KR102317959B1 - 완충기능이 구비된 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템 - Google Patents

완충기능이 구비된 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 멀티콥터(10)의 초기 비행성능을 테스트하기 위한 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템에 있어서, 상기 멀티콥터(10)의 바디(11)를 사이에 두고 폭방향(W)의 양측 위치에 직립배치되어 상기 바디(11)를 측방에서 지지하면서 멀티콥터(10)가 승강이동하기 위한 비행공간(111)을 제공하는 가이드프레임(110)을 포함하는 비행가이드부(100); 및 상기 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)와 신호연결되어 멀티콥터(10)를 비행제어하기 위한 제어신호를 출력하는 테스트단말(200);을 포함하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.

Description

완충기능이 구비된 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템{GROUND TEST SYSTEM FOR MULTICOPTER}
본 발명은 2개 이상의 프로펠러를 회전시켜 비행하는 멀티콥터의 비행성능을 테스트하기 위한 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로펠러의 회전설정값이 세팅되지 않아 비행중 추락 및 전복 가능성이 높은 초기의 비행성능을 테스트하는데 이용되며 하강충격력으로부터 드론을 보호가능한 완충기능이 구비된 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템에 관한 것이다.
도 17에는 종래의 멀티콥터 시험장치의 구성이 도시되어 있다. 도면을 참고하면 종래기술에 따른 멀티콥터 시험장치는 멀티콥터가 위치하는 베이스 플레이트(100) 및, 베이스 플레이트(100)의 내부에 배치되어 멀티콥터의 이동을 측정하기 위한 와이어센서(400)로 이루어지며, 상기 와이어센서(400)는 멀티콥터와 연결되는 와이어(410)와, 상기 와이어(410)가 당겨지는 힘에 대응하여 회전하면서 감겨있는 와이어(410)가 풀리는 릴부(420) 및, 상기 릴부(420)에 감겨있는 와이어(420)가 풀려난 속도, 시간 및 길이를 측정하는 측정부(430)로 구성되었다. 따라서, 멀티콥터에 와이어(410)를 연결한 후 멀티콥터의 비행상태에 따라 늘어나는 와이어(410)의 길이와 와이어(410)가 늘어나는데 걸리는 시간을 기반으로 멀티콥터의 비행성능을 시험할 수 있었다.
또한, 프로펠러를 회전시키는 모터의 회전수 세팅값이 설정된 후의 비행시험 단계에서는 비행중에 추락하거나 전복될 가능성이 높지 않으나, 모터의 회전수 세팅값을 설정하는데 필요한 비행성능을 시험하기 위한 초기의 비행시험단계에서는 각 프로펠러의 회전제어가 불안정하기 때문에 종래와 같이 멀티콥터가 와이어에 연결된 상태로 공중에서 자유비행하는 경우에는 비행중인 멀티콥터가 쉽게 추락하거나 전복되어 고가의 장비가 훼손되거나 인명사고가 발생하는 문제점이 있었다.
더욱이, 종래에는 멀티콥터의 비행영역에 비례하는 크기의 베이스 플레이트(100)를 준비해야 하고 이를 설치하기 위한 시험공간이 확보되어야 하기 때문에 시험장소에 큰 제약이 따를 수 밖에 없었으며, 화물을 운반하거나 사람이 탑승하는 대형 멀티콥터의 경우에는 더욱 큰 시험공간이 필요하기 때문에 비행성능 시험을 제한되는 문제점이 있었다. 그리고, 멀티콥터에 와이어(410)가 연결되는 경우 승하강 동작중에 와이어(410)가 프로펠러에 감겨 추락할 가능성이 높은 문제점이 있었다.
등록특허공보 제10-1930762호(2018.12.13), 산업용 무인항공기의 비행 성능 시험장치와 이를 이용한 시험방법.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 멀티콥터의 상승 및 하강 동작의 성능시험이 가능하여 프로펠러의 세팅데이터를 획득하기 위한 초기의 비행테스트를 수행할 수 있으면서 동시에 멀티콥터의 추락 및 전복을 방지하여 고가의 장비훼손이나 인명사고를 미연에 방지할 수 있는 완충기능이 구비된 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상승한 멀티콥터가 의도하지 않게 급하강하더라도 멀티콥터의 착지부위나 멀티콥터에 장착된 전자회로 부품이 하강충격력에 의해 변형되거나 파손되지 않도록 완충기능이 구비된 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 멀티콥터(10)의 초기 비행성능을 테스트하기 위한 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템에 있어서, 상기 멀티콥터(10)의 바디(11)를 사이에 두고 폭방향(W)의 양측 위치에 직립배치되어 상기 바디(11)를 측방에서 지지하면서 멀티콥터(10)가 승강이동하기 위한 비행공간(111)을 제공하는 가이드프레임(110)을 포함하는 비행가이드부(100); 및 상기 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)와 신호연결되어 멀티콥터(10)를 비행제어하기 위한 제어신호를 출력하는 테스트단말(200);을 포함하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 비행가이드부(100)는, 가이드프레임(110)의 하부 둘레로부터 사방으로 각각 수평연장되어 가이드프레임(110)이 전복되지 않도록 지지하는 복수 개의 지지프레임(120) 및, 상기 지지프레임(120)의 하부에 배치되어 멀티콥터(10)가 비행가이드부(100)를 측방 가압하는 가압력에 의해 비행가이드부(100)를 측방 이동시키기 위한 바퀴부(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 멀티콥터(10)와 상하로 대향하는 하부 위치에 배치되고 플렉시블한 탄성재질로 이루어져 하강하는 멀티콥터(10)의 착지부위(13)에 의해 하향 가압되면 눌리면서 상기 착지부위(13)의 변형을 방지하는 쿠션부재(310)와, 상기 쿠션부재(310)의 하부에 수평배치되어 쿠션부재(310)를 통해 전달되는 멀티콥터(10)의 하강충격력을 분산하는 받침프레임부(320) 및, 상기 받침프레임부(320)와 지면 사이에 복수 개가 이격되도록 직립배치되어 상기 받침프레임부(320)를 통해 상기 하강충격력이 전달되면 압축동작하면서 하강충격력을 흡수하는 쇼크업소버(330)를 포함하는 완충부(300);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 받침프레임부(320)는, 전후방향(L)으로 연장되도록 수평배치되는 복수 개의 수평종프레임(321)과 폭방향(W)으로 연장되도록 수평배치되는 복수 개의 수평횡프레임(322)이 상기 쿠션부재(310)의 저면을 지지할 수 있는 골조형태로 연결되어 이루어지되, 상기 수평종프레임(321)과 수평횡프레임(322) 중 어느 하나 이상의 프레임은 상기 멀티콥터(10)의 착지부위(13)의 직하방 위치에 배치되어 상기 착지부위(13)를 따라 연장배치된 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면 상기 받침프레임부(320)는, 전후방향(L)으로 연장되도록 수평배치되는 복수 개의 수평종프레임(321)과 폭방향(W)으로 연장되도록 수평배치되는 복수 개의 수평횡프레임(322)이 상기 쿠션부재(310)의 저면을 지지할 수 있는 골조형태로 연결되어 이루어지되, 상기 쇼크업소버(330)는, 상기 수평종프레임(321)과 수평횡프레임(322)이 상호 연결되는 부위의 하부 위치 또는 각 프레임(321,322)의 단부의 하부 위치에 직립배치되어 상기 하강충격력을 전달받는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 쇼크업소버(330)는, 상기 받침프레임부(320)의 하부에 고정설치되는 복수 개의 기본장착 쇼크업소버(330a) 및, 상기 받침프레임부(320)의 하부에 착탈 가능하게 장착되는 복수 개의 가변장착 쇼크업소버(330b)를 포함하며, 상기 가변장착 쇼크업소버(330b)는 상기 멀티콥터(10)의 하중 변화에 따라 장착되는 수량이 조절되는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 쇼크업소버(330)는, 상기 받침프레임부(320)의 하부에 고정설치되는 복수 개의 기본장착 쇼크업소버(330a) 및, 상기 받침프레임부(320)의 하부에 장착되되 직립상태에서 비직립상태 또는 비직립상태에서 직립상태로 회동가능하게 장착되는 복수 개의 회동장착 쇼크업소버(330c)를 포함하며, 상기 회동장착 쇼크업소버(330c)는 직립상태에서 상기 하강충격력을 전달받고 비직립상태에서 상기 하강충격력을 전달받지 않으며, 상기 멀티콥터(10)의 하중 변화에 따라 회동하는 회동장착 쇼크업소버(330c)의 수량이 조절되는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 쇼크업소버(330)는, 상기 회동장착 쇼크업소버(330c)의 회동축(335)에 축결되어 제어신호에 따라 회동장착 쇼크업소버(330c)가 회동하는데 필요한 구동력을 제공하는 회동구동부(340)를 더 포함하고, 상기 테스트단말(200)은 설정된 멀티콥터(10)의 하중에 따라 복수 개의 회동장착 쇼크업소버(330c) 중 일부 또는 전체 회동장착 쇼크업소버(330c)가 선별적으로 회동동작하도록 상기 회동구동부(340)를 구동제어하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 쿠션부재(310)는, 스폰지, 폼(Foam), 고무 또는 실리콘 재질로 이루어진 복수 개의 쿠션시트(312) 및, 각 쿠션시트(312)와 대응되는 면적을 갖는 복수 개의 보강접착지(313)가 교호로 적층된 구조로 이루어지고, 상기 보강접착지(313)의 양면에는 접착부재(314)가 배치되어 두 쿠션시트(312) 사이에 보강접착지(313)가 접착되는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 직립된 복수 개의 케이지측벽(411)으로 이루어져 상기 비행가이드부(100) 및 멀티콥터(10)를 수용하기 위한 시험공간(415)을 제공하는 보호케이지(410); 상기 보호케이지(410)를 내부에 수용하기 위한 실내공간(421)이 마련된 건물체(420); 및 상기 건물체(420)의 상부에 배치되어 실내공간(421)을 가로지르는 형태로 배치되는 가이드레일(431) 및, 상기 가이드레일(431)을 따라 수평이동하며 승강이동하는 후크(433)가 구비된 헤드(432)를 포함하는 호이스트부(430);를 더 포함하고, 상기 테스트단말(200)은 유선케이블(210)을 통해 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)와 신호연결되며, 상기 유선케이블(210)은 테스트단말(200)로부터 호이스트부(430)의 헤드(432)를 경유하면서 상부에서 하부로 연장배치되어 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)에 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 비행가이드부(100) 및 멀티콥터(10)를 내부에 수용하기 위한 실내공간(421)이 마련된 건물체(420);를 더 포함하고, 상기 건물체(420)의 건물측벽(427)에는 멀티콥터(10)가 구동하면서 회전하는 프로펠러(14)에 의해 발생하는 비행풍을 외부로 배출하기 위한 배기구(422)가 마련된 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 건물체(420)의 천장면 또는 케이지측벽(411)의 상부 위치에는 외부와 연통된 유입구(423)가 상하방향 또는 측방향으로 개구되도록 형성되어 상기 멀티콥터(10)의 프로펠러(14)에 의해 발생하는 비행풍에 의해 외기가 실내공간으로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 배기구(422)에는 비행풍을 외부로 강제 배출하도록 회전구동하는 배기팬(424)이 구비된 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 비행풍의 풍압을 감지하기 위한 풍압감지부(440);를 더 포함하고, 상기 테스트단말(200) 또는 별도의 제어수단은, 상기 풍압감지부(440)의 풍압 감지신호를 이용하여 풍압치를 산출하며 산출된 풍압치에 따라 상기 배기팬(424))의 회전속도를 단계적으로 구분하여 구동제어하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
한편. 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 완충부(300)는, 비행가이드부(100)로부터 착탈 가능하게 장착되고, 상기 비행가이드부(100)는, 가이드프레임(110)의 하부 둘레로부터 사방으로 각각 수평연장되어 가이드프레임(110)이 전복되지 않도록 지지하는 복수 개의 지지프레임(120) 및, 상기 지지프레임(120)의 하부에 배치되어 멀티콥터(10)가 비행가이드부(100)를 측방 가압하는 가압력에 의해 비행가이드부(100)를 측방 이동시키기 위한 바퀴부(130)를 더 포함하며, 상기 멀티콥터(10) 또는 비행가이드부(100)에 장착되어 보호케이지(410)와의 이격거리를 감지하는 거리감지부(450);를 더 포함하고, 상기 테스트단말(200)은 거리감지부(450)로부터 수신되는 이격거리 감지신호를 이용하여 보호케이지(410)와 멀티콥터(10) 또는 비행가이드부(100) 간의 이격거리를 산출하며 산출된 이격거리가 설정된 접근제한거리에 부합되면 알림동작하거나 멀티콥터(10)가 정지하도록 구동제어하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템이 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면,
첫째, 비행가이드부(100)는 멀티콥터(10)의 바디(11)를 사이에 두고 폭방향(W)의 양측 위치에 직립배치되어 상기 바디(11)를 측방에서 지지하면서 멀티콥터(10)가 승강이동하기 위한 비행공간(111)을 제공하는 가이드프레임(110)을 포함하고, 테스트단말(200)은 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)와 신호연결되어 멀티콥터(10)를 비행제어하기 위한 제어신호를 출력함으로써, 멀티콥터(10)의 상승 및 하강 동작의 성능시험이 가능하여 프로펠러(14)의 세팅값을 설정하기 위한 초기의 비행테스트를 수행할 수 있으면서 동시에 멀티콥터(10)의 추락 및 전복을 방지하여 고가의 장비훼손이나 인명사고를 미연에 방지할 수 있고 비행시험 공간을 최소화할 수 있다.
둘째, 상기 가이드프레임(110) 상에서 멀티콥터(10)의 하부 위치에 배치되고 플렉시블한 탄성재질로 이루어져 하강하는 멀티콥터(10)의 착지부위(13)에 의해 하향 가압되면 눌리면서 상기 착지부위(13)의 변형을 방지하는 쿠션부재(310)와, 상기 쿠션부재(310)의 하부에 수평배치되어 쿠션부재(310)를 통해 전달되는 멀티콥터(10)의 하강충격력을 분산하는 받침프레임부(320) 및, 상기 받침프레임부(320)와 지면 사이에 복수 개가 이격되도록 직립배치되어 상기 받침프레임부(320)를 통해 하강 충력력이 전달되면 압축동작하면서 하강충격력을 흡수하는 쇼크업소버(330)를 포함하는 완충부(300)가 구비되어, 상기 쿠션부재(310)에 의해 랜딩기어와 같은 멀티콥터(10)의 착지부위(13)가 고강도 재질의 받침프레임부(320)와 물리적으로 이격되어 상승한 멀티콥터(10)가 의도하지 않게 급하강(추락)하더라도 상기 착지부위(13)가 국부적인 임팩트에 의한 균열이나 형상 변형되거나 파손되지 않도록 방지할 수 있으며 착지부위(13)와 받침프레임부(320)가 충돌하면서 발생하는 소음을 억제할 수 있다.
또한, 상기 쿠션부재(310)를 통해 받침프레임부(320)로 전달되는 하강충격력은 수평배치된 받침프레임부(320)에 의해 분산되고 분산된 하강충격력은 받침프레임부(320)의 하부에 이격 배치된 각 쇼크업소버(330)에 의해 흡수되므로 멀티콥터(10)에 장착된 전자회로 부품까지 충격력이 가해지지 않아 고가의 장비를 온전하게 보호할 수 있다.
셋째, 상기 받침프레임부(320)는, 전후방향(L)으로 연장되도록 수평배치되는 복수 개의 수평종프레임(321)과 폭방향(W)으로 연장되도록 수평배치되는 복수 개의 수평횡프레임(322)이 상기 쿠션부재(310)의 저면을 지지할 수 있는 골조형태로 연결되어 이루어지되, 상기 수평종프레임(321)과 수평횡프레임(322) 중 어느 하나 이상의 프레임은 상기 멀티콥터(10)의 착지부위(13)의 직하방 위치에 배치되어 상기 착지부위(13)를 따라 연장배치됨으로써, 상기 하강충격력을 수직방향으로 전달받을 수 있으며 하강충격력이 전달되는 착지부위(13)와의 접촉면적을 넓혀 받침프레임부(320)의 국부적인 훼손을 방지하고 받침프레임부(320)의 전체로 충격력을 고르게 분산시킬 수 있는 여건을 제공한다.
넷째, 상기 쇼크업소버(330)는, 상기 수평종프레임(321)과 수평횡프레임(322)이 상호 연결되는 부위의 하부 위치 또는 각 프레임(321,322)의 단부의 하부 위치에 직립배치되어 상기 하강충격력을 전달받는 구조로 이루어짐으로써, 상기 각 프레임(321,322)의 연결부위를 쇼크업소버(330)의 상단이 지지하므로 상기 연결부위의 훼손을 방지하고 하강충격력을 각 프레임(321,322)으로 고르게 전달할 수 있다.
다섯째, 상기 쇼크업소버(330)는, 상기 받침프레임부(320)의 하부에 고정설치되는 복수 개의 기본장착 쇼크업소버(330a) 및, 상기 받침프레임부(320)의 하부에 착탈 가능하게 장착되는 복수 개의 가변장착 쇼크업소버(330b)를 포함하며, 상기 가변장착 쇼크업소버(330b)는 상기 멀티콥터(10)의 하중 변화에 따라 장착되는 수량이 조절됨으로써, 시험중인 멀티콥터(10)에 탑승자가 탑승하거나 추가 장비가 탑재되어 하중이 증가하더라도 증가된 하중에 의한 하강충격력의 증가량을 흡수할 수 있는 가변장착 쇼크업소버(330b)를 손쉽게 장착할 수 있다.
여섯째, 상기 받침프레임부(320)의 하부에 장착되되 직립상태에서 비직립상태 또는 비직립상태에서 직립상태로 회동가능하게 장착되는 복수 개의 회동장착 쇼크업소버(330c)를 더 포함하며, 상기 회동장착 쇼크업소버(330c)는 직립상태에서 상기 하강충격력을 전달받고 비직립상태에서 상기 하강충격력을 전달받지 않으며, 상기 멀티콥터(10)의 하중 변화에 따라 회동하는 회동장착 쇼크업소버(330c)의 수량이 조절됨으로써, 멀티콥터(10)의 하중 변화에 따라 상기 가변장착 쇼크업소버(330b)를 일일이 장착하거나 분리해야 하는 번거로움없이 상기 회동장착 쇼크업소버(330c)를 회동시키는 것만으로 쇼크업소버의 전체 수량을 손쉽게 변경할 수 있다.
일곱째, 상기 쇼크업소버(330)는, 회동장착 쇼크업소버(330c)의 회동축(335)에 축결되어 제어신호에 따라 회동장착 쇼크업소버(330c)가 회동하는데 필요한 구동력을 제공하는 회동구동부(340)를 더 포함하고, 상기 테스트단말(200)은 설정된 멀티콥터(10)의 하중에 따라 복수 개의 회동장착 쇼크업소버(330c) 중 일부 또는 전체 회동장착 쇼크업소버(330c)가 선별적으로 회동동작하도록 상기 회동구동부(340)를 구동제어함으로써, 멀티콥터(10)의 하중 변화에 따라 상기 회동장착 쇼크업소버(330c)를 일일이 회동시켜야 하는 번거로움없이 자동으로 회동상태를 조작할 수 있어 사용자의 편의를 극대화할 수 있다.
여덟째, 상기 쿠션부재(310)는, 스폰지, 폼(Foam), 고무 또는 실리콘 중 어느 하나 이상의 쿠션재질로 이루어진 복수 개의 쿠션시트(312) 및, 각 쿠션시트(312)와 대응되는 면적을 갖는 복수 개의 보강접착지(313)가 교호로 적층된 구조로 이루어지고, 상기 보강접착지(313)의 양면에는 접착부재(314)가 배치되어 두 쿠션시트(312) 사이에 보강접착지(313)가 접착됨으로써, 전체가 쿠션재질로 이루어진 경우와 비교하여 볼 때 멀티콥터(10)의 착지부위(13)에 의해 하향 가압되어 눌리는 깊이를 감소시켜 쿠션부재(310)의 전체적인 두께를 슬림화할 수 있고 쿠션부재(310)의 탄성력에 의해 멀티콥터(10)가 상향 반동하는 정도를 최소화할 수 있다.
아홉째, 보호케이지(410)는 직립된 복수 개의 케이지측벽(411)으로 이루어져 상기 비행가이드부(100) 및 멀티콥터(10)를 수용하기 위한 시험공간(415)을 제공하고, 건물체(420)는 보호케이지(410)를 내부에 수용하기 위한 실내공간(421)이 마련되며, 호이스트부(430)는 건물체(420)의 상부에 배치되어 실내공간(421)을 가로지르는 형태로 배치되는 가이드레일(431) 및, 상기 가이드레일(431)을 따라 수평이동하며 승강이동하는 후크(433)가 구비된 헤드(432)를 포함하고, 상기 테스트단말(200)은 유선케이블(210)을 통해 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)와 신호연결되며, 상기 유선케이블(210)은 테스트단말(200)로부터 호이스트부(430)의 헤드(432)를 경유하면서 상부에서 하부로 연장배치되어 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)에 연결됨으로써, 비행가이드부(100)가 보호케이지(410) 내에서 수평이동하는 경우 유선케이블(210)이 프로펠러(14)에 말리거나 바퀴부(130)에 깔려 단선되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
열째, 상기 건물체(420)의 케이지측벽(411)에는 멀티콥터(10)가 구동하면서 회전하는 프로펠러(14)에 의해 발생하는 비행풍을 외부로 배출하기 위한 배기구(422)가 마련됨으로써 비행풍이 건물체(420)의 건물측벽(427)에 의해 와류되어 멀티콥터(10)의 비행에 영향을 주는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 배기구(422)는 각 건물측벽(427)의 하부 위치에 측방으로 개구되어 형성됨으로써 건물체(420)의 바닥면을 따라 이동하는 비행풍이 건물측벽(427)과 접촉하는 것을 최소화할 수 있다.
열한째, 상기 건물체(420)의 천장면 또는 케이지측벽(411)의 상부 위치에는 외부와 연통된 유입구(423)가 상하방향 또는 측방향으로 개구되도록 형성되어 상기 멀티콥터(10)의 프로펠러(14)에 의해 발생하는 비행풍에 의해 외기가 실내공간으로 유입되도록 함으로써, 배기구(422)를 통해 건물체(420)의 실내공간(421)에 존재하는 공기가 외부로 빠져나가면서 진공현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
열두째, 상기 배기구(422)에는 비행풍을 외부로 강제 배출하도록 회전구동하는 배기팬(424)이 구비됨으로써, 배기구(422)를 통해 배출되는 공기량보다 많은 양의 비행풍이 발생하더라도 외부로 배출되는 공기량을 증가시켜 비행풍이 멀티콥터(10)의 비행에 영향을 미치게 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 유입구(423)에는 외기를 실내공간(421)으로 강제 유입하도록 회전구동하는 흡입팬(425)이 구비됨으로써 배기팬(424)에 의해 외부로 배출되는 공기량에 부합되게 내부로 유입되는 공기량을 조절할 수 있다.
열셋째, 풍압감지부(440)는 비행풍의 풍압을 감지하고, 테스트단말(200) 또는 별도의 제어수단은, 상기 풍압감지부(440)의 풍압 감지신호를 이용하여 풍압치를 산출하며 산출된 풍압치에 따라 상기 배기팬(424))의 회전속도를 단계적으로 구분하여 구동제어함으로써 비행풍의 발생정도에 따라 외부로 배출되는 공기량을 조절할 수 있다.
열넷째, 상기 테스트단말(200)은 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)로 전송되는 프로펠러(14)의 회전속도 제어값 또는 제어회로부(12)로부터 수신되는 프로펠러(14)의 회전속도 제어피드백값을 이용하여 상기 배기팬(424) 또는 흡입팬(425)의 회전속도를 단계적으로구분하여 구동제어함으로써 상기 풍압감지부(440)의 구성없이 비행풍의 발생정도에 따라 외부로 배출되는 공기량을 조절할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템의 구성을 나타낸 사시도 및 측면도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비행가이드부의 구성을 나타낸 사시도, 정면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비행가이드부에 완충부가 장착된 상태를 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비행가이드부에 완충부가 조립되는 구성을 나타낸 분리사시도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 완충부의 구성을 나타낸 분리사시도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쿠션부재의 적층구조를 나타낸 분리사시도,
도 9는 도 7에 도시된 A부분을 확대하여 나타낸 확대사시도,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 받침프레임부 상에서 각 쇼크업소버가 배치되는 위치를 나타낸 개략도,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변장착 쇼크업소버의 구성을 나타낸 측면도,
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회동장착 쇼크업소버의 구성을 나타낸 측면도,
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호이스트부를 통해 유선케이블이 연장배치되는 구성을 나타낸 측면도,
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배기구를 통해 비행풍이 배출되는 구성을 나타낸 측면도,
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡입팬 및 배기팬을 통해 비행풍이 강제 배출되는 구성을 나타낸 측면도,
도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 거리감지부의 동작원리를 설명하기 위한 측면도,
도 17은 종래의 멀티콥터 시험장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 완충기능이 구비된 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템은, 2 개 이상의 프로펠러를 회전시켜 발생하는 양력으로 비행하는 멀티콥터를 시험대상으로 하며 각 프로펠러의 회전제어가 불안정하여 비행시험 중 추락 및 전복 가능성이 높은 초기의 비행시험을 수행하는데 이용되는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 비행가이드부(100) 및 테스트단말(200)을 포함한다.
먼저, 비행가이드부(100)는 비행시험 대상인 멀티콥터(10)가 추락하거나 전복되지 않으면서 승강하도록 가이드하는 프레임 구조물로서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 멀티콥터(10)의 바디(11)를 사이에 두고 폭방향(W)의 양측 위치에 직립배치되어 상기 바디(11)를 측방에서 지지하면서 멀티콥터(10)가 승강이동하기 위한 비행공간(111)을 제공하는 가이드프레임(110)을 포함한다. 여기서, 도면에는 4 개의 가이드프레임(110)이 멀티콥터(10)의 바디(11)를 중심으로 전후방 양측에 각각 이격배치된 것을 예시하였으나 필요에 따라 양측방에 1개 또는 3개 이상의 가이드프레임(110)이 각각 배치될 수도 있다.
또한, 각 가이드프레임(110)의 상단에는 도면에서와 같이 수평배치되는 횡프레임(112)이 연결되어 각 가이드프레임(110)간의 이격된 위치를 견고하게 고정시키고 비행공간(111)에 수용된 멀티콥터(10)의 상한 비행높이를 제한할 수도 있다. 즉, 상기 비행가이드부(100)는 상호 이격되도록 직립배치된 복수의 가이드프레임(110)과 각 가이드프레임(110) 사이에 수평배치된 횡프레임(112)이 사각 골조형태로 연결되면서 내부에 상하로 연장된 비행공간(111)을 형성할 수 있는 것이다.
더불어, 상기 가이드프레임(110) 또는 멀티콥터(10)의 바디(11)에는 롤러와 같이 마찰을 줄이기 위한 수단이 구비되어 멀티콥터(10)의 승강동작시 진동이나 소음이 발생하지 않도록 구비되는 것이 바람직하다.
그리고, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 비행가이드부(100)는, 가이드프레임(110)의 하부 둘레로부터 사방으로 각각 수평연장되어 가이드프레임(110)이 전복되지 않도록 지지하는 복수 개의 지지프레임(120) 및, 상기 지지프레임(120)의 하부에 배치되어 멀티콥터(10)가 비행가이드부(100)를 측방 가압하는 가압력에 의해 비행가이드부(100)를 측방 이동시키기 위한 바퀴부(130)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 가이드프레임(110), 횡프레임(112) 및 지지프레임(120)에 포함된 각 프레임들은 상호 간에 착탈 가능한 조립식으로 연결됨으로써, 비행가이드부(100)의 설치 및 운반이 간편하며 시험장소의 변경이 용이한 효과를 제공할 수 있다. 또한, 각 프레임들은 체결나사나 브라켓을 이용하여 상호 조립될 수 있고 이 밖에 본 발명이 속하는 기술분야에서 복수의 프레임을 착탈 가능하게 조립되도록 하는 다양한 체결수단이 이용될 수 있다.
더불어, 상기 바퀴부(130)는 캐스터(Caster) 형태로 이루어져 멀티콥터(10)의 측방 가압력이 가해지는 방향에 따라 비행가이드부(100)의 측방 이동방향이 변경되도록 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 지지프레임(120) 및 바퀴부(130)의 구성을 통해 멀티콥터(10)의 수평 이동성능을 넓은 범위에서 평가할 수 있으며 멀티콥터(10)가 비행가이드부(100)를 측방 가압하는 힘에 의해 전복되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 각 가이드프레임(110) 간에 폭방향(W)으로 상호 이격된 간격은 멀티콥터(10)의 바디(11)의 폭방향(W) 크기보다 상대적으로 크게 형성되어 비행공간(111) 내에 수용된 멀티콥터(10)가 좌우 측방이동이 가능하며 이 밖에 상하방향(H) 축선을 중심으로 회전하는 요(Yaw) 동작과 전후방향(L) 축선을 중심으로 회전하는 롤(Roll) 동작을 수행할 수 있으며, 각 가이드프레임(110) 간에 전후방향(L)으로 상호 이격된 간격은 멀티콥터(10)의 바디(11)가 전후로 지지되는 부위 간의 이격간격보다 상대적으로 작게 형성되어 비행공간(111) 내에서 멀티콥터(10)가 폭방향(W) 축선을 중심으로 회전하는 피치(Pitch)과 전진 및 후진동작을 취할 수 있다.
상기 테스트단말(200)은 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)와 신호연결되어 멀티콥터(10)를 비행제어하기 위한 제어신호를 출력하며, 상기 제어회로부(12)는 입력되는 제어신호에 따라 멀티콥터(10)가 상승, 하강, 피치, 롤 및 요 동작을 취할 수 있도록 각 프로펠러(14)의 회전상태를 제어한다.
여기서, 상기 테스트단말(200)은 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)나, 멀티콥터(10)에 장착된 자이로센서를 포함한 각종 센서나 각 프로펠러(14)의 구동회로와 신호연결되어 수신되는 각종 감지신호, 측정값 및 피드백신호를 이용하여 멀티콥터(10)의 비행성능을 평가할 수 있다. 또한, 시험자는 멀티콥터(10)의 기울어짐이나 수평유지와 같은 비행상태를 육안으로 확인하면서도 비행성능을 평가할 수 있다. 즉, 특정 움직임을 발생시키는 비행제어신호 대비 해당 특정 움직임이 구현되는 정도를 데이터값으로 수신하거나 육안으로 관찰하면서 비행성능을 평가할 수 있다.
또한, 상기 테스트단말(200)로는 PC나 노트북 등의 일반적인 컴퓨터를 이용할 수 있으며 드론 등의 멀티콥터를 비행제어하기 위해 이용되는 지상통제장치(GCS)을 이용할 수도 있고, 이 밖에 테블릿, 스마트폰 등과 같이 디스플레이와 사용자 입력수단이 구비되고 애플리케이션의 저장 및 구동이 가능한 데이터 처리장치가 이용될 수 있다.
상술한 바와 같은 비행가이드부(100) 및 테스트단말(200)의 조합된 구성을 통해 멀티콥터(10)의 상승 및 하강 동작의 성능시험이 가능하여 프로펠러(14)의 세팅값을 설정하기 위한 초기의 비행테스트를 수행할 수 있으면서 동시에 멀티콥터(10)의 추락 및 전복을 방지하여 고가의 장비훼손이나 인명사고를 미연에 방지할 수 있고 비행시험 공간을 최소화할 수 있다.
한편, 멀티콥터(10)가 상승한 상태에서 의도하지 않게 급하강하는 경우 멀티콥터(10)에 구비된 랜딩기어와 같이 멀티콥터(10)의 최하단에 위치한 착지부위(13)가 지면이나 지지프레임(120)과 접촉하는 경우 착지부위(13)에 국부적인 임팩트가 가해져 균열이나 형상변형 등이 발생하거나 심한 경우 파손이 발생할 수 있으며, 상기 착지부위(13)와 연결된 부위를 통해 하강충격력이 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)에 가해지는 경우 제어회로부(12)에 포함된 전자부품이 파손되거나 기능고장이 발생할 수 있다.
이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템는 완충부(300)가 구비되어 이러한 멀티콥터(10)의 하강충격력으로부터 멀티콥터(10)를 보호할 수 있는 완충기능을 구현할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이 상기 완충부(300)는 쿠션부재(310), 받침프레임부(320) 및 쇼크업소버(330)를 포함한다. 상기 쿠션부재(310)는 하강하는 멀티콥터(10)의 착지부위(13)가 지면이나 지지프레임(120) 또는 상기 받침프레임부(320)와 접촉하면서 변형이나 파손되지 않도록 가드하는 보호부재로서, 상기 멀티콥터(10)와 상하로 대향하는 하부 위치에 배치되고 플렉시블한 탄성재질로 이루어져 하강하는 멀티콥터(10)의 착지부위(13)에 의해 하향 가압되면 눌리면서 상기 착지부위(13)의 변형을 방지한다.
여기서, 상기 쿠션부재(310)는 스폰지, 폼(Foam), 고무, 실리콘, 메모리폼, 라텍스, 스티로폼 등을 이용할 수 있으며 이 밖에 플렉시블하면서도 탄성력을 제공할 수 있는 다양한 재질을 이용할 수도 있다.
또한, 상기 받침프레임부(320)는 쿠션부재(310)의 하부에 수평배치되어 쿠션부재(310)를 통해 전달되는 멀티콥터(10)의 하강충격력을 분산하며, 상기 쇼크업소버(330)는 받침프레임부(320)와 지면 사이에 복수 개가 이격되도록 직립배치되어 받침프레임부(320)를 통해 상기 하강충격력이 전달되면 압축동작하면서 하강충격력을 흡수한다.
더불어, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 받침프레임부(320)는, 전후방향(L)으로 연장되도록 수평배치되는 복수 개의 수평종프레임(321)과 폭방향(W)으로 연장되도록 수평배치되는 복수 개의 수평횡프레임(322)이 상기 쿠션부재(310)의 저면을 지지할 수 있는 골조형태로 연결되어 이루어져 완충부(300)의 경량화를 구현할 수 있다.
그리고, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 상기 받침프레임부(320)와 쿠션부재(310) 사이에는 쿠션부재(310)의 저면과 대응되는 형상으로 이루어져 수평배치되는 지지판(340)이 구비되어 받침프레임부(320)의 각 프레임(321,322)간에 형성되는 빈 공간으로 쿠션부재(310)가 밀려 내려가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 지지판(340)은 받침프레임부(320)에 나사고정되고 쿠션부재(310)는 지지판(340)의 상면에 본딩부착되는 방식으로 쿠션부재(310)를 받침프레임부(320) 상에 견고하게 고정시킬 수 있다.
더불어, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 쿠션부재(310) 및 지지판(340)은 두 개로 분할되고 지지프레임(120)을 향하는 방향으로 상기 지지프레임(120)의 둘레가 삽입되기 위한 프레임삽입홈(311,341)이 각각 형성되어 지지프레임(120)의 양측에 측방으로 삽입되는 방식으로 지지프레임(120)로부터 착탈 가능하게 장착될 수 있다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 쿠션부재(310)는, 스폰지, 폼(Foam), 고무 또는 실리콘 중 어느 하나 이상의 쿠션재질로 이루어진 복수 개의 쿠션시트(312) 및, 각 쿠션시트(312)와 대응되는 면적을 갖는 복수 개의 보강접착지(313)가 교호로 적층된 구조로 이루어지고, 상기 보강접착지(313)의 양면에는 접착부재(314)가 배치되어 두 쿠션시트(312) 사이에 보강접착지(313)가 접착됨으로써, 전체가 쿠션재질로 이루어진 경우와 비교하여 볼 때 멀티콥터(10)의 착지부위(13)에 의해 하향 가압되어 눌리는 깊이를 감소시켜 쿠션부재(310)의 전체적인 두께를 슬림화할 수 있고 쿠션부재(310)의 탄성력에 의해 멀티콥터(10)가 상향 반동하는 정도를 최소화할 수 있다.
또한, 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이 상기 쇼크업소버(330)는 받침프레임부(320)에 상단이 결합되는 바디(331)와 상기 바디(331)로부터 출몰가능하게 장착되되 설정압력 이상의 가압력이 작용하면 바디(331)의 내부로 삽입되는 로드(332)와, 상기 로드(332)의 단부에 배치된 상태로 지면을 지지하는 헤드(333) 및, 상기 헤드와 바디(331) 사이에 배치되어 상기 가압력이 해제되면 상기 로드(332)가 돌출되도록 가압하는 스프링(334)을 포함한다.
여기서, 도면에는 상기 바디(331)측이 받침프레임부(320)에 결합되고 로드(332)측이 지면에 지지되도록 설치된 것을 예시하였으나, 이와 반대로 로드(332)측이 받침프레임부(320)에 결합되고 바디(331)측이 지면에 지지되도록 설치될 수도 있다.
상기 쇼크업소버(330)는 쿠션부재(310)의 상부면에 멀티콥터(10)의 착지부위(13)가 안착되어 멀티콥터(10)의 하중이 가해지는 경우 로드(333)가 바디(331) 내부로 삽입되면서 압축상태가 되고 멀티콥터(10)가 이륙하면서 하중이 사라지면 스프링(334)의 탄성반발력으로 인해 바디(331)의 내부로 삽입된 로드(333)가 돌출되면서 확장상태가 된다. 이러한 쇼크업소버(330)는 확장상태에서 압축상태로 변경하면서 충격에너지를 흡수하며, 상기 완충부(300)의 하중이 쇼크업소버(330)를 하향 가압하는 힘은 쇼크업소버(330)의 반발력보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 받침프레임부(320)의 수평종프레임(321)과 수평횡프레임(322) 중 어느 하나 이상의 프레임은 상기 멀티콥터(10)의 착지부위(13)의 직하방 위치에 배치되어 상기 착지부위(13)를 따라 연장배치됨으로써, 상기 하강충격력을 수직방향으로 전달받을 수 있으며 하강충격력이 전달되는 착지부위(13)와의 접촉면적을 넓혀 받침프레임부(320)의 국부적인 훼손을 방지하고 받침프레임부(320)의 전체로 충격력을 고르게 분산시킬 수 있는 여건을 제공한다.
더불어, 도면에서와 같이 상기 쇼크업소버(330)는, 상기 수평종프레임(321)과 수평횡프레임(322)이 상호 연결되는 부위의 하부 위치 또는 각 프레임(321,322)의 단부의 하부 위치에 직립배치되어 상기 하강충격력을 전달받는 구조로 이루어짐으로써, 상기 각 프레임(321,322)의 연결부위를 쇼크업소버(330)의 상단이 지지하므로 상기 연결부위의 훼손을 방지하고 하강충격력을 각 프레임(321,322)으로 고르게 전달할 수 있다.
그리고, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 쇼크업소버(330)는, 상기 받침프레임부(320)의 하부에 고정설치되는 복수 개의 기본장착 쇼크업소버(330a) 및, 상기 받침프레임부(320)의 하부에 착탈 가능하게 장착되는 복수 개의 가변장착 쇼크업소버(330b)를 포함하며, 상기 가변장착 쇼크업소버(330b)는 상기 멀티콥터(10)의 하중 변화에 따라 장착되는 수량이 조절됨으로써, 시험중인 멀티콥터(10)에 탑승자가 탑승하거나 추가 장비가 탑재되어 하중이 증가하더라도 증가된 하중에 의한 하강충격력의 증가량을 흡수할 수 있는 가변장착 쇼크업소버(330b)를 손쉽게 장착할 수 있다.
여기서, 상기 가변장착 쇼크업소버(330b)가 받침프레임부(320)에 착탈 가능하게 장착될 수 있도록 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 받침프레임부(320) 상에서 가변장착 쇼크업소버(330b)가 장착될 위치에는 측방으로 개구된 체결홈(326)이 형성되고, 상기 가변장착 쇼크업소버(330b)에 구비된 바디(331)의 상단에는 상기 체결홈(326)에 측방 삽입되어 상하로 걸림지지되는 체결브라켓(336)이 구비된다.
따라서, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 가변장착 쇼크업소버(330b)를 직립한 상태에서 체결브라켓(336)이 체결홈(326)에 삽입되도록 슬라이딩시키는 것만으로 받침프레임부(320)에 가변장착 쇼크업소버(330b)를 착탈 가능하게 장착시킬 수 있다.
또한, 상기 받침프레임부(320) 상에서 체결홈(326)과 근접된 위치에는 상기 체결브라켓(336)이 체결홈(326)에 삽입된 상태를 선택적으로 고정시키는 록킹수단(327)이 구비되어 외부로부터 가해지는 진동이나 가압력에 위해 체결홈(326)에 삽입된 체결브라켓(336)이 쉽게 이탈되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
더불어, 상기 가변장착 쇼크업소버(330b)는 기본장착 쇼크업소버(330a)와 함께 받침프레임부(320)의 하부에 배치되되, 두 기본장착 쇼크업소버(330a) 사이의 중앙 위치(2분할 위치)에 하나가 배치되거나 3분할 위치에 두 개가 배치되어 분리된 상태에서 잔여된 기본장착 쇼크업소버(330a)가 받침프레임부(320)의 하중을 균일하게 지지할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.
그리고, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 받침프레임부(320)의 하부에 장착되되 직립상태에서 비직립상태 또는 비직립상태에서 직립상태로 회동가능하게 장착되는 복수 개의 회동장착 쇼크업소버(330c)를 더 포함하며, 상기 회동장착 쇼크업소버(330c)는 직립상태에서 상기 하강충격력을 전달받고 비직립상태에서 상기 하강충격력을 전달받지 않으며, 상기 멀티콥터(10)의 하중 변화에 따라 회동하는 회동장착 쇼크업소버(330c)의 수량이 조절됨으로써, 멀티콥터(10)의 하중 변화에 따라 상기 가변장착 쇼크업소버(330b)를 일일이 장착하거나 분리해야 하는 번거로움없이 상기 회동장착 쇼크업소버(330c)를 회동시키는 것만으로 쇼크업소버의 전체 수량을 손쉽게 변경할 수 있다.
또한, 도면에서와 같이 상기 쇼크업소버(330)는, 회동장착 쇼크업소버(330c)의 회동축(335)에 축결되어 제어신호에 따라 회동장착 쇼크업소버(330c)가 회동하는데 필요한 구동력을 제공하는 회동구동부(340)를 더 포함하고, 상기 테스트단말(200)은 설정된 멀티콥터(10)의 하중에 따라 복수 개의 회동장착 쇼크업소버(330c) 중 일부 또는 전체 회동장착 쇼크업소버(330c)가 선별적으로 회동동작하도록 상기 회동구동부(340)를 구동제어함으로써, 멀티콥터(10)의 하중 변화에 따라 상기 회동장착 쇼크업소버(330c)를 일일이 회동시켜야 하는 번거로움없이 자동으로 회동상태를 조작할 수 있어 사용자의 편의를 극대화할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 완충부(300)의 구성을 통해 상기 쿠션부재(310)에 의해 랜딩기어와 같은 멀티콥터(10)의 착지부위(13)가 고강도 재질의 받침프레임부(320)와 물리적으로 이격되어 상승한 멀티콥터(10)가 의도하지 않게 급하강(추락)하더라도 상기 착지부위(13)가 국부적인 임팩트에 의한 균열이나 형상 변형되거나 파손되지 않도록 방지할 수 있으며 착지부위(13)와 받침프레임부(320)가 충돌하면서 발생하는 소음을 억제할 수 있다.
또한, 상기 쿠션부재(310)를 통해 받침프레임부(320)로 전달되는 하강충격력은 수평배치된 받침프레임부(320)에 의해 분산되고 분산된 하강충격력은 받침프레임부(320)의 하부에 이격 배치된 각 쇼크업소버(330)에 의해 흡수되므로 멀티콥터(10)에 장착된 전자회로 부품까지 충격력이 가해지지 않아 고가의 장비를 온전하게 보호할 수 있다.
한편, 도 1, 도 2 및 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템은 멀티콥터(10)의 비행성능 테스트시 시험자를 안전하게 보호할 수 있도록 보호케이지(410)를 더 포함하고, 바람이나 우천 등의 외부환경에 비행테스트가 영향을 받지 않도록 건물체(420)를 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 보호케이지(410)는 직립된 복수 개의 케이지측벽(411)으로 이루어져 상기 비행가이드부(100) 및 멀티콥터(10)를 수용하기 위한 시험공간(415)을 제공하며, 상기 건물체(420)는 보호케이지(410)를 내부에 수용하기 위한 실내공간(421)이 마련된다.
여기서, 상기 케이지측벽(411)에는 시험자가 내부를 관람하기 위한 투시창(414)이 마련된다. 상기 투시창(414)은 시험자가 내부를 관람할 수 있으면서도 내부에서 발생하는 파편 등의 위험물이 시험자에게 가해지지 않도록 차단하는 보호시설물로서 도면에서와 같이 철망구조로 이루어질 수 있고 경우에 따라 투광재질의 판으로 이루어질 수도 있다. 철망구조인 경우 일정간격 이격되어 직립배치되는 수직골조프레임(412)과 각 수직골조프레임(412) 사이의 하단과 상단에 각각 수평배치되는 수평골조프레임(413)이 벽체형상으로 골조를 구성하고 이 골조 내부에 투시창(414)인 철망이 배치될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 케이지측벽(411) 중 어느 하나 이상에는 비행가이드부(100)나 멀티콥터(10)를 내부에 넣거나 꺼내기 위한 출입문(416)이 구비되는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 테스트단말(200)은 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)와 신호연결됨에 있어서 무선통신 방식으로 연결될 수도 있으나 유선통신 방식으로 연결될 수도 있다. 상기 유선통신 방식의 경우 상기 테스트단말(200)은 유선케이블(210)을 통해 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)와 신호연결될 수 있다. 이 경우 도 1에서와 같이 유선케이블(210)이 보호케이지(410)의 내부 바닥을 거쳐 멀티콥터(10)와 테스트단말(200) 사이에 연장배치되는 경우 비행가이드부(100)가 수평이동하면서 유선케이블(210)이 비행가이드부(100), 완충부(300) 또는 바퀴부(130)에 감기게 되어 장비가 훼손되거나 비행가이드부(100)가 전복될 수 있다.
이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템에서는 호이스트부(430)를 이용하여 이러한 현상을 방지할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 호이스트부(430)는 건물체(420)의 상부에 배치되어 실내공간(421)을 가로지르는 형태로 배치되는 가이드레일(431) 및, 상기 가이드레일(431)을 따라 수평이동하며 승강이동하는 후크(433)가 구비된 헤드(432)를 포함한다.
또한, 상기 유선케이블(210)은 테스트단말(200)로부터 호이스트부(430)의 헤드(432)를 경유하면서 상부에서 하부로 연장배치되어 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)에 연결된다. 따라서, 비행가이드부(100)가 보호케이지(410) 내에서 수평이동하는 경우 유선케이블(210)이 프로펠러(14)에 말리거나 바퀴부(130)에 깔려 단선되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
이때, 도 1에는 보호케이지(410)의 상부에 수평골조프레임(413)이 중앙부를 가로 지르는 형태로 배치된 것을 예시하였으나 상기와 같이 호이스트부(430)를 이용하여 유선케이블(210)을 연결시키거나 비행가이드부(100)를 이동시키는 경우 천장면에는 수평골조프레임(413)이 배치되지 않는 것이 바람직하다.
한편, 건물체(420)가 건물측벽(427)에 의해 외부환경과 차단되는 경우 내부에서 멀티콥터(10)가 비행하게 되면 발생하는 비행풍이 건물체(420)의 내부면에 부딛힌 후 상향 와류되어 멀티콥터(10)의 프로펠러(14)에 가해질 수 있다.
이에 도 14에 도시된 바와 같이 상기 건물체(420)의 케이지측벽(411)에는 멀티콥터(10)가 구동하면서 회전하는 프로펠러(14)에 의해 발생하는 비행풍을 외부로 배출하기 위한 배기구(422)가 마련됨으로써 비행풍이 건물체(420)의 건물측벽(427)에 의해 와류되어 멀티콥터(10)의 비행에 영향을 주는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 배기구(422)는 각 건물측벽(427)의 하부 위치에 측방으로 개구되어 형성됨으로써 건물체(420)의 바닥면을 따라 이동하는 비행풍이 건물측벽(427)과 접촉하는 것을 최소화할 수 있다.
여기서, 상기 건물체(420)의 천장면 또는 케이지측벽(411)의 상부 위치에는 외부와 연통된 유입구(423)가 상하방향 또는 측방향으로 개구되도록 형성되어 상기 멀티콥터(10)의 프로펠러(14)에 의해 발생하는 비행풍에 의해 외기가 실내공간으로 유입되도록 함으로써, 배기구(422)를 통해 건물체(420)의 실내공간(421)에 존재하는 공기가 외부로 빠져나가면서 진공현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 15에 도시된 바와 같이 상기 배기구(422)에는 비행풍을 외부로 강제 배출하도록 회전구동하는 배기팬(424)이 구비됨으로써, 배기구(422)를 통해 배출되는 공기량보다 많은 양의 비행풍이 발생하더라도 외부로 배출되는 공기량을 증가시켜 비행풍이 멀티콥터(10)의 비행에 영향을 미치게 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 유입구(423)에는 외기를 실내공간(421)으로 강제 유입하도록 회전구동하는 흡입팬(425)이 구비됨으로써 배기팬(424)에 의해 외부로 배출되는 공기량에 부합되게 내부로 유입되는 공기량을 조절할 수 있다.
더불어, 도면에서와 같이 비행풍의 풍압을 감지하는 풍압감지부(440)를 더 포함하고, 테스트단말(200) 또는 별도의 제어수단은, 상기 풍압감지부(440)의 풍압 감지신호를 이용하여 풍압치를 산출하며 산출된 풍압치에 따라 상기 배기팬(424))의 회전속도를 단계적으로 구분하여 구동제어함으로써 비행풍의 발생정도에 따라 외부로 배출되는 공기량을 조절할 수 있다.
그리고, 상기 테스트단말(200)은 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)로 전송되는 프로펠러(14)의 회전속도 제어값 또는 제어회로부(12)로부터 수신되는 프로펠러(14)의 회전속도 제어피드백값을 이용하여 상기 배기팬(424) 또는 흡입팬(425)의 회전속도를 단계적으로구분하여 구동제어함으로써 상기 풍압감지부(440)의 구성없이 비행풍의 발생정도에 따라 외부로 배출되는 공기량을 조절할 수 있다.
한편, 도 16에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템은 상기 멀티콥터(10) 또는 비행가이드부(100)에 장착되어 보호케이지(410)의 케이지측벽(411)간의 이격거리를 감지하는 거리감지부(450)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 테스트단말(200)은 거리감지부(450)로부터 수신되는 이격거리 감지신호를 이용하여 케이지측벽(411)과 멀티콥터(10) 또는 케이지측벽(411)과 비행가이드부(100) 간의 이격거리를 산출하며 산출된 이격거리가 설정된 접근제한거리에 부합되면 알림동작하거나 멀티콥터(10)가 정지하도록 구동제어할 수 있다.
따라서, 비행가이드부(100)가 수평이동하면서 케이지측벽(411)과 충돌하여 고가의 장비가 파손되거나 인명사고가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 상기 거리감지부(450)로 초음파센서, 레이저센서 등과 같은 다양한 감지수단이 이용될 수 있다. 그리고, 상기 지지프레임(120)의 선단 측부면에는 완충수단(125)이 구비됨으로써 수평골조프레임(413)과의 접촉시 발생하는 충격 및 소음을 감소시킬 수 있다. 상기 완충수단(125)으로 고무판, 스프링 및 스펀지 등 다양한 완충재가 이용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10...멀티콥터 11...바디
12...제어회로부 13...착지부위
100...비행가이드부 110...가이드프레임
111...비행공간 120...지지프레임
130...바퀴부 200...테스트단말
210...유선케이블 300...완충부
310..쿠션부재 320...받침프레임부
321...수평종프레임 322...수평횡프레임
330...쇼크업소버 330a...기본장착 쇼크업소버
330b...가변장착 쇼크업소버
340...회동구동부 410...보호케이지
420..건물체 422...배기구
423...유입구 424,..배기팬
425...흡입팬 430...호이스트부
440...풍압감지부 450...거리감지부

Claims (9)

  1. 멀티콥터(10)의 초기 비행성능을 테스트하기 위한 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템에 있어서, 상기 멀티콥터(10)의 바디(11)를 사이에 두고 폭방향(W)의 양측 위치에 직립배치되어 상기 바디(11)를 측방에서 지지하면서 멀티콥터(10)가 승강이동하기 위한 비행공간(111)을 제공하는 가이드프레임(110)을 포함하는 비행가이드부(100); 상기 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)와 신호연결되어 멀티콥터(10)를 비행제어하기 위한 제어신호를 출력하는 테스트단말(200); 및 상기 멀티콥터(10)와 상하로 대향하는 하부 위치에 배치되고 플렉시블한 탄성재질로 이루어져 하강하는 멀티콥터(10)의 착지부위(13)에 의해 하향 가압되면 눌리면서 상기 착지부위(13)의 변형을 방지하는 쿠션부재(310)와, 상기 쿠션부재(310)의 하부에 수평배치되어 쿠션부재(310)를 통해 전달되는 멀티콥터(10)의 하강충격력을 분산하는 받침프레임부(320) 및, 상기 받침프레임부(320)와 지면 사이에 복수 개가 이격되도록 직립배치되어 상기 받침프레임부(320)를 통해 상기 하강충격력이 전달되면 압축동작하면서 하강충격력을 흡수하는 쇼크업소버(330)를 포함하는 완충부(300);를 포함하며,
    상기 받침프레임부(320)는, 전후방향(L)으로 연장되도록 수평배치되는 복수 개의 수평종프레임(321)과 폭방향(W)으로 연장되도록 수평배치되는 복수 개의 수평횡프레임(322)이 상기 쿠션부재(310)의 저면을 지지할 수 있는 골조형태로 연결되어 이루어지되, 상기 수평종프레임(321)과 수평횡프레임(322) 중 어느 하나 이상의 프레임은 상기 멀티콥터(10)의 착지부위(13)의 직하방 위치에 배치되어 상기 착지부위(13)를 따라 연장배치된 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 쇼크업소버(330)는,
    상기 받침프레임부(320)의 하부에 고정설치되는 복수 개의 기본장착 쇼크업소버(330a) 및,
    상기 받침프레임부(320)의 하부에 착탈 가능하게 장착되는 복수 개의 가변장착 쇼크업소버(330b)를 포함하며,
    상기 가변장착 쇼크업소버(330b)는 상기 멀티콥터(10)의 하중 변화에 따라 장착되는 수량이 조절되는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 쇼크업소버(330)는,
    상기 받침프레임부(320)의 하부에 고정설치되는 복수 개의 기본장착 쇼크업소버(330a) 및,
    상기 받침프레임부(320)의 하부에 장착되되 직립상태에서 비직립상태 또는 비직립상태에서 직립상태로 회동가능하게 장착되는 복수 개의 회동장착 쇼크업소버(330c)를 포함하며,
    상기 회동장착 쇼크업소버(330c)는 직립상태에서 상기 하강충격력을 전달받고 비직립상태에서 상기 하강충격력을 전달받지 않으며, 상기 멀티콥터(10)의 하중 변화에 따라 회동하는 회동장착 쇼크업소버(330c)의 수량이 조절되는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    직립된 복수 개의 케이지측벽(411)으로 이루어져 상기 비행가이드부(100) 및 멀티콥터(10)를 수용하기 위한 시험공간(415)을 제공하는 보호케이지(410);
    상기 보호케이지(410)를 내부에 수용하기 위한 실내공간(421)이 마련된 건물체(420); 및
    상기 건물체(420)의 상부에 배치되어 실내공간(421)을 가로지르는 형태로 배치되는 가이드레일(431) 및, 상기 가이드레일(431)을 따라 수평이동하며 승강이동하는 후크(433)가 구비된 헤드(432)를 포함하는 호이스트부(430);를 더 포함하고,
    상기 테스트단말(200)은 유선케이블(210)을 통해 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)와 신호연결되며,
    상기 유선케이블(210)은 테스트단말(200)로부터 호이스트부(430)의 헤드(432)를 경유하면서 상부에서 하부로 연장배치되어 멀티콥터(10)의 제어회로부(12)에 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 비행가이드부(100) 및 멀티콥터(10)를 내부에 수용하기 위한 실내공간(421)이 마련된 건물체(420);를 더 포함하고,
    상기 건물체(420)의 건물측벽(427)에는 멀티콥터(10)가 구동하면서 회전하는 프로펠러(14)에 의해 발생하는 비행풍을 외부로 배출하기 위한 배기구(422)가 마련된 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 건물체(420)의 천장면 또는 케이지측벽(411)의 상부 위치에는 외부와 연통된 유입구(423)가 상하방향 또는 측방향으로 개구되도록 형성되어 상기 멀티콥터(10)의 프로펠러(14)에 의해 발생하는 비행풍에 의해 외기가 실내공간으로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 완충부(300)는, 비행가이드부(100)로부터 착탈 가능하게 장착되고,
    상기 비행가이드부(100)는, 가이드프레임(110)의 하부 둘레로부터 사방으로 각각 수평연장되어 가이드프레임(110)이 전복되지 않도록 지지하는 복수 개의 지지프레임(120) 및, 상기 지지프레임(120)의 하부에 배치되어 멀티콥터(10)가 비행가이드부(100)를 측방 가압하는 가압력에 의해 비행가이드부(100)를 측방 이동시키기 위한 바퀴부(130)를 더 포함하며,
    상기 멀티콥터(10) 또는 비행가이드부(100)에 장착되어 보호케이지(410)와의 이격거리를 감지하는 거리감지부(450);를 더 포함하고,
    상기 테스트단말(200)은 거리감지부(450)로부터 수신되는 이격거리 감지신호를 이용하여 보호케이지(410)와 멀티콥터(10) 또는 비행가이드부(100) 간의 이격거리를 산출하며 산출된 이격거리가 설정된 접근제한거리에 부합되면 알림동작하거나 멀티콥터(10)가 정지하도록 구동제어하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터용 그라운드 테스트 시스템.
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