KR20190076510A - 부양장치가 구비된 드론 - Google Patents

Abstract

본 발명 부양장치가 구비된 드론은, 비행몸체(10)와; 상기 비행몸체(10)에 방사형으로 복수개의 아암이 배치되어 구성되는 제1프레임(20)과, 상기 제1프레임(20)의 끝단부에 위치한 회전축부에 제1회전날개(32)가 설치되되 제1회전날개(32)는 수평방향으로 회전되게 설치되어 드론이 공중부양하여 비행할 수 있도록 하는 제1회전날개부(30)와, 상기 비행몸체(10) 하부에 설치되는 한 쌍의 활주 스키드(40)와, 상기 비행몸체(10)의 하부 일측에 설치되어 수면에 부유하여 이동할 수 있도록 하되 활주 스키드(40)의 하단부보다 높은 위치에 설치되는 부유체(50)와, 상기 비행몸체(10)에 제1프레임(20)과 이격되고 양측부에 아암이 배치되어 구성되는 제2프레임(60)과, 상기 제2프레임(60)의 끝단부에 위치한 회전축부에 제2회전날개(72)가 설치되되 제2회전날개(72)는 수직방향으로 회전될 수 있도록 설치되어 부유체(50)가 수면을 따라 이동할 수 있도록 하는 제2회전날개부(70)와, 상기 비행몸체(10)의 이동 경로상에서 원하는 지점의 수자원 정보를 측정하도록 하는 관측유닛(80)을 포함하는 구성으로 이루어진 것을 요지로 한다.

Description

부양장치가 구비된 드론{FLOTATION DEVICE FOR DRONE}

본 발명은 드론에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 공(空) 수(水) 양용 드론으로 하천이나 저수지 등과 같은 수자원 관리지역의 상공을 비행하면서 수상환경 관측을 할 수 있도록 함과 아울러 비행 중에 수상 착륙하여 수면을 따라 이동하면서 수질이나 유속 측정 등과 같은 복합적인 수자원 정보를 검출할 수 있는 부양장치가 구비된 드론에 관한 것이다.

일반적으로 하천이나 저수지 등의 종합적인 수자원 관리를 하기 위해서는 하천이나 저수지 등과 같은 상공을 비행하면서 항공촬영하여 녹조 및 오염 등을 확인하기 위한 물의 빛깔(탁도)을 확인하거나 열화상 카메라를 부착하여 물의 온도를 보기도 하고, 근적외선 센서 등을 이용하여 육지와 물을 구분하는 것과 같은 수상환경 변화 등의 정보를 모니터링할 수 있도록 하는 수자원 관리지역 상공에서의 수상환경 관측수단과, 하천이나 저수지 등의 수면에서 수질, 유속 등의 측정 정보를 모니터링할 수 있도록 한 수질 및 유속 측정수단과 같은 복합적인 수자원 정보를 검출한 다음 이를 근거로 체계적이고 계획적인 수자원 관리 대책을 수립할 수 있게 되며, 이러한 수자원 관리의 성패는 수자원 정보 획득이 얼마나 정확하고 원활하게 효율적으로 이루어지는가에 달렸다고도 할 수 있다.

최근에는 하천이나 저수지 등의 수자원 관리지역 상공에서의 수상환경 관측수단으로는, 조종사가 탑승하지 않고, 무선전파 유도에 의해 비행과 조종이 가능한 무인 비행체인 드론을 주로 이용하여 수상환경을 관측하도록 한 수단으로 영상을 취득하여 수상환경 정보를 제공할 수 있도록 하고 있다.

또한, 일반적인 수면에서 수질 및 유속을 측정하기 위한 측정수단의 경우에는, 대부분 인력이 직접 투입되는 수동 관측이거나 또는 무인 방식이라고 해도 특정 위치에서만 측정이 이루어지는 고정식 관측이 대부분이었기 때문에, 원활한 모니터링이 어려워 사실상 효율적인 관리가 불가능하여 수자원 관리가 효율적으로 이루어지지 못하고 있다.

또한, 고정식 관측의 경우는 관측 장비가 정수되지 않은 물속에 장기간 잠겨 있게 되므로 장비의 고장이 빈발하는 문제도 생긴다.

한편, 최근에는 이러한 고정식 관측이나 수동 관측의 단점을 감안하여, 수질 검사를 위한 무인보트를 물 위에 띄워 조종자가 원격으로 조종하는 리모트 컨트롤 방식이 주목받고 있다.

이것은 조종자가 관측지 인근에서 무인보트를 원격으로 조종하여 이동시키며 무인 보트에 탑재된 각종 장비로 수자원 모니터링에 필요한 정보를 얻는 방식이다.

그런데 지금까지의 하천이나 저수지 등의 수자원 관리지역 상공에서의 수상환경 관측수단과, 하천이나 저수지 등의 수면에서 수질 및 유속 측정하기 위한 측정수단이 각기 다른 구조물로 이루어진 운용수단에 의해 측정되기 때문에 많은 경제적인 부담을 가중시키고 많은 시간적 제약을 받게 되는 등 수자원 관리의 효율성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.

또, 하천이나 저수지에서의 현장조사는 관측장비를 계류시키는 방법과 조사자가 보트를 이용해 직접 주요지점으로 접근하는 방법이 일반적이다.

특히 언제 어디서 발생할지 예측이 어려운 수질 조사의 경우 신속한 접근을 통한 현장상황 파악이 절실하지만 도심하천의 경우에는 많은 지역이 하천정비 및 준설로 인해 흐름은 0.3 m/sec이하로 정체되고 수심은 1m가 넘어 조사가 어려운 상황으로, 손쉬운 현장접근이 가능하고 정확한 자료취득이 가능한 새로운 개념의 기술개발이 요구되고 있는 실정이다.

아래의 선행기술문헌에는 드론의 일반적 구조에 대한 구성이 게재되어 있다.

공개특허공보 제10-2017-0139254호(2017.12.19.공개)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 공(空) 수(水) 양용 드론으로 하천이나 저수지 등과 같은 수자원 관리지역의 상공을 비행할 수 있도록 하는 제1회전날개부를 가진 드론 비행몸체에 의해 수상환경 관측을 할 수 있도록 함과 아울러 비행몸체 하부에 부유체가 설치되어 수상착륙할 수 있도록 하고 부유체가 수면을 따라 이동하는 추진력을 갖도록 하는 제2회전날개부를 구비하여 수면에서 수질이나 유속 측정 등을 할 수 있도록 하는 수단으로 복합적인 수자원 정보를 효율적으로 검출할 수 있도록 한 부양장치가 구비된 드론을 제공함에 있다.

본 발명은 비행몸체와; 상기 비행몸체에 방사형으로 복수개의 아암이 배치되어 구성되는 제1프레임과, 상기 제1프레임의 끝단부에 위치한 회전축부에 제1회전날개가 설치되되 제1회전날개는 수평방향으로 회전되게 설치되어 드론이 공중부양하여 비행할 수 있도록 하는 제1회전날개부와, 상기 비행몸체 하부에 설치되는 한 쌍의 활주 스키드와, 상기 비행몸체의 하부 일측에 설치되어 수면에 부유하여 이동할 수 있도록 하되 활주 스키드의 하단부보다 높은 위치에 설치되는 부유체와, 상기 비행몸체에 제1프레임과 이격되고 양측부에 아암이 배치되어 구성되는 제2프레임과, 상기 제2프레임의 끝단부에 위치한 회전축부에 제2회전날개가 설치되되 제2회전날개는 수직방향으로 회전될 수 있도록 설치되어 부유체가 수면을 따라 이동할 수 있도록 하는 제2회전날개부와, 상기 비행몸체의 이동 경로상에서 원하는 지점의 수자원 정보를 측정하도록 하는 관측유닛을 포함하는 구성으로 이루어진 부양장치가 구비된 드론을 특징으로 한다

본 발명에 의한 수자원 관리용 드론은 공(空) 수(水) 양용 드론으로 하천이나 저수지 등과 같은 수자원 관리지역의 상공을 드론이 비행하면서 수상환경 관측을 수행할 수 있고, 비행 중에 설정된 지점에 드론이 수상 착륙하여 수면을 따라 이동하면서 수질이나 유속 측정 등과 같은 복합적인 수자원 정보를 간편하고 신속하게 현장조사를 할 수 있게 되어 수자원 관리를 효율적으로 할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 수자원 관리용 드론의 구성 실시 예를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 수자원 관리용 드론의 구성 실시 예를 나타낸 저면 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 수자원 관리용 드론의 구성 실시 예를 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 수자원 관리용 드론을 이용하여 상공에 일정 고도로 비행하면서 수상환경 관측을 할 때의 사용상태를 나타낸 전면 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 수자원 관리용 드론을 이용하여 수상 착륙 상태에서 수면에 부유된 상태로 수질, 유속 등을 측정할 때의 사용상태를 나타낸 전면 예시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.

또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.

그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다

이하에서 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 수자원 관리용 드론의 구성 실시 예를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 수자원 관리용 드론의 구성 실시 예를 나타낸 저면 사시도, 도 3은 본 발명에 의한 수자원 관리용 드론의 구성 실시 예를 나타낸 평면도, 도 4는 본 발명에 의한 수자원 관리용 드론을 이용하여 상공에 일정 고도로 비행하면서 수상환경 관측을 할 때의 사용상태를 나타낸 전면 예시도, 도 5는 본 발명에 의한 수자원 관리용 드론을 이용하여 수상 착륙 상태에서 수면에 부유된 상태로 수질, 유속 등을 측정할 때의 사용상태를 나타낸 전면 예시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 수자원 관리용 드론은, GPS, 송수신기, 제어장치, 배터리가 구비되어 있는 비행몸체(10)와; 상기 비행몸체(10)에 방사형으로 복수개의 아암이 배치되는 구성으로 설치되는 제1프레임(20)과, 상기 제1프레임(20)에 설치되고 모터에 의하여 수평방향으로 회전하여 공중부양하여 비행할 수 있도록 하는 제1회전날개부(30)와, 상기 비행몸체(10) 하부에 설치되는 한 쌍의 활주 스키드(40)와, 상기 비행몸체(10)의 하부 일측에 설치되어 수면에 부유하여 이동할 수 있도록 한 부유체(50)와, 상기 비행몸체(10)에 제1프레임(20)과 이격되고 양측부에 아암이 배치되어 구성되는 제2프레임(60)과, 상기 제2프레임(60)에 설치되고 모터에 의하여 수직방향으로 회전하여 부유체(50)가 수면을 따라 이동할 수 있도록 하는 제2회전날개부(70)와, 상기 비행몸체(10)의 이동 경로상에서 원하는 지점의 수자원 정보를 측정하도록 하는 관측유닛(80)을 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

제1프레임(20)은 비행몸체(10)에서 방사형으로 복수개의 아암이 배치되는 구성으로 설치되되 제1프레임(20)의 내부에 회전축부가 구비되어 전기적으로 연결된 모터에 의해 회전축부가 회전될 수 있도록 되어 있다.

활주 스키드(40)는 드론을 구성하는 비행몸체(10)가 육상에 안전하게 착륙할 수 있도록 비행몸체(10)의 하부에 한 쌍으로 이루어지되 활주 스키드(40)는 착륙시에 충격을 완화시킬 수 있는 충격 완화 서스펜션을 구비함이 바람직하다.

부유체(50)는 비행몸체(10)의 하부 일측에 설치되어 수상 착륙할 수 있도록 하되 부유체(50)는 활주 스키드(40)의 하단부보다 높은 위치에 설치되어 활주 스키드(40)의 육상 착륙에 지장을 주지 않도록 되어 있고, 드론이 부유체(50)에 의해 수상 착륙하게 되면 활주 스키드(40)는 물에 일부가 잠수된 상태를 유지하게 된다

이러한 부유체(50)는 물에 안정적으로 착륙한 다음 충분한 부유상태를 유지하면서 전,후진 이동이 용이하면서 공중부양시에는 중량을 줄일 수 있도록 하기 위해 복수개의 활주 가이드바(52)가 일정 간격으로 배치된 구성으로 되어 있으며, 또한, 부유체(50)는 유선형으로 된 판체 등과 같이 다양한 형태로 구비될 수 있다.

제2프레임(60)은 비행몸체(10)의 양측부에 아암이 배치되는 구성으로 설치되되 제2프레임(60)의 내부에 회전축부가 구비되어 전기적으로 연결된 모터에 의해 회전축부가 회전될 수 있도록 되어 있다.

제2회전날개부(70)는 수상 전용으로 사용되는 구성으로서, 제2프레임(60)의 끝단부에 위치한 회전축부에 제2회전날개(72)가 설치되어 모터에 의해 회전될 수 있도록 하되 제2회전날개(72)는 수직방향으로 회전될 수 있도록 설치되어 드론이 수상 착륙하여 부유상태로 수면을 전, 후진 이동시에 추진력을 발생할 수 있도록 되어 있다.

관측유닛(80)은, 수상환경 관측장치, 수질측정장치, 유속측정장치 등 다양한 장비가 복합적으로 구비된 복합장비로 설치되거나 각각의 장비를 탈,부착할 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 된 본 발명의 부양장치가 구비된 드론은, 공(空) 수(水) 양용 드론으로 수자원 관리지역의 상공을 일정 고도로 비행하면서 수상환경 관측이 가능함과 아울러 수상 착륙하여 부유된 상태로 수면을 따라 이동하면서 수질, 유속, 유량 등을 측정할 수 있는 복합적인 기능을 수행할 수 있는 작용, 효과가 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예로는, 드론에 LED가 구비되며, 물에 닿기 전에 도시하지 않은 제어부는 드론과 수면과의 높이 차이에 따라 다른 색깔로 LED를 점등시킴으로써, 사용자의 수면과 연동하여 드론의 제어를 보다 용이하게 하는 효과를 가지게 된다.

10 : 비행몸체 20 : 제1프레임
30 : 제1회전날개부 32 : 제1회전날개
40 : 활주 스키드 50 : 부유체
52 : 활주 가이드바 60 : 제2프레임
70 : 제2회전날개부 72 : 제2회전날개
80 : 관측유닛

Claims (2)

1. 비행몸체(10)와;
   상기 비행몸체(10)에 방사형으로 복수개의 아암이 배치되어 구성되는 제1프레임(20)과,
   상기 제1프레임(20)의 끝단부에 위치한 회전축부에 제1회전날개(32)가 설치되되 제1회전날개(32)는 수평방향으로 회전되게 설치되어 드론이 공중부양하여 비행할 수 있도록 하는 제1회전날개부(30)와,
   상기 비행몸체(10) 하부에 설치되는 한 쌍의 활주 스키드(40)와,
   상기 비행몸체(10)의 하부 일측에 설치되어 수면에 부유하여 이동할 수 있도록 하되 활주 스키드(40)의 하단부보다 높은 위치에 설치되는 부유체(50)와,
   상기 비행몸체(10)에 제1프레임(20)과 이격되고 양측부에 아암이 배치되어 구성되는 제2프레임(60)과,
   상기 제2프레임(60)의 끝단부에 위치한 회전축부에 제2회전날개(72)가 설치되되 제2회전날개(72)는 수직방향으로 회전될 수 있도록 설치되어 부유체(50)가 수면을 따라 이동할 수 있도록 하는 제2회전날개부(70)와,
   상기 비행몸체(10)의 이동 경로상에서 원하는 지점의 수자원 정보를 측정하도록 하는 관측유닛(80)을 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 부양장치가 구비된 드론.
   
2. 청구항 제1항에 있어서,
   상기 드론에는 LED가 더 구비되되;
   상기 LED는 드론과 수면과의 높이 차이에 따라 다른 색깔로 점등되는 것을 특징으로 하는 부양장치가 구비된 드론.
   

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