WO2020122636A1 - 청소에 사용될 수 있는 이동 장치 및 이동 장치 제어방법 - Google Patents

청소에 사용될 수 있는 이동 장치 및 이동 장치 제어방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a mobile device using a lift force, propulsion force and rotation force, and a control method thereof.
  • Drone is a generic term for unmanned aerial vehicles (UAVs) that can fly and steer airplanes or helicopters, and has been used in various civilian fields other than military purposes around the 2010s.
  • UAVs unmanned aerial vehicles
  • the body rotates in the opposite direction of rotation of the rotor due to the reaction of rotation.
  • a tail rotor is needed to solve this problem, but the drone is based on the principle of reversing the rotation of the front and rear rotors to counteract the reaction caused by the rotor rotation. That is, a mobile device using a plurality of rotor blades controls the rotation of each rotor to obtain lift, and at the same time controls the flight direction or posture.
  • the present invention has been devised to solve these problems, and provides a mobile device using a lift and a control method thereof.
  • a moving device includes a lift generating unit that generates a pressure difference on both sides so that lift is generated; A body of a moving device connected to the lift generating unit and movable by the lift generated by the lift generating unit; And a supply duct consisting of a number corresponding to the number of lift generating units, one end being disposed on one side of the lift generating unit and sucking fluid from the other end when the lift generating unit is operated to provide the lift generating unit.
  • the mobile device includes a lift thrust generating unit, a moving device body, a supply duct and a coupling unit, and the lift thrust generating unit generates a lift or thrust so that a first space and a center of the lift thrust generating unit are generated.
  • a pressure difference is generated on both sides of the second space, and the body of the mobile device is connected to the lift thrust generating portion, and can be moved by the lift force generated by the lift thrust generating portion, and the supply duct depends on the number of lift thrust generating portions.
  • one end is disposed on one side of the lift thrust generating portion and sucks fluid from the other end when the lift thrust generating portion operates to provide it to the lift thrust generating portion, and the coupling portion is located at the other end of the supply duct
  • various modules for performing the mission of the mobile device can be combined.
  • Method for controlling a mobile device including a plurality of rotors for generating lift and a supply duct corresponding to the number of the plurality of rotors while supplying sucked fluid to one side of the rotor Silver, the rotor rotates to generate a lift to move the mobile device; And controlling the posture of the mobile device by moving at least one of the plurality of supply ducts and deviating from one side of the corresponding rotor.
  • any module such as a fan, air purifier, ball launcher, or projectile launcher, that requires this power by utilizing the suction and discharge power generated when creating lift.
  • the lift and thrust can be generated as much as the user wants, and when the module is mounted on the mobile device to work, the mobile device can be moved to the desired place with a simple control or less force.
  • FIG. 1 is a bottom perspective view of a mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 2 is a front view of a mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view of a mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of a mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a detailed view of a portion of a mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a situation in which a cleaner module is attached to a mobile device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view of a mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating a situation in which a mobile device according to an embodiment of the present invention is flying in one direction.
  • FIG. 9 is a plan view showing a situation in which the mobile device according to an embodiment of the present invention rotates in another direction.
  • FIG. 10 is a detailed view of a mobile device according to a modification of another embodiment of the present invention.
  • 11 to 30 is a view of a mobile device according to a modification of another embodiment of the present invention.
  • control unit 80 control unit
  • FIG. 1 is a bottom perspective view of a mobile device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a front view of a mobile device 1 according to an embodiment of the invention.
  • 3 is a perspective view of a mobile device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a conceptual diagram of a mobile device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a detailed view of a portion of a mobile device 1 according to an embodiment of the invention.
  • the moving device 1 includes a moving device body 10, a rotor 20 as one or more lift generating units, and a supply duct 30, and a suction duct ( 60), the return duct 40, the discharge duct 70, the control unit 80 and a cleaner module 90 may be further included.
  • the mobile device body 10 is a component that becomes a skeleton, in which components of the mobile device 1 according to an embodiment of the present invention are connected or embedded.
  • the mobile device body 10 is shown in the shape of a cuboid for convenience of description, but the shape is not limited thereto.
  • the rotor 20 is rotatably connected to the moving body 10. Since the rotor 20 rotates to generate lift, the mobile device body 10 may fly by the lift generated by the rotor 20. However, since the moving device 1 according to an embodiment of the present invention may operate in the water, the rotor 20 may be used for swimming in the water rather than in flight. It can be expressed as a movement including flight or swimming, and in the specification of the present invention, the operation of the mobile device 1 will be described using flight as a representative example of movement.
  • the supply duct 30 may be connected to the outer surface of the mobile device body 10, and the return duct 40 may be further connected to the outer surface of the mobile device body 10. Specifically, the supply duct 30 may be connected to the upper surface 111 of the body portion, and the return duct 40 may be connected to the lower surface 112 of the body portion.
  • a first mooring space 51 and a second mooring space 52 may be formed inside the mobile device body 10 and extend from the inside of the mobile device 1 to the outer surface of the mobile device body 10.
  • the suction duct 60 and the discharge duct 70 can be arranged.
  • the mooring space is not formed separately, one end and the other end of each duct is opened toward the outside, it is possible to suck and discharge fluid.
  • the operation of the mobile device 1 will be described using air as a representative example of the fluid.
  • the first mooring space 51 is used as a ballast tank for storing ballast water, so that the mobile device 1 It can be used to control diving or floating.
  • the mobile device body 10 may include a plurality of rotor connections 12.
  • the plurality of rotor connecting portions 12 are connected to the body portion 11 of the mobile device body 10.
  • the rotor connecting portion 12 is formed to extend outwardly around the main body portion 11, and may be disposed spaced apart from each other with an equilateral or equilateral angle.
  • four rotor connecting portions 12 are connected to the main body portion 11, respectively, and are respectively perpendicular to the adjacent rotor connecting portions 12. It is placed in a state.
  • the number of rotor connections 12 is also not limited to this, and may be formed in a number corresponding to the number of rotors 20.
  • the rotor 20 may be rotatably coupled to the outer end of the rotor connecting portion 12.
  • a rotor driving unit (not shown) that generates a rotational force is further disposed on the rotor connecting portion 12 to transmit the rotational force generated so that the rotor 20 can rotate.
  • the rotor driving unit may be electrically connected to the control unit 80 to be described later to receive power and control signals. Therefore, under the control of the control unit 80, the rotor driving unit is controlled so that the rotation of the rotor 20 can be controlled.
  • the rotor driving unit is disposed in the main body 11, and the rotor connecting unit 12 may also serve to transmit the rotational force of the rotor driving unit to the rotor 20.
  • the rotor 20 spaced apart from each other and the rotor driving unit may be connected by a belt or the like, but the method is not limited thereto.
  • the rotational force of the rotor driving unit may be used in places where rotational force such as pulling a rope is required in addition to rotation of the rotor 20. Therefore, only the rotational force of a part of the rotor driving portion is transmitted to the rotor 20, and the remaining portion of the rotational force of the rotor driving portion may be used for the above-described use.
  • the rotor 20 is a rotor blade that rotates to generate lift or push fluid.
  • the rotor 20 is a kind of a lift generating unit that generates lift by generating a pressure difference.
  • the lift generating unit is described as a rotor 20, which is a representative example of the lift generating unit, but according to a modification of the present invention , An apparatus for generating lift using the Coanda effect using a jet flow without the exposed rotor blade may be used as the lift generating unit.
  • the rotor 20 rotates to generate a pressure difference between both sides of the rotor 20 so that upward upward lift is generated. Both sides of the rotor 20 may be lower and upper.
  • the rotor 20 may be formed of at least one blade 212 extending from the central portion 211 to which the rotating shaft is connected toward the radially outer side.
  • the rotor 20 having four blades 212 is described as an example, but the number of blades 212 of one rotor 20 is not limited thereto.
  • the rotor 20 is not parallel to the horizontal direction, and the leading edge, which is the leading edge of the blade 212, is higher than the trailing edge, which is the trailing edge, based on its rotation direction. It is formed to be positioned to form an angle of attack. Therefore, as the rotor 20 rotates in the axial direction of the rotating shaft passing through the center portion, lift force is generated.
  • the rotor 20 may be rotatably coupled to the outer end of the rotor connecting portion 12 described above. However, the rotor 20 may also be rotatably coupled to the main body 11 directly.
  • the rotor 20 may be rotatably coupled even when the rotor connection portion 12 is folded toward the body portion 11 while being coupled to the rotor connection portion 12 as described above.
  • the first rotor 21 is connected to the main body 11 by the first rotor connecting portion 121, and the second rotor 22, the third rotor 23 and the fourth rotor 24 are respectively second. It is connected to the main body 11 by the rotor connecting portion 122, the third rotor connecting portion 123 and the fourth rotor connecting portion 124.
  • a rotor protection part (not shown) surrounding the region where the rotor 20 rotates may be further formed. As the rotor protection part is formed, a situation in which a user is injured by rotation of the rotor 20 can be prevented, and the rotor 20 can be prevented from being damaged.
  • the supply duct 30 or the return duct 40 to be described later may be connected to the rotor protection part.
  • the lift generating unit is not limited to the rotor, and may be all capable of generating a pressure difference between the first space and the second space centering on the lift generating unit.
  • an impeller instead of the rotor, an impeller, a mechanism that mimics the wings of birds or insects, or the like can be driven to generate a pressure difference between predetermined spaces divided around the lift generating unit.
  • the supply duct 30 is a component that utilizes the force of air sucked by the rotor 20 by providing air to the rotor 20.
  • the supply duct 30 is formed inside an empty tube body, one end of which is disposed on the upper side of the rotor 20, and the other end sucks air and discharges air through one end to provide air to the rotor 20.
  • the supply duct 30 is composed of a number corresponding to the number of rotors 20. Therefore, one supply duct 30 may correspond to each rotor 20, two supply ducts 30 correspond to one rotor 20, or one supply duct to two rotors 20 30) may correspond.
  • the supply duct 30 is connected to the mobile device body 10 and can maintain a position relative to the mobile device body 10. In one embodiment of the present invention, each supply duct 30 is disposed in correspondence with each rotor 20. Therefore, a first supply duct 31 is provided to the first rotor 21, a second supply duct 32 is provided to the second rotor 22, and a third supply duct 33 is provided to the third rotor 23.
  • the fourth supply duct 34 corresponds to the four rotors 24.
  • the supply duct 30 may be formed with an auxiliary opening 314 that can be connected to the outside to receive outside air and transmit it to the upper side of the rotor 20.
  • the auxiliary opening 314 may be formed through a supply duct body 313 adjacent to one end 311 of the supply duct, and may be formed in plural. Although the drawing shows that the auxiliary opening 314 is formed only in the first supply duct 31, the auxiliary opening may also be formed in other supply ducts 32, 33, and 34. In addition, an auxiliary opening may be formed in the return duct 40 to be described later.
  • the supply duct 30 may include a supply valve (not shown) that controls the flow of fluid flowing through the supply duct 30, respectively.
  • the supply duct 30 may be provided with a spiral mountain or groove in the inside, and through this, a fluid such as air rotates inside the duct to generate rotational force.
  • a fluid such as air rotates inside the duct to generate rotational force.
  • a flow sensor (not shown) or a pressure sensor (not shown) is further disposed on the supply duct 30 to obtain a flow rate or pressure of air passing through the supply duct 30.
  • the flow sensor or the pressure sensor transfers the obtained flow rate or pressure to the control unit 80, so that the control unit 80 can control the opening and closing of the auxiliary opening 314, but the value obtained immediately without going through the control unit 80
  • the electrical signal is transmitted to the opening/closing driving unit (not shown) to control opening/closing of the auxiliary opening 314.
  • the supply duct 30 can be connected to the mobile device body 10 to be movable.
  • the first supply duct 31 and the first return duct 41 are illustrated as examples.
  • a situation in which the other end 312 of the supply duct is rotatably connected to the mobile device body 10 is illustrated. Therefore, when the supply duct 30 is rotated, the supply duct body 313 rotates around the other end 312 of the supply duct, so that one end 311 of the supply duct is selectively deviated from the upper side of the rotor 20, It may be located on the upper side of the rotor 20.
  • the other end 312 of the supply duct may be connected to the upper surface 111 of the main body.
  • the supply duct 30 can also be moved from the moving device body 10 in a number of ways, such as extending or contracting.
  • the supply duct 30 can be moved by a supply duct drive (not shown).
  • the supply duct driving unit is disposed on the moving device body 10 and connected to the other end 312 of the supply duct to rotate the supply duct 30.
  • the supply duct driver may be electrically connected to the control unit 80 to receive power from the control unit 80 and receive a control signal.
  • the supply duct driving unit operates according to the control signal, so that the supply duct 30 is located on or off the upper side of the rotor 20, thereby controlling the posture of the mobile device 1. The detailed control method will be described later in the description of FIGS. 7 to 9.
  • the suction duct 60 is a component that receives air from the outside, similar to the supply duct 30, and is formed in a tubular shape with an empty tube shape inside, and one end is opened toward the outside to suck outside air, The other end serves to transfer the external air to the supply duct 30.
  • the suction duct 60 can also be connected to the mobile device body 10.
  • the other end 312 of the supply duct is connected to the suction duct 60 to suck outside air through the suction duct 60.
  • the other end 312 of the supply duct may penetrate the mobile device body 10 and be connected to the suction duct 60 inside the mobile device body 10. Therefore, the external air sucked by the suction duct 60 is provided to the supply duct 30, and the supply duct 30 can provide the supplied air to the rotor 20 again.
  • the other end of the suction duct 60 meets the other end 312 of the supply duct and the inside of the mobile device body 10, so that one end of the suction duct 60 can suck outside air, the mobile device body 10 It can be opened toward the outside through.
  • the supply duct 30 and the suction duct 60 may be connected to each other by the first mooring space 51. However, the supply duct 30 and the suction duct 60 may be directly connected without going through the first mooring space 51. That is, the other end 312 of the supply duct communicates with the first mooring space 51 located inside the mobile device body 10, and the other end of the suction duct 60 also communicates with the first mooring space 51, the supply duct 30 and the suction duct 60 may be indirectly connected to each other.
  • the external air sucked by the suction duct 60 is delivered to the first mooring space 51, and the air delivered to the first mooring space 51 is sucked by the supply duct 30 from the upper side of the rotor 20.
  • Circulation of air may occur in a manner discharged toward the rotor 20.
  • the rotor 20 rotates, and relatively low air pressure is formed on the upper side of the rotor 20 by rotation of the rotor 20 to generate lift force, and one end of the suction duct 60 is formed by the formed low pressure. External air is sucked from and is provided to the upper side of the supply duct 30.
  • the suction duct 60 may be composed of a plurality.
  • a plurality of suction ducts 60 may be disposed on a plurality of side surfaces 113 included in the mobile device body 10.
  • the suction ducts 60 may be uniformly disposed on a plurality of side surfaces 113 at predetermined intervals from each other.
  • the suction duct 60 is also disposed on the upper surface 111 or the lower surface 112 of the main body, and thus may affect the elevation of the mobile device 1.
  • the suction duct located on the upper surface 111 sucks air to help increase the mobile device 1 by its reaction force.
  • suction ducts 60 are arranged one on the side of the four body parts 11, but open in the direction in which each side faces, so that the suction ducts 60 adjacent to each other form a right angle.
  • the number and arrangement method are not limited thereto. Therefore, in the situation where the side surfaces of the four main body parts 11 exist, 16 suction ducts 60 may be arranged four on each side.
  • the first suction duct 61 and the second suction duct are sequentially in the counterclockwise direction from the location between the first rotor 21 and the second rotor 22. (62), the third suction duct 63 and the fourth suction duct 64 are disposed.
  • Each suction duct 60 may be provided with a suction valve (not shown) that controls the flow of air flowing through the suction duct 60, respectively.
  • a suction valve (not shown) that controls the flow of air flowing through the suction duct 60, respectively.
  • external air is sucked through the suction duct 60 disposed on the side of the main body 11 facing the direction to be moved, and the external through the remaining suction duct 60.
  • the suction valve is locked so as not to suck air, and the moving device body 10 can move by the reaction force of the suction force of the suction duct 60 in which the moving device body 10 is opened in the desired direction.
  • the intake valve is electrically connected to the control unit 80 to receive electric power by the control unit 80 and receive a control signal from the control unit 80. Therefore, the control unit 80 can control the opening degree of each intake valve. The detailed control method will be described later in the description of FIGS. 7 to 9.
  • the fixed body (not shown) that can be exposed to the outside or hidden inside the mobile device body 10 may be further disposed on the mobile device body 10.
  • the rear end is disposed to be positioned adjacent to the suction duct 60. Therefore, since the flow of air through the suction duct 60 is formed from the front end to the rear end of the stator blade, lift force may be generated in the stator blade.
  • the supply duct can be formed to be suitable for the cargo to be seated. Therefore, as the supply duct goes from one end for discharging air to the other end for sucking air, it may have a shape extending upwardly and outwardly of the mobile device body. Therefore, when the cargo is seated on the supply duct, the cargo may not escape as the other end of the supply duct contacts the cargo from the outside of the cargo.
  • the middle part of the supply duct is formed flat, so that the cargo can be seated well. As this structure has a supply duct, it is possible to transport cargo using the mobile device of the present invention.
  • the return duct 40 is a component that utilizes the force of air discharged from the rotor 20 by guiding air discharged from the rotor 20 in one direction.
  • the return duct 40 is formed in a tubular body having an empty tube shape inside, one end of which is disposed under the rotor 20, and the other end guides the air received from the rotor 20 in one direction.
  • the return duct 40 is composed of a number corresponding to the number of rotors 20. Accordingly, one return duct 40 may correspond to each rotor 20, two return ducts 40 correspond to one rotor 20, or one return duct to two rotors 20 ( 40) may correspond. Return duct 40 is connected to the mobile device body 10, it is possible to maintain a position relative to the mobile device body (10). In one embodiment of the present invention, the return duct 40 is disposed in correspondence with each rotor 20 one by one. Therefore, the first return duct 41 to the first rotor 21, the second return duct 42 to the second rotor 22, the third return duct 43 to the third rotor 23, the first The fourth return duct 44 corresponds to the four rotors 24.
  • the return duct 40 may also be formed with a discharge opening (not shown) capable of discharging air to the outside by being connected to the outside.
  • the return duct 40 may include a return valve (not shown) that controls the flow of fluid flowing through the return duct 40, respectively.
  • a mountain or groove may be provided in a spiral shape inside the suction duct 60, so that a fluid such as air rotates inside the duct to generate rotational force.
  • a fluid such as air rotates inside the duct to generate rotational force.
  • the spiral in conformity to the rotational direction of the rotor, so that the rotational force of the rotor becomes stronger without being offset.
  • it is possible to make a mountain or groove in a spiral so that a rotational force is generated everywhere, such as a mooring space with fluid flow, a coupling portion, and various modules.
  • the return duct 40 may be connected to the mobile device body 10 to be movable.
  • a situation in which the other end 412 of the return duct is rotatably connected to the mobile device body 10 is illustrated. Therefore, when the rotation duct 40 is rotated, the rotation duct body 413 rotates around the other end 412 of the rotation duct, so that one end 411 of the rotation duct is selectively detached from the lower side of the rotor 20, It may be located on the lower side of the rotor 20. In order that the end 411 of the return duct is located below the rotor 20, the other end 412 of the return duct may be connected to the lower surface 112 of the main body. In addition to the rotation, the return duct 40 can also move in the body 10 of the moving device in a linear movement manner.
  • the return duct 40 may be moved by a return duct driver (not shown).
  • the returning duct driving unit is disposed on the moving device body 10 and connected to the other end 412 of the returning duct to rotate the returning duct 40.
  • the rotation duct driver may be electrically connected to the control unit 80 to receive power from the control unit 80 and receive a control signal.
  • the rotation duct driving unit operates according to the control signal, so that the rotation duct 40 is positioned on or off the lower side of the rotor 20, thereby controlling the posture of the mobile device 1. The detailed control method will be described later in the description of FIGS. 7 to 9.
  • the return duct 40 is formed similarly to the formation of the supply duct 30, is disposed symmetrically around the mobile device body 10, the air from the outside of the mobile device body 10 It may be a component that flows into the interior.
  • Discharge duct 70 is a component that discharges air to the outside, similar to the return duct 40, the inside is formed of an empty tube body, one end is open toward the outside, the other end is air from the return duct 40 It serves to receive.
  • the discharge duct 70 is also connected to the mobile device body 10.
  • the other end 412 of the return duct is connected to the discharge duct 70 to discharge air to the outside through the discharge duct 70. That is, the air guided by the return duct 40 is discharged to the outside by the discharge duct 70. Specifically, the other end 412 of the return duct may penetrate the mobile device body 10 and be connected to the discharge duct 70 inside the mobile device body 10. Therefore, the external air sucked by the return duct 40 is provided to the discharge duct 70, and the discharge duct 70 can discharge the supplied air again to the outside.
  • the other end of the discharge duct 70 meets the other end of the return duct 40 and the inside of the mobile device body 10, but one end of the discharge duct 70 can discharge air to the outside, so that the mobile device body 10 ) To open toward the outside.
  • the return duct 40 and the discharge duct 70 may be connected to each other by the second mooring space 52.
  • the direct return duct 40 and the discharge duct 70 may be connected without going through the second mooring space 52. That is, the other end 412 of the return duct communicates with the second mooring space 52 located inside the mobile device body 10, and the other end of the discharge duct 70 also communicates with the second mooring space 52, the return duct
  • the 40 and the discharge duct 70 may be indirectly connected to each other.
  • the suction duct 40 receives air from the rotor 20 and inhales air to the second mooring space 52, and the air delivered to the second mooring space 52 is sucked by the exhaust duct 70 to the outside.
  • Circulation of air may occur in a manner discharged by
  • the rotor 20 rotates, and relatively high pressure is formed on the lower side of the rotor 20 by rotation of the rotor 20, and air is pushed downward to generate lift force, and the pushed air is returned to the duct. It is introduced into one end of 411 and is discharged to one end of the discharge duct 70.
  • the second mooring space 52 is formed similarly to the first mooring space 51, but is separated from the first mooring space 51 and may be formed inside the mobile device body 10. However, the first mooring space 51 and the second mooring space 52 may be connected to each other.
  • the discharge duct 70 may be configured in plural.
  • the plurality of discharge ducts 70 may be disposed on a plurality of side surfaces 113 included in the mobile device body 10.
  • the suction ducts 60 may be uniformly disposed on a plurality of side surfaces 113 at predetermined intervals from each other.
  • the discharge duct 70 is also disposed on the upper surface 111 or the lower surface 112 of the main body, which may affect the lifting of the mobile device 1.
  • the discharge duct located on the lower surface 112 discharges air to help the mobile device 1 rise by its reaction force.
  • the four discharge ducts 70 are arranged one by one on the side surfaces of the four main body parts 11, but open in the direction in which each side faces, so that the discharge ducts 70 adjacent to each other form a right angle.
  • the number and arrangement method are not limited thereto.
  • the first discharge duct 71 and the second discharge duct are sequentially in the counterclockwise direction from the location between the first rotor 21 and the second rotor 22.
  • the third discharge duct 73 and the fourth discharge duct 74 are disposed.
  • Discharge valves (not shown) for controlling the flow of air flowing through the discharge duct 70 may be disposed in the discharge duct 70, respectively.
  • air is discharged to the outside through the discharge duct 70 disposed on the side of the main body 11 facing the opposite direction of the direction to be moved, and through the remaining discharge duct 70 to the outside
  • the discharge valve is locked so as not to discharge air, and the moving device body 10 can move by the reaction force of the discharge force of the discharge duct 70 in which the moving device body 10 is opened in a desired direction.
  • the discharge valve is electrically connected to the control unit 80 to receive electric power by the control unit 80 and receive a control signal from the control unit 80. Therefore, the control unit 80 can control the opening degree of each discharge valve. The detailed control method will be described later in the description of FIGS. 7 to 9.
  • the supply duct 30 and the return duct 40 are located on the upper and lower sides of the rotor 20, respectively, but the supply duct 30 may cover the side of the rotor 20, and the return duct 40 may be the rotor 20 ) To protect the user from rotation of the rotor 20.
  • the supply duct 30 and the return duct 40 are located on the upper and lower sides of the rotor 20, it is possible to reduce noise generated from the rotation of the rotor 20.
  • a sound absorbing member that absorbs sound waves, a heat absorbing member that absorbs heat, and a shielding member that blocks electromagnetic waves may be further disposed inside the supply duct 30 and the return duct 40.
  • a rotation sensing unit including a rotatable propeller and a generator or an encoder is further provided. Can be deployed. As the air is passed through the rotation detection unit, the propeller is rotated, the generator can generate electric power from the propeller rotation, and the rotational speed of the propeller can be obtained using an encoder. Since the amount and flow rate of air flowing from the obtained rotational speed can be inferred, the control unit 80, which will be described later, is electrically connected to the rotational sensing unit to receive the obtained rotational speed and receive the generated power.
  • the return duct can be used for the transportation of cargo.
  • the return duct extends from one end of the return duct to the other end toward the lower side and the outside of the mobile device body, so that the cargo is placed in the space formed between the return ducts and the cargo can be held by the return duct.
  • a gripping portion for pressing and holding the cargo on the return duct or the body of the mobile device may be further disposed.
  • the control unit 80 generates a control signal for controlling the posture of the main body of the mobile device 1 and transmits it to each component.
  • the controller 80 thus includes a microprocessor such as a central processing unit (CPU), a field programmable gate array (FPGA), and an application specific integrated circuit (ASIC) capable of generating control signals and receiving electrical signals. can do.
  • a microprocessor such as a central processing unit (CPU), a field programmable gate array (FPGA), and an application specific integrated circuit (ASIC) capable of generating control signals and receiving electrical signals. can do.
  • the control unit 80 controls the posture of the main body of the mobile device 1 by controlling the position of the supply duct 30 corresponding to each rotor 20.
  • the control unit 80 can control the posture of the main body of the mobile device 1 by controlling the position of each return duct 40 similarly to the supply duct 30, and each suction duct ( 60) and by controlling the intake valve and the discharge valve to adjust the opening degree of the discharge duct 70, it is possible to further control the posture and speed of the main body of the mobile device (1).
  • the detailed control method will be described later in the description of FIGS. 7 to 9.
  • the control unit 80 may be located inside the main body of the mobile device 1, and may be electrically connected to a supply duct driving unit for moving the supply duct 30 and a rotor driving unit for driving the rotor 20. Similarly, the control unit 80 may be electrically connected to the return duct driving unit, the suction valve and the discharge valve. The control unit 80 may further include a power source such as a battery, and transmit the generated control signal and power to each component.
  • a power source such as a battery
  • an image capture device that captures an external image, such as a camera, an optical sensor that detects an object, a pressure sensor that measures atmospheric pressure, and ambient temperature It may include a temperature sensor, etc. to measure, each of which is electrically connected to the control unit 80 may transmit a sensing signal obtained to the control unit 80 or receive control signals and power from the control unit 80.
  • the types of sensors that the mobile device 1 may include are not limited thereto.
  • the control unit 80 may receive an instruction signal for controlling the mobile device 1 from an operation device operated by a user, or may transmit a signal to the operation device. Therefore, the control unit 80 may include a wireless modem or the like to enable wireless communication with the operation device.
  • the control unit 80 is electrically connected to each module to control each module by transmitting a control signal to each connected module. Can be.
  • Another embodiment-cleaner module 90 is Another embodiment-cleaner module 90.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a situation in which the cleaner module 90 is attached to the mobile device 2 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 the second mooring space and the discharge duct are described for convenience of description. However, elements omitted in other embodiments of FIG. 6 may also exist.
  • the mobile device 2 may further include a cleaner module 90.
  • the cleaner module 90 is connected to the suction duct 65 included in the mobile device 2.
  • the cleaner module 90 is a device that sucks the foreign matter D using the suction force of the moving device 2, and may include a suction member 91, a filter unit 93, and a discharge unit 94, A collection unit 92 and a foreign matter separation unit (not shown) may be further included.
  • the suction member 91 is a component that sucks external air and foreign matter D together, and is a part corresponding to the head of the cleaner. Therefore, as the rotor 20 rotates, it receives suction power generated by the rotor 20 and sucks in external air and foreign matter D together. In order to prevent the foreign material (D) from being discharged to the outside again through the suction member (91) after the suction force disappears, the suction member (91) is in the direction in which the foreign material (D) is inhaled and from the inner side in the radial direction. An extended diaphragm (not shown) may be further included.
  • the external air and foreign matter D sucked through the suction member 91 reach the foreign matter collection unit 92, which is a space located inside the cleaner module 90.
  • the foreign matter collection part 92 is separated from the discharge part 94 by the filter part 93, but the outside air can pass from the foreign material collection part 92 to the discharge part 94.
  • the foreign material D is a component that is formed so as not to pass through. Therefore, the filter unit 93 may be formed of a porous film or the like, through which gas passes, but cannot pass macroscopic foreign matter D or dust.
  • the foreign matter D filtered by the filter unit 93 is collected in the foreign matter collection unit 92.
  • the foreign matter separation unit separates foreign matter from the gas before the filter unit. Subsequently, the separated foreign matter is sent to the foreign matter collection section and the gas is sent to the filter section.
  • the cyclone (product name) of the conventional inventor Dyson registered trademark
  • Air passes through the filter portion 93 to reach the discharge portion 94.
  • the discharge portion 94 is connected to the suction duct 60, and delivers the air to the suction duct 65 to be provided to the upper side of the rotor 20 through the first mooring space 51 and the supply duct 30.
  • the filter unit 93 is composed of a HEPA (High Efficiency Particulate Air) filter or the like, and removes fine dust from the inhaled air to discharge the air, thereby performing an air cleaning function.
  • the suction duct 65 is directly connected to the supply duct 30 to provide the suctioned air to the rotor 20.
  • air located in the supply duct 30 moves toward the rotor 20 and is discharged to one end 311 of the supply duct, and accordingly, the first mooring space 51 and the suction duct
  • the air located at (65) moves to the supply duct (30), and a flow of air is generated to generate suction power.
  • the suction duct 65 sucks external air through the suction member 91 through the discharge unit 94 and the foreign material collection unit 92 of the cleaner module 90. In this process, the foreign material D is sucked together, and cleaning is performed by gathering it in the foreign material collection unit 92.
  • a mobile device according to a modification of another embodiment of the present invention is formed with a handle (not shown), so that the mobile device can be used in the same manner as a general cleaner. Since lift is generated by the rotation of the rotor, less force than is required for the operation of the general cleaner may be required to perform the cleaning operation by manipulating the moving device according to a modification of another embodiment.
  • the contents of the mobile device 2 according to another embodiment of the present invention are the same as the contents of the mobile device 1 according to an embodiment of the present invention. Replace with description.
  • the mobile device 2 may include various modules that can use suction power generated by rotation of the rotor.
  • the mobile device may further include a launch module (not shown) suitable for launching an object such as a ball by using not only the suction force but also the pressure of air discharged through the discharge duct 70.
  • the launch module may use the pressure of the air discharged through the discharge duct, but after storing the air sucked using the suction duct at a high pressure in a specific mooring space, close the opening of the mooring space, and when air is needed to be ejected It is also possible to blow out air by opening a closed opening.
  • the cleaner module 90 may be coupled to the body of the mobile device through a coupling portion described later.
  • the coupling portion will be described later in the specification.
  • the cleaner module may further include various sensors capable of sensing information on a distance or space between a suction member and an object to be sucked (eg, dust, etc.) at a predetermined position of the cleaner module.
  • FIG. 7 is a plan view of a mobile device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the mobile device 1 can rotate the rotor 20 to generate lift and fly.
  • the control unit 80 may perform rotation of the rotor 20 and control of the rotation direction and the rotation speed.
  • the mobile device 1 may float in the air or move in the vertical direction or hover.
  • all the supply ducts 30 are all positioned above the corresponding rotor 20, or in order to perform an operation in which the mobile device 1 floats in the air and moves in the vertical direction, the supply duct 30 It may be in a state of being detached from the upper side of the rotor 20 corresponding to all.
  • the rotor 20 By rotating at least one supply duct 30 among the plurality of supply ducts 30 and deviating from the upper side of the corresponding rotor 20, the rotor 20 can be rotated without adjusting the speed at which the rotor 20 rotates. Posture can be controlled.
  • FIG 8 is a plan view showing a situation in which the mobile device 1 according to an embodiment of the present invention is flying in one direction.
  • some supply ducts 30 from the upper side of the rotors 20 corresponding to the supply ducts 30 are rotated by rotating some supply ducts 30 adjacent to each other among the plurality of supply ducts 30. Can escape them.
  • the lift force formed from the corresponding rotors 20 increases without controlling the rotational speed of the rotor 20.
  • the first supply duct 31 and the fourth supply duct 34 adjacent thereto are rotated so as to deviate from the upper sides of the first rotor 21 and the fourth rotor 24, and the second rotor 22.
  • a third supply duct 33 and a third supply duct 33 are positioned above the third rotor 23.
  • the lift force generated by the first rotor 21 and the fourth rotor 24 increases, and the moving device 1 moves in the direction of the virtual arrow shown in the moving device body 10 of FIG. 8.
  • the supply ducts 30 separated from the upper side of the rotor 20 are coupled, of the moving device body 10
  • the mobile device 1 is flying in a direction opposite to the direction in which one side is facing.
  • the mobile device 1 in order to move in the direction indicated by a virtual arrow on the mobile device body 10 on FIG. 8, the mobile device 1 according to an embodiment of the present invention, the mobile device body 10 looking at the direction to move The outside air is sucked using only the suction duct 60 disposed on the side of the air, and the air is discharged to the outside using only the discharge duct 70 disposed on the side of the mobile device body 10 facing the opposite direction of the direction to be moved. Can be discharged.
  • these suction and discharge ducts are the second suction duct 62 and the fourth discharge duct 74, respectively.
  • the control unit 80 may control the intake valve and the discharge valve to control the opening degree of the suction duct 60 and the discharge duct 70.
  • the second suction duct 62 and the fourth discharge duct 74 are opened and the remaining suction duct and discharge duct are blocked, so that external air is sucked through only the second suction duct 62, The air inside may be discharged through only the fourth discharge duct 74.
  • the direction in which the second suction duct 62 is looking is the direction in which the mobile device 1 wants to move, and the direction in which the fourth discharge duct 74 is looking is opposite to the direction in which the mobile device 1 wants to move. Since it is the direction, the reaction force of the force exerted by the moving device 1 on the intake air and the discharged air is applied to the moving device body 10, so that the moving device moves more easily in the desired direction.
  • a method in which the auxiliary openings formed in the first supply duct 31 and the fourth supply duct 34 are opened may be used. have.
  • FIG. 9 is a plan view showing a situation in which the mobile device 1 according to an embodiment of the present invention rotates in another direction.
  • supply ducts 30 coupled to opposite sides of the mobile device body 10 may rotate from the state of FIG. 7. Accordingly, the mobile device 1 rotates in one direction.
  • the second supply duct 32 and the fourth supply duct 34 that face each other around the mobile device body 10 are rotated, and the upper side of the corresponding second rotor 22 and fourth rotor 24 is rotated. It is shown as being deviated from, thus the lift force of the second rotor 22 and the fourth rotor 24 increases without increasing the rotational speed, and the moving device 1 as shown by the arrow on the moving device body 10 Can rotate clockwise.
  • the moving device 1 counterclockwise Can rotate. More specifically, when the rotational force of the second rotor 22 and the fourth rotor 24 having the same size of the counterclockwise reverberation is applied, the reaction device can rotate in the counterclockwise direction due to the reaction, which eventually results in (yaw) axis rotation is possible.
  • the same logic can be applied to the first rotor 21 and the third rotor 23, and as a result, it can rotate counterclockwise.
  • FIG. 10 is a detailed view of a mobile device 3 according to another embodiment of the invention.
  • the return duct 451 may be rotatably connected to the mobile device body 10. At this time, the return duct 451 may be indirectly connected to the main body 11 through the return connection 131 included in the mobile device body 10. Therefore, the second mooring space and the discharge duct may not be present in the mobile device 3 according to another embodiment of the present invention. If the second mooring space is present, the other end 4512 of the return duct is connected to the second mooring space using a separate connecting member (not shown) to transfer air pushed out of the rotor to the second mooring space.
  • the return duct 451 is rotatably coupled to the return connection 131. Therefore, the posture of the returning duct 451 can be controlled by rotating the returning duct 451 so that the returning duct 451 guides air toward the opposite direction of the direction to be moved. After rotating the return duct 451 so that the other end 4512 of the return duct faces the opposite direction of the direction to be moved, one end 4511 of the return duct receives air pushed out of the rotor. One end 4511 of the return duct discharges air toward the opposite direction in which the moving device 3 intends to move, so that the reaction device 3 is pushed out by the reaction force and easily moves in the direction to be moved.
  • the return duct driver may be disposed on the return connection 131.
  • each return duct is directed to the opposite direction to the direction to be rotated, the direction in which adjacent return ducts are arranged It can be arranged to be perpendicular to each other.
  • FIG. 11 is a perspective view of a mobile device including a supply duct having a coupling portion capable of attaching various modules to a mobile device according to another embodiment of the present invention.
  • the other end 312 of the supply duct may be connected to a coupling portion 1010 capable of coupling various modules.
  • the coupling portion is a device for coupling with various modules, and may include any coupling method such as a method of simply inserting and coupling, a method of fastening using a screw thread and a screw coupling.
  • the supply duct according to the present embodiment may be fixed through the supply duct support 1020 extending from the mobile device body 10.
  • the supply duct support does not necessarily need to extend from the mobile device body, and also the supply duct support need not be included. That is, if the supply duct does not need to be supported on the mobile device body through the supply duct support 1020, it is sufficient if the supply duct is directly fixed to the body of the mobile device to allow air to enter the rotor.
  • FIG. 12 is a front view of a mobile device including a supply duct having a coupling portion capable of attaching a module to the mobile device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 illustrates a mobile device to which the launcher module 1190, which is one of the modules that can be coupled to the supply duct of the mobile device according to another embodiment of the present invention, is attached.
  • the launcher module is capable of firing anything that can be launched, such as a tennis ball, a table tennis ball, a toy, or a bullet for killing. It can be compressed by the force of air sucked into the other end of the supply duct, and can control the rotor and/or supply duct. The compression may be opened through the opening and closing control of the auxiliary opening located at one end.
  • the method for releasing compression according to the present invention is not limited to this, and includes any control to reduce the amount of air sucked into the other end of the supply duct.
  • the other end of the supply duct disclosed in FIG. 13 is opened horizontally to the main part of the mobile device, unlike that of the other end of the supply duct of the mobile device.
  • the other end of the supply duct can be bent in any direction depending on the module or mission to be attached.
  • FIG. 13 it is needless to say that the other ends of the supply duct may be combined to efficiently perform the mission. The advantages will be described later.
  • FIG. 14 is a front view of a mobile device with a launcher module attached to one of the modules to be attached to a supply duct of the mobile device according to another embodiment of the present invention.
  • 15 is a plan view for explaining one of the modules that can be attached to the supply duct of the mobile device according to another embodiment of the present invention is a launcher module.
  • the launcher module 1190 may compress the piston 1192 by using the compression force of the supply duct.
  • the launcher module may have four module coupling parts 1193 so as to be connected to the other ends of a plurality of supply ducts, but it is not necessarily limited to this, and one or more module combinations are appropriate to the situation such as a flight mission. You can have wealth.
  • a spring 1194 as an elastic body that generates elastic force in the launcher module, it is of course not limited to this and can be of various materials and shapes such as rubber.
  • the diaphragm descends downward through the suction force according to the present invention and the sound pressure is formed in a space such as a rubber material inside, thereby ultimately It can generate a compression force and the like.
  • the compression force can be used to perform missions.
  • modules as described above may be coupled to and detached from the mobile device through the coupling portion. This allows the modules to be detached and stored separately if they are not performing the task.
  • 16 to 18 are views for explaining a mobile device with a balloon robot arm as one of the modules attached to the supply duct of the mobile device according to another embodiment of the present invention.
  • the balloon robot arm 1290 is coupled to the coupling portion of the supply duct, and the mobile device can perform forward movement, direction change, etc. through expansion/contraction of the balloon robot arm according to the air flow of the supply duct.
  • the mobile device to which the balloon robot arm is attached can be applied to an endoscopy device in the body. More specifically, the endoscope robot to which the mobile device with the attached balloon robot arm according to the present invention is applied has the effect of passing through the intestine faster than the conventional endoscope robot through contraction and expansion of the balloon robot arm after being seated in the intestine.
  • the mobile device equipped with the balloon robot arm can fly by generating lift within a relatively large space such as the stomach.
  • the mobile device to which the balloon robot board module is attached can be used for daily life outside the human body.
  • the balloon robot arm may be configured to extend in the opposite direction of the traveling direction of the mobile device. Through this, it is possible to efficiently move forward and/or rotate through contraction and expansion.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a mobile device in which a balloon robot arm, which is one of modules, is attached to a supply duct of a mobile device according to another embodiment of the present invention.
  • the balloon robot arm may further include a coupling portion 1090 for coupling in close proximity to the rotor, and its shape is according to the conventional invention.
  • the material of the balloon robot arm may be used a variety of rubber and the like, but is not limited to this, and may be any configuration that can repeatedly perform contraction and expansion, such as a cylinder.
  • modules that can be attached to the other end of the supply duct, and can be any device that utilizes a fluid suction power, such as a pump, a vacuum cleaner, or an air purifier.
  • the supply duct may be configured in various forms in accordance with the performance of the mission.
  • the supply duct can be bent a number of times, or the diameter of the supply duct can be changed as it progresses from one end to the other.
  • the other ends of the plurality of supply ducts may be combined to create a single suction force.
  • one end may exist in one supply duct, and a plurality of other ends may exist. Through this, it is possible to inhale the fluids present in a plurality of directions through the outer, inner, lower and upper or multiple other ends of the mobile device body.
  • 19 is a front view of a mobile device including a supply duct having different diameters at one end and the other according to the above description.
  • one end of the supply duct existing on the upper surface of the rotor is sufficiently large to cover the entire rotor, but the other end 312 of the supply duct is smaller in diameter than the one end of the supply duct.
  • the invention to which such a supply duct is applied can have a stronger suction power. More specifically, it is possible to supply a strong suction force to the module coupled through the coupling portion 1010 to the other end of the supply duct.
  • 20 is a front view of a mobile device including various types of supply ducts according to the above description.
  • the supply duct joint 34 may be placed so that the supply duct can be bent a plurality of times.
  • the joint can be rotated both up, down, left, and right, and as described above, can inhale any fluid, such as gas or liquid, in any direction, such as inside, outside, up, down, around the body of the mobile device.
  • 21 is a front view of a mobile device including a return duct having a coupling portion capable of attaching a module to the mobile device according to another embodiment of the present invention.
  • the return duct 40 may be provided with a coupling part 1031 that can be combined with a module capable of performing a specific task at the other end of the return duct.
  • the return duct can generate a partial output instead of the suction force at the other end of the return duct.
  • the present invention can be freely applied to a module that can be utilized through the partial output of the return duct. Specifically, it may be, for example, a hair dryer, a fan, a launcher, or a pesticide sprayer.
  • a hair dryer, a fan, a launcher, or a pesticide sprayer may be, for example, a hair dryer, a fan, a launcher, or a pesticide sprayer.
  • a module or a device for performing a task may be provided in the supply duct and the suction duct.
  • a turbine (not shown) that can generate energy from the flow of fluid inside the supply and suction ducts can be equipped to produce a strategy by rotating the turbines in the supply and suction ducts.
  • a propeller in a supply duct and a suction duct may be provided, and a tachometer or an encoder (not shown) may be connected or installed to the propeller to measure the wind speed in the supply duct and the suction duct.
  • an air reducer or the like may be provided on the inner circumferential surface of the supply duct and the suction duct to clean the air.
  • modules that can be coupled to the mobile device are described herein as being mainly attached to the outside of the mobile device, but are not limited thereto, and the module may be located inside the mobile device. That is, in this specification, the module that the mobile device engages through the engaging portion does not obscure its position.
  • the coupling part is described as being fixed to the other end of the supply duct or the return duct, the present invention is not limited to this, and the coupling part itself may be separated from the other end of the supply duct or the other end of the return duct by desorption.
  • FIG. 22 is a perspective view of a mobile device with a fixed wing attached to the mobile device according to another embodiment of the present invention.
  • the mobile device includes a fixed wing 1390 at a predetermined position, and a lift can be obtained by positioning the other end 312 of the supply duct at the rear end of the fixed wing.
  • 23 is a side view of a mobile device according to the embodiment of FIG. 22. More specifically, referring to FIG. 23, since the air is sucked from the other end 312 of the supply duct, the sucked air is ground by the airfoil of the fixed wing. This allows the lifting force to be generated on the top surface of the wing, ultimately allowing the mobile device to float upward.
  • a plurality of supply duct ends 311, 321, 331, and 341 may further include an integrated portion 1490 that can be coupled. .
  • the method of combining one end of the supply duct and the integrated part may vary, and detailed description thereof will be omitted.
  • the other end of the supply duct on the fixed wing can be located in various forms. As shown in FIG. 24, the other end 312 of the supply duct may be divided into two and disposed. Furthermore, the diameter or cross-sectional area of the second other end 3122 is different from the first other end 3121 of the supply duct, so that the flow of air passing through the top of the stator blade can be made faster than the flow passing through the bottom. In this way, more and more lift can be obtained according to Bernoulli's law.
  • the other end of the supply duct may be arranged in various forms on the stator blade, for example, the other end of the supply duct may be fixed to the stator blade, and the other end of the supply duct may be disposed in the longitudinal direction of the stator blade. Yes (not shown).
  • the other end of the supply duct is disposed at the front end of the stator blade and the suction force acts, the body of the moving device may move forward due to the reaction of the force, and as a result, lift force may be generated in the stator blade (not shown).
  • FIG. 25 is a view for explaining a side view of the embodiment of FIG. 22.
  • a fixed wing is disposed inside the supply duct to prevent damage due to collision with an external object, which may occur when the fixed wing is located outside, and at the same time, lift force can be obtained.
  • 26 is a front view of a mobile device according to the present embodiment.
  • the positions of the first stator blade 1391, the second stator blade 1392, and the third stator blade 1393 may be sequentially reversed to generate lift according to the flow of air.
  • a plurality of rotors 1410 that can smoothly flow air may be further included in the supply duct.
  • the supply duct having a fixed blade disposed therein can rotate through a rotating shaft, thereby generating propulsive force.
  • the supply duct may be fixed to a shaft 1080 or the like protruding from the mobile device body. As shown in FIG. 28, when the supply duct rotates around the shaft, lift force decreases and thrust may occur instead. .
  • the supply ducts with fixed wings installed inside the supply ducts may be disposed on both sides of the left and right sides of the body of the mobile device. You can generate as many as you like. As a result, the mobile device can be rotated in a fixed position, and of course, it can be controlled in any direction of up, down, left and right.
  • a change in the length of the supply duct that may occur due to rotation can be solved through various conventionally disclosed methods, such as a principle such as a corrugated pipe, and the method of rotating the supply duct fixed to the body of the mobile device follows a conventional method.
  • FIG. 29 is a conceptual diagram using a side view of a mobile device according to another embodiment of the present invention.
  • air may circulate through a rotor in a predetermined predetermined space through which force in a certain direction may be generated.
  • This constant-direction force can be used as lift or propulsion, and the mechanism is as described through FIG. 27.
  • the closed space as described above can rotate as shown in FIG. 28.
  • the present invention is not limited to the arrangement of the stator blades in the supply duct, and can be extended to the arrangement of the stator blades in the return duct. However, it is not necessary to have more than two fixed wings, and more than one is sufficient.
  • FIG. 30 is an extension of the concept disclosed in FIG. 29.
  • air passing through and circulating through the stator blade may again flow into the lower portion of the stator blade through the guide 1500 in the form of a louver.
  • the air density at the bottom of the stator blade is further increased, so that a stronger lift can be generated.
  • lift adjustment is possible only with guide adjustment, which can be used for flight control.
  • the guide can be opened and closed by an actuator or the like.
  • the fixed wing 1391 is disclosed as being present in the upper space around the partition wall in the supply duct, but as illustrated in FIG. 28, an additional fixed wing (not shown) may be present in the lower space as well.
  • it is possible to generate a stronger lift by lowering the air density of the upper portion of the stator blade present in the lower space through the guide.
  • through a separate rotor corresponding to each guide may be used to generate a stronger lift.
  • the stator vane may be located anywhere in which the fluid flows, and it is sufficient if lift force can be generated therethrough.
  • it can be located anywhere where fluid can flow relatively quickly, such as inside the coupling, inside the mooring, around the suction duct, around the return duct, and around the discharge duct.
  • it is possible to vary the velocity of the flowing fluid by making the nozzle diameter smaller or larger.
  • it is of course possible to generate lift by placing the other end of the return duct or one end of the supply duct on the front end of the fixed wing.
  • stator blade is disclosed as a configuration for generating lift through the entire specification, it is not necessarily limited to the stator blade, and it is sufficient if it is a configuration capable of generating a force in a certain direction through the flow of the fluid.
  • polyhedrons such as cylinders and spheres may rotate instead of fixed wings.
  • the above structures are not necessarily rotated, and may be fixed cylinders or spheres.
  • the rotational force generated by the rotor can be used by transmitting its power to a module attached to a mobile device through a clutch, which is a conventionally disclosed configuration. It goes without saying that the rotational force can be changed into a linear motion through various configurations, and the module can be converted into a desired degree of power and transmitted through a transmission. Through this, power can be supplied to all modules that require power, and through this, the present invention can be applied to any device such as a dryer, a washing machine, a fan, a mixer, a drill, or an air pump.
  • the rotational force and the suction force of the rotor may be applied separately or simultaneously using various gears and/or clutches.
  • the contents of the mobile device 3 according to another embodiment of the present invention are the same as the contents of the mobile device 1 according to an embodiment of the present invention, Replace that explanation.
  • the present invention can provide a mobile device using lift, propulsion, and rotational forces that can be combined with various modules.

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Abstract

본 발명에 따른 이동 장치는, 양력이 발생하도록, 양측의 압력차를 발생시키는 양력생성부; 상기 양력생성부가 연결되어, 상기 양력생성부가 발생시킨 양력에 의해 이동할 수 있는 이동 장치 몸체; 및 상기 양력생성부의 개수에 대응되는 개수로 구성되고, 일단이 상기 양력생성부의 일측에 배치되고 상기 양력생성부가 작동할 때 타단으로부터 유체를 빨아들여 상기 양력생성부로 제공하는 공급덕트를 포함한다.

Description

청소에 사용될 수 있는 이동 장치 및 이동 장치 제어방법
본 발명은 양력, 추진력 및 회전력 등을 이용하는 이동 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
드론(Drone)은, 비행 및 조종 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인기(UAV : Unmanned Aerial Vehicle)의 총칭으로, 2010년대를 전후하여 군사적 용도 외 다양한 민간 분야에 활용되고 있다. 헬리콥터나 드론처럼 로터와 같은 회전익의 회전에 의해 양력을 발생시키는 비행 물체의 경우, 회전의 반작용에 의해 본체가 로터가 회전하는 반대 방향으로 회전하게 된다. 싱글로터 헬리콥터의 경우 이 문제를 해결하기 위해 테일 로터(tail rotor)가 필요하지만, 드론은 앞뒤 로터의 회전을 반대로 하여 로터 회전에 의해 발생하는 반작용을 상쇄시키는 원리를 기본으로 한다. 즉, 복수의 회전익을 사용하는 이동 장치는 각각의 로터 회전을 제어하여 양력을 얻음과 동시에 비행 방향이나 자세 제어를 한다.
이동 장치의 로터가 회전할 때에는 로터를 중심으로 상하측의 기압차가 발생하고, 이로부터 양력이 발생한다. 일반적인 이동 장치에서는 이러한 기압차에 의해 발생하는 공기의 흡입과 배출이 이동 장치의 비행에만 사용된다.
본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 양력을 이용한 이동 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이동 장치는, 양력이 발생하도록, 양측의 압력차를 발생시키는 양력생성부; 상기 양력생성부가 연결되어, 상기 양력생성부가 발생시킨 양력에 의해 이동할 수 있는 이동 장치 몸체; 및 상기 양력생성부의 개수에 대응되는 개수로 구성되고, 일단이 상기 양력생성부의 일측에 배치되고 상기 양력생성부가 작동할 때 타단으로부터 유체를 빨아들여 상기 양력생성부로 제공하는 공급덕트를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 이동 장치는, 양력추력생성부, 이동 장치 몸체, 공급덕트 및 결합부를 포함하고, 상기 양력추력생성부는 양력 또는 추력이 발생하도록, 양력추력생성부를 중심으로 제1 공간 및 제2 공간의 양측의 압력차를 발생시키고, 상기 이동 장치 몸체는 상기 양력추력생성부가 연결되어, 상기 양력추력생성부가 발생시킨 양력에 의해 이동할 수 있고, 상기 공급덕트는 상기 양력추력생성부의 개수에 대응되는 개수로 구성되고, 일단이 상기 양력추력생성부의 일측에 배치되고 상기 양력추력생성부가 작동할 때 타단으로부터 유체를 빨아들여 상기 양력추력생성부로 제공하고, 상기 결합부는 상기 공급덕트의 타단에 위치하며, 상기 이동 장치의 임무수행을 위한 각종 모듈이 결합할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른, 양력을 발생시키는 복수의 로터와, 빨아들인 유체를 상기 로터의 일측에 공급하되 상기 복수의 로터의 개수에 대응되는 개수의 공급덕트를 포함하는 이동 장치를 제어하는 방법은, 상기 로터가 회전하여 양력을 발생시켜 상기 이동 장치를 이동시키는 단계; 및 상기 복수의 공급덕트 중 적어도 하나의 공급덕트를 이동시켜 대응되는 상기 로터의 일측으로부터 이탈시킴으로써, 상기 이동 장치의 자세를 제어하는 단계를 포함한다.
이에 따라, 양력을 만들 때 발생하는 흡입력을 활용하여 청소와 같은 작업을 수행할 수 있다.
로터의 회전 속도를 제어하지 않고도 이동 장치의 자세 제어가 가능하다.
로터 회전시 발생하는 소음의 저감이 가능하다.
양력을 만들 때 발생하는 흡입력 및 배출력을 활용하여 이와 같은 힘이 필요한 선풍기, 공기청정기, 공 발사기, 실탄 발사기 등 어떠한 모듈과도 결합할 수 있다.
양력 및 추력을 사용자가 원하는 만큼 생성할 수 있어, 본 이동 장치에 모듈을 장착하여 작업하는 경우, 간단한 제어나 적은 힘으로도 이동 장치를 사용자가 원하는 곳으로 이동 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치의 저면사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치의 일부분의 상세도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 장치에 청소기 모듈을 부착한 상황을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치가 일 방향으로 비행하는 상황을 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치가 다른 일 방향으로 회전하는 상황을 도시한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예의 변형예에 따른 이동 장치의 상세도이다.
도 11 내지 30은 본 발명의 또 다른 실시예의 변형에 따른 이동 장치 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
1, 2, 3 : 이동 장치
10 : 이동 장치 몸체
11 : 본체부
12 : 로터 연결부
20 : 로터
30 : 공급덕트
35 : 공급덕트관절
40, 451 : 회송덕트
51 : 제1 계류공간
52 : 제2 계류공간
60, 65 : 흡입덕트
70 : 배출덕트
80 : 제어부
90 : 청소기 모듈
91 : 흡입부재
92 : 이물질수집부
93 : 필터부
94 : 배출부
131 : 회송 연결부
314 : 보조개구
1010 : 공급덕트 결합부
1020 : 공급덕트 지지부
1030 : 회송덕트 결합부
1190 : 발사기 모듈
1290 : 풍선로봇팔
1390 : 고정익
1490 : 통합부
1500 : 가이드:
D : 이물질
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)의 저면사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)의 정면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)의 개념도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)의 일부분의 상세도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)는, 이동 장치 몸체(10), 하나 이상의 양력생성부로서의 로터(20) 및 공급덕트(30)를 포함하고, 흡입덕트(60), 회송덕트(40), 배출덕트(70), 제어부(80) 및 청소기 모듈(90)을 더 포함할 수 있다.
이동 장치 몸체(10)
이동 장치 몸체(10)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)의 구성요소들이 연결되거나 내장되는, 뼈대가 되는 구성요소이다. 이동 장치 몸체(10)는 본 명세서의 도면에서는 설명의 편의를 위하여 직육면체의 형상으로 도시하였으나, 그 형상이 이에 제한되지 않는다.
이동 장치 몸체(10)에는 로터(20)가 회전 가능하게 연결된다. 로터(20)는 회전하여 양력을 발생시키므로, 로터(20)에 의해 발생한 양력에 의해 이동 장치 몸체(10)가 비행할 수 있다. 다만 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)는 물 속에서 작동할 수도 있으므로, 비행이 아닌 물속에서의 유영에 로터(20)가 사용될 수도 있다. 비행이나 유영을 포함하여 이동이라 표현할 수 있으며, 본 발명의 명세서에서는 이동의 대표 예로 비행을 이용하여, 이동 장치(1)의 동작을 설명한다.
이동 장치 몸체(10)의 외측면에는 공급덕트(30)가 연결될 수 있고, 회송덕트(40)가 이동 장치 몸체(10)의 외측면에 더 연결될 수 있다. 구체적으로, 공급덕트(30)는 본체부의 상면(111)에 연결될 수 있고, 회송덕트(40)는 본체부의 하면(112)에 연결될 수 있다. 이동 장치 몸체(10)의 내부에는 제1 계류공간(51)과 제2 계류공간(52)이 각각 형성될 수 있고, 이동 장치(1)의 내부로부터 이동 장치 몸체(10)의 외측면까지 연장되는 흡입덕트(60)와 배출덕트(70)가 배치될 수 있다. 상술한 제1 계류공간(51) 및 제2 계류공간(52)은 본 발명의 일 실시예에서는 이동 장치 몸체(10)의 내부에 형성되는 것으로 설명하였으나, 외부에 별도의 계류공간이 형성될 수도 있다. 또한 계류공간이 별도로 형성되지 않고, 각 덕트의 일단과 타단이 외부를 향해 개방되어, 유체를 흡입 및 배출할 수도 있다. 본 발명의 명세서에서는 유체의 대표적인 예로 공기를 이용하여, 이동 장치(1)의 동작을 설명한다.
만일 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)가 물 속에서 사용되는 경우, 제1 계류공간(51)은 평형수(ballast)를 저장하는 밸러스트 탱크로서 사용되어, 이동 장치(1)의 잠수 또는 부유를 제어하는데 사용될 수 있다.
이동 장치 몸체(10)는 복수의 로터 연결부(12)를 포함할 수 있다. 복수의 로터 연결부(12)는, 이동 장치 몸체(10)의 본체부(11)에 연결된다. 로터 연결부(12)는 본체부(11)를 중심으로 외측으로 연장되어 형성되되, 등각 또는 이각을 가지고 서로 이격되어 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 로터(20)가 4개인 쿼드콥터를 예시적으로 설명하므로, 4개의 로터 연결부(12)가 본체부(11)에 연결되되, 인접한 로터 연결부(12)와 각각 직각을 이루며 배치된 상태이다. 그러나 로터(20)의 개수는 이에 제한되지 않으므로, 로터 연결부(12)의 개수 역시 이에 제한되지 않고, 로터(20)의 개수에 대응되는 개수로 형성될 수 있다. 로터(20)는 로터 연결부(12)의 외측 말단에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
로터 연결부(12)에는 회전력을 발생시키는 로터 구동부(미도시)가 더 배치되어, 로터(20)가 회전할 수 있도록 발생시킨 회전력을 전달할 수 있다. 로터 구동부는 후술할 제어부(80)와 전기적으로 연결되어, 전력과 제어 신호를 전달받을 수 있다. 따라서 제어부(80)의 제어에 의해, 로터 구동부가 제어되어 로터(20)의 회전이 제어될 수 있다. 그러나 본체부(11)에 로터 구동부가 배치되고, 로터 연결부(12)는 로터 구동부의 회전력을 로터(20)까지 전달하는 역할을 할 수도 있다. 이러한 경우, 서로 이격된 로터(20)와 로터 구동부를 벨트 등으로 연결할 수 있으나 그 방법은 이에 제한되지 않는다.
로터 구동부의 회전력은, 로터(20)의 회전 외에, 밧줄을 당기는 등의 회전력이 필요한 장소에 사용될 수도 있다. 따라서 일부 로터 구동부의 회전력만이 로터(20)로 전달되고, 나머지 일부 로터 구동부의 회전력은 상술한 용도로 사용될 수도 있다.
로터(20)
로터(20)는 회전하여 양력을 발생시키거나 유체를 밀어내는 회전익이다. 로터(20)는 압력차를 발생시켜 양력을 생성하는 양력생성부의 일종으로, 본 발명의 일 실시예에서는 양력생성부의 대표예인 로터(20)로 양력생성부를 설명하나, 본 발명의 변형예에 따르면, 노출된 회전익이 존재하지 않고 제트(jet)흐름을 이용한 코안다 효과(Coanda effect)를 이용해 양력을 생성하는 장치가 양력생성부로 사용될 수도 있다.
상방으로 향하는 양력이 발생하도록, 로터(20)는 회전함으로써 로터(20)의 양측 사이에 압력차를 발생시킨다. 이러한 로터(20)의 양측은 하측과 상측일 수 있다.
로터(20)는 회전축이 연결되는 중심부(211)로부터 경방향 외측을 향해 연장된 적어도 하나의 블레이드(blade, 212)로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 4개의 블레이드(212)를 가지는 로터(20)를 예시로 설명하였으나, 하나의 로터(20)가 가지는 블레이드(212)의 개수는 이에 제한되지 않는다.
로터(20)는 수평 방향과 나란하지 않고, 자신의 회전방향을 기준으로 블레이드(212)의 더 앞서는 모서리인 리딩 에지(leading edge)가, 뒤따르는 모서리인 트레일링 에지(trailing edge)보다 상측에 위치하도록 형성되어 받음각(angle of attack)을 형성할 수 있다. 따라서 로터(20)가 중심부를 지나가는 회전축을 축방향으로 회전함에 따라, 양력이 발생한다.
로터(20)는 상술한 로터 연결부(12)의 외측 말단에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 그러나 로터(20)는 직접 본체부(11)에 회전 가능하게 결합될 수도 있다.
또한, 로터(20)는 상술한대로 로터연결부(12)에 결합된 채 본체부(11)쪽으로 로터연결부(12)가 접혀진 상태에서도 회전 가능하게 결합될 수도 있다.
로터(20)는 복수개인데, 각각이 독립적으로 구동되어 회전할 수 있다. 따라서 각 로터(20)의 회전방향과 속도가 상이할 수 있으며, 이를 이용해 일반적으로 이동 장치(1)의 자세를 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)에서, 이동 장치 몸체(10)를 중심으로 위에서 바라봤을 때 시계반대방향을 따라 순서대로 제1 로터(21), 제2 로터(22), 제3 로터(23) 및 제4 로터(24)가 배치된다. 따라서 제1 로터(21)는 제1 로터 연결부(121)에 의해 본체부(11)에 연결되고, 제2 로터(22), 제3 로터(23) 및 제4 로터(24)는 각각 제2 로터 연결부(122), 제3 로터 연결부(123) 및 제4 로터 연결부(124)에 의해 본체부(11)에 연결된다.
로터(20)가 회전하는 영역를 둘러싸는 로터 보호부(미도시)가 더 형성될 수 있다. 로터 보호부가 형성됨에 따라, 로터(20)의 회전에 의해 사용자가 부상을 입는 상황을 방지할 수 있으며, 로터(20)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 로터 보호부에 후술할 공급덕트(30) 또는 회송덕트(40)가 연결될 수 있다.
한편, 양력생성부는 언급한 바와 같이, 로터에 한정된 것은 아니며, 양력생성부를 중심으로 제1 공간 및 제2 공간 간의 압력차를 생성할 수 있는 모든 것이 될 수 있다. 예를 들어, 로터 대신 임펠러(impeller), 조류나 곤충의 날개를 모사한 기구 등을 구동하여 양력생성부를 중심으로 나누어진 소정의 공간 사이의 압력차를 생성할 수 있다.
공급덕트(30)와 흡입덕트(60)
공급덕트(30)는 로터(20)에 공기를 제공함으로써 로터(20)가 흡입하는 공기의 힘을 이용하는 구성요소이다. 공급덕트(30)는 내부가 빈 관체로 형성되되, 그 일단이 로터(20)의 상측에 배치되고, 그 타단이 공기를 빨아들여 일단을 통해 배출함에 따라 로터(20)에 공기를 제공한다.
공급덕트(30)는 로터(20)의 개수에 대응되는 개수로 구성된다. 따라서 각 로터(20)에 하나씩의 공급덕트(30)가 대응될 수 있는데, 하나의 로터(20)에 2개의 공급덕트(30)가 대응되거나, 2개의 로터(20)에 하나의 공급덕트(30)가 대응될 수도 있다. 공급덕트(30)는 이동 장치 몸체(10)에 연결되어, 이동 장치 몸체(10)에 대한 상대적인 위치를 유지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 각각의 로터(20)에 공급덕트(30)가 하나씩 대응되어 배치된다. 따라서 제1 로터(21)에는 제1 공급덕트(31)가, 제2 로터(22)에는 제2 공급덕트(32)가, 제3 로터(23)에는 제3 공급덕트(33)가, 제4 로터(24)에는 제4 공급덕트(34)가 대응된다.
공급덕트(30)에는, 외부와 연결됨으로써 외부의 공기를 받아들여 상기 로터(20)의 상측으로 전달할 수 있는 보조개구(314)가 형성될 수 있다. 보조개구(314)는 공급덕트의 일단(311)과 인접한 공급덕트 몸체(313)가 관통되어 형성될 수 있고, 복수 개 형성될 수 있다. 도면에서는 제1 공급덕트(31)에만 보조개구(314)가 형성된 것으로 도시하였으나, 다른 공급덕트(32, 33, 34)들에도 보조개구가 형성될 수 있다. 또한 후술할 회송덕트(40)에도 보조개구가 형성될 수 있다.
또한, 공급덕트(30)에는 각각 공급덕트(30)를 통해 유동하는 유체의 흐름을 제어하는 공급밸브(미도시)가 포함될 수 있다.
또한, 공급덕트(30) 내부에 나선형으로 산 또는 홈이 구비될 수 있고 이를 통해 공기 등인 유체가 상기 덕트 내부에서 회전하여 회전력이 발생하도록 할 수 있다. 또한, 해당 로터와의 회전방향에도 순응하게 나선형을 배치하여 로터의 회전력이 상쇄되지 않고 더 강해지도록 할 수 있다. 본원발명 중 유체의 흐름이 있는 계류공간, 결합부, 각종 모듈 등 모든 곳에 회전력이 발생하도록 나선형으로 산 또는 홈을 만들 수 있음 물론이다.
공급덕트(30)에는 유량센서(미도시) 또는 압력센서(미도시)가 더 배치되어, 공급덕트(30)를 지나가는 공기의 유량 또는 압력을 획득할 수 있다. 유량센서 또는 압력센서는 획득한 유량 또는 압력을 제어부(80)로 전달해, 제어부(80)가 보조개구(314)의 개폐를 조절하도록 할 수 있으나, 제어부(80)를 거치지 않고 바로 획득된 값이 전기적 신호로 개폐 구동부(미도시)에 전달되어, 보조개구(314)의 개폐를 조절하도록 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 공급덕트(30)는 이동 가능하게 이동 장치 몸체(10)에 연결될 수 있다. 도 5에서는 제1 공급덕트(31)와 제1 회송덕트(41)를 예시로 도시하였다. 본 발명의 일 실시예에서는 회전 가능하게 공급덕트의 타단(312)이 이동 장치 몸체(10)에 연결된 상황을 도시하였다. 따라서 공급덕트(30)가 회전하면, 공급덕트 몸체(313)가 공급덕트의 타단(312)을 중심으로 회전하여, 선택적으로 공급덕트의 일단(311)이 로터(20)의 상측으로부터 이탈하거나, 로터(20)의 상측에 위치할 수 있다. 로터(20)의 상측에 공급덕트의 일단(311)이 위치하기 위해, 공급덕트의 타단(312)은 본체부의 상면(111)에 연결될 수 있다. 회전 이외에, 연장 또는 축소 등 여러 이동하는 방식으로도 공급덕트(30)가 이동 장치 몸체(10)로부터 이동할 수 있다.
공급덕트(30)는 공급덕트 구동부(미도시)에 의해서 이동할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 공급덕트 구동부가 이동 장치 몸체(10)에 배치되어, 공급덕트의 타단(312)과 연결됨으로써 공급덕트(30)를 회전시킬 수 있다. 공급덕트 구동부는 제어부(80)와 전기적으로 연결되어, 제어부(80)로부터 전력을 인가받고 제어 신호를 수신할 수 있다. 제어 신호에 따라 공급덕트 구동부가 작동하여, 공급덕트(30)가 로터(20)의 상측에 위치하거나 이로부터 이탈하도록 해서, 이동 장치(1)의 자세를 제어할 수 있다. 자세한 제어 방법에 대해서는 도 7 내지 도 9에 대한 설명에서 후술한다.
흡입덕트(60)는 외부로부터 공기를 받아들이는 구성요소로, 공급덕트(30)와 유사하게 내부가 빈 관 형태인 관체형으로 형성되되, 그 일단이 외부를 향해 개방되어 외부 공기를 흡입하고, 타단이 공급덕트(30)로 상기 외부 공기를 전달하는 역할을 한다. 흡입덕트(60) 역시 이동 장치 몸체(10)에 연결될 수 있다.
공급덕트의 타단(312)은, 흡입덕트(60)와 연결되어 흡입덕트(60)를 통해 외부의 공기를 흡입한다. 구체적으로, 공급덕트의 타단(312)은 이동 장치 몸체(10)를 관통하여 이동 장치 몸체(10)의 내부에서 흡입덕트(60)와 연결될 수 있다. 따라서 흡입덕트(60)가 흡입한 외부 공기가 공급덕트(30)로 제공되고, 공급덕트(30)는 제공된 공기를 다시 로터(20)에 제공할 수 있다. 흡입덕트(60)의 타단이 공급덕트의 타단(312)과 이동 장치 몸체(10)의 내부에서 만나되, 흡입덕트(60)의 일단은 외부 공기를 흡입할 수 있도록, 이동 장치 몸체(10)를 관통하여 외부를 향해 개방될 수 있다.
공급덕트(30)와 흡입덕트(60)는 제1 계류공간(51)에 의해 서로 연결될 수 있다. 다만 제1 계류공간(51)을 거치지 않고 직접 공급덕트(30)와 흡입덕트(60)가 연결될 수도 있다. 즉 공급덕트의 타단(312)이 이동 장치 몸체(10) 내부에 위치한 제1 계류공간(51)에 연통되고, 흡입덕트(60)의 타단 역시 제1 계류공간(51)에 연통되어, 공급덕트(30)와 흡입덕트(60)가 서로 간접적으로 연결될 수 있다. 흡입덕트(60)가 흡입한 외부 공기가 제1 계류공간(51)으로 전달되고, 제1 계류공간(51)에 전달된 공기가 공급덕트(30)에 의해 흡입되어 로터(20)의 상측에서 로터(20)를 향해 토출되는 방식으로 공기의 순환이 일어날 수 있다. 이러한 공기의 순환을 위해서 로터(20)가 회전하고, 로터(20)의 회전에 의해 로터(20)의 상측에 비교적 저기압이 형성되어 양력이 생성되고, 형성된 저기압에 의해 흡입덕트(60)의 일단으로부터 외부 공기가 흡입되어 공급덕트(30)의 상측까지 제공된다.
흡입덕트(60)는 복수로 구성될 수 있다. 복수의 흡입덕트(60)가, 이동 장치 몸체(10)가 포함하는 복수의 측면(113)에 배치될 수 있다. 복수의 측면(113)에 흡입덕트(60)가 균일하게, 서로 소정의 간격을 두고 배치될 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따르면, 본체부의 상면(111) 또는 하면(112)에도 흡입덕트(60)가 배치되어, 이동 장치(1)의 승강에 영향을 미칠 수 있다. 이동 장치(1)가 떠오를 때, 상면(111)에 위치하는 흡입덕트가 공기를 빨아들이도록 해서 그 반작용력에 의해 이동 장치(1)의 상승에 도움을 주는 것이다.
본 발명의 일 실시예에서는 4개의 흡입덕트(60)가, 4개의 본체부(11)의 측면에 하나씩 배치되되 각 측면이 바라보는 방향으로 개방되어, 서로 인접한 흡입덕트(60)가 직각을 이루도록 도시하였으나, 그 개수 및 배치 방법은 이에 제한되지 않는다. 따라서 4개의 본체부(11)의 측면이 존재하는 상황에서, 16개의 흡입덕트(60)가 각 측면에 4개씩 배치될 수도 있다. 이동 장치 몸체(10)를 중심으로 위에서 바라봤을 때, 제1 로터(21)와 제2 로터(22) 사이의 개소로부터 시계반대방향을 따라 순서대로 제1 흡입덕트(61), 제2 흡입덕트(62), 제3 흡입덕트(63) 및 제4 흡입덕트(64)가 배치된다.
흡입덕트(60)를 이용해서, 이동 장치 몸체(10)의 자세를 제어할 수 있다. 흡입덕트(60)에는 각각 흡입덕트(60)를 통해 유동하는 공기의 흐름을 제어하는 흡입 밸브(미도시)가 배치될 수 있다. 복수의 흡입덕트(60) 중 이동하고자 하는 방향을 바라보는 본체부(11)의 측면에 배치되는 흡입덕트(60)를 통해서 외부의 공기를 흡입하고, 나머지 흡입덕트(60)를 통해서는 외부의 공기를 흡입하지 않도록 흡입 밸브가 잠겨, 이동하고자 하는 방향으로 이동 장치 몸체(10)가 개방된 흡입덕트(60)의 흡입력의 반작용력에 의해 이동할 수 있다. 가고자 하는 방향에서의 공기를 흡입덕트(60)가 흡입하므로, 공기저항의 감소 효과를 가질 수도 있다. 흡입 밸브는 제어부(80)와 전기적으로 연결되어, 제어부(80)에 의해 전력을 인가받고 제어 신호를 제어부(80)로부터 수신할 수 있다. 따라서 제어부(80)가 각 흡입 밸브의 개도를 제어할 수 있다. 자세한 제어 방법에 대해서는 도 7 내지 도 9에 대한 설명에서 후술한다.
본 발명의 일 변형예에 따르면, 이동 장치 몸체(10)에는 외부로 노출되거나 이동 장치 몸체(10)의 내부로 감춰질 수 있는 고정익(미도시)이 더 배치될 수 있다. 이러한 고정익이 펼쳐져서 외부로 노출될 때, 그 후단이 흡입덕트(60)와 인접하게 위치하도록 배치된다. 따라서 흡입덕트(60)를 통해 공기의 흐름이 고정익의 전단으로부터 후단으로 형성되므로, 고정익에서 양력이 발생할 수 있다.
본 발명의 다른 변형예에 따르면, 공급덕트는 화물이 안착되기에 적합하도록 형성될 수 있다. 따라서 공급덕트가 공기를 배출하는 일단으로부터 공기를 흡입하는 타단으로 갈수록, 상측과 이동 장치 몸체의 외측으로 연장되는 형태를 가질 수 있다. 따라서 화물이 공급덕트에 안착될 경우 공급덕트의 타단이 화물의 외측에서 화물에 접촉함에 따라 화물이 이탈하지 않을 수 있다. 또한 공급덕트의 중간 부분은 평평하게 형성되어, 화물이 잘 안착될 수 있다. 이러한 구조를 공급덕트가 가짐에 따라, 본 발명의 이동 장치를 이용해 화물의 운반이 가능하다.
회송덕트(40)와 배출덕트(70)
회송덕트(40)는 로터(20)로부터 배출되는 공기를 일 방향으로 안내함으로써 로터(20)로부터 배출되는 공기의 힘을 이용하는 구성요소이다. 회송덕트(40)는 내부가 빈 관 형태인 관체형으로 형성되되, 그 일단이 로터(20)의 하측에 배치되고, 그 타단이 로터(20)로부터 받아들 인 공기를 일 방향으로 안내한다.
회송덕트(40)는 로터(20)의 개수에 대응되는 개수로 구성된다. 따라서 각 로터(20)에 하나씩의 회송덕트(40)가 대응될 수 있는데, 하나의 로터(20)에 2개의 회송덕트(40)가 대응되거나, 2개의 로터(20)에 하나의 회송덕트(40)가 대응될 수도 있다. 회송덕트(40)는 이동 장치 몸체(10)에 연결되어, 이동 장치 몸체(10)에 대한 상대적인 위치를 유지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 각각의 로터(20)에 회송덕트(40)가 하나씩 대응되어 배치된다. 따라서 제1 로터(21)에는 제1 회송덕트(41)가, 제2 로터(22)에는 제2 회송덕트(42)가, 제3 로터(23)에는 제3 회송덕트(43)가, 제4 로터(24)에는 제4 회송덕트(44)가 대응된다.
회송덕트(40)에도, 공급덕트(30)의 보조개구(314)와 유사하게, 외부와 연결됨으로써 외부로 공기를 배출할 수 있는 배출개구(미도시)가 형성될 수 있다.
또한, 회송덕트(40)에는 각각 회송덕트(40)를 통해 유동하는 유체의 흐름을 제어하는 회송밸브(미도시)가 포함될 수 있다.
또한, 공급덕트(30)와 마찬가지로, 흡입덕트(60) 내부에 나선형으로 산 또는 홈이 구비될 수 있고 이를 통해 공기 등인 유체가 상기 덕트 내부에서 회전하여 회전력이 발생하도록 할 수 있다. 또한, 해당 로터와의 회전방향에도 순응하게 나선형을 배치하여 로터의 회전력이 상쇄되지 않고 더 강해지도록 할 수 있다. 본원발명 중 유체의 흐름이 있는 계류공간, 결합부, 각종 모듈 등 모든 곳에 회전력이 발생하도록 나선형으로 산 또는 홈을 만들 수 있음 물론이다.
도 5를 참조하면, 회송덕트(40)는 이동 가능하게 이동 장치 몸체(10)에 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 회전 가능하게 회송덕트의 타단(412)이 이동 장치 몸체(10)에 연결된 상황을 도시하였다. 따라서 회송덕트(40)가 회전하면, 회송덕트 몸체(413)가 회송덕트의 타단(412)을 중심으로 회전하여, 선택적으로 회송덕트의 일단(411)이 로터(20)의 하측으로부터 이탈하거나, 로터(20)의 하측에 위치할 수 있다. 로터(20)의 하측에 회송덕트의 일단(411)이 위치하기 위해, 회송덕트의 타단(412)은 본체부의 하면(112)에 연결될 수 있다. 회전 이외에, 직선이동하는 방식으로도 회송덕트(40)가 이동 장치 몸체(10)에서 이동할 수 있다.
회송덕트(40)는 회송덕트 구동부(미도시)에 의해서 이동할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 회송덕트 구동부가 이동 장치 몸체(10)에 배치되어, 회송덕트의 타단(412)과 연결됨으로써 회송덕트(40)를 회전시킬 수 있다. 회송덕트 구동부는 제어부(80)와 전기적으로 연결되어, 제어부(80)로부터 전력을 인가받고 제어 신호를 수신할 수 있다. 제어 신호에 따라 회송덕트 구동부가 작동하여, 회송덕트(40)가 로터(20)의 하측에 위치하거나 이로부터 이탈하도록 해서, 이동 장치(1)의 자세를 제어할 수 있다. 자세한 제어 방법에 대해서는 도 7 내지 도 9에 대한 설명에서 후술한다.
상술한 내용과 같이, 회송덕트(40)는 공급덕트(30)의 형성과 유사하게 형성되되, 이동 장치 몸체(10)를 중심으로 대칭되게 배치되어, 공기를 이동 장치 몸체(10)의 외부로부터 내부로 유입시키는 구성요소일 수 있다.
배출덕트(70)는 외부로 공기를 배출하는 구성요소로, 회송덕트(40)와 유사하게 내부가 빈 관체로 형성되되, 그 일단이 외부를 향해 개방되고, 타단은 회송덕트(40)로부터 공기를 전달받는 역할을 한다. 배출덕트(70) 역시 이동 장치 몸체(10)에 연결된다.
회송덕트의 타단(412)은, 배출덕트(70)와 연결되어 배출덕트(70)를 통해 외부로 공기를 배출한다. 즉, 회송덕트(40)에 의해 안내되는 공기가 배출덕트(70)에 의해서 외부로 배출된다. 구체적으로, 회송덕트의 타단(412)은 이동 장치 몸체(10)를 관통하여 이동 장치 몸체(10)의 내부에서 배출덕트(70)와 연결될 수 있다. 따라서 회송덕트(40)가 흡입한 외부 공기가 배출덕트(70)로 제공되고, 배출덕트(70)는 제공된 공기를 다시 외부로 배출할 수 있다. 배출덕트(70)의 타단이 회송덕트(40)의 타단과 이동 장치 몸체(10)의 내부에서 만나되, 배출덕트(70)의 일단은 외부로 공기를 배출할 수 있도록, 이동 장치 몸체(10)를 관통하여 외부를 향해 개방될 수 있다.
회송덕트(40)와 배출덕트(70)는 제2 계류공간(52)에 의해 서로 연결될 수 있다. 다만 제2 계류공간(52)을 거치지 않고 직접 회송덕트(40)와 배출덕트(70)가 연결될 수도 있다. 즉 회송덕트의 타단(412)이 이동 장치 몸체(10) 내부에 위치한 제2 계류공간(52)에 연통되고, 배출덕트(70)의 타단 역시 제2 계류공간(52)에 연통되어, 회송덕트(40)와 배출덕트(70)가 서로 간접적으로 연결될 수 있다. 회송덕트(40)가 로터(20)로부터 전달받아 흡입한 공기가 제2 계류공간(52)으로 전달되고, 제2 계류공간(52)에 전달된 공기가 배출덕트(70)에 의해 흡입되어 외부로 토출되는 방식으로 공기의 순환이 일어날 수 있다. 이러한 공기의 순환을 위해서 로터(20)가 회전하고, 로터(20)의 회전에 의해 로터(20)의 하측에 비교적 고기압이 형성되고 공기가 하방으로 밀려나 양력이 생성되고, 밀려난 공기가 회송덕트의 일단(411)으로 유입되어 배출덕트(70)의 일단으로 배출된다.
제2 계류공간(52)은 제1 계류공간(51)과 유사하게 형성되되, 제1 계류공간(51)과는 서로 구분되어 이동 장치 몸체(10)의 내부에 형성될 수 있다. 그러나 제1 계류공간(51)과 제2 계류공간(52)이 서로 연결될 수도 있다.
배출덕트(70)는 복수로 구성될 수 있다. 복수의 배출덕트(70)가, 이동 장치 몸체(10)가 포함하는 복수의 측면(113)에 배치될 수 있다. 복수의 측면(113)에 흡입덕트(60)가 균일하게, 서로 소정의 간격을 두고 배치될 수 있다. 또한 본체부의 상면(111) 또는 하면(112)에도 배출덕트(70)가 배치되어, 이동 장치(1)의 승강에 영향을 미칠 수 있다. 이동 장치(1)가 떠오를 때, 하면(112)에 위치하는 배출덕트가 공기를 배출하도록 해서 그 반작용력에 의해 이동 장치(1)의 상승에 도움을 주는 것이다.
본 발명의 일 실시예에서는 4개의 배출덕트(70)가, 4개의 본체부(11)의 측면에 하나씩 배치되되 각 측면이 바라보는 방향으로 개방되어, 서로 인접한 배출덕트(70)가 직각을 이루도록 도시하였으나, 그 개수 및 배치 방법은 이에 제한되지 않는다. 이동 장치 몸체(10)를 중심으로 위에서 바라봤을 때, 제1 로터(21)와 제2 로터(22) 사이의 개소로부터 시계반대방향을 따라 순서대로 제1 배출덕트(71), 제2 배출덕트(72), 제3 배출덕트(73) 및 제4 배출덕트(74)가 배치된다.
배출덕트(70)를 이용해서, 이동 장치 몸체(10)의 자세를 제어할 수 있다. 배출덕트(70)에는 각각 배출덕트(70)를 통해 유동하는 공기의 흐름을 제어하는 배출 밸브(미도시)가 배치될 수 있다. 복수의 배출 밸브 중 이동하고자 하는 방향의 반대방향을 바라보는 본체부(11)의 측면에 배치되는 배출덕트(70)를 통해서 외부로 공기를 배출하고, 나머지 배출덕트(70)를 통해서는 외부로 공기를 배출하지 않도록 배출 밸브가 잠겨, 이동하고자 하는 방향으로 이동 장치 몸체(10)가 개방된 배출덕트(70)의 배출력의 반작용력에 의해 이동할 수 있다. 배출 밸브는 제어부(80)와 전기적으로 연결되어, 제어부(80)에 의해 전력을 인가받고 제어 신호를 제어부(80)로부터 수신할 수 있다. 따라서 제어부(80)가 각 배출 밸브의 개도를 제어할 수 있다. 자세한 제어 방법에 대해서는 도 7 내지 도 9에 대한 설명에서 후술한다.
공급덕트(30)와 회송덕트(40)가 로터(20)의 상하측에 각각 위치하되, 공급덕트(30)가 로터(20)의 측면을 덮을 수도 있고, 회송덕트(40)가 로터(20)의 측면을 덮어서, 로터(20)의 회전으로부터 사용자를 보호할 수도 있다. 또한 공급덕트(30)와 회송덕트(40)가 로터(20)의 상하측에 각각 위치함으로써, 로터(20)의 회전으로부터 발생하는 소음의 저감이 가능하다. 공급덕트(30)와 회송덕트(40)의 내부에 음파를 흡수하는 흡음부재, 열을 흡수하는 흡열부재, 전자기파를 차단하는 차폐부재 등이 더 배치될 수 있다.
흡입덕트(60)와 공급덕트(30)의 사이 또는 회송덕트(40)와 배출덕트(70) 사이에, 회전 가능한 프로펠러와 발전기 또는 엔코더(encoder)를 포함하는 회전감지부(미도시)가 더 배치될 수 있다. 회전감지부를 공기가 통과하면서 프로펠러를 회전시키고, 프로펠러의 회전으로부터 발전기가 전력을 생산할 수 있으며, 엔코더를 이용해 프로펠러의 회전 속도가 획득될 수 있다. 획득된 회전 속도로부터 유동하는 공기의 양 및 유속을 유추할 수 있으므로, 후술할 제어부(80)가 회전감지부와 전기적으로 연결되어 획득된 회전 속도를 전달받고, 생산된 전력을 전달받을 수 있다.
본 발명의 다른 변형예에 따르면, 회송덕트가 화물의 운반에 사용될 수 있다. 회송덕트의 일단으로부터 타단으로 갈수록 하측과 이동 장치 몸체의 외측으로 향하도록 회송덕트가 연장되어, 회송덕트들 사이에 형성된 공간에 화물이 위치하여 회송덕트에 의해 화물이 파지될 수 있다. 화물 운반을 보조하기 위해, 회송덕트나 이동 장치 몸체에 화물을 가압하여 파지하는 파지부가 더 배치될 수 있다.
제어부(80)
제어부(80)는 이동 장치(1) 본체의 자세를 제어하는 제어 신호를 생성하여 각각의 구성요소에 전달하는 역할을 한다. 제어부(80)는 따라서 제어 신호를 생성하고 전기적 신호를 받을 수 있는, 논리적 연산이 가능한 CPU(Central Processing Unit), FPGA(Field Programmable Gate Array), ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등의 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.
제어부(80)는 각각의 로터(20)에 대응되는 공급덕트(30)의 위치를 제어함에 따라 이동 장치(1) 본체의 자세를 제어한다. 또한 제어부(80)는 공급덕트(30)와 유사하게 각각의 회송덕트(40)의 위치를 제어함에 따라 이동 장치(1) 본체의 자세를 제어할 수 있고, 상술한 것과 같이 각각의 흡입덕트(60)와 배출덕트(70)의 개도를 조절하는 흡입 밸브 및 배출 밸브를 제어하여, 이동 장치(1) 본체의 자세 및 속도를 더 제어할 수 있다. 구체적인 제어 방법은 도 7 내지 도 9에 대한 설명에서 후술한다.
제어부(80)는 이동 장치(1) 본체의 내부에 위치할 수 있고, 공급덕트(30)를 이동시키는 공급덕트 구동부와 로터(20)를 구동시키는 로터 구동부에 전기적으로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제어부(80)는 회송덕트 구동부, 흡입 밸브 및 배출 밸브에 전기적으로 연결될 수 있다. 제어부(80)는 배터리와 같은 전력원을 더 포함하여, 생성한 제어 신호와 전력을 각각의 구성요소에 전달할 수 있다.
이 밖에 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)는, 카메라와 같이 외부의 이미지를 캡쳐하는 이미지 캡쳐 장치, 물체를 감지하는 광학 센서, 주변의 기압을 측정하는 압력 센서, 주변의 온도를 측정하는 온도 센서 등을 포함할 수 있고, 각각이 제어부(80)와 전기적으로 연결되어 획득한 센싱 신호를 제어부(80)로 전달하거나, 제어부(80)로부터 제어 신호와 전력을 전달받을 수 있다. 그러나 이동 장치(1)가 포함할 수 있는 센서의 종류는 이에 제한되지 않는다.
제어부(80)는 사용자가 조작하는 조작 장치로부터, 이동 장치(1)를 제어하기 위한 지시 신호를 전달받을 수 있고, 조작 장치로 신호를 전달할 수도 있다. 따라서 제어부(80)는 조작 장치와 무선 통신이 가능하도록 무선 모뎀 등을 포함할 수 있다.
제어부(80)는 후술할 청소기 모듈(도 6의 90) 또는 다른 모듈들이 이동 장치(1)에 연결될 때, 각 모듈과 전기적으로 연결되어, 연결된 각 모듈에 제어 신호를 전송함으로써 각 모듈을 제어할 수 있다.
다른 실시예 - 청소기 모듈(90)
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 장치(2)에 청소기 모듈(90)을 부착한 상황을 도시한 사시도이다.
도 6에서는 설명의 편의를 위해 제2 계류공간 및 배출덕트를 도시하지 않고 설명한다. 그러나 도 6의 다른 실시예에서도 생략된 구성요소들이 존재할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 장치(2)는, 청소기 모듈(90)을 더 포함할 수 있다. 청소기 모듈(90)은 이동 장치(2)가 포함하는 흡입덕트(65)에 연결된다.
청소기 모듈(90)은 이동 장치(2)의 흡입력을 이용해 이물질(D)을 빨아들이는 장치로, 흡입부재(91), 필터부(93) 및 배출부(94)를 포함할 수 있고, 이물질수집부(92) 및 이물질분리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
흡입부재(91)는 외부의 공기 및 이물질(D)을 같이 빨아들이는 구성요소로, 청소기의 헤드에 해당하는 부분이다. 따라서 로터(20)가 회전함에 따라, 로터(20)로부터 발생한 흡입력을 전달받아 외부의 공기 및 이물질(D)을 같이 빨아들인다. 흡입부재(91)는 흡입력이 사라진 뒤 흡입부재(91)를 통해 이물질(D)이 다시 외부로 배출되는 것을 방지하기 위해, 외부로부터 이물질(D)이 흡입되는 방향 및 경방향 내측으로 내측면으로부터 연장되는 격막(미도시)을 더 포함할 수 있다.
흡입부재(91)를 통해 빨아들인 외부의 공기와 이물질(D)은 청소기 모듈(90)의 내부에 위치한 공간인 이물질수집부(92)에 도달한다. 이물질수집부(92)는 필터부(93)에 의해서 배출부(94)와 구분되는데, 필터부(93)는 이물질수집부(92)로부터 배출부(94)로 외부의 공기는 통과할 수 있으나 이물질(D)은 통과하지 못하도록 형성되는 구성요소이다. 따라서 필터부(93)는 기체는 통과하나 거시적인 이물질(D)이나 먼지 등은 통과할 수 없는 다공성의 필름 등으로 형성될 수 있다. 필터부(93)에 의해 걸러진 이물질(D)은, 이물질수집부(92)에 모인다.
이물질분리부는 필터부 이전에 기체에서 이물질을 분리한다. 이후 분리된 이물질은 이물질수집부로 보내고 기체는 필터부로 보낸다. 그 한 예로 종래 발명인 다이슨(등록상표)사의 싸이클론(제품명)처럼 흡입혼합물질에 회전을 주어 원심력으로 이물질을 분리해 낼 수 있다.
필터부(93)를 공기가 통과하여 배출부(94)에 도달한다. 배출부(94)는 흡입덕트(60)와 연결되어, 상기 공기를 흡입덕트(65)로 전달해 제1 계류공간(51)과 공급덕트(30)를 거쳐 로터(20)의 상측으로 제공되도록 한다. 필터부(93)는 헤파(HEPA, High Efficiency Particulate Air) 필터 등으로 구성되어, 흡입한 공기에서 미세먼지를 제거해 배출하도록 해서, 공기청정 기능을 수행할 수 있다. 다만 제1 계류공간(51)이 형성되지 않는 변형예에서는, 흡입덕트(65)가 공급덕트(30)와 바로 연결되어 흡입한 공기를 로터(20)로 제공할 수 있다.
즉, 로터(20)의 회전에 의해서 공급덕트(30)에 위치한 공기가 로터(20)를 향해 이동하여 공급덕트의 일단(311)으로 배출되고, 이에 따라 제1 계류공간(51)과 흡입덕트(65)에 위치한 공기가 공급덕트(30)로 이동하는 공기의 흐름이 발생해, 흡입력이 발생한다. 흡입덕트(65)는 청소기 모듈(90)의 배출부(94) 및 이물질수집부(92)를 거쳐 흡입부재(91)를 통해 외부의 공기를 흡입한다. 이 과정에서 이물질(D)이 같이 흡입되어, 이물질수집부(92)에 모임으로써 청소 작업이 수행된다.
본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 이동 장치에는 손잡이(미도시)가 형성되어, 일반적인 청소기와 같은 방식으로 이동 장치가 사용될 수 있다. 로터의 회전에 의해 양력이 발생하므로, 일반적인 청소기의 조작에 필요한 힘보다 더 적은 힘이 다른 실시예의 변형예에 따른 이동 장치를 조작하여 청소 작업을 수행하는데 요구될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 장치(2)에 대한 내용 중에서, 설명된 내용 외의 다른 구성요소에 대한 내용은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)에 대한 내용과 동일하므로, 그 설명에 갈음한다.
본 발명의 다른 실시예에서는 이동 장치(2)가 청소기 모듈(90)을 포함하는 경우만을 설명하였으나, 로터의 회전에 의해 발생하는 흡입력을 이용할 수 있는 다양한 모듈이 이동 장치(2)에 포함될 수 있다. 또한 흡입력뿐 아니라 배출덕트(70)를 통해 토출되는 공기의 압력을 이용하여, 공과 같은 사물을 발사하기에 적합한 발사 모듈(미도시)이 이동 장치에 더 포함될 수도 있다.
상기 발사 모듈은, 배출덕트를 통해 토출되는 공기의 압력을 이용할 수도 있으나, 흡입덕트를 이용해 흡입한 공기를 특정 계류공간에 고압으로 보관한 뒤 계류공간의 개구를 밀폐하고, 공기의 분출이 필요할 때 밀폐된 개구를 개방하는 방식으로 공기의 분출을 수행할 수도 있다.
나아가, 상기 청소기 모듈(90)은 후술한 결합부를 통해 이동 장치의 몸체에 결합할 수 있다. 결합부에 대해서는 본 명세서 후단에 상술한다. 나아가, 상기 청소기 모듈은 흡입부재와 흡입될 대상(예: 먼지 등) 간의 거리나 공간에 대한 정보를 센싱할 수 있는 각종 센서를 청소기 모듈의 소정에 위치에 더 포함할 수 있다.
이동 장치(1)의 제어
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)의 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)는, 로터(20)를 회전시켜 양력을 발생시켜 비행할 수 있다. 로터(20)를 회전시키고, 그 회전하는 방향과 회전하는 속도를 제어하는 것은, 제어부(80)가 수행할 수 있다. 도 7과 같은 상황에서 인접한 로터(20)가 동일한 회전속도를 가지고 서로 반대방향으로 회전함에 따라, 이동 장치(1)는 공중에 떠서 상하 방향으로 이동하거나 호버링(hovering)할 수 있다. 도 7에서는 모든 공급덕트(30)가 전부 대응하는 로터(20)의 상측에 위치하는 상태이나, 이동 장치(1)가 공중에 떠서 상하 방향으로 이동하는 동작을 수행하기 위해서, 공급덕트(30)가 전부 대응되는 로터(20)의 상측으로부터 이탈한 상태일 수도 있다.
복수의 공급덕트(30) 중 적어도 하나의 공급덕트(30)를 회전시켜, 대응되는 로터(20)의 상측으로부터 이탈시킴으로써, 로터(20)가 회전하는 속도를 조절하지 않고도 이동 장치(1)의 자세를 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)가 일 방향으로 비행하는 상황을 도시한 평면도이다.
도 8을 참조하면, 복수의 공급덕트(30) 중 서로 인접한 일부 공급덕트(30)들을 회전시켜, 상기 일부 공급덕트(30)들에 대응되는 로터(20)들의 상측으로부터 일부 공급덕트(30)들을 이탈시킬 수 있다. 일부 공급덕트(30)가 이탈함에 따라, 로터(20)의 회전 속도를 제어하지 않고도, 대응되는 로터(20)들로부터 형성되는 양력이 증가한다. 도 8에서는 제1 공급덕트(31)와, 이에 인접한 제4 공급덕트(34)가, 제1 로터(21)와 제4 로터(24)의 상측으로부터 이탈되도록 회전하고, 제2 로터(22)와 제3 로터(23)의 상측에는 각각 제2 공급덕트(32)와 제3 공급덕트(33)가 위치하고 있는 상태를 도시하였다. 따라서 제1 로터(21)와 제4 로터(24)에 의해서 발생하는 양력이 증가하여, 도 8의 이동 장치 몸체(10)에 도시된 가상의 화살표 방향으로 이동 장치(1)가 이동한다. 제2 로터(22)와 제3 로터(23)가 같이 바라보고 있는 방향을 향해 이동하는 것으로, 로터(20)의 상측으로부터 이탈된 공급덕트(30)들이 결합된, 이동 장치 몸체(10)의 일측이 향하는 방향의 반대방향을 향해서 이동 장치(1)가 비행하는 것이다.
또한 도 8 상에서 이동 장치 몸체(10)에 가상의 화살표로 표시된 방향으로 이동하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)는, 이동하고자 하는 방향을 바라보는 이동 장치 몸체(10)의 측면에 배치되는 흡입덕트(60)만을 이용해 외부 공기를 흡입하고, 이동하고자 하는 방향의 반대방향을 바라보는 이동 장치 몸체(10)의 측면에 배치되는 배출덕트(70)만을 이용해 외부로 공기를 배출하도록 할 수 있다. 도 8에서는 이러한 흡입덕트와 배출덕트가 각각 제2 흡입덕트(62) 및 제4 배출덕트(74)이다. 이러한 제어를 위해, 제어부(80)가 흡입 밸브와 배출 밸브를 제어해 흡입덕트(60)와 배출덕트(70)의 개도를 제어할 수 있다. 흡입덕트(60)가 공기를 흡입하고, 배출덕트(70)가 공기를 배출하면서 발생하는 반작용력이, 이동 장치 몸체(10)가 이동하고자 하는 방향으로 이동 장치 몸체(10)에 더 작용하는 외력이 된다. 따라서 이동하고자 하는 방향으로 더 용이하게 이동 장치 몸체(10)가 이동한다.
도 8을 기준으로, 제2 흡입덕트(62)와 제4 배출덕트(74)만을 개방하고 나머지 흡입덕트와 배출덕트는 차단하여, 외부의 공기가 제2 흡입덕트(62)만을 통해 흡입되고, 내부의 공기가 제4 배출덕트(74)만을 통해서 배출될 수 있다. 제2 흡입덕트(62)가 바라보는 방향은, 이동 장치(1)가 이동하고자 하는 방향이고, 제4 배출덕트(74)가 바라보는 방향은, 이동 장치(1)가 이동하고자 하는 방향의 반대방향이므로, 각각 흡입되는 공기와 배출되는 공기에 이동 장치(1)에 의해 가해지는 힘의 반작용력이 이동 장치 몸체(10)에 가해져 이동 장치가 이동하고자 하는 방향으로 더 용이하게 이동한다.
또한 제1 로터(21)와 제4 로터(24)에서 발생하는 양력을 증가시키기 위해, 제1 공급덕트(31)와 제4 공급덕트(34)에 형성되는 보조개구가 개방되는 방식이 사용될 수도 있다.
도 8에서는 도 7과 같이 각 공급덕트(30)들이 대응되는 로터(20)의 상측에 위치하는 상태에서, 일부 공급덕트(30)를 이동시켜 대응되는 로터(20)에서 양력의 증가가 발생하는 상황을 설명하였다. 그러나 반대로 각 공급덕트(30)들이 로터(20)의 상측으로부터 이탈한 상태에서, 상기 일부 공급덕트(30)가 아닌 반대편에 위치한 일부 공급덕트(30)를 이동시켜 대응되는 로터(20)의 상측에 위치시킴에 따라 해당 로터(20)들의 양력이 감소하는 경우에도, 마찬가지의 효과를 확인할 수 있다. 이러한 제어를 구현하기 위해, 모든 보조개구가 개방된 상태에서, 제2 로터(22)와 제3 로터(23)에 대응되는 제2 공급덕트(32) 및 제3 공급덕트(33)의 보조개구만이 폐쇄되는 제어가 이루어질 수도 있고, 모든 회송덕트(40)가 로터(20)로부터 이격되어 있는 상태에서, 제2 로터(22)와 제3 로터(23)에 대응되는 제2 회송덕트(42) 및 제3 회송덕트(43)만이 각 대응되는 로터와 인접하게 배치되는 제어가 수행될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)가 다른 일 방향으로 회전하는 상황을 도시한 평면도이다.
도 9를 참조하면, 복수의 공급덕트(30) 중 이동 장치 몸체(10)를 중심으로 서로 반대측에 결합된 공급덕트(30)들이 도 7의 상태로부터 회전할 수 있다. 그에 따라 이동 장치(1)가 일 방향으로 회전한다. 도 9에서는 이동 장치 몸체(10)를 중심으로 서로 마주보는 제2 공급덕트(32)와 제4 공급덕트(34)가 회전하여 대응되는 제2 로터(22)와 제4 로터(24)의 상측으로부터 이탈되는 것으로 도시하였는데, 이에 따라 제2 로터(22)와 제4 로터(24)의 양력이, 회전 속도의 증가 없이도 증가하고, 이동 장치 몸체(10)에 표시된 화살표와 같이 이동 장치(1)가 시계방향으로 회전할 수 있다. 반대로 제1 공급덕트(31)와 제3 공급덕트(33)를, 대응되는 제1 로터(21)와 제3 로터(33)의 상측으로부터 이탈시키는 경우, 시계반대방향으로 이동 장치(1)가 회전할 수 있다. 더욱 상세하게, 제2 로터(22)와 제4 로터(24)에 동일한 크기의 시계 반대 반향의 회전력이 걸리면, 그 반작용에 의하 이동 장치(1)는 시계 반향으로 회전할 수 있어 결국 제자리에서 요(yaw)축 회전이 가능하다. 물론 제1 로터(21) 및 제3 로터(23)에도 동일한 논리가 적용될 수 있으며, 그 결과 시계 반대 방향으로 회전할 수 있다.
도 9에서는 도 7과 같이 각 공급덕트(30)들이 대응되는 로터(20)의 상측에 위치하는 상태에서, 일부 공급덕트(30)를 이동시켜 대응되는 로터(20)에서 양력의 증가가 발생하는 상황을 설명하였다. 그러나 반대로 각 공급덕트(30)들이 로터(20)의 상측으로부터 이탈한 상태에서, 상기 일부 공급덕트(30)가 아닌 반대편에 위치한 일부 공급덕트(30)를 이동시켜 대응되는 로터(20)의 상측에 위치시킴에 따라 해당 로터(20)들의 양력이 감소하는 경우에도, 마찬가지의 효과를 확인할 수 있다.
도 8과 도 9에서 공급덕트(30)를 이동시키는 것과 동일하게, 회송덕트(40)를 대응되는 로터(20)의 하측으로부터 이탈시키거나, 대응되는 로터(20)의 하측에 배치시키는 동작을 수행하여, 동일한 양력 증가 또는 감소 효과를 가질 수 있다. 또한 도 9와 같이 이동 장치(1)를 회전시키기 위해 양력을 조절할 때에도, 도 8에 대한 설명에서 사용된 방법들을 적용 대상이 되는 공급덕트(30), 회송덕트(40) 공급덕트의 공급밸브, 회송덕트의 회송밸브 또는 보조개구의 위치만을 달리하여 동일하게 적용할 수 있다.
또 다른 실시예
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 장치(3)의 상세도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 회송덕트(451)는 회전 가능하게 상기 이동 장치 몸체(10)에 연결될 수 있다. 이 때, 회송덕트(451)는 이동 장치 몸체(10)가 포함하는 회송 연결부(131)를 통해 간접적으로 본체부(11)와 연결될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 장치(3)에는 따라서 제2 계류공간과 배출덕트가 존재하지 않을 수도 있다. 만일 제2 계류공간이 존재하는 경우, 별도의 연결부재(미도시)를 이용해 회송덕트의 타단(4512)이 제2 계류공간과 연결되어, 로터로부터 밀려난 공기를 제2 계류공간으로 전달한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 회송덕트(451)는 회송 연결부(131)에 회전 가능하게 결합된다. 따라서 이동하고자 하는 방향의 반대방향을 향해서 회송덕트(451)가 공기를 안내하도록, 회송덕트(451)의 자세를, 회송덕트(451)를 회전시켜 제어할 수 있다. 이동하고자 하는 방향의 반대방향을 회송덕트의 타단(4512)이 바라보도록 회송덕트(451)를 회전시킨 뒤, 로터로부터 밀려난 공기를 회송덕트의 일단(4511)이 받아들인다. 회송덕트의 일단(4511)이, 이동 장치(3)가 이동하고자 하는 반대방향을 향해 공기를 배출함으로써, 그 반작용력에 의해 이동 장치(3)가 밀려나, 이동하고자 하는 방향으로 용이하게 이동한다. 이러한 회송덕트(451)의 자세 변경이 가능하도록, 회송덕트 구동부가 회송 연결부(131)에 배치될 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 장치(3)를 회전시키는 제어를 수행하기 위해서, 각 회송덕트의 타단이 회전하고자 하는 방향의 반대 방향을 향하도록 하되, 인접한 회송덕트들이 배치된 방향이 서로 수직하도록 배치될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 장치에 각종 모듈을 부착할 수 있는 결합부를 갖는 공급덕트를 포함하는 이동 장치에 대한 사시도이다.
앞선 실시예에서 중복되는 설명은 그 설명을 제외하나, 다른 실시예에서도 생략된 구성요소들이 존재할 수 있음 물론이다.
도 11을 참조하여 설명하면, 공급덕트의 타단(312)은 각종 모듈들을 결합할 수 있는 결합부(1010)와 연결될 수 있다. 도 11에 개시된 바와 같이 결합부는 4개(1011, 1012, 1013, 1014)가 될 수 있는데, 이에 한정된 것은 아니다. 결합부는 각종 모듈과 결합하기 위해 장치이며, 단순히 삽입하여 결합하는 방식, 나사산과 나사산 결합을 이용하여 체결하는 방식 등 모든 결합방식을 포함할 수 있다. 한편, 본 실시예에 따른 공급덕트는 이동 장치 몸체(10)에서 연장된 공급덕트 지지부(1020)를 통해 고정될 수 있다. 다만, 상기 공급덕트 지지부가 반드시 이동 장치 몸체로부터 연장될 필요는 없고, 또한, 반드시 공급덕트 지지부가 포함될 필요도 없다. 즉, 공급덕트가 이동 장치 몸체에 공급덕트 지지부(1020)을 통해 지지될 필요없이, 공급덕트가 이동 장치의 몸체에 직접적으로 고정되어 로터로 공기를 유입시킬 수 있으면 족하다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 장치에 모듈을 부착할 수 있는 결합부를 갖는 공급덕트를 포함하는 이동 장치에 대한 정면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 장치의 공급덕트에 결합할 수 있는 모듈 중 하나인 발사기 모듈(1190)이 부착된 이동 장치를 나타낸 것이다.
발사기 모듈은 테니스 공이나 탁구 공 혹은 장난감 혹은 살상용 총알 등 발사될 수 있는 모든 것을 발사시킬 수 있는 것으로서 공급덕트의 타단으로 흡입되는 공기의 힘에 의해 압축이 가능하며, 로터 제어 및/또는 공급덕트 일단에 위치한 보조개구 개폐 제어를 통해 상기 압축을 개방할 수 있다. 본 발명에 따른 압축을 해제하는 방법은 이에 한정되지 않으며, 공급덕트 타단으로 빨려 들어가는 공기량을 줄이는 어떠한 제어도 포함한다.
한편, 도 13에 개시된 공급덕트 타단(312)은 도 11의 공급덕트 타단(312)이 이동 장치의 본체부(11)에 수직하게 개방될 것과 달리 이동 장치의 본체부와 수평하게 개방되어 있다. 이와 같이, 공급덕트 타단은 부착될 모듈 혹은 임무에 따라 어떠한 방향으로도 굴절될 수 있다. 나아가, 도 13과 같이, 효율적으로 임무를 수행하기 위해 공급덕트 타단끼리 결합될 수 있음은 물론이다. 이점에 대해서는 추후에 상술한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 장치의 공급덕트에 부착될 모듈 중 하나인 발사기 모듈이 부착된 이동 장치의 정면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 장치의 공급덕트에 부착될 수 있는 모듈 중이 하나인 발사기 모듈을 설명하기 위한 평면도이다.
발사기 모듈(1190)은 공급덕트의 압축력을 이용해 피스톤(1192)을 압축시킬 수 있다. 도 15에서 보는 바와 같이 복수 개의 공급덕트의 타단에 연결될 수 있도록 발사기 모듈이 4개의 모듈결합부(1193)를 가질 수 있으나 반드시 이에 한정될 필요는 없고 비행 임무 등 상황에 부합하게 1개 이상의 모듈결합부를 가져도 무방하다. 발사기 모듈 내 탄성력을 발생하는 탄성체로 스프링(1194)으로 도시되어 있으나 이에 한정되지 않고 고무 등 다양한 재료 및 형태가 될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 인체 가슴의 횡격막이 아래로 내려가면서 폐포가 펴지는 원리에 착안하여, 본 발명에 따른 흡입력을 통해 횡격막을 아래로 내려가고 내부에 고무 재질 등의 공간에 음압이 형성되면서 이를 통해 궁극적으로 압축력 등을 생성할 수 있다. 상기 압축력을 임무 수행에 사용할 수 있다.
상기와 같은 다양한 모듈은 결합부를 통해 이동 장치에 결합하고 탈착될 수 있다. 이를 통해 모듈들이 임무를 수행하지 않을 경우, 탈착하여 별도로 보관할 수 있다.
도 16 내지 도 18는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 장치의 공급덕트에 모듈 중 하나인 풍선로봇팔이 부착된 이동 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
풍선로봇팔(1290)이 공급덕트의 결합부에 결합하여 공급덕트의 공기 흐름에 따라 풍선로봇팔의 팽창/수축을 통해 이동 장치가 전진, 방향전환 등을 수행할 수 있다. 이런 풍선로봇팔이 부착된 이동 장치는 체내 내시경 장치 등에 적용될 수 있다. 더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 풍선로봇팔이 부착된 이동장치가 적용된 내시경 로봇은 장내에 안착한 후 풍선로봇팔의 수축과 팽창을 통해 종래 내시경 로봇에 비해 빠르게 장내를 통과할 수 있는 효과가 있다. 한편, 상기 풍선로봇팔이 장착된 이동 장치가 위 등 비교적 공간이 넓은 장기 내에서 양력을 발생해서 비행할 수 있음은 물론이다. 또한, 풍선로봇판 모듈이 부착된 이동 장치가 인체 밖에 일상 생활에 사용될 수 있음은 물론이다.
도 16 및 17에서 보는 바와 같이, 풍선로봇팔은 이동 장치의 진행 방향의 반대방향으로 연장되도록 형상될 수 있다. 이를 통해 수축 및 팽창을 통해 효율적으로 전진 및/또는 회전운동이 가능하다.
도 18는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 장치의 공급덕트에 모듈 중 하나인 풍선로봇팔이 부착된 이동 장치의 단면도이다. 풍선로봇팔은 로터에 근접하여 결합하기 위한 결합부(1090)를 더 포함할 수 있으며, 그 형태는 종래 발명에 따른다.
한편, 상기 풍선로봇팔의 재질은 고무 등 다양한 것이 사용될 수 있으나, 비단 이것에 한정되는 것은 아니며 실린더와 같이 수축과 팽창을 반복적으로 수행할 수 있는 구성이면 무방하다.
그 밖에 공급덕트의 타단에 부착될 수 있는 모듈은 다양하며, 예를 들어, 펌프, 청소기, 공기 청정기 등 유체 흡입력을 활용한 모든 장치가 될 수 있다.
앞서 전술한 바와 같이, 공급덕트는 임무수행에 부합하게 다양한 형태로 구성될 수 있다. 또한, 공급덕트가 다수 번 굴절될 수 있으며, 또는, 공급덕트의 구경이 일단으로부터 타단 방향으로 진행하면서 변경될 수 있다. 나아가, 도 13에 개시된 실시예와 같이 복수 개의 공급덕트의 타단이 하나의 흡입력을 만들기 위해 결합될 수 있다. 또한, 하나의 공급덕트에 하나의 일단이 존재하고, 복수 개의 타단이 존재할 수도 있다. 이를 통하여, 이동 장치 몸체의 바깥쪽, 안쪽, 아래쪽 및 위쪽 혹은 여러 개의 타단을 통해 복수 개의 방향에 존재한 유체를 흡입할 수 있다.
도 19는 상기 설명에 따라 일단과 타단에 서로 다른 구경을 갖는 공급덕트를 포함하는 이동 장치의 정면도이다.
도 19를 참조하면, 로터 상면에 존재하는 공급덕트의 일단(311)이 로터 전부를 덮을 만큼 일단의 구경이 충분히 크나, 공급덕트의 타단(312)은 상기 공급덕트 일단에 비해 구경이 작다. 이를 통해, 이러한 공급덕트가 적용된 발명은 더 강한 흡입력을 가질 수 있다. 더욱 구체적으로 공급덕트의 타단에 결합부(1010)를 통해 결합된 모듈에 강력한 흡입력을 공급할 수 있다.
도 20은 상기 설명에 따라 다양한 형태의 공급덕트를 포함하는 이동 장치의 정면도이다.
도 20을 참조하면, 공급덕트가 복수 번 굴절될 수 있도록 공급덕트관절(34)를 둘 수 있다. 상기 관절은 상하좌우 방향으로 모두 회전할 수 있어, 앞서 설명한 바와 같이, 이동 장치의 몸체를 중심으로 안쪽, 바깥쪽, 윗쪽, 아래쪽 등 어떠한 방향에 있는 기체, 액체 등 어떠한 유체도 흡입할 수 있다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 장치에 모듈을 부착할 수 있는 결합부를 갖는 회송덕트를 포함하는 이동 장치에 대한 정면도이다.
앞서 설명한 공급덕트와 관련된 모든 사항은 그대로 회송덕트(40)에 적용될 수 있다. 더욱 구체적으로 회송덕트도 특정 임무를 수행할 수 있는 모듈과 결합할 수 있는 결합부(1031)를 회송덕트 타단(412)에 구비할 수 있다. 공급덕트와 상이한 점은 회송덕트는 회송덕트의 타단에서 흡입력 대신 분출력을 발생할 수 있다는 것이다. 이와 같이 본 발명은 회송덕트의 분출력을 통해 활용할 수 있는 모듈에 자유롭게 적용될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 헤어드라이어, 선풍기, 발사기, 농약살포기 등이 될 수 있다. 각종 모듈 등에 대한 구체적인 설명은 당업자가 상상할 수 있는 것이므로 생략하며, 본 발명에서는 분출력을 어떻게 획득할 수 있느냐에 본 발명의 핵심을 둔다.
한편, 공급덕트 및 흡입덕트 내부에 임무를 수행하기 위한 모듈이나 장치가 구비될 수도 있다. 예를 들어, 공급덕트 및 흡입덕트 내부에 유체의 흐름으로부터 에너지를 생성할 수 있는 터빈(미도시)를 장착하여 공급덕트 및 흡입덕트 내 터빈의 회전으로 전략을 생산할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 공급덕트 및 흡입덕트 내 프로펠러를 구비할 수 있고, 상기 프로펠러에 타코미터나 엔코더 등(미도시)을 연결 또는 설치하여 공급덕트 및 흡입덕트 내 풍속을 측정할 수 있다. 또한, 공급덕트 및 흡입덕트 내부의 내주면에 흡진기 등을 구비하여 공기를 청정하게 할 수 있다.
그 밖에 이동 장치에 결합될 수 있는 모듈은 본 명세서에 주로 이동 장치의 외부에 부착되는 것으로 설명되어 있으나 이에 한정되지 않고, 모듈이 이동 장치의 내부에 위치하여도 무방하다. 즉, 본 명세서에서 이동 장치가 결합부를 통해 결합하는 모듈은 그 위치를 가리지 않는다.
또한, 상기 결합부는 공급덕트 타단 혹은 회송덕트의 타단에 고정되어 있는 것으로 기재되어 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 결합부 자체가 탈착에 의해 공급덕트 타단 혹은 회송덕트 타단으로부터 분리될 수 있다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 장치에 고정익을 부착한 이동 장치에 대한 사시도이다.
도 22를 참조해 보면, 이동 장치는 소정의 위치에 고정익(1390)을 포함하며, 상기 고정익의 후단에 공급덕트의 타단(312)을 위치시키 양력을 얻을 수 있다. 도 23은 도 22의 실시예에 따른 이동 장치의 측면도이다. 더욱 구체적으로, 도 23을 참조해 보면, 공급덕트 타단(312)으로부터 공기가 흡입되므로 상기 흡입되는 공기가 고정익의 날개(airfoil)에 의해 갈리게 된다. 이를 통해 날개 상면으로 양력이 생성될 수 있고, 궁극적으로 본 이동 장치가 위로 떠오를 수 있게 한다.
한편, 도 22에 도시된 바와 같이, 고정익에 더욱 강력한 양력을 생성시키기 위해 복수개의 공급덕트 일단들(311, 321, 331, 341)이 결합할 수 있는 통합부(1490)를 더 포함할 수 있다. 공급덕트 일단과 통합부가 결합하는 방식은 다양할 수 있으며 그 자세한 그 설명은 생략한다.
한편, 고정익에 공급덕트 타단이 다양한 형태로 위치할 수에 있다. 도 24와 같이, 공급덕트의 타단(312)이 두 개로 갈라져 배치될 수 있다. 나아가 공급덕트의 제1 타단(3121)에 비해 제2 타단(3122)의 구경이나 단면적을 달리하여 고정익의 상단을 지나는 공기의 흐름을 하단을 지나는 흐름이 비해 더욱 빠르게 할 수 있다. 이와 통해 베르누이의 법칙에 따라 더욱 더 큰 양력을 얻을 수 있다. 설명한 바와 같이, 고정익에 다양한 형태로 공급덕트의 타단이 배치될 수 있고, 예를 들어, 고정익에 공급덕트의 타단이 고정될 수 있고, 또한, 고정익의 길이 방향으로 길게 공급덕트 타단이 배치될 수 있다(미도시). 또한, 고정익 전단에 공급덕트의 타단이 배치되어 흡입력이 작용한다면 그 힘의 반작용으로 이동 장치의 몸체가 앞으로 이동할 수 있고 그 결과 고정익에서 양력이 발생할 수 있다(미도시).
한편, 전술한 바와 같이, 공급덕트의 내부에 고정익이 배치될 수 있다. 도 25는 도 22의 실시예에 대한 측면도를 활용하여 설명하기 위한 도면이다. 도 25를 참조하면, 공급덕트 내부에 고정익을 배치하여 고정익이 외부에 위치함으로써 발생할 수 있는 외부 물체 등과의 충돌로 인한 파손을 막을 수 있고, 동시에 양력을 얻을 수 있다. 도 26은 본 실시예에 따른 이동 장치에 대한 정면도이다.
또한, 공급덕트 내부에 복수 개의 고정익을 두어 더 큰 양력을 얻을 수 있다. 도 27을 참조해 보면, 제1 고정익(1391), 제2 고정익(1392), 제3 고정익(1393)의 위치를 순차적으로 반대로 배치하여 공기의 흐름에 따른 양력을 발생할 수 있다. 또한, 도 26에 도시된 바와 같이, 공급덕트 내부에는 공기의 흐름을 원할하게 할 수 있는 복수 개의 로터(1410)가 더 포함될 수 있다.
또한, 내부에 고정익을 배치한 공급덕트는 회전축을 통해 회전할 수 있고, 이를 통해 추진력을 발생시킬 수 있다. 도 28을 참조하면, 공급덕트가 이동 장치 몸체에 돌출된 샤프트(1080) 등에 고정될 수 있는데, 도 28과 같이, 공급덕트가 샤프트를 중심으로 회전하면, 양력이 감소하고 대신 추력이 발생할 수 있다. 도 23과 유사하게 공급덕트 내부에 고정익이 설치된 공급덕트는 이동 장치 몸체의 좌우 양쪽에 배치될 수 있는데, 샤프트를 중심으로 공급덕트가 회전할 수 있으므로 각각의 고정익이 각각의 양력 및/또는 추력을 원하는 만큼 발생시킬 수 있다. 그 결과 이동 장치가 정위치에서 회전가능한 것을 물론 상하좌우 어떠한 방향으로도 비행제어될 수 있다. 한편, 회전으로 인해 발생할 수는 공급덕트의 길이 변화는 주름통과 같은 원리 등 종래 개시된 다양한 방법을 통해 해결될 수 있으며, 공급덕트가 이동 장치 몸체에 고정되어 회전하는 방법은 종래 방식을 따른다.
나아가, 밀폐된 소정의 공간에 두 개 이상의 고정익을 배치하여 양력 및 추력을 발생시킬 수 있다. 도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 장치의 측면도를 활용한 개념도이다. 도 29를 참조하면, 밀폐된 소정의 공간에서 공기가 로터를 통해 순환할 수 있고, 이를 통해 일정 방향의 힘이 생성될 수 있다. 이 일정 방향의 힘을 이용해 양력 혹은 추진력으로 이용할 수 있으며, 그 메커니즘은 도 27을 통해 개시한 바와 같다. 또한, 상기와 같이 밀폐된 공간이 도 28과 같이 회전할 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명은 설명한 바와 같이, 공급덕트 내 고정익의 배치하는 것에 한정되지 않으며, 회송덕트 내에 고정익을 배치하는 것으로 확장될 수 있음은 물론이다. 다만, 반드시 고정익이 두 개 이상일 필요는 없으며, 한 개 이상이면 족하다.
도 30은 도 29에 개시된 개념을 확장한 것이다. 도 30을 참조하면, 고정익을 통과하고 순환되는 공기가 다시 루버(louver)와 같은 형태의 가이드(1500)를 통해 다시 고정익의 하부 쪽으로 유입될 수 있다. 이를 통해 고정익 하부의 공기 밀도를 더욱 높임으로써 더욱 더 강한 양력을 생성할 수 있다. 또한, 가이드 조정만으로 양력 조정이 가능하여 비행제어에 활용할 수 있다. 상기 가이드가 액추에이터 등에 의해 개폐될 수 있음을 물론이다. 도 30에는 고정익(1391)이 공급덕트 내 격벽을 중심으로 상부 공간에 존재하는 것으로 개시되어 있으나 도 28과 같이 격벽을 중심으로 추가의 고정익(미도시)이 하부 공간에도 존재할 수 있다. 상기 가이드를 통해 하부 공간에 존재하는 고정익의 상부의 공기 밀도를 더 낮춤으로써 더욱 더 강한 양력을 생성할 수 있음은 물론이다. 또한, 각 가이드에 대응하는 별도의 로터를 통해
한편, 본 명세서 전반을 통해 고정익 후단에 공급덕트가 위치하는 것으로 개시되어 있으나, 고정익은 유체가 흐르는 어떠한 곳에나 위치할 수 있고 이를 통해 양력을 발생할 수 있으면 족하다. 예를 들어, 결합부 내부, 계류부 내부, 흡입덕트 주변, 회송덕트 주변, 배출덕트 주변 등 유체가 비교적 빠르게 흐를 수 있는 어떠한 곳에도 위치할 수 있다. 또한, 노즐의 직경을 작거나 크게 하여 흐르는 유체의 속도를 달리할 수 있다. 또한, 고정익의 전단에 회송덕트의 타단이나 공급덕트의 일단을 두어 양력을 발생시킬 수 있음은 물론이다.
또한, 본 명세서 전반을 통해 양력을 발생하기 위한 구성으로 고정익을 개시하였으나 반드시 고정익에 한정된 것은 아니며, 유체의 흐름에 통해 일정 방향의 힘을 생성할 수 있는 구성이면 족하다. 예를 들어, 마그누스 효과나 코안다 효과를 누리기 위해 고정익 대신 원통이나 구체 등 다면체가 회전하여도 무방하다. 다만, 상기 구성들은 반드시 회전할 필요는 없으며, 고정된 원통이나 구체 등이어도 무방하다.
또한, 로터에서 발생하는 회전력은 종래의 공개된 구성인 클러치 등을 통해 그 동력이 이동 장치에 부착되는 모듈에 전달되어 사용될 수 있다. 다양한 구성을 통해 회전력이 직선운동 등으로 변할 수 있고, 변속기 등을 통해 모듈이 원하는 정도의 힘으로 변환되어 전달될 수 있음은 물론이다. 이를 통해 동력을 필요로 하는 모든 모듈에 동력을 공급할 수 있고, 이를 통해, 건조기, 세탁기, 선풍기, 믹서, 드릴, 공기펌프 등 어떠한 장치에도 본 발명이 적용될 수 있다. 또한, 다양한 기어 및/또는 클러치 등을 이용하여 로터의 회전력과 흡입력을 별로 혹은 동시에 적용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 장치(3)에 대한 내용 중에서, 설명된 내용 외의 다른 구성요소에 대한 내용은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치(1)에 대한 내용과 동일하므로, 그 설명에 갈음한다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.
본 발명은 각종 모듈과 결합 가능한 양력, 추진력 및 회전력 등을 이용하는 이동 장치를 제공할 수 있다

Claims (19)

  1. 양력이 발생하도록, 양측의 압력차를 발생시키는 양력생성부;
    상기 양력생성부가 연결되어, 상기 양력생성부가 발생시킨 양력에 의해 이동할 수 있는 이동 장치 몸체; 및
    상기 양력생성부의 개수에 대응되는 개수로 구성되고, 일단이 상기 양력생성부의 일측에 배치되고 상기 양력생성부가 작동할 때 타단으로부터 유체를 빨아들여 상기 양력생성부로 제공하는 공급덕트를 포함하고,
    상기 양력생성부는, 상기 양력이 발생하도록, 상기 양력생성부의 상측과 하측의 압력차를 발생시키는, 이동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양력생성부는, 로터이고,
    상기 로터는, 상기 이동 장치 몸체에 회전 가능하게 연결되는, 이동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    관체형의 흡입덕트를 더 포함하고,
    상기 공급덕트의 타단은, 상기 흡입덕트와 연결되어 상기 흡입덕트를 통해 외부의 유체를 흡입하는, 이동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 로터가 회전함에 따라, 외부의 유체 및 이물질을 같이 빨아들이는 흡입부재;
    상기 흡입부재를 통해 빨아들인 외부의 유체가 통과하나, 상기 이물질은 통과하지 못하는 필터부; 및
    상기 흡입덕트와 연결되어, 상기 필터부를 통과한 외부의 유체를 상기 흡입덕트로 전달하는 배출부를 포함하는 청소기 모듈을 더 포함하는, 이동 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 로터의 타측에 배치되어, 상기 로터로부터 배출되는 유체를 일 방향으로 안내하는 회송덕트를 더 포함하는, 이동 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회송덕트와 연결되어, 상기 회송덕트에 의해 안내되는 유체를 외부로 배출하는 배출덕트를 더 포함하는, 이동 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 공급덕트는, 이동 가능하게 상기 이동 장치 몸체에 연결되어, 선택적으로 상기 로터의 일측으로부터 이탈되거나 상기 로터의 일측에 위치하는, 이동 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 회송덕트는, 이동 가능하게 상기 이동 장치 몸체에 연결되어, 선택적으로 상기 로터의 타측으로부터 이탈되거나 상기 로터의 타측에 위치하는, 이동 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    각각의 상기 로터에 대응되는 상기 공급덕트의 위치를 제어함에 따라 상기 이동 장치 몸체의 자세를 제어하는, 제어부를 더 포함하는, 이동 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 이동 장치 몸체에 연결되고, 외부를 향해 개방된 복수의 흡입덕트를 더 포함하고,
    상기 공급덕트의 타단은, 상기 흡입덕트와 연결되어 상기 흡입덕트를 통해 외부의 유체를 흡입하고,
    상기 배출덕트는 복수로 구성되고,
    상기 복수의 흡입덕트와 상기 복수의 배출덕트는, 상기 이동 장치 몸체가 포함하는 외측면에 배치되고,
    상기 복수의 흡입덕트 중 이동하고자 하는 방향을 바라보는 상기 이동 장치 몸체의 외측면에 배치되는 흡입덕트를 통해서 외부의 유체를 흡입하고, 상기 복수의 배출덕트 중 이동하고자 하는 방향의 반대방향을 바라보는 상기 이동 장치 몸체의 외측면에 배치되는 배출덕트를 통해서 유체를 외부로 배출하도록, 상기 복수의 흡입덕트와 상기 복수의 배출덕트의 개도를 제어하는 제어부를 더 포함하는, 이동 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 공급덕트는 상기 이동 장치 몸체를 관통하여, 상기 이동 장치 몸체의 내부에서 상기 흡입덕트와 연결되고,
    상기 회송덕트는 상기 이동 장치 몸체를 관통하여, 상기 이동 장치 몸체의 내부에서 상기 배출덕트와 연결되는, 이동 장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 공급덕트는, 외부와 연결됨으로써 외부의 유체를 받아들여 상기 로터의 일측으로 전달할 수 있는 보조개구를 더 구비하는, 이동 장치.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 회송덕트는 회전 가능하게 상기 이동 장치 몸체에 연결되고,
    이동하고자 하는 방향의 반대방향을 향해서 상기 회송덕트가 상기 유체를 안내하도록, 상기 회송덕트의 자세를 제어하는 제어부를 더 포함하는, 이동 장치.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 흡입덕트에 인접하게 배치되는 고정익을 더 포함하는, 이동 장치.
  15. 제3항에 있어서,
    상기 흡입덕트와 상기 공급덕트 사이에, 회전 가능하게 배치되는 프로펠러;
    상기 프로펠러의 회전축에 연결되어, 상기 프로펠러의 회전으로부터 전력을 생산하는 발전기; 및
    상기 프로펠러의 회전축에 연결되어, 상기 프로펠러의 회전속도를 획득하는 회전감지부를 더 포함하는, 이동 장치.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 공급덕트는, 상기 로터의 측면을 덮도록 배치되는, 이동 장치.
  17. 제6항에 있어서,
    상기 배출덕트에 연결되고, 상기 배출덕트를 통해 토출되는 유체의 압력을 이용하여 사물을 발사하는 발사 모듈을 더 포함하는, 이동 장치.
  18. 양력을 발생시키는 복수의 로터와, 빨아들인 유체를 상기 로터의 일측에 공급하되 상기 복수의 로터의 개수에 대응되는 개수의 공급덕트를 포함하는 이동 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 로터가 회전하여 양력을 발생시켜 상기 이동 장치를 이동시키는 단계; 및
    상기 복수의 공급덕트 중 적어도 하나의 공급덕트를 이동시켜 대응되는 상기 로터의 일측으로부터 이탈시킴으로써, 상기 로터에서 발생하는 양력의 크기를 증가시켜, 상기 로터에서 발생하는 양력과 다른 로터에서 발생하는 양력의 크기의 불균형을 이용해 상기 이동 장치의 자세를 제어하는 단계를 포함하는, 이동 장치 제어방법.
  19. 양력추력생성부, 이동 장치 몸체, 공급덕트 및 결합부를 포함하는 이동장치에 있어서,
    상기 양력추력생성부는 양력 또는 추력이 발생하도록, 양력추력생성부를 중심으로 나누어진 제1 공간 및 제2 공간 양측의 압력차를 발생시키고,
    상기 이동 장치 몸체는 상기 양력추력생성부가 연결되어, 상기 양력추력생성부가 발생시킨 양력 또는 추력에 의해 이동할 수 있고,
    상기 공급덕트는 상기 양력추력생성부의 개수에 대응되는 개수로 구성되고, 일단이 상기 양력추력생성부의 일측에 배치되고 상기 양력추력생성부가 작동할 때 타단으로부터 유체를 빨아들여 상기 양력추력생성부로 제공하고,
    상기 결합부는 상기 공급덕트의 타단에 위치하며, 상기 이동 장치의 임무수행을 위한 각종 모듈이 결합하는, 이동 장치.
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