WO2019027172A1 - 분리형 프로펠러를 포함한 추진 시스템 및 이를 포함하는 무인 비행체 - Google Patents

분리형 프로펠러를 포함한 추진 시스템 및 이를 포함하는 무인 비행체 Download PDF

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WO2019027172A1
WO2019027172A1 PCT/KR2018/008389 KR2018008389W WO2019027172A1 WO 2019027172 A1 WO2019027172 A1 WO 2019027172A1 KR 2018008389 W KR2018008389 W KR 2018008389W WO 2019027172 A1 WO2019027172 A1 WO 2019027172A1
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WO
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propeller
cylindrical
motor
guide groove
housing
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PCT/KR2018/008389
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윤영규
백승철
유민우
이민성
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삼성전자주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64C11/02—Hub construction
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    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/20—Remote controls

Definitions

  • Various embodiments of the disclosure relate to an unmanned aerial vehicle having a propulsion system including a detachable propeller.
  • Unmanned aerial vehicles are flying objects that can be maneuvered remotely by a person without direct boarding. Unmanned aerial vehicles can be made smaller and lighter because they do not have separate boarding spaces for people with ordinary flying objects. Therefore, the unmanned aerial vehicle has been developed and used for military purposes such as reconnaissance and unmanned aerial vehicles for information gathering and reconnaissance in places where user access is difficult, but recently it has been equipped with a video shooting function and is being commercialized and popularized for leisure purposes.
  • unmanned aerial vehicles including a detached propeller have been developed to improve portability in response to popularization of unmanned aerial vehicles.
  • the connection between a conventional propeller and an unmanned aerial vehicle can be constructed in the form of bolts / nuts, springs, or self-tightening by thread and motor rotation.
  • the connections between these conventional propellers and unmanned aerial vehicles may be difficult to assemble, or may not provide complete anchoring, resulting in unintentional segregation.
  • the propeller may be susceptible to breakage because it is a rotating body rotating rapidly for the purpose of generating lift. Therefore, easy replacement of the propeller may be required.
  • a propulsion system including a detachable propeller and an unmanned aerial vehicle including the propulsion system.
  • a propulsion system including a detachable propeller configured to enable easy coupling without unintentional separation, and a unmanned aerial vehicle including the propulsion system.
  • An unmanned aerial vehicle includes a housing; A wireless communication circuit coupled to the housing or located within the housing and configured to connect wireless communication with an external controller; A plurality of propulsion systems coupled to the housing or at least partially embedded within the housing; And a navigation circuit configured to control the plurality of propulsion systems, wherein at least one of the plurality of propulsion systems comprises: a motor controlled by the navigation circuit; And a propeller assembly coupled to the motor, the propeller assembly comprising: a first structure secured to the motor, the helical slit having a cylindrical wall defining an interior space and formed through the cylindrical wall; ; A second structure including a cylindrical portion rotatably positioned at least partially within the inner space and at least one protrusion protruding from the outer surface of the cylindrical portion through the spiral slit to the outside of the cylindrical wall; And a cylindrical hub that engages the cylindrical portion of the second structure, a plurality of rotating blades extending from the cylindrical hub, and at least one rib extending from the cylindrical hub toward the
  • a propulsion system includes a motor including a motor body and a motor rotation portion; At least one helical slit fixed to the motor rotating portion and having a cylindrical wall defining an interior space and formed through the cylindrical wall and at least one helical slit, which can be detachably engageable A first structure including a guide groove; And at least one protrusion protruding from the outer surface of the cylindrical portion through the at least one helical slit to the outside of the cylindrical wall, at least a portion of which is partially rotatably placed in the inner space, ; And an elastic member which is disposed in the inner space and pushes up the cylindrical portion from the motor rotating portion.
  • the unmanned aerial vehicle provides an assembly structure of a propeller that can be easily engaged or disengaged by a user simply by depressing a propeller or a specific component, .
  • FIG. 1 is a block diagram of an unmanned aerial vehicle according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 2A is a perspective view of an unmanned aerial vehicle according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2B is a top view of an unmanned aerial vehicle according to various embodiments of the present disclosure.
  • Figure 3a is a perspective view of a propulsion system in which the propeller is separate, in accordance with various embodiments of the present disclosure
  • Figure 3B is a perspective view of a propulsion system with propellers locked in accordance with various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 4A is an exploded perspective view of a propulsion system according to various embodiments of the present disclosure.
  • 4B is a cross-sectional view of a propulsion system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a side view of a propeller according to various embodiments of the present disclosure.
  • 6A-6C are operational views illustrating a process in which a propeller is fastened to a propeller assembly in accordance with various embodiments of the present disclosure.
  • FIGS. 7A-7D are operational diagrams illustrating the process by which a propeller is detached from a propeller assembly in accordance with various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a side view of a first structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a propulsion system according to various embodiments of the present disclosure.
  • a or B “at least one of A or / and B,” or “one or more of A and / or B,” etc. may include all possible combinations of the listed items .
  • “A or B,” “at least one of A and B,” or “at least one of A or B” includes (1) at least one A, (2) at least one B, (3) at least one A and at least one B all together.
  • first,” “second,” “first,” or “second,” etc. used in various embodiments may describe various components in any order and / or importance, Lt; / RTI > The representations may be used to distinguish one component from another.
  • the first user equipment and the second user equipment may represent different user equipment, regardless of order or importance.
  • the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may be named as the first component.
  • a component eg. a first component
  • another component eg., a second component
  • a component e.g., a first component
  • the element may be directly connected to the other element or may be connected through another element (e.g., a third element).
  • a component e.g., a first component
  • another component e.g., a second component
  • there is no other component e.g., a third component
  • 1 is a block diagram of an unmanned aerial vehicle according to various embodiments of the present disclosure; 1 shows an example in which the unmanned aerial vehicle is a quad-rotor (or a quad-copter).
  • the UAV 100 includes a processor 110, a movement module 120, a battery module 130, a sensor module 140, a communication module a communication module 150, an audio module 160, an indicator 170, a memory module 180 and / or a camera module 190 have.
  • the processor 110 may include a processor 110 or the like that includes an electronic speed control (ESC) (or movement control and application processing module 112)
  • the processor 110 may perform computations or data processing on, for example, control and / or communication of at least one other component of the UAV 100.
  • ESC electronic speed control
  • the processor 110 may perform computations or data processing on, for example, control and / or communication of at least one other component of the UAV 100.
  • the electronic speed control module 111 can control the movement of the UAV 100 using position and attitude information of the UAV 100 or operation signals of the controller.
  • the electronic speed control module 111 may include a flight control module and an attitude control module.
  • the flight control module controls the roll, pitch, yaw, throttle, etc. of the unmanned air vehicle 100 based on the position and attitude information obtained from the attitude control module and the operation signal of the controller Can be controlled.
  • the electronic speed control module 111 can control the hovering operation and can fly the UAV 100 to the target point based on the position information and the controller operation signal provided by the application processing module 112.
  • the application processing module 112 can receive status information of the UAV 100 and provide it to the controller. Or inform the user of the state of the unmanned air vehicle 100 by controlling the audio module 160 or the display unit. Alternatively, when the camera device is mounted, the automatic photographing mode can be controlled based on the received photographing information.
  • the photographing information may include photographing position information.
  • the shooting information may include composition information and / or camera control information in addition to the shooting position information.
  • the shooting information may be shooting information based on the user's preference in the electronic device.
  • the application processing module 112 may transmit the photographing position information to the electronic speed control module 111 to control the movement of the unmanned air vehicle 100. [ The application processing module 112 may transmit driving and / or camera control information to the camera device to control the imaging composition and angle of the camera and the subject.
  • the moving module 120 (or the propulsion system) includes microprocessor units (MPUs) 121a to 121d, motor drive circuits 122a to 122d , Motors 123a-123d, and rotor blades 124a-124d.
  • the MPUs 121a to 121d can output control data for rotating the corresponding rotary blades 124a to 124d based on operation signals output from the electronic speed control module 111.
  • the motor driving units 122a to 122d can convert the motor control data output from the MPUs 121a to 121d into driving signals and output the driving signals.
  • the motors 123a to 123d can control the rotation of the corresponding rotary blades 124a to 124d based on the driving signals of the corresponding motor driving units 122a to 122d, respectively.
  • the battery module 130 may include a battery 131 and a power management module 132.
  • the power management module 132 can supply electric power to, for example, the unmanned air vehicle 100 and manage the supplied electric power.
  • the power management module 132 may include a power management integrated circuit (PMIC), a charging IC, or a battery gauge.
  • the PMIC may have a wired and / or wireless charging scheme.
  • the wireless charging system may include, for example, a magnetic resonance system, a magnetic induction system, or an electromagnetic wave system, and may further include an additional circuit for wireless charging, for example, a coil loop, a resonant circuit, have.
  • the battery gauge can measure, for example, the remaining amount of the battery, the voltage during charging, the current, or the temperature.
  • the battery 131 may include, for example, a rechargeable battery and / or a solar cell.
  • the battery module 130 may be electrically / physically connected to the processor 110 to provide power.
  • the battery module 130 may be electrically / physically connected to the electronic speed control module 111 of the processor 110.
  • the sensor module 140 includes a gesture sensor 141 capable of sensing a motion and / or a gesture of a subject, a gyro sensor 142 capable of measuring an angular velocity of the flying unmanned air vehicle 100, A barometer 143 capable of measuring the atmospheric pressure change and / or the atmospheric pressure, a terrestrial magnetism sensor (compass sensor) 144 capable of measuring the geomagnetic field, a flying unmanned aerial vehicle An acceleration sensor 145 for measuring the acceleration of the object 100, an ultrasonic sensor 146 for measuring the distance by measuring a signal reflected from the object by outputting ultrasonic waves, An optical flow 147 capable of recognizing the bottom landing or pattern and calculating the position, a temperature-humidity sensor 148 capable of measuring temperature and humidity, A light intensity sensor 149a, an ultraviolet And may include some or all of the UV (ultra violet) sensors 149b that can be measured.
  • a gesture sensor 141 capable of sensing a motion and / or a gesture of a subject
  • the sensor module 140 may measure the distance between the unmanned aerial vehicle 100 and the ground.
  • the sensor for measuring the distance between the UAV 100 and the ground may be an ultrasonic sensor 146 or an optical flow 147.
  • the ultrasonic sensor 146 outputs ultrasonic waves and measures ultrasonic waves reflected from the ground to measure the distance to the ground.
  • the optical flow 147 can measure the distance that the unmanned air vehicle 100 has from the ground by recognizing the bottom terrain or the pattern using a video photographing device such as a camera.
  • the communication module 150 may include at least one of an unattended communication module and a wired communication module.
  • the communication module 150 may include an RF module 151, a cellular module 152, a Wifi module 153, a Bluetooth module 154, and a GPS module 155.
  • the GPS module 155 may acquire positional information (latitude, latitude, altitude, altitude, altitude, speed, heading information) of the unmanned aerial vehicle 100 during movement of the unmanned air vehicle 100, GPS speed, GPS heading).
  • the position information can be calculated by measuring the accurate time and distance through the GPS module.
  • the GPS module 155 can acquire not only latitude, longitude, and altitude positions but also accurate time with three-dimensional speed information.
  • the communication module 150 can perform communication to transmit information for receiving a movement operation signal of the non-humanoid body 100 and for confirming a real-time movement state with another electronic device (e.g., a controller). According to various embodiments, the communication module 150 may transmit images and shooting information shot by the unmanned aerial vehicle 100 to an external electronic device such as a controller.
  • the audio module 160 can, for example, convert sound and electrical signals in both directions.
  • the audio module 160 can process sound information input or output through, for example, a speaker, a receiver, an earphone, or a microphone.
  • the indicator 170 may indicate a specific state of the unmanned air vehicle 100 or a portion thereof such as the processor 110, for example, a boot state, a message state, or a charged state.
  • the memory module 180 may include an internal memory and an external memory. And may store commands or data related to at least one other component of the UAV 100.
  • Memory module 180 may store software and / or programs.
  • the program may include a kernel, a middleware, an application programming interface (API), and / or an application program (or " application ").
  • the camera module 190 may include a camera 191 and / or a gimbal 192.
  • the gimbal 192 may include a gimbal control 194, a gyro / acceleration sensor 193, motor drivers 195 and 196, and / or motors 197 and 198.
  • the camera module 190 may include a lens, an image sensor, an image signal processor, a camera controller, and the like.
  • the lens can perform focusing and zoom in / out by using the properties of straightness and refraction of light.
  • the image sensor may have a structure of a CMOS or a CCD (CMOS image sensor, CIS or charge coupled device, CCD).
  • the image processing unit performs image preprocessing for performing operations such as auto white balance (AWB), auto exposure (AE), auto focusing (AF) extraction and processing, lens shading correction, An image post-processing unit performing color interpolation, color interpolation, IPC (image processing chain), color conversion, and the like.
  • the image processing unit may include an encoder capable of encoding the processed images and a decoder capable of decoding the encoded image.
  • the camera control unit can adjust the composition with the subject and / or the camera angle (photographing angle) by adjusting the angle of the lens up / down / right / left based on the composition information and / or the camera control information output from the processor 110 .
  • the gimbal 192 can control the tilt of the camera 191 so that the camera 191 maintains its posture regardless of the movement of the UAV 100.
  • the gimbal 192 may include a sensor 193 for tilt control, a gimbal control 194, and motor drivers 195 and 196.
  • the embodiments are not limited thereto, and the configurations of the unmanned aerial vehicle may be applied to all types of unmanned aerial vehicles including at least one propeller.
  • FIG. 2A is a perspective view of an unmanned aerial vehicle according to various embodiments of the present disclosure.
  • the unmanned aerial vehicle 200 of FIG. 2A may at least partially resemble the unmanned aerial vehicle 100 described in FIG. 1, or may include other embodiments of the unmanned aerial vehicle.
  • the unmanned aerial vehicle 200 may include a housing 210 and a plurality of propulsion systems 220.
  • the plurality of propulsion systems 220 may provide lift to the unmanned aerial vehicle 200 to allow the unmanned air vehicle 200 to fly.
  • Each of the plurality of propulsion systems 220 may include a propeller 221 and a motor 222 for rotating the propeller 221.
  • the propeller 221 can change the rotation of the motor 222 to lift.
  • the unmanned aerial vehicle 200 can fly using lift of a plurality of propellers 221.
  • Propulsion system 220 may be referred to as a flight drive or propeller assembly.
  • the housing 210 may include a communication unit (e.g., a communication module 150 of FIG. 1), a control unit (or a navigation unit) coupled to the housing 210 or located within the housing 210, (E.g., processor 110 of Figure 1), a sensor portion (e.g., sensor module 140 of Figure 1), or a video imaging device 230 (e.g., camera module 190 of Figure 1) can do.
  • a communication unit e.g., a communication module 150 of FIG. 1
  • a control unit or a navigation unit
  • a sensor portion e.g., sensor module 140 of Figure 1
  • a video imaging device 230 e.g., camera module 190 of Figure 1
  • the communication unit may wirelessly communicate with an external controller (or a remote controller) for controlling the unmanned aerial vehicle 200.
  • the communication unit can receive a control signal of an external controller for controlling the unmanned air vehicle 200.
  • the communication unit may transmit information on the flight status of the unmanned air vehicle 200 to the remote controller.
  • the controller may control the movement of the unmanned aerial vehicle 200 by driving the propulsion system 220 according to a control signal received from the remote controller through the communication unit.
  • the sensor unit includes a gyro sensor capable of measuring the angular velocity of the flying unmanned object 200, a barometer capable of measuring atmospheric pressure change and / or air pressure, A magnetic sensor (terrestrial magnetism sensor, compass sensor), an acceleration sensor for measuring the acceleration of the object, a proximity sensor for measuring the distance of the object, and a proximity sensor for measuring the distance (Including an ultrasonic sensor capable of measuring a distance by measuring a signal to be measured), an optical sensor (OFS, optical flow) capable of calculating a position by recognizing a bottom shape or a pattern .
  • the sensor unit can acquire the surrounding environment information for attitude control of the unmanned aerial vehicle 200.
  • the image capturing device 230 may be mounted on the outside of the housing 210 or inside the housing 210.
  • the image capturing device 230 may be embodied in various forms such as photographing a still image or capturing a moving image.
  • an unmanned aerial vehicle 200 includes four propulsion systems 220a-220d, which are quad rotors, extending from a housing 210 or installed in a housing 210 can do.
  • the propulsion systems 220a-220d may be arranged diagonally symmetrically with the housing 210 therebetween.
  • the first propulsion system 220a may be positioned to face the second propulsion system 220b and the fourth propulsion system 220d, and to the third propulsion system 220c, relative to the housing 210 have.
  • the second propulsion system 220b is adjacent to the first propulsion system 220a and the third propulsion system 220c with respect to the housing 210, and is arranged to face the fourth propulsion system 220d .
  • the unmanned aerial vehicle 200 can rotate the propellers of opposite propulsion systems in the same direction and rotate neighboring propellers in the opposite direction.
  • the first propeller 221a and the third propeller 221c are rotated in a first rotational direction r1 clockwise
  • the second propeller 221b and the third propeller 221b 4 propeller 221d can be controlled to rotate in a second rotational direction r2 which is counter clockwise.
  • the first propeller 221a and the third propeller 221c rotate in the second rotational direction r2 and the second propeller 221b and the fourth propeller 221d rotate It can be controlled to rotate in the first rotational direction r1.
  • the reason why the rotational directions of the propellers are controlled differently may be to preserve the angular momentum. If all four propellers rotate in the same direction, the flight of the unmanned aerial vehicle 200 may become unstable and deviate. That is, the unmanned aerial vehicle 200 can steadily fly while preventing abnormal movement by using propellers having different rotational directions. Accordingly, the propellers 221a-221d included in the propulsion system 220 may be configured to have different rotational directions. Alternatively, the motors for driving the propellers 221a to 221d may be configured to have different rotational directions.
  • the unmanned aerial vehicle 200 includes a twin-rotor having two propellers (or propulsion systems), a tri-rotor having three propellers, four propellers A quad rotor, a penta-rotor with five propellers, a hexa-rotor with six propellers, an octo-rotor with eight propellers, or two A coaxial unmanned aerial vehicle in which the propeller rotates in the opposite direction from the coaxial axis, and the like.
  • the unmanned aerial vehicle 200 according to various embodiments of the present disclosure will be described by way of example of a quadrotor as an example, but is not limited thereto.
  • the number of propulsion systems or the number of propellers, the respective configurations, and the rotational directions may vary.
  • Figure 3a is a perspective view of a propulsion system in which the propeller is separate, in accordance with various embodiments of the present disclosure
  • Figure 3B is a perspective view of a propulsion system with propellers locked in accordance with various embodiments of the present disclosure
  • the propulsion system 300 of FIGS. 3A and 3B may at least partially resemble the propulsion system 220 described in FIG. 2A, or may include other embodiments of the propulsion system.
  • a propulsion system 300 in accordance with various embodiments of the present disclosure includes a propeller 350 including a motor 310, a first structure 330, a second structure 340, Assembly 320.
  • a propeller 350 including a motor 310, a first structure 330, a second structure 340, Assembly 320.
  • the motor 310 may be configured to rotate the propeller assembly 320.
  • the first structure 330 may be fixed to the motor 310 to receive the rotation of the motor 310.
  • the first structure 330 may be fixedly coupled to the motor 310 or integrated with the motor 310.
  • the first structure 330 may have a cylindrical wall shape.
  • the first structure 330 may include at least one guide groove 332 formed in the cylindrical wall 331 and at least one helical slit 333.
  • the guide groove 332 may be engaged with the propeller 350 and the helical slit 333 may be engaged with the second structure 340.
  • the second structure 340 may include a cylindrical portion 341 that is partially rotatably positioned in the interior space defined by the cylindrical wall 331 of the first structure 330.
  • the second structure 340 may include a protrusion 342 protruding from the outer surface of the cylindrical portion 341 to the outside of the cylindrical wall 331 through the spiral slit 333 of the first structure 330.
  • the propeller 350 includes a cylindrical hub 351, a plurality of rotating blades extending along the circumferential surface of the cylindrical hub 351 to have the same central angle, And at least one rib 353 extending along the axis of rotation A toward the base 310. At least one rib 353 may include a latch 354 that protrudes partially in the radial direction of the cylindrical hub 351.
  • the propeller 350 may be configured to be separated from the propeller assembly 320. The user can fasten the propeller 350 to the propeller assembly 320 by inserting at least one rib 353 of the detached propeller 350 into the guide groove 332 of the first structure 330.
  • the propeller 350 may be fastened to the propeller assembly 320.
  • 3A) is inserted into the guide groove (332 in FIG. 3A) of the first structure 330, so that the rotation direction r (r) of the propeller assembly 350 As shown in Fig.
  • the protrusion 342 of the second structure 340 is located so as to partially overlap the upper portion of the locking portion 354 and the rib 353 to limit the upward movement of the locking portion 354 of the rib 353 can be confined. Accordingly, the propeller 350 may not be separated upwardly along the rotational axis A from the propeller assembly 320.
  • the protrusion 342 may be spirally moved along the helical slit 333 so as not to overlap the rib 353 (or the guide groove 332 in which the rib 353 is inserted).
  • the propeller 350 may be detached from the propeller assembly 320. The mechanism of the helical movement allowing the protrusions 342 to be positioned on the ribs 353 without overlap or overlapping will be described in more detail below.
  • the propeller 350 of the propulsion system 300 may be releasably fastened to the first structure 330 by the second structure 340. Accordingly, the user can easily replace the propeller 350, and can easily carry the unmanned aerial vehicle including the propulsion system 300.
  • FIG. 4A is an exploded perspective view of a propulsion system according to various embodiments of the present disclosure
  • 4B is a cross-sectional view of a propulsion system according to various embodiments of the present disclosure
  • Figures 4A and 4B illustrate the components that make up the propulsion system 400 in accordance with various embodiments and show the assembly structure of the components.
  • the propulsion system 400 disclosed in Figures 4A and 4B may at least partially resemble a propeller assembly included in the propulsion system 300 described in Figures 3A and 3B, or may include other embodiments of propeller assemblies.
  • the propulsion system 400 includes a motor 410, a first structure 420, a second structure 430, an elastic member 440, a securing member 450, and a propeller (e.g., 350 as a component.
  • a propeller e.g., 350 as a component.
  • the components of the propulsion system 400 will be described in a general assembling sequence.
  • the motor 410 may be configured to provide rotation to the propeller for lift generation.
  • the motor 410 may include a motor body 411 and a motor rotation unit 412.
  • the motor 410 may be configured such that the motor rotation portion 412 rotates with respect to the motor main body 411.
  • the motor rotation portion 412 may have any suitable shape for securing the propeller assembly comprising the first structure 420.
  • the first structure 420 may be configured to engage the motor 410 to transfer the rotation of the motor 410 to the propeller assembly, i.e., the propeller.
  • the first structure 420 may include a cylindrical wall 421 and a bottom surface 422.
  • the cylindrical wall 421 and the bottom surface 422 may define an internal space 423 of the first structure 420.
  • the first structure 420 may be fixed to the motor rotation part 412 by attaching the bottom surface 422 to the upper part of the motor rotation part 412.
  • the first structure 420 may be fixed to the motor 410, for example, the motor rotation unit 412 such that the center of the cylindrical wall 421 is concentric with the rotation center of the motor rotation unit 412.
  • the rotation of the motor rotation part 412 can be transmitted to the first structure 420 in a stable manner.
  • the first structure 420 may be secured to the motor rotation portion 412 by any type of fastener, welding or other means.
  • the first structure 420 may be fixedly coupled to the motor rotation portion 412 by a plurality of screws 460.
  • the first structure 420 and the motor rotation part 412 may include a first hole 424 and a first fastening hole 413 at positions corresponding to each other when viewed from above along the direction of the rotational axis A.
  • the first and second fasteners 413 and 413 can be screwed into the plurality of first fasteners 413, respectively.
  • the plurality of first fasteners 413 may be positioned so as to have the same central angle about the rotation axis A.
  • the plurality of first fasteners 413 may be located on the upper surface of the motor rotation part 412 so that the central angle between the first fastening holes 413 is 120 degrees.
  • the first structure 420 may be integrated with the motor rotation part 412 or may comprise a substantially unitary structure.
  • the first structure 420 may be assembled with the second structure 430 and a propeller (e.g., 350 of FIG. 3A).
  • the second structure 430 and the propeller may be fixed to the motor rotation part 412 by the first structure 420.
  • the first structure 420 may be referred to as a bracket.
  • the cylindrical portion 431 of the second structure 430 may be rotatably positioned in the inner space 423 of the first structure 420 at least a portion of the cylindrical portion 431.
  • the cylindrical wall 421 of the first structure 420 may include at least one helical slit 425.
  • the helical slit 425 may be formed from the uppermost end of the cylindrical wall 421 toward the direction opposite to the rotation direction r of the motor 410 (or the propeller).
  • the second structure 430 can be fastened to the first structure 420 by being inserted into the inlet of the helical slit 425 formed at the upper end of the cylindrical wall 421.
  • the helical slit 425 can guide rotation (or spiral movement) of the second structure 430 being fastened.
  • As the helical slit 425 is formed in the direction opposite to the rotation direction r, it is possible to prevent the second structure 430 from being detached from the helical slit 425 by rotation. As described above with reference to FIG.
  • the rotational direction of each of the plurality of propellers in the unmanned aerial vehicle may vary. Accordingly, the direction in which the helical slits 425 are formed in the first structure 420 may also vary according to the direction of rotation of the propeller.
  • the first structure 420 may include at least one guide groove 426 on the outer surface (side) of the cylindrical wall 421. At least one guide groove 426 has the same central angle with respect to the cylindrical wall 421 and may be positioned to correspond to the ribs of the propeller (e.g., 350 of FIG. 3A) (e.g., 353 of FIG. 3A). The ribs of the propeller can be inserted downward along the guide grooves 426. Accordingly, the propeller can be fastened to the first structure 420.
  • the guide groove 426 can restrict the fastened propeller from moving in the rotational direction r and can transmit the rotation of the motor 410 to the propeller.
  • the guide groove 426 may overlap at least some of the helical slit 425.
  • the guide groove 426 may at least partially overlap the spiral movement path of the protrusion 433 of the second structure 430 moving along the spiral slit 425.
  • the second structure 430 may provide a fastening / disengaging mechanism for the first structure 420 of the propeller by helical movement relative to the first structure 420.
  • the second structure 430 may be referred to as a rotation ring or a brace.
  • the second structure 430 includes at least one arm 432 projecting radially from the outer surface (side) of the cylindrical portion 431 and the cylindrical portion 431, and at least one arm 432 And at least one protrusion 433 disposed at each end.
  • the diameter of the cylindrical portion 431 may be substantially equal to or less than the diameter of the internal space 423 of the first structure 420.
  • the cylindrical portion 431 can rotate with respect to the first structure 420 in the inner space 423.
  • the second structure 430 is configured such that at least one arm 432 penetrates the spiral slit 425 of the first structure 420 and slides on the spiral slit 425, 420, respectively.
  • Helical movement of the second structure 430 may be accompanied by rotation about the first structure 420 and up and down movement along the axis of rotation A.
  • the first end 433a of the protrusion 433 is located at least partially overlapping the guide groove 426 of the first structure 420 according to the helical movement of the second structure 430 So as not to overlap. For example, when one end 433a of the protrusion 433 is positioned to overlap the guide groove 426, insertion of the rib fastened to the guide groove 426 can be prevented.
  • One end 433a of the protrusion 433 may not interfere with the insertion path if it is positioned so as not to overlap with the guide groove 426 as the second structure 430 is helically moved in the downward direction. That is, one end 433a of the protrusion 433 can open or close the insertion path of the rib of the propeller which is fastened to the guide groove 426. Accordingly, the propeller can be fastened or fixed by the projecting portion 433, and the fastening / separating operation of the propeller by such a mechanism will be described in detail below.
  • the resilient member 440 may be configured to push the cylindrical portion 431 of the second structure 430 upward from the motor 310.
  • the elastic member 440 may have any suitable shape and structure capable of applying an elastic force to the second structure 430.
  • the elastic member 440 may include a spring.
  • the elastic member 440 may be disposed between the bottom surface 422 of the first structure 420 and the inner bottom surface of the second structure 430.
  • the diameter of the elastic member 440 may be substantially equal to or less than the inner diameter of the inner space 423 of the first structure 420.
  • the elastic member 440 is disposed to fit substantially concave in the inner space 423 of the first structure 420, It is possible to prevent the occurrence of vibration of the elastic member 440 even when rotating.
  • the anchoring member 450 may include a pole 451 and a fixed cap 452.
  • the fixing member 450 may be fixed to the motor rotation unit 412 by passing the second structure 430, the elastic member 440 and the first structure 420 sequentially along the rotation axis A.
  • the end 451a of the column 451 is connected to the second hole 427 formed at the center of the bottom surface 422 of the first structure 420 and the second hole 427 formed at the center of the motor rotation part 412 And can be fixedly coupled to the sphere 414.
  • the engagement between the end 451a and the second fastening 414 may be secured by screwing, welding, bonding or other means.
  • the end 451a may be screwed into the second hole 427 and the second fastener 414 to fix the first structure 420 and the motor rotation part 412.
  • the second hole 427 may also be threaded and screwed to the end 451a.
  • the fixing member 450 may be configured to define a range of up and down movement of the second structure 430 in the direction of the rotational axis A with respect to the first structure 420.
  • the fixing cap 452 of the fixing member 450 may have a larger diameter than the through hole 431b of the second structure 430 through which the column 451 and the column 451 pass.
  • the fixed cap 452 may be received in a recessed cutout 431a defined as an upper portion of the rim of the through hole 431b of the second structure 430.
  • the movement of the second structure 430 in the upward direction along the rotation axis A can be limited by blocking the stepped portion between the concave portion 431a and the through hole 431b by the fixed cap 452.
  • the second structure 430 can be moved up or down (or spirally moved) in the inner space 423 of the first structure 420 only in the range of the length of the column 451.
  • FIG. 5 is a side view of a propeller according to various embodiments of the present disclosure.
  • the propeller 500 of FIG. 5 may at least partially resemble the propeller 350 of FIG. 3A, or may include other embodiments of the propeller.
  • the propeller 500 may include a cylindrical hub 510.
  • the cavity 511 of the cylindrical hub 510 has a diameter greater than the diameter of the cylindrical portion (e.g., 431 in Figure 4a) so that at least a portion of the second structure (e.g., 430 of Figure 4a) .
  • the propeller 500 may include a plurality of rotating blades 520 extending from the circumferential surface (side) of the cylindrical hub 510.
  • the plurality of rotating blades 520 may be positioned so as to have the same central angle with each other along the circumferential surface (side surface) of the cylindrical hub 510.
  • the propeller 500 may include at least two or more rotating blades having various shapes.
  • the propeller 500 may include a plurality of ribs 530 extending downwardly from the cylindrical hub 510.
  • the plurality of ribs 530 may be positioned to have the same central angle along the circumference of the cylindrical hub 510.
  • the ribs 530 may have a predetermined length that can be inserted downwardly along the rotational axis in the guide grooves (e.g., 426 in FIG. 4A) of the first structure.
  • rib 530 may have a length 531 of length that substantially coincides with the width of guide groove 426 (e.g., 426a in FIG. 4A).
  • the ribs 530 can be inserted substantially in the guide grooves 426 and fit tightly to restrict the propeller 500 from moving in the rotational direction with respect to the first structure.
  • the rib 530 may include a locking portion 532 that protrudes partially in the radial direction of the cylindrical hub 510.
  • the propeller 500 is configured such that the step between the engaging portion 532 and the rib 530 is blocked by the projecting portion of the second structure (e.g., 433 in Fig. 4A)
  • the plurality of ribs 530 can be fastened and fixed to the first structure by the guide grooves of the first structure and the protrusions of the second structure.
  • FIGS. 6A-6C are operational views illustrating a process in which a propeller is fastened to a propeller assembly in accordance with various embodiments of the present disclosure.
  • the propulsion system 600 disclosed in Figures 6A-6C may at least partially resemble the propulsion system 300 disclosed in Figure 3A, or may include other embodiments of the propulsion system.
  • a propeller 610 in accordance with various embodiments of the present disclosure is configured to receive at least one rib 611 of a propeller 610 in a downward direction 1 direction) and can be fastened to the first structure 620.
  • the second structure 630 is positioned at the highest height in the upward direction by an elastic member (e.g., 440 in FIG. 4A) disposed in the interior space (e.g., 423 in FIG. 4A) of the first structure 620 State (or a basic state).
  • the protrusion 631 of the second structure 630 may be positioned to overlap at least a part of the upper end of the guide groove 621 of the rib 611.
  • the projecting portion 631 of the second structure 630 can block the rib 611 from being inserted into the guide groove 621.
  • the rib 611 is inserted along the guide groove 621 and the engaging portion 612 formed at the end of the rib 611 can push the projecting portion 631 downward.
  • the projecting portion 631 (or the second structure 630) can be moved along the helical slit 622 so as to be spirally moved in the direction 2 against the elastic force of the elastic member by pushing the projecting portion 631 downward .
  • the first end 632 of the protrusion 631 toward the guide groove 621 may include a chamfer 632a at an upper portion where the engaging portion 612 abuts.
  • the protrusion 631 can smoothly slide in the helical slit 622 by the pivotal movement of the latching portion 612 by the first end 632 having the slant surface 632a.
  • the slanting surface 632a and the rib 611, And the angle of the helical slit 622 can be adjusted according to the size of each component of the propulsion system 600 and can be determined preferably between 5 and 85 degrees.
  • the propeller 610 according to various embodiments of the present disclosure is configured such that, due to the spiral movement of the protruding portion 631 due to the protrusion of the protruding portion 612, Can be sufficiently fastened to the base plate (621).
  • the protrusion 631 is spirally moved to reach the lower end of the second structure 620 and is positioned so as not to overlap with the guide groove 621 so that the guide groove 621 of the rib 611 and the guide groove 612 621 in the first embodiment.
  • the first edge 612a in contact with the first end 632 of the protrusion 631 may be rounded.
  • the rounded first edge 612a can smooth the movement of the protrusion 631 and the engagement portion 612 due to the interaction between the protrusion 631 and the engaging portion 612 when the rib 611 is inserted into the guide groove 621.
  • FIG. 6C shows a state in which the propeller 610 according to various embodiments of the present disclosure has been fastened to the first structure 620.
  • FIG. 6C when the propeller 610 is fastened to the first structure 620 (or when the rib 611 is fastened (inserted) into the guide groove 621), the fastening of the fastening portion 612
  • the projection 631 which has been spirally moved by the jungle can be restored to the basic state due to the repulsive force of the elastic member (not shown).
  • the protruding portion 631 can be spirally moved in the 3 direction along the spiral slit (622 in Fig. 6A).
  • the helical movement can be softened by the interaction of the first end 632 of the protrusion 631 with the first rounded edge 612a of the fastening portion 612 fastened to the first structure 620.
  • the protruding portion 631 restored to the basic state can be configured to define the up-down movement range of the propeller 610 in the direction of the rotation axis A.
  • the first end 632 of the protrusion 631 can be positioned at the top of the locking portion 612 of the rib 611 have.
  • the ribs 611 can be prevented from moving upward in the guide grooves 621 because the step between the engaging portions 612 and the ribs 611 is blocked by the projecting portions 631.
  • the vertical movement of the propeller 610 is restricted by the projected portion 631 of the second structure 630 restored to the basic state and the vertical movement of the propeller 610 is restricted by the guide grooves 621 of the first structure 620
  • the rotation about the structure 620 is also limited and can be fixed to the first structure 620. That is, the unmanned aerial vehicle and the propulsion system according to various embodiments of the present disclosure can provide a propeller that can be easily fastened to a propeller by a user simply by depressing the propeller, and can not be easily separated from an external impact.
  • a portion of the upper surface of the latching portion 612 may be formed as a flat portion 612b having a constant height.
  • the flat surface portion 612b is formed in such a manner that the gap g between the engaging portion 612 and the lower surface 631a of the protruding portion 631 facing the propeller 610 is reduced or the gap g is not So that the portion 612 and the lower surface 631a can be in contact with each other. Accordingly, when the fastened propeller 610 rotates, the vibration of the propeller 610, which may be caused by the gap g, can be reduced.
  • FIGS 7A-7D are operational diagrams illustrating the process by which a propeller is detached from a propeller assembly in accordance with various embodiments of the present disclosure.
  • the propulsion system 600 disclosed in Figures 7A-7D may at least partially resemble the propulsion system 600 disclosed in Figures 6A-6C, or may include other embodiments of the propulsion system.
  • a propeller 710 according to various embodiments of the present disclosure includes a first structure 620 and a second structure 620.
  • the propeller 710 is configured to allow the user to press the second structure 730 in a downward direction . That is, the user can separate the propeller 710 from the propulsion system 700 without direct manipulation of the fastened propeller 710.
  • FIG. 7B shows an operation in which the user presses down the second structure 730 in the downward direction (direction 1).
  • the first projecting portion 731a is spirally moved in the direction 2 with respect to the first structure 720 and the first projecting portion 731a is engaged with the lower surface 733a of the first stage 732a by the propeller 710 And slid down to the rounded first edge 712a of the latching portion 712 of the first structure 720 and down to the lower end of the first structure 720.
  • the propeller 710 can be moved upward (in a direction away from the first structure 720) by the second protrusion 731b.
  • the second protrusion 731b adjacent to the first protrusion 731a and included in the second structure 730 Together with the first projecting portion 731a, to the lowermost end of the first structure 720.
  • each protrusion may include a first end that interferes with the path of the guide groove 721 in a basic state of the second structure 730 and a second end that is opposite the first end.
  • each protrusion may include a first end and a second end opposite to the first end in the circumferential direction.
  • the first stage may be positioned to overlap at least partially with the top of the guide groove 621 when the second structure 630 is at the highest position relative to the first structure 620.
  • the second stage may be positioned such that when the second structure 630 is at its lowest position relative to the first structure 620, it overlaps at least partially with the lower ends of the other guide grooves adjacent to the guide grooves 621.
  • the second end 734b of the second projecting portion 731b may be helically moved to contact the engaging portion 712.
  • the second end 734b may include an inclined surface 735b on the upper surface and may interact with the second rounded edge 712c of the engagement portion 712 to smoothly engage the engagement portion 712 in the upward ).
  • the second structure 730 when the user releases the depression of the second structure 730, the second structure 730 can be restored to the basic state by the repulsive force of the elastic member (not shown). Accordingly, the first projecting portion 731a (and the second structure 730) can move in the direction of 4 with respect to the first structure 720.
  • the helical movement of the first projecting portion 731a allows the inclined surface 732b of the first end 732a of the first projecting portion 731a to abut the first edge 712a of the engaging portion 712.
  • the first end 732a of the first projecting portion 731a can be pushed upward in the direction of 3 of the retaining portion 712 as the second structure body 730 moves in the 4 direction and is restored to the basic state have.
  • the engaging portion 712 can be smoothly moved upward by the inclined surface 732b.
  • the propeller 710 can also be completely disengaged from the propulsion system 700 once the raised catch 712 is completely disengaged from the guide groove 721. [ Since the restoration operation of the second structure 730 to the basic state is automatically performed by the elastic member, the user simply removes the propeller 710 from the propulsion system 700 by simply pressing the second structure 730 . In addition, propeller 710 may not be detached from propulsion system 700, even though direct force on propeller 710 is applied, since component that allows separation of propeller 710 is second structure 730 .
  • the unmanned aerial vehicle and propulsion system according to various embodiments of the present disclosure can provide a propeller that can easily separate a propeller by a single operation of a user simply pressing a specific component and can not easily be separated from an external impact.
  • FIG. 8 is a side view of a first structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • the propeller 810 and the first structure 820 disclosed in FIG. 8 may at least partially resemble the propeller 350 and the first structure 330 disclosed in FIG. 3A, respectively, or may include other embodiments.
  • the first structure 820 may further include a guide ramp 822 that can guide the fastening of the propeller 810.
  • a guide ramp 822 that can guide the fastening of the propeller 810.
  • the propeller 810 is inserted into the guide groove 821 of the first structure 820 and the rib 811 and the engaging portion 812 of the propeller 810 are inserted into the guide groove 821 of the first structure 820, Respectively.
  • the guide inclined surface 822 can be inclined toward the side groove 821 to guide the rib 811 of the propeller 810 into the guide groove 821 precisely.
  • the rib 811 can be inserted into the guide groove 821 by sliding the lower surface of the locking portion 812 against the guide inclined surface 822 (in the direction of (2)). That is, the user can easily fasten the propeller 810 to the first structure 820 without inserting the ribs 811 into the guide groove 821 accurately.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a propulsion system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the propulsion system 900 disclosed in FIG. 9 may include at least some similar or other embodiments with the propulsion system 300 disclosed in FIG. 3A.
  • the propeller 910 since the propeller 910 is configured to be fixed or separated by the second structure 920, The impact may cause an unintended separation of the propeller 910.
  • the propulsion system 900 is configured such that the propeller 910 is fastened and the second structure 920 is in a basic condition (with a maximum height relative to the first structure 930)
  • the cylindrical portion 921 of the second structure 920 may be configured not to protrude to the outside of the cylindrical hub 911 of the propeller 910.
  • the second structure 920 can be received and placed in the recess 912 of the cylindrical hub 911 of the propeller 910.
  • the upper end of the cylindrical hub 911 and the upper end of the cylindrical portion 921 of the second structure 920 may have a predetermined distance d. Therefore, in the propulsion system 900 according to the embodiment of the present disclosure, the direct external impact may not be directly applied to the second structure 20, so that unintentional separation of the propeller 910 may not occur.
  • An unmanned aerial vehicle includes a housing; A wireless communication circuit coupled to the housing or located within the housing and configured to connect wireless communication with an external controller; A plurality of propulsion systems coupled to the housing or at least partially embedded within the housing; And a navigation circuit configured to control the plurality of propulsion systems, wherein at least one of the plurality of propulsion systems comprises: a motor controlled by the navigation circuit; And a propeller assembly coupled to the motor, the propeller assembly comprising: a first structure secured to the motor, the first structure including a cylindrical wall defining an interior space and a helical slit formed through the cylindrical wall; ; A second structure including at least a cylindrical portion rotatably positioned in the inner space at least a portion of the cylindrical portion and at least one protrusion protruding from the outer surface of the cylindrical portion through the spiral slit to the outside of the cylindrical wall; And a cylindrical hub that engages the cylindrical portion of the second structure, a plurality of rotating blades extending from the cylindrical hub, and at
  • the first structure may include a guide groove formed outside the cylindrical wall and capable of fastening the rib of the propeller.
  • the guide groove can be at least partially overlapped with the spiral movement path in which the protrusion slides along the spiral slit.
  • the cylindrical portion of the second structure may be configured such that the protrusion slides along the spiral slit, thereby involving rotation and up-and-down movement relative to the first structure.
  • the unmanned air vehicle further includes an elastic member disposed in the inner space, the elastic member pushing the cylindrical portion from the motor.
  • the fixing structure may further include a fixing member that defines a range of up-and-down movement of the second structure with respect to the first structure.
  • the projecting portion can be positioned to overlap at least a part of the upper end of the guide groove when the cylindrical portion is at the highest position with respect to the first structure.
  • the rib may further include a latch protruding in the radial direction of the cylindrical hub at an end thereof.
  • the locking portion may be positioned so that the rib is at least partially overlapped with the lower end of the guide groove when the rib is fastened to the guide groove.
  • the latching portion may further include a flat portion having a predetermined height formed on at least a part of the upper portion of the latching portion.
  • the protrusion may include a first end and a second end opposed to the first end along the circumferential direction of the cylindrical portion.
  • the first end may be positioned to overlap at least a portion of the upper end of the guide groove when the cylindrical portion is at the highest position with respect to the first structure.
  • the second end may be positioned such that when the cylindrical portion is at its lowest position relative to the first structure, at least partially overlaps with the lower end of the other guide groove adjacent to the guide groove.
  • the protrusion may include an upwardly downwardly inclined surface.
  • each of the first and second ends may include an upwardly downwardly inclined surface.
  • the first structure may further include a guide sloped surface formed outside the cylindrical wall and inclined toward the guide groove.
  • the height of the cylindrical hub may be higher than the cylindrical portion of the second structure have.
  • a propulsion system includes: a motor including a motor body and a motor rotation portion; At least one helical slit fixed to the motor rotating portion and having a cylindrical wall defining an interior space and formed through the cylindrical wall and at least one helical slit, which can be detachably engageable A first structure including a guide groove; A second structure including a cylindrical portion at least a portion rotatably positioned within the inner space and at least one protrusion protruding from the outer surface of the cylindrical portion through the at least one helical slit to the outside of the cylindrical wall; And an elastic member which is disposed in the inner space and pushes up the cylindrical portion from the motor rotating portion.
  • a cylindrical hub which engages with the cylindrical portion of the first structure, a plurality of rotary blades extending from the cylindrical hub, and a rib which is adapted to be inserted into the guide groove from the cylindrical hub
  • the projection is configured to impede movement of the rib by helical slippage along the helical slit such that the rib is not separated from the guide groove while the rib is engaged with the guide groove have.
  • the rib further includes a latch protruding in the radial direction of the cylindrical hub at an end thereof, and the engaging portion is blocked by the protrusion so that the rib is not separated from the guide groove .
  • the guide groove may at least partially overlap the spiral movement path of the protrusion with respect to the first structure.
  • the spiral movement of the protrusion may be accompanied by rotation and up-and-down movement of the cylindrical portion with respect to the first structure.
  • a fixing member configured to penetrate through the cylindrical portion and the elastic member to be fixedly coupled with the motor rotation portion and to limit a range of the up-down movement of the second structure with respect to the first structure .
  • module includes units comprised of hardware, software, or firmware and may be used interchangeably with terms such as, for example, logic, logic blocks, components, or circuits.
  • a " module " may be an integrally constructed component or a minimum unit or part thereof that performs one or more functions. &Quot; Module " may be implemented either mechanically or electronically, for example, by application-specific integrated circuit (ASIC) chips, field-programmable gate arrays (FPGAs) And may include programmable logic devices. At least some of the devices (e.g., modules or functions thereof) or methods (e.g., operations) according to various embodiments may be implemented with instructions stored in a computer-readable storage medium (e.g., memory) .
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FPGAs field-programmable gate arrays
  • the processor may perform a function corresponding to the instruction.
  • the computer-readable recording medium may be a hard disk, a floppy disk, a magnetic medium such as a magnetic tape, an optical recording medium such as a CD-ROM, a DVD, a magnetic-optical medium such as a floppy disk,
  • the instructions may include code that is generated by the compiler or code that may be executed by the interpreter.
  • Modules or program modules may include at least one or more of the components described above Operations that are performed by modules, program modules, or other components, in accordance with various embodiments, may be performed in a sequential, parallel, iterative, or heuristic manner, or at least in part Some operations may be executed in a different order, omitted, or other operations may be added.

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Abstract

본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체(unmanned aerial vehicle)는, 하우징; 상기 하우징에 연결되거나, 상기 하우징 내에 위치되며, 외부 컨트롤러와 무선 통신을 연결하도록 구성된 무선 통신 회로; 상기 하우징에 연결되거나 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 내장 된 복수의 추진 시스템들; 및 상기 복수의 추진 시스템들을 제어하도록 구성된 네비게이션 회로를 포함하되, 상기 복수의 추진 시스템들 중 적어도 하나는, 상기 네비게이션 회로에 의해 제어되는 모터; 및 상기 모터에 연결된 프로펠러 조립체를 포함하되, 상기 프로펠러 조립체는: 상기 모터에 고정되고, 내부 공간을 정의하는 원통형 벽을 가지며 상기 원통형 벽을 관통하여 형성된 나선형 슬릿(helical slit)을 포함하는 제1구조체; 적어도 일부가 상기 내부 공간 내에 회전 가능하게 위치된 원통부와, 상기 원통부의 외표면으로부터 상기 나선형 슬릿을 통해 상기 원통형 벽의 외부로 돌출하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제2 구조체; 및 상기 제1구조체의 상기 원통부와 체결(engage)하는 원통형 허브, 상기 원통형 허브로부터 연장된 복수의 회전날개, 및 상기 원통형 허브로부터 상기 모터를 향해 연장된 적어도 하나의 리브를 포함하되, 상기 리브의 적어도 일부가 상기 제2구조체의 상기 적어도 하나의 돌출부에 의하여 상기 제1구조체와 분리 가능하도록 체결(detachably engage)되는 프로펠러를 포함할 수 있다. 다른 실시 예도 가능할 수 있다.

Description

분리형 프로펠러를 포함한 추진 시스템 및 이를 포함하는 무인 비행체
본 개시(disclosure)의 다양한 실시 예들은 분리형 프로펠러를 포함한 추진 시스템을 갖는 무인 비행체에 관한 것이다.
무인 비행체(또는, 드론)는 사람이 직접 탑승하지 않고 원격으로 조종하여 자동 비행할 수 있는 비행체를 말한다. 무인 비행체는 일반 비행체와는 사람의 탑승 공간을 별도로 구비하지 않기 때문에 소형화, 경량화가 가능하다. 따라서, 무인비행체는 사용자의 접근이 어려운 곳의 정보 수집과 정찰을 위한 정찰 무인 비행체 등 군사용으로 개발 및 활용되나 최근에는, 영상 촬영 기능을 구비하고 레저용으로 상용화, 대중화 되고 있다.
최근 무인 비행체의 대중화에 따라, 휴대성 향상을 위하여 분리형 프로펠러를 포함한 무인 비행체가 개발되고 있다. 기존의 프로펠러와 무인 비행체 사이의 연결은, 볼트/너트, 스프링을 응용한 형태 또는, 나사산과 모터 회전에 의한 자동 감김(self-tightening) 형태로 구축될 수 있다. 이러한 기존의 프로펠러와 무인 비행체 사이의 연결들은 그 조립이 어렵거나, 완전한 고정을 제공하지 않아 의도치 않은 분리가 일어날 수 있다.
또는, 프로펠러는 양력 발생을 목적으로 빠르게 회전하는 회전체 이기 때문에, 파손에 취약할 수 있다. 따라서, 프로펠러의 쉬운 교체가 필요할 수 있다.
또는, 프로펠러가 무인 비행체로부터 비행 중에 분리되어 발생할 수 있는 안전사고 또는, 무인 비행체의 추락으로 인한 파손을 방지하기 위하여, 프로펠러를 쉽게 교체할 수 있으면서도, 의도되지 않은 분리가 발생하지 않도록 무인 비행체에 완벽히 고정되는 무인 비행체가 필요할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 분리형 프로펠러를 포함한 추진 시스템 및 이를 포함하는 무인 비행체를 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 의도치 않은 분리가 발생되지 않으면서 손쉬운 결합이 가능하도록 구성되는 분리형 프로펠러를 포함한 추진 시스템 및 이를 포함하는 무인 비행체를 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체(unmanned aerial vehicle)는, 하우징; 상기 하우징에 연결되거나, 상기 하우징 내에 위치되며, 외부 컨트롤러와 무선 통신을 연결하도록 구성된 무선 통신 회로; 상기 하우징에 연결되거나 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 내장 된 복수의 추진 시스템들; 및 상기 복수의 추진 시스템들을 제어하도록 구성된 네비게이션 회로를 포함하되, 상기 복수의 추진 시스템들 중 적어도 하나는, 상기 네비게이션 회로에 의해 제어되는 모터; 및 상기 모터에 연결된 프로펠러 조립체를 포함하되, 상기 프로펠러 조립체는: 상기 모터에 고정되고, 내부 공간을 정의하는 원통형 벽을 가지며 상기 원통형 벽을 관통하여 형성된 나선형 슬릿(helical slit)을 포함하는 제1구조체; 적어도 일부가 상기 내부 공간 내에 회전 가능하게 위치된 원통부 및, 상기 원통부의 외표면으로부터 상기 나선형 슬릿을 통해 상기 원통형 벽의 외부로 돌출하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제2 구조체; 및 상기 제2구조체의 상기 원통부와 체결(engage)하는 원통형 허브, 상기 원통형 허브로부터 연장된 복수의 회전날개, 및 상기 원통형 허브로부터 상기 모터를 향해 연장된 적어도 하나의 리브를 포함하되, 상기 리브의 적어도 일부가 상기 제2구조체의 상기 적어도 하나의 돌출부에 의하여 상기 제1구조체와 분리 가능하도록 체결(detachably engage)되는 프로펠러를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템은, 모터 본체 및 모터 회전부를 포함하는 모터; 상기 모터 회전부에 고정되고, 내부 공간을 정의하는 원통형 벽을 가지며 상기 원통형 벽을 관통하여 형성된 적어도 하나의 나선형 슬릿(helical slit) 및, 프로펠러가 분리 가능도록 체결(detachably engage)될 수 있는 적어도 하나의 가이드 홈(guide groove)을 포함하는 제1구조체; 적어도 일부가 상기 내부 공간 내에 부분적으로 회전 가능하게 위치된 원통부와, 상기 원통부의 외표면으로부터 상기 적어도 하나의 나선형 슬릿을 통해 상기 원통형 벽의 외부로 돌출하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제2구조체; 및 상기 내부 공간 내에 배치되되, 상기 원통부를 상기 모터 회전부로부터 밀어 올리는 탄성 부재를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체는 사용자가 단순히 프로펠러 또는 특정 부품을 누르는 하나의 동작만으로 쉽게 프로펠러를 체결하거나 분리할 수 있음과 동시에, 외부 충격에도 쉽게 분리되지 않는 프로펠러의 조립 구조를 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체의 블록 구성도이다.
도 2a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체의 사시도이다.
도 2b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체의 평면도이다.
도 3a 은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는, 프로펠러가 분리된 추진 시스템의 사시도이다.
도 3b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는, 프로펠러가 체결된 추진 시스템의 사시도이다.
도 4a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 분리 사시도다.
도 4b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 단면도이다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러의 측면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러가 프로펠러 조립체에 체결되는 과정을 도시한 작동도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러가 프로펠러 조립체로부터 분리되는 과정을 도시한 작동도이다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 제1구조체의 측면도이다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 단면도이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "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.
본 문서에서, "A 또는 B,""A 또는/및 B 중 적어도 하나,"또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," A 및 B 중 적어도 하나,"또는 " A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
다양한 실시 예에서 사용된 "제1,""제2,""첫째,"또는"둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제1사용자 기기와 제2사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어 ((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나, "접속되어 (connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예:제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소 (예: 제1구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제2구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된 (또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한 (suitable for)," "하는 능력을 가지는 (having the capacity to)," "하도록 설계된 (designed to)," "하도록 변경된 (adapted to)," "~하도록 만들어진 (made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성 (또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to) 것만 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치" 라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는"것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 중앙처리장치"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 중앙처리장치(예: 임베디드 중앙처리장치), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 중앙처리장치(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다. 다만, 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체의 블록 구성도이다. 도 1은 무인 비행체가 쿼드로터(quad-rotor)(또는, 쿼드콥터(quad-copter))인 예를 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 무인 비행체(100)는 프로세서 (110), 이동 모듈(movement module)(120), 배터리 모듈(battery module)(130), 센서 모듈(sensor module)(140), 통신 모듈(communication module)(150), 오디오 모듈(audio module)(160), 인디케이터(indicator)(170), 메모리 모듈(memory module)(180) 및/또는 카메라 모듈(camera module)(190)을 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 전자 속도 제어 모듈(111)(electronic speed control, ESC)(또는, 이동 제어 모듈(movement control) 및 애플리케이션 처리 모듈(112)을 포함하는 프로세서(110) 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(110)는, 예를 들면, 무인 비행체(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
전자 속도 제어 모듈(111)은 무인 비행체(100)의 위치 및 자세 정보 또는 컨트롤러의 조작 신호를 이용하여 무인 비행체(100)의 이동을 제어할 수 있다. 또는, 전자속도제어 모듈(111)은 비행 제어 모듈 및 자세 제어 모듈을 포함할 수 있다. 비행 제어 모듈은 자세 제어모듈에서 획득되는 위치 및 자세정보 및 컨트롤러의 조작 신호에 기초하여 따라 무인 비행체(100)의 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw), 트로틀(throttle) 등을 제어할 수 있다. 전자속도제어 모듈(111)은 호버링 동작을 제어할 수 있으며, 애플리케이션 처리 모듈(112)에서 제공되는 위치 정보 및 컨트롤러 조작 신호에 기초하여 무인 비행체(100)를 목표 지점까지 비행시킬 수 있다.
애플리케이션 처리 모듈(112)은 무인 비행체(100)의 상태 정보를 수신하여, 컨트롤러에 제공할 수 있다. 또는 무인 비행체(100)의 상태 정보를, 오디오 모듈(160) 또는 표시부 등을 제어하여 사용자에게 알릴 수 있다. 또는, 카메라 장치가 장착되는 경우, 수신되는 촬영 정보에 기초하여 자동 촬영 모드를 제어할 수 있다. 촬영 정보는 촬영 위치 정보를 포함할 수 있다. 촬영 정보는 촬영 위치 정보 이외에 구도 정보 및/또는 카메라 제어 정보를 포함할 수 있다. 촬영 정보는 전자 장치에서 사용자 선호도에 기반되는 촬영 정보가 될 수 있다. 애플리케이션 처리 모듈(112)은 촬영 위치 정보를 전자속도제어 모듈(111)에 전달하여 무인 비행체(100)의 이동을 제어할 수 있다. 애플리케이션 처리 모듈(112)은 구동 및/또는 카메라 제어정보를 카메라 장치에 전달하여 카메라와 피사체의 촬영 구도 및 각도를 제어할 수 있다.
이동 모듈(120)(또는, 추진시스템)은 무인 비행체(100)가 쿼드로터인 경우, 각각의 개수를 갖는 MPU(microprocessor unit)(121a - 121d), 모터 구동부(motor driver circuit)(122a - 122d), 모터(motor)(123a - 123d) 및 회전 날개(rotor blade)(124a - 124d)를 포함할 수 있다. MPU(121a - 121d)는 전자속도제어 모듈(111)에서 출력되는 조작 신호에 기초하여 각각 대응되는 회전 날개(124a - 124d)를 회전시키기 위한 제어 데이터를 출력할 수 있다. 모터 구동부(122a - 122d)는 MPU(121a - 121d)에서 출력되는 모터 제어 데이터를 구동 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 모터(123a - 123d)는 각각 대응되는 모터 구동부(122a - 122d)의 구동 신호에 기초하여 대응되는 회전 날개(124a - 124d)의 회전을 제어할 수 있다.
배터리 모듈(130)은 배터리(131)와 전력 관리 모듈(132)을 포함할 수 있다. 전력 관리 모듈(132)은, 예를 들면, 무인 비행체(100)에 전력을 공급하고 공급된 전력을 관리할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(132)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC, 또는 배터리 게이지를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(131)는, 예를 들면, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 배터리 모듈(130)은 프로세서(110)에 전기적/물리적으로 연결되어 전력을 공급할 수 있다. 예를 들면, 배터리 모듈(130)은 프로세서(110)의 전자속도제어 모듈(111)과 전기적/물리적 연결될 수 있다.
센서 모듈(140)은 피사체의 모션 및/또는 제스처를 감지할 수 있는 제스처 센서(gesture sensor)(141), 비행하는 무인 비행체(100)의 각속도를 측정할 수 있는 자이로 센서(gyro sensor)(142), 대기의 압력 변화 및/또는 기압을 측정할 수 있는 기압 센서(barometer)(143), 지구 자기장을 측정할 수 있는 지자기 센서(terrestrial magnetism sensor, compass sensor)(144), 비행하는 무인 비행체(100)의 가속도를 측정하는 가속도 센서(acceleration sensor)(145), 초음파를 출력하여 물체에서 반사되는 신호를 측정하여 거리를 측정할 수 있는 초음파 센서(ultrasonic sensor)(146), 카메라 모듈을 이용하여 바닥 지형이나 무늬를 인지하여 위치를 산출할 수 있는 옵티컬 플로(optical flow)(147), 온도 및 습도를 측정할 수 있는 온/습도 센서(temperature-humidity sensor)(148), 조도를 측정할 수 있는 조도 센서(149a), 자외선을 측정할 수 있는 UV(ultra violet) 센서(149b)들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 센서 모듈(140)은 무인 비행체(100)와 지면 사이의 거리를 측정할 수 있다. 무인 비행체(100)와 지면 사이의 거리를 측정하는 센서는 초음파 센서(146) 또는 옵티컬 플로(147)가 될 수 있다. 초음파 센서(146)는 초음파를 출력하고 지면으로부터 반사되는 초음파를 측정하여 지면과의 거리를 측정할 수 있다. 옵티컬 플로(147)는 카메라 등의 영상 촬영 장치를 이용하여 바닥 지형이나 무늬를 인지함으로써, 무인 비행체(100)가 지면으로부터 가지는 거리를 측정할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 통신 모듈(150)은 무인 통신 모듈 및 유선 통신 모듈 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 통신 모듈(150)은 RF 모듈(151), 셀룰러 모듈(152), Wifi 모듈(153), 블루투스 모듈(154), GPS 모듈(155)을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, GPS 모듈(155)은 무인 비행체(100)의 이동 중 무인 비행체(100)의 위도, 경도, 고도, 속도, heading 정보 등의 위치 정보(longitude, latitude, altitude, GPS speed, GPS heading)를 출력할 수 있다. 위치 정보는 GPS 모듈을 통해 정확한 시간과 거리를 측정하여 위치를 계산될 수 있다. GPS 모듈(155)은 위도, 경도, 고도의 위치뿐만 아니라 3차원의 속도 정보와 함께 정확한 시간까지 획득할 수 있다.
통신 모듈(150)은 다른 전자 장치(예: 컨트롤러)와 무인 비행체(100)의 이동 조작 신호를 수신하거나 실시간 이동 상태를 확인하기 위한 정보를 전송하는 통신을 수행할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 통신 모듈(150)은 무인 비행체(100)에서 촬영된 이미지 및 촬영 정보를 컨트롤러 등의 외부 전자 장치에 전송할 수 있다.
오디오 모듈(160)은, 예를 들면, 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(160)은, 예를 들면, 스피커, 리시버, 이어폰, 또는 마이크 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.
인디케이터(170)는 무인 비행체(100) 또는 그 일부(예: 프로세서(110))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다.
메모리 모듈(180)은 내장 메모리 및 외장 메모리를 포함할 수 있다. 무인 비행체(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령(command) 또는 데이터(data)를 저장할 수 있다. 메모리 모듈(180)은 소프트웨어(software) 및/또는 프로그램(program)을 저장할 수 있다. 프로그램은 커널(kernel), 미들웨어(middleware), 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface(API)) 및/또는 애플리케이션 프로그램(또는, "애플리케이션") 등을 포함할 수 있다.
카메라 모듈(190)(또는, 영상촬영장치)은 카메라(191) 및/또는 짐벌(gimbal)(192)을 포함할 수 있다. 상기 짐벌(192)은 짐벌 제어부(194), 자이로/가속도 센서(193), 모터 구동부(195, 196), 및/또는 모터(197, 198)를 포함할 수 있다.
도시하지 않았지만, 상기 카메라 모듈(190)은 렌즈, 이미지 센서, 이미지 처리부(image signal processor), 카메라 제어부 등을 포함할 수 있다. 상기 렌즈는, 빛의 직진과 굴절의 성질을 이용하여 초점을 맞추는 기능(focusing) 및 피사체를 확대/축소하는 기능(zoom in/out)을 수행할 수 있다. 상기 이미지 센서는 CMOS 또는 CCD(CMOS image sensor, CIS or charge coupled device, CCD)의 구조를 가질 수 있다.
상기 이미지 처리부는 각 서브 프레임의 이미지들에 대하여 AWB(auto white balance), AE(auto exposure), AF(auto focusing) 추출 및 처리, 렌즈 쉐이딩 보정(lens shading correction) 등의 동작을 수행하는 이미지전처리부 및 색보간(color interpolation), IPC(image processing chain), 색변환(color convert) 등을 수행하는 이미지 후처리부를 포함할 수 있다. 또는, 상기 이미지 처리부는, 처리된 이미지들을 인코딩할 수 있는 인코더 및 인코딩된 이미지를 디코딩할 수 있는 디코더를 포함할 수 있다.
상기 카메라 제어부는, 상기 프로세서(110)에서 출력되는 구도 정보 및/또는 카메라 제어 정보에 기반하여 렌즈의 상하좌우 각도를 조절함으로써, 피사체와의 구도 및/또는 카메라 앵글(촬영 각도)를 조절할 수 있다.
상기 짐벌 (192)은 무인 비행체(100)의 움직임에 관계없이 상기 카메라(191)가 자세를 유지하도록 카메라(191)의 기울기를 제어할 수 있다. 짐벌(192)은 기울기 제어를 위한 센서(193), 짐벌 제어부(194), 모터 구동부(195, 196)를 포함할 수 있다.
다만, 실시 예가 이에 국한되는 것은 아니며, 상기 무인비행체의 구성들은 적어도 하나의 프로펠러를 포함하는 모든 형태의 무인비행체에 적용될 수 있다.
도 2a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체의 사시도이다. 도 2a의 무인 비행체(200)는 도 1에서 설명된 무인 비행체(100)와 적어도 일부 유사하거나, 무인 비행체의 다른 실시 예들을 포함할 수 있다.
도 2a을 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면 무인 비행체(200)는 하우징(210) 및 복수의 추진 시스템(220)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 추진 시스템(220)은 무인 비행체(200)에 양력을 제공하여 무인 비행체(200)가 비행하게 할 수 있다. 복수의 추진 시스템(220)의 각각은 프로펠러(221) 및 프로펠러(221)를 회전시키는 모터(222)를 포함할 수 있다. 프로펠러(221)는 모터(222)의 회전을 양력으로 변경할 수 있다. 다시 말해, 무인 비행체(200)는 복수의 프로펠러(221)들의 양력을 이용하여 비행할 수 있다. 추진 시스템(220)은 비행 구동부 또는 프로펠러 조립체로 지칭될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면 하우징(210)은 하우징(210)에 연결되거나 하우징(210) 내에 위치되는 통신부(또는, 무선 통신 회로)(예: 도 1의 통신 모듈(150)), 제어부(또는, 네비게이션 회로)(예: 도 1의 프로세서(110)), 센서부(예: 도 1의 센서 모듈(140)), 또는 영상 촬영 장치(230)(예: 도 1의 카메라 모듈(190))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신부는 무인 비행체(200)의 제어를 위한 외부 컨트롤러(external controller)(또는, 원격 컨트롤러)와 무선 통신할 수 있다. 통신부는 무인 비행체(200)의 제어를 위한 외부 컨트롤러의 제어 신호를 수신할 수 있다. 또는, 통신부는 무인 비행체(200)의 비행 상태에 관한 정보를 원격 컨트롤러로 송신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어부는 통신부를 통하여 원격 컨트롤러로부터 수신된 제어 신호에 따라 추진 시스템(220)을 구동하여 무인 비행체(200)의 움직임을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 센서부는 비행하는 무인 비행체(200)의 각속도를 측정할 수 있는 자이로 센서(gyro sensor), 대기의 압력 변화 및/또는 기압을 측정할 수 있는 기압 센서(barometer), 지구 자기장을 측정할 수 있는 마그네틱 센서(지자기 센서,terrestrial magnetism sensor, compass sensor), 비행체의 가속도를 측정하는 가속도 센서(acceleration sensor), 물체의 근접 상태, 거리를 측정하는 근접센서(초음파를 출력하여 물체에서 반사되는 신호를 측정하여 거리를 측정할 수 있는 초음파 센서(ultrasonic sensor)를 포함), 바닥 지형이나 무늬를 인지하여 위치를 산출할 수 있는 광학 센서(OFS, 옵티컬 플로(optical flow))등을 포함할 수 있다. 센서부는 무인 비행체(200)의 자세 제어를 위한 주변 환경 정보를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 영상 촬영 장치(230)는 하우징(210)의 외부에 장착되거나 하우징(210)의 내부에 위치될 수 있다. 영상 촬영 장치(230)는 정지 영상을 촬영하거나 동영상을 촬영하는 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 2b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체의 평면도이다. 도 2b를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체(200)는 쿼드로터로서, 하우징(210)으로부터 연장되거나, 하우징(210)에 설치되는 4개의 추진 시스템(220a-220d)을 포함할 수 있다. 추진 시스템(220a-220d)은 하우징(210)을 사이에 두고 대각선 방향으로 대칭하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1추진 시스템(220a)은 하우징(210)을 기준으로 제2추진 시스템(220b) 및 제4 추진 시스템(220d)과 이웃하며 제3 추진 시스템(220c)과 마주보도록 배치될 수 있다. 다시 말하면, 제2추진 시스템(220b)은 하우징(210)을 기준으로 제1추진 시스템(220a) 및 제3 추진 시스템(220c)과 이웃하며, 제4 추진 시스템(220d)과는 마주보도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르는 무인 비행체(200)는 마주보는 추진 시스템의 프로펠러들을 동일한 방향으로 회전시키고, 이웃한 프로펠러들을 반대 방향으로 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 무인 비행체(200)는, 제1프로펠러(221a) 및 제3 프로펠러(221c)는 시계 방향(clockwise)인 제1회전방향(r1)으로 회전하고, 제2프로펠러(221b) 및 제4 프로펠러(221d)는 반시계 방향(counter clockwise)인 제2회전방향(r2)으로 회전하도록 제어할 수 있다. 다른 예를 들면, 무인 비행체(200)는, 제1프로펠러(221a) 및 제3 프로펠러(221c)는 제2회전방향(r2)로 회전하고 제2프로펠러(221b) 및 제4 프로펠러(221d)는 제1회전방향(r1)으로 회전하도록 제어할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 프로펠러들의 회전 방향을 서로 다르게 제어하는 이유는 각 운동량을 보존하기 위함일 수 있다. 만약 4개의 프로펠러가 모두 같은 방향으로 회전하는 경우, 무인 비행체(200)의 비행은 안정되지 못하고 편향(deviation)될 수 있다. 즉, 무인 비행체(200)는 서로 다른 회전 방향을 가지는 프로펠러들을 이용하여 비정상적인 움직임을 방지하면서 안정적으로 비행할 수 있다. 따라서, 추진 시스템(220)에 포함된 프로펠러(221a-221d) 각각은 회전방향이 다르게 구성될 수 있다. 또는, 프로펠러(221a-221d)를 구동하는 모터 각각은 회전 방향이 다르게 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체(200)는 2개의 프로펠러(또는, 추진 시스템)을 가지는 트윈로터(twin-rotor), 3개의 프로펠러를 가지는 트라이로터(tri-rotor), 4개의 프로펠러를 가지는 쿼드로터(quad rotor), 5개의 프로펠러를 가지는 펜타로터(penta-rotor), 6개의 프로펠러를 가지는 헥사로터(hexa-rotor), 8개의 프로펠러를 가지는 옥토로터(octo-rotor), 또는 2개의 프로펠러가 동축에서 서로 반대로 회전하는 동축반전형(coaxial) 무인비행체 등을 모두 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체(200)는 편의상 쿼드로터를 일례로 들어 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 추진 시스템의 수 또는 프로펠러의 수, 각각의 구성 및 회전방향은 다양할 수 있다.
도 3a 은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는, 프로펠러가 분리된 추진 시스템의 사시도이다. 도 3b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는, 프로펠러가 체결된 추진 시스템의 사시도이다. 도3a 및 도 3b의 추진 시스템(300)은 도 2a에서 설명된 추진 시스템(220)과 적어도 일부 유사하거나, 추진 시스템의 다른 실시 예들을 포함할 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템(300)은 모터(310), 제1구조체(330), 제2구조체(340) 및 프로펠러(350)를 포함하는 프로펠러 조립체(320)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 모터(310)는 프로펠러 조립체(320)를 회전시키도록 구성될 수 있다. 제1구조체(330)는 모터(310)에 고정되어 모터(310)의 회전을 전달받을 수 있다. 예를 들면, 제1구조체는(330) 모터(310)에 고정 결합하거나 모터(310)와 일체형으로 형성(integrated with)될 수 있다. 제1구조체(330)는 원통형 벽 형상을 가질 수 있다. 제1구조체(330)는 원통형 벽(331)에 형성된 적어도 하나의 가이드 홈(guide groove)(332) 및 적어도 하나의 나선형 슬릿(helical slit)(333)을 포함할 수 있다. 가이드 홈(332)은 프로펠러(350)와 체결(engaged with)될 수 있으며, 나선형 슬릿(333)은 제2구조체(340)와 체결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2구조체(340)는, 제1구조체(330)의 원통형 벽(331)이 정의하는 내부 공간에 부분적으로 회전 가능하게 위치된 원통부(341)를 포함할 수 있다. 제2구조체(340)는 원통부(341) 외부 표면으로부터 제1구조체(330)의 나선형 슬릿(333)을 관통하여 원통형 벽(331)의 외부로 돌출하는 돌출부(342)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로펠러(350)는 원통형 허브(351), 원통형 허브(351)의 원주면을 따라 동일한 중심각을 가지도록 연장된 복수의 회전 날개(blade), 및 원통형 허브(351)로부터 모터(310)를 향해 회전축(A)을 따라 연장된 적어도 하나의 리브(rib)(353)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 리브(353)는 원통형 허브(351)의 반지름 방향으로 일부 돌출된 걸림부(latch)(354)를 포함할 수 있다. 도 3a를 참조하면, 프로펠러(350)는 프로펠러 조립체(320)로부터 분리되도록 구성될 수 있다. 사용자는, 분리된 프로펠러(350)의 적어도 하나의 리브(353)를 제1구조체(330)의 가이드 홈(332)에 삽입함으로써, 프로펠러(350)를 프로펠러 조립체(320)에 체결할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(350)는 프로펠러 조립체(320)에 체결될 수 있다. 프로펠러 조립체(320)에 체결된 상태의 프로펠러(350)는, 적어도 하나의 리브(도 3a의 353)가 제1구조체(330)의 가이드 홈(도 3a의 332)에 삽입됨으로써, 회전 방향(r)으로 분리되지 않도록 고정될 수 있다. 제2구조체(340)의 돌출부(342)는, 걸림부(354)의 상부와 리브(353)와 일부 중첩되도록 위치되어, 리브(353)의 걸림부(354)의 위 방향으로의 이동을 제한(confine)할 수 있다. 그에 따라, 프로펠러(350)는 프로펠러 조립체(320)로부터 회전축(A)을 따라 위 방향으로 분리되지 않을 수 있다. 다른 실시 예에서, 돌출부(342)가 나선형 슬릿(333)을 따라 나선 이동하여 리브(353)(또는, 리브(353)가 삽입된 가이드 홈(332))와 중첩되지 않게 위치될 수 있다. 이러한 경우, 프로펠러(350)가 프로펠러 조립체(320)으로부터 분리될 수 있다. 돌출부(342)를 리브(353)에 중첩하거나 중첩하지 않게 위치할 수 있게 하는 나선 이동의 메커니즘에 대해서는 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템(300)의 프로펠러(350)는 제2 구조체(340)에 의하여 제1 구조체(330)에 분리 가능하도록 체결될 수 있다. 그에 따라, 사용자는 프로펠러(350)를 용이하게 교체할 수 있으며, 추진 시스템(300)이 포함된 무인 비행체를 용이하게 휴대할 수 있다.
도 4a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 분리 사시도이다. 도 4b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 단면도이다. 도 4a 및 도 4b는 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템(400)을 구성하는 구성요소들을 도시하고 구성요소들의 조립구조를 도시한다. 도 4a 및 도 4b에 개시된 추진 시스템(400)은 도 3a 및 도 3b에서 설명된 추진 시스템(300)에 포함된 프로펠러 조립체와 적어도 일부 유사하거나, 프로펠러 조립체의 다른 실시 예를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 추진 시스템(400)은 모터(410), 제1구조체(420), 제2구조체(430), 탄성 부재(440), 고정 부재(450) 및 프로펠러(예: 도 3a의 350)를 포함하는 프로펠러 조립체를 구성요소로 포함할 수 있다. 이하, 추진 시스템(400)의 구성요소들을 일반적인 조립순서에 따라 설명하기로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 모터(410)는 양력 발생을 위한 프로펠러에 회전을 제공하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 모터(410)는 모터 본체(411) 및 모터 회전부(412)를 포함할 수 있다. 모터(410)는 모터 회전부(412)가 모터 본체(411)에 대하여 회전하도록 구성될 수 있다. 모터 회전부(412)는 제1구조체(420)를 포함하는 프로펠러 조립체를 고정하기 위한 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1구조체(420)는 모터(410)와 결합하여 모터(410)의 회전을 프로펠러 조립체, 즉 프로펠러에 전달하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1구조체(420)는 원통형 벽(421) 및 바닥 면(422)을 포함할 수 있다. 원통형 벽(421) 및 바닥 면(422)은 제1구조체(420)의 내부 공간(423)을 정의할 수 있다. 제1구조체(420)는 바닥 면(422)이 모터 회전부(412)의 상부에 부착되어 모터 회전부(412)와 고정될 수 있다. 제1구조체(420)는 원통형 벽(421)의 중심이 모터 회전부(412)의 회전 중심과 동심을 이루도록 모터(410), 예를 들면 모터 회전부(412)에 고정될 수 있다. 그에 따라 모터 회전부(412)의 회전이 안정적으로 제1구조체(420)에 전달될 수 있다. 제1구조체(420)는 임의의 유형의 체결구, 용접 또는 다른 수단으로 모터 회전부(412)에 고정될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1구조체(420)는 복수의 나사(460)에 의하여 모터 회전부(412)에 고정 결합할 수 있다. 제1구조체(420) 및 모터 회전부(412)는 회전축(A) 방향을 따라 위에서 보았을 때, 상호 대응되는 위치에 각각 제1홀(424) 및 제1체결구(413)를 포함할 수 있다 복수의 나사(460)들은 각각 복수의 제1체결구(413)에 나사 결합할 수 있다. 복수의 제1체결구(413)들은 회전축(A)을 중심으로 동일한 중심각을 가지도록 위치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 제1체결구(413)들은 상호 간 중심각이 120도를 가지도록 모터 회전부(412)의 상부 면에 위치할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 제1구조체(420)는 모터 회전부(412)와 일체형으로 형성(integrated with)되거나, 실질적으로 단일 구조(unitary structure)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1구조체(420)는 제2구조체(430) 및 프로펠러(예: 도 3a의 350)와 조립될 수 있다. 제2구조체(430)와 프로펠러는 제1구조체(420)에 의하여 모터 회전부(412)에 고정될 수 있다. 따라서, 제1구조체(420)는 브라켓(bracket)으로 지칭될 수 있다. 일 실시 예에 따르면 제2구조체(430)의 원통부(431)는 원통부(431)의 적어도 일부가 제1구조체(420)의 내부 공간(423)에 회전 가능하게 위치될 수 있다. 제1구조체(420)의 원통형 벽(421)은 적어도 하나의 나선형 슬릿(425)을 포함할 수 있다. 나선형 슬릿(425)은 원통형 벽(421)의 최상단에서부터 모터(410)(또는, 프로펠러)의 회전 방향(r)의 반대방향을 향하여 형성될 수 있다. 제2구조체(430)는, 원통형 벽(421)의 최상단에 형성된, 나선형 슬릿(425)의 입구에 삽입됨으로써 제1구조체(420)와 체결될 수 있다. 나선형 슬릿(425)은 체결된 제2구조체(430)의 회전(또는, 나선 이동)을 가이드 할 수 있다. 나선형 슬릿(425)이 회전 방향(r)의 반대방향으로 형성됨에 따라, 제2구조체(430)가 회전에 의하여 나선형 슬릿(425)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 도 2b에서 상술한 바와 같이, 무인비행체에서 복수의 프로펠러 각각의 회전 방향은 다양할 수 있다. 이에 따라, 나선형 슬릿(425)이 제1구조체(420)에 형성되는 방향 또한 프로펠러의 회전 방향에 따라 다양할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제2구조체(430)와 나선형 슬릿(425)과의 관계는 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다. 일 실시 예에 따르면, 제1구조체(420)는 원통형 벽(421)의 외부 표면(측면)에 적어도 하나의 가이드 홈(426)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 가이드 홈(426)은 원통형 벽(421)을 따라 상호 동일한 중심각을 가지며, 프로펠러(예: 도 3a의 350)의 리브(예: 도 3a의 353)와 대응되도록 위치될 수 있다. 프로펠러의 리브는 가이드 홈(426)을 따라 아래 방향으로 삽입될 수 있다. 그에 따라, 프로펠러가 제1구조체(420)에 체결할 수 있다. 가이드 홈(426)은, 체결된 프로펠러가 회전 방향(r)으로 이동하지 못하도록 제한할 수 있으며, 모터(410)의 회전을 프로펠러에 전달할 수 있다. 일 실시 예에 따르면 가이드 홈(426)은 나선형 슬릿(425)와 적어도 일부 중첩될 수 있다. 가이드 홈(426)은 나선형 슬릿(425)을 따라 이동하는 제2 구조체(430)의 돌출부(433)의 나선 이동 경로와 적어도 일부 중첩될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제2구조체(430)는 제1구조체(420)에 대한 나선 이동에 의하여 프로펠러의 제1구조체(420)에 대한 체결/분리 메커니즘을 제공할 수 있다. 따라서 제2구조체(430)는 회전링(rotation ring) 또는 브레이스(brace)로 지칭될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2구조체(430)는 원통부(431) 및 원통부(431)의 외부 표면(측면)에서 반지름 방향으로 돌출된 적어도 하나의 암(arm)(432) 및 암(432) 각각의 끝 단에 배치된 적어도 하나의 돌출부(433)를 포함할 수 있다. 원통부(431)의 지름은 제1구조체(420)의 내부 공간(423)의 지름과 실질적으로 같거나 작은 길이를 가질 수 있다. 원통부(431)는 내부 공간(423)에서 제1구조체(420)에 대하여 회전할 수 있다. 구체적으로, 제2구조체(430)는, 적어도 하나의 암(432)이 제1구조체(420)의 나선형 슬릿(425)을 관통하고 나선형 슬릿(425)에 미끄러짐(slide)으로써, 제1구조체(420)에 대하여 나선 이동 할 수 있다. 제2 구조체(430)의 나선 이동은 제1구조체(420)에 대한 회전 및 회전축(A)을 따르는 상하 이동이 수반될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 돌출부(433)의 제1단(433a)은, 제2구조체(430)의 나선 이동에 따라, 제1구조체(420)의 가이드 홈(426)과 적어도 일부 중첩되게 위치되거나 중첩되지 않도록 위치될 수 있다. 예를 들면, 돌출부(433)의 일 단(433a)은 가이드 홈(426)에 중첩되도록 위치되는 경우, 가이드 홈(426)에 체결되는 리브의 삽입을 방해할 수 있다. 제2구조체(430)가 대략 아래 방향으로 나선 이동함으로써, 돌출부(433)의 일 단(433a)은 가이드 홈(426)과 중첩되지 않도록 위치되는 경우, 삽입 경로를 방해하지 않을 수 있다. 즉, 돌출부(433)의 일 단(433a)은 가이드 홈(426)에 체결하는 프로펠러의 리브의 삽입 경로를 열거나 닫을 수 있다. 그에 따라, 프로펠러가 돌출부(433)에 의하여 체결되어 고정되거나, 또는 분리될 수 있으며, 이러한 메커니즘에 의한 프로펠러의 체결/분리 동작은 이하에서 상세히 설명될 것이다.
다양한 실시 예에 따르면, 탄성 부재(440)는 제2구조체(430)의 원통부(431)을 모터(310)로부터 위 방향으로 밀어 올리도록 구성될 수 있다. 탄성 부재(440)는 제2구조체(430)에 탄성력을 인가할 수 있는 임의의 적절한 형상 및 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 탄성 부재(440)는 스프링을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 탄성 부재(440)는 제1구조체(420)의 바닥 면(422)과 제2구조체(430)의 내부 하면 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 탄성 부재(440)의 지름은 제1구조체(420)의 내부 공간(423)의 내부 지름과 실질적으로 동일하거나 작을 수 있다. 일 실시 예에 따르면 탄성 부재(440)는 제1구조체(420)의 내부 공간(423)에 실질적으로 빈틈없이 들어맞도록(fit) 배치되어 모터(410)에 의한 제1구조체(420)의 고속 회전에도 탄성 부재(440)의 진동 발생을 방지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 고정 부재(450)는 기둥(pole)(451) 및 고정 캡(cap)(452)을 포함할 수 있다. 고정 부재(450)는 제2구조체(430), 탄성 부재(440) 및 제1구조체(420)를 회전축(A)을 따라 차례로 관통하여 모터 회전부(412)에 고정될 수 있다. 예를 들면, 기둥(451)의 끝 단(451a)은 제1구조체(420)의 바닥 면(422)의 중심에 형성된 제2홀(427) 및 모터 회전부(412)의 중심에 형성된 제2체결구(414)에 고정 결합할 수 있다. 끝 단(451a)과 제2체결구(414) 사이의 결합은 나사 결합 또는 용접, 본딩 또는 다른 수단으로 고정될 수 있다. 예를 들면 끝 단(451a)은 제2 홀(427) 및 제2체결구(414)에 나사 결합하여 제1구조체(420)와 모터 회전부(412)를 고정할 수 있다. 추가적 실시 예에서, 제2홀(427)에도 나사 산이 형성되어 끝 단(451a)과 나사 결합할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 고정 부재(450)는 제2구조체(430)의 제1구조체(420)에 대한 회전축(A) 방향으로의 상하 이동 범위를 한정하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면 고정 부재(450)의 고정 캡(452)은 기둥(451) 및 기둥(451)이 관통하는 제2구조체(430)의 관통 홀(431b) 보다 큰 지름을 가질 수 있다. 고정 캡(452)은 제2구조체(430)의 관통 홀(431b)의 테두리의 상부로 정의되는 오목부(recessed cutout)(431a)에 수용될 수 있다. 제2구조체(430)는, 오목부(431a)와 관통홀(431b)의 단차가 고정 캡(452)에 차단됨으로써, 회전축(A)을 따르는 위 방향으로의 이동이 한정될 수 있다. 즉, 제2구조체(430)는 기둥(451)의 길이 범위에서만 제1구조체(420)의 내부 공간(423)에서 상하로 이동(또는, 나선 이동)할 수 있다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러의 측면도이다. 도 5의 프로펠러(500)는 도3a의 프로펠러(350)와 적어도 일부 유사하거나, 프로펠러의 다른 실시 예들을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따르는 프로펠러(500)는 원통형 허브(510)를 포함할 수 있다. 원통형 허브(510)의 공동(cavity)(511)은 제2구조체(예: 도 4a의 430)의 적어도 일부가 수용될 수 있도록 원통부(예: 도 4a의 431)의 지름보다 큰 지름을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르는 프로펠러(500)는 원통형 허브(510)의 원주면(측면)에서 연장된 복수의 회전날개(520)를 포함할 수 있다. 복수의 회전날개(520)는 원통형 허브(510)의 원주면(측면)을 따라 상호 동일한 중심각을 가지도록 위치될 수 있다. 도면에서는 일부 생략된 형태로 3개의 회전날개를 가지도록 도시되었지만, 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(500)는 다양한 형상을 가지는 적어도 2 이상의 회전날개를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 프로펠러(500)는 원통형 허브(510)에서 아래를 향하여 연장된 복수의 리브(530)를 포함할 수 있다. 복수의 리브(530)는 원통형 허브(510)의 원주를 따라 동일한 중심각을 가지도록 위치될 수 있다. 리브(530)는 제1구조체의 가이드 홈(예: 도 4a의426)에 회전축을 따라 아래 방향으로 삽입될 수 있는 일정 길이를 가질 수 있다. 또는, 리브(530)는 가이드 홈(426)의 폭(예: 도 4a의 426a)과 실질적으로 일치하는 길이의 폭(531) 길이를 가질 수 있다. 따라서, 리브(530)는 가이드 홈(426)에 실질적으로 빈틈없이 들어맞도록(fit) 삽입되어 프로펠러(500)가 제1구조체에 대하여 회전 방향으로 이동하지 못하도록 제한할 수 있다. 일 실시 예에 따르는 리브(530)는 원통형 허브(510)의 반지름 방향으로 일부 돌출된 걸림부(532)를 포함할 수 있다. 프로펠러(500)는, 걸림부(532)와 리브(530) 사이의 단차가 제2구조체의 돌출부((예: 도 4a의 433)에 차단됨으로써, 회전축(A)을 따르는 위 방향으로 이동이 제한될 수 있다. 즉, 프로펠러(500)는 복수의 리브(530)가 제1구조체의 가이드 홈과 제2구조체의 돌출부에 의하여, 제1구조체에 체결되어 고정될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러가 프로펠러 조립체에 체결되는 과정을 도시한 작동도이다. 도 6a 내지 도 6c에 개시된 추진 시스템(600)은 도 3a에 개시된 추진 시스템(300)과 적어도 일부 유사하거나, 추진 시스템의 다른 실시 예를 포함할 수 있다.
도 6a를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(610)는, 프로펠러(610)의 적어도 하나의 리브(611)가제1구조체(620)의 가이드 홈(621)에 삽입되도록 아래 방향(①방향)으로 이동되어, 제1구조체(620)와 체결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2구조체(630)는 제1구조체(620)의 내부 공간(예: 도 4a의 423)에 배치된 탄성 부재(예: 도 4a의 440)에 의하여 위 방향으로 가장 높이 위치한 상태(또는, 기본 상태)를 유지할 수 있다. 제2구조체(630)의 기본 상태에서, 제2구조체(630)의 돌출부(631)는 리브(611)의 가이드 홈(621)의 상단의 적어도 일부에 중첩되도록 위치할 수 있다. 다시 말하면, 제2구조체(630)의 돌출부(631)는 리브(611)가 가이드 홈(621)으로의 삽입되는 것을 차단할 수 있다. 리브(611)가 가이드 홈(621)을 따라 삽입되면서, 리브(611)의 끝 단에 형성된 걸림부(612)가 돌출부(631)를 아래 방향으로 밀 수 있다. 돌출부(631)가 아래로 밀려짐으로써, 돌출부(631)(또는, 제2구조체(630))는 나선형 슬릿(622)을 따라서, 탄성 부재의 탄성 힘에 대항하면서, ②방향으로 나선 이동할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 돌출부(631)의 가이드 홈(621)을 향한 제1단(632)은, 걸림부(612)가 맞닿게 되는 상부에 경사면(chamfer)(632a)을 포함할 수 있다. 돌출부(631)는, 제1단(632)이 경사면(632a)을 가짐으로써, 걸림부(612)의 밀림에 의해 나선형 슬릿(622)에서 부드럽게 미끄러질 수 있다, 경사면(632a)과 리브(611)의 삽입 경로와의 각도 및 나선형 슬릿(622)의 각도는 추진 시스템(600)의 각 구성요소들의 크기에 맞게 조절이 가능하며, 바람직하게는 5도 내지 85도 사이에서 결정될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(610)는, 걸림부(612)의 밀림에 의한 돌출부(631)의 나선 이동에 의하여, 돌출부(631)의 방해를 받지 않고 가이드 홈(621)에 충분히 체결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 돌출부(631)가 나선 이동하여, 제2 구조체(620)의 하단까지 내려와 가이드 홈(621)와 중첩되지 않도록 위치되어 리브(611) 및 걸림부(612)의 가이드 홈(621)에 대한 삽입을 차단하지 않을 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 돌출부(631)의 제1단(632)과 접촉하는 제1모서리(612a)는 라운딩 가공될 수 있다. 라운딩된 제1모서리(612a)는, 리브(611)가 가이드 홈(621)에 삽입될 때, 돌출부(631)와 걸림부(612)의 상호작용에 따르는 움직임을 부드럽게 할 수 있다.
도 6c는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(610)가 제1구조체(620)에 체결이 완료된 상태를 도시한다. 도 6c를 참조하면, 프로펠러(610)가 제1구조체(620)에 체결될 때(또는, 리브(611)가 가이드 홈(621)에 체결될(삽입될) 때), 걸림부(612)의 밀림에 의하여 나선 이동한 돌출부(631)는 탄성 부재(미도시)의 반발력으로 인하여 기본 상태로 복원될 수 있다. 이 과정에서 돌출부(631)는, 나선형 슬릿(도 6a의 622)을 따라서 ③방향으로 나선 이동 할 수 있다. 나선 이동은 돌출부(631)의 제1단(632)과 제1 구조체(620)에 체결이 완료된 걸림부(612)의 라운딩된 제1모서리(612a)와의 상호 작용에 의하여 부드러워 질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 기본 상태로 복원된 돌출부(631)는 프로펠러(610)의 회전축(A) 방향의 상하 이동 범위를 한정하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로펠러(610)가 제1구조체(620)에 체결될 때, 돌출부(631)의 제1단(632)은 리브(611)의 걸림부(612)의 상단에 위치될 수 있다. 리브(611)는, 걸림부(612)와 리브(611) 사이의 단차가 돌출부(631)에 차단됨으로써, 가이드 홈(621)에서의 위 방향 이동이 제한될 수 있다. 따라서, 프로펠러(610)는 기본 상태로 복원된 제2구조체(630)의 돌출부(631)에 의하여 상하 이동이 제한되고, 제1구조체(620)의 가이드 홈(도 6a의 621)에 의하여 제1구조체(620)에 대한 회전도 제한되어, 제1구조체(620)에 고정될 수 있다. 즉, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체 및 추진 시스템은 사용자가 단순히 프로펠러를 누르는 하나의 동작만으로 쉽게 프로펠러를 체결할 수 있음과 동시에, 외부 충격에도 쉽게 분리되지 않는 프로펠러를 제공할 수 있다.
추가적 실시 예에서, 걸림부(612)의 상부 면의 일부는 일정 높이를 가진 평면부(612b)로 형성될 수 있다. 평면부(612b)는, 프로펠러(610)가 체결된 상태에서, 걸림부(612)와 마주보는 돌출부(631)의 하부 면(631a)과의 간격(g)을 줄이거나 간격(g) 없이 걸림부(612)와 하부면(631a)이 접촉할 수 있도록 구성될 수 있다. 그에 따라, 체결된 프로펠러(610)가 회전할 때, 간격(g)에 의하여 야기될 수 있는 프로펠러(610)의 진동을 줄일 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러가 프로펠러 조립체로부터 분리되는 과정을 도시한 작동도이다. 도 7a 내지 도 7d에 개시된 추진 시스템(600)은 도 6a 내지 6c에 개시된 추진 시스템(600)과 적어도 일부 유사하거나, 추진 시스템의 다른 실시 예를 포함할 수 있다.
도 7a를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(710)는, 사용자가 제2구조체(730)를 아래 방향(①방향)으로 눌러, 나선 이동시킴으로써, 제1구조체(620)와 분리될 수 있다. 즉, 사용자는 체결된 프로펠러(710)에 대한 직접적인 조작없이 프로펠러(710)를 추진 시스템(700)으로부터 분리할 수 있다.
도 7b는 사용자가 제2구조체(730)를 아래 방향(①방향)으로 누르는 동작을 도시한다. 그에 따라, 제1돌출부(731a)가 제1구조체(720)에 대하여 ②방향으로 나선 이동하고, 제1돌출부(731a)는, 제1단(732a)의 하면(733a)이 체결된 프로펠러(710)의 걸림부(712)의 라운딩된 제1모서리(712a)에 미끄러져, 제1구조체(720)의 하단까지 내려올 수 있다.
도 7c를 참조하면, 프로펠러(710)는 제2돌출부(731b)에 의하여 제1구조체(720)에 대하여 위 방향(분리되는 방향)으로 이동될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1돌출부(731a)가 제1구조체(720)의 최하단까지 내려올 때, 제1돌출부(731a)에 이웃하고 제2구조체(730)에 포함된 제2돌출부(731b)는 제1돌출부(731a)와 함께 제1구조체(720)의 최하단까지 내려올 수 있다. 제2구조체(730)의 제1돌출부(731a) 및 제2돌출부(731b)가 제1구조체(720)의 하단 끝까지 내려왔을 때, 제1돌출부(731a)의 제1단(732b)은 가이드 홈(721)의 경로를 방해하지 않도록 위치하는 반면, 제2돌출부(731b)의 제2단(734b)은 가이드 홈(721)의 삽입 경로를 간섭하도록 위치할 수 있다. 예를 들면, 각 돌출부는, 제2구조체(730)의 기본 상태에서 가이드 홈(721)의 경로를 간섭하는 제1단 및 제1단에 반대되는 위치의 제2단을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면 각 돌출부는 제1단 및 상기 제1단에 원주 방향을 따라 대향하는 제2단을 포함할 수 있다. 제1단은 제2구조체(630) 제1구조체(620)에 대하여 가장 높은 위치일 때, 가이드 홈(621)의 상단과 적어도 일부 중첩되도록 위치될 수 있다. 제2단은, 제2구조체(630)가 제1구조체(620)에 대하여 가장 낮은 위치일 때, 가이드 홈(621)과 이웃하는 다른 가이드 홈의 하단과 적어도 일부 중첩되도록 위치될 수 있다. 구체적으로, 제2돌출부(731b)의 제2단(734b)은 나선 이동하여 걸림부(712)와 접촉할 수 있다. 제2단(734b)은 상면에 경사면(735b)을 포함할 수 있으며, 걸림부(712)의 제2라운딩된 모서리부(712c)와 상호 작용하여 부드럽게 걸림부(712)를 위 방향(③방향)으로 이동 시킬 수 있다.
도 7d를 참조하면, 사용자가 제2구조체(730)에 대한 누름을 해제하면, 제2구조체(730)는 탄성 부재(미도시)의 반발력에 의하여 기본 상태로 복원될 수 있다. 그에 따라, 제1돌출부(731a)(및 제2구조체(730))는 제1구조체(720)에 대하여 ④방향으로 나선 이동 할 수 있다. 제1돌출부(731a)의 나선 이동은, 제1돌출부(731a)의 제1단(732a)의 경사면(732b)이 걸림부(712)의 제1모서리(712a)를 맞닿게 할 수 있다. 제2구조체(730)가 ④방향으로 나선 이동하여 기본 상태로 복원됨에 따라, 제1돌출부(731a)의 제1단(732a)이 걸림부(712)를 위 방향(③방향)으로 밀어 올릴 수 있다. 걸림부(712)는 경사면(732b)에 의하여 부드럽게 위 방향으로 이동할 수 있다.
밀어 올려진 걸림부(712)가 가이드 홈(721)에서 완전히 분리되게 되면, 프로펠러(710) 역시 추진 시스템(700)으로부터 완전히 분리될 수 있다. 제2구조체(730)의 기본 상태로의 복원동작은 탄성 부재에 의하여 자동으로 이뤄지기 때문에, 사용자는 단순히 제2 구조체(730)를 누르는 동작만으로 추진 시스템(700)에서 프로펠러(710)를 분리할 수 있다. 또한, 프로펠러(710)를 분리를 허용하는 구성요소가 제2구조체(730)이기 때문에, 프로펠러(710)에 대한 직접적인 힘이 가해져도 프로펠러(710)는 추진 시스템(700)으로부터 분리되지 않을 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체 및 추진 시스템은 사용자가 단순히 특정 부품을 누르는 하나의 동작만으로 쉽게 프로펠러를 분리할 수 있음과 동시에, 외부 충격에도 쉽게 분리되지 않는 프로펠러를 제공할 수 있다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 제1구조체의 측면도이다. 도 8에 개시된 프로펠러(810) 및 제1구조체(820)는 도 3a에 개시된 프로펠러(350) 및 제1구조체(330)와 각각 적어도 일부 유사하거나, 다른 실시 예를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 제1구조체(820)는 프로펠러(810)의 체결을 가이드 할 수 있는 가이드 경사면(822)을 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로펠러(810)는, 프로펠러(810)의 리브(811) 및 걸림부(812)가 제1구조체(820)의 가이드 홈(821)에 삽입되어, 제1구조체(820)와 체결될 수 있다. 가이드 경사면(822)은, 사이드 홈(821)을 향하여 기울어져 프로펠러(810)의 리브(811)가 가이드 홈(821)에 정확히 삽입되도록 가이드 할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 프로펠러(810)의 리브(811)가 정확히 가이드 홈(821)에 삽입되도록 프로펠러(810)를 위치하지 않고, 리브(811)가 가이드 경사면(822)에 맞닿은 상태에서, 프로펠러(810)를 밀어 누르면, 걸림부(812)의 하면이 가이드 경사면(822)에 미끄러져(②방향), 리브(811)가 가이드 홈(821)에 삽입될 수 있다. 즉, 사용자는 리브(811)가 가이드 홈(821)에 정확히 삽입시키지 않아도 쉽게 프로펠러(810)를 제1구조체(820)에 체결할 수 있다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 단면도이다. 도 9에 개시된 추진 시스템(900)은 도 3a에 개시된 추진 시스템(300)과 적어도 일부 유사하거나, 다른 실시 예를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템(900)에서, 프로펠러(910)가 제2구조체(920)에 의하여 고정되거나 분리되도록 구성되기 때문에, 제2구조체(920)에 대한 외부 충격은, 프로펠러(910)의 의도치 않은 분리를 야기할 수 있다.
도 9를 참조하면, 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템(900)은, 프로펠러(910)가 체결되고, 제2구조체(920)가 기본상태(제1구조체(930)에 대하여 최대 높이를 가진 상태)에서, 제2구조체(920)의 원통부(921)가 프로펠러(910)의 원통형 허브(911) 보다 외부로 돌출되지 않게 구성될 수 있다. 예를 들면, 제2구조체(920)는 프로펠러(910)의 원통형 허브(911)의 오목부(912)안에 수용되어 배치될 수 있다. 원통형 허브(911)의 최상단과 제2구조체(920)의 원통부(921)의 최상단이 일정 간격(d)을 가질 수 있다. 따라서, 본 개시의 실시 예에 따르는 추진 시스템(900)에서, 직접적인 외부 충격이 직접 제2구조체(20)에 가해지지 않도록 하여 의도치 않은 프로펠러(910)의 분리가 발생하지 않을 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따는 무인 비행체(unmanned aerial vehicle)는, 하우징; 상기 하우징에 연결되거나, 상기 하우징 내에 위치되며, 외부 컨트롤러와 무선 통신을 연결하도록 구성된 무선 통신 회로; 상기 하우징에 연결되거나 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 내장 된 복수의 추진 시스템들; 및 상기 복수의 추진 시스템들을 제어하도록 구성된 네비게이션 회로를 포함하되, 상기 복수의 추진 시스템들 중 적어도 하나는, 상기 네비게이션 회로에 의해 제어되는 모터; 및 상기 모터에 연결된 프로펠러 조립체를 포함하되, 상기 프로펠러 조립체는: 상기 모터에 고정되고, 내부 공간을 정의하는 원통형 벽 및, 상기 원통형 벽을 관통하여 형성된 나선형 슬릿(helical slit)을 포함하는 제1구조체; 적어도 일부가 상기 내부 공간 내에 회전 가능하게 위치된 원통부와, 상기 원통부의 외표면으로부터 상기 나선형 슬릿을 통해 상기 원통형 벽의 외부로 돌출하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제2구조체; 및상기 제2구조체의 상기 원통부와 체결(engage)하는 원통형 허브, 상기 원통형 허브로부터 연장된 복수의 회전날개, 및 상기 원통형 허브로부터 상기 모터를 향해 연장된 적어도 하나의 리브를 포함하되, 상기 리브의 적어도 일부가 상기 제2구조체의 상기 적어도 하나의 돌출부에 의하여 상기 제1구조체와 분리 가능하도록 체결(detachably engage)되는 프로펠러를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1구조체는, 원통형 벽 외부에 형성되며 상기 프로펠러의 상기 리브가 체결될 수 있는 가이드 홈(guide groove)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가이드 홈은, 상기 돌출부가 상기 나선형 슬릿을 따라 미끄러지는 나선 이동 경로와 적어도 일부 중첩될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2구조체의 상기 원통부는, 상기 돌출부가 상기 나선형 슬릿을 따라 미끄러짐으로써, 상기 제1구조체에 대한 회전 및 상하 이동이 수반되도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 내부 공간 내에 배치되되, 상기 원통부를 상기 모터로부터 밀어 올리는 탄성 부재를 더 포함하는 무인 비행체.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2구조체의 상기 제1구조체에 대한 상하 이동의 범위를 한정하는 고정 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 돌출부는, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 높은 위치일 때, 상기 가이드 홈의 상단과 적어도 일부 중첩되도록 위치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 리브는 끝 단에서 상기 원통형 허브의 반지름 방향으로 돌출된 걸림부(latch)를 더 포함할 수 있다.
상기 걸림부는, 상기 리브가 상기 가이드 홈에 체결되었을 때, 상기 가이드 홈의 하단에 적어도 일부 중첩되도록 위치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 걸림부는, 상기 걸림부의 상부의 적어도 일부에 형성된 일정 높이를 가진 평면부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 돌출부는 제1단 및 상기 제1단에 상기 원통부의 원주 방향을 따라 대향하는 제2단을 포함할 수 있다.
상기 제1단은, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 높은 위치일 때, 상기 가이드 홈의 상단과 적어도 일부 중첩되도록 위치될 수 있다.
상기 제2단은, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 낮은 위치일 때, 상기 가이드 홈과 이웃하는 다른 가이드 홈의 하단과 적어도 일부 중첩되도록 위치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 돌출부는 상부에 아래로 향하는 경사면을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1단 및 제2 단의 각각은 상부에 아래로 향하는 경사면을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1구조체는, 원통형 벽 외부에 형성되며 상기 가이드 홈을 향하여 기울어진 가이드경사면을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로펠러가 상기 제1구조체에 체결된 상태에서, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 높은 위치일 때, 상기 원통형 허브의 높이가 상기 제2구조체의 상기 원통부보다 높을 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템은: 모터 본체 및 모터 회전부를 포함하는 모터; 상기 모터 회전부에 고정되고, 내부 공간을 정의하는 원통형 벽을 가지며 상기 원통형 벽을 관통하여 형성된 적어도 하나의 나선형 슬릿(helical slit) 및, 프로펠러가 분리 가능도록 체결(detachably engage)될 수 있는 적어도 하나의 가이드 홈(guide groove)을 포함하는 제1구조체; 적어도 일부가 상기 내부 공간 내에 회전 가능하게 위치된 원통부 및, 상기 원통부의 외표면으로부터 상기 적어도 하나의 나선형 슬릿을 통해 상기 원통형 벽의 외부로 돌출하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제2 구조체; 및 상기 내부 공간 내에 배치되되, 상기 원통부를 상기 모터 회전부로부터 밀어 올리는 탄성 부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1구조체의 상기 원통부와 체결(engage)하는 원통형 허브, 상기 원통형 허브로부터 연장된 복수의 회전날개, 및 상기 원통형 허브로부터 상기 가이드 홈에 삽입될 수 있도록 구성된 리브를 포함하는 프로펠러를 더 포함하고, 상기 돌출부는 상기 리브가 상기 가이드 홈에 체결된 상태에서, 상기 리브가 상기 가이드 홈에서 분리되지 않도록, 상기 나선형 슬릿을 따라 나선 미끄러짐으로써 상기 리브의 이동을 방해하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 리브는 끝 단에서 상기 원통형 허브의 반지름 방향으로 돌출된 걸림부(latch)를 더 포함하고, 상기 걸림부가 상기 돌출부에 의하여 차단됨으로써, 상기 리브가 상기 가이드 홈에서 분리되지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가이드 홈은, 상기 돌출부의 상기 제1구조체에 대한 나선 이동 경로와 적어도 일부 중첩될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 돌출부의 나선이동은 상기 원통부의 상기 제1구조체에 대한 회전 및 상하 이동이 수반될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 원통부 및 상기 탄성부재를 관통하여 상기 모터 회전부와 고정 결합하며, 상기 제2구조체의 상기 제1구조체에 대한 상하 이동의 범위를 한정하도록 구성되는 고정 부재를 더 포함할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르는 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체(예: 메모리)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 제어부(310))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(예: 자기테이프), 광기록 매체(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체 (예: 플롭티컬 디스크), 내장 메모리 등을 포함할 수 있다. 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르는 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르는, 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예에 따르는 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시 예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시 예의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시 예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 무인 비행체(unmanned aerial vehicle)에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징에 연결되거나, 상기 하우징 내에 위치되며, 외부 컨트롤러와 무선 통신을 연결하도록 구성된 무선 통신 회로;
    상기 하우징에 연결되거나 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 내장 된 복수의 추진 시스템들; 및
    상기 복수의 추진 시스템들을 제어하도록 구성된 네비게이션 회로를 포함하되,
    상기 복수의 추진 시스템들 중 적어도 하나는,
    상기 네비게이션 회로에 의해 제어되는 모터; 및
    상기 모터에 연결된 프로펠러 조립체를 포함하되,
    상기 프로펠러 조립체는:
    상기 모터에 고정되고, 내부 공간을 정의하는 원통형 벽 및, 상기 원통형 벽을 관통하여 형성된 나선형 슬릿(helical slit)을 포함하는 제1구조체;
    적어도 일부가 상기 내부 공간 내에 회전 가능하게 위치된 원통부 및, 상기 원통부의 외표면으로부터 상기 나선형 슬릿을 통해 상기 원통형 벽의 외부로 돌출하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제2구조체; 및
    상기 제2구조체의 상기 원통부와 체결(engage)하는 원통형 허브,
    상기 원통형 허브로부터 연장된 복수의 회전날개, 및
    상기 원통형 허브로부터 상기 모터를 향해 연장된 적어도 하나의 리브를 포함하되, 상기 리브의 적어도 일부가 상기 제2구조체의 상기 적어도 하나의 돌출부에 의하여 상기 제1구조체와 분리 가능하도록 체결(detachably engage)되는 프로펠러를 포함하는 무인 비행체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1구조체는, 원통형 벽 외부에 형성되며 상기 프로펠러의 상기 리브가 체결될 수 있는 가이드 홈(guide groove)을 포함하는 무인 비행체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 홈은, 상기 돌출부가 상기 나선형 슬릿을 따라 미끄러지는 나선 이동 경로와 적어도 일부 중첩되는 무인 비행체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2구조체의 상기 원통부는, 상기 돌출부가 상기 나선형 슬릿을 따라 미끄러짐으로써, 상기 제1구조체에 대한 회전 및 상하 이동이 수반되도록 구성된 무인 비행체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내부 공간 내에 배치되되, 상기 원통부를 상기 모터로부터 밀어 올리는 탄성 부재를 더 포함하는 무인 비행체.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2구조체의 상기 제1구조체에 대한 상하 이동의 범위를 한정하는 고정 부재를 더 포함하는 무인 비행체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 돌출부는, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 높은 위치일 때, 상기 가이드 홈의 상단과 적어도 일부 중첩되도록 위치되는 무인 비행체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 리브는 끝 단에서 상기 원통형 허브의 반지름 방향으로 돌출된 걸림부(latch)를 더 포함하고,
    상기 걸림부는, 상기 리브가 상기 가이드 홈에 체결되었을 때, 상기 가이드 홈의 하단에 적어도 일부 중첩되도록 위치되는 무인 비행체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 걸림부는, 상기 걸림부의 상부의 적어도 일부에 형성된 일정 높이를 가진 평면부를 더 포함하는 무인 비행체.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 돌출부는 제1단 및 상기 제1단에 상기 원통부의 원주 방향을 따라 대향하는 제2단을 포함하고,
    상기 제1단은, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 높은 위치일 때, 상기 가이드 홈의 상단과 적어도 일부 중첩되도록 위치되며,
    상기 제2단은, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 낮은 위치일 때, 상기 가이드 홈과 이웃하는 다른 가이드 홈의 하단과 적어도 일부 중첩되도록 위치되는 무인 비행체.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 돌출부는 상부에 아래로 향하는 경사면을 포함하는 무인 비행체.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1단 및 제2 단의 각각은 상부에 아래로 향하는 경사면을 포함하는 무인 비행체.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 제1구조체는, 원통형 벽 외부에 형성되며 상기 가이드 홈을 향하여 기울어진 가이드경사면을 더 포함하는 무인 비행체.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 프로펠러가 상기 제1구조체에 체결된 상태에서, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 높은 위치일 때, 상기 원통형 허브의 높이가 상기 제2구조체의 상기 원통부보다 높은 무인 비행체.
  15. 추진 시스템에 있어서,
    모터 본체 및 모터 회전부를 포함하는 모터;
    상기 모터 회전부에 고정되고, 내부 공간을 정의하는 원통형 벽을 가지며 상기 원통형 벽을 관통하여 형성된 적어도 하나의 나선형 슬릿(helical slit) 및, 프로펠러가 분리 가능도록 체결(detachably engage)될 수 있는 적어도 하나의 가이드 홈(guide groove)을 포함하는 제1구조체;
    적어도 일부가 상기 내부 공간 내에 회전 가능하게 위치된 원통부 및, 상기 원통부의 외표면으로부터, 상기 적어도 하나의 나선형 슬릿을 통해, 상기 원통형 벽의 외부로 돌출하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제2 구조체; 및
    상기 내부 공간 내에 배치되되, 상기 원통부를 상기 모터 회전부로부터 밀어 올리는 탄성 부재를 포함하는 추진 시스템.
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