KR20200008497A - 다단 구조의 완구용 로켓 - Google Patents

다단 구조의 완구용 로켓 Download PDF

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Abstract

본 발명은 드론과 로켓이 결합되어 있는 다단 구조의 로켓에서 드론과 로켓을 분리시키기 위하여 예컨대, 전자석 또는 연결공을 이용한다. 연결공은 넓게 유입된 공기가 좁은 통로를 통과할 때 공기의 속도가 빨라진다는 베르누이 정리에 따른 것으로 로켓의 하단과 상단 사이를 연결공으로 결합하고, 이 연결공의 아래로 깔대기 뒤집은 모양의 공기 유입구인 아치형 부재를 설치하여 로켓 급하강시 넓은 면적으로 유입된 공기가 연결공에 이르러 좁아지면서 공기의 속도를 빨라지게 하여 연결공이 분리됨으로써 로켓이 분리되는 것이다.

Description

다단 구조의 완구용 로켓{MULTI STAGE TOY ROCKET}
본 발명은 드론과 로켓이 결합된 다단 구조의 완구용 로켓에 있어서, 로켓 발사 후 낙하하는 과정에서 로켓의 단들을 분리하여 여러 이벤트와 낙하 위치 조정이 가능한 다단 로켓에 관한 것이다.
완구용 로켓장치에 관하여 공기압으로 추진발사되는 로켓 비행장치(한국특허출원 제10-2015-0119597호)가 있다. 이 기술은 아이들이 로켓의 발사원리인 작용반작용의 법칙을 익히고 비행기의 날개 구조에 따른 비행 모습을 확인할 수 있다는 장점이 있지만, 로켓이 발사되고 어느 정도 높이에서 다시 낙하하는 것이 전부인 단순한 놀이여서 아이들의 호기심을 자극하기에는 부족하다.
또한, 드론은 보통 4개의 프로펠러를 가진 쿼드콥터(quad-copter)로 만들어진다. 쿼드콥터는 4개의 프로펠러 중 서로 마주보는 2개의 프로펠러가 같은 방향으로 회전되고, 다른 2개의 프로펠러가 반대 방향으로 회전되면서 중심을 잡는다. 그리고 쿼드콥터는 각 프로펠러의 회전 속도를 조절하는 것만으로 상승, 하강, 좌우방향 전환을 제어할 수 있다.
또한, 낙하장치가 설치된 학습용 로켓(한국특허출원 제10-2003-0032765호)이 있다. 이 기술은 로켓 바디부의 상부에 캡을 헐겁게 씌우고, 로켓이 최고점에 도달한 후 낙하할 때 어느 방향으로든 기울어지면 캡이 벗겨지면서 캡에 연결된 낙하산이 펼쳐지게 한다는 것이나, 로켓이 기울여야 캡이 분리되는 구조이어서 최고점이 아닌 낙하하는 도중에 캡이 분리되거나, 로켓의 운동이 수직 상승이 아닌 포물선 상승이 보통이므로 기울인 채 로켓이 발사되면 최고점에 도달하기 전에 분리될 가능성이 있어서 캡이 벗겨지는 타이밍이 잘 안맞을 수 있다.
본 발명은 로켓에 드론을 결합하여 발사하는 다단 드론 로켓에서 낙하시 드론과 로켓의 분리가 안정적으로 이루어지게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 분리된 로켓은 낙하하면서 여러 이벤트를 할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 분리된 드론은 원격으로 조정하여 방향의 전환과 원위치로 귀환할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 드론과 로켓이 결합되어 있는 다단 구조의 로켓에서 드론과 로켓을 분리시키기 위하여 본 발명의 제1실시예에서는 전자석을 이용하고, 제2실시예에서는 연결공을 이용하여 분리한다.
제 2 실시예의 연결공은 넓게 유입된 공기가 좁은 통로를 통과할 때 공기의 속도가 빨라진다는 베르누이 정리에 따른 것으로 로켓의 하단과 상단 사이를 연결공으로 결합하고, 이 연결공의 아래로 깔대기 뒤집은 모양의 공기 유입구인 아치형 부재를 설치하여 로켓 급하강시 넓은 면적으로 유입된 공기가 연결공에 이르러 좁아지면서 공기의 속도를 빨라지게 하여 연결공이 분리되게 하는 것이다.
제1 실시예에 따른 구성은, 내부에 전자석이 설치되어 있는 제1단 로켓 바디; 상기 제1단 로켓 바디의 외주면에 설치되어 있는 적어도 4개의 지지대, 상기 지지대에 고정 설치되어 있는 모터, 상기 모터의 속도를 제어하는 전자 속도조절기 및 상기 모터에 결합되어 작동되는 프로펠러를 포함하는 로켓 추진용 드론; 영구 자석이 설치되어 상기 전자석의 작동 여부에 따라 상기 제1단 로켓 바디에 부착 또는 탈착되도록 결합되는 제2단 로켓 바디; 상기 전자석의 작동 및 상기 로켓 추진용 드론의 작동을 제어하는 로켓 컨트롤러를 포함하는 다단 구조의 완구용 로켓을 제공한다.
여기서, 상기 로켓 컨트롤러는, 외부 신호를 수신하는 수신부; 상기 수신부로부터 수신 받은 외부 신호를 전달받아 상기 전자석의 작동을 제어하는 전자석 제어부; 주변 환경정보를 감지하는 센싱부; 및 상기 센싱부로부터 감지된 주변 환경정보 또는 상기 수신부로부터 수신 받은 외부 신호를 전달받아 상기 로켓추진용 드론의 모터 및 프로펠러의 작동을 제어하는 드론 제어부를 포함한다.
또한, 여기서 상기 센싱부는 자이로 센서, 지자기 센서, 기압센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술한 구성에 따르면, 본 발명은 사용자가 로켓 원리 및 비행 원리를 학습할 수 있고, 로켓이 발사 후 다시 원위치로 회귀가능하며 움직임을 제어할 수 있어다양한 방식의 놀이가 가능한 완구용 로켓을 제공할 수 있다.
특히 드론과 로켓이 결합되어 있는 다단 구조의 로켓에서 드론과 로켓을 분리시키기 위하여 예컨대, 전자석 또는 연결공을 이용함으로써 로켓을 효과적으로 분리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로켓의 개략적인 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로켓의 구성 중 2단 로켓 바디의 개략적인 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로켓의 컨트롤러의 구성을 설명하기 위한 블럭도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로켓과 원격조정기를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로켓의 개략적인 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로켓에서 하단의 분리 원리를 설명하는 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로켓에서 하단의 분리 원리에 사용된 베르누이 법칙을 설명하는 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로켓의 작동 단계를 나타내는 블록도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로켓의 전체 조립 상태를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로켓의 상단을 보여주는 도면.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로켓의 하단을 보여주는 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다. 도 1 내지 도 4는 전자석을 이용한 제1 실시예에 관한 것이고, 도 5 내지 도 11은 연결공을 시용한 제2 실시예에 관한 것이다. 제1 실시예에 사용된 도면부호를 제2 실시예에 사용할 때는 도면부호에 '를 붙여 사용한다. 또한 제1 실시예에서 드론이 설치된 단을 제1단으로 표현하였는데, 제2 실시예에서는 그 아래로 단이 추가되는 것이어서 혼동을 피하기 위하여 제1단 아래에 추가된 단을 하단이라는 용어로 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 구조의 완구용 로켓의 개략적인 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 구조의 완구용 로켓의 구성 중 2단 로켓 바디의 개략적인 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2을 참조하면, 본 발명에 따른 다단 구조의 완구용 로켓은 제1단 로켓 바디(100), 로켓 추진용 드론(200), 제2단 로켓 바디(300), 로켓 컨트롤러(400)를 포함한다.
우선, 제1단 로켓 바디(100)는 다른 구성을 지지, 수납하는 기능을 한다.
이를 위해, 제1단 로켓 바디(100)는 외주면에 로켓 추진용 드론을 설치하기 위한 지지대가 설치된다(로켓 추진용 드론 부분에서 후술함).
또한, 제1단 로켓 바디(100)는 내부에 전자석이 설치된다. 이는 제1단 로켓 바디(100)와 제2단 로켓 바디(200)가 탈부착 결합되도록 하기 위함이다. 구체적으로, 제1단 로켓 바디(100)의 전자석(130)이 작동하면 제2단 로켓 바디(300)에 설치된 영구자석(310)과 인력이 작동되어 제1단 로켓 바디(100)와 제2단 로켓 바디(300)가 결합(부착)되고, 전자석(130)이 작동하지 않으면 제1단 로켓 바디(100)와 제2단 로켓 바디(300)가 분리되게 된다.
여기서, 제1단 로켓 바디(100)와 제2단 로켓 바디(300)를 사용자의 의사에 따라 탈착 또는 부착되도록 하는 이유는, 학습 현장에서 인공 위성 발사 원리, 낙하 원리를 학생들에게 설명할 수 있도록 하기 위함이다. 인공 위성 발사 원리란, 인공 위성 발사시 로켓과 인공 위성이 결합된 채 로켓의 추진력에 의해 속도를 올리며 추진되다가 대기권을 벗어나면서 인공 위성이 분리되도록 하는 것을 말하며, 낙하 원리란 인공 위성 등이 로켓과 결합되어 있다가 분리된 경우 대기권 안에 있다면 중력에 의해 낙하하게 되는 원리를 말한다.
또한, 제1단 로켓 바디(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전자석(130), 로켓 컨트롤러(400) 및 로켓 추진용 드론(200)에 전기 에너지를 공급하는 전원부(500)가 설치된다. 일례로 도 1에 도시된 바와 같이 전원부(500)는 전자석(130), 로켓 추진용 드론(200) 및 로켓 컨트롤러(400)에 전기에너지를 공급하는 구성이며, 보다 구체적으로 전원부(500)는 전자석(130) 및 로켓 컨트롤러(400)에 전기적으로 연결되어 전기 에너지를 공급하고, 로켓 컨트롤러(400)를 매개로 로켓 추진용 드론(200)에 전기적으로 연결되어 로켓 추진용 드론(200)에 전기 에너지를 공급하도록 구성할 수 있다(도 1 참조). 상기 전원부는 알카라인 건전지, 리튬 폴리머 배터리, 솔라셀 등 공지 기술 중 당업자에 의해 선택 가능하며, 하나 또는 2개 이상의 전력 공급원이 선택되어 적용될 수 있다. 예를 들면, 전원부 중 하나를 알카라인 건전지로 선택하여 전자석 및 로켓 컨트롤러에 전력을 공급하고, 전원부 중 다른 하나를 리튬 폴리머 베터리로 선택하여 로켓 추진용 드론에 전력을 공급하도록 구성할 수도 있다. 특히 리튬 폴리머 베터리는 가볍고 충전이 가능하여 로켓의 무게를 줄이기에 적합하다는 장점이 있다. 리튬 폴리머 베터리에 로켓 추진용 모터를 전기적으로 연결하는 경우 Molex 컨넥터로 연결될 수 있다.
또한, 제1단 로켓 바디(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 로켓 컨트롤러(400)가 설치될 수 있다.
또한, 제1단 로켓 바디(100)는 몸체(110)와 뚜껑(120)이 결합되는 형태로 제작되어 다른 구성들이 제1단 로켓 바디(100) 내부에 용이하게 설치되도록 제작될 수 있다.
다음으로, 로켓 추진용 드론(200)은 프로펠러의 양력에 의해 로켓을 추진시킴과 동시에 사용자의 의사에 따라 로켓을 다양한 방식으로 운동시켜 사용자의 놀이 방법을 다양화시키는 역할을 한다. 구체적으로 로켓 추진용 드론(200)의 프로펠러(230)의 양력에 의해 로켓이 위로 상승하고, 제2단 로켓 바디(300)가 분리된 이후에 제1단 로켓 바디(100)를 사용자에게 회귀하도록 운동시키거나 사용자의 의도에 따라 다양한 방식으로 운동하도록 할 수 있다. 상기 로켓 추진용 드론(200)은 후술할 로켓 컨트롤러(400)와 로켓 컨트롤러(400)에 신호를 주는 원격 조정기(500)를 연동시켜 사용자가 원격 조정기(500) 등으로 조종할 수 있도록 구성할 수 있다.
로켓 추진용 드론(200)은 상기 제1단 로켓 바디(100)의 외주면에 설치되어 있는 적어도 4개의 지지대(210), 상기 지지대(210) 각각에 고정 설치되어 있는 모터(220), 상기 모터(220)의 속도를 제어하는 전자 속도 조절기(Electric Speed Control,240) 및 상기 모터(220)에 결합되어 작동되는 프로펠러(230)를 포함한다.
여기서, 지지대(210)는 모터(220), 전자속도조절기(Electric Speed Control, 240) 및 프로펠러(230)를 지지하기 위한 구성이며, 제1단 로켓 바디(100)의 외주면에 적어도 4개가 설치되며, 제1단 로켓 바디(100)의 중심을 기준으로 인접하는 2개의 지지대(210)가 이루는 각도는 동일하며, 제1단 로켓 바디(100)의 중심을 기준으로 각각의 지지대(210)까지 떨어진 거리가 동일하도록 설치한다. 이는 적어도 4개의 프로펠러가 동시에 작동하여야 로켓이 부양하기 유리하며, 적어도 4개의 프로펠러가 제1단 로켓 바디(100)의 중심을 기준으로 균형을 맞추어 설치되도록 하여야 프로펠러 작동시 기울어짐이나 이동의 방향 전환이 자유롭기 때문이다.
또한, 여기서 모터(220)는 상기 지지대(210) 각각에 고정 설치되며, BLDC 모터(Brushless DC electric motor)를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 여기서 전자 속도 조절기(Electric Speed Control,240)는 후술할 로켓 컨트롤러(400)로부터 신호를 받아 모터(220)의 속도를 제어해주는 역할을 하며, 이를 위해 드론 컨트롤러(400) 및 모터(220) 각각과 전기적으로 연결되도록 한다(도 1 참조).
또한, 여기서 프로펠러(230)는 모터에 결합되어 작동되며, 프로펠러의 회전에 의해 로켓이 부양 및 추진하게 된다.
참고적으로, 상술한 구성은 공지된 드론의 구조 및 기술이 적용된 것이며, 이 분야의 통상의 기술을 가진 자가 각 구성에 대해 공지된 기술 중 어느 하나를 선택하여 적용할 수 있다.
다음으로, 제2단 로켓 바디(300)는 제1단 로켓 바디(100)로부터 결합, 분리(탈부착)되도록 함으로써, 인공위성 발사 원리, 낙하 원리 등을 사용자가 학습할 수 있도록 하는 역할을 한다. 이를 위해 제2단 로켓 바디(300)는 영구 자석(330)이 설치되어 제1단 로켓 바디(100)에 설치된 전자석(130)이 작동할 때 전자석(130)과 영구자석(330) 사이에 인력이 작용하여 제2단 로켓 바디(300)가 제1단 로켓 바디(100)에 결합(부착)되도록 하고, 전자석(130)이 작동하지 않을 때 제2단 로켓 바디(300)가 제1단 로켓 바디(100)와 분리(탈착)되도록 한다.
도 2를 참조하면, 제2단 로켓 바디(300)는 몸체(310)와 뚜껑(320)으로 이루어지며 몸체(310) 내부에 중공부를 두고, 낙하산이 구비된 우주인 인형(X) 등을 수납하여 제2단 로켓 바디(300)가 제1단 로켓 바디(100)로부터 분리될 때 내부에서 우주인 인형이 나와 실제 로켓에서 비상상황이 발생하여 탈출할 때의 상황을 재현하도록 구성할 수 있다.
또한, 제2단 로켓 바디(300)의 뚜껑(320)은 고깔 형상으로 하여 공기의 저항을 최소화하는 형태로 제작할 수 있다. 그리고 제2단 로켓 바디(300)가 제1단 로켓 바디(100)로부터 분리될 때 몸체(310)와 뚜껑(320)이 연결 끈 등으로 결합되도록 하여 뚜껑(320)만이 완전히 분리되지 않으며 제2단 로켓 바디(300)가 낙하하는 모습이 낙하산처럼 낙하할 할 수 있도록 변형할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 구조의 완구용 로켓의 로켓 컨트롤러의 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 로켓 컨트롤러(400)는 상기 전자석(130)의 작동 및 상기 로켓 추진용 드론(200)의 작동을 제어하는 구성이며, 이를 위해 제1로켓 바디(100)의 내부에 설치되어 있으며 전자석(130) 및 복수의 지지대(210) 각각에 설치된 전자속도조절기(ESC)와 전기적으로 연결되어 전자석(130)의 작동 및 로켓 추진용 드론(200)의 작동을 제어한다(도 1 참조).
로켓 컨트롤러(400)는, 보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 외부 신호를 수신하는 수신부(410), 상기 수신부(410)로부터 수신 받은 외부 신호를 전달받아 상기 전자석(130)의 작동을 제어하는 전자석 제어부(420); 주변 환경정보를 감지하는 센싱부(430); 및 상기 센싱부(430)로부터 감지된 주변 환경정보 또는 상기 수신부(410)로부터 수신 받은 외부 신호를 전달받아 상기 로켓추진용 드론(200)을 제어하는 드론 제어부(440)를 포함한다.
여기서, 상기 수신부(410)는 외부 신호를 수신하는 구성을 말하며, 보다 구체적으로 원격 조정기와 같은 외부 구성으로부터 전자석 작동을 위한 신호 또는 드론 제어를 위한 신호(외부 신호) 수신하는 구성을 말한다. 원격 조정기(600)를 통해 로켓을 조정하고자 하는 경우 로켓 컨트롤러(400)에 시리얼 통신 연결핀(PC 블루투스)을 추가하여 원격 조정기(600)가 전자석(130) 및 로켓 추진용 드론(200)의 작동을 조정하도록 할 수 있다.
여기서, 상기 전자석 제어부(420)는 상기 수신부(410)로부터 수신 받은 외부 신호를 토대로 상기 전자석(130)의 작동을 제어(전자석(130)의 전류의 흐름을 제어)하는 구성을 말한다.
여기서, 상기 센싱부(430)는 주변 환경 정보를 감지하는 구성으로서, 수평을 담당하는 가속도 센서, 회전을 담당하는 자이로 센서, 위치와 진행방향을 감지하는 지자기 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
여기서, 상기 드론제어부(440)는 상기 센싱부(430)로부터 감지된 주변 환경정보 또는 상기 수신부(410)로부터 수신 받은 외부 신호를 전달받아 상기 로켓추진용 드론(200)을 제어하는 구성을 말한다. 참고적으로 상기 드론 제어부(440)에 의해 로켓 추진용 드론(200)이 제어되는 과정을 보다 구체적으로 살펴보면, 복수의 지지대(210)에 설치되어 있는 복수의 전자속도조절기(ESC, 240) 각각에 신호를 보내고 각각의 전자속도조절기(ESC,240)는 연결되어 있는 모터(220)의 속도를 조절하여 프로펠러(230)의 속도를 조절하게 되며, 복수의 전자속도조절기(ESC, 240)에 다른 신호가 전송되면 각각의 모터(220) 및 프로펠러(230)의 속도가 다르게 제어 되도록함으로써 로켓의 방향을 제어하게 된다.
상술한 본 발명의 일례에 따른 다단 구조의 완구용 로켓은, 제1단 로켓 바디(100)에 로켓 추진용 드론(200)을 설치하여 프로펠러(230)를 돌리게 함으로써 로켓의 부양이 가능하고 적어도 4개의 프로펠러(230)의 움직임에 의해 상하 좌우로 운전이 가능하도록 함으로써 사용자의 의도에 따라 원위치로 회귀도 가능하고 다양한 방식으로 운전이 가능하다. 또한, 제1단 로켓 바디(100)로부터 제2단 로켓 바디(200)가 탈착 가능하도록 구성함으로써 로켓의 상승 후 일정 지점에서 제2단 로켓 바디(200)가 분리될 때 제2단 로켓 바디(200)는 자유 낙하되게 되어 학습자에게 자유 낙하의 원리를 설명할 수 있고, 제2단 로켓 바디(200)의 분리 시점을 사용자의 의도에 따라 조정할 수 있어 학습자가 제2단 로켓 바디(200)의 높이에 따라 낙하되는 지점을 계산할 수 있도록 응용할 수 있다. 또한, 제2단 로켓 바디(200)로부터 낙하산이 구비된 우주인 인형 등이 나오도록 함으로써 비상상황에서 로켓에서 탈출하는 우주인의 모습을 보여주는 등 다양한 방식으로 놀이 방법을 확장할 수 있다.
다음으로 연결공을 이용하는 제2 실시예에 대하여 설명한다. 제1 실시예에서 이미 설명된 부분은 생략하고 제2 실시예 고유의 특징 위주로 설명한다.제2 실시예는 로켓의 상하단을 연결공으로 연결시킨 후 강하게 하강할 때에 공기압으로 공을 밀어 올리고 낙하하게 하는 장치이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 로켓의 개략적인 분해 사시도이다. 드론(200')이 설치되어 있는 제1단(100')과 뚜껑이 있는 제2단(300')은 제1 실시예와 비슷한 구조로 그 2개의 단이 결합하여 제2 실시예에서는 상단을 구성하고 그 아래에 하단(700)이 결합된다.
이 하단은 나중에 로켓 분리시 베르누이 정리를 이용한 분리를 가능하게 하는 단으로 상단과 연결공(720)으로 연결되고 연결공 아래로 공기가 잘 유입되도록 아치형 부재(710)를 설치한다. 그리고 하단의 상부면에는 연결공이 자리하는 공간을 마련하기 위하여 중심선 라인을 따라 좌우측으로 간격을 띄우고 그 중심에 연결공이 걸쳐질 정도의 크기로 둥그렇게 홈을 파서 상부면을 덮는 상부면 부재(730)를 설치한다. 로켓 상단의 저면에도 연결공이 끼워지도록 구멍을 뚫는다.
도 6을 참조하여 로켓 상하단의 분리과정을 설명하면, 연결공으로 로켓의 상하단이 결합되어 있다가 드론 로켓이 급하강하면 로켓 하단으로 공기가 밀려들어오게 되는데 넓은 영역으로 들어온 공기가 좁은 틈으로 모일 때 속도가 빨라지면서 연결공을 밀어올려 연결공이 빠지면서 로켓의 상하단이 분리된다.
여기에 적용된 원리는 도 7에 도시된 베르누이 정리이다. 공기 유속이 있을 때 단위시간당 흐르는 공기의 양은 일정하므로 면적 A1에서 속도 v1이고, 면적 A2에서 속도 v2일 때 A1v1=A2v2가 된다. 즉 넓은 면적으로 유입된 공기가 좁은 통로를 통과할 때에는 속도가 빨라진다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로켓의 작동 단계를 나타내는 블록도이다. 단계 S1에서 원격조정기를 ON하고, 단계 S2에서 드론 컨트롤러 조작으로 드론의 프로펠러를 동작시켜 연결공으로 연결된 전체 로켓을 상승시키고 상하좌우로 움직이도록 조정할 수 있다. 로켓을 분리하고자 할 때 단계 S3에서 원격조정기로 드론 로켓을 급하강시키면 단계 S4에서 공기가 급격히 하단의 좁은 통로로 모여들고, 단계 S5에서 연결공이 빠지면서 로켓이 하단이 분리된다. 그런 다음 단계 S6에서 로켓의 상단은 원위치로 복귀시키고, 하단은 자유낙하하게 된다.
이와 같이 상하단이 결합된 전체 로켓을 아래로 강하게 하강시키면 하단은 중력의 방향인 바닥을 향해 낙하하게 되고 로켓의 상단은 원격조정으로 계속 공중에서 비행하도록 조정할 수 있다. 로켓의 하단에 줄로 낙하산이 빠져 나오도록 결합되어 있는데 낙하시 금박지 가루 또는 꽃잎을 뿌리거나 메모가 적힌 두루마리를 펼치는 등 메시지 이벤트를 벌일 수 있다.
도 9 내지 도 11은 제2 실시예의 로켓을 시제품으로 만들어 본 것으로, 도 9는 전체 조립 상태를 나타내고 도 10은 상단의 모습이고, 도 11은 하단의 모습이다.
또한, 제2 실시예에서는 드론의 에너지원으로 리튬 폴리머(Li-Po) 배터리를 사용하였다. 도 5에 배터리 거치대(507)에 배터리(Li-Po)를 거치하고 그것을 배터리 고정용 부직포(508)로 고정시킨 것을 볼 수 있다. 또한, 로켓의 뚜껑에 인공위성 모형(321) 또는 우주인 모형(322)과 같은 이벤트 모형을 장착하여 재미를 더할 수 있다.
100 제1단 로켓 바디
110 제1단 로켓 바디 몸체
120 제1단 로켓 바디 뚜껑
130 전자석
200 로켓 추진용 드론
210 지지대
220 모터
230 프로펠러
240 전자 속도 조절기
300 제2단 로켓 바디
310 제2단 로켓 바디 몸체
320 제2단 로켓 바디 뚜껑
330 영구 자석
X, 321, 322 이벤트 인형
400 로켓 컨트롤러
410 수신부
420 전자석 제어부
430 센싱부
440 드론 제어부
500 전원부
507 배터리 거치대
508 배터리 고정용 부직포
509 배터리(Li-Po)
600 원격 조정기
700 로켓 하단
710 아치형 부재
720 연결공
730 상부면 부재

Claims (6)

  1. 내부에 전자석이 설치되어 있는 제1단 로켓 바디;
    상기 제1단 로켓 바디의 외주면에 설치되어 있는 적어도 4개의 지지대, 상기 지지대 각각에 고정 설치되어 있는 모터, 상기 모터의 속도를 제어하는 전자 속도 조절기 및 상기 모터에 결합되어 작동되는 프로펠러를 포함하는 로켓 추진용 드론;
    영구 자석이 설치되어 상기 전자석의 작동 여부에 따라 상기 제1단 로켓 바디에 부착 또는 탈착되도록 결합되는 제2단 로켓 바디; 및
    상기 전자석의 작동 및 상기 로켓 추진용 드론의 작동을 제어하는 로켓 컨트롤러를 포함하는 다단 구조의 완구용 로켓.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 로켓 컨트롤러는
    외부 신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신부로부터 수신 받은 외부 신호를 전달받아 상기 전자석의 작동을 제어하는 전자석 제어부;
    주변 환경정보를 감지하는 센싱부; 및
    상기 센싱부로부터 감지된 주변 환경정보 또는 상기 수신부로부터 수신 받은 외부 신호를 분석하여 상기 로켓추진용 드론의 모터 및 프로펠러의 작동을 제어하는 드론 제어부를 포함하는 다단 구조의 완구용 로켓.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 센싱부는 자이로 센서, 지자기 센서, 기압센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것인 다단 구조의 완구용 로켓.
  4. 드론과 로켓을 결합한 다단 구조의 완구용 로켓에 있어서,
    프로펠러 동작으로 비행하는 드론이 설치된 로켓 몸체와 상기 몸체의 상부를 덮는 뚜껑을 포함하는 로켓 상단과,
    상기 로켓 상단의 저면에서 상기 로켓 상단과 연결공으로 결합된 로켓 하단을 포함하고,
    로켓의 급하강시 베르누이 정리에 따라 연결공이 분리됨으로써 상기 로켓 하단이 상기 로켓 상단으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 다단 구조의 완구용 로켓.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 로켓 하단은 아래쪽 넓은 면으로 공기가 유입되어 연결공 쪽으로 좁아지도록 아치형 부재가 설치된 것을 특징으로 하는 다단 구조의 완구용 로켓.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 로켓 하단의 상부면에는 연결공을 지지하기 중심선 라인을 따라 좌우측으로 간격을 띄우고 그 중심에 연결공이 걸쳐질 정도의 크기로 둥그렇게 홈을 파서 상부면을 덮는 상부면 부재(730)가 설치된 것을 특징으로 하는 다단 구조의 완구용 로켓.
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