KR20210079070A - 이동체의 충전용 도킹 모듈 및 이동체의 도킹 모듈과 결합되는 충전 스테이션 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 충전 스테이션과 충전을 위한 도킹 모듈이 정확하게 위치되기 위한 정렬 회로와 정렬 방식 및 비정상적인 위치에서 단락이 발생되지 않도록 하는 단락 보호방식과 도킹 방식에 대한 새로운 방식을 제시함으로써, 자동 충전이 원활하게 이루어지도록 기술적인 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 사상 중 제 1 실시예로 제안하는 이동체의 하우징 하부에 위치하는 이동체의 충전용 도킹 모듈은,
충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 1 전압을 공급받기 위한 제 1 구형의 제 1 도전체와,
상기 충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 2 전압을 공급받기 위한 제 2 구형의 제 2 도전체를 구비하며,
상기 제 1 구형의 직경과 상기 제 2 구형의 직경은 상이하며,
상기 제 1 도전체의 재질은 자성체이고, 상기 제 2 도전체의 재질은 비자성체인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기술적 사상 중 제 2 실시예로 제안하는 이동체의 충전용 도킹 모듈과 결합되는 충전 스테이션 장치는;
상기 제 1 도전체의 상기 제 1 구형의 하부면에 대응하는 형상을 갖는 제 1 반구형의 제 3 도체부와,
상기 제 2 도전체의 상기 제 2 구형의 하부면에 대응하는 형상을 갖는 제 2 반구형의 제 4 도체부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통해서, 도킹 모듈이 비정상적으로 다른 도체에 접촉하여도, 배터리의 방전 및 손상이 발생하지 않으며, 충전회로가 보호될 수 있고, 이동체가 충전스테이션이 바로 착륙하지 않아도, 자성체와 비자성체가 가지는 자력에 의한 흡인력 차이를 통해서, 자기적으로 끌어 당김으로써, 자동 정렬을 구현 할수 있다.
본 발명은 배터리를 사용하는 드론과 같은 이동체가 자동으로 충전하기 위해서, 단락이 발생하지 않고, 자기정렬을 통해서 자동으로 도킹 모듈과 충전스테이션이 결합하기 위한 구조와 실시 예를 제안함으로써, 다양한 이동체에서 자동충전이 가능하게 하고, 이를 통해서, 이동체의 운영시간을 크게 증가시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상 중 제 1 실시예로 제안하는 이동체의 하우징 하부에 위치하는 이동체의 충전용 도킹 모듈은,
충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 1 전압을 공급받기 위한 제 1 구형의 제 1 도전체와,
상기 충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 2 전압을 공급받기 위한 제 2 구형의 제 2 도전체를 구비하며,
상기 제 1 구형의 직경과 상기 제 2 구형의 직경은 상이하며,
상기 제 1 도전체의 재질은 자성체이고, 상기 제 2 도전체의 재질은 비자성체인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기술적 사상 중 제 2 실시예로 제안하는 이동체의 충전용 도킹 모듈과 결합되는 충전 스테이션 장치는;
상기 제 1 도전체의 상기 제 1 구형의 하부면에 대응하는 형상을 갖는 제 1 반구형의 제 3 도체부와,
상기 제 2 도전체의 상기 제 2 구형의 하부면에 대응하는 형상을 갖는 제 2 반구형의 제 4 도체부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통해서, 도킹 모듈이 비정상적으로 다른 도체에 접촉하여도, 배터리의 방전 및 손상이 발생하지 않으며, 충전회로가 보호될 수 있고, 이동체가 충전스테이션이 바로 착륙하지 않아도, 자성체와 비자성체가 가지는 자력에 의한 흡인력 차이를 통해서, 자기적으로 끌어 당김으로써, 자동 정렬을 구현 할수 있다.
본 발명은 배터리를 사용하는 드론과 같은 이동체가 자동으로 충전하기 위해서, 단락이 발생하지 않고, 자기정렬을 통해서 자동으로 도킹 모듈과 충전스테이션이 결합하기 위한 구조와 실시 예를 제안함으로써, 다양한 이동체에서 자동충전이 가능하게 하고, 이를 통해서, 이동체의 운영시간을 크게 증가시킬 수 있다.
Description
본 발명에서는 충전 스테이션과 충전을 위한 도킹 모듈이 정확하게 위치되기 위한 정렬 회로와 정렬 방식 및 비정상적인 위치에서 단락이 발생되지 않도록 하는 단락 보호방식과 도킹 방식에 대한 새로운 방식을 제시함으로써, 자동 충전이 원활하게 이루어지도록 기술적인 방법을 제공하고자 한다.
일반적으로 무인 비행체(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)는 조종사의 탑승 없이 자율적인 비행을 하거나 원거리에서의 원격 조정을 통해 비행하는 비행체를 말하며, 드론(drone)이라 불리기도 한다.
이러한 드론은 일반 비행체와는 달리 조종사를 위한 공간과 안전장치를 별도로 구비하지 않기 때문에 소형화 및 경량화가 가능하며, 사람의 접근이 어려운 곳의 정보 수집과 정찰을 위해 널리 이용된다. 일례로, 드론은 접근이 어려운 재난 및 재해 지역의 공중 영상을 획득하거나 전력선 검사 등의 역할을 수행할 수 있다.
그리고 드론은 생화학 감지기를 장착한 화생방용 또는 적군의 통신을 마비시키는 전자전용 등 군사적인 용도로 다양하게 연구 및 개발되고 있으며, 최근에는 방송 및 공연, 농약 살포 또는 화재 진압 등의 민간 부분에서도 그 사용이 확산되는 추세에 있다.
그러나 드론은 배터리의 한계로 인하여 운용 시간(운용 범위)이 제한적이기 때문에 드론의 역할을 확대시키거나 보다 다양한 분야에서 사용되는 것을 막는 요인이 되었다.
따라서, 최근에는 드론의 짧은 운용 시간을 증대시키기 위하여 드론이 운용되는 이동 지역 내에 드론을 충전시키거나 드론의 배터리를 교체할 수 있는 충전 스테이션이 설치되고 있다.
하지만, 드론을 충전시키거나 드론의 배터리를 교체하기 위하여 충전 스테이션에 접근할 경우, 드론을 충전 스테이션에 정확하게 착륙시켜 도킹(docking)해야 하는데, 드론을 잘못 착륙시킬 경우 충전이 어렵거나 드론 및 그에 장착된 장치가 파손될 우려가 있다
이는 드론과 같은 이동 장치를 충전 장치에 정확하게 위치하는 것이 매우 어렵기 때문이다.
이에 본 발명에서는 충전 스테이션과 충전을 위한 도킹 모듈이 정확하게 위치되기 위한 정렬 회로와 정렬 방식 및 비정상적인 위치에서 단락이 발생되지 않도록 하는 단락 보호방식과 도킹 방식에 대한 새로운 방식을 제시함으로써, 자동 충전이 원활하게 이루어지도록 기술적인 방법을 제공한다.
본 발명의 기술적 사상 중 제 1 실시예로 제안하는 이동체의 하우징 하부에 위치하는 이동체의 충전용 도킹 모듈은,
충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 1 전압을 공급받기 위한 제 1 구형의 제 1 도전체와,
상기 충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 2 전압을 공급받기 위한 제 2 구형의 제 2 도전체를 구비하며,
상기 제 1 구형의 직경과 상기 제 2 구형의 직경은 상이하며,
상기 제 1 도전체의 재질은 자성체이고, 상기 제 2 도전체의 재질은 비자성체인 것을 특징으로 한다.
제 1 실시예에 있어서,
상기 제 1 구형의 직경이 상기 제 2 구형의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 한다.
제 1 실시예에 있어서,
상기 제 2 구형의 직경이 상기 제 1 구형의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 한다.
제 1 실시예에 있어서,
상기 제 1 도전체와 상기 제 2 도전체는 상기 이동체의 내부에 부설되어 있는 배터리의 전극 단자와 각기 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기술적 사상 중 제 2 실시예로 제안하는
충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 1 전압을 공급받기 위한 제 1 구형의 제 1 도전체와,
상기 충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 2 전압을 공급받기 위한 제 2 구형의 제 2 도전체를 구비하며,
상기 제 1 구형의 직경과 상기 제 2 구형의 직경은 상이하며,
상기 제 1 도전체의 재질은 자성체이고, 상기 제 2 도전체의 재질은 비자성체로 이루어진 이동체의 충전용 도킹 모듈과 결합되는 충전 스테이션 장치는;
상기 제 1 도전체의 상기 제 1 구형의 하부면에 대응하는 형상을 갖는 제 1 반구형의 제 3 도체부와,
상기 제 2 도전체의 상기 제 2 구형의 하부면에 대응하는 형상을 갖는 제 2 반구형의 제 4 도체부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
제 2 실시예에 있어서,
상기 제 1 전압은 상기 제 3 도전체에 공급되고, 상기 제 2 전압은 상기 제 4 도전체에 공급되며,
상기 제 1 반구형의 외주면에는 외부 전원 인가시 자기장을 발생시킬 수 있는 코일이 권취되어 있는 것을 특징으로 한다
제 2 실시예에 있어서,
상기 자기장 발생시, 상기 제 1 도전체는 상기 제 3 도전체를 방향으로의 인력을 받는 것을 특징으로 한다
제 2 실시예에 있어서,
상기 제 1 구형의 직경이 상기 제 2 구형의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통해서, 도킹 모듈이 비정상적으로 다른 도체에 접촉하여도, 배터리의 방전 및 손상이 발생하지 않으며, 충전회로가 보호될 수 있고, 이동체가 충전스테이션이 바로 착륙하지 않아도, 자성체와 비자성체가 가지는 자력에 의한 흡인력 차이를 통해서, 자기적으로 끌어 당김으로써, 자동 정렬을 구현 할수 있다.
본 발명은 배터리를 사용하는 드론과 같은 이동체가 자동으로 충전하기 위해서, 단락이 발생하지 않고, 자기정렬을 통해서 자동으로 도킹 모듈과 충전스테이션이 결합하기 위한 구조와 실시 예를 제안함으로써, 다양한 이동체에서 자동충전이 가능하게 하고, 이를 통해서, 이동체의 운영시간을 크게 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에서 제안하고 있는 도킹 모듈의 구조 및 단락 보호 회로의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 정상상태 충전전류 상태를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 비정상 상태 단락 전류 제한을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명에서 제안하는 도킹 모듈(100)과 충전스테이션과의 정렬 방식을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 정상적인 도킹의 예를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 비정상적인 도킹의 예를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 비정상적인 도킹의 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 정상상태 충전전류 상태를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 비정상 상태 단락 전류 제한을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명에서 제안하는 도킹 모듈(100)과 충전스테이션과의 정렬 방식을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 정상적인 도킹의 예를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 비정상적인 도킹의 예를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 비정상적인 도킹의 다른 예를 설명하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에서 실시하는 이동체의 충전용 도킹 모듈(이하, 간단히 도킹 모듈이라고도 한다) 및 이동체의 도킹 모듈과 결합되는 충전 스테이션 장치에 대하여 설명하기로 한다
설명에 앞서, 본 발명의 이동체는 기본적으로 공중에서 비행하는 드론에 대한 것이지만, 본 발명의 기술적 사상은 육상에서 운행되거나, 공중을 비행하면서 전기 충전을 충전 스테이션에 안착되는 모든 졸유의 이동체에 적용될 수 있다.
더불어, 본 발명의 도킹 모듈은 이동체의 전기 충전을 위한 충전 스테이션에 안착되는 부분으로 이동체의 하부 바디에 설치되어 충전 스테이션에서 제공하는 전극부와 결합하는 구조를 갖는 모든 형상을 포함하는 개념으로 해석되어야 한다.
예컨대, 본 발명의 도킹 모듈은 드론의 바디의 하부에 위치하거나 착륙을 위한 거치대(다리) 등에 구현할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에서 제안하고 있는 도킹 모듈의 구조 및 단락 보호 회로의 구조를 나타내고 있다.
도 1에서 도킹모듈(100)은 내부에 단락을 보호하기 위한 저항(111a, 111b)과 정상적인 충전경로를 구성하기 위한 다이오드(112a, 112b)로 구성되어 있고, 충전 스테이션의 접촉부와 결합하기 위한 구형의 제 1 도전체 및 제 2 도전체인 접촉도체(110, 120)로 구성된다.
본 발명의 기술적인 설명에서 접촉도체(110,120)은 각각 구형으로 구성되어 있으며, 크기가 서로 다르게 설계되고, 하나의 접촉도체(110)은 구리 등과 같은 자성체 도체 재료로 구성되며, 또 다른 하나의 접촉 도체(120)은 알루미늄과 같은 비자성체 도체 재료로 구성된다.
도 2에서 정상적으로 충전스테이션의 접촉면(160a, 160b)의 극성에 맞게 연결된 경우 충전회로의 전압 
(150)는 충전스테이션의 전선(155a, 155b)와 접촉면(160a, 160b)를 통해서, 이동체의 도킹모듈(100)의 접촉 도체(110, 120)과 접촉하게 된다.
이때, 충전전류 
(151)은 이동체 내의 배터리(10)의 극성에 맞게, 접촉도체(110)을 통해 다이오드 
(112a)를 통해서 충전되고, 이 전류는 다이오드 
(112b)를 통해서 궤환됨으로써, 정상적으로 충전전류 경로를 형성할 수 있어, 충전이 가능하다.
도 3의 경우, 본 발명에서 제안된 도킹 모듈(100)이 비정상적으로 다른 도체에 접촉하거나, 극성이 서로 다른 충전 회로의 접촉면(160a, 160b)에 연결되는 경우 전류 
(152)는 정상경로 
(112a)와 
(112b)를 통하지 않고, 저항 
(111a) 및 
(111b)를 통해서 이동체의 배터리(10)과 연결되므로, 저항에 의해 단락 전류 또는 비정상적인 전류가 제한된다.
이때, 각 저항의 크기는 단락전류를 제한하기 위한 값으로 결정된다.
따라서, 본 발명에서 제안하는 단락 방지회로는 도킹 모듈이 정상적인 접촉이 이루어지지 않고, 다른 도체에 접촉하게 되어도, 이동체의 배터리가 크게 손상없이 단락 되지 않고, 반대 방향으로 전류가 흐르는 것을 저항회로를 통해서 제한하게 됨으로써, 이를 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명에서 제안하는 도킹 모듈(100)과 충전스테이션과의 정렬 방식을 나타내고 있으며, 도 4에서 충전 스테이션은 이동체의 도킹모듈(100)의 접촉도체(110, 120)과 접촉하기 위한 반구형의 도체 접촉면(212, 213)으로 구성된다.
참고로, 후술되는 본 발명의 기술적 사상에 대한 설명에서 도체 접촉면(212)은 제 1 반구형의 제 3 도체부, 도체 접촉면(213)은 제 2 반구형의 제 3 도체부로 언급된다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 반구형의 제 3 도체부는 상기 제 1 도전체의 상기 제 1 구형의 하부면에 대응하는 형상을 구비하며, 제 2 반구형의 제 4 도체부는 상기 제 2 도전체의 상기 제 2 구형의 하부면에 대응하는 형상을 갖는다
즉, 접촉면(212)는 접촉도체(110)의 크기에 맞게, 접촉면(213)은 접촉도체(120)의 크기에 맞게 설계된다. 충전스테이션의 접촉면(212)의 주변에서는 자속을 발생하는 코일(225)를 권치되어 배치된다. 즉 반구형의 접촉면(212) 하부를 권취하는 구조이다
전원회로(220)에서 공급되는 전압은 전선(211)을 통해서 코일(225)에 인가되고, 코일(225)에 전기가 공급되면 반구형의 접촉면(212) 상부에 도체를 끌어들이는 자기장이 형성된다.
도 4에서 전원회로(220)에서 전압이 인가되면, 코일(225)에서 자속(226)을 발생하게 되고, 이 자속(226)은 자성형 도체로 구성된 접촉도체(110)을 당기는 힘(화살표)을 발생하게 되며, 이를 통해서 접촉도체(110)이 충전스테이션의 접촉면(212)로 유인될 수 있다. 이를 통해서, 도킹 모듈(110)은 정상적인 극성으로 충전 스테이션에 배치될 수 있으며, 이를 도 6에서 나타내고 있다. 도 5와 도 6에서 충전스테이션의 접촉면(212, 213)은 전선(211)을 통해서 충전회로(210)으로 연결되고, 충전회로(210)의 충전 전류 및 충전전압은 접촉면(212, 213)과 이동체의 접촉도체(110, 120) 및 보호회로를 통해서 이동체의 배터리(10)을 충전 시키게 된다. 만약 비정상적인 접촉의 경우에도 제안된 보호회로를 통해서 배터리의 손상 및 충전회로의 손상은 발생하지 않는다.
도 6과 도 7은 제안된 도킹모듈(100)과 충전스테이션이 비정상적으로 접촉하는 예를 나타내고 있으며, 도 6에서 이동체의 작은 접촉도체(120)이 충전스테이션의 넓은 접촉면(212)에 빠진다 하더라도, 도킹모듈의 케이스(100)이 충전스테이션의 표면(190)에 A점에서 걸리게 되어, 접촉도체(120)은 실제 접촉면(212)에 접촉하지 않는다. 또한 도 7에서 큰 접촉도체(110)이 좁은 접촉면(213)에 도달하게 되면, 접촉도체(110)이 충전스테이션 표면(190)에 B 점과 같이 걸리게 되어 실제 접촉이 발생하지 않게 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 기초로 본 발명에서 제안하고자 하는 기술적 사상을 설명하면 다음과 같다
먼저, 본 발명의 기술적 사상 중 하나로 제안하는 이동체의 하우징 하부에 위치하는 이동체의 충전용 도킹 모듈은,
충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 1 전압을 공급받기 위한 제 1 구형의 제 1 도전체(110)와,
상기 충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 2 전압을 공급받기 위한 제 2 구형의 제 2 도전체를 구비한다.
여기서, 제 1 전압은 충전 스테이션에 구현되는 충전회로(210)에서 공급되는 + 전압을 의미하고, 제 2 전압은 충전 스테이션에 구현되는 충전회로(210)에서 공급되는 - 전압을 의미한다. 이는 도킹 모듈내의 배터리 단자의 극성과 대응시키기 위함이다
본 발명에서, 상기 제 1 구형의 직경과 상기 제 2 구형의 직경은 상이하며, 상기 제 1 도전체의 재질은 자성체이고, 상기 제 2 도전체의 재질은 비자성체인 것을 특징으로 한다. 제 1 도전체(110)을 자성체로 한 이유는 자기장의 영향을 받도록 하기 위함이다.
한편, 상기 제 1 구형의 직경이 상기 제 2 구형의 직경보다 더 큰 것으로 하였으나, 필요에 따라서는 상기 제 2 구형의 직경이 상기 제 1 구형의 직경보다 더 큰 것으로 할 수도 있다. 이는 선택적인 설계적 사항이기 때문이다.
한편, 상기 제 1 도전체와 상기 제 2 도전체는 상기 이동체의 내부에 부설되어 있는 배터리의 전극 단자와 각기 연결되어 있다. 따라서, 충전 스테이션에 안정적으로 안착되는 경우 충전회로(210)로부터 제공되는 전기를 충전할 수 있을 것이다.
다음, 본 발명의 기술적 사상 중 또 다른 하나로 제안하는 것은 이동체의 충전용 도킹 모듈과 결합되는 충전 스테이션 장치에 관한 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명의 이동체의 충전용 도킹 모듈과 결합되는 충전 스테이션 장치는
충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 1 전압을 공급받기 위한 제 1 구형의 제 1 도전체와,
상기 충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 2 전압을 공급받기 위한 제 2 구형의 제 2 도전체를 구비하며,
상기 제 1 구형의 직경과 상기 제 2 구형의 직경은 상이하며,
상기 제 1 도전체의 재질은 자성체이고, 상기 제 2 도전체의 재질은 비자성체로 이루어진다고 설명하였다,
본 발명의 이동체의 충전용 도킹 모듈과 결합되는 충전 스테이션 장치는 상부면이 평탄한 구조를 자지고 있으면 어떤 구조체이든 상관이 없다
예컨대 플레이트 형상이어도 가능하다 즉, 평탄한 상판 구조를 가지며 절연체로 구성되는 모든 형상이 가능하다
다만, 제 1 반구형의 제 3 도체부와 제 2 반구형의 제 4 도체부를 구성하는 도 4의 접촉면(212, 213)은 모킹 모듈로의 충전을 가능하게 하기 위하여 도체로 형성되어야 할 것이다.
도시된 바와 같이 평탄한 상판을 갖는 충전 스테이션에는 반구형의 접촉면(212, 213)이 움푹 들어가는 형상으로 부설되어 있다.
이를 기술적 사상으로 설명하면, 본 발명의 충전 스테이션은 상기 제 1 도전체의 상기 제 1 구형의 하부면에 대응하는 형상을 갖는 제 1 반구형의 제 3 도체부와, 상기 제 2 도전체의 상기 제 2 구형의 하부면에 대응하는 형상을 갖는 제 2 반구형의 제 4 도체부를 구비하는 상판을 갖는 구조임을 알 수 있다.
여기서, 상기 제 1 전압은 상기 제 3 도전체에 공급되고, 상기 제 2 전압은 상기 제 4 도전체에 공급되며, 상기 제 1 반구형의 외주면에는 외부 전원 인가시 자기장을 발생시킬 수 있는 코일이 권취되어 있음을 알 수 있다. 여기서, 제 1 전압은 충전 스테이션에 구현되는 충전회로(210)에서 공급되는 + 전압을 의미하고, 제 2 전압은 충전 스테이션에 구현되는 충전회로(210)에서 공급되는 - 전압을 의미한다.
따라서, 상기 자기장 발생시, 상기 제 1 도전체는 상기 제 3 도전체를 방향으로의 인력을 받게 된다.
참고로, 자기장 발생은 전원 회로 (220)를 통하여 코일(225)로 전류가 인가되면 발생한다. 본 발명에서 전원 회로(220)는 충전을 위한 도킹 시도시 턴온되고, 도킹이 완료되면 턴오프 되는 것이 바람직할 것이다.
한편, 본 발명에서, 상기 제 1 구형의 직경이 상기 제 2 구형의 직경보다 더 크게 되어 있음을 알 수 있다. 이는 제 1 도전체와 제 2 도전체의 형상에 대응시키기 위함이다.
또한, 본 발명에서 제 1 도전체와 제2 도전체의 중심간 거리와 제 3 도전체와 제 4 도전체의 중심간 거리는 동일하도록 설계되는 것이 바람직하지만 소정의 오차는 발생할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 소정 반구 형상을 갖는 충전 부위를 갖는 모든 종류의 충전 스테이션에 적용 가능할 것이며, 본 발명의 도킹 모듈은 드론과 같은 이동체의 하우징(바디)의 하부(지지대 등을 포함하는 포괄적 개념임)에 형성되어 정확한 도킹 위치를 제공할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 도킹 모듈과 충전 스테이션은 자성체와 비자성체의 결합으로 도킹 위치를 자동정렬시킴으로서, 비정상적인 도킹 문제를 해결할 수 있다는 이점이 있다.
Claims (8)
- 이동체의 하우징 하부에 위치하는 이동체의 충전용 도킹 모듈에 있어서,
충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 1 전압을 공급받기 위한 제 1 구형의 제 1 도전체와,
상기 충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 2 전압을 공급받기 위한 제 2 구형의 제 2 도전체를 구비하며,
상기 제 1 구형의 직경과 상기 제 2 구형의 직경은 상이하며,
상기 제 1 도전체의 재질은 자성체이고, 상기 제 2 도전체의 재질은 비자성체인 것을 특징으로 하는 이동체의 충전용 도킹 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 구형의 직경이 상기 제 2 구형의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 이동체의 충전용 도킹 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 구형의 직경이 상기 제 1 구형의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 이동체의 충전용 도킹 모듈. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제 1 도전체와 상기 제 2 도전체는 상기 이동체의 내부에 부설되어 있는 배터리의 전극 단자와 각기 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 이동체의 충전용 도킹 모듈. - 충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 1 전압을 공급받기 위한 제 1 구형의 제 1 도전체와,
상기 충전 스테이션 장치에서 공급되는 제 2 전압을 공급받기 위한 제 2 구형의 제 2 도전체를 구비하며,
상기 제 1 구형의 직경과 상기 제 2 구형의 직경은 상이하며,
상기 제 1 도전체의 재질은 자성체이고, 상기 제 2 도전체의 재질은 비자성체로 이루어진 이동체의 충전용 도킹 모듈과 결합되는 충전 스테이션 장치로서,
상기 제 1 도전체의 상기 제 1 구형의 하부면에 대응하는 형상을 갖는 제 1 반구형의 제 3 도체부와,
상기 제 2 도전체의 상기 제 2 구형의 하부면에 대응하는 형상을 갖는 제 2 반구형의 제 4 도체부를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동체의 도킹 모듈과 결합되는 충전 스테이션 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 전압은 상기 제 3 도전체에 공급되고, 상기 제 2 전압은 상기 제 4 도전체에 공급되며,
상기 제 1 반구형의 외주면에는 외부 전원 인가시 자기장을 발생시킬 수 있는 코일이 권취되어 있는 것을 특징으로 하는 이동체의 도킹 모듈과 결합되는 충전 스테이션 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 자기장 발생시, 상기 제 1 도전체는 상기 제 3 도전체를 방향으로의 인력을 받는 것을 특징으로 하는 이동체의 도킹 모듈과 결합되는 충전 스테이션 장치. - 제 5 항 내지 제 7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제 1 구형의 직경이 상기 제 2 구형의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 이동체의 충전용 도킹 모듈.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003127995A (ja) * | 2001-10-26 | 2003-05-08 | Sharp Corp | 離着陸補助機構、離着陸補助装置、および、離着陸補助される浮上装置 |
| KR101146907B1 (ko) * | 2011-12-30 | 2012-05-22 | 주식회사 에스엠이씨 | 모바일 로봇을 위한 충전 시스템 |
| KR101496892B1 (ko) | 2014-06-19 | 2015-03-03 | 충남대학교산학협력단 | 멀티콥터 드론 |
| KR20160003259A (ko) | 2013-06-20 | 2016-01-08 | 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 | 베어링 홀더, 베어링 기구 및 파동기어장치 |
| JP2017528354A (ja) * | 2014-08-08 | 2017-09-28 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ | Ｕａｖエネルギー交換ステーション |
| JP2019201451A (ja) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | 株式会社東芝 | 送電装置、移動体および無線電力伝送装置 |
-
2019
- 2019-12-19 KR KR1020190171171A patent/KR102341590B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003127995A (ja) * | 2001-10-26 | 2003-05-08 | Sharp Corp | 離着陸補助機構、離着陸補助装置、および、離着陸補助される浮上装置 |
| KR101146907B1 (ko) * | 2011-12-30 | 2012-05-22 | 주식회사 에스엠이씨 | 모바일 로봇을 위한 충전 시스템 |
| KR20160003259A (ko) | 2013-06-20 | 2016-01-08 | 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 | 베어링 홀더, 베어링 기구 및 파동기어장치 |
| KR101496892B1 (ko) | 2014-06-19 | 2015-03-03 | 충남대학교산학협력단 | 멀티콥터 드론 |
| JP2017528354A (ja) * | 2014-08-08 | 2017-09-28 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ | Ｕａｖエネルギー交換ステーション |
| JP2019201451A (ja) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | 株式会社東芝 | 送電装置、移動体および無線電力伝送装置 |
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