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IBL-26-0821

5 자유도 비행체 및 제어방법

등록일
2026-07-13
로봇관련 기술 비행형/수중형 로봇 제어/AI/SW
2.81
CI (SI)
★★★★★★★★★★
1.07
TR (N)
★★★★★★★★★★
2.62
MC
★★★★★★★★★★

본 기술은 쿼드로터 기반의 틸트로터 비행체로서, 몸체 전후단에 배치된 로터 샤프트들을 단일 서보 모터와 벨트-풀리 또는 기어 전달 구조로 연결하여 전체 로터의 경사각을 동기화하여 틸팅시키는 기구학적 메커니즘과 이를 활용한 5 자유도 제어 방법에 관한 것입니다.

기존 멀티로터는 추력 방향이 기체 자세에 고정되어 있어 4 자유도 제어만 가능하고, 이로 인해 기체를 기울이지 않고는 병진 이동이 불가능하며 기울어진 상태에서의 안정적인 정지 비행이 제한되는 문제점이 있었습니다.

본 기술은 단일 서보 모터를 사용한 기구적 틸팅 시스템으로 모든 로터의 회전축을 동일하게 틸팅시켜 기체 자세와 독립적인 추력 방향 제어가 가능하도록 구성하고, 부족거동성과 완전거동성 하위시스템으로 분해된 역학 모델을 기반으로 최적 제어 입력을 산출하는 컨트롤러를 제안하며, 이를 통해 적은 구동기로 5 자유도의 자유로운 비행을 구현할 수 있습니다. 정밀 촬영과 시설물 점검, 좁은 공간에서의 근접 비행 등 자세를 기울일 수 없는 임무에 폭넓게 적용될 수 있어, 최소한의 구동기로 고성능 비행체를 구현하려는 수요에 부합합니다.

Key Features:
  • 몸체 전단에 좌우 방향으로 설치되는 제1 로터 샤프트와 양단에 수직 설치되는 한 쌍의 로터를 포함하는 제1 구동부
  • 몸체 후단에 설치되는 제2 로터 샤프트와 양단에 수직 설치되는 한 쌍의 로터를 포함하는 제2 구동부
  • 몸체 중간에 설치되는 서보 모터의 구동력을 전달하여 제1·제2 로터 샤프트를 동일한 방향과 양만큼 동시에 회전시키는 로터 틸팅부
  • 네 개의 로터가 몸체 대비 동일한 경사각을 갖도록 회전축을 틸팅시켜 5 자유도 비행을 구현
서울대학교 산학협력재단
서울대학교산학협력단 | 김현진
문서
출원일:
2023-03-28
|
특허등록번호:
10-2854901
산업
로봇•자동화
우주항공
기술
로보틱스
인공지능
국가
Korea
패밀리 특허

WOWO2024-205352A1

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