KR102162840B1 - 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치에 관한 것으로, 고층 빌딩에서 화재가 발생하였을 때, 인명을 구조하기 위한 탈출장치를 빌딩에 고정시켜 안전한 탑승 유도 및 안전한 탈출장치 하강을 원격으로 조절하는 것으로, 빌딩(1) 옥상에 구비된 완강기(2); 상기 완강기(2)에 연결된 케이블(7)에 의해 승하강이동을 하는 탑승장치(3); 상기 케이블(7)에 구비되어 상기 탑승장치(3)를 가이드하는 드론(4); 상기 완강기(2) 및 상기 드론(4)에 전력을 공급하는 전력장치(5); 및 상기 완강기(2) 및 상기 드론(4)을 제어하는 제어장치(6);를 포함하여 구성된다. 본 발명에 따른 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치를 사용함으로써, 고층빌딩에 화재 또는 사고가 발생하였을 때 신속하게 인명구조가 가능하는 효과가 있고, 탑승자가 조작하지 않아도 원격으로 제어가능하므로, 조작미숙으로 인한 안전사고가 발생하지 않는다는 효과가 있다. 또한, 탑승자가 탈출장치의 위치로 안전한게 접근할 수 있도록 유도 및 도움을 주고, 탈출장치의 흔들림을 적게 하여 탑승자가 위치한 장소에 탈출장치를 제공하고, 탑승자가 탑승한 탈출장치를 안전하게 하강하도록 하는 효과가 있다.

Description

드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치{Evacuation System for high-rise building using drone}

본 발명은 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치에 관한 것으로, 고층 빌딩에서 화재가 발생하였을 때, 인명을 구조하기 위한 탈출장치를 빌딩에 고정시켜 안전한 탑승 유도 및 안전한 탈출장치 하강을 원격으로 조절하는 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치에 관한 것이다.

고층빌딩에서 화재가 발생하였을 때 빌딩 내에 거주하고 있던 사람들이 지상으로 대피하는 것은 어려운 일이다. 화재가 발생하면 사람들이 당황하게 되므로, 빌딩 내에 구비된 비상탈출장치를 사용하고자 하는 생각을 하기가 어려울 뿐만 아니라, 이를 조작하는 것 또한 쉬운 일이 아니다.

특히 최근에는 건축기술이 발달함에 따라 초고층 빌딩 또는 고층 아파트를 건설하는 일이 빈번해졌으나, 고층빌딩에 대한 비상탈출장치는 아직 미온한 수준이다. 이에 초고층 빌딩의 탈출통로에 화재 또는 사고가 발생하였을 경우 사람들은 화재 및 연기를 피하기 위하여 빌딩의 옥상 또는 외부창으로 탈출을 시도할 수밖에 없다.

종래의 고층빌딩 인명구조는 소방차에 장착된 고가사다리를 이용하여 인명을 구조하는 방법이 있는데, 이는 고층빌딩 상층부까지 사다리가 미치지 못한다는 한계가 있을 뿐만 아니라, 사다리차가 사고현장으로 출동하는 데까지 시간이 걸리므로, 신속한 인명구조가 원활하게 수행되기 어렵다는 문제가 있다.

또한, 공개특허공보 제10-2017-0126571호에는 와이어와 연결된 드론을 이용하고, 와이어에 탑승장치를 매달아서 제어가 가능한 차량 또는 장치를 이용하여 인명을 구조하는 방식이 소개되고 있으나, 이 또한 차량 또는 장치가 사고현장에 도착하는 데에 시간이 소요될 뿐만 아니라, 초고층빌딩에 적용할 경우, 바람에 의하여 흔들리는 탑승장치를 안전하게 고정할 수 있는 어떠한 장치가 없으므로, 탑승자가 안전하게 탑승할 수 없다. 더욱이, 드론이 고정된 부분에서만 인명구조가 가능하므로, 여러 층에 남아 있는 사람들을 한번에 탈출시키기 위해서는 드론이 비행하여 이동하여야 하는데, 이 과정에서 탑승장치가 심하게 흔들리게 되므로, 먼저 탑승한 탑승자들의 안전이 위협받게 된다. 즉, 종래의 기술은 한 번에 여러 층에 남아있는 사람들을 탈출시키는 것이 어려우므로, 신속한 인명구조에 한계가 있다.

또한, 빌딩에 구비되어 있는 탈출장치를 이용하는 경우, 당황한 사람들 및 안전훈련을 받지 않은 사람들에게는 조작의 어려움이 발생하여 탈출장치 이용시에 안전사고에 미흡한 부분이 있다. 특히 초고층빌딩의 경우, 빌딩의 상층부에는 바람이 많이 불게 되는데, 탈출장치 및 탈출장치를 지지하는 와이어가 거센 바람의 영향을 받게 되어, 탈출장치가 빌딩외부에 온전하게 고정되기 어렵다. 이는 탈출장치에 탑승하고자 하는 탑승자의 안전을 위협하는 문제를 야기시킨다. 빌딩에 구비된 탈출장치 또한 하강 시에 바람에 의하여 흔들리게 되므로, 탑승자가 불안함을 느끼게 되고 안전하지 않다는 문제가 있다.

공개특허공보 제10-2017-0126571호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고층빌딩에 화재 또는 사고가 발생하였을 때 신속하게 인명구조가 가능한 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 탑승자가 조작하지 않아도 원격으로 제어가능하므로, 조작미숙으로 인한 안전사고가 발생하지 않는 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 탑승자가 탈출장치의 위치로 안전한게 접근할 수 있도록 유도 및 도움을 주는 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 탈출장치의 흔들림을 적게 하여 탑승자가 위치한 장소에 탈출장치를 제공하고, 탑승자가 탑승한 탈출장치를 안전하게 하강하도록 하는 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치는,

빌딩(1) 옥상에 구비된 완강기(2);

상기 완강기(2)에 연결된 케이블(7)에 의해 승하강이동을 하는 탑승장치(3);

상기 케이블(7)에 구비되어 상기 탑승장치(3)를 가이드하는 드론(4);

상기 완강기(2) 및 상기 드론(4)에 전력을 공급하는 전력장치(5); 및

상기 완강기(2) 및 상기 드론(4)을 제어하는 제어장치(6);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치에서,

상기 완강기(2)는,

상기 탑승장치(3)의 전후방향을 제어하는 전후제어장치(12); 및

상기 탑승장치(3)의 상하방향을 제어하는 상하제어모터(13);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치에서,

상기 상하제어모터(13)는 상기 케이블(7)의 길이를 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치에서,

상기 상하제어모터(13)는, 회전축(14)에 고정된 두 개의 슬립링(15)에 상기 전력장치(5)와 연결된 브러쉬(16)를 접촉하여 전력을 공급받는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치에서,

상기 완강기(2)는 상기 빌딩의 옥상에 설치된 레일(8)을 따라 좌우이동이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치에서,

상기 레일(8)의 하부에는 상기 완강기(2)와 연결된 체인(9)이 구비되며, 상기 체인(9)은 스테디모터(11)에 의해 이동가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치에서,

상기 드론(4)의 양측면에는 프로펠러가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치에서,

상기 드론(4)에는 적어도 한 개 이상의 카메라가 장착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치에서,

상기 드론(4)에는 소화물질이 내장되며, 적어도 한 개 이상의 소화물질 토출구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치에서,

상기 드론(4)은 상기 제어장치(6)와 제어명령 및 데이터를 송수신하는 통신부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치에서,

상기 제어장치(6)는 재난관리본부와 유선 또는 무선으로 연결되어 원격으로 제어되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치를 사용함으로써, 고층빌딩에 화재 또는 사고가 발생하였을 때 신속하게 인명구조가 가능하는 효과가 있다.

또한, 탑승자가 조작하지 않아도 원격으로 제어가능하므로, 조작미숙으로 인한 안전사고가 발생하지 않는다는 효과가 있다.

또한, 탑승자가 탈출장치의 위치로 안전한게 접근할 수 있도록 유도 및 도움을 주는 효과가 있다.

또한, 탈출장치의 흔들림을 적게 하여 탑승자가 위치한 장소에 탈출장치를 제공하고, 탑승자가 탑승한 탈출장치를 안전하게 하강하도록 하는 효과가 있다.

도1은 고층빌딩에 설치된 본 발명을 도시한 도면.
도2는 본 발명의 구성을 도시한 도면.
도3은 본 발명에 따른 완강기, 드론, 및 탑승장치의 측면을 도시한 도면.
도4는 본 발명에 따른 레일과 레일톱니바퀴를 도시한 도면.
도5는 본 발명에 따른 상하제어모터에 전력을 공급하는 방식을 도시한 도면.
도6은 본 발명에 따른 완강기, 전후제어장치, 드론의 이동방향을 도시한 도면.
도7은 본 발명에 따른 드론의 사용예를 도시한 도면.
도8은 드론이 완강기에 수납되어 있는 상태를 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

도1은 고층빌딩에 설치된 본 발명을 도시한 도면, 도2는 본 발명의 구성을 도시한 도면, 도3은 본 발명에 따른 완강기, 드론, 및 탑승장치의 측면을 도시한 도면, 도4는 본 발명에 따른 레일과 레일톱니바퀴를 도시한 도면, 도5는 본 발명에 따른 상하제어모터에 전력을 공급하는 방식을 도시한 도면, 도6은 본 발명에 따른 완강기, 전후제어장치, 드론의 이동방향을 도시한 도면, 도7은 본 발명에 따른 드론의 사용예를 도시한 도면, 도8은 드론이 완강기에 수납되어 있는 상태를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치는, 빌딩(1) 옥상에 구비된 완강기(2); 완강기(2)에 연결된 케이블(7)에 의해 승하강이동을 하는 탑승장치(3); 케이블(7)에 구비되어 탑승장치(3)를 가이드하는 드론(4); 완강기(2) 및 드론(4)에 전력을 공급하는 전력장치(5); 및 완강기(2) 및 드론(4)을 제어하는 제어장치(6);를 포함하여 구성된다.

여기서, 본 발명의 케이블(7)은 단순히 완강기(2)와 탑승장치(3)를 연결하는 역할을 하는 것뿐만 아니라, 탑승장치(3)를 가이드하는 드론(4)에 전력을 공급해야 하므로, 전류가 흐를 수 있는 전선과 같은 와이어를 이용하는 것이 바람직하다.

여기서, 본 발명의 완강기(2)는 케이블(7)을 통해 연결된 탑승장치(3)의 전후방향 및 상하방향을 조절하기 위하여, 전후제어장치(12) 및 상하제어모터(13)를 포함한다. 도6에 도시된 바와 같이, 전후제어장치(12)는, 케이블(7)을 완강기(2)의 브릿지(17)의 길이방향에서 빌딩(1)의 상하방향으로 방향을 전환시켜주는 역할을 한다. 뿐만 아니라, 전후제어장치(12)는 완강기(2)의 브릿지(17)의 길이방향으로 왕복이동이 가능하므로, 빌딩(1)의 일면을 기준으로 탑승장치(3)의 전후방 제어가 가능하며, 도 7에 도시된 바와 같이 평상시에는 미사용되는 드론(4)을 완강기(2) 쪽으로 당겨 고정수납하는 것이 가능하다.

또한, 상하제어모터(13)는 케이블(7)의 길이를 조절하여 탑승장치(3)의 상하방향으로의 이동을 제어한다.

여기서, 본 발명에서는 케이블(7)로 전선을 이용하므로, 단순히 전력장치(5)로부터 연결된 전선을 상하제어모터(13)에 감은 후, 이를 드론(4)과 연결하여 작동하게 되면, 상하제어모터(13)의 회전에 의하여 전선이 회전하여 꼬이게 되는 단점이 발생한다.

이를 극복하기 위하여, 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 상하제어모터(13)의 일측면에는 회전축(14)이 형성되고, 회전축(14)에 두 개의 슬립링(15)을 고정시키고, 전력장치(5)와 연결되되, 고정설치된 브러쉬(16)를 슬립링(15)에 접촉시킴으로써, 완강기(2) 및 드론(4)에 전력을 공급하게 된다.

여기서, 슬립링(15), 브러쉬(16), 및 회전축(14)에는 전류가 흐를 수 있는 소재를 사용하므로, 전력장치(5)와 연결된 브러쉬(16)로부터 상하제어모터(13)로 전력을 공급하는 것이 가능하다.

본 발명에서는, 도1 내지 도3, 도6, 도7에 도시된 바와 같은 완강기의 형태만을 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 다양한 형상을 가질 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명에 따른 완강기(2)는 빌딩(1)의 옥상에 설치된 레일(8)에 따라 좌우이동이 가능하므로, 탑승자가 위치한 곳의 라인으로 완강기(2)를 이동시킨 후, 상하제어모터(13)를 통하여 탑승장치(3)를 하강 또는 상승시킴으로써, 탑승자에게 탑승장치(3)를 제공할 수 있다.

여기서, 레일(8)을 따라 완강기(2)를 이동시키는 것을 용이하게 하기 위하여, 레일(8)의 하부에는 완강기(2)와 연결된 체인(9)이 구비되며, 체인(9)은 스테디모터(11)에 의해 이동가능하다.

도4에서는 스테디모터(11)에 의하여 회전하는 체인톱니바퀴(10)를 구비하고, 체인톱니바퀴(10)의 톱니에 대응되도록 내측면에 홈이 형성된 체인(9)을 이용함으로써 순환이동이 가능한 방식을 도시하였으나, 이와 같은 방식에 한정하지 않고, 스테디모터(11)에 의하여 체인(9)을 순환이동시킬 수 있는 어떠한 방식을 적용하여도 무관함은 물론이다.

본 발명에서는 도2에 도시된 바와 같이, 완강기(2), 레일(8), 체인(9)의 순서로 상하 배치를 하고, 체인(9)을 순환시키는 스테디모터(11)를 체인(9) 후면에 배치하는 구성을 제시하였으나, 이에 한정하지 않음은 물론이다.

이때, 완강기(2)에 의해서만 탑승장치(3)의 좌우이동을 실시하게 되면, 이동시의 관성 및 빌딩풍과 같은 외력에 의하여 탑승장치(3)를 탑승자가 위치한 곳으로 정확하게 제공하는 것에 어려움이 있다. 또한 탑승장치(3)에 탑승자가 탑승하더라도 위와 같은 외력에 의하여 탑승자를 지상으로 안전하게 이동시키는 것에 제약이 있다.

이를 극복하기 위하여, 탑승장치(3)와 가까운 위치의 케이블(7)에 드론(4)을 구비하여, 탑승장치(3)를 제어하는 것이 필요하다.

본 발명의 드론(4)에는 양측면에 프로펠러가 구비되어, 도7에 도시된 바와 같이, 외력에 의해 부정확하게 위치되는 탑승장치(3)를 정확한 위치로 이동시키는 것이 가능하다. 또한, 탑승자가 탑승한 탑승장치(3)를 하강시킬 때도 빌딩풍에 의한 외력에 의하여 탑승자의 안전 및 탑승감을 향상시키기 위하여 드론(4)이 계속해서 작동한다.

또한, 드론(4)에는 적어도 한 개 이상의 카메라가 장착되어, 빌딩(1) 내부의 상황을 촬영한 데이터를 제어장치(6)로 전송하여, 빌딩(1)의 상황을 파악할 수 있으며, 빌딩(1)의 어느 위치에 탑승자가 존재하는지 파악하는 것이 가능하고, 이에 따른 프로토콜을 수행하게 된다.

여기서, 드론(4)에는 스피커 또는 레이저 포인트가 추가로 장착될 수 있어서, 화재 또는 연기로 인하여 탑승자가 드론(4)의 위치를 파악하지 못하는 경우에 드론(4)의 위치를 알려줄 수 있다. 또한 스피커를 통하여 빌딩(1) 내의 구조자들에게 행동요령을 알려주는 것이 가능하다.

또한, 드론(4)에는 소화물질이 내장되어 있으며, 적어도 한 개 이상의 소화물질 토출구가 형성된다. 이는 탑승자가 근접한 빌딩(1) 위치에 화재가 있을 시에, 탑승자의 안전한 탑승을 위하여 소화물질을 토출하여 화재를 진압하기 위함이다. 소화물질을 빌딩 내부로 용이하게 주입하기 위하여, 빌딩(1) 외벽에는 드론(4)의 소화물질 토출구와 대응되는 소화물질 이동로를 형성하여, 드론(4)이 화재진압의 용도로 사용될 수 있도록 한다.

또한, 드론(4)은 제어장치(6)와 제어명령 및 데이터를 송수신하는 통신부를 구비한다. 통신부를 통하여 제어장치(6)로부터 제어명령을 수신하며, 제어명령에 따라 드론(4)의 움직임 또는 작동이 제어된다.

제어장치(6)는 빌딩(1)의 옥상에 구비되는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 드론(4)과의 송수신 및 완강기(2)를 용이하게 제어할 수 있는 빌딩 주변의 어떠한 위치에 구비되어도 무방하다.

여기서, 제어장치(6)는 무인시스템으로 완강기(2) 및 드론(4)의 움직임을 제어하는 역할을 수행하는데, 이는 사람이 직접 수행할 수 있도록 수동 제어가 가능하다.

제어장치(6)가 빌딩(1) 내외부에 존재하여야 하는 이유는, 만일 제어장치(6)와 완강기(2), 또는 드론(4)과의 송수신상태가 원활하지 않거나, 원격 작동이 불가능한 경우, 사람이 직접 관찰하면서 작동 및 조종하는 것을 가능하게 하기 위함이다.

또한, 제어장치(6)는 재난관리본부와 유선 또는 무선으로 연결되어 재난관리본부의 프로토콜에 따라 제어장치가 완강기(2) 및 드론(4)을 제어함으로써, 빌딩(1) 내의 인명을 구조하게 된다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정이나 변형이 가능할 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특히 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 빌딩 2 : 완강기
3 : 탑승장치 4 : 드론
5 : 전력장치 6 : 제어장치
7 : 케이블 8 : 레일
9 : 체인 10 : 체인톱니바퀴
11 : 스테디모터 12 :　전후제어장치
13 : 상하제어모터 14 : 회전축
15 : 슬립링 16 : 브러쉬
17 : 브릿지

Claims (11)

1. 빌딩(1) 옥상에 구비된 완강기(2);
   상기 완강기(2)에 연결된 케이블(7)에 의해 승하강이동을 하는 탑승장치(3);
   상기 케이블(7)에 구비되어 상기 탑승장치(3)를 가이드하는 드론(4);
   상기 완강기(2) 및 상기 드론(4)에 전력을 공급하는 전력장치(5); 및
   상기 완강기(2) 및 상기 드론(4)을 제어하는 제어장치(6);
   를 포함하여 구성되고,
   상기 완강기(2)는,
   상기 탑승장치(3)의 전후방향을 제어하는 전후제어장치(12); 및
   상기 탑승장치(3)의 상하방향을 제어하는 상하제어모터(13);
   를 포함하여 구성되고,
   상기 상하제어모터(13)는 회전축(14)에 고정된 두 개의 슬립링(15)에 상기 전력장치(5)와 연결된 브러쉬(16)를 접촉하여 전력을 공급받으면서 상기 케이블(7)의 길이를 조절하고,
   상기 완강기(2)는 상기 빌딩의 옥상에 설치된 레일(8)을 따라 좌우이동이 가능하고,
   상기 레일(8)의 하부에는 상기 완강기(2)와 연결된 체인(9)이 구비되며, 상기 체인(9)은 스테디모터(11)에 의하여 회전하는 체인톱니바퀴(10)의 톱니에 대응되도록 내측면에 홈이 형성되어 있어 스테디모터(11)에 의해 이동가능하고,
   상기 드론(4)의 양측면에는 프로펠러가 구비되고,
   상기 드론(4)에는 적어도 한 개 이상의 카메라가 장착되고,
   상기 드론(4)에는 소화물질이 내장되며, 적어도 한 개 이상의 소화물질 토출구가 형성되고,
   상기 드론(4)은 상기 제어장치(6)와 제어명령 및 데이터를 송수신하는 통신부를 구비하고,
   상기 제어장치(6)는 재난관리본부와 유선 또는 무선으로 연결되어 원격으로 제어되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 고층빌딩 탈출장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

Images