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KR102089441B1 - 드론의 도킹구조 - Google Patents

드론의 도킹구조 Download PDF

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Publication number
KR102089441B1
KR102089441B1 KR1020190114332A KR20190114332A KR102089441B1 KR 102089441 B1 KR102089441 B1 KR 102089441B1 KR 1020190114332 A KR1020190114332 A KR 1020190114332A KR 20190114332 A KR20190114332 A KR 20190114332A KR 102089441 B1 KR102089441 B1 KR 102089441B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
drone
fixing device
docking structure
pivoting
landing
Prior art date
Application number
KR1020190114332A
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English (en)
Inventor
이해곤
Original Assignee
이해곤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이해곤 filed Critical 이해곤
Priority to KR1020190114332A priority Critical patent/KR102089441B1/ko
Application granted granted Critical
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    • B64D1/02—Dropping, ejecting, or releasing articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

드론의 도킹구조가 개시되어 있다. 본 발명은, 드론과 상기 드론이 이동하고자 하는 수화물로 구성되는 것으로서,
상기 드론은, 비행을 제어하는 몸체부; 비행을 위한 다수의 날개부; 상기 몸체부의 저부로부터 하방으로 길게 연장되어 설치되는 드론 안착장치; 상기 몸체부의 양측면에 서로 대향하여 설치되는 한 쌍의 메인고정장치; 및 상기 몸체부와 각각의 메인고정장치를 연결하며, 상기 메인고정장치를 선회구동시키기 위한 선회장치;를 포함하며, 상기 수화물은, 그 양측에 상기 드론의 메인고정장치가 탈착가능하게 결합될 수 있는 랜딩부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 수화물에 안전하게 접근하여 안착할 수 있으며, 목적지까지 수화물을 안정적으로 이동시킬 수 있도록 견고하게 고정 및 결합시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

드론의 도킹구조{DOCKING STRUCTURE OF DRONE}
본 발명은 드론의 도킹구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 이동하고자 하는 수화물에 안정적으로 접근하여 도킹을 하고, 이동시 수화물이 낙하하지 않도록 견고하게 고정 및 결합할 수 있도록 한 드론의 도킹구조에 관한 것이다.
드론과 같은 무인비행체는 기체에 사람이 타지 않고 지상에서 원격 조정하는 것으로 구동모터의 회전력을 받아 프로펠러가 회전되면서 추력을 발생시켜 기체가 상승하게 되는 구조이다.
이러한 무인비행체는 일반적으로 몸체의 전후방 양측에 복수 개의 프로펠러를 갖추고 있으며 사용자가 프로펠러의 동작을 제어하여 기체가 공중에서 비행되도록 한다.
이와 같이 복수 개의 프로펠러를 이용하는 드론의 비행원리는 프로펠러가 대각선 방향으로 마주보는 2쌍씩 상호 다른 방향으로 회전되도록 하여 동체가 상승하게 되며, 이 상태에서 각 프로펠러의 회전 속도만을 별도로 제어하여 비행 방향을 자유자재로 변경하게 된다.
즉, 복수 개의 프로펠러가 고속으로 회전되면 제자리에서 상승하게 되고, 저속으로 회전하면 하강하게 되며, 진행하고자 하는 방향의 후방 프로펠러의 회전속도를 증가시키면 기체가 전방으로 기울어지면서 기울어진 방향으로 이동하게 된다.
이와 같이 복수 개의 프로펠러를 이용한 비행방식은 매우 간단하여 사용자가 쉽게 숙지하여 조작할 수 있지만, 복수 개의 프로펠러 중 어느 하나의 프로펠러 회전속도가 사용자가 설정한 속도보다 줄어들거나 아예 정지하게 되면 동체가 균형을 잡지 못하고 한쪽으로 쏠려 공중에서 지면으로 바로 추락하게 된다.
그런데, 드론이 수화물을 이동시키기 위하여 수화물 상부에 도킹할 때에, 안전하게 수화물에 접근하기가 어려운 문제가 있고, 수화물에 접근해서 안착한 경우에도, 목적지까지 수화물을 안정적으로 고정하여 이동시키기가 어려운 문제점이 있다.
1. 대한민국 등록특허 제10-1682572호(2016.11.29) 2. 대한민국 등록특허 제10-1852845호(2018.04.23)
본 발명의 목적은 수화물에 안전하게 접근하여 안착할 수 있으며, 목적지까지 수화물을 안정적으로 이동시킬 수 있도록 견고하게 고정 및 결합시킬 수 있도록 한 드론의 도킹구조를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 배송 가능한 화물의 규격에 대한 제한을 최소화할 수 있으며, 다양한 규격의 화물을 안정적으로 고정하고 해제할 수 있으며, 안전하게 목적지까지 이동할 수 있도록 한 드론의 도킹구조를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 드론의 도킹구조는, 드론과, 상기 드론이 이동하고자 하는 수화물로 구성되는 것으로서,
상기 드론은, 비행을 제어하는 몸체부; 비행을 위한 다수의 날개부; 상기 몸체부의 저부로부터 하방으로 길게 연장되어 설치되는 드론 안착장치; 상기 몸체부의 양측면에 서로 대향하여 설치되는 한 쌍의 메인고정장치; 및 상기 몸체부와 각각의 메인고정장치를 연결하며, 상기 메인고정장치를 선회구동시키기 위한 선회장치;를 포함하며,
상기 수화물은, 그 양측에 상기 드론의 메인고정장치가 탈착가능하게 결합될 수 있는 랜딩부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 드론 안착장치는, 상기 몸체부의 저부로부터 하부로 길게 연장되는 복수의 수직로드; 및 상기 수직로드를 연결하고 상기 수화물의 상부면에 안착 및 지지되는 수평로드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인고정장치는, 상기 수화물에 탈착가능하게 고정되는 고정부재; 및 상기 고정부재를 회동시키기 위해 상기 고정부재의 중앙에 수직으로 연결되는 회동부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 선회장치는, 상기 몸체부에 구비된 회동결합부재에 고정설치되고,
상기 선회장치를 회동시키기 위한 구동모터; 상기 회동부재의 일측에 설치되는 역'U'자형 선회본체; 상기 선회본체의 일측단에 설치되는 한 쌍의 선회로드; 및 상기 구동모터와 연결되고 상기 선회로드의 일단에 결합되는 회동축;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 선회본체는 역 'U'자형으로 형성되어서, 상기 선회본체의 개구부로 상기 회동부재가 삽입되고 선회본체의 폐쇄부쪽의 양측에 상기 선회로드가 각각 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 각각의 선회로드의 일단에는 상기 선회본체의 폐쇄부 양측에 결합되는결합힌지가 구비되고, 상기 선회로드의 타단에는 상기 회동축이 삽입되어 고정되는 결합홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 랜딩부는, 전후로 길게 형성되고 상기 수화물의 상부면에 설치되는 랜딩본체; 및 상기 랜딩본체에 형성되고 상기 메인고정장치의 고정부재가 삽입될 수 있는 결합요부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 드론의 메인고정장치가 장착되거나 분리된 상태를 감지하기 위하여, 상기 랜딩부의 결합요부 내부에 돌출되어 설치되는 탈착감지부재; 및 상기 드론과 상기 수화물의 보다 견고한 결합을 위하여, 상기 랜딩부에 근접한 위치에 설치되는 보조고정장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보조고정장치는, 상기 랜딩부에 근접한 수화물의 측벽에 설치되는 솔레노이드밸브; 및 상기 솔레노이드밸브와 일체로 연결되며 전기적 신호에 의해 상하로 승강가능한 밸브로드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 수화물에 안전하게 접근하여 안착할 수 있으며, 목적지까지 수화물을 안정적으로 이동시킬 수 있도록 견고하게 고정 및 결합시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 배송 가능한 화물의 규격에 대한 제한을 최소화할 수 있으며, 다양한 규격의 화물을 안정적으로 고정하고 해제할 수 있으며, 안전하게 목적지까지 이동할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 드론의 도킹구조에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 드론의 도킹구조에 대한 결합상태를 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 드론의 도킹구조의 부분 상세를 위한 확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 드론의 선회장치에 대하여 확대하여 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 드론의 도킹구조에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 드론의 도킹구조에 대한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 드론의 도킹구조에 대한 결합상태를 도시한 사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 드론의 도킹구조의 부분 상세를 위한 확대도이며, 도 5는 본 발명에 따른 드론의 선회장치에 대하여 확대하여 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 드론의 도킹구조는 드론(1)과 드론(1)이 이동시키고자 하는 수화물(100)의 구조에 관한 것이다. 상기 수화물(100)은 적용 예에 따라서 다양한 형상의 제품이나 물품이 될 수 있으며, 일 예를 들면, 드론과 결합되어 태양광이나 건물의 유리창을 청소할 수 있는 청소모듈이 될 수도 있고, 물품이송을 위한 택배형 박스일 수도 있다.
상기 드론(1)은 비행을 제어하는 몸체부(10)와, 다수의 날개부(60)를 기본 구성으로 하고 있다. 상기 몸체부(10)는 하방으로 길게 연장되어 설치되는 드론 안착장치(20), 상기 몸체부(10)의 양측면에 설치되는 한 쌍의 메인고정장치(30), 및 상기 몸체부(10)와 각각의 메인고정장치(30)를 연결하며 상기 메인고정장치(30)를 선회구동시키기 위한 선회장치(40)를 포함한다.
상기 드론 안착장치(20)는 드론(1)이 상기 수화물(100)의 상부면에 안정적으로 안착되도록 유도할 수 있는 것으로서, 상기 몸체부(10)의 저부로부터 하부로 길게 연장되는 복수의 수직로드(21), 상기 수직로드(21)를 연결하고 상기 수화물(100)의 상부면에 안착 및 지지되는 수평로드(23)를 포함한다. 따라서, 드론(1)이 상기 수화물(100)의 상부면에 근접하여 안착될 때에 상기 수평로드(23)가 상부면에 안정적으로 지지되면서 랜딩되는 것이다.
한 쌍의 메인고정장치(30)는 상기 몸체부(10)를 중심으로 서로 대향하여 위치하고, 상기 몸체부(10)에 대하여 하방으로 선회하면서 상기 수화물(100)에 탈부착할 수 있는 것이다.
따라서, 각각의 메인고정장치(30)는 상기 수화물에 탈착가능하게 고정되는 고정부재(33)와, 상기 고정부재(33)를 회동시키기 위해 상기 고정부재(33)의 중앙에 수직으로 연결되는 회동부재(31)를 포함한다.
상기 선회장치(40)는 상기 몸체부(10)에 구비된 회동결합부재(15)에 고정설치된다.
상기 선회장치(40)는, 상기 선회장치(40)를 회동시키기 위한 구동모터(50), 상기 회동부재(31)의 일측에 설치되는 역'U'자형 선회본체(43), 상기 선회본체(43)의 일측단에 설치되는 한 쌍의 선회로드(41), 상기 구동모터(50)와 연결되고 상기 선회로드(41)의 일단에 결합되는 회동축(55)을 포함한다.
상기 선회본체(43)는 역 'U'자형으로 형성되어서, 개구부로 상기 회동부재(31)가 삽입되는 구조를 가지며, 폐쇄부쪽의 양측에 상기 선회로드(41)가 각각 결합되는 구조를 갖는다. 이때, 상기 각각의 선회로드(41)의 일단에는 결합힌지(45)가 구비되어 있어서, 상기 결합힌지(45)가 상기 선회본체(43)의 폐쇄부 양측에 결합되는 것이다.
또한, 상기 선회로드(41)의 타단에는 결합홀(42)이 형성되어 있고, 상기 회동축(55)이 상기 결합홀(42)에 삽입되어 고정되는 것이다.
따라서, 상기 구동모터(50)가 정방향으로 구동하면, 상기 회동축(55)의 회전에 의해 상기 선회로드(41)가 회동하고, 상기 결합힌지(45)가 상기 선회본체(43)의 일단을 밀면서 하방으로 회동시키게 된다. 그러면, 상기 회동부재(31)에 회전가능하게 연결된 상기 선회본체(43)의 타단이 상기 회동부재(31)를 하방으로 회동시킬 수 있는 것이다(도 5b 참조).
역으로, 상기 구동모터(50)가 역방향으로 구동하면, 상기 회동축(55)의 역방향 회전에 의해 상기 선회로드(41)가 역방향으로 회동하고, 상기 결합힌지(45)가 상기 선회본체(43)의 일단을 잡아당기면서 상방으로 회동시키게 된다. 그러면, 상기 회동부재(31)에 회전가능하게 연결된 상기 선회본체(43)의 타단이 상기 회동부재(31)를 상방으로 회동시킬 수 있는 것이다(도 5a 참조)
또한, 상기 수화물(100)의 양측에는 상기 드론(1)의 메인고정장치(30)가 탈부착할 수 있는 랜딩부(120)가 설치되어 있다.
상기 랜딩부(120)는 전후로 길게 형성되고 상기 수화물(100)의 상부면에 설치되는 랜딩본체(121)와, 상기 랜딩본체(121)에 형성되고 상기 메인고정장치(30)의 고정부재(33)가 삽입될 수 있는 결합요부(123)를 포함한다.
따라서, 상기 메인고정장치(30)의 고정부재(33)가 상기 랜딩부(120)의 결합요부(123)에 삽입되면서, 드론(1)과 수화물(100)을 1차적으로 결합시킬 수 있는 것이다.
또한, 상기 드론(1)과 상기 수화물(100)의 보다 견고한 결합을 위해서 상기 랜딩부(120)에 근접한 위치에 보조고정장치(110)를 더 포함할 수 있다.
상기 보조고정장치(110)는 상기 랜딩부(120)에 근접한 수화물(100)의 측벽에 설치되는 솔레노이드밸브(111)와, 상기 솔레노이드밸브(111)와 일체로 연결되며 전기적 신호에 의해 상하로 승강가능한 밸브로드(113)를 포함한다.
또한, 상기 랜딩부(120)의 결합요부(123) 내부에는 돌출되어 설치되는 탈착감지부재(125)를 더 포함한다. 상기 탈착감지부재(125)는 상기 드론(1)의 메인고정장치(30)가 장착되거나 분리된 상태를 감지하는 것으로서, 장착될 경우를 감지하여 상기 솔레노이드밸브(111)를 상방으로 구동시켜 2차적으로 결합력을 증대시키고, 분리된 경우를 감지하여 상기 솔레노이드밸브(111)를 하방으로 구동시켜 2차적인 결합력을 해제시킬 수 있는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 드론의 도킹구조의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 드론 안착장치(20)가 상기 수화물(100)의 상부면에 안착하게 되면, 상기 수직로드(21)와 수평로드(23)에 의해서 드론(1)이 안정적으로 상기 수화물(100)의 상부면에 지지될 수 있다.
이 상태에서, 드론(1)에 수화물(100)을 결합시키기 위해서, 먼저 선회장치(40)를 통해서 상기 메인고정장치(30)가 상기 수화물(100)의 랜딩부(120)에 결합될 수 있다. 즉, 상기 선회장치(40)의 구동에 의해서 상기 메인고정장치(30)의 회동부재(31)와 고정부재(33)가 하방으로 회동하게 되고, 상기 고정부재(33)가 상기 랜딩부(120)의 결합요부(123)으로 삽입되면서, 상기 메인고정장치(30)가 상기 랜딩부(120)에 결합되게 된다.
또한, 상기 고정부재(33)가 상기 결합요부(123)로 완전히 삽입되게 되면, 상기 고정부재(33)가 상기 탈착감지부재(125)를 밀면서, 그들의 결합이 완전히 이루어진 상태를 감지하게 된다. 이러한 탈착감지부재(125)의 감지를 통해서 상기 보조고정장치가 작동하게 되는데, 상기 솔레노이드밸브(111)이 작동하면서 상기 밸브로드(113)를 상방으로 승강시켜서 상기 고정부재(33)가 상기 결합요부(123)로부터 이탈되지 않도록 막아주는 역할을 한다.
반대로, 수화물(100)을 목적지까지 이동시킨 후에 드론(1)으로부터 수화물(100)을 분리시키기 위해서, 먼저 상기 보조고정장치(110)에 신호를 보내서 솔레노이드밸브(111)를 하강작동시켜서 상기 밸브로드(113)를 하방으로 하강시킨다. 그 후에, 상기 선회장치(40)를 역방향으로 구동시켜서 상기 메인고정장치(30)의 회동부재(31)와 고정부재(33)를 상방으로 회동시킨다. 그러면, 상기 고정부재(33)가 상기 랜딩부(120)의 결합요부(123)로부터 이탈하게 되면서 상방으로 회동하면서, 상기 드론(1)과 상기 수화물(100)을 분리시킬 수 있는 것이다.
한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타실시 예로 변경할 수 있으므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 드론 10: 몸체부
15: 회동결합부재
20: 드론 안착장치 21: 수직로드
23: 수평로드 30: 메인고정장치
31: 회동부재 33: 고정부재
40: 선회장치 41: 선회로드
42: 결합홀 43: 선회본체
45: 결합힌지 50: 구동모터
55: 회동축 60: 날개부
100: 수화물 110: 보조고정장치
111: 솔레노이드밸브 113: 밸브로드
120: 랜딩부 121: 랜딩본체
123: 결합요부 125: 탈착감지부재

Claims (9)

  1. 드론과, 상기 드론이 이동하고자 하는 수화물을 포함하는 드론의 도킹구조에 있어서,
    상기 드론은,
    비행을 제어하는 몸체부;
    비행을 위한 다수의 날개부;
    상기 몸체부의 저부로부터 하방으로 길게 연장되어 설치되는 드론 안착장치;
    상기 몸체부의 양측면에 서로 대향하여 설치되는 한 쌍의 메인고정장치; 및
    상기 몸체부와 각각의 메인고정장치를 연결하며, 상기 메인고정장치를 선회구동시키기 위한 선회장치;를 포함하며,
    상기 수화물은,
    그 양측에 상기 드론의 메인고정장치가 탈착가능하게 결합될 수 있는 랜딩부를 포함하며,
    상기 랜딩부는,
    전후로 길게 형성되고 상기 수화물의 상부면에 설치되는 랜딩본체; 및
    상기 랜딩본체에 형성되고 상기 메인고정장치의 고정부재가 삽입될 수 있는 결합요부를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 도킹구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 드론 안착장치는,
    상기 몸체부의 저부로부터 하부로 길게 연장되는 복수의 수직로드; 및
    상기 수직로드를 연결하고 상기 수화물의 상부면에 안착 및 지지되는 수평로드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 도킹구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 메인고정장치는,
    상기 수화물에 탈착가능하게 고정되는 고정부재; 및
    상기 고정부재를 회동시키기 위해 상기 고정부재의 중앙에 수직으로 연결되는 회동부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 도킹구조.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 선회장치는 상기 몸체부에 구비된 회동결합부재에 고정설치되고,
    상기 선회장치를 회동시키기 위한 구동모터;
    상기 회동부재의 일측에 설치되는 역'U'자형 선회본체;
    상기 선회본체의 일측단에 설치되는 한 쌍의 선회로드; 및
    상기 구동모터와 연결되고 상기 선회로드의 일단에 결합되는 회동축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 도킹구조.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 선회본체는 역 'U'자형으로 형성되어서, 상기 선회본체의 개구부로 상기 회동부재가 삽입되고 선회본체의 폐쇄부쪽의 양측에 상기 선회로드가 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 드론의 도킹구조.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 각각의 선회로드의 일단에는 상기 선회본체의 폐쇄부 양측에 결합되는결합힌지가 구비되고,
    상기 선회로드의 타단에는 상기 회동축이 삽입되어 고정되는 결합홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 드론의 도킹구조.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 드론의 메인고정장치가 장착되거나 분리된 상태를 감지하기 위하여, 상기 랜딩부의 결합요부 내부에 돌출되어 설치되는 탈착감지부재; 및
    상기 드론과 상기 수화물의 보다 견고한 결합을 위하여, 상기 랜딩부에 근접한 위치에 설치되는 보조고정장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 도킹구조.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 보조고정장치는,
    상기 랜딩부에 근접한 수화물의 측벽에 설치되는 솔레노이드밸브; 및
    상기 솔레노이드밸브와 일체로 연결되며 전기적 신호에 의해 상하로 승강가능한 밸브로드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 도킹구조.

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