KR102044300B1 - 드론용 농약정제 배출장치 - Google Patents

Abstract

본 개시내용은 드론의 하부에 설치되어 드론의 비행시에 농약정제를 순차적으로 배출시킴에 따라 바람에 영향없이 농약정제가 원하는 지점에 정확하게 투하될 수 있도록 한 드론용 농약정제 배출장치에 관한 것이다.
본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치는, 드론의 하부면에 체결되는 장착브래킷과, 상기 장착브래킷의 하부면에 결합되고 내부에 농약정제가 투입되는 호퍼와, 상기 호퍼의 하단에 연통되게 결합되고 하부에 배출구가 형성되는 배출챔버와, 상기 배출챔버의 일측에 결합되어 회전구동되는 구동모터와, 상기 배출챔버 내에 회전가능하게 결합되고 상기 구동모터에 의해 회전구동되면서 상기 호퍼로부터 상기 배출챔버 내로 유입되는 농약정제를 순차적으로 이동시켜 상기 배출구로 배출되도록 하는 배출스크류를 포함한다.

Description

드론용 농약정제 배출장치{AGRICULTURAL CHEMICALS TABLET DISCHARGING APPARATUS FOR DRONE}

본 개시내용은 드론의 하부에 설치되어 드론의 비행시에 농약정제를 하부로 순차적으로 배출시키는 드론용 농약정제 배출장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

드론(drone)은 영어로 원래 윙윙거리며 나는 수벌을 뜻하는 단어였으나, 드론은 최근에는 조종사가 탑승하지 않은 상태로 무선전파의 유도에 의해 비행하는 비행기나 헬리콥터 모양의 소형 비행체를 의미하는 용어로 광범위하게 사용되고 있다.

원래 드론은 초창기 공군의 미사일 폭격 연습대상으로 사용되다가 조종사가 탑승하지 않은 상태에서 적의 주요 지역이나 시설물의 정보를 탐지하는 정찰기와 적의 주요 지역이나 시설물을 파괴하는 공격기의 용도로 사용범위가 확장되었다. 최근에는 언론 및 방송계에서 오지, 자연탐사, 전쟁현장, 재난현장 등을 촬영하는 용도로 활용되고 있고, 택배와 같이 무인배달에서 개인취미도구로도 활용되는 등 활용분야이 지속적으로 확장되고 있다.

드론의 또 다른 활용분야로 공중에서 드론을 통해 농약이나 비료를 살포하는 등의 농업분야에도 활용되고 있다.

이러한 드론의 일 예로, 대한민국 실용신안등록 제20-0479365호(2016.01.19. 공고)에는 내부에 배터리가 구비된 본체와, 상기 본체에 설치 고정되고, 상기 본체의 비행이 가능하도록 하는 회전부와, 상기 회전부에 설치 고정되고, 상기 본체를 지지하는 지지부와, 상기 본체 하부에 설치 고정되고, 내부에 농약이 저장된 용기를 갖는 농약 저장부와, 상기 지지부에 설치 고정되고, 상기 농약 저장부에 연결되며, 상기 농약 저장부로부터 농약을 공급받아 농약이 분사되도록 하는 분사노즐을 포함하는 농약 용기가 구비된 드론이 개시되어 있다.

또한 대한민국 특허공개 제10-2017-0116531호(2017.10.19. 공개)에는 농약이 수용되는 저장탱크와, 상기 저장탱크에 저장된 농약을 살포하는 분사기를 갖는 농약살포부를 탑재할 수 있게 형성된 본체와, 상기 본체의 중앙에 설치되어 상기 본체를 수직상으로 상승하는 상승력을 회전에 의해 생성하는 센터 프로펠러와, 상기 본체의 비행을 조정할 수 있도록 상기 본체의 중앙에 설치된 상기 센터프로펠러를 기준으로 원주방향을 따라 상호 이격된 위치에서 회전가능하게 상기 본체에 설치된 복수개의 주변 프로펠러와, 상기 본체에 탑재되며 연료통에 수용된 연료에 의해 상기 센터 프로펠러를 회전시키는 회전동력을 생성하는 엔진부와, 상기 주변 프로펠러 각각을 회전구동하는 구동모터의 구동을 제어하는 주변 프로펠러 구동부와, 원격 조정기로부터 수신된 무선 제어신호에 따라 상기 엔진부, 상기 주변 프로펠러 구동부 및 상기 농약살포부의 구동을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 농약살포용 하이브리드 드론이 개시된다.

뿐만 아니라 대한민국 특허공개 제10-2017-0099337호(2017.08.31. 공개)에는 농약 살포용 드론에 있어서, 상기 드론에 설치되는 농약 공급통과, 상기 농약 공급통에 연결 설치되어 농약을 살포하는 농약 분사부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 농약 살포용 드론이 개시되어 있다.

그러나 종래의 농약 살포용 드론의 경우에는 액상의 농약을 약액입자 형태로 광범위하게 분사 및 살포하는 구조로 이루어짐에 따라, 바람이 많이 부는 날에는 약액입자가 바람이 날려 사용이 불가능하고 원하는 영역에 정확하게 약액입자가 투하되기 매우 어려울 뿐만 아니라 오히려 주변 작물과 토양을 오염시킬 수 있는 문제점이 있었다.

특허문헌 1 : 대한민국 실용신안등록 제20-0479365호(2016.01.19. 공고) 특허문헌 2 : 대한민국 특허공개 제10-2017-0116531호(2017.10.19. 공개) 특허문헌 3 : 대한민국 특허공개 제10-2017-0099337호(2017.08.31. 공개)

드론의 하부에 설치되어 드론의 비행시에 농약정제를 순차적으로 배출시킴에 따라 바람에 영향없이 농약정제가 원하는 지점에 정확하게 투하될 수 있도록 한 드론용 농약정제 배출장치를 제공함에 있다.

또한 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치는, 드론의 하부면에 체결되는 장착브래킷과, 상기 장착브래킷의 하부면에 결합되고 내부에 농약정제가 투입되는 호퍼와, 상기 호퍼의 하단에 연통되게 결합되고 하부에 배출구가 형성되는 배출챔버와, 상기 배출챔버의 일측에 결합되어 회전구동되는 구동모터와, 상기 배출챔버 내에 회전가능하게 결합되고 상기 구동모터에 의해 회전구동되면서 상기 호퍼로부터 상기 배출챔버 내로 유입되는 농약정제를 순차적으로 이동시켜 상기 배출구로 배출되도록 하는 배출스크류를 포함한다.

본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 배출챔버의 배출구 측에 결합되어 상기 배출구로부터 배출되는 농약정제의 배출각도를 조절하는 배출가이드를 더 포함한다.

본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 배출가이드는 배출각도가 다단으로 조절가능하게 형성된다.

본 개시내용의 실시예에 의하면, 드론의 하부에 설치되어 드론의 비행시에 호퍼로부터 낙하되는 농약정제를 배출스크류의 회전구동을 통해 배출챔버 내에서 이동시켜 배출구로 순차적으로 배출시킴에 따라 바람에 영향없이 농약정제가 원하는 지점에 정확하게 투하될 수 있는 장점이 있다.

또한 본 개시내용의 실시예에 의하면, 드론의 비행속도나 바람의 영향을 고려하여 배출가이드의 배출각도를 조절함으로써 농약정제가 더욱 정확한 지점에 투하될 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치의 사용상태도.
도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치의 사시도.
도 3은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치의 단면도.
도 4는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치의 농약정제 배출작동 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치의 사용상태도이다.

본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치(1)는 도 1에 도시되는 바와 같이, 드론(3)의 하부에 설치되어 드론(3)의 비행시에 농약정제를 하부로 순차적으로 배출시킴에 따라 논과 같은 경작지에 농약정제가 일정간격마다 투하될 수 있도록 한다.

본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치(1)는 체결부재에 의해 드론(3)의 하부에 착탈가능하게 설치되며, 본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치(1)의 설치공간이 형성되도록 드론(3)의 양측에는 일정길이의 지지다리(3a)가 구비되는 것이 바람직하다.

도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치의 사시도를 도시하고, 도 3은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치의 단면도를 도시한다.

본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치(1)는 도 2 및 도 3에 도시되는 바와 같이, 드론(3)의 하부면에 체결되는 장착브래킷(10)과, 장착브래킷(10)의 하부면에 결합되고 내부에 농약정제(5)가 투입되는 호퍼(20)와, 호퍼(20)의 하단에 연통되게 결합되고 하부에 배출구(33)(가 형성되는 배출챔버(30)와, 배출챔버(30)의 일측에 결합되어 회전구동되는 구동모터(40)와, 배출챔버(30) 내에 회전가능하게 결합되고 구동모터(40)에 의해 회전구동되면서 호퍼(20)로부터 배출챔버(30) 내로 유입되는 농약정제(5)를 순차적으로 이동시켜 배출구(33)로 배출되도록 하는 배출스크류(50)를 포함한다.

여기서, 장착브래킷(10)은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치(1)가 드론(3)의 하부면에 체결될 수 있도록 하는 일종의 지지판에 해당하는 것으로, 전체적으로 양측 가장자리가 하부로 만곡되는 길쭉한 직사각형 형상의 플레이트로 형성된다.

장착브래킷(10)의 하부에는 호퍼(20)의 착탈가능한 결합을 위한 슬라이드결합레일(11)이 양측에 구비된다.

또한 장착브래킷(10)은 원 형태의 개방상단이 형성되는 호퍼(20)의 상부에 위치됨에도 불구하고 장착브래킷(10)을 제외한 양측을 통해 호퍼(20) 내로 농약정제(5)를 투입할 수 있도록, 호퍼(20)의 상단 직경보다 더 긴 길이와 호퍼(20)의 상단 직경보다 더 짧은 폭을 가지는 직사각형 플레이트로 형성되는 것이 바람직하다.

전술한 장착브래킷(10)의 하부면에는 호퍼(20)가 결합된다. 호퍼(20)는 내부에 농약정제(5)가 투입되어 저장되는 일종의 수용용기에 해당하는 것으로, 전체적으로 상,하단이 개방형성되되 상측부는 원통형으로 연장되다가 하측부는 하부방향으로 갈수록 좁아지는 형상을 가진다.

또한 장착브래킷(10)에 대한 호퍼(20)의 착탈 가능한 결합을 위해, 호퍼(20)의 상부면에는 장착브래킷(10)의 슬라이드결합레일(11)에 착탈가능하게 결합되는 슬라이딩결합구(21)가 돌출형성된다.

전술한 호퍼(20)의 하단에는 배출챔버(30)가 연통되게 결합된다. 배출챔버(30)는 배출스크류(50)의 회전시에 배출스크류(50)와 함께 농약정제(5)에 대한 나선형의 이동통로를 형성하는 것으로, 전체적으로 장착브래킷(10)의 길이방향과 직교하는 방향으로 연장되되, 사각통 형상의 상측부와 반원통 형상의 하측부가 서로 연통되게 일체로 형성되는 구성을 가진다.

또한 배출챔버(30)의 상단에는 호퍼(20)의 개방하단에 연통되어 호퍼(20)로부터 농약정제(5)가 내부로 유입되는 유입구(31)과 개방형성되고, 배출챔버(30)의 하단에는 배출스크류(50)의 회전에 의해 이동된 농약정제(5)가 하부로 배입되는 배출구(33)가 개방형성된다.

전술한 배출챔버(30)의 일측에는 구동모터(40)가 결합된다. 구동모터(40)는 배출스크류(50)를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 것으로, 스태핑모터를 비롯한 통상의 모터로 구성된다.

구동모터(40)의 축은 공지 구성의 축커플러에 의해 배출스크류(50)의 축과 일체로 결합됨에 따라 구동모터(40)의 회전구동력이 배출스크류(50)로 전달된다.

구동모터(40)는 배출챔버(30)에 별도 설치되는 배터리 및 제어부(미도시)에 의해 회전구동될 수도 있지만, 커넥터에 의해 드론(3)의 제어부(미도시)에 연결되어 드론(3)의 제어부(미도시)의 제어하에 드론(3)에 설치된 배터리로부터 구동전력을 인가받아 회전구동되는 것이 바람직하다.

전술한 배출챔버(30) 내에는 배출스크류(50)가 회전가능하게 결합된다. 배출스크류(50)는 배출챔버(30)와 함께 농약정제(5)에 대한 나선형의 이동통로를 형성함과 동시에 구동모터(40)에 의해 회전구동되면서 호퍼(20)로부터 배출챔버(30) 내로 유입된 농약정제(5)를 순차적으로 이동시켜 배출구(33)로 배출되도록 하는 일종의 회전형 피더의 역할을 한다.

배출스크류(50)의 외주면에는 농약정제(5)의 직경에 대응되는 폭을 가지는 나선그루브(51)가 형성된다. 또한 배출스크류(50)의 축의 양단은 베어링(53)의 지지하에 배출챔버(30) 내에에 회전가능하게 지지되고 그 중 일단은 공지 구성의 축커플러에 의해 구동모터(40)의 축과 고정결합된다.

또한 전술한 배출챔버(30)의 배출구(33) 측에는 배출가이드(60)가 결합되는 것이 바람직하다. 배출가이드(60)는 드론(3)의 비행속도나 바람의 영향을 고려하여 배출구(33)로부터 배출되는 농약정제(5)의 배출각도가 조절될 수 있도록 하는 것으로, 예를 들어 농약정제(5)의 배출각도가 다단으로 조절가능하도록 형성되거나, 또는 어떠한 방향으로 꺽여질 수 있되 농약정제(5) 보다 더 큰 직경을 가지는 주름관 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

도 4는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치의 농약정제 배출작동 단면도이다. 이하 도 4를 포함한 첨부도면을 참조하여 본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치의 사용방법 및 농약정제 배출작동을 설명하면 다음과 같다:

우선 드론(3)의 하부면에 장착브래킷(10)을 체결한 상태에서 호퍼(20) 내에 농약정제(5)를 투입한 후, 호퍼(20)의 슬라이딩결합구(21)를 장착브래킷(10)의 슬라이딩결합레일(11)에 끼워 장착한 다음, 드론(3)의 비행속도나 바람의 영향을 고려하여 배출가이드(60)의 배출각도를 조정한다.

그 다음에 구동모터(40)의 케이블(41: 도 1 참조)을 드론(3)의 제어부(미도시)에 연결한 후 드론(3)을 경작지 상으로 비행시키면서 드론(3)의 원격컨트롤러를 통해 구동모터(30)를 작동시킨다.

구동모터(30)가 작동되면 호퍼(20)의 하단으로부터 배출챔버(30)로 유입되는 농약정제(5)가 배출스크류(50)를 타고 이동되면서 배출구(53)를 통해 배출되고, 최종적으로 배출가이드(60)에 의해 조정된 배출각도로 순차적으로 낙하되면서 경작지 상으로 일정간격마다 투하되고, 경작지 상의 물에 의해 부상과 동시에 용해되면서 농약성분이 경작지 전체로 퍼지게 된다.

이와 같이 본 개시내용의 일 실시예에 따른 드론용 농약정제 배출장치(1)는 드론(3)의 하부에 설치되어 드론(3)의 비행시에 호퍼(20)로부터 낙하되는 농약정제를 배출스크류(50)의 회전구동을 통해 배출챔버(30) 내에서 이동시켜 배출구(51)로 순차적으로 배출시킴에 따라 바람에 영향없이 농약정제(5)가 원하는 지점에 정확하게 투하될 수 있으며, 드론(3)의 비행속도나 바람의 영향을 고려하여 배출가이드(60)의 배출각도를 조절함으로써 농약정제(5)가 더욱 정확한 지점에 투하될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 드론용 농약정제 배출장치
3 : 드론
3a : 지지다리
5 : 농약정제
10 : 장착브래킷
11 : 슬라이드결합레일
20 : 호퍼
21 : 슬라이딩결합구
30 : 배출챔버
31 : 유입구
33 : 배출구
40 : 구동모터
41 : 케이블
50 : 배출스크류
51 : 나선그루브
53 : 베어링
60 : 배출가이드

Claims (6)

1. 드론의 하부면에 체결되는 장착브래킷;
   상기 장착브래킷의 하부면에 결합되고 내부에 농약정제가 투입되는 호퍼;
   상기 호퍼의 하단에 연통되게 결합되고 하부에 배출구가 형성되는 배출챔버;
   상기 배출챔버의 일측에 결합되어 회전구동되는 구동모터; 및
   상기 배출챔버 내에 회전가능하게 결합되고 상기 구동모터에 의해 회전구동되면서 상기 호퍼로부터 상기 배출챔버 내로 유입되는 농약정제를 순차적으로 이동시켜 상기 배출구로 배출되도록 하는 배출스크류를 포함하며,
   상기 장착브래킷의 하부에는 슬라이드결합레일이 구비되고, 상기 호퍼의 상부면에는 상기 슬라이드결합레일에 착탈가능하게 결합되는 슬라이딩결합구가 돌출형성되는 드론용 농약정제 배출장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 장착브래킷은 상기 호퍼의 상단 직경보다 더 긴 길이와 상기 호퍼의 상단 직경보다 더 짧은 폭을 가지는 직사각형 플레이트로 형성되는 것을 특징으로 하는 드론용 농약정제 배출장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동모터는 상기 드론의 제어부에 연결되어 회전구동되는 것을 특징으로 하는 드론용 농약정제 배출장치.
5. 청구항 1, 청구항 3 및 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 배출챔버의 배출구 측에 결합되어 상기 배출구로부터 배출되는 농약정제의 배출각도를 조절하는 배출가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론용 농약정제 배출장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 배출가이드는 배출각도가 조절가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 드론용 농약정제 배출장치.

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