KR102101816B1 - 해상 구조용 무인기 및 이를 이용한 구조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 물에 빠진 조난자를 구조하기 위한 해상 구조용 무인기로서, 구명튜브; 압축기체가 주입된 캡슐; 및 상기 캡슐을 터트려서 상기 구명튜브를 팽창시키는 격발장치;를 포함하는 해상 구조용 무인기이며, 상기 격발장치는, 상기 캡슐에서 소정 간격 이격되고, 상기 구명튜브의 내면에서 상기 캡슐을 향해 돌출된 돌기(35)와 상기 구명튜브의 내면에 상기 캡슐의 일면을 부착시키는 부착기(40)와 상기 구명튜브를 타격하여 상기 돌기가 상기 캡슐의 외피를 침투하도록 하는 타격기(50);를 포함한다.

Description

해상 구조용 무인기 및 이를 이용한 구조방법{UNMANNED AERIAL VEHICLE FOR MARINE RESCUE AND RESCUE METHOD USING THE SAME}

본 발명은 해양 구조용 무인기와 구조방법에 관한 것이며, 구체적으로는 해변가 또는 해양에서 조난 사고가 발생한 경우에 익수자를 조기에 발견하고 익수자에게 구명튜브를 제공하며 익수자와 의사소통을 통해 익수자에게 심리적 안정감을 주면서 동시에 원활한 구조활동을 하도록 하는 기술에 관한 것이며, 특히 본 발명은 조난자에게 효과적으로 구명튜브를 제공할 수 있는 기술에 관한 것이다.

해상 재난현장은 해류나 조류 등의 영향으로 조난선박 또는 조난자 등의 이동확산이 빠르며 광범위한 지역의 상황파악이 필요하게 된다. 그리고, 해상 재난은 기후 조건 등 상황에서 해경 함정 등 구조자가 용이하게 현장에 투입되기 어려운 경우도 발생하며, 열악한 해상기후에서 탐색구조용 유인헬기를 투입할 경우 2차적인 사고 발생가능성도 있어서 무인기 개발이 요구된다.

최근에는, 도 1과 같이, 카메라와 구명튜브를 장착한 드론을 이용하여 조난 지역 감시구역의 영상을 촬영하고 이를 모니터링하여 익수자가 식별되면 장착된 구명튜브를 익수자에게 투척함으로써 골든타임 내에 구조활동이 이루어질 수 있도록 하기 위한 구조시스템이 개시된 바 있다.

그러나, 종래의 드론을 이용한 구조시스템의 경우 다음과 같은 문제가 있었다.

첫째, 영상촬영을 위한 카메라와 구조활동을 위한 부이가 하나의 드론에 장착되기 때문에 고중량화되어 비행시간이 대폭 단축되고 배터리 교체가 빈번해지는 문제로 충분한 시간 동안 활용할 수 없는 문제점이 있었다.

둘째, 종래 기술에서 해양 인명 구조 무인기는 익수자 위에서 구명 튜브를 투하하는 방식인데, 투하 방식의 단점은 투하 중 바람의 영향을 많이 받아 투하의 정확도에 문제가 생기며, 구명 튜브의 하중으로 투하중 익수자가 구명 튜브에 맞을 위험성이 존재한다.

셋째, 종래 기술은 구명 튜브의 무게와 부피가 커기 때문에 바람이 심한 해상에서 바람의 영향을 이기고 드론을 원하는 방향으로 제어하기가 어렵고, 드론 한대가 이송 가능한 구명 튜브의 개수가 매우 제한적인 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로, 드론이 이송하는 구명 튜브의 무게와 부피를 줄여서 바람의 영향을 받지 않고 구명 튜브를 이송하며 또한 조난자에게 구명 튜브를 효과적으로 전달할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은, 물에 빠진 조난자를 구조하기 위한 해상 구조용 무인기로서,

구명튜브; 압축기체가 주입된 캡슐; 및 상기 캡슐을 터트려서 상기 구명튜브를 팽창시키는 격발장치;를 포함하는 해상 구조용 무인기를 제공한다.

상기 격발장치는, 상기 캡슐에서 소정 간격 이격되고, 상기 구명튜브의 내면에서 상기 캡슐을 향해 돌출된 돌기(35)와 상기 구명튜브의 내면에 상기 캡슐의 일면을 부착시키는 부착기(40)와 상기 구명튜브를 타격하여 상기 돌기가 상기 캡슐의 외피를 침투하도록 하는 타격기(50);를 포함한다.

상기 부착기는, 상기 구명튜브의 내면과 상기 캡슐을 부착시키는 접착제이며, 조난자의 영상을 촬영하는 카메라;와 상기 카메라를 무인기에 부착하는 짐벌;과 상기 조난자와 의사소통을 위해 구비되는 마이크와 스피커를 더 포함한다.

상기 격발장치는, 상기 돌기를 상기 캡슐에서 이격되도록 지지하기 위해, 상기 돌기를 감싸는 구명튜브의 일부가 외측으로 연장되어 형성된 이격지지부(33);로 이루어진다.

또한, 본 발명은, 압축기체가 주입된 캡슐이 내장된 구명튜브를 구비한 무인기를 이용하여 조난자를 구조하는 구조방법으로서, 상기 구명튜브 내부에 구비된 상기 캡슐을 터트리는 격발단계; 및 상기 압축기체의 팽창으로 상기 구명튜브가 팽창하는 팽창단계;를 포함하는 해상 구조방법을 제공한다.

상기 격발단계에 앞서서 무인기를 해수면에 착수시키는 착수단계;를 더 포함하고, 상기 착수단계 후, 무인기 프로펠러 회전을 중지시키는 소음제거단계; 및 무인기의 스피커와 마이크를 이용하여 조난자와 의사소통을 하는 통화단계;를 더 포함한다.

본 발명은 상기 구성에 의해서, 해상구조용 드론이 구명 튜브를 이송함에도 바람의 영향을 받지 않고 구명 튜브를 이송하며 또한 조난자에게 구명 튜브를 효과적으로 전달하는 효과가 발생한다.

도 1은 종래 기술에 따른 해상 구난자 구조 모습이며,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 구조용 무인기 평면도 및 측면도의 개념도로서 구명튜브가 펼쳐지기 전 모습이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 구조용 무인기의 평면도의 개념도로서 구명튜브가 펼쳐진 모습이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 구조용 무인기에 구비되는 구명튜브의 모습이며,
도 6은 도 5의 A부분의 측단면도로서 구명튜브가 펼쳐지기 전 상태이며,
도 7은 의 평면도의 개념도로서 구명튜브가 펼쳐진 상태이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 구조용 무인기 평면도 및 측면도의 개념도로서 구명튜브가 펼쳐지기 전 모습이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 구조용 무인기의 평면도의 개념도로서 구명튜브가 펼쳐진 모습이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 구조용 무인기에 구비되는 구명튜브의 모습이며, 도 6은 도 5의 A부분의 측단면도로서 구명튜브가 펼쳐지기 전 상태이며, 도 7은 의 평면도의 개념도로서 구명튜브가 펼쳐진 상태이다.

본 발명은, 물에 빠진 조난자를 구조하기 위한 해상 구조용 무인기(100)로서, 무인기 몸체(110)와 프로펠러(120)와 조난자를 촬영하여 영상 정보를 송신할 수 있는 카메라(130)와 카메라를 몸체에 고정하는 짐벌(135) 등 일반적인 무인기의 구성에 부가하여 무인기의 하단에는 구명튜브(200)를 구비한다. 상기 구명튜브는 무인기에 의해 이동중에는 공기가 완전히 주입되지 않은 상태이다. 즉, 공기가 조금만 주입되어 있어서 부피가 커지 않아 무인기 이동 및 조종 제어에 유용하게 한 것이다. 구명튜브(200)는 도 3에서 보는 바와 같이 무인기 몸체(110)의 하부에 결착되는데, 조난자의 위치에서 분리되어 떨어질 수 있는 구조로 이루어진다. 도 4는 무인기에서 구명튜브가 완전히 펼쳐진 모습을 위에서 본 모습이며, 이때 구명튜브는 무인기에서 분리되어 펼쳐진 상태이다.

본 발명에서는 구명튜브(200)가 무인기에 부착되어 이동중에는 부피가 작은 상태를 유지하다가 조난자에 근접하여 팽창하여 부피가 커지도록 하는 원리로 구명튜브 내부에 압축기체를 수용하는 캡슐(20)을 고려하였다.

상기 구명튜브의 내부에 캡슐이 내장되어 조난위치로 이동되고, 조난위치에 도착한 후에는 상기 캡슐을 터트려 압축기체를 팽창시켜 구명튜브를 팽창시키는 것이다. 이를 위해, 캡슐을 터트려서 상기 구명튜브를 팽창시키는 격발장치를 포함한다.

도 5에서 A로 표시된 부분이 압축기체를 수용하는 캡슐이 위치하는 곳이며, 도 6과 도 7은 이곳의 측단면도이다.

도 6에 도시된 상기 격발장치를 보면, 상기 캡슐에서 소정 간격 이격되고, 상기 구명튜브의 내면에서 상기 캡슐을 향해 돌출된 돌기(35)와 상기 구명튜브의 내면에 상기 캡슐의 일면을 부착시키는 부착기(40)와 상기 구명튜브를 타격하여 상기 돌기가 상기 캡슐의 외피를 침투하도록 하는 타격기(50)를 포함한다. 상기 타격기(50)는 중량이 있는 부재로 별도의 장치(미도시)에 의해 아래 방향으로 충격을 가할 수 있는 구성이다.

상기 부착기는, 상기 구명튜브의 내면과 상기 캡슐을 부착시키는 접착제이며, 접착제로 캡슐을 구명튜브 내주면에 고정할 수 있다. 상기 격발장치에 의해 상기 돌기(35)가 아래방향으로 이동하여 캡슐의 상면을 가격하여 구멍을 뚫게 되면 캡슐 내부의 압축기체가 나와서 구명튜브를 부풀리는 것이다. 캡슐 상면의 재질과 돌기의 구조나 형상 등은 캡슐의 상면을 뚫을 수 있는 적절한 재질과 구조를 선택할 수 있다. 도 7은 격발장치에 의해 돌기(35)가 캡슐(20) 상면을 뚫은 모습의 한 예를 도시하고 있다. 그림에서 명확히 도시되지는 않았으나 상기 캡슐(20)의 하단에는 격발장치의 충격이 있어도 캡슐이 아래로 이동하지 않도록 별도의 지지부재를 구비하도록 할 수 있다. 도 6과 도 7에서 S는 구명튜브(200)의 내부를 의미한다.

도 6을 보면, 상기 돌기(35)를 감싸는 형상으로 구명튜브의 일부가 상측으로 연장되어 형성된 이격지지부(33)를 갖는데, 이격지지부는 적절한 강성을 가지도록 하여 무인기 이동시에는 돌기가 캡슐에서 이격된 상태를 유지하도록 하지만, 격발장치가 격발하여 상기 타격기(50)가 하방으로 충격을 가하는 순간 적절히 수축할 수 있도록 한다. 상기 캡슐 상단에 구멍이 나서 압축기체가 배출되는 순간 상기 캡슐은 구명튜브 내부 접착 부위에서 떨어져 나가게 하여 구명튜브가 팽창하게 할 수도 있다. 또는 캡슐과 구명튜브 접착부의 구조가 상기 돌기를 감싸는 공간과 구명튜브 내부 공간(S)이 서로 연통되도록 통로를 만들어 둠으로써 캡슐의 기체가 나와서 구명튜브를 팽창시키게 할 수도 있을 것이다.

또한, 본 발명은 조난자의 영상을 촬영하는 카메라(130)와 상기 카메라를 무인기에 부착하는 짐벌(135)과 함께, 조난자와 의사소통을 위해 구비되는 마이크와 스피커(150)를 더 포함한다.

또한, 본 발명은, 압축기체가 주입된 캡슐이 내장된 구명튜브를 구비한 무인기를 이용하여 조난자를 구조하는 구조방법으로서, 상기 구명튜브 내부에 구비된 상기 캡슐을 터트리는 격발단계; 및 상기 압축기체의 팽창으로 상기 구명튜브가 팽창하는 팽창단계;를 포함하는 해상 구조방법을 제공한다.

상기 격발단계에 앞서서 무인기를 해수면에 착수시키는 착수단계;를 더 포함하고, 상기 착수단계 후, 무인기 프로펠러 회전을 중지시키는 소음제거단계; 및 무인기의 스피커와 마이크를 이용하여 조난자와 의사소통을 하는 통화단계;를 더 포함한다. 이것은 프로펠러 소음에 의해 의사소통이 불가능한 것을 고려하여 조난자에 인접 지점에서 먼저 무인기를 해수면에 착수시키고 프로펠러를 정지한 상태에서 의사소통을 하기 위함이다.

본 아이디어는 해양 탐색/구조 무인기 시스템이며, 선박에서 운영을 기본으로 한다. 시스템 구성은 무인기 , 구명 튜브, 지상통제장치, 함상착륙장치로 이루어져있다. 무인기 구성은 플랫폼(기체), 통신 장치, 영상촬영 장치(EO/IR), 소형 스피커 및 마이크로 이루어져 있다. 무인기 하단에 구명 튜브를 포함하는 박스를 장착하며, 지상통제장치를 이용하여 무인기, EO/IR, 구명 튜브를 운용한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

1. 물에 빠진 조난자를 구조하기 위한 해상 구조용 무인기로서,
   압축기체가 주입된 캡슐; 상기 캡슐을 내장하는 구명튜브; 및 상기 캡슐을 터트려서 상기 구명튜브를 팽창시키는 격발장치;를 포함하고,
   상기 격발장치는,
   상기 캡슐에서 소정 간격 이격되고, 상기 구명튜브의 내면에서 상기 캡슐을 향해 돌출된 돌기(35); 상기 구명튜브의 내면에 상기 캡슐의 일면을 부착시키는 부착기(40); 및 상기 구명튜브를 타격하여 상기 돌기가 상기 캡슐의 외피를 침투하도록 하는 타격기(50);를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 구조용 무인기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 캡슐은 상기 구명튜브의 내면에 고정되어 내장되는 것을 특징으로 하는 해상 구조용 무인기.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 부착기는, 상기 구명튜브의 내면과 상기 캡슐을 부착시키는 접착제인 것을 특징으로 하는 해상 구조용 무인기.
5. 제1항에 있어서, 상기 격발장치는,
   상기 돌기를 상기 캡슐에서 이격되도록 지지하기 위해, 상기 돌기를 감싸는 구명튜브의 일부가 외측으로 연장되어 형성된 이격지지부(33);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 구조용 무인기.
6. 제1항에 있어서,
   조난자의 영상을 촬영하는 카메라;와 상기 카메라를 무인기에 부착하는 짐벌;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 구조용 무인기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 조난자와 의사소통을 위해 구비되는 마이크와 스피커를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 구조용 무인기.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

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