KR20230060382A - 다량의 버블 생성가능한 드론 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다량의 버블 생성가능한 드론에 관한 것으로, 하강 기류에 의해 부양력 및/또는 추력을 얻는 추진체가 탑재된 드론에서도 다량의 버블과 레이저를 연속적으로 분사 및 방출하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 드론 몸체의 하부에 회전 가능하게 설치되어 제어부의 제어신호에 의해 드론 몸체의 하부에서 회전하면서 다량의 버블을 연속 분사하는 버블 생성부, 버블 생성부의 상부 또는 일측부에 회전 가능하게 설치되어 제어부의 제어신호에 의해 드론 몸체의 하부에서 회전하면서 다양한 컬러의 레이저를 방출하는 레이저 발생부, 버블 생성부의 상부 또는 일측부에 설치되며 제어부의 제어신호에 의해 구동되어 버블 생성부 및 레이저 발생부에 회전 동력을 제공하는 회전모터, 및 버블 생성부와 레이저 발생부 및 회전모터와 전기적으로 연결되어 기설정된 시나리오 또는 원격 제어신호에 따라 버블 생성부와 레이저 발생부 및 회전모터의 동작을 전체적으로 제어하는 제어부를 포함하여, 기체 이동에 의한 바람 또는 하강 기류 등에 의해서도 버블이 파괴되지 않고 효과적인 버블과 레이저 공연을 수행할 수 있게 한다.
이를 위하여 본 발명은 드론 몸체의 하부에 회전 가능하게 설치되어 제어부의 제어신호에 의해 드론 몸체의 하부에서 회전하면서 다량의 버블을 연속 분사하는 버블 생성부, 버블 생성부의 상부 또는 일측부에 회전 가능하게 설치되어 제어부의 제어신호에 의해 드론 몸체의 하부에서 회전하면서 다양한 컬러의 레이저를 방출하는 레이저 발생부, 버블 생성부의 상부 또는 일측부에 설치되며 제어부의 제어신호에 의해 구동되어 버블 생성부 및 레이저 발생부에 회전 동력을 제공하는 회전모터, 및 버블 생성부와 레이저 발생부 및 회전모터와 전기적으로 연결되어 기설정된 시나리오 또는 원격 제어신호에 따라 버블 생성부와 레이저 발생부 및 회전모터의 동작을 전체적으로 제어하는 제어부를 포함하여, 기체 이동에 의한 바람 또는 하강 기류 등에 의해서도 버블이 파괴되지 않고 효과적인 버블과 레이저 공연을 수행할 수 있게 한다.
Description
본 발명은 다량의 버블 생성가능한 드론에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다량의 버블과 레이저를 연속적으로 분사 및 방출하면서 회전모터에 의해 드론 몸체를 중심으로 수평 또는 수직 회전할 수 있게 하여 드론 몸체의 주변으로 다량의 버블과 레이저를 자유롭게 분사할 수 있도록 함으로써 기체(機體)의 이동에 의한 바람 또는 하강 기류 등에 의해서도 버블이 파괴되지 않고 효과적인 분사가 가능하게 하여 하강 기류에 의해 부양력 및/또는 추력을 얻는 추진체가 탑재된 드론에 의해서도 효과적인 버블과 레이저 공연을 수행할 수 있게 하며, 필요에 따라 버블액에 방재용 약제나 식물 재배 등에 필요한 보충제나 물 등의 부가물을 추가하여 약제나 보충제나 수분 등을 분사할 수 있도록 함으로써 방재용도나 식물재배 등도 가능하게 하는 다량의 버블 생성가능한 드론에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 드론 공연은 지상의 관제센터나 드론에서 레이저 빔이나 엘이디 빔을 방출하면서 버블이나 연무 등의 특수효과 물질을 공중에 흩뿌려 빛의 난반사를 발생시키고 시각적인 효과를 더하여 공연효과를 향상시킬 수 있게 되는데, 이를 위해서는 지상의 관제센터나 드론에서 빔 프로젝트 등을 이용하여 엘이디 빔 또는 레이저 빔을 방출하면서 동시에 별도의 버블 생성기나 연무 생성기 등을 이용하여 버블이나 연무를 발생시켜 빔의 광로 상에 흩뿌려 줌으로써 레이저 빔이나 엘이디 빔의 광 입자가 버블이나 연무 등에 의해 산란되게 하여 빛의 난반사를 발생시키게 된다.
그러나 이와 같은 버블 등의 특수효과물질을 이용하는 공연의 경우 비행중인 드론에서 버블을 생성하여 전면으로 방출하게 되면 드론의 상승 또는 이동에 의해 하방으로 발생되는 바람 또는 기류 등에 의해 버블이 파괴되거나 흐트러지게 되어 드론 공연 효과가 저하될 수 있으며, 특히 버블을 하방으로 방출하기 위하여 버블 생성기를 세우게 되면 버블액이 유출되어 드론의 하방으로 버블을 분사 또는 방출할 수 없는 단점이 있었다. 그리고 지상에 구비된 버블 생성기에서 버블을 생성하여 상공으로 쏘아 올리는 경우 버블 생성기에서 발생된 버블은 바람 또는 기류 등에 의해 원하지 않는 방향으로 분산되어 버리거나 중력에 의하여 지상으로 쉽게 가라앉아 버리기 때문에 다량의 버블을 분사함에도 불구하고 그에 합당한 공연효과를 발생시키지 못하는 단점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 다량의 버블과 레이저를 연속적으로 분사 및 방출 가능한 버블 분무 노즐과 레이저 발생부를 드론 몸체의 하부에 설치하고 회전모터에 의해 드론 몸체를 중심으로 자유롭게 수평 및 수직 회전할 수 있도록 인젝터를 설치하여 버블액이 흘러내리지 않고 드론 몸체의 주변으로 다량의 버블과 레이저를 자유롭게 분사할 수 있도록 함으로써 기체(機體)의 이동에 의한 바람 또는 하강 기류 등에 의해서도 버블이 파괴되지 않고 효과적으로 분사될 수 있게 하여 하강 기류에 의해 부양력 및/또는 추력을 얻는 추진체가 탑재된 드론에 의해서도 효과적인 버블과 레이저 공연을 수행할 수 있게 하며, 필요에 따라 버블액에 방재용 약제나 식물 재배에 필요한 보충제나 물 등의 부가물을 추가하여 약제나 보충제나 수분 등을 분사할 수 있도록 함으로써 방재용도나 식물재배 등도 가능하게 하는 다량의 버블 생성가능한 드론을 제공하고자 하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 드론 몸체의 하부에 회전 가능하게 설치되어 제어부의 제어신호에 의해 드론 몸체의 하부에서 회전하면서 다량의 버블을 연속 분사하는 버블 생성부, 버블 생성부의 상부 또는 일측부에 회전 가능하게 설치되어 제어부의 제어신호에 의해 드론 몸체의 하부에서 회전하면서 다양한 컬러의 레이저를 방출하는 레이저 발생부, 버블 생성부의 상부 또는 일측부에 설치되며 제어부의 제어신호에 의해 구동되어 버블 생성부 및 레이저 발생부에 회전 동력을 제공하는 회전모터, 및 버블 생성부와 레이저 발생부 및 회전모터와 전기적으로 연결되어 기설정된 시나리오 또는 원격 제어신호에 따라 버블 생성부와 레이저 발생부 및 회전모터의 동작을 전체적으로 제어하는 제어부를 포함하는, 다량의 버블 생성가능한 드론이다.
본 발명에 의하면, 다량의 버블과 레이저를 연속적으로 분사 및 방출 가능한 버블 분무 노즐과 레이저 발생부를 드론 몸체의 하부에 설치하고 이들을 회전모터에 의해 드론 몸체를 중심으로 자유롭게 360도 수평 회전 또는 드론 몸체의 하방측으로 수직 회전 가능하게 하므로, 드론 몸체의 주변으로 다량의 버블과 레이저를 자유롭게 분사 및 발생할 수 있게 되어 기체(機體)의 이동에 의한 바람 또는 하강 기류 등에 의해서도 버블이 파괴되지 않고 효과적으로 분사할 수 있으며, 이로써 하강 기류에 의해 부양력 및/또는 추력을 얻는 추진체가 탑재된 드론에 의해서도 효과적인 버블과 레이저 공연을 수행할 수 있게 하여 다량의 버블을 필요로 하는 드론공연에서 특수물질 등에 의한 공연효과를 극대화시킬 수 있게 하는 이점을 제공한다.
또한 본 발명에 의하면 버블액에 방재용 약제나 식물 재배 등에 필요한 보충제나 물 등의 부가물을 추가하여 약제나 보충제나 수분 등을 분사할 수 있도록 함으로써 방재용도나 식물재배 등도 가능하게 하는 이점을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 다량의 버블 생성가능한 드론의 전체적인 구성을 예시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 버블생성부의 내부구성을 예시한 개략도이다.
도 3은 도 1의 버블생성부에서 버블 분무 노즐을 구성하는 단위 노즐을 발췌하여 예시한 참고사진이다.
도 4a와 도 4b는 도 1의 버블생성부에서 인젝터의 슬라이드 이동에 의해 버블액이 버블 분무 노즐에 공급되는 동작을 설명하기 위하여 예시한 인젝터의 작동상태도이다.
도 2는 도 1의 버블생성부의 내부구성을 예시한 개략도이다.
도 3은 도 1의 버블생성부에서 버블 분무 노즐을 구성하는 단위 노즐을 발췌하여 예시한 참고사진이다.
도 4a와 도 4b는 도 1의 버블생성부에서 인젝터의 슬라이드 이동에 의해 버블액이 버블 분무 노즐에 공급되는 동작을 설명하기 위하여 예시한 인젝터의 작동상태도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 다량의 버블 생성가능한 드론의 구성과 동작 및 그에 의한 작용 효과를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 다량의 버블 생성가능한 드론의 전체적인 구성을 예시한 사시도로서, 본 발명에 따른 다량의 버블 생성가능한 드론은 드론 몸체(10)의 하부에 회전 가능하게 설치되는 버블 생성부(100), 버블 생성부(100)의 하우징 상부에 버블 생성부(100)와 일체로 회전 가능하게 설치되는 레이저 발생부(200), 버블 생성부(100)에 회전 동력을 제공하는 회전모터(300), 및 기설정된 시나리오 또는 원격 제어신호에 따라 버블 생성부(100)와 레이저 발생부(200) 및 회전모터(300)의 동작을 전체적으로 제어하는 제어부(400)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 본 발명이 적용될 수 있는 드론은 드론몸체의 내부에 원격 비행 또는 자율 비행을 위한 비행 제어 모듈, 원격 송수신 모듈, 카메라 모듈, GPS 모듈, 자이로 센서, 전원 공급모듈, 및 키입력 모듈 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 이러한 드론의 각 구성요소는 공연장 상공에서의 비행이 용이하도록 구현되는 비행체 모형의 하우징 내에 모두 탑재되어 설치될 수 있다.
버블 생성부(100)는 드론 몸체(10)의 하부에 회전 가능하게 설치되어 제어부(400)의 제어신호에 의해 드론 몸체(10)의 하부에서 회전하면서 다량의 버블을 연속 분사한다. 이러한 버블 생성부(100)는 예를 들면 드론 몸체(10)의 측방에서 하방으로 수직회전(예를 들면 0~ 90°범위로 수직회전)하면서 동시에 전후좌우 방향으로 자유롭게 360도 수평 회전 가능하게 설치된다.
레이저 발생부(200)는 버블 생성부(100)의 상부 또는 일측부에 회전 가능하게 설치되어 제어부(400)의 제어신호에 의해 드론 몸체의 하부에서 회전하면서 다양한 컬러의 레이저를 방출한다. 이러한 레이저 발생부(200)도 버블 생성부(100)와 마찬가지로 예를 들면 드론 몸체(10)의 측방에서 하방으로 수직회전(예를 들면 0~ 90°범위로 수직회전)하면서 동시에 전후좌우 방향으로 자유롭게 360도 수평 회전 가능하게 설치된다.
회전모터(300)는 버블 생성부(100)의 상부 또는 일측부에 설치되며, 제어부(400)의 제어신호에 의해 구동되어 상기 버블 생성부(100) 및 레이저 발생부(200)에 회전 동력을 제공한다. 이러한 회전모터(300)는 드론몸체(10)에 탑재된 전원공급장치로부터 전원을 공급받거나 또는 별도로 구비된 전원공급장치로부터 전원을 공급받도록 구성될 수도 있다.
제어부(400)는 버블 생성부(100)의 상부 또는 일측부에 설치되며 버블 생성부(100)와 레이저 발생부(200) 및 회전모터(300)와 전기적으로 연결되어 기설정된 시나리오 또는 원격 제어신호에 따라 상기 버블 생성부(100)와 레이저 발생부(200) 및 회전모터(300)의 동작을 전체적으로 제어한다. 이러한 제어부(400)는 통신 인터페이스를 구비하여 드론몸체(10)에 탑재된 주제어부와의 연동을 통해 또는 외부 기기와의 통신을 통해 기설정된 시나리오 또는 원격 제어신호를 수신할 수 있다.
도 2는 도 1의 버블생성부의 내부 구성을 예시한 개략도이고, 도 3은 도 1의 버블생성부에서 버블 분무 노즐을 구성하는 단위 노즐을 발췌하여 예시한 참고사진이며, 도 4a와 도 4b는 도 1의 버블생성부에서 인젝터의 슬라이드 이동에 의해 버블액이 버블 분무 노즐에 공급되는 동작을 설명하기 위하여 예시한 인젝터의 작동상태도로서, 본 발명의 공연용 드론에 설치되는 버블 생성부(100)는 하우징 몸체(110), 버블 분무 노즐(120), 인젝터(130), 엑추에이터(140), 송풍기(150), 버블액 저장부(160), 및 공급용 펌프(170)를 포함하여 일실시 형태로 구성될 수 있으며, 회수용 펌프(180)를 더 포함하여 다른 실시 형태로 구성될 수도 있다.
하우징 몸체(110)는 버블 생성부(100)를 구성하는 요소들을 그 내부에 전체적으로 내장할 수 있는 내부 공간을 형성하는 형태의 케이스로서, 전방 캡(111), 후방 캡(112)으로 구성된다.
전방 캡(111)은 인젝터 설치를 위한 내부 공간이 마련되고 전면부에는 외부로 버블을 분무할 수 있도록 버블 분무 노즐(120)이 설치되며 후면부는 개방되어 후방 캡이 결합 또는 분리 가능하도록 형성된다. 후방 캡(112)은 엑추에이터 설치를 위한 내부 공간과 액추에이터 거치대(115)가 구비되고 후면부에는 외부 공기를 내부로 유입시키는 환기구(112a)가 형성되며, 전면부는 개방되어 상기 전방 캡(111)의 후면부와 결합된다.
이러한 구성의 하우징 몸체(110)의 양측 내벽에는 서로 대향하면서 평행하게 쌍을 이루는 거치대 안내레일(114)이 길이방향으로 설치되어 후술될 인젝터 거치대의 전후방 슬라이드 이동을 안내한다. 이를 위하여 거치대 안내레일에는 인젝터 거치대의 슬라이드 이동을 안내하기 위한 안내홈이 길이방향으로 형성될 수 있고, 인젝터 거치대는 거치대 안내레일의 안내홈을 따라 이동 가능하게 고정 및 거치되기 위한 안내돌기가 형성될 수 있다.
또한 이러한 하우징 몸체(110)는 버블 분무 노즐(120)에서 분무되지 못하고 하부로 흘러내리는 잔여 버블액을 포집하기 위한 잔여액 포집부(113)가 하부 일측에는 더 형성될 수 있다. 이러한 잔여액 포집부(113)는 버블액 회수용 배관을 통해 후술될 버블액 저장부와 연결되며, 버블 분무 노즐(120)이 설치되는 전방 캡(111)의 하부에 설치되는 것이 바람직하다.
버블 분무 노즐(120)은 하우징 몸체(110)를 구성하는 전방 캡(111)의 전면부에 설치되어 다량의 버블을 분무한다. 이러한 버블 분무 노즐(120)은 도 3의 참고사진에 예시된 바와 같이 노즐 분사구(121)의 중심부에 인젝터의 노즐 터치부와의 접촉을 위한 터치블록(122)이 형성되고 터치블록(122)의 둘레에 방사상으로 다수 개의 버블 생성링(123)이 균등 간격으로 이격되게 연설되어, 인젝터에서 공급되는 버블액을 다수 개의 버블 생성링(123)을 통해 전방으로 분무할 수 있게 된다. 이러한 버블 분무 노즐(120)은 하우징 몸체(110) 전방 캡(111)의 전면부에 방사상으로 균등하게 이격 배치되는 복수 개의 단위 노즐이 조합된 형태의 노즐 어레이로 구성될 수 있다.
인젝터(130)는 하우징 몸체(110)의 전방 캡(111) 내측에 설치되되 버블 분무 노즐(120)의 후방측에 설치되어 버블 생성을 위한 버블액을 버블 분무 노즐(120)에 공급한다. 이러한 인젝터(130)는 도 2에 예시된 바와 같이 거치대 안내레일(114)을 타고 이동 가능한 인젝터 거치대(136)에 의해 거치 및 지지되어 하우징 몸체(110)의 내측에서 전후방 슬라이드 이동 가능하게 설치된다. 이러한 인젝터(130)는 도 4a 및 도 4b에 예시된 바와 같이 실린더 몸체(131), 선회유로(133), 개폐블록(134), 및 노즐 터치부(135)를 포함하여 구성될 수 있다.
실린더 몸체(131)는 인젝터 거치대(136)에 의해 움직이지 않게 고정되는 원통형 몸체로 이루어지며, 원통형 몸체의 중심부에는 센터홀(131a)이 형성되고 센터홀(131a)의 내부에는 실린더 로드(132)가 실린더 몸체(131)의 길이방향을 따라 전후진 슬라이드 이동 가능하게 삽입된다. 이러한 실린더 로드(132)는 후단부에 탄성 스프링(132a)이 결합되어 실린더 로드(132)의 선단부에서 후방측으로 압력이 가해지면 탄성 스프링(132a)이 압축되면서 후방측으로 밀리도록 구성되고, 반대로 실린더 로드(132)의 선단부에서 후방측으로 가해지는 압력이 해제되면 탄성 스프링(132a)의 복원력에 의해 다시 원위치되도록 구성된다.
또한 실린더 몸체(131)의 선단부 내측에는 실린더 로드(132)의 선단부 노출 및 버블액 토출을 위한 선단부 토출구(131b)가 센터홀(131a)에서 연설되어 형성된다.
선회유로(133)는 버블액을 공급하기 위한 유로로서, 실린더 몸체(131)의 내부 일측에 길이방향으로 형성되되 상기 센터홀(131a)과는 분리되어 형성되고 유로의 일측 단부는 실린더 몸체(131)의 후단부에서 버블액 공급용 배관을 통해 버블액 저장부와 연결되고 유로의 다른측 단부는 센터홀(131a)의 선단부와 합류하도록 형성되어 선단부 토출구(131b) 측으로 버블액을 공급한다.
개폐블록(134)은 센터홀(131a)에 긴밀하게 삽입 가능한 원통블록으로서 실린더 로드(132) 상에 설치되어 실린더 로드와 일체로 센터홀 내부를 전후진 슬라이드 이동하며, 이러한 개폐블록(134)의 전후진 슬라이드 이동에 의해 선회유로(133)가 합류하는 센터홀(131a)의 선단부 토출구(131b)가 폐쇄 또는 개방되어 선회유로(133)와 선단부 토출구(131b) 간의 버블액 공급 유로가 단속된다.
노즐 터치부(135)는 버블액을 흡수하여 함유할 수 있도록 다공성 홈을 가지면서도 부드러운 터치가 가능하도록 완충력을 가진 재질로 이루어지며 실린더 로드(132)의 첨단부에 설치되어 개폐블록(134)의 전후진 슬라이드 이동에 의해 선단부 토출구(131b)를 통해 버블액을 공급받고 실린더 로드(132)의 전후진 슬라이드 이동에 의한 버블 분무 노즐(120)의 터치블록(122)과 접촉하여 함유하고 있는 버블액을 버블 분무 노즐(120)에 전달한다.
이러한 인젝터(130)는 버블 분무 노즐(120)이 노즐 어레이로 구성되는 경우 노즐 어레이의 각 단위 노즐에 일대일 대응되게 설치되어 버블액을 각 단위 노즐에 각각 공급하는 복수 개의 단위 인젝터가 조합된 인젝터 어레이로 구성될 수 있다.
엑추에이터(140)는 하우징 몸체(110)의 후방 캡(112) 내측에 별도의 엑추에이터 지지대(115)에 의해 지지되어 설치되되 인젝터(130) 또는 인젝터 어레이를 거치 및 지지하는 인젝터 거치대(136)의 후방측에 설치되며 제어부(400)의 제어신호에 의해 엑추에이터 로드(141)를 동작시켜 인젝터 거치대(136)를 엑추에이터 로드(141)의 행정거리만큼 전방측으로 밀어줌으로써 인젝터(130) 또는 인젝터 어레이의 전후진 슬라이드 이동을 위한 동력을 제공한다. 특히 이러한 엑추에이터(140)는 인젝터(130)를 거치 및 지지하는 인젝터 거치대(136)의 후방측에 엑추에이터 로드(141)가 직접 연결되어 인젝터(130) 또는 인젝터 어레이의 전후방 슬라이드 이동을 위한 동력을 인젝터 거치대(136)에 직접 전달한다.
송풍기(150)는 하우징 몸체(110) 내측의 엑추에이터(140) 후방측에 설치되며 제어부(400)의 제어신호에 의해 동작하여 하우징 몸체(110)의 후방 캡(112)에 형성된 환기구(112a)를 통해 외부 공기를 흡입하고 버블 분무 노즐(120) 및 인젝터(130) 측으로 송풍한다.
버블액 저장부(160)는 버블 생성을 위한 버블액이 저장되어 하우징 몸체(110)의 내부 일측에 고정 설치되고, 버블액의 유출량을 조절하기 위한 유량조절밸브(161)가 하부 일측에 설치되어 제어부(40)의 제어신호에 의해 개폐되며, 버블액 공급용 배관(171)을 통해 인젝터(130)의 선회유로(133)와 연결되어 버블 생성을 위한 버블액을 인젝터로 공급한다. 또한 이러한 버블액 저장부(160)에는 잔여 버블액의 회수를 위한 회수구(162)가 상부 일측에 형성되어 버블액 회수용 배관을 하우징 몸체(110)의 잔여액 포집부(113)에 연결된다. 또한 이러한 버블액 저장부(160)에는 버블액에 방재용 약제나 식물 성장 보충제나 물 등의 부가물을 추가하여 약제나 보충제나 수분 등을 분사할 수 있도록 함으로써 방재용도나 식물재배용도 등에도 사용 가능하게 한다.
공급용 펌프(170)는 정량 펌프로 구성되어 인젝터(130)의 선회유로(133)와 버블액 저장부(160)의 유량조절밸브(161) 사이의 버블액 공급용 배관(171) 상에 설치되며, 제어부(400)의 제어신호에 의해 동작하여 버블 생성을 위한 정량의 버블액을 펌핑하여 인젝터(130)의 선회유로(133)에 공급한다.
회수용 펌프(180)는 잔여액 포집부(113)와 버블액 저장부(160) 사이에 연결되는 버블액 회수용 배관(181) 상에 설치되며, 제어부(400)의 제어신호에 의해 동작하여 잔여액 포집부(113)에 포집된 버블액을 펌핑하여 버블액 저장부(160)의 회수구(162)로 회수시킨다.
이상과 같이 구성되는 본 발명에 따른 다량의 버블 생성가능한 드론에서의 버블 생성 동작 및 그에 의한 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어부(400)에서 드론 몸체(10)의 하부에 설치된 버블 생성부(100)에 제어신호를 공급하게 되면 공급용 펌프(170)가 동작하여 버블액 저장부(160)로부터 유량조절밸브(161)와 버블액 공급용 배관(171)을 통해 인젝터(130)의 선회유로(133) 측으로 정량의 버블액을 공급할 수 있게 된다.
이와 동시에 제어부(400)의 제어신호에 의해 버블 생성부(100)의 엑추에이터(140)가 동작하여 엑추에이터 로드(141)가 전후진 슬라이드 이동하게 되고, 엑추에이터의 동력이 하우징 몸체(110)의 인젝터 거치대(136)에 전달되면서 인젝터 거치대(136)가 거치대 안내레일(114)을 타고 전후진 슬라이드 이동할 수 있게 된다. 이때 인젝터(130)의 실린더 몸체(131)는 선단부 일측이 인젝터 거치대(136)에 의해 고정되어 설치되므로, 인젝터 거치대(136)와 함께 하우징 몸체(110)의 길이방향을 따라 전후진 슬라이드 이동하게 된다.
만약, 제어부(400)의 제어신호가 공급되지 않으면 버블 생성부(100)의 엑추에이터(140)는 동작하지 않게 되므로 인젝터(130)는 도 4a에 예시된 바와 같이, 실린더 로드(132)의 개폐블록(134)은 실린더 몸체(131)의 선단부 측으로 작용하는 탄성 스프링(132a)의 복원력에 의해 실린더 몸체(131)의 선단부 측으로 밀리게 되면서 개폐블록(134)에 의해 선단부 토출구(131b) 및 선회유로(133)가 폐쇄된 상태를 유지하게 된다.
이후 제어부(400)의 제어신호가 공급되어 엑추에이터 로드(141)가 전진 슬라이드 이동하게 되면 인젝터 거치대(136)가 거치대 안내레일(114)을 타고 전진 이동하게 되므로 인젝터(130)가 버블 분무 노즐(120) 측까지 도달하여 인젝터(130)와 버블 분무 노즐(120)의 접촉이 이루어질 수 있게 된다. 이와 같은 인젝터(130)와 버블 분무 노즐(120) 간의 접촉이 이루어지면 인젝터(130)의 실린더 로드(132) 선단부가 버블 분무 노즐(120)의 터치블록(122)에 접촉하게 되면서 실린더 로드(132)의 선단부에 후방측으로의 압력이 가해지게 된다. 이러한 압력이 가해지면 실린더 로드(132)에 결합된 탄성 스프링(132a)이 압축되면서 도 4b에 예시된 바와 같이 실린더 로드(132)이 실린더 몸체(131)의 내부에서 그 후방측으로 밀리게 되어 슬라이드 이동하게 된다.
이와 같이 실린더 로드(132)가 실린더 몸체(131)의 후방측으로 슬라이드 이동하게 되면, 도 4b에 예시된 바와 같이 실린더 로드(132) 상에 설치된 개폐블록(134)이 하우징 몸체(110)의 길이방향을 따라 후방측으로 함께 슬라이드 이동하게 되면서 선회유로(133)를 타고 센터홀(131a) 측으로 유입된 일정량의 버블액이 실린더 몸체(131)의 선단부 토출구(131b) 측으로 유입될 수 있게 되며, 따라서 선단부 토출구(131b) 측으로 밀린 버블액이 실린더 로드(132) 첨단부에 설치된 노즐 터치부(135)까지 전달되어 노즐 터치부(135)의 다공성 홈에 함유될 수 있게 된다.
이러한 상태에서 인젝터(130)의 노즐 터치부(135)가 버블 분무 노즐(120)의 터치블록(122)과 접촉하게 되면, 노즐 터치부(135)에 함유되어 있던 버블액이 버블 분무 노즐(120)의 터치블록(122) 주변으로 확산되면서 그 둘레의 버블 생성링(123)으로 확산 및 전달될 수 있게 되며, 이때 제어부의 제어신호에 의해 하우징 몸체(110)의 후방측에 설치된 송풍기(150)가 구동되면 외부 공기가 하우징 몸체(110)의 내부로 유입되면서 하우징 몸체(110) 전방의 버블 분무 노즐(120) 측으로 송풍이 이루어지게 되며, 따라서 버블 분무 노즐(120)에서는 다수 개의 버블 생성링(123)에 의해 다량의 버블이 분무될 수 있게 된다.
반대로 엑추에이터 로드(141)가 후진 슬라이드 이동하게 되면 인젝터(130)와 버블 분무 노즐(120)의 접촉이 해제되면서 실린더 로드(132)의 선단부에서 후방측으로 가해지는 압력도 해제되며, 따라서 실린더 로드(132)와 개폐블록(134)은 탄성 스프링(132a)의 복원력에 의해 다시 도 4a와 같은 상태로 원위치되어 버블액의 유출을 방지할 수 있게 된다.
따라서 본 발명에 의한 버블 생성부(100)에서는 엑추에이터(140)의 전후진 슬라이드 이동에 따라 반복적으로 다량의 버블을 연속적으로 분무할 수 있게 된다.
아울러 제어부(400)에서 제어신호가 공급되면, 레이저 발생부(200)에서는 기설정된 시나리오 또는 원격 제어신호에 따라 다양한 컬러의 레이저가 방출되고, 레이저와 다량의 버블에 의한 난반사가 발생되면서 다채로운 형태와 컬러의 공연을 실시할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같이 버블 생성부(100) 및/또는 레이저 발생부(200)가 동작하는 중에 제어부(400)가 회전 모터(300)를 구동하여 버블 생성부(100) 및/또는 레이저 발생부(200)를 측방과 하방 사이에서 수직 회전시키거나 또는 전후좌우 수평방향으로 자유롭게 회전시키게 되면, 버블 생성부(100) 및/또는 레이버 발생부(200)는 드론몸체의 측방에서 하방으로 일정 각도의 범위(예를 들면 0~ 90°범위) 내에서 수직회전하면서 동시에 전후좌우 방향으로 360도 수평 회전할 수 있게 되며, 이로써 본 발명에 의한 공연용 드론에서는 기설정된 시나리오 또는 원격 제어신호에 따라 다양한 컬러로 방출되는 레이저와 다량의 버블에 의해 다채로운 형태와 컬러의 공연을 실시할 수 있게 된다.
한편, 버블 분무 노즐(120)의 터치블록(122) 또는 버블 생성링(123)에 전달된 버블액은 버블액이 갖는 물질적 특성(예를 들면 점성 특성 등)에 의해 그 전체가 완전하게 버블 생성에 사용되지 못하고 그 일부가 분무되지 못한 상태로 하우징 몸체(131)의 하부로 흘러내릴 수 있게 되므로, 이러한 잔여 버블액은 하우징 몸체(131)의 하부 일측에 형성된 잔여액 포집부(113)에 의해 포집될 수 있게 된다. 따라서 상기와 같은 다량의 버블과 레이저에 의한 공연을 수행 중 또는 수행 후에 제어부(400)가 필요에 따라 회수용 펌프(180)를 구동하게 되면 잔여액 포집부(113)에 포집된 잔여 버블액은 버블액 회수용 배관(181)을 통해 버블액 저장부(160)의 회수구(162)로 회수될 수 있게 된다.
이상의 본 발명에 의하면, 다량의 버블을 연속적으로 생성 및 분사 가능한 버블 분사 노즐을 드론 몸체의 하부에 설치하고 버블 분사 노즐이 회전모터에 의해 드론 몸체의 중심축을 기준으로 360도 수평 회전하거나 또는 드론 몸체의 하방측으로 회전 가능하도록 설치(일정량의 버블액과 공기를 연달아 지속적으로 공급하는 인젝터와 송풍기를 이용하여)하여 드론 몸체의 주변으로 다량의 버블을 자유롭게 분사할 수 있도록 함으로써 기체(機體)의 이동에 의한 바람 또는 하강 기류 등에 의해서도 버블이 파괴되지 않고 효과적으로 분사될 수 있게 하여 하강 기류에 의해 부양력 및/또는 추력을 얻는 추진체가 탑재된 드론에 의해서도 효과적인 버블 공연을 수행할 수 있게 하므로 다량 버블이 필요한 특수 형태의 드론 공연에서의 특수물질 등에 의한 공연효과를 극대화시킬 수 있게 한다.
또한 본 발명은 버블액에 방재용 약제나 식물 성장 보충제나 물 등의 부가물을 추가하여 약제나 보충제나 수분 등을 분사함으로써 방재용도나 식물재배 등에도 사용 가능하게 된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 단독 또는 별개의 공급관 및 유압만을 사용하는 것으로 한정되는 것도 아니고, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 드론 몸체 100 : 버블 생성부
110 : 하우징 몸체 111 : 전방 캡
112 : 후방 캡 112a : 환기구
113 : 잔여액 포집부 114 : 거치대 안내레일
115 : 액추에이터 거치대 120 : 버블 분무 노즐
121 : 노즐 분사구 122 : 터치블록
123 : 버블 생성링 130 : 인젝터
131 : 실린더 몸체 131a : 센터홀
131b : 선단부 토출구 132 : 실린더 로드
132a : 탄성 스프링 133 : 선회유로
134 : 개폐블록 135 : 노즐 터치부
140 : 엑추에이터 141 : 엑추에이터 로드
150 : 송풍기 160 : 버블액 저장부
161 : 유량조절밸브 162 : 회수구
170 : 공급용 펌프 171 : 버블액 공급용 배관
180 : 회수용 펌프 181 : 버블액 회수용 배관
200 : 레이저 발생부 300 : 회전모터
400 : 제어부
110 : 하우징 몸체 111 : 전방 캡
112 : 후방 캡 112a : 환기구
113 : 잔여액 포집부 114 : 거치대 안내레일
115 : 액추에이터 거치대 120 : 버블 분무 노즐
121 : 노즐 분사구 122 : 터치블록
123 : 버블 생성링 130 : 인젝터
131 : 실린더 몸체 131a : 센터홀
131b : 선단부 토출구 132 : 실린더 로드
132a : 탄성 스프링 133 : 선회유로
134 : 개폐블록 135 : 노즐 터치부
140 : 엑추에이터 141 : 엑추에이터 로드
150 : 송풍기 160 : 버블액 저장부
161 : 유량조절밸브 162 : 회수구
170 : 공급용 펌프 171 : 버블액 공급용 배관
180 : 회수용 펌프 181 : 버블액 회수용 배관
200 : 레이저 발생부 300 : 회전모터
400 : 제어부
Claims (10)
- 드론 몸체(10)의 하부에 회전 가능하게 설치되어 제어부(400)의 제어신호에 의해 드론 몸체(10)의 하부에서 회전하면서 다량의 버블을 연속 분사하는 버블 생성부(100);
상기 버블 생성부(100)의 상부 또는 일측부에 회전 가능하게 설치되어 제어부(400)의 제어신호에 의해 드론 몸체의 하부에서 회전하면서 다양한 컬러의 레이저를 방출하는 레이저 발생부(200);
상기 버블 생성부(100)의 상부 또는 일측부에 설치되며, 제어부(400)의 제어신호에 의해 구동되어 상기 버블 생성부(100) 및 레이저 발생부(200)에 회전 동력을 제공하는 회전모터(300); 및
상기 버블 생성부(100)와 레이저 발생부(200) 및 회전모터(300)와 전기적으로 연결되어, 기설정된 시나리오 또는 원격 제어신호에 따라 상기 버블 생성부(100)와 레이저 발생부(200) 및 회전모터(300)의 동작을 전체적으로 제어하는 제어부(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다량의 버블 생성가능한 드론. - 제1항에 있어서, 상기 버블 생성부(100)는,
버블 생성부를 전체적으로 둘러 감싸는 하우징 몸체(110);
하우징 몸체(110)의 전면부에 설치되어 다량의 버블을 분무하는 버블 분무 노즐(120);
하우징 몸체(110) 내측의 버블 분무 노즐(120) 후방측에 설치되어 버블 생성을 위한 버블액을 버블 분무 노즐(120)에 공급하는 인젝터(130);
하우징 몸체(110) 내측의 인젝터(130) 후방측에 설치되며 제어부(400)의 제어신호에 의해 동작하여 상기 인젝터(130)의 전후진 슬라이드 이동을 위한 동력을 제공하는 엑추에이터(140);
하우징 몸체(110) 내측의 엑추에이터(140) 후방측에 설치되며 제어부(400)의 제어신호에 의해 동작하여 버블 생성을 위한 공기를 상기 버블 분무 노즐(120) 측으로 공급하는 송풍기(150);
하우징 몸체(110)의 내부 일측에 견고하게 고정되어 설치되며, 버블 생성을 위한 버블액이 저장되고 버블액의 유출량을 조절하기 위한 유량조절밸브(161)가 하부에 설치되는 버블액 저장부(160); 및
상기 인젝터(130)의 후단부와 버블액 저장부(160)의 유량조절밸브(161) 사이에 버블액 공급용 배관(171)을 통해 연결되며, 제어부(400)의 제어신호에 의해 동작하여 버블 생성을 위한 버블액을 펌핑하여 상기 인젝터(130)에 공급하는 공급용 펌프(170);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다량의 버블 생성가능한 드론. - 제2항에 있어서, 상기 버블 분무 노즐(120)은,
상기 하우징 몸체(110)의 전면부에 방사상으로 균등하게 이격 배치되는 복수 개의 단위 노즐이 조합된 노즐 어레이로 구성되고,
상기 인젝터(130)는,
상기 노즐 어레이의 각 단위 노즐에 일대일 대응되게 설치되어 버블액을 각 단위 노즐에 각각 공급하는 복수 개의 단위 인젝터가 조합된 인젝터 어레이로 구성되는 것을 특징으로 하는 다량의 버블 생성가능한 드론. - 제2항에 있어서, 상기 하우징 몸체(110)는,
인젝터 설치를 위한 내부 공간이 마련되고 전면부에 버블 분무 노즐(120)이 설치되며 후면부는 개방되는 전방 캡(111); 및
엑추에이터 설치를 위한 내부 공간이 마련되고 후면부에 외부 공기를 내부로 유입시키는 환기구(112a)가 형성되며 전면부는 개방되어 상기 전방 캡(111)의 후면부와 결합되는 후방 캡(112);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다량의 버블 생성가능한 드론. - 제2항에 있어서, 상기 하우징 몸체(110)는,
버블 분무 노즐(120)에서 분무되지 못하고 하부로 흘러내리는 잔여 버블액을 포집하기 위한 잔여액 포집부(113)가 하부 일측에 형성되고,
상기 잔여액 포집부(113)와 버블액 저장부(160) 사이에 버블액 회수용 배관(181)을 통해 연결되며, 제어부(400)의 제어신호에 의해 동작하여 잔여액 포집부(113)에 포집된 버블액을 펌핑하여 버블액 저장부(160)로 회수시키는 회수용 펌프(180);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다량의 버블 생성가능한 드론. - 제2항에 있어서, 상기 하우징 몸체(110)는,
몸체의 양측 내벽에 상기 인젝터(130)의 전후방 슬라이드 이동을 안내하기 위한 거치대 안내레일(114)이 길이방향으로 설치되되 서로 평행하면서 대향하게 쌍으로 설치되고,
상기 인젝터(130)는,
상기 거치대 안내레일(114)을 타고 이동 가능한 인젝터 거치대(136)에 의해 거치 및 지지되어 하우징 몸체(110)의 내측에서 전후방 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 다량의 버블 생성가능한 드론. - 제6항에 있어서, 상기 엑추에이터(140)는,
상기 인젝터(130)를 거치 및 지지하는 인젝터 거치대(136)의 후방측에 엑츙이터 로드(141)가 직접 연결되어 상기 인젝터(130)의 전후방 슬라이드 이동을 위한 동력을 인젝터 거치대(136)에 직접 전달하는 것을 특징으로 하는 다량의 버블 생성가능한 드론. - 제2항에 있어서, 상기 버블 분무 노즐(120)은,
노즐 분사구(121)의 중심부에 터치블록(122)이 형성되고, 상기 터치블록(122)의 둘레에 방사상으로 다수 개의 버블 생성링(123)이 균등 간격으로 이격되어 연설되는 것을 특징으로 하는 다량의 버블 생성가능한 드론. - 제2항에 있어서, 상기 인젝터(130)는,
인젝터 거치대에 의해 선단측이 움직이지 않게 고정되는 원통형 몸체의 중심부에 센터홀(131a)이 형성되어 실린더 로드(132)가 탄성적으로 전후진 슬라이드 이동 가능하게 삽입되고 원통형 몸체의 선단부 내측에는 실린더 로드(132)의 선단부 노출 및 버블액 토출을 위한 선단부 토출구(131b)가 상기 센터홀(131a)에서 연설되어 형성되는 실린더 몸체(131);
상기 실린더 몸체(131)의 내부 일측에 센터홀(131a)과는 분리되어 형성되되 선단부가 센터홀(131a)의 선단부와 합류하도록 형성되어 상기 선단부 토출구(131b) 측으로 버블액을 공급하기 위한 유로를 형성하는 선회유로(133);
상기 센터홀(131a)에 긴밀하게 삽입 가능한 원통블록으로서 상기 실린더 로드(132) 상에 설치되어 실린더 로드와 함께 센터홀 내부를 전후진 슬라이드 이동하며, 상기 전후진 슬라이드 이동에 의해 상기 선회유로(133)의 선단부가 합류하는 센터홀(131a)의 선단부 토출구(131b)를 폐쇄 또는 개방하여 상기 선회유로(133)와 선단부 토출구(131b) 간의 버블액 공급 유로를 단속하는 개폐블록(134); 및
버블액을 흡수하여 함유할 수 있는 재질로서 상기 실린더 로드(132)의 첨단부에 설치되어 상기 개폐블록(134)의 전후진 슬라이드 이동에 의해 선단부 토출구(131b)를 통해 버블액을 공급받고 상기 실린더 로드(132)의 전후진 슬라이드 이동에 의한 버블 분무 노즐(120)과의 접촉을 통해 함유하고 있는 버블액을 버블 분무 노즐(120)에 전달하는 노즐 터치부(135);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다량의 버블 생성가능한 드론. - 제2항에 있어서, 상기 버블액 저장부(160)는,
버블액과 함께 방재용 약제나 식물 성장 보충제나 물 중에서 선택되는 적어도 하나의 부가물이 추가로 저장되어 방재용도나 식물재배용도 중의 어느 하나로 사용 가능하게 한 것을 특징으로 하는 다량의 버블 생성가능한 드론.
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- 2021-10-27 KR KR1020210145049A patent/KR102604899B1/ko active IP Right Grant
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