KR20180134605A - 무인기용 자동 팽창 방식 에어백 충격 보호 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고가의 산업용 또는 레져용 무인기 비행 시 기상 이변이나 지자계 이상으로 제어력을 상실하여 갑작스런 추락시 고도, 기울기, 적외선, 자이로 센서를 이용하여 기체 이상 추락을 감지하여 자동으로 에어백을 팽창하여 기체를 보호하고 인명 손상을 방지하며 수상 추락 시 수중으로 침몰 방지하고, GPS모듈을 이용하여 추락 위치를 파악하여 기체를 회수할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 무인기용 자동 팽창 방식 에어백 충격 보호 장치에 관한 것으로,
무인 비행체의 몸체를 형성하는 몸체부와; 상기 몸체부의 일측에 설치되고, 내부에 에어백과, 물에 의해 통전되는 통전 센서를 갖는 에어백 모듈과; 상기 에어백 모듈의 내부에 구비되어, 상기 통전 센서로부터 상기 무인 비행체가 수면에 불시착되는 것이 감지되면, 상기 에어백을 작동시키는 기폭부와; 상기 에어백 모듈 내부에 구비되며 비행체가 비정상적으로 기울어지는 것을 감지하기 위한 자이로센서 및 기울기 센서와; 상기 자이로 센서 및 기울기 센서로부터 전송된 신호를 분석하여 비정상적으로 비행하면 에어백이 작동되도록 기폭부를 점화, 폭발시키는 제어 모듈과; 상기 자이로 센서 및 기울기 센서의 작동신호가 입력되지 않으면 센서가 아애 정상적인 작동을 하지 못한 것으로 판단하여 에러신호를 외부로 출력시키는 에러신호 자동 출력부를 포함하여 구성함이 특징이다.

Description

무인기용 자동 팽창 방식 에어백 충격 보호 장치{Auto inflatable Drone airbag protector}

본 발명은 무인기용 자동 팽창 방식 에어백 충격 보호 장치에 관한 것으로, 고가의 산업용 또는 레져용 무인기 비행 시 기상 이변이나 지자계 이상으로 제어력을 상실하여 갑작스런 추락시 고도, 기울기, 적외선, 자이로 센서를 이용하여 기체 이상 추락을 감지하여 자동으로 에어백을 팽창하여 기체를 보호하도록 구성한 것을 특징으로 하는 무인기용 자동 팽창 방식 에어백 충격 보호 장치에 관한 것이다.

처음 군사 목적으로 개발되어온 무인 비행체는 민간으로 확대되면서 누구나가 쉽게 접할 수 있어 다양한 용도로 사용 가능하게 되어 광범위하게 발전하고 있는 실정이다.

무인 비행체는 복수 개의 프로펠러를 구비하고 원격 제어 장치(Remote Controller : RC)에 의해 조종되는 비행체로서, 일반 비행체와는 달리 조종사를 위한 공간과 안전 장치 등을 별도로 구비하지 않기 때문에 소형화, 경량화가 가능하며, 사람의 접근이 어려운 장소나 작업 환경 등을 모니터링하거나 촬영하는 등 다양한 용도로 개발 및 활용되고 있다.

그러나 누구나가 무인 비행체를 쉽고 편리하게 조정하여 비행하기 좋은 환경이지만, 아직까지 무인 비행체의 기계적인 결함이나 조종자의 비행 착오 등에 의한 낙하 사고가 빈번히 발생되고 있으며, 이러한 낙하 사고를 원천적으로 차단할 수 없기 때문에, 무인 비행체의 추락 가능성은 향상 존재하게 된다.

또 무인 비행체는 비행 순간부터 매우 빠른 속도로 운영된다. 원격 제어 장치를 조정하는 조종자의 순간 잘못된 실수로 인하여, 무인 비행체는 예상 밖의 상황을 초래할 수 있게 된다. 예를 들어, 무인 비행체가 정상 비행 중에 오동작, 장애물과의 충돌, 추락등으로 인하여 불시착하는 경우가 발생될 수 있다.

특히, 무인 비행체가 레져용으로 많이 이용하는 경우, 무분별한 무인 비행체의 사용으로 인하여, 하천, 호수, 저수지, 강, 바다 등의 지역에 수중 낙하 즉, 입수 사건 사례가 늘고 있다. 이로 인하여, 무인 비행체의 주 동력원인 리튬폴리머, 리튬이온 배터리로 인해 시간이 지나고 누적되어 수질 오염의 심각성이 예상되므로, 이를 미연에 차단하기 위한 안전 대책이 필요하다.

또 무인 비행체는 현재 가장 많은 분야에서 촬영용으로 활용되고 있다. 이 경우, 무인 비행체는 촬영된 영상의 원본 데이터를 저장하고, 무선 통신 등을 이용하여 촬영된 영상을 송수신하여 제공하거나, 비행이 완료된 후 원본 데이터가 저장된 메모리를 회수하여 활용한다. 그러나 무인 비행체가 수면에 불시착하는 경우, 불시착된 무인 비행체에 저장된 데이터가 수중에 입수되어 손실될 우려가 있으므로 원본 데이터를 활용할 수 없게 되는 문제점이 있다. 따라서 원본 데이터의 확보가 매우 중요하므로 무인 비행체를 안전하고 신속하게 회수할 필요가 있다.

상술한 바와 같이, 무인 비행체의 비행 중 수중에 불시착되는 경우, 무인 비행체의 수중 입수로 인한 환경 오염발생과, 비용 손실, 경우에 따라서는 재산상의 피해는 물론 인명 사고에 이르는 상황이 발생할 수 있다.

한국 등록특허공보 제10-1260370호(공고일 2013년 05월 07일) 한국 등록특허공보 제10-1287624호(공고일 2013년 07월 23일) 한국 등록특허공보 제10-1140763호(공고일 2012년 07월 12일) 한국 공개특허공보 제10-2010-0020854호(공개일 2010년 02월 23일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로,

고가의 산업용 또는 레져용 무인기 비행 시 기상 이변이나 지자계 이상으로 제어력을 상실하여 갑작스런 추락시 고도, 기울기, 적외선, 자이로 센서를 이용하여 기체 이상 추락을 감지하여 자동으로 에어백을 팽창하여 기체를 보호하도록 구성하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 무인 비행체의 몸체를 형성하는 몸체부와; 상기 몸체부의 일측에 설치되고, 내부에 에어백과, 물에 의해 통전되는 통전 센서를 갖는 에어백 모듈과; 상기 에어백 모듈의 내부에 구비되어, 상기 통전 센서로부터 상기 무인 비행체가 수면에 불시착되는 것이 감지되면, 상기 에어백을 작동시키는 기폭부와; 상기 에어백 모듈 내부에 구비되며 비행체가 비정상적으로 기울어지는 것을 감지하기 위한 자이로센서 및 기울기 센서와; 상기 자이로 센서 및 기울기 센서로부터 전송된 신호를 분석하여 비정상적으로 비행하면 에어백이 작동되도록 기폭부를 점화, 폭발시키는 제어 모듈과; 상기 자이로 센서 및 기울기 센서의 작동신호가 입력되지 않으면 센서가 아애 정상적인 작동을 하지 못한 것으로 판단하여 에러신호를 외부로 출력시키는 에러신호 자동 출력부를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 에어백 모듈의 내부에 구비되어, 상기 무인 비행체가 수면에 불시착될 때, 입수 충격에 의한 충격 압력을 감지하는 압력 센서와; 상기 압력 센서로부터 감지 신호를 전송하는 인터페이스를 포함하고; 상기 제어모듈은, 상기 인터페이스로부터 감지 신호가 전송되면, 상기 인터페이스를 통해 상기 에어백이 작동되도록 상기 기폭부를 점화, 폭발시키는 것이 특징이다.

또한, 상기 제어 모듈은; 상기 무인 비행체가 수면에 불시착되는 것이 감지되면, 무선 통신망을 통해 조종기로부터 원격 제어 신호를 전송받아서 상기 에어백을 더 작동시키는 것이 특징이다.

또한, 상기 에러신호 자동 출력부(1000)는, 자체 전원에 의해서 전원신호를 인가시키는 전원부(1101)와; 제어부로부터 신호를 인가받아 전원 회로를 스위칭시키는 에러신호 출력부(1102)와; 상기 전원부가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력하는 발진 트랜스(1103)와; 상기 발진 트랜스(1103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 되는 릴레이 작동용 스위칭부(1108)와; 상기 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시키는 릴레이 스위치(1107)와; 상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와; 상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 에러신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 에러신호가 디스플레이 되도록 유도하는 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)와; 상기 제 1 회로 연결 스위치에 접점되어 전원 유지용 스위치부를 온 시키는 회로 작동용 철편(1131)과; 상기 회로 작동용 철편에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편이 온 되면 에러신호 출력 제어부에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도하는 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)과; 상기 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(1103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(1108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(1107)가 작동한 것을 중단키고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(1108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 에러신호가 출력되도록 유도하는 전원 유지용 스위칭부(1118)를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 에러신호 자동 출력부(1000)는, 회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 하부말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 S극의 영향으로 릴레이 스위치(1107) 미작동시 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와 회로 작동용 철편(1131)이 항상 오프상태를 유지하도록 유도하는 제 1 자기유지수단(1133)과; 상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 상부에 설치하되 상부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어지며 릴레이 스위치(1107) 미작동시 하부 말단이 S극인 제 1 자기유지수단(1133)을 상호 밀쳐내어 회로 작동용 철편(1131)을 밀어 올림으로서 전기적으로 오프 상태를 유지시키며, 릴레이 스위치(1107) 작동시 회로 작동용 철편(1131)이 끌어당겨져 몸체의 상부를 구성하는 S극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 상부를 구성하는 N극이 근접하게 위치되고 동시에 몸체의 하부를 구성하는 N극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 하부를 구성하는 S극이 근접하게 위치되면서 제 1 자기유지수단(1133)과 자기적으로 결합되고 동시에 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 스위칭되면 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 회로 작동용 철편(1131)의 부착 상태가 계속되어 전원 유지용 스위칭부(1118)의 온 상태를 지속시키는 제 2 자기유지수단(1134)과; 상기 제 1 자기유지수단(1133)에 일정간격 이격된 상태로 회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 하부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 상부 말단이 S극인 제 2 자기유지수단에 밀쳐지면서 릴레이 스위치(1107) 미작동시 회로 작동용 철편(1131)을 제 1 회로 연결 스위치(sw1)로부터 들어올려 회로의 차단상태를 유지시키고, 릴레이 스위치(1107) 작동시 회로 작동용 철편(1131)을 하강시켜 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시키며, 제 1 자기유지수단(1133)이 망실되더라도 제 2 자기유지수단(1134)에 영향을 미치어서 릴레이 스위치(1107) 미작동시 제 1 회로 연결 스위치의 오프 상태를 유지시키고, 릴레이 스위치(1107) 작동시 제 2 자기유지수단과 자기적으로 결합되어 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시키는 보조 자기유지수단(1133a)과; 상기 제 2 자기유지수단(1134)의 N극 주변을 감싼 형태로 설치되며 제 2 자기유지수단과 제 1 자기유지수단이 자기적으로 결합시에 상호 직접 결합되지 않고 일정간극을 유지한체 결합되도록 유도하며, 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단을 해체시에 보다 자연스럽게 상호 분리가 가능토록 유도하고, 제 1 자기유지수단의 S극과 제 2 자기유지수단의 S극은 상호 마주보게 되어 분리상태를 용이하게 유지할 수 있도록하며, 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단이 상호 결합되게 되면 제 1 자기유지수단의 N극과 제 2 자기유지수단의 S극이 바로 근접하게 위치하게 되어, 자기적으로 강하게 결합되어 릴레이 스위치가 오프되도라도 회로 작동용 철편(1131)의 하강상태가 지속됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 지속시킬 수 있도록 유도하는 간격제(1134a)와; 상기 회로작동용 철편과 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 에러신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 유도하는 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성함이 특징이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 무인 비행체 회수 장치는 무인 비행체가 낙하 시, 수면에 불시착되면, 통전 센서, 압력 센서 또는 조종기의 원격 제어에 의해 에어백을 작동시킴으로써, 무인 비행체를 용이하게 보호할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 적용되는 무인 비행체 구성도.
도 2는 본 발명의 무인 비행체 제어 구성 블록도.
도 3은 본 발명의 에어백을 펼쳤을때의 구성도.
도 4는 본 발명의 에러신호 자동 출력을 위한 블록 구성도.
도 5는 본 발명의 에러신호 자동 출력부 회로도.
도 6은 도 5의 요부 확대도.
도 7은 본 발명의 동작 예시도.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명에 적용되는 무인 비행체 구성도.

도 2는 본 발명의 무인 비행체 제어 구성 블록도.

도 3은 본 발명의 에어백을 펼쳤을때의 구성도.

도 4는 본 발명의 에러신호 자동 출력을 위한 블록 구성도.

도 5는 본 발명의 에러신호 자동 출력부 회로도.

도 6은 도 5의 요부 확대도.

도 7은 본 발명의 동작 예시도로서,

먼저, 본 발명의 무인 비행체(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 개의 프로펠러(130)가 구비된 몸체부(110)의 하단에 에어백 모듈(200)이 설치된다.

구체적으로, 이 실시예의 무인 비행체(100)는 몸체부(110)와, 프로펠러(130)와, 제어 모듈(120) 및 에어백 모듈(200)을 포함한다.

몸체부(110)는 무인 비행체(100)의 몸체를 구성하고 복수 개의 프로펠러(130)들이 균등하게 배치되어 고정 설치된다. 몸체부(110)는 상부 중앙에 제어 모듈(120)이 설치되고, 하부 중앙에 에어백 모듈(200)이 설치된다. 이때, 에어백 모듈(200)은 무인 비행체(100)의 주변 장치(미도시됨)들의 작동에 제한을 두지 않는 범위에서 설치된다.

프로펠러(130)는 예컨대, 3 개 내지 8 개가 구비되고, 각각의 프로펠러(130)는 몸체부(110)의 일부가 외측으로 연장 형성되어 고정 설치되고, 몸체부(110)의 중심으로부터 동일한 각도로 상호 이격되게 배치된다.

제어 모듈(120)은 몸체부(110)의 상부 중앙에 설치되어 무인 비행체(100)의 비행을 제어한다. 제어 모듈(120)은 에어백 모듈(200)과 전기적으로 연결되어, 무인 비행체(100)가 낙하하여 수면에 불시착되면, 에어백(202)이 작동하도록 제어한다. 제어 모듈(120)은 예를 들어, 구동부(126) 및 무선 통신부(128)가 적어도 구비되어, 조종기(미도시됨)로부터 원격 제어 신호를 받아서 무인 비행체(100)를 비행하도록 제어한다.

또 제어 모듈(120)은 도면에는 도시되지 않았으나, 카메라, 메모리 등이 구비되어 카메라를 통해 영상을 촬영하고, 촬영된 영상에 대한 원본 데이터를 메모리에 저장한다.

그리고 에어백 모듈(200)은 무인 비행체(100)와 일체형으로 구비된다. 에어백 모듈(200)은 무인 비행체(100)의 카메라(미도시됨) 등과 같은 주변 장치들의 작동 반경에 방해가 되지 않는 범위에서 몸체부(110)의 하부 중앙에 설치되어, 내부에 에어백(202)이 구비된다. 에어백 모듈(200)은 무인 비행체(100)가 낙하하여 수면에 불시착되면 이를 감지하고, 제어 모듈(120) 또는 조종기(미도시됨)의 제어를 받아서 에어백(202)을 작동시킨다.

본 발명의 에어백 모듈(200)은 무인 비행체(100)의 중량 대비 약 10 %의 중량을 갖는다. 예를 들어, 에어백 모듈(200)은 500g, 1,000g, 1,500g 등으로 다양한 무인 비행체(100)의 중량에 따라 다양하게 구비된다. 또 본 발명의 에어백 모듈(200)은 무인 비행체(100)의 크기나 구조에 대응하여 다양한 크기 및 형태로 제공될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 무인 비행체(100)는 제어 모듈(120)과 에어백 모듈(200)을 포함한다.

제어 모듈(120)은 제어부(122), 구동부(126), 인터페이스(124), 무선 통신부(128) 및 배터리(129)를 포함한다.

에어백 모듈(200)은 인터페이스(230), 통전 센서(208), 압력 센서(209), 기폭부(204) 및 에어백(202)을 포함한다.

제어부(122)는 무인 비행체(100)의 제반 동작을 처리하도록 제어한다. 여기서 제어부(122)는 인터페이스(124, 230)를 통해 배터리(129)로부터 통전 센서(208), 압력 센서(209) 및 기폭부(204)로 전원을 공급하도록 제어한다.

제어부(122)는 압력 센서(209)로부터 감지 신호를 받아서 무인 비행체(100)가 낙하시, 수면에 불시착되면, 기폭부(204)가 점화, 폭발하도록 제어한다. 또 제어부(122)는 무인 비행체(100)가 낙하시, 수면에 불시착되면, 조종기로부터 원격 제어 신호를 받아서 기폭부(204)가 점화, 폭발하도록 제어한다. 또 제어부(122)는 도면에는 도시되지 않았으나, 카메라를 제어하여 영상을 촬영하도록 제어하고, 촬영된 영상에 대한 원본 데이터를 메모리에 저장하도록 제어한다.

구동부(126)은 제어부(122)의 제어를 받아서 무인 비행체(100)가 비행하도록 프로펠러(130)들을 구동시킨다.

인터페이스(124)는 에어백 모듈(200)의 인터페이스(230)와 전기적으로 연결되어, 에어백 모듈(200)과 제어부(122) 간에 전기적인 신호를 상호 전송하거나, 배터리(129)로부터 에어백 모듈(200)로 전원을 공급한다.

무선 통신부(128)는 무선 통신망을 통해 조종기로부터 원격 제어 신호를 받아서 무인 비행체(100)를 비행시키거나, 에어백(202)을 작동하도록 제어부(122)로 제공한다.

따라서 본 발명은 무인 비행체(100)가 낙하시, 수면에 불시착되면, 통전 센서(208), 압력 센서(209) 또는 조종기에 의해 기폭부(204)를 점화 및 폭발시켜서 에어백(202)을 작동시킴으로써, 무인 비행체(100)를 용이하게 회수할 수 있다.

또한, 본 발명은 압력센서(209) 이외에 기울기 센서(210) 또는 자이로 센서(211)를 이용하여 수평각도를 유지하지 못하고 일정이상의 각도로 기울어지면 추락중인 것으로 파악하여 미리 에어백을 작동시켜 무인 비행체의 파손을 막을 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에서는 각종 센서의 작동여부를 피드백받아 센서로부터 전기적 신호가 인가되지 않으면 센서의 파손으로 파악하여 무인 비행체의 운행을 중단시도록하며, 이때 센서로부터 정상 작동신호가 입력되지 않으면 계속적으로 에러신호를 출력하며, 이는 정상적인 조치가 이루어질때까지 연속적으로 경보음을 출력하여 사용자로 하여금 빠른 시간내에 무인 비행체를 고장수리 할 수 있도록 한다.

즉, 센서가 고장이 나면 에어백을 작동시키는 것이 어려우므로 센서의 정상적인 작동유무를 파악하여 센서가 전기적 반응을 하지 않으면 에러신호를 외부로 출력하여 사용자로 하여금 무인 비행체를 유지보수 할 수 있도록 유도한다.

다시말해서, 본 발명은 센서의 작동이 제대로 이루어지지 않으면 시스템에 에러가 발생한 것으로 판단하여 제어부(122)는 에러신호 자동 출력부(1000)를 통해 에러신호를 계속적으로 출력토록 한다.

상기 에러신호 자동 출력부(1000)는, 회로 전원부(1101)와, 에러신호 출력부(1102)와, 발진 트랜스(1103)와, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)와, 릴레이 스위치(1107)와, 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와, 통신 단말기 전원 스위치(sw2)와, 전원 유지용 스위칭부(1118)을 포함하여 이루어진다.

상기 전원부(1101)는 자체 전원에 의해서 전원신호를 인가시킨다.

상기 에러신호 출력부(1102)는 제어부로부터 제어신호가 출력되면 전원 회로를 스위칭시킨다.

상기 발진 트랜스(1103)는 전원부가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력한다.

상기 릴레이 작동용 스위칭부(1108)는 발진 트랜스(1103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 된다.

상기 릴레이 스위치(1107)는 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시킨다.

상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)는 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행한다.

상기 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)는 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 에러신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 에러신호가 디스플레이 되도록 유도하는 역할을 한다.

상기 전원 유지용 스위칭부(1118)는 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(1103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(1108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(1107)가 작동한 것을 중단시킨다. 그리고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(1108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 에러신호가 출력되도록 유도한다.

또한, 본 발명은 회로 작동용 철편(1131)과, 경보신호 작동 제어부 전원 연결용 철편(1132)과, 제 1 자기유지수단(1133)과, 제 2 자기유지수단(1134)과, 보조 자기유지수단(1133a)과, 간극제(1134a)와, 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성한다.

상기 회로 작동용 철편(1131)은 제 1 회로 연결 스위치(sw1)에 접점되어 전원 유지용 스위치부(1118)를 온 시킨다.

상기 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)은 상기 회로 작동용 철편(1131)에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편(1131)이 온 되면 에러신호 출력 제어부(1140)에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도한다.

상기 제 1 자기유지수단(1133)은 회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 하부말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 S극의 영향으로 릴레이 스위치(1107) 미작동시 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와 회로 작동용 철편(1131)이 항상 오프상태를 유지하도록 유도한다.

상기 제 2 자기유지수단(1134)은 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 상부에 설치하되 상부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어지며 릴레이 스위치(1107) 미작동시 하부 말단이 S극인 제 1 자기유지수단(1133)을 상호 밀쳐내어 회로 작동용 철편(1131)을 밀어 올림으로서 전기적으로 오프 상태를 유지시키며, 릴레이 스위치(1107) 작동시 회로 작동용 철편(1131)이 끌어당겨져 몸체의 상부를 구성하는 S극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 상부를 구성하는 N극이 근접하게 위치되고 동시에 몸체의 하부를 구성하는 N극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 하부를 구성하는 S극이 근접하게 위치되면서 제 1 자기유지수단(1133)과 자기적으로 결합되고 동시에 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 스위칭되면 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 회로 작동용 철편(1131)의 부착 상태가 계속되어 전원 유지용 스위칭부(1118)의 온 상태를 지속시킨다. 이때 상기 릴레이 스위치(1107)의 작동으로 회로작동용 철편이 동작하면 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편이 자동으로 작동하여 경보신호가 외부로 출력되도록 동작한다.

상기 보조 자기유지수단(1133a)는 제 1 자기유지수단(1133)에 일정간격 이격된 상태로 회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 하부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 상부 말단이 S극인 제 2 자기유지수단에 밀쳐지면서 릴레이 스위치(1107) 미작동시 회로 작동용 철편(1131)을 제 1 회로 연결 스위치(sw1)로부터 들어올려 회로의 차단상태를 유지시키고, 릴레이 스위치(1107) 작동시 회로 작동용 철편(1131)을 하강시켜 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시킨다.

특히, 보조 자기유지수단(1133a)은 제 1 자기유지수단(1133)이 망실되더라도 제 2 자기유지수단(1134)에 영향을 미치어서 릴레이 스위치(1107) 미작동시 제 1 회로 연결 스위치의 오프 상태를 유지시키고, 릴레이 스위치(1107) 작동시 제 2 자기유지수단과 자기적으로 결합되어 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시킨다.

상기 간격제(1134a)는 제 2 자기유지수단(1134)의 N극 주변을 감싼 형태로 설치되며 제 2 자기유지수단과 제 1 자기유지수단이 자기적으로 결합시에 상호 직접 결합되지 않고 일정간극을 유지한체 결합되도록 유도하며, 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단을 해체시에 상기 간격제의 작용으로 보다 자연스럽게 상호 분리가 가능토록 유도한다. 만약에 간격제가 존재하지 않으면 제 1 자기유지수단의 몸체와 제 2 자기유지수단의 몸체가 직접 붙게 되므로 나중에 상호 분리가 어렵게 된다. 이에 따라 본 발명에서는 간격제를 더 부가 설치하여 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단이 용이하게 분리될 수 있도록 하였다.

그리고, 상기 간격제를 제 2 자기유지수단의 N극 주변에만 설치하는 이유는 릴레이 스위치 미작동시 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단이 분리되어 있어야 하며, 이때 제 1 자기유지수단의 S극과 제 2 자기유지수단의 S극이 상호 마주보게 되어 분리상태를 용이하게 유지할 수 있다. 만약에 간격제를 제 2 자기유지수단의 S극까지 감싸게 되면 릴레이 미작동시 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단의 S극이 간격제의 방해에 의해서 밀치는 강도가 약해지므로 이격상태 유지가 불안정해질 수 있다.

이에 따라 본 발명에서는 제 2 자기유지수단의 N극에만 간격제를 설치하여 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단의 분리가 용이하게 이루어지도록하고, 자기적으로 결합시에는 인접한 서로다른 극의 배치로 인하여 상호 용이하게 자기적 결합상태를 유지시키도록 하였다. 실제로 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단이 상호 결합되게 되면 제 1 자기유지수단의 N극과 제 2 자기유지수단의 S극이 바로 근접하게 위치하게 되며, 이로 인하여 자기적으로 강하게 결합되어 릴레이 스위치가 오프되도라도 회로 작동용 철편(1131)의 하강상태가 지속됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 지속시킬 수 있다.

상기 수동 작동 스위치(1135)는 회로작동용 철편과 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 에러신호 출력부가 오프된 상태에서 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프되어 에러신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 한다.

이하에서 에러신호 자동 출력부(1000)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 에러신호 출력부(1102)가 온 되면 직류 전원이 연결되어 발진 트랜스에 전원이 인가되고, 발진 트랜스의 2차측에 높은 전압이 인가된다.

2차측에 유기된 전원은 정류다이오드를 통해 반파의 직류 전원이 되고, 이 반파 직류전원은 콘덴서의 충방전 작용으로 인하여 보다 안정된 직류 전원이 된다.

이 직류 전원은 릴레이 스위치(1107)의 코일을 거쳐 사이리스터의 애노드단에 인가되고, 한편 이 직류 전원은 저항을 통해 콘덴서에 충전작용을 하게 된다. 상승된 전압은 다이악을 통과하면서 릴레이 작동용 스위칭부(1108)를 트리거하여 에노드단과 케소드단이 스위칭되어 릴레이 스위치의 동작이 이루어지도록하고, 이에 따라 릴레이 스위치(1107)의 작동으로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)가 온 되면서 에러신호 출력 제어부(1140)에 전원이 인가되어 에러신호가 디스플레이 된다.

상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 작동하면 전원 유지용 스위칭부(1118)의 베이스단을 활성화시키면서 전원 유지용 스위칭부(1118)의 에미터단 및 콜렉터단에 폐회로를 유도하여 트랜스로 향하는 전원을 오프시키게 된다.

즉, 저항(1109)과 콘덴서(1110) 사이의 전압이 다이오드(1120)를 통해 전원 유지용 스위칭부(1118)의 에미터 단자 및 콜렉터 단자 사이로 흘러 바이패스되며 이 바이패스에 의한 저항과 콘덴서 사이의 전압이 낮아지게 되고, 이렇게 저항과 콘덴서 사이의 전압이 낮아지게 되면 릴레이 작동용 스위칭부(1108)로 향하는 트리거 신호를 멈추게 되어 에노드단과 케스단이 오프되면서 릴레이 스위치(1107)에 전류가 흐르지 않아서 스위칭을 위해 계속 전원이 공급되는 것을 멈추게 된다.

한편, 만약 작업자가 에러신호가 출력되는 도중에 제 1 회로 연결 스위치 및 에러신호 출력용 전원 스위치를 오프시키게 되면 폐회로의 전류 흐름이 없게 되고 이에 따라 전원 유지용 스위칭부의 에미터단과 베이스단 사이에 흐르는 바이어스 전압이 사라져서 전원 유지용 스위칭부(1118)가 오프된다.

상기 전원 유지용 스위칭부(1118)가 오프되면서 다이오드(1120)를 통한 저항과 콘덴서 사이의 바이패스 전압이 없어지고 이 전압은 콘덴서(1110)에 충전된다.

이 충전된 전압이 다이악(1111)의 브레이크 오버 현상을 이르키게 되고 다이악에서 트리거 신호를 보조 스위치 작동용 스위칭부(1108)로 출력하여 철편을 이동시키면서 폐회로를 유지시키고 동시에 에러신호 제어부(1140)로 출력되는 전원을 복귀시켜 계속적으로 에러신호 디스플레이부(1150)를 작동시킬 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 에러요인을 치유하지 않으면 계속적으로 경고음을 출력시키도록하여 반드시 에러요인을 치유하도록 유도한다.

즉, 에러신호 출력부(1102)가 온 상태에서는 사용자가 수동 스위치(1135)를 작동시켜 경보신호를 오프시키게 되더라도, 다시 전원을 복귀시켜 경보신호가 자동으로 출력되며, 이에 따라 에러상황이 완전히 제거되는 것을 인지하지 못하여 경보신호를 차단하더라도 다시 재작동되므로 에러신호를 완전히 차단하는 것을 유도할 수 있다.

만약에 에러신호 출력부가 오프되면 이때에는 수동 스위치(1135)를 사용자가 조작하여 경보신호를 수동으로 차단시킬 수 있게 된다.

100: 무인 비행체
110: 몸체부
120: 제어모듈
130: 프로펠러
200: 에어백 모듈
202: 에어백
204: 기폭부
208: 통전센서
209: 압력센서
210: 기울기 센서
211: 자이로 센서
230: 인터페이스
1000: 에러신호 자동 출력부

Claims (5)

1. 무인 비행체의 몸체를 형성하는 몸체부와;
   상기 몸체부의 일측에 설치되고, 내부에 에어백과, 물에 의해 통전되는 통전 센서를 갖는 에어백 모듈과;
   상기 에어백 모듈의 내부에 구비되어, 상기 통전 센서로부터 상기 무인 비행체가 수면에 불시착되는 것이 감지되면, 상기 에어백을 작동시키는 기폭부와;
   상기 에어백 모듈 내부에 구비되며 비행체가 비정상적으로 기울어지는 것을 감지하기 위한 자이로센서 및 기울기 센서와;
   상기 자이로 센서 및 기울기 센서로부터 전송된 신호를 분석하여 비정상적으로 비행하면 에어백이 작동되도록 기폭부를 점화, 폭발시키는 제어 모듈과;
   상기 자이로 센서 및 기울기 센서의 작동신호가 입력되지 않으면 센서가 아애 정상적인 작동을 하지 못한 것으로 판단하여 에러신호를 외부로 출력시키는 에러신호 자동 출력부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 무인기용 자동 팽창 방식 에어백 충격 보호 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 에어백 모듈의 내부에 구비되어, 상기 무인 비행체가 수면에 불시착될 때, 입수 충격에 의한 충격 압력을 감지하는 압력 센서와;
   상기 압력 센서로부터 감지 신호를 전송하는 인터페이스를 포함하고;
   상기 제어모듈은, 상기 인터페이스로부터 감지 신호가 전송되면, 상기 인터페이스를 통해 상기 에어백이 작동되도록 상기 기폭부를 점화, 폭발시키는 것을 특징으로하는 무인기용 자동 팽창 방식 에어백 충격 보호 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어 모듈은;
   상기 무인 비행체가 수면에 불시착되는 것이 감지되면, 무선 통신망을 통해 조종기로부터 원격 제어 신호를 전송받아서 상기 에어백을 더 작동시키는 것을 특징으로 하는 무인기용 자동 팽창 방식 에어백 충격 보호 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 에러신호 자동 출력부(1000)는,
   자체 전원에 의해서 전원신호를 인가시키는 전원부(1101)와;
   제어부로부터 신호를 인가받아 전원 회로를 스위칭시키는 에러신호 출력부(1102)와;
   상기 전원부가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력하는 발진 트랜스(1103)와;
   상기 발진 트랜스(1103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 되는 릴레이 작동용 스위칭부(1108)와;
   상기 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시키는 릴레이 스위치(1107)와;
   상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와;
   상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 에러신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 에러신호가 디스플레이 되도록 유도하는 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)와;
   상기 제 1 회로 연결 스위치에 접점되어 전원 유지용 스위치부를 온 시키는 회로 작동용 철편(1131)과;
   상기 회로 작동용 철편에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편이 온 되면 에러신호 출력 제어부에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도하는 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)과;
   상기 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(1103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(1108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(1107)가 작동한 것을 중단키고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(1108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 에러신호가 출력되도록 유도하는 전원 유지용 스위칭부(1118)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 무인기용 자동 팽창 방식 에어백 충격 보호 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 에러신호 자동 출력부(1000)는,
   회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 하부말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 S극의 영향으로 릴레이 스위치(1107) 미작동시 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와 회로 작동용 철편(1131)이 항상 오프상태를 유지하도록 유도하는 제 1 자기유지수단(1133)과;
   상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 상부에 설치하되 상부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어지며 릴레이 스위치(1107) 미작동시 하부 말단이 S극인 제 1 자기유지수단(1133)을 상호 밀쳐내어 회로 작동용 철편(1131)을 밀어 올림으로서 전기적으로 오프 상태를 유지시키며, 릴레이 스위치(1107) 작동시 회로 작동용 철편(1131)이 끌어당겨져 몸체의 상부를 구성하는 S극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 상부를 구성하는 N극이 근접하게 위치되고 동시에 몸체의 하부를 구성하는 N극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 하부를 구성하는 S극이 근접하게 위치되면서 제 1 자기유지수단(1133)과 자기적으로 결합되고 동시에 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 스위칭되면 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 회로 작동용 철편(1131)의 부착 상태가 계속되어 전원 유지용 스위칭부(1118)의 온 상태를 지속시키는 제 2 자기유지수단(1134)과;
   상기 제 1 자기유지수단(1133)에 일정간격 이격된 상태로 회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 하부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 상부 말단이 S극인 제 2 자기유지수단에 밀쳐지면서 릴레이 스위치(1107) 미작동시 회로 작동용 철편(1131)을 제 1 회로 연결 스위치(sw1)로부터 들어올려 회로의 차단상태를 유지시키고, 릴레이 스위치(1107) 작동시 회로 작동용 철편(1131)을 하강시켜 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시키며, 제 1 자기유지수단(1133)이 망실되더라도 제 2 자기유지수단(1134)에 영향을 미치어서 릴레이 스위치(1107) 미작동시 제 1 회로 연결 스위치의 오프 상태를 유지시키고, 릴레이 스위치(1107) 작동시 제 2 자기유지수단과 자기적으로 결합되어 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시키는 보조 자기유지수단(1133a)과;
   상기 제 2 자기유지수단(1134)의 N극 주변을 감싼 형태로 설치되며 제 2 자기유지수단과 제 1 자기유지수단이 자기적으로 결합시에 상호 직접 결합되지 않고 일정간극을 유지한체 결합되도록 유도하며, 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단을 해체시에 보다 자연스럽게 상호 분리가 가능토록 유도하고, 제 1 자기유지수단의 S극과 제 2 자기유지수단의 S극은 상호 마주보게 되어 분리상태를 용이하게 유지할 수 있도록하며, 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단이 상호 결합되게 되면 제 1 자기유지수단의 N극과 제 2 자기유지수단의 S극이 바로 근접하게 위치하게 되어, 자기적으로 강하게 결합되어 릴레이 스위치가 오프되도라도 회로 작동용 철편(1131)의 하강상태가 지속됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 지속시킬 수 있도록 유도하는 간격제(1134a)와;
   상기 회로작동용 철편과 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 에러신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 에러신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 유도하는 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 무인기용 자동 팽창 방식 에어백 충격 보호 장치.

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