KR102122396B1 - Combining form type wireless power transmission system for unmanned aerial vehicle - Google Patents

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Abstract

복합형 무선전력 전송 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 무선전력 전송 시스템은 전원공급부로부터 공급되는 전원을 무선으로 송출하는 무선전력 송신용 안테나가 구비되는 무선전력 송신모듈; 및 상기 무선전력 송신모듈로부터 송출되는 무선 전력을 수신하는 무선전력 수신용 안테나가 구비되는 무선전력 수신모듈;을 포함하되, 상기 무선전력 송신용 안테나는 도전성부재가 루프 형상으로 감긴 평판형 안테나이고, 상기 무선전력 수신용 안테나는 도전성부재가 소정의 길이를 갖는 자성체 코어의 둘레면을 감싸도록 길이방향을 따라 권취된 솔레노이드형 안테나이다.A hybrid wireless power transmission system is provided. A hybrid wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention includes a wireless power transmission module having a wireless power transmission antenna for wirelessly transmitting power supplied from a power supply unit; And a wireless power receiving module having a wireless power receiving antenna for receiving wireless power transmitted from the wireless power transmitting module, wherein the wireless power transmitting antenna is a flat antenna in which a conductive member is wound in a loop shape, The antenna for wireless power reception is a solenoid-type antenna wound along the longitudinal direction so that the conductive member wraps around the circumferential surface of the magnetic core having a predetermined length.

Description

복합형 무선전력 전송 시스템 및 이를 포함하는 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템{Combining form type wireless power transmission system for unmanned aerial vehicle}A combined wireless power transmission system and a wireless power transmission system for an unmanned aerial vehicle including the same {Combining form type wireless power transmission system for unmanned aerial vehicle}
본 발명은 무선전력 전송 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 전력 전송용 안테나가 서로 다른 형태로 구성되는 복합형 무선전력 전송 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission system, and more particularly, to a hybrid wireless power transmission system in which antennas for wireless power transmission are configured in different forms.
무선전력 전송기술(wireless power transmission)은 무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 기술이다. 이와 같은 무선전력 전송기술은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기에 적용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. Wireless power transmission technology is a technology for wirelessly transmitting electrical energy to a desired device. Such wireless power transmission technology has already begun to be applied to electric motors or transformers using electromagnetic induction in the 1800s, and since then, a method of transmitting electric energy by radiating electromagnetic waves such as radio waves or lasers has also been attempted.
상술한 무선전력 전송기술은 충전시 별도의 유선케이블을 사용할 필요가 없기 때문에 매우 편리하다. 이에 따라, 무선전력 전송기술을 다양한 전자기기에 적용하려는 시도가 증가하고 있다. 그러나 무선전력 전송기술은 무선전력 송신모듈과 무선전력 수신모듈이 서로 정렬된 상태에서만 원활한 전력전송이 이루어진다. The above-described wireless power transmission technology is very convenient because there is no need to use a separate wired cable for charging. Accordingly, attempts to apply wireless power transmission technology to various electronic devices are increasing. However, in the wireless power transmission technology, smooth power transmission is performed only when the wireless power transmission module and the wireless power reception module are aligned with each other.
즉, 종래의 무선전력 전송기술은 충전자유도가 매우 제한적인 문제가 있다. 이에 따라, 드론과 같은 무인비행장치의 배터리를 무선 방식으로 충전하기 위해서는 이에 적합한 형태의 개발이 시급한 실정이다.That is, the conventional wireless power transmission technology has a problem in that the degree of freedom of charging is very limited. Accordingly, in order to charge the battery of an unmanned aerial vehicle such as a drone in a wireless manner, it is urgent to develop a form suitable for this.
KRKR 10-2016-009739910-2016-0097399 AA
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 충전 자유도를 높일 수 있는 복합형 무선전력 전송 시스템 및 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in view of the above points, and an object thereof is to provide a hybrid wireless power transmission system capable of increasing charging freedom and a wireless power transmission system for an unmanned aerial vehicle.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전원공급부로부터 공급되는 전원을 무선으로 송출하는 무선전력 송신용 안테나가 구비되는 무선전력 송신모듈; 및 상기 무선전력 송신모듈로부터 송출되는 무선 전력을 수신하는 무선전력 수신용 안테나가 구비되는 무선전력 수신모듈;을 포함하되, 상기 무선전력 송신용 안테나는 도전성부재가 루프 형상으로 감긴 평판형 안테나이고, 상기 무선전력 수신용 안테나는 도전성부재가 소정의 길이를 갖는 자성체 코어의 둘레면을 감싸도록 길이방향을 따라 권취된 솔레노이드형 안테나인 복합형 무선전력 전송 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a wireless power transmission module having a wireless power transmission antenna for wirelessly transmitting power supplied from a power supply; And a wireless power receiving module having a wireless power receiving antenna for receiving wireless power transmitted from the wireless power transmitting module, wherein the wireless power transmitting antenna is a flat antenna in which a conductive member is wound in a loop shape, The antenna for wireless power reception provides a composite wireless power transmission system, which is a solenoid-type antenna wound along a lengthwise direction so that a conductive member surrounds a circumferential surface of a magnetic core having a predetermined length.
또한, 상기 무선전력 송신용 안테나는 회로기판의 일면에 루프 형상으로 패턴형성되는 안테나 패턴일 수 있다. 대안으로, 상기 무선전력 송신용 안테나는 도전성부재가 루프 형상으로 감긴 평판형 코일일 수 있다.Further, the antenna for wireless power transmission may be an antenna pattern formed in a loop shape on one surface of the circuit board. Alternatively, the antenna for wireless power transmission may be a flat coil in which a conductive member is wound in a loop shape.
또한, 상기 무선전력 수신모듈과 무선전력 송신모듈의 정렬시 상기 자성체 코어는 일단부측이 상기 무선전력 송신용 안테나의 중앙영역에 형성되는 빈공간부 측에 배치될 수 있다.In addition, when the wireless power receiving module and the wireless power transmitting module are aligned, the magnetic core may be disposed on one side of an empty space formed at a central region of the antenna for wireless power transmission.
한편, 본 발명은 배터리의 전원을 이용하여 구동되는 복수 개의 동력발생부를 통해 수직 하강 및 수직 상승이 가능하고 상기 배터리를 충전하기 위한 무선 전력을 수신하는 무선전력 수신모듈이 내장된 무인비행장치; 및 상기 무인비행장치의 착륙시 상기 배터리가 충전될 수 있도록 전원공급부로부터 공급된 전원을 무선으로 송출하는 무선전력 송신모듈이 내장된 스테이션;을 포함하는 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템을 제공한다.On the other hand, the present invention can be vertically lowered and vertically raised through a plurality of power generators that are driven using a power source of a battery, and an unmanned flying device having a wireless power receiving module for receiving wireless power for charging the battery; It provides a wireless power transmission system for an unmanned air vehicle comprising a; station with a built-in wireless power transmission module for wirelessly transmitting the power supplied from the power supply so that the battery can be charged when landing the unmanned air vehicle.
또한, 상기 무선전력 수신모듈은 솔레노이드형 무선전력 수신용 안테나를 포함할 수 있고, 상기 무선전력 송신모듈은 평판형 무선전력 송신용 안테나를 포함할 수 있다.In addition, the wireless power receiving module may include a solenoid type wireless power receiving antenna, and the wireless power transmitting module may include a flat type wireless power transmitting antenna.
또한, 상기 스테이션은, 제어모듈; 및 상기 제어모듈의 제어를 통해 서로 직교하는 X축 방향과 Y축 방향을 따라 이동하는 적어도 하나의 가동부재;를 포함할 수 있다. 이때, 상기 무선전력 송신모듈은 상기 가동부재의 일측에 고정될 수 있다. 이에 따라, 상기 무선전력 송신모듈은 상기 가동부재의 이동을 통해 위치가 변경됨으로써 상기 무선전력 수신모듈과 정렬상태로 변경될 수 있다.In addition, the station, the control module; And at least one movable member moving along the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other through the control of the control module. At this time, the wireless power transmission module may be fixed to one side of the movable member. Accordingly, the wireless power transmission module may be changed into an alignment state with the wireless power reception module by changing its position through movement of the movable member.
또한, 상기 무선전력 송신모듈은 상기 무선전력 수신모듈과 최적의 충전효율을 구현하기 위한 정렬상태로 위치가 변경될 수 있다.In addition, the position of the wireless power transmission module may be changed to an alignment state for implementing optimal charging efficiency with the wireless power reception module.
다른 예로써, 상기 스테이션은 상기 가동부재에 회전가능하게 결합되는 회전부재;를 더 포함할 수 있다. 이를 통해, 상기 무선전력 송신모듈은 직선이동과 회전을 통해 상기 무선전력 수신모듈과 정렬상태로 위치가 변경될 수 있다.As another example, the station may further include a rotating member rotatably coupled to the movable member. Through this, the position of the wireless power transmission module may be changed in alignment with the wireless power reception module through linear movement and rotation.
본 발명에 의하면, 무선전력 송신용 안테나가 평판형 안테나로 구비되고 무선전력 수신용 안테나가 솔레노이드형 안테나로 구비됨으로써 무선 충전을 위한 정렬시 각도의 영향이 배제될 수 있다. 이를 통해, 무선전력 수신모듈과 무선전력 송신모듈 간의 충전자유도를 높일 수 있으며, 배터리를 사용하는 다양한 전자기기에 효율적인 적용이 가능할 수 있다.According to the present invention, the antenna for wireless power transmission is provided as a flat type antenna and the antenna for wireless power reception is provided as a solenoid type antenna, so that the influence of the angle during alignment for wireless charging can be excluded. Through this, it is possible to increase the degree of freedom of charging between the wireless power receiving module and the wireless power transmitting module, and it can be effectively applied to various electronic devices using batteries.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 무선전력 전송 시스템을 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 무선전력 전송 시스템에 적용될 수 있는 무선전력 송신용 안테나의 다른 형태를 나타낸 개략도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 무선전력 전송 시스템의 충전자유도를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템을 나타낸 개략도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템에서 무선전력 송신모듈이 초기위치에서 정렬위치로 변경되는 방식을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에에 따른 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템을 나타낸 개략도, 그리고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템에서 무선전력 송신모듈이 초기위치에서 정렬위치로 변경되는 방식을 나타낸 도면이다.
1 is a schematic diagram showing a hybrid wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a schematic diagram showing another form of a wireless power transmission antenna that can be applied to a hybrid wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention,
3 is a view for explaining the degree of freedom of charging of the hybrid wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention,
Figure 4 is a schematic diagram showing a wireless power transmission system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention,
5 is a view showing a method in which a wireless power transmission module is changed from an initial position to an alignment position in a wireless power transmission system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention;
6 is a schematic diagram showing a wireless power transmission system for an unmanned aerial vehicle according to another embodiment of the present invention, and
7 is a view showing a method in which a wireless power transmission module is changed from an initial position to an aligned position in a wireless power transmission system for an unmanned aerial vehicle according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. The present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals will be added to the same or similar elements throughout the specification.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 무선전력 전송 시스템(100,200)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 무선전력 송신모듈(110,210) 및 무선전력 수신모듈(120)을 포함한다.The hybrid wireless power transmission system 100,200 according to an embodiment of the present invention includes the wireless power transmission modules 110 and 210 and the wireless power reception module 120 as shown in FIGS. 1 and 2.
상기 무선전력 송신모듈(110,210)은 전원공급원을 통해 공급된 전원을 이용하여 자기장을 발생시키고 자기장과 함께 전력을 무선방식으로 송출할 수 있다. 또한, 상기 무선전력 수신모듈(120)은 상기 무선전력 송신모듈(110,210)로부터 송출되는 전력을 수신함으로써 유도기전력을 이용하여 필요로하는 전력을 생산할 수 있다. 여기서, 상기 전원공급원은 전원라인을 통해 공급되는 상용전원일 수도 있고, 공지의 배터리일 수도 있다.The wireless power transmission modules 110 and 210 may generate a magnetic field using power supplied through a power supply source and transmit power in a wireless manner together with the magnetic field. In addition, the wireless power receiving module 120 may generate power required by using induced electromotive force by receiving power transmitted from the wireless power transmitting modules 110 and 210. Here, the power supply source may be commercial power supplied through a power line or a known battery.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 무선전력 전송 시스템(100,200)은 무선 전력을 송신하기 위한 무선전력 송신모듈(110,210)의 무선전력 송신용 안테나(111)와 무선 전력을 수신하기 위한 무선전력 수신모듈(120)의 무선전력 수신용 안테나(121)가 서로 다른 형태로 구성될 수 있다.At this time, the hybrid wireless power transmission system 100,200 according to an embodiment of the present invention is a wireless power transmission antenna for wireless power transmission module (110,210) for transmitting wireless power (111) and wireless for receiving wireless power The antennas 121 for receiving wireless power of the power receiving module 120 may be configured in different forms.
구체적으로, 상기 무선전력 송신모듈(110,210)은 무선전력을 송출하기 위한 무선전력 송신용 안테나(111)와 상기 무선전력 송신용 안테나(111)의 일면에 배치되는 차폐시트(112)를 포함할 수 있으며, 상기 무선전력 송신용 안테나(111)는 루프 형상으로 감긴 평판형 안테나일 수 있다.Specifically, the wireless power transmission module 110, 210 may include a wireless power transmission antenna 111 for transmitting wireless power and a shielding sheet 112 disposed on one surface of the wireless power transmission antenna 111. The wireless power transmission antenna 111 may be a flat antenna wound in a loop shape.
또한, 상기 무선전력 수신모듈(120)은 소정의 길이를 갖는 바형상의 자성체 코어(122)와, 도전성부재가 상기 자성체 코어(122)의 길이방향을 따라 상기 자성체 코어(122)의 둘레면을 감싸도록 복수 회 권취된 무선전력 수신용 안테나(121)를 포함할 수 있으며, 상기 무선전력 수신용 안테나(121)는 상술한 바와 같이 자성체 코어(122)의 길이방향을 따라 복수 회 권취된 솔레노이드형 안테나일 수 있다.In addition, the wireless power receiving module 120 has a bar-shaped magnetic body core 122 having a predetermined length, and a conductive member along the circumferential surface of the magnetic body core 122 along the longitudinal direction of the magnetic core 122. A wireless power receiving antenna 121 wound multiple times to be wrapped may be included, and the wireless power receiving antenna 121 is a solenoid type wound multiple times along the longitudinal direction of the magnetic core 122 as described above. It can be an antenna.
본 발명에서, 상기 무선전력 송신용 안테나(111)는 도 1에 도시된 바와 같이 도전성부재가 소정의 턴수로 복수 회 권선된 평판형 코일일 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 회로기판(113)의 적어도 일면에 동박 등과 같은 도전성부재가 패턴형성된 안테나패턴일 수도 있다. 또한, 도면에는 상기 무선전력 송신용 안테나(111)가 하나로 구성되는 것으로 도시하였지만 이에 한정하는 것은 아니며 상기 무선전력 송신용 안테나(111)는 복수 개로 구성될 수도 있다.In the present invention, the antenna for wireless power transmission 111 may be a flat coil in which a conductive member is wound a plurality of times with a predetermined number of turns, as shown in FIG. 1, or a circuit board 113 as shown in FIG. 2. ) May be an antenna pattern in which a conductive member such as copper foil is patterned on at least one surface. In addition, although the drawing shows that the antenna 111 for wireless power transmission is composed of one, the present invention is not limited thereto, and the antenna 111 for wireless power transmission may be composed of a plurality.
더불어, 상기 자성체 코어(122)의 길이방향을 따라 권취된 도전성부재의 턴수는 목적하는 전송 전력에 맞게 적절하게 가변될 수 있으며, 상기 자성체 코어(122) 및 차폐시트(112)의 재질은 사용되는 주파수에 따라 적절하게 변경될 수 있다.In addition, the number of turns of the conductive member wound along the longitudinal direction of the magnetic core 122 can be appropriately varied according to the desired transmission power, and the materials of the magnetic core 122 and the shielding sheet 112 are used. It can be changed according to the frequency.
한편, 상기 자성체 코어(122) 및/또는 차폐시트(112)는 투자율이 높고 투자손실률이 낮으며 Q값이 높은 재질이 사용될 수 있다. 더불어, 상기 자성체 코어(122) 및/또는 차폐시트(112)는 포화자속밀도가 높은 재질이 사용될 수 있다. Meanwhile, a material having a high magnetic permeability, a low magnetic permeability, and a high Q value may be used for the magnetic core 122 and/or the shielding sheet 112. In addition, a material having a high saturation magnetic flux density may be used for the magnetic core 122 and/or the shielding sheet 112.
구체적인 일례로써, 상기 자성체 코어(122) 및/또는 차폐시트(112)는 Ni-Zn 페라이트, Mn-Zn 페라이트, 폴리머 및 비정질 리본 중 적어도 1종 이상을 포함하는 자성체로 이루어질 수 있다. As a specific example, the magnetic core 122 and/or the shielding sheet 112 may be formed of a magnetic material including at least one of Ni-Zn ferrite, Mn-Zn ferrite, polymer, and amorphous ribbon.
이때, 상기 차폐시트(112)는 유연성을 개선하거나 와전류의 발생을 억제할 수 있도록 플레이크 처리되어 복수 개의 미세조각으로 분리형성될 수도 있다. 또한, 상기 자성체 코어(122) 및/또는 차폐시트(112)는 소정의 면적을 갖는 판상의 자성시트가 다층으로 적층된 형태일 수도 있다. At this time, the shielding sheet 112 may be flaked to improve flexibility or suppress generation of eddy currents, and may be separated into a plurality of fine pieces. Further, the magnetic core 122 and/or the shielding sheet 112 may have a form in which a plate-shaped magnetic sheet having a predetermined area is stacked in multiple layers.
그러나 상기 자성체의 재질을 이에 한정하는 것은 아니며 무선전력 전송기술에서 사용될 수 있는 공지의 모든 자성체가 적절하게 사용될 수 있음을 밝혀둔다.However, the material of the magnetic material is not limited thereto, and it is revealed that all known magnetic materials that can be used in wireless power transmission technology can be suitably used.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 무선전력 전송 시스템(100,200)은 상기 무선전력 송신모듈(110,210)과 무선전력 수신모듈(120)이 서로 정렬되는 경우 무선전력 전송이 이루어질 수 있다.In the hybrid wireless power transmission system 100 and 200 according to an embodiment of the present invention described above, when the wireless power transmission modules 110 and 210 and the wireless power reception module 120 are aligned with each other, wireless power transmission may be performed.
이때, 상기 무선전력 송신모듈(110,210)과 무선전력 수신모듈(120)이 서로 정렬되는 경우, 상기 무선전력 수신모듈(120)은 상기 자성체 코어(122)의 일단부측이 상기 무선전력 송신용 안테나(111)의 빈공간부(S) 측에 위치하도록 상기 무선전력 송신모듈(110,210)의 일측에 배치될 수 있다. In this case, when the wireless power transmission modules 110 and 210 and the wireless power receiving module 120 are aligned with each other, the wireless power receiving module 120 has an antenna for transmitting the wireless power at one end of the magnetic core 122. It may be disposed on one side of the wireless power transmission module (110,210) to be located on the side of the empty space (S) of 111).
더욱 바람직하게는, 상기 무선전력 수신모듈(120)은 상기 자성체 코어(122)의 일단부측이 무선전력 송신용 안테나(111)의 빈공간부의 중심부(O) 측에 위치하도록 상기 무선전력 송신모듈(110,210)의 일측에 배치될 수 있다.More preferably, the wireless power receiving module 120 is the wireless power transmission module so that one end side of the magnetic core 122 is located in the central portion (O) side of the empty space portion of the antenna 111 for wireless power transmission ( 110,210).
이를 통해, 평판형 안테나로 구현된 무선전력 송신용 안테나(111)로부터 방출되는 자기장이 솔레노이드형 안테나로 구현된 무선전력 수신용 안테나(121) 측으로 원활하게 유기될 수 있다.Through this, the magnetic field emitted from the antenna 111 for wireless power transmission implemented as a flat antenna can be smoothly induced to the antenna 121 for wireless power reception implemented as a solenoid type antenna.
즉, 평판형 안테나는 안테나의 중앙부에 형성된 빈공간부 측에 주자기장의 경로가 형성될 수 있으며, 솔레노이드형 안테나는 솔레노이드형 안테나의 내부에 배치되는 자성체 코어의 단부측에서 주자기장의 경로가 형성될 수 있다.That is, in the flat antenna, a path of the main magnetic field may be formed on the side of the empty space formed in the center of the antenna, and in the solenoid-type antenna, a path of the main magnetic field may be formed at an end side of the magnetic core disposed inside the solenoid-type antenna. Can be.
이로 인해, 상기 무선전력 송신모듈(110,210)과 무선전력 수신모듈(120)이 서로 정렬되는 경우 상기 자성체 코어(122)의 일단부측이 상기 무선전력 송신용 안테나(111)의 빈공간부(S) 측에 위치하도록 배치되면, 평판형 안테나인 무선전력 송신용 안테나(111)로부터 방출되는 주자기장은 솔레노이드형 안테나인 무선전력 수신용 안테나(121))의 주자기장의 방향과 서로 겹쳐질 수 있다. Due to this, when the wireless power transmission modules 110 and 210 and the wireless power receiving module 120 are aligned with each other, one end side of the magnetic core 122 is an empty space portion S side of the antenna 111 for wireless power transmission. When disposed to be located at, the main magnetic field emitted from the antenna 111 for wireless power transmission, which is a flat antenna, may overlap with the direction of the main magnetic field of the antenna 121 for wireless power reception, which is a solenoid type antenna.
이에 따라, 상기 무선전력 송신용 안테나(111)로부터 방출되는 주자기장은 상기 무선전력 수신용 안테나(121) 측으로 원활하게 유기될 수 있다.Accordingly, the main magnetic field emitted from the antenna 111 for wireless power transmission can be smoothly induced to the antenna 121 for wireless power reception.
더불어, 상기 무선전력 송신용 안테나(111)가 루프형상의 평판형 안테나이고 상기 무선전력 수신용 안테나(121)가 솔레노이드형 안테나인 경우, 상기 자성체 코어(122)가 X축 또는 Y축에 대하여 임의의 각도로 기울어진 상태로 배치되더라도 상기 자성체 코어(122)의 일단부가 상기 무선전력 송신용 안테나(111)의 빈공간부(S) 내에 위치되면 최적의 무선충전효율을 얻을 수 있다.In addition, when the antenna for wireless power transmission 111 is a flat antenna of a loop shape and the antenna for wireless power reception 121 is a solenoid type antenna, the magnetic core 122 is random with respect to the X axis or the Y axis. Even if it is arranged in an inclined state at an angle of, if one end of the magnetic core 122 is located in the empty space S of the antenna 111 for wireless power transmission, optimal wireless charging efficiency can be obtained.
다시 말하면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 자성체 코어(122)의 길이방향과 무선전력 송신용 안테나(111)의 반경방향 또는 폭방향이 이루는 각도를 고려할 필요 없이 상기 자성체 코어(122)의 일단부가 상기 무선전력 송신용 안테나(111)의 빈공간부(S) 내에 위치되면 최적의 무선충전효율을 얻을 수 있는 상태로 정렬될 수 있다. In other words, as shown in FIG. 3, one end of the magnetic core 122 is not required to consider the angle between the longitudinal direction of the magnetic core 122 and the radial or width direction of the antenna 111 for wireless power transmission. When located in the empty space portion (S) of the wireless power transmission antenna 111 may be arranged in a state that can obtain the optimal wireless charging efficiency.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 무선전력 전송 시스템(100,200)은 상기 자성체 코어(122)의 길이방향과 무선전력 송신용 안테나(111)의 반경방향 또는 폭방향이 이루는 각도를 고려할 필요없이 최적의 충전효율을 구현할 수 있음으로써 충전자유도를 높일 수 있다.Through this, the hybrid wireless power transmission system 100,200 according to an embodiment of the present invention may consider an angle formed by the longitudinal direction of the magnetic core 122 and the radial or width direction of the antenna 111 for wireless power transmission. It is possible to increase the degree of freedom of charging by implementing the optimum charging efficiency without need.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 무선전력 전송 시스템(100,200)은 상기 무선전력 송신용 안테나(111)가 평판형 안테나로 구현됨으로써 무선전력 송신용 안테나(111)를 통한 무선전력전송이 대면적으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 무선전력 송신용 안테나(111)는 kW급의 대용량 전송이 가능할 수 있다.In addition, in the hybrid wireless power transmission system 100 and 200 according to an embodiment of the present invention, the wireless power transmission through the antenna 111 for wireless power transmission is achieved by implementing the wireless power transmission antenna 111 as a flat antenna. It can be done in a large area. Accordingly, the wireless power transmission antenna 111 may be capable of transmitting a large capacity of kW.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 무선전력 전송 시스템(100,200)은 무선전력 송신용 안테나(111)가 넓은 면적을 갖는 평판형 안테나로 구성됨으로써 방열 성능을 높여 충전효율을 높이거나 충전시간을 단축시킬 수 있다.In addition, the hybrid wireless power transmission system 100,200 according to an embodiment of the present invention is composed of a flat antenna having a large area for the antenna 111 for wireless power transmission, thereby increasing heat dissipation performance to increase charging efficiency or charging time. Can be shortened.
한편, 상술한 복합형 무선전력 전송 시스템(100,200)은 공지의 드론과 같은 무인비행장치(310)에 내장된 배터리(315)를 충전하기 위한 충전시스템을 구성할 수 있다.Meanwhile, the above-described hybrid wireless power transmission systems 100 and 200 may constitute a charging system for charging the battery 315 embedded in the unmanned flying device 310 such as a known drone.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템(300,400)은 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 무인비행장치(310) 및 스테이션(320,420)을 포함할 수 있다.That is, the wireless power transmission system 300,400 for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention may include an unmanned aerial vehicle 310 and a station 320,420 as illustrated in FIGS. 4 and 6.
이때, 상기 무인비행장치(310) 측에는 무선전력을 수신하기 위한 무선전력 수신모듈(120)이 내장될 수 있으며, 상기 스테이션(320,420) 측에는 무선전력을 송출하기 위한 무선전력 송신모듈(110)이 각각 내장될 수 있다.At this time, a wireless power receiving module 120 for receiving wireless power may be built in the unmanned flying device 310 side, and a wireless power transmitting module 110 for transmitting wireless power may be provided at the stations 320 and 420, respectively. It can be built.
이에 따라, 상기 무인비행장치(310)에 내장된 배터리(315)는 상기 스테이션(320,420)에서 제공되는 전원을 이용하여 무선방식으로 충전될 수 있다. Accordingly, the battery 315 embedded in the unmanned aerial vehicle 310 may be wirelessly charged using the power provided by the stations 320 and 420.
본 실시예에서, 상기 무선전력 송신모듈(110)은 전원공급원(327)을 통해 공급된 전원을 이용하여 자기장을 발생시키고 자기장과 함께 전력을 무선방식으로 송출할 수 있으며, 상기 무선전력 수신모듈(120)은 상기 무선전력 송신모듈(110)로부터 송출되는 전력을 수신하여 유도기전력을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 무선전력 수신모듈(120)은 상기 유도기전력을 통해 상기 무인비행장치(310)에 내장된 배터리(315)를 충전하기 위한 전력을 생산할 수 있다.In this embodiment, the wireless power transmission module 110 may generate a magnetic field using the power supplied through the power supply source 327 and transmit power in a wireless manner together with the magnetic field, and the wireless power reception module ( 120) may generate the induced electromotive force by receiving the power transmitted from the wireless power transmission module 110. Accordingly, the wireless power receiving module 120 may produce power for charging the battery 315 embedded in the unmanned flying device 310 through the induced electromotive force.
이때, 상기 무선전력 송신모듈(110) 및 무선전력 수신모듈(120)은 도 1 및 도 2에 도시된 상술한 복합형 무선전력 전송 시스템(100,200)을 구성하는 무선전력 송신모듈 및 무선전력 수신모듈이 그대로 적용될 수 있다. 더불어, 상기 무선전력 송신모듈(110) 및 무선전력 수신모듈(120)의 구성 및 작동관계는 상술한 내용과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. At this time, the wireless power transmission module 110 and the wireless power receiving module 120 is a wireless power transmission module and a wireless power receiving module constituting the above-described complex wireless power transmission system (100,200) shown in Figures 1 and 2 This can be applied as is. In addition, since the configuration and operation relationship of the wireless power transmission module 110 and the wireless power reception module 120 are the same as the above, detailed description will be omitted.
더불어, 상기 전원공급원(327)은 전원라인을 통해 공급되는 상용전원일 수도 있고, 상기 스테이션(320,420)에 자체 내장되는 별도의 배터리일 수도 있다. 이와 같은 전원공급원(327)은 상기 스테이션(320,420)에 내장되는 제어모듈(326)을 통해 제어됨으로써 상기 무선전력 송신모듈(110) 측으로 전원이 공급되거나 전원의 공급이 차단될 수 있다.In addition, the power supply source 327 may be commercial power supplied through a power line, or may be a separate battery built into the stations 320 and 420. The power supply source 327 may be controlled through the control module 326 embedded in the stations 320 and 420 to supply power to the wireless power transmission module 110 or cut off the power supply.
본 발명에서, 상기 무인비행장치(310)는 수직하강 및 수직상승이 가능한 헬리콥터 또는 쿼드콥터 방식의 드론일 수 있다.In the present invention, the unmanned aerial vehicle 310 may be a helicopter or quadcopter type drone capable of vertical descent and vertical ascent.
일례로, 상기 무인비행장치(310)는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 몸체부(311), 동력 발생부(312) 및 랜딩기어(313)를 포함할 수 있다.For example, the unmanned aerial vehicle 310 may include a body portion 311, a power generating portion 312, and a landing gear 313 as shown in FIGS. 4 and 6.
상기 몸체부(311)는 사용 목적에 맞는 다양한 전자유닛들이 실장될 수 있으며, 다양한 전자유닛들을 구동하기 위한 배터리(315)가 내장될 수 있다. 이러한 몸체부(311)의 형상은 적절하게 변경될 수 있으며, 공지의 다양한 형상이 모두 적용될 수 있다. The body 311 may be mounted with various electronic units suitable for the purpose of use, and a battery 315 for driving various electronic units may be built in. The shape of the body portion 311 may be appropriately changed, and various known shapes may be applied.
여기서, 상기 배터리(315)는 각형의 배터리일 수도 있고 공지의 플렉서블 배터리일 수도 있다. 더불어, 도면에는 상기 배터리(315)가 몸체부(311)에 내장되는 것으로 도시하였지만 상기 배터리(315)의 위치를 이에 한정하는 것은 아니며, 설계 조건에 따라 적절하게 변경될 수 있음을 밝혀둔다.Here, the battery 315 may be a prismatic battery or a known flexible battery. In addition, although the drawing shows that the battery 315 is embedded in the body portion 311, the position of the battery 315 is not limited thereto, and it is revealed that the battery 315 may be appropriately changed according to design conditions.
상기 동력 발생부(312)는 상기 몸체부(311)에 연결될 수 있으며, 전원공급시 상기 몸체부(311)를 비행시키기 위한 동력을 발생시킬 수 있다. 일례로, 상기 동력 발생부(312)는 모터의 구동을 통해 프로펠러가 회전하는 방식일 수 있다. 이와 같은 동력 발생부(312)는 하나일 수도 있으나, 자유로운 방향전환이 가능하도록 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 몸체부(311)에 내장되는 제어부(미도시)를 통해 전반적인 구동이 제어될 수 있다.The power generating part 312 may be connected to the body part 311 and may generate power for flying the body part 311 when power is supplied. For example, the power generator 312 may be a method in which a propeller rotates through driving of a motor. The power generation unit 312 may be one, but may be provided in plural to allow free direction change, and overall driving may be controlled through a control unit (not shown) built in the body unit 311. .
이에 따라, 상기 제어부를 통해 모터가 구동되면, 프로펠러가 회전되면서 양력 또는 추진력이 발생됨으로써 무인비행장치(310)가 공중으로 부양될 수 있으며, 상기 동력 발생부(312)가 복수 개로 구비되는 경우 각각의 동력 발생부(312)들의 출력 차이에 따라 비행 방향이 가변될 수 있다.Accordingly, when the motor is driven through the control unit, the unmanned flying device 310 can be floated into the air by generating lift or propulsion while the propeller is rotated, and when the power generating unit 312 is provided in plural, respectively The flight direction may be changed according to the output difference of the power generation units 312 of.
여기서, 상기 몸체부(311)에 내장되는 제어부는 무인비행장치(310)의 전반적인 동작 및 구동을 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 회로기판(미도시)에 실장된 칩셋 형태일 수 있다. 일례로, 상기 제어부는 마이크로프로세서(microprocessor)일 수 있다. Here, the control unit built in the body portion 311 can control the overall operation and driving of the unmanned flying device (310). Further, the control unit may be in the form of a chipset mounted on a circuit board (not shown). In one example, the control unit may be a microprocessor.
상기 랜딩기어(313)는 상기 무인비행장치(310)가 이착륙을 하거나 스테이션(320,420) 측에 계류하는 경우 상기 몸체부(311)의 무게를 지지하기 위한 구조물일 수 있다. 이와 같은 랜딩기어(313)는 상기 몸체부(311)로부터 연장되는 복수 개의 다리부(313a) 및 상기 다리부의 하부단 측을 연결하는 연결부(313b)를 포함할 수 있다. 이와 같은 랜딩기어(313)는 하나로 구비될 수도 있고 복수 개가 간격을 두고 이격배치되는 형태일 수도 있다.The landing gear 313 may be a structure for supporting the weight of the body portion 311 when the unmanned flying device 310 takes off and lands or is moored at the stations 320 and 420. The landing gear 313 may include a plurality of leg portions 313a extending from the body portion 311 and a connecting portion 313b connecting a lower end side of the leg portion. The landing gear 313 may be provided as one or a plurality of spaced apart spaced apart.
더불어, 상기 무인비행장치(310)는 지상 또는 주변의 영상을 촬영하기 위한 적어도 하나의 카메라유닛(314)을 포함할 수 있으며, 무인비행장치(310)의 상태 및 주변 환경에 대한 다양한 정보를 수집하거나 감지하기 위한 다양한 센서들(미도시)을 포함할 수 있다. In addition, the unmanned aerial vehicle 310 may include at least one camera unit 314 for capturing an image of the ground or surroundings, and collects various information about the state and surrounding environment of the unmanned aerial vehicle 310 Or it may include various sensors (not shown) for sensing.
여기서, 상기 센서들은 자이로 센서, 지자계 센서, 중력 센서, 고도 센서, 기울기 센서, 습도 센서, 풍력감지센서, 공기흐름 감지센서, 온도 센서, 음향센서, 조도센서 등과 같은 공지의 다양한 센서들일 수 있으며, 상기 센서들은 상기 무인비행장치(310)의 사용목적에 따라 적절하게 설치될 수 있다. 이와 같은 카메라유닛(314) 및 센서들은 상기 제어부를 통해 제어될 수 있다.Here, the sensors may be various known sensors such as a gyro sensor, a geomagnetic sensor, a gravity sensor, an altitude sensor, a tilt sensor, a humidity sensor, a wind sensor, an air flow sensor, a temperature sensor, an acoustic sensor, and an illuminance sensor. , The sensors may be appropriately installed according to the purpose of use of the unmanned flying device 310. The camera unit 314 and sensors may be controlled through the control unit.
또한, 상기 제어부는 상기 카메라유닛(314)에서 촬영된 영상을 전송하거나 무인비행장치(310)의 운항 정보와 같은 데이터나 외부로부터 전송되는 제어 명령을 송,수신하기 위한 통신 모듈을 더 포함할 수 있다.In addition, the control unit may further include a communication module for transmitting and receiving data, such as flight information of the unmanned flight apparatus 310, or a control command transmitted from the outside, to transmit an image captured by the camera unit 314. have.
그러나 상기 무인비행장치(310)를 상술한 구조에 한정하는 것은 아니며, 공지의 무인비행장치에 적용되는 다양한 전자 장비들이 추가로 탑재될 수 있으며, 상기 무인비행장치(310)는 사용 목적에 따라 공지의 무인비행장치에 적용될 수 있는 다양한 유닛들이 추가로 장착될 수도 있다. 더불어, 상기 무인비행장치(310)는 레저용, 감시용, 산업용, 정보 수집용 등과 같은 다양한 목적으로 사용될 수 있으며, 양력을 발생시키기 위한 적어도 하나의 날개가 유선형의 동체에 고정결합된 형태일 수도 있다.However, the unmanned aerial vehicle 310 is not limited to the above-described structure, and various electronic equipment applied to a known unmanned aerial vehicle may be additionally mounted, and the unmanned aerial vehicle 310 is known according to the purpose of use. Various units that can be applied to the unmanned aerial vehicle may be additionally mounted. In addition, the unmanned aerial vehicle 310 may be used for various purposes such as leisure, surveillance, industrial, and information collection, and at least one wing for generating lift may be fixedly coupled to a streamlined body. have.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템(300)은 상기 무선전력 수신모듈(120)이 상기 무인비행장치(310)의 랜딩기어(313) 측에 내장될 수 있다. 이와 같은 무선전력 수신모듈(120)은 상기 몸체부(311)에 포함된 제어부를 통해 구동될 수 있으며, 상기 몸체부(311)에 내장된 배터리(315)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 무선전력 수신모듈(120)을 통해 생산된 전력은 상기 배터리(315)로 공급될 수 있으며, 상기 배터리(315)는 무선전력 수신모듈(120)로부터 공급된 전력을 이용하여 재충전될 수 있다.At this time, in the wireless power transmission system 300 for an unmanned flying device according to an embodiment of the present invention, the wireless power receiving module 120 may be built in the landing gear 313 side of the unmanned flying device 310. The wireless power receiving module 120 may be driven through a control unit included in the body portion 311, and may be electrically connected to a battery 315 built in the body portion 311. Accordingly, power produced through the wireless power receiving module 120 may be supplied to the battery 315, and the battery 315 may be recharged using the power supplied from the wireless power receiving module 120. Can be.
여기서, 상기 랜딩기어(313) 측에 내장되는 무선전력 수신모듈(120)은 하나일 수도 있고, 복수 개일 수도 있다. 더불어, 상기 랜딩기어(313) 측에 복수 개의 무선전력 수신모듈(120)이 내장되는 경우 동일한 랜딩기어 측에 내장될 수도 있으나, 무인비행장치(310)의 무게가 한쪽으로 치우치지 않고 균형을 이룰 수 있도록 상기 무인비행장치(310)의 무게중심을 기준으로 양측에 동등한 개수의 무선전력 수신모듈(120)이 각각 내장될 수 있다.Here, the wireless power receiving module 120 embedded in the landing gear 313 may be one or a plurality. In addition, when a plurality of wireless power receiving modules 120 are built in the landing gear 313 side, they may be built in the same landing gear side, but the unmanned flight device 310 does not bias to one side and achieves balance. Equal number of wireless power receiving modules 120 may be built in to each side on the basis of the center of gravity of the unmanned flying device 310 to enable each.
일례로, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 무인비행장치(310)가 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 랜딩기어(313)를 포함하는 경우, 상기 무선전력 수신모듈(120)은 상기 두 개의 랜딩기어(313) 측에 각각 내장될 수 있다.For example, as illustrated in FIG. 6, when the unmanned aerial vehicle 310 includes two landing gears 313 spaced apart from each other, the wireless power receiving module 120 may include the two landings. Each may be embedded in the gear 313 side.
한편, 상술한 바와 같이 상기 랜딩기어(313) 측에 복수 개의 무선전력 수신모듈(120)이 내장되는 경우, 상기 스테이션(420) 측에도 복수 개의 무선전력 송신모듈(110)이 내장될 수 있다. 여기서, 상기 무선전력 송신모듈(110)의 전체개수와 무선전력 수신모듈(120)의 전체개수는 동일한 개수일 수 있다. 이에 따라, 무선전력 송신모듈(110)과 무선전력 수신모듈(120)은 서로 일대일로 매칭될 수 있다.Meanwhile, as described above, when a plurality of wireless power reception modules 120 are built in the landing gear 313 side, a plurality of wireless power transmission modules 110 may also be built in the station 420 side. Here, the total number of the wireless power transmission module 110 and the total number of the wireless power reception module 120 may be the same number. Accordingly, the wireless power transmission module 110 and the wireless power reception module 120 may be matched one-to-one with each other.
이때, 상기 랜딩기어(313) 측에 내장되는 무선전력 수신모듈(120)은 소정의 길이를 갖는 바형상의 자성체 코어(122)와, 도전성부재가 상기 자성체 코어(122)의 길이방향을 따라 상기 자성체 코어(122)의 둘레면을 감싸도록 복수 회 권취된 무선전력 수신용 안테나(121)를 포함할 수 있으며, 상기 무선전력 수신용 안테나(121)는 자성체 코어(122)의 길이방향을 따라 복수 회 권취된 솔레노이드형 안테나일 수 있다.At this time, the wireless power receiving module 120 embedded in the landing gear 313 side has a bar-shaped magnetic body core 122 having a predetermined length, and a conductive member along the longitudinal direction of the magnetic body core 122. A wireless power receiving antenna 121 may be wound a plurality of times so as to surround the circumferential surface of the magnetic core 122, and the wireless power receiving antenna 121 may be provided along a longitudinal direction of the magnetic core 122. It may be a solenoid-type antenna wound once.
또한, 상기 무선전력 수신모듈(120)은 상기 무인비행장치(310)가 스테이션(320,420)의 일면에 착륙한 상태에서 상기 자성체 코어(122)의 일면이 스테이션(320,420)의 일면과 평행한 상태가 되도록 상기 랜딩기어(313)의 연결부(313b) 측에 내장될 수 있다.In addition, in the wireless power receiving module 120, when the unmanned flying device 310 lands on one surface of the stations 320 and 420, one surface of the magnetic core 122 is parallel to one surface of the stations 320 and 420. The landing gear 313 may be embedded in the connection portion 313b side as much as possible.
이와 같은 경우, 상기 무선전력 송신모듈(110)은 상기 스테이션(320,420)의 일면과 평행한 평면상에 배치되도록 상기 스테이션(320,420)에 내장될 수 있다.In this case, the wireless power transmission module 110 may be embedded in the stations 320 and 420 so as to be disposed on a plane parallel to one surface of the stations 320 and 420.
이에 따라, 상기 무인비행장치(310)가 상기 스테이션(320,420)의 일면에 착륙된 상태 또는 대기 상태이고 상기 무선전력 수신모듈(120)과 무선전력 송신모듈(110)이 전술한 실시예에서 설명한 정렬상태라면, 상기 랜딩기어(313) 측에 내장된 무선전력 수신모듈(120)은 상기 스테이션(320,420) 측에 내장된 무선전력 송신모듈(110)로부터 송출되는 무선전력을 수신할 수 있다. 이로 인해, 상기 몸체부(311)에 내장되는 배터리(315)는 상기 무선전력 수신모듈(120)로부터 생산된 전력을 이용하여 충전될 수 있다.Accordingly, the unmanned aerial vehicle 310 is in a landed or standby state on one surface of the stations 320 and 420, and the wireless power receiving module 120 and the wireless power transmitting module 110 are aligned in the above-described embodiment. In the state, the wireless power receiving module 120 built in the landing gear 313 side can receive wireless power transmitted from the wireless power transmitting module 110 built in the stations 320 and 420. Due to this, the battery 315 embedded in the body portion 311 may be charged using the power produced by the wireless power receiving module 120.
한편, 상기 무선전력 송신모듈(110)은 서로 직교하는 X축 및 Y축 방향을 따라 이동가능하도록 상기 스테이션(320,420)에 내장될 수 있다.Meanwhile, the wireless power transmission module 110 may be built in the stations 320 and 420 to be movable along the X-axis and Y-axis directions orthogonal to each other.
이에 따라, 상기 무인비행장치(310)가 랜딩기어(313)를 통해 상기 스테이션(320,420)의 일면에 착륙한 경우, 상기 무선전력 송신모듈(110)은 X축 및/또는 Y축 방향으로의 이동을 통해 상기 랜딩기어(313)에 내장된 무선전력 수신모듈(120)과 정렬될 수 있도록 위치가 변경될 수 있다. Accordingly, when the unmanned aerial vehicle 310 lands on one surface of the stations 320 and 420 through the landing gear 313, the wireless power transmission module 110 moves in the X-axis and/or Y-axis direction. The location may be changed to be aligned with the wireless power receiving module 120 embedded in the landing gear 313 through.
이를 통해, 상기 자성체 코어(122)의 단부는 상기 무선전력 송신용 안테나(111)의 빈공간부(S) 측에 위치하도록 정렬될 수 있다.Through this, the end of the magnetic core 122 may be arranged to be located on the side of the empty space (S) of the antenna 111 for wireless power transmission.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템(300,400)은 상기 무선전력 송신모듈(110)의 위치이동을 통해 무선전력 수신모듈(120)과 최적의 충전효율을 구현할 수 있는 정렬상태로 변경됨으로써 상기 무인비행장치(310)에 내장된 배터리(315)는 항상 최적의 충전효율로 충전될 수 있다.Due to this, the wireless power transmission system 300,400 for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention can realize optimal charging efficiency with the wireless power receiving module 120 through the positional movement of the wireless power transmission module 110. By changing to the alignment state, the battery 315 embedded in the unmanned flying device 310 can always be charged with optimal charging efficiency.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템(300,400)은 평판형 안테나인 무선전력 송신용 안테나(111)가 상기 스테이션(320,420)의 일면과 평행한 평면상에 배치되도록 상기 스테이션(320,420)에 내장되고 솔레노이드형 안테나인 무선전력 수신용 안테나(121)가 감기는 자성체 코어(122)가 상기 스테이션(320,420)의 일면과 평행한 상태가 되도록 상기 랜딩기어(313)에 내장될 수 있다.In addition, the wireless power transmission system 300,400 for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention is such that the antenna 111 for wireless power transmission, which is a flat antenna, is disposed on a plane parallel to one surface of the stations 320 and 420. Built in the stations 320 and 420, the magnetic core 122 for winding the wireless power receiving antenna 121, which is a solenoid type antenna, is to be embedded in the landing gear 313 so as to be in parallel with one surface of the stations 320 and 420. Can be.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템(300,400)은 상기 무인비행장치(310)가 스테이션(320,420)에 착륙한 경우 상기 무선전력 송신용 안테나(111)는 상기 자성체 코어(122)의 일면과 항상 평행한 상태를 유지할 수 있다.Accordingly, in the wireless power transmission system 300,400 for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, when the unmanned aerial vehicle 310 lands on the station 320,420, the antenna for wireless power transmission 111 is the magnetic material It is possible to maintain a state that is always parallel to one surface of the core 122.
이로 인해, 상기 자성체 코어(122)가 X축 또는 Y축에 대하여 임의의 각도로 기울어진 상태로 상기 무인비행장치(310)가 스테이션(320,420)에 착륙하더라도 상기 무선전력 송신모듈(110)의 위치이동을 통해 자성체 코어(122)의 일단부의 위치가 상기 무선전력 송신용 안테나(111)의 빈공간부(S) 내로 용이하게 변경될 수 있다.Due to this, the position of the wireless power transmission module 110 even if the unmanned flying device 310 lands on the stations 320 and 420 while the magnetic core 122 is inclined at an arbitrary angle with respect to the X axis or the Y axis. Through movement, the position of one end of the magnetic core 122 can be easily changed into the empty space S of the antenna 111 for wireless power transmission.
다시 말하면, 상기 무선전력 수신모듈(120)이 내장된 랜딩기어(313)가 스테이션(320,420)의 일면 중 임의의 위치에 착륙하더라도 상기 자성체 코어(122)의 길이방향과 평판형 안테나인 무선전력 송신용 안테나(111)의 반경방향 또는 폭방향이 이루는 각도를 고려할 필요없이 상기 자성체 코어(122)의 일단부가 상기 무선전력 송신용 안테나(111)의 빈공간부(S) 내에 위치하도록 변경되면 최적의 무선충전효율을 얻을 수 있는 상태로 정렬될 수 있다. In other words, even if the landing gear 313 with the wireless power receiving module 120 embedded lands at an arbitrary position on one surface of the stations 320 and 420, the wireless power transmission is a longitudinal antenna of the magnetic core 122 and a flat antenna. Optimal wireless when the end portion of the magnetic core 122 is changed to be located in the empty space portion S of the wireless power transmission antenna 111 without having to consider the angle formed by the radial or width direction of the credit antenna 111 It can be arranged in a state that can obtain the charging efficiency.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템(300,400)은 충전자유도를 높일 수 있다. Through this, the wireless power transmission system 300,400 for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention can increase the degree of freedom of charging.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템(300,400)은 상기 무선전력 송신용 안테나(111)가 평판형 안테나로 구현됨으로써 무선전력 송신용 안테나(111)를 통한 무선전력전송이 대면적으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 무선전력 송신용 안테나(111)는 kW급의 대용량 전송이 가능할 수 있다. 더불어, 상기 무선전력 송신용 안테나(111)가 넓은 면적을 갖는 평판형 안테나로 구성됨으로써 방열 성능을 높여 충전효율을 높이거나 충전시간을 단축시킬 수 있다.In addition, in the wireless power transmission system 300,400 for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, the wireless power transmission antenna 111 is implemented as a flat-type antenna, thereby transmitting wireless power through the wireless power transmission antenna 111. This can be done in a large area. Accordingly, the wireless power transmission antenna 111 may be capable of transmitting a large capacity of kW. In addition, the wireless power transmission antenna 111 is composed of a flat-panel antenna having a large area, thereby improving heat dissipation performance to increase charging efficiency or shorten charging time.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템(300,400)은 상기 랜딩기어(313)에 내장되는 무선전력 송신모듈(110)이 솔레노이드 형태로 구성됨으로써 랜딩기어(313)의 사이즈를 변경하지 않더라도 용이하게 내장될 수 있다. 이로 인해, 무선전력 송신모듈(110)을 적용하는 과정에서 랜딩기어(313)의 사이즈가 커지는 것을 방지할 수 있으므로 사이즈 증가에 의한 공기저항의 증가를 미연에 방지할 수 있다.In addition, in the wireless power transmission system 300,400 for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, the wireless power transmission module 110 built in the landing gear 313 is configured in a solenoid form, so that the size of the landing gear 313 Even if it is not changed, it can be easily embedded. Because of this, it is possible to prevent the size of the landing gear 313 from being increased in the process of applying the wireless power transmission module 110, thereby preventing the increase in air resistance due to the increase in size.
한편, 상기 무선전력 송신모듈(110)을 서로 직교하는 X축 및/또는 Y축 방향으로 이동시키기 위한 스테이션(320,420)의 일례가 도 4 내지 도 7에 도시되어 있다.Meanwhile, an example of stations 320 and 420 for moving the wireless power transmission module 110 in the X-axis and/or Y-axis directions orthogonal to each other is illustrated in FIGS. 4 to 7.
즉, 상기 스테이션(320,420)은 하우징(321)과, X축 방향과 Y축 방향을 따라 이동가능하게 상기 하우징(321)에 내장되는 가동부재(322,323) 및 상기 가동부재(322,323)를 구동하기 위한 제어모듈(326)을 포함할 수 있다.That is, the stations 320 and 420 are configured to drive the housing 321 and the movable members 322 and 323 and the movable members 322 and 323 that are embedded in the housing 321 so as to be movable along the X-axis and Y-axis directions. Control module 326 may be included.
이때, 상기 무선전력 송신모듈(110)은 상기 가동부재(323) 측에 고정될 수 있다. 이에 따라, 상기 제어모듈(326)에 의한 가동부재(323)의 이동시 상기 무선전력 송신모듈(110)은 상기 가동부재(323)와 함께 위치가 변경될 수 있다.At this time, the wireless power transmission module 110 may be fixed to the movable member 323 side. Accordingly, when the movable member 323 is moved by the control module 326, the position of the wireless power transmission module 110 may be changed together with the movable member 323.
여기서, 상기 하우징(321)은 상기 무인비행장치(310)가 착륙할 수 있도록 적어도 일면이 소정의 면적을 갖는 수평면을 갖도록 형성될 수 있으며, 지면에 일부 또는 전부가 매립된 형태일 수도 있고 상기 수평면이 외부로 노출되도록 다른 구조물에 고정된 형태일 수도 있다.Here, the housing 321 may be formed such that at least one surface has a horizontal surface having a predetermined area so that the unmanned aerial vehicle 310 can land, and some or all of the surface may be embedded in the ground or the horizontal surface It may be in a form fixed to other structures to be exposed to the outside.
한편, 상기 가동부재(322,323)는 X축을 따라 왕복이동되는 제1슬라이더(322)와 Y축 방향을 따라 왕복이동되는 제2슬라이더(323)를 포함할 수 있고, 상기 제1슬라이더(322) 및 제2슬라이더(323) 중 어느 하나는 다른 하나의 이동방향과 수직한 방향으로 왕복 이동가능하게 결합될 수 있다. 이때, 상기 무선전력 송신모듈(110)은 상기 제1슬라이더(322) 및 제2슬라이더(323) 중 어느 하나에 선택적으로 고정될 수 있다.Meanwhile, the movable members 322 and 323 may include a first slider 322 that reciprocates along the X axis and a second slider 323 that reciprocates along the Y axis direction, and the first slider 322 and Any one of the second sliders 323 may be reciprocally coupled in a direction perpendicular to the other direction of movement. At this time, the wireless power transmission module 110 may be selectively fixed to any one of the first slider 322 and the second slider 323.
이와 같은 제1슬라이더(322) 및 제2슬라이더(323)는 상기 제어모듈(326)에 의해 제어되는 모터(M1,M2)의 구동을 통해 왕복이동될 수 있다. 여기서, 상기 모터(M1,M2)에서 발생되는 구동력이 상기 제1슬라이더(322) 및 제2슬라이더(323)에 전달되는 방식은 풀리 방식, 스크류 방식, 기어방식 등 공지의 다양한 방식이 모두 적용될 수 있다.The first slider 322 and the second slider 323 may be reciprocated by driving the motors M1 and M2 controlled by the control module 326. Here, a method in which driving forces generated by the motors M1 and M2 are transmitted to the first slider 322 and the second slider 323 can be applied to various known methods such as a pulley method, a screw method, and a gear method. have.
구체적인 일례로써, 상기 제1슬라이더(322)는 제1모터(M1)의 구동을 통해 상기 하우징(321)의 바닥면에 대하여 X축과 평행한 방향으로 배치된 제1가이드(324)를 따라 왕복이동 가능하게 배치될 수 있다.As a specific example, the first slider 322 reciprocates along the first guide 324 disposed in a direction parallel to the X axis with respect to the bottom surface of the housing 321 through driving of the first motor M1. It can be arranged to be movable.
또한, 상기 제2슬라이더(323)는 상기 제1슬라이더(322)에 대하여 Y축과 평행한 방향으로 배치된 제2가이드(325)를 따라 제2모터(M2)의 구동을 통해 왕복이동 가능하게 배치될 수 있으며, 상기 무선전력 송신모듈(110)은 상기 제2슬라이더(323)의 상면에 고정설치될 수 있다.In addition, the second slider 323 is reciprocated by driving the second motor M2 along the second guide 325 disposed in a direction parallel to the Y axis relative to the first slider 322. It may be arranged, the wireless power transmission module 110 may be fixedly installed on the upper surface of the second slider (323).
여기서, 상기 제1모터(M1) 및 제2모터(M2)는 상기 제어모듈(326)을 통해 전반적인 동작이 제어될 수 있으며, 상기 무선전력 송신모듈(110) 역시 상기 제어모듈(326)과 전기적으로 연결되어 전반적인 구동이 제어될 수 있다. 더불어, 상기 제어모듈(326) 은 무선전력 송신모듈(110)을 구동하기 위한 일반적인 회로소자 등이 포함될 수 있다.Here, the overall operation of the first motor M1 and the second motor M2 can be controlled through the control module 326, and the wireless power transmission module 110 is also electrically connected to the control module 326. It can be connected to control the overall operation. In addition, the control module 326 may include a general circuit element for driving the wireless power transmission module 110.
이에 따라, 상기 스테이션(320,420)에 무인비행장치(310)가 착륙한 경우 상기 제어모듈(326)의 제어를 통해 상기 제1슬라이더(322) 및 제2슬라이더(323)의 위치가 변경될 수 있다. 이로 인해, 상기 랜딩기어(313)에 내장된 무선전력 수신모듈(120)의 자성체 코어(122)의 일단부는 상기 무선전력 송신용 안테나(111)의 빈공간부(S) 내에 위치하도록 변경될 수 있다.Accordingly, when the unmanned aerial vehicle 310 lands on the stations 320 and 420, the positions of the first slider 322 and the second slider 323 may be changed through the control of the control module 326. . Due to this, one end of the magnetic core 122 of the wireless power receiving module 120 embedded in the landing gear 313 may be changed to be located in the empty space S of the antenna 111 for wireless power transmission. .
일례로, 상기 제2슬라이더(323)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 하우징(321)의 내부에서 상기 제어모듈(326)의 구동을 통해 X축 방향과 Y축 방향을 교번적으로 소정의 거리만큼 이동할 수 있다. 이를 통해, 상기 무선전력 송신모듈(110)은 위치이동을 통해 상기 무선전력 수신모듈(120)과 정렬된 위치로 변경될 수 있다. 이를 통해, 상기 무인비행장치(310)에 내장된 배터리(315)는 최적의 충전효율로 충전될 수 있다.As an example, the second slider 323 alternately has a predetermined distance between the X-axis direction and the Y-axis direction through the driving of the control module 326 inside the housing 321 as shown in FIG. 5. As much as you can move. Through this, the wireless power transmission module 110 may be changed to a position aligned with the wireless power reception module 120 through position movement. Through this, the battery 315 embedded in the unmanned flying device 310 may be charged with optimal charging efficiency.
그러나 상기 제2슬라이더(323)의 이동경로를 이에 한정하는 것은 아니며, 다양한 경로로 이동될 수 있음을 밝혀둔다.However, the movement path of the second slider 323 is not limited thereto, and it is revealed that it can be moved in various paths.
이때, 상기 제2슬라이더(323) 또는 무선전력 송신모듈(110) 측에는 상기 자성체 코어(122)와의 정렬상태를 감지하기 위한 센싱부(미도시)가 포함될 수 있으며, 상기 센싱부는 상기 제어모듈(326)을 통해 제어될 수 있다. At this time, the second slider 323 or the wireless power transmission module 110 side may include a sensing unit (not shown) for detecting an alignment state with the magnetic core 122, the sensing unit is the control module 326 ).
이에 따라, 상기 제어모듈(326)은 상기 센싱부를 통해 감지된 정보를 기반으로 제2슬라이더(323)의 위치를 조정함으로써 상기 무선전력 송신모듈(110)과 무선전력 수신모듈(120)을 정렬시킬 수도 있다.Accordingly, the control module 326 aligns the wireless power transmission module 110 and the wireless power reception module 120 by adjusting the position of the second slider 323 based on information sensed through the sensing unit. It might be.
구체적인 일례로, 상기 센싱부는 적외선을 통해 자성체 코어(122)의 단부 위치를 확인하기 위한 적외선 센서일 수도 있고 무선전력 수신용 안테나(121)에 유기되는 자기장의 크기를 감지하기 위한 자기장 센서일 수도 있다. As a specific example, the sensing unit may be an infrared sensor for checking the end position of the magnetic core 122 through infrared rays, or a magnetic field sensor for sensing the magnitude of a magnetic field induced in the antenna 121 for wireless power reception. .
그러나 상기 센싱부를 이에 한정하는 것은 아니며, 제2슬라이더(323)와 자성체 코어(122)의 일단부 간의 상호 위치를 확인할 수 있는 방식이라면 공지의 다양한 센서가 모두 적용될 수 있다. 더불어, 상기 제어모듈(326)의 제어를 통해 무선전력 송신모듈(110)의 위치가 2개의 슬라이더(322,323)를 통해 변경되는 것으로 설명하였지만 이에 한정하는 것은 아니며 서로 직교하는 2축 방향으로 위치가 변경될 수 있는 공지의 모든 방식이 적용될 수 있음을 밝혀둔다.However, the sensing unit is not limited thereto, and any of various known sensors may be applied as long as it is a method to check the mutual position between the second slider 323 and one end of the magnetic core 122. In addition, although the position of the wireless power transmission module 110 is changed through the two sliders 322 and 323 through the control of the control module 326, the present invention is not limited thereto, and the position of the wireless power transmission module 110 is changed in the direction of two axes orthogonal to each other. It should be noted that any method of publicity that can be applied can be applied.
한편, 상기 스테이션(420)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 가동부재에 회전가능하게 결합되는 회전부재(328)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 상기 회전부재(328)는 상기 제2슬라이더(323)의 일면에 회전가능하게 결합될 수 있다. Meanwhile, the station 420 may further include a rotating member 328 rotatably coupled to the movable member as shown in FIGS. 6 and 7. For example, the rotating member 328 may be rotatably coupled to one surface of the second slider 323.
이와 같은 경우, 상기 무선전력 수신모듈(120)은 도 6에 도시된 바와 같이 상기 무인비행장치(310)에서 서로 간격을 두고 이격배치된 두 개의 랜딩기어(313) 측에 각각 내장될 수 있다.In this case, the wireless power receiving module 120 may be embedded in the two landing gears 313, which are spaced apart from each other in the unmanned flying device 310, as shown in FIG.
또한, 상기 회전부재(328) 측에는 상기 두 개의 랜딩기어(313)에 각각 내장되는 무선전력 수신모듈(120)과 대응되도록 두 개의 무선전력 송신모듈(110)이 고정될 수 있다.In addition, two wireless power transmission modules 110 may be fixed to the rotating member 328 so as to correspond to the wireless power reception modules 120 respectively embedded in the two landing gears 313.
여기서, 상기 두 개의 무선전력 송신모듈(110)은 상기 두 개의 랜딩기어(313) 사이의 거리만큼 이격된 상태로 상기 회전부재(328)의 상면에 고정될 수 있다. Here, the two wireless power transmission modules 110 may be fixed to the upper surface of the rotating member 328 in a state spaced apart by the distance between the two landing gears 313.
이를 통해, 회전부재(328) 측에 고정된 무선전력 송신모듈(110)은 상기 제어모듈(326)에 의한 제1슬라이더(322) 및 제2슬라이더(323)의 이동을 통해 X축과 Y축 방향을 따라 위치가 변경될 수 있으며, 상기 회전부재(328)의 회전을 통해 Z축을 중심으로 회전될 수 있다. 이로 인해, 상기 회전부재(328)에 고정된 무선전력 송신모듈(110)은 직선이동을 통한 위치이동과 함께 회전을 통한 각도의 변경이 모두 가능할 수 있다. 여기서, 상기 회전부재(328)는 상기 제어모듈(326)에 의해 제어되는 모터(M3)의 구동을 통해 회전될 수 있다.Through this, the wireless power transmission module 110 fixed to the rotating member 328 side is X-axis and Y-axis through the movement of the first slider 322 and the second slider 323 by the control module 326 The position may be changed along the direction, and may be rotated around the Z axis through rotation of the rotating member 328. Due to this, the wireless power transmission module 110 fixed to the rotating member 328 may be capable of changing both the angle through rotation and the position movement through linear movement. Here, the rotating member 328 may be rotated through driving of the motor M3 controlled by the control module 326.
구체적인 일례로써, 전술한 실시예와 마찬가지로 상기 제1슬라이더(322)는 제1모터(M1)의 구동을 통해 상기 하우징(321)의 바닥면에 대하여 X축과 평행한 방향으로 배치된 제1가이드(324)를 따라 왕복이동 가능하게 배치될 수 있고, 상기 제2슬라이더(323)는 상기 제1슬라이더(322)에 대하여 Y축과 평행한 방향으로 배치된 제2가이드(325)를 따라 제2모터(M2)의 구동을 통해 왕복이동 가능하게 배치될 수 있다. 더불어, 상기 회전부재(328)는 상기 제2슬라이더(323)에 대하여 제3모터(M3)의 구동을 통해 Z축을 중심으로 회전될 수 있으며, 상기 무선전력 송신모듈(110)은 상기 회전부재(328)의 상면에 고정설치될 수 있다.As a specific example, as in the above-described embodiment, the first slider 322 is a first guide disposed in a direction parallel to the X axis with respect to the bottom surface of the housing 321 through the driving of the first motor M1. It can be arranged to be reciprocated along the (324), the second slider 323 is the second along the second guide 325 disposed in a direction parallel to the Y axis with respect to the first slider (322) It may be arranged to be reciprocating through the drive of the motor (M2). In addition, the rotating member 328 may be rotated about the Z axis through the driving of the third motor M3 with respect to the second slider 323, and the wireless power transmission module 110 may include the rotating member ( 328) can be fixedly installed.
여기서, 상기 제1모터(M1), 제2모터(M2) 및 제3모터(M3)는 상기 제어모듈(326)을 통해 전반적인 동작이 제어될 수 있으며, 상기 무선전력 송신모듈(110) 역시 상기 제어모듈(326)과 전기적으로 연결되어 전반적인 구동이 제어될 수 있다. 더불어, 상기 제어모듈(326) 은 무선전력 송신모듈(110)을 구동하기 위한 일반적인 회로소자 등이 포함될 수 있다.Here, the overall operation of the first motor M1, the second motor M2, and the third motor M3 may be controlled through the control module 326, and the wireless power transmission module 110 may also The overall operation can be controlled by being electrically connected to the control module 326. In addition, the control module 326 may include a general circuit element for driving the wireless power transmission module 110.
이에 따라, 상기 스테이션(420)에 무인비행장치(310)가 착륙한 경우 상기 제어모듈(326)의 제어를 통해 상기 제1슬라이더(322) 및 제2슬라이더(323)의 위치가 변경되고 상기 회전부재(328)가 회전될 수 있다.Accordingly, when the unmanned aerial vehicle 310 lands on the station 420, the positions of the first slider 322 and the second slider 323 are changed and rotated through the control of the control module 326. The member 328 can be rotated.
이를 통해, 상기 두 개의 랜딩기어(313)에 각각 내장된 무선전력 수신모듈(120)은 상기 자성체 코어(122)의 일단부가 상기 두 개의 무선전력 송신용 안테나(111)의 빈공간부(S) 내에 각각 위치하도록 배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 무인비행장치(310)에 내장된 배터리(315)는 최적의 충전효율로 충전될 수 있다.Through this, the wireless power receiving module 120 embedded in each of the two landing gears 313 has one end of the magnetic core 122 within the empty space S of the two antennas 111 for transmitting wireless power. It can be arranged to be located respectively. Through this, the battery 315 embedded in the unmanned flying device 310 may be charged with optimal charging efficiency.
더불어, 본 실시예는 두 개의 무선전력 송신모듈 및 무선전력 수신모듈이 서로 정렬된 상태에서 동시에 무선전력 전송이 이루어질 수 있다. 이를 통해, 상기 무인비행장치(310)에 내장된 배터리(315)는 충전시간이 단축될 수 있다.In addition, in the present exemplary embodiment, wireless power transmission may be simultaneously performed while two wireless power transmission modules and wireless power reception modules are aligned with each other. Through this, the charging time of the battery 315 embedded in the unmanned flying device 310 may be shortened.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 무선전력 송신모듈이 복수 개로 구비되는 경우 복수 개의 무선전력 송신모듈 중 어느 하나는 회전부재(328)의 회전 중심축 상에 위치하도록 고정될 수 있다. On the other hand, although not shown in the drawing, when a plurality of the wireless power transmission modules are provided, any one of the plurality of wireless power transmission modules may be fixed to be positioned on the central axis of rotation of the rotating member 328.
이를 통해, 상기 제1슬라이더(322) 및 제2슬라이더(323)의 위치 이동을 통해 상기 회전부재(328)의 회전 중심축 상에 고정된 무선전력 송신모듈과 랜딩기어(313) 측에 내장된 무선전력 수신모듈 중 어느 하나의 위치를 먼저 정렬시킨 후 상기 회전부재(328)를 회전시키면 상기 회전부재(328)의 회전 중심축에서 벗어난 위치에 고정된 다른 무선전력 송신모듈과 랜딩기어(313)에 내장된 다른 무선전력 수신모듈이 용이하게 정렬될 수 있다.Through this, through the movement of the position of the first slider 322 and the second slider 323, the wireless power transmission module fixed on the central axis of rotation of the rotating member 328 and the landing gear 313 are built in When the rotation member 328 is rotated after aligning the position of any one of the wireless power receiving modules first, another wireless power transmission module and landing gear 313 fixed to a position deviating from the central axis of rotation of the rotating member 328 Other wireless power receiving modules built in can be easily arranged.
한편, 도면에는 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템(300,400)에 적용되는 무선전력 송신모듈(110)이 도 1에 도시된 형태로 도시하였지만 이에 한정하는 것은 아니며 도 2에 도시된 무선전력 송신모듈(210) 역시 동일하게 적용될 수 있다.Meanwhile, in the drawing, the wireless power transmission module 110 applied to the wireless power transmission system 300 and 400 for an unmanned aerial vehicle is illustrated in the form shown in FIG. 1, but is not limited thereto, and the wireless power transmission module 210 shown in FIG. 2 ) Can be applied in the same way.
상술한 복합형 무선전력 전송 시스템(100,200)은 무인비행장치 외에도 다양한 전자제품에 적용될 수 있음을 밝혀둔다. 일례로, TV, 로봇청소기 등을 포함하는 생활가전, 노트북 컴퓨터, 전기자동차 등에도 적용될 수 있다. 더불어, 본 발명에 따른 복합형 무선전력 전송 시스템(100,200)은 상술한 설명과는 달리 무선전력 송신모듈(110)이 솔레노이드형으로 구성되고 무선전력 수신모듈(120)이 평판형으로 구성될 수도 있음을 밝혀둔다. 더하여, 도면에는 도시하지 않았지만 무선전력 전송 시스템을 구성하는 무선전력 송신모듈 및 무선전력 수신모듈이 모두 평판형으로 구성되거나 솔레노이드형으로 구성될 수도 있음을 밝혀둔다. It is revealed that the above-described hybrid wireless power transmission system 100 and 200 can be applied to various electronic products in addition to an unmanned aerial vehicle. For example, it may be applied to household appliances including a TV, a robot cleaner, a laptop computer, and an electric vehicle. In addition, in the hybrid wireless power transmission system 100 and 200 according to the present invention, the wireless power transmission module 110 may be configured as a solenoid, and the wireless power receiving module 120 may be configured as a flat panel, unlike the above description. Reveals. In addition, although not shown in the drawings, it is revealed that both the wireless power transmission module and the wireless power reception module constituting the wireless power transmission system may be configured as a flat plate type or a solenoid type.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art to understand the spirit of the present invention may add elements within the scope of the same spirit. However, other embodiments may be easily proposed by changing, deleting, adding, or the like, but this will also be considered to be within the scope of the present invention.
100,200 : 복합형 무선전력 전송 시스템
110,210 : 무선전력 송신모듈 111 : 무선전력 송신용 안테나
112 : 차폐시트 113 : 회로기판
120 : 무선전력 수신모듈 121 : 무선전력 수신용 안테나
122 : 자성체 코어
300,400 : 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템
310 : 무인비행장치 313: 랜딩기어
313a : 다리부 313b : 연결부
320,420 : 스테이션 321 : 하우징
322 : 제1슬라이더 323 : 제2슬라이더
324 : 제1가이드 325 : 제2가이드
326 : 제어모듈 327 : 전원공급부
328 : 회전부재
100,200: Hybrid wireless power transmission system
110,210: wireless power transmission module 111: wireless power transmission antenna
112: shielding sheet 113: circuit board
120: wireless power receiving module 121: wireless power receiving antenna
122: magnetic core
300,400: Wireless power transmission system for unmanned aerial vehicle
310: unmanned flight system 313: landing gear
313a: leg portion 313b: connecting portion
320,420: Station 321: Housing
322: 1st slider 323: 2nd slider
324: first guide 325: second guide
326: control module 327: power supply
328: rotating member

Claims (14)

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  2. 삭제delete
  3. 삭제delete
  4. 삭제delete
  5. 삭제delete
  6. 수직 승강 및 수직 하강이 가능한 무인비행장치; 및
    상기 무인비행장치가 착륙되며, 착륙된 무인비행장치를 무선전력 전송으로 충전하는 스테이션;
    을 포함하며,
    상기 무인비행장치는,
    배터리와, 상기 배터리 전원을 이용하여 구동되는 복수 개의 동력발생부를 통해 수직 승하강하는 몸체부; 및
    상기 몸체부로부터 하측으로 연장되는 복수 개의 다리부와 상기 다리부의 하부단을 연결하며, 상기 배터리를 충전하는 무선전력 수신모듈이 설치되는 랜딩기어;를 포함하고,
    상기 스테이션은,
    상기 무인비행장치가 착륙할 수 있도록 상부면이 형성되는 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되어, 전원공급부로부터 공급된 전원을 상기 무선전력 수신모듈로 전송하여 상기 배터리를 충전하는 무선전력 송신모듈;
    상기 무선전력 송신모듈을 평면 이동시켜 상기 무인비행장치의 착륙시 상기 무선전력 송신모듈과 무선전력 수신모듈을 정렬시키는 가동부재;
    상기 무선전력 송신모듈에 설치되어 상기 무선전력 송신모듈과 무선전력 수신모듈의 정렬 상태를 감지하는 센싱부; 및
    상기 센싱부에서 감지된 정보를 이용하여, 상기 무선전력 송신모듈과 무선전력 수신모듈이 정렬되도록 상기 가동부재를 제어하는 제어부;를 포함하는 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템.
    Unmanned flying device capable of vertical ascent and vertical ascent; And
    A station for landing the unmanned flying device and charging the landed unmanned flying device by wireless power transmission;
    It includes,
    The unmanned aerial vehicle,
    A battery and a body part vertically elevating through a plurality of power generating parts driven using the battery power; And
    Includes a landing gear that connects a plurality of leg portions extending downward from the body portion and a lower end of the leg portion, and in which a wireless power receiving module for charging the battery is installed.
    The station,
    A housing on which an upper surface is formed so that the unmanned aerial vehicle may land;
    A wireless power transmission module disposed in the housing to charge the battery by transmitting power supplied from a power supply to the wireless power receiving module;
    A movable member that aligns the wireless power transmission module and the wireless power reception module when the unmanned aerial vehicle lands by moving the wireless power transmission module in a plane;
    A sensing unit installed in the wireless power transmission module to detect an alignment state between the wireless power transmission module and the wireless power reception module; And
    And a control unit for controlling the movable member such that the wireless power transmission module and the wireless power reception module are aligned using the information sensed by the sensing unit.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 무선전력 수신모듈은, 소정의 길이를 갖는 자성체 코어 및 상기 자성체 코어의 둘레면을 감싸도록 길이방향을 따라 권취된 솔레노이드형 무선전력 수신용 안테나를 포함하고,
    상기 무선전력 송신모듈은, 도전성부재가 루프 형상으로 감긴 평판형 무선전력 송신용 안테나 및 상기 평판형 무선전력 송신용 안테나의 일면에 배치되는 차폐시트를 포함하는 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템.
    The method of claim 6,
    The wireless power receiving module includes a magnetic core having a predetermined length and a solenoid-type wireless power receiving antenna wound along the longitudinal direction so as to surround the circumferential surface of the magnetic core,
    The wireless power transmission module, a wireless power transmission system for an unmanned aerial vehicle including a flat type wireless power transmission antenna having a conductive member wound in a loop shape and a shielding sheet disposed on one surface of the flat type wireless power transmission antenna.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 차폐시트는 페라이트, 폴리머, 비정질 리본 중 적어도 1종 이상을 포함하는 판상의 시트인 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템.
    The method of claim 7,
    The shielding sheet is a sheet-like sheet including at least one of ferrite, polymer, and amorphous ribbon.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 평판형 무선전력 송신용 안테나는 회로기판의 일면에 루프 형상으로 패턴형성되는 안테나 패턴이거나 평판형 코일인 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템.
    The method of claim 7,
    The flat-panel wireless power transmission antenna is a wireless power transmission system for an unmanned aerial vehicle which is an antenna pattern or a flat coil formed in a loop shape on one surface of a circuit board.
  10. 삭제delete
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 무선전력 송신모듈은 상기 가동부재의 일측에 고정되는 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템.
    The method of claim 6,
    The wireless power transmission module is a wireless power transmission system for an unmanned aerial vehicle fixed to one side of the movable member.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 무선전력 수신모듈은 상기 무인비행장치의 착륙시 상기 스테이션과 접촉되는 랜딩기어에 내장되고,
    상기 무선전력 송신모듈은 상기 무선전력 수신모듈에 포함된 자성체 코어의 일단부측이 상기 무선전력 송신모듈에 포함된 평판형 무선전력 수신용 안테나의 중앙영역에 형성되는 빈공간부 내에 위치하도록 상기 가동부재를 통해 이동되는 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템.
    The method of claim 6,
    The wireless power receiving module is built in a landing gear that contacts the station when landing the unmanned aerial vehicle,
    The wireless power transmission module includes the movable member such that one end side of the magnetic core included in the wireless power reception module is located in an empty space formed in a central area of the flat type wireless power receiving antenna included in the wireless power transmission module. A wireless power transmission system for an unmanned aerial vehicle that is moved through.
  13. 제 6항에 있어서,
    상기 스테이션은 상기 가동부재에 회전가능하게 결합되는 회전부재;를 더 포함하고,
    상기 무선전력 수신모듈은 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 랜딩기어 측에 각각 내장되며,
    상기 무선전력 송신모듈은 상기 회전부재의 일면에 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개로 구비되는 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템.
    The method of claim 6,
    The station further includes a rotating member rotatably coupled to the movable member,
    The wireless power receiving modules are respectively built in two landing gear sides spaced apart from each other,
    The wireless power transmission module is a wireless power transmission system for an unmanned aerial vehicle provided in two spaced apart from each other on one surface of the rotating member.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 두 개의 무선전력 송신모듈 사이의 거리는 상기 두 개의 랜딩기어 사이의 거리와 동일한 크기를 갖는 무인비행장치용 무선전력 전송 시스템.
    The method of claim 13,
    The distance between the two wireless power transmission modules is a wireless power transmission system for an unmanned aerial vehicle having the same size as the distance between the two landing gears.
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