WO2022220579A1 - Propeller driving device and drone using same - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a propeller driving device and a drone using the same, and more particularly, to a propeller driving device capable of simultaneously performing rotational driving and power generation of a load using a double stator-single rotor or double rotor type motor and using the same It's about drones.
- a general drone basically includes a plurality of fans for outputting lift and a battery for supplying power to the fans.
- the fan includes a motor that generates rotational force by electric power applied from a battery while being fixed to the main body, and a propeller fixed to a drive shaft of the motor.
- the motor consumes a lot of power, so the flight time is short. For example, even if the battery is fully charged, the power is low, so there are many restrictions on the flight distance. Therefore, in the related art, the drone may be lost by being discharged while returning to the ground or falling into a river.
- a motor composed of a single stator-single rotor is used, so to generate power and charge the battery, two motors are used, one is used as a driving motor and the other is a motor for power generation (that is, generators) are being used to increase the dwell time of drones in the air.
- the motor for power generation (starting motor) and other driving motors are separately configured, so space restrictions and various connection devices are required.
- Patent Document 1 In Korea Patent Publication No. 10-2172335 (Patent Document 1), it is installed under the fan of the drone and operates by receiving the flow pressure of air coming down to the lower part of the propeller during flight to generate power and send it to the charger to extend the flight time.
- Patent Document 1 Disclosed is a drone equipped with a fan device having a power generation unit that enables
- Patent Document 1 has a structure in which a fan having a motor for driving a propeller and a power generation unit having a generator are separately separated. A wind tunnel is required to guide the flow pressure of air generated by the propeller to the rotor, and There is a space constraint due to the separate installation of the generator.
- the present invention has been proposed to solve the problems of the prior art, and its object is a propeller driving device capable of simultaneously performing rotational driving and power generation of a load using a double stator-single rotor or double rotor type motor. and to provide a drone using the same.
- Another object of the present invention is to use a double stator-single-rotor or double-rotor type motor to simultaneously perform rotational driving and power generation of a load, and thus a propeller driving device capable of increasing flight time even with a compact size and using the same to provide drones.
- a propeller driving apparatus includes a double stator-double rotor type motor; and a motor seating part for seating the motor on the arm of the drone, wherein the motor is a radial gap type ( Radial gap type), and the double stator includes an inner stator formed on the inner side of the annular back yoke and an outer stator formed on the outer side, one of the inner stator and the outer stator is set as a generator, and the other is driven It is characterized in that it is set by a motor.
- the motor is a radial gap type ( Radial gap type)
- the double stator includes an inner stator formed on the inner side of the annular back yoke and an outer stator formed on the outer side, one of the inner stator and the outer stator is set as a generator, and the other is driven It is characterized in that it is set by a motor.
- the double stator includes: a stator core having a plurality of inner and outer teeth radially extending inside and outside the annular back yoke having a predetermined width to form a magnetic circuit; an insulator made of an insulating material that surrounds an outer circumferential surface on which each of the plurality of inner teeth and the outer teeth is to be wound; and an inner and outer stator coil wound on an outer circumferential surface of the insulator, respectively, of the plurality of inner and outer teeth, wherein the annular back yoke includes a plurality of stator coils for fixing the double stator to the motor seat using a fixing bolt. It may have a through hole.
- the inner rotor has a magnet disposed on the outside of the cylindrical first back yoke disposed between the inner side of the double stator and the bearing housing, and the outer rotor has a cylindrical shape disposed with a preset air gap with the outside of the double stator.
- a magnet is disposed inside the second back yoke of the first back yoke and one end of the second back yoke is connected to each other, and a rotation shaft may be connected to a central portion thereof.
- the motor seating portion includes a circular cup-shaped casing; a bearing housing extending upwardly from the inner center of the casing and having upper and lower bearings installed therein; and a plurality of bolt fastening protrusions to which a plurality of fixing bolts are fastened for fixing and installing the stator to the bottom of the casing at a distance from the bearing housing on the bottom of the casing.
- the inner rotor and the inner stator may be set as one of the generator and the driving motor, and the outer rotor and the outer stator may be set as the other of the generator and the driving motor.
- a propeller driving apparatus includes a double stator-double rotor type motor; and a motor seating part for seating the motor on the arm of the drone, wherein the motor includes: a double rotor in which a plurality of N-pole and S-pole magnets are alternately disposed on the inside and outside of the annular back yoke; a rotating shaft connected to the center of the annular back yoke; and an inner stator and an outer stator disposed with an air gap inside and outside the double rotor, respectively, wherein any one of the inner stator and the outer stator is set as a generator, and the other is set as a driving motor characterized.
- the motor seating portion is a circular cup-shaped casing; and a bearing housing extending upward in the longitudinal direction at the inner center of the casing and having upper and lower bearings installed inside the housing.
- a propeller driving device is made of a circular cup shape, extending from the bottom to the top in a cylindrical shape in the center of the inner motor casing integrally provided with a bearing housing having upper and lower bearings installed therein; an inner stator supported on the outer periphery of the bearing housing; an outer stator supported inside the motor casing; a rotor disposed between the inner stator and the outer stator; and a rotating shaft rotatably supported by the upper and lower bearings, one end of the rotor is connected, and a propeller connected to the front end thereof, wherein any one of the inner stator and the outer stator is set as a generator, and the other is a driving motor characterized in that it is set to .
- the rotor disposed between the inner stator and the outer stator may form a radial gap type double stator-single rotor type motor.
- the rotor is configured using an isotropic magnet simultaneously magnetized on both sides without a back yoke, the inner surface of the isotropic magnet forms an inner stator and a driving motor or generator, and the outer surface of the magnet is a generator or a generator together with an outer stator A drive motor may be formed.
- a propeller driving device comprises: a rotor in which a plurality of N poles and S poles are alternately arranged on the inside and outside, respectively, by simultaneously magnetizing both sides of an isotropic magnet; a rotating shaft connected to one side of the rotor; and an inner stator and an outer stator disposed with an air gap on the inside and outside of the rotor, respectively, wherein any one of the inner stator and the outer stator is set as a generator, and the other is set as a driving motor do it with
- the propeller driving device is made of a circular cup shape, the motor casing integrally provided with a bearing housing extending from the bottom to the top in a cylindrical shape in the inner center; a bearing housing extending from the bottom to the top along the longitudinal direction in a cylindrical shape at the inner center of the motor casing; and upper and lower bearings disposed at intervals inside the bearing housing and rotatably supporting the rotating shaft, wherein the rotating shaft is connected to one end of the magnet of the rotor, and the propeller is connected to the front end of the rotating shaft have.
- a drone includes: a drone body having at least a battery, a wireless communication unit, and a control device inside the casing; and at least one propeller driving device installed on the drone main body or a plurality of arms extending from the outer periphery of the drone main body to drive the propeller.
- a double stator-single rotor or a double rotor type motor may be used to simultaneously drive and generate power of a load.
- the present invention by using a double stator-single rotor or double rotor type motor, rotational driving and power generation of the load can be simultaneously performed, so that flight time can be increased even with a compact size.
- the drive motor and the motor for power generation ie, the generator
- a belt or other structure is not required to connect the drive motor and the motor for power generation.
- a double stator-double rotor is provided, the inner rotor and the inner stator may be used as a driving motor, and the outer rotor and the outer stator may be used as a generator.
- the outer rotor and the outer stator used for the generator generate power, and when the power generation capacity exceeds the reference value, it is converted to a driving motor, thereby increasing the efficiency and torque of the motor as a whole.
- a switching circuit for converting a power generation circuit connected to the outer stator into a motor driving circuit may be provided in the control unit.
- a double stator-single rotor type motor in which a single rotor is disposed between the inner stator and the outer stator is used, and the single rotor uses an isotropic magnet with simultaneous magnetization on both sides, so that the resistance of the magnet without a separate back yoke is used.
- the side side constitutes the inner stator and the drive motor, and the outer side of the magnet can be used as a generator together with the outer stator.
- a separate back yoke is used by using an isotropic magnet simultaneously magnetized on both sides. Use both sides of the magnet without
- the number of poles (P) of the armature coil can be increased, so that the frequency of power generated per rotation of the rotor can be increased.
- allocating the outer stator for the generator may increase the frequency of the generated power than allocating the inner stator for the generator.
- the rotational speed of the rotor can be reduced. Therefore, by increasing the number of poles of the generator even at a low rotational speed, the frequency of power can be increased.
- the inner surface of the magnet constitutes the inner stator and the generator, and the outer surface of the magnet can be used as a driving motor together with the outer stator.
- FIG. 1 is a perspective view illustrating a multicopter type drone to which a double stator-single rotor or double rotor type motor according to the present invention is applied.
- FIG. 2 is an axial cross-sectional view showing a propeller driving device according to a first embodiment of the present invention.
- FIG 3 is a radial cross-sectional view of the double stator-double rotor type motor employed in the propeller driving apparatus according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is an axial cross-sectional view showing a propeller driving device according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a radial cross-sectional view of a double stator-double rotor type motor employed in a propeller driving apparatus according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is an axial cross-sectional view showing a propeller driving device according to a third embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a radial cross-sectional view of the double stator-single rotor type motor employed in the propeller driving apparatus according to the third embodiment of the present invention.
- a double-stator-double-rotor type motor is being applied to various fields according to the shape of the rotor output.
- a double rotor is driven by one motor driving circuit and connected to one rotating shaft to drive one load, or two loads are respectively connected to two rotating shafts arranged in a concentric circle and individually controlled by individual motor driving circuits. can also be driven.
- the double stator is implemented using an integral stator core and the double rotor is concentrically separated from each other, or the double stator is implemented using a separate stator core and the double rotor has the same back yoke It can be implemented inside and outside of
- a double rotor is connected to one rotating shaft to drive one propeller load, one stator is driven by one motor driving circuit, and the other stator selectively serves one of power generation and driving. Switching control can be achieved. As a result, in the present invention, it is possible to simultaneously drive and generate power by using a double stator-double rotor type motor.
- a double stator-single rotor type motor in which a single rotor is disposed between an inner stator and an outer stator is used, and the single rotor uses an isotropic magnet with simultaneous magnetization on both sides, so that the resistance of the magnet without a separate back yoke is used.
- the side side constitutes the inner stator and the drive motor or generator, and the outer surface of the magnet can be used as a generator or drive motor together with the outer stator.
- the double stator-double rotor type motor according to the first embodiment of the present invention is applied to a multicopter-type drone capable of attaching and detaching a distribution box for delivering parcels as shown in FIG. can
- the double-stator-double-rotor type motor according to the first embodiment of the present invention may be applied to a drone driving a single propeller as well as a multicopter-type drone driving a plurality of propellers, respectively.
- the multicopter-type drone shown in FIG. 1 is disposed in the central portion of the drone main body 20 having a battery, a motor driving circuit, a rectifier circuit, a wireless communication unit, a control device, etc. inside the casing, and from the outer periphery of the drone main body 20.
- the drone body A pair of drone legs 24a and 24b installed in the lower part of the 20 to seat the drone 200 on the ground and a logistics box for delivering a parcel delivery article detachably coupled to the lower part of the drone body 20 (26) is included.
- the propeller driving device 10 includes a double stator-double rotor type motor 100 and a motor seating part for seating the motor 100 on the arms 22a-22d of the drone ( 12).
- the motor seating part 12 has a circular cup shape, and serves as a motor casing as well as seating the motor 100 on the arms 22a-22d of the drone.
- the motor seat 12 is a circular cup-shaped casing 12a, a bearing housing extending upward along the longitudinal direction at the inner center of the casing 12a and having upper and lower bearings 52 and 54 installed therein ( 14) and a plurality of bolt fastening projections to which a plurality of fixing bolts 68 for fixing and installing the stator 60 to the bottom of the casing 12a are fastened at a distance from the bearing housing 14 on the bottom of the casing 12a (16) is included.
- an inner rotor 30 and an outer rotor 40 are disposed inside and outside the double stator 60 as shown in FIG. 3 . have a structured
- the motor 100 constitutes a radial gap type electric motor in which an inner rotor 30 and an outer rotor 40 are circumferentially disposed inside and outside the double stator 60 .
- the inner rotor 30 has a plurality of N-pole and S-pole magnets 34 on the outside of the cylindrical first back yoke 32 disposed between the inner side of the double stator 60 and the bearing housing 14 alternately. It may be arranged or composed of a cylindrical magnet in which a plurality of N-pole and S-pole magnetic poles are alternately divided and magnetized.
- the outer rotor 40 has a plurality of N-pole and S-pole magnets 44 on the inside of the cylindrical second back yoke 42 arranged with a preset air gap with the outside of the double stator 60 alternately. It may be arranged as or may be composed of a cylindrical magnet in which a plurality of N-pole and S-pole magnetic poles are alternately divided and magnetized.
- one end of the first back yoke 32 of the inner rotor 30 and the second back yoke 42 of the outer rotor 40 are connected to each other, and the upper and lower bearings ( A rotating shaft 50 rotatably supported to 52 and 54 is connected.
- the rotation output of the inner rotor 30 and the outer rotor 40 is output to the outside through a single rotation shaft 50 , and rotates the propeller 70 coupled to the rotation shaft 50 .
- first back yoke 32 and the second back yoke 42 may be formed of an electrical steel sheet (silicon steel sheet) to form a path for forming a magnetic circuit while serving as a casing of the motor 100 .
- the second back yoke 42 has the same diameter as the casing 12a of the motor seat 12 so as to serve as a casing of the motor 100 .
- the double stator 60 is a stator core having a plurality of inner teeth 62b and an outer tooth 62c radially extending inside and outside an annular back yoke 62a having a predetermined width to form a magnetic circuit, respectively.
- Each of the teeth 62b and the outer teeth 62c includes inner and outer stator coils 66a and 66b wound around the outer peripheral surface of the insulator 64 .
- a plurality of through holes 69 are formed in the annular back yoke 62a of the stator core 62, and a plurality of bolt fastening protrusions 16 are passed through the plurality of fixing bolts 68 through the through holes 69. ), the double stator 60 can be fixed to the motor seat 12 .
- the plurality of inner teeth 62b and outer teeth 62c are each formed in a “T” shape, and a shoe portion facing the magnets of the inner rotor 30 and the outer rotor 40 and an annular back yoke ( 62a) has a winding region between which the coil is wound.
- an inner stator coil 66a is wound around the plurality of inner teeth 62b to form an inner stator 60a, and an outer stator coil 66b is formed on the plurality of outer teeth 62c. It is wound to form the outer stator 60b.
- the inner rotor 30 and the inner stator 60a are used as a driving motor, and the outer rotor 40 and the outer The stator 60b may be used as a generator.
- the rotational speed of the rotor can be reduced. That is, if the number of poles (P) of the armature coil is increased, the frequency of power generated per rotation is increased. For this reason, it is preferable to allocate the outer stator 60b having a relatively larger diameter than the inner stator 60a for the generator.
- the number of poles P of the outer stator 60b allocated for the generator for the above reason is set larger than the inner stator 60a, and correspondingly, the number of magnetic poles of the outer rotor 40 is also the magnetic poles of the inner rotor 30 It can be set to be larger than the number.
- the number of inner teeth 62b and outer teeth 62c of the double stator 60 is set differently as shown in FIG. 3 or the number of outer teeth 62c is greater than the number of inner teeth 62b. can be set.
- the motor 100 employed in the propeller driving device 10 of the present invention has a double stator-double rotor structure, and the inner rotor 30 is rotated by the rotating magnetic field generated by the inner stator 60a.
- a three-phase AC voltage may be obtained from the outer stator coil 66b wound around the outer teeth 62c of the outer stator 60b by using the rotation of the outer rotor 40 integrally with the rotor 30 .
- the three-phase AC voltage is rectified into direct current (DC) by a rectifying circuit, it can be stored and used in the battery built into the drone body 20 .
- the motor 100 of the present invention has an integrated structure in which a double stator 60 is disposed with a gap between the inner rotor 40 and the outer rotor 50, it can be implemented in a compact size, and a drone built-in battery Smaller capacity can be adopted.
- the driving motor and the generator have an integrated structure, a belt or other structure is not required to connect the driving motor and the generator.
- the inner rotor 30 of the double rotor is connected to one rotating shaft 50 to drive one propeller load by the rotating magnetic field of the inner stator 60a, and the outer stator 60b is generated and driven Switching control may be made to selectively serve one of the two.
- the outer rotor 40 and the outer stator 60b used for the generator generate power, and when the preset power generation capacity exceeds the reference value, it is converted to a driving motor, thereby increasing the efficiency and torque of the motor as a whole.
- a switching circuit for converting a power generation circuit connected to the outer stator 60b into a motor driving circuit may be provided in the control unit.
- FIG. 4 is an axial cross-sectional view showing a propeller driving device according to a second embodiment of the present invention
- FIG. 5 is a double stator employed in the propeller driving device according to the second embodiment of the present invention - a diameter in a double rotor type motor directional cross-section.
- the propeller driving device 10 includes a double stator-double rotor type motor 100a and a drone arm 22a-22d using the motor 100a. ) includes a motor seating portion 12 for seating in the .
- the motor seating part 12 has a circular cup shape, and serves as a motor casing as well as seating the motor 100a on the arms 22a-22d of the drone.
- the motor seating part 12 extends upward along the longitudinal direction at the inner center of the circular cup-shaped casing 12a and the casing 12a, and has upper and lower bearings 52 and 54 installed therein. 14) is included.
- the motor 100a according to the second embodiment that can be employed in the propeller driving device of the present invention is a lady in which an inner stator 210 and an outer stator 310 are arranged on the inside and outside of the double rotor 110 in a circumferential shape. It constitutes a radial gap type motor.
- the motor 100a according to the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment in that it has a double stator-double rotor structure, but the double rotor 110 has a plurality of inner and outer sides of the annular back yoke 116
- the N-pole and S-pole magnets 112 and 1114 of the are alternately arranged, the annular back yoke 116 is connected to one rotation shaft 50, and the inner stator 210 and the outer stator 310 are cylindrical.
- the inner stator 210 and the outer stator 310 are cylindrical.
- it is separated into the inner side of the casing (12a) and the outer side of the bearing housing (14).
- the outer stator 310 is mounted inside the casing 12a, and the rotating shaft 50 connected to the annular back yoke 116 of the double rotor 110 has both ends of the motor casing or the upper portion mounted on the bearing housing 14. and rotatably supported by the lower bearings 52 and 54 .
- the inner stator 210 includes an inner stator core 212 in which a plurality of inner teeth each having a “T” shape extend radially from an annular yoke and an inner stator coil wound on the inner teeth of the inner stator core 212 ( 214), wherein the outer stator 310 has an outer stator core 312 in which a plurality of outer teeth each having a “T” shape extend radially inward from the annular yoke, and the outer teeth of the outer stator core 312 . It includes an outer stator coil 314 wound on the.
- the inner stator 210 is provided with a through hole in the center of the annular yoke, and the bearing housing 14 in which the upper and lower bearings 52 and 54 are installed may be inserted into the through hole.
- the motor 100a according to the second embodiment may operate substantially the same as that of the first embodiment.
- the magnet 112 disposed on the inside of the annular back yoke 116 by the rotating magnetic field generated by the inner stator 210 forms an inner rotor, and a propeller coupled to the rotating shaft 50 while the inner rotor rotates ( 70), the magnet 114 disposed on the outside of the annular back yoke 116 forms an outer rotor, and a three-phase AC voltage can be obtained from the outer stator 310 disposed to face the outer rotor. .
- the outer rotor 40 having a larger diameter has a larger rotational torque than the inner rotor 30 having a smaller diameter. Therefore, by driving the outer rotor 40 having a large rotational torque as the outer stator 60b to obtain a large rotational torque, the inner rotor 30 is rotated accordingly to drive the inner stator 60a, and from this, three phases are obtained. It may also be considered to increase the overall motor efficiency by obtaining AC power.
- the outer rotor and the outer stator may be used as a generator, and the inner rotor and the inner stator may be used as a driving motor.
- the outer rotor 40 and the outer stator 60b having a large diameter are the inner rotor 30 and the inner stator 60a having a small diameter.
- the number of poles and the number of slots are set larger than that, the number of poles and the number of slots can be changed differently depending on whether the outer motor and the inner motor are set for either a generator or a driving motor.
- the propeller driving device 10 includes a motor casing 12a having a circular cup shape and an inner stator 210 inside the motor casing 12a. and a single rotor 40 disposed between the outer stator 310 and a double stator-single rotor type motor 100b.
- the motor casing 12a serves as a motor seating part for seating the motor 100b on the arms 22a-22d of the drone 200 .
- the motor casing 12a includes a bearing housing 14 extending upward in a cylindrical shape in the longitudinal direction at the center of the motor casing and having upper and lower bearings 52 and 54 installed therein.
- the double stator-single rotor type motor 100b is configured as a radial gap type motor in which a single rotor 140 is disposed between the inner stator 210 and the outer stator 310 .
- the rotor 140 uses an isotropic magnet 142 in which both sides are simultaneously magnetized, and the inner surface of the magnet 142 without a separate back yoke constitutes an inner stator 210 and a driving motor or generator, and the magnet 142
- the outer surface of the may be used as a generator or a driving motor together with the outer stator 310 .
- the rotor 140 is generally an isotropic magnet that simultaneously magnetizes both sides instead of an anisotropic magnet that can maximize efficiency by increasing the Gauss value of the magnet surface only when there is a back yoke on the opposite side of the used surface ( 142) to utilize both sides of the magnet 142 without a separate back yoke.
- the isotropic magnet 142 used in the rotor 140 may be configured as a cylindrical magnet in which a plurality of N-pole and S-pole poles are alternately divided and magnetized when both surfaces are simultaneously magnetized.
- one end of the isotropic magnet 142 of the rotor 140 is connected to the rotor support 144 , and the central portion of the rotor support 144 is rotatable to the upper and lower bearings 52 and 54 .
- the supported rotation shaft 50 is connected.
- the rotation output of the rotor 140 is output to the outside through a single rotation shaft 50 , and rotates the propeller 70 coupled to the rotation shaft 50 .
- the inner stator 210 includes an inner stator core 212 in which a plurality of inner teeth 212b each having a “T” shape extend radially from an annular back yoke 212a and an inner tooth of the inner stator core 212 . and an inner stator coil 214 wound around 212b.
- the outer stator 310 includes an outer stator core 312 in which a plurality of outer teeth 312b each having a “T” shape extend radially inward from the annular back yoke 312a and the outer stator core 312 . It includes an outer stator coil 314 wound on the outer teeth 312b of the .
- the inner teeth 212b of the inner stator core 212 and the outer teeth 312b of the outer stator core 312 include an insulator (or bobbin) made of an insulating material integrally formed to surround the outer circumferential surface on which each coil is to be wound. can be formed.
- the inner teeth 212b of the inner stator core 212 and the outer teeth 312b of the outer stator core 312 are each formed in a “T” shape, and the isotropic magnet 142 and the opposing shoe (shoe) portion and the annular There is a winding region in which the coils 214 and 314 are wound between the back yokes 212a and 312a.
- the inner teeth 212b of the inner stator core 212 and the outer teeth 312b of the outer stator core 312 have the same teeth (slots), and
- the present invention is not limited thereto and may be changed differently.
- the outer stator 310 having a relatively larger diameter than the inner stator 210 is allocated for the generator, and the number of teeth (slots) of the outer stator 310 can be formed more than that of the inner stator 210.
- the number of magnetic poles on the outer surface of the inner and outer surfaces of the isotropic magnet 142 may be set to be larger than the number of magnetic poles on the inner surface.
- inner stator core 212 and the outer stator core 312 may be formed of electric steel (silicon steel sheet) to form a path for forming a magnetic circuit.
- the inner stator 210 is supported on the outer periphery of the bearing housing 14 , and the outer stator 310 is supported and mounted on the inner periphery of the motor casing 12a.
- the rotating shaft 50 connected to the rotor 140 is rotatably supported by upper and lower bearings 52 and 54 installed inside the bearing housing 14 .
- the inner surface of the isotropic magnet 142 constitutes the inner stator 210 and a driving motor or generator, and the outer surface of the isotropic magnet 142 together with the outer stator 310 may be used as a generator or a driving motor.
- the propeller driving device 10 is an isotropic magnet 142 by a rotating magnetic field generated by any one of the inner stator 210 and the outer stator 310 serving as a driving motor.
- the propeller 70 coupled to the rotation shaft 50 is rotated by rotating the rotor 140 having An alternating voltage can be obtained.
- the three-phase AC voltage is rectified into direct current (DC) by a rectifying circuit, it can be stored and used in the battery built into the drone body 20 .
- the double stator-single rotor type motor 100b can be used to simultaneously drive the load and generate power, thereby increasing the flight time.
- the motor 100b of the third embodiment is a radial gap type in which a single rotor 140 is disposed between the inner stator 210 and the outer stator 310, it can be implemented with a compact size. In addition, it is possible to adopt a small capacity of the drone's built-in battery.
- the double stator-single rotor or double rotor structure of the motor rotating shaft 50 exemplifies the rotational driving of the exposed propellers 70a-70d, but the propeller or blade is built-in inside the cylindrical casing.
- the fan structure can be changed.
- a plurality of propeller driving devices 10a-10d are applied to a multicopter-type drone installed on a plurality of arms 22a-22d extending from the drone main body 20, but the present invention is a single propeller
- the driving device may have a structure installed on the upper side of the drone body.
- the present invention exemplifies the application of a logistics box for delivering parcels to a logistics field that is detachably provided in the lower part of the drone body, but monitoring / reconnaissance / search, prevention / control / spraying, broadcasting / performance, It can be variously changed for various purposes such as environmental surveying and structure.
- the present invention can be applied to a drone that can increase flight time even with a compact size because it can simultaneously drive and generate power by using a double-stator-single-rotor or double-rotor type motor.
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Abstract
The present invention relates to a propeller driving device capable of simultaneously performing rotational driving of a load and power generation by using a double stator-single or double rotor type of motor, and a drone using same. The propeller driving apparatus according to the present invention comprises: a double stator-single or double rotor type of motor; and a motor seating part for seating the motor on an arm of the drone, wherein the motor is of a radial gap type, in which an inner rotor and an outer rotor are disposed circumferentially on the inner side and outer side of the double stator, respectively, with an air gap therebetween, and one of the inner stator of the double stator formed on the inner side thereof and the outer stator thereof formed on the outer side is set as a power generator, and the other one is set as a driving motor.
Description
본 발명은 프로펠러 구동장치 및 이를 이용한 드론에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 더블 스테이터-싱글 로터 또는 더블 로터 방식의 모터를 이용하여 부하의 회전 구동과 발전을 동시에 실시할 수 있는 프로펠러 구동장치 및 이를 이용한 드론에 관한 것이다.The present invention relates to a propeller driving device and a drone using the same, and more particularly, to a propeller driving device capable of simultaneously performing rotational driving and power generation of a load using a double stator-single rotor or double rotor type motor and using the same It's about drones.
일반적인 드론은 양력을 출력하는 다수의 팬과, 상기 팬에 전력을 공급하는 배터리를 기본적으로 구비한다. 상기 팬은, 본체에 고정된 상태로 배터리로부터 인가된 전력에 의해 회전력을 발생하는 모터와, 상기 모터의 구동축에 고정되는 프로펠러로 구성된다.A general drone basically includes a plurality of fans for outputting lift and a battery for supplying power to the fans. The fan includes a motor that generates rotational force by electric power applied from a battery while being fixed to the main body, and a propeller fixed to a drive shaft of the motor.
그런데 드론이 갖는 공통적인 문제 중 하나는, 모터의 전력소모가 심해 비행시간이 짧다. 가령, 배터리를 완전 충전시켰다 하더라도 전력이 바닥나 그만큼 비행거리에 제약이 많다. 따라서, 종래에는 드론이 귀환하는 중에 방전되어 지상이나 강물로 추락하여 드론을 분실할 수 있다.However, one of the common problems with drones is that the motor consumes a lot of power, so the flight time is short. For example, even if the battery is fully charged, the power is low, so there are many restrictions on the flight distance. Therefore, in the related art, the drone may be lost by being discharged while returning to the ground or falling into a river.
드론 모터일 경우 싱글 스테이터-싱글 로터로 구성된 모터를 이용하므로, 발전을 하여 배터리에 충전을 하려면 2개의 모터를 사용하면서, 1개는 구동용 모터로 사용하고 나머지 1개는 발전용 모터(즉, 발전기)를 사용하여 드론이 공중에 떠있는 체류 시간을 증대하고 있다. In the case of a drone motor, a motor composed of a single stator-single rotor is used, so to generate power and charge the battery, two motors are used, one is used as a driving motor and the other is a motor for power generation (that is, generators) are being used to increase the dwell time of drones in the air.
이와 같이 구동용 모터와 발전용 모터가 분리된 구조를 가지는 경우 구동용 모터와 발전용 모터의 연결을 위해 벨트나 다른 구조가 필요하며, 일반적인 소형 드론인 경우 구동용 모터와 발전용 모터를 사용하기에는 공간적인 제약이 많다.In this way, when the driving motor and the power generation motor have a separate structure, a belt or other structure is required to connect the driving motor and the power generation motor. There are many space restrictions.
자동차의 경우에도 발전용 모터(시동 모터)와 다른 구동용 모터가 별도가 구성되어 공간적인 제약 및 다양한 연결 장치가 필요하다. In the case of automobiles, the motor for power generation (starting motor) and other driving motors are separately configured, so space restrictions and various connection devices are required.
한국 등록특허공보 제10-2172335호(특허문헌 1)에는 드론의 팬 하부에 설치되어, 비행 중 프로펠러 하부로 내려오는 공기의 유동압력을 받아 작동하며 전력을 발생하고 이를 충전기로 보내어 비행시간을 연장시킬 수 있게 하는 발전부를 갖는 팬장치가 구비된 드론이 개시되어 있다.In Korea Patent Publication No. 10-2172335 (Patent Document 1), it is installed under the fan of the drone and operates by receiving the flow pressure of air coming down to the lower part of the propeller during flight to generate power and send it to the charger to extend the flight time. Disclosed is a drone equipped with a fan device having a power generation unit that enables
특허문헌 1은 프로렐러 구동용 모터를 구비하는 팬과 발전기를 구비하는 발전부가 별도로 분리된 구조로서, 프로펠러에 의해 발생한 공기의 유동압력을 로터로 가이드하는 윈드터널이 필요하고 프로렐러 구동용 모터와 발전기를 별도로 설치하는 데 따른 공간적인 제약이 있다.Patent Document 1 has a structure in which a fan having a motor for driving a propeller and a power generation unit having a generator are separately separated. A wind tunnel is required to guide the flow pressure of air generated by the propeller to the rotor, and There is a space constraint due to the separate installation of the generator.
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 더블 스테이터-싱글 로터 또는 더블 로터 방식의 모터를 이용하여 부하의 회전 구동과 발전을 동시에 실시할 수 있는 프로펠러 구동장치 및 이를 이용한 드론을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the problems of the prior art, and its object is a propeller driving device capable of simultaneously performing rotational driving and power generation of a load using a double stator-single rotor or double rotor type motor. and to provide a drone using the same.
본 발명의 다른 목적은 더블 스테이터-싱글 로터 또는 더블 로터 방식의 모터를 이용하여 부하의 회전 구동과 발전을 동시에 실시할 수 있어 콤팩트한 사이즈로도 비행시간을 증대시킬 수 있는 프로펠러 구동장치 및 이를 이용한 드론을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to use a double stator-single-rotor or double-rotor type motor to simultaneously perform rotational driving and power generation of a load, and thus a propeller driving device capable of increasing flight time even with a compact size and using the same to provide drones.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 구동장치는 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터; 및 상기 모터를 드론의 아암에 안착시키기 위한 모터 안착부;를 포함하며, 상기 모터는 더블 스테이터의 내측과 외측에 각각 인너 로터와 아우터 로터가 에어갭을 두고 원주상으로 배치된 레이디얼 갭 타입(Radial gap type)이고, 상기 더블 스테이터는 환형 백요크의 내측에 형성되는 인너 스테이터와 외측에 형성되는 아우터 스테이터를 포함하며, 상기 인너 스테이터와 아우터 스테이터 중 어느 하나는 발전기로 설정되고, 나머지 하나는 구동 모터로 설정되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a propeller driving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a double stator-double rotor type motor; and a motor seating part for seating the motor on the arm of the drone, wherein the motor is a radial gap type ( Radial gap type), and the double stator includes an inner stator formed on the inner side of the annular back yoke and an outer stator formed on the outer side, one of the inner stator and the outer stator is set as a generator, and the other is driven It is characterized in that it is set by a motor.
상기 더블 스테이터는 자기회로를 형성하도록 소정의 폭을 갖는 환형의 백요크의 내측과 외측에 각각 복수의 인너 티스와 아우터 티스가 방사상으로 뻗어 있는 스테이터 코어; 상기 복수의 인너 티스와 아우터 티스 각각 코일이 권선될 외주면을 감싸는 절연성 재질의 인슐레이터; 및 상기 복수의 인너 티스와 아우터 티스 각각 인슐레이터의 외주면에 권선되는 인너 및 아우터 스테이터 코일;을 포함하며, 상기 환형 백요크는 상기 더블 스테이터를 고정볼트를 사용하여 상기 모터 안착부에 고정시키기 위한 복수의 관통구멍을 가질 수 있다.The double stator includes: a stator core having a plurality of inner and outer teeth radially extending inside and outside the annular back yoke having a predetermined width to form a magnetic circuit; an insulator made of an insulating material that surrounds an outer circumferential surface on which each of the plurality of inner teeth and the outer teeth is to be wound; and an inner and outer stator coil wound on an outer circumferential surface of the insulator, respectively, of the plurality of inner and outer teeth, wherein the annular back yoke includes a plurality of stator coils for fixing the double stator to the motor seat using a fixing bolt. It may have a through hole.
또한, 상기 인너 로터는 상기 더블 스테이터의 내측과 베어링 하우징 사이에 배치된 원통형의 제1백요크의 외측에 마그넷이 배치되고, 상기 아우터 로터는 더블 스테이터의 외측과 미리 설정된 에어갭을 두고 배치된 원통형의 제2백요크의 내측에 마그넷이 배치되며, 상기 제1백요크와 상기 제2백요크는 일측 단부가 서로 연결되어 있으며, 그의 중앙부에는 회전축이 연결될 수 있다. In addition, the inner rotor has a magnet disposed on the outside of the cylindrical first back yoke disposed between the inner side of the double stator and the bearing housing, and the outer rotor has a cylindrical shape disposed with a preset air gap with the outside of the double stator. A magnet is disposed inside the second back yoke of the first back yoke and one end of the second back yoke is connected to each other, and a rotation shaft may be connected to a central portion thereof.
더욱이, 상기 모터 안착부는 원형 컵 형태의 케이싱; 상기 케이싱의 내부 중앙에 상부로 뻗어 있으며 내부에 상부 및 하부 베어링이 설치된 베어링 하우징; 및 상기 케이싱의 바닥에 베어링 하우징과 간격을 두고 스테이터를 케이싱 바닥에 고정 설치하기 위한 복수의 고정볼트가 체결되는 복수의 볼트체결돌기;를 포함할 수 있다.Furthermore, the motor seating portion includes a circular cup-shaped casing; a bearing housing extending upwardly from the inner center of the casing and having upper and lower bearings installed therein; and a plurality of bolt fastening protrusions to which a plurality of fixing bolts are fastened for fixing and installing the stator to the bottom of the casing at a distance from the bearing housing on the bottom of the casing.
상기 모터는 인너 로터와 인너 스테이터가 발전기와 구동 모터 중 어느 하나로 설정되고, 아우터 로터와 아우터 스테이터가 발전기와 구동 모터 중 다른 하나로 설정될 수 있다.In the motor, the inner rotor and the inner stator may be set as one of the generator and the driving motor, and the outer rotor and the outer stator may be set as the other of the generator and the driving motor.
본 발명의 다른 실시예에 따른 프로펠러 구동장치는 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터; 및 상기 모터를 드론의 아암에 안착시키기 위한 모터 안착부;를 포함하고, 상기 모터는 환형 백요크의 내측 및 외측에 복수의 N극 및 S극 마그넷이 교대로 배치된 더블 로터; 상기 환형 백요크의 중앙에 연결된 회전축; 및 각각 상기 더블 로터의 내측과 외측에 에어갭을 두고 배치된 인너 스테이터와 아우터 스테이터;를 포함하며, 상기 인너 스테이터와 아우터 스테이터 중 어느 하나는 발전기로 설정되고, 나머지 하나는 구동 모터로 설정되는 것을 특징으로 한다.A propeller driving apparatus according to another embodiment of the present invention includes a double stator-double rotor type motor; and a motor seating part for seating the motor on the arm of the drone, wherein the motor includes: a double rotor in which a plurality of N-pole and S-pole magnets are alternately disposed on the inside and outside of the annular back yoke; a rotating shaft connected to the center of the annular back yoke; and an inner stator and an outer stator disposed with an air gap inside and outside the double rotor, respectively, wherein any one of the inner stator and the outer stator is set as a generator, and the other is set as a driving motor characterized.
이 경우, 상기 모터 안착부는 원형 컵형태의 케이싱; 및 상기 케이싱의 내부 중앙에 길이방향을 따라 상부로 뻗어 있으며 하우징 내부에 상부 및 하부 베어링이 설치된 베어링 하우징;을 포함할 수 있다.In this case, the motor seating portion is a circular cup-shaped casing; and a bearing housing extending upward in the longitudinal direction at the inner center of the casing and having upper and lower bearings installed inside the housing.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로펠러 구동장치는 원형 컵형태로 이루어져 있으며 내부 중앙에 원통 형태로 하부로부터 상부로 뻗어 있으며 내부에 상부 및 하부 베어링이 설치된 베어링 하우징을 일체로 구비하는 모터 케이싱; 상기 베어링 하우징의 외주에 지지된 인너 스테이터; 상기 모터 케이싱 내부에 지지된 아우터 스테이터; 상기 인너 스테이터와 아우터 스테이터 사이에 배치된 로터; 및 상기 상부 및 하부 베어링에 회전 가능하게 지지되고 상기 로터의 일단부가 연결되며 선단부에 프로펠러가 연결된 회전축;을 포함하며, 상기 인너 스테이터와 아우터 스테이터 중 어느 하나는 발전기로 설정되고, 나머지 하나는 구동 모터로 설정되는 것을 특징으로 한다.A propeller driving device according to another embodiment of the present invention is made of a circular cup shape, extending from the bottom to the top in a cylindrical shape in the center of the inner motor casing integrally provided with a bearing housing having upper and lower bearings installed therein; an inner stator supported on the outer periphery of the bearing housing; an outer stator supported inside the motor casing; a rotor disposed between the inner stator and the outer stator; and a rotating shaft rotatably supported by the upper and lower bearings, one end of the rotor is connected, and a propeller connected to the front end thereof, wherein any one of the inner stator and the outer stator is set as a generator, and the other is a driving motor characterized in that it is set to .
상기 인너 스테이터와 아우터 스테이터 사이에 배치된 로터는 레이디얼 갭 타입(Radial gap type)의 더블 스테이터-싱글 로터 방식의 모터를 형성할 수 있다.The rotor disposed between the inner stator and the outer stator may form a radial gap type double stator-single rotor type motor.
또한, 상기 로터는 백요크 없이 양면을 동시 착자한 등방성 마그넷을 사용하여 구성되고, 상기 등방성 마그넷의 내측면은 인너 스테이터와 구동 모터 또는 발전기를 형성하고, 마그넷의 외측면은 아우터 스테이터와 함께 발전기 또는 구동 모터를 형성할 수 있다.In addition, the rotor is configured using an isotropic magnet simultaneously magnetized on both sides without a back yoke, the inner surface of the isotropic magnet forms an inner stator and a driving motor or generator, and the outer surface of the magnet is a generator or a generator together with an outer stator A drive motor may be formed.
본 발명의 다른 실시예에 따른 프로펠러 구동장치는 등방성 마그넷의 양면을 동시 착자하여 각각 내측 및 외측에 복수의 N극 및 S극이 교대로 배치된 로터; 상기 로터의 일측에 연결된 회전축; 및 각각 상기 로터의 내측과 외측에 에어갭을 두고 배치된 인너 스테이터와 아우터 스테이터;를 포함하며, 상기 인너 스테이터와 아우터 스테이터 중 어느 하나는 발전기로 설정되고, 나머지 하나는 구동 모터로 설정되는 것을 특징으로 한다.A propeller driving device according to another embodiment of the present invention comprises: a rotor in which a plurality of N poles and S poles are alternately arranged on the inside and outside, respectively, by simultaneously magnetizing both sides of an isotropic magnet; a rotating shaft connected to one side of the rotor; and an inner stator and an outer stator disposed with an air gap on the inside and outside of the rotor, respectively, wherein any one of the inner stator and the outer stator is set as a generator, and the other is set as a driving motor do it with
상기 프로펠러 구동장치는 원형 컵형태로 이루어져 있으며 내부 중앙에 원통 형태로 하부로부터 상부로 뻗어 있는 베어링 하우징을 일체로 구비하는 모터 케이싱; 상기 모터 케이싱의 내부 중앙에 원통 형태로 길이방향을 따라 하부로부터 상부로 뻗어 있는 베어링 하우징; 및 상기 베어링 하우징 내부에 간격을 두고 배치되고 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 상부 및 하부 베어링;을 더 포함하며, 상기 로터의 마그넷 일단부에 회전축이 연결되고, 상기 회전축의 선단부에 프로펠러가 연결될 수 있다.The propeller driving device is made of a circular cup shape, the motor casing integrally provided with a bearing housing extending from the bottom to the top in a cylindrical shape in the inner center; a bearing housing extending from the bottom to the top along the longitudinal direction in a cylindrical shape at the inner center of the motor casing; and upper and lower bearings disposed at intervals inside the bearing housing and rotatably supporting the rotating shaft, wherein the rotating shaft is connected to one end of the magnet of the rotor, and the propeller is connected to the front end of the rotating shaft have.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론은 케이싱 내부에 적어도 배터리, 무선통신부, 제어장치를 구비하는 드론본체; 및 상기 드론본체나 드론본체의 외주로부터 뻗어 있는 복수개의 아암에 설치되어 프로펠러를 구동하는 적어도 하나의 프로펠러 구동장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A drone according to an embodiment of the present invention includes: a drone body having at least a battery, a wireless communication unit, and a control device inside the casing; and at least one propeller driving device installed on the drone main body or a plurality of arms extending from the outer periphery of the drone main body to drive the propeller.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 더블 스테이터-싱글 로터 또는 더블 로터 방식의 모터를 이용하여 부하의 회전 구동과 발전을 동시에 실시할 수 있다.As described above, in the present invention, a double stator-single rotor or a double rotor type motor may be used to simultaneously drive and generate power of a load.
그 결과, 본 발명에서는 더블 스테이터-싱글 로터 또는 더블 로터 방식의 모터를 이용하여 부하의 회전 구동과 발전을 동시에 실시할 수 있어 콤팩트한 사이즈로도 비행시간을 증대시킬 수 있다. 본 발명에서는 구동 모터와 발전용 모터(즉, 발전기)가 일체형 구조이므로 구동 모터와 발전용 모터의 연결을 위해 벨트나 다른 구조가 필요하지 않다.As a result, in the present invention, by using a double stator-single rotor or double rotor type motor, rotational driving and power generation of the load can be simultaneously performed, so that flight time can be increased even with a compact size. In the present invention, since the drive motor and the motor for power generation (ie, the generator) have an integrated structure, a belt or other structure is not required to connect the drive motor and the motor for power generation.
또한, 본 발명에서는 더블 스테이터-더블 로터를 구비하여, 인너 로터와 인너 스테이터는 구동 모터로 이용하고 아우터 로터와 아우터 스테이터는 발전기로 사용할 수 있다.In addition, in the present invention, a double stator-double rotor is provided, the inner rotor and the inner stator may be used as a driving motor, and the outer rotor and the outer stator may be used as a generator.
이 경우, 발전기용으로 이용되는 아우터 로터와 아우터 스테이터는 발전을 하다가, 발전 용량이 기준치를 상회하면 구동 모터로 전환하여 전체적으로 모터의 효율 증대 및 토크 증대를 꾀할수 있다. 이를 위해 아우터 스테이터에 연결된 발전용 회로를 모터구동회로로 전환시키는 스위칭 회로를 제어부에 구비할 수 있다. In this case, the outer rotor and the outer stator used for the generator generate power, and when the power generation capacity exceeds the reference value, it is converted to a driving motor, thereby increasing the efficiency and torque of the motor as a whole. To this end, a switching circuit for converting a power generation circuit connected to the outer stator into a motor driving circuit may be provided in the control unit.
또한, 본 발명에서는 인너 스테이터와 아우터 스테이터 사이에 싱글 로터가 배치된 더블 스테이터-싱글 로터 방식의 모터를 사용하며, 싱글 로터에는 양면을 동시 착자한 등방성 마그넷을 사용하여 별도의 백요크 없이 마그넷의 내측면은 인너 스테이터와 구동 모터를 구성하고 마그넷의 외측면은 아우터 스테이터와 함께 발전기로 사용할 수 있다. In addition, in the present invention, a double stator-single rotor type motor in which a single rotor is disposed between the inner stator and the outer stator is used, and the single rotor uses an isotropic magnet with simultaneous magnetization on both sides, so that the resistance of the magnet without a separate back yoke is used. The side side constitutes the inner stator and the drive motor, and the outer side of the magnet can be used as a generator together with the outer stator.
일반적으로 사용면의 반대면은 백요크가 있어야 마그넷 표면의 가우스(Gauss) 값이 상승하여 효율을 극대화할 수 있는 이방성 마그넷 대신에 본 발명에서는 양면을 동시 착자한 등방성 마그넷을 사용하여 별도의 백요크 없이 마그넷의 양면을 활용한다.In general, instead of an anisotropic magnet that can maximize efficiency by increasing the Gauss value of the magnet surface only when there is a back yoke on the opposite side of the used side, in the present invention, a separate back yoke is used by using an isotropic magnet simultaneously magnetized on both sides. Use both sides of the magnet without
본 발명에서는 인너 스테이터보다 상대적으로 직경이 더 큰 아우터 스테이터를 발전기용으로 할당하면 전기자 코일의 극수(P)를 늘릴 수 있어 로터 1회전당 생성되는 전력의 주파수를 늘릴 수 있다. 동일 rpm인 경우 아우터 스테이터를 발전기용으로 할당하는 것이 인너 스테이터를 발전기용으로 할당하는 것보다 생성되는 전력의 주파수를 높일 수 있다. 일반적으로 발전기의 극수를 늘리면 회전자의 회전속도를 줄일 수 있다. 따라서, 낮은 회전속도에서도 발전기의 극수를 늘리면 전력의 주파수를 높일 수 있다.In the present invention, if the outer stator having a relatively larger diameter than the inner stator is allocated for the generator, the number of poles (P) of the armature coil can be increased, so that the frequency of power generated per rotation of the rotor can be increased. In the case of the same rpm, allocating the outer stator for the generator may increase the frequency of the generated power than allocating the inner stator for the generator. In general, by increasing the number of poles of the generator, the rotational speed of the rotor can be reduced. Therefore, by increasing the number of poles of the generator even at a low rotational speed, the frequency of power can be increased.
더욱이, 더블 스테이터-싱글 로터 방식의 모터를 이용한 본 발명에서는 마그넷의 내측면은 인너 스테이터와 발전기를 구성하고 마그넷의 외측면은 아우터 스테이터와 함께 구동용 모터로 사용할 수 있다. Furthermore, in the present invention using a double stator-single rotor type motor, the inner surface of the magnet constitutes the inner stator and the generator, and the outer surface of the magnet can be used as a driving motor together with the outer stator.
도 1은 본 발명에 따른 더블 스테이터-싱글 로터 또는 더블 로터 방식의 모터가 적용되는 멀티콥터형 드론을 나타내는 사시도이다. 1 is a perspective view illustrating a multicopter type drone to which a double stator-single rotor or double rotor type motor according to the present invention is applied.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 프로펠러 구동장치를 나타내는 축방향 단면도이다. 2 is an axial cross-sectional view showing a propeller driving device according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 프로펠러 구동장치에 채용된 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터에서 직경방향 단면도이다. 3 is a radial cross-sectional view of the double stator-double rotor type motor employed in the propeller driving apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 프로펠러 구동장치를 나타내는 축방향 단면도이다.4 is an axial cross-sectional view showing a propeller driving device according to a second embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 프로펠러 구동장치에 채용된 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터에서 직경방향 단면도이다. 5 is a radial cross-sectional view of a double stator-double rotor type motor employed in a propeller driving apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 프로펠러 구동장치를 나타내는 축방향 단면도이다. 6 is an axial cross-sectional view showing a propeller driving device according to a third embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 프로펠러 구동장치에 채용된 더블 스테이터-싱글 로터 방식의 모터에서 직경방향 단면도이다. 7 is a radial cross-sectional view of the double stator-single rotor type motor employed in the propeller driving apparatus according to the third embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. In this process, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, terms specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.
일반적으로 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터는 로터 출력의 형태에 따라 다양한 분야에 적용되고 있다. 더블 로터가 하나의 모터구동회로에 의해 구동되고 하나의 회전축에 연결되어 하나의 부하를 구동하거나, 동심원상에 배열된 2개의 회전축에 각각 연결되고 개별적인 모터구동회로에 의해 개별적으로 제어되어 2개의 부하를 구동할 수도 있다. In general, a double-stator-double-rotor type motor is being applied to various fields according to the shape of the rotor output. A double rotor is driven by one motor driving circuit and connected to one rotating shaft to drive one load, or two loads are respectively connected to two rotating shafts arranged in a concentric circle and individually controlled by individual motor driving circuits. can also be driven.
또한, 더블 스테이터-더블 로터에서 더블 스테이터가 일체형 스테이터 코어를 이용하여 구현되고 더블 로터는 동심상으로 서로 분리된 상태로 배치되거나, 더블 스테이터가 분리형 스테이터 코어를 이용하여 구현되고 더블 로터는 동일한 백요크의 내측과 외측에 구현될 수 있다.In addition, in the double stator-double rotor, the double stator is implemented using an integral stator core and the double rotor is concentrically separated from each other, or the double stator is implemented using a separate stator core and the double rotor has the same back yoke It can be implemented inside and outside of
본 발명에서는 더블 로터가 하나의 회전축에 연결되어 하나의 프로펠러 부하를 구동하며, 하나의 스테이터는 하나의 모터구동회로에 의해 구동되고, 나머지 하나의 스테이터는 발전과 구동 중 하나를 선택적으로 역할을 하도록 스위칭 제어가 이루어질 수 있다. 그 결과 본 발명에서는 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터를 이용하여 부하의 회전 구동과 발전을 동시에 실시할 수 있다.In the present invention, a double rotor is connected to one rotating shaft to drive one propeller load, one stator is driven by one motor driving circuit, and the other stator selectively serves one of power generation and driving. Switching control can be achieved. As a result, in the present invention, it is possible to simultaneously drive and generate power by using a double stator-double rotor type motor.
더욱이, 본 발명에서는 인너 스테이터와 아우터 스테이터 사이에 싱글 로터가 배치된 더블 스테이터-싱글 로터 방식의 모터를 사용하며, 싱글 로터에는 양면을 동시 착자한 등방성 마그넷을 사용하여 별도의 백요크 없이 마그넷의 내측면은 인너 스테이터와 구동 모터 또는 발전기를 구성하고 마그넷의 외측면은 아우터 스테이터와 함께 발전기 또는 구동 모터로 사용할 수 있다. Furthermore, in the present invention, a double stator-single rotor type motor in which a single rotor is disposed between an inner stator and an outer stator is used, and the single rotor uses an isotropic magnet with simultaneous magnetization on both sides, so that the resistance of the magnet without a separate back yoke is used. The side side constitutes the inner stator and the drive motor or generator, and the outer surface of the magnet can be used as a generator or drive motor together with the outer stator.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터는 도 1과 같이 택배 물품을 배송하기 위한 물류박스를 탈부착할 수 있는 멀티콥터형 드론에 적용될 수 있다.1 to 3, the double stator-double rotor type motor according to the first embodiment of the present invention is applied to a multicopter-type drone capable of attaching and detaching a distribution box for delivering parcels as shown in FIG. can
본 발명의 제1실시예에 따른 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터는 복수의 프로펠러를 각각 구동하는 멀티콥터형 드론 뿐 아니라 단일의 프로펠러를 구동하는 드론에도 적용될 수 있다. The double-stator-double-rotor type motor according to the first embodiment of the present invention may be applied to a drone driving a single propeller as well as a multicopter-type drone driving a plurality of propellers, respectively.
도 1에 도시된 멀티콥터형 드론은 중앙부에 배치되며 케이싱 내부에 배터리, 모터구동회로, 정류회로, 무선통신부, 제어장치 등을 구비하는 드론본체(20), 상기 드론본체(20)의 외주로부터 뻗어 있는 4개의 아암(22a-22d), 4개의 아암(22a-22d)의 선단부에 설치되어 4개의 프로펠러(70a-70d)를 구동하기 위한 4개의 프로펠러 구동장치(10a-10d), 상기 드론본체(20)의 하부에 설치되어 드론(200)을 지상에 안착시키기 위한 한쌍의 드론다리(24a,24b) 및 상기 드론본체(20)의 하부에 착탈 가능하게 결합되는 택배 물품을 배송하기 위한 물류박스(26)를 포함하고 있다.The multicopter-type drone shown in FIG. 1 is disposed in the central portion of the drone main body 20 having a battery, a motor driving circuit, a rectifier circuit, a wireless communication unit, a control device, etc. inside the casing, and from the outer periphery of the drone main body 20. Four extended arms (22a-22d), four propeller driving devices (10a-10d) installed at the tips of the four arms (22a-22d) to drive four propellers (70a-70d), the drone body A pair of drone legs 24a and 24b installed in the lower part of the 20 to seat the drone 200 on the ground and a logistics box for delivering a parcel delivery article detachably coupled to the lower part of the drone body 20 (26) is included.
본 발명의 제1실시예에 따른 프로펠러 구동장치(10)는 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터(100) 및 상기 모터(100)를 드론의 아암(22a-22d)에 안착시키기 위한 모터 안착부(12)를 포함한다.The propeller driving device 10 according to the first embodiment of the present invention includes a double stator-double rotor type motor 100 and a motor seating part for seating the motor 100 on the arms 22a-22d of the drone ( 12).
상기 모터 안착부(12)는 원형 컵형태로 이루어져 있으며, 모터(100)를 드론의 아암(22a-22d)에 안착시킬 뿐 아니라 모터 케이싱 역할을 겸하고 있다. The motor seating part 12 has a circular cup shape, and serves as a motor casing as well as seating the motor 100 on the arms 22a-22d of the drone.
상기 모터 안착부(12)는 원형 컵형태의 케이싱(12a), 상기 케이싱(12a)의 내부 중앙에 길이방향을 따라 상부로 뻗어 있으며 내부에 상부 및 하부 베어링(52,54)이 설치된 베어링 하우징(14) 및 상기 케이싱(12a)의 바닥에 베어링 하우징(14)과 간격을 두고 스테이터(60)를 케이싱(12a) 바닥에 고정 설치하기 위한 복수의 고정볼트(68)가 체결되는 복수의 볼트체결돌기(16)를 포함하고 있다.The motor seat 12 is a circular cup-shaped casing 12a, a bearing housing extending upward along the longitudinal direction at the inner center of the casing 12a and having upper and lower bearings 52 and 54 installed therein ( 14) and a plurality of bolt fastening projections to which a plurality of fixing bolts 68 for fixing and installing the stator 60 to the bottom of the casing 12a are fastened at a distance from the bearing housing 14 on the bottom of the casing 12a (16) is included.
상기 제1실시예에 따른 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 더블 스테이터(60)의 내측과 외측에 인너 로터(30)와 아우터 로터(40)가 배치된 구조를 가지고 잇다. In the double stator-double rotor type motor 100 according to the first embodiment, an inner rotor 30 and an outer rotor 40 are disposed inside and outside the double stator 60 as shown in FIG. 3 . have a structured
상기 모터(100)는 더블 스테이터(60)의 내측과 외측에 인너 로터(30)와 아우터 로터(40)가 원주상으로 배치된 레이디얼 갭 타입(Radial gap type)의 전동기를 구성한다. The motor 100 constitutes a radial gap type electric motor in which an inner rotor 30 and an outer rotor 40 are circumferentially disposed inside and outside the double stator 60 .
상기 인너 로터(30)는 더블 스테이터(60)의 내측과 베어링 하우징(14) 사이에 배치된 원통형의 제1백요크(32)의 외측에 복수의 N극 및 S극 마그넷(34)이 교대로 배치되거나 복수의 N극 및 S극 자극(magnetic pole)이 교대로 분할착자된 원통형 마그넷으로 구성될 수 있다. The inner rotor 30 has a plurality of N-pole and S-pole magnets 34 on the outside of the cylindrical first back yoke 32 disposed between the inner side of the double stator 60 and the bearing housing 14 alternately. It may be arranged or composed of a cylindrical magnet in which a plurality of N-pole and S-pole magnetic poles are alternately divided and magnetized.
또한, 상기 아우터 로터(40)는 더블 스테이터(60)의 외측과 미리 설정된 에어갭을 두고 배치된 원통형의 제2백요크(42)의 내측에 복수의 N극 및 S극 마그넷(44)이 교대로 배치되거나 복수의 N극 및 S극 자극이 교대로 분할착자된 원통형 마그넷으로 구성될 수 있다. In addition, the outer rotor 40 has a plurality of N-pole and S-pole magnets 44 on the inside of the cylindrical second back yoke 42 arranged with a preset air gap with the outside of the double stator 60 alternately. It may be arranged as or may be composed of a cylindrical magnet in which a plurality of N-pole and S-pole magnetic poles are alternately divided and magnetized.
이 경우, 상기 인너 로터(30)의 제1백요크(32)와 상기 아우터 로터(40)의 제2백요크(42)은 일측 단부가 서로 연결되어 있으며, 그의 중앙부에는 상기 상부 및 하부 베어링(52,54)에 회전 가능하게 지지된 회전축(50)이 연결되어 있다. In this case, one end of the first back yoke 32 of the inner rotor 30 and the second back yoke 42 of the outer rotor 40 are connected to each other, and the upper and lower bearings ( A rotating shaft 50 rotatably supported to 52 and 54 is connected.
그 결과, 상기 인너 로터(30)와 상기 아우터 로터(40)의 회전 출력은 단일의 회전축(50)을 통하여 외부로 출력되며, 회전축(50)에 결합된 프로펠러(70)를 회전시킨다.As a result, the rotation output of the inner rotor 30 and the outer rotor 40 is output to the outside through a single rotation shaft 50 , and rotates the propeller 70 coupled to the rotation shaft 50 .
또한, 상기 제1백요크(32)와 제2백요크(42)는 모터(100)의 케이싱 역할과 동시에 자기회로를 형성하는 경로를 형성하도록 전기강판(실리콘 강판)으로 형성될 수 있다.In addition, the first back yoke 32 and the second back yoke 42 may be formed of an electrical steel sheet (silicon steel sheet) to form a path for forming a magnetic circuit while serving as a casing of the motor 100 .
상기 제2백요크(42)는 모터(100)의 케이싱 역할을 겸하도록 상기 모터 안착부(12)의 케이싱(12a)과 동일한 직경으로 이루어지는 것이 바람직하다.Preferably, the second back yoke 42 has the same diameter as the casing 12a of the motor seat 12 so as to serve as a casing of the motor 100 .
상기 더블 스테이터(60)는 자기회로를 형성하도록 소정의 폭을 갖는 환형의 백요크(62a)의 내측과 외측에 각각 복수의 인너 티스(62b)와 아우터 티스(62c)가 방사상으로 뻗어 있는 스테이터 코어(62)와, 상기 복수의 인너 티스(62b)와 아우터 티스(62c) 각각의 코일이 권선될 외주면을 감싸도록 일체로 형성되는 절연성 재질의 인슐레이터(또는 보빈)(64)과, 상기 복수의 인너 티스(62b)와 아우터 티스(62c) 각각의 인슐레이터(64)의 외주면에 권선되는 인너 및 아우터 스테이터 코일(66a,66b)을 포함한다. The double stator 60 is a stator core having a plurality of inner teeth 62b and an outer tooth 62c radially extending inside and outside an annular back yoke 62a having a predetermined width to form a magnetic circuit, respectively. (62), an insulator (or bobbin) 64 of an insulating material integrally formed so as to surround the outer circumferential surface on which each coil of the plurality of inner teeth 62b and the outer teeth 62c is to be wound, and the plurality of inner teeth Each of the teeth 62b and the outer teeth 62c includes inner and outer stator coils 66a and 66b wound around the outer peripheral surface of the insulator 64 .
또한, 상기 스테이터 코어(62)의 환형 백요크(62a)에는 복수의 관통구멍(69)이 형성되어 있으며, 복수의 고정볼트(68)를 관통구멍(69)을 통하여 복수의 볼트체결돌기(16)에 결합시킴에 의해 상기 더블 스테이터(60)를 상기 모터 안착부(12)에 고정시킬 수 있다.In addition, a plurality of through holes 69 are formed in the annular back yoke 62a of the stator core 62, and a plurality of bolt fastening protrusions 16 are passed through the plurality of fixing bolts 68 through the through holes 69. ), the double stator 60 can be fixed to the motor seat 12 .
상기 복수의 인너 티스(62b)와 아우터 티스(62c)는 각각 "T" 형상으로 이루어지며 인너 로터(30)와 아우터 로터(40)의 마그넷과 대향하는 슈(shoe) 부분과 환형의 백요크(62a) 사이에 코일이 권선되는 권선영역을 갖는다.The plurality of inner teeth 62b and outer teeth 62c are each formed in a “T” shape, and a shoe portion facing the magnets of the inner rotor 30 and the outer rotor 40 and an annular back yoke ( 62a) has a winding region between which the coil is wound.
상기 더블 스테이터(60)는 상기 복수의 인너 티스(62b)에 인너 스테이터 코일(66a)이 권선되어 인너 스테이터(60a)를 형성하며, 상기 복수의 아우터 티스(62c)에 아우터 스테이터 코일(66b)이 권선되어 아우터 스테이터(60b)를 형성한다.In the double stator 60, an inner stator coil 66a is wound around the plurality of inner teeth 62b to form an inner stator 60a, and an outer stator coil 66b is formed on the plurality of outer teeth 62c. It is wound to form the outer stator 60b.
따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터(100)에서 상기 인너 로터(30)와 인너 스테이터(60a)는 구동용 모터로 이용하고, 아우터 로터(40)와 아우터 스테이터(60b)는 발전기로 사용할 수 있다.Therefore, in the double stator-double rotor type motor 100 according to the first embodiment of the present invention, the inner rotor 30 and the inner stator 60a are used as a driving motor, and the outer rotor 40 and the outer The stator 60b may be used as a generator.
일반적으로 발전기의 극수를 늘리면 회전자의 회전속도를 줄일 수 있다. 즉, 전기자 코일의 극수(P)를 늘리면 1회전당 생성되는 전력의 주파수가 늘어나게 된다. 이러한 이유로 인너 스테이터(60a)보다 상대적으로 직경이 더 큰 아우터 스테이터(60b)를 발전기용으로 할당하는 것이 바람직하다.In general, by increasing the number of poles of the generator, the rotational speed of the rotor can be reduced. That is, if the number of poles (P) of the armature coil is increased, the frequency of power generated per rotation is increased. For this reason, it is preferable to allocate the outer stator 60b having a relatively larger diameter than the inner stator 60a for the generator.
또한, 상기한 이유로 발전기용으로 할당되는 아우터 스테이터(60b)의 극수(P)는 인너 스테이터(60a)보다 더 크게 설정되고, 이에 대응하여 아우터 로터(40)의 자극 수도 인너 로터(30)의 자극 수 보다 더 크게 설정될 수 있다.In addition, the number of poles P of the outer stator 60b allocated for the generator for the above reason is set larger than the inner stator 60a, and correspondingly, the number of magnetic poles of the outer rotor 40 is also the magnetic poles of the inner rotor 30 It can be set to be larger than the number.
즉, 상기 더블 스테이터(60)의 인너 티스(62b)와 아우터 티스(62c)의 수는 도 3에 도시된 바와 같이 다르게 설정하거나 아우터 티스(62c)의 수가 인너 티스(62b)의 수보다 더 크게 설정될 수 있다.That is, the number of inner teeth 62b and outer teeth 62c of the double stator 60 is set differently as shown in FIG. 3 or the number of outer teeth 62c is greater than the number of inner teeth 62b. can be set.
본 발명의 프로펠러 구동장치(10)에 채용된 모터(100)는 더블 스테이터-더블 로터 구조로 형성되며, 인너 스테이터(60a)에 의해 발생되는 회전자계에 의해 인너 로터(30)의 회전시에 인너 로터(30)와 일체로 아우터 로터(40)가 회전되는 것을 이용하여 아우터 스테이터(60b)의 아우터 티스(62c)에 권선된 아우터 스테이터 코일(66b)로부터 3상의 교류전압이 얻어질 수 있다.The motor 100 employed in the propeller driving device 10 of the present invention has a double stator-double rotor structure, and the inner rotor 30 is rotated by the rotating magnetic field generated by the inner stator 60a. A three-phase AC voltage may be obtained from the outer stator coil 66b wound around the outer teeth 62c of the outer stator 60b by using the rotation of the outer rotor 40 integrally with the rotor 30 .
따라서, 3상의 교류전압을 정류회로에 의해 직류(DC)로 정류하면 드론본체(20)에 내장된 배터리에 저장하여 사용할 수 있다.Therefore, when the three-phase AC voltage is rectified into direct current (DC) by a rectifying circuit, it can be stored and used in the battery built into the drone body 20 .
상기한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에서는 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터(100)를 이용하여 부하의 회전 구동과 발전을 동시에 실시할 수 있어 비행시간을 증대시킬 수 있다. As described above, in the first embodiment of the present invention, by using the double stator-double rotor type motor 100, rotational driving and power generation of the load can be simultaneously performed, thereby increasing the flight time.
또한, 본 발명의 모터(100)는 인너 로터(40)와 아우터 로터(50) 사이에 공극을 두고 더블 스테이터(60)가 배치된 일체형 구조이므로 콤팩트한 사이즈로도 구현될 수 있으며, 드론 내장 배터리의 용량을 작은 것을 채택할 수 있다.In addition, since the motor 100 of the present invention has an integrated structure in which a double stator 60 is disposed with a gap between the inner rotor 40 and the outer rotor 50, it can be implemented in a compact size, and a drone built-in battery Smaller capacity can be adopted.
더욱이, 본 발명에서는 구동용 모터와 발전기가 일체형 구조이므로 구동용 모터와 발전기의 연결을 위해 벨트나 다른 구조가 필요하지 않다.Moreover, in the present invention, since the driving motor and the generator have an integrated structure, a belt or other structure is not required to connect the driving motor and the generator.
또한, 본 발명에서는 더블 로터 중 인너 로터(30)는 하나의 회전축(50)에 연결되어 인너 스테이터(60a)의 회전 자계에 의해 하나의 프로펠러 부하를 구동하며, 아우터 스테이터(60b)는 발전과 구동 중 하나를 선택적으로 역할을 하도록 스위칭 제어가 이루어질 수 있다. In addition, in the present invention, the inner rotor 30 of the double rotor is connected to one rotating shaft 50 to drive one propeller load by the rotating magnetic field of the inner stator 60a, and the outer stator 60b is generated and driven Switching control may be made to selectively serve one of the two.
즉, 발전기용으로 이용되는 아우터 로터(40)와 아우터 스테이터(60b)는 발전을 하다가, 미리 설정된 발전 용량이 기준치를 상회하면 구동용 모터로 전환하여 전체적으로 모터의 효율 증대 및 토크 증대를 꾀할수 있다. 이를 위해 아우터 스테이터(60b)에 연결된 발전용 회로를 모터구동회로로 전환시키는 스위칭 회로를 제어부에 구비할 수 있다. That is, the outer rotor 40 and the outer stator 60b used for the generator generate power, and when the preset power generation capacity exceeds the reference value, it is converted to a driving motor, thereby increasing the efficiency and torque of the motor as a whole. . To this end, a switching circuit for converting a power generation circuit connected to the outer stator 60b into a motor driving circuit may be provided in the control unit.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 프로펠러 구동장치를 나타내는 축방향 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 프로펠러 구동장치에 채용된 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터에서 직경방향 단면도이다. 4 is an axial cross-sectional view showing a propeller driving device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a double stator employed in the propeller driving device according to the second embodiment of the present invention - a diameter in a double rotor type motor directional cross-section.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 프로펠러 구동장치(10)는 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터(100a) 및 상기 모터(100a)를 드론의 아암(22a-22d)에 안착시키기 위한 모터 안착부(12)를 포함한다.4 and 5 , the propeller driving device 10 according to the second embodiment of the present invention includes a double stator-double rotor type motor 100a and a drone arm 22a-22d using the motor 100a. ) includes a motor seating portion 12 for seating in the .
상기 모터 안착부(12)는 원형 컵형태로 이루어져 있으며, 모터(100a)를 드론의 아암(22a-22d)에 안착시킬 뿐 아니라 모터 케이싱 역할을 겸하고 있다. The motor seating part 12 has a circular cup shape, and serves as a motor casing as well as seating the motor 100a on the arms 22a-22d of the drone.
상기 모터 안착부(12)는 원형 컵형태의 케이싱(12a)과 상기 케이싱(12a)의 내부 중앙에 길이방향을 따라 상부로 뻗어 있으며 내부에 상부 및 하부 베어링(52,54)이 설치된 베어링 하우징(14)을 포함하고 있다.The motor seating part 12 extends upward along the longitudinal direction at the inner center of the circular cup-shaped casing 12a and the casing 12a, and has upper and lower bearings 52 and 54 installed therein. 14) is included.
본 발명의 프로펠러 구동장치에 채용될 수 있는 제2실시예에 따른 모터(100a)는 더블 로터(110)의 내측과 외측에 인너 스테이터(210)와 아우터 스테이터(310)가 원주상으로 배치된 레이디얼 갭 타입(Radial gap type)의 전동기를 구성한다. The motor 100a according to the second embodiment that can be employed in the propeller driving device of the present invention is a lady in which an inner stator 210 and an outer stator 310 are arranged on the inside and outside of the double rotor 110 in a circumferential shape. It constitutes a radial gap type motor.
본 발명의 제2실시예에 따른 모터(100a)는 더블 스테이터-더블 로터 구조를 가지는 점은 제1실시예와 동일하나, 더블 로터(110)가 환형 백요크(116)의 내측 및 외측에 복수의 N극 및 S극 마그넷(112,1114)이 교대로 배치되어 있으며, 환형 백요크(116)는 하나의 회전축(50)에 연결되고, 인너 스테이터(210)와 아우터 스테이터(310)가 원주상으로 분리되어 케이싱(12a)의 내측 및 베어링 하우징(14)의 외측에 배치된 점에서 차이가 있다.The motor 100a according to the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment in that it has a double stator-double rotor structure, but the double rotor 110 has a plurality of inner and outer sides of the annular back yoke 116 The N-pole and S-pole magnets 112 and 1114 of the are alternately arranged, the annular back yoke 116 is connected to one rotation shaft 50, and the inner stator 210 and the outer stator 310 are cylindrical. There is a difference in that it is separated into the inner side of the casing (12a) and the outer side of the bearing housing (14).
상기 아우터 스테이터(310)는 케이싱(12a)의 내부에 장착되고, 더블 로터(110)의 환형 백요크(116)와 연결된 회전축(50)은 모터 케이싱의 양단부 또는 베어링 하우징(14)에 장착된 상부 및 하부 베어링(52,54)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.The outer stator 310 is mounted inside the casing 12a, and the rotating shaft 50 connected to the annular back yoke 116 of the double rotor 110 has both ends of the motor casing or the upper portion mounted on the bearing housing 14. and rotatably supported by the lower bearings 52 and 54 .
상기 인너 스테이터(210)는 각각 "T" 형상으로 이루어진 복수의 인너 티스가 환형 요크로부터 방사상으로 뻗어 있는 인너 스테이터 코어(212)와 상기 인너 스테이터 코어(212)의 인너 티스에 권선된 인너 스테이터 코일(214)를 포함하며, 아우터 스테이터(310)는 각각 "T" 형상으로 이루어진 복수의 아우터 티스가 환형 요크로부터 내측으로 방사상으로 뻗어 있는 아우터 스테이터 코어(312)와 상기 아우터 스테이터 코어(312)의 아우터 티스에 권선된 아우터 스테이터 코일(314)를 포함한다.The inner stator 210 includes an inner stator core 212 in which a plurality of inner teeth each having a “T” shape extend radially from an annular yoke and an inner stator coil wound on the inner teeth of the inner stator core 212 ( 214), wherein the outer stator 310 has an outer stator core 312 in which a plurality of outer teeth each having a “T” shape extend radially inward from the annular yoke, and the outer teeth of the outer stator core 312 . It includes an outer stator coil 314 wound on the.
상기 인너 스테이터(210)는 환형 요크의 중앙에 관통구멍이 구비되고, 관통구멍에는 내부에 상부 및 하부 베어링(52,54)이 설치된 베어링 하우징(14)이 삽입될 수 있다.The inner stator 210 is provided with a through hole in the center of the annular yoke, and the bearing housing 14 in which the upper and lower bearings 52 and 54 are installed may be inserted into the through hole.
상기 제2실시예에 따른 모터(100a)는 제1실시예와 실질적으로 동일하게 동작이 이루어질 수 있다. The motor 100a according to the second embodiment may operate substantially the same as that of the first embodiment.
즉, 인너 스테이터(210)에 의해 발생되는 회전자계에 의해 환형 백요크(116)의 내측에 배치된 마그넷(112)이 인너 로터를 형성하여 인너 로터가 회전하면서 회전축(50)에 결합된 프로펠러(70)를 회전시키며, 또한 환형 백요크(116)의 외측에 배치된 마그넷(114)이 아우터 로터를 형성하여 아우터 로터와 대향하여 배치된 아우터 스테이터(310)로부터 3상의 교류전압이 얻어질 수 있다.That is, the magnet 112 disposed on the inside of the annular back yoke 116 by the rotating magnetic field generated by the inner stator 210 forms an inner rotor, and a propeller coupled to the rotating shaft 50 while the inner rotor rotates ( 70), the magnet 114 disposed on the outside of the annular back yoke 116 forms an outer rotor, and a three-phase AC voltage can be obtained from the outer stator 310 disposed to face the outer rotor. .
상기 제2실시예 설명에서는 더블 스테이터-더블 로터 구조의 모터(100a)를 이용하여 인너 로터와 인너 스테이터는 구동 모터로 이용하고, 아우터 로터와 아우터 스테이터는 발전기로 이용한 구조를 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.In the description of the second embodiment, a structure in which the inner rotor and the inner stator are used as a driving motor, and the outer rotor and the outer stator are used as a generator by using the motor 100a of the double stator-double rotor structure were described as an example, The present invention is not limited thereto.
일반적으로 도 2 및 도 3에 도시된 제1실시예와 같이, 직경이 큰 아우터 로터(40)가 직경이 작은 인너 로터(30)보다 회전 토크가 더 크게 얻어진다. 따라서, 회전 토크가 큰 아우터 로터(40)를 아우터 스테이터(60b)로 구동하여 큰 회전 토크를 얻고, 이에 따라 같이 회전되는 인너 로터(30)에 의해 인너 스테이터(60a)를 구동하여 이로부터 3상의 교류전력을 얻는 방식으로 전체적인 모터의 효율을 높이는 것도 고려할 수 있다.In general, as in the first embodiment shown in FIGS. 2 and 3 , the outer rotor 40 having a larger diameter has a larger rotational torque than the inner rotor 30 having a smaller diameter. Therefore, by driving the outer rotor 40 having a large rotational torque as the outer stator 60b to obtain a large rotational torque, the inner rotor 30 is rotated accordingly to drive the inner stator 60a, and from this, three phases are obtained. It may also be considered to increase the overall motor efficiency by obtaining AC power.
즉, 본 발명에서는 더블 스테이터-더블 로터 구조의 모터(100a)에서, 아우터 로터와 아우터 스테이터는 발전기로 이용하고, 인너 로터와 인너 스테이터는 구동용 모터로 이용할 수 있다.That is, in the present invention, in the motor 100a of the double stator-double rotor structure, the outer rotor and the outer stator may be used as a generator, and the inner rotor and the inner stator may be used as a driving motor.
또한, 상기 제1실시예 설명에서는 더블 스테이터-더블 로터 구조의 모터(100)에서 직경이 큰 아우터 로터(40)와 아우터 스테이터(60b)가 직경이 작은 인너 로터(30)와 인너 스테이터(60a)보다 자극수와 슬롯수를 더 크게 설정한 것을 예시하고 있으나, 아우터 모터와 인너 모터를 발전기와 구동용 모터 중 어떤 용도로 설정하는 지에 따라 자극수와 슬롯수를 다르게 변경할 수 있다.In addition, in the description of the first embodiment, in the motor 100 of the double stator-double rotor structure, the outer rotor 40 and the outer stator 60b having a large diameter are the inner rotor 30 and the inner stator 60a having a small diameter. Although it is exemplified that the number of poles and the number of slots are set larger than that, the number of poles and the number of slots can be changed differently depending on whether the outer motor and the inner motor are set for either a generator or a driving motor.
도 6 및 도 7을 참고하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 프로펠러 구동장치(10)는 원형 컵형태로 이루어져 있는 모터 케이싱(12a)과 상기 모터 케이싱(12a) 내부에 인너 스테이터(210)와 아우터 스테이터(310) 사이에 싱글 로터(40)가 배치된 더블 스테이터-싱글 로터 방식의 모터(100b)를 포함하고 있다.6 and 7, the propeller driving device 10 according to the third embodiment of the present invention includes a motor casing 12a having a circular cup shape and an inner stator 210 inside the motor casing 12a. and a single rotor 40 disposed between the outer stator 310 and a double stator-single rotor type motor 100b.
상기 모터 케이싱(12a)은 모터(100b)를 드론(200)의 아암(22a-22d)에 안착시키기 위한 모터 안착부 역할을 겸하고 있다.The motor casing 12a serves as a motor seating part for seating the motor 100b on the arms 22a-22d of the drone 200 .
상기 모터 케이싱(12a)에는 내부 중앙에 길이방향을 따라 상부로 원통 형태로 뻗어 있으며 내부에 상부 및 하부 베어링(52,54)이 설치된 베어링 하우징(14)을 포함하고 있다.The motor casing 12a includes a bearing housing 14 extending upward in a cylindrical shape in the longitudinal direction at the center of the motor casing and having upper and lower bearings 52 and 54 installed therein.
상기 더블 스테이터-싱글 로터 방식의 모터(100b)는 인너 스테이터(210)와 아우터 스테이터(310) 사이에 싱글 로터(140)가 배치된 레이디얼 갭 타입(Radial gap type)의 전동기로 구성되어 있다. The double stator-single rotor type motor 100b is configured as a radial gap type motor in which a single rotor 140 is disposed between the inner stator 210 and the outer stator 310 .
상기 로터(140)는 양면을 동시 착자한 등방성 마그넷(142)을 사용하여 별도의 백요크 없이 마그넷(142)의 내측면은 인너 스테이터(210)와 구동용 모터 또는 발전기를 구성하고 마그넷(142)의 외측면은 아우터 스테이터(310)와 함께 발전기 또는 구동 모터로 사용할 수 있다. The rotor 140 uses an isotropic magnet 142 in which both sides are simultaneously magnetized, and the inner surface of the magnet 142 without a separate back yoke constitutes an inner stator 210 and a driving motor or generator, and the magnet 142 The outer surface of the may be used as a generator or a driving motor together with the outer stator 310 .
본 발명에서 로터(140)는, 일반적으로 사용면의 반대면은 백요크가 있어야 마그넷 표면의 가우스(Gauss) 값이 상승하여 효율을 극대화할 수 있는 이방성 마그넷 대신에 양면을 동시 착자한 등방성 마그넷(142)을 사용하여 별도의 백요크 없이 마그넷(142)의 양면을 활용한다.In the present invention, the rotor 140 is generally an isotropic magnet that simultaneously magnetizes both sides instead of an anisotropic magnet that can maximize efficiency by increasing the Gauss value of the magnet surface only when there is a back yoke on the opposite side of the used surface ( 142) to utilize both sides of the magnet 142 without a separate back yoke.
상기 로터(140)에 사용되는 등방성 마그넷(142)은 양면을 동시 착자할 때 복수의 N극 및 S극 자극이 교대로 분할착자된 원통형 마그넷으로 구성될 수 있다. The isotropic magnet 142 used in the rotor 140 may be configured as a cylindrical magnet in which a plurality of N-pole and S-pole poles are alternately divided and magnetized when both surfaces are simultaneously magnetized.
이 경우, 상기 로터(140)의 등방성 마그넷(142)은 일측 단부가 로터 지지체(144)에 연결되어 있으며, 로터 지지체(144)의 중앙부에는 상기 상부 및 하부 베어링(52,54)에 회전 가능하게 지지된 회전축(50)이 연결되어 있다. In this case, one end of the isotropic magnet 142 of the rotor 140 is connected to the rotor support 144 , and the central portion of the rotor support 144 is rotatable to the upper and lower bearings 52 and 54 . The supported rotation shaft 50 is connected.
그 결과, 상기 로터(140)의 회전 출력은 단일의 회전축(50)을 통하여 외부로 출력되며, 회전축(50)에 결합된 프로펠러(70)를 회전시킨다.As a result, the rotation output of the rotor 140 is output to the outside through a single rotation shaft 50 , and rotates the propeller 70 coupled to the rotation shaft 50 .
상기 인너 스테이터(210)는 각각 "T" 형상으로 이루어진 복수의 인너 티스(212b)가 환형 백요크(212a)로부터 방사상으로 뻗어 있는 인너 스테이터 코어(212)와 상기 인너 스테이터 코어(212)의 인너 티스(212b)에 권선된 인너 스테이터 코일(214)를 포함한다. The inner stator 210 includes an inner stator core 212 in which a plurality of inner teeth 212b each having a “T” shape extend radially from an annular back yoke 212a and an inner tooth of the inner stator core 212 . and an inner stator coil 214 wound around 212b.
또한, 아우터 스테이터(310)는 각각 "T" 형상으로 이루어진 복수의 아우터 티스(312b)가 환형 백요크(312a)로부터 내측으로 방사상으로 뻗어 있는 아우터 스테이터 코어(312)와 상기 아우터 스테이터 코어(312)의 아우터 티스(312b)에 권선된 아우터 스테이터 코일(314)를 포함한다.In addition, the outer stator 310 includes an outer stator core 312 in which a plurality of outer teeth 312b each having a “T” shape extend radially inward from the annular back yoke 312a and the outer stator core 312 . It includes an outer stator coil 314 wound on the outer teeth 312b of the .
상기 인너 스테이터 코어(212)의 인너 티스(212b)와 아우터 스테이터 코어(312)의 아우터 티스(312b)에는 각각의 코일이 권선될 외주면을 감싸도록 일체로 형성되는 절연성 재질의 인슐레이터(또는 보빈)가 형성될 수 있다.The inner teeth 212b of the inner stator core 212 and the outer teeth 312b of the outer stator core 312 include an insulator (or bobbin) made of an insulating material integrally formed to surround the outer circumferential surface on which each coil is to be wound. can be formed.
상기 인너 스테이터 코어(212)의 인너 티스(212b)와 아우터 스테이터 코어(312)의 아우터 티스(312b)는 각각 "T" 형상으로 이루어지며 등방성 마그넷(142)과 대향하는 슈(shoe) 부분과 환형의 백요크(212a,312a) 사이에 코일(214,314)이 권선되는 권선영역을 갖는다. The inner teeth 212b of the inner stator core 212 and the outer teeth 312b of the outer stator core 312 are each formed in a “T” shape, and the isotropic magnet 142 and the opposing shoe (shoe) portion and the annular There is a winding region in which the coils 214 and 314 are wound between the back yokes 212a and 312a.
도 6 및 도 7에 도시된 제3실시예에서는 상기 인너 스테이터 코어(212)의 인너 티스(212b)와 아우터 스테이터 코어(312)의 아우터 티스(312b)는 동일한 티스(슬롯)를 가지는 것을 예시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 서로 다르게 변경될 수 있다.In the third embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the inner teeth 212b of the inner stator core 212 and the outer teeth 312b of the outer stator core 312 have the same teeth (slots), and However, the present invention is not limited thereto and may be changed differently.
본 발명에서는 인너 스테이터(210)보다 상대적으로 직경이 더 큰 아우터 스테이터(310)를 발전기용으로 할당하고 아우터 스테이터(310)의 티스(슬롯) 수를 인너 스테이터(210)보다 더 많게 형성할 수 있다. 또한, 이에 대응하여 등방성 마그넷(142)의 내측면과 외측면은 착자할 때 외측면의 자극(magnetic pole)의 수도 내측면의 자극(magnetic pole) 수 보다 더 크게 설정될 수 있다. In the present invention, the outer stator 310 having a relatively larger diameter than the inner stator 210 is allocated for the generator, and the number of teeth (slots) of the outer stator 310 can be formed more than that of the inner stator 210. . Also, in response to this, the number of magnetic poles on the outer surface of the inner and outer surfaces of the isotropic magnet 142 may be set to be larger than the number of magnetic poles on the inner surface.
또한, 상기 인너 스테이터 코어(212)와 아우터 스테이터 코어(312)는 자기회로를 형성하는 경로를 형성하도록 전기강판(electric steel)(실리콘 강판)으로 형성될 수 있다.In addition, the inner stator core 212 and the outer stator core 312 may be formed of electric steel (silicon steel sheet) to form a path for forming a magnetic circuit.
상기 인너 스테이터(210)는 베어링 하우징(14)의 외주부에 지지되고, 상기 아우터 스테이터(310)는 모터 케이싱(12a)의 내주부에 지지되어 장착된다.The inner stator 210 is supported on the outer periphery of the bearing housing 14 , and the outer stator 310 is supported and mounted on the inner periphery of the motor casing 12a.
상기 로터(140)와 연결된 회전축(50)은 베어링 하우징(14) 내부에 설치된 상부 및 하부 베어링(52,54)에 의해 회전 가능하게 지지된다. The rotating shaft 50 connected to the rotor 140 is rotatably supported by upper and lower bearings 52 and 54 installed inside the bearing housing 14 .
등방성 마그넷(142)의 내측면은 인너 스테이터(210)와 구동용 모터 또는 발전기를 구성하고, 등방성 마그넷(142)의 외측면은 아우터 스테이터(310)와 함께 발전기 또는 구동용 모터로 사용할 수 있다. The inner surface of the isotropic magnet 142 constitutes the inner stator 210 and a driving motor or generator, and the outer surface of the isotropic magnet 142 together with the outer stator 310 may be used as a generator or a driving motor.
본 발명의 제3실시예에 따른 프로펠러 구동장치(10)는 구동용 모터로 역할을 하는 인너 스테이터(210)와 아우터 스테이터(310) 중 어느 하나에 의해 발생되는 회전자계에 의해 등방성 마그넷(142)을 구비한 로터(140)를 회전시킴에 따라 회전축(50)에 결합된 프로펠러(70)를 회전시며, 발전기로 역할을 하는 인너 스테이터(210)와 아우터 스테이터(310) 중 다른 하나의 코일로부터 3상의 교류전압이 얻어질 수 있다.The propeller driving device 10 according to the third embodiment of the present invention is an isotropic magnet 142 by a rotating magnetic field generated by any one of the inner stator 210 and the outer stator 310 serving as a driving motor. The propeller 70 coupled to the rotation shaft 50 is rotated by rotating the rotor 140 having An alternating voltage can be obtained.
따라서, 3상의 교류전압을 정류회로에 의해 직류(DC)로 정류하면 드론본체(20)에 내장된 배터리에 저장하여 사용할 수 있다.Therefore, when the three-phase AC voltage is rectified into direct current (DC) by a rectifying circuit, it can be stored and used in the battery built into the drone body 20 .
상기한 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에서는 더블 스테이터-싱글 로터 방식의 모터(100b)를 이용하여 부하의 회전 구동과 발전을 동시에 실시할 수 있어 비행시간을 증대시킬 수 있다. As described above, in the third embodiment of the present invention, the double stator-single rotor type motor 100b can be used to simultaneously drive the load and generate power, thereby increasing the flight time.
또한, 제3실시예의 모터(100b)는 인너 스테이터(210)와 아우터 스테이터(310) 사이에 싱글 로터(140)가 배치된 레이디얼 갭 타입(Radial gap type)이므로 콤팩트한 사이즈로도 구현될 수 있으며, 드론 내장 배터리의 용량을 작은 것을 채택할 수 있다.In addition, since the motor 100b of the third embodiment is a radial gap type in which a single rotor 140 is disposed between the inner stator 210 and the outer stator 310, it can be implemented with a compact size. In addition, it is possible to adopt a small capacity of the drone's built-in battery.
상기 실시예 설명에서는 더블 스테이터-싱글 로터 또는 더블 로터 구조의 모터의 회전축(50)이 외부에 노출된 프로펠러(70a-70d)를 회전 구동하는 것을 예시하였으나, 원통 케이싱 내부에 프로펠러 또는 블레이드가 내장된 팬 구조로 변경될 수 있다.In the above embodiment description, the double stator-single rotor or double rotor structure of the motor rotating shaft 50 exemplifies the rotational driving of the exposed propellers 70a-70d, but the propeller or blade is built-in inside the cylindrical casing. The fan structure can be changed.
상기 실시예 설명에서는 복수개의 프로펠러 구동장치(10a-10d)가 드론본체(20)로부터 뻗어 있는 복수개의 아암(22a-22d)에 설치된 멀티콥터형 드론에 적용된 것을 예시하였으나, 본 발명은 하나의 프로펠러 구동장치가 드론본체의 상측에 설치된 구조를 가질 수 있다.In the above embodiment description, it is illustrated that a plurality of propeller driving devices 10a-10d are applied to a multicopter-type drone installed on a plurality of arms 22a-22d extending from the drone main body 20, but the present invention is a single propeller The driving device may have a structure installed on the upper side of the drone body.
또한, 본 발명은 택배 물품을 배송하기 위한 물류박스를 드론본체의 하부에 착탈 가능하게 구비한 물류 분야에 적용하는 것을 예시하고 있으나, 감시/정찰/수색, 방역/방제/살포, 방송/공연, 환경 측량, 구조 등의 다양한 용도로 다양하게 변경될 수 있다. In addition, the present invention exemplifies the application of a logistics box for delivering parcels to a logistics field that is detachably provided in the lower part of the drone body, but monitoring / reconnaissance / search, prevention / control / spraying, broadcasting / performance, It can be variously changed for various purposes such as environmental surveying and structure.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다. In the above, the present invention has been illustrated and described with examples of specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of not departing from the spirit of the present invention, common knowledge in the technical field to which the present invention belongs Various changes and modifications will be possible by those who have
본 발명은 더블 스테이터-싱글 로터 또는 더블 로터 방식의 모터를 이용하여 부하의 회전 구동과 발전을 동시에 실시할 수 있어 콤팩트한 사이즈로도 비행시간을 증대시킬 수 있는 드론에 적용될 수 있다. The present invention can be applied to a drone that can increase flight time even with a compact size because it can simultaneously drive and generate power by using a double-stator-single-rotor or double-rotor type motor.
Claims (13)
- 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터; 및 double stator-double rotor type motor; and상기 모터를 드론의 아암에 안착시키기 위한 모터 안착부;를 포함하며,It includes; a motor seating part for seating the motor on the arm of the drone.상기 모터는 더블 스테이터의 내측과 외측에 각각 인너 로터와 아우터 로터가 에어갭을 두고 원주상으로 배치된 레이디얼 갭 타입(Radial gap type)이고, The motor is a radial gap type in which an inner rotor and an outer rotor are circumferentially arranged with an air gap on the inside and outside of the double stator, respectively,상기 더블 스테이터는 환형 백요크의 내측에 형성되는 인너 스테이터와 외측에 형성되는 아우터 스테이터를 포함하며, 상기 인너 스테이터와 아우터 스테이터 중 어느 하나는 발전기로 설정되고, 나머지 하나는 구동 모터로 설정되는 프로펠러 구동장치.The double stator includes an inner stator formed on the inner side of the annular back yoke and an outer stator formed on the outer side, any one of the inner stator and the outer stator is set as a generator, and the other is set as a driving motor. Device.
- 제1항에 있어서, According to claim 1,상기 더블 스테이터는 The double stator자기회로를 형성하도록 소정의 폭을 갖는 환형의 백요크의 내측과 외측에 각각 복수의 인너 티스와 아우터 티스가 방사상으로 뻗어 있는 스테이터 코어; a stator core having a plurality of inner and outer teeth radially extending inside and outside the annular back yoke having a predetermined width to form a magnetic circuit;상기 복수의 인너 티스와 아우터 티스 각각 코일이 권선될 외주면을 감싸는 절연성 재질의 인슐레이터; 및 an insulator made of an insulating material that surrounds an outer circumferential surface on which each of the plurality of inner teeth and the outer teeth is to be wound; and상기 복수의 인너 티스와 아우터 티스 각각 인슐레이터의 외주면에 권선되는 인너 및 아우터 스테이터 코일;을 포함하며,Including; an inner and outer stator coil wound around the outer peripheral surface of the insulator, respectively, the plurality of inner and outer teeth,상기 환형 백요크는 상기 더블 스테이터를 고정볼트를 사용하여 상기 모터 안착부에 고정시키기 위한 복수의 관통구멍을 갖는 프로펠러 구동장치.The annular back yoke is a propeller driving device having a plurality of through holes for fixing the double stator to the motor seating portion using a fixing bolt.
- 제1항에 있어서, According to claim 1,상기 인너 로터는 The inner rotor is상기 더블 스테이터의 내측과 베어링 하우징 사이에 배치된 원통형의 제1백요크의 외측에 마그넷이 배치되고, A magnet is disposed on the outside of the cylindrical first back yoke disposed between the inner side of the double stator and the bearing housing,상기 아우터 로터는 더블 스테이터의 외측과 미리 설정된 에어갭을 두고 배치된 원통형의 제2백요크의 내측에 마그넷이 배치되며, The outer rotor has a magnet disposed on the inside of the cylindrical second back yoke disposed with a preset air gap with the outside of the double stator,상기 제1백요크와 상기 제2백요크는 일측 단부가 서로 연결되어 있으며, 그의 중앙부에는 회전축이 연결되어 있는 프로펠러 구동장치. One end of the first back yoke and the second back yoke is connected to each other, and a rotation shaft is connected to a central portion thereof.
- 제1항에 있어서, According to claim 1,상기 모터 안착부는 The motor mounting part원형 컵 형태의 케이싱; casing in the form of a round cup;상기 케이싱의 내부 중앙에 상부로 뻗어 있으며 내부에 상부 및 하부 베어링이 설치된 베어링 하우징; 및 a bearing housing extending upwardly from the inner center of the casing and having upper and lower bearings installed therein; and상기 케이싱의 바닥에 베어링 하우징과 간격을 두고 스테이터를 케이싱 바닥에 고정 설치하기 위한 복수의 고정볼트가 체결되는 복수의 볼트체결돌기;를 포함하는 프로펠러 구동장치.A propeller driving device comprising a; a plurality of bolt fastening projections to which a plurality of fixing bolts for fixing and installing the stator to the bottom of the casing are fastened at a distance from the bearing housing on the bottom of the casing.
- 제1항에 있어서, According to claim 1,상기 모터는 인너 로터와 인너 스테이터가 발전기와 구동 모터 중 어느 하나로 설정되고, 아우터 로터와 아우터 스테이터가 발전기와 구동 모터 중 다른 하나로 설정되는 프로펠러 구동장치.The motor is a propeller driving device in which an inner rotor and an inner stator are set as one of a generator and a driving motor, and an outer rotor and an outer stator are set as the other of the generator and the driving motor.
- 더블 스테이터-더블 로터 방식의 모터; 및 double stator-double rotor type motor; and상기 모터를 드론의 아암에 안착시키기 위한 모터 안착부;를 포함하고, Including; a motor seating part for seating the motor on the arm of the drone.상기 모터는 the motor is환형 백요크의 내측 및 외측에 복수의 N극 및 S극 마그넷이 교대로 배치된 더블 로터; a double rotor in which a plurality of N-pole and S-pole magnets are alternately disposed on the inner and outer sides of the annular back yoke;상기 환형 백요크의 중앙에 연결된 회전축; 및 a rotating shaft connected to the center of the annular back yoke; and각각 상기 더블 로터의 내측과 외측에 에어갭을 두고 배치된 인너 스테이터와 아우터 스테이터;를 포함하며, Including; an inner stator and an outer stator disposed with an air gap on the inside and outside of the double rotor, respectively,상기 인너 스테이터와 아우터 스테이터 중 어느 하나는 발전기로 설정되고, 나머지 하나는 구동 모터로 설정되는 프로펠러 구동장치.Any one of the inner stator and the outer stator is set as a generator, and the other is set as a driving motor.
- 제6항에 있어서, 7. The method of claim 6,상기 모터 안착부는 The motor mounting part원형 컵형태의 케이싱; 및 round cup-shaped casing; and상기 케이싱의 내부 중앙에 길이방향을 따라 상부로 뻗어 있으며 하우징 내부에 상부 및 하부 베어링이 설치된 베어링 하우징;을 포함하는 프로펠러 구동장치.A propeller driving device comprising a; a bearing housing extending upward along the longitudinal direction at the inner center of the casing and having upper and lower bearings installed inside the housing.
- 원형 컵형태로 이루어져 있으며 내부 중앙에 원통 형태로 하부로부터 상부로 뻗어 있으며 내부에 상부 및 하부 베어링이 설치된 베어링 하우징을 일체로 구비하는 모터 케이싱; a motor casing formed in a circular cup shape, extending from the bottom to the top in a cylindrical shape in the center of the inner center, and integrally provided with a bearing housing having upper and lower bearings installed therein;상기 베어링 하우징의 외주에 지지된 인너 스테이터; an inner stator supported on the outer periphery of the bearing housing;상기 모터 케이싱 내부에 지지된 아우터 스테이터; an outer stator supported inside the motor casing;상기 인너 스테이터와 아우터 스테이터 사이에 배치된 로터; 및 a rotor disposed between the inner stator and the outer stator; and상기 상부 및 하부 베어링에 회전 가능하게 지지되고 상기 로터의 일단부가 연결되며 선단부에 프로펠러가 연결된 회전축;을 포함하며, A rotary shaft rotatably supported on the upper and lower bearings, one end of the rotor is connected, and a propeller is connected to the front end;상기 인너 스테이터와 아우터 스테이터 중 어느 하나는 발전기로 설정되고, 나머지 하나는 구동 모터로 설정되는 프로펠러 구동장치. Any one of the inner stator and the outer stator is set as a generator, and the other is set as a driving motor.
- 제8항에 있어서, 9. The method of claim 8,상기 인너 스테이터와 아우터 스테이터 사이에 배치된 로터는 레이디얼 갭 타입(Radial gap type)의 더블 스테이터-싱글 로터 방식의 모터를 형성하는 프로펠러 구동장치.The rotor disposed between the inner stator and the outer stator is a radial gap type double stator-propeller driving device forming a single rotor type motor.
- 제8항에 있어서, 9. The method of claim 8,상기 로터는 백요크 없이 양면을 동시 착자한 등방성 마그넷을 사용하여 구성되고,The rotor is configured using an isotropic magnet that is simultaneously magnetized on both sides without a back yoke,상기 등방성 마그넷의 내측면은 인너 스테이터와 구동 모터 또는 발전기를 형성하고, 마그넷의 외측면은 아우터 스테이터와 함께 발전기 또는 구동 모터를 형성하는 프로펠러 구동장치.An inner surface of the isotropic magnet forms an inner stator and a drive motor or a generator, and an outer surface of the magnet forms a generator or a drive motor together with the outer stator.
- 등방성 마그넷의 양면을 동시 착자하여 각각 내측 및 외측에 복수의 N극 및 S극이 교대로 배치된 로터; A rotor in which a plurality of N poles and S poles are alternately arranged on the inside and outside, respectively, by simultaneously magnetizing both sides of the isotropic magnet;상기 로터의 일측에 연결된 회전축; 및 a rotating shaft connected to one side of the rotor; and각각 상기 로터의 내측과 외측에 에어갭을 두고 배치된 인너 스테이터와 아우터 스테이터;를 포함하며, Including; an inner stator and an outer stator disposed with an air gap on the inside and outside of the rotor, respectively,상기 인너 스테이터와 아우터 스테이터 중 어느 하나는 발전기로 설정되고, 나머지 하나는 구동 모터로 설정되는 프로펠러 구동장치.Any one of the inner stator and the outer stator is set as a generator, and the other is set as a driving motor.
- 제11항에 있어서, 12. The method of claim 11,원형 컵형태로 이루어져 있으며 내부 중앙에 원통 형태로 하부로부터 상부로 뻗어 있는 베어링 하우징을 일체로 구비하는 모터 케이싱; a motor casing formed in a circular cup shape and integrally provided with a bearing housing extending from the bottom to the top in a cylindrical shape at the inner center;상기 모터 케이싱의 내부 중앙에 원통 형태로 길이방향을 따라 하부로부터 상부로 뻗어 있는 베어링 하우징; 및 a bearing housing extending from the bottom to the top along the longitudinal direction in a cylindrical shape at the inner center of the motor casing; and상기 베어링 하우징 내부에 간격을 두고 배치되고 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 상부 및 하부 베어링;을 더 포함하며, It further includes; upper and lower bearings disposed at intervals inside the bearing housing and rotatably supporting the rotation shaft,상기 로터의 마그넷 일단부에 회전축이 연결되고, 상기 회전축의 선단부에 프로펠러가 연결되는 프로펠러 구동장치. A propeller driving device in which a rotating shaft is connected to one end of the magnet of the rotor, and a propeller is connected to a front end of the rotating shaft.
- 케이싱 내부에 적어도 배터리, 무선통신부, 제어장치를 구비하는 드론본체; 및 A drone body having at least a battery, a wireless communication unit, and a control device inside the casing; and상기 드론본체나 드론본체의 외주로부터 뻗어 있는 복수개의 아암에 설치되어 프로펠러를 구동하는 적어도 하나의 프로펠러 구동장치;를 포함하며,At least one propeller driving device installed on the drone body or a plurality of arms extending from the outer periphery of the drone body to drive the propeller;상기 프로펠러 구동장치는 제1항 내지는 제12항 중 어느 한 항에 기재된 프로펠러 구동장치인 드론.The drone driving device is the propeller driving device according to any one of claims 1 to 12.
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