KR101318865B1 - flapping type aerial vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이온성고분자금속복합체(IPMC; Ionic Polymer Metal Composites)를 구동기로 사용하여 복수개의 날개를 상하방향으로 반복적으로 스윙 운동시켜 양력 및 추력을 발생시켜 비행할 수 있도록 한 날개짓 비행체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 날개짓 비행체는, 비행체 본체와; 상기 본체의 측면부에 상하방향으로 회전 가능하게 연결되어 양력 및 추력을 발생시키는 복수개의 날개와; 상기 각각의 날개에 측방향으로 연장되게 설치되며, 외부에서 인가되는 전원에 의해 상측 또는 하측 방향으로 구부러지는 변형을 일으키면서 날개를 상하방향으로 반복적으로 회전시키는 이온성고분자금속복합체(IPMC)와; 상기 이온성고분자금속복합체에 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a winged aircraft that can fly by generating a lift and thrust by repeatedly swinging a plurality of wings in an up and down direction by using ionic polymer metal composites (IPMC) as a driver. Wing wing body according to the present invention, the aircraft body; A plurality of wings rotatably connected in a vertical direction to the side portions of the main body to generate lift and thrust; An ionic polymer metal complex (IPMC) installed to extend in the lateral direction and repeatedly rotating the blade in the vertical direction while causing deformation to be bent upward or downward by power applied from the outside; And a power supply unit electrically connected to the ionic polymer metal composite to supply power.

Description

날개짓 비행체{flapping type aerial vehicle}Flapping type aerial vehicle

본 발명은 비행체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이온성고분자금속복합체(IPMC; Ionic Polymer Metal Composites)를 구동기로 사용하여 복수개의 날개를 상하방향으로 반복적으로 스윙 운동시켜 양력 및 추력을 발생시켜 비행할 수 있도록 한 날개짓 비행체에 관한 것이다.
The present invention relates to a flying vehicle, and more particularly, using ionic polymer metal composites (IPMC) as a driver to repeatedly swing a plurality of wings in the vertical direction to generate lift and thrust to fly. It's about a winged aircraft.

일반적으로 비행체는 소정 거리를 활주하면서 양력을 얻어서 이륙하는 고정익 비행체와, 회전날개인 로터의 회전으로부터 양력을 얻어 제자리에서 수직으로 이착륙하는 회전익 비행체로 분류된다. In general, a flying vehicle is classified into a fixed wing vehicle that lifts off and takes off while sliding a predetermined distance, and a rotorcraft wing body that lifts and lands vertically in place by receiving lift from rotation of a rotor that is a rotary blade.

고정익 비행체는 엔진이나 프로펠러의 운동으로 추력과 양력을 발생시키는 구조로서 자세를 보정하기 위하여 수직 날개 및 수평 날개를 가지고 있다. 그리고, 헬리콥터와 같은 회전익 비행체는 로터의 회전 운동에 의해 추력과 양력을 발생시키는 구조이며, 보조 로터의 회전 운동으로 동체의 회전을 제어한다. The fixed wing vehicle is a structure that generates thrust and lift by the movement of an engine or propeller, and has a vertical wing and a horizontal wing to correct posture. In addition, a rotorcraft such as a helicopter has a structure for generating thrust and lift by the rotational movement of the rotor, and controls the rotation of the body by the rotational movement of the auxiliary rotor.

그런데, 상기와 같은 종래의 고정익 비행체와 회전익 비행체는 복잡한 추진장치와 구동장치가 요구되어 구조가 복잡하고 중량이 매우 무거운 단점이 있다. However, the conventional fixed wing vehicle and the rotorcraft vehicle as described above has a disadvantage in that the structure is complicated and the weight is very heavy because a complicated propulsion device and a driving device are required.

이에 대한민국 공개특허공보 제2011-10234호에 개시된 것과 같이 좌우측의 날개를 상하방향으로 반복적으로 스윙(swing) 운동시켜 양력 및 추력을 발생시키는 날개짓 비행체가 개발되었다. 상기 공개특허공보에 개시된 종래의 날개짓 비행체는 좌우측 날개를 각각 주동날개와 종동날개의 쌍으로 구성하고, 주동날개와 종동날개 사이에 코일에 흐르는 전류의 방향에 따라 좌우측 날개에 전자기력을 발생시키는 구동체를 구성하여, 상기 구동체에 의해 발생하는 전자기력의해 인력과 척력을 발생시켜 날개짓에 의한 양력을 발생시킨다. Accordingly, as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-10234, a wing-flighting vehicle that generates lift and thrust by repeatedly swinging the left and right wings in the vertical direction has been developed. Conventional winged vehicle disclosed in the above-mentioned patent publication is configured to drive the left and right wings in pairs of the main wing and the driven blade, respectively, and generates an electromagnetic force in the left and right wings according to the direction of the current flowing in the coil between the main wing and the driven wing A sieve is formed to generate attractive force and repulsive force by the electromagnetic force generated by the driving body, thereby generating lift by the wing.

하지만, 이러한 종래의 날개짓 비행체는 좌우측 각각의 날개를 주동날개와 종동날개로 구성해야 하므로 날개의 구성이 복잡해지고, 비행체의 전체 하중이 증가하여 동력 소모량이 증가하는 문제가 있다. However, such a conventional wing aircraft has a problem that the configuration of the wing is complicated, because the wing of each of the left and right sides must be composed of the main wing and the driven wing, the power consumption is increased by increasing the overall load of the wing.

또한, 종래의 날개짓 비행체는 단순히 날개의 반복적인 스윙 운동만 발생시킬 수 있을 뿐 날개의 받음각(angle of attack)을 제어하지 못하여 비행 안정성과 조정성이 낮은 문제가 있다.
In addition, the conventional winged aircraft can only generate a repetitive swinging movement of the wing, there is a problem that the flight stability and controllability is low because it does not control the angle of attack of the wing.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 날개의 상하방향 스윙 운동을 발생시키는 구동기의 구성을 단순화시키고, 경량화가 용이하며, 날개의 받음각(angle of attack) 제어가 용이하도록 하여 비행 안정성과 조정성을 향상시킬 수 있는 날개짓 비행체를 제공함에 있다.
The present invention is to solve the conventional problems as described above, an object of the present invention is to simplify the configuration of the driver for generating the vertical swing motion of the blade, easy to reduce the weight, the angle of attack control of the blade It is to provide a wing wing aircraft that can be easily improved to improve flight stability and control.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 비행체 본체와; 상기 본체의 측면부에 상하방향으로 회전 가능하게 연결되어 양력 및 추력을 발생시키는 복수개의 날개와; 상기 각각의 날개에 측방향으로 연장되게 설치되며, 외부에서 인가되는 전원에 의해 상측 또는 하측 방향으로 구부러지는 변형을 일으키면서 날개를 상하방향으로 반복적으로 회전시키는 이온성고분자금속복합체(IPMC)와; 상기 이온성고분자금속복합체에 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 날개짓 비행체를 제공한다.The present invention for achieving the above object, the aircraft body; A plurality of wings rotatably connected in a vertical direction to the side portions of the main body to generate lift and thrust; An ionic polymer metal complex (IPMC) installed to extend in the lateral direction and repeatedly rotating the blade in the vertical direction while causing deformation to be bent upward or downward by power applied from the outside; It provides a wing wing, characterized in that it comprises a power supply for supplying power electrically connected to the ionic polymer metal composite.

본 발명의 한 형태에 따르면, 상기 이온성고분자금속복합체는 각각의 날개에 복수개씩 설치되어, 상기 전원공급부로부터 개별적으로 전원을 인가받아 변형되는 것을 특징으로 한다.
According to one embodiment of the present invention, the ionic polymer metal composite is provided with a plurality of each of the wings, characterized in that the deformation by receiving power separately from the power supply.

본 발명에 따르면, 날개의 스윙 운동을 발생시키는 구동기로서 이온성고분자금속복합체(IPMC)를 이용하므로 비행체의 전체 구조를 단순화시킬 수 있으며, 비행체의 하중을 대폭 경감시킬 수 있다. 따라서, 비행체의 비행 능력을 향상시킬 수 있으며, 비행에 요구되는 동력도 감소시킬 수 있다. According to the present invention, since the ionic polymer metal complex (IPMC) is used as a driver for generating the swing motion of the blade, the overall structure of the vehicle can be simplified, and the load of the vehicle can be greatly reduced. Therefore, the flying ability of the vehicle can be improved, and the power required for the flight can also be reduced.

또한, 비행체의 날개에 이온성고분자금속복합체를 전후로 복수개씩 구성하게 되면, 각각의 이온성고분자금속복합체에 인가되는 전압의 크기와 전압 변화 주파수를 따라 날개의 받음각(angle of attack)과 날개의 비틀림 형태 등을 가변시킬 수 있고, 이를 통해 양력과 추력을 향상시킬 수 있다. In addition, if a plurality of ionic polymer metal composites are formed on the wing of an aircraft before and after each other, the angle of attack and the twist of the wing are varied according to the magnitude and voltage change frequency of the voltage applied to each ionic polymer metal composite. The shape and the like can be changed, thereby improving lift and thrust.

그리고, 비행체의 좌,우측 날개의 이온성고분자금속복합체에 인가되는 전압의 크기를 서로 다르게 하거나 전압 변환 주파수를 서로 다르게 제어하면, 비행체의 선회 운동을 용이하게 구현할 수 있다.
In addition, by varying the magnitude of the voltage applied to the ionic polymer metal composites of the left and right wings of the aircraft or controlling the voltage conversion frequency differently, it is possible to easily implement the swinging movement of the aircraft.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 날개짓 비행체를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 날개짓 비행체의 이온성고분자금속복합체(IPMC)의 작동원리를 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 날개짓 비행체의 정면에서 본 개략적인 단면도로, 도 3a는 이온성고분자금속복합체(IPMC)에 전원이 공급되지 않아 날개가 정지한 상태이고, 도 3b는 이온성고분자금속복합체(IPMC)에 전압이 변하면서 공급되어 날개의 스윙 운동이 발생한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 I-I 선 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 날개짓 비행체를 개략적으로 나타낸 정면에서 본 단면도이다. 1 is a plan view schematically showing a wing wing vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the operating principle of the ionic polymer metal composite (IPMC) of the winged aircraft of FIG.
3A and 3B are schematic cross-sectional views seen from the front of the winged aircraft of FIG. 1, FIG. 3A is a state in which a wing is stopped because power is not supplied to an ionic polymer metal composite (IPMC), and FIG. 3B is ionic It is a view showing a state in which the swing movement of the blade is generated by supplying the voltage to the polymer metal composite (IPMC).
4 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
Figure 5 is a cross-sectional view from the front schematically showing the winged aircraft according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 날개짓 비행체의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the winged aircraft according to the present invention.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 날개짓 비행체를 나타낸 것으로, 본 발명의 날개짓 비행체는 본체(10)와, 상기 본체(10)의 좌우 측면부에 측방향으로 연장되게 형성되어 상하방향으로 회전하면서 양력 및 추력을 발생시키는 복수개의 날개(20)와, 상기 본체(10)로부터 상기 각각의 날개(20)에 측방향으로 연장되게 설치되며 외부에서 인가되는 전원에 의해 상측 또는 하측 방향으로 구부러지는 변형을 일으키면서 날개(20)를 상하방향으로 반복적으로 회전시키는 이온성고분자금속복합체(30)(IPMC; Ionic Polymer Metal Composites)와, 상기 이온성고분자금속복합체(30)에 전원을 공급하는 전원공급부(40)를 포함한다.1 to 4 show a winged aircraft according to an embodiment of the present invention, the winged aircraft of the present invention is formed to extend in the lateral direction on the left and right sides of the main body 10, the main body 10 A plurality of blades 20 for generating lift and thrust while rotating in the up and down direction, and are installed to extend laterally from the main body 10 to the respective blades 20, the upper side or the lower side by a power applied from the outside Power to the ionic polymer metal composites (IPMC) 30 and the ionic polymer metal composites 30 which repeatedly rotate the blades 20 in the vertical direction while causing deformation to bend in the direction. It includes a power supply 40 for supplying.

이 첫번째 실시예에서 상기 날개(20)들은 이온성고분자금속복합체(30)의 굽힘 변형에 따라 쉽게 변형이 가능하도록 유연한 합성수지 재질로 이루어진다. 상기 날개(20)는 후술하는 것과 같은 이온성고분자금속복합체(30)의 굽힘 변형에 의해 상측 및 하측으로 스윙 운동하면서 양력 및 추력을 발생시키게 된다. 이 실시예에서 상기 날개(20)는 본체(10)의 좌,우 측면부에 일체로 연결되어 이온성고분자금속복합체(30)의 굽힘 변형에 의해 함께 굽힘 변형되면서 스윙 운동하도록 되어 있다. 하지만, 도 5에 다른 실시예로 도시된 것과 같이 양측 날개(20)가 힌지축(21)을 매개로 본체(10)에 연결되어 상기 이온성고분자금속복합체(30)의 작용에 의해 상기 힌지축(21)을 중심으로 회전하면서 상하로 스윙 운동하도록 구성될 수도 있을 것이다. In this first embodiment, the blades 20 are made of a flexible synthetic resin material that can be easily deformed according to the bending deformation of the ionic polymer metal composite 30. The blade 20 generates lift and thrust while swinging upward and downward by bending deformation of the ionic polymer metal composite 30, which will be described later. In this embodiment, the blade 20 is integrally connected to the left and right side portions of the main body 10 so as to swing together while bending deformation by the bending deformation of the ionic polymer metal composite 30. However, as shown in another embodiment in FIG. 5, both of the wing blades 20 are connected to the main body 10 via the hinge shaft 21, and the hinge shaft is formed by the action of the ionic polymer metal complex 30. It may be configured to swing up and down while rotating about (21).

상기 이온성고분자금속복합체(30)는 각각의 날개(20)에 복수개씩(이 실시예에서 2개씩) 전,후로 일정 간격으로 배치된다. 상기 이온성고분자금속복합체(30)는 일단부가 본체(10)에 연결되어 상기 전원공급부(40)로부터 전원을 공급받는다. 상기 이온성고분자금속복합체(30)는 이 실시예에서와 같이 날개(20)의 내측에 삽입된 구조로 설치될 수도 있지만, 이와 다르게 날개(20)의 표면에 부착된 구조로 설치될 수도 있다.The ionic polymer metal complexes 30 are arranged at predetermined intervals before and after each of the plurality of wings 20 (two in this embodiment). One end of the ionic polymer metal complex 30 is connected to the main body 10 to receive power from the power supply unit 40. The ionic polymer metal composite 30 may be installed in a structure inserted into the inside of the wing 20 as in this embodiment, or alternatively, may be installed in a structure attached to the surface of the wing 20.

상기 이온성고분자금속복합체(30)(IPMC)는 금속 전극과 불소로 치환된 이온성 고분자 막의 복합물로서 일례로 나피온(Nafion: perfluorsulfonate ionomer, DuPont 사)과 같은 불소로 치환된 이온성 고분자 막 및 이온성 고분자 막의 양면에 배치된 금속전극을 구비한다. 도 2에 도시한 것과 같이, 이온성고분자금속복합체(30)의 양쪽 금속 전극(31)에 소정의 전압을 인가하면 막 내부에 존재하는 금속 양이온이 전기삼투압(electro-osmosis) 현상에 의해 음극 방향으로 이동하여 음으로 하전된 전극층은 팽창이, 양으로 하전된 전극층은 수축이 발생하여 양극 방향으로 구부러지는 변형이 일어난다. 이러한 변형은 인가 전압의 크기에 비례하여 발생하게 된다. 즉, 큰 전압에서는 큰 굽힘 변형이 발생하게 된다. 또한, 전원공급부(40)에서 전압을 변경하여 주면 이온성고분자금속복합체(30)는 큰 스윙 동작을 하게 된다. 따라서, 상기 전원공급부(40)는 배터리(41)에서 상기 이온성고분자금속복합체(30)로 인가되는 전압을 변환시키는 스위칭유닛(42)을 구비함이 바람직하다. The ionic polymer metal complex 30 (IPMC) is a composite of a metal electrode and an ionic polymer membrane substituted with fluorine. For example, an ionic polymer membrane substituted with fluorine such as Nafion (perfluorsulfonate ionomer, DuPont) and Metal electrodes disposed on both sides of the ionic polymer membrane. As shown in FIG. 2, when a predetermined voltage is applied to both metal electrodes 31 of the ionic polymer metal composite 30, the metal cations present in the membrane are in the direction of the cathode due to the electro-osmosis phenomenon. The negatively charged electrode layer expands and the positively charged electrode layer contracts, causing deformation to bend in the direction of the anode. This deformation occurs in proportion to the magnitude of the applied voltage. That is, large bending deformation occurs at a large voltage. In addition, when the voltage is changed in the power supply unit 40, the ionic polymer metal composite 30 performs a large swing operation. Accordingly, the power supply 40 preferably includes a switching unit 42 for converting a voltage applied from the battery 41 to the ionic polymer metal composite 30.

이와 같이 상기 이온성고분자금속복합체(30)는 인가되는 전압에 따라 상측 또는 하측으로 구부러지는 변형을 일으키면서 날개(20)의 스윙 동작을 발생시키는 구동기(actuator)로서 작용하게 되는데, 이러한 이온성고분자금속복합체(30)는 낮은 구동전압과 큰 변형률, 빠른 응답속도 등의 장점을 가지고 있다.As described above, the ionic polymer metal composite 30 acts as an actuator to generate a swing motion of the wing 20 while causing deformation to be bent upward or downward depending on the applied voltage. The metal composite 30 has advantages such as low driving voltage, large strain rate, and fast response speed.

한편, 전술한 것과 같이 상기 이온성고분자금속복합체(30)는 각각의 날개(20)에 2개씩 전후로 배치되므로(이해를 돕기 위해 날개의 전방에 배치되는 이온성고분자금속복합체를 전방측 이온성고분자금속복합체라 명하며, 날개의 후방에 배치되는 이온성고분자금속복합체를 후방측 이온성고분자금속복합체라 명하여 설명함), 전방측 이온성고분자금속복합체(30a)에 인가되는 전압과 후방측 이온성고분자금속복합체(30b)에 인가되는 전압을 다르게 하면 도 4에 도시한 것과 같이 날개(20)의 전후방의 변형 정도가 달라지거나 날개(20)가 비틀리면서 받음각(α)(angle of attack)이 가변될 수 있게 된다. 예를 들어, 전방측 이온성고분자금속복합체(30a)에 큰 양(+)의 전압을 인가하고, 후방측 이온성고분자금속복합체(30b)에 작은 양(+)의 전압을 인가하면 날개(20)의 전방부가 더 많이 들리면서 위쪽으로 스윙하게 된다. 그리고, 전방측 이온성고분자금속복합체(30a)에 양(+)의 전압을 인가하고, 후방측 이온성고분자금속복합체(30b)에 음(-)의 전압을 인가하면 날개(20)가 비틀리면서 받음각이 가변된다.On the other hand, as described above, since the ionic polymer metal complexes 30 are disposed in front and rear two at each wing 20 (for the purpose of understanding, the ionic polymer metal complexes disposed in front of the wing are ionic polymers). It is called a metal complex, and the ionic polymer metal complex disposed behind the wing is referred to as the rear ionic polymer metal complex), and the voltage and rear ionic applied to the front ionic polymer metal complex 30a. When the voltage applied to the polymer metal composite 30b is different, as shown in FIG. 4, the degree of deformation of the front and rear sides of the wing 20 is changed or the angle of attack is variable as the wing 20 is twisted. It becomes possible. For example, when a large positive voltage is applied to the front side ionic polymer metal composite 30a and a small positive voltage is applied to the rear ionic polymer metal composite 30b, the blade 20 ) The front part of the swing swings upwards with more sound. In addition, when a positive voltage is applied to the front side ionic polymer metal composite 30a and a negative voltage is applied to the rear side ionic polymer metallic composite 30b, the blade 20 is twisted. The angle of attack is variable.

또한, 상기 날개(20)의 스윙 속도는 상기 전원공급부(40)의 스위칭유닛(42)에서의 전압 변경 주파수에 따라 결정되는데, 상기 전원공급부(40)를 통해 전방측 이온성고분자금속복합체(30a)에 인가되는 전압과 후방측 이온성고분자금속복합체(30b)에 인가되는 전압의 전압 변경 주파수를 달리하면, 날개(20)의 스윙 속도 및 비틀림 속도가 가변되면서 양력 및 추력을 변경시킬 수 있다. In addition, the swing speed of the blade 20 is determined according to the voltage change frequency at the switching unit 42 of the power supply 40, the front side ionic polymer metal complex 30a through the power supply 40 By changing the voltage applied to the voltage and the voltage change frequency of the voltage applied to the rear ionic polymer metal composite (30b), the swing speed and torsional speed of the blade 20 can be changed while changing the lift and thrust.

상기와 같이 구성된 본 발명의 날개짓 비행체는 다음과 같이 작동한다. The winged aircraft of the present invention configured as described above operates as follows.

전원공급부(40)를 통해 이온성고분자금속복합체(30)에 전압이 인가되면, 이온성고분자금속복합체(30)가 상측과 하측 방향 중 어느 한 방향으로 굽힘 변형을 일으키게 된다. 이에 따라 상기 이온성고분자금속복합체(30)가 장착되어 있는 날개(20)가 이온성고분자금속복합체(30)의 변형에 대응하여 굽어지게 된다. 이와 같이 전원공급부(40)를 통해서 전압이 소정의 주파수로 계속 가변되면서 이온성고분자금속복합체(30)에 인가되면, 이온성고분자금속복합체(30) 및 날개(20)가 이온성고분자금속복합체(30)의 반복적인 상하 방향 굽힘 변형에 의한 스윙 운동을 하게 되어 양력 및 추력이 발생하게 된다. When a voltage is applied to the ionic polymer metal composite 30 through the power supply unit 40, the ionic polymer metal composite 30 causes bending deformation in one of the upper and lower directions. Accordingly, the wing 20 on which the ionic polymer metal composite 30 is mounted is bent in response to the deformation of the ionic polymer metal composite 30. As described above, when the voltage is continuously changed at a predetermined frequency through the power supply unit 40 and applied to the ionic polymer metal complex 30, the ionic polymer metal complex 30 and the blades 20 are ionic polymer metal complex ( The swing motion is caused by the repeated up and down bending deformation of 30) and lift and thrust are generated.

이 때, 상기 전원공급부(40)의 스위칭유닛(42)을 제어하여 상기 각각의 날개(20)의 전방측 이온성고분자금속복합체(30a)와 후방측 이온성고분자금속복합체(30b)에 인가되는 전압의 크기를 다르게 하거나, 전압 변환 주파수를 다르게 하면 날개(20)의 전방과 후방의 변형 정도가 달라져 날개(20)의 받음각이 가변되거나 날개(20)의 비틀림 형태가 변형되면서 양력 및 추력을 적합한 방향과 세기로 조정할 수 있다. At this time, the switching unit 42 of the power supply unit 40 is controlled to be applied to the front ionic polymer metal complex 30a and the rear ionic polymer metal complex 30b of each blade 20. By varying the magnitude of the voltage or by changing the voltage conversion frequency, the degree of deformation of the front and rear of the blade 20 is changed so that the angle of attack of the blade 20 is varied or the torsional shape of the blade 20 is deformed to accommodate lift and thrust. You can adjust the direction and intensity.

또한, 좌,우측 날개(20)의 이온성고분자금속복합체(30)에 인가되는 전압의 크기를 서로 다르게 하면 좌측 날개(20)와 우측 날개(20)의 진폭이 달라지게 되고, 이에 따라 좌우측 날개(20)에서 발생하는 양력과 추력이 서로 달라지게 되어 비행체가 선회할 수 있게 된다. 또는, 이와 다르게 좌,우측 날개(20)의 이온성고분자금속복합체(30)에 인가되는 전압 변환 주파수를 서로 다르게 하면, 좌측 날개(20)와 우측 날개(20)의 스윙 속도가 달라지게 되고, 이 경우에도 좌우측 날개(20)에서 발생하는 양력과 추력이 서로 달라지게 되어 비행체가 선회할 수 있게 된다. 즉, 좌,우측 날개(20)의 이온성고분자금속복합체(30)에 인가되는 전압의 크기를 서로 다르게 하거나 전압 변환 주파수를 서로 다르게 하면, 비행체의 좌측 날개(20)와 우측 날개(30)에서 생성되는 양력 및 추력이 서로 달라지게 되어 비행체의 선회 운동이 발생하게 된다. In addition, if the magnitude of the voltage applied to the ionic polymer metal composite 30 of the left and right blades 20 is different from each other, the amplitude of the left wing 20 and the right wing 20 is changed, and thus the left and right wings The lift and thrust generated at (20) are different so that the aircraft can turn. Alternatively, if the voltage conversion frequency applied to the ionic polymer metal composite 30 of the left and right wings 20 is different from each other, the swing speeds of the left wing 20 and the right wing 20 are changed, Even in this case, the lift and thrust generated from the left and right wings 20 are different from each other so that the aircraft can turn. That is, when the magnitude of the voltage applied to the ionic polymer metal composite 30 of the left and right blades 20 is different from each other or the voltage conversion frequency is different, the left wing 20 and the right wing 30 of the aircraft The lift and thrust generated are different from each other, causing the vehicle to rotate.

한편, 이 실시예와 같이 날개(20)가 본체(10)에 일체로 연결되어 있는 경우, 상기 날개(20)는 이온성고분자금속복합체(30)의 굽힘 변형에 따라 함께 굽힘 변형되면서 스윙 운동을 하지만, 도 5에 도시한 것과 같이 날개(20)가 힌지축(21)에 의해 본체(10)에 연결될 경우, 상기 이온성고분자금속복합체(30)의 변형에 의해 날개(20)가 힌지축(21)을 중심으로 회전하는 운동을 병행하면서 날개(20)의 스윙 운동이 발생하게 된다. On the other hand, when the blade 20 is integrally connected to the main body 10 as in this embodiment, the blade 20 is bent and deformed together in accordance with the bending deformation of the ionic polymer metal composite 30 to swing motion However, as shown in FIG. 5, when the wing 20 is connected to the main body 10 by the hinge shaft 21, the wing 20 may be hinged by the deformation of the ionic polymer metal 30. 21, the swing movement of the wing 20 is generated while performing a rotational movement about the center.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 날개짓 비행체는 날개(20)의 스윙 운동을 발생시키는 구동기로서 이온성고분자금속복합체(30)를 이용하므로 구조를 단순화시킬 수 있으며, 비행체의 하중을 대폭 경감시킬 수 있다. 따라서, 비행체의 비행 능력을 향상시킬 수 있으며, 비행에 요구되는 동력도 감소시킬 수 있다. As described above, the winged wing body according to the present invention uses the ionic polymer metal composite body 30 as a driver for generating a swing motion of the wing 20, it is possible to simplify the structure, significantly reducing the load of the wing Can be. Therefore, the flying ability of the vehicle can be improved, and the power required for the flight can also be reduced.

또한, 비행체의 날개(20)에 이온성고분자금속복합체(30)를 전후로 복수개를 구성하게 되면, 각각의 이온성고분자금속복합체(30)에 인가되는 전압의 크기와 전압 변화 주파수를 따라 날개(20)의 받음각(angle of attack)과 날개(20)의 비틀림 형태 등을 가변시킬 수 있고, 이를 통해 양력과 추력을 향상시킬 수 있는 날개(20)의 스윙 운동을 구현할 수 있다. In addition, when a plurality of ionic polymer metal complexes 30 are formed before and after the wing 20 of the aircraft, the wings 20 may be formed along the magnitude and voltage change frequency of the voltage applied to each of the ionic polymer metal complexes 30. The angle of attack and the torsional shape of the wing 20 can be varied, and through this, swing motion of the wing 20 can be implemented to improve lift and thrust.

그리고, 비행체의 좌,우측 날개(20)의 이온성고분자금속복합체(30)에 인가되는 전압의 크기를 서로 다르게 하거나 전압 변환 주파수를 서로 다르게 제어하여 비행체의 선회 운동을 용이하게 구현할 수 있다. In addition, it is possible to easily implement the swinging movement of the vehicle by controlling the magnitude of the voltage applied to the ionic polymer metal complex 30 of the left and right wing 20 of the vehicle different from each other or controlling the voltage conversion frequency differently.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

10 : 본체 20 : 날개
21 : 힌지축 30 : 이온성고분자금속복합체(IPMC)
31 : 전극 40 : 전원공급부
41 : 배터리 42 : 스위칭유닛10: body 20: wing
21: hinge axis 30: ionic polymer metal complex (IPMC)
31 electrode 40 power supply
41: battery 42: switching unit

Claims (6)

비행체 본체(10)와;
상기 본체(10)의 측면부에 상하방향으로 회전 가능하게 연결되어 양력 및 추력을 발생시키는 복수개의 날개(20)와;
상기 각각의 날개(20)에 측방향으로 연장되게 설치되며, 외부에서 인가되는 전원에 의해 상측 또는 하측 방향으로 구부러지는 변형을 일으키면서 날개(20)를 상하방향으로 반복적으로 회전시키는 이온성고분자금속복합체(IPMC)(30)와;
상기 이온성고분자금속복합체(30)에 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 전원공급부(40)를 포함하며;
상기 이온성고분자금속복합체(30)는 각각의 날개(20)에 복수개씩 설치되어, 상기 전원공급부(40)로부터 개별적으로 전원을 인가받아 변형되는 것을 특징으로 하는 날개짓 비행체.A vehicle body 10;
A plurality of blades 20 rotatably connected in a vertical direction to a side portion of the main body 10 to generate lift and thrust;
The ionic polymer metal is installed to extend in the lateral direction on each wing 20, and repeatedly rotates the wing 20 in the vertical direction while causing deformation to be bent upward or downward by the power applied from the outside. Complex (IPMC) 30;
A power supply unit 40 electrically connected to the ionic polymer metal complex 30 to supply power;
The ionic polymer metal complex (30) is a plurality of wings are installed on each wing (20), wing wing aircraft, characterized in that deformed by receiving power separately from the power supply (40). 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 날개(20)는 유연한 재질로 이루어져, 상기 날개(20)가 상기 복수개의 이온성고분자금속복합체(30)에서 발생하는 변형 정도에 따라 굽힘 변형이 발생하여 받음각(α)(angle of attack)이 가변되는 것을 특징으로 하는 날개짓 비행체.According to claim 1, wherein the wing 20 is made of a flexible material, the wing 20 is bent deformation occurs according to the degree of deformation occurring in the plurality of ionic polymer metal composite 30 angle of attack (α) Winged wing, characterized in that the (angle of attack) is variable. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 전원공급부(40)는 배터리(41)와, 상기 배터리(41)에서 상기 이온성고분자금속복합체(30)로 인가되는 전압을 변환시키는 스위칭유닛(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 날개짓 비행체.The switching unit 42 of claim 1 or 3, wherein the power supply unit 40 converts a voltage applied to the ionic polymer metal complex 30 from the battery 41 and the battery 41. Winged wing body comprising a. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 날개(20)는 힌지축(21)을 매개로 본체(10)에 연결되어 힌지축(21)을 중심으로 상하로 회전하면서 스윙 운동하는 것을 특징으로 하는 날개짓 비행체.According to claim 1 or 3, The blade 20 is connected to the main body 10 via the hinge shaft 21, characterized in that the swinging movement while rotating up and down about the hinge shaft 21 Winged aircraft. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 전원공급부(40)는 좌,우측의 날개(20) 각각에 인가되는 전압의 크기 또는 전압 변환 주파수를 서로 다르게 인가하여 비행체의 선회 운동을 구현하는 것을 특징으로 하는 날개짓 비행체.
According to claim 1 or claim 3, The power supply unit 40 is characterized in that the turning motion of the aircraft by applying different magnitudes or voltage conversion frequency of the voltage applied to each of the left and right wings 20, respectively. Winged aircraft.
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