KR20220040774A - 드론 베이스 스테이션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드론 베이스 스테이션에 관한 것으로서, 드론 착륙시 용이하게 안착가능하게 가이드를 해주는 신장가능한 확장부재; 및 상기 확장부재와 회전가능하게 연결된 몸체부를 포함하고, 상기 몸체부는 상기 확장부재가 회전가능하게 연결된 안착부, 상기 안착부의 후면에 연결되어 드론을 세정하는 세정부, 상기 세정부의 후면에 연결되어 드론의 배터리를 교체하는 배터리 교체부, 상기 배터리 교체부 후면에 연결되어 드론을 이륙시키는 이륙부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

드론 베이스 스테이션{drone base station}

본 발명은 드론의 해상 작전시 사용가능한 드론 베이스 스테이션에 관한 것이다.

종래의 드론은 배터리의 용량에 의해 운용시간이 30분정도로 제한을 받고 있으므로 해상에서 군집드론(10대 이상)이 군사작전을 위하여 운용되는데 운용시간면에서 한계가 있었다.

또한 종래 드론용 스테이션의 경우 무선충전 기능만을 탑재한 스테이션이 대부분이었고, 등록특허 제10-2111054호의 "드론용 무선충전 스테이션(WIRELESS CHARGING STATION FOR DRONE)" 및 등록특허 제 10-2125139호의 "드론 스테이션(DRONE STATION)"에서도 무선 충전 기능이 내장되어 있는 스테이션을 제공할 뿐 해상에서 작전을 수행할 수 있도록 하는 드론 스테이션을 제공하지 못하는 한계가 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 해상에서 군집 드론을 활용하여 군사작전 등을 수행하는 과정에서 배터리 용량의 한계로 인해 작전 수행 시간이 제한되는 것을 해결하기 위해 항공모함과 같은 개념의 연속작전 수행을 위한 드론 베이스 스테이션을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 드론 베이스 스테이션에 관한 것으로서, 드론 착륙시 용이하게 안착가능하게 가이드를 해주는 신장가능한 확장부재; 및 상기 확장부재와 회전가능하게 연결된 몸체부를 포함하고, 상기 몸체부는 상기 확장부재가 회전가능하게 연결된 안착부, 상기 안착부의 후면에 연결되어 드론을 세정하는 세정부, 상기 세정부의 후면에 연결되어 드론의 배터리를 교체하는 배터리 교체부, 상기 배터리 교체부 후면에 연결되어 드론을 이륙시키는 이륙부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 확장부재는 펌프에 의해 작동된 유체가 제1제어부를 통해 제어되고, 상기 제1제어부에 의해 제어된 제1실린더가 작동하면서 V자 형상으로 개방되거나 몸체부와 평행하게 닫히는 것을 특징으로 하며, 상기 확장부재가 상기 제1실린더에 의해 회전하면서 V자 형상으로 개방된 상태에서 암이 신장가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 세정부는 세정액 탱크에 저장된 세정액이 제2제어부의 제어를 통해 상기 확장부재에 설치된 매니폴드를 거쳐 복수개의 노즐을 통해 분사되어 드론을 세정하는 것을 특징으로 하고, 상기 배터리 교체부는 상기 드론의 배터리를 교체하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 몸체부에는 상기 드론이 상기 안착부, 상기 세정부, 상기 이륙부로 이동가능하게 레일이 설치되어 있고, 상기 레일에는 상기 드론을 고정시키고 이송시키는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 고정부는 상기 펌프에 의해 작동된 유체가 제3제어부를 통해 제2실린더를 작동시킴에 따라 상기 드론을 고정 또는 해제시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션의 크기는 2~ 3m정도의 폭 정도로 무인선박에 장착될 수 있도록 구성하여 해상에서 운항하면서 드론의 충전등이 가능하게 하는 효과가 있다. 이때 드론의 총 폭은 1m 이내일 때로 가정한 것이나, 이러한 폭에 반드시 한정되는 것은 아니므로 드론 베이스 스테이션의 크기는 확장 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션은 군사작전 및 감사감찰을 위하여 군집드론의 경우, 작전시간 확보가 필수적이므로 다수의 드론 베이스 스테이션이 하나 이상의 선박에 장착되어 영해에서 해상 작전 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션은 드론이 바람과 파도가 심한 해상상황에서도 용이하게 착륙이 유도될 수 있도록 하는 확장부재를 포함하고 있어 착륙이 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션은 드론 세정부를 활용하여 드론에 부착된 염분을 제거하여 이물질 및 염분으로부터 드론의 부식등을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션은 각 처리단계가 이동되면서 가능하여 연속적인 드론 처리가 가능하여 다수의 드론을 운용시 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션의 확장부재가 접힌 상태(a), 드론 베이스 스테이션의 확장부재가 펼쳐진 상태(b), 드론 베이스 스테이션에 드론이 착륙한 모습(c)을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션의 평면도를 나타내고 평면도 상에서 드론이 이동하면서 수행되는 각 단계를 표시는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션의 드론 착륙을 유도하는 확장부재가 펼쳐진 상태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션의 세정단계를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션에서 드론을 이륙시킨 후 확장부재를 접은 상태를 나타내는 개략도이다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션(1)의 확장부재(110)가 접히고 펼치짐에 따라 드론(2)이 착륙하는 모습을 나타내고 있다.

(a)는 확장부재(110)가 접혀 있는 모습을 나타내고, (b)는 확장부재(110)가 펼쳐져서 드론(2)이 확장부재(110)를 따라 안착이 용이하게 가이드해주는 역할을 수행하는 것을 나타낸다.

(c) 는 안착부(100)에 드론이 안착된 형상을 나타낸다.

(b)와 같이 확장부재(110)를 V자 형상으로 펼쳐서 V자 내부면을 따라 드론(2)이 정확한 위치에 안착을 못 한 경우라도 슬라이딩 되면서 안착부(100)에 안착이 용이하도록 하는 것은 해상에서 파도나 바람의 영향을 받더라도 쉽게 안착이 가능하도록 하기 위한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션의 평면도를 나타내고 평면도 상에서 드론이 이동하면서 수행되는 각 단계를 표시는 개략도이다.

도 2에 따르면, 드론 베이스 스테이션(1)은 몸체부(10)가 드론이 안착되는 안착부(100), 안착부(100) 이후 공정인 드론을 스팀세정하는 세정부(200), 세정이후에 배터리(310)를 교체하는 배터리 교체부(300), 배터리 교체후 이륙하여 다시 작전을 수행하는 이륙부(400)로 구성된다.

여기서, 배터리 교체부(300)와 세정부는 서로 순서가 바뀔수도 있다.

안착부(100)에 안착된 드론(2)은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 레일(500)의 상단에 안착되게 되며 레일(500)을 따라 이동가능하다.

이때 드론 자체적으로 레일을 따라 이동하도록 드론에 별도의 바퀴등이 설치될 수도 있고, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 레일(500) 상단에 레일(500)을 따라 이동 가능한 고정부(510)가 설치되어 고정부(510)가 드론(2)을 고정시킨 상태에서 레일을 따라 세정부(200), 배터리 교체부(300), 이륙부(400)로 드론(2)을 이송할 수 있다.

여기서 고정부(510)는 일예로서 척 또는 클램프가 될 수도 있다.

고정부(510)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제3제어부(180)에 의해 작동된 작동유체가 제2실린더(170)를 작동시켜 드론(2)을 고정시키거나 해제하는 역할을 수행한다.

도 3은 본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션(1)의 드론(2) 착륙을 유도하는 확장부재(110)가 펼쳐진 상태를 나타내는 개략도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 펌프(130)가 작동하여 작동유체를 제1제어부(140)에 의해 제어하면서 제1실린더(150)가 작동하여 몸체부(10)에 회전축(160)으로 연결된 확장부재(110)가 V자 형으로 개방되거나, 도 1a와 같이 몸체부(10)의 상단에 밀착되어 수평하게 위치될 수 있다.

여기서 펌프(130)는 공압펌프일 수 있고, 이 경우, 작동유체는 공기가 된다.

확장부재(110)가 V자 형으로 개방된 상태에서는 확장부재(110) 내부에 위치한 암(120)이 신장되어 보다 용이하게 드론(2)이 확장부재(110)를 따라 슬라이딩 되면서 안착부(100)에 안착이 가능해진다.

확장부재(110)은 안착부(100), 세정부(200)까지 몸체부(10)에 연결되어 작동되고, 배터리교체부(400), 및 이륙부(500)에는 설치되어 있지 않아도 된다.

또한, 안착부(100)에 위치한 확장부재(110)는 신장가능한 암(120)이 내장되어 있고, 세정부(200)에 위치한 확장부재(110)의 경우에는 암(120)은 내장되지 않고, 대신 매니폴더(210)가 확장부재(110)의 내부면에 내장되고 매니폴더(210)에 연결된 복수개의 노즐(220)이 확장부재(110)의 안쪽으로 향해 배열되어 세정액이 분사가능하다.

도 4는 본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션의 세정단계를 나타내는 개략도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 드론 베이스 스테이션(1)의 세정단계에서는 드론이 해상에서 운영하다보니 염수나 이물질에 노출되어 부식등의 우려가 있어 이를 스팀방식으로 세정함으로써 드론의 수명을 연장해주기 위한 단계이다.

세정부(200)는 세정액 탱크(230)에 보관된 세정액을 세정액 펌프(미도시)를 이용하여 펌핑하고, 제2제어부(240)가 제어함으로써, 확장부재(110)의 안쪽 측면에 매립된 매니폴더(210)에 공급하고, 매니폴더(210)에 복수개 설치되어 있는 노즐(220)을 통해 분사시킨다.

이때 분사 형태는 스팀 분사일 수 있다.

노즐(220)을 통해 분사된 분사액은 드론(2)에 부착된 이물질과 염분을 제거하는 효과가 있다.

도 5는 본 발명에 따른 드론 베이스 스테이션에서 드론을 이륙시킨 후 확장부재를 접은 상태를 나타내는 개략도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 드론(2)이 드론 베이스 스테이션(1)의 이륙부(400)에서 이륙되면 확장부재(110)가 불필요하게 되므로 확장부재(110)의 신장된 암(120)을 확장부재(110) 내부로 인입시키고, 확장부재(110)는 몸체부(10)의 상단에 밀착되도록 접어서 평행한 상태를 유지시킨다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 드론 베이스 스테이션 2: 드론
10: 몸체부 100: 안착부
110: 확장부재 120: 암
130: 펌프 140: 제1제어부
150: 제1실린더 160: 회전축
170: 제2실린더 180: 제3제어부
200: 세정부 210: 매니폴더
220: 노즐 230: 세정액 탱크
240: 제2제어부 300: 배터리 교체부
310: 배터리 400: 이륙부
500: 레일 510: 고정부

Claims (5)

1. 드론 착륙시 용이하게 안착가능하게 가이드를 해주는 신장가능한 확장부재; 및
   상기 확장부재와 회전가능하게 연결된 몸체부를 포함하고,
   상기 몸체부는 상기 확장부재가 회전가능하게 연결된 안착부,
   상기 안착부의 후면에 연결되어 드론을 세정하는 세정부,
   상기 세정부의 후면에 연결되어 드론의 배터리를 교체하는 배터리 교체부,
   상기 배터리 교체부 후면에 연결되어 드론을 이륙시키는 이륙부를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 베이스 스테이션.
2. 제1항에 있어서,
   상기 확장부재는 펌프에 의해 작동된 유체가 제1제어부를 통해 제어되고,
   상기 제1제어부에 의해 제어된 제1실린더가 작동하면서 V자 형상으로 개방되거나 몸체부와 평행하게 닫히는 것을 특징으로 하며,
   상기 확장부재가 상기 제1실린더에 의해 회전하면서 V자 형상으로 개방된 상태에서 암이 신장가능한 것을 특징으로 하는 드론 베이스 스테이션.
3. 제1항에 있어서,
   상기 세정부는 세정액 탱크에 저장된 세정액이 제2제어부의 제어를 통해 상기 확장부재에 설치된 매니폴드를 거쳐 복수개의 노즐을 통해 분사되어 드론을 세정하는 것을 특징으로 하고,
   상기 배터리 교체부는 상기 드론의 배터리를 교체하는 것을 특징으로 하는 드론 베이스 스테이션.
4. 제1항에 있어서,
   상기 몸체부에는 상기 드론이 상기 안착부, 상기 세정부, 상기 이륙부로 이동가능하게 레일이 설치되어 있고, 상기 레일에는 상기 드론을 고정시키고 이송시키는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 베이스 스테이션.
5. 제4항에 있어서,
   상기 고정부는 상기 펌프에 의해 작동된 유체가 제3제어부를 통해 제2실린더를 작동시킴에 따라 상기 드론을 고정 또는 해제시키는 것을 특징으로 하는 드론 베이스 스테이션.

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