KR102136963B1 - 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능한 드론 분사시스템 - Google Patents

농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능한 드론 분사시스템 Download PDF

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KR102136963B1
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Abstract

본 발명은 드론 분사시스템에 관한 것으로, 약제나 소방용수, 특수효과물질 분사를 위한 유체를 기체와 혼합하여 지상에서 호스를 통해 드론에 직접 공급하여 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능하게 하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 유체펌프와 공압펌프 및 혼합기를 구비하여 약제나 소방용수, 특수효과물질의 분사를 위한 유체와 기체를 가압하여 혼합하고 혼합기의 출력단에 호스를 연결하여 유체와 기체가 혼합된 혼합유체를 호스를 통해 드론으로 공급하여 호스 내 기체의 상승력에 의해 호스의 하중 경감 및 그에 의한 드론의 이동 제약성을 상쇄시키는 지상 공급부, 호스의 종단부가 착탈되는 호스 착탈부를 구비하고 유체와 기체를 분리 저장하는 분리 저장조를 구비하여 지상 공급부에서 공급되는 혼합유체를 유체와 기체로 각각 분리시켜 저장하고 유체와 기체를 분사노즐을 통해 동시에 미세 분사하는 드론 공급부를 포함하고, 드론 공급부는 드론의 몸체 하부에 설치되어 드론의 비행시 드론 몸체의 기울긴 움직임에 따른 분사노즐의 요동이나 유체 분사시 분사노즐의 반발력을 줄여 분사노즐을 안정적으로 수평 유지하도록 드론 몸체에 대해 회전 허용 가능하게 분사노즐을 고정시켜 지지하는 노즐 고정부를 포함하여, 혼합 유체에 의한 비행시간 연장 및 능동적 자율 비행이 가능하고, 안정적인 유체분사, 입체공연이 가능하게 한다.

Description

농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능한 드론 분사시스템{Drone injection system for agriculture, fire suppression or performance}
본 발명은 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능한 드론 분사시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 약제나 소방용수, 또는 특수효과물질의 분사를 위한 유체를 기체와 혼합하여 지상에서 호스를 통해 드론에 직접 공급할 수 있도록 함으로써 혼합 유체 내 기체의 상승력에 의해 유체 무게에 의한 드론의 이동 제한성을 줄여 드론의 비행시간 연장 및 능동적 자율 비행이 가능하도록 하고, 또한 드론에 설치되는 분사노즐을 전후 좌우 방향축에 대하여 회전 허용 가능하게 고정시켜 지지시킴으로써 드론의 비행이나 유체 분사에 의한 분사노즐의 반발력을 최소화하여 안정적인 유체 분사가 가능하게 하며, 공연용도의 사용을 위한 특수효과물질 분사시 빔 프로젝터에 의한 빔의 방출과 함께 드론에 의해 장막을 형성하여 다양한 형태와 색채의 영상이 장막을 배경으로 하여 입체적으로 표출되는 인공적인 입체공연을 실시할 수 있도록 하는 드론 분사시스템에 관한 것이다.
일반적으로 드론(Drone)은 지상 관제시스템의 원격 제어에 의한 수동 비행, 또는 위성항법장치(GPS)를 이용한 자율 비행 등으로 항공 촬영이나 공중 타격 등의 임무를 수행하는 군사용으로 사용되어 왔으며, 최근 드론 보급의 확대와 스마트폰 등과 같은 이동통신 단말기를 이용한 제어기술의 개발로 인해, 고공 영상 또는 사진 촬영과 배달, 기상정보 수집 등의 분야에서 뿐만 아니라, 제독, 전염병 확산 방지 등을 위한 방역용, 병해충 방제용 농약 살포를 위한 농업용, 고층 빌딩이나 깊은 산속 등의 화재 진압용, 상공에서의 다양한 퍼포먼스를 필요로 하는 공연용 등과 같은 다양한 분야에서 활용되고 있다.
그 중에서도 농업용 드론의 경우, 농촌 인구의 노령화에 의한 농업인구의 감소, 약제 노출에 의한 인명 피해 발생 등으로 인하여 최근에 주로 도입되고 있으며, 광역의 병해충방제, 제독, 방역작업 등의 분야에서 사용 빈도수가 증가하고 있다.
화재 진압용 드론의 경우, 고층 빌딩이나 깊은 산속 또는 출입구가 좁은 국소 장소 등과 같이 화재를 진압하기 위해 소방대원의 직접 진입이 어려운 지역 등에서 발생된 화재 진압을 주로 도입되고 있으며, 화재 발생 지역을 드론이 비행하면서 소방용수를 분사하여 화재를 진압하게 된다
공연용 드론의 경우, 공연에 필요한 다양한 퍼포먼스의 구현을 위해 복수 개의 드론이 도입되고 있으며, 연무나 거품 등의 분사에 필요한 유체를 분사하게 된다.
그러나 농업용 또는 화재 진압용 또는 공연용 드론의 경우, 약제, 소방용수, 연무나 거품 등의 분사를 위한 유체를 드론 내부에 직접 저장한 상태로 비행하여야 하기 때문에 유체의 탑재 중량에 제한이 있었다.
또한 종래 드론에 설치되는 분사노즐은 드론의 몸체 하부에 고정된 상태로 설치되므로 드론이 전진 비행하거나 후진 비행할 때, 또는 정지 비행(호버링)할 때마다 몸체의 기울기가 변화되는 경우 드론 몸체에 고정된 상태로 부착된 분사 노즐도 그 분사구가 향하는 방향이 드론의 몸체를 따라 변화되어 유체를 분사하는 방향 또한 변화하게 되므로, 유체를 원하는 방향이나 위치에 안정적으로 분사하는 것이 매우 어려웠다.
특히, 농업용 드론의 경우에는 방제작업시 효율을 높이기 위하여 원액과 유사한 형태로 약제를 살포하게 되어 약제에 의한 인명 피해와 식물 약해 등이 종종 발생되기도 하였다.
종래 농업용 드론과 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-1662255호(2016.09.27. 등록; 이하, '특허문헌1라 약칭함)에는 농약 살포용 드론 및 카트리지 타입 농약 공급통에 관한 기술이 공지되어 있다.
특허문헌1 의하면, 드론에 장착되는 농약 공급통을 카트리지 방식에 의해 결합시켜 사용이 간편하게 하고 농약 공급통의 장착 및 교체에 소요되는 시간을 최소화하며, 전체적인 드론의 크기를 최소화하여 드론의 구동시 소모되는 전력을 최소화할 수 있게 하였다.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2017-026274호(2017.11.17. 공개; 이하, '특허문헌2이라 약칭함)에는 농경지 상공을 비행하면서 농약을 살포할 수 있는 드론에 관한 기술이 공지되어 있다.
특허문헌2에 의하면, 비행 안정성과 조작이 용이하고, 농약이 균일한 성분으로 살포될 수 있으며, 노즐의 막힘 발생을 예방할 수 있게 하였다.
그러나, 이러한 종래의 기술에서는 다량의 약제를 저장하기 위해서는 드론의 크기가 전체적으로 커져야 하므로 드론 구동에 큰 동력이 필요하며, 드론의 움직임에 의해 약제가 넘치는 것을 고려하여 저장 용기에 약제를 가득 채울 수 없게 되므로 1회 사용량이 매우 한정적이다. 따라서 약제 보충이 자주 이뤄져야만 하고, 주기적으로 또는 약제의 종류가 바뀔 때마나 저장 용기를 세척해야 하므로 사용이 불편하고 작업시간이 많이 소요되며, 드론 부양을 위해 배터리를 사용하게 되므로 체공 시간이 짧아지게 되는 등의 단점이 있었다.
따라서 농업용 또는 화재 진압용 또는 공연용 드론의 경우 장시간 효율적으로 작업할 수 있는 분사시스템이 요구되고 있다.
KR 10-1662255 B1 2016.09.27. 등록 KR 10-2017-0126274 A 2017.11.17. 공개
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 약제나 소방용수, 연무나 거품 또는 인공 눈 등의 특수효과물질 분사를 위한 유체를 기체와 혼합하여 지상에서 호스를 통해 드론에 직접 공급할 수 있도록 함으로써 혼합 유체 내 기체의 상승력에 의해 유체 무게에 의한 드론의 이동 제한성을 줄여 드론의 비행시간 연장 및 능동적 자율 비행이 가능하도록 하고, 또한 드론에 설치되는 분사노즐을 전후 좌우 방향축에 대하여 회전 허용 가능하게 고정하여 지지시킴으로써 드론의 비행이나 유체 분사에 의한 분사노즐의 반발력을 최소화하여 안정적인 유체분사가 가능하게 하며, 공연용도로 사용하기 위한 드론에서 연무나 거품 또는 인공 눈 등의 특수효과물질을 위한 유체 분사시 빔 프로젝터에 의한 빔의 방출과 함께 드론의 하부로 장막을 펼쳐 상공에서 연무와 거품과 인공 눈 등의 특수효과물질과 빔에 의한 빛의 난반사를 발생시킬 수 있도록 하여 다양한 형태와 색채의 영상으로 장막을 배경으로 하여 표출되는 인공적인 입체공연을 실시할 수 있도록 하는 드론 분사시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 고압 살수용 또는 방역용 또는 소방용 차량에 탑재되며 유체펌프와 공압펌프 및 혼합기를 구비하여 약제나 소방용수, 특수효과물질의 분사를 위한 유체와 기체를 가압하여 혼합하고 혼합기의 출력단에 호스를 연결하여 유체와 기체가 혼합된 혼합유체를 호스를 통해 상부 드론으로 공급하여 호스 내부에서의 기체의 상승력이 호스 내부를 이동하는 혼합유체에 작용되게 하여 호스의 하중 경감에 의한 드론의 이동 제약성을 상쇄시키는 지상 공급부, 드론에 탑재되며 호스의 종단부가 착탈되는 호스 착탈부를 구비하고 유체와 기체를 분리 저장하는 분리 저장조를 구비하여 지상 공급부에서 공급되는 혼합유체를 호스를 통해 공급받아 유체와 기체를 각각 분리시켜 저장하고 분리 저장조의 유체와 기체를 분사노즐을 통해 동시에 미세 분사하는 드론 공급부를 포함하고, 드론 공급부는 드론의 몸체 하부에 설치되어 드론의 비행시 드론 몸체의 기울긴 움직임에 따른 분사노즐의 요동이나 유체 분사시 분사노즐의 반발력을 줄여 분사노즐을 안정적으로 수평 유지하도록 드론 몸체에 대해 회전 허용 가능하게 분사노즐을 고정시켜 지지하는 노즐 고정부를 포함하는, 드론 분사시스템이다.
본 발명의 드론 분사시스템에 의하면, 약제나 소방용수 등의 분사, 연무나 거품 또는 인공 눈 등의 분사를 위한 유체를 기체와 혼합하여 지상에서 호스를 통해 드론에 직접 공급할 수 있게 되므로 혼합 유체 내 기체의 상승력에 의해 유체 무게에 의한 드론의 이동 제한성을 줄일 수 있으며, 따라서 드론의 비행시간 연장 및 능동적 자율 비행이 가능하게 한다.
또한 본 발명의 드론 분사시스템에 의하면, 드론에 설치되는 분사노즐을 짐벌을 이용하여 전후 좌우 방향축에 대하여 회전 허용 가능하게 설치하므로, 드론의 비행동작이나 유체 분사동작에 의해 드론의 몸체가 기울어지는 등의 동요에 관계없이 안정적인 유체 분사가 가능하게 된다.
또한 본 발명의 드론 분사시스템에 의하면, 연무나 거품 또는 인공 눈 등의 특수효과물질을 위한 유체 분사시 빔 프로젝터에 의한 빔의 방출과 함께 입체공연을 위한 장막을 형성하여 특수효과물질과 빔에 의한 빛의 난반사를 통해 발생되는 다양한 형태와 색채의 영상이 상공의 장막을 배경으로 하여 표출되는 인공적인 입체공연을 실시할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 드론 분사시스템의 전체 구성을 예시한 개략도이다.
도 2a와 도 2b는 각각 도 1의 지상 공급부 상세도와 드론 공급부의 상세도이다.
도 3은 본 발명에 의한 드론 분사시스템에서 그물망이 펼쳐진 상태를 예시한 참고도이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 의한 드론 분사시스템에서 드론의 전/후진 비행에 따른 짐벌의 분사노즐 회전 허용 동작을 설명하기 위하여 예시한 참고도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 드론 분사시스템의 구성과 동작 및 그에 의한 작용 효과를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 의한 드론 분사시스템의 전체 구성을 예시한 개략도이고, 도 2a와 도 2b는 각각 도 1의 지상 공급부 상세도와 드론 공급부 상세도이며, 도 3은 본 발명에 의한 드론 분사시스템에서 그물망이 펼쳐진 상태를 예시한 참고도이고, 도 4a와 도 4b는 본 발명에 의한 드론 분사시스템에서 드론의 전/후진 비행에 따른 짐벌의 분사노즐 회전 허용 동작을 설명하기 위하여 예시한 참고도로서, 본 발명에 따른 드론 분사시스템은, 도 1에 예시된 바와 같이, 지상에 설치되는 지상 공급부(100), 드론(20)에 탑재되며 분사노즐의 회전 허용을 위한 노즐 고정부(231)를 포함하는 드론 공급부(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
지상 공급부(100)는 소방 또는 급수용 물, 전염병 방역용 약품, 농약, 유화재, 연무나 거품 또는 인공 눈 등의 특수효과물질의 발생이나 분사를 위한 유체를 싣고 이동하면서 고압으로 유체를 공급하는 고압 살수용 또는 방역용 또는 소방용 등의 차량에 탑재되어 설치될 수 있으며, 유체펌프(110)와 공압펌프(120) 및 혼합기(130)를 구비하여 이를 통해 약제나 소방용수, 연무나 거품 또는 인공 눈 등의 특수효과물질의 발생이나 분사를 위한 유체와 기체를 가압하여 혼합하고 혼합유체를 호스(140)를 통해 상부로 공급하여 호스(140) 내부에서의 기체의 상승력이 호스 내부의 혼합유체에 작용되게 하여 호스의 하중 경감을 통해 드론의 이동 제약성을 상쇄시키도록 구성된다.
이러한 지상 공급부(100)는 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용도로의 사용을 위하여 도 1의 개략도 및 도 2a의 상세도에 예시된 바와 같이, 유체펌프(110)와 공압펌프(120)가 각각의 배관을 통해 혼합기(130)에 병렬로 연결되고, 혼합기(130)의 후단에 호스(140)가 연결되며, 유체펌프(110)와 혼합기(130) 및 공압펌프(120)와 혼합기(130) 사이의 각 배관 상에 제1개폐밸브(v1)와 제2개폐밸브(v2), 제1체크밸브(cv1)와 제2체크밸브(cv2), 제1압력센서(pc1)와 제2압력센서(pc2)가 설치되며, 지상 제어부(150)를 포함하여 사용자의 조작 및 각 센서의 감지신호에 따른 지상 제어부(150)의 제어에 따라 각 펌프와 각 개폐밸브의 동작을 전체적으로 제어하여 유체와 기체가 가압 혼합된 혼합유체를 호스(140)를 통해 상부로 공급한다.
유체펌프(110)는 제1배관(p1)을 통해 혼합기(130)와 연결되고, 지상 제어부(150)에 의해 동작이 제어되는 제1모터(M1)에 의해 구동되어 유체 저장조(도면에는 미도시됨)의 유체를 가압하여 제1배관(p1)으로 토출한다. 여기서 유체는 소방 또는 급수용 물, 전염병 방역용 약품, 농약, 유화재, 연무나 거품 또는 인공 눈 등의 특수효과물질의 제조나 분사를 위한 유체일 수 있다.
공압펌프(120)는 제2배관(p2)을 통해 혼합기(130)와 연결되고, 지상 제어부(150)에 의해 동작이 제어되는 제2모터(M2)에 의해 구동되어 기체(예를 들면 공기)를 가압하여 제2배관(p2)으로 토출한다.
혼합기(130)는 유체펌프(110)와 공압펌프(120)에 각각 배관(p1,p2)을 통해 연결되고, 각 펌프(110,120)에서 토출되는 가압된 유체와 기체를 일정한 비율로 혼합하여 혼합유체를 호스(140)를 통해 출력한다.
호스(140)는 혼합기(130)의 출력단에 일측 단부가 연결되고 다른측 단부는 자유단으로 형성되어 이러한 자유단을 통해 드론 공급부(200)의 호스 착탈부(210)에 자동으로 탈부착 가능하게 연결되거나 분리된다. 또한 이러한 호스(140)는 차량 등에 탑재된 권취롤(141)에 의해 자동으로 감기거나 풀릴 수 있도록 설치된다. 이 경우 권취롤(141)의 상부에는 드론의 위치를 감지하여 지상 제어부(150)에 전달하는 위치감지센서(도면에는 미도시됨)가 부착될 수 있으며, 이러한 지상 제어부(150)는 위치감지센서의 출력에 따라 지상 공급부(100)와 드론 공급부(200) 간의 이격 거리를 산출하여 권취롤(141)을 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성되는 경우 호스 착탈부(210)에 연결된 호스(140)를 드론(20)이 이끌고 멀리 나아가서 지상 공급부(100)와 드론 공급부(200) 간의 거리가 멀어지게 되면 권취롤(141)에서 호스(140)를 자동으로 풀어주고, 반대로 지상 공급부(100)와 드론 공급부(200) 간의 거리가 가까워지게 되면 호스(140)를 권취롤(141)에 자동으로 감을 수 있게 된다.
제1개폐밸브(v1)는 유체펌프(110)와 혼합기(130) 사이의 제1배관(p1) 상에 설치되고 지상 제어부(150)에 의해 개폐되어 유체펌프(110)와 혼합기(130) 간의 유량을 조절하거나 또는 유체의 흐름을 단속하며, 제2개폐밸브(v2)는 공압펌프(120)와 혼합기(130) 사이의 제2배관(p2) 상에 설치되고 지상 제어부(150)에 의해 개폐되어 공압펌프(120)와 혼합기(130) 간의 기체, 즉 공기량을 조절하거나 또는 공기의 흐름을 단속한다.
제1체크밸브(cv1)는 제1개폐밸브(v1)와 유체펌프(110) 사이의 제1배관(p1) 상에 설치되어 제1개폐밸브(v1)에서 유체펌프(110) 측으로의 유체 흐름을 차단하고, 제2체크밸브(cv2)는 제2개폐밸브(v2)와 공압펌프(120) 사이의 제2배관(p2) 상에 설치되어 제2개폐밸브(v2)에서 공압펌프(120) 측으로의 기체 흐름을 차단한다.
제1압력센서(pc1)와 제2압력센서(pc2)는 제1체크밸브(cv1)와 제1개폐밸브(v1) 사이의 제1배관(p1)에 설치되어 각각 다른 배관 압력값(예를 들면 미리 설정된 제1기준치보다 낮은 배관 압력값(LP)과 미리 설정된 제2기준치보다 높은 배관 압력값(HP) 등일 수 있음)을 체크하고 그 체크결과를 지상 제어부(150)로 전달한다.
지상 제어부(150)는 통신라인(170)을 통해 드론 공급부(200)의 드론 제어부(250)와 유선 또는 무선 통신 및 전원 공급 가능하게 연결되어 전원을 공급하거나 제어신호 및 데이터를 주고 받으며, 직접 제어를 위한 제어 패널(151) 및 원격 제어를 위한 원격 조종기(152)를 구비하여 이들 제어 패널(151) 또는 원격 조종기(152)를 통한 사용자의 조작 및 각 센서의 감지신호에 따라 유체펌프(110)와 공압펌프(120) 및 제1,제2개폐밸브(v1,v2) 및 드론 제어부(250)의 동작을 제어하고, 드론의 위치를 감지하는 위치감지센서 및 제1,제2압력센서(pc1,pc2)의 체크결과를 수집한다. 여기서 지상 제어부(150)는 제1,제2압력센서(pc1,pc2)의 체크결과에 따라 제1개폐밸브(v1)의 개폐 및 유체펌프(110)의 기동을 제어하도록 구성될 수 있으며, 위치감지센서의 출력에 따라 지상 공급부(100)와 드론 공급부(200) 간의 이격 거리를 산출하여 권취롤(141)을 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 여기서 지상 제어부(150)를 드론 제어부(250)와 연결하는 통신라인(170)은 지상 공급부(100)와 드론 공급부(200) 간을 연결하는 호스(140)에 의해 지지되는 상태로 호스를 따라 설치되는 것이 바람직하다.
또한 이러한 지상 공급부(100)는 제1개폐밸브(v1)와 제1체크밸브(cv1)가 설치된 제1배관(p1)에서 바이패스 배관(161)을 분기시켜 형성하고, 이러한 바이패스 배관(161) 상에는 바이패스 배관의 개폐를 위한 제4개폐밸브(v4)를 설치하며, 바이패스 배관(161)의 종단부에 제2유체저장조(162)를 구비하여, 배관의 과압 또는 드론 공급부(200)의 호스 착탈부(210)에서 퀵커플러(212)가 솔레노이드밸브(211)에 의하여 이탈하게 될 때 제4개폐밸브(v4)를 개방하여 호스 내부의 유체를 제2유체조장조(162)로 회수할 수 있게 구성한다.
드론 공급부(200)는 별도의 몸체 하우징(201)을 구성하여 드론(20)의 하우징 몸체(21)의 하부에 부착되거나 또는 드론(20)의 하우징 몸체(21)에 탑재되며, 지상 공급부(100)의 호스(140)의 종단부가 착탈되는 호스 착탈부(210)를 몸체 하우징(201)의 하부측에 구비하고, 유체와 기체를 분리 저장하는 분리 저장조(220)를 구비하여 지상 공급부(100)에서 가압된 혼합유체를 호스(140)를 통해 공급받아 유체와 기체로 각각 분리시켜 저장하고 분리 저장조(220)의 각 유체와 기체를 각각의 제3배관(p3) 및 제4배관(p4)을 통해 분사노즐(230)로 각각 공급하여 유체와 기체를 동시에 혼합 분사하도록 구성된다.
이러한 드론 공급부(200)는 농업용 또는 화재 진압용 또는 공연용도로의 사용을 위해 도 1의 개략도 및 도 2b의 상세도에 예시된 바와 같이 호스 착탈부(210), 분리 저장조(220), 분사노즐(230), 노즐 고정부(231), 제3체크밸브(cv3), 제3개폐밸브(v3), 드론펌프(240), 드론 제어부(250)를 구비하여, 지상 공급부(100)에서 가압된 혼합유체를 호스(140)를 통해 공급받아 유체와 기체를 각각 분리 저장하고 분리 저장조(220)의 유체와 기체를 각각의 배관(p3)(p4)을 통해 분사노즐(230)로 각각 공급하여 유체와 기체를 동시에 미세 분사한다. 이러한 드론 공급부(200)는 드론(20)의 비행 위치를 표시하거나, 또는 공연 등의 동작 수행 중 미세 분사되는 유체의 난반사를 이용한 조명효과를 발생시키는 조명장치(260)를 더 구비할 수 있다.
또한 본 발명의 드론 분사시스템을 공연용도로 사용하기 위해서, 드론 공급부(200)는 공연용 연무를 발생시키는 연무기(271), 거품을 발생시키는 거품 발생기(272), 엘이디 빔 또는 레이저 빔을 방출하는 빔 프로젝터(274), 눈(snow)을 생성 및 살포하는 제설기(273), 입체공연을 위한 배경을 형성하는 장막(275), 조명 자동 점멸을 위한 점멸기(281), 다양한 자연현상의 오디오 신호를 출력하는 스피커(282), 바람을 발생시키는 송풍기(283)를 더 구비할 수 있다. 또한 또한 본 발명의 드론 분사시스템은 공연 또는 행사가 수면에서 펼쳐지는 경우에 선택적으로 사용할 수 있도록 하기 위하여, 드론 공급부(200)의 몸체 하우징(201)의 하부에 팽창식 튜브(284)를 더 구비할 수 있다.
호스 착탈부(210)는 드론 공급부(200)의 몸체 하우징(201)의 하부에 설치되며, 호스(140)의 자유단부와 신속하게 직접 결합되는 퀵커플러(212)와, 퀵커플러(212)를 당기거나 밀어내는 동작에 의해 호스(140)의 자유단을 퀵커플러(212)와 결합시키거나 분리시키는 솔레노이드 밸브(211)로 구성된다. 퀵커플러(212)는 호스(140)의 단부와 탈부착 가능하게 결합되며, 솔레노이드 밸브(211)는 퀵커플러(212)를 밀어낼 수 있도록 설치된다. 이러한 호스 착탈부(210)의 내측에는 호스(140)를 통해 혼합유체를 공급받기 위한 내부 배관(213)이 설치되어 내부 배관(213)을 통해 분리 저장조(220)와 연통 가능하게 연결된다. 이러한 호스 착탈부(210)는 드론 제어부(250)에 의해 솔레노이드 밸브(211)가 구동되고 그에 따라 지상 공급부(100)의 호스(140)의 종단부가 퀵커플러(212)에 연결되거나 분리되며, 호스(140)로부터 내부 배관(213)을 통해 혼합유체를 공급받아 분리저장조(220)에 전달한다.
분리 저장조(220)는 드론 공급부(200)의 몸체 하우징(201)의 내부에 설치되며, 내부가 유체 저장조(221)와 기체 저장조(222)로 분리되어 유체와 기체를 유체 저장조(221)와 기체 저장조(222)에 각각 분리 저장하고, 저수위, 중수위, 고수위 측정을 위한 다수의 수위센서(LC,MC,HC)를 저장조 내부에 구비하여 분리 저장조(220) 내의 미리 설정된 높이에서 저수위, 중수위, 및 고수위를 각각 체크하고 그 결과를 드론 제어부(250)로 전달한다.
이러한 분리 저장조(220)는 하단부에 유체 저장조(221)가 설치되고 상단부에 기체 저장조(222)가 설치된다. 이러한 구조의 분리 저장조(220) 내의 유체 저장조(221)와 기체 저장조(222)는 혼합기(130)에서 혼합된 혼합유체를 밀도에 의하여 분리하는 역할을 하게 되며, 특히 기체 저장조(222)는 유체펌프(110) 단독으로 사용시 공기에 의한 수격 현상을 방지하는 역할을 한다. 여기서 이러한 분리 저장조(220)에는 분사노즐(230)에서의 유체 및 기체 분사시 저장조 내부의 급격한 압력변화에 의해 발생되는 수격 현상을 방지하기 위한 수격 방지부(223)가 상부에 더 설치될 수도 있다.
또한 분리 저장조(220)의 유체 저장조(221)에서 분사 노즐(230)로 연결되는 제3배관(p3) 상에는 분사노즐(230)에 공급되는 유체를 가압하여 토출하는 드론펌프(240)가 더 구비될 수 있다. 드론펌프(240)가 설치되는 경우에는 고도가 높고, 대용량이 필요할 경우에 적용하는 것이 바람직하며, 분사노즐(230)에 고압의 압력을 단독으로 공급할 경우에 매우 용이하다. 이 경우 수압에 의한 드론의 상승효과를 얻을 수 있게 된다.
드론펌프(240)는 제3모터(M3)와 전동밸브(mv) 및 플로우스위치(fw)를 포함하여 구성되며, 지상 공급부(100)의 유체펌프(110)에 의해 공급되는 유체의 압력이 미리 설정된 기준치보다 떨어질 경우, 일정한 분사압력을 형성하도록 작동될 수 있다. 이를 위하여 플로우스위치(fw)의 체크결과는 드론 제어부(250)로 전달되고, 드론 제어부(250)는 플로우스위치(fw)의 체크결과에 따라 제3모터(M3)를 구동시켜 전동밸브(mv)의 개폐동작을 자동 제어하고 드론펌프(240)의 기동에 의하여 유체를 가압하여 분사노즐(230)에 공급하도록 프로그램될 수 있다. 이 경우에는 드론의 상승에 의한 감압이 발생시 일정한 압력을 공급할 수 있게 된다. 여기서 전동밸브(mv)는 드론 제어부(250)에 의해 개폐동작이 제어되어 평상시 개방되고, 압력이 떨어질 경우 토출압력을 제어할 수 있다.
분사노즐(230)은 제3배관(p3) 및 제4배관(p4)의 종단에 연결되며, 제3배관(p3) 및 제4배관(p4)을 통해 분리 저장조(220)의 유체 저장조(221)와 기체 저장조(222)에 각각 연결되어, 각각의 배관(p3,p4)을 통해 유체 저장조(221)와 기체 저장조(222)에서 유체와 기체를 각각 공급받아 동시에 미세 분사한다. 이를 위하여 분사노즐(230)은 유체와 기체를 각각 공급받아 이들의 충돌에 의한 혼합 분산에 의해 유체를 미립화하여 미세 분사하는 이류체 노즐로 구성될 수 있다. 또한 본 발명에서 분사노즐(230)은 기구적으로 드론(20)의 몸체 하부에 설치되되 드론(20) 몸체에 대해 회전 허용이 가능하도록 노즐 고정부(231)에 의해 고정되어 지지된다. 이러한 노즐 고정부(231)는 드론(20)의 전/후진 비행 또는 가/감속 비행시 드론이 기울어지거나 움직임에 따른 분사노즐의 요동, 유체 분사시 분사노즐의 반발력을 최소화하여 분사노즐(230)을 안정적으로 수평 유지할 수 있도록 드론(20) 몸체의 하부에 회전 허용 가능하게 분사노즐(230)을 고정시켜 지지한다. 이러한 노즐 고정부(231)는 짐벌(gimbal)로 구성하는 것이 바람직하다, 이러한 짐벌은 전후, 좌우 방향축에 대해 자유로운 회전을 허용하게 되므로 도 4b에 예시된 바와 같이 드론 비행시 드론 몸체의 움직임이 발생하는 경우에도 분사노즐(230)이 항상 수평으로 놓이도록 하며, 또는 유체 분사시에도 분사노즐의 반발력을 최소화하여 분사노즐(230)이 항상 수평으로 놓이도록 한다. 즉 노즐 고정부(231)가 회전 허용 가능하지 않게 구성되는 경우에는 도 4a에 예시된 바와 같이 드론 비행시 드론 몸체의 움직임에 따라 분사노즐로 함께 움직이게 되거나 또는 유체 분사시 분사노즐에 반발력이 작용하게 되므로 분사노즐(230)이 항상 수평을 유지하는 것이 불가능하나, 본 발명과 같이 노즐 고정부(231)가 짐벌로 구성되는 경우, 짐벌에 의해 전후, 좌우 방향축에 대해 자유로운 회전 허용 가능하게 되므로 드론 비행시 드론 몸체의 움직임에 따른 분사노즐의 요동이나 유체 분사시 분사노즐의 반발력을 최소화할 수 있게 되며, 따라서 본 발명에 의한 노즐 고정부(231)의 짐벌은 도 4b에 예시된 바와 같이 분사노즐(230)이 항상 수평을 유지할 수 있게 된다.
또한, 이러한 분사노즐(230)의 일측에는 조명장치(260)가 더 부착될 수 있다.
조명장치(260)는 드론(20)에 탑재되거나, 분사노즐(230)의 일측에 탑재되어,드론 제어부(250)에 의해 작동되며, 유체와 기체를 각각 공급받아 이들의 충돌에 의한 혼합 분산에 의해 유체를 미립화하여 미세하게 분사하는 이류체 노즐에 부착될 수 있다. 이러한 조명장치(260)는 드론(20)의 위치표시 또는 공연 등의 동작을 수행하며, 미세하게 분사되는 유체의 난반사를 이용하여 조명효과를 크게 사용할 수 있게 된다.
제3체크밸브(cv3)는 호스 착탈부(210)와 분리 저장조(220) 사이의 내부 배관(213) 상에 설치되어 분리 저장조(220)에서 호스 착탈부(210) 측으로의 유체 흐름을 차단한다.
제3개폐밸브(v3)는 분리 저장조(220)의 기체 저장조(222)와 분사노즐(230) 사이의 제4배관(p4) 상에 설치되며, 드론 제어부(250)에 의해 개폐되어 기체 저장조(222)와 분사노즐(230) 간의 기체, 즉 공기량을 조절하거나 공기의 흐름을 단속한다.
드론 제어부(250)는 통신라인(170)을 통해 지상 공급부(100)의 지상 제어부(150)와 유선 또는 무선 통신 및 전원 공급 가능하게 연결되어 전원을 공급받거나 제어신호 및 데이터를 주고 받으며, 지상 제어부(150)의 제어 패널(151) 또는 원격 조종기(152)를 통한 사용자의 조작 및 각 센서의 감지신호에 따라 호스 착탈부(210)의 솔레노이드밸브(211), 드론펌프(240), 제3개폐밸브(v3), 제5 내지 제7개폐밸브(v5-v7), 연무기(271), 거품 발생기(272), 제설기(273), 빔 프로젝터(274), 장막(275), 점멸기(281), 스피커(282), 송풍기(283), 팽창식 튜브(284) 등의 동작을 전체적으로 제어하고, 제1 내지 제3수위센서(LC,MC,HC)와 플로우스위치(fw)의 체크결과를 수집한다.
이러한 드론 제어부(250)는 저수위(LC), 중수위(MC), 및 고수위(HC) 체크결과를 지상 제어부(150)의 원격 조종기(152)를 이용한 무선 통신, 또는 통신라인(170)을 이용한 유선 통신을 통해 지상 제어부(150)에 통보한다. 이에 따라 지상 제어부(150)에서는 저수위(LC)가 체크되면 유체펌프(110)를 기동시키고 제1개폐밸브(v1)를 개방하여 분리 저장조(220)의 유체 저장조(221)의 수위를 높이고, 중수위(MC)가 체크되면 정상운전을 수행하며, 고수위(HC)가 체크되면 유체펌프(110)를 정지시키고, 제1개폐밸브(v1)를 닫아 유체의 흐름을 차단한다.
조명장치(260)는 드론(20)의 하우징 몸체(21)에 탑재되거나, 또는 분사노즐(230)의 일측에 설치될 수 있으며, 도 2b에서는 분사 노즐(230)의 일측에 설치된 경우를 예시하고 있다. 이러한 조명장치(260)는 드론 제어부(250)에 의해 점등 또는 점멸 동작이 제어되어 드론(20)의 비행 위치를 표시하거나, 또는 공연 등의 동작을 수행하는 도중에 분사노즐(230)에서 미세 분사되는 유체의 난반사를 통해 드론 공연 시의 조명효과를 발휘할 수 있게 한다.
연무기(271)는 드론(20)에 탑재되며 분리 저장조(220)의 유체 저장조(221)와 연결된 제3배관(p3)에서 별도의 제5배관(p5)을 분기시켜 분사노즐(230)로 연결되도록 설치한 후 분기된 제5배관(p5) 상에 배관의 개폐를 위한 제5개폐밸브(v5)를 설치하고 제5개폐밸브(v5)의 후단부에 설치된다. 이러한 연무기(271)는 드론 제어부(250)에 의해 기동되어 분리 저장조(220)에서 제5개폐밸브(v5)를 통해 유체를 공급받고, 공급받은 유체를 응축 또는 분산시켜 기체 중에 부유하는 미립자 상태의 에어로졸(aerosol)을 발생시키며, 에어로졸을 외부로 방출함으로써 비나 안개 등의 특수효과를 얻을 수 있게 한다.
거품 발생기(272)는 드론(20)에 탑재되며, 분리 저장조(220)의 유체 저장조(221)와 연결된 제3배관(p3)에서 별도의 제6배관(p6)을 분기시켜 분사노즐(230)로 연결되도록 설치한 후 분기된 제6배관(p6) 상에 배관의 개폐를 위한 제6개폐밸브(v6)를 설치하고 제6개폐밸브(v6)의 후단부에 설치된다. 이러한 거품 발생기(272)는 드론 제어부(250)에 의해 기동되어 분리 저장조(220)에서 제6개폐밸브(v6)를 통해 유체를 공급받고, 거품 발생을 위한 비누액을 저장하여 비누액과 유체를 혼합하여 거품을 발생시켜 외부로 방출한다.
제설기(273)는 드론(20)에 탑재되며, 분리 저장조(220)의 유체 저장조(221)와 연결된 제3배관(p3)에서 별도의 제7배관(p7)을 분기시켜 분사노즐(230)로 연결되도록 설치한 후 분기된 제7배관(p7) 상에 배관의 개폐를 위한 제7개폐밸브(v7)를 설치하고 제7개폐밸브(v7)의 후단부에 설치된다. 이러한 제설기(273)는 드론 제어부(250)에 의해 기동되어 분리 저장조(220)에서 제7개폐밸브(v7)를 통해 유체를 공급받고, 공급받은 유체를 응축 또는 분산시켜 눈(snow)을 생성시켜 외부로 살포한다.
빔 프로젝터(274)는 드론(20)에 탑재되며, 드론 제어부(250)에 의해 구동되는 복수 개의 엘이디 또는 레이저 다이오드를 구비하여 슬라이드나 동영상 이미지를 형성하기 위한 엘이디 빔 또는 레이저 빔을 방출한다.
장막(275)은 드론(20)의 몸체 하부에 착탈 가능하게 설치되거나 드론(20)의 몸체와 분리된 형태로 별도로 구비될 수 있다. 바람직하게는 소규모 크기(드론이 탑재하고 비행 가능한 하중의 크기)의 장막인 경우 드론(20)의 몸체 하부에 착탈 가능하게 설치되는 것이며, 대규모 크기(드론이 탑재하고 비행하는 경우 정상적인 비행에 영향을 미칠 수 있는 하중의 크기)의 경우 드론(20)의 몸체와 분리된 형태로 별도로 구비되나 이 경우에도 드론(20)의 몸체에 착탈 가능하도록 구성되는 것이다. 이러한 장막(275)은 소규모 크기의 경우 드론(20)에 매달리는 형태로 드론 제어부(250)에 의해 자동으로 펼쳐지거나 또는 대규모 크기의 경우 하나의 장막(275)이 적어도 두 개 이상의 드론(20)에 의해 지상에서부터 상공으로 끌어올려지는 형태로 펼쳐져 특수효과물질과 빔의 방출시 입체공연을 위한 배경을 형성한다. 이러한 장막(275)은 도 3에 예시된 바와 같이 천이나 망사 중의 어느 하나로 이루어지며, 이러한 천이나 망사의 가장자리에는 천이나 망사의 부피와 형태를 일정하게 유지시키거나 팽창시키기 위한 탄성체(275a)가 부착 또는 끼움 또는 삽입 등의 방식으로 설치되어, 특수효과물질과 빔에 의한 빛의 난반사를 통해 표출되는 다양한 형태와 색채의 영상에 대해 배경으로 작용할 수 있게 한다.
점멸기(281)는 전기적인 신호에 의해 낙뢰효과 등을 발생시킬 수 있는 특수 조명등으로 구성되어 드론(20)에 탑재되며, 드론 제어부(250)에 의해 기동되어 조명을 자동 점멸시킨다.
스피커(282)는 메모리 수단을 구비하여 천둥소리나 동물 울음 소리 등의 미리 설정된 다양한 자연현상의 오디오 신호를 저장하며, 드론(20)에 탑재되고, 드론 제어부(250)에 의해 기동되어 미리 설정된 다양한 자연현상의 오디오 신호를 출력한다.
송풍기(283)는 드론(20)에 탑재되며 드론 제어부(250)에 의해 기동되어 눈, 거품, 연기를 멀리 보내거나 장막을 출렁거리게 하거나 팽창식 튜브(284)에 주입하기 위한 바람을 발생시킨다.
팽창식 튜브(284)는 드론 공급부(200)의 몸체 하우징(201)의 하부에 탈부착 가능하게 설치되되 튜브 커버 등에 의해 부피가 압축된 상태로 설치되어 필요에 따라 몸체 하우징(201)에 부착하거나 분리시킬 수 있도록 구성되며, 공연 또는 행사가 수면에서 이루어지는 경우에 공기를 주입하여 부피를 팽창시킴으로써 팽창된 튜브의 부력에 의해 드론(20)이 수면 위에 안정적으로 착륙할 수 있도록 구성된다. 이러한 팽창식 튜브(284)는 별도의 공기주입밸브(av)를 통해 송풍기(283)또는 기체 저장조(222)로부터 공기를 공급받을 수 있도록 구성될 수 있다. 도면에서는 송풍기(283)로부터 공급받는 경우가 예시되어 있으나, 이에 한정되지는 않음을 밝혀둔다.
이상과 같이 구성되는 본 발명에 의한 드론 분사시스템의 동작 및 그에 의한 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 의한 드론 분사시스템을 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용 중의 어느 하나의 용도로 사용하고자 할 경우, 지상 공급부(100)는 소방 또는 급수용 물, 전염병 방역용 약품, 농약, 유화재, 연무나 거품 또는 인공 눈 등의 특수효과물질의 발생이나 분사를 위한 유체를 싣고 이동하면서 고압으로 유체를 공급하는 고압 살수용 또는 방역용 또는 소방용 등의 차량에 탑재하고, 드론 공급부(200)는 별도의 몸체 하우징(201)을 드론(20)의 하우징 몸체(21)의 하부에 부착하거나 또는 드론(20)의 하우징 몸체(21)에 탑재한 후 지상 공급부(100)의 호스(140)의 자유단부를 드론 공급부(20)의 호스 착탈부(210)의 퀵커플러(212)에 연결한다.
상기와 같이 연결된 상태에서 사용자 조작에 따라 드론(20)의 운전이 개시되어, 호스 착탈부(210)에 연결된 호스(140)를 드론(20)이 이끌고 멀리 나아가서 지상 공급부(100)와 드론 공급부(200) 간의 거리가 멀어지게 되면, 지상 제어부(150)는 위치감지센서의 출력에 따라 지상 공급부(100)와 드론 공급부(200) 간의 이격 거리를 산출하여 호스가 풀리는 방향으로 권취롤(141)을 회전시킬 수 있게 되므로, 권취롤(141)에서 호스(140)를 자동으로 풀어주게 된다. 반대로 지상 공급부(100)와 드론 공급부(200) 간의 거리가 가까워지게 되면 지상 제어부(150)는 위치감지센서의 출력에 따라 지상 공급부(100)와 드론 공급부(200) 간의 이격 거리를 산출하여 호스가 감기는 방향으로 권취롤(141)을 회전시킬 수 있게 되므로 호스(140)를 권취롤(141)에 자동으로 감아주게 된다.
상기와 같은 드론 비행 상태에서 지상 제어부(150)의 제어 패널(151) 또는 원격 조종기(152)를 이용하여 약제 등의 분사를 위한 사용자 조작이 있게 되면, 지상 제어부(150)에서는 유체펌프(110)와 공압펌프(120)를 기동과 동시에 제1개폐밸브(v1) 및 제2개폐밸브(v2)를 개방하여 혼합기(130) 측으로 제1배관(p1)과 제2배관(p2)을 통해 유체와 기체를 각각 가압하여 공급할 수 있게 된다. 이때 제1압력센서(pc1)와 제2압력센서(pc2)는 제1체크밸브(cv1)와 제1개폐밸브(v1) 사이의 제1배관(p1)에서 예를 들면 미리 설정된 제1기준치보다 낮은 배관 압력값과 미리 설정된 제2기준치보다 높은 배관 압력값 등의 각각 다른 배관 압력값을 감지하여 지상 제어부(150)로 전달하게 된다.
이어서 혼합기(130)에서는 유체와 기체를 가압 및 혼합하여 혼합유체를 호스(140)를 통해 상부로 공급하게 된다. 따라서 호스(140) 내부에서는 유체 펌프(110)에 의해 가압된 유체와 혼합되어 있는 가압된 기체의 상승력이 호스 내부의 혼합유체에 대한 상승력으로 작용할 수 있게 되므로, 호스 내부에서의 유체의 상승을 신속하게 하면서 아울러 호스의 하중 경감을 통해 드론의 하중 부담을 덜어줄 수 있게 되므로, 호스 하중 부담에 의한 드론의 이동 제약성을 상쇄시킬 수 있게 된다.
한편, 지상 제어부(150)의 제어 패널(151) 또는 원격 조종기(152)를 이용하여 약제 등의 분사를 위한 사용자 조작이 있게 되면, 지상 제어부(150)에 의한 제어신호는 통신라인(170)을 통해 드론 공급부(200)의 드론 제어부(250)에도 전달될 수 있게 된다.
따라서 드론 공급부(200)에서는 지상 공급부(100)에서 호스(140)를 통해 저달되는 혼합유체를 호스 착탈부(210)의 내부 배관(213)을 통해 공급받아 분리 저장조(220)의 유체 저장조(221)와 기체 저장조(222)에 각각 유체와 기체로 분리시켜 저장하고, 분리 저장조(220)의 유체 저장조(221)와 기체 저장조(222)에 각각 분리 저장된 유체와 기체를 다시 각각의 제3배관(p3) 및 제4배관(p4)을 통해 분사노즐(230)로 각각 공급하여 유체와 기체를 동시에 혼합 분사할 수 있게 된다. 이때 분리 저장조(220)는 하단부에 유체 저장조(221)가 설치되고 상단부에 기체 저장조(222)가 설치되어 있게 되므로, 이러한 구성의 분리 저장조(220) 내의 유체 저장조(221)와 기체 저장조(222)에서는 혼합기(130)에서 혼합된 혼합유체를 밀도에 의하여 분리할 수 있게 되며, 특히 이러한 기체 저장조(222)는 유체펌프(110) 단독으로 사용시 저장조 내부의 급격한 압력 변화에 의한 수격 현상을 방지하는 수격 방지기의 기능을 수행할 수 있게 된다.
또한 이때 분리 저장조(220)의 내부에서는 다수의 수위센서(LC,MC,HC)가 분리 저장조(220) 내의 미리 설정된 높이에서 저수위(LC), 중수위(MC), 및 고수위(HC)를 각각 체크하여 그 결과를 드론 제어부(250)로 전달할 수 있게 된다.
따라서 드론 제어부(250) 저수위(LC), 중수위(MC), 및 고수위(HC) 체크결과를 지상 제어부(150)의 원격 조종기(152)를 이용한 무선 통신 또는 통신라인(170)을 이용한 유선 통신을 통해 지상 제어부(150)에 통보한다. 이에 따라 지상 제어부(150)에서는 저수위(LC)가 체크되면 유체펌프(110)를 기동시키고 제1개폐밸브(v1)를 개방하여 분리 저장조(220)의 유체 저장조(221)의 수위를 높일 수 있게 된다. 반면에 드론 제어부(250)에서는 중수위(MC)가 체크되면 정상운전을 수행하고, 고수위(HC)가 체크되면 유체펌프(110)를 정지시키고 제1개폐밸브(v1)를 닫아 유체의 흐름을 차단하게 된다.
한편, 본 발명에서는 유체 저장조(221)에서 분사 노즐(230)로 연결되는 제3배관(p3) 상에 분사노즐(230)에 공급되는 유체를 가압하여 토출하는 드론펌프(240)와 전동 밸브(mv) 및 플로우 스위치(fw)가 설치되므로, 지상 공급부(100)의 유체펌프(110)에 의해 공급되는 유체의 압력이 떨어질 경우, 제3배관(p3) 내 유체 흐름을 플로우스위치(fw)가 체크하여 드론 제어부(250)로 전달하게 되고, 그에 따라 드론 제어부(250)가 드론펌프(240)를 기동하여 유체를 가압하여 분사노즐(230)에 공급할 수 있게 된다. 이로써 분사노즐(230)은 이류체 노즐로서 유체와 기체를 각각 공급받아 이들의 충돌에 의한 혼합 분산에 의해 유체를 미립화하여 미세하게 분사할 수 있게 된다. 또한, 상기와 같이 드론펌프(240)가 설치되는 경우에는 고도가 높고, 대용량이 필요할 경우에 적용하는 것이 바람직하며, 분사노즐(230)에 고압의 압력을 단독으로 공급할 경우에 매우 용이하다. 이는 수압에 의한 드론의 상승효과를 제공한다.
또한 본 발명에 의한 지상 공급부(100)는 제1개폐밸브(v1)와 제1체크밸브(cv1)가 설치된 제1배관(p1)에서 바이패스 배관(161)을 분기시켜 형성하고, 이 바이패스 배관(161) 상에 바이패스 배관 개폐를 위한 제4개폐밸브(v4)를 설치한 후 바이패스 배관(161)의 종단부에 제2유체저장조(162)를 구비하게 되므로, 배관의 과압 또는 드론 공급부(200)의 호스 착탈부(210)에서 퀵커플러(212)가 솔레노이드밸브(211)에 의하여 이탈하게 되는 경우 제4개폐밸브(v4)를 개방하여 호스 내부의 유체를 신속하게 회수할 수 있게 된다.
이후 필요에 따라 드론 제어부(250)에서 호스 착탈부(210)의 솔레노이드 밸브(211)에 전원을 인가하게 되면 솔레노이드 밸브(211)가 동작하여 퀵커플러(212)를 밀어내게 되고, 이로써 호스 착탈부(210)의 퀵커플러(212)에서 호스(140)가 빠지면서 지상 공급부(100)의 호스(140)와 드론 공급부(200)의 호스 착탈부(210) 간의 연결이 해제될 수 있게 된다. 이러한 동작은 진화 또는 방역 또는 방재 또는 공연 등의 동작을 수행하는 도중에 호스(140)의 무게 또는 타 물체에 걸려 드론(20)의 이동이 불가능할 때 사용할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 의한 드론분사시스템에서는 드론(20) 비행 또는 공연 중에 필요에 따라 지상 제어부(150)의 제어 패널(151) 또는 원격 조종기(152)를 이용하여 조명장치(260)의 구동을 위한 사용자 조작이 있게 되면, 지상 제어부(150)가 조명장치 구동을 위한 제어신호를 통신라인(170)을 통해 또는 무선으로 드론 제어부(250)에 전달하게 되고, 따라서 드론 제어부(250)가 드론(20) 몸체 또는 분사노즐(230)에 설치된 조명장치(260)를 점등하거나 점멸시킴으로써, 드론(20)에 탑재되는 경우 드론(20)의 비행 위치를 실시간으로 표시할 수 있게 되며, 분사노즐(230)에 설치되는 경우 공연 수행시 미세 분사되는 유체의 난반사를 통해 조명효과를 발휘할 수 있게 된다.
특히, 본 발명에 의한 드론 분사시스템을 공연용도로 사용하고자 할 경우, 공연 중 특수효과물질의 분사를 위해 필요에 따라 지상 제어부(150)의 제어 패널(151) 또는 원격 조종기(152)를 이용하여 연무기(271)의 구동을 위한 사용자 조작이 있게 되면, 지상 제어부(150)가 연무기 구동을 위한 제어신호를 통신라인(170)을 통해 또는 무선으로 드론 제어부(250)에 전달하게 되고, 따라서 드론 제어부(250)가 제5개폐밸브(v5)를 열고 연무기(271)를 구동시킨다. 이로써 연무기(271)는 분리 저장조(220)에서 제5개폐밸브(v5)를 통해 유체를 공급받고, 공급받은 유체를 응축 또는 분산시켜 기체 중에 부유하는 미립자 상태의 에어로졸(aerosol)을 발생시켜 외부로 방출함으로써, 비나 안개 또는 물안개 등의 특수효과를 얻을 수 있게 한다.
또한 본 발명에 의한 드론 분사시스템을 이용한 공연 중 필요에 따라 지상 제어부(150)의 제어 패널(151) 또는 원격 조종기(152)를 이용하여 거품 발생기(272)의 구동을 위한 사용자 조작이 있게 되면, 지상 제어부(150)가 거품 발생기 구동을 위한 제어신호를 통신라인(170)을 통해 또는 무선으로 드론 제어부(250)에 전달하게 되고, 따라서 드론 제어부(250)가 제6개폐밸브(v6)를 열고 거품 발생기(272)를 구동시킴으로써, 거품 발생기(272)는 분리 저장조(220)에서 제6개폐밸브(v6)를 통해 유체를 공급받고, 기 저장된 거품 발생을 위한 비누액과 유체를 혼합하여 거품을 발생시켜 외부로 방출할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의한 드론 분사시스템을 이용한 공연 중 필요에 따라 지상 제어부(150)의 제어 패널(151) 또는 원격 조종기(152)를 이용하여 제설기(273)의 구동을 위한 사용자 조작이 있게 되면, 지상 제어부(150)가 제설기 구동을 위한 제어신호를 통신라인(170)을 통해 또는 무선으로 드론 제어부(250)에 전달하게 되고, 따라서 드론 제어부(250)가 제7개폐밸브(v7)를 열고 제설기(273)를 구동시킴으로써, 제설기(273)는 분리 저장조(220)에서 제7개폐밸브(v7)를 통해 유체를 공급받고, 공급받은 유체를 응축 또는 분산 과정을 통해 눈(snow)을 생성시켜 외부로 살포할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의한 드론 분사시스템을 이용한 공연 중 특수효과의 표출을 위해 필요에 따라 지상 제어부(150)의 제어 패널(151) 또는 원격 조종기(152)를 이용하여 빔 프로젝터(274), 장막(275), 점멸기(281), 스피커(282), 송풍기(283) 중에서 적어도 하나의 구동을 위한 사용자 조작이 있게 되면, 지상 제어부(150)가 이들 각각의 기기 구동을 위한 제어신호를 통신라인(170)을 통해 또는 무선으로 드론 제어부(250)에 전달하게 되고, 따라서 드론 제어부(250)가 이들 각 기기를 선택적으로 또는 동시에 구동시킬 수 있게 된다.
이 경우 빔 프로젝터(274)가 구동되면 슬라이드나 동영상 이미지를 형성하기 위한 엘이디 빔 또는 레이저 빔을 방출할 수 있게 된다. 이때 장막(275)이 구동되면 천이나 망사 중의 어느 하나로 이루어진 장막이 소규모 크기의 경우에는 드론(20)의 몸체 하부에서 드론(20)에 매달리는 형태로 펼쳐지게 될 것이며, 대규모 크기의 경우에는 하나의 장막(275)이 적어도 두 개 이상의 드론(20)에 의해 지상에서부터 상공으로 끌어올려지는 형태로 펼쳐져 특수효과물질과 빔의 방출시 입체공연을 위한 배경(스크린)을 형성할 수 있게 된다. 이때 장막(275)을 구성하는 천이나 망사의 가장자리에는 천이나 망사의 부피와 형태를 일정하게 유지시키거나 팽창시키기 위한 탄성체(275a)가 설치되어 있게 때문에, 그 형태가 고르게 펼쳐진 상태로 유지될 수 있으며, 따라서 특수효과물질과 빔에 의한 빛의 난반사를 통해 표출되는 다양한 형태와 색채의 영상에 대한 배경 등의 프로젝션의 후방효과를 얻을 수 있게 한다. 또한 이러한 장막(275)은 송풍기(283)가 정지 상태인 경우 연무기(281), 거품 발생기(282), 및 제설기(283) 등에서 방출되는 연기, 거품, 눈 등의 특수효과물질이 바람에 날리지 않도록 보호하는 역할을 하게 된다.
또한 점멸기(281)가 구동되면 특수 조명등을 자동 점멸시킬 수 있게 되므로 전기적인 신호에 의해 낙뢰효과 등의 특수 효과를 발생시킬 수 있게 되며, 스피커(282)가 구동되면 천둥소리나 동물 울음 소리 등의 미리 설정된 다양한 자연현상의 오디오 신호를 출력할 수 있게 되며, 송풍기(283)가 구동되면 바람을 발생시킬 수 있게 되므로 연무기(271), 거품 발생기(272), 제설기(273) 등에서 방출되는 연기, 거품, 눈 등의 특수효과물질을 멀리 보내거나 장막(275)을 출렁거리게 한다.
또한 공연 또는 행사가 수면에서 펼쳐지는 경우 기체 저장조(222) 또는 송풍기(283)에 의해 팽창식 튜브(284)에 공기를 주입하여 튜브의 부피를 팽창시킨 후 수면 위에 착륙시키게 되면, 팽창식 튜브(284)에 의해 부력이 형성되어 드론(20)이 수면 위에 안정적으로 착륙할 수 있게 된다.
이로써 본 발명의 드론 분사시스템은 필요에 따라 약제나 소방용수 등의 분사, 연무나 거품 또는 인공 눈 등의 분사를 위한 유체를 기체와 혼합하여 지상에서 호스를 통해 드론에 직접 공급할 수 있게 되므로 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능하게 되며, 또한 혼합 유체 내 기체의 상승력에 의해 유체 무게에 의한 드론의 이동 제한성을 줄일 수 있게 되므로 드론의 비행시간 연장 및 능동적 자율 비행이 가능하게 하는 이점을 제공한다.
또한 본 발명의 드론 분사시스템은 드론에 설치되는 분사노즐을 전후, 좌우 방향축에 대해 회전 허용 가능하게 고정시켜 지지할 수 있게 되므로 드론의 비행시 드론의 움직임에 따른 분사노즐의 요동이나 유체 분사시 분사노즐의 반발력을 최소화할 수 있어 유체를 안정적으로 분사할 수 있는 이점을 제공한다.
또한 본 발명의 드론 분사시스템은 연무나 거품 또는 인공 눈 등의 특수효과물질의 발생이나 분사를 위한 유체 분사시 빔 프로젝터에 의한 빔의 방출과 함께 프로젝션의 후방효과를 위한 장막(스크린)을 형성할 수 있게 되므로, 드론을 이용하여 상공의 스크린 상에서 연무와 거품과 인공 눈 등의 특수효과물질과 빔에 의한 빛의 난반사를 통해 다양한 형태와 색채의 영상구현이 가능한 입체공연을 실시할 수 있게 하는 이점을 제공한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 단독 또는 별개의 공급관을 사용하는 것으로 한정되는 것도 아니고, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
20 : 드론 21 : 하우징 몸체
100 : 지상 공급부 110 : 유체펌프
120 : 공압펌프 130 : 혼합기
140 : 호스 141 : 권취롤
150 : 지상 제어부 151 : 제어패널
152 : 원격 조종기 161 : 바이패스 배관
162 : 제2유체저장조 170 : 통신라인
200 : 드론 공급부 201 : 몸체 하우징
210 : 호스 착탈부 211 : 솔레노이드밸브
212 : 퀵 커플러 213 : 내부 배관
220 : 분리 저장조 221 : 유체 저장조
222 : 기체 저장조 223 : 수격 방지부
230 : 분사노즐 231 : 노즐 고정부
240 : 드론펌프 250 : 드론 제어부
260 : 조명장치 271 : 연무기
272 : 거품 발생기 273 : 제설기
274 : 빔 프로젝터 275 : 장막
275a : 탄성체 281 : 점멸기
282 : 스피커 283 : 송풍기
284 : 팽창식 튜브 cv1-cv3 : 체크밸브
v1-v7 : 개폐밸브 mv : 전동 밸브
av : 공기주입밸브 fw : 플로우 스위치
pc1,pc2 : 압력센서 p1-p7 : 배관
M1-M3 : 모터 LC : 저수위센서
MC : 중수위센서 HC : 고수위센서

Claims (10)

  1. 고압 살수용 또는 방역용 또는 소방용 차량에 탑재되며, 유체펌프(110)와 공압펌프(120) 및 혼합기(130)를 구비하여 약제나 소방용수, 특수효과물질의 분사를 위한 유체와 기체를 가압하여 혼합하고 상기 혼합기(130)의 출력단에 호스(140)를 연결하여 유체와 기체가 혼합된 혼합유체를 상기 호스(140)를 통해 상부로 공급하여 호스(140) 내부에서의 기체의 상승력이 호스 내부를 이동하는 혼합유체에 작용되게 하여 호스의 하중 경감에 의한 드론의 이동 제약성을 상쇄시키는 지상 공급부(100); 및
    드론(20)에 탑재되며, 상기 호스(140)의 종단부가 착탈되는 호스 착탈부(210)를 구비하고, 상기 유체와 기체를 분리 저장하는 분리 저장조(220)를 구비하여 상기 지상 공급부(100)에서 공급되는 혼합유체를 상기 호스(140)를 통해 공급받아 유체와 기체를 각각 분리시켜 저장하고 상기 분리 저장조(220)의 유체와 기체를 분사노즐(230)을 통해 동시에 미세 분사하는 드론 공급부(200);를 포함하고,
    상기 지상 공급부(100)는,
    유체를 가압하여 배관으로 토출하는 유체펌프(110);
    기체를 가압하여 배관으로 토출하는 공압펌프(120);
    상기 유체펌프(110)와 공압펌프(120)에 각각 배관을 통해 연결되어 각 펌프에서 토출되는 유체와 기체를 일정한 비율로 혼합하는 혼합기(130);
    상기 혼합기(130)의 출력단에 일측 단부가 연결되고 다른측 단부는 드론 공급부(200)의 호스 착탈부(210)에 탈부착 가능하게 연결되거나 분리되는 호스(140);
    상기 유체펌프(110)와 혼합기(130) 사이, 및 상기 공압펌프(120)와 혼합기(130) 사이의 배관 상에 각각 설치되며, 지상 제어부(150)에 의해 동작이 제어되어 유체펌프(110)와 혼합기(130) 간의 유체 흐름, 및 상기 공압펌프(120)와 혼합기(130) 간의 기체의 흐름을 각각 단속하는 제1개폐밸브(v1)와 제2개폐밸브(v2);
    상기 제1개폐밸브(v1)와 유체펌프(110) 사이, 및 상기 제2개폐밸브(v2)와 공압펌프(120) 사이의 배관 상에 각각 설치되어 제1개폐밸브(v1)에서 유체펌프(110) 측으로의 유체 흐름, 및 제2개폐밸브(v2)에서 공압펌프(120) 측으로의 기체 흐름을 각각 차단하는 제1체크밸브(cv1)와 제2체크밸브(cv2);
    상기 제1체크밸브(cv1)와 제1개폐밸브(v1) 사이의 배관에서 각각 다른 압력값을 감지하여 지상 제어부(150)로 전달하는 제1압력센서(pc1) 및 제2압력센서(pc2); 및
    통신라인(170)을 통해 상기 드론 공급부(200)의 드론 제어부(250)와 통신 및 전원공급 가능하게 연결되며, 사용자의 직접 제어를 위한 제어 패널(151) 및 사용자의 원격 제어를 위한 원격 조종기(152)를 구비하여 제어 패널(151) 또는 원격 조종기(152)를 통한 사용자의 조작 및 각 센서의 감지신호에 따라 상기 각 펌프와 각 개폐밸브 및 드론 제어부의 동작을 전체적으로 제어하는 지상 제어부(150);를 포함하여,
    사용자의 조작 및 각 센서의 감지신호에 따른 지상 제어부(150)의 제어에 따라 각 펌프와 각 개폐밸브의 동작을 전체적으로 제어하여 유체와 기체가 혼합된 혼합유체를 호스(140)를 통해 상부로 공급하도록 구성되며,
    상기 드론 공급부(200)는,
    상기 드론(20)의 몸체 하부에 설치되어 상기 드론(20)의 비행시 드론 몸체의 움직임에 의한 분사노즐의 요동이나 유체 분사시 분사노즐의 반발력을 줄여 상기 분사노즐(230)을 안정적으로 수평 유지하도록 드론(20) 몸체에 대해 회전 가능하게 상기 분사노즐(230)을 고정시켜 지지하는 노즐 고정부(231);를 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능한 드론 분사시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 노즐 고정부(231)는,
    드론 비행시 드론 몸체의 움직임에 의한 분사노즐의 요동, 또는 유체 분사시 분사노즐의 반발력을 줄여 상기 분사노즐(230)이 항상 수평을 유지하도록 전후, 좌우 방향축에 대해 자유로운 회전을 허용하는 짐벌(gimbal)로 구성되는 것을 특징으로 하는 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능한 드론 분사시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 지상 공급부(100)는,
    상기 제1개폐밸브(v1)와 제1체크밸브(cv1)가 설치된 배관에서 분기되는 바이패스 배관(161)을 형성하고 상기 바이패스 배관(161)의 종단부에 제2유체저장조(162)를 구비하며,
    상기 지상 제어부(150)는 상기 드론 공급부(200)에서 호스(140)가 이탈하는 경우 제1개폐밸브(v1)를 즉시 개방시키도록 제어하여,
    배관 내 유체가 바이패스 배관(161)을 통해 제2유체저장조(162)에 공급되도록 하여 유체의 외부 유출 방지 및 호스가 권취롤에 용이하게 감기도록 호스의 무게 경감이 이루어지게 구성하는 것을 특징으로 하는 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능한 드론 분사시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 드론 공급부(200)는,
    상기 지상 공급부(100)의 호스(140)의 종단부가 착탈되는 호스 착탈부(210);
    유체와 기체를 유체 저장조(221)와 기체 저장조(222)에 각각 분리 저장하고다수의 수위센서를 구비하여 저장조 내의 저수위(LC), 중수위(MC), 및 고수위(HC)를 각각 체크하여 드론 제어부(250)로 전달하는 분리 저장조(220);
    상기 분리 저장조(220)에서 배관을 통해 각각 공급되는 유체와 기체를 미세분사하는 분사노즐(230);
    상기 호스 착탈부(210)와 상기 분리 저장조(220) 사이의 배관 상에 설치되어 분리 저장조(220)에서 호스 착탈부(210) 측으로의 유체 흐름을 차단하는 제3체크밸브(cv3);
    상기 분리 저장조(220)의 기체 저장조(222)와 상기 분사노즐(230) 사이의 배관 상에 설치되며, 드론 제어부(250)에 의해 동작이 제어되어 기체 저장조(222)와 분사노즐(230) 간의 공기량 또는 기체의 흐름을 단속하는 제3개폐밸브(v3);
    상기 분리 저장조(220)의 유체 저장조(221)에서 분사 노즐(230)로 연결되는 배관 상에 설치되어 분사노즐(230)에 공급되는 유체를 가압하여 토출하는 드론펌프(240);
    통신라인(170)을 통해 상기 지상 공급부(100)의 지상 제어부(150)와 통신 및 전원 공급 가능하게 연결되며, 상기 지상 제어부(150)의 제어 패널(151) 또는 원격 조종기(152)를 통한 사용자의 조작 및 각 센서의 감지신호에 따라 드론펌프(240)와 제3개폐밸브(v3)의 동작을 제어하는 드론 제어부(250); 및
    드론(20)의 하우징 몸체(21) 또는 분사노즐(230)의 일측에 설치되며, 드론 제어부(250)에 의해 점등 또는 점멸되어 드론(20)의 비행 위치를 표시하거나 분사노즐(230)에서 미세 분사되는 유체에 조명을 조사하여 유체의 난반사를 발생시키는 조명장치(260);를 구비하여,
    상기 호스(140)를 통해 상기 지상 공급부(100)에서 공급되는 혼합유체를 공급받아 유체와 기체를 각각 분리 저장하고 상기 분리 저장조(220)의 유체와 기체를 분사노즐(230)로 각각 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능한 드론 분사시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 드론 공급부(200)는,
    상기 드론(20)에 탑재되며, 상기 드론 제어부(250)에 의해 기동되어 상기 분리 저장조(220)에서 제5개폐밸브(v5)를 통해 유체를 공급받고, 공급받은 유체를 응축 또는 분산시켜 기체 중에 부유하는 미립자 상태의 에어로졸(aerosol)을 발생시켜 외부로 방출하는 연무기(271);
    상기 드론(20)에 탑재되며, 상기 드론 제어부(250)에 의해 기동되어 상기 분리 저장조(220)에서 제6개폐밸브(v6)를 통해 유체를 공급받고, 거품 발생을 위한 비누액을 저장하여 상기 비누액과 유체를 혼합하여 거품을 발생시켜 외부로 방출하는 거품 발생기(272);
    상기 드론(20)에 탑재되며, 상기 드론 제어부(250)에 의해 구동되는 복수 개의 엘이디 또는 레이저 다이오드를 구비하여 슬라이드나 동영상 이미지를 형성하기 위한 엘이디 빔 또는 레이저 빔을 방출하는 빔 프로젝터(274); 및
    상기 드론(20)에 탑재되며, 상기 드론 제어부(250)에 의해 기동되어 상기 분리 저장조(220)에서 제7개폐밸브(v7)를 통해 유체를 공급받고, 공급받은 유체를 응축 또는 분산시켜 눈(snow)을 생성시켜 외부로 살포하는 제설기(273);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능한 드론 분사시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 드론 공급부(200)는,
    상기 드론(20)의 몸체 하부에 착탈 가능하게 설치되며 상기 드론 제어부(250)에 의해 자동으로 펼쳐져 특수효과물질과 빔의 방출시 입체공연을 위한 배경을 형성하는 장막(275);을 포함하여, 특수효과물질과 빔에 의한 빛의 난반사를 통해 다양한 형태와 색채의 영상이 상기 장막(275)을 배경으로 하여 표출되도록 한 것을 특징으로 하는 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능한 드론 분사시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 장막(275)은,
    천이나 망사 중의 어느 하나로 이루어지며, 상기 천이나 망사의 가장자리에는 천이나 망사의 부피와 형태를 일정하게 유지시키기 위한 탄성체(275a)가 설치된 것을 특징으로 하는 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능한 드론 분사시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 드론 공급부(200)는,
    상기 드론(20)에 탑재되며, 상기 드론 제어부(250)에 의해 기동되어 조명을 자동 점멸시키는 점멸기(281);
    상기 드론(20)에 탑재되며, 상기 드론 제어부(250)에 의해 기동되어 미리 설정된 다양한 자연현상의 오디오 신호를 출력하는 스피커(282); 및
    상기 드론(20)에 탑재되며, 상기 드론 제어부(250)에 의해 기동되어 눈, 거품, 연기를 멀리 보내거나 상기 장막을 출렁거리게 하기 위한 바람을 발생시키는 송풍기(283);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능한 드론 분사시스템.
  10. 제6항에 있어서, 상기 드론 공급부(200)는,
    드론 공급부(200)의 몸체 하우징(201)의 하부에 탈부착 가능하게 설치되어 몸체 하우징(201)에 부착하거나 분리시킬 수 있도록 구성되며, 공기를 주입하여 팽창된 튜브의 부력에 의해 드론(20)이 수면 위에 안정적으로 착륙할 수 있게 지지하는 팽창식 튜브(284);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 농업용 또는 화재진압용 또는 공연용으로 사용 가능한 드론 분사시스템.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114486470A (zh) * 2021-12-31 2022-05-13 南京理工大学 一种多路气体产烟布撒一体化装置
WO2022131382A1 (ko) * 2020-12-14 2022-06-23 (주)비씨디이엔씨 방제용 드론
KR20230059585A (ko) 2021-10-26 2023-05-03 (주)엑스오비스 공연용 드론
KR20230060382A (ko) * 2021-10-27 2023-05-04 하상균 다량의 버블 생성가능한 드론

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101662255B1 (ko) 2016-02-22 2016-10-06 주식회사 보성 농약 살포용 드론 및 카트리지 타입 농약 공급통
KR20170126274A (ko) 2016-05-09 2017-11-17 김성진 농약 살포용 드론
KR20180057040A (ko) * 2016-11-21 2018-05-30 서해기술단 주식회사 드론을 이용한 구조물 안전진단 시스템
JP2019127084A (ja) * 2018-01-23 2019-08-01 株式会社フジタ 散布用飛行装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101662255B1 (ko) 2016-02-22 2016-10-06 주식회사 보성 농약 살포용 드론 및 카트리지 타입 농약 공급통
KR20170126274A (ko) 2016-05-09 2017-11-17 김성진 농약 살포용 드론
KR20180057040A (ko) * 2016-11-21 2018-05-30 서해기술단 주식회사 드론을 이용한 구조물 안전진단 시스템
JP2019127084A (ja) * 2018-01-23 2019-08-01 株式会社フジタ 散布用飛行装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022131382A1 (ko) * 2020-12-14 2022-06-23 (주)비씨디이엔씨 방제용 드론
KR20230059585A (ko) 2021-10-26 2023-05-03 (주)엑스오비스 공연용 드론
KR20230060382A (ko) * 2021-10-27 2023-05-04 하상균 다량의 버블 생성가능한 드론
KR102604899B1 (ko) 2021-10-27 2023-11-22 하상균 다량의 버블 생성가능한 드론
CN114486470A (zh) * 2021-12-31 2022-05-13 南京理工大学 一种多路气体产烟布撒一体化装置

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