KR101902875B1 - 무인항공기 및 무인항공기 자동충전장치 - Google Patents

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Abstract

무인항공기 및 무인항공기 자동충전장치가 개시된다. 일 실시 예에 있어서, 상기 무인항공기는 본체 및 접속부를 포함한다. 상기 본체는 배터리와 상기 배터리로부터 제공되는 전원에 의하여 구동되어 비행력을 발생시키는 비행력 제공부를 포함한다. 상기 접속부는 상기 본체에 배치되며, 상기 배터리의 서로 다른 극성과 각각 전기적으로 연결되는 제1충전단자 및 제2충전단자를 포함한다. 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 상기 접속부의 외면에 서로 이격되어 배치된다. 이 경우, 상기 접속부의 적어도 일부-이하 삽입부라 함-는 상기 본체가 충전플랫폼에 안착되는 과정에서 상기 충전플랫폼에 형성되는 함몰부에 삽입된다. 상기 삽입부가 상기 함몰부에 삽입되는 과정에서 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 상기 충전플랫폼에 서로 이격되어 배치되는 제1전극 및 제2전극과 전기적으로 연결된다. 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자 각각이 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결됨으로써 상기 배터리는 상기 충전플랫폼으로부터 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있다.
다른 실시 예에 있어서, 무인항공기를 충전하는 무인항공기 자동충전장치가 개시된다. 상기 무인항공기는 본체 및 접속부를 포함한다. 상기 본체는 배터리와 상기 배터리로부터 제공되는 전원에 의하여 구동되어 비행력을 발생시키는 비행력 제공부를 포함한다. 상기 접속부는 상기 본체에 배치되며, 상기 배터리의 서로 다른 극성과 각각 전기적으로 연결되는 제1충전단자 및 제2충전단자를 포함한다. 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 상기 접속부의 외면에 서로 이격되어 배치된다.
상기 자동충전장치는 상기 무인항공기가 안착할 수 있는 충전플랫폼, 상기 충전플랫폼에 서로 이격되어 배치되는 제1전극과 제2전극 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결될 수 있는 전원공급부를 포함한다. 상기 충전플랫폼은 상기 무인항공기가 안착 가능한 형상을 가지며, 상기 접속부의 적어도 일부-이하 삽입부라 함-가 삽입될 수 있는 적어도 하나의 함몰부가 형성되는 안착부를 포함한다. 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 상기 함몰부의 표면, 상기 함몰부에 인접한 상기 안착부의 표면 및 이들의 조합 중에서 선택되는 어느 하나에 서로 이격되어 배치된다. 이 경우, 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 상기 삽입부가 상기 함몰부에 삽입되는 과정에서 각각 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결된다. 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자 각각이 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결됨으로써 상기 배터리는 상기 전원공급부로부터 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있다.

Description

무인항공기 및 무인항공기 자동충전장치{unmanned aerial vehicle and charging station for unmanned aerial vehicle}
본 발명은 대체로 무인항공기 및 무인항공기 자동충전장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무인항공기에 장착되는 접속부와 무인항공기 자동충전장치에 형성된 함몰부와의 결합을 통하여 자가 정렬 방식으로 무인항공기의 배터리의 충전이 진행될 수 있는 무인항공기 및 무인항공기 자동충전장치에 관한 것이다.
무인항공기는 드론(drone), UAV(unmanned aerial vehicle) 등으로 불리며, 사람의 탑승 없이 자율비행을 하거나, 원격에서 조종을 통하여 비행하는 비행체를 말한다. 무인항공기는 사람이 탑승하지 않으므로 사람이 탑승하기 위한 공간, 탑승한 사람의 안전을 위한 안전장치 등이 요구되지 않아 소형화, 경량화가 가능하다. 무인항공기는 사람이 탑승하지 않아도 되므로 탑승자의 안전을 위하여 유인항공기가 접근할 수 없었던 위험 지역의 정찰, 정보수집 등에 많이 활용되고 있다.
예를 들면, 현재 무인항공기는 유인항공기가 접근하기 어려운 방사능 피폭지역, 화재발생지역 등의 재난 및 재해 지역의 공중 영상획득 등의 역할을 수행하고 있다.
무인항공기는 비행력을 제공하는 방식에 따라 배터리 방식, 엔진방식 등으로 구분될 수 있다. 엔진방식의 무인항공기에 비하여 배터리 방식의 무인항공기는 소형화, 경량화 측면에서 장점이 있어 최근에 화재감시, 항공촬영, 화물운송 등의 영역에서 많이 활용되고 있는 추세에 있다. 하지만, 배터리 방식의 무인항공기 특히, 수직 이착륙이 가능한 프로펠러 방식의 무인항공기의 경우에 비행력을 얻기 위하여 다수의 프로펠러를 회전시켜야 한다. 이 과정에서 배터리 소모량이 많아져 배터리를 지속적으로 교체해 주어야 한다는 문제가 있다.
배터리의 용량에 따라 다소 차이가 있겠지만, 일반적으로 일회용 배터리를 활용하여 무인항공기를 구동할 경우에 비행 가능한 시간은 약 10분 내외이다. 따라서 넓은 영역의 영상촬영을 요하는 산림감시, 장시간의 영상촬영이 필요한 재난지역 항공촬영의 경우에 무인항공기의 짧은 비행시간은 무인항공기 활용의 장애 요인으로 작용하고 있다.
본 명세서에서는 배터리 방식의 무인항공기를 장시간 활용할 수 있는 기술을 제안하고자 한다. 무인항공기의 비행시간을 증가시키기 위한 종래의 기술로는 한국등록특허 KR 10-1599423 “드론 충전 플랫폼 시스템”, 한국공개특허 KR 10-2012-0133885 “소형 공중 무인로봇 운영 시스템” 등이 있다.
본 명세서에서 개시하는 기술은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 명세서에서는 본 명세서에서 개시하는 접속부를 가지는 무인항공기와 상기 접속부와 결합되는 함몰부를 가지는 자동충전장치를 통한 무인항공기의 배터리 충전을 통하여 무인항공기의 짧은 비행시간을 효과적으로 늘릴 수 있는 기술을 제안한다.
일 실시 예에 있어서, 무인항공기가 개시(disclosure)된다. 상기 무인항공기는 본체 및 접속부를 포함한다. 상기 본체는 배터리와 상기 배터리로부터 제공되는 전원에 의하여 구동되어 비행력을 발생시키는 비행력 제공부를 포함한다. 상기 접속부는 상기 본체에 배치되며, 상기 배터리의 서로 다른 극성과 각각 전기적으로 연결되는 제1충전단자 및 제2충전단자를 포함한다. 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 상기 접속부의 외면에 서로 이격되어 배치된다. 이 경우, 상기 접속부의 적어도 일부-이하 삽입부라 함-는 상기 본체가 충전플랫폼에 안착되는 과정에서 상기 충전플랫폼에 형성되는 함몰부에 삽입된다. 상기 삽입부가 상기 함몰부에 삽입되는 과정에서 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 상기 충전플랫폼에 서로 이격되어 배치되는 제1전극 및 제2전극과 전기적으로 연결된다. 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자 각각이 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결됨으로써 상기 배터리는 상기 충전플랫폼으로부터 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있다.
다른 실시 예에 있어서, 무인항공기를 충전하는 무인항공기 자동충전장치가 개시된다.
상기 무인항공기는 본체 및 접속부를 포함한다. 상기 본체는 배터리와 상기 배터리로부터 제공되는 전원에 의하여 구동되어 비행력을 발생시키는 비행력 제공부를 포함한다. 상기 접속부는 상기 본체에 배치되며, 상기 배터리의 서로 다른 극성과 각각 전기적으로 연결되는 제1충전단자 및 제2충전단자를 포함한다. 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 상기 접속부의 외면에 서로 이격되어 배치된다.
상기 자동충전장치는 상기 무인항공기가 안착할 수 있는 충전플랫폼, 상기 충전플랫폼에 서로 이격되어 배치되는 제1전극과 제2전극 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결될 수 있는 전원공급부를 포함한다. 상기 충전플랫폼은 상기 무인항공기가 안착 가능한 형상을 가지며, 상기 접속부의 적어도 일부-이하 삽입부라 함-가 삽입될 수 있는 적어도 하나의 함몰부가 형성되는 안착부를 포함한다. 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 상기 함몰부의 표면, 상기 함몰부에 인접한 상기 안착부의 표면 및 이들의 조합 중에서 선택되는 어느 하나에 서로 이격되어 배치된다. 이 경우, 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 상기 삽입부가 상기 함몰부에 삽입되는 과정에서 각각 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결된다. 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자 각각이 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결됨으로써 상기 배터리는 상기 전원공급부로부터 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있다.
본 명세서에서 개시하는 무인항공기는 접속부를 포함함으로써 상기 무인항공기가 충전플랫폼에 안착되는 과정에서 상기 접속부 즉, 상기 삽입부가 충전플랫폼의 함몰부에 삽입되는 과정을 통하여 배터리를 자동으로 충전할 수 있다. 본 명세서에서 개시하는 무인항공기는 상기한 방식을 통하여 DC 충전뿐만 아니라 AC 충전방식을 통하여 배터리 충전이 가능하다는 효과를 제공해 줄 수 있다.
본 명세서에서 개시하는 무인항공기 자동충전장치는 무인항공기에 장착되는 접속부와 무인항공기 자동충전장치에 형성된 함몰부와의 결합을 통하여 무인항공기의 제1충전단자 및 제2충전단자가 각각 자동충전장치의 제1전극 및 제2전극과 자가 정렬되어 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통하여 무인항공기의 충전단자의 극성과 자동충전장치의 극성을 맞추어 주는 별도의 추가 과정이 필요하지 않으므로 무인항공기를 자동충전장치에 배치시키는 과정에서의 시간 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 개시하는 무인항공기에 장착되는 배터리를 구성하는 각각의 단위 배터리는 접속부를 통하여 제1충전단자 및 제2충전단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1충전단자 및 제2충전단자는 각각 자동충전장치의 제1전극 및 제2전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통하여 각각의 단위 배터리를 개별적으로 충전할 수 있어 배터리 충전시간을 효과적으로 줄일 수 있는 효과를 제공해 줄 수 있다.
또한, 본 명세서에서 개시하는 무인항공기 자동충전장치는 태양전지패널을 포함할 수 있다. 이를 통하여 무인항공기를 충전하기 전 또는 충전하는 중에도 태양광을 이용하여 발전을 할 수 있다. 태양광 발전된 전기에너지는 저장한 후 무인항공기 충전에 활용하거나 무인항공기 자동충전장치가 배치되는 통신지주 등에 장착되는 카메라 등 전자기기의 구동에너지원으로 사용할 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 개시하는 무인항공기 자동충전장치는 무게센서 또는 접촉감지센서를 포함할 수 있다. 이를 통하여 무인항공기가 안착되었는지 여부를 감지할 수 있어 무인항공기가 안착된 경우에만 전원공급부를 통하여 제1전극 및 제2전극에 전기에너지를 제공할 수 있다. 무인항공기가 안착된 경우에만 전원을 공급하므로 대기전력의 소모를 방지할 수 있다. 또한, 새나 나뭇가지 등 자연물이나 장애물로 인한 자동충전장치의 오동작을 방지하는 기능을 제공해 줄 수 있다.
전술한 내용은 이후 보다 자세하게 기술되는 사항에 대해 간략화된 형태로 선택적인 개념만을 제공한다. 본 내용은 특허 청구 범위의 주요 특징 또는 필수적 특징을 한정하거나, 특허청구범위의 범위를 제한할 의도로 제공되는 것은 아니다.
도 1은 본 명세서에서 개시하는 무인항공기 및 무인항공기 자동충전장치의 활용 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 명세서에서 개시하는 무인항공기 및 무인항공기 자동충전장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4 내지 도 9는 본 명세서에서 개시하는 무인항공기의 접속부와 무인항공기 자동충전장치의 함몰부의 결합을 통하여 무인항공기의 배터리가 충전되는 과정을 설명하기 위한 다양한 실시 예들을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 명세서에서 개시하는 무인항공기 및 무인항공기 자동충전장치 간의 통신과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 명세서에서 개시하는 무인항공기 및 무인항공기 자동충전장치의 이해를 돕기 위한 시뮬레이션 도면이다.
이하, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하고 자 한다. 본문에서 달리 명시하지 않는 한, 도면의 유사한 참조번호들은 유사한 구성요소들을 나타낸다. 상세한 설명, 도면들 및 청구항들에서 상술하는 예시적인 실시 예들은 한정을 위한 것이 아니며, 다른 실시 예들이 이용될 수 있으며, 여기서 개시되는 기술의 사상이나 범주를 벗어나지 않는 한 다른 변경들도 가능하다. 당업자는 본 개시의 구성요소들, 즉 여기서 일반적으로 기술되고, 도면에 기재되는 구성요소들을 다양하게 다른 구성으로 배열, 구성49, 결합, 도안할 수 있으며, 이것들의 모두는 명백하게 고안되어지며, 본 개시의 일부를 형성하고 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 도면에서 여러 층(또는 막), 영역 및 형상을 명확하게 표현하기 위하여 구성요소의 폭, 길이, 두께 또는 형상 등은 과장되어 표현될 수도 있다.
일 구성요소가 다른 구성요소에 "배치"라고 언급되는 경우, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접 배치되는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소가 개재되는 경우도 포함할 수 있다.
일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결"이라고 언급되는 경우, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소가 개재되는 경우도 포함할 수 있다.
일 구성요소가 다른 구성요소에 "안착"이라고 언급되는 경우, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접 안착되는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소가 개재되는 경우도 포함할 수 있다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용된 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석 될 수 없다.
도 1은 본 명세서에서 개시하는 무인항공기 및 무인항공기 자동충전장치의 활용 예를 설명하기 위한 도면이다.
무인항공기(100)는 배터리로 구동된다. 따라서 배터리가 방전될 경우에는 무인항공기(100)는 더 이상 비행할 수가 없다. 무인항공기(100)의 조작자가 무인항공기(100)의 활동 영역 근처에 있을 경우에는 배터리를 충분히 사용한 후 배터리 방전 직전에 무인항공기(100)를 회수한 후 배터리를 충전하거나 교체해 줄 수 있어 무인항공기(100)의 배터리 활용에 큰 문제가 발생하지 아니한다. 하지만, 조작자가 원격지에서 무인항공기(100)를 조작하는 경우에는 배터리를 충분히 사용하게 되면 배터리의 방전에 따른 무인항공기(100)의 분실, 무인항공기(100)의 추락에 따른 손상 문제가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 원격지에서 무인항공기(100)를 활용해 항공영상촬영 등을 진행할 경우에 무인항공기(100)를 회수하기에 필요한 배터리 용량을 남겨두어야 한다. 따라서 원격지에서 무인항공기(100)를 조작하기 위해서는 배터리 용량을 늘리거나 비행시간을 줄여야 하는 문제점이 발생한다.
본 명세서에서 개시하는 기술은 이를 해결하기 위하여 도출된 기술이다. 도 1에 예로서 도시한 바와 같이, 우리나라 전국 곳곳에는 송전탑, 통신탑, 산불감지 카메라 시설-이하 통신지주라 칭하기로 함-등이 산재하고 있다. 통신지주(10)에 무인항공기 자동충전장치 거치대(12)를 설치한 후 무인항공기 자동충전장치 거치대(12)에 본 명세서에서 개시하는 무인항공기 자동충전장치(200)를 배치할 수 있다. 원격지에서 무인항공기(100)를 조종하여 항공영상 등을 촬영할 수 있고, 이 과정에서 무인항공기(100)의 배터리가 방전될 경우에 가까운 무인항공기 자동충전장치(200)에 무인항공기(100)를 안착시켜 배터리를 충전함으로써 무인항공기(100)를 회수하지 않고도 장시간 항공영상 등을 촬영할 수 있다. 이 경우, 전원공급부(230)와 제어부(250)는 통신지주(10)에 설치할 수 있다. 전원공급부(230)의 경우 통신지주(10)에 기 설치된 전원을 활용할 수 있어 시설투자비용을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 명세서에서 개시하는 무인항공기 및 무인항공기 자동충전장치를 설명하기 위한 개념도이다. 도 2는 무인항공기(100) 및 무인항공기 자동충전장치(200)의 개념도이다. 도 3의 (a)는 무인항공기 자동충전장치(200)에 안착되려고 하는 무인항공기(100)를 보여주는 도면이다. 도 3의 (b)는 도 3의 (a)의 부분 확대도이며, 도 3의 (c)는 AA’ 선에 따른 안착부(212)의 단면도 및 무인항공기(100)의 삽입부(120a)와 접속부 회전축(122)를 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 9는 본 명세서에서 개시하는 무인항공기의 접속부와 무인항공기 자동충전장치의 함몰부의 결합을 통하여 무인항공기의 배터리가 충전되는 과정을 설명하기 위한 다양한 실시 예들을 보여주는 도면이다. 도 4 내지 도 7 각각의 도면에서 (a)는 접속부와 함몰부의 결합과정을 보여주며, (b)는 제1충전단자 및 제2충전단자의 배치 모습을 보여주며, (c)는 제1전극 및 제2전극의 배치모습을 보여주는 도면이다. 도 8의 (a) 내지 (c)는 접속부 및 함몰부의 다양한 형상을 보여주는 도면이다. 도 9는 무인항공기(100)의 배터리의 충전과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하 도면을 참조하여 본 명세서에서 개시하는 무인항공기(100) 및 무인항공기 자동충전장치(200)를 설명하기로 한다.
먼저, 무인항공기(100)에 대하여 설명하기로 한다. 도면을 참조하면, 무인항공기(100)는 본체(110) 및 접속부(120, 120’)를 포함한다.
본체(110)는 배터리(112)와 배터리(112)로부터 제공되는 전원에 의하여 구동되어 비행력을 발생시키는 비행력 제공부(114)를 포함한다. 배터리(112)는 도 9에 예로서 도시한 바와 같이 복수의 단위 배터리(112a)들이 서로 연결되어 구성될 수 있다. 비행력 제공부(114)는 도 1 내지 도 3에 예로서 도시한 바와 같이 복수의 프로펠러들로 구성될 수 있다.
접속부(120, 120’)는 본체(110)에 배치되며, 배터리(112)의 서로 다른 극성과 각각 전기적으로 연결되는 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)를 포함한다. 도면에는 무인항공기(100)의 이착륙 지지다리에 연결된 판 형의 프레임에 배치되는 접속부(120, 120’)가 예로서 표현되어 있으나, 본체(110)에 배치되어 후술하는 기능을 수행할 수 있는 한 그 배치 형태에는 제한이 없다. 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 접속부(120, 120’)의 외면에 서로 이격되어 배치된다.
이 경우, 도 3 내지 도 9에서 예로서 도시한 바와 같이, 접속부(120, 120’)의 적어도 일부-이하 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3)라 함-는 본체(110)가 충전플랫폼(210)에 안착되는 과정에서 충전플랫폼(210)에 형성되는 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)에 삽입된다. 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3)가 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)에 삽입되는 과정에서 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 충전플랫폼(210)에 서로 이격되어 배치되는 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 전기적으로 연결된다. 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b) 각각이 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 전기적으로 연결됨으로써 배터리(112)는 충전플랫폼(210)으로부터 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있다.
한편, 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3)는 도 3 내지 도 9에서 예로서 도시한 바와 같이, 중력방향을 향하도록 형성되는 원뿔, 원뿔대, 각뿔, 각뿔대 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)는 도 3 내지 도 9에서 예로서 도시한 바와 같이, 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3)에 대응되는 함몰 형상을 가질 수 있다. 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3) 및 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)가 서로 대응되는 형상을 가지므로 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3)는 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)에 삽입되는 과정에서 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)에 맞물려 삽입됨으로써 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 각각 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 자가 정렬(self-align)되어 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통하여, 본 명세서에서 개시하는 무인항공기(100)는 접속부(120, 120’)를 포함함으로써 무인항공기(100)가 충전플랫폼(210)에 안착되는 과정에서 접속부(120, 120’) 즉, 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3)가 충전플랫폼(210)의 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)에 삽입되는 과정을 통하여 배터리(112)를 자동으로 충전할 수 있다. 본 명세서에서 개시하는 무인항공기(100)는 상기한 방식을 통하여 DC 충전뿐만 아니라 AC 충전방식을 통하여 배터리(112) 충전이 가능하다는 효과를 제공해 줄 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 설명의 편의상 후술하는 무인항공기 자동충전장치(200)에 대한 상세한 설명에서 서술하기로 한다.
다음으로, 무인항공기(100)를 충전하는 무인항공기 자동충전장치(200)에 대하여 설명하기로 한다.
도면을 참조하면, 무인항공기(100)는 앞서 상술한 바와 같이, 본체(110), 접속부(120, 120’)를 포함한다.
본체(110)는 배터리(112)와 배터리(112)로부터 제공되는 전원에 의하여 구동되어 비행력을 발생시키는 비행력 제공부(114)를 포함한다. 배터리(112)는 도 9에 예로서 도시한 바와 같이 복수의 단위 배터리(112a)들이 서로 연결되어 구성될 수 있다. 배터리(112)는 본체(110)의 내부에 배치되거나 본체(110)의 외부에 부착될 수 있다. 도 9에 예로서 도시한 바와 같이, 단위 배터리(112a)의 양극 및 음극은 도선 등의 전도성 소재를 통하여 각각 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 후술하는 과정을 통하여 각각 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)은 전원공급부(230)와 전기적으로 연결될 수 있으므로 단위 배터리(112a)는 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)를 통하여 각각 충전될 수 있다. 이를 통하여 본 명세서에서 개시하는 무인항공기(100)는 무인항공기 자동충전장치(200)를 통하여 충전될 수 있다. 도 9에는 배터리(112)의 충전방식으로서 전원공급부(230)가 제공하는 DC 전원을 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)를 통하여 배터리(112)가 전달받아 충전되는 충전방식을 예로서 설명하고 있다. 다른 예로, 배터리(112)는 전원공급부(230)로부터 AC 전원을 제공받아 충전될 수도 있다. 이 경우, 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 배터리(112) 사이에 정류기(미도시)가 배치될 수 있다.
또한, 도 9에는 배터리(112)의 충전방식으로서 단위 배터리(112a)를 각각 충전하는 경우를 예로서 표현하고 있다. 다른 예로, 배터리(112)는 서로 직렬로 연결되는 단위 배터리(112a)의 양끝단에 위치하는 양극 및 음극을 도선 등의 전도성 소재를 통하여 각각 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 전기적으로 연결하여 충전될 수도 있다. 충전시간을 단축한다는 관점에서는 도 9에 도시한 바와 같이, 단위 배터리(112a) 각각을 충전하는 것이 바람직할 수 있다.
비행력 제공부(114)는 도 1 내지 도 3에 예로서 도시한 바와 같이 복수의 프로펠러들로 구성될 수 있다.
접속부(120, 120’)는 본체(110)에 배치되며, 배터리(112)의 서로 다른 극성과 각각 전기적으로 연결되는 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)를 포함한다. 도면에는 무인항공기(100)의 이착륙 지지다리에 연결된 판 형의 프레임에 배치되는 접속부(120, 120’)가 예로서 표현되어 있으나, 본체(110)에 배치되어 후술하는 기능을 수행할 수 있는 한 그 배치 형태에는 제한이 없다. 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 접속부(120, 120’)의 외면에 서로 이격되어 배치된다.
무인항공기 자동충전장치(200)는 충전플랫폼(210), 제1전극(220a)과 제2전극(220b) 및 전원공급부(230)를 포함한다. 몇몇 다른 실시 예들에 있어서, 무인항공기 자동충전장치(200)는 선택적으로(optionally) 태양전지패널(240)을 더 포함할 수 있다. 몇몇 또 다른 실시 예들에 있어서, 무인항공기 자동충전장치(200)는 선택적으로 제어부(250) 및 무게센서(260)를 더 포함할 수 있다. 몇몇 또 다른 실시 예들에 있어서, 무인항공기 자동충전장치(200)는 선택적으로 제어부(250) 및 복수의 접촉감지센서(260)들을 더 포함할 수 있다.
충전플랫폼(210)에는 무인항공기(100)가 안착할 수 있다.
제1전극(220a)과 제2전극(220b)은 충전플랫폼(210)에 서로 이격되어 배치된다.
전원공급부(230)는 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 전기적으로 연결될 수 있다.
충전플랫폼(210)은 도 2 내지 도 9에 예로서 도시한 바와 같이, 무인항공기(100)가 안착 가능한 형상을 가지며, 접속부(120, 120’)의 적어도 일부-이하 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3)라 함-가 삽입될 수 있는 적어도 하나의 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)가 형성되는 안착부(212)를 포함한다.
제1전극(220a) 및 제2전극(220b)은 도 4 내지 도 9에 예로서 도시한 바와 같이, 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)의 표면(214a, 214-1a, 214-2a, 214-3a), 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)에 인접한 안착부의 표면(212a) 및 이들의 조합 중에서 선택되는 어느 하나에 서로 이격되어 배치된다.
이 경우, 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3)가 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)에 삽입되는 과정에서 각각 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 전기적으로 연결된다. 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b) 각각이 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 전기적으로 연결됨으로써 배터리(112)는 전원공급부(230)로부터 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있다.
한편, 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3)는 도 3 내지 도 9에서 예로서 도시한 바와 같이, 중력방향을 향하도록 형성되는 원뿔, 원뿔대, 각뿔, 각뿔대 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)는 도 3 내지 도 9에서 예로서 도시한 바와 같이, 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3)에 대응되는 함몰 형상을 가질 수 있다. 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3) 및 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)가 서로 대응되는 형상을 가지므로 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3)는 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)에 삽입되는 과정에서 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)에 맞물려 삽입됨으로써 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 각각 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 자가 정렬(self-align)되어 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통하여, 본 명세서에서 개시하는 무인항공기(100)는 접속부(120, 120’)를 포함함으로써 무인항공기(100)가 충전플랫폼(210)에 안착되는 과정에서 접속부(120, 120’) 즉, 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3)가 충전플랫폼(210)의 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)에 삽입되는 과정을 통하여 배터리(112)를 자동으로 충전할 수 있다. 본 명세서에서 개시하는 무인항공기(100)는 상기한 방식을 통하여 DC 충전뿐만 아니라 AC 충전방식을 통하여 배터리(112) 충전이 가능하다는 효과를 제공해 줄 수 있다.
이하 도 4 내지 도 9를 활용하여 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b) 각각이 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 전기적으로 연결되어 배터리(112)가 전원공급부(230)로부터 전기에너지를 공급받아 충전되는 과정을 설명하기로 한다.
일 실시 예에 있어서, 삽입부(120a)는 중력방향을 향하도록 형성되는 n개(n은 3이상의 자연수)의 옆면을 가지는 각뿔 또는 각뿔대의 형상을 가질 수 있다. 각뿔대 형상의 삽입부(120a-1)는 도 8의 (a)에 예로서 도시하였다. 본 명세서에서 개시하는 각뿔대는 밑면과 윗면이 서로 평행한 경우뿐만 아니라 서로 평행하지 아니한 형상의 경우도 아우르는 표현으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 개시하는 각뿔은 단일 각뿔뿐만 아니라 원뿔대 또는 각뿔대 위에 형성되는 각뿔 형상도 아우르는 표현으로 이해되어야 한다. 도 4 및 도 5 각각의 도면에는 6각뿔의 형태를 가지는 삽입부(120a)가 예로서 표현되어 있다. 함몰부(214)는 삽입부(120a)에 대응되는 함몰 형상을 가질 수 있다. 삽입부(120a)의 상기 n개의 옆면 중 적어도 어느 한 옆면-이하 충전단자 배치면이라 함-에는 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)가 서로 이격되어 배치될 수 있다. 도 4에는 6각뿔 형태의 삽입부(120a)의 6개 옆면 모두가 상기 충전단자 배치면으로서 역할을 하는 경우가 예로서 표현되어 있다. 또한, 도 4에는 상기 충전단자 배치면에 중력방향을 기준으로 서로 마주보며 이격되는 형태로 배치되는 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)가 예로서 표현되어 있다. 다르게는, 도 5에 예로서 도시한 바와 같이, 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 상기 충전단자 배치면에 중력방향을 기준으로 서로 소정의 거리를 두고 이격되는 형태로 배치될 수도 있다.
삽입부(120a)가 삽입되는 함몰부(214)의 n개의 내주면 중에서 상기 충전단자 배치면에 대향하는 내주면의 적어도 어느 한 내주면-이하 전극 배치면이라 함-에는 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 각각 대향되게 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)이 서로 이격되어 배치될 수 있다. 도 4 및 도 5 각각의 도면에는 6각뿔 형태의 삽입부(120a)의 6개 옆면 모두에 배치되는 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)에 대향되게 함몰부(214)의 6개의 내주면 즉, 함몰부(214)의 표면(214a)에 배치된 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)이 예로서 표현되어 있다. 이 경우, 삽입부(120a)가 함몰부(214)에 삽입되는 과정에서 상기 충전단자 배치면에 배치되는 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 각각 상기 전극 배치면에 배치되는 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 서로 전기적으로 연결됨으로써 배터리(112)는 전원공급부(230)로부터 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있다.
도 4 및 도 5 각각의 도면에는 상기 충전단자 배치면에 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)가 예로서 표현되어 있다. 또한, 도 4 및 도 5 각각의 도면에는 상기 전극 배치면에 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)이 예로서 표현되어 있다. 삽입부(120a)와 함몰부(214)는 서로 대응되는 형상을 가지므로 삽입부(120a)가 함몰부(214)에 삽입되는 과정에서 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 각각 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 자연스럽게 전기적으로 연결된다. 이를 통하여 배터리(112)는 전원공급부(230)로부터 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5에는 각각 서로 분리되어 이격 배치되는 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)이 예로서 표현되어 있다. 다르게는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 달리, 전원공급부(230)로부터 각각의 제1전극(220a)과 각각의 제2전극(220b)에 인가되는 전원이 동일할 경우에는 도 6에서 예로서 도시한 서로 연결된 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 제1전극(220a) 및 제2전극(220b) 처럼 제1충전단자(122a)들, 제2충전단자(122b)들, 제1전극(220a)들 및 제2전극(220b)들은 각각 끼리끼리 서로 연결될 수 있다.
한편, 삽입부(120a)의 일부 옆면만이 상기 충전단자 배치면의 기능을 수행하고, 함몰부(214)의 일부 표면만이 상기 전극 배치면의 기능을 수행할 경우에 삽입부(120a)가 함몰부(214)에 삽입되는 과정에서 이들을 서로 대향시켜줄 필요가 존재한다. 이때, 접속부 회전축(122)을 회전시키는 방식으로 구동하여 이들을 서로 대향시켜줄 수 있다. 삽입부(120a)의 모든 옆면이 상기 충전단자 배치면의 기능을 수행하고, 함몰부(214)의 모든 표면이 상기 전극 배치면의 기능을 수행하는 경우가 바람직할 수 있다 이 경우에는 접속부 회전축(122)을 회전시켜 상기 충전단자 배치면과 상기 전극 배치면을 서로 대향시키는 과정이 생략될 수 있다.
또 한편, 삽입부(120a)가 함몰부(214)에 삽입되는 과정에서 삽입부(120a)는 안착부의 표면(212a) 또는 함몰부(214)의 가장자리에 걸릴 수 있다. 이 경우, 접속부 회전축(122)을 회전시키거나 진동시키는 방식으로 구동하여 삽입부(120a)가 함몰부(214)에 삽입되도록 할 수도 있다.
다른 실시 예에 있어서, 삽입부(120a)는 중력방향을 향하도록 형성되는 원뿔 또는 원뿔대의 형상을 가질 수 있다. 원뿔 형상의 삽입부(120a-2) 및 원뿔대 형상의 삽입부(120a-3)는 도 8의 (b) 및 (c)에 예로서 도시하였다. 본 명세서에서 개시하는 원뿔대는 밑면과 윗면이 서로 평행한 경우뿐만 아니라 서로 평행하지 아니한 형상의 경우도 아우르는 표현으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 개시하는 원뿔은 단일 원뿔뿐만 아니라 원뿔대나 각뿔대 위에 형성되는 원뿔 형상도 아우르는 표현으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 개시하는 원뿔 또는 원뿔대는 단면이 원형인 경우뿐만 아니라 타원형인 경우도 아우르는 개념으로 이해되어야 한다. 함몰부(214)는 삽입부(120a)에 대응되는 함몰 형상을 가질 수 있다. 도 8의 (b) 및 (c)에는 삽입부(120a-2) 및 삽입부(120a-3)에 각각 대응되는 함몰 형상을 가지는 함몰부(214-2) 및 함몰부(214-3)가 예로서 표현되어 있다.
함몰부(214)와 삽입부(120a)의 형상이 원뿔(또는 원뿔대) 및 이에 대응되는 형상이라는 점 이외에는 도 4 및 도 5와 관련한 상세한 설명에서 상술한 방식과 실질적으로 동일한 방식으로 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b) 각각이 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 전기적으로 연결되어 배터리(112)가 전원공급부(230)로부터 전기에너지를 공급받아 충전되는 과정에 대한 설명이 가능하므로 도 4, 도 5 및 도 8을 적절히 참조하여 설명하기로 한다. 또한, 이하 도 4 및 도 5와 관련하여 상술한 내용과 실질적으로 동일한 내용 또는 유추 가능한 내용에 대해서는 설명의 편의상 생략하여 서술하기로 한다. 이러한 설명이 본 실시 예에서 개시하는 발명의 보호범위를 제한할 의도가 아님을 분명히 밝혀둔다.
제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 삽입부(120a-2, 120a-3)의 외면 즉, 옆면에 중력방향을 기준으로 서로 이격되게 배치될 수 있다. 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)은 함몰부(214-2, 214-3)의 내주면에 각각 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)에 대향되게 서로 이격되게 배치될 수 있다. 삽입부(120a-2, 120a-3)가 함몰부(214-2, 214-3)에 삽입되는 과정에서 삽입부(120a-2, 120a-3)의 상기 옆면에 배치되는 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 각각 함몰부(214-2, 214-3)의 표면 즉, 함몰부(214-2, 214-3)의 내주면(214-2a, 214-3a)에 배치되는 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 서로 전기적으로 연결됨으로써 배터리(112)는 전원공급부(230)로부터 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있다.
한편, 삽입부(120a-2, 120a-3)가 함몰부(214-2, 214-3)에 삽입되는 과정에서 삽입부(120a-2, 120a-3)는 안착부의 표면(212a)에 걸릴 수 있다. 이 경우, 접속부 회전축(122)을 회전시키거나 진동시키는 방식으로 구동하여 삽입부(120a-2, 120a-3)가 함몰부(214-2, 214-3)에 삽입되도록 할 수도 있다.
도 4 및 도 5와 관련하여 상술한 삽입부(120a) 및 함몰부(214)의 경우에는 다각형 형상을 가지므로 삽입부(120a)가 함몰부(214)에 삽입되는 과정에서 삽입부(120a)는 함몰부(214)의 가장자리에 걸릴 수 있다. 이에 반하여, 본 실시 예에서 개시하는 원뿔 또는 원뿔대 구조의 삽입부(120a-2, 120a-3) 및 함몰부(214-2, 214-3)는 중력방향을 기준으로 단면 형상이 원일 경우에는 삽입부(120a)가 함몰부(214)에 삽입되는 과정에서 삽입부(120a)는 함몰부(214)의 가장자리에 걸리는 문제가 없다는 장점을 가질 수 있다.
또 다른 실시 예에 있어서, 삽입부(120a)는 도 8의 (a) 및 (c)에 예로서 도시한 바와 같이, 중력방향을 향하도록 형성되는 원뿔대(120a-3) 또는 각뿔대(120a-1)의 형상을 가질 수 있다. 함몰부(214)는 삽입부(120a)에 대응되는 함몰 형상을 가질 수 있다. 도 8의 (a) 및 (c)에는 삽입부(120a-1) 및 삽입부(120a-3)에 각각 대응되는 함몰 형상을 가지는 함몰부(214-1) 및 함몰부(214-3)가 예로서 표현되어 있다.
도 4 및 도 5와 관련하여 상술한 내용과 실질적으로 동일한 내용 또는 유추 가능한 내용에 대해서는 설명의 편의상 생략하여 서술하기로 한다. 이러한 설명이 본 실시 예에서 개시하는 발명의 보호범위를 제한할 의도가 아님을 분명히 밝혀둔다. 이하 도 4, 도 5 및 도8을 적절히 참조하여 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b) 각각이 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 전기적으로 연결되어 배터리(112)가 전원공급부(230)로부터 전기에너지를 공급받아 충전되는 과정을 설명하기로 한다.
제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 각각 삽입부(120a-1, 120a-3)의 외면 즉, 옆면 및 삽입부(120a-1, 120a-3)의 밑면에 서로 이격되게 배치될 수 있다. 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)은 각각 함몰부(214-1, 214-3)의 내주면 및 함몰부(214-1, 214-3)의 바닥면에 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)에 대향되게 서로 이격되게 배치될 수 있다. 삽입부(120a-1, 120a-3)가 함몰부(214-1, 214-3)에 삽입되는 과정에서 삽입부(120a-1, 120a-3)의 상기 옆면 및 삽입부(120a-1, 120a-3)의 상기 밑면에 배치되는 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 각각 함몰부(214-1, 214-3)의 상기 내주면 및 함몰부(214-1, 214-3)의 상기 바닥면에 배치되는 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 서로 전기적으로 연결됨으로써 배터리(112)는 전원공급부(230)로부터 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있다.
또 다른 실시 예에 있어서, 도 6에 예로서 도시한 바와 같이, 접속부(120’)는 돌출부(124a)가 형성된 지지부(124)를 포함할 수 있다. 돌출부(124a)는 삽입부(120a)로서의 기능을 수행할 수 있다. 함몰부(214)는 돌출부(124a)에 대응되는 함몰 형상을 가질 수 있다. 돌출부(124a)는 도 4, 도 5 및 도 8과 관련하여 상술한 삽입부(120a)와 실질적으로 동일한 구조 및 기능을 가지며, 돌출부(124a)에 대응되는 함몰 형상을 가지는 함몰부(214) 역시 도 4, 도 5 및 도 8과 관련하여 상술한 함몰부(214)와 실질적으로 동일한 구조 및 기능을 가지므로 이에 대한 상세한 설명은 설명의 편의상 생략하기로 한다. 이러한 설명이 본 실시 예에서 개시하는 발명의 보호범위를 제한할 의도가 아님을 분명히 밝혀둔다.
도 6을 참조하면, 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 돌출부(124a)를 감싸는 형상으로 돌출부(124a)가 형성되는 지지부(124)의 표면에 서로 이격되게 배치될 수 있다. 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)은 각각 함몰부(214)에 인접한 안착부의 표면(212a)에 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)에 대향되게 서로 이격되어 배치될 수 있다. 삽입부(124a)가 함몰부(214)에 삽입되는 과정에서 지지부(124)의 상기 표면에 배치되는 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 각각 함몰부(214)에 인접한 안착부의 표면(212a)에 배치되는 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 서로 전기적으로 연결됨으로써 배터리(112)는 전원공급부(230)로부터 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있다.
한편, 도 6에는 6각 링 형상의 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)이 예로서 표현되어 있다. 서로 대향하고, 삽입부(124a)가 함몰부(214)에 삽입되는 과정에서 전기적으로 연결될 수 있는 한 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)의 형상에는 제한이 없다. 예로서, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 제1충전단자(122a), 제2충전단자(122b), 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)은 각각 서로 이격되어 분리된 형상을 취할 수도 있다. 물론, 도 6에 예로서 도시한 바와 같이, 전원공급부(230)로부터 각각의 제1전극(220a)과 각각의 제2전극(220b)에 인가되는 전원이 동일할 경우에는 제1충전단자(122a)들, 제2충전단자(122b)들, 제1전극(220a)들 및 제2전극(220b)들은 각각 끼리끼리 서로 연결될 수 있다.
또 다른 실시 예에 있어서, 도 7에 예로서 도시한 바와 같이, 접속부(120’)는 돌출부(124a)가 형성된 지지부(124)를 포함할 수 있다. 돌출부(124a)는 삽입부(120a)로서의 기능을 수행할 수 있다. 함몰부(214)는 돌출부(124a)에 대응되는 함몰 형상을 가질 수 있다. 돌출부(124a)는 도 4, 도 5 및 도 8과 관련하여 상술한 삽입부(120a)와 실질적으로 동일한 구조 및 기능을 가지며, 돌출부(124a)에 대응되는 함몰 형상을 가지는 함몰부(214) 역시 도 4, 도 5 및 도 8과 관련하여 상술한 함몰부(214)와 실질적으로 동일한 구조 및 기능을 가지므로 이에 대한 상세한 설명은 설명의 편의상 생략하기로 한다. 이러한 설명이 본 실시 예에서 개시하는 발명의 보호범위를 제한할 의도가 아님을 분명히 밝혀둔다.
도 7을 참조하면, 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 각각 상기 돌출부(124a)의 표면 및 돌출부(124a)를 감싸는 형상으로 돌출부(124a)가 형성되는 지지부(124)의 표면에 서로 이격되게 배치될 수 있다. 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)은 각각 함몰부(214)의 내면 및 함몰부(214)에 인접한 안착부의 표면(212a)에 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)에 대향되게 서로 이격되게 배치될 수 있다. 삽입부(124a)가 함몰부(214)에 삽입되는 과정에서 돌출부(124a)의 상기 표면에 배치되는 제1충전단자(122a) 및 지지부(124)의 상기 표면에 배치되는 제2충전단자(122b)는 각각 함몰부(214)의 상기 내면에 배치되는 제1전극(220a) 및 안착부의 표면(212a)에 배치되는 제2전극(220b)과 서로 전기적으로 연결됨으로써 배터리(112)는 전원공급부(230)로부터 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있다.
한편, 도 7에는 돌출부(124a)에 서로 이격되어 배치되는 제1충전단자(122a) 및 6각 링 형상의 제2충전단자(122b)와 함몰부(214)의 상기 내면에 서로 이격되어 배치되는 제1전극(220a) 및 안착부의 표면(212a)에 6각 링 형상으로 배치되는 제2전극(220b)이 예로서 표현되어 있다. 서로 대향하고, 삽입부(124a)가 함몰부(214)에 삽입되는 과정에서 전기적으로 연결될 수 있는 한 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)의 형상에는 제한이 없다. 예로서, 도 4, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 제1충전단자(122a), 제2충전단자(122b), 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)은 각각 서로 이격되어 분리된 형상을 취할 수도 있고 연결된 형상을 취할 수도 있다. 물론, 도 6에 예로서 도시한 바와 같이, 전원공급부(230)로부터 각각의 제1전극(220a)과 각각의 제2전극(220b)에 인가되는 전원이 동일할 경우에는 제1충전단자(122a)들, 제2충전단자(122b)들, 제1전극(220a)들 및 제2전극(220b)들은 각각 끼리끼리 서로 연결될 수 있다.
태양전지패널(240)은 도 2 및 도 9에서 예로서 도시한 바와 같이, 중력방향을 기준으로 안착부(212)의 하부면에 배치될 수 있다. 안착부(212)는 광투과성 소재로 형성될 수 있다. 태양전지패널(240)은 안착부(212)를 통과하여 도달하는 태양광으로부터 태양전기에너지를 생성할 수 있다. 생성된 태양전기에너지는 충전기(미도시)에 의하여 저장될 수 있고, 저장된 태양전기에너지는 무인항공기(100)의 배터리(112)를 충전할 때 활용될 수도 있다. 한편, 태양전지패널(240)에 도달하는 태양광의 양을 늘리기 위하여 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)은 광투과성을 가지는 전도성 소재로 제작될 수 있다.
제어부(250)는 도 2에 예로서 도시한 바와 같이, 무게센서(260) 또는 접촉감지센서(270)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제어부(250)는 전원공급부(230)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(250)는 태양전지패널(240)이 생성한 태양전기에너지가 저장되는 상기 충전기의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(250)는 충전플랫폼(210)에 설치되거나, 통신지주(10)에 설치될 수도 있다. 또는 제어부(250)는 무인항공기 자동충전장치(200)가 지면에 설치되는 경우에 지면에 설치될 수도 있다.
무게센서(260)는 도 2 및 도 9에서 예로서 도시한 바와 같이, 제어부(250)와 전기적으로 연결되며, 중력방향을 기준으로 안착부(212)의 하부면에 배치되어 안착부(212)에 무인항공기(100)가 안착되었는지 여부를 감지할 수 있다. 이 경우, 제어부(250)는 무게센서(260)를 통하여 무인항공기(100)가 안착부(212)에 안착된 것이 감지되면 전원공급부(230)를 제어하여 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)을 통하여 무인항공기(100)의 배터리(112)에 전기에너지를 공급할 수 있다. 무게센서(260)는 안착부(212)의 상기 하부면 전면에 배치될 수도 있으나, 무인항공기(100)의 안착여부를 감지할 수 있다면 일부에만 배치될 수도 있다.
복수의 접촉감지센서(270)들은 도 2 및 도 9에서 예로서 도시한 바와 같이, 제어부(250)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 안착부(212)에는 복수개의 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)가 서로 이격되어 형성될 수 있다. 복수의 접촉감지센서(270)들 각각은 상기 복수개의 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3) 각각의 내부 또는 내부에 인접한 안착부(212)의 하부면에 배치되어 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)에 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3)가 삽입되었는지 여부를 감지할 수 있다. 제어부(250)는 복수의 접촉감지센서(270)들을 통하여 삽입부(120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3)가 상기 복수개의 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3) 중 어느 한 함몰부-이하 삽입함몰부라 함-에 삽입되었는지를 판단한 후 전원공급부(230)를 제어하여 상기 삽입함몰부에 대응되는 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)을 통하여 무인항공기(100)의 배터리(112)에 전기에너지를 공급할 수 있다.
도 10은 본 명세서에서 개시하는 무인항공기 및 무인항공기 자동충전장치 간의 통신과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 접속부(120)는 접속부(120)의 외면에 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 서로 이격되어 배치되는 제1통신단자(122c)를 더 포함할 수 있다. 충전플랫폼(210)은 충전플랫폼(210)에 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 서로 이격되어 배치되는 제2통신단자(220c)를 더 포함할 수 있다. 무인항공기 자동충전장치(200)는 제2통신단자(220c)와 전기적으로 연결되는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
본체(110)에는 항공영상 촬영, 온도감지, 습도감지, 풍속감지, 위치감지 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 수행할 수 있는 전자기기(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 전자기기는 예로서 항공영상을 촬영하는 카메라, 무인항공기(100)의 위치를 제공하는 GPS센서, 무인항공기(100)가 운행하는 위치의 온도, 습도, 풍속 등을 감지하거나 측정할 수 있는 각종센서 등일 수 있다.
제1통신단자(122c)는 상기 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2통신단자(220c)는 함몰부(214)의 표면(214a), 함몰부(214)에 인접한 안착부의 표면(212a) 및 이들의 조합 중에서 선택되는 어느 하나에 배치될 수 있다.
이 경우, 제1통신단자(122c) 및 제2통신단자(220c)는 삽입부(120a)가 함몰부(214)에 삽입되는 과정에서 서로 전기적으로 연결됨으로써 상기 제어부가 상기 전자기기와 통신할 수 있다. 제1통신단자(122c)와 제2통신단자(220c) 상호 간의 전기적인 연결은 앞서 상술한 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 제1전극(220a) 및 제2전극(220b) 상호 간의 전기적인 연결 방식과 실질적으로 동일한 방식으로 수행될 수 있다. 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가지는 자는 앞서 상술한 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 제1전극(220a) 및 제2전극(220b) 상호 간의 전기적인 연결 방식으로부터 제1통신단자(122c)와 제2통신단자(220c) 상호 간의 전기적인 연결을 충분히 유추할 수 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 설명의 편의상 생략하기로 한다.
상기 제어부와 상기 전자기기와의 통신은 유선 또는 무선으로 수행될 수 있다. 상기 제어부는 상기 전자기기와의 통신을 통하여 무인항공기(100)가 운행하는 과정에서 상기 전자기기를 통하여 촬영하거나 감지 또는 측정한 각종 데이터를 수신할 수 있다. 다르게는, 상기 제어부는 상기 전자기기와의 통신을 통하여 무인항공기 자동충전장치(200)가 보유한 각종 데이터를 상기 전자기기에 제공할 수도 있다. 상기 전자기기가 수신한 상기 각종 데이터는 이를 제공한 무인항공기 자동충전장치(200)와 소정의 거리 이격되어 위치하는 무인항공기 자동충전장치(200)에 제공될 수 있다. 즉, 무인항공기(100)는 어느 한 무인항공기 자동충전장치(200)에 안착되는 과정에서 상기 전자기기의 데이터를 상기 어느 한 무인항공기 자동충전장치(200)의 제어부에 제공해 줄 수 있을 뿐만 아니라 무인항공기 자동충전장치(200) 간의 데이터 전송의 수단으로서도 활용될 수도 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 전자기기와의 통신을 통하여 상기 전자기기의 소프트웨어에 대한 삭제, 변경, 추가 등의 작업을 진행할 수 있다. 상기의 예시는 이해를 위한 예시로서 상기한 예시 이외에 상기 제어부와 상기 전자기기와의 통신을 통하여 수행할 수 있는 다양한 작업들이 수행될 수 있다.
한편, 도면에 도시한 바와 달리, 무인항공기(100)의 상기 전자기기와 무인항공기 자동충전장치(200) 간의 통신은 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 제1전극(220a) 및 제2전극(220b) 사이의 통신을 통하여 수행될 수도 있다. 이 경우, 제1통신단자(122c) 및 제2통신단자(220c)는 생략될 수 있다. 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 제1전극(220a) 및 제2전극(220b) 사이의 통신은 예로서 전력선 통신(Power Line Communication)을 통하여 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 전자기기는 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 11은 본 명세서에서 개시하는 무인항공기 및 무인항공기 자동충전장치의 이해를 돕기 위한 시뮬레이션 도면이다.
정리하면, 본 명세서에서 개시하는 무인항공기 자동충전장치(200)는 무인항공기(100)에 장착되는 접속부(120, 120’)와 무인항공기 자동충전장치(200)에 형성된 함몰부(214, 214-1, 214-2, 214-3)와의 결합을 통하여 무인항공기(100)의 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)가 각각 자동충전장치(200)의 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 자가 정렬되어 서로 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 이를 통하여 무인항공기(100)의 충전단자의 극성과 자동충전장치(200)의 극성을 맞추어 주는 별도의 추가 과정이 필요하지 않으므로 무인항공기(100)를 자동충전장치(200)에 배치시키는 과정에서의 시간 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 개시하는 무인항공기(100)에 장착되는 배터리(112)를 구성하는 각각의 단위 배터리(112a)는 접속부(120, 120’)를 통하여 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1충전단자(122a) 및 제2충전단자(122b)는 각각 자동충전장치(200)의 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통하여 각각의 단위 배터리(112a)를 개별적으로 충전할 수 있어 배터리 충전시간을 효과적으로 줄일 수 있는 효과를 제공해 줄 수 있다.
또한, 본 명세서에서 개시하는 무인항공기 자동충전장치(200)는 태양전지패널(240)을 포함할 수 있다. 이를 통하여 무인항공기(100)를 충전하기 전 또는 충전하는 중에도 태양광을 이용하여 발전을 할 수 있다. 태양광 발전된 전기에너지는 저장된 후 무인항공기(100) 충전에 활용되거나 무인항공기 자동충전장치(200)가 배치되는 통신지주(10) 등에 장착되는 카메라 등 전자기기의 구동에너지원으로 사용될 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 개시하는 무인항공기 자동충전장치(200)는 무게센서(260) 또는 접촉감지센서(270)를 포함할 수 있다. 이를 통하여 무인항공기(100)가 안착되었는지 여부를 감지할 수 있어 무인항공기(100)가 안착된 경우에만 전원공급부(230)를 통하여 제1전극(220a) 및 제2전극(220b)에 전기에너지를 제공할 수 있다. 무인항공기(100)가 안착된 경우에만 전원을 공급하므로 대기전력의 소모를 방지할 수 있다. 또한, 새나 나뭇가지 등 자연물이나 장애물로 인한 자동충전장치의 오동작을 방지하는 기능을 제공해 줄 수 있다.
상기로부터, 본 개시의 다양한 실시 예들이 예시를 위해 기술되었으며, 아울러 본 개시의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 가능한 다양한 변형 예들이 존재함을 이해할 수 있을 것이다. 그리고 개시되고 있는 상기 다양한 실시 예들은 본 개시된 사상을 한정하기 위한 것이 아니며, 진정한 사상 및 범주는 하기의 청구항으로부터 제시될 것이다.
10 : 통신지주
12 : 무인항공기 자동충전장치 거치대
100 : 무인항공기
110: 본체
112 : 배터리
112a : 단위 배터리
114 : 비행력 제공부
120, 120' : 접속부
120a, 120a-1, 120a-2, 120a-3 : 삽입부
122a : 제1충전단자
122b : 제2충전단자
122c : 제1통신단자
122 : 접속부 회전축
124 : 지지부
124a : 돌출부
200 : 무인항공기 자동충전장치
210 : 충전플랫폼
212 : 안착부
212a : 안착부의 표면
214, 214-1, 214-2, 214-3 : 함몰부
214a, 214-1a, 214-2a, 214-3a : 함몰부의 표면
214-1 : 삽입함몰부
220a : 제1전극
220b : 제2전극
220c : 제2통신단자
230 : 전원공급부
240 : 태양전지패널
250 : 제어부
260 : 무게센서
270 : 접촉감지센서

Claims (7)

  1. 무인항공기를 충전하는 무인항공기 자동충전장치에 있어서,
    상기 무인항공기는
    배터리와 상기 배터리로부터 제공되는 전원에 의하여 구동되어 비행력을 발생시키는 비행력 제공부를 포함하는 본체; 및
    상기 본체에 배치되며, 상기 배터리의 서로 다른 극성과 각각 전기적으로 연결되는 제1충전단자 및 제2충전단자를 포함하는 접속부를 포함하며,
    상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 상기 접속부의 외면에 서로 이격되어 배치되며,
    상기 자동충전장치는
    상기 무인항공기가 안착할 수 있는 충전플랫폼;
    상기 충전플랫폼에 서로 이격되어 배치되는 제1전극과 제2전극; 및
    상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결될 수 있는 태양전지패널로 구성된 전원공급부를 포함하며,
    상기 충전플랫폼은 상기 무인항공기가 안착 가능한 형상을 가지며, 상기 접속부의 적어도 일부-이하 삽입부라 함-가 삽입될 수 있는 적어도 하나의 함몰부가 형성되는 안착부를 포함하며,
    상기 제1전극 및 상기 제2전극은 상기 함몰부의 표면, 상기 함몰부에 인접한 상기 안착부의 표면 및 이들의 조합 중에서 선택되는 어느 하나에 서로 이격되어 배치되되,
    상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 상기 삽입부가 상기 함몰부에 삽입되는 과정에서 각각 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결되며,
    상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자 각각이 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결됨으로써 상기 배터리는 상기 전원공급부로부터 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있고,
    상기 삽입부는 중력방향을 향하도록 형성되는 n개(n은 3이상의 자연수)의 옆면을 가지는 각뿔 또는 각뿔대의 형상을 가지며,
    상기 함몰부는 상기 삽입부에 대응되는 함몰 형상을 가지며,
    상기 삽입부의 상기 n개의 옆면 중 적어도 어느 한 옆면-이하 충전단자 배치면이라 함-에는 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자가 서로 이격되어 배치되며,
    상기 삽입부가 삽입되는 상기 함몰부의 n개의 내주면 중에서 상기 충전단자 배치면에 대향하는 내주면의 적어도 어느 한 내주면-이하 전극 배치면이라 함-에는 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자와 각각 대향되게 상기 제1전극 및 상기 제2전극이 서로 이격되어 배치되며,
    상기 삽입부가 상기 함몰부에 삽입되는 과정에서 상기 충전단자 배치면에 배치되는 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 각각 상기 전극 배치면에 배치되는 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 서로 전기적으로 연결됨으로써 상기 배터리는 상기 전원공급부로부터 상기 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있고,
    상기 접속부는 돌출부가 형성된 지지부를 포함하며,
    상기 돌출부는 상기 삽입부로서의 기능을 수행하며,
    상기 함몰부는 상기 돌출부에 대응되는 함몰 형상을 가지며,
    상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 상기 돌출부를 감싸는 형상으로 상기 돌출부가 형성되는 상기 지지부의 표면에 서로 이격되게 배치되며,
    상기 제1전극 및 상기 제2전극은 각각 상기 함몰부에 인접한 상기 안착부의 표면에 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자에 대향되게 서로 이격되어 배치되며,
    상기 삽입부가 상기 함몰부에 삽입되는 과정에서 상기 지지부의 상기 표면에 배치되는 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 각각 상기 함몰부에 인접한 상기 안착부의 상기 표면에 배치되는 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 서로 전기적으로 연결됨으로써 상기 배터리는 상기 전원공급부로부터 상기 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있는 무인항공기 자동충전장치.
  2. 삭제
  3. 무인항공기를 충전하는 무인항공기 자동충전장치에 있어서,
    상기 무인항공기는
    배터리와 상기 배터리로부터 제공되는 전원에 의하여 구동되어 비행력을 발생시키는 비행력 제공부를 포함하는 본체; 및
    상기 본체에 배치되며, 상기 배터리의 서로 다른 극성과 각각 전기적으로 연결되는 제1충전단자 및 제2충전단자를 포함하는 접속부를 포함하며,
    상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 상기 접속부의 외면에 서로 이격되어 배치되며,
    상기 자동충전장치는
    상기 무인항공기가 안착할 수 있는 충전플랫폼;
    상기 충전플랫폼에 서로 이격되어 배치되는 제1전극과 제2전극; 및
    상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결될 수 있는 태양전지패널로 구성된 전원공급부를 포함하며,
    상기 충전플랫폼은 상기 무인항공기가 안착 가능한 형상을 가지며, 상기 접속부의 적어도 일부-이하 삽입부라 함-가 삽입될 수 있는 적어도 하나의 함몰부가 형성되는 안착부를 포함하며,
    상기 제1전극 및 상기 제2전극은 상기 함몰부의 표면, 상기 함몰부에 인접한 상기 안착부의 표면 및 이들의 조합 중에서 선택되는 어느 하나에 서로 이격되어 배치되되,
    상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 상기 삽입부가 상기 함몰부에 삽입되는 과정에서 각각 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결되며,
    상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자 각각이 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결됨으로써 상기 배터리는 상기 전원공급부로부터 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있고,
    상기 삽입부는 중력방향을 향하도록 형성되는 n개(n은 3이상의 자연수)의 옆면을 가지는 각뿔 또는 각뿔대의 형상을 가지며,
    상기 함몰부는 상기 삽입부에 대응되는 함몰 형상을 가지며,
    상기 삽입부의 상기 n개의 옆면 중 적어도 어느 한 옆면-이하 충전단자 배치면이라 함-에는 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자가 서로 이격되어 배치되며,
    상기 삽입부가 삽입되는 상기 함몰부의 n개의 내주면 중에서 상기 충전단자 배치면에 대향하는 내주면의 적어도 어느 한 내주면-이하 전극 배치면이라 함-에는 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자와 각각 대향되게 상기 제1전극 및 상기 제2전극이 서로 이격되어 배치되며,
    상기 삽입부가 상기 함몰부에 삽입되는 과정에서 상기 충전단자 배치면에 배치되는 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 각각 상기 전극 배치면에 배치되는 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 서로 전기적으로 연결됨으로써 상기 배터리는 상기 전원공급부로부터 상기 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있고,
    상기 접속부는 돌출부가 형성된 지지부를 포함하며,
    상기 돌출부는 상기 삽입부로서의 기능을 수행하며,
    상기 함몰부는 상기 돌출부에 대응되는 함몰 형상을 가지며,
    상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자는 각각 상기 돌출부의 표면 및 상기 돌출부를 감싸는 형상으로 상기 돌출부가 형성되는 상기 지지부의 표면에 서로 이격되게 배치되며,
    상기 제1전극 및 상기 제2전극은 각각 상기 함몰부의 내면 및 상기 함몰부에 인접한 상기 안착부의 표면에 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자에 대향되게 서로 이격되게 배치되며,
    상기 삽입부가 상기 함몰부에 삽입되는 과정에서 상기 돌출부의 상기 표면에 배치되는 상기 제1충전단자 및 상기 지지부의 상기 표면에 배치되는 상기 제2충전단자는 각각 상기 함몰부의 상기 내면에 배치되는 상기 제1전극 및 상기 안착부의 상기 표면에 배치되는 상기 제2전극과 서로 전기적으로 연결됨으로써 상기 배터리는 상기 전원공급부로부터 상기 전기에너지를 공급받아 충전될 수 있는 무인항공기 자동충전장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    태양전지패널은 중력방향을 기준으로 상기 안착부의 하부면에 배치되고,
    상기 안착부는 광투과성 소재로 형성되며, 상기 태양전지패널은 상기 안착부를 통과하여 도달하는 태양광으로부터 태양전기에너지를 생성하는 무인항공기 자동충전장치.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    제어부; 및
    상기 제어부와 전기적으로 연결되며, 중력방향을 기준으로 상기 안착부의 하부면에 배치되어 상기 안착부에 상기 무인항공기가 안착되었는지 여부를 감지하는 무게센서를 더 포함하되,
    상기 제어부는 상기 무게센서를 통하여 상기 무인항공기가 상기 안착부에 안착된 것이 감지되면 상기 전원공급부를 제어하여 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 통하여 상기 배터리에 상기 전기에너지를 공급하는 무인항공기 자동충전장치.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    제어부; 및
    상기 제어부와 전기적으로 연결되는 복수의 접촉감지센서들을 더 포함하되,
    상기 안착부에는 복수개의 상기 함몰부가 서로 이격되어 형성되며,
    상기 복수의 접촉감지센서들 각각은 상기 복수개의 상기 함몰부 각각의 내부 또는 상기 복수개의 함몰부 각각의 상기 내부에 인접한 상기 안착부의 하부면에 배치되어 상기 함몰부에 상기 삽입부가 삽입되었는지 여부를 감지하며,
    상기 제어부는 상기 복수의 접촉감지센서들을 통하여 상기 삽입부가 상기 복수개의 상기 함몰부 중 어느 한 함몰부-이하 삽입함몰부라 함-에 삽입되었는지를 판단한 후 상기 전원공급부를 제어하여 상기 삽입함몰부에 대응되는 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 통하여 상기 배터리에 상기 전기에너지를 공급하는 무인항공기 자동충전장치.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 접속부의 상기 외면에 상기 제1충전단자 및 상기 제2충전단자와 서로 이격되어 배치되는 제1통신단자;
    상기 충전플랫폼에 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 서로 이격되어 배치되는 제2통신단자; 및
    상기 제2통신단자와 전기적으로 연결되는 제어부를 더 포함하며,
    상기 본체에는 항공영상 촬영, 온도감지, 습도감지, 풍속감지, 위치감지 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 수행할 수 있는 전자기기가 배치되며,
    상기 제1통신단자는 상기 전자기기와 전기적으로 연결되며,
    상기 제2통신단자는 상기 함몰부의 상기 표면, 상기 함몰부에 인접한 상기 안착부의 상기 표면 및 이들의 조합 중에서 선택되는 어느 하나에 배치되되,
    상기 제1통신단자 및 상기 제2통신단자는 상기 삽입부가 상기 함몰부에 삽입되는 과정에서 서로 전기적으로 연결됨으로써 상기 제어부가 상기 전자기기와 통신할 수 있는 무인항공기 자동충전장치.
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WO2022108223A1 (ko) * 2020-11-19 2022-05-27 주식회사 하백소프트 무인 이동체의 충전 시스템

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