KR102355843B1 - 살수용 드론 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공급받은 물을 분사하는 분사노즐을 구비하고 제1 제어부의 제어에 의해 제1 구동부가 구동되는 드론부와, 일측은 상기 드론부의 하부에 연결되고, 상기 드론부로 물을 이송하는 호스부와, 물을 저장하는 물탱크와 저장된 물을 상기 호스부를 통해 상기 드론부에 물을 공급하는 펌프를 포함하는 살수지원 차량부와, 지상에서 이동하고, 상기 호스부가 상기 드론부에 지면과 수직방향으로 연결되도록 상기 호스부가 경유하고, 제2 제어부의 제어에 의해 제2 구동부가 구동되는 지상 차량부를 포함하는 살수용 드론 시스템에 관한 것이다.

Description

살수용 드론 시스템 {SPRINKLER DRON SYSTTEM}
본 발명은 살수용 드론에 관한 것이다.
종래의 드론을 이용하여 공중에서 물을 뿌리는 방식은 드론 호스와 드론을 연결하여 저장탱크에 저장된 물을 호스를 통해 공급받아공중에서 뿌리는 방식이었다.
그런데, 종래기술은 드론이 이동함에 따라 호스가 지면과 수직이 되지 않고 경사지게 사선으로 드론에 연결되어 드론의 추력에 손실이 있고, 사선 방향으로 물을 공급받아 드론의 자세유지가 어려운 문제가 있었다.
또한, 드론의 추력 손실로 인해 배터리 사용시간이 단축되어 드론을 운영하는 운영시간이 단축되는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위해 제안된 것으로 본 발명은 일측면으로서, 드론에서 물을 분사시 드론의 추력이 손상되지 않는 살수용 드론시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 일 측면으로서 자세유지가 용이한 드론을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 일측면으로서 드론의 비행 위치를 용이하게 제어할 수 있는 드론을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 일측면으로서 드론에서 분사하는 물의 방향을 용이하게 제어할 수 이는 드론을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 일측면으로서, 본 발명은 공급받은 물을 분사하는 분사노즐을 구비하고 제1 제어부의 제어에 의해 제1 구동부가 구동되는 드론부와, 일측은 상기 드론부의 하부에 연결되고, 상기 드론부로 물을 이송하는 호스부와, 물을 저장하는 물탱크와 저장된 물을 상기 호스부를 통해 상기 드론부에 물을 공급하는 펌프를 포함하는 살수지원 차량부와, 지상에서 이동하고, 상기 호스부가 상기 드론부에 지면과 수직방향으로 연결되도록 상기 호스부가 경유하고, 제2 제어부의 제어에 의해 제2 구동부가 구동되는 지상 차량부를 포함하는 살수용 드론 시스템을 제공한다.
이상에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 지상 차량부를 구비하여 드론에 연결된 호스가 지면과 수직방향에 위치하여 드론의 추력 손실이 방지되는 효과를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 드론이 지면에 수직으로 위치할 수 있어 드론의 자세유지가 용이한 효과를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지상 차량부와 드론의 위치를 연동시킴에 따라 지상 차량부를 이동시켜 드론 위치를 용이하게 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지상 차량부의 방향과 드론 방향을 연동시켜, 지상 차량부의 방향을 바꿔 드론에서 분사되는 물의 방향을 용이하게 바꿀 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 살수용 드론 시스템의 간략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 드론부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 지상 차량부의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 가이드부의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 살수용 드론 시스템(100)을 이해시키는데 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예에 의해 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술범위에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 살수용 드론 시스템(100)은, 공급받은 물을 분사하는 분사노즐(111)을 구비하고 제1 제어부(112)의 제어에 의해 제1 구동부(113)가 구동되는 드론부(110)와, 일측은 상기 드론부(110)의 하부에 연결되고, 상기 드론부(110)로 물을 이송하는 호스부(120)와, 물을 저장하는 물탱크와 저장된 물을 상기 호스부(120)를 통해 상기 드론부(110)에 물을 공급하는 펌프를 포함하는 살수지원 차량부(130)와, 지상에서 이동하고, 상기 호스부(120)가 상기 드론부(110)에 지면과 수직방향으로 연결되도록 상기 호스부(120)가 경유하고, 제2 제어부(142)의 제어에 의해 제2 구동부(143)가 구동되는 지상 차량부(140)를 포함한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 의한 드론부(110)는, 제1 제어부(112), 제1 구동부(113), 제1 통신부(114), 제1 위치 측정부(115), 제1 이동경로 생성부(116), 제1 센서부(117)를 포함한다.
상기 제1 구동부(113)는 상기 제1 제어부(112)의 제어하에 상기 드론부(110)를 구동하고, 상기 제1 통신부(114)는 근거리 통신망 또는 이동 통신망을 이용하여 무선신호를 송수신할 수 있고, 유선신호 또한 송수신할수 있다.
상기 제1 위치 측정부(115)는, GPS 수신모듈 등으로 상기 드론부(110)의 위치를 측정할 수 있다. 또한, 상기 제1 이동경로 생성부(116)는, 상기 드론부(110)의 과거 위치정보를 생성하고, 목표 지점까지의 비행경로를 생성할 수 있다.
그리고, 상기 제1 센서부(117)는 지자기 센서, 기압계 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 등을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 드론부(110)는, 물을 분사하는 분사노즐(111)을 포함한다. 상기 분사노즐(111)은 한 쪽 방향으로 물을 분사하게 구비될 수 있고, 도 3에 도시된 것과 같이, 양 방향으로 물을 분사하게 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 드론부(110)는 지자기 센서를 구비하여, 상기 드론부(110)의 방향을 알 수 있고, 이로 인해, 상기 분사노즐(111)의 물 분사 방향을 알 수 있다.
또한, 상기 드론부(110)는 상기 제1 제어부(112)에 의해 상기 제1 구동부(113)를 제어하여 상기 분사노즐(111)의 방향을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 호스부(120)는, 상기 분사 노즐(111)에서 물이 분사되도록 상기 드론부(110)에 물을 공급하고, 상기 드론부(110)의 하부와 연결된다. 상기 호스부(120)는 고무수지와 같이 형태가 고정되는 재질로 구비될 수 있고, 천과 같은 재질로 구비되어 물이 공급되는 경우에는 팽창하여 단면이 원형을 유지히다가 물 공급이 차단되면 단면이 일정한 형상이 되지 않고 접혀질 수 있는 소재로 구비될 수 도 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 지상 차량부(140)는, 물이 저장된 살수차량과 상기 드론부(110)의 중간에 위치하여 상기 호스부(120)가 상기 지상 차량부(140)를 중간 매개로 상기 살수 지원 차량부에 저장된 물을 상기 드론부(110)게 공급할 수 있게 한다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 지상 차량부(140)는, 지상에서 이동하는 장치로, 상기 호스부(120)는 상기 지상 차량부(140)의 내부 또는 외부에 이동 가능하게 고정되게 구비될 수 있다.
도 2 및 도 4에 도시된 것과 같이, 일 예로 상기 호스부(120)가 지상 차량부(140)의 측면(121)에서 들어오는 부분(121)과 상부면을 통해 나가는 부분(122)으로 구비될 수 있고, 이를 위해 상기 지상 차량부(140) 내부에는 상기 호스부(120)가 삽입되는 'ㄴ'자 형상의 관통홀이 형성될 수 있다.
그래서, 상기 호스부(120)는 상기 지상 차량부(140)에 삽입되어 있기 때문에 상기 지상 차량부(140)가 이동하는 경우 상기 호스부(120) 또한 지상 차량부(140)와 같이 이동하게 된다.
그리고, 상기 호스부(120) 일측 단부에 연결된 드론부(110)가 이동하거나, 상기 호스부(120)의 타단부에 연결되는 살수 지원 차량부가 이동하는 경우에, 상기 호스부(120)가 상기 지상 차량부(140) 내부에서 이동하게 된다. 즉, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 드론부(110)가 상부로 이동하게 되면, 상기 호스부(120) 또한 상기 드론부(110)에 연결되기 때문에 상기 지상 차량부(140) 내부에서는 상기 호스부(120)가 상기 드론부(110)가 이동하는 방향으로 따라가게 된다.
이와 같이, 상기 호스부(120)가 상기 지상 차량부(140)의 내부에 이동 가능하게 고정된다는 의미는, 상기 호스부(120)가 상기 지상 차량부(140)의 이동에 의해 같이 이동하고, 이와 별도로 상기 드론부(110) 또는 상기 살수 지원 차량부의 이동에 의해 상기 지상 차량부(140) 내부에서 이동하는 것을 의미한다.
그리고, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 호스부(120)가 상기 지상 차량부(140)의 외부에 이동가능하게 구비될 수 있다. 도 2 및 도 4에서와 같이 상기 지상 차량부(140)의 내부를 관통하지 않더라도, 외부에 구조물을 설치하여, 상기 외부 구조물에 의해 상기 호스부(120)가 상기 지상 차량부(140)를 매개체로 상기 지상 차량부(140)의 이동시 같이 이동하되, 상기 드론부(110)와 수직방향으로 연결되고 상기 드론부(110)의 이동시 상기 호스부(120)가 이를 따라갈 수 있게 구비될 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 지상 차량부(140)는, 제2 제어부(142), 제2 구동부(143), 제2 통신부(144), 제2 위치 측정부(145), 제2 이동경로 생성부(146), 제2 센서부(147)를 포함한다.
상기 제2 구동부(143)는 상기 제2 제어부(142)의 제어하에 상기 지상 차량부(140)를 구동하고, 상기 제2 통신부(144)는 근거리 통신망 또는 이동 통신망을 이용하여 무선신호를 송수신할 수 있고, 유선신호 또한 송수신할수 있다.
상기 제2 위치 측정부(145)는, GPS 수신모듈 등으로 상기 지상 차량부(140)의 위치를 측정할 수 있다. 또한, 상기 제2 이동경로 생성부(146)는, 상기 지상 차량부(140)의 과거 위치정보를 생성하고, 목표 지점까지의 이동경로를 생성할 수 있다.
그리고, 상기 제2 센서부(147)는 지자기 센서, 기압계 센서, 자이로 센서, 가속도 센서, 압력센서 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 지상 차량부(140)는 지자기 센서를 구비하여, 상기 지상 차량부(140)의 방향을 알 수 있고, 상기 제2 제어부(142)에 의해 상기 제2 구동부(143)를 제어하여 상기 지상 차량부(140)의 방향을 제어할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 지상 차량부(140)는, 상기 호스부(120)가 배출되는 상부면에 상기 호스부(120)의 수직방향으로의 직립을 가이드 하도록 가이드부(141)를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 가이드부(141)에는 원주 방향으로 압력 센서가 포함되어, 상기 가이드부(141)에서 호스부(120)가 가압하는 부분을 감지할 수 있고, 상기 호스부(120)는 상부에 상기 드론부(110)와 연결되어 상기 드론부(110)의 이동 방향에 따라 이동하기 때문에, 상기 제2 제어부(142)는 상기 압력센서(148)의 압력분포에 대한 정보를 수신하여 상기 드론부(110)의 위치를 파악할 수 있다.
그리고, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시에 의한 살수 지원 차량부와 상기 지상 차량부(140) 사이에는 상기 호스부(120)를 감는 감는부(150)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 호스부(120)는 상기 지상 차량부(140) 내부에서 감기게 구비될 수 도 잇다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 살수용 드론 시스템(100)은, 상기 지상 차량부(140)로 제어 명령을 전송하여 상기 지상 차량부(140)를 제어하는 조정기(160)를 더 포함할 수 있다.
상기 조정기(160)는 상기 지상 차량부(140) 뿐만 아니라, 상기 지상 차량부(140)와 별도로 상기 드론부(110)에 제어 명령을 전송하여 상기 드론부(110)를 수동으로 제어할 수 도 있다.
이하, 상기 드론부(110)와 상기 지상 차량부(140)의 이동 및 방향에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 살수용 드론 시스템(100)은, 상기 드론부(110)에 상기 호스부(120)가 수직방향으로 연결되도록 하기 위해, 상기 드론부(110)를 상기 지상 차량부(140)의 수직방향에 위치시키도록 구비된다.
일 실시예로, 상기 드론부(110)의 위치를 측정하는 제1 위치 측정부(115)와, 상기 지상 차량부(140)의 위치를 측정하는 제2 위치 측정부(145)에서 각각 드론부(110)의 3차원 위치와, 상기 지상 차량부(140)의 2차원 위치를 측정한다.
상기 제2 위치 측정부(145)에 의해 측정된 지상 차량부(140)의 위치정보를 상기 드론부(110)에 송신하면, 상기 1 제어부는 상기 지상 차량부(140)의 위치정보와 상기 드론부(110)의 위치 정보를 분석하여, 상기 드론부(110)의 2차원 위치(X, Y 평면)을 상기 지상 차량부(140)와 일치하도록 상기 제1 구동부(113)를 제어하여 상기 드론부(110)가 상기 지상 차량부(140)의 수직방향에 위치하게 한다.
다른 실시예로, 초기 상기 지상 차량부(140)에 수직방향에 상기 드론부(110)가 위치하게 설정한 후에, 상기 지상 차량부(140)의 제2 이동경로 생성부(146)에서 상기 지상 차량부(140)의 이동경로를 파악하고, 이동경로 정보를 상기 드론부(110)로 송신하면, 상기 제1 제어부(112)는 상기 제1 구동부(113)를 제어하여, 상기 지상 차량부(140)의 지상에서의 이동정보와 동일하게 상기 드론부(110)의 2차원 이동경로를 일치시켜 상기 지상 차량부(140)의 수직방향에 상기 드론부(110)를 위치시킬 수 있다.
즉, 상기 지상 차량부(140)가 지상에서 이동하는 경로를 따라 상기 드론부(110)의 이동경로를 일치시키면, 상기 드론부(110)는 항상 상기 지상 차량부(140)에 수직방향에 위치할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 살수용 드론 시스템(100)은, 상기 드론부(110)와 상기 지상 차량부(140)에 구비되는 지자기 센서를 이용하여, 상기 지상 차량부(140)의 방향에 상기 드론부(110)의 방향을 일치시켜, 상기 지상 차량부(140)의 방향으로 상기 드론부(110)에서 분사되는 물의 방향을 제어할 수 있다.
이를 위해, 상기 지상 차량부(140)의 상기 센서부에 수신된 상기 지상 차량부(140)의 방향 정보를 상기 드론부(110)에 송신하고, 상기 제1 제어부(112)는 수신된 상기 지상 차량부(140)의 방향 정보에 상기 드론부(110)의 분사노즐(111) 방향을 일치시키도록 상기 제1 구동부(113)를 제어한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 살수용 드론 시스템(100)의 작용 효과에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 살수용 드론 시스템(100)은, 일 예로 건물 고층에서 화재가 발생시 화재 위치를 파악하고, 상기 조종기를 통해 상기 지상 차량부(140)를 주행시킨다.
이때, 상기 지상 차량부(140)의 수직방향으로 상기 드론부(110)가 함께 이동하게 된다. 상기 지상 차량부(140)를 화재 현장에 근접하게 위치시키고, 상기 드론부(110)의 고도를 화재 발생 위치에 일치시키도록 상기 드론부(110)를 제어한다. 그리고, 상기 살수지원 차량부(130)의 펌프를 가동하여 상기 호스부(120)를 통해 물을 공급하면 상기 분사노즐(111)을 통해 물이 화재 발생 위치로 분사된다.
이때, 물 분사방향이 화재 발생 위치와 차이가 있는 경우, 상기 조종기를 통해 상기 지상 차량부(140)의 방향을 조정하여 상기 드론부(110)의 분사노즐(111) 방향을 조정하여 물 분사방향을 화재 발생 위치로 일치시킨다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 살수용 드론 시스템(100)은 상기 드론부(110)가 상기 지상 차량부(140)의 수직방향으로 위치할 수 있게 제어되어 상기 호스부(120)과 수직방향에 배치된다. 그래서, 상기 분사노즐(111)을 통해 물이 분사시, 분사되는 물의 압력에 의해 상기 드론부(110) 자체가 상부 방향으로 상승하는 추력이 발생하고, 이로 인해 상기 드론부(110)는 종래 기술에 비해 에너지 손실없이 비행할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 지상에서 운행되는 상기 지상 차량부(140)를 조종하여, 공중에서 비행하는 상기 드론부(110)의 위치, 방향을 제어할 수 있어 용이하게 화재를 진압하거나 드론에서 물을 분사하는 목적을 달성할 수 있다.
본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
110: 드론부
111: 분사노즐
112: 제1 제어부
113: 제1 구동부
114: 제1 통신부
115: 제1 위치 측정부
116: 제1 이동경로 생성부
117: 제1 센서부
120: 호스부
130: 살수지원 차량부
140: 지상 차량부
141: 가이드부
141: 제2 제어부
142: 제2 구동부
143: 제2 통신부
144: 제2 위치 측정부
145: 제2 이동경로 생성부
146: 제2 센서부
150: 감는부
160: 조정부

Claims (9)

  1. 공급받은 물을 분사하는 분사노즐(111)을 구비하고 제1 제어부(112)의 제어에 의해 제1 구동부(113)가 구동되는 드론부(110);
    일측은 상기 드론부(110)의 하부에 연결되고, 상기 드론부(110)로 물을 이송하는 호스부(120);
    물을 저장하는 물탱크와 저장된 물을 상기 호스부(120)를 통해 상기 드론부(110)에 물을 공급하는 펌프를 포함하는 살수지원 차량부(130); 및
    지상에서 이동하고, 상기 호스부(120)가 상기 드론부(110)에 지면과 수직방향으로 연결되도록 상기 호스부(120)가 경유하고, 제2 제어부(142)의 제어에 의해 제2 구동부(143)가 구동되는 지상 차량부(140);를 포함하고,
    상기 지상 차량부(140)는,
    유입된 호스부(120)가 수직방향으로 배출되도록 상기 호스부(120)가 내부를 관통하게 구비되고,
    상기 제1 제어부(112)는,
    상기 지상 차량부(140)의 위치정보를 수신하고, 상기 지상 차량부(140)의 수직방향으로 이동하도록 제1 구동부(113)를 제어하고,
    상기 제1 제어부(112)는,
    상기 지상 차량부(140)의 이동경로 정보를 수신하여, 상기 지상 차량부(140)의 이동경로를 따라 이동하도록 제1 구동부(113)를 제어하는 것을 특징으로 하는 살수용 드론 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어부(112)는,
    상기 지상 차량부(140) 방향 정보를 수신하여 상기 지상 차량부(140)의 방향과 상기 분사노즐(111)의 방향을 일치시키도록 상기 제1 구동부(113)를 제어하는 것을 특징으로 하는 살수용 드론 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 드론부(110)와 상기 지상 차량부(140)는 지자기 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 살수용 드론 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지상 차량부(140)로 제어 명령을 전송하는 조종기(160)를 더 포함하는 살수용 드론 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 지상 차량부(140)는,
    배출되는 상기 호스부(120)가 수직방향을 유지하도록 수직방향으로 돌출된 가이드부(141)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 살수용 드론 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가이드부(141)는,
    내부에 상기 호스부(120)의 원주방향으로 설정된 간격으로 구비되는 복수의 압력센서(148)를 구비하고,
    상기 지상 차량부(140)는, 상기 복수개의 압력센서(148)에 센싱된 압력분포에 대한 정보를 수신하여 이동방향을 감지하고, 상기 지상 차량부(140)의 이동 정보를 상기 드론부(110)에 송신하고,
    상기 드론부(110)는, 송신된 지상차량의 이동방향을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 살수용 드론 시스템.
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