KR102364281B1 - 동일방향 액체분사가 가능한 다목적 드론 - Google Patents

동일방향 액체분사가 가능한 다목적 드론 Download PDF

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Abstract

"동일방향 액체분사가 가능한 다목적 드론"이 개시된다. 본 발명에 의한 "동일방향 액체분사가 가능한 다목적 드론"은, 상부에 복수개의 프로펠러(120)가 구비되고, 하부에 랜딩레그(130)가 구비된 본체(110)와; 상기 본체(110)의 상부에 구비되며 내부에 액체가 저장되는 액체저장조(140)와; 상기 본체(110)의 하부에 구비되며, 상기 액체저장조(140)와 액체공급호스(151)를 통해 연결되며 지면으로 액체를 분사하는 액체분사노즐(150)과; 상기 본체(110)의 비행각도에 관계없이 상기 액체분사노즐(150)이 지면에 대해 수직한 상태를 유지하도록 상기 액체분사노즐(150)의 각도를 조절하는 노즐각도유지부(160)와; 상기 액체분사노즐(150)의 주변에 결합되어 상기 본체(110)의 고도에 상관없이 상기 액체분사노즐(150)로부터 지면으로 분사되는 액체의 분사면적이 일정해지도록 상기 액체분사노즐(150)의 액체분사범위를 조절하는 액체분사범위조절부(170)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 액체분사노즐(150)은 판상의 노즐짐벌(153) 내부에 수직방향으로 결합되며, 상기 노즐각도유지부(160)는, 상기 본체(110)의 하부에 구비되어 상기 노즐짐벌(153)의 제1축방향 각도를 상기 본체(110)의 제1축방향 각도와 반대로 조절하는 제1축각도조절부(161)와; 상기 제1축각도조절부(161)에 결합되며 상기 노즐짐벌(153)의 제2축방향 각도를 상기 본체(110)의 제2축방향 각도와 반대로 조절하는 제2축각도조절부(163)를 포함하는 것이 바람직하다.

Description

동일방향 액체분사가 가능한 다목적 드론{Multipurpose drone capable of equivalent liquid injection}
본 발명은 다목적 드론에 관한 것으로서, 보다 자세히는 비행방향에 관계없이 지면의 동일방향으로 액체 분사가 가능한 다목적 드론에 관한 것이다.
드론은 최초 군사용으로 개발되었으나, 운반 및 보관의 편리성, 조작 용이로 방송에서 촬영용으로 가장 많이 사용되고 있다. 또한, 최근에는 재난 재해 모니터링, 물류 운반. 산불진화 또는 농약 살포용 드론의 많은 연구가 진행되고 있다.
특히, 드론은 언제 어디서든 이륙 및 착륙이 용이하여 다양한 분야에서 활용되고 있다.
그러나 농약 살포용 드론의 경우 드론의 진행방향이나 비행각도에 따라 농약이 의도하지 않은 엉뚱한 방향으로 분사되는 문제가 있다.
또한, 드론의 고도가 높아질 경우 농약을 살포하고자 하는 분사범위보다 더 넓은 면적에 흩뿌려져 분사범위에 충분한 농도의 농약이 살포되지 못하는 문제가 있다.
문헌 1. 대한민국특허청, 등록특허 제10-1844414호 "농약 살포용 드론과 이를 이용한 농약살포방법" 문헌 2. 대한민국특허청, 등록특허 제10-1662255호 "농약 살포용 드론 및 카트리지 타입 농약 공급통"
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 드론의 비행방향과 비행각도에 관계없이 액체분사노즐의 각도를 지면에 수직하게 유지시켜 액체의 분사방향을 희망하는 방향으로 정확하게 조절할 수 있는 다목적 드론을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 드론의 고도에 따라 액체의 분사범위를 조절하여 액체가 지면에 분사되는 분사면적을 일정하게 조절할 수 있는 다목적 드론을 제공하는 것이다.
상술한 목적은 본 발명에 따른 다목적 드론에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 다목적 드론은, 상부에 복수개의 프로펠러(120)가 구비되고, 하부에 랜딩레그(130)가 구비된 본체(110)와; 상기 본체(110)의 상부에 구비되며 내부에 액체가 저장되는 액체저장조(140)와; 상기 본체(110)의 하부에 구비되며, 상기 액체저장조(140)와 액체공급호스(151)를 통해 연결되며 지면으로 액체를 분사하는 액체분사노즐(150)과; 상기 본체(110)의 비행각도에 관계없이 상기 액체분사노즐(150)이 지면에 대해 수직한 상태를 유지하도록 상기 액체분사노즐(150)의 각도를 조절하는 노즐각도유지부(160)와; 상기 액체분사노즐(150)의 주변에 결합되어 상기 본체(110)의 고도에 상관없이 상기 액체분사노즐(150)로부터 지면으로 분사되는 액체의 분사면적이 일정해지도록 상기 액체분사노즐(150)의 액체분사범위를 조절하는 액체분사범위조절부(170)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 액체분사노즐(150)은 판상의 노즐짐벌(153) 내부에 수직방향으로 결합되며, 상기 노즐각도유지부(160)는, 상기 본체(110)의 하부에 구비되어 상기 노즐짐벌(153)의 제1축방향 각도를 상기 본체(110)의 제1축방향 각도와 반대로 조절하는 제1축각도조절부(161)와; 상기 제1축각도조절부(161)에 결합되며 상기 노즐짐벌(153)의 제2축방향 각도를 상기 본체(110)의 제2축방향 각도와 반대로 조절하는 제2축각도조절부(163)를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다목적 드론은 농약과 같은 액체를 지면에 분사할 때, 노즐각도유지부에 의해 본체의 비행각도에 관계없이 액체분사노즐이 지면에 수직한 위치를 유지할 수 있다. 이에 의해 액체가 희망하는 위치로 정확하게 분사될 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 다목적 드론은 노즐의 주변으로 액체가 흩날리지 않도록 막아주는 복수개의 분사범위조절날개가 구비된다. 복수개의 분사범위조절날개는 본체의 고도에 따라 오무려지거나 펼쳐지며 액체가 분사되는 범위를 조절한다. 이에 의해 본체의 고도에 상관없이 일정한 면적에 동일한 농도의 액체가 분사될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다목적 드론의 구성을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 다목적 드론의 하부구성을 도시한 사시도,
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 노즐각도유지부의 구성과 동작과정을 도시한 예시도,
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 다목적 드론의 액체분사범위조절부의 구성과 동작과정을 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 다목적 드론이 지면으로 액체를 분사하는 과정을 도시한 예시도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 다목적 드론(100)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 다목적 드론(100)의 하부구성을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 다목적 드론(100)은 본체(110)와, 본체(110)의 상부에 구비되는 복수개의 프로펠러(120)와, 본체(110)의 하부에 구비되며 이착륙시 지면에 접촉되는 랜딩레그(130)와, 본체(110)의 상부에 구비되며 액체가 저장되는 액체저장조(140)와, 본체(110)의 하부에 구비되어 액체저장조(140)의 액체를 지면으로 분사하는 액체분사노즐(150)과, 액체분사노즐(150)이 본체(110)의 비행방향 및 비행각도에 관계없이 지면에 대해 수직하게 유지되게 지지하는 노즐각도유지부(160)와, 액체분사노즐(150)로부터 지면에 분사되는 액체분사범위를 조절하는 액체분사범위조절부(170)를 포함한다.
여기서, 본 발명에 따른 다목적 드론(100)이 지면으로 분사하는 액체(F)는 농약액체이나 물을 비롯한 다양한 종류의 액체일 수 있다.
다목적 드론(100)은 무인으로 구동된다. 본체(110)에는 도면에 도시되지 않은 통신부(미도시)가 구비된다. 사용자는 원거리에서 리모콘(미도시)을 통해 무선으로 본체(110)의 이동방향과 고도 등을 조정하게 된다.
프로펠러(120)는 본체(110)의 상부에 복수개 구비되어 본체(110)가 비행할 수 있게 추진력을 발생시킨다. 랜딩레그(130)는 본체(110)가 이착륙할 때 본체(110)에 충격이 가해지지 않게 지지한다.
액체저장조(140)는 본체(110)의 상부에 구비되며, 내부에 액체(F)가 저장된다. 액체저장조(140)의 상부에는 액체(F)를 보충하는 캡(141)이 구비되고, 액체저장조(140)의 하부에는 액체(F)를 액체분사노즐(150)로 공급하는 액체공급호스(151)가 구비된다.
도 3과 도 4는 액체분사노즐(150)과 노즐각도유지부(160)의 각도조절과정을 도시한 예시도이다.
액체분사노즐(150)은 본체(110)의 하부에 일정 거리 이격되게 구비되어 액체공급호스(151)로부터 공급받은 액체(F)를 지면으로 분사한다. 액체분사노즐(150)은 노즐짐벌(153)에 수직방향으로 결합된다. 노즐짐벌(153)은 사각형의 판상 형태로 구비되며, 가운데 영역에 액체분사노즐(150)이 결합된다.
액체공급호스(151)와 액체분사노즐(150)의 결합영역에는 개폐밸브(미도시)가 구비되며, 사용자가 리모컨(미도시)을 통한 제어신호에 의해 개폐밸브(미도시)를 개폐시킨다.
노즐짐벌(153)은 노즐각도유지부(160)의 제2축각도조절부(163)의 제2축각도전달부재(163c)에 고정결합된다. 이에 의해 노즐짐벌(153)은 노즐각도유지부(160)에 의해 제1축 및 제2축 방향 각도가 조절되고, 노즐짐벌(153)에 결합된 액체분사노즐(150)의 각도도 노즐짐벌(153)과 함께 조절된다.
노즐각도유지부(160)는 본체(110)의 비행방향과 비행각도에 관계없이 액체분사노즐(150)이 항상 지면에 대해 수직한 방향을 유지하여 정해진 위치에 액체(F)가 분사될 수 있게 노즐짐벌(153)의 각도를 조절한다.
노즐각도유지부(160)는 도 3의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 본체(110)의 하부에 결합되며 액체분사노즐(150)이 결합된 노즐짐벌(153)의 제1축방향 각도를 조절하는 제1축각도조절부(161)와, 제1축각도조절부(161)에 결합되며 액체분사노즐(150)의 제2축방향 각도를 조절하는 제2축각도조절부(163)를 포함한다.
여기서, 본 발명의 바람직한 실시예의 노즐각도유지부(160)는 제1축과 제2축이 각각 X축 및 Y축을 의미한다. 그러나, 경우에 따라 제1축이 X축이고 제2축이 Y축일 수 있다.
노즐각도유지부(160)는 도 2에 도시된 바와 같이 노즐짐벌(153)에 결합된 액체분사노즐(150)이 지면에 대해 수직한 기준위치를 기준으로 본체(110)가 X축방향으로 A각도, Y축방향으로 B각도만큼 비행각도가 조절되면, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 제1축각도조절부(161)에 의해 X축방향으로 -A각도, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 Y축방향으로 -B각도만큼 노즐짐벌(153)의 각도를 조절한다. 이에 의해 본체(110)의 비행각도에 상관없이 액체분사노즐(150)이 기준위치를 유지할 수 있는 기준각도로 노즐짐벌(153)의 위치가 조절될 수 있다.
제1축각도조절부(161)는 본체(110)의 하부로부터 일정 길이 연장형성되는 본체결합프레임(161a)과, 본체결합프레임(161a)의 내부에 수용되는 제1축각도조절모터(161b)와, 제1축각도조절모터(161b)의 구동축(미도시)에 결합되어 함께 회전되는 제1축각도전달부재(161c)와, 제1축각도전달부재(161c)로부터 수평방향으로 연장형성되어 액체공급호스(151)의 위치를 안내하는 호스위치조절가이드(161d)와, 제1축각도전달부재(161c)의 하부로 연장되어 제2축각도조절부(163)와 결합되는 모터홀더결합프레임(161f)을 포함한다.
본체결합프레임(161a)은 본체(110)의 하부에 고정결합되며, 하부에 제1축각도조절모터(161b)가 고정결합된다. 제1축각도조절모터(161b)는 본체(110)가 제1축각도방향으로 회전된 방향과 반대되는 방향으로 회전된다.
제1축각도전달부재(161c)는 제1축각도조절모터(161b)의 구동축(미도시)에 결합되며 본체결합프레임(161a)의 외측에서 구동축(미도시)의 회전방향으로 회전된다. 제1축각도전달부재(161c)의 선단에는 수평하게 호스위치조절가이드(161d)가 결합되고 하부로는 모터홀더결합프레임(161f)이 구비된다.
호스위치조절가이드(161d)는 제1축각도전달부재(161c)로부터 수평방향으로 일정길이 연장형성되고, 선단에 액체공급호스(151)가 삽입되는 호스삽입공(161e)이 관통형성된다. 액체공급호스(151)는 호스삽입공(161e)을 경유하여 액체분사노즐(150)과 연결된다.
호스위치조절가이드(161d)는 제1축각도전달부재(161c)의 회전방향에 따라 함께 각도가 조절되며 액체공급호스(151)의 경로를 안내한다. 이에 의해 액체공급호스(151)가 본체(110)의 비행각도에 관계없이 액체분사노즐(150)로 직선경로를 유지하며 안정적으로 액체가 공급될 수 있게 된다.
모터홀더결합프레임(161f)은 제2축각도조절부(163)의 모터홀더(163b)와 결합되어 제1축각도전달부재(161c)의 회전각도를 모터홀더(163b)로 전달한다. 이에 의해 모터홀더(163b)가 제1축각도전달부재(161c)에 연동하여 제1축방향으로 회전각도가 조절될 수 있다.
제2축각도조절부(163)는 제1축각도조절부(161)와 결합되어 제1축각도가 조절된 상태로 노즐짐벌(153)의 제2축각도를 조절한다.
제2축각도조절부(163)는 내부에 제2축각도조절모터(163a)를 수용하며 모터홀더결합프레임(161f)과 결합되는 모터홀더(163b)와, 제2축각도조절모터(163a)의 선단에 구비되어 제2축각도조절모터(163a)의 구동축(미도시)과 함께 제2축방향으로 회전되며 노즐짐벌(153)과 고정결합되는 제2축각도전달부재(163c)를 포함한다.
모터홀더(163b)는 모터홀더결합프레임(161f)의 하부에 결합되어 제1축각도전달부재(161c)의 제1축회전방향으로 회전되며, 노즐짐벌(153)로 제1축방향 회전각도를 전달한다. 제2축각도조절모터(163a)는 모터홀더(163b)의 내부에 구비되어 본체(110)의 제2축방향 회전각도와 반대되는 방향으로 회전된다. 제2축각도전달부재(163c)는 제2축각도조절모터(163a)의 구동축(미도시)에 결합되며 제2축각도조절모터(163a)의 회전각도를 노즐짐벌(153)로 전달한다.
이러한 제1축각도조절부(161)와 제2축각도조절부(163)의 연동동작에 의해 노즐짐벌(153)은 본체(110)의 비행각도와 관계없이 항상 기준위치를 유지하게 되고, 노즐짐벌(153)에 결합된 액체분사노즐(150)은 지면에 수직한 위치를 유지하게 된다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 액체분사범위조절부(170)의 구성과 동작과정을 도시한 예시도이다.
액체분사범위조절부(170)는 본체(110)의 비행고도에 관계없이 액체분사노즐(150)로부터 액체가 분사되는 분사면적이 일정하게 유지되도록 액체분사범위를 조절한다. 액체분사범위조절부(170)는 노즐짐벌(153)에 액체분사노즐(150)을 감싸도록 원주방향으로 서로 일정면적 겹쳐지게 결합된 복수개의 분사범위조절날개(171)와, 복수개의 분사범위조절날개(171)가 액체분사노즐(150)을 향해 오무려지거나 펼쳐지도록 분사범위조절날개(171)의 회동각도를 조절하는 날개구동부(173)와, 복수개의 분사범위조절날개(171)의 내측에 구비되어 각 분사범위조절날개(171)는 펼쳐지는 방향으로 탄성력을 인가하는 복수개의 판스프링(175)을 포함한다.
복수개의 분사범위조절날개(171)는 일정 면적을 갖는 사각 판상부재로 구비되며, 서로가 측면이 일정면적 겹쳐지게 원호형태로 배치된다. 복수개의 분사범위조절날개(171)는 각각 노즐짐벌(153)에 힌지부재(171a)에 의해 회동가능하게 구비된다.
이에 의해 복수개의 분사범위조절날개(171)는 도 5의 (a)와 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 반경방향 내측으로 오무려지거나, 도 5의 (b)와 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 반경방향 외측으로 벌어지게 된다.
복수개의 분사범위조절날개(171)는 액체분사노즐(150)의 외주연을 감싸도록 구비되어 액체분사노즐(150)에서 분사되는 액체(F)가 지면으로 분사되는 범위를 조절한다. 이에 의해 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 복수개의 분사범위조절날개(171)가 오무려지면 액체분사노즐(150)로부터 분사되는 액체(F)의 분사범위가 좁혀지고, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 복수개의 분사범위조절날개(171)가 펼쳐지면 액체분사노즐(150)로부터 분사되는 액체(F)의 분사범위가 넓혀진다.
즉, 복수개의 분사범위조절날개(171)가 오무려지거나 펼쳐질 때 복수개의 분사범위조절날개(171)의 하단에 의해 형성되는 원의 지름의 크기에 따라 액체(F)의 분사범위가 조절된다. 즉, 분사범위조절날개(171)가 오무려질 때 원의 지름의 크기(R1) 보다 분사범위조절날개(171)가 펼쳐질 때 원의 지름의 크기(R2)가 크므로 액체(F)의 분사범위가 넓어진다.
날개구동부(173)는 복수개의 분사범위조절날개(171)가 오무려지거나 펼쳐지도록 분사범위조절날개(171)의 회동각도를 조절한다. 날개구동부(173)는 날개구동모터(173a)와, 날개구동모터(173a)의 구동축에 결합되는 와이어권취드럼(173b)과, 복수개의 분사범위조절날개(171)에 결합되어 와이어권취드럼(173b)에 권취되거나 풀려지는 날개구동와이어(173c)를 포함한다.
날개구동모터(173a)는 모터고정부재(174)에 의해 노즐짐벌(153)의 일측에 고정된다. 날개구동모터(173a)는 제어부(190)의 제어신호에 의해 정역방향 회전된다. 와이어권취드럼(173b)은 날개구동모터(173a)의 회전방향에 따라 회전되며 외주면에 날개구동와이어(173c)가 권취되거나 풀려지게 한다.
날개구동와이어(173c)는 같이 복수개의 분사범위조절날개(171)에 관통하여 와이어권취드럼(173b)에 권취된다. 날개구동와이어(173c)가 와이어권취드럼(173b)에 권취되면 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 복수개의 분사범위조절날개(171)는 오무려지고, 날개구동와이어(173c)가 와이어권취드럼(173b)으로부터 풀려지면 복수개의 분사범위조절날개(171)는 펼쳐진다.
날개구동모터(173a)는 사용자가 기설정한 액체분사범위에 대응되게 복수개의 분사범위조절날개(171)에 의해 형성된 원의 지름이 형성되도록 제어부(190)에 의해 회전수가 조절되어 날개구동와이어(173c)가 풀려지는 길이를 조절한다.
날개구동부(173)는 이 외에도 분사범위조절날개(171)를 오무리거나 펼칠 수 있는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
복수개의 판스프링(175)은 일정 면적을 갖는 판 형태로 구비되며 도 6의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 각각의 분사범위조절날개(171)의 내측에 구비되어 각 분사범위조절날개(171)가 펼쳐지는 방향으로 탄성력을 인가한다. 각각의 판스프링(175)의 상단은 판스프링결합링(175a)에 의해 노즐짐벌(153)에 고정되고, 하단은 분사범위조절날개(171)의 내측면과 맞닿게 배치된다.
날개구동와이어(173c)가 와이어권취드럼(173b)에 감겨지면 복수개의 판스프링(175)은 와이어권취드럼(173b)이 감겨지며 복수개의 분사범위조절날개(171)를 가압하는 압력에 의해 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 내측방향으로 탄성변형된다.
반면, 날개구동와이어(173c)가 와이어권취드럼(173b)으로부터 풀려지면 복수개의 판스프링(175)은 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 초기상태로 탄성복귀하며 복수개의 분사범위조절날개(171)가 펼쳐지게 탄성력을 인가한다.
한편, 본체(110)에는 본체(110)의 비행각도를 감지하는 각도감지센서(180)와, 본체(110)의 고도를 감지하는 고도감지센서(185)와, 각도감지센서(180)와 고도감지센서(185)의 감지결과에 따라 노즐각도유지부(160)와 액체분사범위조절부(170)를 제어하는 제어부(190)가 구비된다.
각도감지센서(180)는 자이로센서로 구현될 수 있으며, 본체(110)의 비행 중 X방향 각도 및 Y축방향 각도를 감지하여 제어부(190)로 전송한다. 고도감지센서(185)는 본체(110)의 현재 고도를 감지하여 제어부(190)로 전송한다.
제어부(190)는 각도감지센서(180)로부터 감지된 X축방향 각도 및 Y축방향 각도를 기준으로 액체분사노즐(150)이 액체(F)를 분사할 때 노즐각도유지부(160)의 제1축각도조절모터(161b) 및 제2축각도조절모터(163a)의 제1축방향 및 제2축방향의 회전방향 및 회전각도를 제어한다.
또한, 제어부(190)는 고도감지센서(185)에서 감지된 고도를 기준으로 기설정된 액체분사면적에 대응되는 분사범위를 유지할 수 있도록 날개구동모터(173a)의 정역회전방향 및 회전수를 제어한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 다목적 드론(100)을 이용한 액체분사과정을 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이 다목적 드론(100)은 목적에 따라 액체저장조(140)에 액체(F)를 충진한다. 그리고, 사용자는 리모컨(미도시)을 이용해 다목적 드론(100)을 이륙시킨다.
도면에 도시되지 않았으나, 본체(110)의 하부에는 다목적 드론(100)의 비행경로를 촬영하는 카메라(미도시)가 구비될 수 있다. 사용자는 카메라(미도시)로부터 전송된 영상에 기초하여 다목적 드론(100)의 현재 위치를 실시간으로 확인할 수 있다.
사용자는 다목적 드론(100)이 액체를 분사할 목표 장소에 도착하면 액체분사노즐(150)의 개폐밸브(미도시)를 개방한다. 이에 의해 액체분사노즐(150)이 액체(F)를 목표장소로 분사한다.
이 때, 다목적 드론(100)이 비행할 때 비행각도와 비행고도가 실시간으로 제어부(190)로 전송된다. 제어부(190)는 개폐밸브(미도시)가 개방된 이후 비행각도와 비행고도에 따라 노즐각도유지부(160)와 액체분사범위조절부(170)를 제어한다.
일례로, 제어부(190)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 본체(110)의 비행각도가 제1축방향으로 A각도로 기울어진 경우, 제1축각도조절모터(161b)를 구동하여 제1축각도절달부재(161c)를 -A각도만큼 회전시킨다.
또한, 제어부(190)는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 본체(110)가 제2축방향으로 B각도로 기울어진 경우, 제2축각도조절모터(163a)를 구동하여 노즐짐벌(153)이 제2축방향으로 -B각도로 기울어지게 한다.
이에 의해 노즐짐벌(153)이 지면에 수평한 위치를 유지하게 한다. 이에 의해 노즐짐벌(153)에 결합된 액체분사노즐(150)이 지면에 수직한 위치를 유지하게 하여 액체(F)가 정위치로 분사될 수 있다.
또한, 이 과정에서 호스위치조절가이드(161d)가 제1축각도조절모터(161b)에 의해 방향이 액체분사노즐(150)과 수직한 방향으로 안내하여 액체가 원활하게 액체분사노즐(150)로 공급되게 한다.
한편, 제어부(190)는 고도감지센서(185)에서 감지된 고도에 따라 날개구동모터(173a)를 구동하여 복수개의 분사범위조절날개(171)의 각도를 조절한다.
즉, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 본체(110)의 고도(h)가 높을 경우 복수개의 분사범위조절날개(171)가 좁혀지게 하고, 본체(110)의 고도(h1)가 낮을 경우 복수개의 분사범위조절날개(171)가 펼쳐지게 조절한다.
이에 의해 본체(110)의 고도에 상관없이 액체가 분사되는 분사면적이 서로 동일해지게 조절한다(M=M'). 따라서, 액체가 분사되는 동일면적에 분사되는 농도가 일정하게 유지될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 다목적 드론은 농약과 같은 액체를 지면에 분사할 때, 노즐각도유지부에 의해 본체의 비행각도에 관계없이 액체분사노즐이 지면에 수직한 위치를 유지할 수 있다. 이에 의해 액체가 희망하는 위치로 정확하게 분사될 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 다목적 드론은 노즐의 주변으로 액체가 흩날리지 않도록 막아주는 복수개의 분사범위조절날개가 구비된다. 복수개의 분사범위조절날개는 본체의 고도에 따라 오무려지거나 펼쳐지며 액체가 분사되는 범위를 조절한다. 이에 의해 본체의 고도에 상관없이 일정한 면적에 동일한 농도의 액체가 분사될 수 있다.
이상 몇 가지의 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다. 또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.
100 : 다목적 드론 110 : 본체
120 : 프로펠러 130 : 랜딩레그
140 : 액체저장조 141 : 캡
150 : 액체분사노즐 151 : 액체공급호스
153 : 노즐짐벌 160 : 노즐각도유지부
161 : 제1축각도조절부 161a : 본체결합프레임
161b : 제1축각도조절모터 161c : 제1축각도전달부재
161d : 호스위치조절가이드 161e : 호스삽입공
161f : 모터홀더결합프레임 163 : 제2축각도조절부
163a : 모터홀더 163b : 제2축각도조절모터
163c : 제2축각도전달부재 170 : 액체분사범위조절부
171 : 분사범위조절날개 171a : 힌지부재
173 : 날개구동부 173a : 날개구동모터
173b : 와이어권취드럼 173c : 날개구동와이어
174 : 모터고정부재 175 : 판스프링
175a : 판스프링결합링 180 : 각도감지센서
185 : 고도감지센서 190 : 제어부
F : 액체

Claims (4)

  1. 상부에 복수개의 프로펠러(120)가 구비되고, 하부에 랜딩레그(130)가 구비된 본체(110)와;
    상기 본체(110)의 상부에 구비되며 내부에 액체가 저장되는 액체저장조(140)와;
    상기 본체(110)의 하부에 구비되며, 상기 액체저장조(140)와 액체공급호스(151)를 통해 연결되며 지면으로 액체를 분사하는 액체분사노즐(150)과;
    상기 본체(110)의 비행각도에 관계없이 상기 액체분사노즐(150)이 지면에 대해 수직한 상태를 유지하도록 상기 액체분사노즐(150)의 각도를 조절하는 노즐각도유지부(160)와;
    상기 액체분사노즐(150)의 주변에 결합되어 상기 본체(110)의 고도에 상관없이 상기 액체분사노즐(150)로부터 지면으로 분사되는 액체의 분사면적이 일정해지도록 상기 액체분사노즐(150)의 액체분사범위를 조절하는 액체분사범위조절부(170)를 포함하며,

    상기 액체분사노즐(150)은 판상의 노즐짐벌(153) 내부에 수직방향으로 결합되며,
    상기 노즐각도유지부(160)는,
    상기 본체(110)의 하부에 구비되어 상기 노즐짐벌(153)의 제1축방향 각도를 상기 본체(110)의 제1축방향 각도와 반대로 조절하는 제1축각도조절부(161)와;
    상기 제1축각도조절부(161)에 결합되며 상기 노즐짐벌(153)의 제2축방향 각도를 상기 본체(110)의 제2축방향 각도와 반대로 조절하는 제2축각도조절부(163)를 포함하며,

    상기 본체(110)가 상기 액체분사노즐(150)이 수직하게 위치되는 기준위치에 대한 제1축방향 및 제2축방향 각도를 감지하는 각도감지센서(180)와;
    상기 본체(110)의 지면에 대한 고도를 감지하는 고도감지센서(185)와;
    상기 각도감지센서(180)에서 감지된 제1축방향 및 제2축방향 각도에 따라 상기 제1축각도조절부(161)와 상기 제2축각도조절부(163)의 구동을 제어하고, 상기 고도감지센서(185)에서 감지된 고도에 따라 상기 액체분사범위조절부(170)의 구동을 제어하는 제어부(190)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 드론.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1축각도조절부(161)는,
    상기 본체(110)의 하부에 결합되며 상기 제어부(190)의 제어에 의해 제1축방향으로 정역회전되는 제1축각도조절모터(161b)와;
    상기 제1축각도조절모터(161b)의 구동축에 결합되며 제1축방향으로 회전되는 제1축각도전달부재(161c)와;
    상기 제1축각도전달부재(161c)에 수평방향으로 연장되며, 상기 액체공급호스(151)를 내부에 수용하여 상기 액체공급호스(151)의 위치를 가이드하는 호스위치조절가이드(161d)를 포함하며,
    상기 제2축각도조절부(163)는,
    상기 노즐짐벌(153)의 일측에 구비되어 상기 제어부(190)의 제어에 의해 제2축방향으로 정역회전되는 제2축각도조절모터(163a)와;
    상기 제2축각도조절모터(163a)의 구동축에 결합되어 상기 제2축방향으로 이동되며 상기 노즐짐벌(153)과 고정결합되는 제2축각도전달부재(163c)와;
    상기 제2축각도조절모터(163a)를 내부에 수용하는 모터홀더(163b)를 포함하며,
    상기 제1축각도조절부(161)는 상기 제1축각도전달부재(161c)의 하부로 연장되어 상기 모터홀더(163b)와 결합되어 상기 제1축각도조절부(161)의 제1축각도 조절방향을 상기 모터홀더(163b)로 전달하는 모터홀더결합프레임(161f)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 드론.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액체분사범위조절부(170)는,
    상기 노즐짐벌(153)의 하부에 상기 액체분사노즐(150)의 외주연을 감싸도록 원주방향으로 서로 일정면적 겹쳐지게 배치되어 상기 액체분사노즐(150)을 중심으로 서로 오무려지거나 펼쳐지게 구비되는 복수개의 분사범위조절날개(171)와;
    상기 복수개의 분사범위조절날개(171)가 상기 본체(110)의 고도에 따라 상기 제어부(190)의 제어에 의해 오무려지거나 펼쳐지도록 상기 복수개의 분사범위조절날개(171)를 회동시키는 날개구동부(173)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 드론.
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KR102482429B1 (ko) 2022-04-22 2022-12-29 주식회사 드론고 드론을 이용한 광역 유체 살포시스템

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