KR20190118227A - 접촉 감지 기능을 가진 드론 - Google Patents

접촉 감지 기능을 가진 드론 Download PDF

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KR20190118227A
KR20190118227A KR1020180041308A KR20180041308A KR20190118227A KR 20190118227 A KR20190118227 A KR 20190118227A KR 1020180041308 A KR1020180041308 A KR 1020180041308A KR 20180041308 A KR20180041308 A KR 20180041308A KR 20190118227 A KR20190118227 A KR 20190118227A
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Abstract

본 발명은 접촉 감지 기능을 가진 드론에 관한 것으로서, 비행을 위한 양력을 생산하는 비행동력부(101)와, 영상을 촬영하는 카메라부(102)와, 상기 비행동력부(101)와 카메라부(102)의 작동을 제어하는 제어부(103)와, 조종기(2)와 통신을 수행하는 무선통신부(104)를 구비한 드론에 있어서,
상기 드론에 설치되어, 타 물체와의 접촉에 따른 접촉감지신호를 생성하고, 상기 접촉감지신호를 상기 제어부(103)에 제공하여, 자동 또는 수동에 의한 비행제어가 가능케 한 접촉감지부(30);를 포함하여 구성함으로써, 드론의 비행 중 타 물체와의 접촉을 감지하고, 그에 따른 비행 제어가 가능케 되어 장애물과의 접촉에 따른 파손과 추락을 방지하면서 구조물에 대한 각종 작업을 안전하고, 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

접촉 감지 기능을 가진 드론{Drones with contact detection}
본 발명은 접촉 감지 기능을 가진 드론에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비행 중 타 물체와의 접촉을 감지하여, 그에 따른 비행 제어가 가능케 함으로써, 구조물 근접 비행이 용이하게 하여 구조물에 대한 각종 작업을 안전하고, 효율적으로 수행할 수 있게 한 접촉 감지 기능을 가진 드론에 관한 것이다.
드론(Drone)은, 사람이 탑승하지 않은 채 원격 조종으로 움직이는 비행체를 말한다.
드론의 원격 조종 시, 조종자가 시야를 확보할 수 있어야 하기 때문에, 도 1과 같이 일반적인 드론(1)에는 카메라(102)가 설치되어 카메라에 의해 촬영되는 영상을 조종기(2)로 전송함으로써, 조종자는 조정기(2)의 디스플레이(21)에서 출력되는 영상을 보면서 드론을 조정하여 드론의 비행 상태 판단 및 비행 제어를 수행하게 된다.
드론의 최초 개발 목적은 군사용이었으나, 현재는 군사용뿐만 아니라, 물건을 배달하는 배송용, 각종 영상을 촬영하는 방송용, 약제 등을 살포하는 농업용, 산불 등을 진압하는 소방용, 레저용으로 사용하는 취미용 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다.
또한, 근래에는 아파트, 빌딩, 다리, 조형물, 댐, 발전소, 케이블 등 각종 구조물에 대한 다양한 유지, 보수 작업을 수행하기 위한 드론이 다양하게 개발되고 있다.
한편, 드론을 이용하여 각종 구조물에 대한 유지 보수 작업을 수행하기 위해서는 구조물에 대한 드론의 근접 비행이 요구된다.
그런데, 종래의 드론에는 카메라가 있음에도 불구하고, 카메라가 전방으로 한정된 각도의 시야만을 제공하기 때문에, 시야각을 벗어난 위치에서 드론이 각종 장애물과 접촉하는 경우에, 조종자는 이를 미처 인지하지 못하여 드론과 장애물의 접촉이 반복되면서, 드론이 파손되어 추락하는 사례가 빈번한 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 근래에는 라이더센서나 초음파센서를 드론의 기체(10)에 사방으로 설치함으로써, 드론의 비행 중 드론 주변에 위치하는 장애물이 감지되면, 충돌 회피동작을 수행하도록 함으로써 장애물과의 충돌에 따른 추락을 방지할 수 있게 한 충돌 방지 드론이 개발된 바 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 충돌 방지 드론은 센서를 이용해 근거리의 장애물을 감지하기 때문에 빠른 속도로 비행하는 드론과 장애물의 충돌 방지를 위해서는, 최소한 1 ~ 2미터 정도의 거리에 있는 장애물을 감지할 수 있도록 하고 있다.
따라서 상기 센서가 작동중인 상태에서는 터널이나 건물 내부 등과 같이 협소한 공간 내부로 비행하거나, 구조물에 1미터 이내로 근접 비행하는 것이 곤란한 단점이 있다.
따라서 협소한 공간 내부나, 구조물에 근접하여 다양한 작업을 수행하기 위해서는 결국 장애물을 감지하여 드론의 충돌을 방지하는 센서를 OFF해야 하므로, 센서를 OFF된 상태에서 비행 중, 구조물이나 각종 장애물과의 충돌하여 드론이 파손되거나, 추락하는 사례가 빈번한 단점이 있다.
따라서 드론의 비행 중 타 물체와의 접촉을 감지하여, 그에 따른 비행 제어가 가능케 함으로써, 타 물체와의 접촉에 따른 파손이나 추락을 방지할 수 있는 드론의 개발이 절실한 실정이다.
공개특허공보 제10-2017-0112309호
본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로서, 비행 중 타 물체와의 접촉을 감지하여, 그에 따른 비행 제어가 가능케 한 드론을 제공하는 것을 목적으로 한다,
또한, 드론의 비행 중 타 물체와의 접촉 시, 접촉 위치를 조종자에게 무인조종기를 통해 알려주어 조종을 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 드론의 비행 중 타 물체와의 접촉 시 충격을 흡수, 완화함으로써 드론의 파손과 추락을 방지하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론은,
비행을 위한 양력을 생산하는 비행동력부(101); 영상을 촬영하는 카메라부(102); 상기 비행동력부(101)와 카메라부(102)의 작동을 제어하는 제어부(103); 조종기(2)와 통신을 수행하는 무선통신부(104)를 구비하여 원격으로 조정이 이루어지는 드론(1)에 있어서,
상기 드론에 설치되어, 타 물체와의 접촉에 따른 접촉감지신호를 생성하고, 상기 접촉감지신호를 상기 제어부(103)에 제공하여, 자동 또는 수동에 의한 비행제어가 가능케 한 접촉감지부(30);를 포함한다.
상기 접촉감지부(30)는,
상기 드론 기체의 서로 다른 위치에 적어도 하나 이상 설치하여, 타 물체가 접촉한 기체의 위치를 상기 제어부(103)에서 식별할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 접촉감지부(30)는,
상기 드론 일측에 설치되는 베이스프레임(301);
상기 베이스프레임(301)에 설치되어, 드론의 외관을 보호하면서 타 물체와 접촉하는 접촉부재(302);
상기 접촉부재(302)와 타 물체의 접촉에 따른 접촉감지신호를 생성하는 스위치(303);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 베이스프레임(301)과 상기 접촉부재(302) 간에 설치되어, 타 물체의 접촉에 따라 접촉부재(302)에 작용하는 물리력을 흡수, 완화하고, 상기 물리력 해소 후 접촉부재(302)를 원래 위치로 리턴시키는 탄성부재(304);를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 베이스프레임(301)은, 다수의 설치홈(301a)을 방사형으로 형성하고, 각 설치홈(301a) 외측으로 통공부(301b)를 형성하며,
상기 접촉부재(302)는, 상기 통공부(301b)의 내외측으로 슬라이딩되게 걸림턱(302a)을 구비한 내측 단부를 상기 설치홈(301a) 내부에 설치하고,
상기 스위치(303)는, 상기 설치홈(301a) 내부에서 설치홈(301a) 내벽과 상기 걸림턱(302a) 간에 설치하는 것을 특징으로 한다.
상기 접촉부재(302)의 외측 단부에는, 드론의 기체(10)가 타 물체와 직접 접촉하는 것을 방지하도록 기체(10)를 가려주는 접촉판(302b)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 접촉판(302b)은, 드론의 비행 중 공기저항을 줄이기 위하여 메시 구조로 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 접촉부재(302)는, 상기 베이스프레임(301)의 평면 외곽선 형상과 동일한 형상의 링 형태로 되어 중심부가 상기 베이스프레임(301)의 중심부와 일치하면서, 접촉부재(302)의 내면이 베이스프레임(301)의 외면과 이격되게 배치되고,
상기 스위치(303)는, 상기 베이스프레임(301)의 외측면에 방사형으로 설치되고,
상기 베이스프레임(301)의 외측면과 상기 접촉부재(302)의 내측면 간에는 다수의 탄성부재(304)가 방사형으로 설치되어 탄성부재(304)가 접촉부재(302)를 지지하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부(103)는, 타 물체가 접촉한 기체의 위치를 식별하여 상기 무선통신부(104)를 통해 조종기(2)로 전송하고,
상기 조종기(2)는, 디스플레이(21)를 통해 타 물체가 접촉한 기체의 위치가 표시되는 것을 특징으로 한다.
비행을 위한 양력을 생산하는 비행동력부(101); 영상을 촬영하는 카메라부(102); 상기 비행동력부(101)와 카메라부(102)의 작동을 제어하는 제어부(103); 조종기(2)와 통신을 수행하는 무선통신부(104)를 구비하여 원격으로 조정이 이루어지는 드론(1)에 있어서,
상기 드론(1)에 구비되는 툴(T) 일측에 설치되어, 타 물체와의 접촉에 따른 접촉감지신호를 생성하고, 상기 접촉감지신호를 상기 제어부(103)에 제공하여, 조종기(2)의 디스플레이(21)를 통해 툴(T)의 접촉 상태가 표시되게 하는 접촉감지부(30);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론은, 비행 중 타 물체와의 접촉을 감지하여, 그에 따른 비행 제어가 자동 또는 수동으로 이루어질 수 있도록 함으로써 타 물체와의 접촉에 따른 파손이나 추락을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 드론의 비행 중 타 물체와의 접촉 시, 접촉 위치를 조종자에게 알려줌으로써, 원격으로 드론을 조종하는 조종자로 하여금 타 물체에 대한 인지와 회피가 용이하게 하여 드론의 조정 편의성이 향상됨과 동시에 협소한 공간 내에서도 안전한 비행이 가능한 효과가 있다.
또한, 접촉 감지를 통해 구조물과의 근접 비행이 용이하게 되어, 드론을 이용하여 구조물에 대한 각종 작업을 안전하고, 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 드론의 비행 중 타 물체와의 접촉 시 충격을 흡수, 완화함으로써 타 물체와의 충돌로 인한 드론의 파손과 추락을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 통상의 드론과 조종기를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 실시 예에 따른 사시도이다.
도 3은 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 제1 실시 예에 따른 접촉감지부 구성을 나타낸 평면 단면도이다.
도 4는 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 제1 실시 예에 따른 접촉감지부의 다양한 형상을 나타낸 평면 예시도이다.
도 5는 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 제1 실시 예에 따른 접촉감지부의 메시로 된 접촉판을 나타낸 측면 예시도이다.
도 6은 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 제2 실시 예에 따른 접촉감지부 구성을 나타낸 평면 단면도이다.
도 7은 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 실시 예에 따른 접촉감지부의 접촉 상태가 조종기에 표시되는 상태를 나타낸 예시도이다.
도 8, 도 9는 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 실시 예에 따른 작동 상태를 나타낸 평면 예시도이다.
도 10은 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 또 다른 실시 예에 따른 툴의 접촉 상태가 조종기에 표시되는 상태를 나타낸 예시도이다.
이하, 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론을 상세히 설명함에 있어서, 다음의 설명은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있으며, 본 발명에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
예를 들면, '제1부분'과 '제2부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명에 기재된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 발명에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 발명에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 발명에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없음은 물론이다.
도 1은 통상의 드론과 조종기를 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 실시 예에 따른 사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하여 설명한다.
본 발명의 드론(1)은, 비행동력부(101), 카메라부(102), 제어부(103), 무선통신부(104)를 포함한다.
상기 비행동력부(101)는 모터에 의해 구동되는 로터(101a)를 구비함으로써, 로터(101a)의 회전에 의해 비행을 위한 양력과 추력이 발생한다.
비행동력부(101)는 드론의 기체(10)에서 돌출 형성된 다수의 암(11)의 외측 단부에 각각 형성하되, 드론의 형상이나, 중량, 용도에 따라서 그 수를 가감할 수 있다.
따라서 각 비행동력부(101)에 구비된 로터(101a)의 회전 속도 제어를 통해 드론의 수직 이착륙, 정지 비행, 직선비행, 곡선비행 등 다양한 방식의 비행이 가능케 된다.
또한, 상기 드론의 비행을 위해서 비행 고도나, 비행 방향, 비행 속도 측정을 위한 가속도센서, 각속도센서 등을 구비함과 동시에, 드론의 위치 제어를 위한 GPS센서를 기체(10)에 구비하는 것이 바람직하다.
상기 비행동력부(101)를 이용한 드론의 비행 원리와, 드론의 비행을 위해 구비된 상기 각 센서의 작동 원리는 주지된 바, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 카메라부(102)는 드론을 제어하는 조종기의 명령에 의해 정지영상 또는 동영상을 촬영하여 영상 데이터를 생성하고, 저장한다.
따라서 카메라부(102)에는 영상 데이터의 생성 및 저장을 위한 영상 데이터 처리부와, 메모리부를 구비하는 것은 물론이며, 상기 메모리부는 장탈착이 가능케 하는 것이 바람직하다.
상기 카메라부(102)는 드론의 원활한 비행을 위한 보다 확대된 시야 확보를 위하여 적어도 하나 이상 설치할 수 있다.
상기 제어부(103)는, 드론을 제어하는 조종기의 조작에 따라 상기 비행동력부(101)와, 카메라부(102)의 작동 제어를 위한 제어신호를 출력한다.
이때, 제어신호의 출력은, 조종기(2)의 조작에 의한 수동제어뿐만 아니라, 제어부(103) 내부에 사전 설치된 프로그램에 의해 일정한 조건을 만족할 때, 필요한 제어신호를 자동 출력하는 자동제어도 가능함은 물론이다.
상기 무선통신부(104)는, 무선 통신을 통해 상기 조종기(2)와 데이터 교환을 수행한다.
즉, 무선통신부(104)는 상기 드론의 비행 및 자세 제어를 위해 비행동력부(101)의 작동 상태 및 드론에 설치된 각종 센서부에서 센싱된 센싱값(가속도, 각속도, GPS) 및, 카메라부(102)(12)에 의해 촬영된 영상 데이터 등을 조종기(2)로 전송한다.
또한, 상기 조종기(2)에서 전송되는 비행동력부(101), 카메라부(102)에 대한 조종값을 수신하여 상기 제어부(103)에 제공함으로써 드론의 비행 제어 및 카메라부(102)의 동작 제어가 이루어진다.
상기 드론에는 비행 중 타 물체와의 접촉을 감지하고, 그 감지신호를 제어부(103)에 제공하는 접촉감지부(30)를 포함한다.
상기 접촉감지부(30)는, 베이스프레임(301), 접촉부재(302), 스위치(303)을 포함한다.
상기 베이스프레임(301)은 상기 드론 일측에 설치된다.
베이스프레임(301)의 설치 위치는 한정하지 않으나, 드론의 기체(10)에서 외측으로 소정 길이만큼 돌출 형성되는 암(11)의 외측 단부에 로터(101a)를 구비한 상기 비행동력부(101)가 설치되는 통상적인 드론의 구조 상, 상기 비행동력부(101) 일측에 베이스프레임(301)을 설치하는 것이 바람직하다.
상기 접촉부재(302)는, 상기 베이스프레임(301)에 설치되어, 드론의 외관을 보호하면서 타 물체와 접촉한다.
즉, 상기 접촉부재(302)의 외측은 드론의 기체(10) 둘레에 위치하고, 내측은 상기 스위치(303)을 가압할 수 있도록 함으로써, 드론의 비행 중 타 물체와 접촉 시 타 물체가 드론의 기체(10)나 암(11), 로터(101a) 등에 직접 접촉하는 것을 방지하여 드론의 외관을 보호한다.
또한, 타 물체와의 접촉에 따른 물리력을 이용해 상기 스위치(303)을 가압함으로써 스위치(303)에 의해 접촉감지신호가 생성된다.
상기 스위치(303)은 상기 접촉부재(302)와 타 물체의 접촉에 따른 접촉감지신호를 생성하고, 그 접촉감지신호를 제어부(103)에 제공하기 위하여 상기 베이스프레임(301)과 상기 접촉부재(302) 간에 설치한다.
도 3은 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 제1 실시 예에 따른 접촉감지부 구성을 나타낸 평면 단면도이고, 도 4는 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 제1 실시 예에 따른 접촉감지부의 다양한 형상을 나타낸 평면 예시도이며, 도 5는 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 제1 실시 예에 따른 접촉감지부의 메시로 된 접촉판을 나타낸 측면 예시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
상기 베이스프레임(301)과 상기 접촉부재(302) 간에는 타 물체와 접촉 후, 접촉부재(302)에 작용하는 물리력이 해소되었을 때, 접촉부재(302)를 원래 위치로 리턴시키는 탄성부재(304)를 더 구비할 수 있다.
상기 탄성부재(304)는, 접촉부재(302)와 타 물체 간 접촉 시, 발생하는 물리력을 흡수, 완화함으로써, 접촉부재(302)의 파손을 방지함과 동시에 접촉부재(302)와 타 물체 간 접촉에 따른 충격을 저감시켜 접촉 충격에 따른 드론의 파손이나 추락을 방지한다.
한편, 제1 실시 예에 따른 접촉감지부 구성을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 베이스프레임(301)은, 다수의 설치홈(301a)을 방사형으로 형성하고, 각 설치홈(301a) 외측으로 통공부(301b)를 형성한다.
상기 베이스프레임(301)의 평면 형상은, 원형 또는 다각형으로 형성할 수 있다.
상기 접촉부재(302)는, 상기 통공부(301b)의 내외측으로 슬라이딩되게 내측 단부를 상기 설치홈(301a) 내부에 설치한다.
이때, 접촉부재(302)의 내측 단부가 설치홈(301a)에서 임의로 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 접촉부재(302)의 내측 단부에는 걸림턱(302a)을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 접촉부재(302)의 외측 단부에는 타 물체와 접촉함으로써, 드론의 기체(10)가 타 물체와 직접 접촉하는 것을 방지하는 접촉판(302b)을 더 구비할 수 있다.
상기 접촉판(302b)은 직선형, 호형, 각형 등 다양한 형태로 형성할 수 있으니, 타 물체와의 접촉 시 걸림을 방지하고, 충격 흡수성을 높이기 위해서 소정 곡률로 휘어진 호형으로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 접촉판(302b)의 높이는 한정하지 않으나, 드론의 비행 중 타 물체가 드론의 기체(10)나, 비행동력부(101)의 로터(101a) 등에 직접 접촉하지 않도록 접촉감지부(30)의 위치에 따라 접촉판(302b)의 높이를 다르게 할 수 있음은 물론이다.
이때, 접촉판(302b)의 상하 높이가 높아지는 경우에는 드론의 비행 중 공기저항을 줄이기 위하여 접촉판(302b)은 메시 구조로 형성할 수 있음을 미리 밝혀둔다.
즉, 접촉판(302b)을 메시 구조로 형성함으로써, 드론의 비행 중 소정 높이로 된 접촉판(302b)과 공기의 저항을 줄여 드론의 비행이 원활하게 된다.
또한, 드론의 비행을 위한 양력 생성을 위하여 비행동력부(101)의 로터(101a) 둘레에 상기 접촉판(302b)이 위치하는 경우에, 로터(101a)가 고속으로 회전하는 과정에서 로터가 공기를 가를 때 발생하는 소음을 저감시켜 드론의 비행 소음을 줄일 수 있는 효과도 있다.
즉, 로터(101a)가 고속으로 회전하는 경우에 로터의 끝 부분에는 강력한 공기 와류가 발생하게 되는데, 이와 같이 와류가 형성된 상태에서 드론이 진행하면, 로터에 의해 형성된 와류의 흐름에 뒤따라 회전하는 로터가 부딪히면서 파열음이 발생하게 된다.
이때, 상기 메시로 된 접촉판(302b)이 로터(101a) 둘레에 위치하면, 로터의 회전 시 발생하는 와류를 분산시킴으로써, 와류에 로터가 부딪히면서 발생하는 파열음이 저감되는 것이다.
상기 스위치(303)는, 상기 설치홈(301a) 내부에 각각 설치함으로써, 각 접촉부재(302) 별로 타 물체의 접촉을 감지할 수 있게 한다.
즉, 접촉부재(302)가 타 물체와 접촉하면서 접촉부재(302)에 작용하는 물리력에 의해 접촉부재(302)의 내측 단부가 설치홈(301a) 내측으로 투입되면, 상기 걸림턱(302a)에 의해 스위치(303)가 가압되면서, ON되어 접촉감지신호가 생성된다.
상기 탄성부재(304)는 상기 설치홈(301a) 내부에 투입하여, 상기 설치홈(301a) 내측면과, 상기 접촉부재(302)의 걸림턱(302a) 간에 설치함으로써, 접촉부재(302)가 타 물체와 접촉하면서 접촉부재(302)에 작용하는 물리력에 의해 접촉부재(302)가 설치홈(301a) 내측으로 투입되면 압축되면서, 상기 물리력을 흡수, 완화하고, 상기 물리력이 해소되면, 탄성력에 의해 복원되면서 상기 접촉부재(302)를 원래 위치로 밀어낸다.
도 6은 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 제2 실시 예에 따른 접촉감지부 구성을 나타낸 평면 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
제2 실시 예에 따른 접촉감지부 구성을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 베이스프레임(301)은, 상기 드론 일측에 설치된다.
이때, 베이스프레임(301)의 평면 형상은, 원형 또는 다각형으로 형성할 수 있다.
상기 접촉부재(302)는, 상기 베이스프레임(301)의 평면 외곽선 형상과 동일한 형상의 고리(hoop) 형태로 되어 중심부가 상기 베이스프레임(301)의 중심부와 일치하면서, 접촉부재(302)의 내면이 베이스프레임(301)의 외면과 이격되게 배치된다.
이때, 상기 베이스프레임(301)의 외측면과 상기 접촉부재(302)의 내측면 간에는 다수의 탄성부재(304)를 방사형으로 설치함으로써, 탄성부재(304)에 의해 상기 접촉부재(302)가 지지됨과 동시에 베이스프레임(301)과 접촉부재(302)의 중심이 동일하게 유지된다.
상기와 같이 접촉부재(302)를 링(ring) 형태로 형성함으로써, 전술한 제1 실시 예에 비해 접촉부재(302)의 제조와 설치가 용이한 장점이 있다.
상기 스위치(303)는, 상기 베이스프레임(301) 외측면에 방사형으로 설치함으로써, 접촉부재(302) 일측이 타 물체와 접촉하면서 베이스프레임(301) 쪽으로 이동하면, 접촉부재(302)에 작용하는 물리력에 의해 스위치(303)이 가압되면서, ON되어 접촉감지신호가 생성된다.
이때, 상기 탄성부재(304)가 압축되면서, 상기 물리력을 흡수, 완화하고, 상기 물리력이 해소되면, 탄성력에 의해 탄성부재(304)가 복원되면서 상기 접촉부재(302)를 원래 위치로 밀어낸다.
도 7은 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 실시 예에 따른 접촉감지부의 접촉 상태가 조종기에 표시되는 상태를 나타낸 예시도이고, 도 8과 도 9는 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 실시 예에 따른 작동 상태를 나타낸 평면 예시도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한다.
한편, 상기 접촉감지부(30)는, 상기 드론의 여러 위치에 적어도 하나 이상 설치함으로써, 타 물체의 접촉 위치를 식별할 수 있다.
즉, 상기 접촉감지부(30)를 상기 드론에 형성된 각 비행동력부(101)마다 설치하거나, 드론 기체(10)의 전후좌우 등과 같이 여러 위치에 다수를 설치함으로써, 드론의 비행 중 타 물체와의 접촉 시, 접촉 위치의 접촉감지부(30)가 접촉감지신호를 상기 제어부(103)에 제공함에 따라, 타 물체가 드론의 어느 위치에서 접촉하였는지를 식별할 수 있게 된다.
따라서 상기 제어부(103)는 특정 위치의 접촉감지신호를 통해 접촉 위치를 식별하고, 사전 저장된 비행제어프로그램에 의해 접촉 위치에 따른 반응비행을 자동 수행할 수 있다.
이때, 상기 반응비행은, 접촉감지신호 발생 전 드론의 비행 진행방향과 반대 방향으로 소정 거리만큼 자동으로 직선 비행하거나, 소정 각도로 직선 비행, 소정 곡률로 선회 비행하는 등 사전 저장된 다양한 형태로 반응비행 제어가 이루어질 수 있다.
따라서 드론(1)의 비행 중 드론이 타 물체와의 접촉하더라도, 드론의 외관을 보호하여 드론의 파손에 따른 추락을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 타 물체와의 접촉에 따른 비행 제어가 자동으로 이루어질 수 있도록 함으로써, 터널이나, 하수관로 내부, 건물 내부 등과 같이 협소한 공간 내에서도 안전한 비행이 가능케 된다.
또한, 상기 제어부(103)는, 타 물체가 접촉한 기체의 위치를 식별하여 상기 무선통신부(104)를 통해 조종기(2)로 전송하고, 상기 조종기(2)는, 디스플레이(21)를 통해 타 물체가 접촉한 기체의 위치를 표시한다.
즉, 상기 디스플레이(21)에는 상기 드론(1)에 설치되는 다수의 접촉감지부(30)에 구성되는 각 접촉부재(302)의 위치에 대응하는 표시부(211)가 형성된다.
따라서, 특정 접촉부재(302)가 타 물체와 접촉하면서 접촉이 감지되면, 디스플레이(21)의 해당 표시부(211)가 점등 또는 점멸 형태로 표시됨에 따라 조종자가 드론(1)의 비행 조종 중, 드론(1)에 타 물체가 접촉된 위치를 즉각 인지할 수 있게 된다.
따라서 조종자는 그에 따른 조종을 통해 타 물체와 접촉된 드론의 비행 방향을 조정함으로써, 각종 장애물을 회피하는 비행이 보다 용이하게 되어 드론의 조정 편의성이 향상될 뿐만 아니라, 구조물에 대한 보다 안전한 근접 비행이 가능케 된다.
도 10은 본 발명의 접촉 감지 기능을 가진 드론의 또 다른 실시 예에 따른 툴의 접촉 상태가 조종기에 표시되는 상태를 나타낸 예시도이다.
도 10을 참조하여 설명한다.
상기 제1, 제2 실시 예에서 접촉감지부(30)는 드론(1)의 비행동력부(101) 일측에 설치하는 것을 기준으로 설명하였으나, 상기 접촉감지부(30)는 도 9와 같이 드론(1)의 일측에 설치되는 툴(T)에 적용하는 것도 가능하다
즉, 드론(1)을 이용하여 각종 구조물에 대한 유지 보수 작업을 수행하기 위해서는 드론(1)에 설치되는 각종 툴(T)이 구조물의 표면에 접촉을 필요로 하는 경우가 일반적이다.
일 예로서, 구조물 표면에 실리콘을 도포하거나, 구조물 표면을 청소하는 등의 작업을 수행하기 위해서는 실리콘이 도포되는 노즐이나, 청소를 수행하는 브러시 등이 구조물 표면에 접촉되어야 한다.
따라서, 상기 접촉감지부(30)를 툴(T) 일측에 구비함으로써, 툴(T)의 접촉 상태를 감지하고, 그에 따른 접촉감지신호를 조종기(2)로 전송하여 디스플레이(21)를 통해 툴(T)의 접촉 상태가 표시된다.
즉, 상기 디스플레이(21)에는 상기 드론(1)에 장착되는 툴(T)에 설치된 접촉감지부(30)에 구성되는 접촉부재에 대응하는 표시부(212)가 형성된다.
그리하여 상기 접촉부재가 구조물 등 타 물체와 접촉하면서 접촉이 감지되면, 디스플레이(21)의 해당 표시부(212)가 점등 또는 점멸 형태로 표시됨에 따라 조종자가 드론(1)의 비행 조종 중, 툴(T)이 구조물 등 타 물체와 접촉된 상태를 즉각 인지할 수 있게 된다.
따라서 드론(1)을 이용한 각종 유지, 보수 작업 시 구조물에 대한 유지 보수를 수행하는 툴(T)의 조종이 용이하게 된다.
이상은 본 발명에 따른 실시 예를 기준으로 설명한 것으로서, 본 발명은 위에서 설명한 실시 예에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하며, 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
1: 드론 10: 기체
11: 암 101: 비행동력부
101a: 로터 102: 카메라부
103: 제어부 104: 무선통신부
2: 조종기 21: 디스플레이
30: 접촉감지부 301: 베이스프레임
302: 접촉부재 303: 스위치
304: 탄성부재

Claims (10)

  1. 비행을 위한 양력을 생산하는 비행동력부(101); 영상을 촬영하는 카메라부(102); 상기 비행동력부(101)와 카메라부(102)의 작동을 제어하는 제어부(103); 조종기(2)와 통신을 수행하는 무선통신부(104)를 구비하여 원격으로 조정이 이루어지는 드론(1)에 있어서,
    상기 드론에 설치되어, 타 물체와의 접촉에 따른 접촉감지신호를 생성하고, 상기 접촉감지신호를 상기 제어부(103)에 제공하여, 자동 또는 수동에 의한 비행제어가 가능케 한 접촉감지부(30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 기능을 가진 드론.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접촉감지부(30)는,
    상기 드론 기체의 서로 다른 위치에 적어도 하나 이상 설치하여, 타 물체가 접촉한 기체의 위치를 상기 제어부(103)에서 식별할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 기능을 가진 드론.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접촉감지부(30)는,
    상기 드론 일측에 설치되는 베이스프레임(301);
    상기 베이스프레임(301)에 설치되어, 드론의 외관을 보호하면서 타 물체와 접촉하는 접촉부재(302);
    상기 접촉부재(302)와 타 물체의 접촉에 따른 접촉감지신호를 생성하는 스위치(303);를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 기능을 가진 드론.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 베이스프레임(301)과 상기 접촉부재(302) 간에 설치되어, 타 물체의 접촉에 따라 접촉부재(302)에 작용하는 물리력을 흡수, 완화하고, 상기 물리력 해소 후 접촉부재(302)를 원래 위치로 리턴시키는 탄성부재(304);를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 기능을 가진 드론.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 베이스프레임(301)은, 다수의 설치홈(301a)을 방사형으로 형성하고, 각 설치홈(301a) 외측으로 통공부(301b)를 형성하며,
    상기 접촉부재(302)는, 상기 통공부(301b)의 내외측으로 슬라이딩되게 걸림턱(302a)을 구비한 내측 단부를 상기 설치홈(301a) 내부에 설치하고,
    상기 스위치(303)는, 상기 설치홈(301a) 내부에서 설치홈(301a) 내벽과 상기 걸림턱(302a) 간에 설치하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 기능을 가진 드론.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접촉부재(302)의 외측 단부에는, 드론의 기체(10)가 타 물체와 직접 접촉하는 것을 방지하도록 기체(10)를 가려주는 접촉판(302b)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 기능을 가진 드론.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 접촉판(302b)은, 드론의 비행 중 공기저항을 줄이기 위하여 메시 구조로 형성하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 기능을 가진 드론.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 접촉부재(302)는, 상기 베이스프레임(301)의 평면 외곽선 형상과 동일한 형상의 링 형태로 되어 중심부가 상기 베이스프레임(301)의 중심부와 일치하면서, 접촉부재(302)의 내면이 베이스프레임(301)의 외면과 이격되게 배치되고,
    상기 스위치(303)는, 상기 베이스프레임(301)의 외측면에 방사형으로 설치되고,
    상기 베이스프레임(301)의 외측면과 상기 접촉부재(302)의 내측면 간에는 다수의 탄성부재(304)가 방사형으로 설치되어 탄성부재(304)가 접촉부재(302)를 지지하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 기능을 가진 드론.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제어부(103)는, 타 물체가 접촉한 기체의 위치를 식별하여 상기 무선통신부(104)를 통해 조종기(2)로 전송하고,
    상기 조종기(2)는, 디스플레이(21)를 통해 타 물체가 접촉한 기체의 위치가 표시되는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 기능을 가진 드론.
  10. 비행을 위한 양력을 생산하는 비행동력부(101); 영상을 촬영하는 카메라부(102); 상기 비행동력부(101)와 카메라부(102)의 작동을 제어하는 제어부(103); 조종기(2)와 통신을 수행하는 무선통신부(104)를 구비하여 원격으로 조정이 이루어지는 드론(1)에 있어서,
    상기 드론(1)에 구비되는 툴(T) 일측에 설치되어, 타 물체와의 접촉에 따른 접촉감지신호를 생성하고, 상기 접촉감지신호를 상기 제어부(103)에 제공하여, 조종기(2)의 디스플레이(21)를 통해 툴(T)의 접촉 상태가 표시되게 하는 접촉감지부(30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 기능을 가진 드론.
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