(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給部、命令を格納する少なくとも１つのメモリ、少なくとも１つのプロセッサ、およびデータを送受信する通信部と、
密閉空間内の空気状態情報を検出する第１のセンシング部および位置情報を生成する第２のセンシング部を含む第１のケースと、
前記第１のケースの底面に結合する上側の平面を有する半球状の第２のケースと、
前記第１のケースおよび第２のケースを囲む形態で結合して、前記第１のケースおよび第２のケースとともに球状のケースをなす第３のケースと、
を備え、
前記第２のケースには、前記球状のケースに浮力を提供する浮力提供部が設けられ、
前記第３のケースの下面は、前記第１のケースの周りの前記第２ケースの上側の平面と接触し、且つ、前記第３のケースの上面には、駆動力を生成する駆動部が設けられ、
前記第３のケースの上面と前記第１のケースの上部との間には、流体が移動する空間が形成され、前記空間の領域にはその空間を開閉するために、前記駆動部にそれぞれ連結された吸気カバーおよび排気カバーが設けられ、
前記命令は、前記プロセッサをして動作を行わせるために、前記プロセッサにより実行可能であり、
前記動作は、
前記データに基づいて密閉空間内の移動のための制御信号を生成する動作と、
前記制御信号に基づいて前記吸気カバーおよび前記排気カバーによって前記空間を開閉させる前記駆動部を制御する動作と、
前記第２のセンシング部で検出された前記球状のケースの角度情報に基づいて、前記球状のケースが既設定範囲の角度に該当する場合、前記第１のセンシング部を介して密閉空間の汚染度を検出する動作と、
を含み、
前記第２のケースにおける上側の平面の直径は、前記第１のケースの底面の直径より大きい、
滞空可能な浮遊式空気状態検出装置。
【請求項２】
前記通信部は、前記密閉空間内に設けられたステーションと前記データとを送受信し、
前記電力供給部は、前記ステーションから電力を受信する請求項１に記載の滞空可能な浮遊式空気状態検出装置。
【請求項３】
前記動作は、
前記電力供給部の充電電力をモニタリングする動作と、
前記充電電力が既設定値未満である場合、予め設定された経路情報に基づいて回航経路を設定し、前記回航経路に基づいて前記駆動部を制御する動作と、
前記ステーションとドッキング（Ｄｏｃｋｉｎｇ）し、前記ステーションから受信された電力を用いて前記電力供給部を充電する動作と、
をさらに含む請求項２に記載の滞空可能な浮遊式空気状態検出装置。
【請求項４】
前記ステーションとのドッキングの際、前記ステーションに形成された磁気力を利用する請求項３に記載の滞空可能な浮遊式空気状態検出装置。
【請求項５】
前記第２のセンシング部の検出結果に基づいて、前記吸気カバーおよび前記排気カバーを動作させて、前記第１のケースと前記第３のケースとの間の空間に流入した空気の状態を検出するための第１のセンシング部を制御する動作をさらに含む請求項１に記載の滞空可能な浮遊式空気状態検出装置。
【請求項６】
飛行動力を提供する飛行動力装置をさらに備える請求項１に記載の滞空可能な浮遊式空気状態検出装置。
【請求項７】
前記駆動部により制御され、前記球状のケースに脱付着可能な飛行動力装置をさらに備える請求項１に記載の滞空可能な浮遊式空気状態検出装置。
【請求項８】
前記動作は、
前記メモリに予め記録され、前記密閉空間内の空間情報に対応する経路情報に基づいて制御信号を生成して前記駆動部を制御する動作をさらに含む請求項１に記載の滞空可能な浮遊式空気状態検出装置。
【請求項９】
前記滞空可能な浮遊式空気状態検出装置及び前記飛行動力装置を囲み、前記滞空可能な浮遊式空気状態検出装置に結合された保護ケースをさらに備え、
前記保護ケースは、網構造を有する請求項７に記載の滞空可能な浮遊式空気状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気状態検出装置に関し、密閉空間内で滞空及び浮遊が可能な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉空間とは、井戸、縦坑、トンネル、潜函、暗渠、マンホール、タンク、反応塔、浄化槽、沈殿槽、集水槽など、勤労者が作業を行うことができる空間であって、換気が不十分な場所を意味する。このような密閉空間内で勤労者が作業を行う場合、体に正常に酸素が供給されることができず、窒息による事故が発生する可能性がある。特に、酸素が欠乏された場所に入る場合、窒息の危険性を認知できなかったまま、ほとんどその場で倒れて数分内に死亡する場合が多い。また、換気が不十分な密閉空間では、酸素欠乏の他に、人体中毒による窒息作用を誘発する有害ガスが存在することがある。このような有害ガスは、酸素濃度が正常濃度状態でも体が暴露される場合、窒息作用を起こすため、酸素濃度低下及び有害ガスが発生する恐れがある場所では、酸素濃度だけでなく、発生可能な有害ガス濃度の確認が必要である。
【０００３】
これに関し、韓国公開特許公報（公開番号：１０−２０１１−００５３８２６）は、有害作業場の安全モニタリングのための複合型ネットワークシステム及び方法を開示している。しかしながら、先行技術の有害ガス感知装置は、有害作業場に固着される方式であって、浄化槽のように液体物質が存在する密閉空間で密閉空間の水位によって感知装置が浸り、誤作動や故障などの問題のため、本来の機能を発揮できないという限界があり、制限された領域での有害ガスのみ感知するしかないという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前述した従来の問題点を解決するためのものであって、密閉空間内を飛行しつつ、密閉空間内の空気状態を検出でき、密閉空間内の液体類の水位と関係なく、水面上の空気状態を検出できる装置を提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態は、電力供給部と、命令を格納する少なくとも１つのメモリと、少なくとも１つのプロセッサと、データを送受信する通信部と、駆動力を生成する駆動部と、密閉空間内の空気状態情報を検出する第１のセンシング部と、位置情報を生成する第２のセンシング部とを備え、前記命令は、前記プロセッサをして動作を行わせるために、前記プロセッサにより実行可能であり、前記動作は、前記データに基づいて密閉空間内の移動のための制御信号を生成する動作と、前記制御信号に基づいて前記駆動部を制御する動作とを含む滞空可能な浮遊式空気状態検出装置を提供できる。
【０００６】
他の側面において、前記通信部は、前記密閉空間内に設けられたステーションと前記データとを送受信し、前記電力供給部は、前記ステーションから電力を受信する滞空可能な浮遊式空気状態検出装置を提供することもできる。
【０００７】
さらに他の側面において、前記動作は、前記第２のセンシング部の検出結果に基づいて前記第１のセンシング部を制御する動作をさらに含む滞空可能な浮遊式空気状態検出装置を提供することもできる。
【０００８】
さらに他の側面において、前記動作は、前記電力供給部の充電電力をモニタリングする動作と、前記充電電力が既設定値未満である場合、予め設定された経路情報に基づいて回航経路を設定し、前記回航経路に基づいて前記駆動部を制御する動作と、前記ステーションとドッキング（Ｄｏｃｋｉｎｇ）し、前記ステーションから受信された電力を用いて前記電力供給部を充電する動作とをさらに含む滞空可能な浮遊式空気状態検出装置を提供することもできる。
【０００９】
さらに他の側面において、前記ステーションとのドッキングの際、前記ステーションに形成された磁気力を利用する滞空可能な浮遊式空気状態検出装置を提供することもできる。
【００１０】
さらに他の側面において、前記電力供給部、前記メモリ、前記プロセッサ、前記通信部、前記駆動部、前記第１のセンシング部、及び第２のセンシング部を収納するケースと、前記ケースに浮力を提供する浮力提供部とをさらに備える滞空可能な浮遊式空気状態検出装置を提供することもできる。
【００１１】
さらに他の側面において、前記ケースに設けられた前記密閉空間上の空気を吸入する吸気装置及び吸入された空気を排出する排気装置をさらに備え、前記動作は、前記第２のセンシング部の検出結果に基づいて前記吸気装置、前記排気装置、及び前記吸気装置に流入した空気の状態を検出するための第１のセンシング部を制御する動作をさらに含む滞空可能な浮遊式空気状態検出装置を提供することもできる。
【００１２】
さらに他の側面において、飛行動力を提供する飛行動力装置をさらに備える滞空可能な浮遊式空気状態検出装置を提供することもできる。
【００１３】
さらに他の側面において、前記駆動部により制御され、前記ケースに脱付着可能な飛行動力装置をさらに備える滞空可能な浮遊式空気状態検出装置を提供することもできる。
【００１４】
さらに他の側面において、前記動作は、前記メモリに予め記録され、前記密閉空間内の空間情報に対応する経路情報に基づいて制御信号を生成して前記駆動部を制御する動作をさらに含む滞空可能な浮遊式空気状態検出装置を提供することもできる。
【００１５】
さらに他の側面において、前記滞空可能な浮遊式空気状態検出装置及び前記飛行動力装置を囲み、前記滞空可能な浮遊式空気状態検出装置に結合された保護ケースをさらに備え、前記保護ケースは、網構造を有する滞空可能な浮遊式空気状態検出装置を提供することもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による実施形態は、密閉空間上を飛行しつつ、密閉空間内の空気状態を検出して安全事故を予防できる。
【００１７】
また、本発明による実施形態は、空気状態測定が困難なデッドゾーン領域を最小化することにより、密閉空間の全領域をモニタリングできる。
【００１８】
また、本発明による実施形態は、密閉空間上の液体類の水位に関係なく、水面上の汚染濃度を測定でき、密閉空間上の有害ガス及び酸素欠乏可否を検出して安全事故を予防できる。
【００１９】
また、本発明による実施形態は、密閉空間内に設けられたステーションを用いて電力充電及びデータ送受信が可能であるという利点がある。
【００２０】
また、本発明による実施形態は、装置の位置情報に応じる空気状態センシング動作を行うことにより、密閉空間上の異物が装置に流入して装置が損傷されるという問題を防止する。
【００２１】
また、本発明による実施形態は、飛行中、各種施設物や密閉空間内壁の衝突による装置の損傷が発生するという問題を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る例示的なブロックダイヤグラムである。
【図２】図２は、本発明の実施形態が適用された密閉空間内の環境を例示的に示したものである。
【図３】図３は、滞空可能な浮遊式空気状態検出装置に対する例示的な断面図である。
【図４】図４は、吸気及び排気装置の駆動状態図である。
【図５】図５は、吸気及び排気装置の駆動状態図である。
【図６】図６は、吸気及び排気装置の駆動状態図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る滞空可能な浮遊式空気状態検出装置と、これと結合された飛行動力装置に対する例示的な断面図である。
【図８】図８は、飛行動力装置が装着された装置がステーションに位置する前の状態図である。
【図９】図９は、飛行動力装置が装着された装置がステーションに位置した状態図である。
【図１０】図１０は、飛行動力装置が装着された装置が密閉空間内で飛行する状態を示した例示図である。
【図１１】図１１は、飛行動力装置が装着された装置が密閉空間内で飛行する状態を示した例示図である。
【図１２】図１２は、飛行動力装置が装着された装置が密閉空間内で飛行する状態を示した例示図である。
【図１３】図１３は、本発明の他の実施形態に係る滞空可能な浮遊式空気状態検出装置に対するブロックダイヤグラムである。
【図１４】図１４は、本発明のさらに他の実施形態に係る滞空可能な浮遊式空気状態検出装置に対する例示図である。
【図１５】図１５は、本発明のさらに他の実施形態に係る滞空可能な浮遊式空気状態検出装置に対する例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、様々な変換を加えることができ、種々の実施形態を有することができるところ、特定実施形態を図面に例示し、詳細な説明に詳細に説明しようとする。本発明の効果及び特徴、そして、それらを達成する方法は、図面とともに詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるであろう。しかし、本発明は、以下において開示される実施形態等に限定されるものではなく、様々な形態で実現されることができる。以下の実施形態において、第１、第２などの用語は、限定的な意味ではなく、１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的として使用された。また、単数の表現は、文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。また、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴または構成要素が存在することを意味するものであり、１つ以上の他の特徴または構成要素が付加される可能性を予め排除するものではない。また、図面では、説明の都合のために、構成要素が、その大きさが誇張または縮小され得る。例えば、図面に表れた各構成の大きさ及び厚さは、説明の都合のために任意に示したのであって、本発明が必ず図示されたところに限定されるわけではない。
【００２４】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明し、図面を参照して説明するとき、同一であるか、対応する構成要素は、同じ図面符号を付し、これについての重複する説明は省略する。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態に係る例示的なブロックダイヤグラムである。そして、図２は、本発明の実施形態が適用された密閉空間内の環境を例示的に示したものである。
【００２６】
本発明を説明するにあたって、本明細書に記載された密閉空間とは、勤労者が作業を行うことができる空間であって、換気が不十分な状態で酸素欠乏、有害ガスによる健康障害と引火性物質による火災や爆発などの危険がある場所をいう。一般的に、井戸、縦坑、トンネル、潜函、ピット、暗渠、マンホール、タンク、反応塔、浄化槽、沈殿槽、集水槽になることができるが、これに限定するものではなく、換気が円滑でなく、水位の変動が予想される液体類が存在する空間であれば、いかなる空間でも本発明が適用され得る。
【００２７】
本発明の実施形態は、密閉空間内の有害ガスや酸素をはじめとする各種気体の濃度を検出できる。有害ガスの検出と関連して、換気が不十分な密閉空間は、人体中毒による窒息作用を起こす有害ガスが存在する可能性があり、これらの有害ガスを化学的窒息剤といい、代表的な物質として、一酸化炭素、硫化水素、塩化メチレン、シアン化物などがあり、これらの有害ガスは、酸素濃度が正常濃度状態でも体が暴露される場合、窒息作用を起こすため、これらのガスの発生可能性が高い密閉空間では、発生可能な有害ガスの検出及び濃度確認が重要である。また、酸素濃度検出と関連して、密閉空間が鉄材タンクの内部空間である場合、鉄材タンク内に水気があるか、長期間密閉されれば、内壁が酸化されて生じた錆がタンク内の酸素を減少させて酸素欠乏状態になることができ、密閉空間内の乾性油の酸敗作用、微生物の呼吸作用、貯蔵物の酸化によっても酸素欠乏状態になることができる。この場合、酸素濃度が１６％以下に低下された空気を呼吸することになると、体組織の酸素が足りなくなり、脈拍と呼吸が早くなり、嘔吐・頭痛などの症状が現れ、酸素濃度が１０％以下になると、意識喪失、痙攣、血圧降下などとともに、脈拍数が減少し、窒息死亡するようになるので、密閉空間１内に酸素濃度を検出することが重要である。
【００２８】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る滞空可能な浮遊式空気状態検出装置１００は、電力供給部１１０、命令を格納する少なくとも１つのメモリ１２０、少なくとも１つのプロセッサ１３０、データを送受信する通信部１４０、駆動力を生成する駆動部１５０、密閉空間内の空気状態情報を検出する第１のセンシング部１６０、及び位置情報を生成する第２のセンシング部１７０を備えることができる。
【００２９】
電力供給部１１０は、有線または無線でステーション１０から電力を受信して充電されることができる。電力供給部１１０は、装置１００とステーション１０とが互いに電気的に結合されれば、ステーション１０で提供される電力を受信できる。電力供給部１１０は、電力制御部とバッテリとで構成されることができる。電力制御部１１１は、バッテリ１１２の充電電力を制御でき、バッテリ１１２の充電状態の情報を検出できる。電力供給部１１０は、装置１００の移動、空気状態検出、及びデータ送受信など、全般的な動作を行うのに必要な電力を提供できる。
【００３０】
メモリ１２０は、１つ以上のコンピュータ−読み取り可能な格納媒体を含むことができる。コンピュータ−読み取り可能な格納媒体は、有形（ｔａｎｇｉｂｌｅ）であり、非一時的（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）である。メモリ１２０は、高速ランダムアクセスメモリを含むことができ、また、１つ以上の磁気ディスク格納装置、フラッシュメモリ装置、またはその他の不揮発性固体−状態メモリ装置などの、不揮発性メモリを含むこともできる。メモリ制御機１２１は、装置１００の他のコンポーネントによるメモリ１２０へのアクセスを制御できる。
【００３１】
プロセッサ１３０は、１つ以上のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、個別ロジック回路、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせのような様々な形態で構成されることができる。
【００３２】
通信部１４０は、ＲＦ（無線周波数）回路で構成されることができる。通信部１４０は、電磁気信号とも呼ばれるＲＦ信号を受信及び送信できる。通信部１４０は、電気信号を電磁気信号に及び／又は電磁気信号を電気信号に変換し、電磁気信号を介して通信ネットワーク及びステーション１０の通信装置と通信する。通信部１４０は、選択事項として、アンテナシステム、ＲＦトランシーバー、１つ以上の増幅器、チューナ、１つ以上の発振器、デジタル信号プロセッサ、ＣＯＤＥＣチップセット、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリなどを含む（これに制限されない）、これらの機能を行うための公知された回路を含む。通信部１４０は、選択事項として、ワールドワイドウェブ（ＷＷＷ）と呼ばれるインターネット、イントラネット、及び／又はセルラー電話網、無線近距離通信網（ＬＡＮ）及び／又は都市域通信網（ＭＡＮ、ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）などの無線ネットワークのようなネットワーク及びステーション１０の装置等と無線通信により通信することができる。通信部１４０は、選択事項として、近距離通信無線機器などの近接場通信（ＮＦＣ）フィールドを検出するための公知された回路を含むことができる。無線通信は、選択事項として、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、登録商標）、ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、ＨＳＤＰＡ（ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  ｄｏｗｎｌｉｎｋ  ｐａｃｋｅｔ  ａｃｃｅｓｓ）、ＨＳＵＰＡ（ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  ｕｐｌｉｎｋ  ｐａｃｋｅｔ  ａｃｃｅｓｓ）、ＥＶ−ＤＯ（Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、Ｄａｔａ−Ｏｎｌｙ）、ＨＳＰＡ、ＨＳＰＡ＋、ＤＣＨＳＰＤＡ（Ｄｕａｌ−Ｃｅｌｌ  ＨＳＰＡ）、ＬＴＥ（ｌｏｎｇ  ｔｅｒｍ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＮＦＣ（ｎｅａｒ  ｆｉｅｌｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、Ｗ−ＣＤＭＡ（ｗｉｄｅｂａｎｄ  ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）、ＣＤＭＡ（ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、登録商標）、ＢＴＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ）、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｆｉｄｅｌｉｔｙ、登録商標）（例えば、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｎ、及び／又はＩＥＥＥ  ８０２．１１ａｃ）、ＶｏＩＰ（ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、Ｗｉ−ＭＡＸ、電子メール用プロトコル（例えば、ＩＭＡＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｍｅｓｓａｇｅ  ａｃｃｅｓｓ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、及び／又はＰＯＰ（ｐｏｓｔ  ｏｆｆｉｃｅ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ））、インスタントメッセージング（例えば、ＸＭＰＰ（ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ  ｍｅｓｓａｇｉｎｇ  ａｎｄ  ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＳＩＭＰＬＥ（Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｆｏｒ  Ｉｎｓｔａｎｔ  Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ  ａｎｄ  Ｐｒｅｓｅｎｃｅ  Ｌｅｖｅｒａｇｉｎｇ  Ｅｘｔｅｎ��ｉｏｎｓ）、ＩＭＰＳ（Ｉｎｓｔａｎｔ  Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ  ａｎｄ  Ｐｒｅｓｅｎｃｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ））、及び／又はＳＭＳ（Ｓｈｏｒｔ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）、または、本文書の出願日以前まで開発されなかった通信プロトコルを含むその他の任意の適切な通信プロトコルを含む（これに制限されない）複数の通信標準、プロトコル、及び技術のうち、任意のものを利用できる。
【００３３】
駆動部１５０は、装置１００の移動、装置１００内の各種装置等の物理的な動きを発生させ得る駆動力を提供するために、例示的にＢＬＤＣ（Ｂｒｕｓｈ−ｌｅｓｓ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  ｍｏｔｏｒ）モータ、モータ変速機を含むことができるが、これに制限されるものではない。より詳細に、駆動部１５０は、モータやプロペラ、サーボ、変速機、吸気及び排気装置など、実施形態に係る装置１００の物理的な動きを制御できる。
【００３４】
第１及び第２のセンシング部１６０、１７０は、少なくとも１つのセンサ装置で構成されることができる。また、第１及び第２のセンシング部１６０、１７０は、１つ以上のセンサ、１つ以上のメモリ、１つ以上のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、個別ロジック回路、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせのような様々な形態で構成されることができる。
【００３５】
また、第１のセンシング部１６０は、装置１００内に流入する物質の種類と当該物質の濃度を測定できるセンサであって、非分散形赤外線分析機、半導体式ガスセンサ、接触燃焼式ガスセンサ、光学式ガスセンサ、温度センサ、湿度センサのうち、少なくとも１つを含むことができるが、これに限定するものではなく、密閉空間１内の気体の種類を判別し、濃度を検出できるセンサ、そして、密閉空間１の温度と湿度などの環境情報を検出できるセンサであれば、何でも可能であろう。
【００３６】
また、第２のセンシング部１７０は、ジャイロセンサ、加速度センサ、地磁気センサを含むことができる。また、第２のセンシング部１７０は、磁力計、気圧計、ＧＰＳセンサ、距離計、慣性測定（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｕｎｉｔ）センサ、ビジョンセンサのうち、少なくとも１つを含むことができる。ただし、これに制限されるものではなく、第２のセンシング部１７０は、空間情報を検出及び移動経路情報を検出できる知能型センサまたはこのような機能を果たすことのできる公知のセンサや複数のセンサの組み合わせで構成されることができる。
【００３７】
プロセッサ１３０は、第２のセンシング部１７０のセンシング情報に基づいて、例えば、距離計のセンシング情報に基づいて、水面から所定の距離を維持して飛行することができる。例示的に、距離計は、超音波センサで構成され、出力された超音波が水面に反射されて戻るのに掛かった時間を測定することにより、水面からの装置１００の高さを検出できる。ただし、これに制限されるものではなく、別の水深計を密閉空間１内に設け、プロセッサ１３０は、水深計から受信された水深情報に基づいて水面の高さを測定でき、測定された高さに基づいて装置１００の滞空高さを制御することもできる。
【００３８】
プロセッサ１３０は、第２のセンシング部１７０のセンシング情報に基づいて装置１００の飛行状態を測定できる。装置１００の飛行状態は、回転運動状態と並進運動状態とに定義され、回転運動状態は、ヨー（Ｙａｗ）、ピッチ（Ｐｉｔｃｈ）、ロール（Ｒｏｌｌ）を意味し、並進運動状態は、経度、緯度、高度、速度を意味する。そして、回転運動状態を測定するために、例示的に第２のセンシング部１７０に設けられた３軸ジャイロセンサ、３軸加速度センサ、３軸地磁気センサを用いることができ、並進運動状態を測定するために、ＧＰＳセンサの位置情報検出結果と第２のセンシング部１７０に設けられた気圧センサ及び／又は高度計を用いることができる。ただし、これに限定するものではない。一方、密閉空間内に位置する装置１００は、ＧＰＳ情報の受信が円滑でない場合がある。したがって、例示的に、装置１００は、ステーション１０の位置を初期位置にして、移動した経路を記憶する方式で自分の現在位置情報を検出できる。
【００３９】
図３は、滞空可能な浮遊式空気状態検出装置に対する例示的な断面図である。
【００４０】
図３をさらに参照すれば、滞空可能な浮遊式空気状態検出装置１００は、前述した装置１００を構成するコンポーネントである電力供給部１１０、メモリ１２０、プロセッサ１３０、通信部１４０、駆動部１５０、第１のセンシング部１６０、及び第２のセンシング部１７０を収納するケース１０１を備えることができる。また、ケース１０１内に設けられ、装置１００に浮力を提供する浮力提供部１８０を備えることができる。
【００４１】
ケース１０１の外観は、全体的に円形または四角形になることができるが、これに限定するものではない。
【００４２】
浮力提供部１８０は、ケース１０１の下端部に設けられることができるが、これに限定するものではない。また、浮力提供部１８０は、装置１００が密閉空間１内の液体類上に浮遊できる程度の所定の浮力を提供し、装置１００が密閉空間１内の水位の増減に対応して装置１００の浮遊が維持されるようにする。また、浮力提供部１８０は、後述する飛行動力装置がケース１０１に装着された場合にも、装置１００が液体類上に浮遊できる程度の所定の浮力を提供できる。
【００４３】
例示的に、ケース１０１は、第１ないし第３のケース１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃで構成されることができる。第１のケース１０１ａは、装置１００を構成する各種コンポーネントのうち、少なくとも１つを収容することができ、各種コンポーネントが外部の衝撃から損傷されることを防止する。第２のケース１０１ｂには、浮力提供部１８０が設けられ得る。また、第２のケース１０１ｂは、第１のケース１０１ａの下端底面に結合し、第１のケース１０１ａが予め決められた位置に維持できるように、第１のケース１０１ａの均衡を維持することができる。そして、第２のケース１０１ｂは、半球状を有することができ、上側の平面領域は、第１のケース１０１ａの底面に結合し、下側の曲面領域は、密閉空間１内の液体類に向き合うことができる。また、第２のケース１０１ｂの上面の直径は、第１のケース１０１ａの背面の直径より大きく形成されることができ、それにより、第２のケース１０１ｂは、第１のケース１０１ａを下側で支持し、第１のケース１０１ａの均衡を維持させることができる。ただし、第２のケース１０１ｂが半球状を有することに限定するものではない。第３のケース１０１ｃは、第１及び第２のケース１０１ａ、１０１ｂを囲む形態で装置１００の外観を形成するように構成されることができる。第３のケース１０１ｃの外観は、球状を有することができる。第３のケース１０１ｃが球状を有することにより、液体類が第３のケース１０１ｃ上に接触する場合でも、液体類が早く流れ落ちることができる。したがって、装置１００の特定領域に液体が溜まる現象を防止する。
【００４４】
第１のケース１０１ａは、第３のケース１０１ｃの中心を通って位置することができる。また、第２のケース１０１ｂの半球状は、第３のケース１０１ｃの内側の一部領域に対応することができる。したがって、第２のケース１０１ｂの下側の曲面領域は、第３のケース１０１ｃの内側の下部領域に接触することができる。このような第１ないし第３のケース１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの各々は、プラスチック材質で形成されることができるが、これに制限されるものではない。また、第３のケース１０１ｃは、耐食性を揃えるために、ガラス材質やセラミックコーティングされることができる。ただし、これに制限するものではない。他の側面において、密閉空間１内部の各種引火性物質から起因した爆発や火災発生の際にも装置１００の損傷を最小化するために、第１ないし第３のケース１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの各々は、防爆材質で構成されることもできるが、これに制限されるものではない。
【００４５】
一方、図面に示された第１ないし第３のケース１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃのそれぞれの形状とこれらの位置関係は例示的なものであり、図示されたところに限定するものではない。
【００４６】
また、実施形態は、吸気装置１０２及び排気装置１０３がケース１０１に設けられるように構成されることができる。一部の実施形態において、吸気装置１０２及び排気装置１０３は、第３のケース１０１ｃ上に設けられることができる。また、吸気装置１０２及び排気装置１０３は、第３のケース１０１ｃの上端領域に位置することができる。また、吸気装置１０２及び排気装置１０３は、ケース１０１の下端の一部領域が液体上に浸る場合、浸らないケース１０１の領域のうち一部の領域上に設けられることができる。
【００４７】
浮力提供部１８０は、ケース１０１に浮力を提供してケース１０１を液体類上で浮遊させる。そして、浮力提供部１８０は、重りを備えることができる。重りは、第１のケース１０１ａの下側に位置することができ、第２のケース１０１ｂを基準に第２のケース１０１ｂの中心領域に対応するように位置することができる。すなわち、浮力提供部１８０は、ケース１０１の重心領域に位置する。したがって、ケース１０１が均衡を維持して液体類上に浮遊することができる。また、重りの重さによって液体上に浸るようになる第３のケース１０１ｃの下部領域は変わる。また、第３のケース１０１ｃの一部または全部は、液体類に浸ることができ、第１のケース１０１ａの下端領域の一部が液体上に浸ることもできる。
【００４８】
第１のセンシング部１６０は、密閉空間１内の液体類やガス種類、そして、測定しようとする物質、測定の精密度によって区分される様々な種類のセンサのうち、少なくともいずれか１つになることができる。そして、第１のセンシング部１６０は、第１のケース１０１ａに挿入され、第１のケース１０１ａから分離が可能なように構成されることができる。すなわち、第１のセンシング部１６０は、装置１００に脱付着が可能である。したがって、複数のセンサのうち、密閉空間１の特性に充足するセンサを備えた第１のセンシング部１６０を装置１００内に設けて密閉空間１の空気状態を測定できる。
【００４９】
図４〜図６は、吸気及び排気装置の駆動状態図である。
【００５０】
図４及び図５をさらに参照すれば、駆動部１５０は、プロセッサ１３０の制御信号に基づいて吸気装置１０２及び排気装置１０３の駆動と関連したモータを備えることができる。駆動部１５０は、吸気装置１０２の吸気カバー１０２ａを矢印方向へ移動させる。また、駆動部１５０は、排気装置１０３の排気カバー１０３ａを矢印方向へ移動させる。
【００５１】
プロセッサ１３０は、予め決められた時点に吸入及び排気制御信号を駆動部１５０に送信することができる。また、駆動部１５０は、受信された吸入及び排気制御信号に応答して吸気カバー１０２ａ及び排気カバー１０３ａを開閉させる。
【００５２】
吸気カバー１０２ａ及び排気カバー１０３ａの開閉と関連して、吸気カバー１０２ａが開いて、ケース１０１内部に外部物質が流入すれば、第１のセンシング部１６０は、流入物質をセンシングすることができる。そして、ケース１０１内部に流入した気体は、排気カバー１０３ａの開きによってケース１０１外部に排出されることができる。
【００５３】
また、ケース１０１には、吸入口１０２ｂと排気口１０３ｂが形成され得る。吸気カバー１０２ａは、吸入口１０２ｂをカバーする。そして、吸気カバー１０２ａの左右運動によって吸入口１０２ｂが開閉され得る。また、排気カバー１０３ａは、排気口１０３ｂをカバーする。そして、排気カバー１０３ａの矢印方向への左右運動によって排気口１０３ｂが開閉され得る。
【００５４】
また、吸入口１０２ｂと排気口１０３ｂとが共に閉じた状態では、ケース１０１内部に異物が流入しないようにする必要がある。したがって、吸入口１０２ｂ及び排気口１０３ｂ、そして、吸気カバー１０２ａと排気カバー１０３ａの各々には、ゴムパッキング処理になることができる。ただし、これに限定するものではない。また、吸入口１０２ｂと排気口１０３ｂ、そして、吸気カバー１０２ａと排気カバー１０３ａには、液体類止揚性の素材がコーティングされることもできる。
【００５５】
図６に示すように、プロセッサ１３０は、第２のセンシング部１７０からの検出結果に基づいて、ケース１０１が既設定された位置に該当する場合、駆動部１５０を制御して吸気及び排気動作とともに密閉空間１内の空気状態を検出することにより、密閉空間上の汚染度を検出できる。例示的に、第２のセンシング部１７０からの検出結果に基づいてケース１０１の傾いた角度情報を検出できる。そして、プロセッサ１３０は、ケース１０１が既設定範囲の角度に該当する場合、駆動部１５０を制御して吸気及び排気動作とともに密閉空間１内の空気状態を検出できる。
【００５６】
他の側面において、液体類の流動などのような外部的要因により装置１００が傾いた場合、空気状態検出動作を中断できる。そして、装置１００の傾いた角度が予め設定された角度範囲内に該当する場合、吸気装置１０２を開放し、第１のセンシング部１６０を介して空気状態をセンシングし、排気装置１０３を開放して流入した物質をケース１０１外部に排出することができる。したがって、液体類の流動によって装置１００が所定の角度以上に傾いた場合、吸入口１０２ｂ及び排気口１０３ｂを閉鎖して液体類など、各種異物が装置１００内に流入することを防止する。
【００５７】
また、既設定された時間を超過して装置１００の傾いた角度が予め設定された角度範囲を外れる場合、異常信号をステーション１０に送信することができる。
【００５８】
一方、装置１００には、少なくとも１つのファン（Ｐａｎ）が設けられ得る。このようなファンの駆動によって吸入口１０２ｂへの空気吸入と排気口１０３ｂを介しての空気排出が円滑になり得る。
【００５９】
図７は、本発明の実施形態に係る滞空可能な浮遊式空気状態検出装置と、これと結合された飛行動力装置に対する例示的な断面図であり、図８は、飛行動力装置が装着された装置がステーションに位置する前の状態図であり、図９は、飛行動力装置が装着された装置がステーションに位置した状態図であり、図１０〜図１２は、飛行動力装置が装着された装置が密閉空間内で飛行する状態を示した例示図である。
【００６０】
図７〜図１２をさらに参照すれば、実施形態に係る滞空可能な浮遊式空気状態測定装置１００には、飛行動力装置２０が設けられ得る。飛行動力装置２０は、装置１００上に脱付着可能な形態で構成されることができる。
【００６１】
飛行動力装置２０は、装置１００が空中で飛行可能なように構成されることができる。より詳細に、飛行動力装置２０は、装置１００の駆動部１５０から伝達される駆動力によって回転可能な羽根で構成されることができる。また、飛行動力装置２０は、ヘリコプタ方式やマルチロータ（Ｍｕｌｔｉ−ｒｏｔｏｒ）方式で構成され得るが、これに限定するものではない。また、密閉空間１の狭い領域を飛行する装置１００が内壁やその他の施設物と衝突して飛行動力装置２０が損傷されることを防止するために、飛行動力装置２０は、回転する羽根と羽根を囲むガード（Ｇｕａｒｄ）で構成されることができるが、これに制限されるものではない。
【００６２】
密閉空間という特殊性に起因して、装置１００は、外部モニタリング装置とのデータ送受信が円滑でない場合がある点、装置１００の移動特性に起因して、装置１００が外部の電力供給源から有線で電力を提供されるのに制限がある点を考慮して、データ送受信及び電力提供のための中継装置としてステーション１０を用いることができる。このようなステーション１０は、密閉空間１内の上端領域に設けられ得る。一部の実施形態においてステーション１０は、密閉空間１の出入口近辺に設けられることができる。
【００６３】
飛行動力装置２０が装着された装置１００は、ステーション１０とドッキングすることができる。
【００６４】
装置１００がステーション１０に位置すれば、電力供給部１１０は、ステーション１０から提供される電力を受信してバッテリ１１２を充電できる。
【００６５】
装置１００が定位置にステーション１０に位置できるように導くために、飛行動力装置２０上には磁力生成部２１が設けられ得る。また、ステーション１０にも磁気力を帯びる物質がコーティングされるか、磁石が設けられ得る。
【００６６】
磁力生成部２１は、プロセッサ１３０の制御下に磁気的な性質を帯びることができる。
【００６７】
プロセッサ１３０は、磁力生成部２１を制御して、磁力生成部２１から磁気力が形成されるようにする。したがって、装置１００とステーション１０とのドッキング過程が円滑に行われ得る。
【００６８】
また、装置１００がステーション１０から分離されるとき、プロセッサ１３０は、駆動部１５０を制御して飛行動力装置２０を駆動する。なお、プロセッサ１３０は、磁力生成部２１を制御して、磁力生成部２１から磁気力が発生しないようにし、自然に装置１００がステーション１０から分離されるようにすることができる。
【００６９】
一方、磁力生成部２１が飛行動力装置２０に設けられたことと図示されているが、これに限定するものではなく、装置１００上に設けられることもできる。また、飛行動力装置２０上の羽根の位置と形状、そして、磁力生成部２１が設けられた位置及びステーション１０の形状と位置とは、図示されたところに限定するものではなく、密閉空間１内の構造によって変わることができる。
【００７０】
飛行動力装置２０が搭載された装置１００が密閉空間１上を飛行しつつ、空気状態を検出する方式をより具体的に説明する。
【００７１】
装置１００は、メモリ１２０に予め格納された経路情報と第２のセンシング部１７０から検出される自分の位置情報とに基づいて密閉空間１内を飛行できる。ここでの予め格納された経路情報は、密閉空間１内の構造によって予め設定された情報である。
【００７２】
また、装置１００は、予め格納された経路情報に基づいて、初期位置であるステーション１０から出発して密閉空間１内を飛行し、再度ステーション１０に戻る動作を周期的に繰り返すことができる。また、装置１００は、ジグザグ形態で移動しながら密閉空間１内を飛行できる。ただし、これに制限されるものではない。
【００７３】
また、装置１００は、飛行中、第１のセンシング部１６０からの検出情報を周期的にステーション１０に提供することができる。そして、ステーション１０は、受信された検出情報を外部のモニタリング装置に送信することができる。
【００７４】
また、装置１００が密閉空間１内を飛行する途中、または装置１００が密閉空間１内の液体類に浮遊する途中にプロセッサ１３０は、電力供給部１１０の充電電力を持続的または周期的にモニタリングすることができる。そして、プロセッサ１３０は、充電電力が既設定値未満である場合、予め格納された経路情報に基づいて回航経路を設定できる。そして、プロセッサ１３０は、回航経路に基づいて駆動部１５０を制御することにより、装置１００の回航飛行が可能なようにする。そして、装置１００とステーション１０とのドッキングが完了すれば、装置１００は、ステーション１０から電力を受信できる。
【００７５】
他の側面において、ステーション１０は、外部モニタリング装置から移動命令信号を受信し、これを装置１００に送信することができる。装置１００は、ステーション１０から送信される移動命令信号に基づいて密閉空間１内を飛行したり、液体類上に浮遊して空気状態を検出することもできる。
【００７６】
図１３は、本発明の他の実施形態に係る滞空可能な浮遊式空気状態検出装置に対するブロックダイヤグラムである。
【００７７】
図１３をさらに参照すれば、本発明の他の実施形態に係る滞空可能な浮遊式空気状態検出装置１００は、撮影部１９１及び表示部１９２をさらに備えることができる。
【００７８】
メモリ１２０に格納されたソフトウェアコンポーネントは、カメラモジュール（または、命令語等のセット）を含むことができる。カメラモジュールは、プロセッサ１３０をして動作を行わせるためにプロセッサ１３０により実行可能であり、動作は、撮影部１９１をして密閉空間１内部を撮影及び撮影された映像を外部モニタリング装置に送信させる。そして、管理者は、モニタリング装置を介して密閉空間１内部を撮影した映像を確認できる。他の側面において、モニタリング装置からの撮影要請信号の受信に応答して撮影部１９１を活性化させ、密閉空間１内部を撮影できる。
【００７９】
表示部１９２は、ディスプレイ装置及び／又はスピーカ装置になることができる。他の側面において、表示部１９２は、光提供装置をさらに含むことができる。
【００８０】
また、メモリ１２０に格納されたソフトウェアコンポーネントは、表示部制御モジュール（または、命令語等のセット）を含むことができる。表示部制御モジュールは、プロセッサ１３０をして動作を行わせるためにプロセッサ１３０により実行可能であり、動作は、ディスプレイ装置をして空気状態情報を表示、モニタリング装置から受信された情報の表示、現在バッテリ充電状態の表示など、各種情報を表示させる。他の側面において動作は、スピーカ装置をして検出された空気状態情報に基づいて聴覚的アラームを表示させる。また、聴覚的アラームの形態は様々でありうる。一例に、密閉空間１内部の空気状態の危険水準によって聴覚的アラームの音量や出力音源が変わり得る。したがって、密閉空間１内部に位置した作業者は、聴覚的アラームを介して空気状態に関する情報を早く得ることができ、致命的な危険状況の到来可否に対する事前判断が可能である。
【００８１】
図１４及び図１５は、本発明のさらに他の実施形態に係る滞空可能な浮遊式空気状態検出装置に対する例示図である。
【００８２】
図１４に示すように、本発明のさらに他の実施形態に係る滞空可能な浮遊式空気状態検出装置１００は、保護ケース３００がさらに設けられるように構成されることができる。
【００８３】
保護ケース３００は、装置１００と装置１００に結合された飛行動力装置２０を全て囲む形態で構成されて、装置１００と互いに結合されることができる。また、保護ケース３００は、装置１００と脱付着可能な形態で構成されることができる。
【００８４】
保護ケース３００は、飛行動力装置２０の円滑な駆動のための空気流れを妨げることなく、密閉空間１内の内壁や各種施設物との衝突から装置１００と飛行動力装置２０を提供するために網タイプで構成されることができる。
【００８５】
図１４によれば、保護ケース３００は、円形状に図示されているが、これに制限されるものではなく、装置１００と飛行動力装置２０との結合関係及びこれらの全体的な形状によって様々な形状を有することができる。
【００８６】
図１５に示すように、保護ケース３００には、磁力生成部２１が設けられ得る。磁力生成部２１は、前述したように、装置１００が定位置にステーション１０に位置することができるように導くこともある。磁力生成部２１は、装置１０に直接的にまたは飛行動力装置２０を経由して装置１０に連結されることができ、プロセッサ１３０の制御下に駆動されることができる。
【００８７】
プロセッサ１３０は、磁力生成部２１を制御して、磁力生成部２１から磁気力が形成されるようにする。したがって、装置１００とステーション１０とのドッキング過程が円滑に行われることができる。
【００８８】
以上説明された本発明による実施形態は、様々なコンピュータ構成要素を介して実行されることができるプログラム命令語の形態で実現されてコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されることができる。前記コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、プログラム命令語、データファイル、データ構造等を単独でまたは組み合わせて含むことができる。前記コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されるプログラム命令語は、本発明のために特別に設計され、構成されたものであるか、コンピュータソフトウェア分野の当業者に公知されて使用可能なものでありうる。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例には、ハードディスク、フロッピーディスク、及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスク（ｆｌｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｋ）のような磁気−光媒体（ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌ  ｍｅｄｉｕｍ）、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのような、プログラム命令語を格納し、実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令語の例には、コンパイラによって作られるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを使用してコンピュータにより実行され得る高級言語コードも含まれる。ハードウェア装置は、本発明による処理を行うために、１つ以上のソフトウェアモジュールに変更されることができ、その逆も同様である。
【００８９】
本発明において説明する特定実行は、一実施形態であって、いかなる方法でも本発明の範囲を限定するものではない。明細書の簡潔さのために、従来、電子的な構成、制御システム、ソフトウェア、前記システムの他の機能的な側面等の記載は省略されることができる。また、図面に示された構成要素等間の線等の連結または連結部材は、機能的な連結及び／又は物理的または回路的連結を例示的に示したものであって、実際装置では、代替可能であるか、追加の様々な機能的な連結、物理的な連結、または回路連結として示されることができる。また、「必須な」、「重要に」などのように、具体的な言及がなければ、本発明の適用のために必ず必要な構成要素でない場合がある。
【００９０】
また、説明した本発明の詳細な説明では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練された当業者または当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を様々に修正及び変更させ得ることが理解できるであろう。したがって、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載された内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲により決められなければならないであろう。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、密閉空間内の汚染物質を測定する技術分野に適用されることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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