KR102502726B1 - Method for charging and replacing battery of drone - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배전 전주에 설치되는 지지플레이트, 상기 지지플레이트 상에 설치되며, 드론이 안착되기 위한 내부 공간이 형성된 드론 하우스 및 상기 지지플레이트 내부에 구비되며, 상기 드론으로부터 투하된 배터리를 충전시키는 무선충전부를 포함하는 배전 전주형 드론충전소로서, 본 발명에 의하면, 특수 목적 드론이 운행 중에 효율적으로 충전 또는 축전지 교체를 가능하게 하는 인프라를 구축할 수 있게 한다.The present invention provides a support plate installed on a power distribution pole, a drone house installed on the support plate and having an internal space for a drone to be seated, and a wireless charging unit provided inside the support plate and charging a battery dropped from the drone. As a distribution pole type drone charging station including a, according to the present invention, it is possible to build an infrastructure that enables special purpose drones to efficiently charge or replace storage batteries while in operation.
Description
본 발명은 무선 전파의 유도에 의해 비행하는 비행체인 드론을 충전하는 충전소, 충전 방법 및 드론 축전지의 교체 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a charging station for charging a drone, which is a flying vehicle, by induction of radio waves, a charging method, and a method for replacing a drone storage battery.
최근 반도체 산업 발달과 ICT 기술의 진보로 취미, 촬영 전문 드론이 아닌, 특수 목적 드론이 많이 개발되었다. 즉, 농약 살포 드론, 방범 보안 드론, 군사용 감시 및 전투 드론, 택배 서비스 드론, 택시 드론, 해양 순시 드론, 전력용 순시 등의 특수, 다목적 산업용 드론이 4차 산업 시장의 한 분야로서 속속 출시되면서 선진국을 중심으로 미래 먹거리 시장 선점의 경쟁이 치열하게 전개되고 있다.Recently, with the development of the semiconductor industry and advances in ICT technology, many special-purpose drones have been developed, not professional drones for hobbies and photography. In other words, as special and multi-purpose industrial drones such as pesticide spraying drones, crime prevention and security drones, military surveillance and combat drones, delivery service drones, taxi drones, marine patrol drones, and power patrol drones are being released one after another as one of the fields in the 4th industrial market, developed countries The competition to preoccupy the future food market is fiercely unfolding.
그러나, 종래의 범용 드론은 배터리 사용시간이 고작 20~30분으로 짧아 1~2시간 이상의 장시간 업무를 수행할 수 없는 한계가 있다.However, conventional general-purpose drones have limitations in that they cannot perform long-time tasks of 1 to 2 hours or more as the battery usage time is only 20 to 30 minutes.
특수 목적용 드론의 배터리 사용시간은 120분 정도까지 가능하나, 고가의 배터리 구매 비용을 지불하여야 하며, 더구나, 드론이 업무 수행 중 배터리 소모로 충전 또는 교체가 필요한 경우에는 별도의 예비 배터리를 사용자가 직접 수동으로 교체하여야만 한다.The battery life of special-purpose drones can be used up to 120 minutes, but expensive batteries must be purchased. Moreover, if the drone needs to be charged or replaced due to battery consumption during work, a separate spare battery is required by the user. It must be replaced manually.
또한, 무선 충전 방식의 드론이 개발되어 출시되고 있지만, 상용화, 범용화가 부진한 상황이고, 급속/완속 충전 및 축전지 자동 교체를 위한 드론 전문 충전 인프라가 없어 드론 소유주 건물이나 인근 태양광 발전소 등의 분산전원이 있는 곳까지 장시간 운행하여 되돌아와 충전을 할 수밖에 없었다.In addition, wireless charging drones have been developed and released, but commercialization and generalization are sluggish, and there is no charging infrastructure specializing in drones for rapid/slow charging and automatic replacement of storage batteries. After driving for a long time to this place, I had no choice but to come back and recharge.
더구나, 국가, 지방자치단체 및 한국전력공사를 비롯한 380여 공공기관과 민간 시장에서 드론 산업의 발빠른 확산 행보로 "전기차 충전소"와 같은 [드론 전문충전소 인프라 구축]이 필연적이지만, 현재 드론 전문 공용 충전소 구축 계획은 미미한 상황이다.Moreover, with the rapid spread of the drone industry in the private market and 380 public institutions including the national, local governments and Korea Electric Power Corporation, it is inevitable to [build a specialized drone charging station infrastructure] such as an "electric vehicle charging station". The plan to build a charging station is insignificant.
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.Matters described in the background art above are intended to aid understanding of the background of the invention, and may include matters other than those of the prior art already known to those skilled in the art.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 특수 목적 드론이 운행 중에 효율적으로 충전 또는 축전지 교체를 가능하게 하는 배전 전주형 드론충전소, 드론의 배터리 충전 방법 및 교체 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, and the present invention is to provide a power distribution pole type drone charging station, a drone battery charging method, and a battery replacement method that enable a special purpose drone to efficiently charge or replace a storage battery during operation. It has a purpose.
본 발명의 일 관점에 의한 배전 전주형 드론충전소는, 배전 전주에 설치되는 지지플레이트, 상기 지지플레이트 상에 설치되며, 드론이 안착되기 위한 내부 공간이 형성된 드론 하우스 및 상기 지지플레이트 내부에 구비되며, 상기 드론으로부터 투하된 배터리를 충전시키는 무선충전부를 포함한다.A power distribution pole type drone charging station according to one aspect of the present invention is installed on a support plate installed on a power distribution pole, installed on the support plate, and provided inside the drone house and the support plate having an internal space for drones to be seated, A wireless charging unit for charging the battery dropped from the drone is included.
그리고, 상기 드론 하우스 내부에 구비되며, 평탄면을 가지는 이착륙부 및 상기 이착륙부를 승하강시키는 승하간수단을 더 포함할 수 있다.And, it is provided inside the drone house and may further include a take-off and landing unit having a flat surface and an ascending and descending means for raising and lowering the take-off and landing unit.
또한, 상기 이착륙부 중앙에 상기 이착륙부와 결합 또는 분리 가능하게 구비되는 축전지 탈착부를 더 포함할 수 있다.In addition, a storage battery detachable portion provided in the center of the take-off and landing portion to be coupled or detachable from the take-off and landing portion may be further included.
나아가, 상기 드론 하우스의 내측면에 장착되고, 상기 지지플레이트의 중앙까지 슬라이딩 이동 가능하며, 상기 이착륙부와 상기 지지플레이트의 이격된 공간 상에 구비되는 파지 및 슬라이드 수단을 더 포함할 수 있다.Furthermore, the drone house may further include a gripping and sliding means mounted on an inner surface, capable of sliding movement to the center of the support plate, and provided on a space separated from the take-off and landing unit and the support plate.
여기서, 상기 파지 및 슬라이드 수단은 상기 축전지 탈착부에 의해 상기 지지플레이트의 중앙에 위치된 배터리를 파지하여 상기 무선충전부에 안착시키는 것을 특징으로 한다.Here, the gripping and sliding means is characterized in that the battery located in the center of the support plate is gripped by the storage battery detachable part and seated in the wireless charging unit.
그리고, 상기 파지 및 슬라이드 수단은 복수로 마련되는 것을 특징으로 한다.And, the gripping and sliding means is characterized in that provided in plurality.
또한, 상기 무선충전부는 복수로 마련되는 것을 특징으로 한다.In addition, the wireless charging unit is characterized in that provided in plurality.
한편, 상기 드론 하우스는 외벽 및 지붕을 포함하고, 상기 지붕은 개폐 가능한 것을 특징으로 한다.On the other hand, the drone house includes an outer wall and a roof, and the roof is characterized in that it can be opened and closed.
여기서, 상기 외벽은 평단면이 직사각 형상으로 마련되고, 상기 지붕은 양분되어 경사진 형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.Here, the outer wall is characterized in that the planar section is provided in a rectangular shape, and the roof is provided in a bisected and inclined form.
그리고, 상기 외벽의 내측면에 구비되는 히터, 상기 지붕에 구비되는 흡기팬 및 상기 외벽 또는 상기 지붕의 외측면에 구비되는 태양전지판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And, it is characterized in that it further comprises a heater provided on the inner surface of the outer wall, an intake fan provided on the roof, and a solar panel provided on the outer surface of the outer wall or the roof.
다음으로, 본 발명의 일 관점에 의한 드론의 배터리 충전 방법은, 드론의 착륙 허가 요청에 대해 착륙을 허가하면, 배전 전주에 설치된 배전 전주형 드론충전소의 드론 하우스 지붕을 개방시키는 단계, 상기 드론 하우스의 지붕을 개방시키는 단계에 의해 상기 드론 하우스 내부에 안착된 드론으로부터 투하되는 배터리를 상기 드론 하우스 내에 구비되는 축전지 탈착부에 안착시키는 단계 및 상기 축전지 탈착부에 안착된 배터리를 상기 드론충전소에 구비되는 무선충전부로 이동시켜 충전시키는 단계를 포함한다.Next, a battery charging method of a drone according to one aspect of the present invention includes the steps of opening the roof of a drone house of a power distribution pole type drone charging station installed on a power distribution pole when landing is permitted in response to a request for permission to land, the drone house By the step of opening the roof of the drone house, the step of seating the battery dropped from the drone seated in the drone house to the battery attachment part provided in the drone house, and the battery seated in the battery attachment part to the drone charging station It includes the step of moving to a wireless charging unit and charging.
상기 드론은 상기 드론 하우스 내부의 이착륙부를 승하강수단에 의해 승강시켜 안착시키는 것을 특징으로 한다.The drone is characterized in that the take-off and landing part inside the drone house is lifted and landed by an elevating and descending means.
그리고, 상기 축전지 탈착부에 안착시키는 단계는 상기 승하강수단에 의해 상기 이착륙부 중앙에 결합된 축전지 탈착부를 상기 이착륙부와 별도로 승강시켜 안착시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of seating the battery attachment/detachment unit is characterized in that the battery attachment/detachment coupled to the center of the take-off/landing unit is lifted and seated separately from the take-off/landing unit by the elevating means.
또한, 상기 드론 하우스는 상기 배전 전주에 설치된 지지플레이트 상에 설치되고, 상기 축전지 탈착부는 상면이 상기 지지플레이트와 나란하도록 하강하여, 상기 드론 하우스의 내측면에 장착되고 상기 지지플레이트의 중앙까지 슬라이딩 이동 가능하며 상기 이착륙부와 상기 지지플레이트의 이격된 공간 상에 구비되는 파지 및 슬라이드 수단에 의해 상기 배터리를 상기 무선충전부로 이동시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the drone house is installed on a support plate installed on the power distribution pole, and the storage battery detachable part descends so that its upper surface is parallel to the support plate, is mounted on the inner surface of the drone house, and slides to the center of the support plate. It is possible and characterized in that the battery is moved to the wireless charging unit by a gripping and sliding means provided on a space separated from the take-off and landing unit and the support plate.
그리고, 본 발명의 일 관점에 의한 드론의 배터리 교체 방법은, 드론의 착륙 허가 요청에 대해 착륙을 허가하면, 배전 전주에 설치된 배전 전주형 드론충전소의 드론 하우스 지붕을 개방시키는 단계, 상기 드론 하우스의 지붕을 개방시키는 단계에 의해 상기 드론 하우스 내부에 안착된 드론으로부터 투하되는 배터리를 상기 드론 하우스 내에 구비되는 축전지 탈착부에 안착시키는 단계 및 상기 드론충전소에 구비된 미리 완충된 배터리를 상기 드론으로 이동시켜 상기 투하되는 배터리를 대신하여 상기 완충된 배터리를 상기 드론에 인입시키는 단계를 포함한다.In addition, a battery replacement method of a drone according to one aspect of the present invention, when landing is permitted in response to a request for permission to land, opening the roof of a drone house of a power distribution pole type drone charging station installed on a power distribution pole, the drone house By the step of opening the roof, the step of seating the battery dropped from the drone seated inside the drone house on the storage battery attachment provided in the drone house and moving the pre-charged battery provided in the drone charging station to the drone and introducing the fully charged battery into the drone instead of the dropped battery.
상기 드론은 상기 드론 하우스 내부의 이착륙부를 승하강수단에 의해 승강시켜 안착시키는 것을 특징으로 한다.The drone is characterized in that the take-off and landing part inside the drone house is lifted and landed by an elevating and descending means.
그리고, 상기 드론에 인입시키는 단계는 상기 승하강수단에 의해 상기 이착륙부 중앙에 결합된 축전지 탈착부를 상기 이착륙부와 별도로 승강시켜 상기 축전지 탈착부 상의 배터리를 인입시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of introducing the drone into the drone is characterized in that the battery on the battery is drawn in by lifting the battery attachment and detachment unit coupled to the center of the take-off and landing part separately from the take-off and landing portion by the elevating and descending means.
또한, 상기 드론 하우스는 상기 배전 전주에 설치된 지지플레이트 상에 설치되고, 상기 축전지 탈착부는 상면이 상기 지지플레이트와 나란하도록 하강된 상태에서, 상기 드론 하우스의 내측면에 장착되고 상기 지지플레이트의 중앙까지 슬라이딩 이동 가능하며 상기 이착륙부와 상기 지지플레이트의 이격된 공간 상에 구비되는 파지 및 슬라이드 수단에 의해 상기 미리 완충된 배터리가 상기 축전지 탈착부 상에 이동되어 안착되는 것을 특징으로 한다.In addition, the drone house is installed on a support plate installed on the power distribution pole, and the storage battery detachable part is mounted on the inner surface of the drone house in a state where the upper surface is lowered to be parallel with the support plate, and extends to the center of the support plate. It is characterized in that the pre-charged battery is moved and seated on the storage battery detachable part by a gripping and sliding means provided on a space separated from the take-off and landing part and the support plate and capable of sliding movement.
나아가, 상기 축전지 탈착부에 안착된 배터리를 상기 드론충전소에 구비되는 무선충전부로 이동시켜 충전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Furthermore, the step of moving the battery seated in the storage battery detachment unit to the wireless charging unit provided in the drone charging station and charging it may be further included.
그래서, 상기 축전지 탈착부에 안착된 배터리는 상기 파지 및 슬라이드수단에 의해 상기 무선충전부로 이동되는 것을 특징으로 한다.Thus, it is characterized in that the battery seated in the storage battery detachable unit is moved to the wireless charging unit by the gripping and sliding means.
본 발명의 배전 전주형 드론충전소, 드론의 배터리 충전 방법 및 교체 방법에 의하면, 기존에 설치된 배전 전주 인프라를 활용하기 때문에 드론 충전소 인프라 구축에 용이하다.According to the distribution pole type drone charging station, drone battery charging method and replacement method of the present invention, it is easy to build a drone charging station infrastructure because it utilizes the existing installation pole infrastructure.
그리고, 무인으로 운영이 가능하기 때문에 관리 측면에서 경제적이다.And, since it can be operated unmanned, it is economical in terms of management.
또한, 이를 통해 특수목적의 드론이 효과적으로 업무를 위한 비행을 가능하게 한다.In addition, this allows special-purpose drones to effectively fly for work.
도 1은 본 발명의 배전 전주형 드론충전소를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 배전 전주형 드론충전소에 의한 드론의 이착륙 과정을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 배전 전주형 드론충전소에 의한 배터리 무선충전에 대해 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 배전 전주형 드론충전소에 의한 축전지 교체 과정을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 배전 전주형 드론충전소의 드론 하우스를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 배전 전주형 드론충전소를 이용한 드론의 배터리 충전 및 축전 방법을 순서적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 의한 순시드론의 개념을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 의한 순시드론의 장애물 회피 개념을 도시한 것이다.1 schematically illustrates a power distribution pole type drone charging station of the present invention.
Figure 2 shows the take-off and landing process of a drone by the power distribution pole type drone charging station of the present invention.
Figure 3 shows the wireless charging of the battery by the distribution pole type drone charging station of the present invention.
Figure 4 shows a battery replacement process by the distribution pole type drone charging station of the present invention.
5 is a diagram illustrating a drone house of a power distribution pole type drone charging station of the present invention.
6 shows a method of charging and storing the battery of a drone using the power distribution pole type drone charging station of the present invention in sequence.
7 illustrates the concept of a patrol drone according to the present invention.
8 illustrates the concept of obstacle avoidance of a patrol drone according to the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention and the advantages in operation of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.In describing the preferred embodiments of the present invention, known techniques or repetitive descriptions that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be reduced or omitted.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 배전 전주형 드론충전소와 배터리의 충전 및 교체 방법을 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 4, a distribution pole type drone charging station and a method for charging and replacing a battery according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배전 전주형 드론충전소는 한국을 기준으로 전역에 약 900만기 이상 산재되어 있는 배전 전주 인프라를 활용함으로써 드론 충전을 위한 인프라를 구축 가능하게 한다.As shown in FIG. 1, the power distribution pole type drone charging station of the present invention makes it possible to build an infrastructure for drone charging by utilizing the power distribution pole infrastructure that is scattered over about 9 million units throughout Korea.
이를 위해, 배전 전주에 지지플레이트(110)가 설치되고, 지지플레이트(110) 상에 드론(D)이 안착 가능한 드론 하우스(190)가 설치되고, 드론 하우스(190)에 드론을 이착륙시키고, 드론의 배터리를 충전 또는 교체하기 위한 장치들이 지지플레이트(110) 또는 드론 하우스(190) 내부에 구비된다.To this end, the
지지플레이트(110) 일 측에는 안테나(170)가 구비되어, 지지플레이트(110) 내부에 구비되는 통신부(미도시)를 통해 드론(D)과 쌍방 통신을 수행하여 드론(D)이 드론 하우스(190)에 이착륙되게 한다.An
도 2 A 내지 C는 드론(D)이 드론 하우스(190)에 이착륙되는 과정을 도시한 것이다.2A to C illustrate a process in which the drone D takes off and lands in the
통신부(미도시)는 드론(D)과 정보를 주고 받음으로써 이착륙 요청을 수신하게 되고, 별도의 관제센터(미도시)와 통신을 통해 관제센터의 제어에 따라 드론 하우스(190)의 개방 여부가 동작하게 된다.The communication unit (not shown) receives a request for take-off and landing by exchanging information with the drone D, and through communication with a separate control center (not shown), whether the
드론 하우스(190)는 드론을 수용하기 위해 직육면 형태의 외벽(191)과 상면에는 개폐가 가능한 지붕(192, 193)으로 외관이 형성된다.The exterior of the
그래서, 관제센터의 제어에 따라서 지붕(192, 193)을 개폐함으로써 드론이 드론 하우스(190) 내부에 이륙 또는 착륙되게 한다.Thus, by opening and closing the
후술하겠지만, 지붕(192, 193)은 비나 눈이 쌓이지 않도록 경사지는 것이 바람직하고, 드론의 출입을 위해서는 지붕이 양분되어 경사진 형태가 보다 바람직하다.As will be described later, it is preferable that the
도 2A와 같은 상태에서 착륙이 허가되면, 도 2B와 같이 지붕(192, 193)이 개방된다. 양분된 지붕 중 일 측 지붕(193)에는 삽입단(193-1)이 형성되어, 타 측 지붕(192)과 결합되어 폐쇄시 이격이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다.When landing is permitted in the state shown in FIG. 2A, the
관제센터의 제어에 따라 지붕(193)은 별도의 구동수단에 의해서 개방 또는 폐쇄되고, 드론 하우스(190) 내부에 드론이 안착될 수 있도록 드론 하우스(190) 내부에 마련되는 플레이트 형상의 이착륙부(130)가 승하강수단에 의해 승강되도록 제어한다.Under the control of the control center, the
도 2B와 같이, 관제센터의 제어에 따라 별도의 구동수단의 구동에 의해 승하강수단(150)이 이착륙부(130)를 승강시키게 된다.As shown in FIG. 2B, the lifting and lowering means 150 lifts and lowers the take-off and
그러면, 이착륙부(130) 상에 드론이 안착하게 되고, 도 2C와 같이 승하강수단(150)이 하강함으로써 드론이 드론 하우스(190) 내부에 안착되고, 지붕(192, 193)은 폐쇄시킨다.Then, the drone is seated on the take-off and
본 발명의 드론충전소는 드론의 배터리를 충전시키거나 축전지를 교체하기 위함으로써, 도 3이 배터리 무선충전에 대해 도시한 것이고, 도 4가 축전지 교체 과정을 도시한 것이다.The drone charging station of the present invention is for charging the battery of the drone or replacing the storage battery, and FIG. 3 shows the battery wireless charging, and FIG. 4 shows the battery replacement process.
먼저, 도 3을 참조하면, 지지플레이트(110) 내부에는 한 쌍의 무선충전부(120)가 구비되어, 무선충전부(120) 상에 놓이는 배터리를 충전시킨다. 무선충전부(120)에의 전원의 공급은 전원공급부(180)에 의해 이루어지고, 무선충전부(120) 상에 배터리가 놓이게 되는 과정은 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.First, referring to FIG. 3 , a pair of
도 4A와 같이 드론이 드론 하우스(190)에 안착되면, 드론은 배터리(B) 장착공간을 개방시켜 배터리(B)가 투하되도록 한다.As shown in FIG. 4A, when the drone is seated in the
투하되는 배터리(B)는 축전지 탈착부(140)에 안착되게 되고, 축전지 탈착부(140)는 이착륙부(130)의 중앙에 위치하며, 이착륙부(130)와 결합된 상태로 승하강되거나 이착륙부(130)와 결합이 해제된 상태에서 승하강될 수 있게 마련된다.The battery (B) to be dropped is seated in the storage
즉, 도 4A와 같이, 승하강수단(150)이 축전지 탈착부(140)를 승강시켜 축전지 탈착부(140) 상에 배터리(B)가 안착되게 하고, 도 4B와 같이 최저점까지 하강하여 축전지 탈착부(140)의 상면이 지지플레이트(110)의 상면과 나란해지도록 동작한다.That is, as shown in FIG. 4A, the lifting and lowering means 150 lifts the battery
이착륙부(130)와 지지플레이트(110)의 이격된 공간 상에는 한 쌍의 파지 및 슬라이드 수단(161, 162)이 외벽(191) 내측에 장착되어 나란하게 구비된다.A pair of gripping and sliding
도시에서는 좌측의 파지 및 슬라이드 수단(161)이 지지플레이트(110) 중앙으로 이동하여 배터리(B)를 파지 후 다시 원위치하여 도 4B와 같은 상태가 되게 하고, 위치 이동된 배터리(B)는 무선충전부(120) 상에 놓여 충전이 이루어지게 된다.In the illustration, the gripping and sliding
그런 다음, 도 4C와 같이 우측의 파지 및 슬라이드 수단(162)이 대기 상태였던 예비 배터리를 지지플레이트(110) 중앙으로 슬라이드시켜 축전지 탈착부(140)에 안착시키게 동작한다.Then, as shown in FIG. 4C, the gripping and sliding
다시, 승하강수단(150)이 도 4D와 같이 축전지 탈착부(140)를 승강시켜 새로운 배터리가 드론의 장착공간에 삽입될 수 있게 하고, 드론은 장착공간을 폐쇄시킴으로써 배터리 교체를 완료하게 된다.Again, the elevating means 150 elevates the battery
이와 같이, 배전 전주를 통해서 드론이 용이하게 배터리 충전 장소를 선택할 수가 있고, 이상의 설명과 같은 방식에 의해서 배터리를 용이하게 충전 및 교체함으로써 장시간 비행이 필요한 드론이 쉽게 활용할 수 있게 한다.In this way, the drone can easily select a battery charging place through the power distribution pole, and the drone that needs to fly for a long time can easily utilize it by easily charging and replacing the battery by the method described above.
본 발명의 드론 하우스는 추가적인 기능들을 보유하고 있으며, 도 5는 이를 설명하기 위한 것이다.The drone house of the present invention has additional functions, and FIG. 5 is for explaining them.
도 5를 참조하면, 드론 하우스(190)의 외벽(191)의 내측면에는 전체 또는 부분적으로 히터(194)가 구비된다.Referring to FIG. 5 , a
겨울철 외부 기온이 0℃ 내지 ??20℃로 급감하면 드론 하우스(190) 내부 온도도 0℃ 이하로 강하하게 되는데, 드론 하우스(190) 내부에 구비되는 온도 센서를 통해서 내부 온도를 감지하여 히터(194)가 가동될 수 있게 함으로써 내부 온도가 15℃~20℃로 유지될 수 있도록 조절한다.When the external temperature in winter rapidly decreases from 0 ° C to ?? 20 ° C, the temperature inside the
또한, 여름철 외부 기온이 25℃ 내지 30℃ 이상으로 상승하면 드론 하우스(190) 내부 온도도 30℃~50℃ 이상으로 상승하게 되는데, 온도 센서를 통해서 내부 온도를 감지하여 흡기팬(196)을 가동시켜 외부온도와의 차이를 최소 5℃ 이내로 유지될 수 있도록 조절한다.In addition, when the outside temperature rises above 25 ° C to 30 ° C in summer, the temperature inside the
이러한 흡기팬(196)은 양 지붕(192, 193) 중 일 지붕에 구비되는 것이 바람직하다.The
그리고, 지붕의 끝단에는 처마(미도시)가 부가되어 빗물이나 눈 등이 낙하할 때 외벽(191)이 보호될 수 있게 한다.In addition, eaves (not shown) are added to the end of the roof so that the
나아가, 드론 하우스(190)는 그 설치 장소의 특성을 활용하기 위해 태양전지판(195)이 지붕(192, 193) 또는 외벽(191)의 일부 또는 전체에 설치될 수 있으며, 이를 통해서 전원공급부(180)는 생산된 전력을 축전하고, 이를 이용하여 전원을 공급함으로써 보다 경제성을 향상시킨다.Furthermore, in the
드론 하우스(190)는 이와 같이 마련됨으로써, 내부환경을 자동조절하여 각 구성들의 동작 신뢰도를 향상시켜 연계 설비 및 축전지의 수명을 20~50% 연장하여 줄 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.As the
아울러, 도 1에서 참조되는 감시카메라(C)가 전주에 설치됨으로써 무단 접근자를 감시하는 기능을 갖춘다.In addition, the monitoring camera (C) referred to in FIG. 1 is installed in the electric pole to have a function of monitoring unauthorized accessors.
즉, 본 발명의 드론 충전소는 드론이 하루에 수십 회 또는 수백 회 충전소를 출입하여 충전 및 교환 서비스를 받기 때문에, 외부인이 호기심으로 승주하여 충전소를 훼손하거나 절취할 수 있고, 먼 거리에서 돌, 이물질 등을 투석하여 파손될 수 있는 우려가 있는데, 감시카메라(C)를 전주에 설치함으로써 충전소를 상시 감시하여 예방하고, 관련 상황을 녹화 전송하여 증빙 자료의 확보가 가능하도록 한다.That is, in the drone charging station of the present invention, since drones enter and exit the charging station dozens or hundreds of times a day to receive charging and exchange services, outsiders can ride out of curiosity and damage or steal the charging station, and stones and foreign substances can be removed from a distance. There is a concern that the back may be damaged by dialysis. By installing a monitoring camera (C) on the pole, the charging station is constantly monitored and prevented, and the related situation is recorded and transmitted so that evidence can be secured.
또한, 이를 통해 관제센터 근무자의 업무 효율을 향상시켜 줄 수 있다.In addition, through this, the work efficiency of control center workers can be improved.
도 6은 앞서 설명된 본 발명의 배전 전주형 드론충전소를 이용한 드론의 배터리 충전 및 축전 방법을 순서적으로 도시한 것으로서, 이를 순서적으로 간단히 설명하면, 드론이 드론충전소에의 접근 허가를 요청하면, 관제센터는 해당 드론의 접근허가 여부를 판단하게 되고, 접근을 허가할 경우 드론 하우스의 지붕을 개방하여 드론이 드론하우스 내에 안착될 수 있게 한다. 드론이 안착되면 드론 하우스의 지붕은 폐쇄시킨다.6 shows a method of charging and storing the battery of a drone using the power distribution pole type drone charging station of the present invention described above in order. Briefly, in order, if the drone requests permission to access the drone charging station In this case, the control center determines whether the drone's access is permitted, and if access is permitted, the roof of the drone house is opened so that the drone can be settled in the drone house. When the drone is landed, the roof of the drone house is closed.
그런 다음, 안착된 드론으로부터 투하된 배터리를 충전시킴과 함께 완충된 배터리 또는 미리 완충된 예비 배터리를 드론에 다시 인입시키고, 이의 역순에 따라 드론이 드론충전소에서 이륙하게 한다.Then, the battery dropped from the landed drone is charged, and the fully charged battery or pre-charged spare battery is re-introduced into the drone, and the drone takes off from the drone charging station in the reverse order.
다음으로, 도 7은 본 발명에 의한 순시드론의 개념을 도시한 것이다.Next, Figure 7 shows the concept of the patrol drone according to the present invention.
순시드론은 배전 전력설비를 순시하기 위한 드론으로서, 배전 전력설비 AI 순시에 필요한 1) 360ㅀ 3D Full HD급 영상촬영기능 및 실시간 전송기능, 2) 열화상 진단 기능. 3) 광학 진단 기능, 4) 초음파 진단 기능, 5) 물체 색상 구분 기능, 6) 장애물 회피 기능, 7) 배전 전력설비 IOT센서 진단 기능, 8) 배전선로 NDIS 연동기능, 9) GPS 연동 및 시각 동기기능, 10) 경보 전송 기능, 11) 자이로센서 연동 상하좌우 수평 유지기능, 12) 축전지 외부케이스 자동개폐기능, 13) 배전 전주형 드론충전소와 쌍방통신기능, 14) 착지브릿지 밀착 기능 등 다양한 기능이 탑재된다.A patrol drone is a drone to patrol distribution power facilities, which is necessary for AI patrol of distribution power facilities: 1) 360ㅀ 3D Full HD level video shooting function and real-time transmission function, 2) thermal image diagnosis function. 3) Optical diagnosis function, 4) Ultrasonic diagnosis function, 5) Object color classification function, 6) Obstacle avoidance function, 7) IOT sensor diagnosis function for distribution power facilities, 8) Distribution line NDIS linkage function, 9) GPS linkage and time synchronization function, 10) alarm transmission function, 11) gyro sensor interlocking up, down, left and right horizontal maintenance function, 12) automatic opening/closing function of external case of storage battery, 13) two-way communication function with power distribution pole type drone charging station, 14) various functions such as landing bridge adhesion function is mounted
이를 ㅌ오해 배전선로 NDIS 지도와 GPS가 연동된 배전선로 순시항공로를 따라 운항하며, 360ㅀ 3D Full HD급 카메라로 자이로센서에 의한 상하좌우 수평기능을 유지하면서 정밀한 영상을 촬영하여 드론서버로 실시간 전송할 수 있다.Misunderstanding this, the NDIS map of the distribution line and the GPS are interlocked to operate along the patrol route of the distribution line. With a 360ㅀ 3D Full HD camera, the gyro sensor maintains the vertical and horizontal functions, and the precise image is recorded and the drone server real-time can transmit
그리고, 드론에 장착된 각종 최첨단 연계장치를 가동하여 배전선로 이상유무 진단, 배전기자재 광학진단, 접속불량에 의한 초음파 발생 여부 진단, 접속부위 과열부위 진단, 배전 전주 IOT 센서 불량여부 진단기능을 종합적으로 수행할 수가 있다.In addition, by operating various state-of-the-art connected devices installed in the drone, it is possible to comprehensively diagnose the presence or absence of abnormalities in distribution lines, optical diagnosis of distribution materials, diagnosis of ultrasonic generation due to poor connection, diagnosis of overheated parts in connection areas, and diagnosis of defective IOT sensors in distribution poles. can be done
또한, 운항시 물체 색상 구분, 장애물 회피 기능, 배전 전주형 드론충전소와 쌍방통신을 진행하며, 급속/완속 충전, 축전지 자동교환 기능을 수행할 수 있다.In addition, during navigation, object color classification, obstacle avoidance function, two-way communication with distribution pole type drone charging station, rapid/slow charging, and automatic battery replacement function can be performed.
축전지 자동교환은 축전지 커버가 자동으로 열리면서 축전지 탈착을 자동으로 수행한다.The automatic battery replacement automatically performs battery attachment and detachment as the battery cover is automatically opened.
그리고, 배전선로 주변 공사현장 감시, 배전주와 차량 충돌사고 발생시 드론센터의 출동지시에 따라 현장으로 즉시 출동, 사고현장을 실시간 촬연, 보고하는 기능 또한 수행한다.In addition, it monitors construction sites around distribution lines, immediately mobilizes to the site according to the drone center's dispatch instructions in the event of a vehicle collision with the distribution pole, and also performs real-time filming and reporting of the accident site.
아울러, 순시드론은 장애물 회기 기능을 보유하는데, 도 8은 본 발명에 의한 순시드론의 장애물 회피 개념을 도시한 것이다.In addition, the patrol drone has an obstacle avoidance function, and FIG. 8 illustrates the concept of obstacle avoidance of the patrol drone according to the present invention.
즉, 드론이 배전선로를 순시 중에 이미 프로그래밍된 순시로를 벗어나 전주나 전력선, 수목전지, 인근 건물, 지나는 행인, 동물 등에 접근 또는 충돌할 위험이 있어가, 본 발명의 드론충전소로 이착륙할 때 인근 시설물에 충돌을 할 위험이 있을 경우 이를 회피한다.That is, when the drone takes off and lands at the drone charging station of the present invention, there is a risk of approaching or colliding with electric poles, power lines, tree batteries, nearby buildings, passing pedestrians, animals, etc. while patrolling the distribution line. If there is a risk of colliding with the facility, avoid it.
이러한 충돌 회피는 드론충전소에 설치된 각종 센터, 신호전파를 드론과 쌍방교신에 의해 빠르게 계산, 반응하여 판단, 수행하게 된다.Such collision avoidance is judged and performed by quickly calculating, responding to, and responding to various centers installed in the drone charging station and signal propagation through two-way communication with the drone.
이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.Although the present invention as described above has been described with reference to the illustrated drawings, it is not limited to the described embodiments, and it is common knowledge in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It is self-evident to those who have Therefore, such modified examples or variations should be included in the claims of the present invention, and the scope of the present invention should be interpreted based on the appended claims.
110 : 지지플레이트
120 : 무선충전부
130 : 이착륙부 140 : 축전지 탈착부 150 : 승하강 수단
161, 162 : 파지 및 슬라이드 수단
170 : 안테나
180 : 전원공급부
190 : 드론 하우스
191 : 외벽 192, 193 : 지붕
193-1 : 삽입단
194 : 히터 195 : 태양전지판 196 : 흡기팬110: support plate
120: wireless charging unit
130: take-off and landing part 140: storage battery detachable part 150: lifting and lowering means
161, 162: gripping and sliding means
170: antenna
180: power supply
190: Drone House
191:
193-1: insertion end
194: heater 195: solar panel 196: intake fan
Claims (20)
상기 드론 하우스 내부의 이착륙부 및 상기 드론 하우스 내에 구비되는 축전지 탈착부를 승하강수단에 의해 상기 드론 하우스의 외벽 상단보다 높은 위치로 상승시키는 단계;
상기 이착륙부에 상기 드론이 안착되면, 상기 승하강수단에 의해 상기 이착륙부 및 상기 축전지 탈착부를 하강시켜 상기 드론 하우스 내부에 안착시키는 단계;
상기 드론이 상기 드론 하우스 내부에 안착되면, 상기 드론 하우스 지붕을 폐쇄시키는 단계;
상기 드론 하우스 내부에 안착된 드론으로부터 투하되는 배터리를 상기 축전지 탈착부에 안착시키는 단계; 및
상기 축전지 탈착부에 안착된 배터리를 상기 드론충전소에 구비되는 무선충전부로 이동시켜 충전시키는 단계를 포함하는,
드론의 배터리 충전 방법.opening the roof of the drone house of the distribution pole-type drone charging station installed on the distribution pole when landing is permitted for the drone's request for landing permission;
elevating the take-off and landing part inside the drone house and the battery attachment/detachment part provided in the drone house to a position higher than the upper end of the outer wall of the drone house by means of an elevating/lowering means;
when the drone is seated on the take-off and landing unit, lowering the take-off and landing unit and the battery attachment/detachment unit by the elevating means and placing the drone inside the drone house;
closing the roof of the drone house when the drone is seated inside the drone house;
seating a battery dropped from a drone seated inside the drone house on the storage battery attachment part; and
Including the step of moving the battery seated in the storage battery detachment unit to the wireless charging unit provided in the drone charging station and charging it,
How to charge your drone's battery.
상기 축전지 탈착부에 안착시키는 단계는 상기 승하강수단에 의해 상기 이착륙부 중앙에 결합된 축전지 탈착부를 상기 이착륙부와 별도로 승강시켜 안착시키는 것을 특징으로 하는,
드론의 배터리 충전 방법.The method of claim 12,
The step of seating the battery attachment and detachment unit is characterized in that the battery attachment and detachment unit coupled to the center of the take-off and landing portion is lifted and seated separately from the take-off and landing portion by the elevating means.
How to charge your drone's battery.
상기 드론 하우스는 상기 배전 전주에 설치된 지지플레이트 상에 설치되고,
상기 축전지 탈착부는 상면이 상기 지지플레이트와 나란하도록 하강하여, 상기 드론 하우스의 내측면에 장착되고 상기 지지플레이트의 중앙까지 슬라이딩 이동 가능하며 상기 이착륙부와 상기 지지플레이트의 이격된 공간 상에 구비되는 파지 및 슬라이드 수단에 의해 상기 배터리를 상기 무선충전부로 이동시키는 것을 특징으로 하는,
드론의 배터리 충전 방법.The method of claim 13,
The drone house is installed on a support plate installed on the power distribution pole,
The storage battery detachable part descends so that its upper surface is parallel to the support plate, is mounted on the inner surface of the drone house, can slide to the center of the support plate, and is provided on a space separated from the take-off and landing part and the support plate. And characterized in that the battery is moved to the wireless charging unit by a slide means,
How to charge your drone's battery.
상기 드론 하우스 내부의 이착륙부 및 상기 드론 하우스 내에 구비되는 축전지 탈착부를 승하강수단에 의해 상기 드론 하우스의 외벽 상단보다 높은 위치로 상승시키는 단계;
상기 이착륙부에 상기 드론이 안착되면, 상기 승하강수단에 의해 상기 이착륙부 및 상기 축전지 탈착부를 하강시켜 상기 드론 하우스 내부에 안착시키는 단계;
상기 드론이 상기 드론 하우스 내부에 안착되면, 상기 드론 하우스 지붕을 폐쇄시키는 단계;
상기 드론 하우스 내부에 안착된 드론으로부터 투하되는 배터리를 상기 축전지 탈착부에 안착시키는 단계; 및
상기 드론충전소에 구비된 미리 완충된 배터리를 상기 드론으로 이동시켜 상기 투하되는 배터리를 대신하여 상기 완충된 배터리를 상기 드론에 인입시키는 단계를 포함하는,
드론의 배터리 교체 방법.opening the roof of the drone house of the distribution pole-type drone charging station installed on the distribution pole when landing is permitted for the drone's request for landing permission;
elevating the take-off and landing part inside the drone house and the battery attachment/detachment part provided in the drone house to a position higher than the upper end of the outer wall of the drone house by means of an elevating/lowering means;
when the drone is seated on the take-off and landing unit, lowering the take-off and landing unit and the battery attachment/detachment unit by the elevating means and placing the drone inside the drone house;
closing the roof of the drone house when the drone is seated inside the drone house;
seating a battery dropped from a drone seated inside the drone house on the storage battery attachment part; and
Moving a pre-charged battery provided in the drone charging station to the drone and introducing the fully charged battery into the drone instead of the dropped battery,
How to change your drone's battery.
상기 드론에 인입시키는 단계는 상기 승하강수단에 의해 상기 이착륙부 중앙에 결합된 축전지 탈착부를 상기 이착륙부와 별도로 승강시켜 상기 축전지 탈착부 상의 배터리를 인입시키는 것을 특징으로 하는,
드론의 배터리 교체 방법.The method of claim 16
The step of introducing the drone into the drone is characterized in that the battery on the battery detachment unit is drawn in by elevating the battery attachment and detachment unit coupled to the center of the takeoff and landing portion separately from the takeoff and landing portion by the elevating and descending means,
How to change your drone's battery.
상기 드론 하우스는 상기 배전 전주에 설치된 지지플레이트 상에 설치되고,
상기 축전지 탈착부는 상면이 상기 지지플레이트와 나란하도록 하강된 상태에서, 상기 드론 하우스의 내측면에 장착되고 상기 지지플레이트의 중앙까지 슬라이딩 이동 가능하며 상기 이착륙부와 상기 지지플레이트의 이격된 공간 상에 구비되는 파지 및 슬라이드 수단에 의해 상기 미리 완충된 배터리가 상기 축전지 탈착부 상에 이동되어 안착되는 것을 특징으로 하는,
드론의 배터리 교체 방법.The method of claim 17
The drone house is installed on a support plate installed on the power distribution pole,
The storage battery detachable part is mounted on the inner surface of the drone house in a state in which the upper surface is lowered so that it is parallel to the support plate, can slide to the center of the support plate, and is provided on a space spaced apart from the take-off and landing part and the support plate. Characterized in that the pre-charged battery is moved and seated on the storage battery detachment unit by a gripping and sliding means,
How to change your drone's battery.
상기 축전지 탈착부에 안착된 배터리를 상기 드론충전소에 구비되는 무선충전부로 이동시켜 충전시키는 단계를 더 포함하는,
드론의 배터리 교체 방법.The method of claim 18
Further comprising the step of moving and charging the battery seated in the battery attachment unit to the wireless charging unit provided in the drone charging station,
How to change your drone's battery.
상기 축전지 탈착부에 안착된 배터리는 상기 파지 및 슬라이드수단에 의해 상기 무선충전부로 이동되는 것을 특징으로 하는,
드론의 배터리 교체 방법.The method of claim 19
Characterized in that the battery seated in the storage battery detachment unit is moved to the wireless charging unit by the gripping and sliding means,
How to change your drone's battery.
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