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KR102606800B1 - 무인 비행 전자 장치 - Google Patents

무인 비행 전자 장치 Download PDF

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KR102606800B1
KR102606800B1 KR1020160163039A KR20160163039A KR102606800B1 KR 102606800 B1 KR102606800 B1 KR 102606800B1 KR 1020160163039 A KR1020160163039 A KR 1020160163039A KR 20160163039 A KR20160163039 A KR 20160163039A KR 102606800 B1 KR102606800 B1 KR 102606800B1
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South Korea
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housing
electronic device
unmanned flight
motor
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김태균
임배석
최윤형
김승년
윤용상
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 실시 예는 제1 방향으로 배치되고 적어도 4개의 하우징 측벽을 포함하며, 상기 하우징 측벽들에 의해 형성되어 배터리 팩이 삽입되는데 이용되는 개구부를 포함하는 하우징, 상기 하우징 측벽에서 상기 하우징 중심으로부터 멀어지며 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 일정 거리 연장되며, 끝단에 모터 및 상기 모터에 연결된 프로펠러가 배치되는 프로펠러 지지대 및 상기 하우징 측벽들 중 적어도 하나의 하우징 측벽에 배치되며 상기 모터 및 상기 프로펠러 구동과 관련한 회로 기판을 포함하는 무인 비행 전자 장치의 몸체와, 이를 포함하는 무인 비행 전자 장치를 개시한다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

무인 비행 전자 장치{Unmanned aerial vehicle}
본 발명의 다양한 실시 예는 무인 비행 전자 장치에 관한 것이다.
최근 스마트폰, 테블릿 PC 등과 같이 다양한 형태의 휴대용 전자 장치의 보급이 확대되고 있다. 더불어 최근에는 무인 비행 전자 장치가 다양한 형태로 제작 및 판매되고 있다.
무인 비행 전자 장치(UAV, unmanned aerial vehicle)는 일반적으로 드론(drone), 무인 항공 체계(UAS, unmanned aircraft system) 등 다양한 형태의 이름으로 불리고 있다. 이러한 무인 비행 전자 장치는 조종사를 탑승하지 않고 지정된 임무를 수행할 수 있도록 제작될 수 있다. 무인 비행 전자 장치는 원격 제어장치(remote controller)와 무선 연결되어 원격 제어될 수 있다. 무인 비행 전자 장치(UAV)는 카메라를 이용한 항공 촬영과 농약 살포와 같은 산업용 및 레저용으로도 활용되고 있다.
무인 비행 전자 장치의 경우 직경이 손바닥 크기만한 작은 기체부터 직경이 수 미터에 이르는 큰 기체까지 다양한 크기와 형태로 구현되고 있다. 일정 크기 이상인 대형의 무인 비행 전자 장치는 사용하는 주요 부품들(예: 배터리, 보드, 커넥터, etc.)에 비하여 몸체의 크기가 크므로 주요 부품들의 실장 구조에 따른 디자인 제약이나 성능 열화로부터 자유로울 수 있다.
한편, 소형의 무인 비행 전자 장치라 하더라도 일정 크기 이하의 소형으로 제작하는데 어려움이 있을 수 있다. 예컨대, 소형의 무인 비행 전자 장치라 하더라도 기본 보드 면적이 일정 크기 이상이고, 배터리의 크기 및 형상 또한 일정 크기 이상이어야 하기 때문에, 무인 비행 전자 장치는 소형화에 제약이 있고 실장 구조에 따라 프로펠러와 몸체의 간섭에 의한 추력 효율저하가 발생할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 무인 비행 전자 장치의 몸체에 보드나 배터리 등을 배치하는 구조를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치는 외부면과, 상기 외부면 중 일부에 형성된 개구부, 및 내측에 위치하는 내부 구조물을 포함하는 하우징을 포함하고, 상기 내부 구조물은 내부 공간을 정의하는 내부면 및 외부면(예: 케이스의 내부면 및 외부면)을 포함하며, 상기 개구부 및 상기 내부 공간은 제1 방향으로 적어도 부분적으로 정렬되고, 상기 내부 공간에 실장되는 탈착형 충전 배터리(예: 상기 배터리 팩)을 더 포함하고, 상기 배터리는 상기 개구부를 통하여 상기 내부 공간으로 슬라이딩되며, 상기 하우징에 실장되거나 또는 연결되는 적어도 하나의 프로펠러를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로펠러는 상기 제1 방향으로 연장된 축에서 회전되도록 연결되며, 상기 적어도 하나의 프로펠러를 구동하도록 설정된 적어도 하나의 모터 및 상기 내부 구조물의 외부면에 실장되는 적어도 하나의 회로 기판를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 회로 기판은 상기 제1 방향에 대하여 실질적으로 수직하게 배치되며, 상기 회로 기판에 실장되고, 상기 배터리 및 적어도 하나의 모터와 전기적으로 연결되는 전원 관리 회로(예: 상기 모터 전원 요소)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치는 제1 방향으로 배치되고 적어도 4개의 하우징 측벽을 포함하며, 상기 하우징 측벽들에 의해 형성되어 배터리 팩이 삽입되는데 이용되는 개구부를 포함하는 하우징, 상기 하우징 측벽에서 상기 하우징 중심으로부터 멀어지며 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 일정 거리 연장되며, 끝단에 모터 및 상기 모터에 연결된 프로펠러가 배치되는 프로펠러 지지대 및 상기 하우징 측벽들 중 적어도 하나의 하우징 측벽에 배치되며 상기 모터 및 상기 프로펠러 구동과 관련한 회로 기판을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 다양한 실시 예들은 무인 비행 전자 장치의 몸체 영역과 프로펠러의 구동 영역을 간섭하지 않도록 하는 무인 비행 전자 장치의 구조를 제공함으로써, 무인 비행 전자 장치의 몸체의 소형화 구조를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치는 구조의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치는의 구동 장치 및 하우징 분리 상태의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치 시스템의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 프로펠러 구동 범위와 몸체와의 관계를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 몸체의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 구동 장치의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 구동 회로 기판의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치의 구동 회로 기판의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 구동 회로 기판의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치와 원격 제어기의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 다양한 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 다양한 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 다양한 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치의 프로그램 모듈(플랫폼 구조)를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
다양한 실시 예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 전자 장치는 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상 전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC (desktop PC), 랩탑 PC(laptop PC), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라 모듈, 또는 웨어러블 전자 장치(wearable device)(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치(smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예들에서, 전자 장치는 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™), 게임 콘솔(예: Xbox™, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치 (예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치는 구조의 한 예를 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치는의 구동 장치 및 하우징 분리 상태의 예를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치는(10)는 몸체(100), 구동 장치(200), 카메라(20), 센서(30), 모터(40), 프로펠러(50)을 포함할 수 있다. 상술한 무인 비행 전자 장치는(10)는 큐브 형태의 몸체(100)를 포함하고, 상기 몸체(100)의 일면이 상기 프로펠러(50)의 동작 범위에 대면되도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 몸체(100)는 무인 비행 전자 장치는(10)의 구동 장치(200)(예: 케이스(210), 구동 회로 기판(220), 또는 배터리 팩(230))를 포함할 수 있다. 상술한 몸체(100)는 구동 장치(200)에 포함되는 배터리 팩(230)이 수용될 수 있는 수용 공간을 포함할 수 있다. 또한, 상기 몸체(100)는 배터리 팩(230)과 전기적으로 연결될 수 있는 접점(예: 컨택 또는 커넥터 등)을 포함할 수 있다. 상술한 몸체(100)는 하우징(110), 프로펠러 지지대(120), 카메라 지지대(130), 센서 지지대(140), 및 더미 지지대(150)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 하우징(110)은 내부가 빈 큐브 형태로 마련될 수 있다. 예컨대, 상기 하우징(110)은 4개의 하우징 측벽들(예: 제1 하우징 측벽(111), 제2 하우징 측벽(112), 제3 하우징 측벽(113) 및 제4 하우징 측벽(114)을 포함할 수 있다. 상기 하우징(110)은 4개의 하우징 측벽들 중 두 개의 하우징 측벽들이 서로 모서리를 공유하는 형태로 배치되면서 4각 기둥의 형상으로 배치될 수 있다. 상기 하우징(110)의 상단면은 개구되고, 상측으로부터 내측으로 상기 구동 장치(200)의 적어도 일부가 삽입 안착될 수 있다. 상기 하우징(110)의 하단은 개구되거나 또는 상기 하우징(110)은 하단을 폐구하는 바닥부를 더 포함할 수 있다. 도시된 도면에서는 4개의 하우징 측벽들(111, 112, 113, 114)의 단면이 직선 형태인 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 4개의 하우징 측벽들(111, 112, 113, 114)의 단면은 곡선(예: 내측으로 휘어진 형상) 형태로 마련될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 프로펠러 지지대(120)는 상기 하우징(110)의 일측으로부터 일방향으로 연장되어, 일측 끝단에 프로펠러(50) 및 모터(40)를 지지할 수 있다. 상기 프로펠러 지지대(120)는 프로펠러(50) 개수에 대응하는 개수를 포함할 수 있다. 상기 프로펠러 지지대(120)는 상기 하우징(110)의 중심점을 기준으로 수평면 상에서 대칭되게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 프로펠러 지지대(120)는 하우징(110)의 4개의 하우징 측벽들(111, 112, 113, 114)의 각 벽면에 대면되는 형태로 4개가 배치될 수 있다. 상기 프로펠러 지지대(120)는 모터 받침부(124), 받침부 지지대(123), 제1 모터 지지대(121) 및 제2 모터 지지대(122)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 제1 모터 지지대(121)는 예컨대, 하나의 측벽의 일측 가장자리에서 해당 측벽에 지정된 각도를 가지며 하우징(110)의 중심에서 멀어지는 방향으로 연장(예: 하우징의 바닥면 또는 하우징의 개구면과 수평하게 연장)될 수 있다. 상기 제1 모터 지지대(121)는 하우징(110)의 중심에서 멀어지는 방향으로 일정 길이를 가질 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 제1 모터 지지대(121)의 길이는 상기 프로펠러(50)의 날개 길이보다 긴 길이를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 제2 모터 지지대(122)는 예컨대, 상기 제1 모터 지지대(121)가 형성된 하나의 측벽의 타측 가장자리에서 해당 측벽에 지정된 각도를 가지며 하우징(110)의 중심에서 수평하게 연장될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 모터 지지대(122)는 상기 제1 모터 지지대(121)에 나란하게 배치될 수 있다. 상기 제2 모터 지지대(122)는 제1 모터 지지대(121)와 유사한 형상, 하우징(110)의 중심에서 멀어지는 방향으로 일정 길이를 가질 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 제2 모터 지지대(122)의 길이는 상기 프로펠러(50)의 날개 길이보다 긴 길이를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 모터 받침부(124)는 상기 하우징(110)의 측벽으로부터 일정 거리(예: 프로펠러의 날개 길이보다 큰 거리)에 배치되고, 상측에 모터(40)가 안착될 수 있다. 상기 모터 받침부(124)는 모터(40)에 전기적으로 전원을 공급할 수 있는 회로가 내장될 수 있다. 상기 모터 받침부(124)는 받침부 지지대(123) 및 받침부 지지대(123)에 연결된 제1 모터 지지대(121) 및 제2 모터 지지대(122)에 의하여 하우징(110)에 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 받침부 지지대(123)는 상기 모터 받침부(124)의 테두리를 감싸며 일측은 상기 제1 모터 지지대(121)의 일측 끝단과 연결되고, 타측은 상기 제2 모터 지지대(122)의 일측 끝단과 연결될 수 있다. 상기 받침부 지지대(123)는 상기 모터 받침부(124)에 안착되는 모터에 전원을 공급할 수 있는 전선 또는 신호 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 카메라 지지대(130)는 상기 하우징(110)의 일측(예: 제1 하우징 측벽(111)과 제2 하우징 측벽(112) 사이의 제1 모서리(115))으로부터 상기 하우징(110)의 중심에서 멀어지는 방향으로 연장되고, 연장된 끝단에는 카메라(20)가 배치될 수 있다. 상기 카메라 지지대(130)는 예컨대, 상기 하우징(110)의 모서리에서 상기 하우징(110)의 중심에서 대각선 방향으로 연장될 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 지지대(130)는 상기 제2 모터 지지대(122)와 일정 각도(예: 30도~60도, 예컨대, 45도)를 가지며 배치될 수 있다. 상기 카메라 지지대(130)는 카메라 지지 프레임(131), 연결 프레임(132), 상부 프레임(133), 하부 프레임(134), 댐퍼(135)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 카메라 지지 프레임(131)은 예컨대, 상기 하우징(110)의 모서리 일측으로부터 대각선 방향으로 일정 길이만큼 연장된 형태의 프레임을 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 카메라 지지 프레임(131)은 내외부가 채워진 솔리드 타입으로 만들어지거나, 또는 강성은 유지하면서 무게를 경감하기 위하여 중앙의 적어도 일부에 공동을 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 카메라 지지 프레임(131)은 적어도 일부 속이 빈 블록 형상을 포함할 수 있다. 상기 카메라 지지 프레임(131)은 상부면이 측부면보다 면적이 좁은 형태로 마련되거나 또는 전체적으로 단면이 정사각형을 가지는 기둥 형상을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 카메라 지지 프레임(131)은 단면이 원형이 원기둥 형상을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 카메라 지지 프레임(131)의 내부 또는 외부면 중 적어도 일부에는 상기 카메라(20)와의 신호 전달 또는 전원 공급을 위한 배선이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 연결 프레임(132)은 상기 카메라 지지 프레임(131)의 일측 끝단에 배치될 수 있다. 상기 연결 프레임(132)은 예컨대, 상기 카메라 지지 프레임(131)에 수직한 상태로 일정 길이를 가지며 배치될 수 있다. 상기 연결 프레임(132)의 상측 끝단에는 상기 상부 프레임(133)이 연결되며, 상기 연결 프레임(132)의 하측 끝단에는 상기 하부 프레임(134)(또는 링크)이 연결될 수 있다. 상기 연결 프레임(132)의 내부 또는 외부면 중 적어도 일부에는 상기 카메라(20)와의 신호 전달 또는 전원 공급을 위한 배선이 배치되고, 이 배선은 상기 카메라 지지 프레임(131)에 배치된 배선과 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시 에에 따르면, 상기 연결 프레임(132)에 배치된 배선은 상기 하부 프레임(134)을 통하여 하부 프레임(134)의 적어도 일측에 안착되는 카메라(20)와 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 상부 프레임(133)은 상기 연결 프레임(132)의 상단 일측과 일부가 연결되며, 전체적으로 C자 형상으로 마련될 수 있다. 상기 상부 프레임(133)의 일측 끝단은 상기 하부 프레임(134)의 끝단과 일정 간격을 가지며 배치될 수 있다. 상기 상부 프레임(133)의 일측 끝단 하부에는 댐퍼(135)가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 하부 프레임(134)은 상기 카메라(20)를 감싸는 형상으로 예컨대, 반원 형상 또는 고리 형상의 적어도 하나의 고리부와, 고리부 양측 끝단에 상기 상부 프레임(133)과 대면되는 복수개의 댐퍼 지지부를 포함할 수 있다. 상기 댐퍼 지지부 상에는 댐퍼(135)가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 댐퍼(135)는 상기 상부 프레임(133) 및 상기 하부 프레임(134) 사이에 배치될 수 있다. 상기 댐퍼(135)는 예컨대, 도시된 바와 같이 구형으로 마련되며 일정 탄성력을 가질 수 있다. 도시된 도면에서는 댐퍼(135)가 4개가 배치된 형태를 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 댐퍼(135)는 2개 이상 마련될 수 있다. 상기 댐퍼(135)는 무인 비행 전자 장치(10)에서 발생하는 진동 등이 상기 카메라(20)에 전달되지 않도록 충격을 흡수하는 역할을 수행할 수 있다. 도시된 도면에서, 댐퍼(135)는 상부 프레임 및 하부 프레임과 평행하게 연결되는 형태를 예시하지만, 본 발명이 이에 한정하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 센서 지지대(140)는 상기 하우징(110)의 모서리들 중 일측 모서리(예: 제3 하우징 측벽(113) 및 제4 하우징 측벽(114) 사이의 제3 모서리(116))로부터 연장되데 상기 하우징(110)의 중심에서 멀어지는 방향으로 일정 길이만큼 연장될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 센서 지지대(140)는 상기 하우징(110)의 중심을 기준으로 상기 상기 카메라 지지대(130)와 대칭되도록 배치될 수 있다. 상기 센서 지지대(140)는 센서 지지 프레임(141) 및 지지 판(142)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 센서 지지 프레임(141)은 상기 하우징(110)의 일측 예컨대, 모서리로부터 상기 하우징(110)의 중심에서 멀어지는 방향으로 일정 길이만큼 연장될 수 있다. 상기 한 실시 예에 따르면, 센서 지지 프레임(141)은 상기 카메라 지지 프레임(131)과 유사한 형태 또는 동일한 형태를 포함할 수 있다. 상기 센서 지지 프레임(141)은 인접된 프로펠러 지지대(120)와 일정 각도(예: 30도 ~ 60도, 예컨대, 45도)로 이격될 수 있다. 상기 센서 지지 프레임(141)의 내측 또는 외부면 중 적어도 일부에는 상기 센서(30) 구동에 필요한 신호와 전원을 공급하는 신호 라인이 배치될 수 있다. 상기 지지 판(142)은 상기 센서 지지 프레임(141)의 일측 끝단에 배치되어 센서(30)를 지지할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 지지 판(142)은 사각형의 일정 넓이와 두께를 가질 수 있다. 사각형 형태의 지지 판(142)은 하나의 예시로서 그 형태는 다각형이나 원형 등 다양한 형태로 대체될 수 있다. 상기 지지 판(142)은 상기 센서(30) 구동에 필요한 신호 및 전원 공급과 관련된 신호 라인이 배치되고, 상기 센서 지지 프레임(141)에 배치된 신호 라인과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 지지 판(142) 위에는 상기 센서(30)가 배치될 수 있다. 상기 센서(30)는 도시된 도면을 기준으로 하방측에 센서 신호를 송출하고 수신할 수 있다. 이에 따라, 상기 지지 판(142)의 중심 일측에는 상기 센서(30)의 센서 신호 송출 및 수신할 수 있는 관통홀이 배치될 수 있다. 또는, 상기 센서(30)는 상기 지지 판(142)의 가장자리 또는 하방측에 배치되어, 지지 판(142) 넘어의 하방측에 센서 신호를 송출 및 수신할 수 있도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 더미 지지대(150)는 상기 하우징(110)의 일측(예: 제2 하우징 측벽(112)과 제3 하우징 측벽(113) 사이의 제2 모서리(117), 제1 하우징 측벽(111)과 제4 하우징 측벽(114) 사이의 제4 모서리(118))으로부터 상기 하우징(110)의 중심에서 멀어지는 방향으로 마련될 수 있다. 상기 더미 지지대(150)는 도시된 바와 같이 카메라 지지대(130)와 센서 지지대(140)를 기준으로 좌측 방향에 배치된 제1 더미 지지대(151) 및 우측 방향으로 배치된 제2 더미 지지대(152)를 포함할 수 있다. 상기 제1 더미 지지대(151) 및 제2 더미 지지대(152)는 상기 카메라 지지대(130) 또는 센서 지지대(140)와 90도 각도를 가지며 배치될 수 있다. 상기 더미 지지대(150)는 상부면의 면적이 측부면의 면적보다 상대적으로 적은 형태로 마련될 수 있다. 예컨대, 상기 더미 지지대(150)는 직사각형의 패널이 세로로 세워진 형태로 배치될 수 있다. 상기 더미 지지대(150)는 상기 카메라 지지대(130) 및 센서 지지대(140)와의 균형을 위해 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 더미 지지대(150)들은 상기 카메라 지지대(130)와 카메라(20) 또는 센서 지지대(140)와 센서(30)의 무게와 실질적으로 동일 또는 유사한 무게를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 구동 장치(200)는 구동 회로 기판(220), 케이스(210) 및 배터리 팩(230)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 구동 회로 기판(220)은 무인 비행 전자 장치는(10)의 모터(40)를 제어하기 위한 이동 제어 회로, 카메라(20) 제어를 위한 카메라 제어 회로 및 센서(30) 제어를 위한 센서 제어 회로의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 상기 구동 회로 기판(220)은 무인 비행 전자 장치는(10)의 비행 자세 및 경로를 제어할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 구동 회로 기판(220)은 복수의 제어 회로를 각각 포함하는 복수의 리지드 회로 기판과, 상기 리지드 회로 기판들을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 연성 회로 기판을 포함할 수 있다. 상기 구동 회로 기판(220)은 케이스(210)에 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 케이스(210)는 상기 구동 회로 기판(220)이 외부면에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 케이스(210)는 상기 구동 회로 기판(220)이 안착될 수 있는 안착부를 포함하고, 상기 구동 회로 기판(220)을 고정할 수 있는 고정홀(예: 보스부)을 포함할 수 있다. 상기 케이스(210)는 상기 하우징(110) 내에 삽입될 수 있는 일정 형태로 마련될 수 있다. 예컨대, 상기 하우징(110)이 내부가 빈 사각 기둥 형상으로 마련될 경우, 상기 케이스(210)의 적어도 일부는 상기 하우징(110)의 상기 빈 사각 단면 면적보다 같거나 작은 면적의 사각 기둥 형상으로 마련될 수 있다. 상기 케이스(210)의 내부가 비어 있으며, 내측에는 상기 배터리 팩(230)의 적어도 일부가 안착될 수 있다. 상기 케이스(210) 일측에는 상기 배터리 팩(230)에 마련된 커넥터와 전기적으로 연결될 수 있는 잭이 배치될 수 있다. 상기 케이스(210)는 상하부가 관통된 다각 기둥 형상이거나 또는 상부만 개구된 다각 기둥 형상이 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 배터리 팩(230)은 무인 비행 전자 장치는(10)에 전력을 공급하기 위한 장치일 수 있다. 상기 배터리 팩(230)은 배터리 교체가 가능하도록 분리 가능한 구조로 구성될 수 있다. 상기 배터리 팩(230)은 케이스(210) 일측에 임시적으로 고정되면서 상기 케이스(210) 내측에 수용될 수 있다. 배터리 팩(230)은 배터리 보호 회로를 포함하는 배터리팩 회로를 더 포함할 수 있다. 상기 배터리 팩(230)은 윗면에 별도의 키입력 구조를 더 포함할 수 있다. 키입력 수단을 포함하는 배터리팩 회로는 상기 커넥터를 통하여 상기 구동 회로 기판(220)과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 카메라(20)는 지정된 적어도 일 방향에 대한 영상을 촬영할 수 있다. 상기 카메라(20)는 복수 개를 포함할 수 있고, 별도의 짐벌 모듈에 설치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 무인, 상기 카메라(20)는 카메라 지지대(130)의 일측 끝단에 연결될 수 있다. 카메라(20)와 연결되는 카메라 지지대(130)는 프로펠러(50) 회전 반경 외부에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 센서(30)는 가속도 센서, 그립 센서, 지자계 센서, OFS(Optical fibre sensor)) 센서, Tof (time of flight)센서 등을 포함할 수 있다. 상기 센서(30)는 무인 비행 전자 장치는(10)의 비행 제어에 활용되는 신호를 생성하는 신호를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 센서(30)는 몸체(100) 내측 또는 외측에도 존재할 수 있다. 센서(30)가 몸체(100) 외측에 배치되는 경우 몸체(100)의 무게 중심을 맞추기 위해 도시된 바와 같이 카메라(20)와 대칭되는 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 모터(40)는 프로펠러(50)와 연결되고, 공급된 전원을 기반으로 적어도 일 방향을 회전할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 모터(40)는 상기 프로펠러(50)가 양력을 발생시키는 방향으로 회전할 수 있다. 상기 모터(40)는 상기 모터 받침부(124)에 안착 및 고정되고, 배터리 팩(230)으로부터 공급된 전원을 이용하여 구동될 수 있다. 상기 모터(40)는 상기 프로펠러(50)의 개수에 대응하는 개수를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 모터(40)는 상기 프로펠러(50)가 4개가 배치되는 경우, 각각의 프로펠러(50)들과 결합되도록 4개가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 프로펠러(50)는 모터(40)에 연결되고, 모터(40) 회전에 따라 적어도 일 방향으로 회전할 수 있다. 상기 프로펠러(50)가 일 방향을 회전하는 경우, 프로펠러(50)의 상층부 공기를 하부로 이동시키면서 발생시키는 양력을 기반으로 무인 비행 전자 장치(10)가 공중으로 상승할 수 있다. 몸체(100)의 일부 영역이 프로펠러(50) 회전 반경 내에 위치하게 될 경우 바람의 통로에 영향을 줄수 있음으로, 무인 비행 전자 장치(10)는 몸체(100)와 프로펠러(50)의 회전 반경은 겹치지 않도록 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치(10)는 복수개의 프로펠러(50)들이 상호 동작 범위가 중첩되지 않는 중심부 공간에 큐브 형태의 하우징을 배치하고, 상기 하우징에 배터리 및 구동 회로 기판을 배치하는 형태를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 무인 비행 전자 장치(10)는 무인 비행 전자 장치(10) 구동에 필요한 복수개의 리지드 인쇄회로기판을 하우징(110) 방향에 대하여 세로로 배치된 형상을 가짐으로써, 공간 최소화를 통해 무인 비행 전자 장치(10)의 최적화를 달성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치 시스템의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치 시스템(11)은 앞서 도 2에서 설명한 무인 비행 전자 장치(10)와 및 보호 구조물(300)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 무인 비행 전자 장치(10)는 앞서 설명한 바와 같이, 몸체(100), 구동 장치(200), 카메라(20), 센서(30), 모터(40), 프로펠러(50)을 포함할 수 있다. 상기 몸체(100) 중심부에는 하우징(110)이 배치되고, 상기 하우징(110) 내측에는 구동 회로 기판 및 배터리 팩이 고정된 케이스가 안착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 보호 구조물(300)은 무인 비행 전자 장치(10)는이 충돌 시, 발생할 수 있는 사고를 줄여 줄 수 있다. 예를 들어 프로펠러(50)와 사람의 충돌시, 사람이 다칠 수 있는데 보호 구조물(300)이 먼저 충돌 될 수 있어 사고 위험성을 줄여 줄 수 있다. 또 다른 예를 들어 무인 비행 전자 장치(10)가 지면과 충돌 시 상기 보호 구조물(300)은 프로펠러(50)의 직접적인 충돌을 막아 파손을 막을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 보호 구조물(300)은 예컨대, 프로펠러 개방부(310), 카메라 개방부(320), 센서 개방부(330), 배터리 개방부(340)를 포함할 수 있다. 이러한 보호 구조물(300)은 하우징(110)의 중심에서 프로펠러(50)의 중심점을 지나 프로펠러(50)의 동작 범위까지 이어지는 거리를 반지름으로 하는 원보다는 크 직경을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 보호 구조물(300)은 프로펠러 개방부(310)들의 외곽을 아우룰 수 있는 일정 거리를 직경으로 하는 원 형상으로 마련될 수 있다. 또한, 상기 보호 구조물(300)의 중심부 높이는 상기 하우징(110)의 높이 또는 상기 하우징(110)에 구동 장치(200)가 삽입된 높이를 가질 수 있다. 상기 보호 구조물(300)의 외곽부 높이는 상기 프로펠러(50)와 모터(40)의 높이 및 모터 받침부(124)의 높이를 합산한 높이보다 큰 값을 가질 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 보호 구조물(300)은 중심에서 외곽으로 갈수록 점진적으로 높이가 줄어드는 형태로 마련될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 프로펠러 개방부(310)는 프로펠러(50)가 배치된 영역에 형성되며, 프로펠러(50)의 상하로 관통된 홀 형상으로 마련될 수 있다. 프로펠러(50)가 4개가 배치되는 경우, 상기 프로펠러 개방부(310)도 4개가 마련될 수 있다. 상기 프로펠러 개방부(310)의 크기는 예컨대, 상기 프로펠러(50)의 날개 길이를 반지름으로 하는 일정 크기의 원보다 큰 최소 직경을 가질 수 있다. 또한, 상기 프로펠러 개방부(310)는 인접된 다른 프로펠러(50)의 동작 범위와 중첩되지 않는 최대 직경을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 카메라 개방부(320)는 카메라(20)가 배치된 영역에 형성되어, 카메라(20)가 외부로 노출될 수 있도록 마련될 수 있다. 상기 카메라 개방부(320)는 카메라(20)가 측면을 향하도록 배치됨에 따라 보호 구조물(300)의 측부에 형성될 수 있다. 상기 카메라 개방부(320)는 예컨대 원형 또는 다각형의 형상으로 마련될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 카메라 개방부(320)는 보호 구조물(300)의 측부 및 보호 구조물(300)의 상단 일부와 하단 일부를 포함하는 형태로 마련될 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라(20)가 수평면을 기준으로 상측으로 지정된 각도 및 하측으로 지정된 각도만큼 회전하면서 영상을 촬영할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 센서 개방부(330)는 보호 구조물(300)의 측부 또는 보호 구조물(300)의 가장자리 하부에 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 센서(30)가 하방측으로 센서 신호를 송출하고 수신할 수 있도록, 상기 센서 개방부(330)는 센서(30)가 배치된 영역에 배치될 수 있다. 상기 센서 개방부(330)의 형태는 센서(30)에서 신호를 송출하는 장치를 외부로 노출시킬 수 있는 어떠한 형태(예: 원형 또는 다각형)라도 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 배터리 개방부(340)는 상기 보호 구조물(300)의 중심부에 배치될 수 있다. 배터리 팩을 포함하는 구동 장치(200)가 하우징(110)의 상부에서 인입될 수 있도록, 상기 배터리 개방부(340)는 보호 구조물(300) 중 하우징(110)의 상부측 영역이 개구되어 형성될 수 있다. 상기 배터리 개방부(340)는 배터리 팩이 삽입될 수 있는 정도의 크기(예: 사각형의 개구부) 또는 배터리 팩을 포함한 구동 장치(200)의 단면에 해당하는 크기로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 프로펠러 구동 범위와 몸체와의 관계를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 무인 비행 전자 장치(10)는 상기 몸체(100) 주위로 복수개의 모터(40) 및 프로펠러(50)가 배치될 수 있다. 몸체(100)는 사각형 형태로 구성될 수 있으며, 모터(40) 및 프로펠러(50)는 몸체(100)의 각 변의 중심에서 연장되는 축을 중심으로 위치 할 수 있다. 예를 들어, 프로펠러(50)의 회전반경(R)을 고려할 경우, 몸체(100) 각변의 중심에서 프로펠러(50) 회전 반경 끝까지 거리(D)의 거리가 몸체(100) 모서리의 에서 프로펠러(50) 회전 반경 끝까지 거리(D’) 보다 길이가 짧다. 거리(D)는 무인 비행 전자 장치(10)는 사이즈와 연관될 수 있는 것으로, D가 적으로 수록 소형화 시킬 수 있으며, 또는 동일 사이즈에 프로펠러(50) 더 큰 사이즈를 사용함으로써, 비행의 추진력 생성을 더 만들 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 몸체의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치(500)는 통합 몸체(501), 카메라(20), 센서(30), 배터리 팩(230), 모터(40) 및 프로펠러(50)를 포함할 수 있다.
상술한 카메라(20), 센서(30), 모터(40) 및 프로펠러(50)는 앞서 도 1 등에서 설명한 몸체에 배치된 카메라, 센서, 배터리 및 프로펠러와 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 통합 몸체(501)는 케이스(510), 구동 회로 기판(520), 프로펠러 지지대(560), 카메라 지지대(530), 센서 지지대(540), 더미 지지대(550)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 케이스(510)의 외부면 또는 내부면 중 적어도 한 영역에 적어도 하나의 구동 회로 기판(520)이 배치되고, 상기 구동 회로 기판(520)이 배치된 케이스(510)을 감싸는 별도의 하우징(예: 도 1의 하우징(110)) 마련될 수 있다. 이에 따라, 상기 케이스에 의하여 상기 구동 회로 기판(520)이 외부에서 관측되지 않을 수 있다. 또한, 상기 케이스의 외벽에 상기 프로펠러 지지대(560), 카메라 지지대(530), 센서 지지대(540), 더미 지지대(550) 등이 배치될 수도 있다. 이하 도 5에 관한 설명에서는 별도의 케이스가 배치되지 않은 구조에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 케이스(510)은 내부가 빈 다각형(예: 사각형) 기둥 형상으로 마련될 수 있다. 상기 케이스(510) 내측으로 배터리 팩(230)이 안착될 수 있다. 상기 배터리 팩(230) 일측에는 앞서 설명한 바와 같이 커넥터(232)가 배치될 수 있다. 상기 커넥터(232)는 상기 케이스(510) 일측에 배치된 보드 컨택(521b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 케이스(510)의 외부면(예: 측벽들)에는 상기 구동 회로 기판(520)이 세로로 배치될 수 있다. 상기 구동 회로 기판(520)은 앞서 설명한 구동 회로 기판들과 유사할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 케이스(510) 중 제1 케이스 측벽(511)에는 제1 회로 기판(521)에 부착 또는 고정될 수 있다. 상기 제1 회로 기판(521)에는 보드 컨택(521b)이 배치되고, 상기 제1 회로 기판(521)에는 모터 전원 요소 등이 배치될 수 있다. 상기 제1 회로 기판(521)에 배치된 모터 전원 요소는 배터리 팩(230)으로부터 직접적으로 전원을 공급받을 수 있다. 상기 제1 회로 기판(521)은 배터리 팩(230)이 제공하는 전원을 프로펠러 지지대(560)를 통해 각 모터(40)들에 전달할 수 있다. 상술한 케이스(510)은 앞서 설명한 하우징 및 케이스 구조가 일체형으로 마련된 형태를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 프로펠러 지지대(560)는 상기 케이스(510)의 일측(예: 케이스(510)의 측벽 하부면)에서 수평하게 연장될 수 있다. 상기 프로펠러 지지대(560)의 끝단에는 모터(40) 및 프로펠러(50)들이 배치될 수 있다. 상기 프로펠러 지지대(560)는 상기 케이스(510)의 4개의 측벽들로부터 동일 거리를 가지며 연장될 수 있다. 상기 프로펠러 지지대(560)는 모터 받침부(564), 받침부 지지대(563), 제1 모터 지지대(561) 및 제2 모터 지지대(562)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 카메라 지지대(530)는 상기 케이스(510)의 일측(예: 일측 모서리)로부터 연장될 수 있다. 상기 카메라 지지대(530)의 끝단에는 카메라(20)가 배치될 수 있다. 상기 카메라 지지대(530)는 카메라 지지 프레임(531), 연결 프레임(532), 상부 프레임(533), 하부 프레임(534), 댐퍼(535)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 센서 지지대(540)는 상기 케이스(510)의 타측(예: 타측 모서리)로부터 연장될 수 있다. 상기 센서 지지대(540)는 상기 케이스(510)의 중심점을 기준으로 상기 카메라 지지대(530)와 대칭되도록 배치될 수 있다. 상기 센서 지지대(540)는 센서 지지 프레임(541) 및 지지판(542)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 더미 지지대(550)는 상기 카메라 지지대(530) 및 상기 센서 지지대(540)가 형성되지 않은 상기 케이스(510)의 모서리들로부터 일정 거리 연장될 수 있다. 상기 더미 지지대(550)는 상기 카메라 지지대(530) 및 센서 지지대(540) 간의 무게 중심 및 균형을 맞추기 위해 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치(500)는 케이스와 케이스가 분리된 형태 이외에 도시된 바와 같이, 하나의 케이스로 구현된 몸체를 제공할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 상기 케이스가 별도로 마련된 구조는 구동 회로 기판이 하우징의 내벽과 케이스의 외벽 사이에 배치될 수 있다. 통합 몸체(501)의 경우, 구동 회로 기판이 케이스(510)의 외부면에 지정된 형태로 고정될 수 있다. 이때, 상기 구동 회로 기판(520)은 상술한 지지대들이 연장될 수 있도록 마련된 케이스(510)의 형상에 따라 각각 지지대 홈들을 포함할 수 있다. 또는, 상기 구동 회로 기판(520)은 하부 형태가 반대된 U자 형태로 마련될 수 있다.
상기 케이스(510)의 상부는 배터리 팩(230)의 삽입을 위해서 개구되지만, 하부는 구동 회로 기판의 형상에 따라 개구 또는 폐구될 수 있다. 하부가 개구된 경우, 케이스(510)의 하부는 구동 회로 기판(520)에 의해 폐구될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 구동 장치의 한 예를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 구동 회로 기판의 한 예를 나타낸 도면이다.
상기 도 5에서, 상기 구동 장치는 앞서 언급한 케이스 또는 하우징 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하 설명에서는 케이스에서, 프로펠러 지지대, 카메라 지지대, 센서 지지대, 더미 지지대 등이 형성되지 않은 형태를 가정하여 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 구동 장치(600)는 케이스(610) 및 구동 회로 기판(620)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 케이스(610) 또는 하우징은 내부가 빈 다각 기둥의 형상으로 마련될 수 있다. 상기 케이스(610) 내측으로 배터리 팩(230)이 안착될 수 있다. 상기 배터리 팩(230) 일측에는 앞서 설명한 바와 같이 커넥터(232)가 배치될 수 있다. 상기 커넥터(232)는 상기 케이스(610) 일측에 배치된 보드 컨택(621b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 케이스(610)의 외부면(예: 측벽들)에는 구동 회로 기판(620)이 세로로 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 케이스(610)는 사각 기둥 형상으로 마련될 수 있으며, 이에 따라, 제1 케이스 측벽(611), 제2 케이스 측벽(612), 제3 케이스 측벽(613) 및 제4 케이스 측벽(614)을 포함할 수 있다. 상기 케이스 측벽들(611, 612, 613, 614)이 형성한 내부 공간은 배터리 팩(230)이 수납될 수 있는 공간으로 이용될 수 있다. 상기 케이스 측벽들(611, 612, 613, 614) 중 적어도 한 곳에는 상기 구동 회로 기판(620)을 고정시킬 수 있는 결합 수단(예: 암컷 스크류가 형성된 보스부)이 배치될 수 있다. 상기 케이스(610)의 상부는 배터리 팩(230)이 삽입될 수 있도록 개구될 수 있다. 상기 케이스(610)의 하부는 개구되거나, 설계 변경에 따라 폐구될 수도 있다. 상기 케이스(610)의 상부 개구된 영역에는 제1 테두리(615)가 배치될 수 있으며, 하부 개구된 영역에는 제2 테두리(616)가 배치될 수 있다. 상기 제1 테두리(615)는 상기 배터리 팩(230)에 형성된 덮개부(231) 내측으로 삽입될 수 있다. 상기 제1 테두리(615) 일측에는 컨택 그루브(615a)가 배치될 수 있다. 상기 컨택 그루브(615a)는 상기 배터리 팩(230)에 형성된 커넥터(232)가 배터리 팩(230)이 케이스(610) 내측으로 삽입되는 동안 전기적으로 접촉될 수 있다. 이 동작에서, 배터리 팩(230)에 작용하는 중력 또는 커넥터 단자의 탄성력에 의해 컨택 그루브(615a)와 커넥터(232)는 견고하게 접촉 상태를 유지할 수 있다. 상기 제2 테두리(616)는 케이스(610)을 감싸는 하우징 구조(또는 상기 하우징(110))에서, 도 1 및 도 2에서 설명한 하우징(110) 내측에 삽입되면서 하우징(110)의 내벽과 일정 간격 이격 거리를 형성할 수 있다. 이에 따라, 제2 테두리(616)는 케이스 측벽들(611, 612, 613, 614)에 배치된 구동 회로 기판(620)이 하우징(110)의 내벽과 접촉되지 않도록 거리를 유지하는 역할을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 구동 회로 기판(620)은 예컨대, 제1 회로 기판(621), 제2 회로 기판(622), 제3 회로 기판(623), 제1 연결 기판(61) 및 제2 연결 기판(62)을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판(621, 622, 623)들 중 적어도 하나에는 상기 케이스(610)에 마련된 결합 수단과 정렬되어 체결 수단(예: 스크류)에 의해 구동 회로 기판(620)이 결합될 수 있도록 적어도 하나의 홀이 형성될 수 있다. 상기 케이스 측벽들(611, 612, 613, 614) 중 적어도 한 면에 배치되는 상기 구동 회로 기판(620)은 무인 비행 전자 장치(10)의 프로펠러(50)가 배치된 상태 또는 프로펠러(50)가 회전하는 면을 기준으로 수직하게 배치되는 상기 케이스 측벽들(611, 612, 613, 614)에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 구동 회로 기판(620)은 프로펠러(50) 배치 상태를 기준으로 수직하게 배치될 수 있다. 상기 제1 연결 기판(61)은 예컨대, 제1 회로 기판(621)과 제2 회로 기판(622)을 전기적으로 연결하며, 제1 회로 기판(621)에 실장된 적어도 일부 구성 요소(예: 제어 IC)에서 발생한 제어 신호를 제2 회로 기판(622)에 전달할 수 있다. 상기 제2 연결 기판(62)은 상기 제2 회로 기판(622) 및 제3 회로 기판(623)을 전기적으로 연결하며, 제1 회로 기판(621) 및 제2 회로 기판(622) 중 적어도 하나에 실장된 일부 구성 요소에서 발생한 제어 신호를 제3 회로 기판(623)에 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 제1 회로 기판(621)은 무인 비행 전자 장치(10)의 구동 제어와 관련한 프로세서 또는 모터 제어 회로(또는 motor power component)(예: 파워 회로 포함)가 배치될 수 있다. 상기 제1 회로 기판(621)의 적어도 일부는 리지드 타입으로 마련될 수 있다. 상기 제2 회로 기판(622)은 적어도 하나의 프로세서 또는 카메라 제어 회로가 배치될 수 있다. 상기 제2 회로 기판(622)의 적어도 일부는 리지드 타입으로 마련될 수 있다. 제3 회로 기판(623)은 적어도 하나의 프로세서 또는 센서 제어 회로가 배치될 수 있다. 제3 회로 기판(623)의 적어도 일부는 리지드 타입으로 마련될 수 있다. 상기 제1 연결 기판(61)은 제1 회로 기판(621)의 적어도 일부 구성과 제2 회로 기판(622)을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 배선을 포함할 수 있다. 상기 제1 연결 기판(61)은 예컨대 연성 타입으로 마련될 수 있다. 상기 제2 연결 기판(62)은 제2 회로 기판(622)의 적어도 일부 구성과 제3 회로 기판(623)을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 배선을 포함할 수 있다. 상기 제2 연결 기판(62)은 예컨대 연성 타입으로 마련될 수 있다.
상술한 설명에서는 제1 회로 기판(621)에 모터 제어 회로가 배치되고, 제2 회로 기판(622)에 카메라 제어 회로가 배치되고, 제3 회로 기판(623)에 센서 제어 회로가 배치되는 형태를 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 한 실시 예에 따르면, 모터 제어 회로는 상대적으로 많은 전력을 사용할 수 있다. 이에 따라, 배터리 팩(230)과의 연결 경로를 짧게 하기 위하여, 상기 모터 제어 회로가 실장된 회로 기판은 상기 컨택 그루브(615a)가 제1 테두리(615) 영역의 위치와 동일한 면에 위한 측벽에 배치될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 제1 회로 기판(621)은 배터리 팩(230)의 커넥터(232)와 연결되는 컨택 그루브(615a)가 배치된 회로 기판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상술한 회로 기판들(621, 622, 623) 중 적어도 하나는 케이스 측벽들(611, 612, 613, 614)에 형성된 홈에 대응하는 부위를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 회로 기판(621)의 하단 일측은 양측으로 리드가 돌출되며 중심부 일부가 상측으로 함몰된 함몰부(621a)를 포함할 수 있다. 상기 제1 케이스 측벽(611)은 상기 함몰부(621a)에 대응하는 형상으로 함몰부(621a)에 대면되는 제1 돌출부(611a)를 포함할 수 있다. 제2 회로 기판(622)의 측부 일측은 안쪽으로 함몰된 거치 홈(622a)들을 포함할 수 있다. 상기 제2 케이스 측벽(612)은 상기 거치 홈(622a)들에 대응하는 형상으로 돌출된 제2 돌출부(612a)들을 포함할 수 있다. 제3 회로 기판(623)의 하부 양측 가장자리 일측은 안쪽으로 함몰된 배치 홈(623a)들을 포함할 수 있다. 상기 제3 케이스 측벽(613)은 상기 배치 홈(623a)들에 대응하는 형상으로 돌출된 제3 돌출부(613a)들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 배터리 팩(230)은 예컨대, 단면이 사각형이며 일정 높이를 가지는 사각 기둥의 기둥부(233)와, 기둥부(233) 상단에 배치되어 케이스(610)의 제1 테두리(615)와 결합하는 덮개부(231)를 포함할 수 있다. 상기 덮개부(231)는 상부면은 평탄하게 마련되고, 하부면은 상기 기둥부(233) 상단에 배치됨에 따라 가장자리 부분이 인접된 내측보다 돌출된 형상으로 마련될 수 있다. 이에 따라, 상기 덮개부(231)는 가장자리 끝단과 상기 기둥부(233) 사이에 레일 홈이 형성될 수 있다. 상기 레일 홈에는 상기 제1 테두리(615)가 안착될 수 있다. 상기 덮개부(231) 하부 일측의 전기적 컨택은 상기 케이스(610) 일측에 배치된 컨택 그루브(615a)에 삽입되거나 또는 상기 컨택 그루브(615a)에 삽입 배치된 보드 컨택(621b)과 전기적으로 연결되는 커넥터(232)가 배치될 수 있다.
상술한 무인 비행 전자 장치(10)의 구동 장치(600)는 상기 컨택 그루브(615a)와 배터리 팩(230)의 수용 공간 하부를 오픈하고 케이스(610)에 회로 기판들(621, 622, 623)을 z축으로 둘러싸도록 배치함으로써, 무인 비행 전자 장치(10)는 사이즈를 소형화 할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 모터 파워 요소(Motor Power component)는 많은 전력을 사용하는 소자로 보드 컨택(Board Contact)을 포함하는 회로 기판영역에 배치함으로써, 전력 경로를 짧게 하고, 배터리와의 그라운드층 공유를 원할하게 구성할 수 있다. 모터 제어 신호는 다른 회로 기판에서 생성될 수 있으며, 연결 기판을 통하여 모터 파워 요소에 전달될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치의 구동 회로 기판의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구동 회로 기판(800)은 제1 회로 기판(821), 제2 회로 기판(822), 제3 회로 기판(823) 및 제4 회로 기판(824)을 포함하며, 제1 연결 기판(61), 제2 연결 기판(62) 및 제3 연결 기판(63)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 제1 회로 기판(821)은 예컨대, 모터 파워 요소(예: 모터(40) 구동과 관련한 구동 모듈 또는 모터 제어 회로)가 배치된 회로 기판일 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제1 회로 기판(821)은 배터리 팩(230)의 커넥터(832)와 연결될 수 있는 보드 컨택(821b)을 포함할 수 있다. 보드 컨택(821b)은 컨택 그루브에 직접적으로 연결되고, 컨택 그루브에 직접적으로 연결되는 배터리 팩(230)으로부터의 전원을 모터 제어 회로에 직접적으로 전달할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 회로 기판(821)은 배터리 팩(230)의 전원을 모터에 전달하는 동안 회로 기판 내에서의 경로를 최소화하여 전력 소모를 최소화하며, 모터(40)들의 전력 공급을 효율적으로 처리할 수 있다. 상기 제1 회로 기판(821)은 배터리 팩(230)과 모터 파워 요소와의 경로를 짧게 하고, 배터리 팩(230)과의 그라운드층 공유를 원할하게 구성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 제2 회로 기판(822)은 상기 제1 회로 기판(821)의 일측(예: 우측)에 배치되며, 상기 제1 연결 기판(61)을 통해 제1 회로 기판(821)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 회로 기판(822)은 예컨대, 무인 비행 전자 장치(10)의 제어와 관련한 적어도 하나의 프로세서가 실장될 수 있다. 또는, 상기 제2 회로 기판(822)은 통신 프로세서 및 통신 회로가 실장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 제3 회로 기판(823)은 상기 제2 회로 기판(822)의 일측(예: 우측)에 배치되며, 상기 제2 연결 기판(62)을 통해 제2 회로 기판(822)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제3 회로 기판(823)은 예컨대, 무인 비행 전자 장치(10)의 제어와 관련한 적어도 하나의 프로세서가 실장될 수 있다. 또는, 상기 제3 회로 기판(823)은 센서(30) 제어와 관련한 제어 회로, 카메라(80) 제어와 관련한 제어회로 또는 메모리 등이 실장될 수 있다. 상술한 제1 회로 기판 내지 제3 회로 기판들(821, 822, 823)은 케이스(810)의 측벽들에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 제4 회로 기판(824)은 상기 제1 회로 기판(821)의 일측(예: 하측)에 배치되며, 상기 제3 연결 기판(63)을 통해 제1 회로 기판(821)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제4 회로 기판(824)은 예컨대, 무인 비행 전자 장치(10)의 제어와 관련한 적어도 하나의 프로세서가 실장될 수 있다. 또는, 상기 제4 회로 기판(824)은 예컨대, 모터 컨택(824a)들이 배치될 수 있다. 상기 모터 컨택(824a)들은 프로펠러(50)와 결합한 모터(40)들과 전기적으로 연결될 수 있는 접점을 포함할 수 있다. 상기 모터 컨택(824a)들은 모터 구동과 관련한 전원 및 모터 제어와 관련한 제어 신호 중 적어도 하나가 공급되는 접점을 포함할 수 있다. 상기 제1 회로 기판(821)에 배치된 모터 파워 요소(또는 모터 제어 회로)는 제3 연결 기판(63)을 통해 모터 컨택(824a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제4 회로 기판(824)은 예컨대, 상기 케이스(810)의 하면 일측(예: 케이스(810)의 바깥면들 중 하부에 배치된 바깥면)에 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상대적으로 전원 소모가 가장 큰 회로 요소가 배치된 제1 회로 기판(821)은 배터리 팩(230)과 직접적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상대적으로 전원 소모가 큰 회로 요소가 배치된 회로 기판은 상기 제1 회로 기판(821)에 다른 회로 기판에 비하여 가깝게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 보드 컨택(821b)을 통한 전원 공급 제어는 상기 제1 회로 기판(821)에 배치된 모터 전원 요소(821c) 또는 모터 제어 회로(또는 전원 관리 회로)가 수행할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 모터 전원 요소(821c)는 상기 제4 회로 기판(824) 상에 배치될 수도 있다. 상기 모터 컨택들(824a)은 제4 회로 기판(824)의 후면 가장자리에 배치됨에 따라, 각각의 모터 컨택들(824a)은 케이스 또는 하우징의 각 측벽면에 대면되는 방향에 동일 거리 상에 배치된 모터(40)와 동일 거리를 유지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 구동 회로 기판의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 구동 장치(900)는 배터리 팩(230), 케이스(910) 및 구동 회로 기판(920)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 구동 회로 기판(920)은 제1 회로 기판(921), 제2 회로 기판(922), 제3 회로 기판(923), 제4 회로 기판(924), 을 포함하고, 제1 연결 기판(61), 제2 연결 기판(62), 제3 연결 기판(63) 을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 제1 회로 기판(921)은 예컨대, 제1 케이스 측벽(911)에 배치 및 고정될 수 있다. 상기 제2 회로 기판(922)은 상기 제1 회로 기판(921)의 일측(예: 우측)에 제1 연결 기판(61)을 통해 연결될 수 있다. 상기 제2 회로 기판(922)은 예컨대, 제2 케이스 측벽(912)에 배치될 수 있다. 상기 제3 회로 기판(923)은 제2 회로 기판(922)의 일측(예: 우측)에 제2 연결 기판(62)을 통해 연결될 수 있다. 상기 제3 회로 기판(923)은 예컨대, 제3 케이스 측벽(913)에 배치될 수 있다. 상기 제4 회로 기판(924)은 상기 제1 회로 기판(921)의 일측(예: 하측)에 제3 연결 기판(63)을 통해 연결될 수 있다. 상기 제4 회로 기판(924)은 예컨대, 모터 전원 요소(924c)(또는 모터 제어 회로) 및 모터 컨택(924d)이 실장될 수 있다. 상기 제4 회로 기판(924)의 후면에는 배터리 팩(230)과 연결될 수 있는 보드 컨택(925b)이 배치될 수 있다. 상기 보드 컨택(925b)은 배터리 팩(230)의 바닥면에 배치된 커넥터와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 케이스(910)는 배터리 팩(230)과 상기 제4 회로 기판(924)의 전기적 연결을 위하여, 상하로 관통되는 형태로 마련될 수 있다. 상기 케이스(910)의 개구된 하부면의 주변부에는 상기 제4 회로 기판(924)을 고정시키는 고정부가 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 구동 장치(900)는 케이스(910)의 복수의 측벽들 또는 하부면을 이용하여 구동 회로 기판(920)을 배치하고, 배터리 팩(230)의 전원과 모터 전원 요소 간의 경로를 최소화하여 배터리 팩(230)의 전원을 모터(40)에 효율적으로 전달할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제4 회로 기판(921)에 보드 컨택(925b)을 통해 전원이 공급되는 형태를 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 배터리 팩(230)의 상부 일측에 전원 공급이 가능한 접점(또는 커넥터 232)이 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리 팩(230)이 케이스(910) 내측에 삽입되면서 케이스(910)의 바닥과 접촉되는 동안, 케이스(910) 일측에 배치된 접점(예: 커넥터 232)과 배터리 팩(230)이 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 보드 컨택(925b)을 통한 전원 공급 제어는 상기 제1 회로 기판(921)에 배치된 모터 전원 요소(924c) 또는 모터 제어 회로(또는 전원 관리 회로)가 수행할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 모터 전원 요소(924c)는 상기 제4 회로 기판(924) 상에 배치(제4 회로 기판(924)이 케이스(910)에 배치되는 동안 바깥면에 배치)될 수도 있다. 상기 모터 컨택들(924c)은 제4 회로 기판(924)의 후면 가장자리에 배치됨에 따라, 각각의 모터 컨택들(924c)은 케이스 또는 하우징의 각 측벽면에 대면되는 방향에 동일 거리 상에 배치된 모터(40)와 동일 거리를 유지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 한 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치는 외부면과, 상기 외부면 중 일부에 형성된 개구부, 및 내측에 위치하는 내부 구조물을 포함하는 하우징을 포함하고, 상기 내부 구조물은 내부 공간을 정의하는 내부면 및 외부면(예: 케이스의 내부면 및 외부면)을 포함하며, 상기 개구부 및 상기 내부 공간은 제1 방향으로 적어도 부분적으로 정렬되고, 상기 내부 공간에 실장되는 탈착형 충전 배터리(예: 상기 배터리 팩)을 더 포함하고, 상기 배터리는 상기 개구부를 통하여 상기 내부 공간으로 슬라이딩되며, 상기 하우징에 실장되거나 또는 연결되는 적어도 하나의 프로펠러를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로펠러는 상기 제1 방향으로 연장된 축에서 회전되도록 연결되며, 상기 적어도 하나의 프로펠러를 구동하도록 설정된 적어도 하나의 모터 및 상기 내부 구조물의 외부면에 실장되는 적어도 하나의 회로 기판를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 회로 기판은 상기 제1 방향에 대하여 실질적으로 수직하게 배치되며, 상기 회로 기판에 실장되고, 상기 배터리 및 적어도 하나의 모터와 전기적으로 연결되는 전원 관리 회로(예: 상기 모터 전원 요소)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 내부 구조물은 제1 방향에 수직한 제2 방향에 위치한 제1 측벽(예: 제1 케이스 측벽 또는 상기 하우징 측벽)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 회로 기판은 상기 제1 측벽의 외부면에 실장되는 제1 회로 기판을 포함하고, 상기 제1 회로 기판에 실장되는 상기 전원 관리 회로를 더 포함하며, 상기 배터리는 전기적 접점을 포함하고, 상기 제1 측벽은 상기 개구부에 인접한 적어도 하나의 전기적 접점을 포함하며, 상기 제1 측벽의 적어도 하나의 접점은 상기 전원 관리 회로와 전기적으로 연결되고, 및 상기 배터리가 상기 내부 공간에 완전히 삽입될 때, 상기 배터리의 적어도 하나의 전기적 접점에 접촉되도록 위치할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 내부 구조물은 상기 제1 방향 및 제2 방향에 수직한 제3 방향에 위치한 제2 측벽을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 회로 기판은 상기 제2 측벽의 외부면에 실장되는 제2 회로 기판을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 회로 기판은 상기 제1 회로 기판과 연성 기판을 통해 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 내부 구조물은 제1 측벽에 반대된 제3 측벽을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 회로 기판은 상기 제3 측벽의 외부면에 실장된 제3 회로 기판을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제3 회로 기판은 상기 제2 회로 기판은 연성 기판을 통해 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 무인 비행 전자 장치는 상기 제3 회로 기판에 실장되는 적어도 하나의 프로세서 또는 센서를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 내부 구조물은 상기 개구부 상부에서 바라볼 때, 상기 프로펠러의 동작 범위에 오버랩되지 않도록 배치될 수 있다.
상술한 다양한 실시 예에 따르면, 한 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치는 제1 방향으로 배치되고 적어도 4개의 하우징 측벽을 포함하며, 상기 하우징 측벽들에 의해 형성되어 배터리 팩이 삽입되는데 이용되는 개구부를 포함하는 하우징, 상기 하우징 측벽에서 상기 하우징 중심으로부터 멀어지며 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 일정 거리 연장되며, 끝단에 모터 및 상기 모터에 연결된 프로펠러가 배치되는 프로펠러 지지대 및 상기 하우징 측벽들 중 적어도 하나의 하우징 측벽에 배치되며 상기 모터 및 상기 프로펠러 구동과 관련한 회로 기판을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 회로 기판은 상기 모터 구동과 관련한 전원 관리 회로가 실장되며, 상기 하우징에 상기 배터리 팩이 삽입되는 동안 직접적으로 연결되는 제1 회로 기판을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 회로 기판은 영상 촬영을 수행하는 카메라를 더 포함하고, 상기 카메라 구동과 관련한 제어 회로가 실장되며, 상기 제1 회로 기판과 인접된 위치의 하우징 측벽에 배치되는 제2 회로 기판, 상기 제1 회로 기판과 상기 제2 회로 기판을 전기적으로 연결하는 연성 기판을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 무인 비행 전자 장치는 상기 하우징의 바닥부에 배치되며, 상기 모터와 전기적으로 연결되는 전기적 접점들을 포함하는 제3 회로 기판, 상기 제1 회로 기판과 상기 제3 회로 기판을 전기적으로 연결하는 연성 기판을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 무인 비행 전자 장치는 상기 하우징의 개구부를 통해 삽입되는 상기 배터리 팩을 더 포함하고, 상기 배터리 팩은 상기 하우징 내에 안착되는 기둥부, 상기 기둥부 상단에 배치되고 상기 하우징의 개구부를 형성하는 하우징 측벽들의 상단과 결합하는 덮개부, 상기 회로 기판과 전기적으로 연결되는 커넥터를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 하우징 측벽은 상기 회로 기판의 적어도 일부가 상기 커넥터와 전기적으로 연결되도록 형성되는 컨택 그루브을 포함하며, 상기 회로 기판은 상기 컨택 그루브에 배치되고 상기 커넥터와 전기적으로 연결되는 보드 컨택을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 하우징 측벽은 상기 회로 기판을 고정시키는 적어도 하나의 고정 홈을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 무인 비행 전자 장치는 상기 하우징 측벽들이 형성하는 일측 모서리에서 상기 하우징 중심으로부터 멀어지며 상기 제1 방향과 수직한 제3 방향으로 일정 거리 연장되며, 끝단에 카메라가 배치되는 카메라 지지대를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 무인 비행 전자 장치는 상기 하우징 측벽들이 형성하는 타측 모서리에서 상기 하우징 중심으로부터 멀어지며 상기 제1 방향과 수직하고 상기 제3 방향과 반대된 제4 방향으로 일정 거리 연장되며, 끝단에 센서가 배치되는 센서 지지대를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 무인 비행 전자 장치는 상기 카메라 지지대 및 상기 센서 지지대가 배치되지 않은 하우징 측벽들의 모서리들에서 상기 하우징 중심으로부터 멀어지며 상기 제1 방향과 수직하고 상기 제3 방향 또는 상기 제4 방향과 수평면 상에서 일정 각도를 형성하며 연장되는 적어도 하나의 더미 지지대를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 무인 비행 전자 장치는 상기 하우징과, 프로펠러 지지대를 감싸는 보호 구조물을 더 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치와 원격 제어기의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치(2001)는 몸체(2100), 제어부(2110), 전원 공급부(2150), 센서(2130), 모터(2140), 통신 회로(2160), 레코더(2120)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(2100)는 앞서 설명한 바와 같이, 구동 장치(예: 제어부(2110), 전원 공급부(2150), 통신 회로(2160)가 실장된 회로 기판 등)가 안착되는 하우징과, 상기 액추에이터(2140)나 센서(2130)를 고정시키는 지지대 등을 포함할 수 있다. 상기 전원 공급부(2150)는 예컨대, 앞서 설명한 배터리 또는 배터리 팩을 포함할 수 있다. 상기 센서(2130), 액추에이터 (2140) 등은 앞서 설명한 센서(2130) 및 액추에이터 (2140)를 포함하며, 상기 레코더(2120)는 예컨대, 카메라(2120) 및 카메라(2120)의 영상을 저장하는 메모리 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 원격 제어기(2200)는 상기 무인 비행 전자 장치(2001)와 통신할 수 있는 통신 기능, 무인 비행 전자 장치(2001)의 상하 또는 좌우, 전후 등의 방향 전환을 제어할 수 있는 입력 수단, 상기 무인 비행 전자 장치(2001)에 장착되는 카메라를 제어할 수 있는 제어 수단 등을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 원격 제어기(2200)는 통신 회로, 조이스틱 또는 터치 패널 등을 포함할 수 있다. 추가적으로, 상기 원격 제어기(2200)는 상기 무인 비행 전자 장치(2001)가 촬영한 영상을 실시간으로 출력할 수 있는 디스플레이를 포함할 수 있다.
도 11은 다양한 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치(2002)는 짐벌 카메라 장치(2300) 및 구동 장치(2400), 복수의 프로펠러(2441)들과, 복수의 모터(2442)들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 짐벌 카메라 장치(2300)는 예컨대, 카메라 모듈(2310), 짐벌 서브 회로 기판(2320), 롤 모터(roll motor)(2321), 피치 모터(pitch motor)(2322)을 포함할 수 있다. 상기 짐벌 서브 회로 기판(2320)은 자이로 센서 및 각속도 센서(2325), 짐벌 모터 제어 회로(2326)를 포함하며, 상기 짐벌 모터 제어 회로(2326)는 롤 모터(2321) 제어를 위한 제1 모터 드라이버(2323), 피치 모터(2322) 제어를 위한 제2 모터 드라이버(2324)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 구동 장치(2400)는 응용 프로세서(2420), 메인 모터 제어 회로(2430)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 구동 장치(2400)는 상기 응용 프로세서(2420)에 의해 제어되는 메모리(2421), 위치 정보 수집 센서(2422)(예: GPS), 통신 회로(2423)(예: Wi-Fi, BT)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 구동 장치(2400)는 상기 메인 모터 제어 회로(2430)에 의해 제어되는 적어도 하나의 센서 제어부(2433), 복수의 모터(2442)들을 제어하는 복수의 모터 드라이버 회로(2432)들, 복수의 모터 드라이버 회로(2432)들을 제어하는 서브 모터 제어 회로(2431)들을 포함할 수 있다. 상기 구동 장치(2400)는 배터리(2424) 및 전원 제어부(2425)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 짐벌 카메라 장치(2300) 및 상기 구동 장치(2400)는 연성 기판(FPCB) 또는 도선으로 연결될 수 있다.
도 12는 다양한 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 무인 비행 전자 장치(3001)는 하나 이상의 프로세서(3020)(예: AP), 통신 모듈(3100), 인터페이스(3200), 입력 장치(3300), 센서 모듈(3500), 메모리(3700), 오디오 모듈(3801), 인디케이터(3802), 전력 관리 모듈(3803), 배터리(3804), 카메라 모듈(3630), 이동 제어 모듈(3400) 포함할 수 있으며, 짐벌 모듈(3600)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 프로세서(3020)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(3020)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(3020)는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 전자 장치의 비행 커멘드를 생성할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(3020)는 카메라 모듈(3630) 또는 센서 모듈(3500), 통신 모듈(3100)로부터 수신한 데이터를 이용하여 이동 커멘드를 생성할 수 있다. 상기 프로세서(3020)는 획득한 피사체의 상대적인 거리를 계산하여 이동 커맨드를 생성할 수 있으며, 피사체의 수직 좌표로 무인 촬영 장치의 고도 이동 커맨드를 생성할 수 있고, 피사체의 수평 좌표로 무인 촬영 장치의 수평 및 방위각 커맨드를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 통신 모듈(3100)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(3110), WiFi 모듈(3120), 블루투스 모듈(3130), GNSS(global navigation satellite system) 모듈(3140), NFC 모듈(3150) 및 RF 모듈(3160)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 통신 모듈(3100)은 무인 비행 전자 장치(3001)의 제어 신호 수신 및 무인 비행 전자 장치(3001) 상태 정보, 영상 데이터 정보를 다른 전자 장치와 전송할 수 있다. RF 모듈(3160)은 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(3160)은, 예를 들면, 트랜시버, PAM(power amp module), 주파수 필터, LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. GNSS 모듈(3140)은 전자 장치의 이동 중 위도, 경도, 고도, 속도, heading 정보 등의 위치 정보(longitude, latitude, altitude, GPS speed, GPS heading)를 출력할 수 있다. 위치 정보는 GNSS 모듈(3140)을 통해 정확한 시간과 거리를 측정하여 위치를 계산할 수 있다. GNSS 모듈(3140)은 위도, 경도, 고도의 위치뿐만 아니라 3차원의 속도 정보와 함께 정확한 시간까지 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치(3001)는 통신 모듈(3100)을 통해 무인 촬영 장치의 실시간 이동 상태를 확인하기 위한 정보를 무인 비행 전자 장치(3001)로 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 인터페이스(3200)는, 다른 전자 장치와 데이터의 입출력을 위한 장치이다. 예를 들어 USB(3210) 또는 광인터페이스(3220), RS-232(3230), RJ45(3240)를 이용하여, 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 무인 비행 전자 장치의 다른 구성요소(들)에 전달할 수 있다. 또는 인터페이스(3200)는 무인 비행 전자 장치(3001)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 입력 장치(3300)는, 예를 들어 터치 패널(3310), 키(3320), 초음파 입력 장치(3330)를 포함할 수 있다. 터치 패널(3310)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(3310)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 키(3320)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(3330)는 마이크를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다. 입력 장치(3300)를 통하여 무인 비행 전자 장치(3001)의 제어 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 물리 전원 키가 눌러지면, 무인 비행 전자 장치의 전원을 차단 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 센서 모듈(3500)은 피사체의 모션 및/또는 제스처를 감지할 수 있는 제스처 센서(3501)(gesture sensor), 비행하는 무인 촬영 장치의 각속도를 측정할 수 있는 자이로 센서(3502)(gyro sensor), 대기의 압력 변화 및/또는 기압을 측정할 수 있는 기압 센서(3503)(barometer), 지구 자기장을 측정할 수 있는 마그네틱 센서(3504)(지자기 센서,terrestrial magnetism sensor, compass sensor), 비행하는 전자 장치의 가속도를 측정하는 가속도 센서(3505)(acceleration sensor), 물체의 근접 상태, 파지 여부를 판단할 수 있는 그립 센서(3506), 거리를 측정하는 근접센서(3507)(초음파를 출력하여 물체에서 반사되는 신호를 측정하여 거리를 측정할 수 있는 초음파 센서(ultrasonic sensor)를 포함), 바닥 지형이나 무늬를 인지하여 위치를 산출할 수 있는 광학 센서(3508)(OFS, 옵티컬 플로(optical flow)), 사용자의 인증을 위한 생체 센서(3509), 온도 및 습도를 측정할 수 있는 온/습도 센서(3510)(temperature-humidity sensor), 조도를 측정할 수 있는 조도 센서(3511), 자외선을 측정할 수 있는 UV(ultra violet) 센서(3512)들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 센서 모듈(3500)은 무인 비행 전자 장치(3001)의 자세를 계산할 수 있다. 무인 비행 전자 장치(3001)의 자세 정보를 이동 제어 모듈(3400)에 공유 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 메모리(3700)는 내장 메모리(3702) 및 외장 메모리(3704)를 포함할 수 있다. 무인 비행 전자 장치(3001)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령(command) 또는 데이터(data)를 저장할 수 있다. 메모리(3700)는 소프트웨어(software) 및/또는 프로그램(program)을 저장할 수 있다. 프로그램은 커널(kernel), 미들웨어(middleware), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface(API)) 및/또는 어플리케이션 프로그램 (또는 "어플리케이션") 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 모듈(3801)은, 예를 들면, 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 스피커, 마이크를 포함할 수 있으며, 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 인디케이터(3802)는 전자 장치 또는 그 일부(예: 프로세서)의 특정 상태, 예를 들면, 동작 상태, 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 또는 전자 장치의 비행 상태, 동작 모드를 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 관리 모듈(3803)은, 예를 들면, 전자 장치의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC, 또는 배터리 또는 연료 게이지를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(3804)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리(3804)는, 예를 들면, 충전식 전지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 카메라 모듈(3630)은 무인 비행 전자 장치(3001)에 구성되거나 무인 비행 전자 장치(3001)가 짐벌을 포함할 경우 짐벌 모듈(3600)에 구성 될 수 있다. 카메라 모듈(3630)은 렌즈, 이미지 센서, 이미지 처리부, 카메라 제어부를 포함할 수 있다. 카메라 제어부는 프로세서에서 출력되는 구도정보 및/또는 카메라 제어정보에 기반하여 카메라 렌즈의 상하좌우 각도를 조절하여 피사체와의 구도 및/또는 카메라 앵글(촬영 각도)을 조절할 수 있다. 이미지 센서는 로우 드라이버, 픽셀 어레이 및 컬럼 드라이버 등을 포함할 수 있다. 이미지 처리부는 이미지 전처리부, 이미지 후처리부, 정지 영상 코덱, 동영상 코덱 등을 포함할 수 있다. 이미지 처리부는 프로세서에 포함될 수도 있다. 카메라 제어부는 포커싱 및 트래킹 등을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 카메라 모듈(3630)은 촬영 모드에서 촬영 동작을 수행할 수 있다. 카메라 모듈(3630)은 무인 비행 전자 장치(3001)의 움직임에 일정 부분 영향을 받을 수 있다. 무인 비행 전자 장치(3001)의 움직임에 따른 카메라 모듈(3630)의 촬영 변화를 최소화 하기 위하여, 상기 카메라 모듈(3630)은 짐벌 모듈(3600)에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 이동 제어 모듈(3400)은 무인 비행 전자 장치(3001)의 위치 및 자세 정보들을 이용하여 무인 비행 전자 장치(3001)의 자세 및 이동을 제어할 수 있다. 이동 제어 모듈(3400)은 획득되는 위치 및 자세정보에 따라 무인 비행 전자 장치(3001)의 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw), 트로틀(throttle) 등을 제어할 수 있다. 이동 제어 모듈(3400)은 호버링 비행 동작 및 프로세서(3020)에 제공되는 자율 비행 커맨드(거리 이동, 고도 이동 수평 및 방위각 커맨드 등)에 기반하여 자율 비행 동작 제어, 수신된 자용자 입력 커맨드에 따른 비행 동작 제어를 할 수 있다. 예를 들어, 이동 모듈이 쿼드콥터인 경우 일 수 있으며, 복수의 서브 이동 제어 모듈(3440)(MPU, microprocessor unit), 모터 구동 모듈(3430), 모터 모듈(3420) 및 프로펠러(3410)를 포함할 수 있다. 서브 이동 제어 모듈(3440)(MPU)은 비행 동작 제어에 대응하여 프로펠러(3410)를 회전시키기 위한 제어 데이터를 출력할 수 있다. 모터 구동 모듈(3430)은 이동 제어 모듈(3400)의 출력에 대응되는 모터 제어 데이터를 구동 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 모터 모듈(3420)(또는 모터)은 각각 대응되는 모터 구동 모듈(3430)의 구동 신호에 기반하여 대응되는 프로펠러(3410) 회전을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 짐벌 모듈(3600)은, 예를 들어 짐벌 제어 모듈(3620), 자이로 센서(3621), 가속도 센서(3622), 짐벌 모터 구동 모듈(3623), 모터(3610)를 포함할 수 있다. 카메라 모듈(3630)은 짐벌 모듈(3600)에 포함 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 짐벌 모듈(3600)은 무인 비행 전자 장치(3001)의 움직임에 따른 보상 데이터를 생성할 수 있다. 보상 데이터는 카메라 모듈의 피치 또는 롤의 적어도 일부를 제어하기 위한 데이터일 수 있다. 예를 들어, 롤 모터 및 피치 모터(3610)는 무인 비행 전자 장치(3001)의 움직임에 따라 카메라 모듈(3630)의 롤 및 피치를 보상할 수 있다. 카메라 모듈(3630)은 짐벌 모듈(3600)에 장착되어, 무인 비행 전자 장치(3001)(예를들면, 멀티콥터)의 회전(예: 피치 및 롤)에 의한 움직임을 상쇄시켜 카메라 모듈(3630)의 정립 상태로 안정화시킬 수 있다. 짐벌 모듈(3600)은 무인 비행 전자 장치(3001)의 움직임에 관계없이 카메라 모듈(3630)을 일정한 기울기를 유지할 수 있도록 하여 안정적인 이미지를 촬영할 수 있다. 짐벌 제어 모듈(3620)은 자이로 센서(3621) 및 가속도 센서(3622)를 포함하는 센서 모듈을 포함 할 수 있다. 짐벌 제어 모듈(3620)은 자이로 센서(3621) 및 가속도 센서(3622)를 포함하는 센서의 측정 값을 분석하여 짐벌 모터 구동 모듈(3623)의 제어 신호를 생성하고, 짐벌 모듈(3600)의 모터(3610)를 구동할 수 있다.
도 13은 다양한 실시 예에 따른 무인 비행 전자 장치의 프로그램 모듈(플랫폼 구조)를 도시하는 도면이다.
도 13을 참조하면, 무인 비행 전자 장치(4001)는 어플리케이션 플랫폼(application platform) 또는플라이트 플랫폼(flight platform)을 포함할 수 있다. 무인 비행 전자 장치(4001)는 무선으로 연동하여 제어 신호를 받아 무인 비행 전자 장치(4001)의 구동 및 서비스 제공을 하기 위한 어플리케이션 플랫폼과 항법 알고리즘에 따라 비행을 제어하기 위한 플라이트 플랫폼 등을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 어플리케이션 플랫폼은 전자장치의 구성 요소들의 통신 제어(connectivity), 영상 제어, 센서 제어, 충전 제어, 사용자 어플리케이션에 따른 동작 변경 등을 수행할 수 있다. 어플리케이션 플랫폼은 프로세서에서 실행할 수 있다. 플라이트 플랫폼은 전자장치의 비행, 자세 제어 또는 항법 알고리즘을 실행할 수 있다. 플라이트 플랫폼은 프로세서 또는 이동 제어 모듈에서 실행될 수 있다. 어플리케이션 플랫폼에서 통신, 영상, 센서, 충전 제어를 등을 수행하면서 플라이트 플랫폼에 조종 신호를 전달 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 다양한 실시 예에 따르면, 프로세서는 카메라 모듈을 통하여 촬영된 피사체를 이미지를 획득할 수 있다. 프로세서는 획득한 이미지를 분석하여 무인 비행 전자 장치(4001)를 비행 조종하기 위한 커맨드를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 획득되는 피사체의 크기 정보, 이동 상태, 촬영 장치와 피사체 간의 상대적인 거리 및 고도, 방위각 정보를 생성할 수 있다. 산출된 정보를 이용하여, 무인 비행 전자 장치(4001)의 추적 비행(follow) 조종 신호를 생성할 수 있다. 플라이트 플랫폼은 수신한 조종 신호를 토대로 이동 제어 모듈을 제어하여 무인 비행 전자 장치(4001)를 비행(무인 비행 전자 장치(4001)의 자세 및 이동 제어)을 할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, GPS 모듈, 센서 모듈을 통해 무인 비행 전자 장치(4001)의 위치, 비행 자세, 자세 각속도 및 가속도 등을 측정할 수 있다. GPS 모듈 및 센서 모듈의 출력 정보는 생성할 수 있으며, 전자장치의 항법/자동 조종을 위한 조종 신호의 기본 정보가 될 수 있다. 무인 촬영 장치의 비행에 따른 기압 차를 통해 고도를 측정할 수 있는 기압 센서, 저고도에서 정밀한 고도 측정을 수행하는 초음파 센서들의 정보도 기본 정보로 활용 될 수 있다. 그 외에도 원격 컨트롤러에서 수신한 조종 데이터 신호, 무인 비행 전자 장치(4001)의 배터리 상태정보 등도 조종 신호의 기본 정보로 활용 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 무인 비행 전자 장치(4001)는 예를 들어, 복수의 프로펠러들을 이용하여 비행할 수 있다. 프로펠러는 모터의 회전력을 추진력을 변경할 수 있다. 무인 비행 전자 장치(4001)는 로터(rotor)의 수(프로펠러의 수)에 따라, 4개이면 쿼드콥터, 6개이면 헥사콥터, 8개이면 옥토콥터라 칭할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 전자장치는 수신한 조종 신호를 토대로 프로펠러를 제어 할 수 있다. 전자장치는 리프트/토크(lift/torque)의 두 가지 원리로 비행할 수 있다. 무인 비행 전자 장치(4001)는 회전을 위해 멀티 프로펠러의 반은 시계 방향(clockwise; CW )으로 회전시키고 반은 반시계 방향(counter clockwise; CCW )로 회전 시킬 수 있다. 드론의 비행에 따른 3차원 좌표는 pitch(Y)/roll(X)/yaw(Z)에 결정될 수 있다. 전자장치는 전후/좌우로 기울임(tilting)으로써 비행할 수 있다. 무인 비행 전자 장치(4001)를 기울이면 프로펠러 모듈(로터)에서 생성된 공기의 흐름의 방향이 바뀌게 될 수 있다. 예를들면, 무인 비행 전자 장치(4001)가 앞으로 숙이면 공기가 위아래로 흐를 뿐 아니라 약간 뒤 쪽으로 나가게 될 수 있다. 이로 인해 무인 비행 전자 장치(4001)는 공기 층이 뒤로 밀리는 만큼 작용/반작용의 법칙에 따라 기체가 앞으로 전진할 수 있다. 무인 비행 전자 장치(4001)는 기울이는 방법은 해당 방향의 앞쪽은 속도를 줄이고 뒤쪽의 속도를 높여주면 될 수 있다. 이런 방법은 모든 방향에 대하여 공통이기 때문에 모터 모듈(로터)의 속도 조절만으로 무인 비행 전자 장치(4001)를 기울여 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 무인 비행 전자 장치(4001)는 어플리케이션 플랫폼에서 생성된 조종 신호를 플라이트 플랫폼에서 수신하여, 모터 모듈을 제어함으로써 무인 비행 전자 장치(4001)의 pitch(Y)/roll(X)/yaw(Z)을 자세 제어 및 이동 경로에 따른 비행 제어를 할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은, 예를 들면, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면, "모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리가 될 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM, DVD(Digital Versatile Disc), 자기-광 매체(magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM, RAM, 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시 예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
그리고 본 문서에 개시된 실시 예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 발명의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시 예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 무인 비행 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내에 위치하며, 제1 방향에 대하여 수직한 제1 면과, 상기 제1 면에 수직한 복수의 측벽과, 상기 제1 면 및 상기 복수의 측벽에 의해 형성되어 상기 하우징의 중앙 영역에 위치하는 내부 공간을 포함하는 내부 구조물;
    상기 내부 공간에 실장되는 충전 배터리;
    상기 하우징에 연결되며, 상기 제1 방향으로 연장된 축에서 회전되도록 연결되는 복수의 프로펠러;
    상기 복수의 프로펠러를 구동하도록 설정된 적어도 하나의 모터;
    상기 복수의 측벽 중 적어도 어느 하나에 실장되는 적어도 하나의 회로 기판; 및
    상기 적어도 하나의 회로 기판에 실장되고, 상기 배터리 및 적어도 하나의 모터와 전기적으로 연결되는 전원 관리 회로;를 포함하며,
    상기 복수의 측벽은
    상기 제1 면에 수직한 제1 측벽;
    상기 제1 측벽에 수직한 제2 측벽; 및
    상기 제2 측벽에 수직하며 상기 제1 측벽에 대향하는 제3 측벽;을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 회로 기판은
    상기 제1 측벽의 외부면에 실장된 제1 회로 기판;
    상기 제2 측벽의 외부면에 실장된 제2 회로 기판; 및
    상기 제3 측벽의 외부면에 실장된 제3 회로 기판을 포함하는 무인 비행 전자 장치.
  2. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 하우징에는 개구부가 형성되며,
    상기 개구부는 상기 제1 방향으로 상기 내부 공간과 적어도 부분적으로 정렬되고,
    상기 전원 관리 회로는 상기 제1 회로 기판에 실장되며,
    상기 배터리는 전기적 접점을 포함하고,
    상기 제1 측벽은 상기 개구부에 인접한 적어도 하나의 전기적 접점을 포함하며,
    상기 제1 측벽의 적어도 하나의 접점은 상기 전원 관리 회로와 전기적으로 연결되고, 및 상기 배터리가 상기 내부 공간에 완전히 삽입될 때, 상기 배터리의 적어도 하나의 전기적 접점에 접촉되는 무인 비행 전자 장치.
  3. 삭제
  4. ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제2 회로 기판은 상기 제1 회로 기판과 제1 연성 기판을 통해 연결되는 무인 비행 전자 장치.
  5. 삭제
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제3 회로 기판은 상기 제2 회로 기판은 제2연성 기판을 통해 연결되는 무인 비행 전자 장치.
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제6항에 있어서,
    상기 제3 회로 기판에 실장되는 적어도 하나의 프로세서 또는 센서를 더 포함하는 무인 비행 전자 장치.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 내부 구조물은
    상기 복수의 프로펠러의 동작 범위에 대응하는 영역 이외의 영역에 배치되는 무인 비행 전자 장치.
  9. 무인 비행 전자 장치에 있어서,
    제1 방향으로 배치되고, 상기 제1 방향으로 연장되는 적어도 4개의 하우징 측벽을 포함하며, 상기 하우징 측벽들에 의해 형성되어 배터리 팩이 삽입되는데 이용되는 개구부를 포함하는 하우징;
    상기 하우징 측벽에서 상기 하우징 중심으로부터 멀어지며 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 일정 거리 연장되며, 끝단에 모터 및 상기 모터에 연결된 프로펠러가 배치되는 프로펠러 지지대;
    상기 하우징 측벽들 중 적어도 하나의 하우징 측벽에 적어도 일부가 배치되며, 제1 회로 기판, 제2 회로 기판 및 제3 회로 기판을 포함하며, 상기 모터 및 상기 프로펠러 구동과 관련한 구동 회로 기판;
    상기 제1 회로 기판과 상기 제2 회로 기판을 전기적으로 연결하는 제1 연성 기판; 및
    상기 제1 회로 기판과, 상기 하우징의 바닥부에 배치되는 상기 제3 회로 기판을 전기적으로 연결하는 제2 연성 기판을 포함하는 무인 비행 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 회로 기판은
    상기 모터 구동과 관련한 전원 관리 회로가 실장되며, 상기 하우징에 상기 배터리 팩이 삽입되는 동안 직접적으로 연결되는 무인 비행 전자 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    영상 촬영을 수행하는 카메라;를 더 포함하고,
    상기 제2 회로 기판은 상기 카메라 구동과 관련한 제어 회로가 실장되며, 상기 제1 회로 기판과 인접된 위치의 하우징 측벽에 배치되는 무인 비행 전자 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제3 회로 기판은 상기 모터와 전기적으로 연결되는 전기적 접점들을 포함하는 무인 비행 전자 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 하우징의 개구부를 통해 삽입되는 상기 배터리 팩;을 더 포함하고,
    상기 배터리 팩은
    상기 하우징 내에 안착되는 기둥부;
    상기 기둥부 상단에 배치되고 상기 하우징의 개구부를 형성하는 하우징 측벽들의 상단과 결합하는 덮개부;
    상기 구동 회로 기판과 전기적으로 연결되는 커넥터;를 포함하는 무인 비행 전자 장치.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제13항에 있어서,
    상기 하우징 측벽은
    상기 구동 회로 기판의 적어도 일부가 상기 커넥터와 전기적으로 연결되도록 형성되는 컨택 그루브;을 포함하며,
    상기 구동 회로 기판은
    상기 컨택 그루브에 배치되고 상기 커넥터와 전기적으로 연결되는 보드 컨택;을 포함하는 무인 비행 전자 장치.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제9항에 있어서,
    상기 하우징 측벽은
    상기 구동 회로 기판을 고정시키는 적어도 하나의 고정 홈;을 포함하는 무인 비행 전자 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 하우징 측벽들이 형성하는 일측 모서리에서 상기 하우징 중심으로부터 멀어지며 상기 제1 방향과 수직한 제3 방향으로 일정 거리 연장되며, 끝단에 카메라가 배치되는 카메라 지지대;를 더 포함하는 무인 비행 전자 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 하우징 측벽들이 형성하는 타측 모서리에서 상기 하우징 중심으로부터 멀어지며 상기 제1 방향과 수직하고 상기 제3 방향과 반대된 제4 방향으로 일정 거리 연장되며, 끝단에 센서가 배치되는 센서 지지대;를 더 포함하는 무인 비행 전자 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 카메라 지지대 및 상기 센서 지지대가 배치되지 않은 하우징 측벽들의 모서리들에서 상기 하우징 중심으로부터 멀어지며 상기 제1 방향과 수직하고 상기 제3 방향 또는 상기 제4 방향과 수평면 상에서 일정 각도를 형성하며 연장되는 적어도 하나의 더미 지지대;를 포함하는 무인 비행 전자 장치.
  19. ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제9항에 있어서,
    상기 하우징과, 프로펠러 지지대를 감싸는 보호 구조물;을 더 포함하는 무인 비행 전자 장치.
  20. 무인 비행 전자 장치에 있어서,
    배터리 팩;
    제1 방향으로 배치되고 적어도 4개의 케이스 측벽을 포함하며, 상기 케이스 측벽들에 의해 형성되어 상기 배터리 팩이 삽입되는데 이용되는 개구부를 포함하는 케이스;
    상기 케이스가 삽입되는 하우징;
    상기 하우징의 측벽들 중 제1 방향을 향해 연장되는 복수의 측벽에 배치되는 회로 기판;
    상기 회로 기판의 제어에 의해 구동되는 모터;
    상기 모터에 연결되는 프로펠러;
    상기 회로 기판 제어에 의해 이미지를 촬영하는 카메라;
    상기 회로 기판 제어에 의해 지정된 센싱 동작을 수행하는 센서;
    상기 하우징과 상기 모터를 고정하며 상기 하우징 및 프로펠러를 감싸는 그물형 보호 구조물;을 포함하며,
    상기 복수의 측벽은
    제1 측벽;
    상기 제1 측벽에 수직한 제2 측벽; 및
    상기 제2 측벽에 수직하며 상기 제1 측벽에 대향하는 제3 측벽;을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 회로 기판은
    상기 제1 측벽의 외부면에 실장된 제1 회로 기판;
    상기 제2 측벽의 외부면에 실장된 제2 회로 기판; 및
    상기 제3 측벽의 외부면에 실장된 제3 회로 기판을 포함하는 무인 비행 전자 장치.
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