KR20160084150A - 다용도 비행체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동중인 선박이나 차량, 또는 위치 고정된 연구기지나 건물 등에 설치되되 상공에 떠 있는 비행체에 결합되는 제어유닛의 종류에 따라 해당 지역에서의 통신중계, 정찰감시 및 기상관측이 가능하며, 전원공급 가능한 와이어로 연결되어 있어 장기간 정보수집이 가능하며, 탈부착 가능한 이동 제어부에 의해 비행체의 무게가 경감될 수 있을 뿐만 아니라 그 무게중심이 용이하게 유지될 수 있도록 한 다용도 비행체에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다용도 비행체는 중앙 측에는 수직 이착륙을 위한 다수의 프로펠러가 작동가능하게 구비되고 전방에는 풍속센서가 구비되며 후방에는 방향전환 날개가 구비되는 비행체와, 상기 비행체의 하부에 탈부착 가능하게 설치되되 분리시 상기 비행체의 중심을 잡아주는 무게추 역할을 하며 사용목적에 따라 다수의 제어유닛 중 하나가 교체 가능하게 장착되는 이동 제어부와, 상기 비행체 및 이동 제어부와 와이어에 의해 연결되어 상기 비행체의 이착륙시 상기 와이어가 그 내외로 권취 및 권출되되, 상기 와이어를 통해 전원공급 및 데이터 송수신이 이루어지는 고정 제어부와, 상기 고정 제어부와 전기적으로 연결되고 조작 여부에 따라 상기 비행체의 이착륙 및 운전이 제어되는 컨트롤러가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

다용도 비행체{MULTI PURPOSE AIRCRAFT}

본 발명은 다용도 비행체에 관한 것으로 보다 상세하게는 이동중인 선박이나 차량, 또는 위치 고정된 연구기지나 건물 등에 설치되되 상공에 떠 있는 비행체에 결합되는 제어유닛의 종류에 따라 해당 지역에서의 통신중계, 정찰감시 및 기상관측이 가능하며, 전원공급 가능한 와이어로 연결되어 있어 장기간 정보수집이 가능하며, 탈부착 가능한 이동 제어부에 의해 비행체의 무게가 경감될 수 있을 뿐만 아니라 그 무게중심이 용이하게 유지될 수 있도록 한 다용도 비행체에 관한 것이다.

현재 특정 지역의 기후관측이나 통신중계 또는 정찰감시의 목적으로 다양한 방법이 이용되고 있다. 주로 지상에 이와 같은 데이터를 수집할 수 있는 장치를 설치하게 되는데 최근에는 보다 정확한 데이터가 수집되고 그 기능이 효율적으로 수행될 수 있도록 이 장치를 공중에 부양시켜 활용하고 있다.

여기에 다양한 형태의 무인 비행체가 사용되고 있는데 무선 비행체의 경우 배터리에 한계가 있어 장시간 운용이 불가능할 뿐만 아니라 제어 가능한 구역에서 벗어날 경우 분실 및 파손될 우려가 있었다.

또한 연의 형태로 설계된 비행체의 경우 그 방향전환이 불가능하고 중심을 잡기 쉽지 않으며 마찬가지로 전원공급 및 데이터의 수집이 쉽지 않은 기술적 한계가 있었다.

1. 대한민국 특허등록 제10-1363066호(2014.02.07)

2. 대한민국 특허등록 제10-0962615호(2010.06.03)

3. 대한민국 특허등록 제10-1033240호(2011.04.28)

4. 대한민국 특허공개 제10-2014-0115910호(2014.10.01)

따라서 본 발명의 목적은 이동중인 선박이나 차량, 또는 위치 고정된 연구기지나 건물 등에 설치되되 상공에 떠 있는 비행체에 결합되는 제어유닛의 종류에 따라 해당 지역에서의 통신중계, 정찰감시 및 기상관측이 가능하며, 전원공급 가능한 와이어로 연결되어 있어 장기간 정보수집이 가능하며, 탈부착 가능한 이동 제어부에 의해 비행체의 무게가 경감될 수 있을 뿐만 아니라 그 무게중심이 용이하게 유지될 수 있도록 한 다용도 비행체를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은 중앙 측에는 수직 이착륙을 위한 다수의 프로펠러가 작동가능하게 구비되고 전방에는 풍속센서가 구비되며 후방에는 방향전환 날개가 구비되는 비행체와, 상기 비행체의 하부에 탈부착 가능하게 설치되되 분리시 상기 비행체의 중심을 잡아주는 무게추 역할을 하며 사용목적에 따라 다수의 제어유닛 중 하나가 교체 가능하게 장착되는 이동 제어부와, 상기 비행체 및 이동 제어부와 와이어에 의해 연결되어 상기 비행체의 이착륙시 상기 와이어가 그 내외로 권취 및 권출되되, 상기 와이어를 통해 전원공급 및 데이터 송수신이 이루어지는 고정 제어부와, 상기 고정 제어부와 전기적으로 연결되고 조작 여부에 따라 상기 비행체의 이착륙 및 운전이 제어되는 컨트롤러가 포함되는 것을 특징으로 하는 다용도 비행체가 제공됨에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면 전술한 비행체의 양 측면에는 풍속이 강해질 경우 강하게 회전되고 풍속이 약해질 경우 약하게 회전되는 터보 프로펠러가 더 설치되는 것으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면 전술한 제어유닛은, 통신중계유닛, 정찰감시유닛, 기상관측유닛 중 선택된 하나인 것으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다용도 비행체는 이동중인 선박이나 차량, 또는 위치 고정된 연구기지나 건물 등에 설치되되 상공에 떠 있는 비행체에 결합되는 제어유닛의 종류에 따라 해당 지역에서의 통신중계, 정찰감시 및 기상관측이 가능하며, 전원공급 가능한 와이어로 연결되어 있어 장기간 정보수집이 가능하며, 탈부착 가능한 이동 제어부에 의해 비행체의 무게가 경감될 수 있을 뿐만 아니라 그 무게중심이 용이하게 유지될 수 있는 탁월한 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 비행체의 사시도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 비행체의 작동도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 비행체의 사용상태도.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 비행체의 사시도가 도시되고, 도 2a 및 도 2b에는 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 비행체의 작동도가 도시되며, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 비행체의 사용상태도가 도시된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다용도 비행체는 중앙 측에는 수직 이착륙을 위한 다수의 프로펠러가 작동가능하게 구비되고 전방에는 풍속센서가 구비되며 후방에는 방향전환 날개가 구비되는 비행체와, 상기 비행체의 하부에 탈부착 가능하게 설치되되 분리시 상기 비행체의 중심을 잡아주는 무게추 역할을 하며 사용목적에 따라 다수의 제어유닛 중 하나가 교체 가능하게 장착되는 이동 제어부와, 상기 비행체 및 이동 제어부와 와이어에 의해 연결되어 상기 비행체의 이착륙시 상기 와이어가 그 내외로 권취 및 권출되되, 상기 와이어를 통해 전원공급 및 데이터 송수신이 이루어지는 고정 제어부와, 상기 고정 제어부와 전기적으로 연결되고 조작 여부에 따라 상기 비행체의 이착륙 및 운전이 제어되는 컨트롤러가 포함된다.

이하에는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다용도 비행체(1)의 구성부재 및 그 작동관계에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.

여기서 비행체(10)는 비행 가능하게 설계되고 추후에 설명될 구성부재들이 작동 가능하게 연결 및 설치되는 역할을 하는 것으로, 중앙 측에는 수직 이착륙을 위한 다수의 프로펠러(11)가 작동가능하게 구비되고 전방에는 풍속센서(12)가 구비되며 후방에는 방향전환 날개(13)가 구비된다.

전술한 비행체(10)는 가벼운 합성 플라스틱 재질로 이루어지고 도면에 도시되는 바와 같이 공기의 저항을 적게 받을 수 있는 납작한 마름모꼴 형상으로 형성되는데, 프로펠러(11)는 전후좌우 사방에 각각 한 개씩 설치되어 비행체(10)의 수직이착륙, 방향전환 및 중심유지에 필요한 동력을 전달하게 된다.

그리고 전술한 풍속센서(12)는 비행체(10)의 전방에 회전가능하게 설치되는데 비행체(10)가 전술한 방향전환 날개(13)에 의해서 시시각각 바람에 맞서는 방향으로 방향전환되므로 비행체(10)가 위치된 고도에서의 풍속이 실시간으로 측정될 수 있다.

또한 전술한 비행체(10)의 양 측면에는 터보 프로펠러(14)가 작동 가능하게 구비되는데, 전술한 터보 프로펠러(14)는 풍속 변화에도 비행체(10)가 현 위치에서 벗어나지 않고 유지될 수 있게 해주는 역할을 하는 것이다. 즉, 풍속이 강해질 경우 강하게 회전되면서 비행체(10)가 뒤로 밀려나지 않게 하고 풍속이 약해질 경우 이에 맞도록 약하게 회전된다.

이와 같은 프로펠러(11), 풍속센서(12) 및 터보 프로펠러(14)는 종래기술에 따른 그것들과 동일한 것으로 하여 더 이상의 상세한 설명은 명세서의 간략화를 위해서 생략하기로 한다.

그리고 전술한 비행체(10)의 하부에는 이동 제어부(20)가 탈부착 가능하게 설치되는데, 전술한 이동 제어부(20)는 비행체(10)의 중심을 잡아주는 무게추 역할을 함과 동시에 사용목적에 따라 다수의 제어유닛(21) 중 하나가 교체 가능하게 장착되는 역할을 하는 것이다.

즉, 전술한 이동 제어부(20)는 추후에 설명될 와이어(31)에 의해서 비행체(10)와 연결되어 있으며 비행체(10)가 상승 될 시에는 비행체(10) 측에 결합되어 있다가 일정 고도 이상으로 상승하게 되면 비행체(10)에서 분리되어 무게추의 역할을 수행하게 된다. 이를 위해 전술한 비행체(10)에는 고도가 측정되는 센서(도시되지 않음)가 설치되어 있으며 이동 제어부(20)는 이 센서에서 신호가 수신되면 비행체(10)로부터 즉각적으로 분리된다.

비행체(10)와 이동 제어부(20)가 연결되는 와이어(31)는 추후에 설명될 고정 제어부(30)와 이동 제어부(20)가 연결되는 와이어(31)와 동일한 것으로 고정 제어부(30)와 연결된 와이어(31)가 이동제어부와 전기적 접속 가능하게 관통된 다음 비행체(10)에 최종 연결된다. 따라서 이 와이어(31)를 통해 비행체(10)는 그 작동에 필요한 전원을 공급받을 수 있고 프로펠러(11) 및 터보 프로펠러(14)의 제어가 가능할 뿐만 아니라 풍속센서(12)에서 측정된 데이터 또한 송수신 가능하게 된다.

그리고 전술한 제어유닛(21)은, 통신중계유닛, 정찰감시유닛, 기상관측유닛 중 선택된 하나인 것으로 한다.

통신중계유닛은 통신중계기 등 통신 중계에 필요한 각종 장비가 설치되고, 정찰감시유닛은 적외선 카메라, 열화상 카메라 등 정찰활동에 필요한 각종 장비 및 센서가 설치되며, 기상관측유닛은 온도, 습도 등 기상관측에 필요한 각종 장비 및 센서가 설치된다. 또한 제어유닛(21)에는 공통적으로 현재 비행체(10)의 정확한 위치가 파악될 수 있는 GPS(도시되지 않음)가 장착된다.

따라서 사용자는 비행체(10)의 사용목적에 따라 제어유닛(21)을 선택적으로 사용할 수 있으며, 경우에 따라 두 개 이상의 제어유닛(21)이 동시에 장착될 수도 있다.

그리고 전술한 이동 제어부(20)는 와이어(31)에 의해 지상의 고정 제어부(30)와 연결되는데, 전술한 고정 제어부(30)는 와이어(31)를 통해 비행체(10) 및 이동 제어부(20) 측으로 전원이 공급되게 하고 데이터가 송수된 되는 역할을 하는 것으로, 이때 데이터의 송수신은 전술한 비행체(10)의 제어신호 송신과 비행체(10) 및 제어유닛(21)을 통해 수집된 데이터의 실시간 수신을 의미하는 것으로, 데이터는 실시간으로 수신될 수도 있지만 비행체(10) 및 제어유닛(21) 내 별도의 저장공간에 저장되어 비행체(10)가 착륙 된 후에 별도로 수집될 수도 있다.

이러한 고정 제어부(30)는 비행체(10)가 운행되는 위치에 따라 선박이나 차량에 설치될 수도 있고 연구기지와 같은 건물에 설치될 수도 있다.

그리고 전술한 고정 제어부(30)에는 추후에 설명될 컨트롤러(40)로부터 비행체(10)의 제어신호가 수신되는 안테나(32)가 설치되며, 연구기지 등 이동되지 않는 건물에 고정 제어부(30)가 설치될 시에는 제어유닛(21)에 장착된 GPS(도시되지 않음)가 작동되지 않을 경우를 대비해 기준이 될 GPS 좌표가 탑재된다.

전술한 고정 제어부(30)는 비행체(10) 및 이동 제어부(20)와 와이어(31)에 의해 연결되어 있는바, 비행체(10)의 이륙시에는 그 내부에 권취 된 와이어(31)가 권출되고, 비행체(10)의 착륙시에는 외부로 권출 된 와이어(31)가 그 내부로 권취된다. 또한 전술한 고정 제어부(30)에는 와이어(31)와 전원공급 가능하게 연결된 배터리 또는 외부전원선이 구비된다.

한편, 전술한 고정 제어부(30)에는 컨트롤러(40)가 전기적으로 연결되는데, 전술한 컨트롤러(40)는 그 조작 여부에 따라 상기 비행체(10)의 이착륙 및 운전이 제어되게 하는 역할을 하는 것이다.

이와 같은 컨트롤러(40)는 고정 제어부(30)와 무선으로 연결될 경우 전술한 안테나(32)로 제어신호가 송신되고 유선으로 연결될 경우 별도의 케이블(도시되지 않음)에 의해 제어신호가 송신된다. 컨트롤러(40)로부터 수신된 제어신호는 와이어(31)를 통해 이동 제어부(20) 및 비행체(10)로 송신된다.

본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고도 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 본 발명의 기술보호범위는 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 않는다.

1 : 다용도 비행체
10 : 비행체
11 : 프로펠러
12 : 풍속센서
13 : 방향전환 날개
14 : 터보 프로펠러
20 : 이동 제어부
21 : 제어유닛
30 : 고정 제어부
31 : 와이어
32 : 안테나
40 : 컨트롤러

Claims (3)

1. 중앙 측에는 수직 이착륙을 위한 다수의 프로펠러가 작동가능하게 구비되고 전방에는 풍속센서가 구비되며 후방에는 방향전환 날개가 구비되는 비행체;
   상기 비행체의 하부에 탈부착 가능하게 설치되되 분리시 상기 비행체의 중심을 잡아주는 무게추 역할을 하며 사용목적에 따라 다수의 제어유닛 중 하나가 교체 가능하게 장착되는 이동 제어부;
   상기 비행체 및 이동 제어부와 와이어에 의해 연결되어 상기 비행체의 이착륙시 상기 와이어가 그 내외로 권취 및 권출되되, 상기 와이어를 통해 전원공급 및 데이터 송수신이 이루어지는 고정 제어부; 및
   상기 고정 제어부와 전기적으로 연결되고 조작 여부에 따라 상기 비행체의 이착륙 및 운전이 제어되는 컨트롤러;가 포함되는 것을 특징으로 하는 다용도 비행체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 비행체의 양 측면에는 풍속이 강해질 경우 강하게 회전되고 풍속이 약해질 경우 약하게 회전되는 터보 프로펠러가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 다용도 비행체.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제어유닛은, 통신중계유닛, 정찰감시유닛, 기상관측유닛 중 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 다용도 비행체.

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