KR20200035793A - 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체 - Google Patents

진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인 비행체에 장착되어 무인 비행체 본체의 진동, 무인 비행체의 비행에 따른 짐벌의 진동을 완화시킬 수 있는 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체에 관한 것으로,
본 발명의 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체는,
복수개의 제1 지지부재가 형성되며, 무인 비행체의 하부에 장착되기 위한 체결 구조가 형성된 장착 플레이트; 복수개의 제2 지지부재가 형성되며, 카메라 리그를 지지하는 지지봉이 삽입되는 삽입공이 형성된 지지 플레이트; 및, 상기 제1 지지부재와 상기 제2 지지부재를 교대로 접촉하도록 형성되어, 상기 삽입공에 삽입된 지지봉에 의해 상기 지지 플레이트가 하방향으로 이동할 때, 상기 지지 플레이트를 탄성 지지하는 탄성 밴드를 포함한다.

Description

진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체 {Gimbal support structure for vibration reduction}
본 발명은 짐벌 지지 구조체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무인 비행체에 장착되어 무인 비행체 본체의 진동, 무인 비행체의 비행에 따른 짐벌의 진동을 완화시킬 수 있는 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 공중 영상 촬영을 위해서는 유인 비행체와 조종사와 항공 촬영을 위해 특별히 제작된 고가의 영상 촬영 장비를 탑재하여 실시하므로, 매우 고가이며 별도의 비행장 등이 필요하였다. 이에 비해 드론과 같은 무인 비행체 등에 의한 공중 영상 촬영은 비교적 적은 장비와 인력으로 운영이 가능하여 소규모 공중 영상 촬영시 많이 활용되고 있다.
그러나, 무인 비행체, 예를 들어, 드론(Drone)이나 헬리캠(Helicam)에 의한 공중 영상 촬영은 지상 조종사의 조종 능력에 따라 영상의 품질이 달라지며 무엇보다도, 탑재할 수 있는 탑재 중량에 한계가 있어서 고품질 영상 장비의 탑재 활용이 힘들다는 단점이 있다. 드론으로 공중 영상을 촬영하기 위해서는 드론과 카메라를 장착할 수 있는 카메라 짐벌 장치가 필요하며, 이 짐벌 장치의 조종 또한 공중 영상을 획득하는데 있어서 중요한 요소를 차지한다.
현재까지의 무인 비행체에 의한 공중 촬영 방법은 무인 비행체 조종사와는 별도로 무인 비행체에 탑재된 짐벌을 조종하는 지상 조종사가 별도로 요구된다. 무인 비행체의 짐벌에 장착된 카메라의 시선을 지상의 짐벌 조종사에 의해 수동으로 조종하여 촬영 대상물을 추적하며 촬영한다. 카메라의 촬영 각도를 조절하기 위해 지상 짐벌 조종사는 현재 카메라가 주시하고 있는 시선에서 촬영된 영상을 볼 수 있도록 별도의 소형 카메라를 장착하여 이 카메라의 영상을 지상으로 전송하여 액정디스플레이 등에 나타난 영상을 지상조종사가 보면서 촬영 각도를 조절한다.
한편, 카메라를 짐벌에 장착하고, 드론 등과 같은 무인 비행체를 이용하여 공중 영상을 촬영할 때, 무인 비행체의 프로펠러 움직임에 의해 발생하는 진동, 바람 등 공기의 움직임에 의해 무인 비행체에 전달되는 진동, 무인 비행체의 비행에 따른 짐벌의 진동 등은 짐벌을 통해 카메라로 전달된다. 따라서, 카메라에 의해 획득되는 영상 이미지에는 진동에 의한 떨림이 반영되어 고품질의 영상 이미지를 얻지 못하는 단점이 있다.
한국등록특허 10-1610802호
본 발명은 무인 비행체에 장착되어 무인 비행체 본체의 진동, 무인 비행체의 비행에 따른 짐벌의 진동을 완화시킬 수 있는 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체는,
복수개의 제1 지지부재가 형성되며, 무인 비행체의 하부에 장착되기 위한 체결 구조가 형성된 장착 플레이트; 복수개의 제2 지지부재가 형성되며, 카메라 리그를 지지하는 지지봉이 삽입되는 삽입공이 형성된 지지 플레이트; 및, 상기 제1 지지부재와 상기 제2 지지부재를 교대로 접촉하도록 형성되어, 상기 삽입공에 삽입된 지지봉에 의해 상기 지지 플레이트가 하방향으로 이동할 때, 상기 지지 플레이트를 탄성 지지하는 탄성 밴드를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체에 있어서, 상기 장착 플레이트의 중앙에는 상기 지지 플레이트의 면적보다 큰 면적의 중공홀이 형성되며, 상기 지지 플레이트에는 방사 방향으로 돌출된 돌출부가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체에 있어서, 상기 복수개의 제1 지지부재는 상기 장착 플레이트의 내측 테두리 부분에서 수직 방향으로 형성되고, 상기 복수개의 제2 지지부재는 상기 돌출부에서 수직 방향으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체에 있어서, 상기 복수개의 제1 지지부재가 형성하는 가상의 제1 원과, 상기 복수개의 제2 지지부재가 형성하는 가상의 제2 원은 동심원을 이루며, 상기 제2 원은 상기 제1 원의 내측에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체에 있어서, 상기 탄성 밴드는 톱니 바퀴 형상을 이루면서 상기 제1 지지부재와 상기 제2 지지부재를 교대로 접촉할 수 있다.
기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 무인 비행체에 장착되어 무인 비행체 본체의 진동, 무인 비행체의 비행에 따른 짐벌의 진동을 완화시킬 수 있다. 따라서, 카메라에 의해 획득되는 영상 이미지는 진동에 의한 떨림이 저감되어 고품질의 영상 이미지를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체가 도시된 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체의 동작 과정이 도시된 동작 상태도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체가 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체가 도시된 사시도이다. 도면에서 짐벌 지지 구조체 하부에 무인 비행체가 위치하고, 상부에 카메라 리그 및 이를 지지하는 지지봉이 위치한다. 즉, 도면에 도시된 짐벌 지지 구조체는 설명의 편의를 위해 상하 반전된 상태이다. 도면을 중심으로 상부/상면/상방향, 하부/하면/하방향 등의 위치 관계를 설명하며, 도면에서 상부/상면/상방향은 실제로는 하부/하면/하방향, 도면에서 하부/하면/하방향은 실제 상부/상면/상방향를 의미한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체(이하, 짐벌 지지 구조체라 함)는, 장착 플레이트(100)와, 지지 플레이트(200)와, 탄성 밴드(300)를 포함한다.
장착 플레이트(100)는 소정의 형상, 예를 들어 원형 형상, 사각형 형상, 무인 비행체의 하부 형상과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 도면에서는 원형 형상을 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
장착 플레이트(100)에는 복수개의 제1 지지부재(110)가 형성된다. 복수개의 제1 지지부재(110)는 장착 플레이트(100)의 상면 또는 하면에 형성될 수 있다. 도 1 및 도 2는 제1 지지부재(110)가 장착 플레이트(100)의 상면에 형성되는 것을 예시하고 있다. 또한, 장착 플레이트(100)의 소정 영역에는 무인 비행체의 하부에 장착되기 위한 체결 구조가 형성된다. 도 1 및 도 2에서는 나사 결합을 위한 체결공(120)을 예시하고 있다.
장착 플레이트(100)의 중앙에는 중공홀(130)이 형성될 수 있다. 중공홀(130)이 형성되는 경우, 장착 플레이트(100)는 원형 링 형상으로 형성된다. 중공홀(130)은, 짐벌 지지 구조체의 조립 용이성 및 지지 플레이트(200)의 이동 공간 확보 측면에서, 지지 플레이트(200)의 면적보다 큰 면적으로 형성되는 것이 바람직하다.
복수개의 제1 지지부재(110)는 장착 플레이트(100)의 내측 테두리 부분에서 상방향 또는 하방향으로 형성될 수 있다. 여기서, 내측 테두리 부분이란, 링 형상의 장착 플레이트(100) 내주면과 내주면에 인접한 상면 하면의 일부를 의미한다. 도 1 및 도 2에서는 복수개의 제1 지지부재(110)가 상방향으로 형성된 것을 예시하고 있다.
지지 플레이트(200)는 소정의 형상, 예를 들어 원형 형상, 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 도면에서는 돌출부(230)가 형성된 다각형 형상을 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 또한 돌출부(230)는 필수적인 것은 아니다.
지지 플레이트(200)에는 복수개의 제2 지지부재(210)가 형성된다. 복수개의 제2 지지부재(210)는 지지 플레이트(200)의 상면 또는 하면에 형성될 수 있다. 도 1은 제2 지지부재(210)가 지지 플레이트(200)의 상면에 형성되는 것을 예시하고 있고, 도 2는 제2 지지부재(210)가 지지 플레이트(200)의 하면에 형성되는 것을 예시하고 있다.
지지 플레이트(200)의 중앙에는 삽입공(220)이 형성된다. 삽입공(220)에는 카메라 리그를 지지하는 지지봉이 삽입된다. 삽입공(220) 주변에는 지지봉의 플랜지 부분을 나사 체결하기 위한 체결공이 형성될 수 있다.
지지 플레이트(200)에는 방사 방향으로 돌출된 돌출부(230)가 형성될 수 있다. 복수개의 제2 지지부재(210)는 돌출부(230)에서 상방향(도 1 참조) 또는 하방향(도 2 참조)으로 형성될 수 있다.
복수개의 제1 지지부재(110) 및 제2 지지부재(210)는 탄성 밴드(300)가 걸쳐질 수 있는 형상으로 형성된다. 도면에서는 “ㄷ” 형상을 예시하고 있으나, “ㅁ” 형상, “ㅇ” 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
복수개의 제1 지지부재(110)가 형성하는 가상의 제1 원과, 복수개의 제2 지지부재(210)가 형성하는 가상의 제2 원은 동심원을 이루며, 가상의 제2 원은 가상의 제1 원 내측에 형성되는 것이 바람직하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 장착 플레이트(100)와 지지 플레이트(200)는 실질적으로 동일한 높이로 형성될 수 있다. 즉, 장착 플레이트(100)와 지지 플레이트(200)는 동일한 가상의 평면에 위치할 수 있다. 또는, 도 2에 도시된 바와 같이, 장착 플레이트(100)와 지지 플레이트(200)는 다른 높이로 형성될 수 있다. 즉, 장착 플레이트(100)가 지지 플레이트(200) 보다 높은 위치에 형성되거나 낮은 높이에 형성될 수 있다. 도 2는 장착 플레이트(100)가 지지 플레이트(200) 보다 낮은 위치에 형성된 것을 예시하고 있다.
장착 플레이트(100)와 지지 플레이트(200)의 높이 관계, 복수개의 제1 지지부재(110)와 복수개의 제2 지지부재(210)의 형성 방향은 설계에 따라 다양하게 설정할 수 있으며, 본 발명은 특정 높이 관계, 특정 형성 방향에 한정되지 않는다.
탄성 밴드(300)는 하중에 의해 늘어나거나 줄어들 수 있는 탄성이 있는 소재로 이루어진다. 예를 들어, 탄성 밴드(300)는 실리콘 또는 고무로 이루어 질 수 있다. 탄성 밴드(300)는 톱니 바퀴 형상을 이루면서 제1 지지부재(110)와 제2 지지부재(210)를 교대로 접촉하도록 형성된다. 탄성 밴드(300)가 톱니 바퀴 형상으로 형성되므로써, 지지 플레이트(200)에 삽입되는 지지봉의 하중을 분산시켜서 탄성 밴드(300)의 하중 부하를 감소시킬 수 있게 된다.
탄성 밴드(300)는 지지 플레이트(200)의 삽입공(220)에 삽입된 지지봉에 의해 지지 플레이트(200)가 하방향으로 이동할 때, 지지 플레이트(200)를 탄성 지지한다.
다음으로, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체의 동작 과정을 설명한다. 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체의 동작 과정이 도시된 동작 상태도이다. 도 3 내지 도 5에서 상측의 도면은 짐벌 지지 구조체를 간략히 도시한 평면도이고, 하측의 도면은 짐벌 지지 구조체의 측면을 간략히 도시한 측면도이다.
짐벌 지지 구조체의 상부에는 무인 비행체(예를 들어, 드론)가 위치하며, 짐벌 지지 구조체는 장착 플레이트(100)의 체결공(120)을 통해 무인 비행체와 체결된다. 도 3 내지 도 5에서는 제1 지지부재(110) 및 제2 지지부재(210)가 장착 플레이트(100) 및 지지 플레이트(200)의 상면에 형성된 것을 예시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 제1 지지부재(110) 및 제2 지지부재(210)는 장착 플레이트(100) 및 지지 플레이트(200)의 하면에 형성될 수 있다.
도 3은 무인 비행체의 정상 비행시, 짐벌 지지 구조체의 동작 상태를 예시한다. 무인 비행체의 정상 비행시란, 외부의 바람 등의 영향을 받지 않거나, 무인 비행체가 등속 운동을 하는 등의 상태이다. 이 상태에서는 짐벌 지지 구조체에 실질적인 외력이 가해지지 않아서 카메라 리그를 지지하는 지지봉(S)가 수직 방향을 유지한다. 이 경우, 탄성 밴드(300)는 원형 상태를 유지한다.
도 4는 무인 비행체의 비정상 비행시, 짐벌 지지 구조체의 동작 상태를 예시한다. 무인 비행체의 비정상 비행시란, 외부의 바람 등의 영향을 받거나, 무인 비행체가 가속 운동, 방향 전환을 하는 등의 상태이다. 이 상태에서는 짐벌 지지 구조체는 외력/가속 등에 의해 수직 방향을 유지하지 못하고, 소정의 각도로 기울어지게 된다. 이 경우, 탄성 밴드(300)의 일부는 늘어나고 일부는 줄어들면서 지지봉(S)의 급격한 변화를 완화시키게 되고, 이에 따라 지지봉(S)에 연결 체결된 카메라 리그에 전달되는 진동도 완화시키게 된다.
도 5는 무인 비행체가 비정상 비행에서 정상 비행으로 복귀하는 과정으로, 외부의 바람 등의 영향이 없어지거나, 무인 비행체의 가속이 완료되거나 방향 전환 완료 등의 상태이다. 탄성 밴드(300)의 복원력에 의해 지지봉(S)은 서서히 수직 방향으로 복귀하게 된다.
상기와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체에 의하면, 무인 비행체에 장착되어 무인 비행체 본체의 진동, 무인 비행체의 비행에 따른 짐벌의 진동을 완화시킬 수 있다. 따라서, 카메라에 의해 획득되는 영상 이미지는 진동에 의한 떨림이 저감되어 고품질의 영상 이미지를 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100 : 장착 플레이트 110 : 제1 지지부재
200 : 지지 플레이트 210 : 제2 지지부재
300 : 탄성 밴드

Claims (5)

  1. 복수개의 제1 지지부재가 형성되며, 무인 비행체의 하부에 장착되기 위한 체결 구조가 형성된 장착 플레이트;
    복수개의 제2 지지부재가 형성되며, 카메라 리그를 지지하는 지지봉이 삽입되는 삽입공이 형성된 지지 플레이트; 및,
    상기 제1 지지부재와 상기 제2 지지부재를 교대로 접촉하도록 형성되어, 상기 삽입공에 삽입된 지지봉에 의해 상기 지지 플레이트가 하방향으로 이동할 때, 상기 지지 플레이트를 탄성 지지하는 탄성 밴드
    를 포함하는 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 장착 플레이트의 중앙에는 상기 지지 플레이트의 면적보다 큰 면적의 중공홀이 형성되며, 상기 지지 플레이트에는 방사 방향으로 돌출된 돌출부가 형성되는 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수개의 제1 지지부재는 상기 장착 플레이트의 내측 테두리 부분에서 수직 방향으로 형성되고, 상기 복수개의 제2 지지부재는 상기 돌출부에서 수직 방향으로 형성되는 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 제1 지지부재가 형성하는 가상의 제1 원과, 상기 복수개의 제2 지지부재가 형성하는 가상의 제2 원은 동심원을 이루며, 상기 제2 원은 상기 제1 원의 내측에 형성되는 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성 밴드는 톱니 바퀴 형상을 이루면서 상기 제1 지지부재와 상기 제2 지지부재를 교대로 접촉하는 진동 저감을 위한 짐벌 지지 구조체.
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KR20140004877U (ko) * 2013-02-25 2014-09-03 정찬주 방진 부재 및 이를 구비하는 카메라 짐벌 방진 댐퍼
KR101610802B1 (ko) 2015-02-04 2016-04-11 주식회사 공간정보 짐벌 체결용 무인비행시스템

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