KR102135419B1 - 분리형 드론 및 드론 도킹 스테이션 - Google Patents

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구정서
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서울과학기술대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 복수의 드론 유닛으로 결합되는 드론 본체를 포함하는 분리형 드론에 있어서, 상기 드론 유닛은 프레임, 상기 프레임의 일측에 연결되며, 상기 프레임의 내부에서 회전하는 날개, 상기 프레임의 일측에 배치되는 고정부 및 상기 프레임에 배치되어 타측의 드론 유닛에 배치되는 고정부가 삽입되는 삽입홈을 포함하며, 상기 삽입홈 내부에는 스위치가 배치되며, 상기 고정부가 삽입시 스위치가 동작하여 상기 고정부에 배치되는 돌출부가 외부로 돌출되어 상기 드론 유닛을 결합하는 것을 특징으로 하는 분리형 드론을 제공한다.

Description

분리형 드론 및 드론 도킹 스테이션{Detachable drones and drones docking station}
실시예는 분리형 드론 및 드론 도킹 스테이션에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 드론을 구성하는 날개의 일부가 파손되는 경우 교체 및 수리를 위해 분리가 용이하게 하며, 드론이 안착하는 경우 파손을 방지하기 위한 분리형 드론 및 드론 도킹 스테이션에 관한 것이다.
드론은 조종사 없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인항공기를 지칭하는 말로서, 초창기에는 군사용으로 제작되었으나, 최근 다양한 분야에서 다양한 용도로 쓰이고 있다.
최근에는 이러한 드론(무인비행체)에 다양한 물품이 탑재된 탑재체를 장착하여, 물건을 용이하게 운반하거나 다양한 임무를 수행하고 있다. 즉, 이러한 드론은 하단에 탈착이 가능한 탑재체를 장착하여, 상기 탑재체 내부에 운반하고자 하는 물체를 실어 운반하거나, 상기 탑재체를 그 용도에 맞게 구현하여 그 용도에 맞는 임무를 수행시킬 수 있다.
그러나, 드론은 공중을 이동하는 장비로 예상치 못하는 기류나 장애물 등, 특히 드론의 착륙시 외부 장애물과의 충돌로 파손이 일어나는 경우가 빈번하여 수리를 위한 비용이 증가하는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-189535호.
실시예는 드론을 구성하는 복수의 드론 유닛의 분리를 용이하게 하는 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 드론이 착륙시 발생하는 충돌문제를 해결하기 위한 도킹 스테이션을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예는, 복수의 드론 유닛으로 결합되는 드론 본체를 포함하는 분리형 드론에 있어서, 상기 드론 유닛은 프레임; 상기 프레임의 일측에 연결되며, 상기 프레임의 내부에서 회전하는 날개; 상기 프레임의 일측에 배치되는 고정부; 및 상기 프레임에 배치되어 타측의 드론 유닛에 배치되는 고정부가 삽입되는 삽입홈;을 포함하며, 상기 삽입홈 내부에는 스위치가 배치되며, 상기 고정부가 삽입시 스위치가 동작하여 상기 고정부에 배치되는 돌출부가 외부로 돌출되어 상기 드론 유닛을 결합하는 것을 특징으로 하는 분리형 드론을 제공한다.
바람직하게는, 상기 드론 본체의 중앙의 일 영역에는 체결홈이 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 드론의 하부에는 구동모듈이 배치되며, 상기 구동모듈에는 개폐식 하우징이 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 분리형 드론이 안착하는 스테이션을 포함하는 드론 도킹 스테이션에 있어서, 상기 스테이션은 나팔관 형태의 가이드부를 구비하며, 상기 드론의 측면 또는 상기 가이드부의 내면 중 적어도 일측에는 충격흡수부가 구비되는 것을 특징으로 하는 드론 도킹 스테이션을 제공한다.
바람직하게는, 상기 가이드부의 하부에는 무선충전기가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따르면, 드론을 구성하는 날개 부분의 분리를 용이하게 하여 수리 비용을 절감할 수 있으며, 보관을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 드론의 착륙시 발생하는 충돌문제를 해결하여 드론의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분리형 드론의 사시도이고,
도 2 및 도 3은 도 1의 구성요소인 드론 유닛의 사시도이고,
도 4는 도 2의 고정부의 세부동작을 나타내는 도면이고,
도 5는 도 1의 구성요소인 드론 유닛의 결합 분리 구조를 나타내는 도면이고,
도 6은 도 1의 구성요소인 구동모듈의 구조를 나타내는 도면이고,
도 7은 도 6의 개폐식 하우징 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예인 드론 도킹 스테이션의 구조를 나타내는 사시도이고,
도 9는 도 8의 세부구조를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 8는, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분리형 드론의 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 구성요소인 드론 유닛의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 분리형 드론(1)은 복수의 드론 유닛(100)이 결합되는 드론 본체(10)와 드론 본체(10)의 하부에 연결되는 구동모듈(200)을 포함할 수 있다.
드론 본체(10)는 복수의 드론 유닛(100)이 결합할 수 있다. 일실시예로 드론 본체(10)는 4개의 드론 유닛(100)이 결합할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 날개(120) 수에 따라 다양한 개수의 드론 유닛(100)이 결합할 수 있다. 이하 4개의 드론 유닛(100)이 결합하는 드론 본체(10)를 예로 하여 설명한다. 이 경우 각 드론 유닛(100)은 90도의 내접각을 가지도록 마련되며, 각 드론 유닛(100)은 동일한 구조 및 형상으로 마련되어 호환성을 가질 수 있다.
드론 유닛(100)은 프레임(110), 날개(120), 고정부(130) 및 삽입홈(140)을 포함할 수 있다
프레임(110)은 내부에 날개(120)가 회전하기 위한 원형의 관통공을 구비하며, 외측의 일영역이 곡면을 가지도록 마련될 수 있다. 또한, 프레임(110)의 외측면은 경사를 가지도록 마련될 수 있다.
프레임(110)은 일정한 높이를 가지도록 마련되어 날개(120)의 파손을 방지할 수 있으며, 무게를 감소하기 위한 살빼기 구조가 배치될 수 있다.
프레임(110)의 외측에는 충격흡수부(311)가 배치될 수 있다. 충격흡수부(311)는 드론이 도킹 스테이션(300)에 안착하는 경우 충격을 흡수하기 위함이며, 탄성재질로 마련될 수 있다.
일실시예로, 충격흡수부(311)는 경사를 구비하는 프레임(110)의 외면 중 곡면의 영역에 배치될 수 있다. 이는 드론 유닛(100)이 결합된 드론 본체(10)는 사각형의 구조를 구비하며, 꼭지점 영역에서 모따기 구조를 구비할 수 있다. 이때 곡면의 영역에서 도킹 스테이션(300)과 충돌염려가 존재하는바, 충돌이 예상되는 영역에 충격흡수부(311)를 배치하여 드론의 무게를 감소시킴과 동시에 충돌시 전복되거나 파손되는 문제를 해결할 수 있다.
날개(120)는 프레임(110)의 일측에 연결되며, 프레임(110)의 내부에서 회전할 수 있다. 날개(120)는 연결부(121)를 통해 프레임(110)의 일측과 연결되며, 날개(120)는 프레임(110)이 형성하는 내부공간의 중앙의 일영역에 배치되어 회전할 수 있다. 날개(120)의 개수나 형상에는 제한이 없으며 다양하게 변형실시될 수 있다.
고정부(130)는 프레임(110)의 일측에 배치되며, 외부로 돌출되는 구조를 구비할 수 있다. 고정부(130)의 상부면 일영역에는 돌출부(131)가 배치되며, 돌출부(131)는 전기적 또는 물리적 신호가 가해지는 경우 상부로 돌출되도록 마련될 수 있다.
삽입홈(140)은 프레임(110)의 일측에 배치되며, 타측의 드론 유닛(100)에 배치되는 고정부(130)가 삽입될 수 있다. 삽입홈(140)의 내부에는 돌출부(131)가 삽입시 온오프되는 스위치(141)가 배치될 수 있다.
고정부(130)와 삽입홈(140)은 프레임(110)의 동일한 측면에 배치될 수 있으나, 서로 다른 측면에 배치될 수 있다. 도 3에서는 동일측면에 배치되는 것으로 나타나고 있으나 이에 한정되지 않으며 서로 타측면에 배치될 수 있다.
도 4는 도 2의 고정부(130)의 세부동작을 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 병행 참조하면, 삽입홈(140)의 내부에는 스위치(141)가 배치되며, 스위치(141)는 힌지와 연결되어 회동 가능한 구조로 마련될 수 있다. 일실시예로, 스위치(141)는 바 형상으로 마련되어 고정부(130)가 삽입되는 경우 회전하도록 배치될 수 있다. 이 경우 스위치(141)는 회전을 통해 전기적 신호를 돌출부(131)로 전송하게 되며, 돌출부(131)는 고정부(130)가 타측 삽입홈(140)에 삽입된 상태에서 돌출되어 복수의 드론 유닛(100)의 결합을 체결할 수 있다.
고정부(130)의 중앙의 일영역에는 스위치(141)가 배치되기 위한 스위치(141)홈이 배치될 수 있으며, 스위치(141)가 스위치(141)홈을 따라 이동하면서 전기적 신호를 송출하는 경우 돌출부(131)가 상부로 돌출되어 드론 유닛(100)끼리 결합할 수 있다.
도 5는 도 1의 구성요소인 드론 유닛(100)의 결합 분리 구조를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 5를 병행 참조하면, 드론 본체(10)의 중앙의 일 영역에는 체결홈(150)이 배치될 수 있다. 체결홈(150)은 드론 유닛(100)의 내측의 일 영역에 배치되는 곡면부(111)가 결합되어 하나의 체결홈(150)을 형성할 수 있다.
본 발명의 4개의 드론 유닛(100)으로 드론 본체(10)가 결합되는 경우, 각 드론 유닛(100)의 일영역에는 체결홈(150)의 4분의 1에 해당하는 영역이 구비될 수 있다.
체결홈(150)은 드론 본체(10)의 일영역이 파손되는 경우, 드론 본체(10)를 분리를 도울 수 있다. 드론 본체(10)의 해체를 위해서는 해체 유닛(30)이 사용될 수 있다.
해체 유닛(30)은 돌출된 바 형태의 구조물이 사용될 수 있으며, 단부가 경사를 가지도록 마련되어 체결홈(150)에 삽입될 수 있다. 체결홈(150)에 삽입되는 경우 각각의 드론 유닛(100)을 외측으로 밀게되며, 스위치(141)를 가압하는 고정부(130)가 해제되어 스위치(141)를 오프하게 된다. 이때, 스위치(141)의 전기적 신호를 받아 고정부(130)에 배치되는 돌출부(131)가 하강하여 드론 유닛(100)간의 고정상태를 해제하게 된다.
도 6은 도 1의 구성요소인 구동모듈(200)의 구조를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6의 개폐식 하우징(210) 구조를 나타내는 도면이다. 도 7의 (a)는 개폐식 하우징이 닫힌 상태를 나타내며, 도 7의 (b)는 개폐식 하우징의 개방상태를 나타낸다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 드론의 하부에는 구동모듈(200)이 배치될 수 있다.
구동모듈(200)은 구동부(211)와 배터리(212) 및 적제공간을 구비할 수 있다.
구동모듈(200)은 드론 본체(10)의 하부 중앙에 배치되어 드론의 무게 중심을 잡을 수 있다.
구동부(211)는 드론을 구동시키기 위한 전자 장비 및 기계장비가 배치될 수 있으며, 배터리(212)는 드론을 구동하기 위한 전력을 공급할 수 있다.
구동모듈(200)의 하부에는 개폐식 하우징(210)이 배치될 수 있다. 개폐식 하우징(210)은 힌지 구조로 마련되어 개폐될 수 있다. 이때, 개폐식 하우징(210)의 개폐는 무선 통신을 통해 이뤄질 수 있다.
개폐식 하우징(210)에 구비되는 적재공간(213)에는 관측장비, 소형폭탄 또는 통신용 장비 등이 삽입될 수 있으며, 드론의 사용목적에 따라 다양한 장비들을 이송할 수 있다.
한편, 이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 드론 도킹 스테이션(1a)을 설명하면 다음과 같다. 단, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리형 드론(1)에서 설명한 바와 동일한 것에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예인 드론 도킹 스테이션(1a)의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 9는 도 8의 세부구조를 나타내는 도면이다. 도 8 및 도 9의 설명에 있어서, 도 1 내지 도 7와 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타내며 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예인 드론 도킹 스테이션(1a)은 드론이 안착하도록 하는 스테이션(300)을 포함할 수 있다.
스테이션(300)은 나팔관 형태의 가이드부(310)를 구비하며, 드론의 측면 또는 가이드부(310)의 내면 중 적어도 일측에는 충격흡수부(311)가 구비될 수 있다. 바람직하게는 드론의 측면과 가이드부(310)의 내측면 각각에 충격흡수부(311)가 구비될 수 있다.
가이드부(310)는 드론이 안착하기 위해 나팔관 형태로 구비되어, 드론의 위치가 일정영역 어긋나더라도 드론을 스테이션(300) 하부로 유도할 수 있다.
충격흡수부(311)는 드론의 프레임(110)과 가이드부(310)가 충돌하는 경우 파손이나 드론의 자세가 틀어지는 것을 방지할 수 있다. 충격흡수부(311)는 탄성재질로 마련될 수 있으며, 일정간격 복수로 구비될 수 있다. 이때, 충격흡수부(311)는 스테이션(300)의 아래측 방향으로 일정폭을 가지도록 세장형으로 마련될 수 있다.
일실시예로, 프레임(110)에 배치되는 충격흡수부(311)와 가이드부(310)에 배치되는 충격흡수부(311)는 서로 다른 재질로 형성되어, 드론이 스테이션(300)과 충돌하는 경우 충격의 흡수량을 증대할 수 있다.
가이드부(310)의 하부에는 무선충전기(330)가 구비될 수 있다.
무선충전기(330)를 이용하여 드론이 안착되는 경우 별도의 충전을 위한 행위를 배제할 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 분리형 드론 1a : 드론 도킹 스테이션
10 : 드론 본체 30 : 해체 유닛
100 : 드론 유닛 110 : 프레임
111 : 곡면부 120 : 날개
121 : 연결부 130 : 고정부
131 : 돌출부 140 : 삽입홈
141 : 스위치 150 : 체결홈
200 : 구동모듈 210 : 개폐식 하우징
211 : 구동부 212 : 배터리
213 : 적재공간 300 : 스테이션
310 : 가이드부 311 : 충격흡수부
330 : 무선충전기

Claims (5)

  1. 복수의 드론 유닛으로 결합되는 드론 본체를 포함하는 분리형 드론에 있어서,
    상기 드론 유닛은
    프레임;
    상기 프레임의 일측에 연결되며, 상기 프레임의 내부에서 회전하는 날개
    상기 프레임의 일측에 배치되는 고정부; 및
    상기 프레임에 배치되어 타측의 드론 유닛에 배치되는 고정부가 삽입되는 삽입홈;
    을 포함하며,
    상기 삽입홈 내부에는 스위치가 배치되며, 상기 고정부가 삽입시 스위치가 동작하여 상기 고정부에 배치되는 돌출부가 외부로 돌출되어 상기 드론 유닛을 결합하고,
    상기 드론 본체의 중앙의 일 영역에는 체결홈이 배치되는 것을 특징으로 하는 분리형 드론.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 드론의 하부에는 구동모듈이 배치되며,
    상기 구동모듈에는 개폐식 하우징이 구비되는 것을 특징으로 하는 분리형 드론.
  4. 삭제
  5. 삭제
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