KR102646420B1 - 타공 및 약액 살포 기능이 구비된 벌집 제거용 드론 - Google Patents

타공 및 약액 살포 기능이 구비된 벌집 제거용 드론 Download PDF

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Abstract

본 발명은 드론을 이용하여 말벌집을 원격으로 제거할 수 있으며, 말벌집에 구멍을 낸 후 그 내부에 약제를 직접 투여해줌으로써 말벌 퇴치효율을 높일 수 있도록 한 타공 및 약액 살포 기능이 구비된 벌집 제거용 드론에 관한 것이다.

Description

타공 및 약액 살포 기능이 구비된 벌집 제거용 드론{MAKE A HOLE AND PESTICIDE SPRAYING SYSTEM FOR REMOVAL OF HORNET NEST USING DRONES}
본 발명은 드론을 이용하여 말벌집 표면에 구멍을 뚫어줌과 동시에 내부에 살충 약액을 살포하는 방식으로 말벌집을 용이하게 제거할 수 있는 타공 및 약액 살포 기능이 구비된 벌집 제거용 드론에 관한 것이다.
일반적으로, 벌은 양봉을 하거나 식물 번식 등에 필요한 곤충이다. 그러나 사람이 벌에 쏘이는 경우 그 독성에 의해 위험한 상황에 이를 수 있다.
특히 벌의 한 종류인 말벌은 인명과 직결된 사고를 발생시키기도 하며, 말벌이 인근의 꿀벌을 살육하는 등 양봉업자에게 물적 피해를 주기도 한다.
말벌은 상당한 수로 군집생활을 하며 적당한 위치에 벌집을 짓게 된다. 일례로 조경이 잘된 도심이나 전원지역, 산과 인접한 주택의 구석진 장소나, 그 인근의 나무 등에 벌집을 짓고 생활하게 된다.
이러한 벌집이 주거지역에 근처에 생기는 경우 구조대나 전문가를 통해 벌집을 제거하게 된다. 벌집을 제거하기 전에 작업자는 방호복을 입고 벌집에 접근해야 하며, 벌집 주변의 벌이 공격할 경우에는 살충제 스프레이를 분사하여 공격을 차단하는 등의 조치를 취하게 된다.
그러나 종래와 같이 작업자가 직접 벌집 가까이에 접근하여 벌집을 제거하는 경우 벌에 쏘일 우려가 있다.
또한 제거 대상 벌집이 대부분 작업자의 손이 닿지 않는 높은 곳에 위치하고 있어 벌집 제거 시 사다리 등의 장비를 이용해야 함에 따라 안전사고가 발생할 수 있다.
이에 따라 사람이 안전한 장소에서 드론 등의 무인유닛을 이용하여 원격으로 벌집을 제거할 수 있는 수단이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0126274호(공개일: 2017.11.17.)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 드론을 이용하여 말벌집을 원격으로 제거할 수 있으며, 말벌집에 구멍을 낸 후 그 내부에 약제를 직접 투여해줌으로써 말벌 퇴치효율을 높일 수 있도록 한 타공 및 약액 살포 기능이 구비된 벌집 제거용 드론을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 타공 및 약액 살포 기능이 구비된 벌집 제거용 드론은, 동력을 전달받아 회전되는 복수의 프로펠러가 구비되는 본체부; 상기 본체부에 구비되며, 제거대상 벌집을 촬영하여 벌집의 위치를 파악해주는 위치감지부; 상기 위치감지부와 인접하게 구비되며, 상기 위치감지부를 통해 획득한 벌집의 위치정보를 바탕으로 상기 벌집을 향해 탄환을 발사하여 표면에 구멍을 뚫어주는 벌집타공부; 및 상기 벌집타공부의 일측에 구비되며, 상기 구멍을 통해 벌집 내부에 약액을 살포해주는 분사노즐이 구비되는 약액분사부;를 포함할 수 있다.
이 경우 상기 위치감지부는, 전하결합소자(CCD)를 포함한 이미지센서를 이용하여 촬영되는 벌집 이미지에 과녁을 형성해주는 것을 포함할 수 있다.
또한 상기 위치감지부는, 상기 벌집타공부와 약액분사부의 조준확률을 높일 수 있도록 레이저 조준유닛;을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 벌집타공부는, 공압실린더; 상기 공압실린더의 공압을 이용하여 탄환을 발사시킬 수 있도록 소정길이의 중공관체로 형성되는 발사관; 및 상기 발사관 내에 탄환을 순차적으로 공급할 수 있도록 탄환 복수 개가 수납되는 탄창;을 포함할 수 있다.
또한 상기 탄환은, 농약 분말을 고체 형태로 가압 성형할 수 있다.
또한 상기 벌집타공부는, 상기 탄환의 발사 압력과 발사 시간 간격을 포함한 기능을 조절하는 컨트롤러;를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 약액분사부는, 벌집 제거용 약액이 저장되는 저장통; 상기 저장통에 저장된 약액을 소정의 압력으로 공급해주는 모터펌프; 및 상기 모터펌프에 의해 공급되는 약액을 상기 벌집을 향해 직분사할 수 있도록 소정 길이의 붐대를 매개로 설치되는 제1분사노즐;을 포함할 수 있다.
또한 상기 붐대는, 경첩부재를 매개로 폴딩 가능하게 결합될 수 있다.
또한 상기 약액분사부는, 날아다니는 말벌을 향해 약액을 소정 범위로 분사하는 제2분사노즐;을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 벌집 제거용 드론은, 상기 벌집타공부와 약액분사부를 소정각도로 조절해주는 액추에이터가 구비된 각도조절부;를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 벌집 제거용 드론은, 상기 벌집의 외주면에 에폭시를 분사하여 상기 벌집을 경화시키거나, 상기 관통된 구멍 내에 에폭시를 분사하여 막아주는 에폭시분사부;를 더 포함할 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명은, 드론을 이용하여 나무나 처마 밑과 같은 높은 곳에 매달린 말벌집을 원격으로 제거할 수 있도록 하여 작업자의 안전을 도모할 수 있다.
특히, 벌집타공부를 이용하여 말벌집에 구멍을 낸 후 그 내부에 약제를 직접 투여해줌으로써 말벌 퇴치효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론의 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 벌집타공부의 개략적인 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 폴딩 가능한 붐대를 보여주는 평면도,
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론을 이용하여 벌집을 제거하는 과정을 보여주는 순서도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론의 측면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 벌집 제거용 드론(100)은, 본체부(110), 위치감지부(120), 벌집타공부(130), 약액분사부(140)를 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본체부(110)는 벌집 제거용 드론(100)의 주된 몸체를 이루는 것으로, 모터(111)의 동력을 전달받아 회전되는 복수의 프로펠러(113)가 구비될 수 있다.
이 경우 상기 본체부(110)는 기존의 농약 살포용 드론을 개량하여 제작할 수 있다. 이에 따라 후술할 벌집 제거용 드론(100)의 주된 구성요소를 탈부착 가능하게 결합함으로써, 종래 농약 살포 장치(미도시)와 벌집 제거용 구성요소를 선택적으로 교체해가며 사용할 수 있다.
위치감지부(120)는 본체부(110) 하부의 하우징(115)에 구비되는 것으로, 제거대상 벌집(1)을 실시간으로 촬영하여 벌집(1)의 정확한 위치를 파악할 수 있다.
구체적으로, 상기 위치감지부(120)는 전하결합소자(CCD)를 포함한 이미지센서(121)를 이용하여 벌집(1)의 정확한 위치를 촬영할 수 있다.
아울러 촬영된 벌집(1) 이미지에 과녁을 형성하여 후술할 벌집타공부(130)를 통해 발사되는 탄환이나, 후술할 약액분사부(140)를 통해 분사되는 약액이 정확한 위치에 도달할 수 있도록 조준점을 마련할 수 있다.
구체적으로, 상기 위치감지부(120)는 벌집타공부(130)와 약액분사부(140)의 조준확률을 높일 수 있도록 레이저(L)를 이용한 레이저 조준유닛(123)이 구비될 수 있다. 레이저 조준유닛(123)은 공지된 레이저 포인터 등을 사용할 수 있음에 따라 이에 대한 자세한 작동원리는 생략하기로 한다.
도 2를 참조하면, 벌집타공부(130)는 상기 위치감지부(120)를 통해 획득한 벌집(1)의 위치정보를 바탕으로 벌집(1)을 향해 탄환(137)을 발사하여 벌집(1) 표면에 구멍(3)(도 5 참조)을 뚫어줄 수 있다. 이러한 벌집타공부(130)는 위치감지부(120)가 구비된 하우징(115)에 일체로 설치될 수 있다.
구체적으로, 도 3을 참조하면, 상기 벌집타공부(130)는 하우징(115) 내에 구비되는 공압실린더(131)와, 상기 공압실린더(131)의 공압을 이용하여 탄환(137)을 발사시킬 수 있도록 소정길이의 중공관체로 형성되는 발사관(133)과, 상기 발사관(133) 내에 탄환을 순차적으로 공급할 수 있도록 복수의 탄환(137)이 수납되는 탄창(135)을 포함할 수 있다. 탄환(137)은 농약 분말을 고체 형태로 가압 성형한 것일 수 있다.
이 경우 상기 탄환(137)은 일례로 탄성스프링(미도시)에 의해 발사관(133) 내측으로 탄성 지지되어 순차적인 공급이 이루어질 수 있다.
다른 예로, 복수의 탄환(137)이 호퍼 형태의 탄창(미도시)에 수납되고, 이러한 복수의 탄환(137) 중 어느 하나가 배출구(미도시)를 통해 자연 낙하하는 방식으로 발사관(133) 내에 순차적으로 장전될 수 있다.
또한 본 발명은 벌집타공부(130)를 통한 탄환(137)의 발사 압력과 발사 시간 간격 등의 기능을 제어하는 컨트롤러(C)(도 2 참조)가 구비될 수 있다. 컨트롤러(C)는 벌집타공부(130) 이외에도 벌집 제거용 드론(100)을 구성하는 다양한 구성요소를 제어할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 약액분사부(140)는 위치감지부(120)를 통해 획득한 벌집(1)의 위치정보를 바탕으로 벌집(1)에 뚫은 구멍(3)을 통해 벌집(1) 내부에 약액을 살포하여 말벌을 제거할 수 있다. 이러한 약액분사부(140)는 하우징(115)의 하부 일측에 벌집타공부(130)와 나란하게 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 약액분사부(140)는 벌집 제거용 약액이 저장되는 저장통(141)과, 저장통(141)에 저장된 약액을 소정의 압력으로 공급해주는 모터펌프(143)와, 모터펌프(143)에 의해 공급되는 약액을 벌집(1)을 향해 직분사할 수 있도록 소정 길이의 붐대(145)를 매개로 설치되는 제1분사노즐(147)을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 붐대(145)는 선회 및 고정 가능한 경첩부재(145a)를 매개로 폴딩 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라 벌집 제거 작업이 완료된 벌집 제거용 드론(100)의 보관이나 이동 시 붐대(145)를 폴딩하여 길이를 줄일 수 있다.
구체적으로, 상기 붐대(145)는 이등분된 일측이 경첩부재(145a)를 매개로 폴딩 가능하게 힌지 결합되고, 타측은 약액분사부(140)의 사용 시 체결부재(미도시)를 매개로 경첩부재(145a)의 폴딩이 제한되도록 고정될 수 있다.
한편, 상기 약액분사부(140)는 벌집 부근에 날아다니는 말벌을 향해 약액을 소정 범위로 분사하는 제2분사노즐(149)(도 2 참조)이 구비될 수 있다. 상기 제2분사노즐(149)은 제1분사노즐(147)의 일측에 이격 배치될 수 있다.
즉 상기 약액분사부(140)는 제1분사노즐(147)을 이용하여 벌집(1) 표면이나, 벌집(1)에 뚫린 구멍(3)을 향해 약액을 직분사하여 말벌 및 애벌레 등을 제거할 수 있다. 그리고 상기 제2분사노즐(149)을 이용하여 벌집(1) 주위나 공중에 군집 비행하는 말벌들을 향해 약액을 소정범위로 미세 분사하는 방식으로 말벌들을 제거할 수 있다.
이 경우 본 발명에서는 벌집타공부(130)를 이용하여 벌집(1)에 먼저 구멍(3)을 뚫은 후 벌집(1) 내부에 약액을 분사하는 경우의 일례를 들어 도시하고 설명하였으나, 벌집 제거용 드론(100)이 벌집(1)과 가까운 거리(일례로 3m 이내)에 위치하는 경우 상기 약액분사부(140)의 제1분사노즐(147)을 통해 분사되는 약액의 압력을 제어하여 벌집(1)에 직접 구멍을 뚫을 수도 있다.
또한 본 발명에서는 약액분사부(140)를 통해 분사되는 약액을 통해 말벌을 제거하는 경우의 일례를 들어 설명하였으나, 이에 한정하지 않으며 약액 대신 물을 사용할 수도 있다. 즉 상기 분사되는 약액이 근방 생태계나 사람에게 악영향을 미치는 경우가 있을 수 있다. 이에 따라 약액분사부(140)를 통해 분사되는 약액을 물로만 구성하고, 벌집(1) 내 투입된 고체 농약 탄환(137)이 상기 분사되는 물에 용해되어 효과를 발휘하도록 구성할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론(100)은 벌집타공부(130)와 약액분사부(140)를 상하, 좌우로 소정각도 조절해주는 각도조절부(150)가 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 각도조절부(150)는 위치감지부(120)를 통해 파악된 벌집(1)의 정확한 위치에 구멍(3)을 뚫은 후 약액을 분사(도 6 참조)할 수 있도록 한 것으로, 이러한 각도조절부(150)는 액추에이터(미도시)의 작동에 의해 벌집타공부(130)의 발사관(133)이나, 약액분사부(140)의 제1분사노즐(147)의 각도를 상하, 좌우 측으로 정밀하게 조절할 수 있다.
이 경우 상기 각도조절부(150)는 벌집타공부(130)와 약액분사부(140)가 일체로 설치된 하우징(115)의 방향 전환을 통해 각도를 조절할 수 있다.
아울러 상기 각도조절부(150)는 발사관(133) 또는 제1분사노즐(147)의 설정된 각도가 바람 등의 외부요인에 의해 흔들리는 것을 방지할 수 있도록 짐벌(Gimbal)이나, 또는 짐벌과 유사한 효과를 구현할 수 있는 링크 구조(미도시)가 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 약액분사부(140)의 일측에는 벌집(1)을 향해 에폭시를 분사해주는 에폭시분사부(160)가 구비될 수 있다.
구체적으로, 에폭시분사부(150)는 약액분사부(130)에 의해 형성된 벌집(1)의 구멍(3) 내에 에폭시(E)를 분사 투입하여, 상기 구멍(3)을 에폭시(E)로 메워 막아줄 수 있다.
또한 상기 에폭시분사부(150)를 통해 벌집(1)의 외주면 전체에 에폭시(E)를 분사하고 경화시켜 말벌이 벌집(1) 내에 드나드는 통로 전체를 차단할 수 있으며, 이에 따라 말벌에 대한 2차 피해를 예방할 수 있다.
그러면, 이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 벌집 제거용 드론(100)을 이용한 벌집 제거과정에 대하여 설명해보기로 한다.
먼저, 작업자는 제거대상 벌집(1)과 일정 거리 떨어진 안전한 장소에서 무선 조종을 통해 벌집 제거용 드론(100)을 제거대상 벌집(1) 근처에 위치시킨다.
그런 후, 위치감지부(110)의 이미지센서(121)를 통해 벌집(1)의 위치와 크기를 파악한 후, 촬영된 벌집 이미지의 소정지점에 임의의 과녁을 형성한다.
그리고 벌집타공부(130)를 이용하여 벌집(1) 표면의 과녁을 향해 탄환(137)을 발사하여 벌집(1) 표면에 소정 크기의 구멍을 뚫어준다(도 5 참조).
그런 다음, 약액분사부(140)의 제1분사노즐(147)을 통해 벌집(1)의 구멍(3) 내부에 약액을 살포하여 벌집(1) 내의 말벌과 애벌레 등을 제거한다(도 6 참조). 이때, 살포되는 약액에 의해 고체 농약으로 구성된 탄환(137)이 용해되면서 말벌 제거 효과를 높일 수 있다.
아울러 약액분사부(140)의 제2분사노즐(149)을 이용하여 벌집(1) 주위에 날아다니거나 공중에 군집 비행하는 말벌들을 향해 약액을 소정범위로 미세 분사해줌으로써 말벌들을 제거할 수도 있다.
그런 다음, 최종적으로 약액분사부(130)와 나란하게 설치된 에폭시분사부(150)를 통해 벌집(1)의 구멍(3)이나 외주면 에폭시를 뿌려 경화시켜줌으로써, 말벌이 드나드는 통로를 차단할 수 있다(도 7 참조).
이상에서는 본 발명을 특정의 구체적인 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.
1 : 벌집 3 : 구멍
100 : 벌집 제거용 드론 110 : 본체부
111 : 모터 113 : 프로펠러
115 : 하우징 120 : 위치감지부
121 : 이미지센서 123 : 레이저 조준유닛
130 : 벌집타공부 131 : 공압실린더
133 : 발사관 135 : 탄창
137 : 탄환 140 : 약액분사부
141 : 저장통 143 : 모터펌프
145 : 붐대 145a : 경첩부재
147 : 제1분사노즐 149 : 제2분사노즐
150 : 각도조절부 160 : 에폭시분사부

Claims (11)

  1. 동력을 전달받아 회전되는 복수의 프로펠러가 구비되는 본체부;
    상기 본체부에 구비되며, 제거대상 벌집을 촬영하여 벌집의 위치를 파악해주는 위치감지부;
    상기 위치감지부와 인접하게 구비되며, 상기 위치감지부를 통해 획득한 벌집의 위치정보를 바탕으로 상기 벌집을 향해 탄환을 발사하여 표면에 구멍을 뚫어주는 벌집타공부;
    상기 벌집타공부의 일측에 구비되며, 상기 구멍을 통해 벌집 내부에 약액을 살포해주는 분사노즐이 구비되는 약액분사부; 및
    상기 벌집의 외주면에 에폭시를 분사하여 상기 벌집을 경화시키거나, 관통된 상기 구멍 내에 에폭시를 분사하여 막아주는 에폭시분사부;를 포함하되,
    상기 약액분사부는, 벌집 제거용 약액이 저장되는 저장통과, 상기 저장통에 저장된 약액을 소정의 압력으로 공급하는 모터펌프와, 상기 모터펌프에 의해 공급되는 약액을 상기 벌집을 향해 직분사할 수 있도록 소정 길이의 붐대를 매개로 설치되는 제1분사노즐과, 상기 제1분사노즐의 일측에 이격 배치되어 날아다니는 말벌을 향해 약액을 소정 범위로 분사하는 제2분사노즐;을 포함하는 벌집 제거용 드론.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치감지부는,
    전하결합소자(CCD)를 포함한 이미지센서를 이용하여 촬영되는 벌집 이미지에 과녁을 형성해주는 것을 포함하는 벌집 제거용 드론.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 위치감지부는,
    상기 벌집타공부와 약액분사부의 조준확률을 높일 수 있도록 레이저 조준유닛;을 더 포함하는 벌집 제거용 드론.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 벌집타공부는,
    공압실린더;
    상기 공압실린더의 공압을 이용하여 탄환을 발사시킬 수 있도록 소정길이의 중공관체로 형성되는 발사관; 및
    상기 발사관 내에 탄환을 순차적으로 공급할 수 있도록 탄환 복수 개가 수납되는 탄창;을 포함하는 벌집 제거용 드론.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 탄환은,
    농약 분말을 고체 형태로 가압 성형한 것인 벌집 제거용 드론.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 벌집타공부는,
    상기 탄환의 발사 압력과 발사 시간 간격을 포함한 기능을 조절하는 컨트롤러;를 더 포함하는 벌집 제거용 드론.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 붐대는,
    경첩부재를 매개로 폴딩 가능하게 결합된 것인 벌집 제거용 드론.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 벌집 제거용 드론은,
    상기 벌집타공부와 약액분사부를 소정각도로 조절해주는 액추에이터가 구비된 각도조절부;를 더 포함하는 벌집 제거용 드론.
  11. 삭제
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