KR20210008405A - 드론들을 위한 자동 관리 및 스테이셔닝 베이스(base of stationing and automatic management for drones) - Google Patents

Abstract

본 발명은 무인 항공기 분야, 특히 서스펜디드 착륙 및 이륙 및 관리 기지에 관한 것이다.

Description

드론들을 위한 자동 관리 및 스테이셔닝 베이스(BASE OF STATIONING AND AUTOMATIC MANAGEMENT FOR DRONES)

본 발명은 무인 항공기(unmanned aerial vehicle)들 분야에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 무인 항공기들의 자동 관리와 착륙 및 이륙을 위한 스테이셔닝 베이스에 관한 것이다.

참조 기술 분야에서, 일반적으로 드론(drone)들로 알려진, 특히 프로펠러 구동(propeller drive)을 제공하는 타입의 소위 무인 항공기들의 착륙(landing) 및 이륙 조종(take-off maneuver)들은 스테이셔닝 베이스(stationing base)의 사용을 제공할 수 있다.

상기 베이스는 항공기 전용 착륙 지점의 기능을 수행하고, 그리고 그를 통해(therethrough) 예를 들어 유지 보수(maintenance), 세팅(setting), 컴포넌트(component)들의 교체 및 기타 유사한 활동들과 같은 활동들을 수행하기 위해 수동 액세스(manual access)를 다시 획득하는 것이 가능할 수 있다.

베이스에 의해 감지된 평면을 기준 평면으로 취하여(take), 착륙을 수행하기 위한 드론 궤도(trajectory)(수직 이륙의 경우 VTOL인)가 기준 평면에 대해 상단(top)에서 하단(bottom)로, 그리고 그 반대(vice versa)의 모션(motion)으로 베이스에 도달하고 머무를 수 있도록 제공하는 것으로 알려진 바와 같이, 이륙 궤도는 상단에서 하단으로의 모션을 포함하여, 헬릭스(helix)들의 추진 스러스트(propulsive thrust) 덕분에 드론은 실제로 베이스 자체로부터 상승한다.

특히 모델 비행기(model airplane)들의 분야와 관련하여, 위에서 언급한 베이스들은, 베이스 센터링(centring)에 필요한 모션들의 정밀도 및 바람 또는 드론에 의해 유도되는 기류(air flow)들(예를 들어, 드론의 헬릭스들 그 자체에 의해 베이스 상에 생성된 소용돌이(vortex)들로 인해, 그들은 상당한 확률의 실패들이 있는 조종들, 즉 베이스에 대한 접근을 미스(miss)하는 것을 포함함)의 존재로 인한 복잡성들에 대한 큰 문제점들을 가지는, 자동화된 착륙 조종들 및 작은 사이즈들을 일반적으로 가지고 있다.

예를 들어, 하강 조종(descending manoeuvre)(즉, 베이스에 착륙하는 페이즈(phase) 동안)을 고려하면, 드론을 공기역학적 스톨(aerodynamic stall) 상태(condition)에 가깝게(그리하여 착륙 또는 상승 페이즈와 관련하여 더 불안정한 비행의) 하는 이러한 방식에서, 양력(lift)이 헬릭스 블레이드(blade)(들)의 프로파일의 영각(angle of attack)를 감소 및 증가시키며, 그 반대도 마찬가지이다. 이러한 현상 또는 바람이 존재하는 경우, 후킹(hooking)과 적재 하중(payload) 및 배터리들의 변경/교체 절차들을 고려하여, 베이스에 대해 드론을 센터링하는(centring) 어려움을 제외하고 성공적으로 조종을 완료하기 위해 매우 큰 사이즈의 베이스들을 도입(impose)함으로써 착륙 페이즈 내의 에러(error)들의 확률이 더 높아질 수 있다.

EP 2974958은 무인 항공기를 수용(contain)하고 리로딩하기 위한 구형 케이스(spherical case)가 제공되는 장치를 개시한다.

US 2012/292430은 무인 차량 및 이를 복구 및 발사하기 위한 베이스를 포함하는 시스템을 개시하고, 상기 베이스는 도킹 스테이션(docking station)을 포함하고 그리고 베이스를 통해 무인 차량을 가이드 하기(guide) 위한 가이드 수단(mean)으로서 이격된 변형 가능한 튜브(deformable tube)들이 제공된다.

WO 2015/195202는 무인 항공기를 홀딩(holding)하고 발사하기 위한 자기 유지 수단(magnetic retaining mean)들 및 반구형 바디(half spherical body)를 가지는 스테이셔닝 베이스(stationing base)를 개시한다.

본 발명의 목적은 전술한 문제들을 극복하는 것이며, 이는 청구항 1에 정의되는 착륙 및 이륙 베이스를 통해 획득된다.

특히, 본 발명의 목적은 무인 항공기를 위한 착륙 및 이륙 베이스를 나타내고자 하는 것이며, 유리하게(advantageously)는 후자(the latter)를 커버(cover)하고 보호(protect)하기 위해 추가적으로 구성되며, 이는 구조적으로 간단하고 “착륙” 및 고정(fastening)의 성공에 효과적이고, 그리고 이륙 페이즈 동안, 무엇보다도 정적(static)/고정(fix) 스테이션들 상에 착륙하는 페이즈 동안 항공기들의 조종성(manoeuvrability) 개선을 위한 것이다.

본 발명의 추가적인 특징들은 대응하는 종속항들에서 정의된다.

본 발명은 무인 항공기를 위해 서스펜디드(suspended) 착륙 및 이륙 베이스에 관한 것이다. 베이스는 연속적인 내부 벽(internal wall)이 제공된 메인 바디(main body) 및 메인 바디 내부의 항공기를 위한 스테이셔닝 영역(stationing region)을 정의하는 개구부(opening)를 포함한다. 베이스는 후자의 제어된 후킹(hooking) 및/또는 릴리즈(release)를 허용함으로써 항공기의 부착부(attachment portion)와 결합하도록(engage) 구성된 한 쌍(a couple)의 그리핑 암(gripping arm)들이 제공된 유지 수단(retaining mean)들을 더 포함한다. 보다 구체적으로, 연속적인 내부 벽은 유지 수단들을 향해 수렴하는 원뿔대(truncated conical) 형상을 가지고, 그리고 개구부(11)는 더 큰 상기 베이스 표면(surface)에 위치된다. 베이스의 전체적인 구성은 조립된 상태에서 유지 수단들이 그리핑 상태(여기서 항공기는 스테이셔닝 영역 내에 적어도 부분적으로 하우징 되고 그리고 후크됨) 및 릴리즈 상태(여기서 항공기는 이륙 동안에 메인 바디의 개구부를 통해 분리되어 자유로워지고, 그리고 릴리즈 됨)를 취할(assume) 수 있도록 한다.

이러한 솔루션(solution)은 종래의 착륙 궤도(즉, 항공기가 기준 면에 대해 상승된 위치 내에서 베이스를 향해 상승하는 궤도)를 리버스(reverse)하는 것을 허용하고 그리고 그것은 보존 메커니즘(retention mechanism)을 통해 베이스 상에 결합된다. 이러한 방식으로 항공기로서의 “착륙들”의 신뢰성과 관련하여 상당한 이점들이 획득되는데, 특히 그것의 프로펠러들의 헬릭스 블레이드는, 상승하는 동안, 점진적으로 감소하는 영각을 가지며, 이는 결과적으로 항공기가 공기 역학적 스톨의 상태에 있는 위험을 감소시켜 그것의 안정성 및 제어력을 개선하기 때문이다.

그럼에도 불구하고, 상기 언급된 베이스의 구성은 흐름(flow)이 후자를 방해하지 않기 때문에 베이스 상에서 항공기의 헬릭스들의 블레이드들에 의해 생성되는 기류의 부정적인 영향들을 감소시킨다. 이러한 방식으로 더 나은 안정성 및 베이스를 센터링하기 위한 항공기 이동의 정밀도를 획득할 수 있다.

추가적인 유리한 측면에 따르면, 본 발명은 항공기의 베이스 형상과 부착부 사이에서 기계적으로 수행되는 베이스에서 드론의 가이드 및 센터링을 허용한다.

사실, 베이스의 내부 벽과 부착부 사이의 접촉 동안 생성된 힘들은, 특히 상승 동안 착지 페이즈에서 자체-안정화 모션(self-stabilizing)을 제공함으로써, 바람직하게는 실질적으로 원뿔형 또는 원뿔대 형상의 베이스의 중앙 영역을 향하는 모션으로 항공기를 유도한다. 모션 역학(motion dynamics)의 안정성은 특히 항공기의 부착부(바람직하게는 프레임 바디에서 돌출된 부분으로 구현됨)와 베이스의 내부 벽의 접촉에 의해 보장된다. 이러한 방식으로, 베이스의 외부를 향해 유도되는(directed) 모션을 항공기에 유도하는 반대되는 효과를 얻는 것에 의해, 항공기의 추가적이고 다른 컴포넌트들(예를 들어, 동일한 것의 헬릭스들 또는 가능한 돌출부(projection)들과 같은)은 베이스의 접촉하는 것이 방지된다.

이러한 솔루션이 제공하는 몇 가지 이점들 중에는 기존의 것들보다 더 제한된 사이즈들로 베이스를 구현하고, 그리고 동시에 동일한 센터링에서 더 큰 효율성을 보장할 가능성도 있다.

본 발명의 특징들 및 사용 모드들과 함께 다른 이점들은 제한적인 목적이 아닌 예시로서 나타낸 그것의 바람직한 실시예들에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

첨부된 도면(figure)들에 도시된 도면(drawing)들이 참조될 것이며, 상기 도면들은:
- 도 1은 바람직한 실시예에 따른 무인 항공기를 위한 이륙 및 착륙 베이스의 조립된 상태 및 사용에 있어서 전체적인 도면(view)을 도시한다;
- 도 2는 도 1의 베이스 및 베이스로부터 접근 또는 멀어지기 위한 페이즈에 있는 항공기의 측면 단면도(side section view)를 도시한다;
- 도 3은 항공기의 궤도를 센터링 하기 위한 동작 페이즈 동안 도 2의 항공기 및 도 1의 베이스의 측면 단면도를 도시한다;
- 도 4는 항공기 상의 그리핑 상태에서 도 2의 항공기 및 도 1의 베이스의 측면 단면도를 도시한다;
- 도 5는 항공기의 이륙 상태에서 도 2의 항공기 및 도 1의 베이스의 측면 단면도를 도시한다.

본 발명은 전술한 도면들을 참조하여 이하에서 설명될 것이다.

먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인 항공기(2)를 위한 착륙 및 이륙 베이스(1)가 조립된 상태(및 사용 중인 상태)가 도시된다. 베이스는 이후에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 착륙 및 이륙 페이즈에서 정확한 접근 및 센터링이 가능할 수 있는 항공기를 위한 센터링 베이스와 같이 추가적으로 구성될 수 있다.

용어 "베이스" 하에서 디바이스(device)는 후자, 즉 항공기를 서포트 하는(supporting) 요소(element)를 임시적으로 또는 영구적으로 스테이셔닝 및/또는 커버하는 것을 허용하도록 항공기와 협력할 수 있는 것(apt to)으로 식별되는 것으로 의도된다.

베이스(1)의 구성은, 예를 들어, 배터리들의 교체 및/또는 재충전, 항공기 자체의 “적재 하중”으로 정의된 센서의 변경(이에 대해서는 이하에서 논의됨)과 같이, 베이스(1)로부터 그것의 이륙 및 착륙 페이즈로 항공기(2) 상에서 또는 항공기(2)의 추가 동작 조건들을 포함할 수 있도록 한다.

본 발명의 맥락을 고려함에도 불구하고, “무인 항공기”라는 표현은 드론이라는 용어와 그에 기인하는 모든 유형들의 이동 수단(vehicle)들, 그 중에서 모델 비행기들에 해당한다. 즉, 본 발명은 비디오 감시(video surveillance), 공장(plant)들 및 구조물(structure)들의 자동 검사(inspection), 관심 사이트(site)들의 안전, 엔터테인먼트(entertainment) 또는 유사한 상황(context)들과 같은 상황들에서 선호되는 사용 및 다양한 분야에 적용될 수 있다.

더욱이, 설명된 실시예들에서 표현된 항공기(2)의 타입(type)은 특히 4개의 로터들이 있는 헬릭스-타입(helix-type one)이며, 본 발명에 따른 베이스(1)는 항공기들(그것의 추진력은 헬릭스와 상이하지만 일반적으로 단일 로터 또는 멀티-로터(multi rotor)가 있는 항공기들)에 사용되기에 적합하다.

도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 베이스는 연속적인 내부 벽(10a)이 제공되는 메인 바디(10) 및 메인 바디 내부에 항공기(2)를 위한 스테이셔닝 영역(12)을 정의하는 개구부(11)를 포함한다.

설명된 실시예에서, 베이스(1)는 바람직하게는 항공기(2)의 조종 절차들을 위한 기준 평면에 대해 서스펜디드 위치(suspended position)에서 벽 또는 고정된 구조물에 메인 바디(10)를 고정하도록 구성된 서포팅 수단(supporting mean)들(13)을 포함한다.

예를 들어, 도 1에서 참조 표시(reference) P로 지정된 지면과 같이, 베이스(1)의 동작 역학들을 설명하기 위해 기준 평면(reference plane)을 취하면, 용어 “착륙” 하에서 특정 조종은 베이스(1)의 특정 구성이 궤도(T)에 관하여 항공기(2)가 하단에서 상단으로 그것에 대해 접근하고 착륙하도록 허용하며, 즉, 이는 기준 평면(P)으로부터 멀어지는 것이다. 그 반대의 경우도 마찬가지이며, 도 5를 참조하면, 용어 “이륙” 하에서 특정 조종은 상단에서 하단으로의 궤도(T)로 베이스(1)에서 항공기(2)의 분리 및 제어된 하강(descent)을 허용하는 것을 의미하며, 즉, 이는 기준 평면(예를 들어, 도 5에는 설명되지 않지만 지면(ground)과 같은)으로 접근하는 것이다.

전술한 바와 같이, 서포팅 수단들(13)의 제공은 유리하게는 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 벽 브래킷(wall bracket)들을 통해 베이스(1)의 서스펜션(suspension)을 허용한다. 이는 지지 수단은 상이한 타입(예를 들어, 정지하고 움직이는 것, 즉, 이동 수단들, 보트들 또는 차량들)일 수 있고, 그리고 기준 평면(P)은 발판 등과 같은 지면이 아닐 수 있음(즉, 수역(body of water)들의 표면들 또는 해수면)을 의미한다. 더욱이, 동일한 메인 바디(10)는 기준 평면(P)에 대한 베이스(1)의 서스펜션을 위한 서포팅 구조가 되도록 형성될 수 있다. 마지막으로 설명되지 않은 경우에서, 이러한 서포팅 구조는 예를 들어, 기준 평면(P) 상에 놓인 (망원경형 방식(telescopic)일 수도 있는) 요소들을 가지는 받침대(pedestal) 타입의 구성을 가질 수 있고, 베이스(1)를 서스펜디드 위치에 유지할 수 있다.

도 2를 참조하면, 베이스(1)는 항공기(2)의 부착부(21)와 결합하고, 그리고 후자(예를 들어 기계적 수단들)의 릴리즈 및/또는 제어된 후킹을 허용하도록 구성된 유지 수단(retaining mean)들(14)을 더 포함하고, 이는 자기식(magnetic) 및/또는 공압식(pneumatic)이나, 전자 또는 제어된 엑추에이터(actuator)들의 도움 없이 고정(fasten)을 허용하는 시스템일 수 있다.

이러한 부착부(21)는, 유리하게 메인 바디(10)의 연속적인 내부 및 바람직하게는 매끄러운 벽(10a)과 접촉하여 베이스 내부의 중앙 영역을 향하도록 함으로써 상승(또는 이륙 페이즈) 동안 항공기(2)의 가이드(guide)도 가능하게 한다. 이러한 측면은 이하에서 더 상세히 설명될 것이다.

그리고, 베이스(1)의 구성은 사용하는 경우 유지 수단들(14)이 항공기(2)가 스테이셔닝 영역(12) 내부에 적어도 부분적으로 하우징 되는 그리핑 상태 및 항공기(2)가 이륙 동안 개구부(11)를 통해 베이스(1)로부터 자유롭게 멀어지고 릴리즈 되는 릴리즈 상태를 취할 수 있도록 하는 것임이 분명하게 나타난다.

본 발명에 따른 베이스(1)는 종래의 착륙 궤도(T)의 방향(즉, 기준 평면(P)에 대해 상승된 위치에 항공기(2)가 베이스(1)를 향해 상승하는 궤도)을 리버스 하도록 허용할 수 있고, 그리고 고정 메커니즘을 통해 베이스(1)에 결합한다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 방식으로, 드론(2)(바람직하게는 참조 번호 22로 지정된 헬릭스 블레이드들과 관련함)의 그것의 모터(motor)들은 상승 페이즈에서는 감소하는 영각을 가지기 때문에, 결과적으로 드론(2)이 공기 역학적 스톨 상태에 있을 위험을 줄여 그것의 안정성 및 제어력을 향상됨에 따라 “착륙”의 성공과 관련하여 상당한 이점들이 획득된다.

더욱이, 흐름이 기준 평면(P)을 향하게 되고, 그리고 그것은 그 위에 서스펜디드 베이스(1)를 방해하지 않기 때문에, 베이스(1)상에 헬릭스들의 블레이드들(22)에 의해 생성되는 기류의 부정적인 영향들은 극적으로 감소된다. 이러한 방식으로 베이스(1)를 센터링 하기 위해 항공기(2)를 이동시킬 경우에 더 나은 정밀도가 획득되고, 이에 따라 기존의 것들보다 제한된 사이즈들로 베이스들을 구현할 수 있다.

바람직하게는, 메인 바디(10)는 원뿔대(truncated conical) 또는 실질적으로 원뿔대 형상을 가지고, 그리고 이를 통해 항공기(2)를 통과하여 스테이셔닝 영역(12)을 하우징 하거나 놓아주는(abandon) 개구부(11)는 잘린 원뿔(truncated cone)의 더 큰 베이스 표면에 있다. 보다 일반적인 용어로, 바람직하게는 메인 바디(10)의 형상은 개구부(11)로부터 원위 위치(distal position)에서 최소 직경을 가지는 적어도 하나의 섹션(section)을 포함한다고 할 수 있다.

도 3에서 도시되는 바와 같이, 이러한 방식으로 메인 바디(10)의 내부 벽들(10a)은 바람직하게 유지 수단들(14)을 향해 수렴하고, 그리고 베이스(1)에 착륙하기 위한 적어도 하나의 페이즈에서, 결합부(engagement portion)(21)의 하나의 정점 요소(apical element)(21a)를 통해 항공기(2)에 대한 센터링 및 가이드 기능을 수행한다.

이러한 형상은 위치 보조(positioning auxiliary) 시스템들을 배치할 필요없이 정밀한 착륙들을 보장하여 항공기의 위치를 셀프-센터링(self-centring)하는 메커니즘의 기능을 수행한다.

베이스의 메인 바디 내부의 항공기의 개구부(11) 입구(inlet)는 개구부(11)의 반경과 동일한 센터링 에러로도 착지 상승이 시작될 수 있도록 충분히 연장되고, 내부 벽들(10a)은 항공기의 수용 및 커버 표면을 구성한다(represent). 즉, 내부 벽은 연속적이고 바람직하게는 매끄러운 벽이기 때문에 표면을 가이드 하는 기능 및 표면을 수용하고 커버하는 기능을 둘 다 수행한다.

특히, 본 발명에 따른 베이스(1)는 바람직하게는 중심 위치(centred position)에 위치되고, 메인 바디(10)의 최소 직경을 가지는 섹션에 배치된 후자와 강제로 결합(예를 들어, 후자와 결합하도록 내부 벽(10a)을 훑는 것(skimming))되는 것이 요구되는 경우 셀프-센터링 착륙 궤도(T)(이는 고정 수단들(14)에 도달함으로써 고정 시스템에 대해 이심된(decentralized) 위치에 있는 경우라 하더라도 항공기(2)가 베이스(1)를 향해 상승하는 궤도임)을 허용한다는 것을 알 수 있을 것이다.

실시예 변형(variant)들에서, 원뿔대 형상의 메인 바디(10)를 제공하는 것과 조합하여 제공되는 경우에도, 베이스(1)는 메인 바디(10)의 내부 벽들(10a) 중 하나와 함께인 경우 항공기(2)에 의해 유지 수단들(14)을 센터링 시키기 위한 액션(action)을 허용하는 포지셔닝 수단(positioning mean)들(15)을 포함할 수 있다.

특히, 포시져닝 수단들(15)은 메인 바디(10)에 대한 항공기(2)의 상대적 위치(예를 들어, 수직 축들에 대한 회전)를 결정하도록 구성되고, 그리고 설명된 실시예에서, 스테이셔닝 영역(12)을 향해 마주보는 챔버(chamber)(16) 내에 하우징 된다.

유리하게는, 포지셔닝 수단들(15)은 사전 결정된(predetermined) 착륙 및/또는 이륙 궤도의 함수로서 항공기(2)의 착륙 및/또는 이륙 궤도(T)를 수정하고 통신하도록 구성된 제어 유닛(15a)을 포함한다.

포지셔닝 수단들(15)은 오퍼레이터(operator)에 의해 수동 또는 자동 방식으로 원격 제어될 수 있다. 도 2의 예시를 참조하면, 바람직하게 제어 유닛(15a)은 항공기의 위치 파라미터(parameter)에 관련되는 광학 및/또는 무선 신호의 이미터(emitter)(15b) 및/또는 리시버(receiver)를 포함한다. 예를 들어, 제어 유닛(15a)은 스케치된 선들(A)로 지정된 그것의 액션 영역 내에서 항공기(2)를 감지하는 챔버를 포함하고, 그리고 이미지 프로세싱 알고리즘(image processing algorithm)들 또는 다른 기타들과 같은 로컬화 알고리즘(localization algorithm)들을 통해, 그것은 사전 결정된 위치에 대한 에러를 계산하고 유지 수단들(14)을 향해 상승하는 동안 궤도(T)의 수정 액션(corrective action)들을 항공기(2)로 통신함으로써, 챔버에 대한 항공기(2)의 상대적 이동(relative shifting)을 결정한다.

바람직하게는, 유지 수단들(14)은 베이스(1)의 바람직한 실시예에서, 후자가 원뿔대 형상을 가지는 경우 중앙 바디(10)의 개구부(11)가 (바람직하게는 더 작은 베이스에) 배열되는 것과 비교하여 반대 위치에 배열되는 챔버(16)에 적어도 부분적으로 위치된다.

실시예들에서, 챔버(16)는 선택된 타입의 항공기(2)의 부착부(21)를 정확하게 하우징 하기 위해 특정 방식으로 사이즈화 될 수 있는 형상을 가진다.

유지 수단들(14)은 바람직하게, 적어도 하나의 암, 바람직하게는 한 쌍의 암이 제공되는 플라이어형 그리핑(plier-like gripping) 시스템을 포함하고, 각각은 참조 번호 14a로 지정된다. 이 경우, 바람직한 실시예에 따르면, 유지 수단들(14)은 적어도 암(14a)을 그리핑 상태로 유지하고 그리고 유지 수단들(14) 상에서 항공기(2)의 스러스트 모션 동안 그리핑 시스템의 임시 개방(temporary opening)을 허용하도록 구성된 도시되지 않은 리턴 수단(returning mean)들과 관련된다. 실제로, 바람직한 실시예에서, 베이스에서 항공기의 그리핑이 전자적 또는 제어 시스템들의 도움 없이 보장되며, 이는 항공기가 착륙 페이즈 동안 오직 상단으로의 스러스트 모션 덕분에 단단히(firmly) 후킹할 수 있다.

리턴 수단들은 리버스 가능한(reversible) 탄성 요소(elastic element)들일 수 있고, 그리고 그리핑 시스템의 암들(14a)은 스테이셔닝 영역(12)의 입구 방향에 일치하는 스러스트 방향에 따라 항공기(2)가 단부(end)들(140) 상에 스러스트 하는 경우에만 유지 수단들(14)의 개방을 용이하게 하기 위해 유인 프로파일(invitation profile)을 가지는 단부들(140)을 포함할 수 있다.

대안적으로, 또는 방금 설명된 것과 결합하여 유지 수단들(14)은 바람직하게는 도면들에서 보이지 않는 엑추에이션(actuation) 수단들에 의해 개방되도록 구동된다.

도 4 및 5는 각각 항공기(2) 상의 유지 수단들(14)의 그리핑 상태 및 릴리즈 상태를 도시하고 있고, 그리고 본 발명에 따른 베이스(1)는 항공기의 안정된 스테이셔닝 및 후자의 제어 릴리즈를 허용할 수 있음이 이해될 것이다.

전술된 바와 같이, 유지 수단들(14)은 바람직하게는 적어도 하나의 헬릭스(22)가 제공된 로터 수단들(23)에 연결된 프레임 바디(frame body)(20)를 포함하는 드론(2)의 부착부(21)와 간섭(interfere)함으로써 협력한다. 유리하게는 부착부(21)는 버섯처럼 연장하고, 그것은 예를 들어, 예시들에 도시된 돔형(dome-like) 프로파일을 갖는 결합 정점 요소(21a)를 포함하고, 그리고 주변 에지(peripheral edge)(21b)를 형성하도록 형성화 된다.

바람직하게는, 부착부(21)는 베이스(1)상의 항공기의 그리핑 상태에서 로터 수단들(23)이 스테이셔닝 영역(12)의 외부에 위치되도록 전체 연장부(overall extension)를 가진다.

이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 바람직하게는 결합 정점 요소(21a)는 제어 유닛(15a)에 연결된 감지 수단들(15b)(광원의 이미터들 및/또는 리시버들 각각)을 통해 항공기를 더 잘 식별하기 위해 그것의 내부에 광원(light source)(또는 그 반의 경우 그것을 검출할 수 있는 디바이스)를 수용한다.

유리하게는 유지 수단들(14)은 적어도 그리핑 상태에서 항공기(2) 자체의 회전을 허용하도록 구성된다.

바람직하게는, 그리핑 시스템의 암들의 단부들(140)은 실제로 베이스(1)에 후크된 상태에 있을 경우 항공기(2)의 회전을 허용하도록 주변 에지(21b)와 결합한다. 실시예 변형들에서, 유지 수단들(14)은 대응하는 자기식 또는 자화 가능한(magnetizable) 요소들, 즉 항공기(2)의 부착부(21)에 제공된 공압식 요소들과 협력하는 자기식 또는 공압식 요소들을 포함할 수 있다.

이러한 방식으로 베이스(1)는 앞서 언급한 바와 같이 항공기(2)에 대한 추가적인 동작성(operability)을 보장한다.

실제로, 항공기(2)가 유지 수단들(14)에 의해 후크 되는 경우, 스테이셔닝 영역(12) 내부에 접근하는 것은 예를 들어, 메인 바디(10)의 측벽(side wall)들에서 바람직하게 획득되는 문(door)과 같이 메인 바디에 제 2 개구부(도면에 도시되지 않음)를 제공함으로써 가능하다. 그것이 그 자체, 특히 하나의 수직 대칭 축을 중심으로 회전할 수 있기 때문에, 수리 및/또는 유지 및/또는 교체 절차를 허용하기 위해, 예를 들어, 결함부 또는 제 2 개구부에서 배터리를 공급하는 영역을 적절하게 노출시키도록 항공기(2)가 위치 조정(positioned)될 수 있다.

바람직하게는, 배터리는 예를 들어 자기, 전기 및/또는 기계 타입의 자동 후킹 시스템에 의해 항공기(2)에 연결된다. 배터리 교체는 베이스(1)의 메인 바디(10) 외부에 위치된 관절식(articulated) 암을 통해 이루어질 수 있으며, 이 암은 배터리 그 자체에 후킹을 위한 시스템을 하나의 단부에서 운반한다. 관절식 암은 제 2 개구부를 통해 항공기(2)에 접근하여, 항공기의 배터리에 도달하고 베이스(1) 밖으로 가져와서 그것을 추출한다. 그 후에 관절식 암은 비행 순서대로 항공기(2)를 리스토어(restore)하여, 추출하는 움직임에(extraction one)에 거울상 같은 움직임(specular)으로 새로운 배터리를 삽입할 것이다.

이러한 절차들은 수동 또는 자동으로 오퍼레이터에 의해 수행될 수 있고, 그리고 베이스(1)는 또한, 가능한 한 가장 짧은 기간 내에 새로운 비행을 준비할 수 있도록 하기 위해, 충전 통합 시스템(recharge integrated system)에 항공기(2)의 배터리를 연결하는 자동화된 연결 수단들도 제공할 수 있다.

항공기는 바람직하게는 항공기(2)의 위치 파라미터와 관련된 신호를 송신 및/또는 수신하고, 그리고 신호에 따라 그것의 궤도(T)를 수정하도록 구성된 제어 모듈(24)을 포함한다. 실시예 변형들에서, 제어 모듈(24)은, 베이스(1)의 제어 유닛(15a)과 협력하고 그리고 바람직하게 부착부(21)에 또는 보다 바람직하게는 결합 정점 요소(21a)에 적어도 부분적으로 배열되는 적어도 하나의 광원(예를 들어, 적외선 스펙트럼(infrared spectrum)에서 동작하는 LED를 가지는 타입)을 포함한다.

본 발명은 바람직한 실시예들을 참조하여 지금까지 설명되었다. 본 명세서에서 예로서 설명된 바람직한 실시예들에서 구현된 각각의 기술적 솔루션들은 동일한 발명의 핵심(core)에 속하지만 이하에 보고된 청구항들의 보호 범위 내에 있는 다른 실시예들을 생성하기 위해 유리하게는 서로 다르게 결합될 수 있음을 의미한다.

Claims (16)

1. 무인 항공기(unmanned aerial vehicle)(2)를 위한 착륙(landing) 및 이륙(take-off) 베이스(base)(1)로서, 상기 베이스는,
   - 개구부(opening)(11)가 제공되고 그리고 메인 바디 내부에 스테이셔닝 영역(stationing region)(12)을 정의하는 연속적인 내부 벽(10a)을 포함하는 상기 메인 바디(main body)(10);
   - 상기 항공기(2)의 부착부(attachment portion)(21)에 결합(engage)되고 그리고 상기 부착부(21)의 제어된 후킹(hooking) 또는 릴리즈(release) 중 적어도 하나를 허용하도록 구성된 한 쌍(a couple)의 그리핑 암(gripping arm)들이 제공된 유지 수단(retaining mean)들(14);
   를 포함하고,
   상기 연속적인 내부 벽(10a)은 상기 유지 수단들(14)을 향해 수렴하는 원뿔대(truncated conical) 형상을 가지고,
   그리고 상기 개구부(11)는 상기 베이스 표면에 위치되어, 사용하는 경우에 상기 베이스(1)의 전체적인 구성은 상기 유지 수단들(14)은 그리핑 상태(condition)-상기 그리핑 상태는 상기 항공기(2)가 상기 스테이셔닝 영역 내부에 적어도 부분적으로 하우징 되고(housed) 후크 되는(hooked) 것임- 및 릴리즈 상태-상기 릴리즈 상태는 상기 항공기(2)가 릴리즈 되고 이륙 동안 상기 개구부(11)를 통해 분리되어 자유로워지는 것임-를 취할(assume) 수 있는,
   착륙 및 이륙 베이스.
   
2. 제 1 항에 따르면,
   상기 항공기(2)의 조종(manoeuvring) 절차(procedure)들을 위한 기준 평면(reference plane)(P)에 대한 정지 위치(suspended position) 내의 상기 메인 바디(10)를 고정하도록 구성된 서포팅(supporting) 수단들(13);
   을 더 포함하는,
   착륙 및 이륙 베이스.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인 바디(10)에 대한 항공기(2)의 상대 위치를 결정하도록 구성된 포지셔닝(positioning) 수단들(15);
   을 더 포함하는,
   착륙 및 이륙 베이스.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 포지셔닝 수단들은 상기 스테이셔닝 영역(12)을 향해 마주보는 상기 메인 바디(10)의 챔버(chamber)(16)에 하우징 되는,
   착륙 및 이륙 베이스.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 포지셔닝 수단들은 사전 결정된 착륙 또는 이륙 궤도(trajectory) 중 적어도 하나의 기능(function)으로 상기 항공기의 상기 착륙 또는 이륙 궤도(T) 중 적어도 하나를 수정하고 그리고 통신하는 제어 유닛(15a)을 포함하는,
   착륙 및 이륙 베이스.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어 유닛(15a)은 상기 항공기(2)의 위치 파라미터(parameter)와 관련될 수 있는 광학 신호 또는 무선 신호 중 적어도 하나의 이미터(emitter)(15b) 또는 리시버(receiver) 중 적어도 하나를 포함하는,
   착륙 및 이륙 베이스.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 그리핑 암들 중 적어도 하나에 상기 항공기(2)의 스러스트 모션(thrust motion) 동안 상기 유지 수단들(14)의 임시 개방(temporary opening)을 허용하고, 그리고 상기 한 쌍의 그리핑 암들 중 적어도 하나에 상기 그리핑 상태를 유지하도록 구성되는 리턴(returning) 수단들;
   을 더 포함하는,
   착륙 및 이륙 베이스.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 유지 수단들(14)은 엑추에이션(actuation) 수단들에 의해 개방하도록 구동되는(driven),
   착륙 및 이륙 베이스.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 유지 수단들(14)은 상기 그리핑 상태에서 상기 항공기(2) 그 자체의 주변에 적어도 회전을 허용하도록 구성되는,
   착륙 및 이륙 베이스.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 바디(10)는 그것의 내부에 상기 항공기(2)가 있는 경우, 상기 스테이셔닝 영역(12)에 접근을 허용하도록 형성된 제 2 개구부를 가지는,
    착륙 및 이륙 베이스.
    
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 상기 항공기(2)의 착륙 또는 이륙 베이스(1) 중 적어도 하나와 협동하는(cooperate) 무인 항공기로서, 상기 항공기는,
    적어도 하나의 헬릭스(helix)(22)와 제공되는 로터(rotor) 수단들(23)과 연결되는 프레임 바디(20)를 포함하고, 상기 프레임 바디(20)로부터 부착부(21)을 돌출시키고,
    상기 부착부(21)는 상기 유지 수단들(14)로 상기 항공기(2)의 접근 모션(approaching motion) 동안 상기 유지 수단들(14)에 대해 결합 정점 요소(21a)의 셀프-센터링(self-centring)을 구현함으로써 상기 베이스(1)의 상기 연속적인 내부 벽(10a)과 간섭(interface)하도록 형상화된 상기 결합 정점 요소(engagement apical element)(21a)를 포함하고, 그리고
    상기 부착부(21)는 상기 베이스(1) 상의 상기 항공기의 그리핑 상태에서 상기 로터 수단들이 결과적으로 상기 스테이셔닝 영역(12)의 외부에 위치되도록 연장부(extension)를 가지는,
    무인 항공기
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 무인 항공기는 상기 항공기(2)의 위치 파라미터와 관련된 신호를 수신 또는 송신 중 적어도 하나를 위해 구성되고, 그리고 상기 신호에 따라 상기 항공기의 궤도(T)를 수정하도록 구성되는 제어 모듈(24)을 포함하는,
    무인 항공기.
    
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 정점 요소(21a)는 그것이 상기 베이스(1) 상에 후크된 상태에 있는 경우, 상기 무인 항공기(2) 그 자체 주변의 회전을 허용하도록 주변 에지(peripheral edge)(21b)를 형성하기 위해 형상화 되는,
    무인 항공기.
    
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어 모듈(24)은 상기 정점 요소(21a)에 적어도 부분적으로 배치되는,
    무인 항공기.
    
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 프레임 바디(20)의 위부로부터 교체 가능한 공급 수단들을 포함하는,
    무인 항공기.
    
16. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 착륙 및 이륙 베이스(1) 및 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 무인 항공기(2)를 포함하는 키트.

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