드론

드론{Drone}

본 발명은 조종사 없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행체인 드론에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 종래 드론 본체의 최외곽에 구비되어 드론 추진체로 사용되는 다수의 고속 회전 블레이드를 생략하는 대신 압축공기를 고속으로 분사시켜 추진력을 발생시키는 무블레이드형 추진체를 가지는 드론에 관한 것이다.

드론은 조종사가 직접 탑승하지 않고 무선전파를 이용해 원격 조종이 가능한무인 비행체를 말한다. 드론은 일반 비행체와는 달리 조종사를 위한 공간과 안전장치를 별도로 구비하지 않기 때문에 소형화, 경량화가 가능하며, 사람의 접근이 어려운 곳의 정보 수집과 정찰을 위한 정찰용이나, 여러 다양한 용도로의 산업용으로 활용되고 있으며, 특히, 요즘은 작의 소형 드론들이 보급되면서 일반인들의 취미생활 도구로도 활용되고 있는 실정이다.

통상의 드론은 비행체의 골격을 구성하는 본체와, 상기 본체로부터 방사상으로 돌출되는 추진체 지지 프레임과, 상기 추진체 지지 프레임에 직접 연결되어 블레이드를 고속 회전시키는 모터가 구비되는 다수의 추진체를 통해 상기 본체를 추진 비행시키게 된다.

이와 같이 블레이드와 상기 블레이드를 고속회전시키는 모터로 구성되는 추진체들은 일반적으로 드론 본체의 최외곽에 다수개로 구비되어 다른 무인 비행체 및 외부 장애물과의 충돌로 인하여 추진체 모터가 손상되거나, 고속 회전하던 블레이드가 파손되어 비산하면서 안전사고가 발생할 문제점이 있으며, 고가의 추진체 모터 손상으로 인해 드론의 유지보수 비용이 증가되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 종래 고가의 회전모터와 블레이드로 구성되는 추진체에 있어서, 추진체를 구성하는 회전모터와 블레이드를 생략하고 다른 수단을 통해 추진가능하도록 구성하여 다른 무인 비행체 및 외부 장애물과의 충돌시 종래 추진체 회전모터 손상의 우려가 없고, 드론의 유지보수 비용을 월등히 절감할 수 있도록 하며,

고속 회전하던 블레이드의 파손 및 비산에 따른 안전사고 발생 위험을 사전에 예방할 수 있도록 하고, 추진체의 구성을 단순화시켜 제조 및 유지보수를 용이하게 할 수 있도록 한다.

상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 외부로부터 공기를 흡입하여 소정압력값으로 압축시킨 후 배출시키는 압축공기생성부(10, 20); 중앙에 상기 압축공기생성부(10, 20)가 구비되고, 외측면에는 소정간격을 두고 다수의 압축공기배출홀(32)이 형성되며, 내부에는 상기 다수의 압축공기배출홀(32)과 각각 연통되어 상기 압축공기생성부(10, 20)로부터 발생되는 압축공기를 안내 배출시키는 다수의 분기배출로(31)가 형성되는 몸체부(30); 및 상측에서 하측으로 갈수록 중공 반경이 점차 확장되는 내부 중공의 원통 형태로 형성되어 외측이 상기 몸체부(30)에 결합되고, 외측단에는 상기 압축공기배출홀(32)과 연통되게 입구홀(41)이 구비되어 상기 압축공기배출홀(32)로부터 배출된 압축공기가 상기 입구홀(41)을 통해 유입되며, 상측 내주면에는 압축공기가 하측으로 분사되는 분사노즐부(43)가 내주면을 따라 형성되고, 내부에는 상기 입구홀(41)을 통해 유입된 압축공기를 상기 분사노즐부(43)로 안내 배출시키는 분사배출로(42)가 구비되는 추진체(40);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론(1)를 제공한다.

본 발명의 일 형태에 따른 드론(1)에 있어서, 상기 압축공기생성부(10)는, 상측에는 외부공기 유입단(51)이 구비되고, 상기 외부공기 유입단(51)의 하측에는 공기압축 블로우팬(52)이 구비되며, 상기 공기압축 블로우팬(52)의 하측에는 압축공기 유출단(53)이 구비되는 압축공기생성기(50)가 마련되고, 상기 압축공기생성기(50)의 압축공기 유출단(53)은 상기 다수의 분기배출로(31)와 동시에 연통되며; 상기 압축공기 유출단(53) 및 상기 다수의 분기배출로(31) 사이에 구비되어 상기 압축공기 유출단(53)에서 상기 다수의 분기배출로(31)로 각각 배출되는 압축공기의 배출량을 조절하는 압축공기 배출조절부(60);를 더 포함하여 구성될 수 있으며,

또한,상기 압축공기생성부(20)는, 상측에는 외부공기 유입단(51)이 구비되고, 상기 외부공기 유입단(51)의 하측에는 공기압축 블로우팬(52)이 구비되며, 상기 공기압축 블로우팬(52)의 하측에는 압축공기 유출단(53)이 구비되는 다수의 압축공기생성기(50)가 마련되고, 상기 다수의 압축공기생성기(50)의 각 압축공기 유출단(53)은 상기 다수의 분기배출로(31)와 각각 연통될 수 있다.

본 발명에 따른 드론은, 종래 드론의 추진체를 구성하는 회전모터와 블레이드를 생략하고 압축공기을 분사시켜 비행가능하도록 드론의 추진체를 구성함으로써, 다른 무인 비행체 및 외부 장애물과의 충돌시 종래 추진체 회전모터 손상의 우려가 없고, 드론의 유지보수 비용을 월등히 절감할 수 있으며,

특히, 고속 회전하던 블레이드의 파손 및 비산에 따른 안전사고 발생 위험을 사전에 예방할 수 있고, 추진체의 구성이 단순하여 제조 및 유지보수를 용이하게 할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 드론에 있어서, 일 실시예를 나타내는 사시도;
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 드론에 있어서, 각각 압축공기생성부의 일 실시예를 나타내는 단면도 및 평면도;
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 드론에 있어서, 각각 압축공기생성부의 다른 실시예를 나타내는 단면도 및 평면도;이다.

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 드론(1)에 있어서, 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 드론(1)에 있어서, 각각 압축공기생성부(10)의 일 실시예를 나타내는 단면도 및 평면도이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 드론(1)에 있어서, 각각 압축공기생성부(20)의 다른 실시예를 나타내는 단면도 및 평면도이다.

본 발명에 따른 드론(1)은, 도 1, 도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이, 크게, 외부공기를 흡입하여 압축공기를 생성 배출시키는 압축공기생성부(10, 20)와, 중앙에 상기 압축공기생성부(10, 20)가 결합 구비되고 내부에는 상기 압축공기생성부(10, 20)에서 생성되는 압축공기의 배출로가 형성되는 몸체부(30)와, 상기 몸체부(30)의 외곽에 구비되어 배출로를 통해 유입되는 압축공기를 외부로 배출시켜 추진력을 발생시키는 추진체(40)를 포함하여 형성된다.

상기 압축공기생성부(10, 20)는, 흡입단을 통해 외부로부터 공기를 흡입하여 소정압력값으로 압축시킨 후 배출단을 통해 압축공기를 배출시키게 된다. 상기 몸체부(30)는, 중앙에 구비되는 상기 압축공기생성부(10, 20)를 통해 배출되는 고압의 압축공기가 상기 몸체부(30)의 외곽에 소정간격으로 결합된 각각의 추진체(40)로 전달되도록 하는 다수의 분기배출로(31)가 구비되며, 상기 다수의 분기배출로(31) 각 끝부분에는 압축공기배출홀(32)이 형성되어 상기 각 추진체(40)의 입구홀(41)과 연통되며, 상기 분기배출로(31)를 통해 이동된 압축공기는 상기 압축공기배출홀(32) 및 상기 추진체(40)의 입구홀(41)을 통과해 추진체(40)로 이동된다.

상기 추진체(40)는, 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이, 상측에서 하측으로 갈수록 중공 반경이 점차 확장되는 내부 중공의 원통 형태로 형성되며, 외측이 상기 압축공기배출홀(32)이 형성된 몸체부(30)에 결합된다. 상기 추진체(40)의 외측단에는 상기 몸체부(30)의 압축공기배출홀(32)과 연통되게 입구홀(41)이 형성되어 상기 압축공기배출홀(32)로부터 배출된 압축공기가 상기 입구홀(41)을 통해 상기 추진체(40) 내부로 유입되며, 상측 내주면에는 내부로 유입된 압축공기가 하측으로 분사되는 분사노즐부(43)가 내주면을 따라 형성되고, 내부에는 상기 입구홀(41)을 통해 유입된 압축공기를 상기 분사노즐부(43)로 안내 배출시키는 분사배출로(42)가 구비된다. 이와 같이 구성되는 상기 추진체(40)는, 상기 분사노즐부(43)를 통해 중공면을 따라 하측으로 고속 분사되는 압축공기를 통해 드론(1)을 상승시키는 추진력을 발생시키게 된다.

본 발명에 따른 드론(1)에 있어서, 상기 압축공기생성부(10)의 일 실시예로는, 도 1, 도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이, 상측에는 외부공기 유입단(51)이 구비되어 외부공기가 자유롭게 압축공기생성부(10) 측으로 유입되고, 상기 외부공기 유입단(51)의 하측에는 공기압축 블로우팬(52)이 구비되어 고속회전하면서 상기 외부공기 유입단(51)을 통해 유입된 공기를 고압 고속으로 토출시키는 압축공기생성기(50)가 구비된다. 상기 압축공기생성기(50)의 공기압축 블로우팬(52)의 하측에는 압축공기 유출단(53)이 구비되어 상기 공기압축 블로우팬(52)으로부터 압축된 공기가 고압 고속으로 배출되며, 상기 몸체부(30) 내부에 구비되는 다수의 분기 배출로와 연통되어 상기 공기압축 블로우팬(52)에서 토출되는 고압 고속의 공기를 상기 다수의 분기 배출로로 각각 배출시키게 된다.

또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 압축공기 유출단(53)과 상기 다수의 분기배출로(31) 사이에 대략 원뿔 형상의 압축공기 배출조절부(60)를 두고, 상기 압축공기 배출조절부(60)가 전/후 또는 좌/우로 소정거리 이동하면서 상기 압축공기 유출단(53)으로부터 배출되는 압축공기가 각 분기배출로(31)로 배출되는 배출량을 조절할 수 있도록 하고, 상기 각 분기배출로(31)로 배출되는 배출량을 조절함으로써, 상기 각 추진체(40)로 최종 분사되는 압축공기 분사량 및 그에 따른 해당 추진체(40)의 추진력을 조절할 수 있게 되며, 드론(1)의 비행방향이나, 상승 및 하강 등의 드론(1) 전체 거동을 조정할 있게 된다.

상기 압축공기생성부(20)의 다른 실시예로는, 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 상측에는 외부공기 유입단(51)이 구비되어 외부 공기가 자유롭게 압축공기생성부(20) 측으로 유입되고, 상기 외부공기 유입단(51)의 하측에는 공기압축 블로우팬(52)이 구비되어 고속회전하면서 상기 외부공기 유입단(51)을 통해 유입된 공기를 고압 고속으로 토출시키는 압축공기생성기(50)를 다수개로 구비시킬 수 있으며, 상기 다수개로 구비되는 압축공기생성기(50)의 갯수에 대응하여 상기 몸체부(30)의 내부에 분기배출로(31) 및 상기 추진체(40)가 다수개로 구비된다. 통상 비행의 안정성과 제조의 용이성을 위해 4개의 압축공기생성기(50)가 구비될 수 있으며, 이에 대응하여 상기 몸체부(30)의 내부에는 4방향으로 각각 분기되는 분기배출로(31)가 형성되고, 또한, 4방향 분기배출로(31)에 각각 일대일 대응되게 4개의 추진체(40)가 구비된다. 이와 같이 4개의 추진체(40)와 각각 일대일로 대응되게 구비되는 4개의 압축공기 블로우팬(52)의 회전속도 조절을 통해 각 추진체(40)로 분사되는 압축공기의 배출량을 조절할 수 있게 되고, 드론(1)의 비행방향이나, 상승 및 하강 등의 드론(1) 전체 거동을 조정할 있게 된다.

좀 더 상세하게, 드론(1)의 비행 조정 방법을 설명하면, 상승 이동시에는 상기 4개의 압축공기생성기(50)의 공기압푹 블로우팬(52)의 회전속도를 동일속도로 고속회전시켜 각 추진체(40)에서 분사되는 압축공기의 분사량을 동일하게 유지시킴으로써, 동일 추진력을 생성시켜 드론(1)을 상승이동시키게 되고, 하강 이동시에는 상기 각 압축공기생성기(50)의 블로우팬(52)의 회전속도를 동일하게 낮춤으로써 상승시와는 반대로 드론(1)을 하강이동시킬 수 있게 된다. 일측 전진이동을 위해서는, 4개의 압축공기생성기(50) 중 전진 이동시키려는 측에 위치하는 좌, 우 2개의 압축공기생성기(50)의 블로우팬(52)의 회전속도는 상대적으로 저속으로 회전시킴과 동시에, 전진 이동시키려는 측의 후방에 위치하는 좌, 우 2개의 압축공기생성기(50)의 블로우팬(52)의 회전속도는 앞쪽 좌, 우측 압축공기생성기(50)의 블로우팬(52)의 회전속도 보다는 상대적으로 고속으로 회전시켜 전진 이동할려는 측으로 바라보게 약간 경사진 상태에서 전진 이동시킬 수 있게 되며, 동일한 방법을 통해 드론(1)을 전, 후진 또는 좌, 우로 자유롭게 이동시킬 수 있게 된다.

즉, 본 발명에 따른 드론(1)은, 상기 각 압축공기분사형 추진체(40)의 추진력을 상기 분사노줄부에서 배출되는 압축공기의 배출량을 통해 조정할 수 있게 되며, 상기 각 추진체(40)의 추진력 조정을 통해 전체 드론(1)의 거동을 조정하게 되는데, 일 실시예는, 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이, 하나의 블로우팬(52)으로 구성되는 압축공기생성부(10)를 통해 각 분기배출로(31)로 토출되는 압축공기의 배출량을 상기 압축공기 배출조절부(60)의 이동을 통해 조절함으로써, 각 추진체(40)의 압축공기 배출량 및 추진력을 조절할 수 있게 되고, 이를 통해 드론(1)의 전체 거동을 조정하게 되며,

또한, 다른 실시예에서는, 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 각 추진체(40)와 일대일로 대응되는 압축공기생성기(50)가 구비되고, 상기 각 압축공기생성기(50)의 공기압축 블로우팬(52)의 회전속도를 조절함으로써, 상기 각 압축공기생성기(50)에 대응되는 각 추진체(40)의 압축공기 배출량 및 추진력을 개별 조절할 수 있게 되고, 이를 통해 드론(1)의 전체 거동을 조정할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 드론(1)은, 종래 드론의 추진체(40)를 구성하는 회전모터와 블레이드를 생략하고 압축공기을 분사시켜 비행가능하도록 하는 압축공기분사형 추진체(40)를 구성함으로써, 다른 무인 비행체 및 외부 장애물과의 충돌시 종래 추진체(40) 회전모터 손상의 우려가 없고, 드론(1)의 유지보수 비용을 월등히 절감할 수 있으며,

특히, 고속 회전하던 블레이드의 파손 및 비산에 따른 안전사고 발생 위험을 사전에 예방할 수 있고, 추진체(40)의 구성이 단순하여 제조 및 유지보수를 용이하게 할 수 있게 된다.

위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.

1 : 드론
10, 20 : 압축공기생성부 30 : 몸체부
31 : 분기배출로 32 : 압축공기배출홀
40 : 추진체 41 : 입구홀
42 : 분사배출로 43 : 분사노즐부
50 : 압축공기생성기 51 : 외부공기 유입단
52 : 공기압축 블로우팬 53 : 압축공기 유출단
60 : 압축공기 배출조절부 70 : 무선송/수신 제어부
80 : 전원충전밧데리