KR100661618B1 - Quad-rotor type electric organic aerial vehicle - Google Patents

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KR100661618B1
KR100661618B1 KR1020050126640A KR20050126640A KR100661618B1 KR 100661618 B1 KR100661618 B1 KR 100661618B1 KR 1020050126640 A KR1020050126640 A KR 1020050126640A KR 20050126640 A KR20050126640 A KR 20050126640A KR 100661618 B1 KR100661618 B1 KR 100661618B1
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강민성
박상덕
이호길
원대희
김태주
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한국생산기술연구원
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Abstract

An electric four propeller small-sized hovering robot platform is provided to mount various task equipment required for watching an accident and checking high place facilities. An electric four propeller small-sized hovering robot platform includes four drive sections(100), four link sections(200), and a body section(300). The drive section includes a drive motor(102), an adapter(104), a nut(105), and an encoder(107). The drive section generates a thrust force required for flight of a hovering robot platform. The link section includes a mounter(203), a joint(204), and a link, and a supporter(206). The body section includes a body housing, a sensor control section(308), a power source, and a drive motor drive. The sensor control section is mounted into the interior space between upper and lower plates of the body housing.

Description

전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼{Quad-rotor type electric organic aerial vehicle}Quad-rotor type electric organic aerial vehicle

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼의 구성을 나타낸 조립 사시도,1 is an assembled perspective view showing the configuration of an electric 4-propeller small hovering robot platform according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼의 구성을 나타낸 분해 사시도,Figure 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the electric four-propeller small hovering robot platform according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼의 구성을 나타낸 분해상태의 정면도이다.Figure 3 is a front view of the exploded state showing the configuration of the electric four-propeller small hovering robot platform according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 구동부 101 : 프로펠러100: drive unit 101: propeller

102 : 구동모터 103 : 어댑터 축102: drive motor 103: adapter shaft

104 : 어댑터 105 : 너트104: adapter 105: nut

106 : 로터 축 107 : 엔코더106: rotor shaft 107: encoder

108 : 돌기 200 : 링크부108: projection 200: link portion

201 : 체결공 202 : 모터 체결공201: fastener 202: motor fastener

203 : 마운터 204 : 조인트203: Mounter 204: Joint

205 : 링크 206 : 서포터205: Link 206: Supporter

207 : 수직바 208 : 삽입홈207: vertical bar 208: insertion groove

209 : 관통공 210 : 서포터 몸체209: through hole 210: supporter body

300 : 몸체부 301 : 상부 플레이트300: body portion 301: upper plate

302 : 하부 플레이트 303 : 하부 기둥302: lower plate 303: lower column

304 : 중단 배터리 가이드 305 : 하단 배터리 가이드304: suspended battery guide 305: lower battery guide

306 : 상부 기둥 307 : 몸체 하우징306: upper pillar 307: body housing

308 : 센서 제어부 309 : 전원부308: sensor control unit 309: power supply unit

310 : 구동모터 드라이브310: drive motor drive

본 발명은 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내외 공간을 자율비행하면서 화재 및 사고 등의 각종 재난상황을 감시하거나, 직접적인 상태 점검이 어려운 교량, 터널, 고소설비 등을 점검하는데 사용되는 비행로봇에 있어서 구조가 간단하고 자체 무게 대비 가반중량비가 큰 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼에 관한 것이다.The present invention relates to a motorized four-propeller miniature hovering robot platform, and more specifically, to monitor various disasters such as fire and accidents while autonomous flying indoor and outdoor spaces, or to bridges, tunnels, and aerial equipment, which are difficult to directly check. The present invention relates to a motorized four-propeller miniature hovering robot platform with a simple structure and high payload-to-weight ratio in flight robots used for inspection.

일반적으로, 4개의 블레이드 또는 프로펠러를 사용하는 QRT(Quad-Rotor Type, 4로터형) 소형 비행체는 회전하는 4개의 모터에 결합된 블레이드 또는 프로펠러의 추력을 이용하여 비행하는 비행체로서, 헬리콥터와 동축반전형 비행체 등 다른 구조의 회전익 비행체에 비해 그 구조가 비교적 간단하여 소형 비행체로의 개발이 가능하다.In general, a quad-rotor type (QRT) small aircraft using four blades or propellers is a vehicle flying using thrust of a blade or propeller coupled to four rotating motors. The structure is relatively simple compared to the rotorcraft of other structures, such as a typical aircraft, so that a small aircraft can be developed.

그러나, 위와 같은 특성을 갖는 종래의 QRT 소형 비행체는 가반중량비, 즉 비행체 자체 무게에 대한 탑재 가능한 무게의 비율이 아주 작아서 자율비행을 가능하게 하는 배터리, 각종 항법센서 및 임무장비를 탑재하기가 곤란하므로 호버링 로봇으로의 개발이 어려우며, 주로 장난감으로 개발되어 판매되고 있는 실정에 있다. 그 예로는 DraganflyInnovations Inc.에서 개발하여 판매하는 Draganflyer와 KEYENCE사에서 개발하여 시판하는 Engager GS III 등이 있다.However, the conventional QRT small aircraft having the above characteristics is very difficult to mount a battery, various navigation sensors, and mission equipment to enable autonomous flight because the ratio of the loadable weight to the weight of the vehicle itself is very small. It is difficult to develop a hovering robot and is mainly developed as a toy and sold. Examples include Draganflyer, developed and marketed by DraganflyInnovations Inc., and Engager GS III, developed and marketed by KEYENCE.

이와 같이, QRT 소형 비행체가 실내외 공간을 자율비행하면서 재난감시 등의 임무를 수행하기 위해서는 배터리, 카메라, 통신장비, 제어기 및 각종 비행제어용 센서 등을 탑재해야 하므로 가반중량비가 커야 하며, 통상적으로 QRT 소형 비행체는 비행체 무게와 센서, 제어기 및 임무장비를 합친 무게의 130% 이상의 추력을 발생할 수 있어야 독립비행이 가능한 것으로 알려져 있다.As such, a small QRT vehicle must be equipped with a battery, a camera, communication equipment, a controller, and various flight control sensors in order to autonomously fly indoor and outdoor spaces and perform a task such as disaster monitoring. An aircraft is known to be able to fly independently when it can generate more than 130% thrust of the weight of the aircraft and the combined weight of sensors, controllers and mission equipment.

그러나, 현재 제조 및 시판되고 있는 종래의 QRT 소형 비행체 플랫폼은 자율비행에 필요한 배터리를 탑재할 수 없거나, 센서와 각종 임무장비를 탑재할 수 없을 정도의 추력만을 가지고 있어 다양한 임무에 적용하기가 어렵다.However, the conventional QRT small aircraft platform currently manufactured and marketed cannot be equipped with a battery required for autonomous flight, or has only a thrust such that it cannot be equipped with sensors and various mission equipment, and thus it is difficult to apply to various missions.

일례로, Draganfly X-pro QRT 소형 비행체의 경우, 직경 1,400mm, 높이 약 170mm에 15분 정도 비행이 가능한 배터리와 원격조정 제어기를 포함한 비행체의 무게가 약 2,550g인 반면, 발생가능한 최대 추력은 3,280g에 불과해 자율비행을 위한 센서와 제어기 및 임무장비를 탑재하기가 곤란하다.For example, the Draganfly X-pro QRT small aircraft weighs approximately 2,550g with a battery and a remote control controller that can fly for 15 minutes at a diameter of 1,400mm and a height of about 170mm, while the maximum thrust that can be generated is 3,280g. Only g is difficult to mount sensors, controllers and mission equipment for autonomous flight.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실내외 공간을 자율비행하면서 각종 재난상황을 감시하고 전송하는데 필요한 배터리, 카메라, 통신장비, 제어기 및 각종 항법센서를 탑재하고도 비행할 수 있는 큰 추력 발생이 가능하고, 대량생산이 편리하도록 간단한 구조로 이루어지는 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is the battery, camera, communication equipment, controller and various navigation required to monitor and transmit various disaster situations while autonomous flying indoor and outdoor space The present invention provides a motorized four-propeller compact hovering robot platform with a simple structure capable of generating large thrust capable of flying even with a sensor and for easy mass production.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼은, 4개의 구동부와 4개의 링크부 및 몸체부를 포함하여 구성되는 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼으로서,The electric 4-propeller small hovering robot platform of the present invention for achieving the above object is an electric 4-propeller small hovering robot platform comprising four driving parts, four link parts, and a body part.

프로펠러와, 그 프로펠러의 하부에 위치하여 프로펠러를 구동시키는 구동모터와, 어댑터 축이 상기 프로펠러의 중심부위를 관통하고 하부가 구동모터의 상부에 체결되어 상기 프로펠러와 구동모터를 연결하는 어댑터와, 상기 프로펠러의 중심을 관통한 어댑터 축과 체결되는 너트와, 상기 구동모터의 하부에 형성된 로터 축을 통해 상기 구동모터와 결합되어 모터회전수를 측정하는 엔코더를 구비하여 호 버링 로봇 플랫폼의 비행에 필요한 추력을 발생하는 4개의 구동부;A propeller, a drive motor positioned at a lower portion of the propeller to drive the propeller, an adapter shaft penetrating the center of the propeller and a lower portion fastened to an upper portion of the drive motor to connect the propeller and the drive motor; A nut coupled to the adapter shaft penetrating the center of the propeller and an encoder coupled to the driving motor through a rotor shaft formed in the lower portion of the driving motor to measure the motor rotation speed are provided for the thrust required for the flight of the hovering robot platform. Four driving units generated;

일측이 구동모터와 엔코더 사이에 결합되고 타측으로 복수의 체결공이 형성된 마운터와, 상기 마운터의 복수의 체결공 상부에 위치되어 고정 결합되는 조인트와, 상기 조인트의 일 측면에 삽입 결합되는 막대 형태의 링크와, 상기 링크의 타단에 삽입 결합되는 서포터를 구비하는 4개의 링크부; 및One side is coupled between the drive motor and the encoder and a plurality of fastening holes are formed on the other side, the joint is positioned and fixedly coupled to the upper portion of the plurality of fastening holes of the mounter, and a rod-shaped link inserted into one side of the joint And four link portions having a supporter inserted into and coupled to the other end of the link. And

상부 플레이트가 상기 각각의 서포터의 상부 면과 체결되고 상기 상부 플레이트의 하부로 마주하는 하부 플레이트가 상기 각각의 서포터의 하부에 삽입 체결되어 내부공간을 형성하며 복수의 하부 기둥의 상부로 중단 배터리 가이드가 체결되고 상기 각각의 하부 기둥의 하부 면이 상기 중단 배터리 가이드와 마주하는 하단 배터리 가이드의 상부에 위치하여 체결되며 복수의 상부 기둥의 각각의 상부 면이 상기 하부 플레이트에 체결되고 상기 복수의 상부 기둥의 각각의 하부가 상기 중단 배터리 가이드 상부 면에 위치한 상태로 복수의 하부 기둥의 각각의 일측에 체결되는 몸체 하우징과, 상기 몸체 하우징의 상부 및 하부 플레이트 사이의 내부공간에 장착되는 센서 제어부와, 중단 및 하단 배터리 가이드 사이의 내부공간에 장착되는 전원부와, 상기 복수의 상부 기둥의 외측면에 각각 장착되는 구동모터 드라이브를 구비하는 몸체부;를 포함하여 구성된다.An upper plate is fastened to the upper surface of each supporter, and a lower plate facing the lower portion of the upper plate is inserted into and fastened to the lower portion of each of the supporters to form an inner space, and a suspended battery guide is placed on top of the plurality of lower pillars. A lower surface of each of the lower pillars is fastened and positioned at an upper portion of the lower battery guide facing the stop battery guide, and each upper surface of the plurality of upper pillars is fastened to the lower plate and A body housing fastened to one side of each of the plurality of lower pillars with each lower portion located on an upper surface of the middle battery guide, a sensor control unit mounted in an inner space between the upper and lower plates of the body housing; A power unit mounted in the inner space between the lower battery guide, It is configured to include a; a body portion having a respective drive motor drive mounted to the outer surface of the plurality of the upper pole.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an electric 4-propeller small hovering robot platform according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플 랫폼의 구성을 나타낸 조립 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼의 구성을 나타낸 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼의 구성을 나타낸 분해상태의 정면도이다.1 is an assembled perspective view showing the configuration of the electric four-propeller small hovering robot platform according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a configuration of the electric four-propeller small hovering robot platform according to an embodiment of the present invention 3 is an exploded perspective view showing a front view of the exploded state showing the configuration of the electric four-propeller small hovering robot platform according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 호버링 로봇 플랫폼의 자율비행에 필요한 추력을 발생하는 4개의 구동부(100)와, 호버링 로봇 플랫폼의 연결 구성인 4개의 링크부(200), 및 호버링 로봇 플랫폼의 뼈대를 이루며 배터리, 카메라, 통신장비, 제어기, 및 각종 비행에 관련한 항법센서를 포함하는 몸체부(300)로 크게 구성되어 있다.Motorized 4-propeller small hovering robot platform according to the present invention, as shown in Figures 1 to 3, the connection configuration of the four drive unit 100 and the hovering robot platform for generating a thrust required for autonomous flight of the hovering robot platform Phosphorus is composed of four link unit 200, and the body portion 300 that forms the skeleton of the hovering robot platform and includes a battery, a camera, communication equipment, a controller, and navigation sensors related to various flights.

4개의 구동부(100)는 회전수의 제곱에 비례하여 추력을 발생하는 프로펠러(101)와, 그 프로펠러(101)의 하부에 위치하여 프로펠러(101)를 구동시키는 구동모터(102)와, 어댑터 축(103)이 상기 프로펠러(101)의 중심부위를 관통하고 하부가 구동모터(102)의 상부에 체결되어 상기 프로펠러(101)와 구동모터(102)를 연결하는 어댑터(104)와, 상기 프로펠러(101)의 중심을 관통한 어댑터 축(103)과 체결되는 너트(105)와, 상기 구동모터(102)의 하부에 형성된 로터 축(106)을 통해 상기 구동모터(102)와 결합되어 모터회전수를 측정하는 엔코더(107)를 각각 구비한다.The four driving units 100 include a propeller 101 generating thrust in proportion to the square of the rotation speed, a drive motor 102 positioned under the propeller 101 to drive the propeller 101, and an adapter shaft. An adapter 104 penetrating the center of the propeller 101 and the lower portion is fastened to an upper portion of the driving motor 102 to connect the propeller 101 and the driving motor 102 to the propeller 101. The motor 105 is coupled with the drive motor 102 through a nut 105 fastened to the adapter shaft 103 penetrating the center of the 101 and a rotor shaft 106 formed under the drive motor 102. Each encoder 107 is measured.

그리고, 상기 엔코더(107)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 구동모터(102)와 체결되는 상부로 복수의 돌기(108)를 형성한다.As shown in FIGS. 2 and 3, the encoder 107 forms a plurality of protrusions 108 upwardly coupled to the driving motor 102.

또한, 상기 프로펠러(101)는 고속에서 큰 추력을 발생시키는 2엽 또는 3엽의 프로펠러 중 하나가 선택적으로 적용되어 사용되며, 상기 구동모터(102))는 정결 회전수가 크고 크기에 비해 출력 토크가 크며 모터의 하우징이 회전하는 방식의 통돌이모터가 사용될 수 있다.In addition, the propeller 101 is one of the two- or three-lobed propellers that generate a large thrust at high speed is selectively applied and used, the drive motor 102 has a large number of cleansing rotational speed output torque compared to the size A large sized motor may be used in which the motor housing rotates.

그리고, 상기 프로펠러(101)는 실제 약 230mm의 직경을 가지며, 상기 구동모터(102)는 최대 11,000rpm 회전수의 220W BLDC 모터(Brushless Motor)가 적용되어 사용된다.In addition, the propeller 101 actually has a diameter of about 230 mm, and the driving motor 102 is used by applying a 220W BLDC motor (Brushless Motor) having a maximum speed of 11,000 rpm.

그리고, 4개의 링크부(200)는 일측이 구동모터(102)와 엔코더(107) 사이에 결합되고 타측으로 복수의 체결공(201)이 형성된 마운터(203)와, 상기 마운터(203)의 복수의 체결공(201) 상부에 위치되어 고정 결합되는 조인트(204)와, 상기 조인트(204)의 일 측면에 삽입 결합되는 막대 형태의 링크(205)와, 상기 링크(205)의 타단에 삽입 결합되는 서포터(206)를 각각 구비한다.In addition, the four link parts 200 may include a mounter 203 having one side coupled between the driving motor 102 and the encoder 107 and a plurality of fastening holes 201 formed at the other side, and a plurality of mounters 203. A joint 204 positioned and fixedly coupled to an upper portion of the fastening hole 201, a rod-shaped link 205 inserted into and coupled to one side of the joint 204, and inserted into and coupled to the other end of the link 205. Each supporter 206 is provided.

여기서, 상기 마운터(203)는 도 2에 도시된 바와 같이, 구두 주걱 형상의 플레이트로서 일측에 상기 엔코더(107)의 복수의 돌기(108)와 대응하는 돌기구멍(202-1)과 상기 구동모터(102)와 결합되는 모터 체결공(202)를 형성하고, 다른 일측으로는 조인트(204)와 체결되는 복수의 체결공(201)을 형성한다.Here, the mounter 203 is a shoe spatula-shaped plate, as shown in FIG. 2, the projection hole 202-1 corresponding to the plurality of protrusions 108 of the encoder 107 on one side and the driving motor. A motor fastening hole 202 coupled to the 102 is formed, and the other side forms a plurality of fastening holes 201 fastened to the joint 204.

이와 같이 구성된 상기 마운터(203)는 엔코더(107)와의 체결시 복수의 돌기구멍(202-1)을 상기 엔코더(107)의 복수의 돌기(108)에 대응하여 삽입시킨 후 상기 엔코더(107)를 링 형태의 양편테이프(미도시)를 이용하여 마운터(203)와 부착하고, 상기 마운터(203)의 모터 체결공(202)에 볼트(미도시)를 삽입하여 마운터(203)와 구동모터(102)를 결합한다.The mounter 203 configured as described above inserts the plurality of protrusion holes 202-1 corresponding to the plurality of protrusions 108 of the encoder 107 when the encoder 107 is fastened to the encoder 107. Attached to the mounter 203 using a ring-shaped double-sided tape (not shown), and a bolt (not shown) is inserted into the motor fastening hole 202 of the mounter 203 to mount the mounter 203 and the driving motor 102. ).

그리고, 상기 조인트(204)와 링크(205)와 서포터(206)는 상기 구동모터(102) 와 엔코더(107)의 선이 외부로 드러나지 않고 배선될 수 있도록 서로 관통된 구조로 구성된다. 또한, 상기 조인트(204)와 마운터(203) 사이의 체결 부위에는 상기 구동부(100)의 각도를 약간 조절할 수 있는 구성으로 적당한 높이를 가지는 워셔(미도시)를 삽입하여 체결할 수도 있다.The joint 204, the link 205, and the supporter 206 are configured to penetrate each other so that the lines of the driving motor 102 and the encoder 107 can be wired without being exposed to the outside. In addition, the coupling portion between the joint 204 and the mounter 203 may be fastened by inserting a washer (not shown) having a suitable height in a configuration capable of slightly adjusting the angle of the driving unit 100.

또한, 상기 서포터(206)는 서포터 몸체(210)의 상부 일측으로 상부 플레이트(301)와 맞닿은 상태에서 상부로부터 관통 체결되는 일정 높이를 가지는 수직바(207)와, 그 수직바(207)의 하부로 하부 플레이트(302)가 삽입 체결되는 삽입홈(208)을 일체로 형성하며, 상기 수직바(207)의 하부에서 절곡된 서포터 몸체(210)의 일측으로 상기 링크(205)가 삽입 체결되는 관통공(209)이 구성되어 있다.In addition, the supporter 206 is a vertical bar 207 having a predetermined height fastened from the top in a state in contact with the upper plate 301 toward the upper one side of the supporter body 210, and the lower portion of the vertical bar 207 The lower plate 302 is formed integrally with the insertion groove 208 is inserted into the through, the through which the link 205 is inserted into one side of the supporter body 210 bent from the bottom of the vertical bar 207 The ball 209 is comprised.

상기 링크(205)의 길이를 길게 하면 프로펠러(101)의 크기가 커져서 축간 거리가 커질 경우에도 대응이 가능하다. 이를 위해서는 길이가 다른 복수의 링크(205)를 사용하여 재조립하거나, 길이가 조절되는 이중 구조의 관 형태(미도시)의 링크를 사용할 수도 있다.If the length of the link 205 is increased, the size of the propeller 101 is increased, so that even when the distance between the axes is increased, it is possible to cope with it. To this end, it may be reassembled using a plurality of links 205 of different lengths, or a link of a tubular shape (not shown) having a length adjusted may be used.

그리고, 상기 조인트(204)와 마운터(203)는 볼트(미도시)를 통해 체결되고, 상기 서포터(206)와 상부 및 하부 플레이트(301, 302)의 체결에 있어서도 볼트(미도시)로 체결되는 것이 바람직하며, 각 구성부품 간의 연결에도 볼트(미도시)가 사용될 수 있다.In addition, the joint 204 and the mounter 203 are fastened by bolts (not shown), and the fasteners are fastened by bolts (not shown) even when the supporter 206 and the upper and lower plates 301 and 302 are fastened. Preferably, bolts (not shown) may also be used to connect the components.

그리고, 상기 몸체부(300)는 몸체 하우징(307)과 센서 제어부(308)와 전원부(309) 및 구동모터 드라이브(310)로 크게 구성되어 있으며, 여기서 상기 몸체 하우징(307)은 상부 플레이트(301)가 상기 각각의 서포터(206)의 상부 면과 체결되고 상기 상부 플레이트(301)의 하부로 마주하는 하부 플레이트(302)가 상기 각각의 서포터(206)의 하부에 삽입 체결되어 내부공간을 형성하며, 복수의 하부 기둥(303)의 상부로 중단 배터리 가이드(304)가 체결되고 상기 각각의 하부 기둥(303)의 하부 면이 상기 중단 배터리 가이드(304)와 마주하는 하단 배터리 가이드(305)의 상부에 위치하여 체결되며, 복수의 상부 기둥(306)의 각각의 상부 면이 상기 하부 플레이트(302)에 체결되고 상기 복수의 상부 기둥(306)의 각각의 하부가 상기 중단 배터리 가이드(304) 상부 면에 위치한 상태로 복수의 하부 기둥(303)의 각각의 일측에 체결되어 호버링 로봇 플랫폼의 전체적인 뼈대를 구성한다.In addition, the body part 300 is largely composed of a body housing 307, a sensor control unit 308, a power supply unit 309, and a driving motor drive 310, wherein the body housing 307 is an upper plate 301. ) Is fastened to the upper surface of each supporter 206 and the lower plate 302 facing the lower portion of the upper plate 301 is inserted into the lower part of each supporter 206 to form an internal space. The upper part of the lower battery guide 305 is fastened to the upper part of the plurality of lower pillars 303, and the lower surface of each lower pillar 303 faces the suspended battery guide 304. Is fastened to the lower plate 302, and each lower surface of the plurality of upper pillars 306 is fastened to an upper surface of the suspended battery guide 304. Located in the plural It is fastened to one side of each of the lower pillars 303 to form an overall skeleton of the hovering robot platform.

여기서, 상기 상부 및 하부 플레이트(301, 302)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 마주하는 원판 형상으로 체결되는 서포터(206)의 수직 높이 만큼의 내부공간을 가지며, 특히 하부 플레이트(302)는 각각의 서포터(206)와 체결되는 4면의 부위가 절단되어 있다. 이는 체결시 서포터(206)의 삽입홈(208) 안으로 하부 플레이트(302)가 더욱 안정되게 밀착될 수 있도록 하며, 볼트(미도시)의 체결공간을 확보하는 장점도 있다.Here, the upper and lower plates 301 and 302 have an inner space equal to the vertical height of the supporter 206 fastened in a disk shape facing each other, as shown in FIGS. 302 cut | disconnects the part of the four surface which engages with each supporter 206. This allows the lower plate 302 to be more stably adhered to the insertion groove 208 of the supporter 206 when fastening, and also has an advantage of securing a fastening space of a bolt (not shown).

그리고, 상기 상부 플레이트(301)는 호버링 로봇의 상부측 뼈대 역할을 하는 원판 형상으로 호버링 로봇을 제어하는 주 제어기(미도시)와 통신장치(미도시)를 탑재하고 있는 제어보드 이다.The upper plate 301 is a control board mounted with a main controller (not shown) and a communication device (not shown) for controlling the hovering robot in a disk shape serving as an upper skeleton of the hovering robot.

또한, 복수의 하부 기둥(303)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 사각형상으로 중심부위가 개방되어 있으며, 저면 부위가 상기 하단 배터리 가이드(305)와 볼트(미도시)로 체결되고, 상부의 절곡된 부위를 통해 중단 배터리 가이드(304)와 볼트(미도시) 체결된다.In addition, as shown in FIGS. 1 to 3, the plurality of lower pillars 303 is open on the center in a quadrangular shape, and a bottom portion thereof is fastened by the lower battery guide 305 and a bolt (not shown). A bolt (not shown) is engaged with the stop battery guide 304 through the upper bent portion.

그리고, 상기 복수의 상부 기둥(306)은 사각형상으로 중심부위가 개방된 구조로 이루어지며, 상부 면이 하부 플레이트(302)와 접하여 볼트(미도시) 체결되고, 하부는 중단 배터리 가이드(304)와 접한 상태에서 하부 기둥(303)의 상부 절곡 측면과 볼트(미도시) 체결된다. 여기서, 상기 복수의 상부 및 하부 기둥(306, 303)은 4개로 구성되어 4면에 각각 설치된다.In addition, the plurality of upper pillars 306 has a rectangular open structure on the center, and an upper surface of the upper plate 302 contacts with a bolt (not shown) and a lower portion of the suspended battery guide 304. A bolt (not shown) is fastened to an upper bent side of the lower column 303 in contact with the upper pillar. Here, the plurality of upper and lower pillars 306 and 303 are configured in four and are installed on four surfaces, respectively.

상기 센서 제어부(308)는 상기 몸체 하우징(307)의 상부 및 하부 플레이트(301, 302) 사이의 내부공간에 장착되는 것으로서, 호버링 로봇의 자율비행과 재난상황의 감시 및 점검 영상의 제공을 위한 임무장비(미도시)를 장착하며, 그러한 임무장비로는 비행에 필요한 각종 항법센서들과 카메라 등을 포함한다.The sensor controller 308 is mounted in the inner space between the upper and lower plates 301 and 302 of the body housing 307, and is provided for monitoring and checking the autonomous flight and disaster situation of the hovering robot. Equipped with equipment (not shown), such mission equipment includes various navigation sensors and cameras necessary for flight.

그리고, 전원부(309)는 중단 및 하단 배터리 가이드(304, 305) 사이의 내부공간에 장착되는 것으로서, 호버링 로봇의 자율비행에 필요한 배터리 및 그 주변연결장비를 포함하며, 상기 4개의 구동모터 드라이브(310)는 상기 4개의 상부 기둥(306)의 외측면 각각에 장착되어 주 제어기의 신호에 의해 상기 구동모터(102)를 구동시키는 역할을 한다.In addition, the power supply unit 309 is mounted in the internal space between the suspension and the lower battery guides 304 and 305, and includes a battery required for autonomous flight of the hovering robot and its peripheral connection equipment, and the four drive motor drives ( 310 is mounted on each of the outer surfaces of the four upper pillars 306 to drive the driving motor 102 by the signal of the main controller.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명의 소형 호버링 로봇 플랫폼은, 구동부(100) 4개와, 링크부(200) 4개와, 하나의 몸체부(300)로 크게 구성되고, 전체 3부분, 13종, 52개의 부품구성과 그 구성 부품들 간의 볼트 체결을 통한 간단한 구조를 가진다.As described above, the small hovering robot platform according to the present invention includes a large driving part 100, four link parts 200, and one body part 300, and includes three parts, 13 types, and 52 parts in total. It has a simple structure through bolting between the configuration and its components.

본 발명의 실시 예로 약 230mm 직경의 프로펠러와 최대 11,000rpm 회전수의 220W BLDC 구동모터를 사용하여 제작된 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼의 경우, 전체 크기는 약 600mm, 10분 정도 비행할 수 있는 배터리를 포함한 전체 무게는 약 2,200g인 반면, 발생 가능한 최대 추력은 약 4,200g으로 약 1,000g의 임무장비를 탑재하고도 비행할 수 있으며, 자체 무게 대비 약 50%의 가반중량을 가지고 있어 다양한 임무에 적용이 가능하다.In the embodiment of the present invention, the electric 4-propeller small hovering robot platform manufactured using a propeller of about 230 mm diameter and a 220W BLDC driving motor having a maximum rotation speed of 11,000 rpm has a total size of about 600 mm and can fly about 10 minutes. While the total weight including the battery is about 2,200g, the maximum thrust that can be generated is about 4,200g, and it can fly with about 1,000g of mission equipment, and has a payload of about 50% of its own weight. Applicable to

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시하는 것 또한 본 발명의 범위내에 속하는 것은 물론이다.Although the present invention has been described in more detail with reference to the examples, the present invention is not necessarily limited to these examples, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Of course it belongs.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼에 의하면, 각종 재난상황의 감시나 교량과 터널과 고소설비 등의 상태 점검에 필요한 다양한 임무장비가 탑재될 수 있도록 자체 무게 대비 약 50%의 가반중량을 가지며, 다양한 임무에 적용할 수 있는 높은 적응성이 제공되는 효과가 있다.As described above, according to the electric four-propeller miniature hovering robot platform according to the present invention, it is possible to mount various mission equipment necessary for monitoring various disasters or checking the condition of bridges, tunnels, and aerial facilities, etc. It has a payload of% and has the effect of providing high adaptability to various missions.

또한, 본 발명의 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼은 대략 전체 3부분, 13종, 52개 부품의 연결조립으로서 구조가 간단하고, 대량생산이 용이하게 제공되는 효과가 있다.In addition, the electric four-propeller small hovering robot platform of the present invention has an effect of providing a simple structure and easily mass-producing as a connection assembly of approximately three parts, 13 kinds, and 52 parts.

Claims (10)

4개의 구동부와 4개의 링크부 및 몸체부를 포함하여 구성되는 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼으로서,An electric 4-propeller compact hovering robot platform comprising four driving parts, four link parts and a body part, 프로펠러와, 그 프로펠러의 하부에 위치하여 프로펠러를 구동시키는 구동모터와, 어댑터 축이 상기 프로펠러의 중심부위를 관통하고 하부가 구동모터의 상부에 체결되어 상기 프로펠러와 구동모터를 연결하는 어댑터와, 상기 프로펠러의 중심을 관통한 어댑터 축과 체결되는 너트와, 상기 구동모터의 하부에 형성된 로터 축을 통해 상기 구동모터와 결합되어 모터회전수를 측정하는 엔코더를 구비하여 호버링 로봇 플랫폼의 비행에 필요한 추력을 발생하는 4개의 구동부;A propeller, a drive motor positioned at a lower portion of the propeller to drive the propeller, an adapter shaft penetrating the center of the propeller and a lower portion fastened to an upper portion of the drive motor to connect the propeller and the drive motor; A nut coupled to the adapter shaft penetrating the center of the propeller and an encoder coupled to the drive motor through a rotor shaft formed under the drive motor to measure the motor speed generate thrust required for the flight of the hovering robot platform. Four driving units; 일측이 구동모터와 엔코더 사이에 결합되고 타측으로 복수의 체결공이 형성된 마운터와, 상기 마운터의 복수의 체결공 상부에 위치되어 고정 결합되는 조인트와, 상기 조인트의 일 측면에 삽입 결합되는 막대 형태의 링크와, 상기 링크의 타단에 삽입 결합되는 서포터를 구비하는 4개의 링크부; 및One side is coupled between the drive motor and the encoder and a plurality of fastening holes are formed on the other side, the joint is positioned and fixedly coupled to the upper portion of the plurality of fastening holes of the mounter, and a rod-shaped link inserted into one side of the joint And four link portions having a supporter inserted into and coupled to the other end of the link. And 상부 플레이트가 상기 각각의 서포터의 상부 면과 체결되고 상기 상부 플레이트의 하부로 마주하는 하부 플레이트가 상기 각각의 서포터의 하부에 삽입 체결되어 내부공간을 형성하며 복수의 하부 기둥의 상부로 중단 배터리 가이드가 체결되고 상기 각각의 하부 기둥의 하부 면이 상기 중단 배터리 가이드와 마주하는 하단 배터리 가이드의 상부에 위치하여 체결되며 복수의 상부 기둥의 각각의 상부 면이 상기 하부 플레이트에 체결되고 상기 복수의 상부 기둥의 각각의 하부가 상기 중단 배터리 가이드 상부 면에 위치한 상태로 복수의 하부 기둥의 각각의 일측에 체결되는 몸체 하우징과, 상기 몸체 하우징의 상부 및 하부 플레이트 사이의 내부공간에 장착되는 센서 제어부와, 중단 및 하단 배터리 가이드 사이의 내부공간에 장착되는 전원부와, 상기 복수의 상부 기둥의 외측면에 각각 장착되는 구동모터 드라이브를 구비하는 몸체부;An upper plate is fastened to the upper surface of each supporter, and a lower plate facing the lower portion of the upper plate is inserted into and fastened to the lower portion of each of the supporters to form an inner space, and a suspended battery guide is placed on top of the plurality of lower pillars. A lower surface of each of the lower pillars is fastened and positioned at an upper portion of the lower battery guide facing the stop battery guide, and each upper surface of the plurality of upper pillars is fastened to the lower plate and A body housing fastened to one side of each of the plurality of lower pillars with each lower portion located on an upper surface of the middle battery guide, a sensor control unit mounted in an inner space between the upper and lower plates of the body housing; A power unit mounted in the inner space between the lower battery guide, A body portion having a respective drive motor drive mounted to the outer surface of the plurality of the upper cylinder; 를 포함하여 구성되는 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼.Motorized 4-propeller small hovering robot platform configured to include. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프로펠러는, 고속에서 큰 추력을 발생시키는 2엽 또는 3엽의 프로펠러 중 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼.The propeller is a motorized 4-propeller small hovering robot platform, characterized in that consisting of one of the two- or three-lobed propeller generating a large thrust at high speed. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 구동모터는, 정결 회전수가 크고 크기에 비해 출력 토크가 크며 모터의 하우징이 회전하는 방식의 통돌이모터인 것을 특징으로 하는 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼.The drive motor is a motorized four-propeller small hovering robot platform, characterized in that the number of rotation speed is large, the output torque is large compared to the size, the outgoing motor of the housing of the motor rotates. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 엔코더는 체결되는 상부로 복수의 돌기를 형성하고, 상기 마운터는 일측으로 상기 엔코더의 복수의 돌기와 대응하여 형성한 복수의 돌기 구멍을 통해 상기 엔코더와 체결되는 것을 특징으로 하는 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼.The encoder is formed with a plurality of projections to the upper portion is fastened, the mounter is a motorized 4-propeller small hovering is fastened to the encoder through a plurality of projection holes formed corresponding to the plurality of projections of the encoder to one side. Robotic platform. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 조인트와 링크와 서포터는 상기 구동모터와 엔코더의 선이 내부로 배선될 수 있도록 서로 관통된 구조로 구성됨을 특징으로 하는 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼.The joint, the link and the supporter is a motorized four-propeller small hovering robot platform, characterized in that the configuration is configured to penetrate each other so that the wires of the drive motor and encoder can be wired into the interior. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 조인트와 마운터 사이의 체결 부위에는 상기 구동부의 각도 조절을 위한 워셔를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼.The fastening portion between the joint and the mounter is an electric 4-propeller small hovering robot platform, characterized in that it further comprises a washer for adjusting the angle of the drive unit. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 서포터는, 상부 일측으로 상부 플레이트와 체결되는 일정 높이를 가지는 수직바가 형성되고 그 수직바의 하부로 하부 플레이트가 삽입 체결되는 삽입홈을 일체로 형성하며 상기 수직바의 하부에서 절곡된 일측으로 상기 링크가 삽입 체결되는 관통공이 형성된 서포터 몸체로 구성된 것을 특징으로 하는 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼.The supporter is formed with a vertical bar having a predetermined height fastened to the upper plate to one side and integrally forming an insertion groove into which the lower plate is inserted into the lower part of the vertical bar, and the one side bent from the lower side of the vertical bar. Motorized 4-propeller small hovering robot platform, characterized in that consisting of a supporter body is formed with a through-hole is inserted into the link. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 링크는 프로펠러의 크기 변화에 따라 축간 거리가 변경되더라도 대응이 가능하게 길이 조절되는 이중 구조의 관 형태로 구성됨을 특징으로 하는 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼.The link is a motorized 4-propeller miniature hovering robot platform, characterized in that it is configured in the form of a double-shaped tube that can be adjusted even if the distance between the shaft is changed according to the size change of the propeller. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 상부 플레이트는, 호버링 로봇을 제어하는 주 제어기와 통신장치를 탑재한 제어보드인 것을 특징으로 하는 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼.The upper plate is a motorized 4-propeller small hovering robot platform, characterized in that the control board equipped with a main controller and a communication device for controlling the hovering robot. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 센서 제어부는, 호버링 로봇의 자율비행과 재난상황의 감시 및 점검 영 상의 제공을 위한 임무장비를 장착하는 것을 특징으로 하는 전동식 4-프로펠러 소형 호버링 로봇 플랫폼.The sensor control unit is a motorized four-propeller small hovering robot platform, characterized in that for mounting the mission equipment for the autonomous flight of the hovering robot and the monitoring and inspection of the disaster situation.
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