KR101470487B1 - 스마트 선풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트 선풍기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고정된 위치에서만 사용 가능했던 선풍기에 비행이 가능한 구성을 접목하여 공간제약을 극복한 스마트 선풍기에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 구동 시 바람을 일으키는 로터조립체와, 상기 로터조립체 일측에 설치되고, 로터에 동력을 전달하는 로터전동기와, 상기 로터조립체를 고정하기 위한 프레임, 상기 프레임에 고정되어 상기 프레임을 공중에 떠오르게 하는 추진기와, 상기 프레임에 설치되어 고도 및 주위 대상물과의 거리 중 적어도 하나를 확인하는 거리측정센서 및 상기 거리측정센서의 값을 입력받고, 상기 로터전동기와 상기 추진기를 제어하는 제어기를 포함하여 구성된다.

Description

스마트 선풍기{SMART FAN}

본 발명은 스마트 선풍기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고정된 위치에서만 사용 가능했던 선풍기에 비행이 가능한 구성을 접목하여 공간제약을 극복한 스마트 선풍기에 관한 것이다.

일반적으로, 선풍기는 고정된 위치에서 특정 방향으로 바람을 보내어 더위를 느끼는 사람에게 쾌적함을 제공하거나 공기를 순환시키는 기능을 가지고 있다.

하지만 기성의 선풍기는 고정된 위치에서만 이용할 수 있어 대상이 이동하거나 상기 대상과 선풍기 사이에 장애물이 있을 때에는 그 목적을 다 하지 못하는 한계가 있다.

이에 따라, 현재 움직이는 대상을 추적하여 풍향을 전환하는 선풍기나 선풍기가 내장된 옷과 같은 발명들이 고안되어 있다.

이 중, 풍향을 전환하는 선풍기는 센서를 활용하여 대상의 움직이는 방향을 향해 풍향도 움직이게 하였지만, 고정된 위치에서만 이러한 동작이 이루어지는 것이기 때문에 중간에 장애물이 있거나 대상이 너무 멀리 떨어지면 바람을 전달하지 못하는 문제점이 있었다.

한편, 선풍기가 내장된 옷은 장애물이 바람을 방해할 여지가 거의 없고, 대상과의 거리가 멀어질 일도 없지만, 옷의 내부가 바람이 순환할 수 있는 구조를 갖춰야 하고, 옷 안에 선풍기와 배터리를 내장해야 하기 때문에 복장의 다양성이 떨어지고 안전상의 문제도 가지고 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 사용자가 자유롭게 활동하는 상황에서도 선풍기의 바람을 전달하는 스마트 선풍기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 스마트 선풍기는, 구동 시 바람을 일으키는 로터조립체와, 상기 로터조립체 일측에 설치되고, 로터에 동력을 전달하는 로터전동기와, 상기 로터조립체를 고정하기 위한 프레임, 상기 프레임에 고정되어 상기 프레임을 공중에 떠오르게 하는 추진기와, 상기 프레임에 설치되어 고도 및 주위 대상물과의 거리 중 적어도 하나를 확인하는 거리측정센서, 및 상기 거리측정센서의 값을 입력받고, 상기 로터전동기와 상기 추진기를 제어하는 제어기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 거리측정센서는 상기 스마트 선풍기에 인접한 대상물을 감지하는 대상물감지센서, 및 지면으로부터 상기 스마트 선풍기가 위치한 높이를 감지하는 고도센서로 구성됨을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 추진기는 상기 프레임에 회전 가능하게 고정되고, 상기 추진기 또는 상기 프레임에는 상기 제어기의 신호에 의해 상기 추진기의 회전 각도를 조절하는 추진기 각도조절 전동기가 더 구비됨을 특징으로 수 있다.

또한, 상기 제어기가 사용자로부터 상기 스마트 선풍기와 상기 특정 대상 사이의 거리를 소정의 거리로 유지하도록 입력을 받으면, 상기 제어기는 상기 거리측정센서로부터 전달받은 상기 특정 대상과의 거리 정보에 근거하여 상기 추진기를 제어하여 상기 스마트 선풍기와 상기 특정 대상 사이의 거리를 상기 소정의 거리로 유지하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제어기가 사용자로부터 상기 스마트 선풍기의 풍량을 변경할 것을 입력 받으면, 상기 제어기는 상기 거리측정센서로부터 전달받은 상기 특정 대상과의 거리정보에 근거하여 상기 추진기를 제어하여 상기 스마트 선풍기와 상기 특정 대상 사이의 거리를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 프레임에 고정되고, 공기보다 작은 비중을 가지는 기체를 내부에 저장하고, 신축성을 가지는 재질의 풍선과, 상기 풍선에 저장되는 상기 기체를 보관하는 탱크와, 상기 제어기로 제어되고, 상기 풍선과 상기 탱크의 사이에 연결되어 두 구성 사이에서 상기 기체를 이동하게 하는 컴프레셔가 더 구비되고, 상기 풍선이 상기 기체로 팽창하면 상기 추진기의 상승하는 추진력을 보조하게 되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 스마트 선풍기에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 사용자가 지정한 대상이 움직이면 대상을 따라 추적할 수 있기 때문에 사용자는 자유로이 움직이는 가운데서도 계속 바람을 받을 수 있다.

둘째, 본 발명은 비행하며 이동하기 때문에 일반적으로 고정된 위치에서 사용하는 선풍기보다 공간에 대한 제약으로부터 자유롭다.

셋째, 본 발명은 대상이 가까이 접근하는 것을 감지하고 스스로 안전거리 만큼 물러나기 때문에 사용자가 선풍기에 의해 상해를 입을 수 있는 상황을 방지한다.

도 1은 본 발명에 의한 스마트 선풍기의 구성을 설명하기 위한 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 스마트 선풍기의 사용상태도.
도 3은 본 발명에 의한 스마트 선풍기의 구성을 설명하기 위한 정면도.
도 4는 본 발명에 의한 스마트 선풍기의 구성도.
도 5는 도 1에서 풍선이 팽창한 상태를 설명하기 위한 참조도.
도 6은 본 발명에 의한 스마트 선풍기의 풍량 조절 기능을 설명하기 위한 사용상태도.

이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 스마트 선풍기의 구성을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 스마트 선풍기의 사용상태도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 스마트 선풍기(10)는 프레임(100)에 고정된 추진기(120)에 의해 비행함과 동시에 로터전동기(112)가 구동되어 로터조립체(110)에서 발생한 바람을 사용자가 지정한 대상에게 뿜어내어 기존 고정식 선풍기의 공간적인 제약을 해결할 수 있도록 구성된다.

특히 본 발명은 상기 대상이 움직일 경우에는 장애물을 피하며 상기 대상과 거리를 유지하면서 추적할 수 있기 때문에 사용자는 움직이는 경우에도 계속 바람을 받을 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 스마트 선풍기(10)의 구성에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 스마트 선풍기의 구성을 설명하기 위한 정면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 스마트 선풍기의 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 스마트 선풍기(10)는 바람을 일으키는 로터조립체(110)와 상기 로터조립체(110)의 일측에 설치되어 동력을 전달하는 로터전동기(112), 상기 로터조립체(110)를 고정하는 프레임(100), 상기 프레임(100)에 고정되어 상기 프레임(100)을 공중에 떠오르게 할 수 있는 추진기(120), 그리고 상기 프레임(100)에 설치되어 고도 및 주위 대상물과의 거리를 감지하는 거리측정센서(130)와 상기 거리측정센서(130)의 값을 입력받고 상기 로터전동기(112)와 상기 추진기(120)를 제어하는 제어기(140), 상기 제어기(140)에 전원을 공급하는 전원부(150)를 포함하여 이루어진다.

이같은 구성에 의하면 상기 추진기(120)가 구동될 때 본 발명을 비행시킬 수 있으며, 그와 함께 로터전동기(112)가 구동되어 바람을 일으키는 것이 가능해진다.

아래에서는 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.

먼저, 상기 로터조립체(110)는 상기 로터전동기(112)가 구동될 때 발생하는 동력을 기계적으로 전달받아 바람을 일으킨다. 이를 위해 상기 로터조립체(110) 내부에는 프로펠러(116)를 구비하여 일반적인 선풍기의 구조를 취할 수 있으며, 또는 양력을 이용하여 바람을 일으키는 프로펠러가 없는 선풍기의 구조, 또는 주기를 가지고 진동하여 양력을 발생하는 플래핑(Flapping)구조를 취할 수 있다. 즉, 로터조립체(110)는 링 형태로 이루어진 지지대(117)와, 지지대(117) 내부에 위치하는 프로펠러(116)로 이루어지고, 로터전동기(112)는 지지대(117)를 가로질러 설치된 가로바(118)에 지지되어 지지대(117)의 중앙부에 위치하도록 설치되고, 샤프트 결합에 의해 프로펠러(116)와 결합되어 프로펠러(116)에 회전력을 제공하게 된다.

상기 프레임(100)은 상기 로터조립체(110), 상기 추진기(120) 및 상기 거리측정센서(130)를 고정하고 지지한다. 프레임(100)은 로터조립체(110)의 지지대(117)가 상하 회전 가능하게 결합된 상태로 지지해주는데, 일반적으로 상기 프레임(100)은 상기 로터조립체(110)의 양측면을 고정하는 것이 균형을 잡는데 바람직한 구조이고, 상기 로터조립체(110)에서 발생한 바람이 상기 프레임(100)에 막히는 것을 최소한으로 하기 위해 상기 프레임(100)의 높이는 상기 로터조립체(110)의 지름보다 작은 것이 바람직할 것이다. 또한, 상기 로터조립체(110)는 풍향을 조정하기 위해 상기 프레임(100)에 회전 가능하게 고정되고 상기 로터조립체(110)의 회전 각도를 제어하기 위해 상기 프레임(100)과 연결되는 부분에는 로터조립체 각도조절 전동기(114)가 더 구성에 포함될 수 있다. 또한, 상기 프레임(100)의 하단부에는 다리(170)가 형성되어 본 발명이 지면에 착지했을 때 상기 프레임(100)이 수평을 유지하는 지지대 역할을 하게 된다.

상기 로터전동기(112)와 상기 로터조립체 각도조절 전동기(114)의 구동을 제어하는 상기 제어기(140)는 상기 거리측정센서(130)의 측정 값을 입력으로 받으며, 또한 사용자가 들고 사용할 수 있는 컨트롤러(200)의 신호를 추가적으로 입력 받을 수 있다.

또한, 상기 제어기(140)에 전원을 공급하기 위해 전원부(150)가 구비되는데, 상기 전원부(150)는 유선으로 외부 전원으로 연결되는 형태를 취할 수 있지만, 본 발명의 더 넓은 활동 범위를 위해 충전식 배터리 또는 무선 전원 공급장치로 구성되는 것이 바람직할 것이다.

상기 프레임(100)에는 본 발명을 비행할 수 있게 해 주는 상기 추진기(120)가 고정되는데, 도면에 도시된 실시예와 같은 형태에서는 복수개로 프레임(100)에 고정되는 것이 바람직할 것이다. 상기 추진기(120)는 비행을 위해 지면으로 추진력을 방출하는 로터장치, 터빈, 자기부상장치 등이 될 수 있다. 또한, 상기 추진기(120)는 상기 프레임(100)에 회전 가능하게 고정되고 상기 프레임(100)이나 상기 추진기(120)에 상기 제어기(140)로 제어되는 추진기 각도조절 전동기(122)가 더 설치되어 상기 추진기(120)의 추진 각도를 변환하여 본 발명이 비행할 때 자세를 제어함과 동시에 이동을 할 수 있게 된다.

그리고 상기 프레임(100)에는 지면과 대상물과의 거리와 고도를 감지할 수 있는 상기 거리측정센서(130)가 설치되는데, 상기 거리측정센서(130)는 주위의 대상물을 감지하는 대상물감지센서(132)와 지면과의 거리를 확인하는 고도센서(134)로 구성될 수 있다. 상기 대상물감지센서(132)는 초음파센서, 광센서, 레이더 또는 카메라가 될 수 있는데, 초음파센서나 광센서가 사용되는 경우에는 상기 프레임(100)의 둘레에 복수개가 설치되어 사방을 모두 감지할 수 있게 하는 것이 바람직하다. 또한 상기 고도센서(134)는 본 발명의 비행 가능 높이가 높게 설계될 경우, 압력센서나 GPS수신모듈을 이용할 수 있겠지만 단지 실내에서 사용하려는 목적으로 설계된다면 초음파센서나 광센서를 지면 방향으로 설치하여 이용할 수 있을 것이다.

이처럼 상기 대상물감지센서(132)와 상기 고도센서(134)는 수신된 신호를 전기적으로 연결된 상기 제어기(140)에 전달하여 상기 제어기(140)가 본 발명의 자세를 제어하고 이동하는데 매우 중요한 역할을 가진다. 또한, 본 발명에는 상기 프레임(100)의 자세를 감지하여 이 정보를 상기 제어기(140)로 전달하는 자세센서(136)를 더 구비하여 더욱 안정적인 기기의 운용이 가능할 것이다.

그에 더해 상기 프레임(100)이나 상기 로터조립체(110), 또는 상기 추진기(120) 중 적어도 하나의 외주면에는 본 발명의 설정 상태를 나타내거나 본 발명의 상태 이상 시 경고를 발하는 상태표시기(180)가 설치될 수 있다. 상기 상태표시기(180)는 본 발명의 운용 중 설정 상태를 나타내는 디스플레이 이거나, 구성에 오작동이 있거나 작동이 바람직하지 않은 환경에 있을 때 경고를 발하는 경고등, 또는 스피커가 될 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 상태에서 풍선이 팽창한 것을 설명하기 위한 참조도이다.

도시된 바와 같이, 상기 제어기(140)의 신호로 작동되는 컴프레셔(164)는 상기 프레임(100)에 고정된 탱크(162) 안의 기체를 가스 이동로(166)를 통해 상기 프레임(100)에 고정된 풍선(160)으로 이동시켜 상기 풍선(160)을 팽창시킨다. 상기 기체는 공기보다 비중이 작은 것으로 헬륨과 같은 기체가 사용될 수 있을 것이다. 상기 기체가 상기 풍선(160)으로 주입되면 상기 스마트 선풍기(10)는 전체 부피대비 비중이 더 작아지기 때문에 상기 풍선(160)에 상기 기체가 주입되지 않았을 때 보다 상대적으로 더 적은 에너지로 비행할 수 있게 되고, 상기 풍선(160)에 있던 상기 기체가 빠지면 상기 스마트 선풍기(10)의 작아진 부피 및 부피대비 늘어난 비중으로 착륙이 용이하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 스마트 선풍기(10)의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 의한 스마트 선풍기(10)를 사용하기 위해서는 장애물이 많지 않은 평평한 지면에 본 발명을 배치한다. 그리고 컨트롤러(200)를 사용하여 본 발명에 구동명령을 내리면 제어기(140)는 거리측정센서(130)로 받아지는 대상물과 지면과의 거리 값을 입력받기 시작하고, 추진기(120)를 구동시켜 상기 스마트 선풍기(10)를 이륙시킨다. 이 때, 상기 거리측정센서(130)가 장애물이나 바닥면 외의 타측 지면이 너무 가까운 것을 감지하면 상기 제어기(140)는 상기 추진기(120)를 구동하지 않고 상태표시기(180)를 통해 이륙하기에 적합하지 않은 환경임을 알리게 된다.

또한, 상기 컨트롤러(200)로 풍선(160)을 작동시키면 상기 제어기(140)는 컴프레셔(164)를 구동시켜 탱크(162)에 있던 기체를 가스 이동로(166)을 통해 상기 풍선(160)으로 이동하게 하여 상기 풍선(160)은 상기 기체가 채워져 팽창하게 된다.

이제, 이륙한 본 발명에 바람을 뿜어내야 하는 대상을 상기 컨트롤러(200)를 사용하여 지정하면 상기 제어기(140)는 로터전동기(112)를 구동시키고, 상기 로터전동기(112)의 동력으로 로터조립체(110)는 바람을 발생시킨다. 이 때, 상기 로터조립체(110)에서 발생한 바람에 의해 본 발명이 이동하는 것을 막기 위해 상기 제어기(140)는 추진기 각도조절 전동기(122)를 제어하여 상기 추진기(120)에서 발생하는 추진 방향을 조정한다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 대상이 이동하게 되면 이를 상기 거리측정센서(130)가 감지하게 되고, 이 정보를 전달받은 상기 제어기(140)는 상기 추진기(120)와 상기 추진기 각도조절 전동기(122)를 제어하여 상기 대상이 이동하는 방향을 따라 상기 스마트 선풍기(10)도 장애물을 회피하며 이동하게 한다. 이 때, 상기 거리측정센서(130)가 상기 대상을 놓치거나, 회피할 수 없는 장애물 가운데 있어서 상기 대상을 따라 이동할 수 없을 경우, 상기 스마트 선풍기(10)는 상기 상태표시기(180)로 위 상황을 알리기 시작하고, 사용자가 이에 대한 추가적인 조작을 하지 않은 상태로 일정 시간이 지나게 되면 상기 제어기(140)는 상기 로터전동기(112)의 구동을 정지시키고 착륙에 적합한 지면을 찾아 착륙하는 동작을 수행한다.

도 6은 본 발명에 의한 스마트 선풍기의 풍량 조절 기능을 설명하기 위한 사용상태도이다.

도시된 바와 같이, 상기 스마트 선풍기(10)가 비행하며 상기 대상을 향하여 바람을 뿜어내고 있는 동안 사용자가 상기 컨트롤러(200)를 이용하여 풍량을 변경할 경우, 풍량을 약하게 설정하면 상기 스마트 선풍기(10)가 상기 대상에서 더 멀어지게 되고, 풍량을 강하게 성정하면 상기 스마트 선풍기(10)가 상기 대상에 더 가깝게 이동하게 된다. 이러한 동작을 위해 상기 제어기(140)는 상기 컨트롤러(200)로 상기 풍량 값을 입력받으면 상기 거리측정센서(130)로 감지되는 상기 대상과의 거리정보에 근거하여 상기 추진기(120) 또는 상기 추진기 각도조절 전동기(122)를 제어하여 상기 스마트 선풍기(10)와 상기 대상의 거리를 조절하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

10 : 스마트 선풍기 100 : 프레임
110 : 로터조립체 112 : 로터전동기
114 : 로터조립체 각도조절 전동기 116 : 프로펠러
117 : 지지대 118 : 가로바
120 : 추진기 122 : 추진기 각도조절 전동기
130 : 거리측정센서 132 : 대상물감지센서
134 : 고도센서 136 : 자세센서
140 : 제어기 150 : 전원부
160 : 풍선 162 : 탱크
164 : 컴프레셔 166 : 가스 이동로
170 : 다리 180 : 상태표시기
200 : 컨트롤러

Claims (6)

1. 링 형태로 이루어진 지지대와, 상기 지지대 내부에 위치하는 프로펠러로 이루어진 로터조립체와;
   상기 지지대를 가로질러 설치된 가로바에 지지되어 상기 지지대의 중앙부에 위치하도록 설치되고, 샤프트 결합에 의해 상기 프로펠러와 결합되어 상기 프로펠러에 회전력을 제공하는 로터전동기와;
   상기 로터조립체의 지지대가 상하 회전 가능하게 결합되는 프레임과;
   상기 프레임의 외측에 상하 회전 가능하게 결합되어 상기 프레임을 공중에 떠오르게 하는 추진기와;
   상기 추진기 또는 상기 프레임 측에 안착되어 제어기의 신호에 의해 상기 추진기의 회전 각도를 조절하는 추진기 각도조절 전동기와;
   상기 프레임에 설치되어 고도를 측정하고, 주위 대상물을 감지하는 거리측정센서와;
   상기 거리측정센서의 값을 입력받고, 그 값을 반영하여 상기 로터전동기와 상기 추진기를 제어하는 제어기와;
   상기 프레임에 결합되고, 공기보다 작은 비중을 가지는 기체를 내부에 저장하면서 수축 및 팽창에 의하여 상기 추진기의 상승 및 하강과 관련된 추진력을 보조하게 되는 풍선과;
   상기 프레임에 설치되며, 상기 풍선의 기체가 보관되는 탱크와;
   상기 풍선과 상기 탱크의 사이에 연결되어 두 구성 사이에서 상기 기체를 이동하게 하고, 상기 제어기로 제어되는 컴프레셔를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 선풍기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 거리측정센서는
   상기 스마트 선풍기에 인접한 대상물을 감지하는 대상물감지센서; 및
   지면으로부터 상기 스마트 선풍기가 위치한 높이를 감지하는 고도센서로 구성됨을 특징으로 하는 스마트 선풍기.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제어기가 사용자로부터 상기 스마트 선풍기와 상기 스마트 선풍기에 인접한 대상물 사이의 거리를 소정의 거리로 유지하도록 입력을 받으면,
   상기 제어기는 상기 거리측정센서로부터 전달받은 상기 스마트 선풍기에 인접한 대상물과의 거리 정보에 근거하여 상기 추진기를 제어하여 상기 스마트 선풍기와 상기 스마트 선풍기에 인접한 대상물 사이의 거리를 상기 소정의 거리로 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 스마트 선풍기.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제어기가 사용자로부터 상기 스마트 선풍기의 풍량을 변경할 것을 입력 받으면,
   상기 제어기는 상기 거리측정센서로부터 전달받은 상기 스마트 선풍기에 인접한 대상물과의 거리정보에 근거하여 상기 추진기를 제어하여 상기 스마트 선풍기와 상기 스마트 선풍기에 인접한 대상물 사이의 거리를 조절하는 것을 특징으로하는 스마트 선풍기.
6. 삭제

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