KR102127682B1 - Dron station with top mounted battery replacement structure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션에 관한 것으로서, 내부에 드론이 수용되는 수용공간이 형성되고, 일측에 교체배터리가 수용되며, 상부에 가동 천장부가 개폐가능하게 형성되는 하우징 및 상기 하우징의 일측 중 상기 드론의 상부 일측에 X,Y,Z축 방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 드론의 상방에서 상기 드론에 설치된 배터리를 인출한 후 상기 교체배터리를 파지하여 상기 드론에 장착하는 배터리 교체유닛을 포함하되, 상기 배터리 교체유닛은 상기 가동천장부의 저면에 X,Y,Z축 방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 드론에 설치된 배터리를 인출하고, 상기 교체배터리를 파지하여 상기 드론에 장착하는 장착유닛 및 상기 드론의 일측 및 상기 하우징의 일측에 설치되어 각각 상기 드론의 배터리 및 상기 교체배터리의 일측을 지지하고, 상기 장착유닛이 접근하는 경우 일방향으로 이동하여 배터리의 지지상태가 해제되는 배터리 지지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션을 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 상부 장착시 배터리 교체구조를 통해 드론의 배터리를 직접 교환하여 드론의 운용효율을 극대화시킬 수 있으면서도 드론의 인입, 인출을 위해 가동천장부가 일방향으로 슬라이딩 이동되더라도 가동천장부 하부에 설치된 배터리 교환유닛이 고정벽부 또는 가동벽부에 간섭되지 않아 배터리 교환작업이 용이하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a drone station having a top-mounted battery replacement structure, a housing in which a drone is accommodated is formed inside, a replacement battery is accommodated at one side, and a housing in which a movable ceiling is opened and closed at the top and the A battery mounted on the upper side of the drone to be movable in the X, Y, and Z-axis directions on one side of the housing, and after removing the battery installed in the drone from above the drone, gripping the replacement battery and mounting the battery on the drone Including a replacement unit, the battery replacement unit is installed to be movable in the X, Y, and Z axis directions on the bottom surface of the movable ceiling unit, withdraws the battery installed in the drone, grips the replacement battery and mounts it on the drone A mounting unit and a battery installed on one side of the drone and one side of the housing to support the battery of the drone and one side of the replacement battery, respectively, and when the mounting unit approaches, the battery is released by moving in one direction to release the support state of the battery It provides a drone station having a top-mounted battery replacement structure characterized in that it comprises a support means.
According to the present invention as described above, even if the drone's battery is directly exchanged through the battery replacement structure when the upper part is mounted, the drone's operating efficiency can be maximized while the movable ceiling is slidingly moved in one direction for the drone to enter and withdraw. There is an effect that the battery replacement unit installed in the fixed wall portion or the movable wall portion does not interfere with the battery replacement operation can be easily made.

Description

상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션{Dron station with top mounted battery replacement structure}Drone station with top mounted battery replacement structure

본 발명은 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션에 관한 것으로서, 상부 장착시 배터리 교체구조를 통해 드론의 배터리를 직접 교환하여 드론의 운용효율을 극대화시킬 수 있으면서도 드론의 인입, 인출을 위해 가동천장부가 일방향으로 슬라이딩 이동되더라도 가동천장부 하부에 설치된 배터리 교환유닛이 고정벽부 또는 가동벽부에 간섭되지 않아 배터리 교환작업이 용이하게 이루어질 수 있는 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션에 관한 것이다.The present invention relates to a drone station having a top-mounted battery replacement structure, and when the top is mounted, it is possible to directly replace the drone's battery through the battery replacement structure to maximize the drone's operational efficiency, while still being able to move the drone into and out of the drone. It relates to a drone station having a top-mounted battery replacement structure that can be easily replaced by a battery exchange unit installed in the lower portion of the movable ceiling does not interfere with the fixed wall portion or the movable wall even if is sliding in one direction.

일반적으로, 드론(Drone)이라 함은 조종사가 탑승하지 않고 원격조종 또는 자율비행제어로 비행하여 촬영, 정찰, 화물 수송, 방사능 감시 등 사람이 직접 수행하기 힘들거나 위험한 임무를 수행하는 무인 비행체 중 하나를 의미한다.Generally, a drone is one of unmanned aerial vehicles that perform difficult or dangerous tasks such as shooting, reconnaissance, cargo transportation, and radioactivity monitoring by flying with remote control or autonomous flight control without a pilot on board. Means

최근에는 드론(Drone)에 카메라, 센서, 통신시스템 등이 탑재되어 고난이도의 조작없이도 스스로 자세 제어가 가능한 제품이 개발되어 비숙련자도 손쉽게 사용할 수 있게 되었는 바 군사용 무인항공기 또는 방송용 무인항공기등과 같은 전문적인 분야에서 벳어나 일반 대중들까지 빠르게 확산,사용되고 있는 추세이다.Recently, drones have been equipped with cameras, sensors, and communication systems, so products that can control posture without difficulty are developed, making it easy to use even for unskilled people. It is rapidly spreading and being used from the field to bett and general public.

이러한 드론은 비행을 기본 동작으로 하고 있어 구동에 필요한 동력을 용이하게 공급하기 위해 배터리를 사용하고 있는 바 배터리의 용량에 따라 운행 시간이 제한되므로 전원 충전을 간헐적 또는 정기적으로 수행하여 드론의 운행시간을 지속하기 위한 충전 방식의 드론 스테이션이 제안된 바 있다.Since these drones have flight as the basic operation, they use batteries to easily supply the power required for driving, so the operation time is limited depending on the capacity of the battery, so the charging time of the drone is performed by performing intermittent or regular power charging. A drone station with a charging method for sustaining has been proposed.

도1은 종래의 드론 스테이션을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional drone station.

도1에서 보는 바와 같이 종래의 드론 스테이션(100)은 내부에 수용공간(111)이 형성되고 상부가 개방된 본체(110)와, 본체(110)의 하부에 설치되는 무선충전부(120)와, 본체(110)의 하부에 설치되고 무선충전부(120)에 전원을 제공하는 전원공급부(130)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the conventional drone station 100 includes a main body 110 in which an accommodation space 111 is formed and an upper portion is opened, and a wireless charging unit 120 installed under the main body 110, It is installed on the lower portion of the main body 110 and is composed of a power supply unit 130 that provides power to the wireless charging unit 120.

이와 같은 종래의 드론 스테이션(100)은 본체(110)의 내부로 드론이 진입하여 착륙하면, 무선충전부(120)를 통해 드론 내에 장착된 배터리를 무선 충전하는 구조를 취하고 있다.The conventional drone station 100 takes a structure of wirelessly charging a battery mounted in the drone through the wireless charging unit 120 when the drone enters and lands inside the main body 110.

그러나, 상기한 종래의 드론 스테이션(100)은 충전 방식, 특히 무선 충전방식을 이용함에 따라 배터리를 충전하는데 상당한 시간이 소요되면서 드론의 운용효율이 크게 저하는 문제점이 있었다.However, the above-described conventional drone station 100 has a problem in that the drone's operational efficiency is greatly reduced while it takes a considerable amount of time to charge the battery by using a charging method, particularly a wireless charging method.

이에, 드론의 배터리를 직접 교환하는 배터리 교환식 드론 스테이션(100)이 제안된 바 있으나, 드론의 인입, 인출을 위해 본체(110) 상부가 개방되어 본체(110)의 하부에 교체 로봇을 설치하고, 드론의 하부에서 배터리 교환이 이루어져야 하는데, 드론 하부공간이 매우 협소하여 배터리 교체유닛의 설치영역 및 그 동작반경을 확보하기가 매우 어려울 뿐 아니라 드론의 하부에는 카메라등을 포함한 다수의 장비들이 설치되어 있는 바 배터리 교체유닛에 의해 배터리를 교환함에 있어 그 동작반경에 간섭이 발생하면서 배터리 교환이 매우 어려운 문제점이 있었다.Thus, although a battery-exchangeable drone station 100 for directly exchanging a drone's battery has been proposed, the upper part of the main body 110 is opened for the introduction and withdrawal of the drone, and a replacement robot is installed under the main body 110, It is necessary to replace the battery at the bottom of the drone. It is very difficult to secure the installation area of the battery replacement unit and its operating radius due to the very small space under the drone. In addition, a number of equipment including cameras are installed at the bottom of the drone. When replacing the battery by the bar battery replacement unit, there was a problem in that the battery exchange is very difficult as interference occurs in the operating radius.

또한, 본체(110)의 상부에 이동가능하게 설치한 천장부를 구비하고, 천장부에 하부에 배터리 교체유닛을 설치하여 드론 상부에서 배터리를 교환할 수 있는 구조를 취한다 하더라도 드론 인입, 인출시 천장부를 이동하는 경우 천장부 하부에 설치된 배터리 교체유닛이 본체(110) 측변에 간섭되어 천장부의 이동이 자유롭지 못하여 배터리 상부 교환식 구조를 적용하기가 어려운 문제점이 있었다.In addition, it is provided with a ceiling portion movably installed on the top of the main body 110, and even if a battery replacement unit is installed at the bottom of the ceiling to replace the battery at the top of the drone, even if a drone is inserted or withdrawn, the ceiling portion is installed. When moving, the battery replacement unit installed in the lower portion of the ceiling interfered with the side of the main body 110, so the movement of the ceiling portion was not free, so there was a problem in that it was difficult to apply the upper battery replacement structure.

아울러, 종래의 드론 스테이션(100)은 무선충전부(120)에 전원을 인가하기 위해 전원공급부(130)로서 일반 전력원을 사용하고자 경우 유선을 사용해야 함에 따라 휴대성이 크게 저하되는 문제점이 있다. 이에 휴대성을 향상시키기 위해 배터리를 이용하여 무선충전부(120)에 전원을 제공하는 경우 배터리의 용량 한계로 인해 충분한 전원공급이 이루어질 수 없는 문제점이 있었다.In addition, the conventional drone station 100 has a problem in that portability is greatly deteriorated when a general power source is to be used as the power supply unit 130 to apply power to the wireless charging unit 120 as a wire must be used. Accordingly, when power is supplied to the wireless charging unit 120 using a battery to improve portability, there is a problem in that sufficient power supply cannot be achieved due to a capacity limitation of the battery.

한국등록특허 제1802693호 '무선 드론 충전 스테이션'Korean Registered Patent No. 1802693'Wireless Drone Charging Station' 한국공개특허 제2018-0053973호 '드론 스테이션'Korean Open Patent No. 2018-0053973'Drone Station'

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상부 장착시 배터리 교체구조를 통해 드론의 배터리를 직접 교환하여 드론의 운용효율을 극대화시킬 수 있으면서도 드론의 인입, 인출을 위해 가동천장부가 일방향으로 슬라이딩 이동되더라도 가동천장부 하부에 설치된 배터리 교환유닛이 고정벽부 또는 가동벽부에 간섭되지 않아 배터리 교환작업이 용이하게 이루어질 수 있는 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션을 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and the object of the present invention is to replace the drone's battery directly through the battery replacement structure when the top is mounted, while maximizing the operational efficiency of the drone, while also allowing the drone to be drawn and withdrawn. In order to provide a drone station having a top-mounted battery replacement structure that can easily replace a battery because the battery replacement unit installed under the movable ceiling portion does not interfere with the fixed wall portion or the movable wall portion even if the movable ceiling portion is slidably moved in one direction. .

본 발명의 다른 목적은 드론을 운용중인 경우 가동벽부 및 가동천장부를 전개하고, 태양의 위치 또는 광량정보에 따라 그 전개각도를 제어하여 태양광발전효율을 크게 향상시킬 수 있으며, 이로부터 취득한 전기를 축전하여 스테이지에 보관중인 교체배터리를 충전함으로써 전원을 공급하기 위한 별도의 케이블이 요구되지 않아 휴대성을 향상시킬 수 있고, 드론에 충분한 전력의 배터리를 지속적으로 공급할 수 있는 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to deploy a movable wall portion and a movable ceiling portion when a drone is being operated, and can control the deployment angle according to the location or light quantity information of the sun to greatly improve the photovoltaic power generation efficiency, and to obtain electricity obtained therefrom. By charging the replacement battery stored in the stage by storing electricity, a separate cable for supplying power is not required, so portability can be improved, and a top-mounted battery replacement structure that can continuously supply a battery of sufficient power to the drone It is to provide a drone station having.

본 발명의 또 다른 목적은 배터리 교체유닛이 배터리를 파지하는 장착유닛과, 배터리를 지지하는 지지수단으로 이루어지되, 장착유닛이 접근하는 경우 지지수단에 의한 배터리의 지지상태가 해제되도록 함으로써 배터리의 장착동작이 매우 용이하면서도 드론에 장착된 배터리 또는 스테이지에 보관중인 배터리를 안정적으로 지지할 수 있는 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션을 제공함에 있다.Another object of the present invention is a battery replacement unit is made of a mounting unit for holding the battery, and a supporting means for supporting the battery, but when the mounting unit is approached, mounting the battery by releasing the supporting state of the battery by the supporting means It is to provide a drone station having a top-mounted battery replacement structure capable of stably supporting a battery mounted on a drone or a battery stored on a stage while being very easy to operate.

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내부에 드론이 수용되는 수용공간이 형성되고, 일측에 교체배터리가 수용되며, 상부에 가동 천장부가 개폐가능하게 형성되는 하우징 및 상기 하우징의 일측 중 상기 드론의 상부 일측에 X,Y,Z축 방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 드론의 상방에서 상기 드론에 설치된 배터리를 인출한 후 상기 교체배터리를 파지하여 상기 드론에 장착하는 배터리 교체유닛을 포함하되, 상기 배터리 교체유닛은 상기 가동천장부의 저면에 X,Y,Z축 방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 드론에 설치된 배터리를 인출하고, 상기 교체배터리를 파지하여 상기 드론에 장착하는 장착유닛 및 상기 드론의 일측 및 상기 하우징의 일측에 설치되어 각각 상기 드론의 배터리 및 상기 교체배터리의 일측을 지지하고, 상기 장착유닛이 접근하는 경우 일방향으로 이동하여 배터리의 지지상태가 해제되는 배터리 지지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션을 제공한다.
여기서, 상기 하우징은 상면 일측에 상기 드론이 안착되는 안착영역이 형성되고, 상면 중 상기 안착영역 외의 일측에 교체배터리가 수용되는 배터리수용공간이 형성된 스테이지와, 상기 스테이지의 모서리 중 어느 하나의 모서리로부터 상방을 연장형성되고, 내면 일측에 상하방향으로 함몰된 회피홈이 형성된 고정벽부와, 상기 고정벽부가 형성되지 않은 상기 스테이지의 다른 모서리에 각각 상기 스테이지의 내외측방향으로 회전가능하게 설치되고, 상기 스테이지 상면에 수직으로 배치된 상태에서 상기 드론이 상기 안착영역으로 진입하는 경우 외측방향으로 회전하는 복수의 가동벽부와, 일측이 상기 가동벽부의 외측면에 연결되어 상기 가동벽부에 회전력을 제공하는 제1 회전력제공수단과, 상기 고정벽부의 상부에 슬라이딩 이동가능하게 설치되어 상기 스테이지와 상기 고정벽부 및 상기 복수의 가동벽부에 의해 형성되는 수용공간을 차폐하고, 상기 드론이 상기 안착영역으로 진입하는 경우 상기 스테이지의 외측방향으로 이동되어 상기 수용공간을 개방하는 가동천장부와, 상기 고정벽부의 일측에 설치되고, 일측이 상기 가동천장부의 일측에 연결되어 상기 가동천장부에 이동력을 제공하는 이동력제공수단을 포함할 수 있다.A housing space in which a drone is accommodated is formed inside, a replacement battery is accommodated in one side, and a movable ceiling is opened and closed on one side, and X, Y, and Z axis directions on the upper side of the drone among one side of the housing And a battery replacement unit that is movably installed and draws the battery installed in the drone from above the drone and holds the replacement battery to be mounted on the drone, wherein the battery replacement unit is provided on the bottom surface of the movable ceiling. It is installed to be movable in the X, Y, and Z axis directions, withdraws the battery installed in the drone, grips the replacement battery, and mounts it on the drone and is installed on one side of the drone and one side of the housing, respectively Supporting one side of the battery of the drone and the replacement battery, and having a top-mounted battery replacement structure, characterized in that it comprises a battery support means for releasing the support state of the battery by moving in one direction when the mounting unit approaches Provide a drone station.
Here, the housing is formed from a stage in which a seating area where the drone is seated is formed on one side of the upper surface, and a battery receiving space in which a replacement battery is accommodated on one side of the upper surface outside the seating area, and an edge of any one of the edges of the stage The fixed wall portion extending upwardly and having an evasion groove recessed in the vertical direction on one side of the inner surface, and the other corners of the stage where the fixed wall portion is not formed, are rotatably installed in the inner and outer directions of the stage, respectively. When the drone enters the seating area in a state vertically disposed on a stage upper surface, a plurality of movable wall parts rotating in an outward direction, and one side connected to an outer surface of the movable wall part to provide rotational force to the movable wall part 1 When the rotational force providing means and the movable wall portion are slidably installed on the fixed wall portion to shield the receiving space formed by the stage and the fixed wall portion and the plurality of movable wall portions, and when the drone enters the seating area A movable ceiling unit which is moved in an outer direction of the stage to open the accommodation space, and a moving force providing means installed on one side of the fixed wall portion and connected to one side of the movable ceiling portion to provide a moving force to the movable ceiling portion It may include.

그리고, 상기 가동천장부는 상기 개방위치에서 상하방향으로 회전가능하게 설치되고, 상기 고정벽부의 상부 일측에 상방으로 신장가능하게 설치되고, 상기 가동천장부가 상기 개방위치에 위치하는 경우 상방으로 신장하여 상기 가동천장부에 회전력을 제공하는 제2 회전력제공수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the movable ceiling portion is rotatably installed in the vertical direction from the open position, and is installed to be extended upward on one side of the fixed wall portion, and when the movable ceiling portion is located in the open position, the movable ceiling portion is extended upward to the It is preferable to further include a second rotational force providing means for providing rotational force to the movable ceiling.

또한, 상기 가동천장부의 상면과, 상기 복수의 가동벽부 내면에 설치되는 태양광발전패널과, 상기 태양광발전패널로부터 취득한 전기를 축전하는 축전부를 포함하는 태양광 발전부를 더 포함할 수 있다.In addition, the solar panel may further include a solar power panel provided on the upper surface of the movable ceiling, an inner surface of the plurality of movable wall parts, and a power storage unit that stores electricity obtained from the solar power panel.

아울러, 상기 스테이지는 설치대상영역에 고정설치되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 상부에 회전가능하게 설치되고, 상면에 상기 고정벽부, 상기 가동벽부 및 상기 제1 회전력제공수단이 설치되는 회전플레이트 및 상기 회전플레이트에 회전력을 제공하는 구동수단을 포함하여 구성되며, 외부로부터 제공되는 태양 위치정보 또는 입사되는 광량 정보에 기초하여 상기 제1 회전력제공수단, 상기 제2 회전력제공수단 및 상기 구동수단을 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the stage is a base plate fixed to the installation target area, a rotatable plate that is rotatably installed on an upper portion of the base plate, the fixed wall portion, the movable wall portion, and the first rotational force providing means installed on an upper surface. It comprises a driving means for providing a rotational force to the rotating plate, and controls the first rotational force providing means, the second rotational force providing means and the driving means based on the solar position information provided from the outside or the incident light amount information. It is preferable to include a control unit.

그리고, 상기 배터리 교체유닛은 상기 가동천장부의 저면에 X,Y,Z축 방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 드론에 설치된 배터리를 인출하고, 상기 교체배터리를 파지하여 상기 드론에 장착하는 장착유닛과, 상기 드론의 일측 및 상기 스테이지의 일측에 설치되어 각각 상기 드론의 배터리 및 상기 교체배터리의 일측을 지지하고, 상기 장착유닛이 접근하는 경우 일방향으로 이동하여 배터리의 지지상태가 해제되는 배터리 지지수단을 포함할 수 있다.In addition, the battery replacement unit is mounted on the bottom surface of the movable ceiling unit to be movable in the X, Y, and Z axis directions, withdraws the battery installed in the drone, grips the replacement battery and mounts it on the drone. , A battery support means installed on one side of the drone and one side of the stage to support one side of the drone battery and the replacement battery, and moving in one direction when the mounting unit approaches to release the battery support means It can contain.

또한, 상기 장착유닛은 하단부가 특정 극성을 갖는 자성체로 형성되고, 하단부 양측부에 외측방향으로 상향경사진 경사면이 형성되며, 상기 배터리 지지수단은 상기 장착유닛의 하단부와 동일한 극성을 갖고, 상기 드론의 일측 및 상기 스테이지의 일측에 이동가능하게 설치되어 각각 상기 드론의 배터리 및 상기 교체배터리의 일측을 지지한 상태에서 상기 장착유닛이 접근하는 경우 일방향으로 이동하여 배터리의 지지상태가 해제되는 지지바와, 상기 지지바와 상기 드론의 일측 또는 상기 지지바와 상기 스테이지의 일측 사이에 개재되어 상기 드론의 배터리 또는 상기 교체배터리 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the mounting unit is formed of a magnetic body having a certain polarity at the lower end, and an inclined surface inclined upward in the outward direction at both sides of the lower end, the battery support means has the same polarity as the lower end of the mounting unit, and the drone A support bar which is movably installed on one side of the stage and on one side of the stage to support the battery of the drone and one side of the replacement battery to move in one direction when the mounting unit approaches and release the supporting state of the battery, It is preferable to include an elastic member interposed between the support bar and one side of the drone or the support bar and the stage to provide elastic force in the direction of the battery or the replacement battery of the drone.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 상부 장착시 배터리 교체구조를 통해 드론의 배터리를 직접 교환하여 드론의 운용효율을 극대화시킬 수 있으면서도 드론의 인입, 인출을 위해 가동천장부가 일방향으로 슬라이딩 이동되더라도 가동천장부 하부에 설치된 배터리 교환유닛이 고정벽부 또는 가동벽부에 간섭되지 않아 배터리 교환작업이 용이하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, even if the drone's battery is directly exchanged through the battery replacement structure when the upper part is mounted, the drone's operating efficiency can be maximized while the movable ceiling is slidingly moved in one direction for the drone to enter and withdraw. There is an effect that the battery replacement unit installed in the fixed wall portion or the movable wall portion does not interfere with the battery replacement operation can be easily made.

그리고, 본 발명은 드론을 운용중인 경우 가동벽부 및 가동천장부를 전개하고, 태양의 위치 또는 광량정보에 따라 그 전개각도를 제어하여 태양광발전효율을 크게 향상시킬 수 있으며, 이로부터 취득한 전기를 축전하여 스테이지에 보관중인 교체배터리를 충전함으로써 전원을 공급하기 위한 별도의 케이블이 요구되지 않아 휴대성을 향상시킬 수 있고, 드론에 충분한 전력의 배터리를 지속적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can expand the movable wall part and the movable ceiling part when the drone is being operated, and can greatly improve the photovoltaic power generation efficiency by controlling the deployment angle according to the location or light quantity information of the sun, and accumulate electricity obtained therefrom. By charging the replacement battery stored in the stage, a separate cable for supplying power is not required, thereby improving portability, and it is effective in continuously supplying a battery of sufficient power to the drone.

또한, 장착유닛이 접근하는 경우 지지수단에 의한 배터리의 지지상태가 해제되도록 함으로써 배터리의 장착동작이 매우 용이하면서도 드론에 장착된 배터리 또는 스테이지에 보관중인 배터리를 안정적으로 지지할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the mounting unit is approached, the supporting state of the battery is released by the supporting means, so that the mounting operation of the battery is very easy, and it is possible to stably support the battery mounted on the drone or the battery stored in the stage.

도1은 종래의 드론 스테이션을 개략적으로 도시한 도면,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션을 도시한 도면,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션의 평면도,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 교체유닛의 장착유닛을 확대도시한 도면,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 가동천장부 및 가동벽부가 전개되는 상태를 도시한 도면,
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 교체유닛이 드론의 배터리를 인출한 후 교체배터리를 파지하기 위해 하방으로 이동되는 상태를 도시한 도면,
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 교체유닛이 교체배터리를 파지하는 상태를 도시한 도면,
도8은 본 발명의 일실시예에 따른 회전플레이트가 회전함과 아울러 가동천장부 및 가동벽부의 각도가 조절되는 상태를 도시한 도면.1 is a view schematically showing a conventional drone station,
2 is a view showing a drone station having a top-mounted battery replacement structure according to an embodiment of the present invention;
3 is a plan view of a drone station having a top-mounted battery replacement structure according to an embodiment of the present invention,
Figure 4 is an enlarged view showing a mounting unit of the battery replacement unit according to an embodiment of the present invention,
Figure 5 is a view showing a state in which the movable ceiling portion and the movable wall portion according to an embodiment of the present invention,
6 is a view showing a state in which the battery replacement unit according to an embodiment of the present invention is moved downward to grip the replacement battery after taking out the battery of the drone;
7 is a view showing a state in which the battery replacement unit grips the replacement battery according to an embodiment of the present invention,
8 is a view showing a state in which the rotation plate according to an embodiment of the present invention rotates and the angles of the movable ceiling part and the movable wall part are adjusted.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션을 도시한 도면이고, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션의 평면도이며, 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 교체유닛의 장착유닛 및 지지수단을 확대도시한 도면이다.2 is a view showing a drone station having a top-mounted battery replacement structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view of a drone station having a top-mounted battery replacement structure according to an embodiment of the present invention 4 is an enlarged view showing a mounting unit and a supporting means of a battery replacement unit according to an embodiment of the present invention.

도2 내지 도4에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션(1)은 하우징(10)과, 태양광 발전부(20)와, 배터리 교체유닛(30) 및 제어부(40)를 포함하여 구성된다.2 to 4, the drone station 1 having a top-mounted battery replacement structure according to an embodiment of the present invention includes a housing 10, a solar power generation unit 20, and a battery replacement unit ( 30) and a control unit 40.

하우징(10)은 스테이지(11)와, 스테이지(11)의 일측에 수직하게 설치되는 고정벽부(12)와, 스테이지(11)의 다른 일측에 수직하게 설치되는 복수의 가동벽부(13)와, 가동벽부(13)에 회전력을 제공하는 제1 회전력제공수단(14)과, 고정벽부(12)의 일측에 이동가능하게 설치되는 가동천장부(15) 및 가동천장부(15)에 이동력을 제공하는 이동력제공수단(16)을 포함하여 구성되며, 전체적인 외형을 이룸과 아울러 드론을 수용하고, 드론의 배터리 장착공간을 제공하는 역할을 한다.The housing 10 includes a stage 11, a fixed wall portion 12 vertically installed on one side of the stage 11, and a plurality of movable wall portions 13 vertically installed on the other side of the stage 11, A first rotational force providing means (14) for providing a rotational force to the movable wall portion (13), and a movable ceiling portion (15) and a movable ceiling portion (15) which are movably installed on one side of the fixed wall portion (12) to provide the moving force It is configured to include a moving force providing means (16), and serves to accommodate the drone as well as to achieve the overall appearance, and to provide a battery mounting space for the drone.

스테이지(11)는 설치대상영역에 고정설치되는 베이스 플레이트(11a)와, 베이스 플레이트(11a)의 상부에 회전가능하게 설치되는 회전플레이트(11b) 및 회전플레이트(11b)에 회전력을 제공하는 구동수단(11c)을 포함하여 구성되며, 드론이 착륙하는 안착영역을 제공함과 아울러 드론의 배터리를 교체하는 경우 드론을 안정적으로 지지함으로써 드론의 배터리 교체 작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 역할을 한다.The stage 11 is a base plate 11a fixedly installed in the installation target area, a rotation plate 11b rotatably installed on the upper portion of the base plate 11a, and a driving means for providing rotational force to the rotation plate 11b It is configured to include (11c), and provides a seating area for the drone to land, and also serves to facilitate the drone's battery replacement work by stably supporting the drone when replacing the drone's battery.

베이스 플레이트(11a)는 앞서 설명한 바와 같이 설치대상영역에 고정설치되어 상부에 회전가능하게 설치되는 회전플레이트(11b)를 안정적으로 지지하는 역할을 한다.The base plate 11a serves to stably support the rotating plate 11b which is fixedly installed in the installation target area and rotatably installed on the upper portion as described above.

여기서, 베이스 플레이트(11a)는 일정면적을 갖는 사각형상의 판 형상으로 형성될 수 있으나, 내부에 축전지를 수용하고자 하는 경우 도2에서 보는 바와 같이 박스형상으로도 형성될 수 있다.Here, the base plate 11a may be formed in a rectangular plate shape having a predetermined area, but may also be formed in a box shape as shown in FIG. 2 in order to accommodate the storage battery therein.

회전플레이트(11b)는 대략 사각형상의 플레이트 형상으로 형성되고, 상면에 드론이 안착하는 안착영역이 형성되며, 고정벽부(12), 가동벽부(13) 및 제1 회전력제공수단(14)의 설치영역을 제공하는 역할을 한다.The rotating plate 11b is formed in a substantially rectangular plate shape, a seating area where a drone sits on an upper surface is formed, and an installation area of the fixed wall part 12, the movable wall part 13 and the first rotational force providing means 14 It serves to provide.

그리고, 회전플레이트(11b)는 베이스 플레이트(11a)의 회전가능하게 설치되어 후술하는 제어부(40)의 제어신호에 의해 회전함에 따라 태양광 발전부(20)의 태양광 발전 패널이 태양과 대응되는 방향을 바라보도록 하여 태양광 발전부(20)의 발전효율이 향상되도록 하는 역할을 한다.Then, the rotating plate 11b is rotatably installed on the base plate 11a and rotated by a control signal from the control unit 40 to be described later, so that the photovoltaic panel of the photovoltaic unit 20 corresponds to the sun. It serves to improve the power generation efficiency of the photovoltaic power generation unit 20 by looking in the direction.

아울러, 회전플레이트(11b)는 상면 일측 중 드론의 안착영역을 표시하기 위한 링 형상의 모양이 형성되고, 안착영역 일측에는 다수의 유도등(11ba)이 설치되어 드론이 착륙하는 경우 유도등(11ba)에 의해 안착영역에 정확하게 안착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the rotating plate (11b) is formed in the shape of a ring for displaying the seating area of the drone on one side of the upper surface, a plurality of guide lights (11ba) is installed on one side of the seating area, when the drone lands on the guide light (11ba) It is desirable to ensure that it is accurately seated in the seating area.

또한, 회전플레이트(11b)는 상면 일측에 교체배터리가 수용된 복수개의 배터리 수용공간(11bb)이 형성된다.In addition, the rotating plate 11b has a plurality of battery accommodating spaces 11bb in which replacement batteries are accommodated on one side of the upper surface.

구동수단(11c)은 베이스 플레이트(11a)의 일측에 설치되고, 일측이 회전플레이트(11b)의 하부 일측에 연결되어 회전플레이트(11b)에 회전력을 제공하는 것으로서, 회전플레이트(11b)의 정밀한 회전량을 제어할 수 있도록 스텝모터가 사용되는 것이 바람직하다.The driving means (11c) is installed on one side of the base plate (11a), one side is connected to the lower side of the rotating plate (11b) to provide a rotational force to the rotating plate (11b), the precise rotation of the rotating plate (11b) It is preferable that a step motor is used to control the total amount.

고정벽부(12)는 내면 일측에 함몰됨과 아울러 상하방향으로 형성된 회피홈(12a)이 형성되어 단면이 대략 "ㄷ"자 형상으로 형성되고, 회전플레이트(11b)의 상면 일측 중 어느 한 모서리로부터 상방으로 수직하게 설치된다.The fixed wall portion 12 is recessed on one side of the inner surface, and an evasion groove 12a formed in the vertical direction is formed so that the cross section is formed in a substantially “c” shape, and is upward from any one edge of one side of the upper surface of the rotating plate 11b. It is installed vertically.

이러한 고정벽부(12)는 스테이지(11)의 상면으로부터 수직하게 배치되어 후술하는 가동벽부(13)와 함께 측벽을 이루고, 가동천장부(15)가 이동하는 경우 이를 지지함과 아울러 가동천장부(15)의 이동을 가이드하여 가동천장부(15)가 안정적으로 이동하도록 하는 역할을 한다.The fixed wall portion 12 is vertically arranged from the upper surface of the stage 11 to form a side wall with the movable wall portion 13 to be described later, and when the movable ceiling portion 15 moves, it supports the movable ceiling portion 15 By guiding the movement of the movable ceiling portion 15 serves to stably move.

또한, 고정벽부(12)는 앞서 설명한 바와 같이 내면 일측에 회피홈(12a)이 형성되는 바 가동천장부(15)가 외측방향으로 이동하는 경우 가동천장부(15)의 하부에 설치된 배터리 교체유닛(30)이 회피홈(12a)에 인입될 수 있도록 하는 역할을 한다.In addition, as described above, the fixed wall part 12 is formed with an evasion groove 12a on one side of the inner surface. When the movable ceiling part 15 moves in the outer direction, the battery replacement unit 30 installed under the movable ceiling part 15 ) Serves to be introduced into the evasion groove (12a).

이는 가동천장부(15) 이동시 배터리 교체유닛(30)과의 간섭 또는 충돌을 미연에 방지하여 가동천장부(15)의 이동동작이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 것, 다시 말하면, 이동식 가동천장부(15)의 하부에 배터리 교체유닛(30)이 설치될 수 있도록 하고, 이로 인해 드론의 인입, 인출이 가능하면서도 가동천장부(15) 하부에 설치되는 배터리 교체 유닛으로 인해 상부 장착식 배터리 교체구조가 가능하도록 하는 구조를 제공한다.This prevents interference or collision with the battery replacement unit 30 when the movable ceiling unit 15 is moved, so that the movable operation of the movable ceiling unit 15 can be easily performed, that is, the movable movable ceiling unit 15 A structure that allows the battery replacement unit 30 to be installed in the lower portion, thereby allowing the drone to be drawn in and out, while enabling the upper-mounted battery replacement structure due to the battery replacement unit installed in the lower portion of the movable ceiling 15 Provides

또한, 고정벽부(12)는 상면 일측에 가동천장부(15)가 이동가능하게 결합되는 레일(12b)이 설치된다.In addition, the fixed wall portion 12 is provided with a rail 12b to which the movable ceiling portion 15 is movably coupled to one side of the upper surface.

가동벽부(13)는 복수개가 회전플레이트(11b)의 모서리 중 고정벽부(12)가 설치되지 않은 모서리에 각각 회전플레이트(11b)의 내외측 방향으로 회전가능하게 설치되고, 스테이지(11) 상면에 수직으로 배치된 상태에서 드론이 안착영역으로 진입하는 경우 또는 드론 운용시 외측방향으로 회전하여 전개됨으로써 드론이 안착영역으로 쉽게 인입할 수 있도록 함과 아울러 드론 운용시 후술하는 태양광 발전부(20)에서 태양광 발전을 통해 전력을 취득할 수 있도록 하는 역할을 한다.A plurality of movable wall portions 13 are rotatably installed in the inner and outer directions of the rotating plate 11b, respectively, at corners where the fixed wall portions 12 are not installed, among the edges of the rotating plate 11b, and on the upper surface of the stage 11 When the drone enters the seating area in a vertically arranged state or when the drone is operated, it is rotated and deployed outward so that the drone can easily enter the seating area and the photovoltaic power generation unit 20 described later when the drone is operated. Plays a role in enabling power to be acquired through solar power generation.

제1 회전력제공수단(14)은 일반적인 실린더가 사용될 수 있으며, 실린더본체가 회전플레이트(11b)의 일측에 설치되고, 실린더로드의 단부가 가동벽부(13)의 외측면 일측에 연결되어 가동벽부(13)에 회전력을 제공하는 역할을 한다.As the first rotational force providing means 14, a general cylinder may be used, the cylinder body is installed on one side of the rotating plate 11b, and the end of the cylinder rod is connected to one side of the outer surface of the movable wall portion 13 to move the wall portion ( 13) serves to provide rotational force.

가동천장부(15)는 대략 플레이트 형상으로 형성되고, 고정벽부(12)의 상부에 슬라이딩 이동가능하게 설치되며, 고정벽부(12)의 상부에 스테이지(11)의 내외측방향으로 이동가능하게 설치된다.The movable ceiling portion 15 is formed in a substantially plate shape, is slidably installed on the top of the fixed wall portion 12, and is movably installed on the top and bottom of the fixed wall portion 12 in the inward and outward direction of the stage 11. .

이러한 가동천장부(15)는 고정벽부(12) 및 복수의 가동벽부(13) 상부에 배치되어 회전플레이트(11b), 고정벽부(12) 및 복수의 가동벽부(13)에 의해 형성된 공간 상부를 차폐하고, 드론이 안착영역으로 진입하는 경우 또는 드론 운용시 외측방향으로 이동되어 드론이 안착영역으로 쉽게 인입할 수 있도록 함과 아울러 드론 운용시 후술하는 태양광 발전부(20)에서 태양광 발전을 통해 전력을 취득할 수 있도록 하는 역할을 한다.The movable ceiling portion 15 is disposed on the fixed wall portion 12 and the plurality of movable wall portions 13 to shield the upper portion of the space formed by the rotating plate 11b, the fixed wall portion 12, and the plurality of movable wall portions 13 In addition, when the drone enters the seating area or when the drone is operated, it is moved outward so that the drone can easily enter the seating area. It plays a role in enabling electric power to be acquired.

즉, 가동천장부(15)는 드론이 안착영역에 위치한 상태에서 드론의 상부에 배치되고, 그 하부에 설치되는 배터리 교체유닛(30)을 지지함에 따라 배터리 교체유닛(30)에 의해 드론의 배터리를 상부에서 장착할 수 있도록 한다.That is, the movable ceiling unit 15 is disposed on the upper part of the drone in a state where the drone is located in the seating area, and supports the battery replacement unit 30 installed at the lower part thereof, thereby supporting the battery of the drone by the battery replacement unit 30. Make it mountable from the top.

그리고, 가동천장부(15)는 가동벽부(13)의 상부에 스테이지(11)의 내외측방향으로 이동가능하게 설명되면서 스테이지(11)의 외측방향으로 이동된 경우 상하방향으로 회전가능하게 설치된다.In addition, the movable ceiling portion 15 is rotatably installed in the vertical direction when moved in the outer direction of the stage 11 while being described to be movable in the inner and outer directions of the stage 11 on the upper portion of the movable wall portion 13.

이동력제공수단(16)은 고정벽부(12)의 상부 일측에 설치되고, 일측이 가동천장부(15)의 저면 일측에 연결되어 가동천장부(15)가 스테이지(11)의 내외측방향으로 이동될 수 있도록 이동력을 제공하는 역할을 하는 것으로서, 일반적인 랙피니언 구조가 사용될 수 있다.The moving force providing means 16 is installed on one side of the upper portion of the fixed wall portion 12, and one side is connected to one side of the bottom surface of the movable ceiling portion 15 so that the movable ceiling portion 15 can be moved in and out of the stage 11 As a role of providing a moving force to enable, a general rack pinion structure may be used.

제2 회전력제공수단(17)은 일반적인 실린더가 사용될 수 있으며, 고정벽부(12)의 상단 내부에 삽입설치되고, 실린더로드가 신장하는 경우 고정벽부(12)의 상방으로 노출되어 고정벽부(12)의 저면 일측을 상방으로 가압함으로써 고정벽부(12)에 회전력을 제공하는 역할을 한다.As the second rotational force providing means 17, a general cylinder can be used, and is installed inside the upper end of the fixed wall portion 12, and when the cylinder rod is extended, the fixed wall portion 12 is exposed above the fixed wall portion 12 By pressing one side of the bottom surface upward, it serves to provide a rotational force to the fixed wall portion 12.

이러한 제2 회전력제공수단(17)은 드론 운용시 스테이지(11)의 외측방향으로 이동된 고정벽부(12)의 저면 일측을 상방으로 가압하여 고정벽부(12)의 각도를 조절하는 것으로서, 후술하는 제어부(40)의 제어신호에 의해 고정벽부(12)의 각도를 조절하여 태양으로부터 입사되는 광량이 증대되도록 함에 따라 발전효율이 향상되도록 하는 역할을 한다.The second rotation force providing means 17 is to adjust the angle of the fixed wall portion 12 by pressing one side of the bottom surface of the fixed wall portion 12 moved to the outside direction of the stage 11 when the drone is operated, which will be described later. By controlling the angle of the fixed wall portion 12 by the control signal of the control unit 40, the amount of light incident from the sun increases so that the power generation efficiency is improved.

태양광 발전부(20)는 가동천장부(15)의 상면과, 복수의 가동벽부(13) 내면에 설치되는 태양광발전패널(21)과, 태양광발전패널(21)로부터 취득한 전기를 축전하는 축전부(22)를 포함하여 구성되며, 드론 운용시 태양광발전패널(21)을 통해 태양광 발전하여 교체배터리를 충전하기 위한 전기를 취득하는 역할을 한다.The photovoltaic power generation unit 20 accumulates electricity obtained from the photovoltaic panel 21 and the photovoltaic panel 21 provided on the upper surface of the movable ceiling portion 15, the inner surfaces of the plurality of movable wall portions 13, and It comprises a power storage unit 22, and serves to acquire electricity for charging a replacement battery by photovoltaic power generation through a photovoltaic panel 21 during drone operation.

그리고, 상기한 태양광 발전부(20)는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것임이 자명한 것으로서, 구체적인 구성설명은 생략하도록 한다.In addition, it is obvious that the above-described photovoltaic power generation unit 20 is known to such a degree that it can be purchased and used commercially for those skilled in the art, and detailed configuration descriptions will be omitted. .

배터리 교체유닛(30)은 가동천장부(15)의 저면에 X,Y,Z축으로 이동가능하게 설치되는 장착유닛(31)과, 드론의 일측 및 스테이지(11)의 일측에 설치되는 배터리 지지수단(32)을 포함하여 구성되며, 드론에 장착된 배터리 또는 스테이지(11)의 일측에 보관중인 배터리의 일측을 지지하여 배터리의 장착 또는 보관위치가 변위되는 것을 방지함과 아울러 드론이 안착영역에 착륙하고 교체신호를 발신하는 경우 교체신호에 따라 드론의 배터리를 스테이지(11) 일측에 보관된 교체배터리로 교체하는 역할을 한다.The battery replacement unit 30 includes a mounting unit 31 that is movably installed on the bottom surface of the movable ceiling unit 15 in the X, Y, and Z axes, and a battery support means installed on one side of the drone and one side of the stage 11 It is composed of (32), and supports one side of the battery mounted on the drone or the battery being stored on one side of the stage 11 to prevent the battery from being mounted or the storage position being displaced, and the drone lands in the seating area. When the replacement signal is transmitted, the drone's battery is replaced with a replacement battery stored on one side of the stage 11 according to the replacement signal.

장착유닛(31)은 상단부가 가동천장부(15)의 저면에 X,Y축으로 이동가능하게 설치되고 길이방향으로 신축하는 이동암(31a)과, 이동암(31a)의 하단부에 결합되어 배터리를 파지하는 파지부(31b)를 포함하여 구성될 수 있으며, 드론에 장착된 배터리를 인출한 후 스테이지(11)에 보관중인 교체배터리를 드론에 장착하는 역할을 한다.The mounting unit 31 is coupled to the lower end of the movable arm 31a and the movable arm 31a which is movably installed on the bottom surface of the movable ceiling unit 15 in the X and Y axis and expands and contracts in the longitudinal direction. It may be configured to include a grip portion (31b), and after taking out the battery mounted on the drone serves to mount the replacement battery stored in the stage 11 to the drone.

여기서, 파지부(31b)는 대략 배터리의 형상과 대응되는 직육면체 형상으로 형성되고, 하단부 외측부에 외측방향으로 상향 경사진 원통형상으로 형성되며, 하단부 양측부에 외측방향으로 상형경사지 경사면(31ba)이 형성된다.Here, the gripping portion 31b is formed in a rectangular parallelepiped shape corresponding to the shape of the battery, and is formed in a cylindrical shape inclined upward in an outer direction on the outer side of the lower portion, and an upper sloped inclined surface 31ba on both sides of the lower portion. Is formed.

그리고, 파지부(31b)는 특정 극성을 갖는 자성체로 형성되는 바 자성에 의해 금속재질의 배터리 외면에 결합되어 배터리를 파지하는 역할을 한다.In addition, the holding part 31b is formed of a magnetic material having a specific polarity, and is coupled to the outer surface of the battery made of metal by magnetism, thereby serving to grip the battery.

배터리 지지수단(32)은 장착유닛(31)의 하단부와 동일한 극성을 갖는 자성체로 형성되고, 드론의 일측 또는 교체배터리가 수용되는 스테이지(11)의 일측에 배터리의 내외측방향으로 이동가능하게 설치된다.The battery support means 32 is formed of a magnetic body having the same polarity as the lower end of the mounting unit 31, and is movably installed on one side of the drone or on one side of the stage 11 where the replacement battery is accommodated, in the inner and outer directions of the battery. do.

이러한, 배터리 지지수단(32)은 드론의 배터리 또는 교체배터리의 일측을 지지하여 배터리의 장착상태가 견고하게 유지되도록 함과 아울러 장착유닛(31)이 접근하는 경우 배터리의 외측방향으로 이동하여 배터리의 지지상태를 해제함으로써 배터리의 교체작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 역할을 한다.The battery support means 32 supports one side of the drone's battery or the replacement battery so that the mounting state of the battery is firmly maintained, and when the mounting unit 31 approaches, it moves to the outer side of the battery to move the battery. By releasing the support state, it serves to facilitate the replacement of the battery.

보다 상술하면, 배터리 지지수단(32)은 파지부(31b)와 동일한 극성을 갖고 드론의 일측 및 스테이지(11)의 일측에 이동가능하게 설치되는 지지바(32a)와, 지지바(32a)와 드론의 일측 또는 지지바(32a)와 스테이지(11)의 일측 사이에 개재되어 지지바(32a)에 배터리 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재(32b)를 포함하여 구성된다.In more detail, the battery support means 32 has the same polarity as the gripping portion 31b, and a support bar 32a and a support bar 32a which are movably installed on one side of the drone and one side of the stage 11, It comprises an elastic member 32b interposed between one side of the drone or the support bar 32a and one side of the stage 11 to provide elastic force in the battery direction to the support bar 32a.

이때, 지지바(32a)는 단부 일측에 파지부(31b)의 경사면(31ba)과 대향되는 경사부(32aa)가 형성, 즉 단부에 배터리의 내측방향으로 하향경사지게 형성되는 경사부(32aa)가 형성되는 바 파지부(31b)가 배터리를 파지한 상태에서 접근하는 경우 배터리의 하부 일측이 경사부(32aa)에 지지된 상태로 진입함에 따라 배터리의 외측방향으로 쉽게 이동되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, the support bar 32a is formed with an inclined portion 32aa facing the inclined surface 31ba of the gripping portion 31b on one side of the end, that is, an inclined portion 32aa formed to be inclined downward in the inner direction of the battery at the end. When the gripping portion 31b is approached in a state where the battery is gripped, it is preferable that the lower side of the battery is easily moved in the outward direction of the battery as it enters a state supported by the inclined portion 32aa.

또한, 지지바(32a)는 파지부(31b)가 접근하는 경우 파지부(31b)의 경사면(31ba)과 경사부(32aa)가 대향되어 그 면적에 의해 척력이 보다 큰힘으로 가해지면서 배터리의 외측방향으로 보다 쉽게 이동될 수 있다.In addition, when the gripping portion 31b approaches the support bar 32a, the inclined surface 31ba and the inclined portion 32aa of the gripping portion 31b are opposed to each other so that the repulsive force is applied with a greater force by the area, and thus the outer side of the battery. It can be moved more easily in the direction.

제어부(40)는 제1 회전력제공수단(14)과, 제2 회전력제공수단(17), 구동수단(11c) 및 이동력제공수단(16)과 전기적으로 연결되어 이들 구성의 동작을 제어하는 것으로서, 외부로부터 제공되는 태양의 위치정보 또는 입사되는 광량 정보에 기초하여 태양의 위치를 식별하고, 이에 기초하여 제1 회전력제공수단(14), 제2 회전력제공수단(17), 구동수단(11c) 및 이동력제공수단(16)을 제어, 즉 가동천장부(15) 및 가동벽부(13)가 태양과 마주하도록 회전플레이트(11b)를 회전하고, 가동천장부(15) 및 가동벽부(13)의 각도를 조절함으로써 태양광발전패널(21)에 보다 많은 양의 광이 입사되도록 하여 태양광 발전효율이 크게 향상될 수 있도록 하는 역할을 한다.The control unit 40 is electrically connected to the first rotating force providing means 14, the second rotating force providing means 17, the driving means 11c and the moving force providing means 16 to control the operation of these components. , Identifies the position of the sun based on the position information of the sun provided from the outside or the amount of incident light, and based on this, the first rotational force providing means 14, the second rotational force providing means 17, and the driving means 11c And control the moving force providing means 16, that is, the movable ceiling part 15 and the movable wall part 13 rotate the rotating plate 11b so as to face the sun, and the angle of the movable ceiling part 15 and the movable wall part 13 By controlling the light, a larger amount of light is incident on the photovoltaic panel 21, so that the photovoltaic power generation efficiency can be greatly improved.

도5는 본 발명의 일실시예에 따른 가동천장부 및 가동벽부가 전개되는 상태를 도시한 도면이고, 도6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 교체유닛이 드론의 배터리를 인출하기 위해 하방으로 이동되는 상태를 도시한 도면이며, 도7은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 교체유닛이 드론의 배터리를 파지하는 상태를 도시한 도면이며, 도8은 본 발명의 일실시예에 따른 회전플레이트가 회전함과 아울러 가동천장부 및 가동벽부의 각도가 조절되는 상태를 도시한 도면이다.5 is a view showing a state in which the movable ceiling part and the movable wall part are deployed according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a battery replacement unit according to an embodiment of the present invention, in a downward direction to withdraw the battery of the drone FIG. 7 is a view showing a state in which the battery replacement unit grips a drone battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a rotating plate according to an embodiment of the present invention. It is a view showing a state in which the angle of the movable ceiling part and the movable wall part is adjusted while rotating.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션(1)의 동작을 첨부된 도5 내지 도8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.When explaining the operation of the drone station 1 having a top-mounted battery replacement structure according to an embodiment of the present invention having such a configuration with reference to FIGS. 5 to 8 as follows.

드론의 진입신호가 감지되는 경우 제어부(40)에서 제어신호를 발생함에 따라 가동벽부(13)가 제1 회전력제공수단(14)에 의해 외측방향으로 전개되고, 가동천장부(15)가 이동력제공수단(16)에 의해 스테이지(11)의 외측방향으로 이동된다.When the entrance signal of the drone is detected, as the control signal is generated by the control unit 40, the movable wall portion 13 is deployed outward by the first rotational force providing means 14, and the movable ceiling portion 15 provides the moving force. It is moved outwardly of the stage 11 by means 16.

이후, 드론이 스테이지(11) 상부에 설치된 유도등(11ba)에 의해 스테이지(11) 상면 중 안착영역에 착륙하면, 전개된 가동벽부(13) 및 가동천장부(15)가 초기 위치로 복귀한다.Thereafter, when the drone lands on the seating area of the upper surface of the stage 11 by the guide lamp 11ba installed on the stage 11, the deployed movable wall portion 13 and the movable ceiling portion 15 return to their initial positions.

가동벽부(13) 및 가동천장부(15)가 초기 위치로 복귀한 후 배터리 교체신호가 감지되면, 배터리 장착유닛(31)은 드론의 일측 중 배터리가 설치된 영역과 대응되는 위치로 이동하고, 하방으로 이동한다.When the battery replacement signal is detected after the movable wall portion 13 and the movable ceiling portion 15 return to the initial position, the battery mounting unit 31 moves to a position corresponding to the area where the battery is installed among one side of the drone, and moves downward. Move.

이때, 파지부(31b)와 동일한 극성을 갖는 배터리 지지수단(32)이 배터리의 외측방향으로 이동되어 배터리 지지수단(32)에 의한 배터리의 지지상태가 해제되며, 파지부(31b)는 자성에 의해 금속재질의 배터리를 파지한 후 상방으로 이동하여 드론의 배터리를 외부로 인출한다.At this time, the battery support means 32 having the same polarity as the gripping part 31b is moved to the outer side of the battery to release the support state of the battery by the battery support means 32, and the gripping part 31b is magnetic. After gripping the metal battery, the battery is moved upward and the drone battery is taken out.

다음, 배터리 교체유닛(30)은 스테이지(11)의 일측, 즉 회전플레이트(11b)의 일측 중 보관중인 교체배터리와 대응되는 위치로 이동되고, 하방으로 이동한다.Next, the battery replacement unit 30 is moved to a position corresponding to the replacement battery being stored among one side of the stage 11, that is, one side of the rotating plate 11b, and moves downward.

이때, 교체배터리의 파지방법은 위에서 설명한 드론의 배터리 파지방법과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.At this time, the method of holding the replacement battery is the same as the method of holding the battery of the drone described above, so a description thereof will be omitted.

교체배터리를 파지한 배터리 장착유닛(31)은 드론의 배터리 장착위치와 대응되는 위치로 이동되고, 하방으로 이동하여 파지한 배터리를 드론의 일측 중 배터리 장착위치에 삽입하는데, 이때 배터리가 배터리 장착위치로 진입하는 과정에서 지지수단의 경사부(32aa)에 지지된 상태로 진입함에 따라 지지수단이 배터리의 외측방향으로 밀려나면서 배터리가 배터리 장착위치에 쉽게 인입된다.The battery mounting unit 31 holding the replacement battery is moved to a position corresponding to the battery mounting position of the drone, and moved downward to insert the gripped battery into the battery mounting position of one side of the drone, wherein the battery is installed in the battery mounting position. As the support means is pushed outward in the direction of the battery as it enters into a state supported by the inclined portion 32aa of the support means in the process of entering the battery, the battery is easily drawn into the battery mounting position.

이와 같이 배터리 교체가 완료되면, 가동천장부(15) 및 가동벽부(13)가 전개된 후 드론이 재운용된다.When the battery replacement is completed as described above, the drone is re-operated after the movable ceiling unit 15 and the movable wall unit 13 are deployed.

한편, 드론으로부터 인출한 배터리는 교체배터리가 위치했던 스테이지(11)의 일측에 수용하고, 드론 운용시간동안 충전하게 되는데, 충전전력은 본 실시예에 따른 태양광발전부에서 취득한 전력을 통해 충전하게 된다.On the other hand, the battery withdrawn from the drone is accommodated on one side of the stage 11 where the replacement battery was located, and is charged during the drone operation time, and the charging power is charged through the electric power obtained from the solar power generation unit according to this embodiment. do.

이에 본 실시예에 따른 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션(1)은 드론 운영시 가동천장부(15) 및 가동벽부(13)가 전개된 상태를 유지하고, 제어부(40)의 제어신호에 따라 그 각도가 조절된다.Accordingly, the drone station 1 having an upper-mounted battery replacement structure according to the present embodiment maintains a state in which the movable ceiling unit 15 and the movable wall unit 13 are deployed during the operation of the drone, and is controlled by the control signal of the control unit 40. The angle is adjusted accordingly.

다시 말하면, 제어부(40)는 외부로부터 제공되는 태양의 위치정보 또는 입사되는 광량정보에 따라 현재 태양의 위치를 분석하고, 분석된 태양의 위치에 따라 구동수단(11c)을 제어하여 회전플레이트(11b)를 회전함과 아울러 태양의 고도에 따라 제1 회전력제공수단(14) 및 제2 회전력제공수단(17)을 제어하여 가동천장부(15) 및 가동벽부(13)의 각도를 제어한다.In other words, the controller 40 analyzes the position of the current sun according to the position information of the sun provided from the outside or the amount of incident light, and controls the driving means 11c according to the analyzed position of the sun to rotate the rotating plate 11b ) And control the first rotational force providing means 14 and the second rotational force providing means 17 according to the altitude of the sun to control the angles of the movable ceiling part 15 and the movable wall part 13.

이에 가동천장부(15) 및 가동벽부(13)의 상면 및 외면에 부착된 태양광발전패널(21)에 입사되는 광량이 크게 증가하면서 태양광발전효율이 향상되며, 태양광발전부에서 취득한 전기는 축전부(22)에 축전된다.Accordingly, the amount of light incident on the photovoltaic panel 21 attached to the upper and outer surfaces of the movable ceiling portion 15 and the movable wall portion 13 increases significantly, and the photovoltaic power generation efficiency is improved. Power is stored in the power storage unit 22.

그리고, 축전부(22)에 축전된 전기를 배터리 수용공간(11bb)에 수용된 배터리에 공급함으로써 드론의 운용시간동안 교체배터리를 충전하고, 추후 이를 재사용함으로써 휴대성을 극대화시킬 수 있으면서도 장시간 드론을 운용할 수 있는 특징을 갖는다In addition, by supplying electricity stored in the power storage unit 22 to the battery accommodated in the battery storage space 11bb, the replacement battery is charged during the drone's operating time, and later reused to maximize portability while operating the drone for a long time. I have the characteristic that I can do

비록 본 발명이 상기 언급된 일실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned embodiment, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the appended claims will include such modifications or variations that fall within the gist of the present invention.

10 : 하우징 11 : 스테이지
11a : 베이스 플레이트 11b : 회전플레이트
11ba : 유도등 11bb : 배터리 수용공간
11c : 구동수단 12 : 고정벽부
12a : 회피홈 12b : 레일
13 : 가동벽부 14 : 제1 회전력제공수단
15 : 가동천장부 16 : 이동력제공수단
17 : 제2 회전력제공수단 20 : 태양광 발전부
21 : 태양광발전패널 22 : 축전부
30 : 배터리 교환유닛 31 : 장착유닛
31a : 이동암 31b : 파지부
31ba : 경사면 32 : 배터리 지지수단
32a : 지지바 32aa : 경사부
32b : 탄성부재 40 : 제어부10: housing 11: stage
11a: Base plate 11b: Rotation plate
11ba: Induction light 11bb: Battery storage space
11c: drive means 12: fixed wall
12a: Evasion groove 12b: Rail
13: movable wall 14: first rotational force providing means
15: movable ceiling 16: means for providing mobility
17: second rotational force providing means 20: solar power generation unit
21: solar panel 22: power storage
30: battery replacement unit 31: mounting unit
31a: mobile arm 31b: gripping part
31ba: slope 32: battery support means
32a: support bar 32aa: slope
32b: elastic member 40: control unit

Claims (9)

내부에 드론이 수용되는 수용공간이 형성되고, 일측에 교체배터리가 수용되며, 상부에 가동 천장부가 개폐가능하게 형성되는 하우징; 및
상기 하우징의 일측 중 상기 드론의 상부 일측에 X,Y,Z축 방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 드론의 상방에서 상기 드론에 설치된 배터리를 인출한 후 상기 교체배터리를 파지하여 상기 드론에 장착하는 배터리 교체유닛을 포함하되,
상기 배터리 교체유닛은
상기 가동천장부의 저면에 X,Y,Z축 방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 드론에 설치된 배터리를 인출하고, 상기 교체배터리를 파지하여 상기 드론에 장착하는 장착유닛; 및
상기 드론의 일측 및 상기 하우징의 일측에 설치되어 각각 상기 드론의 배터리 및 상기 교체배터리의 일측을 지지하고, 상기 장착유닛이 접근하는 경우 일방향으로 이동하여 배터리의 지지상태가 해제되는 배터리 지지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션.
A housing in which a drone is accommodated is formed inside, a replacement battery is accommodated at one side, and a movable ceiling is opened and closed at the top; And
Mounted on the upper side of the drone in one of the housings in the X, Y, and Z-axis directions, and after removing the battery installed in the drone from above the drone, gripping the replacement battery and mounting it on the drone Includes a battery replacement unit,
The battery replacement unit
A mounting unit mounted on the bottom surface of the movable ceiling part to be movable in the X, Y, and Z axis directions, withdrawing a battery installed in the drone, and gripping the replacement battery to be mounted on the drone; And
It is installed on one side of the drone and one side of the housing to support the battery of the drone and one side of the replacement battery, respectively, and includes battery support means for releasing the support state of the battery by moving in one direction when the mounting unit approaches Drone station having a top-mounted battery replacement structure, characterized in that.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 장착유닛은 하단부가 특정 극성을 갖는 자성체로 형성되고, 하단부 양측부에 외측방향으로 상향경사진 경사면이 형성되며,
상기 배터리 지지수단은
상기 장착유닛의 하단부와 동일한 극성을 갖고, 상기 드론의 일측 및 상기 하우징의 일측에 이동가능하게 설치되어 각각 상기 드론의 배터리 및 상기 교체배터리의 일측을 지지한 상태에서 상기 장착유닛이 접근하는 경우 일방향으로 이동하여 배터리의 지지상태가 해제되는 지지바와;
상기 지지바와 상기 드론의 일측 또는 상기 지지바와 상기 하우징의 일측 사이에 개재되어 상기 드론의 배터리 또는 상기 교체배터리 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션.
According to claim 1,
The mounting unit is formed of a magnetic material having a certain polarity at the lower end, and an inclined surface inclined upward in the outward direction at both sides of the lower end,
The battery support means
One direction when the mounting unit approaches while having the same polarity as the lower end of the mounting unit and movably installed on one side of the drone and one side of the housing to support one side of the drone's battery and the replacement battery, respectively. A support bar that is moved to and the support state of the battery is released;
And an elastic member interposed between one side of the support bar and the drone or one side of the support bar and the housing to provide elastic force in the direction of the battery or the replacement battery of the drone. Drone station.
제1항에 있어서,
상기 하우징은
상면 일측에 상기 드론이 안착되는 안착영역이 형성되고, 상면 중 상기 안착영역 외의 일측에 교체배터리가 수용되는 배터리수용공간이 형성된 스테이지와;
상기 스테이지를 둘러싸도록 형성되는 벽부를 포함하고,
상기 가동 천장부는 상기 벽부의 상부에 슬라이딩 이동가능하게 설치되어 상기 드론이 상기 안착영역으로 진입하는 경우 상기 스테이지의 외측방향으로 이동되어 상기 수용공간을 개폐하는 것을 특징으로 하는 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션.
According to claim 1,
The housing
A stage in which a seating area in which the drone is seated is formed on one side of an upper surface, and a battery accommodating space in which a replacement battery is accommodated in one side of the upper surface outside the seating area;
It includes a wall portion formed to surround the stage,
The movable ceiling portion is slidably installed on the upper portion of the wall portion, and when the drone enters the seating area, the movable ceiling portion is moved to the outer side of the stage to open and close the accommodation space. Having a drone station.
제5항에 있어서,
상기 벽부는
상기 스테이지의 모서리 중 어느 하나의 모서리로부터 상방을 연장형성되고, 내면 일측에 상하방향으로 함몰된 회피홈이 형성된 고정벽부; 및
상기 고정벽부가 형성되지 않은 상기 스테이지의 다른 모서리에 각각 상기 스테이지의 내외측방향으로 회전가능하게 설치되고, 상기 스테이지 상면에 수직으로 배치된 상태에서 상기 드론이 상기 안착영역으로 진입하는 경우 외측방향으로 회전하는 복수의 가동벽부를 포함하고,
상기 가동천장부는 상기 고정벽부의 상부에 슬라이딩 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션.
The method of claim 5,
The wall portion
A fixed wall part extending upward from any one of the corners of the stage and having an evasion groove recessed in the vertical direction on one side of the inner surface; And
When the drone enters the seating area in a state where the fixed wall portion is rotatably installed at the other corner of the stage, which is not formed, respectively, in the inner and outer directions of the stage, and is vertically disposed on the upper surface of the stage. It includes a plurality of movable wall portions that rotate,
The movable ceiling portion is a drone station having a top-mounted battery replacement structure, characterized in that is slidably installed on the fixed wall portion.
제6항에 있어서
일측이 상기 가동벽부 또는 상기 가동천장부 중 적어도 어느 하나에 연결되어 연결된 적어도 어느 하나에 회전력을 제공하는 회전력제공수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션.
The method of claim 6
Drone station having a top-mounted battery replacement structure, characterized in that it comprises a rotating force providing means for providing a rotating force to at least one of which is connected to at least one of the movable wall portion or the movable ceiling portion.
제7항에 있어서,
상기 가동천장부의 상면과, 상기 복수의 가동벽부 내면에 설치되는 태양광발전패널과, 상기 태양광발전패널로부터 취득한 전기를 축전하는 축전부를 포함하는 태양광 발전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션.
The method of claim 7,
The upper mounting, characterized in that it further comprises a photovoltaic panel installed on the upper surface of the movable ceiling portion, the inner surface of the plurality of movable wall portion, and a power storage portion for accumulating electricity obtained from the photovoltaic panel. Drone station with battery replacement structure.
제8항에 있어서,
상기 스테이지는 회전가능하게 설치되고,
외부로부터 제공되는 태양 위치정보 또는 입사되는 광량 정보에 기초하여 상기 스테이지를 회전제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 장착식 배터리 교체구조를 갖는 드론 스테이션.The method of claim 8,
The stage is rotatably installed,
A drone station having a top-mounted battery replacement structure comprising a control unit for rotationally controlling the stage based on solar location information provided from the outside or information on the amount of incident light.
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