KR101587893B1

KR101587893B1 - 드론 보트

Info

Publication number: KR101587893B1
Application number: KR1020150148440A
Authority: KR
Inventors: 조돈한; 이재기
Original assignee: 삼우주식회사; 조돈한
Priority date: 2015-10-26
Filing date: 2015-10-26
Publication date: 2016-01-22

Abstract

본 발명은 내부에는 일정크기의 수용공간이 마련되며, 전면에는 출입해치(14)가 구비되고, 전방 및 후방 각각에는 해수면에 직교한 상태로 일정길이 돌출되되 단부로 갈수록 폭이 좁아지는 선수(12) 및 선미(16)가 구비되는 선체(10)와; GPS, 송수신기, 제어장치, 동력원이 내장되어 상기 선체(10)의 중앙부위 상면에 고정설치되는 비행몸체(20)와; 일단부위는 상기 비행몸체(20)에 고정결합되고 연장되는 타단부위는 선수(12) 양측 및 선미(16) 양측 각각으로 돌출되는 복수 개의 암(30)과; 상기 각 암(30)의 타단부위에 설치되는 구동모터(40)와; 상기 각 구동모터(40)와 축 연결되는 회전날개(50)를; 포함하는 드론 보트를 제공한다.

Description

드론 보트{Drone boat}

본 발명은 드론 보트에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 수상 환경에서 해수면의 상태에 구애받지 않고 의도하는 지점으로 화물이나 사람을 운반하거나 또는 수난 사고시 인명 구조를 매우 용이하게 수행할 수 있는 드론 보트에 관한 것이다.

조종사를 탑승하지 않고 지정된 임무를 수행할 수 있도록 제작한 비행체를 일컫어 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV) 또는 단순히 드론(Drone)이라 하는데 통상적인 드론은 도 5와 같이, GPS안테나(7)를 포함하는 메인바디(5), 메인바디(5)에 방사형으로 배치되는 암(6), 암(6)의 단부에 마련되는 로터(3), 로터(3)에 장착되는 회전날개(4)를 기본적으로 포함하여 이루어진다.

드론은 조작기를 이용한 무선조정으로 운행할 수 있음은 물론 내장된 제어부를 이용하여 자동항법으로 운행이 가능하다는 점에서, 근자 단순한 취미 생활의 범주를 벗어나 원격지에 상품을 배달하거나 또는 수상 환경에서 인명을 구조하기 위한 수단으로 활용되는 등 그 사용 범위가 점차 확대되고 있는 추세이다.

하지만, 드론을 활용하여 수상 환경에서 사용할 수 있도록 제안된 기술들 대부분은 구명조끼 또는 구명튜브와 같이 인명구조를 위한 보조도구들을 단순히 운반하여 이를 구난자에게 전달하는 수단으로 활용할 뿐, 이러한 활용 범위를 넘어 대용량의 물류를 운반하거나 또는 인명을 직접적으로 구난할 수 있는 수단으로는 전혀 활용하고 있지 못하다.

대한민국 등록실용신안 제0474119호, 대한민국 등록특허 제1373038호, 대한민국 등록특허 제1535401호

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 수상 환경에서 화물운송이나 구난활동을 보다 적극적으로 수행할 수 있는 보트를 제공함에 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 내부에는 일정크기의 수용공간이 마련되며, 전면에는 출입해치(14)가 구비되고, 전방 및 후방 각각에는 해수면에 직교한 상태로 일정길이 돌출되되 단부로 갈수록 폭이 좁아지는 선수(12) 및 선미(16)가 구비되는 선체(10)와; GPS, 송수신기, 제어장치, 동력원이 내장되어 상기 선체(10)의 중앙부위 상면에 고정설치되는 비행몸체(20)와; 일단부위는 상기 비행몸체(20)에 고정결합되고 연장되는 타단부위는 선수(12) 양측 및 선미(16) 양측 각각으로 돌출되는 복수 개의 암(30)과; 상기 각 암(30)의 타단부위에 설치되는 구동모터(40)와; 상기 각 구동모터(40)와 축 연결되는 회전날개(50)를; 포함하되, 상기 선체(10)는, 하부에서 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 구조로 이루어지며, 좌측 및 우측 각각의 하부에는 측방으로 일정 폭만큼 돌출되는 디딤부(18)가 마련되고; 상기 선체(10)의 저면 중앙부위에는 배수수단(110)이 마련되되, 상기 배수수단(110)은 선체(10)의 저면 중앙부위에 형성되는 배수공(112)과, 상부는 개구되며 하부에는 배수홀(115)이 형성되어 상기 배수공(112) 외면에 고정 결합되는 배수콕(114)과, 상기 배수공(112)보다 큰 직경으로 이루어져 상기 배수콕(114) 내부에 위치하되 선체(10)가 해수면으로부터 부양하면 상기 배수공(112)을 개방하고 선체(10)가 해수면과 접하면 상기 배수공(112)을 밀폐하는 부양구(116)로 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

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상기 선체(10)의 저면에는 해수가이드단(11)이 마련되되, 상기 해수가이드단(11)은 상호 간에 일정간격 이격되는 복수 개로 이루어지며 각각의 해수가이드단(11)은 선체(10)의 저면에서 하방으로 일정수직높이 돌출될 수 있다.

본 발명은 드론을 이용하여 내부에 일정크기의 수용공간을 마련되는 선체를 수면으로부터 일정 수직높이만큼 부상시켜 운항할 수 있는 보트를 제안함으로써, 수상 환경을 통해 화물이나 사람들을 매우 용이하게 운송할 수 있음은 물론 악천후와 같은 기상 상황에서도 수난 사고시 인명 구조를 매우 용이하게 수행할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 선체의 저면에 해수가이드단을 매개하거나 배수수단을 마련함으로써, 선체가 해수면으로부터 부상하는 것이 매우 용이할 뿐 아니라 선체 내부의 해수를 외부로 용이하게 배출시켜 선체 내부가 적절한 환경을 유지할 수 있도록 해준다.

도 1은 본 발명에 따른 드론 보트의 개략적인 평면구성도.
도 2는 본 발명에 따른 드론 보트의 개략적인 측면구성도.
도 3은 본 발명에 따른 드론 보트의 개략적인 전면구성도.
도 4는 본 발명에 따른 드론 보트에 있어 배수수단의 개략적인 단면구성도.
도 5는 종래 드론을 이용한 비행체의 개략적인 일 구성도.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 3 각각은 본 발명에 따른 드론 보트의 개략적인 평면구성도, 측면구성도 그리고 전면구성도를 보여준다. 각 도면에 개시된 것과 같이, 본 발명은 선체(10), 비행몸체(20), 암(30), 구동모터(40), 회전날개(50)를 포함하여 이루어지는 드론 보트를 제공함에 그 기술적 특징이 있다. 이하 이들 각 구성을 구체적으로 살펴본다.

선체(10)는 드론 보트의 본체로서, 내부에는 일정크기의 수용공간이 마련되며, 전방 및 후방 각각에는 선수(12) 및 선미(16)가 구비된다. 선체(10)는 도면과 같이 하부에서 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 구조로 이루어질 수 있다. 이는 내부수용공간에 화물이 적재되거나 사람이 탑승하는 경우 보트의 안정적인 운항을 담보하기 위함이다. 선체(10) 내부수용공간으로의 출입은 선체(10)의 전면에 구비되는 출입해치(14)를 통해 이루어진다. 도면부호 15는 손잡이다.

선수(12) 및 선미(16) 각각은 선체(10)의 전방 및 후방 각각에서 일정길이 돌출되되, 해수면에 직교하며 도면과 같이 단부로 갈수록 폭이 좁아지는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명이 선수 및 선미 각각을 통상의 보트와 달리 좌우 대칭으로 구성하되 유선형의 구조를 제안하는 이유는, 드론 보트의 경우 전후로 이동하는 것이 가능함을 고려하여 유체 저항을 최소화하기 위함이다. 도면부호 17은 리프팅 훅(lifting hook)으로서 드론 보트의 양중을 위한 수단이다.

한편, 선체(10)의 좌측 및 우측 각각의 하부에는 측방으로 일정 폭만큼 돌출되는 디딤부(18)가 마련될 수도 있다. 디딤부(18)는 출입해치(14)를 통해 선체(10) 내부로 화물을 선적 및 하역할 때, 또는 사람이 출입할 때의 편의를 위한 수단임과 동시에 선체(10)의 무게 중심을 안정적으로 유지할 수 있는 수단이다. 도면부호 13은 볼라드(bollard)로서 드론 보트의 계류시 로프의 연결을 위한 수단이다.

또한, 본 발명은 선체(10)의 저면에 상호 간에 일정간격 이격되어 형성되는 복수 개의 해수가이드단(11)이 마련되는 경우를 배제하지 않는다. 해수가이드단(11)은 도 2 및 도 3 각각과 같이 선수(12)의 하부 일측에서 선미(16)의 하부 일측까지 연장되는 라인 구조로 이루어지되 선체(10)의 저면에서 하방으로 일정수직높이 돌출된다.

해수가이드단(11)은 선체(10)의 저면이 해수면으로부터 용이하게 이탈될 수 있도록 함과 동시에 선체(10)의 저면에 흡착되어 있는 해수를 용이하게 낙하시키는 수단이다. 유체인 해수면에는 표면장력이 존재하는데, 선체의 저면이 항시 해수면과 접하는 통상적인 보트와 달리 드론 보트는 운항시 선체의 저면이 해수과 접하고 있다가 공중으로 부상하게 된다. 이럴 경우, 일정 면적을 가지는 선체의 저면이 해수면과 분리될 때 선체의 저면 부위는 해수의 표면장력에 의해 해수면으로 당겨지는 힘을 받게 된다.

즉, 드론 보트는 적재된 화물(또는 탑승자)을 포함하는 보트 자체의 하중 뿐 아니라 이러한 해수의 표면장력까지 극복하여야 비로소 공중으로의 부상이 가능한데, 이는 드론 보트에 장착되는 추진체의 용량을 상당 부분 증대시켜야 하는 문제와 직결된다. 하지만, 이는 드론 보트의 건조 비용을 상승시키게 됨은 물론 추진체의 용량 증대는 드론 보트의 중량을 증대시키는 문제가 있다.

이를 위해, 본 발명은 해수면과 접한 상태에서 공중으로 부양하기 위해 선체가 해수면을 따라 서서히 이동하는 선수의 하부 일측에서 선미의 하부 일측까지 연장하여 해수면을 활주하는 드론 보트의 용이한 이동을 가이드하되, 해수가이드단을 선체의 저면에서 하방으로 일정수직높이 만큼 돌출시켜 선체의 선수(또는 선미) 일측이 해수면으로부터 분리될 때 선체의 저면 모두가 해수면과 평면으로 접하지 않고 서로 다른 깊이로 접하게 함으로써 해수의 표면장력 효과가 가능한 작게 작용하도록 유도하고 있는 것이다. 이후 선체가 해수면으로부터 완전히 분리되어 부상하게 되면, 선체 저면에 흡착되어 있던 해수들은 배수가이드단 하단부위로 집중된 다음 해수면으로 용이하게 낙하함은 자명하다.

또한, 본 발명은 도 4와 같이 선체(10)의 저면 중앙부위에 배수수단(110)이 마련되는 경우를 배제하지 않는다. 배수수단(110)은 선체(10) 내부에 존재하는 해수를 외부로 배출시키는 수단으로, 배수공(112), 배수콕(114), 부양구(116)로 이루어질 수 있다.

배수공(112)은 선체(10)의 저면 중앙부위에 형성된다. 배수공(112)의 직경은 선체의 크기(내부수용공간)에 따라 적절하게 변경될 수 있으나, 부양구(116)의 직경보다는 작게 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명은 배수공은 선체의 저면 중앙부위에 하나가 형성되는 것을 상정하고 있으나, 본 발명은 선체의 크기에 따라 선체의 저면에 복수 개로 형성되는 경우도 배제하지 않음은 물론이다.

배수콕(114)은 상부가 개구되며, 하부에는 배수홀(115)이 형성되어 배수공(112) 외면에 고정 결합된다. 배수콕(114)의 내부에는 일정크기의 수용공간이 마련되며, 수용공간은 부양구(116)가 용이하게 수용될 수 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하며, 부양구(116)의 체적보다 크게 이루어지는 것이 바람직하다. 배수홀(115)은 배수콕(114)의 하부에 복수 개로 형성될 수 있으며, 용이한 배수를 위한 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

부양구(116)는 배수콕(114) 내부에 위치한다. 전술한 바와 같이, 부양구(116)의 직경은 배수공(112)의 직경보다 크게 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 선체(10)가 해수면으로부터 부양하면 부양구(116)는 자체 하중에 의해 하강하여 배수공(112)을 개방하여 선체(10) 내부에 잔존하는 해수를 외부로 배출시키고, 선체(10)가 해수면과 접하면 배수홀(115)을 통해 유입되는 해수에 의해 부양되어 배수공(112)을 밀폐하여 해수가 선체(10) 내부로 유입되는 것을 방지한다. 용이한 해수 배출을 위해 선체 내부의 저면은 도면과 일정각도 θ로 경사져 형성되는 것이 바람직하다.

비행몸체(20)는 선체(10)의 중앙부위 상면에 고정설치된다. 비행몸체(20) 내부에는 미도시된 GPS, 송수신기, 제어장치, 동력원이 내장된다. 송수신기는 비행몸체(20) 상단에 마련되는 안테나(22)를 통해 미도시된 관제센터와 통신한다. 동력장치는 구동모터(40)를 작동시키는 동력원으로서 대용량 배터리로 이루어질 수 있다. 제어장치는 비행몸체(20)에 설치되는 각종 장치들의 작동을 제어한다. 이와 관련된 것은 관련업계에 널리 알려져 있는 사항인 바 상세한 설명은 생략한다.

암(30)은 구동모터(40)를 지지하는 수단으로 비행몸체(20)에서 방사형으로 배치되는 복수 개로 이루어지며, 일단부위는 비행몸체(20)에 고정결합되고 연장되는 타단부위는 선수(12) 양측 및 선미(16) 양측 각각으로 돌출된다. 암은 강관으로 이루어질 수 있다.

구동모터(40)는 각 암(30)의 타단부위에 설치된다. 구동모터(40)는 비행몸체(20) 내부에 설치되는 제어장치 및 동력원과 전기적으로 연결된다. 회전날개(50)는 선체(10)를 해수면으로 일정 수직높이만큼 부양시키는 수단으로 각 구동모터(40)와 축 연결된다. 회전날개의 구체적인 구성은 다양하게 변경될 수 있을 것이다.

이처럼 본 발명은 드론이라는 수단으로서 선체를 수면으로부터 일정 수직높이만큼 부상시켜 운항할 수 있게 됨에 따라, 어떠한 수상 환경에서도 화물이나 사람들을 매우 용이하게 운송할 수 있음은 물론 수난 사고시에 매우 효율적인 인명 구조가 가능하다. 또한, 본 발명은 선체의 저면에 해수면에 의한 표면장력을 적절하게 감소시킬 수 있는 수단을 매개하고 선체 내부에 잔존하는 해수를 배출시킬 수 있는 수단을 매개함으로써, 적은 추진력으로도 선체가 용이하게 부상할 수 있을 뿐 아니라 선체 내부가 적절한 환경을 유지할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

10 : 선체 20 : 비행몸체
30 : 암 40 : 구동모터
50 : 회전날개 110 : 배수수단

Claims

내부에는 일정크기의 수용공간이 마련되며, 전면에는 출입해치(14)가 구비되고, 전방 및 후방 각각에는 해수면에 직교한 상태로 일정길이 돌출되되 단부로 갈수록 폭이 좁아지는 선수(12) 및 선미(16)가 구비되는 선체(10)와;
GPS, 송수신기, 제어장치, 동력원이 내장되어 상기 선체(10)의 중앙부위 상면에 고정설치되는 비행몸체(20)와;
일단부위는 상기 비행몸체(20)에 고정결합되고 연장되는 타단부위는 선수(12) 양측 및 선미(16) 양측 각각으로 돌출되는 복수 개의 암(30)과;
상기 각 암(30)의 타단부위에 설치되는 구동모터(40)와;
상기 각 구동모터(40)와 축 연결되는 회전날개(50)를; 포함하되,
상기 선체(10)는, 하부에서 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 구조로 이루어지며, 좌측 및 우측 각각의 하부에는 측방으로 일정 폭만큼 돌출되는 디딤부(18)가 마련되고; 상기 선체(10)의 저면 중앙부위에는 배수수단(110)이 마련되되, 상기 배수수단(110)은 선체(10)의 저면 중앙부위에 형성되는 배수공(112)과, 상부는 개구되며 하부에는 배수홀(115)이 형성되어 상기 배수공(112) 외면에 고정 결합되는 배수콕(114)과, 상기 배수공(112)보다 큰 직경으로 이루어져 상기 배수콕(114) 내부에 위치하되 선체(10)가 해수면으로부터 부양하면 상기 배수공(112)을 개방하고 선체(10)가 해수면과 접하면 상기 배수공(112)을 밀폐하는 부양구(116)로 이루어지는 것을; 특징으로 하는 드론 보트.
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제1항에 있어서,
상기 선체(10)의 저면에는 해수가이드단(11)이 마련되되, 상기 해수가이드단(11)은 상호 간에 일정간격 이격되는 복수 개로 이루어지며 각각의 해수가이드단(11)은 선체(10)의 저면에서 하방으로 일정수직높이 돌출되는 것을 특징으로 하는 드론 보트.