KR20230077295A - 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내부에 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 탑재된 소화탄이 막힘없이 순차적으로 토출될 수 있도록 유도하여 소화탄의 투하가 안정적으로 이루어질 수 있으며, 특히, 소화탄이 지상에서 지면방향으로 투하되는 형태가 아닌 드론과 수평방향으로 발사되는 형태로 이루어져 접근이 어려운 고층건물에서 화재가 발생한 경우 화재의 발생위치에 정확히 소화탄을 투하할 수 있어 화재 진압효율성을 극대화 할 수 있으며, 소화탄이 탑재된 상태에서 눌림에 의하여 파손되는 것을 방지할 수 있고, 소화탄을 원격 조정이 가능한 드론을 이용하여 신속히 화재를 진압할 수 있도록함으로써 화재로 인한 2차 피해의 발생을 최소화할 수 있는 새로운 형태의 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론에 관한 것이다.

Description

소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론{Firefighting drone equipped with a fire extinguisher}
본 발명은 내부에 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 탑재된 소화탄이 막힘없이 순차적으로 토출될 수 있도록 유도하여 소화탄의 투하가 안정적으로 이루어질 수 있으며, 특히, 소화탄이 지상에서 지면방향으로 투하되는 형태가 아닌 드론과 수평방향으로 발사되는 형태로 이루어져 접근이 어려운 고층건물에서 화재가 발생한 경우 화재의 발생위치에 정확히 소화탄을 투하할 수 있어 화재 진압효율성을 극대화 할 수 있으며, 소화탄이 탑재된 상태에서 눌림에 의하여 파손되는 것을 방지할 수 있고, 소화탄을 원격 조정이 가능한 드론을 이용하여 신속히 화재를 진압할 수 있도록함으로써 화재로 인한 2차 피해의 발생을 최소화할 수 있는 새로운 형태의 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론에 관한 것이다.
일반적으로 소방차는 화재 발생시 화재 현장으로 출동하여 소화액으로 화재를 진압하는 것으로, 이러한 소방차는 고출력의 주 펌프를 구비하는 펌프 소방차와 물탱크가 구비된 물탱크 소방차, 위험물 및 기름 탱크 등의 화재에 특수한 소화액을 분사하는 화학 소방차와 고층 건물의 화재를 소화하는 동시에 인명을 구출하는 사다리가 구비된 사다리 소방차 등이 있다.
따라서 화재가 발생하면 상술한 다양한 종류의 소방차들이 화재현장에 적절하게 출동하여 화재를 진압하게 된다.
하지만 종래의 소방차들은 효과적인 화재진압을 위해 많은 양의 소화액을 저장할 수 있도록 대형으로 제작됨에 따라 주택가의 비좁은 골목길에 위치한 저층건물의 화재 발생시나 도로의 폭이 좁은 길로는 진입이 불가능하여 화재를 초기에 진압하기 어렵다는 단점이 있다.
또한, 최근 들어 건축기술의 발달로 인해 고층 건물이나 초고층 건물들이 많이 건축되고 있는데, 이러한 고층건물 또는 초고층 건물의 경우 상주하거나 머무르고 있는 사람들의 수가 많으므로 화재, 지진 등의 비상상황 발생시 수많은 재산피해와 인명피해가 발생될 위험이 높은 실정이다.
특히, 건물의 상부(고층)에 거주하는 인원들의 경우에는 구조용 헬기나 고가사다리 차량등의 구조장비의 도움없이는 건물에서 탈출하는 것이 사실상 불가능하며 화재진압은 자체 소방시설이나 고가사다리차에 의존해야 한다.
이러한, 고가 사다리 차량을 이용하기 위해서는 반드시 화재가 발생한 구역에 차량이 진입할 수 있을 정도의 공간이 확보되어야만 사용이 가능하다는 단점이 있으므로, 다수의 건물이 밀집되어 있는 도심지 등에는 효율적으로 사용할 수 없을 뿐만 아니라 고가사다리 소방차의 활용에는 일정소요시간이 걸리므로 화재진압이 신속하게 이루어질 수 없다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 근래에 들어 드론에 화재를 진압할수 있는 장비를 탑재하여 화재발생 지역에 신속하게 도착하여 진압하고자하는 기술들이 개발되고 있다.
상기와 같이 드론을 이용한 화재 진압장치와 관련된 종래 기술로 특허등록 제10-2307251호(등록일: 2021년 09월 24일) 소화탄이 장착된 화재진압용 드론 및 이를 이용한 화재를 진압하는 방법은, 드론의 몸체부와, 상기 몸체부의 하부에 장착되는 소화탄과, 상기 몸체부의 하부에 위치하며, 상기 소화탄을 상기 몸체부의 하부에 장착시키는 소화탄 장착모듈; 및 상기 몸체부에 위치하며, 상기 소화탄을 제어하는 소화탄 제어모듈;을 포함하며, 상기 소화탄은, 상기 소화탄의 외측을 형성하고 속이 빈 케이스; 상기 케이스의 내부에 충진된 소화분말; 및 상기 소화탄이 폭발하도록 하는 기폭모듈;을 포함하며, 상기 기폭모듈은, 소화탄의 기폭을 제어하는 기폭 제어보드부; 상기 소화탄 제어모듈과 상기 기폭 제어보드부를 연결하는 통신선; 상기 소화탄의 중심에 위치하고, 점화장치 및 화약을 구비하는 점화부; 및 상기 기폭 제어보드부와 상기 점화부를 연결하는 점화선;을 포함하며, 상기 통신선은 제1 통신선, 제2 통신선, 상기 제1 통신선과 제2 통신선을 연결하는 통신 연결부를 구비하고, 상기 소화탄이 상기 소화탄 장착모듈에 장착될 때 상기 제1 통신선과 제2 통신선은 연결되어 통전 상태가 되며, 상기 소화탄이 드론에서 분리되어 하부로 떨어질때 상기 제1 통신선 및 제2 통신선의 어느 하나는 상기 통신 연결부로부터 분리되고 상기 제1 통신선과 제2 통신선은 단전 상태가 되며, 상기 통신 연결부는 소화탄의 무게에 의하여 분리되도록 한 쌍의 자석을 사용하며,
상기 제1 통신선과 제2 통신선의 분리 신호를 기폭모듈 내의 점화제어부에서 감지하고, 상기 기폭 제어보드부내의 타이머부에 기폭시간 카운트 신호인 투하 타이머 신호를 전송하며, 상기 소화탄 장착모듈은, 상기 소화탄이 장착되게 고정시키는 소화탄 고정부; 및 상기 소화탄 고정부를 개폐하는 소화탄 개폐부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 종래 기술로 특허등록 제10-2071468호(등록일: 2020년 01월 22일) 드론 탑재용 소화탄 투하장치는, 드론의 랜딩기어에 장착하기 위한 장착부가 하부 양측에 구비되고 하방으로는 개방된 탑재 프레임과; 상기 탑재 프레임의 좌우 양측에서 외측으로 상향 경사지게 설치되고 내부에 복수의 소화탄이 적재되며, 외측에는 투입구가 형성되고 내측에는 상기 탑재 프레임의 개방된 하방으로 연통된 배출구가 형성된 적재틀과; 상기 적재틀의 배출구측에 구비되어 좌, 우측의 적재틀에 적재된 소화탄을 하나씩 번갈아 투하하도록 하는 투하제어기를 포함하여 이루어지는 드론 탑재용 소화탄 투하장치에 있어서, 상기 투하제어기는 배출구의 하부측에 구비된 트리거와, 배출구의 상부측에 구비된 트리거 조립체로 이루어지고, 하부측에 구비된 트리거는 최하단 소화탄의 하부를 지지하고, 상부 측에 구비된 트리거 조립체는 최하단 소화탄의 상부와 두번째 위치의 소화탄의 상부를 선택적으로 지지하는 구조 즉, 2개의 트리거가 각각 링크로 연결되고 서모모터에 의해 일측 트리거가 회동되도록 되어 있어 일측 트리거가 개방되면 타측 트리거는 폐쇄되고, 일측 트리거가 폐쇄되면 타측 트리거는 개방되어 소화탄을 선택적으로 지지하여 소화탄이 하나씩만 투하될 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
그러나 상기와 같은 구성의 소화탄이 탑재된 드론은 내부에 탑재된 소화탄이 지면측으로 낙하하는 형태로 투하됨으로써 산불의 진화와 같이 넓은 범위의 화재를 소화하는데 효과가 있으나 고층건물에 발생된 화재현장에서는 소화탄을 건물 내부로 투하할 수 없어 고층건물의 화재진압에 적용되기 어려운 구조적 문제점이 있다.
한편, 상기와 같이 고층건물의 내부로 소화탄을 투입할 수 있는 소화탄발사구조를 갖는 드론과 관련된 종래 기술로 특허등록 제10-1741578호(등록일: 2017년 05월 24일)소화탄을 발사할 수 있는 화재 진압 드론은, 소화탄을 발사할 수 있는 화재 진압 드론에 있어서, 내장된 열화상 카메라의 열촬영 데이터 및 열감지 센서부의 열감지 데이터를 토대로 화재 발원지를 추적하는 화재 추적부와, 복수의 소화탄을 연속적으로 발사할 수 있으며, 상기 화재 추적부의 추적결과를 토대로 소화탄의 발사각도 및 발사거리를 조절하는 투척부; 및 복수의 프로펠러를 포함하며 이동방향을 조절하는 이동부;를 포함하고 상기 열화상 카메라는, 촬영되는 영역의 시간별 온도분포 및 대상물과의 거리를 감지하고, 상기 열감지 센서부는 상기 화재 진압 드론의 주변온도 분포를 감지하며, 상기 화재 추적부는, 상기 열화상 카메라의 열촬영 데이터와 상기 열감지 센서부의 열감지 데이터를 비교하여 상호 보완적으로 사용하되, 그 온도차이가 설정된 범위 이상 오차가 발생한 경우 상기 열화상 카메라 또는 상기 열감지 센서부의 오류가 발생한 것으로 표시하고, 상기 화재 진압 드론은, 열촬영 데이터 및 열감지 데이터를 토대로 주변온도를 파악한 후, 주변온도가 설정된 한계온도 범위 이하인 구간만을 이동하여 손상을 방지하고, 상기 화재 진압 드론은, 소화탄의 발사거리 및 발사각도를 고려하여 예상 반동량을 산출한 후, 주위의 장애물과의 거리를 고려하여 장애물과의 이격거리를 조절한 후 소화탄을 발사하는 것을 특징으로 한다.
그러나, 상기와 같은 구조의 화재 진압 드론은 드론 내부에 탑재된 소화탄을 수평방향으로 발사할 수 있어 외부에서 고층건물의 내부로 소화탄을 투하할 수 있어 화재의 발원지에 정확히 소화탄을 투하하여 화재를 진압할 수 있는 구성적 특징은 있으나, 드론의 내부에 탑재되는 소화탄이 순서의 정함이 없이 자연적으로 적층되는 형태의 소화탄 용기에 적재된 상태에서 하부의 소화탄 장착모터의 구동에 의하여 전방측으로 배출되는 구조로 이루어짐으로써 소화탄이 소화탄용기에 적재된 상태에서 소화탄의 무게에 의하여 서로 끼움되어 걸려 하부로 이송되지 못하는 문제점이 발생되며 이러한 소화탄 적재의 문제점에 의하여 소화탄의 투하가 신속하게 이루어질 수 없는 문제점과, 내부에 탑재된 소화탄의 탑재상태를 항상 관찰하고 걸림없이 유지시켜야 하는 번거로움이 있다.
등록특허공보 제10-2307251호(등록일: 2021년 09월 24일) "소화탄이 장착된 화재진압용 드론 및 이를 이용하여 화재를 진압하는 방법" 등록특허공보 제10-2071468호(등록일: 2020년 01월 22일) "드론 탑재용 소화탄 투하장치" 등록특허공보 제10-1741578호(등록일: 2017년 05월 24일) "소화탄을 발사할 수 있는 화재 진압 드론"
본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 드론의 내부에 여러 개의 소화탄을 탑재함에 있어서 화재위치에 정확하게 투하할 수 있으며, 소화탄의 탑재상태가 정렬된 상태로 유지됨으로써 소화탄이 물리적인 가이드를 통하여 순차적으로 발사위치로 이동할 수 있어 소화탄의 걸림 없이 항상 일정하게 발사상태를 유지할 수 있어 화재현장에서 신속한 소화탄의 발사를 보장할 수 있는 개선된 형태의 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적으로는 소화탄 적재함에서 발사부로 투입된 소화탄이 발사부 내부에서 드론의 자세변화에 따라서 자연적인 이동을 제한하고 드론 운전자의 제어에 의하여 발사롤러로 투입되도록 함으로서 드론 운전자가 정확한 화재 발화위치에 소화탄을 발사할 수 있어 화재진압효율을 극대화할 수 있는 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적으로는 드론을 접는 형태로 부피를 축소할 수 있어 차량에 다수의 드론을 탑재함으로써 여러 대의 드론을 복합적으로 이용하여 화재를 효율적으로 진압할 수 있는 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자하는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 본 발명의 목적에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론은, 적어도 4개 이상의 프로펠러가 배열되는 몸체와, 상기 몸체의 하단에 형성되어 착륙시 몸체를 지면으로부터 일정간격 상승한 위치시키는 폴더블 랜딩암을 구비하는 비행체와, 상기 몸체의 상부에 형성되며 유입되는 소화탄을 화재공간으로 발사하는 소화탄 발사부와, 상기 소화탄 발사부의 상부에 형성되어 소화탄을 소화탄 발사부로 투입할 수 있도록 연결되며 상광하협의 호퍼 형태로 구성되고 상부측 개방부에 캡이 결합되고, 하부측 중앙부분에 소화탄을 하나씩 소화탄 발사부로 투입하는 배출부 및 내부에 나선형의 격벽이 하향 경사지게 형성되어 적재된 소화탄이 나선형태로 정렬되는 소화탄 적재함 및, 상기 비행체의 하부에 형성되며 내부에 화재의 발생위치와 현재발화상태를 확인하기 위한 카메라와, 소화탄을 발사하기 위하여 거리측정모듈과 열감지센서, 적외선센서 및 열화상카메라가 수용되는 센서박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론에 의해 달성될 수 있다.
상기 소화탄 발사부는 내부에 수용부가 형성된 함체 형태의 케이스와, 상기 케이스의 내부에 고정되며 일측 단부가 외부로 돌출되게 형성되며 타측에 소화탄 유입공과 발사롤러 유입홈이 형성된 발사관과, 상기 발사관의 발사롤러 유입홈에 일부분이 삽입되어 발사관으로 유입된 소화탄을 밀어 발사할 수 있도록 각각의 구동모터와 연결되는 한 쌍의 발사롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발사관의 일측 단부에 형성되며 일측에 실린더가 설치된 하우징과, 상기 하우징의 내부에 수용되며 실린더와 연결되며 내측에 스프링이 형성된 로더를 포함하는 발사충격완화부를 더 포함하며, 여기서, 발사관으로 유입된 소화탄이 발사롤러측으로 이동하는 과정에서 스프링이 형성된 로더에 의하여 충격없이 발사롤러측으로 이동함을 특징으로 한다.
상기 발사롤러의 외주면에 형성되며 소화탄의 외면을 감싸는 형태로 변형되어 소화탄이 발사롤러의 표면에 눌림되어 파손되는 것을 방지하기 위한 우레탄층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로펠러암은 접이식으로 이루어짐을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론은, 근거리 비행이 가능하면서 무인으로 비행하도록 구성되기 때문에 화재 발생 지역들에 상관없이 화재현장에 신속하게 투입될 수 있어 초기 대응 진압을 수분 내에 가능함으로써 2차적인 화재 위험을 방지할 수 있으며, 특히, 실시간으로 화재현장 상황을 카메라로 촬영하여 관제유닛에 송신하기 때문에 화재현장의 상황을 정확하게 파악함으로써 효과적인 화재진압이 가능하여 화재로 인한 피해, 특히, 인명피해를 효과적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 소화탄은 소화탄 적재함 내부에 탑재되는 과정에서 순차적으로 정렬된 상태가 격벽에 의하여 물리적으로 유지됨과 동시에 하향 경사된 형태에 따라서 소화탄 적재함의 하부에 형성된 소화탄 발사부로 소화탄이 순차적으로 투입되는 형태로 이루어져 소화탄의 안정적인 투입을 보장할 수 있어 화재현장에서 신속한 소화탄의 발사를 보장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 소화탄이 발사되는 과정에서 소화탄 발사부 내부로 유입된 소화탄이 발사롤러 측으로 이동이 물리적으로 제어됨으로써 소화탄의 자연이동을 방지하여 외부 충격이나 흔들림에 의하여 소화탄이 손상되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 소화탄이 발사롤러 측으로 이동하는 과정에서 충격상쇄스프링에 의하여 소화탄에 전달되는 충격을 최소화 할 수 있어 소화탄의 안정적인 이동과 발사를 보장할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론의 사시도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론의 정면도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론 중 소화탄 발사부의 내부 구성을 보인 사시도
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론 중 소화탄 발사부의 동작과정을 설명하기 위한 평면도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론 중 소화탄 적재함의 평면도
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론 중 소화탄 적재함의 단면도
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론 중 소화탄 적재함과 소화탄 발사수단의 연결상태를 나타낸 개략도
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론의 동작과정을 설명하기 위한 블럭도
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론이 소방차량에 탑재된 상태의 도면
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이제 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
첨부된 도면 중 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론 중 소화탄 발사부의 내부 구성을 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론 중 소화탄 발사부의 동작과정을 설명하기 위한 평면도이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론 중 소화탄 적재함의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론 중 소화탄 적재함의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론 중 소화탄 적재함과 소화탄 발사수단의 연결상태를 나타낸 개략도이고, 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론의 동작과정을 설명하기 위한 블럭도이며, 도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론이 소방차량에 탑재된 상태의 도면이다.
본 발명은 내부에 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 탑재된 소화탄이 막힘없이 순차적으로 토출될 수 있도록 유도하여 소화탄의 투하가 안정적으로 이루어질 수 있으며, 특히, 소화탄이 지상에서 지면방향으로 투하되는 형태가 아닌 드론과 수평방향으로 발사되는 형태로 이루어져 접근이 어려운 고층건물에서 화재가 발생한 경우 화재의 발생위치에 정확히 소화탄을 투하할 수 있어 화재 진압효율성을 극대화 할 수 있으며, 소화탄이 탑재된 상태에서 눌림에 의하여 파손되는 것을 방지할 수 있고, 소화탄을 원격 조정이 가능한 드론을 이용하여 신속히 화재를 진압할 수 있도록함으로써 화재로 인한 2차 피해의 발생을 최소화할 수 있는 새로운 형태의 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론에 관한 것이다.
도시한 바와 같이 본 발명에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론(A)은, 크게 복수 개의 회전날개(10)를 포함하는 비행체(100)와, 상기 비행체(100)에 구비되어 소화탄(B)을 발사하는 소화탄 발사부(200)와, 상기 소화탄 발사부(200)와 연결되어 소화탄을 낱개로 공급하며 내부에 여러 개의 소화탄이 탑재되는 소화탄 적재함(300)을 포함하여 구성된다.
상기 비행체(100)는 소화탄 적재함(300)에 탑재된 소화탄(B)을 발사지점끼지 이송시키는 역할을 수행한다.
여기서, 상기 비행체(100)는 통상적인 드론의 일종일 수 있다. 구체적으로, 비행체(100)는 내부에 비행을 제어하는 비행컨트롤러, 전원을 공급하는 전원장치, GPS 안테나 등이 포함된 몸체(10)와. 상기 몸체(10)와 연결된 프로펠러암(20)에 의하여 일정간격 이격되게 형성되는 복수 개의 프로펠러(30)와, 상기 프로펠러(30)에 구동력을 제공하는 모터(40)와 변속기(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 비행체(100)의 하부에는 소화탄(B)의 투척위치를 확인하기 위한 거리감지센서(51)와, 열원감지센서(52), 적외선센서(53) 및 투척위치 및 투척결과를 관제유닛(미도시)에 무선으로 전송하는 비디오카메라(54)와 열화상카메라(55)가 형성된 센서박스(50)가 구비될 수 있으며, 상기 센서박스(50)는 몸체(10)에 상부가 연결되고 하부가 지면에 밀착되어 비행체(100)를 지지하는 플더블랜딩암(60)의 내측에 형성되어 비행체(100)가 착륙시 센서박스(50)가 지면에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 비행체(100)의 구동을 위한 몸체(10)의 구성은 종래 알려진 드론의 구성으로써 구체적인 설명은 발명의 핵심을 명확히 하기 위하여 생략한다.
상기 소화탄 발사부(200)는 도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이 내부에 수용부(211)가 형성된 함체 형태의 케이스(210)와, 상기 케이스(210)의 내부에 고정되며 일측 단부가 외부로 돌출되게 형성되며 타측에 소화탄 유입공(221)과 발사롤러 유입홈(222)이 형성된 발사관(220)과, 상기 발사관(220)의 발사롤러 유입홈(222)에 일부분이 삽입되어 발사관(220)으로 유입된 소화탄(B)을 밀어 발사할 수 있도록 각각의 구동모터(231)와 연결되는 한 쌍의 발사롤러(230) 및, 발사관(220)의 일측 단부에 형성되어 소화탄 유입공(221)을 통하여 발사관(220) 내부로 투입된 소화탄(B)을 한 쌍의 발사롤러(230) 사이로 이동시키는 과정에서 소화탄(B)에 전달되는 충격을 최소화하여 소화탄의 파손을 방지하는 발사충격완화부(240)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 발사롤러(230)의 외주면에는 소화탄(B)의 외면을 감싸는 형태로 변형되며 밀착되는 반경질 우레탄층(232)이 형성되어 소화탄(B)을 발사하는 과정에서 발사롤러(230)의 표면에 눌림되는 과정에서 소화탄(B)이 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 상기 발사관(220)의 내부에는 소화탄 유입공(221)을 통하여 투입된 소화탄(B)이 발사롤러(230)측으로 자연이동을 방지하기 위한 고무재질의 걸림부(223)를 형성하여 비행체(100)의 비행 중 각도변화에 따라서 소화탄(B)이 발사롤러(230) 측으로 이동하는 것을 방지할 수 있어 소화탄의 발사안정성을 보장한다.
상기 발사충격완화부(240)는 발사관(220)의 일측단부에 결합되며 일측에 실린더(241)가 설치된 하우징(242)과, 상기 하우징(242)의 내부에 수용되며 실린더(241)와 연결되며 내측에 스프링(243)이 형성된 로더(244)를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 구서의 발사충격완화부(240)의 구성에 의하여 소화탄 유입공(221)을 통하여 소화탄(B)이 발사관(220) 내부로 투입되면 발사충격완화부(240)의 실린더(241)가 구동하여 로더(244)를 전진시켜 소화탄(B)을 발사롤러(230) 사이로 이동시키는데, 로더(244)는 내부에 형성된 스프링(243)에 의하여 로더(244)가 소화탄(B)을 타격하는 과정에서 발생되는 충격이 상쇄되어 소화탄(B)에 무리한 충격을 발생시키지 않음으로서 소화탄(B)은 파손됨이 없이 안정적으로 발사롤러(230) 사이로 투입되고 발사관(220)을 통하여 발사된다.
상기 소화탄 적재함(300)은 상광하협의 호퍼 형태로 구성되어 상부측 개방부(310)에 캡(320)이 결합되며, 하부측 중앙부분에 소화탄(B)을 하나씩 소화탄 발사부(200)로 투입하는 배출부(330)가 형성되며 내부에 나선형의 격벽(340)이 하향 경사지게 형성되어 적재되는 소화탄(B)이 나선형태로 정렬됨과 동시에 중력에 의하여 배출부(330) 측으로 배출될 수 있는 형태로 적재된다.
또한, 상기 배출부(330)의 내부에는 소화탄 발사부(200)로 투입되는 소화탄(B)을 제어하기 위한 진입제어 게이트(350)를 형성할 수 있다.
상기 진입제어게이트(350)는 배출부(330)의 내부에 형성되는 게이트(351)와, 상기 게이트(351)와 연결되는 서보모터(352)로 구성되며, 서보모터(352)의 구동에 의하여 게이트(351)가 개폐되는 형태로 구성된다.
즉, 소화탄 발사부(200)의 발사관(220) 내부에 소화탄이 없음을 센서가 제어부(56)로 신호하면 제어부(56)는 서보모터(352)에 전원을 공급하여 게이트(351)를 개방하여 배출부(330)에 위치된 소화탄(B)을 배출부(330)와 근접하게 위치된 발사관(220)의 소화탄 유입공(221)측으로 추락시켜 공급하고 소화탄(B)을 공급한 후에는 다시 게이트(351)를 폐쇄하여 추가적인 소화탄의 진입을 차단함으로써 소화탄(B)이 소화탄 유입공(221) 측에서 적재되는 것을 물리적으로 차단할 수 있어 안정적인 소화탄의 발사를 보장할 수 있다.
상기 센서박스(50)는 비행체(100)의 하부에 형성되며 소화탄(B)의 투척위치를 확인하기 위한 거리감지센서(51)와, 화재발생위치 및 투척위치를 확인하기 위한 열원감지센서(52)와 적외선센서(53) 및 투척위치 및 투척결과를 관제유닛(미도시)에 무선으로 전송하는 비디오카메라(54)와 열화상카메라(55)가 형성된다.
또한, 센서박스 내부에는 비행체의 비행을 보조하기 위한 전자나침판, 고도계 자세제어 자이로스크픽이 형성될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론은 운전자의 운전을 통하여 비행체(100)가 화재발생위치에 도착하면 GPS통신모듈(57)을 이용하여 운전자가 카메라(54)의 구동을 제어부(56)에 전달하면 카메라(54)가 동작하여 화재발생위치를 화상으로 운전자의 제어장치 또는 관제유닛에 제공한다.
또한, 운전자는 화재의 발생위치와 현재발화상태를 확인하고 소화탄을 발사하기 위하여 거리측정모듈(51)과 열감지센서(52), 적외선센서(53) 및 열화상카메라(55)를 동작시켜 정확한 발사위치와 발사각도를 조절하고 제어부(56)를 통하여 발사명령을 전달하면 구동모터(231)가 동작하여 발사롤러(230)를 회전시키고 소화탄 적재함(300)에서 소화탄(B)이 소화탄 발사부(200)의 발사관(220)내부로 투입되고 발사충격완화부(240)가 동작하여 투입된 소화탄을 발사롤러 사이로 이동시킴과 동시에 소화탄(B)은 발사롤러(230)의 회전력에 의하여 발사관(220)을 통하여 화재발생위치로 발사되는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론은 도 9에 도시한 바와 같이 소방차에 여러 대의 소방드론을 탑재하여 화재발생 위치까지 이동시키고 여러 대의 드론을 GPS신호를 이용하여 독립적으로 운전하여 화재를 진압하거나 또는 프로그램을 통한 여러 대의 드론이 화재발생공간을 타켓으로 하여 소화탄을 발사하는 등 다양한 형태로 제공될 수 있다.
또한, 상기 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론은 소형으로 제작되거나 또는 프로펠러가 접이식으로 형성되어 오토바이 또는 소형차량에도 탑재가 가능하여 좁은 골목길과 같이 차량의 진입이 원활하지 않는 지역에 화재가 발생하더라도 신속하게 화재를 진압할 수 있는 특징이 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론은, 근거리 비행이 가능하면서 무인으로 비행하도록 구성되기 때문에 화재 발생 지역들에 상관없이 화재현장에 신속하게 투입될 수 있어 초기 대응 진압을 수분 내에 가능함으로써 2차적인 화재 위험을 방지할 수 있으며, 특히, 실시간으로 화재현장 상황을 카메라로 촬영하여 관제유닛에 송신하기 때문에 화재현장의 상황을 정확하게 파악함으로써 효과적인 화재진압이 가능하여 화재로 인한 피해, 특히, 인명피해를 효과적으로 줄일 수 있는 특징이 있다.
구체적으로, 소화탄은 소화탄 적재함 내부에 탑재되는 과정에서 순차적으로 정렬된 상태가 격벽에 의하여 물리적으로 유지됨과 동시에 하향 경사된 형태에 따라서 소화탄 적재함의 하부에 형성된 소화탄 발사부로 소화탄이 순차적으로 투입되는 형태로 이루어져 소화탄의 안정적인 투입을 보장할 수 있어 화재현장에서 신속한 소화탄의 발사를 보장할 수 있는 구성적 특징과, 소화탄이 발사되는 과정에서 소화탄 발사부 내부로 유입된 소화탄이 발사롤러 측으로 이동이 물리적으로 제어됨으로써 소화탄의 자연이동을 방지하여 외부 충격이나 흔들림에 의하여 소화탄이 손상되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 소화탄이 발사롤러 측으로 이동하는 과정에서 충격상쇄스프링에 의하여 소화탄에 전달되는 충격을 최소화 할 수 있어 소화탄의 안정적인 이동과 발사를 보장할 수 있는 특징이 있다.
이상 설명한 바와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 실용신안청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 실용신안청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 몸처 20 : 프로팰러암
30 : 프로펠러 40 : 모터
50 : 센서박스 51 : 거리감지센서
52 : 열감지센서 53 : 적외선센서
54 : 카메라 55 : 열화상카메라
56 : 제어부 57 : GPS통신모듈
60 : 플더블랜딩암 100 : 비행체
200 : 소화탄 발사부 210 : 케이스
211 : 수용부 220 : 발사관
221 : 소화탄유입공 222 : 발사롤러 유입홈
230 : 발사롤러 231 : 구동모터
232 : 우레탄층 240 : 발사충격완화부
241 : 실린더 242 : 하우징
243 : 스프링 244 : 로더
300 : 소화탄 적재함 310 : 개방부
320 : 캡 330 : 배출부
340 : 격벽

Claims (5)

  1. 소화탄(B)을 발사하여 화재를 진압하는 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론에 있어서,
    소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론(A)은,
    적어도 4개 이상의 프로펠러(30)가 배열되는 몸체(10)와, 상기 몸체(10)의 하단에 형성되어 착륙시 몸체(10)를 지면으로부터 일정간격 상승한 위치시키는 폴더블 랜딩암(60)을 구비하는 비행체(100)와,
    상기 몸체(10)의 상부에 형성되며 유입되는 소화탄(B)을 화재공간으로 발사하는 소화탄 발사부(200)와,
    상기 소화탄 발사부(200)의 상부에 형성되어 소화탄(B)을 소화탄 발사부(200)로 투입할 수 있도록 연결되며 상광하협의 호퍼 형태로 구성되고 상부측 개방부(310)에 캡(320)이 결합되고, 하부측 중앙부분에 소화탄(B)을 하나씩 소화탄 발사부(200)로 투입하는 배출부(330) 및 내부에 나선형의 격벽(340)이 하향 경사지게 형성되어 적재된 소화탄(B)이 나선형태로 정렬되는 소화탄 적재함(300) 및,
    상기 비행체(100)의 하부에 형성되며 내부에 화재의 발생위치와 현재발화상태를 확인하기 위한 카메라()와, 소화탄을 발사하기 위하여 거리측정모듈(51)과 열감지센서(52), 적외선센서(53) 및 열화상카메라(55)가 수용되는 센서박스(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소화탄 발사부(200)는 내부에 수용부(211)가 형성된 함체 형태의 케이스(210)와, 상기 케이스(210)의 내부에 고정되며 일측 단부가 외부로 돌출되게 형성되며 타측에 소화탄 유입공(221)과 발사롤러 유입홈(222)이 형성된 발사관(220)과, 상기 발사관(220)의 발사롤러 유입홈(222)에 일부분이 삽입되어 발사관(220)으로 유입된 소화탄(B)을 밀어 발사할 수 있도록 각각의 구동모터(231)와 연결되는 한 쌍의 발사롤러(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 발사관(220)의 일측 단부에 형성되며 일측에 실린더(241)가 설치된 하우징(242)과, 상기 하우징(242)의 내부에 수용되며 실린더(241)와 연결되며 내측에 스프링(243)이 형성된 로더(244)를 포함하는 발사충격완화부(240)를 더 포함하며,
    여기서, 발사관(220)으로 유입된 소화탄(B)이 발사롤러(230)측으로 이동하는 과정에서 스프링(243)이 형성된 로더(244)에 의하여 충격없이 발사롤러(230)측으로 이동함을 특징으로 하는 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 발사롤러(230)의 외주면에 형성되며 소화탄(B)의 외면을 감싸는 형태로 변형되어 소화탄(B)이 발사롤러(230)의 표면에 눌림되어 파손되는 것을 방지하기 위한 우레탄층(232)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 프로펠러암(20)은 접이식으로 이루어짐을 특징으로 하는 특징으로 하는 소화탄이 탑재된 화재진압용 소방드론.
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