KR20240044280A - 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체 및 이를 포함하는 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치 - Google Patents

드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체 및 이를 포함하는 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체 및 이를 포함하는 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치에 관한 것으로 드론의 구동 시스템에서 발생되는 물리량을 측정하는 복수의 감지 센서부를 포함하여 드론의 비행 전에 모터, 블레이드 등의 구동 시스템에 대한 이상여부를 정확하게 진단할 수 있고, 구동 시스템의 이상 작동 유무를 감지하는 블록타입의 센서패드와 일반 블록타입 바닥 패드와 함께 드론이 이착륙하는 드론용 이착륙장을 구성하여 드론의 구동 시스템의 이상 작동 여부에 대한 진단을 이착륙 시 수행할 수 있고, 드론 스테이션 제작 비용 및 진단 시스템 구축에 대한 비용을 크게 절감할 수 있다.

Description

드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체 및 이를 포함하는 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치{SENSING STRUCTURE FOR DIAGNOSING A DRIVING SYSTEM OF DRONE AND DIAGNOSING APPARATUS OF A BLOCK TYPE FOR DRIVING SYSTEM OF DRONE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체, 이를 포함하는 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치에 관한 것으로 비행 전에 대형 드론의 구동 시스템의 이상 유무를 진단하는 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체 및 이를 포함하는 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치에 관한 발명이다.
일반적으로 대부분의 드론 서비스 사업자는 일반 바닥에 매트를 깔거나 이착륙장 표식이 있는 드론용 이착륙장에서 드론의 비행을 시작하여 이륙하고, 업무를 마치고 다시 복귀하여 착륙할 수 있다.
그리고, 드론용 이착륙장에 착륙된 드론은 주기적으로 모터, 블레이드 등의 구동 시스템을 점검하고, 다시 이륙하여 비행을 시작한다.
통상적으로 드론의 구동 시스템은 작업자가 육안으로 이상 상태를 확인하고 있으나, 드론의 구동 시스템의 이상유무에 대해 단순한 육안점검으로는 드론의 모터와 블레이드의 상태를 정확하게 알 수 없는 문제점이 있어 드론의 실제 비행시에 구동 시스템의 고장으로 인한 다양하고 심각한 사고가 빈번하게 발생하고 있는 상황이다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 한국등록특허 제2261899호 "드론의 이상 진단장치 및 그 방법"에서 진동센서부를 통해 드론 구동시 발생하는 진동 원시 데이터를 수집하여 드론의 이상을 진단하는 구조가 개시된 바 있다.
그러나, 한국등록특허 제2261899호 "드론의 이상 진단장치 및 그 방법"은 단순히 진동센서만을 이용해 드론의 작동에 대한 이상여부를 판단하기 때문에 드론의 구동 시스템에 대한 전체적인 정확한 진단이 어려운 문제점이 있었다.
또한, 드론의 사이즈가 다양하기 때문에 특정한 크기의 케이스형(보관이 가능하며 개폐형 도어가 있는) 스테이션을 제작하는데 비용이 많이 발생하고, 드론 스테이션의 설치나 이동이 쉽지 않고 고장이 잦아 케이스형 스테이션 형태는 상용화 단계에서는 큰 효용성이 없다.
또한, 드론의 정밀유도 착륙 기술이 발달하지 않아, 케이스형 스테이션이 자동적으로 안착하지 못해 위험성의 제거를 해결하지 못했다.
한국등록특허 제2261899호 "드론의 이상 진단장치 및 그 방법"(2021.06.01.등록)
본 발명의 목적은 드론의 비행 전에 모터, 블레이드 등의 구동 시스템에 대한 이상여부를 정확하게 진단할 수 있는 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체 및 이를 포함하는 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 구동 시스템 진단용 센싱 구조체를 블록타입의 센서패드로 제작하고, 일반 블록타입 더미패드와 함께 드론이 이착륙하는 드론용 이착륙장을 구성하여 드론 스테이션 제작 비용을 절감함과 동시에 드론의 구동 시스템에 대한 이상 작동 여부를 이착륙 시 수행할 수 있는 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체, 이를 포함하는 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체의 일 실시예는 센싱용 하우징부, 센싱용 하우징부 내에 위치되며 드론의 구동 시스템에 대한 이상 작동 유무를 감지할 수 있는 복수의 감지 센서부, 복수의 감지 센서부에서 전달받은 감지 신호를 외부의 드론 제어 관제 시스템으로 전달하는 제어부를 포함한다.
본 발명에서 복수의 상기 감지 센서부는 상기 구동 시스템의 구동모터에서 발생되는 자기장의 변화를 감지하는 자기장 감지부, 상기 구동 시스템의 블레이드에서 발생되는 도플러 주파수 변화를 측정하는 주파수 변화 감지부 및 상기 구동 시스템의 블레이드에서 발생되는 음향의 파동을 측정하는 파동 감지부 중 적어도 2개를 포함할 수 있다.
본 발명에서 복수의 상기 감지 센서부는 상기 구동 시스템의 구동모터에서 발생되는 자기장의 변화를 감지하는 자기장 감지부, 상기 구동 시스템의 블레이드에서 발생되는 도플러 주파수 변화를 측정하는 주파수 변화 감지부 및 상기 구동 시스템의 블레이드에서 발생되는 음향의 파동을 측정하는 파동 감지부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 주파수 변화 감지부와 상기 파동 감지부는 각각 상기 센싱용 하우징부의 외부로 노출되게 장착될 수 있다.
본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체의 일 실시예는 상기 센싱용 하우징부 내에 위치되며 상기 구동 시스템의 구동모터를 촬영하여 상기 제어부로 전달하는 열화상 카메라부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 열화상 카메라부는 구동모터의 열분포를 측정하고, 상기 제어부와 연결되어 상기 구동모터와 상기 감지 센서부 간의 상대적인 위치를 확인할 수 있다.
본 발명에서 상기 센싱용 하우징부는 상기 제어부와 상기 열화상 카메라부가 위치되는 제어 하우징부재, 상기 제어 하우징부재에 회전 가능하게 연결되며 내부에 복수의 상기 감지 센서부가 위치되는 센서 하우징부재 및 상기 센서 하우징부재를 회전시켜 세울 수 있는 하우징 회전부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 복수의 상기 감지 센서부는 상기 구동 시스템의 구동모터에서 발생되는 자기장의 변화를 감지하는 자기장 감지부 및 상기 구동 시스템의 블레이드에서 발생되는 도플러 주파수 변화를 측정하는 주파수 변화 감지부를 포함하며, 상기 주파수 변화 감지부와 상기 파동 감지부는 상기 센서 하우징부재의 단부 측에서 외부로 노출되게 장착되어 상기 센서 하우징부재가 세워지는 경우 상기 구동 시스템의 블레이드를 향해 노출된 상태로 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체의 일 실시예는 상기 센서 하우징부재가 세워진 상태에서 상기 구동 시스템과 상기 센서 하우징부재 사이의 거리를 측정하고, 상기 제어부로 거리정보를 전달하는 거리 감지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 열화상 카메라부는 상기 제어부와 연결되고, 상기 열화상 카메라부의 영상 화면에 얼라인 영역이 표시되며, 상기 제어부는 상기 얼라인 영역 내에 상기 구동 시스템의 구동모터가 위치되는 것이 확인되면 얼라인 영역 내에서 상기 구동모터의 온도를 측정하고, 상기 하우징 회전부를 작동시켜 상기 센서 하우징부를 세워 위치시키고, 복수의 상기 감지 센서부를 작동시킬 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치의 일 실시예는 드론의 구동 시스템에 대한 이상 작동 여부를 감지하는 복수의 블록형 센서 패드부, 블록형 센서 패드부와 맞붙어 배치되는 복수의 블록형 바닥 패드부를 포함하여 드론이 이착륙할 수 있는 드론의 이착륙장을 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 블록형 센서 패드부는 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체의 일 실시예인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 블록형 센서 패드부는 복수의 상기 구동 시스템과 동일한 개수로 상기 드론이 이착륙되는 위치에서 대응되게 위치되고, 상기 블록형 바닥 패드부는 복수의 상기 블록형 센서 패드부를 제외한 드론의 이착륙장의 나머지 부분에 위치될 수 있다.
본 발명은 드론의 구동 시스템에서 발생되는 물리량을 측정하는 복수의 감지 센서부를 포함하여 드론의 비행 전에 모터, 블레이드 등의 구동 시스템에 대한 이상여부를 정확하게 진단할 수 있어 드론의 실제 비행시에 구동 시스템의 고장으로 인한 사고를 방지하고, 드론의 비행 안정성을 크게 향상시키는 효과가 있다.
본 발명은 구동 시스템 진단용 센싱 구조체를 블록타입의 센서패드로 제작하고, 일반 블록타입 더미패드와 함께 드론이 이착륙하는 드론용 이착륙장을 구성하여 드론 스테이션 제작 비용을 절감함과 동시에 드론의 구동 시스템의 이상 작동 여부에 대한 진단을 이착륙 시 간단하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 드론의 사이즈와 해당 드론 크기에 따른 상대적인 구동부 위치에 맞도록 블록타입 형태로 센서를 효과적으로 배치하여 드론의 진단 시스템을 구축하기 위한 비용을 크게 절감하고, 구동 시스템의 진단 정확도를 크게 향상시키는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체를 예시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체를 예시한 블럭도.
도 4는 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체에서 열화상 카메라부의 영상 화면에 대한 일 실시예를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치를 예시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치의 작동 방법을 예시한 흐름도.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체를 예시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체의 작동예를 도시한 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체를 예시한 블럭도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체의 일 실시예는 드론의 구동 시스템(2)인 구동모터(2a)와 블레이드(2b) 등에 대한 이상 작동 유무 즉, 구동 시스템(2)인 구동모터(2a), 블레이드(2b) 등의 고장 여부 또는 고장이 발생되려고 하는 이상 작동 여부를 확인하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체의 일 실시예는 복수의 감지 센서부(200)가 내부에 위치되는 센싱용 하우징부(100)를 포함한다.
센싱용 하우징부(100) 내에 위치되는 감지 센서부(200)는 드론의 구동 시스템(2)에 대한 이상 작동 유무를 감지할 수 있는 센서이고, 센싱용 하우징부(100)의 내부에는 서로 다른 종류의 고장 인자를 감지하는 복수의 감지 센서부(200)가 위치되어 드론의 구동 시스템(2)에 대한 이상 작동 유무를 더 정확하게 감지할 수 있다.
센싱용 하우징부(100) 내에는 복수의 감지 센서부(200)에서 전달받은 감지 신호를 외부의 드론 제어 관제 시스템(미도시)으로 전달하는 제어부(300)가 위치된다.
복수의 감지 센서부(200)는 자기장의 변화를 감지하는 자기장 감지부(210), 도플러 주파수 변화를 측정하는 주파수 변화 감지부(220), 음향의 파동을 측정하는 파동 감지부(230) 중 적어도 2개를 포함하여 드론의 구동 시스템(2)에 대한 이상 작동 유무를 감지한다.
복수의 감지 센서부(200)는 자기장의 변화를 감지하는 자기장 감지부(210), 도플러 주파수 변화를 측정하는 주파수 변화 감지부(220), 음향의 파동을 측정하는 파동 감지부(230) 중 적어도 2개를 포함하여 드론의 구동 시스템(2)에 대한 이상 작동 유무를 감지한다.
복수의 감지 센서부(200)는 자기장의 변화를 감지하는 자기장 감지부(210), 도플러 주파수 변화를 측정하는 주파수 변화 감지부(220), 음향의 파동을 측정하는 파동 감지부(230)를 포함하여 드론의 구동 시스템(2)에 대한 이상 작동 유무를 감지한다.
자기장 감지부(210)는 구동모터(2a)에서 발생되는 자기장의 변화를 감지하기 위한 것으로 구동모터(2a)와 최대한 근접하게 위치되어 구동모터(2a)에서 발생되는 자기장의 변화를 감지하여 제어부(300)로 전달한다.
또한, 주파수 변화 감지부(220)와 파동 감지부(230)는 각각 블레이드(2b) 즉, 드론의 날개에서 발생되는 도플러 주파수 변화를 측정하고, 음향의 파동을 감지하는 것으로 센싱용 하우징부(100)의 외부로 노출되게 장착된다.
제어부(300)는 무선 통신부(320)를 포함하여 자기장 감지부(210)에서 감지된 구동모터(2a)의 자기장 변화, 주파수 변화 감지부(220)에서 감지되는 블레이드(2b)의 도플러 주파수 변화 및 파동 감지부(230)에서 감지되는 블레이드(2b)의 음향의 파동을 드론 제어 관제 시스템(미도시)으로 전달하는 것을 일 예로 한다.
무선 통신부(320)는 이동통신사의 4G E또는 5G의 무선 통신망, 와이파이(Wifi), 블루투스(Bluetooth) 등 공지의 무선 통신 수단을 이용하는 것을 일 예로 한다.
제어부(300)는 제어 컴퓨터(310), 무선 통신부(320), 데이터 수집부(330)를 포함하여 무선 통신을 통해 드론 제어 관제 시스템(미도시)과 연결되어 명령과 데이터를 드론 제어 관제 시스템(미도시)과 교환하게 된다.
제어 컴퓨터(310)는 드론 제어 관제 시스템(미도시)의 외부 제어 PC와 무선 통신부(320)를 통해 연결되어 있고, 명령과 데이터의 교환을 수행한다.
자기장 감지부(210), 주파수 변화 감지부(220)와 파동 감지부(230)는 각각 데이터 수집부(330)와 연결되어 제어 컴퓨터(310)의 명령을 받아 아날로그 데이터의 샘플링을 수행한다.
센싱용 하우징부(100)는 두께가 얇은 패드 형상을 가지며, 직육면체인 블록 타입으로 형성되는 것을 일 예로 하고, 이외에도 평면에서 정육각형 또는 정팔각형의 형상을 가지는 블록 타입 패드 형상일 수도 있고, 맞붙어 평면의 바닥을 구성할 수 있는 공지의 블록 형상으로 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
센싱용 하우징부(100)는 블록 타입의 패드 몸체를 가지는 것을 일 예로 하고, 블록타입의 패드 몸체를 가져 다른 일반 블록 타입의 받침패드부와 함께 드론의 이착륙이 가능하고, 드론의 구동 시스템(2)에 대한 이상 작동 여부를 진단할 수 있는 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치를 간단하게 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치의 실시예는 하기에서 상세하게 설명할 예정이다.
한편, 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체의 일 실시예는 센싱용 하우징부(100) 내에 위치되며 구동 시스템(2)의 구동모터(2a)를 촬영하여 제어부(300)로 전달하는 열화상 카메라부(400)를 더 포함한다.
열화상 카메라부(400)는 구동모터(2a)의 열분포를 측정하여 구동모터(2a)의 이상 작동 여부를 확인할 수 있을뿐 아니라 제어부(300) 즉, 제어 컴퓨터(310)와 연결되어 구동모터(2a)와 센서 즉, 구동모터(2a)와 감지 센서부(200) 간의 상대적인 위치를 확인할 수 있다
또한, 센싱용 하우징부(100)는 제어부(300)와 열화상 카메라부(400)가 위치되는 제어 하우징부재(110), 제어 하우징부재(110)에 회전 가능하게 연결되며 내부에 복수의 감지 센서부(200)가 위치되는 센서 하우징부재(120), 센서 하우징부재(120)를 회전시켜 세울 수 있는 하우징 회전부(130)를 포함한다.
제어 하우징부재(110)와 센서 하우징부재(120)는 블록 타입의 패드 몸체를 가지며 센서 하우징부재(120)의 폭이 제어 하우징부재(110)의 폭보다 작게 형성되는 것을 일 예로 한다.
센서 하우징부재(120)는 힌지축으로 제어 하우징부재(110)에 회전 가능하게 연결되고, 하우징 회전부(130)는 힌지축에 연결되는 하우징 회전모터를 포함하여 센서 하우징부재(120)를 수직 방향으로 세울 수 있다.
주파수 변화 감지부(220)와 파동 감지부(230)는 센서 하우징부재(120)의 단부 측에서 외부로 노출되게 장착되어 센서 하우징부재(120)가 세워지는 경우 드론의 블레이드(2b)를 향해 노출된 상태로 위치된다.
주파수 변화 감지부(220)와 파동 감지부(230)는 센서 하우징부재(120)가 세워지는 경우 상부를 향해 즉, 이륙한 드론의 블레이드(2b)를 향해 노출되게 위치되어 블레이드(2b) 즉, 드론의 날개용 블레이드(2b)에서 발생되는 도플러 주파수 변화 및 음향의 파동을 각각 정확하게 측정할 수 있다.
자기장 감지부(210)는 센서 하우징부재(120)의 중간 부분에 위치되고, 가급적 구동모터(2a)와 가깝게 즉, 센서 하우징부재(120)의 상부 측에서 주파수 변화 감지부(220)와 파동 감지부(230)에 간섭되지 않는 범위 내로 드론의 구동모터(2a)와 근접하게 설치된다.
또한, 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체의 일 실시예는 센서 하우징부재(120)가 세워진 상태에서 드론과 센서 하우징부재(120) 사이의 거리를 측정하고, 제어부(300)로 거리정보를 전달하는 거리 감지부(500)를 더 포함한다.
거리 감지부(500)는 센서 하우징부재(120)의 단부 측에서 노출되게 장착되어 센서 하우징부재(120)가 세워진 상태에서 드론의 날개용 블레이드(2b)를 향하도록 위치되어 드론의 구동 시스템(2) 즉, 블레이드(2b)와 센서 하우징부재(120)의 단부 사이의 거리를 감지할 수 있다.
거리 감지부(500)는 드론의 구동 시스템(2)의 하부 측에 즉, 구동모터(2a)의 하부 측에 위치되어 드론과 센서 하우징부재(120) 사이의 거리를 측정하고, 제어부(300)로 거리정보를 전달할 수도 있음을 밝혀둔다.
거리 감지부(500)는 센서 하우징부재(120)의 단부 측과 드론 간의 거리를 감지하고, 감지된 거리 정보를 제어부(300)로 전달한다.
제어부(300)는 거리 감지부(500)에서 감지된 감지된 거리 정보를 드론의 작동을 제어하는 드론 제어 관제 시스템(미도시)로 전달하여 드론의 위치를 조절하고, 드론의 구동 시스템(2)과 주파수 변화 감지부(220) 및 파동 감지부(230) 간의 적정 거리를 유지하고, 드론의 구동 시스템(2)이 세워진 센서 하우징부재(120)의 단부 측과 충돌하는 사고를 방지할수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체에서 열화상 카메라부(400)의 영상 화면에 대한 일 실시예를 도시한 개략도이고, 도 4를 참고하면 열화상 카메라부(400)는 제어 컴퓨터(310)와 연결되고, 열화상 카메라부(400)의 영상 화면에는 얼라인 영역(400a)이 표시된다.
제어 컴퓨터(310)는 열화상 카메라부(400)의 영상 화면에서 얼라인 영역(400a) 내에 드론의 모터가 위치되는 것이 확인되면 얼라인 영역(400a) 내에서 구동모터(2a)의 온도를 측정하고, 하우징 회전부(130)를 작동시켜 센서 하우징부재(120)를 세워 드론의 구동 시스템(2)에 대한 이상 작동 여부를 진단할 수 있게 준비된다.
도 5는 본 발명에 따른 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치를 예시한 사시도이고, 도 5를 참고하면 본 발명에 따른 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치의 일 실시예는 드론의 구동 시스템(2)에 대한 이상 작동 여부를 감지하는 복수의 블록형 센서 패드부(10), 블록형 센서 패드부(10)와 맞붙어 배치되는 복수의 블록형 바닥 패드부(20)를 포함하여 드론이 이착륙할 수 있는 드론의 이착륙장을 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 복수의 블록형 센서 패드부(10)는 상기한 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체의 실시예를 포함하는 것을 일 예로 한다.
그리고, 복수의 블록형 센서 패드부(10)는 드론이 이착륙되는 위치에서 드론의 구동 시스템(2)과 마주하게 위치되어 드론 구동 시스템(2)에 대한 이상 작동 여부를 감지할 수 있다.
블록형 바닥 패드부(20)는 바닥을 형성할 수 있는 공지의 바닥재로 제조되는 일반 블록형 패드로써 다른 기능없이 드론의 이착륙장을 구성하는 바닥재로 사용되는 것이며, 드론의 이착륙장을 구성할 수 있는 공지의 바닥재로 다양하게 변형 실시될 수 있다.
또한, 블록형 센서 패드부(10)와 블록형 바닥 패드부(20)는 동일한 형상으로 제조되어 서로 맞붙어 평면의 바닥을 구성할 수 있는 블록 조립 구조를 가진다.
블록형 센서 패드부(10)와 블록형 바닥 패드부(20)는 직육면체인 블록 타입으로 형성되는 것을 일 예로 하고, 이외에도 평면에서 정육각형 또는 정팔각형의 형상을 가지는 블록 타입 패드 형상일 수도 있고, 맞붙어 평면의 바닥을 구성할 수 있는 공지의 블록 형상으로 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
드론은 드론 몸체(1)와 복수의 구동 시스템(2)을 포함하여 수직 이착륙이 가능한 것으로 복수의 블록형 센서 패드부(10)는 드론의 이착륙장을 구성하는 바닥 중 드론이 이착륙되는 위치에서 복수의 구동 시스템(2)과 마주하게 위치되고, 드론의 이착륙장을 구성하는 바닥에서 복수의 블록형 센서 패드부(10)룰 제외한 나머지 부분은 블록형 바닥 패드부(20)로 구성된다.
구동 시스템(2)은 회전하여 드론 몸체(1)가 수직 이착륙할 수 있는 양력을 발생시키는 블레이드(2b), 블레이드(2b)를 회전시키는 구동모터(2a)를 포함하고, 드론에서 공지된 구동 구조를 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
블록형 센서 패드부(10)는 상기한 바와 같이 복수의 구동 시스템(2)과 동일한 개수로 드론의 이착륙장을 구성하는 바닥 중 드론이 이착륙되는 위치에서 대응되게 위치되고, 블록형 바닥 패드부(20)는 복수의 블록형 센서 패드부(10)를 제외한 드론의 이착륙장의 나머지 부분에 위치되어 드론의 이착륙장을 복수의 블록형 센서 패드부(10)와 함께 평면으로 형성할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치의 작동 방법을 예시한 흐름도이고, 도 1 내지 도 6을 참고하면 본 발명에 따른 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치의 작동 방법을 하기에서 상세하게 설명한다.
드론의 이착륙장은 드론의 이착륙 위치에서 드론의 구동 시스템(2)과 대응되게 위치되는 복수의 블록형 센서 패드부(10), 복수의 블록형 센스 패드부를 제외한 부분에 위치되는 복수의 블록형 바닥 패드부(20)를 포함한다.
그리고, 블록형 센서 패드부(10)는 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체의 실시예를 포함한다.
본 발명에 따른 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치의 작동 방법은 본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체의 작동을 통해 드론의 구동 시스템(2)에 대한 이상 작동 여부를 진단하는 것이다.
본 발명에 따른 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체를 이용한 드론의 구동 시스템(2)에 대한 진단 방법은 제어부(300)에 전원이 인가되면 무선 통신부(320)를 통해 외부 명령을 수신할 준비를 하고, 열화상 카메라부(400)를 작동시키는 진단 대기단계(S100), 착륙하려는 드론의 구동 시스템(2)에서 구동모터(2a)가 열화상 카메라부(400)로 촬영되는 영상 화면에서 얼라인 영역(400a)에 들어오는 경우 하우징 회전부(130)로 센서 하우징부재(120)를 회전시켜 수직으로 세우는 진단 준비단계(S200), 센서 하우징부재(120)가 수직으로 세워진 후 복수의 감지 센서부(200)로 구동 시스템(2)의 물리량을 측정하고, 측정된 물리량을 제어부(300)의 데이터 수집부(330)로 전달하는 데이터 수집단계(S300), 데이터 수집단계(S300)와 함께 열화상 카메라부(400)로 구동모터(2a)의 열분포를 촬영하여 데이터 수집부(330)로 전달하는 모터 영상 수집단계(S400), 데이터 수집단계(S300)와 모터 영상 수집단계(S400) 후 수집된 데이터를 드론 제어 관제 시스템(미도시)으로 무선통신을 통해 전달하는 데이터 전달단계, 데이터 전달단계 후 하우징 회전부(130)로 센서 하우징부재(120)를 반대로 회전시켜 센서 하우징부재(120)를 원위치로 복귀시켜 평면의 바닥을 형성하게 하는 센서 하우징 복귀단계(S600)를 포함한다.
데이터 수집단계(S300)는 자기장 감지부(210)로 드론의 구동 시스템(2)에서 구동모터(2a)의 자기장을 감지하고, 주파수 변화 감지부(220)로 드론의 구동 시스템(2)에서 블레이드(2b) 즉, 날개에서 발생되는 도플러 주파수를 측정하고, 파동 감지부(230)를 통해 드론의 구동 시스템(2)에서 블레이드(2b) 즉, 날개에서 발생되는 음향의 파동을 측정한다.
센서 하우징부재(120)는 드론이 착륙하거나 이륙할 때 하우징 회전부(130)로 세워져 작동 중인 드론의 구동 시스템(2)과 최대한 가깝게 위치되어 구동 시스템(2)에서 발생되는 물리량 즉, 구동 시스템(2)의 이상 작동 여부를 진단할 수 있는 물리량을 정확하게 측정할 수 있다.
센서 하우징부재(120)는 구동 시스템(2)의 이상 작동 여부를 진단할 수 있는 물리량을 복수의 센서 감지부가 측정한 후 센서 하우징 복귀단계(S600)를 통해 다시 원위치로 복귀되어 제어 하우징부재(110)와 함께 드론의 이착륙이 가능한 평면의 바닥을 형성하게 된다.
그리고, 드론 제어 관제 시스템(미도시)은 데이터 전달단계로 전달받은 드론의 구동 시스템(2)에서 측정된 물리량 즉, 구동모터(2a)의 자기장, 블레이드(2b)의 도플러 주파수 및 음향의 파동을 통해 드론의 구동 시스템(2)에 대한 이상 작동 여부를 진단할 수 있다.
드론 제어 관제 시스템(미도시)은 시스템에서 측정된 물리량이 기설정된 범위에서 포함되는 경우 즉, 구동모터(2a)의 자기장, 블레이드(2b)의 도플러 주파수 및 음향의 파동이 기설정된 범위에 포함되는 경우 구동 시스템(2)의 정상 작동으로 진단할 수 있다.
또한, 드론 제어 관제 시스템(미도시)은 시스템에서 측정된 물리량이 기설정된 범위에서 벗어나는 경우 즉, 구동모터(2a)의 자기장, 블레이드(2b)의 도플러 주파수 및 음향의 파동이 기설정된 범위에서 벗어나는 경우 구동 시스템(2)의 이상 작동으로 진단할 수 있다.
본 발명은 드론의 비행 전에 구동모터(2a), 블레이드(2b) 등의 구동 시스템(2)에 대한 이상여부를 정확하게 진단할 수 있어 드론의 실제 비행시에 구동 시스템(2)의 고장으로 인한 사고를 방지하고, 드론의 비행 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명은 구동 시스템 진단용 센싱 구조체를 블록타입의 센서패드로 제작하고, 일반 블록타입 더미패드와 함께 드론이 이착륙하는 드론용 이착륙장을 구성하여 드론 스테이션 제작 비용을 절감함과 동시에 드론의 구동 시스템(2)의 이상 작동 여부에 대한 진단을 이착륙 시 간단하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 드론의 사이즈와 해당 드론 크기에 따른 상대적인 구동부 위치에 맞도록 블록타입 형태로 센서를 효과적으로 배치하여 드론의 진단 시스템을 구축하기 위한 비용을 크게 절감하고, 구동 시스템(2)의 진단 정확도를 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
1 : 드론 몸체 2 : 구동 시스템
2a : 구동모터 2b : 블레이드
10 : 블록형 센서 패드부 20 : 블록형 바닥 패드부
100 : 센싱용 하우징부 110 : 제어 하우징부재
120 : 센서 하우징부재 130 : 하우징 회전부
200 : 감지 센서부 210 : 자기장 감지부
220 : 주파수 변화 감지부 230 : 파동 감지부
300 : 제어부 310 : 제어 컴퓨터
320 : 무선 통신부 330 : 데이터 수집부
400 : 열화상 카메라부 400a : 얼라인 영역
500 : 거리 감지부
S100 : 진단 대기단계 S200 : 진단 준비단계
S300 : 데이터 수집단계 S400 : 모터 영상 수집단계
S500 : 데이터 전달단계 S600 : 센서 하우징 복귀단계

Claims (13)

  1. 센싱용 하우징부;
    상기 센싱용 하우징부 내에 위치되며 드론의 구동 시스템에 대한 이상 작동 유무를 감지할 수 있는 복수의 감지 센서부; 및
    복수의 상기 감지 센서부에서 전달받은 감지 신호를 외부의 드론 제어 관제 시스템으로 전달하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    복수의 상기 감지 센서부는,
    상기 구동 시스템의 구동모터에서 발생되는 자기장의 변화를 감지하는 자기장 감지부;
    상기 구동 시스템의 블레이드에서 발생되는 도플러 주파수 변화를 측정하는 주파수 변화 감지부; 및
    상기 구동 시스템의 블레이드에서 발생되는 음향의 파동을 측정하는 파동 감지부 중 적어도 2개를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    복수의 감지 센서부는,
    상기 구동 시스템의 구동모터에서 발생되는 자기장의 변화를 감지하는 자기장 감지부;
    상기 구동 시스템의 블레이드에서 발생되는 도플러 주파수 변화를 측정하는 주파수 변화 감지부; 및
    상기 구동 시스템의 블레이드에서 발생되는 음향의 파동을 측정하는 파동 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 주파수 변화 감지부와 상기 파동 감지부는 각각 상기 센싱용 하우징부의 외부로 노출되게 장착되는 것을 특징으로 하는 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 센싱용 하우징부 내에 위치되며 상기 구동 시스템의 구동모터를 촬영하여 상기 제어부로 전달하는 열화상 카메라부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 열화상 카메라부는 구동모터의 열분포를 측정하고,
    상기 제어부와 연결되어 상기 구동모터와 상기 감지 센서부 간의 상대적인 위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 센싱용 하우징부는,
    상기 제어부와 상기 열화상 카메라부가 위치되는 제어 하우징부재;
    상기 제어 하우징부재에 회전 가능하게 연결되며 내부에 복수의 상기 감지 센서부가 위치되는 센서 하우징부재; 및
    상기 센서 하우징부재를 회전시켜 세울 수 있는 하우징 회전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체.
  8. 청구항 7에 있어서,
    복수의 상기 감지 센서부는,
    상기 구동 시스템의 구동모터에서 발생되는 자기장의 변화를 감지하는 자기장 감지부; 및
    상기 구동 시스템의 블레이드에서 발생되는 도플러 주파수 변화를 측정하는 주파수 변화 감지부를 포함하며,
    상기 주파수 변화 감지부와 상기 파동 감지부는 상기 센서 하우징부재의 단부 측에서 외부로 노출되게 장착되어 상기 센서 하우징부재가 세워지는 경우 상기 블레이드를 향해 노출된 상태로 위치되는 것을 특징으로 하는 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 센서 하우징부재가 세워진 상태에서 상기 구동 시스템과 상기 센서 하우징부재 사이의 거리를 측정하고, 상기 제어부로 거리정보를 전달하는 거리 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 열화상 카메라부는 상기 제어부와 연결되고, 상기 열화상 카메라부의 영상 화면에 얼라인 영역이 표시되며,
    상기 제어부는 상기 얼라인 영역 내에 상기 구동 시스템의 구동모터가 위치되는 것이 확인되면 얼라인 영역 내에서 상기 구동모터의 온도를 측정하고, 상기 하우징 회전부를 작동시켜 상기 센서 하우징부를 세워 위치시키고, 복수의 상기 감지 센서부를 작동시키는 것을 특징으로 하는 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체.
  11. 드론의 구동 시스템에 대한 이상 작동 여부를 감지하는 블록형 센서 패드부; 및
    상기 블록형 센서 패드부와 맞붙어 배치되는 복수의 블록형 바닥 패드부를 포함하여 드론이 이착륙할 수 있는 드론의 이착륙장을 구성하는 것을 특징으로 하는 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 블록형 센서 패드부는,
    청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항의 드론의 구동 시스템 진단용 센싱 구조체인 것을 특징으로 하는 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 블록형 센서 패드부는,
    복수의 상기 구동 시스템과 동일한 개수로 상기 드론이 이착륙되는 위치에서 대응되게 위치되고,
    상기 블록형 바닥 패드부는 복수의 상기 블록형 센서 패드부를 제외한 드론의 이착륙장의 나머지 부분에 위치되는 것을 특징으로 하는 블록 타입의 드론의 구동 시스템 진단장치.
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