KR102592962B1

KR102592962B1 - 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션

Info

Publication number: KR102592962B1
Application number: KR1020220167589A
Authority: KR
Inventors: 조순식
Original assignee: 주식회사 순돌이드론
Priority date: 2022-12-05
Filing date: 2022-12-05
Publication date: 2023-10-23

Abstract

본 발명은 드론이 착륙되는 착륙장에 마련되어, 상기 착륙장에 착륙된 상기 드론을 미리 설정된 드론 고정 위치로 안내하는 안내부; 상기 드론이 상기 드론 고정 위치와 정렬된 것을 감지하면 정렬 신호를 생성하는 정렬 감지부; 및 상기 정렬 감지부로부터 상기 정렬 신호가 수신되면 상기 드론의 배터리를 교체하는 제어부를 포함하는, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션에 관한 것이다.

Description

안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션{DRONE STATION FOR SAFE AND PRECISE LANDING}

본 발명은 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션에 관한 것이다.

드론은 조종사가 탑승하지 않고 무선전파 유도에 의해 비행과 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인비행체를 말한다.

드론은 과거 군사용으로 개발됐지만, 가격이 하락하고 소형화되면서 민수용으로 확대되고 있는 추세로서, 단순한 비행 연습에서부터 고공영상 사진촬영, 농업 및 산림 방제, 배달, 기상정보 수집 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

드론의 비행 임무가 끝나거나 드론의 배터리 전원이 부족한 경우, 드론을 드론 스테이션에 착륙시킨 후, 드론 스테이션으로부터 드론의 배터리로 전원을 공급시킬 수 있다.

최근 드론 스테이션에서는 드론 스테이션에 착륙된 드론의 배터리 충전이 자동으로 이루어지고 있다. 이와 같이, 드론 스테이션에 착륙된 드론의 배터리 충전이 자동으로 이루어지기 위해서는 드론이 드론 스테이션에 미리 설정된 드론 고정 위치에 정확히 정렬되어야, 드론의 배터리 충전 단자와 드론 스테이션의 전원 공급기가 접속될 수 있다.

그런데, 드론이 드론 고정 위치로부터 벗어난 경우, 드론의 배터리 충전 단자와 드론 스테이션의 전원 공급기가 접속되지 못하여, 드론의 배터리 충전이 자동으로 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

국내 등록특허 공보 제10-2077545호(2022.02.10.)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 드론을 미리 설정된 드론 고정 위치로 쉽게 정렬시킬 수 있는 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션은 드론이 착륙되는 착륙장에 마련되어, 상기 착륙장에 착륙된 상기 드론을 미리 설정된 드론 고정 위치로 안내하는 안내부; 상기 드론이 상기 드론 고정 위치와 정렬된 것을 감지하면 정렬 신호를 생성하는 정렬 감지부; 및 상기 정렬 감지부로부터 상기 정렬 신호가 수신되면 상기 드론의 배터리를 교체하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 안내부는, 상기 착륙장에 형성된 관통부에 마련되는 연결축; 상기 연결축의 양측에 각각 회전 가능하게 마련되고, 상기 드론의 랜딩 기어가 착륙되는 한 쌍의 회전판; 및 한 쌍의 상기 회전판이 상호 수평한 상태로 배치되도록 한 쌍의 상기 회전판을 탄성 지지하는 탄성부재를 포함할 수 있다.

또한, 한 쌍의 상기 회전판은 상기 드론의 랜딩 기어가 착륙되면 상기 드론의 랜딩 기어를 향하는 방향으로 회전되며 상호 경사진 상태로 배치되어 상기 드론의 랜딩 기어를 상기 연결축으로 안내할 수 있다.

또한, 상기 안내부는 상기 관통부에 마련되어, 한 쌍의 상기 회전판을 상호 대칭적으로 회전하도록 지지하는 하우징을 포함할 수 있다.

또한, 상기 하우징은, 상기 하우징의 양측에 각각 형성되어, 한 쌍의 상기 회전판이 상호 대칭적으로 회전하도록 지지하는 한 쌍의 지지부; 및 한 쌍의 상기 지지부 사이에 형성되고 상기 연결축이 승강하는 중공부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 하우징은 상기 연결축이 승강하는 방향으로 가이드홀이 형성되고, 상기 연결축은 상기 가이드홀을 따라 승강될 수 있다.

또한, 상기 하우징은 상기 하우징의 상단부로부터 연장되어, 한 쌍의 상기 회전판에 착륙된 상기 드론의 랜딩 기어의 이탈을 저지하는 이탈 저지부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 안내부는, 상기 착륙장에 마련되어, 상기 드론이 착륙되는 착륙 프레임; 및 상기 착륙 프레임의 내부에 마련되고, 둘레를 따라 상기 드론을 안내하는 복수의 경사부가 형성된 안내 프레임을 포함할 수 있다.

또한, 상기 안내 프레임은 인접하는 한 쌍의 경사부 사이에 상기 드론의 레그 암이 안착되는 안착부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 안착부는, 상기 드론의 레그 암의 바깥 둘레에 대응하는 형태를 가질 수 있다.

또한, 상기 드론이 착륙된 상기 착륙장이 인출입되는 격납부; 상기 드론이 착륙된 상기 착륙장을 상기 격납부에 인출입하는 착륙장 이송부; 및 상기 격납부에 마련되어, 상기 드론의 배터리를 교체하는 배터리 교체부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 드론이 착륙된 상기 착륙장이 상기 격납부에 출입되면 상기 배터리 교체부가 상기 드론의 배터리를 교체하도록 상기 배터리 교체부를 제어할 수 있다.

또한, 상기 격납부에 마련되어, 상기 드론의 탱크에 유체를 공급하는 유체 공급부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 드론이 착륙된 상기 착륙장이 상기 격납부에 출입되면 상기 배터리 교체부가 상기 드론의 유체 탱크에 유체를 공급하도록 상기 유체 교체부를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션은 드론을 미리 설정된 드론 고정 위치로 쉽게 정렬시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션의 드론의 착륙전 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션에 착륙된 드론의 랜딩 기어가 드론 고정 위치와 정렬된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션의 안내부의 드론의 착륙전 상태를 나타낸 확대 사시도이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션의 안내부의 드론의 착륙후 상태를 나타낸 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션의 드론의 착륙전 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션에 착륙된 드론의 코너 암이 드론 고정 위치와 정렬된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션의 안착부의 드론의 안착전 상태를 나타낸 확대 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션의 안착부의 드론의 안착후 상태를 나타낸 확대 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션을 나타낸 사시도이다.
도 11 내지 도 15는 본 발명의 제3실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션의 작동과정을 나타낸 개략도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션에 드론의 착륙전 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션에 드론의 착륙후 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션의 안내부의 드론의 착륙전 상태를 나타낸 확대 사시도이고, 도 4 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션의 안내부의 드론의 착륙후 상태를 나타낸 확대 사시도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션은 안내부(200), 정렬 감지부(400) 및 제어부(500)를 포함할 수 있다. 참고로, 본 실시예에서, 드론(10)은 드론 본체(12), 드론 본체(12)의 둘레에 간격을 두고 결합되는 복수의 레그 암(14) 및 복수의 레그 암(14)에 각각 결합되는 복수의 랜딩 기어(16)를 포함할 수 있다. 또한, 드론(10)에는 RTK GPS(Real Time Kinematic, GPS)센서(미도시)가 내장될 수 있으며, RTK GPS(Real Time Kinematic, GPS)센서를 통해 드론(10)의 랜딩 기어(16)가 후술할 안내부(200)의 한 쌍의 회전판(220)에 정확하게 착륙될 수 있다.

안내부(200)는 드론(10)이 착륙되는 착륙장(100)에 마련되어, 착륙장(100)에 착륙된 드론(10)을 미리 설정된 드론 고정 위치로 안내하는 역할을 할 수 있다. 예를들어, 안내부(200)는 복수로 구성될 수 있고, 복수의 안내부(200)는 각각 착륙장(100)에 형성된 복수의 관통부(110)에 마련될 수 있다.

안내부(200)는 연결축(210), 한 쌍의 회전판(220), 탄성부재(230) 및 하우징(240)을 포함할 수 있다.

연결축(210)은 착륙장(100)에 형성된 관통부(110)에 마련될 수 있다. 이러한 연결축(210)은 착륙장(100)에 형성된 관통부(110)에 승강 가능하게 마련될 수 있는데, 이에 대한 자세한 사항은 후술하기로 한다. 예를들어, 연결축(210)은 원통 형태를 가질 수 있다.

한 쌍의 회전판(220)은 연결축(210)의 양측에 각각 회전 가능하게 마련되고, 드론(10)의 랜딩 기어(16)가 착륙될 수 있다. 이러한 한 쌍의 회전판(220)은 상호 대칭적으로 회전되도록 마련될 수 있는데, 이에 대한 자세한 사항은 후술하기로 한다. 예를들어, 한 쌍의 회전판(220)은 판 형태를 가질 수 있다.

한 쌍의 회전판(220)은 후술할 탄성부재(230)에 의해 탄성 지지됨에 따라, 상호 수평한 상태로 배치될 수 있다. 이 후, 한 쌍의 회전판(220)에 드론(10)의 랜딩 기어(16)가 착륙되면, 한 쌍의 회전판(220)은 드론(10)의 랜딩 기어(16)의 하중이 가해짐에 따라 드론(10)의 랜딩 기어(16)를 향하는 방향으로 회전된다. 그 결과, 한 쌍의 회전판(220)은 상호 경사진 상태로 배치되어 드론(10)의 랜딩 기어(16)를 연결축(210)으로 안내할 수 있다. 추가적으로, 한 쌍의 회전판(220)으로부터 드론(10)의 랜딩 기어(16)가 이탈되면, 한 쌍의 회전판(220)은 후술할 탄성부재(230)에 의해 상호 수평한 상태로 배치될 수 있다.

한편, 드론(10)의 랜딩 기어(16)의 착륙전에 한 쌍의 회전판(220)이 상호 수평한 상태로 배치되는 이유는 한 쌍의 회전판(220)이 형성하는 드론(10)의 랜딩 기어(16)의 착륙 범위를 확장하기 위한 것이다. 이는 한 쌍의 회전판(220)이 상호 수평한 상태로 배치될 때 한 쌍의 회전판(220)이 형성하는 평면도 기준의 단면적(=한 쌍의 회전판(220)이 형성하는 드론(10)의 랜딩 기어(16)의 착륙 범위)이 한 쌍의 회전판(220)이 상호 경사진 상태로 배치될 때 한 쌍의 회전판(220)이 형성하는 평면도 기준의 단면적(=한 쌍의 회전판(220)이 형성하는 드론(10)의 랜딩 기어(16)의 착륙 범위)보다 큰 것에 기인한다. 즉, 한 쌍의 회전판(220)이 상호 경사진 상태로 배치될 때 한 쌍의 회전판(220)이 형성하는 드론(10)의 랜딩 기어(16)의 착륙 범위는 한 쌍의 회전판(220)이 상호 수평한 상태로 배치될 때 한 쌍의 회전판(220)이 형성하는 드론(10)의 랜딩 기어(16)의 착륙 범위보다 축소될 수 밖에 없다.

탄성부재(230)는 한 쌍의 회전판(220)이 상호 수평한 상태가 되도록 한 쌍의 회전판(220)을 탄성 지지할 수 있다. 이러한 탄성부재(230)는 승강축(232) 및 스프링(234)을 포함할 수 있다.

승강축(232)은 연결축(210)에 연결되고 후술할 하우징(240)에 승강 가능하게 마련될 수 있다.

스프링(234)은 연결축(210)과 하우징(240) 사이에 탄성 지지되고, 승강축(232)의 둘레에 권취 될 수 있다.

하우징(240)은 착륙장(100)의 관통부(110)에 마련되어, 한 쌍의 회전판(220)을 상호 대칭적으로 회전하도록 지지할 수 있다. 여기서, 한 쌍의 회전판(220)이 상호 대칭적으로 회전하는 구동 원리를 간략하게 설명하자면. 상호 수평하게 배치된 한 쌍의 회전판(220)에 드론(10)의 랜딩 기어(16)가 착륙된 후(도 1, 도 3 참조), 한 쌍의 회전판(220)에 드론(10)의 랜딩 기어(16)의 하중이 가해지면, 한 쌍의 회전판(220)이 각각 한 쌍의 지지부(242)를 받침점으로 상호 대칭적으로 회전될 수 있다. (도 2, 도 4, 도 5 참조)

예를들어, 하우징(240)은 상면이 개구되고, 하면에 후술할 승강축(232)이 승강 가능하게 관통될 수 있다.

하우징(240)은 한 쌍의 지지부(242), 중공부(244) 및 한 쌍의 가이드홀(246)을 포함할 수 있다.

한 쌍의 지지부(242)는 하우징(240)의 좌우방향 양측에 각각 형성되어, 한 쌍의 회전판(220)이 상호 대칭적으로 회전하도록 지지할 수 있다. 예를들어, 지지부(242)는 측벽 형태를 가질 수 있다.

중공부(244)는 한 쌍의 지지부(242) 사이에 중공 형성되고 연결축(210)이 승강할 수 있다.

한 쌍의 가이드홀(246)은 하우징(240)의 전후방향 양측에 각각 연결축(210)이 승강하는 방향을 따라 형성될 수 있다. 이때, 연결축(210)은 가이드홀(246)을 따라 승강될 수 있는데, 구체적으로, 연결축(210)의 양단부가 각각 한 쌍의 가이드홀(246)을 따라 승강될 수 있다.

도면에는 하우징(240)의 좌우방향 양측에 각각 한 쌍의 지지부(242)가 형성되고, 하우징(240)의 전후방향 양측에 각각 한 쌍의 가이드홀(246)이 형성된 예시를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 하우징(240)의 전후방향 양측에 각각 한 쌍의 지지부(242)가 형성되고, 하우징(240)의 좌우방향 양측에 각각 한 쌍의 가이드홀(246)이 형성될 수 있다.

한편, 하우징(240)은 이탈 저지부(248)를 더 포함할 수 있다.

이탈 저지부(248)는 하우징(240)의 상단부로부터 연장되어, 한 쌍의 회전판(220)에 착륙된 드론(10)의 랜딩 기어(16)의 이탈을 저지할 수 있다. 예를들어, 이탈 저지부(248)는 한 쌍으로 구성될 수 있고, 한 쌍의 이탈 저지부(248)는 하우징(240)의 전후방향 양측의 상단부로부터 각각 연장되어, 한 쌍의 회전판(220)에 착륙된 드론(10)의 랜딩 기어(16)의 이탈을 저지할 수 있다.

정렬 감지부(400)는 드론(10)이 드론 고정 위치와 정렬된 것을 감지하면 정렬 신호를 생성할 수 있다. 예를들어, 정렬 감지부(400)가 드론(10)이 드론 고정 위치와 정렬된 것을 감지하는 것은 연결축(210)의 중심축선이 드론(10)의 랜딩 기어(16)의 중심축선과 평행하게 정렬된 것을 감지하는 것일 수 있다. 한편, 정렬 감지부(400)는 특별히 한정되지 않지만, 적외선 센서가 사용될 수 있다.

제어부(500)는 정렬 감지부(400)로부터 정렬 신호가 수신되면 드론(10)의 배터리에 전원을 공급할 수 있다. 구체적으로, 제어부(500)는 정렬 감지부(400)로부터 정렬 신호가 수신되면, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션에 마련된 전원 공급기가 드론(10)의 배터리 충전 단자로 전원을 공급하도록 전원 공급기를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(500)는 정렬 감지부(400)로부터 정렬 신호가 수신되면, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션에 마련된 농약 공급기가 드론(10)의 농약 저장 탱크의 농약 주입구에 농약을 공급하도록 농약 공급기를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(500)는 정렬 감지부(400)로부터 정렬 신호가 수신되면, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션에 마련된 물 공급기가 드론(10)의 물 탱크의 물 주입구에 물을 공급하도록 물 공급기를 제어할 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션이 드론(10)을 미리 설정된 드론 고정 위치로 정렬하는 작동 과정을 설명하기로 한다. 본 실시예에서, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션이 드론(10)을 미리 설정된 드론 고정 위치로 정렬하는 것은 연결축(210)의 중심축선이 드론(10)의 랜딩 기어(16)의 중심축선과 평행하게 정렬하는 것일 수 있다

우선, 상호 수평하게 배치된 한 쌍의 회전판(220)에 드론(10)의 랜딩 기어(16)가 착륙된다. (도 1, 도 3 참조)

다음으로, 한 쌍의 회전판(220)에 드론(10)의 랜딩 기어(16)의 하중이 가해짐에 따라, 한 쌍의 회전판(220)이 드론(10)의 랜딩 기어(16)를 향하는 방향으로 회전되며 상호 경사진 상태로 배치된다. 이 때, 한 쌍의 회전판(220)은 각각 한 쌍의 지지부(242)를 받침점으로 하여 상호 대칭적으로 회전되고, 연결축(210)은 하우징(240)의 가이드홀(246)을 따라 하강함에 따라, 한 쌍의 회전판(220)과 연결축(210)의 연결부위도 하강할 수 있다. 이와 동시에 승강축(232)이 하강되며, 스프링(234)이 압축될 수 있다.

이어서, 한 쌍의 회전판(220)이 상호 경사진 상태로 배치됨에 따라, 한 쌍의 회전판(220)에 착륙된 드론(10)의 랜딩 기어(16)가 한 쌍의 회전판(220)을 따라 연결축(210)으로 이동된다. (도 2, 도 4, 도 5 참조)

이어서, 연결축(210)의 중심축선이 드론(10)의 랜딩 기어(16)의 중심축선과 평행하게 정렬된다.

이 후, 후속공정이 이루어질 수 있는데, 후속공정에서, 정렬감지부는 드론(10)이 상기 드론 고정 위치와 정렬된 것을 감지하면, 정렬 신호를 생성하고, 제어부(500)는 정렬 신호가 수신되면 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션에 마련된 전원 공급기가 드론(10)의 배터리 충전 단자로 전원을 공급하도록 전원 공급기를 제어할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션의 드론의 착륙전 상태를 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션에 착륙된 드론의 코너 암이 드론 고정 위치와 정렬된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션의 안착부의 드론의 안착전 상태를 나타낸 확대 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션의 안착부의 드론의 안착후 상태를 나타낸 확대 사시도이다.

도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션은 제1실시예와 달리, 안내부(300)는 착륙 프레임(310) 및 안내 프레임(320)을 포함할 수 있다. 참고로, 본 실시예에서, 드론(10)은 드론 본체(12) 및 드론 본체(12)의 둘레를 따라 간격을 두고 결합되는 복수의 레그 암(14)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 레그 암(14)은 모두 경사지게 배치되는데, 인접하는 한 쌍의 레그 암(14)의 간격이 하측으로 갈수록 감소하는 구조로 경사지게 배치될 수 있다. 또한, 드론(10)에는 RTK GPS(Real Time Kinematic, GPS)센서(미도시)가 내장될 수 있으며, RTK GPS(Real Time Kinematic, GPS)센서를 통해 후술할 안내부(300)의 착륙 프레임(310)에 착륙될 수 있다.

착륙 프레임(310)은 착륙장(100)에 마련되어, 드론(10)이 착륙될 수 있다. 예를들어, 착륙 프레임(310)은 장방형 형태를 가질 수 있다.

안내 프레임(320)은 착륙 프레임(310)의 내부에 마련되고, 둘레를 따라 드론(10)을 중앙으로 안내하는 복수의 경사부(322)가 형성될 수 있다. 여기서, 복수의 경사부(322)는 안내 프레임(320)의 하측으로 갈수록 상호 대향하는 한 쌍의 경사부(322)의 간격이 감소하는 구조로 경사지게 배치될 수 있다. 전체적으로, 안내 프레임(320)은 호퍼 형태를 가질수 있다.

안내 프레임(320)은 인접하는 한 쌍의 경사부(322) 사이에 안착부(324)가 형성될 수 있다. 이러한 안착부(324)에는 드론(10)의 레그 암(14)이 안착될 수 있다.

안착부(324)는 드론(10)의 레그 암(14)의 바깥 둘레에 대응하는 형태를 가질 수 있다. 예를들어, 안착부(324)는 아치 형태의 단면 형상을 가질 수 있다. 따라서, 안착부(324)에 안착된 드론(10)의 레그 암(14)와 안착부(324) 간의 간극이 최소화될 수 있다.

본 실시예에서, 정렬 감지부(400)는 복수로 구성될 수 있고, 복수의 정렬 감지부(400)는 각각 안내 프레임(320)의 상단의 복수의 꼭지점에 마련될 수 있다. 일 예로, 정렬 감지부(400)는 안내 프레임(320)의 상단의 각 꼭지점이 드론(10)의 각 레그 암(14)의 상단부와 수직하게 정렬된 것을 감지하면, 정렬 신호를 생성할 수 있다. 다른 예로, 정렬 감지부(400)는 안내 프레임(320)의 상단의 각 꼭지점과 드론(10)의 각 레그 암(14)의 상단부의 간격이 설정 범위인 것을 감지하면 정렬 신호를 생성할 수 있다. 한편, 정렬 감지부(400)는 특별히 한정되지 않지만, 적외선 센서가 사용될 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션이 드론(10)을 미리 설정된 드론 고정 위치로 정렬하는 작동 과정을 설명하기로 한다. 참고로, 본 실시예에서, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션에 미리 설정된 드론 고정 위치는 안내 프레임(320)의 중앙일 수 있다.

우선, 착륙 프레임(310)의 내부로 드론(10)이 착륙된다. (도 8 참조)

다음으로, 드론(10)이 안내 프레임(320)을 따라 안내 프레임(320)의 중앙으로 안내된다, 구체적으로, 드론(10)의 복수의 레그 암(14)이 안내 프레임(320)의 복수의 경사부(322)를 따라 안내 프레임(320)의 중앙으로 안내될 수 있다. (도 9 참조)

이어서, 드론(10)이 미리 설정된 드론 고정 위치인 안내 프레임(320)의 중앙으로 정렬된다.

도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션을 나타낸 사시도이고, 도 11 내지 도 16은 본 발명의 제3실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션의 작동과정을 나타낸 개략도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론(10) 스테이션은 제2실시예와 달리, 격납부(600), 착륙장 이송부(700), 배터리 교체부(800) 및 유체 공급부(900)를 더 포함할 수 있다.

격납부(600)는 드론(10)이 착륙된 착륙장(100)이 인출입될 수 있다. 예를들어, 격납부(600)는 전방이 개구될 수 있으며, 내부에 드론(10)이 착륙된 착륙장(100)이 출입되는 격납공간이 형성될 수 있다. 또한, 격납부(600)는 장방형 형태를 가질 수 있다.

착륙장 이송부(700)는 드론(10)이 착륙된 착륙장(100)을 격납부(600)에 인출입하는 역할을 할 수 있다. 예를들어, 착륙장 이송부(700)는 드론(10)이 착륙된 착륙장(100)을 격납부(600)로 인출입 하는 인출입 경로를 따라 마련되는 트랙(710)과, 트랙(710)을 따라 드론(10)이 착륙된 착륙장(100)을 이송하는 액츄에이터(미도시)를 포함할 수 있다.

배터리 교체부(800)는 격납부(600)에 마련되어, 드론(10)의 배터리(20)를 교체하는 역할을 한다. 예를들어, 배터리 교체부(800)는 격납부(600)에 좌우방향, 전후방향 및 상하방향으로 이동가능하게 마련되는 로봇팔(810)이 사용될 수 있다.

여기서, 로봇팔(810)에는 걸림돌기(820)가 형성되고, 드론(10)의 배터리(20)에는 걸림돌기(820)가 걸림 고정 또는 걸림 해제되는 걸림홀(22)이 형성됨으로써, 로봇팔(810)의 걸림돌기(820) 및 드론(10)의 배터리(20)의 걸림홀(22)이 걸림 고정 또는 걸림 해제될 수 있다.

유체 공급부(900)는 격납부(600)에 마련되어, 드론(10)에 유체를 공급하는 역할을 할 수 있다. 예를들어, 유체 공급부(900)는 로봇팔(810)에 마련되는 유체 공급관(910)과, 유체 공급관(910)에 유체를 공급하는 유체 공급 펌프(미도시)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 제어부(500)는 드론(10)이 착륙장(100)의 미리 설정된 드론 고정 위치와 정렬됨에 따라 정렬 신호가 수신되면, 드론(10)이 착륙된 착륙장(100)이 격납부(600)에 출입되도록 착륙장 이송부(700)를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(500)는 드론(10)이 착륙된 착륙장(100)이 격납부(600)에 출입되면 배터리 교체부(800)가 드론(10)의 배터리(20)를 교체하도록 배터리 교체부(800)를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(500)는 드론(10)이 착륙된 착륙장(100)이 격납부(600)에 출입되면 유체 공급부(900)가 드론(10)의 탱크(18)에 유체를 공급하도록 유체 공급부(900)를 제어할 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론(10) 스테이션이 드론(10)의 배터리(20)를 교체하거나 드론(10)의 탱크(18)에 유체를 공급하는 과정을 설명하기로 한다.

우선, 로봇팔(810)이 드론(10)의 배터리(20)로 이동된다. (도 12 참조)

다음으로, 로봇팔(810)의 걸림돌기(820)가 드론(10)의 배터리(20)의 걸림홀(22)에 걸림 고정된다. 이때, 유체 펌프가 작동됨에 따라 로봇팔(810)에 마련된 유체 공급관(910)을 통해 드론(10)의 탱크(18)로 유체가 공급될 수 있다. (도 13 참조) (도 13 참조)

이어서, 로봇팔(810)이 드론(10)으로부터 배터리(20)를 탈거한다. (도 14 참조)

이후, 로봇팔(810)의 걸림돌기(820)가 격납부(600)의 배터리(20)의 걸림홀(22)에 걸림 고정된 후, 로봇팔(810)이 격납고의 배터리(20)를 드론(10)으로 전달할 수 있다. (도 15 참조)

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션은 드론(10)을 미리 설정된 드론 고정 위치로 쉽게 정렬시킬 수 있는 효과가 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 드론
12: 드론 본체
14: 레그 암
16: 랜딩 기어
18: 탱크
20: 배터리
22: 걸림홀
100: 착륙장
110: 관통부
200, 300: 안내부
210: 연결축
220: 회전판
230: 탄성부재
232: 승강축
234: 스프링
240: 하우징
242: 지지부
244: 중공부
246: 가이드홀
248: 이탈 저지부
310: 착륙 프레임
320: 안내 프레임
322: 경사부
324: 안착부
400: 정렬 감지부
500: 제어부
600: 격납부
700: 착륙장 이송부
710: 트랙
800: 배터리 교체부
810: 로봇팔
820: 걸림돌기
900: 유체 공급부
910: 유체 공급관

Claims

드론이 착륙되는 착륙장에 마련되어, 상기 착륙장에 착륙된 상기 드론을 미리 설정된 드론 고정 위치로 안내하는 안내부;
상기 드론이 상기 드론 고정 위치와 정렬된 것을 감지하면 정렬 신호를 생성하는 정렬 감지부; 및
상기 정렬 감지부로부터 상기 정렬 신호가 수신되면 상기 드론의 배터리를 교체하는 제어부를 포함하고,
상기 안내부는,
상기 착륙장에 형성된 관통부에 마련되는 연결축;
상기 연결축의 양측에 각각 회전 가능하게 마련되고, 상기 드론의 랜딩 기어가 착륙되는 한 쌍의 회전판;
한 쌍의 상기 회전판이 상호 수평한 상태로 배치되도록 한 쌍의 상기 회전판을 탄성 지지하는 탄성부재; 및
상기 관통부에 마련되어, 한 쌍의 상기 회전판을 상호 대칭적으로 회전하도록 지지하는 하우징을 포함하고,
상기 하우징은,
상기 하우징의 양측에 각각 형성되어, 한 쌍의 상기 회전판이 상호 대칭적으로 회전하도록 지지하는 한 쌍의 지지부; 및
한 쌍의 상기 지지부 사이에 형성되고 상기 연결축이 승강하는 중공부를 포함하는, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션.
삭제
제1항에 있어서,
한 쌍의 상기 회전판은 상기 드론의 랜딩 기어가 착륙되면 상기 드론의 랜딩 기어를 향하는 방향으로 회전되며 상호 경사진 상태로 배치되어 상기 드론의 랜딩 기어를 상기 연결축으로 안내하는, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 하우징은 상기 연결축이 승강하는 방향으로 가이드홀이 형성되고,
상기 연결축은 상기 가이드홀을 따라 승강되는, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션.
제6항에 있어서,
상기 하우징은 상기 하우징의 상단부로부터 연장되어, 한 쌍의 상기 회전판에 착륙된 상기 드론의 랜딩 기어의 이탈을 저지하는 이탈 저지부를 포함하는, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션.
제1항에 있어서,
상기 안내부는,
상기 착륙장에 마련되어, 상기 드론이 착륙되는 착륙 프레임; 및
상기 착륙 프레임의 내부에 마련되고, 둘레를 따라 상기 드론을 중앙으로 안내하는 복수의 경사부가 형성된 안내 프레임을 포함하는, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션.
제8항에 있어서,
상기 안내 프레임은 인접하는 한 쌍의 경사부 사이에 상기 드론의 레그 암이 안착되는 안착부가 형성되는, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션.
제9항에 있어서,
상기 안착부는, 상기 드론의 레그 암의 바깥 둘레에 대응하는 형태를 갖는, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션.
제1항에 있어서,
상기 드론이 착륙된 상기 착륙장이 인출입되는 격납부;
상기 드론이 착륙된 상기 착륙장을 상기 격납부에 인출입하는 착륙장 이송부; 및
상기 격납부에 마련되어, 상기 드론의 배터리를 교체하는 배터리 교체부 를 포함하고,
상기 제어부는 상기 드론이 착륙된 상기 착륙장이 상기 격납부에 출입되면 상기 배터리 교체부가 상기 드론의 배터리를 교체하도록 상기 배터리 교체부를 제어하는, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션.
제11항에 있어서,
상기 격납부에 마련되어, 상기 드론의 탱크에 유체를 공급하는 유체 공급부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 드론이 착륙된 상기 착륙장이 상기 격납부에 출입되면 상기 유체 공급부가 상기 드론의 유체 탱크에 유체를 공급하도록 상기 유체 공급부를 제어하는, 안전하고 정밀한 착륙이 가능한 드론 스테이션.