KR20210073631A - 무인 비행기용 착륙 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무인 비행기용 착륙 제어장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 하부에 레그 프레임 및 충전 수신모듈이 구성되고, 착륙 여부를 제어하는 착륙 제어부가 구성된 무인 비행기; 상기 무인 비행기의 일측에 구성되며, 착륙 위치 정보를 수신받아 상기 착륙 제어부로 전송하는 IR 비콘; 상기 IR 비콘으로 착륙 위치 정보를 송신하고, 상기 무인 비행기의 착륙 여부에 따라 승하강 작동이 이루어지며, 상기 착륙 위치 정보의 오차를 최소화하는 착륙 제어장치; 및 상기 레그 프레임에 장착되고, 착륙시 상기 착륙 제어장치의 일면을 따라 하강하면서 상기 충전 수신모듈과 충전 송신모듈이 동축선상이 위치하도록 상기 무인 비행기의 착륙 위치를 정렬시키는 정렬 스키드 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무인 비행기용 착륙 제어장치{Drone landing control device}
본 발명은 무인 비행기용 착륙 제어장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 착륙 위치에 대한 오차 범위를 최소화하여 착륙 정밀도를 향상시키고, 착륙시 무인 비행기의 착륙 위치에 대한 오차가 발생하여도 정확한 착륙 위치에 착륙이 이루어지도록 안내하는 무인 비행기용 착륙 제어장치에 관한 것이다.
드론(Drone)과 같은 무인 비행기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)는 조종사가 탑승하지 않고 원격조종에 의해서 또는 자율비행제어 장치에 의해서 비행을 하여 정찰, 폭격, 화물 수송, 산불 감시, 방사능 감시 등 사람이 직접 수행하기가 힘들거나 직접 수행하기에 위험한 임무를 수행하는 비행기로, 군사용뿐만 아니라 민간용으로 대중화되면서 현재 다양한 분야에서 활용되고 있다.
특히, 무인 비행기의 경우, 착륙시 조종자가 수동으로 조종하여 착륙이 이루어지도록 하거나, 착륙 제어 시스템에 의해 특정 위치로 유도하여 자동 착륙이 이루어지도록 구성된다.
이때, 착륙 제어 시스템으로는, 무인 비행기와 충전 스테이션에 각각 구성되는 충전 모듈의 송수신부를 이용하여 착륙을 유도하는 시스템이 구현되어 있다. 하지만, 충전 모듈의 송수신부를 이요한 착륙 제어 시스템의 경우, 송신부와 수신부 간의 전원 접점에 대한 위치 정렬를 수행해야 하기 때문에 착륙 위치를 물리적으로 제어해야 하는 번거로움이 있다.
또한, 착륙 제어 시스템으로, GPS를 이용한 방식과 기계적 장치를 이용한 방식이 구현되어 있으나, GPS 방식의 경우, 환경에 따라 정밀도가 낮아지는 문제점이 노출되어 있고, 무인 비행기의 전방 헤딩(Heading) 방향에 대한 오차가 발생하여 착륙 위치에 대한 오류가 발생하는 문제점이 있고, 기계적 장치를 이용하는 경우에는 상대적으로 무인 비행기의 가격이 높은 문제점이 있다.
한편, 대한민국 공개특허 제10-2019-0054432호에는, 드론을 비행시키는 비행부; 복수의 거리측정센서에서 측정된 거리측정정보를 수신하는 통신부; 목표 착륙지점을 기설정된 좌표의 원점으로 설정하고, 상기 목표 착륙지점 주변에 위치한 각 거리측정센서의 측정지점을 기설정된 좌표의 각 측정좌표로 설정하고, 상기 목표 착륙지점을 기준으로 복수의 구역으로 분할하는 설정부; 각 거리측정센서에서 측정된 거리측정정보로부터 상기 드론까지의 측정거리를 산출하여 서로 비교하는 판단부; 및 상기 드론까지의 측정거리를 비교한 비교 결과와 상기 분할된 복수의 구역 정보를 이용하여 드론의 착륙을 제어하는 제어부;를 포함하는 드론의 착륙 유도 장치가 게재된 바 있다.
하지만, 전술한 선행기술문헌에 의하면, 종래 기술에 따른 GPS 방식에 대한 문제점을 동일하게 발생시키고 있으며, 착륙시 오차가 발생하는 경우, 이에 대한 위치 정렬을 수행해야 하는 문제점이 여전히 노출되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2019-0054432호
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전술한 배경기술에 의해서 안출된 것으로, IR 비콘을 이용하여 착륙 위치에 대한 오차 범위를 최소화하여 착륙 정밀도를 향상시키고, 착륙시 무인 비행기의 착륙 위치에 대한 오차가 발생하여도 정확한 착륙 위치에 착륙이 이루어지도록 안내하는 무인 비행기용 착륙 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 무인 비행기의 착륙시 무인 비행기와 충전 스테이션 간의 위치 정렬이 자동으로 이루어지도록 함으로써, 전원 충전을 위한 수신부 및 송신부 간의 접점을 정확하게 맞출 수 있어 무인 비행기의 전원 충전 방식과 무관하게 효율적인 충전이 가능한 무인 비행기용 착륙 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함됨은 물론이다.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하부에 레그 프레임 및 충전 수신모듈이 구성되고, 착륙 여부를 제어하는 착륙 제어부가 구성된 무인 비행기; 상기 무인 비행기의 일측에 구성되며, 착륙 위치 정보를 수신받아 상기 착륙 제어부로 전송하는 IR 비콘; 상기 IR 비콘으로 착륙 위치 정보를 송신하고, 상기 무인 비행기의 착륙 여부에 따라 승하강 작동이 이루어지며, 상기 착륙 위치 정보의 오차를 최소화하는 착륙 제어장치; 및 상기 레그 프레임에 장착되고, 착륙시 상기 착륙 제어장치의 일면을 따라 하강하면서 상기 충전 수신모듈과 충전 송신모듈이 동축선상이 위치하도록 상기 무인 비행기의 착륙 위치를 정렬시키는 정렬 스키드 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무인 비행기에는 상기 IR 비콘이 결합되고, 상기 착륙 제어부의 제어에 따라 길이 조절이 이루어지는 비콘 프레임이 더 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 착륙 제어장치는 상부면에 충전 송신모듈이 구성되고, 둘레면을 따라 상기 무인 비행기의 착륙시 상기 정렬 스키드 부재가 접촉되며, 상기 정렬 스키드 부재의 하강 작동을 지지하는 가이드면이 형성된 안내부재; 상기 안내부재가 결합되고, 상기 무인 비행기의 착륙 여부에 따라 승하강 작동이 이루어지는 상판; 상기 상판을 승하강 작동시키는 높이 조절장치; 상기 높이 조절장치의 구동을 제어하는 구동 프레임; 및 상기 IR 비콘 및 구동 프레임으로 각각 착륙 위치 정보와 구동신호를 전송하는 위치 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 안내부재는, 상부에서 하부로 향할수록 그 면적이 점차 넓어지는 사다리꼴 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 높이 조절장치는 중앙부가 서로 교차되게 결합되고, 회전 가능하게 결합되는 다수개의 조절바; 상기 다수개의 조절바들의 양단부를 회전 가능하게 결합하는 회전힌지; 상기 다수개의 조절바들의 중앙부에 결합되고, 회전 작동을 지지하는 가이드 힌지; 및 상기 다수개의 조절바들 중 상단부 및 하단부에 각각 위치하는 조절바들과 결합되며, 승하강 작동시 상기 조절바들의 회전 작동을 지지하는 이송 프레임; 및 상기 구동 프레임의 제어에 따라 조절바들을 회전시키는 구동모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 높이 조절장치는, 상기 구동 프레임에 결합되고, 승하강 작동이 이루어지는 실린더 부재; 상부면이 상기 상판의 하부면에 결합되고, 하부면이 상기 실린더 부재와 결합되는 받침판; 및 하강 작동시 상기 받침판의 하부면이 안착되는 지지 프레임;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정렬 스키드 부재는 양단부가 상기 레그 프레임과 서로 직교를 이루도록 결합되는 다수개의 연결바; 상기 다수개의 연결바들 각각의 중앙부에 위치하며, 상기 착륙 제어장치의 외면을 따라 하강 작동이 이루어지도록 구성되는 스키드 본체; 및 상기 스키드 본체의 외면에 구성되고, 상기 무인 비행기의 하강시 상기 착륙 제어장치와의 마찰을 최소화시키는 마찰력 저감부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정렬 스키드 부재는, 상기 레그 프레임측으로 인입, 또는 인출이 이루어지도록 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, IR 비콘을 이용하여 착륙 위치에 대한 오차 범위를 최소화하고, 착륙시 무인 비행기의 착륙 위치에 대한 오차가 발생하여도 정확한 착륙 위치에 착륙이 이루어지도록 안내함으로써, 무인 비행기의 착륙 정밀도를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 무인 비행기의 착륙시 무인 비행기와 충전 스테이션 간의 위치 정렬이 자동으로 이루어지도록 함으로써, 전원 충전을 위한 수신부 및 송신부 간의 접점을 정확하게 맞출 수 있어 무인 비행기의 전원 충전 방식과 무관하게 효율적인 충전이 가능한 효과가 있다.
더불어, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 스키드가 구비된 무인 비행기를 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기용 착륙 제어장치를 나타낸 부분 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 착륙 제어장치에 무인 비행기가 착륙된 상태를 개략적으로 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 착륙 제어장치에 정렬 스키드 부재가 안착된 상태를 개략적으로 나타낸 도면,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기용 착륙 제어장치의 승하강 작동 상태를 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기용 착륙 제어장치의 승하강 구조를 나타낸 다른 실시예,
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 스키드 부재를 나타낸 다른 실시예이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 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.
또한, 이하에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속" 된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 무인 비행기(100)의 착륙 위치의 정확성을 향상시켜 무인 비행기(100)에 구성된 충전 수신모듈(130)과 착륙 제어장치(200)에 구성되는 충전 송신모듈(210) 간의 정밀한 접점이 이루어지도록 함으로써, 무인 비행기(100)의 충전 효율을 극대화하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명은 무인 비행기(100)의 레그 프레임(140)에 장착되며, 착륙 위치에 대한 정렬이 이루어지도록 구성되는 정렬 스키드 부재(300)와, 이 정렬 스키드 부재(300)와 접하면서 착륙 위치를 가이드 하는 한편, 무인 비행기(100)에 구성된 충전 수신모듈(130)과의 접속에 의해 충전이 이루어지도록 구성되는 착륙 제어장치(200)를 포함하여 구성된다.
이때, 본 발명의 무인 비행기(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상부에 구성되며, 방사형으로 연장 형성되는 다수개의 스포크 암(110: spoke arm)과, 스포크 암(110)의 단부에 구비되어 양력을 발생시키는 프로펠러(120)와, 착륙시 착륙 제어장치(200)에 구성된 충전 송신모듈(212)과 접속되어 전원의 충전이 이루어지는 충전 수신모듈(130)과, 하단부에 정렬 스키드 부재(300)가 결합되고, 착륙시 착륙 제어장치(200)의 상판(220)에 안착되는 레그 프레임(140)과, 착륙 제어장치(200)와 네트워크로 연결되며, 착륙시 무인 비행기(100)의 위치를 제어하는 착륙 제어부(150)와, 무인 비행기(100)의 착륙 위치에 대한 정보를 착륙 제어부(150)로 전송하는 IR 비콘(160)을 포함하여 구성된다.
이때, 착륙 제어부(150)는 무인 비행기(100)의 착륙을 시도하는 경우, IR 비콘(160)으로부터 착륙 위치 정보를 전송받아 해당하는 위치로 무인 비행기(100)의 착륙이 이루어지도록 무인 비행기(100)의 구동장치를 제어한다.
여기서, IR 비콘(160)은 후술할 착륙 제어장치(200)에 구성된 위치 센서버(270)와 비콘 신호의 송수신이 이루어지도록 구성되며, 이 위치 센서부(270)로부터 위치 정보가 수신되는 경우, 이를 착륙 제어부(150)로 전송하여 착륙 과정에 대한 무인 비행기(100)의 작동이 이루어지도록 한다.
아울러, 본 발명의 무인 비행기(100)에는 IR 비콘(160)이 장착되고, 착륙 제어부(150)의 제어에 따라 길이 조절이 가능하도록 구성되는 비콘 프레임(170)이 더 구성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 무인 비행기(100)는 통상의 드론일 수 있으며, 드론은 공중에서 비행할 수 있는 형태 또는 형상이라면, 다양한 형태나 형상으로 구성될 수 있으며, 스포크 암(120) 및 프로펠러(130) 역시 3개(트리 드론), 4개(쿼드 드론), 6개(헥사 드론), 8개(옥토 드론) 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.
착륙 제어장치(200)는 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 무인 비행기(100)의 전원 충전이 이루어지는 충전 스테이션에 구성되는 것으로, 착륙시 발생하는 위치 정보에 대한 오차를 최소화하고, 최소한의 오차가 발생한다 하더라도 이를 자동으로 정렬이 이루어지도록 안내하는 구성요소이다.
이러한 착륙 제어장치(200)는 무인 비행기(100)의 착륙을 지원하는 각 구성요소들이 내장 및 장착되도록 지지하는 프레임부(202)와, 무인 비행기(100)의 착륙시 착륙 위치 정보에 대한 오차를 최소화하고 무인 비행기(100)의 착륙을 안내함과 동시에 충전이 이루어지도록 구성되는 안내부재(210)와, 프레임부(202)의 상부면에 구성되며, 안내부재(210)가 결합되고, 무인 비행기(100)의 착륙 여부에 따라 승하강 작동이 이루어지는 상판(220)과, 프레임부(202)의 내부에 장착되고, 상판(220)을 승하강 작동시키는 높이 조절장치(230)와, 높이 조절장치(230)의 구동을 제어하는 구동 프레임(240) 및 무인 비행기(100)의 IR 비콘(160)으로 착륙 위치 정보를 전송하는 위치 센서부(270)를 포함하여 구성된다.
안내부재(210)는 상판(220)의 상부면에 구성되며, 상부에서 하부로 향할수록 그 면적이 점차 넓어지는 사다리꼴 형태로 형성되어 무인 비행기(100)의 착륙시 착륙 위치 정보의 오차 발생시 후술할 정렬 스키드 부재(300)의 회전부재(330)와의 접촉이 이루어지면서 하강 작동이 이루어지도록 안내함으로써, 무인 비행기(100)가 정확한 위치에 착륙이 이루어지도록 하는 역할을 한다.
이러한 안내부재(210)는 그 상부면에 무인 비행기(100)에 구성된 충전 수신모듈(130)과 접속이 이루어지는 충전 송신모듈(212)이 구성되고, 둘레면을 따라 회전부재(330)와의 접촉이 이루어지며, 이 회전부재(330)의 회전작동을 지지하면서 무인 비행기(100)의 하강을 안내하는 가이드면(214)이 형성된다.
이와 같은 본 발명의 안내부재(210)는 무인 비행기(100)의 착륙이 이루어질 때 착륙 위치 정보에 대한 오차가 발생한다 하더라도 정렬 스키드 부재(300)의 회전부재(330)가 가이드면(214)과 접촉하여 하강이 이루어지도록 안내하고, 이후 정렬 스키드 부재(300)가 상판(220)의 상부면에 안착이 이루어질 때 충전 수신모듈(130)과 충전 송신모듈(212)이 서로 동축선상에 위치하도록 구성됨으로써, 별도의 착륙 위치에 대한 정렬 과정을 수행하지 않더라도 자동으로 정확한 위치에 무인 비행기(100)의 착륙이 이루어지도록 구성되는 것이다.
상판(220)은 상부면으로 안내부재(210)가 결합되고, 무인 비행기(100)의 착륙이 이루어지는 경우, 프레임부(202)로부터 안내부재(210)의 인출이 이루어지도록 구성되며, 무인 비행기(100)의 안정적인 착륙이 이루어지도록 지지하는 것으로, 안내부재(210)의 하단부의 둘레면을 따라 정렬 스키드 부재(300)가 안착되는 스키드 안착부(222)가 형성된다.
또한, 상판(220)에는 그 상부면으로 스키드 안착부(222)의 외측으로 IR 비콘(160)과 비콘 신호의 송수신이 이루어지는 위치 센서부(270)가 장착되고, 하부면에는 높이 조절장치(230)의 이송 프레임(238)이 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 제1이송 안내홈(224)이 형성되어 높이 조절장치(230)의 승하강 작동을 지지하도록 구성된다.
높이 조절장치(230)는 프레임부(202)의 내부에 구성되고, 상단부가 상판(220)에 결합되고, 하단부가 구동 프레임(240)과 결합되어 구동 프레임(240)의 내부에 구성된 승하강 제어부(미도시)의 제어에 따라 승하강 작동이 이루어지면서 상판(220)의 높이를 조절하는 역할을 한다.
이러한 높이 조절장치(230)는 다수개의 패널, 또는 바의 형태로 이루어지며, 중앙부가 서로 교차되게 구성되는 조절바(232)와, 다수개의 조절바(232)들의 양단부를 회전 가능하게 결합하는 회전힌지(234)와, 다수개의 조절바(232)들의 중앙부에 결합되고, 회전 작동을 지지하는 가이드 힌지(236) 및 다수개의 조절바(232)들 중 상단부 및 하단부에 위치하는 조절바(232)들과 결합되며, 승하강 작동시 양측으로 슬라이딩 이동이 이루어지면서 조절바(232)들의 회전 작동을 지지하는 이송 프레임(238) 및 다수개의 조절바(232)들을 회전시키는 구동모터(237)를 포함하여 구성된다.
조절바(232)는 2개의 패널, 또는 바의 형태로 이루어지며, 중앙부가 가이드 힌지(236)에 의해 회전 작동이 가능하게 결합되는 제1 내지 제3조절바(232a, 232b, 232c)로 구성된다.
이러한 조절바(232) 중 제1조절바(232a)는 상단부가 회전힌지(234)에 의해 이송 프레임(238)과 결합되고, 하단부가 제2조절바(232b)의 상단부와 회전힌지(234)에 의해 회전 가능하게 결합된다.
또한, 제2조절바(232b)는 하단부가 제3조절바(232c)의 상단부와 회전힌지(234)에 의해 회전 가능하게 결합되고, 하단부가 이송 프레임(238)과 회전힌지(234)에 의해 회전 가능하게 결합되며, 2개의 패널 중 하나에 구동모터(237)와 연결된다.
이와 같이 구성된 다수개의 조절바(232)는 링크 작동 방식에 의해 구현되는 것으로, 구동모터(237)의 구동시 제3조절바(232c)가 이송 프레임(238)이 구동 프레임(240)에 구성된 제2이송 안내홈(244)을 따라 슬라이딩 이동이 이루어지면서 가이드 힌지(236)를 중심으로 상향, 또는 하향 회전 직동에 의해 승강, 또는 하강 작동이 이루어지게 되며, 이와 동시에 제2조절바(232b)와 제1조절바(232a) 역시 제3조절바(232c)와 동일한 방식으로 작동이 이루어지면서 상판(220)의 승하강 작동이 이루어지도록 구성된다.
이때, 다수개의 조절바(232)에는 중앙부에 가이드 힌지(236)의 회전 작동을 지지하는 장공 형태의 가이드홈(235)을 더 형성하여 상기 다수개의 조절바(232)들의 승하강 작동이 보다 원활하게 이루어지도록 구성됨이 바람직하다.
아울러, 이송 프레임(238)에는 제1 및 제2이송 안내홈(214, 244)에 각각 삽입되며, 이 제1 및 제2이송 안내홈(214, 244)의 내면을 따라 슬라이딩 이동이 이루어지도록 구성되는 이송부재(238a)를 더 구성할 수 있다.
이때, 이송부재(238a)와 제1 및 제2이송 안내홈(214, 244)은 통상의 레일장치로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
구동 프레임(240)은 프레임부(202)의 바닥에 구성되며, 상부면으로 높이 조절장치(230)가 회전 작동에 의한 승하강이 이루어지도록 지지하는 제2이송 안내홈(244)이 형성되는 한편, 위치 센서부(270)와 네트워크로 연결되어 위치 센서부(270)로부터 구동신호의 전송 여부에 따라 높이 조절장치(230)의 구동모터(237)의 구동의 제어가 이루어지도록 구성된다. 이때, 구동 프레임(240)에는 구동모터(237)의 구동을 제어하는 승하강 제어부를 더 구성할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
위치 센서부(270)는 IR 비콘(160)과 비콘 신호의 송수신이 이루어지도록 구성되며, 무인 비행기(100)의 착륙 위치 정보를 IR 비콘(160)으로 전송하여 해당하는 위치로의 착륙이 이루어지도록 한다.
이때, 위치 센서부(270)는 IR 비콘(160)으로 착륙 위치 정보를 전송할 때, 구동 프레임(240)에 구성된 승하강 제어부로 구동신호를 전송하여 높이 조절장치(230)의 승강 작동에 대한 구동이 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 높이 조절장치(230)는 링크 작동 방식으로 이루어지는 다수개의 조절바(232)들에 의해 승강 및 하강이 이루어지도록 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 도 8에 도시된 바와 같이, 실린더 부재(250)에 의한 승하강 작동이 이루어지도록 구성될 수도 있다.
이때, 높이 조절장치(230)가 실린더 부재(250)에 의해 높이 조절이 이루어지도록 구성되는 경우, 상부면이 상판(220)의 하부면에 결합되고, 하부면이 실린더 부재(250)와 결합되어 상판(220)의 승하강 작동을 지지하는 받침판(252)이 더 구성되고, 하강 작동시 받침판(252)의 하부면이 안착되면서 상판(220)의 하중을 지지하는 지지 프레임(260)을 더 구성할 수 있을 것이다.
정렬 스키드 부재(300)는 레그 프레임(140)의 하단부에 결합되며, 무인 비행기(100)가 착륙을 위해 하강할 때 안내부재(210)의 가이드면(214)과 접촉이 이루어지도록 구성되고, 가이드면(214)을 따라 하강이 이루어지면서 충전 수신모듈(130)과 충전 송신모듈(212)이 서로 동축선상에 위치하도록 정렬시키는 구성요소이다.
이러한 정렬 스키드 부재(300)는 양단부가 레그 프레임(140)과 서로 직교를 이루도록 결합되는 다수개의 연결바(310)와, 이 다수개의 연결바(310)들 각각의 중앙부에 위치하며, 안내부재(210)의 가이드면(214)을 따라 하강 작동이 이루어지도록 구성되는 스키드 본체(320)와, 가이드면(214)과 접촉이 이루어지도록 스키드 본체(230)의 외면에 구성되고, 무인 비행기(100)의 하강시 가이드면(214)과의 마찰을 최소화시키는 마찰력 저감부재(330)로 구성된다.
여기서, 다수개의 연결바(310)는 레그 프레임(140)의 전후방부 및 양측부에 각각 결합된다.
또한, 다수개의 연결바(310)는 중앙에 형성된 공간에 대한 면적이 무인 비행기(100)의 착륙이 완료되었을 때, 상판(220)에 형성된 스키드 안착부(222)에 삽입이 이루어지도록 안내부재(210)에 형성되는 가이드면(214)의 하단부에 대한 면적과 동일하거나, 일정 면적 만큼 큰 면적을 이루도록 구성된다.
스키드 본체(320)는 다수개의 연결바(310)들 각각에 모두 구성되는 것으로, 이 다수개의 연결바(310)들과 회전 작동이 가능하게 결합된다. 즉, 가이드면(214)과의 접촉시 다수개의 연결바(310)들의 외주면을 따라 회전 작동이 이루어지도록 구성되는 것이다.
또한, 마찰력 저감부재(330)는 스키드 본체(320)와 가이드면(214) 사이의 접촉 면적을 최소화하고, 스키드 본체(320)의 회전 작동을 지지함으로써, 스키드 본체(320)의 회전 작동시 발생하는 마찰력을 저감시키고 스키드 본체(320)와 가이드면(214) 간의 접촉시 발생하는 진동 및 소음을 저감시키는 역할을 하는 것으로, 통상의 베어링 부재로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 착륙 제어부(150)는 정렬 스키드 부재(300)와 네트워크로 연결되어 무인 비행기(100)의 착륙이 이루어질 때, 정렬 스키드 부재(300)와 레그 프레임(140) 간의 결합관계에 따라 정렬 스키드 부재(300)가 레그 프레임(140)으로부터 회전 작동에 의한 인출이 이루어지도록 제어할 수 있을 것이다.
즉, 본 발명의 정렬 스키드 부재(300)는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 레그 프레임(140)으로부터 회전 작동이 가능하게 결합되고, 레그 프레임(140)으로 인입, 또는 인출이 이루어지도록 구성될 수도 있다.
이때, 레그 프레임(140)에는 정렬 스키드 부재(300)의 연결바(310)들이 인입 및 수용되는 바 수용부(142)를 더 구성할 수 있으며, 이 바 수용부(142)의 내측에 형성되고, 다수개의 연결바(310)들을 회전시키는 제1작동부재(340)가 내장되며, 이 젝1작동부재(340)의 작동을 지지하는 작동 지지부(144)가 더 구성될 수 있다.
또한, 정렬 스키드 부재(300)는 연결바(310)가 분할 되게 구성되며, 레그 프레임(140)과 각각 회전 가능하게 결합이 이루어지도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 연결바(310)는 하단부가 레그 프레임(140)과 회전 가능하게 결합되며, 끝단부에 스키드 본체(320)가 구성되는 제1연결바(312)와, 이 제1연결바(312)가 장착된 레그 프레임(140)과 대향하는 위치에 구성되는 또 다른 레그 프레임(140)에 회전 가능하게 결합되고, 제1연결바(312)와 결합, 또는 분리가 가능하도록 내부에 제2작동부재(370)가 구성되는 제2연결바(314)로 이루어질 수 있다.
이때, 제1연결바(312) 및 스키드 본체(320)는 중앙부가 관통형성되도록 구성되고, 제2연결바(314)에 내장된 제2작동부재(370)의 작동에 의해 서로 연결이 이루어지도록 구성된다.
여기서, 제1 및 제2작동부재(340, 370)는 통상의 실린더 부재로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 제1 및 제2연결바(312, 314)의 하단부에는 각각 레그 프레임(140)에 회전 가능하게 결합되며, 제1작동부재(340)의 작동 여부에 따라 회전 작동이 이루어지면서 제1 및 제2연결바(312, 314)를 레그 프레임(140)으로부터 인입, 또는 인출시키는 회전기어(350)가 더 구성된다.
제1작동부재(340)는 착륙 제어부(150)의 제어에 의해 구동이 이루어지며, 제1 및 제2연결바(312, 314)가 레그 프레임(140)으로부터 인입 및 인출이 이루어지도록 하는 것으로, 회전기어(350)와 기어 결합이 이루어지며, 직진 이동에 의해 회전기어(350)의 회전 작동이 이루어질 수 있도록 랙 기어의 형태로 구성되는 작동기어(342)가 더 구성된다.
아울러, 본 발명의 레그 프레임(140)에는 작동 지지부(144)의 하단부에 구성되고, 작동기어(342)와의 접촉 여부에 따라 제2작동부재(340)측으로 구동신호를 전송하는 구동 센서부(360)가 더 구성될 수 있다.
이에 따라 본 발명의 정렬 스키드 부재(300)는 무인 비행기(100)의 비행시 레그 프레임(140)의 내부로 인입된 상태로 구성되어 비행 도중 주변 사물들과의 충돌이 발생하는 것을 방지할 수 있을 것이다.
아울러, 본 발명의 회전부재(330)는 진동 저감수단(400)을 더 구성함으로써, 착륙 제어장치(200)의 안내부재(210)에 구성된 가이드면(214)을 따라 하강이 이루어질 때 발생하는 진동을 저감시켜 보다 안정적으로 무인 비행기(100)의 착륙이 이루어지도록 구성될 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 무인 비행기 110: 스포크 함
120: 프로펠러 130: 충전 송신모듈
140: 레그 프레임 150: 착륙 제어부
160: IR 비콘 170: 비콘 프레임
200: 착륙 제어장치 210: 안내부재
220: 상판 230: 높이 조절장치
240: 구동 프레임 250: 실린더 부재
260: 지지 프레임 270: 위치 센서부
300: 정렬 스키드 부재 310: 연결바
320: 스키드 본체 330: 마찰력 저감부재
340: 제1작동부재 350: 회전기어
360: 구동 제어센서 370: 제2작동부재

Claims (8)

  1. 하부에 레그 프레임 및 충전 수신모듈이 구성되고, 착륙 여부를 제어하는 착륙 제어부가 구성된 무인 비행기;
    상기 무인 비행기의 일측에 구성되며, 착륙 위치 정보를 수신받아 상기 착륙 제어부로 전송하는 IR 비콘;
    상기 IR 비콘으로 착륙 위치 정보를 송신하고, 상기 무인 비행기의 착륙 여부에 따라 승하강 작동이 이루어지며, 상기 착륙 위치 정보의 오차를 최소화하는 착륙 제어장치; 및
    상기 레그 프레임에 장착되고, 착륙시 상기 착륙 제어장치의 일면을 따라 하강하면서 상기 충전 수신모듈과 충전 송신모듈이 동축선상이 위치하도록 상기 무인 비행기의 착륙 위치를 정렬시키는 정렬 스키드 부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행기용 착륙 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무인 비행기에는 상기 IR 비콘이 결합되고, 상기 착륙 제어부의 제어에 따라 길이 조절이 이루어지는 비콘 프레임이 더 구성되는 것을 특징으로 하는 무인 비행기용 착륙 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 착륙 제어장치는
    상부면에 충전 송신모듈이 구성되고, 둘레면을 따라 상기 무인 비행기의 착륙시 상기 정렬 스키드 부재가 접촉되며, 상기 정렬 스키드 부재의 하강 작동을 지지하는 가이드면이 형성된 안내부재;
    상기 안내부재가 결합되고, 상기 무인 비행기의 착륙 여부에 따라 승하강 작동이 이루어지는 상판;
    상기 상판을 승하강 작동시키는 높이 조절장치;
    상기 높이 조절장치의 구동을 제어하는 구동 프레임; 및
    상기 IR 비콘 및 구동 프레임으로 각각 착륙 위치 정보와 구동신호를 전송하는 위치 센서부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행기용 착륙 제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 안내부재는, 상부에서 하부로 향할수록 그 면적이 점차 넓어지는 사다리꼴 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 무인 비행기용 착륙 제어장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 높이 조절장치는
    중앙부가 서로 교차되게 결합되고, 회전 가능하게 결합되는 다수개의 조절바;
    상기 다수개의 조절바들의 양단부를 회전 가능하게 결합하는 회전힌지;
    상기 다수개의 조절바들의 중앙부에 결합되고, 회전 작동을 지지하는 가이드 힌지; 및
    상기 다수개의 조절바들 중 상단부 및 하단부에 각각 위치하는 조절바들과 결합되며, 승하강 작동시 상기 조절바들의 회전 작동을 지지하는 이송 프레임; 및
    상기 구동 프레임의 제어에 따라 조절바들을 회전시키는 구동모터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행기용 착륙 제어장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 높이 조절장치는,
    상기 구동 프레임에 결합되고, 승하강 작동이 이루어지는 실린더 부재;
    상부면이 상기 상판의 하부면에 결합되고, 하부면이 상기 실린더 부재와 결합되는 받침판; 및
    하강 작동시 상기 받침판의 하부면이 안착되는 지지 프레임;
    으로 구성되는 것을 특징으로 하는 무인 비행기용 착륙 제어장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정렬 스키드 부재는
    양단부가 상기 레그 프레임과 서로 직교를 이루도록 결합되는 다수개의 연결바;
    상기 다수개의 연결바들 각각의 중앙부에 위치하며, 상기 착륙 제어장치의 외면을 따라 하강 작동이 이루어지도록 구성되는 스키드 본체; 및
    상기 스키드 본체의 외면에 구성되고, 상기 무인 비행기의 하강시 상기 착륙 제어장치와의 마찰을 최소화시키는 마찰력 저감부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행기용 착륙 제어장치.
  8. 제1항, 또는 제7항에 있어서,
    상기 정렬 스키드 부재는, 상기 레그 프레임측으로 인입, 또는 인출이 이루어지도록 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 무인 비행기용 착륙 제어장치.
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