KR20180048065A - 드론 훈련 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드론 훈련 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 드론 훈련 장치는 길이 방향의 축을 중심으로 회전 가능하며 지면에 대하여 수직으로 세워지는 메인 축, 메인 축으로부터 수평으로 분기되며 상부에 위치하는 상부 분기 프레임 및 하부에 위치하는 하부 분기 프레임, 상부 분기 프레임에서 슬라이딩하며 이동하는 상부 이동 프레임 및 하부 분기 프레임에서 슬라이딩하며 이동하는 하부 이동 프레임, 상부 이동 프레임과 하부 이동 프레임을 연결하는 와이어 및 상기 와이어에 장착되어 와이어의 움직임에 따라 상하 이동하고 드론을 장착하는 드론 장착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

드론 훈련 장치{APPRATUS FOR TRAINING DRONE}

본 발명은 드론 훈련 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 드론의 자세 제어 튜닝을 위해 3축의 병진 자유도 및 3축의 회전 자유도를 가지도록 드론의 테스트가 가능한 드론 훈련 장치에 관한 것이다.

사람이 타지 않고 무선 전파의 유도에 의해서 비행하는 비행기나 헬리콥터 모양의 비행체를 의미하는 드론은 최초 군사용으로 개발되어 사용되었으나, 최근에는 개인의 취미용 드론, 정글이나 오지, 화산지역, 자연 재해지역, 원자력 발전소 사고지역 등 인간이 접근하기 어려운 지역에 투입하여 관련 정보를 얻는 드론, 방법용 드론 등 다양한 목적으로 활용되고 있다.

드론의 개발 시 드론의 비행을 테스트하는 것이 필요한데, 특히 실내에서 드론의 비행을 테스트하는 경우 실내 공간의 내벽에 충돌로 인한 파손을 방지하도록 하는 것이 필요하다.

기존의 실내용 드론 훈련 장치는 한 축이 고정되어 있거나 비행시 제한 사항이 있어서 실제의 비행 환경 조건에 따라서 테스트하는 것이 힘들다는 문제점이 있었다.

미국등록특허 4,917,610호

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 드론의 테스트 훈련시 드론의 자세제어 튜닝을 위한 3축의 회전 자유도 및 3차원 공간 상의 자유로운 선회 비행이 가능하도록 하는 3축의 병진 자유도 가지도록 하고 충돌 없이 실내에서 드론을 훈련시킬 수 있는 드론 훈련 장치를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 길이 방향의 축을 중심으로 회전 가능하며 지면에 대하여 수직으로 세워지는 메인 축; 상기 메인 축으로부터 수평으로 분기되며 상부에 위치하는 상부 분기 프레임 및 하부에 위치하는 하부 분기 프레임; 상기 상부 분기 프레임에서 슬라이딩하며 이동하는 상부 이동 프레임 및 상기 하부 분기 프레임에서 슬라이딩하며 이동하는 하부 이동 프레임; 상기 상부 이동 프레임과 상기 하부 이동 프레임을 연결하는 와이어; 및 상기 와이어에 장착되어 상기 와이어의 움직임에 따라 상하 이동하고 드론을 장착하는 드론 장착부를 포함하는 드론 훈련 장치에 의해 달성될 수가 있다.

여기서, 상기 드론 장착부는 직사각 형상의 제 1 드론 고정 프레임 및 상기 제 1 드론 고정 프레임의 양측의 중간에서 길이 방향의 축을 중심으로 회전 가능하게 고정되고 상기 테스트용 드론이 장착되는 제 2 드론 고정 프레임을 포함할 수가 있다.

여기서, 상기 와이어는 상기 제 1 드론 고정 프레임의 상측에 고정되어 상기 상부 이동 프레임에 장착된 두 개의 상부 고정 도르레를 거쳐 상기 하부 이동 프레임에 장착된 두 개의 하부 고정 도르레를 거쳐 상기 제 1 드론 고정 프레임의 하측에 고정되고, 상기 제 1 드론 고정 프레임은 상기 와이어의 길이 방향 축을 중심으로 회전 가능할 수가 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 드론 훈련 장치에 따르면 실내에서 충돌이나 에러/조작 실수에 의한 파손 등으로부터 안전한 비행 테스트를 할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 실제 비행과 같은 자유도의 환경에서 드론을 테스트할 수 있다는 장점도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 훈련 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 훈련 장치의 실제 제작된 모습을 보여주는 사진이다.

실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 드론 훈련 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 훈련 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 훈련 장치의 실제 제작된 모습을 보여주는 사진이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 드론 훈련 장치는 메인 축(110), 상부 분기 프레임(120a) 및 하부 분기 프레임(120b), 상부 이동 프레임(130a) 및 하부 이동 프레임(130b), 와이어(140) 및 드론 장착부(150)를 포함하여 구성될 수가 있다.

메인 축(110)은 지면에 대하여 수직으로 고정되며 메인 축(110)의 양단에 형성되는 베어링(미도시)에 의해 길이 방향의 축을 중심으로 회전이 가능하다.

상부 분기 프레임(120a)과 하부 분기 프레임(120b)은 메인 축(110)으로부터 각각 상부와 하부에서 수평으로 분기되는 프레임(120a, 120b)으로, 상부 분기 프레임(120a)과 하부 분기 프레임(120b)에는 각각 후술할 상부 이동 프레임(130a)과 하부 이동 프레임(130b)이 각각 장착될 수가 있다.

상부 이동 프레임(130a)은 상부 분기 프레임(120a)에 슬라이딩하며 이동하도록 장착되고, 하부 이동 프레임(130b)은 하부 분기 프레임(120b)에 슬라이딩하며 이동하도록 장착된다. 보다 자세히는, 상부 분기 프레임(120a)과 하부 분기 프레임(120b)에는 슬라이딩 레일(122a, 122b)이 형성되고, 상부 이동 프레임(130a)과 하부 이동 프레임(130b)은 상기 슬라이딩 레일(122a, 122b)을 따라 움직이도록 하는 회전 바퀴(124a, 124b)가 장착되어 상부 이동 프레임(130a) 및 하부 이동 프레임(130b)은 각각 상부 분기 프레임(120a) 및 하부 분기 프레임(120b)을 따라 자유롭게 수평 이동이 가능할 수가 있다.

드론 장착부(150)는 테스트 드론(200)을 장착하며 드론 장착부(150)는 상부 이동 프레임(130a) 및 하부 이동 프레임(130b)을 연결하는 와이어(140) 사이에 연결되어 와이어(140)의 움직임에 따라서 상하로 이동이 가능하다.

따라서, 테스트 드론(200)이 장착되는 드론 장착부(150)는 메인 축(110)의 회전에 의한 회전, 상부 이동 프레임(130a)과 하부 이동 프레임(130b)의 이동에 의한 수평의 이동 및 와이어(140)에 의한 상하의 움직임으로 3차원 공간상에서 3축 방향으로 자유롭게 병진 이동이 가능하므로, 드론 장착부(150)에 장착되는 테스트 드론(200)은 자유롭게 3차원 공간 상의 이동이 가능하다.

상기 드론 장착부(150)를 보다 자세히 설명하면, 드론 장착부(150)는 제 1 드론 고정 프레임(152) 및 제 2 드론 고정 프레임(154)을 포함하며 구성될 수가 있다.

제 1 드론 고정 프레임(152)은 도 1에 도시되어 있는 것과 같이 직사각 형상의 프레임으로 상측의 중심에는 와이어(140)의 일단이 연결되며 하측의 중심에는 와이어(140)의 타단이 연결될 수가 있다.

보다 자세히 설명하면 제 1 드론 프레임의 상측의 중심에 일단이 연결되는 와이어(140)는 상부 이동 프레임(130a)에 장착되는 두 개의 상부 고정 도르레(132a)를 거쳐 아래로 이어지고, 이는 다시 하부 이동 프레임(130b)에 장착된 두 개의 하부 고정 도르레(132b)를 거쳐 위로 이어져 와이어(140)의 타단은 제 1 드론 고정 프레임(152)의 하측의 중심에 고정될 수가 있다. 즉, 제 1 드론 고정 프레임(152)의 상측과 하측에 연결되는 와이어(140)는 고정 도르레(132a, 132b)를 거쳐 연결되는 단일의 와이어(140)이다.

따라서, 테스트 드론(200)이 상하 이동을 할 때 고정 도르레(132a, 132b)를 따라 와이어(140)가 움직이므로, 테스트 드론(200)은 드론 장착부(150)에 고정된 상태에서 자유롭게 상하 이동을 할 수가 있다.

이때, 제 1 드론 고정 프레임(152)은 와이어(140)에 와이어(140)의 길이 방향 축을 중심으로 회전 가능하게 고정되기 때문에, 와이어(140) 축을 중심으로 제 1 드론 고정 프레임(152)은 자유롭게 회전 운동이 가능하다. 따라서, 테스트 드론(200)의 상하를 연결하는 축을 중심으로 자유롭게 회전하는 것이 가능하다.

또한, 제 1 드론 고정 프레임(152)의 양측의 중간을 연결하는 제 2 드론 고정 프레임(154)이 형성될 수가 있다. 제 2 드론 고정 프레임(154)은 제 1 드론 고정 프레임(152)에 회전 가능하게 고정되기 때문에 제 2 드론 고정 프레임(154)에 장착되는 테스트 드론(200)은 제 2 드론 고정 프레임(154)의 회전에 따라서 회전할 수가 있다. 따라서, 테스트 드론(200)은 테스트 드론(200)의 좌우를 연결하는 축을 중심으로 자유롭게 회전하는 것이 가능하다.

또한, 제 1 드론 고정 프레임(152)은 상측과 하측에 각각 와이어(140)로 고정 연결되기 때문에 도 1에서 지면에 수직한 방향의 축을 중심으로 제 1 드론 고정 프레임(152)은 자유롭게 회전이 가능하다. 따라서, 테스트 드론(200)도 지면에 수직한 방향의 축을 중심으로 자유롭게 회전하는 것이 가능하다.

전술한 바와 같은 드론 장착부(150)의 구성 및 드론 장착부(150)와 와이어(140) 사이의 연결 구성 때문에, 본 발명의 드론 테스트 장치에서는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이 드론 장착부(150)에 장착되는 테스트 드론(200)은 3축 방향으로 자유롭게 회전 운동이 가능하다.

또한, 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 것과 같이 지면에는 원형 및 사각형의 트랙(300)이 형성될 수가 있는데, 테스트 드론(200)은 별도의 센서(미도시)를 이용하여 지면 아래의 트랙(300)을 인지하며 트랙(300)을 따라 이동하는 것을 테스트 할 수가 있다.

따라서, 본 발명에 따른 드론 테스트 장치는 테스트 드론(200)의 3차원 공간 상의 자유로운 이동 및 3차원 축을 중심으로 하는 자유로운 회전이 가능한 구조이기 때문에, 자세제어, 고도상승 및 고도하강, 호버링, 트래킹 제어 테스트 등을 동시에 및 자유롭게 수행할 수가 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

110: 메인 축 120a: 상부 분기 프레임
120b: 하부 분기 프레임 122a: 슬라이딩 레일
122b: 슬라이딩 레일 124a: 회전 바퀴
124b: 회전 바퀴 130a: 상부 이동 프레임
130b: 하부 이동 프레임 132a: 상부 고정 도르레
132b: 하부 고정 도르레 140: 와이어
150: 드론 장착부 152: 제 1 드론 고정 프레임
154: 제 2 드론 고정 프레임 200: 테스트 드론
300: 트랙

Claims (3)

1. 길이 방향의 축을 중심으로 회전 가능하며 지면에 대하여 수직으로 세워지는 메인 축;
   상기 메인 축으로부터 수평으로 분기되며 상부에 위치하는 상부 분기 프레임 및 하부에 위치하는 하부 분기 프레임;
   상기 상부 분기 프레임에서 슬라이딩하며 이동하는 상부 이동 프레임 및 상기 하부 분기 프레임에서 슬라이딩하며 이동하는 하부 이동 프레임;
   상기 상부 이동 프레임과 상기 하부 이동 프레임을 연결하는 와이어; 및
   상기 와이어에 장착되어 상기 와이어의 움직임에 따라 상하 이동하고 드론을 장착하는 드론 장착부를 포함하는 드론 훈련 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 드론 장착부는 직사각 형상의 제 1 드론 고정 프레임 및 상기 제 1 드론 고정 프레임의 양측의 중간에서 길이 방향의 축을 중심으로 회전 가능하게 고정되고 상기 테스트용 드론이 장착되는 제 2 드론 고정 프레임을 포함하는 드론 훈련 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 와이어는 상기 제 1 드론 고정 프레임의 상측에 고정되어 상기 상부 이동 프레임에 장착된 두 개의 상부 고정 도르레를 거쳐 상기 하부 이동 프레임에 장착된 두 개의 하부 고정 도르레를 거쳐 상기 제 1 드론 고정 프레임의 하측에 고정되고,
   상기 제 1 드론 고정 프레임은 상기 와이어의 길이 방향 축을 중심으로 회전 가능한 드론 훈련 장치.

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