부품강좌

프레임 이야기

연구소장2017.05.16 00:49조회 수 520댓글 1

안녕하세요! 카이 입니다.

 

오랜만에 부품이야기로 인사 드립니다!

 

오늘 이야기 해 볼 부품은 바로 프레임 입니다.

 

멀티로터를 구성하는 부품 중 중요하지 않은것이 무엇 있겠냐마는...

 

그중에도 가장 중요한것을 꼽으라면

 

FC, 모터, 변속기, 프로펠러, 프레임 입니다.

 

특히 모터, 변속기, 프로펠러, 프레임은 아주 밀접한 관계를 가지며 따로따로 선정 할 수 없는 부품이기도 해요.

 

우리가 지난 시간까지 모터와 변속기에 대해 다뤄 봤으니 이번엔 프레임을 한번 이야기 해 봅시다.

 

 

 

위와 같이 각 부품을 얹어서 드론으로서 기능하기 위한 뼈대. 즉 몸통을 프레임 이라고 합니다.

 

정말 다양한 여러가지 프레임이 출시 되어 있고, 3D 프린터나 카폰판넬을 이용해서 직접 프레임을 만드는 경우도 있죠.

 

카이도 다둥이아빠님의 도움을 받아 세상에 하나뿐인 프레임을 만들고자 준비중에 있는데요^^

 

이 프레임을 말 할때 가장 중요한 두 단위가 있습니다.

 

하나는 '급' 이고, 하나는 트라이, 쿼드, 헥사, 옥타 등의 팔의 갯수를 말하는 단위 입니다.

 

우선 '급'에 대해 짚어보죠.

 

우리가 흔히 드론의 체급을 말할때 450급, 250급, 800급, 1000급 이런식으로 이야길 합니다.

 

아는사람들이야 알아듣지만... 생판 처음 듣는 단어에 정신이 없는분들도 계실겁니다.

 

헬기에서는 프로펠러의 회전반경을 나타내는 용어 이지만... 멀티로터에서는 아래와 같은 수치를 말 하는 단위 입니다.

 

 

각 모터 마운트를 기준으로 원을 그렸을때 그 지름을 말 합니다.

 

즉, 한쪽 모터 마운트에서부터 반대편 모터 마운트 까지의 거리를 말 하는 단위 입니다.

 

본래 정확한 명칭은 "휠 베이스" 입니다만, 우리는 편하게 "급" 이라고 표현 하는거지요.

 

 

 

다음으로는 드론의 팔(?)의 갯수에 따라 구분되는 용어가 있습니다.

 

 

 

팔이 3개면 트라이로터. Y로터라고도 합니다.

3개의 모터와 1개의 서보모터로 구성되어 꼬리측 프로펠러의 각도를 조절해 비행하는 트라이로터를 Y3라고 합니다.

각 암마다 2개의 모터를 상 하로 배치하여 6개의 모터로 동축반전의 원리를 이용해 비행하는 트라이로터를 Y6라고 합니다.

 

 

 

 

 

팔이 4개면 쿼드로터 라고 합니다. 대표적으로 X로터와 H로터가 있습니다.

좌측의 프레임 처럼 프레임 본체에서 사방으로 암대가 뻗어나가 X자 모양으로 생긴것이 X로터 라고 합니다.

우측의 프레임 처럼 프레임 본체에서 2개의 암대가 뻗어나간 후 분기하여 H자 형태를 하고 있는것을 H로터 라고 합니다.

보통은 4개의 모터만 이용하지만, Y로터와 마찬가지로 동축반전의 원리를 이용해 8개의 모터를 이용하는 경우도 있습니다.

4개의 모터를 이용한 기본적인 형태를 X4, H4라고 부르고, 8개의 모터로 동축반전 원리를 이용한 쿼드로터를 X8, H8 이라고 부릅니다.

 

 

6개의 팔을 가진 멀티로터는 헥사로터 라고 부릅니다.

팔이 많아지기 때문에 프로펠러 간의 간섭을 피하기 위해 체급이 커지고, 체급이 커짐에 의해 모터의 KV는 낮아지고 프로펠러는 커지게 됩니다.

헥사로터의 보편적인 사이즈는 800~1000급 입니다.

특수 목적을 가지고 있는 드론의 경우 역시 동축 반전의 원리를 이용해 12개의 모터와 프로펠러를 사용하는 경우가 있습니다.

 

 

 

커스텀 드론계의 끝판왕 이라고 불리우는 옥타로터 프레임 입니다.

8개의 팔을 가졌고, 기본적으로 900~2000급의 거대한 사이즈를 자랑 합니다.

역시 특수목적으로 제작되는 경우 동축반전의 원리를 이용해 16개의 모터와 프로펠러를 사용하는 경우가 있습니다.

 

 

 

마무리 하면서 프레임 관련 용어를 살짝 살펴보자면...

Folding 이라는 단어가 종종 보일겁니다.

프레임이 커 질수록 당연히 보관이나 이동은 불편해 지겠죠.

그렇기 때문에 600급이 넘어가는 대형드론은 접이식으로 만드는게 보편적 입니다.

요즘엔 작은 드론들도 휴대성의 극대화를 위해 접이식으로 만드는 사례가 많이 늘고 있습니다.

 

접이식 방식은 두종류가 있습니다.

 

 

 

위 이미지와 같이 세로로 접히는 타입과 가로로 접히는 타입이 있습니다.

우측 이미지 처럼 가로로 접히는것이 보편적인 접이식 프레임이고, 좌측 이미지 처럼 세로로 접히는 타입을 우산식 프레임 이라고 합니다.

 

 

 

 

정리 해 보겠습니다.

 

"급"이란 함쪽 끝에서 반대쪽 끝까지의 거리를 말하는 단위이고,

팔의 갯수와 모양에 따라 부르는 명칭이 다르며,

접히는 방식에 따라 접이식, 우산식으로 나뉩니다.

 

프레임 및 기자재의 무게에 따라 모터의 회전수와 프로펠러의 사이즈가 바뀝니다.

프레임의 팔이 많아질 수록 프롭간의 간섭을 피하기 위해 체급이 커 집니다.

체급이 커 질수록 무게는 늘고 효율을 위해 낮은 회전수의 모터와 큰 프로펠러를 사용 합니다.

 

여기서 중요한것은

프레임의 팔이 많아질 수록 프롭간의 간섭을 피하기 위해 체급이 커 집니다.

체급이 커 질수록 무게는 늘고 효율을 위해 낮은 회전수의 모터와 큰 프로펠러를 사용 합니다.

이 두줄 입니다.

 

프레임과 기자재를 선정하다 자칫 잘못하면

 

무게가 무거우니 저회전수의 모터와 큰 프로펠러를 선정 합니다. -> 프로펠러가 커졌으니 프레임 체급을 더 늘립니다. -> 체급이 커져서 무게가 늘어나니 저회전수 모터와 더 큰 프로펠러를 선정 합니다. -> 프로펠러가 커졌으니 더 큰 프레임을 선택 합니다. -> 반복

 

상태의 무한루프에 빠지게 됩니다.

 

결론적으로 가장 효율이 좋은 구성을 선택 해야 하는데, 이 효율을 따디자면 수많은 시행착오와 중복투자가 필요해 지므로...

제조사에서 추천하는 기자재를 참고하여 선정 하시는게 가장 좋은 방법 입니다.

 

다음시간에는 간단하게 프로펠러에 대해 이야기 나눠 보도록 하죠^^



[이 게시물은 Wild Cats님에 의해 2017-10-24 23:35:04 강좌에서 복사 됨]





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프로펠러 이야기 (by 연구소장) Team. G.D.S. 와 함께 하는 드론 왕초보 탈출 #4 8서클(8자비행) (by 연구소장)

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