KR20240040560A - 드론 - Google Patents

Abstract

드론이 개시된다. 본 드론은, 복수의 프로펠러를 포함하는 본체, 본체의 중심축으로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동 가능한 복수의 무게추를 포함하고, 본체에 회전 가능하게 지지되는 회전부, 복수의 프로펠러를 구동시키고, 회전부를 본체에 대해 회전시키는 제1 구동 장치 및 복수의 무게추를 이동시키는 제2 구동 장치를 포함한다.

Description

드론{DRONE}

본 개시는 드론에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무게추의 회전 반경을 조절하여 개선된 균형 조절 기능을 갖는 드론에 관한 것이다.

드론은 화재 현장과 같은 난기류 상황에서 균형을 잡기 어려운 문제점이 있었다. 종래에는, 이러한 문제점을 자이로 센서로 감지한 드론의 기울기를 기반으로 각 프로펠러의 출력을 제어함으로써 극복하였으나, 복잡한 제어 과정이 필요한 문제점이 있었다.

본 개시는 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 개시의 목적은 무게추의 회전 반경을 조절하여 개선된 균형 조절 기능을 갖는 드론을 제공하는 데 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 드론은, 복수의 프로펠러를 포함하는 본체, 상기 본체의 중심축으로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동 가능한 복수의 무게추를 포함하고, 상기 본체에 회전 가능하게 지지되는 회전부, 상기 복수의 프로펠러를 구동시키고, 상기 회전부를 상기 본체에 대해 회전시키는 제1 구동 장치 및 상기 복수의 무게추를 이동시키는 제2 구동 장치를 포함할 수 있다.

상기 회전부는, 일단으로부터 타단을 향하여 상향 경사지게 배치되고, 상기 복수의 무게추가 각각 관통되어 상기 무게추의 이동 경로를 가이드하는 복수의 슬라이딩 로드를 포함할 수 있다.

상기 복수의 슬라이딩 로드는, 일단으로부터 타단을 향하여 45도의 각도로 상향 경사지게 배치될 수 있다.

상기 제2 구동 장치는, 모터, 상기 모터에 의해 회전하는 회전 드럼, 상기 회전 드럼에 감기고 상기 복수의 무게추와 각각 연결되는 복수의 벨트 및 상기 복수의 벨트의 이동 경로를 각각 가이드 하는 복수의 풀리를 포함할 수 있다.

상기 드론은, 상기 드론이 정지할 때 상기 복수의 무게추가 상기 중심축으로부터 멀어지고, 상기 드론이 목표 지점으로 이동할 때 상기 복수의 무게추가 상기 중심축으로부터 가까워지도록 상기 제2 구동 장치를 제어하는 프로세서를 더 포함할 수 있다.

상기 드론은, 상기 드론이 정지할 때 상기 복수의 프로펠러의 출력이 동일하고, 상기 드론이 목표 지점으로 이동할 때 상기 복수의 프로펠러의 출력이 상이하도록 상기 제1 구동 장치를 제어하는 프로세서를 더 포함할 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 드론의 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 회전부의 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 회전부의 분해사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 회전부의 상면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 드론의 기능 블록도이다.

이하에서 설명되는 실시 예는 본 개시의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 개시는 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게, 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.

본 명세서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

그리고, 본 명세서에서는 본 개시의 각 실시 예의 설명에 필요한 구성요소를 설명한 것이므로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 일부 구성요소는 변경 또는 생략될 수도 있으며, 다른 구성요소가 추가될 수도 있다. 또한, 서로 다른 독립적인 장치에 분산되어 배치될 수도 있다.

나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 개시의 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 개시가 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 드론의 사시도이다.

도 1을 참조하면 본 개시의 일 실시예에 따른 드론(1)은, 본체(10), 제1 구동 장치(20), 제2 구동 장치(30), 회전부(100)를 포함할 수 있다.

본체(10)는, 복수의 날개부(11) 및 복수의 프로펠러(12)를 포함할 수 있다. 복수의 날개부(11)는 본체(10)로부터 반경 방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 복수의 프로펠러(12)는 복수의 날개부(11) 각각의 끝단에 배치될 수 있다. 복수의 프로펠러(12)가 각각 회전함에 따라, 드론(1)은 전진, 후진, 선회 운동할 수 있다.

제1 구동 장치(20)는, 회전부(100)를 본체(10)에 대하여 회전시킬 수 있다. 회전부(100)는 본체(10)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 회전부(100)는 본체(10)의 중심축(C)을 기준으로 자전할 수 있다. 중심축(C)은 본체(10)의 중심을 지나는 수직축을 지칭한다.

또는, 제1 구동 장치(20)는, 복수의 프로펠러(12)를 각각 회전시킬 수 있다. 복수의 프로펠러(12) 각각의 출력에 따라, 드론(1)은 정지하거나 특정 위치로 이동할 수 있다.

제2 구동 장치(30)는 후술할 무게추(120, 도 2)의 회전 반경을 변화시킬 수 있다. 제2 구동 장치(30)의 상세한 구성은 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 회전부의 사시도이다. 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 회전부의 분해사시도이다. 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 회전부의 상면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 회전부(100)는 상판(101), 하판(102), 중앙 기둥(103), 복수의 지지대(104), 복수의 무게추(120) 및 복수의 슬라이딩 로드(130)를 포함할 수 있다.

상판(101) 및 하판(102)은 서로 평행하게 배치되고, 각각 본체(10)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 중앙 기둥(103)은 상판(101)의 하면과 하판(102)의 상면을 연결할 수 있다. 중앙 기둥(103)은 중심축(C)을 따라 수직하게 배치될 수 있다.

복수의 지지대(104)는 상판(101)의 가장자리와 하판(102)의 가장자리를 연결할 수 있다. 복수의 지지대(104)는 회전부(100)의 둘레 방향을 따라 등간격으로 이격 배치될 수 있다. 복수의 지지대(104)는 수직하게 배치될 수 있다.

복수의 슬라이딩 로드(130)는 일단이 중앙 기둥(103)에 연결되고 타단이 지지대(104)의 상단에 연결될 수 있다. 복수의 슬라이딩 로드(130)는 일단으로부터 타단을 향하여 상향 경사지게 배치될 수 있다. 복수의 슬라이딩 로드(130)는 일단으로부터 타단을 향하여 45도로 상향 경사지게 배치될 수 있다. 다만, 슬라이딩 로드(130)의 배치 각도는 이에 한정되는 것은 아니다.

슬라이딩 로드(130)가 45도로 상향 경사지게 배치됨에 따라, 제2 구동 장치(30)는 최적의 효율로 복수의 무게추(120)를 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 무게추(120)가 중심축(C)과 가깝게 이동하는 경우 중력에 의해 무게추(120)가 이동하므로 제2 구동 장치(30)의 출력을 최소화할 수 있다. 또한, 슬라이딩 로드(130)의 경사 각도와 무게추(120)의 회전 반경(R)은 서로 반비례할 수 있다. 이에 따라, 슬라이딩 로드(130)의 경사 각도를 45도로 설정함에 따라, 드론(1)의 균형 조절을 위한 충분히 큰 회전 반경(R)이 구현될 수 있다.

복수의 무게추(120)는 복수의 슬라이딩 로드(130) 각각을 관통할 수 있다. 무게추(120)는 슬라이딩 로드(130)를 따라 슬라이딩 로드(130)의 일단으로부터 슬라이딩 로드(130)의 타단까지 이동할 수 있다.

제1 구동 장치(20)가 회전부(100)를 회전시킴에 따라, 복수의 무게추(120)도 중심축(C)을 기준으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 복수의 무게추(120)는 중심축(C)을 기준으로 회전 관성을 갖게 되고, 드론(1)은 복수의 무게추(120)가 구현하는 자이로스코프 원리에 의해 균형을 잡을 수 있다.

또한, 무게추(120)는 제2 구동 장치(30)에 의해 중심축(C)으로부터 멀어지거나 중심축(C)과 가까워지도록 이동할 수 있다. 즉, 제2 구동 장치(30)에 의해 무게추(120)의 회전 반경(R)이 조절될 수 있다.

무게추(120)의 회전 반경(R)은 무게추(120)의 회전 관성과 비례할 수 있다. 드론(1)이 공중에 정지해있는 경우, 제2 구동 장치(30)는 무게추(120)의 회전 반경(R)을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 드론(1)은 공중에 안정적으로 정지해있을 수 있다.

한편, 드론(1)이 특정 위치로 이동하는 경우, 드론(1)은 목표 지점을 향하여 기울어진 상태로 이동할 수 있다. 이 때, 제2 구동 장치(30)는 무게추(120)의 회전 반경(R)을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 무게추(120)의 균형 조절 기능이 최소화되므로, 드론(1)은 목표 지점을 향하여 기울어진 상태로 용이하게 이동할 수 있다.

복수의 지지대(104), 복수의 무게추(120), 복수의 슬라이딩 로드(130)는 각각 3개씩 마련되는 것으로 도시되었으나, 개수가 이에 한정되는 것은 아니고 4개 이상으로 마련될 수도 있다.

제2 구동 장치(30)는 모터(110), 회전 드럼(111), 복수의 풀리(140) 및 복수의 벨트(미도시)를 포함할 수 있다. 모터(110)는 소형의 스텝 모터로 구현되어 회전 드럼(111)을 회전시킬 수 있다.

모터(110) 및 회전 드럼(111)은 중앙 기둥(103)에 수용될 수 있다. 복수의 벨트는 회전 드럼(111) 및 복수의 풀리(140)에 감기고 끝단이 복수의 무게추(120)에 각각 연결될 수 있다.

복수의 풀리(140)는 복수의 벨트의 이동 경로를 가이드할 수 있다. 복수의 벨트는 회전 드럼(111) 및 복수의 풀리(140)에 감겨 “L”의 형상을 가질 수 있다.

모터(110)가 회전 드럼(111)을 일 방향으로 회전시키면, 복수의 벨트는 회전 드럼(111)으로부터 풀릴 수 있다. 이 때, 제1 구동 장치(20)가 회전부(100)를 회전시키면, 무게추(120)는 중심축(C)으로부터 멀어지는 방향으로 원심력을 받게되고, 복수의 벨트의 길이에 따라 무게추(120)의 충분히 큰 회전 반경(R)이 결정될 수 있다.

드론(1)이 공중에 정지해있는 경우, 제2 구동 장치(30)는 무게추(120)의 회전 반경(R)을 증가시키므로, 드론(1)은 공중에 안정적으로 정지해있을 수 있다.

모터(110)가 회전 드럼(111)을 타 방향으로 회전시키면, 복수의 벨트는 회전 드럼(111)에 감길 수 있다. 이 때, 복수의 무게추(120)는 중심축(C)과 가까워지도록 이동할 수 있다.

드론(1)이 특정 위치로 이동하는 경우, 제2 구동 장치(30)는 무게추(120)의 회전 반경(R)을 감소시키므로, 무게추(120)의 균형 조절 기능이 최소화되고 드론(1)은 목표 지점을 향하여 기울어진 상태로 용이하게 이동할 수 있다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 드론의 기능 블록도이다.

도 5를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 드론(1)은 프로세서(200)를 더 포함할 수 있다.

프로세서(200)는, 드론(1)이 정지할 때 복수의 프로펠러(12)의 출력이 동일하도록 제1 구동 장치(20)를 제어할 수 있다.

프로세서(200)는, 드론(1)이 정지할 때 복수의 무게추(120)가 중심축(C)으로부터 멀어지도록 제2 구동 장치(30)를 제어할 수 있다.

드론(1)이 공중에 정지해있는 경우, 제2 구동 장치(30)는 무게추(120)의 회전 반경(R)을 증가시키므로, 드론(1)은 공중에 안정적으로 정지해있을 수 있다.

프로세서(200)는, 드론(1)이 목표 지점으로 이동할 때 복수의 프로펠러(12)의 출력이 상이하도록 제1 구동 장치(20)를 제어할 수 있다.

프로세서(200)는, 드론(1)이 목표 지점으로 이동할 때 복수의 무게추(120)가 중심축(C)으로부터 가까워지도록 제2 구동 장치(30)를 제어할 수 있다.

드론(1)이 특정 위치로 이동하는 경우, 제2 구동 장치(30)는 무게추(120)의 회전 반경(R)을 감소시키므로, 무게추(120)의 균형 조절 기능이 최소화되고 드론(1)은 목표 지점을 향하여 기울어진 상태로 용이하게 이동할 수 있다.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고, 설명하였으나, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

1: 드론 10: 본체
20: 제1 구동 장치 30: 제2 구동 장치
100: 회전부 110: 모터
120: 무게추 130: 슬라이딩 로드
140: 풀리 200: 프로세서

Claims (6)

1. 복수의 프로펠러를 포함하는 본체;
   상기 본체의 중심축으로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동 가능한 복수의 무게추를 포함하고, 상기 본체에 회전 가능하게 지지되는 회전부;
   상기 복수의 프로펠러를 구동시키고, 상기 회전부를 상기 본체에 대해 회전시키는 제1 구동 장치; 및
   상기 복수의 무게추를 이동시키는 제2 구동 장치;를 포함하는, 드론.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전부는,
   일단으로부터 타단을 향하여 상향 경사지게 배치되고, 상기 복수의 무게추가 각각 관통되어 상기 무게추의 이동 경로를 가이드하는 복수의 슬라이딩 로드를 포함하는, 드론.
3. 제2항에 있어서,
   상기 복수의 슬라이딩 로드는, 일단으로부터 타단을 향하여 45도의 각도로 상향 경사지게 배치되는, 드론.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 구동 장치는,
   모터,
   상기 모터에 의해 회전하는 회전 드럼,
   상기 회전 드럼에 감기고 상기 복수의 무게추와 각각 연결되는 복수의 벨트 및
   상기 복수의 벨트의 이동 경로를 각각 가이드 하는 복수의 풀리를 포함하는, 드론.
5. 제1항에 있어서,
   상기 드론이 정지할 때 상기 복수의 무게추가 상기 중심축으로부터 멀어지고, 상기 드론이 목표 지점으로 이동할 때 상기 복수의 무게추가 상기 중심축으로부터 가까워지도록 상기 제2 구동 장치를 제어하는 프로세서;를 더 포함하는, 드론.
6. 제5항에 있어서,
   상기 드론이 정지할 때 상기 복수의 프로펠러의 출력이 동일하고, 상기 드론이 목표 지점으로 이동할 때 상기 복수의 프로펠러의 출력이 상이하도록 상기 제1 구동 장치를 제어하는 프로세서;를 더 포함하는, 드론.

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