KR20240077574A

KR20240077574A - Drone with coaxial motor

Info

Publication number: KR20240077574A
Application number: KR1020220158382A
Authority: KR
Inventors: 황요섭; 이동혁; 안종우; 김영민; 정명기
Original assignee: 주식회사 씨랩
Priority date: 2022-11-23
Filing date: 2022-11-23
Publication date: 2024-06-03
Also published as: WO2024111737A1

Abstract

본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론은, 드론 몸체 중앙에 구비되어, 회전 동력을 제공하는 제 1모터부, 상기 제 1모터부의 일단에 구비되어, 상기 몸체 내부로 공기를 유입하여 일방향으로 회전하는 제 1블레이드, 상기 제 1모터부의 동일한 축선상에 구비되어, 회전 동력을 제공하는 제 2모터부, 상기 제 2모터부의 일단에 구비되어, 상기 제 1블레이드와 대향하도록 배치되고, 상기 제1블레이드와 반대방향으로 회전하는 제 2블레이드, 상기 제 1블레이드 및 제 2블레이드의 외면을 보호하는 하우징, 상기 하우징의 상부에 다수개의 프레임으로 구비되어, 상기 제 1블레이드를 지지하는 제 1지지체, 상기 하우징의 하부에 다수개의 프레임으로 구비되어, 상기 제 2블레이드를 지지하는 제 2지지체, 상기 제 2지지체의 중심부를 기준으로 다수개가 방사형으로 구비되어, 상기 유입된 공기의 방향을 전환하는 틸팅부, 상기 제 1,2모터부 및 상기 틸팅부의 동작을 제어하는 제어부, 상기 하우징의 상부에 센서부가 구비되어, 상기 드론의 상태를 모니터링하는 드론 모니터링부를 포함할 수 있다.An aerial drone equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention is provided at the center of the drone body, has a first motor unit that provides rotational power, and is provided at one end of the first motor unit to pump air into the body. A first blade that flows in and rotates in one direction, a second motor unit provided on the same axis of the first motor unit and providing rotational power, and a second motor unit provided at one end of the second motor unit and arranged to face the first blade. It is provided with a second blade rotating in the opposite direction to the first blade, a housing that protects the outer surfaces of the first blade and the second blade, and a plurality of frames on the upper part of the housing to support the first blade. A first support body, a plurality of frames provided at the lower part of the housing, a second support body supporting the second blade, a plurality of frames are provided radially with respect to the center of the second support body to determine the direction of the introduced air. It may include a tilting unit for switching, a control unit for controlling the operation of the first and second motor units and the tilting unit, and a drone monitoring unit for monitoring the state of the drone by providing a sensor unit at the top of the housing.

Description

동축모터가 구비된 공중 드론{Drone with coaxial motor}Aerial drone with coaxial motor

본 발명은 동축모터가 구비된 공중 드론에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 중심부의 축을 기준으로 서로 반대되는 프로펠러를 장착하여 토크를 전달하고, 드론의 호버링 자세 유지 및 공기의 방향을 선택적으로 전환하여 안정적인 비행을 할 수 있는 동축모터가 구비된 공중드론에 관한 것이다.The present invention relates to an aerial drone equipped with a coaxial motor. More specifically, the present invention relates to an aerial drone equipped with a coaxial motor, which transmits torque by mounting propellers that are opposed to each other based on the axis of the center, maintains the hovering posture of the drone, and selectively changes the direction of the air. This is about an aerial drone equipped with a coaxial motor capable of stable flight.

드론은 사람이 탑승하지 않고 원격 조정에 의해 비행하거나 지정된 경로를 따라 자율적으로 비행하는 비행체로서, 주로 군사적 용도로 활용되어 왔으나, 최근에는 운송 분야, 보안 분야 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 개인적인 용도로도 활용되고 있는 실정이다. A drone is an aircraft that flies by remote control or autonomously along a designated route without a human on board. It has been mainly used for military purposes, but has recently been used in various fields such as transportation and security, and is also used for personal purposes. is also being used.

드론은 비행방식에 따라 고정익형, 회전익형 및 수직이착륙형(VTOL)으로 구분된다. 회전익 드론은 수직이착륙 기능, 전후 방향 이동 및 호버링(정지비행)이 가능하다는 등의 면에서 경계, 정찰시 고정익형에 비해 장점을 가진다. Drones are classified into fixed-wing, rotary-wing, and vertical take-off and landing (VTOL) types depending on their flight method. Rotary-wing drones have advantages over fixed-wing drones for surveillance and reconnaissance in that they are capable of vertical takeoff and landing, forward and backward movement, and hovering (stationary flight).

회전익 드론은 그 형태에 따라 여러 개의 회전익을 가지는 멀티로터형, 서로 반대방향으로 회전하는 두 개의 회전익을 가진 동축반전형 및 헬리콥터형 등으로 구분된다. Depending on their form, rotary wing drones are classified into multi-rotor types with multiple rotors, coaxial inversion types with two rotors rotating in opposite directions, and helicopter types.

종래의 드론은 본체와, 본체로부터 방사상으로 연장된 다수의 다리부와, 각 다리부에 설치되어 추력을 발생시키는 다수의 프로펠러로 이루어져 있어 부피가 비교적 크며, 추력을 발생시키는데 한계가 있다.A conventional drone consists of a main body, a number of legs extending radially from the main body, and a number of propellers installed on each leg to generate thrust, so the drone is relatively large in volume and has limitations in generating thrust.

또한, 종래의 드론은, 외부 바람과 같은 환경조건에 영향을 많이 받아 뒤집히거나, 회전이나 전후좌우 컨트롤에 어려움이 있었다.Additionally, conventional drones were greatly affected by environmental conditions such as external wind, causing them to flip over or have difficulty rotating or controlling forward, backward, left, and right.

또한, 현존하는 드론의 비행 시간은 크기에 비례하며, 기계가 작을수록 배터리의 용량도 함께 작아져서 공중에서 비행할 수 있는 시간이 줄어들게 되는 문제점이 있었다.In addition, the flight time of existing drones is proportional to their size, and the smaller the machine, the smaller the battery capacity, which reduces the time it can fly in the air.

또한, 협소한 공간이나 수풀이 우거진 생태계에서 비행할 때, 프로펠러를 외부로부터 보호할 별도의 부재가 없어, 프로펠러가 충격으로 인해 파손되는 문제점이 있었다. In addition, when flying in a narrow space or an ecosystem with lush vegetation, there is no separate member to protect the propeller from the outside, so there is a problem that the propeller is damaged due to impact.

따라서, 하나의 가드 안에서 더블 혹은 쿼드의 프로펠러 동력원을 제공하면서 무게는 경량화하고 효율은 높일 수 있는 드론의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop a drone that can reduce weight and increase efficiency while providing double or quad propeller power sources in one guard.

한국등록특허 제10- 1853354호Korean Patent No. 10-1853354

본 발명의 목적은, 외부 환경조건에 대응하여 비행중에도 IMU센서를 통해 자체적으로 수평을 잡고, 틸팅부를 제어하여 회전이나 전·후·좌·우방향으로 안정적인 비행이 가능한 동축모터가 구비된 공중 드론을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide an aerial drone equipped with a coaxial motor that can level itself through an IMU sensor during flight in response to external environmental conditions and control the tilting unit to rotate or fly stably in the forward, backward, left, and right directions. is to provide.

본 발명의 또 다른 목적은, 협소한 공간에서 비행 시, 외부와 부딪히더라도 하우징으로 인해 프로펠러를 보호할 수 있는 동축모터가 구비된 공중 드론을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an aerial drone equipped with a coaxial motor that can protect the propeller due to the housing even if it hits the outside when flying in a narrow space.

본 발명의 또 다른 목적은, 무게를 경량화하여 장시간 비행이 가능하게 유지할 수 있는 동축모터가 구비된 공중 드론을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an aerial drone equipped with a coaxial motor that can be maintained for long-time flight by reducing the weight.

본 발명의 또 다른 목적은, 센서의 오류를 모니터링하여 드론의 오작동을 사전에 예방할 수 있는 동축모터가 구비된 공중 드론을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an aerial drone equipped with a coaxial motor that can prevent malfunction of the drone in advance by monitoring sensor errors.

또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 상기 틸팅부는, 기설정된 높이로 구비되어, 내부에 공기가 유입될 수 있도록 중공이 형성된 공기유입판, 상기 공기유입판의 일단에 구비되어, 상기 공기유입판을 기설정된 방향으로 회전시키는 노즐부, 상기 노즐부의 일단에 구비되어, 상기 노즐부의 동작을 제어하는 각도조절부를 포함할 수 있다.In addition, the tilting portion according to an embodiment of the present invention includes an air inlet plate that is provided at a preset height and has a hollow space to allow air to flow into the interior, and is provided at one end of the air inlet plate, It may include a nozzle unit that rotates in a preset direction, and an angle adjuster provided at one end of the nozzle unit to control the operation of the nozzle unit.

또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론은, 상기 하우징으로부터 일방향으로 돌출 형성되어 상기 틸팅부를 지지하는 다수의 연결부재를 더 포함할 수 있다.In addition, the aerial drone equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention may further include a plurality of connection members that protrude from the housing in one direction and support the tilting portion.

또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 상기 드론 모니터링부는, 비접촉센서, 비전센서, 발열센서, IMU센서, GPS센서 중 어느 하나 이상으로 구성되되, 상기 드론의 비행 자세 유지 및 이상여부 상태를 모니터링할 수 있다.In addition, the drone monitoring unit according to an embodiment of the present invention is composed of one or more of a non-contact sensor, a vision sensor, a heat sensor, an IMU sensor, and a GPS sensor, and monitors the drone's flight attitude maintenance and abnormality status. You can.

또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론은, 상기 센서부의 이상여부를 판단할 수 있는 센서 모니터링부를 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, an aerial drone equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention may be configured to further include a sensor monitoring unit capable of determining whether there is an abnormality in the sensor unit.

또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 상기 제어부는, 상기 하우징의 상부에 ESC모듈이 구비되어, 상기 ESC모듈을 통해 상기 제1,2 모터부 및 상기 각도조절부에 신호를 전달하여 동작할 수 있다.In addition, the control unit according to an embodiment of the present invention is provided with an ESC module on the upper part of the housing, and can operate by transmitting signals to the first and second motor units and the angle adjusting unit through the ESC module. there is.

본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론은, 외부 환경조건에 대응하여 비행중에도 IMU센서를 통해 자체적으로 수평을 잡고, 틸팅부를 제어하여 회전이나 전·후·좌·우방향으로 안정적인 비행이 가능한 효과를 가진다.An aerial drone equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention levels itself through an IMU sensor even during flight in response to external environmental conditions, and controls the tilting unit to rotate or move forward, backward, left, and right. It has the effect of enabling stable flight.

또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론은, 협소한 공간에서 비행 시, 외부와 부딪히더라도 하우징으로 인해 프로펠러를 보호할 수 있는 효과를 가진다.In addition, the aerial drone equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention has the effect of protecting the propeller due to the housing even if it collides with the outside when flying in a narrow space.

또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론은, 무게를 경량화하여 장시간 비행이 가능하게 유지할 수 있는 효과를 가진다.In addition, the aerial drone equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention has the effect of reducing the weight and enabling long-time flight.

또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론은, 센서의 오류를 모니터링하여 드론의 오작동을 사전에 예방할 수 있는 효과를 가진다.In addition, an aerial drone equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention has the effect of preventing malfunction of the drone in advance by monitoring sensor errors.

도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론의 전체적인 형상을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론의 정면을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론의 평면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 틸팅부의 동작상태를 도시한 도면이다.Figure 1 is a diagram showing the overall shape of an aerial drone equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the front of an aerial drone equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a plan view of an aerial drone equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the operating state of the tilting unit according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시례를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시례에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시례를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to the presented embodiments, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may add, change, or delete other components within the scope of the same spirit, or create other degenerative inventions or this invention. Other embodiments that are included within the scope of the invention can be easily proposed, but this will also be said to be included within the scope of the invention of the present application.

이하, 본 발명인 동축모터가 구비된 공중 드론(100)은 첨부된 도 1 내지 도 4를 참고로 상세하게 설명한다. Hereinafter, the aerial drone 100 equipped with a coaxial motor according to the present invention will be described in detail with reference to the attached FIGS. 1 to 4.

도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론의 전체적인 형상을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론의 정면을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론의 평면을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 틸팅부의 동작상태를 도시한 도면이다.Figure 1 is a diagram showing the overall shape of an aerial drone equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a diagram showing the front of an aerial drone equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention. It is a drawing, and FIG. 3 is a plan view of an aerial drone equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view showing the operating state of the tilting unit according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론(100)은 제 1모터부(110), 제 1블레이드(120), 제 2모터부(130), 제 2블레이드(140), 하우징(150), 제 1지지체(151), 제 2지지체(152), 틸팅부(160), 제어부(170), 드론 모니터링부(180)를 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 to 3, the aerial drone 100 equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention includes a first motor unit 110, a first blade 120, and a second motor unit 130. , It may include a second blade 140, a housing 150, a first support 151, a second support 152, a tilting unit 160, a control unit 170, and a drone monitoring unit 180.

상기 제 1모터부(110)는, 드론(100)의 몸체 중앙에 구비될 수 있다. 상기 드론(100)의 중심부의 축을 기준으로 서로 반대방향으로 회전하는 상기 제 1블레이드(120)와 상기 제 2블레이드(140)를 장착하여 토크를 전달할 수 있다.The first motor unit 110 may be provided in the center of the body of the drone 100. Torque can be transmitted by mounting the first blade 120 and the second blade 140, which rotate in opposite directions about the central axis of the drone 100.

이때, 상기 제 1모터부(110)는, 상기 제 1모터부(110)의 일단에 구비된 상기 제 1블레이드(120)를 역방향으로 회전하도록 동력을 제공할 수 있다.At this time, the first motor unit 110 may provide power to rotate the first blade 120 provided at one end of the first motor unit 110 in the reverse direction.

상기 제 1블레이드(120)는, 한 쌍의 회전날개로 구성되어, 역방향으로 회전하면서 상기 드론(100)의 몸체 내부로 공기를 유입하여 상기 제 2블레이드(140)로 유입된 공기를 전달할 수 있다.The first blade 120 is composed of a pair of rotary blades, and rotates in the reverse direction to introduce air into the body of the drone 100 and transfer the introduced air to the second blade 140. .

상기 제 2모터부(130)는, 상기 제 1모터부(110)의 동일한 축선상에 구비될 수 있다. 상기 제 2모터부(130)는, 상기 제 2모터부(130)의 일단에 구비된 상기 제 2블레이드(140)를 정방향으로 회전하도록 동력을 제공할 수 있다.The second motor unit 130 may be provided on the same axis as the first motor unit 110. The second motor unit 130 may provide power to rotate the second blade 140 provided at one end of the second motor unit 130 in the forward direction.

상기 제 2블레이드(140)는, 상기 제 1블레이드(120)와 대향하도록 배치되고, 한 쌍의 회전날개로 구성되어, 정방향으로 회전하면서 상기 드론(100)의 몸체 하부로 유입된 공기를 전달할 수 있다.The second blade 140 is arranged to face the first blade 120 and is composed of a pair of rotary blades, so that it can transmit air introduced into the lower part of the body of the drone 100 while rotating in the forward direction. there is.

상기 하우징(150)은, 상기 제 1블레이드(120) 및 제 2블레이드(140)의 외면을 둘러싸도록 내부가 중공된 원통형상으로 구성될 수 있다. 상기 하우징(150)은 상기 제 1블레이드(120) 및 제 2블레이드(140)의 외면을 보호하여 외부 충격에 의해 상기 제 1블레이드(120) 및 제 2블레이드(140)가 파손되는 것을 방지하고, 상기 하우징(150) 내에서 두 개의 블레이드의 동력원을 제공함으로써, 추력을 향상시킬 수 있다.The housing 150 may be configured in a hollow cylindrical shape to surround the outer surfaces of the first blade 120 and the second blade 140. The housing 150 protects the outer surfaces of the first blade 120 and the second blade 140 and prevents the first blade 120 and the second blade 140 from being damaged by external impact, By providing a power source for two blades within the housing 150, thrust can be improved.

상기 제 1지지체(151)는, 상기 하우징(150)의 상부에 구비될 수 있다. 상기 제 1지지체(151)는 다수개의 프레임이 상기 제 1모터부(110)를 중심으로 방사상으로 형성되어 상기 하우징(150)의 상부 일단을 견고하게 각각 지지할 수 있다. The first support 151 may be provided on the upper part of the housing 150. The first support body 151 may have a plurality of frames formed radially around the first motor unit 110 to firmly support each upper end of the housing 150.

그리고, 상기 제 1지지체(151)는 상기 드론(100)의 무게를 경량화하기 위해 경량의 소재로 구성될 수 있으며, 상기 다수개의 프레임의 길이방향을 따라 각각 홈을 형성하여 상기 드론(100)의 무게를 경량화할 수도 있다.In addition, the first support 151 may be made of a lightweight material to reduce the weight of the drone 100, and each groove is formed along the longitudinal direction of the plurality of frames to support the drone 100. The weight can also be reduced.

상기 제 2지지체(152)는, 상기 하우징(150)의 하부에 구비될 수 있다. 상기 제 2지지체(152)는 다수개의 프레임이 상기 제 2모터부(130)를 중심으로 방사상으로 형성되어 상기 하우징(150)의 하부 일단을 견고하게 각각 지지할 수 있다. The second support 152 may be provided at the lower part of the housing 150. The second support body 152 may have a plurality of frames formed radially around the second motor unit 130 to firmly support each lower end of the housing 150.

그리고, 상기 제 2지지체(152)는, 상기 제 1지지체(151)와 동일하게 상기 드론(100)의 무게를 경량화하기 위해 경량의 소재로 구성될 수 있으며, 상기 다수개의 프레임의 길이방향을 따라 각각 홈을 형성하여 상기 드론(100)의 무게를 경량화할 수도 있다.In addition, the second support 152, like the first support 151, may be made of a lightweight material to reduce the weight of the drone 100, and may be formed along the longitudinal direction of the plurality of frames. The weight of the drone 100 can also be reduced by forming each groove.

상기 틸팅부(160)는, 상기 제 2모터부(130)의 하부에 구비될 수 있다. 상기 제 2지지체(152)의 중심부를 기준으로 다수개가 방사상으로 형성되어 상기 제 2블레이드(140)로부터 유입된 공기의 방향을 전환할 수 있다.The tilting unit 160 may be provided below the second motor unit 130. A plurality of them are formed radially based on the center of the second support 152, so that the direction of air flowing in from the second blade 140 can be changed.

좀 더 구체적으로, 상기 틸팅부(160)는, 전·후·좌·우 대칭을 이루는 4개의 공기유입판(161)과 노즐부(162), 각도조절부(163)로 각각 구성될 수 있다.More specifically, the tilting unit 160 may be composed of four air inlet plates 161, a nozzle unit 162, and an angle adjustment unit 163 that are symmetrical in front, rear, left, and right. .

상기 공기유입판(161)은, 기설정된 높이에서 상기 드론(100)의 몸체 중심부로 갈수록 높이가 낮아지는 사다리꼴형 육면체 형상으로 내부에 공기가 유입될 수 있도록 위아래 중공이 형성될 수 있다.The air inlet plate 161 has a trapezoidal hexahedron shape whose height decreases from a preset height toward the center of the body of the drone 100, and may have upper and lower hollows formed therein to allow air to flow into the air inlet plate 161.

이는, 상기 제 1,2블레이드로(120,140)부터 유입되는 공기를 최대한으로 상기 드론(100)의 하부방향으로 끌어내어 추력을 형성하고자 하는 것이며, 상기 제 2블레이드(140)와의 충돌을 사전에 방지하고자 하는 것이다. This is to create thrust by drawing the air flowing in from the first and second blades 120 and 140 toward the bottom of the drone 100 as much as possible, and to prevent collision with the second blade 140 in advance. This is what I want to do.

상기 노즐부(162)는, 상기 공기유입판(161)의 일단에 각각 구비될 수 있다. 상기 노즐부(162)는 상기 각도조절부(163)의 신호에 따라 조절되며, 상기 드론(100)의 이동방향에 대응하여 상기 공기유입판(161)을 기설정된 방향으로 회전시킬 수 있다. The nozzle unit 162 may be provided at one end of the air inlet plate 161, respectively. The nozzle unit 162 is adjusted according to a signal from the angle adjusting unit 163, and the air inlet plate 161 can be rotated in a preset direction in response to the moving direction of the drone 100.

상기 각도조절부(163)는, 상기 노즐부(162)의 일단에 각각 구비될 수 있다. 상기 각도조절부(163)는 소형의 서보모터로 구성되어, 상기 노즐부(162)에 전기적 신호를 전달하여 상기 노즐부(162)의 동작을 제어할 수 있다.The angle adjustment unit 163 may be provided at one end of the nozzle unit 162, respectively. The angle adjusting unit 163 is composed of a small servo motor and can control the operation of the nozzle unit 162 by transmitting an electrical signal to the nozzle unit 162.

더욱 상세하게는, 상기 드론(100)의 이동 방향에 대응하여 상기 노즐부(162)를 조절하여 상기 공기유입판(161)을 회전시킬 수 있다.More specifically, the air inlet plate 161 can be rotated by adjusting the nozzle unit 162 in response to the moving direction of the drone 100.

예를 들어 도 4를 참고하여 설명하면, 상기 드론(100)을 전진시키는 경우는, 제 2각도조절부(163b)와 제 4각도조절부(163d)의 전기적 신호를 통해 제 2노즐부(162b)와 제4노즐부(162d)를 조절하여 제 2공기유입판(161b)과 제4공기유입판(161d)을 x축을 기준으로 A방향으로 회전시킨다. For example, referring to FIG. 4, when the drone 100 is moved forward, the second nozzle unit 162b is moved through electrical signals from the second angle adjusting unit 163b and the fourth angle adjusting unit 163d. ) and the fourth nozzle unit (162d) are adjusted to rotate the second air inlet plate (161b) and the fourth air inlet plate (161d) in the A direction based on the x-axis.

따라서, 상기 제 1,2블레이드(120,140)를 통해 유입되는 공기가 기설정된 각도로 회전된 상기 제 2공기유입판(161b)과 제4공기유입판(161d)의 상부에서 하부로 토출되면서 상기 드론(100)을 전진시키는 양력을 발생시키게 된다.Therefore, the air flowing in through the first and second blades 120 and 140 is discharged from the top to the bottom of the second air inlet plate 161b and the fourth air inlet plate 161d rotated at a preset angle, thereby causing the drone It generates a lift force that moves (100) forward.

상기 드론(100)을 후진시키는 경우는, 제 2각도조절부(163b)와 제 4각도조절부(163d)의 전기적 신호를 통해 제 2노즐부(162b)와 제4노즐부(162d)를 조절하여 제 2공기유입판(161b)과 제4공기유입판(161d)을 x축을 기준으로 B방향으로 회전시킨다. When the drone 100 is moved backward, the second nozzle unit 162b and the fourth nozzle unit 162d are adjusted through electrical signals from the second angle adjustment unit 163b and the fourth angle adjustment unit 163d. Thus, the second air inlet plate (161b) and the fourth air inlet plate (161d) are rotated in the B direction based on the x-axis.

따라서, 상기 제 1,2블레이드(120,140)를 통해 유입되는 공기가 기설정된 각도로 회전된 상기 제 2공기유입판(161b)과 제4공기유입판(161d)으로 상부에서 하부로 토출되면서 상기 드론(100)을 후진시키는 양력을 발생시키게 된다.Therefore, the air flowing in through the first and second blades 120 and 140 is discharged from the top to the bottom to the second air inlet plate 161b and the fourth air inlet plate 161d rotated at a preset angle, thereby causing the drone This generates a lift force that moves (100) backwards.

그리고, 상기 드론(100)을 좌방향으로 이동시키는 경우는, 제 1각도조절부(163a)와 제 3각도조절부(163c)의 전기적 신호를 통해 제 1노즐부(162a)와 제3노즐부(162c)를 조절하여 제 1공기유입판(161a)과 제3공기유입판(161c)을 y축을 기준으로 C방향으로 회전시킨다. In addition, when the drone 100 is moved to the left, the first nozzle unit 162a and the third nozzle unit 162a are connected to each other through electrical signals from the first angle adjustment unit 163a and the third angle adjustment unit 163c. By adjusting (162c), the first air inlet plate (161a) and the third air inlet plate (161c) are rotated in the C direction based on the y axis.

따라서, 상기 제 1,2블레이드(120,140)를 통해 유입되는 공기가 기설정된 각도로 회전된 상기 제 1공기유입판(161a)과 제3공기유입판(161c)으로 상부에서 하부로 토출되면서 상기 드론(100)을 좌방향으로 이동시키는 양력을 발생시키게 된다.Therefore, the air flowing in through the first and second blades 120 and 140 is discharged from the top to the bottom to the first air inlet plate 161a and the third air inlet plate 161c rotated at a preset angle, thereby causing the drone A lift force is generated that moves (100) to the left.

마찬가지로, 상기 드론(100)을 우방향으로 이동시키는 경우는, 제 1각도조절부(163a)와 제 3각도조절부(163c)의 전기적 신호를 통해 제 1노즐부(162a)와 제3노즐부(162c)를 조절하여 제 1공기유입판(161a)과 제3공기유입판(161c)을 y축을 기준으로 D방향으로 회전시킨다. Likewise, when the drone 100 is moved to the right, the first nozzle unit 162a and the third nozzle unit are connected to each other through electrical signals from the first angle adjusting unit 163a and the third angle adjusting unit 163c. By adjusting (162c), the first air inlet plate (161a) and the third air inlet plate (161c) are rotated in the D direction based on the y axis.

따라서, 상기 유입된 공기가 상기 제 1공기유입판(161a)과 제3공기유입판(161c)을 통과하면서 상기 드론(100)을 우방향으로 이동시킬 수 있다. Therefore, the drone 100 can be moved to the right while the introduced air passes through the first air inlet plate 161a and the third air inlet plate 161c.

또한, 외부 환경에 따라 호버링 자세(수평) 유지를 위해 상기 드론(100)의 상기 제 1 내지 4공기유입판(161a,161b,161c,161d)을 각각 선택적으로 조절 가능하도록 구성될 수 있다.In addition, the first to fourth air inlet plates 161a, 161b, 161c, and 161d of the drone 100 may be configured to be selectively adjustable to maintain the hovering posture (horizontal) depending on the external environment.

그리고, 본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론(100)은, 상기 하우징(150)과 상기 틸팅부(160)를 지지하는 연결부재(153)를 더 포함할 수 있다.In addition, the aerial drone 100 equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention may further include a connecting member 153 supporting the housing 150 and the tilting unit 160.

상기 연결부재(153)는, 상기 하우징(150)으로부터 일방향으로 돌출 형성되어 상기 틸팅부(160)를 지지할 수 있다. 상기 연결부재(153)는, 상기 틸팅부(160)에 대응하도록 다수개 구비될 수 있다. 그리고, 경량 재질의 프레임으로 구비될 수 있으며, 길이방향을 따라 홈이 형성되어, 상기 홈에 상기 각도조절부(163)가 안착되어 상기 틸팅부(160)를 지지할 수 있다.The connecting member 153 may protrude from the housing 150 in one direction and support the tilting portion 160. The connecting member 153 may be provided in plural numbers to correspond to the tilting portion 160. Additionally, it can be provided as a frame made of a lightweight material, and a groove is formed along the longitudinal direction, so that the angle adjusting part 163 can be seated in the groove to support the tilting part 160.

상기 제어부(170)는, 상기 하우징(150)의 상부에 구비될 수 있다. 상기 제어부(170)는 경량의 ESC모듈로 구성되어, 상기 ESC모듈을 통해 상기 제 1모터부(110), 상기 제 2모터부(130) 및 상기 각도조절부(163)에 신호를 각각 전달할 수 있다.The control unit 170 may be provided at the top of the housing 150. The control unit 170 is composed of a lightweight ESC module, and can transmit signals to the first motor unit 110, the second motor unit 130, and the angle adjustment unit 163 through the ESC module. there is.

따라서, 상기 제어부(170)의 신호로 상기 제 1모터부(110), 상기 제 2모터부(130)의 출력 및 상기 틸팅부(160)의 회전을 선택적으로 제어할 수 있다.Accordingly, the output of the first motor unit 110 and the second motor unit 130 and the rotation of the tilting unit 160 can be selectively controlled by the signal from the control unit 170.

상기 드론 모니터링부(180)는, 상기 하우징(150)의 상부에 구비될 수 있다. 상기 드론 모니터링부(180)는 비접촉센서, 비전센서, 발열센서, IMU센서, GPS센서 중 어느 하나 이상으로 구성되는 센서부로 구성될 수 있다. The drone monitoring unit 180 may be provided on the upper part of the housing 150. The drone monitoring unit 180 may be composed of a sensor unit consisting of one or more of a non-contact sensor, a vision sensor, a heat sensor, an IMU sensor, and a GPS sensor.

상기 비접촉센서는 측정 대상에 빛이나 전자파, 초음파 등의 반사파를 측정함으로써, 측정 대상의 위치, 속도, 변위 등을 파악할 수 있다.The non-contact sensor can determine the position, speed, displacement, etc. of the measurement object by measuring reflected waves such as light, electromagnetic waves, or ultrasonic waves from the measurement object.

상기 비전센서는, 소형의 usb 카메라로 이미지를 촬영하여 상기 이미지를 분석하여 장애물의 유무를 판단할 수 있다.The vision sensor can capture an image with a small USB camera and analyze the image to determine the presence or absence of an obstacle.

상기 발열센서는, 상기 드론(100)의 제1,2모터부(110,130)) 및 기타 장비에서 발생되는 열을 감지하여 상기 드론(100)의 과열여부를 파악할 수 있다.The heat sensor can determine whether the drone 100 is overheated by detecting heat generated from the first and second motor units 110 and 130 of the drone 100 and other equipment.

상기 IMU센서는, 상기 드론(100)의 속도, 방향, 중력, 가속도를 측정하는 장치로서, IMU 센서 기반의 위치추정은 가속도계, 각속도계, 지자기계 및 고도계를 이용하여 상기 드론(100)의 움직임 상황을 인식할 수 있다.The IMU sensor is a device that measures the speed, direction, gravity, and acceleration of the drone 100. IMU sensor-based position estimation uses an accelerometer, angular velocity, geomagnetic field, and altimeter to determine the movement of the drone 100. Can recognize the situation.

상기 IMU센서에는 3축 가속도계와 3축 각속도계가 내장되어 있어, 상기 드론(100)의 진행방향, 횡 방향, 높이 방향의 가속도와 롤링, 피칭, 요 각속도의 측정이 가능하다.The IMU sensor has a built-in 3-axis accelerometer and a 3-axis angular velocity, making it possible to measure the acceleration, rolling, pitching, and yaw angular velocities of the drone 100 in the moving, lateral, and height directions.

즉, 상기 IMU센서에서 속도정보를 계산하여 상기 드론(100)의 자세 각 산출이 가능하며, 비행중에서 자체적으로 수평을 잡고 안정적인 비행을 할 수 있다.In other words, it is possible to calculate the attitude angle of the drone 100 by calculating the speed information from the IMU sensor, and it can maintain its own level and stable flight during flight.

상기 GPS센서는, 인공위성의 신호를 사용하여 상기 드론(100)의 위치 좌표와 고도를 측정하여, 상기 드론(100)이 어느 위치에 있는지 파악할 수 있다.The GPS sensor can determine where the drone 100 is by measuring the location coordinates and altitude of the drone 100 using signals from artificial satellites.

따라서, 상기 드론 모니터링부(180)는, 상기 센서들의 데이터 정보를 기반으로 상기 드론(100)의 비행 자세 유지 및 이상여부 상태를 모니터링할 수 있다.Accordingly, the drone monitoring unit 180 can monitor the flight attitude maintenance and abnormality status of the drone 100 based on the data information of the sensors.

그리고, 본 발명의 일 실시례에 따른 동축모터가 구비된 공중 드론(100)은 상기 드론 모니터링부(180)의 센서부 이상여부를 판단할 수 있는 센서 모니터링부(미도시)를 더 포함할 수 있다.In addition, the aerial drone 100 equipped with a coaxial motor according to an embodiment of the present invention may further include a sensor monitoring unit (not shown) that can determine whether there is an abnormality in the sensor unit of the drone monitoring unit 180. there is.

상기 센서 모니터링부(미도시)는, 하기 [수학식 1]에 의해 산출되는 상기 IMU센서의 평균오차(Aerr)가 기설정된 한계오차(Serr)보다 큰 경우, 상기 IMU센서가 고장난 것으로 판단할 수 있다.The sensor monitoring unit (not shown) may determine that the IMU sensor is broken when the average error (Aerr) of the IMU sensor calculated by the following [Equation 1] is greater than the preset limit error (Serr). there is.

[수학식 1][Equation 1]

여기서, Aerr은 평균오차, Taver는 상기 IMU센서 센서값의 전체평균, Paver는 상기 IMU센서 센서값 n개에 대한 일부평균, Tσ는 상기 IMU센서 센서값의 전체표준편차를 의미한다.Here, Aerr is the average error, Taver is the overall average of the IMU sensor values, Paver is the partial average for n IMU sensor values, and Tσ is the overall standard deviation of the IMU sensor values.

보다 상세하게는, Taver는 상기 IMU센서 센서값의 전체평균이며, IMU센서가 정상 동작하는 기설정된 기간동안(ex. 한 달) 다수의 데이터를 수집하여 센싱되는 센서값들의 전체 평균을 산출한 값을 의미하고, Tσ는 상기 기설정된 기간동안(ex. 한 달) 다수의 데이터를 수집하여 센싱되는 센서값들의 전체표준편차를 산출한 값을 의미한다.More specifically, Taver is the overall average of the IMU sensor sensor values, and is a value calculated by calculating the overall average of the sensor values sensed by collecting a large number of data during a preset period (ex. one month) during which the IMU sensor operates normally. Means, Tσ means the value obtained by calculating the overall standard deviation of the sensor values sensed by collecting a large number of data during the preset period (ex. one month).

또한, Paver는 상기 IMU센서 센서값 n개에 대한 일부평균이며, IMU센서가 설치되어 사용되는 과정에서 기설정된 수(n개)의 센서값을 실시간으로 입력받고 상기 기설정된 수(n개)의 센서값에 대한 평균을 산출한 것으로서, 일부 센서값의 평균에 해당하므로 일부평균이라 지칭할 수 있다.In addition, Paver is a partial average of the n sensor values of the IMU sensor, and in the process of installing and using the IMU sensor, a preset number (n) of sensor values are input in real time and the preset number (n) of sensor values are input. The average of the sensor values is calculated, and since it corresponds to the average of some sensor values, it can be referred to as a partial average.

이 때, 일부평균을 이용하여 95%의 신뢰도로 추정평균값을 산출하면, 추정평균값(μ)은 범위를 갖게 된다.At this time, if the estimated average value is calculated with 95% confidence using partial averages, the estimated average value (μ) is It has a range.

따라서, 추정평균값(μ)의 상한 또는 하한과 전체평균(Taver)과의 차이값인 평균오차(Aerr)는, 상기 [수학식 1]과 같이 산출될 수 있다.Therefore, the average error (Aerr), which is the difference between the upper or lower limit of the estimated average value (μ) and the overall average (Taver), can be calculated as in [Equation 1] above.

그러므로, 상기 [수학식 1]에 의해 산출되는 평균오차(Aerr)가 기설정된 한계오차(Serr)보다 크다는 것은 실시간으로 입력받은 기설정된 수(n개)의 센서값이 IMU센서의 고장으로 잘 못 입력되고 있을 가능성이 매우 높음을 의미하므로, 센서 모니터링부(미도시)는 상기 조건이 만족되면 IMU센서가 고장난 것으로 판단할 수 있다.Therefore, if the average error (Aerr) calculated by the above [Equation 1] is greater than the preset limit error (Serr), it means that the preset number (n) of sensor values input in real time are incorrect due to a failure of the IMU sensor. Since it means that there is a very high possibility that the input is being received, the sensor monitoring unit (not shown) can determine that the IMU sensor is broken when the above conditions are met.

한편, 센서 모니터링부(미도시)는 상기 IMU센서에 오류가 있는지 판단하기 위해 상기 [수학식 1]에 의해 산출되는 평균값(Aerr)과 기설정된 한계값(Serr)을 비교하는 것과 동시에 상기 IMU센서의 온도를 측정하여 측정된 온도가 기설정된 범위를 벗어나지 여부, 상기 IMU센서가 기설정된 구간크기 내에서 주기적으로 반복되는 패턴을 보이는지 여부, 상기 IMU센서의 주변의 습도를 측정하여 측정된 습도가 기설정된 범위를 벗어나지 여부, 센서의 동작시간과 비동작시간의 비율을 분석하여 상기 비율이 기설정된 비율범위를 벗어나는지 여부 등을 판단하여, 상기 조건들이 적어도 하나 이상 만족되는 경우에 상기 IMU센서에 오류가 발생한 것으로 판단할 수도 있다. Meanwhile, the sensor monitoring unit (not shown) compares the average value (Aerr) calculated by [Equation 1] and the preset limit value (Serr) to determine whether there is an error in the IMU sensor. By measuring the temperature, whether the measured temperature is outside the preset range, whether the IMU sensor shows a pattern that repeats periodically within the preset section size, and measuring the humidity around the IMU sensor to determine whether the measured humidity is Analyzes the ratio of the operating time and non-operating time of the sensor to determine whether the ratio is outside the preset ratio range, etc., and if at least one of the above conditions is satisfied, an error is detected in the IMU sensor. It may be determined that has occurred.

이하에서는 상기 오류 판단방법들의 구체적 내용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the specific details of the above error determination methods will be described in detail.

우선, IMU센서의 온도를 측정하여 측정된 온도가 기설정된 범위를 벗어나지 여부를 판단하기 위해서는, IMU센서와 기설정된 거리 내에 온도센서를 별도로 마련하고, 상기 온도센서를 통해 IMU센서의 온도를 실시간 모니터링할 수 있다. 이는, IMU센서가 정상동작하는 상황이라면 허용되는 범위(기설정된 발열온도범위) 내에서의 발열 온도를 유지한다는 기술적 원리를 이용하는 것이며, 발열이 지나치다거나 발열이 전혀 없는 경우라면 과부하가 걸렸거나 전혀 동작하지 않는 것으로 추측할 수 있으므로 그 경우는 IMU센서에 오류가 발생한 것으로 판단할 수 있고, 이는 곧 실시간 센서 데이터에 오류가 발생한 것으로 추정할 수 있다.First, in order to measure the temperature of the IMU sensor and determine whether the measured temperature is outside the preset range, a separate temperature sensor is installed within a preset distance from the IMU sensor, and the temperature of the IMU sensor is monitored in real time through the temperature sensor. can do. This uses the technical principle of maintaining the heating temperature within an acceptable range (preset heating temperature range) if the IMU sensor is operating normally. If the IMU sensor generates excessive heat or does not generate heat at all, it is overloaded or does not operate at all. Since it can be assumed that it does not, in that case it can be determined that an error has occurred in the IMU sensor, which in turn can be presumed that an error has occurred in the real-time sensor data.

다음으로, 상기 실시간 센서 데이터에 오류가 있는지 판단하기 위해서는, 상기 실시간 센서 데이터가 기설정된 구간크기 내에서 주기적으로 반복되는 패턴을 보이는지 여부를 모니터링할 수 있는데, 이는 IMU센서에 이물질이 유입된 경우, 유입된 이물질에 의해 기설정된 구간크기 내에서 센서 데이터값이 반복적으로 특정 패턴으로 출력될 수 있다는 기술적 원리를 이용한 것이다. 이때, 상기 기설정된 구간크기는, 아래 [수학식 2]에 따라 결정될 수 있다.Next, in order to determine whether there is an error in the real-time sensor data, it is possible to monitor whether the real-time sensor data shows a periodically repeating pattern within a preset section size. This is when foreign matter enters the IMU sensor, It uses the technical principle that sensor data values can be repeatedly output in a specific pattern within a preset section size due to incoming foreign matter. At this time, the preset section size can be determined according to [Equation 2] below.

[수학식 2][Equation 2]

Arange = {(Taver + Dmax) - (Taver - Dmax)}*0.3Arange = {(Taver + Dmax) - (Taver - Dmax)}*0.3

Arange는 기설정된 구간크기이고, Taver는 기설정된 기간동안의 전체 평균이며, Dmax 는 기설정된 기간동안의 최대편차를 의미한다.Arange is the preset section size, Taver is the overall average during the preset period, and Dmax means the maximum deviation during the preset period.

일례로, 기설정된 기간동안의 전체 평균이 70이고 최대편차가 20이라면 Arange는 12가 되므로, 최대값과 최소값의 차가 12를 넘지 않는 범위에서 주기적으로 반복되는 값이 출력(ex. 52, 62, 52, 62, 53, 62, 52, 63 등과 같은 유사한 값들이 반복 출력)된다면 이는 IMU센서에 이물질이 유입되어 실시간 센서 데이터에 오류가 발생한 것으로 추정할 수 있다.For example, if the overall average during the preset period is 70 and the maximum deviation is 20, Arange is 12, so periodically repeating values are output in the range where the difference between the maximum and minimum values does not exceed 12 (ex. 52, 62, If similar values (such as 52, 62, 53, 62, 52, 63, etc.) are output repeatedly, it can be assumed that foreign matter has entered the IMU sensor and an error has occurred in the real-time sensor data.

다음으로, IMU센서의 습도를 측정하여 측정된 습도가 기설정된 값을 초과하였는지 여부를 판단하기 위해서는, IMU센서와 기설정된 거리 내에 습도센서를 별도로 마련하고, 상기 습도센서를 통해 IMU센서의 습도를 실시간 모니터링할 수 있다. 이는, IMU센서에 수분이 유입된 경우에는 비정상 동작한다는 기술적 원리를 이용하는 것이며, 습도가 기설정된 값을 초과했다면 IMU센서에 수분이 유입된 것으로 추측할 수 있다. 따라서 이 경우는 IMU센서에 오류가 발생한 것으로 판단할 수 있고, 이는 곧 실시간 센서 데이터에 오류가 발생한 것으로 추정할 수 있다.Next, in order to measure the humidity of the IMU sensor and determine whether the measured humidity exceeds the preset value, a separate humidity sensor is provided within a preset distance from the IMU sensor, and the humidity of the IMU sensor is measured through the humidity sensor. Real-time monitoring is possible. This uses the technical principle that if moisture enters the IMU sensor, it operates abnormally. If the humidity exceeds the preset value, it can be assumed that moisture has entered the IMU sensor. Therefore, in this case, it can be determined that an error occurred in the IMU sensor, which in turn can be presumed to be an error in real-time sensor data.

마지막으로, IMU센서의 동작시간과 비동작시간의 비율을 분석하여 상기 비율이 기설정된 비율범위를 벗어나는지 여부 등을 판단할 수 있으며, 그 결과에 따라 상기 실시간 센서 데이터에 오류가 발생한 것으로 판단할 수 있다.Finally, by analyzing the ratio of the operating time and non-operating time of the IMU sensor, it is possible to determine whether the ratio is outside the preset ratio range, and based on the results, it can be determined that an error has occurred in the real-time sensor data. You can.

일례로, 드론(100)에 설치된 IMU센서가 절전을 위해 매 1초마다 0.1초씩 데이터를 수집하도록 설정되어 있다면, 동작시간과 비동작시간의 비율은 10 : 1이 되나, 실시간 모니터링을 통해 분석한 결과 그 비율이 1 : 10으로 역전되거나 현저히 다른 비율(ex. 30% 이상의 비율변화)로 변화했다면 IMU센서의 오동작 및 실시간 센서 데이터에 오류가 발생한 것으로 판단할 수 있는 것이다.For example, if the IMU sensor installed in the drone 100 is set to collect data at a rate of 0.1 seconds every second to save power, the ratio of operation time and non-operation time is 10:1, but the data is analyzed through real-time monitoring. As a result, if the ratio is reversed to 1:10 or changes to a significantly different ratio (ex. ratio change of more than 30%), it can be determined that the IMU sensor is malfunctioning and an error has occurred in the real-time sensor data.

상기와 같이, 본 발명의 일실시례에서 센서 모니터링부(미도시)는 다수의 고장진단방법을 모두 고려하여 상기 실시간 센서 데이터에 오류여부를 판단할 수 있으며, 아래 [수학식 3]과 같이 다수의 고장진단방법을 모두 반영한 Stotal 값으로 최종 판단될 수도 있다.As described above, in one embodiment of the present invention, the sensor monitoring unit (not shown) can determine whether there is an error in the real-time sensor data by considering all of the multiple fault diagnosis methods, and can determine whether there is an error in the real-time sensor data as shown in [Equation 3] below. The final judgment may be made as a total value that reflects all of the failure diagnosis methods.

[수학식 3][Equation 3]

Stotal = W1*Raver + W2*Rtem + W3*Rrep + W4*Rhum + W5*Rrat Stotal = W1*Raver + W2*Rtem + W3*Rrep + W4*Rhum + W5*Rrat

여기서, Stotal은 다수의 오류판단값의 합산값, Raver은 [수학식 1]에 의해 산출되는 평균값(Aerr)과 기설정된 한계값(Serr)을 비교하여 도출한 오류판단값(오류 여부에 따라 0과 1중 하나의 값), Rtem은 온도가 기설정된 범위를 벗어나지 여부에 따라 오류여부를 판단한 값(오류 여부에 따라 0과 1중 하나의 값), Rrep은 반복 패턴이 나타나는지 여부에 따라 오류여부를 판단한 값(오류 여부에 따라 0과 1중 하나의 값), Rhum은 습도가 기설정된 범위를 벗어나지 여부에 따라 오류여부를 판단한 값(오류 여부에 따라 0과 1중 하나의 값), Rrat은 동작시간과 비동작시간의 비율을 분석하여 오류여부를 판단한 값(오류 여부에 따라 0과 1중 하나의 값), W1은 Raver항목 가중치, W2는 Rtem항목 가중치, W3은 Rrep항목 가중치, W4는 Rhum항목 가중치, W5는 Rrat 항목 가중치를 각각 의미한다.Here, Stotal is the sum of multiple error judgment values, and Raver is the error judgment value (0 depending on whether there is an error) derived by comparing the average value (Aerr) calculated by [Equation 1] and the preset limit value (Serr). and 1), Rtem is a value determined as an error depending on whether the temperature is outside the preset range (a value between 0 and 1 depending on whether there is an error), and Rrep is an error determined depending on whether a repeating pattern appears. The value determined (a value between 0 and 1 depending on whether there is an error), Rhum is the value determined whether there is an error depending on whether the humidity is outside the preset range (a value between 0 and 1 depending on whether there is an error), and Rrat is the value determined. The value determined for error by analyzing the ratio of operating time and non-operating time (either 0 or 1 depending on whether there is an error), W1 is the Raver item weight, W2 is the Rtem item weight, W3 is the Rrep item weight, and W4 is the Raver item weight. Rhum item weight and W5 refer to Rrat item weight, respectively.

예를 들어, Stotal가 4 이상이라면 실시간 센서 데이터에 오류가 있는 것으로 사전 설정할 수 있고, 발열온도가 매우 중요한 파라미터인 경우이라면 W2를 3으로 사전 설정하고, W1, W3, W4, W5는 모두 1으로 사전 설정할 수 있다.For example, if Stotal is 4 or more, it can be preset to indicate that there is an error in real-time sensor data, and if the heating temperature is a very important parameter, W2 can be preset to 3, and W1, W3, W4, and W5 are all set to 1. Can be preset.

이러한 조건에서 상기 다수의 고장진단방법에 따라 오류여부를 모니터링한 결과, Raver는 1, Rtem은 1, Rrep 는 0, Rhum은 0, Rrat은 0으로 도출되었다면, Stotal는 4가 되므로, 상기 실시간 센서 데이터에는 오류가 있는 것으로 최종 판단할 수 있다.Under these conditions, as a result of monitoring errors according to the above multiple fault diagnosis methods, if Raver is 1, Rtem is 1, Rrep is 0, Rhum is 0, and Rrat is 0, Stotal is 4, so the real-time sensor It can be ultimately determined that there is an error in the data.

이상과 같이 본 발명의 일 실시례는 비록 한정된 실시례와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일 실시례는 상기 설명된 실시례에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 일 실시례는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, although one embodiment of the present invention has been described with limited examples and drawings, one embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, which is based on common knowledge in the field to which the present invention pertains. Anyone who has the knowledge can make various modifications and variations from this description. Accordingly, an embodiment of the present invention should be understood only by the scope of the claims set forth below, and all equivalent or equivalent modifications thereof shall fall within the scope of the spirit of the present invention.

100: 드론
110: 제 1모터부
120: 제 1블레이드
130: 제 2모터부
140: 제 2블레이드
150: 하우징 151: 제 1지지체
152: 제 2지지체 153: 연결부재
160: 틸팅부 161: 공기유입판
162: 노즐부 163: 각도조절부
170: 제어부
180: 드론 모니터링부100: Drone
110: 1st motor part
120: first blade
130: Second motor unit
140: second blade
150: Housing 151: First support
152: second support 153: connection member
160: Tilting portion 161: Air inlet plate
162: nozzle part 163: angle adjustment part
170: control unit
180: Drone monitoring unit

Claims

드론 몸체 중앙에 구비되어, 회전 동력을 제공하는 제 1모터부;
상기 제 1모터부의 일단에 구비되어, 상기 몸체 내부로 공기를 유입하여 일방향으로 회전하는 제 1블레이드;
상기 제 1모터부의 동일한 축선상에 구비되어, 회전 동력을 제공하는 제 2모터부;
상기 제 2모터부의 일단에 구비되어, 상기 제 1블레이드와 대향하도록 배치되고, 상기 제1블레이드와 반대방향으로 회전하는 제 2블레이드;
상기 제 1블레이드 및 제 2블레이드의 외면을 보호하는 하우징;
상기 하우징의 상부에 다수개의 프레임으로 구비되어, 상기 제 1블레이드를 지지하는 제 1지지체;
상기 하우징의 하부에 다수개의 프레임으로 구비되어, 상기 제 2블레이드를 지지하는 제 2지지체;
상기 제 2지지체의 중심부를 기준으로 다수개가 방사형으로 구비되어, 상기 유입된 공기의 방향을 전환하는 틸팅부;
상기 제 1,2모터부 및 상기 틸팅부의 동작을 제어하는 제어부;
상기 하우징의 상부에 센서부가 구비되어, 상기 드론의 상태를 모니터링하는 드론 모니터링부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동축모터가 구비된 공중 드론.
A first motor unit provided at the center of the drone body and providing rotational power;
a first blade provided at one end of the first motor unit and rotating in one direction by introducing air into the body;
a second motor unit provided on the same axis as the first motor unit and providing rotational power;
a second blade provided at one end of the second motor unit, disposed to face the first blade, and rotating in a direction opposite to the first blade;
a housing that protects outer surfaces of the first and second blades;
a first supporter provided as a plurality of frames on the upper part of the housing to support the first blade;
a second supporter provided as a plurality of frames at the lower part of the housing to support the second blade;
A plurality of tilting units are provided radially based on the center of the second support to change the direction of the introduced air;
a control unit that controls the operation of the first and second motor units and the tilting unit;
A drone monitoring unit provided with a sensor unit on the upper part of the housing to monitor the status of the drone;
An aerial drone equipped with a coaxial motor, comprising:

제1항에 있어서,
상기 틸팅부는,
기설정된 높이로 구비되어, 내부에 공기가 유입될 수 있도록 중공이 형성된 공기유입판;
상기 공기유입판의 일단에 구비되어, 상기 공기유입판을 기설정된 방향으로 회전시키는 노즐부;
상기 노즐부의 일단에 구비되어, 상기 노즐부의 동작을 제어하는 각도조절부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동축모터가 구비된 공중 드론.
According to paragraph 1,
The tilting unit,
An air inlet plate provided at a preset height and having a hollow interior to allow air to flow in;
a nozzle unit provided at one end of the air inlet plate to rotate the air inlet plate in a preset direction;
An aerial drone equipped with a coaxial motor, characterized in that it includes an angle adjustment unit provided at one end of the nozzle unit and controlling the operation of the nozzle unit.

제1항에 있어서,
상기 하우징으로부터 일방향으로 돌출 형성되어 상기 틸팅부를 지지하는 다수의 연결부재;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동축모터가 구비된 공중 드론.
According to paragraph 1,
An aerial drone equipped with a coaxial motor, characterized in that it further includes a plurality of connection members that protrude from the housing in one direction and support the tilting unit.

제1항에 있어서,
상기 드론 모니터링부는,
비접촉센서, 비전센서, 발열센서, IMU센서, GPS센서 중 어느 하나 이상으로 구성되되,
상기 드론의 비행 자세 유지 및 이상여부 상태를 모니터링할 수 있는 것을 특징으로 하는 동축모터가 구비된 공중 드론.
According to paragraph 1,
The drone monitoring unit,
It consists of one or more of a non-contact sensor, vision sensor, heat sensor, IMU sensor, and GPS sensor,
An aerial drone equipped with a coaxial motor, characterized in that it is capable of maintaining the flight attitude of the drone and monitoring its condition for abnormalities.

제1항에 있어서,
상기 센서부의 이상여부를 판단할 수 있는 센서 모니터링부를 더 포함하여 구성되고,
상기 제어부는,
상기 하우징의 상부에 ESC모듈이 구비되어, 상기 ESC모듈을 통해 상기 제1,2 모터부 및 상기 각도조절부에 신호를 전달하여 동작하는 것을 특징으로 하는 동축모터가 구비된 공중 드론.

According to paragraph 1,
It further includes a sensor monitoring unit capable of determining whether there is an abnormality in the sensor unit,
The control unit,
An aerial drone equipped with a coaxial motor, characterized in that an ESC module is provided on the upper part of the housing and operates by transmitting signals to the first and second motor units and the angle adjustment unit through the ESC module.