KR20210149923A - 자동 이·착륙 및 무선자동충전 기능을 포함한 드론 스테이션 장치 - Google Patents

자동 이·착륙 및 무선자동충전 기능을 포함한 드론 스테이션 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 드론 스테이션의 정위치에서 드론을 자동으로 이착륙시키며 착륙된 드론에 전원을 자동으로 공급하여 충전할 수 있도록 하는 자동 이·착륙 및 무선자동충전 기능을 포함한 드론 스테이션 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 드론 스테이션 장치는 드론을 이착륙시키며 착륙된 드론에 전원을 공급하여 드론을 충전시키는 드론 스테이션 장치에 있어서, 몸체(101) 상부에는 착륙 유도 표시(H)가 형성된 드론 착륙장(110)이 구비되고, 상기 드론 착륙장(110)의 중앙에는 착륙된 드론(200)의 충전단자부(230)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자부(140)가 구비되며, 상기 드론 착륙장(110)의 상부에는 착륙된 드론(200)이 정위치에 착륙하지 못한 경우, 제어부(160)의 제어에 따라 드론(200)의 랜딩기어(204)를 상하좌우로 이동시켜 드론(200)의 위치를 드론 착륙장(110)의 중앙 정위치로 정렬시키는 드론 정렬 가이드(120)가 설치되고, 상기 몸체(101) 상부에는 드론 착륙장(110)에 드론(200)이 착륙하면 제어부(160)의 제어에 따라 드론 착륙장(110) 상부를 덮어 내측에 위치한 드론(200)을 보호하는 덮개(130)가 구비된 드론 스테이션(100)을 포함하여 이루어지 지는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 이·착륙 및 무선자동충전 기능을 포함한 드론 스테이션 장치 {Drone station device with the function of an automatic taking off and landing and battery charging}
본 발명은 드론 스테이션 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 드론 스테이션의 정위치에서 드론을 자동으로 이착륙시키며 착륙된 드론에 전원을 자동으로 공급하여 충전할 수 있도록 하는 자동 이·착륙 및 무선자동충전 기능을 포함한 드론 스테이션 장치에 관한 것이다.
드론(Drone)은 조종사가 탑승하지 않고 무선전파 유도에 의해 비행과 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인비행체(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)를 말한다. 이러한 드론은 과거 군사용으로 개발됐지만, 가격이 하락하고 소형화되면서 민수용으로 확대되고 있는 추세로서, 단순한 비행 연습에서부터 고공영상 사진촬영, 농업 및 산림 방제, 배달, 기상정보 수집 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.
드론은 비행 임무가 끝나거나 전원이 부족한 경우 드론 스테이션으로 착륙하게 되는데, 드론 스테이션은 드론을 착륙시켜 보관하며 드론에 전원을 공급하여 드론 배터리를 충전시키게 된다.
한편, 근래에는 드론의 비행 및 드론 스테이션 이·착륙, 드론 전원 충전 등의 동작이 자동으로 이루어지고 있는데, 드론이 드론 스테이션의 정위치에 착륙하지 못하면 드론 충전이 제대로 이루어지지 못하게 된다. 즉, 드론 착륙이 드론 스테이션의 착륙 정위치에서 이루어지지 못하는 경우, 드론의 배터리 충전단자와 드론 스테이션의 전원공급단자가 정확히 정렬되지 못하여 전원 공급이 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 발생하게 된다.
또한, 드론이 드론 스테이션의 정위치에 착륙하는 경우에도 드론 배터리 충전단자와 드론 스테이션의 전원공급단자가 접촉 중에 오차가 발생하여 제대로 정렬되지 못함으로써 드론 배터리 충전이 제대로 이루어지지 못하는 문제가 종종 발생하였다. 뿐만 아니라, 정전 등의 비상 상황에서는 드론 스테이션에 공급되는 전원이 차단되기 때문에 드론 스테이션을 통한 드론 충전이 정상적으로 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1961668호 (2019.03.19. 등록)
본 발명은 종래 드론의 이·착륙 및 충전 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 드론을 드론 스테이션의 정위치에서 이착륙시키고 드론 착륙시 드론의 충전단자와 드론 스테이션의 전원공급단자를 정렬시켜 드론 충전이 자동으로 이루어질 수 있도록 하는 자동 이·착륙 및 무선자동충전 기능을 포함한 드론 스테이션 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 정전 등의 비상 상황에서도 드론 스테이션을 통해 전원을 드론에 지속적으로 공급할 수 있도록 하는 드론 스테이션 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 드론 스테이션 장치는 드론을 이착륙시키며 착륙된 드론에 전원을 공급하여 드론을 충전시키는 드론 스테이션 장치에 있어서, 몸체 상부에는 착륙 유도 표시(H)가 형성된 드론 착륙장이 구비되고, 상기 드론 착륙장의 중앙에는 착륙된 드론의 충전단자부에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자부가 구비되며, 상기 드론 착륙장의 상부에는 착륙된 드론이 정위치에 착륙하지 못한 경우, 제어부의 제어에 따라 드론의 랜딩기어를 상하좌우로 이동시켜 드론의 위치를 드론 착륙장의 중앙 정위치로 정렬시키는 드론 정렬 가이드가 설치되고, 상기 몸체 상부에는 드론 착륙장에 드론이 착륙하면 제어부의 제어에 따라 드론 착륙장 상부를 덮어 내측에 위치한 드론을 보호하는 덮개가 구비된 드론 스테이션을 포함한다.
여기서, 상기 드론 스테이션의 드론 착륙장에 구비된 전원공급단자부는 유연성을 갖는 탄성 지지대로 일단에 단자가 형성된 전원 케이블을 지지하여 자립된 형태로 돌출되고, 상기 드론에 구비된 충전단자부는 하부가 넓고 상부가 좁아지는 원뿔 형상의 홈이 형성된 단자로 이루어져, 상기 드론이 드론 착륙장의 중앙 정위치로 정렬되면, 드론 스테이션의 전원공급단자부는 상부 수직방향으로 상승되어 상부에 위치한 드론의 충전단자부에 연결되어 전원을 공급하게 된다.
또한, 상기 드론은 카메라를 통하여 착륙 지점인 드론 스테이션의 드론 착륙장 영상을 촬영한 후, 촬영된 드론 착륙장 영상 분석을 통해 착륙 유도 표시(H)를 인식하여, 드론이 드론 착륙장의 중앙 정위치에 착륙할 수 있도록 드론의 회전, x축 및 y축 이동을 제어하게 된다.
한편, 상기 덮개는 몸체 상부에서 좌우 슬라이딩 방식으로 드론 착륙장의 상부를 개폐시키는 좌우 덮개를 포함하되, 상기 좌우 덮개가 닫혀지는 경우 일측 덮개의 일단이 타측 덮개의 일단 상부에 위치되고, 상부에 위치하는 덮개의 일단에는 빗물 가림막이 형성되어 외부의 빗물이 드론 스테이션 내부로 유입되는 것을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.
뿐만 아니라, 상기 드론 스테이션 덮개 외측에는 태양광 패널이 설치되고, 상기 몸체 내측에는 비상 배터리가 내장된 무정전 전원공급장치가 구비되어, 상기 무정전 전원공급장치는 외부로부터 상시 전원을 공급받아 전원공급단자부에 전원을 공급하되, 상시 전원이 차단되는 비상 상황에서는 태양광 패널로부터 전원을 공급받아 전원공급단자부에 전원을 공급하게 된다.
하편, 상기 드론 스테이션의 몸체 내측에는 냉온풍기가 설치되어, 상기 드론 스테이션에 드론이 착륙하여 덮개가 닫히는 경우 제어부의 제어에 따라 드론 착륙장에 형성되는 벤트 홀을 통해 드론 스테이션 내측에 냉기 또는 온기를 공급하게 된다.
본 발명에 따른 드론 스테이션 장치는 드론의 하부에 장착된 카메라를 통하여 드론 스테이션의 착륙 위치를 확인함으로써 드론이 정위치에 착륙할 수 있도록 하며, 드론이 드론 스테이션의 정위치에 착륙되지 못한 경우 드론 스테이션에 구비된 드론 정렬 가이드를 통해 드론의 위치를 이동시켜 드론을 드론 스테이션의 착륙 정위치로 정렬시킬 수 있게 된다. 또한, 원뿔 형태의 드론 충전단자와 유연성이 부여된 드론 스테이션의 전원충전단자가 연결되도록 함으로써, 드론과 드론 스테이션의 정렬에 오차가 발생하더라도 유연성 있게 연결되어 드론에 전원이 정상적으로 공급되어 충전될 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 드론 스테이션에 태양광 패널 및 무정전 전원공급장치를 장착하여 정전 등의 비상 상황에서도 드론에 지속적으로 전원을 공급할 수 있으며, 드론 스테이션의 내부에 냉온풍기를 설치하여 드론 스테이션에 보관되는 드론을 일정한 온도 및 습도로 유지시켜 보관할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 드론 스테이션 장치의 전체 구조도,
도 2는 본 발명에 따른 드론이 드론 스테이션에 착륙된 드론 스테이션 장치의 상태도,
도 3은 본 발명에 따른 드론 스테이션에 구비된 덮개가 몸체 상부에서 슬라이딩 방식으로 닫혀지고 있는 상태 일례,
도 4는 본 발명에 따른 드론 스테이션의 덮개가 닫혀진 상태 일례,
도 5는 본 발명에 따른 덮개가 닫혀진 드론 스테이션의 측면도,
도 6은 본 발명에 따른 드론 스테이션에 구비된 무정전 전원공급장치의 전원 공급 계통도,
도 7은 본 발명에 따른 드론의 착륙 과정을 나타낸 일례,
도 8은 본 발명에 따른 드론이 드론 스테이션의 드론 착륙장 정위치에 착륙하지 못한 일례,
도 9는 본 발명에 따른 드론 스테이션의 드론 착륙장에 설치된 드론 정렬 가이드 배치도,
도 10은 본 발명에 따른 드론 상부/하부 가이드를 통해 드론의 랜딩기어가 상/하 중앙 지점으로 정렬된 상태도,
도 11은 본 발명에 따른 드론 좌측/우측 가이드를 통해 드론의 랜딩기어가 좌/우 중앙 지점으로 정렬된 상태도,
도 12는 본 발명에 따른 드론 랜딩기어 하부에 설치된 바퀴 일례,
도 13은 본 발명에 따른 드론이 드론 스테이션의 드론 착륙장 정위치에 정렬된 상태도,
도 14는 본 발명에 따른 드론 스테이션의 드론 착륙장에 설치된 전원공급단자부가 드론의 충전단자부와 결합되기 위해 상승하는 일례,
도 15는 본 발명에 따른 드론 스테이션의 전원공급단자부가 드론 충전단자부에 접촉하여 전원을 공급하는 일례,
도 16은 본 발명에 따른 드론의 충전단자부와 드론 스테이션의 전원공급단자부 일례,
도 17은 본 발명에 따른 드론 스테이션의 전원공급단자부가 휘어져 드론 충전단자에 연결된 상태 일례를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 드론 스테이션 장치의 전체 구조도이고, 도 2는 드론이 드론 스테이션에 착륙된 드론 스테이션 장치의 상태도를 나타낸 것이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 드론 스테이션 장치는 용도에 따라 비행 임무를 수행하는 드론(200)을 이착륙시켜 보관하며, 드론(200)에 전원을 공급하여 드론을 충전시키는 드론 스테이션(100)을 포함한다.
상기 드론(200)은 설정된 비행 경로 또는 제어장치를 통한 사용자의 제어에 따라 비행하면서 임무를 수행하는 통상의 무인 비행 장치로서, 이 드론(200)은 비행을 위해 몸체(101)를 중심으로 사방으로 암을 형성하는 프레임(202)이 형성되고, 이 프레임(202)의 일단 상부에 복수의 회전 날개(203)가 설치되며, 몸체(101)의 하부에는 이착륙을 위한 랜딩기어(204)가 설치된다. 또한, 몸체(101) 일측에는 비행 중에 드론의 위치, 고도, 속도, 영상 등의 정보를 획득하는 센서부(210)가 설치되고, 몸체(101) 내측에는 상기 각 구성부의 동작을 제어하여 드론(200)의 비행 동작을 제어하는 제어부가 구비된다.
한편, 상기 드론(200)의 몸체(101) 하부에는 착륙 지점인 드론 스테이션(100)의 영상을 촬영하는 카메라(220)가 설치되어 있으며, 제어부는 카메라(220) 영상을 분석하여 드론 스테이션(100)의 착륙 위치를 확인하여 드론(200)의 착륙을 제어하게 된다.
상기 드론 스테이션(100)은 드론(200)을 이·착륙시키며 착륙된 드론(200)에 전원을 공급하는 장치로서, 이 드론 스테이션(100)의 몸체(101) 상부에는 드론(200)이 착륙되는 드론 착륙장(110)이 형성되고, 몸체(101) 내측에는 드론 스테이션(100)의 전체적인 동작을 제어하는 제어부(160)(도 6에 도시)가 구비되어 있다. 상기 제어부(160)에는 드론 및 외부 장치와의 통신을 위한 통신모듈과, 드론 스테이션에 구비된 각 장치의 상태를 파악하는 센서와, 드론 스테이션에 구비된 각 장치의 구동을 제어하는 구동모터와, 상기 각 구성부를 제어하는 컨트롤러가 구비되어 있다.
상기 드론 스테이션(100)의 드론 착륙장(110)에는 드론(200)의 착륙을 유도하기 위한 착륙 유도 표시(H)가 형성되어 있는데, 이 드론 착륙장(110)의 착륙 유도 표시(H) 중앙에는 상부에 착륙된 드론(200)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자부(140)가 돌출되어 있다.
또한, 드론 스테이션(100) 몸체(101)의 상부에는 드론 착륙장(110)에 착륙한 드론(200)을 보관하기 위한 덮개(130)가 형성되어 있는데, 이 덮개(130)는 한쌍으로 이루어져 제어부의 제어에 따라 드론(200)이 착륙하기 전이나 이륙하기 전에는 몸체(101) 상부에서 좌우 방향으로 슬라이딩 방식으로 이동되어 상부를 개방시키며, 드론(200)이 비행을 마치고 착륙하여 보관되는 경우 덮개(130)가 좌우 방향으로 슬라이딩 방식으로 닫혀지게 된다. 도 3은 드론 스테이션(100)에 구비된 덮개(130)가 몸체(101) 상부에서 슬라이딩 방식으로 닫혀지고 있는 상태 일례이고, 도 4는 덮개(130)가 닫혀진 상태 일례이며, 도 5는 닫혀진 덮개(130)의 측면도를 나타낸 것이다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 한 쌍의 덮개(130)가 닫혀지는 경우 일측 덮개가 타측 덮개의 상부에 위치하도록 결합되는데, 이때 상부에 위치하는 덮개의 일단에 빗물 가림막(131)을 설치하여 덮개(130)가 닫히는 경우 외부의 빗물이 드론 스테이션(100) 내부로 유입되는 것을 방지하게 된다.
상기 덮개(130)에는 태양광 패널(135)이 설치되어 태양광에 의해 전기를 생산하여 몸체(101) 내측에 설치되는 무정전 전원공급장치(UPS)에 전원을 공급하게 된다. 도 6은 무정전 전원공급장치의 전원 공급 계통도를 나타낸 것으로서, 정전 등의 비상 상황이 발생하는 경우 무정전 전원공급장치(150)는 드론 스테이션(100)에 전원을 공급하는 역할을 수행하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 드론 스테이션(100)은 기본적으로 상시 전원을 이용한 유선 전원 시스템으로 동작하지만, 재난 상황이나 정전과 같이 상시 전원을 공급받을 수 없는 상황에서 안정적인 드론 운용을 위해 비상 배터리를 내장한 무정전 전원공급장치(150)를 통해 드론(200)에 충전 전원을 공급할 수 있도록 하고 있다. 상기 몸체(101) 내측에 설치되는 무정전 전원공급장치(150)는 평소 상시 전원인 220V의 외부 전원을 공급받아 제어부(160)를 통해 드론 스테이션(100)의 드론 착륙장(110)에 형성된 전원공급단자부(140)로 전원을 공급하며, 정전 등의 비상 상황이 되는 경우 태양광 패널(135)로부터 전원을 공급받아 전원공급단자부(140)에 전원을 공급하게 된다.
한편, 상기 드론 스테이션(100)의 몸체(101) 내측에는 냉온풍기가 설치되는데, 이 냉온풍기는 드론 스테이션(100)에 드론(200)이 착륙하여 덮개(130)가 닫히는 경우 제어부(160)의 제어에 따라 동작하여, 드론 착륙장(110)에 형성되는 벤트 홀(115)을 통해 냉기 또는 온기를 공급하게 된다. 이는 드론(200)이 정상 동작하기 위해 일정 범위의 온도 및 습도로 보관되어야 하기 때문으로, 특히 저온 상태의 드론 배터리는 비행시간이 짧아지는 단점이 있기 때문에 일정한 온도로 보관되는 것이 중요하다. 본 발명의 실시 예에서 상기 벤트 홀(115)은 드론 착륙장(110)의 네 모퉁이에 각각 설치되어 있다. 상기 냉온풍기는 외부로부터 상시 전원을 공급받아 동작하는데, 정전과 같은 비상 상황에서는 태양광 패널(135)로부터 전원을 공급받는 무정전 전원공급장치(150)로부터 전원을 공급받아 동작할 수도 있다.
상기 드론 스테이션(100)의 드론 착륙장(110)에 드론(200)이 자동 착륙을 하게 되는데, 일반적으로 드론(200)의 자동 착륙은 이륙한 지점의 GPS 위치 정보를 이용하여 착륙을 시도하게 된다. 하지만, GPS 오차가 발생하는 경우 이륙 위치에 정확하게 착륙을 하지 못하고 이륙 위치 근처에 착륙하게 되는 문제점이 있는데, 본 발명에서는 드론(200)의 정확한 착륙을 위해 드론(200)의 몸체(101) 하부에 카메라(220)를 설치한 후, 영상처리를 통해 드론 스테이션(100)의 착륙 지점인 드론 착륙장(110)의 착륙 유도 표시(H)를 확인하여 드론(200)이 정위치에 착륙되도록 하고 있다.
도 7은 이러한 드론의 착륙 과정을 나타낸 것으로, 드론(200)의 카메라(220)는 드론(200)의 하방을 촬영하게 되며, 제어부는 이 카메라 영상을 분석하여 드론 스테이션(100)의 착륙 지점인 드론 착륙장(110)의 착륙 유도 표시(H)를 확인하고, 착륙 유도 표시(H)의 중앙에 드론(200)이 착륙될 수 있도록 드론(200)의 X 축, Y축 이동 제어 및 회전 제어를 통해 드론(200)을 정위치에 착륙시키게 된다.
한편, 드론 카메라 영상 정보를 이용하여 드론(200)이 드론 스테이션(100)에 착륙하는 경우에도 영상 처리 또는 드론 자세 제어 오차가 발생하여 드론(200)이 드론 스테이션(100)의 드론 착륙장(110) 중앙 정위치에 착륙하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 도 8은 드론이 드론 스테이션의 드론 착륙장 정위치에 착륙하지 못한 일례를 나타낸 것으로, 드론(200)이 드론 착륙장(110)의 일측으로 치우쳐 착륙하였다.
본 발명에서는 이러한 경우를 대비하여, 드론(200)을 드론 스테이션(100)의 드론 착륙장(110) 중앙 정위치로 이동시키기 위한 드론 정렬 가이드(120)를 드론 착륙장(110)에 설치하였다. 도 9는 드론 스테이션의 드론 착륙장에 설치된 드론 정렬 가이드를 나타낸 것으로, 드론 정렬 가이드(120)는 드론(200)을 드론 착륙장 상부로 이동시키는 드론 상부 이동 가이드(121)와, 드론 착륙장 하부로 이동시키는 드론 하부 이동 가이드(122)와, 드론 착륙장 좌측으로 이동시키는 드론 좌측 이동 가이드(123)와, 드론 착륙장 우측으로 이동시키는 드론 우측 이동 가이드(124)를 포함한다. 이 드론 상부/하부/좌측/우측 이동 가이드(121)(122)(123)(124)는 제어부(160)의 제어에 따라 드론 착륙장(110)의 정위치에 정렬되어 있지 않은 드론(200)의 랜딩기어(204)를 4방향에서 중앙으로 모아 주게 된다. 도 10은 드론 상부/하부 가이드를 통해 드론의 랜딩기어가 상부/하부 중앙 지점으로 정렬된 상태를 나타낸 것이고, 도 11은 드론 좌측/우측 가이드를 통해 드론(200)의 랜딩기어(204)가 좌측/우측 중앙 지점으로 정렬된 상태를 나타낸 것이다.
상기 과정을 통해 드론(200)의 랜딩기어(204)가 상하좌우로 이동할 때 이동을 원활하기 위해, 본 발명의 실시 예에서는 드론(200)의 랜딩기어(204) 하부에 볼 캐스터 형태의 바퀴(204a)를 부착하였는데, 도 12는 드론 랜딩기어 하부에 설치된 바퀴의 일례를 나타낸 것이다.
상기 과정을 통해 드론(200)이 드론 스테이션(100)의 드론 착륙장(110) 중앙 정위치에 정렬되면, 드론(200)의 충전단자부(230)와 드론 스테이션(100)의 전원공급단자부(140)가 결합되어 드론(200)을 자동으로 충전시키게 된다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 드론이 드론 스테이션의 드론 착륙장 정위치에 정렬된 상태도이고, 도 14는 드론 스테이션의 드론 착륙장에 설치된 전원공급단자부가 드론의 충전단자부와 결합되기 위해 상승하는 일례이고, 도 15는 드론 스테이션의 전원공급단자부가 드론 충전단자부에 접촉하여 전원을 공급하는 일례를 나타낸 것이다.
도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 드론(200)이 드론 스테이션(100)의 드론 착륙장(110) 정위치에 정렬되면, 드론 스테이션(100)의 전원공급단자부(140)는 제어부(160)의 제어에 따라 승강부(141)를 통해 드론 충전단자부(230)와 연결될 때까지 상부 수직방향으로 상승하게 된다.
이때, 드론 스테이션(100)의 전원공급단자부(140)와 드론(200)의 충전단자부(230)는 ＋. － 두 단자가 결합되는 구조로 이루어져 있는데, 드론 스테이션(100)의 전원공급단자부(140)는 유연성을 갖는 스프링 등의 탄성 지지대(143)로 전원 케이블(142)을 감싸는 형태로 설치되며, 끝단의 단자(144)를 자석과 같은 자력이 있는 재질로 형성하였다. 또한, 드론(200)의 충전단자부(230)는 하부가 넓고 상부가 좁아지는 원뿔 형상의 홈이 형성된 형태로 이루어져 있어, 드론 스테이션(100)의 전원공급단자부(140)와 드론(200)의 충전단자부(230)가 정렬 오차에 의해 수직 정방향에 위치해 있지 않은 경우에도 드론 스테이션(100)의 전원공급단자부(140)가 좌우 유연성을 통해 원뿔 형상의 드론 충전단자부(230)의 홈 속으로 휘어져 유입되어 연결될 수 있게 된다.
도 16은 이러한 드론의 충전단자부와 드론 스테이션의 전원공급단자부를 나타낸 것이고, 도 17은 드론 스테이션의 전원공급단자부가 휘어져 드론의 충전단자부에 연결된 상태 일례를 나타낸 것이다. 이와 같이, 드론 스테이션(100)의 전원공급단자부(140)가 드론(200)과의 연결시 정렬이 어느 정도 어긋나 있더라도 원뿔 형상의 드론 충전단자부(230)를 타고 밀어 올라가 드론 충전단자부(230)와의 연결이 가능해 지게 된다. 또한, 드론 스테이션(100)의 전원충전단자(144)의 끝이 자석으로 구성으로 되어 있고, 드론(200)의 충전단자부(230)의 홈을 철 재질로 구성하여, 드론 스테이션(100)의 전원공급단자부(140)가 드론 충전단자부(230) 근처로 오게 되면 자력에 의해 자동으로 연결되어 전원을 공급받을 수 있게 된다. 상기 과정을 통하여 드론(200)의 전원 충전이 완료되면, 드론 스테이션(100)의 제어부(160)는 전원공급단자부(140)를 승강부(141)를 통해 하강시켜 원래의 위치로 이동시키게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 드론 스테이션(100)에 냉온풍기를 내장하여 드론 스테이션(100)의 내부 온도 및 습도를 일정하게 유지시켜 드론(200)을 보관할 수 있으며, 무정전 전원공급장치(150) 및 태양광 패널(135)을 통하여 비상 상황에서도 드론(200)에 충전 전원을 지속적으로 공급할 수 있다.
또한, 드론(200)의 몸체(101) 하부에 설치된 카메라(220)를 통하여 드론 스테이션(100)의 착륙 위치를 확인하여 드론 스테이션(100)에 구비된 드론 착륙장(110)의 정위치에 착륙할 수 있으며, 드론(200)의 착륙이 정위치에서 이루어지지 않은 경우 드론 스테이션(100)에 구비된 드론 정렬 가이드(120)를 통해 드론(200)의 랜딩기어(204)를 이동시켜 드론(200)을 드론 착륙장(110) 중앙 정위치로 정렬시킬 수 있게 된다.
한편, 드론(200)이 드론 스테이션(100)의 드론 착륙장(110) 정위치로 정렬되면, 드론 스테이션(100)에 구비된 전원공급단자부(140)가 상승하여 드론(200) 충전단자부(230)에 연결되어 전원을 공급하게 되는데, 이때 드론(200)의 충전단자부(230)는 하부가 넓고 상부가 좁아지는 원뿔 형상의 홈으로 제작되고, 드론 스테이션(100)의 전원공급단자부(140)는 유연성이 있는 탄성 지지대(143)로 전원 케이블(142)을 감싸 지지하도록 구성되어, 드론 스테이션(100)의 전원공급단자부(140)와 드론(200)의 충전단자부(230)가 약간 틀어지게 정렬된 상태에서도 유연한 드론 스테이션(100)의 전원공급단자부(140)가 원뿔 형상의 드론 충전단자부(230)를 타고 들어가 단자 간에 연결될 수 있게 된다.
이러한 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100 : 드론 스테이션 101 : 몸체
110 : 드론 착륙장 H : 착륙 유도 표시
115 : 벤트 홀 120 : 드론 정렬 가이드
121 : 드론 상부 이동 가이드 122 : 드론 하부 이동 가이드
123 : 드론 좌측 이동 가이드 124 : 드론 우측 이동 가이드
130 : 덮개 131 : 빗물 가림막
135 : 태양광 패널 140 : 전원공급단자부
141 : 승강부 142 : 전원 케이블
143 : 탄성 지지대 144 : 단자
150 : 무정전 전원공급장치 200 : 드론
201 : 몸체 202 : 프레임
203 : 회전 날개 204 : 랜딩기어
204a : 바퀴 210 : 센서부
220 : 카메라 230 : 충전단자부

Claims (10)

  1. 드론을 이착륙시키며 착륙된 드론에 전원을 공급하여 드론을 충전시키는 드론 스테이션 장치에 있어서,
    몸체(101) 상부에는 착륙 유도 표시(H)가 형성된 드론 착륙장(110)이 구비되고, 상기 드론 착륙장(110)의 중앙에는 착륙된 드론(200)의 충전단자부(230)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자부(140)가 구비되며,
    상기 드론 착륙장(110)의 상부에는 착륙된 드론(200)이 정위치에 착륙하지 못한 경우, 제어부(160)의 제어에 따라 드론(200)의 랜딩기어(204)를 상하좌우로 이동시켜 드론(200)의 위치를 드론 착륙장(110)의 중앙 정위치로 정렬시키는 드론 정렬 가이드(120)가 설치되고,
    상기 몸체(101) 상부에는 드론 착륙장(110)에 드론(200)이 착륙하면 제어부(160)의 제어에 따라 드론 착륙장(110) 상부를 덮어 내측에 위치한 드론(200)을 보호하는 덮개(130)가 구비된 드론 스테이션(100)을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 드론 정렬 가이드(120)는 드론 착륙장(110)의 상부 모서리 4방향에서 중앙을 향하여 각각 이동 가능하도록 설치되어, 드론(200)의 랜딩기어(204)를 4방향에서 드론 착륙장(110) 중앙으로 이동시키는 드론 상부 이동 가이드(121), 드론 하부 이동 가이드(121), 드론 좌측 이동 가이드(121), 드론 우측 이동 가이드(121)를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 드론(200)의 랜딩기어(204) 하부에는 이동을 위한 바퀴(204a)가 설치된 것을 특징으로 하는 드론 스테이션 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 드론 스테이션(100)의 드론 착륙장(110)에 구비된 전원공급단자부(140)는 유연성을 갖는 탄성 지지대(143)로 일단에 단자(144)가 형성된 전원 케이블(142)을 지지하여 자립된 형태로 돌출되고,
    상기 드론(200)에 구비된 충전단자부(230)는 하부가 넓고 상부가 좁아지는 원뿔 형상의 홈이 형성된 단자(144)로 이루어져,
    상기 드론(200)이 드론 착륙장(110)의 중앙 정위치로 정렬되면, 드론 스테이션(100)의 전원공급단자부(140)는 상부 수직방향으로 상승되어 상부에 위치한 드론(200)의 충전단자부(230)에 연결되어 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 드론 스테이션(100)의 전원공급단자부(140)의 전원 케이블(142) 일단에 형성된 단자(144)는 자력을 갖도록 형성되어, 드론(200)의 충전단자부(230)의 홈 형성된 금속 재질의 단자에 자력을 통해 결합되도록 한 것을 특징으로 하는 드론 스테이션 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 드론 스테이션(100)의 전원공급단자부(140)와 드론(200)의 충전단자부(230)에는 ＋, － 두 단자(144)가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 드론(200)은 카메라(220)를 통하여 착륙 지점인 드론 스테이션(100)의 드론 착륙장(110) 영상을 촬영한 후, 촬영된 드론 착륙장 영상 분석을 통해 착륙 유도 표시(H)를 인식하여, 드론(200)이 드론 착륙장(110)의 중앙 정위치에 착륙할 수 있도록 드론(200)의 회전, x축 및 y축 이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 덮개(130)는 몸체(101) 상부에서 좌우 슬라이딩 방식으로 드론 착륙장(110)의 상부를 개폐시키는 좌우 덮개(130)를 포함하되,
    상기 좌우 덮개(130)가 닫혀지는 경우 일측 덮개(130)의 일단이 타측 덮개(130)의 일단 상부에 위치되고, 상부에 위치하는 덮개(130)의 일단에는 빗물 가림막(131)이 형성되어 외부의 빗물이 드론 스테이션(100) 내부로 유입되는 것을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 드론 스테이션 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 드론 스테이션(100)의 덮개(130) 외측에는 태양광 패널(135)이 설치되고, 상기 몸체(101) 내측에는 비상 배터리가 내장된 무정전 전원공급장치(150)가 구비되어,
    상기 무정전 전원공급장치(150)는 외부로부터 상시 전원을 공급받아 전원공급단자부(140)에 전원을 공급하되, 상시 전원이 차단되는 비상 상황에서는 태양광 패널(135)로부터 전원을 공급받아 전원공급단자부(140)에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 드론 스테이션(100)의 몸체(101) 내측에는 냉온풍기가 설치되어,
    상기 드론 스테이션(100)에 드론(200)이 착륙하여 덮개(130)가 닫히는 경우 제어부(160)의 제어에 따라 드론 착륙장(110)에 형성되는 벤트 홀(115)을 통해 드론 스테이션(100) 내측에 냉기 또는 온기를 공급하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션 장치.
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