KR102596385B1 - 드론용 모터 및 이를 구비한 드론 - Google Patents
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Abstract
본 명세서의 일 실시 예에 따른 드론용 모터는, 하부 스크류의 상면과 하부 베어링의 하면 사이에 기구적으로 조립되어 비행 시 필요한 베어링 예압을 유지함과 동시에 추력을 전달하고 하부 스크류가 풀린 경우에도 샤프트와의 결합을 기구적으로 유지하여 추력을 지지하는 와셔를 포함한다.
상기 와셔는 원통 형상으로 형성될 수 있고, 샤프트의 길이 방향으로 원통 형상의 와셔의 한쪽 면에 형성된 플랜지부 삽입 구멍을 통해 샤프트의 플랜지부를 삽입한 후, 상기 와셔를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도만큼 회전시키는 것에 의해 샤프트의 커팅부에 기구적으로 조립될 수 있다.
상기 와셔는 원통 형상으로 형성될 수 있고, 샤프트의 길이 방향으로 원통 형상의 와셔의 한쪽 면에 형성된 플랜지부 삽입 구멍을 통해 샤프트의 플랜지부를 삽입한 후, 상기 와셔를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도만큼 회전시키는 것에 의해 샤프트의 커팅부에 기구적으로 조립될 수 있다.
Description
본 발명은 드론(drone)용 모터(motor) 및 이를 구비한 드론에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 드론용 모터의 추력을 지지하는 축계의 개선된 구조에 관한 것이다.
무선 전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 헬리콥터 모양의 무인 항공기(drone, 이하, "드론"이라 함)는 정찰, 공격 등의 군사적 용도는 물론, 영상 촬영, 무인 택배 서비스, 재해 관측, 농약 살포 등의 다양한 민간 분야 및 상업 분야에서 활용되고 있으며, 드론 시장이 크게 성장함에 따라 그에 사용되는 모터에 대한 개발 및 수요도 증가하고 있고, 이러한 추세에 따라 드론에 실장되는 모터의 제원도 다양화되고 있으며, 고성능, 고출력의 모터가 개발되고 있다.
일반적인 드론용 모터는 아우터 로터(outer rotor) 구조를 채택하고 있으며, 아우터 로터 구조를 채택한 드론용 모터에서는 마그넷이 부착된 로터 브래킷의 샤프트를 고정자 및 상하부 베어링을 포함하는 베이스 브래킷의 상기 상부 베어링과 하부 베어링에 관통시켜 조립한 후, 하부 스크류를 샤프트에 체결하고 있다.
이러한 구성의 드론용 모터에 있어서, 하부 스크류는, 로터를 베이스 브래킷에 최종 조립하고 그 결합을 유지하는 기능과, 상하부 베어링에 비행 시 필요한 최소한의 예압을 유지시키는 기능과, 추력을 베이스 브래킷에 전달함과 아울러 기체에까지 전달하는 기능을 수행한다.
따라서, 드론 기체가 비행 시 프로펠러에 의해 발생된 추력이 샤프트에 전달되면, 하부 스크류의 헤드가 하부 베어링의 내륜을 지지하게 되므로, 프로펠러에 의해 발생된 추력이 하부 브래킷의 하부 베어링을 통해 기체로 전달된다.
그런데, 하부 스크류는 드론 기체의 비행 시 필요한 최소한의 예압을 상하부 베어링에 인가하는 기능을 수행하므로, 드론용 모터의 체결 및/또는 조립 공정에서 하부 스크류는 매우 작은 체결 토크로 샤프트에 체결된다.
따라서, 드론 기체의 비행 중 하부 스크류가 풀려 샤프트와의 체결이 해제되는 경우가 많이 발생되며, 이 경우 샤프트의 추력이 기체로 전달되지 않아 드론 기체가 추락하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 풀림 방지 접착제를 사용하여 하부 스크류를 샤프트와 조립하고 있다.
그런데, 온도 및 습도의 변화 또는 기타 화학제의 침투에 의해 풀림 방지 접착제의 접착력이 저하되는 상황이 발생할 수도 있기 때문에, 하부 스크류가 완전하게 풀리더라도 드론 기체를 지상까지 안전하게 착륙시켜줄 수 있는 2중의 추력 지지 구조가 개발되고 있다.
2중의 추력 지지 구조의 한 예로는, 도 1에 도시한 바와 같이, 스크류(1st Screw)가 구비된 칼라(Collar)를 샤프트(Shaft)의 외주면에 가조립하고, 하부 스크류(2nd Screw)를 샤프트에 체결하면서 예압을 인가한 후, 칼라에 구비된 스크류를 이용하여 칼라를 샤프트에 체결하는 구조가 개시되어 있다.
그런데, 이러한 구조는 추가되는 부품 수가 많은 문제점이 있다.
또한, 2중의 추력 지지 구조가 칼라의 스크류 및 하부 스크류의 체결력에 전적으로 의존하는 구조이기 때문에, 칼라의 스크류 및 하부 스크류는 선후 관계 없이 독립적으로 풀릴 수 있고, 칼라의 스크류와 하부 스크류가 모두 풀린 경우 샤프트가 베어링에서 분리되어 추력을 지지할 수 없는 문제점이 있다.
2중의 추력 지지 구조의 다른 예로는, 도 2에 도시한 바와 같이, C-링(C-ring)을 샤프트(Shaft)의 C-링 홈에 삽입하고, 부싱(Bushing)을 위치시킨 후, 하부 스크류(Screw)를 체결하는 구조가 개시되어 있다.
그런데, 이러한 구조는 C-링의 삽입에 필요한 최소 작업 거리가 확보되어야 한다.
즉, 샤프트에 형성되는 C-링 홈이 베어링의 내륜면 보다 더 길게 확보되어야 C-링의 삽입이 가능하다.
따라서, 축방향으로 힘을 전달할 수 없으므로, 상부 베어링의 예압 인가에 필요한 추력을 줄 수 없고, 이에 따라, 상부 베어링의 수명이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 신뢰성이 높은 2중의 추력 지지 구조를 갖는 드론용 모터를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 비행 중 하부 스크류가 완전히 풀리더라도 샤프트의 추력을 전달하면서 비행을 안전하게 마칠 수 있는 2중의 추력 지지 구조를 갖는 드론용 모터를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 설정된 예압을 효과적으로 인가할 수 있고, 추가 부품수가 최소화된 2중의 추력 지지 구조를 갖는 드론용 모터를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 전술한 드론용 모터를 구비한 드론을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따른 드론용 모터는, 하부 스크류의 상면과 하부 베어링의 하면 사이에 기구적으로 조립되어 비행 시 필요한 베어링 예압을 유지함과 동시에 추력을 전달하고 하부 스크류가 풀린 경우에도 샤프트와의 결합을 기구적으로 유지하여 추력을 지지하는 와셔를 포함한다.
상기 와셔는 원통 형상으로 형성될 수 있고, 샤프트의 길이 방향으로 원통 형상의 와셔의 한쪽 면에 형성된 플랜지부 삽입 구멍을 통해 샤프트의 플랜지부를 삽입한 후, 상기 와셔를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도만큼 회전시키는 것에 의해 샤프트의 커팅부에 기구적으로 조립될 수 있다.
본 발명의 드론용 모터에서는 와셔가 하부 스크류의 상면과 상기 하부 베어링의 하면 사이에서 상기 샤프트에 기구적으로 조립되어 있으므로, 하부 스크류가 풀린 상태에서도 와셔와 샤프트의 기구적 결합이 유지된다.
따라서, 비행 중 하부 스크류가 완전히 풀리더라도 샤프트의 추력을 전달하면서 비행을 안전하게 마칠 수 있는 신뢰성이 높은 2중의 추력 지지 구조를 갖는 드론용 모터를 제공할 수 있다.
또한, 설정된 예압을 효과적으로 인가할 수 있고, 추가 부품수가 최소화된 2중의 추력 지지 구조를 갖는 드론용 모터를 제공할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 드론용 모터에서 추력 지지 구조의 한 예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 드론용 모터에서 추력 지지 구조의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 드론의 사시도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시한 드론의 주요 구성들 간의 제어 관계를 도시한 블록도이다.
도 5는 드론을 제어하기 위한 항공 제어 시스템의 주요 구성들 간의 제어 관계를 도시한 블록도이다.
도 6은 드론을 제어하기 위한 무선 통신 시스템의 블록 구성도이다.
도 7은 무선 통신 시스템에서 신호 송/수신 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 8은 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터의 2중의 추력 지지 구조를 설명하기 위한 주요부 분해 사시도이다.
도 10은 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터에서 와셔와 샤프트의 조립 준비 상태를 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터에서 와셔가 샤프트에 1차적으로 조립된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터에서 와셔가 샤프트에 1차적으로 조립된 상태에서 시계 방향으로 90도 회전되어 2차적으로 조립된 상태로서, 와셔가 샤프트에 기구적으로 조립된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터에서 와셔가 샤프트에 기구적으로 조립된 상태에서 하부 스크류를 이용하여 베어링 예압을 인가하는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 14는 드론이 비행 중인 상태에서 하부 스크류가 풀리는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15는 드론이 비행 중인 상태에서 하부 스크류가 완전히 풀린 상태를 나타내는 도면이다.
도 1은 종래 기술에 따른 드론용 모터에서 추력 지지 구조의 한 예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 드론용 모터에서 추력 지지 구조의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 드론의 사시도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시한 드론의 주요 구성들 간의 제어 관계를 도시한 블록도이다.
도 5는 드론을 제어하기 위한 항공 제어 시스템의 주요 구성들 간의 제어 관계를 도시한 블록도이다.
도 6은 드론을 제어하기 위한 무선 통신 시스템의 블록 구성도이다.
도 7은 무선 통신 시스템에서 신호 송/수신 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 8은 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터의 2중의 추력 지지 구조를 설명하기 위한 주요부 분해 사시도이다.
도 10은 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터에서 와셔와 샤프트의 조립 준비 상태를 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터에서 와셔가 샤프트에 1차적으로 조립된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터에서 와셔가 샤프트에 1차적으로 조립된 상태에서 시계 방향으로 90도 회전되어 2차적으로 조립된 상태로서, 와셔가 샤프트에 기구적으로 조립된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터에서 와셔가 샤프트에 기구적으로 조립된 상태에서 하부 스크류를 이용하여 베어링 예압을 인가하는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 14는 드론이 비행 중인 상태에서 하부 스크류가 풀리는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15는 드론이 비행 중인 상태에서 하부 스크류가 완전히 풀린 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "어셈블리" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "결합되어" 있다거나 "조립되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 결합되어 있거나 또는 조립되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 결합되어" 있다거나 "직접 조립되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 드론의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시한 드론의 주요 구성들 간의 제어 관계를 도시한 블록도이다.
그리고 도 5는 드론을 제어하기 위한 항공 제어 시스템의 주요 구성들 간의 제어 관계를 도시한 블록도이고, 도 6은 드론을 제어하기 위한 무선 통신 시스템의 블록 구성도이며, 도 7은 무선 통신 시스템에서 신호 송/수신 방법의 일례를 나타낸 도이다.
드론(100)은 지상의 관리자에 의해 수동 조작되거나, 설정된 비행 프로그램에 의해 자동 조종되면서 비행한다.
이와 같은 드론(100)은 도 3에서와 같이 본체(20), 수평 및 수직이동 추진장치(10), 및 착륙용 레그(30)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
본체(20)는 작업부(40) 등의 모듈이 장착되는 몸체 부위이다.
수평 및 수직이동 추진장치(10)는 본체(20)에 수직으로 설치되는 하나 이상의 프로펠러(11)로 이루어지는 것으로, 본 명세서의 실시 예에 따른 수평 및 수직이동 추진장치(10)는 서로 이격 배치된 복수개의 프로펠러(11)와 모터(12)로 이루어진다. 여기서 수평 및 수직이동 추진장치(10)는 프로펠러(11)가 아닌 에어 분사형 추진기 구조로 이루어질 수도 있다.
복수 개의 프로펠러 지지부는 본체(20)에서 방사상으로 형성된다. 각각의 프로펠러 지지부에는 모터(12)가 장착될 수 있다. 각각의 모터(12)에는 프로펠러(11)가 장착된다.
복수 개의 프로펠러(11)는 본체(20)를 중심을 기준하여 대칭되게 배치될 수 있다. 그리고 복수 개의 프로펠러(11)의 회전 방향은 시계 방향과 반 시계 방향이 조합되도록 모터(12)의 회전 방향이 결정될 수 있다.
본체(20)를 기준하여 대칭되는 한 쌍의 프로펠러(11)의 회전 방향은 동일(예를 들어, 시계 방향)하게 설정될 수 있다. 그리고 다른 한 쌍의 프로펠러(11)은 이와 달리 회전 방향이 반대일 수 있다(예를 들어, 시계 반대 방향).
착륙용 레그(30)는 본체(20)의 저면에 서로 이격 배치된다. 또한, 착륙용 레그(30)의 하부에는 드론(100)이 착륙할 때 지면과의 충돌에 의한 충격을 최소화하는 완충 지지부재(미도시)가 장착될 수 있다. 물론 드론(100)은 상술한 바와 다른 비행체 구성의 다양한 구조로 이루어질 수 있다.
도 4를 참조하면, 드론(100)은 안정적으로 비행하기 위해서 각종 센서들을 이용해 자신의 비행 상태를 측정한다. 드론(100)은 적어도 하나의 센서를 포함하는 센싱부(130)를 포함할 수 있다.
드론(100)의 비행 상태는 회전 운동 상태(Rotational States)와 병진 운동 상태(Translational States)로 정의된다.
회전 운동 상태는 '요(Yaw)', '피치 (Pitch)', 및 '롤 (Roll)'을 의미하며, 병진 운동 상태는 경도, 위도, 고도, 및 속도를 의미한다.
여기서, '롤', '피치', 및 '요'는 오일러 (Euler) 각도라 부르며, 비행기 기체 좌표 x, y, z 세 축이 어떤 특정 좌표, 예를 들어, NED 좌표 N, E, D 세 축에 대하여 회전된 각도를 나타낸다.
비행기 전면이 기체 좌표의 z축을 기준으로 좌우로 회전할 경우, 기체 좌표의 x축은 NED 좌표의 N축에 대하여 각도 차이가 생기게 되며, 이 각도를 "요"(Ψ)라고 한다.
비행기의 전면이 오른쪽으로 향한 y축을 기준으로 상하로 회전을 할 경우, 기체 좌표의 z축은 NED 좌표의 D축에 대하여 각도 차이가 생기게 되며, 이 각도를 "피치"(θ)라고 한다.
비행기의 동체가 전면을 향한 x축을 기준으로 좌우로 기울게 될 경우, 기체 좌표의 y축은 NED 좌표의 E축에 대하여 각도가 생기게 되며, 이 각도를 "롤"(Φ)이라 한다.
드론(100)은 회전 운동 상태를 측정하기 위해 3축 자이로 센서(Gyroscopes), 3축 가속도 센서(Accelerometers), 및 3축 지자기 센서(Magnetometers)를 이용하고, 병진 운동 상태를 측정하기 위해 GPS 센서와 기압 센서(Barometric Pressure Sensor)를 이용한다.
본 명세서의 센싱부(130)는 자이로 센서, 가속도 센서, GPS 센서, 영상 센서 및 기압 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
여기서, 자이로 센서와 가속도 센서는 드론(100)의 기체 좌표(Body Frame Coordinate)가 지구 관성 좌표(Earth Centered Inertial Coordinate)에 대해 회전한 상태와 가속된 상태를 측정해 주는데, MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 반도체 공정기술을 이용해 관성 측정기(IMU: Inertial Measurement Unit)라 부르는 단일 칩(Single Chip)으로 제작될 수도 있다.
또한, IMU 칩 내부에는 자이로 센서와 가속도 센서가 측정한 지구 관성 좌표 기준의 측정치들을 지역 좌표 (Local Coordinate), 예를 들어 GPS가 사용하는 NED(North-East-Down) 좌표로 변환해주는 마이크로 컨트롤러가 포함될 수 있다.
자이로 센서는 드론(100)의 기체 좌표 x, y, z 세 축이 지구 관성 좌표에 대하여 회전하는 각속도를 측정한 후 고정 좌표로 변환된 값(Wx.gyro, Wy.gyro, Wz.gyro)을 계산하고, 이 값을 선형 미분 방정식을 이용해 오일러 각도(Φgyro, θgyro, Ψgyro)로 변환한다.
가속도 센서는 드론(100)의 기체 좌표 x, y, z 세 축의 지구 관성 좌표에 대한 가속도를 측정한 후 고정 좌표로 변환된 값(fx,acc, fy,acc, fz,acc)을 계산하고, 이 값을 '롤(Φacc)'과 '피치(θacc)'로 변환하며, 이 값들은 자이로 센서의 측정치를 이용해 계산한 '롤(Φgyro)'과 '피치(θgyro)'에 포함된 바이어스 오차를 제거하는 데 이용된다.
지자기 센서는 드론(100)의 기체 좌표 x, y, z 세 축의 자북점에 대한 방향을 측정하고, 이 값을 이용해 기체 좌표의 NED 좌표에 대한 '요' 값을 계산한다.
GPS 센서는 GPS 위성들로부터 수신한 신호를 이용해 NED 좌표 상에서 드론(100)의 병진 운동 상태, 즉, 위도(Pn.GPS), 경도(Pe.GPS), 고도(hMSL.GPS), 위도 상의 속도(Vn.GPS), 경도 상의 속도(Ve.GPS), 및 고도 상의 속도(Vd.GPS)를 계산한다. 여기서, 첨자 MSL은 해수면(MSL: Mean Sea Level)을 의미한다.
기압 센서는 드론(100)의 고도(hALP.baro)를 측정할 수 있다. 여기서, 첨자 ALP는 기압(Air-Level Pressor)을 의미하며, 기압 센서는 드론(100)의 이륙시 기압과 현재 비행 고도에서의 기압을 비교해 이륙 지점으로부터의 현재 고도를 계산한다.
카메라 센서는 적어도 하나의 광학 렌즈와, 광학 렌즈를 통과한 광에 의해 상이 맺히는 다수 개의 광다이오드(photodiode, 예를 들어, pixel)를 포함하여 구성된 이미지 센서(예를 들어, CMOS image sensor)와, 광다이오드들로부터 출력된 신호를 바탕으로 영상을 구성하는 디지털 신호 처리기(DSP: Digital Signal Processor)를 포함할 수 있다.
디지털 신호 처리기는 정지 영상은 물론이고, 정지 영상으로 구성된 프레임들로 이루어진 동영상을 생성하는 것도 가능하다.
드론(100)은, 정보를 입력받거나 수신하고 정보를 출력하거나 송신하는 커뮤니케이션 모듈(170)을 포함한다.
커뮤니케이션 모듈(170)은 외부의 다른 기기와 정보를 송수신하는 드론 통신부(175)를 포함할 수 있다. 커뮤니케이션 모듈(170)은 정보를 입력하는 입력부(171)를 포함할 수 있다. 커뮤니케이션 모듈(170)은 정보를 출력하는 출력부(173)를 포함할 수 있다.
물론, 출력부(173)는 드론(100)에 생략되고 단말기(300)에 형성될 수 있다.
일 예로, 드론(100)은 입력부(171)로부터 직접 정보를 입력받을 수 있다. 다른 예로, 드론(100)은 별도의 단말기(300) 또는 서버(200)에 입력된 정보를 드론 통신부(175)를 통해 수신받을 수 있다.
일 예로, 드론(100)은 출력부(173)로 직접 정보를 출력할 수 있다. 다른 예로, 드론(100)은 드론 통신부(175)를 통해 별도의 단말기(300)로 정보를 송신하여, 단말기(300)가 정보를 출력하게 할 수 있다.
드론 통신부(175)는, 외부의 서버(200), 단말기(300) 등과 통신할 수 있도록 구비될 수 있다.
드론 통신부(175)는, 스마트폰이나 컴퓨터 등의 단말기(300)로부터 입력된 정보를 수신할 수 있다.
드론 통신부(175)는 단말기(300)로 출력될 정보를 송신할 수 있다. 단말기(300)는 드론 통신부(175)로부터 받은 정보를 출력할 수 있다.
드론 통신부(175)는 단말기(300) 또는/및 서버(200)로부터 각종 명령 신호를 수신할 수 있다.
드론 통신부(175)는 단말기(300) 또는/및 서버(200)로부터 주행을 위한 구역 정보, 주행 경로, 주행 명령을 수신받을 수 있다.
여기서, 구역 정보는 비행 제한 구역(A) 정보, 접근 제한 거리 정보를 포함할 수 있다.
입력부(171)는 On/Off 또는 각종 명령을 입력받을 수 있다. 입력부(171)는 구역 정보를 입력받을 수 있다. 입력부(171)는 물건 정보를 입력받을 수 있다. 입력부(171)는, 각종 버튼이나 터치 패드, 또는 마이크 등을 포함할 수 있다.
출력부(173)는 각종 정보를 사용자에게 알릴 수 있다. 출력부(173)는 스피커 및/또는 디스플레이를 포함할 수 있다. 출력부(173)는 주행 중 감지한 발견물의 정보를 출력할 수 있다. 출력부(173)는 발견물의 식별 정보를 출력할 수 있다. 출력부(173)는 발견물의 위치 정보를 출력할 수 있다.
드론(100)은 맵핑 및/또는 현재 위치를 인식하는 등 각종 정보를 처리하고 판단하는 제어부(140)를 포함한다. 제어부(140)는 드론(100)을 구성하는 각종 구성 요소들의 제어를 통해, 드론(100)의 동작 전반을 제어할 수 있다.
제어부(140)는 커뮤니케이션 모듈(170)로부터 정보를 받아 처리할 수 있다. 제어부(140)는 입력부(171)로부터 정보를 입력 받아 처리할 수 있다. 제어부(140)는 드론 통신부(175)로부터 정보를 받아 처리할 수 있다.
제어부(140)는 센싱부(130)로부터 감지 정보를 입력 받아 처리할 수 있다.
제어부(140)는 모터(12)의 구동을 제어할 수 있다. 제어부(140)는 작업부(40)의 동작을 제어할 수 있다.
드론(100)은 각종 데이터를 저장하는 저장부(150)를 포함한다. 저장부(150)는 드론(100)의 제어에 필요한 각종 정보들을 기록하는 것으로, 휘발성 기록 매체 또는 비휘발성 기록 매체를 포함할 수 있다.
저장부(150)에는 주행 구역에 대한 맵이 저장될 수 있다. 맵은 드론(100)과 드론 통신부(175)을 통해 정보를 교환할 수 있는 외부 단말기(300)에 의해 입력된 것일 수도 있고, 드론(100)이 스스로 학습을 하여 생성한 것일 수도 있다.
전자의 경우, 외부 단말기(300)로는 맵 설정을 위한 어플리케이션(application)이 탑재된 리모콘, PDA, 랩탑(laptop), 스마트 폰, 태블릿 등을 예로 들 수 있다.
도 5를 참조하면, 항공 제어 시스템은 드론(100)과 서버(200)를 포함하거나, 드론(100), 단말기(300) 및 서버(200)를 포함할 수 있다. 드론(100), 단말기(300) 및 서버(200)는 서로 무선 통신 방법으로 연결된다.
무선 통신 방법으로는 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 사용될 수 있다.
무선 통신에는 무선 인터넷 기술이 사용될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced), 5G 등이 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다.
본 명세서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다.
'기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point), gNB(Next generation NodeB) 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향 링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향 링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다.
하향 링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향 링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 명세서의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 명세서의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
본 명세서는 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP 5G를 위주로 기술하지만 본 명세서의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
UE 및 5G 네트워크 블록도 예시
도 6은 무선 통신 시스템의 블록 구성도를 예시한다.
도 6을 참조하면, 드론을 제1 통신 장치로 정의(도 6의 410)하고, 프로세서(411)가 드론의 상세 동작을 수행할 수 있다.
드론은 무인 항공 차량, 무인 항공 로봇 등으로 표현될 수도 있다.
드론과 통신하는 5G 네트워크를 제2 통신 장치로 정의(도 6의 420)하고, 프로세서(421)가 드론의 상세 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 5G 네트워크는 드론과 통신하는 다른 드론을 포함할 수 있다.
5G 네트워크가 제 1 통신 장치로, 드론이 제 2 통신 장치로 표현될 수도 있다.
예를 들어, 상기 제 1 통신 장치 또는 상기 제 2 통신 장치는 기지국, 네트워크 노드, 전송 단말, 수신 단말, 무선 장치, 무선 통신 장치, 드론 등일 수 있다.
도 6을 참고하면, 제 1 통신 장치(910)와 제 2 통신 장치(920)는 프로세서(processor, 411, 421), 메모리(memory, 414, 424), 하나 이상의 Tx/Rx RF 모듈(radio frequency module, 415, 425), Tx 프로세서(412, 422), Rx 프로세서(413, 423), 안테나(416, 426)를 포함한다.
Tx/Rx 모듈은 트랜시버라고도 한다. Tx/Rx 모듈(415)은 안테나(426)를 통해 신호를 전송한다. 프로세서는 앞서 살핀 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다.
프로세서 (411)는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 (414)와 관련될 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독 가능 매체로서 지칭될 수 있다. 보다 구체적으로, DL(제 1 통신 장치에서 제 2 통신 장치로의 통신)에서, 전송(TX) 프로세서(412)는 L1 계층(즉, 물리 계층)에 대한 다양한 신호 처리 기능을 구현한다. 수신(RX) 프로세서는 L1(즉, 물리 계층)의 다양한 신호 프로세싱 기능을 구현한다.
UL(제 2 통신 장치에서 제 1 통신 장치로의 통신)은 제 2 통신 장치(420)에서 수신기 기능과 관련하여 기술된 것과 유사한 방식으로 제 1 통신 장치(410)에서 처리된다. 각각의 Tx/Rx 모듈(425)은 안테나(426)을 통해 신호를 수신한다. Tx/Rx 모듈은 RF 반송파 및 정보를 RX 프로세서(423)에 제공한다. 프로세서 (421)는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 (424)와 관련될 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독 가능 매체로서 지칭될 수 있다.
무선 통신 시스템에서 신호 송/수신 방법
도 7은 무선 통신 시스템에서 신호 송/수신 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 7을 참고하면, UE는 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 BS와 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(initial cell search) 작업을 수행한다(S501).
이를 위해, UE는 BS로부터 1차 동기 채널(primary synchronization channel, P-SCH) 및 2차 동기 채널(secondary synchronization channel, S-SCH)을 수신하여 BS와 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다.
LTE 시스템과 NR 시스템에서 P-SCH와 S-SCH는 각각 1차 동기 신호(primary synchronization signal, PSS)와 2차 동기 신호(secondary synchronization signal, SSS)로 불린다.
초기 셀 탐색 후, UE는 BS로부터 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, PBCH)을 수신하여 셀 내 브로드캐스트 정보를 획득할 수 있다.
한편, UE는 초기 셀 탐색 단계에서 하향 링크 참조 신호(downlink reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향 링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 UE는 물리 하향 링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향 링크 공유 채널(physical downlink shared Channel, PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S502).
한편, BS에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 UE는 BS에 대해 임의 접속 과정(random access procedure, RACH)을 수행할 수 있다(단계 S503 내지 단계 S506).
이를 위해, UE는 물리 임의 접속 채널(physical random access Channel, PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로서 전송하고(S503 및 S505), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 임의 접속 응답(random access response, RAR) 메시지를 수신할 수 있다(S504 및 S506).
경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 과정(contention resolution procedure)을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 과정을 수행한 UE는 이후 일반적인 상향 링크/하향 링크 신호 전송 과정으로서 PDCCH/PDSCH 수신(S507) 및 물리 상향 링크 공유 채널(physical uplink shared Channel, PUSCH)/물리 상향 링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 전송(S508)을 수행할 수 있다.
특히 UE는 PDCCH를 통하여 하향 링크 제어 정보(downlink control information, DCI)를 수신한다.
UE는 해당 탐색 공간 설정(configuration)들에 따라 서빙 셀 상의 하나 이상의 제어 요소 세트(control element set, CORESET)들에 설정된 모니터링 기회(occasion)들에서 PDCCH 후보(candidate)들의 세트를 모니터링한다.
UE가 모니터할 PDCCH 후보들의 세트는 탐색 공간 세트들의 면에서 정의되며, 탐색 공간 세트는 공통 탐색 공간 세트 또는 UE-특정 탐색 공간 세트일 수 있다.
CORESET은 1~3개 OFDM 심볼들의 시간 지속 기간을 갖는 (물리) 자원 블록들의 세트로 구성된다.
네트워크는 UE가 복수의 CORESET들을 갖도록 설정할 수 있다. UE는 하나 이상의 탐색 공간 세트들 내 PDCCH 후보들을 모니터링한다. 여기서 모니터링이라 함은 탐색 공간 내 PDCCH 후보(들)에 대한 디코딩 시도하는 것을 의미한다.
UE가 탐색 공간 내 PDCCH 후보들 중 하나에 대한 디코딩에 성공하면, 상기 UE는 해당 PDCCH 후보에서 PDCCH를 검출했다고 판단하고, 상기 검출된 PDCCH 내 DCI를 기반으로 PDSCH 수신 혹은 PUSCH 전송을 수행한다.
PDCCH는 PDSCH 상의 DL 전송들 및 PUSCH 상의 UL 전송들을 스케줄링하는 데 사용될 수 있다. 여기서 PDCCH 상의 DCI는 하향 링크 공유 채널과 관련된, 변조(modulation) 및 코딩 포맷과 자원 할당(resource allocation) 정보를 적어도 포함하는 하향 링크 배정(assignment)(즉, downlink grant; DL grant), 또는 상향 링크 공유 채널과 관련된, 변조 및 코딩 포맷과 자원 할당 정보를 포함하는 상향 링크 그랜트(uplink grant; UL grant)를 포함한다.
도 7을 참고하여, 5G 통신 시스템에서의 초기 접속(Initial Access, IA) 절차에 대해 추가적으로 살펴본다.
UE는 SSB에 기반하여 셀 탐색(search), 시스템 정보 획득, 초기 접속을 위한 빔 정렬, DL 측정 등을 수행할 수 있다. SSB는 SS/PBCH(Synchronization Signal/Physical Broadcast channel) 블록과 혼용된다.
SSB는 PSS, SSS와 PBCH로 구성된다. SSB는 4개의 연속된 OFDM 심볼들에 구성되며, OFDM 심볼별로 PSS, PBCH, SSS/PBCH 또는 PBCH가 전송된다. PSS와 SSS는 각각 1개의 OFDM 심볼과 127개의 부반송파들로 구성되고, PBCH는 3개의 OFDM 심볼과 576개의 부반송파들로 구성된다.
셀 탐색은 UE가 셀의 시간/주파수 동기를 획득하고, 상기 셀의 셀 ID(Identifier)(예, Physical layer Cell ID, PCI)를 검출하는 과정을 의미한다. PSS는 셀 ID 그룹 내에서 셀 ID를 검출하는데 사용되고, SSS는 셀 ID 그룹을 검출하는데 사용된다. PBCH는 SSB (시간) 인덱스 검출 및 하프-프레임 검출에 사용된다.
336개의 셀 ID 그룹이 존재하고, 셀 ID 그룹 별로 3개의 셀 ID가 존재한다. 총 1008개의 셀 ID가 존재한다. 셀의 셀 ID가 속한 셀 ID 그룹에 관한 정보는 상기 셀의 SSS를 통해 제공/획득되며, 상기 셀 ID 내 336개 셀들 중 상기 셀 ID에 관한 정보는 PSS를 통해 제공/획득된다
SSB는 SSB 주기(periodicity)에 맞춰 주기적으로 전송된다. 초기 셀 탐색 시에 UE가 가정하는 SSB 기본 주기는 20ms로 정의된다. 셀 접속 후, SSB 주기는 네트워크(예, BS)에 의해 {5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms, 160ms} 중 하나로 설정될 수 있다.
다음으로, 시스템 정보 (system information; SI) 획득에 대해 살펴본다.
SI는 마스터 정보 블록(master information block, MIB)과 복수의 시스템 정보 블록(system information block, SIB)들로 나눠진다.
MIB 외의 SI는 RMSI(Remaining Minimum System Information)으로 지칭될 수 있다.
MIB는 SIB1(SystemInformationBlock1)을 나르는 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH의 모니터링을 위한 정보/파라미터를 포함하며 SSB의 PBCH를 통해 BS에 의해 전송된다.
SIB1은 나머지 SIB들(이하, SIBx, x는 2 이상의 정수)의 가용성(availability) 및 스케줄링(예, 전송 주기, SI-윈도우 크기)과 관련된 정보를 포함한다.
SIBx는 SI 메시지에 포함되며 PDSCH를 통해 전송된다. 각각의 SI 메시지는 주기적으로 발생하는 시간 윈도우(즉, SI-윈도우) 내에서 전송된다.
도 7을 참고하여, 5G 통신 시스템에서의 임의 접속(Random Access, RA) 과정에 대해 추가적으로 살펴본다.
임의 접속 과정은 다양한 용도로 사용된다. 예를 들어, 임의 접속 과정은 네트워크 초기 접속, 핸드오버, UE-트리거드(triggered) UL 데이터 전송에 사용될 수 있다.
UE는 임의 접속 과정을 통해 UL 동기와 UL 전송 자원을 획득할 수 있다. 임의 접속 과정은 경쟁 기반(contention-based) 임의 접속 과정과 경쟁 프리(contention free) 임의 접속 과정으로 구분된다. 경쟁 기반의 임의 접속 과정에 대한 구체적인 절차는 아래와 같다.
UE가 UL에서 임의 접속 과정의 Msg1로서 임의 접속 프리앰블을 PRACH를 통해 전송할 수 있다. 서로 다른 두 길이를 가지는 임의 접속 프리앰블 시퀀스들이 지원된다. 긴 시퀀스 길이 839는 1.25 및 5 kHz의 부반송파 간격(subcarrier spacing)에 대해 적용되며, 짧은 시퀀스 길이 139는 15, 30, 60 및 120 kHz의 부반송파 간격에 대해 적용된다.
BS가 UE로부터 임의 접속 프리앰블을 수신하면, BS는 임의 접속 응답(random access response, RAR) 메시지(Msg2)를 상기 UE에게 전송한다.
RAR을 나르는 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH는 임의 접속(random access, RA) 무선 네트워크 임시 식별자(radio network temporary identifier, RNTI)(RA-RNTI)로 CRC 마스킹되어 전송된다.
RA-RNTI로 마스킹된 PDCCH를 검출한 UE는 상기 PDCCH가 나르는 DCI가 스케줄링하는 PDSCH로부터 RAR을 수신할 수 있다.
UE는 자신이 전송한 프리앰블, 즉, Msg1에 대한 임의 접속 응답 정보가 상기 RAR 내에 있는지 확인한다.
자신이 전송한 Msg1에 대한 임의 접속 정보가 존재하는지 여부는 상기 UE가 전송한 프리앰블에 대한 임의 접속 프리앰블 ID가 존재하는지 여부에 의해 판단될 수 있다.
Msg1에 대한 응답이 없으면, UE는 전력 램핑(power ramping)을 수행하면서 RACH 프리앰블을 소정의 횟수 이내에서 재전송할 수 있다.
UE는 가장 최근의 경로 손실 및 전력 램핑 카운터를 기반으로 프리앰블의 재전송에 대한 PRACH 전송 전력을 계산한다.
상기 UE는 임의 접속 응답 정보를 기반으로 상향 링크 공유 채널 상에서 UL 전송을 임의 접속 과정의 Msg3로서 전송할 수 있다. Msg3은 RRC 연결 요청 및 UE 식별자를 포함할 수 있다.
Msg3에 대한 응답으로서, 네트워크는 Msg4를 전송할 수 있으며, 이는 DL 상에서의 경쟁 해결 메시지로 취급될 수 있다. Msg4를 수신함으로써, UE는 RRC 연결된 상태에 진입할 수 있다.
5G 통신 시스템의 빔 관리(Beam Management, BM) 절차
BM 과정은 (1) SSB 또는 CSI-RS를 이용하는 DL BM 과정과, (2) SRS(sounding reference signal)을 이용하는 UL BM 과정으로 구분될 수 있다. 또한, 각 BM 과정은 Tx 빔을 결정하기 위한 Tx 빔 스위핑과 Rx 빔을 결정하기 위한 Rx 빔 스위핑을 포함할 수 있다.
SSB를 이용한 DL BM 과정에 대해 살펴본다.
SSB를 이용한 빔 보고(beam report)에 대한 설정은 RRC_CONNECTED에서 채널 상태 정보(channel state information, CSI)/빔 설정 시에 수행된다.
- UE는 BM을 위해 사용되는 SSB 자원들에 대한 CSI-SSB-ResourceSetList를 포함하는 CSI-ResourceConfig IE를 BS로부터 수신한다.
RRC 파라미터 csi-SSB-ResourceSetList는 하나의 자원 세트에서 빔 관리 및 보고을 위해 사용되는 SSB 자원들의 리스트를 나타낸다. SSB 인덱스는 0부터 63까지 정의될 수 있다.
- UE는 상기 CSI-SSB-ResourceSetList에 기초하여 SSB 자원들 상의 신호들을 상기 BS로부터 수신한다.
- SSBRI 및 참조 신호 수신 전력(reference signal received power, RSRP)에 대한 보고와 관련된 CSI-RS reportConfig가 설정된 경우, 상기 UE는 최선(best) SSBRI 및 이에 대응하는 RSRP를 BS에게 보고한다. 예를 들어, 상기 CSI-RS reportConfig IE의 reportQuantity가 'ssb-Index-RSRP'로 설정된 경우, UE는 BS으로 최선 SSBRI 및 이에 대응하는 RSRP를 보고한다.
UE는 SSB와 동일한 OFDM 심볼(들)에 CSI-RS 자원이 설정되고, 'QCL-TypeD'가 적용 가능한 경우, 상기 UE는 CSI-RS와 SSB가 'QCL-TypeD' 관점에서 유사 동일 위치된(quasi co-located, QCL) 것으로 가정할 수 있다. 여기서, QCL-TypeD는 공간(spatial) Rx 파라미터 관점에서 안테나 포트들 간에 QCL되어 있음을 의미할 수 있다. UE가 QCL-TypeD 관계에 있는 복수의 DL 안테나 포트들의 신호들을 수신 시에는 동일한 수신 빔을 적용해도 무방하다.
다음으로, CSI-RS를 이용한 DL BM 과정에 대해 살펴본다.
CSI-RS를 이용한 UE의 Rx 빔 결정(또는 정제(refinement)) 과정과 BS의 Tx 빔 스위핑 과정에 대해 차례대로 살펴본다. UE의 Rx 빔 결정 과정은 반복 파라미터가 'ON'으로 설정되며, BS의 Tx 빔 스위핑 과정은 반복 파라미터가 'OFF'로 설정된다.
먼저, UE의 Rx 빔 결정 과정에 대해 살펴본다.
- UE는 'repetition'에 관한 RRC 파라미터를 포함하는 NZP CSI-RS resource set IE를 RRC 시그널링을 통해 BS로부터 수신한다. 여기서, 상기 RRC 파라미터 'repetition'이 'ON'으로 세팅되어 있다.
- UE는 상기 RRC 파라미터 'repetition'이 'ON'으로 설정된 CSI-RS 자원 세트 내의 자원(들) 상에서의 신호들을 BS의 동일 Tx 빔(또는 DL 공간 도메인 전송 필터)을 통해 서로 다른 OFDM 심볼에서 반복 수신한다.
- UE는 자신의 Rx 빔을 결정한다.
- UE는 CSI 보고를 생략한다. 즉, UE는 상가 RRC 파라미터 'repetition'이 'ON'으로 설정된 경우, CSI 보고를 생략할 수 있다.
다음으로, BS의 Tx 빔 결정 과정에 대해 살펴본다.
- UE는 'repetition'에 관한 RRC 파라미터를 포함하는 NZP CSI-RS resource set IE를 RRC 시그널링을 통해 BS로부터 수신한다. 여기서, 상기 RRC 파라미터 'repetition'이 'OFF'로 세팅되어 있으며, BS의 Tx 빔 스위핑 과정과 관련된다.
- UE는 상기 RRC 파라미터 'repetition'이 'OFF'로 설정된 CSI-RS 자원 세트 내의 자원들 상에서의 신호들을 BS의 서로 다른 Tx 빔(DL 공간 도메인 전송 필터)을 통해 수신한다.
- UE는 최상의(best) 빔을 선택(또는 결정)한다.
- UE는 선택된 빔에 대한 ID(예, CRI) 및 관련 품질 정보(예, RSRP)를 BS으로 보고한다. 즉, UE는 CSI-RS가 BM을 위해 전송되는 경우 CRI와 이에 대한 RSRP를 BS으로 보고한다.
다음으로, SRS를 이용한 UL BM 과정에 대해 살펴본다.
- UE는 'beam management'로 설정된 (RRC 파라미터) 용도 파라미터를 포함하는 RRC 시그널링(예, SRS-Config IE)을 BS로부터 수신한다. SRS-Config IE는 SRS 전송 설정을 위해 사용된다. SRS-Config IE는 SRS-Resources의 리스트와 SRS-ResourceSet들의 리스트를 포함한다. 각 SRS 자원 세트는 SRS-resource들의 세트를 의미한다.
- UE는 상기 SRS-Config IE에 포함된 SRS-SpatialRelation Info에 기초하여 전송할 SRS 자원에 대한 Tx 빔포밍을 결정한다. 여기서, SRS-SpatialRelation Info는 SRS 자원별로 설정되고, SRS 자원별로 SSB, CSI-RS 또는 SRS에서 사용되는 빔포밍과 동일한 빔포밍을 적용할지를 나타낸다.
- 만약 SRS 자원에 SRS-SpatialRelationInfo가 설정되면 SSB, CSI-RS 또는 SRS에서 사용되는 빔포밍과 동일한 빔포밍을 적용하여 전송한다. 하지만, SRS 자원에 SRS-SpatialRelationInfo가 설정되지 않으면, 상기 UE는 임의로 Tx 빔포밍을 결정하여 결정된 Tx 빔포밍을 통해 SRS를 전송한다.
다음으로, 빔 실패 복구(beam failure recovery, BFR) 과정에 대해 살펴본다.
빔포밍된 시스템에서, RLF(Radio Link Failure)는 UE의 회전(rotation), 이동(movement) 또는 빔포밍 블로키지(blockage)로 인해 자주 발생할 수 있다. 따라서, 잦은 RLF가 발생하는 것을 방지하기 위해 BFR이 NR에서 지원된다.
BFR은 무선 링크 실패 복구 과정과 유사하고, UE가 새로운 후보 빔(들)을 아는 경우에 지원될 수 있다. 빔 실패 검출을 위해, BS는 UE에게 빔 실패 검출 참조 신호들을 설정하고, 상기 UE는 상기 UE의 물리 계층으로부터의 빔 실패 지시(indication)들의 횟수가 BS의 RRC 시그널링에 의해 설정된 기간(period) 내에 RRC 시그널링에 의해 설정된 임계치(threshold)에 이르면(reach), 빔 실패를 선언(declare)한다.
빔 실패가 검출된 후, 상기 UE는 PCell 상의 임의 접속 과정을 개시(initiate)함으로써 빔 실패 복구를 트리거하고; 적절한(suitable) 빔을 선택하여 빔 실패 복구를 수행한다(BS가 어떤(certain) 빔들에 대해 전용 임의 접속 자원들을 제공한 경우, 이들이 상기 UE에 의해 우선화된다). 상기 임의 접속 절차의 완료(completion) 시, 빔 실패 복구가 완료된 것으로 간주된다.
URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication)
NR에서 정의하는 URLLC 전송은 (1) 상대적으로 낮은 트래픽 크기, (2) 상대적으로 낮은 도착 레이트(low arrival rate), (3) 극도의 낮은 레이턴시 요구사항(requirement)(예, 0.5, 1ms), (4) 상대적으로 짧은 전송 지속기간(duration)(예, 2 OFDM symbols), (5) 긴급한 서비스/메시지 등에 대한 전송을 의미할 수 있다.
UL의 경우, 보다 엄격(stringent)한 레이턴시 요구 사항(latency requirement)을 만족시키기 위해 특정 타입의 트래픽(예컨대, URLLC)에 대한 전송이 앞서서 스케줄링된 다른 전송(예컨대, eMBB)과 다중화(multiplexing)되어야 할 필요가 있다.
이와 관련하여 한 가지 방안으로, 앞서 스케줄링 받은 UE에게 특정 자원에 대해서 프리엠션(preemption)될 것이라는 정보를 주고, 해당 자원을 URLLC UE가 UL 전송에 사용하도록 한다.
NR의 경우, eMBB와 URLLC 사이의 동적 자원 공유(sharing)이 지원된다. eMBB와 URLLC 서비스들은 비-중첩(non-overlapping) 시간/주파수 자원들 상에서 스케줄될 수 있으며, URLLC 전송은 진행 중인(ongoing) eMBB 트래픽에 대해 스케줄된 자원들에서 발생할 수 있다.
eMBB UE는 해당 UE의 PDSCH 전송이 부분적으로 펑처링(puncturing)되었는지 여부를 알 수 없을 수 있고, 손상된 코딩된 비트(corrupted coded bit)들로 인해 UE는 PDSCH를 디코딩하지 못할 수 있다.
이 점을 고려하여, NR에서는 프리엠션 지시(preemption indication)을 제공한다. 상기 프리엠션 지시(preemption indication)는 중단된 전송 지시(interrupted transmission indication)으로 지칭될 수도 있다.
프리엠션 지시와 관련하여, UE는 BS로부터의 RRC 시그널링을 통해 DownlinkPreemption IE를 수신한다. UE가 DownlinkPreemption IE를 제공받으면, DCI 포맷 2_1을 운반(convey)하는 PDCCH의 모니터링을 위해 상기 UE는 DownlinkPreemption IE 내 파라미터 int-RNTI에 의해 제공된 INT-RNTI를 가지고 설정된다.
상기 UE는 추가적으로 servingCellID에 의해 제공되는 서빙 셀 인덱스들의 세트를 포함하는 INT-ConfigurationPerServing Cell에 의해 서빙 셀들의 세트와 positionInDCI에 의해 DCI 포맷 2_1 내 필드들을 위한 위치들의 해당 세트를 가지고 설정되고, dci-PayloadSize에 의해 DCI 포맷 2_1을 위한 정보 페이로드 크기를 가지고 설졍되며, timeFrequencySect에 의한 시간-주파수 자원들의 지시 입도(granularity)를 가지고 설정된다.
상기 UE는 상기 DownlinkPreemption IE에 기초하여 DCI 포맷 2_1을 상기 BS로부터 수신한다.
UE가 서빙 셀들의 설정된 세트 내 서빙 셀에 대한 DCI 포맷 2_1을 검출하면, 상기 UE는 상기 DCI 포맷 2_1이 속한 모니터링 기간의 바로 앞(last) 모니터링 기간의 PRB들의 세트 및 심볼들의 세트 중 상기 DCI 포맷 2_1에 의해 지시되는 PRB들 및 심볼들 내에는 상기 UE로의 아무런 전송도 없다고 가정할 수 있다.
예를 들어, UE는 프리엠션에 의해 지시된 시간-주파수 자원 내 신호는 자신에게 스케줄링된 DL 전송이 아니라고 보고 나머지 자원 영역에서 수신된 신호들을 기반으로 데이터를 디코딩한다.
mMTC (massive MTC)
mMTC(massive Machine Type Communication)은 많은 수의 UE와 동시에 통신하는 초연결 서비스를 지원하기 위한 5G의 시나리오 중 하나이다.
이 환경에서, UE는 굉장히 낮은 전송 속도와 이동성을 가지고 간헐적으로 통신하게 된다. 따라서, mMTC는 UE를 얼마나 낮은 비용으로 오랫동안 구동할 수 있는지를 주요 목표로 하고 있다. mMTC 기술과 관련하여 3GPP에서는 MTC와 NB(NarrowBand)-IoT를 다루고 있다.
mMTC 기술은 PDCCH, PUCCH, PDSCH(physical downlink shared channel), PUSCH 등의 반복 전송, 주파수 호핑(hopping), 리튜닝(retuning), 가드 구간(guard period) 등의 특징을 가진다.
즉, 특정 정보를 포함하는 PUSCH(또는 PUCCH(특히, long PUCCH) 또는 PRACH) 및 특정 정보에 대한 응답을 포함하는 PDSCH(또는 PDCCH)가 반복 전송된다. 반복 전송은 주파수 호핑(frequency hopping)을 통해 수행되며, 반복 전송을 위해, 제 1 주파수 자원에서 제 2 주파수 자원으로 가드 구간(guard period)에서 (RF) 리튜닝(retuning)이 수행되고, 특정 정보 및 특정 정보에 대한 응답은 협대역(narrowband)(ex. 6 RB (resource block) or 1 RB)를 통해 송/수신될 수 있다.
이하, 상기한 구성의 드론에 구비되는 본 명세서의 실시 예에 따른 모터에 대해 도 8 내지 도 15를 참조하여 상세히 설명한다.
도 8은 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이고, 도 9는 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터의 2중의 추력 지지 구조를 설명하기 위한 주요부 분해 사시도이다.
도 10은 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터에서 와셔와 샤프트의 조립 준비 상태를 나타내는 단면도이고, 도 11은 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터에서 와셔가 샤프트에 1차적으로 조립된 상태를 나타내는 단면도이며, 도 12는 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터에서 와셔가 샤프트에 1차적으로 조립된 상태에서 시계 방향으로 90도 회전되어 2차적으로 조립된 상태로서, 와셔가 샤프트에 기구적으로 조립된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터에서 와셔가 샤프트에 기구적으로 조립된 상태에서 하부 스크류를 이용하여 베어링 예압을 인가하는 상태를 나타내는 단면도이고, 도 14는 드론이 비행 중인 상태에서 하부 스크류가 풀리는 상태를 나타내는 단면도이며, 도 15는 드론이 비행 중인 상태에서 하부 스크류가 완전히 풀린 상태를 나타내는 도면이다.
드론용 모터(120)는 스테이터 어셈블리(121)와 로터 어셈블리(123)를 포함하며, 로터 어셈블리(123)와 스테이터 어셈블리(121)를 결합하는 추력 지지부(125)를 포함한다.
드론용 모터(120)는 도 3에 도시한 모터(12)에 적용될 수 있다.
본 명세서의 실시 예에 따른 드론용 모터(120)에서, 추력 지지부(125)는 2중의 추력 지지 구조를 갖는다.
스테이터 어셈블리(121)는 스테이터 코어(121a)를 구비한 베이스 브래킷(121b)과, 스테이터 코어(121a)의 내부에 삽입되는 상부 베어링(121c) 및 하부 베어링(121d)과, 스테이터 코어(121a)의 외부에 위치하는 스테이터 코일(121e)을 포함한다.
스테이터 어셈블리(121)에 회전 가능하게 결합되는 로터 어셈블리(123)는 스테이터 어셈블리(121)의 중심축에 삽입되는 샤프트(123a)와, 스테이터 코일(121e)과 상호 작용하여 회전력을 형성하는 마그넷(123b)을 포함한다.
그리고 로터 어셈블리(123)와 스테이터 어셈블리(121)를 결합하는 추력 지지부(125)는 하부 스크류(125a)와 와셔(125b)를 포함한다.
하부 스크류(125a)는 샤프트(123a)의 하단부에 형성된 스크류 체결 구멍(123a-1)에 체결되며, 베어링 예압을 형성한다.
와셔(125b)는 하부 스크류(125a)에 구비된 가압부(125a-1)의 상면과 하부 베어링(121d)의 하면 사이에서 샤프트(123a)에 기구적으로 조립된다.
여기에서, "기구적으로 조립"은 접착제 등을 사용하지 않으면서도 조립 상태를 유지할 수 있도록 조립되는 것을 말하는 것으로, 와셔(125b)와 샤프트(123a)의 기구적 조립과 관련한 구성은 차후에 설명한다.
와셔(125b)와 샤프트(123a)가 기구적으로 조립되면, 하부 스크류(125a)가 완전히 풀린 상태에서도 와셔(125b)와 샤프트(123a)의 조립 및/또는 결합은 기구적으로 계속 유지된다.
샤프트(123a)는 와셔(125b)가 조립되는 커팅부(123a-2)와, 커팅부(123a-2)의 하단부에 위치하는 플랜지부(123a-3)를 구비한다.
하부 스크류(125a)가 체결되는 스크류 체결 구멍(123a-1)은 플랜지부(123a-3)의 중심에서 샤프트(123a)의 한쪽 단부를 향해 일정한 깊이로 형성된다.
예를 들면, 스크류 체결 구멍(123a-1)의 깊이는 하부 스크류(125a)의 체결부(125a-2)의 길이 이상으로 형성될 수 있다.
여기에서, 스크류 체결 구멍(123a-1)의 깊이를 하부 스크류(125a)의 체결부(125a-2)의 길이 이상으로 형성하는 것은 하부 스크류(125a)에 의해 충분한 베어링 예압을 형성할 수 있도록 하기 위함이다.
커팅부(123a-2)는 서로 마주하는 한 쌍의 제1 평면부(123a-2-1)와, 한 쌍의 제1 평면부(123a-2-1) 사이에 각각 위치하며 서로 마주하는 한 쌍의 제1 곡면부(123a-2-2)를 포함한다.
그리고 플랜지부(123a-3)는 서로 마주하는 한 쌍의 제2 평면부(123a-3-1)와, 한 쌍의 제2 평면부(123a-3-1) 사이에 각각 위치하며 서로 마주하는 한 쌍의 제2 곡면부(123a-3-2)를 포함한다.
이러한 구성에서, 한 쌍의 제2 곡면부(123a-3-2) 사이의 간격(G1)은 한 쌍의 제1 곡면부(123a-2-2) 사이의 간격(G2)보다 크게 형성된다.
따라서, 플랜지부(123a-3)의 한 쌍의 제2 곡면부(123a-3-2)는 커팅부(123a-2)의 한 쌍의 제1 곡면부(123a-2-2)에 비해 돌출되어 형성된다.
그리고 한 쌍의 제2 곡면부(123a-3-2) 사이의 간격(G1)은 샤프트(123a)의 지름(D)과 동일하게 형성될 수 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 제2 평면부(123a-3-1) 사이의 간격(G3)은 한 쌍의 제1 평면부(123a-2-1) 사이의 간격과 동일하게 형성될 수 있다.
이 경우, 플랜지부(123a-3)의 한 쌍의 제2 평면부(123a-3-1)는 커팅부(123a-2)의 한 쌍의 제1 평면부(123a-2-1)에 비해 돌출되지 않는다.
하지만, 한 쌍의 제2 평면부(123a-3-1) 사이의 간격(G3)은 한 쌍의 제1 평면부(123a-2-1) 사이의 간격(G4)보다 크게 형성될 수도 있다.
이 경우, 플랜지부(123a-3)의 한 쌍의 제2 평면부(123a-3-1)는 커팅부(123a-2)의 한 쌍의 제1 평면부(123a-2-1)에 비해 돌출되어 형성된다.
와셔(125b)는 샤프트(123a)의 길이 방향을 따라 서로 마주하는 제1 면(125b-1)과 제2 면(125b-2)을 구비하는 원통 형상으로 형성되고, 제1 면(125b-1)에는 샤프트(123a)의 플랜지부(123a-3)가 삽입되는 플랜지부 삽입 구멍(125b-3)이 형성된다.
그리고 하부 스크류(125a)의 가압부(125a-1)는 와셔(125b)의 제2 면(125b-2)과 접촉하여 와셔(125b)를 하부 베어링(121d) 쪽으로 가압한다.
플랜지부 삽입 구멍(125b-3)은 플랜지부(123a-3)의 한 쌍의 제2 곡면부(123a-3-2)와 대응하는 형상으로 형성되는 한 쌍의 제1 곡면부(125b-3-1)와, 플랜지부(123a-3)의 한 쌍의 제2 평면부(123a-3-1)와 대응하는 형상으로 형성되는 한 쌍의 제1 평면부(125b-3-2)와, 제1 평면부(125b-3-2)의 일부에 위치하며 커팅부(123a-2)의 한 쌍의 제1 곡면부(123a-2-2)와 대응하는 형상으로 형성되는 제2 곡면부(125b-3-3)를 구비한다.
그리고 와셔(125b)의 제1 면(125b-1)의 내부에는 커팅부(123a-2)의 한 쌍의 제1 곡면부(123a-2-2)와 결합되는 포켓 결합부(125b-4)가 형성된다.
따라서, 와셔(125b)는 플랜지부 삽입 구멍(125b-3)을 통해 샤프트(123a)의 플랜지부(123a-3)를 삽입한 후, 와셔(125b)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도만큼 회전시키는 것에 의해 샤프트(123a)의 커팅부(123a-2)에 기구적으로 조립된다.
즉, 와셔(125b)는 플랜지부 삽입 구멍(125b-3)을 통해 샤프트(123a)의 플랜지부(123a-3)를 삽입한 후, 와셔(125b)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도만큼 회전시키면, 샤프트(123a)의 플랜지부(123a-3)에 구비된 한 쌍의 제2 곡면부(123a-3-2)가 포켓 결합부(125b-4)에 안착된다.
따라서, 샤프트(123a)의 플랜지부(123a-3)에 구비된 한 쌍의 제2 곡면부(123a-3-2)가 포켓 결합부(125b-4)에 안착된 상태에서는 와셔(125b)가 샤프트(123a)에 대해 회전할 수 없으므로, 와셔(125b)가 샤프트(123a)로부터 분리되는 것이 방지되고, 이 상태에서 와셔(125b)와 샤프트(123a)의 기구적인 조립이 계속 유지된다.
이와 같이, 본 명세서의 드론용 모터에서는 하부 스크류(125a)의 유무와 관계없이 와셔(125b)와 샤프트(123a)의 기구적인 조립을 유지할 수 있으므로, 접착제 등의 보조 수단을 사용하지 않으면서도 와셔의 풀림을 방지할 수 있다.
따라서, 하부 스크류가 완전히 풀리더라도 추력을 유지할 수 있으므로, 드론을 안전하게 착륙시키는 것이 가능하다.
한편, 와셔(125b)의 포켓 결합부(125b-4)에는 마그넷(125b-5)이 위치한다.
따라서, 샤프트(123a)의 플랜지부(123a-3)에 구비된 한 쌍의 제2 곡면부(123a-3-2)가 포켓 결합부(125b-4)에 안착된 상태에서는 마그넷(125b-5)이 플랜지부(123a-3)의 제2 곡면부(123a-3-2)와 인접하여 위치하므로, 하부 스크류(125a)가 풀리더라도 샤프트(123a)의 플랜지부(123a-3) 쪽으로 더 강한 기자력이 형성된다.
드론용 모터의 조립 과정에 대해 설명하면, 먼저, 도 10에 도시한 바와 같이, 와셔(125b)의 플랜지부 삽입 구멍(125b-3)을 샤프트(123a)의 플랜지부(123a-3)와 위치 정렬한 다음, 도 11에 도시한 바와 같이, 와셔(125b)를 삽입하여 샤프트(123a)의 커팅부(123a-2)에 위치시킨다.
이에 따르면, 와셔(125b)가 샤프트(123a)에 1차적으로 조립된다.
이 상태에서, 와셔(125b)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도만큼 회전시켜 샤프트(123a)의 플랜지부(123a-3)에 구비된 한 쌍의 제2 곡면부(123a-3-2)를 와셔(125b)의 포켓 결합부(125b-4)에 안착시킨다.
이에 따르면, 와셔(125b)가 샤프트(123a)에 2차적으로 조립되며, 와셔가 샤프트에 기구적으로 조립된다.
와셔(125b)가 샤프트(123a)에 2차적으로 조립된 상태에서는 마그넷(125b-5)이 플랜지부(123a-3)의 제2 곡면부(123a-3-2)와 인접하여 위치하므로, 하부 스크류(125a)가 풀리더라도 샤프트(123a)의 플랜지부(123a-3) 쪽으로 더 강한 기자력이 형성된다.
이어서, 도 13에 도시한 바와 같이, 적절한 크기의 베어링 예압을 형성할 수 있도록 하부 스크류(125a)를 적절한 크기의 체결 토크로 샤프트(123a)의 스크류 체결 구멍(123a-1)에 체결한다.
일반적으로, 드론이 비행하는 중에 베어링 예압이 제대로 유지가 되지 않으면 베어링이 비정상 회전을 하게 되어 수명 및 신뢰성이 급격하게 감소하게 된다.
따라서, 드론용 모터의 베어링 예압은 비행 시 추력으로 인해 풀리는 양을 계산해서 조립 공정상에서 정확하게 인가해야
본 발명인이 실험한 바에 따르면, 초기 예압은 90N이 바람직하며, 90N의 초기 예압을 주기 위한 하부 스크류의 체결 토크는 120kgf.cm가 바람직하다.
하부 스크류(125a)를 샤프트(123a)에 체결하면, 와셔(125b)의 제1 면(125b-1)이 하부 베어링(121d)과 밀착하므로, 도 13에 도시한 바와 같이, 샤프트(123a)의 플랜지부(123a-3)에 구비된 한 쌍의 제2 곡면부(123a-3-2)의 하면과 와셔(125b)의 포켓 결합부(125b-4)의 상면 사이에는 일정한 간격이 유지된다.
따라서, 도 14에 도시한 바와 같이 드론이 비행 중인 상태에서 하부 스크류(125a)가 풀리기 시작하면, 와셔(125b)가 하부 베어링(121d)으로부터 멀어지는 쪽으로 이동하면서 샤프트(123a)의 플랜지부(123a-3)에 구비된 한 쌍의 제2 곡면부(123a-3-2)가 와셔(125b)의 포켓 결합부(125b-4)에 다시 안착된다.
따라서, 도 15에 도시한 바와 같이 하부 스크류(125a)가 완전히 풀리더라도, 와셔(125b)와 샤프트(123a)의 조립이 기구적으로 유지되므로, 드론의 비행 중에 하부 스크류(125a)가 완전히 풀려 없어지더라도 와셔(125b)의 추력 지지 구조로 인해 샤프트(123a)의 추력을 전달하면서 비행을 안전하게 마칠 수 있다.
본 명세서는 본 명세서의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.
120: 드론용 모터 121: 스테이터 어셈블리
123: 로터 어셈블리 125: 추력 지지부
125a: 하부 스크류 125b: 와셔
123: 로터 어셈블리 125: 추력 지지부
125a: 하부 스크류 125b: 와셔
Claims (19)
- 스테이터 코어를 구비한 베이스 브래킷과, 상기 스테이터 코어의 내부에 삽입되는 상부 및 하부 베어링과, 상기 스테이터 코어의 외부에 위치하는 스테이터 코일을 구비하는 스테이터 어셈블리;
상기 스테이터 어셈블리에 회전 가능하게 결합되며, 상기 스테이터 어셈블리의 중심축에 삽입되는 샤프트와, 상기 스테이터 코일과 상호 작용하여 회전력을 형성하는 마그넷을 구비하는 로터 어셈블리; 및
상기 로터 어셈블리와 상기 스테이터 어셈블리를 결합하며, 2중으로 추력을 지지하는 추력 지지부
를 구비하고,
상기 추력 지지부는,
상기 샤프트의 하단부에 체결되어 베어링 예압을 형성하는 하부 스크류; 및
상기 하부 스크류의 가압부의 상면과 상기 하부 베어링의 하면 사이에서 상기 샤프트에 기구적으로 조립되며, 상기 하부 스크류가 풀린 상태에서도 상기 샤프트와의 결합이 기구적으로 유지되는 와셔
를 포함하며,
상기 샤프트는, 상기 와셔가 조립되는 커팅부와, 상기 커팅부의 하단부에 위치하는 플랜지부와, 상기 하부 스크류가 체결되는 스크류 체결 구멍을 구비하고,
상기 커팅부는, 서로 마주하는 한 쌍의 제1 평면부와, 상기 한 쌍의 제1 평면부 사이에 각각 위치하며 서로 마주하는 한 쌍의 제1 곡면부를 포함하는 드론용 모터. - 삭제
- 삭제
- 제1항에서,
상기 플랜지부는 서로 마주하는 한 쌍의 제2 평면부와, 상기 한 쌍의 제2 평면부 사이에 각각 위치하며 서로 마주하는 한 쌍의 제2 곡면부를 포함하는 드론용 모터. - 제4항에서,
상기 한 쌍의 제2 곡면부 사이의 간격은 상기 한 쌍의 제1 곡면부 사이의 간격보다 크게 형성되는 드론용 모터. - 제5항에서,
상기 한 쌍의 제2 곡면부 사이의 간격은, 상기 샤프트의 지름과 동일하게 형성되는 드론용 모터. - 제5항에서,
상기 한 쌍의 제2 평면부 사이의 간격은 상기 한 쌍의 제1 평면부 사이의 간격과 동일하게 형성되는 드론용 모터. - 제5항에서,
상기 한 쌍의 제2 평면부 사이의 간격은 상기 한 쌍의 제1 평면부 사이의 간격보다 크게 형성되는 드론용 모터. - 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에서,
상기 와셔는 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 서로 마주하는 제1 면과 제2 면을 구비하는 원통 형상으로 형성되고,
상기 제1 면에는 상기 샤프트의 플랜지부가 삽입되는 플랜지부 삽입 구멍이 형성되는 드론용 모터. - 제9항에서,
상기 하부 스크류의 상기 가압부는 상기 상면이 상기 와셔의 제2 면과 접촉하여 상기 와셔를 상기 하부 베어링 쪽으로 가압하는 드론용 모터. - 제9항에서,
상기 플랜지부 삽입 구멍은, 상기 플랜지부의 한 쌍의 제2 곡면부와 대응하는 형상으로 형성되는 한 쌍의 제1 곡면부와, 상기 플랜지부의 한 쌍의 제2 평면부와 대응하는 형상으로 형성되는 한 쌍의 제1 평면부를 구비하는 드론용 모터. - 제11항에서,
상기 와셔는, 상기 플랜지부 삽입 구멍을 통해 상기 샤프트의 플랜지부를 삽입한 후, 상기 와셔를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도만큼 회전시키는 것에 의해 상기 샤프트의 커팅부에 기구적으로 조립되는 드론용 모터. - 제12항에서,
상기 플랜지부 삽입 구멍은 상기 제1 평면부의 일부에 위치하며 상기 커팅부의 한 쌍의 제1 곡면부와 대응하는 형상으로 형성되는 제2 곡면부를 더 구비하는 드론용 모터. - 제13항에서,
상기 와셔의 상기 제1 면의 내부에는 상기 플랜지부의 한 쌍의 제2 곡면부와 결합되는 포켓 결합부가 형성되는 드론용 모터. - 제14항에서,
상기 포켓 결합부에는 마그넷이 위치하는 드론용 모터. - 본체; 및
상기 본체를 수평 및 수직 이동시키기 위한 추진장치
를 포함하고,
상기 추진장치는 모터를 포함하며,
상기 모터는,
스테이터 코어를 구비한 베이스 브래킷과, 상기 스테이터 코어의 내부에 삽입되는 상부 및 하부 베어링과, 상기 스테이터 코어의 외부에 위치하는 스테이터 코일을 구비하는 스테이터 어셈블리;
상기 스테이터 어셈블리에 회전 가능하게 결합되며, 상기 스테이터 어셈블리의 중심축에 삽입되는 샤프트와, 상기 스테이터 코일과 상호 작용하여 회전력을 형성하는 마그넷을 구비하는 로터 어셈블리; 및
상기 로터 어셈블리와 상기 스테이터 어셈블리를 결합하며, 2중으로 추력을 지지하는 추력 지지부
를 구비하고,
상기 추력 지지부는,
상기 샤프트의 하단부에 체결되어 베어링 예압을 형성하는 하부 스크류; 및
상기 하부 스크류의 가압부의 상면과 상기 하부 베어링의 하면 사이에서 상기 샤프트에 기구적으로 조립되며, 상기 하부 스크류가 풀린 상태에서도 상기 샤프트와의 결합이 기구적으로 유지되는 와셔
를 포함하며,
상기 샤프트는, 상기 와셔가 조립되는 커팅부와, 상기 커팅부의 하단부에 위치하는 플랜지부와, 상기 하부 스크류가 체결되는 스크류 체결 구멍을 구비하고,
상기 와셔는, 상기 샤프트의 플랜지부가 삽입되는 플랜지부 삽입 구멍과, 상기 플랜지부의 일부와 결합되는 포켓 결합부를 구비하는 드론. - 삭제
- 제16항에서,
상기 와셔는, 상기 플랜지부 삽입 구멍을 통해 상기 샤프트의 플랜지부를 삽입한 후, 상기 와셔를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도만큼 회전시켜 상기 플랜지부의 일부를 상기 포켓 결합부에 안착시키는 것에 의해 상기 샤프트의 커팅부에 기구적으로 조립되는 드론. - 제18항에서,
상기 포켓 결합부에는 마그넷이 위치하는 드론.
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