KR101788261B1 - 레일 시스템을 이용한 전력 공급 장치 및 이를 포함한 유선 드론 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 군사시설에서 유선 드론 시스템으로 시속적으로 전력과 제어신호를 공급하여 장기간 체공 및 끊임없는 작전 임무를 수행하고 레일 시스템을 이용하여 전력 및 제어신호를 공급하는 매체가 같이 이동하여 넓은 활동성과 시야를 제공하는데 있다. 상기 지속적으로 전력과 제어신호를 공급하는 목적을 달성하기 위한 레일 시스템을 이용한 전력 공급 장치는 외부기기인 무인 비행체에 송신전력을 전달하는 전력선, 상기 전력선과 연결되며, 상기 무인 비행체의 위치에 따라 이동하는 무인 비행체 추종부, 상기 무인 비행체 추종부와 접촉 또는 비접촉 하여 상기 무인 비행체 추종부의 이동경로를 제공하는 경로 제공부를 포함하는 전력 공급 장치에 관한 것이다.

Description

레일 시스템을 이용한 전력 공급 장치 및 이를 포함한 유선 드론 시스템 {POWER SUPPLY AND CABLE CONNECTION DRONE INCLUDING POWER SUPPLY USING RAIL SYSTEM}

본 발명은 드론 시스템에 관한 것으로, 드론과 연결된 전력선으로 전력을 계속 공급하여 장시간 비행을 할 수 있는 유선 전력 공급 장치와 유선으로 운용되는 드론 시스템에 관한 것이다.

최근 빠르게 성장하는 드론 산업은 우리 사회를 크게 바꿔 놓았다. 드론은 처음에 군사용으로 사용될 목적으로 연구, 개발되었다. 6.25전쟁과 베트남전쟁에서 제한적으로 투입되고, 이스라엘과 레바논의 전쟁에서 성과를 거두자 세계 각국은 드론 기술개발에 적극적으로 뛰어들게 되었다. 그러다가 오픈 소스 드론의 제작이 많아지면서 소비자 시장도 급속도로 확대되고 있다.

드론용 소프트웨어나 플랫폼을 확보한 스타트업 기업들에 대해 투자가 활발하게 이루어지고 있다. 구글이나 페이스북 등은 자사의 서비스 강화를 위한 목적으로 드론 기술을 적극적으로 활용하고 있으며, 드론의 시장 확대에 따른 드론 시장 생태계도 크게 확장되고 있다.

드론은 미디어 기업들의 취재를 위한 촬영, 농산물 작황 조사 및 기상관측, 밀입국 감시, 국토ㅇ해양감시 등으로 주로 사용되었으나 앞으로 아마존이나 FedEX 등의 유통업체들의 물품 배송 같은 상업적 목적 및 재해현장에 투입, 공사감독, 지도측량 등의 특수적인 목적을 수행하는 역할을 할 것으로 예상된다.

이런 다양한 분야들에서 활약하고 있는 드론이지만 가장 오랫동안 연구되고 있는 분야는 군사용이다. 수직 이착륙이 가능하고 소형 감시장비의 탑재가 용이하여 값싼 가격으로 군사적 활용가치를 가지고 있다. 그러나 무선으로 드론을 제어하기 위해서는 배터리 탑재 및 비행체 무게의 한계점으로 오랜 시간의 비행이 불가능하다. 24시간 보안을 유지해야 하는 군사시설을 감시, 정찰하기 위해서는 비행시간이 길어야 한다.

이를 보완하기 위해 유선을 활용하여 드론과 연결해 전력을 계속 공급하는 방안이 있다. 이 방법은 위의 단점을 해결할 수 있지만 선으로 연결된 특징으로 인해 이동 반경이 짧아 넓은 영역의 군사시설을 감당하기에는 이동성에 큰 제약이 존재하고 효율이 떨어진다.

한국 등록 특허 제10-1732713호 (등록) 한국 공개 특허 제10-2017-0059525호 (공개)

본 발명은 군사시설에서 유선 드론 시스템으로 지속적으로 전력과 제어신호를 공급하여 장기간 체공 및 끊임없는 작전 임무를 수행하고 레일 시스템을 이용하여 전력 및 제어신호를 공급하는 매체가 같이 이동하여 넓은 활동성과 시야를 제공하는 데 있다.

상기 지속적으로 전력을 공급하는 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 전력 공급 장치는 외부기기인 무인 비행체에 송신전력을 전달하는 전력선; 상기 전력선과 연결되며, 상기 무인 비행체의 위치에 따라 이동하는 무인 비행체 추종부; 상기 무인 비행체 추종부와 접촉 또는 비접촉 하여 상기 무인 비행체 추종부의 이동경로를 제공하는 경로 제공부;를 포함한다.

상기 경로 제공부는 도체 또는 부도체로 이루어진 레일; 및 상기 경로 제공부의 내부 또는 외부에 마련된 전원;을 포함한다.

상기 무인 비행체 추종부는 상기 경로 제공부와 접촉 또는 비접촉되어 상기 무인 비행체 추종부로 상기 공급전력이 이동할 수 있게 해주는 도체바퀴; 및 상기 무인 비행체의 위치에 따라 상기 경로 제공부를 통해 상기 무인 비행체 추종부를 움직이도록 동력을 만들어주는 구동 모터; 및 상기 도체바퀴와 연결되고 상기 공급전력을 받아 상기 무인비행체의 기 설정된 전력의 기준에 따라 변환하여 상기 전력선을 통해 전달하고, 상기 무인 비행체 추종부를 움직이도록 상기 구동모터에 구동전력을 전달하는 전원 제어부; 및 상기 구동모터와 연결되고 상기 경로 제공부와 접촉 또는 비접촉 하여 상기 동력을 전달받아 상기 무인 비행체 추종부를 상기 경로 제공부를 따라 이동하게 하는 구동 바퀴;를 포함한다.

상기 경로 제공부는, 상기 경로 제공부 내부 또는 외부에 마련된 전원에서 상기 공급전력을 전달하는 도체;를 더 포함한다.

상기 무인 비행체 추종부는 상기 무인 비행체의 높이에 따라 상기 전력선이 권취되며 전력선을 감고, 풀기 위한 구동모터가 내장된 전선릴;을 더 포함한다.

상기 지속적으로 전력을 공급할 수 있는 전력 공급장치를 포함하여 레일 시스템으로 넓은 활동성과 시야를 확보하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 유선 드론 시스템은 무인으로 비행하며, 기 설정된 임무를 수행하는 드론; 및 상기 드론에 전력을 전달하는 전력선; 및 상기 전력선과 연결되며, 상기 드론의 위치에 따라 이동하는 드론 추종부; 및 상기 드론 추종부와 접촉 또는 비접촉하여 상기 드론 추종부의 이동경로를 제공하는 경로 제공부;를 포함한다.

상기 드론 추종부는 상기 드론의 통신부에서 인식하지 못하는 무선 드론 제어 신호를 중계하여 신호 전력을 증가시켜 상기 드론의 통신부로 전달하고 상기 기 설정된 임무를 수행하여 얻은 정보를 중계하여 외부로 송신하는 통신 모듈;을 더 포함한다.

상기 통신 모듈은 외부에서 들어오는 무선 드론 제어 신호를 수신하고 상기 얻은 정보를 외부로 송신하는 안테나 및 상기 송수신할 신호를 기 설정된 방식으로 복조하는 통신제어부를 포함한다.

상기 드론은 외부의 무선 드론 제어 신호를 수신하는 통신부; 및 이미지 센서를 포함하는 하나 이상의 기기;를 포함한다.

상기 이미지 센서는 영상 및 음성을 수집할 수 있는 카메라일 수 있다.

상기 드론은 상기 하나 이상의 기기로부터 전달받은 정보를 저장하는 저장부;를 더 포함한다.

상기 드론은 물품을 적재할 수 있는 적재부를 더 포함한다.

상기 드론 추종부는 상기 드론이 가동하지 않을 때 착륙할 수 있도록 상기 드론 추종부 윗면을 평평하게 만드는 것을 포함한다.

따라서 본 발명의 전력 공급 장치는 군사시설에서 지속적으로 전력과 제어신호를 공급하여 무인 비행체가 장기간 체공할 수 있게 하고 끊임없는 작전 및 임무를 수행할 수 있도록 한다.

그리고 본 발명의 레일 시스템을 이용한 유선 드론 시스템은 설치된 레일 시스템을 따라 전력 및 제어신호를 공급하는 매체가 같이 이동하여 드론이 레일이 설치된 영역에서 넓은 활동성과 시야를 가질 수 있게 해준다.

또한, 레일을 여러 군데 설치하여 인프라를 구축해 놓으면 군사적 용도인 감시 정찰 이외에도 드론 우편배달을 포함한 드론을 활용한 서비스를 더 제공할 수도 있다.

그리고 전선릴을 이용하여 드론의 고도를 조절하면서 고정된 건물이나 진지보다 높은 시야의 감시를 통해 위험요소를 사전에 차단할 수 있고 감시인력을 대체하여 다른 이익 효과를 극대화 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 유선 드론 시스템의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 유선 드론 시스템의 구조의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에서 무인 비행체 추종부의 단면을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용할 수 있는 드론의 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 적용할 수 있는 경로 제공부의 예를 보여주는 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시 예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시 예에 한정되는 것이 아니다. 그리고 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를"포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된"...부", "...기", "모듈", "블록 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 레일 시스템을 이용한 유선 드론 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1의 유선 드론 시스템은 경로 제공부(10), 무인 비행체 추종부(20), 전력선(30), 무인 비행체(40)을 포함한다.

무인 비행체(40)는 기 설정된 임무를 수행하며 하나 이상의 기기를 포함한다.

전력선(30)은 상기 무인 비행체가 동작할 수 있도록 전력을 전달해준다.

무인 비행체 추종부(20)는 상기 무인 비행체가 움직이는 방향으로 같이 움직이며 상기 무인 비행체가 동작할 수 있도록 전력을 받아 무인 비행체의 설정된 전력으로 변환하여 상기 전력선을 통해 전달한다.

경로 제공부(10)는 상기 무인 비행체 추종부의 이동경로를 제공하고 상기 무인 비행체 추종부에서 무인 비행체에 보내는 송신전력을 변환할 수 있게 공급전력을 전달해준다.

도 2는 레일 시스템과 전력 공급 장치를 이용한 유선 드론 시스템의 구조의 단면을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면 본 발명의 전력 공급 장치는 외부기기인 무인 비행체(40)에 송신전력을 전달하는 전력선(30), 상기 전력선(30)과 연결되며, 상기 무인 비행체(40)의 위치에 따라 이동하는 무인 비행체 추종부(20), 상기 무인 비행체 추종부(20)와 접촉 또는 근접하며, 상기 무인 비행체 추종부(20)의 이동경로를 제공하는 경로 제공부(10)를 포함한다.

상기 전력선(30)은 무인 비행체 추종부(20)에서 상기 무인 비행체(40)에 맞는 전력으로 변환된 송신전력을 최소한의 손실로 무인 비행체(40)에 전달해주는 역할을 한다. 그리고 무인 비행체(40)의 원활한 임무 수행을 위해 충분히 길고 외부의 바람이나 날씨 등에 전력 전달에 영향을 받지 않도록 단단하게 보호되어야 할 것이다.

도 3은 도 2의 전력 공급 장치의 경로 제공부(10)와 무인 비행체 추종부(20)를 확대하여 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 전력 공급 장치의 경로 제공부는 상기 무인 비행체 추종부가 움직일 수 있도록 경로를 제공해준다. 경로 제공부는 도체 또는 부도체로 이루어진 레일(12), 상기 경로 제공부의 내부 또는 외부에 마련된 전원(16)을 포함한다. 상기 무인 비행체 추종부가 움직일 수 있는 경로는 레일 또는 콘크리트 또는 그 외의 물질이 될 수 있다.

본 실시 예에서는 직접 바퀴를 지지하여 주행저항을 줄여주어 구동전력을 최소한으로 줄여주는 레일(12)을 가정하였다. 경로 제공부의 내부 또는 외부에 있는 전원(16)을 이용하여 상기 무인 비행체에 전력을 전달해주어야 하는데 콘크리트보다는 전기가 통하는 물질로 이루어진 레일이 더 효율적인 이유 때문이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 전력 공급 장치는 + 전원과 - 전원의 도체가 물리적으로 분리되어 있으며, 그 사이 공간에 부도체가 형성될 수 있다.

그리고 물질마다 외부의 기계적 마찰력이 작은 물질과 전기 전도도가 높은 물질이 있다. 상기 구동전력을 줄이기 위해 기계적 마찰력이 작은 물질을 이용할 때 전기전도도가 낮으면 본 도면에 적용되었듯이 레일 내부에 전기 전도도가 강한 도체(14)를 주입하여 전기가 통하는 길을 만들어주는 방법이 있다.

전원(16) 또한 내부에 존재할 수도 외부에 존재할 수도 있다. 전원에서 나오는 전력을 공급전력이라고 한다. 외부에 존재하는 전원의 경우 경로 제공부 내부에 전원에서 나오는 공급전력을 전달해 줄 수 있는 보조 전력선이라는 구성요소가 추가로 존재하여야 한다.

만약 전원(16)이 경로 제공부 내부에 존재한다면 상기 보조 전력선은 필요하지 않지만 경로 제공부 전체에 전원이 존재하면 단가가 올라가고 효율이 떨어지므로 일정한 기준에 따라 경로 제공부의 일부 구간에서만 전원을 공급받아 충전을 하거나 시간의 주기에 따라 전원을 충전하여야 할 것이다.

본 발명의 도면과 설명에는 레일(12)을 이용하여 경로를 제공해주고 전원(16)이 경로 제공부 내부에 존재하며 레일 내부에 도체(14)를 주입하여 전기가 잘 통하도록 길을 만들어 주는 것으로 가정하여 설명하지만, 이에 한정되지는 않는다.

상기 레일 위에서 움직이며 외부기기를 따라다니는 무인 비행체 추종부는 상기 경로 제공부와 접촉 또는 비접촉되어 상기 무인 비행체 추종부로 상기 공급전력이 이동할 수 있게 해주는 도체바퀴(21), 상기 무인 비행체의 위치에 따라 상기 경로 제공부를 통해 상기 무인 비행체 추종부를 움직이도록 동력을 만들어주는 구동 모터(22), 상기 도체바퀴(21)와 연결되고 상기 공급전력을 받아 상기 무인 비행체의 기 설정된 전력의 기준에 따라 변환하여 상기 전력선을 통해 전달하고, 상기 무인 비행체 추종부를 움직이도록 상기 구동 모터(22)에 구동전력을 전달하는 전원제어부(23), 상기 구동모터(22)와 연결되고 상기 경로 제공부와 접촉 또는 비접촉 하여 상기 동력을 전달받아 상기 무인 비행체 추종부를 상기 경로 제공부를 따라 이동하게 하는 구동 바퀴(24)를 포함한다.

본 발명에서는 공급전력이 전원 제어부(23)로 들어가서 변환되는데 전원 제어부(23)에서 무인 비행체로 송신하는 전력을 송신전력, 전원 제어부에서 구동 모터(22)로 송신하는 전력을 구동전력이라고 한다. 상기 전원 제어부(23)에서 수신한 큰 공급전력을 각각의 전력을 사용하는 모터 및 무인 비행체의 작동에 적합한 저전압 DC 전원으로 변환하는 컨버터가 장착될 수 있다.

일반적으로 전력을 전달하는 방법에 있어서 도선으로 연결하여 직접적으로 전달하는 방법이 있고 전자기 유도를 통한 간접적으로 전달하는 방법이 있다. 본 발명에서는 회로를 사용한 도체바퀴(21)를 이용하는 것을 가정했지만 이에 한정되지는 않는다.

상기 공급전력을 도체 바퀴(21)를 이용하여 전원 제어부(23)로 입력하면 전원 제어부에서 전력 공급 장치에 필요한 전력인 송신 전력과 구동전력으로 변환하고 남은 전력은 전원 제어부 내부에 저장해놓는다.

상기 송신전력은 전력선과 연결된 무인 비행체에 설정된 전압, 전류 등을 포함하여 무인 비행체가 동작할 수 있도록 만들어주는 전력이고 상기 구동전력은 상기 구동모터(22)가 무인 비행체 추종부를 이동할 수 있도록 동력을 만들어줄 수 있도록 전달해주는 전력이다.

상기 전원 제어부(23)에서 구동전력을 받은 구동모터(22)는 동력을 만드는데 이 동력은 상기 무인 비행체 추종부를 움직이는데 사용된다.

어떤 물체를 이동 경로에 따라 움직이게 하는 방법은 바퀴를 이용하여 마찰력에 의해 움직일 수도 있고 자기를 이용하여 경로에서 약간 떨어져 이동하는 자기 부상 방법이 있다.

자기 부상 방법에도 양극의 반발력을 이용하는 반발식과 자성체간의 인력을 이용하는 흡인식이 있다. 일반적으로 반발식은 흡인식보다 제어 측면에서 장점을 갖지만 저속에서는 코일에 유도된 자속이 차체를 띄울 수 있을 만큼 충분하지 못해 보조로 장착된 바퀴를 이용해야 한다. 이에 비해 흡인식은 차량의 부상력을 제어해 균형을 유지하는 형태로 구조와 제어 부분이 복잡하지만 저속에서도 부상할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에서는 기계적인 방법인 복잡하지 않은 모터를 이용하고 그에 따른 구동 바퀴(24)를 이용했다. 구동 바퀴(24)는 경로 제공부의 레일(12)과 맞닿아 상기 동력을 받아 회전하여 마찰력을 이용하여 상기 무인 비행체 추종부를 움직인다고 가정하여 설명하지만 상황에 따라 다양한 방법을 사용할 수 있을 것이다.

상기 전원 제어부(23)에서 변환한 송신전력은 상기 전력선을 따라서 무인 비행체에 전달된다. 무인 비행체는 이 송신전력을 받아 주어진 임무를 하는데 임무 장소가 높은 건물들이 있다거나 높은 방해물이 있을 때 건물이나 방해물보다 더 높이 상승하여 임무를 수행한다.

이때 외부 비행체의 높이에 따라 무인 비행체 추종부에 장착된 전선릴(25)을 통해 권취되는데 전선릴 내부에 모터가 장착되어 있다.

상기 전원 제어부(23)에서 전선릴(25)의 내부의 모터로 송신되는 전력을 제어전력이라고 하는데 상기 제어전력에 의해 모터를 동작하여 전력선을 감았다가 풀었다가 동작하면서 전력선이 무인 비행체의 높이에 맞게 권취된다.

무인 비행체 추종부에는 외부에서 들어오는 미비한 무선 드론 제어 신호를 송신하는 안테나(27)와 미비한 드론 제어 신호를 중계하는 통신 제어부(26)를 포함하는 통신모듈을 구비한다. 상기 통신모듈에 대해서는 도 4에서 상세히 설명하겠다.

앞에서 설명한 전력 공급 장치를 이용한 유선 드론 시스템은 무인으로 비행하며, 기 설정된 임무를 수행하는 드론, 상기 드론에 전력을 전달하는 전력선, 상기 전력선과 연결되며, 상기 드론의 위치에 따라 이동하는 드론 추종부, 상기 드론 추종부와 접촉 또는 비접촉하여 상기 드론 추종부의 이동경로를 제공하는 경로 제공부를 포함한다.

또한, 본 발명의 전력 공급 장치는 드론 및 전선의 무게를 고려하여, 일정시간의 비행과 출력을 발생시키는 충전식 배터리를 더 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 충전식 배터리는 갑작스런 정전 또는 전원공급장치의 문제가 생길 경우, 상시적으로 동작할 수 있으며, 환경상의 문제로 드론의 일부 구간에서 전원 공급이 지원되지 않을 경우에 상시적으로 동작할 수 잇다.

예컨대, 전력 공급 장치를 포함하는 유선 드론 시스템은 낮은 고도의 비행 중에 나무 또는 높은 지형의 장애물로 인해 지속적인 비행이 불가능할 경우, 드론 단의 선 인입구간을 자동으로 분리시켜 상기 충전식 배터리로만 비행할 수 있으며, 일정시간 작전 및 명령을 수행한 후 착륙지점으로 착지할 수 있다. 또한, 인입구간 자동 분리 시에 전원 제어부(23)에서 상술한 바와 같은 동작을 인지하여, 전선 릴(25)을 자동으로 감아 길게 늘어진 전원 선을 회수할 수 있다.

도 4는 본 발명인 유선 드론 시스템에 적용할 수 있는 드론의 예를 보여주는 도면이다.

본 발명에서 상기 드론(40)은 수직이착륙, 호버링(정지비행), 비행 중 자전, 전후-좌우-상하 등 임의의 방향으로 이등 등이 가능한 회전의 무인 비행체를 의미한다. 그 형태에 따라 여러 개의 회전익을 가지는 멀티로터형(멀티콥터형), 서로 반대방향으로 회전하는 두 개의 회전익을 가진 동축반전형 및 헬리콥터형 등으로 구분되는데, 본 발명에서는 멀티로터형을 적용하는 것이 좋다.

다만, 배터리를 내장한 통상의 무선형 드론과는 달리 본 발명에서 드론은 유선을 통해 전원을 공급받게 된다. 본 발명은 드론 자체에 관한 것이 아니며, 당업자는 종래 알려진 다양한 드론 중에서 적절한 것을 선택할 수 있을 것이다.

본 발명에서 상기 드론(40)은 비정형적인 각 개체들에 의해 생기는 장애물(건물, 전지 등)을 감지하여 회피비행이 가능하도록 소정의 장애인식센서(예를 들면 거리측정용 초음파 센서 등)을 창작하고 있는 것이 바람직할 것이다.

한편, 상기 드론은 외부에서 들어오는 wifi, 블루투스, 지그비, 3G, LTE통신 등의 무선 드론 제어 신호를 수신할 수 있는 통신부를 포함하거나 통신선을 이용하여 유선통신 할 수도 있다.

상기 통신부에서 미비한 무선 드론 제어 신호를 받지 못한다면 상기 도 3의 드론 추종부에 구비된 통신모듈에 의해서 신호를 중계하여 받을 수 있다.

상기 통신 모듈은 미비한 무선 드론 제어 신호를 받을 수 있는 안테나(27)와 미비한 신호를 중계하여 복조하고 상기 드론의 통신부로 전달하는 통신 제어부(26)를 포함한다. 상기 드론이 고지대에서 임무를 수행하고 있을 때 무선 드론 제어 신호가 드론의 통신부에 직접 도달하지 못하면 드론 추종부의 통신모듈에서 무선 드론 제어 신호를 수신하여 신호를 복조하여 유선 또는 무선으로 상기 드론에 전달할 수 있다.

또한, 상기 드론이 통신이 되지 않는 지역에서 임무를 수행할 때 드론에서 송신하는 신호를 상기 통신 모듈에서 받아 신호를 증폭시켜 원격제어자에게 전달할 수 있다.

상기 드론은 외부의 무선 드론 제어 신호를 수신하는 통신부와 이미지 센서(42)를 포함하는 하나 이상의 기기를 포함한다.

상기 하나 이상의 기기는 군사지역을 감시 또는 정찰의 임무에서 현장의 상황을 감지하기 위한 것으로서 최소한 이미지 센서(42)를 포함한다. 이미지 센서 이외에도 설정된 임무에 따라 각종 센서들이 포함될 수 있다.

이미지 센서는 상하좌우 시점 조작이 가능하고 줌 기능까지 지원하는 카메라인 것이 바람직하다. 원격제어가 가능하기 위해서는 트랜스미터(transmitter)와 리시버(receiver) 등으로 구성되는 카메라가 적절하다.

이미지 센서 이외에도 GPS와 같은 위치인식 기능을 포함하고 있으며 상기 드론으로부터 전달받은 위치정보와 이미지센서 정보를 저장하는 저장부를 추가로 가지는 것이 바람직하다.

상기 저장부는 원격제어자가 어떠한 시점에 과거의 자료와 비교하고 싶을 때 저장부에 저장된 자료와 현재 받은 자료와의 차이점을 비교할 수 있고, 일정기간 동안 자료를 분할하여 저장해놓을 수도 있다.

본 발명에 의한 유선 드론 레일 시스템은 내장된 3차원 장애물 인식기능을 이용하여 완전 자율로 작동되거나 사전에 입력된 방식에 따라 임무를 수행할 수 있다. 또한, 경우에 따라서는 원격지에서 조이스틱과 같은 소정의 조종장치를 이용하여 실시간 영상을 보면서 수동 제어할 수도 있을 것이다.

드론이 본 실시 예에서는 마치 유선으로 연결되어 이탈 불가능한 것처럼 도시되어 있지만, 당연히 탈착 가능하도록 설계되어 소정 거리만큼은 분리된 상태로 비행 가능하다.

본 발명에서 군사적인 목적 이외에도 상기 드론에 적재할 수 있는 적재부(44)를 장착하여 레일 시스템이 설치된 지역 어느 곳으로 물건을 이송하거나 받아올 수 있다.

도 5는 레일 시스템의 여러 가지 형태를 나타낸 것이다. (a)는 원형으로 설치된 레일 시스템을 나타낸 것이고, (b)는 십자형태로 설치된 레일 시스템을 상기 유선 드론 시스템이 이동하는 경로를 나타낸 것이다.

상기 도면에는 십자와 원형의 형태만 도시하였지만 레일 시스템의 형태는 직선과 곡선을 포함한 폐회로(CLOSED LOOP) 및 개회로(OPEN LOOP)의 모든 형태가 가능하다. 폐회로에서 같은 경로를 반복하면서 돌아가는 레일 시스템도 있고, 개회로에서 끝과 끝을 왕복하는 레일 시스템도 존재할 것이다.

이러한 다양한 형태의 레일 시스템을 설치해 놓으면 상기 레일을 따라 유선 드론들의 이동이 가능하다. 격오지나 사람이 살지 않는 곳, 접근성이 떨어지는 곳에 이러한 인프라가 구축되면 유선 드론을 이용한 우편 및 물건배달 같은 편의적인 서비스가 활성화될 것이다.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

1. 외부기기인 무인 비행체에 송신전력을 전달하는 전력선;및
   상기 전력선과 연결되며, 상기 무인 비행체의 위치에 따라 이동하는 무인 비행체 추종부;및
   상기 무인 비행체 추종부와 접촉 또는 비접촉하며, 상기 무인 비행체 추종부의 이동경로를 제공하는 경로 제공부;를 포함하되,
   상기 경로 제공부는 상기 무인 비행체에 송신전력을 공급하기 위해 지면과 접촉하는 하단부에 마련된 전원 및 상기 전원의 상부면에 형성되어, + 전원이 흐르는 제1 도체와 - 전원이 흐르는 제2 도체 및 상기 제1 도체와 제2 도체 사이에 형성되는 부도체를 포함하는 레일을 더욱 포함하고,
   상기 비행체 추종부는 상기 무인 비행체 추종부가 움직이도록 동력을 제공하는 구동 모터, 상기 전원으로부터 공급된 공급 전력을 이용하여 기 설정된 전력의 기준에 따라 변환함으로써 상기 무인 비행체가 필요로 하는 송신전력과 상기 구동 모터가 필요로 하는 구동전력으로 변환하고, 상기 변환된 송신전력 및 구동전력 각각을 상기 전력선과 상기 구동 모터로 전달하며, 변환 후 잉여 전력을 내부에 저장하는 전원제어부, 및 상기 제1 도체와 접촉 또는 비접촉되어 상기 전원으로부터 공급 전력을 상기 전원제어부로 전달하는 도체바퀴를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 무인 비행체 추종부는,
   상기 무인 비행체의 높이에 따라 상기 전력선이 권취되며 전력선을 감고, 풀기 위한 구동모터가 내장된 전선릴;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
6. 기 설정된 임무를 수행하는 드론;
   상기 드론에 전력을 전달하는 전력선;
   상기 전력선과 연결되며, 상기 드론의 위치에 따라 이동하는 드론 추종부; 및
   상기 드론 추종부와 접촉 또는 비접촉하여 상기 드론 추종부의 이동경로를 제공하는 경로 제공부;를 포함하되,
   상기 경로 제공부는 상기 드론에 송신전력을 공급하기 위해 지면과 접촉하는 하단부에 마련된 전원 및 상기 전원의 상부면에 형성되어, + 전원이 흐르는 제1 도체와 - 전원이 흐르는 제2 도체 및 상기 제1 도체와 제2 도체 사이에 형성되는 부도체를 포함하는 레일을 더욱 포함하고,
   상기 드론 추종부는 상기 드론 추종부가 움직이도록 동력을 제공하는 구동 모터, 상기 전원으로부터 공급된 공급 전력을 이용하여 기 설정된 전력의 기준에 따라 변환함으로써 상기 드론이 필요로 하는 송신전력과 상기 구동 모터가 필요로 하는 구동전력으로 변환하고, 상기 변환된 송신전력 및 구동전력 각각을 상기 전력선과 상기 구동 모터로 전달하며, 변환 후 잉여 전력을 내부에 저장하는 전원제어부, 및 상기 제1 도체와 접촉 또는 비접촉되어 상기 전원으로부터 공급 전력을 상기 전원제어부로 전달하는 도체바퀴를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 유선 드론 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 드론은,
   외부의 무선 드론 제어 신호를 수신하는 통신부;및
   이미지센서를 포함하는 하나 이상의 기기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유선 드론 시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 이미지센서는,
   영상 및 음성을 수집할 수 있는 카메라인 것을 특징으로 하는 유선 드론 시스템.
9. 제7항에 있어서, 상기 드론은
   상기 하나 이상의 기기로부터 전달받은 정보를 저장하는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유선 드론 시스템.
10. 제6항에 있어서, 상기 드론은,
    물품을 적재할 수 있는 적재부를 더 포함하는 유선 드론 시스템.
11. 제6항에 있어서, 상기 드론 추종부는,
    상기 드론의 통신부에서 인식하지 못하는 무선 드론 제어 신호를 중계하여 신호전력을 증가시켜 상기 드론의 통신부로 전달하고 상기 기 설정된 임무를 수행하여 얻은 정보를 중계하여 외부로 송신하는 통신 모듈;을 더 포함하는 유선 드론 시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 통신 모듈은,
    외부에서 들어오는 무선 드론 제어 신호를 수신하고 상기 얻은 정보를 외부로 송신하는 안테나 및 상기 외부로 송신하고자 하는 신호를 기 설정된 방식으로 복조하는 통신제어부를 포함하는 유선 드론 시스템.
13. 제6항에 있어서, 상기 드론 추종부는
    상기 드론이 가동하지 않을 때 착륙할 수 있도록 상기 드론 추종부 윗면을 평평하게 만드는 것을 특징으로 하는 유선 드론 시스템.

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