KR20210010719A

KR20210010719A - 드론 이착륙 시스템 및 드론 택배 시스템

Info

Publication number: KR20210010719A
Application number: KR1020190086695A
Authority: KR
Inventors: 박훈희
Original assignee: 주식회사 메이커스루아
Priority date: 2019-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2021-01-28

Abstract

본 발명은 드론 이착륙 시스템 및 드론 택배 시스템에 관한 것으로, 드론의 종류와 무관하게 드론을 이착륙 시킬 수 있는 시스템과, 이를 이용한 드론 택배 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 소정의 골격을 형성하여 하중을 지지하며, 일측에는 드론이 착지할 수 있도록 가상의 평면이 형성되는 프레임, 상기 평면의 두 지점 이상에 구비되어 드론 착지 시 드론이 올바른 방향으로 착지하도록 유도하는 센터링 유도부, 상기 평면의 한 지점 이상에 구비되어 드론 착지 후 드론과 유선 및 무선 중 하나 이상의 수단으로 연결되는 커넥터부, 상기 센터링 유도부 및 커넥터부를 제어하는 제어부가 포함된, 드론 스테이션과; 소정의 길이를 가지도록 형성되는 모듈지지대, 상기 모듈지지대의 일측에 결합되며 센터링 유도부에 대응되는 센터링 대응부, 상기 모듈지지대의 타측에 결합되며 커넥터부에 대응되는 커넥터 대응부, 상기 모듈지지대에 소정의 간격만큼 이격되도록 둘 이상이 결합되어, 드론의 착륙용 다리와 모듈지지대를 탈착 결합시키는 커플러가 포함된, 드론 연결 모듈과; 상기 드론 연결 모듈 둘 이상의 무게중심점과 드론의 무게중심점을 잇는 가상의 선이 평면과 소정의 각도를 이루도록 연결되어, 드론 스테이션에 이착륙되는 드론을 포함하는; 드론 이착륙 시스템을 제공한다.

Description

드론 이착륙 시스템 및 드론 택배 시스템{Drone takeoff-landing system and drone courier system}

본 발명은 드론 이착륙 시스템 및 드론 택배 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 드론 착륙 시 전자석을 이용하여 드론의 센터링(이착륙)을 유도하고, 다양한 형상/치수의 드론에 적용할 수 있는 연결 모듈을 통해 드론의 종류와 무관하게 드론을 이착륙 시킬 수 있는 시스템과, 이를 이용한 드론 택배 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, "무인 비행체(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)"라고도 칭하는 드론은, 사람이 타지 않고 무선전파의 유도에 의해서 비행하는 것으로, 육상과 해상에서 감시뿐만 아니라 물류 운반, 고공 촬영 또는 사고 수습 등의 용도로 사용되고 있다.

특히, 이러한 드론은, 지상유도시스템 또는 자동착륙유도시스템 등의 고가의 착륙 시스템이 사용되기 어려워, 정해진 착륙 지점에 드론의 제어 자체만으로 착륙을 시도하는 실정이다.

하지만, 착륙 제어의 불완전성으로 인하여 드론 및 수송중인 물류에 충격이 가해지는 경우가 많아, 큰 손실을 발생시키고 있다.

또한, 드론은 크기나 형상에 대한 표준규격이 별도로 지정되지 않아서 크기 및 형상이 천차만별이기 때문에, 다양한 드론을 모두 수용할 수 있는 드론 이착륙 시스템이 구현되기는 거의 불가능하다.

드론을 이용한 택배 시스템의 경우, 발송자 및 수신자 간 드론 플랫폼이 동일해야 배송이 가능하다는 점에서, 드론의 다양한 형상은 드론 택배 시스템의 상용화에 중대한 장애물로 작용하고 있다.

그리고, 드론 이착륙 시스템이 아닌 일반 바닥에 드론을 착륙시키는 경우, 드론의 센터링이 맞지 않아 자동화 배송 시스템에는 부적합하다는 문제점이 있어서, 드론 이착륙 시스템 없이 택배 시스템을 구성하기도 어렵다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 드론 시스템의 문제점을 해결하기 위하여, 다양한 형상/크기의 드론에 결합이 가능한 드론 연결 모듈과, 상기 드론의 센터링을 유도할 수 있는 드론 이착륙 플랫폼과, 상기 드론 이착륙 플랫폼이 적용된 드론 택배 시스템을 제공한다.

본 발명은 종래 드론 시스템의 문제점을 해결하기 위하여, 소정의 골격을 형성하여 하중을 지지하며, 일측에는 드론이 착지할 수 있도록 가상의 평면이 형성되는 프레임, 상기 평면의 두 지점 이상에 구비되어 드론 착지 시 드론이 올바른 방향으로 착지하도록 유도하는 센터링 유도부, 상기 평면의 한 지점 이상에 구비되어 드론 착지 후 드론과 유선 및 무선 중 하나 이상의 수단으로 연결되는 커넥터부, 상기 센터링 유도부 및 커넥터부를 제어하는 제어부가 포함된, 드론 스테이션과; 소정의 길이를 가지도록 형성되는 모듈지지대, 상기 모듈지지대의 일측에 결합되며 센터링 유도부에 대응되는 센터링 대응부, 상기 모듈지지대의 타측에 결합되며 커넥터부에 대응되는 커넥터 대응부, 상기 모듈지지대에 소정의 간격만큼 이격되도록 둘 이상이 결합되어, 드론의 착륙용 다리와 모듈지지대를 탈착 결합시키는 커플러가 포함된, 드론 연결 모듈과; 상기 드론 연결 모듈 둘 이상의 무게중심점과 드론의 무게중심점을 잇는 가상의 선이 평면과 소정의 각도를 이루도록 연결되어, 드론 스테이션에 이착륙되는 드론을 포함하는; 드론 이착륙 시스템을 제공한다.

또한, 상기 평면의 두 지점 이상에 구비되어 드론 착지 시 드론의 도킹 여부를 판단하는 도킹센서 및, 상기 드론의 몸체 하부에 결합되며 상기 도킹센서에 대응되는 도킹 대응부를 포함하여, 상기 도킹 센서 또는 도킹 대응부에서 측정된 값이 소정의 시간동안 소정의 길이 범위 내로 유지되는 것이 확인되는 경우에 도킹 완료로 판정하도록 구성할 수 있다.

그리고, 상기 커플러는; 상기 모듈지지대와 고정 결합되고, 센터링 대응부 및 커넥터 대응부가 향하는 방향의 반대 방향으로 신장되는 제1결합부와, 상기 드론의 착륙용 다리와 탈착 결합되는 제2결합부와, 상기 제1결합부 및 제2결합부를 연결시키며, 소정의 범위 내에서 제1결합부 및 제2결합부 사이의 거리 및 위치를 조절하도록 구성되는 조절부를 포함하여, 드론 타입, 드론 사이즈 또는 착륙용 다리 사이즈와 무관하게 드론과 드론 연결 모듈의 연결되도록 구성할 수 있다.

아울러, 상기 센터링 유도부 및 센터링 대응부 중 어느 하나에 전자석이 구비되고, 다른 하나에는 자성체가 구비되어, 상기 드론의 착륙 시에 전자석을 작동시키는 것으로 센터링 유도부 및 센터링 대응부를 대응시켜 드론의 센터링을 유도하고; 상기 커넥터부에 전원단자 및 데이터단자가 구비되고, 상기 커넥터 대응부에 전원수신단자 및 데이터수신단자가 구비되어, 상기 드론 및 드론 스테이션 간 데이터 송수신 및 드론 배터리 충전이 가능하도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 드론 스테이션을 수용하며, 개폐 가능한 도어가 구비되는 외부커버; 상기 도어의 상층에 결합되어 전력을 생산하는 태양광패널; 상기 제어부에 구비되어 현재 드론 스테이션 위치의 기상정보를 수신받는 통신부를 포함하여; 드론스테이션이 위치한 지역의 현재 기상이 악천후로 판단되는 경우에 상기 도어를 폐쇄하여 외부커버 내에 수용된 드론 및 드론 스테이션을 보호하도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 외부커버 내에 드론 스테이션이 다수개 구비되며, 상기 드론 스테이션이 외부커버 내에서 상하 이동하도록 드론 스테이션에 연결되는 이양장치, 상기 이양장치에 구비되어 드론 스테이션을 수평하게 1축방향 또는 2축방향으로 전달하는 제1수평이동장치 및, 상기 드론 스테이션을 수용 가능하며 드론 스테이션을 수평하게 1축방향으로 전달하도록 구비되는 제2수평이동장치가 구비된 도킹 스테이션이, 드론 스테이션의 개수와 동일한 개수가 복수의 층에 나눠서 배열되는 도킹 플랫폼이 포함되어; 상기 드론 스테이션에 착륙한 드론을 비어있는 도킹 스테이션으로 이송시키고, 다수개의 드론이 수용된 상태에서, 드론 각각의 충전 및 데이터 송수신이 가능하도록 구성될 수 있다.

아울러, 상기 도킹 스테이션에는 상용 전원이 연결되되 무선 전력 전송장치가 구비되고, 상기 드론 스테이션에는 무선 전력 수신장치가 구비되어, 상기 도킹 스테이션으로부터 무선으로 전송된 전력을, 커넥터부 및 커넥터 대응부를 통해 드론에 전달하여 드론을 충전시키도록 구성될 수 있다.

또한, 상기와 같은 드론 이착륙 시스템이 적용되는 드론 택배 시스템에 있어서, 상기 도킹 플랫폼이 구비되되, 도킹 스테이션에 수용된 드론을 충전시키고, 배송처의 요청에 따라 드론에 배송처로의 이동 명령을 입력시키며, 이동할 드론을 도어까지 이송시키는 드론 관제 센터; 상기 드론 관제 센터에 드론을 요청하여 배송대상물을 픽업시키되, 하나 이상의 드론 스테이션 및 도킹 스테이션이 구비되어, 드론 관제 센터-배송처 이동 간 소모된 드론의 배터리를 충전시키고 드론에 수신처 정보를 입력시키는 배송처 및; 상기 배송처로부터 전달된 배송대상물을 하역하되, 하나 이상의 드론 스테이션이 구비되어, 배송처-수신처 이동 간 소모된 드론의 배터리를 충전시키고 드론에 드론 관제 센터로의 복귀 명령을 입력하는 수신처를 포함하되; 하나 이상의 드론 관제 센터와, 복수개의 배송처 및 수신처가 포함되는, 드론 택배 시스템을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 드론의 형상/치수에 무관하게 드론의 이착륙을 보조할 수 있다.

또한, 드론의 착륙 시 착륙 지점에 대해 센터링을 유도하여, 드론이 정확한 방향으로 착륙하도록 제어할 수 있다.

그리고, 개폐가능한 외부커버를 구비하여, 드론이 파손되거나 고장나지 않도록 보호할 수 있다.

아울러, 외부커버에 태양광 패널 등 자체 발전 장치를 구비하여, 드론 충전 시 보조 전원으로 사용할 수 있다.

또한, 착륙과 동시에 드론과 결합되는 유무선 충전/데이터 송수신 커넥터를 구비하여, 드론 착륙 후 별도의 케이블 연결 작업 없이 드론을 충전시키고 데이터를 송수신할 수 있다.

그리고, 복수대의 드론을 동시에 수용하고, 수용된 드론을 동시에 충전/데이터 송수신이 가능한 도킹 플랫폼이 구비되어, 다양한 형상/크기의 드론을 동시에 관리할 수 있다.

아울러, 드론 스테이션과 도킹 스테이션 사이에 무선 전력 송수신 시스템을 구비하여, 도킹된 드론 또는 드론스테이션과 도킹 플랫폼/스테이션 간 별도의 전원 연결 작업 없이도 드론에 전원 공급이 가능하다.

또한, 상기와 같은 범용 드론 스테이션이 적용된 택배 시스템을 통해, 드론 플랫폼 제공자/택배 플랫폼 제공자/드론 생산자/물품 판매자(발송자)/물품 수신자(구매자)가 모두 다르더라도, 하나의 플랫폼에 수용할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시 예(H형 드론 적용)에 의한 드론 이착륙 시스템의 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 의한 드론 이착륙 시스템의 분해사시도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 의한 드론 이착륙 시스템의 드론 연결 모듈의 상세도이다.
도 4 는 본 발명의 실시 예에 의한 드론 이착륙 시스템의 정면도(드론 구조 미도시)이다.
도 5 는 본 발명의 실시 예에 의한 드론 이착륙 시스템의 조절부를 통해 드론 착륙용 다리와 드론 연결 모듈이 결합되는 형태를 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 다른 실시 예(X형 드론 적용)에 의한 드론 이착륙 시스템의 사시도(드론 구조 미도시)이다.
도 7 은 본 발명의 실시 예에 의한 드론 이착륙 시스템 외부커버의 사시도이다.
도 8 은 본 발명의 실시 예에 의한 드론 도킹 플랫폼의 작동 형태를 나타낸 도면이다.
도 9 는 본 발명의 실시 예에 의한 이양장치에 드론 스테이션이 위치한 상태를 나타낸 도면이다.
도 10 는 본 발명의 실시 예에 의한 드론 택배 시스템의 개략도이다.
도 11 은 본 발명의 실시 예에 의한 드론 연결 모듈 커플러의 상세도이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물 (equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

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어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어(operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될수 있다.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 발명의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 소정의 골격을 형성하여 하중을 지지하며, 일측에는 드론이 착지할 수 있도록 가상의 평면이 형성되는 프레임, 상기 평면의 두 지점 이상에 구비되어 드론 착지 시 드론이 올바른 방향으로 착지하도록 유도하는 센터링 유도부, 상기 평면의 한 지점 이상에 구비되어 드론 착지 후 드론과 유선 및 무선 중 하나 이상의 수단으로 연결되는 커넥터부, 상기 센터링 유도부 및 커넥터부를 제어하는 제어부가 포함된, 드론 스테이션과; 소정의 길이를 가지도록 형성되는 모듈지지대, 상기 모듈지지대의 일측에 결합되며 센터링 유도부에 대응되는 센터링 대응부, 상기 모듈지지대의 타측에 결합되며 커넥터부에 대응되는 커넥터 대응부, 상기 모듈지지대에 소정의 간격만큼 이격되도록 둘 이상이 결합되어, 드론의 착륙용 다리와 모듈지지대를 탈착 결합시키는 커플러가 포함된, 드론 연결 모듈과; 상기 드론 연결 모듈 둘 이상의 무게중심점과 드론의 무게중심점을 잇는 가상의 선이 평면과 소정의 각도를 이루도록 연결되어, 드론 스테이션에 이착륙되는 드론을 포함하는; 드론 이착륙 시스템을 제공한다.

상기 프레임은, 도 1에 도시된 바와 같이 "테이블 형"으로 구성되거나, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 "평면형"으로 구성되는 것이 가능하다. 그 이외에도 상기 기재된 구성요소를 모두 포함하는 여러 형상으로 구성할 수 있다. 상기 프레임이라는 기재는, 뼈대 형상 이외에도 평판 형상 등 드론을 지지할 수 있는 다양한 형상이 포함되는 의미이다.

상기 센터링 유도부는, 서로 연속되지 않고 사선방향으로 구비되는 것이 바람직하다. 연속되지 않는다는 기재는, 도 1에 도시된 바와 같이 "센터링 유도부-커넥터부-센터링유도부-커넥터부"를 잇는 가상의 도형(프레임의 테두리 형상, 도 1에서 정사각형)의 꼭짓점에서, 서로 연속되지 않는 대각선 방향에 위치한 두 점에 각각 구비되는 것을 의미한다. 이 때, 커넥터부는 1개 구비되는 것도 가능하므로, "센터링 유도부-커넥터부-센터링유도부-빈칸"처럼 구성될 수도 있다.

"센터링 유도부-커넥터부-센터링유도부-커넥터부"를 잇는 가상의 도형은, 정사각형으로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 가상의 도형을 회전시켜도 방향이 동일한 도형으로 구성함으로써, 드론의 착륙 방향에 무관하게 센터링 유도 및 커넥터부 결합이 가능하다.

다만, 드론 착륙 시 180도 회전된 상태로 착륙해도 커넥터부와 커넥터 대응부가 연결되도록, 커넥터부 및 커넥터 대응부는 센터링 유도부 및 센터링 대응부와 동일한 수의 쌍(커넥터부-커넥터 대응부, 센터링 유도부-센터링 대응부가 각 1쌍)으로 구비되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 센터링 유도부 2쌍-커넥터부 2쌍 이거나, 센터링 유도부 3쌍-커넥터부 3쌍 처럼 구성될 수 있다.

모듈지지대의 양단에 센터링 대응부 및 커넥터 대응부가 결합된 실시 예가 도 1에 도시되어 있다. 각각의 센터링 유도부는 서로 이격된 거리가 멀어질수록 센터링 유도 정확도가 향상되므로, 소정의 거리 이상 이격시키는 것이 바람직하다. 최소한 드론 길이의 1/2배가량 이격되는 것이 바람직하다. 센터링 유도부를 이격시키면서도 드론 연결 모듈의 크기를 줄이는 것이 필요하다. 드론 연결 모듈의 크기가 커지게 되면, 드론 연결 모듈의 무게에 의해 드론의 날개(모터)에 걸리는 부하가 증가하여 드론의 성능 저하 효과가 발생할 수 있다. 또한, 드론 연결 모듈에 바람이 맞닿으면서 드론이 바람에 대해 저항해야 하는 부하까지 커지므로, 드론 연결 모듈의 최소화가 바람직하다. 따라서, 모듈지지대는 드론의 길이의 0.5배 내지 1.5배 길이 범위 내에서 구성되고, 센터링 대응부 및 커넥터 대응부는 모듈지지대의 양단에 각각 결합되는 것이 바람직하다.

상기 드론 연결 모듈 둘 이상의 무게중심점(W2)과 드론의 무게중심점(W1)을 잇는 가상의 선이 평면(P)과 소정의 각도(a)를 이루도록 연결되도록 구성하는 것이 바람직하며, 이는 드론의 기존 무게중심점이 x축 또는 y축 방향(z축 : 땅에서 하늘로 향하는 방향)으로 크게 이동하지 않도록 한다. 상기 각도(a)가 60도 내지 90도 사이의 범위에서 구성되는 것이 가장 바람직하며, 상기 각도범위를 벗어나는 경우에는 드론 비행 시 드론의 기울어짐이 심해지고, 기존 드론에 입력되어 있는 호버링 및 가/감속 제어와 맞지 않아 드론이 원하는대로 제어되지 않을 수 있다. 도 4에서는 드론이 드론 스테이션으로부터 소정의 거리만큼 이격된 상태(착륙이 완료되지 않은 상태)가 도시되어 있으나, 상기 각도 판단은 드론의 착륙이 완료된 상태에서 이루어진다.

센터링 유도부-센터링 대응부에서는 드론의 착륙 방향을 잡아주며, 도킹센서 및 도킹 대응부는 드론의 착륙여부를 판단한다. 드론이 정상 착지했을 경우의 도킹센서-도킹 대응부 사이의 거리 값을 드론 또는 드론 스테이션의 마이컴/제어부 등에 입력해 놓고, 드론의 착륙이 완료되었는지를 판단할 수 있다. 도킹센서가 없는 경우에는, 배송물이 완전히 바닥에 내려지지 않은 상태에서 드론의 날개(프로펠러, 모터)가 작동을 정지하게 되어 배송물 및 드론의 파손이 발생할 수 있다.

상기 제1결합부는 드론의 치수와는 무관하게 동일한 치수로 양산되는 것(모듈지지대의 외경에 완전히 밀착하여 결합되도록)이 바람직하며, 제2결합부는 다양한 치수의 드론 착륙용 다리에 결합될 수 있도록 내경의 크기를 조절할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

도 11에는 제2결합부의 일 실시 예가 도시되어 있다. 손잡이 볼트(2422)-너트(2421) 형태로 구성하여, 다양한 치수의 드론 착륙용 다리(31)와 고정결합 되도록 구성될 수 있다. 손잡이 볼트(2422)를 풀어 손잡이 너트(2421)를 개방시킨 상태에서, 제2결합부(242)의 내부에 드론 착륙용 다리를(31) 끼우고, 그 상태에서 손잡이 너트(2421)를 덮고 손잡이 볼트(2422)를 체결한다. 드론 착륙용 다리의 두께에 따라 결합길이(L)가 다르게 결합될 것이다.

상기 제1결합부 내부에는 토션스프링 또는 태엽스프링이 구비되어, 조절부가 가장 짧은 상태로 유지시키는 방향으로 탄성력을 가할 수 있다. 이러한 구성을 통해, 드론 연결 모듈을 다양한 형상/치수의 드론과 연결시킬 수 있다.

상기 조절부는 웨빙 벨트, 금속 메쉬 등이 사용될 수 있다.

상기 커넥터부 및 커넥터 대응부가 유선으로 연결되는 경우, 센터링 유도부 및 센터링 대응부에 의하여 커넥터부 및 커넥터 대응부의 전원단자 및 커넥터단자가 결합된다. 센터링 유도 만으로도 커넥터부 및 커넥터 대응부가 완전하게 결합되도록, 전술한 바와 같이, 센터링 유도부 커넥터부는 360도/(센터링 유도부의 개수) 만큼 회전했을 때 회전하기 전과 동일한 배치가 되도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 외부커버에는, 내측에 수용된 드론의 손상을 방지하기 위하여 공조장치(공기정화, 제습, 냉각)가 더 구비될 수 있다. 드론이 먼지가 많은 지역 등을 거쳐온 경우에 드론의 외부 또는 드론의 내부(모터, 전장부 등)에 흙먼지 등 이물질이 묻어있어 드론의 고장 위험이 높아지므로, 드론 스테이션으로 복귀한 드론에 에어 컴프레서 등으로 바람을 쏘아 이물질을 털어내고, 외부커버 내부의 공기중에 남아있는 이물질을 바깥으로 배출시킬 수 있다. 또한 드론과 같은 전자장비는 습기에 취약하므로, 드론 수용 공간의 환경(온도, 습도)을 지속적으로 관리할 필요가 있다. 온도의 경우, 드론의 지속적인 사용으로 인해 과열된 경우에 냉각장치를 통해 드론을 냉각시킴으로써, 드론의 재사용 대기시간을 단축시킬 수 있다.

상기 이양장치 및 수평이동장치 자체의 구조는, 통상의 기술자가 본 발명의 설명 및 도면을 참조하여 용이하게 구성할 수 있는 범위이므로 기재를 생략한다.

한 층에 도킹 스테이션이 이양장치를 중심으로 2개 내지 8개까지 배열할 수 있다. 이양장치를 4각형 내지 8각형으로 형성하여, 다각형의 각 변의 방향으로 드론 스테이션을 이송할 수 있도록 컨베이어벨트를 구비할 수 있다.

제1수평이동장치가 이양장치로부터 도킹 스테이션으로 드론 스테이션을 소정의 길이만큼 삽입시키면, 제2수평이동장치가 작동하여 도킹 스테이션 내에 드론 스테이션이 완전히 정착되도록 이송시킨다.

상하 이양 및 좌우 이송 시에 센터링 유도부-센터링 대응부, 커넥팅부-커넥팅 대응부 등이 결합되어 있어서, 장치의 진동에 의해 드론이 움직이는 것을 방지할 수 있다.

드론 스테이션의 이송 시마다 드론 스테이션에 전원선/데이터선을 연결하기는 번거롭고, 지속적인 탈부착에 의한 마모가 발생하여 접촉불량이 발생할 수도 있으므로, 무선 전력 송수신장치를 통해 드론을 충전한다. 상용 전원-도킹 플랫폼-도킹 스테이션-드론 스테이션-드론의 경로로 전원이 입력된다.

데이터 송수신은 도킹플랫폼(또는 도킹 스테이션)까지는 유선으로 연결되되, 도킹 스테이션과 드론 스테이션 사이는 무선으로 연결시킬 수 있다. 도킹 스테이션 및 드론 스테이션은 가까운 거리에 구비되므로, 근거리 무선통신 방법을 적용할 수 있을 것이다.

도 10에 상기 드론 택배 시스템의 실시 예가 도시되어 있다. 배송처에서 드론 관제 센터에 드론을 요청하면 드론 관제 센터에서 배송처에 드론을 보내고, 배송처에서는 드론에 배송대상물을 적재시켜 수신처로 드론을 보낸다. 이 경우, 드론 관제 센터와 배송처 사이의 거리가 멀어 드론의 충전이 필요하면 배송처에 구비된 드론 스테이션에서 드론을 충전시킬 수 있다.

1 : 드론 스테이션 4 : 외부커버
10 : 프레임 40 : 도어
11 : 센터링 유도부 401 : 태양광패널
12 : 커넥터부 5 : 도킹 플랫폼
121 : 전원 단자 50 : 도킹 스테이션
122 : 데이터 단자 51 : 이양장치
13 : 도킹 센서 511 : 제1수평이동장치
2 : 드론 연결 모듈 P : 평면
20 : 모듈 지지대 C : 관제센터
21 : 센터링 대응부 O : 배송대상물
22 : 커넥터 대응부 S : 배송처
23 : 도킹 대응부 D : 수신처
24 : 커플러 W1 : 드론 무게중심점
241 : 제1결합부 W2 : 드론 연결 모듈 무게중심점
242 : 제2결합부 a : 각도
243 : 조절부 300 : 미사용 드론
3 : 드론 31 : 드론 착륙용 다리
3' : X형 드론 3'' : H형 드론
2420 : 조절부 연결부위 2421 : 손잡이 너트
2422 : 손잡이 볼트 L : 결합길이

Claims

소정의 골격을 형성하여 하중을 지지하며, 일측에는 드론이 착지할 수 있도록 가상의 평면이 형성되는 프레임,
상기 평면의 두 지점 이상에 구비되어 드론 착지 시 드론이 올바른 방향으로 착지하도록 유도하는 센터링 유도부,
상기 평면의 한 지점 이상에 구비되어 드론 착지 후 드론과 유선 및 무선 중 하나 이상의 수단으로 연결되는 커넥터부,
상기 센터링 유도부 및 커넥터부를 제어하는 제어부가 포함된, 드론 스테이션과;
소정의 길이를 가지도록 형성되는 모듈지지대,
상기 모듈지지대의 일측에 결합되며 센터링 유도부에 대응되는 센터링 대응부,
상기 모듈지지대의 타측에 결합되며 커넥터부에 대응되는 커넥터 대응부,
상기 모듈지지대에 소정의 간격만큼 이격되도록 둘 이상이 결합되어, 드론의 착륙용 다리와 모듈지지대를 탈착 결합시키는 커플러가 포함된, 드론 연결 모듈과;
상기 드론 연결 모듈 둘 이상의 무게중심점과 드론의 무게중심점을 잇는 가상의 선이 평면과 소정의 각도를 이루도록 연결되어, 드론 스테이션에 이착륙되는 드론을 포함하는; 드론 이착륙 시스템
청구항 1항에 있어서,
상기 평면의 두 지점 이상에 구비되어 드론 착지 시 드론의 도킹 여부를 판단하는 도킹센서 및,
상기 드론의 몸체 하부에 결합되며 상기 도킹센서에 대응되는 도킹 대응부를 포함하여,
상기 도킹 센서 또는 도킹 대응부에서 측정된 값이 소정의 시간동안 소정의 길이 범위 내로 유지되는 것이 확인되는 경우에 도킹 완료로 판정하는; 드론 이착륙 시스템
청구항 2항에 있어서,
상기 커플러는;
상기 모듈지지대와 고정 결합되고, 센터링 대응부 및 커넥터 대응부가 향하는 방향의 반대 방향으로 신장되는 제1결합부와,
상기 드론의 착륙용 다리와 탈착 결합되는 제2결합부와,
상기 제1결합부 및 제2결합부를 연결시키며, 소정의 범위 내에서 제1결합부 및 제2결합부 사이의 거리 및 위치를 조절하도록 구성되는 조절부를 포함하여,
드론 타입, 드론 사이즈 또는 착륙용 다리 사이즈와 무관하게 드론과 드론 연결 모듈의 연결이 가능한; 드론 이착륙 시스템
청구항 3항에 있어서,
상기 센터링 유도부 및 센터링 대응부 중 어느 하나에 전자석이 구비되고, 다른 하나에는 자성체가 구비되어,
상기 드론의 착륙 시에 전자석을 작동시키는 것으로 센터링 유도부 및 센터링 대응부를 대응시켜 드론의 센터링을 유도하고;
상기 커넥터부에 전원단자 및 데이터단자가 구비되고,
상기 커넥터 대응부에 전원수신단자 및 데이터수신단자가 구비되어,
상기 드론 및 드론 스테이션 간 데이터 송수신 및 드론 배터리 충전이 가능한; 드론 이착륙 시스템
청구항 4항에 있어서,
상기 드론 스테이션을 수용하며, 개폐 가능한 도어가 구비되는 외부커버;
상기 도어의 상층에 결합되어 전력을 생산하는 태양광패널;
상기 제어부에 구비되어 현재 드론 스테이션 위치의 기상정보를 수신받는 통신부를 포함하여;
드론스테이션이 위치한 지역의 현재 기상이 악천후로 판단되는 경우에 상기 도어를 폐쇄하여 외부커버 내에 수용된 드론 및 드론 스테이션을 보호하는, 드론 이착륙 시스템
청구항 5항에 있어서,
상기 외부커버 내에 드론 스테이션이 다수개 구비되며,
상기 드론 스테이션이 외부커버 내에서 상하 이동하도록 드론 스테이션에 연결되는 이양장치,
상기 이양장치에 구비되어 드론 스테이션을 수평하게 1축방향 또는 2축방향으로 전달하는 제1수평이동장치 및,
상기 드론 스테이션을 수용 가능하며 드론 스테이션을 수평하게 1축방향으로 전달하도록 구비되는 제2수평이동장치가 구비된 도킹 스테이션이, 드론 스테이션의 개수와 동일한 개수가 복수의 층에 나눠서 배열되는 도킹 플랫폼이 포함되어;
상기 드론 스테이션에 착륙한 드론을 비어있는 도킹 스테이션으로 이송시키고,
다수개의 드론이 수용된 상태에서, 드론 각각의 충전 및 데이터 송수신이 가능하고, 드론 이착륙 시스템
청구항 6항에 있어서,
상기 도킹 스테이션에는 상용 전원이 연결되되 무선 전력 전송장치가 구비되고,
상기 드론 스테이션에는 무선 전력 수신장치가 구비되어,
상기 도킹 스테이션으로부터 무선으로 전송된 전력을, 커넥터부 및 커넥터 대응부를 통해 드론에 전달하여 드론을 충전시키는; 드론 이착륙 시스템
청구항 7항의 드론 이착륙 시스템이 적용되는 드론 택배 시스템에 있어서,
상기 도킹 플랫폼이 구비되되, 도킹 스테이션에 수용된 드론을 충전시키고, 배송처의 요청에 따라 드론에 배송처로의 이동 명령을 입력시키며, 이동할 드론을 도어까지 이송시키는 드론 관제 센터;
상기 드론 관제 센터에 드론을 요청하여 배송대상물을 픽업시키되, 하나 이상의 드론 스테이션 및 도킹 스테이션이 구비되어, 드론 관제 센터-배송처 이동 간 소모된 드론의 배터리를 충전시키고 드론에 수신처 정보를 입력시키는 배송처 및;
상기 배송처로부터 전달된 배송대상물을 하역하되, 하나 이상의 드론 스테이션이 구비되어, 배송처-수신처 이동 간 소모된 드론의 배터리를 충전시키고 드론에 드론 관제 센터로의 복귀 명령을 입력하는 수신처를 포함하되;
하나 이상의 드론 관제 센터와, 복수개의 배송처 및 수신처가 포함되는, 드론 택배 시스템