KR20230030201A - 비행 연습용 드론 스테이션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초보 운용자가 드론의 비행 연습을 수행할 때 드론의 몸체에 연결되어 추락 또는 착륙시 바닥에 안정적으로 착륙하여 드론에 작용하는 충격을 최소화하고 드론의 파손을 방지할 수 있도록 한 비행 연습용 드론 스테이션에 관한 것으로,
지면에 안착되는 사각 형상의 베이스(11)와, 드론(50)과의 충돌시 드론(50)이 손상되지 않도록 탄성체로 이루어지며 베이스(11)로부터 일정 정도 상측으로 이격되게 배치되는 상판(12)과, 베이스(11)와 상판(12)을 연결하는 복수의 지지대(14)로 이루어진 착륙부재(10); 베이스(11)의 중앙에 설치되는 고정부재(22)와, 하단부가 고정부재(22)에 고정 설치되는 수직 방향의 지지기둥(21)을 포함하는 지지부재(20); 및 드론(50)이 고정 설치되며 지지기둥(20)의 상단 부분에 360도 회동 가능하게 연결되는 드론고정판(30);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

비행 연습용 드론 스테이션{Drone Station for Flight Training}

본 발명은 비행 연습용 드론 스테이션에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초보 운용자가 드론의 비행 연습을 수행할 때 드론의 몸체에 연결되어 추락 또는 착륙시 바닥에 안정적으로 착륙하여 드론에 작용하는 충격을 최소화하고 드론의 파손을 방지할 수 있도록 한 비행 연습용 드론 스테이션에 관한 것이다.

드론(Drone)은 조종사가 탑승하지 않는 무인/원격 조종이 가능한 비행장치로서, 본체에 복수의 회전날개가 구비되어 회전날개의 회전에 따라 상승, 하강 및 전후좌우 이동이 가능하도록 구성되어 있다.

이러한 드론은 원격탐지장치, 위성 제어장치 등 최첨단 장비를 갖추고 사람이 접근하기 힘든 곳이나 위험지역 등에 투입되어 정보를 수집하거나 특수 임무를 수행하거나, 취미활동이나 카메라 영상 촬영 등 매우 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 이러한 드론은 활용 목적에 따라 대형 비행체부터 초소형 비행체까지 다양한 모델들이 개발되고 있다.

또한 개인의 취미활동용으로 개발된 드론도 큰 인기를 모으고 있으며 점차 대중화되어 주변에서 초등생들이 조작하는 것도 쉽게 볼 수 있으며 초등학생의 방과후 수업과정에 편입되어 드론 교육을 하는 등 그 활용범위는 점점 커지고 있다.

통상적으로 드론은 도 1에 도시된 바와같이, GPS정보를 송수신하는 GPS안테나와 이들 각각에 전원을 공급하는 배터리 및 원격제어장치와의 송수신 가능한 무선 송수신기를 구비한 본체(110)와, 본체를 승강시키고 이동시킬 수 있도록 정회전 또는 역회전 하는 복수의 회전날개(120)와, 본체(110)로부터 방사상으로 연장되는 복수의 연장 아암(115)과, 회전날개(120)를 각각 회전 구동하도록 연장아암(115)의 선단에 배치되는 복수의 로터(125)를 포함하고 있다.

이러한 종래의 드론은 원격제어장치를 통한 운용자의 조작 신호를 무선으로 받아 직접 목적지까지 안전하게 도착하도록 수동으로 운용되는 것이 일반적이다.

그러나 수동으로 운용되는 드론은, 운용자의 조작 미숙으로 인해 멀리 날아가 충돌하거나 추락하는 등의 사고가 발생할 수 있으며, 드론의 추락은 파손 자체로 인한 경제적 피해 뿐 아니라 대인 및 대물의 충돌에 의한 사회적 피해의 위험성도 크게 된다.

이러한 드론의 충돌, 추락에 의한 경제적, 사회적 피해를 최소화하기 위해서는 안정적인 운용 방안이 필요하고, 운용자의 조작 기술을 능숙하게 높이기 위한 교육이 더욱 중요해진다. 이로부터 여러 기관이나 단체에서는 드론의 비행조작 기술을 교육하고 있는데, 무선으로 조작되는 무선비행체인 드론을 초보자인 교육생들이 능숙하게 조작하기 어려워, 조작 미숙 등으로 인해 바닥에 충돌하거나 추락하여 파손되는 문제점이 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 복수의 국내특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 베이스; 상기 베이스 상측에 구비되는 제1회전조인트; 상기 회전조인트에 일단이 회전 자유롭게 연결되는 링크; 상기 링크의 타단에 부착되는 드론 부착을 위한 어뎁터;를 포함하며, 조작부를 통해 무선으로 조작하는 드론을 지상 위 일정 범위의 영역에 유지하도록 할 수 있어 드론의 조작이 능숙하지 못한 초보자인 교육생들이 드론을 비행 범위에서 이탈하지 않게 제한하여, 초보자인 다수의 교육생들이 드론의 조작 기술을 안전하고 원활하게 습득할 수 있고, 링크를 이용하여 드론을 지상 위 일정 위치에 정지시킴으로써 추락에 의한 드론 파손을 방지할 수 있는 드론 비행 연습장치 및 이를 이용한 놀이기구를 개시하고 있다.

특허문헌 2는, 하나 이상의 레이싱 서킷을 포함하는 드론 비행 연습 및 레이싱 시스템에 있어서, 상기 레이싱 서킷에 설치되며, 통신 모듈을 포함하고, 드론의 움직임을 감지하는 하나 이상의 센서부; 상기 레이싱 서킷에 설치되고, 엘이디를 포함하며, 상기 엘이디의 점등 및 소등을 수행하는 하나 이상의 엘이디부; 상기 레이싱 서킷에 설치되며, 상기 드론의 움직임을 촬영하는 하나 이상의 카메라부;및 상기 레이싱 서킷에서 상기 드론이 움직일 코스 및 최종 목적지 중 적어도 하나를 설정하는 코스 설정부;를 포함하며, 레이싱 서킷에서 드론이 움직일 코스 및 최종 목적지 중 적어도 하나를 설정하고, 설정한 코스 및 최종 목적지 중 적어도 하나를 레이싱 서킷에 기 설치된 센서부 및 엘이디부를 이용하여 구현할 수 있는 드론 비행 연습 및 레이싱 시스템을 개시하고 있다.

KR 10-2018-0128816 A KR 10-1842159 B1

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 초보 운용자가 드론의 비행 연습을 수행할 때 드론의 몸체에 연결되어 추락 또는 착륙시 바닥에 안정적으로 착륙하여 드론에 작용하는 충격을 최소화하고 드론의 파손을 방지할 수 있도록 한 비행 연습용 드론 스테이션을 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명은 비행 연습 중인 드론을 안전하게 착륙시킴과 아울러 착륙시 발생하는 충격량을 감지하여 성적화함으로써 드론의 비행 연습에 따른 성과를 직접 확인할 수 있도록 한 비행 연습용 드론 스테이션을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지면에 안착되는 사각 형상의 베이스와, 고리 형상으로 형성되며 베이스로부터 일정 정도 상측으로 이격되게 배치되는 상판과, 드론과의 충돌시 드론이 손상되지 않도록 탄성체로 형성되어 상판에 설치되는 고리 형상의 완충부재 및 베이스와 상판을 연결하는 복수의 지지대로 이루어진 착륙부재; 베이스의 중앙에 설치되는 고정부재와, 하단부가 고정부재에 고정 설치되는 수직 방향의 지지기둥을 포함하는 지지부재; 및 드론이 고정 설치되며 지지기둥의 상단 부분에 360도 회동 가능하게 연결되는 드론고정판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 비행 연습용 드론 스테이션에 따르면, 상기 지지기둥은 구면베어링을 포함하며 길이 방향 중간 부분에 배치되는 제1관절부와, 구면베어링을 포함하며 드론고정판과의 연결부에 배치되어 드론고정판이 360도 회동할 수 있도록 하는 제2관절부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 비행 연습용 드론 스테이션에 따르면, 상기 지지기둥과 지지대는 탄소섬유봉으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 비행 연습용 드론 스테이션에 따르면, 상기 드론고정판의 상면 또는 베이스의 저면 중 적어도 일측에는 충격완화용 완충재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 비행 연습용 드론 스테이션에 따르면, 상기 기둥부재에 충격 센서가 구비되어 지면으로 착륙시 발생하는 충격량에 따라 착륙성적을 점수화하는 것을 특징으로 한다,

본 발명의 비행 연습용 드론 스테이션은 초보자가 드론의 비행 연습을 수행할 때 드론의 하부에 설치되어 드론이 추락하거나 드론을 착륙시킬 때 착륙부재가 바닥에 안정적으로 착륙하도록 함으로써, 드론의 추락 또는 드론의 착륙 과정에서 드론에 작용하는 충격이 완화되어 드론의 파손이 방지하게 되고, 드론의 비행 연습에 필요한 비용을 절감할 수 있게 되는 효과가 있다.

특히, 드론이 설치되는 드론고정판이 연결되는 지지기둥에 제1관절부와 제2관절부가 구비되어 드론이 추락하거나 드론을 착륙시킬 때 제1관절부가 접혀지거나 드론고정판이 제2관절부를 중심으로 회동함으로써 드론고정판에 설치된 드론에 작용하는 충격을 최소화하게 되므로, 운용자의 실수로 인해 드론이 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또, 본 발명의 비행 연습용 드론 스테이션에 따르면, 지지기둥과 지지대가 탄소섬유봉으로 이루어짐에 따라 제품이 경량화되어 드론의 비행이 원활하게 이루어지는 효과가 있다,

또한, 본 발명의 비행 연습용 드론 스테이션에 따르면, 드론고정판 또는 베이스에 충격완화용 완충재가 구비됨에 따라 드론의 추락 또는 착륙과정에서 착륙부재에 작용하는 충격이 드론으로 그대로 전달되지 않게 되어 연습용 드론의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 비행 연습용 드론 스테이션에 따르면, 기둥부재에 구비된 충격센서를 이용하여 드론을 착륙시키는 과정에서 발생하는 충격량을 감지한 후 이를 점수화함으로써 드론 연습의 신뢰성 및 효율성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 드론을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 비행 연습용 드론 스테이션이 도시된 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 비행 연습용 드론 스테이션의 분해도.
도 4는 본 발명의 비행 연습용 드론 스테이션에 드론이 연결된 모습을 나타낸 참고도.
도 5는 본 발명의 비행 연습용 드론 스테이션에 연결된 드론이 기울어진 모습을 나타낸 참고도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 비행 연습용 드론 스테이션에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.

그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한, 도 2는 본 발명에 따른 비행 연습용 드론 스테이션이 도시된 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 비행 연습용 드론 스테이션의 분해도이며, 도 4는 본 발명의 비행 연습용 드론 스테이션에 드론이 연결된 모습을 나타낸 참고도이고, 도 5는 본 발명의 비행 연습용 드론 스테이션에 연결된 드론이 기울어진 모습을 나타낸 참고도이다.

본 발명에 의한 비행 연습용 드론 스테이션은 도 2와 3에 도시된 바와 같이, 지면에 안착되는 사각 형상의 베이스(11)와, 고리 형상으로 형성되며 베이스(11)로부터 일정 정도 상측으로 이격되게 배치되는 상판(12)과, 드론(50)과의 충돌시 드론(50)이 손상되지 않도록 탄성체로 형성되어 상판(12)에 설치되는 고리 형상의 완충부재(13) 및 베이스(11)와 상판(12)을 연결하는 복수의 지지대(14)로 이루어진 착륙부재(10)와; 베이스(11)의 중앙에 설치되는 고정부재(22)와, 하단부가 고정부재(22)에 고정 설치되는 수직 방향의 지지기둥(21)을 포함하는 지지부재(20)와; 드론(50)이 고정 설치되며 상기 지지기둥(20)의 상단 부분에 360도 회동 가능하게 연결되는 드론고정판(30);을 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 드론(50)은 도 4와 5에 도시된 바와 같이, 상기 드론고정판(30)에 고정 설치되는 본체(51)와, 복수의 회전날개(52) 및 본체(51)에 연결된 아암의 선단에 설치되어 회전날개(52)를 각각 독립적으로 회전 구동하기 위한 복수의 로터(53)를 포함하고 있다. 이에 따라, 회전날개(52)를 정회전 또는 역회전시켜 드론(50)을 비행시키거나 이륙 또는 착륙시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 베이스(11)는 전후방향을 따라 일정 정도 이격되게 배치되는 한 쌍의 사각바와 좌우방향을 따라 일정 정도 이격되게 배치되는 다른 한 쌍의 사각바가 접합되어 이루어지는 것으로, 사각바가 연결되는 모서리 부분의 안쪽에 상기 지지대(14)의 하단부가 고정된다. 이때, 상기 지지부재(20)의 고정부재(22)가 설치될 수 있도록 베이스(11)의 중간 부분에는 일정 정도 이격되게 배치되는 한 쌍의 크로스바(15)가 구비되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 베이스(10)의 크로스바(15)에 지지부재(20)의 고정부재(22)를 안정적으로 설치할 수 있게 된다.

여기서, 상기 지지기둥(21)은 구면베어링을 포함하며 길이 방향 중간 부분에 배치되는 제1관절부(23)와, 구면베어링을 포함하며 드론고정판(30)과의 연결부에 배치되어 드론고정판(30)이 360도 회동할 수 있도록 하는 제2관절부(24)를 구비하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 지지기둥(21)의 상단 부분은 고정부재(22)에 고정된 하단 부분에 대하여 360도 전방향으로 회동할 수 있게 되고, 상기 드론고정판(30)은 지지기둥(21)의 상단 부분에 대하여 360도 전방향으로 회동할 수 있게 된다. 그리고, 상기 지지기둥(21)은 고정부재(22)에 승강 가능하게 설치됨으로써 지지기둥(21)의 상단에 연결되는 드론고정판(30)의 높이를 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 지지기둥(21)과 지지대(14)는 탄소섬유봉으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 베이스(11)와 상판(12) 역시 탄소섬유로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. 이는 드론(50)에 가해지는 드론 스테이션의 하중을 최소화하기 위한 것으로, 대부분의 드론(50)이 5㎏ 이하의 화물을 운송할 수 있는 것을 고려할 때 드론 스테이션 전체의 하중은 2㎏ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 그리고, 드론(50)을 비행시킬 때의 높이는 드론 스테이션이 하중과 낙하에 따른 충격 등을 감안하여 바닥으로부터 30㎝ 이하의 높이로만 비행시키는 것이 바람직하다.

또, 상기 드론고정판(30)의 상면 또는 베이스(11)의 저면 중 적어도 일측에는 충격완화용 완충재가 구비됨으로써, 착륙시 드론(50)에 작용하는 충격을 최소화하여 드론(50)의 파손을 방지하는 것이 바람직하다. 이는 드론(50)을 착륙시키는 과정에서 드론고정판(30)과 드론(50) 사이에서 발생하는 충격과 베이스(11)와 바닥 사이에서 발생하는 충격을 최소화하기 위한 것이다.

또한, 상기 기둥부재(20), 바람직하게는 상기 지지기둥(21)에 충격 센서가 구비되어 지면으로 착륙시 발생하는 충격량에 따라 착륙성적을 점수화하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 드론(50)의 비행 연습을 수행하는 과정에서 드론(50)이 받는 충격을 최소화하면서 안전하게 착륙시키는 방법을 배울 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 발명의 설명 및 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...착륙부재
11...베이스
12...상판
13...완충부재
14...지지대
15...크로스바
20...지지부재
21...지지기둥
22...고정부재
23...제1관절부
24...제2관절부
30...드론고정판

Claims (5)

1. 지면에 안착되는 사각 형상의 베이스(11)와, 고리 형상으로 형성되며 베이스(11)로부터 일정 정도 상측으로 이격되게 배치되는 상판(12)과, 드론(50)과의 충돌시 드론(50)이 손상되지 않도록 탄성체로 형성되어 상판(12)에 설치되는 고리 형상의 완충부재(13) 및 베이스(11)와 상판(12)을 연결하는 복수의 지지대(14)로 이루어진 착륙부재(10);
   베이스(11)의 중앙에 설치되는 고정부재(22)와, 하단부가 고정부재(22)에 고정 설치되는 수직 방향의 지지기둥(21)을 포함하는 지지부재(20); 및
   드론(50)이 고정 설치되며 상기 지지기둥(20)의 상단 부분에 360도 회동 가능하게 연결되는 드론고정판(30);을 포함하는 것을 특징으로 하는 비행 연습용 드론 스테이션.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지기둥(21)은 구면베어링을 포함하며 길이 방향 중간 부분에 배치되는 제1관절부(23)와, 구면베어링을 포함하며 드론고정판(30)과의 연결부에 배치되어 드론고정판(30)이 360도 회동할 수 있도록 하는 제2관절부(24)를 구비하는 것을 특징으로 하는 비행 연습용 드론 스테이션.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 지지기둥(21)과 지지대(14)는 탄소섬유봉으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비행 연습용 드론 스테이션.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 드론고정판(30)의 상면 또는 베이스(11)의 저면 중 적어도 일측에는 충격완화용 완충재가 구비되는 것을 특징으로 하는 비행 연습용 드론 스테이션.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 기둥부재(20)에 충격 센서가 구비되어 지면으로 착륙시 발생하는 충격량에 따라 착륙성적을 점수화하는 것을 특징으로 하는 비행 연습용 드론 스테이션.

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