KR102474568B1 - 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치 - Google Patents
발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 조종사없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행체인 드론의 동력원으로 충전용 밧데리 및 상기 충전용 밧데리를 비행 중 충전시키는 연료소모 발전장치가 구비되는 드론 본체의 진동 및 온도를 실시간으로 모니터링하는 장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 드론에 구비되는 연료소모 발전장치의 작동에 의해 발생되는 진동이나 고온이 드론 본체부에 지속적인 영향을 미쳐 드론의 정상적인 비행이 어렵거나 추락의 위험이 있는 경우, 이를 즉시 감지하여 사용자에게 알림으로써, 드론의 추락사고 발생을 사전에 예방할 수 있는 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치는, 본체부(10)의 내부에 구비되어 작동전원을 공급하는 충전용 밧데리(11)와, 상기 본체부(10)의 하부측에 구비되어 연료를 소모하여 발전하고 발전된 전원을 통해 상기 충전용 밧데리(11)를 충전시키는 발전장치와, 상기 본체부(10)의 둘레에 소정간격을 두고 돌출 형성되는 다수의 구동부 지지대의 단부에 각각 구비되고 외부로부터 작동신호를 입력받아 프로펠러를 회전구동시키는 다수의 구동모터(12)와, 상기 충전용 밧데리(11)로부터 작동전원을 입력받으며 외부로부터 제어신호를 입력받아 상기 다수의 구동모터(12)로 작동신호를 출력하는 구동모터 작동제어부(13) 및, 상기 충전용 밧데리(11)로부터 작동전원을 입력받으며 외부에 별도 구비되는 무선 조종기와 무선전파를 송수신하여 상기 구동모터 작동제어부(13)로 제어신호를 출력하는 주 제어부를 포함하여 구성되는 드론(100)에 있어서, 상기 발전장치의 작동시 발생되는 진동이 상기 본체부(10)에 전달되는 것을 감소시키거나, 상기 본체부(10)에서 발생되는 진동이 상기 발전장치로 전달되는 것을 감소시키는 진동 감소부; 상기 발전장치의 작동시 상기 발전장치로부터 상기 본체부(10)에 전달되는 진동값을 측정하거나, 상기 본체부(10)에서 발생되는 진동이 상기 발전장치로 전달되는 진동값을 측정하는 진동측정부(22); 상기 본체부(10)의 일측에 구비되어 상기 발전장치의 작동시 상기 본체부(10)에 전달되는 온도값을 측정하는 온도측정부(30); 및, 상기 본체부(10)에 구비되고, 사용자로부터 정상동작 온도값 및 진동값을 설정받아 저장하며, 상기 진동측정부(22) 및 온도측정부(30)로부터 각각의 측정 신호값을 실시간으로 입력받고, 실시간으로 입력받은 상기 각각의 측정 신호값이 설정 저장된 상기 정상동작 온도값 및 진동값 보다 높은 경우에 이상상태 발생으로 판단하여 이상상태 발생신호를 상기 주 제어부로 출력하는 이상상태 검출부를; 포함하여 형성되며, 상기 주 제어부가 상기 이상상태 검출부로부터 이상상태 발생신호를 입력받은 경우에 상기 주 제어부는 입력받은 이상상태 발생신호를 상기 무선 조종기로 무선송신하며, 상기 주 제어부로부터 상기 이상상태 발생신호를 무선 수신한 상기 무선 조종기는 이상상태 발생을 경고음 또는 디스플레이부를 통해 외부로 알리는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 조종사없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행체인 드론의 동력원으로 충전용 밧데리 및 상기 충전용 밧데리를 비행 중 충전시키는 연료소모 발전장치가 구비되는 드론 본체의 진동 및 온도를 실시간으로 모니터링하는 장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 드론에 구비되는 연료소모 발전장치의 작동에 의해 발생되는 진동이나 고온이 드론 본체부에 지속적인 영향을 미쳐 드론의 정상적인 비행이 어렵거나 추락의 위험이 있는 경우, 이를 즉시 감지하여 사용자에게 알림으로써, 드론의 추락사고 발생을 사전에 예방할 수 있는 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치에 관한 것이다.
통상 조종사가 직접 탑승하지 않고 무선전파를 이용해 원격 조종이 가능한 무인 비행체로는 드론(drone)이 대표적이다. 드론은 일반 비행체와는 달리 조종사를 위한 공간과 안전장치를 별도로 구비하지 않기 때문에 소형화, 경량화가 가능하며, 사람의 접근이 어려운 곳의 정보 수집과 정찰을 위한 정찰용이나, 여러 다양한 용도로의 산업용으로 활용되고 있으며, 특히, 요즘은 작의 소형 드론들이 보급되면서 일반인들의 취미생활 도구로도 활용되고 있는 실정이다.
종래 드론과 같은 무인 비행체의 경우, 모터의 구동을 위한 충전용 밧데리가 구비될 뿐만아니라, 상기 충전용 밧데리를 비행 중에 충전하면서 비행 시간을 월등히 증가시킬 수 있도록 발전기가 포함된 소형 가솔린 엔진과 같은 별도의 연료소모 발전장치가 구비되고 있으며, 이처럼 드론의 비행 시간을 월등히 증가시키기 위해 연료소모 발전장치로 소형 가솔린 엔진이 사용되는 경우에는, 상기 가솔린 엔진의 장시간 지속적 작동에 따른 진동의 발생으로 드론 본체부에 존재하는 여러 결합부위의 나사가 조금씩 풀려 내구성을 현저히 저하시키거나, 드론 본체부에 미세한 크랙을 발생시킬 우려가 있으며, 상기 가솔린 엔진의 작동에 따라 발생되는 고온은 공기 냉각핀을 통해 대부분 냉각되나 상기 공기 냉각핀에 먼지나 이물질 등이 끼여 냉각 작용이 원활하지 못한 경우에는 상기 가솔린 엔진에서 발생된 고온이 장시간 드론 본체에 전달되어 드론의 경량화를 위해 카본 등의 경량 재질로 형성된 드론 본체 구조를 열 변형시키거나 심한 경우 화재를 발생시킬 문제점이 있다.
상기 연료소모 발전장치로 수소연료 전지가 사용되는 경우에는, 수소연료 전지에서 발생되는 고온에 의해 상기 가솔린 엔진에서와 같이,드론 본체 구조를 열 변형시키거나 심한 경우 화재를 발생시킬 문제점이 있으며, 드론의 구동시 발생되는 모터 등에 의한 진동이 상기 수소연료 전지에 장시간 지속적으로 전달되면, 도 1에 도시된 바와 같이, 수소연료 공급라인의 수소입자를 뭉치게 하여 수소연료의 원활한 공급을 방해할 우려가 있고, 수소와 산소가 만나 전자를 발생시킬 때 전해질 격벽사이에서 진동으로 인하여 박리가 발생하는 경우 출력이 저하되는 문제점이 있으며, 수소와 산소가 물로 변환되어 수증기가 외부로 배출될때 진동 발생으로 수분입자가 뭉쳐 원활한 수분 배출을 방해하는 문제점이 있다.
또한, 상기 전술한 바와 같이, 상기 연료소모 발전장치의 구비에 따라 여러 문제점들을 야기할 수 있는 심한 진동 및 고온 발생을 드론 비행 중 감지하고, 이를 지상의 사용자에게 즉시 알려 비행 중인 드론을 지상으로 신속하게 복귀시킴으로써, 드론 추락을 사전에 예방할 수 있는 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 연료소모 발전장치가 구비되는 드론 본체의 진동 및 온도나, 연료소모 발전장치의 진동을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하고, 상기 연료소모 발전장치 및 드론의 작동에 의해 발생되는 진동이나 고온이 드론 본체부나 발전장치에 지속적인 영향을 미쳐 유지보수가 필요한 경우나, 드론의 정상적인 비행이 어렵고 추락의 위험이 있는 경우, 이를 즉시 감지할 수 있도록 하며, 감지된 위험요소를 사용자에게 알림으로써 드론의 추락사고 발생을 사전에 예방할 수 있도록 한다.
상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 본체부(10)의 내부에 구비되어 작동전원을 공급하는 충전용 밧데리(11)와, 상기 본체부(10)의 하부측에 구비되어 연료를 소모하여 발전하고 발전된 전원을 통해 상기 충전용 밧데리(11)를 충전시키는 발전장치와, 상기 본체부(10)의 둘레에 소정간격을 두고 돌출 형성되는 다수의 구동부 지지대의 단부에 각각 구비되고 외부로부터 작동신호를 입력받아 프로펠러를 회전구동시키는 다수의 구동모터(12)와, 상기 충전용 밧데리(11)로부터 작동전원을 입력받으며 외부로부터 제어신호를 입력받아 상기 다수의 구동모터(12)로 작동신호를 출력하는 구동모터 작동제어부(13) 및, 상기 충전용 밧데리(11)로부터 작동전원을 입력받으며 외부에 별도 구비되는 무선 조종기와 무선전파를 송수신하여 상기 구동모터 작동제어부(13)로 제어신호를 출력하는 주 제어부를 포함하여 구성되는 드론(100)에 있어서, 상기 발전장치의 작동시 발생되는 진동이 상기 본체부(10)에 전달되는 것을 감소시키거나, 상기 본체부(10)에서 발생되는 진동이 상기 발전장치로 전달되는 것을 감소시키는 진동 감소부; 상기 발전장치의 작동시 상기 발전장치로부터 상기 본체부(10)에 전달되는 진동값을 측정하거나, 상기 본체부(10)에서 발생되는 진동이 상기 발전장치로 전달되는 진동값을 측정하는 진동측정부(22); 상기 본체부(10)의 일측에 구비되어 상기 발전장치의 작동시 상기 본체부(10)에 전달되는 온도값을 측정하는 온도측정부(30); 및, 상기 본체부(10)에 구비되고, 사용자로부터 정상동작 온도값 및 진동값을 설정받아 저장하며, 상기 진동측정부(22) 및 온도측정부(30)로부터 각각의 측정 신호값을 실시간으로 입력받고, 실시간으로 입력받은 상기 각각의 측정 신호값이 설정 저장된 상기 정상동작 온도값 및 진동값 보다 높은 경우에 이상상태 발생으로 판단하여 이상상태 발생신호를 상기 주 제어부로 출력하는 이상상태 검출부를; 포함하여 형성되며, 상기 주 제어부가 상기 이상상태 검출부로부터 이상상태 발생신호를 입력받은 경우에 상기 주 제어부는 입력받은 이상상태 발생신호를 상기 무선 조종기로 무선송신하며, 상기 주 제어부로부터 상기 이상상태 발생신호를 무선 수신한 상기 무선 조종기는 이상상태 발생을 경고음 또는 디스플레이부를 통해 외부로 알리는 것을 특징으로 하는 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치(1)를 제공한다.
본 발명에 따른 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치(1)는, 내부에 가솔린(Gasoline) 연료가 채워져 상기 본체부(10)에 구비되는 가솔린 연료탱크(40)를; 더 포함하여 형성되고, 상기 발전장치는, 상기 가솔린 연료탱크(40)로부터 연료를 공급받아 작동되는 가솔린 엔진(41); 및 상기 가솔린 엔진(41)의 작동을 통해 전기를 발생시키고, 발생된 전기를 상기 충전용 밧데리(11)로 공급하여 충전시키는 발전기(42)를; 포함하여 형성되며, 상기 드론(100)은, 상기 본체부(10) 하부측에 상기 발전장치가 결합되는 마운트 프레임(15)이 구비되고, 상기 발전장치와 마운트 프레임(15) 결합부위 사이에는 진동감쇄기(21)가 개재되어 상기 진동 감소부를 형성하며, 상기 진동측정부(22)는, 상기 마운트 프레임(15)이 결합되는 상기 본체부(10)의 하부결합측 부위에 구비되고, 상기 온도측정부(30)는, 상기 마운트 프레임(15)에 결합되는 상기 가솔린 엔진(41)의 연소실의 상측에 위치하는 본체부(10)의 하측면에 구비될 수 있고,
바람직하게는, 내부에 수소 연료가 채워져 상기 본체부(10)에 구비되는 수소 연료탱크(43)를; 더 포함하여 형성되고, 상기 발전장치는, 상기 수소 연료탱크로부터 연료를 공급받아 작동되는 수소연료전지(44)를; 포함하여 형성되며, 상기 드론(100)은, 상기 본체부(10) 하부측에 상기 발전장치가 결합되는 마운트 프레임(15)이 구비되고, 상기 발전장치와 마운트 프레임(15) 결합부위 사이에는 진동감쇄기(21)가 개재되어 상기 진동 감소부를 형성하며, 상기 진동측정부(22)는, 상기 진동감쇄기(21)가 결합되는 상기 발전장치의 결합측 부위에 구비되고, 상기 온도측정부(30)는, 상기 마운트 프레임(15)에 결합되는 상기 수소연료전지(44)의 상측에 위치하는 본체부(10)의 하측면에 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치는, 연료소모 발전장치가 구비되는 드론 본체의 진동 및 온도나, 연료소모 발전장치의 진동을 실시간으로 모니터링할 수 있고, 상기 연료소모 발전장치 및 드론의 작동에 의해 발생되는 진동이나 고온이 드론 본체부나 발전장치에 지속적인 영향을 미쳐 유지보수가 필요한 경우나, 드론의 정상적인 비행이 어렵고 추락의 위험이 있는 경우, 이를 즉시 감지할 수 있으며, 감지된 위험요소를 사용자에게 알림으로써 드론의 화재 발생이나 추락사고 발생을 사전에 예방할 수 있게 된다.
도 1은 수소연료전지에 진동이 가해지는 경우에 발생되는 현상을 개략적으로 나타내는 단면도;
도 2는 본 발명에 따른 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치를 나타내는 시스템 구성도;
도 3은 본 발명에 따른 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치에 있어서, 일 실시예로 가솔린 엔진을 발전장치로 사용하는 경우의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도; 및,
도 4는 본 발명에 따른 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치에 있어서, 일 실시예로 수소연료전지를 발전장치로 사용하는 경우의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도; 이다.
도 2는 본 발명에 따른 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치를 나타내는 시스템 구성도;
도 3은 본 발명에 따른 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치에 있어서, 일 실시예로 가솔린 엔진을 발전장치로 사용하는 경우의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도; 및,
도 4는 본 발명에 따른 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치에 있어서, 일 실시예로 수소연료전지를 발전장치로 사용하는 경우의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도; 이다.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 2는 본 발명에 따른 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치(1)를 나타내는 시스템 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치(1)에 있어서, 일 실시예로 가솔린 엔진(41)을 발전장치로 사용하는 경우의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치(1)에 있어서, 일 실시예로 수소연료전지(44)를 발전장치로 사용하는 경우의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
본 발명에 따른 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치(1)는,드론 본체부(10)의 내부에 구비되어 작동전원을 공급하는 충전용 밧데리(11)와, 상기 본체부(10)의 하부측에 구비되어 연료를 소모하여 발전하고 발전된 전원을 통해 상기 충전용 밧데리(11)를 충전시키는 발전장치와, 상기 본체부(10)의 둘레에 소정간격을 두고 돌출 형성되는 다수의 구동부 지지대의 단부에 각각 구비되고 외부로부터 작동신호를 입력받아 프로펠러를 회전구동시키는 다수의 구동모터(12)와, 상기 충전용 밧데리(11)로부터 작동전원을 입력받으며 외부로부터 제어신호를 입력받아 상기 다수의 구동모터(12)로 작동신호를 출력하는 구동모터 작동제어부(13) 및, 상기 충전용 밧데리(11)로부터 작동전원을 입력받으며 외부에 별도 구비되는 무선 조종기와 무선전파를 송수신하여 상기 구동모터 작동제어부(13)로 제어신호를 출력하는 주 제어부를 포함하여 구성되는 드론(100)에 있어서, 도 2에 도시된 바와같이, 크게, 상기 발전장치에서 드론 본체부(10)로 진동이 전달되는 것을 감쇄하거나, 또는 드론 본체부(10)에서 상기 발전장치로 진동이 전달되는 것를 감쇄하는 진동감소부(20)와, 상기 발전장치에서 발생된 진동이 드론 본체부(10)로 전달되는 진동값을 측정하거나, 또는 드론의 구동모터(12) 등에서 발생된 진동이 상기 발전장치로 전달되는 진동값을 측정하는 진동측정부(22)와, 상기 발전장치에서 드론 본체부(10)로 전달되는 온도값을 측정하는 온도측정부(30)와, 상기 진동측정부(22) 및 온도측정부(30)로부터 각각 측정신호값을 입력받아 드론 본체부(10)의 이상상태 발생을 판단하는 이상상태 검출부를 포함하여 구성된다.
상기 진동감소부(20)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발전장치의 작동시 발생되는 진동이 상기 본체부(10)에 전달되는 것을 감소시키거나, 상기 본체부(10)에서 발생되는 진동이 상기 발전장치로 전달되는 것을 감소시키게 된다. 상기 발전장치를 드론 본체부(10)에 직접 결합시키는 경우, 상기 발전장치의 작동시 발생되는 진동이 드론 본체부(10)에 직접 전달되어 드론 본체부(10)의 내구성을 현저히 저하시킬 수 있으므로, 드론 본체부(10)의 하측에 소정간격을 두고 한쌍의 마운트 로드(도시되지는 않음)를 평행하게 결합 설치한 후, 상기 한 쌍의 마운트 로드와 상기 발전 장치 사이에 다수의 진동감쇄기(21)를 개재시킨 후 연결 결합함으로써, 상기 발전장치의 작동시 발생되는 진동이 드론 본체부(10)에 직접 전달되는 것을 월등히 저감시킬 수 있게 된다.
상기 한 쌍의 마운트 로드를 사용하지 않고, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부에는 사각 판재 형상의 마운트 플레이트(15)가 구비되고, 상기 마운트 플레이트(15)의 네 모서리에는 각각 수직하게 하부단이 결합된 결합로드(16)가 구비되며, 상기 각각의 결합로드(16)이 상부단이 드론 본체부(10)의 하측면에 결합되는 마운트 프레임(15)을 사용할 수 있으며, 상기 마운트 프레임(15)의 플레이트(15) 상측면과 상기 발전장치의 하측면 사이에 각각 상기 진동감쇄기(21)를 개재시킨 후 연결 결합함으로써, 상기 발전장치의 작동시 발생되는 진동이 드론 본체부(10)에 직접 전달되는 것을 저감시킬 수 있게 된다.
상기 진동감소부(20)는 유압이나 공압 실린더 형태의 진동감쇄기(21)를 사용할 수도 있으나, 본원발명의 경우, 드론의 경량화 및 소형화를 위해 진동을 흡수하는 부분이, 고무재질로 형성되는 고무타입 진동감쇄기(21)나, 탄성 스프링으로 형성되는 탄성 스프링 타입 진동감쇄기(21)를, 사용하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 진동감소부(20)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발전장치로 가솔린 엔진(41)이 사용되는 경우에 상기 가솔린 엔진(41)의 작동시 발생되는 진동이 드론 본체부(10)로 전달되는 것을 감쇄하는 기능을 할 수도 있으나, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발전장치로 수소연료전지(44)를 사용하는 경우에는 모터의 구동 등으로 드론 본체부(10)에서 발생되는 진동이 상기 수소연료전지(44)로 전달되는 것을 감쇄할 수도 있다.
상기 진동측정부(22)는, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발전장치의 작동시 상기 발전장치로부터 상기 본체부(10)에 전달되는 진동값을 측정하거나, 상기 본체부(10)에서 발생되는 진동이 상기 발전장치로 전달되는 진동값을 측정하게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발전장치로 가솔린 엔진(41)이 사용되고, 상기 가솔린 엔진(41)이 상기 마운트 프레임(15)의 플레이트(15) 상측면에 상기 다수의 진동감쇄기(21)를 통해 설치되는 경우에는 상기 진동측정부(22)의 설치 위치를 드론 본체부(10)의 하측면에 결합되는 각각의 상기 결합로드(16) 결합부위 둘레에 설치하여 상기 가솔린 엔진(41)의 작동에 의해 본체부(10)에 전달되는 진동값을 보다 정확하게 측정할 수 있도록 하며, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발전장치로 수소연료전지(44)가 사용되고, 상기 수소연료전지(44)가 상기 마운트 프레임(15)의 플레이트(15) 상측면에 상기 다수의 진동감쇄기(21)를 통해 설치되는 경우에는 상기 진동측정부(22)의 설치 위치를 수소연료전지(44)의 하측면에 결합되는 진동감쇄기(21) 상단부 결합부위 둘레에 설치하여 모터 구동 등에 의해 발생된 드론 본체부(10)의 진동이 상기 수소연료전지(44)로 전달되는 진동값을 보다 정확하게 측정할 수 있도록 한다.
상기 온도측정부(30)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 드론 본체부(10)의 일측에 구비되어 상기 발전장치의 작동시 상기 본체부(10)에 전달되는 온도값을 측정하여 외부로 측정값을 출력하게 된다. 바람직하게는, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발전장치로 가솔린 엔진(41)이나 수소연료전지(44)가 사용되고, 상기 가솔린 엔진(41) 또는 수소연료전지(44)가 상기 마운트 프레임(15)의 플레이트(15) 상측면에 설치되는 경우에는 상기 가솔린 엔진(41) 연소실 또는 수소연료전지(44)의 상측에 위치하는 본체부(10)의 하측면에 상기 온도측정부(30)를 위치하여 상기 가솔린 엔진(41) 또는 수소연료전지(44)의 작동시 발생되는 고온이 상기 드론 본체부(10)에 전달되는 온도값을 보다 정확하게 측정할 수 있도록 한다.
상기 이상상태 검출부는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 본체부(10)에 구비되고, 초기 설치되는 과정에서 사용자로부터 상기 드론(100)이 안전하게 비행 가능한 정상동작 온도값, 정상동작 진동값 및, 이상상태 지속가능시간을 설정받아 저장하며, 상기 진동측정부(22) 및 온도측정부(30)로부터 각각의 측정 신호값을 실시간으로 입력받고, 실시간으로 입력받은 상기 각각의 측정 신호값이 기 설정 저장된 상기 정상동작 온도값 및 진동값 보다 높은 경우에 이상상태 발생으로 판단하며, 상기 발생된 이상상태가 상기 이상상태 지속가능시간을 초과해서 지속되는 경우에는 이상상태 발생신호를 상기 주 제어부로 출력하고, 상기 주 제어부가 상기 이상상태 검출부로부터 이상상태 발생신호를 입력받는 경우에 상기 주 제어부는 입력받은 이상상태 발생신호를 상기 무선 조종기로 무선송신하며, 상기 주 제어부로부터 상기 이상상태 발생신호를 무선수신한 상기 무선 조종기는 이상상태 발생을 경고음 또는 디스플레이부를 통해 사용자에게 알리게 되며, 이를 확인한 사용자는 드론(100)을 지상으로 복귀시켜 이상상태 발생원인을 찾아 제거함으로써, 드론(100)의 추락사고 및 화재발생을 미연에 방지할 수 있게 된다.
상기 발전장치로 가솔린 엔진(41)을 사용하는 경우에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 가솔린(Gasoline) 연료가 채워지는 가솔린 연료탱트가 상기 본체부(10)의 내부에 구비되고, 상기 가솔린 연료탱크(40)로부터 연료를 공급받아 작동되는 가솔린 엔진(41)이 상기 마운트 프레임(15)의 플레이트(15) 상에 설치되며, 상기 가솔린 엔진(41)의 작동을 통해 전기를 발생시키는 발전기(42)가 상기 가솔린 엔진(41)의 일측에 구비되어 발생된 전기를 상기 충전용 밧데리(11)로 공급하여 충전시키게 된다.
상기 발전장치로 수소연료전지(44)를 사용하는 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 내부에 수소 연료가 채워진 수소 연료탱크(43)가 상기 본체부(10)의 내부에 구비되고, 싱기 수소 연료탱크(43)로부터 연료를 공급받아 작동되는 수소연료전지(44)가 상기 마운트 프레임(15)의 플레이트(15) 상에 설치되며, 상기 수소연료전지(44)의 작동을 통해 발생된 전기를 상기 충전용 밧세리로 공급하여 충전시키게 된다.
바람직하게는, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 스트레인게이지(Strain Gauge)(50)를 상기 드론 본체부(10)의 하측면에 결합되는 각각의 상기 결합로드(16) 결합부위 둘레에 설치하여 결합부위에서의 인장력이나 압축력을 측정하여 상기 이상상태 검출부로 출력하고, 상기 이상상태 검출부에서는 사용자로부터 초기 설치시 최대허용 인장력값이나 압축력값을 설정받아 저장하고, 실시간으로 측정하여 입력된 측정 인장력값이나 압축력값이 기 설정되어 저장된 상기 최대허용 인장력값이나 압축력값보다 높은 경우에는 이를 이상상태 발생으로 판단하고, 이상상태 발생신호를 상기 주 제어부로 출력할 수 있고, 상기 주 제어부는 이를 무선 조종기로 송신하며, 상기 주 제어부로부터 이상상태 발생신호를 무선수신한 상기 무선 조종기는, 상기 전술한 바와 같은 방법으로, 사용자에게 이상상태 발생을 경고할 수 있을 것이다.
이와 같이 본 발명에 따른 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치(1)는, 연료소모 발전장치가 구비되는 드론 본체의 진동 및 온도나, 연료소모 발전장치의 진동을 실시간으로 모니터링할 수 있고, 상기 연료소모 발전장치 및 드론(100)의 작동에 의해 발생되는 진동이나 고온이 드론 본체부(10)나 발전장치에 지속적인 영향을 미쳐 유지보수가 필요한 경우나, 드론(100)의 정상적인 비행이 어렵고 추락의 위험이 있는 경우, 이를 즉시 감지할 수 있으며, 감지된 위험요소를 사용자에게 알림으로써 드론(100)의 화재 발생이나 추락사고 발생을 사전에 예방할 수 있게 된다.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.
1 : 발전장치가 구비되는 드론용 온도 및 진동 모니터링 장치
10 : 드론 본체부 11 : 충전용 밧데리
12 : 구동모터 13 : 구동모터 작동제어부
14 : 마운트 프레임 15 : 마운트 플레이트
16 : 결합로드
20 : 진동감소부 21 : 진동감쇄기
22 : 진동측정부
30 : 온도측정부
40 : 가솔린 연료탱크 41 : 가솔린 엔진
42 : 발전기 43 : 수소 연료탱크
44 : 수소연료전지
50 : 스트레인 게이지
100 : 발전장치가 구비되는 드론
10 : 드론 본체부 11 : 충전용 밧데리
12 : 구동모터 13 : 구동모터 작동제어부
14 : 마운트 프레임 15 : 마운트 플레이트
16 : 결합로드
20 : 진동감소부 21 : 진동감쇄기
22 : 진동측정부
30 : 온도측정부
40 : 가솔린 연료탱크 41 : 가솔린 엔진
42 : 발전기 43 : 수소 연료탱크
44 : 수소연료전지
50 : 스트레인 게이지
100 : 발전장치가 구비되는 드론
Claims (1)
- 본체부(10)의 내부에 구비되어 작동전원을 공급하는 충전용 밧데리(11)와, 상기 본체부(10)의 하부측에 구비되어 연료를 소모하여 발전하고 발전된 전원을 통해 상기 충전용 밧데리(11)를 충전시키는 발전장치와, 상기 본체부(10)의 둘레에 소정간격을 두고 돌출 형성되는 다수의 구동부 지지대의 단부에 각각 구비되고 외부로부터 작동신호를 입력받아 프로펠러를 회전구동시키는 다수의 구동모터(12)와, 상기 충전용 밧데리(11)로부터 작동전원을 입력받으며 외부로부터 제어신호를 입력받아 상기 다수의 구동모터(12)로 작동신호를 출력하는 구동모터 작동제어부(13) 및, 상기 충전용 밧데리(11)로부터 작동전원을 입력받으며 외부에 별도 구비되는 무선 조종기와 무선전파를 송수신하여 상기 구동모터 작동제어부(13)로 제어신호를 출력하는 주 제어부를 포함하여 구성되는 드론(100)에 있어서,
상기 본체부(10)에서 발생되는 진동이 상기 발전장치로 전달되는 것을 감소시키는 진동 감소부;
상기 본체부(10)에서 발생되는 진동이 상기 발전장치로 전달되는 진동값을 측정하는 진동측정부(22);
상기 본체부(10)의 일측에 구비되어 상기 발전장치의 작동시 상기 본체부(10)에 전달되는 온도값을 측정하는 온도측정부(30); 및,
상기 본체부(10)에 구비되고, 사용자로부터 정상동작 온도값 및 진동값을 설정받아 저장하며, 상기 진동측정부(22) 및 온도측정부(30)로부터 각각의 측정 신호값을 실시간으로 입력받고, 실시간으로 입력받은 상기 각각의 측정 신호값이 설정 저장된 상기 정상동작 온도값 및 진동값 보다 높은 경우에 이상상태 발생으로 판단하여 이상상태 발생신호를 상기 주 제어부로 출력하는 이상상태 검출부를; 포함하여 형성되며,
상기 드론(100)이 실제 운전중인 상태에서, 상기 주 제어부가 상기 이상상태 검출부로부터 이상상태 발생신호를 입력받은 경우에 상기 주 제어부는 입력받은 이상상태 발생신호를 상기 무선 조종기로 무선송신하며, 상기 주 제어부로부터 상기 이상상태 발생신호를 무선 수신한 상기 무선 조종기는 이상상태 발생을 경고음 또는 디스플레이부를 통해 외부로 알리고,
내부에 수소 연료가 채워져 상기 본체부(10)에 구비되는 수소 연료탱크(43)를; 더 포함하여 형성되고,
상기 발전장치는,
상기 수소 연료탱크로부터 연료를 공급받아 작동되는 수소연료전지(44)를; 포함하여 형성되며,
상기 드론(100)은,
상기 본체부(10) 하부측에 사각 판재 형상의 마운트 플레이트(15)가 구비되고, 상기 마운트 플레이트(15)의 네 모서리에는 각각 수직하게 하부단이 결합된 결합로드(16)가 구비되며, 각각의 상기 결합로드(16)의 상부단이 상기 본체부(10)의 하측면에 결합되어 마운트 프레임(14)이 형성되고, 상기 발전장치와 마운트 프레임(14)의 결합부위 사이에는 진동감쇄기(21)가 개재되어 상기 진동 감소부를 형성하며,
상기 진동측정부(22)는,
상기 수소연료전지(44)의 하측면에 결합되는 상기 진동감쇄기(21)의 상단부 결합부위 둘레에 설치되어 상기 본체부(10)에서 발생되는 진동이 상기 수소연료전지(44)로 전달되는 진동값을 측정하여 외부로 출력하며,
상기 온도측정부(30)는,
상기 마운트 프레임(14)에 결합되는 상기 수소연료전지(44)의 상측에 위치하는 본체부(10)의 하측면에 구비되는 것을 특징으로 하는 발전장치가 구비되는 드론용 진동 및 온도 모니터링 장치(1).
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