KR102306872B1 - Drones capable of taking off and landing on the water - Google Patents

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KR102306872B1
KR102306872B1 KR1020210011618A KR20210011618A KR102306872B1 KR 102306872 B1 KR102306872 B1 KR 102306872B1 KR 1020210011618 A KR1020210011618 A KR 1020210011618A KR 20210011618 A KR20210011618 A KR 20210011618A KR 102306872 B1 KR102306872 B1 KR 102306872B1
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이동환
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주식회사 보라스카이
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C17/00—Aircraft stabilisation not otherwise provided for
    • B64C17/02—Aircraft stabilisation not otherwise provided for by gravity or inertia-actuated apparatus

Abstract

An object of the present invention is to provide a drone capable of taking off and landing on the water. The center of gravity of the drone is lowered and a balance return weight is provided in the drone so that the horizontal flight balance of the drone is prevented from being disrupted by wind or changes in sea level wave height. By designing with sufficient space between a lower limit of a propeller and an upper limit of the water surface, submersion of a propeller part is prevented and friction with the water surface is minimized. The present invention includes a flight control device; a thrust device; a buoyancy device; and a balance return weight.

Description

수상 이착륙이 가능한 드론{Drones capable of taking off and landing on the water}Drones capable of taking off and landing on the water

본 발명은 수상 이착륙이 가능한 드론에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수상에 이착륙 시 안정적으로 비행할 수 있는 수상 이착륙이 가능한 드론에 관한 것이다.The present invention relates to a drone capable of taking off and landing on water, and more particularly, to a drone capable of taking off and landing on water that can fly stably when taking off and landing on water.

일반적으로 드론은 처음에 군사용 무인항공기로 개발되었으나 근래에 들어 드론의 활용 목적에 따라 다양한 크기와 성능을 가진 비행체들이 다양하게 개발되고 있는데 대형 비행체의 군사용뿐만 아니라, 초소형 드론도 활발하게 개발되어 이용되고 있다.In general, drones were initially developed as unmanned aerial vehicles for military use, but in recent years, a variety of aircraft with various sizes and performances have been developed depending on the purpose of use of the drone. have.

또한, 현재 드론은 군사용뿐만 아니라 기업, 미디어, 개인을 위한 용도로도 활용되어 취미활동으로 이용 가능한 상품 또는 정글이나 오지, 화산지역, 자연재해지역, 원자력 발전소 사고지역 등 인간이 접근할 수 없는 지역에 투입가능한 드론이 연구되어 개발되고 있다.In addition, currently drones are used not only for military purposes, but also for corporate, media, and personal purposes, so they can be used as a hobby, or in areas inaccessible to humans, such as jungles, remote areas, volcanic areas, natural disaster areas, and nuclear power plant accident areas. Drones that can be used in the field are being researched and developed.

이러한 드론은 내부에 비행을 위해 사용되는 모터, 배터리, 모터 콘트롤러, 수신기 등 다양한 부품이 배치되고, 각각의 부품들은 외부의 수분 침투 시 그 기능이 저하되므로, 드론은 육상에서만 사용하는 것이 일반적이다.In these drones, various parts such as motors, batteries, motor controllers, and receivers used for flight are placed inside, and since each part deteriorates when moisture penetrates from the outside, it is common for drones to be used only on land.

드론의 목적에 따라 드론을 수상에서 이착륙시킬 필요가 있을 경우, 드론의 외부에 별도의 플로트(float)를 부착하여 문제를 해결하였다.When it is necessary to take off and land on the water depending on the purpose of the drone, a separate float is attached to the outside of the drone to solve the problem.

그러나, 드론의 외부에 별도의 플로트를 부착하는 경우, 플로트의 부착을 위해 연결장치가 구성되어야 하고, 연결장치의 구성이 부실한 경우에는 비행 중에 플로트가 드론과 분리되는 문제점이 있었다.However, when attaching a separate float to the outside of the drone, a connecting device must be configured for attaching the float, and when the configuration of the connecting device is poor, there is a problem that the float is separated from the drone during flight.

기존 수상 이착륙이 가능한 드론의 종래 기술로서, 대한민국 공개특허 제10-2017-0136308호(2017.12.11)를 통해 별도의 플로트를 부착하지 않고 본체 자체에서 부력이 발생될 수 있도록 하여 수상에서 이착륙이 가능한 드론이 제안된 바 있다.As a conventional technology for drones capable of taking off and landing on water, Korean Patent Publication No. 10-2017-0136308 (2017.12.11) allows buoyancy to be generated from the body itself without attaching a separate float, so that it is possible to take off and land on water. Drones have been proposed.

그러나 이러한 드론은 수면 이착륙 시 발생하는 하방풍에 의해 기체가 흔들리게 되고 드론의 수평 비행 균형이 깨지면서 기체가 뒤집어질 수 있으며, 이륙을 하기 위해서 프로펠러 기동 시에 프로펠러 침수가 반복되며 프로펠러에 결함이 생길 수 있는 문제점이 있다.However, in these drones, the aircraft shakes due to the downwind generated during takeoff and landing, and the aircraft may turn over as the horizontal flight balance of the drone is broken. There are possible problems.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0136308호 (발명의 명칭: 드론, 공개일: 2017. 12. 11)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0136308 (Title of the invention: drone, publication date: 2017. 12. 11)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 드론의 무게 중심점을 낮추고 평형 복귀 무게추를 구비함으로써 바람이나 해수면 파고의 변화 등에 의해 드론의 수평 비행 균형이 깨지는 현상을 방지하고, 프로펠러 하한선과 수면 상한선 사이에 충분한 공간을 확보하여 설계함으로써 프로펠러부의 침수를 방지하고 수면과의 마찰을 최소화 할 수 있는 수상 이착륙이 가능한 드론을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and by lowering the center of gravity of the drone and providing a return weight to prevent the phenomenon of breaking the horizontal flight balance of the drone due to changes in wind or sea level wave height, etc., The purpose is to provide a drone capable of taking off and landing on water that can prevent submersion of the propeller part and minimize friction with the water surface by designing by securing sufficient space between the lower limit of the propeller and the upper limit of the water surface.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론은, 수상 이착륙이 가능한 드론에 있어서, 상기 드론의 비행을 제어하는 비행 제어 장치와, 상기 비행 제어 장치 하측에 구비되어 상기 드론에 추력을 발생시키는 추력 장치와, 상기 추력 장치 하측에 구비되어 상기 드론에 부력을 제공하는 부력 장치 및 상기 부력 장치의 하면 중심부에 결합되어 상기 드론의 수평 균형을 유지시키는 평형 복귀 무게추를 포함하고, 상기 평형 복귀 무게추에는 배터리가 구비되어, 상기 배터리의 갯수를 변경하거나 상기 배터리의 무게를 조절함으로써 상기 평형 복귀 무게추의 무게가 조절되는 것을 특징으로 하며, 상기 드론은, 드론 상단부 및 드론 하단부로 이루어지되, 상기 드론 상단부는, 상기 비행 제어 장치 및 상기 추력 장치를 포함하고, 상기 드론 하단부는, 상기 부력 장치 및 상기 평형 복귀 무게추를 포함하며, 상기 평형 복귀 무게추의 무게는 상기 드론 하단부의 무게가 상기 드론의 전체 무게에서 35% 이상이 되도록 구비되어, 상기 드론이 공중에서 비행 시 및 수면 이착륙 시에 수평 균형이 깨지면 상기 드론이 자동으로 평형 상태로 복귀되도록 하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the drone capable of taking off and landing on water according to the present invention, in the drone capable of taking off and landing on water, includes a flight control device for controlling the flight of the drone, and a lower side of the flight control device provided to the drone A thrust device for generating thrust, a buoyancy device provided below the thrust device to provide buoyancy to the drone, and a balance return weight coupled to the center of the lower surface of the buoyancy device to maintain the horizontal balance of the drone, The balance return weight is provided with a battery, characterized in that the weight of the balance return weight is adjusted by changing the number of batteries or adjusting the weight of the battery, Doedoe, the drone upper end includes the flight control device and the thrust device, the drone lower end includes the buoyancy device and the equilibrium return weight, and the weight of the equilibrium return weight is at the lower end of the drone. It is characterized in that the weight is provided to be 35% or more of the total weight of the drone, so that the drone is automatically returned to the equilibrium state when the horizontal balance is broken when the drone is flying in the air and during takeoff and landing.

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본 발명의 수상 이착륙이 가능한 드론에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to the drone capable of taking off and landing on the water of the present invention, there are one or more of the following effects.

첫째, 드론 기체의 무게 중심점을 낮춤으로써 바람이나 해수면 파고의 변화 등에 의한 기체의 흔들림을 방지할 수 있는 이점이 있다.First, by lowering the center of gravity of the drone, there is an advantage in that it is possible to prevent the shaking of the aircraft due to changes in wind or sea level wave height.

둘째, 수상 이착륙시 파도나 바람 등의 외부 영향에 의해 드론의 수평 비행 균형이 무너질 때 평형 복귀 무게추를 이용하여 강제 복귀 메커니즘을 구현할 수 있는 이점이 있다.Second, when the horizontal flight balance of the drone is disrupted by external influences such as waves or wind during water take-off and landing, there is an advantage that a forced return mechanism can be implemented by using a counterbalance weight.

셋째, 프로펠러 하한선과 수면 상한선 사이에 충분한 공간을 확보하여 설계함으로써 수상 이착륙 시에 프로펠러부가 침수되는 것을 방지하고 수면과의 마찰을 최소화할 수 있는 이점도 있다.Third, there is an advantage of preventing the propeller from being submerged during takeoff and landing and minimizing friction with the water surface by designing by securing sufficient space between the lower limit of the propeller and the upper limit of the water surface.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 무게 배분을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 평형 복귀 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 종래의 드론과 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론을 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 선박 및 드론 기술 융합을 설명하기 위한 도면이다.1 is a perspective view of a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view of a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention.
3 is a partially enlarged view of a drone capable of taking off and landing on water according to another embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the structure of a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining weight distribution of a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a mechanism for returning to equilibrium of a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a comparison between a conventional drone and a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining the convergence of a ship and drone technology of a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention.

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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. The terminology used herein is used to describe specific embodiments, not to limit the present invention. As used herein, the singular form may include the plural form unless the context clearly dictates otherwise. In addition, when a part "includes" a certain component throughout the present specification, it means that other components may be further included unless otherwise stated.

이하, 본 발명의 실시예들에 의한 수상 이착륙이 가능한 드론을 설명하기 위하여 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings in order to describe a drone capable of taking off and landing on water according to embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 측면도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 부분 확대도이다.1 is a perspective view of a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is another embodiment of the present invention This is a partially enlarged view of a drone capable of taking off and landing on water.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론은 비행 제어 장치(100), 추력 장치(200), 부력 장치(300) 및 평형 복귀 무게추(400)를 포함한다.1 and 2 , a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention includes a flight control device 100 , a thrust device 200 , a buoyancy device 300 and a return weight 400 . do.

비행 제어 장치(100)는 소정의 크기를 갖고, 내측으로 수신기(미도시), 제어 회로 판넬(미도시)과 같은 조종 계통 장비가 배치되어 드론의 비행을 제어할 수 있다.The flight control device 100 may have a predetermined size, and control system equipment such as a receiver (not shown) and a control circuit panel (not shown) may be disposed inside to control the flight of the drone.

여기서, 비행 제어 장치(100)의 상단에는 비행 제어 장치(100)의 상단에서부터 일정 높이 수직으로 연장되는 관 형상의 수직 연장부(600)가 구비될 수 있다. 상기 수직 연장부(600)의 상단에는 환경 센서(500)가 구비되어 풍향 및 풍속을 측정할 수 있다.Here, the upper end of the flight control device 100 may be provided with a tubular vertical extension 600 extending vertically from the upper end of the flight control device 100 to a certain height. An environmental sensor 500 is provided at the upper end of the vertical extension part 600 to measure the wind direction and wind speed.

수직 연장부(600)는 상기 환경 센서(500)를 드론에 추력을 발생시키는 추력 장치(200)로부터 일정 거리만큼 이격되도록 함으로써, 환경 센서(500)가 풍향 및 풍속 측정 시 추력 장치(200)에 의해 발생된 추력으로부터 영향을 받지 않고 정확하게 기상 관측을 할 수 있다.The vertical extension part 600 separates the environmental sensor 500 from the thrust device 200 that generates thrust to the drone by a certain distance, so that the environmental sensor 500 is the thrust device 200 when measuring the wind direction and speed. It is possible to accurately observe the weather without being affected by the thrust generated by the

이 때, 상기 수직 연장부(600)는 내부가 중공인 관을 복수개 결합하여 수직 연장부(600)의 길이를 조절할 수 있다. 예를 들면, 직경이 다른 복수개의 관 내부에 볼 스프링을 구비하여 직경이 작은 관을 직경이 큰 관으로 슬라이딩하여 길이를 조절하거나, 상기 직경이 다른 복수개의 관 내부에 나선형의 홈을 구비함으로써 회전에 따라 길이가 조절되도록 하여 수직 연장부(600)의 길이를 조절할 수 있고, 이에 따라 환경 센서(500)가 추력 장치(200)로부터 이격되는 거리를 조절할 수 있다.At this time, the vertical extension part 600 may adjust the length of the vertical extension part 600 by combining a plurality of tubes having a hollow inside. For example, a ball spring is provided inside a plurality of tubes having different diameters to adjust the length by sliding a small-diameter tube to a large-diameter tube, or rotating by providing a spiral groove inside a plurality of tubes having different diameters. The length of the vertical extension portion 600 may be adjusted by adjusting the length according to the . Accordingly, the distance at which the environmental sensor 500 is spaced apart from the thrust device 200 may be adjusted.

추력 장치(200)는 상기 비행 제어 장치(100)의 하측에 구비되어 드론에 추력을 발생시키는 것으로, 추력 장치(200)는 프로펠러 암(210) 및 프로펠러부(220)를 포함할 수 있다.The thrust device 200 is provided below the flight control device 100 to generate thrust to the drone, and the thrust device 200 may include a propeller arm 210 and a propeller unit 220 .

프로펠러 암(210)은 상기 비행 제어 장치(100)의 하면 중심부에 결합되어 아래 방향으로 수직으로 연장되어 형성되는 지지 암에 결합하여 일정 간격을 유지하면서 방사형으로 배치되도록 복수개 구비될 수 있다.A plurality of propeller arms 210 may be provided so as to be radially disposed while maintaining a predetermined distance by coupling to a support arm formed by being coupled to the central portion of the lower surface of the flight control device 100 and extending vertically in the downward direction.

프로펠러 암(210)은 일측이 지지 암에 결합되고 타측은 수평 방향으로 길게 연장되어 형성될 수 있다. 프로펠러 암(210)은 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 복수의 프로펠러 암(210) 각각이 한 층으로 구성되어 동일 평면 상에 놓이는 일자 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 프로펠러 암(210)의 형태는 사용자의 필요에 따라 다양하게 형성될 수 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이 프로펠러 암(210)을 상부 프로펠러 암(210`) 및 하부 프로펠러 암(210``)으로 나누어 지지 암에 결합함으로써 후술할 각각의 프로펠러부(220)가 회전 시 서로 간섭되는 것을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.The propeller arm 210 may be formed so that one side is coupled to the support arm and the other side extends long in the horizontal direction. The propeller arm 210 may be formed in a straight structure in which each of the plurality of propeller arms 210 is composed of one layer and placed on the same plane as shown in FIGS. 1 and 2 , but is not limited thereto. The shape of the propeller arm 210 may be variously formed according to the needs of the user, but as shown in FIG. 3, the propeller arm 210 is divided into an upper propeller arm 210' and a lower propeller arm 210''. It is preferable to prevent each propeller unit 220 from interfering with each other during rotation by dividing the propeller unit 220 by coupling to the support arm.

프로펠러부(220)는 상기 프로펠러 암(210)의 일단부에 구비되어 드론의 비행에 필요로 하는 추력을 발생시키며 공중에서 사용자가 원하는 방향으로 비행하여 이동가능하도록 구비된다.The propeller unit 220 is provided at one end of the propeller arm 210 to generate thrust required for the flight of the drone, and is provided to be movable by flying in a direction desired by the user in the air.

프로펠러부(220)는 프로펠러구동모터(221) 및 프로펠러(222)를 포함할 수 있다.The propeller unit 220 may include a propeller driving motor 221 and a propeller 222 .

프로펠러구동모터(221)는 배터리(미도시)에서 전력을 공급받고 비행제어장치에서 전달되는 제어 신호에 의해 회전력을 발생시키는 것으로, 프로펠러 암(210)의 일단부에 결합되어 프로펠러(222)로 전달할 수 있는 충분한 회전력이 발생되도록 구비된다.The propeller driving motor 221 receives power from a battery (not shown) and generates rotational force by a control signal transmitted from the flight control device, and is coupled to one end of the propeller arm 210 to be delivered to the propeller 222 . It is provided so that sufficient rotational force is generated.

프로펠러(222)는 상기 프로펠러구동모터(221)의 일측에 결합되어 상기 프로펠러구동모터(221)의 회전력을 전달받아 회전에 의해 추력을 발생시키는 것으로, 드론을 공중에 띄워 비행가능한 충분한 추력을 발생시키도록 구비된다.The propeller 222 is coupled to one side of the propeller driving motor 221 to receive the rotational force of the propeller driving motor 221 to generate thrust by rotation, and to generate sufficient thrust to float the drone in the air and fly. catalog is provided.

여기서, 상기 프로펠러(222)는 동축 반전 프로펠러일 수 있다. 동축 반전 프로펠러는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 프로펠러구동모터(221)의 동축 상에 두 개의 프로펠러(222)가 설치되어 서로 반대 방향으로 회전하는 것으로, 두 개의 프로펠러(222)가 서로 반대 방향으로 회전함에 따라 비행 시 회전 관성을 상쇄시키기 때문에 동축 반전 프로펠러를 사용함으로써 일반 프로펠러(222)보다 동일한 크기 대비 더 큰 추력을 발생시키고 안정성을 향상시키며 소음을 줄일 수 있다.Here, the propeller 222 may be a coaxial inversion propeller. As shown in FIGS. 1 to 3, the coaxial inversion propeller is installed on the same axis of the propeller driving motor 221 as two propellers 222 to rotate in opposite directions, and the two propellers 222 are in opposite directions. Because the rotational inertia is offset during flight as it rotates, it is possible to generate greater thrust compared to the same size than the general propeller 222 by using a coaxial inverting propeller, improve stability, and reduce noise.

도 1 및 2에 도시된 바에 따르면, 본 발명에서 추력 장치(200)는 4개가 구비되지만 도 3에 도시된 바와 같이 8개가 구비되거나 사용자의 필요에 따라 그 이하 또는 그 이상의 갯수로 배치될 수 있다.As shown in Figures 1 and 2, in the present invention, the thrust device 200 is provided with four, but as shown in Figure 3, eight are provided, or may be arranged in a number less than or greater than the number of users according to the needs of the user. .

또한, 상기 프로펠러부(220)는 외부의 수분이 내부로 침투되지 않도록 방수 처리되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the propeller part 220 be waterproofed so that external moisture does not penetrate into the inside.

부력 장치(300)는 상기 추력 장치(200)의 하측에 구비되어 상기 드론에 부력을 제공한다.The buoyancy device 300 is provided below the thrust device 200 to provide buoyancy to the drone.

부력 장치(300)는 상기 추력 장치(200)의 하측에 구비되어 지지 암에 결합 될 수 있으며, 드론 기체가 수면에 떠 있을 때 상기 비행 제어 장치(100) 및 상기 추력 장치(200)가 물 속에 잠기지 않도록 드론에 부력을 제공한다. 부력 장치(300)는 원통 형상으로 이루어질 수 있으나, 그 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.The buoyancy device 300 is provided on the lower side of the thrust device 200 and may be coupled to a support arm, and when the drone aircraft is floating on the water surface, the flight control device 100 and the thrust device 200 are submerged in water. Provides buoyancy to the drone so that it does not submerge. The buoyancy device 300 may have a cylindrical shape, but the shape is not limited thereto.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 구조를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the structure of a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론은 프로펠러(222) 하한선과 수면 상한선 사이에 충분한 공간이 확보되도록 구조를 설계할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention may have a structure so that sufficient space is secured between the lower limit of the propeller 222 and the upper limit of the water surface.

본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론은 수면 착륙 시 부력 장치(300)로 제공받은 부력에 의하여 수면에 뜨게 되고 드론 기체는 수면 상한선 아래까지 물 속에 잠기게 된다. 이 때, 프로펠러(222) 하한선과 수면 상한선 사이에 충분한 공간이 확보되지 않으면 해수면 파고의 변화 또는 바람 등의 영향으로 프로펠러부(220) 내부로 외부의 수분이 침투될 수 있다. 또한, 프로펠러부(220)에 방수 처리가 되어 있다 하더라도, 드론이 수면에 반복적으로 이착륙하면서 방수 기능이 약해지며 결함이 발생할 가능성이 커질 수 있고, 이착륙 시 프로펠러(222) 기동 시에 수면과의 마찰에 의해 오작동을 일으킬 수 있다.The drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention floats on the water surface by the buoyancy provided by the buoyancy device 300 when landing on the water surface, and the drone aircraft is submerged in the water up to the upper limit of the water surface. At this time, if sufficient space is not secured between the lower limit of the propeller 222 and the upper limit of the water surface, external moisture may penetrate into the propeller 220 due to a change in sea level wave height or the influence of wind. In addition, even if the propeller unit 220 is waterproofed, as the drone repeatedly takes off and lands on the water surface, the waterproof function is weakened and the possibility of defects may increase, and the friction with the water surface when the propeller 222 is maneuvered during take-off and landing may cause malfunction.

따라서 프로펠러(222) 하한선과 수면 하한선 사이에 충분한 수직 거리가 확보되도록 구조를 설계함으로써 드론의 수상 이착륙 시에 프로펠러부(220)가 침수되는 것을 방지하고 수면과의 마찰을 최소화함으로써 드론에 결함이 생기는 것을 방지하고 비행 안정성을 향상시킬 수 있다.Therefore, by designing the structure so that a sufficient vertical distance is secured between the lower limit of the propeller 222 and the lower limit of the water surface, the propeller unit 220 is prevented from being submerged during water take-off and landing of the drone, and friction with the water surface is minimized, thereby causing a defect in the drone. prevent and improve flight stability.

평형 복귀 무게추(400)는 상기 부력 장치(300)의 하면 중심부에 결합되어 드론의 수평 균형을 유지시킬 수 있다.Balance return weight 400 may be coupled to the center of the lower surface of the buoyancy device 300 to maintain the horizontal balance of the drone.

평형 복귀 무게추(400)는 상기 부력 장치(300)의 하면 중심부에 결합되어 드론 비행 시 드론 기체의 수평 균형을 유지하도록 하는 것으로, 드론 기체의 수평 균형이 깨질 시에 평형 상태로 복귀 가능한 충분한 무게를 가지도록 구비된다.The balance return weight 400 is coupled to the center of the lower surface of the buoyancy device 300 to maintain the horizontal balance of the drone aircraft during flight, and sufficient weight to return to the equilibrium state when the horizontal balance of the drone aircraft is broken is provided to have

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 무게 배분을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining weight distribution of a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention.

상기 평형 복귀 무게추(400)의 무게는 상기 부력 장치(300)와 상기 평형 복귀 무게추(400)를 포함하는 드론 하단부의 무게가 드론의 전체 무게에서 35% 이상이 되도록 구비될 수 있다.The weight of the balance return weight 400 may be provided such that the weight of the lower end of the drone including the buoyancy device 300 and the balance return weight 400 is 35% or more of the total weight of the drone.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론은 비행 제어 장치(100)와 추력 장치(200)를 포함하는 드론 상단부와 부력 장치(300) 및 평형 복귀 무게추(400)를 포함하는 드론 하단부로 나뉠 수 있다.Referring to FIG. 5 , the drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention includes an upper end of the drone including a flight control device 100 and a thrust device 200 , a buoyancy device 300 , and an equilibrium return weight 400 . ) can be divided into the lower part of the drone including

이 때, 드론 기체의 전체 무게에서 드론 하단부의 무게는 35% 이상의 무게가 배분되어야 드론이 해수면 파고의 변화 또는 바람 등의 영향에 의해 수평 균형이 깨질 시에도 즉시 평형 상태로 복귀하여 수평을 유지할 수 있다.At this time, 35% or more of the weight of the lower part of the drone must be distributed from the total weight of the drone. Even if the horizontal balance is broken by a change in sea level wave height or the influence of wind, the drone can immediately return to equilibrium and maintain the level. have.

따라서, 평형 복귀 무게추(400)의 무게를 드론 하단부의 무게가 드론의 전체 무게에서 35% 이상이 되도록 구비함으로써 드론 기체의 무게 중심점이 낮아지게 되어 드론 기체가 해수면 파고의 변화 또는 바람 등의 외부 영향에 의한 기체의 흔들림을 방지하고 수평을 유지하도록 하여 비행 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.Therefore, by providing the weight of the equilibrium return weight 400 so that the weight of the lower end of the drone is 35% or more of the total weight of the drone, the center of gravity of the drone gas is lowered, so that the drone gas is caused by changes in sea level wave height or outside wind, etc. It can greatly improve flight stability by preventing the aircraft from shaking due to the influence and keeping it level.

또한, 평형 복귀 무게추(400)의 내부 공간에는 비행에 필요한 전원을 공급하는 배터리(미도시)가 구비될 수 있다. 배터리(미도시)의 갯수를 추가, 변경하거나 배터리(미도시)의 무게를 조절함으로써 평형 복귀 무게추(400)의 무게를 조절할 수 있다. 이에 따라 드론 하단부에 분배되는 무게 퍼센트를 조절할 수 있다.In addition, a battery (not shown) for supplying power required for flight may be provided in the inner space of the balance return weight 400 . By adding or changing the number of batteries (not shown) or adjusting the weight of the batteries (not shown), the weight of the counterweight 400 may be adjusted. Accordingly, the weight percentage distributed to the lower part of the drone can be adjusted.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론은 랜딩 스키드(700), 카메라(800) 및 초음파 센서(900)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention may further include a landing skid 700 , a camera 800 , and an ultrasonic sensor 900 .

랜딩 스키드(700)는 상기 프로펠러 암(210) 상에 구비되어 드론의 이착륙 시 충격으로부터 기체를 보호한다.The landing skid 700 is provided on the propeller arm 210 to protect the aircraft from impact during takeoff and landing of the drone.

랜딩 스키드(700)는 긴 막대 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 드론이 착륙 시 수면 또는 지면에 먼저 접촉하며 드론 기체를 지지하도록 드론의 몸체보다 아래로 길게 형성되는 것이 바람직하다.The landing skid 700 may be formed in a long bar shape, but is not limited thereto, and is preferably formed longer than the body of the drone so as to first contact the water surface or the ground when the drone lands and to support the drone gas.

여기서, 랜딩 스키드(700)가 상기 프로펠러 암(210)에 결합될 때 랜딩 스키드(700)와 프로펠러 암(210) 사이에는 진동 방지 고무(미도시)가 삽입되어 결합될 수 있다. 상기 진동 방지 고무(미도시)는 링 형태로 프로펠러 암(210)에 끼워질 수 있으나 그 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.Here, when the landing skid 700 is coupled to the propeller arm 210 , an anti-vibration rubber (not shown) may be inserted and coupled between the landing skid 700 and the propeller arm 210 . The anti-vibration rubber (not shown) may be fitted into the propeller arm 210 in a ring shape, but the shape is not limited thereto.

상기 랜딩 스키드(700)가 프로펠러 암(210)에 결합될 때 상기 진동 방지 고무(미도시)가 삽입되기 때문에 드론 이착륙 시 충격으로부터 기체를 보호하는 효과를 더욱 극대화할 수 있다.Since the anti-vibration rubber (not shown) is inserted when the landing skid 700 is coupled to the propeller arm 210 , the effect of protecting the aircraft from impact during take-off and landing of the drone can be further maximized.

또한, 도 1 및 3에 도시된 바에 따르면, 본 발명에서 랜딩 스키드(700)는 4개가 구비되지만 사용자의 필요에 따라 그 이하 또는 그 이상의 개수로 배치될 수 있다.In addition, as shown in Figures 1 and 3, in the present invention, the landing skid 700 is provided with four, but may be arranged in the number of less or more according to the needs of the user.

카메라(800)는 부력 장치(300)의 하면에 구비되어 드론이 수면에 착륙 시에 수중의 영상을 촬영할 수 있으며, 촬영된 영상 데이터를 저장하여 실시간으로 사용자에게 제공할 수 있다.The camera 800 may be provided on the lower surface of the buoyancy device 300 to photograph an underwater image when the drone lands on the water surface, and may store the captured image data and provide it to the user in real time.

초음파 센서(900)는 부력 장치(300)의 하면에 구비되어 드론이 수면에 착륙 시 야간 또는 어두운 환경에서도 수중 내 물체 및 움직이는 생물을 감지할 수 있다.The ultrasonic sensor 900 is provided on the lower surface of the buoyancy device 300 to detect objects and moving creatures in the water at night or in a dark environment when the drone lands on the water surface.

상기 카메라(800) 및 초음파 센서(900)는 외부의 수분이 내부로 침투되지 않도록 방수 처리되는 것이 바람직하다.The camera 800 and the ultrasonic sensor 900 are preferably waterproof so that external moisture does not penetrate inside.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 평형 복귀 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a mechanism for returning to equilibrium of a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 평형 복귀 메커니즘을 설명하면 다음과 같다.The equilibrium return mechanism of the drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 .

도 6에 도시된 바와 같이, 해수면 파고의 변화나 바람 등의 외부 영향에 의해 드론의 수평 비행 균형이 무너질 때, 드론 하단부의 무게가 전체 무게의 35% 이상이 되도록 하는 무게를 가지는 평형 복귀 무게추(400)를 드론 기체의 하단부에 구비함으로써 드론 기체의 무게 중심점이 낮아지게 되어 외부 영향에도 기체가 뒤집어지지 않고 쉽게 평형 상태로 복귀하는 강제 복귀 메커니즘을 구현할 수 있다.As shown in FIG. 6, when the horizontal flight balance of the drone is disrupted by external influences such as a change in sea level wave height or wind, the balance return weight has a weight such that the weight of the lower part of the drone is 35% or more of the total weight By providing 400 at the lower end of the drone body, the center of gravity of the drone gas is lowered, so that it is possible to implement a forced return mechanism that easily returns to the equilibrium state without being overturned even by external influences.

도 7은 종래의 드론과 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론을 비교하여 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a comparison between a conventional drone and a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하여 종래의 드론과 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론이 수면 가까이에서 호버링하거나 수면에 착륙 시 동작하는 모습을 비교하여 설명하면 다음과 같다.A state in which a conventional drone and a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention operate when hovering near the water surface or landing on the water surface will be compared and described with reference to FIG. 7 as follows.

도 7a에 도시된 바와 같이, 비행 무게 중심점이 높은 종래의 드론 기체가 수면 가까이에서 호버링하거나 수면에 착륙을 시도하게 되면, 해수면 파고의 변화에 의하여 하방 추력의 불균형이 발생하여 드론 기체의 수평 균형이 깨지게 되고 이로 인해 기체가 흔들리거나 뒤집어지는 문제가 발생하게 된다.As shown in FIG. 7A, when a conventional drone aircraft with a high flight center of gravity hovers near the water surface or attempts to land on the water surface, an imbalance in downward thrust occurs due to a change in sea level wave height, so that the horizontal balance of the drone aircraft is This causes the aircraft to shake or turn over.

도 7b를 참조하면, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 평형 복귀 무게추(400)를 이용하여 드론 하단부에 35% 이상 무게를 배분한 비행 무게 중심점이 낮은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론은 수면 가까이에서 호버링하거나 수면에 착륙 시에 해수면 파고의 변화에 의하여 하방 추력의 불균형이 발생하더라도 비행 무게 중심점이 낮기 때문에 수평 균형이 쉽게 깨지지 않아 기체가 흔들리는 것을 방지할 수 있고 수평 균형이 깨지더라도 평형 복귀 무게추(400)에 의해 곧바로 평형 상태로 복귀하여 수평 균형을 유지할 수 있기 때문에 비행 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 7B , in order to solve this problem, a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention with a low center of gravity point of flight in which 35% or more of the weight is distributed to the lower end of the drone using the return balance weight 400 Even if an imbalance in downward thrust occurs due to changes in sea level wave height when hovering near the water surface or landing on the water surface, the horizontal balance is not easily broken due to the low center of gravity of the flight. Since it is possible to directly return to the equilibrium state by the return weight 400 and maintain the horizontal balance, flight stability can be greatly improved.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론의 선박 및 드론 기술 융합을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining the convergence of a ship and drone technology of a drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention.

도 8a에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론이 수면에 착륙 시에는 부력 중심선을 따라 무게 중심이 아래로 작용하여 수평을 유지하며 물 속에 떠 있게 되는 선박의 기능을 수행하게 되고, 도 8b에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론이 공중에서 비행 시에는 추력 중심선을 따라 무게 중심이 아래로 작용하면서 수평을 유지하며 안정적으로 비행하는 드론의 기능을 수행하게 된다. 이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 이착륙이 가능한 드론은 선박의 메커니즘 기술과 드론의 메커니즘 기술이 융합되어 구현될 수 있다.As shown in Fig. 8a, when the drone capable of water take-off and landing according to an embodiment of the present invention lands on the water surface, the center of gravity acts downward along the buoyancy center line to maintain the level and to float in the water. As shown in FIG. 8B, when the drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention is flying in the air, the center of gravity acts downward along the thrust center line while maintaining the level and flying stably. will perform the function of As such, the drone capable of taking off and landing on water according to an embodiment of the present invention may be implemented by fusion of the mechanism technology of the ship and the mechanism technology of the drone.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.As described above, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described with reference to the drawings, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the present invention is Various modifications may be made by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.

100: 비행 제어 장치
200: 추력 장치
210, 210`, 210``: 프로펠러 암
220: 프로펠러부
221: 프로펠러구동모터
222: 프로펠러
300: 부력 장치
400: 평형 복귀 무게추
500: 환경 센서
600: 수직 연장부
700: 랜딩 스키드
800: 카메라
900: 초음파 센서100: flight control device
200: thrust device
210, 210`, 210``: propeller arm
220: propeller unit
221: propeller drive motor
222: propeller
300: buoyancy device
400: counterbalance return weight
500: environmental sensor
600: vertical extension
700: landing skid
800: camera
900: ultrasonic sensor

Claims (2)

수상 이착륙이 가능한 드론에 있어서,
상기 드론의 비행을 제어하는 비행 제어 장치;
상기 비행 제어 장치 하측에 구비되어 상기 드론에 추력을 발생시키는 추력 장치;
상기 추력 장치 하측에 구비되어 상기 드론에 부력을 제공하는 부력 장치; 및
상기 부력 장치의 하면 중심부에 결합되어 상기 드론의 수평 균형을 유지시키는 평형 복귀 무게추;를 포함하고,
상기 평형 복귀 무게추에는 배터리가 구비되어, 상기 배터리의 갯수를 변경하거나 상기 배터리의 무게를 조절함으로써 상기 평형 복귀 무게추의 무게가 조절되는 것을 특징으로 하며,
상기 드론은,
드론 상단부; 및
드론 하단부;로 이루어지되,
상기 드론 상단부는,
상기 비행 제어 장치; 및
상기 추력 장치;를 포함하고,
상기 드론 하단부는,
상기 부력 장치; 및
상기 평형 복귀 무게추;를 포함하며,
상기 평형 복귀 무게추의 무게는 상기 드론 하단부의 무게가 상기 드론의 전체 무게에서 35% 이상이 되도록 구비되어, 상기 드론이 공중에서 비행 시 및 수면 이착륙 시에 수평 균형이 깨지면 상기 드론이 자동으로 평형 상태로 복귀되도록 하는 것을 특징으로 하는 수상 이착륙이 가능한 드론.In a drone capable of taking off and landing on water,
a flight control device for controlling the flight of the drone;
a thrust device provided below the flight control device to generate thrust to the drone;
a buoyancy device provided under the thrust device to provide buoyancy to the drone; and
Containing; including;
The balance return weight is provided with a battery, characterized in that the weight of the balance return weight is adjusted by changing the number of batteries or adjusting the weight of the battery,
The drone is
the top of the drone; and
The lower part of the drone;
The top of the drone,
the flight control device; and
Including; the thrust device;
The lower part of the drone,
the buoyancy device; and
The balance return weight includes;
The weight of the balance return weight is provided so that the weight of the lower end of the drone is 35% or more of the total weight of the drone, and when the drone is flying in the air and the horizontal balance is broken during takeoff and landing, the drone automatically balances A drone capable of taking off and landing on water, characterized in that it returns to the state. 삭제delete
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