KR20230086227A - 미니 화단에 양액 살포가 용이한 방제용 미니 드론 - Google Patents

미니 화단에 양액 살포가 용이한 방제용 미니 드론 Download PDF

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KR20230086227A
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천종훈
박성호
김지인
양승호
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전남도립대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 미니 화단에 양액 살포가 용이한 방제용 미니 드론에 관한 것으로 상세하게는 경량 드론을 제공하되, 약품살포용 드론의 기체를 탄소 섬유로 제작하고 드론에 장착되는 약품탱크, 공급관, 분사부를 초경량화될 수 있는 소재(알루미늄, 탄소섬유)를 이용하여 경량화하며 더 나아가 기능성 약품 분사부의 기술을 제공하고자 한다.

Description

미니 화단에 양액 살포가 용이한 방제용 미니 드론{A pesticide control system and method using the drone}
본 발명은 미니 화단에 양액 살포가 용이한 방제용 미니 드론에 관한 것으로 상세하게는 경량 드론을 제공하되, 약품살포용 드론의 기체를 탄소 섬유로 제작하고 드론에 장착되는 약품탱크, 공급관, 분사부를 초경량화될 수 있는 소재(알루미늄, 탄소섬유)를 이용하여 경량화하며 더 나아가 기능성 약품 분사부의 기술을 제공하고자 한다.
먼저, 종래는 조경 장비 및 드론 시장이 꾸준히 증가하고 있음. 드론 시장의 경우 급진적인 성장을 이루고 있으며, 조경 장비 시장은 연평균 5.83%로 안정적인 성장을 이루고 있다.
- 화단은 관공서 및 가게 등 여러 장소에서 실내ㆍ외를 가리지 않고 가꾸어지고 있으며, 조경을 위해 꾸준한 관리가 필요함. 이에 손쉽게 병충해를 관리할 수 있는 방제드론의 수요는 꾸준히 증가할 것으로 예상된다.
-비닐하우스 내에는 여러가지 이유(주변 장물이나 하우스 기둥 등)로 태양빛에 의해 응달진 곳이 발생한다.
그를 해결하고자 본 발명은 비닐하우스 내 식물들이 빛에 의해 올바르고 균형있는 성장을 도울 수 있도록 식물 생장용 LED를 결합한 드론을 제공한다.
일반적으로 드론은 사람이 타지 않고 무선전파의 유도에 의해서 비행하는 비행기나 헬리콥터 모양의 비행체로서, 처음에는 공군기나 고사포, 미사일의 연습사격에 적기 대신 표적 구실로 사용되었으며, 점차 무선 기술의 발달과 함께 정찰기로 개발되어 적의 내륙 깊숙이 침투하여 정찰, 감시의 용도로도 운용되었다.
이러한 드론은 최근 들어 수송목적에도 활용되는 등 활용 범위가 점차 넓어지고 있고, 활용 목적에 따라 다양한 크기와 성능을 가진 제품이 다양하게 개발되고 있으며, 초소형 드론은 물론 개인의 취미활동으로도 개발되어 상품화되고 있다.
한편, 현재 농촌에서 수행되고 있는 농약 및 비료의 살포방식은 농약을 물에 희석시켜 분무기에 담아 농민이나 작업자가 직접 살포하거나 기다란 비닐봉지에 농약을 담아 양끝에서 비닐봉지를 잡고 살포하는 방식으로 수행되고 있다.
그러나, 이러한 종래의 살포방식은 다수의 인력이 농약에 중독되어 건강을 해칠 수 있는 문제가 있고, 농촌 인력이 격감되고 있는 현재 살포 인력을 용이하게 구할 수 없다는 문제점이 있으며, 농약을 살포하는 과정에서 농작물을 밟고 지나다녀야 하기 때문에 농작물의 피해가 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 농약을 분무기와 호스를 이용하여 살포하는 방식은 농민이나 작업자가 직접 끌고 들어가서 살포해야 하기 때문에 작업성이 저하되는 문제와 작업이 불편한 문제점이 있었다. 최근 비행기 및 헬리콥터와 같은 유인 항공기에 농약 및 비료를 살포할 수 있도록 농기계를 장착하여 수행하고 있으나, 이는 일반 농민들이 사용하기에는 가격이 너무 부담되어 현실성이 떨어지고, 대규모 영농단지에는 적합하다 하더라도 우리나라와 같은 협소한 면적을 경작하는 농가에는 적합하지 못한 문제점이 있었다.
또한, 무인 헬기용 방제장치는 전봇대, 나무 등 장애물이 있는 경우 헬기의 접근이 어려워 이에 따라 특정 지역은 농약을 살포하지 못하는 문제점이 있었다.
따라서, 상기와 같은 문제들로 인해 종래에 실시하고 있는 농약 및 비료의 살포와 방제작업은 농촌 인구가 격감하고 있는 현실에서 살포 인력난을 해소할 수 없을 뿐만 아니라 효율적인 농약 및 비료의 살포작업이 수행될 수 없는 등의 문제점이 항상 내포되어 있었다.
(특허문헌 0001) 한국등록특허공보 제10-1792077호 (2017.10.25)
이를 해결할 양으로 한국등록특허공보 등록번호 10-1876846호 측방향 분사가 가능한 방제용 드론에서의 약제 분사부는, 상기 메인 바디의 하부에 구비되어 상기 약제 저장부로부터 공급되는 약제를 하향 분사하는 적어도 하나의 하향 분사노즐; 및 상기 메인 바디로부터 설정된 길이만큼 하부로 연장 형성되어 상기 약제 저장부로부터 공급되는 약제를 측방향으로 분사하는 적어도 하나의 측방향 분사부를 포함할 수 있다.
상기 측방향 분사부는, 상기 메인 바디의 일측에 구비되어 상기 약제 저장부로부터 공급되는 상기 약제를 전달하는 약제 공급관의 일측과 탈착 가능하도록 결합되는 결합부; 상단에 상기 결합부가 연결되며 하부로 일정 길이만큼 연장 형성되어 상기 약제 공급관으로부터 전달되는 약제를 하부로 전달하는 하향 공급호스; 및 상기 하향 공급호스의 하단에 형성되어 상기 하향 공급호스로부터 전달되는 약제를 측방향으로 분사하는 측방향 분사 노즐을 포함할 수 있다.
1, 종래의 드론은 중량감이 있어 많은 약품을 약품탱크에 충전하지 못하고, 또 미풍 이상의 강풍이 발생할 경우 노즐로 분사되는 약품이 바람에 의해 소실될 수 있다.
더 나가 노즐이 막히면 비행을 중단한 후 노즐을 청소한 다음 재차 비행을 하다보니 약품살포 작업에 있어 작업성이 매우 떨어진다.
종래의 드론은 미니 화단에 살포하는 미니화단 약품 분사용 노즐과 미니화단 이상의 넓은 공간에서 식물에 약품을 살포하는 노즐을 구비하지 않아 식물 면적에 따라 노즐교체가 용이하지 않다.
또 약품을 측면에서 살포가 용이한 노즐을 구비하지 않고 있다.
상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 경량 드론을 제공하되, 약품살포용 드론의 기체를 탄소섬유로 제작하고 드론에 장착되는 약품탱크, 공급관, 분사부가 초경량화될 수 있는 소재(알루미늄, 탄소섬유)를 이용함으로써 경량화하며 더 나아가 기능성 약품 분사부의 기술을 제공하고자 한다.
또 약품이 분사되는 분사구가 막히면 펌프 압력을 증가시켜 분사구로부터 이물질이 토출되도록 하는 기술을 제공한다.
더 나아가, 미풍 이상의 바람이 발생할 경우 노즐로 분사되는 약품이 바람에 의한 소실을 최소화하는 구성과 본 발명의 분사부에 해당하는 노즐의 토출구를 미세하게 형성하여 넓은 면적으로 살포되도록 한다.
상기 이상의 과제는 구체적인 내용에서 더 밝혀진다.
드론몸체부(110), 암(120), 프로펠러(130), 연결부재(140), 약품탱크(150), 배터리(160), 펌프(170), 공급호스(180), 분사부(200)를 포함한 구성에 있어서,
상기 분사부(200)로부터 약품 살포량 조절을 통해 비교적 적은 양으로 분사되도록 하되 효과(넒은 면적으로 살포)적으로 살포되도록 상기 분사부(200)의
분사구(200a)를 미세하게 형성하고 그 미세한 분사구가 쉽게 막히지 않도록
메인공급관(180a) 내부에 여과망(180c)을 수용하고 상기 메인공급관(180a)과 펌프(170) 사이에 압력센서(170a)를 연결하여
상기 펌프(170)로부터 약품탱크(150)의 약품을 상기 분사구(200a)로 토출하는 과정에 상기 분사구(200a)가 막히거나 상기 메인공급관(180a)에 이물질이 쌓여 상기 메인공급관(180a)과 상기 펌프(170) 사이에 압력이 설정 압력이상 높아져 압력센서(170a)가 센싱되면 제어부를 통해 상기 펌프(170) 압력(rpm)을 증가시켜 약품을 살포하는 구성이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 약품살포용 드론의 기체를 탄소섬유로 제작하고 드론에 장착되는 약품탱크, 공급관, 분사부가 초경량화될 수 있는 소재(알루미늄, 탄소섬유)를 이용함으로써 경량화 하였다.
더 나아가 약품이 분사되는 분사부가 막히면 펌프 압력을 증가시켜 분사부로부터 이물질이 토출되도록 하는 기술을 제공함으로서 약품 분사 작업이 편리하다.
상기 이상의 효과는 구체적인 내용에서 더 밝혀진다.
도 1은 본 발명의 미니 화단에 양액 살포가 용이한 방제용 미니 드론의 사시도,
도 2는 도 1의 상태에서 아래에서 바라본 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예 정면도,
도 4는 본 발명의 실시예 정면 사시도.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1, 2, 3, 4는 본 발명의 미니 화단에 양액 살포가 용이한 방제용 미니 드론에 관한 사시도로써, 본 발명의 미니 화단에 양액 살포가 용이한 방제용 미니 드론(1)은 드론몸체부(110), 암(120), 프로펠러(130), 연결부재(140), 약품탱크(150), 배터리(160), 펌프(170), 공급호스(180), 분사부(200)를 포함하여 구성된다.
도 3 및 도 6을 참고하여 각 구성요소를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
드론몸체부(110)는 프로펠러(130)와 약품탱크(150) 사이에 위치하여 둘을 연결하는 부분이다.
또한 상기 드론몸체부(110)는 암(120)이 연결되기 위해 드론몸체부(110)의 상부 중심에 위치하는 중심부(111)를 포함한다.
암(120)은 상기 드론몸체부(110)의 중심부(111)를 중심으로 방사상으로 다수 개가 형성되되, 바람직하게는 8개의 암이 동일한 간격 상으로 형성되어 중심부가 형성되 드론몸체부(110)의 중심부(111)를 중심으로 회전된다.
프로펠러(130)는 상기 암(120)의 단부에 형성되되 드론의 이륙과 착륙을 위한 동력을 발생시킨다.
즉 다수 개의 암(120)의 단부에 프로펠러(130)가 각각 형성되는 것이다.
연결부재(140)는 약품탱크(150)가 탈착 가능하게 연결되도록 상기 드론몸체부(110)의 하부에 형성되는 것으로, 약품탱크(150)를 연결하여 고정시키기 위해 일측에 조인트부(미도시)가 형성된다. 상기 조인트부(미도시)는 약품탱크 (150)와 연결부재(140)가 연결되기 위해 형성되는 것으로 핀 형태 등 어떤 형태도 무방하며, 약품탱크(150)를 다 사용하고 나면 연결부재(140)의 조인트부를 해체하여 약품탱크(150)를 교체할 수 있다.
또한 이를 통해서 약품탱크(150)의 일측에 형성된 배터리(160)도 함께 교체할 수 있다.
약품탱크(150)는 상기 연결부재(140)와 연결되며, 약품을 저장하는 것이다.
상기 약품탱크(150)가 연결부재 (140)의 하부에 연결됨으로 지면에 안착될 때 방제용 드론(1)의 다리 역할을 할 수 있다.
배터리(160)는 상기 약품탱크(150)의 일측에 형성되는 것으로, 방제용 드론(1)이 구동되도록 전원을 공급하는 역할을 한다.
또한 상기 배터리(160)는 약품탱크(150)와 분리 가능하도록 결합됨으로 배터리(160)를 별도로 교체할 수 있도록 한다.
펌프(170)는 상기 약품탱크(150)의 일측에 형성되는 것으로, 약품탱크(150)에 담긴 약품을 펌핑하여 공급호스(180)로 공급하는 역할을 한다.
또한 상기 펌프(170)는 약품탱크(150)와 분리 가능하도록 결합됨으로 펌프(170)를 별도로 교체할 수 있다.
공급호스(180)는 상기 약품탱크(150)와 연결되어 약품이 공급되는 것이다.
상기 공급호스(180)는 사용 용도에 따라 유연성(flexible)을 가진 소재로 형성될 수도 있으며, 파이프(pipe)와 같이 딱딱한 소재로 형성될 수도 있다.
본 발명의 약품탱크(150), 공급관(180), 분사부(200)가 초경량화될 수 있는 소재(알루미늄 배관)를 이용함으로써 경량화가 실현된다.
과제에서 언급한 바와 같이, 본 발명은 경량 드론을 제공하되, 약품살포용 드론의 기체를 탄소섬유로 제작하고 드론에 장착되는 약품탱크, 공급관, 분사부가 초경량화될 수 있는 소재(알루미늄, 탄소섬유)를 이용함으로 경량화하며 더 나아가 기능성 약품 분사부를 제공한다.
상술한 바와 같이, 드론몸체부(110), 암(120), 프로펠러(130), 연결부재(140), 약품탱크(150), 배터리(160), 펌프(170), 공급호스(180), 분사부(200)를 포함한 구성에 있어서,
상기 분사부(200)로부터 약품 살포량 조절을 통해 비교적 적은 양으로 분사되도록 하되 효과(넒은 면적으로 살포)적으로 살포되도록 상기 분사부(200)의
분사구(200a)를 미세하게 형성하고, 그 미세한 분사구가 쉽게 막히지 않도록
메인공급관(180a) 내부에 여과망(180c)을 수용하고 상기 메인공급관(180a)과 펌프(170) 사이에 압력센서(170a)을 연결하여
상기 펌프(170)로부터 약품탱크(150)의 약품을 상기 분사구(200a)로 토출하는 과정에 상기 분사구(200a)가 막히거나 상기 메인공급관(180a)에 이물질이 쌓여 상기 메인공급관(180a)과 상기 펌프
(170) 사이에 압력이 설정 압력이상 높아져 압력센서(170a)가 센싱되면 제어부를 통해 상기 펌프(170) 압력(rpm)을 증가시켜 약품을 살포하는 구성이다.
상기 메인공급관(180a)은 약품탱크(150)로부터 수직으로 위치되되 상기 약품탱크
(150)로부터 헛돌도록 연결하여 상기 약품탱크(150)로부터 공급관(180)을 회전시켜 상기 공급관(180)을 드론(1)의 비행방향으로 길게 위치하여 식물에 식제된 두둑과 두둑(식물과 식물사이에 해당)사이에 약품이 살포되도록 하는 구성이다.
상기 분사부(200)의 미립화를 통해 분무 특성 및 분무 형상을 조절(미도시)할 수 있으며, 과도하게 분사되는 양을 줄일 수 있다.
상기처럼 적은 양의 약품으로 효과를 극대화하게 되면 드론의 경량화를 실현할 수 있다.
소형화된 기체를 통해 적은 부분에도 효과적인 방제가 가능하다.
실시예, 상술한 바와 같이
상기 분사부(200)로부터 약품 살포량 조절을 통해 비교적 적은 양으로 분사되도록 하되 효과(넒은 면적으로 살포)적으로 살포되도록 상기 분사부(200)의 분사구(미도시)를 미세하게 형성한다.
상기와 같이 미세하게 형성하면 약품에 포함된 이물질에 의해 막힐 수 있어
메인공급관(180a) 내부에 여과기(미도시)를 수용한다.
그리고 상기 메인공급관(180a)과 펌프(170) 사이에 시중에 유통되는 압력센서(170a)를 연결한다.
그 후 상기 펌프(170)로부터 약품탱크(150)의 약품을 상기 분사부(200)의 분사구로 토출하는 과정에 상기 메인공급관(180a)에 이물질이 쌓여 상기 메인공급관(180a)과 상기 펌프(170) 사이에 압력이 설정 압력이상 높아지면 압력센서(170a)가 센싱된다.
그러면 제어부(미도시)를 통해 상기 펌프(170)의 압력(rpm)을 증가시켜 약품을 분사하면 이물질 일부가 상기 분사부(200)의 분사구(200a)로 토출된다.
그 후 지속적으로 압력을 증가하면 이물질이 사라지고, 압력이 낮아지면 펌프의 압력이 원위치도록 제어부는 프로그램으로 설정되어 있다.
이와 같이 효과적으로 분사구(200a)로부터 이물질을 제거할 수 있어서 지속적으로 약품 살포를 할 수 있어 매우 유익하다.
참고로, 종래는 이와 같은 기술이 존재하지 않는다.
다음, 과제의 해결 수단에서 상술한 바와 같이, 메인공급관(180a)은 약품탱크(150)로부터 수직으로 위치되되 상기 약품탱크(150)로부터 헛돌도록 연결한다.
그리고 선택적으로 상기 약품탱크(150)로부터 공급관(180)을 회전시켜 상기 공급관(180)을 드론의 비행방향으로 길게 위치한다.
그러면 드론의 저공비행으로 식물에 식제된 두둑과 두둑(식물과 식물사이에 해당)사이에 약품을 살포할 수 있다.
예를 들어, 고추나무의 두둑과 두둑 사이에서 고추나무 측면에서 약품을 분사해야하는 경우 분사부(200)를 두둑과 두둑 사이에 위치시켜 분사할 수 있는 등 약품을 분사해야 하는 위치에 따라 공급관(200)을 조절함으로써 다양한 위치에 약품을 분사할 수 있다.
그러므로 제어부(미도시)를 통해 상기 펌프(170)에 배터리의 전력을 인가하면 상기 펌프(170)에 의해 상기 약품탱크(150)에 충전시킨 약품이 상기 공급관(180)을 지나 분사부(200)로 토출된다.
110. 드론몸체부 120. 암
130. 프로펠러 140. 여녈부재
150. 약품탱크 160. 배터리
170 펌프 180. 공급호스

Claims (2)

  1. 드론몸체부(110), 암(120), 프로펠러(130), 연결부재(140), 약품탱크(150), 배터리(160), 펌프(170), 공급호스(180), 분사부(200)를 포함한 구성에 있어서,
    상기 분사부(200)로부터 약품 살포량 조절을 통해 비교적 적은 양으로 분사되도록 하되 효과(넒은 면적으로 살포)적으로 살포되도록 상기 분사부(200)의
    분사구(200a)를 미세하게 형성하고 그 미세한 분사구가 쉽게 막히지 않도록
    메인공급관(180a) 내부에 여과망(180c)을 수용하고 상기 메인공급관(180a)과 펌프(170) 사이에 압력센서(170a)을 연결하여

    상기 펌프(170)로부터 약품탱크(150)의 약품을 상기 분사구(200a)로 토출하는 과정에 상기 분사구(200a)가 막히거나 상기 메인공급관(180a)에 이물질이 쌓여 상기 메인공급관(180a)과 상기 펌프(170) 사이에 압력이 설정압력이상 높아져 압력센서(170a)가 센싱되면 제어부를 통해 상기 펌프(170) 압력(rpm)을 증가시켜 약품을 살포하는 구성을 특징으로 하는 미니 화단에 양액 살포가 용이한 방제용 미니 드론.
  2. 제 1항에 있어서,
    메인공급관(180a)은 약품탱크(150)로부터 수직으로 위치되되 상기 약품탱크
    (150)로부터 헛돌도록 연결하여 상기 약품탱크(150)로부터 공급관(180)을 회전시켜 상기 공급관(180)을 드론(1)의 비행방향으로 길게 위치하여 식물에 식재된 두둑과 두둑(식물과 식물사이에 해당)사이에 약품을 살포되도록 하는 구성을 특징으로 하는 미니 화단에 양액 살포가 용이한 방제용 미니 드론.
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