KR102288633B1 - Fire suppression drone - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화재 진압용 드론에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 복수 개의 소화탄을 장착하고 화재 현장으로 비행하고 화재 발생 위치로 소화탄을 발사하여 인명 및 재산 피해를 최소화할 수 있는 고층 빌딩의 초기 화재 진압을 위한 화재 진압용 드론에 관한 것이다.The present invention relates to a drone for fire suppression, and more specifically, an initial fire in a high-rise building that can minimize damage to human life and property by mounting a plurality of fire extinguishers, flying to the fire site, and firing the fire bombs to the location of the fire. It relates to a drone for fire suppression for suppression.
현대 도시의 공간은 새로운 패러다임과 건축 기술 산업의 발달에 따라 건축 환경이 예측할 수 없을 정도로 성장, 변화되어 왔다. 또한 현재는 도시의 자연 환경을 보존하는 동시에 정보 집약형 첨단 도시로 발전시키기 위한 방안으로 초고층 건축물의 필요성이 절실하게 요구되고 있는 실정이다. 그러나 이러한 현상은 보다 나은 인간의 생활 환경과 도시 기능의 첨단화를 제공해주는 반면, 건축물의 구조, 화재, 방재적 안전성 등에 대한 의구심을 불러 일으키고 있다.The space of a modern city has grown and changed to an unpredictable extent in accordance with the development of a new paradigm and the building technology industry. In addition, the need for high-rise buildings is urgently needed as a way to preserve the natural environment of the city and develop it into an information-intensive high-tech city. However, while this phenomenon provides a better human living environment and advanced urban functions, it raises doubts about the structure of buildings, fire, and disaster prevention safety.
최근에는 고층 빌딩 뿐만 아니라 초고층 빌딩이 증가하는 추세이며, 이에 따라 도시 공간은 더욱 대형화 및 복합화되고 있으나, 고층 빌딩에서의 화재 발생 건수가 꾸준히 증가하고 있으며, 화재 발생 후, 그 대처가 미흡한 실정이다. 그 결과, 이러한 도시 공간에서 발생되는 화재로 인한 인명 피해와 재산 피해는 그 규모가 점차 증가하고 있다.Recently, not only high-rise buildings but also high-rise buildings are increasing, and urban spaces are becoming larger and more complex. As a result, the scale of human casualties and property damage due to fires occurring in these urban spaces is gradually increasing.
대부분의 화재는 초기 대응이 신속하게 이루어지지 않아 피해가 더욱 커지고 있으므로, 초기 진압이 매우 중요시되고 있다. 이로 인해 대부분의 고층 빌딩에서의 화재 발생 시, 많은 소방 대원들이 화재 현장에 투입되어 화재를 진압하는데에 많은 어려움이 있으므로, 고층 빌딩의 안전 확보에 대한 국민적 관심과 불안이 커지고 있는 실정이다. 특히 고층 빌딩에서의 화재 발생 시, 초기 대응이 지연될 경우, 큰 화재로 확산될 수 있으므로, 초기에 화재를 진압하기 위한 시스템의 구축이 절실한 상황이다.Most of the fires do not respond promptly in the initial stage, causing greater damage. Therefore, early suppression is very important. Due to this, when a fire occurs in most high-rise buildings, many firefighters are put at the fire site and there is a lot of difficulty in extinguishing the fire. In particular, when a fire occurs in a high-rise building, if the initial response is delayed, it may spread to a large fire, so it is urgent to establish a system for extinguishing the fire in the early stage.
현재 드론 기술의 발달로 다양한 분야에서 드론을 활용하는 기술들이 개발되고 있다. 소방 현장에서 드론을 활용하는데 있어 상용화된 기술은 예를 들어, 산불 등의 화재 발생 시 잔불 확인, 현장과 이격된 원거리에서의 현장 관제, 산악, 해안 등에서의 구조자 탐색 등이 있다. 예컨대, 종래의 화재 진압용 드론은 소화 기능을 하는 유체 또는 약품을 단지 화재가 발생된 장소에 낙하시키는 정도의 기능 만을 가지고 있다. 따라서 종래의 드론은 산불과 같은 한정된 범위에서만 활용이 가능한 한계가 있으므로, 고층 빌딩에서의 화재 진압용으로 활용하는데는 여전히 어려움이 따른다.Currently, with the development of drone technology, technologies using drones are being developed in various fields. Commercialized technologies for using drones at firefighting sites include, for example, checking residual fires in case of fires such as wildfires, on-site control at a distance away from the site, and searching for rescuers in mountains and coasts. For example, the conventional drone for fire suppression has only a function of dropping a fluid or a chemical having a fire extinguishing function to a place where a fire has occurred. Therefore, since the conventional drone has a limit that can be used only in a limited range such as a forest fire, it is still difficult to use it for fire suppression in a high-rise building.
이에 최근에는 기술 개발과 다양한 실험을 통해 고층 도심지의 화재 현장, 실내 공간, 장애물 밀집 지역 등의 소방 현장에 드론을 투입하기 위한 방안이 제시되고 있다. 특히 기존의 관제, 탐색 및 장비 투하 등의 단순한 임무에서 벗어나 드론을 이용한 소화 활동, 인명 구조 등 적극적인 형태로 화재 현장에 활용하기 위한 기술이 다양하게 제안되고 있는 실정이다.Accordingly, recently, through technological development and various experiments, a method for injecting drones into firefighting sites such as high-rise downtown fire sites, indoor spaces, and obstacle-dense areas has been proposed. In particular, various technologies are being proposed to be used at the fire site in an active form such as firefighting activities using drones and human rescue, away from simple tasks such as control, search, and equipment dropping.
이는 안전에 대한 사회적인 관심의 증가와 함께 산업 전반에 강하게 불고 있는 사물인터넷 기반의 자동화, 무인화라는 4 차 산업 혁명의 바람이 화재 안전 관리 기술 발전에도 영향을 미치고 있다.Along with the increase in social interest in safety, the wind of the 4th industrial revolution of IoT-based automation and unmanned technology that is blowing strongly throughout the industry is also affecting the development of fire safety management technology.
따라서 드론을 이용하여 도심의 고층 빌딩에서의 화재 발생 시, 다양한 환경의 화재 현장에서 보다 신속하고 적극적으로 초기 대응에 활용할 수 있는 드론 기술이 절실히 필요하다.Therefore, when a fire occurs in a high-rise building in the city using a drone, there is an urgent need for a drone technology that can be used more quickly and actively for initial response at fire sites in various environments.
본 발명의 목적은 4 차 산업의 중심인 드론과 기존의 소방 기술을 융합하여 새로운 방식의 화재 진압 방법을 제시하기 위한 화재 진압용 드론을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a fire suppression drone for presenting a new fire suppression method by fusing a drone, which is the center of the 4th industry, and existing firefighting technology.
본 발명의 다른 목적은 고층 빌딩의 초기 화재를 진압하여 인명 및 재산 피해를 최소화하기 위한 화재 진압용 드론을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a fire suppression drone for suppressing the initial fire of a high-rise building to minimize damage to human life and property.
본 발명의 또 다른 목적은 복수 개의 소화탄을 장착하고 화재 현장에서 소화탄을 발사하여 화재를 초기에 진압하는 화재 진압용 드론을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a fire suppression drone that is equipped with a plurality of fire extinguishers and fires fire extinguishers at the site of a fire to initially suppress a fire.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 화재 진압용 드론은 복수 개의 소화탄을 장착하여 화재 현장에서 소화탄을 발사하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 본 발명의 화재 진압용 드론은 고층 빌딩의 화재 발생 시, 화재 현장으로 비행하여 소화탄을 발사함으로써, 초기 화재 진압이 가능하여 인명 및 재산 피해를 최소화할 수 있다.In order to achieve the above objects, the drone for fire suppression of the present invention has one feature in that it is equipped with a plurality of fire extinguishers and fires fire extinguishers at a fire site. In the case of a fire in a high-rise building as described above, the drone for fire suppression of the present invention can fly to a fire site and fire a fire extinguisher, thereby enabling initial fire suppression, thereby minimizing damage to human life and property.
이 특징에 따른 본 발명의 화재 진압용 드론은, 상기 드론의 몸체를 형성하는 몸체부; 상기 몸체부의 상부 가장자리에 회전 가능하게 설치되어 상기 드론을 비행시키는 복수 개의 프로펠러; 상기 프로펠러의 하부에 설치되어 상기 프로펠러들 각각을 회전시키는 복수 개의 브러시리스 모터; 무선 통신망을 통해 무선 조종기와 스마트폰이 연결되고 상기 무선 조종기로부터 상기 드론을 비행하도록 하는 원격 조종 신호를 수신하고 상기 스마트폰으로부터 원격 제어 신호를 수신하는 무선 통신 모듈; 상기 몸체부의 하부에 고정 설치되어 복수 개의 소화탄을 구비하고, 상기 원격 제어 신호에 응답해서 상기 소화탄을 발사하는 소화탄 발사 장치; 상기 드론과 상기 소화탄 발사 장치의 구동 전원을 각각 공급하는 복수 개의 배터리; 및 상기 브러시리스 모터들 각각을 제어하는 복수 개의 전자 속도 제어 모듈과, 상기 전자 속도 제어 모듈들을 제어하여 상기 드론의 비행 상태를 조절하는 비행 제어 장치와, 상기 무선 통신 모듈과, 상기 소화탄 발사 장치를 제어하는 아두노이 보드를 포함하고, 상기 원격 조종 신호에 응답해서 상기 비행 제어 장치를 제어하고, 상기 원격 제어 신호에 응답해서 상기 아두노이 보드를 제어하는 제어 모듈을 포함한다.Fire suppression drone of the present invention according to this feature, the body portion forming the body of the drone; a plurality of propellers rotatably installed on the upper edge of the body to fly the drone; a plurality of brushless motors installed under the propeller to rotate each of the propellers; a wireless communication module for receiving a remote control signal for connecting the wireless controller and a smartphone through a wireless communication network and allowing the drone to fly from the wireless controller and receiving a remote control signal from the smartphone; a fire projectile device that is fixedly installed on the lower part of the body and has a plurality of fire bombs, and fires the fire bombs in response to the remote control signal; a plurality of batteries for respectively supplying driving power to the drone and the fire extinguisher launch device; and a plurality of electronic speed control modules for controlling each of the brushless motors; a flight control device for controlling the electronic speed control modules to control the flight state of the drone; the wireless communication module; It includes an Arduino board for controlling the, and a control module for controlling the flight control device in response to the remote control signal, and controlling the Arduino board in response to the remote control signal.
이 특징에 있어서, 상기 소화탄 발사 장치는, 전후방이 개방된 원통 형상으로 구비되어 상기 몸체부의 하부에 고정 설치되고, 내부 공간에 복수 개의 소화탄을 수용하여 상기 소화탄들을 후방에서 전방으로 가이드하고, 개방된 전방에 상기 소화탄을 배출하는 배출구와 개방된 후방에 상기 소화탄을 투입하는 투입구 및 양측의 일부가 개방되는 개구부가 형성되는 소화탄 지그; 표면이 고무 재질로 구비되어 상기 소화탄 지그의 양측에 배치되고, 상기 개구부를 통해 일부가 상기 소화탄 지그에 수용된 상기 소화탄의 양측면과 접촉하여 회전력에 의해 상기 소화탄을 상기 배출구로 발사시키는 2 개의 롤러; 및 상기 롤러들 각각을 회전시키는 2 개의 스텝 모터;를 포함하되, 상기 아두노이 보드는 상기 원격 제어 신호에 응답해서 상기 스텝 모터를 제어하여 상기 소화탄을 발사시킨다.In this feature, the fire extinguisher firing device is provided in a cylindrical shape with an open front and rear, and is fixedly installed at the lower part of the body, and accommodates a plurality of fire bullets in the inner space to guide the fire bullets from the rear to the front, , a fire hydrant jig in which an outlet for discharging the fire munitions in the open front and an inlet for putting the fire munitions in the open rear and openings in which part of both sides are opened are formed; The surface is provided with a rubber material and disposed on both sides of the fire bomb jig, and a part through the opening comes into contact with both sides of the fire bomb accommodated in the fire bomb jig and fires the fire bomb to the outlet by rotational force. dog roller; and two step motors for rotating each of the rollers, wherein the Arduino board controls the step motors in response to the remote control signal to fire the fire bombs.
이 특징에 있어서, 상기 무선 통신 모듈은, 무선 통신망을 통해 상기 무선 조종기로부터 상기 원격 조정 신호를 수신하여 상기 비행 제어 장치로 전송하는 안테나와 송수신기; 및 무선 통신망을 통해 상기 스마트폰으로부터 상기 원격 조정 신호를 수신하여 상기 아두노이 보드로 전송하는 블루투스 모듈을 포함한다.In this feature, the wireless communication module comprises: an antenna and a transceiver for receiving the remote control signal from the wireless controller through a wireless communication network and transmitting the signal to the flight control device; and a Bluetooth module for receiving the remote control signal from the smart phone through a wireless communication network and transmitting it to the Arduino board.
상술한 바와 같이, 본 발명의 화재 진압용 드론은 고층 빌딩의 화재 발생 시, 신속하게 화재 현장으로 출동 가능하므로, 소방 대원보다 빠른 기동성으로 골든타임에 보다 빠르게 도착하여 화재를 초기에 진압할 수 있으며, 이로 인해 인명 및 재산 피해를 최소화할 수 있다.As described above, the fire suppression drone of the present invention can be quickly dispatched to the fire site in the event of a fire in a high-rise building, so it can arrive at the golden time faster than firefighters and quickly extinguish the fire with faster maneuverability than firefighters. , thereby minimizing damage to life and property.
또 본 발명의 화재 진압용 드론은 동시에 복수 개를 화재 현장에 투입하여 화재 진압을 위한 소방 대원의 투입을 최소화하여 보다 효과적인 화재 진압이 가능하다.In addition, the fire suppression drone of the present invention is capable of more effective fire suppression by minimizing the input of firefighters for fire suppression by simultaneously putting a plurality of drones at the fire site.
또 본 발명의 화재 진압용 드론은 적외선 카메라, 열화상 카메라 등을 통해 실시간으로 화재가 발생된 고층 빌딩 내부의 상황을 탐지하여 신속하게 사람을 구출하여 인명 피해를 최소화할 수 있다.In addition, the fire suppression drone of the present invention detects the situation inside a high-rise building where a fire has occurred in real time through an infrared camera, a thermal imaging camera, etc.
또한 본 발명의 화재 진압용 드론은 화재 현장에 대한 영상을 획득하여 화재 현장에 대한 상황을 파악할 수 있도록 현장의 소방관들에게 제공함으로써, 소방관들 간의 의사 소통을 더욱 원할하게 하여 화재 진압에 도움을 줄 수 있다.In addition, the fire suppression drone of the present invention obtains an image of the fire site and provides it to the firefighters at the site so that they can understand the situation at the fire site, thereby making communication between firefighters more smooth and helping to suppress the fire. can
도 1은 본 발명에 따른 화재 진압용 드론의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압용 드론의 구성을 나타내는 도면,
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 소화탄 발사 장치의 구성을 나타내는 도면들, 그리고
도 5는 도 4에 도시된 배터리와 제어 모듈의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a block diagram showing the configuration of a drone for fire suppression according to the present invention;
2 is a view showing the configuration of a fire suppression drone according to an embodiment of the present invention;
3 and 4 are views showing the configuration of the fire extinguisher firing device shown in FIG. 2, and
FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of a battery and a control module shown in FIG. 4 .
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. This example is provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes of the components in the drawings are exaggerated to emphasize a clearer description.
이하 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 화재 진압용 드론의 구성 및 기능을 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and function of the drone for fire suppression according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying FIGS. 1 to 5 .
도 1은 본 발명에 따른 화재 진압용 드론의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating the configuration of a drone for fire suppression according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 화재 진압용 드론(100)은 도심 등의 고층 빌딩에서 화재 발생 시, 초기 화재 진압을 위하여, 복수 개의 소화탄(도 4의 300)을 구비하고, 원격 제어 장치(200, 210)로부터 원격 제어를 받아서 화재 현장으로 비행하여 화재 발생 위치로 소화탄(300)을 발사하도록 제공된다.Referring to FIG. 1 , the
따라서 본 발명의 화재 진압용 드론(100)은 도심 등의 고층 빌딩에서 화재 발생 시, 원격 제어를 받아서 신속하게 화재 현장으로 비행하여 화재 발생 위치로 소화탄을 발사함으로써, 초기에 화재를 진압할 수 있으며, 인명 및 재산 피해를 최소화할 수 있다.Therefore, when a fire occurs in a high-rise building such as a city center, the
이를 위해 본 발명의 화재 진압용 드론(100)은 몸체부(도 2의 110)와, 복수 개의 프로펠러(120)와, 복수 개의 모터(130)와, 소화탄 발사 장치(140)와, 배터리(160)와, 무선 통신 모듈(190) 및 제어 모듈(170)을 포함한다. 또 본 발명의 화재 진압용 드론(100)은 카운터(150)와 카메라(180)를 포함한다. 이러한 화재 진압용 드론(100)은 무선 통신망을 통해 원격 제어 장치(200, 210) 즉, 무선 조종기(200)와 스마트폰(210)이 상호 연결된다.To this end, the
구체적으로, 몸체부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 화재 진압용 드론(100)의 몸체를 구성하고, 복수 개의 프로펠러(120)들이 상부 가장자리에 회전 가능하게 고정 설치된다. 몸체부(110)에는 소화탄 발사 장치(140), 카운터(150), 배터리(160), 카메라(180), 무선 통신 모듈(190) 및 제어 모듈(170)들이 고정 설치된다.Specifically, as shown in FIG. 2 , the
프로펠러(120)는 복수 개가 구비되고, 상호 균등한 간격으로 이격 배치되어 몸체부(110)의 상부 가장자리에 회전 가능하게 설치된다. 프로펠러(120)들 각각은 모터(130)에 의해 회전된다.A plurality of
모터(130)는 프로펠러(120)들 각각에 대응하여 구비된다. 모터(130)들 각각은 제어 모듈(170)의 제어를 받아서 프로펠러(120)들 각각을 회전시킨다.The
소화탄 발사 장치(140)는 복수 개의 소화탄(300)을 구비하고, 제어 모듈(170)의 제어를 받아서 소화탄(300)을 전방을 향해 발사한다. 여기서 소화탄(300)은 화약탄 원리를 이용하여 공 형상으로 제작되고, 발사된 화재 발생 지점에서 폭발되어 폭발된 힘에 의해 소화제가 확산됨에 따라 화재를 진화한다.The small
카운터(150)는 소화탄 발사 장치(140)에 수용된 소화탄(300)의 개수를 초기화하여 설정하고, 소화탄 발사 장치(140)에서 소화탄(300)이 발사되면, 제어 모듈(170)의 제어를 받아서 해당 개수를 카운트하여 표시한다.The
배터리(160)는 예컨대, 재충전 가능한 2 차 전지로 구비되어 화재 진압용 드론(100)의 비행을 위한 구동 전원과 소화탄 발사 장치(140)의 구동 전원을 공급한다.The
카메라(180)는 예를 들어, 적외선 카메라, 열화상 카메라 등으로 구비되고, 화재 진압용 드론(100)이 화재 현장으로 비행하여 화재 발생에 따른 현장에 대한 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 이용하여 사람과 사물을 식별하여 화재 현장에 대한 상황을 파악할 수 있도록 무선 통신 모듈(190)을 통해 스마트폰(210)으로 제공한다.The
무선 통신 모듈(190)은 무선 통신망을 통해 원격 제어 장치(200, 210) 즉, 무선 조종기(200)와 스마트폰(210)과 연결된다. 무선 통신 모듈(190)은 무선 통신망을 통해 무선 조종기(200)로부터 화재 진압용 드론(100)을 비행시키는 원격 조종 신호를 받아들이고, 스마트폰(210)으로부터 소화탄 발사를 위한 원격 제어 신호를 받아들인다. 무선 통신 모듈(190)은 카메라(180)로부터 촬영된 영상을 스마트폰(210)으로 전송한다.The
그리고 제어 모듈(170)은 화재 진압용 드론(100)의 제반 동작을 처리하도록 제어한다. 즉, 제어 모듈(170)은 모터(130), 소화탄 발사 장치(140), 카운터(150), 배터리(160), 카메라(180) 및 무선 통신 모듈(190)들 각각의 기능이 상호 유기적으로 처리하도록 제어한다. 제어 모듈(170)은 무선 통신망을 통해 무선 조종기(200)로부터 전송된 원격 조종 신호에 대응하여 화재 진압용 드론(100)을 비행하도록 제어하고, 스마트폰(210)으로부터 전송된 원격 제어 신호에 대응하여 소화탄(300)을 발사하도록 제어한다. 또 제어 모듈(170)은 발광 다이오드(LED), 스피커 등을 포함하는 알림부(178)를 구비하고, 이를 통해 전원 온/오프 상태, 원격 제어 장치(200, 210)와의 통신 상태 등을 표시하거나 비프음을 출력하도록 제어한다.In addition, the
이러한 본 발명의 화재 진압용 드론(100)은 원격 제어 장치(200, 210)를 통해 화재 현장으로 비행하여 골든타임 내에 신속하게 출동할 수 있다. 또 화재 진압용 드론(100)은 적외선, 열화상 등의 카메라(180)를 이용하여 화재 현장에 대한 영상을 획득하여 화재 현장에 대한 상황을 파악할 수 있도록 현장의 소방관들에게 제공함으로써, 소방관들 간의 의사 소통을 더욱 원할하게 하여 화재 진압에 도움을 줄 수 있다. 또 화재 진압용 드론(100)은 원격 제어 장치(200, 210)를 통해 화재 현장으로 비행하여 소화탄(300)을 발사함으로써, 신속하게 화재를 초기에 진압할 수 있도록 처리한다.The
다음은 도 2 내지 도 5를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압용 드론의 구성 및 기능을 구체적으로 설명한다.Next, the configuration and function of the fire suppression drone according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5 .
즉, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압용 드론의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 소화탄 발사 장치의 구성을 나타내는 도면들이며, 그리고 도 5는 도 4에 도시된 배터리와 제어 모듈의 구성을 나타내는 도면이다.That is, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a fire suppression drone according to an embodiment of the present invention, FIGS. 3 and 4 are diagrams showing the configuration of the fire extinguisher firing apparatus shown in FIG. 2 , and FIG. 5 is FIG. It is a diagram showing the configuration of the battery and control module shown in FIG.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 몸체부(110)는 예컨대, 카본 재질, 알루미늄 재질, 금속 재질 등으로 구비된다. 몸체부(110)는 복수 개의 프로펠러(120)들이 상부 가장자리에 회전 가능하게 고정 설치되도록 프로펠러(120)의 개수에 대응하여 일부가 외측 방향으로 일정 길이 연장 형성된다.2 to 5 , the
몸체부(110)는 하부에 소화탄 발사 장치(140), 배터리(160), 카메라(180), 무선 통신 모듈(190) 및 제어 모듈(170)들이 고정 설치된다. 몸체부(110)는 상부에 카운터(150)가 고정 설치된다. 무선 통신 모듈(190), 배터리(160) 및 제어 모듈(170)들은 몸체부(110)의 내부에 구비될 수도 있다.The
또 몸체부(110)는 하부에 복수 개의 랜딩 레그(landing leg)(112)를 구비한다. 랜딩 레그(112)는 프로펠러(120)의 개수에 대응하여 복수 개가 구비될 수 있다. 랜딩 레그(112)는 복수 개가 몸체부(110)의 하부에 고정 설치되는 고정식 또는 자동 접이식 다리(retractor) 등으로 구비된다. 랜딩 레그(112)가 자동 접이식 다리인 경우, 화재 진압용 드론(100)이 비행되면 자동으로 접철되게 구비할 수도 있다. 이러한 랜딩 레그(112)는 화재 진압용 드론(100)이 하강 시, 하강 장소에 안착되어 몸체부(110)를 지지한다.In addition, the
프로펠러(120)는 적어도 3 개 이상(예를 들어, 3 개, 4 개, 5 개, 6 개 또는 8 개 등)으로 구비된다. 프로펠러(120)는 화재 진압용 드론(100)과 소화탄 발사 장치(140)에 수용된 복수 개의 소화탄(300)의 무게에 따라 비행이 가능하도록 그 직경 및 개수가 결정될 수 있다. 프로펠러(120)들 각각은 하부에 모터(130)와 결합되고, 모터(130)의 구동에 의해 회전된다. 이 실시예에서 프로펠러(120)는 4 개가 구비된다.The
모터(130)는 4 개의 프로펠러(120)들에 대응하여 4 개가 구비되고 각각이 프로펠러(120)의 하부에 설치된다. 모터(130)는 브러시리스 모터(Brushless Direct Current motor : BLDC motor)로 구비되고 제어 모듈(170)의 제어를 받아서 프로펠러(120)들 각각을 회전시킨다.Four
배터리(160)는 예컨대, 리튬 폴리머(Li-Po) 배터리로 구비되고, 화재 진압용 드론(100)을 비행하기 위한 전원을 공급하는 메인 배터리(162)와, 소화탄 발사 장치(140)를 위한 전원을 공급하는 보조 배터리(164)가 분리되어 구비된다. 이러한 배터리(160)에는 과충전 및 과방전을 방지하기 위하여 전압을 측정하는 리포 셀 체커(Li-Po cell checker)(미도시됨) 등이 전기적으로 연결될 수 있다.The
제어 모듈(170)은 4 개의 BLDC 모터(130)들 각각을 제어하기 위한 4 개의 전자 속도 제어(Electronic Speed Controls : ESC) 모듈(172)과, 화재 진압용 드론(100)의 비행을 위해 ESC 모듈(172)들을 제어하는 비행 제어 장치(Flight Controller : FC)(174)를 포함한다. 여기서 비행 제어 장치(FC)(174)는 비행 정보를 수집하고, 센서값을 바탕으로 화재 진압용 드론(100)의 자세를 측정하여 비행 상태를 모니터링하고, ESC 모듈(172)들을 제어하여 화재 진압용 드론(100)의 자세를 보정한다. 또 비행 제어 장치(FC)는 GPS를 이용하여 실시간으로 위치 정보를 수집할 수 있다.The
또 제어 모듈(170)은 소화탄 발사 장치(140)를 제어하기 위한 아두이노 보드(176)를 포함한다. 아두이노 보드(176)는 예를 들어, 소화탄 발사 장치(140)의 스텝 모터(144, 145)들을 제어한다.In addition, the
무선 통신 모듈(190)은 안테나(192)와 송수신기(194) 및 블루투스 모듈(196)을 포함하고, 무선 통신망을 통해 원격 제어 장치(200, 210) 즉, 무선 조종기(200)와 스마트폰(210)과 연결된다. 무선 통신 모듈(190)은 안테나(192)와 송수신기(194)를 통해 무선 조종기(200)로부터 화재 진압용 드론(100)을 비행시키는 원격 조종 신호를 받아들이고, 블루투스 모듈(196)을 통해 스마트폰(210)으로부터 소화탄 발사를 위한 원격 제어 신호를 받아들인다. 무선 통신 모듈(190)은 블루투스 모듈(196)을 통해 카메라(180)로부터 촬영된 영상을 스마트폰(210)으로 전송한다. 이를 위해 안테나(192)와 송수신기(194)는 비행 제어 장치(174)와 전기적으로 연결되고, 블루투스 모듈(196)은 아두이노 보드(176)에 전기적으로 연결된다.The
그리고 소화탄 발사 장치(140)는 몸체부(110)의 하부에 고정 설치된다. 소화탄 발사 장치(140)는 내부 공간에 복수 개의 소화탄(300)을 수용하는 소화탄 지그(141)와, 소화탄 지그(141)의 양측에 배치되는 2 개의 롤러(142, 143) 및, 롤러(142, 143)들 각각을 회전시키는 2 개의 스텝 모터(144, 145)를 포함한다. 또 소화탄 발사 장치(140)에는 배터리(160 : 162, 164)의 잔량 전압을 측정하는 리포 셀 체커(lipo cell checker)(미도시됨)가 구비될 수 있다.And the fire
소화탄 지그(141)는 전후방이 개방된 원통 형상과 대체로 유사한 형상으로 구비된다. 소화탄 지그(141)는 내부에 수용된 복수 개의 소화탄(300)들을 후방에서 전방으로 가이드한다. 소화탄 지그(141)는 개방된 전방에 소화탄(300)을 배출하는 배출구(141a)를 형성하고, 개방된 후방에 소화탄(300)을 투입하는 투입구(141b)를 형성한다. 소화탄 지그(141)는 투입된 소화탄(300)이 개방된 투입구(141b)로 배출되지 않도록 후방이 일정 각도로 상향 굴곡되게 형성되고 굴곡된 상부측에 투입구(141b)가 형성된다.The
또 소화탄 지그(141)는 양측의 일부가 개방되어 롤러(142, 143)들 각각의 일부가 내부로 삽입되는 개구부(141c)를 형성한다. 소화기 지그(141)는 하부에 스티로폼을 이용하여 몸체부(110)의 하부에 고정시키고, 스티로폼에 아두이노 보드(176), 롤러(142, 143), 스텝 모터(144, 145), 배터리(162), 블루투스 모듈(196), 리포 셀 체커 등을 고정 설치한다.In addition, the
롤러(142, 143)는 회전축이 수직 방향으로 형성되고 하부에 스텝 모터(144, 145)와 결합되어 수평 방향으로 회전된다. 롤러(142, 143)는 표면이 고무 재질로 구비되어 개구부(141c)를 통해 소화탄 지그(141)에 수용된 소화탄(300)의 양측 표면과 접촉한다. 따라서 롤러(142, 143)의 회전력에 의해 소화탄(300)이 배출구(141a) 방향으로 발사된다.The
소화탄 발사 장치(140)는 제어 모듈(170)의 아두이노 보드(176)를 통해 소화탄 지그(141)에 수용된 소화탄(300)의 개수를 카운터(150)에 표시한다.The
이러한 소화탄 발사 장치(140)는 무선 통신 모듈(190)의 블루투스 모듈(196)을 통하여 스마트폰(210)으로부터 원격 제어 신호가 전송되면, 소화탄 지그(141)의 양측에 구비되는 스텝 모터(144, 145)에 의해 회전하는 롤러(142, 143)들의 원심력을 이용하여 소화탄(300)을 전방으로 발사한다.When the remote control signal is transmitted from the
또 이 실시예에서는 원격 제어 장치(200, 210)는 무선 조종기(200)와 스마트폰(210)으로 구비된다. 무선 조종기(200)는 화재 진압용 드론(100)의 비행을 원격 조정하고, 스마트폰(210)은 소화탄 발사 장치(140)를 원격 제어한다. 이를 위해 스마트폰(210)에는 화재 진압용 드론(100)의 비행 상태와 화재 현장에 대한 영상을 모니터링하고, 화재 발생 위치를 판단하여 해당 위치로 소화탄(300)을 발사하도록 소화탄 발사 장치(140)를 제어하기 위한 애플리케이션이 설치된다.Also, in this embodiment, the
이러한 본 발명의 화재 진압용 드론(100)은 스마트폰(210)의 애플리케이션이 활성화되고, 스마트폰(210)과 블루투스 모듈(196)을 동기화시켜서 무선 통신 가능하게 구비되면, 알림부(178)의 발광 다이오드(LED)를 통해 점등 표시된다. 이어서 무선 조종기(200)를 이용하여 화재 진압용 드론(100)을 시동하여 화재 현장으로 비행하도록 원격 조종한다. 이 때, 무선 조종기(200)가 화재 진압용 드론(100)과 연결되면, 알림부(178)의 스피커를 통해 비프음을 출력한다.In the
본 발명의 실시예에서는 무선 조종기(200)의 원격 조종을 받아서 소방차의 물 호스가 닿지 않는 고층 빌딩의 상층부(예를 들어, 10 층 이상)에서 발생된 화재 현장으로 비행하고, 스마트폰(210)의 원격 제어를 받아서 소화탄(300)을 화재 발생 위치로 발사시켜서 초기 화재를 진압한다. 따라서 골든 타임은 물론 소방 인력을 최소화하여 재산 및 인명 피해를 줄일 수 있다.In an embodiment of the present invention, it receives the remote control of the
이상에서, 본 발명에 따른 화재 진압용 드론의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.In the above, although the configuration and operation of the drone for fire suppression according to the present invention has been illustrated according to the detailed description and drawings, this is merely described by way of example, and various changes and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention This is possible.
100 : 화재 진압용 드론 110 : 몸체부
112 : 랜딩 레그 120 : 프로펠러
130 : 모터 140 : 소화탄 발사 장치
141 : 소화탄 지그 141a : 배출구
141b : 투입구 141c : 개구부
142, 143 : 롤러 144, 145 : 스텝 모터
150 : 카운터 160 : 배터리
162 : 메인 배터리 164 : 보조 배터리
170 : 제어 모듈 172 : 전자 속도 제어(ESC) 모듈
174 : 비행 제어 장치 176 : 아두이노 보드
180 : 카메라 190 : 무선 통신 모듈
192 : 안테나 194 : 송수신기
196 : 블루투스 모듈 200 : 무선 조종기
210 : 스마트폰 300 : 소화탄100: drone for fire suppression 110: body part
112: landing leg 120: propeller
130: motor 140: fire grenade launcher
141:
141b:
142, 143:
150: counter 160: battery
162: main battery 164: auxiliary battery
170: control module 172: electronic speed control (ESC) module
174: flight control unit 176: arduino board
180: camera 190: wireless communication module
192: antenna 194: transceiver
196: bluetooth module 200: wireless remote controller
210: smartphone 300: fire extinguisher
Claims (3)
상기 드론의 몸체를 형성하는 몸체부;
상기 몸체부의 상부 가장자리에 회전 가능하게 설치되어 상기 드론을 비행시키는 복수 개의 프로펠러;
상기 프로펠러의 하부에 설치되어 상기 프로펠러들 각각을 회전시키는 복수 개의 브러시리스 모터;
무선 통신망을 통해 무선 조종기와 스마트폰이 연결되고 상기 무선 조종기로부터 상기 드론을 비행하도록 하는 원격 조종 신호를 수신하고 상기 스마트폰으로부터 원격 제어 신호를 수신하는 무선 통신 모듈;
상기 몸체부의 하부에 고정 설치되어 복수 개의 소화탄을 구비하고, 상기 원격 제어 신호에 응답해서 상기 소화탄을 발사하는 소화탄 발사 장치;
상기 드론과 상기 소화탄 발사 장치의 구동 전원을 각각 공급하는 복수 개의 배터리;
상기 소화탄 발사 장치에서 상기 소화탄이 발사되면, 상기 소화탄의 개수를 카운트하여 표시하는 카운터;
상기 드론이 화재 현장으로 비행하여 화재 현장에 대한 영상을 획득하고, 획득된 영상을 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 스마트폰으로 제공하는 카메라;
적어도 상기 드론의 전원 상태, 상기 무선 조종기와 상기 스마트폰과의 통신 상태를 표시하거나 비프음을 출력하는 알림부; 및
상기 브러시리스 모터들 각각을 제어하는 복수 개의 전자 속도 제어 모듈과, 상기 전자 속도 제어 모듈들을 제어하여 상기 드론의 비행 상태를 조절하는 비행 제어 장치와, 상기 무선 통신 모듈과 상기 소화탄 발사 장치를 제어하는 아두노이 보드를 포함하고, 상기 원격 조종 신호에 응답해서 상기 비행 제어 장치를 제어하고, 상기 원격 제어 신호에 응답해서 상기 아두노이 보드를 제어하며, 상기 카운터와 상기 카메라 및 상기 알림부를 제어하는 제어 모듈;을 포함하고,
상기 소화탄 발사 장치는,
전후방이 개방된 원통 형상으로 구비되어 상기 몸체부의 하부에 고정 설치되고, 내부 공간에 복수 개의 상기 소화탄을 수용하여 상기 소화탄들을 후방에서 전방으로 가이드하고, 개방된 전방에 상기 소화탄을 배출하는 배출구와 개방된 후방에 상기 소화탄을 투입하는 투입구 및 양측의 일부가 개방되는 개구부가 형성되는 소화탄 지그;
표면이 고무 재질로 구비되어 상기 소화탄 지그의 양측에 배치되고, 상기 개구부를 통해 일부가 상기 소화탄 지그에 수용된 상기 소화탄의 양측면과 접촉하여 회전력에 의해 상기 소화탄을 상기 배출구로 발사시키는 2 개의 롤러; 및
상기 롤러들 각각을 회전시키는 2 개의 스텝 모터;를 포함하되,
상기 아두노이 보드는 상기 원격 제어 신호에 응답해서 상기 스텝 모터를 제어하여 상기 소화탄을 발사시키고;
상기 무선 통신 모듈은,
무선 통신망을 통해 상기 무선 조종기로부터 상기 원격 조종 신호를 수신하여 상기 비행 제어 장치로 전송하는 안테나와 송수신기; 및
무선 통신망을 통해 상기 스마트폰으로부터 상기 원격 제어 신호를 수신하여 상기 아두노이 보드로 전송하고, 상기 카메라로부터 전송된 영상을 상기 스마트폰으로 전송하는 블루투스 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 드론.For a drone for fire suppression:
a body portion forming the body of the drone;
a plurality of propellers rotatably installed on the upper edge of the body to fly the drone;
a plurality of brushless motors installed under the propeller to rotate each of the propellers;
a wireless communication module for receiving a remote control signal for connecting the wireless controller and a smartphone through a wireless communication network and allowing the drone to fly from the wireless controller and receiving a remote control signal from the smartphone;
a fire projectile device that is fixedly installed on the lower part of the body and has a plurality of fire bombs, and fires the fire bombs in response to the remote control signal;
a plurality of batteries for respectively supplying driving power to the drone and the fire extinguisher launch device;
a counter for counting and displaying the number of small fire ammunition when the small fire ammunition is fired by the small fire ammunition firing device;
a camera that the drone flies to the fire site to obtain an image of the fire site, and provides the obtained image to the smartphone through the wireless communication module;
a notification unit displaying at least a power state of the drone, a communication state between the wireless remote controller and the smartphone, or outputting a beep sound; and
A plurality of electronic speed control modules for controlling each of the brushless motors; control for controlling the flight control device in response to the remote control signal, controlling the Arduino board in response to the remote control signal, and controlling the counter, the camera, and the notification unit module; including;
The fire extinguisher launch device,
The front and rear are provided in an open cylindrical shape and are fixedly installed on the lower part of the body, receive a plurality of the fire munitions in the inner space to guide the fire munitions from the rear to the front, and discharge the fire munitions to the open front a fire pit jig in which an opening in which a portion of both sides are opened and an inlet for putting the fire munitions in the exhaust port and the open rear is formed;
The surface is provided with a rubber material and disposed on both sides of the fire extinguisher jig, and a part through the opening comes into contact with both sides of the fire extinguisher jig accommodated in the fire extinguisher jig and fires the fire bomb to the outlet by rotational force. dog roller; and
including; two step motors for rotating each of the rollers;
the Arduino board controls the step motor in response to the remote control signal to fire the fire bomb;
The wireless communication module,
an antenna and a transceiver for receiving the remote control signal from the wireless controller through a wireless communication network and transmitting it to the flight control device; and
Fire suppression drone comprising a Bluetooth module for receiving the remote control signal from the smartphone through a wireless communication network, transmitting it to the Arduino board, and transmitting the image transmitted from the camera to the smartphone.
Priority Applications (1)
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KR1020200013382A KR102288633B1 (en) | 2020-02-04 | 2020-02-04 | Fire suppression drone |
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KR1020200013382A KR102288633B1 (en) | 2020-02-04 | 2020-02-04 | Fire suppression drone |
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ID=77313924
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KR1020200013382A KR102288633B1 (en) | 2020-02-04 | 2020-02-04 | Fire suppression drone |
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KR (1) | KR102288633B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102420505B1 (en) | 2022-04-21 | 2022-07-15 | 주식회사 에이베스트 | Apparatus for detecting explosion pressures by each distances, and 3-dimensional display system of explosion pressure using the same |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101741578B1 (en) | 2015-08-28 | 2017-05-30 | 금오공과대학교 산학협력단 | fire fighter drone capable of launching grenade-shaped extinguisher |
KR20180066376A (en) | 2016-12-08 | 2018-06-19 | 박성연 | Drone for extinguishing a fire |
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KR20190093070A (en) | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 동아대학교 산학협력단 | Fire suppression drone |
-
2020
- 2020-02-04 KR KR1020200013382A patent/KR102288633B1/en active IP Right Grant
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