KR20160092720A - 무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치 - Google Patents

무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인 수직이착륙 비행체의 착륙이 안정적으로 이루어질 수 있도록 할 뿐만 아니라 무인 수직이착륙 비행체의 충전이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치에 관한 것으로, 일정한 두께의 판 형태로 형성되되, 외부로 노출되는 마커를 통해 무인 수직이착륙 비행체의 착륙을 안내하는 베이스부; 상기 베이스부의 상면에 형성되되, 전극의 접촉 또는 고출력 레이저 조사를 통해 상기 무인 수직이착륙 비행체를 충전하는 도킹부;를 포함한다.

Description

무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치{ docking device for landing and charging of vertical take off and landing aircraft }
본 발명은 무인 수직이착륙 비행체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인 수직이착륙 비행체의 착륙이 안정적으로 이루어질 수 있도록 할 뿐만 아니라 무인 수직이착륙 비행체의 충전이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치에 관한 것이다.
최근, 공개특허 제10-2014-0123222호(공개일 : 2014. 10. 28.)에 개시된 바와 같은 무인 수직이착륙 비행체에 대한 관심이 증대되고 있다.
무인 수직이착륙 비행체는 일반 비행체와 달리 무선전파의 유도에 의해 비행 및 조종이 가능한 것일 뿐만 아니라 이착륙에 필요한 공간을 최소화할 수 있는 것이고, 소형 및 경량 제작될 수 있는 것으로, 위험 지역 또는 접근 곤란 지역 등지에서 군사적 용도, 환경 감시 용도로 활용되고 있을 뿐만 아니라 일반 지역에서 물류 배송 등의 용도로도 주목받고 있다.
한편, 무인 수직이착륙 비행체는 소형 및 경량 제작되는 특성상 배터리를 동력원으로 하는 것이 일반적이므로 충전 과정을 거치게 된다.
이때, 무인 수직이착륙 비행체의 배터리 전극과 충전기의 전극이 정확히 일치하지 않는 경우 충전이 이루어질 수 없게 되거나, 자칫 배터리가 폭발할 수 있으므로 현재에는 인력으로써 무인 수직이착륙 비행체의 배터리 전극과 충전기의 전극을 일치시켜 무인 수직이착륙 비행체를 충전하고 있는 바, 무인 수직이착륙 비행체의 충전시 인력 투입으로 인한 번거로움이 따르게 되는 문제가 있었다.
또한, 무인 수직이착륙 비행체 착륙시 착륙 위치를 정확히 안내할 수 없어 평탄하지 못한 지점 등에서 착륙이 불안정해져 자칫 무인 수직이착륙 비행체가 손상되는 문제가 있다.
상기의 이유로 해당분야에서는 인력의 투입 없이 무인 수직이착륙 비행체의 배터리를 충전할 수 있도록 하는 장치 및 무인 수직이착륙 비행체의 착륙이 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 장치의 개발을 시도하고 있으나, 현재까지는 만족할만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로, 종래 무인 수직이착륙 비행체 충전시 별도 인력을 투입해야만 하는 번거로움이 따랐던 문제를 해소할 수 있도록 하는 무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 종래 무인 수직이착륙 비행체 착륙시 착륙 위치를 정확히 안내할 수 없어 착륙이 불안정하였던 문제를 해소할 수 있도록 하는 무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치는, 일정한 두께의 판 형태로 형성되되, 외부로 노출되는 마커를 통해 무인 수직이착륙 비행체의 착륙을 안내하는 베이스부; 상기 베이스부의 상면에 형성되되, 전극의 접촉 또는 고출력 레이저 조사를 통해 상기 무인 수직이착륙 비행체를 충전하는 도킹부;를 포함한다.
여기서, 상기 베이스부는 저면에 완충부재를 구비한다.
상기 완충부재는 스프링 및 댐퍼를 포함할 수 있다.
상기 베이스부는 가속도센서, 자이로센서, 전자나침반, GPS(Global Positioning System)모듈 및 무선통신모듈을 포함할 수 있다.
상기 마커는 착륙 위치 정보 및 아이디 정보가 저장된다.
상기 도킹부는 원뿔 형태로 형성될 수 있다.
상기 전극은 도킹부의 외면에 극성을 달리하여 높이에 차등을 두고 연속되게 배치될 수 있다.
상기 고출력 레이저는 도킹부에 마련되는 레이저 다이오드가 에 의해 조사될 수 있다.
상기 레이저 다이오드로부터 조사되는 레이저는 상기 수직이착륙 비행체에 마련되는 반사거울에 의해 반사되어 타 수직이착륙 비행체의 포토 다이오드에 조사될 수 있다.
본 발명에 의한 무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치는, 베이스부에 마커가 마련되는 바, 마커에 의한 착륙 안내에 의해 무인 수직이착륙 비행체가 착륙 위치에 안정적으로 착륙할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치는, 무인 수직이착륙 비행체가 도킹부의 상단에 착륙할 때 도킹부의 전극이 무인 수직이착륙 비행체의 충전부에 마련되는 배터리 전극에 접촉하게 되는 바, 전극의 접촉에 의해 무인 수직이착륙 비행체의 충전이 용이해질 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치는, 무인 수직이착륙 비행체가 도킹부 상부에서 비행할 때 도킹부의 레이저 다이오드로부터 조사되는 고출력 레이저가 무인 수직이착륙 비행체의 충전부에 마련되는 포토 다이오드에 미치게 되는 바, 고출력 레이저 조사에 의해 무인 수직이착륙 비행체의 충전이 용이해질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치의 외형을 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 도킹장치의 구조를 설명하기 위한 단면도.
도 3은 본 발명에서 베이스부의 구성을 설명하기 위한 개략도.
도 4는 본 발명에서 도킹부의 전극 배치를 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명에서 전극 접촉을 통한 무인 수직이착륙 비행체의 충전을 설명하기 위한 예시도.
도 6은 본 발명에서 레이저 조사를 통한 무인 수직이착륙 비행체의 충전을 설명하기 위한 예시도.
도 7은 본 발명에서 레이저 조사를 통한 타 무인 수직이착륙 비행체의 충전을 설명하기 위한 예시도.
이하, 첨부 도면에 의거 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치(A)는 베이스부(10)와, 도킹부(20)를 포함한다.
상기 베이스부(10)는 일정한 두께의 판 형태로 형성되되, 외부로 노출되는 마커(11)를 통해 무인 수직이착륙 비행체(100)의 착륙을 안내하는 것이다.
이와 같은 베이스부(10)는 그 저면에 완충부재(12)를 구비하는 것이 바람직하다.
베이스부(10)가 저면에 완충부재(12)를 구비함으로써 완충부재(12)에 의해 수직이착륙 비행체(100) 도킹시 베이스부(10)에 미치는 충격을 완화할 수 있다.
여기서, 완충부재(12)는 스프링(도면상 미도시) 및 댐퍼(도면상 미도시)를 포함할 수 있다.
완충부재(12)가 스프링 및 댐퍼를 포함함으로써 완충부재(12)가 완충 효과를 가질 수 있다.
상기 베이스부(10)는 가속도센서(13)를 포함하는 것이 바람직하다.
베이스부(10)가 가속도센서(13)를 포함함으로써 가속도센서(13)를 통해 무인 수직이착륙 비행체(100)의 가속도를 측정할 수 있다.
그리고 상기 베이스부(10)는 자이로센서(14)를 포함하는 것이 바람직하다.
베이스부(10)가 자이로센서(14)를 구비함으로써 자이로센서(14)를 통해 무인 수직이착륙 비행체(100)의 각속도를 측정할 수 있다.
그리고 상기 베이스부(10)는 전자나침반(15)을 포함하는 것이 바람직하다.
베이스부(10)가 전자나침반(15)을 포함함으로써 전자나침반(15)을 통해 베이스부(10) 안착 지점(도킹부의 중심이 될 수 있음)의 방위각을 측정할 수 있다.
그리고 상기 베이스부(10)는 GPS모듈(16)을 포함하는 것이 바람직하다.
베이스부(10)가 GPS모듈(16)을 포함함으로써 GPS모듈(16)을 통해 베이스부(10) 안착 지점의 위도 및 경도를 측정할 수 있다.
이와 같이 베이스부(10)가 가속도센서(13), 자이로센서(14), 전자나침반(15), GPS모듈(16)을 포함함으로써 무인 수직이착륙 비행체(100)의 착륙 안내시 무인 수직이착륙 비행체(100)의 가속도, 무인 수직이착륙 비행체(100)의 각속도, 베이스부(10) 안착 지점의 방위각, 베이스부(10) 안착 지점의 위도 및 경도 정보를 제공할 수 있다.
그리고 베이스부(10)는 및 무선통신모듈(17)를 포함하는 것이 바람직하다.
베이스부(10)가 무선통신모듈(17)을 포함함으로써 무선통신모듈(17)을 통해 무인 수직이착륙 비행체(100) 또는 타 베이스부(10)와 통신할 수 있다.
여기서, 무선통신모듈(17)은 무선통신이 원활히 이루어질 수 있도록 하는 것이라면 통상의 어떠한 방식의 것이어도 무방하며, 그 예로는 지그비(Zigbee)가 될 수 있다.
한편, 상기 마커(11)는 착륙 안내정보 및 아이디정보가 저장된다.
마커(11)에 착륙 안내정보 및 아이디정보가 저장됨으로써 무인 수직이착륙 비행체(100)의 착륙에 앞서 무인 수직이착륙 비행체(100)에 마련되는 카메라(110)로 마커(11)를 촬영하여 판독함에 따라 무인 수직이착륙 비행체(100)가 마커(11)의 안내에 따라 착륙 위치(베이스부에 위치하는 도킹부 상단)에 안정적으로 착륙할 수 있다.
상기 도킹부(20)는 베이스부(10)의 상면에 형성되되, 전극(21)의 접촉 또는 고출력 레이저 조사를 통해 무인 수직이착륙 비행체(100)를 충전하는 것이다.
이와 같은 도킹부(20)는 원뿔 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
도킹부(20)가 원뿔 형태로 형성됨으로써 형태적 특성, 즉 상단의 폭이 하단의 폭에 비해 좁은 특성에 의해 도킹부(20)의 상단이 무인 수직이착륙 비행체(100)의 충전부(120)에 용이하게 삽입될 수 있으므로 도킹부(20)와 무인 수직이착륙 비행체(100)의 도킹이 원활해질 수 있다.
상기 전극(21)은 도킹부(20)의 외면에 극성을 달리하여 높이에 차등을 두고 연속되게 배치되는 것이 바람직하다.
전극(21)이 도킹부(20)의 외면에 극성을 달리하여 높이에 차등을 두고 연속되게 배치됨으로써 무인 수직이착륙 비행체(100)의 배터리(도면상 미도시)에 마련되는 -전극(도면상 미도시)과 +전극(도면상 미도시)이 도킹부(20)의 -전극(21a) 어느 하나 및 +전극(21b) 어느 하나에 접촉됨에 따라 원활히 충전될 수 있다.
한편, 상기 고출력 레이저는 레이저 다이오드(22)에 의해 조사될 수 있다.
즉, 도킹부(20)에 레이저 다이오드(22)가 마련되어 이로부터 조사되는 고출력 레이저가 무인 수직이착륙 비행체(100)의 충전부(120)에 마련되는 포토 다이오드(121)에 미침에 따라 광기전력 효과에 의해 전압, 전류가 생성되므로 이에 의해 도킹부(20)의 전극(25)과 무인 수직이착륙 비행체(100)의 배터리 전극이 서로 접촉하지 않더라도 무인 수직이착륙 비행체(100)가 충전될 수 있다.
이때, 상기 포토 다이오드(121)은 무인 수직이착륙 비행체(100)의 배터리 전극에 전기적으로 연결되는 것은 물론이다.
포토 다이오드(121)이 무인 수직이착륙 비행체(100)의 배터리 전극에 전기적으로 연결됨으로써 포토 다이오드(121)에서 광기전력 효과에 의한 전압, 전류에 의해 무인 수직이착륙 비행체(100)가 충전될 수 있다.
여기서, 상기 레이저 다이오드(22)로부터 조사되는 고출력 레이저는 일 무인 수직이착륙 비행체(100)에 마련되는 반사거울(도면상 미도시)에 의해 반사되어 타 무인 수직이착륙 비행체(100)의 포토 다이오드(121)에 조사될 수 있다.
레이저 다이오드(22)로부터 조사되는 고출력 레이저가 일 무인 수직이착륙 비행체(100)에 마련되는 반사거울에 의해 반사되어 타 무인 수직이착륙 비행체(100)의 포토 다이오드(121)에 조사됨으로써 일 도킹부(20)에 의해 타 무인 수직이착륙 비행체(100) 또한 충전될 수 있다.
본 발명에 따른 도킹장치(A)를 통한 무인 수직이착륙 비행체(100)의 충전 및 착륙에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 베이스부(10)는 상면에 착륙 안내정보 및 아이디정보가 저장된 마커(11)가 마련되는 바, 착륙에 앞서 비행중인 무인 수직이착륙 비행체(100)에 마련되는 카메라(110)로 마커(11)를 촬영하여 판독함에 따라 무인 수직이착륙 비행체(100)가 마커(11)의 안내에 따라 착륙 위치에 안정적으로 착륙할 수 있다.
더불어, 베이스부(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 가속도센서(13), 자이로센서(14), 전자나침반(15), GPS모듈(16) 및 무선통신모듈(17)을 더 포함할 수 있는 바, 무인 수직이착륙 비행체(100)의 가속도를 측정할 수 있고, 무인 수직이착륙 비행체(100)의 각속도를 측정할 수 있으며, 베이스부(10) 안착 지점의 방위각을 측정할 수 있고, 베이스부(10) 안착 지점의 위도 및 경도를 측정할 수 있으며, 정보의 송수신이 이루어질 수 있으므로 무인 수직이착륙 비행체(100)의 착륙 안내시 이들을 고려하여 착륙을 안내할 수 있으므로 무인 수직이착륙 비행체(100)가 착륙 위치에 더욱 안정적으로 착륙할 수 있다.
다만, 무인 수직이착륙 비행체(100)가 착륙할 때에는 상당한 충격이 발생하게 되므로 자칫 무인 수직이착륙 비행체(100)가 손상될 수 있다.
그러나, 본 발명에서 베이스부(10)는 저면에 스프링 및 댐퍼로 형성되는 완충부재(12)를 구비하는바, 완충부재(12)가 무인 수직이착륙 비행체(100) 착륙시 발생하는 충격을 완화하므로 무인 수직이착륙 비행체(100)가 착륙시에 발생하는 충격으로 인하여 손상되는 것이 방지될 수 있다.
한편, 본 발명에서 도킹부(20)는 전극(21)을 구비하는바, 전극(21)의 접촉에 의해 무인 수직이착륙 비행체(100)가 충전될 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 도킹부(20)의 외면에 높이에 차등을 두고 연속되게 배치되는 서로 다른 극성의 전극(21)이 도 5에 도시된 바와 같이 도킹부(20) 상단에 착륙한 무인 수직이착륙 비행체(100)의 충전부(120) 내에 위치하는 배터리 전극과 접촉함에 따라 무인 수직이착륙 비행체(100)가 충전될 수 있다.
또한, 본 발명에서 도킹부(20)는 레이저 다이오드(22)를 구비하는바, 전극(21)의 접촉 또는 레이저 다이오드(22)로부터의 고출력 레이저 조사에 의해 무인 수직이착륙 비행체(100)가 충전될 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 도킹부(20)에 구비되는 레이저 다이오드(22)로부터 고출력 레이저가 조사되어 도킹부(20) 상부에서 비행중인 무인 수직이착륙 비행체(100)의 충전부(120) 내에 마련되는 포토 다이오드(121)에 미침에 따라 무인 수직이착륙 비행체가 충전될 수 있다.
여기서, 레이저 다이오드(22)로부터 조사되는 고출력 레이저는 도 7에 도시된 바와 같이 일 무인 수직이착륙 비행체(100)에 마련되는 반사거울에 의해 반사되어 타 무인 수직이착륙 비행체(100)의 포토 다이오드(121)에 조사될 수 있는바, 일 도킹부(20)로써 타 무인 수직이착륙 비행체(100) 또한 충전될 수 있다.
상기에서와 같이 본 발명에 의한 무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치(A)는, 베이스부(10)에 마커(11)가 마련되는 바, 마커(11)에 의한 착륙 안내에 의해 무인 수직이착륙 비행체가 착륙 위치에 안정적으로 착륙할 수 있게 되고, 무인 수직이착륙 비행체(100)가 도킹부(20)의 상단에 착륙할 때 도킹부(20)의 전극(21)이 무인 수직이착륙 비행체(100)의 충전부(120)에 마련되는 배터리 전극에 접촉하게 되는 바, 전극(21)의 접촉에 의해 무인 수직이착륙 비행체(100)의 충전이 용이해질 수 있게 되며, 무인 수직이착륙 비행체(100)가 도킹부(20) 상부에서 비행할 때 도킹부(20)의 레이저 다이오드(22)로부터 조사되는 고출력 레이저가 무인 수직이착륙 비행체(100)의 충전부(120)에 마련되는 포토 다이오드(121)에 미치게 되는 바, 고출력 레이저 조사에 의해 무인 수직이착륙 비행체(100)의 충전이 용이해질 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 안에서 변경 가능한 것이며, 그와 같은 변경은 이하 특허청구범위 기재에 의하여 정의되는 본 발명의 보호범위 내에 있게 된다.
10 : 베이스부 11 : 마커
12 : 완충부재 13 : 가속도센서
14 : 자이로센서 15 : 전자나침반
16 : GPS모듈 17 : 무선통신모듈
20 : 도킹부 21 : 전극
21a : -전극 21b : +전극
22 : 레이저 다이오드 100 : 비행체
110 : 카메라 120 : 충전부
121 : 포토 다이오드 A : 도킹장치

Claims (1)

  1. 일정한 두께의 판 형태로 형성되되, 외부로 노출되는 마커를 통해 무인 수직이착륙 비행체의 착륙을 안내하는 베이스부;
    상기 베이스부의 상면에 형성되되, 전극의 접촉 또는 고출력 레이저 조사를 통해 상기 무인 수직이착륙 비행체를 충전하는 도킹부;
    를 포함하는 것인 무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치.
KR1020150013451A 2015-01-28 2015-01-28 무인 수직이착륙 비행체의 착륙 및 충전을 위한 도킹장치 KR20160092720A (ko)

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