KR102572063B1

KR102572063B1 - 외곽체부를 구비한 비행체

Info

Publication number: KR102572063B1
Application number: KR1020210047989A
Authority: KR
Inventors: 홍쿠이 진
Original assignee: 주식회사 유니텍코리아; 홍쿠이 진
Priority date: 2021-04-13
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2023-08-30
Also published as: KR20220141959A

Abstract

본 발명은 외곽체부를 구비한 비행체에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본체부와 그 외측을 둘러싸는 링 형상을 이루는 외곽체부가 연결 프레임부를 통해 결합되고, 본체부의 외측과 외곽체부의 내측이 이루는 링 형상의 사이 공간에 복수의 모터 구동형 공기 유동 수단이 대칭적으로 배치되어, 프로펠러의 노출에 따른 안전 사고의 위험성을 감소시키고 외곽체부를 이용한 다양한 부가 기능을 제공하도록 구성된 외곽체부를 구비한 비행체가 개시된다.

Description

외곽체부를 구비한 비행체 {Aircraft with outer body}

본 발명은 외곽체부를 구비한 비행체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본체부와 그 외측을 둘러싸는 링 형상을 이루는 외곽체부가 연결 프레임부를 통해 결합되고, 본체부의 외측과 외곽체부의 내측이 이루는 링 형상의 사이 공간에 복수의 모터 구동형 공기 유동 수단이 대칭적으로 배치되어, 프로펠러의 노출에 따른 안전 사고의 위험성을 감소시키고 외곽체부를 이용한 다양한 부가 기능을 제공하도록 구성된 외곽체부를 구비한 비행체에 관한 것이다.

프로펠러와 같은 회전 날개를 구비하여 비행이 가능하되, 특히 비행체가 수상에 부유 가능하도록 구성되어 다양한 부가 기능을 제공하는 무인 비행체들이 제안된 바 있다.

종래 기술의 일예로, 대한민국 등록특허 10-2049599 (2019년11월21일 등록)는 해양 모니터링용 드론에 관한 것으로서, 수직배치된 구동모터가 경사지게 틸팅되면서 수평추력이 발생하는 구조가 제공되도록 함으로써 해상 착륙 후 해수면에서의 수평이동이 가능해져 각종 해상환경 점검이 가능한 드론을 제안하였다.

종래 기술의 또다른 일예로, 대한민국 등록특허 10-2018975 (2019년08월30일 등록)는 하천 방사능 측정용 수공양용 드론 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 원격제어 또는 프로그램 또는 인공지능에 따라 공중과 수상을 선택적으로 주행하도록, 양력을 발생시키는 비행용 프로펠러 및 수면에 부유하는 부유체가 구비되는 자율운행체에 관한 구성을 제안하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 무인 비행체는 프로펠러와 같은 회전 날개가 외부로 노출된 형태이므로 이동 중에 모니터링 또는 측정 대상물에 근접 시에 안전사고에 노출될 수 있다는 한계점이 있었다. 또한 이러한 회전 날개의 노출 구조에 의해 다양한 부가 기능을 제공하는데에도 한계점이 있었다.

대한민국 등록특허 10-2049599 (2019년11월21일 등록) 대한민국 등록특허 10-2018975 (2019년08월30일 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본체부와 그 외측을 둘러싸는 링 형상을 이루는 외곽체부가 연결 프레임부를 통해 결합되고, 본체부의 외측과 외곽체부의 내측이 이루는 링 형상의 사이 공간에 복수의 모터 구동형 공기 유동 수단이 대칭적으로 배치되어, 프로펠러의 노출에 따른 안전 사고의 위험성을 감소시키고 외곽체부를 이용한 다양한 부가 기능을 제공하도록 구성된 외곽체부를 구비한 비행체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 본체부; 상기 본체부의 외측을 둘러싸는 링 형상을 이루며 상기 본체부의 외측과 간격을 갖는 상태로 배치된 외곽체부; 상기 본체부와 상기 외곽체부를 연결하여 일체로 결합하며, 상하 방향으로 공기 유동이 가능하도록 구성된 연결 프레임부; 및 상기 본체부의 외측과 상기 외곽체부의 내측이 이루는 링 형상의 사이 공간에 대칭적으로 배치되고, 상기 연결 프레임부에 기초하여 설치되며, 모터로 구동되는 프로펠러를 이용하여 상부로부터 유입된 공기가 하부로 가압 배출되도록 구성된 복수의 공기 유동 수단;을 포함하여 구성된 비행체가 개시된다.

바람직하게, 상기 외곽체부는 비행체가 수상에 부유 가능하도록 부력을 제공하도록 구성된다.

바람직하게, 상기 외곽체부는 적어도 부분적으로 중공형 요소를 포함하며 상기 중공형 요소의 내부에 주입된 공기를 이용하여 부력 제공이 가능하다.

바람직하게, 상기 외곽체부는 적어도 부분적으로 부력 소재로 구성되어 부력 제공이 가능하다.

바람직하게 본 발명은, 상기 연결 프레임부의 상측 외곽을 따라 설치되며, 상부로 연장 형성된 복수의 네트 프레임; 및 상기 복수의 네트 프레임에 테두리가 결합되어 상부로부터 낙하하는 낙하물을 받을 수 있도록 설치된 낙하물용 네트;를 더욱 포함하여 구성된다.

바람직하게 본 발명은, 상기 연결 프레임부의 외곽을 따라 설치되며, 외측 방향으로 연장 형성된 복수의 네트 프레임; 및 상기 복수의 네트 프레임에 결합되어 상기 외곽체부의 외측 측면을 둘러싸는 링 형상을 이루도록 설치되는 구조용 네트;를 더욱 포함하여 구성된다.

바람직하게 본 발명은, 상기 연결 프레임부의 상측 외곽을 따라 설치되며, 상부 외측 방향으로 연장 형성된 복수의 네트 프레임; 상기 복수의 네트 프레임에 테두리가 결합되어 상부로부터 낙하하는 낙하물을 받을 수 있도록 설치된 낙하물용 네트; 및 상기 복수의 네트 프레임에 결합되어 상기 외곽체부의 외측 측면을 둘러싸는 링 형상을 이루도록 설치되는 구조용 네트;를 더욱 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 연결 프레임부는, 상기 본체부의 외측과 상기 외곽체부의 내측을 연결하도록 배치된 복수의 제1 연결 프레임과, 인접하는 제1 연결 프레임을 연결하는 복수의 제2 연결 프레임을 포함하여 구성되며, 각각의 상기 네트 프레임은 각각의 상기 제1 연결 프레임의 상측 외곽에 설치된다.

바람직하게, 상기 연결 프레임부는, 상기 본체부의 외측과 상기 외곽체부의 내측을 연결하도록 배치된 복수의 상측 제1 연결 프레임과, 인접하는 상측 제1 연결 프레임을 연결하는 복수의 제2 연결 프레임과, 상기 본체부의 외측과 상기 외곽체부의 내측을 연결하도록 배치되며 상기 상측 제1 연결 프레임의 하부에 간격을 갖도록 배치된 복수의 하측 제1 연결 프레임을 포함하여 구성되며, 상기 공기 유동 수단은 상기 하측 제1 연결 프레임에 기초하여 설치된다.

바람직하게, 상기 연결 프레임부는, 상기 본체부의 외측과 상기 외곽체부의 내측을 연결하도록 배치된 복수의 제1 연결 프레임과, 인접하는 제1 연결 프레임을 연결하는 복수의 제2 연결 프레임을 포함하여 구성되며, 상기 공기 유동 수단은, 상기 제1 연결 프레임의 중간부 위치에서 좌측 및 우측으로 각각 연장된 횡방향 지지봉과, 상기 횡방향 지지봉의 양측 단부에 각각 설치되는 모터와, 각각의 상기 모터에 설치된 프로펠러를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 횡방향 지지봉은 회동 수단에 의해 일측 또는 타측으로 자전(自轉)이 가능하며, 상기 횡방향 지지봉의 일측 또는 타측으로의 자전에 의해 상기 모터 및 프로펠러의 틸팅 제어가 가능하도록 구성된다.

바람직하게, 상기 횡방향 지지봉의 일측면에는 상기 회동 수단으로서 조작용 레버가 구비되고, 상기 조작용 레버는 링크 요소를 통해 상기 본체부에 설치된 틸팅 제어 수단과 연결되며, 상기 틸팅 제어 수단이 상기 링크 요소를 당기는 방향 또는 미는 방향으로 조작 제어하는 것에 의해 상기 횡방향 지지봉이 일측 또는 타측으로 자전(自轉)이 이뤄지도록 구성된다.

바람직하게 본 발명은, 상기 본체부 또는 상기 연결 프레임부 중 어느 하나의 상부 측에 설치되는 카메라;를 더욱 포함하여 구성된다.

바람직하게 본 발명은, 상기 본체부 또는 상기 연결 프레임부 중 어느 하나의 상부 측에 설치되며 미리 설정된 일측 방향을 향해 배치된 거리 측정 센서;를 더욱 포함하여 구성된다.

상기와 같은 본 발명은, 본체부와 그 외측을 둘러싸는 링 형상을 이루는 외곽체부가 연결 프레임부를 통해 결합되고, 본체부의 외측과 외곽체부의 내측이 이루는 링 형상의 사이 공간에 복수의 모터 구동형 공기 유동 수단이 대칭적으로 배치되어, 프로펠러의 노출에 따른 안전 사고의 위험성을 감소시키고 외곽체부를 이용한 다양한 부가 기능을 제공하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 저면 방향 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 측면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 저면도,
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 부분 단면 사시도,
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 또다른 부분 단면 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 또다른 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 또다른 사시도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 또다른 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 또다른 사시도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 부분 발췌 사시도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 또다른 사시도,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 또다른 저면 방향 사시도,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 제어 구성도이다.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다.

본 출원에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 구성요소 또는 이들의 조합이 존재하는 것을 표현하려는 것이지, 다른 구성요소 또는 특징이 존재 또는 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 저면 방향 사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 측면도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 저면도, 도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 부분 단면 사시도, 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 또다른 부분 단면 사시도, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 또다른 사시도이다.

본 실시예의 비행체(F)는, 예를 들어, 화재가 발생한 건물에 근접하거나 수상에 있는 조난자에 근접하여 인명 구조용의 용도로 사용되는데 적합한 구성을 제공한다.

본 실시예의 비행체(F)는 본체부(10)와 그 외측을 둘러싸는 링 형상을 이루는 외곽체부(20)가 연결 프레임부(30)를 통해 결합된다. 바람직하게, 본체부(10), 외곽체부(20) 및 연결 프레임부(30)는 경량 탄성의 합성수지 소재로 제작될 수 있으며, 특히 후술하는 바와 같이 부력 제공이 가능하도록 공기 밀폐 구조가 가능한 경량 소재이면서 낙하물용 네트(52)와 구조용 네트(54)가 설치 가능하도록 충분한 강도를 갖는 합성수지 소재로 제작되는 것이 좋다.

일예로 상기 본체부(10)는 원통 형상 또는 원반 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.

상기 외곽체부(20)는 상기 본체부(10)의 외측(10a)을 둘러싸는 링 형상을 이루며 상기 본체부(10)의 외측(10a)과 간격을 갖는 상태로 배치된다.

상기 연결 프레임부(30)는 상기 본체부(10)와 상기 외곽체부(20)를 연결하여 일체로 결합하며, 상하 방향(U-D)으로 공기 유동이 가능하도록 구성된다.

복수의 공기 유동 수단(40)은 상기 본체부(10)의 외측(10a)과 상기 외곽체부(20)의 내측(20a)이 이루는 링 형상의 사이 공간(S)에 대칭적으로 배치된다. 도 1 및 도 2의 실시예의 경우, 총 8개의 공기 유동 수단(40)이 설치된 경우를 예시한다. 도 11의 실시예의 경우, 변형예로서 총 6개의 공기 유동 수단(40)이 설치된 경우를 예시한다.

상기 복수의 공기 유동 수단(40)은 상기 연결 프레임부(30)에 기초하여 설치되며, 모터(44)로 구동되는 프로펠러(46)를 이용하여 상부로부터 유입된 공기가 하부로 가압 배출되도록 구성된다.

보다 상세하게, 상기 연결 프레임부(30)는, 상기 본체부(10)의 외측(10a)과 상기 외곽체부(20)의 내측(20a)을 연결하도록 배치된 복수의 상측 제1 연결 프레임(31-1)과, 인접하는 상측 제1 연결 프레임(31-1)을 연결하는 복수의 제2 연결 프레임(32)과, 상기 본체부(10)의 외측(10a)과 상기 외곽체부(20)의 내측(20a)을 연결하도록 배치되며 상기 상측 제1 연결 프레임(31-1)의 하부에 간격을 갖도록 배치된 복수의 하측 제1 연결 프레임(31-2)을 포함하여 구성된다.

일예로, 상기 공기 유동 수단(40)은 상기 하측 제1 연결 프레임(31-2)에 기초하여 설치된다.

이러한 구성을 통해, 본 실시예의 비행체(F)는, 상기 외곽체부(20)를 통해 공기 유동 수단(40)이 측면으로 직접 노출되지 않으므로, 비행체(F)가 구조 등의 목적으로 화재가 발생한 건물에 근접하거나 수상에 있는 조난자에 근접하여 비행 또는 부유 시에 공기 유동 수단(40)의 프로펠러(46)가 건물 벽면 등에 충돌하여 파손되거나 조난자에게 충돌할 위험성을 방지한다.

또한, 본 실시예의 비행체(F)는 상기 연결 프레임부(30)를 통해 공기 유동 수단(40)이 상측 또는 하측으로 직접 노출되지 않으므로, 비행체(F)가 인명 구조의 목적으로 건물에 근접하거나 건물 내로 진입 시에 공기 유동 수단(40)의 프로펠러(46)가 건물 천장 또는 벽면에 돌출된 각종 구조물에 충돌하여 파손되거나 사람에게 충돌할 위험성을 방지한다. 부호 11은 비행체(F)의 착지용 다리이다.

바람직하게, 상기 외곽체부(20)는 비행체(F)가 수상에 부유 가능하도록 부력을 제공하도록 구성된다. 이러한 부력 구조를 통해 본 실시예의 비행체(F)는 수상에 있는 조난자에 근접하여 인명 구조용의 용도로 사용될 수 있다.

일예로, 상기 외곽체부(20)는 적어도 부분적으로 중공형 요소(21)를 포함하며 상기 중공형 요소(21)의 내부에 주입된 공기를 이용하여 부력 제공이 가능하도록 구성된다(도 5a 참조). 이를 위해, 외곽체부(20)는 부력 제공이 가능하도록 공기 밀폐 구조가 가능한 경량 합성수지 소재로 제작되는 것이 좋다. 변형예로서, 외곽체부(20) 내부에 부력 제공을 위한 공기 튜브를 설치하는 것도 가능하다.

다른예로, 상기 외곽체부(20)는 적어도 부분적으로 부력 소재(22)로 구성되어 부력 제공이 가능하도록 구성된다(도 5b 참조). 부력 소재(22)는 외곽체부(20) 내부에 충진될 수 있다. 일예로, 부력 소재(22)로서는 통상의 구명조끼 또는 구명환에 사용되는 우레탄 폼이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 본 실시예의 비행체(F)의 외곽체부(20)는 본체부(10)의 외측을 둘러싸는 링 형상을 이루도록 구성되므로, 비행체(F)의 수상 부유 상태를 안정적으로 제공하며, 이를 통해 수상에 있는 조난자가 비행체(F)에 용이하게 접근할 수 있도록 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 또다른 사시도, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 또다른 사시도, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 또다른 사시도이다.

바람직하게, 본 실시예의 비행체(F)는 낙하물용 네트(52)를 포함하여 구성된다. 일예로, 낙하물용 네트(52)는 비행체(F)가 구조 등의 목적으로 화재가 발생한 건물에 근접한 상태에서 창문을 통해 건물 내의 사람을 태워 안전한 지점으로 이동시키는데 사용될 수 있다. 다른예로, 낙하물용 네트(52)는 건물 내의 물건을 적재하여 운송하는 용도로 사용될 수도 있다.

이를 위해, 복수의 네트 프레임(50)이 상기 연결 프레임부(30)의 상측(U) 외곽을 따라 설치되며, 상부로 연장 형성된다.

상기 낙하물용 네트(52)는 상기 복수의 네트 프레임(50)에 테두리(52a)가 결합되어 상부로부터 낙하하는 낙하물을 받을 수 있도록 설치된다.

바람직하게, 본 실시예의 비행체(F)는 구조용 네트(54)를 포함하여 구성된다. 일예로, 구조용 네트(54)는 본 실시예의 비행체(F)가 수상에 있는 조난자에 근접하고 수상 착륙하여 부유 시에 조난자가 네트를 파지하여 구조되는 방식의 인명 구조용의 용도로 사용될 수 있다.

이를 위해, 복수의 네트 프레임(50)이 상기 연결 프레임부(30)의 외곽을 따라 설치되며, 외측 방향(A1)으로 연장 형성된다.

상기 구조용 네트(54)는 상기 복수의 네트 프레임(50)에 결합되어 상기 외곽체부(20)의 외측 측면을 둘러싸는 링 형상을 이루도록 설치된다. 바람직하게, 구조용 네트(54)는 수상에 있는 조난자의 파지가 용이하도록 비행체(F) 하부까지 연장된 폭을 갖는 형태로 형성되는 것이 좋다.

바람직하게, 본 실시예의 비행체(F)는 낙하물용 네트(52)와 구조용 네트(54)를 함께 포함하여 구성된다.

이를 위해, 복수의 네트 프레임(50)이 상기 연결 프레임부(30)의 상측(U) 외곽을 따라 설치되며, 상부 외측 방향(U,A1)으로 연장 형성된다.

상기 구조용 네트(54)는 상기 복수의 네트 프레임(50)에 결합되어 상기 외곽체부(20)의 외측 측면을 둘러싸는 링 형상을 이루도록 설치된다.

상기와 같은 네트 설치 구조를 제공하기 위해, 상기 연결 프레임부(30)는, 상기 본체부(10)의 외측(10a)과 상기 외곽체부(20)의 내측(20a)을 연결하도록 배치된 복수의 제1 연결 프레임(31)과, 인접하는 제1 연결 프레임(31)을 연결하는 복수의 제2 연결 프레임(32)을 포함하여 구성되며, 각각의 상기 네트 프레임(50)은 각각의 상기 제1 연결 프레임(31)의 상측(U) 외곽에 설치된다.

이러한 구성을 통해, 본 실시예의 비행체(F)는 수상에 있는 조난자에 근접하고 수상 착륙하여 부유 시에 조난자가 구조용 네트(54)를 파지하여 비행체(F) 상부 측으로 올라오고 낙하물용 네트(52) 위에 탑승한 상태에서 안전한 지점으로 이동하는 방식으로 조난자를 구조할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 부분 발췌 사시도이다.

바람직하게, 본 실시예의 비행체(F)는 상기 모터(44) 및 프로펠러(46)의 틸팅 제어가 가능하도록 구성된다.

이를 위해, 상기 연결 프레임부(30)는, 상기 본체부(10)의 외측(10a)과 상기 외곽체부(20)의 내측(20a)을 연결하도록 배치된 복수의 제1 연결 프레임(31)과, 인접하는 제1 연결 프레임(31)을 연결하는 복수의 제2 연결 프레임(32)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 공기 유동 수단(40)은, 상기 제1 연결 프레임(31)의 중간부 위치에서 좌측 및 우측으로 각각 연장된 횡방향 지지봉(42)과, 상기 횡방향 지지봉(42)의 양측 단부에 각각 설치되는 모터(44)와, 각각의 상기 모터(44)에 설치된 프로펠러(46)를 포함하여 구성된다. 횡방향 지지봉(42)은 좌측 및 우측으로 대칭적으로 동일한 길이로 각각 연장되는 것이 바람직하다.

일예로, 상기 횡방향 지지봉(42)은 회동 수단에 의해 일측(R1) 또는 타측(R2)으로 자전(自轉)이 가능하며, 상기 횡방향 지지봉(42)의 일측(R1) 또는 타측(R2)으로의 자전에 의해 상기 모터(44) 및 프로펠러(46)의 틸팅 제어가 가능하도록 구성된다. 일예로, 횡방향 지지봉(42)의 자전(自轉)을 위해 횡방향 지지봉(42)은 제1 연결 프레임(31)에 설치된 베어링(47)에 의해 회동 가능하게 지지된다.

상기 횡방향 지지봉(42)의 일측면에는 상기 회동 수단으로서 조작용 레버(43)가 구비된다. 일예로, 조작용 레버(43)는 제1 연결 프레임(31)의 일측을 관통하여 노출되고, 이 부분에 링크 요소(45)의 일단부가 연결될 수 있다.

상기 조작용 레버(43)는 링크 요소(45)를 통해 상기 본체부(10)에 설치된 틸팅 제어 수단(49)과 연결된다. 링크 요소(45)는 금속 소재의 봉재 형태로 구성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 틸팅 제어 수단(49)이 상기 링크 요소(45)를 당기는 방향(D1) 또는 미는 방향(D2)으로 조작 제어하는 것에 의해 상기 횡방향 지지봉(42)이 일측(R1) 또는 타측(R2)으로 자전(自轉)이 이뤄지도록 구성된다.

일예로, 도 1 및 도 2의 비행체(F)는 총 8개의 모터(44) 및 총 8개의 프로펠러(46)가 설치되며, 2개의 모터(44) 및 2개의 프로펠러(46)가 하나의 횡방향 지지봉(42)에 연결된 공기 유동 수단(40)이 총 4개 구비되어 대칭적으로 설치된다.

도 10에 예시된 것처럼, 180도로 대향 배치된 2개의 공기 유동 수단(40)이 하나의 틸팅 제어 수단(49)에 의해 제어되고, 이들 공기 유동 수단(40)과 직각으로 배치된 또다른 2개의 공기 유동 수단(40)이 또다른 하나의 틸팅 제어 수단(49')에 의해 제어된다.

일예로, 틸팅 제어 수단(49)은 내부에 틸팅 제어용 모터가 설치되며, 모터축(47b), 상기 모터축(47b)과 연결된 제1 링크(47a)를 구비한다. 상기 제1 링크(47a)의 양측으로는 2개의 링크 요소(45)의 단부가 상호 대향하여 연결 설치되며, 상기 모터축(47b)의 회동 방향 및 회동 각도에 따라 링크 요소(45)를 당기는 방향(D1) 또는 미는 방향(D2)으로 조작 제어가 이뤄져 공기 유동 수단(40)이 틸팅 제어된다. 공기 유동 수단(40)이 틸팅되는 방향 및 각도에 따라 비행체(F)의 비행 방향 및 속도, 비행 높이가 제어될 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 또다른 사시도, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 또다른 저면 방향 사시도이다.

바람직하게, 본 실시예의 비행체(F)는 카메라(60)를 포함하여 구성된다.

상기 카메라(60)는 상기 본체부(10) 또는 상기 연결 프레임부(30) 중 어느 하나의 상부 측에 설치된다.

상기 카메라(60)는 공지의 디지털 카메라이며, 바람직하게는 촬영 각도를 제어할 수 있는 PTZ(Pan Tilt Zoom) 카메라일 수 있다.

상기 카메라(60)는 제어부(2)의 제어를 받아 촬영 동작을 실행하며, 비행체(F)가 화재 발생한 건물에 근접하거나 수상에 있는 조난자에 근접하여 인명 구조 활동 시에 현장 상황을 촬영하여 원격 제어 시스템(1000)으로 무선 전송할 수 있도록 영상을 생성한다.

바람직하게, 본 실시예의 비행체(F)는, 상기 본체부(10) 또는 상기 연결 프레임부(30) 중 어느 하나의 상부 측에 설치되며 미리 설정된 일측 방향을 향해 배치된 거리 측정 센서(62)를 포함하여 구성된다. 변형예로, 거리 측정 센서(62)는 카메라(60)에 일체로 설치될 수도 있다.

상기 거리 측정 센서(62)는 다양한 공지의 센서들이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 초음파 센서, 적외선 센서, 라이다(LIDAR) 센서, 레이더(RADAR) 센서 또는 카메라 센서(Passive Sensor) 중의 어느 하나가 사용될 수 있다. 요구되는 측정 거리 및 측정 환경을 고려하여 적절한 센서가 선택될 수 있다.

상기 거리 측정 센서(62)는 제어부(2)의 제어를 받아 거리 측정을 실행하며, 본 실시예의 비행체(F)가 건물에 근접 시에 건물과의 근접 거리를 측정하여, 비행체(F)와 건물과의 근접 거리를 요구되는 거리로 유지하도록 제어부(2)가 공기 유동 수단(40)의 방향/속도 제어를 실행하기 위한 정보를 제공한다. 변형예로서, 측정된 거리에 관한 정보를 원격 제어 시스템(1000)으로 전송하고, 원격 제어 시스템(1000)으로부터 공기 유동 수단(40)의 방향/속도 제어를 위한 제어 정보를 전송받아 제어부(2)가 공기 유동 수단(40)의 방향/속도 제어를 실행할 수도 있다.

바람직하게, 본 실시예의 비행체(F)는 경광등(90)을 포함하여 구성된다. 경광등(90)은 본 실시예의 비행체(F)가 화재 진압 동작 시에 주변에 이러한 상태를 알리는 기능을 제공한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 비행체의 제어 구성도이다.

본 실시예의 비행체(F)는 제어부(2) 및 통신부(4)를 구비하며, 도시되지는 않았지만 전원공급을 위한 충방전 배터리, 비행 위치 정보를 얻기 위한 GPS 모듈, 비행 고도 정보를 얻기 위한 고도센서, 비행 자세 정보를 얻기 위한 자이로 센서 등을 구비할 수 있다. 제어부(2) 및 통신부(4)는 본체부(10)에 설치될 수 있다.

상기 제어부(2)는 CPU 및 메모리를 포함하며 비행체 제어용 컴퓨터 소프트웨어가 구동되는 컴퓨팅 수단으로 이해될 수 있다. 상기 제어부(2)는 통신부(4)를 통해 원격 제어 시스템(1000)과 무선 통신할 수 있으며, 비행용 제어 정보를 포함하는 다양한 제어 정보를 원격 제어 시스템(1000)으로부터 수신하거나, 카메라로 촬영한 영상 정보, 거리 측정 정보, 비행 위치 정보 및 비행 자세 정보 등을 원격 제어 시스템(1000)으로 송신할 수 있다.

또한, 상기 제어부(2)는 메모리에 미리 설정된 제어 로직 또는 원격 제어 시스템(1000)으로부터 수신한 제어 명령에 기초하여 비행체(F)에 설치된 공기 유동 수단(40)의 방향/속도 제어를 실행할 수 있다.

또한, 상기 제어부(2)는 카메라(60)를 이용한 영상 정보의 생성, 거리 측정 센서(62)를 이용한 거리 측정 정보의 생성을 실행하고, 각각의 정보를 이용하여 비행 제어 또는 구조 동작 제어 등을 실행할 수 있다.

일예로, 상기 원격 제어 시스템(1000)은 비행체 제어/모니터링용 컴퓨터 소프트웨어가 구동되며 무선 정보 송수신이 가능한 컴퓨팅 수단이 될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

10: 본체부
20: 외곽체부
21: 중공형 요소
22: 부력 소재
30: 연결 프레임부
31: 제1 연결 프레임
32: 제2 연결 프레임
40: 공기 유동 수단
42: 횡방향 지지봉
43: 조작용 레버
44: 모터
45: 링크 요소
46: 프로펠러
47: 틸팅 제어 수단
50: 네트 프레임
52: 낙하물용 네트
54: 구조용 네트
60: 카메라
62: 거리 측정 센서
F: 비행체
S: 링 형상의 사이 공간

Claims

본체부;
상기 본체부의 외측을 둘러싸는 링 형상을 이루며 상기 본체부의 외측과 간격을 갖는 상태로 배치된 외곽체부;
상기 본체부와 상기 외곽체부를 연결하여 일체로 결합하며, 상하 방향으로 공기 유동이 가능하도록 구성된 연결 프레임부;
상기 본체부의 외측과 상기 외곽체부의 내측이 이루는 링 형상의 사이 공간에 대칭적으로 배치되고, 상기 연결 프레임부에 기초하여 설치되며, 모터로 구동되는 프로펠러를 이용하여 상부로부터 유입된 공기가 하부로 가압 배출되도록 구성된 복수의 공기 유동 수단;
상기 연결 프레임부의 상측 외곽을 따라 설치되며, 상부 외측 방향으로 연장 형성된 복수의 네트 프레임;
상기 복수의 네트 프레임에 테두리가 결합되어 상부로부터 낙하하는 낙하물을 받을 수 있도록 설치된 낙하물용 네트; 및
상기 복수의 네트 프레임에 결합되어 상기 외곽체부의 외측 측면을 둘러싸는 링 형상을 이루도록 설치되는 구조용 네트;를 포함하며,
상기 연결 프레임부는,
상기 본체부의 외측과 상기 외곽체부의 내측을 연결하도록 배치된 복수의 제1 연결 프레임과,
인접하는 제1 연결 프레임을 연결하는 복수의 제2 연결 프레임을 포함하여 구성되며,
각각의 상기 네트 프레임은 각각의 상기 제1 연결 프레임의 상측 외곽에 설치된 것을 특징으로 하는 외곽체부를 구비한 비행체.
본체부;
상기 본체부의 외측을 둘러싸는 링 형상을 이루며 상기 본체부의 외측과 간격을 갖는 상태로 배치된 외곽체부;
상기 본체부와 상기 외곽체부를 연결하여 일체로 결합하며, 상하 방향으로 공기 유동이 가능하도록 구성된 연결 프레임부; 및
상기 본체부의 외측과 상기 외곽체부의 내측이 이루는 링 형상의 사이 공간에 대칭적으로 배치되고, 상기 연결 프레임부에 기초하여 설치되며, 모터로 구동되는 프로펠러를 이용하여 상부로부터 유입된 공기가 하부로 가압 배출되도록 구성된 복수의 공기 유동 수단;을 포함하며,
상기 연결 프레임부는,
상기 본체부의 외측과 상기 외곽체부의 내측을 연결하도록 배치된 복수의 상측 제1 연결 프레임과,
인접하는 상측 제1 연결 프레임을 연결하는 복수의 제2 연결 프레임과,
상기 본체부의 외측과 상기 외곽체부의 내측을 연결하도록 배치되며 상기 상측 제1 연결 프레임의 하부에 간격을 갖도록 배치된 복수의 하측 제1 연결 프레임을 포함하여 구성되며,
상기 공기 유동 수단은 상기 하측 제1 연결 프레임에 기초하여 설치되는 것을 특징으로 하는 외곽체부를 구비한 비행체.
본체부;
상기 본체부의 외측을 둘러싸는 링 형상을 이루며 상기 본체부의 외측과 간격을 갖는 상태로 배치된 외곽체부;
상기 본체부와 상기 외곽체부를 연결하여 일체로 결합하며, 상하 방향으로 공기 유동이 가능하도록 구성된 연결 프레임부; 및
상기 본체부의 외측과 상기 외곽체부의 내측이 이루는 링 형상의 사이 공간에 대칭적으로 배치되고, 상기 연결 프레임부에 기초하여 설치되며, 모터로 구동되는 프로펠러를 이용하여 상부로부터 유입된 공기가 하부로 가압 배출되도록 구성된 복수의 공기 유동 수단;을 포함하며,
상기 연결 프레임부는,
상기 본체부의 외측과 상기 외곽체부의 내측을 연결하도록 배치된 복수의 제1 연결 프레임과,
인접하는 제1 연결 프레임을 연결하는 복수의 제2 연결 프레임을 포함하여 구성되며,
상기 공기 유동 수단은,
상기 제1 연결 프레임의 중간부 위치에서 좌측 및 우측으로 각각 연장된 횡방향 지지봉과,
상기 횡방향 지지봉의 양측 단부에 각각 설치되는 모터와,
각각의 상기 모터에 설치된 프로펠러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 외곽체부를 구비한 비행체.
제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
상기 외곽체부는 비행체가 수상에 부유 가능하도록 부력을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 외곽체부를 구비한 비행체.
제4항에 있어서,
상기 외곽체부는 적어도 부분적으로 중공형 요소를 포함하며 상기 중공형 요소의 내부에 주입된 공기를 이용하여 부력 제공이 가능한 것을 특징으로 하는 외곽체부를 구비한 비행체.
제4항에 있어서,
상기 외곽체부는 적어도 부분적으로 부력 소재로 구성되어 부력 제공이 가능한 것을 특징으로 하는 외곽체부를 구비한 비행체.
제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
상기 연결 프레임부의 상측 외곽을 따라 설치되며, 상부로 연장 형성된 복수의 네트 프레임; 및
상기 복수의 네트 프레임에 테두리가 결합되어 상부로부터 낙하하는 낙하물을 받을 수 있도록 설치된 낙하물용 네트;를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 외곽체부를 구비한 비행체.
제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
상기 연결 프레임부의 외곽을 따라 설치되며, 외측 방향으로 연장 형성된 복수의 네트 프레임; 및
상기 복수의 네트 프레임에 결합되어 상기 외곽체부의 외측 측면을 둘러싸는 링 형상을 이루도록 설치되는 구조용 네트;를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 외곽체부를 구비한 비행체.
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제3항에 있어서,
상기 횡방향 지지봉은 회동 수단에 의해 일측 또는 타측으로 자전(自轉)이 가능하며, 상기 횡방향 지지봉의 일측 또는 타측으로의 자전에 의해 상기 모터 및 프로펠러의 틸팅 제어가 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 외곽체부를 구비한 비행체.
제11항에 있어서,
상기 횡방향 지지봉의 일측면에는 상기 회동 수단으로서 조작용 레버가 구비되고,
상기 조작용 레버는 링크 요소를 통해 상기 본체부에 설치된 틸팅 제어 수단과 연결되며,
상기 틸팅 제어 수단이 상기 링크 요소를 당기는 방향 또는 미는 방향으로 조작 제어하는 것에 의해 상기 횡방향 지지봉이 일측 또는 타측으로 자전(自轉)이 이뤄지도록 구성된 것을 특징으로 하는 외곽체부를 구비한 비행체.
제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
상기 본체부 또는 상기 연결 프레임부 중 어느 하나의 상부 측에 설치되는 카메라;를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 외곽체부를 구비한 비행체.
제13항에 있어서,
상기 본체부 또는 상기 연결 프레임부 중 어느 하나의 상부 측에 설치되며 미리 설정된 일측 방향을 향해 배치된 거리 측정 센서;를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 외곽체부를 구비한 비행체.