KR100534020B1

KR100534020B1 - Wing Actuating Apparatus Realizing Various Motion of Wings

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Publication number: KR100534020B1
Application number: KR10-2003-0046081A
Authority: KR
Inventors: 박지형; 이광락
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2005-12-07
Also published as: KR20050006375A

Abstract

본 발명에서는, 좌우 대칭으로 된 한 쌍의 날개, 서로 평행한 평면상에 각각 놓이고 소정의 각도로 교차되어 배치되는 한 쌍의 왕복 운동 수단, 상기 왕복 운동 수단들의 말단부를 상기 각 날개의 축과 연결하는 커플링을 포함하여 구성되고, 상기 왕복 운동 수단에 의해 상기 날개 축 단부에 전후 방향 및 상하 방향으로 힘이 작용하면, 상기 날개 축의 타단부는 타원형을 그리며 회전하는 것이 가능하게 되며, 상기 왕복 운동 수단은, 동력이 공급되면 회전력을 발생시키는 회전 구동원, 상기 회전 구동원의 회전축에 연결되는 크랭크축, 상기 크랭크축에 연결되어 단부가 왕복 운동을 하는 커넥팅 로드, 상기 커넥팅 로드의 단부에 연결되어 왕복 운동을 하는 슬라이딩 로드, 및 상기 슬라이딩 로드의 왕복 운동 방향을 일정하게 가이드 하는 가이드 실린더로 구성되는 날개 구동 장치가 제공된다.In the present invention, a pair of symmetrical wings, a pair of reciprocating means each placed on a plane parallel to each other and intersected at a predetermined angle, the distal end of the reciprocating means and the axis of each blade It comprises a coupling for connecting, and when the force acts in the front and rear and up and down direction by the reciprocating means to the blade shaft end, the other end of the blade shaft can be rotated in an elliptical shape, the reciprocating The movement means includes a rotation drive source for generating rotational force when power is supplied, a crank shaft connected to the rotation shaft of the rotation drive source, a connecting rod connected to the crank shaft for reciprocating motion, and connected to an end of the connecting rod for reciprocation. Sliding rod for movement, and guide cylinder for guiding the reciprocating direction of the sliding rod constantly Provided is a wing drive device configured as.

본 발명에 의하면, 두 개의 왕복 운동 기구의 운동을 커플링으로 연결함으로써, 전후, 상하 및 정지 비행을 자유롭게 할 수 있게 하는 비행체의 날개 구동 장치를 구현하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 발명에 의하면, 날개의 모양을 원하는 비행 형태에 맞게 변형시킬 수 있도록 압전 재료를 이용하여 날개를 구성함으로써 비행체의 방향 전환이나 추진력 향상에 큰 효과를 도모할 수 있다.According to the present invention, by connecting the movement of the two reciprocating mechanism by a coupling, it is possible to implement a wing drive device of the vehicle that can freely move forward and backward, up and down and stationary flight. In addition, according to the present invention, by forming a wing using a piezoelectric material so that the shape of the wing can be modified in accordance with the desired flight form, it is possible to achieve a great effect on the change of direction of the aircraft and the improvement of the driving force.

Description

Wing Actuating Apparatus Realizing Various Motion of Wings

본 발명은 새나 곤충의 날갯짓을 구현하는 날개 구동 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 날개의 상하 방향의 운동(flapping), 날개의 좌우 방향의 운동(lagging) 및 날개의 날개 축 중심의 회전 운동(feathering)의 날개의 3자유도 운동을 구현하는 날개 구동 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wing drive device that implements a wing of a bird or insect. It relates to a wing drive device for implementing the three degrees of freedom of the blade.

최근에 흔히 MAV(Micro Air Vehicle)로 일컬어지는 소형의 비행체에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 비행체는 작게 만들 경우 레이더에 잡히지 않을 수 있기 때문에, 완구 등으로는 물론 첩보나 감시용 비행체로서의 활용 가능성이 크게 열려 있다. MAV에 대한 연구의 주류는 통상의 항공기와 마찬가지로 고정익을 이용하는 것이지만, 날개의 크기가 작아지면 작은 날개로 만들 수 있는 양력이 작아지기 때문에, 동체와 기타 부품들을 작고 가볍게 만들어야되는 부담이 크다. 고정익을 사용하는 대신, 곤충이나 새의 비행을 본떠 날갯짓을 이용하는 비행체에 관한 연구 또한 활발하다. 새나 곤충의 날갯짓을 이용하는 비행체에 대해서는 동체의 동력원에서 발생하는 진동 또는 회전 운동을 기어, 벨트 및 링크 등의 기구를 이용하여 날개의 상하 운동(flapping)을 유발하여 추진력을 얻는 방식에 대한 연구가 주로 이루어져 왔다. Recently, research on small-scale aircraft commonly referred to as micro air vehicles (MAVs) has been actively conducted. Since such a vehicle may not be caught by a radar if it is made small, the possibility of using it as a spy or a surveillance vehicle as well as a toy is greatly open. The mainstream research on MAVs is to use fixed-wings, as with conventional aircraft, but the smaller wing size reduces the lift that can be made with smaller wings, making the fuselage and other components smaller and lighter. Instead of using fixed wing, research is also being conducted on aircraft that use wings to mimic the flight of insects or birds. In the case of a wing using a wing of a bird or insect, research on a method of obtaining propulsion by inducing flapping of a wing using a mechanism such as gears, belts, and links from vibration or rotational motion generated from the power source of the fuselage is mainly performed. Has been made.

그러나, 날개의 상하 운동은 곤충이나 새의 날갯짓의 일부 운동만을 구현하는 것으로, 상하 운동만으로는 실제 곤충이나 새가 비행하는 것과 같은 자유로운 비행을 구현할 수는 없다. 즉, 날개의 상하 운동만으로는 방향 전환, 후진 비행 또는 정지 비행(hovering)을 구현할 수는 없다. However, the up and down movement of the wing implements only a part of the movement of the wing of an insect or a bird, and the up and down movement alone does not implement free flight like an actual insect or bird fly. That is, only the vertical movement of the wing can not implement the direction change, backward flight or stop flight (hovering).

방향 전환이 가능하도록 하기 위해 상하 운동이 가능한 날개와 함께 방향 전환용 꼬리날개 또는 프로펠러를 추가한 예가 있으나, 방향 전환 시 효율적이지 못하고, 추진 성능을 떨어뜨리는 단점이 발생하였다. There is an example in which a tail wing or propeller for changing direction is added together with a wing capable of vertical movement in order to enable the change of direction, but it is not efficient at the change of direction and has a disadvantage of lowering propulsion performance.

이에, 자유로운 방향 전환이 가능하고 크기에 비하여 큰 추진력을 가지는 소형의 비행체를 구현하기 위해서는, 새나 곤충이 날개를 상하 방향 운동(flapping), 전후 방향 운동(lagging) 및 날개 각도 변경(feathering) 시키는 것과 같이, 날개를 3자유도로 운동시킬 수 있는 날개 구동 장치와 함께, 비행 형태에 맞게 변화시킬 수 있는 날개를 개발할 필요성이 대두된다. Therefore, in order to realize a small flying body that can be freely changed in direction and has a large propulsion force compared to the size, it is necessary for birds or insects to flap, flap, and feather the wings. Similarly, along with a wing drive that can move the wing in three degrees of freedom, there is a need to develop a wing that can be changed to suit the type of flight.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은, 새나 곤충의 날갯짓을 구현하여 전후, 상하 및 정비 비행을 자유롭게 할 수 있게 하는 날개 구동 장치를 제공하는데 있다.The present invention was developed to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a wing drive device that can freely move back and forth, up and down and maintenance flight by implementing the wing of a bird or insect.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 좌우 대칭으로 된 한 쌍의 날개, 서로 평행한 평면상에 각각 놓이고 소정의 각도로 교차되어 배치되는 한 쌍의 왕복 운동 수단 및 상기 왕복 운동 수단들의 말단부를 상기 날개의 축과 연결하는 커플링을 포함하여 구성되고, 상기 왕복 운동 수단에 의해 상기 날개 축 단부에 전후 방향 및 상하 방향으로 힘이 작용하면, 상기 날개 축의 타단부는 타원형을 그리며 회전하는 것이 가능하게 되며, 상기 왕복 운동 수단은 동력이 공급되면 회전력을 발생시키는 회전 구동원, 상기 회전 구동원의 회전축에 연결되는 크랭크축, 상기 크랭크축에 연결되어 단부가 왕복 운동을 하는 커넥팅 로드, 상기 커넥팅 로드의 단부에 연결되어 왕복 운동을 하는 슬라이딩 로드, 및 상기 슬라이딩 로드의 왕복 운동 방향을 일정하게 가이드 하는 가이드 실린더로 구성되는 날개 구동 장치를 제공함으로써 달성된다.The object of the present invention as described above is a pair of symmetrical wings, a pair of reciprocating means each placed on a plane parallel to each other and arranged to cross at a predetermined angle and the distal end of the reciprocating means It comprises a coupling connecting to the axis of the blade, when the force acts in the front and rear direction and the vertical direction to the end of the blade shaft by the reciprocating means, the other end of the blade shaft can be rotated in an elliptical shape The reciprocating means may include a rotary drive source that generates rotational force when power is supplied, a crank shaft connected to the rotary shaft of the rotary drive source, a connecting rod connected to the crank shaft to reciprocate the end, and an end of the connecting rod. A sliding rod connected to and reciprocating, and constantly guiding the reciprocating direction of the sliding rod. It is achieved by providing a vane drive consisting of a guide cylinder.

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여기서, 상기 커플링은, 상기 두 개의 왕복 운동 수단 중 하나의 상기 슬라이딩 로드가 삽입되어 고정되는 로드용 커플러, 상기 두 개의 왕복 운동 수단 중 다른 하나의 상기 슬라이딩 로드의 단부에 결합되는 링 조인트, 및 상기 링 조인트에 회전 가능하게 삽입되고 상기 날개 축이 삽입 고정되는 링 조인트용 커플러로 구성되고, 상기 링 조인트용 커플러의 단부가 상기 로드용 커플러의 측면에 핀 조인트로 연결되며, 상기 핀 조인트의 핀은 상기 커플링이 속하는 평면에 수직한 방향으로 위치함으로써, 상기 링 조인트용 커플러가 상기 핀 조인트 축을 기준으로 상기 로드용 커플러에 대하여 회전이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.Here, the coupling is a rod coupler to which the sliding rod of one of the two reciprocating means is inserted and fixed, a ring joint coupled to an end of the sliding rod of the other of the two reciprocating means, and A ring joint coupler rotatably inserted into the ring joint and the wing shaft inserted into and fixed to the ring joint; an end of the ring joint coupler connected to a side of the rod coupler by a pin joint, and a pin of the pin joint Is positioned in a direction perpendicular to the plane to which the coupling belongs, so that the ring joint coupler is configured to be rotatable relative to the rod coupler about the pin joint axis.

여기서, 상기 날개는, 날개의 뼈대를 구성하고 동력원과 연결되는 날개 축; 및 상기 날개 축에 결합되어 비행 형태에 따라 날개의 형상을 변화시킬 수 있는 압전 엑추에이터로 구성되어, 상기 압전 엑추에이터에 의해 상기 날개가 날개 축을 중심으로 상하 방향으로 변형되는 피더링이 가능하게 되는 것이 바람직하다. Here, the wing, the wing shaft constituting the skeleton of the wing and connected to the power source; And a piezoelectric actuator coupled to the wing shaft and capable of changing the shape of the wing according to the flight type, and the piezoelectric actuator enables the wing to be deformed in the vertical direction about the wing axis. Do.

여기서, 상기 날개에는, 상기 압전 엑추에이터의 표면을 덮어 상기 압전엑추에이터를 외부와 절연시키는 가벼운 재료로 이루어진 날개덮개가 더 포함되어 구성되는 것이 바람직하다. Here, the wing, it is preferable to further include a wing cover made of a light material covering the surface of the piezoelectric actuator to insulate the piezoelectric actuator from the outside.

여기서, 상기 압전 엑추에이터는 날개 축에 평행하게 이격된 한 쌍의 고정용 슬롯이 형성된 탄성체와, 상기 탄성체 상의 고정용 슬롯을 통해 고정되어 상기 탄성체에 결합되는 소정 크기의 EAP가 구비되는 모노모프 형태로 구성되고, 상기 EAP에는 그 전후면에 전극을 형성하는 통전그리스가 발라져서 전극을 형성하는 것이 바람직하다. Here, the piezoelectric actuator is in the form of a monomorph having an elastic body having a pair of fixing slots spaced parallel to the wing axis, and an EAP having a predetermined size fixed through the fixing slot on the elastic body and coupled to the elastic body. It is preferable that the electrolytic grease which forms an electrode in the front and back surfaces is applied to the said EAP, and an electrode is formed.

한편 여기서, 상기 압전 엑추에이터는 날개 축에 평행하게 이격된 한 쌍의 고정용 슬롯이 형성된 탄성체와, 상기 탄성체에서 고정용 슬롯을 통하여 상기 탄성체의 전후면에 EAP가 위치되어 바이모프 형태로 구성되고, 상기 EAP에는 그 전후면에 전극을 형성하는 통전그리스가 발라져서 전극을 형성하는 것이 바람직하다. On the other hand, the piezoelectric actuator is formed of a bimorph having an elastic body formed with a pair of fixing slots spaced parallel to the wing axis, and the front and rear surfaces of the elastic body through the fixing slot in the elastic body, The EAP is preferably coated with a conductive grease that forms electrodes on the front and rear surfaces thereof to form electrodes.

한편 여기서, 상기 압전 엑추에이터는 날개 축에 평행하게 이격된 한 쌍의 고정용 슬롯과 상기 고정용 슬롯들 사이에 복수개의 전극용 슬롯이 더 형성되어 있는 탄성체와, 상기 고정용 슬롯을 통해 고정되어 상기 탄성체에 결합되는 소정 크기의 EAP로 구성되고, 상기 EAP에는 상기 전극용 슬롯이 형성되어 있는 부분에 접합되는 곳의 전후면에 전극을 형성하는 통전그리스가 발라지고, 상기 통전그리스들 사이를 전기적으로 연결하도록 상기 전극용 슬롯에 수직한 방향으로 통전그리스가 더 발라지며, 상기 전극용 슬롯 사이의 탄성체와 접하는 EAP면은 접착제로 상기 탄성체에 부착되도록 만들어지는 것이 바람직하다.Meanwhile, the piezoelectric actuator may include an elastic body in which a plurality of electrode slots are further formed between the pair of fixing slots and the fixing slots spaced parallel to the blade axis, and fixed through the fixing slots. Consists of an EAP of a predetermined size coupled to the elastic body, the EAP is applied to the conductive grease forming the electrode on the front and rear surfaces where the electrode slot is formed, and electrically connected between the conductive grease The conductive grease is further applied in a direction perpendicular to the slot for the electrode to connect, and the EAP surface contacting the elastic body between the electrode slots is preferably made to be attached to the elastic body with an adhesive.

한편 여기서, 상기 압전 엑추에이터는 날개 축에 평행하게 이격된 한 쌍의 고정용 슬롯과 상기 고정용 슬롯들 사이에 복수개의 전극용 슬롯이 더 형성되어 있는 탄성체와, 상기 고정용 슬롯을 통하여 상기 탄성체의 전후면에 EAP가 위치되어 구성되고, 상기 전후면의 EAP에는 각각 상기 전극용 슬롯이 형성되어 있는 부분에 접합되는 곳의 전후면에 전극을 형성하는 통전그리스가 발라지고, 상기 통전그리스들 사이를 전기적으로 연결하도록 상기 전극용 슬롯에 수직한 방향으로 통전그리스가 더 발라지며, 상기 전극용 슬롯 사이의 탄성체와 접하는 EAP면은 접착제로 상기 탄성체에 부착되도록 만들어지는 것이 바람직하다.Meanwhile, the piezoelectric actuator may include an elastic body in which a plurality of electrode slots are further formed between the pair of fixing slots and the fixing slots spaced parallel to the blade axis, and the elastic body of the elastic body through the fixing slot. EAP is positioned on the front and rear surfaces, and conductive greases forming electrodes are applied to the EAPs of the front and rear surfaces, respectively, where the electrodes are joined to portions where the electrode slots are formed. The conductive grease is further applied in a direction perpendicular to the slot for the electrode so as to electrically connect, and the EAP surface contacting the elastic body between the electrode slots is preferably made to be attached to the elastic body with an adhesive.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1a 내지 도 1d에는 본 발명에 따른 비행체에서 구현하고자 하는 날개의 움직임이 도시되어 있다.Figures 1a to 1d shows the movement of the blade to be implemented in the aircraft according to the present invention.

도 1a에 도시된 것과 같이, 새가 전방으로 전속력으로 비행할 때에는 진행 방향에 대해 수직한 방향으로 타원을 그리며 날개를 움직이고, 도 1b에 도시된 것과 같이, 새가 전방으로 통상의 속도로 비행할 때에는 진행 방향에 대해 수직한 방향으로 전속력으로 비행할 때(도 1a)보다 조금 폭이 넓은 타원을 그리며 날개를 움직이며, 도 1c에 도시된 것과 같이, 정지 비행(hovering)을 할 때에는 수평 방향으로 타원을 그리며 날개를 움직이며, 도 1d에 도시된 것과 같이, 후진 비행을 할 때에는 몸을 세우고 수평 방향에 대해 소정 각도 기울어진 타원을 그리며 날개를 움직인다.As shown in FIG. 1A, when the bird flies forward at full speed, it moves its wings in an ellipse in a direction perpendicular to the direction of travel, and as shown in FIG. 1B, the bird can fly forward at normal speed. Move the wings in an ellipse that is slightly wider than when flying at full speed in the direction perpendicular to the direction of travel (Fig. 1A), and as shown in Fig. 1C, in the horizontal direction when doing Drawing an ellipse and moving the wings, as shown in Figure 1d, during the reverse flight, the body is standing up and moving the wings by drawing an ellipse inclined at an angle to the horizontal direction.

도 1a 내지 도 1d에 도시된 것과 같은 새의 날갯짓은, 상하 방향 운동(flapping), 전후 방향 운동(lagging) 및 날개 각도 변경(feathering)으로 정의되는 날개의 3자유도 운동과, 날개 자체가 비행 형태에 따라 변형되는 것이 조합되어 이루어지는 것을 알 수 있다. The wing of a bird, as shown in FIGS. 1A-1D, is a three degree of freedom movement of the wing defined by flapping, lagging, and feathering, and the wing itself flying. It turns out that what is deformed according to a form is combined.

도 2a에는 상기 도 1a 내지 도 1d에 도시된 것과 같은 새의 날갯짓을 구현할 수 있는 날개 기구의 일예를 나타내는 개략도가 도시되어 있고, 도 2b에는 본 발명에 따른 날개 구동 장치를 구동하는 구동 수단의 사시도가 도시되어 있으며, 도 2c에는 도 2b에 도시된 커플링의 분해 사시도가 도시되어 있다.Figure 2a is a schematic diagram showing an example of a wing mechanism that can implement the wing of the bird as shown in Figures 1a to 1d, Figure 2b is a perspective view of the drive means for driving the wing drive device according to the present invention 2c is an exploded perspective view of the coupling shown in FIG. 2b.

도 2a에 도시된 것과 같이,날갯짓을 구현하는 날개 기구(10)는 좌우 대칭으로 된 한 쌍의 날개(11), 각각의 상기 날개의 축(14)이 삽입되어 전후 방향의 운동을 할 수 있도록 형성된 전후 방향 가이드 슬롯(12) 및 각각의 상기 날개의 축이 삽입되어 상하 방향의 운동을 할 수 있도록 형성된 상하 방향 가이드 슬롯(13)으로 구성된다. As shown in FIG. 2A, the wing mechanism 10 that implements the wing includes a pair of wings 11 which are symmetrical to each other, and the shafts 14 of the wings are inserted so that the blades can be moved forward and backward. The front and rear direction guide slots 12 and the shafts of the respective blades are inserted, and the vertical direction guide slots 13 are formed to allow movement in the vertical direction.

상기 날개 축(14)이 상기 전후 방향 가이드 슬롯(12) 및 상하 방향 가이드 슬롯(13)에 삽입된 상태에서, 상기 날개 축(14) 단부에 전후 방향 및 상하 방향으로 힘이 작용하면, 상기 날개 축의 타단부는 타원형을 그리며 회전하는 것이 가능하게 된다. 이때, 가해지는 전후 방향 또는 상하 방향의 힘과 변위를 조절함으로써, 도 1a 내지 도1d에 도시된 것과 같은 새나 곤충의 날개가 그리는 궤적과 같은 궤적을 그리면서 날개가 움직이도록 만들 수 있다. When the wing shaft 14 is inserted into the front and rear direction guide slot 12 and the vertical direction guide slot 13, when the force acts in the front and rear direction and the vertical direction at the end of the wing shaft 14, the wing The other end of the shaft can be rotated in an elliptical shape. At this time, by adjusting the force and displacement in the front and rear or up and down direction applied, it is possible to make the wings move while drawing a trajectory such as the trajectory of the wing of the bird or insect as shown in Figure 1a to 1d.

예를 들어, 소정의 같은 크기의 전후 및 상하 방향의 스트로크(stroke)를 각각 왕복 운동의 형태로 동시에 상기 날개 축(14) 단부에 작용시키면, 상기 날개 축(14)의 타단부는 작용하는 스트로크의 크기에 비례하여 소정 크기의 원을 그리면서 움직이게 된다. 이를 응용하여, 상하 방향의 스트로크를 크게 하고 좌우 방향의 스트로크를 상대적으로 작게 가하면, 상기 날개 축(14)의 타단부는 상하 방향으로 긴 타원 궤적을 그리며 움직이게 된다. For example, when strokes in the front and rear and up and down directions of the same size are respectively applied to the end of the blade shaft 14 simultaneously in the form of a reciprocating motion, the stroke of the other end of the blade shaft 14 acts. It moves while drawing a circle of a predetermined size in proportion to the size of. By applying this, when the stroke in the vertical direction is increased and the stroke in the left and right directions is relatively small, the other end of the blade shaft 14 moves in a long elliptical trajectory in the vertical direction.

도 2b에는 본 발명에 따라 날개 구동 장치를 구동하기 위한 구동 수단이 도시되어 있다. 2b shows a drive means for driving a vane drive device according to the invention.

도 2b에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 날개 구동 장치(30)는 각각 왕복 운동을 하도록 하는 전후 방향 구동 수단(30a)과 상하 방향 구동 수단(30b)이 교차되어 만들어진다. 교차되는 각도는 수직인 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고, 필요한 날개의 운동을 구현하기 위해 90도 이외의 각도를 이루면서 배치될 수 있다. 또한, 상기 전후 방향 구동 수단(30a)과 상하 방향 구동 수단(30b)은, 한 평면상에 또는 평행한 평면상에 각각 배치되는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 2B, the vane driving device 30 according to the present invention is made by crossing the front and rear direction driving means 30a and the vertical direction driving means 30b, respectively, for reciprocating motion. Preferably, the crossing angle is vertical, but is not limited thereto, and may be disposed while forming an angle other than 90 degrees in order to implement a necessary wing movement. Moreover, it is preferable that the said front-back direction drive means 30a and the up-down direction drive means 30b are arrange | positioned on one plane or the parallel plane, respectively.

상기 전후 방향 구동 수단(30a)과 상하 방향 구동 수단(30b)은, 각각 모터나 엔진과 같은 회전 구동원(25, 25')과, 상기 회전 구동원(25, 25')의 회전축에 연결되어 회전하는 크랭크축(37, 37')과, 상기 크랭크축(37, 37')에 연결되어 회전운동을 직선운동으로 전환하는 커넥팅 로드(38, 38')와, 상기 커넥팅 로드(38, 38')의 단부에 연결되어 직선 왕복 운동을 하는 슬라이딩 로드(39, 39') 및 상기 슬라이딩 로드(39, 39')의 직선 왕복 운동 방향을 일정하게 가이드 하는 가이드 실린더(33, 33')로 구성되는 왕복 운동 수단(32, 32')으로 이루어진다. The front and rear direction driving means 30a and the vertical direction driving means 30b are connected to rotational drive sources 25 and 25 'such as a motor and an engine, respectively, and rotated by rotational shafts of the rotational drive sources 25 and 25'. Crank shafts 37 and 37 ', connecting rods 38 and 38' connected to the crank shafts 37 and 37 'for converting rotational movements into linear movements, and connecting rods 38 and 38'. Reciprocating motion consisting of sliding rods 39 and 39 'connected to an end for linear reciprocating motion and guide cylinders 33 and 33' for guiding the linear reciprocating motion direction of the sliding rods 39 and 39 'constantly. Means 32, 32 '.

상기 슬라이딩 로드(39, 39')는 상기 가이드 실린더(33, 33') 내부에 삽입되고, 상기 슬라이딩 로드(39, 39')와 상기 가이드 실린더(33, 33')는 마찰을 수반하면서 서로 상대 운동을 하기 때문에 상기 가이드 실린더(33, 33') 내부를 적절히 윤활 시키는 것이 바람직하다. The sliding rods 39, 39 ′ are inserted into the guide cylinders 33, 33 ′, and the sliding rods 39, 39 ′ and the guide cylinders 33, 33 ′ are relative to each other with friction. It is preferable to lubricate the inside of the guide cylinders 33 and 33 'appropriately because of the movement.

도 2b 및 도 2c에 도시된 것과 같이, 상기 전후 방향 구동 수단(30a)과 상기 상하 방향 구동 수단(30b)의 동력이 상기 날개 축(14)으로 전달되도록 하기 위하여, 상기 구동 수단들과 상기 날개 축(14)을 연결하는 커플링(31)을 사용한다. 상기 커플링(31)은 상기 상하 방향 구동 수단(30b)의 슬라이딩 로드(39')가 삽입되어 고정될 수 있도록 홈이 형성되어 있는 로드용 커플러(35)와, 상기 전후 방향 구동 수단(30a)의 슬라이딩 로드(39)의 단부에 결합되는 링 조인트(34)와, 상기 링 조인트(34)에 회전 가능하게 삽입되고 상기 날개 축(14)이 삽입 고정 될 수 있도록 홈이 형성되어 있는 링 조인트용 커플러(36)로 구성된다. 상기 링 조인트용 커플러(36)의 단부는 상기 로드용 커플러(35)의 측면에 핀 조인트로 연결된다. 상기 핀 조인트의 핀(29)은 상기 커플링(31)이 속하는 평면에 수직한 방향으로 위치한다. 상기 링 조인트용 커플러(36)가 상기 핀 조인트 축을 기준으로 상기 로드용 커플러(35)에 대하여 180도 범위 내에서 회전이 가능하도록 구성된다. As shown in FIGS. 2B and 2C, the drive means and the vane are driven so that the power of the forward and backward drive means 30a and the vertical drive means 30b is transmitted to the vane shaft 14. A coupling 31 is used to connect the shaft 14. The coupling 31 includes a rod coupler 35 having a groove formed so that the sliding rod 39 'of the up and down driving means 30b is inserted and fixed, and the front and rear driving means 30a. Ring joint 34 coupled to the end of the sliding rod 39 of the ring joint is rotatably inserted into the ring joint 34 and the groove is formed so that the blade shaft 14 can be inserted and fixed It consists of a coupler 36. An end of the ring joint coupler 36 is connected to the side of the rod coupler 35 by a pin joint. The pin 29 of the pin joint is located in a direction perpendicular to the plane to which the coupling 31 belongs. The ring joint coupler 36 is configured to be rotatable within a 180 degree range with respect to the rod coupler 35 with respect to the pin joint axis.

이하에서는, 상기 커플링(31)을 사용할 때 상기 전후 방향 구동 수단과 상하 방향 구동 수단의 동력이 상기 날개 축으로 전달되는 원리를 설명한다. Hereinafter, the principle that the power of the front-rear drive means and the vertical drive means is transmitted to the blade shaft when the coupling 31 is used.

상기 날개 축(14)은 상기 커플링(31)에서 상기 링 조인트용 커플러(36)의 단부에 삽입되어 고정되고, 상기 커플링(31)에서 상기 링 조인트용 커플러(36) 부분은 상기 전후 방향 구동 수단(30a)의 슬라이딩 로드(39)의 단부에 결합된 링 조인트(34)에 회전 가능하게 삽입 고정된다. 상기 링 조인트(34)는, 상기 전후 방향 구동 수단(30a)과 상하 방향 구동 수단(30b)이 위치하는 평면과 평행하게 배치되고 상기 링 조인트용 커플러(36) 부분은 상기 링 조인트(34)에 수직하게 삽입된다. 상기 상하 방향 구동 수단(30b)의 슬라이딩 로드(39')는 상기 로드용 커플러(35)의 홈에 삽입 고정된다. 상기 슬라이딩 로드(39')와 상기 로드용 커플러(35) 사이에서는 상기 슬라이딩 로드(39')가 삽입되는 방향으로는 고정되고, 상기 슬라이딩 로드(39')를 축으로 상기 로드용 커플러(35)는 회전 가능하게 결합된다. The blade shaft 14 is inserted into and fixed to an end of the ring joint coupler 36 in the coupling 31, and the ring joint coupler 36 in the coupling 31 is in the front-rear direction. It is rotatably inserted and fixed to the ring joint 34 coupled to the end of the sliding rod 39 of the drive means 30a. The ring joint 34 is disposed in parallel with the plane in which the front and rear driving means 30a and the vertical driving means 30b are located, and a portion of the ring joint coupler 36 is connected to the ring joint 34. Inserted vertically. The sliding rod 39 'of the vertical driving means 30b is inserted into and fixed to the groove of the rod coupler 35. The rod coupler 35 is fixed between the sliding rod 39 'and the rod coupler 35 in the direction in which the sliding rod 39' is inserted, with the sliding rod 39 'as an axis. Is rotatably coupled.

상술한 바와 같이 배치된 상태에서, 상기 전후 방향 구동 수단(30a)의 회전 구동원(25)이 회전하면, 상기 슬라이딩 로드(39)가 전후 방향으로 직선 왕복 운동을 하게 되고, 상기 링 조인트(34)에 삽입된 상기 링 조인트용 커플러(36) 및 로드용 커플러(35) 부분이 상기 상하 방향 구동 수단(30b)의 슬라이딩 로드(39')를 축으로 소정 각도 선회하게 된다. When the rotary drive source 25 of the front-rear driving means 30a is rotated in the state as described above, the sliding rod 39 is linearly reciprocated in the front-rear direction, and the ring joint 34 The portion of the ring joint coupler 36 and the rod coupler 35 inserted into the pivot joint pivots at a predetermined angle about the sliding rod 39 'of the vertical drive means 30b.

상기 상하 방향 구동 수단(30b)의 회전 구동원(25')이 회전하면, 상기 상하 방향 구동 수단(30b)의 슬라이딩 로드(39')가 상하 방향으로 직선 왕복 운동을 하게 되고, 상기 상하 방향 구동 수단(30b)의 슬라이딩 로드(39')와 상하 방향으로 고정된 상기 로드용 커플러(35)가 따라서 상하 방향으로 왕복 운동을 하고, 상기 링 조인트(34)에 삽입된 상기 링 조인트용 커플러(36) 부분은 상기 링 조인트(34)에 의해 움직임이 제한되어 상기 핀 조인트의 축을 중심으로 소정 각도 선회하게 된다. When the rotary drive source 25 'of the vertical drive means 30b rotates, the sliding rod 39' of the vertical drive means 30b linearly reciprocates in the vertical direction, and the vertical drive means The ring coupler 36 fixed to the sliding rod 39 'of the 30b and the rod coupler 35 fixed in the up and down direction reciprocates in the up and down direction, and inserted into the ring joint 34. The portion is limited in movement by the ring joint 34 to pivot a predetermined angle about the axis of the pin joint.

앞서 예를 들어 설명한 것과 같이, 상기와 같은 방식으로 날개를 전후와 상하로 동시에 같은 스트로크로 움직이게 하면, 상기 날개의 단부는 원형을 그리며 회전하게 된다. 도 1a 나 도 1b에 도시된 것과 같은 전방으로의 비행 동작을 구현하기 위해서는 상하 방향의 날개의 스트로크를 전후 방향의 날개의 스트로크보다 크게 하여 타원형의 날갯짓을 하도록 할 수 있다. As described above, for example, when the wing is moved in the same manner in the same way up and down and up and down at the same time, the end of the wing is rotated in a circle. In order to implement the forward flight operation as shown in Figure 1a or Figure 1b it can be made to make the elliptical wings by making the stroke of the wings in the vertical direction larger than the stroke of the wings in the front and rear direction.

도 3a 및 도 3b에는 본 발명에 따른 날개 기구를 구성하는 날개의 사시도가 도시되어 있다.3A and 3B show perspective views of the wings constituting the wing mechanism according to the present invention.

도 3a 및 도 3b에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 날개 기구에 있어서, 상기 날개(11)는 비행 동작에 맞춰 날개 축을 중심으로 상하 방향으로 변형될 수 있도록, 즉 피더링(feathering)이 가능하도록 만들어진다. 상기 날개(11)는, 날개의 뼈대를 구성하고 동력원과 연결되는 날개 축(14) 및 상기 날개 축(14)에 결합되고 비행 형태에 따라 형상을 변화될 수 있는 날개 본체로 구성된다. 상기 날개 본체는 그 자체가 탄성체와 압전체가 결합된 압전 엑추에이터로 이루어지는 것이 날개의 중량을 줄일 수 있어 바람직하다. 또한, 높은 전압이 걸리는 상기 압전 엑추에이터(16)를 외부와 절연시키고 상기 압전 엑추에이터에 의해 변형될 수 있는 탄성 재료로 구성되는 날개덮개(17)가 더 포함되어 구성될 수 있다. As shown in Figure 3a and 3b, in the wing mechanism according to the present invention, the wing 11 can be deformed in the vertical direction about the wing axis in accordance with the flight operation, that is, can be feathering (feathering) It is made to The wing 11 is composed of a wing shaft 14 constituting the skeleton of the wing and connected to a power source, and a wing body coupled to the wing shaft 14 and capable of varying in shape depending on the type of flight. The blade body is preferably made of a piezoelectric actuator coupled to the elastic body and the piezoelectric body can reduce the weight of the blade. In addition, the vane cover 17 is made of an elastic material that can insulate the piezoelectric actuator 16 from which a high voltage is applied to the outside and can be deformed by the piezoelectric actuator.

도 3c에는 본 발명에 따른 날개 기구를 구성하는 압전 엑추에이터의 제1 및 제2 실시예의 평면도가 도시되어 있고, 도 3d 내지 도 3f에는 본 발명에 따른 날개 기구를 구성하는 압전 엑추에이터의 제1 실시예의 변형 전후의 단면도가 도시되어 있다.3C is a plan view of the first and second embodiments of the piezoelectric actuators constituting the wing mechanism according to the present invention, and FIGS. 3D to 3F show the first embodiment of the piezoelectric actuators constituting the wing mechanism according to the present invention. Cross-sectional views before and after deformation are shown.

도 3c 내지 도 3f에 도시된 것과 같이, 제1 실시예의 압전 엑추에이터(16)는, 날개 축(14)에 평행하게 이격된 한 쌍의 고정용 슬롯(15)이 형성된 탄성체(113)와, 상기 탄성체(113) 상의 고정용 슬롯(15)을 통해 고정되어 상기 탄성체(113)에 결합되는 소정 크기의 EAP(Electroactive Polymer)(111)로 구성된다. 상기 EAP(111)에는 그 전후면에 전극을 형성하는 통전그리스(112)가 발라진다. 여기서 EAP(Electroactive Polymer)는 전압이 가해지면 압축하여 길이가 늘어나는 폴리머를 의미한다. As shown in FIGS. 3C to 3F, the piezoelectric actuator 16 of the first embodiment includes an elastic body 113 having a pair of fixing slots 15 spaced parallel to the wing axis 14, and It is composed of an EAP (Electroactive Polymer) 111 of a predetermined size is fixed through the fixing slot 15 on the elastic body 113 is coupled to the elastic body 113. The EAP 111 is coated with an energizing grease 112 for forming electrodes on the front and rear surfaces thereof. Here, EAP (Electroactive Polymer) refers to a polymer that is lengthened by compressing when a voltage is applied.

도 3c에 도시된 것과 같이, 상기 한 쌍의 고정용 슬롯(15)은 날개의 길이 방향으로 3개가 설치되거나 그 외의 적절한 개수가 형성되어 있을 수 있고, 상기 한 쌍의 고정용 슬롯(15)마다 EAP(111)가 설치된다. As shown in FIG. 3C, three pairs of fixing slots 15 may be provided in the longitudinal direction of the wing, or an appropriate number thereof may be formed, and each pair of fixing slots 15 may be provided. EAP 111 is installed.

제1 실시예의 압전 엑추에이터(16)에 있어서, 상기 탄성체(113)는, 상기 EAP(111)가 결합되기 전에는 상기 EAP(111)가 결합되는 면이 볼록하도록 영구변형이 이루어져 있으며, 상기 EAP(111)를 결합하면서 상기 EAP(111)가 설치되는 면이 오목하게 되도록 탄성변형을 일으킨 상태로 셋팅된다. 이 상태에서 상기 통전그리스(112)에 의해 형성된 전극에 전압이 걸리면 상기 EAP(111)가 팽창되어 상기 압전 엑추에이터(16)는 탄성변형된 형상으로부터 펴지고, 전압이 더 높게 걸리면 더욱 신장되어 상기 EAP(111)가 설치된 면이 볼록하게 될 때까지 변형이 일어날 수 있다. 이와 같은 구성을 갖춤으로써 모노모프 형태의 압전 엑추에이터만을 사용하여 날개의 피더링이 가능하도록 구성한다. In the piezoelectric actuator 16 of the first embodiment, before the EAP 111 is coupled, the elastic body 113 has a permanent deformation such that the surface on which the EAP 111 is coupled is convex, and the EAP 111 is convex. ) Is set in a state in which elastic deformation is caused to concave the surface on which the EAP 111 is installed. In this state, when voltage is applied to the electrode formed by the conductive grease 112, the EAP 111 is expanded so that the piezoelectric actuator 16 is stretched out of the elastically deformed shape. Deformation may occur until the surface on which 111 is installed becomes convex. By having such a configuration, only the piezoelectric actuator in the form of a monomorph is used to enable the feed of the wings.

도 3g에는 상기 제1 실시예의 압전 엑추에이터를 바이모프 엑추에이터로 구성한 제2 실시예의 압전 엑추에이터의 단면도가 도시되어 있다.3G shows a cross-sectional view of the piezoelectric actuator of the second embodiment in which the piezoelectric actuator of the first embodiment is constituted by a bimorph actuator.

도 3g에 도시된 것과 같이, 제2 실시예의 압전 엑추에이터(16)는, 제1 실시예의 압전 엑추에이터(16)를 구성하는 탄성체와 같은 탄성체(113)에서 고정용 슬롯(15)을 통하여 상기 탄성체(113)의 전후면에 EAP(111)가 위치되어 구성된다. As shown in FIG. 3G, the piezoelectric actuator 16 of the second embodiment uses the elastic body (B) through the fixing slot 15 in the elastic body 113 such as the elastic body constituting the piezoelectric actuator 16 of the first embodiment. The EAP 111 is positioned on the front and rear surfaces of the 113.

상기 EAP(111)에는 양면에 모두 통전그리스(112)가 발라지고, 상기 탄성체(113)의 전면에 노출되는 EAP(111)에서 통전그리스(112)로 형성된 전극에 전압이 걸리면 전면의 EAP(111)가 팽창되어 상기 탄성체(113)가 전면이 볼록하게 변형된다. 반대로 상기 탄성체(113)의 후면에 노출되는 EAP(111')에서 통전그리스(112)로 형성된 전극에 전압이 걸리면 후면의 EAP(111')가 팽창되어 상기 탄성체(113)가 후면이 볼록하게 변형된다. On both sides of the EAP 111, an energizing grease 112 is applied to both surfaces thereof, and when a voltage is applied to an electrode formed of the energizing grease 112 in the EAP 111 exposed on the front surface of the elastic body 113, the EAP 111 on the front surface. ) Is expanded so that the front surface of the elastic body 113 is convexly deformed. On the contrary, when a voltage is applied to the electrode formed of the conducting grease 112 in the EAP 111 ′ exposed to the rear side of the elastic body 113, the EAP 111 ′ of the rear side is expanded so that the elastic body 113 is convexly deformed. do.

도 3h에는 본 발명에 따른 날개 기구를 구성하는 압전 엑추에이터의 제3 및 제4 실시예의 평면도가 도시되어 있고, 도 3i 내지 도 3k에는 본 발명에 따른 날개 기구를 구성하는 압전 엑추에이터의 제3 실시예의 변형 전후의 단면도가 도시되어 있다.3H shows a plan view of the third and fourth embodiments of the piezoelectric actuator constituting the vane mechanism according to the present invention, and FIGS. 3I to 3K show a third embodiment of the piezoelectric actuator constituting the vane mechanism according to the present invention. Cross-sectional views before and after deformation are shown.

도 3h 내지 도 3k에 도시된 것과 같이, 제3 실시예의 압전 엑추에이터(16)는, 날개 축에 평행하게 이격된 한 쌍의 고정용 슬롯(15)과 상기 고정용 슬롯(15)들 사이에 복수개의 전극용 슬롯(18)이 더 형성되어 있는 탄성체(113')와, 상기 고정용 슬롯(15)을 통해 고정되어 상기 탄성체(113')에 결합되는 소정 크기의 EAP(111)로 구성된다. 상기 전극용 슬롯(18)이 형성되어 있는 부분에 접합되는 상기 EAP(111)의 부분에는 전후면에 전극을 형성하는 통전그리스(112)가 발라지고, 상기 통전그리스(112)들 사이를 전기적으로 연결하도록 상기 전극용 슬롯(18)에 수직한 방향으로 통전그리스(112)가 더 발라진다. 그리고, 상기 전극용 슬롯(18)에 접하는 면 외의 탄성체와 접하는 EAP면은 접착제로 상기 탄성체(113)에 부착되도록 한다.As shown in FIGS. 3H-3K, the piezoelectric actuator 16 of the third embodiment has a plurality of fixing slots 15 and a plurality of fixing slots 15 spaced parallel to the blade axis. Two electrode slots 18 are further formed, and an EAP 111 having a predetermined size fixed through the fixing slot 15 and coupled to the elastic body 113 '. A portion of the EAP 111 joined to a portion where the electrode slot 18 is formed is coated with a conductive grease 112 for forming electrodes on front and rear surfaces, and electrically connected between the conductive greases 112. The conductive grease 112 is further applied in a direction perpendicular to the electrode slot 18 so as to connect. Then, the EAP surface in contact with the elastic body other than the surface in contact with the electrode slot 18 is to be attached to the elastic body 113 with an adhesive.

제3 실시예의 압전 엑추에이터의 경우에도, 상기 탄성체(113')는, 상기 EAP(111)가 결합되기 전에는 상기 EAP(111)가 결합되는 면이 볼록하도록 영구변형이 이루어져 있으며, 상기 EAP(111)를 결합하면서 상기 EAP(111)가 설치되는 면이 오목하게 되도록 탄성변형을 일으킨 상태로 셋팅된다. 이 상태에서 상기 통전그리스(112)에 의해 형성된 전극에 전압이 걸리면 상기 EAP(111)가 팽창되어 상기 압전 엑추에이터(16)는 탄성변형된 형상으로부터 펴지고, 전압이 더 높게 걸리면 더욱 신장되어 상기 EAP(111)가 설치된 면이 볼록하게 될 때까지 변형이 일어날 수 있다. 이와 같은 구성을 갖춤으로써 모노모프 형태의 압전 엑추에이터만을 사용하여 날개의 피더링이 가능하도록 구성한다. Even in the piezoelectric actuator of the third embodiment, the elastic body 113 ′ has a permanent deformation such that the surface on which the EAP 111 is coupled is convex before the EAP 111 is coupled, and the EAP 111 is fixed. While engaging the EAP (111) is set in a state causing the elastic deformation so that the surface is installed concave. In this state, when voltage is applied to the electrode formed by the conductive grease 112, the EAP 111 is expanded so that the piezoelectric actuator 16 is stretched out of the elastically deformed shape. Deformation may occur until the surface on which 111 is installed becomes convex. By having such a configuration, only the piezoelectric actuator in the form of a monomorph is used to enable the feed of the wings.

도 3l에는 상기 제3 실시예의 압전 엑추에이터를 바이모프 형태로 구성한 제4 실시예의 압전 엑추에이터의 단면도가 도시되어 있다.FIG. 3L shows a cross-sectional view of the piezoelectric actuator of the fourth embodiment in which the piezoelectric actuator of the third embodiment is configured in bimorph form.

도 3l에 도시된 것과 같이, 제4 실시예의 압전 엑추에이터(16)는, 제3 실시예의 압전 엑추에이터(16)를 구성하는 탄성체와 같은 탄성체(113')에서 고정용 슬롯(15)을 통하여 상기 탄성체(113')의 전후면에 EAP(111)가 위치되어 구성된다. As shown in FIG. 3L, the piezoelectric actuator 16 of the fourth embodiment is connected to the elastic body through the fixing slot 15 in the elastic body 113 'such as the elastic body constituting the piezoelectric actuator 16 of the third embodiment. The EAP 111 is positioned on the front and rear surfaces of the 113 '.

상기 EAP(111)에는 전극용 슬롯(18)에 접하는 면의 양면에 통전그리스(112)가 발라지고, 상기 탄성체(113')의 전면에 노출되는 EAP(111)에서 통전그리스(112)로 형성된 전극에 전압이 걸리면 전면의 EAP(111)가 팽창되어 상기 탄성체(113')가 전면이 볼록하게 변형된다. 반대로 상기 탄성체(113')의 후면에 노출되는 EAP(111')에서 통전그리스(12)로 형성된 전극에 전압이 걸리면 후면의 EAP(111')가 팽창되어 상기 탄성체(113')가 후면이 볼록하게 변형된다. The EAP 111 is provided with an energizing grease 112 on both sides of the surface in contact with the electrode slot 18, and is formed as an energizing grease 112 in the EAP 111 exposed on the front surface of the elastic body 113 ′. When the voltage is applied to the electrode, the front surface of the EAP 111 is expanded so that the front surface of the elastic body 113 'is convexly deformed. On the contrary, when a voltage is applied to an electrode formed of the conducting grease 12 from the EAP 111 'exposed to the rear surface of the elastic body 113', the EAP 111 'of the rear surface expands to convex the elastic body 113'. To be modified.

제1 및 제2 실시예와 달리 제3 및 제4 실시예에서는 압전 엑추에이터(16)가 굽어진 상태에서도 상기 EAP(111)가 활줄모양으로 탄성체(113') 외부로 드러나지 않고 상기 탄성체(113')에 일체로 붙어 있을 수 있게 된다. Unlike the first and second embodiments, in the third and fourth embodiments, even when the piezoelectric actuator 16 is bent, the elastic body 113 'is not exposed to the elastic body 113' in a bow shape. It becomes able to be attached to).

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이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 두 개의 왕복 운동 기구의 운동을 커플링으로 연결함으로써, 전후, 상하 및 정지 비행을 자유롭게 할 수 있는 비행체를 구현하는 것이 가능하게 된다.As described above, according to the present invention, by connecting the motion of the two reciprocating mechanism by a coupling, it becomes possible to implement a vehicle that can freely move forward, backward, up and down and stationary flight.

또한, 본 발명에 의하면, 날개의 모양을 원하는 비행 형태에 맞게 변형시킬 수 있도록 압전 재료를 이용하여 날개를 구성함으로써 비행체의 방향 전환이나 추진력 향상에 큰 효과를 도모할 수 있다.In addition, according to the present invention, by forming a wing using a piezoelectric material so that the shape of the wing can be modified in accordance with the desired flight form, it is possible to achieve a great effect on the change of direction of the aircraft and the improvement of the driving force.

본 발명에 의한 비행체는 소형으로 제작하여 탄광 정글 등의 좁은 지역에서 측정, 감시 정찰 등 여러 가지 기능을 하도록 활용이 가능하다.Aircraft according to the present invention can be produced to a small size to be used for various functions such as measurement, surveillance and reconnaissance in a narrow area, such as a coal mine jungle.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.In the above, certain preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. will be.

도 1a 내지 도 1d는 여러 가지 형태의 새의 날갯짓을 보여주는 도면.1a to 1d show wings of various types of birds;

도 2a는 날개 기구의 개략도.2A is a schematic representation of a wing mechanism.

도 2b는 본 발명에 따른 구동 수단의 사시도.2b is a perspective view of a drive means according to the invention;

도 2c는 도 2b에 도시된 커플링의 분해 사시도.2C is an exploded perspective view of the coupling shown in FIG. 2B.

도 3a는 본 발명에 따른 날개 구동 장치를 구성하는 날개의 사시도.Figure 3a is a perspective view of the wing constituting the wing drive device according to the present invention.

도 3b는 도 3a에 도시된 날개의 분해 사시도.3B is an exploded perspective view of the wing shown in FIG. 3A.

도 3c는 도 3b에 도시된 압전 엑추에이터의 제1 및 제2 실시예의 평면도.3C is a plan view of the first and second embodiments of the piezoelectric actuator shown in FIG. 3B.

도 3d 내지 도 3f는 도 3c의 C-C 선을 따라 자른 단면도로서 압전 엑추에이터의 변형 전후의 모양을 설명하는 도면.3D to 3F are cross-sectional views taken along line C-C in FIG. 3C to illustrate the shape before and after deformation of the piezoelectric actuator.

도 3g는 도 3c의 C-C 선을 따라 자른 단면도로서 바이모프 형태로 구성된 압전 엑추에이터의 단면도.FIG. 3G is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG. 3C and is a cross-sectional view of a piezoelectric actuator configured in bimorph form. FIG.

도 3h는 도 3b에 도시된 압전 엑추에이터의 제3 및 제4 실시예의 평면도.FIG. 3H is a plan view of third and fourth embodiments of the piezoelectric actuator shown in FIG. 3B; FIG.

도 3i 내지 도 3k는 도 3h의 D-D 선을 따라 자른 단면도로서 압전 엑추에이터의 변형 전후의 모양을 설명하는 도면.3I to 3K are cross-sectional views taken along the line D-D in FIG. 3H to illustrate the shape before and after deformation of the piezoelectric actuator.

도 3l는 도 3h의 D-D 선을 따라 자른 단면도로서 바이모프 형태로 구성된 압전 엑추에이터의 단면도.FIG. 3L is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG. 3H, and is a cross-sectional view of the piezoelectric actuator configured in the form of a bimorph.

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<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

1: 비행체 10: 날개 기구1: aircraft 10: wing mechanism

10a: 좌측 날개 기구 10b: 우측 날개 기구10a: left wing mechanism 10b: right wing mechanism

11: 날개 12: 전후 방향 가이드 슬롯11: wing 12: front and rear direction guide slot

13: 상하 방향 가이드 슬롯 14: 날개 축13: up and down direction guide slot 14: wing shaft

15: 고정용 슬롯 16: 압전 엑추에이터15: fixing slot 16: piezo actuator

17: 날개덮개 18: 전극용 슬롯17: wing cover 18: slot for electrode

19: 통전그리스 31: 커플링19: Grease 31: Coupling

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32: 왕복 운동 수단 33: 가이드 실린더32: reciprocating means 33: guide cylinder

34: 링 조인트 35: 로드용 커플러34: ring joint 35: coupler for rod

36: 링 조인트용 커플러 37: 크랭크 축36: Coupler for ring joint 37: Crankshaft

38: 커넥팅 로드 39: 슬라이딩 로드38: connecting rod 39: sliding rod

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111, 111': EAP 112: 통전그리스111, 111 ': EAP 112: energized grease

113, 113': 탄성체113, 113 ': elastomer

Claims

A pair of wings symmetrically;

A pair of reciprocating means disposed on planes parallel to each other and arranged to cross at a predetermined angle; And

A coupling connecting the distal end of the reciprocating means with the axis of each of the vanes,

When a force is applied to the blade shaft end by the reciprocating means in the front-back direction and the vertical direction, the other end of the blade shaft can be rotated in an elliptical shape,

The reciprocating means,

A rotation drive source generating a rotational force when power is supplied;

A crank shaft connected to the rotation shaft of the rotation drive source;

A connecting rod connected to the crankshaft to reciprocate in an end thereof;

A sliding rod connected to an end of the connecting rod to reciprocate; And

Blade drive device, characterized in that consisting of a guide cylinder for guiding the reciprocating direction of the sliding rod constantly.

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The method of claim 1, wherein the coupling,

A rod coupler to which the sliding rod of one of the two reciprocating means is inserted and fixed;

A ring joint coupled to an end of the sliding rod of the other of the two reciprocating means; And

A ring joint coupler rotatably inserted into the ring joint and the wing shaft inserted into and fixed to the ring joint; an end of the ring joint coupler connected to a side of the rod coupler by a pin joint, and a pin of the pin joint Is located in a direction perpendicular to the plane to which the coupling belongs, so that the ring joint coupler is configured to be rotatable relative to the rod coupler about the pin joint axis.

The method of claim 1, wherein the wing,

A wing axis that constitutes the skeleton of the wing and is connected to a power source; And

It is composed of a piezoelectric actuator coupled to the wing shaft and capable of changing the shape of the wing according to the flight shape, characterized in that the feeder is deformable in the vertical direction about the wing axis by the piezoelectric actuator is enabled Wing drive.

The method of claim 5, wherein the wing,

And a wing cover made of a light material covering the surface of the piezoelectric actuator to insulate the piezoelectric actuator from the outside.

The piezoelectric actuator of claim 5, wherein the piezoelectric actuator is provided with an elastic body having a pair of fixing slots spaced parallel to the wing axis, and an EAP having a predetermined size fixed through the fixing slot on the elastic body and coupled to the elastic body. It is configured in the form of a monomorph, the wing drive device, characterized in that the electrode is applied to the EAP is applied to the conductive grease forming the electrode on the front and rear surfaces.

6. The piezoelectric actuator of claim 5, wherein the piezoelectric actuator has an elastic body having a pair of fixing slots spaced parallel to the blade axis, and an EAP is positioned on the front and rear surfaces of the elastic body through the fixing slot in the elastic body, thereby forming a bimorph. And an electroconductive grease which forms electrodes on the front and rear surfaces thereof, to form the electrodes on the EAP.

6. The piezoelectric actuator of claim 5, wherein the piezoelectric actuator includes a pair of fixing slots spaced parallel to the blade axis and a plurality of electrode slots formed between the fixing slots, and the fixing slots. It consists of an EAP of a predetermined size fixed and coupled to the elastic body, the EAP is applied to the conductive grease to form the electrode on the front and rear surfaces of the junction where the electrode slot is formed, between the conductive grease The conductive grease is further applied in a direction perpendicular to the slot for the electrode so as to electrically connect the electrode, and an EAP surface contacting the elastic body between the electrode slots is made to be attached to the elastic body with an adhesive.

6. The piezoelectric actuator of claim 5, wherein the piezoelectric actuator includes a pair of fixing slots spaced parallel to the blade axis and a plurality of electrode slots formed between the fixing slots, and the fixing slot. EAP is positioned on the front and rear surfaces of the elastic body, and the conductive grease forming the electrodes is applied to the front and rear surfaces of the EAP on the front and rear surfaces, respectively, where the electrode slots are formed. An electrically conductive grease is further applied in a direction perpendicular to the slot for the electrode so as to electrically connect the electrodes, and an EAP surface contacting the elastic body between the electrode slots is made to be attached to the elastic body with an adhesive. Device.

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