KR20210133900A - Longer aviation drone - Google Patents

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KR20210133900A
KR20210133900A KR1020210087317A KR20210087317A KR20210133900A KR 20210133900 A KR20210133900 A KR 20210133900A KR 1020210087317 A KR1020210087317 A KR 1020210087317A KR 20210087317 A KR20210087317 A KR 20210087317A KR 20210133900 A KR20210133900 A KR 20210133900A
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Abstract

The present invention relates to a drone. A usual drone includes a means for remote control, includes a plurality of propellers and a plurality of motors, and is levitated in the air by the rotation of the propellers by being controlled wirelessly from a distance by the guidance of radio waves. The drone in accordance with the present invention comprises: a central part (111) in the middle; a plurality of connection parts (113) expanding radially from the central part (111); a main propeller (130) installed on the central part (111) to generate lift; a sub-propeller (150) installed on each end of the connection parts (113) to mainly perform direction change; and a tilting guidance device (200) including a tilting guidance ring (210) and a tilting connection part ring (220), thereby extending flight time and flight distance. Therefore, distance traveled can be extended, and flight posture, direction change and propelling force can be improved.

Description

장시간 비행 드론{LONGER AVIATION DRONE}Long Flying Drone{LONGER AVIATION DRONE}

본 발명은 드론(Drone)에 대한 것으로 특히, 비행시간 및 비행거리를 증가할 수 있도록 제공되는 드론과 관련한다. 일반적으로 드론의 구성은 원격 조정을 위한 수단을 포함하고 복수의 프로펠러 및 복수의 모터를 포함하고 전파의 유도에 따라 원거리에서 무선 조정되어 프로펠러의 회전에 의해 공중에 뜨는 방법으로 작동한다.The present invention relates to a drone, and in particular, relates to a drone provided to increase flight time and flight distance. In general, the configuration of a drone includes a means for remote control, includes a plurality of propellers and a plurality of motors, and is wirelessly controlled from a distance according to the induction of radio waves, and operates in a way that floats by rotation of the propeller.

일반적으로 드론은 복수의 모터(Motor)가 프러펠러(Propeller)를 회전하여 비행하는 바, 관련된 종래기술을 살펴보면, 등록특허 제1853354호(2018.04.24)가 제공되어 있다. 그리고 등록특허 제1559898호가 제공되어서 근접한 물체의 이동방향에 따라 이동방향을 선택하도록 되어 있다.In general, a drone flies by rotating a propeller with a plurality of motors. Referring to the related art, Patent Registration No. 1853354 (April 24, 2018) is provided. And registered Patent No. 1559898 is provided to select a moving direction according to the moving direction of an adjacent object.

본 발명은 장시간 비행하여 이동 거리를 연장하고, 비행 자세나 방향전환 그리고 추진력을 개선하고자 한다. 보다 상세히는, 양력을 만드는 데에 메인프러펠러를 사용하고, 비행자세 및 방향전환을 조절하며 추진력을 발생하는 데에 서브프러펠러를 사용한다. 방향전환 및 추진력이 필요없는 상황에서 메인프로펠러만 회전하여 양력을 발생하도록 전담하게 하여, 서브프로펠러에서 소비하는 전력소모를 줄이고 드론의 자세를 다양하게 조절하도록 제공하고자 한다.The present invention intends to extend the moving distance by flying for a long time, and to improve the flying posture or direction change and propulsion. More specifically, the main propeller is used to create lift, and the sub propeller is used to control flight attitude and direction change and generate propulsion. In a situation where change of direction and propulsion is not required, only the main propeller rotates to generate lift, thereby reducing power consumption in the subpropeller and providing various adjustments to the drone's posture.

본 발명의 드론은 장시간 비행을 하도록 제공되는 것으로서, 비행에 필요한 부재가 설치되는 프레임; 프레임의 중심에 설치되는 메인프로펠러; 프레임의 가장자리 단부에 설치되는 복수의 서브프로펠러; 메인프로펠러 또는 서브프로펠러의 회전을 제어하는 제어기와, 서브프로펠러를 회전시키는 모터에 전력을 공급하는 배터리 중 적어도 하나가 마련된 관리부;를 포함하고, 모터에 의해 회전하는 서브프로펠러는 메인프로펠러에 의해 부양된 프레임의 자세 또는 이동방향을 조절하고, 프레임에는 메인프로펠러가 설치되는 중심부, 중심부로부터 방사상으로 연장되고 메인프로펠러와 서브프로펠러를 연결하는 연결부가 마련되며, 중심부에는 메인프로펠러를 회전시키는 내연기관이 설치되고, 메인프로펠러에는 동축상에 설치되는 제1 프로펠러와 제2 프로펠러가 마련된다.The drone of the present invention is provided to fly for a long time, a frame in which a member necessary for flight is installed; a main propeller installed in the center of the frame; A plurality of sub-propellers installed at the edge end of the frame; A controller for controlling the rotation of the main propeller or subpropeller, and a management unit provided with at least one of a battery for supplying power to a motor rotating the subpropeller; includes, wherein the subpropeller rotated by the motor is lifted by the main propeller The posture or movement direction of the frame is adjusted, and the frame is provided with a central part where the main propeller is installed, a connection part extending radially from the central part and connecting the main propeller and the sub-propeller, and an internal combustion engine rotating the main propeller is installed in the central part. , The main propeller is provided with a first propeller and a second propeller installed on the same axis.

또한, 제1 프로펠러에 연결된 제1 회전축과 제2 프로펠러에 연결된 제2 회전축이 프레임의 상측에 설치되고, 프레임의 하측에 메인프로펠러를 회전시키는 내연기관이 설치된 중심부가 마련되며, 제1 회전축과 제2 회전축은 동축 상에 마련되고, 중심부에는 내연기관 회전축이 일방향으로 회전하면, 제1 회전축을 정방향으로 회전시키고, 제2 회전축을 역방향으로 회전시키는 동축반전모듈이 마련되며, 중심부의 하면에 내연기관이 장착되고, 내연기관으로 공급되는 연료가 저장되는 저장부가 내연기관의 하면에 장착되며, 내연기관과 저장부는 각 회전축과 동축 상에 배치되고, 내연기관에 의해 회전하는 제1 프로펠러 및 제2 프로펠러는 회전반력에 의한 프레임의 회전을 방지하고, 프레임을 부양시키는 양력을 생성하며, 중심부의 직경은 메인프로펠러의 전체 길이보다 작게 형성된다.In addition, a first rotating shaft connected to the first propeller and a second rotating shaft connected to the second propeller are installed on the upper side of the frame, and a central portion in which an internal combustion engine for rotating the main propeller is installed is provided on the lower side of the frame, the first rotating shaft and the first rotating shaft The second rotating shaft is provided on the coaxial axis, and when the internal combustion engine rotating shaft rotates in one direction at the center, a coaxial inversion module for rotating the first rotating shaft in the forward direction and rotating the second rotating shaft in the reverse direction is provided, and the internal combustion engine is provided on the lower surface of the central part is mounted, a storage unit in which fuel supplied to the internal combustion engine is stored is mounted on a lower surface of the internal combustion engine, the internal combustion engine and the storage unit are disposed on the same axis as each rotation shaft, and a first propeller and a second propeller rotated by the internal combustion engine prevents the rotation of the frame due to the rotational reaction force, creates a lift force that lifts the frame, and the diameter of the center is formed smaller than the overall length of the main propeller.

또한, 연결부가 복수 구비되고, 연결부의 연장 길이는 메인프로펠러의 회전반경보다 크며, 서브프로펠러는 연결부의 단부에 배치되거나, 연결부에 연결된 지지부에 배치되고, 연결부의 단부에는 서브프로펠러에 직결된 모터가 설치되며, 메인프로펠러 회전축과 서브프로펠러 회전축은 항상 서로 평행하게 유지되고, 관리부는 메인프로펠러와 서브프로펠러의 사이에서 연결부의 하면에 설치되며, 메인프로펠러의 회전에 의해 하측으로 밀린 공기가 관리부에 맞부딪치지 않도록, 관리부는 연결부의 길이 방향을 따라 연장되는 동시에, 연결부의 하면으로부터 연결부의 하측을 향해 메인프로펠러의 회전에 평행하게 연장되는 판 형상으로 형성되고, 관리부의 두께는 연결부의 두께보다 적게 형성된다.In addition, a plurality of connection parts are provided, the extension length of the connection part is greater than the rotation radius of the main propeller, the sub propeller is disposed at the end of the connection part, or it is disposed on the support part connected to the connection part, and at the end of the connection part is a motor directly connected to the sub propeller installed, the main propeller rotating shaft and the sub propeller rotating shaft are always kept parallel to each other, and the management unit is installed on the lower surface of the connection part between the main propeller and the sub propeller. In order not to prevent it, the management part is formed in a plate shape extending along the longitudinal direction of the connection part and extending parallel to the rotation of the main propeller from the lower surface of the connection part toward the lower side of the connection part, and the thickness of the management part is formed to be less than the thickness of the connection part.

또한, 메인프로펠러 회전축과 서브프로펠러 회전축은 서로 평행하고, 메인프로펠러의 회전반경을 반지름으로 하는 가상의 제1 원, 서브프로펠러의 회전반경을 반지름으로 하는 가상의 제2 원이 정의될 때, 각 서브프로펠러는 메인프로펠러 회전축을 중심으로 하는 가상의 제3 원 상에 등각도로 배치되고, 제3 원의 반지름은 제1 원의 반지름과 제2 원의 반지름의 합보다 크다. 회전축, 중심부, 내연기관, 저장부는 동축 상에 순서대로 배치되고, 내연기관의 직경 및 저장부의 직경은 중심부의 직경보다 작게 이루어진다.In addition, the main propeller rotation shaft and the sub propeller rotation shaft are parallel to each other, and when a virtual first circle having the rotation radius of the main propeller as a radius and a second virtual circle having the rotation radius of the sub propeller as the radius are defined, each sub The propeller is disposed at an equal angle on a third imaginary circle centered on the main propeller rotation axis, and the radius of the third circle is greater than the sum of the radius of the first circle and the radius of the second circle. The rotating shaft, the central part, the internal combustion engine, and the storage part are sequentially arranged on the same axis, and the diameter of the internal combustion engine and the diameter of the storage part are made smaller than the diameter of the central part.

보다 상세하게 본 발명은 상기와 같은 구성을 바탕으로 이루어지는 것으로서, 가운데의 중심부(111)와; 중심부(111)로부터 방사상으로 확장되는 복수의 연결부(113)와; 중심부(111)에 설치되어 양력을 발생하는 메인프로펠러(130)와; 연결부(113)의 각 단부에 설치되어 주로 방향전환을 수행하는 서브프로펠러(150)를; 포함한다. 그리고 틸팅안내링(210) 및 틸팅연결부링(220)을 포함하는 틸팅안내장치(200)을 더 포함하고, 틸팅안내링(210)은 중심부(111)의 외주면 보다 큰 내주면을 갖는 링 형상을 취하고, 틸팅연결부링(220)은 틸팅안내링(210)의 외주면보다 큰 내주면을 갖는 링 형상을 취해서 연결부(113)의 방사상의 중심에 배치되고 여기로부터 연결부(113)가 방사상으로 연장되며, 틸팅연결부링(220)의 내주면 측에 틸팅안내링(210)이 개재되고 틸팅안내링(210)의 내주면 측에 중심부(111)가 개재된다.In more detail, the present invention is made on the basis of the above configuration, and the central portion 111 in the middle; a plurality of connecting portions 113 radially extending from the central portion 111; a main propeller 130 installed in the center 111 to generate lift; a sub-propeller 150 installed at each end of the connection unit 113 to perform a direction change; include And it further includes a tilting guide device 200 including a tilting guide ring 210 and a tilting connection part ring 220, the tilting guide ring 210 is a ring shape having an inner circumferential surface larger than the outer circumferential surface of the central portion (111) , the tilting connection part ring 220 is disposed in the radial center of the connection part 113 by taking a ring shape having an inner peripheral surface larger than the outer peripheral surface of the tilting guide ring 210, and the connection part 113 radially extends from here, the tilting connection part The tilting guide ring 210 is interposed on the inner circumferential side of the ring 220 and the central portion 111 is interposed on the inner circumferential side of the tilting guide ring 210 .

또한, 틸팅1축(211) 및 틸팅2축(212)을 포함하여 이루어지는데 틸팅1축(211) 및 틸팅2축(212)은, 링 형상의 중심에서 평면상 직교하는 가상의 두 직선(xy)상에 각각 놓여 배치된다. 틸팅1축(211)은 틸팅안내링(210)의 내주면과 중심부(111)의 외주면 사이에 배치되어 피벗축을 구성하고, 틸팅2축(212)은 틸팅안내링(210)의 외주면과 틸팅연결부링(220)의 내주면 사이에 배치되어 피벗축을 구성하여서, 틸팅1축(211)의 피벗축에 의하여 일축의 틸팅(tx)이 수행되고, 틸팅2축(212)의 피벗축에 의하여 일축에 직각으로 수행되는 타축의 틸팅(ty)이 이루어져서, 직교하는 두 축의 합에 의하여 모든 방향으로 틸팅이 이루어지므로, 방향전환시에 메인프로펠러(130)의 양력 감소를 줄일 수 있다. 또한, 전력 소모를 줄이기 위해 방향전환에만 서브프로펠러(150)를 구동할 수 있다.In addition, the first tilting axis 211 and the second tilting axis 212 are included. The first tilting axis 211 and the second tilting axis 212 are two imaginary straight lines xy orthogonal to each other on a plane at the center of the ring shape. ) and placed on each. The first tilting axis 211 is disposed between the inner circumferential surface of the tilting guide ring 210 and the outer circumferential surface of the central portion 111 to constitute a pivot axis, and the second tilting axis 212 is the outer circumferential surface of the tilting guide ring 210 and the tilting connection part ring It is disposed between the inner circumferential surfaces of 220 and constitutes a pivot axis, so that uniaxial tilting (tx) is performed by the pivot axis of the first tilting axis 211 , and at right angles to the single axis by the pivot axis of the second tilting axis 212 . Since the tilting (ty) of the rudder shaft is performed, and tilting is made in all directions by the sum of the two orthogonal axes, it is possible to reduce the reduction in the lift force of the main propeller 130 at the time of direction change. In addition, in order to reduce power consumption, the subpropeller 150 may be driven only for direction change.

상기 구성에 따르면, 메인프러펠러는 주로 양력 생성을 전담하고, 서브프러펠러는 주로 비행 자세, 방향전환, 추진력을 발생하는 데에 전담할 수 있으므로, 비행 자세, 방향전환, 추진력을 사용할 필요가 없는 경우에는 메인프로펠러만 회전 작동할 수 있다. 이를 통하여, 서브프로펠러에서 소비되는 전력의 소모를 줄이고 용이하게 다양한 자세를 취하도록 할 수 있다.According to the above configuration, the main propeller is mainly responsible for generating lift, and the sub propeller is mainly dedicated to generating flight posture, change of direction, and propulsion, so there is no need to use flight posture, change of direction, and propulsion. In this case, only the main propeller can rotate. Through this, it is possible to reduce the consumption of power consumed by the subpropeller and to easily take various postures.

도 1은 드론 실시예의 사시도.
도 2는 도 1 드론의 평면도.
도 3은 본 발명 드론의 예시로서, 도 3A는 주요 부분 사시도, 도 3 B는 어느 부분의 분해사시도.
도 4는 주요 부분의 분해사시도.
도 5는 드론의 비행 동작을 비교한 것으로서, 도 5 A 및 도 5 B는 본 발명 드론의 동작 상태도, 도 5 C는 종래 드론의 동작 상태도.
1 is a perspective view of a drone embodiment;
Figure 2 is a plan view of the drone of Figure 1;
Figure 3 is an example of the present invention drone, Figure 3A is a perspective view of a major part, Figure 3B is an exploded perspective view of a certain part.
4 is an exploded perspective view of a main part;
5 is a comparison of flight operations of drones. FIGS. 5A and 5B are operational state diagrams of a drone of the present invention, and FIG. 5C is an operational state diagram of a conventional drone.

드론에 대한 구체적인 사항을 개시된 도면과 함께 살펴보기로 하며 우선, 도 1 및 도 2와 함께 드론의 구성에 대하여 설명한다. 드론(drone)은 프레임(110), 메인프로펠러(130), 서브프로펠러(150)를 포함한다. 프레임(110)은 메인프로펠러(130)와 서브프로펠러(150)를 지지하는 지지수단이 된다. 또한, 비행의 대상이 되는 프레임(110)에는 프로펠러를 회전시키고 제어하는데 필요한 각종 부재가 설치된다. 이러한 드론에 따르면, 비행시 항상 회전되는 메인프로펠러(130)는 내연기관(140)에 의해 구동되며, 필요한 경우에만 회전되는 서브프로펠러(150)는 모터(160)에 의해 구동된다. 따라서, 배터리(190)에 의해 비행과 방향전환이 동시에 수행되던 쿼드콥터와 비교하여 배터리(190)에 의한 비행시간의 제약이 완화되므로 비행시간(비행거리 포함)을 연장할 수 있다.A detailed description of the drone will be described along with the disclosed drawings. First, the configuration of the drone will be described with reference to FIGS. 1 and 2 . The drone includes a frame 110 , a main propeller 130 , and a subpropeller 150 . The frame 110 serves as a support means for supporting the main propeller 130 and the sub propeller 150 . In addition, various members necessary for rotating and controlling the propeller are installed in the frame 110 that is the object of the flight. According to such a drone, the main propeller 130 that is always rotated during flight is driven by the internal combustion engine 140 , and the subpropeller 150 that is rotated only when necessary is driven by the motor 160 . Accordingly, as compared with a quadcopter in which flight and direction change are performed simultaneously by the battery 190, the flight time limitation by the battery 190 is relaxed, so that the flight time (including flight distance) can be extended.

그리고 드론은 제어 및 동작원리를 간소화 하기 위하여 보통 4개의 프로펠러를 가진 쿼드콥터(quad-copter)로 만들어질 수 있다. 쿼드콥터는 4개의 프로펠러 중 서로 마주보는 2개의 프로펠러가 같은 방향으로 회전되고, 다른 2개의 프로펠러가 반대방향으로 회전되면서 중심을 잡는다. 또한, 쿼드콥터는 각 프로펠러의 회전속도를 조절하는 것만으로 상승, 하강, 좌우 방향전환이 제어된다. 따라서, 쿼드콥터는 외부에 마련된 리모컨의 무선 전파에 의해 제어되는 드론에 적합한다. 하나의 동력 장치로 4개의 프로펠러를 서로 다른 회전속도로 회전시키기 어려우므로, 각 프로펠러마다 해당 프로펠러를 회전시키는 모터(160)가 설치된다. 제한된 무게의 배터리(190)만으로는 충분한 비행시간을 확보하기 어려운데 이는, 쿼드콥터는 4개의 모터(160)를 이용해서 양력을 생성함과 동시에 방향전환을 수행하므로 전력 소모가 큰데 기인한다.And the drone can be made as a quad-copter, usually with four propellers, to simplify the control and operation principle. The quadcopter is centered as two of the four propellers facing each other rotate in the same direction and the other two propellers rotate in the opposite direction. In addition, the quadcopter is controlled to ascend, descend, and turn left and right just by adjusting the rotation speed of each propeller. Therefore, the quadcopter is suitable for drones controlled by radio waves from a remote control provided outside. Since it is difficult to rotate the four propellers at different rotational speeds with one power unit, a motor 160 for rotating the corresponding propellers is installed for each propeller. It is difficult to secure sufficient flight time with only the battery 190 having a limited weight. This is because the quadcopter uses four motors 160 to generate lift and change direction at the same time, so power consumption is large.

그러므로 비행시간을 증가시키기 위해서는 메인프로펠러(130)와 서브프로펠러(150)를 분리함이 바람직하다. 메인프로펠러(130)는 프레임(110)의 중심에 1개가 설치된다. 평소 메인프로펠러(130)의 회전에 의해 공중에 부양하는(뜨는) 양력을 생성하고 고도를 제어한다. 대신, 메인프로펠러(130)만으로는 프레임(110)의 자세 또는 이동방향을 조절하기 어렵다. 서브프로펠러(150)는 프레임(110)의 가장자리 단부에 복수로 설치되고 메인프로펠러(130)에 의해 부양된 프레임(110)의 자세 또는 이동방향을 조절한다. 이때, 서브프로펠러(150)는 메인프로펠러(130) 회전축을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치된다. 방향전환의 제어를 용이하게 수행하기 위해 서브프로펠러(150)는 쿼드콥터 형태를 취할 수 있으며, 평소에는 구동하지 않고 방향전환 때만 구동할 수 있다. 방향전환의 경우에도 일부 서브프로펠러(150)만 동작되므로, 서브프로펠러(150)에서 소모하는 배터리(190)의 전력은 쿼드콥터와 비교하여 대폭 감소하게 된다.Therefore, it is preferable to separate the main propeller 130 and the subpropeller 150 in order to increase the flight time. One main propeller 130 is installed in the center of the frame 110 . Usually, the rotation of the main propeller 130 generates lift (floating) in the air and controls the altitude. Instead, it is difficult to adjust the posture or movement direction of the frame 110 only by the main propeller 130 . A plurality of sub-propellers 150 are installed at the edge end of the frame 110 and control the posture or movement direction of the frame 110 lifted by the main propeller 130 . At this time, the sub-propellers 150 are disposed at positions symmetrical to each other with respect to the rotation axis of the main propeller 130 . In order to easily perform the control of the direction change, the subpropeller 150 may take the form of a quadcopter, and may be driven only when the direction is changed, not normally driven. Since only some subpropellers 150 are operated even in the case of direction change, the power of the battery 190 consumed by the subpropellers 150 is significantly reduced compared to that of the quadcopter.

설령, 메인프로펠러(130)를 회전시키는 회전수단으로 서브프로펠러(150)와 마찬가지로 모터(160)가 적용된다 하더라도, 평소 메인프로펠러(130)를 회전시키는 1개의 주 모터(160)에서만 전력을 소모하므로, 쿼드콥터와 비교하여 전력의 소모가 적다. 그러므로 본 발명의 메인프로펠러(130) 및 서브프로펠러(150)에 따르면 장시간의 비행이 가능하다. 메인프로펠러(130)를 회전시키는 회전수단으로 화석연료를 사용하는 내연기관(140)이 적용되면 프레임(110) 또는 드론의 비행시간은 비약적으로 개선된다. 4개의 서브프로펠러(150)에 각각 내연기관(140)을 설치하는 것은 무리이므로, 서브프로펠러(150)에는 모터(160)를 설치하고 1개의 메인프로펠러(130)에만 내연기관(140)을 설치하여서 생산성 및 소형화 측면을 고려한다. 또한, 서브프로펠러(150)를 회전시키는 모터(160)는 방향전환시에만 구동되면 충분하므로, 배터리(190)의 소모 전력이 최소화된다. 일반적인 쿼드콥터와 차이점은 추가적으로 메인프로펠러(130)가 프레임(110)의 중심에 설치된다. 메인프로펠러(130) 회전축과 서브프로펠러(150) 회전축은 모두 z축 방향에 평행한다. 1개의 메인프로펠러(130)를 이용해서 프레임(110)을 부양시키기 위해 메인프로펠러(130)의 전체 길이는 서브프로펠러(150)의 전체 길이보다 길 수 있다. 길이의 차로 인해 메인프로펠러(130)의 회전반경 r1은 서브프로펠러(150)의 회전반경 r2보다 클 수 있다. 회전되는 메인프로펠러(130)에 의해 하측으로 밀린 공기의 양은 서브프로펠러(150)와 비교하여 클 수 있다.Even if the motor 160 is applied as the rotation means for rotating the main propeller 130, like the subpropeller 150, only one main motor 160 that rotates the main propeller 130 normally consumes power. , it consumes less power compared to a quadcopter. Therefore, according to the main propeller 130 and the sub propeller 150 of the present invention, a long flight is possible. When the internal combustion engine 140 using fossil fuel is applied as a rotating means for rotating the main propeller 130, the flight time of the frame 110 or the drone is dramatically improved. Since it is unreasonable to install the internal combustion engine 140 in each of the four sub-propellers 150, the motor 160 is installed in the sub-propeller 150 and the internal combustion engine 140 is installed only in one main propeller 130. Consider productivity and miniaturization aspects. In addition, since the motor 160 for rotating the subpropeller 150 is driven only when the direction is changed, power consumption of the battery 190 is minimized. The difference from a general quadcopter is that the main propeller 130 is additionally installed at the center of the frame 110 . Both the main propeller 130 and the sub-propeller 150 are parallel to the z-axis direction. In order to float the frame 110 using one main propeller 130 , the total length of the main propeller 130 may be longer than the total length of the subpropeller 150 . Due to the difference in length, the rotation radius r1 of the main propeller 130 may be greater than the rotation radius r2 of the subpropeller 150 . The amount of air pushed downward by the rotating main propeller 130 may be greater than that of the subpropeller 150 .

그리고 메인프로펠러(130)가 서브프로펠러(150)보다 높게 설치되는 경우, 메인프로펠러(130)에 의해 하측으로 밀려난 공기가 서브프로펠러(150)에 영향을 주면 서브프로펠러(150)의 정상적인 동작이 제한된다. 메인프로펠러(130)가 서브프로펠러(150)와 동일한 높이에 설치되는 경우, 양자 간의 간섭이 문제된다. 서브프로펠러(150)의 정상적인 동작을 보장하고 간섭을 배제하기 위해 평면상으로 서브프로펠러(150)는 메인프로펠러(130)로부터 이격 배치된다. 메인프로펠러(130)의 회전반경 r1을 반지름으로 하는 가상의 제1 원 k1, 서브프로펠러(150)의 회전반경 r2를 반지름으로 하는 가상의 제2 원 k2를 정의하는데, 각 서브프로펠러(150)는 메인프로펠러(130) 회전축을 중심으로 하는 가상의 제3 원 k3의 원호 상에 등각도로 배치된다. 보다 상세히는, 평면상으로 메인프로펠러(130) 회전축의 위치를 p0, 서브프로펠러(150) 회전축(151) 4개의 각 위치를 p1, p2, p3, p4로 할 때, p0는 제1 원 k1과 제3 원 k3의 중심이 되고, p1, p2, p3, p4는 제3 원 k3의 원호 상에 등각도록 배치된다. 제3 원 k3의 반지름 r3는 제1 원 k1의 반지름 r1과 제2 원 k2의 반지름 r2의 합보다 크게 이루어진다.And when the main propeller 130 is installed higher than the sub propeller 150, if the air pushed downward by the main propeller 130 affects the sub propeller 150, the normal operation of the sub propeller 150 is limited. do. When the main propeller 130 is installed at the same height as the subpropeller 150 , interference between the two is a problem. In order to ensure the normal operation of the sub-propeller 150 and to exclude interference, the sub-propeller 150 is spaced apart from the main propeller 130 on a plane. A virtual first circle k1 having a rotation radius r1 of the main propeller 130 as a radius, and a second virtual circle k2 having a rotation radius r2 of the subpropeller 150 as a radius are defined, each subpropeller 150 is The main propeller 130 is disposed at an equal angle on the arc of the virtual third circle k3 centered on the axis of rotation. In more detail, when the position of the rotation shaft of the main propeller 130 on a plane is p0 and the positions of the four rotation shafts 151 of the sub propeller 150 are p1, p2, p3, and p4, p0 is the first circle k1 and It becomes the center of the third circle k3, and p1, p2, p3, p4 are arranged so as to be conformal to the arc of the third circle k3. The radius r3 of the third circle k3 is greater than the sum of the radius r1 of the first circle k1 and the radius r2 of the second circle k2.

또한, 프레임(110)에는 메인프로펠러(130)가 설치되는 중심부(111), 중심부(111)로부터 방사 방향으로 연장되는 복수의 연결부(113)가 마련된다. 중심부(111)는 프레임(110)의 무게중심 또는 전체 드론의 무게중심에 형성된다. 프레임(110) 또는 드론의 무게중심에는 메인프로펠러(130) 회전축이 배치된다. 연결부(113)를 통하여 메인프로펠러(130)로부터 서브프로펠러(150)가 이격배치 된다. 메인프로펠러(130)와 서브프로펠러(150)를 충분하게 이격시키기 위해 연결부(113)의 연장 길이는 메인프로펠러(130)의 회전반경 r1보다 클 수 있다. 중심부(111)로부터 길게 연장되는 연결부(113)의 흔들림 등을 방지하기 위해 프레임(110)에는 지지부(115)가 추가로 마련된다. 지지부(115)는 중심부(111)로부터 이격된 위치에서 각 연결부(113)를 연결한다.In addition, the frame 110 is provided with a central portion 111 in which the main propeller 130 is installed, and a plurality of connecting portions 113 extending in a radial direction from the central portion 111 . The center 111 is formed at the center of gravity of the frame 110 or the center of gravity of the entire drone. A main propeller 130 rotating shaft is disposed at the center of gravity of the frame 110 or the drone. The sub propeller 150 is spaced apart from the main propeller 130 through the connection part 113 . In order to sufficiently space the main propeller 130 and the subpropeller 150 apart, the extension length of the connection part 113 may be greater than the rotation radius r1 of the main propeller 130 . A support part 115 is additionally provided on the frame 110 in order to prevent shaking of the connection part 113 extending long from the center part 111 . The support part 115 connects each connection part 113 at a position spaced apart from the central part 111 .

서브프로펠러(150)는 연결부(113)의 단부에 연결되거나, 연결부(113)에 연결된 지지부(115)에 배치되는데, 양력 감소를 없애기 위해 지지부(115)는 메인프로펠러(130)/서브프로펠러(150)에 의해 하측으로 밀려나 이동하는 바람의 영향을 최소화 하도록 형성하는 것이 바람직하다. 프로펠러에 의해 밀려난 바람에 영향을 받지 않도록, 지지부(115)는 제1 원 k1의 외측에 제1 원 k1으로부터 이격배치 된다. 또한, 지지부(115)는 제2 원 k2의 외측에 제2 원 k2로부터 이격배치 된다. 결과적으로, 제1 원 k1과 제2 원 k2의 사이에 배치된 지지부(115)는 각 프로펠러로부터 밀려난 바람에 영향을 덜 받게 된다. 메인프로펠러(130)로부터 밀려난 바람은 중심부(111)에도 영향을 미칠 수 있다. 메인프로펠러(130)에서 생성된 양력이 메인프로펠러(130)로부터 밀려난 바람이 중심부(111)를 밀어내는 힘보다 크도록, 중심부(111)의 직경 L은 메인프로펠러(130)의 전체 길이보다 작을 수 있다.The sub-propeller 150 is connected to the end of the connection part 113 or disposed on the support part 115 connected to the connection part 113. ), it is desirable to form it to minimize the influence of the moving wind. In order not to be affected by the wind pushed by the propeller, the support part 115 is spaced apart from the first circle k1 on the outside of the first circle k1. In addition, the support part 115 is spaced apart from the second circle k2 on the outside of the second circle k2. As a result, the support 115 disposed between the first circle k1 and the second circle k2 is less affected by the wind pushed from each propeller. The wind pushed from the main propeller 130 may also affect the central part 111 . The diameter L of the central part 111 is smaller than the overall length of the main propeller 130 so that the lift generated by the main propeller 130 is greater than the force that the wind pushed from the main propeller 130 pushes the central part 111. can

메인프로펠러(130)의 전체 길이와 비교해서 중심부(111)의 직경 L이 작을수록, 메인프로펠러(130)에 밀린 바람이 중심부(111)에 맞부딪치지 않고 빠져나갈 수 있는 소통공간(90)이 커질 수 있다. 소통공간(90)이 클수록 프레임(110)의 비행에 유리하다. 소통공간(90)의 면적을 최대로 늘이기 위해 중심부(111)에 설치되는 회전수단의 직경 역시 중심부(111)의 직경 L 이내로 제한된다. 제한된 직경을 가지면서, 해당 직경보다 훨씬 긴 메인프로펠러(130)를 고속으로 회전시키기 위해 메인프로펠러(130)의 회전수단은 모터(160)와 비교하여 강한 힘을 생성할 수 있는 내연기관(140)인 것이 좋다. 즉, 본 발명에서 프레임(110)의 중심부(111)에는 메인프로펠러(130)를 회전시키는 내연기관(140)이 설치된다. 반면, 서브프로펠러(150)는 비행을 위해 항상 회전되어야 하는 메인프로펠러(130)와 달리 방향전환을 위해 필요한 경우에만 회전되므로, 서브프로펠러(150)의 회전수단은 모터(160)로 채택되어 연결부(113)의 단부에 서브프로펠러(150)에 직결되도록 구성됨이 바람직하다.The smaller the diameter L of the central part 111 compared to the overall length of the main propeller 130, the greater the communication space 90 through which the wind pushed by the main propeller 130 can escape without colliding with the central part 111. can The larger the communication space 90 is, the more advantageous the flight of the frame 110 is. In order to maximize the area of the communication space 90 , the diameter of the rotating means installed in the central part 111 is also limited within the diameter L of the central part 111 . While having a limited diameter, the rotating means of the main propeller 130 in order to rotate the main propeller 130 much longer than the corresponding diameter at high speed is an internal combustion engine 140 that can generate a stronger force compared to the motor 160 it's good to be That is, in the present invention, the internal combustion engine 140 for rotating the main propeller 130 is installed in the central portion 111 of the frame 110 . On the other hand, since the sub-propeller 150 is rotated only when necessary for a change of direction, unlike the main propeller 130, which must always be rotated for flight, the rotating means of the sub-propeller 150 is adopted as the motor 160 and the connection part ( 113) is preferably configured to be directly connected to the sub-propeller 150 at the end.

메인프로펠러(130)는 내연기관(140)으로 채택되므로 그 동력원인 화석 연료를 저장하는 저장부(120)를 구비한다. 저장부(120)에 저장된 연료가 액체 상태인 경우에는 방향전환 등에 의해 유동되면서 프레임(110)의 무게중심을 변화시킬 수 있다. 저장부(120)에 저장된 연료로 인해 무게중심이 변화되지 않도록 내연기관(140)과 저장부(120)는 중심부(111)에 설치되고, 메인프로펠러(130) 회전축과 동축 상에 배치된다. 도 1을 참조하면, 중심부(111)의 하면에 내연기관(140)이 장착되고, 내연기관(140)의 하면에 저장부(120)가 장착된다. 연료가 소통되는 연결관(10)이 저장부(120)와 내연기관(140)에 연결된다. 저장부(120)에 저장된 연료는 연결관(10)을 통해 내연기관(140)으로 입력된다. 더하여, 관리부(180, 190)를 포함한다. 관리부에는 메인프로펠러(130) 또는 서브프로펠러(150)의 회전을 제어하는 제어기(180)와, 서브프로펠러(150)에 전력을 공급하는 배터리(190) 중 적어도 하나가 마련된다. 제어기(180)에는 외부에 마련된 리모컨과 무선통신하는 통신모듈, 통신모듈로부터 수신된 리모컨의 제어신호를 처리하는 처리모듈이 마련된다. 처리모듈은 제어신호에 따라 메인프로펠러(130)의 회전수단을 구동하거나, 선택된 서브프로펠러(150)의 회전수단을 구동 제어하도록 작동한다.Since the main propeller 130 is adopted as the internal combustion engine 140 , it has a storage unit 120 for storing fossil fuel, which is a power source thereof. When the fuel stored in the storage unit 120 is in a liquid state, the center of gravity of the frame 110 may be changed while flowing by a direction change or the like. The internal combustion engine 140 and the storage unit 120 are installed in the central portion 111 so as not to change the center of gravity due to the fuel stored in the storage unit 120 , and are disposed on the same axis as the rotation shaft of the main propeller 130 . Referring to FIG. 1 , the internal combustion engine 140 is mounted on the lower surface of the central portion 111 , and the storage unit 120 is mounted on the lower surface of the internal combustion engine 140 . A connection pipe 10 through which fuel is communicated is connected to the storage unit 120 and the internal combustion engine 140 . The fuel stored in the storage unit 120 is input to the internal combustion engine 140 through the connection pipe 10 . In addition, it includes the management units (180, 190). At least one of a controller 180 for controlling rotation of the main propeller 130 or subpropeller 150 and a battery 190 for supplying power to the subpropeller 150 are provided in the management unit. The controller 180 is provided with a communication module for wireless communication with a remote control provided outside, and a processing module for processing a control signal of the remote control received from the communication module. The processing module operates to drive the rotation means of the main propeller 130 or to drive and control the rotation means of the selected sub propeller 150 according to the control signal.

한편, 중심부(111)에 배치된 관리부의 영향으로 중심부(111)의 직경 L이 커지므로, 메인프로펠러(130)에 의해 밀려난 공기가 빠져나갈 수 있는 소통공간(90)이 줄어들게 된다. 중심부(111)의 직경 L을 최소화하기 위해 관리부는 연결부(113)의 하면에 설치된다. 연결부(113)의 하면에 설치된 관리부에 의해 소통공간(90)이 줄어드는 것을 방지하기 위해, 관리부의 두께는 연결부(113)의 두께 이하로 형성된다. 대신, 관리부는 메인프로펠러(130) 회전축에 평행하게 연장되거나 연결부(113)의 길이 방향을 따라 연장된다. 즉, 관리부는 판 형상으로 형성될 수 있으며 상하로 세워진 상태로 연결부(113)의 하면에 장착된다. 연결부(113)의 하면에 장착된 관리부는 메인프로펠러(130)의 회전에 의해 하측으로 밀린 공기에 맞부딪치지 않게 된다.On the other hand, since the diameter L of the central part 111 is increased under the influence of the management unit disposed in the central part 111, the communication space 90 through which the air pushed by the main propeller 130 can escape is reduced. In order to minimize the diameter L of the central part 111 , the management unit is installed on the lower surface of the connection part 113 . In order to prevent the communication space 90 from being reduced by the management part installed on the lower surface of the connection part 113 , the thickness of the management part is formed to be less than the thickness of the connection part 113 . Instead, the management unit extends parallel to the axis of rotation of the main propeller 130 or extends along the longitudinal direction of the connection unit 113 . That is, the management unit may be formed in a plate shape, and is mounted on the lower surface of the connection unit 113 in a vertically erected state. The management unit mounted on the lower surface of the connection part 113 does not collide with the air pushed downward by the rotation of the main propeller 130 .

메인프로펠러(130)가 회전하면 그 회전반력의 영향으로 프레임(110)이 회전하는데, 프레임(110)의 회전을 방지하기 위해 메인프로펠러(130)에는 동축상에 설치되는 제1 프로펠러(131)와 제2 프로펠러(132)가 마련된다. 중심부(111)의 상측에는 제1 프로펠러(131)에 연결된 제1 회전축(171)과 제2 프로펠러(132)에 연결된 제2 회전축(172)이 설치된다. 중심부(111)의 하측에는 메인프로펠러(130)를 회전시키는 내연기관(140)이 설치된다. 제1 회전축(171)과 제2 회전축(172)은 동축 상에 마련된다. 중심부(111)에는 내연기관(140) 회전축이 일방향으로 회전하면, 제1 회전축(171)을 정방향으로 회전시키고, 제2 회전축(172)을 역방향으로 회전시키는 동축반전모듈이 마련된다. 일 예로, 제1 회전축(171)은 관 형상으로 형성될 수 있으며, 내연기관(140) 회전축이 일방향으로 회전하면 반시계 방향으로 회전된다. 제2 회전축(172)은 제1 회전축(171)에 회전 가능하게 삽입되고, 내연기관(140)의 회전축이 일방향으로 회전하면 시계 방향으로 회전된다. 이를 통하여 메인프로펠러(130)에 의해 프레임(110)이 회전되는 현상이 방지된다. 즉, 제1 프로펠러(131)의 회전반력과 제2 프로펠러(132)의 회전반력은 서로 상쇄될 수 있다.When the main propeller 130 rotates, the frame 110 rotates under the influence of the rotational reaction force. In order to prevent the frame 110 from rotating, the main propeller 130 has a first propeller 131 installed coaxially and A second propeller 132 is provided. A first rotational shaft 171 connected to the first propeller 131 and a second rotational shaft 172 connected to the second propeller 132 are installed above the central portion 111 . An internal combustion engine 140 for rotating the main propeller 130 is installed below the central portion 111 . The first rotation shaft 171 and the second rotation shaft 172 are provided on the same axis. A coaxial inversion module is provided in the central portion 111 that rotates the first rotation shaft 171 in the forward direction and the second rotation shaft 172 in the reverse direction when the rotation shaft of the internal combustion engine 140 rotates in one direction. For example, the first rotation shaft 171 may be formed in a tubular shape, and when the rotation shaft of the internal combustion engine 140 rotates in one direction, it is rotated counterclockwise. The second rotation shaft 172 is rotatably inserted into the first rotation shaft 171 , and when the rotation shaft of the internal combustion engine 140 rotates in one direction, it is rotated clockwise. Through this, the rotation of the frame 110 by the main propeller 130 is prevented. That is, the rotational reaction force of the first propeller 131 and the rotational reaction force of the second propeller 132 may be offset from each other.

상기와 같은 구성의 드론을 기초로 하여 보다 진보된 본 발명의 드론에 관하여 살펴본다. 단, 본 발명이 추구하고자 하는 구성의 설명을 명확히 하여서 혼돈을 피하기 위해 지지부(115), 메인프로펠러(130), 서브프로펠러(150), 제어기(180), 배터리(190) 등의 도시는 편의상 생략되었다. 도 3이하에 도시된 실시예를 참조한다.Based on the drone having the above configuration, a more advanced drone of the present invention will be described. However, in order to clarify the description of the configuration to be pursued by the present invention and avoid confusion, the illustration of the support part 115, the main propeller 130, the subpropeller 150, the controller 180, the battery 190, etc. is omitted for convenience. became Reference is made to the embodiment shown in Figure 3 below.

본 발명의 드론은, 가운데의 중심부(111)와; 중심부(111)로부터 방사상으로 확장(직간접적인 연장 포함)되는 복수(가령, 4개)의 연결부(113)와; 중심부(111)에 설치되며 내연기관(140) 등으로 회전되어 주로 양력을 발생하는 메인프로펠러(130)와; 연결부(113)의 각 단부에 설치되며 모터(160) 등으로 회전되어 주로 방향전환을 수행하는 서브프로펠러(150)와; 연결부(113)에 설치되며 메인프로펠러(130) 및 서브프로펠러(150)의 회전을 제어하는 제어기(180)와 모터(160) 등에 전력공급 등 에너지원(전기, 연료 등)을 공급 하는 배터리(190) 등의 에너지공급수단이 마련된 관리부를; 포함하는 드론을 토대로 한다.The drone of the present invention, the central center 111 and; a plurality of (eg, four) connecting portions 113 radially extending (including direct and indirect extension) from the central portion 111; a main propeller 130 installed in the central part 111 and rotated by an internal combustion engine 140, etc. to mainly generate lift; a subpropeller 150 installed at each end of the connection part 113 and rotated by a motor 160 and the like to mainly perform direction change; A battery 190 that is installed in the connection part 113 and supplies energy sources (electricity, fuel, etc.) such as power supply to the controller 180 and the motor 160 for controlling the rotation of the main propeller 130 and the sub propeller 150 ) management unit provided with energy supply means such as; It is based on drones that include

본 발명의 드론에는 틸팅안내링(210) 및 틸팅연결부링(220)을 포함하는 틸팅안내장치(200)의 구성이 추가된다. 틸팅안내링(210)은 도면과 같이 중심부(111)의 원통형 외주면 보다 큰 원형의 내주면을 갖는 링 형상(고리형태)을 취한다. 중심부(111)의 외주면은 원형이 아닌 다각(삼각 포함) 형태의 링 형상을 취할 수 있으며 이때 틸팅안내링(210) 특히, 그 내주면은 다각 형태에 대응된 다각 형태를 취할 수 있다. 틸팅연결부링(220)은 도면처럼 틸팅안내링(210)의 원형 외주면보다 큰 원형 내주면을 갖는 링 형상을 취해서 연결부(113)의 방사상의 중심에 배치되고, 틸팅연결부링(220)의 외주면으로부터 연결부(113)가 방사상으로 연장되는 것이다. 즉, 연결부(113)의 중심 쪽 단부는 틸팅연결부링(220)에 고정된다. 만일, 틸팅안내링(210)의 외주면이 다각 형태의 링 형상을 취하는 경우 틸팅연결부링(220) 특히, 그 내주면은 다각 형태에 대응된 다각 형태를 취할 수 있다. 틸팅연결부링(220)의 내주면 측에 틸팅안내링(210)이 이격되게 개재되고(즉, 움직일 수 있는 공간을 주어 삽입되고), 틸팅안내링(210)의 내주면 측에 중심부(111)가 이격되게 개재되어 모두 링 형상의 동축(동심원, 무게중심) 상에 배치된다.The configuration of the tilting guide device 200 including the tilting guide ring 210 and the tilting connection part ring 220 is added to the drone of the present invention. The tilting guide ring 210 takes a ring shape (ring shape) having a larger circular inner circumferential surface than the cylindrical outer circumferential surface of the central portion 111 as shown in the drawing. The outer circumferential surface of the central portion 111 may take a non-circular polygonal (including triangular) shape of a ring shape. The tilting connection part ring 220 is disposed in the radial center of the connection part 113 by taking a ring shape having a larger circular inner circumferential surface than the circular outer circumferential surface of the tilting guide ring 210 as shown in the drawing, and the connecting part from the outer circumferential surface of the tilting connection part ring 220 (113) extends radially. That is, the central end of the connection part 113 is fixed to the tilting connection part ring 220 . If the outer circumferential surface of the tilting guide ring 210 takes a polygonal ring shape, the tilting connecting portion ring 220, particularly, its inner circumferential surface may have a polygonal shape corresponding to the polygonal shape. The tilting guide ring 210 is spaced apart from the inner circumferential side of the tilting connection part ring 220 (that is, it is inserted to give a movable space), and the center 111 is spaced apart from the inner circumferential side of the tilting guide ring 210 It is interposed so as to be all arranged on the same axis (concentric circle, center of gravity) of the ring shape.

그리고 링 형상의 동축 중심에서 평면상 직교하는 가상의 두 직선(xy)상에 각각 놓이는 틸팅1축(211) 및 틸팅2축(212)을 더 포함한다. 틸팅1축(211)은 틸팅안내링(210)의 내주면과 중심부(111)의 외주면 사이에 배치되어 피벗축을 구성하여 이를 기준으로 피벗운동(피벗축을 중심으로 회전운동) 할 수 있도록 조립된다. 또한 틸팅2축(212)은 틸팅안내링(210)의 외주면과 틸팅연결부링(220)의 내주면 사이에 배치되어 피벗축을 구성하여 이를 기준으로 피벗운동 할 수 있도록 조립된다. 그리고 틸팅1축(211)의 피벗축의 피벗운동에 의하여 일축의 틸팅(tx)(tilting, 기울임)이 수행되고, 틸팅2축(212)의 피벗축의 피벗운동에 의하여 일축에 직각으로 수행되는 타축의 틸팅(ty)이 이루어져서, 직교하는 두 피벗축의 틸팅 합(틸팅이 된 각도의 합성)에 의하여 모든 방향으로 틸팅이 이루어진다.And it further includes a first tilting axis 211 and a second tilting axis 212 respectively lying on two imaginary straight lines xy orthogonal to the plane at the center of the ring-shaped coaxial axis. The first tilting axis 211 is disposed between the inner circumferential surface of the tilting guide ring 210 and the outer circumferential surface of the central portion 111 to constitute a pivot axis and is assembled to pivot (rotate around the pivot axis) based on this. In addition, the two tilting axes 212 are disposed between the outer circumferential surface of the tilting guide ring 210 and the inner circumferential surface of the tilting connection part ring 220 to constitute a pivot axis and are assembled to pivot based on this. And one axis of tilting (tx) (tilting) is performed by the pivot movement of the pivot axis of the first tilting axis 211, and the second axis performed at right angles to one axis by the pivot movement of the pivot axis of the second tilting axis 212. The tilting (ty) is made, and tilting is performed in all directions by the sum of tilting (synthesis of tilted angles) of two orthogonal pivot axes.

그러므로 방향전환시에도 중심부(111)에 회전축을 두는 메인프로펠러(130)는 그 회전축이 계속 지면에 수직된 상태(z축 방향)로 회전할 수 있어서 양력이 조금도 감소하지 않고 그대로 보존될 수 있다. 여기서, 복수(쿼드콥터의 경우는 4개)의 서브프로펠러(150) 중 회전이 되는 (또는 가장 강력하게 회전이 되는) 쪽은 서브프로펠러(150)의 회전에 의한 그쪽의 양력만 발생하여 이에 연결된 연결부(113)가 상대측의 것보다 높게 부양되게 되고 이에 따라 틸팅1축(211) 및 틸팅2축(212)의 피벗축에 의한 피벗운동으로 틸팅이 발생하며 결국은, 중심부(111)는 그대로 두고 서브프로펠러(150)만 틸팅이 된 상태(w축 방향)가 되어서 방향전환이나 수평으로 진행할 추진력을 갖는다. 메인프로펠러(130)는 z축 방향의 수직 양력만을 담당하여 방향전환이나 추진시에도 양력을 손실없이 보존할 수 있다. 그리고 서브프로펠러(150)만이 그 회전축이 w축 방향이 되어서 방향전환이나 추진력에 사용될 수 있으므로, 다른 데에 소요되는 전력과 같은 에너지원의 소모를 줄이고 장시간 많은 거리를 비행할 수 있다.Therefore, even when the direction is changed, the main propeller 130 having a rotational shaft in the central portion 111 can rotate in a state (z-axis direction) whose rotational shaft is perpendicular to the ground so that the lift force is not reduced at all and can be preserved as it is. Here, the side that rotates (or rotates the most strongly) among the plurality of subpropellers 150 (four in the case of a quadcopter) generates only its lift by the rotation of the subpropeller 150 and is connected thereto The connection part 113 is lifted higher than that of the other side, and accordingly, tilting occurs due to the pivot movement by the pivot axis of the first tilting axis 211 and the second tilting axis 212, and eventually, the center 111 is left as it is. Only the sub-propeller 150 is in a tilted state (w-axis direction) and has a driving force to change direction or to proceed horizontally. The main propeller 130 is responsible for only the vertical lift in the z-axis direction, so that the lift force can be preserved without loss even during direction change or propulsion. And since only the sub-propeller 150 has its rotation axis in the w-axis direction and can be used for direction change or propulsion, it is possible to reduce consumption of energy sources such as power required for other things and to fly a long distance for a long time.

위와 관련하여 본 발명 드론의 도 5 A 및 도 5 B에 예시된 바를 참조한다. 도 5 A는 틸팅 동작 전이고, 도 5 B는 틸팅 동작이 이루어진 후이다. 도 5 C는 종래 드론의 틸팅 동작을 예시한 것으로서, 드론 전체가 동시에 기울임(틸팅)을 가지므로 중심부(111)에 회전축을 두는 메인프러펠러(130)까지 동시에 기울여져서 메인프러펠러(130)로부터 발생하는 바람의 진행방향이 지면에 수직한 z축 방향이 아닌 기울여진 w축 방향으로 향하게 되어 결국, (부)양력의 감소 및 손실을 초래한다.In relation to the above, reference is made to the bar illustrated in FIGS. 5A and 5B of the drone of the present invention. 5A is before the tilting operation, and FIG. 5B is after the tilting operation is performed. FIG. 5C illustrates the tilting operation of a conventional drone, and since the entire drone has a tilt (tilting) at the same time, it is tilted at the same time to the main propeller 130 with a rotation axis in the center 111 and from the main propeller 130. The direction of the generated wind is directed not in the z-axis direction perpendicular to the ground, but in the inclined w-axis direction, resulting in a decrease and loss of (negative) lift.

틸팅1축(211) 및 틸팅2축(212)의 피벗축에 기계적, 전기적 힘에 의하여 작동(회전)하는 장치인 틸팅작동장치를 설치하고, 서브프로펠러(150)의 회전과 상관없이 틸팅 동작을 수행하도록 할 수 있다. 전기적 힘은 방향전환 틸팅 작동용의 모터 또는 솔레노이드를 채택할 수 있다. 이를 통하여 촬영, 공연, 특수 목적 등의 활동시에 연결부(113)는 수평상태를 유지하게 하고, 필요시에 중심부(111)만 틸팅 작동이 되도록 할 수 있다.A tilting operation device, which is a device that operates (rotates) by mechanical and electrical force, is installed on the pivot axes of the first tilting axis 211 and the second tilting axis 212, and the tilting operation is performed regardless of the rotation of the subpropeller 150. can make it work. The electrical force may employ a motor or solenoid for turning tilting operation. Through this, the connection unit 113 can be maintained in a horizontal state during activities such as shooting, performance, and special purpose, and only the central portion 111 can be tilted when necessary.

프레임(110); 중심부(111); 연결부(113); 지지부(115);
저장부(120); 메인프로펠러(130); 내연기관(140);
서브프로펠러(150); 모터(160);
제1 회전축(171); 제2 회전축(172);
관리부(180, 190);
frame 110; central 111; connection 113; support 115;
storage unit 120; main propeller 130; internal combustion engine 140;
sub-propeller 150; motor 160;
a first rotating shaft 171; a second rotating shaft 172;
management units (180, 190);

Claims (1)

가운데의 중심부(111)와; 중심부(111)로부터 방사상으로 확장되는 복수의 연결부(113)와; 중심부(111)에 설치되어 양력을 발생하는 메인프로펠러(130)와; 연결부(113)의 각 단부에 설치되어 주로 방향전환을 수행하는 서브프로펠러(150)와; 틸팅안내링(210) 및 틸팅연결부링(220)을 포함하는 틸팅안내장치(200)를; 포함하는 장시간 비행 드론에 있어서,
틸팅안내링(210)은 중심부(111)의 외주면 보다 큰 내주면을 갖는 링 형상을 취하고, 틸팅연결부링(220)은 틸팅안내링(210)의 외주면보다 큰 내주면을 갖는 링 형상을 취해서 연결부(113)의 방사상의 중심에 배치되고, 틸팅연결부링(220)으로부터 연결부(113)가 방사상으로 연장되며, 틸팅연결부링(220)의 내주면 측에 틸팅안내링(210)이 개재되고, 틸팅안내링(210)의 내주면 측에 중심부(111)가 개재되고,
링 형상의 중심에서 평면상 직교하는 가상의 두 직선(xy)상에 각각 놓이는 틸팅1축(211) 및 틸팅2축(212)를 더 포함하고, 틸팅1축(211)은 틸팅안내링(210)의 내주면과 중심부(111)의 외주면 사이에 배치되어 피벗축을 구성하고, 틸팅2축(212)은 틸팅안내링(210)의 외주면과 틸팅연결부링(220)의 내주면 사이에 배치되어 피벗축을 구성하여서, 틸팅1축(211)의 피벗축에 의하여 일축의 틸팅(tx)이 수행되고, 틸팅2축(212)의 피벗축에 의하여 일축에 직각으로 수행되는 타축의 틸팅(ty)이 이루어져서, 직교하는 두 축의 틸팅 각의 조합에 의하여 모든 방향으로 틸팅이 이루어지고,
중심부(111)의 하측에는 메인프로펠러(130)를 회전시키는 내연기관(140)이 메인프로펠러(130) 회전축과 동축 상에 설치되어 무게중심이 되고, 서브프로펠러(150) 중 회전되는 쪽에 양력이 발생하여 상대적으로 높게 부양될 때 틸팅1축(211) 및 틸팅2축(212)의 피벗운동을 통하여, 서브프로펠러(150)의 회전축은 w축 방향으로 틸팅이 되어서 방향전환과 추진력에 사용되고, 중심부(111)는 틸팅이 되지 않고 그대로 두어서 메인프로펠러(130)의 z축 방향 수직 양력이 손실없이 보존되고,
서브프로펠러(150)가 모터(160)에 직결되어 회전 구동되고, 모터(160)는 연결부(113)의 단부에 설치되고, 전력 공급용 배터리(190)를 포함하는 관리부가 연결부(113)의 하면에 설치되는, 것을 특징으로 하는 장시간 비행 드론.
a central center 111 in the middle; a plurality of connecting portions 113 radially extending from the central portion 111; a main propeller 130 installed in the central portion 111 to generate lift; a sub-propeller 150 installed at each end of the connection part 113 and mainly performing a direction change; a tilting guide device 200 including a tilting guide ring 210 and a tilting connection part ring 220; In a long-flying drone comprising:
The tilting guide ring 210 takes a ring shape having an inner circumferential surface larger than the outer circumferential surface of the central portion 111 , and the tilting connection part ring 220 takes a ring shape having an inner circumferential surface larger than the outer circumferential surface of the tilting guide ring 210 to connect the portion 113 . ), the connecting portion 113 is radially extended from the tilting connecting portion ring 220, and the tilting guide ring 210 is interposed on the inner circumferential side of the tilting connecting portion ring 220, and the tilting guide ring ( A central portion 111 is interposed on the inner circumferential side of the 210),
It further includes a tilting axis 211 and a tilting axis 2 212 respectively placed on two imaginary straight lines xy orthogonal to each other on a plane at the center of the ring shape, and the tilting axis 211 is a tilting guide ring 210 ) is disposed between the inner circumferential surface of the central portion and the outer circumferential surface of the central portion 111 to form a pivot axis, and the tilting axis 212 is disposed between the outer circumferential surface of the tilting guide ring 210 and the inner circumferential surface of the tilting connecting portion ring 220 to constitute a pivot axis. Thus, one-axis tilting (tx) is performed by the pivot axis of the first tilting axis 211, and the other axis tilting (ty) performed at right angles to one axis by the pivot axis of the second tilting axis 212 is made, so that it is orthogonal The tilting is made in all directions by the combination of the tilting angles of the two axes,
An internal combustion engine 140 rotating the main propeller 130 is installed on the lower side of the central portion 111 on the same axis as the main propeller 130 rotation axis to become the center of gravity, and lift is generated on the rotating side of the subpropeller 150 . Through the pivot movement of the first tilting axis 211 and the second tilting axis 212 when levitated relatively high, the rotational axis of the subpropeller 150 is tilted in the w-axis direction and is used for direction change and propulsion, and the center ( 111) is not tilted and left as it is, so that the vertical lift force in the z-axis direction of the main propeller 130 is preserved without loss,
The sub-propeller 150 is directly connected to the motor 160 and rotationally driven, the motor 160 is installed at the end of the connection part 113 , and the management unit including the battery 190 for power supply is the lower surface of the connection part 113 . Long flight drone, characterized in that it is installed in.
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