KR102355753B1 - 수중 운행 변환 구조의 드론 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중 운행 변환 구조의 드론에 관한 것이고, 구체적으로 공중 비행 과정에서 수중의 관측이 요구되면 수중 운행이 가능하도록 구조 변형이 가능한 수중 운행 변환 구조의 드론에 관한 것이다. 수중 운행 변환 구조의 드론은 메인 몸체(11); 메인 몸체(11)에 결합되는 적어도 하나의 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d); 및 고도 탐지 유닛(18)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d)은 공중 부유 구조로부터 수중 추진 구조로 변환이 가능하다.

Description

수중 운행 변환 구조의 드론{A Drone Having a Converting Structure for RunningUnder Water}

본 발명은 수중 운행 변환 구조의 드론에 관한 것이고, 구체적으로 공중 비행 과정에서 수중의 관측이 요구되면 수중 운행이 가능하도록 구조 변형이 가능한 수중 운행 변환 구조의 드론에 관한 것이다.

무인 비행체(unmanned aerial vehicle)에 해당하는 드론(drone)은 군사용에서부터 상업용까지 여러 분야에 다양한 목적으로 사용되고 있다. 일반적으로 드론은 표적 드론(target drone), 정찰 드론(reconnaissance drone) 및 감시 드론(surveillance drone)으로 나누어질 수 있지만 최근 드론이 상업적으로 이용되면서 다양한 구조 또는 용도를 가진 드론이 개발되고 있다. 드론은 비행체를 형성하는 비행체, 비행체의 제어를 위한 원격 제어 모듈 및 비행체와 원격 제어 모듈 사이의 통신을 위한 통신 모듈로 이루어질 수 있다. 비행체는 비행기의 기체와 날개 형상의 몸체 및 헬리콥터를 위한 테일 로터로 이루어지고, 비행체의 작동을 위한 전력을 리튬-폴리머 배터리에 의하여 공급될 수 있다. 또한 비행체는 다양한 탐지 유닛을 가질 수 있다. 비행체는 원격 컨트롤러 또는 관제 서버에 의하여 제어될 수 있고 예를 들어 2.4 GHz의 무선 통신 대역에 의하여 원격 컨트롤러와 비행체가 통신할 수 있다. 드론의 구조 또는 용도와 관련된 다양한 기술이 이 분야에 공지되어 있다.

특허공개번호 제10-2015-0140172호는 수상에 부유 가능하도록 부력과 수직 이착륙 기능을 가지며, 목표 지점까지 무인 비행 또는 이동이 가능하도록 마련되는 드론 유닛; 해저를 탐사할 수 있도록 상기 드론 유닛에 탑재되는 사이드 스캔 소나; 및 상기 드론 유닛이 상기 목표 지점 또는 현 위치의 위치 정보를 송수신하여 상기 목표 지점까지 이동 가능하도록 상기 드론 유닛에 탑재되는 위치 제어 유닛을 포함하는 드론 비행체를 이용한 해저 스캐닝 탐사 시스템에 대하여 개시한다. 또한 상기 선행기술은 물 위에 부유되어 이동 가능하도록 부력을 갖는 드론 본체; 상기 드론 본체를 수직 부상시킬 수 있고, 추진력을 가하여 이동시킬 수 있도록 상기 드론 본체의 선수부와 선미부에 쌍으로 배치되는 수직 이착륙용 프로펠러 유닛; 및 위성으로부터 제공되는 위치 정보를 기초로 상기 수직 이착륙용 프로펠러 유닛을 제어하도록 상기 드론 본체에 탑재되는 위치 제어 유닛을 포함하고, 상기 수직 이착륙용 프로펠러 유닛에 의해 해상의 목표 지점까지 공중으로 무인 비행한 후 상기 드론 본체에 탑재 가능한 사이드 스캔 소나에 의해 상기 목표 지점 영역의 해저를 탐색하도록 마련되는 해저 스캐닝 탐사 시스템용 드론 비행체에 대하여 개시한다.

특허등록번호 제10-1587893호는 내부에 일정 크기의 수용 공간이 마련되며, 전면에 출입 해치가 구비되고, 전방 및 후방 각각에 해수면에 직교한 상태로 일정 길이 돌출되면서 갈수록 폭이 좁아지는 선수 및 선미가 구비되는 선체와; GPS, 송수신기, 제어 장치, 동력원이 내장되어 상기 선체의 중앙부위 상면에 고정 및 설치되는 비행 몸체와; 일단 부위는 상기 비행 몸체에 고정 및 결합되고, 연장되는 타단 부위는 선수 양측 및 선미 양측 각각으로 돌출되는 복수 개의 암과; 상기 각 암의 타단 부위에 설치되는 구동 모터와; 상기 각 구동 모터와 축 연결되는 회전 날개를 포함하는 드론 보트에 대하여 개시한다.

상기 선행기술은 수면에서 운행 가능한 드론에 대하여 개시하지만 공중 비행이 가능하면서 이와 동시에 수중 운행이 가능한 드론에 대하여 개시하지 않는다. 해수면 아래의 탐사를 위하여 공중에서 수중을 탐사하는 과정에서 정밀 탐사를 위하여 드론이 해수면 아래로 내려가는 것이 요구될 수 있다. 그러므로 공중 비행 및 수중 운행이 가능한 드론이 만들어질 필요가 있지만 상기 선행기술은 이러한 드론에 대하여 개시하지 않는다.

본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

선행기술 1: 특허공개번호 제10-2015-0140172호(대우조선해양 주식회사, 2015년12월15일 공개) 드론 비행체를 이용한 해저 스캐닝 탐사 시스템 및 그 드론 비행체 선행기술 2: 특허등록번호 제10-1587893호(삼우주식회사, 조돈한, 2016년01월22일 공고) 드론 보트

본 발명의 목적은 추진 유닛의 변환에 의하여 공중 비행 및 수중 운행이 가능한 수중 운행 변환 구조의 드론을 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 수중 운행 변환 구조의 드론은 메인 몸체; 메인 몸체에 결합되는 적어도 하나의 추진 유닛; 및 고도 탐지 유닛을 포함하고, 상기 적어도 하나의 추진 유닛은 공중 부유 구조로부터 수중 추진 구조로 변환이 가능하다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 적어도 하나의 추진 유닛은 메인 몸체에 결합된 중심축에 대하여 회전이 가능하다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 메인 몸체의 앞쪽에 배치되는 방향 탐지 유닛을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 메인 몸체에 배치되는 조타 유닛을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 메인 몸체에 결합된 부이 유닛을 더 포함하고, 상기 부이 유닛은 메인 몸체와 연결되는 추적 케이블을 가진다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 수중 깊이의 탐지를 위한 수심 탐지 유닛을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 공중 부유 구조로부터 수중 추진 구조로 변환되는 시간을 결정하는 시간 설정 유닛 및 해수면에 접하는 시각을 결정하는 시점 결정 유닛을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 해수면에서 메인 몸체를 유지하는 해수면 착지 유닛을 더 포함한다.

본 발명에 따른 드론은 공중 비행 및 수중 운행이 가능한 것에 의하여 수중 탐사를 비롯한 다양한 관측 또는 탐사용에 적용될 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 드론은 추진 유닛의 변형에 의하여 수중 운행이 가능해지도록 하는 것에 의하여 독립적으로 수중 추진 장치가 만들어질 필요가 없도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 드론은 부이 구조의 통신 유닛에 의하여 수중에서 지상의 관제 센터와 통신이 가능하고 이로 인하여 드론의 수중 운행 제어가 가능하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 드론의 실시 예를 블록 다이어그램으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 드론의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 드론의 수중 운행 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 드론의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 드론이 적용되는 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 드론의 실시 예를 블록 다이어그램으로 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 수중 운행 변환 구조의 드론은 메인 몸체(11); 메인 몸체(11)에 결합되는 적어도 하나의 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d); 및 고도 탐지 유닛(18)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d)은 공중 부유 구조로부터 수중 추진 구조로 변환이 가능하다.

본 발명에 따른 드론은 무인 비행체(Unmanned Aerial Vehicle)가 가지는 다양한 센서, 액추에이터, 전력 공급원 또는 통신 수단과 같은 것을 가질 수 있고, 공지의 무인 비행체와 동일하게 공중 비행이 가능하다. 또한 본 발명에 따른 드론은 무인 비행체가 가지는 다양한 기능을 가질 수 있다. 그리고 추가로 무인 비행체의 구조를 변환시키거나 또는 무인 비행체의 구조에 부가 유닛을 추가하는 것에 의하여 수중 운행이 가능한 것을 특징으로 한다. 그러므로 본 발명에 따른 드론은 무인 비행체가 가지는 기기 또는 기능에 의하여 제한되지 않는다. 그리고 본 발명에 대한 명확한 이해 및 설명의 간결함을 위하여 무인 비행체의 구조 또는 기능에 대하여 구체적으로 설명되지 않지만 이로 인하여 본 발명이 제한적으로 해석되지 않아야 한다.

메인 몸체(11)은 전체적으로 유선 형상이 되거나 또는 길이 방향으로 직경이 작아지는 실린더 형상이 될 수 있지만 이에 제한되지 않고 이 분야에 공지된 다양한 형상으로 만들어질 수 있다. 메인 몸체(11)의 측면으로 적어도 하나의 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d)이 중심 축(121, 122, 123, 124)에 의하여 배치될 수 있다. 중심 축(121, 122, 123, 124)은 메인 몸체(11)의 양쪽으로 두 개씩 모두 네 개가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 중심 축(121, 122, 123, 124)은 관절 구조로 만들어질 수 있고, 예를 들어 메인 몸체(11)에 결합되는 고정 축(124a), 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d)이 결합되는 관절 축(124b) 및 고정 축(124a)과 관절 축(124b)을 정해진 각도로 꺾을 수 있도록 연결되는 관절 조인트(124c)로 이루어질 수 있다. 필요에 따라 메인 몸체(11)에 수용 실린더(126)가 형성되어 고정 축(124a)이 수용 실린더(126)의 내부로 이동 가능하도록 만들어질 수 있다. 이와 같은 구조에서 관절 조인트(124c)에 의하여 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d)이 공중 부양 구조로부터 수중 추진 구조로 변환될 수 있다. 예를 들어 공중 비행의 경우 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d)이 위쪽을 향하고, 수중 운행의 경우 관절 조인트(124c)에 의하여 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d)이 수중 프로펠러의 기능을 위하여 뒤쪽을 향할 수 있다. 제시된 실시 예에서 하나의 중심 축(124)의 변환 구조가 제시되어 있지만 각각의 중심 축(121, 122, 123, 124)가 변환 구조를 가진다. 공중 부양 구조로부터 수중 추진 구조로 변환은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

메인 몸체(11)의 내부에 제어 유닛(14), 리튬 폴리머 배터리와 같은 전력 공급 유닛(B) 또는 액추에이터와 같은 장치가 배치될 수 있다. 메인 몸체(11)의 내부에 드론의 작동과 관련된 다양한 기기 또는 탐지 유닛이 배치될 수 있다. 관제 센터 또는 다른 조정 장치와 통신을 위한 통신 유닛(17)이 메인 몸체(11)의 적절한 위치에 배치될 수 있고, 위치 탐지를 위한 GPS(Global Positioning System)가 메인 몸체(11)에 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 드론은 공중 비행과 수중 운행이 동시에 가능하고, 수중 운행을 위하여 필요한 장치는 공중 비행을 위한 장치의 변환에 의하여 만들어질 수 있다. 만약 이러한 변환이 허용되지 않는 장치라면 수중 운행을 위한 장치가 독립적으로 드론에 배치될 필요가 있다.

수중 운행을 위하여 메인 몸체(11)의 뒤쪽에 조타 유닛(15)이 배치될 수 있다. 조타 유닛(15)은 수중 운행 과정에서 배의 방향을 결정하면서 메인 몸체(11)에 추진력을 제공하는 기능을 가질 수 있다. 조타 유닛(15)은 예를 들어 3 내지 5개의 나선형 프로펠러로 만들어질 수 있고, 물의 유입 및 배출 방향을 조절하는 방향키를 가질 수 있다. 수중 운행을 위하여 메인 몸체(11)의 앞쪽에 방향 탐지 유닛(16)이 배치될 수 있다. 방향 탐지 유닛(16)은 예를 들어 초음파 유닛과 같은 것이 될 수 있고, 전방의 장애물을 탐지하면서 운행 방향을 탐지하는 기능을 가질 수 있다. 또한 메인 몸체(11)의 앞쪽에 수중 카메라(19)가 배치되어 드론(10)의 운행 방향의 영상이 획득되도록 한다.

드론(10)이 공중 비행 과정에서 수중 운행이 되기 위하여 드론(10)의 해수면으로부터 높이 또는 해수면이 깊이가 탐지될 필요가 있다. 이를 위하여 메인 몸체(11)의 아래쪽에 고도 탐지 유닛(18)이 배치될 수 있다. 고도 탐지 유닛(18)은 해수면과 드론(10) 사이의 수직 거리를 탐지하면서 이와 동시에 해수면에 드론(10)의 가장 아래쪽 부분이 접하는 순간을 탐지하는 기능을 가질 수 있다. 고도 탐지 유닛(18)은 예를 들어 초음파 센서, 레이저 센서 또는 광 센서와 같은 거리 측정 센서를 포함할 수 있고, 해수면과 접하는 순간을 탐지하는 압력 센서 또는 접촉 센서를 포함할 수 있다. 고도 탐지 유닛(18)에 의하여 공중 비행에서 수중 운행으로 이행하기 위한 시간, 이동 경로 또는 디바이스의 변환을 위한 시간과 같은 것이 결정될 수 있다.

메인 몸체(11)의 내부 또는 외부에 설치되는 각각의 유닛은 방수 구조로 만들어질 수 있고, 수중 운행을 위한 다양한 디바이스 또는 센서가 메인 몸체(11)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 드론의 실시 예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 메인 몸체(11)는 후미로 갈수록 직경이 작아지는 실린더 형상이 될 수 있고, 중심축(121, 122, 123, 124)은 메인 몸체(11)의 측면으로 연장되면서 메인 몸체와 일체로 형성될 수 있다. 그리고 각각의 중심축(121, 122, 123, 124)의 끝 부분에 선형 프로펠러 구조의 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d)이 배치될 수 있다. 그리고 각각의 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d)은 변환 축에 의하여 결합된 추진 실린더(241, 242, 243, 244)와 연결될 수 있다. 변환 축은 중심축(121, 122, 123, 124)을 관통하면서 회전 가능하도록 배치될 수 있고, 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d)은 변환 축에 대하여 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 추진 실린더(241, 242, 243, 244)의 내부에 물 또는 공기의 유입 및 배출을 위한 스크루가 배치될 수 있지만 반드시 요구되는 것은 아니다.

메인 몸체(11)의 앞쪽에 방향 밀폐 캡(22)이 결합될 수 있고, 방향 밀폐 캡(22)의 내부에 방향 탐지 유닛(16)이 배치될 수 있다. 그리고 방향 탐지 유닛(16)의 둘레 면을 따라 방향 지시 조명이 배치될 수 있고, 수중 카메라가 배치될 수 있다. 방향 탐지 유닛(16)에 가속도 센서가 배치되어 메인 몸체(11)의 방향에 따라 방향 탐지 유닛(16)의 탐지 방향이 변하도록 만들어질 수 있다. 방향 밀폐 캡(22)은 투명한 전면과 곡면 형상의 보호 벽(221)으로 이루어질 수 있다. 그리고 메인 몸체(11)의 뒤쪽에 조타 유닛(15)이 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 메인 몸체(11)의 위쪽에 부이 유닛(21)이 배치될 수 있고, 부이 유닛(21)은 메인 몸체(11)와 분리 가능하도록 설치되면서 통신 안테나(211)를 가질 수 있다. 부이 유닛(21)은 드론의 수중 운행 범위를 결정하고, 드론의 위치가 확인되도록 하고, 드론이 예를 들어 관제 센터와 같은 원격 제어 장치와 통신이 가능하도록 한다.

부이 유닛(21)은 물 위에 뜰 수 있는 소재 또는 구조로 만들어질 수 있고, 추적 케이블에 의하여 드론 또는 메인 몸체(11)와 연결될 수 있다. 필요에 따라 부이 유닛(21)에 통신 칩이 배치될 수 있고, 통신 안테나(211)는 통신 칩과 연결될 수 있다. 또한 부이 유닛(21)에 발광 수단이 배치되어 외부로 빛을 방출하여 드론의 수중 운행 범위가 확인될 수 있다. 드론이 수중 운행을 위하여 수중으로 진입하면 부이 유닛(21)은 메인 몸체(11)로부터 분리될 수 있고, 이와 동시에 추적 케이블을 감고 있는 회전 드럼이 작동될 수 있다. 부이 유닛(21)과 드론은 추적 케이블에 의하여 작동이 되고, 부이 유닛(21)은 해수면에 부유하게 된다. 그리고 회전 드럼에 부착된 장력 측정 유닛에 의하여 추적 케이블의 장력이 측정되어 회전 드럼의 회전이 조절되면서 추적 케이블이 회전 드럼에 감기거나 회전드럼으로부터 풀어질 수 있다. 추적 케이블은 드론에 배치된 통신 유닛과 부이 유닛(21)에 배치된 통신 유닛 사이에 데이터를 전송하는 전송 케이블의 기능을 할 수 있다. 그리고 부이 유닛(21)의 위치를 확인하는 것에 의하여 드론의 운행 범위가 확인될 수 있다. 수중 운행 과정에서 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d)은 수중 운행에 적합한 상태로 변환될 수 있다.

도 3은 도 2의 드론의 수중 운행 구조의 실시 예를 도시한 것이다.

*도 3을 참조하면, 각각의 변환 축이 중심축(121, 1222, 123, 124)을 기준으로 회전하여 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d)이 수중 추진 프로펠러의 기능을 할 수 있다. 이와 동시에 추진 실린더(241, 242, 243, 244)가 수중 운행 과정에서 추진 기능을 보조할 수 있다. 또한 추진 실린더(241, 242, 243, 244)는 드론의 수중 운행 과정에서 방향키의 기능을 가질 수 있다. 도 3의 (나)를 참조하면, 조타 유닛(15)은 한 쌍의 방향키(151, 152) 및 방향 스크루(153)로 이루어질 수 있다. 방향 스크루(153)는 물을 유입시켜 배출시키는 기능을 가질 수 있고, 방향 스크루는 배출되는 물의 방향을 조절하는 기능을 가질 수 있다. 그리고 방향키(151, 152)에 의하여 드론의 수중 운행 방향이 조절될 수 있다. 추진 실린더(241, 242, 243, 244) 또는 조타 유닛(15)은 다양한 구조를 가질 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따르면, 메인 몸체(11)의 아래쪽에 해수면 착지 유닛(251)이 배치될 수 있고, 해수면 착지 유닛(251)은 메인 몸체(11)의 연장 방향을 따라 연장되는 부유 소재로 만들어질 수 있고, 메인 몸체(11)의 양쪽으로 평행하도록 배치될 수 있다. 메인 몸체(11)의 측면으로부터 곡선 형상의 착지 고정 부재(252)가 배치되고, 착지 고정 부재(252)의 끝 부분에 해수면 착지 유닛(251)이 결합될 수 있다. 해수면 착지 유닛(251)은 속이 빈 실린더 형상의 부재가 될 수 있고, 드론 전체를 해수면 위에 유지시키는 수준의 부양력을 가질 수 있다. 설계 구조에 따라 착지 고정 부재(252)는 메인 몸체(11)의 아래쪽에서 해수면 착지 유닛(251)의 분리 간격을 조절할 수 있는 구조로 만들어질 수 있다. 그리고 드론의 수중 운행 과정에서 착지 고정 부재(252)의 작동에 의하여 서로 마주보도록 배치되는 해수면 착지 유닛(251)은 서로 인접하도록 이동되고 필요에 따라 메인 몸체(11)의 바닥면에 밀착되어 고정될 수 있다.

해수면 착지 유닛(251) 또는 착지 고정 부재(252)는 다양한 구조로 만들어질 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

*드론이 공중 비행 과정에서 수중 운행을 위하여 구조 변환이 되어야 하므로 구조 변환을 위한 프로그램 또는 하드웨어의 작동이 요구된다.

도 4는 본 발명에 따른 드론의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 관제 센터(CC)에 의하여 드론의 작동이 제어될 수 있고, 관제 센터(CC)는 위에서 설명된 부이 유닛 또는 드론에 설치된 통신 유닛(17)과 통신할 수 있다. 드론에 설치된 제어 유닛(CU)은 통신 유닛(17)을 통하여 관제 센터(CC)에 드론의 상태를 전송할 수 있다. 관제 센터(CC)로부터 수중 운행 명령이 전송되면, 변환 작동 유닛(41)에 의하여 드론의 구조 변환이 개시될 수 있다. 변환 작동 유닛(41)은 드론의 구조 변환을 제어하는 기능을 가질 수 있고, 변환 데이터베이스(421)에 변환이 되어야 하는 구조에 대한 데이터가 저장될 수 있다. 또한 시간 설정 유닛(422)에 의하여 변환에 필요한 시간이 산출되어 설정될 수 있고, 시간 설정 유닛(422)에 의하여 변환 과정이 결정될 수 있다. 이와 같이 변환 데이터베이스(421) 및 시간 설정 유닛(422)에 의하여 변환 구조 및 그에 따른 소요 시간이 결정되면 고도 탐지 유닛(18)에 의하여 드론의 수면으로부터 높이가 탐지될 수 있고, 수심 탐지 유닛(181)에 의하여 현재의 드론 위치에서 수심이 측정될 수 있다. 수심 탐지 유닛(181)은 예를 들어 초음파 유닛과 같은 것이 될 수 있고, 해수면의 높이에 따른 반사파의 탐지 시간에 의하여 측정될 수 있다. 수심 탐지(181)는 드론의 수중 운행이 가능한 깊이인지 여부를 판단하기 위한 것으로 반드시 정밀하게 수심이 측정되어야 하는 것은 아니다. 해수면의 높이 및 수심이 탐지되면 시점 결정 유닛(45)에 의하여 수중으로 들어가기 시작하는 시점이 결정될 수 있다. 변환 작동 유닛(41)에 의하여 변환 디바이스(42)가 작동될 수 있고, 변환 디바이스(42)는 예를 들어 위에서 설명된 추진 유닛 또는 조향 유닛과 같은 수중 운행을 위하여 드론에 설치된 전체 디바이스를 의미한다. 변환 탐지 유닛(43)에 의하여 변환 디바이스(43)의 변환 여부가 탐지될 수 있고, 변환 탐지 유닛(44)에서 탐지가 완료되면 완료 확인 유닛(44)에 의하여 완료 신호가 발생되어 시점 결정 유닛(45)으로 전송될 수 있다. 시점 결정 유닛(45)은 미리 설정된 시간과 완료 확인 신호의 수신 시간을 비교하여 제어 유닛(CU)으로 전송할 수 있다. 그리고 드론이 수중으로 유입될 수 있다.

위에서 설명된 변화 유닛은 하드웨어 또는 소프트웨어 형태가 될 수 있고, 다양한 형태로 만들어질 수 있다. 그러므로 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

도 5는 본 발명에 따른 드론이 적용되는 실시 예를 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 드론(10)은 바다, 호수 또는 강의 오염 상태를 관측하기 위하여 또는 생태 상태를 관측하기 위한 용도로 적용될 수 있다. 드론(10)은 먼저 수면 위의 공중(A)에서 비행하면서 수면 또는 수중 상태를 관측할 수 있다. 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d)은 공중 비행에 적합한 구조를 유지할 수 있다. 관측 과정에서 수중 상태가 정밀하게 탐사될 필요가 있는 경우 드론(10)은 수중 운행이 될 수 있다. 수중 운행을 위하여 위에서 설명된 방법에 따라 구조 변환이 되어 드론(10)이 수중(W)으로 유입될 수 있다. 수중(W)으로 유입되면서 부이 유닛(21)이 드론(10)으로부터 분리되어 수면(WL) 위에 위치하게 되고 추적 케이블(51)에 의하여 드론(10)과 부이 유닛(21)이 연결될 수 있다. 그리고 부이 유닛(21)에 설치된 통신 안테나(211)를 통하여 관제 센터(CC)와 드론(10) 사이에 데이터 통신이 이루어질 수 있다. 그리고 방향 탐지 유닛(16) 및 수중 카메라를 통하여 수중(W)의 정보가 관제 센터(CC)로 전송될 수 있다. 관제 센터(CC)는 전송된 정보에 기초하여 드론(10)의 수중 운행을 제어할 수 있다. 드론(10)의 수중 운행이 완료되면 드론(10)은 다시 수면(WL) 위로 올라오게 되고, 위에서 설명된 해수면 착지 유닛에 의하여 수면(WL) 위에서 유지된 상태로부터 수중 운행 구조에서 공중 비행 구조로 변환이 되고, 이후 드론(10)은 공중 비행을 할 수 있다.

본 발명에 따른 드론(10)은 다양한 용도로 적용될 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 드론은 공중 비행 및 수중 운행이 가능한 것에 의하여 수중 탐사를 비롯한 다양한 관측 또는 탐사용으로 적용될 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 드론은 추진 유닛의 변형에 의하여 수중 운행이 가능해지도록 하는 것에 의하여 독립적으로 수중 추진 장치가 만들어질 필요가 없도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 드론은 부이 구조의 통신 유닛에 의하여 수중에서 지상의 관제 센터와 통신이 가능하고 이로 인하여 드론의 수중 운행 제어가 가능하도록 한다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 드론 11: 메인 몸체
12a, 12b, 12c, 12d: 추진 유닛 14: 제어 유닛
15: 조타 유닛 16: 방향 탐지 유닛
17: 통신 유닛 18: 고도 탐지 유닛
19: 수중 카메라 21: 부이 유닛
22: 방향 밀폐 캡 41: 변환 작동 유닛
42: 변환 디바이스 43: 변환 탐지 유닛
44: 완료 확인 유닛 45: 시점 결정 유닛
51: 추적 케이블 121, 122, 123, 124: 중심 축
124a: 고정 축 124b: 관절 축
124c: 관절 조인트 126: 수용 실린더
151, 152: 방향키 153: 방향 스크루
181: 수심 탐지 유닛 211: 통신 안테나
221: 보호 벽 241, 242, 243, 244: 추진 실린더
251: 해수면 착지 유닛 252: 착지 고정 부재
421: 변환 데이터베이스 422: 시간 설정 유닛
A: 공중 B: 전력 공급 유닛
CC: 관제 센터 CU: 제어 유닛
W: 수중 WL: 수면

Claims (7)

1. 메인 몸체(11);
   메인 몸체(11)에 결합되는 적어도 하나의 추진 유닛(12a, 12b, 12c, 12d);
   고도 탐지 유닛(18);
   메인 몸체(11)와 분리 가능하도록 설치되면서 통신 안테나(211)를 가진 부이 유닛(21);
   수중 깊이의 탐지를 위한 수심 탐지 유닛(181); 및
   해수면에서 메인 몸체(11)를 유지하는 해수면 착지 유닛(251)을 포함하고,
   해수면 착지 유닛(251)은 메인 몸체(11)의 아래 쪽에 배치되고 연장 방향을 따라 연장되는 부유 소재로 만들어지고 메인 몸체(11)의 양쪽으로 평행하도록 배치되며, 메인 몸체의 측면으로부터 곡선 형상의 착지 고정 부재(252)가 배치되고 착지 고정 부재(252)의 끝 부분에 해수면 착지 유닛(251)이 결합되며,
   부이 유닛(21)은 메인 몸체(11)와 연결되는 추적 케이블 및 외부로 빛을 방출하기 위한 발광 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 수중 운행 변환 구조의 드론.
2. 청구항 1에 있어서, 메인 몸체(11)의 앞쪽에 배치되는 방향 탐지 유닛(16)을 더 포함하는 수중 운행 변환 구조의 드론.
3. 청구항 1에 있어서, 메인 몸체(11)에 배치되는 조타 유닛(15)을 더 포함하는 수중 운행 변환 구조의 드론.
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