KR102165603B1 - 드론을 이용한 분사 소방장비 - Google Patents

드론을 이용한 분사 소방장비 Download PDF

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KR102165603B1
KR102165603B1 KR1020190148504A KR20190148504A KR102165603B1 KR 102165603 B1 KR102165603 B1 KR 102165603B1 KR 1020190148504 A KR1020190148504 A KR 1020190148504A KR 20190148504 A KR20190148504 A KR 20190148504A KR 102165603 B1 KR102165603 B1 KR 102165603B1
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drone
pipe
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wind
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김기현
송석진
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주식회사 명성하이텍
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Abstract

본 발명은 화재를 진압하는데 사용되는 소화기와 물건을 들어 나르는 드론이 결합된 드론을 이용한 분사 소방장비에 관한 것이다.
이러한 드론을 이용한 분사 소방장비는, 내부에 수용공간이 형성되고 일단부에 연산제어모듈과 펌프모듈이 설치되어 드론에 설치되는 하우징모듈;
하우징모듈의 내부에 설치되며 상기 내부에 소화액을 저장하는 저장모듈;
저장모듈의 내부에 설치되며 일단부가 저장모듈의 하단에 설치되고, 타단부가 일단부에 승강 이동 가능하게 설치되어 소화액의 잔류량에 대응해 승강하며 소화액의 잔류량에 대응하는 잔류신호를 발생시켜 연산제어모듈로 전송하는 소화액감지모듈 및
일단이 저장모듈의 내부에 설치되고 타단이 하우징모듈의 타단부에 설치되어 펌프모듈의 작동에 따라 소화액을 외부로 분사하거나, 소화액을 외부에서 저장모듈로 저장하는 소화액분사모듈을 포함한다.

Description

드론을 이용한 분사 소방장비{Injection Fire Fighting equipment Installed On Drone}
본 발명은 드론에 설치되어 화염에 소화액을 분사할 수 있는 소방장비에 관한 기술이다.
화재 발생은 곳곳에 발생되고 있다. 현재, 높은 빌딩, 상가 및 산간 등 다양한 곳곳에서 화재가 발생되고 있다. 이에, 다양한 곳에서 발생되는 화재를 효과적으로 진압하기 위한 다양한 소방장비들이 개발되고 있다.
다양한 소방장비들의 개발의 일환으로 높은 빌딩, 산간 등 사다리 소방차가 접근하기 어려운 위치 또는 큰 화염에 의해 소방관이 직접 들어가지 못하는 지역 등 화재를 진압하는 소방장비가 활발하게 개발되고 있다. 일례로, 소방 드론 및 드론에 설치되는 소화장치들이 많이 개발되고 있다. 현재에는 소방 드론에 대한 높은 실용성에 근거하여 화염을 보다 효과적으로 진압할 수 있는 소방 드론의 기능이 개발되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1907310호 (공고일자: 2018.10.11)
본 발명은 드론에 설치되고 소화액감지모듈에 저장된 소화액의 용량을 파악해 그에 대응해 소방장비가 안정적으로 구동되도록 하며 효율적인 전원 사용이 가능하게 한다. 아울러, 본 발명은 복수 개의 장치들에서 출력되는 신호를 연산하여 드론의 작동을 제어하며 드론이 화재를 진압할 수 있는 최적의 위치로 이동할 수 있도록 한다.
본 발명의 해결 하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 드론을 이용한 분사 소방장비는, 내부에 수용공간이 형성되고 일단부에 연산제어모듈과 펌프모듈이 설치되어 드론에 설치되는 하우징모듈;
상기 하우징모듈의 내부에 설치되며 상기 내부에 소화액을 저장하는 저장모듈;
상기 저장모듈의 내부에 설치되며 일단부가 상기 저장모듈의 하단에 설치되고, 타단부가 상기 일단부에 승강 이동 가능하게 설치되어 상기 소화액의 잔류량에 대응해 승강하며 상기 소화액의 잔류량에 대응하는 잔류신호를 발생시켜 상기 연산제어모듈로 전송하는 소화액감지모듈 및
일단이 상기 저장모듈의 내부에 설치되고 타단이 상기 하우징모듈의 타단부에 설치되어 상기 펌프모듈의 작동에 따라 상기 소화액을 외부로 분사하거나, 상기 소화액을 외부에서 상기 저장모듈로 저장하는 소화액분사모듈을 포함하고,
상기 하우징모듈은,
일단부의 외측에 설치되어 외부를 촬영하는 복수 개의 촬영모듈 그리고 상기 하우징모듈의 바닥면과 수평한 방향으로 부는 수평바람의 풍향 및 풍속을 측정하는 수평풍향풍속계 그리고 상기 수평바람과 수직한 수직바람의 풍향 및 풍속을 측정하는 수직풍향풍속계를 더 포함하고,
상기 연산제어모듈은,
상기 드론이 상기 촬영모듈에서 촬영된 영상데이터의 화원에서 종 방향으로 이격되도록 하는 설정수직높이와 상기 화원에서 횡 방향으로 이격되도록 하는 설정수평거리 그리고 상기 드론이 방향을 설정하는데 기준이 되도록 하는 방향기준선 및 현재 방향에 대한 방향데이터를 포함하고,
외부의 제1통신기와 데이터를 송수신 하며 상기 드론을 상기 설정수직높이와 상기 설정수평거리로 이동시키고,
상기 방향데이터와 상기 방향기준선을 연산하여 상기 방향기준선에서 변위된 제1변위각으로 추출하고 상기 방향기준선과 상기 수평바람의 방향 간 차이를 제2변위각으로 추출해, 상기 제1변위각에 상기 제2변위각을 감산 연산하고,
감산 연산된 각도만큼 상기 드론을 상기 화원을 중심으로 수평 하게 회전 이동시킬 수 있다.
상기 소화액분사모듈은 일단이 상기 저장모듈에 삽입되는 제1관과 일단이 상기 제1관의 타단과 연결되며 상기 저장모듈의 외부에 위치하는 제2관, 상기 하우징모듈의 타단부에 이격 설치된 복수 개의 노즐, 상기 노즐에 각각 연결된 분기관, 제1단이 상기 제2관의 타단에 연결되고, 제2단이 상기 분기관의 일단에 연결되고 제3단이 소화액이 저장된 외부용기에 설치된 외부관과 연결되는 삼방체크밸브를 포함할 수 있다.
상기 펌프모듈은 상기 삼방체크밸브와 연결된 상기 외부관으로부터 소화액을 흡입해 상기 제1관을 통해 상기 저장모듈로 배출하는 흡입작동 또는 상기 저장모듈에 수용된 상기 소화액을 상기 제1관과 상기 제2관 그리고 상기 분기관을 통해 상기 노즐로 배출하는 배출작동 중 어느 하나를 진행시킬 수 있다.
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본 발명은 제어신호에 따라 구동하며 화재지역으로 투입되어 화재지역에 소화액을 자동으로 분사시킬 수 있다. 특히, 본 발명은 소화액의 잔류량에 따른 신호를 생성시켜, 제어신호를 발생시키는 컨트롤러에 전송하며 대기하고 있는 드론을 이용한 분사 소방장비가 투입 준비가 될 수 있도록 할 수 있다.
아울러, 본 발명은 소화액의 잔류량 신호를 기초로 하여, 드론에 설치된 다른 장치에서 출력되는 신호를 활용하며 효율적으로 이동하며 추진모듈의 구동에 소비되는 전원을 최소화할 수 있다. 그리고 화재를 효율적으로 진압할 수 있다. 또한, 본 발명은 복수 개의 장치들에서 출력되는 신호를 연산하여 드론의 작동을 제어하며 드론이 화재를 진압할 수 있는 최적의 위치로 이동할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 분사 소방장비의 사시도이다.
도 2는 도 1의 드론을 이용한 분사 소방장비가 드론에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 사용상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 드론을 이용한 분사소방장비의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 소화액감지모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론을 이용한 분사 소방장비의 사시도이다.
도 7은 도 6의 연산제어모듈을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 도 6의 연산제어모듈에 저장된 수평거리테이블을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론을 이용한 분사 소방장비가 설치된 드론이 화재가 발생된 지역으로 이동하는 과정을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 10은 도 6의 드론을 이용한 분사 소방장비가 화재가 발생된 지역으로 비행한 후, 바람을 등지는 방향으로 이동하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 6의 연산제어모듈에서 감산 연산된 각도만큼 화원을 중심으로 일 평면 상에서 수평 회전 이동하는 드론을 나타낸 도면이다.
도 12와 도 13은 수평거리테이블에서 해싱된 타켓위치로 드론이 위치하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 14는 도 6의 어느 하나의 드론을 이용한 분사 소방장비가 주변의 다른 드론을 이용한 분사소방 장비와 위치데이터를 공유하여, 어느 하나의 드론을 이용한 분사 소방장치가 설치된 제1드론을 대체할 수 있는 제2드론을 검색 하여 이동시키는 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명의 청구범위는 청구항에 의해 정의될 수 있다. 아울러, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 용한 분사 소방장비에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 분사 소방장비의 사시도이고, 도 2는 도 1의 드론을 이용한 분사 소방장비가 드론에 설치된 상태를 나타낸 도면이다. 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시예의 사용상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 드론을 이용한 분사 소방장비(1)는 드론(A)에 설치되어, 화재지역으로 날아가 화재지역에 소화액(C)을 분사한다. 다시 말해, 본 발명은 드론에 설치되어 화재를 진압한다. 이러한 드론을 이용한 분사 소방장비는 다르게 표현해 드론에 설치되는 분사 소방장비가 될 수 있다. 본 명세서 상에서는 본 발명에 대한 설명이 간결하고 명확해질 수 있도록, 위와 같은 드론을 이용한 분사 소방장비 또는 드론에 설치되는 분사 소방장치를 분사 소방장비로 하여 본 발명을 설명하도록 한다.
분사 소방장비(1)는 저장모듈(20)에 저장되어 있는 소화액(C)의 잔류량에 따라 제1잔류신호 또는 제2잔류신호를 발생시킨다. 그리고 발생된 제1잔류신호 및 제2잔류신호를 연산제어모듈(110)로 전송하여 분사 소방장비(1)가 설치된 드론과 인접한 다른 하나의 분사 소방장비가 설치된 드론과 교대 하도록 하며 화재를 진압할 수 있도록 한다. 아울러, 분사 소방장비(1)는 본부에서 대기하고 있는 또 다른 분사 소방장비가 설치된 드론과 교대하며 화재를 진압할 수 있도록 한다.
더욱이, 본 발명의 분사 소방장비(1)는 소화액의 잔류량 신호를 기초신호로 활용해 분사 소방장비에 설치된 다른 장치 및 기구에서 출력되는 신호를 연산해 화재를 효율적으로 진압할 수 있는 위치를 산출할 수 있다. 그리고 산출된 신호를 기반하여 추진모듈(Aa)을 최소한으로 구동시키며 적은 전력 사용으로 목표위치로 이동할 수 있다. 아울러, 목표위치로 이동해 소화액(C)을 분사하며 화재를 효과적으로 진압할 수 있다. 이와 같은 특징을 갖는 분사 소방장비(1)는 드론(A)에 설치되어 화재지역에 투입될 수 있다.
여기서, 드론(A)은 분사 소방장비(1)를 거치하여 화재지역(B)으로 비행 가능한 장치가 된다. 이와 같은 드론(A)은 상부에 설치되어 추진력을 발생시키는 복수 개의 추진모듈(Aa) 그리고 하부에 설치되어 분사 소방장비(1)를 거치할 수 있는 구조로 형성된 소화거치모듈(Ab)을 포함한다.
분사 소방방비(1)는 드론(A)에 거치되며 드론(A)과 커넥터로 연결되어 연산제어모듈(110)를 통해 연산된 신호로 드론의 추진모듈(Aa)을 제어하며 드론의 비행을 제어할 수 있다.
이러한 분사 소방장비(1)는 하우징모듈(10), 저장모듈(20), 소화액감지모듈(30) 및 소화액분사모듈(40)을 구성요소로 포함할 수 있다.
이하, 분사 소방장비(1)를 구성하는 구성요소 및 분사 소방장치(1)가 설치되는 드론(A)에 대해 구체적으로 설명한다.
하우징모듈(10)은 내부에 수용공간이 형성된 분사 소방장비의 프레임이 된다. 이러한 하우징모듈(10)의 일단부, 도면 상에서 상단부에는 연산제어모듈(110)과 펌프모듈(120)이 설치된다. 여기서, 연산제어모듈(110)은 복수 개의 신호를 연산하여 복수 개의 신호를 출력하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU: Micro Control Unit)을 포함할 수 있다. 아울러, 연산제어모듈(110)은 제1설정기준량이 기 설정된 메모리모듈(1101)을 더 포함할 수 있다. 이러한 연산제어모듈(110)은 전송되는 복수 개의 신호를 연산해 전술한 추진모듈(Aa) 그리고 저장모듈(20)에 출력된 신호를 추진모듈(Aa) 및 펌프모듈(120) 및 소화액이 저장된 저장모듈(20)에 전송해 작동시킬 수 있다. 펌프모듈(120)은 저장모듈(20)에 저장된 소화액을 외부로 분사시키거나, 외부에 저장되어 있는 소화액을 저장모듈(20)로 흡입하여 저장모듈(20)에 저장시킬 수 있다.
저장모듈(20)은 내부에 소화액(C)을 저장 한 후, 연산제어모듈(110)에서 전송되는 신호에 대응해 소화액(C)을 외부로 분사시킬 수 있는 장치가 된다.
이와 같은 저장모듈(20)은 내부에 소화액(C)을 저장하는 저장모듈(20)과 저장모듈의 내부에 설치되어 소화액의 잔류량에 대응해 승강하며 소화액의 잔류량에 대응하는 잔류신호를 발생시키는 소화액감지모듈(30)을 포함한다. 그리고 일단이 저장모듈의 내부에 설치되고 타단이 저장모듈의 외부에 설치되어 연산제어모듈의 제어에 따라 소화액을 외부로 분사하는 소화액분사모듈(40)을 포함한다.
여기서, 소화액감지모듈(30)은 저장모듈(20)에 충전되는 소화액의 잔류량에 따라 승강할 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 일례로, 소화액감지모듈(30)은 저장모듈(20)의 하단부에 고정 형성된 제1고정수용관(310)과 제1고정수용관(310)에서 삽입되어, 승강하는 슬라이딩바(320) 및 슬라이딩바의 상단에 설치된 플랜지(330)로 구성될 수 있다. 이러한 구조의 소화액감지모듈(30)은 저장모듈(20)에 소화액(C)이 플랜지(330)의 높이 이상 다시 말해, 소화액(C)이 제1설정기준량 이상으로 채워지면 슬라이딩바(320)가 아래 방향으로 이동하며 제1잔류신호를 발생시킬 수 있다. 그리고 저장모듈(20)에 소화액(C)이 플랜지(A)의 높이 미만 다시 말해, 제1설정기준량 미만으로 채워지면 슬라이딩바(320)가 위 방향으로 이동하며 제2잔류신호를 발생시킬 수 있다.
소화액감지모듈(30)은 제1잔류신호 또는 제2잔류신호를 연산제어모듈(110)에 전송할 수 있다. 연산제어모듈(110)은 제1잔류신호를 수신하였을 때, 위치한 상태에서 소화액(C)이 소화액분사모듈(40)을 통해 분사할 수 있도록 추진모듈(Aa)을 구동시킬 수 있다. 반면, 제2잔류신호를 수신하였을 때, 기 설정된 위치 일례로, 본부로 회귀하도록 추진모듈(Aa)을 작동시킬 수 있다.
소화액분사모듈(40)은 일단이 저장모듈의 내부에 설치되고 타단이 하우징모듈의 타단부에 설치되어 펌프모듈의 작동에 따라 소화액(C)을 외부로 분사하거나, 소화액(C)을 외부에서 저장모듈로 저장시킬 수 있다.
이러한 소화액분사모듈(40)은 일단이 저장모듈(20)에 삽입되는 제1관(410)과 일단이 제1관(410)의 타단과 연결되며 저장모듈의 외부에 위치하는 제2관(420) 그리고 일단이 제2관의 타단에 연결되는 복수 개의 분기관(430) 그리고 소화거치모듈의 하판에 형성되며 복수 개의 상기 분기관(430)의 타단에 각각 연결되는 노즐(440)을 포함할 수 있다. 아울러, 소화액분사모듈(40)은 삼방체크밸브(450)을 더 포함할 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 드론을 이용한 분사 소방장비의 작동에 대해 구체적으로 설명한다.
도 4는 도 1의 소화액감지모듈과 소화액분사모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 1의 소화액감지모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
소화액분사모듈(40)은 제2관(420)에 설치된 삼방체크밸브(450) 및 외부관(미도시)을 통해 외부에서 제2관(420) 및 제1관(410)의 일단을 통해 소화액이 저장모듈(20)로 충진 될 수 있도록 한다. 보다 구체적으로 소화액분사모듈(40)은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 펌프모듈(120)의 흡입작동 타입으로 작동되면, 삼방체크밸브(450)와 연결된 외부관으로부터 소화액(C)을 흡입해 제1관(410)을 통해 저장모듈(20)로 배출할 수 있다.
아울러, 소화액분사모듈(40)은 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 펌프모듈(120)의 배출작동 타입으로 작동되면, 저장모듈(20)에 수용된 소화액(C)을 제1관(410)과 제2관(420) 그리고 분기관(430)을 통해 노즐(440)로 배출할 수 있다.
본 발명의 분사 소방장비(1)의 소화액감지모듈(30)은 저장모듈(20)에 저장된 소화액(C)이 제1설정기준량 이상이면 하강하고, 제1설정기준량 미만이 되면 상승하는 구조로 형성될 수 있다. 소화액감지모듈(30)은 저장모듈(20)에 저장된 소화액(C)이 제1설정기준량 미만으로 줄어들어 소화액감지모듈(30)의 슬라이딩바(320)가 L1만큼 이동하면 제2잔류신호를 발생시켜 연산제어모듈(110)에 전송할 수 있다.
이러한 본 발명의 분사 소방장비(1)는 저장모듈(20)에 저장된 소화액(C)이 제1설정기준량 미만이 되었을 때, 드론을 통해 본부로 돌아와 작업자에 의해 소화액(C)이 저장될 수 있도록 한다.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론을 이용한 분사 소방장비에 대해 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론을 이용한 분사 소방장비의 사시도이고, 도 7은 도 6의 연산제어모듈을 구체적으로 나타낸 도면이다. 그리고 도 8은 도 6의 연산제어모듈에 저장된 수평거리테이블을 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 실시예의 따른 드론을 이용한 분사 소방장비에 대한 설명이 간결하고 명확해 질 수 있도록, 일 실시예의 드론을 이용한 분사 소방장비와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하고, 차이가 있는 부분 즉 촬영모듈, GPS모듈, 촬영모듈, 수평풍향풍속계 그리고 수직풍향풍속계에 대해서만 구체적으로 설명하도록 한다.
촬영모듈(130)은 피사체를 측정하여, 피사체의 크기와 피사체 간 거리를 검출하는 장치가 된다. 이러한 촬영모듈(130)은 하우징모듈(10)의 일단부의 외측에 복수 개 설치되어 외부를 정확히 촬영한다. 그리고 촬영된 지역의 영상 그리고 저장모듈(20) 간 거리를 정확하게 산출한 후, 산출된 거리데이터와 촬영된 영상의 이미지를 연산제어모듈(110)로 전송할 수 있다. 이러한 특징을 갖는 촬영모듈(130)은 대한민국 공개특허 제10-1998-059221호에 개시된 기술을 이용하는 장치가 될 수 있다.
수평풍향풍속계(141)와 수직풍향풍속계(142)는 외부에서 불어오는 바람의 풍향 및 풍속을 측정하는 모듈이 된다. 여기서, 수평풍향풍속계(141)는 저장모듈(20)의 외측에 제1관(410)과 평행하게 설치되어 횡 방향으로 불어오는 바람의 풍향 및 풍속을 측정해 제1데이터로 생성할 수 있다. 일례로, 수평풍향풍속계(141)는 동쪽에서 서쪽으로 부는 바람 또는 서쪽에서 동쪽으로 부는 바람의 방향 및 풍속을 측정할 수 있다. 그리고 이렇게 측정된 데이터를 연산제어모듈(110)로 전송할 수 있다.
수직풍향풍속계(142)는 저장모듈(20)의 외측에 제1관(410)과 수직하게 설치되어 종 방향으로 불어오는 바람의 풍향 및 풍속을 측정해 제2데이터로 생성할 수 있다. 일례로, 수직풍향풍속계(142)는 북쪽에서 남쪽으로 부는 바람의 방향 또는 남쪽에서 북쪽으로 부는 바람의 방향 및 풍속을 측정할 수 있다. 그리고 이렇게 측정된 데이터를 연산제어모듈(110)로 전송할 수 있다.
연산제어모듈(110)은 현위치데이터를 산출하는 GPS모듈(1105), 현위치의 방향을 산출하는 자이로센서(1106) 및 현위치데이터를 다른 연산제어모듈과 공유하는 위치데이터공유기(1107)를 더 포함할 수 있다.
연산제어모듈(110)은 포함된 모듈을 통해, 영상데이터를 생성한다. 아울러, 연산제어모듈(110)은 영상데이터로부터 영상데이터 내에 있는 화원에서 종 방향으로 이격되도록 하는 설정수직높이 그리고 화원에서 횡 방향으로 이격되도록 하는 설정수평거리를 산출할 수 있다. 그리고 드론이 방향을 설정하는데 기준이 되도록 하는 방향기준선과 현재 방향에 대한 방향데이터를 산출할 수 있다.
또한, 연산제어모듈(110)은 도 8과 같은 수평거리테이블을 포함한다. 여기서, 수평거리테이블은 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 제1 종 방향 풍속을 기준으로 복수 개의 설정수평풍속값에 대해 화원에서 수평 방향으로 이격된 수평거리값이 복수 개 기 설정되어 있는 수평거리테이블 또는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 제2 종 방향 풍속을 기준으로 복수 개의 설정수평풍속값에 대해 화원에서 수평 방향으로 이격된 수평거리값이 복수 개 기 설정되어 있는 수평거리테이블 등을 포함한다.
연산제어모듈(110)은 산출된 데이터를 기반으로 하여, 수평거리테이블에 설정되어 있는 수평거리값을 독출하여 드론의 추진모듈의 구동을 제어할 수 있다.
이하, 도 9 내지 도 13을 참조하여, 다른 실시예에 따른 드론을 이용한 분사 소방장비가 설치된 드론이 화재가 발생된 지역으로 이동하는 것에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론을 이용한 분사 소방장비가 설치된 드론이 화재가 발생된 지역으로 이동하는 과정을 개략적으로 나타낸 순서도이고, 도 10은 도 6의 드론을 이용한 분사 소방장비가 화재가 발생된 지역으로 비행한 후, 바람을 등지는 방향으로 이동하는 과정을 나타낸 도면이다. 그리고 도 11은 도 6의 연산제어모듈에서 감산 연산된 각도만큼 화원을 중심으로 일 평면 상에서 수평 회전 이동하는 드론을 나타낸 도면이고, 도 12와 도 13은 수평거리테이블에서 해싱된 타켓위치로 드론이 위치하는 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 드론을 이용한 분사 소방장비는 드론에 설치되어, 외부에 설치된 제1통신기를 통해 조종사가 화재가 난 지역으로 이동될 수 있다(S110). 이후, 분사 장비(1-1)는 내부에 설치된 자이로센서(1106) 및 연산제어모듈(110) 등을 통해, 바람을 등지며 위치할 수 있다(S120). 분사 소방장비(1-1)는 바람의 수직풍속데이터 및 수평풍속데이터를 산출하고, 화염과 드론 간 높이를 산출하여 드론이 화재를 진압할 수 있는 최적의 위치로 이동할 수 있다(S130).
이하, 다른 실시예에 따른 분사 소방장비(1-1)의 이동에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
분사 소방장비(1-1)는 도 10에 도시된 바와 같이 제1통신기(E)에 의해, 화재가 난 지역으로 이동될 수 있다. 이때, 분사 소방장비(1-1)는 연산제어모듈(110)에 포함되는 메모리모듈(1101)에 설정된 반경영역(R)으로 날아갈 수 있다. 이때, 연산제어모듈(110)은 외부의 제1통신기(E)와 데이터를 송수신하며 드론이 설정수직높이와 설정수평거리로 이동되도록 할 수 있다.
분사 소방장비(1-1)는 도 11에 도시된 바와 같이 연산제어모듈(110)에 설정된 방향기준선과 자이로센서(1106)를 통해 산출된 방향데이터를 연산하여 방향기준선(W-E선)에서 변위된 제1변위각(θ1)으로 추출하고 방향기준선과 수평바람의 방향 간 차이를 제2변위각(θ2)으로 추출해, 제1변위각에 제2변위각을 감산 연산하여, 감산 변위각(θ1-θ2)을 산출할 수 있다. 그리고 분산 소방장비(1-1)는 감산 변위각(θ1-θ2)을 통해 드론을 감산 연산된 각도만큼 화원을 중심으로 수평하게 회전 이동시킬 수 있다. 다시 말해, 분산 소방장비(1-1)는 감산 변위 각 만큼 드론을 동일한 높이에서, 화원을 중심으로 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 수평 상태를 유지하며 이동되도록 한다.
분사 소방장비(1-1)는 연산제어모듈(110)과 촬영모듈(130)을 통해 영상데이터로부터 화원을 검출하여 화원과 노즐(440) 간 수직높이차값을 산출할 수 있다. 그리고 수평풍향풍속계(141)로부터 수평풍향데이터와 수평풍속값 그리고 수직풍향풍속계(142)로부터 수직풍향데이터와 수직풍속값을 수신하여 전술한 수평거리테이블로부터 수신된 수직높이차값, 수평풍속값 그리고 수직풍속값에 대응되는 수평거리값을 독출할 수 있다. 그리고 독출된 수평거리값에 대응하여 드론을 화원으로부터 수평 이동시킬 수 있다. 일례로, 분사 소방장비(1-1)는 종 바람 풍속 즉, 수직풍속이 0m/s 이고, 횡 바람 풍속 즉, 수평풍속이 1.0 m/s 그리고 높이 1.0m 일때, 수평거리테이블로부터 X12 값을 독출하여, 드론을 화원과 X12만큼 이격되도록 할 수 있다. 이러한 이격 간격을 유지하다가, 종 바람 풍속이 0m/s을 유지하며, 횡 바람 풍속이 2.0 m/s이 불어오면 수평거리테이블로부터 X32 값을 독출하여, 드론을 X12에서 X32로 수평 이동 시킬 수 있다.
아울러, 분사 소방장비(1-1)는 종 바람 풍속 즉, 수직풍속이 1.5m/s 이고, 횡 바람 풍속 즉, 수평풍속이 1.0 m/s 그리고 높이 1.0m 일 때, 수평거리테이블로부터 XX12 값을 독출하여, 드론을 화원과 XX12만큼 이격되도록 할 수 있다. 이러한 이격 간격을 유지하다가, 종 바람 풍속이 1.5m/s을 유지하며, 횡 바람 풍속이 2.0 m/s이 불어오면 수평거리테이블로부터 XX32 값을 독출하여, 드론을 XX12에서 XX32로 수평이동 시킬 수 있다.
이와 같은, 분사 소방장비(1-1)는 풍속이 클 때, 거리 영향에 대한 영향을 적게 받고, 풍향에 대한 영향을 많이 받고, 풍속이 작을 때, 거리 영향에 대한 영향을 많이 받고 풍향에 대한 영향을 적게 받는 사실을 연산해 드론을 화재를 진압하는 최적의 위치로 이동시켜 소화액(C)을 분사할 수 있다. 또한, 분사 소방장비(1-1)는 화원과 거리, 수평 바람에 대한 풍속, 수직 바람에 대한 풍속 그리고 풍향을 변수로 활용해. 또한, 분사 소방장비(1-1)는 바람의 풍향 및 풍속을 연산하여, 불어오는 바람의 방향 및 속도에 대응해 추진모듈(Aa)을 구동시켜 드론을 수평 이동시키며 드론 구동에 소비되는 에너지를 절약시킬 수 있다
이하, 도 14를 참조하여, 다른 하나의 분사 소방장비가 설치된 제2드론이 어느 하나의 분사 소방장비가 설치된 제1드론과 교대하는 상태에 대해 구체적으로 설명한다.
도 14는 도 6의 어느 하나의 드론을 이용한 분사 소방장비가 주변의 다른 드론을 이용한 분사소방 장비와 위치데이터를 공유하여, 어느 하나의 드론을 이용한 분사 소방장치가 설치된 제1드론을 대체할 수 있는 제2드론을 검색 하여 이동시키는 상태를 나타낸 도면이다.
도 14에 대한 설명이 간결하고 명확해 질 수 있도록, 어느 하나의 분사 소방장비가 설치된 드론에 대해서는 제1드론 그리고 다른 하나의 분사 소방장비가 설치된 드론은 제2드론으로 한다.
분사 소방장비(1-1)는 화재지역으로 이동하여, 소화액(C)을 분사하여 화재 및 화원을 진압할 수 있다. 이때, 분사 소방장비(1-1)는 자신이 맡은 화재지역(B)의 화재를 진압하였을 때, 수평바람 및 수직 바람에 대한 데이터 그리고 저장모듈(20)에 저장된 소화액(C)의 잔류량을 연산한다. 이때, 분사 소방장비(1-1)는 소화액감지모듈(30)로부터 제2잔류신호가 발생되면, 화원으로부터 반경영역에 위치한 또 다른 연산제어모듈에 GPS모듈에서 산출되는 현위치데이터를 공유한다.
여기서, GPS모듈(1105)은 현재 통상적으로 사용되는 인공위성에서 전송되는 신호에 기반하여 자체의 위치를 정확히 나타내는 모듈이다. 이러한 GPS모듈(1105)은 현재 일반적으로 사용되고 있는 GPS 장치가 될 수 있다. GPS모듈(1105)은 소화기부의 상단부 또는 드론에 설치되며 드론을 이용한 분사 소방장비의 위치를 데이터를 생성할 수 있다. 본 명세서 상에서는 GPS모듈(1105)이 소화기부의 상단부에 설치되는 것을 일례로 한다.
분사 소방장비(1-1)는 소화액감지모듈(30)에서 제2잔류신호를 산출하였을 때, 또는 연산제어모듈(110)에서 제2잔류신호를 수신하였을 때, 가장 인접한 거리에 위치하고 수평방향의 바람을 따라 수평 이동 가능한 다른 연산제어모듈에 현위치데이터를 전송할 수 있다. 그리고 다른 연산제어모듈(110)이 설치된 제2드론을 분산 소방장비(1-1)이 설치된 제1드론의 위치로 이송시키며 제1드론과 교대할 수 있도록 한다.
이때, 교대된 제1드론은 소비된 소화액(C)이 충전되도록 설정된 시작위치데이터의 지점 일례로, 본부로 이동할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
1: 드론을 이용한 분사 소방장비
10: 하우징모듈
110: 연산제어모듈 1101: 메모리모듈
1104: 제2통신기 1105: GPS모듈
1106: 자이로센서 1107: 위치데이터공유기
120: 펌프모듈 130: 촬영모듈
141: 수평풍향풍속계 142: 수직풍향풍속계
20: 저장모듈 30: 소화액감지모듈
310: 제1고정수용관 320: 슬라이딩바
330: 플랜지 40: 소화액분사모듈
410: 제1관 420: 제2관
430: 분기관 440: 노즐
450: 삼방체크밸브관
A: 드론 Aa: 추진모듈
Ab: 소화거치모듈
C: 소화액 E: 제1통신기

Claims (7)

  1. 내부에 수용공간이 형성되고 일단부에 연산제어모듈(110)과 펌프모듈(120)이 구비되어 드론(A)에 설치되는 하우징모듈(10);
    상기 하우징모듈의 내부에 설치되며 상기 내부에 소화액(C)을 저장하는 저장모듈(20);
    상기 저장모듈의 내부에 설치되며 일단부가 상기 저장모듈의 하단에 설치되고, 타단부가 상기 일단부에 승강 이동 가능하게 설치되어 상기 소화액의 잔류량에 대응해 승강하며 상기 소화액의 잔류량에 대응하는 잔류신호를 발생시켜 상기 연산제어모듈(110)로 전송하는 소화액감지모듈(30) 및
    일단이 상기 저장모듈의 내부에 설치되고 타단이 상기 하우징모듈의 타단부에 설치되어 상기 펌프모듈의 작동에 따라 상기 소화액(C)을 외부로 분사하거나, 상기 소화액을 외부에서 상기 저장모듈로 저장하는 소화액분사모듈(40)을 포함하고,
    상기 하우징모듈(10)은,
    일단부의 외측에 설치되어 외부를 촬영하는 복수 개의 촬영모듈(130) 그리고 상기 하우징모듈의 바닥면과 수평한 방향으로 부는 수평바람의 풍향 및 풍속을 측정하는 수평풍향풍속계(141) 그리고 상기 수평바람과 수직한 수직바람의 풍향 및 풍속을 측정하는 수직풍향풍속계(142)를 더 포함하고,
    상기 연산제어모듈(110)은,
    상기 드론이 상기 촬영모듈에서 촬영된 영상데이터의 화원에서 종 방향으로 이격되도록 하는 설정수직높이와 상기 화원에서 횡 방향으로 이격되도록 하는 설정수평거리 그리고 상기 드론이 방향을 설정하는데 기준이 되도록 하는 방향기준선 및 현재 방향에 대한 방향데이터를 포함하고,
    외부의 제1통신기와 데이터를 송수신 하며 상기 드론을 상기 설정수직높이와 상기 설정수평거리로 이동시키고,
    상기 방향데이터와 상기 방향기준선을 연산하여 상기 방향기준선에서 변위된 제1변위각으로 추출하고 상기 방향기준선과 상기 수평바람의 방향 간 차이를 제2변위각으로 추출해, 상기 제1변위각에 상기 제2변위각을 감산 연산하고,
    감산 연산된 각도만큼 상기 드론을 상기 화원을 중심으로 수평 하게 회전 이동시키는, 드론을 이용한 분사 소방장비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소화액분사모듈(40)은 일단이 상기 저장모듈(20)에 삽입되는 제1관(410)과 일단이 상기 제1관(410)의 타단과 연결되며 상기 저장모듈의 외부에 위치하는 제2관(420), 상기 하우징모듈의 타단부에 이격 설치된 복수 개의 노즐(440), 상기 노즐에 각각 연결된 분기관(430), 제1단이 상기 제2관의 타단에 연결되고, 제2단이 상기 분기관(430)의 일단에 연결되고 제3단이 소화액이 저장된 외부용기에 설치된 외부관과 연결되는 삼방체크밸브(450)를 포함하는, 드론을 이용한 분사 소방장비.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 펌프모듈(120)은 상기 삼방체크밸브(450)와 연결된 상기 외부관으로부터 소화액을 흡입해 상기 제1관을 통해 상기 저장모듈(20)로 배출하는 흡입작동 또는 상기 저장모듈(20)에 수용된 상기 소화액(C)을 상기 제1관(410)과 상기 제2관(420) 그리고 상기 분기관(430)을 통해 상기 노즐(440)로 배출하는 배출작동 중 어느 하나를 진행시킬 수 있는, 드론을 이용한 분사 소방장비.
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