KR102149985B1 - 드론 선풍기 - Google Patents

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KR102149985B1
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김재훈
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Abstract

일 실시예에 따른 드론 선풍기는 드론 및 지지부를 포함하되, 상기 드론은 제1 결합부와, 상기 드론의 비행에 필요한 추진력을 제공하는 구동부를 포함하고, 상기 지지부는 상기 제1 결합부와 착탈 가능하되 상기 제1 결합부와 결합될 경우 상기 드론의 비행 범위를 제한하는 제2 결합부와, 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부가 결합된 상태에서 상기 드론의 비행 위치에 변경이 필요하면 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 간의 결합 상태가 변경되도록 상기 제2 결합부를 제어하는 스위칭부를 포함한다.

Description

드론 선풍기{ELECTRIC FAN USING DRONE}
본 발명은 드론 선풍기에 관한 것이다.
초창기 드론(Drone)은 군사용으로 사용되었다. 이후에 드론은 운반 및 보관의 편리성과 조작의 용이성으로 다양한 분야에서 사용되고 있다. 최근에는 방송 뿐 아니라 재난 재해 모니터링, 물류 운반. 산불진화 또는 농약 살포용으로 사용되었다.
드론과 관련된 종래 기술을 살펴보면, 대한민국 등록특허 등록번호 제10-1587893호(2016.01.18. 등록)에는 드론 보드가 기재되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허 등록번호 제10-1535401호(2015.07.02. 등록)에는 드론방식의 구명장비 투하장치가 기재되어 있다.
한국등록특허공보 10-1587893호 (2016.01.18. 등록) 한국등록특허공보 10-1535401호 (2015.07.02. 등록)
기존 선풍기는 바람 방향의 전환을 위한 다수의 전자/기계적 구성(예컨대 로봇암 또는 다수의 스텝 모터 등)을 채용하고 있으며, 이러한 구성들을 정밀하게 제어하기 위한 별도의 제어 구성들까지도 추가적으로 채용하고 있다. 아울러, 이러한 구성들을 채용했음에도 불구하고, 기존 선풍기의 경우 바람 방향의 전환 각도에는 한계가 있다.
이에 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 기존 선풍기에서 채용하고 있는 전술한 전자/기계적 구성 및 제어 구성들을 채용하지 않고도 바람 방향을 자유롭게 전환시킬 수 있는 드론 선풍기를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 드론 선풍기는 드론 및 지지부를 포함하되, 상기 드론은 제1 결합부와, 상기 드론의 비행에 필요한 추진력을 제공하는 구동부를 포함하고, 상기 지지부는 상기 제1 결합부와 착탈 가능하되 상기 제1 결합부와 결합될 경우 상기 드론의 비행 범위를 제한하는 제2 결합부와, 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부가 결합된 상태에서 상기 드론의 비행 위치에 변경이 필요하면 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 간의 결합 상태가 변경되도록 상기 제2 결합부를 제어하는 스위칭부를 포함한다.
또한, 상기 드론은 열센서부와 상기 열센서부가 센싱한 열을 기초로 상기 드론의 비행 방향을 결정하는 구동 제어부를 더 포함하고, 상기 구동부는 상기 구동 제어부가 결정한 비행 방향에 따라 구동될 수 있다.
또한, 상기 드론은 열센서부를 더 포함하고, 상기 지지부는 상기 열센서부가 센싱한 열을 기초로 상기 드론 선풍기의 지면 상에서의 이동 방향을 결정하는 제어부와, 상기 제어부가 결정한 이동 방향에 따라 상기 드론 선풍기를 상기 지면 상에서 이동시키는 이동부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지부는 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 사이에 배치되는 베어링부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 스위칭부는 솔레노이드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스위칭부는 상기 드론의 비행 위치가 변경되는 동안에는 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 간의 마찰력의 크기가 최소치와 최대치 사이에서 소정의 주기에 따라 변경되도록 상기 제2 결합부를 제어하고, 상기 드론의 비행 위치가 고정된 동안에는 상기 마찰력의 크기가 상기 최대치에서 고정되도록 상기 제2 결합부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 스위칭부는 상기 드론의 비행 위치가 변경되는 동안 상기 소정의 주기를 변경시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 드론 선풍기는 드론의 비행을 위한 구성만을 이용해서 기존의 선풍기보다 다양한 방향에서 자유롭게 바람을 제공할 수 있다. 뿐만 아니라 이러한 드론 선풍기는 열이 높은 지점이나 위치를 향해 바람을 제공할 수도 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 드론 선풍기의 구성을 개념적으로 도시하고 있다.
도 2는 일 실시예에 따라 구현 가능한 드론의 움직임을 예시적으로 도시하고 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 드론의 움직임 제어를 위한 신호를 예시적으로 도시하고 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 드론 선풍기(1000)의 구성을 개념적으로 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 드론 선풍기(1000)는 드론(100) 및 지지부(200)를 포함한다. 이 중 드론(100)은 구동부(110), 제1 통신부(120), 열 센서부(130), 구동 제어부(140) 및 제1 결합부(150)를 포함한다. 또한 지지부(200)는 제2 통신부(210), 이동부(220), 제2 결합부(230), 베어링부(240), 스위칭부(250) 및 제어부(260)를 포함한다. 다만, 도 1에 도시된 드론 선풍기(1000)의 구성은 예시적인 것에 불과하다. 따라서, 드론 선풍기(1000)의 구성, 드론(100)의 구성 및 지지부(200)의 구성이 도 1에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다.
먼저 드론(100)에 포함된 각 구성에 대해 살펴보기로 한다.
구동부(110)는 드론(100)의 비행에 필요한 추진력(양력 등)을 제공한다. 이를 위해 구동부(110)는 프로펠러 및 프로펠러에 회전력을 제공하는 모터 등을 포함할 수 있다. 구동부(110)는 도 1에 도시된 것과 같이 복수 개가 드론(100)에 포함될 수 있다.
제1 통신부(120)는 무선 통신용 모듈을 포함한다. 드론(100)은 이러한 제1 통신부(120)를 통해 지지부(200)의 제2 통신부(210) 또는 도면에는 도시되지 않았지만 드론 선풍기(1000)의 제어용 리모콘과 통신을 수행할 수 있다.
열 센서부(130)는 열을 감지하는 적외선 센서 등을 포함할 수 있으며, 다만 센서의 종류가 적외선 센서에 한정되는 것은 아니다. 열 센서부(130)가 감지한 열 관련 정보는, 드론 선풍기(1000) 주변에서 온도가 높은 지점 또는 체온이 높은 사람이 있는 위치 등의 파악에 이용될 수 있다.
구동 제어부(140)는 이하에서 설명될 기능을 수행하도록 프로그램된 명령어를 저장하는 메모리 및 이러한 명령어를 실행하는 마이크로프로세서에 의해 구현된다. 이하에서는 이러한 구동 제어부(140)에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
구동 제어부(140)는 구동 신호를 생성한다. 생성된 구동 신호는 구동부(110)의 프로펠러의 회전 속도를 제어하기 위한 신호 또는 구동부(110)의 틸팅(tilting) 각도를 제어하기 위한 신호를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 구동 신호에 따라 구동부(110)가 구동되면, 드론(100)에는 비행을 위한 추진력이 제공된다.
구동 제어부(140)는 전술한 구동 신호를 생성할 때 열 센서부(130)가 감지한 열 관련 정보를 참고할 수 있다. 예컨대 구동 제어부(140)는 열 센서부(130)가 감지한 열 관련 정보를 기초로 온도가 상대적으로 높은 지점이나 위치를 파악할 수 있으며, 드론(100)의 프로펠러에서 발생되는 바람이 이렇게 파악된 지점이나 방향을 향하도록 드론(100)의 비행 위치를 결정할 수 있고, 이렇게 결정된 비행 위치를 기초로 구동 신호를 생성할 수 있다.
한편, 복수 개의 구동부(110) 각각에 인가되는 구동 신호는 실시예에 따라 서로 상이할 수 있다. 예컨대 제1 구동부(110)에 인가되는 구동 신호는 제2 구동부(110)에 인가되는 구동 신호와 상이할 수 있다. 이렇게 구동 신호가 상이하면, 복수 개의 구동부(110) 중 제1 구동부(110)의 프로펠러는 제2 구동부(110)의 프로펠러와 상이한 속도로 회전할 수 있고, 제1 구동부(110)는 제2 구동부(110)와 상이한 각도로 틸팅될 수 있다.
제1 결합부(150)는 지지부(200)의 제2 결합부(230)와 결합될 수 있다. 제1 결합부(150)가 제2 결합부(230)와 결합되면 드론(100)은 지지부(200)와 함께 드론 선풍기(1000)로서 동작한다. 물론 제2 결합부(230)와 결합된 제1 결합부(150)는 이러한 제2 결합부(230)로부터 분리될 수도 있으며, 이 경우 드론(100)은 일반적인 드론의 역할을 수행할 수 있다. 이러한 제1 결합부(150)는 도 1에 도시된 것과 같이 볼(ball) 형상의 구조물일 수 있고 제2 결합부(230)는 이러한 볼 형상의 제1 결합부(150)를 둘러싸는 웨지(wedge), 즉 볼 덮개 형상의 구조물일 수 있는데, 제1 결합부(150)와 제2 결합부(230) 각각의 형상이 도 1에 도시된 것으로 한정되는 것은 아니다.
한편, 제1 결합부(150)는 제2 결합부(230)와 결합된 상태에서도 일정 범위에서 자유롭게 움직일 수 있다. 또한 제1 결합부(150)가 이렇게 움직이는 동안 제1 결합부(150)와 제2 결합부(230) 간의 결합 상태는 소정의 제어 신호에 따라 변경될 수 있다. 다만 이러한 사항 각각에 대해서는 뒤에 보다 자세하게 설명하기로 한다.
다음으로 지지부(200)에 포함된 각 구성에 대해 살펴보기로 한다.
제2 통신부(210)는 무선 통신용 모듈을 포함한다. 지지부(200)는 이러한 제2 통신부(210)를 통해 드론(200)의 제1 통신부(120) 또는 도면에는 도시되지 않았지만 드론 선풍기(1000)의 제어용 리모콘과 통신을 수행할 수 있다.
이동부(220)는 드론 선풍기(1000)가 지면 상에서 이동할 수 있게 해주는 구성이다. 이러한 이동부(220)는 바퀴, 바퀴에 회전력을 제공하는 모터 및 모터나 바퀴의 회전력을 억제하는 브레이크 등을 포함할 수 있다.
제2 결합부(230)는 드론(100)의 제1 결합부(150)와 결합될 수 있다. 이 때 제2 결합부(230)와 제1 결합부(150) 사이에는 베어링부(240)가 배치될 수 있다. 제1 결합부(150)는 제2 결합부(230)와 결합된 상태에서도, 이러한 베어링부(240)에 의해 보다 원활하게 움직일 수 있다.
한편, 제2 결합부(230)와 제1 결합부(150) 간의 결합 상태는 스위칭부(250)가 생성한 제어 신호에 의해 제어 내지 변경될 수 있으며, 이 때 스위칭부(250)가 어떠한 제어 신호를 생성할지는 제어부(260)에 의해 제어될 수 있다.
이하에서는 제2 결합부(230), 스위칭부(250) 및 제어부(260)에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다. 제2 결합부(230)는 볼 형상의 제1 결합부(150)를 둘러싸되, 이렇게 둘러싼 상태에서 제1 결합부(150)를 움켜쥐거나 또는 움켜쥐지 않는 구조를 가질 수 있다.
만약 제2 결합부(230)가 제1 결합부(150)를 움켜쥐면 제1 결합부(150)는 제2 결합부(230)에 대하여 그 위치가 고정되어서 움직이지 않게 된다.
반대로 제2 결합부(230)가 제1 결합부(150)를 움켜쥐지 않으면 제1 결합부(150)는 제2 결합부(230)에 대해 움직일 수 있다.
스위칭부(250)는 제2 결합부(230)와 연결되며 소정의 제어 신호를 생성한다. 생성된 제어 신호는 제2 결합부(230)에게 전달된다. 예컨대 스위칭부(250)가 ON 신호를 생성해서 제2 결합부(230)에 전달하면, 제2 결합부(230)는 제1 결합부(150)를 움켜쥘 수 있다. 반면, 스위칭부(250)가 OFF 신호를 생성해서 제2 결합부(230)에 전달하면, 제2 결합부(230)는 제1 결합부(150)를 움켜쥐지 않을 수 있다. 경우에 따라 스위칭부(250)는 ON 신호와 OFF 신호를 소정의 시간 동안 번갈아가면서, 즉 주기적으로 생성할 수도 있다. 이렇게 주기적으로 ON 신호와 OFF 신호가 제2 결합부(230)에 전달되면, 제2 결합부(230)는 제1 결합부(150)를 움켜쥐었다가 푸는 동작을 전술한 주기에 맞춰 반복적으로 수행할 수 있다. 이러한 스위칭부(250)는 도 1에 도시된 것과 같이 솔레노이드에 의해 구현 가능하며, 다만 솔레노이드로 한정되는 것만은 아니다.
제어부(260)는 스위칭부(250)와 연결되어서, 이러한 스위칭부(250)가 어떤 제어 신호를 생성할지를 제어한다. 예컨대 드론(100)이 지지부(200)와 결합된 상태에서 움직이지 않고 고정된 위치에 있어야 하는 경우, 제어부(260)는 스위칭부(250)가 전술한 ON 신호를 생성하도록 스위칭부(250)를 제어할 수 있다. 이와 달리 드론(100)이 지지부(200)에 연결된 채로 움직여야 한다면, 제어부(260)는 스위칭부(250)가 전술한 ON 신호와 OFF 신호를 소정의 주기에 맞춰 반복적으로 생성하도록 스위칭부(250)를 제어할 수 있다. 이 때 드론(100)의 비행 위치가 변경되기 시작한 시점에서의 전술한 주기는 드론(100)의 비행 위치 변경이 종료된 시점에서의 주기보다 길 수 있다.
또한 제어부(260)는 드론 선풍기(1000)가 지면 상에서 전후좌우 다양한 방향으로 이동하도록 이동부(220)를 제어할 수 있다. 이 때 제어부(260)는 열 센서부(130)가 감지한 열 관련 정보에 기초해서 이동부(220)를 제어할 수 있다. 보다 자세하게 살펴보면, 열 센서부(130)가 감지한 열 관련 정보는 제1 통신부(120)를 통해 제2 통신부(210)에게 전달된 뒤, 제어부(260)에게 전달된다. 제어부(260)는 이렇게 전달받은 정보를 기초로 열이 상대적으로 높은 지점이나 위치를 파악한 뒤, 드론 선풍기(1000)가 해당 지점이나 위치로 이동할 수 있도록 이동부(220)를 제어할 수 있다.
이하에서는 이러한 드론 선풍기(1000)의 동작에 관해 살펴보기로 한다.
먼저 드론(100)은 지지부(200)로부터 분리되어서 동작할 수 있다. 이 경우 드론(100)은 일반적인 드론의 역할을 수행한다. 예컨대 드론(100)은 단순 촬영 뿐 아니라 재난 재해 모니터링, 물류 운반, 산불 진화 또는 농약 살포 등을 위해 동작할 수 있으며, 엔터테인먼트나 레저용으로도 활용 가능하다.
이와 달리 드론(100)은 지지부(200)에 결합되어서 동작할 수 있다. 구체적으로 살펴보면, 드론(100)의 비행 중에 구동부(110)의 프로펠러에서는 바람이 생성되어서 제공된다. 이 때 바람 세기는 구동부(110)의 프로펠러의 회전 속도 제어를 통해 제어 가능하다. 또한 바람 방향은 드론(100)의 비행 위치에 대한 제어를 통해 제어 가능하다.
이렇게 바람 세기를 제어하고 바람 방향을 제어하는 기술을 활용함으로써, 지지부(200)에 결합된 드론(100)은 선풍기로서 동작할 수 있다. 이 때 드론(100)은 도 2의 (a), (b), (c) 및 (d)에 도시된 것과 같이, 일정 반경을 갖는 구(求)의 표면 상이라면 어느 위치에서도 비행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따르면, 드론 선풍기는 드론의 비행을 위한 구성만을 이용해서 기존의 선풍기보다 다양한 방향에서 자유롭게 바람을 제공할 수 있다.
아울러, 일 실시예에 따른 드론 선풍기(1000)는 열이 높은 지점이나 위치를 향해 바람을 제공할 수 있다. 예컨대 열 센서부(130)가 열이 높은 지점이나 위치를 감지하면, 드론 선풍기(1000)는 이동부(220)를 통해 해당 지점이나 위치로 이동해서 바람을 제공할 수 있다. 또는 드론(100)의 비행 위치를 제어함으로써, 구동부(110)의 프로펠러에서 제공되는 바람 방향이 이러한 열이 높은 지점이나 위치를 향하도록 할 수 있다.
한편, 드론(100)이 제1 결합부(150)를 통해 지지부(200)의 제2 결합부(230)에 결합된 채로 이동할 경우, 제1 결합부(150)와 제2 결합부(230) 간의 결합 상태는 변경될 수 있는데 이에 대해서는 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 도 3을 참조하면, 드론(100)의 비행 위치가 변경될 필요가 없다면(도 3에 도시된 비행 상태 고정(a),(c)) 스위칭부(250)는 ON 신호를 생성해서 제2 결합부(230)에 전달할 수 있으며, 이에 따라 제2 결합부(230)는 제1 결합부(150)를 움켜쥘 수 있다.
반면, 드론(100)의 비행 위치가 변경될 필요가 있다면(도 3에 도시된 비행 위치 변경(b)) 스위칭부(250)는 ON 신호와 OFF 신호를 소정의 시간 동안 번갈아가면서, 즉 주기적으로 생성해서 제2 결합부(230)에 전달할 수 있으며, 이에 따라 제2 결합부(230)는 제1 결합부(150)를 움켜쥐었다가 푸는 동작을 전술한 주기에 맞춰 반복적으로 수행할 수 있다. 경우에 따라, 드론(100)의 비행 위치가 변경되기 시작한 시점에서의 전술한 주기는 드론(100)의 비행 위치 변경이 종료된 시점에서의 주기보다 길 수 있는데, 이와 같이 할 경우 드론(100)의 비행 위치 변경이 종료되는 시점으로 갈수록 제1 결합부(150)와 제2 결합부(230) 간에 마찰력이 커지면서 일종의 브레이크의 효과가 발휘될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따르면, 드론 선풍기는 드론의 비행을 위한 구성만을 이용해서 기존의 선풍기보다 다양한 방향에서 자유롭게 바람을 제공할 수 있다. 뿐만 아니라 이러한 드론 선풍기는 열이 높은 지점이나 위치를 향해 바람을 제공할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000: 드론 선풍기

Claims (7)

  1. 드론 및 지지부를 포함하되,
    상기 드론은,
    제1 결합부와,
    상기 드론의 비행에 필요한 추진력을 제공하는 구동부를 포함하고,
    상기 지지부는,
    상기 제1 결합부와 착탈 가능하되 상기 제1 결합부와 결합될 경우 상기 드론의 비행 범위를 제한하는 제2 결합부와,
    상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부가 결합된 상태에서 상기 드론의 비행 위치에 변경이 필요하면 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 간의 결합 상태가 변경되도록 상기 제2 결합부를 제어하는 스위칭부를 포함하고,
    상기 스위칭부는,
    상기 드론의 비행 위치가 변경되는 동안에는 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 간의 마찰력의 크기가 최소치와 최대치 사이에서 소정의 주기에 따라 변경되도록 상기 제2 결합부를 제어하고, 상기 드론의 비행 위치가 고정된 동안에는 상기 마찰력의 크기가 상기 최대치에서 고정되도록 상기 제2 결합부를 제어하는
    드론 선풍기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 드론은,
    열센서부와,
    상기 열센서부가 센싱한 열을 기초로 상기 드론의 비행 방향을 결정하는 구동 제어부를 더 포함하고,
    상기 구동부는 상기 구동 제어부가 결정한 비행 방향에 따라 구동되는
    드론 선풍기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 드론은 열센서부를 더 포함하고,
    상기 지지부는,
    상기 열센서부가 센싱한 열을 기초로 상기 드론 선풍기의 지면 상에서의 이동 방향을 결정하는 제어부와,
    상기 제어부가 결정한 이동 방향에 따라 상기 드론 선풍기를 상기 지면 상에서 이동시키는 이동부를 더 포함하는
    드론 선풍기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 사이에 배치되는 베어링부를 더 포함하는
    드론 선풍기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭부는 솔레노이드를 포함하는
    드론 선풍기.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    상기 드론의 비행 위치가 변경되는 동안 상기 소정의 주기를 변경시키는
    드론 선풍기.
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