KR20210120252A - Coaxial Rotor Flight - Google Patents

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KR20210120252A
KR20210120252A KR1020200036701A KR20200036701A KR20210120252A KR 20210120252 A KR20210120252 A KR 20210120252A KR 1020200036701 A KR1020200036701 A KR 1020200036701A KR 20200036701 A KR20200036701 A KR 20200036701A KR 20210120252 A KR20210120252 A KR 20210120252A
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Abstract

The present invention relates to a coaxial rotor aerial vehicle which comprises: an upper rotor assembly (100) including an upper rotor blade (60); a resistance unit assembly (200) accommodating electronic parts; a lower rotor assembly (300) including a lower rotor blade (160) rotating in the opposite direction to the direction of the upper rotor blade (60); and a power supply unit assembly (400) including a battery. The upper rotor assembly (1) includes: an upper rotor unit (10) rotating around a rotary shaft (30); an upper stator unit (20) concentric with the upper rotor unit (10) and placed in an inner side in a radial direction of the upper rotor unit (10); the upper rotor blade (60) connected to the outer circumferential surface of the upper rotor unit (10) and rotating along with the upper rotor unit (10); an inclination control unit (50) connected to the upper stator unit (20) and controlling the inclination of the upper stator unit (20) and the upper rotor unit (10); and a spherical surface bearing (40) fixed on the rotary shaft (30) between the upper stator unit (20) and the rotary shaft (30) and supporting the upper stator unit (20) when the upper stator unit (20) is inclined. The present invention is capable of minimizing the number of parts of the aerial vehicle, have a simpler structure, and make it easy to assemble the aerial vehicle.

Description

동축 로터형 비행체{Coaxial Rotor Flight}Coaxial Rotor Flight

본 발명은 동축로터형 비행체에 관한 것으로서, 특히 동축로터형 소형 드론에 관한 것이다.The present invention relates to a coaxial rotor type flying vehicle, and more particularly to a coaxial rotor type small drone.

최근 드론의 수가 급증하고 있다. 드론은 사람이 타지 않고 무선 전파의 제어신호에 의해 비행하는 비행체를 의미한다.Recently, the number of drones has been rapidly increasing. A drone refers to an aircraft that does not get on and flies by a control signal of radio waves.

드론은 날개부가 회전하는지 여부에 따라 회전익(Rotary wing) 드론, 고정익(Fixed wing) 드론 및 틸트 로터(Tilt rotor) 드론으로 나뉠 수 있다. Drones can be divided into rotary wing drones, fixed wing drones, and tilt rotor drones according to whether the wing part rotates or not.

고정익 드론은 동체에 날개가 고정된 채 엔진과 같은 동력원의 힘으로 양력을 얻어 비행하는 비행체다. 고정익 드론의 경우 장시간 비행이 가능하고, 고고도 비행이 가능하며 빠른 속도를 가지므로 군사용으로 주로 사용되고 있다.A fixed-wing drone is a flying vehicle with wings fixed on the fuselage and flying by obtaining lift by the power of a power source such as an engine. In the case of a fixed-wing drone, it is mainly used for military purposes because it can fly for a long time, can fly at a high altitude, and has a high speed.

회전익 드론은 회전축에 장착된 프로펠러(로터 블레이드)가 회전하면서 나오는 양력으로 비행하는 비행체다. 회전익 드론의 경우 제어가 편해 방송 촬영, 물품 운송 등의 분야에서 많이 사용되고 있다.A rotary wing drone is a flying vehicle that flies with the lift generated by the rotation of a propeller (rotor blade) mounted on a rotating shaft. In the case of a rotary wing drone, it is easy to control and is widely used in fields such as broadcast shooting and transport of goods.

틸트 로터 드론은 고정익과 회전익 방식을 다 사용하는 비행체로서 날개 양 끝의 엔진과 프로펠러를 위아래로 회전시켜 수직 이륙이나 고속 전진 비행이 가능한 비행체다.A tilt-rotor drone is a vehicle that uses both fixed-wing and rotary-wing methods, and is capable of vertical take-off or high-speed forward flight by rotating the engines and propellers at both ends of the wing up and down.

최근에는 산업의 발전에 따라 제어가 편한 회전익 드론이 많이 사용되고 있다.Recently, with the development of industry, a rotary wing drone that is easy to control has been widely used.

회전익 드론은 로터 블레이드의 회전을 통하여 양력을 발생하여 비행을 하게 된다. 로터 블레이드가 수평면 내를 적당한 피치 각으로 회전하면 위로 양력이 발생하며, 피치 각을 제어하여 양력을 증감시키며 수직 방향의 균형과 운동을 실현할 수 있다. The rotary wing drone flies by generating lift through the rotation of the rotor blades. When the rotor blades rotate in the horizontal plane at an appropriate pitch angle, upward lift is generated, and the lift force is increased or decreased by controlling the pitch angle, and vertical balance and motion can be realized.

그런데 로터 블레이드의 회전에 따라 작용-반작용의 원리로 공기의 저항이 생기고, 이로 인하여 발생하는 반동 토크 때문에 기체가 로터 블레이드의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하게 되는 문제가 발생한다. 이러한 반동 토크를 상쇄하기 위해 다양한 형식의 회전익 드론이 등장하였다.However, according to the rotation of the rotor blades, air resistance occurs on the principle of action-reaction, and due to the reaction torque generated by this, the gas rotates in the opposite direction to the rotational direction of the rotor blades. To offset this recoil torque, various types of rotorcraft drones have appeared.

먼저, 단일 로터 헬리콥터(Single Rotor Helicopter)는 기체의 꼬리 부분에 작은 테일 로터 블레이드를 기체의 앞뒤 끝에 각각 수직으로 장착하여 반동 토크를 상쇄시킨다.First, the single rotor helicopter (Single Rotor Helicopter) offset the recoil torque by mounting small tail rotor blades on the tail part of the aircraft vertically at the front and rear ends of the aircraft respectively.

탠덤 로터 헬리콥터(Tandem Rotor Helicopter)는 서로 반대 방향으로 회전하는 로터 블레이드를 기체의 앞뒤 끝에 각각 배치하여 반동 토크를 상쇄시킨다.The Tandem Rotor Helicopter has rotor blades rotating in opposite directions at the front and rear ends of the aircraft to offset recoil torque.

동축 반전 로터 헬리콥터(Coaxial Rotor Helicopter)는 동일한 축 중심을 따라 서로 반대 방향으로 회전하는 상부 로터 블레이드 및 하부 로터 블레이드를 이용하여 반동 토크를 상쇄시킨다.The Coaxial Rotor Helicopter uses an upper rotor blade and a lower rotor blade that rotate in opposite directions along the same axis center to offset the recoil torque.

현재 상용화되고 있는 동축 반전 로터를 이용한 회전익 드론은, 동축 반전 로터 헬리콥터의 매우 복잡한 구조를 거의 그대로 이용하고 있어, 정비 작업 자체가 어렵고 유지 관리 비용이 많이 드는 문제가 있다. 따라서 간단한 구조를 가지는 동축 반전 로터를 이용한 회전익 드론의 필요성이 절실한 실정이다.The currently commercialized rotorcraft using a coaxial reversing rotor uses the very complex structure of a coaxial reversing rotor helicopter almost as it is, so maintenance work itself is difficult and maintenance costs are high. Therefore, there is an urgent need for a rotary wing drone using a coaxial reversing rotor having a simple structure.

또한, 종래 회전익 드론의 경우, 도 1을 참고하면, 로터 블레이드(340)가 하부에 제1링크(165)를 통해 스와시 플레이트(161)에 연결되며, 이 스와시 플레이트(161)의 기울기를 조절하여 로터 블레이드(340)의 피치를 제어한다. 스와시 플레이트(161)는 제2링크(163)를 통해 기울기 조절부(162a, 162b)에 연결되며, 이 기울기 조절부(162a, 162b)에 의해 기울기가 조절된다. In addition, in the case of a conventional rotary wing drone, referring to FIG. 1 , the rotor blade 340 is connected to the swash plate 161 through the first link 165 at the lower portion, and the inclination of the swash plate 161 is reduced. By adjusting the pitch of the rotor blades 340 is controlled. The swash plate 161 is connected to the inclination adjusters 162a and 162b through the second link 163, and the inclination is adjusted by the inclination adjusters 162a and 162b.

구체적으로, 스와시 플레이트(161)는 중심축을 중심으로 회전하지 않는 비회전부(161b), 그리고 로터 블레이드(340)와 연결된 제1링크(165)와 함께 회전하는 회전부(161a)로 이루어질 수 있으며, 회전부(161a)가 비회전부(161b) 외주면을 따라 회전가능하게 베어링을 통해 결합될 수 있다. 기울기 조절부(162a, 162b)는 제2링크(163)를 통해 스와시 플레이트(161)의 비회전부(161b)에 연결되어, 기울기 조절부(162a, 162b)의 기울기 조절에 의해 스와시 플레이트(161)의 비회전부(161b)의 기울기가 조절되며, 비회전부(161b)와 동일한 각도로 기울어진 스와시 플레이트의 회전부(161a)는 제1링크(165)를 통해 로터 블레이드(340)에 연결되어 기울어진 각도만큼 피치 각을 가진 상태로 로터 블레이드(340)와 함께 회전한다. 이 경우, 제1링크(165)는 스와시 플레이트(161)의 회전부(161a)와 함께 회전하면서 상하로 움직인다. Specifically, the swash plate 161 may include a non-rotating part 161b that does not rotate about a central axis, and a rotating part 161a that rotates together with the first link 165 connected to the rotor blade 340, The rotating part 161a may be rotatably coupled through a bearing along the outer circumferential surface of the non-rotating part 161b. The inclination adjusting units 162a and 162b are connected to the non-rotating unit 161b of the swash plate 161 through the second link 163, and by adjusting the inclination of the inclination adjusting units 162a and 162b, the swash plate ( The inclination of the non-rotating part 161b of 161 is adjusted, and the rotating part 161a of the swash plate inclined at the same angle as the non-rotating part 161b is connected to the rotor blade 340 through the first link 165, It rotates together with the rotor blades 340 in a state with a pitch angle as much as an inclined angle. In this case, the first link 165 moves up and down while rotating together with the rotating part 161a of the swash plate 161 .

한편, 군사용무인기로 사용되는 드론의 경우에는 이동성 강화 및 구조 간소화 등의 이유로 중량 20kg 이하의 소형화가 필요한 경우가 있다. On the other hand, in the case of a drone used as a military unmanned aerial vehicle, it is sometimes necessary to reduce the weight of 20 kg or less for reasons such as enhanced mobility and simplified structure.

그런데 종래 드론과 같이 로터 블레이드의 피치 각을 제어하기 위해 스와시 플레이트와 로터 블레이드에 연결되는 링크를 그대로 사용하게 되면 부피도 크고 구조가 복잡하여 소형화하기 곤란한 문제가 있다.However, when the link connected to the swash plate and the rotor blade is used as it is to control the pitch angle of the rotor blades as in a conventional drone, the volume is large and the structure is complicated, so it is difficult to downsize.

한국공개특허 제10-2018-0088017호(2018.08.03. 공개)Korea Patent Publication No. 10-2018-0088017 (published on Aug. 3, 2018)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 비행체의 부품의 수를 최소화하여 구조가 간단해지고 조립이 용이한 동축 로터형 비행체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a coaxial rotor-type aircraft with a simple structure and easy assembly by minimizing the number of parts of the aircraft.

또한, 본 발명은 조립체별 모듈화를 통하여 조립성이 용이해지고 유지보수가 용이해지게 하는 동축 로터형 비행체를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a coaxial rotor type aircraft that facilitates assembly and maintenance through modularization for each assembly.

또한, 본 발명은 조립체의 구조가 강건화되고 동축 정렬이 향상되는 동축 로터형 비행체를 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a coaxial rotor type aircraft in which the structure of the assembly is strengthened and the coaxial alignment is improved.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 동축 로터형 비행체는, 상부 로터 블레이드를 포함하는 상부 로터 조립체; 전자부품을 수용하는 항전부 조립체; 상기 상부 로터 블레이드와 반대방향으로 회전하는 하부 로터 블레이드를 포함하는 하부 로터 조립체; 및 배터리를 포함하는 전원부 조립체를 포함하고, 상기 상부 로터 조립체는, 회전축을 중심으로 회전하는 상부 로터부; 상기 상부 로터부와 동심을 이루면서 상기 상부 로터부의 반경방향 안쪽에 위치하는 상부 스테이터부; 상기 상부 로터부에 외주면에 연결되어 상기 상부 로터부와 함께 회전하는 상부 로터 블레이드; 상기 상부 스테이터부에 연결되어 상기 상부 스테이터부 및 상기 상부 로터부의 기울기를 제어하는 기울기 조절부; 상기 상부 스테이터부와 상기 회전축 사이에서 상기 회전축에 고정되어 상기 상부 스테이터부가 기울어질 때 상기 상부 스테이터부를 지지하는 구면 베어링;을 포함할 수 있다.A coaxial rotor type aircraft according to the present invention for solving the above problems, an upper rotor assembly including an upper rotor blade; an electrostatic assembly for accommodating an electronic component; a lower rotor assembly including a lower rotor blade rotating in a direction opposite to the upper rotor blade; and a power supply unit assembly including a battery, wherein the upper rotor assembly includes: an upper rotor unit rotating about a rotation axis; an upper stator part concentric with the upper rotor part and positioned inside the upper rotor part in a radial direction; an upper rotor blade connected to an outer circumferential surface of the upper rotor unit and rotating together with the upper rotor unit; a tilt adjustment unit connected to the upper stator unit to control inclinations of the upper stator unit and the upper rotor unit; and a spherical bearing fixed to the rotating shaft between the upper stator unit and the rotating shaft to support the upper stator unit when the upper stator unit is inclined.

상기 기울기 조절부는, 서보모터; 일단이 상기 상부 스테이터부에 고정되어 상기 회전축의 축방향으로 왕복운동하는 링크; 일단이 상기 서보모터의 축에 연결되고 타단이 상기 링크의 타단에 연결되어 상기 서보모터의 일정각도 범위의 왕복 회전운동을 상기 링크의 축방향 상하운동으로 변환시키는 캠(52);을 포함할 수 있다.The tilt adjustment unit, a servo motor; a link having one end fixed to the upper stator unit and reciprocating in the axial direction of the rotation shaft; A cam 52 having one end connected to the shaft of the servomotor and the other end connected to the other end of the link to convert the reciprocating rotational motion of the servomotor within a predetermined angular range into an axial vertical motion of the link; have.

또한, 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체의 상기 하부 로터 조립체는, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 하부 로터부; 및 상기 하부 로터부와 동심을 이루면서 상기 하부 로터부의 반경방향 안쪽에 위치하는 하부 스테이터부를 더 포함할 수 있다.In addition, the lower rotor assembly of the coaxial rotor-type aircraft according to the present invention, a lower rotor unit rotating about the rotation axis; and a lower stator part concentric with the lower rotor part and positioned inside the lower rotor part in a radial direction.

또한, 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체는, 상기 상부 스테이터부 중심에는 상기 회전축이 관통하는 상부 관통홀이 형성되고, 상기 상부 관통홀은 상기 상부 스테이터부가 기울어질 때 상기 회전축에 대한 상기 상부 스테이터부의 상대 운동을 가이드하도록 상기 상대 운동방향으로 길쭉하게 슬롯 형태로 형성될 수 있다.In addition, in the coaxial rotor-type aircraft according to the present invention, an upper through-hole through which the rotating shaft passes is formed in the center of the upper stator part, and the upper through-hole is the upper stator part with respect to the rotating shaft when the upper stator part is tilted. It may be formed in a slot shape elongated in the relative motion direction to guide the relative motion.

또한, 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체는, 상기 상부 스테이터부가 기울어짐에 따라 상기 회전축은 상기 슬롯 형태로 형성된 상부 관통홀 내에서의 상대운동은 전진과 후진 운동일 수 있다.In addition, in the coaxial rotor-type aircraft according to the present invention, as the upper stator part is tilted, the relative motion in the upper through-hole formed in the slot shape of the rotation shaft may be forward and backward motion.

또한, 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체는, 상기 상부 스테이터부에는 상기 상부 관통홀과 이격되어 반경방향 외측으로 상부 배선 관통홀이 형성될 수 있다.In addition, in the coaxial rotor-type aircraft according to the present invention, an upper wiring through hole may be formed in the upper stator part to be spaced apart from the upper through hole and radially outward.

또한, 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체는, 상기 상부 배선 관통홀은 상기 상부 관통홀과 같은 방향으로 길쭉하게 슬롯 형태로 형성될 수 있다.In addition, in the coaxial rotor-type aircraft according to the present invention, the upper wiring through-hole may be formed in a slot shape elongated in the same direction as the upper through-hole.

또한, 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체는, 상기 항전부 조립체의 상부에는 상기 상부 로터 조립체의 상부 스테이터부에 형성된 상기 배선 관통홀과 대응되는 위치에 항전부 상부 관통홀이 형성되고, 상기 항전부 조립체의 하부 중심부에는 항전부 하부 관통홀이 형성되고, 상기 하부 로터 조립체의 중심부에는 하부 관통홀이 형성되고, 상기 전원부 조립체의 상부 중심부에는 전원부 관통홀이 형성될 수 있다.In addition, in the coaxial rotor-type aircraft according to the present invention, the avionics unit upper through-hole is formed at a position corresponding to the wiring through-hole formed in the upper stator part of the upper rotor assembly on the upper portion of the avionics unit assembly, and the avionics unit A lower through-hole may be formed in the lower center of the assembly, a lower through-hole may be formed in the center of the lower rotor assembly, and a through-hole may be formed in the upper center of the power unit assembly.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 동축 로터형 비행체는 스와시 플레이트를 사용하지 않아 비행체의 부품의 수를 최소화하여 구조가 간단해짐으로써 조립이 용이해지고 기체무게가 감소되는 효과가 있다.The coaxial rotor-type aircraft of the present invention configured as described above does not use a swash plate, so the number of parts of the aircraft is minimized and the structure is simplified, thereby making assembly easier and the weight of the aircraft is reduced.

또한, 동축 로터형 비행체의 조립체별 모듈화를 통하여 조립성이 용이해지고 유지보수가 용이해지는 효과가 있다.In addition, through modularization for each assembly of the coaxial rotor-type aircraft, there is an effect that the assembly is easy and maintenance is easy.

또한, 본 발명은 비행체용 모터에 해당되는 상부 로터 조립체 및 하부 로터 조립체를 사용함으로써 회전축의 크기가 커짐에 따라 조립체의 구조가 강건화되고 동축 정렬이 향상되는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that the structure of the assembly is strengthened and coaxial alignment is improved as the size of the rotation shaft increases by using the upper rotor assembly and the lower rotor assembly corresponding to the motor for the aircraft.

또한, 본 발명의 동축 로터형 비행체는 스테이터부에 형성된 관통홀을 통해서 전기배선이 관통할 수 있게 하여 배선작업이 용이해지는 효과가 있다.In addition, the coaxial rotor type aircraft of the present invention has the effect of facilitating the wiring work by allowing the electric wiring to pass through the through hole formed in the stator part.

도 1은 종래 회전익 드론을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체를 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체를 나타내는 도 1의 일부 확대도.
도 4는 도 3의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체의 상부 로터 조립체를 나타내는 도.
도 6은 도 5를 뒤에서 바라본 도면.
도 7은 도 5를 옆에서 바라본 도면.
도 8은 회전중심을 포함하는 도 6의 단면도.
도 9는 회전중심을 포함하는 도 7의 단면도.
도 10은 상부 로터 조립체가 전방 아래쪽을 향해 기울어진 상태를 나타내는 도.
도 11은 상부 로터 조립체가 후방 아래쪽을 향해 기울어진 상태를 나타내는 도.
도 12는 배선 관통홀을 통해 전기배선이 설치된 모습을 나타내는 도.1 is a perspective view showing a conventional rotary wing drone.
Figure 2 is a schematic diagram showing a coaxial rotor type aircraft according to the present invention.
Figure 3 is an enlarged view of a portion of Figure 1 showing a coaxial rotor-type aircraft according to the present invention.
Fig. 4 is a cross-sectional view of Fig. 3;
5 is a view showing the upper rotor assembly of the coaxial rotor type aircraft according to the present invention.
Fig. 6 is a view of Fig. 5 viewed from the back;
FIG. 7 is a side view of FIG. 5; FIG.
8 is a cross-sectional view of FIG. 6 including a center of rotation;
9 is a cross-sectional view of FIG. 7 including a center of rotation;
10 is a view showing a state in which the upper rotor assembly is tilted forward downward.
11 is a view showing a state in which the upper rotor assembly is inclined toward the rear downward.
12 is a view showing a state in which an electric wiring is installed through a wiring through hole;

이하, 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the coaxial rotor type aircraft according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체의 일실시예는 상부 로터 블레이드(60)를 포함하는 상부 로터 조립체(100), 전자부품을 수용하는 항전부 조립체(200), 상기 상부 로터 블레이드(60)와 반대방향으로 회전하는 하부 로터 블레이드(160)를 포함하는 하부 로터 조립체(300);를 포함한다. 상기 상부 로터 조립체(100) 및 상기 하부 로터 조립체(200)는 BLDC 모터로 이루어질 수 있다.2 to 4, an embodiment of the coaxial rotor type aircraft according to the present invention is an upper rotor assembly 100 including an upper rotor blade 60, an avionics assembly 200 for accommodating electronic components, and a lower rotor assembly 300 including a lower rotor blade 160 rotating in the opposite direction to the upper rotor blade 60 . The upper rotor assembly 100 and the lower rotor assembly 200 may be formed of a BLDC motor.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체의 상부 로터 조립체(100)는 회전축(30)을 중심으로 회전하는 상부 로터부(10)와, 상기 상부 로터부(10)와 동심을 이루면서 상기 상부 로터부(10)의 반경방향 안쪽에 위치하는 상부 스테이터부(20)를 포함한다. 상부 스테이터부(20)와 상부 로터부(10)는 그 사이에 즉, 상부 스테이터부(20) 외주면과 상부 로터부(10) 내주면에 접촉하면서 위치하는 볼베어링에 의해 결합될 수 있다.5 to 7 , the upper rotor assembly 100 of the coaxial rotor type aircraft according to the present invention includes an upper rotor part 10 rotating about a rotation shaft 30 , the upper rotor part 10 and It includes an upper stator part 20 located inside the radial direction of the upper rotor part 10 while forming concentricity. The upper stator part 20 and the upper rotor part 10 may be coupled by a ball bearing positioned therebetween, that is, in contact with the outer peripheral surface of the upper stator part 20 and the inner peripheral surface of the upper rotor part 10 .

상기 상부 로터부(10)는 외주면에 2개 또는 그 이상의 상부 로터 블레이드(60)가 브라켓(61)에 의해 연결되어 상기 상부 로터부(10)와 함께 회전될 수 있다. 상기 상부 로터 블레이드(60)는 상기 상부 로터부(10)의 외주면에 힌지결합으로 조립될 수 있어서 모터에 바로 설치될 수 있다. 이렇게 조립이 단순해지므로 종래 프로펠러 허브조립체가 불필요해지며 부품수 및 무게를 줄일 수 있고 조립성이 향상된다.Two or more upper rotor blades 60 are connected to an outer circumferential surface of the upper rotor unit 10 by a bracket 61 to rotate together with the upper rotor unit 10 . The upper rotor blade 60 may be assembled to the outer circumferential surface of the upper rotor unit 10 by a hinge connection, and thus may be directly installed in the motor. Since the assembly is simplified in this way, the conventional propeller hub assembly is unnecessary, the number and weight of parts can be reduced, and the assembly property is improved.

상기 하부 로터 조립체(200)는, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 하부 로터부(100); 및 상기 하부 로터부와 동심을 이루면서 상기 하부 로터부의 반경방향 안쪽에 위치하는 하부 스테이터부(120)를 더 포함한다. The lower rotor assembly 200 includes a lower rotor part 100 rotating about the rotation axis; and a lower stator part 120 concentric with the lower rotor part and positioned radially inside the lower rotor part.

본 발명에 따른 동축 로터형 비행체의 일 실시예에서는 상기 하부 로터 조립체(200)는 상기 상부 로터 조립체(100)와는 달리 피치 제어를 하지 않고 양력만 발생시키기 때문에 구면베어링이 적용되어 있지 않다.In one embodiment of the coaxial rotor type aircraft according to the present invention, the lower rotor assembly 200 does not perform pitch control and generates only lift force, unlike the upper rotor assembly 100, so that spherical bearings are not applied.

상기 하부 로터부(110)는 외주면에 2개 또는 그 이상의 하부 로터 블레이드(160)가 브라켓(61)에 의해 연결되어 상기 하부 로터부(110)와 함께 회전될 수 있다. 상기 하부 로터 블레이드(160)는 상기 하부 로터부(110)의 외주면에 힌지결합으로 조립될 수 있어서 모터에 바로 설치될 수 있다. 이렇게 조립이 단순해지므로 종래 프로펠러 허브조립체가 불필요해지며 부품수 및 무게를 줄일 수 있고 조립성이 향상된다.Two or more lower rotor blades 160 are connected to an outer circumferential surface of the lower rotor unit 110 by a bracket 61 to rotate together with the lower rotor unit 110 . The lower rotor blade 160 may be assembled to the outer circumferential surface of the lower rotor unit 110 by a hinge coupling, and thus may be directly installed in the motor. Since the assembly is simplified in this way, the conventional propeller hub assembly is unnecessary, the number and weight of parts can be reduced, and the assembly property is improved.

한편, 상부 로터 블레이드(60)의 피치 각을 제어하기 위해서는 종래에는 링크에 의해 상부 로터 블레이드에 연결된 별도의 스와시 플레이트의 기울기를 조절하였으며, 스와시 플레이트는 다시 별도의 모터와 링크 구조를 이용하여 그 기울기를 조절하였다.On the other hand, in order to control the pitch angle of the upper rotor blade 60, conventionally, the inclination of a separate swash plate connected to the upper rotor blade by a link is adjusted, and the swash plate is again using a separate motor and link structure. The slope was adjusted.

이와 같이 스와시 플레이트를 사용하게 되면 구조가 복잡해지고 부피도 많이 차지하게 되므로 비행체의 소형화에는 바람직하지 않다.The use of the swash plate in this way makes the structure complicated and occupies a lot of volume, so it is not preferable for miniaturization of the aircraft.

본 발명에 따른 동축 로터형 비행체의 상부 로터 조립체(100)는 별도의 스와시 플레이트를 사용하지 않고 중심에 관통홀이 형성되는 BLDC 모터를 사용하여 내부의 상부 스테이터부(20)의 기울기를 직접 조절함으로써 상부 로터 블레이드의 피치 각을 제어할 수 있다. 즉, 종래의 스와시 플레이트 및 이 스와시 플레이트를 로터 블레이트와 연결하는 링크가 모터 자체에 일체화되기 때문에 스와시 플레이트가 필요없게 된다.The upper rotor assembly 100 of the coaxial rotor type aircraft according to the present invention directly adjusts the inclination of the internal upper stator part 20 by using a BLDC motor having a through-hole formed in the center without using a separate swash plate. By doing so, the pitch angle of the upper rotor blades can be controlled. That is, since the conventional swash plate and the link connecting the swash plate with the rotor blade are integrated into the motor itself, there is no need for the swash plate.

상부 스테이터부(20)는 링크(53)를 통해 기울기 조절부(50)에 의해 기울기가 조절되는데, 상부 스테이터부(20)가 기울어지면 이에 결합되어 있는 상부 로터부(10)도 동일한 각도로 기울어진다. The inclination of the upper stator part 20 is adjusted by the inclination adjusting part 50 through the link 53. When the upper stator part 20 is inclined, the upper rotor part 10 coupled thereto is also inclined at the same angle. lose

도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 상부 스테이터부(20)와 상기 회전축(30) 사이에는 구면 베어링(40)이 상기 회전축(30)에 고정될 수 있으며, 이 구면 베어링(40)은 상기 상부 스테이터부(20)가 기울어질 때 상부 스테이터부(20)를 지지하게 된다.8 and 9 , between the upper stator part 20 and the rotating shaft 30 , a spherical bearing 40 may be fixed to the rotating shaft 30 , and the spherical bearing 40 is the upper When the stator part 20 is inclined, the upper stator part 20 is supported.

한편, 도 6을 참조하면, 상기 기울기 조절부(50)는 상부 로터 블레이드(60)의 피치 각을 조절하기 위해 서보모터(51), 캠(52) 및 링크(53)를 포함한다. 링크(53)는 일단이 상기 상부 스테이터부(20)에 고정되어 상기 회전축(30)의 축방향으로 왕복운동할 수 있다. 캠(52)은 일단이 상기 서보모터(51)의 축에 연결되고 타단이 상기 링크(53)에 연결되어, 상기 서보모터(51)의 일정각도 범위의 왕복 회전운동을 상기 링크(53)의 축방향 상하운동으로 변환시켜준다.Meanwhile, referring to FIG. 6 , the inclination adjusting unit 50 includes a servomotor 51 , a cam 52 , and a link 53 to adjust the pitch angle of the upper rotor blade 60 . One end of the link 53 is fixed to the upper stator part 20 to reciprocate in the axial direction of the rotation shaft 30 . The cam 52 has one end connected to the shaft of the servomotor 51 and the other end connected to the link 53 so that the servomotor 51 reciprocates within a certain angular range of the link 53 . Converts it to vertical motion in the axial direction.

도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 상부 스테이터부(20) 중심에는 상기 회전축(30)이 관통하는 상부 관통홀(21)이 형성되어 있고, 상기 상부 관통홀(21)은 상기 상부 스테이터부(20)가 기울어질 때 상기 회전축(30)에 대한 상기 상부 스테이터부(20)의 상대 운동을 가이드하도록 상기 상대 운동방향으로 길쭉하게 슬롯 형태로 형성되어 있다. 만약 상부 관통홀(21)이 이렇게 일방향으로 길쭉하게 슬롯 형태로 형성되지 않으면 기울기 조절부(50)에 의해 상부 스테이터부(20)를 기울어지게 힘이 가해져도 기울어지지 않게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체의 상부 로터 조립체(100)의 경우에는 관통홀(21)이 일방향으로 길쭉하게 슬롯 형태로 형성된다.8 and 9, an upper through-hole 21 through which the rotation shaft 30 passes is formed in the center of the upper stator part 20, and the upper through-hole 21 is formed in the upper stator part ( 20) is formed in the form of a slot elongated in the relative movement direction to guide the relative movement of the upper stator part 20 with respect to the rotation shaft 30 when inclined. If the upper through-hole 21 is not formed in a slot shape elongated in one direction as described above, the upper stator unit 20 is not inclined even if a force is applied to the upper stator unit 20 by the inclination adjusting unit 50 . Therefore, in the case of the upper rotor assembly 100 of the coaxial rotor type aircraft according to the present invention, the through hole 21 is formed in the form of a slot elongated in one direction.

상기 상부 스테이터부(20)가 기울어짐에 따라 상기 회전축(30)은 상기 슬롯 형태로 형성된 관통홀(21) 내에서 전진과 후진 운동이 가능하여 비행체의 전후 피치 제어가 가능해진다. 이렇게 회전축(30)과 상부 스테이터부(20)의 전진과 후진 상대이동에 의한 피치 제어가 되도록 하고, 다른 방향으로의 제어는 생략함으로써 제어가 단순해지며 이에 따라 비행체의 무게도 감소될 수 있다.As the upper stator part 20 is tilted, the rotation shaft 30 can move forward and backward within the through hole 21 formed in the slot shape, so that it is possible to control the front and rear pitch of the aircraft. In this way, the rotation shaft 30 and the upper stator part 20 are pitch controlled by the forward and backward relative movement, and the control in the other direction is omitted, thereby simplifying the control and thus the weight of the aircraft can be reduced.

도 10 및 도 11은 상부 로터 조립체(100)가 예를 들어 전방으로 기울어지도록 피치 각이 조절된 경우와 반대로 후방으로 기울어지도록 피치 각이 조절된 경우 회전축이 상부 스테이터부(20)의 길쭉한 상부 관통흘 내에서 어떻게 상대이동하는지를 보여준다.10 and 11 show, for example, that when the pitch angle is adjusted so that the upper rotor assembly 100 is tilted forward, as opposed to when the pitch angle is adjusted to tilt backward, the rotation shaft passes through the elongated upper part of the upper stator part 20 . Shows how to move relative within days.

한편, 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체의 상부 스테이터부(20)에는 상기 상부 관통홀(21)과 이격되어 반경방향 외측으로 상부 배선 관통홀(22)이 형성될 수 있다. 이렇게 상부 스테이터부(20)에 형성된 상부 관통홀(22)을 통해서 전기배선(70)이 관통할 수 있게 하여 배선작업이 용이해진다.Meanwhile, referring to FIG. 12 , the upper stator part 20 of the coaxial rotor type aircraft according to the present invention may be spaced apart from the upper through-hole 21 and an upper wiring through-hole 22 may be formed radially outwardly. . In this way, the electrical wiring 70 can pass through the upper through-hole 22 formed in the upper stator part 20, thereby facilitating wiring work.

로터 블레이드(60)가 기울어지더라도 전기배선(70)에 간섭이 생기지 않도록 상기 배선 관통홀(22)은 상기 관통홀(21)과 같은 방향으로 길쭉하게 슬롯 형태로 형성될 수 있다. Even if the rotor blade 60 is inclined, the wiring through-hole 22 may be formed in a slot shape elongated in the same direction as the through-hole 21 so that the electric wiring 70 is not interfered with.

위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 동축 로터형 비행체는 상부 로터 조립체, 항전부 조립체, 하부 로터 조립체, 전원부 조립체를 포함하고 있어서, 이러한 조립체들을 조립하여 구조체가 완성된다. 여기서, 상부 로터 조립체 및 하부 로터 조립체는 그 자체로 비행용 모터의 기능을 가지고 있는 것으로서 단순히 로터와 모터가 분리되어 있는 경우에 비하여 회전축의 크기가 크다. 예를들어, 기존 회전축의 직경이 8mm 라면, 비행용 모터의 기능을 갖는 로터 조립체를 사용하면 회전축의 직경이 16mm로 커질 수 있다. 이렇게 회전축이 커짐에 따라 조립 구조는 그만큼 강건화되며 조립시 동축 정렬도 향상된다.As seen above, the coaxial rotor-type aircraft according to the present invention includes an upper rotor assembly, an avionics assembly, a lower rotor assembly, and a power supply assembly, so that the structure is completed by assembling these assemblies. Here, the upper rotor assembly and the lower rotor assembly have a function of a motor for flight by themselves, and the size of the rotation shaft is larger than when the rotor and the motor are simply separated. For example, if the diameter of the existing rotary shaft is 8 mm, the diameter of the rotary shaft can be increased to 16 mm by using a rotor assembly having a function of a flying motor. As the rotational axis increases, the assembly structure becomes more robust and the coaxial alignment improves during assembly.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes and substitutions will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. . Therefore, the present embodiment is intended to explain, not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

101: 동축 로터형 비행체
100: 상부 로터 조립체 200: 항전부 조립체
300: 하부 로터 조립체 400: 전원부 조립체
10: 상부 로터부
20: 상부 스테이터부 21: 관통홀
22: 배선 관통홀 30: 회전축
40: 구면 베어링 50: 기울기 조절부
51: 서보모터 52: 캠
53: 링크 60: 상부 로터 블레이드
61: 브라켓 70: 전기배선
110: 하부 로터부 120: 하부 스테이터부
160: 하부 로터 블레이드101: coaxial rotor type vehicle
100: upper rotor assembly 200: avionics assembly
300: lower rotor assembly 400: power unit assembly
10: upper rotor part
20: upper stator part 21: through hole
22: wiring through hole 30: rotation shaft
40: spherical bearing 50: tilt adjustment unit
51: servo motor 52: cam
53: link 60: upper rotor blade
61: bracket 70: electrical wiring
110: lower rotor part 120: lower stator part
160: lower rotor blade

Claims (8)

동축 로터형 비행체(101)로서,
상부 로터 블레이드(60)를 포함하는 상부 로터 조립체(100);
전자부품을 수용하는 항전부 조립체(200);
상기 상부 로터 블레이드(60)와 반대방향으로 회전하는 하부 로터 블레이드(160)를 포함하는 하부 로터 조립체(300); 및
배터리를 포함하는 전원부 조립체(400)를 포함하고,
상기 상부 로터 조립체(100)는,
회전축(30)을 중심으로 회전하는 상부 로터부(10);
상기 상부 로터부(10)와 동심을 이루면서 상기 상부 로터부(10)의 반경방향 안쪽에 위치하는 상부 스테이터부(20);
상기 상부 로터부(10)의 외주면에 연결되어 상기 상부 로터부(10)와 함께 회전하는 상부 로터 블레이드(60);
상기 상부 스테이터부(20)에 연결되어 상기 상부 스테이터부(20) 및 상기 상부 로터부(10)의 기울기를 제어하는 기울기 조절부(50);
상기 상부 스테이터부(20)와 상기 회전축(30) 사이에서 상기 회전축(30)에 고정되어 상기 상부 스테이터부(20)가 기울어질 때 상기 상부 스테이터부(20)를 지지하는 구면 베어링(40);을 포함하는 동축 로터형 비행체.As the coaxial rotor type aircraft 101,
an upper rotor assembly 100 including upper rotor blades 60;
an avionics assembly 200 for accommodating electronic components;
a lower rotor assembly 300 including a lower rotor blade 160 rotating in a direction opposite to the upper rotor blade 60; and
Includes a power supply assembly 400 including a battery,
The upper rotor assembly 100,
an upper rotor unit 10 that rotates about a rotating shaft 30;
an upper stator part 20 concentric with the upper rotor part 10 and positioned radially inside the upper rotor part 10;
an upper rotor blade (60) connected to an outer peripheral surface of the upper rotor part (10) and rotating together with the upper rotor part (10);
a tilt adjustment unit 50 connected to the upper stator unit 20 to control inclinations of the upper stator unit 20 and the upper rotor unit 10;
a spherical bearing 40 fixed to the rotation shaft 30 between the upper stator part 20 and the rotation shaft 30 to support the upper stator part 20 when the upper stator part 20 is inclined; A coaxial rotor type vehicle comprising a. 제1항에 있어서,
상기 기울기 조절부(50)는,
서보모터(51);
일단이 상기 상부 스테이터부(20)에 고정되어 상기 회전축(30)의 축방향으로 왕복운동하는 링크(53);
일단이 상기 서보모터(51)의 축에 연결되고 타단이 상기 링크(53)의 타단에 연결되어 상기 서보모터(51)의 일정각도 범위의 왕복 회전운동을 상기 링크(53)의 축방향 상하운동으로 변환시키는 캠(52);을 포함하는, 동축 로터형 비행체.According to claim 1,
The tilt adjustment unit 50,
servo motor 51;
a link 53 having one end fixed to the upper stator part 20 and reciprocating in the axial direction of the rotation shaft 30;
One end is connected to the shaft of the servomotor 51 and the other end is connected to the other end of the link 53 so that the reciprocating rotational motion of the servomotor 51 within a certain angular range is performed in the axial direction of the link 53 . Containing, a coaxial rotor type aircraft; 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하부 로터 조립체(300)는,
상기 회전축(30)을 중심으로 회전하는 하부 로터부(110); 및
상기 하부 로터부(110)와 동심을 이루면서 상기 하부 로터부(110)의 반경방향 안쪽에 위치하는 하부 스테이터부(120);를 더 포함하는, 동축 로터형 비행체.3. The method of claim 1 or 2,
The lower rotor assembly 300,
a lower rotor unit 110 rotating about the rotation shaft 30; and
Concentric with the lower rotor unit 110 and the lower stator unit 120 located inside the radial direction of the lower rotor unit 110; further comprising, a coaxial rotor type aircraft. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 상부 스테이터부(20) 중심에는 상기 회전축(30)이 관통하는 상부 관통홀(21)이 형성되어 있고,
상기 상부 관통홀(21)은 상기 상부 스테이터부(20)가 기울어질 때 상기 회전축(30)에 대한 상기 상부 스테이터부(20)의 상대 운동을 가이드하도록 상기 상대 운동방향으로 길쭉하게 슬롯 형태로 형성된, 동축 로터형 비행체.3. The method of claim 1 or 2,
An upper through hole 21 through which the rotation shaft 30 passes is formed in the center of the upper stator part 20,
The upper through-hole 21 is formed in a slot shape elongated in the relative motion direction to guide the relative motion of the upper stator part 20 with respect to the rotation shaft 30 when the upper stator part 20 is inclined. , coaxial rotor type vehicle. 제4항에 있어서,
상기 상부 스테이터부(20)가 기울어짐에 따라 상기 회전축(30)은 상기 슬롯 형태로 형성된 상부 관통홀(21) 내에서의 상대운동은 전진과 후진 운동인, 동축 로터형 비행체.5. The method of claim 4,
As the upper stator part 20 is tilted, the relative motions in the upper through-hole 21 formed in the slot shape of the rotation shaft 30 are forward and backward movements. 제5항에 있어서,
상기 상부 스테이터부(20)에는 상기 상부 관통홀(21)과 이격되어 반경방향 외측으로 상부 배선 관통홀(22)이 형성된, 동축 로터형 비행체.6. The method of claim 5,
The upper stator part 20 is spaced apart from the upper through-hole 21, and the upper wiring through-hole 22 is formed radially outwardly, the coaxial rotor type aircraft. 제6항에 있어서,
상기 상부 배선 관통홀(22)은 상기 상부 관통홀(21)과 같은 방향으로 길쭉하게 슬롯 형태로 형성된, 동축 로터형 비행체.7. The method of claim 6,
The upper wiring through-hole 22 is formed in the form of a slot elongated in the same direction as the upper through-hole 21, a coaxial rotor type aircraft. 제7항에 있어서,
상기 항전부 조립체(200)의 상부에는 상기 상부 로터 조립체(1)의 상부 스테이터부(20)에 형성된 상기 배선 관통홀(22)과 대응되는 위치에 항전부 상부 관통홀(22a)이 형성되고,
상기 항전부 조립체(200)의 하부 중심부에는 항전부 하부 관통홀(21a)이 형성되고,
상기 하부 로터 조립체(300)의 중심부에는 하부 관통홀(21b)이 형성되고,
상기 전원부 조립체(400)의 상부 중심부에는 전원부 관통홀(21c)이 형성된, 동축 로터형 비행체.8. The method of claim 7,
At an upper portion of the coercive unit assembly 200, a coherent unit upper through-hole 22a is formed at a position corresponding to the wiring through-hole 22 formed in the upper stator unit 20 of the upper rotor assembly 1,
A lower central portion of the avionics assembly 200 is formed with a lower through-hole 21a of the avionics,
A lower through hole 21b is formed in the center of the lower rotor assembly 300,
A power supply through-hole 21c is formed in the upper central portion of the power supply assembly 400, a coaxial rotor-type aircraft.
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