KR101768325B1 - 비행체 및 비행체 충전 시스템 - Google Patents
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Abstract
일 실시예에 따른 비행체는, 지지대, 상기 지지대 위에 구비는 비행체 본체, 상기 지지대의 외측에 구비되고 추력을 발생시키는 추진부, 상기 비행체 본체의 내측에 구비되는 충전베터리, 상기 충전베터리와 연결되고 상기 비행체 본체 또는 상기 지지대에 구비되는 비행체 양극단자 및 비행체 음극단자 및 상기 비행체 본체 또는 상기 지지대 하측에서 상기 비행체 본체 또는 상기 지지대와 이격되어 비행체 탄성요소에 의하여 연결되고 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자를 보호할 수 있는 커버를 포함할 수 있다.
Description
아래의 실시예들은 충전 가능한 비행체 및 이를 포함한 비행체 충전 시스템에 관한 것이다.
군수산업에서 시작된 비행체(Drone)는 사람이 타지 않고 무선전파의 유도에 의해서 비행하는 비행기나 헬리콥터 모양의 비행체를 말하며, 최근에는 상기 비행체를 이용하여 군사적, 상업적으로 널리 이용되고 있으며 이에 대한 연구 또한 활발히 진행되고 있다.
일반적으로 비행체는 내부에 베터리 등의 충전지를 탑재하고 있으며, 상기 충전지를 충전하기 위해서는 비행을 멈추고 상기 비행체에 전원을 인가하여 상기 충전지를 충전하는 방식을 이용하고 있다.
또한, 베터리 무게 대비 에너지 용량의 한계로 인하여, 비행시간이 10분~20분 내외일수 밖에 없어, 원거리 비행 시 여러 번의 충전이 필요하다. 특정 지역 주변을 감시/관측하는 비행체의 경우, 지속적인 운영을 위해 지속적인 베터리 교체 작업이 필요하다.
즉, 다수 개의 비행체를 동시에 운용하는 경우 비행체를 충전하기 위해서는 다수 개의 비행체의 비행을 빈번히 멈추어야 한다. 또한, 별도의 충전 장치를 비행체에 연결하여 충전하는 방식인 관계로 충전이 번거롭고 다수 개의 비행체를 동시에 운용하는 경우 충전하기가 더욱 곤란한 점이 있다.
한국 등록 특허 제1160096호에서는 비행체를 충전하기 위해 충전 장치를 구비하여 상기 충전 장치를 통해 동력원을 충전하는 내용이 개시되어 있다.
일 실시예에 따른 목적은, 충전 단자를 외부로 노출시키지 않고, 외부 충격, 마찰 및 오염 등으로부터 보호할 수 있는 커버를 포함하는 구성을 가지는 비행체를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은, 비행체 전용 충전소, 빌딩 옥상, 전신주, 가로등, 이동차량 등 넓은 지역에 걸쳐 설치할 수 있는 충전장치를 제공하는 것이다.
또한, 일 실시예에 따른 목적은, 상기 비행체 및 외부 충격, 마찰, 오염 등으로부터 충전장치 양극단자 및 충전장치 음극단자를 보호할 수 있는 착륙패드를 포함하는 충전장치로 구성될 수 있는 비행체 충전 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 비행체는, 지지대, 상기 지지대 위에 구비는 비행체 본체, 상기 지지대의 외측에 구비되고 추력을 발생시키는 추진부, 상기 비행체 본체의 내측에 구비되는 충전베터리, 상기 충전베터리와 연결되고 상기 비행체 본체 또는 상기 지지대에 구비되는 비행체 양극단자 및 비행체 음극단자 및 상기 비행체 본체 또는 상기 지지대 하측에서 상기 비행체 본체 또는 상기 지지대와 이격되어 비행체 탄성요소에 의하여 연결되고 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자를 보호할 수 있는 커버를 포함할 수 있다.
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 일부가 상기 비행체 본체의 아래로 돌출되고, 상기 커버는 상기 비행체 본체 하측에 형성되어 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자와 대응되는 위치에 형성되는 복수 개의 개구를 포함하며, 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 상기 비행체 탄성요소가 수축되는 경우 상기 복수의 개구를 통하여 노출될 수 있다.
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 상기 비행체 본체에 형성된 홈에 구비되고, 상기 커버는 상기 비행체 본체 하측에 형성되어 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자와 대응되는 위치에서 상기 커버의 상측으로 연장되어 형성되는 복수 개의 전도체요소를 포함하고, 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 상기 비행체 탄성요소가 수축되는 경우 상기 복수의 전도체요소와 접촉될 수 있다.
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 일부가 상기 지지대 중 하측으로 연장되어 형성된 부분의 아래로 돌출되고, 상기 커버는 상기 지지대 중 하측으로 연장되어 형성된 부분의 하측에 형성되어 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자와 대응되는 위치에 형성되는 복수 개의 개구를 포함하며, 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 상기 비행체 탄성요소가 수축되는 경우 상기 복수의 개구를 통하여 노출될 수 있다.
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 상기 지지대 중 하측으로 연장되어 형성된 부분에 형성된 홈에 구비되고, 상기 커버는 상기 지지대 중 하측으로 연장되어 형성된 부분의 하측에 형성되어 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자와 대응되는 위치에서 상기 커버의 상측으로 연장되어 형성되는 복수 개의 전도체요소를 포함하고, 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 상기 비행체 탄성요소가 수축되는 경우 상기 복수의 전도체요소와 접촉될 수 있다.
또한, 상기 비행체 탄성요소는 스프링 형상일 수 있다.
일 실시예에 따른 비행체 충전 시스템은, 충전될 수 있는 전원부를 포함하는 비행체 및 상기 전원부에 전원을 공급하는 충전장치를 포함할 수 있다.
상기 비행체가 상기 충전장치에 도킹될 때 상기 전원부는 상기 충전장치와 연결되어 충전될 수 있고, 상기 비행체가 상기 충전장치에 도킹되지 않은 때는 상기 전원부가 상기 비행체에 구비된 커버에 의하여 보호될 수 있다.
상기 충전장치는, 충전장치 본체, 상기 충전장치 본체의 내측에 구비되는 전원베터리, 상기 전원베터리와 연결되고 상기 충전장치 본체에 구비되는 충전장치 양극단자 및 충전장치 음극단자 및 상기 충전장치 본체 상측에서 상기 충전장치 본체와 이격되어 충전장치 탄성요소에 의하여 연결되어 상기 충전장치 양극단자 및 상기 충전장치 음극단자를 보호할 수 있는 착륙패드를 포함할 수 있다.
상기 충전장치 양극단자 및 상기 충전장치 음극단자는 일부가 상기 충전장치 본체 위로 돌출되고, 상기 착륙패드는 상기 충전장치 양극단자 및 상기 충전장치 음극단자와 대응되는 위치에 형성되는 착륙패드 제1전도체 및 착륙패드 제2전도체를 포함하여, 상기 충전장치 양극단자 및 상기 충전장치 음극단자는 상기 충전장치 탄성요소가 수축되는 경우 상기 착륙패드 제1전도체 및 상기 착륙패드 제2전도체와 접촉될 수 있다.
상기 충전장치 양극단자 또는 상기 충전장치 음극단자 중에서, 어느 하나의 단자가 상기 충전장치 본체의 윗면 중앙에 구비되고, 나머지 하나의 단자가 상기 충전장치 본체의 윗면 가장자리에 구비될 수 있다.
또한, 상기 착륙패드 제1전도체 또는 상기 착륙패드 제2전도체 중에서, 상기 충전장치 본체 윗면 중앙에 구비된 단자와 대응되는 단자가 상기 착륙패드의 중앙에 구비되고, 나머지 하나의 단자가 상기 착륙패드의 가장자리에 구비될 수 있다. 상기 착륙패드 제1전도체와 상기 착륙패드 제2전도체는 절연체에 의하여 구획될 수 있다.
상기 비행체의 상기 전원부는 비행체 양극단자 및 비행체 음극단자를 포함하고, 상기 비행체 양극단자 또는 상기 비행체 음극단자 중에서, 어느 하나의 단자는 상기 비행체 본체의 아래면 중앙에 일부가 돌출된 상태로 구비되고, 나머지 하나의 단자는 상기 비행체 본체의 아래면 가장자리에 일부가 돌출된 상태로 구비될 수 있다.
상기 커버는, 상기 비행체 본체의 하측에서 상기 비행체의 본체와 이격되어 비행체 탄성요소에 의하여 상기 비행체 본체와 연결되고, 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자와 대응되는 위치에 형성되는 복수 개의 개구를 포함할 수 있다.
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는, 상기 비행체가 상기 충전장치에 도킹되는 경우 상기 비행체 탄성요소가 수축되고 상기 복수의 개구를 통하여 노출될 수 있다.
또한, 상기 전원부는, 비행체 양극단자 및 비행체 음극단자를 포함하고, 상기 비행체 양극단자 또는 상기 비행체 음극단자 중에서, 어느 하나의 단자는 상기 비행체 본체의 아래면 중앙에 형성된 홈에 구비되고, 나머지 하나의 단자는 상기 비행체 본체의 아래면 가장자리에 형성된 홈에 구비될 수 있다.
상기 커버는, 상기 비행체 본체의 하측에서 상기 비행체의 본체와 이격되어 비행체 탄성요소에 의하여 상기 비행체 본체와 연결되고, 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자와 대응되는 위치에서 상기 커버의 상측으로 연장되어 형성되는 복수 개의 전도체요소를 포함할 수 있다.
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는, 상기 비행체가 상기 충전장치에 도킹되는 경우 상기 비행체 탄성요소가 수축되고 상기 복수의 전도체요소와 접촉될 수 있다.
일 실시예에 따른 비행체는, 충전 단자를 외부로 노출시키지 않고, 외부 충격, 마찰 및 오염 등으로부터 보호할 수 있는 커버를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 충전장치는, 비행체 전용 충전소, 빌딩 옥상, 전신주, 가로등, 이동차량 등 넓은 지역에 걸쳐 설치될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 비행체 충전 시스템은, 비행체의 커버 및 충전장치의 착륙패드를 포함함으로써, 비행체 충전에 사용되는 양극단자 및 음극단자를 외부 충격, 마찰, 오염 등으로부터 보호할 수 있다.
도 1내지 도4는 전원부의 단자를 보호할 수 있는 커버를 포함한 일 실시예에 따른 비행체를 나타낸다.
도 5는 비행체 충전 시스템의 충전장치를 나타낸다.
도6은 도5에서 충전장치의 착륙패드 부분을 확대한 모습을 나타낸다.
도7은 비행체와 충전장치가 도킹되기 전의 모습을 나타낸다.
도8은 비행체와 충전장치가 도킹된 모습을 나타낸다.
도 5는 비행체 충전 시스템의 충전장치를 나타낸다.
도6은 도5에서 충전장치의 착륙패드 부분을 확대한 모습을 나타낸다.
도7은 비행체와 충전장치가 도킹되기 전의 모습을 나타낸다.
도8은 비행체와 충전장치가 도킹된 모습을 나타낸다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 실시예들의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 실시예에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 일 실시예를 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의
방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 일 실시예에 따른 비행체의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 일 실시예에 따른 비행체의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 일 실시예에 따른 비행체의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1내지 도4는 전원부의 단자를 보호할 수 있는 커버를 포함한 일 실시예에 따른 비행체를 나타내고, 도 5는 비행체 충전 시스템의 충전장치를 나타낸다. 도6은 도5에서 충전장치의 착륙패드 부분을 확대한 모습을 나타내며, 도7은 비행체와 충전장치가 도킹되기 전의 모습을 나타낸다. 도8은 비행체와 충전장치가 도킹된 모습을 나타낸다.
도1 내지 도4를 참조하면, 일 실시예에 따른 비행체(100)는, 지지대(110), 지지대(110) 위에 구비는 비행체 본체(120), 지지대(110)의 외측에 구비되고 추력을 발생시키는 추진부(130), 비행체 본체(120)의 내측에 구비되는 충전베터리(140), 충전베터리(140)와 연결되고 비행체 본체(120) 또는 지지대(110)에 구비되는 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)를 포함한다.
또한, 비행체 본체(120) 또는 지지대(110) 하측에서, 비행체 본체(120) 또는 지지대(110)와 이격되어, 비행체 탄성요소(160)에 의하여 비행체 본체(120) 또는 지지대(110)에 연결되고, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)를 보호할 수 있는 커버(170)를 포함할 수 있다.
지지대(110)는 프레임으로 형성될 수 있으며, 일 실시예에서는 'X'자 형상으로 이루어져 있으나, 이러한 형상으로 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 'ㅡ'자 또는 'Υ'자 형상 등 임의 형상으로 형성될 수 있다.
비행체 본체(120)는 원통형의 형상으로 이루어 졌으나, 이에 한정되지 아니하며 필요에 따라 육면체 형상, 삼각뿔 형상, 팔면체 형상 등 임의의 형상으로 형성될 수 있다.
비행체(100)는 추진부(130)를 더 포함할 수 있다. 상기 추진부(130)는 추력을 발생시키는 추진요소(132)와 상기 추진요소(132)에 구동력을 발생시켜 전달하는 구동요소(131)를 포함할 수 있다.
상기 추진부(130)는 추력을 발생시켜 상기 비행체(100)의 동작(비행, 이/착륙)을 수행하게 한다. 상기 추진요소(132)는 비행체(100)에 널리 이용되는 프로펠러의 회전에 의해 발생되는 추력을 이용하는 프로펠러방식이 권장되지만, 상기 프로펠러방식 외에 제트엔진 등 다양한 추진요소(132)의 실시예가 가능하므로, 상기 프로펠러방식에 한정하지 않는다.
또한, 일 실시예에서는 편의상 옥토로터를 일례로 설명하지만, 추진요소(132)의 개수 및 구성에 무관하게 트라이로터, 쿼더로터, 펜타로터, 헥사로터, 옥토로터 등 다양한 형상으로 구현될 수 있다.
비행체 본체(120)의 내측에는 충전베터리(140)가 구비될 수 있다. 다만, 충전베터리(140)가 반드시 비행체 본체(120)의 내측에 한정되어 설치되어야 하는 것은 아니며, 필요에 따라 비행체 본체(120)의 외측에 구비되는 것 또한 가능하다.
일 실시예에서, 하나의 비행체 양극단자(151)는 비행체 본체(120)의 아래면 중앙에 위치되고, 두 개의 비행체 음극단자(152)는 비행체 본체(120)의 아래면 가장자리에 위치된다. 이하에서는 이를 기준으로 설명하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)의 개수는 변화될 수 있다.
설치되는 위치 또한 양자가 서로 반대의 위치에 설치될 수 있고, 제3의 다른 위치에 설치될 수 있음은 자명하다. 이는 이하에서 설명되는 실시예에서도 마찬가지이다.
다시, 도1을 참조하면, 하나의 비행체 양극단자(151) 및 두 개의 비행체 음극단자(152)는 상기 충전베터리(140)와 연결되고, 비행체 양극단자(151)는 비행체 본체(120)의 아래면 중앙에서 일부가 돌출되도록 형성될 수 있다. 또한, 비행체 음극단자(152)들는 비행체 본체(120)의 아래면 가장자리에서 일부가 돌출되도록 형성될 수 있다.
커버(170)는, 비행체 본체(120) 하측에서, 비행체 본체(120)와 이격되어, 비행체 탄성요소(160)에 의하여 비행체 본체(120)에 연결되고, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)를 보호할 수 있다.
즉, 커버(170)는 비행체 본체(120)의 아래에 구비되어, 비행체 본체(120)의 아래면에 돌출되어 형성된 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)가 외부로 노출되지 않도록 함으로써, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)를 외부의 충격, 마찰, 오염 등으로부터 보호할 수 있다.
커버(170)는 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)와 대응되는 위치에 형성되는 복수 개의 개구(180)를 포함할 수 있다. 즉, 비행체 본체(120)의 아래면 중앙에 위치한 하나의 비행체 양극단자(151)와 대응하여 커버(170)의 중앙에 하나의 개구(180)가 형설될 수 있다. 또한, 비행체 본체(120)의 아래면 가장자리에 위치한 두 개의 비행체 음극단자(152)와 대응하여 커버(170)의 가장자리에 두 개의 개구(180)가 형설될 수 있다. 다만, 상기 설명한 바와 같이, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)의 개수 또는 설치 위치는 필요에 따라 유동적으로 변화될 수 있는바, 이에 대응하여 커버(170)에 형성되는 개구(180)의 개수 또는 형성되는 위치도 유동적으로 변화될 수 있음은 자명하다. 이는 이하에서 설명되는 실시예에서도 마찬가지이다.
비행체(100)가 후술할 충전장치(200) 위에 착륙하여 도킹되는 경우, 비행체(100)의 무게에 의하여 비행체 탄성요소(160)는 수축되고, 이 때, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)는 복수의 개구(180)를 통하여 외부로 노출될 수 있다.
이하에서는, 상기에서 설명한 커버(170)의 설치 위치 및 역할 등에 대해서는 반복적인 불필요한 기재를 피하기 위하여 생략하고, 차이점을 중심으로 설명한다.
도2를 참조하여 비행체(100)의 변형 실시예에 따르면, 하나의 비행체 양극단자(151)는 비행체 본체(120)의 아래면 중앙에 형성된 홈에 구비될 수 있다. 또한, 두 개의 비행체 음극단자(152)들은 비행체 본체(120)의 아래면 가장자리에 형성된 홈에 구비될 수 있다.
도2의 (a)와 같이, 커버(170)는 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)와 대응되는 위치에 형성되고, 커버(170)의 상측으로 연장되어 형성되는 복수 개의 전도체요소(190)를 포함할 수 있다.
즉, 비행체 본체(120)의 아래면 중앙에 위치한 하나의 비행체 양극단자(151)와 대응하여 커버(170)의 중앙에 하나의 전도체요소(190)가 형설될 수 있다. 또한, 비행체 본체(120)의 아래면 가장자리에 위치한 두 개의 비행체 음극단자(152)와 대응하여 커버(170)의 가장자리에 두 개의 전도체요소(190)가 형설될 수 있다. 다만, 상기 설명한 바와 같이, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)의 개수 또는 설치 위치는 필요에 따라 유동적으로 변화될 수 있는바, 이에 대응하여 커버(170)에 형성되는 전도체요소(190)의 개수 또는 형성되는 위치도 유동적으로 변화될 수 있음은 자명하다. 이는 이하에서 설명되는 실시예에서도 마찬가지이다.
도2의 (b)와 같이, 비행체(100)가 후술할 충전장치(200) 위에 착륙하여 도킹되는 경우, 비행체(100)의 무게에 의하여 비행체 탄성요소(160)는 수축되고, 이 때, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)는 복수 개의 전도체요소(190)와 접촉될 수 있다.
상기 전도체요소는 필요에 따라 양극 또는 음극의 성질을 지닌 소자로 대체될 수 있음은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자의 입장에서 자명하다.
도3을 참조하여 비행체(100)의 또 다른 변형 실시예에 따르면, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)는 충전베터리(140)와 연결되고, 지지대(110) 중 하측으로 연장되어 형성된 부분(111)의 아래로 돌출되도록 형성될 수 있다.
도3의 (a)와 같이, 커버(170)는, 지지대(110) 중 하측으로 연장되어 형성된 부분(111)의 하측에서, 지지대(110)와 이격되어, 비행체 탄성요소(160)에 의하여 지지대(110)에 연결되고, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)를 보호할 수 있다.
커버(170)는 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)와 대응되는 위치에 형성되는 복수 개의 개구(180)를 포함할 수 있다. 즉, 지지대(110) 중 하측으로 연장되어 형성된 부분(111)에 위치한 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)와 대응하여, 커버(170)에는 각각 개구(180)가 형성될 수 있다.
도3의 (b)와 같이, 비행체(100)가 후술할 충전장치(200) 위에 착륙하여 도킹되는 경우, 비행체(100)의 무게에 의하여 비행체 탄성요소(160)는 수축되고, 이 때, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)는 개구(180)를 통하여 외부로 노출될 수 있다.
도4를 참조하여, 비행체(100)의 다른 변형 실시예에 따르면, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)는 충전베터리(140)와 연결되고, 지지대(110) 중 하측으로 연장되어 형성된 부분(111)의 아래에 형성된 홈에 구비될 수 있다.
도4의 (a)와 같이, 커버(170)는, 지지대(110) 중 하측으로 연장되어 형성된 부분(111)의 하측에서, 지지대(110)와 이격되어, 비행체 탄성요소(160)에 의하여 지지대(110)에 연결되고, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)를 보호할 수 있다.
커버(170)는, 지지대(110) 중 하측으로 연장되어 형성된 부분(111)에 형성된 홈에 위치한 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)와 대응되는 위치에 형성되고, 커버(170)의 상측으로 연장되어 형성되는 복수 개의 전도체요소(190)를 포함할 수 있다.
도4의 (b)와 같이, 비행체(100)가 후술할 충전장치(200) 위에 착륙하여 도킹되는 경우, 비행체(100)의 무게에 의하여 비행체 탄성요소(160)는 수축되고, 이 때 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)는 복수 개의 전도체요소(190)와 접촉될 수 있다.
또한, 충전베터리(140)는 구동요소(131)의 내측에 구비되고, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)는 충전베터리(140)와 연결되고, 구동요소(131) 아래로 돌출되도록 형성될 수 있다.
커버(170)는, 구동요소(131)의 하측에서, 구동요소(131)와 이격되어, 비행체 탄성요소(160)에 의하여 구동요소(131)에 연결되고, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)를 보호할 수 있다.
커버(170)는 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)와 대응되는 위치에 형성되는 복수 개의 개구(180)를 포함할 수 있다. 즉, 구동요소(131)에 위치한 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)와 대응하여, 커버(170)에는 각각 개구(180)가 형성될 수 있다.
비행체(100)가 후술할 충전장치(200) 위에 착륙하여 도킹되는 경우, 비행체(100)의 무게에 의하여 비행체 탄성요소(160)는 수축되고, 이 때, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)는 개구(180)를 통하여 외부로 노출될 수 있다.
뿐만 아니라, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)는 충전베터리(140)와 연결되고, 구동요소(131)의 아래에 형성된 홈에 구비될 수 있다.
커버(170)는, 구동요소(131)의 하측에서, 구동요소(131)와 이격되어, 비행체 탄성요소(160)에 의하여 구동요소(131)에 연결되고, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)를 보호할 수 있다.
커버(170)는, 구동요소(131)에 형성된 홈에 위치한 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)와 대응되는 위치에 형성되고, 커버(170)의 상측으로 연장되어 형성되는 복수 개의 전도체요소(190)를 포함할 수 있다.
비행체(100)가 후술할 충전장치(200) 위에 착륙하여 도킹되는 경우, 비행체(100)의 무게에 의하여 비행체 탄성요소(160)는 수축되고, 이 때 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)는 복수 개의 전도체요소(190)와 접촉될 수 있다.상기 비행체 탄성요소(160)는 스프링 형상일 수 있다. 다만, 일 실시예에서 상기 비행체 탄성요소(160)로서 스프링을 사용하고 있으나, 반드시 이에 한정 되는 것은 아니며, 탄성을 지닌 다른 물질도 사용될 수 있음은 자명하다.
이하에서, 상기 비행체(100)를 포함하는 일 실시예에 따른 비행체 충전 시스템(10)을 설명하기로 한다. 일 실시예에 따른 비행체 충전 시스템(10)은, 충전될 수 있는 전원부(150)를 포함하는 비행체(100) 및 전원부(150)에 전원을 공급하는 충전장치(200)를 포함할 수 있다.
비행체(100)가 충전장치(200)에 도킹될 때 전원부는 충전장치(200)와 연결되어 충전될 수 있고, 비행체(100)가 충전장치(200)에 도킹되지 않은 때는 전원부(150)가 비행체(100)에 구비된 커버(170)에 의하여 보호될 수 있다.
비행체(100)에 관하여는, 상기에서 상세하게 설명하였는바, 이하에서는 충전장치(200) 및 비행체 충전 시스템(10)의 작동 원리에 대하여 설명하기로 한다.
도5를 참조하면, 충전장치(200)는, 충전장치 본체(210), 충전장치 본체(210)의 내측에 구비되는 전원베터리(220), 전원베터리(220)와 연결되고 충전장치 본체(210)에 구비되는 충전장치 양극단자(231) 및 충전장치 음극단자(232)를 포함할 수 있다.
또한, 충전장치 본체(210) 상측에서, 충전장치 본체(210)와 이격되어, 충전장치 탄성요소(240)에 의하여 충전장치 본체(210)와 연결되어, 충전장치 양극단자(231) 및 충전장치 음극단자(232)를 보호할 수 있는 착륙패드(250)를 포함할 수 있다.
충전장치 본체(120)는 원통형 형상일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 사각기둥, 팔각기둥 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
충전장치 본체(120)의 내측에는 전원베터리(220)가 구비될 수 있으며, 이는 충전장치(200)와 비행체(100)가 도킹된 경우, 비행체(100)의 충전베터리(140)에 전원을 공급하는 공급원 역할을 한다.
전원베터리(220)는 충전장치 본체(210) 외측에 구비된 전원유닛(260)에 의하여 전력을 공급받을 수 있으며, 이와 같은 전원유닛(260)에는 외부전원, 가솔린/디젤 발전기, 태양열발전기, 풍력발전기 등이 사용될 수 있다.
충전장치 양극단자(231) 및 충전장치 음극단자(232)는 일부가 충전장치 본체(210) 위로 돌출되도록 형성될 수 있다. 착륙패드(250)는, 일부가 돌출된 충전장치 양극단자(231) 및 충전장치 음극단자(232) 위에서 상기 충전장치 양극단자(231) 및 충전장치 음극단자(232)를 감싸도록 형성되어, 충전장치 양극단자(231) 및 충전장치 음극단자(232)가 외부로 노출되지 않도록 구비된다.
즉, 충전장치 양극단자(231) 및 충전장치 음극단자(232)가 착륙패드(250) 아래에 위치함으로써, 외부충격, 마찰, 오염 등으로부터 보호될 수 있다.
또한, 착륙패드(250)는 충전장치 양극단자(231) 및 충전장치 음극단자(232)와 대응되는 위치에 형성되는 착륙패드 제1전도체(251) 및 착륙패드 제2전도체(252)를 포함할 수 있다. 그리하여, 충전패드(250) 위에 비행체(100)가 착륙하여 도킹되는 경우, 충전장치 탄성요소(240)가 수축되고, 충전장치 양극단자(231) 및 충전장치 음극단자(232)는 착륙패드 제1전도체(251) 및 착륙패드 제2전도체(252)와 접촉될 수 있다.
충전장치 양극단자(231) 또는 충전장치 음극단자(232) 중에서, 어느 하나의 단자가 충전장치 본체(210)의 윗면 중앙에 구비되고, 나머지 하나의 단자가 충전장치 본체(210)의 윗면 가장자리에 구비될 수 있다.
또한, 착륙패드 제1전도체(251)는 충전장치 본체(210) 윗면 중앙에 구비되고, 착륙패드 제2전도체(252)는 착륙패드(250)의 가장자리에 구비될 수 있다. 착륙패드 제1전도체(251)와 착륙패드 제2전도체(252)는 절연체에 의하여 구획될 수 있다.
일 실시예에서는, 하나의 충전장치 양극단자(231)가 충전장치 본체(210)의 윗면 중앙에 일부라 돌출되도록 구비되며, 두 개의 충전장치 음극단자(232)가 충전장치 본체(210)의 윗면 가장자리에 일부가 돌출되도록 구비될 수 있다.
도6을 참조하면, 이에 대응하여, 착륙패드(250)의 중앙에 착륙패드 제1전도체(251)가 구비되고, 상기 착륙패드 제1전도체(251)를 감싸는 형상으로 착륙패드(250)의 가장자리에 착륙패드 제2전도체(252)가 구비될 수 있다. 착륙패드 제1전도체(251)와 착륙패드 제2전도체(252)는 절연체(253)에 의하여 구획될 수 있다.
그리하여, 충전패드(250) 위에 비행체(100)가 착륙하여 도킹되는 경우, 충전장치 탄성요소(240)가 수축되고, 충전장치 양극단자(231)는 착륙패드 제1전도체(251)와 접촉될 수 있고, 충전장치 음극단자(232)는 착륙패드 제2전도체(252)와 접촉될 수 있다.
일 실시예에서 착륙패드(250)는 원판형의 형상이나, 이는 이에 한정되지 아니하며, 삼각판형, 사각판형, 육각판형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 자명하다.
다만, 충전장치 양극단자(231) 및 충전장치 음극단자(232)의 개수 또는 설치 위치는 필요에 따라 유동적으로 변화될 수 있는바, 이에 대응하여 착륙패드(250)의 착륙패드 제1전도체(251) 및 착륙패드 제2전도체(252)가 형성되는 위치 또는 넓이도 유동적으로 변화될 수 있음은 자명하다.
즉, 충전장치 음극단자(252)가 충전장치 본체(210)의 윗면 중앙에 구비되고, 충전장치 양극단자(251)가 충전장치 본체(210)의 윗면 가장자리에 구비되는 경우, 이에 대응하여, 착륙패드 제2전도체(252)가 착륙패드(250)의 중앙에 구비될 것이며, 착륙패드 제1전도체(251)가 착륙패드(250)의 가장자리에 구비될 것이다.
이하에서는 도7 및 도8을 참조하여 비행충전 시스템(10)의 작동 방식에 대해 설명하기로 한다. 비행체 충전 시스템(10)은 대기모드(standy mode)와 충전모드(charging mode)의 두 가지 운영모드를 가질 수 있다.
도7과 같이, 대기모드인 경우, 비행체(100)는 충전장치(200)에 도킹되지 않은 상태로서, 충전장치 양극단자(231) 및 충전장치 음극단자(232)는 착륙패드 제1전도체(251) 및 착륙패드 제2전도체(252)와 접촉되지 않고, 전기적으로 연결되지 않은 상태이다. 즉, 비행체(100)가 충전될 수 없는 상태이다.
도8과 같이 충전모드인 경우, 비행체(100)가 충전장치(200)의 착륙패드(250) 위에 착륙하여 도킹된 상태로서, 비행체 탄성요소(160)가 수축되어 커버(170)의 개구(180)를 통하여 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)는 외부로 노출된다. 또한, 충전장치(200)의 충전장치 탄성요소(240)가 수축되고, 충전장치 양극단자(231)는 착륙패드 제1전도체(251)와 접촉되고, 충전장치 음극단자(232)는 착륙패드 제2전도체(252)와 접촉된다.
이 때, 외부로 노출된 비행체 양극단자(151)는 착륙패드 제1전도체(251) 및 충전장치 양극단자(231)와 일렬로 연결되고, 비행체 음극단자(152)는 착륙패드 제2전도체(252) 및 충전장치 음극단자(232)와 일렬로 연결되어, 비행체(100)는 충전될 수 있다.
충전장치 양극단자(231) 및 충전장치 음극단자(232)와 착륙패드 제1전도체(251) 및 착륙패드 제2전도체(252)의 접촉력 향상을 위해 충전장치 양극단자(231) 및 충전장치 음극단자(232)에 쿠션, 스프링 등을 추가시킬 수 있다.
또한, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)가 커버(170)의 개구(180)를 통하여 용이하게 노출되기 위하여, 탄성요소(160)가 보다 쉽게 수축되도록, 착륙패드(250)의 상측에 돌출요소(270)가 구비될 수 있다. 그리하여, 비행체(100)가 충전장치(200)에 도킹된 경우 상기 돌출요소(270)가 커버(170)를 아래에서 위 방향으로 지지함으로써 탄성요소(160)가 쉽게 수축될 수 있다.
또는 탄성요소(160)가 보다 쉽게 수축되어 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)가 용이하게 노출되도록, 상기 커버(170)를 아래에서 지지할 수 있는 돌출요소(미도시)가 커버(170)의 하측에 구비될 수 있다.상기 일 실시예에서는, 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)가 비행체 본체(120)의 아래면에 돌출되도록 형성되고, 개구(180)를 구비한 커버(170)를 포함하는 비행체(100)가, 충전장치(200)에 도킹된 경우를 설명하였다.
비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)가 비행체 본체(120)에 형성된 홈에 구비되고, 커버(170)의 상측을 향해 연장되는 전도체요소(190)를 구비한 커버(170)를 포함하는 비행체(100)의 경우, 비행체(100)가 충전장치(200)에 도킹되면 비행체 탄성요소(160)가 수축되어 전도체요소(190)는 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)와 접촉될 수 있다.
이 때, 비행체 양극단자(151)는 전도체요소(190), 착륙패드 제1전도체(251) 및 충전장치 양극단자(231)와 일렬로 연결되고, 비행체 음극단자(152)는 전도체요소(190), 착륙패드 제2전도체(252) 및 충전장치 음극단자(232)와 일렬로 연결되어, 비행체(100)는 충전될 수 있다.
비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)가 지지대(110) 중 하측으로 연장되어 형성된 부분(111)의 아래로 돌출되도록 구비되고, 개구(180)를 구비한 커버(170)를 포함하는 비행체(100)의 경우, 비행체(100)가 충전장치(200)에 도킹되면 비행체 탄성요소(160)가 수축되어 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)는 외부로 노출된다.
이 때, 비행체 양극단자(151)는 착륙패드 제1전도체(251) 및 충전장치 양극단자(231)와 일렬로 연결되고, 비행체 음극단자(152)는 착륙패드 제2전도체(252) 및 충전장치 음극단자(232)와 일렬로 연결되어, 비행체(100)는 충전될 수 있다.
비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)가 지지대(110) 중 하측으로 연장되어 형성된 부분(111)의 홈에 구비되고, 커버(170)의 상측을 향해 연장되는 전도체요소(190)를 구비한 커버(170)를 포함하는 비행체(100)의 경우, 비행체(100)가 충전장치(200)에 도킹되면 비행체 탄성요소(160)가 수축되어 전도체요소(190)는 비행체 양극단자(151) 및 비행체 음극단자(152)와 접촉될 수 있다.
이 때, 비행체 양극단자(151)는 전도체요소(190), 착륙패드 제1전도체(251) 및 충전장치 양극단자(231)와 일렬로 연결되고, 비행체 음극단자(152)는 전도체요소(190), 착륙패드 제2전도체(252) 및 충전장치 음극단자(232)와 일렬로 연결되어, 비행체(100)는 충전될 수 있다.
이와 같은, 비행체(100) 및 비행체 충전 시스템(10)을 통하여, 비행체(100)는 전원부(150)를 외부로 노출시키지 않고 외부 충격, 마찰 및 오염 등으로부터 보호할 수 있다.
또한, 비행체 충전 시스템(10)의 충전장치(200)는, 비행체 전용 충전소, 빌딩 옥상, 전신주, 가로등, 이동차량 등 넓은 지역에 걸쳐 설치될 수 있다. 따라서, 비행체(100)를 수시로 충전시킬 수 있음으로써, 비행체(100)의 장거리 운행을 가능하도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 감시지역에 다수의 충전장치(200)를 설치함으로써, 복수 개의 비행체(100)를 이용하여, 24시간 감시가 가능하다.
이상과 같이 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 실시예가 설명되었으나 이는 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 비행체 충전 시스템
100 : 비행체
110 : 지지대
120 : 본체
130 : 추진부
140 : 충전베터리
150 : 전원부
151 : 비행체 양극단자
152 : 비행체 음극단자
160 : 비행체 탄성요소
170 : 커버
180 : 개구
190 : 전도체요소
200 : 충전장치
210 : 충전장치 본체
220 : 전원베터리
231 : 충전장치 양극단자
232 : 충전장치 음극단자
240 : 충전장치 탄성요소
250 : 착륙패드
251 : 착륙패드 제1전도체
252 : 착륙패드 제2전도체
253 : 절연체
260 : 전원유닛
270 : 돌출요소
100 : 비행체
110 : 지지대
120 : 본체
130 : 추진부
140 : 충전베터리
150 : 전원부
151 : 비행체 양극단자
152 : 비행체 음극단자
160 : 비행체 탄성요소
170 : 커버
180 : 개구
190 : 전도체요소
200 : 충전장치
210 : 충전장치 본체
220 : 전원베터리
231 : 충전장치 양극단자
232 : 충전장치 음극단자
240 : 충전장치 탄성요소
250 : 착륙패드
251 : 착륙패드 제1전도체
252 : 착륙패드 제2전도체
253 : 절연체
260 : 전원유닛
270 : 돌출요소
Claims (12)
- 지지대;
상기 지지대 위에 구비는 비행체 본체;
상기 지지대의 외측에 구비되고, 추력을 발생시키는 추진부;
상기 비행체 본체의 내측에 구비되는 충전베터리;
상기 충전베터리와 연결되고, 상기 비행체 본체 또는 상기 지지대에 구비되는 비행체 양극단자 및 비행체 음극단자; 및
상기 비행체 본체 또는 상기 지지대 하측에서 상기 비행체 본체 또는 상기 지지대와 이격되어 연결되고, 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자를 보호할 수 있는, 커버;
를 포함하고,
상기 커버는 비행체 탄성요소에 의하여 상기 비행체 본체 또는 상기 지지대와 이격되어 연결될 수 있고,
비행체가 충전장치 위에 착륙하여 도킹되는 경우 비행체의 무게에 의하여 상기 비행체 탄성요소는 수축되고, 상기 비행체 양극단자 및 비행체 음극단자가 상기 커버의 외측으로 노출되거나 또는 상기 커버와 접촉되어 상기 충전베터리가 충전될 수 있는, 비행체.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 일부가 상기 비행체 본체의 아래로 돌출되고,
상기 커버는 상기 비행체 본체 하측에 형성되고, 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자와 대응되는 위치에 형성되는 복수 개의 개구를 포함하며,
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 상기 비행체 탄성요소가 수축되는 경우 상기 복수의 개구를 통하여 노출될 수 있는, 비행체.
- 제1항에 있어서,
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 상기 비행체 본체에 형성된 홈에 구비되고,
상기 커버는 상기 비행체 본체 하측에 형성되고, 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자와 대응되는 위치에서 상기 커버의 상측으로 연장되어 형성되는 복수 개의 전도체요소를 포함하고,
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 상기 비행체 탄성요소가 수축되는 경우 상기 복수의 전도체요소와 접촉될 수 있는, 비행체.
- 제1항에 있어서,
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 일부가 상기 지지대의 아래로 돌출되고,
상기 커버는 상기 지지대의 하측에 형성되고, 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자와 대응되는 위치에 형성되는 복수 개의 개구를 포함하며,
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 상기 비행체 탄성요소가 수축되는 경우 상기 복수의 개구를 통하여 노출될 수 있는, 비행체.
- 제1항에 있어서,
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 상기 지지대에 형성된 홈에 구비되고,
상기 커버는 상기 지지대의 하측에 형성되고, 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자와 대응되는 위치에서 상기 커버의 상측으로 연장되어 형성되는 복수 개의 전도체요소를 포함하고,
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 상기 비행체 탄성요소가 수축되는 경우 상기 복수의 전도체요소와 접촉될 수 있는, 비행체.
- 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비행체 탄성요소는 스프링 형상일 수 있는, 비행체.
- 충전될 수 있는 전원부를 포함하는 비행체; 및
상기 전원부에 전원을 공급하는 충전장치;
를 포함하고,
상기 충전장치는,
충전장치 본체;
상기 충전장치 본체의 내측에 구비되는 전원베터리;
상기 전원베터리와 연결되고, 상기 충전장치 본체에 구비되는 충전장치 양극단자 및 충전장치 음극단자; 및
상기 충전장치 본체 상측에서 상기 충전장치 본체와 이격되어 충전장치 탄성요소에 의하여 연결되고, 상기 충전장치 양극단자 및 상기 충전장치 음극단자를 보호할 수 있는 착륙패드;
를 포함하며,
상기 비행체가 상기 충전장치에 도킹될 때, 상기 충전장치 탄성요소가 수축되어 상기 충전장치 양극단자 및 상기 충전장치 음극단자가 상기 착륙패드와 접촉됨으로써 상기 전원부는 상기 충전장치와 연결되어 충전될 수 있고,
상기 비행체가 상기 충전장치에 도킹되지 않은 때는, 상기 전원부가 상기 비행체에 구비된 커버에 의하여 보호될 수 있는, 비행체 충전 시스템.
- 삭제
- 제8항에 있어서,
상기 충전장치 양극단자 및 상기 충전장치 음극단자는 일부가 상기 충전장치 본체 위로 돌출되고,
상기 착륙패드는 상기 충전장치 양극단자 및 상기 충전장치 음극단자와 대응되는 위치에 형성되는 착륙패드 제1전도체 및 착륙패드 제2전도체를 포함하고,
상기 충전장치 양극단자 및 상기 충전장치 음극단자는, 상기 충전장치 탄성요소가 수축되는 경우 상기 착륙패드 제1전도체 및 상기 착륙패드 제2전도체와 접촉될 수 있는, 비행체 충전 시스템.
- 제10항에 있어서,
상기 충전장치 양극단자 또는 상기 충전장치 음극단자 중에서,
어느 하나의 단자가 상기 충전장치 본체의 윗면 중앙에 구비되고, 나머지 단자가 상기 충전장치 본체의 윗면 가장자리에 구비되며,
상기 착륙패드 제1전도체는 상기 충전장치 본체 윗면 중앙에 구비되고, 상기 착륙패드 제2전도체는 상기 착륙패드의 가장자리에 구비되어, 절연체에 의하여 구획될 수 있는, 비행체 충전 시스템.
- 제8항에 있어서,
상기 전원부는,
비행체 양극단자 및 비행체 음극단자를 포함하고,
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는 비행체의 하단에 구비되고,
상기 커버는,
상기 비행체의 하측에서 상기 비행체와 이격되어 비행체 탄성요소에 의하여 상기 비행체와 연결되고, 상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자와 대응되는 위치에 형성되는 복수 개의 개구 또는 복수 개의 전도체요소를 포함하고,
상기 비행체 양극단자 및 상기 비행체 음극단자는,
상기 비행체가 상기 충전장치에 도킹되는 경우, 상기 비행체 탄성요소가 수축되어, 상기 복수의 개구를 통하여 노출되거나 상기 복수의 전도체요소와 접촉될 수 있는, 비행체 충전 시스템.
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