KR102457292B1 - Aircraft with hollow type coaxial rotor structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 간단한 구조를 가지면서도 각종 장치 및 유닛들이 장착될 수 있는 여유공간을 가질 수 있고, 사용 목적에 따라 설계 변경이 용이하면서도 우수한 비행 성능을 만족할 수 있는 중공형 동축 반전 구조의 비행체를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 몸체부; 중공 구조를 이루며, 상기 몸체부에 결합되어 수직축을 형성하는 메인샤프트; 상기 메인샤프트에 결합되며, 상기 수직축을 중심으로 제1방향으로의 회전력을 발생시키는 제1로터구동부와, 상기 제1로터구동부에서 발생된 회전력에 의해 상기 제1방향으로 회전하는 제1로터를 가지는 제1로터유닛; 상기 메인샤프트에 결합되며, 상기 수직축을 중심으로 상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로의 회전력을 발생시키는 제2로터구동부와, 상기 제2로터구동부에서 발생된 회전력에 의해 상기 제2방향으로 회전하는 제2로터를 가지는 제2로터유닛; 및 상기 수직축에 대해 상기 제1로터유닛 및 상기 제2로터유닛 사이의 간격을 조절하기 위한 간격조절부를 포함하는 특징을 개시한다.The present invention provides an air vehicle of a hollow coaxial reversal structure that can have a simple structure and can have an extra space in which various devices and units can be mounted, and can easily change the design according to the purpose of use and satisfy excellent flight performance. have. The present invention for this purpose is a body portion; a main shaft having a hollow structure and coupled to the body to form a vertical axis; It is coupled to the main shaft and has a first rotor driving part for generating a rotational force in a first direction about the vertical axis, and a first rotor rotating in the first direction by the rotational force generated from the first rotor driving part. a first rotor unit; a second rotor driving part coupled to the main shaft and generating a rotational force in a second direction opposite to the first direction about the vertical axis; and a rotational force generated in the second rotor driving part in the second direction a second rotor unit having a second rotating rotor; And discloses a feature comprising a space adjusting unit for adjusting the distance between the first rotor unit and the second rotor unit with respect to the vertical axis.
Description
본 발명은 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 관한 것으로, 상세하게는 구조를 간소화하면서 우수한 비행 성능을 가질 수 있으며, 사용 목적에 따라 설계 변경이 자유롭고, 호환성이 우수한 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 관한 것이다.The present invention relates to an air vehicle having a coaxial reversal structure, and in detail, it can have excellent flight performance while simplifying the structure, is free to design changes according to the purpose of use, and has a hollow coaxial reversal structure with excellent compatibility. will be.
동축 반전 구조를 가지는 비행체는 하나의 주축 상에 반전된 2개의 로터를 가지는 기체로, 동축 반전 구조의 비행체는 하나의 로터에 의하여 발생하는 전향력(회전에 따른 반작용의 힘)이 다른 하나의 로터가 반대 방향으로 회전하면서 사라지지 때문에, 테일로터가 없더라도 기체의 유동성을 방지하고 기체의 자세 전환이 쉽고 빨라질 수 있는 이점이 있고, 또한 테일로터로 분산되던 출력을 2개의 로터에 집중함으로써 로터 출력토크를 높일 수 있어 적재 능력과 기동성을 향상시킬 수 있는 이점을 가진다. 또한 동축 반전 구조의 비행체는 테일로터가 필요하지 않아 기체가 소형화될 수 있으며, 사용 동력에 비하여 양력이 크고 조종성 및 안전성이 우수한 이점을 가진다.An aircraft having a coaxial inversion structure is an aircraft having two rotors inverted on one main axis, and in an aircraft having a coaxial inversion structure, the forward force (reaction force due to rotation) generated by one rotor is the other rotor. Since it disappears while rotating in the opposite direction, even if there is no tail rotor, there is an advantage of preventing the fluidity of the aircraft and changing the posture of the aircraft quickly and easily. It can be raised, so it has the advantage of improving the loading capacity and maneuverability. In addition, the aircraft of the coaxial reversal structure does not require a tail rotor, so the aircraft can be miniaturized, and has the advantage of large lift compared to the power used and excellent maneuverability and safety.
하지만, 동축 반전 구조의 비행체는 싱글로터 비행체에 비하여, 하나의 주축 상에서 서로 반대방향으로 회전하는 2개의 로터가 구비되어야 하기 때문에, 구조가 복잡한 단점을 가지며, 이에 따라 여유공간 확보에 어려움이 있다.However, the coaxial reversal structure has a disadvantage in that the structure is complicated because two rotors rotating in opposite directions on one main axis must be provided, compared to a single rotor vehicle, and thus it is difficult to secure a free space.
특히, 동축 반전 구조의 비행체는 하나의 주축 상에 2개의 로터뿐만 아니라, 각 로터에 필요한 회전력을 발생시키는 2개의 구동부가 각각 구비되어야 하기 때문에, 주축 주변 영역에 각종 유닛들을 설치하기 위한 공간 활용이 매우 제한적이다.In particular, since the aircraft of the coaxial reversal structure must be provided with not only two rotors on one main axis, but also two driving units that generate the rotational force required for each rotor, space utilization for installing various units in the area around the main axis is difficult. Very limited.
또한, 기본적으로 회전익형 비행체의 로터에는 블레이드의 피치를 조절하기 위한 스와시플레이트와, 스와시플레이트의 기울기를 변화시키기 위한 링크조립체를 포함한 피치조절유닛이 요구되는데, 이러한 피치조절유닛 역시 상대적으로 작은 크기의 비행체에 적용하기에는 설치 공간이 여유롭지 못해 설계변경이 자유롭지 못하고, 사용 중 정비가 요구될 경우에도 효과적인 정비가 곤란하여 유지관리에도 많은 어려움이 있었다.In addition, the rotor of the rotorcraft basically requires a pitch adjustment unit including a swash plate for adjusting the pitch of the blades and a link assembly for changing the inclination of the swash plate, such a pitch adjustment unit is also relatively small. There was a lot of difficulty in maintenance as there was not enough space for installation to be applied to an aircraft of that size, so design changes were not free, and even when maintenance was required during use, effective maintenance was difficult.
따라서, 간단한 구조를 가지면서도 각종 장치 및 유닛들이 장착될 수 있는 여유공간을 가질 수 있고, 사용 목적에 따라 설계 변경이 용이하면서도 우수한 비행 성능을 만족할 수 있는 새로운 동축 반전 구조의 비행체가 요구된다.Therefore, there is a need for a new coaxial inversion structure that can have a simple structure while having a free space in which various devices and units can be mounted, and can easily change the design according to the purpose of use and satisfy excellent flight performance.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 간단한 구조를 가지면서도 각종 장치 및 유닛들의 장착 공간을 제공할 수 있고, 사용 목적에 따라 설계 변경이 용이하면서도 우수한 비행 성능을 만족할 수 있는 중공형 동축 반전 구조의 비행체를 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the above problems is a hollow coaxial inversion that can provide a mounting space for various devices and units while having a simple structure, and can easily change the design according to the purpose of use and satisfy excellent flight performance It is to provide a rescue vehicle.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체는, 몸체부; 중공 구조를 이루며, 상기 몸체부에 결합되어 수직축을 형성하는 메인샤프트; 상기 메인샤프트에 결합되며, 상기 수직축을 중심으로 제1방향으로의 회전력을 발생시키는 제1로터구동부와, 상기 제1로터구동부에서 발생된 회전력에 의해 상기 제1방향으로 회전하는 제1로터를 가지는 제1로터유닛; 상기 메인샤프트에 결합되며, 상기 수직축을 중심으로 상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로의 회전력을 발생시키는 제2로터구동부와, 상기 제2로터구동부에서 발생된 회전력에 의해 상기 제2방향으로 회전하는 제2로터를 가지는 제2로터유닛; 및 상기 수직축에 대해 상기 제1로터유닛 및 상기 제2로터유닛 사이의 간격을 조절하기 위한 간격조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problems, the body portion; a main shaft having a hollow structure and coupled to the body to form a vertical axis; It is coupled to the main shaft and has a first rotor driving part for generating a rotational force in a first direction about the vertical axis, and a first rotor rotating in the first direction by the rotational force generated from the first rotor driving part. a first rotor unit; a second rotor driving part coupled to the main shaft and generating a rotational force in a second direction opposite to the first direction about the vertical axis; and a rotational force generated in the second rotor driving part in the second direction a second rotor unit having a second rotating rotor; And it characterized in that it comprises a gap adjusting unit for adjusting the distance between the first rotor unit and the second rotor unit with respect to the vertical axis.
본 발명의 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 있어서, 상기 제1로터유닛 및 상기 제2로터유닛 중, 적어도 하나는 상기 메인샤프트 상에서 상기 수직축 방향으로 이동 가능하게 결합될 수 있고, 이 경우 상기 간격조절부는, 상기 제1로터유닛에 결합되는 제1프레임과, 상기 제2로터유닛에 결합되며, 상기 제1프레임과 대향하여 배치되는 제2프레임과, 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임을 연결하며, 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임을 근접시키거나 이격시키는 간격조절부재를 포함할 수 있다.In the vehicle having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention, at least one of the first rotor unit and the second rotor unit may be movably coupled to the main shaft in the vertical axis direction, In this case, the spacing adjusting unit includes a first frame coupled to the first rotor unit, a second frame coupled to the second rotor unit and disposed to face the first frame, the first frame and the second frame Connecting the two frames, the first frame and the second frame may include a spacing adjusting member to close or spaced apart.
본 발명의 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 있어서, 상기 간격조절부재는, 상기 제1프레임에서 상기 제2프레임 방향으로 연장 형성되며, 일측에는 제1랙기어가 형성되는 제1랙부재와, 상기 제2프레임에서 상기 제1프레임 방향으로 연장 형성되며, 일측에는 제2랙기어가 형성되는 제2랙부재와, 상기 제1랙부재 및 상기 제2랙부재를 연결하도록 상기 제1랙기어 및 상기 제2랙기어와 동시에 기어 결합되는 피니언기어가 형성되며, 외부에서 전해지는 구동력에 의해 회전되는 회전부재를 포함할 수 있다.In the aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention, the spacing adjusting member is formed to extend from the first frame to the second frame, and a first rack gear is formed on one side of the first frame. A rack member, a second rack member extending from the second frame in the direction of the first frame and having a second rack gear formed on one side thereof, and the second rack member to connect the first rack member and the second rack member A pinion gear geared simultaneously with the first rack gear and the second rack gear is formed, and may include a rotating member that is rotated by a driving force transmitted from the outside.
본 발명의 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 있어서, 상기 제1로터는, 상기 메인샤프트에 회전 가능하게 결합되며, 상기 제1로터구동부에 직결되는 제1허브와, 상기 제1허브의 외주면 일측에 결합되되, 상기 수직축을 교차하는 제1피치축에 대해 회전 가능하게 결합되는 제1그립부와, 상기 제1그립부에 결합되는 제1블레이드와, 상기 제1허브의 외주면 타측에 결합되되, 상기 수직축을 교차하는 제2피치축에 대해 회전 가능하게 결합되는 제2그립부와, 상기 제2그립부에 결합되는 제2블레이드를 포함할 수 있다.In the vehicle having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention, the first rotor is rotatably coupled to the main shaft, and a first hub directly connected to the first rotor driving unit, and the first A first grip portion coupled to one side of the outer circumferential surface of the hub and rotatably coupled with respect to a first pitch axis crossing the vertical axis, a first blade coupled to the first grip portion, and the other side of the outer circumferential surface of the first hub However, it may include a second grip portion rotatably coupled with respect to a second pitch axis crossing the vertical axis, and a second blade coupled to the second grip portion.
본 발명의 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 있어서, 상기 제1그립부 및 상기 제2그립부에 각각 연결되며, 상기 제1피치축을 중심으로 상기 제1허브로부터 상기 제1그립부를 회전시키거나, 상기 제2피치축을 중심으로 상기 제1허브로부터 상기 제2그립부를 회전시켜, 상기 제1블레이드 및 상기 제2블레이드의 피치를 조절하는 피치조절부를 더 포함할 수 있다.In the aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention, the first grip portion and the second grip portion are respectively connected to the first grip portion and rotate the first grip portion from the first hub about the first pitch axis. or by rotating the second grip part from the first hub about the second pitch axis to adjust the pitch of the first blade and the second blade may further include a pitch adjusting part.
본 발명의 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 있어서, 상기 피치조절부는, 상기 수직축을 중심으로 상기 메인샤프트에 회전 가능하게 결합되되, 상기 수직축 방향으로 이동되면서 높이가 조절되거나, 상기 수직축을 중심으로 기울어지면서 경사각이 조절되는 스와시플레이트와, 상기 스와시플레이트의 회전부의 일측과 상기 제1그립부를 연결하는 제1링크부와, 상기 스와시플레이트의 회전부의 타측과 상기 제2그립부를 연결하는 제2링크부와, 상기 스와시플레이트의 높이 또는 경사각을 조절하기 위한 구동력을 발생시키는 복수개의 피치조절구동부와, 상기 각 피치조절구동부와 상기 스와시플레이트의 비회전부를 연결하는 복수개의 링크조립체를 포함할 수 있다.In the aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention, the pitch adjusting unit is rotatably coupled to the main shaft about the vertical axis, and the height is adjusted while moving in the vertical axis direction, or the A swash plate whose inclination angle is adjusted while being tilted about a vertical axis, a first link part connecting one side of the rotating part of the swash plate and the first grip part, the other side of the rotating part of the swash plate and the second grip part a second link unit connecting It may include a link assembly.
본 발명의 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 있어서, 상기 링크조립체는 상기 스와시플레이트의 원주방향을 따라 이격하여 배치되는 제1링크조립체, 제2링크조립체 및 제3링크조립체를 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 제1링크조립체, 상기 제2링크조립체 및 상기 제3링크조립체의 사이 간격은 조절될 수 있다.In the air vehicle having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention, the link assembly includes a first link assembly, a second link assembly and a third link assembly that are spaced apart along the circumferential direction of the swash plate. may be included, and in this case, the interval between the first link assembly, the second link assembly and the third link assembly may be adjusted.
본 발명의 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 있어서, 상기 스와시플레이트의 상기 비회전부에는 원주방향을 따라 미리 설정된 간격으로 배치되는 복수개의 체결홀이 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 링크조립체는, 일단부가 상기 피치조절 구동부에 힌지 결합되는 제1연결링크와, 일단부가 상기 제1연결링크에 힌지 결합되며 타단부가 상기 복수개의 체결홀 중 선택된 하나의 체결홀에 힌지 결합되는 제2연결링크를 포함할 수 있다.In the aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention, the non-rotating portion of the swash plate may be provided with a plurality of fastening holes disposed at preset intervals along the circumferential direction, in this case, the The link assembly includes a first connection link having one end hinged to the pitch control driving unit, one end being hinged to the first connection link, and the other end being hinged to one fastening hole selected from among the plurality of fastening holes. 2 may include a connection link.
본 발명의 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 있어서, 상기 몸체부는, 상기 메인샤프트의 하단부를 회전 가능하게 지지하는 하부프레임과, 상기 메인샤프트의 상단부를 회전 가능하게 지지하는 상부프레임과, 상기 하부프레임 또는 상기 상부프레임에 탈부착 가능하게 결합되는 모듈유닛 마운트를 포함할 수 있다.In the vehicle having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention, the body portion includes a lower frame for rotatably supporting a lower end of the main shaft, and an upper frame for rotatably supporting an upper end of the main shaft. And, it may include a module unit mount detachably coupled to the lower frame or the upper frame.
본 발명의 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 있어서, 상기 메인샤프트의 중공된 내부에는 동력, 통신 및 제어를 위한 케이블이 배선될 수 있으며, 이 경우 상기 메인샤프트는 상기 케이블을 관통시키기 위한 하나 이상의 배선홀을 가질 수 있다.In the vehicle having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention, cables for power, communication and control may be wired inside the hollow of the main shaft, in which case the main shaft passes through the cable It may have one or more wiring holes for the purpose.
본 발명의 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 있어서, 상기 제2로터는, 상기 메인샤프트를 관통하여 배치되며, 상기 제2로터구동부에서 발생된 회전력에 의해 회전하는 연장샤프트를 포함할 수도 있다.In the vehicle having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention, the second rotor is disposed through the main shaft, and includes an extension shaft that is rotated by the rotational force generated by the second rotor driving unit You may.
본 발명의 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 있어서, 상기 제2로터는, 상기 메인샤프트를 관통한 상기 연장샤프트의 단부에 결합되어, 상기 연장샤프트와 연동하여 회전하는 제2허브와, 상기 제2허브의 외주면 일측에 결합되되, 상기 수직축을 교차하는 제3피치축에 대해 회전 가능하게 결합되는 제3그립부와, 상기 제3그립부에 결합되는 제3블레이드와, 상기 제2허브의 외주면 타측에 결합되되, 상기 수직축을 교차하는 제4피치축에 대해 회전 가능하게 결합되는 제4그립부와, 상기 제4그립부에 결합되는 제4블레이드를 더 포함할 수 있다.In the vehicle having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention, the second rotor is coupled to an end of the extension shaft passing through the main shaft, and a second hub that rotates in conjunction with the extension shaft and a third grip part coupled to one side of the outer circumferential surface of the second hub and rotatably coupled with respect to a third pitch axis intersecting the vertical axis, a third blade coupled to the third grip part, and the second hub It may further include a fourth grip portion coupled to the other side of the outer circumferential surface of the second grip portion rotatably coupled to a fourth pitch axis intersecting the vertical axis, and a fourth blade coupled to the fourth grip portion.
본 발명의 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 있어서, 상기 제3그립부 및 상기 제4그립부에 각각 연결되며, 상기 제3피치축을 중심으로 상기 제2허브로부터 상기 제3그립부를 회전시키거나, 상기 제4피치축을 중심으로 상기 제2허브로부터 상기 제4그립부를 회전시켜, 상기 제3블레이드 및 상기 제4블레이드의 피치를 조절하는 피치조절부를 더 포함할 수도 있다.In the aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention, the third grip part and the fourth grip part are respectively connected to the third grip part, and the third grip part rotates from the second hub about the third pitch axis. or by rotating the fourth grip part from the second hub about the fourth pitch axis to adjust the pitch of the third blade and the fourth blade may further include a pitch adjusting part.
본 발명에 따르면, 중공형 메인샤프트를 통하여 구조를 간소화할 수 있으면서, 간격조절부를 통하여 각종 장치 및 유닛들이 장착될 수 있는 여유공간을 확보할 수 있다.According to the present invention, while the structure can be simplified through the hollow main shaft, it is possible to secure a free space in which various devices and units can be mounted through the gap adjusting unit.
본 발명에 따르면, 간격조절부 및 피치조절부를 통하여 비행체의 사용 목적에 따라 설계 변경이 용이하면서도 우수한 비행 성능이 보장될 수 있다.According to the present invention, excellent flight performance can be ensured while designing is easy to change according to the purpose of use of the aircraft through the interval adjusting unit and the pitch adjusting unit.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체의 측면 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체의 로터유닛을 설명하기 위한 도 1의 부분 확대도이다.
도 3은 도 2의 간격조절부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체의 피치조절부를 설명하기 위한 도 1의 부분 확대도이다.
도 5는 도 4의 스와시플레이트의 평면 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체의 피치조절부에 의한 컬렉티브 피치 작동을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체의 피치조절부에 의한 싸이클릭 피치 작동을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체의 측면 예시도이다.1 is a side view of an aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a partial enlarged view of Figure 1 for explaining the rotor unit of the aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing the interval adjusting unit of FIG. 2 .
Figure 4 is a partial enlarged view of Figure 1 for explaining the pitch control unit of the aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention.
5 is a plan view of the swash plate of FIG. 4 .
6 is an exemplary view for explaining the collective pitch operation by the pitch adjusting unit of the aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view for explaining the cyclic pitch operation by the pitch adjusting unit of the aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention.
8 is a side view of an aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to another embodiment of the present invention.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용될 수 있으며 이에 따른 부가적인 설명은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-described problems to be solved can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiments, the same names and reference numerals may be used for the same components, and an additional description thereof may be omitted.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체의 측면 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체의 로터유닛을 설명하기 위한 도 1의 부분 확대도이다.1 is a side view of an aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a rotor unit of an aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention. It is a partial enlarged view of FIG. 1 for
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체는 몸체부(100), 메인샤프트(200), 제1로터유닛(300) 및 제2로터유닛(400)을 포함할 수 있다.1 and 2, an aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to the present invention includes a
몸체부(100)는 비행체의 외형을 형성할 수 있으며, 비행체의 구동 및 제어를 위한 일련의 장치 및 유닛들이 설치 및 지지될 수 있다.The
몸체부(100)는 원통 형상으로 구비될 수 있으며, 물론 다각 형상으로 구비될 수도 있다.The
몸체부(100)는 하부프레임(110) 및 상부프레임(120)을 포함할 수 있다.The
하부프레임(110)은 메인샤프트(200)의 하단부를 회전 가능하게 지지할 수 있다.The
상부프레임(120)은 메인샤프트(200)의 상단부를 회전 가능하게 지지할 수 있다.The
또한, 몸체부(100)는 모듈유닛 마운트(131,132)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
모듈유닛 마운트(131,132)는 하부프레임(110)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있고, 혹은 상부프레임(120)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.The
모듈유닛 마운트(131,132)에는 배터리, 카메라, 센서부, 통신부, 제어부 등 다양한 모듈유닛이 결합될 수 있다.Various module units such as a battery, a camera, a sensor unit, a communication unit, and a control unit may be coupled to the
기본적으로 비행체는 사용목적에 따라 다양한 모듈유닛이 구비될 수 있는데, 각 모듈유닛들은 모듈유닛 마운트(131,132)에 미리 결합된 상태에서 그 사용목적에 따라, 하부프레임(110) 또는 상부프레임(120)에 선택적으로 결합될 수 있다. 예컨대 하부프레임(110)에는 배터리(B)가 장착된 하측 모듈유닛 마운트(131)가 결합될 수 있고, 상부프레임(120)에는 GPS 및 통신부가 장착된 상측 모듈유닛 마운트(132)가 결합될 수 있다.Basically, the aircraft may be provided with various module units according to the purpose of use, and each module unit is pre-coupled to the
또한, 몸체부(100)는 커버프레임을 더 포함할 수 있다.In addition, the
커버프레임은 비행체의 외형을 형성하는 동시에 내부에 설치되는 일련의 장치 및 유닛들을 보호할 수 있다.The cover frame can protect a series of devices and units installed inside while forming the outer shape of the aircraft.
커버프레임은 제1커버프레임(140) 및 제2커버프레임(150)을 포함할 수 있다.The cover frame may include a
제1커버프레임(140)은 하부프레임(110)의 상부 테두리에 결합될 수 있으며, 하부프레임(110)과 제1로터(320) 사이에 배치되는 일련의 장치 및 유닛들을 보호할 수 있다.The
제2커버프레임(150)은 제1로터(320) 및 제2로터(420) 사이에 배치될 수 있으며, 제1로터구동부(310) 및 제2로터구동부(410)를 연결하도록 구비될 수 있다.The
이때, 후술되는 간격조절부(500)에 의하여 제1로터구동부(310) 및 제2로터구동부(410) 사이의 간격(D)이 변화될 경우를 고려하여, 본 실시예에 따른 제2커버프레임(150)은 높이가 변화될 수 있다.At this time, in consideration of the case where the interval D between the first
일 예로, 제2커버프레임(150)은 제2하부커버프레임 및 제2상부커버프레임을 포함할 수 있으며, 이때 제2하부커버프레임은 제1로터구동부(310)의 하부에 결합되고, 제2상부커버프레임은 제2로터구동부(410)의 상부에 결합되며, 제2하부커버프레임 및 제2상부커버프레임은 상하방향을 따라 슬라이드 가능한 구조를 가질 수 있다. 다른 예로 제2커버프레임은 벨로우즈와 같은 신축 가능한 부재로 마련될 수도 있다.For example, the
메인샤프트(200)는 중공 구조를 이루며, 몸체부(100)에 결합되어 수직축(C)을 형성할 수 있다.The
메인샤프트(200)는 몸체부(100)에 고정 지지될 수 있는데, 하단부는 하부프레임(110)에 지지될 수 있고 상단부는 상부프레임(120)에 지지될 수 있다.The
메인샤프트(200)의 중공된 내부에는 비행체를 구성하는 유닛들의 동력, 통신 및 제어 등을 위한 케이블이 배선될 수 있다.Cables for power, communication, and control of units constituting the aircraft may be routed inside the hollow of the
이때, 메인샤프트(200)는 내부에 배선된 케이블을 외부로 연통시키기 위한 하나 이상의 배선홀을 구비할 수 있다.In this case, the
이러한 메인샤프트(200) 상에는 후술되는 제1로터구동부(310), 제1로터(320), 제2로터구동부(410), 제2로터(420), 간격조절부(500) 및 피치조절부(600)가 설치될 수 있다.On such a
본 실시예에 따른 동축 반전 구조의 비행체는 복수개의 로터유닛 즉, 제1로터(320) 및 제2로터(420)를 구비한 상태에서 제1로터(320) 및 제2로터(420)가 서로 반대반향으로 회전하는 것을 기본으로 한다. 즉, 제1로터(320) 및 제2로터(420)가 서로 반대반향으로 회전되므로, 테일로터 없이도 몸체부(100)의 유동성이 안정화될 수 있고, 양력 및 추력이 더욱 증가될 수 있다.The aircraft of the coaxial reversal structure according to this embodiment has a plurality of rotor units, that is, a
제1로터유닛(300)은 제1로터구동부(310) 및 제1로터(320)를 포함할 수 있다.The
제1로터구동부(310)는 메인샤프트(200)에 결합될 수 있으며, 수직축(C)을 중심으로 제1방향으로의 회전력을 발생시킬 수 있다.The first
제1로터구동부(310)로는 중공축을 가지는 브러시리스 모터(Brushless DC motor)가 사용될 수 있으며, 이 경우 메인샤프트(200)는 브러시리스 모터의 중공축을 관통할 수 있다. 이에 따라 제1로터구동부(310)는 메인샤프트(200) 상에서 수직축(C) 방향으로 이동될 수 있고, 제1로터구동부(310)는 필요에 따라 수직축(C) 방향으로 이동되면서 높이가 조절될 수 있다.A brushless DC motor having a hollow shaft may be used as the first
또한, 제1로터구동부(310)에 의해 후술되는 제1로터(320)의 제1허브(321)는 제1로터구동부(310)에 직결될 수 있다. 이처럼 제1로터(320)는 제1로터구동부(310)로부터 직접 회전력을 전달받아 회전하게 되면, 제1로터가 기어 등의 동력전달부를 거쳐서 회전력을 전달받는 경우보다 마찰이 감소하여 효율 및 동작 성능이 향상될 수 있다. 또한 제작비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 소음 및 추력 손실을 줄일 수 있으며, 비행체의 전체 부피를 줄일 수도 있다.In addition, the
도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 제1로터(320)는 메인샤프트(200)에 회전 가능하게 결합될 수 있으며, 제1로터구동부(310)에서 발생된 회전력에 의해 제1방향으로 회전할 수 있다.1, 2 and 4 , the
제1로터(320)는 제1로터구동부(310)의 하부에 배치될 수 있다.The
제1로터(320)는 제1허브(321), 제1그립부(322), 제1블레이드(323), 제2그립부(324), 및 제2블레이드(325)를 포함할 수 있다.The
제1허브(321)는 메인샤프트(200)에 회전 가능하게 결합될 수 있으며, 제1로터구동부(310)에 직결될 수 있다.The
제1로터구동부(310)에 직결된 제1허브(321)는 제1로터구동부(310)와 함께 메인샤프트(200) 상에서 수직축(C) 방향으로 이동될 수 있다.The
제1그립부(322)는 제1허브(321)에 제1블레이드(323)를 결합하기 위한 것으로, 일단부가 제1허브(321)의 외주면 일측에 결합될 수 있다. 제1그립부(322)는 수직축(C)을 교차하는 제1피치축(PC1)에 대해 회전 가능하도록 제1허브(321)에 결합될 수 있다.The
제1그립부(322)는 제1핀(322a)을 가질 수 있다. 제1핀(322a)은 제1피치축(PC1)으로부터 편심된 일측에 배치될 수 있다. 제1핀(322a)은 후술되는 피치조절부(600)의 제1링크부(620)가 결합될 수 있다.The
제1블레이드(323)는 제1그립부(322)에 결합될 수 있으며, 제1블레이드(323)는 제1허브(321) 및 제1그립부(322)와 연동하여 수직축(C)을 중심으로 회전할 수 있다.The
제1피치축(PC1)은 제1블레이드(323)의 길이방향을 따라 연장되는 축으로써, 제1블레이드(323)는 제1피치축(PC1)을 중심으로 회전되면서 피치가 조절될 수 있다.The first pitch axis PC1 is an axis extending along the longitudinal direction of the
제2그립부(324)는 제1허브(321)에 제2블레이드(325)를 결합하기 위한 것으로, 일단부가 제1허브(321)의 외주면 타측에 결합될 수 있다. 제2그립부(324)는 수직축(C)을 교차하는 제2피치축(PC2)에 대해 회전 가능하도록 제1허브(321)에 결합될 수 있다.The
제2그립부(324)는 제2핀(324a)을 가질 수 있다. 제2핀(324a)은 제2피치축(PC2)으로부터 편심된 일측에 배치될 수 있다. 제2핀(324a)은 후술되는 피치조절부(600)의 제2링크부(621)가 결합될 수 있다.The
제2블레이드(325)는 제2그립부(324)에 결합될 수 있으며, 제2블레이드(325)는 제1허브(321) 및 제2그립부(324)와 연동하여 수직축(C)을 중심으로 회전할 수 있다.The
제2피치축(PC2)은 제2블레이드(325)의 길이방향을 따라 연장되는 축으로써, 제2블레이드(325)는 제2피치축(PC2)을 중심으로 회전되면서 피치가 조절될 수 있다.The second pitch axis PC2 is an axis extending along the longitudinal direction of the
실시예에서는 한 쌍의 블레이드를 가지는 제1로터(320)를 설명하고 있으나, 물론 제1로터(320)는 4개 등 복수의 블레이드를 가질 수도 있다.Although the embodiment describes the
제2로터유닛(400)은 제2로터구동부(410) 및 제2로터(420)를 포함할 수 있다.The
제2로터구동부(410)는 메인샤프트(200)에 결합될 수 있으며, 수직축(C)을 중심으로 제1방향으로의 회전력을 발생시킬 수 있다.The second
제2로터구동부(410)는 메인샤프트(200) 상에서 제1로터구동부(310)로부터 상측으로 미리 설정된 간격(D)으로 이격하여 배치될 수 있다.The second
제2로터구동부(410)로는 중공축을 가지는 브러시리스 모터(Brushless DC motor)가 사용될 수 있으며, 이 경우 메인샤프트(200)는 브러시리스 모터의 중공축을 관통할 수 있다. 이에 따라 제2로터구동부(410)는 메인샤프트(200) 상에서 수직축(C) 방향으로 이동될 수 있고, 제2로터구동부(410)는 필요에 따라 수직축(C) 방향으로 이동되면서 높이가 조절될 수 있다.A brushless DC motor having a hollow shaft may be used as the second
제2로터(420)는 메인샤프트(200) 또는 몸체부(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있으며, 제2로터구동부(410)에서 발생된 회전력에 의해 제2방향으로 회전할 수 있다.The
제2방향은 제1방향과 반대방향일 수 있다. 즉, 제1방향이 시계방향이면, 제2방향은 반시계방향일 수 있다.The second direction may be opposite to the first direction. That is, when the first direction is a clockwise direction, the second direction may be a counterclockwise direction.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제2로터(420)는 제2로터구동부(410)의 상부에 배치될 수 있다.1 and 2 , the
제2로터(420)는 제2허브(421), 제3그립부(422), 제3블레이드(423), 제4그립부(424), 및 제4블레이드(425)를 포함할 수 있다.The
제2허브(421)는 메인샤프트(200) 또는 몸체부(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있으며, 제2로터구동부(410)에 직결될 수 있다.The
제2로터구동부(410)에 직결된 제2허브(421)는 제2로터구동부(410)와 함께 메인샤프트(200) 상에서 수직축(C) 방향으로 이동될 수 있다.The
제3그립부(422)는 제2허브(421)에 제3블레이드(423)를 결합하기 위한 것으로, 일단부가 제2허브(421)의 외주면 일측에 결합될 수 있다. 제3그립부(422)는 수직축(C)을 교차하는 제3피치축(PC3)에 대해 회전 가능하도록 제2허브(421)에 결합될 수 있다.The
제3블레이드(423)는 제3그립부(422)에 결합될 수 있으며, 제3블레이드(423)는 제2허브(421) 및 제3그립부(422)와 연동하여 수직축(C)을 중심으로 회전할 수 있다.The
제3피치축(PC3)은 제3블레이드(423)의 길이방향을 따라 연장되는 축으로써, 제3블레이드(423)는 제3피치축(PC3)을 중심으로 회전되면서 피치가 조절될 수 있다.The third pitch axis PC3 is an axis extending along the longitudinal direction of the
제4그립부(424)는 제2허브(421)에 제4블레이드(425)를 결합하기 위한 것으로, 일단부가 제2허브(421)의 외주면 타측에 결합될 수 있다. 제4그립부(424)는 수직축(C)을 교차하는 제4피치축(PC4)에 대해 회전 가능하도록 제2허브(421)에 결합될 수 있다.The
제4블레이드(425)는 제4그립부(424)에 결합될 수 있으며, 제4블레이드(425)는 제2허브(421) 및 제4그립부(424)와 연동하여 수직축(C)을 중심으로 회전할 수 있다.The
제4피치축(PC4)은 제4블레이드(425)의 길이방향을 따라 연장되는 축으로써, 제4블레이드(425)는 제4피치축(PC4)을 중심으로 회전되면서 피치가 조절될 수 있다.The fourth pitch axis PC4 is an axis extending along the longitudinal direction of the
실시예에서는 한 쌍의 블레이드를 가지는 제2로터(420)를 설명하고 있으나, 물론 제2로터(420)는 4개 등 복수의 블레이드를 가질 수도 있다.Although the embodiment describes the
한편, 본 발명의 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체는 간격조절부(500)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention may further include a spacing adjusting unit (500).
간격조절부(500)는 수직축(C)에 대해 제1로터(320) 및 제2로터(420) 사이의 간격(D)을 조절할 수 있다. 즉, 제1로터(320)의 제1블레이드(323) 및 제2블레이드(325)와, 제2로터(420)의 제3블레이드(423) 및 제4블레이드(425) 사이의 간격(D)을 조절할 수 있다.The
도 3은 도 2의 간격조절부를 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a view showing the interval adjusting unit of FIG. 2 .
도 3을 추가 참조하면, 본 실시예에 따른 간격조절부(500)는 제1프레임(210), 제2프레임(220) 및 간격조절부재(230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
제1프레임(210)은 제1로터구동부(310)의 상부에 결합될 수 있다.The
제2프레임(220)은 제2로터구동부(410)의 하부에 결합될 수 있다.The
따라서, 제1프레임(210) 및 제2프레임(220)은 상하방향으로 이격된 상태에서 서로 대향하여 배치될 수 있다.Accordingly, the
간격조절부재(230)는 제1프레임(210) 및 제2프레임(220)을 연결할 수 있으며, 제1프레임(210) 및 제2프레임(220)을 근접시키거나 이격시킬 수 있다.The
실시예에 따른 간격조절부재(230)는 제1랙부재(231), 제2랙부재(232) 및 회전부재(233)를 포함할 수 있다.The
제1랙부재(231)는 제1프레임(210)에 결합되어 제2프레임(220) 방향으로 연장 형성될 수 있으며, 일측에는 제1랙기어(231a)가 길이방향인 상하방향으로 형성될 수 있다.The
제2랙부재(232)는 제2프레임(220)에 결합되어 제1프레임(210) 방향으로 연장 형성될 수 있으며, 제1랙기어(231a)를 대향하는 일측에는 제2랙기어(232a)가 길이방향인 상하방향으로 형성될 수 있다.The
회전부재(233)는 제1랙부재(231) 및 제2랙부재(232)를 연결하는 기어부재로서, 외면에는 제1랙기어(231a) 및 제2랙기어(232a)에 동시에 기어 결합되는 피니언기어(233a)가 형성될 수 있다.The rotating
한편, 간격조절부재(230)는 제1랙부재(231), 제2랙부재(232) 및 회전부재(233)의 위치 및 이동을 안내하기 위한 가이드부재(234)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the
이러한 간격조절부(500)의 작용을 설명하면 다음과 같다.The operation of the
외부에서 전해지는 구동력에 의해 회전부재(233)가 반시계 방향으로 회전되면, 제1랙부재(231)는 하부방향으로 이동되고, 제2랙부재(232)는 상부방향으로 이동되어, 제1프레임(210) 및 제2프레임(220)은 서로 이격될 수 있다. 이로 인하여, 제1프레임(210)에 결합된 제1로터구동부(310) 및 제2프레임(220)에 결합된 제2로터구동부(410)가 서로 이격되면서, 제1로터(320) 및 제2로터(420) 사이의 간격(D)은 커질 수 있다.When the rotating
그리고, 외부에서 전해지는 구동력에 의해 회전부재(233)가 시계 방향으로 회전되면, 제1랙부재(231)는 상부방향으로 이동되고, 제2랙부재(232)는 하부방향으로 이동되어, 제1프레임(210) 및 제2프레임(220)은 서로 가까워질 수 있다. 이로 인하여, 제1프레임(210)에 결합된 제1로터구동부(310) 및 제2프레임(220)에 결합된 제2로터구동부(410)가 서로 가까워지면서, 제1로터(320) 및 제2로터(420) 사이의 간격(D)은 작아질 수 있다.And, when the rotating
기본적으로, 제1로터(320) 및 제2로터(420) 사이의 간격(D)이 커질수록 하측에 위치하는 제1로터(320)의 추력은 감소하는데 반해, 상측에 위치하는 제2로터(420)의 추력은 증가할 수 있다.Basically, as the distance D between the
이와 같이 제1로터(320) 및 제2로터(420) 사이의 간격(D)은 사용되는 비행체의 사양 및 종류에 따라 다양한 간격으로 설정될 수 있다. 결과적으로 간격조절부(500)를 통하여 제1로터(320) 및 제2로터(420) 사이의 간격(D)을 자유롭게 조절 및 설정할 수 있기 때문에, 비행체의 사용목적에 따라 다양한 비행 성능을 구현할 수 있다.In this way, the interval D between the
또한, 간격조절부(500)를 통하여 제1로터유닛(300) 및 제2로터유닛(400)의 사이에 마련되는 공간에는 비행체에서 요구되는 장치 및 유닛들이 추가적으로 장착될 수도 있다.In addition, in the space provided between the
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체의 피치조절부를 설명하기 위한 도 1의 부분 확대도이고, 도 5는 도 4의 스와시플레이트의 평면 예시도이다.Figure 4 is a partial enlarged view of Figure 1 for explaining the pitch control unit of the aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a plan view of the swash plate of Figure 4 .
도 4 및 도 5를 추가 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체는 피치조절부(600)를 더 포함할 수 있다.4 and 5, the aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention may further include a pitch adjusting unit (600).
피치조절부(600)는 비행체의 비행 제어를 위한 양력 및 추력을 변화시키기 위하여 블레이드의 피치를 조절하는 것이다.The
피치란 블레이드의 회전 경로면(path plane)에 대한 비틀림 각도를 말한다.Pitch refers to the angle of twist with respect to the rotation path plane of the blade.
본 실시예에 따르면, 제1로터(320)의 피치는 변화될 수 있고, 제2로터(420)의 피치는 변화되지 않을 수 있다. 즉, 제1블레이드(323) 및 제2블레이드(325)의 피치는 조절될 수 있고, 제3블레이드(423) 및 제4블레이드(425)의 피치는 조절되지 않을 수 있다.According to the present embodiment, the pitch of the
구체적으로, 본 실시예에 따른 피치조절부(600)는 제1그립부(322) 및 제2그립부(324)에 각각 연결될 수 있으며, 제1피치축(PC1)을 중심으로 제1허브(321)로부터 제1그립부(322)를 회전시키거나, 제2피치축(PC2)을 중심으로 제1허브(321)로부터 제2그립부(324)를 회전시킬 수 있다. 따라서 제1블레이드(323) 및 제2블레이드(325)의 피치를 조절할 수 있다.Specifically, the
이러한 본 실시예에 따른 피치조절부(600)는 제1로터(320)의 하부에 배치될 수 있으며, 스와시플레이트(610), 제1링크부(620), 제2링크부(621), 피치조절구동부(630) 및 링크조립체(640)를 포함할 수 있다.The
스와시플레이트(610)는 수직축(C)을 중심으로 메인샤프트(200)에 회전 가능하게 결합될 수 있으며, 수직축(C) 방향으로 이동되면서 높이가 조절되거나, 수직축(C)을 중심으로 기울어지면서 경사각(α)이 조절될 수 있다.The
이러한 스와시플레이트(610)는 회전부(611) 및 비회전부(615)를 포함할 수 있다.The
회전부(611)는 수직축(C)을 중심으로 메인샤프트(200)로부터 회전하는 부분으로, 구면조인트(612) 및 회전판(613)을 포함할 수 있다.The
구면조인트(612)는 내측에 중공축이 구비될 수 있으며, 중공축에는 메인샤프트(200)가 관통 될 수 있다. 따라서 구면조인트(612)는 메인샤프트(200) 상에서 수직축(C) 방향으로 이동될 수 있다. 또한 구면조인트(612)는 외주면에 제1구면결합부가 구비될 수 있다.The spherical joint 612 may have a hollow shaft on the inside, and the
회전판(613)은 구면조인트(612)에 결합될 수 있으며, 내측에는 제1구면결합부와 밀착하여 결합되는 제2구면결합부가 구비될 수 있다. 따라서 회전판(613)은 구면조인트(612)에 대해 기울어지면서 수직축(C)에 대해 경사각(α)이 조절될 수 있다.The
비회전부(615)는 회전판(613)에 결합될 수 있으며, 회전판(613)과 연동하여 이동될 수 있다. 이러한 비회전부(615)는 회전판(613)을 감싸는 링 형상으로 구비될 수 있으며, 링 형상의 비회전부(615)는 연결대(616)를 매개로 회전판(613)과 연결될 수 있다.The
비회전부(615)에는 원주방향을 따라 미리 설정된 간격으로 배치되는 복수개의 체결홀(615a)이 구비될 수 있다. 체결홀(615a)에는 후술되는 링크조립체(640)의 제2연결링크(642)가 결합될 수 있다.The
제1링크부(620)는 회전부(611)의 일측과 제1그립부(322)를 연결할 수 있으며, 제1링크부(620)는 회전부(611)의 외주면 일측과 제1그립부(322)의 제1핀(322a)을 연결할 수 있다. 따라서 제1링크부(620)를 통하여 제1그립부(322)에 연결된 스와시플레이트(610)의 회전부(611)는 제1그립부(322)와 연동하여 수직축(C)을 중심으로 회전될 수 있다.The
제2링크부(621)는 회전부(611)의 타측과 제2그립부(324)를 연결할 수 있으며, 제2링크부(621)는 회전부(611)의 외주면 타측과 제2그립부(324)의 제2핀(324a)을 연결할 수 있다. 따라서 제2링크부(621)를 통하여 제2그립부(324)에 연결된 스와시플레이트(610)의 회전부(611)는 제2그립부(324)와 연동하여 수직축(C)을 중심으로 회전될 수 있다.The
피치조절구동부(630)는 수직축(C)에 대한 스와시플레이트(610)의 높이 또는 경사각을 조절하기 위한 구동력을 발생시킬 수 있다.The pitch
피치조절구동부(630)는 복수개가 마련될 수 있는데, 후술되는 링크조립체(640)의 수량과 상응하는 수량으로 구비될 수 있다. 즉, 각 피치조절구동부(630)는 복수개의 링크조립체(640)를 독립적으로 동작시킬 수 있다.A plurality of pitch
피치조절구동부(630)로는 서보모터가 사용될 수 있다.A servo motor may be used as the pitch
링크조립체(640)는 복수개가 마련될 수 있으며, 각 링크조립체(640)는 피치조절구동부(630)와 비회전부(615)를 독립적으로 연결할 수 있다.A plurality of
본 실시예에 따른 링크조립체(640)는 제1링크조립체, 제2링크조립체 및 제3링크조립체를 포함할 수 있다.The
제1링크조립체는 제1연결링크(641) 및 제2연결링크(642)를 포함할 수 있다.The first link assembly may include a
제1연결링크(641)는 일단부가 피치조절구동부(630)에 힌지 결합될 수 있고, 타단부는 제2연결링크(642)에 힌지 결합될 수 있다.One end of the
제2연결링크(642)는 상하방향으로 연장하여 형성될 수 있으며, 일단부가 제1연결링크(641)에 힌지 결합될 수 있고, 타단부가 스와시플레이트(610)의 비회전부(615)에 힌지 결합될 수 있다. 이 경우 제2연결링크(642)는 비회전부(615)에 형성된 복수개의 체결홀(615a) 중 하나의 체결홀(615a)에 선택적으로 힌지 결합될 수 있다.The
이러한 제1링크조립체(640A)는 피치조절구동부(630)의 작동에 따라 제1연결링크(641)의 일단부를 중심으로 타단부가 회전될 수 있고, 이에 따라 제2연결링크(642)는 수직축(C)과 나란하게 상하방향으로 이동될 수 있다. 결국 제2연결링크(642)와 결합된 스와시플레이트(610)는 외주면 일측이 상하방향으로 이동됨에 따라 수직축(C)을 중심으로 기울어지면서 경사각(α)이 조절될 수 있다.The
제2링크조립체 및 제3링크조립체은 전술한 제1링크조립체와 동일하게 구성될 수 있고, 이에 따른 중복 설명은 생략한다.The second link assembly and the third link assembly may be configured in the same manner as the above-described first link assembly, and a redundant description thereof will be omitted.
다만, 도 5 (a)를 참조하면 본 발명에 따른 제1링크조립체(640A), 제2링크조립체(640B) 및 제3링크조립체(640C)는 스와시플레이트(610)의 원주방향을 따라 미리 설정된 이격거리를 가지도록 배치될 수 있으며, 이때 이격거리는 조절될 수 있다.However, referring to Figure 5 (a), the first link assembly (640A), the second link assembly (640B) and the third link assembly (640C) according to the present invention in advance along the circumferential direction of the swash plate (610) It may be arranged to have a set separation distance, in which case the separation distance may be adjusted.
즉, 제1링크조립체(640A), 제2링크조립체(640B) 및 제3링크조립체(640C)는 스와시플레이트(610)의 비회전부(615)에 형성된 복수개의 체결홀(615a)에 선택적으로 결합되는 것으로, 제1링크조립체(640A), 제2링크조립체(640B) 및 제3링크조립체(640C)의 이격거리를 조절 및 설정할 수 있다.That is, the
이와 같이, 스와시플레이트(610)의 원주방향을 따라 배치되는 제1링크조립체(640A), 제2링크조립체(640B) 및 제3링크조립체(640C)의 이격거리에 따라 비행체의 비행 성능 민감도를 조절할 수 있다.In this way, according to the separation distance of the
일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이 제1링크조립체(640A)로부터 제2링크조립체(640B) 및 제3링크조립체(640C)는 각각 90도 간격으로 이격하여 배치될 수 있고, 이때 제2링크조립체(640B) 및 제2링크조립체(640C)는 180도 간격으로 이격하여 배치될 수 있다.For example, as shown in FIG. 5 , the
즉, 제1링크조립체(640A)와, 제2링크조립체(640B) 및 제3링크조립체(640C) 사이의 이격거리가 상대적으로 좁게 배치되면, 제1링크조립체(640A)와, 제2링크조립체(640B) 및 제3링크조립체(640C)의 상대적으로 작은 동작으로도 스와시플레이트(610)의 경사각(α)을 크게 형성할 수 있으며, 따라서 비행체의 비행 성능 민감도를 높일 수 있다.That is, when the separation distance between the
여기서, 스와시플레이트(610)의 중심축인 수직축(C)과, 스와시플레이트(610)와 제1링크조립체(640A)의 연결부를 잇는 일직선은, 비행체의 전후비행 방향과 일치할 수 있으며, 이 경우 비행체의 전후비행 성능의 민감도를 높일 수 있다.Here, the vertical axis C, which is the central axis of the
도시하진 않았지만 다른 예로, 제1링크조립체(640A), 제2링크조립체(640B) 및 제3링크조립체(640C)는 각각 120도 간격으로 균등하게 이격하여 배치될 수도 있고, 또 다른 예로, 제1링크조립체(640A)로부터 제2링크조립체(640B) 및 제3링크조립체(640C)는 각각 145도 간격으로 이격하여 배치될 수도 있다.Although not shown, as another example, the
이 경우에는 전술한 실시예와 비교하여 제1링크조립체(640A), 제2링크조립체(640B) 및 제3링크조립체(640C) 사이의 이격거리가 상대적으로 멀기 때문에, 스와시플레이트(610)의 동일한 경사각(α)을 형성하기 위해서는 제1링크조립체(640A)와, 제2링크조립체(640B) 및 제3링크조립체(640C)의 상대적으로 큰 동작이 요구될 수 있다. 따라서 전술한 실시예와 비교하여 비행체의 비행 성능의 민감도가 낮아질 수 있다. 하지만 상대적으로 넓은 간격을 유지하는 제1링크조립체(640A), 제2링크조립체(640B) 및 제3링크조립체(640C)로 인하여 경사각(α) 조절된 스와시플레이트(610)를 상대적으로 안정적으로 지지할 수 있는 이점이 있다.In this case, since the separation distance between the
이하에서는 본 발명에 따른 피치조절부(600)의 작용에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체의 피치조절부에 의한 컬렉티브 피치 작동을 설명하기 위한 예시도이다.6 is an exemplary view for explaining the collective pitch operation by the pitch adjusting unit of the aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention.
이러한 피치조절부(600)의 작용을 설명하는 과정에서 설명의 편의상, 링크조립체(640)는 180도 간격으로 배치되는 제1링크조립체(640A) 및 제2링크조립체(640B)로 이루어지고, 이와 상응하게 피치조절구동부(630)는 제1피치조절구동부(630A) 및 제2피치조절구동부(630B)로 이루어진 경우를 예로 들어 설명한다.For convenience of explanation in the process of explaining the action of the
먼저, 기본적으로 비행체에는 양력(lift), 무게(weight), 추력(thrust), 항력(drag)이 작용하며 양력은 무게를 지지하고 추력은 항력을 압도할 경우 비행체는 요구하는 방향으로 비행할 수 있다.First, basically, lift, weight, thrust, and drag act on an aircraft. Lift supports the weight, and if the thrust overwhelms the drag, the aircraft can fly in the required direction. have.
만일, 무풍 조건에서 비행체의 정지비행이 요구될 경우, 블레이드의 회전 경로면(path plane)은 수평면과 평행한 상태일 수 있다. 이러한 정지비행 시 양력과 추력, 항력과 무게는 동일 방향으로 작용하며, 양력과 추력의 합은 무게와 항력의 합과 같다.If, in a windless condition, when a stationary flight of the vehicle is required, the rotation path plane of the blade may be in a state parallel to the horizontal plane. In this stationary flight, lift and thrust, drag and weight act in the same direction, and the sum of lift and thrust is equal to the sum of weight and drag.
이러한 정지비행에서 추력을 증가시켜 양력과 추력의 합이 항력과 무게의 합보다 크게되면 비행체는 상승비행을 구현할 수 있고, 반대로 추력을 감소시켜 양력과 추력의 합이 항력과 무게의 합보다 작게 되면 비행체는 하강비행을 구현할 수 있다.In such a stationary flight, if the sum of lift and thrust is greater than the sum of drag and weight by increasing thrust, the aircraft can achieve ascending flight. The vehicle can implement descending flight.
도 6을 참조하면, 비행체의 상승비행이 요구될 경우, 제1피치조절구동부(630A) 및 제2피치조절구동부(630B)에 의해 제1링크조립체(640A) 및 제2링크조립체(640B)는 동일한 높이로 상승될 수 있다. 그러면 스와시플레이트(610)는 수평상태를 유지하면서 상승될 수 있고, 이와 함께 제1링크부(620) 및 제2링크부(621)가 동일한 높이로 상승될 수 있다.Referring to FIG. 6, when the ascending flight of the aircraft is required, the
그러면, 제1링크부(620)에 제1핀(322a)으로 결합된 제1그립부(322)가 제1피치축(PC1)을 중심으로 회전되면서 제1블레이드(323)의 피치각을 변화시켜 추력을 증가시킬 수 있다. 그리고 제2링크부(621)에 제2핀(324a)으로 결합된 제2그립부(324)가 제2피치축(PC2)을 중심으로 회전되면서 제2블레이드(325)의 피치각을 변화시켜 추력을 증가시킬 수 있다. 이 경우 제1블레이드(323) 및 제2블레이드(325)는 동일한 피치각을 가질 수 있다. (도 4 참조)Then, the
이와 같이, 제1블레이드(323) 및 제2블레이드(325)의 피치각을 변화시켜 추력이 증가되면, 비행체는 상승비행이 구현될 수 있다.In this way, when the thrust is increased by changing the pitch angles of the
반대로, 비행체의 하강비행이 요구될 경우, 제1피치조절구동부(630A) 및 제2피치조절구동부(630B)에 의해 제1링크조립체(640A) 및 제2링크조립체(640B)는 동일한 높이로 하강될 수 있다. 그러면 스와시플레이트(610)는 수평상태를 유지하면서 하강될 수 있고, 이와 함께 제1링크부(620) 및 제2링크부(621)가 동일한 높이로 하강될 수 있다.Conversely, when the descending flight of the aircraft is required, the
그러면, 제1링크부(620)에 제1핀(322a)으로 결합된 제1그립부(322)가 제1피치축(PC1)을 중심으로 반대 회전되면서 제1블레이드(323)의 피치각을 변화시켜 추력을 감소시킬 수 있다. 그리고 제2링크부(621)에 제2핀(324a)으로 결합된 제2그립부(324)가 제2피치축(PC2)을 중심으로 반대 회전되면서 제2블레이드(325)의 피치각을 변화시켜 추력을 감소시킬 수 있다. 이 경우 제1블레이드(323) 및 제2블레이드(325)는 동일한 피치각을 가질 수 있다. (도 4 참조)Then, the
이와 같이, 제1블레이드(323) 및 제2블레이드(325)의 피치각을 변화시켜 추력이 감소되면, 비행체는 하강비행이 구현될 수 있다.In this way, when the thrust is reduced by changing the pitch angles of the
물론, 본 실시예에 따른 비행체는 제1로터(320) 또는 제2로터(420)의 회전속도를 높여 추력을 증가시켜서 상승비행을 구현할 수 있고, 제1로터(320) 또는 제2로터(420)의 회전속도를 낮춰 추력을 감소시켜서 하강비행을 구현할 수도 있다.Of course, the aircraft according to the present embodiment may implement ascending flight by increasing the rotational speed of the
한편, 정지비행 상태에서 제1블레이드(323) 및 제2블레이드(325)의 피치각을 변화시키게 되면, 전술한 바와 같이 비행체의 상승비행 혹은 하강비행을 구현할 수 있는데, 이 경우 동축 반전 구조의 비행체는 테일로터가 없기 때문에 제1로터(320) 및 제2로터(420) 중 하나의 추력만이 변화될 경우에는 제1로터(320) 및 제2로터(420)에서 작용하는 토크 차이로 인하여, 수직축(C)을 중심으로 비행체가 회전될 수도 있다. 즉, 비행체의 요잉(Yawing)비행이 구현될 수도 있다.On the other hand, if the pitch angle of the
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체의 피치조절부에 의한 싸이클릭 피치 작동을 설명하기 위한 예시도이다.7 is an exemplary view for explaining the cyclic pitch operation by the pitch adjusting unit of the aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 비행체의 수평비행이 요구될 경우, 제1피치조절구동부(630A)에 의해 제1링크조립체(640A)는 하강할 수 있고, 제2피치조절구동부(630B)에 의해 제2링크조립체(640B)는 상승할 수 있다. 그러면 스와시플레이트(610)는 기울어지면서 경사각(α: 도 5 참조)을 형성할 수 있고, 이와 함께 제1링크부(620)는 하강될 수 있고 제2링크부(621)는 상승될 수 있다.Referring to FIG. 7 , when horizontal flight of the vehicle is required, the
그러면, 제1링크부(620)에 제1핀(322a)으로 결합된 제1그립부(322)가 제1피치축(PC1)을 중심으로 회전되면서 제1블레이드(323)의 피치각이 변화될 수 있고, 제2링크부(621)에 제2핀(324a)으로 결합된 제2그립부(324)가 제2피치축(PC2)을 중심으로 회전되면서 제2블레이드(325)의 피치각이 변화될 수 있다. 이 경우 제1블레이드(323) 및 제2블레이드(325)는 서로 다른 피치각을 가질 수 있다. (도 4 참조)Then, as the
즉, 스와시플레이트(610)가 경사각(α)을 유지할 경우, 제1블레이드(323) 및 제2블레이드(325)는 수직축(C)을 중심으로 1회 회전할 때마다 피치각이 계속해서 변화될 수 있다.That is, when the
결국, 도 7 (b)에서와 같이, 제1블레이드(323) 또는 제2블레이드(325)가 도면 상 좌측영역을 통과할 경우에는 상대적으로 작은 추력을 생성할 수 있다. 그리고 제1블레이드(323) 또는 제2블레이드(325)가 도면 상 우측영역을 통과할 경우에는 상대적으로 큰 추력을 생성할 수 있다. 결국 비행체는 화살표 방향으로 수평비행을 구현할 수 있다.As a result, as shown in (b) of FIG. 7 , when the
물론, 비행체의 수평비행 시에는 양력 불균형(Dissymmetry of Lift)이 발생될 수 있다. 양력 불균형이란 블레이드의 회전 경로면(path plane)에서 발생하는 양력이 균일하지 않고 불균형하게 되는 현상으로, 수평비행시 상대풍에 대해 전진하는 블레이드와 후퇴하는 블레이드의 상대속도 차이에 의해서 발생한다.Of course, during horizontal flight of the vehicle, a dissymmetry of lift may occur. Lift imbalance is a phenomenon in which the lift generated on the rotation path plane of the blade is not uniform and unbalanced.
보충 설명하면, 블레이드가 일정한 회전속도로 회전하는 정지비행 상태에서 비행체의 전진비행이 요구될 경우, 도 7에서와 같이 싸이클릭 피치 조절을 통하여 스와시플레이트(610)를 전진방향으로 기울려서 진진비행을 구현할 수 있다. 이때 비행체가 100km/h 속도로 전진비행한다고 가정하면, 상대풍에 대해 전진하는 블레이드 영역에서는 100km/h 상대속도가 증가하고, 상대풍에 대해 후퇴하는 블레이드 영역에서는 100km/h 상대속도가 감소하게 된다. 결국 전진비행하는 비행체는 블레이드의 회전 경로면(path plane)의 좌측영역 및 우측영역에서 양력 불균형이 발생되어, 비행체가 요구하는 방향으로 정확히 전진비행하지 못하고 기우는 현상이 발생될 수 있다.Supplementally, when the forward flight of the aircraft is required in the stationary flight state in which the blade rotates at a constant rotational speed, the
결국, 비행체의 수평비행 시 스와시플레이트(610)의 경사방향은 양력 불균형을 고려하여 보다 정밀하게 제어되어야 하지만, 본 실시예에서는 피치조절부(600)의 싸이클릭 피치 조절에 따른 작동의 이해를 위하여 양력 불균형을 고려하지 않고 설명하였다.As a result, the inclination direction of the
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체에 대해 설명한다.Hereinafter, an aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to another embodiment of the present invention will be described.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체의 측면 예시도이다.8 is a side view of an aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체 역시, 몸체부(100), 메인샤프트(200), 제1로터유닛(300), 제2로터유닛(400)을 포함한다.Referring to FIG. 8 , an aircraft having a hollow coaxial inversion structure according to another embodiment of the present invention also includes a
본 실시예에 따른 비행체는 도 1에 도시된 비행체와 대부분의 구성요소가 동일하게 구성될 수 있다. 다만 본 실시예에 따른 비행체는 도 1에 도시된 비행체와 비교하여 비행체를 구성하는 구성요소의 배치 구조에서 차이점을 가진다. 본 실시예에 따른 비행체에 대해서는 전술한 일실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.The aircraft according to the present embodiment may be configured in the same manner as the aircraft shown in FIG. 1 and most of the components. However, the vehicle according to this embodiment has a difference in the arrangement structure of components constituting the vehicle compared to the vehicle shown in FIG. 1 . The vehicle according to the present embodiment will be mainly described with respect to the differences from the above-described embodiment.
먼저, 도 1에 도시된 비행체는 제1로터유닛(300)이 하측에 배치되고, 제2로터유닛(400)이 상측에 배치되며, 간격조절부(500)를 기준으로 제1로터유닛(300) 및 제2로터유닛(400)이 서로 마주하면서 대칭 구조를 이루고 있다. 하지만 도 8에 도시된 비행체는 제1로터유닛(300)을 사이에 두고, 제1로터유닛(300)의 하측에 제2로터구동부(410)가 배치되고, 제1로터유닛(300)의 상측에 제2로터(420)가 배치되는 점에서 차이가 있다.First, in the aircraft shown in FIG. 1 , the
이를 위해 본 실시예에 따른 제2로터(420)는 연장샤프트(427)를 더 포함할 수 있다.To this end, the
연장샤프트(427)는 메인샤프트(200)를 관통하여 배치될 수 있다. 연장샤프트(427)는 수직축(C)을 중심으로 메인샤프트(200)에 대해 회전될 수 있고, 메인샤프트(200)에 대해 수직축(C) 방향으로 이동될 수 있다.The
연장샤프트(427)는 속이 채워진 중실 구조를 가질 수 있고, 메인샤프트(200)와 마찬가지로 중공 구조를 가질 수도 있다.The
메인샤프트(200)를 관통한 연장샤프트(427)의 하단부에는 제2로터구동부(410)가 직결될 수 있다.The second
메인샤프트(200)를 관통한 연장샤프트(427)의 상단부에는 제2로터(420)의 제2허브(421)가 결합될 수 있다.The
따라서, 연장샤프트(427)는 제2로터구동부(410)에서 발생된 회전력에 의해 회전될 수 있고, 이러한 회전력은 제2로터(420)의 제2허브(421)로 전달될 수 있다.Accordingly, the
또한, 본 실시예에 따른 비행체 역시 수직축(C)에 대해 제1로터유닛(300) 및 제2로터유닛(400) 사이의 간격(D)을 조절하는 간격조절부(500)를 포함할 수 있으며, 본 실시예에 따른 간격조절부(500)는 제1로터구동부(310) 및 제2로터구동부(410) 사이에 배치될 수 있다.In addition, the aircraft according to this embodiment may also include a
이러한 간격조절부(500)를 이용하여, 메인샤프트(200) 상에서 제1로터유닛(300)을 상하방향으로 이동시키거나, 메인샤프트(200) 상에서 제2로터유닛(400)을 상하방향으로 이동시키면서, 제1로터유닛(300) 및 제2로터유닛(400) 사이의 간격(D)을 조절 및 설정할 수 있다.By using the
또한, 도 1에 도시된 비행체는 피치조절부(600)가 제1로터(320)에 구비되어 있으나, 도 8에 도시된 비행체는 피치조절부(600)가 제2로터(420)에 구비된 점에서도 차이가 있다.In addition, in the vehicle shown in FIG. 1 , the
이를 위해, 본 실시예에 따른 제2로터(420)는 몸체부(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있으며, 제2허브(421), 제3그립부(422), 제3블레이드(423), 제4그립부(424), 제4블레이드(425)를 더 포함할 수 있다.To this end, the
제2허브(421)는 메인샤프트(200)를 관통한 연장샤프트(427)의 단부에 결합되어, 연장샤프트(427)와 연동하여 회전할 수 있다.The
제3그립부(422)는 제2허브(421)에 제3블레이드(423)를 결합하기 위한 것으로, 일단부가 제2허브(421)의 외주면 일측에 결합될 수 있다. 제3그립부(422)는 수직축(C)을 교차하는 제3피치축(PC3)에 대해 회전 가능하도록 제2허브(421)에 결합될 수 있다.The
제3그립부(422)는 제3핀을 가질 수 있다. 제3핀은 제3피치축(PC3)으로부터 편심된 일측에 배치될 수 있다. 제3핀은 피치조절부(600)의 제1링크부(620)가 결합될 수 있다.The
제3블레이드(423)는 제3그립부(422)에 결합될 수 있으며, 제3블레이드(423)는 제2허브(421) 및 제3그립부(422)와 연동하여 수직축(C)을 중심으로 회전할 수 있다.The
제4그립부(424)는 제2허브(421)에 제4블레이드(425)를 결합하기 위한 것으로, 일단부가 제2허브(421)의 외주면 타측에 결합될 수 있다. 제4그립부(424)는 수직축(C)을 교차하는 제4피치축(PC4)에 대해 회전 가능하도록 제2허브(421)에 결합될 수 있다.The
제4그립부(424)는 제4핀을 가질 수 있다. 제4핀은 제4피치축(PC4)으로부터 편심된 일측에 배치될 수 있다. 제4핀은 피치조절부(600)의 제2링크부(621)가 결합될 수 있다.The
제4블레이드(425)는 제4그립부(424)에 결합될 수 있으며, 제4블레이드(425)는 제2허브(421) 및 제4그립부(424)와 연동하여 수직축(C)을 중심으로 회전할 수 있다.The
그리고, 본 실시예에 따른 피치조절부(600)는 전술한 일실시예와 달리, 제1로터(320)의 피치는 변화되지 않고, 제2로터(420)의 피치가 변화될 수 있다. 즉, 제1블레이드(323) 및 제2블레이드(325)의 피치는 조절되지 않고, 제3블레이드(423) 및 제4블레이드(425)의 피치가 조절될 수 있다.In addition, in the
즉, 본 실시예에 따른 피치조절부(600)는 제3그립부(422) 및 제4그립부(424)에 각각 연결될 수 있으며, 제3피치축을 중심으로 제2허브(421)로부터 제3그립부(422)를 회전시키거나, 제4피치축(PC4)을 중심으로 제2허브(421)로부터 제4그립부(424)를 회전시킬 수 있다. 따라서 제3블레이드(423) 및 제4블레이드(425)의 피치를 조절할 수 있다.That is, the
본 실시예에 따른 피치조절부(600)에 대한 상세 구성 및 작동은 전술한 실시예에 따른 피치조절부와 동일한 이유에서 중복된 설명은 생략한다.The detailed configuration and operation of the
아울러, 전술한 일실시예에 따른 피치조절부(600)는 제1로터(320)에 구비된 것으로 설명하였고, 다른 실시예에 따른 피치조절부(600)는 제2로터(420)에 구비된 것으로 설명하였으나, 물론 피치조절부(600)는 제1로터(320) 및 제2로터(420)에 함께 구비될 수도 있다.In addition, it has been described that the
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings as described above, those skilled in the art may vary the present invention in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. may be modified or changed.
100: 몸체부 200: 메인샤프트
300: 제1로터유닛 310: 제1로터구동부
320: 제1로터 400: 제2로터유닛
410: 제2로터구동부 420; 제2로터
500: 간격조절부 600: 피치조절부100: body 200: main shaft
300: first rotor unit 310: first rotor driving unit
320: first rotor 400: second rotor unit
410: second
500: interval control unit 600: pitch control unit
Claims (13)
중공 구조를 이루며, 상기 몸체부에 결합되어 수직축을 형성하는 메인샤프트;
상기 메인샤프트에 관통되면서 결합되어 상기 수직축을 중심으로 제1방향으로의 회전력을 발생시키는 제1로터구동부와, 상기 제1로터구동부의 하부에 배치되되 상기 제1로터구동부에 직결되어 상기 제1로터구동부에서 발생된 회전력에 의해 상기 제1방향으로 회전하는 제1로터를 가지는 제1로터유닛;
상기 메인샤프트에 관통되면서 결합되어 상기 수직축을 중심으로 상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로의 회전력을 발생시키는 제2로터구동부와, 상기 제2로터구동부의 상부에 배치되되 상기 제2로터구동부에 직결되어 상기 제2로터구동부에서 발생된 회전력에 의해 상기 제2방향으로 회전하는 제2로터를 가지는 제2로터유닛; 및
상기 수직축에 대해 상기 제1로터유닛 및 상기 제2로터유닛 사이의 간격을 조절하기 위한 간격조절부를 포함하되,
상기 제1로터유닛 및 상기 제2로터유닛은 상기 간격조절부를 기준으로 서로 마주하면서 대칭구조를 이루고, 상기 간격조절부의 작동과 함께 상기 제1로터구동부 및 상기 제2로터구동부가 동시에 반대방향으로 이동되며,
상기 제1로터에 구비된 제1블레이드 및 제2블레이드의 피치를 조절하기 위한 피치조절부를 더 포함하며,
상기 피치조절부는 상기 메인샤프트에 회전가능하게 결합되는 스와시플레이트와, 상기 스와시플레이트의 높이 또는 경사각을 조절하기 위한 구동력을 발생시키는 복수 개의 피치조절구동부와, 상기 스와시플레이트와 상기 복수 개의 피치조절구동부를 연결하기 위한 복수 개의 링크조립체를 포함하고,
상기 복수 개의 링크조립체는 상기 스와시플레이트의 원주방향을 따라 이격하여 배치되는 제1링크조립체, 제2링크조립체 및 제3링크조립체를 포함하며,
상기 스와시플레이트의 비회전부는 링형상을 가지며, 상기 비회전부에는 원주방향을 따라 미리 설정된 간격으로 복수 개의 체결홀이 구비되고,
상기 제1링크조립체, 상기 제2링크조립체 및 상기 제3링크조립체와 결합되지 않는 체결홀이 존재하도록 상기 제1링크조립체, 상기 제2링크조립체 및 상기 제3링크조립체는 상기 복수 개의 체결홀에 선택적으로 결합됨으로써 상기 제1링크조립체, 상기 제2링크조립체 및 상기 제3링크조립체의 사이 간격은 조절 가능한 것을 특징으로 하는 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체.body part;
a main shaft having a hollow structure and coupled to the body to form a vertical axis;
a first rotor driving part which is coupled while penetrating through the main shaft to generate a rotational force in a first direction about the vertical axis; a first rotor unit having a first rotor rotating in the first direction by the rotational force generated by the driving unit;
a second rotor driving part which is coupled while passing through the main shaft to generate a rotational force in a second direction opposite to the first direction about the vertical axis; a second rotor unit directly connected to and having a second rotor rotating in the second direction by the rotational force generated by the second rotor driving unit; and
Comprising a gap adjusting unit for adjusting the distance between the first rotor unit and the second rotor unit with respect to the vertical axis,
The first rotor unit and the second rotor unit form a symmetrical structure while facing each other based on the spacing adjusting part, and the first rotor driving part and the second rotor driving part are simultaneously moved in opposite directions with the operation of the spacing adjusting part becomes,
Further comprising a pitch adjusting unit for adjusting the pitch of the first blade and the second blade provided in the first rotor,
The pitch control unit includes a swash plate rotatably coupled to the main shaft, a plurality of pitch control driving units generating a driving force for adjusting the height or inclination angle of the swash plate, and the swash plate and the plurality of pitches A plurality of link assemblies for connecting the control actuator,
The plurality of link assemblies includes a first link assembly, a second link assembly, and a third link assembly disposed to be spaced apart along the circumferential direction of the swash plate,
The non-rotating portion of the swash plate has a ring shape, and the non-rotating portion is provided with a plurality of fastening holes at preset intervals along the circumferential direction,
The first link assembly, the second link assembly and the third link assembly are in the plurality of fastening holes so that there are fastening holes that are not coupled to the first link assembly, the second link assembly, and the third link assembly. By selectively combining the first link assembly, the second link assembly, and the distance between the third link assembly is an air vehicle having a hollow coaxial inversion structure, characterized in that adjustable.
상기 간격조절부는,
상기 제1로터유닛에 결합되는 제1프레임과,
상기 제2로터유닛에 결합되며, 상기 제1프레임과 대향하여 배치되는 제2프레임과,
상기 제1프레임 및 상기 제2프레임을 연결하며, 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임을 근접시키거나 이격시키는 간격조절부재를 포함하는 것울 특징으로 하는 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체.According to claim 1,
The interval adjusting unit,
a first frame coupled to the first rotor unit;
a second frame coupled to the second rotor unit and disposed to face the first frame;
Connecting the first frame and the second frame, the vehicle having a hollow coaxial inversion structure, characterized in that it comprises a space adjusting member for making the first frame and the second frame close or spaced apart.
상기 간격조절부재는,
상기 제1프레임에서 상기 제2프레임 방향으로 연장 형성되며, 일측에는 제1랙기어가 형성되는 제1랙부재와,
상기 제2프레임에서 상기 제1프레임 방향으로 연장 형성되며, 일측에는 제2랙기어가 형성되는 제2랙부재와,
상기 제1랙부재 및 상기 제2랙부재를 연결하도록 상기 제1랙기어 및 상기 제2랙기어와 동시에 기어 결합되는 피니언기어가 형성되며, 외부에서 전해지는 구동력에 의해 회전되는 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체.3. The method of claim 2,
The spacing adjusting member,
a first rack member extending from the first frame in a direction of the second frame and having a first rack gear formed on one side thereof;
a second rack member extending from the second frame in a direction of the first frame and having a second rack gear formed on one side thereof;
A pinion gear geared simultaneously with the first rack gear and the second rack gear is formed to connect the first rack member and the second rack member, and a rotating member rotated by an external driving force. Aircraft having a hollow coaxial inversion structure, characterized in that.
상기 제1로터는,
상기 메인샤프트에 회전 가능하게 결합되며, 상기 제1로터구동부에 직결되는 제1허브와,
상기 제1허브의 외주면 일측에 결합되되, 상기 수직축을 교차하는 제1피치축에 대해 회전 가능하게 결합되는 제1그립부와,
상기 제1허브의 외주면 타측에 결합되되, 상기 수직축을 교차하는 제2피치축에 대해 회전 가능하게 결합되는 제2그립부를 더 포함하며,
상기 제1블레이드는 상기 제1그립부에 결합되고, 상기 제2블레이드는 상기 제2그립부에 결합되는 것을 특징으로 하는 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체.According to claim 1,
The first rotor is
a first hub rotatably coupled to the main shaft and directly connected to the first rotor driving unit;
a first grip portion coupled to one side of the outer circumferential surface of the first hub and rotatably coupled with respect to a first pitch axis crossing the vertical axis;
Doedoe coupled to the other side of the outer peripheral surface of the first hub, further comprising a second grip portion rotatably coupled with respect to a second pitch axis crossing the vertical axis,
The first blade is coupled to the first grip portion, and the second blade is coupled to the second grip portion.
상기 피치조절부는 상기 제1그립부 및 상기 제2그립부에 각각 연결되며, 상기 제1피치축을 중심으로 상기 제1허브로부터 상기 제1그립부를 회전시키거나, 상기 제2피치축을 중심으로 상기 제1허브로부터 상기 제2그립부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체.5. The method of claim 4,
The pitch adjusting part is connected to the first grip part and the second grip part, respectively, and rotates the first grip part from the first hub about the first pitch axis or the first hub about the second pitch axis Aircraft having a hollow coaxial inversion structure, characterized in that rotating the second grip portion from.
상기 피치조절부는,
상기 스와시플레이트의 회전부의 일측과 상기 제1그립부를 연결하는 제1링크부와,
상기 스와시플레이트의 회전부의 타측과 상기 제2그립부를 연결하는 제2링크부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체.6. The method of claim 5,
The pitch adjustment unit,
a first link part connecting one side of the rotating part of the swash plate and the first grip part;
Aircraft having a hollow coaxial inversion structure, characterized in that it further comprises a second link portion connecting the second grip portion and the other side of the rotating portion of the swash plate.
상기 제1 링크조립체는,
일단부가 상기 피치조절 구동부에 힌지 결합되는 제1연결링크와,
일단부가 상기 제1연결링크에 힌지 결합되며 타단부가 상기 복수개의 체결홀 중 선택된 하나의 체결홀에 힌지 결합되는 제2연결링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체.7. The method of claim 6,
The first link assembly,
A first connection link having one end hinge-coupled to the pitch control driving unit;
An aircraft having a hollow coaxial inversion structure, characterized in that one end portion is hinged to the first connecting link and the other end includes a second connecting link hinged to one of the plurality of fastening holes.
상기 몸체부는,
상기 메인샤프트의 하단부를 회전 가능하게 지지하는 하부프레임과,
상기 메인샤프트의 상단부를 회전 가능하게 지지하는 상부프레임과,
상기 하부프레임 또는 상기 상부프레임에 탈부착 가능하게 결합되는 모듈유닛 마운트를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체.According to claim 1,
The body part,
a lower frame for rotatably supporting the lower end of the main shaft;
an upper frame for rotatably supporting the upper end of the main shaft;
Aircraft having a hollow coaxial inversion structure, characterized in that it comprises a module unit mount detachably coupled to the lower frame or the upper frame.
상기 메인샤프트의 중공된 내부에는 동력, 통신 및 제어를 위한 케이블이 배선되며,
상기 메인샤프트는 상기 케이블을 관통시키기 위한 하나 이상의 배선홀을 가지는 것을 특징으로 하는 중공형 동축 반전 구조를 갖는 비행체.According to claim 1,
Cables for power, communication and control are wired inside the hollow of the main shaft,
The main shaft is an aircraft having a hollow coaxial inversion structure, characterized in that it has one or more wiring holes for passing the cable through.
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