KR102269562B1 - Water sampling system having a protective structure from pollution connectable to a dron and the dron using the same - Google Patents

Water sampling system having a protective structure from pollution connectable to a dron and the dron using the same Download PDF

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KR102269562B1
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허정원
신현환
전정열
정두희
조민기
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Abstract

The present invention relates to a water sampling system having a protective structure from pollution, which is engageable with a drone, and a drone using the same. According to an embodiment of the present invention, the water sampling system engageable with the drone comprises: the drone which has a GPS module and a flight control module, and flies to a water sampling point; a water sampling system engaged with a lower side of the body of the drone, which lowers a hose, having a water sampling hole on one end, and measures the quality of the water resource sampled while pumping and sampling the water resource into a water sampling tank; and a control unit which organically controls the water sampling system and supports an automatic water sampling mode. The automatic water sampling mode automatically performs a series of motions. The series of motions consecutively include: a motion of hovering the drone in the air above from the water sampling point by lowering the altitude of the drone down to a reference height; a motion of lowering the water sampling hole down to a water sampling depth during the hovering process; a motion of starting pumping up the water when the water sampling hole reaches the water sampling depth; a motion of measuring the quality of the water introduced through the hose while sampling the water, and transmitting the information to an onland control apparatus; a motion of increasing the altitude of the drone when it is detected that water is completely sampled; and a motion of ending the pumping process as the water sampling hole is removed from the water sampling depth. According to the present invention, it is easy to move to a water sampling area, so the damage due to secondary pollution of the water sampling system, which is caused by sampling polluted water resource, can be minimized.

Description

오염 방지 구조를 갖는 드론에 결합 가능한 채수 시스템 및 이를 구비한 드론{Water sampling system having a protective structure from pollution connectable to a dron and the dron using the same}Water sampling system having a protective structure from pollution connectable to a dron and the dron using the same}

본 발명은 오염 방지 구조를 갖는 드론에 결합 가능한 채수 시스템 및 이를 구비한 드론에 관한 것으로, 보다 상세하게는 채수지로의 이동이 용이하며 오염된 수자원 채수로 인한 시스템의 2차 오염 피해를 최소화할 수 있는 드론에 결합 가능한 채수 시스템 및 이를 이용한 드론에 관한 것이다.The present invention relates to a water collecting system that can be coupled to a drone having a pollution prevention structure and a drone having the same, and more particularly, it is easy to move to a water collecting pond and can minimize secondary pollution damage to the system due to collecting contaminated water resources. It relates to a water collection system that can be combined with a drone and a drone using the same.

환경 당국에서는 강, 호수, 하천, 바다 등의 수질오염 상태를 모니터링하기 위해서 일정 주기 별로 시료를 채취하여 수질검사를 수행하도록 강제하고 있다. 수질검사를 위한 시료의 채취를 위해서 그동안에는 일정 자격을 갖춘 관리자가 직접 수질검사를 목표로 하는 지점에 접근하여 채수장비로 일정량 이상의 물을 뜨고 있다. 즉, 수질검사를 실시하는 관리자가 물 속으로 직접 들어가 채수하거나 선박을 이용하여 채수하는 방식을 사용해오고 있어, 수질검사를 위한 채수작업에 따른 작업성이 저하되고 수질 오염을 유발하는 등의 개선해야 할 점이 많았다. In order to monitor the state of water pollution in rivers, lakes, rivers, and the sea, environmental authorities are forced to collect samples at regular intervals and conduct water quality tests. In order to collect samples for water quality testing, a manager with certain qualifications directly approaches the target point for water quality testing and pours more than a certain amount of water with a water collecting device. In other words, the manager who conducts the water quality inspection has been using the method of directly entering the water to collect water or using a ship. Therefore, it is necessary to improve the workability according to the collection operation for water quality inspection and cause water pollution. I had a lot to do.

한편, 최근에는 여러 기관에서 드론을 사용하여 채수할 수 있도록 하는 장치들을 개발해오고 있으나, 아직까지는 드론에 종래의 채수기를 단순히 결합하는 기초적인 개념 수준에 머무르고 있는 것으로 알려져 있다.On the other hand, recently, various institutions have been developing devices for water collection using drones, but it is known that they are still at the basic concept level of simply combining a conventional water collector with a drone.

채수지로의 이동이 용이하며 오염된 수자원 채수로 인한 시스템의 2차 오염 피해를 최소화할 수 있는 드론에 결합 가능한 채수 시스템 및 이를 이용한 드론을 제안한다.We propose a water collection system that can be combined with a drone that can be easily moved to the collection point and that can minimize secondary pollution damage to the system due to the collection of polluted water resources and a drone using the same.

본 발명의 일실시예에 따른 드론을 이용한 채수 시스템은 GPS 모듈 및 비행 제어 모듈을 구비하고 채수 지점까지 비행하는 드론; 상기 드론 몸체 하부에 결합되고, 일단에 채수구를 구비한 호스를 하강시켜 펌핑을 통해 채수통으로 수자원을 채수하는 동안 채수된 수자원의 수질을 측정하는 채수 시스템; 및 상기 드론 및 상기 채수 시스템을 유기적으로 제어하여 자동 채수 모드를 지원하는 제어부;를 포함하고, 상기 자동 채수 모드에서는 일련의 동작들이 자동으로 수행되고, 상기 일련의 동작들은 순차적으로 채수 지점 상공에서 상기 드론의 고도를 기준 높이까지 낮춰 호버링시키는 동작과, 호버링 상태에서 상기 채수구를 채수 심도까지 하강시키는 동작과, 상기 채수구가 채수 심도에 도달하면 펌핑을 시작하는 동작과, 채수 중 상기 호스를 통해 유입된 물의 수질을 측정하여 지상 통제 장치에 전송하는 동작과, 채수 완료가 감지되면 상기 드론의 고도를 높이는 동작과, 및 상기 채수구의 채수 심도 이탈에 따라 펌핑을 종료시키는 동작을 포함한다.A water collection system using a drone according to an embodiment of the present invention includes: a drone having a GPS module and a flight control module and flying to a water collection point; a water collecting system coupled to the lower part of the drone body, lowering a hose having a water outlet at one end and measuring the water quality of the water source collected while collecting water through a water source through pumping; and a control unit supporting an automatic water sampling mode by organically controlling the drone and the water sampling system, wherein a series of operations are automatically performed in the automatic water collection mode, and the series of operations are sequentially performed above the water collection point. The operation of hovering the drone by lowering the altitude of the drone to the reference height, the operation of lowering the water spout to the water sampling depth in the hovering state, the operation of starting pumping when the water outlet reaches the water sampling depth, and the operation through the hose during water collection It includes the operation of measuring the quality of the introduced water and transmitting it to the ground control device, the operation of raising the altitude of the drone when the completion of water collection is sensed, and the operation of terminating the pumping according to the deviation of the water collection depth of the water outlet.

상기 채수 시스템은 에어가 배출되는 에어 배출구 및 채수된 물이 유입되는 채수 유입구를 포함하는 채수통; 상기 채수통의 에어를 빼내는 펌프; 일단에 배치된 채수구를 통해 흡입된 물을 상기 채수통으로 전달하는 호스; 상기 호스를 감거나 풀어서 상기 채수구를 상승 또는 하강시키는 윈치부; 및 상기 채수통, 상기 펌프 및 상기 윈치부를 결합하고, 채수된 물이 이동하는 공간 및 그 상부에 에어가 이동하는 공간이 형성되는 컴바이너;를 포함한다.The water collecting system includes: a water collecting container including an air outlet through which air is discharged and a water collecting inlet through which collected water is introduced; a pump for removing air from the water tank; a hose for delivering water sucked through a water outlet disposed at one end to the water collecting container; a winch unit winding or releasing the hose to raise or lower the water outlet; and a combiner in which a space in which the water collecting tank, the pump, and the winch are coupled, and a space in which the collected water moves and a space in which the air moves is formed.

상기 컴바이너는 상기 채수통의 에어 배출구와 연결되는 제1 연결부, 상기 펌프와 연결되는 제2 연결부, 상기 윈치부를 통해 상기 호스와 연결되는 제3 연결부 및 상기 채수통의 채수 유입구와 연결되는 제4 연결부를 포함한다.The combiner includes a first connection part connected to the air outlet of the water collection container, a second connection part connected to the pump, a third connection part connected to the hose through the winch part, and a fourth connection part connected to the water collection inlet of the water collection container. includes a connection.

상기 컴바이너는 상기 제1 연결부가 상기 제3 연결부보다 높은 위치에 형성된다.In the combiner, the first connecting portion is formed at a higher position than the third connecting portion.

상기 드론을 이용한 채수 시스템은 상기 컴바이너 내부에 채수된 물의 수질을 측정하는 수질 측정 모듈을 더 포함한다.The water sampling system using the drone further includes a water quality measurement module for measuring the water quality of the water collected inside the combiner.

상기 수질 측정 모듈은 수소이온농도(pH), 전기전도도(Electrical Conductivity), 용존산소량(Dissolved Oxygeon), 총용존고용물(Total Dissolved Solids) 및 온도 중 적어도 하나를 측정한다.The water quality measurement module measures at least one of hydrogen ion concentration (pH), electrical conductivity, dissolved oxygen (Dissolved Oxygeon), total dissolved solids (Total Dissolved Solids), and temperature.

상기 드론을 이용한 채수 시스템은 상기 펌프와 상기 컴바이너 사이의 에어 이동 경로상에 위치하여 에어의 이동 방향에 따라 상기 경로를 개방 또는 차단하는 조절 필터;를 더 포함한다.The water collection system using the drone is located on the air movement path between the pump and the combiner, and further includes a control filter that opens or blocks the path according to the movement direction of the air.

상기 조절 필터는 상기 펌프에서 에어를 흡입할 때는 개방되고, 상기 펌프에서 에어를 배출할 때는 차단된다.The regulating filter is open when air is drawn in from the pump, and is closed when air is discharged from the pump.

상기 펌핑부는 팽창 및 수축을 통해 에어를 흡수 및 배출하는 주름관; 나사산이 형성된 로드; 및 상기 로드를 축으로 하여 상기 로드의 나사산을 따라 회전하며 상기 주름관을 팽창 및 수축시키는 모터;를 포함한다.The pumping unit is a corrugated pipe for absorbing and discharging air through expansion and contraction; threaded rod; and a motor rotating along the thread of the rod with the rod as an axis and expanding and contracting the corrugated pipe.

상기 드론을 이용한 채수 시스템은 상기 펌핑부가 흡입한 에어를 외부로 배출하고, 외부 이물질의 유입을 방지하는 배출 필터;를 더 포함한다.The water collection system using the drone further includes a discharge filter that discharges the air sucked by the pumping unit to the outside and prevents the inflow of foreign substances.

본 발명에 따르면 강, 하천 등의 수자원에 대한 수질검사를 위해 드론을 이용하여 목표 지점까지 이동하여 채수함에 따라 사람이 접근하기 어려운 수자원 공간에 대하여 채수가 가능해진다.According to the present invention, it is possible to collect water in a water resource space that is difficult for humans to access by moving to a target point using a drone for water quality inspection of water resources such as rivers and rivers.

또한, 채수를 원하는 심도에서 정확하고 신속하게 채수할 수 있다.In addition, it is possible to collect water accurately and quickly at a desired depth.

또한, 드론을 이용하여 공중에서 채수함에 따라 채수지의 오염을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to prevent contamination of the collection pond by using a drone to collect water from the air.

또한, 오염된 수자원을 채수함에 따라 채수 시스템의 2차 오염으로 인한 피해를 최소화할 수 있다.In addition, as the polluted water resources are collected, damage due to secondary pollution of the water collection system can be minimized.

또한, 채수지의 수자원에 대한 수질을 측정하고 이를 실시간으로 확인할 수 있다.In addition, it is possible to measure the water quality of the water resources of the collection site and check it in real time.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드론을 이용한 채수 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 드론에 결합 가능한 채수 시스템을 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 채수 시스템의 펌핑 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 센싱부(272)의 일실시예를 나타낸다.
도 5는 도 4에 도시된 접촉 감지부(430)의 일실시예를 나타낸다.
도 6은 도 2에 도시된 채수구의 일실시예를 나타낸다.1 shows a water collection system using a drone according to an embodiment of the present invention.
2 shows a water collection system that can be coupled to a drone according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view for explaining a pumping operation of the water collection system shown in FIG. 2 .
4 shows an embodiment of the sensing unit 272 shown in FIG.
FIG. 5 shows an embodiment of the touch sensing unit 430 shown in FIG. 4 .
6 shows an embodiment of the water outlet shown in FIG. 2 .

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제안하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to suggest the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components. Like reference numerals refer to like elements throughout, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the recited elements. Although "first", "second", etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. .

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. The embodiments introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드론을 이용한 채수 시스템을 나타낸다.1 shows a water collection system using a drone according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 드론을 이용한 채수 시스템은 수직 이착륙이 가능한 드론을 이용하여, 댐, 하천, 저수지 등의 수자원 공간에서 원하는 위치로 이동하여 채수할 수 있다. The water collection system using a drone according to an embodiment of the present invention can collect water by moving it to a desired location in a water resource space, such as a dam, river, or reservoir, using a drone capable of vertical take-off and landing.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 드론을 이용한 채수 시스템(100)은 드론(110) 및 채수 시스템(120)을 포함한다. 채수 시스템(120)은 드론(110) 몸체 하부에 탈·부착 가능하도록 결합될 수 있다. Referring to FIG. 1 , a water collection system 100 using a drone according to an embodiment of the present invention includes a drone 110 and a water collection system 120 . The water collection system 120 may be detachably coupled to the lower portion of the body of the drone 110 .

드론(110)과 채수 시스템(120)은 근거리 무선 통신 방식으로 연결되어 상호 연계 동작이 가능하도록 구성 될 수 있다. 이에 따라 드론(110)을 이용한 채수 시스템(100)은 드론(110)과 채수 시스템(120)을 통합 제어할 수 있는 중앙 제어부(112)를 포함할 수 있다. 중앙 제어부(112)는 드론(110)의 비행 제어 뿐 아니라 채수 시스템(120)의 제어를 담당할 수 있다. 중앙 제어부(112)는 비행 기능, 채수 기능, 수질 측정 기능 등의 일련의 동작들을 총괄 제어할 수 있다. 중앙 제어부(112)는 상기 기능 외에도 수집한 데이터를 처리하여 지상 통제 장치(미도시)로 전송할 수 있다. 또한 채수 시스템(120)의 전력은 드론(110)의 전력 공급부(118)에서 제공될 수 있다. The drone 110 and the water collection system 120 may be configured to be connected to each other by a short-range wireless communication method to enable mutual link operation. Accordingly, the water collection system 100 using the drone 110 may include a central control unit 112 that can control the drone 110 and the water collection system 120 in an integrated manner. The central control unit 112 may be in charge of controlling the flight of the drone 110 as well as the control of the water collection system 120 . The central control unit 112 may collectively control a series of operations such as a flight function, a water collection function, and a water quality measurement function. In addition to the above functions, the central control unit 112 may process the collected data and transmit it to a ground control device (not shown). In addition, the power of the water collection system 120 may be provided from the power supply 118 of the drone 110 .

드론(110)은 지상 통제 장치(미도시)를 통해 원격으로 제어될 수 있다. 지상 통제 장치(미도시)는 원격 조종기 또는 앱이 설치된 모바일 기기가 될 수 있다.The drone 110 may be remotely controlled through a ground control device (not shown). The ground control device (not shown) may be a remote controller or a mobile device on which an app is installed.

드론은(110)은 시스템 전체를 총괄하여 제어하는 중앙 제어부(112), 비행을 위한 복수의 회전익 및 이를 구동하는 구동부를 포함하는 동력부(114), 비행 중 영상을 촬영하는 영상 획득부(116) 및 배터리를 이용하여 필요한 전력을 제공하는 전력 공급부(118)를 포함한다. 중앙 제어부(112)는 비행 제어부(미도시), 채수 제어부(미도시) 및 통신부(미도시)를 포함한다. 비행 제어부(미도시)는 드론(110)의 비행을 제어한다. 지상 통제 장치를 통한 수동 비행 모드, GPS 정보를 이용한 자동 비행 모드, 호버링 모드 등을 지원할 수 있다. 채수 제어부(미도시)는 채수 모드를 지원한다. 구체적으로 채수 모드에서의 드론(110)의 동작과 채수 시스템(120)의 동작을 제어한다. 통신부(미도시)는 셀룰러 방식 또는 와이 파이 방식을 통해 지상 통제 장치와의 통신하면서 제어 신호와 필요한 정보를 수신하고, 드론(110)이 취득한 데이터를 지상 통제 장치(미도시)에 전송할 수 있다. 또한 통신부(미도시)는 근거리 무선 통신망을 지원하여 채수 시스템(120)과도 통신하며 채수 동작에 필요한 명령을 송신하고, 수질 측정 데이터를 수신할 수 있다.The drone 110 includes a central control unit 112 that controls the entire system as a whole, a power unit 114 including a plurality of rotor blades for flight and a driving unit driving them, and an image acquisition unit 116 that captures an image during flight. ) and a power supply 118 that provides the required power using a battery. The central control unit 112 includes a flight control unit (not shown), a water collection control unit (not shown), and a communication unit (not shown). The flight controller (not shown) controls the flight of the drone 110 . Manual flight mode through the ground control device, automatic flight mode using GPS information, hovering mode, etc. can be supported. The water sampling control unit (not shown) supports the water sampling mode. Specifically, the operation of the drone 110 and the operation of the water collection system 120 in the water collection mode are controlled. The communication unit (not shown) may receive a control signal and necessary information while communicating with the ground control device through a cellular method or a Wi-Fi method, and transmit data acquired by the drone 110 to the ground control device (not shown). In addition, the communication unit (not shown) may communicate with the water collection system 120 by supporting a short-range wireless communication network, transmit a command required for water collection operation, and receive water quality measurement data.

드론(110)은 충돌 회피를 위해 초음파 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.The drone 110 may further include an ultrasonic sensor (not shown) for collision avoidance.

드론(110)은 GPS 모듈(미도시)을 구비하여 드론의 위치를 파악할 수 있다. 중앙 제어부(112)는 GPS 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다.The drone 110 may be provided with a GPS module (not shown) to determine the location of the drone. The central control unit 112 may further include a GPS module (not shown).

드론(110)은 자동 항법 시스템을 구비하여 입력한 채수지까지 자동으로 비행할 수 있다. 지상 통제 장치(미도시)를 통해 목적지 좌표와 함께 자동 항법 비행 경로를 설정할 수 있다. 비행 제어부(미도시)가 자동 항법 시스템을 구비할 수 있다.The drone 110 is equipped with an automatic navigation system so that it can automatically fly up to the inputted account. A ground control unit (not shown) can set an autopilot flight path along with destination coordinates. A flight control unit (not shown) may include an automatic navigation system.

드론(110)은 정해진 채수 지점에 도착하면 채수 모드로 진입한다. 이후 채수 모드에 따라 정해진 동작을 수행하게 된다. 일실시예로 채수 모드에서는 다음과 같은 동작을 수행하게 된다. 먼저 드론의 비행 고도를 기준 높이로 조정하는 단계가 수행된다. 기준 높이는 수면에서 1m 높이가 될 수 있다. 드론의 비행 고도가 기준 높이로 조정된 후 드론의 비행 모드가 호버링 모드로 변경하는 단계가 수행된다. 호버링 모드에 진입한 드론은 비행 고도를 일정하게 유지하게 된다. 이후 채수 시스템이 동작한다. 채수 시스템은 펌핑부, 채수통 및 호스를 구비한다. 채수를 위해 먼저 호스를 하강시키는 단계가 수행된다. 호스 일단에는 채수구가 구비되어 있다. 또한, 호스에는 채수구가 예정된 채수 심도에 도달했는지를 감지할 수 있는 센싱부가 부착되어 있다. 따라서, 호스 하강 중에 채수구가 예정된 심도에 도달했는지를 감지하는 단계가 수행된다. 예정된 심도에 도착한 것으로 확인되면 호스의 하강을 멈추고 펌핑부가 동작하는 단계가 수행된다. 펌핑부의 펌핑 동작에 따라 채수구를 통하여 채수된 물이 흡수된다. 호스로 흡수된 물은 채수통에 저장된다. 미리 정해진 시간 동안 채수하고 채수를 완료할 수 있다. 또는 미리 정해진 용량만큼 채수하고 채수를 완료할 수 있다. 한편, 채수 진행 중에 호스로 흡수된 물에 대하여 수질을 측정하고 그 데이터를 지상 통제 장치에 송부하는 단계가 수행될 수 있다. 채수가 완료되면 드론의 비행 모드를 변경하여 비행 고도를 상승하는 단계가 수행된다. 드론이 상승하면서 호스의 채수구가 수면 밖으로 나오고 펌핑부가 정지하는 단계가 수행된다. 호스를 상승시키는 단계가 수행될 수 있다. 그 결과 채수 시스템은 정지하게 된다. 이후, 드론은 채수 모드에서 벗어나 귀환 장소로 비행하게 된다. 드론이 복귀하면 작업자가 채수통을 획득할 수 있게 된다.When the drone 110 arrives at a predetermined water collection point, it enters the water collection mode. Thereafter, a predetermined operation is performed according to the water collection mode. In an embodiment, the following operation is performed in the water collection mode. First, the step of adjusting the flight altitude of the drone to the reference height is performed. The reference height may be 1 m above the water level. After the flight altitude of the drone is adjusted to the reference height, a step of changing the flight mode of the drone to the hovering mode is performed. The drone that enters the hovering mode maintains a constant flight altitude. After that, the water collection system operates. The water collecting system includes a pumping unit, a water collecting tank and a hose. The first step of lowering the hose for water collection is performed. At one end of the hose, a water outlet is provided. In addition, a sensing unit is attached to the hose to detect whether the water outlet has reached a predetermined depth of water collection. Accordingly, a step of detecting whether the water spout has reached a predetermined depth during hose descent is performed. When it is confirmed that the predetermined depth has been reached, the step of stopping the descent of the hose and operating the pumping unit is performed. According to the pumping operation of the pumping unit, the water collected through the water outlet is absorbed. The water absorbed by the hose is stored in the collection tank. You can collect and complete the collection for a predetermined time. Alternatively, a predetermined capacity may be collected and the collection may be completed. Meanwhile, a step of measuring the water quality of the water absorbed by the hose during the water collection process and transmitting the data to the ground control device may be performed. When the collection is completed, the step of increasing the flight altitude by changing the flight mode of the drone is performed. As the drone ascends, the hose outlet comes out of the water and the pump stops. A step of raising the hose may be performed. As a result, the water collection system is stopped. After that, the drone will get out of the water collection mode and fly to the return location. When the drone returns, the worker will be able to acquire the water tank.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 드론에 결합 가능한 채수 시스템을 나타낸다. 2 shows a water collection system that can be coupled to a drone according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 드론에 결합 가능한 채수 시스템(200)은 채수통(210), 펌핑부(220), 컴바이너(230), 윈치부(250) 및 호스(260)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , a water collection system 200 that can be coupled to a drone according to an embodiment of the present invention includes a water tank 210 , a pumping unit 220 , a combiner 230 , a winch unit 250 and a hose. (260).

채수통(210)은 채수된 물을 저장하기 위한 공간을 제공한다. 이를 위해 채수통(210)은 채수 유입구(212) 및 에어 배출구(214)를 구비한다. 채수 유입구(212)는 채수된 물이 채수통(210)으로 유입되는 통로이자 컴바이너(230)와 연결되는 수단이되고, 에어 배출구(214)는 채수통(210) 내부의 에어를 배출하는 통로이자 컴바이너(230)에 연결되는 수단이 된다. 채수통(210)은 외부에서 채수량을 확인할 수 있도록 투명하게 제작될 수 있다.The collecting tank 210 provides a space for storing the collected water. For this purpose, the water collecting tank 210 includes a water collecting inlet 212 and an air outlet 214 . The water collection inlet 212 is a passage through which the collected water flows into the water collection container 210 and a means for connecting to the combiner 230 , and the air outlet 214 discharges the air inside the water collection container 210 . It is a passage and a means connected to the combiner 230 . The water collection container 210 may be transparently manufactured so that the water collection amount can be checked from the outside.

펌핑부(220)는 채수된 물이 채수통(210)으로 유입되도록 펌핑 동작을 수행한다. 펌핑부(220)는 펌핑 동작을 통해 채수통(210) 내부의 에어를 빼내 외부로 배출할 수 있다. 펌핑부(220)가 채수통(210) 내부의 기압을 낮춤으로써 내·외부 기압차로 인해 호스(260)가 물을 빨아들여 채수통(260)으로 유입되도록 한다. 이를 위해 펌핑부(220)는 주름관(222), 로드(224) 및 제1 구동부(226)를 포함할 수 있다.The pumping unit 220 performs a pumping operation so that the collected water flows into the water collecting tank 210 . The pumping unit 220 may take out the air inside the water collecting tank 210 through a pumping operation and discharge it to the outside. The pumping unit 220 lowers the air pressure inside the water tank 210 so that the hose 260 sucks water and flows into the water tank 260 due to the pressure difference between the inside and outside. To this end, the pumping unit 220 may include a corrugated pipe 222 , a rod 224 , and a first driving unit 226 .

주름관(222)은 팽창 및 수축을 통해 에어를 흡수 및 배출할 수 있다. 로드(224)는 원기둥 형상의 길이를 갖는 막대로 그 측면에는 나사산이 형성되어 있다. 제1 구동부(226)는 주름관(222)의 일단과 연결되어 상기 로드(224) 상에서 선형으로 움직일 수 있다. 구체적으로 제1 구동부(226)는 상기 로드(224)를 회전축으로 하여 상기 로드(224)의 나사산을 따라 회전한다. 회전 방향에 따라 위·아래로 움직이게 된다. 이를 통해 상기 주름관(222)을 팽창 및 수축시킬 수 있다. 제1 구동부(226)는 제1 모터(미도시) 및 제1 모터를 제어하는 제1 제어부(미도시)를 포함한다.Corrugated pipe 222 may absorb and discharge air through expansion and contraction. The rod 224 is a rod having a cylindrical length, and a screw thread is formed on the side thereof. The first driving unit 226 is connected to one end of the corrugated pipe 222 to move linearly on the rod 224 . Specifically, the first driving unit 226 rotates along the thread of the rod 224 using the rod 224 as a rotation axis. It moves up and down depending on the direction of rotation. Through this, the corrugated pipe 222 can be expanded and contracted. The first driving unit 226 includes a first motor (not shown) and a first controller (not shown) for controlling the first motor.

윈치부(250)는 호스(260)를 감거나 풀어서 채수구(262)를 상승 또는 하강시키며, 호스(260)로 유입된 물을 컴바이너(230)로 전달한다.The winch unit 250 raises or lowers the water outlet 262 by winding or unwinding the hose 260 , and transfers the water introduced into the hose 260 to the combiner 230 .

컴바이너(230)는 상기 채수통(210), 상기 펌핑부(220) 및 상기 윈치부(250)와 연결된다. 컴바이너(230)는 호스(260)를 통해 채수된 물이 유입되면, 이를 채수통(210)으로 전달한다. 이를 위해 컴바이너(230)는 채수된 물을 수용하기 위한 제1 공간을 구비한다. 이 제1 공간은 채수된 물이 잠시 점유하는 공간으로 버퍼로서 기능한다. 따라서, 펌핑부(220)의 팽창 및 수축에 따른 펌핑 동작으로 인해 물이 컴바이너(230)로 유입되는 속도와 채수통(210)으로 배출되는 속도가 다르더라도 채수가 원활하게 진행될 수 있도록 한다. 또한, 컴바이너(230)는 채수된 물이 이동하는 제1 공간 상부에 에어가 이동하는 제2 공간을 구비한다. 상기 제2 공간은 펌핑부(220)의 에어 흡입 시에 채수통(210)의 에어가 펌핑부(220)로 전달될 때 경유하는 공간이다. 이처럼 에어가 이동하는 공간과 물이 이동하는 공간이 구별되어 전체적인 채수 동작이 원활하게 진행될 수 있도록 한다. 또한 채수 중 컴바이너(230)가 제1 공간 위에 제2 공간을 갖도록 하여 채수된 물이 펌핑부(220)로 흘러들어가지 못하게 함으로써 오염된 물을 채수함에 따른 펌핑부(220)의 2차 오염을 방지할 수 있다.The combiner 230 is connected to the water tank 210 , the pumping unit 220 , and the winch unit 250 . When the water collected through the hose 260 is introduced, the combiner 230 delivers it to the water collection container 210 . To this end, the combiner 230 has a first space for accommodating the collected water. This first space is a space temporarily occupied by the collected water and functions as a buffer. Therefore, even if the speed at which water flows into the combiner 230 and the speed at which water is discharged into the collection container 210 are different due to the pumping operation according to the expansion and contraction of the pumping unit 220, water collection can proceed smoothly. . In addition, the combiner 230 is provided with a second space in which the air moves above the first space in which the collected water moves. The second space is a space through which the air of the water collection container 210 is delivered to the pumping unit 220 when the pumping unit 220 sucks air. In this way, the space in which the air moves and the space in which the water moves are distinguished so that the overall water collection operation can proceed smoothly. In addition, the combiner 230 has a second space above the first space during water collection to prevent the collected water from flowing into the pumping unit 220, thereby collecting contaminated water. contamination can be prevented.

컴바이너(230)는 제1 연결부(232), 제2 연결부(234), 제3 연결부(236) 및 제4 연결부(238)를 구비할 수 있다. 컴바이너(230)의 제1 연결부(232)는 채수통(210)의 에어 배출구(212)와 연결되고, 컴바이너(230)의 제2 연결부(234)는 펌핑부(220)와 연결된다. 이를 통해, 펌핑부(220)가 에어를 흡수하는 경우 채수통(210)의 에어가 제1 연결부(232)를 통해 컴바이너(230)에 유입된 후 제2 연결부(234)를 통해 펌핑부(220)로 전달된다. 컴바이너(230)의 제3 연결부(236)는 윈치부(250)의 접속부(258)와 연결되고, 컴바이너(230)의 제4 연결부(238)는 채수통(210)의 채수 유입구(212)와 연결된다. 이를 통해, 펌핑부(220)의 펌핑 동작에 따라 호스(260)를 통해 흡입된 물이 제3 연결부(236)를 통해 컴바이너(230)에 유입된 후 제4 연결부(238)를 통해 채수통(210)으로 전달된다. 제1 연결부(232)는 제3 연결부(236)보다 높은 위치에 형성될 수 있다. 제2 연결부(234)는 제1 연결부(232)보다 높은 위치에 형성될 수 있다. 제3 연결부(236)은 제4 연결부(238)보다 높은 위치에 형성될 수 있다.The combiner 230 may include a first connection part 232 , a second connection part 234 , a third connection part 236 , and a fourth connection part 238 . The first connection part 232 of the combiner 230 is connected to the air outlet 212 of the water tank 210 , and the second connection part 234 of the combiner 230 is connected to the pumping part 220 . do. Through this, when the pumping unit 220 absorbs air, the air from the water collection tank 210 flows into the combiner 230 through the first connection unit 232 and then the pumping unit through the second connection unit 234 . (220). The third connection part 236 of the combiner 230 is connected to the connection part 258 of the winch part 250 , and the fourth connection part 238 of the combiner 230 is a water inlet of the water collection container 210 . (212) is connected. Through this, after the water sucked through the hose 260 according to the pumping operation of the pumping unit 220 flows into the combiner 230 through the third connection unit 236, it is collected through the fourth connection unit 238. It is delivered to the water bottle 210 . The first connection part 232 may be formed at a higher position than the third connection part 236 . The second connection part 234 may be formed at a higher position than the first connection part 232 . The third connection part 236 may be formed at a higher position than the fourth connection part 238 .

윈치부(250)는 호스(260)를 감거나 풀어서 채수구(262)를 상승 또는 하강시킨다. 호스(260)의 일단에는 채수구(262)가 구비된다. 상기 채수구(262)를 수중에 입수하여 채수를 진행한다. 펌핑부(220)의 펌핑 동작에 의해 채수구(262)를 통해 흡수된 물은 호스(260), 윈치부(250) 및 컴바이너(230)를 경유하여 채수통(210)에 저장된다.The winch unit 250 raises or lowers the water outlet 262 by winding or unwinding the hose 260 . A water outlet 262 is provided at one end of the hose 260 . The water collecting port 262 is obtained in water to proceed with water collection. The water absorbed through the water outlet 262 by the pumping operation of the pumping unit 220 is stored in the water collecting tank 210 via the hose 260 , the winch unit 250 and the combiner 230 .

구체적으로 윈치부(250)는 휠(252), 제2 구동부(254) 및 수신부(256)를 포함한다. 휠(252)은 호스가 감기는 회전체로서, 회전 방향에 따라 호스(260)를 감거나 푼다. 제2 구동부(254)는 제2 모터(미도시) 및 상기 제2 모터를 제어하는 제2 제어부(미도시)를 구비하며, 상기 휠(252)의 회전을 위한 구동력을 제공한다. 상기 제2 모터는 서보 모터일 수 있다. 수신부(256)는 상기 제2 구동부(252)를 제어하기 위한 제어 신호를 수신한다. 수신부(256)는 2.4GHz 대역의 무선 주파수를 사용할 수 있다. 제2 구동부(254)는 수신부(256)를 통해 받은 제어 신호에 따라 휠(252)을 제어하게 된다. 수신부(256)는 유선 또는 무선으로 상기 제어 신호를 수신할 수 있다. 수신부(256)는 와이파이, 블루투스, 직비 등의 통신 방식이 적용될 수 있다.Specifically, the winch unit 250 includes a wheel 252 , a second driving unit 254 , and a receiving unit 256 . The wheel 252 is a rotating body on which the hose is wound, and winds or unwinds the hose 260 according to the rotational direction. The second driving unit 254 includes a second motor (not shown) and a second control unit (not shown) for controlling the second motor, and provides a driving force for rotation of the wheel 252 . The second motor may be a servo motor. The receiving unit 256 receives a control signal for controlling the second driving unit 252 . The receiver 256 may use a radio frequency of the 2.4 GHz band. The second driving unit 254 controls the wheel 252 according to the control signal received through the receiving unit 256 . The receiver 256 may receive the control signal by wire or wirelessly. The receiver 256 may apply a communication method such as Wi-Fi, Bluetooth, or Zigbi.

윈치부(250)의 접속부(258)는 컴바이너(230)의 제3 연결부(236)와 연결되어, 호스(260)로 흡입된 물을 컴바이너(230)에 제공한다.The connecting portion 258 of the winch unit 250 is connected to the third connecting portion 236 of the combiner 230 to provide the combiner 230 with water sucked through the hose 260 .

채수통(210)은 컴바이저(230)와의 결합 및 분리가 용이하도록 구성된다. 따라서 채수지에 따라 또는 채수 심도에 따라 용이하게 채수통(210)을 교환할 수 있다. 구체적으로 스크류식 체결 방법이 적용될 수 있다. 또한 호스(260)는 윈치부(250)와의 결합 및 분리가 용이하도록 구성된다. 구체적으로 스크류식 체결 방법이 적용될 수 있다. 따라서 채수지에 따라 또는 채수 심도에 따라 용이하게 호스(260)를 교환할 수 있다.The water tank 210 is configured to be easily coupled to and separated from the combiner 230 . Therefore, it is possible to easily replace the water collecting tank 210 according to the collecting point or the water collecting depth. Specifically, a screw-type fastening method may be applied. In addition, the hose 260 is configured to be easily coupled to and separated from the winch unit 250 . Specifically, a screw-type fastening method may be applied. Therefore, the hose 260 can be easily exchanged according to the collection point or the depth of collection.

이를 통해 오염 지역 채수 후 호스와 채수통만 교환함으로써 저렴한 비용으로 채수 시스템을 운영할 수 있다.Through this, it is possible to operate a water collection system at a low cost by replacing only the hose and the water tank after collecting the contaminated area.

본 발명의 일실시예에 따른 채수 시스템은 전체적인 시스템을 제어하는 중앙 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 중앙 제어부(220)는 펌핑부(220)의 제1 제어부(미도시) 및 윈치부(250)의 제2 제어부(미도시)를 제어할 수 있다. 또한, 중앙 제어부(220)는 통신 기능을 구비하여 채수 중 획득한 데이터를 기상 통제 센터로 전송할 수 있다.The water collection system according to an embodiment of the present invention may further include a central control unit (not shown) for controlling the overall system. In this case, the central control unit 220 may control the first control unit (not shown) of the pumping unit 220 and the second control unit (not shown) of the winch unit 250 . In addition, the central control unit 220 may have a communication function to transmit data obtained during water collection to the weather control center.

본 발명의 일실시예에 따른 드론에 결합 가능한 채수 시스템은 센싱부(270)를 더 포함할 수 있다. 센싱부(270)는 호스(260)를 풀어서 채수구(262)를 하강시킬때, 채수구(262)가 원하는 심도에 도달하였는지를 감지할 수 있다.The water collection system capable of being coupled to a drone according to an embodiment of the present invention may further include a sensing unit 270 . When the water outlet 262 is lowered by releasing the hose 260 , the sensing unit 270 may detect whether the water outlet 262 has reached a desired depth.

센싱부(270)는 호스(260)에 결합된다. 센싱부(270)는 채수구(262)와 윈치부(250)사이에 위치하는데, 센싱부(270)의 위치는 채수하고자 하는 심도에 따라 결정될 수 있다.The sensing unit 270 is coupled to the hose 260 . The sensing unit 270 is located between the water outlet 262 and the winch unit 250 , and the position of the sensing unit 270 may be determined according to the depth to be collected.

센싱부(270)는 채수구(262)가 채수를 원하는 수심에 도달했는지를 감지한다. 이를 위해 센싱부(270)는 부력계(272)를 구비할 수 있다. 부력계(272)는 부력에 의해 위치를 이동하게 된다. 구체적으로 부력계(272)는 물에 잠김에 따라 부력이 작용하여 초기 위치에서 벗어나 최종 위치로 이동하게 된다. 따라서, 부력계(272)가 초기 위치에서 벗어나 최종 위치에 도달한 순간, 부력계(272)가 수면 바로 아래 수중에 있다는 것을 가리킨다. 결국 부력계(272)의 최종 위치와 채수구(262)간의 거리는 수면 아래 채수구(262)의 위치 즉, 채수구의 심도에 대응된다. 이에 따라 채수를 원하는 심도는 호스(260)에 결합하는 센싱부(270)의 위치를 조절하여 설정할 수 있게 된다.The sensing unit 270 detects whether the water outlet 262 has reached a desired water depth. To this end, the sensing unit 270 may include a buoyancy meter 272 . The buoyancy meter 272 is moved by the buoyancy force. Specifically, as the buoyancy meter 272 is submerged in water, a buoyancy force acts to move from the initial position to the final position. Thus, the moment the buoyancy meter 272 leaves its initial position and reaches its final position, it indicates that the buoyancy meter 272 is underwater just below the water surface. As a result, the distance between the final position of the buoyancy meter 272 and the water outlet 262 corresponds to the position of the water outlet 262 below the water surface, that is, the depth of the water outlet. Accordingly, the desired depth of water collection can be set by adjusting the position of the sensing unit 270 coupled to the hose 260 .

센싱부(270)는 채수구(262)가 채수를 원하는 심도에 도달한 경우 이를 중앙제어부(미도시) 또는 펌핑부(220)에 알릴 수 있다. 중앙 제어부(미도시)가 이를 수신한 경우에는 펌핑부(220)에 펌핑 동작을 지시할 수 있다. 펌핑부(220)가 이를 수신한 경우, 펌핑부(220)는 센싱부(270)의 감지 결과에 응답하여 펌핑 동작을 수행할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 일실시예에 따른 채수 시스템은 채수구(262)가 원하는 심도에 도달하면 자동으로 펌핑 동작을 개시하여 채수를 진행할 수 있게 된다.The sensing unit 270 may notify the central control unit (not shown) or the pumping unit 220 when the water outlet 262 reaches the desired depth of water collection. When the central control unit (not shown) receives this, it may instruct the pumping unit 220 to a pumping operation. When the pumping unit 220 receives this, the pumping unit 220 may perform a pumping operation in response to a detection result of the sensing unit 270 . Accordingly, in the water collection system according to an embodiment of the present invention, when the water outlet 262 reaches a desired depth, it automatically starts a pumping operation to proceed with water collection.

채수구(262)는 호스(260)의 일단에 위치하여 호스(260)의 입구를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 이를 위해 채수구(262)는 부력계(272)와 와이어(264)를 통해 연결될 수 있다. 이 경우, 부력계(262)가 위로 움직임에 따라 와이어(264)에 장력이 작용하여 채수구(262)를 개방할 수 있게 된다. 반대로 부력계(262)가 초기 위치로 돌아가면서 와이어(264)에 장력이 사라져서 채수구(262)를 폐쇄할 수 있게 된다. The water outlet 262 may be located at one end of the hose 260 to open or close the inlet of the hose 260 . To this end, the water outlet 262 may be connected to the buoyancy meter 272 through a wire 264 . In this case, as the buoyancy gauge 262 moves upward, tension is applied to the wire 264 to open the water outlet 262 . Conversely, as the buoyancy meter 262 returns to its initial position, the tension in the wire 264 disappears, so that the water outlet 262 can be closed.

이에 따라 본 발명의 일실시예에 따른 채수 시스템은 채수구(262)가 원하는 심도에 도달하면 자동으로 개방되어 채수를 진행할 수 있게 된다.Accordingly, in the water collecting system according to an embodiment of the present invention, when the water collecting port 262 reaches a desired depth, it is automatically opened to proceed with water collecting.

본 발명의 일실시예에 따른 드론에 결합 가능한 채수 시스템은 수질 측정 모듈(240)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 수질 측정 모듈(240)은 컴바이너(230) 내부에 위치하여 호스(260)를 통해 유입된 물의 수질을 측정하여 중앙 제어부(미도시) 또는 지상 통제 장치(미도시)로 전송한다. 수질 측정 모듈(240)은 수소이온농도(pH), 전기전도도(Electrical Conductivity), 용존산소량(Dissolved Oxygeon), 총용존고용물(Total Dissolved Solids) 및 온도 중 적어도 하나를 측정할 수 있다.The water collection system capable of being coupled to a drone according to an embodiment of the present invention may further include a water quality measurement module 240 . Specifically, the water quality measurement module 240 is located inside the combiner 230, measures the water quality of the water introduced through the hose 260, and transmits it to the central control unit (not shown) or the ground control device (not shown). The water quality measurement module 240 may measure at least one of hydrogen ion concentration (pH), electrical conductivity, dissolved oxygen amount (Dissolved Oxygeon), total dissolved solids (Total Dissolved Solids), and temperature.

본 발명의 일실시예에 따른 드론에 결합 가능한 채수 시스템은 조절 필터(280)를 더 포함할 수 있다.The water collection system capable of being coupled to a drone according to an embodiment of the present invention may further include a control filter 280 .

조절 필터(280)는 펌핑부(220)와 컴바이너(230)간 에어 경로 상에 위치하여 에어의 유·출입을 조절할 수 있다. 구체적으로 조절 필터(220)는 에어의 이동 방향에 따라 에어의 이동 경로를 개방 또는 차단할 수 있다. 구체적으로 펌핑부(220)의 주름관(222)이 팽창하여 채수통(210)의 에어를 흡수하는 경우, 조절 필터(280)는 에어 경로를 개방한다. 따라서 에어가 컴바이너(230)에서 배출되어 주름관(222)으로 유입될 수 있다. 반대로 주름관(222)이 수축하여 에어를 외부에 배출하는 경우 조절 필터(280)는 에어 경로를 차단한다. 따라서 주름관(222)에서 배출되는 에어가 컴바이너(230)에 유입되지 않고, 외부로 배출되도록 한다.The control filter 280 may be positioned on the air path between the pumping unit 220 and the combiner 230 to control the inflow and outflow of air. Specifically, the control filter 220 may open or block the movement path of the air according to the movement direction of the air. Specifically, when the corrugated pipe 222 of the pumping unit 220 expands to absorb the air of the water collecting tank 210 , the control filter 280 opens the air path. Therefore, the air may be discharged from the combiner 230 and introduced into the corrugated pipe 222 . Conversely, when the corrugated pipe 222 contracts to discharge air to the outside, the control filter 280 blocks the air path. Therefore, the air discharged from the corrugated pipe 222 is not introduced into the combiner 230, but is discharged to the outside.

본 발명의 일실시예에 따른 드론에 결합 가능한 채수 시스템은 배출 필터(290)를 더 포함할 수 있다. 배출 필터(290)는 펌핑부(220)가 흡입한 에어를 외부로 배출하고, 외부 이물질의 유입을 방지할 수 있다.The water collection system capable of being coupled to a drone according to an embodiment of the present invention may further include an exhaust filter 290 . The discharge filter 290 may discharge the air sucked by the pumping unit 220 to the outside, and may prevent the inflow of foreign substances.

본 발명의 일실시예에 따른 드론에 결합 가능한 채수 시스템은 채수통(210)의 채수량을 확인할 수 있도록 채수량 감지부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 채수량 감지부(미도시)는 채수량 센서(미도시) 및 송신부(미도시)를 포함할 수 있다. 채수량 센서(미도시)는 수분 감지 센서일 수 있다. 수분 감지 센서를 채수통(210) 내 기준 높이에 배치하여 채수통(210)의 수위를 감지하도록 한다. 수분이 감지되면 이를 송신부(미도시)를 통해 중앙 제어부(미도시) 또는 펌핑부(220)에 전달하여 펌핑 동작을 중단하도록 할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일실시예에 따른 드론에 결합 가능한 채수 시스템은 채수량이 채수통(210)의 적정 수위에 이르면 자동으로 펌핑 동작을 중단할 수 있다.The water collection system that can be coupled to the drone according to an embodiment of the present invention may further include a water collection amount detection unit (not shown) to check the water collection amount of the water collection container 210 . The water collection amount sensor (not shown) may include a water collection amount sensor (not shown) and a transmitter (not shown). The water collection amount sensor (not shown) may be a moisture detection sensor. A moisture detection sensor is disposed at a reference height in the water collecting tank 210 to detect the water level in the water collecting tank 210 . When moisture is detected, it may be transmitted to the central control unit (not shown) or the pumping unit 220 through the transmitter (not shown) to stop the pumping operation. Through this, the water collection system that can be coupled to the drone according to an embodiment of the present invention can automatically stop the pumping operation when the water collection amount reaches an appropriate water level in the water collection tank 210 .

채수량 센서(미도시)는 영상 회득 장치일 수 있다. 송신부(미도시) 채수통(210) 내부를 촬영한 영상을 중앙 제어부(미도시) 또는 지상 통제 장치(미도시)에 전송할 수 있다. 이 경우 작업자가 영상을 통해 채수량을 실시간으로 확인하면서 적정 채수량에 도달하였는지를 확인할 수 있다.The water collection sensor (not shown) may be an image acquisition device. The transmission unit (not shown) may transmit an image photographed inside the water tank 210 to a central control unit (not shown) or a ground control device (not shown). In this case, the operator can check whether the proper amount of water has been reached while checking the amount of water collected in real time through the video.

도 3은 도 2에 도시된 채수 시스템의 펌핑 동작을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로 도 3(a)는 펌핑부(320)의 주름관(322)이 팽창하는 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 3(b)는 펌핑부(320)의 주름관(322)이 수축하는 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 3 is a view for explaining a pumping operation of the water collection system shown in FIG. 2 . Specifically, FIG. 3 (a) is a view for explaining the operation when the corrugated pipe 322 of the pumping unit 320 expands, and FIG. 3 (b) is the corrugated pipe 322 of the pumping unit 320 when the corrugated pipe 322 is contracted. It is a diagram for explaining the operation in this case.

먼저 도 3(a)를 참조하여 설명한다. 구동부(356)가 로드(354)의 나사산을 따라 회전하면서 상하 방향으로 왕복 운동을 하게 된다. 구동부(356)가 로드(354)를 따라 아래로 움직이면(①) 주름관(322)이 팽창하게 되고, 이 때 주름관(322)과 컴바이너(330) 사이에 위치하는 조절 필터(380)는 개방된다. 이를 통해 채수통(310)의 에어는 제1 연결부(332), 컴바이너(330)의 상부 공간(AA), 제2 연결부(334), 및 조절 필터(380)를 경유하여 주름관(322)으로 원활하게 유입된다(②). 그 결과 채수통(310) 내부의 기압이 낮아져 채수된 물이 컴바이너(330)의 하부 공간(BB)을 거쳐 채수통(310)으로 유입된다. 이 과정에서 채수된 물이 컴바이너(330)에 유입되는 속도와 채수통(310)으로 배출되는 속도간의 차이로 컴바이너(330)의 하부 공간(BB)에 물이 임시로 수용되게 되는데, 에어가 존재하는 상부 공간(AA)으로 인해 하부 공간(BB)이 컴바이너(330)의 제1 연결부(332)를 넘어서까지 확장되지는 않는다. 이를 통해 채수된 물이 펌핑부(320)로 유입되지 않아 오염된 물에 의해 펌핑부(320)가 2차 오염을 방지할 수 있다. 이는 오염된 채수지에서 채수 후에도 펌핑부(320)를 교체하지 않아도 되는 장점이 있다.First, it will be described with reference to FIG. 3(a). The driving unit 356 reciprocates in the vertical direction while rotating along the thread of the rod 354 . When the driving unit 356 moves down along the rod 354 (①), the corrugated pipe 322 expands, and at this time, the control filter 380 positioned between the corrugated pipe 322 and the combiner 330 is opened. do. Through this, the air of the water collecting tank 310 passes through the first connection part 332 , the upper space AA of the combiner 330 , the second connection part 334 , and the control filter 380 to the corrugated pipe 322 ). It flows smoothly into the (②). As a result, the air pressure inside the water collecting tank 310 is lowered, and the collected water flows into the water collecting tank 310 through the lower space BB of the combiner 330 . In this process, the water is temporarily accommodated in the lower space BB of the combiner 330 due to the difference between the speed at which the water collected in the combiner 330 is introduced and the speed at which it is discharged to the water collection container 310 . , the lower space BB does not extend beyond the first connection part 332 of the combiner 330 due to the upper space AA in which air exists. As the water collected through this does not flow into the pumping unit 320 , secondary contamination of the pumping unit 320 by the contaminated water may be prevented. This has the advantage that it is not necessary to replace the pumping unit 320 even after the water is collected from the contaminated collection basin.

다음으로 도 3(b)를 참조하여 설명한다. 구동부(356)가 로드(354)를 따라 위로 움직이면(④) 주름관(322)이 수축하게 되고, 이 때 주름관(322)과 컴바이너(330) 사이에 위치하는 조절 필터(380)는 폐쇄된다. 이를 통해 주름관(352)으로 흡입된 에어는 컴바이너(330)로 유입되지 않고, 배출 필터(390)를 통해 외부로 배출된다(⑤). 이 과정에서는 채수된 물이 컴바이너(330)에 유입되는 속도보다 컴바이너(330)에서 채수통(310)으로 배출되는 속도가 빨라서 채수된 물이 임시 수용되는 컴바이너(330)의 하부 공간(BB)은 줄어들게 된다. 이렇게 주름관(322)의 팽창과 수축을 반복하면서 채수지의 물을 흡입하여 채수통(310)에 저장하게 된다.Next, it will be described with reference to Fig. 3(b). When the driving unit 356 moves upward along the rod 354 (④), the corrugated pipe 322 is contracted, and at this time, the control filter 380 positioned between the corrugated pipe 322 and the combiner 330 is closed. . The air sucked into the corrugated pipe 352 through this does not flow into the combiner 330, but is discharged to the outside through the discharge filter 390 (⑤). In this process, the rate at which the collected water is discharged from the combiner 330 to the water collecting tank 310 is faster than the rate at which the collected water flows into the combiner 330 , so the collected water is temporarily accommodated in the combiner 330 . The lower space BB is reduced. In this way, while repeating the expansion and contraction of the corrugated pipe 322, the water from the collection resin is sucked and stored in the collection container 310.

도 4는 도 2에 도시된 센싱부(272)의 일실시예를 나타낸다. 구체적으로 도 4(a)는 센싱부(440)에 부력이 작용하기 전의 상태를 나타내고, 도 4(b)는 센싱부(440)에 부력이 작용하고 있는 상태를 나타낸다. FIG. 4 shows an embodiment of the sensing unit 272 shown in FIG. 2 . Specifically, FIG. 4( a ) shows a state before the buoyancy force acts on the sensing unit 440 , and FIG. 4( b ) shows a state where the buoyancy force acts on the sensing unit 440 .

또한, 도 5는 도 4에 도시된 접촉 감지부(430)의 일실시예를 나타낸다. 구체적으로 도 5(a)는 센싱부(540) 하부 측에서 바라본 사시도이고, 도 5(b)는 센싱부(540) 상부 측에서 바라본 사시도이다. 이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.Also, FIG. 5 shows an embodiment of the touch sensing unit 430 shown in FIG. 4 . Specifically, FIG. 5A is a perspective view viewed from the lower side of the sensing unit 540 , and FIG. 5B is a perspective view viewed from the upper side of the sensing unit 540 . Hereinafter, it will be described with reference to FIGS. 4 and 5 .

먼저 도 4(a)를 참조하면, 센싱부(440)는 호스(420)에 결합될 수 있다. 센싱부(440)는 부력을 감지하는 부력계(460)를 구비한다. 부력계(460)는 부력을 받으면 움직인다. 센싱부(440)는 부력계(460)가 움직이는 공간을 제공한다. 부력계(460)는 제1 플랜지부(442)와 제2 플랜지부(446)를 연결하는 이음부(444)을 따라 움직일 수 있다. 부력계(460)는 부력이 작용하지 않는 경우 제1 플랜지부(442) 상에 위치하고 있다. 원하는 수심에서 채수하기 위해 호스(420)가 하강하면서 센싱부(440)가 하강하게 된다. 센싱부(440)가 수중으로 입수하면서 부력계(460)가 부력을 받기 시작한다. 부력계(460)가 입수하면서 부력을 받음에 따라 제2 플랜지부(446)를 향해 이동하게 된다. 도 4(b)를 참조하면, 부력계(460)가 이동하여 제2 플랜지부(446)와 접하게된 것을 보여준다. 센싱부(440)는 부력계(460)가 제2 플렌지부(446)까지 이동했는지를 감지함으로써 채수구가 원하는 심도에 도달하였는지를 판단하게 된다. 센싱부(440)는 채수구가 원하는 수심에 도달한 경우 이를 펌핑부에 알려 펌핑 동작이 수행되도록 할 수 있다. First, referring to FIG. 4A , the sensing unit 440 may be coupled to the hose 420 . The sensing unit 440 includes a buoyancy meter 460 for sensing buoyancy. The buoyancy meter 460 moves when receiving buoyancy. The sensing unit 440 provides a space for the buoyancy meter 460 to move. The buoyancy meter 460 may move along the joint 444 connecting the first flange 442 and the second flange 446 . The buoyancy meter 460 is positioned on the first flange portion 442 when no buoyancy force is applied. As the hose 420 descends to collect water at a desired depth, the sensing unit 440 descends. As the sensing unit 440 enters the water, the buoyancy meter 460 begins to receive buoyancy. As the buoyancy meter 460 receives and receives buoyancy, it moves toward the second flange portion 446 . Referring to Figure 4 (b), it shows that the buoyancy meter 460 is moved to come into contact with the second flange portion (446). The sensing unit 440 determines whether the water outlet has reached a desired depth by detecting whether the buoyancy meter 460 has moved to the second flange unit 446 . The sensing unit 440 may notify the pumping unit when the water outlet reaches a desired water depth so that the pumping operation is performed.

이를 위한 일실시예로 센싱부(440)는 제2 플랜지부(446)와 부력계(460)의 접촉을 감지하는 접촉 감지부(430) 및 송신부(434)를 구비할 수 있다. 접촉 감지부(430)는 부력계(460)가 이동하여 제2 플랜지부(446)에 접촉되는지를 감지한다. 송신부(434)는 접촉 감지부(430)의 감지 결과를 펌핑부에 제공하여 펌핑 동작을 개시하도록 할 수 있다.As an embodiment for this purpose, the sensing unit 440 may include a contact sensing unit 430 and a transmitting unit 434 for sensing the contact between the second flange unit 446 and the buoyancy meter 460 . The contact sensing unit 430 detects whether the buoyancy meter 460 moves and contacts the second flange unit 446 . The transmission unit 434 may provide the detection result of the touch sensing unit 430 to the pumping unit to start the pumping operation.

다른 실시예로 센싱부(440)는 수분을 감지하는 수분감지 센서(432) 및 송신부(434)를 포함할 수 있다. 수분감지 센서(432))는 수분을 감지한다. 수분감지 센서(432)는 제2 플랜지부(446)에 구비될 수 있다. 센싱부(440)가 입수함에 따라 제2 플랜지부(446)가 물에 닿아 수분이 감지되면 송신부(436)가 이를 펌핑부에 알려 펌핑 동작을 개시하도록 할 수 있다.In another embodiment, the sensing unit 440 may include a moisture detecting sensor 432 and a transmitting unit 434 for detecting moisture. The moisture sensor 432) detects moisture. The moisture sensor 432 may be provided on the second flange portion 446 . As the sensing unit 440 obtains, when the second flange unit 446 comes into contact with water and moisture is sensed, the transmitting unit 436 may notify the pumping unit to initiate the pumping operation.

또 다른 실시예로 센싱부(440)는 접촉 감지부(430), 수분감지 센서(432) 및 송신부(436)를 포함할 수 있다. 이 경우, 송신부(436)는 접촉 감지부(430) 및 수분감지 센서(432)의 감지 결과를 펌핑부에 제공하고, 펌핑부는 부력계(460)의 접촉과 수분 중 적어도 하나가 감지되거나 또는 둘 다 감지되는 경우에 한하여 펌핑 동작을 수행할 수 있다. 또는 송신부(436)가 접촉 감지부(430) 및 수분감지 센서(432)가 접촉 및 수분을 감지한 경우에 한하여 이를 펌핑부에 제공하여 펌핑 동작을 개시하도록 할 수 있다.In another embodiment, the sensing unit 440 may include a contact sensing unit 430 , a moisture sensing sensor 432 , and a transmitting unit 436 . In this case, the transmitter 436 provides the detection result of the contact detection unit 430 and the moisture detection sensor 432 to the pumping unit, and the pumping unit detects at least one of the contact and moisture of the buoyancy meter 460, or both A pumping operation may be performed only when all is detected. Alternatively, the transmitter 436 may provide this to the pumping unit only when the contact sensing unit 430 and the moisture sensing sensor 432 sense the contact and moisture to start the pumping operation.

접촉 감지부(430)의 구체적인 구성에 대하여는 이하 도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하여 설명한다. 도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하면, 센싱부(540)는 부력계(560)를 구비하며, 부력계(560)는 제1 플랜지부(542)와 제2 플랜지부(546)를 연결하는 이음부(544)를 따라 움직일 수 있다. 센싱부(540)는 접촉 감지부(530), 수분감지 센서(532) 및 송신부(534)을 구비한다. 접촉 감지부(530)는 제2 플랜지부(546)의 부력계(560)와 마주보는 면에 전기적으로 분리된 제1 도전 패턴(5302)과 제2 도전 패턴(5304)을 구비하고, 제1 도전 패턴(5302)과 제2 도전 패턴(5304)이 전기적으로 연결 되는지 여부를 감지할 수 있다. 한편, 부력계(560)의 제2 플랜지부(546)를 마주보는 면에는 접촉 감지부(530)의 제1 도전 패턴(5302)에 대응하는 제3 도전 패턴(5602)과 접촉 감지부(530)의 제2 도전 패턴(5304)에 대응하는 제4 도전 패턴(5604)이 형성되어 있고, 제3 도전 패턴(5602)과 제4 도전 패턴(5604)은 서로 연결 패턴(5606)으로 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 부력계(560)가 부력에 의해 제2 플랜지부(546)에 접촉하게 되면 전기적으로 분리되어 있던 제1 도전 패턴(5402)과 제2 도전 패턴(5404)이 제3 도전 패턴(5602), 제4 도전 패턴(5604) 및 연결 패턴(5606)을 통해 전기적으로 연결된다. 이를 통해 접촉 감지부(530)는 부력계(560)와 제2 플랜지부(546)와의 접촉을 감지할 수 있게 된다.A detailed configuration of the touch sensing unit 430 will be described below with reference to FIGS. 5A and 5B . Referring to FIGS. 5A and 5B , the sensing unit 540 includes a buoyancy meter 560 , and the buoyancy meter 560 includes a first flange portion 542 and a second flange portion 546 . ) can be moved along the joint 544 connecting them. The sensing unit 540 includes a contact sensing unit 530 , a moisture sensing sensor 532 , and a transmitting unit 534 . The contact sensing unit 530 includes a first conductive pattern 5302 and a second conductive pattern 5304 that are electrically separated on a surface facing the buoyancy meter 560 of the second flange portion 546, and the first Whether the conductive pattern 5302 and the second conductive pattern 5304 are electrically connected may be detected. On the other hand, on the surface facing the second flange portion 546 of the buoyancy meter 560 , the third conductive pattern 5602 and the contact detection unit 530 corresponding to the first conductive pattern 5302 of the contact detection unit 530 . ), a fourth conductive pattern 5604 corresponding to the second conductive pattern 5304 is formed, and the third conductive pattern 5602 and the fourth conductive pattern 5604 are electrically connected to each other by a connection pattern 5606 . has been Accordingly, when the buoyancy meter 560 comes into contact with the second flange portion 546 by the buoyancy force, the electrically separated first conductive pattern 5402 and the second conductive pattern 5404 become the third conductive pattern 5602 . , are electrically connected through the fourth conductive pattern 5604 and the connection pattern 5606 . Through this, the contact sensing unit 530 can detect the contact between the buoyancy meter 560 and the second flange unit 546 .

도 6은 도 2에 도시된 채수구의 일실시예를 나타낸다. 구체적으로, 도 6(a)는 채수구(670)가 폐쇄되어 있는 상태를 나타내고, 도 6(b)는 채수구(670)가 개방되어 있는 상태를 나타낸다.6 shows an embodiment of the water outlet shown in FIG. 2 . Specifically, FIG. 6(a) shows a state in which the water outlet 670 is closed, and FIG. 6(b) shows a state in which the water outlet 670 is open.

먼저 도 6(a)를 참조하면, 채수구(670)는 호스(620)의 일단에 결합될 수 있다. 채수구(670)는 소켓(672), 조인트암(676) 및 덮개(678)를 포함한다.First, referring to FIG. 6( a ), the water outlet 670 may be coupled to one end of the hose 620 . The water outlet 670 includes a socket 672 , a joint arm 676 , and a cover 678 .

소켓(672)은 호스(620)의 일단을 둘러싸며 견고한 재질로 구성되어 부드러운 재질의 호스(620)의 변형과 손상을 방지한다. 조인트암(676)은 일단이 소켓(672)에 연결되고, 타단이 덮개(678)의 중간 부분에 힌지 핀(677)으로 연결된다. 덮개(278)는 힌지 핀(677)을 회전 축으로 하여 회전가능하도록 조인트암(676)과 연결된다. 덮개(678)는 일단이 소켓(672)에 삽입되는 돌출부(679)를 가지며, 타단에 무게 중심이 형성되도록 무거운 질량체를 가진다. 따라서 평상시에는 타단의 무게로 인하여 일단의 돌출부(679)가 소켓에 삽입되어 있는 상태가 된다. The socket 672 surrounds one end of the hose 620 and is made of a solid material to prevent deformation and damage to the hose 620 made of a soft material. One end of the joint arm 676 is connected to the socket 672 , and the other end is connected to the middle portion of the cover 678 by a hinge pin 677 . The cover 278 is connected to the joint arm 676 so as to be rotatable using the hinge pin 677 as a rotation axis. The cover 678 has a protrusion 679 having one end inserted into the socket 672 and has a heavy mass so that the center of gravity is formed at the other end. Accordingly, the protrusion 679 of one end is inserted into the socket due to the weight of the other end in normal times.

한편, 덮개(678)의 타단은 부력계와 와이어(680)로 연결될 수 있다. 이를 위해 채수구(670)는 중개부(674)를 더 포함할 수 있다. 덮개(678)의 타단이 부력계와 와이어(680)로 연결되는데, 중개부(674)가 와이어(680)를 중개한다. 중개부(674)는 호스(620)에 인접하여 연장되는 와이어(680)의 방향을 변경하여 덮개(678)의 타단으로 연장될 수 있게 한다.Meanwhile, the other end of the cover 678 may be connected to the buoyancy meter and the wire 680 . To this end, the water outlet 670 may further include an intermediate unit 674 . The other end of the cover 678 is connected to the buoyancy meter and the wire 680, the intermediate portion 674 intermediaries the wire (680). The intermediate portion 674 changes the direction of the wire 680 extending adjacent to the hose 620 so that it can extend to the other end of the cover 678 .

도 6(b)를 참조하면, 부력이 작용하는 경우에 부력계와 연결된 와이어(680)의 장력으로 덮개(678)의 타단을 끌어올림에 따라 덮개(678)가 힌지 핀(677)을 축으로 회전하면서 소켓(672)에 삽입되어 있던 일단의 돌출부(679)가 인출되어 입구가 개방된다.Referring to Figure 6 (b), as the other end of the cover 678 is pulled up by the tension of the wire 680 connected to the buoyancy meter when buoyancy is applied, the cover 678 moves the hinge pin 677 as an axis. While rotating, one end of the protrusion 679 inserted into the socket 672 is drawn out to open the inlet.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 채수 시스템은 부력계를 통해 원하는 심도에 도달한 것으로 감지되면 채수구(670)를 자동으로 개방할 수 있게 된다. Therefore, the water collecting system according to an embodiment of the present invention can automatically open the water outlet 670 when it is sensed that the desired depth has been reached through the buoyancy meter.

본 발명의 일실시예에 따른 채수 시스템은 소켓(672) 내부에 이물질 유입을 방지하는 채수 필터(690)를 더 포함할 수 있다.The water collection system according to an embodiment of the present invention may further include a water collection filter 690 for preventing the inflow of foreign substances into the socket 672 .

본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스트, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of a method or algorithm described in relation to an embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, as a software module executed by hardware, or by a combination thereof. A software module may contain random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside in any type of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

100: 드론을 이용한 채수 시스템 110: 드론
112: 중앙 제어부 114: 동력부
116: 영상 획득부 118: 전력 공급부
120, 200: 채수 시스템 210: 채수통
212: 채수 유입구 214: 에어 배출구
220: 펌핑부 222: 주름관
224: 로드 226: 제1 구동부
230: 컴바이너 232: 제1 연결부
234: 제2 연결부 236: 제3 연결부
238: 제4 연결부 240: 수질 측정 모듈
250: 윈치부 252: 휠
254: 제2 구동부 256: 수신부
258: 접속부 260: 호스
262: 채수구 264: 와이어
270: 센싱부 272: 부력계
280: 조절 필터 282: ㄱ자형 관
284: T자형 관 290: 배출 필터
420: 호스 430: 접촉 감지부
432: 수분감지 센서 434: 송신부
440: 센싱부 442: 제1 플랜지부
444: 이음부 446: 제2 플랜지부
460: 부력계 480: 와이어
520: 와이어 530: 접촉 감지부
532: 수분감지 센서 534: 송신부
5302: 제1 도전 패턴 5304: 제2 도전 패턴
540: 센싱부 542: 제1 플랜지부
544: 이음부 546: 제2 플랜지부
560: 부력계 5602: 제3 도전 패턴
5604: 제4 도전 패턴 5606: 연결 패턴
580: 와이어 620: 와이어
670: 채수구 672: 소켓
674: 중개부 676: 조인트암
677: 힌지 핀 678: 덮개
679: 돌출부 680: 와이어
690: 채수 필터100: water collection system using a drone 110: a drone
112: central control unit 114: power unit
116: image acquisition unit 118: power supply unit
120, 200: water collecting system 210: water collecting tank
212: water inlet 214: air outlet
220: pumping unit 222: corrugated pipe
224: rod 226: first driving unit
230: combiner 232: first connection part
234: second connection 236: third connection
238: fourth connection 240: water quality measurement module
250: winch unit 252: wheel
254: second driving unit 256: receiving unit
258: connection 260: hose
262: water outlet 264: wire
270: sensing unit 272: buoyancy meter
280: control filter 282: L-shaped tube
284: T-pipe 290: exhaust filter
420: hose 430: contact sensing unit
432: moisture sensor 434: transmitter
440: sensing unit 442: first flange unit
444: joint 446: second flange portion
460: buoyancy meter 480: wire
520: wire 530: touch sensing unit
532: moisture sensor 534: transmitter
5302: first conductive pattern 5304: second conductive pattern
540: sensing unit 542: first flange unit
544: joint 546: second flange portion
560: buoyancy meter 5602: third conductive pattern
5604: fourth conductive pattern 5606: connection pattern
580: wire 620: wire
670: water outlet 672: socket
674: intermediate portion 676: joint arm
677: hinge pin 678: cover
679: protrusion 680: wire
690: water filter

Claims (10)

GPS 모듈 및 비행 제어 모듈을 구비하고 채수 지점까지 비행하는 드론;
상기 드론 몸체 하부에 결합되고, 일단에 채수구를 구비한 호스를 하강시켜 펌핑을 통해 채수통으로 수자원을 채수하는 동안 채수된 수자원의 수질을 측정하는 채수 시스템; 및
상기 드론 및 상기 채수 시스템을 유기적으로 제어하여 자동 채수 모드를 지원하는 제어부;를 포함하고,
상기 자동 채수 모드에서는 일련의 동작들이 자동으로 수행되고,
상기 일련의 동작들은 순차적으로
채수 지점 상공에서 상기 드론의 고도를 기준 높이까지 낮춰 호버링시키는 동작과, 호버링 상태에서 상기 채수구를 채수 심도까지 하강시키는 동작과, 상기 채수구가 채수 심도에 도달하면 펌핑을 시작하는 동작과, 채수 중 상기 호스를 통해 유입된 물의 수질을 측정하여 지상 통제 장치에 전송하는 동작과, 채수 완료가 감지되면 상기 드론의 고도를 높이는 동작과, 상기 채수구의 채수 심도 이탈에 따라 펌핑을 종료시키는 동작을 포함하며,
상기 채수 시스템은
에어가 배출되는 에어 배출구 및 채수된 물이 유입되는 채수 유입구를 포함하는 채수통;
상기 채수통의 에어를 빼내는 펌핑부;
일단에 배치된 채수구를 통해 흡입된 물을 상기 채수통으로 전달하는 호스;
상기 호스를 감거나 풀어서 상기 채수구를 상승 또는 하강시키는 윈치부; 및
상기 채수통, 상기 펌핑부 및 상기 윈치부를 결합하고, 채수된 물이 이동하는 공간 및 그 상부에 에어가 이동하는 공간이 형성되는 컴바이너;를 포함하는 드론을 이용한 채수 시스템.A drone having a GPS module and a flight control module and flying to a collection point;
a water collection system coupled to the lower part of the drone body, lowering a hose having a water outlet at one end and measuring the water quality of the water source collected while collecting water source through pumping; and
a control unit supporting an automatic water sampling mode by organically controlling the drone and the water sampling system;
In the automatic water collection mode, a series of operations are automatically performed,
The series of operations are sequentially
An operation of hovering the drone by lowering the altitude of the drone to a reference height above the water collecting point, an operation of lowering the water spout to the water sampling depth in the hovering state, and an operation of starting pumping when the water collecting port reaches the water collecting depth; The operation of measuring the water quality of the water introduced through the hose and transmitting it to the ground control device, the operation of raising the altitude of the drone when the completion of water collection is detected, and the operation of terminating the pumping according to the deviation of the water collection depth of the water outlet includes,
The watering system is
a water collecting container including an air outlet through which air is discharged and a water collecting inlet through which the collected water is introduced;
a pumping unit for extracting air from the water tank;
a hose for delivering water sucked through a water outlet disposed at one end to the water collecting container;
a winch unit winding or releasing the hose to raise or lower the water outlet; and
and a combiner in which the water collecting tank, the pumping unit, and the winch unit are coupled, and a space in which the collected water moves and a space in which the air moves is formed thereon. 삭제delete 제1 항에 있어서, 상기 컴바이너는
상기 채수통의 에어 배출구와 연결되는 제1 연결부, 상기 펌핑부와 연결되는 제2 연결부, 상기 윈치부를 통해 상기 호스와 연결되는 제3 연결부 및 상기 채수통의 채수 유입구와 연결되는 제4 연결부를 포함하는 드론을 이용한 채수 시스템.The method of claim 1, wherein the combiner is
A first connection part connected to the air outlet of the water collection container, a second connection part connected to the pumping part, a third connection part connected to the hose through the winch part, and a fourth connection part connected to the water collection inlet of the water collection container. A water collection system using a drone. 제3 항에 있어서, 상기 컴바이너는
상기 제1 연결부가 상기 제3 연결부보다 높은 위치에 형성된 드론을 이용한 채수 시스템.4. The method of claim 3, wherein the combiner is
A water collection system using a drone in which the first connection part is formed at a higher position than the third connection part. 제1 항에 있어서,
상기 컴바이너 내부에 채수된 물의 수질을 측정하는 수질 측정 모듈을 더 포함하는 드론을 이용한 채수 시스템.According to claim 1,
The water sampling system using a drone further comprising a water quality measurement module for measuring the water quality of the water collected inside the combiner. 제5 항에 있어서, 상기 수질 측정 모듈은
수소이온농도(pH), 전기전도도(Electrical Conductivity), 용존산소량(Dissolved Oxygeon), 총용존고용물(Total Dissolved Solids) 및 온도 중 적어도 하나를 측정하는 드론을 이용한 채수 시스템.According to claim 5, wherein the water quality measurement module is
A water collection system using a drone that measures at least one of hydrogen ion concentration (pH), electrical conductivity, dissolved oxygen (Dissolved Oxygeon), total dissolved solids (Total Dissolved Solids), and temperature. 제1 항에 있어서,
상기 펌핑부와 상기 컴바이너 사이의 에어 이동 경로상에 위치하여 에어의 이동 방향에 따라 상기 경로를 개방 또는 차단하는 조절 필터를 더 포함하는 드론을 이용한 채수 시스템.According to claim 1,
The water collection system using a drone further comprising a control filter positioned on the air movement path between the pumping unit and the combiner to open or block the path according to the movement direction of the air. 제7 항에 있어서, 상기 조절 필터는
상기 펌핑부에서 에어를 흡입할 때는 개방되고, 상기 펌핑부에서 에어를 배출할 때는 차단되는 드론을 이용한 채수 시스템.The method of claim 7, wherein the regulating filter is
A water collection system using a drone that is opened when air is sucked in from the pumping unit, and blocked when air is discharged from the pumping unit. 제1 항에 있어서, 상기 펌핑부는
팽창 및 수축을 통해 에어를 흡수 및 배출하는 주름관;
나사산이 형성된 로드; 및
상기 로드를 축으로 하여 상기 로드의 나사산을 따라 회전하며 상기 주름관을 팽창 및 수축시키는 모터;를 포함하는 드론을 이용한 채수 시스템.According to claim 1, wherein the pumping unit
Corrugated pipe for absorbing and discharging air through expansion and contraction;
threaded rod; and
and a motor rotating along the thread of the rod with the rod as an axis and expanding and contracting the corrugated pipe. 제9 항에 있어서,
상기 펌핑부가 흡입한 에어를 외부로 배출하고, 외부 이물질의 유입을 방지하는 배출 필터;를 더 포함하는 드론을 이용한 채수 시스템.10. The method of claim 9,
The water collection system using a drone further comprising a; discharge filter for discharging the air sucked in by the pumping unit to the outside and preventing the inflow of foreign substances.
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