KR20200128895A - Unmanned aerial vehicle - Google Patents

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KR20200128895A
KR20200128895A KR1020190053002A KR20190053002A KR20200128895A KR 20200128895 A KR20200128895 A KR 20200128895A KR 1020190053002 A KR1020190053002 A KR 1020190053002A KR 20190053002 A KR20190053002 A KR 20190053002A KR 20200128895 A KR20200128895 A KR 20200128895A
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propeller
unmanned aerial
aerial vehicle
thrust
rotation axis
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KR1020190053002A
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최혁렬
송승환
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an unmanned aerial vehicle, which includes: a first propeller; a second propeller arranged to be spaced apart from the first propeller so that a rotating shaft is parallel to a rotating shaft of the first propeller; an angle adjusting part rotating at least one of the first propeller and the second propeller around a direction across the rotating shaft; a control part controlling operations of the first propeller, the second propeller and the angle adjusting part; and a battery supplying power to the first propeller, the second propeller, the angle adjusting part and the control part. Accordingly, the unmanned aerial vehicle can be formed in a simple structure and enable long-time flight.

Description

무인비행체{Unmanned aerial vehicle}Unmanned aerial vehicle

본 발명은 무인비행체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단순한 구조로 이루어지며 장시간 비행이 가능한 무인비행체에 관한 것이다.The present invention relates to an unmanned aerial vehicle, and more particularly, to an unmanned aerial vehicle that has a simple structure and is capable of flying for a long time.

무인비행체, 일명 드론은 사람이 타지 않고 무선전파의 유도에 의해 운용되는 비행체로서, 개발 초기에는 군사적인 용도로 사용되었으나, 현재는 촬영, 화물 운송, 시설물의 모니터링 또는 오락 등의 다양한 목적을 위해 사용되고 있다.An unmanned aerial vehicle, also known as a drone, is an unmanned aerial vehicle that is operated by induction of radio waves, and was used for military purposes in the early stages of development, but is now used for various purposes such as shooting, freight transport, facility monitoring or entertainment. have.

무인비행체의 실용적인 활용을 위해서는 다양한 모드로 비행을 할 수 있고 비행 가능한 시간이 긴 것이 바람직하다. 그런데 이러한 필요를 충족시키기 위하여 무인비행체의 구성 부재를 추가하거나 배터리의 용량을 증가시키게 되면 오히려 무인비행체의 무게가 증가하게 되어 비행 가능한 시간은 크게 향상되지 못하는 문제점이 있다.For practical use of the unmanned aerial vehicle, it is desirable to be able to fly in various modes and to have a long flight time. However, if a constituent member of the unmanned aerial vehicle is added or the capacity of the battery is increased in order to meet this need, the weight of the unmanned aerial vehicle is rather increased, and thus the available flight time is not significantly improved.

예를 들어, 공개번호 제10-2017-0040520의 '공기보다 가벼운 기체를 채운 기구를 장착하여 부력을 추가로 확보하는 형태의 드론'과 같은 종래기술에서는 헬륨이나 수소 등과 같이 가벼운 기체가 주입된 기구를 활용하여 무인비행체에 부력이 작용하도록 함으로써 비행시간의 증가를 꾀하기도 한다.For example, in the prior art such as'drone in the form of securing additional buoyancy by mounting a device filled with a gas lighter than air' of Publication No. 10-2017-0040520, a device in which light gas such as helium or hydrogen is injected It also attempts to increase the flight time by making the unmanned aerial vehicle a buoyant force.

그러나 상기한 종래기술과 같은 형태의 무인비행체는 기구 상에 프로펠러가 단순히 장착된 형태로 형성되어 기구가 프로펠러의 동작을 위한 공기의 흐름을 방해하게 됨으로써 오히려 비행의 효율을 떨어뜨릴 수 있다.However, the unmanned aerial vehicle in the form of the prior art described above is formed in a form in which a propeller is simply mounted on the device, so that the device interferes with the flow of air for the operation of the propeller, thereby reducing the efficiency of flight.

KRKR 10-2017-004052010-2017-0040520 AA KRKR 10-2015-005520210-2015-0055202 AA

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 무인비행체를 최대한 간단하게 구성하여 무인비행체의 무게를 가볍게 할 수 있으면서도 다양한 모드로 비행이 가능한 무인비행체를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, and to provide an unmanned aerial vehicle capable of flying in various modes while being able to lighten the weight of the unmanned aerial vehicle by configuring the unmanned aerial vehicle as simple as possible.

그리고 기구를 구비하는 경우에도 기구와 프로펠러 각각의 효과가 십분 발휘될 수 있도록 한 무인비행체를 제공하고자 한다.In addition, even when a mechanism is provided, it is intended to provide an unmanned aerial vehicle so that the effects of the mechanism and the propeller can be fully exhibited.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 제1 프로펠러; 상기 제1 프로펠러의 회전축과 회전축이 나란하도록 상기 제1 프로펠러에서 이격되어 배치되는 제2 프로펠러; 상기 제1 프레펄러와 상기 제2 프로펠러 중 적어도 어느 하나를 회전축과 교차하는 방향을 기준으로 회전시키는 각도 조절부; 상기 제1 프로펠러, 상기 제2 프로펠러 및 상기 각도 조절부의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제1 프로펠러, 상기 제2 프로펠러, 상기 각도 조절부 및 상기 제어부에 전원을 공급하는 배터리;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무인비행체에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, a first propeller; A second propeller spaced apart from the first propeller so that the rotation shaft and the rotation shaft of the first propeller are parallel to each other; An angle adjusting unit for rotating at least one of the first and second propellers based on a direction crossing a rotation axis; A control unit for controlling the operation of the first propeller, the second propeller, and the angle adjustment unit; And a battery for supplying power to the first propeller, the second propeller, the angle adjustment unit, and the control unit.

상기 각도 조절부는 상기 제1 프레펄러와 상기 제2 프로펠러 각각을 회전축과 교차하는 방향을 기준으로 회전시킬 수 있다.The angle adjusting unit may rotate each of the first preperler and the second propeller based on a direction crossing a rotation axis.

서로 나란한 2개의 관통홀을 구비하며 공기보다 가벼운 기체가 채워지는 기구부를 더 포함하고, 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러는 상기 관통홀에 하나씩 배치되는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a mechanism having two through-holes parallel to each other and filled with a gas lighter than air, wherein the first propeller and the second propeller are disposed one by one in the through-hole.

상기 제어부와 상기 배터리는 상기 기구부의 하단 중앙에 고정되는 것이 바람직하다.It is preferable that the control unit and the battery are fixed at the center of the lower end of the mechanism.

상기 관통홀의 내주면 둘레를 따라서는 원형의 프레임이 구비되고, 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러는 상기 프레임에 고정되는 것이 바람직하다.It is preferable that a circular frame is provided along an inner circumferential surface of the through hole, and the first propeller and the second propeller are fixed to the frame.

상기 제어부는, 각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러를 회전시켜 무인비행체가 상하방향 중 일방향으로 이동하고, 각 회전축의 타방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러를 회전시켜 무인비행체가 상하방향 중 타방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.The control unit rotates the first propeller and the second propeller to generate thrust in one direction of each rotation shaft, so that the unmanned aerial vehicle moves in one of the vertical directions, and the first propeller so that thrust is generated in the other direction of each rotation shaft. And by rotating the second propeller it is possible to control the unmanned aerial vehicle to move in the other direction of the vertical direction.

상기 제어부는, 각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러를 회전시키되 어느 하나의 속도를 더 빠르게 하여 무인비행체가 전후방향 중 일방향으로 이동하고, 각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러를 회전시키되 다른 하나의 속도를 더 빠르게 하여 무인비행체가 전후방향 중 타방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.The control unit rotates the first propeller and the second propeller so that thrust is generated in one direction of each rotation axis, but by increasing either speed, the unmanned aerial vehicle moves in one direction among the front and rear directions, and thrust is generated in one direction of each rotation axis. The first propeller and the second propeller are rotated so that this occurs, but the other speed is increased so that the unmanned aerial vehicle moves in the other direction among the front and rear directions.

상기 제어부는, 상기 각도 조절부로 상기 제1 프로펠러의 회전축을 좌우방향 중 일측으로 기울어지게 한 상태에서 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러를 회전시키고 상기 각도 조절부로 상기 제2 프로펠러의 회전축을 좌우방향 중 타측으로 기울어지게 한 상태에서 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제2 프로펠러를 회전시켜 무인비행체가 좌우방향 중 일측으로 방향 전환되며, 상기 각도 조절부로 상기 제1 프로펠러의 회전축을 좌우방향 중 타측으로 기울어지게 한 상태에서 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러를 회전시키고 상기 각도 조절부로 상기 제2 프로펠러의 회전축을 좌우방향 중 일측으로 기울어지게 한 상태에서 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제2 프로펠러를 회전시켜 무인비행체가 좌우방향 중 타측으로 방향 전환되도록 제어할 수 있다.The control unit rotates the first propeller so that thrust is generated in one direction of the rotation axis in a state in which the rotation axis of the first propeller is inclined to one of the left and right directions by the angle adjustment unit, and the rotation axis of the second propeller by the angle adjustment unit The second propeller is rotated so that thrust is generated in one direction of the rotating shaft in a state in which it is inclined to the other side of the left and right directions, so that the unmanned aerial vehicle is changed to one of the left and right directions, and the rotation axis of the first propeller is left and right with the angle adjustment unit. Thrust in one direction of the rotation shaft in a state in which the first propeller is rotated so that thrust is generated in one direction of the rotation shaft while inclined to the other of the directions, and the rotation shaft of the second propeller is inclined to one of the left and right directions by the angle adjusting part. By rotating the second propeller so that this occurs, it is possible to control the unmanned aerial vehicle to be switched to the other side of the left and right directions.

상기 제어부는, 상기 각도 조절부로 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러의 회전축을 좌우방향 중 일측으로 기울어지게 한 상태에서 각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러를 회전시켜 무인비행체가 좌우방향 중 일방향으로 이동하도록 하고, 상기 각도 조절부로 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러의 회전축을 좌우방향 중 타측으로 기울어지게 한 상태에서 각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러를 회전시켜 무인비행체가 좌우방향 중 타방향으로 이동하도록 하도록 제어할 수 있다.The control unit rotates the first propeller and the second propeller so that thrust is generated in one direction of each rotation shaft in a state in which the rotation shafts of the first propeller and the second propeller are inclined to one of the left and right directions by the angle adjustment unit. So that the unmanned aerial vehicle moves in one direction among the left and right directions, and the rotation axis of the first propeller and the second propeller is inclined to the other side of the left and right directions by the angle adjustment unit, and the thrust is generated in one direction of each rotation axis. It is possible to control the unmanned aerial vehicle to move in the other direction among the left and right directions by rotating the 1 propeller and the second propeller.

본 발명에 의한 무인비행체는 구성이 단순함에도 불구하고 프로펠러들의 회전 방향, 속도, 회전축 방향을 조절함으로써 다양한 상태로 비행하는 것이 가능하다.Despite the simple configuration of the unmanned aerial vehicle according to the present invention, it is possible to fly in various states by adjusting the rotation direction, speed, and rotation axis direction of the propellers.

무인비행체를 이루는 구성의 단순함은 무인비행체가 경량으로 형성될 수 있도록 하여 무인비행체의 비행 시간을 증가시킬 수 있다.The simplicity of the configuration of the unmanned aerial vehicle can increase the flight time of the unmanned aerial vehicle by allowing the unmanned aerial vehicle to be formed in a light weight.

본 발명에 의한 무인비행체가 기구부를 더 구비하면, 부력에 의해 무인비행체의 비행 효율을 높임으로써 비행 시간을 더 증가시킬 수 있으며, 무인비행체가 사람 등과 충돌하더라도 사람 등이 다치거나 무인비행체가 파손될 가능성이 적다.If the unmanned aerial vehicle according to the present invention is further equipped with a mechanism, the flight time can be further increased by increasing the flight efficiency of the unmanned aerial vehicle by buoyancy, and even if the unmanned aerial vehicle collides with a person, there is a possibility that the unmanned aerial vehicle is injured or the unmanned aerial vehicle is damaged. This is less.

도 1은 본 발명에 의한 무인비행체의 전체 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 무인비행체의 상면도,
도 3은 본 발명에 의한 무인비행체를 구성하는 각도 조절부에 관한 설명도,
도 4 내지 도 7은 본 발명에 의한 무인비행체의 비행 상태에 따른 제1 프로펠러, 제2 프로펠러 및 각도 조절부에 관한 설명도이다.1 is an overall perspective view of an unmanned aerial vehicle according to the invention,
2 is a top view of the unmanned aerial vehicle according to the present invention,
3 is an explanatory diagram of an angle adjustment unit constituting an unmanned aerial vehicle according to the present invention,
4 to 7 are explanatory diagrams of a first propeller, a second propeller, and an angle adjustment unit according to a flight state of an unmanned aerial vehicle according to the present invention.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명에 의한 무인비행체(1)의 전체적인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 무인비행체(1)를 상부에서 바라본 모습이 도시되어 있다.FIG. 1 is a perspective view of an unmanned aerial vehicle 1 according to the present invention, and FIG. 2 shows a view of an unmanned aerial vehicle 1 according to the present invention from above.

본 발명에 의한 무인비행체(1)는 제1 프로펠러(10), 제2 프로펠러(20), 각도 조절부(30), 제어부(40) 및 배터리(50)를 포함하여 이루어진다.The unmanned aerial vehicle 1 according to the present invention includes a first propeller 10, a second propeller 20, an angle adjustment unit 30, a control unit 40, and a battery 50.

제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)는 고속으로 회전하여 추진력을 발생시키는 구성으로서, 각각의 회전축이 서로 나란하도록 이격되어 배치된다. 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)는 도면에서와 같이 각각 2개의 날개를 구비할 수도 있고, 3개 이상의 날개를 구비할 수도 있다.The first propeller 10 and the second propeller 20 are configured to rotate at a high speed to generate a propulsion force, and are arranged so that the respective rotation shafts are parallel to each other. As shown in the drawing, the first propeller 10 and the second propeller 20 may each have two blades, or may have three or more blades.

각도 조절부(30)는 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20) 중 적어도 어느 하나를 회전축과 교차하는 방향을 기준으로 회전시키는 역할을 한다. 이러한 각도 조절부(30)에 의해 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)의 추진력 방향을 조절하는 것이 가능하다.The angle adjustment unit 30 serves to rotate at least one of the first propeller 10 and the second propeller 20 based on a direction crossing the rotation axis. It is possible to adjust the direction of the propulsion force of the first propeller 10 and the second propeller 20 by the angle adjusting part 30.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)는 각 회전축과 직각을 이루는 방향으로 형성된 막대형상의 부재(72) 상에 배치되고, 각도 조절부(30)로서의 서보모터(31)는 상기 막대형상 부재(72)를 길이방향을 기준으로 회전시켜 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)를 회전축과 교차하는 방향을 기준으로 회전시킬 수 있다.As shown in FIG. 3, the first propeller 10 and the second propeller 20 are disposed on a rod-shaped member 72 formed in a direction perpendicular to each rotation axis, and serve as the angle adjusting part 30. The servomotor 31 may rotate the rod-shaped member 72 based on the longitudinal direction to rotate the first propeller 10 and the second propeller 20 based on a direction crossing the rotation axis.

제어부(40)는 제1 프로펠러(10), 제2 프로펠러(20) 및 각도 조절부(30)의 동작을 제어한다. 즉, 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)의 회전 방향을 조절하여 무인비행체(1)의 상하 방향 이동을 제어하고, 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)의 회전 속도를 조절하여 무인비행체(1)의 전후 방향 이동이나 추진력의 크기를 제어한다. 그리고 각도 조절부(30)로 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)의 회전축 각도를 조절하여 무인비행체(1)의 좌우 방향 이동이나 요잉(yawing) 동작을 제어한다.The control unit 40 controls the operation of the first propeller 10, the second propeller 20, and the angle adjustment unit 30. That is, by controlling the rotation direction of the first propeller 10 and the second propeller 20 to control the vertical movement of the unmanned aerial vehicle 1, the rotation speed of the first propeller 10 and the second propeller 20 By controlling the unmanned aerial vehicle (1), the amount of propulsion or movement in the forward and backward directions is controlled. In addition, the angle adjustment unit 30 controls the rotational axis angles of the first propeller 10 and the second propeller 20 to control the horizontal movement or yawing operation of the unmanned aerial vehicle 1.

배터리(50)는 제1 프로펠러(10), 제2 프로펠러(20), 각도 조절부(30) 및 제어부(40)에 전원을 공급하여 무인비행체(1)가 작동할 수 있도록 한다. 배터리(50)는 탈착 가능한 충전식으로 이루어지는 것이 비행 중단을 시간을 줄이고 경제성을 높이는 측면에서 유리하다.The battery 50 supplies power to the first propeller 10, the second propeller 20, the angle adjustment unit 30, and the control unit 40 so that the unmanned aerial vehicle 1 can operate. The battery 50 is made of a detachable rechargeable type, which is advantageous in terms of reducing the time to stop the flight and increasing the economy.

이러한 본 발명의 무인비행체(1)는 프로펠러를 단 2개 구비하여 구성이 단순함에도 불구하고 프로펠러들의 회전 방향, 속도, 회전축 방향을 조절함으로써 다양한 상태로 비행하는 것이 가능하다.The unmanned aerial vehicle 1 of the present invention has only two propellers, and although the configuration is simple, it is possible to fly in various states by adjusting the rotation direction, speed, and rotation axis direction of the propellers.

그리고 무인비행체(1)를 이루는 구성의 단순함은 무인비행체(1)가 경량으로 형성될 수 있도록 하여 무인비행체(1)의 비행 시간을 증가시킬 수 있다.And the simplicity of the configuration constituting the unmanned aerial vehicle 1 can increase the flight time of the unmanned aerial vehicle 1 by allowing the unmanned aerial vehicle 1 to be formed at a light weight.

각도 조절부(30)가 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20) 중 어느 하나의 회전축 방향을 조절하는 경우에는 무인비행체(1)의 중량을 최소화할 수 있고, 각도 조절부(30)가 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20) 모두의 회전축 방향을 조절하는 경우에는 무인비행체(1)가 보다 다양한 상태로 비행할 수 있다.When the angle adjustment unit 30 adjusts the direction of the rotation axis of any one of the first propeller 10 and the second propeller 20, the weight of the unmanned aerial vehicle 1 can be minimized, and the angle adjustment unit 30 When the direction of the rotational axis of both the first propeller 10 and the second propeller 20 is adjusted, the unmanned aerial vehicle 1 can fly in more various states.

본 발명에 의한 무인비행체(1)는 기구부(60)를 더 포함할 수 있다.The unmanned aerial vehicle 1 according to the present invention may further include a mechanism unit 60.

기구부(60)는 내부에 헬륨이나 수소 등과 같이 공기보다 가벼운 기체가 채워지는 공간을 가지는 얇은 막으로 형성되어 부력에 의해 무인비행체(1)의 비행 효율을 높임으로써 비행 시간을 증가시키게 된다.The mechanism unit 60 is formed of a thin film having a space filled with a gas lighter than air, such as helium or hydrogen, and increases flight time by increasing the flight efficiency of the unmanned aerial vehicle 1 by buoyancy.

기구부(60)는 보다 구체적으로 기구의 몸체를 상하로 관통하며 서로 나란하게 형성되는 2개의 관통홀(61)을 구비하고, 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)가 관통홀(61)에 하나씩 배치된다. 이에 따라, 기구부(60)가 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)에 의한 공기의 흐름을 방해하지 않을 뿐만 아니라 오히려 기구부(60)의 표면이 코안다 효과를 발생시켜 무인비행체(1)의 비행 효율을 더욱 증가시키게 된다.The mechanism part 60 is more specifically provided with two through holes 61 that penetrate the body of the device vertically and are formed parallel to each other, and the first propeller 10 and the second propeller 20 are provided with the through holes 61 ) Are placed one by one. Accordingly, the mechanism unit 60 not only does not interfere with the flow of air by the first propeller 10 and the second propeller 20, but rather, the surface of the mechanism unit 60 generates a Coanda effect, so that the unmanned aerial vehicle 1 ) Will further increase the flight efficiency.

그리고 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)가 관통홀(61) 내에 배치되어 무인비행체(1)의 외측면에서 돌출되지 않으므로 무인비행체(1)가 사람 등과 충돌하더라도 사람 등이 다치거나 무인비행체(1)가 파손될 가능성이 적고, 프로펠러가 회전하면서 발생하는 소음이 기구부(60)에 의해 차단되어 실내 비행에도 적합하다.In addition, since the first propeller 10 and the second propeller 20 are disposed in the through hole 61 and do not protrude from the outer surface of the unmanned aerial vehicle 1, even if the unmanned aerial vehicle 1 collides with a person, etc. The unmanned aerial vehicle 1 is less likely to be damaged, and noise generated while the propeller rotates is blocked by the mechanism unit 60, making it suitable for indoor flight.

관통홀(61)의 내주면 둘레를 따라서는 원형의 프레임(71)이 구비되고, 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)는 프레임(71)에 고정되는 것이 바람직하다.A circular frame 71 is provided along the periphery of the inner circumferential surface of the through hole 61, and the first propeller 10 and the second propeller 20 are preferably fixed to the frame 71.

프레임(71)은 기구부(60)와는 달리 경질(硬質) 재료로 이루어져 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)가 기구부(60) 상의 일정한 위치에 고정될 수 있도록 하며, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)를 프레임(71)의 중심에 배치하여 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)가 회전하면서 기구부(60)를 손상시키지 않도록 할 수 있다.The frame 71 is made of a hard material unlike the mechanism part 60 so that the first propeller 10 and the second propeller 20 can be fixed at a certain position on the mechanism part 60, as shown in FIG. As described above, by arranging the first propeller 10 and the second propeller 20 in the center of the frame 71, the first propeller 10 and the second propeller 20 rotate to prevent damage to the mechanical part 60. Can be avoided.

제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)는 프레임(71)의 직경 방향으로 형성되는 막대형성 부재(72)를 통해 프레임(71)에 고정될 수 있으며, 각도 조절부(30)로서의 서보모터(31)는 프레임(71)에 고정되어 막대형상 부재(72)를 회전시킴으로써 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)의 회전축 각도를 조절해줄 수 있다.The first propeller 10 and the second propeller 20 may be fixed to the frame 71 through a rod-forming member 72 formed in the radial direction of the frame 71, and serve as the angle adjusting unit 30. The motor 31 is fixed to the frame 71 and rotates the rod-shaped member 72 to adjust the angles of the rotation axes of the first propeller 10 and the second propeller 20.

제어부(40)와 배터리(50)는 기구부(60)의 하단 중앙에 고정되는 것이 바람직하다.It is preferable that the control unit 40 and the battery 50 are fixed at the center of the lower end of the mechanism unit 60.

이 경우, 무인비행체(1)의 무게 중심이 기구부(60)의 하단 중앙측에 위치하게 되어 무인비행체(1)가 방향 전환을 하는 경우나 무인비행체(1) 외부에서 바람이 발생한 경우에도 무인비행체(1)가 안정적으로 비행할 수 있다.In this case, the center of gravity of the unmanned aerial vehicle (1) is located at the lower center of the mechanism unit (60), so that even when the unmanned vehicle (1) changes direction or when wind occurs outside the unmanned vehicle (1) (1) Can fly stably.

이하에서는 무인비행체(1)의 다양한 비행 상태를 구현하기 위하여 제어부(40)가 제1 프로펠러(10), 제2 프로펠러(20) 및 각도 조절부(30)를 구체적으로 어떻게 제어하는지에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, to describe how the controller 40 controls the first propeller 10, the second propeller 20, and the angle adjustment unit 30 in detail in order to implement various flight states of the unmanned aerial vehicle 1 do.

참고로, 무인비행체(1)의 비행 상태에 대해 설명하면 상하방향, 전후방향, 좌우방향은 절대적인 것은 아니며, 전후방향은 상하방향에 대해 직각을 이루는 방향이고 좌우방향은 상하방방향과 전후방향에 대해 직각을 이루는 방향인 것으로 이해하면 될 것이다. 마찬가지로 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)가 발생시키는 추력의 방향에 관한 일방향과 타방향은 서로 반대되는 방향으로 이해하면 될 것이다.For reference, when the flight status of the unmanned aerial vehicle 1 is described, the vertical, forward and horizontal directions are not absolute, and the forward and backward directions are at right angles to the up and down directions, and the left and right directions are in the up and down directions and the forward and backward directions It can be understood that it is a direction that is at right angles to each other. Similarly, one direction and the other direction with respect to the direction of the thrust generated by the first propeller 10 and the second propeller 20 may be understood as opposite directions.

도 4에는 무인비행체(1)를 상하방향으로 이동시키는 경우에 관한 설명도가 도시되어 있다. 이 경우에는 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)가 동작하고, 각도 조절부(30)는 동작하지 않는다. 즉, 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)는 회전축이 수직하게 세워진 상태에서 회전하게 된다.4 is an explanatory diagram showing a case of moving the unmanned aerial vehicle 1 in the vertical direction. In this case, the first propeller 10 and the second propeller 20 operate, and the angle adjustment unit 30 does not operate. That is, the first propeller 10 and the second propeller 20 rotate while the rotation axis is vertically erected.

제어부(40)가 각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)를 회전시키면 도 4의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 상부 방향의 추력이 발생하여 무인비행체(1)가 상승하게 되며, 제어부(40)가 각 회전축의 타방향으로 추력이 발생하도록 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)를 회전시키면 도 4의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 하부 방향의 추력이 발생하여 무인비행체(1)가 하강하게 된다.When the control unit 40 rotates the first propeller 10 and the second propeller 20 so that thrust is generated in one direction of each rotation axis, thrust in the upper direction is generated as shown in FIG. The air vehicle 1 is raised, and when the control unit 40 rotates the first propeller 10 and the second propeller 20 so that thrust is generated in the other direction of each rotation axis, as shown in FIG. 4(b) As described above, the thrust in the lower direction is generated and the unmanned aerial vehicle 1 descends.

제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 각 회전축 상에서 동일한 방향으로 추력을 발생시킬 때 서로 반대되는 방향으로 회전하는 것이 바람직하다. 즉, 제1 프로펠러(10)는 일방향으로 회전할 때 상부 방향의 추력을 발생시키고 제2 프로펠러(20)는 타방향으로 회전할 때 상부 방향의 추력을 발생시킬 수 있다. 이 경우, 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)의 회전에 의해 발생하는 힘 중 무인비행체(1) 자체를 회전시키는 힘은 상쇄되어 무인비행체(1)가 불필요하게 제자리에서 회전하는 것을 방지할 수 있다.It is preferable that the first propeller 10 and the second propeller 20 rotate in opposite directions when generating thrust in the same direction on each rotation axis as shown in FIG. 4. That is, when the first propeller 10 rotates in one direction, the thrust in the upper direction may be generated, and when the second propeller 20 rotates in the other direction, the thrust in the upper direction may be generated. In this case, among the forces generated by the rotation of the first propeller 10 and the second propeller 20, the force that rotates the unmanned aerial vehicle 1 itself is canceled to prevent the unmanned aerial vehicle 1 from unnecessarily rotating in place. Can be prevented.

제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)가 서로 반대되는 방향으로 회전하면서 각 회전축 상에서 동일한 방향으로 추력을 발생시키는 것은, 무인비행체(1)가 전후방향으로 이동하는 경우, 좌우방향으로 방향 전환하는 경우 및 좌우방향으로 이동하는 경우에 있어서도 마찬가지이다.When the first propeller 10 and the second propeller 20 rotate in opposite directions and generate thrust in the same direction on each axis of rotation, when the unmanned aerial vehicle 1 moves in the front and rear direction, it is in the left and right direction. The same applies to the case of switching and the case of moving in the left and right direction.

무인비행체(1)를 전후방향으로 이동시키는 경우에도 제어부(40)는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)는 동작하고 각도 조절부(30)는 동작하지 않도록 제어한다.Even when moving the unmanned aerial vehicle 1 in the front and rear direction, the control unit 40 operates as shown in FIG. 5, while the first propeller 10 and the second propeller 20 operate and the angle adjustment unit 30 operates. Control so that it does not.

제어부(40)가 각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)를 회전시키되 후방에 위치하는 제2 프로펠러(20)의 회전 속도가 더 빠르도록 제어하면 도 5의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 무인비행체(1)의 후방에서 더 큰 추력이 발생하여 무인비행체(1)가 전방으로 이동하게 되고, 제어부(40)가 각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)를 회전시키되 전방에 위치하는 제1 프로펠러(10)의 회전 속도가 더 빠르도록 제어하면 도 5의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 무인비행체(1)의 전방에서 더 큰 추력이 발생하여 무인비행체(1)가 후방으로 이동하게 된다.If the control unit 40 rotates the first propeller 10 and the second propeller 20 so that thrust is generated in one direction of each rotation axis, but controls the rotation speed of the second propeller 20 located at the rear to be faster As shown in (a) of 5, a greater thrust is generated from the rear of the unmanned aerial vehicle 1 so that the unmanned aerial vehicle 1 moves forward, and the control unit 40 generates thrust in one direction of each rotation axis. If the first propeller 10 and the second propeller 20 are rotated so that the rotational speed of the first propeller 10 positioned in the front is controlled to be faster, as shown in FIG. 5(b), the unmanned aerial vehicle A greater thrust is generated in front of (1) and the unmanned aerial vehicle (1) moves backward.

무인비행체(1)가 이동하는 방향을 전환시킬 때에는, 즉 요잉(yawing) 동작을 할 때에는 제1 프로펠러(10), 제2 프로펠러(20) 및 각도 조절부(30)가 모두 동작한다.When changing the direction in which the unmanned aerial vehicle 1 moves, that is, when performing a yawing operation, the first propeller 10, the second propeller 20, and the angle adjustment unit 30 all operate.

도 6의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 각도 조절부(30)로 제1 프로펠러(10)의 회전축을 좌측으로 기울어지게 한 상태에서 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 제1 프로펠러(10)를 회전시키고 각도 조절부(30)로 제2 프로펠러(20)의 회전축을 우측으로 기울어지게 한 상태에서 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 제2 프로펠러(20)를 회전시키면, 전방에 위치하는 제1 프로펠러(10)에서는 좌측 방향으로 추력이 발생하고 후방에 위치하는 제2 프로펠러(20)에서는 우측 방향으로 추력이 발생하여 무인비행체(1)가 좌측으로 이동 방향이 전환된다.As shown in (a) of FIG. 6, in a state in which the rotation axis of the first propeller 10 is inclined to the left by the angle adjustment unit 30, the first propeller 10 is moved to generate thrust in one direction of the rotation axis. When the second propeller 20 is rotated so that the rotation axis of the second propeller 20 is inclined to the right by the angle adjustment unit 30 and the second propeller 20 is rotated to generate thrust in one direction of the rotation axis, the first propeller located in the front In (10), thrust is generated in the left direction and thrust is generated in the right direction in the second propeller 20 located at the rear, so that the unmanned aerial vehicle 1 moves to the left.

그리고 도 6의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 각도 조절부(30)로 제1 프로펠러(10)의 회전축을 우측으로 기울어지게 한 상태에서 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 제1 프로펠러(10)를 회전시키고 각도 조절부(30)로 제2 프로펠러(20)의 회전축을 좌측으로 기울어지게 한 상태에서 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 제2 프로펠러(20)를 회전시키면, 전방에 위치하는 제1 프로펠러(10)에서는 우측 방향으로 추력이 발생하고 후방에 위치하는 제2 프로펠러(20)에서는 좌측 방향으로 추력이 발생하여 무인 비행체가 우측으로 이동 방향이 전환된다.And as shown in (b) of Figure 6, the first propeller 10 so that thrust is generated in one direction of the rotation shaft in a state in which the rotation axis of the first propeller 10 is inclined to the right by the angle adjustment unit 30. When the second propeller 20 is rotated so that thrust is generated in one direction of the rotation axis while the rotation axis of the second propeller 20 is inclined to the left by the angle adjustment unit 30, the first The propeller 10 generates thrust in the right direction, and the second propeller 20 located at the rear generates thrust in the left direction, so that the unmanned aerial vehicle moves to the right.

무인비행체(1)가 좌우방향으로 이동할 때에도 제1 프로펠러(10), 제2 프로펠러(20) 및 각도 조절부(30)가 모두 동작한다.Even when the unmanned aerial vehicle 1 moves in the left and right direction, the first propeller 10, the second propeller 20, and the angle adjustment unit 30 all operate.

도 7의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 각도 조절부(30)로 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)의 회전축을 우측으로 기울어지게 한 상태에서 각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)를 회전시키면, 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20) 모두에서 우측 방향으로 추력이 발생하여 무인비행체(1)가 우측으로 이동하게 된다.As shown in (a) of FIG. 7, thrust is generated in one direction of each rotation axis in a state in which the rotation axes of the first propeller 10 and the second propeller 20 are inclined to the right by the angle adjustment unit 30 When the first propeller 10 and the second propeller 20 are rotated so that the first propeller 10 and the second propeller 20 are rotated, thrust is generated in the right direction so that the unmanned aerial vehicle 1 moves to the right. do.

그리고 도 7의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 각도 조절부(30)로 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)의 회전축을 좌측으로 기울어지게 한 상태에서 각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20)를 회전시키면, 제1 프로펠러(10)와 제2 프로펠러(20) 모두에서 좌측 방향으로 추력이 발생하여 무인비행체(1)가 좌측으로 이동하게 된다.And as shown in Figure 7 (b), in a state in which the rotation axes of the first propeller 10 and the second propeller 20 are inclined to the left by the angle adjustment unit 30, the thrust is applied in one direction of each rotation axis. When the first propeller 10 and the second propeller 20 are rotated to occur, thrust is generated from both the first propeller 10 and the second propeller 20 in the left direction, and the unmanned aerial vehicle 1 moves to the left. Is done.

본 발명에 의한 무인비행체는 상기한 것과 같은 구성들 외에도, 무인비행체 주변의 물체 등을 감지하는 위치센서, 무인비행체의 위치를 알리거나 야간에 주변을 식별하기 위한 조명, 무인비행체의 위치를 확인하기 위한 GPS 장치, 무인비행체 주변을 촬영하기 위한 카메라 등을 더 구비할 수 있다.In addition to the above-described configurations, the unmanned aerial vehicle according to the present invention includes a position sensor that detects objects around the unmanned aerial vehicle, a lighting for notifying the location of the unmanned aerial vehicle or identifying the surroundings at night, and checking the location of the unmanned vehicle. A GPS device for, and a camera for photographing around the unmanned aerial vehicle may be further provided.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be implemented in various forms within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the present invention claimed in the claims, any person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs is considered to be within the scope of the description of the claims of the present invention to various ranges that can be modified.

1 : 무인비행체
10 : 제1 프로펠러 20 : 제2 프로펠러
30 : 각도 조절부 40 : 제어부
50 : 배터리 60 : 기구부
61 : 관통홀 71 : 프레임1: Unmanned vehicle
10: first propeller 20: second propeller
30: angle adjustment unit 40: control unit
50: battery 60: mechanism
61: through hole 71: frame

Claims (9)

제1 프로펠러;
상기 제1 프로펠러의 회전축과 회전축이 나란하도록 상기 제1 프로펠러에서 이격되어 배치되는 제2 프로펠러;
상기 제1 프레펄러와 상기 제2 프로펠러 중 적어도 어느 하나를 회전축과 교차하는 방향을 기준으로 회전시키는 각도 조절부;
상기 제1 프로펠러, 상기 제2 프로펠러 및 상기 각도 조절부의 동작을 제어하는 제어부; 및
상기 제1 프로펠러, 상기 제2 프로펠러, 상기 각도 조절부 및 상기 제어부에 전원을 공급하는 배터리;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무인비행체.
A first propeller;
A second propeller spaced apart from the first propeller so that the rotation shaft and the rotation shaft of the first propeller are parallel to each other;
An angle adjusting unit for rotating at least one of the first and second propellers based on a direction crossing a rotation axis;
A control unit for controlling the operation of the first propeller, the second propeller, and the angle adjustment unit; And
And a battery for supplying power to the first propeller, the second propeller, the angle adjustment unit, and the control unit.
 제1항에 있어서,
상기 각도 조절부는 상기 제1 프레펄러와 상기 제2 프로펠러 각각을 회전축과 교차하는 방향을 기준으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 무인비행체.
The method of claim 1,
The angle adjusting unit, characterized in that the unmanned aerial vehicle rotates each of the first and second propellers based on a direction crossing a rotation axis.
 제1항에 있어서,
서로 나란한 2개의 관통홀을 구비하며 공기보다 가벼운 기체가 채워지는 기구부를 더 포함하고,
상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러는 상기 관통홀에 하나씩 배치되는 것을 특징으로 하는 무인비행체.
The method of claim 1,
It has two through-holes parallel to each other and further includes a mechanism that is filled with a gas lighter than air,
The first propeller and the second propeller is an unmanned aerial vehicle, characterized in that one disposed in the through hole.
 제3항에 있어서,
상기 제어부와 상기 배터리는 상기 기구부의 하단 중앙에 고정되는 것을 특징으로 하는 무인비행체.
The method of claim 3,
The controller and the battery are unmanned aerial vehicle, characterized in that fixed to the center of the lower end of the mechanism.
 제3항에 있어서,
상기 관통홀의 내주면 둘레를 따라서는 원형의 프레임이 구비되고, 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러는 상기 프레임에 고정되는 것을 특징으로 하는 무인비행체.
The method of claim 3,
A circular frame is provided along the periphery of the inner circumferential surface of the through hole, and the first propeller and the second propeller are fixed to the frame.
 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러를 회전시켜 무인비행체가 상하방향 중 일방향으로 이동하고,
각 회전축의 타방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러를 회전시켜 무인비행체가 상하방향 중 타방향으로 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인비행체.
The method of claim 1,
The control unit,
The first propeller and the second propeller are rotated so that thrust is generated in one direction of each rotation shaft, so that the unmanned aerial vehicle moves in one of the vertical directions,
An unmanned aerial vehicle, characterized in that controlling the unmanned aerial vehicle to move in the other direction among the vertical directions by rotating the first propeller and the second propeller to generate thrust in the other direction of each rotation shaft.
 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러를 회전시키되 어느 하나의 속도를 더 빠르게 하여 무인비행체가 전후방향 중 일방향으로 이동하고,
각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러를 회전시키되 다른 하나의 속도를 더 빠르게 하여 무인비행체가 전후방향 중 타방향으로 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인비행체.
The method of claim 1,
The control unit,
The first propeller and the second propeller are rotated so that thrust is generated in one direction of each rotation shaft, but the unmanned aerial vehicle moves in one of the front and rear directions by increasing either speed,
The first propeller and the second propeller are rotated so that thrust is generated in one direction of each rotation axis, but the other speed is increased to control the unmanned aerial vehicle to move in the other direction among the front and rear directions.
 제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 각도 조절부로 상기 제1 프로펠러의 회전축을 좌우방향 중 일측으로 기울어지게 한 상태에서 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러를 회전시키고 상기 각도 조절부로 상기 제2 프로펠러의 회전축을 좌우방향 중 타측으로 기울어지게 한 상태에서 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제2 프로펠러를 회전시켜 무인비행체가 좌우방향 중 일측으로 방향 전환되며,
상기 각도 조절부로 상기 제1 프로펠러의 회전축을 좌우방향 중 타측으로 기울어지게 한 상태에서 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러를 회전시키고 상기 각도 조절부로 상기 제2 프로펠러의 회전축을 좌우방향 중 일측으로 기울어지게 한 상태에서 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제2 프로펠러를 회전시켜 무인비행체가 좌우방향 중 타측으로 방향 전환되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인비행체.
The method of claim 2,
The control unit,
The first propeller is rotated so that thrust is generated in one direction of the rotation axis while the rotation axis of the first propeller is inclined to one of the left and right directions by the angle adjustment unit, and the rotation axis of the second propeller is rotated by the angle adjustment unit. The second propeller is rotated so that thrust is generated in one direction of the rotating shaft while inclined to the other side, so that the unmanned aerial vehicle is changed to one of the left and right directions,
The first propeller is rotated so that thrust is generated in one direction of the rotation axis while the rotation axis of the first propeller is inclined to the other side of the left and right direction by the angle adjustment unit, and the rotation axis of the second propeller is rotated by the angle adjustment unit. An unmanned aerial vehicle, characterized in that controlling the unmanned aerial vehicle to change its direction to the other of the left and right directions by rotating the second propeller so that thrust is generated in one direction of the rotation shaft while inclined to one side.
 제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 각도 조절부로 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러의 회전축을 좌우방향 중 일측으로 기울어지게 한 상태에서 각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러를 회전시켜 무인비행체가 좌우방향 중 일방향으로 이동하도록 하고,
상기 각도 조절부로 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러의 회전축을 좌우방향 중 타측으로 기울어지게 한 상태에서 각 회전축의 일방향으로 추력이 발생하도록 상기 제1 프로펠러와 상기 제2 프로펠러를 회전시켜 무인비행체가 좌우방향 중 타방향으로 이동하도록 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인비행체.The method of claim 2,
The control unit,
The first propeller and the second propeller are rotated so that thrust is generated in one direction of each rotation axis in a state in which the rotation shafts of the first propeller and the second propeller are inclined to one of the left and right directions by the angle adjustment unit. Move in one of the left and right directions,
The first propeller and the second propeller are rotated so that thrust is generated in one direction of each rotation axis in a state in which the rotation shafts of the first propeller and the second propeller are inclined to the other side of the left and right directions by the angle adjustment unit, Unmanned aerial vehicle, characterized in that the control to move to the other direction of the left and right directions.
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