KR102228221B1 - Agricultural drone - Google Patents

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KR102228221B1
KR102228221B1 KR1020190168395A KR20190168395A KR102228221B1 KR 102228221 B1 KR102228221 B1 KR 102228221B1 KR 1020190168395 A KR1020190168395 A KR 1020190168395A KR 20190168395 A KR20190168395 A KR 20190168395A KR 102228221 B1 KR102228221 B1 KR 102228221B1
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이지근
알리두스트다프사리레자
유승화
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전북대학교산학협력단
대한민국(농촌진흥청장)
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Abstract

The present invention relates to an agricultural drone with an angle-adjustable spray nozzle and, more specifically, to an agricultural drone with an angle-adjustable spray nozzle, capable of leading a chemical solution to correctly reach a target when spraying the chemical solution from a drone considering a neighboring wind velocity. The agricultural drone with an angle-adjustable spray nozzle includes: a drone body equipped with rotary wings and a chemical solution container; a spray nozzle mounted on the drone body below the rotary wings, and spraying a chemical solution downward by receiving the chemical solution from the chemical solution container; an angle adjustment member adjusting the angle of the spray nozzle with respect to the drone body; a wind velocity measurement member mounted on the drone body to measure a neighboring wind velocity of the drone body; and a control part adjusting the angle of the spray nozzle through the angle adjustment member. The control part controls the angle adjustment member considering the neighboring wind velocity measured by the wind velocity measurement member as input data, and the angle of the spray nozzle is adjusted by the angle adjustment member with respect to the drone body.

Description

분사노즐 각도 조절형 농업용 드론 { AGRICULTURAL DRONE }Spray nozzle angle adjustable agricultural drone {AGRICULTURAL DRONE}

본 발명은 분사노즐 각도 조절형 농업용 드론에 관한 것으로서, 특히 주변 풍속을 고려하여 드론에서 약액 분사시 약액이 목표물에 올바르게 도달하도록 할 수 있는 분사노즐 각도 조절형 농업용 드론에 관한 것이다.The present invention relates to a spray nozzle angle-adjustable agricultural drone, and in particular, to a spray nozzle angle-adjustable agricultural drone capable of correctly reaching a target when a chemical liquid is injected from a drone in consideration of the surrounding wind speed.

드론은 최초 군사용으로 개발되었으나, 운반 및 보관의 편리성, 조작 용이로 방송에서 촬영용으로 가장 많이 사용되고 있다. 또한, 최근에는 재난 재해 모니터링, 물류 운반, 산불진화 또는 농약 살포용 드론에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.Drones were first developed for military use, but they are most often used for filming in broadcasting due to the convenience of transport and storage and ease of operation. In addition, in recent years, many studies on drones for disaster disaster monitoring, logistics transportation, forest fire extinguishing or spraying pesticides have been conducted.

농약 살포용 드론의 경우, 최대 10Kg의 농약을 탑재하여 살포 가능한 기기가 최근 개발되었으며, 시간당 최대 10에이커(약 4만 평방제곱미터) 면적에 농약을 살포할 수 있다고 알려진다. In the case of drones for spraying pesticides, a device capable of spraying with up to 10Kg of pesticides has been recently developed, and it is known that pesticides can be sprayed on an area of up to 10 acres (about 40,000 square meters) per hour.

이는 60명이 할 일을 드론 혼자 할 수 있는 것으로 인력 대비 40~60배의 효율을 달성한다. This is because the drone can do the work for 60 people alone, achieving 40-60 times the efficiency of manpower.

이러한 높은 효율로 드론을 이용한 농약 살포 요구가 차츰 증가하고 있다.With such high efficiency, the demand for spraying pesticides using drones is gradually increasing.

농약 살포용 드론은, 일반적으로 회전날개가 장착된 본체, 약액통, 약액펌프, 노즐, 붐대 등으로 이루어진다.Drones for spraying pesticides generally consist of a main body equipped with rotating blades, a chemical liquid container, a chemical liquid pump, a nozzle, a boom, and the like.

도 1은 종래의 일반적인 농업용 드론에 의해 분사되는 약액이 비산되는 것을 나타내는 사진이고, 도 2는 종래의 일반적인 농업용 드론이 비행하는 상태에서 약액을 분사하는 상태를 도시한 측면도이다.1 is a photograph showing that a chemical liquid sprayed by a conventional agricultural drone is scattered, and FIG. 2 is a side view showing a state in which a chemical liquid is sprayed in a state in which a conventional agricultural drone is flying.

상기 노즐에서 분사되는 약액은 하방향으로 그대로 분사되어, 식물의 목표지점에 도달하여야 농약 방제의 효과가 높게 된다.The chemical liquid sprayed from the nozzle is sprayed downward as it is, so that the effect of pesticide control is high only when it reaches the target point of the plant.

농약 살포용 드론 회전날개의 회전에 의해 비행을 하게 되는데, 회전날개의 회전시 회전날개의 하부에는 하향풍 뿐만 아니라, 팁 와류, 재순환유동 등의 복잡한 유동장이 발생하게 된다.The drones for spraying pesticides fly by the rotation of the rotor blades. When the rotor blades rotate, not only a downward wind, but also a complicated flow field such as tip vortex and recirculation flow occurs.

이로 인해 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 상기 노즐에서 분사되는 약액은 하방향으로만 분사되는 것이 아니라, 회전하거나 재순환 유동을 하게 되어, 상기 노즐에서 분사되는 약액이 목표 지점에 정확하게 도달하지 못하고 다른 곳으로 이동하게 되는 등의 문제가 있다.Due to this, as shown in FIG. 1, the chemical liquid sprayed from the nozzle is not sprayed only downward, but rotates or recirculates, so that the chemical liquid sprayed from the nozzle does not accurately reach the target point and is not There is a problem such as moving to.

농업용 드론은, 방제 즉 약액 살포 등을 위해 5~7m/s의 속도로 비행하게 되는데, 이때 농업용 드론은 도 2에 도시된 바와 같이 비행방향으로 경사진 상태로 이동하면서 약액을 분사하기 때문에, 드론의 경사진 각도만큼 분사노즐은 후방으로 경사지게 배치되어 약액을 분사하게 된다.Agricultural drones fly at a speed of 5 to 7 m/s for control, that is, spraying of chemicals, and at this time, the agricultural drones spray chemicals while moving in an inclined state in the flight direction as shown in FIG. The injection nozzle is arranged inclined to the rear by the inclined angle of to inject the chemical liquid.

그리고, 농업용 드론의 비행시 진행 방향과 반대방향으로 작용하는 상대 속도 의한 측면풍에 의해 약액 분무는 진행방향과 반대방향으로 휘게 된다.And, when the agricultural drone is flying, the chemical spray is bent in a direction opposite to the traveling direction by the side wind caused by the relative speed acting in the direction opposite to the traveling direction.

이와 같이, 농업용 드론에서 분사되는 약액은, 드론의 비행각도 및 측면풍에 의해 중력방향에 대한 경사각을 가지면서 분사되기 때문에 하방향이 아닌 후방향으로 휘어지게 되고, 이는 결국 약액 분무의 비산을 일으켜 약액의 손실 및 방제를 원하지 않는 곳에 비의도적 오염을 발생하게 되는 문제가 있었다.In this way, since the chemical liquid injected from the agricultural drone is sprayed with an inclination angle with respect to the gravitational direction by the flight angle and the side wind of the drone, it is bent in the backward direction instead of downward, which in turn causes the chemical spray to scatter. There was a problem in that unintentional contamination occurs in a place where the chemical solution is lost and control is not desired.

등록특허 10-1875314Registered Patent 10-1875314

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 농업용 드론의 비행시 주변 풍속 등을 고려하여 분사노즐에 의한 약액의 분사방향을 풍속이 강한 방향으로 경사지게 하여 약액이 최대한 지정된 목표물에 효과적으로 도달하도록 할 수 있는 분사노즐 각도 조절형 농업용 드론을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-described problem, in consideration of the surrounding wind speed during flight of the agricultural drone, the injection direction of the chemical solution by the injection nozzle is inclined in a direction where the wind speed is strong, so that the chemical solution can effectively reach the designated target as much as possible. Its purpose is to provide a spray nozzle angle-adjustable agricultural drone.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 분사노즐 각도 조절형 농업용 드론은, 회전날개가 장착되고, 약액통이 장착된 드론본체와; 상기 회전날개보다 하부에서 상기 드론본체에 장착되고, 상기 약액통으로부터 약액을 공급받아 하방향으로 분사하는 분사노즐과; 상기 드론본체에 대한 상기 분사노즐의 각도를 조절하는 각도조절부재와; 상기 드론본체에 장착되어, 상기 드론본체의 주변 풍속을 측정하는 풍속측정부재와; 상기 각도조절부재에 의해 상기 분사노즐의 각도를 조절하는 제어부;를 포함하여 이루어지되, 상기 제어부는, 상기 풍속측정부재에 의해 측정된 주변 풍속을 입력데이터로 하여 상기 각도조절부재를 제어하고, 상기 분사노즐은 상기 각도조절부재에 의해 상기 드론본체에 대한 각도가 조절되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the spray nozzle angle-adjustable agricultural drone of the present invention includes a drone body equipped with a rotating blade and a chemical liquid container; A spray nozzle mounted on the drone body from a lower portion of the rotating blade, receiving a chemical liquid from the chemical liquid container and spraying it downward; An angle adjusting member for adjusting an angle of the spray nozzle with respect to the drone body; A wind speed measuring member mounted on the drone body and measuring the surrounding wind speed of the drone body; And a control unit for adjusting the angle of the injection nozzle by the angle adjusting member, wherein the control unit controls the angle adjusting member by using the ambient wind speed measured by the wind speed measuring member as input data, and the The injection nozzle is characterized in that the angle with respect to the drone body is adjusted by the angle adjusting member.

상기 제어부는, 상기 풍속측정부재에서 측정된 주변 풍속 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐을 경사지게 배치하되, 상기 분사노즐에서 분사되는 약액은 상기 분사노즐이 경사진 방향으로 분사된다.The control unit may obliquely arrange the injection nozzle in a direction having a larger value among surrounding wind speeds measured by the wind speed measuring member, and the chemical liquid injected from the injection nozzle is injected in a direction in which the injection nozzle is inclined.

상기 풍속측정부재는 상기 드론본체의 전,후,좌,우 4방향의 풍속을 각각 측정하되, 상기 제어부는, 상기 풍속측정부재에서 측정된 전,후 풍속 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐을 경사지게 배치하고, 상기 풍속측정부재에서 측정된 좌,우 풍속 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐을 경사지게 배치한다.The wind speed measuring member measures the wind speed in the four directions of front, rear, left, and right of the drone body, respectively, and the control unit includes the spray nozzle in a direction having a larger value among the front and rear wind speeds measured by the wind speed measuring member. Is disposed in an inclined manner, and the injection nozzle is disposed in an inclined direction in a direction having a larger value among left and right wind speeds measured by the wind speed measuring member.

상기 풍속측정부재는, 상기 드론본체에 장착되는 몸체와; 일단이 상기 몸체의 측방향으로 개방되어 배치되고, 타단이 상기 일단으로부터 상방향으로 절곡되어 상기 몸체의 상방향으로 개방되어 배치된 4개의 피토관과; 상기 피토관에서 측정된 압력을 속도값으로 산출하는 속도산출센서;를 포함하여 이루어진 이루어지되, 4개의 상기 피토관은 각각의 일단이 상기 드론본체의 전,후,좌,우에 각각 배치되어 4방향의 풍속을 측정한다.The wind speed measurement member includes: a body mounted on the drone body; Four Pitot tubes with one end open and disposed in the lateral direction of the body, and the other end bent upwardly from the one end and open and disposed in the upper direction of the body; A velocity calculation sensor that calculates the pressure measured in the Pitot tube as a velocity value, and includes, but each end of the four Pitot tubes is disposed at the front, rear, left, and right sides of the drone body, and wind speed in four directions Measure

상기 제어부는, 상기 드론본체의 비행각도와, 상기 드론본체의 비행속도와, 상기 풍속측정부재에 의해 측정된 주변 풍속을 입력데이터로 하여 상기 각도조절부재를 제어한다.The control unit controls the angle adjustment member by using the flight angle of the drone body, the flight speed of the drone body, and the surrounding wind speed measured by the wind speed measurement member as input data.

상기 풍속측정부재에서 측정된 4방향의 풍속이 모두 미리 설정된 범위 내에 존재하면, 상기 제어부는, 상기 드론본체에 대한 상기 분사노즐의 경사각도는, 상기 드론본체의 비행각도와 상기 드론본체의 비행속도에 의해 발생되는 측면풍의 고려각을 합한 값이 되도록 상기 각도조절부재를 제어한다.When the wind speeds in all four directions measured by the wind speed measuring member are within a preset range, the controller may determine that the inclination angle of the injection nozzle with respect to the drone body is the flight angle of the drone body and the flight speed of the drone body. The angle adjustment member is controlled so as to be the sum of the angles of consideration of the side wind generated by the lateral wind.

상기 제어부는, 상기 풍속측정부재에서 측정된 4방향의 풍속 중, 상기 드론본체의 진행방향을 기준으로, 전방의 풍속이 후방의 풍속보다 큰 경우 상기 분사노즐을 전방으로 경사지게 배치한 상태에서 좌측 풍속 또는 우측 풍속 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐을 경사지게 배치하고, 상기 드론본체의 진행방향을 기준으로, 후방의 풍속이 전방의 풍속보다 큰 경우 상기 분사노즐을 후방으로 경사지게 배치한 상태에서 좌측 풍속 또는 우측 풍속 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐을 경사지게 배치하면서, 상기 드론본체의 비행각도와 상기 드론본체의 비행속도를 고려하여 상기 분사노즐의 경사각을 보정한다.The control unit is, among the four wind speeds measured by the wind speed measuring member, based on the traveling direction of the drone body, when the front wind speed is greater than the rear wind speed, the left wind speed in a state in which the injection nozzle is inclined forward. Alternatively, if the spray nozzle is inclined in a direction having a larger value among the right wind speeds, and the wind speed at the rear is greater than the wind speed at the front based on the traveling direction of the drone body, the spray nozzle is inclined to the left side. While the injection nozzle is inclined in a direction having a larger value of the wind speed or the right wind speed, the inclination angle of the injection nozzle is corrected in consideration of the flight angle of the drone body and the flight speed of the drone body.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 분사노즐 각도 조절형 농업용 드론에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the spray nozzle angle-adjustable agricultural drone of the present invention as described above has the following effects.

본 발명은 풍속측정부재에 의해 측정된 주변 풍속을 입력데이터로 하여 각도조절부재가 분사노즐을 드론본체에 대하여 경사지게 배치하고 특히 풍속이 강한 방향으로 분사노즐을 경사지게 배치하기 때문에, 드론본체가 경사진 상태로 비행하면서 약액을 분사하더라도, 분사노즐은 경사진 전방으로 약액을 분사하여 분사노즐에서 분사된 약액이 지면의 목표물에 정확하게 도달하도록 할 수 있다.The present invention uses the ambient wind speed measured by the wind speed measuring member as input data, and the angle adjusting member arranges the spray nozzle inclined with respect to the drone body, and in particular, the spray nozzle is inclined in a direction where the wind speed is strong, so that the drone body is inclined. Even if the chemical liquid is sprayed while flying in the state, the spray nozzle can spray the chemical liquid in an inclined front so that the chemical liquid sprayed from the spray nozzle accurately reaches the target on the ground.

또한, 풍속측정부재에 의해 측정된 주변 풍속과, 드론본체의 비행각도와, 드론본체의 비행속도에 의해 발생되는 측면풍을 고려하도록 함으로서, 드론본체가 경사지게 비행중에도 경사지게 배치된 분사노즐을 통해 분사노즐에서 분사된 약액이 지면의 목표물에 정확하게 도달하도록 할 수 있다.In addition, by taking into account the surrounding wind speed measured by the wind speed measuring member, the flight angle of the drone body, and the side wind generated by the flight speed of the drone body, the drone body is sprayed through an inclined spray nozzle while flying in an inclined manner. The chemical liquid sprayed from the nozzle can accurately reach the target on the ground.

도 1은 종래의 일반적인 농업용 드론에 의해 분사되는 약액이 비산되는 것을 나타내는 사진,
도 2는 종래의 일반적인 농업용 드론이 비행하는 상태에서 약액을 분사하는 상태를 도시한 측면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 농업용 드론의 측면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 농업용 드론에 의해 약액을 분사하는 상태를 도시한 측면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 농업용 드론의 구성도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 속도측정부재의 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 속도측정부재의 평면도 및 측면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 속도측정부재의 구성도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 농업용 드론의 분사노즐의 경사각 산출방법을 도시한 설명도.
1 is a photograph showing that a chemical liquid sprayed by a conventional agricultural drone is scattered,
Figure 2 is a side view showing a state in which a chemical liquid is sprayed in a state in which a conventional general agricultural drone is in flight;
3 is a side view of an agricultural drone according to an embodiment of the present invention,
Figure 4 is a side view showing a state in which a chemical solution is sprayed by an agricultural drone according to an embodiment of the present invention;
5 is a block diagram of an agricultural drone according to an embodiment of the present invention,
6 is a perspective view of a speed measuring member according to an embodiment of the present invention,
7 is a plan view and a side view of a speed measuring member according to an embodiment of the present invention,
8 is a configuration diagram of a speed measuring member according to an embodiment of the present invention,
9 is an explanatory view showing a method of calculating the inclination angle of the spray nozzle of an agricultural drone according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 분사노즐(20) 각도 조절형 농업용 드론은 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 드론본체(10)와, 분사노즐(20)과, 각도조절부재(30)와, 풍속측정부재(40)와, 제어부(50)를 포함하여 이루어진다.The spray nozzle 20 angle-adjustable agricultural drone of the present invention is a drone body 10, a spray nozzle 20, an angle adjustment member 30, and a wind speed measurement member, as shown in FIGS. 3 to 6 It comprises (40) and the control part (50).

상기 드론본체(10)는 다수개의 회전날개(11)가 장착되고, 농약 등이 수용되는 약액통(12)이 장착되어 있다.The drone body 10 is equipped with a plurality of rotating blades 11, and a chemical liquid container 12 in which pesticides and the like are accommodated.

상기 분사노즐(20)은 상기 회전날개(11)보다 하부에서 상기 드론본체(10)에 장착되고, 상기 약액통(12)으로부터 약액을 공급받아 하방향으로 분사한다.The injection nozzle 20 is mounted on the drone body 10 from a lower portion of the rotating blade 11, and receives a chemical solution from the chemical solution container 12 and sprays it downward.

상기 각도조절부재(30)는 상기 드론본체(10)에 대한 상기 분사노즐(20)의 각도를 조절한다.The angle adjusting member 30 adjusts the angle of the spray nozzle 20 with respect to the drone body 10.

이러한 상기 각도조절부재(30)는 모터, 링크, 힌지체 등으로 이루어져 상기 분사노즐(20)의 각도를 조절할 수 있게 된다.The angle adjusting member 30 is composed of a motor, a link, a hinge body, etc., so that the angle of the injection nozzle 20 can be adjusted.

상기 풍속측정부재(40)는 상기 드론본체(10)에 장착되어, 상기 드론본체(10)의 주변 풍속을 측정한다.The wind speed measuring member 40 is mounted on the drone body 10 and measures the surrounding wind speed of the drone body 10.

본 실시예에서 상기 풍속측정부재(40)는 상기 회전날개(11)의 영향을 적게 받도록 하기 위해 상기 드론본체(10)의 상부에 장착되어 있다.In this embodiment, the wind speed measurement member 40 is mounted on the upper portion of the drone body 10 in order to be less affected by the rotating blades 11.

상기 제어부(50)는 상기 각도조절부재(30)를 작동시켜, 상기 분사노즐(20)의 각도를 조절한다.The control unit 50 controls the angle of the injection nozzle 20 by operating the angle adjusting member 30.

상기 제어부(50)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 풍속측정부재(40)에 의해 측정된 주변 풍속을 입력데이터로 하여 상기 각도조절부재(30)를 제어하고, 상기 분사노즐(20)은 상기 각도조절부재(30)에 의해 상기 드론본체(10)에 대한 약액의 분사 각도가 변경되어 조절된다.As shown in FIG. 5, the controller 50 controls the angle adjusting member 30 by using the ambient wind speed measured by the wind speed measuring member 40 as input data, and the injection nozzle 20 The injection angle of the chemical solution to the drone body 10 is changed and adjusted by the angle adjusting member 30.

보다 구체적으로, 상기 제어부(50)는 상기 풍속측정부재(40)에서 측정된 주변 풍속 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐(20)을 경사지게 배치하고, 상기 분사노즐(20)에서 분사되는 약액은 상기 분사노즐(20)이 경사진 방향으로 분사된다.More specifically, the controller 50 obliquely arranges the spray nozzle 20 in a direction having a larger value among the surrounding wind speeds measured by the wind speed measurement member 40, and the chemical liquid sprayed from the spray nozzle 20 The spray nozzle 20 is sprayed in an inclined direction.

위와 같이 상기 각도조절부재(30)에 의해 상기 분사노즐(20)이 풍속이 큰 방향으로 경사지게 배치됨으로서, 상기 분사노즐(20)을 통해 분사되는 약액은 중력방향에 대하여 바람이 강하게 부는 방향으로 경사진 상태로 분사되어, 맞은편에서 바람이 불더라도 상기 분사노즐(20)에서 분사된 약액이 농작물 위치에 정확하게 도달하도록 할 수 있다.As above, the injection nozzle 20 is arranged inclined in a direction in which the wind speed is increased by the angle adjusting member 30, so that the chemical liquid injected through the injection nozzle 20 is inclined in a direction in which the wind is strongly blown with respect to the direction of gravity. It is sprayed in a photographic state, so that even if the wind blows from the opposite side, the chemical liquid sprayed from the spray nozzle 20 can accurately reach the location of the crop.

이러한 작용이 이루어지도록 하기 위해, 본 발명에서 상기 풍속측정부재(40)는 상기 드론본체(10)의 전,후,좌,우 4방향의 풍속을 각각 측정하게 된다.In order to achieve such an action, the wind speed measuring member 40 in the present invention measures wind speeds in the four directions of the drone body 10 in front, rear, left and right directions, respectively.

그리고, 상기 제어부(50)는, 상기 풍속측정부재(40)에서 측정된 전방 풍속과 후방 풍속 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐(20)을 경사지게 배치하고, 동시에 상기 풍속측정부재(40)에서 측정된 좌측 풍속과 우측 풍속 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐(20)을 경사지게 배치한다.In addition, the control unit 50 arranges the injection nozzle 20 to be inclined in a direction having a larger value of the front wind speed and the rear wind speed measured by the wind speed measuring member 40, and at the same time, the wind speed measuring member 40 The injection nozzle 20 is disposed in an inclined direction in a direction having a larger value among the left and right wind speeds measured at.

상기 풍속측정부재(40)는 종래의 다양한 부품을 이용하여 상기 드론본체(10) 주변의 풍속을 측정할 수 있다.The wind speed measuring member 40 may measure the wind speed around the drone body 10 using various conventional components.

본 실시예에서는 일예로 비용이 저렴하면서도 간단한 구조를 갖는 풍속측정부재(40)의 구조를 제시한다.In this embodiment, as an example, the structure of the wind speed measuring member 40 having a simple structure while being inexpensive is proposed.

상기 풍속측정부재(40)는 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 몸체(41)와, 피토관(42)과, 속도산출센서(43)로 포함하여 이루어진다.The wind speed measurement member 40 includes a body 41, a Pitot tube 42, and a speed calculation sensor 43, as shown in FIGS. 6 to 8.

상기 몸체(41)는 상기 드론본체(10)에 장착된다.The body 41 is mounted on the drone body 10.

이때, 상기 몸체(41)는 상기 드론본체(10)의 다양한 위치에 장착될 수 있는데, 바람직하게는 상기 드론본체(10)의 상부에 장착되도록 한다.In this case, the body 41 may be mounted at various positions of the drone body 10, and preferably, the body 41 is mounted on the upper portion of the drone body 10.

상기 피토관(42)은 총 4개로 이루어지고, 일단이 상기 몸체(41)의 측방향으로 개방되어 배치되며 타단이 상기 일단으로부터 상방향으로 절곡되어 상기 몸체(41)의 상방향으로 개방되어 배치된다.The Pitot tube 42 is composed of a total of four, one end is arranged to be opened in the lateral direction of the body 41, and the other end is bent upward from the one end to be opened in the upward direction of the body 41. .

4개로 이루어진 상기 피토관(42)은 각각의 일단이 상기 드론본체(10)를 기준으로 전방, 후방, 좌측, 우측에 각각 배치된다.Each end of the four Pitot tubes 42 is disposed at the front, rear, left and right sides of the drone body 10, respectively.

상기 속도산출센서(43)는 상기 피토관(42)에서 측정된 압력을 속도값으로 산출한다.The speed calculation sensor 43 calculates the pressure measured in the Pitot tube 42 as a speed value.

따라서, 4개의 피토관(42)은 각각의 일단을 통해 상기 드론본체(10)의 전방, 후방, 좌측 및 우측에 작용하는 풍속을 상기 피토관(42)에 장착된 각각의 속도산출센서(43)를 통해 측정할 수 있게 된다.Therefore, the four Pitot tubes 42 use each of the speed calculation sensors 43 mounted on the Pitot tube 42 to measure wind speeds acting on the front, rear, left and right sides of the drone body 10 through each end. It can be measured through.

상기 피토관(42)과 피토관(42) 사이의 대각선 방향으로 작용하는 풍속은 도 9에 도시된 바와 같이 벡터 연산에 의해 쉽게 계산할 수 있다.The wind speed acting in the diagonal direction between the Pitot tube 42 and the Pitot tube 42 can be easily calculated by vector operation as shown in FIG. 9.

그리고, 비행고도에 의한 대기압력 보정은 대기압센서(44)의 신호를 이용하여 보정하도록 한다.And, the atmospheric pressure correction by the flight altitude is to be corrected using the signal of the atmospheric pressure sensor (44).

상기 드론본체(10)가 정지된 상태에서 약액을 분사하는 경우에는, 상기 제어부(50)는 상기 풍속측정부재(40)에 의해 측정된 주변 풍속만을 가지고 상기 각도조절부재(30)를 제어하여 상기 분사노즐(20)의 각도를 조절한다.In the case of spraying a chemical solution while the drone body 10 is stopped, the controller 50 controls the angle adjustment member 30 with only the ambient wind speed measured by the wind speed measurement member 40 Adjust the angle of the injection nozzle (20).

그리고, 상기 드론본체(10)가 이동하면서 약액을 분사하는 경우에는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제어부(50)는 상기 드론본체(10)의 비행각도와, 상기 드론본체(10)의 비행속도와, 상기 풍속측정부재(40)에 의해 측정된 주변 풍속을 입력데이터로 하여 상기 각도조절부재(30)를 제어하도록 한다.And, when the drone body 10 is moving and spraying a chemical solution, as shown in FIG. 5, the control unit 50 determines the flight angle of the drone body 10 and the flight of the drone body 10 The angle adjusting member 30 is controlled by using the speed and the surrounding wind speed measured by the wind speed measuring member 40 as input data.

이때, 상기 풍속측정부재(40)에서 측정된 4방향의 풍속이 모두 미리 설정된 범위 내에 존재하면, 상기 제어부(50)는 상기 드론본체(10)에 대한 상기 분사노즐(20)의 경사각도가 상기 드론본체(10)의 비행각도와 상기 드론본체(10)의 비행속도에 의해 발생되는 측면풍의 고려각을 합한 값이 되도록 상기 각도조절부재(30)를 제어한다.At this time, when the wind speeds in all four directions measured by the wind speed measuring member 40 are within a preset range, the control unit 50 determines that the inclination angle of the spray nozzle 20 with respect to the drone body 10 is The angle adjustment member 30 is controlled to be a sum of the angle of flight of the drone body 10 and the angle of consideration of the side wind generated by the flight speed of the drone body 10.

이럴 경우, 약액을 분사하는 상기 분사노즐(20)은 상기 드론본체(10)에 대하여 상기 드론본체(10)의 비행방향으로 경사지게 배치된다.In this case, the spray nozzle 20 for spraying the chemical solution is disposed to be inclined with respect to the drone body 10 in the flight direction of the drone body 10.

즉, 상기 분사노즐(20)은 상기 드론본체(10)가 비행하는 방향으로 상기 드론본체(10)에 대하여 경사지게 배치된다.That is, the injection nozzle 20 is disposed to be inclined with respect to the drone body 10 in the direction in which the drone body 10 flies.

따라서, 상기 분사노즐(20)에서 분사되는 약액은 상기 드론본체(10)의 비행방향으로 상기 드론본체(10)에 대하여 경사지게 분사된다.Accordingly, the chemical liquid sprayed from the spray nozzle 20 is sprayed obliquely with respect to the drone body 10 in the flight direction of the drone body 10.

위와 같이, 상기 드론본체(10)가 비행을 위해 비행방향으로 경사지게 배치되었을 경우, 상기 분사노즐(20)이 상기 드론본체(10)에 대하여 비행방향으로 경사지게 배치되기 때문에, 상기 분사노즐(20)을 통해 분사되는 약액은 중력방향에 대하여 후방향으로 경사진 방향이 아닌 전(前)방향으로 경사진 상태로 분사되어 정확한 위치에 약액이 도달되도록 할 수 있다.As above, when the drone body 10 is disposed inclined in the flight direction for flight, the injection nozzle 20 is disposed inclined in the flight direction with respect to the drone body 10, so the injection nozzle 20 The chemical liquid sprayed through is sprayed in an inclined state in a forward direction rather than in a direction inclined in a backward direction with respect to the direction of gravity, so that the chemical liquid reaches the correct position.

그리고, 상기 풍속측정부재(40)에서 측정된 4방향의 풍속이 미리 설정된 범위 내에 존재하지 않을 경우, 상기 제어부(50)는 상기 각도조절부재(30)를 제어하여 상기 분사노즐(20)의 각도를 조절하게 된다.And, when the wind speed in the four directions measured by the wind speed measuring member 40 does not exist within a preset range, the controller 50 controls the angle adjusting member 30 to control the angle of the spray nozzle 20 Is adjusted.

보다 구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 드론본체(10)의 진행방향을 기준으로 전방의 풍속(VF)이 후방의 풍속(VB)보다 큰 경우에는 상기 분사노즐(20)을 전방으로 경사지게 배치하고, 동시에 좌측 풍속(VL) 또는 우측 풍속(VR) 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐(20)을 경사지게 배치한다.More specifically, as shown in FIG. 9, when the front wind speed (V F ) is greater than the rear wind speed (V B ) based on the traveling direction of the drone body 10, the injection nozzle 20 is forward And at the same time, the injection nozzle 20 is arranged inclined in a direction having a larger value of the left wind speed (V L ) or the right wind speed (V R ).

그리고, 상기 드론본체(10)의 진행방향을 기준으로 후방의 풍속(VB)이 전방의 풍속(VF)보다 큰 경우에는 상기 분사노즐(20)을 후방으로 경사지게 배치하고, 동시에 좌측 풍속(VL) 또는 우측 풍속(VR) 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐(20)을 경사지게 배치한다. And, when the rear wind speed (V B ) is greater than the front wind speed (V F ) based on the traveling direction of the drone main body 10, the injection nozzle 20 is arranged inclined to the rear, and at the same time, the left wind speed ( V L ) or the right wind speed (V R ) in a direction having a larger value, the injection nozzle 20 is arranged obliquely.

이때, 상기 제어부(50)는 상술한 주변 풍속에 의한 상기 분사노즐(20)의 경사각을 그대로 사용하지 않고, 상기 드론본체(10)의 비행각도와 상기 드론본체(10)의 비행속도를 고려하여 상기 분사노즐(20)의 경사각을 보정한다.At this time, the controller 50 does not use the inclination angle of the spray nozzle 20 due to the above-described surrounding wind speed as it is, but considers the flight angle of the drone body 10 and the flight speed of the drone body 10 The inclination angle of the injection nozzle 20 is corrected.

위와 같이 본 발명은, 상기 드론본체(10)의 비행각도와 상기 드론본체(10)의 비행속도 뿐만 아니라 상기 풍속측정부재(40)에 의해 측정된 주변 풍속을 입력데이터로 하여, 상기 각도조절부재(30)에 의해 상기 분사노즐(20)의 경사각도를 조절함으로서, 상기 드론본체(10)가 경사지게 비행중에도 경사지게 배치된 분사노즐(20)을 통해 지면에 대하여 약액을 정확하게 도달하도록 할 수 있다.As described above, the present invention uses not only the flight angle of the drone body 10 and the flight speed of the drone body 10 but also the ambient wind speed measured by the wind speed measuring member 40 as input data, and the angle adjusting member By adjusting the inclination angle of the spray nozzle 20 by 30, it is possible to accurately reach the chemical liquid with respect to the ground through the spray nozzle 20 arranged inclinedly even while the drone body 10 is inclined in flight.

본 발명인 분사노즐 각도 조절형 농업용 드론은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The present inventors spray nozzle angle-adjustable agricultural drone is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by various modifications within the scope of the technical idea of the present invention.

10 : 드론본체, 11 : 회전날개, 12 : 약액통,
20 : 분사노즐,
30 : 각도조절부재,
40 : 풍속측정부재, 41 : 몸체, 42 : 피토관, 43 : 속도산출센서, 44 : 대기압센서,
50 : 제어부.
10: drone body, 11: rotating blade, 12: chemical liquid container,
20: spray nozzle,
30: angle adjustment member,
40: wind speed measuring member, 41: body, 42: Pitot tube, 43: speed calculation sensor, 44: atmospheric pressure sensor,
50: control unit.

Claims (7)

삭제delete 회전날개가 장착되고, 약액통이 장착된 드론본체와;
상기 회전날개보다 하부에서 상기 드론본체에 장착되고, 상기 약액통으로부터 약액을 공급받아 하방향으로 분사하는 분사노즐과;
상기 드론본체에 대한 상기 분사노즐의 각도를 조절하는 각도조절부재와;
상기 드론본체에 장착되어, 상기 드론본체의 주변 풍속을 측정하는 풍속측정부재와;
상기 각도조절부재에 의해 상기 분사노즐의 각도를 조절하는 제어부;를 포함하여 이루어지되,
상기 제어부는, 상기 풍속측정부재에 의해 측정된 주변 풍속을 입력데이터로 하여 상기 각도조절부재를 제어하고, 상기 분사노즐은 상기 각도조절부재에 의해 상기 드론본체에 대한 각도가 조절되며,
상기 제어부는, 상기 풍속측정부재에서 측정된 주변 풍속 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐을 경사지게 배치하고,
상기 분사노즐에서 분사되는 약액은 상기 분사노즐이 경사진 방향으로 분사되는 것을 특징으로 하는 분사노즐 각도 조절형 농업용 드론.
A drone body equipped with a rotating blade and a chemical liquid container;
A spray nozzle mounted on the drone body from a lower portion of the rotating blade, and receiving a chemical liquid from the chemical liquid container and spraying it in a downward direction;
An angle adjusting member for adjusting an angle of the spray nozzle with respect to the drone body;
A wind speed measuring member mounted on the drone body and measuring the surrounding wind speed of the drone body;
Containing a; a control unit for adjusting the angle of the injection nozzle by the angle adjusting member,
The control unit controls the angle adjusting member by using the surrounding wind speed measured by the wind speed measuring member as input data, and the injection nozzle adjusts the angle with respect to the drone body by the angle adjusting member,
The control unit may obliquely arrange the injection nozzle in a direction having a larger value among the surrounding wind speeds measured by the wind speed measuring member,
A spray nozzle angle-adjustable agricultural drone, characterized in that the chemical liquid sprayed from the spray nozzle is sprayed in a direction in which the spray nozzle is inclined.
청구항2에 있어서,
상기 풍속측정부재는 상기 드론본체의 전,후,좌,우 4방향의 풍속을 각각 측정하되,
상기 제어부는,
상기 풍속측정부재에서 측정된 전,후 풍속 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐을 경사지게 배치하고,
상기 풍속측정부재에서 측정된 좌,우 풍속 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐을 경사지게 배치하는 것을 특징으로 하는 분사노즐 각도 조절형 농업용 드론.
The method according to claim 2,
The wind speed measuring member measures the wind speed in four directions before, after, left and right of the drone body, respectively,
The control unit,
Arranging the injection nozzle inclined in a direction having a larger value among the before and after wind speeds measured by the wind speed measuring member,
The spray nozzle angle adjustment type agricultural drone, characterized in that the spray nozzle is inclined in a direction having a larger value among left and right wind speeds measured by the wind speed measuring member.
청구항3에 있어서,
상기 풍속측정부재는,
상기 드론본체에 장착되는 몸체와;
일단이 상기 몸체의 측방향으로 개방되어 배치되고, 타단이 상기 일단으로부터 상방향으로 절곡되어 상기 몸체의 상방향으로 개방되어 배치된 4개의 피토관과;
상기 피토관에서 측정된 압력을 속도값으로 산출하는 속도산출센서;를 포함하여 이루어진 이루어지되,
4개의 상기 피토관은 각각의 일단이 상기 드론본체의 전,후,좌,우에 각각 배치되어 4방향의 풍속을 측정하는 것을 특징으로 하는 분사노즐 각도 조절형 농업용 드론.
The method according to claim 3,
The wind speed measurement member,
A body mounted on the drone body;
Four Pitot tubes with one end open and disposed in the lateral direction of the body, the other end bent upward from the one end and open and disposed in the upper direction of the body;
Consisting of including; a speed calculation sensor for calculating the pressure measured in the Pitot tube as a speed value,
Each end of the four Pitot tubes is disposed on the front, rear, left, and right sides of the drone body to measure wind speed in four directions.
청구항3에 있어서,
상기 제어부는,
상기 드론본체의 비행각도와, 상기 드론본체의 비행속도와, 상기 풍속측정부재에 의해 측정된 주변 풍속을 입력데이터로 하여 상기 각도조절부재를 제어하는 것을 특징으로 하는 분사노즐 각도 조절형 농업용 드론.
The method according to claim 3,
The control unit,
A spray nozzle angle-adjustable agricultural drone, characterized in that controlling the angle adjustment member by using the flight angle of the drone body, the flight speed of the drone body, and the surrounding wind speed measured by the wind speed measurement member as input data.
청구항5에 있어서,
상기 풍속측정부재에서 측정된 4방향의 풍속이 모두 미리 설정된 범위 내에 존재하면,
상기 제어부는, 상기 드론본체에 대한 상기 분사노즐의 경사각도는, 상기 드론본체의 비행각도와 상기 드론본체의 비행속도에 의해 발생되는 측면풍의 고려각을 합한 값이 되도록 상기 각도조절부재를 제어하는 것을 특징으로 하는 분사노즐 각도 조절형 농업용 드론.
The method of claim 5,
When the wind speeds in all four directions measured by the wind speed measuring member are within a preset range,
The control unit controls the angle adjustment member so that the angle of inclination of the injection nozzle with respect to the drone body is a sum of the angle of flight of the drone body and the angle of consideration of the side wind generated by the flight speed of the drone body. A spray nozzle angle-adjustable agricultural drone, characterized in that.
청구항5에 있어서,
상기 제어부는,
상기 풍속측정부재에서 측정된 4방향의 풍속 중,
상기 드론본체의 진행방향을 기준으로, 전방의 풍속이 후방의 풍속보다 큰 경우 상기 분사노즐을 전방으로 경사지게 배치한 상태에서 좌측 풍속 또는 우측 풍속 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐을 경사지게 배치하고,
상기 드론본체의 진행방향을 기준으로, 후방의 풍속이 전방의 풍속보다 큰 경우 상기 분사노즐을 후방으로 경사지게 배치한 상태에서 좌측 풍속 또는 우측 풍속 중 큰 값을 갖는 방향으로 상기 분사노즐을 경사지게 배치하면서, 상기 드론본체의 비행각도와 상기 드론본체의 비행속도를 고려하여 상기 분사노즐의 경사각을 보정하는 것을 특징으로 하는 분사노즐 각도 조절형 농업용 드론.
The method of claim 5,
The control unit,
Among the four directions of wind speed measured by the wind speed measuring member,
Based on the traveling direction of the drone body, when the front wind speed is greater than the rear wind speed, the spray nozzle is inclined in a direction having a larger value of the left wind speed or the right wind speed in a state in which the spray nozzle is inclined forward, and ,
Based on the traveling direction of the drone body, when the rear wind speed is larger than the front wind speed, the spray nozzle is inclined in a direction having a larger value of the left wind speed or the right wind speed while the spray nozzle is inclined to the rear. , A spray nozzle angle adjustment type agricultural drone, characterized in that correcting the inclination angle of the spray nozzle in consideration of the flight angle of the drone body and the flight speed of the drone body.
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