KR102306887B1 - 확장이 가능한 큐브형 드론 미로 - Google Patents

확장이 가능한 큐브형 드론 미로 Download PDF

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KR102306887B1
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이광재
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전주대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 확장이 가능한 큐브형 드론 미로에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 조합하는 방향에 따라서 다양한 방향으로 확장하여 드론이 비행하는 코스를 제공하도록 마련되는 드론 미로부; 상기 드론 미로부를 비행하는 드론의 통과여부 및 속도를 감지하는 다수의 센서부; 상기 드론 미로부에 형성되는 내측의 공간으로 상기 드론이 비행가능한 공간을 막아서도록 다수로 형성되는 제1장애물; 및 상기 센서부와 통신하여 상기 센서부가 감지하는 신호를 수집하고 제어하는 중앙서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 확장이 가능한 큐브형 드론 미로가 제공될 수 있다.

Description

확장이 가능한 큐브형 드론 미로{Cube type maze structure for drone flights expandable space}
본 발명은 확장이 가능한 큐브형 드론 미로에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 큐브 프레임을 결합하여 드론이 비행할 수 있는 비행코스를 만들 수 있으며, 결합하는 형태에 따라서 다양한 형태로 확장하는 것이 가능하고, 드론이 접근하는 속도와 위치를 설치되는 위치에 따라 순차적으로 감지하는 것이 가능한 중앙서버를 통해 비행중인 드론을 모니터링하는 것이 가능한 확장이 가능한 큐브형 드론 미로에 관한 것이다.
드론은 실제 조종사가 탑승하지 않은 상태에서 지상에서 조종하거나 사전 프로그램된 경로에 따라 자동 또는 반자동으로 비행하는 비행체 등을 의미하는 무인항공기이다.
최근, 다양한 산업환경에 적용되고 있으며, 그 활용 분야에 따라서 적외선 센서 등의 광학 장비나 영상촬영 장비 등의 다양한 장비를 탑재하여 사람이 접근하기 어려운 환경을 감지, 정찰하거나 군사용 무기로도 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 크기에 제한되지 않고 초소형 드론도 활발하게 개발되고 있다.
특히, 기술의 발전으로 인해 대중화되어 개인의 취미활동으로도 접근되고 있으며, 드론을 이용하여 장애물이 형성되는 비행코스에서 비행대회가 개최되기도 한다.
이와 같은 드론을 이용한 다양한 스포츠로는 드론의 드래그 레이싱이나 일정한 코스를 주파하는 방식으로 이루어지고 있으며, 다양한 형태의 비행코스에 대한 훈련을 통해 누구라도 쉽게 참여하는 것이 가능하다.
그러나, 기존의 드론 비행장 또는 연습장에서의 비행 연습은 정해진 형태의 비행코스를 반복적으로 훈련하는 단조로움이 있으며, 다양한 비행 연습을 위한 비행 코스의 변경이 쉽지 않은 문제가 있었다.
또한, 야외에서의 드론 비행은 바람 등의 날씨에 의한 변수가 많기 때문에 드론을 유실할 수 있는 가능성이 높아지게 될 뿐만 아니라, 비행할 때마다 별도로 설치하는 과정에서의 번거로움이 반복적으로 수행될 가능성이 있다.
한편, 이러한 문제를 해결하기 위한 예로써, 한국등록특허 10-1796698호 '소형 무인비행체 비행 연습 및 경기 시스템'에서는 일정 공간 내에서 장애물 코스를 이루도록 복수의 장애물이 설치된 비행경기장과; 설정된 순서에 따라 상기 복수의 장애물에 적어도 하나 이상 이착륙하며 정해진 장애물 코스를 통과하도록 참가자의 조종에 의해 비행하는 무인비행체와; 상기 무인비행체가 출발지점으로부터 출발한 시간부터 상기 장애물 코스를 통과하는 코스 통과 시간 정보를 측정하는 타임측정수단을; 포함하는 비행 연습 및 경기 시스템이 게시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 드론 비행 연습장은 일정한 공간 내에서 정해진 장애물 코스를 훈련하기 위한 비행경기장이 기재되어 있을 뿐, 다양한 방식으로 변화가 가능한 큐브형 드론 미로 방식의 비행경기장에 대한 다른 어떠한 구성도 게시되지 않았다.
또한, 한국등록특허 제10-1767812호 '휴대용 드론 조정 연습장치'에서도 내부에 중공부가 형성되어 일정한 길이의 통형으로 이루어져 지면에 대해 수직으로 설치되는 고정체; 상기 고정체의 내부에 삽입 설치되어 고정체의 상방향으로 상승 가능하도록 구성되면서 상승시 그 하단부가 고정체의 내부에서 이탈되지 않도록 구성되면서 그 상단부가 드론의 다리에 연결되어 드론의 비행고도에 따라 고정체의 길이방향으로 승강동작되도록 비교적 중량이 가벼운 재질로 구성되는 막대형상의 승강지지대; 를 포함한 구성으로 이루어져 드론의 상하 비행, 좌우/전후 이동에 따른 드론 동작 조정을 연습할 수 있도록 구성되어 드론의 손상 방지와 물적피해 발생방지 및 인명 손상을 줄일 수 있도록 하는 드론 조정 연습장치가 게시되어 있으나, 다양한 조건에 맞게 구성이 가능한 큐브형 드론 미로에 관한 다른 어떠한 구성도 게시되지 않았다.
따라서, 상기의 문제들을 해결하기 위한 드론 비행 연습장에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로, 큐브 프레임을 결합하여 드론이 비행하는 것이 가능한 다양한 큐브형 드론 미로를 형성할 수 있으며, 중앙서버에 입력되는 비행코스에 따라서 각각의 센서들이 센싱하여 비행코스를 통과하는 각 드론들의 수준이나 결과를 개별적으로 기록하는 것이 가능하도록 하는 확장이 가능한 큐브형 드론 미로를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로는, 합하는 방향에 따라서 다양한 방향으로 확장하여 드론이 비행하는 비행코스를 제공하도록 마련되는 드론 미로부; 상기 드론 미로부를 비행하는 드론의 통과여부 및 속도를 감지하는 다수의 센서부; 상기 드론 미로부에 형성되는 내측의 공간으로 설정되는 비행코스의 일부를 막아서도록 하나 이상의 장애물로 형성되는 장애물부; 및 상기 센서부와 통신하여 상기 센서부가 감지하는 신호를 수집하고 제어하는 중앙서버;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 드론 미로부는, 내측에 중공이 형성되는 장방향의 길이를 가지는 원기둥의 형상으로 형성되는 다수의 큐브 프레임; 및 상기 다수의 큐브 프레임이 서로 결합되도록 형성되는 프레임 결합체;를 포함하고, 상기 다수의 큐브 프레임이 상기 프레임 결합체에 결합되어 다방향으로 확장이 가능하도록 할 수 있다.
이때, 상기 센서부는, 상기 드론 미로부에 기설정되는 코스를 따라 상기 큐브 프레임 또는 상기 프레임 결합체에 마련되며, 다수가 설치되는 경우에 상기 비행코스의 진행방향을 따라서 상기 중앙서버에서 인식할 수 있는 번호가 부여되고, 상기 중앙서버는, 상기의 코스 방향에 따라 번호가 부여되는 각 센서부에서 수신하는 신호를 감지하여 상기 드론의 비행을 모니터링 할 수 있다.
이때, 상기 장애물부는, 상기 큐브 프레임과 프레임 결합체에 의해 형성되는 비행코스에 면 형상으로 마련되는 제1장애물;을 포함하며, 상기 제1장애물은, 상기 드론 미로부를 형성하는 상기 큐브 프레임과 상기 프레임 결합체에 간섭이 발생하지 않도록 한 면의 길이가 상기 큐브 프레임의 장방향의 길이와 같거나 작게 형성될 수 있다.
한편, 상기 프레임 결합체는, 상기 큐브 프레임의 일단이 결합되도록 하나 이상으로 마련되는 결합단자;를 포함하고, 상기 프레임 결합체는, 상기 결합단자가 형성되는 갯수에 따라서 결합할 수 있는 상기 큐브 프레임의 수가 결정될 수 있으며, 상기 결합단자의 각도가 조절될 수 있다.
이때, 상기 드론 미로부는, 상기 큐브 프레임의 양끝단부 외주면으로 제1나사산이 형성되며, 상기 프레임 결합체의 일단으로는 제1나사산과 동일한 형태의 제2나사산이 형성되어 상기 제1나사산과 상기 제2나사산이 밀착된 상태에서 상기의 제1, 2나사산과 대응하는 암나사산이 내주면에 형성되는 결합부재에 의해 결합될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로의 상기 장애물부는, 상기 큐브 프레임 내측의 중공 일단부에 회전이 가능한 권취모터가 마련되며, 상기 권취모터와 연결되는 권취바에 일측이 부착되어 권취모터의 동작에 의해 큐브 프레임의 외측으로 전개되거나 회수되는 것이 가능한 제2장애물;을 포함하고, 상기 큐브 프레임의 외주면에 길이 방향으로 형성되어 상기 제2장애물이 외측으로 전개되도록 형성되는 큐브홀을 통해 상기 제2장애물이 전개되거나 상기 큐브 프레임 안으로 회수되도록 할 수 있다.
또한, 상기 장애물부는, 상기 큐브 프레임 내측의 중공부에 마련되는 실린더에 연결되며 상기 큐브 프레임의 외추면으로 돌출되는 출력부에 의해 육안으로 확인이 가능한 레이져가 출력되어 상기 드론 미로부에 형성되는 통로에 전개되는 것이 가능한 제3장애물;을 포함하고, 상기 제3장애물은, 상기 드론 미로부의 큐브 프레임 사이에 레이져가 출력되도록 하여 장애물을 형성할 수 있으며, 상기 실린더에 의해 출력된 상태에서 좌우 또는 상하로 움직이도록 할 수 있다.
한편, 상기 중앙서버는, 상기 센서부에서 감지하는 신호를 수신하여 상기 드론의 비행경로 및 비행상태를 모니터링하는 모니터링 모듈; 및 기설정되는 드론의 비행코스를 입력받아 상기 센서부 및 상기 장애물부를 제어하는 것이 가능한 제어모듈;를 포함하고, 상기 제어모듈은, 상기 장애물부를 제어하여 상기 드론의 비행코스를 형성하며, 상기의 비행코스에 따라 상기 센서부에 부여되는 번호 순서를 변경할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로는 프레임의 결합 구조에 의해 드론의 비행코스를 다양하게 형성하는 것이 가능하며, 드론의 접근 및 위치를 파악하는 것이 가능한 센서들을 이용하여 설정되는 드론의 비행코스를 통과하는 드론에 대한 비행기록을 저장하고, 결과를 종합적으로 모니터링하는 것이 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로를 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 에에 따른 큐브 프레임 및 프레임 결합체의 결합을 보여주는 도면이다.
도 3은 드론 미로부에 마련되는 다수의 센서부에 비행코스에 따라서 번호가 부여되는 모습을 보여주는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제1장애물이 설치되는 모습을 보여주는 사시도이다.
도 5의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 결합체의 형상을 보여주는 사시도이다.
도 6의 (a)와 (b)는 결합 프레임과 프레임 결합체가 나사산 체결 방식으로 체결되는 모습을 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로의 큐브 프레임에 제2장애물이 형성되는 모습을 보여주는 투영사시도이다.
도 8은 도 7의 제2장애물이 큐브 프레임의 중공으로 회수되는 모습을 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로의 큐브 프레임에 제3장애물이 형성되는 모습을 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 9의 제3장애물이 형성되는 큐브 프레임을 보여주는 투영사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 중앙서버의 세부 구성을 보여주는 블록도이다.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 도 1 내지 도 11를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로를 보여주는 예시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 에에 따른 큐브 프레임 및 프레임 결합체의 결합을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로는 드론 미로부(100), 센서부(200), 장애물부(300) 및 중앙서버(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 드론 미로부(100)는 원격으로 조종되는 드론(D)이 비행하는 비행코스를 제공하도록 마련될 수 있으며, 제작하고자 하는 형상에 따라서 3차원의 공간 상으로 다양하게 확장이 가능하여 드론(D)의 비행코스를 사용자가 원하는 형상에 맞게 설치하는 것이 가능하다.
이때, 드론 미로부(100)는 큐브 프레임(110)과 프레임 결합체(120)를 포함할 수 있으며, 프레임 결합체(120)에 큐브 프레임(110)이 결합되는 형태에 따라서 드론 미로부(100)의 형상이 결정되도록 할 수 있다.
이때, 큐브 프레임(110)과 프레임 결합체(120)가 결합하게 되면 정사각형의 큐브 형상이 적층되면서 확장되는 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
큐브 프레임(110)는 내측으로 중공이 형성되는 원기둥의 형상으로 형성될 수 있으며, 외측에서 바라보는 형상이 장방형으로 길이가 긴 봉의 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 형성되는 큐브 프레임(110)의 단면에서 확인되는 지름은 형성하고자 하는 드론 미로부(100)의 크기나 설치되는 공간에 따라서 다양하게 마련될 수 있으며, 프레임 결합체(120)는 큐브 프레임(110)이 설치 가능한 크기로 마련될 수 있다.
즉, 큐브 프레임(110)과 프레임 결합체(120)는 그 크기가 한정되지 않고 다양하게 형성되는 것이 가능하다.
프레임 결합체(120)는 큐브 프레임(110)의 일단이 삽입 또는 체결되어 고정될 수 있도록 하여 큐브 프레임(110)을 지지하는 역할을 하도록 할 수 있다.
이때, 프레임 결합체(120)는 설치되는 위치에 따라서 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 드론 미로부(100)에서 큐브 프레임(110)의 일단이 결합되어 지지하도록 마련되는 다양한 형상으로 마련되는 것이 가능하다.
이때, 드론 미로부(100)는 프레임 결합체(120)에 큐브 프레임(110)이 결합되도록 하여 제작될 수 있으며, 3차원으로 확장되도록 하여 비행하고자 하는 드론(D)의 비행코스에 대하여 다양하게 형성되는 것이 가능하다.
센서부(200)는 큐브 프레임(110)과 프레임 결합체(120)에 의해 설치되는 드론 미로부(100)에 마련되어 드론 미로부(100)에 의해 제공되는 비행코스를 비행하는 드론의 움직임을 감지하도록 마련될 수 있다.
이때, 센서부(200)는 드론 미로부(100)를 비행하는 드론(D)이 설정된 비행코스를 통과하는지에 대한 여부를 감지할 수 있으며, 감지되는 드론(D)의 비행속도를 감지하도록 할 수 있다.
또한, 센서부(200)는 드론 미로부(100)를 통해 제공되는 비행코스에 다수로 마련될 수 있으며, 드론 미로부(100) 내에서의 드론(D)의 비행에 대한 전반적인 정보를 감지하도록 할 수 있다.
이때, 비행하는 드론(D)을 감지하기 위한 센서부(200)는 적외선 센서, 라이더/레이더 센서 또는 초음파 센서 등의 센서로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고 드론의 위치 및 속도를 감지하는 것이 가능한 다양한 타입의 센서로 구성되는 것도 가능하다.
장애물부(300)는 큐브 프레임(110)과 프레임 결합체(120)의 결합을 통해 드론 미로부(100)에 형성되는 통로 즉, 비행코스의 일부를 막아서 드론(D)의 비행하는 데 있어 회피 동작을 요구하도록 장애물의 역할을 하도록 마련될 수 있다.
이때, 후술하겠지만 장애물부(300)는 장애물이 설치되는 형태에 따라서 제1장애물(310), 제2장애물(320) 및 제3장애물(330)로 구분될 수 있으며, 장애물부(300)의 각 구성에 대해서는 하기에서 더욱 상세히 서술하기로 한다.
중앙서버(400)는 드론(D)의 비행코스를 제공하는 드론 미로부(100)의 상황을 모니터링하면서, 제어하기 위해 마련되는 것으로, 센서부(200)에서 감지되는 드론의 비행정보에 대하여 수신하여 정보를 기록하도록 할 수 있다.
이때, 중앙서버(400)는 센서부(200)와 무선으로 통신하여 데이터를 송수신하는 것이 가능하며, 후술하겠지만, 다수의 센서부(200)로부터 수신되는 정보에 대하여 설치되는 위치에 따라 정보를 구분하여 모니터링하도록 할 수 있다.
도 3은 드론 미로부에 마련되는 다수의 센서부에 비행코스에 따라서 번호가 부여되는 모습을 보여주는 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로는 드론 미로부(100)에 다수의 센서부(200)가 마련될 수 있으며, 중앙서버(400)는 각 센서부(200)에 대하여 드론의 비행코스를 따라 번호가 부여되도록 할 수 있다.
더 자세하게는, 센서부(200)에 의해 감지되는 드론의 움직임을 비행코스에 따라 모니터링하는 것이 가능하도록 번호를 부여하여 개별적으로 중앙서버(400)에 비행정보를 전송하도록 할 수 있다.
예컨대, 드론 미로부(100)에 설정되는 비행코스에 입구에서 출구 방향으로 10개의 센서부(200)가 마련되는 경우 드론(D)이 진입하는 입구에 가장 가까운 센서부(200)에 대하여 센서부-1로 번호를 부여할 수 있으며, 출구 방향으로 갈수록 센서부-2, 센서부-3 등과 같이 번호를 부여하여 출구와 가장 가까운 곳에 설치되는 센서부(200)에 대하여 센서부-10으로 부여하도록 할 수 있다.
또한, 상기의 예시에서 설명한 방식으로 번호를 부여하지 않고, 드론 미로부(100)에서 어느 한 지점을 중심으로 좌표에 따라서 센서부(200)에 번호를 부여하도록 하는 것도 가능하다.
즉, 센서부(200)에 부여되는 번호는 중앙서버(400)에서 각 센서부(200)에 감지되는 드론(D)의 비행정보에 대하여 위치별로 구분하는 것이 가능하도록 하기 위한 것일 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제1장애물이 설치되는 모습을 보여주는 사시도이고, 도 5의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 결합체의 형상을 보여주는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로는 드론 미로부(100)의 큐브 프레임(110)에 제1장애물(310)이 마련될 수 있다.
제1장애물(310)은 큐브 프레임(110)과 프레임 결합체(120)에 의해 형성되는 통로 내측에 면 형상으로 마련될 수 있으며, 큐브 프레임(110)이 형성되는 전체 길이를 형성하는 폭보다 좁게 형성되도록 할 수 있다.
더 자세하게는, 제1장애물(310)은 드론 미로부(100)에 형성되는 큐브 프레임(110)의 길이 방향의 폭 즉, 큐브 프레임(110)의 양단에 결합되는 프레임 결합체(120)의 사이 간격보다 폭이 좁게 형성될 수 있으며, 드론 미로부(100)에서 큐브 프레임(110)의 결합 구조에 의해 형성되는 사각 형상의 통로의 내측에 형성될 수 있는 면적으로 마련되어 드론 미로부(100)에서 제1장애물(310)이 드론 미로부(100)의 구조 즉, 큐브 프레임(110)이나 프레임 결합체(120)에 간섭이 발생하지 않도록 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로의 프레임 결합체(120)는 결합단자(121)를 포함하여 형성될 수 있다.
결합단자(121)는 큐브 프레임(110)이 프레임 결합체(120)에 고정되도록 형성되는 것으로, 큐브 프레임(110)의 일단이 결합단자(121)의 내측에 삽입되거나, 체결되는 것이 가능하도록 큐브 프레임(110)의 일단이 삽입될 수 있는 공간이 마련될 수 있다.
이때, 결합단자(121)는 프레임 결합체(120)의 상단면과 하단면에 각각 하나씩 형성될 수 있으며, 측면으로는 사방으로 형성되어 하나의 프레임 결합체(120)에 여섯의 결합단자(121)가 형성되도록 할 수 있으나, 드론 미로부(100)에서 형성되는 위치에 따라서 어느 한 방향에 형성되는 결합단자(121)가 생략되는 형태로도 형성되는 것이 가능하다.
즉, 프레임 결합체(120)는 하나의 프레임 결합체(120)에 둘 이상의 결합단자(121)가 마련되는 것으로, 결합단자(121)가 형성되는 개수에 한정되지는 않는다.
예컨대, 드론 미로부(100)를 결합하는 과정에서 중심부분에 위치하는 프레임 결합체(120)는 여섯의 결합단자(121)가 마련될 수 있으나, 상단의 모서리 부분에 위치하는 프레임 결합체(120)의 경우에는 셋의 결합단자(121)가 형성될 수도 있다.
이때, 결합단자(121)는 프레임 결합체(120)와 일몸체로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고, 결합단자(121)의 일측이 볼 타입의 삽입구(122)가 형성되며, 프레임 결합체(120)에는 삽입구(122)가 삽입될 수 있는 삽입홈(125)이 형성되어 결합단자(121)를 결합하거나 제거하는 것이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 볼타입의 삽입구(122)에 의해 결합이 가능한 결합단자(121)는 프레임 결합체(120)로부터 삽입홈(125)을 중심축으로 하여 회동하여 각도의 조절이 가능하도록 할 수 있다.
도 6(a)와 (b)는 결합 프레임과 프레임 결합체가 나사산 체결 방식으로 체결되는 모습을 보여주는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로의 드론 미로부(100)는 큐브 프레임(110)과 프레임 결합체(120)가 나사산 체결 방식으로 체결되도록 할 수 있으며, 큐브 프레임(110)과 프레임 결합체(120)가 접하는 외측으로 결합부재(126)가 마련되어 고정되도록 할 수 있다.
더 자세하게는, 큐브 프레임(110)의 양측단부에는 외측으로 형성되는 제1나사산(111)이 형성될 수 있으며, 결합단자(121)에도 제1나사산(111)과 동일한 형상의 제2나사산(123)이 형성될 수 있다.
이때, 결합단자(121)의 외측으로는 내측으로 제1, 2나사산(111, 123)과 대응하는 형상의 암나사산(127)이 형성되는 결합부재(126)가 마련될 수 있다.
결합부재는(126) 큐브 프레임(110)의 제1나사산(111)과 결합단자(121)의 제2나사산(123)이 서로 밀착된 상태에서 제1나사산(111)과 제2나사산(123)이 서로 고정되도록 할 수 있으며, 프레임 결합체(120)로부터 큐브 프레임(110)의 방향으로 나사산에 의해 회전하여 제1나사산(111)과 제2나사산(123)이 동시에 체결되도록 할 수 있다.
이때, 결합단자(121)의 일부분에는 결합부재(126)가 회전에 의해 큐브 프레임(110) 방향으로 이동 시 일정 위치에서 고정될 수 있도록 제1걸림턱(124)이 형성될 수 있으며, 바람직하게는, 제1걸림턱(124)은 제2나사산(123)이 형성되기 시작하는 끝지점에 형성될 수 있다.
또한, 결합부재(126)의 내측 일단으로는 제1걸림턱(124)에 걸리도록 형성되는 제2걸림턱(128)이 형성되어 제1걸림턱(124)의 일면과 마주하도록 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로의 큐브 프레임에 제2장애물이 형성되는 모습을 보여주는 투영사시도이고, 도 8은 도 7의 제2장애물이 큐브 프레임의 중공으로 회수되는 모습을 보여주는 사시도이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로의 큐브 프레임에 제3장애물이 형성되는 모습을 보여주는 사시도이고, 도 10은 도 9의 제3장애물이 형성되는 큐브 프레임을 보여주는 투영사시도이다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로의 장애물부(300)는 제2장애물(320)과 제3장애물(330)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
제2장애물(320)은 큐브 프레임(110)의 내측 중공에 형성될 수 있으며, 드론 미로부(100)의 통로 방향으로 전개되어 장애물의 역할을 하도록 할 수 있다.
더 자세하게는, 제2장애물(320)은 면 소재로 마련될 수 있으며, 큐브 프레임(110)의 내측 중공의 일단부에 마련되는 권취모터(112) 및 권취모터(112)에 연결되는 권취바(113)에 의해 큐브 프레임(110)의 외측으로 전개되거나, 내측으로 회수되도록 할 수 있다.
이때, 제2장애물(320)의 일측은 권취바(113)의 길이 방향을 따라 연결될 수 있으며, 권취모터(112)에 의해 권취바(113)가 제자리에서 회전하게 될 시 권취바(113)의 회전방향에 따라서 큐브 프레임(110)의 외측 방향으로 전개되도록 하거나 권취바(113)에 권취되어 큐브 프레임(110)의 중공으로 회수되도록 할 수 있다.
이때, 제2장애물(320)이 마련되는 큐브 프레임(110)은 장방향의 길이 방향으로 내측 중공이 외측과 연결되도록 큐브홀(115)이 마련될 수 있으며, 제2장애물(320)은 큐브홀(115)을 통해 외측으로 전개되거나 회수가 가능하도록 형성될 수 있다.
이때, 권취모터(112)는 저전력 모터의 형태로 마련될 수 있으며, 후술하겠지만, 별도의 배터리 및 통신단자가 마련되어 중앙서버(400)의 제어모듈(420)에 의해 원격으로 제어되는 것이 가능하도록 형성될 수 있다.
이때, 제2장애물(320)은 권취바(113)에 접착되는 형식으로 부착될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고, 별도의 끼움부가 마련되어 끼움형식으로 권취바(113)에 고정되도록 할 수도 있다.
제2장애물(320)이 형되는 큐브 프레임(110)은 세로방향으로 사용되는 큐브 프레임(110)이나 가로방향으로 결합되는 큐브 프레임(110)에 모두 사용되는 것이 가능하나, 바람직하게는 가로방향으로 결합되는 큐브 프레임(110)으로 사용되도록 하여 제2장애물(320)이 전개 시 중력에 의해 흐트러짐이 없게 유지되도록 할 수 있다.
제3장애물(330)은 제1, 2장애물(310, 320)과는 다르게 드론 미로부(100)에 형성되는 각 큐브 프레임(110)의 사이에 육안으로 확인이 가능한 파장의 레이져가 출력되어 장애물의 역할을 하도록 할 수 있다.
더 자세하게는, 제3장애물(330)은 큐브 프레임(110) 내측의 중공으로 형성되는 실린더(114)의 일면에 결합될 수 있으며, 실린더(114)와 결합된 상태에서 큐브 프레임(110)의 외측으로 돌출되는 형태로 마련될 수 있고, 돌출되는 제3장애물(330)은 돌출되는 방향으로 레이져가 출력되도록 할 수 있다.
또한, 제3장애물(330)이 형성되는 큐브 프레임(110)은 상기에 서술한 바와 같은 큐브홀(115)이 형성되도록 하여 실린더(114)에 형성되는 제3장애물(330)이 큐브 프레임(110)의 외주면에 돌출되는 형태로 형성되도록 할 수 있다.
이때, 제3장애물(330)이 돌출되는 방향은 드론 미로부(100)에 결합 시 대응하는 위치에 마련되는 큐브 프레임(110)을 향하도록 할 수 있으며, 레이져를 출력하게 되면 맞은 편 큐브 프레임(110) 방향으로 출력되도록 하여 장애물의 역할을 하도록 할 수 있다.
또한, 제3장애물(330)은 대각선 방향으로 마주하는 큐브 프레임(110)을 향하도록 할 수도 있으며, 드론 미로부(100)에 설정되는 비행코스 중에서 코너 부분에 형성되도록 할 수도 있다.
이때, 제3장애물(330)은 하나의 큐브 프레임(110)에 복수가 마련되도록 할 수 있으며, 복수로 마련되는 제3장애물(330)은 서로 평행한 방향으로 레이져가 출력되도록 하고, 출력되는 각 레이져 사이의 범위가 장애물로 형성되도록 할 수 있다.
또한, 실린더(114)와 결합되는 제3장애물(330)은 실린더(114)가 큐브 프레임(110) 내측의 중공에서 장방형의 길이방향으로 이동하는 것이 가능하도록 형성되어 외측으로 돌출되는 제3장애물(330)이 큐브홀(115)을 따라 상하 또는 좌우로 이동하도록 할 수 있다.
또한, 복수로 마련되는 제3장애물(330)에는 각각 개별적으로 실린더(114)가 형성될 수 있으며, 각각의 실린더(114)가 개별적으로 동작함에 따라 제3장애물(330) 사이의 간격이 가변되어 제3장애물(330)이 형성되는 면적이 조절되도록 하는 것도 가능하다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 중앙서버의 세부 구성을 보여주는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로의 중앙서버(400)는 모니터링모듈(410)과 제어모듈(420)을 포함하여 구성될 수 있다.
모니터링모듈(410)은 드론 미로부(100)에 형성되는 센서부(200)가 감지하는 드론(D)의 비행정보를 수신하여 기록할 수 있으며, 비행코스를 따라 순차적으로 감지되는 비행정보를 조합하여 전체적으로 드론(D)의 비행 시의 움직임을 파악하도록 할 수 있다.
이때, 모니터링모듈(410)은 센서부(200)들로부터 수신하는 비행정보를 이용하여 실시간으로 비행정보를 분석하여 중앙서버(400)와 연결되는 관리자의 PC 또는 스마트 단말에 정보를 전송하도록 할 수 있으며, 대회가 진행중인 경우에는 해당 정보에 대하여 전면 스크린으로 정보를 표시하도록 하는 것도 가능하다.
이때, 모니터링모듈(410)의 센서부(200)는 영상으로 촬영이 가능한 카메라 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있으며, 드론의 비행을 영상으로 저장하여 비행이 완료된 이후에도 비행 영상을 확인하도록 할 수 있다.
즉, 사용자 또는 중앙서버(400)를 관리하는 관리자는 모니터링모듈(410)을 통해 비행하는 드론(D)의 움직임을 확인하도록 할 수 있으며, 비행 중의 드론(D)의 속도 및 비행코스를 주파하는 총 비행 시간을 파악할 수 있으며, 이에 따라서, 다수의 드론(D)이 비행하는 경주대회와 같은 상황에서 각각의 드론(D)에 대한 순위를 매기도록 하는 것도 가능하다.
제어모듈(420)은 드론 미로부(100)에 마련되는 센서부(200)와 장애물부(300)를 제어하도록 할 수 있다.
이때, 센서부(200)와 장애물부(300)는 중앙서버(400)와 무선의 형태로 통신하는 것이 가능하도록 형성될 수 있으며, 제어모듈(420)은 드론 미로부(100)에 마련되는 각각의 센서부(200)와 장애물부(300)에 개별적으로 작동을 제어하도록 할 수 있다.
예컨대, 개별적으로 번호가 부여되는 센서부(200)에는 부여되는 번호를 변경하도록 하여 모니터링모듈(410)이 센서부(200)로부터 비행정보를 수신하는 과정에서 제어모듈(420)에 의해 변경된 번호에 따라 순차적으로 모니터링하도록 할 수 있으며, 장애물부(300)를 제어하여 드론 미로부(100)에 설정되는 비행코스 내에서 제2장애물(320) 또는 제3장애물(330)이 장애물로 전개되거나 회수되도록 제어할 수 있다.
또한, 제어모듈(420)은 설정되는 비행코스에 대하여 드론 미로부(100)에 표시하도록 제어할 수 있으며, 이때, 큐브 프레임(110)의 외주면으로는 발광이 가능한 LED부(116)가 별도로 형성되어 제어모듈(420)에 의해 LED부(116)가 점등하거나 점멸하도록 하여 비행코스를 안내하도록 할 수 있다.
이때, 중앙서버(400)는 서버와 연결되는 관리자의 PC 또는 스마트 단말을 통해 비행코스가 설정되도록 할 수 있으며, 제어모듈(420)은 비행코스가 설정되는 경우 자동으로 비행코스의 경로에 해당하는 큐브 프레임의 LED부(116)가 점등되도록 하여 육안으로 비행코스가 확인되도록 할 수 있다.
또한, 중앙서버(400)는 관리자로부터 비행코스의 정보를 직접 입력받을 수 있으나, 일정한 형상으로 설치되는 드론 미로부(100)에 대한 정보가 입력되며, 비행코스에 대한 정보를 입력받을 수 있는 설정모듈(430)이 별도로 마련되도록 하여 드론 미로부(100)를 관리하기 위한 정보 또는 비행코스에 대한 정보들을 설정하도록 할 수도 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 확장이 가능한 큐브형 드론 미로는 큐브 프레임과 프레임 결합체의 결합 방식 및 방향에 따라서 드론 미로부를 높이와 폭을 다양하게 설정할 수 있을 뿐만 아니라, 내부의 구조 형상도 결합하는 방식에 따라서 다양하게 형성하는 것이 가능하도록 하여 드론의 비행코스를 제공함에 있어 구조물로 인한 제한이 발생하지 않도록 할 수 있다.
또한, 큐브 프레임과 프레임 결합체가 신속하게 체결되며, 중앙서버에 의해 센서부 및 장애물부의 제어가 가능하도록 하여 설치 및 관리가 간편하게 이루어지는 확장이 가능한 큐브형 드론 미로를 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 드론 미로부
110: 큐브 프레임
111: 제1나사산
112: 권취모터
113: 권취바
114: 실린더
115: 큐브홀
116: LED부
120: 프레임 결합체
121: 결합단자
122: 삽입구
123: 제2나사산
124: 제1걸림턱
125: 삽입홈
126: 결합부재
127: 암나사산
128: 제2걸림턱
200: 센서부
300: 장애물부
310: 제1장애물
320: 제2장애물
330: 제3장애물
400: 중앙서버
410: 모니터링모듈
420: 제어모듈
430: 설정모듈
D: 드론

Claims (9)

  1. 조합하는 방향에 따라서 다양한 방향으로 확장하여 드론이 비행하는 비행코스를 제공하도록 마련되는 드론 미로부;
    상기 드론 미로부를 비행하는 드론의 통과여부 및 속도를 감지하는 다수의 센서부;
    상기 드론 미로부에 형성되는 내측의 공간으로 설정되는 비행코스의 일부를 막아서도록 하나 이상의 장애물로 형성되는 장애물부; 및
    상기 센서부와 통신하여 상기 센서부가 감지하는 신호를 수집하고 제어하는 중앙서버;를 포함하며,
    상기 드론 미로부는,
    내측에 중공이 형성되는 장방향의 길이를 가지는 원기둥의 형상으로 형성되는 다수의 큐브 프레임; 및
    상기 다수의 큐브 프레임이 서로 결합되도록 형성되는 프레임 결합체;를 포함하고,
    상기 다수의 큐브 프레임이 상기 프레임 결합체에 결합되어 다방향으로 확장이 가능하되,
    상기 센서부는,
    상기 드론 미로부에 기설정되는 코스를 따라 상기 큐브 프레임 또는 상기 프레임 결합체에 마련되며, 다수가 설치되는 경우에 상기 비행코스의 진행방향을 따라서 상기 중앙서버에서 인식할 수 있는 번호가 부여되고,
    상기 중앙서버는,
    상기의 코스 방향에 따라 번호가 부여되는 각 센서부에서 수신하는 신호를 감지하여 상기 드론의 비행을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 확장이 가능한 큐브형 드론 미로.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 장애물부는,
    상기 큐브 프레임과 프레임 결합체에 의해 형성되는 비행코스에 면 형상으로 마련되는 제1장애물;을 포함하며,
    상기 제1장애물은,
    상기 드론 미로부를 형성하는 상기 큐브 프레임과 상기 프레임 결합체에 간섭이 발생하지 않도록 한 면의 길이가 상기 큐브 프레임의 장방향의 길이와 같거나 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 확장이 가능한 큐브형 드론 미로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 결합체는,
    상기 큐브 프레임의 일단이 결합되도록 하나 이상으로 마련되는 결합단자;를 포함하고,
    상기 프레임 결합체는,
    상기 결합단자가 형성되는 갯수에 따라서 결합할 수 있는 상기 큐브 프레임의 수가 결정될 수 있으며, 상기 결합단자의 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는 확장이 가능한 큐브형 드론 미로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 드론 미로부는,
    상기 큐브 프레임의 양끝단부 외주면으로 제1나사산이 형성되며, 상기 프레임 결합체의 일단으로는 제1나사산과 동일한 형태의 제2나사산이 형성되어 상기 제1나사산과 상기 제2나사산이 밀착된 상태에서 상기의 제1, 2나사산과 대응하는 암나사산이 내주면에 형성되는 결합부재에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 확장이 가능한 큐브형 드론 미로.
  7. 제1항에 있어서
    상기 장애물부는,
    상기 큐브 프레임 내측의 중공 일단부에 회전이 가능한 권취모터가 마련되며, 상기 권취모터와 연결되는 권취바에 일측이 부착되어 권취모터의 동작에 의해 큐브 프레임의 외측으로 전개되거나 회수되는 것이 가능한 제2장애물;을 포함하고,
    상기 큐브 프레임의 외주면에 길이 방향으로 형성되어 상기 제2장애물이 외측으로 전개되도록 형성되는 큐브홀을 통해 상기 제2장애물이 전개되거나 상기 큐브 프레임 안으로 회수되는 것을 특징으로 하는 확장이 가능한 큐브형 드론 미로.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 장애물부는,
    상기 큐브 프레임 내측의 중공부에 마련되는 실린더에 연결되며 상기 큐브 프레임의 외추면으로 돌출되는 출력부에 의해 육안으로 확인이 가능한 레이져가 출력되어 상기 드론 미로부에 형성되는 통로에 전개되는 것이 가능한 제3장애물;을 포함하고,
    상기 제3장애물은,
    상기 드론 미로부의 큐브 프레임 사이에 레이져가 출력되도록 하여 장애물을 형성할 수 있으며, 상기 실린더에 의해 출력된 상태에서 좌우 또는 상하로 움직이는 것을 특징으로 하는 확장이 가능한 큐브형 드론 미로.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중앙서버는,
    상기 센서부에서 감지하는 신호를 수신하여 상기 드론의 비행경로 및 비행상태를 모니터링하는 모니터링 모듈; 및
    기설정되는 드론의 비행코스를 입력받아 상기 센서부 및 상기 장애물부를 제어하는 것이 가능한 제어모듈;를 포함하고,
    상기 제어모듈은,
    상기 장애물부를 제어하여 상기 드론의 비행코스를 형성하며, 상기의 비행코스에 따라 상기 센서부에 부여되는 번호 순서를 변경하는 것이 가능한 확장이 가능한 큐브형 드론 미로.
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