KR20220168511A

KR20220168511A - 드론의 폴딩암

Info

Publication number: KR20220168511A
Application number: KR1020210078339A
Authority: KR
Inventors: 이종민; 김용문
Original assignee: (주) 한국헬리콥터; 김용문
Priority date: 2021-06-16
Filing date: 2021-06-16
Publication date: 2022-12-23
Also published as: KR102539222B1

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 드론의 폴딩암은 드론의 본체에 장착되고 제1 방향을 따라 연장되는 고정부, 드론의 지지암이 삽입되고 고정부와 회동 결합되는 회동부를 포함하고, 고정부는, 고정부의 일측에 돌출되게 마련되는 한 쌍의 가이드부 및 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되고 한 쌍의 가이드부에 장착되는 결합바를 포함하고, 회동부는, 회동부의 일측에 돌출되게 마련되고 결합바와 체결되는 걸림부를 포함할 수 있다.

Description

드론의 폴딩암{FOLDING ARM OF DRONE}

본 발명은 드론의 폴딩암에 관한 것이며, 상세하게는 드론의 모터 또는 로터를 지지하는 지지암을 접어 보관의 용이성을 높이고 드론에서 발생되는 진동을 흡수하는 드론의 폴딩암에 관한 것이다.

드론은 원격 조종과 자동 비행이 가능한 무인 비행체로서, 기본적으로 적어도 하나 이상의 로터를 회전시켜서 양력 및 추진력을 얻는다. 일반적으로 드론은 로터가 4개인 쿼드롭터, 6개인 헥사콥터, 8개인 옥토콥터 등으로 구분되고, 통칭해서 멀티콥터로도 지칭된다.

일반적으로, 드론은 본체, 본체로부터 방사상으로 연장되어 있는 복수개의 지지암, 지지암의 끝부분에 설치된 로터로 구성되며, 메인바디의 하부에 방제장비, 촬영장비, 구급장비, 탑재장치 등과 같은 각종 추가 기기가 장착되어 다양한 산업분야에 적용되고 있다.

한편, 종래의 드론은 지지암이나 로터 등이 방사상으로 펼쳐져 있어 상당한 부피를 차지하므로 드론을 다른 장소로 운반하거나 보관할 경우 번거로운 문제점이 있다. 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 접이식 날개를 가지는 드론이 개발되었다. 그러나, 접이식 날개 드론은 날개를 펼쳐 사용할 경우 드론의 본체에 지지되는 날개의 지지구조가 취약할 뿐 아니라, 날개에서 회전할 때 발생되는 진동을 방진할 수 없어 내구성이 낮고, 진동에 의한 소음이 발생되는 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-1713669호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회동부를 이용하여 드론의 지지암을 폴딩시켜 드론의 보관 또는 운송시 부피를 최소화하는 드론의 폴딩암을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 드론의 모터나 로터 등에서 발생되는 진동을 흡수하고 진동에 의한 소음 발생을 억제하는 드론의 폴딩암을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 잠금부를 통해서 회동부를 고정부에 견고하게 장착시켜 드론의 본체로부터 지지암이 펼쳐진 상태에서 지지암을 안정적으로 고정하는 드론의 폴딩암을 제공하는데 목적이 있다.

걸림부는, 결합바와 맞닿는 접촉면을 포함하고, 접촉면은 경사지게 형성될 수 있다. 고정부와 연결되고, 결합바를 고정시키는 잠금부를 더 포함할 수 있다. 잠금부는, 고정부에 형성된 오목부에 삽입되고 제2 방향과 교차하는 제3 방향에 대한 결합바의 이동을 제한하는 스토퍼를 포함할 수 있다. 잠금부는, 스토퍼와 연결되고 고정부의 측면에서 돌출되게 연장되는 잠금바 및 오목부와 대향하며 위치하고 잠금바가 통과하는 잠금판을 포함할 수 있다.

잠금판은, 잠금판을 관통하는 전진홀 및 잠금판을 관통하고 전진홀과 연결되는 후진홀을 포함할 수 있다. 스토퍼는, 잠금바가 전진홀에 위치할 경우, 스토퍼의 일측이 오목부에서 돌출될 수 있다. 고정부는, 한 쌍의 가이드부에 장착되고 결합바를 지지하는 결합스프링을 포함할 수 있다. 잠금부는, 오목부에 위치하고 스토퍼를 지지하는 잠금스프링을 포함할 수 있다. 고정부는, 고정부와 연결되는 제1 힌지부를 포함하고, 회동부는, 회동부와 연결되는 제2 힌지부를 포함하고, 제1 힌지부와 제2 힌지부는 회동 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 드론의 폴딩암은 드론의 본체로부터 지지암이 펼쳐질 경우, 지지암을 안정적으로 고정 및 지지할 수 있으며, 드론의 지지암이 폴딩될 경우, 부피를 최소화하여 운반작업의 효율성을 높이고 보관의 용이성을 높일 수 있다.

또한, 로터의 회전 구동시, 지지암을 통해 본체로 전달되는 진동을 흡수하여 기계적 강도를 개선시키고 진동에 의한 소음 발생을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 폴딩암이 드론에 적용되는 일 형태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 폴딩암의 일 형태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 폴딩암의 결합바 및 걸림부의 일 형태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 폴딩암의 잠금부의 일 형태를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 폴딩암의 결합바 및 잠금부의 일 형태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 폴딩암이 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 폴딩암이 드론에 적용되는 일 형태를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 폴딩암의 일 형태를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 폴딩암의 결합바 및 걸림부의 일 형태를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 폴딩암의 잠금부의 일 형태를 개략적으로 나타내는 분해사시도이며, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 폴딩암의 결합바 및 잠금부의 일 형태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 드론의 폴딩암(1)은 드론 본체(40)에 장착되는 고정부(10) 및 드론의 지지암(41)이 삽입되는 회동부(20)를 포함할 수 있다. 드론 본체(40)는 방사상으로 연장되는 복수개의 지지암(41)과 지지암(41)의 단부에 설치된 로터(42)를 포함할 수 있다. 지지암(41)은 로터(42) 및 로터(42)를 회전시키는 모터(43)를 지지할 수 있다. 드론 본체(40)는 로터(42)가 4개인 쿼트콥터, 6개인 헥사콥터, 8개인 옥토콥더 등의 멀티콥터일 수 있다.

드론의 폴딩암(1)은 고정부(10)와 회동부(20)를 결합시켜 드론 본체(40)에서 지지암(41)을 방사상으로 펼칠 수 있으며, 고정부(10)와 회동부(20)의 결합을 해제시켜 지지암(41)을 폴딩할 수 있다.

이하에서는 도 2 내지 도 7을 통하여 드론의 폴딩암(1)의 구조를 좀더 상세하게 설명한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 드론의 폴딩암(1)은 고정부(10) 및 회동부(20)를 포함할 수 있다. 고정부(10)와 회동부(20)는 회동 결합할 수 있다. 고정부(10)는 y축 방향으로 연장되는 사각기둥 형상을 가지며 드론 본체(40)와 연결될 수 있다. 고정부(10)는 가이드부(11) 및 결합바(12)를 포함할 수 있다.

가이드부(11)는 한 쌍으로, 고정부(10)의 일측의 양단부에서 y축 방향으로 돌출되고 z축 방향으로 연장되는 사각기둥 형상을 가질 수 있다. 가이드부(11)에는 x축 방향을 따라 가이드부(11)를 관통하는 슬릿(14)이 형성될 수 있다. 슬릿(14)의 내부에는 결합스프링(15)이 장착될 수 있다.

결합바(12)는 x축 방향으로 연장되며, 한 쌍의 가이드부(11)에 장착되어 한 쌍의 가이드부(11)를 따라 z축 방향으로 이동될 수 있다. 결합바(12)의 양측은 슬릿(14)에 위치하고 하측은 결합스프링(15)과 연결될 수 있다. 결합스프링(15)은 슬릿(14)의 내부에서 결합바(12)를 탄성 지지할 수 있다.

결합바(12)는 결합스프링(15)의 탄성력에 의해 z축 방향으로 이동될 수 있다. 예를 들면, 결합바(12)가 -z축을 따라 이동할 경우 결합스프링(15)은 압축된 상태일 수 있으며, 결합바(12)가 +z축을 따라 이동할 경우 결합스프링(15)은 압축이 복귀된 상태일 수 있다.

결합바(12)는 결합바(12)의 양측 단부에 x축 방향으로 연장되는 누름부(17)를 포함할 수 있다. 사용자는 누름부(17)를 통해서 결합바(12)를 z축 방향으로 이동시킬 수 있다.

회동부(20)는 제1힌지부(13) 및 제2 힌지부(23)를 통해서 고정부(10)와 상호 회동 결합할 수 있다. 제1 힌지부(13)는 고정부(10)의 일측과 연결되고, 제2 힌지부(23)는 회동부(20)의 일측과 연결될 수 있다. 제1 힌지부(13)는 한 쌍으로, 그 사이에는 제2 힌지부(23)가 삽입될 수 있다. 힌지핀(25)은 제1 힌지부(13)와 제2 힌지부(23)에 형성된 홀에 삽입되어 제1 힌지부(13)와 제2 힌지부(23)를 연결시킬 수 있다.

회동부(20)는 원통형 형상을 가지며 내부에 드론의 지지암(41)이 삽입될 수 있다. 회동부(20)는 걸림부(21)를 포함할 수 있다. 걸림부(21)는 회동부(20)의 일측에서 돌출되는 고리형 형상으로, 예를 들면, 걸림부(21)의 내측으로 오목한 홈이 형성된 디귿자 ‘ㄷ'형상을 가질 수 있다. 걸림부(21)는 접촉면(22)을 포함할 수 있다. 접촉면(22)은 걸림부(21)의 내측면으로, 결합바(12)와 맞닿는 면일 수 있다. 접촉면(22)은 걸림부(21)의 외측방향으로 경사지게 형성될 수 있으며, z축 직선을 기준으로 3°내지 10 °의 기울기를 가질 수 있다.

회동부(20)가 고정부(10)와 결합될 경우, 걸림부(21)는 한 쌍의 가이드부(11)의 사이에서 결합바(12)를 감싸며 위치하고, 접촉면(22)은 결합바(12)와 맞닿을 수 있다. 이 때, 경사를 가지는 접촉면(22)과 사각형 단면을 가지는 결합바(12) 사이에는 이격부(24)가 형성될 수 있다. 이격부(24)는 회동부(20)로 전달된 진동을 저감시킬 수 있다.

드론의 로터(42)의 회전으로부터 발생되는 진동 및 모터(43)의 구동으로부터 발생되는 진동은 지지암(41)을 통해 회동부(20)에 3차원으로 전달되어 접촉면(22)을 통해 결합바(12)로 전달될 수 있다. 이 경우, 접촉면(22)은 경사지게 형성되어 결합바(12)와 일부 면적만 맞닿으므로, 접촉면(22)에서 결합바(12)로 전달되는 3차원 진동의 양을 줄일 수 있으며, 3차원 진동의 일부는 이격부(24)에서 흡수되어 감쇠될 수 있다.

또한, 걸림부(21) 또는 결합바(12)는 진동에 의해 흔들리더라도, 이격부(24)의 소정 범위 내에서 상호 부딪히지 않고 움직일 수 있으므로, 이격부(24)가 방진의 쿠셔닝 역할을 수행하여 소음을 감소시키고 기계적 강도 및 내구성을 높일 수 있다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 드론의 폴딩암(1)은 잠금부(30)를 포함할 수 있다. 잠금부(30)는 고정부(10)의 상측과 연결되고 결합바(12)를 고정시킬 수 있다. 잠금부(30)는 스토퍼(31), 잠금바(32), 잠금판(33)을 포함할 수 있다.

스토퍼(31)는 y축 방향으로 연장되는 원통형 형상을 가지며, 고정부(10)에 형성된 오목부(16)에 위치할 수 있다. 오목부(16)는 고정부(10)의 내측 방향으로 오목한 원호(circular arc) 형상의 홈일 수 있다. 스토퍼(31)는 오목부(16)에 수용되거나 돌출될 수 있다.

스토퍼(31)는 오목부(16)에 수용된 잠금스프링(37)과 연결될 수 있다. 잠금스프링(37)은 스토퍼(31)를 탄성 지지할 수 있다. 스토퍼(31)는 잠금스프링(37)의 탄성력에 의해 y축 방향으로 이동될 수 있다.

잠금바(32)는 원통형 형상을 가지며 잠금판(33)을 통과한 상태로 스토퍼(31)와 연결될 수 있다. 잠금바(32)는 스토퍼(31)를 오목부(16)에 수용되거나 돌출되도록 이동시킬 수 있다. 잠금판(33)은 오목부(16)와 대향하며 위치하고 고정부(10)의 상부에 설치될 수 있다. 잠금판(33)은 오목부(16)에 수용된 스토퍼(31)를 감싸며 위치할 수 있다.

잠금판(33)은 z축 방향으로 관통하는 전진홀(34), 후진홀(35), 연결홀(36)을 포함할 수 있다. 전진홀(34), 후진홀(35), 연결홀(36)은 상호 연결될 수 있으며, 전진홀(34)과 연결홀(36)은y축 방향을 따라 일자로 연결되고, 연결홀(36)과 후진홀(35)은 x축 방향을 따라 일자로 연결될 수 있다. 잠금바(32)는 전진홀(34), 후진홀(35), 연결홀(36)로 위치를 변경하면서 스토퍼(31)를 전후진시킬 수 있다.

잠금바(32)가 전진홀(34)에 위치할 경우, 스토퍼(31)의 일부가 오목부(16)에서 돌출되고, 결합바(12)의 하부면과 맞닿아 결합바(12)의 z축 방향에 대한 이동을 제한할 수 있다. 즉, 결합바(12)는 스토퍼(31)에 의해 한 쌍의 가이드부(11)에 고정될 수 있다.

잠금바(32)가 후진홀(35)에 위치할 경우, 스토퍼(31)의 전체가 오목부(16)에 수용되고, 결합바(12)는 한 쌍의 가이드부(11)를 따라 z축 방향으로 자유롭게 이동될 수 있다.

정리하면, 사용자는 고정부(10)와 회동부(20)를 결합시키기 위해, 먼저 잠금바(32)를 후진홀(35)로 이동시켜 스토퍼(31)를 후진시킨다. 그리고 누름부(17)를 눌러 결합바(12)를 -z축 방향으로 이동시킨 상태에서 회동부(20)를 고정부(10)를 향한 방향으로 회동시키고, 걸림부(21)의 오목한 홈 내측으로 결합바(12)가 위치되면 누름부(17)를 놓는다. 이 때, 걸림부(21)는 결합스프링(15)의 탄성에 의해 제자리로 돌아온 결합바(12)와 결착된다.

그 후, 사용자가 후진홀(35)에 위치된 잠금바(32)를 전진홀(34)로 이동시키면 결합바(12)의 하부는 오목부(16)에서 돌출된 스토퍼(31)와 맞닿으며 고정될 수 있다. 결과적으로, 드론의 폴딩암(1)은 결합바(12), 걸림부(21), 잠금부(30)를 통하여 상호 견고하게 고정 결합될 수 있으므로, 드론 본체(40)로부터 지지암(41)이 펼쳐진 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

반대로, 사용자는 고정부(10)와 회동부(20)의 결합을 해제시키기 위해, 전진홀(34)에 위치된 잠금바(32)를 후진홀(35)로 이동시켜 오목부(16)에서 돌출된 스토퍼(31)를 후진시킬 수 있다. 그리고 사용자는 누름부(17)를 눌러 결합바(12)를 -z축 방향으로 이동시킨 상태에서 회동부(20)를 고정부(10)를 향한 방향의 반대 방향으로 회동시켜 고정부(10)와 회동부(20)의 결합을 해제시킬 수 있다. 결과적으로, 드론의 폴딩암(1)은 간단한 구조로 고정부(10)와 회동부(20)의 결합을 해제시켜 지지암(41)을 폴딩할 수 있으므로, 드론의 전체적인 부피를 최소화하여 운반작업의 효율성과 보관의 용이성을 높일 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 고정부
11: 가이드부
12: 결합바
13: 제1 힌지부
14: 슬릿
15: 결합스프링
16: 오목부
17: 누름부
20: 회동부
21: 걸림부
22: 접촉면
23: 제2 힌지부
24: 이격부
25: 힌지핀
30: 잠금부
31: 스토퍼
32: 잠금바
33: 잠금판
34: 전진홀
35: 후진홀
36: 연결홀
37: 잠금스프링
40: 드론 본체
41: 지지암
42: 로터
43: 모터

Claims

드론의 본체에 장착되고 제1 방향을 따라 연장되는 고정부,
상기 드론의 지지암이 삽입되고 상기 고정부와 회동 결합되는 회동부,
를 포함하고,
상기 고정부는, 상기 고정부의 일측에 돌출되게 마련되는 한 쌍의 가이드부 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되고 상기 한 쌍의 가이드부에 장착되는 결합바를 포함하고,
상기 회동부는, 상기 회동부의 일측에 돌출되게 마련되고 상기 결합바와 체결되는 걸림부를 포함하는 드론의 폴딩암.
제1항에 있어서,
상기 걸림부는, 상기 결합바와 맞닿는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면은 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 드론의 폴딩암.
제2항에 있어서,
상기 고정부와 연결되고, 상기 결합바를 고정시키는 잠금부를 더 포함하는 드론의 폴딩암.
제3항에 있어서,
상기 잠금부는, 상기 고정부에 형성된 오목부에 삽입되고 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향에 대한 상기 결합바의 이동을 제한하는 스토퍼를 포함하는 드론의 폴딩암.
제4항에 있어서,
상기 잠금부는, 상기 스토퍼와 연결되고 상기 고정부의 측면에서 돌출되게 연장되는 잠금바 및 상기 오목부와 대향하며 위치하고 상기 잠금바가 통과하는 잠금판을 포함하는 드론의 폴딩암.
제5항에 있어서,
상기 잠금판은, 상기 잠금판을 관통하는 전진홀 및 상기 잠금판을 관통하고 상기 전진홀과 연결되는 후진홀을 포함하는 드론의 폴딩암.
제6항에 있어서,
상기 스토퍼는, 상기 잠금바가 상기 전진홀에 위치할 경우, 상기 스토퍼의 일측이 상기 오목부에서 돌출되는 것을 특징으로 하는 드론의 폴딩암.
제7항에 있어서,
상기 고정부는, 상기 한 쌍의 가이드부에 장착되고 상기 결합바를 지지하는 결합스프링을 포함하는 드론의 폴딩암.
제8항에 있어서,
상기 잠금부는, 상기 오목부에 위치하고 상기 스토퍼를 지지하는 잠금스프링을 포함하는 드론의 폴딩암.
제9항에 있어서,
상기 고정부는, 상기 고정부와 연결되는 제1 힌지부를 포함하고, 상기 회동부는, 상기 회동부와 연결되는 제2 힌지부를 포함하고, 상기 제1 힌지부와 상기 제2 힌지부는 회동 결합되는 것을 특징으로 하는 드론의 폴딩암.