KR20200010133A - 드론 스테이션 - Google Patents

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KR20200010133A
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Abstract

드론의 최초 착륙위치와 관계없이 항상 드론의 공명 중심이 정확하게 정렬되도록 한 드론 스테이션을 제시한다. 제시된 드론 스테이션은 착륙 유도 기재 및 착륙 유도 기재 상에 형성되고, 상부에 위치하는 드론으로 전력을 무선 전송하는 무선 충전 기재를 포함하고, 착륙 유도 기재는 착륙한 드론을 무선 충전 기재의 상부로 이동시키는 경사면이 형성된다.

Description

드론 스테이션{DRONE STATION}
본 발명은 드론 스테이션에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드론의 이착륙 공간을 제공하여 드론을 충전하는 드론 스테이션에 관한 것이다.
무인 비행체인 드론의 기술이 발전함에 따라 이용한 보안, 에너지 관리 등과 같이 다양한 분야에 드론이 이용되고 있다. 드론은 배터리의 전력을 이용하여 다수 개의 프로펠러를 회전시킴으로써 하늘을 비행하는 비행 유닛의 일종이다. 드론은 사용자의 리모컨 조작에 따라 다양한 패턴의 비행이 가능하도록 구성된다.
드론은 배터리 소모량이 매우 높아 장시간 비행을 위해서는 배터리의 충전이 필요하다. 이에, 드론 스테이션을 설치하여 드론의 배터리를 충전함으로써 드론의 장시간 비행을 가능하게 하는 기술이 개발되고 있다.
일례로, 스마트 가로등에 드론 스테이션을 설치하고, 드론은 배터리가 일정량 이하로 떨어질 때 인접한 드론 스테이션으로 이동하여 배터리를 무선 충전한다.
하지만, 종래에는 GPS 정보만을 이용하여 드론을 드론 스테이션에 착륙시키기 때문에, 드론 스테이션과 드론 간의 공명 중심이 정확히 정렬되지 않아 충전 효율이 저하되고, 충전 효율의 저하로 인해 충전 시간이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 종래에는 드론 스테이션에서 충전 중인 드론이 바람, 진동 등의 외부 환경 요인으로 인해 드론이 충전 위치에서 벗어나거나, 드론 스테이션에서 추락하는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2016-0097399호
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 드론의 최초 착륙위치와 관계없이 항상 드론의 공명 중심이 정확하게 정렬되도록 한 드론 스테이션을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 무선 전력 송신 모듈과 무선 전력 수신 모듈 간의 충전 자유도를 높일 수 있도록 한 드론 스테이션을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 드론 스테이션은 착륙 유도 기재 및 착륙 유도 기재 상에 형성되고, 상부에 위치하는 드론으로 전력을 무선 전송하는 무선 충전 기재를 포함하고, 착륙 유도 기재는 착륙한 드론을 무선 충전 기재의 상부로 이동시키는 경사면이 형성된다.
무선 충전 기재는 루프 형상으로 형성되고, 상부에 위치한 드론으로 전력을 무선 전송하는 전력 전송 코일을 포함할 수 있다.
드론 스테이션은 전력 전송 코일과 이격되고, 전자기력을 발생하여 무선 충전 기재의 상부에 위치한 드론을 고정하는 가이드 부재를 더 포함할 수 있다. 이때, 가이드 부재는 전력 전송 코일의 외주에 배치된다.
착륙 유도 기재는 무선 충전 기재가 수용되는 수용 홈이 형성되고, 경사면은 착륙 유도 기재의 외주에서 수용 홈으로 갈수록 낮아지는 경사를 갖는 다.
착륙 유도 기재는 경사면의 하부에서 진동을 발생시키는 진동 부재 또는 경사면에 배치된 복수의 구체로 구성된 롤링 부재를 더 포함할 수 있다.
드론 스테이션은 무선 충전 기재에 위치한 드론을 커버하는 보호 커버를 더 포함하고, 보호 커버는 드론의 이착륙시 열림 상태로 변경될 수 있다.
보호 커버는 회전 축, 회전 축의 회전에 의해 회동하는 제1 커버 및 회전 축의 회전에 의해 회동하되, 제1 커버와 대향되는 방향으로 회동하는 제2 커버를 포함한다.
무선 충전 기재는 무선 전력 송신 모듈을 포함하고, 무선 전력 송신 모듈은 전원을 무선 방식으로 송출하기 위한 무선 전력 송신용 안테나를 포함하되, 무선 전력 송신용 안테나는 도전성 부재가 루프 형상으로 감긴 평판형일 수 있다.
무선 충전 기재는 제어모듈 및 제어모듈의 제어를 통해 서로 직교하는 X축 방향과 Y축 방향을 따라 이동되는 적어도 하나의 가동부재를 더 포함하고, 무선 전력 송신 모듈은 가동부재의 일측에 고정되어 가동부재의 이동을 통해 위치가 변경될 수 있다.
무선 전력 송신 모듈은 무선 전력 송신용 안테나의 일면에 배치되는 차폐시트를 포함하고, 차폐시트는 페라이트, 폴리머, 비정질 리본 중 적어도 1종 이상을 포함하는 판상의 시트일 수 있다.
무선 전력 송신용 안테나는 회로기판의 일면에 루프 형상으로 패턴형성되는 안테나 패턴 및 평판형 코일 중 하나일 수 있다.
드론에는 무선 전력 송신 모듈로부터 송출되는 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신 모듈이 내장되고, 무선 전력 수신 모듈은 도전성 부재가 소정의 길이를 갖는 자성체 코어의 둘레면을 감싸도록 길이방향을 따라 권선된 코일로 구성된 무선 전력 수신용 안테나를 포함할 수 있다.
무선 전력 수신 모듈과 무선 전력 송신 모듈의 정렬시 자성체 코어는 일단부측이 무선 전력 송신용 안테나의 중앙영역에 형성되는 중공부 측에 위치하도록 배치될 수 있다.
무선 전력 수신 모듈은 드론의 착륙시 무선 충전 기재와 접촉되는 랜딩기어 측에 내장되고, 무선 전력 송신 모듈은 무선 충전 기재에 포함된 가동부재의 이동을 통해 자성체 코어의 단부측이 무선 전력 수신용 안테나의 중앙영역에 형성되는 중공부 내에 위치하도록 이동될 수 있다.
무선 전력 수신 모듈은 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 랜딩기어 측에 각각 내장되고, 무선 충전 기재는 가동부재에 회전가능하게 결합되는 회전부재를 더 포함하며, 회전부재의 일면에는 두 개의 무선 전력 송신 모듈이 소정의 간격을 두고 이격배치될 수 있다. 이때, 두 개의 무선 전력 송신 모듈 사이의 거리는 두 개의 랜딩기어 사이의 거리와 동일한 크기를 갖도록 형성된다.
본 발명에 의하면, 드론 스테이션은 경사면이 형성됨으로써, 드론이 비충전 영역에 착륙하더라도 항상 충전 영역으로 이동시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 드론 스테이션은 경사면 및 가이드 부재가 형성됨으로써, 드론이 비충전 영역이나 충전 효율이 낮은 위치에 착륙하더라도 항상 최적의 충전 효율을 갖는 위치로 이동시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 드론 스테이션은 경사면을 따른 드론의 이동을 보조하는 보조 부재가 형성됨으로써, 경사면이 완만하게 형성된 경우에도 항상 최적의 충전 효율을 갖는 위치로 이동시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 드론 스테이션은 경사면 및 가이드 부재를 통해 드론을 최적의 충전 효율을 갖는 위치로 이동시킴으로써, 드론의 충전 시간을 최소화하여 드론의 운영 시간을 최대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 드론 스테이션은 가이드 부재를 포함함으로써, 드론의 충전시 외부 환경에 의한 드론의 움직임을 최소화하여 드론이 충전 영역에서 이탈하거나, 드론 스테이션에서 추락하는 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 드론 스테이션은 무선 전력 송신용 안테나 및 무선 전력 수신용 안테나가 평판형과 솔레노이드형으로 각각 구성되어 무선 충전을 위한 정렬시 각도의 영향이 배제됨으로써 충전자유도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 드론 스테이션을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 드론 스테이션의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 드론 스테이션의 상면도.
도 4는 도 3의 드론 스테이션을 A~A`를 기준으로 절단한 절단면의 단면도.
도 5 및 도 6은 도 2의 착륙 유도 기재를 설명하기 위한 도면.
도 7 내지 도 11은 도 2의 무선 충전 기재를 설명하기 위한 도면.
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 드론 스테이션의 변형 예를 설명하기 위한 도면.
도 14 내지 도 20은 도 2의 무선 충전 기재를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1을 참조하면, 드론 스테이션(100)은 상부에 착륙한 드론(200)으로 전력을 무선 전송(송신)한다. 즉, 드론 스테이션(100)은 가로등, 차량 등에 설치되어 상부에 착륙한 드론(200)을 감지한 후 드론(200)으로 전력을 무선 전송한다.
이를 위해, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 드론 스테이션(100)은 착륙 유도 기재(120), 무선 충전 기재(140)를 포함한다.
착륙 유도 기재(120)는 드론 스테이션(100)을 구성하는 판상 기재로, 원형, 사각형 등과 같은 다양한 형상을 갖는 판상 기재로 형성될 수 있다.
착륙 유도 기재(120)는 수용 홈(122)이 형성된다. 수용 홈(122)에는 무선 충전 기재(140)가 수용된다. 수용 홈(122)은 무선 충전 기재(140)의 형상에 대응되는 형상을 갖도록 형성된다. 수용 홈(122)은 착륙 유도 기재(120)의 중심점을 포함하도록 형성되는 것을 일례로 한다.
착륙 유도 기재(120)는 드론(200)이 무선 충전 효율이 가장 높은 위치에 착륙하도록 유도하기 위한 경사면(124)이 형성된다. 경사면(124)은 착륙 유도 기재(120)의 외주에서 수용 홈(122)으로 갈수록 낮아지는 경사를 갖는다. 경사면(124)은 설정 각도(θ)의 경사를 갖는다.
착륙 유도 기재(120)에 착륙한 드론(200)은 경사면(124)을 따라 미끄러지면서 중앙에 위치한 무선 충전 기재(140)의 상부로 이동한다. 이때, 경사면(124)이 급격한 경사를 이루면 경사면(124)을 따라 이동하는 드론(200)이 넘어질 수 있기 때문에, 경사면(124)은 드론(200)이 넘어지지 않는 범위 이내인 설정 각도(θ)의 경사를 이루도록 형성된다.
이를 통해, 착륙 유도 기재(120)는 상부에 착륙한 드론(200)을 경사면(124)을 따라 이동시켜 무선 충전 기재(140)의 상부에 위치하도록 유도한다.
착륙 유도 기재(120)는 경사면(124)을 따른 드론(200)의 이동을 보조하기 위해서 보조 부재를 포함할 수 있다. 이때, 경사면(124)은 보조 부재를 포함하는 않는 착륙 유도 기재(120)에 비해 완만한 경사로 형성되더라도 드론(200)을 무선 충전 기재(140)로 이동시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 착륙 유도 기재(120)는 진동을 발생시키는 진동 부재(126)를 포함할 수 있다. 진동 부재(126)는 착륙 유도 기재(120)에 진동을 발생시켜 드론(200)의 이동을 보조한다. 진동 부재(126)는 착륙 유도 기재(120)의 상부에 착륙한 드론(200)이 경사면(124)을 따라 원활하게 이동하도록 착륙 유도 기재(120)에 진동을 발생시킨다. 진동 부재(126)는 드론(200)이 착륙 유도 기재(120)의 상부에 착륙하면 동작한다. 진동 부재(126)가 동작하면, 착륙 유도 기재(120)에는 진동이 발생한다. 드론(200)은 착륙 유도 기재(120)의 진동(vibration)으로 인해 무선 충전 기재(140) 방향으로 미끄러지면서 이동한다.
도 6을 참조하면, 착륙 유도 기재(120)는 경사면(124)을 따른 드론(200)의 이동을 보조하기 위해서 롤링 부재(128)를 포함할 수 있다. 롤링 부재(128)는 착륙 유도 기재(120)의 경사면(124)에 배치된 복수의 구(sphere, 球)를 포함하는 것을 일례로 한다. 롤링 부재(128)는 드론(200)이 착륙 유도 기재(120)의 상부에 착륙함에 따라 회전하여 드론(200)을 착륙 유도 기재(120) 방향으로 이동시킨다.
착륙 유도 기재(120)는 상술한 진동 부재(126), 롤링 부재(128) 이외에도 경사면(124)을 따른 드론(200)의 이동을 보조할 수 있는 부재라면 적용이 가능하다.
무선 충전 기재(140)는 드론(200)을 무선 충전하는 판상 기재로, 원형, 사각형 등과 같은 다양한 형상을 갖는 판상 기재로 형성될 수 있다. 무선 충전 기재(140)는 착륙 유도 기재(120)에 형성된 수용 홈(122)의 형상에 대응되는 형상으로 형성된다.
도 7을 참조하면, 무선 충전 기재(140)는 드론(200)의 무선 충전을 위한 전력 전송 코일(142)을 포함한다.
전력 전송 코일(142)을 무선 충전 기재(140)의 상면에 배치된다. 전력 전송 코일(142)은 자기 공명 방식의 무선 전력 전송(WPT(Wireless Power Transmission))을 통해 드론(200)의 전력 수신 코일(110)로 전력을 무선 전송한다. 전력 전송 코일(142)은 무선 충전 기재(140)의 하면에 배치되거나, 무선 충전 기재(140)에 내부에 배치될 수도 있다.
전력 전송 코일(142)을 권취축을 복수회 권선하는 루프 형상으로 형성된다. 전력 전송 코일(142)을 드론 스테이션(100)과 직교하는 권취축을 복수회 권선하여 드론 스테이션(100)과 평행하게 형성되는 것을 일례로 한다.
전력 전송 코일(142)을 자성체에 와이어를 권선한 솔레노이드 형태로 구성될 수도 있다. 다만, 전력 전송 코일(142)은 무선 충전 영역을 확보하기 위해 소정 면적을 갖는 루프 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 도 7에 도시하지는 않았지만, 전력 전송 코일(142)의 양단을 전력 공급원(미도시)과 연결된다.
도 8을 참조하면, 드론(200)에 배치되는 전력 수신 코일(110)은 자성체에 와이어를 권선한 솔레노이드 형태로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 루프 형태의 전력 전송 코일(142)과 솔레노이드 형태의 전력 수신 코일(110) 구성하여 드론(200)의 충전 효율을 최대화할 수 있다.
한편, 드론(200)의 충전 효율을 높이기 위해서 전력 전송 코일(142)과 드론(200)의 전력 수신 코일(110) 간의 공명 중심 정렬이 필요하다.
도 9를 참조하면, 전력 전송 코일(142)의 편심 거리에 따라 최대 충전 효율을 갖는 코일의 위치가 변화된다. 즉, 전력 전송 코일(142)의 편심 거리가 증가함에 따라 최대 충전 효율을 갖는 코일의 위치가 내측 코일에서 외측 코일로 변화된다.
또한, 드론(200)은 무선 충전 시 바람, 진동 등의 외부 환경 요인으로 인해 드론(200)이 충전 위치에서 벗어나거나, 드론 스테이션(100)에서 추락할 가능성이 존재한다.
이에, 도 10 및 도 11을 참조하면, 무선 충전 기재(140)는 전력 전송 코일(142)과 드론(200)의 전력 수신 코일(110)의 정렬 및 이탈 방지를 위한 가이드 부재(144)를 더 포함할 수 있다.
가이드 부재(144)는 전력 전송 코일(142)의 외주에 배치된다. 가이드 부재(144)는 전력 전송 코일(142)과 이격되어 배치된다. 가이드 부재(144)는 전자기력을 발생하여 드론(200)을 고정하는 전자기 자석인 것을 일례로 한다.
여기서, 도 11에서는 무선 충전 기재(140)의 상면에 원형의 가이드 부재(144)가 배치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 사각형, 평행선 등과 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 가이드 부재(144)는 최적의 충전 효율을 갖는 위치에 드론(200)을 착륙 및 고정시키기 위해 특정 위치서만 전자기력을 발생하여 드론(200)을 고정할 수도 있다.
이를 통해, 무선 충전 기재(140)는 최적의 무선 충전 효율을 갖는 위치에 드론(200)을 착륙시키고, 충전중인 드론(200)이 외부 환경 요인에 의해 충전 위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 드론 스테이션(100)은 착륙한 드론(200)을 보호하기 위한 보호 커버(160)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 도 12에서는 보호 커버(160)가 무선 충전 기재(140) 만을 커버하는 것으로 도시하였으나, 드론 스테이션(100) 전체를 커버할 수도 있다.
보호 커버(160)는 반구형 형상으로 형성된다. 보호 커버(160)는 평상시 닫힘 상태를 유지하고, 드론(200)의 이착륙시 열림 상태로 변경된다. 보호 커버(160)는 평상시 닫힘 상태를 유지하며, 착륙을 위해 드론 스테이션(100)에 드론(200)이 근접하거나, 드론 스테이션(100)으로부터 드론(200)이 이륙하는 경우 열림 상태로 변경된다.
여기서, 보호 커버(160)를 용이하게 설명하기 위해서 반구형으로 형성된 것으로 도시하였으나 보호 커버(160)의 형상을 반구형으로 한정되지 않고, 드론 스테이션(100)에 착륙한 드론(200)을 보호할 수 있는 형상이라면 적용 가능하다
일례로, 보호 커버(160)는 모터에 의해 구동하는 회전 축(162), 회전 축(162)의 회전에 의해 회동하는 제1 커버(164) 및 제2 커버(166)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 커버(164) 및 제2 커버(166)는 모터의 구동에 의해 회전 축(162)의 회전하면 서로 다른 방향으로 회동한다. 제1 커버(164) 및 제2 커버(166)가 서로 다른 방향으로 회동함에 따라 보호 커버(160)가 개폐된다.
드론 스테이션(100)은 보호 커버(160)의 동작을 제어하는 제어회로(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어회로는 드론(200) 또는 드론 제어 장치와의 통신을 통해 드론(200)의 이착륙을 판단하고, 드론(200)의 이륙 또는 착륙으로 판단하면 보호 커버(160)를 개방시킨다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 드론 스테이션(100)의 무선 충전 기재(140)는 무선 전력 송신 모듈(310)을 포함한다. 이때, 드론(200)은 무선 전력 송신 모듈(310)과 대응되는 무선 전력 수신 모듈(320)을 포함한다. 여기서, 무선 전력 송신 모듈(310)은 상술한 무선 충전 기재의 전력 전송 코일(142)에 대응되고, 무선 전력 수신 모듈(320)은 드론(200)에 배치된 전력 수신 코일(210)에 대응된다.
무선 전력 송신 모듈(310)은 전원공급원을 통해 공급된 전원을 이용하여 자기장을 발생시키고 자기장과 함께 전력을 무선방식으로 송출하기 위한 것이며, 무선 전력 수신 모듈(320)은 무선 전력 송신 모듈(310)로부터 송출되는 전력을 수신하여 유도기전력이 발생됨으로써 전력을 생산하기 위한 것이다.
여기서, 전원공급원은 전원라인을 통해 공급되는 상용전원일 수도 있고, 공지의 배터리일 수도 있다.
이때, 무선 전력 송신 모듈(310) 및 무선 전력 수신 모듈(320)은 무선 전력을 송신하거나 수신하기 위한 무선 전력 송신용 안테나(311) 및 무선 전력 수신용 안테나(321)가 서로 다른 형태로 구성될 수 있다.
구체적으로, 무선 전력 송신 모듈(310)은 무선 전력을 송출하기 위한 무선 전력 송신용 안테나(311)가 루프 형상으로 감긴 평판형으로 구성될 수 있으며, 무선 전력 송신용 안테나(311)의 일면에 차폐 시트(312)가 배치된 형태일 수 있다.
또한, 무선 전력 수신 모듈(320)은 소정의 길이를 갖는 바(BAR) 형상의 자성체 코어(322)와, 자성체 코어(322)의 둘레면을 감싸도록 길이 방향을 따라 도전성 부재가 권선된 코일을 포함하는 솔레노이드 형태일 수 있으며, 코일이 무선 전력 수신용 안테나(321)의 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 무선 전력 송신용 안테나(311)는 도전성 부재가 복수 회 권선된 평판형 코일일 수도 있고(도 14 참조), 회로기판(313)의 적어도 일면에 동박 등과 같은 도전성 부재가 패턴형성된 안테나 패턴일 수도 있다(도 15 참조).
또한, 도면에는 무선 전력 송신용 안테나(311)가 하나로 구성되는 것으로 도시하였지만 이에 한정하는 것은 아니며 무선 전력 송신용 안테나(311)는 복수 개로 구성될 수도 있음을 밝혀둔다.
더불어, 자성체 코어(322)에 권선된 코일의 턴수는 목적하는 전송 전력에 맞게 적절하게 가변될 수 있으며, 자성체 코어(322) 및 차폐 시트(312)의 재질은 사용되는 주파수에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
한편, 자성체 코어(322) 및/또는 차폐 시트(312)는 투자율이 높고 투자손실률이 낮으며 Q값이 높은 재질이 사용될 수 있으며, 포화자속밀도가 높은 재질이 사용될 수 있다. 구체적인 일례로써, 자성체 코어(322) 및/또는 차폐 시트(312)는 Ni-Zn 페라이트, Mn-Zn 페라이트, 폴리머 및 비정질 리본 중 적어도 15종 이상을 포함하는 자성체로 이루어질 수 있다.
더불어, 차폐 시트(312)는 유연성을 개선하거나 와전류의 발생을 억제할 수 있도록 플레이크 처리되어 복수 개의 미세조각으로 분리형성될 수도 있다. 또한, 자성체 코어(322) 및/또는 차폐 시트(312)는 다층으로 적층된 형태일 수도 있다. 그러나 자성체의 재질을 이에 한정하는 것은 아니며 무선 전력 전송기술에서 사용될 수 있는 공지의 모든 자성체가 적절하게 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
이와 같이, 드론 스테이션(100)은 무선 전력 전송을 위하여 무선 전력 송신 모듈(310)과 무선 전력 수신 모듈(320)이 서로 정렬되는 경우 자성체 코어(322)의 일단부측이 무선 전력 송신용 안테나(311)의 중공부(S) 측에 위치하도록 배치될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 자성체 코어(322)의 일단부측이 무선 전력 송신용 안테나(311)의 중공부의 중심부(O) 측에 위치하도록 정렬될 수 있다.
이를 통해, 평판 형태로 구현된 무선 전력 송신 모듈(310)로부터 방출되는 자기장이 솔레노이드 형태로 구현된 무선 전력 수신 모듈(320) 측으로 원활하게 유기될 수 있다.
즉, 무선 전력 안테나가 평판형으로 구성되는 경우 안테나의 중공부 측에 주자기장의 경로가 형성될 수 있으며, 무선 전력 안테나가 솔레노이드 형으로 구성되는 경우 자성체 코어(322)의 단부측에서 주자기장의 경로가 형성될 수 있다.
이로 인해, 자성체 코어(322)의 일단부측이 무선 전력 송신용 안테나(311)의 중공부(S) 측에 위치하도록 배치되는 경우, 평판 형태로 구현된 무선 전력 송신 모듈(310)로부터 방출되는 주자기장은 솔레노이드 형태로 구현된 무선 전력 수신 모듈(320)의 주자기장의 방향과 일치됨으로써 무선 전력 수신용 안테나(321) 측으로 원활하게 유기될 수 있다.
더불어, 무선 전력 송신 모듈(310)에 포함된 무선 전력 송신용 안테나(311)가 루프 형상의 평판형으로 구성되고 무선 전력 수신 모듈(320)이 솔레노이드 형태로 구성되는 경우 자성체 코어(322)가 X축 또는 Y축에 대하여 임의의 각도로 기울어진 상태로 배치되더라도 자성체 코어(322)의 단부가 무선 전력 송신용 안테나(311)의 중공부(S) 내에 위치되면 최적의 무선충전효율을 얻을 수 있다.
다시 말하면, 도 16에 도시된 바와 같이 무선 전력 수신 모듈(320)에 포함된 자성체 코어(322)의 길이 방향과 무선 전력 송신용 안테나(311)의 반경방향 또는 폭방향이 이루는 각도를 고려할 필요 없이 자성체 코어(322)의 단부가 무선 전력 송신용 안테나(311)의 중공부(S) 내에 위치되면 최적의 무선충전효율을 얻을 수 있는 상태로 정렬될 수 있음으로써 최적의 충전효율을 구현하기 위한 충전자유도를 높일 수 있다.
더하여, 드론 스테이션(100)은 무선 전력 송신 모듈(310)에 포함된 무선 전력 송신용 안테나(311)를 통한 무선 전력전송이 대면적으로 이루어질 수 있으므로 kW급의 대용량 전송이 가능하고, 무선 전력 송신용 안테나(311)를 보다 넓은 면적에 형성할 수 있으므로 방열 성능을 높여 충전효율을 높이거나 충전시간을 단축시킬 수 있다.
한편, 상술한 드론 스테이션(100)은 드론(200)에 내장된 배터리(미도시)를 충전하기 위한 충전시스템을 구성할 수 있다.
도 17 및 도 19를 참조하면, 드론(200) 측에는 무선 전력을 수신하기 위한 무선 전력 수신 모듈(320)이 내장될 수 있으며, 드론 스테이션(100) 측에는 무선 전력을 송출하기 위한 무선 전력 송신 모듈(310)이 각각 내장될 수 있다.
본 실시예에서, 무선 전력 송신 모듈(310)은 전원공급원(417)을 통해 공급된 전원을 이용하여 자기장을 발생시키고 자기장과 함께 전력을 무선방식으로 송출하기 위한 것이며, 무선 전력 수신 모듈(320)은 무선 전력 송신 모듈(310)로부터 송출되는 전력을 수신하여 유도기전력이 발생됨으로써 드론(200)에 내장된 배터리를 충전하기 위한 전력을 생산하기 위한 것이다.
여기서, 무선 전력 송신 모듈(310) 및 무선 전력 수신 모듈(320)에 대한 상세한 설명은 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한 내용과 동일하므로 생략하기로 한다.
더불어, 전원공급원(417)은 전원라인을 통해 공급되는 상용전원일 수도 있고, 드론 스테이션(100)에 자체 내장되는 별도의 배터리일 수도 있으며, 드론 스테이션(100)에 내장되는 제어 모듈(416)을 통해 전원공급원(417)으로부터 공급되는 전원이 무선 전력 송신 모듈(310) 측으로 공급되거나 차단될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서 드론(200)은 수직 하강 및 수직 상승이 가능한 헬리콥터 또는 쿼드콥터 방식의 드론일 수 있다.
즉, 드론(200)은 몸체부(211), 동력 발생부(212) 및 랜딩기어(213)를 포함할 수 있다.
몸체부(211)는 사용 목적에 맞는 다양한 전자 유닛들이 실장될 수 있으며, 다양한 전자 유닛들을 구동하기 위한 배터리(215)가 내장될 수 있다. 이러한 몸체부(211)의 형상은 공지의 다양한 형상이 적용될 수 있다.
동력 발생부(212)는 몸체부(211)에 연결되어 몸체부(211)의 비행을 위한 동력을 발생시킬 수 있다. 일례로, 동력 발생부(212)는 모터의 구동을 통해 프로펠러가 회전하는 형태일 수 있다. 이와 같은 동력 발생부(212)는 하나일 수도 있으나, 자유로운 방향전환이 가능하도록 복수 개로 구비될 수 있으며, 몸체부(211)에 내장되는 제어부(미도시)를 통해 전반적인 구동이 제어될 수 있다.
이에 따라, 제어부를 통해 모터가 구동되면, 프로펠러가 회전되면서 양력 또는 추진력이 발생됨으로써 드론(200)이 공중으로 부양될 수 있으며, 동력 발생부(212)가 복수 개로 구비되는 경우 각각의 동력 발생부(212)들의 출력 차이에 따라 비행 방향이 가변될 수 있다.
여기서, 몸체부(211)에 내장되는 제어부는 드론(200)의 전반적인 동작 및 구동을 제어할 수 있으며, 회로기판(미도시)에 실장된 칩셋 형태일 수 있다. 일례로, 제어부는 마이크로프로세서(microprocessor)일 수 있다.
랜딩기어(213)는 드론(200)이 이착륙을 하거나 드론 스테이션(100) 측에 계류하는 경우 몸체부(211)의 무게를 지지하기 위한 구조물이다. 이와 같은 랜딩기어(213)는 몸체부(211)로부터 연장되는 복수 개의 다리부(213a) 및 다리부의 하부단 측을 연결하는 연결부(213b)를 포함하는 형태일 수 있다. 이와 같은 랜딩기어(213)는 하나로 구비될 수도 있고 복수 개가 간격을 두고 이격 배치되는 형태일 수도 있다.
더불어, 드론(200)은 지상 또는 주변의 영상을 촬영하기 위한 적어도 하나의 카메라 유닛(214)이 포함될 수 있다. 더불어, 드론(200)의 상태 및 주변 환경에 대한 다양한 정보를 수집하거나 감지하기 위한 다양한 센서들(미도시)이 포함될 수 있다. 일례로, 센서들은 자이로 센서, 지자계 센서, 중력 센서, 고도 센서, 기울기 센서, 습도 센서, 풍력감지센서, 공기흐름 감지센서, 온도 센서, 음향센서, 조도센서 등과 같은 공지의 다양한 센서들이 적절하게 설치될 수 있다. 이와 같은 카메라 유닛(214) 및 센서들은 제어부를 통해 제어될 수 있다.
또한, 제어부는 카메라 유닛에서 촬영된 영상을 전송하거나 드론(200)의 운항 정보와 같은 데이터나 외부로부터 전송되는 제어 명령을 송수신하기 위한 통신 모듈을 더 포함할 수 있으며, 공지의 드론에 적용되는 다양한 전자 장비들이 추가로 탑재될 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시 예에 적용될 수 있는 드론(200)을 상술한 구조에 한정하는 것은 아니며, 드론(200)의 사용 목적에 따라 공지의 드론(200)에 적용될 수 있는 다양한 유닛들이 추가로 장착될 수도 있다. 더불어, 드론(200)은 레저용, 감시용, 산업용, 정보 수집용 등과 같은 다양한 목적으로 사용될 수 있으며, 양력을 발생시키기 위한 적어도 하나의 날개가 유선형의 동체에 고정결합된 형태일 수도 있다.
이때, 무선 전력 수신 모듈(320)은 드론(200)의 랜딩기어(213) 측에 내장될 수 있으며, 무선 전력 수신 모듈(320)은 몸체부(211)에 포함된 제어부를 매개로 배터리(215)와 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 랜딩기어(213) 측에 내장되는 무선 전력 수신 모듈(320)은 하나일 수도 있고, 복수 개일 수도 있다. 더불어, 랜딩기어(213) 측에 복수 개의 무선 전력 수신 모듈(320)이 내장되는 경우 동일한 랜딩기어 측에 내장될 수도 있으나, 드론(200)의 무게 균형성을 높일 수 있도록 드론(200)의 무게중심을 기준으로 양측에 동등한 개수의 무선 전력 수신 모듈(320)이 각각 내장될 수 있다. 일례로, 도 19에 도시된 바와 같이 드론(200)이 서로 간격을 두고 이격 배치되는 두 개의 랜딩기어(213)를 포함하는 경우, 두 개의 랜딩기어(213) 측에 무선 전력 수신 모듈(320)이 각각 내장될 수 있다. 더불어, 랜딩기어(213) 측에 무선 전력 수신 모듈(320)이 복수 개로 내장되는 경우 스테이션(820) 측에 내장되는 무선 전력 송신 모듈(310) 역시 복수 개로 구비될 수 있으며, 무선 전력 수신 모듈(320)의 개수와 일대일로 매칭되도록 구비될 수도 있다.
또한, 무선 전력 수신 모듈(320)은 상술한 바와 같이 소정의 길이를 갖는 자성체 코어의 길이방향을 따라 도전성부재가 권선된 코일을 포함하는 솔레노이드 형태일 수 있다.
더불어, 무선 전력 수신 모듈(320)은 드론(200)이 드론 스테이션(100)의 일면에 착륙한 상태에서 자성체 코어의 일면이 드론 스테이션(100)의 일면과 평행한 상태가 되도록 랜딩기어(213)의 연결부(213b) 측에 내장될 수 있으며, 무선 전력 수신 모듈(320)은 드론 스테이션(100)의 일면과 평행한 평면상에 배치되도록 드론 스테이션(100)에 내장될 수 있다.
이에 따라, 드론(200)은 드론 스테이션(100)의 일면에 착륙된 상태 또는 대기 상태에서 무선 전력 수신 모듈(320)과 무선 전력 송신 모듈(310)이 서로 정렬된 경우 무선 전력 수신 모듈(320)을 통해 드론 스테이션(100) 측으로부터 송출되는 무선 전력을 수신함으로써 드론(200)을 구동하기 위하여 몸체부(211)에 내장되는 배터리(215)가 충전될 수 있다.
이때, 무선 전력 송신 모듈(310)은 서로 직교하는 X축 및 Y축 방향을 따라 이동가능하도록 드론 스테이션(100)에 내장될 수 있다.
이에 따라, 드론 스테이션(100)의 일면에 드론(200)이 랜딩기어(213)를 통해 착륙된 경우, 무선 전력 송신 모듈(310)은 위치이동을 통해 평판형으로 구성되는 무선 전력 송신용 안테나의 중공부(S) 측에 자성체 코어의 단부가 위치하도록 정렬될 수 있다.
이로 인해, 무선 전력 송신 모듈(310) 및 무선 전력 수신 모듈(320)의 위치가 정렬됨으로써 최적의 충전효율로 드론(200)에 내장된 배터리(215)가 충전될 수 있다.
더불어, 무선 전력 송신 모듈(310)에 포함된 무선 전력 송신용 안테나가 루프 형상의 평판형으로 구성되어 드론 스테이션(100)의 일면과 평행한 평면상에 배치되도록 드론 스테이션(100)에 내장되고 무선 전력 수신 모듈(320)이 솔레노이드 형태로 구성되어 드론 스테이션(100)의 일면과 평행한 상태가 되도록 랜딩기어(213)에 내장되므로, 드론(200)이 드론 스테이션(100)에 착륙된 경우 무선 전력 송신 모듈(310)의 무선 전력 송신용 안테나는 무선 전력 수신 모듈(320)에 포함된 자성체 코어의 일면과 항상 평행한 상태를 유지할 수 있으며, 자성체 코어가 X축 또는 Y축에 대하여 임의의 각도로 기울어진 상태로 배치되더라도 무선 전력 송신 모듈(310)의 위치이동을 통해 자성체 코어의 단부가 무선 전력 송신용 안테나의 중공부(S) 내에 용이하게 위치될 수 있다.
다시 말하면, 무선 전력 수신 모듈(320)이 내장된 랜딩기어(213)가 드론 스테이션(100)의 일면 중 임의의 위치에 배치되더라도 무선 전력 수신 모듈(320)에 포함된 자성체 코어의 길이방향과 무선 전력 송신용 안테나의 반경방향 또는 폭방향이 이루는 각도를 고려할 필요없이 자성체 코어의 단부가 무선 전력 송신용 안테나의 중공부(S) 내에 위치되면 최적의 무선충전효율을 얻을 수 있는 상태로 정렬될 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 실시 예에 따른 드론 스테이션(100)은 충전자유도를 높일 수 있다.
더불어, 무선 전력 송신 모듈(310)에 포함된 무선 전력 송신용 안테나를 통한 무선 전력전송이 대면적으로 이루어질 수 있으므로 kW급의 대용량 전송이 가능하고, 무선 전력 송신용 안테나를 보다 넓은 면적에 형성할 수 있으므로 방열 성능을 높여 충전효율을 높이거나 충전시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 랜딩기어(213)에 내장되는 무선 전력 송신 모듈(310)이 솔레노이드 형태로 구성됨으로써 평판형에 비하여 랜딩기어(213)의 사이즈를 변경하지 않더라도 용이하게 내장될 수 있다. 이로 인해, 무선 전력 송신 모듈(310)을 적용하는 과정에서 랜딩기어(213)의 사이즈가 커지는 것을 방지할 수 있으므로 사이즈 증가에 의한 공기저항의 증가를 미연에 방지할 수 있다.
이를 위해, 드론 스테이션(100)은 도 17 내지 도 20에 도시된 바와 같이 하우징(411)과, X축 및 Y축을 따라 이동가능하게 하우징(411)에 내장되는 가동부재 및 가동부재를 구동하기 위한 제어 모듈(416)을 포함할 수 있으며, 가동부재 측에 무선 전력 송신 모듈(310)이 고정될 수 있다. 이를 통해, 무선 전력 송신 모듈(310)은 제어 모듈(416)에 의한 가동부재의 이동시 가동부재와 함께 위치가 변경될 수 있다. 여기서, 하우징(411)은 드론(200)이 착륙할 수 있도록 적어도 일면이 소정의 면적을 갖는 수평면을 갖도록 형성될 수 있으며, 지면에 매립된 형태일 수도 있고 수평면이 외부로 노출되도록 다른 구조물에 고정된 형태일 수도 있다.
한편, 가동부재는 X축을 따라 왕복 이동되는 제1슬라이더(412)와 Y축 방향을 따라 왕복 이동되는 제2슬라이더(413) 중 어느 하나일 수 있고, 제1슬라이더(412) 및 제2슬라이더(413) 중 어느 하나는 다른 하나의 이동방향과 수직한 방향으로 왕복 이동가능하게 결합될 수 있으며, 제1슬라이더(412) 및 제2슬라이더(413)는 제어 모듈(416)에 의해 제어되는 모터(M1, M2)의 구동을 통해 왕복 이동될 수 있다. 여기서, 모터(M1, M2)에서 발생되는 구동력이 제1슬라이더(412) 및 제2슬라이더(413)에 전달되는 방식은 풀리 방식, 스크류 방식, 기어방식 등 공지의 다양한 방식이 모두 적용될 수 있다.
구체적인 일례로써, 제1슬라이더(412)는 제1모터(M1)의 구동을 통해 하우징(411)의 바닥면에 대하여 X축과 평행한 방향으로 배치된 제1가이드(414)를 따라 왕복이동 가능하게 배치될 수 있고, 제2슬라이더(413)는 제1슬라이더(412)에 대하여 제2모터(M2)의 구동을 통해 Y축과 평행한 방향으로 배치된 제2가이드(415)를 따라 왕복이동 가능하게 배치될 수 있으며, 무선 전력 송신 모듈(310)은 제2슬라이더(413)의 상면에 고정 설치될 수 있다.
여기서, 제1모터(M1) 및 제2모터(M2)는 제어 모듈(416)을 통해 전반적인 동작이 제어될 수 있으며, 무선 전력 송신 모듈(310) 역시 제어 모듈(416)과 전기적으로 연결되어 전반적인 구동이 제어될 수 있다. 더불어, 제어 모듈(416) 은 무선 전력 송신 모듈(310)을 구동하기 위한 일반적인 회로소자 등이 포함될 수 있다.
이에 따라, 드론 스테이션(100)에 드론(200)이 착륙된 경우 제어 모듈(416)의 제어를 통해 제1슬라이더(412) 및 제2슬라이더(413)의 위치가 변경되어 랜딩기어(213)에 내장된 무선 전력 수신 모듈(320)의 자성체 코어의 단부가 무선 전력 송신용 안테나의 중공부(S) 내에 위치하도록 배치됨으로써 최적의 충전효율을 구현할 수 있다.
일례로, 제2슬라이더(413)는 도 19에 도시된 바와 같이 하우징(411)의 내부에서 제어 모듈(416)의 구동을 통해 X축 방향과 Y축 방향을 교번적으로 소정의 거리만큼 이동함으로써 무선 전력 송신 모듈(310)의 위치가 무선 전력 수신 모듈(320)과 정렬된 위치로 변경될 수 있다. 그러나, 제2슬라이더(413)의 이동경로를 이에 한정하는 것은 아니며, 다양한 경로로 이동될 수 있음을 밝혀 둔다.
이때, 제2슬라이더(413) 또는 무선 전력 송신 모듈(310) 측에는 자성체 코어와의 정렬상태를 감지하기 위한 센싱부(미도시)가 포함될 수 있으며, 센싱부는 제어 모듈(416)을 통해 제어될 수 있다. 이에 따라, 제어 모듈(416)은 센싱부를 통해 감지된 정보를 기반으로 제2슬라이더(413)의 위치를 조정함으로써 무선 전력 송신 모듈(310)과 무선 전력 수신 모듈(320)을 정렬시킬 수 있다.
일례로, 센싱부는 적외선을 통해 자성체 코어의 단부 위치를 확인하기 위한 적외선 센서일 수도 있고 무선 전력 수신용 안테나에 유기되는 자기장의 크기를 감지하기 위한 자기장 센서일 수도 있다. 그러나, 센싱부를 이에 한정하는 것은 아니며, 제2슬라이더(413)와 자성체 코어의 단부 간의 상호 위치를 확인할 수 있는 방식이라면 공지의 다양한 센서가 적용될 수 있음을 밝혀 둔다. 더불어, 제어 모듈(416)의 제어를 통해 무선 전력 송신 모듈(310)의 위치가 2개의 슬라이더(412,323)를 통해 변경되는 것으로 설명하였지만 이에 한정하는 것은 아니며 서로 직교하는 2축 방향으로 위치가 변경될 수 있는 공지의 모든 방식이 적용될 수 있음을 밝혀 둔다.
다른 예로써, 스테이션(820)은 전술한 실시예와 마찬가지로 하우징(411)과, X축 및 Y축을 따라 이동가능하게 하우징(411)에 내장되는 가동부재 및 가동부재를 구동하기 위한 제어 모듈(416)을 포함할 수 있으며, 가동부재에 회전 가능하게 결합되는 회전부재(418)를 포함할 수 있다. 여기서, 무선 전력 수신 모듈(320)은 드론(200)에서 서로 간격을 두고 이격 배치된 두 개의 랜딩기어(213) 측에 각각 내장된 형태일 수 있다.
이때, 회전부재(418) 측에는 두 개의 무선 전력 송신 모듈(310)이 고정될 수 있으며, 두 개의 무선 전력 송신 모듈(310)은 두 개의 무선 전력 수신 모듈(320)이 각각 내장된 두 개의 랜딩기어(213) 사이의 거리만큼 이격된 상태로 회전부재(418)의 상면에 고정될 수 있다. 이를 통해, 회전부재(418) 측에 고정된 무선 전력 송신 모듈(310)은 제어 모듈(416)에 의한 가동부재의 이동시 가동부재의 이동을 통해 X축과 Y축 방향을 따라 위치가 변경될 수 있으며, 회전부재(418)의 회전을 통해 Z축을 중심으로 회전됨으로써 각도가 변경될 수 있다.
일례로, 가동부재는 X축을 따라 왕복 이동되는 제1슬라이더(412)와 Y축 방향을 따라 왕복 이동되는 제2슬라이더(413) 중 어느 하나일 수 있고, 제1슬라이더(412) 및 제2슬라이더(413) 중 어느 하나는 다른 하나의 이동 방향과 수직한 방향으로 슬라이딩 이동가능하게 결합될 수 있으며, 회전부재(418)가 제1슬라이더(412) 및 제2슬라이더(413) 중 어느 하나에 대하여 Z축을 중심으로 회전 가능하게 결합될 수 있다.
더불어, 제1슬라이더(412), 제2슬라이더(413) 및 회전부재(418)는 제어 모듈(416)에 의해 제어되는 모터(M1, M2, M3)의 구동을 통해 왕복 이동되거나 회전될 수 있다. 여기서, 모터(M1, M2)에서 발생되는 구동력이 제1슬라이더(412) 및 제2슬라이더(413)에 전달되는 방식은 풀리 방식, 스크류 방식, 기어방식 등 공지의 다양한 방식이 모두 적용될 수 있다.
구체적인 일례로써, 제1슬라이더(412)는 제1모터(M1)의 구동을 통해 하우징(411)의 바닥면에 대하여 X축과 평행한 방향으로 배치된 제1가이드(414)를 따라 왕복이동 가능하게 배치될 수 있고, 제2슬라이더(413)는 제1슬라이더(412)에 대하여 제2모터(M2)의 구동을 통해 Y축과 평행한 방향으로 배치된 제2가이드(415)를 따라 왕복이동 가능하게 배치될 수 있다. 더불어, 회전부재(418)는 제2슬라이더(413)에 대하여 제3모터(M3)의 구동을 통해 Z축을 중심으로 회전될 수 있으며, 무선 전력 송신 모듈(310)은 회전부재(418)의 상면에 고정 설치될 수 있다.
여기서, 제1모터(M1), 제2모터(M2) 및 제3모터(M3)는 제어 모듈(416)을 통해 전반적인 동작이 제어될 수 있으며, 무선 전력 송신 모듈(310) 역시 제어 모듈(416)과 전기적으로 연결되어 전반적인 구동이 제어될 수 있다. 더불어, 제어 모듈(416) 은 무선 전력 송신 모듈(310)을 구동하기 위한 일반적인 회로소자 등이 포함될 수 있다.
이에 따라, 스테이션(820)에 드론(200)이 착륙된 경우 제어 모듈(416)의 제어를 통해 제1슬라이더(412) 및 제2슬라이더(413)의 위치가 변경된 후 회전부재(418)의 회전을 통해 두 개의 랜딩기어(213)에 각각 내장된 무선 전력 수신 모듈(320)의 자성체 코어의 단부가 두 개의 무선 전력 송신용 안테나의 중공부(S) 내에 위치하도록 배치됨으로써 최적의 충전효율을 구현할 수 있다.
더불어, 두 개의 무선 전력 송신 모듈(310) 및 무선 전력 수신 모듈(320)이 서로 정렬된 상태에서 동시에 무선 전력 전송이 이루어질 수 있음으로써 드론(200)에 내장된 배터리(215)의 충전시간을 단축시킬 수 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만 무선 전력 송신 모듈(310)이 복수 개로 구비되는 경우 복수 개의 무선 전력 송신 모듈(310) 중 어느 하나는 회전부재(418)의 회전 중심축 상에 위치하도록 고정될 수 있다. 이를 통해, 전술한 실시예에서 설명한 방식으로 제1슬라이더(412) 및 제2슬라이더(413)의 위치 이동을 통해 회전부재(418)의 회전 중심축 상에 고정된 무선 전력 송신 모듈(310)과 랜딩기어(213) 측에 내장된 무선 전력 수신 모듈(320) 중 어느 하나의 위치를 먼저 정렬시킨 후 회전부재(418)를 회전시키게 되면 회전부재(418)의 회전 중심축에서 벗어난 위치에 고정된 다른 무선 전력 송신 모듈(310)과 랜딩기어(213)에 내장된 다른 무선 전력 수신 모듈(320)을 용이하게 정렬시킬 수 있다.
한편, 상술한 드론 스테이션(100)은 드론 외에도 다양한 전자제품에 적용될 수 있음을 밝혀 둔다. 일례로, TV, 로봇청소기 등을 포함하는 생활가전, 노트북 컴퓨터, 전기자동차 등에도 적용될 수 있다.
더불어, 본 발명의 실시 예에 따른 드론 스테이션(100)은 상술한 설명과는 달리 무선 전력 송신 모듈(310)이 솔레노이드형으로 구성되고, 드론(200)에 내장된 무선 전력 수신 모듈(320)이 평판형으로 구성될 수도 있음을 밝혀 둔다.
더하여, 도면에는 도시하지 않았지만 드론 스테이션(100) 및 드론(200)에 내장되는 무선 전력 송신 모듈(310) 및 무선 전력 수신 모듈(320)이 모두 평판형으로 구성되거나 솔레노이드형으로 구성될 수도 있음을 밝혀 둔다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (20)

  1. 착륙 유도 기재; 및
    상기 착륙 유도 기재 상에 형성되고, 상부에 위치하는 드론으로 전력을 무선 전송하는 무선 충전 기재를 포함하고,
    상기 착륙 유도 기재는 착륙한 드론을 상기 무선 충전 기재의 상부로 이동시키는 경사면이 형성된 드론 스테이션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 충전 기재는 루프 형상으로 형성되고, 상부에 위치한 드론으로 전력을 무선 전송하는 전력 전송 코일을 포함하는 드론 스테이션.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전력 전송 코일과 이격되고, 전자기력을 발생하여 상기 무선 충전 기재의 상부에 위치한 드론을 고정하는 가이드 부재를 더 포함하는 드론 스테이션.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 전력 전송 코일의 외주에 배치된 드론 스테이션.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 착륙 유도 기재는 상기 무선 충전 기재가 수용되는 수용 홈이 형성된 드론 스테이션.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 착륙 유도 기재의 외주에서 상기 수용 홈으로 갈수록 낮아지는 경사를 갖는 드론 스테이션.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 착륙 유도 기재는 상기 경사면의 하부에서 진동을 발생시키는 진동 부재를 더 포함하는 드론 스테이션.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 착륙 유도 기재는 상기 경사면에 배치된 복수의 구체로 구성된 롤링 부재를 더 포함하는 드론 스테이션.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무선 충전 기재에 위치한 드론을 커버하는 보호 커버를 더 포함하고,
    상기 보호 커버는 상기 드론의 이착륙시 열림 상태로 변경되는 드론 스테이션.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보호 커버는
    회전 축;
    상기 회전 축의 회전에 의해 회동하는 제1 커버; 및
    상기 회전 축의 회전에 의해 회동하되, 상기 제1 커버와 대향되는 방향으로 회동하는 제2 커버를 포함하는 드론 스테이션.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 무선 충전 기재는 무선 전력 송신 모듈을 포함하고,
    상기 무선 전력 송신 모듈은 전원을 무선 방식으로 송출하기 위한 무선 전력 송신용 안테나를 포함하되,
    상기 무선 전력 송신용 안테나는 도전성 부재가 루프 형상으로 감긴 평판형인 드론 스테이션.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 무선 충전 기재는,
    제어모듈; 및
    상기 제어모듈의 제어를 통해 서로 직교하는 X축 방향과 Y축 방향을 따라 이동되는 적어도 하나의 가동부재를 더 포함하고,
    상기 무선 전력 송신 모듈은 상기 가동부재의 일측에 고정되어 상기 가동부재의 이동을 통해 위치가 변경되는 드론 스테이션.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신 모듈은 상기 무선 전력 송신용 안테나의 일면에 배치되는 차폐시트를 포함하는 드론 스테이션.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 차폐시트는 페라이트, 폴리머, 비정질 리본 중 적어도 1종 이상을 포함하는 판상의 시트인 드론 스테이션.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신용 안테나는 회로기판의 일면에 루프 형상으로 패턴형성되는 안테나 패턴 및 평판형 코일 중 하나인 하는 드론 스테이션.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 드론에는 상기 무선 전력 송신 모듈로부터 송출되는 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신 모듈이 내장되고,
    상기 무선 전력 수신 모듈은 도전성 부재가 소정의 길이를 갖는 자성체 코어의 둘레면을 감싸도록 길이방향을 따라 권선된 코일로 구성된 무선 전력 수신용 안테나를 포함하는 드론 스테이션.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 모듈과 무선 전력 송신 모듈의 정렬시 상기 자성체 코어는 일단부측이 상기 무선 전력 송신용 안테나의 중앙영역에 형성되는 중공부 측에 위치하도록 배치되는 드론 스테이션.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 모듈은 상기 드론의 착륙시 상기 무선 충전 기재와 접촉되는 랜딩기어 측에 내장되고,
    상기 무선 전력 송신 모듈은 상기 무선 충전 기재에 포함된 가동부재의 이동을 통해 상기 자성체 코어의 단부측이 상기 무선 전력 수신용 안테나의 중앙영역에 형성되는 중공부 내에 위치하도록 이동되는 드론 스테이션.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 모듈은 서로 간격을 두고 이격배치되는 두 개의 랜딩기어 측에 각각 내장되고,
    상기 무선 충전 기재는 상기 가동부재에 회전가능하게 결합되는 회전부재를 더 포함하며,
    상기 회전부재의 일면에는 두 개의 무선 전력 송신 모듈이 소정의 간격을 두고 이격배치된 드론 스테이션.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 두 개의 무선 전력 송신 모듈 사이의 거리는 상기 두 개의 랜딩기어 사이의 거리와 동일한 크기를 갖는 드론 스테이션.
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