KR102308242B1 - Winch system for drone and its operation method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화물수송 드론용 윈치 시스템 및 이의 운용방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 드론과 지면 사이의 수직길이를 측정하고, 측정된 수직길이만큼 와이어를 권취 및 권취 해제하여 지면에 놓인 화물을 와이어와 결합시켜 화물을 드론 하부로 리프트시키거나 또는 드론 하부에 결합된 화물을 지면에 놓이도록 하는 화물수송 드론용 윈치 시스템 및 이의 운용방법에 관한 것이다.The present invention relates to a winch system for a cargo transport drone and a method for operating the same, and more particularly, by measuring the vertical length between the drone and the ground, and winding and unwinding the wire by the measured vertical length to wire the cargo placed on the ground It relates to a winch system for a cargo transport drone that lifts the cargo to the lower part of the drone by combining with the drone, or puts the cargo coupled to the lower part of the drone on the ground, and an operating method thereof.
일반적으로, 화물을 이송하는 수단으로 주로 크레인을 사용하게 되는데, 크레인은 와이어나 로프 등을 이용하여 물건을 오르내리는 기계장치의 하나로서, 원동기, 기어감속장치, 권취수단 등을 한 조로 하고 권상용 로프 단부에 후크를 장착하여 화물 등을 들어올리거나 또는 들어올린 상태에서 타방향으로 이송가능하게 조작되는 일련의 장치이다.In general, a crane is mainly used as a means for transporting cargo. The crane is one of the mechanical devices for moving things up and down using a wire or a rope. It is a series of devices that are operated to lift cargo by attaching a hook to the end or to be transported in the other direction while being lifted.
상술한 바와 같이 크레인은 무거운 물건을 이동시킬 때 사용하는 것으로서 용도에 따라서 다양한 형태로 구성되며, 일반적으로 후크를 사용하여 후크에 화물을 걸어 크레인에 화물을 고정시킨다.As described above, the crane is used to move heavy objects and is configured in various forms depending on the purpose, and generally uses a hook to hang the cargo on the hook to fix the cargo to the crane.
이러한 크레인을 사용하지 못할 때의 운반수단으로는 모두 지상에서 화물을 이송하게 됨으로써 공간적인 제약이 많이 발생하게 되며, 이에 따라 크레인 이외의 공중을 이용하여 화물을 이송하는 수단으로 드론을 이용한 연구가 많이 이루어지고 있다.When such a crane cannot be used as a means of transport, all of the cargo is transported on the ground, which causes a lot of spatial restrictions. is being done
일반적으로, 드론(Drone)은 조종사 없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종 가능한 비행기나 헬리콥터 형태의 무인항공기(UAV : unmanned aerial vehicle / uninhabited aerial vehicle)의 총칭이다. In general, a drone is a generic term for an unmanned aerial vehicle / uninhabited aerial vehicle (UAV) in the form of an airplane or helicopter that can be flown and steered by induction of radio waves without a pilot.
이러한 드론은 조종사를 태우지 않고, 공기역학적 힘에 의해 부양하여 자율적으로 또는 원격조종으로 비행을 하며, 무기 또는 일반화물을 실을 수 있는 일회용 또는 재사용할 수 있는 동력 비행체라 알려져 있다.These drones are known as single-use or reusable powered vehicles that do not carry a pilot, float by aerodynamic forces, fly autonomously or remotely, and can carry weapons or general cargo.
통상 드론은 원격 조정자에 의해 시계 내에서 취미용도로 확산되고 있으나 근래에는 GPS를 활용하여 화물, 서류, 책자 및 구급약품 등 다양한 화물을 원격지에 운반(배달)하는 개념이 실현되고 있으며, 드론에 후크를 연결하여 화물을 고정함으로써 화물을 이송한다.In general, drones are being spread for hobbies within the watch by remote controllers, but recently, the concept of transporting (delivering) various cargos such as cargo, documents, booklets and first-aid kits to remote locations using GPS has been realized, and the drone has a hook. The cargo is transported by connecting and fixing the cargo.
그러나 드론이 원격으로 조종되는 경우, 원격으로 화물을 리프트해야 하며, 이때 안전한 리프트를 위해 드론과 지면 사이의 정확한 높이 측정이 이루어지고, 측정된 높이만큼 정확하게 와이어를 지면 방향으로 내리거나 거두는 과정이 요구된다.However, if the drone is remotely controlled, the cargo must be lifted remotely. In this case, for a safe lift, an accurate height measurement between the drone and the ground is made, and the process of lowering or collecting the wire to the ground direction exactly as much as the measured height is required. do.
이에 본 발명은 드론과 지면 사이의 수직길이를 측정하고, 측정된 수직길이만큼 와이어를 권취 및 권취 해제하여 지면에 놓인 화물을 와이어와 결합시켜 드론 하부로 리프트시키거나 또는 드론에 결합된 화물을 지면에 놓이도록 하는 화물수송 드론용 윈치 시스템 및 이의 운용방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention measures the vertical length between the drone and the ground, winds up and unwinds the wire as much as the measured vertical length, combines the cargo placed on the ground with the wire, and lifts it to the bottom of the drone or lifts the cargo coupled to the drone on the ground An object of the present invention is to provide a winch system for a cargo transport drone and an operating method thereof.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 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 that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 화물을 드론에 고정하여 수송하기 위한 화물수송 드론용 윈치 시스템에 있어서, 외측에 프로펠러가 결합되며, 내부에 공간에 형성되는 드론 본체와, 일부분은 상기 드론 본체 내부에 배치되고, 타부분은 상기 드론 본체 외부에 배치되며, 타부분의 단부에 상기 화물이 결합되는 와이어와, 상기 드론 본체 내측에 배치되며, 회전방향에 따라 상기 와이어를 권취 및 권취해제하는 와이어 드럼유닛와, 상기 드론 본체에 결합되어, 상기 드론 본체와 지면 사이의 수직길이를 측정하는 높이검출센서와, 상기 와이어 드럼유닛을 회전구동시켜 상기 수직길이만큼 상기 와이어를 권취 또는 권취 해제시키는 감속모터 액츄에이터와, 상기 화물에 부착되어 상기 화물과 상기 지면 사이의 실시간 수직길이를 측정하는 지면인지센서와, 상기 높이검출센서, 상기 감속모터 엑츄에이터 및 상기 지면인지센서를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 지면인지센서에서 센싱한 상기 화물과 상기 지면 사이의 실시간 수직길이만큼 상기 와이어가 권취 또는 권취해제되도록 와이어의 하강길이를 재설정하는 것을 특징으로 하는 화물수송 드론용 윈치 시스템을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a winch system for a cargo transport drone for transporting a cargo by fixing it to a drone, a propeller is coupled to the outside, a drone body formed in a space inside, and a part of the drone It is disposed inside the main body, the other part is disposed outside the drone body, the wire to which the cargo is coupled to the end of the other part, is disposed inside the drone body, and winding and unwinding the wire according to the rotation direction A wire drum unit, a height detection sensor coupled to the drone body to measure a vertical length between the drone body and the ground, and a reduction motor for rotating or driving the wire drum unit to wind or unwind the wire by the vertical length An actuator, a ground recognition sensor attached to the cargo to measure a real-time vertical length between the cargo and the ground, and a controller for controlling the height detection sensor, the deceleration motor actuator and the ground recognition sensor, the controller comprising: provides a winch system for a cargo transport drone, characterized in that the lowering length of the wire is reset so that the wire is wound or unwound by the real-time vertical length between the cargo and the ground sensed by the ground recognition sensor.
여기서, 상기 드론 본체의 이동시 상기 와이어 드럼유닛이 회전하는 것을 방지하도록 상기 와이어 드럼유닛을 고정시키는 안전잠금부와, 상기 안전잠금부의 상기 와이어 드럼유닛의 고정 여부를 센싱하는 안전잠금 감지센서를 더 포함할 수 있다.Here, a safety lock unit for fixing the wire drum unit to prevent the wire drum unit from rotating when the drone body is moved, and a safety lock detection sensor for sensing whether the wire drum unit is fixed with the safety lock unit. can do.
또한, 상기 와이어 드럼유닛은 상기 드론 본체 내부에 배치되며, 내부에 공간이 형성되는 드럼 하우징과, 상기 드럼 하우징 내부에 배치되며, 원판형상으로 형성되고, 정방향 또는 역방향으로 회전하여 외주면에 상기 와이어가 권취 및 권취해제되는 와이어 드럼과, 상기 와이어 드럼 하부에 배치되어 상기 와이어의 꼬임을 방지하는 엉킴방지 가이드를 포함할 수 있다.In addition, the wire drum unit is disposed inside the drone body, a drum housing having a space therein, is disposed inside the drum housing, is formed in a disk shape, and rotates in the forward or reverse direction so that the wire is on the outer peripheral surface. It may include a wire drum that is wound and unwound, and an anti-tangle guide disposed under the wire drum to prevent twisting of the wire.
또한, 본 발명은 화물을 드론에 고정하여 수송하기 위한 화물수송 드론용 윈치 시스템의 운용방법에 있어서, 높이검출센서가 드론 본체와 지면 사이의 수직길이를 측정하는 높이검출단계와, 상기 드론 본체 내부에 수용되는 와이어 드럼유닛에 권취된 와이어를 상기 수직길이만큼 권취해제하여 지면으로 하강시키는 와이어권취 해제단계와, 상기 와이어 단부에 결합된 화물을 결합해제시키거나 또는 상기 와이어 단부에 화물을 결합시키는 화물 결합/해제단계를 포함하되, 상기 와이어권취 해제단계는 상기 수직길이와 부합되는 길이로 상기 와이어가 지면으로 하강하도록 와이어 하강길이를 설정하는 와이어 하강길이 설정단계와, 상기 와이어 드럼유닛이 회전하여 상기 와이어를 하강시키는 와이어 하강단계를 포함하고, 상기 와이어 하강단계는 상기 와이어가 권취해제되어 와이어의 단부가 상기 지면 방향으로 이동하는 제1 하강단계와, 상기 화물에 부착된 지면인지센서가 상기 화물과 상기 지면 사이의 실시간 수직길이를 측정하는 지면인식단계와, 상기 지면인식단계에서 센싱한 상기 실시간 수직길이를 기준으로 상기 와이어 하강길이를 재설정하는 와이어 하강길이 재설정단계와, 상기 와이어 하강길이 재설정단계에서 재설정된 상기 와이어 하강길이만큼 상기 와이어가 권취해제되는 제2 하강단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화물수송 드론용 윈치 시스템의 운용방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for operating a winch system for a cargo transport drone for transporting cargo by fixing it to a drone, the height detection step of which a height detection sensor measures a vertical length between the drone body and the ground, and the inside of the drone body A wire unwinding step of unwinding the wire wound on the wire drum unit accommodated in the vertical length by the vertical length and lowering it to the ground; Including a coupling/unlocking step, wherein the wire winding release step includes a wire descending length setting step of setting a wire descending length so that the wire descends to the ground to a length that matches the vertical length, and the wire drum unit is rotated to rotate the A wire lowering step of lowering the wire, wherein the wire lowering step is a first lowering step in which the wire is unwound and the end of the wire moves in the direction of the ground; A ground recognition step of measuring the real-time vertical length between the ground surfaces, a wire descending length resetting step of resetting the wire descending length based on the real-time vertical length sensed in the ground recognition step, and the wire descending length resetting step It provides a method of operating a winch system for a cargo transport drone, characterized in that it comprises a second descending step in which the wire is unwound by the reset wire descending length.
본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템 및 이의 운용방법은 다음과 같은 효과가 있다.A winch system for a cargo transport drone and an operating method thereof according to the present invention have the following effects.
첫째, 드론과 지면 사이의 수직길이를 측정하고, 측정된 수직길이만큼 정확하게 와이어를 권취 및 권취 해제함으로써 자동 및 원격으로 지면에 놓인 화물을 와이어와 결합시켜 화물을 드론 하부로 리프트시키거나 또는 드론 하부에 결합된 화물을 지면에 놓이도록 할 수 있는 이점이 있다.First, by measuring the vertical length between the drone and the ground, and winding and unwinding the wire exactly as much as the measured vertical length, it automatically and remotely combines the cargo on the ground with the wire to lift the cargo to the bottom of the drone or the bottom of the drone There is an advantage to be able to put the cargo bound to the ground.
둘째, 감속모터 액츄에이터를 사용하여 와이어 드럼을 회전시켜 안정적인 속도르 와이어를 권취 및 권취 해제함으로써 안정적인 속도로 화물을 상승 및 하강시킬 수 있는 이점이 있다.Second, there is an advantage in that the load can be raised and lowered at a stable speed by rotating the wire drum using a reduction motor actuator to wind and unwind the wire at a stable speed.
셋째, 드론 본체가 이동될 때, 와이어를 와이어 드럼에 권취시켜 화물이 드론 본체 하부에 부착된 상태를 유지하게 함으로써, 드론 본체의 이동시, 드론 본체의 이동속도 및 바람 등의 외력에 의해 화물이 흔들려 드론 본체의 주행을 방해하는 힘을 가하지 않게 됨으로써 안정적인 드론 본체의 주행이 가능해지는 이점이 있다.Third, when the drone body is moved, the wire is wound on the wire drum to keep the cargo attached to the lower part of the drone body. There is an advantage in that stable driving of the drone body is possible by not applying a force that interferes with the driving of the drone body.
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 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템에서 측정된 높이만큼 정확하게 와이어를 권취하여 지면에 놓인 화물을 와이어와 결합시켜 화물을 드론 하부로 리프트시킨 구동예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템에서 측정된 높이만큼 정확하게 와이어를 권취해제하여 드론 하부에 결합된 화물을 지면에 놓이도록 구동된 상태의 구동예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템의 와이어 드럼유닛, 와이어, 화물고정후크, 지지프레임, 위치센싱모듈, 높이검출센서, 안전잠금부, 안전잠금 감지센서, 회전수 감지센서, 지면인지센서 및 본체 안테나의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템의 와이어 드럼유닛, 와이어, 화물고정후크, 지지프레임, 위치센싱모듈, 안전잠금부, 제어부, 화물고정용 브라켓, 지면인지센서 및 본체 안테나의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템의 와이어 드럼유닛의 상세 구성과 와이어 및 화물고정후크의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템의 와이어 드럼유닛, 지지프레임, 와이어 및 화물고정후크의 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템의 와이어 드럼유닛, 감속모터 액츄에이터, 화물고정용 브라켓의 상세구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템의 운용방법의 단계를 도시한 도면이다.1 is a view showing a driving example of lifting the cargo to the lower part of the drone by winding the wire exactly as much as the height measured in the winch system for a cargo transport drone according to the present invention and combining the wire with the cargo placed on the ground.
2 is a view showing an example of driving in a state in which the wire is accurately unwound as much as the height measured in the winch system for a cargo transport drone according to the present invention and the cargo coupled to the lower part of the drone is driven to be placed on the ground.
3 is a wire drum unit, a wire, a cargo fixing hook, a support frame, a position sensing module, a height detection sensor, a safety lock unit, a safety lock detection sensor, a rotation speed detection sensor, and the ground of the winch system for a cargo transport drone according to the present invention. It is a diagram showing the configuration of the recognition sensor and the main body antenna.
4 is a wire drum unit, a wire, a cargo fixing hook, a support frame, a position sensing module, a safety lock, a control unit, a cargo fixing bracket, a ground recognition sensor and a main body antenna of the winch system for a cargo transport drone according to the present invention is a diagram showing
5 is a view showing the detailed configuration of the wire drum unit of the winch system for a cargo transport drone according to the present invention and the configuration of the wire and the cargo fixing hook.
6 is a view showing the configuration of a wire drum unit, a support frame, a wire and a cargo fixing hook of the winch system for a cargo transport drone according to the present invention.
7 is a view showing the detailed configuration of a wire drum unit, a reduction motor actuator, and a bracket for fixing a cargo of a winch system for a cargo transport drone according to the present invention.
8 is a view showing the steps of the operating method of the winch system for a cargo transport drone according to 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.
어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 또는 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들도 마찬가지로 해석되어야 한다. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there is no other element in the middle. Other expressions for describing the relationship between components should be interpreted similarly.
본 명세서에서 사용되는 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. does not
본 명세서에서 사용되는 일면, 타면, 상단, 하단, 상면, 하면, 상부, 하부 등의 용어는 구성 요소들에 있어서 상대적이 위치를 구별하기 위해 사용된다.As used herein, terms such as one surface, another surface, top, bottom, top, bottom, upper, lower, etc. are used to distinguish relative positions in the components.
도 1은 본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템에서 측정된 높이만큼 정확하게 와이어(W)를 권취하여 지면에 놓인 화물(C)을 와이어(W)와 결합시켜 화물(C)을 드론 하부로 리프트시킨 구동예를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템에서 측정된 높이만큼 정확하게 와이어(W)를 권취해제하여 드론 하부에 결합된 화물(C)을 지면에 놓이도록 구동된 상태의 구동예를 도시한 도면으로, 도 1 및 도 2와 함께 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템을 설명하면 다음과 같다.1 is a winch system for a cargo transport drone according to the present invention by winding the wire (W) exactly as much as the height measured, and combining the cargo (C) placed on the ground with the wire (W) to lift the cargo (C) to the lower part of the drone. It is a view showing an example of the driving method, and FIG. 2 is to unwind the wire (W) exactly as high as the height measured in the winch system for a cargo transport drone according to the present invention to place the cargo (C) coupled to the lower part of the drone on the ground As a drawing showing a driving example in a driven state, a winch system for a cargo transport drone according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 7 along with FIGS. 1 and 2 .
본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템은 드론 본체(1000), 와이어 드럼유닛(500), 와이어(W), 화물고정후크(100), 지지프레임(800), 위치센싱모듈(S3), 높이검출센서(S4), 제어부(200), 안전잠금부(300), 안전잠금 감지센서(S2), 감속모터 액츄에이터(600), 회전수 감지센서(S1), 지면인지센서(S5), 본체 인터페이스 안테나(400) 및 화물고정용 브라켓(700)을 포함한다.The winch system for a cargo transport drone according to the present invention is a
상기 드론 본체(1000)는 외측에 프로펠러가 결합되어 목적지로 주행하며, 내부에 공간이 형성된다.The
상기 드론 본체(1000)의 하부에는 후술하는 와이어(W) 본체가 관통이동하는 와이어(W) 관통홀(미도시)이 형성되며, 또한, 후술하는 화물고정용 브라켓(700)이 삽입되는 제1 브라켓 삽입홀(미도시)이 형성된다.A wire (W) through hole (not shown) through which a wire (W) body to be described later moves through is formed in the lower portion of the
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 와이어 드럼유닛(500)은 상기 드론 본체(1000) 내부에 형성된 공간에 배치되며, 구체적으로 상기 와이어 드럼유닛(500)은 드럼 하우징(510), 와이어 드럼(520) 및 엉킴방지 가이드(530)를 포함하며, 이를 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.3 and 4, the
상기 드럼 하우징(510)은 상기 드론 본체(1000) 내부에 배치되며, 상기 드럼 하우징(510) 내부에는 상기 와이어 드럼(520)이 삽입되도록 공간이 형성된다. 이때, 상기 와이어 드럼(520)의 외주면과 서로 마주보는 상기 드럼 하우징(510)의 내측면은 서로 이격되어 배치되되, 상기 드럼 하우징(510)의 내측면은 상기 와이어 드럼(520)에 권취된 상기 와이어(W)가 상기 드럼 하우징(510) 외측으로 이탈하는 것을 방지한다.The
상기 와이어 드럼(520)은 상기 드럼 하우징(510) 내부에 배치치되며, 원판형상으로 형성되고, 상기 드럼 하우징(510)의 중심부와 연결되어 상기 드럼 하우징(510)의 중심부를 기준으로 정방향 및 역방향으로 회전한다.The
상기 엉킴방지 가이드(530)는 상기 와이어 드럼(520)의 하부에 배치되어, 상기 와이어 드럼(520)에 상기 와이어(W)가 권취 및 권취해제될 때, 상기 와이어(W)가 꼬이는 것을 방지한다.The
상기 와이어(W)는 일부분은 상기 드론 본체(1000) 내부에 배치되고 타부분은 상기 드론 본체(1000) 외부에 배치된다. 즉, 상기 와이어(W)의 일부분은 상기 드럼 하우징(510) 내측에 삽입되어 상기 와이어(W)의 일부분의 단부가 상기 와이어 드럼(520)에 결합되고, 상기 와이어 드럼(520)의 회전방향에 따라 상기 와이어 드럼(520)에 권취 및 권취해제된다.A part of the wire W is disposed inside the
상기 와이어(W)의 타부분은 상기 와이어(W) 관통홀을 관통하여 상기 드론 본체(1000)의 외부에 배치되며, 상기 와이어(W) 타부분의 단부에 상기 드론 본체(1000)가 이송하는 화물(C)과 결합된다.The other part of the wire (W) passes through the wire (W) through hole and is disposed outside the
상기 지지프레임(800)은 상기 드론 본체(1000) 내부에 배치되되, 상기 와이어 드럼유닛(500) 하부에 배치되어 상기 와이어 드럼유닛(500)을 상기 드론 본체(1000)에 고정시킨다. 또한, 상기 지지프레임(800)의 하면 중 제1 브라켓 삽입홀과 대응되는 영역에 제2 브라켓 삽입홀(810)이 형성되며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.The
상기 화물고정후크(100)는 상기 와이어(W) 타단부의 단부에 결합되어, 후술하는 화물고정용 브라켓(700)과 결합함으로써 화물(C)과 상기 와이어(W)를 결합시킨다.The cargo fixing hook 100 is coupled to the end of the other end of the wire (W), and combines the cargo (C) and the wire (W) by coupling with a
상기 화물고정용 브라켓(700)은 상기 화물(C)의 상면에 결합되어, 상기 화물(C)이 상기 와이어(W)에 결합되도록 하며, 구체적으로 상기 화물고정용 브라켓(700)은 화물결합 플레이트(710), 후크결합고리(720) 및 본체 삽입돌기(730)를 포함한다.The
상기 화물결합 플레이트(710)는 하부가 상기 화물(C)과 결합되며, 상기 후크결합고리(720)는 상기 화물결합 플레이트(710)의 상면 중심부로부터 돌출형성되되, 고리형상으로 형성되어, 상기 화물고정후크(100)가 관통되어 결합될 수 있도록 한다. The
상기 본체 삽입돌기(730)는 상기 화물결합 플레이트(710)의 상면 측부로부터 돌출형성되며, 상기 드론 본체(1000)의 주행시, 상기 화물(C)이 상기 드론 본체(1000) 하부에 접촉된 상태일 때, 상기 본체 삽입돌기(730)는 상기 제2 브라켓 삽입홀(810)과 상기 제1 브라켓 삽입홀에 삽입되어 상기 지지프레임(800)과 결합됨으로써 상기 화물결합 플레이트(710) 하부에 결합된 상기 화물(C)이 상기 드론 본체(1000) 하부에 고정될 수 있도록 한다.The main
상기 위치센싱모듈(S3)은 상기 드론 본체(1000)에 결합되며, 고도센서 및 GPS를 포함한다. 상기 위치센싱모듈(S3)은 상기 드론 본체(1000)의 해발고도 및 위치, 즉 위도와 경도를 측정하여, 상기 드론 본체(1000)가 화물(C)을 이송하기 위한 이송장소 또는 화물(C)을 픽업하기 위한 픽업장소에 도착했는지 여부를 판단할 수 있도록 한다.The position sensing module S3 is coupled to the
상기 높이검출센서(S4)는 상기 드론 본체(1000)에 결합되며, 상기 드론 본체(1000)와 상기 지면 사이의 수직길이를 측정한다. 이때, 상기 높이검출센서(S4)는 라이다 센서, 레이저 센서 또는 카메라 센서로 구성될 수 있으며, 수직길이를 검출할 수 있는 센서로 대체 가능하다.The height detection sensor S4 is coupled to the drone
상기 안전잠금부(300)는 상기 드럼 하우징(510) 내측에 배치되어, 리니어 샤프트 및 액츄에이터로 구성되어, 상기 드론 본체(1000)의 이동시 상기 와이어 드럼(520)이 회전하는 것을 방지하도록 상기 와이어 드럼(520)을 고정시킨다.The
이후, 상기 제어부에 제어에 따라 상기 안전잠금부(300)가 상기 와이어 드럼(520)을 고정시키는 것을 해제하고, 이후, 상기 안전잠금 감지센서(S2)가 상기 안전잠금부(300)의 상기 와이어 드럼 고정 여부를 센싱하여, 상기 제어부(200)로 전달하며, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.Thereafter, the
상기 감속모터 액츄에이터(600)는 상기 와이어 드럼(520)과 연결되어, 상기 와이어 드럼(520)을 정방향 및 역방향으로 회전시켜 상기 와이어 드럼(520)에 상기 와이어(W)를 권취 및 권취해제시킨다.The
상기 감속모터 액츄에이터(600)는 상기 제어부(200)의 제어에 의해 구동되며, 상기 와이어(W)를 상기 수직길이만큼 권취하거나 또는 권취해제하며, 이에 대한 상세한 설명은 제어부(200)의 설명에서 후술하도록 한다.The
상기 회전수 감지센서(S1)는 상기 엔코더 또는 포텐셔미터로 구성되어, 상기 와이어 드럼(520)의 회전수를 감지하고, 감지된 회전수를 상기 제어부(200)에 전달함으로써 상기 감속모터 액츄에이터(600)가 상기 수직길이만큼 상기 와이어 드럼(520)이 회전하는 것을 제아할 수 있도록 한다.The rotation speed detection sensor (S1) is composed of the encoder or potentiometer, detects the rotation speed of the
상기 지면인지센서(S5)는 상기 화물(C)에 부착되어 상기 화물(C)과 상기 지면 사이의 실시간 수직길이를 측정하며, 상기 본체 인터페이스 안테나(400)와 후술하는 상기 제어부(200)의 통신부의 통신을 통해 상기 실시간 수직길이를 상기 제어부(200)에 전달한다.The ground recognition sensor (S5) is attached to the cargo (C) to measure the real-time vertical length between the cargo (C) and the ground, and the communication unit of the main
상기 제어부(200)는 상기 위치센싱모듈(S3), 상기 높이검출센서(S4), 상기 감속모터 액츄에이터(600), 상기 안전잠금부(300), 상기 안전잠금 감지센서(S2), 상기 회전수 감지센서(S1), 상기 지면인지센서(S5)를 제어하며, 구체적으로 상기 제어부(200)는 통신부(미도시) 및 제어명령 생성부(미도시)를 포함한다.The
상기 통신부는 상기 위치센싱모듈(S3), 상기 높이검출센서(S4), 상기 감속모터 액츄에이터(600), 상기 안전잠금부(300), 상기 안전잠금 감지센서(S2), 상기 회전수 감지센서(S1), 상기 지면인지센서(S5)와 통신하여 상술한 각 구성의 상태를 전달받는다.The communication unit is the position sensing module (S3), the height detection sensor (S4), the
상기 제어명령 생성부는 상기 통신부로부터 전달받은 상태를 기반으로 상기 와이어(W)를 권취 및 권취해제하기 위한 여러 명령들을 생성하며, 상기 제어명령 생성부에서 생성하는 명령의 예시들은 다음과 같다. The control command generation unit generates various commands for winding and unwinding the wire W based on the state received from the communication unit, and examples of the commands generated by the control command generation unit are as follows.
상기 제어부(200)는 상기 위치센싱모듈(S3)에서 센싱한 드론 본체(1000)의 해발 고도 및 위치를 기반으로 상기 드론 본체(1000)가 이송장소 또는 픽업장소에 도착했는지 여부를 상기 통신부를 통해 전달받으면, 상기 제어명령 생성부가 수직길이 측정명령을 생성하여 상기 높이검출센서(S4)로 전달함으로써 상기 높이검출센서(S4)가 상기 수직길이를 측정하도록 한다.The
이후, 상기 제어부(200)는 상기 수직길이와 부합되는 길이로 상기 와이어(W)가 지면으로 하강하도록 와이어 하강길이를 설정하고, 상기 와이어 하강길이와 대응되는 상기 와이어 드럼(520)의 회전 수를 계산하여 와이어 드럼 회전명령을 생성하여 상기 감속모터 액츄에이터(600)에 전달함으로써 상기 와이어 드럼(520)을 회전시킨다.Thereafter, the
상기 와이어 드럼(520)을 회전시키기 전에, 상기 제어명령 생성부는 상기 와이어 드럼(520)을 고정시킨 상기 안전잠금부(300)의 해제를 위하여, 고정해제 명령생성하여 상기 안전잠금부(300)에 전달함으로써 상기 리니어샤프트 및 액츄에이터가 구동되어 상기 안전잠금부(300)가 상기 와이어 드럼(520)의 고정을 해제시킨다.Before rotating the
상기 안전잠금 감지센서(S2)는 상술한 바와 같이 상기 안전잠금부(300)의 상기 와이어 드럼 고정 여부를 센싱하여, 상기 제어부(200)로 전달하고, 상기 제어부(200)에서 상기 와이어 드럼 고정이 해제된 상태를 전달받으면, 그 후에 상기 와이어 드럼 회전명령을 생성하는 것이 바람직하다.The safety lock detection sensor (S2) senses whether the wire drum is fixed by the
이후, 상기 제어부(200)는 상기 회전수 감지센서(S1)를 통해 상기 와이어 드럼(520)의 회전구동, 회전방향 및 회전수를 전달받으며, 동시에 상기 지면인지센서(S5)를 통해 상기 화물(C)과 상기 지면 사이의 길이인 실시간 수직길이를 전달받는다.Thereafter, the
예를 들어, 상기 와이어 하강길이만큼 상기 와이어(W)가 권취해제되기 이전에 상기 지면인지센서(S5)가 상기 화물(C)과 상기 지면 사이의 길이인 실시간 수직길이를 0으로 판단한 경우, 상기 제어명령 생성부는 와이어 구동정지 명령을 생성하여 상기 감속모터 액츄에이터(600)를 정지시킴으로써 상기 화물(C)이 상기 지면과 충돌하면서 접촉되지 않도록 한다.For example, when the ground recognition sensor S5 determines that the real-time vertical length, which is the length between the cargo C and the ground, is 0 before the wire W is unwound by the wire descending length, the The control command generator generates a wire drive stop command to stop the
또는, 상기 와이어 하강길이 만큼 상기 와이어(W)의 권취해제가 완료된 상태에서, 상기 지면인지센서(S5)가 센싱한 상기 화물(C)과 상기 지면사이의 길이인 실시간 수직길이가 0을 초과한 경우, 즉 상기 화물(C)이 상기 지면상에 놓이지 않고 일정간격 이격되어 지면으로부터 떠있다고 판단한 경우, 상기 제어부(200)는 상기 지면인지센서(S5)에서 센싱한 상기 화물(C)과 상기 지면사이의 길이인 실시간 수직길이만큼 상기 와이어(W)가 권취 해제되도록 추가 와이어 드럼 회전명령을 생성하여 상기 감속모터 엑츄에이터에 전달하고, 상기 와이어 드럼(520)이 회전하도록 함으로써 상기 화물(C)이 지면에 도달하여 접촉할 수 있도록 한다.Or, in the state in which the unwinding of the wire (W) is completed by the wire descending length, the real-time vertical length that is the length between the cargo (C) and the ground sensed by the ground recognition sensor (S5) exceeds 0 In other words, when it is determined that the cargo (C) is not placed on the ground and floats from the ground at a predetermined interval, the
즉, 상기 감속모터 액츄에이터(600)가 상기 와이어 하강길이만큼 상기 와이어 드럼(520)을 회전시키는 동작 중에, 상기 지면인지센서(S5)를 통해 상기 화물(C)과 상기 지면 사이의 실시간 수직길이를 전달받아 상기 화물(C)이 지면에 접촉된 상태인지를 더블체크 함으로써 안전하게 상기 화물(C)의 이송을 완료할 수 있도록 한다.That is, during the operation of the
도 8은 상술한 본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템을 운용하는 화물수송 드론용 윈치 시스템의 운용방법의 단계를 설명하기 위한 도면이며, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템의 운용방법은 이송위치 검출단계(S100), 높이검출단계(S200), 와이어권취 해제단계(S300), 화물 결합/해제단계(S400) 및 와이어권취 단계(S500)를 포함한다.8 is a view for explaining the steps of a method of operating a winch system for a cargo transport drone operating the winch system for a cargo transport drone according to the present invention described above, and as shown in FIG. 8, cargo transport according to the present invention The operating method of the winch system for a drone includes a transfer position detection step (S100), a height detection step (S200), a wire winding release step (S300), a cargo coupling/unlocking step (S400) and a wire winding step (S500).
상기 이송위치 검출단계(S100)에서는 상기 위치센싱모듈(S3)이 상기 드론 본체(1000)의 해발고도 및 위치, 즉 위도와 경도를 측정하여, 상기 드론 본체(1000)가 화물(C)을 이송하기 위한 이송장소 또는 화물(C)을 픽업하기 위한 픽업장소에 도착했는지 여부를 판단한다.In the transfer position detection step (S100), the position sensing module (S3) measures the altitude and position, that is, latitude and longitude, of the drone
상기 높이검출단계(S200)에서는 상기 높이검출센서(S4)가 상기 드론 본체(1000)와 상기 지면 사이의 수직길이를 측정한다. In the height detection step (S200), the height detection sensor (S4) measures the vertical length between the
상기 와이어권취 해제단계(S300)에서는 상기 드론 본체(1000) 내부에 수용되는 와이어 드럼(520)에 권취된 와이어(W)를 상기 수직길이만큼 권취해제하여 지면으로 하강시키며, 구체적으로 상기 와이어권취 해제단계(S300)는 와이어 하강길이 설정단계, 와이어 드럼고정 해제단계, 와이어 하강단계를 포함한다.In the wire unwinding step (S300), the wire (W) wound on the
상기 와이어 하강길이 설정단계에서는 상기 수직길이와 부합되는 길이로 상기 와이어(W)가 지면으로 하강하도록 상기 와이어 하강길이를 설정한다.In the wire descending length setting step, the wire descending length is set so that the wire W descends to the ground with a length corresponding to the vertical length.
상기 와이어 드럼고정 해제단계에서는 상기 와이어 드럼(520)을 고정시킨 상기 안전잠금부(300)의 고정을 해제하며, 상기 와이어 드럼고정 해제단계는 고정해제단계 및 고정여부 확인단계를 포함한다.In the wire drum fixing release step, the
상기 고정해제단계에서는 상기 제어명령 생성부가 상기 와이어 드럼(520)을 고정시킨 상기 안전잠금부(300)의 해제를 위하여, 고정해제 명령생성하여 상기 안전잠금부(300)에 전달함으로써 상기 리니어샤프트 액츄에이터가 구동되어 상기 안전잠금부(300)가 상기 와이어 드럼(520)의 고정을 해제시킨다.In the unlocking step, the control command generating unit generates a lock release command to release the
상기 고정여부 확인단계에서 상기 안전잠금 감지센서(S2)는 상술한 바와 같이 상기 안전잠금부(300)의 상기 와이어 드럼 고정 여부를 센싱한다.In the fixing or not checking step, the safety lock detection sensor S2 senses whether the wire drum is fixed by the
상기 고정여부 확인단계에서 상기 안전잠금 감지센서(S2)가 상기 안전잠금부(300)와 상기 와이어 드럼(520)의 고정이 해제됐다고 판단한 경우, 상기 와이어 하강단계에서는 상기 제어명령 생성부가 상기 와이어 드럼 회전명령을 생성하여 상기 감속모터 액츄에이터(600)에 전달함으로써 상기 감속모터 액츄에이터(600)가 상기 와이어 드럼(520)을 회전시킨다.When the safety lock detection sensor (S2) determines that the fixing of the
구체적으로 상기 와이어 하강단계는 제1 하강단계, 지면인식단계, 와이어 하강길이 재설정단계, 제2 하강단계를 포함한다.Specifically, the wire descending step includes a first descending step, a ground recognition step, a wire descending length resetting step, and a second descending step.
상기 제1 하강단계는 상기 감속모터 액츄에이터(600)가 구동되어 상기 와이어 드럼(520)을 정방향으로 회전시켜 상기 와이어(W)의 단부를 지면 방향으로 이동시키며, 상기 제어부(200)는 상기 회전수 감지센서(S1)를 통해 상기 와이어 드럼(520)의 회전구동 및 회전수를 전달받는다.In the first lowering step, the
이때, 상기 지면인식단계는 상기 제1 하강단계와 동시에 진행되며, 상기 지면인식단계에서는 상기 지면인지센서(S5)를 통해 측정된 상기 화물(C)과 상기 지면 사이의 실시간 수직길이를 전달받는다.At this time, the ground recognition step proceeds simultaneously with the first descending step, and in the ground recognition step, the real-time vertical length between the cargo C and the ground measured through the ground recognition sensor S5 is transmitted.
상기 와이어 하강길이 재설정단계에서는 상기 지면인식단계에서 센싱한 상기 실시간 수직길이를 기준으로 상기 와이어 하강길이를 재설정한다.In the wire descending length resetting step, the wire descending length is reset based on the real-time vertical length sensed in the ground recognition step.
예를 들어, 상기 와이어 하강길이만큼 상기 와이어(W)가 권취해제되기 이전에 상기 지면인지센서(S5)가 상기 화물(C)과 상기 지면 사이의 길이인 실시간 수직길이를 0으로 판단한 경우, 상기 제어명령 생성부는 와이어 구동정지 명령을 생성하여 상기 감속모터 액츄에이터(600)를 정지시킴으로써 상기 화물(C)이 상기 지면과 충돌하면서 접촉되지 않도록 한다. 이때, 상기 제2 하강단계는 수행되지 않는다.For example, when the ground recognition sensor S5 determines that the real-time vertical length, which is the length between the cargo C and the ground, is 0 before the wire W is unwound by the wire descending length, the The control command generator generates a wire drive stop command to stop the
또는, 상기 와이어 하강길이 만큼 상기 와이어(W)의 권취해제가 완료된 상태에서, 상기 지면인지센서(S5)가 센싱한 상기 화물(C)과 상기 지면사이의 길이인 실시간 수직길이가 0을 초과한 경우, 즉 상기 화물(C)이 상기 지면상에 놓이지 않고 일정간격 이격되어 지면으로부터 떠있다고 판단한 경우, 상기 제어부(200)는 상기 지면인지센서(S5)에서 센싱한 상기 화물(C)과 상기 지면사이의 실시간 수직길이만큼 상기 와이어(W)가 권취 해제되도록 추가 와이어 드럼 회전명령을 생성한다.Or, in the state in which the unwinding of the wire (W) is completed by the wire descending length, the real-time vertical length that is the length between the cargo (C) and the ground sensed by the ground recognition sensor (S5) exceeds 0 In other words, when it is determined that the cargo (C) is not placed on the ground and floats from the ground at a predetermined interval, the
이후, 상기 제2 하강단계에서 상기 추가 와이어 드럼 회전명령을 상기 감속모터 엑츄에이터에 전달하며, 상기 와이어 드럼(520)을 추가구동하여 상기 실시간 수직길이만큼 상기 와이어(W)를 권취해제함으로써 상기 화물(C)이 지면에 도달하여 접촉할 수 있도록 한다.Thereafter, in the second lowering step, the additional wire drum rotation command is transmitted to the reduction motor actuator, and the
상기 화물 결합/해제단계(S400)에서는 상기 화물고정용 브라켓(700)에 결합된 화물고정후크(100)를 결합해제하여, 상기 드론 본체(1000)로부터 상기 화물(C)을 이격시키거나 또는 상기 화물고정용 브라켓(700)에 화물고정후크(100)를 결합시켜 상기 드론 본체(1000)에 상기 화물(C)을 결합시킨다.In the cargo coupling/unlocking step (S400), the cargo fixing hook 100 coupled to the
이후, 상기 와이어권취 단계(S500)에서는 상기 와이어 드럼(520)을 역방향으로 회전시켜 상기 와이어(W)를 상기 와이어 드럼(520)에 권취하며, 이때, 상기 와이어 드럼(520)의 회전수는 상기 와이어 하강단계에서 회전한 상기 와이어 드럼(520) 회전수와 대응된다.Thereafter, in the wire winding step (S500), the
이 외, 본 발명에 따른 화물수송 드론용 윈치 시스템의 운용방법의 설명은 상술한 화물수송 드론용 윈치 시스템 및 이의 운용방법의 상세 설명과 대응되므로, 이에 대한 설명은 생략한다.In addition, the description of the operating method of the winch system for the cargo transport drone according to the present invention corresponds to the detailed description of the winch system for the cargo transport drone and the operating method thereof, and thus the description thereof will be omitted.
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 변형실시예들은 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 modified embodiments should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.
W: 와이어
S1: 회전수 감지센서
S2: 안전잠금 감지센서
S3: 위치센싱모듈
S4: 높이검출센서
S5: 지면인지센서
100: 화물고정후크
200: 제어부
300: 안전잠금부
400: 본체 인터페이스 안테나
500: 와이어 드럼유닛
510: 드럼 하우징
520: 와이어 드럼
530: 엉킴방지 가이드
600: 감속모터 액츄에이터
700: 화물고정용 브라켓
710: 화물결합 플레이트
720: 후크결합고리
730: 본체 삽입돌기
800: 지지프레임
810: 제2 브라켓 삽입홀
1000: 드론 본체W: wire
S1: rotation speed sensor
S2: Safety lock detection sensor
S3: Position sensing module
S4: height detection sensor
S5: Ground Recognition Sensor
100: cargo fixing hook
200: control unit
300: safety lock
400: body interface antenna
500: wire drum unit
510: drum housing
520: wire drum
530: anti-tangle guide
600: reduction motor actuator
700: bracket for fixing cargo
710: cargo binding plate
720: hook coupling ring
730: body insertion protrusion
800: support frame
810: second bracket insertion hole
1000: drone body
Claims (4)
외측에 프로펠러가 결합되며, 내부에 공간에 형성되는 드론 본체;
일부분은 상기 드론 본체 내부에 배치되고, 타부분은 상기 드론 본체 외부에 배치되며, 타부분의 단부에 상기 화물이 결합되는 와이어;
상기 드론 본체 내측에 배치되며, 회전방향에 따라 상기 와이어를 권취 및 권취해제하는 와이어 드럼유닛;
상기 드론 본체에 결합되어, 상기 드론 본체와 지면 사이의 수직길이를 측정하는 높이검출센서;
상기 와이어 드럼유닛을 회전구동시켜 상기 수직길이만큼 상기 와이어를 권취 또는 권취 해제시키는 감속모터 액츄에이터;
상기 화물에 부착되어 상기 화물과 상기 지면 사이의 실시간 수직길이를 측정하는 지면인지센서; 및
상기 높이검출센서, 상기 감속모터 액츄에이터 및 상기 지면인지센서를 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는 상기 지면인지센서에서 센싱한 상기 화물과 상기 지면 사이의 실시간 수직길이만큼 상기 와이어가 권취 또는 권취해제되도록 와이어의 하강길이를 재설정하는 것을 특징으로 하는 화물수송 드론용 윈치 시스템.In the winch system for a cargo transport drone for transporting the cargo by fixing it to the drone,
The propeller is coupled to the outside, the drone body is formed in the space inside;
A wire part is disposed inside the drone body, the other part is disposed outside the drone body, and the cargo is coupled to an end of the other part;
a wire drum unit disposed inside the drone body and configured to wind up and unwind the wire according to a rotational direction;
a height detection sensor coupled to the drone body to measure a vertical length between the drone body and the ground;
a reduction motor actuator for rotating or driving the wire drum unit to wind or unwind the wire by the vertical length;
a ground recognition sensor attached to the cargo to measure a real-time vertical length between the cargo and the ground; and
A control unit for controlling the height detection sensor, the deceleration motor actuator, and the ground recognition sensor; includes,
The control unit is a winch system for a cargo transport drone, characterized in that the lowering length of the wire is reset so that the wire is wound or unwound by the real-time vertical length between the cargo and the ground sensed by the ground recognition sensor.
상기 드론 본체의 이동시 상기 와이어 드럼유닛이 회전하는 것을 방지하도록 상기 와이어 드럼유닛을 고정시키는 안전잠금부; 및
상기 안전잠금부의 상기 와이어 드럼유닛의 고정 여부를 센싱하는 안전잠금 감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화물수송 드론용 윈치 시스템.According to claim 1,
a safety lock for fixing the wire drum unit to prevent the wire drum unit from rotating when the drone body is moved; and
The winch system for a cargo transport drone, characterized in that it further comprises a safety lock detection sensor for sensing whether the wire drum unit is fixed in the safety lock part.
상기 와이어 드럼유닛은,
상기 드론 본체 내부에 배치되며, 내부에 공간이 형성되는 드럼 하우징;
상기 드럼 하우징 내부에 배치되며, 원판형상으로 형성되고, 정방향 또는 역방향으로 회전하여 외주면에 상기 와이어가 권취 및 권취해제되는 와이어 드럼;
상기 와이어 드럼 하부에 배치되어 상기 와이어의 꼬임을 방지하는 엉킴방지 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 화물수송 드론용 윈치 시스템.According to claim 1,
The wire drum unit,
a drum housing disposed inside the drone body and having a space therein;
a wire drum disposed inside the drum housing, formed in a disk shape, and rotated in a forward or reverse direction so that the wire is wound and unwound on an outer circumferential surface;
A winch system for a cargo transport drone, comprising an anti-tangle guide disposed under the wire drum to prevent twisting of the wire.
높이검출센서가 드론 본체와 지면 사이의 수직길이를 측정하는 높이검출단계;
상기 드론 본체 내부에 수용되는 와이어 드럼유닛에 권취된 와이어를 상기 수직길이만큼 권취해제하여 지면으로 하강시키는 와이어권취 해제단계; 및
상기 와이어 단부에 결합된 화물을 결합해제시키거나 또는 상기 와이어 단부에 화물을 결합시키는 화물 결합/해제단계를 포함하되,
상기 와이어권취 해제단계는,
상기 수직길이와 부합되는 길이로 상기 와이어가 지면으로 하강하도록 와이어 하강길이를 설정하는 와이어 하강길이 설정단계; 및
상기 와이어 드럼유닛이 회전하여 상기 와이어를 하강시키는 와이어 하강단계를 포함하고,
상기 와이어 하강단계는,
상기 와이어가 권취해제되어 와이어의 단부가 상기 지면 방향으로 이동하는 제1 하강단계;
상기 화물에 부착된 지면인지센서가 상기 화물과 상기 지면 사이의 실시간 수직길이를 측정하는 지면인식단계;
상기 지면인식단계에서 센싱한 상기 실시간 수직길이를 기준으로 상기 와이어 하강길이를 재설정하는 와이어 하강길이 재설정단계; 및
상기 와이어 하강길이 재설정단계에서 재설정된 상기 와이어 하강길이만큼 상기 와이어가 권취해제되는 제2 하강단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화물수송 드론용 윈치 시스템의 운용방법.In the operating method of a winch system for a cargo transport drone for transporting cargo by fixing it to a drone,
a height detection step in which the height detection sensor measures the vertical length between the drone body and the ground;
a wire winding release step of unwinding the wire wound on the wire drum unit accommodated inside the drone body by the vertical length and lowering it to the ground; and
Comprising a cargo coupling / disengaging step of disengaging the cargo coupled to the end of the wire or coupling the cargo to the end of the wire,
The wire unwinding step is,
a wire descending length setting step of setting a wire descending length so that the wire descends to the ground to a length that matches the vertical length; and
and a wire lowering step of lowering the wire by rotating the wire drum unit,
The wire lowering step is,
a first lowering step in which the wire is unwound and the end of the wire is moved toward the ground;
a ground recognition step in which a ground recognition sensor attached to the cargo measures a real-time vertical length between the cargo and the ground;
a wire descending length resetting step of resetting the wire descending length based on the real-time vertical length sensed in the ground recognition step; and
The method of operating a winch system for a cargo transport drone, characterized in that it comprises a second descending step in which the wire is unwound by the wire descending length reset in the wire descending length resetting step.
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