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KR101998799B1 - 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론 - Google Patents

정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론 Download PDF

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KR101998799B1
KR101998799B1 KR1020180012526A KR20180012526A KR101998799B1 KR 101998799 B1 KR101998799 B1 KR 101998799B1 KR 1020180012526 A KR1020180012526 A KR 1020180012526A KR 20180012526 A KR20180012526 A KR 20180012526A KR 101998799 B1 KR101998799 B1 KR 101998799B1
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KR
South Korea
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frame
coupled
bridge
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control unit
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Inventor
한현석
배수진
Original Assignee
동아대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 복수의 회전익으로 비행하는 드론에 있어서, 드론의 프레임과 회전익을 연결하는 브릿지가 프레임의 둘레를 따라 회전할 수 있게 구성되어 다양한 자세로 비행할 수 있게 됨으로써 다양한 장소에서 정찰 및 정보 제공 기능을 수행할 수 있는 드론에 관한 기술로서, 프레임과, 프레임을 중심으로 회전할 수 있게 프레임과 결합되는 회전부재와, 회전부재의 양측에 결합되며, 프레임과 대향되는 방향으로 연장되는 제1브릿지와, 제1브릿지의 일측에 회전 가능하게 결합되며, 회전부재의 회전축 방향으로 연장되는 제2브릿지와, 제2브릿지의 양 끝에 결합되는 추진 전동기와, 추진 전동기의 회전축에 결합되는 회전익과, 추진 전동기 및 회전부재와 연결되고, 추진 전동기의 구동 및 회전부재의 회전 각도를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론 {DRONES TO PERFORM RECONNAISSANCE AND INFORMATION PROVISION}
본 발명은 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 회전익으로 비행하는 드론에 있어서, 드론의 프레임과 회전익을 연결하는 브릿지가 프레임의 둘레를 따라 회전할 수 있게 구성되어 다양한 자세로 비행할 수 있게 됨으로써 다양한 장소에서 정찰 및 정보 제공 기능을 수행할 수 있는 드론에 관한 기술이다.
일반적으로, 드론(Drone)은 조종사 없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종 가능한 비행기나 헬리콥터 형태의 무인항공기(UAV : unmanned aerial vehicle / uninhabited aerial vehicle)의 총칭이다. 드론은 군사용으로서, 연습사격의 표적으로 사용되거나 정찰, 감시와 대잠공격 등을 위해 사용되고 있다. 2010년대를 전후하여서는 군사적 용도 외 다양한 민간 분야에도 활용되고 있다.
민간 분야에서는 드론을 이용한 택배, 드론을 이용한 방송 촬영, 드론을 이용한 취미 영상 촬영, 드론의 조종에 대한 교육 등이 있다. 이러한 이용 중에, 드론을 일반인, 학생들이 직접 제작하는 교육이나 취미 활동도 가능하다.
드론의 종류에는 이륙과 착륙 방식에 따른 분류로 고정익을 갖는 활주 이착륙 비행체와 회전익을 갖는 승강 이착륙 비행체로 대별된다.
회전익 드론은 원격 조정자에 의해 시계 내에서 취미용도로 확산되고 있으나 근래에는 이륙 중량이 크지 않은 화물, 서류, 책자 및 구급약품 등 다양한 화물을 원격지에 공급(배달)하는 개념이 실현되고 있다.
공개특허공보 10-2008-0099839
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 회전익으로 비행하는 드론에 있어서, 드론의 프레임과 회전익을 연결하는 브릿지가 프레임의 둘레를 따라 회전할 수 있게 구성되어 다양한 자세로 비행할 수 있게 됨으로써 다양한 장소에서 정찰 및 정보 제공 기능을 수행할 수 있는 드론을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론은, 프레임과, 상기 프레임을 중심으로 회전할 수 있게 상기 프레임과 결합되는 회전부재와, 상기 회전부재의 양측에 결합되며, 상기 프레임과 대향되는 방향으로 연장되는 제1브릿지와, 상기 제1브릿지의 일측에 회전 가능하게 결합되며, 상기 회전부재의 회전축 방향으로 연장되는 제2브릿지와, 상기 제2브릿지의 양 끝에 결합되는 추진 전동기와, 상기 추진 전동기의 회전축에 결합되는 회전익과, 상기 추진 전동기 및 상기 회전부재와 연결되고, 상기 추진 전동기의 구동 및 상기 회전부재의 회전 각도를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제2브릿지는 상기 회전부재의 회전 각도에 대응하여 상기 추진 전동기의 하부가 항상 중력 방향을 향하도록 회전되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 추진 전동기의 하부에 결합되며, 지면 착지 시 상기 프레임을 지지하기 위해 하방으로 연장되는 다리를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다리는 상기 회전익보다 무게가 더 무거운 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 회전부재의 회전으로 상기 제2브릿지 중 어느 하나가 상기 프레임의 상부에 위치될 경우, 상기 제어부는 상기 프레임의 하부에 위치한 상기 추진 전동기의 회전속도를 상기 프레임의 상부에 위치한 상기 추진 전동기보다 빠르게 구동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 어느 하나의 상기 제2브릿지의 양 끝에 결합된 두 개의 추진 전동기는 서로 대향되는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 프레임의 전방측에 결합되며, 상기 제어부와 연결되어 주시하는 방향의 영상 또는 공간 정보를 획득하는 스캔부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 스캔부에서 획득된 정보를 통해 이동하려는 장소의 너비를 분석하고, 적합한 회전부재의 회전 각도를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 프레임의 일측에 결합되며, 상기 제어부와 연결되어 안내를 위한 정보를 표시하는 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 프레임의 일측에 결합되며, 상기 제어부와 연결되어 안내를 위한 정보를 출력하는 스피커를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론에 따르면,
첫째, 복수의 회전익과 프레임이 연결되는 자세가 다양하게 가변될 수 있음에 따라, 일반적인 드론으로는 진입이 어려운 협소한 환경에서도 원활하게 진입하여 비행할 수 있게 된다.
둘째, 주변의 상황을 모니터링하고, 적합한 안내를 출력하는 구성이 포함됨에 따라, 전투지역의 정찰용도, 재난지역의 수색용도, 관광지 안내용도 등 다양한 분야에서의 활용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론의 회전익이 수평방향으로 정렬된 상태의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론의 회전익이 수직방향으로 정렬된 상태의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론의 시스템 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론의 회전익이 수평방향으로 정렬된 상태의 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론의 회전익이 수평방향으로 정렬된 상태의 측면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론의 회전익이 수직방향으로 정렬된 상태의 측면도.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론(100)은, 프레임(110)과, 프레임(110)을 중심으로 회전할 수 있게 프레임(110)과 결합되는 회전부재(120)와, 회전부재(120)의 양측에 결합되며 프레임(110)과 대향되는 방향으로 연장되는 제1브릿지(141)와, 제1브릿지(141)의 일측에 회전 가능하게 결합되며, 회전부재(120)의 회전축 방향으로 연장되는 제2브릿지(142)와, 제2브릿지(142)의 양 끝에 결합되는 추진 전동기(132)와, 추진 전동기(132)의 회전축에 결합되는 회전익(134)과, 추진 전동기(132) 및 회전부재(120)와 연결되고, 추진 전동기(132)의 구동 및 회전부재(120)의 회전 각도를 제어하는 제어부를 포함하고, 제2브릿지(142)는 회전부재(120)의 회전 각도에 대응하여 추진 전동기(132)의 하부가 항상 중력 방향을 향하도록 회전되는 것을 특징으로 한다.
도시된바와 같이, 프레임(110)의 형상은 전후방향으로 길게 형성되고, 회전부재(120)가 결합되는 위치는 회전부재(120)가 원활히 회전할 수 있도록 원통형으로 형성되는 것이 바람직하다.
회전부재(120)는 프레임(110)의 둘레를 감싸며 결합되는 것으로 실시될 수 있다. 회전부재(120)의 회전 제어를 위해, 회전부재(120)의 내경에는 링기어가 형성되고, 회전부재(120) 내측에 위치한 프레임(110)에는 링기어에 치합되는 유성기어들이 배치되는 것으로 내접기어를 구성할 수 있다. 유성기어 중 하나에는 회전부재(120)에 회전 동력을 제공하는 전동기(도시되지 않음)가 결합된다. 상기 전동기는 제어부에 연결되어 제어부에 의해 구동이 제어된다.
제1브릿지(141)는 회전부재(120)의 좌측과 우측에 두 개가 나란하게 결합된다. 이 때, 제1브릿지(141)의 위치는 회전익(134)의 회전 반경 내에 진입되지 않게 배치되는 것이 중요하다.
제1브릿지(141)는 회전부재(120)의 양측에 두 개로 구성되므로, 제2브릿지(142)도 두 개로 구성된다. 또한, 제2브릿지(142)의 양 끝에 결합되는 추진 전동기(132)는 하나의 제2브릿지(142)에 두 개의 추진 전동기(132)가 결합되는 것이므로, 이 실시예는 총 4개의 추진 전동기(132)가 결합된 것을 특징으로 한다.
일측 방향의 제1브릿지(141)와, 제2브릿지(142), 추진 전동기(132)의 형상은 타측 방향의 제1브릿지(141)와, 제2브릿지(142), 추진 전동기(132)의 형상과 대칭되는 것이 바람직하다.
또한, 이 실시예는 추진 전동기(132)의 하부에 결합되며, 지면 착지 시 프레임(110)을 지지하기 위해 하방으로 연장되는 다리(147)를 더 포함한다. 4개로 구성된 추진 전동기(132)의 하부에 결합된 다리(147)에 의해 이 실시예의 드론(100)은 지면 착지 시 안정된 자세로 착지할 수 있게 된다.
특히, 다리(147)는 회전익(134)보다 무게가 더 무거운 것을 특징으로 한다. 회전익(134)보다 무게가 무거운 다리(147)가 추진 전동기(132)의 하부에 결합됨에 따라, 제2브릿지(142)는 추진 전동기(132)의 하부가 항상 중력방향을 향할 수 있게 회전된다.
또한, 추진 전동기(132)의 외주면에는 회전익(134)의 회전반경보다 길게 연장되어 외부 요소와 회전익(134)이 충동되는 것을 차단하는 가드(149)를 더 포함한다. 외부 요소란, 인공적이거나 자연적으로 형성된 각종 벽면, 거리에 세워진 각종 건축물, 사람 또는 동물과 같은 유기체 등 물리적으로 회전익(134)과 충돌할 수 있는 모든 것을 의미한다.
또한, 도 2와 같이, 회전부재(120)의 회전으로 제2브릿지(142) 중 어느 하나가 프레임(110)의 상부에 위치될 경우, 제어부는 프레임(110)의 하부에 위치한 추진 전동기(132)의 회전속도를 프레임(110)의 상부에 위치한 추진 전동기(132)보다 빠르게 구동시킨다. 이는, 프레임(110)의 상부에 위치한 추진 전동기(132) 및 회전익(134)을 통해 배출되는 공기가 프레임(110)과 충돌할 수 있기 때문인데, 이때 하방으로 배출되는 공기가 프레임(110)에 충돌되면 프레임(110)을 하방으로 가압하여 오히려 드론(100)의 비행을 방해할 수 있기 때문이다. 이러한 조건은 일측의 제2브릿지(142)에 결합된 두 개의 추진 전동기(132)의 이격 거리가 프레임(110)의 길이 이하일 경우에 해당된다.
전동기는 회전할 때 반동 토오크가 발생되어, 전동기를 지지하는 지지체가 회전되게 하는 힘을 발생시키는데, 이 실시예의 드론(100)은 복수개의 추진 전동기(132)가 서로 대향되는 방향으로 회전함으로써 반동 토오크가 상쇄된다. 즉, 2개의 추진 전동기(132)가 시계방향으로 회전할 때, 다른 2개의 추진 전동기(132)는 반시계방향으로 회전한다. 특히, 어느 하나의 제2브릿지(142)의 양 끝에 결합된 두 개의 추진 전동기(132)는 서로 대향되는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다. 이로써, 어느 하나의 제2브릿지(142)에 연결된 추진 전동기(132)가 프레임(110)의 하부에 위치된 후 상부에 위치한 추진 전동기(132)보다 고속으로 회전할 때에도 반동 토오크의 제어가 가능하게 된다.
한편, 이 실시예는 프레임(110)의 전방측에 결합되며, 제어부와 연결되어 주시하는 방향의 영상 또는 공간 정보를 획득하는 스캔부(162)를 더 포함하고, 제어부는 스캔부(162)에서 획득된 정보를 통해 이동하려는 장소의 너비를 분석하고, 적합한 회전부재(120)의 회전 각도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
스캔부(162)는 주시하는 방향의 영상을 획득하는 카메라가 될 수 있고, 레이저를 이용하는 광스캐너, 초음파 스캐너 등이 될 수도 있다. 이 실시예의 스캔부(162)는 프레임(110)의 전방 하부에 높이 방향을 회전축으로 하며 회전할 수 있게 결합되었다.
또한, 이 실시예는 프레임(110)의 일측에 결합되며 제어부와 연결되어 안내를 위한 정보를 표시하는 디스플레이(172)와, 프레임(110)의 일측에 결합되며 제어부와 연결되어 안내를 위한 정보를 출력하는 스피커(174)를 더 포함한다.
디스플레이(172) 및 스피커(174)를 통해 표시 또는 출력되는 안내를 위한 정보는 이 실시예의 드론(100)이 활용되는 상황에 따라 가변될 수 있다. 예를 들어, 이 실시예의 드론(100)이 재난지역에서 이용될 경우, 안내를 위한 정보는 대피소 안내, 올바른 재난대응방법 안내, 구조대원에게 이재민의 위치 안내 등이 될 수 있다. 또한, 이 실시예의 드론(100)이 관광지에서 이용될 경우, 해당 관광지에 대응하는 역사 정보 등이 될 수 있다.
또한, 이 실시예는 제어부, 회전부재(120), 추진 전동기(132) 등의 구성에 전원을 공급하는 전원부(180)와, 프레임(110)의 일측이 설치되며, 제어부와 연결되어 이 실시예의 드론(100)의 위치에 대응되는 GPS 값을 수신하는 GPS 수신부(190)가 추가로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론(100)은 다양한 환경에 응용될 수 있으며, 특히 복수의 회전익(134)과 프레임(110)이 연결되는 자세가 다양하게 가변될 수 있음에 따라, 일반적인 드론(100)으로는 진입이 어려운 협소한 환경에서도 원활하게 진입하여 비행할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 아래 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
100 : 드론 110 : 프레임
120 : 회전부재 132 : 추진 전동기
134 : 회전익 141 : 제1브릿지
142 : 제2브릿지 143 : 링크
147 : 다리 149 : 가드
162 : 스캔부 172 : 디스플레이
174 : 스피커 180 : 전원부
190 : GPS 수신부

Claims (8)

  1. 프레임과;
    상기 프레임을 중심으로 회전할 수 있게 상기 프레임과 결합되는 회전부재와;
    상기 회전부재의 양측에 결합되며, 상기 프레임과 대향되는 방향으로 연장되는 제1브릿지와;
    상기 제1브릿지의 일측에 회전 가능하게 결합되며, 상기 회전부재의 회전축 방향으로 연장되는 제2브릿지와;
    상기 제2브릿지의 양 끝에 결합되는 추진 전동기와;
    상기 추진 전동기의 회전축에 결합되는 회전익과;
    상기 추진 전동기 및 상기 회전부재와 연결되고, 상기 추진 전동기의 구동 및 상기 회전부재의 회전 각도를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제2브릿지는 상기 회전부재의 회전 각도에 대응하여 상기 추진 전동기의 하부가 항상 중력 방향을 향하도록 회전되며,
    상기 추진 전동기의 하부에 결합되며, 지면 착지 시 상기 프레임을 지지하기 위해 하방으로 연장되는 다리를 더 포함하고,
    상기 회전부재의 회전으로 상기 제2브릿지 중 어느 하나가 상기 프레임의 상부에 위치될 경우, 상기 제어부는 상기 프레임의 하부에 위치한 상기 추진 전동기의 회전속도를 상기 프레임의 상부에 위치한 상기 추진 전동기보다 빠르게 구동시키는 것을 특징으로 하는 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다리는 상기 회전익보다 무게가 더 무거운 것을 특징으로 하는 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    어느 하나의 상기 제2브릿지의 양 끝에 결합된 두 개의 추진 전동기는 서로 대향되는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프레임의 전방측에 결합되며, 상기 제어부와 연결되어 주시하는 방향의 영상 또는 공간 정보를 획득하는 스캔부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 스캔부에서 획득된 정보를 통해 이동하려는 장소의 너비를 분석하고, 적합한 회전부재의 회전 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프레임의 일측에 결합되며, 상기 제어부와 연결되어 안내를 위한 정보를 표시하는 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 프레임의 일측에 결합되며, 상기 제어부와 연결되어 안내를 위한 정보를 출력하는 스피커를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론.
KR1020180012526A 2018-01-31 2018-01-31 정찰 및 정보 제공을 수행하는 드론 Expired - Fee Related KR101998799B1 (ko)

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