KR20200065787A

KR20200065787A - 수륙양용 드론

Info

Publication number: KR20200065787A
Application number: KR1020180152598A
Authority: KR
Inventors: 김영식; 한인혁; 이큰별; 김장부; 김예린; 이정민
Original assignee: 주식회사 로보프렌
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2020-06-09
Also published as: KR102122246B1

Abstract

본 발명은 수륙양용 드론으로써, 보다 상세하게 드론 본체와 상기 드론 본체의 일측에 착탈가능하도록 구비되어, 상기 드론 본체의 수상 착륙 시 수면으로부터 상기 드론 본체가 이격되도록 하는 스키드를 포함하고, 상기 스키드는 상기 스키드의 단부에 구비되어 상기 드론 본체와 스키드가 선택적으로 고정되도록 하는 고정부와 상기 고정부의 하부에 구비되는 제1프레임부와 상기 제1프레임부의 하부에 구비되는 제2프레임부와 상기 제1프레임부와 제2프레임부 사이에 구비되어, 상기 제2프레임부가 회동될 수 있도록 하는 폴딩부와 상기 제2프레임부의 일측에 구비되어 상기 드론 본체에 추진력을 발생시키도록 하는 수중추진장치와 상기 제2프레임부의 하부에 구비되어 상기 드론 본체가 수면 아래로 잠기지 않도록 부력을 제공하는 지지플레이트를 포함하여, 상기 드론 본체의 수상 착륙 시, 상기 제2프레임부가 회동하여 상기 제1프레임부와 일직선을 이루도록 하고, 상기 드론 본체의 수상 이동 시, 상기 제2프레임부가 회동하여 상기 수중추진장치의 적어도 일부가 수면 하부에 위치하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

수륙양용 드론{Amphibious drone}

본 발명은 수륙양용 드론으로서 더욱 자세하게는, 원격제어에 의해 원하는 장소로 공중 비행이 가능하며, 수면에 안착하여 원하는 방향으로 주행할 수 있어, 육상 및 해저의 측량조사, 공유수면관리, 양식어장 관리, 적조의 이동경로 예측 등 다양한 분야에서 사용가능한 수륙양용 드론에 관한 것이다.

일반적으로 드론은 처음에 군사용 무인항공기로 개발되었으나 근래에 들어 드론의 활용 목적에 따라 다양한 크기와 성능을 가진 비행체들이 다양하게 개발되고 있는데 대형 비행체의 군사용뿐만 아니라, 초소형 드론도 활발하게 개발되어 이용되고 있다. 또한, 현재 드론은 군사용뿐만 아니라 기업, 미디어, 개인을 위한 용도로도 활용되어 취미활동으로 이용 가능한 상품 또는 정글이나 오지, 화산지역, 자연재해지역, 원자력 발전소 사고지역 등 인간이 접근할 수 없는 지역에 투입가능한 드론이 연구되어 개발되고 있다.

그러나 이러한 드론은 공중 비행만 가능하며 실수로 물과 접촉될 경우 치명적 결함이 발생되며 특별한 추가 장치를 장착하지 않는 이상 수상에서 이·착륙이 불가능하고, 추가 장착된 장치로 인해 수상에 착륙하였다고 해도 수면에서 주행이 불가능하여 수상 탐사를 위해서는 수상에서 이용 가능한 무선 조종장치를 따로 구비해야 하는 문제점이 있다.

따라서, 현재 원격제어에 의해 공중 비행이 가능하며, 수상에 이착륙하여 수면과 인접한 상태에서 수면위를 용이하게 주행 가능한 수공양용 드론의 개발이 요구되고 있다.

기존 수공양용 드론의 종래 기술로서, 대한민국 등록특허 제 10-1587893(2016.01.18)를 통해 내부에 일정크기의 수용공간이 마련되는 선체를 수면으로부터 일정 수직 높이만큼 부상시켜 운항할 수 있는 드론보트로서 수상 환경을 통해 화물이나 사람들을 매우 용이하게 운송할 수 있음은 물론 악천후와 같은 기상 상황에서도 수난사고 시 인명 구조를 매우 용이하게 수행할 수 있는 드론 보트가 제안된바 있다.

그러나 이러한 드론 보트는 일정 화물 및 구조용 물품과 사람을 운송하는 것에만 그칠뿐 수면에 착륙한 후 수면에 부유한 상태에서 사용자가 원하는 방향으로 이동하며 수면의 다양한 상황을 탐사하는 것은 불가능하다는 문제점과, 수면에 안착한 후 다시 공중으로 상승하는데 비효율적이라는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1587893호(2016.01.18.)

본 발명은 상술한 바와 같은 선행 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 수상 착륙 및 추진력을 제공하는 스키드를 장착함으로써, 효율적인 운용이 가능한 수륙양용 드론을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수륙양용 드론에 있어서, 드론 본체와 상기 드론 본체의 일측에 착탈가능하도록 구비되어, 상기 드론 본체의 수상 착륙 시 수면으로부터 상기 드론 본체가 이격되도록 하는 스키드를 포함하고, 상기 스키드는 상기 스키드의 단부에 구비되어 상기 드론 본체와 스키드가 선택적으로 고정되도록 하는 고정부와 상기 고정부의 하부에 구비되는 제1프레임부와 상기 제1프레임부의 하부에 구비되는 제2프레임부와 상기 제1프레임부와 제2프레임부 사이에 구비되어, 상기 제2프레임부가 회동될 수 있도록 하는 폴딩부와 상기 제2프레임부의 일측에 구비되어 상기 드론 본체에 추진력을 발생시키도록 하는 수중추진장치와 상기 제2프레임부의 하부에 구비되어 상기 드론 본체가 수면 아래로 잠기지 않도록 부력을 제공하는 지지플레이트를 포함하여, 상기 드론 본체의 수상 착륙 시, 상기 제2프레임부가 회동하여 상기 제1프레임부와 일직선을 이루도록 하고, 상기 드론 본체의 수상 이동 시, 상기 제2프레임부가 회동하여 상기 수중추진장치의 적어도 일부가 수면 하부에 위치하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 본 발명은, 상기 폴딩부에 구동력을 제공하는 폴딩모터와 상기 수중추진장치에 구동력을 제공하는 추력모터와 사용자의 단말기로부터 제어신호를 수신하여 상기 드론본체와 폴딩모터와 추력모터를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 본 발명은, 상기 스키드의 일측에 구비되어, 물의 온도를 측정하는 제1센서와 상기 스키드의 일측에 구비되어, 물의 산소포화도를 측정하는 제2센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1센서 및 제2센서에서 측정된 정보를 사용자의 단말기로 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상기 스키드는, 제1수중추진장치를 구비하고, 상기 드론 본체의 일측에 결합되는 제1스키드와 제2수중추진장치를 구비하고, 상기 드론 본체의 타측에 결합되는 제2스키드를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1수중추진장치와 제2수중추진장치의 출력을 각각 제어하여, 상기 드론 본체가 이동하는 방향을 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상기 지지플레이트는, 단면이 반원으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 수륙양용 드론은 수상 착륙 및 추진력을 제공하는 스키드를 장착함으로써, 공중과 수상에서 효율적인 운용이 가능한 드론을 제공하는데 그 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수륙양용 드론의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수륙양용 드론의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수륙양용 드론의 스키드를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수륙양용 드론의 스키드를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수륙양용 드론의 제어흐름을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수륙양용 드론의 제어흐름을 나타낸 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수륙양용 드론에 있어서, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 드론 본체(100)와 상기 드론 본체(100)의 일측에 착탈가능하도록 구비되어, 상기 드론 본체(100)의 수상 착륙 시 수면으로부터 상기 드론 본체(100)가 이격되도록 하는 스키드(200)를 포함한다.

그리고, 상기 스키드(200)는 상기 스키드(200)의 단부에 구비되어 상기 드론 본체(100)와 스키드(200)가 선택적으로 고정되도록 하는 고정부(210)와 상기 고정부(210)의 하부에 구비되는 제1프레임부(220)와 상기 제1프레임부(220)의 하부에 구비되는 제2프레임부(230)와 상기 제1프레임부(220)와 제2프레임부(230) 사이에 구비되어, 상기 제2프레임부(230)가 회동될 수 있도록 하는 폴딩부(240)와 상기 제2프레임부(230)의 일측에 구비되어 상기 드론 본체(100)에 추진력을 발생시키도록 하는 수중추진장치(250)와 상기 제2프레임부(230)의 하부에 구비되어 상기 드론 본체(100)가 수면 아래로 잠기지 않도록 부력을 제공하는 지지플레이트(260)를 포함한다.

따라서, 상기 드론 본체(100)의 수상 착륙 시, 상기 제2프레임부(230)가 회동하여 상기 제1프레임부(220)와 일직선을 이루도록 하고, 상기 드론 본체(100)의 수상 이동 시, 상기 제2프레임부(230)가 회동하여 상기 수중추진장치(250)의 적어도 일부가 수면 하부에 위치하도록 한다.

보다 상세하게, 먼저 상기 드론 본체(100)가 마련된다. 상기 드론 본체(100)는 사람이 타지 않고 무선전파의 유도에 의해서 비행하는 비행기나 헬리콥터 모양의 비행체로 일반적인 형태의 드론을 모두 포함한다.

다음으로, 상기 스키드(200)가 마련된다. 상기 스키드(200)는 상기 드론 본체(100)의 일측에 사용자에 의해 착탈 가능하도록 상기 고정부(210)가 마련된다. 상기 고정부(210)는 상기 스키드(200)와 드론 본체(100)를 사용자의 선택에 의해 착탈할 수 있으면 어떠한 형태든 가능하다. 일례로, 상기 고정부(210)는 상기 드론 본체(100)의 일측이 삽입되는 홈이 마련되고, 나사를 통해 상기 드론 본체(100)와 스키드(200)가 결합될 수 있도록 한다.

다음으로, 상기 제1프레임부(220)와 제2프레임부(230)가 마련된다. 상기 제1프레임부(220)와 제2프레임부(230)는 원기둥 형상으로 상기 드론 본체(100)가 수면에 착륙했을 시 상기 드론 본체(100)가 상기 수면과 충분히 이격될 수 있도록 길게 형성된다. 또한, 상기 제1프레임부(220)와 제2프레임부(230) 사이에는 상기 폴딩부(240)가 마련된다. 상기 폴딩부(240)는 상기 제2프레임부(230)를 적어도 70°이상 회동시킬 수 있도록 마련된다. 이를 통해, 상기 드론 본체(100)가 특정 부분을 촬영하는데 있어, 상기 스키드(200)가 간섭되지 않도록 하는 것이다.

다음으로, 상기 수중추진장치(250)가 마련된다. 상기 수중추진장치(250)는 상기 드론 본체(100)에 추진력을 발생시키는 역할을 한다. 즉, 상기 드론 본체(100)가 수면에서 이동할 때, 상기 드론 본체(100)를 이동시키는 추진력을 발생시키는 것이다. 이를 통해, 상기 드론 본체(100)의 배터리 효율을 높일 수 있는 것이다. 즉, 상기 드론 본체(100)가 수면에 착륙하여 특정 지점으로 이동할 시, 상기 수중추진장치(250)를 통해 이동함으로써, 상기 드론 본체(100)가 비행하는 시간을 감소시킬 수 있는 것이다. 따라서, 한번의 충전으로 상기 드론 본체(100)가 운용될 수 있는 시간이 비약적으로 상승하는 것이다. 또한, 상기 드론 본체(100)의 배터리와 상기 수중추진장치(250)의 배터리를 분리하여, 하이브리드 형식으로 구비함으로써, 상기 드론 본체(100)의 비행 시 상기 수중추진장치(250)의 배터리가 충전되고, 상기 드론 본체(100)의 수면이동 시 상기 드론 본체(100)의 배터리가 충전되도록 할 수 있다.

다음으로, 상기 지지플레이트(260)가 마련된다. 상기 지지플레이트(260)는 단면이 반원으로 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 5를 참조하면, 상기 폴딩부(240)에 구동력을 제공하는 폴딩모터(241)와 상기 수중추진장치(250)에 구동력을 제공하는 추력모터(251)와 사용자의 단말기(300)로부터 제어신호를 수신하여 상기 드론 본체(100)와 폴딩모터(241)와 추력모터(251)를 제어하는 제어부(270)를 더 포함한다. 보다 상세하게, 상기 제어부(270)는 상기 사용자의 단말기(300)로부터 제어신호를 수신하여, 본 발명의 수륙양용 드론을 제어하는 것이다. 일례로, 사용자가 상기 단말기(300)를 통해 상기 드론 본체(100)에 비행모드를 입력하면, 상기 드론 본체(100)가 일반적인 드론과 같이 비행할 수 있도록 한다. 또한, 사용자가 상기 단말기(300)를 통해 상기 드론 본체(100)를 수면에 착륙시키고 수면모드를 입력하면, 상기 드론 본체(100)는 상기 수중추진장치(250)에 상기 제2프레임부(230)가 회동하여 상기 수중추진장치(250)가 수면 하부에 위치되고, 상기 드론 본체(100)가 수상에서 이동 가능하도록 하는 것이다. 그리고, 상기 드론 본체(100)가 자동으로 사용자가 선택한 위치로 이동할 수 있도록 하는 인공지능(AI) 기반의 자동 운항모드를 포함할 수 있다. 즉, 상기 드론 본체(100)의 일측에 근접센서 등을 이용하여 상기 드론 본체(100)의 이동경로에 있는 장애물을 자동으로 회피하도록 할 수 있으며, GPS 센서 등을 이용하여 상기 드론 본체(100)가 자동으로 사용자가 선택한 위치로 이동될 수 있도록 한다.

또한, 도 6을 참조하면, 상기 스키드(200)의 일측에 구비되어, 물의 온도를 측정하는 제1센서(291)와 상기 스키드(200)의 일측에 구비되어, 물의 산소포화도를 측정하는 제2센서(292)를 더 포함한다. 그리고, 상기 제어부(270)는 상기 제1센서(291) 및 제2센서(292)에서 측정된 정보를 사용자의 단말기(300)로 송신한다. 보다 상세하게, 상기 드론 본체(100)를 육상 및 해저의 측량조사, 공유수면관리, 양식어장 관리, 적조의 이동경로 예측 등의 다양한 분야에 사용할 수 있도록 상기 드론 본체(100)에 각종 센서를 탈부착할 수 있는 것이다. 또한, 상기 제어부(270)는 상기 센서로 측정된 정보를 상기 사용자의 단말기(300)로 실시간으로 송신할 수 있도록 하여, 측정된 정보를 실시간으로 사용자가 확인 할 수 있도록 한다.

또한, 상기 스키드(200)는 상기 드론 본체(100)에 다수개로 부착가능하다. 즉, 상기 스키드(200)는 제1수중추진장치(252)를 구비하고, 상기 드론 본체(100)의 일측에 결합되는 제1스키드(201)와 제2수중추진장치(253)를 구비하고, 상기 드론 본체(100)의 타측에 결합되는 제2스키드(202)를 포함한다. 그리고, 상기 제어부(270)는 상기 제1수중추진장치(252)와 제2수중추진장치(253)의 출력을 각각 제어하여, 상기 드론 본체(100)가 이동하는 방향을 제어할 수 있도록 한다. 보다 상세하게, 상기 제1수중추진장치(252)와 제2수중추진장치(253)의 출력을 각각 제어함으로써, 상기 드론 본체(100)가 수상 이동시 원하는 방향으로 이동할 수 있도록 하는 것이다. 일례로, 상기 제1수중추진장치(252)와 제2수중추진장치(253)가 동일한 출력을 유지할 경우, 상기 드론 본체(100)는 전방으로 이동하게 되고, 상기 제1수중추진장치(252)가 제2수중추진장치(253) 보다 더 높은 출력을 가질 경우, 상기 드론 본체(100)는 좌측으로 이동하게 되며, 상기 제1수중추진장치(252)가 제2수중추진장치(253) 보다 더 낮은 출력을 가질 경우, 상기 드론 본체(100)는 우측으로 이동하게 되는 것이다. 이를 통하여, 상기 드론 본체(100)를 원하는 방향으로 용이하게 이동시킬 수 있는 것이다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 드론본체
200 : 스키드
201 : 제1스키드
202 : 제2스키드
210 : 고정부
220 : 제1프레임부
230 : 제2프레임부
240 : 폴딩부
241 : 폴딩모터
250 : 수중추진장치
251 : 추력모터
260 : 지지플레이트
270 : 제어부
280 : 연결부
291 : 제1센서
292 : 제2센서
300 : 단말기

Claims

드론 본체; 및
상기 드론 본체의 일측에 착탈가능하도록 구비되어, 상기 드론 본체의 수상 착륙 시 수면으로부터 상기 드론 본체가 이격되도록 하는 스키드;를 포함하고,
상기 스키드는,
상기 스키드의 단부에 구비되어 상기 드론 본체와 스키드가 선택적으로 고정되도록 하는 고정부;
상기 고정부의 하부에 구비되는 제1프레임부;
상기 제1프레임부의 하부에 구비되는 제2프레임부;
상기 제1프레임부와 제2프레임부 사이에 구비되어, 상기 제2프레임부가 회동될 수 있도록 하는 폴딩부;
상기 제2프레임부의 일측에 구비되어 상기 드론 본체에 추진력을 발생시키도록 하는 수중추진장치; 및
상기 제2프레임부의 하부에 구비되어 상기 드론 본체가 수면 아래로 잠기지 않도록 부력을 제공하는 지지플레이트;를 포함하여,
상기 드론 본체의 수상 착륙 시, 상기 제2프레임부가 회동하여 상기 제1프레임부와 일직선을 이루도록 하고, 상기 드론 본체의 수상 이동 시, 상기 제2프레임부가 회동하여 상기 수중추진장치의 적어도 일부가 수면 하부에 위치하도록 하는 것을 특징으로 하는 수륙양용 드론.
제1항에 있어서,
상기 폴딩부에 구동력을 제공하는 폴딩모터;
상기 수중추진장치에 구동력을 제공하는 추력모터; 및
사용자의 단말기로부터 제어신호를 수신하여 상기 드론본체와 폴딩모터와 추력모터를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수륙양용 드론.
제2항에 있어서,
상기 스키드의 일측에 구비되어, 물의 온도를 측정하는 제1센서; 및
상기 스키드의 일측에 구비되어, 물의 산소포화도를 측정하는 제2센서;를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 제1센서 및 제2센서에서 측정된 정보를 상기 사용자의 단말기로 송신하는 것을 특징으로 하는 수륙양용 드론.
제2항에 있어서,
상기 스키드는,
제1수중추진장치;를 구비하고, 상기 드론 본체의 일측에 결합되는 제1스키드; 및
제2수중추진장치;를 구비하고, 상기 드론 본체의 타측에 결합되는 제2스키드;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제1수중추진장치와 제2수중추진장치의 출력을 각각 제어하여, 상기 드론 본체가 이동하는 방향을 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 수륙양용 드론.
제1항에 있어서,
상기 지지플레이트는, 단면이 반원으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수륙양용 드론.