KR102096903B1 - 벌집 제거용 드론 - Google Patents

벌집 제거용 드론 Download PDF

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KR102096903B1
KR102096903B1 KR1020180153288A KR20180153288A KR102096903B1 KR 102096903 B1 KR102096903 B1 KR 102096903B1 KR 1020180153288 A KR1020180153288 A KR 1020180153288A KR 20180153288 A KR20180153288 A KR 20180153288A KR 102096903 B1 KR102096903 B1 KR 102096903B1
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drone
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KR1020180153288A
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박병기
점창우
이찬우
이상용
서민영
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순천향대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 벌집 제거용 드론에 관한 것으로, 본체와, 상기 본체에 형성되어 동력을 발생하는 구동부와, 상기 구동부의 동력을 전달받아 회전되는 프로펠러를 포함하는 드론에 있어서, 상기 본체로부터 신축작동되어 길이가 조절되는 붐대와, 상기 붐대의 선단부에 형성되며, 고속 회전되어 대상물을 절단하는 커터부; 상기 붐대의 선단부에 형성되며, 약제를 분사하는 분사부;를 포함하여 구성된다.
이에 따르면, 원격조종으로 비행이 가능한 드론을 이용하여 고소의 벌집을 제거하도록 함으로써 작업자의 안전을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

벌집 제거용 드론{Honeycomb Removal Drones}
본 발명은 벌집 제거용 드론에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인 조종이 가능하여 원거리에서 벌집을 용이하게 제거할 수 있도록 한 벌집 제거용 드론에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 벌은 양봉을 하거나 식물에 있어서 상당히 유익한 곤충이지만, 인체가 벌에 쏘인경우 그 독성에 의해 상당한 의료사고를 야기시키게 된다.
특히 벌의 종류 중 말벌은 인명과 직결된 사고를 발생시키기도 하며, 인근의 꿀벌을 살육하는 등 양봉업자에게 커다란 경제적 손실을 주게 된다.
이와 같은 벌, 특히 말벌은 상당한 수로 군집생활을 하며 적당한 위치에 벌집을 짓게 된다.
조경이 잘된 도심이나 전원지역 및 산과 인접한 가택의 구석진 장소 및 그 인근의 나무 등에 벌집을 짓고 생활하게 된다.
주거지역의 근처에 벌이 출몰하게 되는 경우, 주거민은 벌에 의한 의료사고 등에 대한 불안감을 호소하게 되고, 119 구조대 및 벌 전문인에게 의뢰하여 벌집을 제거하게 된다.
벌집을 제거하기 전에 작업자는 방호복을 입고 벌집에 접근하여야 하며, 벌집 주변에 벌이 공격할 경우에는 살충제 스프레이를 분사하여 공격을 차단하거나 벌떼가 너무 많아지면 철수하여야 한다.
따라서 인력에 의한 벌집 제거는 벌에 쏘일 위험성이 있고, 고소(高所)에 위치된 벌집을 제거하기 위해 사다리를 동원해야 하므로 낙상의 위험도 상존하게 된다.
이에 사람이 안전한 장소에서 원격으로 무인유닛을 조종하여 벌집을 제거하기 위한 수단이 연구되고 있다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0479365호
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해, 원격조종으로 비행이 가능한 드론을 이용하여 고소의 벌집을 제거하도록 함으로써 작업자의 안전성을 도모할 수 있는 벌집 제거용 드론을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 본체와, 상기 본체에 형성되어 동력을 발생하는 구동부와, 상기 구동부의 동력을 전달받아 회전되는 프로펠러를 포함하는 드론에 있어서, 상기 본체로부터 신축작동되어 길이가 조절되는 붐대와, 상기 붐대의 선단부에 형성되며, 고속 회전되어 대상물을 절단하는 커터부; 상기 붐대의 선단부에 형성되며, 약제를 분사하는 분사부;를 포함하는 벌집 제거용 드론에 의해 달성될 수 있다.
상기 커터부는 바디와, 바디에 형성된 모터와, 상기 모터의 축에 연결된 커팅날 및 상기 바디의 각도를 조절할 수 있는 각도조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 각도조절부는 바디의 일측에 수직하게 형성되는 제1기어와, 상기 제1기어에 대해 수평하게 형성되는 제2기어; 상기 제1기어에 치차 결합되는 제1주동기어와, 제1주동기어를 구동시키는 제1액츄에이터; 상기 제2기어에 치차 결합되는 제2주동기어와, 제2주동기어를 구동시키는 제2액츄에이터; 상기 제1액츄에이터 또는 제2액츄에이터의 구동값을 제어하여 제1주동기어를 회전시켜 상하 각도를 조절하고, 제2주동기어를 회전시켜 좌우 각도를 조절하도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 분사부는 본체에 수용되는 액체질소탱크; 상기 액체질소탱크에 연결되며 붐대에 형성되는 송출관; 상기 송출관의 단부에 형성되는 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 노즐의 각도를 조절하는 분사각 조절부가 포함되고, 상기 분사각 조절부는 노즐의 일측에 수직하게 형성되는 제3기어와, 상기 제3기어에 대해 수평하게 형성되는 제4기어; 상기 제3기어에 치차 결합되는 제3주동기어와, 제3주동기어를 구동시키는 제3액츄에이터; 상기 제4기어에 치차 결합되는 제4주동기어와, 제4주동기어를 구동시키는 제4액츄에이터; 상기 제3액츄에이터 또는 제4액츄에이터의 구동값을 제어하여 제3주동기어를 회전시켜 상하 각도를 조절하고, 제4주동기어를 회전시켜 좌우 각도를 조절하도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 원격조종으로 비행이 가능한 드론을 이용하여 고소(高所)의 벌집을 제거하도록 함으로써 작업자의 안전을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론에 개시된 '붐대'의 길이조절 작동을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론에 개시된 '각도조절부'를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론에 개시된 '분사각 조절부'를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론을 이용한 벌집 제거예를 나타낸 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다. 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다. 또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로서, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 벌집 제거용 드론은 지붕의 처마, 옥상, 나무 위 등의 고소(高所)에 접근하기 위해 사용된다.
사람이 살고 있는 가옥에 벌집이 생길 경우 벌에 쏘일 위험성이 높아 대개 119 소방대에 신고하여 이를 제거해주게 된다.
그러나 벌 중에서 말벌은 매우 공격성이 강하고 생명에 지장을 줄 정도의 위험성을 지닌 독을 갖고 있어 항상 보호장비를 갖추고 작업을 해야 한다.
대개 말벌이 지어놓은 벌집을 제거하기 위해 소방대원이 사다리를 올라가서 접근할 경우 목 주변이나 발목, 손목 등은 외부에 노출될 수 있는 부위이며 이 부위를 벌에 공격 받으면 위험한 상황이 발생되는 점을 감안하여 무인 드론을 적용하려는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시태양에 따른 벌집 제거용 드론(A)은, 본체(2)와, 상기 본체(2)에 형성되어 동력을 발생하는 구동부(미도시)와, 상기 구동부의 동력을 전달받아 회전되는 프로펠러(3)를 포함하고, 상기 본체(2)로부터 신축작동되어 길이가 조절되는 붐대(100)와, 붐대(100)의 선단부에 형성되며, 고속 회전되어 대상물을 절단하는 커터부(200); 붐대(100)의 선단부에 형성되며, 약제를 분사하는 분사부(300);를 포함하여 구성된다.
드론(A)은 무선 조종에 의해 목적지를 향해 자유롭게 비행할 수 있으며 구동부는 모터를 사용하게 되고, 프로펠러(3)는 수평형으로 형성되어 있어 수직 상승, 수직 하강이 용이하고, 프로펠러(3)는 본체(2)의 외주연에 다수로 구비되어 비행성능이 정교하게 조작될 수 있다.
드론(A)의 조종은 원거리에서 리모트 콘트롤러(5)를 이용하여 제어하게 되며, 드론(A)에 카메라(22)가 구비되어 있고, 리모트 콘트롤러(5)에는 모니터(52)가 구비되어 있어 육안으로 영상을 관찰하면서 드론 조종이 실행될 수 있다.
또한 리모트 콘트롤러(5)에는 붐대(100)의 길이조절, 커터부(200)의 온오프 및 각도조절, 분사부(300)의 온오프 및 각도조절을 제어하는 조이스틱 및 다수의 버튼이 구비된다.
드론 본체(2)의 일측으로는 붐대(100)가 형성된다. 붐대(100)는 본체의 외부로 돌출되며 프로펠러(3) 보다 더 외측으로 돌출되도록 형성되어 커터부(200)가 절단 대상물에 프로펠러(3)보다 먼저 닿을 수 있도록 한다.
바람직하게는 붐대(100)는 신축 작용됨으로써 길이가 조절될 수 있도록 형성되고, 붐대(100)의 단부에 커터부(200)가 형성된다.
도 2는 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론에 개시된 '붐대'의 길이조절 작동을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 붐대(100)는 다수의 파이프가 중첩되게 접히거나 펴지는 텔레스코픽 방식으로 이루어지고, 본체(2)에 구비된 모터(22)와, 모터(22)의 회전에 의해 회전되는 워엄기어(23)와, 워엄기어(23)에 맞물려 회전하는 스퍼기어(24)와, 스퍼기어(24)와 같이 회전하면 붐대(100)의 상단부 파이프에 연결된 랙기어(25)를 포함하여 구성된다.
모터(22)가 회전되면 워엄기어(23)와 스퍼기어(24)가 회전되면서 랙기어(25)를 직선운동시키게 되므로 붐대(100)를 구성하는 다중의 파이프가 접히거나 펴짐으로써 길이 조절이 될 수 있다.
랙기어(25)는 원형 릴에 감기거나 풀릴 수 있어 다수의 파이프의 길이 변화에 대응되도록 길이가 조절될 수 있으며 밴딩이 가능한 띠형 철편으로 형성되며, 철편의 이면에 다수의 치형이 형성되어 이루어진다.
커터부(200)는 붐대(100)의 선단부에 형성되며, 고속 회전되어 대상물을 절단할 수 있도록 하는 것으로, 바디(220)와, 바디(220)에 형성된 모터(230)와, 상기 모터(230)의 축에 연결된 커팅날(240) 및 상기 바디(220)의 각도를 조절할 수 있는 각도조절부(600)를 포함한다.
대상물인 벌집은 비교적 경도가 약한 재질이므로 커팅날(240)은 연성의 나일론 줄로 된 것을 적용하더라도 충분히 절단 성능이 발휘될 수 있다.
벌집(T)의 절단 위치를 정밀 제어하기 위해 각도조절부(600)에 의해 커팅날(240)의 위치를 조절함으로써 커팅작업을 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론에 개시된 '각도조절부'를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 각도조절부(600)는, 바디(220)의 일측에 수직하게 형성되는 제1기어(610)와, 상기 제1기어(610)에 대해 수평하게 형성되는 제2기어(620); 상기 제1기어(610)에 치차 결합되는 제1주동기어(630)와, 제1주동기어(630)를 구동시키는 제1액츄에이터(640); 상기 제2기어(620)에 치차 결합되는 제2주동기어(650)와, 제2주동기어(650)를 구동시키는 제2액츄에이터(660); 상기 제1액츄에이터(640) 또는 제2액츄에이터(660)의 구동값을 제어하여 제1주동기어(630)를 회전시켜 상하 각도를 조절하고, 제2주동기어(650)를 회전시켜 좌우 각도를 조절하도록 하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
제1주동기어(630)가 구동되어 제1기어(610)를 회전시키면 바디(220) 및 커팅날(240)은 상,하 방향으로 각도 조절이 가능해질 수 있다.
제2주동기어(650)가 구동되어 제2기어(620)를 회전시키면 바디(220) 및 커팅날(240)은 좌,우 방향으로 각도조절이 가능해질 수 있다.
한편 벌들이 드론(A)을 향해 공격하기 위해 몰려들면 프로펠러(3) 등의 구동계의 고장을 유발할 수 있고, 주변의 사람이나 동물들에게 위협이 되므로 벌이 벌집으로부터 나오기 시작하면 동작을 무력화시키기 위해 분사부로부터 액체질소를 분사한다.
상기 분사부(300)는 본체(2)에 수용되는 액체질소탱크(미도시)와, 상기 액체질소탱크에 연결되며 붐대(100)에 형성되는 송출관(310)과, 상기 송출관(310)의 단부에 형성되는 노즐(320)을 포함하여 구성된다.
분사부(300)의 적절한 분사 방향을 설정할 수 있도록 노즐(320)의 각도를 조절하는 분사각 조절부(700)가 포함된다.
바람직하게는 분사부(300)의 각도 조절은 상하 ±10~20°, 좌우 ±10~20°가 적당하다.
도 4는 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론에 개시된 '분사각 조절부'를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 분사각 조절부(700)는 노즐(320)의 일측에 수직하게 형성되는 제3기어(710)와, 상기 제3기어(710)에 대해 수평하게 형성되는 제4기어(720); 상기 제3기어(710)에 치차 결합되는 제3주동기어(730)와, 제3주동기어(730)를 구동시키는 제3액츄에이터(740); 상기 제4기어(720)에 치차 결합되는 제4주동기어(750)와, 제4주동기어(750)를 구동시키는 제4액츄에이터(760); 상기 제3액츄에이터(740) 또는 제4액츄에이터(760)의 구동값을 제어하여 제3주동기어(730)를 회전시켜 상하 각도를 조절하고, 제4주동기어(750)를 회전시켜 좌우 각도를 조절하도록 하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
제3기어(710), 제3주동기어(730), 제4기어(720), 제4주동기어(750)는 스퍼기어가 적용되며 제3기어(710)는 수직하게 배열되고, 제4기어(720)는 수평하게 배열된다.
전술한 액츄에이터는 스텝모터 또는 유,공압실린더가 적용될 수 있다.
바람직하게는 노즐의 회전 각도는 상하 ±30~50°, 좌우 ±30~50°가 적당하다.
상술한 본 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 5를 참조하면, 벌집(T)과 적당한 안전 거리를 두고, 조종자가 리모트 콘트롤러(5)를 휴대한 후 드론(A)을 비행시켜 벌집(T)에 접근시킨다.
리모트 콘트롤러(5)를 조작하여 붐대(100)의 길이를 신장시킨 후 커터부(200)를 온(on) 시켜서 커팅날(240)이 고속회전되도록 한다.
이후 드론(A)의 카메라(22)에서 전송되는 영상을 모니터(52)로 보면서 커팅날(240)을 벌집(T)의 절단시킬 위치에 접근시킨 후 커팅작업을 실시한다.
만약 벌들이 벌집(T)으로부터 나오려고 하면 분사부(300)의 노즐(320)을 통해 액체질소를 분사시켜 벌들이 기절하도록 하여 안전 조치를 취한다.
따라서 사람이 벌집(T)까지 접근하는 위험을 드론(A)으로 대신할 수 있도록 함으로써 안전을 보호할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타실시 예로 변경할 수 있으므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
2 : 본체 3 : 프로펠러
5 : 리모트 콘트롤러 22 : 모터
23 : 워엄기어 24 : 스퍼기어
25 : 랙기어 52 : 모니터
100 : 붐대 200 : 커터부
220 : 바디 230 : 모터
240 : 커팅날 300 ; 분사부
310 : 송출관 320 : 노즐
600 : 각도조절부 610 : 제1기어
620 : 제2기어 630 : 제1주동기어
640 : 제1액츄에이터 650 : 제2주동기어
660 : 제2액츄에이터 700 : 분사각 조절부
710 : 제3기어 720 : 제4기어
730 : 제3주동기어 740 : 제3액츄에이터
750 : 제4주동기어 760 : 제4액츄에이터

Claims (5)

  1. 본체; 상기 본체에 형성되어 동력을 발생하는 구동부; 상기 구동부의 동력을 전달받아 회전되는 프로펠러; 상기 본체로부터 신축작동되어 길이가 조절되는 붐대; 상기 붐대의 선단부에 형성되며, 고속 회전되어 대상물을 절단하는 커터부; 및 상기 붐대의 선단부에 형성되며, 약제를 분사하는 분사부;를 포함하는 벌집 제거용 드론에 있어서,
    상기 커터부는, 바디; 바디에 형성된 모터; 상기 모터의 축에 연결된 커팅날; 및 상기 바디의 각도를 조절할 수 있는 각도조절부;를 포함하며,
    상기 각도조절부는,
    바디의 일측에 수직하게 형성되는 제1기어와, 상기 제1기어에 대해 수평하게 형성되는 제2기어;
    상기 제1기어에 치차 결합되는 제1주동기어와, 제1주동기어를 구동시키는 제1액츄에이터;
    상기 제2기어에 치차 결합되는 제2주동기어와, 제2주동기어를 구동시키는 제2액츄에이터; 및
    상기 제1액츄에이터 또는 제2액츄에이터의 구동값을 제어하여 제1주동기어를 회전시켜 상하 각도를 조절하고, 제2주동기어를 회전시켜 좌우 각도를 조절하도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌집 제거용 드론.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 분사부는,
    본체에 수용되는 액체질소탱크;
    상기 액체질소탱크에 연결되며 붐대에 형성되는 송출관; 및
    상기 송출관에 형성되는 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 벌집 제거용 드론.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 노즐의 각도를 조절하는 분사각 조절부를 더 포함하고,
    상기 분사각 조절부는,
    노즐의 일측에 수직하게 형성되는 제3기어와, 상기 제3기어에 대해 수평하게 형성되는 제4기어;
    상기 제3기어에 치차 결합되는 제3주동기어와, 제3주동기어를 구동시키는 제3액츄에이터;
    상기 제4기어에 치차 결합되는 제4주동기어와, 제4주동기어를 구동시키는 제4액츄에이터; 및
    상기 제3액츄에이터 또는 제4액츄에이터의 구동값을 제어하여 제3주동기어를 회전시켜 상하 각도를 조절하고, 제4주동기어를 회전시켜 좌우 각도를 조절하도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌집 제거용 드론.
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