KR102462237B1

KR102462237B1 - 건설 및 광산 현장관리용 드론 운영 시스템의 헬리패드

Info

Publication number: KR102462237B1
Application number: KR1020210027309A
Authority: KR
Inventors: 강웅; 방은석; 조성준; 손정술
Original assignee: 한국지질자원연구원
Priority date: 2021-03-02
Filing date: 2021-03-02
Publication date: 2022-11-03
Also published as: KR20220123855A

Abstract

본 발명은, 드론의 수평 이륙 및 착륙을 유도하기 위한 메인 플랫폼; 상기 메인 플랫폼의 기울기를 측정하는 기울기 센서; 및 기울기 센서의 센싱 데이터를 이용하여 상기 메인 플랫폼이 수평이 되도록 하는 기울기 조절 수단의 동작을 제어하는 제어기(controller)를 포함하는, 드론용 헬리패드를 개시한다. 본 발명에 따르면, 사면이 많은 산악지형의 광산 및 건설 현장에서 드론의 안정적인 운용이 가능하다.

Description

건설 및 광산 현장관리용 드론 운영 시스템의 헬리패드{HELIPAD OF DRONE OPERATING SYSTEM FOR CONSTRUCTION AND MINE SITE MANAGEMENT}

본 발명은 건설 및 광산 현장관리용 드론 운용 시스템의 헬리패드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드론 관제 차량의 루프에 장착되어 드론의 수평 이륙 및 착륙을 유도할 수 있는 드론용 헬리패드에 관한 것이다.

건설/광산 현장관리용 드론 운용 시스템은, 드론을 이용하여 건설 또는 광산 현장의 지형에 관한 영상 데이터를 수집하는 시스템을 말한다. 수집된 건설/광산 현장의 영상 데이터는 각종 프로세싱을 거쳐 분석을 통해 정밀지형모델의 구축, 사면안정해석 프로세스 및 배수해석에 이용될 수 있다.

건설/광산 현장이 해발 고도의 높이 차가 많은 산악지대에 위치하는 경우 드론의 안정적인 이륙 및 착륙을 비롯하여 원활한 드론의 비행 관리가 필요하다. 원활한 드론 비행의 관리는 양질의 드론 데이터 확보와 관련된다.

종래의 기술에 따르면 드론용 패드는 드론의 이륙 및 착륙 시에 쿠션을 이용하여 드론에 가해지는 충격을 감소시키는 효과가 있었으나, 울창한 숲과 같이 드론이 이륙 및 착륙할 장소가 없는 지역 또는 해발 고도 차이가 많은 경사진 지형에서 드론의 안정적인 이륙 및 착륙을 이끌지는 못했다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드는, 드론의 원활한 이륙 및 착륙과 더 나아가 드론 비행의 관리를 위한 것으로 사면이 많은 산악지형에서 드론의 안정적인 이륙 및 착륙을 돋기 위해 발명된 것이다.

위의 문제점을 해결하기 위해 관련 기술로서 국내 등록 특허 제10-1640199호는 드론의 안전착륙 유도장치에 관한 것으로, 드론에 적외선 센서가 장착되고, 착륙 지역에 적외선 수신 수단이 마련되어 있어서, 적외선이 수신되는 곳으로 드론이 유도되는 기술을 개시한다는 점에서, 드론의 안정적인 이륙 및 착륙 지점을 직접 제공하는 본 발명과 구성 및 효과 면에서 차이점이 있다.

다른 관련 기술로서 국내 등록 특허 제10-2189033호는 이착륙 가이드 기능이 구비된 픽업트럭용 드론격납고 및 이를 포함하는 드론운용 시스템에 관한 것으로, 안착판을 통해 드론의 이륙 및 착륙의 가이드가 가능하나, 산악지형과 같이 사면이 많은 지역에서 안정적인 이륙 및 착륙을 위한 구성을 포함하지 않은 점에서, 드론의 안정적인 이륙 및 착륙 지점을 직접 제공하는 본 발명의 구성 및 효과 면에서 차이점이 있다.

한국 등록 특허 제10-1640199호 (2016.07.15 공고) 한국 등록 특허 제10-2189033호 (2020.12.10 공고)

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 사면이나 건설 및 광산 현장과 같이 공간 확보가 어려운 지형에서 드론의 안정적인 이륙 및 착륙을 가능하게 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 드론의 일반적인 운용을 위한 관제센터를 겸하면서 드론의 안정적인 이륙 및 착륙을 가능하게 하는 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드는, 드론의 수평 이륙 및 착륙을 유도하기 위한 플랫폼; 플랫폼의 기울기를 측정하는 기울기 센서; 및 기울기 센서의 센싱 데이터를 이용하여 상기 플랫폼이 수평이 되도록 하는 기울기 조절 수단의 동작을 제어하는 제어기(controller)를 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 헬리패드는, 플랫폼의 넓이를 확장시키는, 레프트 윙(left wing) 및 라이트 윙(right wing)을 더 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 헬리패드는, 플랫폼의 넓이를 확장시키는, 레프트 윙(left wing) 및 라이트 윙(right wing)을 더 포함하고, 제어기는, 레프트 윙 및 라이트 윙의 폴딩/언폴딩을 구동하는 액추에이터를 제어하도록 구성될 수 있다.

또한, 헬리패드는, 헬리패드가 차량의 루프 또는 적재함에 설치되도록, 차량과 연결되는 베이스를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 헬리패드는, 차량의 루프 또는 적재함에 설치된 상기 헬리패드가 수납되는 하우징을 더 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 기울기 조절 수단은, 플랫폼의 X축 방향의 기울기 및 Y축 방향의 기울기 중에서 적어도 하나를 조절하는 리프트를 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 기울기 조절 수단은, 플랫폼의 X축 방향의 기울기 및 Y축 방향의 기울기 중에서 어느 하나를 조절하는 리프트를 포함하고, 다른 하나의 기울기는 차량의 쇽업쇼바(shock absorber)를 통해 조절되는 것을 특징으로 한다.

또한, 기울기 조절 수단은, 플랫폼의 X축 방향의 기울기 및 Y축 방향의 기울기 중에서 변화의 폭이 많은 어느 하나의 기울기를 조절하는 리프트를 포함하고, 기울기 중에서 변화의 폭이 적은 다른 하나의 기울기는 차량의 쇽업쇼바(shock absorber)를 통해 조절되는 것을 특징으로 한다.

또한, 리프트는, 플랫폼의 일변 측에 설치된 제1 리프트; 및 플랫폼의 타변 측에 설치된 제2 리프트를 포함하고, 플랫폼은 상기 제1 리프트와 제1 축을 통해 연결되고, 상기 제2 리프트와 제2 축을 통해 연결되어 있어서, 제1 리프트 및 제2 리프트의 높이 제어에 따라 상기 제1 축 및 제2 축에서 상기 플랫폼과 상기 리프트가 이루는 회전각에 따라 상기 플랫폼의 기울기가 조절되도록 구성될 수 있다.

또한, 리프트는, 제1 축 및 제2 축은 상기 리프트의 수직 업/다운이 가능하도록 이동이 가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 제1 축 또는 제2 축은, 제1 리프트 또는 제2 리프트의 길이 변화량에 비례하여 상기 플랫폼과 평행하게 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 제어기는, 플랫폼에 간섭이 일어나지 않는, 제1 리프트와 제2 리프트 사이의 최대 높이차 범위 내에서 상기 제1 리프트 및 제2 리프트의 업/다운을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 헬리패드는, 제1 축의 이동을 가이드 하는 제1 축하우징; 및 제2 축의 이동을 가이드 하는 제2 축하우징을 더 포함하고, 제어기는, 제1 축 또는 제2 축이 각 축하우징 내에서 이동가능 범위에서 상기 제1 리프트 또는 제2 리프트의 업/다운을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 헬리패드는, 제1 축하우징은 제1 레일을, 제2 축하우징은 제2 레일을 포함하고, 제1 축은 상기 제1 레일을 따라 이동하고, 제2 축은 상기 제2 레일을 따라 이동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제어기는, 기울기 조절 수단의 동작에 따라 상기 기울기 센서에 의한 X축 또는 Y축 방향의 기울기 측정 값이 임계 값에 해당하는 경우 경고 알람을 출력하는 것을 특징으로 한다.

기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.

본 발명에 의하면, 사면이 많은 산악지형의 광산 및 건설 현장에서 드론의 안정적인 운용이 가능하다.

또한, 드론이 이륙 및 착륙하는 헬리패드의 수평 제어가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 좌측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 우측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 저면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 배면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기울기 센서의 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드 제어를 위한 제어기의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 리프트 동작 설명을 위한 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드가 장착된 차량 루프의 예시도이다.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.

또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드는, 건설 및 광산 현장에서 지형 관측에 이용되는 드론을 위한 관제시스템에 포함되는 구성요소 중의 하나이다. 드론을 위한 관제시스템은, 드론 비행 관리를 위한 제1 서브 시스템 및 드론을 통해 수집된 데이터의 프로세싱을 위한 제2 서브 시스템으로 구성될 수 있다. 드론용 헬리패드는 드론 비행 관리를 위한 제1 서브 시스템의 구성요소일 수 있다.

드론을 위한 관제시스템은 드론 관제 차량 형태로 구현될 수 있다. 드론 관제 차량의 루프 또는 적재함에 드론용 헬리패드가 구비될 수 있다. 드론 관제 차량 내부 및 외부에는, 드론용 헬리패드의 제어를 위한 제어기가 구비될 수 있다.이하 드론용 헬리패드의 물리적 구성 및 동작 메커니즘에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 정면도이다.

도 1을 참조하면, 드론이 실제로 이륙 및 착륙하는 면이 정면이 되게 헬리패드(100)가 XY 좌표측과 함께 묘사되어 있다. 구체적으로 헬리패드(100)가 포함하는, 중앙의 플랫폼(111), 좌측의 레프트 윙(left wing)(112), 우측의 라이트 윙(right wing)(113) 및 베이스(120)가 묘사되어 있다.

플랫폼(111)은, 드론이 실제로 이륙 및 착륙하는 면에 해당한다. 플랫폼(111)은, 나무, 금속, 플라스틱 등의 단일 재질 또는 이들의 조합을 통해 제작될 수 있다. 예를 들어 플랫폼은(111), 평평한 형태의 판넬에 필름, 도료 등을 이용하여 표면이 코팅 처리될 수 있다. 플랫폼(111)의 일면에는 드론의 이륙 및 착륙 장소임을 표시하는 마크가 표시되고, 드론의 이륙 및 착륙시에 전해질 수 있는 충격을 완화시키기 위한 완충제, 예를 들어 매트, 실리콘 패드 등이 구비될 수 있다.

플랫폼(111)의 이면에는 플랫폼의 수평을 조절하기 위해 플랫폼(111)을 구동하는 기울기 조절 수단이 구비될 수 있다. 기울기 조절 수단은, 플랫폼(111)과 베이스(120)를 연결시키면서, 베이스(120)에 대해 플랫폼(111)의 기울기를 조절할 수 있다. 기울기 조절 수단은, 수동 또는 자동으로 구동될 수 있다. 수동식 기울기 조절 수단은, 카메라 삼각대에 사용되는, 볼헤드 형태로 구현될 수 있다.

자동식 기울기 조절 수단은, 모터 동력에 의해 구동되는 리프트 형태로 구현될 수 있다. 리프트에 대해서는 후술하기로 한다.

레프트 윙(left wing)(112)은, 플랫폼(111)의 영역을 좌측으로 확장하는 수단에 해당한다. 레프트 윙(112)은, 플랫폼(111)의 재질과 비교하여 동일 또는 이질의 재질로 구현될 수 있다. 레프트 윙(112)의 원활한 폴딩/언폴딩 동작을 위해 플랫폼(111) 재질보다 경량의 재질이 선택될 수 있다. 헬리패드(100)는 레프트 윙(112)의 폴딩/언폴딩 동작을 구동하는 액추에이터를 포함하도록 구성될 수 있다. 액추에이터는 모터 동력을 이용할 수 있고, 레프트 윙(112)과 플랫폼(111)을 연결시키는 힌지를 포함하도록 구성될 수 있다.

라이트 윙(right wing)(113)은, 플랫폼(111)의 영역을 우측으로 확장하는 수단에 해당한다. 위의 레프트 윙(111)에 대한 묘사는 라이트 윙(113)에도 그대로 적용될 수 있다.

하우징(120)은 헬리패드(100)의 저부에 위치하는 구성요소로서 플랫폼(111)에 연결된 기울기 조절 수단을 지지하는 역할을 한다. 하우징(120)의 내부 바닥면은 기울기 조절 수단과 연결되고, 외부 바닥면은 차량의 루프 또는 적재함에 연결되어 고정될 수 있다. 하우징(120)은 헬리패드(100)의 플랫폼(111) 등이 내부에 수납할 수 있다. 하우징(120)은 사방의 측벽, 바닥에 해당하는 베이스 및 커버를 포함하도록 구성될 수 있다. 하우징(120)에 대해서는 다른 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 좌측면도이다.

도 2를 참조하면, 헬리패드(100)의 두께가 표시되는 좌측면이 ZY 좌표측과 함께 묘사되어 있다. 구체적으로 헬리패드(100)가 포함하는, 양쪽 윙이 포함된 플랫폼(111), 하우징(120), 베이스(121), 리프트(142), 제1 축(151), 제2 축(152)이 묘사되어 있다.

체계적인 이해를 돕기 위해 하우징(120), 플랫폼(111), 리프트(142) 및 제1 축(151) 및 제2 축(152)의 순서에 따라 설명하기로 한다.

하우징(120)의 두께가 묘사되어 있다. 하우징(120)은 플랫폼(111)을 상판으로 하고, 이에 연결된 2개의 측판 및 2개의 측판을 서로 연결하는 하부 연결 대를 포함하는 플랫폼 지지구조를 그 내부에 수납하는 데 필요한 두께를 갖는다. 플랫폼 지지구조는 플랫폼(111)의 뒤틀림을 방지하기 위한 구조이다.

제1 리프트(141) 및 제2 리프트(142)가 일정 수준으로 다운 위치에 있고, 플랫폼(111)이 베이스(121)와 평행하게 되면, 플랫폼(111)은, 제1 및 제2 리프트(141, 142)와 함께 하우징(120) 내부에 수납될 수 있다.

하우징(120)의 4개의 측벽 중에서 좌측벽 및 우측벽의 형상은 서로 대칭이나, 앞측벽 및 뒤측벽은 서로 다르게 설계되는 것이 바람직하다. 앞측벽은 차량 루프의 앞부분에 뒤측벽은 차량 루프의 뒷부분에 위치하기 때문에, 앞측벽은 공기 저항을 줄이기 위해 비스듬하게 형성되는 것이 바람직하다.

플랫폼(111)의 기울기는 적어도 하나 이상의 기울기 조절 수단, 예를 들어 리프트를 이용하여 조절될 수 있다. 도 2에는 제2 리프트(142)가 묘사되어 있고, 제1 리프트(141)는 하우징 내부에 숨겨져 있다. 제1 리프트(141) 및 제2 리프트(142)의 업/다운 동작을 통해, 서로의 상대적 높이차로 인해 플랫폼(111)의 프론트/리어 방향의 기울기가 조절될 수 있다.

제1 축(151)은 제1 리프트(141)(미도시)와 플랫폼(111)이 프론트 위치에서 회전하도록 연결한다. 그리고 제2 축(152)은 제2 리프트(142)와 플랫폼(111)이 리어 위치에서 회전하도록 연결된다. 제1 축(151) 및 제2 축(152)의 존재 이유는 제1 리프트(141)와 제2 리프트(142)의 높이 차이에 따라 플랫폼(111)이 자연스럽게 기울어지게 하기 위함이다. 회전축이 없다면, 제1 리프트(141)와 제2 리프트(142)의 높이 차가 있는 경우, 플랫폼(111)에 기울기가 발생하지 않게 된다. 플랫폼(111)의 자연스러운 기울기가 유도되기 위해서 한가지 더 필요한 조건이 제1 축(151) 및 제2 축(152)의 이동이다. 회전축의 이동에 대해서는 후술하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 우측면도이다.

도 3을 참조하면, 묘사된 헬리패드(100)의 우측면도는 도 2의 좌측면도에 대한 설명 이상으로 이끌기 어렵기 때문에 이에 대해 좌측면도에 대한 설명으로 대신한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 평면도이다.

도 4를 참조하면, 헬리패드(100)의 리어 위치가 ZX 좌표측과 함께 묘사되어 있다. 구체적으로 헬리패드(100)의 구성요소인, 양쪽 윙(112, 113)이 포함된 플랫폼(111), 하우징(120), 제2 리프트(142), 기울기 센서(160), 레프트 액추에이터(132) 및 라이트 액추에이터(133)가 묘사되어 있다.

양쪽 윙(112, 113)은 펼쳐진 상태이며, 힌지와 같은 결합구를 통해 플랫폼(111)에 연결된다.

제2 리프트(142)는, 제1 리프트(141)보다 높은 위치에 있기 때문에 플랫폼(111) 및 윙(112, 113)의 배면이 묘사되어 있다.

기울기 센서(160)는 플랫폼(111)의 배면에 부착되어 있어서 플랫폼(111)의 X축 방향의 기울기 및 Y축 방향의 기울기를 측정한다.

레프트 액추에이터(132)는 레프트 윙(112)의 폴딩/언폴딩 구동을 실행한다. 라이트 액추에이터(133)는 라이트 윙(113)의 폴딩/언폴딩 구동을 실행한다. 액추에이터(132, 133)은 동력원으로 모터를 포함할 수 있다. 모터의 전원으로 차량의 축전지가 이용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 저면도이다.

도 5를 참조하면, 헬리패드(100)의 프론트 위치가 ZX 좌표측과 함께 묘사되어 있다. 구체적으로 헬리패드(100)의 구성요소인, 양쪽 윙(112, 113)이 포함된 플랫폼(111), 하우징(120), 레프트 액추에이터(132) 및 라이트 액추에이터(133)가 묘사되어 있다.

묘사된 헬리패드(100)의 저면도는 도 4의 평면도에 대한 설명 이상으로 이끌기 어렵기 때문에 이에 대해 평면도에 대한 설명으로 대신한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 배면도이다.

도 6을 참조하면, 헬리패드(100)의 배면이 ZX 좌표측과 함께 묘사되어 있다. 구체적으로 헬리패드(100)의 구성요소인, 양쪽 윙(112, 113)이 포함된 플랫폼(111), 하우징(120), 레프트 액추에이터(132), 라이트 액추에이터(133), 제1 리프트(141), 제2 리프트(142) 및 기울기 센서(160)가 묘사되어 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 사시도이다.

도 7을 참조하면, 제2 리프트(142)가 제1 리프트(141)보다 높은 위치에 있어서 뒤보다 앞이 더 낮게 기울어진 플랫폼(111)이 묘사되어 있다. 레프트 윙(112)의 폴딩/언폴딩을 구동하는 레프트 액추에이터(132) 및 라이트 윙(113)의 폴딩/언폴딩을 구동하는 라이트 액추에이터(133)이 묘사되어 있다. 레프트 윙(112), 라이트 윙(113)을 연결하는 플랫폼(111)은 경사진 지형에 있는 차량의 루프에 설치된 상태에서, 해수면과 평형을 이루므로, 드론의 수형 이륙 및 착륙을 유도할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기울기 센서의 예시도이다.

도 8을 참조하면, 플랫폼(110)의 배명에 설치된 기울기 센서(160)가 묘사되어 있다. 기울기 센서(160)는 자이로 센서 또는 가속도 센서 등으로 구현될 수 있다. 기울기 센서(160)는, X축 및 Y축 방향에서 중력 방향에 대한 기울기를 전기적인 값으로 변환하여 출력하는 기능을 한다. 본 발명에서는 X축 방향의 기울기와 Y축 방향의 기울기가, 2개의 리프트와 자동차의 쇽업쇼바를 이용하여 조절될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드 제어를 위한 제어기의 블록도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬리패드(100)는 각 구성요소를 제어하는 제어기(190)를 포함하도록 구성될 수 있다. 제어기(190)는 유선으로 각 구성요소와 통신 연결되고, 제어기에 대해 리모트 콘트롤러가 추가적으로 구비될 수 있다.

제어기(190)는 레프트 액추에이터(132), 라이트 액추에이터(133)의 모터 제어를 통해 레프트 윙(112) 및 라이트 윙(113)의 폴딩/언폴딩 구동을 제어할 수 있다. 제어기(190)는 제1 리프트(141) 및 제2 리프트(142) 중에서 적어도 하나의 구동을 제어함으로써, 기울기 센서(160)의 센싱 값에 기반하여 헬리패드(100)의 종방향의 기울기를 조절할 수 있다.

사용자는 입력부(170)를 이용하여 제어 명령을 입력할 수 있고, 상태 표시부(180)를 통해 제어 과정, 에러 메시지 및 출력 메시지 등을 확인할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 헬리패드(100)에서 플랫폼(111)이 형성하는 기울기의 정도에 따라 플랫폼(111)이 베이스(121) 또는 하우징(120)과 간섭을 일으킬 수 있다. 구성요소 간에 간섭되는 경우 구성요소가 파손될 수 있으므로 이를 미리 방지해야 한다. 따라서, 어느 한 방향의 기울기 값이 임계 값에 도달하는 경우 제어기(190)는 사용자에게 주의의 알람을 출력하도록 구성될 수 있다. 즉 제어기(190)는 상태 표시부(180)을 통해 시각적 알람 및 스피커를 통해 청각적 알람 중에서 적어도 하나의 알람 수단을 통해 기울기 측정 값이 임계 값에 도달했음을 알릴 수 있다.

또한, 헬리패드(100)를 구성하는 구성요소의 손상을 방지하고, 구성요소 간의 간섭을 미리 방지하기 위해, 제어기(190)는 제1 리프트와 제2 리프트 사이의 최대 높이차 범위 내에서 제1 리프트 및 제2 리프트의 업/다운을 제어하도록 구성될 수 있다. 즉, 플랫폼(111)이 한계 기울기에 도달하거나, 리프트(141, 142) 중에서 어느 하나의 리프트라도 임계 높이에 다다르거나, 리프트 간에 임계 높이 차가 되면 해당 구성요소들은 그의 동작이 더 이상 진행되지 않고 정지되도록 구성될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드의 리프트 동작 설명을 위한 예시도이다.

도 10을 참조하면, 플랫폼(111)이 기울기 조절 수단인, 제1 리프트(141) 및 제2 리프트(142)와 각각 제1 축(151) 및 제2 축(152)을 통해 연결된 모습이 묘사되어 있다. 다양한 리프트 방식 중에서 도 10과 같이 시저 리프트가 이용될 수 있다. 상위 도와 하위 도로 구성된 10에 묘사된 과정은, 제1 리프트(141)가 다운되는 과정이다. 처음에 제1 리프트(141) 및 제2 리프트(142)에 의해 플랫폼(111)이 수평인 상태에서, 제2 리프트(142)는 고정된 상태에서 제1 리프트(141)만 다운 조정된다. 제1 리프트(141)가 하강함에 따라 제1 축(151)과 제2 축(152) 간의 거리는 늘어날 수 밖에 없는데, 늘어난 길이에 비례하여 제1 축(151)이 제1 축하우징(153) 내에서 내측에서 외측 방향으로 이동하게 된다. 따라서 제1 및 제2 리프트(141, 142)는 수직을 유지한 상태에서 축간의 거리가 조정되고, 플랫폼(111)은 자연스럽게 기울기를 형성한다. 이 경우 제1 리프트(141)와 제2 리프트(142)는 수직을 유지한다.

제1 축하우징(153)은 제1 축(151)을 감싸는 하우징에 해당한다. 제1 축하우징(153)은 제1 레일을 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 축(151)은 제1 레일을 따라 이동 가능하다.

제2 축하우징(154)은 제2 축(152)을 감싸는 하우징에 해당한다. 제2 축하우직(154)는 제2 레일을 포함하도록 구성될 수 있다. 제2 축(152)은 제2 레일을 따라 이동 가능하다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론용 헬리패드가 장착된 차량 루프의 예시도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬리패드(100)는, 차량의 루프 또는 트럭의 적재함에 설치될 수 있다. 헬리패드(100)가 설치되는 방향은 헬리패드(100)의 앞과 차량의 앞이 일치되는 방향이다. 산악지형의 경사진 방향의 종방향으로 차량이 주차된 상태에서 헬리패드(100)의 제1 리프트(141) 및 제2 리프트(142) 중에서 적어도 하나를 제어함으로써 종방향으로 수평이 유지되고, 횡방향의 수평은 차량의 쇽업쇼바 제어를 통해 이끌 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에 의하면, 사면이 많은 산악지형의 광산 및 건설 현장에서 드론의 안정적인 운용이 가능하다.

이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.

또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.

100: 헬리패드
111: 플랫폼
112: 레프트 윙
113: 라이트 윙
120: 하우징
121: 베이스
132: 레프트 액추에이터
133: 라이트 액추에이터
141: 제1 리프트
142: 제2 리프트
151: 제1 축
152: 제2 축
153: 제1 축하우징
154: 제2 축하우징
160: 기울기 센서
200: 차량
210: 루프

Claims

드론의 수평 이륙 및 착륙을 유도하기 위한 플랫폼;
상기 플랫폼의 기울기를 측정하는 기울기 센서; 및
상기 기울기 센서의 센싱 데이터를 이용하여 상기 플랫폼이 수평이 되도록 하는 기울기 조절 수단의 동작을 제어하는 제어기(controller)를 포함하도록 구성되고,
상기 기울기 조절 수단은,
상기 플랫폼의 X축 방향의 기울기 및 Y축 방향의 기울기 중에서 어느 하나의 기울기를 조절하는 리프트를 포함하며,
상기 리프트는,
상기 플랫폼의 일변 측에 설치된 제1 리프트; 및
상기 플랫폼의 타변 측에 설치된 제2 리프트를 포함하고,
상기 플랫폼은 상기 제1 리프트와 제1 축을 통해 연결되고, 상기 제2 리프트와 제2 축을 통해 연결되며,
상기 제1 축 및 제2 축은 상기 리프트의 수직 업/다운이 가능하도록 이동이 가능하도록 구성되는,
헬리패드.
제 1 항에 있어서,
상기 플랫폼의 넓이를 확장시키는, 레프트 윙(left wing) 및 라이트 윙(right wing)을 더 포함하도록 구성되는,
헬리패드.
제 1 항에 있어서,
상기 플랫폼의 넓이를 확장시키는, 레프트 윙(left wing) 및 라이트 윙(right wing)을 더 포함하고,
상기 제어기는,
상기 레프트 윙 및 라이트 윙의 폴딩/언폴딩을 구동하는 액추에이터를 제어하도록 구성되는,
헬리패드.
제 1 항에 있어서,
상기 헬리패드가 차량의 루프 또는 적재함에 설치되도록, 차량과 연결되는 베이스를 더 포함하도록 구성되는,
헬리패드.
제 1 항에 있어서,
차량의 루프 또는 적재함에 설치된 상기 헬리패드가 수납되는 하우징을 더 포함하도록 구성되는,
헬리패드.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 플랫폼의 X축 방향의 기울기 및 Y축 방향의 기울기 중에서 다른 하나의 기울기는 차량의 쇽업쇼바(shock absorber)를 통해 조절되는 것을 특징으로 하는,
헬리패드.
제 1 항에 있어서,
상기 기울기 조절 수단의 리프트는,
상기 플랫폼의 X축 방향의 기울기 및 Y축 방향의 기울기 중에서 변화의 폭이 많은 어느 하나의 기울기를 조절하고,
상기 기울기 중에서 변화의 폭이 적은 다른 하나의 기울기는 차량의 쇽업쇼바(shock absorber)를 통해 조절되는 것을 특징으로 하는,
헬리패드.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 제1 리프트 및 제2 리프트의 높이 제어에 따라 상기 제1 축 및 제2 축에서 상기 플랫폼과 상기 리프트가 이루는 회전각에 따라 상기 플랫폼의 기울기가 조절되도록 구성되는,
헬리패드.
삭제
제 9 항에 있어서,
상기 제1 축 또는 제2 축은,
상기 제1 리프트 또는 제2 리프트의 길이 변화량에 비례하여 상기 플랫폼과 평행하게 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
헬리패드.
제 9 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 플랫폼에 간섭이 일어나지 않는, 제1 리프트와 제2 리프트 사이의 최대 높이차 범위 내에서 상기 제1 리프트 및 제2 리프트의 업/다운을 제어하는 것을 특징으로 하는,
헬리패드.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 축의 이동을 가이드 하는 제1 축하우징; 및
상기 제2 축의 이동을 가이드 하는 제2 축하우징를 더 포함하고,
상기 제어기는,
상기 제1 축 또는 제2 축이 각 축하우징 내에서 이동가능 범위에서 상기 제1 리프트 또는 제2 리프트의 업/다운을 제어하는 것을 특징으로 하는,
헬리패드.
제 13 항에 있어서,
상기 제1 축하우징은 제1 레일을, 제2 축하우징은 제2 레일을 포함하고,
상기 제1 축은 상기 제1 레일을 따라 이동하고,
상기 제2 축은 상기 제2 레일을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는,
헬리패드.
제 1 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 기울기 조절 수단의 동작에 따라 상기 기울기 센서에 의한 X축 또는 Y축 방향의 기울기 측정 값이 임계 값에 해당하는 경우 경고 알람을 출력하는 것을 특징으로 하는,
헬리패드.