KR102254921B1 - 무인비행기의 무정전배터리 교체장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무인비행기의 무정전배터리 교체장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비행상태에서 간편하게 배터리 교체를 가능하게 하는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행기의 무정전배터리 교체장치는 배터리 교체 모듈을 탑재하고 있는 두 개의 무인비행기 사이에서 배터리를 교체하기 위한 무인비행기의 무정전배터리 교체장치에 있어서, 배터리 교체 모듈은 톱니바퀴형 치열을 형성하고 있는 배터리; 배터리의 이동을 위하여 양 배터리 교체 모듈을 정합시키는 정합부; 및 비행 중에 양 배터리 교체 모듈의 정합을 감시하는 정합감시부를 포함하고, 정합부는, 자기력을 발생하여 양 배터리 교체 모듈을 정합하는 자기발생모듈; 정합감시부의 감시하에 정합이 이루어지면, 모터의 회전력으로 배터리의 치열과 맞물리면서 배터리를 이동시키는 톱니바퀴 모듈; 톱니바퀴 모듈을 일측에 장착하고, 배터리 전원을 양 무인비행기의 부하측으로 공급할 수 있도록 전원공급경로를 형성하는 장착모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무인비행기의 무정전배터리 교체장치 및 방법{Uninterruptible battery replacement device of unmanned aerial vehicle and method therof}

본 발명은 무인비행기의 무정전배터리 교체장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비행상태에서 간편하게 배터리 교체를 가능하게 하는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치 및 방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

드론은 무선전파로 조종할 수 있는 무인비행기이다. 드론은 카메라, 센서, 통신시스템 등이 탑재되고, 군사용은 물론 최근에는 방송 촬영용, 환경 감시용, 농약 살포용 등으로 확대 사용되고 있다.

군사용으로 사용되는 드론은 정찰기와 공격기의 용도로 사용되는데, 사람이 탑승하지 않은 상태에서 적을 정찰하고 목표물에 정확하게 폭격을 가할 수 있는 장점때문에 군사용 무기로 최적의 활용성을 보여준다.

드론은 비행물체이다. 비행물체의 특성 상, 비행을 위한 공급전력을 필요로 하고, 드론에 탑재된 배터리의 성능에 기반해서 드론의 비행시간이 결정되어진다. 이러한 점 때문에 드론의 비행시간을 최대화하기 위한 다양한 방법이 시도되고 있고, 본 발명에서도 드론의 비행시간을 늘일 수 있도록 배터리 교체방법에 대해서 제안하고자 한다.

한국등록특허공보 제10-1705838호(발명의 명칭 : 드론 배터리 자동 교체 시스템)은 드론에 장착된 배터리를 지상에서 자동으로 교체할 수 있도록 구성된 드론 배터리 자동 교체 시스템의 구성을 개시하고 있다.

상기 특허는 드론 본체, 드론 본체에 마련되며 상기 드론 본체에 구동력을 제공하는 배터리가 내장된 배터리 수용부, 상기 드론 본체의 비행을 제어하는 제어부, 및 상기 드론 본체의 비행경로와 인접한 위치에 설치되어 상기 배터리 수용부의 배터리를 교체하는 배터리 교체 스테이션을 포함하며, 상기 배터리 교체 스테이션은 상기 드론 본체가 상기 배터리 교체 스테이션의 착륙 플레이트에 락킹된 후에 배터리가 교체되는 동안 상기 드론 본체에 대체전원을 공급할 수 있도록 구성되고 있다.

그러나 상기 등록 특허는 배터리를 교체하기 위해서는 지상에 착륙해야만 하고, 배터리를 교체하는 동안에는 비행을 할 수 없었다. 이러한 점은 짧은 시간(수초)에 모든 것이 결정되는 현대 전자전 분야에서 치명적인 문제점으로 노출된다.

한국등록특허공보 제10-1705838호(발명의 명칭 : 드론 배터리 자동 교체 시스템)

따라서 본 발명의 목적은 지상에 착륙하지 않고 비행상태에서 간편하게 배터리 교체를 할 수 있는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 비행 중에 무정전으로 배터리를 교체할 수 있는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 모듈화된 배터리 팩을 이용하여 단순화된 구조와 체결 방식으로 배터리를 교체할 수 있는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행기의 무정전배터리 교체장치는 배터리 교체 모듈을 탑재하고 있는 두 개의 무인비행기 사이에서 배터리를 교체하기 위한 무인비행기의 무정전배터리 교체장치에 있어서, 배터리 교체 모듈은 톱니바퀴형 치열을 형성하고 있는 배터리; 배터리의 이동을 위하여 양 배터리 교체 모듈을 정합시키는 정합부; 및 비행 중에 양 배터리 교체 모듈의 정합을 감시하는 정합감시부를 포함하고, 정합부는, 자기력을 발생하여 양 배터리 교체 모듈을 정합하는 자기발생모듈; 정합감시부의 감시하에 정합이 이루어지면, 모터의 회전력으로 배터리의 치열과 맞물리면서 배터리를 이동시키는 톱니바퀴 모듈; 톱니바퀴 모듈을 일측에 장착하고, 배터리 전원을 양 무인비행기의 부하측으로 공급할 수 있도록 전원공급경로를 형성하는 장착모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 정합감시부는 비행 중의 양 무인비행기의 동작상태를 모니터링하여, 정합부의 정합을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 배터리 교체 모듈은, 장착모듈을 중심으로 상단과 하단에 각각 배터리가 수납되는 공간을 구비한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 장착모듈을 중심으로 상단에 위치한 배터리는 하단에 가로방향으로 톱니바퀴 모듈과 맞물리도록 치열을 형성하고 있고, 장착모듈을 중심으로 하단에 위치한 배터리는 상단에 가로방향으로 톱니바퀴 모듈과 맞물리도록 치열을 형성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 양 배터리 교체 모듈에 탑재된 배터리는, 하나는 상단에 위치하고 다른 하나는 하단에 위치하고 있는 상태에서, 제어부의 제어하에 톱니바퀴 모듈의 회전이 시작되면 동시에 이동되어 교체가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 정합감시부는 양 배터리 교체 모듈의 접촉과 분리를 감시하는 제1센서; 양 배터리 교체 모듈의 자기적/기계적 정합을 감시하는 제2센서; 톱니바퀴 모듈에 회전력을 제공하는 모터를 구동하는 구동부를 포함하고, 제어부는 배터리 교체를 위해서 제1센서의 접촉신호에 기초하여 양 배터리 교체 모듈의 접촉을 감시하고, 제2센서의 감시신호에 기초해서 양 배터리 교체 모듈의 자기적/기계적 정합이 이루어졌는지를 확인하고, 구동부를 제어해서 배터리를 이동시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 다수의 센서와 제어부는 무선 송수신 제어가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 장착모듈은 양 배터리와 접속되어 전원을 공급하는 제 1 전원공급경로; 부하와 접속되어 배터리 전원을 부하로 공급시키는 제 2 전원공급경로;톱니바퀴 모듈에 회전력을 발생하기 위한 모터에 전원을 공급시키는 제 3 전원공급경로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 제 1 전원공급경로와 제 2 전원공급경로와 제 3 전원공급경로는 병렬 연결되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 장착모듈 내에 양 배터리와 연결되는 제 1 전원공급경로는 슬라이스식 단자부로 구성되어 장착모듈과 배터리가 맞닿으면서부터 전기적 접속이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 톱니바퀴 모듈은 두개의 배터리 교체 모듈 중 적어도 하나에 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 자기발생모듈은 배터리로부터 전압을 공급받아서 자기력을 발생하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 자기발생모듈은, 양 배터리 교체 모듈의 맞닿는 영역에 다른 극성을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행기의 무정전배터리 교체방법은 배터리 교체 모듈을 탑재하고 있는 두 개의 무인비행기 사이에서 배터리를 교체하기 위한 무인비행기의 무정전배터리 교체방법에 있어서, 톱니바퀴형 치열을 형성하고 있는 배터리를 탑재한 배터리 교체 모듈은 톱니바퀴형 모듈을 중심으로 상단과 하단에 배터리 수납공간을 구비하고, 배터리 상태를 감시하고 배터리 교체를 필요로 할 때, 비행상태에서 양 무인비행기의 동작상태를 제어하면서 양 배터리 교체 모듈의 정합을 감시하는 단계; 배터리의 치열과 톱니바퀴 모듈이 맞물려서 회전되면서 양 배터리 교체 모듈의 배터리가 교차 이동되도록 제어하는 단계; 배터리 이동 중에 양 배터리 전원이 양 무인비행기의 부하측으로 공급되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 양 배터리 교체 모듈은, 배터리 수납공간 내에 하나의 배터리를 수납한 상태이고, 양측의 톱니바퀴 모듈의 회전이 시작되면 상단과 하단에 위치하는 배터리가 동시에 이동되어 양 배터리 교체 모듈로 교차 이동이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 배터리 상태를 확인하여 배터리의 교체를 감시하고, 배터리 교체가 수행된 후 배터리 교체 확인을 감시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행기의 무정전배터리 교체장치 및 방법은 지상에 착륙하지 않고 비행상태에서 간편하게 배터리를 교체하는 것이 가능하다. 따라서 목적지를 향해 비행하는 무인비행기가 배터리 전원 부족이 발생되는 비상상황에서도 비행을 계속하면서 배터리를 안전하게 교체하는 것이 가능해진다. 이러한 동작 제어를 통해서 목적지를 향해 비행 중인 무인비행기는 비행시간과 비행거리에 따른 제약없이 정상적으로 비행을 수행할 수 있는 효과를 얻게 된다.

또한 본 발명은 비행 중에 무정전으로 배터리를 교체하는 것이 가능하다. 따라서 배터리 교체가 이루어지는 중에도 부하측으로 계속해서 전원을 공급하는 것이 가능하고, 해당 무인비행기는 목적을 위한 동작을 수행하는데 아무런 방해를 받지 않게 된다.

그리고 본 발명은 모듈화된 배터리 팩을 이용하여 단순화된 구조와 체결 방식으로 배터리의 교체를 수행한다. 이러한 동작 제어를 통해서 본 발명은 비행상태의 무인비행기의 배터리 교체를 간단하게 할 수 있는 효과를 얻는다.

도 1,2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행기의 무정전배터리 교체장치를 설명하기 위한 무인비행기의 예시도이다.
도 3은 도 2의 측면 결합이 이루어지는 무인비행기의 평면 예시도이다.
도 4는 측면 결합이 이루어지는 배터리 교체 모듈의 예시도이다.
도 5는 한개의 톱니바퀴 모듈에 의한 배터리 교차 이동 구성도이다.
도 6은 두개의 톱니바퀴 모듈에 의한 배터리 교차 이동 구성도이다.
도 7은 도 6의 31 방향에서 본 측단면 구성도이다.
도 8 내지 도 10은 두개의 배터리의 교차 이동 과정에 따른 전기적 제어 구성도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행기의 무정전배터리 교체를 감시 제어하는 제어 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"와 "기", "모듈"과 "부", "유닛"과 "부", "장치"와 "시스템", "결합"과 "정합" , "무인비행기"와 "드론" 등은 명세서 작성의 용이함 만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 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.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

본 발명에서는 무인비행기가 비행 중에 전원 부족이 발생하는 비상상태에서, 비행을 중단하고 지상에 착륙하는 동작없이 계속해서 비행하면서 배터리 교체장치를 통해서 무정전으로 배터리를 교체하는 것이 가능하도록 한다.

특히, 본 발명은 배터리 교체장치를 구현함에 있어서, 무정전 배터리를 교체하기 위해서 간단하고도 모듈화된 배터리 팩을 포함하도록 한다. 또한, 본 발명은 배터리의 이동 중에도 양측 무인비행기 내부의 부하측으로 전원공급이 끊기지 않도록 제어하므로서, 목적지를 향해 비행 중인 임의의 무인비행기의 목적 달성이 원활하게 이루어질 수 있도록 제어한다.

도 1,2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행기의 무정전배터리 교체장치를 설명하기 위한 무인비행기의 예시도이다.

본 발명의 무인비행기는 드론을 포함한다. 드론(1)은 배터리교체모듈(2)을 탑재하고 있다. 그리고 드론(3)은 배터리교체모듈(4)을 탑재하고 있다. 여기서 드론(1)은 목적지를 향해 임의의 목적 수행을 위해서 비행 중인 드론이고, 드론(3)은 드론(1)에 교체할 배터리를 제공하기 위한 구성이다.

일반적으로 드론(1)이 목적지를 향해 비행 중일 때, 자체에 탑재된 배터리 전원을 이용하게 된다. 그러나 드론(1)의 비행을 위한 목적지까지의 거리가 배터리 용량을 초과하거나 또는, 배터리 이상으로 정상적인 배터리 용량만큼의 사용이 불가능 한 경우가 발생될 수 있다. 이와 같은 경우 드론(1)의 배터리를 긴급하게 교체해야 할 필요가 있고, 이때 드론(1)의 비행을 중지하는 일이 없어야 한다.

이는 드론(1)의 비행은 목적지까지의 비행거리와 비행시간 등을 고려한 특수한 목적 비행 상태이고, 드론(1)의 외내적으로 다른 제어구성과의 유기적인 연결에 의해 기결정된 부분이기 때문이다. 따라서 드론(1)의 비행을 중지하는 경우 없이, 드론(1)의 배터리를 교체해야 할 필요성이 있고, 본 발명에서는 이와 같은 경우에 대비하여 드론(1)의 배터리를 교체하는 구성에 대해서 살펴보고자 한다.

또한 드론(1)의 배터리 교체 과정에서 드론(1) 내부의 부하측으로 전원공급이 지속적으로 이루어져야만 한다. 이는 앞서 언급한 바와 같이, 드론(1)의 비행은 목적 비행이고, 이를 위해서 드론(1) 내부의 제어 구성에서 목적 달성을 위한 제어가 이루어지고 있을 가능성이 있다. 따라서 드론(1)의 내부 제어 구성(즉, 부하측)으로 전원공급은 항상 유지되어야만 한다.

여기서 드론(3)은 긴급하게 투입되는 배터리 교체용 드론이다. 따라서 드론(1)의 비행경로 상 임의의 위치에 미리 준비되어 있는 드론으로 설명 가능하다.

또한, 본 발명의 배터리 교체 설명에 앞서서, 양 드론(1,3)은 원격제어장치 또는 프로그램된 제어기능을 통해서 비행 동작, 배터리 교체 동작을 제어받게 된다. 따라서 본 발명에서 비행 중에 배터리 교체가 이루어질 수 있도록 미리 프로그램되고, 이를 통해서 배터리 교체 동작이 이루어지는 것을 기반으로 한다.

도 1에 도시되고 있는 구성은 두개의 드론이 상하로 위치하고, 상하의 위치에서 배터리 교체 모듈을 교체하기 위한 예시도이다. 그리고 도 2에 도시되고 있는 구성은 두개의 드론이 좌우로 위치하고, 좌우의 위치에서 배터리 교체 모듈을 교체하기 위한 예시도이다. 즉, 드론의 배터리 교체는 상하좌우 어떤 위치에서도 가능하게 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에서 배터리 교체를 위하여 드론(1)과 드론(3)은 서로 근접비행으로 붙고, 각 드론에 탑재되고 있는 배터리 교체 모듈(2,4)은 기계적/전기적(자기적)인 형태로 결합되어서 배터리 교체를 수행한다. 결합된 형태는 전기발생에 의한 자기력 생성으로 제어 가능하다. 그리고 전기적인 장치에 의해 결합되어 동시에 비행을 할 수도 있다.

양 드론의 배터리 교체 모듈의 결합은 도 3에 도시하고 있는 좌우 결합의 경우처럼 프로펠러의 회전에 의한 추력 및 양력 발생에 방해되지 않도록 결합될 수 있다. 따라서 이하 설명되는 양 드론의 배터리 교체 모듈의 결합에서는 프로펠러 기류에 의한 비행의 방해는 무시하기로 한다. 이는 드론과 배터리 교체 모듈의 결합 형태는 상하결합 외에도 좌우결합도 이루어질 수 있기 때문이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행기의 무정전배터리 교체장치의 결합상태를 보여주는 예시도이다.

이하의 설명 과정에서는 드론 및 배터리 교체 모듈의 결합 구성에 대해서 좌우결합을 일 예로 설명한다.

그리고 본 발명의 설명 중에, 양 드론의 배터리 교체를 위하여 양 드론의 배터리 교체모듈과 배터리 교체모듈 사이의 정합상태를 결합으로도 표현할 수 있다. 여기서 설명하는 정합, 결합은 두개의 배터리 교체 모듈이 동일한 수평선 상에 위치하여, 적어도 어느 하나의 배터리 교체 모듈에 포함되고 있는 톱니바퀴 모듈의 회전으로 양측의 배터리가 교차 이동이 가능한 상태를 나타낸다.

드론(1)의 배터리 교체 모듈(11)과 드론(3)의 배터리 교체 모듈(12)은 비행 중에 정합된다. 배터리 교체 모듈(11)에는 배터리(13)가 포함되어 있고, 배터리 교체 모듈(11)의 일단에는 교체될 배터리를 탑재할 수 있는 수납공간이 형성되어진다. 마찬가지로 배터리 교체 모듈(12)에는 배터리(14)가 포함되고 있고, 배터리 교체 모듈(12)의 일단에는 교체될 배터리를 탑재할 수 있는 수납공간이 형성되고 있다.

본 발명에서 드론(1)과 드론(3)의 배터리가 교체되기 위해서는 톱니바퀴 모듈(16)을 중심으로 상하에 엇갈려서 배터리가 위치하는 상태를 갖어야 한다. 톱니바퀴 모듈(16)은 장착모듈(18)과 함께 적어도 하나의 배터리 교체 모듈(11)에 장착되어진다.

그리고 각 드론에는 교체될 배터리가 수납될 수 있는 공간이 비어있는 상태를 갖어야 한다. 도시하고 있는 바와 같이, 드론(1)에는 하단에 수납 여유 공간이 있고, 드론(3)에는 상단에 수납 여유 공간이 있다.

양 배터리 교체 모듈(11,12)은 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 전기적(자기생성) 또는 기계적 정합이 이루어질 수 있도록 구성한다. 부호 15는 양 배터리 교체 모듈(11,12)의 정합부의 경계를 나타내며, 양 배터리 교체 모듈(11,12)이 정합되었을 때, 톱니바퀴 모듈(16)이 정합부의 경계 영역(15) 또는 경계 영역 부근에 위치하고 있는 상태가 된다. 이러한 정합 상태에서 양 배터리 교체 모듈(11,12)은 전기적 또는 기계적 결합으로 떨어지지 않도록 결합된다.

본 발명에서는 도 4에 도시하고 있는 붉은 선 영역에 자기발생모듈로 배치할 수 있다. 즉, 배터리 교체 모듈(11)의 상하단에 자기발생소자인 자석을 위치시키고, 이와 맞닿은 배터리 교체 모듈(12)의 상하단에도 자석을 배치한다. 그리고 서로 맞닿는 자석의 극성을 다르게 조절하여, 일정 영역 내로 양 드론이 인접하면 강하게 정합이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

특히, 본 발명에서는 자기발생모듈을 전원제어로 자기력을 발생할 수 있도록 제어하는 것이 바람직하다. 이는 배터리 교체를 위하여 드론의 정합이 이루어질 필요성이 있을 때, 자기발생모듈에 전원을 공급하여, 자기력을 발생시키고, 드론의 정합이 유지되도록 제어함이 바람직하기 때문이다. 그리고 배터리 교체가 완료된 후에는 자기발생모듈의 전원을 차단하여, 양 배터리 교체 모듈(11,12)의 정합을 분리 제어하는 것이 바람직하다.

그리고 도시하지 않고 있지만, 본 발명에서 양 배터리 교체 모듈의 기계적인 결합을 체결할 수 있다. 간단하게는 걸림쇠와 고리 형태를 양측에 각각 구비하고, 전기적으로 체결을 제어할 수 있도록 구성하여, 양 배터리 교체 모듈의 경계영역(15)에서 기계적으로 정합되도록 조절하는 것도 가능하다.

그리고 도시하지 않고 있지만, 본 발명에서 양 배터리 교체 모듈은 하나의 밀폐된 내부 공간을 갖추고, 내부 공간 내에 배터리와 장착모듈을 포함하는 것이 바람직하다. 그리고 정합부의 부분에서 전기적 제어가 이루어지는 도어가 오픈되는 형태를 갖추고, 도어가 오픈되면서 양 배터리 교체 모듈이 정합이 이루어질 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행기의 무정전배터리의 교체장치에서 톱니바퀴 모듈을 하나 구성하고, 양측 배터리를 교차 이동시키는 상태를 보여주고 있다.

양 배터리 교체 모듈(11,12)은 톱니바퀴 형상으로 구성되고 전기적 모터 기능을 탑재한 톱니바퀴 모듈(16)을 포함한다. 톱니바퀴 모듈(16)은 장착모듈(18) 상에 장착되어서 양 배터리 교체 모듈(11,12)의 어느 한 모듈에 구비될 수 있다.

양 배터리 교체 모듈(11,12) 내에 포함되고 있는 배터리(13,14)는 톱니바퀴 모듈(16)과 치합되어서 이동이 가능하도록 구성된다. 따라서 배터리(13)의 하단은 톱니바퀴 형상의 치열을 가로방향으로 형성하고 있는 상태이다. 마찬가지로 배터리(14)의 상단은 톱니바퀴 형상의 치열(17)을 가로방향을 형성하고 있는 상태이다.

따라서 드론(1,2)의 양 배터리 교체 모듈(11,12)이 도 4에 도시하고 있는 바와 같이 정합상태일 때, 양 배터리 교체 모듈(11,12)은 동일한 수평선 상에 평행으로 배치되어 있는 것과 같은 상태를 갖는다. 그리고 적어도 어느 하나의 배터리 교체 모듈(11,12) 내에 장착되고 있는 톱니바퀴 모듈(16)은 양 배터리 교체 모듈(11,12)의 수평라인과 직각을 이루어서 톱니바퀴 모듈(16)이 회전을 시작하면, 상단에 위치하고 있는 배터리(13)가 톱니바퀴 모듈(16)과 맞물리면서 좌측에서 우측으로 이동되고, 하단에 위치하고 있는 배터리(14)가 톱니바퀴 모듈(16)과 맞물리면서 우측에서 좌측으로 이동되어진다.

즉, 도 4에 도시되고 있는 배터리(13,14)의 위치상태가, 톱니바퀴 모듈(16)의 회전을 통해서 도 5에 도시하고 있는 배터리(13,14)의 위치상태로 전환되어진다. 따라서 톱니바퀴 모듈(16)의 전기적인 회전 제어를 통해서 배터리(13,14)가 각각 교차하여 이동하고, 양 배터리의 교차 이동은 동시에 이루어진다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인비행기의 무정전배터리의 교체장치를 보여주는 예시도이다.

도시되고 있는 구성은 각각의 배터리 교체 모듈(11,12)에 톱니바퀴 모듈(16)과 이를 장착하고 있는 장착모듈(18,19)을 하나씩 포함하고 있는 구성이다. 따라서 양 배터리 교체 모듈(11,12)이 도시하고 있는 바와 같이 정합상태를 갖을 때, 양 톱니바퀴 모듈은 동일한 수평선 상에서 직선 연결 배치되고 있는 상태처럼 되고, 양 톱니바퀴 모듈(16)은 같이 회전되어서 양 배터리를 서로 반대방향으로 동시에 이동시키게 된다.

즉, 배터리(13)는 장착모듈(18,19)에 탑재되고 있는 두개의 톱니바퀴 모듈(16)의 회전력으로 좌측에서 우측(또는 우측에서 좌측)으로 이동된다. 이와 동시에 배터리(14)는 장착모듈(18,19)에 탑재되고 있는 두개의 톱니바퀴 모듈(16)의 회전력으로 우측에서 좌측(또는 좌측에서 우측)으로 이동되도록 구성된다. 이때 양 장착모듈(18,19)의 일단에 장착된 톱니바퀴 모듈(16)은 같은 방향으로 회전되고, 톱니바퀴 모듈(16)을 중심으로 상하단에 위치된 배터리는 반대방향으로 이동된다.

한편, 도 6과 같은 구조로 배터리의 교체 중에, 양 드론은 각각의 드론 내부의 부하에 전기 공급이 끊기지 않도록 제어가 이루어져야만 한다. 즉, 드론(1) 내부의 부하측으로 계속해서 전원공급이 이루어지도록 제어해야 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행기의 무정전배터리 교체장치의 전기적인 결합 구조도를 보여주는 예시도이다. 도 7은 도 6의 구성을 31 방향 측면에서 바라보았을 때 개략적인 구조도를 도시하고 있다.

드론(1)에는 내부에 전원공급을 필요로 하는 부하(21)가 포함되어진다. 마찬가지로 드론(3)에는 전원공급을 필요로 하는 부하(22)가 포함되어진다.

드론(1) 내부의 부하(21)에는 전원라인(23,24)을 통해서 배터리(13) 전원이 공급되는 상태이다. 마찬가지로 드론(3) 내부의 부하(22)에는 전원라인(25,26)을 통해서 배터리(14) 전원이 공급된다.

도 7에 도시하고 있는 구성에서는 드론(1) 내부의 부하(21)로 배터리(13) 전원이 직접 공급되는 형태를 보여주고 있고, 드론(1) 내부의 부하(22)로 배터리(14) 전원이 직접 연결되어 공급되는 형태를 보여주고 있다. 그러나 이것은 하나의 예시일 뿐이고, 배터리(13) 전원이 장착모듈(18)의 전원공급라인을 통해서 부하측(21)으로 공급되는 것도 가능하다. 마찬가지로 배터리(14) 전원이 장착모듈(19)의 전원공급라인을 통해서 부하(22) 측으로 공급될 수 있다.

이것은 배터리(13)와 장착모듈(18)이 배터리 교체 모듈(11) 내에 포함되고 있는 구성이고, 따라서 배터리 교체 모듈(11) 내에 수납된 배터리(13) 또는 장착모듈(18)을 통해서 배터리 교체 모듈(11)의 외부로 배터리(13) 전원이 공급될 수 있음을 나타낸다.

마찬가지로 배터리(14)와 장착모듈(19)이 배터리 교체 모듈(12) 내에 포함되고 있는 구성이고, 따라서 배터리 교체 모듈(12) 내에 수납된 배터리(14) 또는 장착모듈(19)을 통해서 배터리 교체 모듈(12)의 외부로 배터리(14) 전원이 공급될 수 있음을 나타낸다.

그리고 배터리(13)는 장착모듈(18)의 일단에 설치된 톱니바퀴 모듈에 맞물릴 수 있도록 구성되고, 또 하나의 배터리(14)는 장착모듈(19)의 일단에 설치된 톱니바퀴 모듈(16)에 맞물릴 수 있도록 구성된다. 설명의 편의를 위해서 장착모듈(18,19)과 톱니바퀴 모듈(16)은 겹쳐 보인다 가정하고 하나의 구성으로 도시하였다.

한편, 본 발명의 실시예에서 무인비행기의 무정전배터리 교체장치에서 중요한 한 가지는 배터리 교체 상태에서도 양 배터리(13,14)의 전원이 양측 부하(21,22)로 공급이 이루어져야 하는 부분이다.

도 6에 도시하고 있는 바와 같이 기계적 결합이 이루어지고, 양 배터리(13,14)의 교차 이동시에, 배터리(14) 전원이 전원라인(23,24,25,26)을 통해서 양 드론 부하(21,22)로 공급될 수 있고, 마찬가지로 배터리(13) 전원이 전원라인(23,24,25,26)을 통해서 양 드론 부하(21,23)로 공급될 수 있도록 구성된다. 즉, 양 배터리(13,14)는 서로 전기적으로 병렬 연결되고 있는 상태가 된다.

이를 위해서 본 발명에서는 장착모듈(18,19)에 내부적으로 전원공급라인을 포함하고, 도시하고 있는 바와 같이 양 드론이 결합된 상태에서 장착모듈(18,19)의 내부 전원공급라인을 통해서 양 배터리(13,14)로 연결되는 전원공급 경로가 형성되도록 구성하고 있다.

특히, 장착모듈(18,19)은 이후의 전기적 제어 과정에서 다시 한번 살펴보겠지만, 슬라이드식 단자부를 구비하고 있다. 일 예로서 도 6에 도시하고 있는 바와 같이, 장착모듈의 일정 영역에 배터리가 접촉되면, 자동으로 배터리와 장착모듈의 +,- 단자부가 연결되는 상태가 된다.

다음, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행기 무정전배터리의 교체장치의 배터리 교체과정에 따른 배터리와 장착모듈 사이의 전기적 경로 구성에 대한 예시도이다.

도시되고 있는 도 8의 구성은 양 드론의 정합 전 상태이다.

배터리(13)는 장착모듈(18)의 단자부(파란색 부분)을 경유하여 내부의 전원라인(32,33)에 연결되고 있고, 이 전원공급경로를 통해서 배터리(13)의 전원을 다른 배터리 또는 드론의 부하로 공급할 수 있도록 전원공급경로가 구성되어진다. 장착모듈(18)은 상단과 하단에 파란색으로 도시하고 있는 슬라이드식 단자부를 포함한다. 슬라이드식 단자부는, 일 예로서 도 6에 도시하고 있는 바와 같이, 장착모듈의 일정 영역에 배터리가 접촉되면, 자동으로 배터리와 장착모듈의 +,- 단자부가 연결되는 상태가 되고, 이후 배터리가 장착모듈의 일정영역을 벗어날때까지 +,- 단자부가 연결상태를 유지한다. 그리고 배터리가 장착모듈의 일정영역을 벗어나면, +,- 단자부 연결상태가 자동 해제된다.

그리고 부호 27은 톱니바퀴 모듈(16)의 회전력을 제공하는 구동 모터를 나타내고, 모터(27)는 장착모듈(18)의 전원라인(32,33)을 통해서 배터리(13) 전원을 공급받도록 연결되고 있다.

따라서 배터리(13) 전원은 장착모듈(18)을 통해서 모터(27)에 제공 가능해지고, 배터리(13) 전원은 장착모듈(18)을 통해서 드론(1)의 부하측으로도 공급되어진다.

또한, 배터리(14)는 장착모듈(19) 내부의 전원라인(34,35)에 연결되고 있고, 이 전원공급경로를 통해서 배터리(14)의 전원을 다른 배터리 또는 드론의 부하로 공급할 수 있도록 전원공급경로를 구성한다. 그리고 부호 28은 톱니바퀴 모듈(16)의 회전력을 제공하는 모터를 나타내고 있다.

따라서 배터리(14) 전원은 장착모듈(19)을 통해서 모터(28)에 제공되고, 드론(2)의 부하측으로도 공급되어진다.

그리고 장착모듈(19)은 장착모듈(18)과 마찬가지로 상하단에 슬라이드식 단자부를 포함하고 있다.

따라서 장착모듈(18,19)은 양 배터리와 접속되어 전원을 공급하는 슬라이드식 단자부로 구성된 제 1 전원공급경로, 부하와 접속되어 배터리 전원을 부하로 공급시키는 제 2 전원공급경로, 톱니바퀴 모듈에 회전력을 발생하기 위한 모터에 전원을 공급시키는 제 3 전원공급경로를 포함한다. 그리고 제1,2,3 전원공급경로는, 전원라인들의 유기적인 연결 구성으로 이루어지고, 병렬 연결된다.

도 8에 도시하고 있는 바와 같이, 각각의 드론 내 배터리에서 각 드론의 부하로 전원공급이 가능한 상태에서 두개의 드론이 정합되면 배터리 교체가 가능해진다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행기 무정전배터리의 교체장치의 정합에 따른 전기적 연결 구성에 대한 예시도이다.

두개의 드론 내 배터리 교체 모듈(11,12)이 정합상태를 갖으면, 배터리(13)와 배터리(14)는 전기적으로 연결된 상태를 갖는다. 이때, 장착모듈(18,19) 내부에는 슬라이드식 단자부 내에 구성된 전원라인(36,37,38,39), 슬라이드식 단자부를 연결하는 전원라인(32,33,34,35)가 서로 유기적으로 연결되면서 전원공급경로가 형성되어진다.

즉, 모터(27)의 구동으로 톱니바퀴 모듈(도시하지 않음)이 회전되면서 배터리(13)가 우측으로 이동된다. 이때 장착모듈(18)에서 장착모듈(19)로 일정부분 이동된 배터리(13)는 장착모듈(18)의 슬라이드식 단자부(36)와 접속이 유지되어 있는 상태이다. 즉, 슬라이드식 단자부(36)를 통해서 배터리(13)와 장착모듈(18) 내 전원라인(32,33)은 연결되고 있는 상태를 갖는다.

동시에 모터(28)의 구동으로 회전되는 톱니바퀴 모듈과 맞물리면서 배터리(13)는 장착모듈(19) 상단으로 이동된다. 장착모듈(19) 상단의 일정영역 만큼 이동되면, 배터리(13)는 장착모듈(19)의 슬라이드식 단자부(38)와 접속되어진다. 이 접속으로 배터리(13)는 장착모듈(19) 내 전원라인(34,35)과도 연결되어진다.

마찬가지로 모터(28)의 구동으로 톱니바퀴 모듈이 회전하면서 배터리(14)가 좌측으로 이동된다. 이때 장착모듈(19)에서 장착모듈(18)로 일정부분 이동된 배터리(14)는 장착모듈(19)의 슬라이드식 단자부(39)와 접속이 유지되어 있는 상태이다. 이 연결구성으로 배터리(14)와 장착모듈(19) 내 전원라인(34,35) 사이의 전원라인은 연결되는 상태를 갖는다.

동시에 모터(27)의 구동으로 회전되는 톱니바퀴 모듈과 맞물리면서 배터리(14)는 장착모듈(18) 상단으로 이동된다. 장착모듈(18) 상단의 일정영역 만큼 이동되면, 배터리(14)는 장착모듈(18)의 슬라이드식 단자부(37)와 접속되어진다. 이 구성으로 배터리(14)는 장착모듈(18) 내 전원라인(32,33)과도 연결되어진다.

이와 같이 양 배터리(13,14)가 이동되면, 배터리(13)는 장착모듈(18) 내부의 전원라인(32,23)과, 장착모듈(19) 내부의 전원라인(33,34)과 전기적으로 연결되어진다. 마찬가지로 배터리(14)는 장착모듈(18) 내부의 전원라인(32,33)과, 장착모듈(19) 내부의 전원라인(34,35)과 전기적으로 연결되어진다.

따라서 양 배터리(13,14)는 장착모듈(18,19)을 통해서 상호간에 전기적으로 연결되는 상태가 된다. 즉, 양 드론 내 배터리 교체 모듈(11,12)이 정합되어서 양측 배터리(13,14)가 교차되는 시점에서는 양측 배터리(13,14)가 양 드론 부하측(21,22)으로 병렬 연결되어, 병렬 전원을 공급하는 상태가 된다.

도면에서 드론의 부하측(21,22)을 좌우측 양측 도시하고 있으나, 이는 이해의 편의를 위해서 구성한 것이고, 부하(21,22)가 어느 위치에 있든지 간에 결과적으로는 전원공급경로를 통해서 양 배터리(13,14) 전원이 공급되고, 양 배터리(13,14)가 전기적으로 연결되는 상태를 갖음을 나타낸다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행기 무정전배터리의 교체장치의 배터리 교체 후 연결 구성에 대한 예시도이다.

배터리의 교체가 완료되면, 양 배터리 교체 모듈(11,12) 사이의 정합은 해제되고, 양 드론은 분리되어진다.

배터리(14)는 배터리 교체 후, 드론(1)의 배터리 교체 모듈(11) 내에 위치되고, 배터리(13)는 배터리 교체 후 드론(3)의 배터리 교체 모듈(12) 내에 탑재된다.

이후 드론(1)의 부하(21)는 배터리(14)로부터 필요 전원을 공급받아서 동작이 이루어진다. 마찬가지로 드론(3)의 부하(22)는 배터리(13)로부터 필요 전원을 공급받아서 동작이 이루어진다.

본 발명에서 드론(1)은 목적지를 향해 비행 중인 드론이고, 드론(3)은 배터리 교체 목적을 위한 드론이다. 따라서 이후 드론(1)은 교체된 배터리(14)를 이용하여 목표한 만큼의 비행이 지속되어진다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행기의 무정전배터리 교체를 감시 제어하는 제어 구성도를 도시하고 있다.

본 발명의 무인비행기는 배터리 교체 모듈을 탑재하고 있고, 배터리 교체 모듈에 탑재된 배터리를 무정전 제어를 통해서 교체할 수 있도록 구성된다. 배터리 교체 모듈은 톱니바퀴형 치열을 형성하고 있는 배터리를 탑재하고, 톱니바퀴형 모듈을 중심으로 상단과 하단에 배터리 수납공간을 구비하고 있다.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교체 모듈은 무인비행기의 전체적인 비행 동작, 배터리 교체 동작 등을 제어하기 위한 제어부를 포함하고 있다. 본 발명에서 무인비행기의 비행 동작에 따른 제어는 프로그램된 알고리즘을 통해서 이루어지고, 이 부분은 본 발명의 요지부분과 무관하므로 생략하기로 한다. 단지 제어부는 양 배터리 교체 모듈의 정합을 제어하고, 비행 중에 배터리의 교체를 제어할 수 있도록 양 무인비행기의 비행제어를 수행하는 것은 기본으로 한다.

먼저, 제어부는, 우선 배터리 상태(용량)를 감시하고 배터리의 교체가 필요한지를 판단한다. 제어부는 배터리 교체를 필요로 할 때, 비행상태에서 양 무인비행기의 동작상태를 제어하면서 양 배터리 교체 모듈의 정합을 감시한다. 이를 위해서 제어부는 배터리 교체 모듈에 장착된 접촉센서를 통해서 양 배터리 교체 모듈의 접촉을 확인하고, 배터리 교체 모듈에 장착된 결합센서를 통해서 양 배터리 교체 모듈의 자기적/기계적 결합을 확인한다. 여기서 접촉센서 및 결합센서는 배터리 교체 모듈의 오픈되는 도어 및 정합부(15) 부근에 설치되는 것이 바람직하다.

제어부는 모터구동부를 제어하여 배터리의 이동이 이루어질 수 있도록 제어한다. 이 동작 제어를 통해서 양 배터리 교체 모듈에 수납되고 있는 배터리의 치열에 회전되는 톱니바퀴 모듈이 맞물려서 회전되면서 양 배터리 교체 모듈의 배터리가 교차 이동되어진다.

그리고 제어부는 배터리가 교차 이동이 완료되면, 교체된 배터리의 전원상태, 배터리 상태 등을 감지하고, 배터리의 교체를 확인한다. 그리고 접촉센서 및 결합센서를 통한 양 배터리 교체 모듈의 분리를 확인한다.

이후 제어부는 교체된 배터리 전원을 이용하여 무인비행기의 부하측으로 전원이 공급되도록 제어한다. 그리고 배터리 교체 모듈 내에 구비되고 있는 다수의 센서와 제어부는 전기적 신호 송수신을 위하여, 유선 또는 무선 송수신 제어가 이루어지도록 구성할 수 있다.

이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

1,3 : 드론 2,4,11,12 : 배터리 교체 모듈
13,14 : 배터리 16 : 톱니바퀴 모듈
17 : 톱니바퀴 치열 18,19 : 장착모듈
21,22 : 부하 23,24,25,26 : 전원라인
32,33,34,35 : 전원라인 27,28 : 모터
36,37.38,39 : 슬라이드식 단자부에 포함되고 있는 전원라인

Claims (16)

1. 배터리 교체 모듈을 탑재하고 있는 두 개의 무인비행기 사이에서 배터리를 교체하기 위한 무인비행기의 무정전배터리 교체장치에 있어서,
   배터리 교체 모듈은 톱니바퀴형 치열을 형성하고 있는 배터리;
   배터리의 이동을 위하여 양 배터리 교체 모듈을 정합시키는 정합부; 및
   비행 중에 양 배터리 교체 모듈의 정합을 감시하는 정합감시부를 포함하고,
   정합부는, 자기력을 발생하여 양 배터리 교체 모듈을 정합하는 자기발생모듈;
   정합감시부의 감시하에 정합이 이루어지면, 모터의 회전력으로 배터리의 치열과 맞물리면서 배터리를 이동시키는 톱니바퀴 모듈;
   톱니바퀴 모듈을 일측에 장착하고, 배터리 전원을 양 무인비행기의 부하측으로 공급할 수 있도록 전원공급경로를 형성하는 장착모듈을 포함하는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   정합감시부는 비행 중의 양 무인비행기의 동작상태를 모니터링하여, 정합부의 정합을 제어하는 제어부를 포함하는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   배터리 교체 모듈은, 장착모듈을 중심으로 상단과 하단에 각각 배터리가 수납되는 공간을 구비한 무인비행기의 무정전배터리 교체장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   장착모듈을 중심으로 상단에 위치한 배터리는 하단에 가로방향으로 톱니바퀴 모듈과 맞물리도록 치열을 형성하고 있고,
   장착모듈을 중심으로 하단에 위치한 배터리는 상단에 가로방향으로 톱니바퀴 모듈과 맞물리도록 치열을 형성하는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   양 배터리 교체 모듈에 탑재된 배터리는, 하나는 상단에 위치하고 다른 하나는 하단에 위치하고 있는 상태에서, 제어부의 제어하에 톱니바퀴 모듈의 회전이 시작되면 동시에 이동되어 교체가 이루어지는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   정합감시부는 양 배터리 교체 모듈의 접촉과 분리를 감시하는 제1센서;
   양 배터리 교체 모듈의 자기적/기계적 정합을 감시하는 제2센서;
   톱니바퀴 모듈에 회전력을 제공하는 모터를 구동하는 구동부를 포함하고,
   제어부는 배터리 교체를 위해서 제1센서의 접촉신호에 기초하여 양 배터리 교체 모듈의 접촉을 감시하고, 제2센서의 감시신호에 기초해서 양 배터리 교체 모듈의 자기적/기계적 정합이 이루어졌는지를 확인하고, 구동부를 제어해서 배터리를 이동시키는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   다수의 센서와 제어부는 무선 송수신 제어가 이루어지는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   장착모듈은 양 배터리와 접속되어 전원을 공급하는 제 1 전원공급경로;
   부하와 접속되어 배터리 전원을 부하로 공급시키는 제 2 전원공급경로;
   톱니바퀴 모듈에 회전력을 발생하기 위한 모터에 전원을 공급시키는 제 3 전원공급경로를 포함하는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   제 1 전원공급경로와 제 2 전원공급경로와 제 3 전원공급경로는 병렬 연결되는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치.
10. 청구항 8에 있어서,
    장착모듈 내에 양 배터리와 연결되는 제 1 전원공급경로는 슬라이스식 단자부로 구성되어 장착모듈과 배터리가 맞닿으면서부터 전기적 접속이 이루어지는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치.
11. 청구항 1에 있어서,
    톱니바퀴 모듈은 두개의 배터리 교체 모듈 중 적어도 하나에 구성되는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치.
12. 청구항 1에 있어서,
    자기발생모듈은 배터리로부터 전압을 공급받아서 자기력을 발생하는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치.
13. 청구항 12에 있어서,
    자기발생모듈은, 양 배터리 교체 모듈의 맞닿는 영역에 다른 극성을 갖도록 구성되는 무인비행기의 무정전배터리 교체장치.
14. 배터리 교체 모듈을 탑재하고 있는 두 개의 무인비행기 사이에서 배터리를 교체하기 위한 무인비행기의 무정전배터리 교체방법에 있어서,
    톱니바퀴형 치열을 형성하고 있는 배터리를 탑재한 배터리 교체 모듈은 톱니바퀴형 모듈을 중심으로 상단과 하단에 배터리 수납공간을 구비하고,
    배터리 상태를 감시하고 배터리 교체를 필요로 할 때, 비행상태에서 양 무인비행기의 동작상태를 제어하면서 양 배터리 교체 모듈의 정합을 감시하는 단계;
    배터리의 치열과 톱니바퀴 모듈이 맞물려서 회전되면서 양 배터리 교체 모듈의 배터리가 교차 이동되도록 제어하는 단계;
    배터리 이동 중에 양 배터리 전원이 양 무인비행기의 부하측으로 공급되도록 제어하는 단계를 포함하는 무인비행기의 무정전배터리 교체방법.
15. 청구항 14에 있어서,
    양 배터리 교체 모듈은, 배터리 수납공간 내에 하나의 배터리를 수납한 상태이고, 양측의 톱니바퀴 모듈의 회전이 시작되면 상단과 하단에 위치하는 배터리가 동시에 이동되어 양 배터리 교체 모듈로 교차 이동이 이루어지는 무인비행기의 무정전배터리 교체방법.
16. 청구항 15에 있어서,
    배터리 상태를 확인하여 배터리의 교체를 감시하고, 배터리 교체가 수행된 후 배터리 교체 확인을 감시하는 단계를 포함하는 무인비행기의 무정전배터리 교체방법.

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