KR102371104B1 - 관측장비 높이 조절이 가능한 드론 - Google Patents

관측장비 높이 조절이 가능한 드론 Download PDF

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이종남
안성만
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한서대학교 산학협력단
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Abstract

"관측장비 높이조절이 가능한 드론"이 개시된다. 본 발명에 의한 "관측장비 높이조절이 가능한 드론"은, 상면에 복수개의 프로펠러(120)가 구비되고, 하부에 복수개의 랜딩레그(130)가 구비된 본체(110)와; 상기 본체(110)의 하부에 상하로 이동가능하게 결합되며, 내부에 관측장비(140)가 수용된 장비홀더(141)와; 상기 본체(110)의 착륙시에 상기 장비홀더(141)가 상기 본체(110) 측으로 상승하고, 상기 본체(110)의 이륙시에 상기 장비홀더(141)가 상기 본체(110)로부터 하강하도록 상기 장비홀더(141)의 높이를 조절하는 관측장비높이조절부(150)를 포함한다.
여기서, 상기 랜딩레그(130)는, 상기 본체(110)에 대해 회동가능하게 결합되는 본체결합링크(131)와; 상기 본체결합링크(131)의 단부에 지지축회동부재(135)에 의해 회동가능하게 결합되며 지면에 지지되는 지면지지축(133)과; 상기 본체결합링크(131)의 경로 상에 구비되어 상기 본체결합링크(131)가 상기 본체(110)의 높이변화에 따라 상기 지지축회동부재(135)를 중심으로 회동되게 하는 링크본체결합부재(132)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 관측장비높이조절부(150)는, 상기 링크본체결합부재(132)에 결합되는 와이어고정축(151)과; 일단은 상기 와이어고정축(151)에 결합되고, 타단은 상기 장비홀더(141)의 상부에 결합되는 높이조절와이어(155)와; 상기 높이조절와이어(155)의 경로 상에 상기 본체(110) 내부에 구비되며 상기 높이조절와이어(155)의 이동을 안내하는 본체결합도르레(153)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 본체(110)가 착륙할 때는 상기 본체(110)의 하중에 의해 상기 본체결합링크(131)는 하부방향으로 회동되고, 상기 높이조절와이어(155)는 상기 링크본체결합부재(132) 방향으로 당겨지고 상기 장비홀더(141)는 상기 본체(110)를 향해 상부로 이동되며,상기 본체(110)가 이륙할 때는 상기 본체(110)의 하중이 제거되어 상기 본체결합링크(131)는 상부방향으로 회동되고, 상기 높이조절와이어(155)는 상기 관측장비(140)의 하중에 의해 하부방향으로 당겨지고 상기 장비홀더(141)는 상기 본체(110)로부터 하부방향으로 이동될 수 있다.

Description

관측장비 높이 조절이 가능한 드론{Drone equipped with observation apparatus with adjustable height}
본 발명은 드론에 관한 것으로서, 보다 자세히는 본체의 하부에 구비된 관측장비의 높이를 이착륙 상황에 따라 조절하여 관측장비가 지면과 부딪쳐 손상되는 것을 방지할 수 있는 관측장비 높이 조절이 가능한 드론에 관한 것이다.
드론은 원격 조종과 자동 비행이 가능한 무인 비행체로서, 본체의 하부에 촬영장비나, 방제장비, 구급장비, 탑재장치 등과 같은 각종 추가 기기가 장착되어 다양한 산업분야에 적용되고 있다.
특히, 드론은 하부에 영상장비와 관측장비를 구비하여 항공영상을 촬영하거나, 기류의 흐름이나, 미세먼지나 O3 농도와 같은 다양한 측정이 가능하다. 그런데, 일상적인 영상촬영용도가 아니라 다소 전문적인 측정이나 관측, 관찰을 위해서는 대형, 고가의 관측장비를 구비하여야 한다.
그러나, 드론의 비행 도중 로터리의 파손이나, 시동 꺼짐, 기타 오작동과 같은 오류로 인해 드론이 불시착할 경우 자칫 고가의 관측장비가 파손되는 일이 발생될 수 있다.
특히, 드론의 본체에 간섭받지 않고 관측하기 위해, 또는 본체 저부로 빠르게 이송되는 기류를 피하기 위해서는 관측장비가 드론의 본체 하부로 다소간 이격되어 구비되는 경우가 많다. 그러나, 이렇게 관측장비가 드론의 본체의 하부로 이격되어 있는 경우 착륙되었을 때 지면과 가까워지므로 관측장비의 파손 위험이 더욱 높아진다.
문헌 1. 대한민국특허청, 특허출원번호 제10-2018-0102482호, "드론을 활용한 시설 내 에너지 관리시스템" 문헌 2. 대한민국특허청, 특허출원번호 제10-2018-0015625호, "드론을 이용한 감시시스템"
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본체의 이착륙 상황에 따라 관측장비의 높이를 조절하여 관측장비의 손상을 방지하면서 본체와의 간섭을 피해 관측효율을 높일 수 있는 드론을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 본체가 안전하지 않은 장소에 불시착하더라도 관측장비를 안전하게 보호할 수 있는 드론을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적은 관측장비 높이조절이 가능한 드론에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 드론은, 상면에 복수개의 프로펠러(120)가 구비되고, 하부에 복수개의 랜딩레그(130)가 구비된 본체(110)와; 상기 본체(110)의 하부에 상하로 이동가능하게 결합되며, 내부에 관측장비(140)가 수용된 장비홀더(141)와; 상기 본체(110)의 착륙시에 상기 장비홀더(141)가 상기 본체(110) 측으로 상승하고, 상기 본체(110)의 이륙시에 상기 장비홀더(141)가 상기 본체(110)로부터 하강하도록 상기 장비홀더(141)의 높이를 조절하는 관측장비높이조절부(150)를 포함한다.
여기서, 상기 랜딩레그(130)는, 상기 본체(110)에 대해 회동가능하게 결합되는 본체결합링크(131)와; 상기 본체결합링크(131)의 단부에 지지축회동부재(135)에 의해 회동가능하게 결합되며 지면에 지지되는 지면지지축(133)과; 상기 본체결합링크(131)의 경로 상에 구비되어 상기 본체결합링크(131)가 상기 본체(110)의 높이변화에 따라 상기 지지축회동부재(135)를 중심으로 회동되게 하는 링크본체결합부재(132)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 관측장비높이조절부(150)는, 상기 링크본체결합부재(132)에 결합되는 와이어고정축(151)과; 일단은 상기 와이어고정축(151)에 결합되고, 타단은 상기 장비홀더(141)의 상부에 결합되는 높이조절와이어(155)와; 상기 높이조절와이어(155)의 경로 상에 상기 본체(110) 내부에 구비되며 상기 높이조절와이어(155)의 이동을 안내하는 본체결합도르레(153)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 본체(110)가 착륙할 때는 상기 본체(110)의 하중에 의해 상기 본체결합링크(131)는 하부방향으로 회동되고, 상기 높이조절와이어(155)는 상기 링크본체결합부재(132) 방향으로 당겨지고 상기 장비홀더(141)는 상기 본체(110)를 향해 상부로 이동되며,상기 본체(110)가 이륙할 때는 상기 본체(110)의 하중이 제거되어 상기 본체결합링크(131)는 상부방향으로 회동되고, 상기 높이조절와이어(155)는 상기 관측장비(140)의 하중에 의해 하부방향으로 당겨지고 상기 장비홀더(141)는 상기 본체(110)로부터 하부방향으로 이동될 수 있다.
본 발명에 따른 드론은 관측장비의 높이가 드론의 이륙 및 착륙 상황에 연동하여 자동으로 조절된다. 즉, 드론이 착륙하면 관측장비가 본체 측으로 상승되어 지면과의 거리가 이격되어 지면과 접촉되지 않도록 보호된다. 그리고, 드론이 이륙하면 관측장비가 본체 하부로 하강되어 본체와 이격되며 관측시에 본체와의 간섭을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 드론은 랜딩레그의 지면지지축이 항상 지면에 대해 수직방향을 유지하게 하여 평평하지 않은 지면에 불시착 하더라도 균형을 유지할 수 있게 한다.
또한, 본 발명의 드론은 울퉁불퉁한 지면에 착륙하여 관측장비와 지면과의 거리가 좁아 관측장비가 손상될 우려가 있을 경우, 관측장비지면이격부에 의해 관측장비가 상방향으로 상승하여 지면과 이격된다. 이에 의해 관측장비가 지면에 부딪혀 손상될 위험을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 드론의 구성을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 드론의 착륙시 구성을 도시한 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 드론의 이륙시 구성을 도시한 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 드론의 지지축각도조절부의 구성을 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 드론의 지지축각도조절부의 동작과정을 도시한 예시도,
도 6은 본 발명에 따른 드론의 관측장비지면이격부의 동작과정을 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 드론(100)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 드론(100)의 착륙시 구성을 도시한 예시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 드론(100)의 이륙시 구성을 도시한 예시도이다.
본 발명에 따른 드론(100)은 본체(110)와, 본체(110)의 상부에 구비된 복수개의 프로펠러(120)와, 본체(110)의 하부에 구비되는 랜딩레그(130)와, 본체(110)의 하부에 구비되는 관측장비(140)와, 본체(110)의 이착륙에 연동하여 관측장비(140)의 상하 높이를 조절하는 관측장비높이조절부(150)를 포함한다.
본 발명에 따른 드론(100)은 본체(110)에 지면에 착륙하거나 이륙하는 상황에 따라 본체(110)의 하부에 구비된 관측장비(140)의 높이를 조절한다. 즉, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 본체(110)가 착륙할 때는 관측장비(140)를 본체(110)의 하부로 가깝게 상승시키고, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 본체(110)가 이륙할 때는 관측장비(140)를 본체(110)와 이격되게 하부로 하강시킨다.
이에 의해 착륙할 때 지면과 관측장비(140) 사이가 이격되게 하여 착륙시에 지면에 돌이나 나무 등과 같은 장애물이 있더라도 관측장비(140)와 부딪히지 않게 하여 관측장비(140)를 보호할 수 있다.
반면, 이륙할 때는 관측장비(140)가 본체(110)의 하부로 하강되어 관측 또는 촬영시에 본체(110)에 의한 간섭을 최소화하여 관측효율을 향상시킬 수 있다.
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. 도면에 도시되지 않았으나, 본체(110)의 전방에는 카메라(미도시)가 구비되어 본체(110)의 비행위치를 사용자에게 전송할 수 있다.
본체(110)의 외주면에는 도 1에 도시된 바와 같이 랜딩레그(130)의 본체결합링크(131)를 내부로 삽입시키는 레그삽입공(111)이 본체결합링크(131)의 개수에 대응되게 형성된다.
본체(110)의 하부에는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 장비홀더(141)의 측면와이어결합축(143)이 상하로 이동되도록 안내하는 복수개의 홀더승강안내축(113)이 구비된다. 홀더승강안내축(113)은 측면와이어결합축(143)의 외경에 대응되는 내경으로 구비되어 장비홀더(141)가 수직방향으로 상하로 이동될 수 있게 안내한다.
프로펠러(120)는 본체(110)의 상부에 복수개 구비되어 본체(110)가 비행할 수 있게 추진력을 발생시킨다.
랜딩레그(130)는 본체(110)의 양측에 복수개가 구비되어 본체(110)가 지면에 충격없이 안정적으로 착륙할 수 있게 본체(110)를 지지하고, 관측장비(140)를 보호한다. 랜딩레그(130)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 본체(110)에 회동가능하게 결합되는 본체결합링크(131)와, 본체결합링크(131)에 회동가능하게 결합되어 지면에 지지되는 지면지지축(133)을 포함한다.
본체결합링크(131)는 레그삽입공(111)을 통해 선단이 본체(110) 내부로 삽입된다. 본체결합링크(131)의 후단은 지면지지축(133)과 지지축회동부재(135)에 의해 결합된다. 본체결합링크(131)의 선단은 본체(110)의 내부로 일정길이 삽입되고, 레그삽입공(111)에 구비된 링크본체결합부재(132)에 의해 본체결합링크(131)의 선단은 본체(110)와 함께 상하로 이동된다.
본체결합링크(131)는 관측장비높이조절부(150)의 높이조절와이어(155)에 결합되어 지지축회동부재(135)를 중심으로 상하로 회동된다. 링크본체결합부재(132)는 본체(110)의 레그삽입공(111) 내측에 고정결합되어 본체(110)의 상하이동을 본체결합링크(131)로 전달한다. 이와 관련해서는 이하에서 보다 자세히 설명한다.
본체결합링크(131)의 선단은 하부를 향해 절곡된 절곡단(131a)이 구비된다. 절곡단(131a)에는 높이조절와이어(155)를 안내하는 와이어안내홈(131b)은 일정 깊이 함몰형성된다. 이에 의해 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 높이조절와이어(155)가 와이어고정축(151)과 본체결합도르레(153) 사이를 원활하게 이동될 수 있게 안내하고, 높이조절와이어(155)의 경로를 절곡시켜 경로의 길이를 증가시킨다.
지면지지축(133)은 본체결합링크(131)의 후단에 결합되며, 지면에 수직하게 구비되어 본체(110)가 지면(G)에 안정적으로 착륙할 수 있게 지지한다. 지면지지축(133)은 지지축회동부재(135)에 의해 본체결합링크(131)에 회동가능하게 구비된다.
이 때, 지면지지축(133)의 하부에는 지면지지축(133)이 지면에 대해 항상 수직한 방향을 유지하게 하는 지면결합무게추(137)가 구비된다.
본체결합링크(131)와 지면지지축(133)은 지면에 착륙할 때 각도 조절이 되면서 본체(110)가 균형을 잃지 않도록 한다. 복수개의 지면지지축(133) 중 어느 하나라도 지면에 수직방향으로 위치되지 않을 경우 본체(110)의 균형이 맞지 않아 본체(110)가 넘어지거나 뒤집혀질 수 있다.
지면결합무게추(137)는 지면지지축(133)이 무게에 의해 수직방향을 유지할 수 있게 하중을 작용한다. 지면결합무게추(137)의 바닥면에는 충격을 완충시키기 위해 탄성부재가 구비될 수 있다.
관측장비(140)는 본체(110)의 하부에 구비되어 소기의 목적을 달성하기 위한 관측행위를 수행하게 된다. 관측장비(140)는 영상촬영, 정보탐지, 관측 등 다양한 목적에 맞게 독립적으로 구비되거나, 복수개가 함께 구비될 수 있다.
관측장비(140)는 장비홀더(141) 내부에 수용된다. 장비홀더(141)는 상면에 수직방향으로 형성된 복수개의 측면와이어결합축(143)이 구비된다. 복수개의 측면와이어결합축(143)은 본체결합링크(131)의 개수에 대응되게 구비되어 관측장비높이조절부(150)와 결합된다.
관측장비높이조절부(150)는 본체(110)가 이륙 또는 착륙하는 상황에 연동하여 장비홀더(141)의 높이가 조절되게 한다. 관측장비높이조절부(150)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 링크본체결합부재(132)에 결합되는 와이어고정축(151)과, 본체(110) 내부에 홀더승강안내축(113)의 상부에 구비되는 본체결합도르레(153)와, 일단은 와이어고정축(151)에 결합되고 타단은 측면와이어결합축(143)에 결합되어 본체결합링크(131)의 회동방향에 따라 장비홀더(141)를 상하로 당겨주는 높이조절와이어(155)를 포함한다.
와이어고정축(151)은 링크본체결합부재(132)의 일측에 구비되며, 높이조절와이어(155)의 일단을 고정한다. 본체결합도르레(153)는 본체(110)에 아이들회동가능하게 결합된다. 본체결합도르레(153)는 회전되며 높이조절와이어(155)가 전후로 이동될 수 있게 안내한다.
높이조절와이어(155)는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 일단이 와이어고정축(151)에 결합된 상태로 본체결합링크(131)를 따라 이동된 후 절곡단(131a)의 와이어안내홈(131b)에 끼워진다. 그리고, 와이어안내홈(131b)으로부터 본체결합도르레(153)로 연장된 후 타단이 측면와이어결합축(143)의 상단에 고정된다.
높이조절와이어(155)는 탄성이 없는 재질로 형성된다. 높이조절와이어(155)의 길이는 고정되어 있으므려, 본체결합링크(131)가 상하로 회동될 때 본체결합도르레(153)를 기준으로 와이어고정축(151) 측으로 당겨지거나 본체(110)의 하부로 당겨지게 된다.
즉, 도 2의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 드론(100)이 착륙하게 되면, 프로펠러(120)의 구동이 멈추므로 본체(110)를 상방향으로 이동시키는 힘이 사라진다. 이에 따라 본체(110)가 자중에 의해 하강하게 된다.
본체(110)가 자중에 의해 하강되면 본체결합링크(131)의 가운데 영역이 링크본체결합부재(132)에 결합되어 있으므로 본체결합링크(131)는 지지축회동부재(135)를 중심으로 시계방향으로 회동되며 선단이 하부로 하강된다.
본체결합링크(131)의 절곡단(131a)이 하강되며 높이조절와이어(155)를 가압하고 와이어고정축(151)과 본체결합도르레(153) 사이의 높이조절와이어(155)의 직선경로를 절곡시킨다. 높이조절와이어(155)의 경로가 절곡되면서 높이조절와이어(155)의 경로(ℓ1)가 길어진다.
이에 의해 높이조절와이어(155)에 결합된 측면와이어결합축(143)이 당겨지며 장비홀더(141)가 본체(110) 측으로 상승된다. 장비홀더(141)가 본체(110) 측으로 상승되면 지면과 멀어지므로 관측장비(140)가 지면과 닿아 손상될 위험이 낮아지게 된다.
한편, 도 3의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 드론(100)이 이륙하면, 프로펠러(120)가 구동되므로 본체(110)가 상방향으로 이동된다. 즉, 하부로 작용하던 자중이 사라지다.
이에 의해 본체(110)에 링크본체결합부재(132)에 의해 결합된 본체결합링크(131)가 지지축회동부재(135)를 중심으로 반시계방향으로 회동되며 절곡단(131a)이 상방향으로 들려진다. 이에 의해 와이어고정축(151)과 본체결합도르레(153) 사이의 높이조절와이어(155)의 경로(ℓ3)가 직선경로로 형성되며 짧아지고 높이조절와이어(155)는 관측장비(140)의 하중에 의해 측면와이어결합축(143) 측으로 당겨진다.
이에 의해 본체결합도르레(153)와 측면와이어결합축(143) 사이의 높이조절와이어(155)의 길이(ℓ4)가 길어지고 장비홀더(141)는 본체(110)로부터 하강된다. 장비홀더(141)가 본체(110)로부터 하강되면 촬영이나 관측시에 본체(110)와의 간섭이 줄어들어 관측품질이 향상될 수 있다.
한편, 본 발명의 드론(100)은 본체(110)가 착륙할 때 지면의 상황에 관계없이 지면지지축(133)이 늘 지면에 수직방향을 유지하도록 지지축각도조절부(160)를 더 포함할 수 있다. 지지축각도조절부(160)가 구비될 경우 지면결합무게추(137)의 무게는 경량화되거나, 지면결합무게추(137)가 제거될 수 있다.
도 4는 지지축각도조절부(160)의 구성을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이 지지축각도조절부(160)는 본체결합링크(131)에 고정결합되는 링크결합프레임(161)과, 링크결합프레임(161)에 고정되는 레그각도조절모터(163)와, 지면지지축(133)에 결합되는 지지축짐벌(167)과, 레그각도조절모터(163)의 회전각도를 지지축짐벌(167)로 전달하는 각도전달부재(165)와, 본체결합링크(131)의 현재각도를 감지하는 링크각도감지센서(169)를 포함한다.
지지축각도조절부(160)는 초기 기준각도, 즉 평지에 드론(100)이 착륙했을 때 본체결합링크(131)의 각도와, 본체결합링크(131)에 결합된 지면지지축(133)의 각도를 기준으로 본체결합링크(131)의 각도가 변화되더라도 지면지지축(133)이 지면에 수직한 상태를 유지할 수 있도록 레그각도조절모터(163)에 의해 지지축짐벌(167)의 위치를 조절한다.
링크결합프레임(161)은 레그각도조절모터(163)의 위치가 고정되도록 본체결합링크(131)에 고정된다. 레그각도조절모터(163)는 도 5에 도시된 바와 같이 지면지지축(133)이 지지축회동부재(135)에 대해 회전되는 방향으로 정역회전된다.
도 5의 (a)와 (b)는 지지축각도조절부(160)에 의해 지면지지축(133)의 각도가 조절되는 과정을 도시한 예시도이다.
도 5의 (a)가 평지에 착륙했을 때의 초기 기준각도이고, 도 5의 (b)가 평지가 아닌 곳에 불시착 한 경우를 도시한 예시도이다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 본체(110)에 결합된 본체결합링크(131)가 초기위치(X)로부터 θ각도만큼 반시계방향으로 회동되었을 때, 링크각도감지센서(169)는 이러한 본체결합링크(131)의 각도변화를 감지한다.
본체결합링크(131)가 θ각도만큼 반시계방향으로 회동되었을 때, 지면지지축(133)은 Y축의 위치에 위치하게 된다. 지면지지축(133)이 Y축의 위치에 위치하게 되면 지면에 수직하게 위치되지 않으므로 본체(110)기 기울어지게 된다.
레그각도조절모터(163)는 Y축에 위치될 지면지지축(133)이 지면에 수직하게 위치되도록 시계방향으로 θ각도만큼 구동된다.
각도전달부재(165)는 레그각도조절모터(163)의 구동축에 결합되며, 지지축짐벌(167)에 고정결합된다. 이에 의해 각도전달부재(165)는 레그각도조절모터(163)의 회전각도를 지지축짐벌(167)로 전달한다. 지지축짐벌(167)은 내부에 지면지지축(133)이 수직방향으로 결합된다.
이러한 지지축각도조절부(160)는 복수개의 랜딩레그(130)에 복수개가 구비되어 각각의 지면지지축(133)이 모두 지면에 수직하게 위치될 수 있게 지지한다. 이에 의해 어느 곳에 불시착 되더라도 본체(110)가 균형을 유지하며 착륙할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 드론(100)은 울퉁불퉁한 지면에 불시착했을 경우에 관측장비(140)를 지면으로부터 이격시켜 관측장비(140)의 손상을 방지하게 하는 관측장비지면이격부(170)를 더 포함할 수 있다.
앞서 설명한 관측장비높이조절부(150)는 착륙 또는 이륙 시에 본체(110)의 높이만을 기준으로 장비홀더(141)의 높이가 조절되므로 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 관측장비(140) 하부의 지면의 높이가 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 평지에 비해 현격히 높을 경우 지면이 장비홀더(141)와 닿게 될 수 있다.
이에 따라 본 발명의 드론(100)은 울퉁불퉁한 지면에 불시착했을 경우를 대비하여 보조적으로 관측장비지면이격부(170)를 더 포함할 수 있다.
장비홀더(141)의 가운데 영역에는 중심와이어결합축(145)이 측면와이어결합축(143) 보다 더 외경이 크게 구비될 수 있다.
중심와이어결합축(145)은 홀더승강안내축(113)을 따라 상하로 이동되게 구비되고, 중심와이어결합축(145)에는 거리조절와이어(171)가 연결된다. 본체(110)의 내부에는 거리조절와이어(171)를 권취하거나 푸는 거리조절모터(173)가 구비된다. 거리조절와이어(171)는 거리조절모터(173)의 구동축에 결합된 거리조절드럼(175)에 권취된다.
그리고, 장비홀더(141)의 바닥에는 지면과의 거리를 감지하는 거리감지센서(177)가 구비된다.
거리감지센서(177)는 드론(100)이 착륙하여 지면과 가까워지면 지면과의 거리를 감지한다. 그리고, 지면과의 거리가 기설정된 기준거리 보다 짧아지면 거리조절모터(173)가 정방향으로 구동되어 거리조절와이어(171)가 거리조절드럼(175)에 권취되게 한다. 이에 의해 거리조절와이어(171)가 상방향으로 당겨져 장비홀더(141)가 상방향으로 이동되며 지면(G)으로부터 이격될 수 있다.
이 때, 관측장비높이조절부(150)는 별도의 구동력 없이 동작되므로 거리조절와이어(171)가 거리조절모터(173)의 구동에 의해 상방향으로 당겨질 때, 복수개의 측면와이어결합축(143)도 함께 상방향으로 당겨지게 된다.
이에 의해 드론(100)이 착륙하는 지면의 상황에 관계없이 장비홀더(141)는 늘 지면과 이격되게 되어 관측장비(140)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 드론은 관측장비의 높이가 드론의 이륙 및 착륙 상황에 연동하여 자동으로 조절된다. 즉, 드론이 착륙하면 관측장비가 본체 측으로 상승되어 지면과의 거리가 이격되어 지면과 접촉되지 않도록 보호된다. 그리고, 드론이 이륙하면 관측장비가 본체 하부로 하강되어 본체와 이격되며 관측시에 본체와의 간섭을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 드론은 랜딩레그의 지면지지축이 항상 지면에 대해 수직방향을 유지하게 하여 평평하지 않은 지면에 불시착 하더라도 균형을 유지할 수 있게 한다.
또한, 본 발명의 드론은 울퉁불퉁한 지면에 착륙하여 관측장비와 지면과의 거리가 좁아 관측장비가 손상될 우려가 있을 경우, 관측장비지면이격부에 의해 관측장비가 상방향으로 상승하여 지면과 이격된다. 이에 의해 관측장비가 지면에 부딪혀 손상될 위험을 줄일 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 : 드론 110 : 본체
111 : 레그삽입공 113 : 홀더승강안내축
120 : 프로펠러 130 : 랜딩레그
131 : 본체결합링크 131a : 절곡단
131b : 와이어안내홈 132 : 링크본체결합부재
133 : 지면지지축 135 : 지지축회동부재
137 : 지면결합무게추 140 : 관측장비
141 : 장비홀더 143 : 측면와이어결합축
145 : 중심와이어결합축 150 : 관측장비높이조절부
151 : 와이어고정축 153 : 본체결합도르레
155 : 높이조절와이어 160 : 지지축각도조절부
161 : 링크결합프레임 163 : 레그각도조절모터
165 : 각도전달부재 167 : 지지축짐벌
169 : 링크각도감지센서 170 : 관측장비지면이격부
171 : 거리조절와이어 173 : 거리조절모터
175 : 거리조절드럼 177 : 거리감지센서

Claims (4)

  1. 상면에 복수개의 프로펠러(120)가 구비되고, 하부에 복수개의 랜딩레그(130)가 구비된 본체(110)와;
    상기 본체(110)의 하부에 상하로 이동가능하게 결합되며, 내부에 관측장비(140)가 수용된 장비홀더(141)와;
    상기 본체(110)의 착륙시에 상기 장비홀더(141)가 상기 본체(110) 측으로 상승하고, 상기 본체(110)의 이륙시에 상기 장비홀더(141)가 상기 본체(110)로부터 하강하도록 상기 장비홀더(141)의 높이를 조절하는 관측장비높이조절부(150)를 포함하며,

    상기 랜딩레그(130)는,
    상기 본체(110)에 대해 회동가능하게 결합되는 본체결합링크(131)와;
    상기 본체결합링크(131)의 단부에 지지축회동부재(135)에 의해 회동가능하게 결합되며 지면에 지지되는 지면지지축(133)과;
    상기 본체결합링크(131)의 경로 상에 구비되며, 상기 본체(110)의 레그삽입공(111) 내측에 회동가능하게 결합되는 링크본체결합부재(132)를 포함하며,

    상기 관측장비높이조절부(150)는,
    상기 링크본체결합부재(132)에 결합되는 와이어고정축(151)과;
    일단은 상기 와이어고정축(151)에 결합되고, 타단은 상기 장비홀더(141)의 상부에 결합되는 높이조절와이어(155)와;
    상기 높이조절와이어(155)의 경로 상에 상기 본체(110) 내부에 구비되며 상기 높이조절와이어(155)의 이동을 안내하는 본체결합도르레(153)를 포함하며,

    상기 본체(110)의 착륙시, 상기 본체(110)의 하중에 의한 상기 본체결합링크(131)의 회동에 대응하여 상기 높이조절와이어(155)가 상기 링크본체결합부재(132)의 방향으로 당겨지면서 상기 장비홀더(141)가 상기 본체(110)를 향해 이동되며,
    상기 본체(110)의 이륙시, 상기 본체(110)의 하중이 제거되면서 상기 장비홀더(141)의 하중에 의해 상기 높이조절와이어(155)가 상기 장비홀더(141)의 방향으로 당겨지면서 상기 장비홀더(141)가 지면을 향해 이동되는 것을 특징으로 하는 관측장비 위치조절이 가능한 드론.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지면지지축(133)의 하부에는 상기 지면지지축(133)이 지면에 대해 수직한 방향으로 상기 본체결합링크(131)에 결합되도록 하중을 작용하는 지면결합무게추(137)가 구비되는 것을 특징으로 하는 관측장비 위치조절이 가능한 드론.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지면지지축(133)과 상기 본체결합링크(131)의 결합영역에 구비되어 상기 본체결합링크(131)의 회동각도와 반대되는 각도로 상기 지면지지축(133)을 회동시켜 상기 지면지지축(133)이 지면에 대해 수직한 방향을 유지하게 하는 지지축각도조절부(160)를 더 포함하며,
    상기 지지축각도조절부(160)는,
    상기 본체결합링크(131)에 구비되어 상기 본체결합링크(131)의 각도변화를 감지하는 링크각도감지센서(169)와;
    상기 지면지지축(133)을 감싸도록 구비된 지지축짐벌(167)과;
    상기 본체결합링크(131)의 하부에 고정결합되는 레그각도조절모터(163)와;
    일단은 상기 레그각도조절모터(163)의 구동축에 결합되고 타단은 상기 지지축짐벌(167)에 결합되어 상기 레그각도조절모터(163)의 회전각도를 상기 지지축짐벌(167)로 전달하는 각도전달부재(165)를 포함하는 것을 특징으로 하는 관측장비 위치조절이 가능한 드론.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장비홀더(141)의 하부에 구비되어 상기 본체(110)가 착륙할 때 지면과의 거리를 감지하는 거리감지센서(177)와;
    상기 본체(110)의 내부에 구비되며 상기 거리감지센서(177)가 감지한 지면과의 거리가 기준범위 이내일 경우 회전되는 거리조절모터(173)와;
    상기 거리조절모터(173)에 결합되어 회전되는 거리조절드럼(175)과;
    일단은 상기 장비홀더(141)에 고정결합되고, 타단은 상기 거리조절드럼(175)에 권취되어 상기 거리조절모터(173)의 정역회전에 연동하여 상기 장비홀더(141)가 상하로 이동되게 하는 거리조절와이어(171)를 포함하는 것을 특징으로 하는 관측장비 위치조절이 가능한 드론.
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