KR102097910B1 - 드론에 장착되는 방역장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부에서 공급된 전원으로 회전하는 프로펠러로 구성한 추진수단을 이용하여 비행하는 드론에 장착되어 방역작업을 수행하는 드론에 장착된 방역장치에 있어서, 상기 드론을 구성하는 본체의 다리부재에 고정 설치되는 하우징, 상기 하우징의 전, 후면을 수평으로 관통한 상태로 설치되며 약제탱크 및 연료탱크에 저장된 약제와 연료를 공급받은 상태에서 약제를 태워 기화시킨 약제연막을 분출하는 연소관. 상기 하우징의 전방으로 노출되며 상기 추진수단인 프로펠러의 아래에 일정거리 떨어진 상태로 위치하는 상기 연소관의 선단, 상기 연소관의 선단에 결합되며 "￢"형태로 양단은 개방된 상태로 내부에는 유로가 형성되되, 끝단은 상기 연소관의 선단에 결합 구성하고 그 선단은 하향으로 직각되게 밴딩 구성하여 상기 연소관에서 분출되는 약제연막을 상기 연소관의 아랫 방향으로 분출시키는 엘보관을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 드론에 장착된 방역장치를 제공한다.

Description

드론에 장착되는 방역장치{Disinfection apparatus mounted on the DRONE}

본 발명은 드론에 장착되는 방역장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 드론에 방역장치를 설치하되, 연소관의 선단이 드론의 회전날개 아래에 위치하도록 하여 드론을 비행시키기 위한 프로펠러의 고속 회전 과정에서 발생한 출력(추진력)을 이용하여 약제연기를 지상으로 효과적으로 확산시킨 상태로 분사시킬 수 있도록 한 드론에 장착되는 방역장치에 관한 것이다.

환경문제가 심각한 사회문제로 대두되고 있는 요즈음 예전에는 자취를 감추었던 각종 전염병도 빈번히 발생하고 있다. 이에 따라 가로수 농약 살포, 쓰레기 매립장 소독, 구제역 및 콜레라 예방을 위한 축사 내외부 방역, 소독등이 중요시 되고 있으며, 이러한 방역작업에 사용되는 장비가 방역장치이다.

이러한 방역작업에 사용되는 방역장치로는 약제의 분사방식에 따라 연막, 연무장치와 분무장치로 나뉘어진다.

상기 연막, 연무장치(이하에서는 방역장치라 칭함)는 약제를 태워 연기를 발생시키거나 혹은 약제를 포그(Fog)형태 즉, 물안개형태로 뿜어주는 장치로서 통상 벼, 밀등의 병해충 구제(연무기능시)나 축사 및 해충 서식지 소독용(연막 기능시)에 주로 사용되는 장치이다.

그리고 상기 분무장치는 약재를 포그형태보다 큰 입자로 직접 분사하는 방식으로서, 이러한 분무장치는 구제역이나 규모가 큰 가축사육장의 소독시에 사용되는 장치이다.

종래 방역장치의 일반적인 구조는 약제탱크, 엔진, 펌프 및 분무관으로 크게 구성하여, 사용시 엔진의 동력으로 펌프가 구동하여 약제탱크에 저장되어 있는 약제를 펌핑한 후, 분무관을 통해 연기형태로 분무시키게 된다.

한편, 상기한 구성의 방역장치는 이동의 편리함을 위해 통상적으로 차량이나 오토바이 혹은 대차 등에 탑재시켜 사용하게 된다.

상기와 같은 오토바이 탑재용 방역장치와 관련한 대표적인 선행기술로는 대한민국 특허청 등록실용신안공고 등록번호 제 20-0357803 호(명칭 : 다기능 방역장치)(이하, 선행기술이라 칭함)를 예로 들 수 있다.

상기 선행기술은 엔진의 동력으로 제 1약제탱크 내의 약제를 펌핑하는 펌프와, 상기 펌프와 제 1연결호스로 연결되며 제 1스위치부의 동작에 따라 약제의 유입을 제어하는 제어밸브와, 상기 제어밸브의 작동에 따라 유입된 약제를 분무하는 분무노즐로 이루어진 분무장치와, 상기 분무장치의 일측에 설치되며 제 2, 3스위치부의 작동에 따라 제 2약제탱크에서 유입된 약제를 연기나 포그 형태로 분무하는 연막, 연무장치를 포함하여 구성한 것을 기술적 요지로 하고 있다.

그러나 위와 같은 선행기술의 방역장치는 사람이 직접 장치를 들거나 혹은 차량이나 오토바이 등의 이동수단에 실어서 방역작업을 수행하게 되는 데, 이러한 방식은 지상에서 방역이 이루어짐에 따라 보다 넓은 지역을 한 번에 신속하게 방역하기에는 한계가 있다.

한편, 이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 대한민국 특허청 공개특허공보 공개번호 제 10-2017-0099337 호(명칭: 농약 살포용 드론)를 예로 들 수 있다.

상기 선행기술은 농약 살포용 드론에 있어서, 상기 드론에 설치되는 농약 공급통과, 상기 농약 공급통에 연결 설치되어 농약을 살포하는 농약 분사부를 포함하여 구성한 것을 요지로 한다.

그러나 위 선행기술은 드론에 단순히 농약 분사부를 설치하여 방제작업을 진행하면 농약 분사부에서 분사되는 농약의 많은 양이 드론의 표면에 묻게 되는 데, 이는 장시간의 사용시 드론의 각종 전자장비에 치명적인 위험을 유발시켜 드론의 오작동이나 추락 등의 문제점을 유발하게 된다.

문헌 1: 대한민국 특허청 공개특허공보 공개번호 제 10-2017-0099337 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 가스가 아닌, 휘발유를 연료로 하는 방역장치를 드론에 장착하여 약제연막을 보다 폭발적으로 분출시킬 수 있도록 한 드론에 장착되는 방역장치를 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 연소관의 선단이 드론의 프로펠러 아래에 위치하도록 하여 연소관에서 분출된 약제연막은 드론을 비행시키기 위한 프로펠러의 고속 회전 과정에서 발생한 추진력에 의해 드론 아래의 지상으로 효과적으로 확산시킨 상태로 분사시킬 수 있도록 한 드론에 장착되는 방역장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 외부에서 공급된 전원으로 회전하는 프로펠러로 구성한 추진수단을 이용하여 비행하는 드론에 장착되어 방역작업을 수행하는 드론에 장착된 방역장치에 있어서, 상기 드론을 구성하는 본체의 다리부재에 고정 설치되는 하우징, 상기 하우징의 전, 후면을 수평으로 관통한 상태로 설치되며 약제탱크 및 연료탱크에 저장된 약제와 연료를 공급받은 상태에서 약제를 태워 기화시킨 약제연막을 분출하는 연소관. 상기 하우징의 전방으로 노출되며 상기 추진수단인 프로펠러의 아래에 일정거리 떨어진 상태로 위치하는 상기 연소관의 선단, 상기 연소관의 선단에 결합되며 "￢"형태로 양단은 개방된 상태로 내부에는 유로가 형성되되, 끝단은 상기 연소관의 선단에 결합 구성하고 그 선단은 하향으로 직각되게 밴딩 구성하여 상기 연소관에서 분출되는 약제연막을 상기 연소관의 아랫 방향으로 분출시키는 엘보관을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 가스가 아닌, 휘발유를 연료로 하는 방역장치를 드론에 장착하여 약제연막을 보다 폭발적으로 분출시킬 수 있는 효과를 가진다.

또한 분사관의 선단이 드론의 프로펠러 아래에 위치하도록 하여 연소관에서 분출된 약제연막은 드론을 비행시키기 위한 프로펠러의 고속 회전 과정에서 발생한 추진력에 의해 드론 아래의 지상으로 효과적으로 확산시킨 상태로 분사시킬 수 있도록 하여 보다 넓은 지역을 효과적으로 방역할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 드론에 장착된 방역장치의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 방역장치를 발췌하여 입체적으로 도시한 도면.
도 3은 도 1의 측면을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 주요 구성을 발췌하여 도시한 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 드론에 장착된 방역장치의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 방역장치를 발췌하여 입체적으로 도시한 도면이며, 도 3은 도 1의 측면을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 주요 구성을 발췌하여 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이, 드론에 장착된 방역장치는 드론(10)과 방역장치(50)로 나뉘어 구성한다.

상기 드론(10)은 조종사 없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인항공기이다.

상기 드론은 프로펠러의 개수에 따라 바이콥터(2개), 쿼드콥터(4개), 헥사콥터(6개), 옥토콥터(8개) 등으로 구분한다. 프로펠러 개수가 3개인 드론도 있으나 이는 바이콥터와 유사한 방식으로 공중에 뜬다. 드론에 부착되는 프로펠러가 짝수인 것은 뉴턴의 제3법칙인 작용 반작용의 법칙을 활용하기 때문이다. 프로펠러가 4개 달려 있는 쿼트콥터를 기준으로, 마주보는 프로펠러 1쌍은 시계 방향으로 돌고 다른 1쌍은 반시계 방향으로 회전해 작용 반작용의 원리에 의해 일정 고도를 유지하며 떠 있는 호버링(hovering)을 할 수 있게 된다.

앞쪽 프로펠러보다 뒤쪽 프로펠러를 빠른 속도로 회전시키면 드론은 앞으로 나아갈 수 있다. 프로펠러가 느리게 도는 쪽의 양력, 즉 들어 올리는 힘이 작아지고 빠르게 도는 쪽의 양력이 커지면서 드론이 앞쪽으로 기울어지게 되고, 이때 양력이 뒤쪽을 향하면서 전진하게 되는 원리이다. 왼쪽 프로펠러 2개보다 오른쪽 프로펠러 2개를 더 빠른 속도로 회전시키면 오른쪽 양력이 더 커지면서 드론이 왼쪽으로 이동하게 된다. 반대로 왼쪽 프로펠러를 더 빠르게 회전시켜 양력을 오른쪽보다 크게 만들면 오른쪽으로 이동하게 된다.

이러한 드론(10)은 도 1에서와 같이 본체(20)와, 상기 본체(20) 아래에 설치되는 베터리, 상기 베터리를 본체(20)에 연결 지지하는 다리부재(22)를 포함한다.

상기 본체(20)에는 무선조종기에서 발산되는 전파를 수신하도록 안테나 또는 GPS수신기가 설치되며, 더불어 상기 안테나 또는 GPS수신기에서 수신된 조작신호에 따라 구동하며 본체(20)를 부상시키는 추진수단(30) 및 무선조종기와의 교신을 위한 무선통신모듈이 장착된다.

상기 추진수단(30)은 상기 본체(20)의 외곽을 따라 4개가 설치되며 상기 베터리에서 인가된 전원으로 고속 회전하며 드론(10)이 부상한 후, 비행할 수 있도록 추진력을 발생시키게 된다.

상기 추진수단(30)은 상기 본체(20)에 연결 설치되는 프레임(32), 상기 프레임(32)의 선단에 설치되며 상기 베터리와 전기적으로 연결되어 구동하는 모터(34), 상기 모터(34)의 축에 결합되며 상기 모터(34)의 동력으로 고속 회전하는 프로펠러(36)로 구성한다.

상기 방역장치(50)는 상기 드론(10)에 설치되어, 드론(10)의 작동에 따라 공중으로 비행하며 약제연막을 살포하는 수단이다.

즉, 상기 방역장치(50)는 약제탱크(54)에 저장되어 있는 액상의 약제를 연기 형태로 분무시켜 각종 해충을 박멸할 목적으로 제공되는 장치로서, 크게 액상의 약제를 저장하는 약제탱크(54)와, 상기 약제탱크(54)의 일측에 구비되며 연소관(70)으로 공급된 약제를 태워 기화시키기 위한 연료를 저장하는 연료탱크(60), 상기 약제탱크(54) 및 상기 연료탱크(60)에서 약제 및 연료를 공급받은 상태에서 상기 약제를 상기 연료의 화염으로 완전 연소(기화)시키는 연소관(70) 및 상기 연소관(70)으로 공급되는 약제 및 연료의 공급을 제어하는 제어부를 포함하여 구성한다.

상기 약제탱크(54)와 연소관(70)은 약제공급라인으로 연결 구성되고, 상기 약제공급라인에는 솔레노이드밸브가 설치되며, 상기 솔레노이드밸브는 상기 약제공급라인을 통해 상기 약제탱크(54)에 저장되어 있는 약제가 상기 연소관(70)으로 공급될 수 있도록 상기 약제공급라인을 개방 및 폐쇄시키게 된다.

상기 약제탱크(54)에는 공기공급라인의 일단이 연결되고, 상기 공기공급라인의 타단은 에어펌프에 연결 설치된다.

상기 에어펌프(40)는 약제탱크(54)로 고압의 공기를 공급하게 되고, 상기 약제탱크(54)로 공급된 공기압에 의해 상기 약제탱크(54)에 저장되어 있는 약제는 연소관(70)으로 공급되어 진다.

한편, 상기한 약제탱크(54), 연료탱크(60), 연소관(70) 등의 구성요소들은 직육면체 형태로 상단은 개방시켜 구성한 하우징(52)에 설치되도록 한다.

상기 하우징(52)은 언급한 바와 같이, 방역장치의 각종 구성품을 지지한 상태로 드론(10)의 본체(20) 아래에 설치되어 있는 다리부재(22)에 설치되도록 한다.

상기 연소관(70)은 상기 하우징(52)의 내부 공간(53)에 설치되되, 그 양단은 상기 하우징(52)의 전, 후면을 수평으로 관통한 상태로 설치하여 상기 연소관(70)의 선단이 상기 하우징(52)의 외부로 노출되도록 구성한다.

상기 하우징(52) 외부로 노츨된 상기 연소관(70)의 선단은 전술한 드론(10)의 추진수단(30)인 프로펠러의 아래에 일정거리 떨어진 상태로 위치하게 되며, 이를 통해 연소관(70)에서 분출되는 약제연막은 드론(10)을 비행시킬 목적으로 회전하는 프로펠러(36)의 추진력에 의해 넓게 확산된 상태로 퍼져나가며 방역 작업을 수행하게 된다.

즉, 연소관(70)의 선단(72)으로 분출되는 약제연막을 보다 효과적으로 퍼뜨리기 위해서 드론(10)을 부상시키는 프로펠러(36)의 추진력을 이용하도록 하였으며, 이를 통해 한 번의 방제작업으로도 보다 넓은 지역을 방역할 수 있다.

상기 연소관(70)의 선단에는 엘보관(80)이 더 연결 설치된다. 상기 엘보관(80)은 "￢"형태로 양단은 개방된 상태로 내부에는 유로(86)가 형성되되, 끝단(84)은 상기 연소관(70)의 선단(72)에 결합 구성하고 그 선단(82)은 하향으로 직각되게 밴딩 구성한다.

상기 엘보관(80)은 상기 연소관(70)에서 분출되는 약제연막을 전방이 아니라 연소관(70)의 아랫 방향으로 분출시키도록 유도하는 데, 이를 통해 프로펠러(36)의 추력으로 약제연막이 드론(10)으로 역류하지 않고 지상으로 넓게 확산된 상태로 분출될 수 있도록 유도할 수 있다.

즉, 연소관(70)에서 분출되는 약제연막은 프로펠러(36)의 추력으로 아래로 확산된다 하더라도 일부의 약제연막은 위로 역류하며 드론(10)을 감싸게 되는 데, 이러한 상황이 반복적으로 발생하면 드론(10)의 각종 전자부품이나 추력수단 등에 약제연막이 계속적으로 묻어 합선이나 기타 드론(10)의 오작동을 유발하여 추락사고를 유발하는 등 드론의 수명을 단축시키는 결과를 가져온다.

따라서, 본 발명과 같이 연소관(70)의 선단에 엘보관(80)을 설치하여, 약제연막이 연소관(70)의 전방으로 분출되지 않고 상기 엘보관(80)을 타고 연소관(70)의 아래로 분출되도록 함으로서 드론(10)으로 역류됨 없이 프로펠러(36)의 추진력에 의해 약제연막은 아래로 넓게 퍼진 상태로 확산되며 넓은 지역을 방역할 수 있는 것이다.

10: 드론 20: 본체
22: 다리부재 30: 추진수단
32: 프레임 36: 프로펠러
50: 방역장치 52: 하우징
54: 약제탱크 60: 연료탱크
70: 연소관 80: 엘보관

Claims (1)

1. 외부에서 공급된 전원으로 회전하는 프로펠러로 구성한 추진수단을 이용하여 비행하는 드론(10)에 장착되어 방역작업을 수행하는 드론에 장착된 방역장치에 있어서,
   상기 드론(10)을 구성하는 본체(20)의 다리부재(22)에 고정 설치되는 하우징(52);
   상기 하우징(52)에 설치되며 약제탱크(54) 및 연료탱크(60)에 저장된 약제와 연료를 공급받은 상태에서 약제를 태워 기화시킨 약제연막을 분출하는 연소관(70)을 포함하며;
   상기 연소관(70)은 상기 하우징(52)의 내부 공간(53)에 설치되되, 그 양단은 상기 하우징(52)의 전, 후면을 수평으로 관통한 상태로 설치하여 상기 연소관(70)의 선단(72)이 상기 하우징(52)의 외부로 노출되도록 구성하며;
   상기 하우징(52) 외부로 노츨된 상기 연소관(70)의 선단(72)은 상기 드론(10)에 설치되어 있는 프로펠러(36)의 아래에 수직으로 일정거리 떨어진 상태로 위치하도록 하며;
   상기 연소관(70)의 선단에는 엘보관(80)이 설치되며;
   상기 엘보관(80)은;
   "￢"형태로 양단은 개방된 상태로 내부에는 유로(86)가 형성되되, 끝단(84)은 상기 연소관(70)의 선단(72)에 결합 구성하고 그 선단(82)은 하향으로 직각되게 밴딩 구성하여, 상기 연소관(70)에서 분출되는 약제연막을 상기 연소관(70)의 아랫 방향으로 분출시키도록 유도함을 특징으로 하는 드론에 장착된 방역장치.
   
   
   
   

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