KR101317422B1

KR101317422B1 - 무인 헬리콥터

Info

Publication number: KR101317422B1
Application number: KR1020120127304A
Authority: KR
Inventors: 최태영; 양정모
Original assignee: 주식회사 무성항공
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2013-10-10

Abstract

본 발명은 무인 헬리콥터에 관한 것으로서, 무선조종기의 무선조종에 의해 운행되는 헬기본체와; 상기 헬기본체의 상부와 후방에 각각 결합되는 상부프로펠러 및 후방프로펠러와; 상기 헬기본체의 전방에 사선방향으로 결합되어 상기 헬기본체의 운행시 전방에 위치된 전선을 감지하는 전방전선감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무인 헬리콥터{UNMANNED HELICOPTER}

본 발명은 무인 헬리콥터에 관한 것으로, 보다 자세히는 프로펠러가 전선에 감기는 것을 방지할 수 있는 무인 헬리콥터에 관한 것이다.

무인 헬리콥터는 농약이나 비료를 살포하기 위해 또는 영화나 광고영상을 촬영하기 위해 사용된다.

종래 무인 헬리콥터는 등록특허 제10-0938804호에 개시된 바 있다. 종래 무인 헬리콥터는 무선조종기에 의해 원격조정되어 주행된다.

그런데, 종래 무인 헬리콥터는 조종자가 원거리에서 조종하기 때문에 주행방향 전면의 전선 등을 인식하지 못하는 경우가 있다. 이 경우 프로펠러에 전선이 감겨 무인 헬리콥터가 추락하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 조종자가 전선을 인식하지 못하더라도 전방의 전선을 감지하여 전선을 넘어 주행할 수 있는 무인 헬리콥터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전선을 감지한 경우 조종자에게 전선이 있음을 알려 조종방향을 조절할 수 있도록 하는 무인 헬리콥터를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 무인 헬리콥터에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 무인 헬리콥터는, 무선조종기의 무선조종에 의해 운행되는 헬기본체와; 상기 헬기본체의 상부와 후방에 각각 결합되는 상부프로펠러 및 후방프로펠러와; 상기 헬기본체의 전방에 사선방향으로 결합되어 상기 헬기본체의 운행시 전방에 위치된 전선을 감지하는 전방전선감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 전방전선감지부에 구비되어 상기 전선과 상기 전방전선감지부의 접촉시 접촉압력을 감지하여 상기 무선조종기로 전송하는 제1압력감지부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 전방전선감지부는 일정 길이를 갖는 봉형상 또는 일정 면적을 갖는 판형상으로 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 전방전선감지부는 측단면형상이 직선형태, 또는 양단부가 절곡된 형태, 곡선형태 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 전방전선감지부의 하부영역과 상기 헬기본체 하부의 스키드를 연결하여 지지하는 감지부지지프레임과; 상기 전방전선감지부의 일영역과 상기 헬기본체의 상부를 연결하여 지지하는 상부감지부지지프레임을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 헬기본체의 후방에 결합되어 후방에 위치된 전선을 감지하는 후방전선감지부과; 상기 후방전선감지부에 구비되어 상기 전선과 상기 후방전선감지부의 접촉시 접촉압력을 감지하여 상기 무선조종기로 전송하는 제2압력감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 무선조종기에는 출력부가 구비되고, 상기 제1압력감지부와 상기 제2압력감지부로부터 접촉압력 신호가 전송되면 상기 출력부가 상기 전선과의 접촉을 음성, 불빛, 이미지 중 어느 하나로 출력하도록 제어하는 제어부를 더 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 전방전선감지부와 상기 후방전선감지부는 단면형상이 유선형으로 형성되며 공기가 유동되도록 중공형상으로 형성된다.

본 발명에 따른 무인 헬리콥터는 헬기본체의 전방과 후방에서 전선을 감지하는 전선감지봉이 구비되어 전선과 프로펠러가 접촉되는 것을 예방한다.

또한, 전선감지봉에 결합된 압력감지부가 전선과의 접촉여부를 제어부로 전송하고, 이를 출력부에서 출력하여 조종자가 이 사실을 인식하고 조종방향을 즉시 변경할 수 있게 된다.

이에 따라 헬기본체가 추락하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무인 헬리콥터의 구성을 도시한 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따른 무인 헬리콥터의 측면구성을 도시한 측면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 무인 헬리콥터가 전선을 통과하는 과정을 도시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 무인 헬리콥터(100)의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 무인 헬리콥터(100)의 측면구성을 도시한 측면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무인 헬리콥터(100)는 헬기본체(110)와, 헬기본체(110)의 상부에 구비되는 상부프로펠러(120)와, 헬기본체(110)의 하부에 구비되는 후방프로펠러(130)와, 헬기본체(110)의 전방에 구비되어 전선을 감지하는 전방전선감지부(140)과, 전방전선감지부(140) 상에 구비되어 전선과의 접촉압력을 감지하는 제1압력감지부(150)와, 헬기본체(110)의 후방에 구비되어 전선을 감지하는 후방전선감지부(160)과, 후방전선감지부(160) 상에 구비되어 전선과의 접촉압력을 감지하는 제2압력감지부(167)와, 헬기본체(110)를 무선으로 조종하는 무선조종기(180)를 포함한다.

헬기본체(110)는 무선조종기(180)의 조종에 의해 공중을 운행한다. 헬기본체(110)는 전체적으로 유선형의 형태로 형성되며 하부에 좌우 양쪽으로 한 쌍의 스키드(113)가 형성된다. 헬기본체(110)의 내부에는 무선조종기(180)에 의해 동작되는 엔진(미도시)이 구비되고, 상부에는 엔진(미도시)의 회전력을 상부프로펠러(120)로 전달하는 상부로터(115)가 구비된다.

헬기본체(110)의 후방에는 후방프로펠러(130)가 결합되는 테일(117)이 돌출 형성된다.

헬기본체(110)의 일측에는 무선조종기(180)로부터 조종신호를 수신하고, 압력감지부(150, 161)의 압력감지신호를 제어부(190)로 전송하는 통신부(111)가 구비된다.

상부프로펠러(120)는 상부로터(115)에 의해 엔진(미도시)으로부터 구동력을 인가받아 회전하여 헬기본체(110)에 추진력을 발생시킨다. 후방프로펠러(130)는 엔진(미도시)으로부터 구동력을 인가받아 헬기본체(110)에 추진력을 발생시킨다.

여기서, 무인 헬리콥터(100)는 그 사용목적에 따라 농약 또는 촬영카메라가 한 쌍의 스키드(113) 사이에 구비된다.

전방전선감지부(140)은 헬기본체(110)의 전방에 구비되어 헬기본체(110)의 운행중에 전방에 위치한 전선(200)을 감지한다. 전방전선감지부(140)은 일정 길이를 갖는 봉의 형태로 형성된다. 전방전선감지부(140)은 헬기본체(110)에 대해 상방향으로 일정각도 경사지게 결합된다. 이에 의해 전방전선감지부(140)에 전선(200)이 접촉하면 전방전선감지부(140)이 전선(200)을 가압하며 전선(200)의 위로 헬기본체(110)가 전선(200)을 타고 미끄러지듯 이동되게 된다.

전방전선감지부(140)의 하단부는 감지부지지프레임(170)에 의해 스키드(113)에 결합되고, 중간영역은 상부감지부지지프레임(171)에 의해 지지된다. 이 때, 전방전선감지부(140)의 상단부는 자유단의 형태로 배치된다. 상단부는 상부프로펠러(120)의 회전반경으로부터 일정간격(d1) 이격되게 형성된다. 이에 따라 전방전선감지부(140)이 전선에 접촉될 때 전방전선감지부(140)가 전선(200)을 차폐하여 전선(200)과 상부프로펠러(120)가 접촉되는 것을 방지한다.

전방전선감지부(140)은 공기저항을 줄이기 위해 도 2에 확대도시된 바와 같이 유선형으로 형성된다. 이에 따라 헬기본체(110)의 주행시에 상부프로펠러(120)의 회전에 의해 발생되는 바람이 전방전선감지부(140)의 유선형의 표면을 따라 아래로 이동하게 된다.

이 때, 전방전선감지부(140)의 내부는 공기가 유동될 수 있게 중공형상으로 형성된다. 전방전선감지부(140)은 하부지지대(141)와, 하부지지대(141)를 둘러싼 관체(143)와, 관체(143) 내부의 공기유동로(142)로 형성된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전방전선감지부(140)는 일정 길이를 갖는 직선봉의 형태로 구비되었으나, 경우에 따라 일정 면적을 갖는 판 형상으로 구비될 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 스키드(113) 사이의 거리에 대응되는 폭을 갖는 판 형태로 형성되어 헬기본체(110)의 전면에 배치된다.

또한, 전방전선감지부(140)는 측단면형상이 도시된 바와 같은 직선형태 뿐만 아니라 양단부가 절곡된 형태, 곡선형태, 또는 이들의 조합된 형태로 다양하게 형성될 수 있다. 전방전선감지부(140)는 전선을 가압하여 헬기본체(110)가 원활하게 이동될 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.

전방전선감지부(140)의 일측에는 전방전선감지부(140)과 전선의 접촉을 감지하는 제1압력감지부(150)가 구비된다. 제1압력감지부(150)는 전방전선감지부(140)과 전선(200)이 접촉될 때 발생되는 접촉압력을 감지한다. 이러한 접촉압력이 감지되면 제1압력감지부(150)는 통신부(111)를 통해 제어부(190)로 전선과 접촉되었다는 신호를 전송한다.

제1압력감지부(150)는 압력센서 또는 접촉센서로 구비될 수 있다.

후방전선감지부(160)은 후방프로펠러(130)와 이격되게 헬기본체(110)의 후방에 결합된다. 이 대, 후방전선감지부(160)은 헬기본체(110)의 테일(117)로부터 수평하게 연장형성된 지지프레임(165)에 고정된다.

후방전선감지부(160)은 도 2에 도시된 바와 같이 측단면이 유선형으로 형성된다. 즉, 후방전선감지부(160)의 상단(160a)과 후단(160b)이 서로 반대방향으로 절곡되게 유선형으로 형성된다. 이러한 후방전선감지부(160)의 유선형상은 공기의 이동흐름에 방해를 주지 않고 공기가 원활히 이동할 수 있게 하기 위함이다.

또한, 후방전선감지부(160)의 유선형상은 헬기본체(110)가 전선(200)을 경유하여 주행할 때 전선(200)과 후방프로펠러(130)의 접촉을 방지하기 위함이다. 즉, 전선(200)을 타고 넘어 주행할 때는 헬기본체(110)가 사선방향으로 기울어진 상태로 이동하게 된다. 이 경우, 후방전선감지부(160)의 후단(160b)이 먼저 전선(200)에 접촉되고 상단(160a)이 후속하여 접촉되므로 전선(200)과 걸리지 않도록 부드럽게 절곡된 유선형으로 형성된다.

후방전선감지부(160)의 횡단면 형상은 상술한 전방전선감지부(140)과 동일하게 유선형으로 형성된다. 후방전선감지부(160)도 동일하게 내부로 공기가 이동되게 중공형상으로 형성된다.

한편, 지지프레임(165)에는 제2압력감지부(167)가 구비된다. 제2압력감지부(167)는 후방전선감지부(160)이 전선(200)과 접촉되는 압력을 감지하여 제어부(190)로 전송한다.

감지부지지프레임(170)과 상부감지부지지프레임(171)은 전방전선감지부(140)가 헬기본체(110)에 대해 안정적으로 위치가 고정되도록 지지한다. 감지부지지프레임(170)은 전방전선감지부(140)의 하단부와 스키드(113)를 연결하고, 상부감지부지지프레임(171)은 헬기본체(110)와 전방전선감지부(140)의 가운데 영역, 바람직하게는 제1압력감지부(150)의 하부영역을 지지한다.

감지부지지프레임(170)과 상부감지부지지프레임(171)은 전방전선감지부(140)의 형상에 따라 복수개로 구비되어 전방전선감지부(140)가 전선을 감지한 후, 전선을 가압하며 전선을 타고 이동할 때 위치가 안정적으로 유지되도록 한다.

한편, 상부감지부지지프레임(171)의 일측에는 지지와이어(175)가 좌우 양측으로 한쌍이 구비된다. 지지와이어(175)는 전방전선감지부의 단부영역과 스키드(113)를 연결하여 전방전선감지부(140)가 외력에 의해 휘어지는 것을 방지한다. 지지와이어(175)는 특수와이어로 충분한 강성과 내구성을 갖는 것으로 구비된다.

무선조종기(180)는 헬기본체(110)와 통신부(111)를 통해 통신하며 헬기본체(110)의 위치를 조정한다. 무선조종기(180)에는 조종자가 헬기본체(110)의 위치를 조종하는 조종스위치(181)와, 헬기본체(110)가 전선(200)과 접촉되었음을 조종자가 인식하도록 경고음 또는 경고메시지 또는 경고용 불빛을 출력하는 출력부(183)와, 무선통신을 위한 통신안테나(185)와, 압력감지부(150, 161)의 감지신호에 따라 출력부(183)가 경고음을 출력하도록 제어하는 제어부(190)를 포함한다.

조종스위치(181)는 조종자의 조종이 용이하도록 형성된다.

출력부(183)는 조종자가 전선이 헬기본체(110)와 접촉되었음을 인식하도록 한다. 출력부(183)는 경고음 또는 경고메시지를 출력하는 스피커의 형태로 형성되거나, 경고불빛 또는 경고메시지를 표시하는 LED 램프 또는 디스플레이창으로 구비될 수 있다.

이 때, 출력부(183)는 전선이 헬기본체(110)의 전방에서 접촉되었는지, 후방에서 접촉되었는지를 구분하여 표시하여 조종자가 즉시 헬기본체(110)의 조종에 대응할 수 있도록 한다. 이를 위해 출력부(183)가 LED 램프일 경우 전방걸림과 후방걸림시의 램프 색깔을 상이하게 구비할 수 있다. 일례로, 적색램프가 점등한 경우 전방전선감지부(140)에 전선이 접촉된 경우이고, 청색램프가 점등한 경우 후방전선감지부(160)에 전선이 접촉된 것을 표시하게 할 수 있다.

스피커의 형태로 구비되는 경우 전방걸림, 후방걸림 등의 서로 다른 메시지를 출력하도록 구비될 수 있다.

제어부(190)는 제1압력감지부(150)와 제2압력감지부(167)에서 전송된 압력감지신호에 따라 출력부(183)가 구동되도록 제어한다. 제어부(190)는 출력부(183)가 기 설정된 서로 다른 형태로 전방에서 전선이 감지되었는지 후방에서 감지되었는지를 정확하게 표시하도록 제어한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 무인 헬리콥터(100)의 동작과정을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

헬기본체(110)가 이륙하면 조종자는 무선조종기(180)를 통해 헬기본체(110)의 주행방향을 조정한다. 헬기본체(110)가 공중에서 주행하는 도중에 전방에 전선(200)이 위치한 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 전방전선감지부(140)에 전선(200)이 접촉하게 된다.

전방전선감지부(140)에 전선(200)이 접촉되면 제1압력감지부(150)에 압력이 감지된다. 제1압력감지부(150)는 접촉압력이 감지되었음을 제어부(190)로 전송한다.

이 때, 전방전선감지부(140)이 전선(200)과 접촉되더라도 상부프로펠러(120)와 전선(200)이 접촉되지 않도록 전방전선감지부(140)이 차폐하고 있으므로 헬기본체(110)가 계속하여 주행이 가능하다. 헬기본체(110)가 계속하여 전방으로 추진력을 발생하면 전방전선감지부(140)은 전선(200)을 가압하며 전선(200)을 타고 이동하게 된다. 전선(200)을 일정 길이를 갖는 줄의 형태이므로 탄성적으로 변형되고, 자연스럽게 전방전선감지부(140)이 전선(200)을 따라 이동하며 헬기본체(110)의 이동을 가이드하게 된다.

한편, 제어부(190)는 제1압력감지부(150)로부터 접촉압력을 수신받으면 전방에 전선(200)이 접촉되었음을 출력부(183)가 출력하도록 제어한다. 이에 의해 조종자는 헬기본체(110)와 전선(200)이 접촉되었음을 인지하고 조종방향을 변경하게 된다.

한편, 경우에 따라 헬기본체(110)의 후방에 전선(200)이 배치되는 경우에도 상술한 바와 동일하게 후방전선감지부(160)과 제2압력감지부(167)가 동작하여 조종자가 헬기본체(110)와 전선(200)이 접촉되었음을 인지하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 무인 헬리콥터는 헬기본체의 전방과 후방에서 전선을 감지하는 전선감지봉이 구비되어 전선과 프로펠러가 접촉되는 것을 예방한다.

이에 따라 헬기본체가 추락하는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 무인 헬리콥터의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 무인 헬리콥터 110 : 헬기본체
111 : 통신부 113 : 스키드
115 : 상부로터 117 : 테일
120 : 상부프로펠러 130 : 후방프로펠러
140 : 전방전선감지부 150 : 제1압력감지부
160 : 후방전선감지부 160a : 상단
160b : 후단 165 : 지지프레임
161 : 제2압력감지부 170 : 감지부지지프레임
171 : 상부감지부지지프레임 175 : 지지와이어
180 : 무선조종기 181 : 조종스위치
185 : 통신안테나 190 : 제어부

Claims

무인 헬리콥터에 있어서,
무선조종기의 무선조종에 의해 운행되는 헬기본체와;
상기 헬기본체의 상부와 후방에 각각 결합되는 상부프로펠러 및 후방프로펠러와;
상기 헬기본체의 전방에 사선방향으로 결합되어 상기 헬기본체의 운행시 전방에 위치된 전선을 감지하는 전방전선감지부와;
상기 전방전선감지부에 구비되어 상기 전선과 상기 전방전선감지부의 접촉시 접촉압력을 감지하여 상기 무선조종기로 전송하는 제1압력감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 헬리콥터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 전방전선감지부는 일정 길이를 갖는 봉형상 또는 일정 면적을 갖는 판형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 무인 헬리콥터.
제3항에 있어서,
상기 전방전선감지부는 측단면형상이 직선형태, 또는 양단부가 절곡된 형태, 곡선형태 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 무인 헬리콥터.
제4항에 있어서,
상기 전방전선감지부의 하부영역과 상기 헬기본체 하부의 스키드를 연결하여 지지하는 감지부지지프레임과;
상기 전방전선감지부의 일영역과 상기 헬기본체의 상부를 연결하여 지지하는 상부감지부지지프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 헬리콥터.
제1항에 있어서,
상기 헬기본체의 후방에 결합되어 후방에 위치된 전선을 감지하는 후방전선감지부과;
상기 후방전선감지부에 구비되어 상기 전선과 상기 후방전선감지부의 접촉시 접촉압력을 감지하여 상기 무선조종기로 전송하는 제2압력감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 헬리콥터.
제6항에 있어서,
상기 무선조종기에는 출력부가 구비되고,
상기 제1압력감지부와 상기 제2압력감지부로부터 접촉압력 신호가 전송되면 상기 출력부가 상기 전선과의 접촉을 음성, 불빛, 이미지 중 어느 하나로 출력하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 헬리콥터.
제6항에 있어서,
상기 전방전선감지부와 상기 후방전선감지부는 단면형상이 유선형으로 형성되며 공기가 유동되도록 중공형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 무인 헬리콥터.