WO2016195320A1 - 화재진압용 소방드론 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주택 및 건물, 빌딩 등에 화재가 발생한 경우, 화재 초기에 신속하게 투입하여 화재를 초기에 진압할 수 있도록 이루어지고, 중앙 관제소와 연결하여 원거리에서 무인으로 동작되는 화재진압용 소방드론에 관한 것이다. 상기 화재진압용 소방드론은 프로펠러부를 구비하는 비행부, 소화약재를 분사하기 위한 방재 포탑부, 몸체부를 이동하기 위해 다수 개 구비되는 이동부, 소화약재를 분사하거나 소화탄을 발사하거나 인명을구조하기 위한 물품이 구비되는 방재수단부를 포함한다.

Description

화재진압용 소방드론
본 발명은 화재진압용 소방드론에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 주택 및 건물, 빌딩 등에 화재가 발생한 경우, 초기에 신속하게 투입하여 화재를 진압할 수 있도록 이루어지고, 지면이동과 비행이동이 자유로우며 중앙 관제 시스템과 연결하여 원거리에서 무인으로 동작이 이루어지는 화재진압용 소방드론에 관한 것이다.
일반적으로 소방용 헬리콥터는 로터 블레이드를 엔진으로 회전시켜 로터 블레이드의 표면을 지나치는 공기의 흐름에 의해 발생하는 양력과 추진력으로 동체를 비행시키는 항공기로서, 수송 및 이동용, 공격용, 소방용 등으로 다양하게 활용되고 있다.
특히, 소방용 헬리콥터는 산불 등과 같이 소방차가 이동하지 못하거나 소방 호스가 유입되지 못하는 장소의 화재 진압에 유용하게 사용되고 있다.
하지만, 이러한 소방용 헬리콥터는 주택 또는 건물의 외부에서만 화재를 진압할 수 있는 단점이 있었고, 실질적으로 건물 내부에서 발생하는 화재를 진압할 수 없는 문제점이 있었다.
이와 같이 최근에는 신속한 화재 진압을 위해서 화염의 진원지에 가까이 접근하기 위해서 화재현장에 여러 가지 소방로봇 및 소방헬기를 사용하였고, 특히 무인 항공기의 기술이 발달함에 따라 조종사를 탑승하지 않고 지정된 임무, 즉, 공격이나 정찰 또는 정보 중계, 감시 등이 가능한 무인 비행기가 화재 진압 소방용으로 개발되는 추세에 있다.
하지만,이러한 무인 비행기의 경우에도 건물 내부에서 발생한 화재를 초기에 진압을 할 수 없는 문제점이 있었다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허공보 제10-1304529호(2013.08.30. 등록)
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 건물의 화재에 초기에 신속하게 대응할 수 있도록 건물 내부에 투입하여 노즐과 소화탄을 이용하여 화재를 직접적으로 진압할 수 있도록 하기 위한 화재진압용 소방드론을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 건물의 화재시 건물 내부에 남아 있는 구급인원을 파악하고 구급 상태에 따른 인명의 위급 상황시 방독면, 산소 호흡기 등의 인명구조물품을 제공할 수 있는 화재진압용 소방드론을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 고층 빌딩의 투입이 자유롭고 시야가 확보되지 못하는 건물 내부의 좁은 장소 등에서도 지면이동과 비행이동을 자유롭게 하여 초기 화재 대응진압을 빠르게 할 수 있는 화재 진압용 소방드론을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 카메라를 이용하여 화재 상황을 파악하거나 대처하여 소방드론의 노즐을 이용하여 소화약품을 상하 180도 또는 선회 360도로 회전하면서 분사하거나 방재 소화탄을 사용하도록 이루어진 화재 진압용 소방드론을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 소방드론의 구동력으로서 배터리 또는 개별 서보모터를 일체가 되도록 설치한 복수의 바퀴를 사용함으로써 화재에 의한 폭발을 방지하고 불규칙한 노면 및 바퀴가 각각 구름 동작하여 안정되고 안전하게 이동이 가능하며 좁은 곳에서도 큰 추력을 발휘할 수 있으며, 지면과 항로의 이동이 자유로운 하이브리드형태의 화재 진압이 가능한 화재 진압용 소방드론을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 소방드론의 지면이동시 각각의 이동바퀴를 각각 개별제어되도록 하여 어느 하나의 바퀴가 파손 등으로 인하여 고장이 발생하는 경우에도 지면이동이 가능하고 원활하게 이루어지는 화재 진압용 소방드론을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 화재의 상황 및 상태, 진행에 따라 즉각적으로 대처하고 다양한 기능을 구비시킴으로써 다양한 종류의 화재 진압 및 인명을 구조할 수 있는 화재 진압용 소방드론을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무인으로 비행 조종되는 드론에 있어서, "┌┐"형상의 상부 몸체(10) 및 측부 몸체(12)로 형성되는 몸체부(102)와; 상기 몸체부(102)의 상부에 설치되고, 비행이 가능하도록 프로펠러부(105)를 구비하는 비행부(104)와; 상기 비행부(104)의 상부에 설치되어 화재 상황을 파악하고, 소화약재를 분사하기 위한 방재 포탑부(106)와; 상기 몸체부(102)의 하부에 설치되어 몸체부(102)를 이동하기 위한 다수 개를 구비한 이동부(108)와; 화재상황에 따라 소화약재를 분사하거나 소화탄을 발사하거나 인명을 구조하기 위한 물품이 구비되는 방재수단부(110)를 포함하되, 상기 몸체부(102)는, 상기 상부 몸체(10)의 하부에 전원을 공급하는 배터리 수납부(16)와, 상기 배터리 수납부(16)의 하부에 CPU 수납부(20)가 연속해서 형성되도록 이루어지고, 상기 측부 몸체(12)의 양쪽 외측부에는 브라켓(14)이 설치되며, 상기 CPU 수납부(20)의 하부에는 체결구(32)가 구비된 하부 몸체(30)를 구비하며, 상기 CPU 수납부(20)에는 비행제어유닛(112)이 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 화재진압용 소방드론은 화재의 발생시 초기 대응 진압을 수분 내에 가능하도록 하는 효과가 있고, 신속히 화재를 진압하여 2차적인 화재 위험을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 다양한 화재 현장에 즉각적으로 대처할 수 있도록 다양한 용도의 복합 소방드론을 투입하여 건물 내의 인명구조, 화재 초기 진압 및 화재 상황을 파악하고 복합적인 화재상황에 대하여 효율적인 선택을 하여 매우 빠르게 대처할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 건물 밖에서는 비행 이동으로 접근하고 건물내에서는 개별 서보모터로 동작하는 바퀴를 이용하여 불규칙한 바닥을 신속하게 이동하면서 화재를 초기에 진압하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 화재 진압용 소방드론의 구조를 보여주는 사시도
도 2는 본 발명의 화재 진압용 소방드론의 구조를 보여주는 분해 사시도
도 3은 본 발명의 화재 진압용 소방드론의 구조를 보여주는 조립 분해사시도
도 4는 본 발명의 화재 진압용 소방드론의 구조를 보여주는 정면도
도 5는 본 발명의 화재 진압용 소방드론의 구조를 보여주는 측면도
도 6은 본 발명의 화재 진압용 소방드론의 구조를 보여주면 평면도
도 7은 본 발명의 화재 진압용 소방드론의 비행부의 동작 상태를 보여주는 도면
도 8은 본 발명의 화재 진압용 소방드론의 비행부의 구조를 보여주는 측면도
도 9는 본 발명의 화재 진압용 소방드론의 방재 포탑부의 구조를 보여주는 측단면도
도 10은 도 9의 정단면도
도 11은 본 발명의 다른 일실시예로서 화재 진압용 소방드론에 인명구조수납함이 설치된 상태를 보여주는 도면
도 12는 본 발명의 다른 일실시예로서 방재 소화탄 유닛이 설치된 상태를 보여주는 도면
도 13은 본 발명의 또 다른 일실시예로서 고주파 진동장치가 설치된 상태를 보여주는 도면
도 14는 본 발명의 보조 방재수단의 구조를 보여주는 평면도
도 15는 본 발명의 보조 방재수단의 구조를 보여주는 측단면도
도 16은 본 발명의 화재 진압용 소방드론의 중앙 관제 시스템을 보여주는 블럭 구성도
이러한 관리자 단말기(400)는 실시간 감지 어플리케이션을 구비하고, 실시간 감지 어플리케이션의 실행에 의하여 중앙 모니터링 장치(300)와 유무선 통신망으로 연결되고, 중앙 모니터링 장치(300)로부터 화재 영상 신호의 정보를 수신하며, 중앙 모니터링 장치(300)로 제어 명령 신호를 전송할 수 있다.
또한, 관리자 단말기(400)는 중앙 모니터링 장치(300)로 전송받은 화재 영상을 관리자가 판단하여 인명을 구조할 것인지, 소화약을 분사할 것인지, 소화탄을 발사할 것인지 등의 화재 진압에 대한 적절한 대응을 할 수 있다.
여기서, 관리자 단말기(400)는 영상과 음성 출력이 가능한 출력 장치로서, 예로 들어, 스마트폰, PDA 또는 태블릿 PC 등과 같은 통신 기능이 포함된 휴대용 단말기로 사용될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
10 : 상부몸체 12 : 측부몸체
14 : 브라켓 16 : 배터리 수납부
18 : 배터리 20 : CPU 수납부
22 : CPU 몸체 24 : 진공챔버
26 : CPU 28 : 내부몸체
30 : 하부몸체 32 : 체결구
34 : 측부몸체 36 : 바퀴 브라켓
38 : 고정공 40 : 비행부 몸체
42 : 프로펠라 고정대 44 : 힌지부
46 : 접이대 48 : 보호대
50 : 보호대 52 : 고정몸체
54 : 선회모터 56 : 베어링 하우징
58 : 선회축 60 : 회전부
62 : 고정대 64 : 노즐붐대
66 : 노즐 68 : 조리개 조절모터
70 : 카메라 72 : 조절모터
74 : 하부커버 76 : 상부커버
78 : 쇽압쇼버 80 : 힌지브라켓
82 : 스윙 샤프트 84 : 서보모터
86 : 휠 88 : 모터 설치 고정부
90 : 인명구조물수납함 92 : 소화약재탱크
94 : 소화탄 몸체 96 : 소화탄
98 : 고정 브라켓
100 : 소방드론 102 : 몸체부
104 : 비행부 106 : 방재포탑부
108 : 이동부 110 : 방지수단부
112 : 비행제어유닛 114 : 고주파 진동장치
200 : 보조 방재수단 202 : 보조 브라켓

Claims (12)

  1. 무인으로 비행 조종되는 드론에 있어서,
    "┌┐"형상의 상부 몸체(10) 및 측부 몸체(12)로 형성되는 몸체부(102)와;
    상기 몸체부(102)의 상부에 설치되고, 비행이 가능하도록 프로펠러부(105)를 구비하는 비행부(104)와;
    상기 비행부(104)의 상부에 설치되어 화재 상황을 파악하고, 소화약재를 분사하기 위한 방재 포탑부(106)와;
    상기 몸체부(102)의 하부에 설치되어 몸체부(102)를 이동하기 위한 다수 개를 구비한 이동부(108)와;
    화재상황에 따라 소화약재를 분사하거나 소화탄을 발사하거나 인명을 구조하기 위한 물품이 구비되는 방재수단부(110)를 포함하되,
    상기 몸체부(102)는,
    상기 상부 몸체(10)의 하부에 전원을 공급하는 배터리 수납부(16)와, 상기 배터리 수납부(16)의 하부에 CPU 수납부(20)가 연속해서 형성되도록 이루어지고, 상기 측부 몸체(12)의 양쪽 외측부에는 브라켓(14)이 설치되며, 상기 CPU 수납부(20)의 하부에는 체결구(32)가 구비된 하부 몸체(30)를 구비하며, 상기 CPU 수납부(20)에는 비행제어유닛(112)이 포함되는 것을 특징으로 하는 화재진압용 소방드론.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비행제어유닛(112)은,
    상기 CPU 수납부(20)에 수납되도록 이루어진 CPU 몸체(22)와;
    상기 CPU 몸체(22)의 내부에 설치되는 내부 몸체(28)와;
    상기 내부 몸체(28)에 수납되어 비행을 제어하고, 방재 포탑부(106)를 제어하며 이동부(108) 및 방재수단부(110)를 제어하는 CPU(26)로 이루어지되,
    상기 CPU 몸체(22)와 상기 내부 몸체(28) 사이에 진공챔버(24)가 더 형성되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 화재진압용 소방드론.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 비행부(104)는,
    상기 방재 포탑부(106)가 상부에 설치되는 비행부 몸체(40)와;
    상기 비행부 몸체(40)의 전후 및 좌우측부에 각각 설치되는 프로펠러부(105)를 포함하되,
    상기 프로펠러부(105)는 좌우측부에 설치되고, 내측방향으로 절첩이 가능하도록 힌지부(44)에 의해 연결 설치되는 프로펠러 고정대(42) 및 접이대(46)를 구비하는 것을 특징으로 하는 화재진압용 소방드론.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 방재 포탑부(106)는,
    상기 비행부 몸체(40)의 상부에 설치되는 포탑 몸체부(107)와;
    상기 포탑 몸체부(107)의 상부에 설치되는 노즐부(109)르 포함하되,
    상기 포탑 몸체부(107)는,
    상기 비행부 몸체(40)의 상부에 고정 설치되는 고정 몸체(52)와;
    상기 고정 몸체(52)의 내부에 설치되는 선회 모터(54)와;
    상기 고정 몸체(52)의 상부에 고정 설치되는 베어링 하우징(56)과;
    상기 선회 모터(54)에 연결 설치되어 회전동작하는 선회축(58)과;
    상기 선회축(58)의 상단부에 고정 설치되어 360도 회전가능하도록 이루어지는 회전부(60)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화재진압용 소방드론.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 노즐부(109)는,
    상기 회전부(60)의 상부면에 고정 설치되는 고정대(62)와;
    상기 고정대(62)에 고정되고 전방향으로 연장 설치되는 노즐 붐대(64)와;
    상기 노즐 붐대(64)의 전부에 설치되어 소화약재를 분사하는 노즐(66)과;
    상기 노즐 붐대(64)의 전부에 설치되어 화재 상황을 파악하기 위한 카메라(70)와;
    상기 노즐 붐대(64)의 전부에 설치되어 화재에 따른 열 및 온도를 감지하기 위한 감지센서(71)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화재진압용 소방드론.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 노즐(66)에는 소화약재가 분사되는 노즐공의 크기를 조절하기 위한 조리개 조정모터(68)가 상부측에 구비되는 것을 특징으로 하는 화재진압용 소방드론.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 노즐 붐대(64)의 전면 우측부에는 상기 노즐 붐대(64)를 전후로 이동하여 노즐(66)의 분사각도를 180도가 되도록 전후 이동시킬 수 있는 조절모터(72)가 구비되는 것을 특징으로 하는 화재진압용 소방드론.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 이동부(108)는,
    상기 몸체부(102)의 일측면부에 고정 설치되는 바퀴 브라켓(36)과;
    상기 몸체부(102)의 일측면부에 부착 설치되어 전후로 회동이 가능하도록 이루어지고, 상기 바퀴 브라켓(36)의 동일 선상의 하부에 설치되는 힌지 브라켓(80)과;
    상하로 전달되는 충격을 방지하기 위해 상기 바퀴 브라켓(36)에 상단부가 결합 고정되는 쇽압소버(78)와;
    상기 힌지 브라켓(80)의 일면에 고정 설치되고, 상기 쇽압소버(78)의 하단부가 결합 설치되는 스윙 샤프트(82)와;
    상기 스윙 샤프트(82)의 일측부에 결합 설치되는 서보 모터(84)와;
    상기 서보 모터(84)가 내측부에 고정 설치되는 휠(86)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화재진압용 소방드론.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 휠(86)의 내측부에는 상기 휠(86)을 구름이동시키도록 상기 서보 모터(84)가 고정 설치되는 모터 설치 고정부(88)가 구비되는 것을 특징으로 하는 화재진압용 소방드론.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 방재 수단부(110)는,
    상기 몸체부(102)의 하부에 설치되는 하부 몸체(30)의 체결구(32)에 결합 고정되는 인명구조물수납함(90)과;
    상기 인명구조물수납함(90)의 하부에 설치되는 하부 몸체(30)의 체결구(32)에 결합 고정되는 소화약재탱크(92)와;
    상기 소화약재탱크(92)의 하부에 설치되는 하부 몸체(30)의 체결구(32)에 결합 고정되는 소화탄 몸체(94)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화재진압용 소방드론.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 소화탄 몸체(94)는,
    내부의 일측 공간에 수납되는 소화탄(96)과;
    상기 소화탄(96)의 후단부가 격발 가능하도록 수납 설치되는 가스실(204)과;
    상기 가스실(204)의 후단부에 가스를 주입하여 채우도록 형성된 커넥터(206)와;
    상기 소화탄(96)의 후단부에 위치하여 상기 가스실(204)의 압력을 개폐하여서 소화탄(66)을 격발하기 위한 솔레노이드 밸브(208)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화재진압용 소방드론.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체부(102)의 좌우측면부에는 보조 브라켓(202)에 의해 고정 설치되어 소화탄(96)이 발사되도록 설치되는 다수 개의 보조 방재수단(200)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화재진압용 소방드론.
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