KR20240125252A

KR20240125252A - Drone device that can fly by attaching to the wall

Info

Publication number: KR20240125252A
Application number: KR1020230018074A
Authority: KR
Inventors: 김동환; 김원준; 최재혁; 정태남; 오재욱; 이상훈; 오은수; 곽혜원; 마승윤
Original assignee: 서울과학기술대학교 산학협력단; 주식회사 스카이솔루션
Priority date: 2023-02-10
Filing date: 2023-02-10
Publication date: 2024-08-19

Abstract

본 발명은 벽면과 일정한 간격을 두고 비행하면서 이동할 수 있도록 형성된 벽면부착 비행이 가능한 드론장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 벽면부착 비행이 가능한 드론장치는 본체와, 상기 본체에 설치되는 복수개의 로터들을 포함하여 상기 본체를 비행가능하게 구동하는 메인구동부와, 상기 본체에 형성되며, 상기 본체의 비행 방향을 수평방향 상에서 전환할 수 있도록 송풍방향을 조절할 수 있는 방향전환 구동유닛을 구비한다.The present invention relates to a drone device capable of wall-attached flight formed so as to be able to move while flying at a certain distance from a wall.
A drone device capable of wall-mounted flight according to the present invention comprises a main body, a main driving unit including a plurality of rotors installed in the main body to drive the main body to enable flight, and a direction-changing driving unit formed in the main body and capable of controlling a blowing direction so that the flight direction of the main body can be changed in a horizontal direction.

Description

{Drone device that can fly by attaching to the wall}

본 발명은 벽면부착 비행이 가능한 드론장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벽면과 일정한 간격을 두고 비행하면서 이동할 수 있도록 형성된 벽면부착 비행이 가능한 드론장치에 관한 것이다. The present invention relates to a drone device capable of wall-attached flight, and more specifically, to a drone device capable of wall-attached flight configured to move while flying at a certain distance from a wall.

최근 빌딩, 교량 등의 구조물들이 대형화 및 고도화되고, 기존 대형 구조물들의 노후화에 따라, 해당 구조물들에 대한 검사의 중요도가 높아지고 있다. 하지만 기존의 검사들은 사람이 직접 검사지역까지 이동하고 위치하여 수행되므로, 인력에 대한 높은 의존도, 작업공간의 특수성에 따른 높은 위험성 및 검사비용, 전문 인력 수급 부족 등의 문제가 제기되고 있다. Recently, as structures such as buildings and bridges have become larger and more sophisticated, and as existing large structures have become older, the importance of inspection of these structures has increased. However, since existing inspections are performed by people moving to the inspection area and positioning themselves, problems such as high dependence on manpower, high risk due to the special nature of the workspace, high inspection costs, and shortage of specialized manpower have been raised.

이러한 문제들의 해결 방법 중 하나로 대형 구조물의 내/외벽을 이동 가능한 벽체 등반 로봇의 연구가 활발히 이루어지고 있다.As one way to solve these problems, research is actively being conducted on wall-climbing robots that can move on the inner and outer walls of large structures.

벽면 등반 로봇(wall-climbing robot)은 접근이 용이하지 않은 고층 구조물 또는 대형 구조물의 유지관리, 외벽 청소, 구조물 건전도 진단 등에 활용할 수 있다.Wall-climbing robots can be used for maintenance of high-rise or large structures that are not easily accessible, cleaning exterior walls, and diagnosing the health of structures.

벽면 등반 로봇에 대한 연구는 구조물 청소, 유지관리, 구조물 진단과 같은 현실적 필요성에 의해 오래 전부터 연구가 진행되어 왔다. 벽면 등반 로봇의 다양한 형태 중 하나는 무인비행체인 드론(Drone)이며, 드론 형태의 벽면 등반 로봇은 기본적으로 GPS 좌표를 기반으로 절대 위치를 추정하기 때문에, 건축 구조물 특히 고층 빌딩 및 대형 구조물에 근접할수록 구조물로 인한 GPS 음영지역으로 인해 GPS 신호가 차단되는 현상이 발생하였다.Research on wall-climbing robots has been conducted for a long time due to practical needs such as structure cleaning, maintenance, and structure diagnosis. One of the various forms of wall-climbing robots is a drone, and since the wall-climbing robot in the form of a drone basically estimates the absolute location based on GPS coordinates, the closer it gets to building structures, especially high-rise buildings and large structures, the more GPS signals are blocked due to GPS shadow zones caused by the structures.

더욱이 다수의 수직형 프로펠러를 구비하는 드론의 경우 드론의 진행 방향 제어를 각 프로펠러들의 회전방향과 회전속도를 통해 제어한다. 그런데 이렇게 프로펠러들의 회전방향 및 회전속도를 통해 진행 방향을 제어하는 경우 필연적으로 동체가 기울어질 수 밖에 없다. Furthermore, in the case of drones equipped with multiple vertical propellers, the direction of travel of the drone is controlled by the rotation direction and rotation speed of each propeller. However, if the direction of travel is controlled by the rotation direction and rotation speed of the propellers, the body will inevitably tilt.

따라서 구조물의 안전진단, 유지관리 등 다양한 목적을 위해 구조물의 벽면을 따라 드론이 이동할 때 동체가 기울어진 상태로 이동해야 하기 때문에 작업장치의 가동이나 센서에 의한 감지 작업에 한계가 있었다. Therefore, when a drone moves along the wall of a structure for various purposes such as safety diagnosis and maintenance of the structure, the fuselage must move in an inclined state, which limits the operation of the work device or detection by sensors.

한국등록특허공보 제10-2150159호: 고층건물 유지 관리를 위한 벽면 이동형 드론 유닛 및 제어방법Korean Patent Publication No. 10-2150159: Wall-mounted drone unit and control method for high-rise building maintenance

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 벽면을 따라 이동하는 비행 과정에서도 동체가 일측으로 기울어지지 않고 수평상태를 유지하면서 벽면과 일정 거리를 유지한채 안정적으로 이동 비행할 수 있는 벽면부착 비행이 가능한 드론장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was created to solve the above problems, and the purpose of the present invention is to provide a drone device capable of wall-attached flight, which can stably fly while maintaining a certain distance from the wall and maintaining a horizontal state without the body tilting to one side during the flight along the wall.

본 발명에 따른 벽면부착 비행이 가능한 드론장치는 본체와, 상기 본체에 설치되는 복수개의 로터들을 포함하여 상기 본체를 비행가능하게 구동하는 메인구동부와, 상기 본체에 형성되며, 상기 본체의 비행 방향을 수평방향 상에서 전환할 수 있도록 송풍방향을 조절할 수 있는 방향전환 구동유닛을 구비한다.A drone device capable of wall-mounted flight according to the present invention comprises a main body, a main driving unit including a plurality of rotors installed in the main body to drive the main body to enable flight, and a direction-changing driving unit formed in the main body and capable of controlling a blowing direction so that the flight direction of the main body can be changed in a horizontal direction.

상기 방향전환 구동유닛은 상기 본체에 제1 회전축을 기준으로 회전하는 제1 회전프레임과, 상기 제1 회전프레임에 상기 제1 회전축과 교차하는 제2 회전축을 기준으로 회전하는 제2 회전프레임과, 상기 제1 회전프레임과 제2 회전프레임을 각각 소정각도로 회전구동하는 제1 프레임구동부와 제2 프레임구동부와, 상기 상기 제2 회전프레임에 설치되며 일방향으로 바람을 송풍하여 상기 본체의 비행 방향을 조정할 수 있도록 된 방향전환팬을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the above-described direction-changing driving unit include a first rotation frame that rotates around a first rotation axis of the main body, a second rotation frame that rotates around a second rotation axis that intersects the first rotation axis of the first rotation frame, a first frame driving unit and a second frame driving unit that rotate the first rotation frame and the second rotation frame at a predetermined angle, and a direction-changing fan that is installed on the second rotation frame and blows wind in one direction to adjust the flight direction of the main body.

상기 본체는 중앙에 상하면을 관통하는 원형의 메인관통홀이 형성되어 있는 베이스부와, 상기 베이스부의 하면으로부터 하방으로 연장되어 지면을 지지할 수 있도록 된 복수개의 받침부재와, 상기 베이스부의 모서리부에 형성되고 로터의 회전직경보다 상대적으로 큰 직경의 블레이드홀이 형성된 로터가드를 포함하고, 상기 메인구동부는 상기 로터가드의 중심위치에 설치되는 구동모터 및 구동모터에 의해 회전하는 회전익을 구비하는 것이 바람직하다.The above body preferably includes a base portion having a circular main penetration hole formed in the center penetrating the upper and lower surfaces, a plurality of support members extending downward from the lower surface of the base portion so as to support the ground, and a rotor guard having blade holes formed at corners of the base portion and having a diameter relatively larger than the rotational diameter of the rotor, and the main drive portion preferably includes a drive motor installed at the center position of the rotor guard and a rotary blade rotated by the drive motor.

상기 베이스부는 상하로 소정간격 이격되게 설치되는 하부베이스패널과 상부베이스패널을 구비하고, 상기 로터가드는 각각 하부베이스패널의 모서리에 장착되는 하부가드패널과, 상부베이스패널의 모서리에 장착되는 상부가드패널과, 하부가드패널과 상부가드패널이 상하로 소정간격 이격되게 지지하는 간격지지부재들을 구비하는 것이 바람직하다.The above base portion preferably has a lower base panel and an upper base panel that are installed vertically spaced apart by a predetermined distance, and the rotor guard preferably has a lower guard panel mounted on a corner of the lower base panel, an upper guard panel mounted on a corner of the upper base panel, and spacing support members that support the lower guard panel and the upper guard panel so that they are vertically spaced apart by a predetermined distance.

상기 방향전환 구동유닛은 상기 하부베이스패널의 하면에 제1 회전축 방향을 따라 이격되게 설치되는 제1 프레임 지지블럭을 구비하고, 상기 제1 프레임 지지블럭에 상기 제1 프레임구동부가 설치되며, 상기 제1 회전프레임에 제2 회전축 방향을 따라 이격되는 두 개의 제2 프레임 지지블럭이 설치되고, 상기 제2 프레임 지지블럭에 상기 제2 프레임구동부가 마련되는 것이 바람직하다.It is preferable that the above-described direction-changing driving unit has a first frame support block installed on the lower surface of the lower base panel so as to be spaced apart from each other along the first rotation axis direction, the first frame driving unit is installed on the first frame support block, two second frame support blocks are installed on the first rotation frame so as to be spaced apart from each other along the second rotation axis direction, and the second frame driving unit is provided on the second frame support block.

상기 방향전환팬은 송풍팬과, 상기 송풍팬이 내장되고 일방향으로 공기의 토출이 이루어지도록 출구가 형성되어 있는 팬하우징을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the above-mentioned directional fan include a blower fan and a fan housing in which the blower fan is built and an outlet is formed so that air is discharged in one direction.

상기 본체의 전방에 설치되며, 상기 본체가 구조물의 벽면을 따라 이동 비행할 때 상기 구조물의 벽면에 접촉하여 상기 본체가 상기 구조물의 벽면으로부터 일정거리 이격된 상태로 비행이 가능하도록 가이드하는 벽면부착 가이드롤러부를 더 포함할 수 있다. The device may further include a wall-mounted guide roller part installed at the front of the main body and guiding the main body to fly at a predetermined distance from the wall of the structure by contacting the wall of the structure when the main body moves and flies along the wall of the structure.

상기 벽면부착 가이드롤러부는 상기 본체의 전방측에 위치하는 두 개의 로터가드에 각각 형성되며, 상기 로터가드에 상하로 연장되도록 설치되는 롤러지지부와, 상기 롤러지지부에 상하로 이격되게 설치되는 상부롤러 및 하부롤러를 포함할 수 있고, 상기 상부롤러 및 하부롤러는 상하 및 좌우방향 이동이 모두 가능하도록 옴니휠로 형성되는 것이 바람직하다.The above wall-mounted guide roller portion is formed on each of two rotor guards located on the front side of the main body, and may include a roller support portion installed to extend vertically from the rotor guard, and an upper roller and a lower roller installed to be spaced vertically from the roller support portion, and it is preferable that the upper roller and the lower roller are formed as omni-wheels so as to be capable of both vertical and left-right movement.

본 발명에 따른 벽면부착 비행이 가능한 드론장치는 동체에 설치되어 방향 전환이 가능한 보조프로펠러를 통해 메인프로펠러의 방향 전환 없이 동체를 기울어짐 없이 수평방향 상에서 구조물의 벽면을 따라 이동할 수 있다. A drone device capable of wall-mounted flight according to the present invention can move along the wall of a structure in a horizontal direction without tilting the body and without changing the direction of the main propeller by using an auxiliary propeller installed on the fuselage and capable of changing direction.

아울러 본 발명의 벽면부착 비행이 가능한 드론장치는 구조물의 벽면과 동체 사이 거리를 일정하게 유지시키면서 이동이 가능하기 때문에 특히 구조물의 안전진단을 위한 이미지 촬영 또는 비파괴 검사 진행시 검사의 신뢰도를 높일 수 있다. In addition, since the wall-mounted flight-capable drone device of the present invention can move while maintaining a constant distance between the wall surface of a structure and the fuselage, it can increase the reliability of inspection, especially when taking images for safety diagnosis of a structure or conducting non-destructive inspection.

도 1은 본 발명에 따른 벽면부착 비행이 가능한 드론장치의 일 실시예의 사시도,
도 2는 도 1의 벽면부착 비행이 가능한 드론장치가 구조물의 벽면을 따라 비행하는 상태를 표시한 측면도,
도 3은 본체를 발췌한 부분발췌 사시도,
도 4는 방향전환 구동유닛을 발췌한 부분발췌 사시도,
도 5는 도 4의 방향전환 구동유닛의 방향전환팬이 제1 회전축방향을 중심으로 회전한 상태를 표시한 단면도,
도 6은 도 4의 방향전환 구동유닛의 방향전환팬이 제2 회전축방향을 중심으로 회전하는 상태를 표시한 단면도,
도 7은 도 1의 벽면부착 비행이 가능한 드론장치의 벽면부착 가이드롤러부를 발췌한 사시도이다. Figure 1 is a perspective view of one embodiment of a drone device capable of wall-mounted flight according to the present invention.
Figure 2 is a side view showing a state in which the wall-mounted flight-capable drone device of Figure 1 flies along the wall of a structure.
Figure 3 is a partial perspective view of the main body.
Figure 4 is a partial perspective view of the direction change driving unit.
Figure 5 is a cross-sectional view showing a state in which the direction-changing fan of the direction-changing driving unit of Figure 4 rotates around the first rotation axis direction.
Figure 6 is a cross-sectional view showing a state in which the direction-changing fan of the direction-changing driving unit of Figure 4 rotates around the second rotation axis direction.
Fig. 7 is a perspective view of the wall-mounted guide roller section of the wall-mounted flight-capable drone device of Fig. 1.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 벽면부착 비행이 가능한 드론장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a drone device capable of wall-mounted flight according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The present invention can be modified in various ways and can have various forms, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, but should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. In the attached drawings, the dimensions of structures are illustrated larger than actual dimensions in order to ensure clarity of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In this application, it should be understood that the terms "comprises" or "has" and the like are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries, such as those defined in common dictionaries, should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the relevant art, and shall not be interpreted in an idealized or overly formal sense, unless expressly defined in this application.

도 1 내지 도 7에는 본 발명에 따른 벽면부착 비행이 가능한 드론장치(10)의 일 실시예가 도시되어 있다. Figures 1 to 7 illustrate one embodiment of a drone device (10) capable of wall-mounted flight according to the present invention.

도 2에 도시되어 있는 것처럼 본 발명의 벽면부착 비행이 가능한 드론장치(10)는 구조물(1)의 벽면에 접촉한 상태로 상하 또는 좌우로 벽면과 일정간격을 유지하면서 이동할 수 있도록 형성되어 있다. As illustrated in Fig. 2, the wall-mounted flight-capable drone device (10) of the present invention is formed so that it can move up and down or left and right while maintaining a certain distance from the wall while in contact with the wall of the structure (1).

본 실시예의 벽면부착 비행이 가능한 드론장치(10)는 본체(100)와, 상기 본체(100)에 설치되는 복수개의 로터들을 포함하여 상기 본체(100)를 비행가능하게 구동하는 메인구동부(200)와, 상기 본체(100)에 형성되며, 상기 본체(100)의 비행 방향을 수평방향 상에서 전환할 수 있도록 송풍방향을 조절할 수 있는 방향전환 구동유닛(300)을 구비한다.The wall-mounted flight-capable drone device (10) of this embodiment comprises a main body (100), a main drive unit (200) including a plurality of rotors installed in the main body (100) to drive the main body (100) to enable flight, and a direction-changing drive unit (300) formed in the main body (100) and capable of controlling a blowing direction so that the flight direction of the main body (100) can be changed in a horizontal direction.

도 3을 참조하면 상기 본체(100)는 메인구동부(200)와 방향전환 구동유닛(300), 배터리(120), 비행제어부(130)를 장착할 수 있는 장착영역을 제공하는 것으로, 베이스부(110)와, 상기 베이스부(110)의 하부에 형성되는 복수개의 받침부재(160)와, 베이스부(110)의 모서리부에 형성되는 로터가드(150)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the main body (100) provides a mounting area in which a main driving unit (200), a direction change driving unit (300), a battery (120), and a flight control unit (130) can be mounted, and includes a base portion (110), a plurality of support members (160) formed at the lower portion of the base portion (110), and a rotor guard (150) formed at the corner portion of the base portion (110).

상기 베이스부(110)는 상하로 소정간격 이격되게 설치되는 하부베이스패널(111)과 상부베이스패널(112), 하부베이스패널(111)을 구비한다.The above base part (110) is provided with a lower base panel (111), an upper base panel (112), and a lower base panel (111) that are installed at a predetermined distance from each other vertically.

하부베이스패널(111)과 상부베이스패널(112)은 후술하는 방향전환 구동유닛(300)의 설치를 위해 상하면을 관통하는 메인관통홀(114)이 형성되어 있다. 그리고 상부베이스패널(112)과 하부베이스패널(111)은 로터가드(150)에 의해 상하로 이격된 간격을 유지하게 된다. The lower base panel (111) and the upper base panel (112) are formed with a main penetration hole (114) that penetrates the upper and lower surfaces for the installation of the direction change driving unit (300) described later. In addition, the upper base panel (112) and the lower base panel (111) are maintained at a vertically separated interval by the rotor guard (150).

상기 상부베이스패널(112)의 상면에는 메인구동부(200)나 방향전환 구동유닛(300)의 구동을 위한 전원을 공급하는 배터리(120)가 설치되고, 상부 중앙에는 비행 제어를 위한 비행제어부(130)가 마련된다. A battery (120) for supplying power for driving the main drive unit (200) or the direction change drive unit (300) is installed on the upper surface of the upper base panel (112), and a flight control unit (130) for flight control is provided in the upper center.

상기 비행제어부(130)는 설정된 경로에 따라 또는 센서를 통해 취득되는 신호에 따라 자동으로 비행방향을 제어하도록 형성될 수도 있고, 무선조종기를 통해 입력되는 외부 조종신호에 따라 비행이 제어되도록 형성될 수 있다. The above flight control unit (130) may be configured to automatically control the flight direction according to a set path or a signal acquired through a sensor, or may be configured to control the flight according to an external control signal input through a wireless remote control unit.

상기 로터가드(150)는 베이스부(110)의 네 모서리에 형성된다. The above rotor guard (150) is formed at the four corners of the base part (110).

본 실시예의 벽면부착 비행이 가능한 드론장치(10)는 네 개의 로터를 갖는 쿼드콥터 형태의 드론이며, 베이스부(110)의 네 모서리에 로터가드(150)가 마련된다. 이와는 달리 로터의 수가 여섯개나 여덟개 이상으로 형성되는 경우 로터가드(150)도 로터의 수에 대응하도록 증가할 수 있다. The drone device (10) capable of wall-mounted flight of this embodiment is a quadcopter-type drone with four rotors, and rotor guards (150) are provided at the four corners of the base (110). In contrast, when the number of rotors is formed to be six or eight or more, the number of rotor guards (150) may also increase to correspond to the number of rotors.

상기 로터가드(150)는 각각 하부베이스패널(111)의 모서리에 장착되는 하부가드패널(151)과, 상부베이스패널(112)의 모서리에 장착되는 상부가드패널(152)과, 하부가드패널(151)과 상부가드패널(152)이 상하로 소정간격 이격되게 지지하는 간격지지부재(153)들을 구비한다. The above rotor guard (150) is provided with a lower guard panel (151) mounted on a corner of the lower base panel (111), an upper guard panel (152) mounted on a corner of the upper base panel (112), and spacing support members (153) that support the lower guard panel (151) and the upper guard panel (152) so that they are spaced apart from each other vertically by a predetermined distance.

하부가드패널(151)과 상부가드패널(152)은 각각 메인구동부(200)의 로터 회전직경보다 상대적으로 큰 직경의 블레이드홀(154)이 형성되어 있다. The lower guard panel (151) and the upper guard panel (152) are each formed with a blade hole (154) having a diameter that is relatively larger than the rotor rotation diameter of the main driving unit (200).

상기 메인구동부(200)는 본체(100)가 이륙후 비행할 수 있도록 마련되는 것으로 상술한 것처럼 본 실시예의 드론장치(10)가 쿼드콥터 형태로 형성되기 때문에 네 개의 로터가드(150)에 각각 하나씩 총 네 개의 로터가 설치된다. The above main drive unit (200) is provided so that the main body (100) can fly after takeoff. As described above, since the drone device (10) of the present embodiment is formed in the form of a quadcopter, a total of four rotors are installed, one on each of the four rotor guards (150).

상기 하부가드패널(151)의 센터부에 로터구동모터(210)가 설치되고, 로터구동모터(210)에 회전익(220)이 설치된다. 상기 로터는 일반적인 드론에 적용되는 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. A rotor drive motor (210) is installed in the center of the lower guard panel (151), and a rotary wing (220) is installed on the rotor drive motor (210). Since the rotor is the same as that applied to general drones, a detailed description is omitted.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 방향전환 구동유닛(300)은 본체(100)가 구조물(1)의 벽면에 인접한 상태로 좌우 또는 상하로 이동할 수 있도록 이동방향을 전환하는 것이다. Referring to FIGS. 4 to 6, the direction-changing driving unit (300) changes the direction of movement so that the main body (100) can move left and right or up and down while being adjacent to the wall surface of the structure (1).

일반적으로 멀티콥터 형태의 드론들은 방향 전환을 할 때 회전익(220)들의 회전방향을 변화시키거나 회전속도를 조절하여 전후진, 좌우 이동을 실시하게 되는데, 이렇게 회전익(220)의 회전방향과 속도조절을 통해 방향전환을 실시하게 되면 본체(100)가 기울어진 상태로 이동이 이루어지게 되며, 방향 전환 과정에서 높낮이의 변화가 순간적으로 발생할 수 밖에 없다. In general, multicopter type drones change the direction of rotation of the rotary wings (220) or adjust the rotation speed to move forward and backward or left and right when changing direction. When changing direction by adjusting the direction and speed of the rotary wings (220), the main body (100) moves in a tilted state, and changes in height inevitably occur instantaneously during the direction changing process.

따라서 본 발명의 벽면부착 비행이 가능한 드론장치(10)는 메인구동부(200)에 의해 호버링(Hovering)이 이루어지는 동안 본체(100)가 수평상태를 유지하면서 좌우 또는 상하로 이동할 수 있도록 방향전환 구동유닛(300)이 마련되어 있다. Therefore, the drone device (10) capable of wall-mounted flight of the present invention is provided with a direction change driving unit (300) so that the main body (100) can move left and right or up and down while maintaining a horizontal state while hovering by the main driving unit (200).

본 실시예의 방향전환 구동유닛(300)은 베이스부(110)에 설치되는 제1 회전프레임(310), 제1 회전프레임(310)에 설치되는 제2 회전프레임(330), 상기 제1 회전프레임(310)과 제2 회전프레임(330)을 각각 소정각도로 회전구동하는 제1 프레임구동부(350)와 제2 프레임구동부(360)와, 상기 상기 제2 회전프레임(330)에 설치되며 일방향으로 바람을 송풍하여 상기 본체(100)의 비행 방향을 조정할 수 있도록 된 방향전환팬(370)을 포함한다.The direction-changing driving unit (300) of the present embodiment includes a first rotation frame (310) installed on a base (110), a second rotation frame (330) installed on the first rotation frame (310), a first frame driving unit (350) and a second frame driving unit (360) that rotate the first rotation frame (310) and the second rotation frame (330) at a predetermined angle, respectively, and a direction-changing fan (370) installed on the second rotation frame (330) and configured to blow wind in one direction to adjust the flight direction of the main body (100).

본체(100)의 하부베이스패널(111)의 하면에 두 개의 제1 프레임 지지블럭(320)이 형성되어 있는데, 제1 프레임 지지블럭(320)은 본체(100)의 좌우방향 즉, 제1 회전축 방향을 따라 상호 이격되도록 설치되어 있다. Two first frame support blocks (320) are formed on the lower surface of the lower base panel (111) of the main body (100), and the first frame support blocks (320) are installed so as to be spaced apart from each other in the left-right direction of the main body (100), i.e., along the direction of the first rotation axis.

제1 회전프레임(310)은 원형 링 형상의 상부 프레임패널(311)과 하부 프레임패널(312)이 지지부재에 의해 상하로 이격되게 결합되어 있는데, 제1 회전프레임(310)의 외경은 상기 베이스부(110)의 메인관통홀(114)보다 작고, 내경은 후술하는 제2 회전프레임(330)보다 크게 형성된다. The first rotation frame (310) is formed by connecting a circular ring-shaped upper frame panel (311) and a lower frame panel (312) with vertical separation by a support member. The outer diameter of the first rotation frame (310) is formed smaller than the main penetration hole (114) of the base portion (110), and the inner diameter is formed larger than that of the second rotation frame (330) described later.

상기 두 개의 제1 프레임 지지블럭(320) 중 하나에는 제1 회전프레임(310)을 회전구동하기 위한 제1 프레임구동부(350)가 마련되어 있는데 서보모터 형태의 제1 프레임구동부(350)에 의해 제1 프레임이 제1 회전축방향을 중심으로 소정각도 회전할 수 있다. One of the two first frame support blocks (320) is provided with a first frame driving unit (350) for driving the first rotation frame (310) to rotate. The first frame can rotate at a predetermined angle around the first rotation axis direction by the first frame driving unit (350) in the form of a servo motor.

상기 제1 회전프레임(310)에는 본체(100)의 전후방향 즉, 제2 회전축방향을 따라 이격된 위치에 두 개의 제2 프레임 지지블럭(340)이 설치되는데, 제2 프레임 지지블럭(340)은 제1 회전프레임(310)의 상부 프레임패널(311)과 하부 프레임패널(312) 사이에 끼워지도록 형성된다. In the first rotation frame (310), two second frame support blocks (340) are installed at positions spaced apart along the front-back direction of the main body (100), i.e., the second rotation axis direction. The second frame support blocks (340) are formed to be inserted between the upper frame panel (311) and the lower frame panel (312) of the first rotation frame (310).

그리고 제2 회전프레임(330)이 상기 제2 프레임 지지블럭(340)에 각각 제2 회전축방향을 중심으로 회전 가능하도록 설치된다. And the second rotation frame (330) is installed on the second frame support block (340) so as to be rotatable around the second rotation axis direction.

두 개의 제2 프레임 지지블럭(340) 중 하나에는 서보모터 형태의 제2 프레임구동부(360)가 마련되어 있어서 제2 회전프레임(330)이 제2 회전축방향을 중심으로 소정각도 회전 가능하다. A second frame driving unit (360) in the form of a servo motor is provided on one of the two second frame support blocks (340), so that the second rotation frame (330) can rotate at a predetermined angle around the second rotation axis direction.

상기 방향전환 팬은 제2 회전프레임(330)에 설치되며, 제2 회전프레임(330)과 함께 일체로 움직인다. The above-mentioned directional fan is installed in the second rotating frame (330) and moves integrally with the second rotating frame (330).

방향전환 팬은 제2 회전프레임(330)에 체결되는 팬하우징과, 팬하우징의 내부에 설치되는 송풍팬으로 구성되며, 방향전환 팬에서 토출되는 바람에 의해 본체(100)의 비행방향을 조절할 수 있다. The directional fan is composed of a fan housing attached to a second rotating frame (330) and a blower fan installed inside the fan housing, and the flight direction of the main body (100) can be adjusted by the wind discharged from the directional fan.

도 5 및 도 6에 도시되어 있는 것처럼 메인구동부(200)에 의해 호버링 되는 상태에서 제1 회전축방향 또는 제2 회전축방향을 중심으로 회전한 상태가 되면 제2 회전프레임(330)에 체결되어 있는 방향전환팬(370)의 송풍방향이 변하게 되며, 본체(100)는 송풍방향과 반대되는 방향으로 이동할 수 있다. As shown in FIGS. 5 and 6, when the main driving unit (200) is in a hovering state and rotates around the first or second rotation axis direction, the blowing direction of the direction changing fan (370) attached to the second rotation frame (330) changes, and the main body (100) can move in a direction opposite to the blowing direction.

이처럼 메인구동부(200)는 호버링되는 상태를 유지하면서 방향전환팬(370)만으로 이동방향을 제어하기 때문에 본체(100)가 수평상태를 유지하면서 상하좌우로 이동이 가능하게 된다. In this way, the main drive unit (200) controls the direction of movement only with the direction-changing fan (370) while maintaining the hovering state, so that the main body (100) can move up, down, left, and right while maintaining the horizontal state.

도 7에는 벽면부착 가이드롤러(400)부가 도시되어 있다. Figure 7 illustrates a wall-mounted guide roller (400).

벽면부착 가이드롤러(400)부는 본체(100)의 전방에 설치되는데, 구조물(1)의 벽면과 인접할 때 구조물(1)의 벽면과 접촉해서 본체(100)가 벽면과 이격된 이격거리를 일정하게 유지하면서 이동이 가능하도록 도우며, 한편으로는 비행 중 본체(100)가 구조물(1)의 벽면과 충돌하는 것을 방지한다. The wall-mounted guide roller (400) is installed at the front of the main body (100), and when adjacent to the wall surface of the structure (1), it contacts the wall surface of the structure (1) to help the main body (100) move while maintaining a constant distance from the wall surface, while at the same time preventing the main body (100) from colliding with the wall surface of the structure (1) during flight.

상기 벽면부착 가이드롤러(400)부는 상기 본체(100)의 전방측에 위치하는 두 개의 로터가드(150)에 각각 형성되며, 상기 로터가드(150)에 상하로 연장되도록 설치되는 롤러지지부(410)와, 상기 롤러지지부(410)에 상하로 이격되게 설치되는 상부롤러(420) 및 하부롤러(430)를 포함한다. The above wall-mounted guide roller (400) section is formed on each of two rotor guards (150) located on the front side of the main body (100), and includes a roller support section (410) installed to extend vertically from the rotor guard (150), and an upper roller (420) and a lower roller (430) installed to be spaced vertically from the roller support section (410).

본 실시예에서는 벽면부착 가이드롤러(400)가 좌우로 하나씩 두 개가 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 3 개 이상이 이격 설치될 수도 있다. In this embodiment, two wall-mounted guide rollers (400) are shown installed, one on each side, but three or more may be installed spaced apart as needed.

아울러 하나의 벽면부착 가이드롤러(400)에는 상하로 두 개의 롤러 즉, 상부롤러(420)와 하부롤러(430)가 마련되어 있으나, 필요에 따라 세 개 이상의 롤러가 상하로 이격되게 설치될 수도 있다. In addition, one wall-mounted guide roller (400) is provided with two rollers, i.e., an upper roller (420) and a lower roller (430), but three or more rollers may be installed spaced apart from each other vertically as needed.

상기 상부롤러(420)와 하부롤러(430)는 상하 및 좌우방향 이동이 모두 가능하도록 옴니휠이 적용되어 있다. The upper roller (420) and lower roller (430) are equipped with omni-wheels to enable movement in both up-down and left-right directions.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 벽면부착 비행이 가능한 드론장치(10)는 구조물(1)의 유지관리, 검사 등을 위해 구조물(1)의 벽면과 인접한 상태로 비행해야 할 때, 벽면 부착 상태로 이동방향을 제어할 수 있는 반향전환 구동유닛이 구비되어 있어서 호버링 중 수평상태로 이동이 가능하여 작업 용의성, 검사신뢰도 등이 높아진다. The drone device (10) capable of wall-mounted flight according to the present invention described above is equipped with a reversing drive unit that can control the direction of movement in a wall-mounted state when it must fly in a state adjacent to the wall of the structure (1) for maintenance, inspection, etc. of the structure (1), so that it can move in a horizontal state while hovering, thereby increasing the convenience of work, inspection reliability, etc.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최 광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the disclosed invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the disclosed invention. Thus, the disclosed invention is not intended to be limited to the disclosed embodiments, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

1: 구조물
10: 벽면부착 비행이 가능한 드론장치
100: 본체
110: 베이스부 111: 하부베이스패널
112: 상부베이스패널 114: 메인관통홀
120: 배터리 130: 비행제어부
150: 로터가드 151: 하부가드패널
152: 상부가드패널 153: 간격지지부재
154: 블레이드홀 160: 받침부재
200: 메인구동부
210: 로터구동모터 220: 회전익
300: 방향전환 구동유닛
310: 제1 회전프레임 311: 상부 프레임패널
312: 하부 프레임패널 320: 제1 프레임 지지블럭
330: 제2 회전프레임 340: 제2 프레임 지지블럭
350: 제1 프레임구동부 360: 제2 프레임구동부
370: 방향전환팬
400: 벽면부착 가이드롤러
410: 롤러지지부 420: 상부롤러
430: 하부롤러1: Structure
10: Drone device capable of wall-mounted flight
100: Body
110: Base 111: Lower Base Panel
112: Upper base panel 114: Main through hole
120: Battery 130: Flight Control Unit
150: Rotor guard 151: Lower guard panel
152: Upper guard panel 153: Spacing support member
154: Blade hole 160: Support member
200: Main drive unit
210: Rotor drive motor 220: Rotary wing
300: Direction change drive unit
310: First rotating frame 311: Upper frame panel
312: Lower frame panel 320: First frame support block
330: Second rotating frame 340: Second frame support block
350: 1st frame drive unit 360: 2nd frame drive unit
370: Directional Fan
400: Wall-mounted guide roller
410: Roller support 420: Upper roller
430: Lower roller

Claims

The main body and;
A main driving unit that drives the main body to be able to fly, including a plurality of rotors installed in the main body;
It is formed on the above body and has a direction changing drive unit that can control the blowing direction so that the flight direction of the above body can be changed in the horizontal direction.
A drone device capable of wall-mounted flight.

In paragraph 1,
The above direction changing drive unit
A first rotation frame that rotates around a first rotation axis in the above body,
A second rotation frame that rotates around a second rotation axis that intersects the first rotation axis in the first rotation frame,
A first frame driving unit and a second frame driving unit that rotate the first and second rotation frames at a predetermined angle, respectively;
It is characterized by including a directional fan installed in the second rotating frame and capable of controlling the flight direction of the main body by blowing wind in one direction.
A drone device capable of wall-mounted flight.

In the second paragraph,
The above body
A base part with a circular main penetration hole formed in the center that penetrates the upper and lower surfaces,
A plurality of support members extending downward from the lower surface of the above base portion to support the ground,
It includes a rotor guard formed at a corner of the above base portion and having a blade hole having a diameter relatively larger than the rotational diameter of the rotor.
The above main drive unit
It is characterized by having a driving motor installed at the center position of the above rotor guard and a rotary blade rotated by the driving motor.
A drone device capable of wall-mounted flight.

In the third paragraph,
The above base part has a lower base panel, an upper base panel, and a lower base panel that are installed at a predetermined distance from each other vertically.
The above rotor guard is characterized by having a lower guard panel mounted on a corner of the lower base panel, an upper guard panel mounted on a corner of the upper base panel, and spacing support members that support the lower guard panel and the upper guard panel so that they are spaced apart from each other vertically.
A drone device capable of wall-mounted flight.

In paragraph 4,
The above direction changing drive unit
A first frame support block is provided on the lower surface of the above lower base panel, spaced apart from each other along the first rotation axis direction.
The first frame driving unit is installed on the first frame support block.
Two second frame support blocks spaced apart along the second rotation axis direction are installed on the first rotation frame,
It is characterized in that the second frame driving part is provided on the second frame support block.
A drone device capable of wall-mounted flight.

In the second paragraph,
The above-mentioned directional fan is characterized by including a blower fan and a fan housing in which the blower fan is built and an outlet is formed so that air is discharged in one direction.
A drone device capable of wall-mounted flight.

In the third paragraph,
It further includes a wall-mounted guide roller part installed in front of the main body and guiding the main body to fly at a certain distance from the wall of the structure by contacting the wall of the structure when the main body moves and flies along the wall of the structure.
A drone device capable of wall-mounted flight.

In Article 7,
The above wall-mounted guide roller portion is formed on each of two rotor guards located on the front side of the main body.
The above wall-mounted guide roller part
A roller support installed to extend up and down the above rotor guard,
It is characterized by including an upper roller and a lower roller that are installed spaced apart from each other vertically on the roller support member.
A drone device capable of wall-mounted flight.

In Article 8,
The upper roller and lower roller are characterized by being omni-wheels that can move both up and down and left and right.
A drone device capable of wall-mounted flight.