KR102181081B1 - Apparatus and method for supplying power of drone - Google Patents

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Abstract

본 발명은 드론의 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 드론의 전원 공급 장치는, 송전선로에서 발생한 전계 에너지를 포집하는 안테나와, 포집한 전계 에너지를 직류 전원으로 변환하는 변환부와, 전원의 공급 루트를 제어하며, 공급 루트는 직류 전원을 배터리에 저장하는 제1 공급 루트 및 직류 전원을 드론 구동용으로 공급하는 제2 공급 루트 중 하나 이상을 포함하는 제어부를 포함한다.
The present invention relates to a power supply apparatus and method for a drone.
A power supply device for a drone according to an embodiment of the present invention includes an antenna that collects electric field energy generated from a transmission line, a conversion unit that converts the collected electric field energy into DC power, and controls a supply route of power. The route includes a controller including at least one of a first supply route for storing DC power in a battery and a second supply route for supplying DC power for driving a drone.

Description

드론의 전원 공급 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPLYING POWER OF DRONE}Drone power supply and method {APPARATUS AND METHOD FOR SUPPLYING POWER OF DRONE}

본 발명은 드론의 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply apparatus and method for a drone.

일반적으로 드론(drone)은 배터리의 전력을 이용하여 모터에 의해 프로펠러를 회전시킴으로써 하늘을 비행하는 비행 유닛을 일컫는다. 드론은 비행 안전성 및 접근성 측면에서 타 비행체 대비 매우 우수하여 그 활용성을 인정받아 전 세계적으로 각광받고 있다. 군수와 우주 항공뿐만 아니라 민간 예를 들어, 아마존, DHL 등에서 드론을 활용한 배송 서비스 상용화를 준비 하는 등 시장이 급성장하고 있으며 드론 기술을 선점하기 위한 경쟁이 가열되고 있다.In general, a drone refers to a flying unit flying in the sky by rotating a propeller by a motor using power from a battery. Drones are very good compared to other aircraft in terms of flight safety and accessibility, and are recognized worldwide for their utility. In addition to military and aerospace, civilians, such as Amazon and DHL, are preparing to commercialize delivery services using drones, and the market is rapidly growing, and competition for preoccupying drone technology is heating up.

드론은 크기 중량에 따라 차이는 있으나, 배터리가 완전 충전된 상태에서 약 10분 내지 30분 정도의 비행이 가능하고, 이러한 드론을 비행시키기 위해서는 배터리의 소모에 따라, 배터리를 지속적으로 교체하여야 한다는 단점이 있다.Drones vary according to size and weight, but they can fly for about 10 to 30 minutes while the battery is fully charged, and in order to fly such a drone, the battery must be replaced continuously depending on the consumption of the battery. There is this.

또한 전자파란, 전기가 흐르면서 진동이 일어날 때, 그 주위에는 전기장과 자기장이 동시에 발생하는데, 이것이 주기적으로 바뀌면서 생기는 파동을 말한다. 전기장(전계)과 자기장(자계)이 상호작용으로 조합하여 빛의 속도와 같이 공간에 방사되는 파동으로 먼 곳까지 전파되며, 주파수(1초에 진동하는 횟수)에 따라, 극 저주파, 라디오파, TV파, 마이크로파, 적외선, 가시광선, 자외선, X-선, 감마선으로 나눈다. 주파수가 높을수록 파장이 짧아지며, 전자파가 갖는 에너지는 증가한다. 다양한 전자파 중 주파수가 300Hz 이하로 매우 낮은 전자파 범위에서 발생하는 것을 극저주파 전자계라고 하며, 우리가 사용하는 가전제품이나 송전선로에서 나오는 것이 이에 속한다.In addition, electromagnetic waves are waves that occur when vibration occurs while electricity flows, and an electric field and a magnetic field are simultaneously generated around it, which is periodically changed. An electric field (electric field) and a magnetic field (magnetic field) are combined in an interaction and propagated to a distant place as a wave radiated into space like the speed of light. Depending on the frequency (the number of oscillations per second), extremely low frequencies, radio waves, It is divided into TV wave, microwave, infrared, visible, ultraviolet, X-ray, and gamma ray. The higher the frequency, the shorter the wavelength and the energy of the electromagnetic wave increases. Among various electromagnetic waves, those that occur in a very low range of electromagnetic waves with a frequency of 300 Hz or less are called ultra-low frequency electromagnetic fields, and those generated from home appliances or transmission lines that we use belong to this.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The above-described background technology is technical information possessed by the inventors for derivation of the present invention or acquired during the derivation process of the present invention, and is not necessarily known to be publicly known prior to filing the present invention.

국내 공개특허공보 제2017-0143046호Korean Patent Publication No. 2017-0143046

전술한 문제점 및/또는 한계를 해결하기 위해 안출된 것으로, 사용자가 직접 배터리에 충전기를 연결하지 않더라도 송전선로 주변의 전기장으로부터 에너지를 포집한 후 전원으로 변환하여 드론에 전원을 공급함과 동시에 탑재된 배터리를 상시 충전하는데 일 목적이 있다.It was devised to solve the above problems and/or limitations, and even if the user does not directly connect the charger to the battery, it collects energy from the electric field around the transmission line and converts it to power to supply power to the drone and at the same time mounted battery It has a purpose to always charge.

본 발명의 일 실시 예에 따른 드론의 전원 공급 장치는, 송전선로에서 발생한 전계 에너지를 포집하는 안테나; 포집한 상기 전계 에너지를 직류 전원으로 변환하는 변환부; 및 상기 전원의 공급 루트를 제어하며, 상기 공급 루트는 상기 직류 전원을 배터리에 저장하는 제1 공급 루트 및 상기 직류 전원을 드론 구동용으로 공급하는 제2 공급 루트 중 하나 이상을 포함하는 제어부;를 포함할 수 있다.A power supply device for a drone according to an embodiment of the present invention includes an antenna for collecting electric field energy generated from a transmission line; A conversion unit converting the collected electric field energy into DC power; And a control unit including at least one of a first supply route for storing the DC power in a battery and a second supply route for supplying the DC power for driving a drone; Can include.

상기 안테나는, 구리, 니켈, 탄소, 알루미늄, 아연 및 카본으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종이상의 합금으로 이루어지는 전도성 물질을 포함할 수 있다.The antenna may include a conductive material made of one or two or more alloys selected from the group consisting of copper, nickel, carbon, aluminum, zinc, and carbon.

상기 변환부는, 상기 전계 에너지를 양의 값의 교류 전원으로 정류하는 정류부; 상기 정류부로부터 출력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고 평활화시키는 레귤레이터; 및 상기 직류 전원을 소정 비율의 직류 전원으로 변환시키는 컨버터;를 포함할 수 있다.The conversion unit may include a rectifying unit rectifying the electric field energy to a positive AC power source; A regulator converting and smoothing the AC power output from the rectifier into DC power; And a converter for converting the DC power to DC power of a predetermined ratio.

상기 제어부는, 상기 드론이 상기 송전선로에서 발생하는 자기 에너지에 의한 간섭을 피할 수 있도록, 상기 송전선로와 기설정된 이격 거리만큼 이격하여 비행하도록 제어할 수 있다.The control unit may control the drone to fly apart from the transmission line by a predetermined distance so as to avoid interference due to magnetic energy generated in the transmission line.

본 발명의 일 실시 예에 따른 드론의 전원 공급 방법은, 안테나에 의해, 송전선로에서 발생한 전계 에너지를 포집하는 단계; 변환부에 의해, 포집한 상기 전계 에너지를 직류 전원으로 변환하는 단계; 및 제어부에 의해, 상기 직류 전원을 배터리에 저장하거나 드론 구동용으로 공급하는 단계;를 포함할 수 있다.A method of supplying power to a drone according to an embodiment of the present invention includes: collecting electric field energy generated from a transmission line by an antenna; Converting the collected electric field energy into DC power by a conversion unit; And storing the DC power in a battery or supplying the DC power for driving a drone by a control unit.

상기 변환하는 단계는, 정류부에 의해, 상기 전계 에너지를 양의 값의 교류 전원으로 정류하는 단계; 레귤레이터에 의해, 상기 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고 평활화시키는 단계; 및 컨버터에 의해, 상기 직류 전원을 소정 비율의 직류 전원으로 변환시키는 단계;를 포함할 수 있다.The converting may include, by a rectifying unit, rectifying the electric field energy into a positive AC power source; Converting and smoothing the AC power source into a DC power source by a regulator; And converting the DC power into DC power having a predetermined ratio by a converter.

상기 방법은, 상기 제어부에 의해, 상기 드론이 상기 송전선로에서 발생하는 자기 에너지에 의한 간섭을 피할 수 있도록, 상기 송전선로와 기설정된 이격 거리만큼 이격하여 비행하도록 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include controlling, by the control unit, to fly the drone by a predetermined distance from the transmission line so as to avoid interference by magnetic energy generated in the transmission line. have.

이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 더 제공될 수 있다.In addition to this, another method for implementing the present invention, another system, and a computer program for executing the method may be further provided.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

실시 예들에 따르면, 용량 한계에 따른 드론의 비행시간 및 비행거리 제한 없이 드론을 운용할 수 있다.According to embodiments, it is possible to operate a drone without limitation of flight time and flight distance of the drone according to the capacity limitation.

또한 유선 충전 단자 없이도 드론의 배터리를 충전할 수 있다.You can also charge the drone's battery without a wired charging terminal.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 공급 장치를 구비한 드론을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 1 중 변환부의 상세 구성을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 1 중 지지부재의 상세 구성을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5는 송전선로 주변에서 전계 에너지와 자계 에너지를 도시한 도면이다.
도 6는 송전선로 주변에서 자계 에너지의 거리별 평균 전자파 측정값을 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 송전선로 주변에서 안전 비행 이격 거리를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론의 전기 공급 방법을 설명하기 위한 흐름도 이다.
1 and 2 are views schematically illustrating a drone equipped with an electricity supply device according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating a detailed configuration of a conversion unit in FIG. 1.
4 is a diagram schematically illustrating a detailed configuration of a support member in FIG. 1.
5 is a diagram showing electric field energy and magnetic field energy around a transmission line.
6 is a diagram showing an average electromagnetic wave measurement value for each distance of magnetic field energy around a transmission line.
7 and 8 are diagrams showing a safe flight separation distance around a transmission line.
9 is a flowchart illustrating a method of supplying electricity to a drone according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to embodiments described in detail together with the accompanying drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the embodiments presented below, but may be implemented in a variety of different forms, and includes all transformations, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. . The embodiments presented below are provided to complete the disclosure of the present invention, and to fully inform a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms used in the present application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance. Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, identical or corresponding components are assigned the same reference numbers, and redundant descriptions thereof are omitted. I will do it.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 공급 장치를 구비한 드론을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 드론(100)은 구동부(110), 변환부(120) 및 지지부재(130)를 포함할 수 있다.1 and 2 are views schematically illustrating a drone equipped with an electricity supply device according to an embodiment of the present invention. 1 and 2, the drone 100 may include a driving unit 110, a conversion unit 120, and a support member 130.

본 실시 예에서 전기 공급 장치를 구비한 드론(100)은 사용자가 드론(100)에 직접 충전장치를 연결하지 않더라도 드론(100)에 전원을 공급하고 내부에 구비된 배터리(도 3의 125)를 충전시킬 수 있도록 할 수 있다.In this embodiment, the drone 100 provided with an electricity supply device supplies power to the drone 100 and uses a battery (125 in FIG. 3) provided therein even if the user does not directly connect the charging device to the drone 100. You can make it rechargeable.

구동부(110)는 프로펠러에 의한 양력 및 비행력을 발생시켜 드론(100)을 이륙시키거나 착륙시킬 수 있으며, 구동부(110)의 내용은 주지 관용이 기술이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.The driving unit 110 can take off or land the drone 100 by generating lift and flight force by a propeller, and the content of the driving unit 110 is a well-known technology, so a detailed description thereof will be omitted.

변환부(120)는 구동부(110)의 하부에 구비되고, 후술하는 지지부재(130)에 의해 포집된 전계 에너지를 직류 전원으로 변환하여 구동부(110) 및 변환부(120)를 동작시키거나, 배터리를 충전시킬 수 있다.The conversion unit 120 is provided under the driving unit 110 and converts the electric field energy collected by the support member 130 to be described later into DC power to operate the driving unit 110 and the conversion unit 120, or You can charge the battery.

도 3은 도 1 중 변환부(120)의 상세 구성을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 변환부(120)는 정류부(121), 레귤레이터(122), DC-DC 컨버터(123), 스위칭부(124), 배터리(125) 및 제어부(126)를 포함할 수 있다. 본 실시 예에서 제어부(126)는 독립적인 구성요소로써 드론(100) 상에 구비될 수도 있고, 변환부(120)에 포함되어 변환부(120)와 함께 동작할 수 있다.3 is a diagram schematically illustrating a detailed configuration of the conversion unit 120 in FIG. 1. Referring to FIG. 3, the conversion unit 120 may include a rectifier 121, a regulator 122, a DC-DC converter 123, a switching unit 124, a battery 125, and a control unit 126. . In this embodiment, the control unit 126 may be provided on the drone 100 as an independent component, or may be included in the conversion unit 120 to operate together with the conversion unit 120.

일반적으로 드론은 충전단자가 유선으로 연결되어 있을 때 배터리(125)가 충전되는 구조로 구성되어 있는데 비해, 본 실시 예에 포함되는 드론(100)은 별도의 유선 충전단자 없이도 충전이 가능하도록 변환부(120)를 구성할 수 있다. 이와 같이 드론(100)이 무선 방식으로 충전이 가능하도록 구성되면, 드론(100)은 비행 중에 송전선로(도 5의 200) 주변에서 드론(100)을 충전할 수 있으므로, 비행 중이던 드론(100)을 충전하기 위해 사용자가 위치해 있는 지점으로 회송시킬 필요가 없다. 따라서 드론(100)을 사용자 주변에서만 비행시키는 것이 아니라, 배터리(125) 용량에 따른 비행 거리를 초과하는 먼 지점까지 비행이 가능할 수 있다.In general, a drone is configured in a structure in which the battery 125 is charged when the charging terminal is connected by wire, whereas the drone 100 included in the present embodiment is a conversion unit so that charging can be performed without a separate wired charging terminal. 120 can be configured. When the drone 100 is configured to be charged in a wireless manner as described above, the drone 100 can charge the drone 100 around the transmission line (200 in FIG. 5) during flight, so the drone 100 in flight There is no need to return it to the point where the user is located to charge. Therefore, it is not possible to fly the drone 100 only around the user, but to a distant point exceeding the flight distance according to the capacity of the battery 125.

정류부(121)는 지지부재(130)의 안테나(132)에 의해 포집된 송전선로(200) 주변의 전계 에너지(교류(AC) 상태)를 양의 값의 교류 전원(유효 전원)으로 정류한다. 여기서, 정류부(121)는 풀-브릿지(full bridge) 정류기를 포함할 수 있다.The rectifying unit 121 rectifies the electric field energy (AC state) around the transmission line 200 collected by the antenna 132 of the support member 130 into a positive AC power source (effective power). Here, the rectifier 121 may include a full bridge rectifier.

레귤레이터(122)는 정류부(121)에서 정류된 교류 전원을 직류 전원으로 변환 및 평활화시킬 수 있으며, 캐패시터로 구현될 수 있다. 여기서, 정류부(121)에서 정류된 교류 전원을 기 설정된 크기 이하의 교류 전원으로 조정하는 조정부(미도시)의 구성을 생략할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에서 정류된 교류 전원을 제너 다이오드로 구성된 조정부를 거치면서 필요로 하는 전원 이상의 전원을 컷오프시키지 않고, 바로 직류 전원으로 변환시켜 사용함으로써 전력 변환 효율을 극대화시킬 수 있다.The regulator 122 may convert and smooth the AC power rectified by the rectifier 121 into a DC power, and may be implemented as a capacitor. Here, the configuration of the adjusting unit (not shown) for adjusting the AC power rectified by the rectifying unit 121 to an AC power having a predetermined size or less may be omitted. That is, in an embodiment of the present invention, power conversion efficiency can be maximized by directly converting the rectified AC power to a DC power source without cutting off more power than a required power source while passing through an adjustment unit composed of a Zener diode.

레귤레이터(122)를 통해 교류 전원을 직류 전원으로 변환 및 평활화시킨 다음, DC-DC 컨버터(123)는 직류 전원을 기 설정된 비율의 직류 전원으로 변환할 수 있다. 여기서, DC-DC 컨버터(123)는 복수 개가 구비될 수도 있고, 부스팅 컨버터(boosting converter) 또는 강압형 컨버터(buck converter)로 구현될 수 있다. 또한 기 설정된 비율은 입력 전압 대비 출력 전압의 비율을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 비율이 1/2인 경우, 입력된 10V의 직류 전압을 5V의 출력 전압이 되도록 변환할 수 있다. 그러나, 상기한 비율은 예시에 불과하며 경우에 따라 다양한 비율을 가지도록 설정될 수도 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다After converting and smoothing the AC power into DC power through the regulator 122, the DC-DC converter 123 may convert the DC power into DC power having a preset ratio. Here, a plurality of DC-DC converters 123 may be provided, and may be implemented as a boosting converter or a buck converter. In addition, the preset ratio may include a ratio of an output voltage to an input voltage. For example, when the preset ratio is 1/2, the input DC voltage of 10V may be converted to an output voltage of 5V. However, it will be apparent to those skilled in the art that the above ratios are only examples and may be set to have various ratios in some cases.

스위칭부(124)는 제어부(126)의 스위칭 제어 신호에 의해 스위칭 되며, DC-DC 컨버터(123)에서 출력되는 직류 전원을 드론(100) 구동용 전원(예를 들어 구동부(110)를 동작시키는 전원)으로 공급하거나, 배터리(125)를 충전시키는 전원으로 공급할 수 있다.The switching unit 124 is switched by a switching control signal of the control unit 126, and the DC power output from the DC-DC converter 123 is used to drive the drone 100 (for example, to operate the driving unit 110). Power), or may be supplied as power to charge the battery 125.

배터리(125)는 내부에 저장된 전원으로 드론(100)을 구동시킬 수 있으며, 제어부(126)의 제어에 의해 충/방전을 수행할 수 있다. 이러한 배터리(125)는 니켈-카드뮴 전지(nickel-cadmium battery), 납 축전치, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등의 충전 가능한 이차 전지를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The battery 125 may drive the drone 100 with power stored therein, and may perform charging/discharging under the control of the controller 126. Such a battery 125 includes a nickel-cadmium battery, a lead storage capacitor, a nickel metal hydride battery (NiMH), a lithium ion battery, and a lithium polymer battery. battery) may be included, but is not limited thereto.

배터리(125)의 충/방전을 위해 충전 스위치(미도시) 및 방전 스위치(미도시)를 더 구비할 수 있고, 배터리(125) 충전 시에 충전 스위치는 턴 온 되고, 방전 스위치는 턴 오프될 수 있으며, 배터리(125) 방전 시에 충전 스위치는 턴 오프 되고, 방전 스위치는 턴 온 될 수 있다. 여기서 제어부(126)는 배터리(125)의 충/방전을 위해 충전 스위치 및 방전 스위치의 동작을 제어할 수 있다.A charging switch (not shown) and a discharging switch (not shown) may be further provided for charging/discharging the battery 125, and the charging switch is turned on and the discharging switch is turned off when charging the battery 125. When the battery 125 is discharged, the charging switch may be turned off and the discharge switch may be turned on. Here, the controller 126 may control the operation of the charging switch and the discharging switch to charge/discharge the battery 125.

제어부(126)는 스위칭부(124)에 스위칭 제어 신호를 출력하여 직류 전원의 공급 루트를 제어할 수 있다. 여기서 직류 전원의 공급 루트는 제1 공급 루트 및 제2 공급 루트를 포함할 수 있다. 제1 공급 루트는 DC-DC 컨버터(123)에서 출력되는 직류 전원을 배터리(125)에 저장하는 루트를 포함하고, 제2 공급 루트는 DC-DC 컨버터(123)에서 출력되는 직류 전원을 드론(100) 구동용으로 공급하는 루트를 포함할 수 있다. 제어부(126)는 제1 공급 루트 및 제2 공급 루트 중 하나 이상을 동작시킬 수 있다. 예를 들어 제어부(126)는 DC-DC 컨버터(123)에서 출력되는 직류 전원으로 드론(100)을 구동(제1 공급 루트)시키면서, 배터리(125)를 충전(제2 공급 루트)시킬 수도 있다.The controller 126 may output a switching control signal to the switching unit 124 to control a supply route of DC power. Here, the supply route of the DC power may include a first supply route and a second supply route. The first supply route includes a route for storing DC power output from the DC-DC converter 123 in the battery 125, and the second supply route uses the DC power output from the DC-DC converter 123 to a drone ( 100) It may include a route supplied for driving. The controller 126 may operate at least one of the first supply route and the second supply route. For example, the controller 126 may charge the battery 125 (a second supply route) while driving the drone 100 with the DC power output from the DC-DC converter 123 (a first supply route). .

지지부재(130)는 변환부(120) 하부에 위치되고 전계 에너지를 포집하여 변환부(120)로 출력할 수 있다. 도 4는 도 1 중 지지부재(130)의 상세 구성을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 지지부재(130)는 받침부(131) 및 안테나(132)를 포함할 수 있다.The support member 130 is located under the conversion unit 120 and may collect electric field energy and output it to the conversion unit 120. 4 is a diagram schematically illustrating a detailed configuration of the support member 130 in FIG. 1. Referring to FIG. 4, the support member 130 may include a support part 131 and an antenna 132.

지지부재(130)는 이착륙을 위하여 드론(100)을 지면에 지지하는 본연의 기능에 추가하여, 내부에 전도성 물질로 이루어져 송전선로(200) 주변의 전계 에너지를 포집할 수 있는 안테나(132)를 구비할 수 있다. In addition to the original function of supporting the drone 100 on the ground for take-off and landing, the support member 130 includes an antenna 132 made of a conductive material and capable of collecting electric field energy around the transmission line 200. Can be equipped.

안테나(132)는 전자파를 전기신호로 변환시키는 RF(radio frequency) 수신 모듈의 기능을 수행할 수 있다. 여기서 안테나(132)를 구성하는 물질은, 구리, 니켈, 탄소, 알루미늄, 아연 및 카본으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종이상의 합금으로 이루어지는 전도성 물질을 포함할 수 있다.The antenna 132 may function as a radio frequency (RF) receiving module that converts electromagnetic waves into electric signals. Here, the material constituting the antenna 132 may include a conductive material made of one or two or more alloys selected from the group consisting of copper, nickel, carbon, aluminum, zinc, and carbon.

또한 안테나(132)는 부식 및 손상을 방지하기 위해 받침부(131)의 내부 공간에 위치하며 절연체로 형성된 피복으로 포장되어 있을 수 있다.In addition, the antenna 132 may be located in the inner space of the support part 131 to prevent corrosion and damage and may be packaged with a covering formed of an insulator.

송전선로(200) 주변에서 전계 에너지를 포집하여 드론(100)에 전원을 공급하기 위해서는, 송전선로(200) 주변의 자기장(자계 에너지)가 드론(100)의 운영에 방해됨이 없어야 한다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 전압에 의해 발생하는 전계 에너지(전기장)는 드론(100)의 동작에 영향을 주지 않으나, 전류에 의해 발생하는 자계 에너지(자기장)의 간섭은 드론(100)의 비행 방향을 측정하는 지자기 센서(미도시)에 영향을 미쳐서 측정된 비행 방향 값에 큰 오차를 발생시키고, 드론(100)이 자동 비행 시에 엉뚱한 방향으로 비행하게 하여 최악의 경우, 충돌, 기체 추락 등을 유발할 수 있다. 따라서 자계 에너지 간섭을 받지 않으면서 전계 에너지를 포집할 수 있는 드론(100)의 안전 비행 이격 거리의 설정이 필요하다.In order to supply power to the drone 100 by collecting electric field energy around the transmission line 200, the magnetic field (magnetic energy) around the transmission line 200 must not interfere with the operation of the drone 100. 5 and 6, the electric field energy (electric field) generated by the voltage does not affect the operation of the drone 100, but the interference of the magnetic field energy (magnetic field) generated by the current is caused by the drone 100. It affects the geomagnetic sensor (not shown) that measures the flight direction, causing a large error in the measured flight direction value, and causing the drone 100 to fly in the wrong direction during automatic flight, in the worst case, collision, aircraft crash. Can cause the back. Therefore, it is necessary to set a safe flight separation distance of the drone 100 capable of collecting electric field energy without being subjected to magnetic field energy interference.

따라서 제어부(126)는 드론(100)이 송전선로(200)에서 발생하는 자계 에너지에 의한 간섭을 피할 수 있도록, 송전선로(200)와 기설정된 이격 거리만큼 이격하여 안전하게 비행하도록 제어할 수 있다. 여기서 이격 거리는 송전선로(200)의 전압 등급별로 다르게 설정되어 제어부(126)에 저장되어 있을 수 있다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 각 전압 등급별로 154/345Kv는 이격 거리로 송전선로(200) 외측 최소 15m가 필요하며, 전압 등급 765Kv는 이격 거리로 송전선로(200) 외측 최소 30m이 필요하다.Accordingly, the controller 126 may control the drone 100 to fly safely by being spaced apart from the transmission line 200 by a predetermined distance so as to avoid interference due to magnetic field energy generated from the transmission line 200. Here, the separation distance may be set differently for each voltage class of the transmission line 200 and stored in the controller 126. 7 and 8, for each voltage class, 154/345Kv requires a minimum distance of 15m outside the transmission line 200 as a separation distance, and voltage class 765Kv requires a minimum of 30m outside the transmission line 200 as a separation distance .

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론의 전기 공급 방법을 설명하기 위한 흐름도 이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 8에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.9 is a flowchart illustrating a method of supplying electricity to a drone according to an embodiment of the present invention. In the following description, portions overlapping with the descriptions of FIGS. 1 to 8 will be omitted.

도 9를 참조하면, S910단계에서, 지지부재(130) 말단의 받침부(131) 내부 공간에 구비된 안테나(132)는 의해 송전선로(200)에서 발생한 전계 에너지를 포집한다. 안테나(132)는 전도성 물질을 포함할 수 있고, 부식 및 손상을 방지하기 위해 받침부(131)의 내부 공간에 위치하며 절연체로 형성된 피복으로 포장되어 있을 수 있다.Referring to FIG. 9, in step S910, the antenna 132 provided in the inner space of the support part 131 at the end of the support member 130 collects electric field energy generated in the transmission line 200. The antenna 132 may include a conductive material, is positioned in the inner space of the support part 131 to prevent corrosion and damage, and may be wrapped with a covering formed of an insulator.

S920단계에서, 변환부(120)는 안테나(132)가 포집한 전계 에너지를 직류 전원으로 변환한다. 변환부(120)는 전계 에너지를 양의 값의 교류 전원(유효 전원)으로 정류하고, 정류한 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고 평활화시키며, 평활화시킨 직류 전원을 소정 비율의 직류 전원으로 변환시킬 수 있다.In step S920, the conversion unit 120 converts the electric field energy collected by the antenna 132 into DC power. The conversion unit 120 rectifies the electric field energy into positive AC power (effective power), converts and smoothes the rectified AC power to DC power, and converts the smoothed DC power to DC power with a predetermined ratio. have.

S930단계에서, 제어부(126)는 변환부(120)에서 출력되는 직류 전원을 배터리(125)에 저장하거나 드론(100) 구동용으로 공급한다. 여기서 제어부(126)는 드론(100)이 송전선로(200)에서 발생하는 자계 에너지에 의한 간섭을 피할 수 있도록, 송전선로(200)와 기설정된 이격 거리만큼 이격하여 안전하게 비행하도록 제어할 수 있다.In step S930, the control unit 126 stores the DC power output from the conversion unit 120 in the battery 125 or supplies it to the drone 100 for driving. Here, the control unit 126 may control the drone 100 to fly safely by being spaced apart from the transmission line 200 by a predetermined distance so as to avoid interference by magnetic field energy generated in the transmission line 200.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.The embodiment according to the present invention described above may be implemented in the form of a computer program that can be executed through various components on a computer, and such a computer program may be recorded in a computer-readable medium. In this case, the medium is a magnetic medium such as a hard disk, a floppy disk, and a magnetic tape, an optical recording medium such as a CD-ROM and a DVD, a magneto-optical medium such as a floptical disk, and a ROM. A hardware device specially configured to store and execute program instructions, such as, RAM, flash memory, and the like.

한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.Meanwhile, the computer program may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable to those skilled in the computer software field. Examples of computer programs may include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. In the specification of the present invention (especially in the claims), the use of the term "above" and a similar reference term may correspond to both the singular and the plural. In addition, when a range is described in the present invention, the invention to which an individual value falling within the range is applied (unless otherwise stated), and each individual value constituting the range is described in the detailed description of the invention. Same as

본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.If there is no explicit order or contradictory description of the steps constituting the method according to the present invention, the steps may be performed in an appropriate order. The present invention is not necessarily limited according to the order of description of the steps. The use of all examples or illustrative terms (for example, etc.) in the present invention is merely for describing the present invention in detail, and the scope of the present invention is limited by the above examples or illustrative terms unless limited by the claims. It does not become. In addition, those skilled in the art can recognize that various modifications, combinations, and changes may be configured according to design conditions and factors within the scope of the appended claims or their equivalents.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention is limited to the above-described embodiments and should not be determined, and all ranges equivalent to or equivalently changed from the claims to be described later as well as the claims to be described later are the scope of the spirit of the present invention. It will be said to belong to.

100: 드론
110: 구동부
120: 변환부
130: 지지부재
200: 송전선로
100: drone
110: drive unit
120: conversion unit
130: support member
200: transmission line

Claims (7)

송전선로에서 발생한 전계 에너지를 포집하는 안테나;
포집한 상기 전계 에너지를 직류 전원으로 변환하는 변환부; 및
상기 전원의 공급 루트를 제어하며, 상기 공급 루트는 상기 직류 전원을 배터리에 저장하는 제1 공급 루트 및 상기 직류 전원을 드론 구동용으로 공급하는 제2 공급 루트 중 하나 이상을 포함하는 제어부;를 포함하되,
상기 안테나는, 드론을 지면에 지지하는 지지부재의 받침부 내부 공간에 위치하며, 절연체로 형성된 피복으로 포장되고,
상기 지지부재는 상기 변환부 하부에 위치하며,
상기 변환부는,
상기 전계 에너지를 양의 값의 교류 전원으로 정류하는 정류부;
상기 정류부로부터 출력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고 평활화시키는 레귤레이터;
상기 직류 전원을 소정 비율의 직류 전원으로 변환시키는 컨버터; 및
상기 제어부의 스위칭 제어 신호에 의해 스위칭 되며, 상기 컨버터에서 출력되는 직류 전원을 드론 구동용 전원으로 공급하거나, 상기 배터리를 충전시키는 전원으로 공급하는 스위칭부를 포함하는, 드론의 전원 공급 장치.
An antenna that collects electric field energy generated from a transmission line;
A conversion unit converting the collected electric field energy into DC power; And
And a control unit including at least one of a first supply route for storing the DC power in a battery and a second supply route for supplying the DC power for driving a drone; But,
The antenna is located in the inner space of the support part of the support member supporting the drone on the ground, and is packaged with a covering formed of an insulator,
The support member is located under the conversion part,
The conversion unit,
A rectifying unit rectifying the electric field energy into a positive AC power source;
A regulator converting and smoothing the AC power output from the rectifier into DC power;
A converter for converting the DC power to DC power of a predetermined ratio; And
A power supply device for a drone that is switched by a switching control signal of the control unit and includes a switching unit that supplies DC power output from the converter as power for driving a drone or as power to charge the battery.
제 1항에 있어서, 상기 안테나는,
구리, 니켈, 탄소, 알루미늄, 아연 및 카본으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종이상의 합금으로 이루어지는 전도성 물질을 포함하는, 드론의 전원 공급 장치.
The method of claim 1, wherein the antenna,
A power supply device for a drone comprising a conductive material made of one or two or more alloys selected from the group consisting of copper, nickel, carbon, aluminum, zinc, and carbon.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 드론이 상기 송전선로에서 발생하는 자기 에너지에 의한 간섭을 피할 수 있도록, 상기 송전선로와 기설정된 이격 거리만큼 이격하여 비행하도록 제어하는, 드론의 전원 공급 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
The drone power supply device for controlling the drone to fly apart from the transmission line by a predetermined distance so as to avoid interference due to magnetic energy generated in the transmission line.
안테나에 의해, 송전선로에서 발생한 전계 에너지를 포집하는 단계;
변환부에 의해, 포집한 상기 전계 에너지를 직류 전원으로 변환하는 단계; 및
제어부에 의해, 상기 직류 전원을 배터리에 저장하거나 드론 구동용으로 공급하는 단계;를 포함하되,
상기 안테나는, 드론을 지면에 지지하는 지지부재의 받침부 내부 공간에 위치하며, 절연체로 형성된 피복으로 포장되고,
상기 지지부재는 상기 변환부 하부에 위치하며,
상기 변환하는 단계는,
정류부에 의해, 상기 전계 에너지를 양의 값의 교류 전원으로 정류하는 단계;
레귤레이터에 의해, 상기 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고 평활화시키는 단계;
컨버터에 의해, 상기 직류 전원을 소정 비율의 직류 전원으로 변환시키는 단계; 및
스위칭부에 의해, 상기 제어부의 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭 되며, 상기 컨버터에서 출력되는 직류 전원을 드론 구동용 전원으로 공급하거나, 상기 배터리를 충전시키는 전원으로 공급하는 단계를 포함하는, 드론의 전원 공급 방법.
Collecting electric field energy generated in a transmission line by an antenna;
Converting the collected electric field energy into DC power by a conversion unit; And
Including, by a control unit, storing the DC power in a battery or supplying for driving a drone
The antenna is located in the inner space of the support part of the support member supporting the drone on the ground, and is packaged with a covering formed of an insulator,
The support member is located under the conversion part,
The converting step,
Rectifying the electric field energy into a positive AC power source by a rectifying unit;
Converting and smoothing the AC power source into a DC power source by a regulator;
Converting the DC power to DC power of a predetermined ratio by a converter; And
Power supply of a drone, which is switched according to a switching control signal of the controller by a switching unit, and supplies DC power output from the converter as a power for driving a drone or as a power for charging the battery. Way.
삭제delete 제 5항에 있어서,
상기 제어부에 의해, 상기 드론이 상기 송전선로에서 발생하는 자기 에너지에 의한 간섭을 피할 수 있도록, 상기 송전선로와 기설정된 이격 거리만큼 이격하여 비행하도록 제어하는 단계;를 더 포함하는, 드론의 전원 공급 방법.
The method of claim 5,
Controlling, by the control unit, to fly the drone by a predetermined distance from the transmission line so as to avoid interference by magnetic energy generated in the transmission line; further comprising, power supply of the drone Way.
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