KR102310731B1 - 무인항공기용 측량 카메라 보호장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 비상착륙 또는 추락과 같은 돌발사항 발생 시 카메라를 수납시켜 보호할 수 있게 하는 무인항공기용 측량 카메라 보호장치에 관한 것으로, 측량 카메라 보호장치는, 수평한 평판 형상을 가지면서 상부면이 동체의 하부와 이격되게 배치되되, 후단 측에서 전단 측으로 절개공이 형성되고, 절개공의 양측에는 상부 외측으로 수직하게 연장되게 지지브라켓이 형성된 베이스부재; 양단이 한 쌍의 지지브라켓에 승강 가능하게 지지되고 하부에는 카메라가 장착되는 승강로드와, 승강로드를 승강시키는 승강 액추에이터를 가지는 카메라 승강수단; 및 승강로드의 승강운동에 따라 절개공을 개폐하는 가드프레임과, 가드프레임을 상하방향으로 회전 가능하게 지지하는 고정축을 가지는 카메라 가드수단;을 포함하되, 한 쌍의 지지브라켓에는 승강로드가 지지되는 승강공이 지지브라켓의 전단 하부 측에서 후단 상부 측으로 사선형상, 또는 곡률 형상으로 연장되고, 승강 액추에이터는 절개공에 간섭되지 않으면서 승강로드의 일단 및 타단과 마주하게 베이스부재의 상부면 전단 측에 한 쌍으로 배치되되, 승강 액추에이터는 내부에 실린더실이 마련되면서 일단부가 베이스부재의 상부면 전단 측에 상하로 선회 가능하게 장착되는 액추에이터 바디와, 일단부가 액추에이터 바디의 실린더실 내부에 배치되고 타단부는 액추에이터 바디의 타단부를 통해 노출되어 인접한 승강로드의 단부에 선회가능하게 연결되는 피스톤 로드를 가지며, 고정축은 지지브라켓의 후단 중앙부에 일단 및 타단이 고정 장착되고, 가드프레임은 고정축에 회전 가능하게 끼워지는 원통형상의 회전보스와, 회전보스에서 승강로드의 상부에 걸쳐지게 연장되는 접촉플레이트 및 접촉플레이트와 직각을 이루도록 배치되면서 절개공 측으로 연장되는 가드플레이트를 포함한다.

Description

무인항공기용 측량 카메라 보호장치{CAMERA PROTECTING DEVICE FOR UNMANNED AERIAL VEHICLE}
본 발명은 무인항공기용 측량 카메라 보호장치에 관한 것이다.
국토 및 도시정보의 3차원 공간정보 분석과 의사결정을 위하여 도시의 정밀한 3D 공간정보를 구축하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 지방자치단체에서도 유비쿼터스 기반의 도시 관리를 위한 3차원 도시 구축을 진행하고 있다. 3차원 공간정보는 디지털 항측 카메라, 레이져 스캐너, 다중경사사진촬영시스템등 다양한 기법을 이용하여 구축되고 있으며, 기존 2차원 지도가 가지고 있는 단점을 보완하여 사용자에게 각종 지형공간정보를 정량적ㆍ정성적으로 제공할 수 있기 때문에 관광정보시스템, 도시정보시스템, 네비게이션 시스템, 생활정보 서비스 등 다양한 콘텐츠로 개발되고 있으며 GIS 분석 및 구축된 공간정보를 활용에 중요한 역할을 한다.
또한, 구축된 3D 공간정보는 빈번한 도시 개발로 인한 변화에 적극 대응하여 수시 갱신되어야 하며 갱신이 이루어지기 전까지는 공간정보 관련 서비스의 질은 물론 대민 공간정보 제공의 신뢰도가 저하된다. 그러므로 3D공간정보는 현재 수치지도 갱신과 같이 일정한 기간을 두고 수행되는 일괄갱신 방식보다 변화가 발생한 지역만 수시 갱신할 수 있어야 한다.
지형공간정보를 효율적으로 취득하기 위하여 다양한 관측 센서를 탑재하여 임무를 수행할 수 있는 탑재체(platform)들이 개발되고 있다. 특히, 유인 항공기로 임무를 수행하기 어려운 지역이나 도심지를 관측할 때, 경제성과 비행안정성을 고려하여 무인항공기가 도입되고 있다.
무인항공기는 1950년대 말부터 군사 분야에서 군 정찰용으로 개발되기 시작하였으며 회전익 및 고정익항공기, 비행선등 다양한 플랫폼 형태로 개발되고 있으며, 유인비행기의 보완장비로써 감시 및 조사, 지형관측이나 원격탐측, 환경 및 지형 모니터링 등 여러 분야에서 활용되고 있다. 무인항공기의 항공촬영기술은 사람이 타지 않는 기체에 무선송수신 제어기를 장착하여 무선으로 비행기를 조종하면서 촬영하는 것이다. 무인항공기의 영상 촬영은 영상 송수신 장비를 이용하여 촬영시스템으로부터 전송되는 영상 중 좋은 영상을 선별적으로 촬영하여 취득하는 것으로 축척을 고려하지 않고 촬영을 하게 된다.
그러나 무인 항공기를 이용한 지형정보를 취득하는 방법은 활발하게 연구가 되었지만 무인 항공기에 장착된 촬영장치, 즉 카메라를 보호하는 수단은 전무한 실정이다.
다시 말해, 무인 항공기에 장착되는 카메라는 무인 항공기 동체의 하부면 상에 장착됨과 아울러 착륙용 스키드(skid) 내부 측에 배치되어 있기 때문에 비상착륙과 같은 돌발사항 발생 시 카메라를 보호하지 못하는 문제점이 있었다.
관련 선행기술로는 대한민국등록특허 제 10-1302442 호(등록일자: 2013. 08. 27, "명칭: 무인항공기 카메라 폴딩장치")가 있다.
본 발명은 비상착륙 또는 추락과 같은 돌발사항 발생 시 카메라를 수납시켜 보호할 수 있게 하는 무인항공기용 측량 카메라 보호장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은 무인항공기의 동체 하부에 배치되되, 동체 하부에서 연장된 스키드 사이에 배치되는 무인항공기용 측량 카메라 보호장치에 있어서, 측량 카메라 보호장치는, 수평한 평판 형상을 가지면서 상부면이 동체의 하부와 이격되게 배치되되, 후단 측에서 전단 측으로 절개공이 형성되고, 절개공의 양측에는 상부 외측으로 수직하게 연장되게 지지브라켓이 형성된 베이스부재; 양단이 한 쌍의 지지브라켓에 승강 가능하게 지지되고 하부에는 카메라가 장착되는 승강로드와, 승강로드를 승강시키는 승강 액추에이터를 가지는 카메라 승강수단; 및 승강로드의 승강운동에 따라 절개공을 개폐하는 가드프레임과, 가드프레임을 상하방향으로 회전 가능하게 지지하는 고정축을 가지는 카메라 가드수단;을 포함하되, 한 쌍의 지지브라켓에는 승강로드가 지지되는 승강공이 지지브라켓의 전단 하부 측에서 후단 상부 측으로 사선형상, 또는 곡률 형상으로 연장되고, 승강 액추에이터는 절개공에 간섭되지 않으면서 승강로드의 일단 및 타단과 마주하게 베이스부재의 상부면 전단 측에 한 쌍으로 배치되되, 승강 액추에이터는 내부에 실린더실이 마련되면서 일단부가 베이스부재의 상부면 전단 측에 상하로 선회 가능하게 장착되는 액추에이터 바디와, 일단부가 액추에이터 바디의 실린더실 내부에 배치되고 타단부는 액추에이터 바디의 타단부를 통해 노출되어 인접한 승강로드의 단부에 선회가능하게 연결되는 피스톤 로드를 가지며, 고정축은 지지브라켓의 후단 중앙부에 일단 및 타단이 고정 장착되고, 가드프레임은 고정축에 회전 가능하게 끼워지는 원통형상의 회전보스와, 회전보스에서 승강로드의 상부에 걸쳐지게 연장되는 접촉플레이트 및 접촉플레이트와 직각을 이루도록 배치되면서 절개공 측으로 연장되는 가드플레이트를 포함할 수 있다.
구체적으로, 동체의 하부에는 2개 이상의 고정볼트가 동체의 하부 외측으로 수직하게 연장 설치되고, 베이스부재에는 고정볼트가 관통되는 관통공이 형성되며, 관통공을 통해 각각의 고정볼트에 끼워진 베이스부재는 고정너트에 의해 고정볼트에 고정될 수 있다.
구체적으로, 고정축과 회전보스 사이에는 텐션스프링이 개재되되, 텐션스프링은 고정축에 끼워진 상태 하에서 회전보스에 의해 감싸지고, 텐션스프링의 일단은 고정축에 고정되며 텐션스프링의 타단은 회전보스에 고정될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 비상착륙 또는 추락 시와 같은 돌발사항 발생 시 카메라를 보호 케이스의 내부로 수납시켜 보호할 수 있기 때문에 고가의 카메라를 외부 충격으로 부터 보호할 수 있게 하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 측량 카메라 보호장치가 장착된 무인항공기를 개략적으로 나타낸 도면이며,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 측량 카메라 보호장치의 작동상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 측량 카메라 보호장치를 나타낸 도면으로서, 본 발명에 따른 측량 카메라 보호장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 무인항공기(10)의 동체(20) 하부에 배치되되, 동체(20) 하부에서 연장되는 스키드(skid; 30) 사이에 배치된다.
여기서, 무인항공기(10)는 스키드(30)를 가지는 통상의 회전익형 무인 비행체, 즉 통상의 드론(drone)일 수 있으며, 무인항공기(10)의 작동은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
측량 카메라 보호장치(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 베이스부재(110), 카메라 승강수단(130) 및 카메라 가드수단(150)을 포함한다.
먼저, 베이스부재(110)는 수평한 평판 형상으로 제공된다. 베이스부재(110)는 상부면이 도 1에 도시된 바와 같이 동체(20)의 하부와 이격되게 배치되는데, 이를 위해서 동체(20)의 하부에는 2개 이상의 고정볼트(112)가 동체(20)의 하부 외측으로 수직하게 연장 설치된다. 그리고 베이스부재(110)에는 고정볼트(112)가 관통되는 관통공(114)이 형성되며, 관통공(114)을 통해 각각의 고정볼트(112)에 끼워진 베이스부재(110)는 고정너트(116)에 의해 고정볼트(112)에 고정된다.
즉, 하나의 고정볼트(112)에는 두 개의 고정너트(116)가 체결되는데, 베이스부재(110)는 두 개의 고정너트(116) 사이에 개재되도록 고정볼트(112)에 끼워져 고정된다.
그리고 고정볼트(112)는 통상의 인서트 사출을 통해 동체(20)의 하부에 고정 장착되거나, 또는 동체(20) 내부를 통해 고정볼트(112)의 나사부가 동체(20)의 하부 외측으로 연장되도록 동체(20) 하부에 체결될 수 있다.
한편, 베이스부재(110)에는 절개공(118)이 베이스부재(110)의 후단 측에서 전단 측으로 연장되게 형성되고, 절개공(118)의 양측에는 지지브라켓(120)들이 베이스부재(110)의 상부면 외측으로 수직하게 연장되게 형성된다.
이렇게 형성된 절개공(118) 및 지지브라켓(120) 사이로는 카메라 승강수단(130)의 작동에 의해 카메라(C)가 베이스부재(110)의 상부면 상부 측에서 베이스부재(110)의 하부면 외측으로 노출되거나, 또는 베이스부재(110)의 하부면 외측에서 베이스부재(110)의 상부면 상부 측으로 수납된다.
카메라 승강수단(130)은 카메라(C)가 장착되는 승강로드(132)와, 승강로드(132)를 승강시키는 승강 액추에이터(136)를 포함한다.
승강로드(132)는 수평하게 연장된 환봉 형상으로 제공된다. 승강로드(132)는 절개공(118)의 길이방향에 교차되게 배치되는데, 승강로드(132)의 양단은 한 쌍으로 마주하게 배치된 지지브라켓(120)에 지지된다. 이때 지지브라켓(120)에는 승강로드(132)가 지지되는 승강공(134)이 형성되며, 승강공(134)은 지지브라켓(120)의 전단 하부 측에서 후단 상부 측으로 연장된 사선(斜線) 형상, 또는 곡률 형상으로 제공된다. 도 2 및 도 3에는 곡률 형상으로 연장된 승강공(134)이 도시되어 있으며, 한 쌍의 지지브라켓(120) 사이로 노출된 승강로드(132)의 하부 측에는 카메라(C)가 고정 장착된다.
바람직하게는 절개공(118)은 카메라(C)가 출입할 수 있는 길이 및 폭을 가지도록 형성된다.
한편, 승강 액추에이터(136)는 절개공(118)에 간섭되지 않으면서 승강로드(132)의 일단 및 타단과 마주하게 베이스부재(110)의 상부면 전단 측에 배치된다. 즉 승강 액추에이터(136)는 승강로드(132)의 일단 및 타단과 마주할 수 있도록 한 쌍으로 제공된다.
이렇게 한 쌍으로 제공되는 승강 액추에이터(136)는 각각 액추에이터 바디(138)와, 피스톤 로드(140)를 포함한다.
액추에이터 바디(138)는 내부에 실린더실(도시되지 않음)이 마련되며, 일단부는 도시된 바와 같이 베이스부재(110)의 상부면 전단 측에 상하로 선회 가능하게 장착된다.
피스톤 로드(140)는 일단부가 액추에이터 바디(138)의 실린더실 내부에 배치되고, 피스톤 로드(140)의 타단부는 액추에이터 바디(138)의 타단부를 통해 노출되어 인접한 승강로드(132)의 단부에 선회가능하게 연결된다.
이렇게 배치된 피스톤 로드(140)는 직선 왕복운동을 하면서 승강로드(132)를 승강공(134)을 따라 승강시킨다.
즉, 승강 액추에이터(136)의 작동에 의해 피스톤 로드(140)가 수축되면, 승강로드(132)는 승강공(134)의 하부 측으로 이동되는데, 이렇게 승강로드(132)가 승강공(134)의 하부 측으로 이동되면 승강로드(132)에 장착된 카메라(C)는 절개공(118)을 통해 베이스부재(110)의 하부면 외측으로 노출된다(도 2 참조). 반대로 승강 액추에이터(136)의 작동에 의해 피스톤 로드(140)가 신장시키면, 승강로드(132)는 승강공(134)의 상부 측으로 이동되는데, 이렇게 승강로드(132)가 승강공(134)의 상부 측으로 이동되면 승강로드(132)에 장착된 카메라(C)는 절개공(118)을 통해 베이스부재(110)의 상부면 상부 측으로 수납된다(도 3 참조).
여기서, 승강 액추에이터(136)는 제어신호에 따라 전원을 인가받아 피스톤 로드(140)를 직선 왕복운동 시킬 수 있는 통상의 액추에이터를 채택한다.
카메라 가드수단(150)은 승강로드(132)의 승강운동에 따라 절개공(118)을 개폐하는 가드프레임(154) 및 가드프레임(152)을 상하방향으로 회전 가능하게 지지하는 고정축(152)을 포함한다.
고정축(152)은 승강로드(132)와 마찬가지로 수평한 환봉 형상을 가지면서 절개공(118)의 길이방향에 대해 수직으로 교차되게 배치되는데, 이러한 고정축(152)은 도시된 바와 같이 지지브라켓(120)의 후단 중앙부에 일단 및 타단이 고정 장착된다.
한편, 가드프레임(154)은 고정축(152)에 회전 가능하게 끼워지는 원통형상의 회전보스(156)와, 회전보스(156)에서 승강로드(132)의 상부에 걸쳐지게 연장되는 접촉플레이트(158) 및 접촉플레이트(158)와 직각을 이루도록 배치되면서 절개공(118) 측으로 연장되는 가드플레이트(160)을 포함한다.
즉, 승강 액추에이터(136)의 작동에 의해 피스톤 로드(140)가 수축되어 승강로드(132)가 승강공(134)의 하부 측으로 이동되면, 접촉플레이트(158)는 고정축(152)을 중심으로 승강로드(132)를 따라 하방 측으로 선회되고 가드플레이트(160)는 고정축(152)을 중심으로 접촉플레이트(158)와 반대로 상부 측으로 선회하여 절개공(118)을 통해 카메라(C)가 베이스부재(110)의 하부면 외측으로 노출되게 한다(도 2 참조). 반대로 승강 액추에이터(136)의 작동에 의해 피스톤 로드(140)가 신장되어 승강로드(132)가 승강공(134)의 상부 측으로 이동되면, 접촉플레이트(158)는 고정축(152)을 중심으로 승강로드(134)를 따라 상방 측으로 선회되고 가드플레이트(160)는 고정축(152)을 중심으로 접촉플레이트(158)와 반대로 하부 측으로 선회하여 절개공(118)의 일부를 폐쇄하여 베이스부재(110)의 상부면 상부 측으로 수납된 카메라(C)를 보호한다(도 3참조).
여기서, 가드프레임(154)의 접촉플레이트(158)는 항상 승강로드(132)의 상부에 걸쳐지게 고정축(152)에 탄력적으로 지지될 수 있는데, 이를 위해서 고정축(152)과 회전보스(156) 사이에는 텐션스프링(162)이 개재된다.
즉, 텐션스프링(162)은 고정축(152)에 끼워진 상태 하에서 회전보스(156)에 의해 감싸지는데, 이때 텐션스프링(162)의 일단은 고정축(152)에 고정되고 텐션스프링(162)의 타단은 회전보스(156)에 고정된다.
하기에는 본 발명에 따른 무인항공기용 측량 카메라 보호장치(100)의 작동상태를 개략적으로 설명한다.
우선, 카메라(C)를 베이스부재(110)의 하부면 외측으로 노출시킨 상태 하에서 돌발사항에 의해 무인항공기(10)가 비상착륙하거나 추락하게 되면, 카메라(C)를 보호하기 위해 승강 액추에이터(136)를 작동시켜 피스톤 로드(140)를 신장시킨다.
전술한 바와 같이 피스톤 로드(140)가 신장되면 카메라(C)가 장착된 승강로드(132)는 접촉플레이트(158)를 밀어 올리면서 승강공(134)을 따라 승강공(134)의 상부 측으로 안내되는데, 이때 카메라(C)는 절개공(118)을 통해 베이스부재(110)의 상부면 상부 측으로 수납되고, 가드플레이트(160)은 접촉플레이트(158)와 반대 측으로 선회하면서 카메라(C)와 마주하는 절개공(118)의 일부를 막아 폐쇄한다(도 3 참조).
반대로 승강 액추에이터(136)의 작동에 의해 피스톤 로드(140)가 수축되면, 카메라(C)가 장착된 승강로드(132)와 접촉플레이트(158)는 승강공(134)을 따라 승강공(134)의 상부 측으로 안내되는데, 이때 카메라(C)는 절개공(118)을 통해 베이스부재(110)의 하부면 외측으로 노출되고, 가드플레이트(160)은 접촉플레이트(158)와 반대 측으로 선회하면서 베이스부재(110)의 상부면 상부 측으로 선회된다(도 2 참조).
이와 같이 형성된 본 발명에 따른 무인항공기용 측량 카메라 보호장치(100)는 비상착륙 또는 추락 시와 같은 돌발사항 발생 시 카메라(C)를 베이스부재(110)의 내부로 수납시켜 보호할 수 있기 때문에 고가의 카메라(C)를 외부 충격으로 부터 보호할 수 있게 한다.
상기와 같은 무인항공기용 측량 카메라 보호장치(100)은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100 : 무인항공기용 측량 카메라 보호장치
110 : 베이스부재 112 : 고정볼트
114 : 관통공 116 : 고정너트
118 : 절개공 120 : 지지브라켓
130 : 카메라 승강수단 132 : 승강로드
134 : 승강공 136 : 승강 액추에이터
138 : 액추에이터 바디 140 : 피스톤 로드
150 : 카메라 가드수단 152 : 고정축
154 : 가드프레임 156 : 회전보스
158 : 접촉플레이트 160 : 가드플레이트
162 : 텐션스프링

Claims (3)

  1. 무인항공기의 동체 하부에 배치되되, 상기 동체 하부에서 연장된 스키드 사이에 배치되는 무인항공기용 측량 카메라 보호장치에 있어서,
    상기 측량 카메라 보호장치는,
    수평한 평판 형상을 가지면서 상부면이 상기 동체의 하부와 이격되게 배치되되, 후단 측에서 전단 측으로 절개공이 형성되고, 상기 절개공의 양측에는 상부 외측으로 수직하게 연장되게 지지브라켓이 형성된 베이스부재;
    양단이 한 쌍의 상기 지지브라켓에 승강 가능하게 지지되고 하부에는 카메라가 장착되는 승강로드와, 상기 승강로드를 승강시키는 승강 액추에이터를 가지는 카메라 승강수단; 및
    상기 승강로드의 승강운동에 따라 상기 절개공을 개폐하는 가드프레임과, 상기 가드프레임을 상하방향으로 회전 가능하게 지지하는 고정축을 가지는 카메라 가드수단;을 포함하되,
    한 쌍의 상기 지지브라켓에는 상기 승강로드가 지지되는 승강공이 상기 지지브라켓의 전단 하부 측에서 후단 상부 측으로 사선형상, 또는 곡률 형상으로 연장되고,
    상기 승강 액추에이터는 상기 절개공에 간섭되지 않으면서 상기 승강로드의 일단 및 타단과 마주하게 상기 베이스부재의 상부면 전단 측에 한 쌍으로 배치되되, 상기 승강 액추에이터는 내부에 실린더실이 마련되면서 일단부가 상기 베이스부재의 상부면 전단 측에 상하로 선회 가능하게 장착되는 액추에이터 바디와, 일단부가 상기 액추에이터 바디의 실린더실 내부에 배치되고 타단부는 상기 액추에이터 바디의 타단부를 통해 노출되어 인접한 상기 승강로드의 단부에 선회가능하게 연결되는 피스톤 로드를 가지며,
    상기 고정축은 상기 지지브라켓의 후단 중앙부에 일단 및 타단이 고정 장착되고,
    상기 가드프레임은 상기 고정축에 회전 가능하게 끼워지는 원통형상의 회전보스와, 상기 회전보스에서 상기 승강로드의 상부에 걸쳐지게 연장되는 접촉플레이트 및 상기 접촉플레이트와 직각을 이루도록 배치되면서 상기 절개공 측으로 연장되는 가드플레이트를 포함하는 무인항공기용 측량 카메라 보호장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 동체의 하부에는 2개 이상의 고정볼트가 상기 동체의 하부 외측으로 수직하게 연장 설치되고, 상기 베이스부재에는 상기 고정볼트가 관통되는 관통공이 형성되며, 상기 관통공을 통해 각각의 상기 고정볼트에 끼워진 상기 베이스부재는 고정너트에 의해 상기 고정볼트에 고정되는 무인항공기용 측량 카메라 보호장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정축과 상기 회전보스 사이에는 텐션스프링이 개재되되,
    상기 텐션스프링은 상기 고정축에 끼워진 상태 하에서 상기 회전보스에 의해 감싸지고, 상기 텐션스프링의 일단은 상기 고정축에 고정되며 상기 텐션스프링의 타단은 상기 회전보스에 고정되는 무인항공기용 측량 카메라 보호장치.
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