KR20230045513A - 충전모듈을 구비한 드론 및 이와 결합하는 충전어셈블리를 구비한 충전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충전모듈을 구비한 드론 및 이와 결합되는 충전어셈블리를 구비한 충전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 드론의 상단의 중심부에 돌출 형성된 충전부와 상기 충전부의 둘레를 따라서 상호 이격되어 배치되는 제1 충전단자 및 제2 충전단자, 그리고, 상기 제1 충전단자 및 제2 충전단자와 높이 방향으로 이격되어 상기 충전부의 상단의 중심부에 구비되는 센서부를 포함하여 드론 충전시에 GPS 등 센서부가 받는 전자기장의 영향을 최소화할 수 있는 드론 및 충전장치에 관한 것이다.

Description

충전모듈을 구비한 드론 및 이와 결합하는 충전어셈블리를 구비한 충전장치{Drone comprising charging module and charging apparatus combined with charging assembly docking the charging module}

본 발명은 충전모듈을 구비한 드론 및 이와 결합되는 충전어셈블리를 구비한 충전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 드론의 상단의 중심부에 돌출 형성된 충전부와 상기 충전부의 둘레를 따라서 상호 이격되어 배치되는 제1 충전단자 및 제2 충전단자, 그리고, 상기 제1 충전단자 및 제2 충전단자와 높이 방향으로 이격되어 상기 충전부의 상단의 중심부에 구비되는 센서부를 포함하여 드론 충전시에 GPS 등 센서부가 받는 전자기장의 영향을 최소화할 수 있는 드론 및 충전장치에 관한 것이다.

일반적으로 드론은 자율항법장치에 의하여 자동 조종되거나 무선 전파를 이용하여 원격 조종되는 무인 비행체를 의미한다.

드론은 기체에 사람이 타지 않고 지상에서 원격조종한다는 점에서 무인항공기라는 표현도 같이 사용되고 있으며, 군사용으로 개발되어 초기에는 공군기나 고사포의 연습사격에 적기 대신 표적으로 사용되어 왔으나, 현재는 정찰, 감시 및 대잠 용도로 주로 사용된다.

한편, 드론의 용도가 다양화되면서 민간분야에서 활용되기 시작하였으며, 특히 완구, 영상 촬영, 배송(택배), 재해 관측 등의 분야에서 기술개발이 이루어져 다양한 제품이 출시되고 있다.

이러한 드론은 지상의 관제센터와 주기적으로 통신을 하여 드론의 위치나 드론이 센싱한 물리량들을 전송하고 명령을 받아 움직이거나, 드론 자체에서 GPS 등 위치신호나 기타 신호를 수신 받아 자율 주행을 할 수 있어야 한다.

드론에 장착된 센서부가 드론의 충전부와 간섭이 발생하는 경우, 충전에 의한 전자기장으로 인하여 센서부의 센싱값이 영향을 받아 부정확한 값이 수신되거나 전송될 수 있다.

종래에는 센서부의 위치를 충전부와 멀리 설계하거나 특별한 고려 없이 설계되어 전자파 차폐부재를 사용하였으나, 설계상 제약, 무게 및 비용 증가의 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 10-2019-0021616호 (발명의 명칭: 드론 충전 스테이션 및 시스템, 공개일: 2019. 03. 06)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 드론의 상단의 중심부에 돌출 형성된 충전부와 상기 충전부의 둘레를 따라서 상호 이격되어 배치되는 제1 충전단자 및 제2 충전단자, 그리고, 상기 제1 충전단자 및 제2 충전단자와 높이 방향으로 이격되어 상기 충전부의 상단의 중심부에 구비되는 센서부를 포함하여 드론 충전 시에 GPS 등 센서부가 받는 전자기장의 영향을 최소화할 수 있는 드론 및 충전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론은 충전모듈을 포함하되, 상기 충전모듈은 상기 드론의 상단의 중심부에 돌출 형성된 충전부와 상기 충전부의 둘레를 따라서 상호 이격되어 배치되는 제1 충전단자 및 제2 충전단자 및 상기 제1 충전단자 및 제2 충전단자와 높이 방향으로 이격되어 상기 충전부의 상단의 중심부에 구비되는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 충전단자 및 제2 충전단자는 상기 충전부의 중심부를 기준으로 상호 마주보게 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론은, 상기 센서부에 연결되는 신호선을 더 포함하되, 상기 신호선은 상기 충전부의 중심부의 중심축에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론은, 상기 제1 충전단자에 연결되는 제1 전력선 및 상기 제2 충전단자에 연결되는 제2 전력선을 포함하되, 상기 제1 전력선 및 상기 제2 전력선은 상기 제1 충전단자 및 상기 제2 충전단자의 하방으로 연장 형성되되, 상기 제1 전력선에는 제1 방열구조물이 직접 또는 간접 결합되고, 상기 제2 전력선에는 제2 방열구조물이 직접 또는 간접 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한 여기서, 상기 센서부에는 센서부 방열구조물이 직접 또는 간접 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 센서부 방열구조물은 상기 센서부의 상부와 하부에 배치되는 제1 센서부 방열구조물과 제2 센서부 방열구조물을 포함하되, 상기 제1 센서부 방열구조물은 다공성 물질을 포함하고, 상기 제2 센서부 방열구조물은 판형태로 형성되되, 상기 충전부의 반경방향 외측으로 방열핀이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전어셈블리를 구비한 충전장치는 충전어셈블리를 포함하되, 상기 충전어셈블리는, 상기 충전부가 삽입되는 충전홈과 상기 충전홈의 둘레의 형성되어 상기 제1 충전단자 및 제2 충전단자와 각각 접촉되는 제1 충전홈단자 및 제2 충전홈단자를 포함하되, 상기 충전장치는 천장, 벽 또는 특정 구조물에 부착되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 특정 구조물은 로봇암인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 충전모듈을 구비한 드론 및 이와 결합하는 충전어셈블리를 구비한 충전장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 본 발명에 따른 충전모듈을 구비한 드론은 충전시에 드론의 센서부가 충전부의 전자기장의 영향을 최소화하여 오작동을 방지할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 본 발명에 따른 충전모듈을 구비한 드론은 방열 구조물을 구비하여 충전시에 센서부의 열에 의한 오작동을 방지할 수 있는 이점도 있다.

셋째, 본 발명에 따른 충전어셈블리를 구비한 충전장치는 벽, 천장 등 어느 위치, 또는 어떤 자세에서도 드론을 충전시킬 수 있어 드론 충전의 자유도가 높아지는 이점도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 충전모듈을 구비한 드론의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 충전모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 충전모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 충전모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 충전모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 충전모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 충전모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 충전어셈블리를 구비한 충전장치의 전체 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에 첨부된 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의성을 위하여 과장되게 도시될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기술의 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 상단, 하단, 상면, 하면 또는 상부, 하부 등의 용어는 구성 요소들에 있어서 상대적인 위치를 구별하기 위해 사용되는 것이다. 예를 들어, 편의 상 도면상의 위쪽을 상부, 도면상의 아래쪽을 하부로 명명하는 경우 실제에 있어서는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 상부는 하부로 명명될 수 있고, 하부는 상부로 명명될 수 있다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 각 구성요소가 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭한 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 충전모듈을 구비한 드론 및 이와 결합하는 충전어셈블리를 구비한 충전장치를 설명하기 위하여 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

우선 본 명세서에서 드론은 무인비행체 및 동력이 없는 무인 항공체도 포함하는 것으로 해석한다.

도 1은 본 발명의 충전모듈을 구비한 드론의 전체 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 충전모듈은 상기 드론의 상단의 중심부에 돌출 형성된 충전부(100)와 상기 충전부(100)의 둘레를 따라서 상호 이격되어 배치되는 제1 충전단자(210) 및 제2 충전단자(220) 및 상기 제1 충전단자(210) 및 제2 충전단자(220)와 높이 방향으로 이격되어 상기 충전부(100)의 상단의 중심부에 구비되는 센서부(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

충전부(100)는 드론의 상단의 중심부에 돌출 형성되어 도 1에서와 같이 팽이 형태를 가지고 있다. 가운데 둘레 부분의 지름이 크고 상단으로 갈수록 둘레의 지름이 작아지는 형상이나 굴곡지는 부분의 곡률이 다르게 형성된다. 즉, 높이 방향으로 가운데 둘레 부분의 지름이 가장 크게 되고 상단으로 갈수록 가파르게 지름이 작아졌다가 다시 일정 지름을 유지하고, 이후 상단 가까이서 둥글게 변화한다. 이렇게 형성됨으로써 후술하는 충전장치의 충전어셈블리와 도킹(결합)할 때 처음 닿는 부분이 충전어셈블리로 삽입되기 용이하며, 이후에 고정하기 쉬운 구조를 갖는다.

즉, 충전부(100)의 하단은 작게 형성되어 충전어셈블리에 장착된 고정장치(미도시)에 의하여 고정된다. 고정장치는 충전어셈블리에서 갈고리 또는 고리 형태로 되어 충전부(100)의 하단을 감싸도록 형성되고, 따라서 드론을 고정할 수 있다.

제1 충전단자(210) 및 제2 충전단자(220)는 각각 상기 충전부(100)의 가운데 둘레 부분에 상호 이격되어 배치된다. 후술하겠지만, 이격되어 배치되는 구조가 여러가지 존재하는데, 전자기장의 영향을 최소화하기 위한 구성을 포함한다. 여기서는 제1 충전단자(210)는 플러스 전극일 수 있고, 제2 충전단자(220)는 마이너스 전극일 수 있으며, 그 반대일 수 있다. 제1 충전단자(210)와 제2 충전단자(220)는 복수개가 될 수도 있다.

도시되지 않았지만 제1 충전단자(210)와 제2 충전단자(220)에는 전선이 연결되어 있어 연결된 전선은 드론의 본체에 구비되어 있는 충전지와 연결되어 전기를 충전한다.

센서부(300)는 상기 충전부(100)의 상단의 중심부에 구비되며, 상기 제1 충전단자(210)와 제2 충전단자(220)로부터 높이 방향으로 일정간격 이격되어 배치된다. 센서부(300)는 GPS 센서나 GNSS, IMU 센서 등 드론과 관련된 센서를 모두 포함할 수 있으며, 제1 충전단자(210)와 제2 충전단자(220)로부터 높이 방향으로 이격되어 배치됨으로써 충전시에 발생하는 전자기장의 영향을 최소화할 수 있다. 즉 전자기장은 제1 충전단자(210)와 제2 충전단자(220) 사이에서 발생하게 되는데, 기본적으로 반타원형의 곡선으로 전자기장이 발생하여 제1 충전단자(210)와 제2 충전단자(200)를 일직선으로 연결했을 때의 중심선으로부터 멀어질수록 그 세기는 제곱에 반비례하여 작아진다. 따라서, 일정간격 이상으로 높이 방향으로 이격되어 있으면, 제1 충전단자(210)와 제2 충전단자(220) 사이에서 발생하는 전자기장의 세기 범위에 벗어나거나 영향이 미미한 위치에 센서부(300)를 배치할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 충전모듈의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 상기 제1 충전단자(210) 및 제2 충전단자(220)는 상기 충전부(100)의 중심부를 기준으로 상호 마주보게 배치되는 것을 특징으로 한다.

즉, 충전부(100)를 기준으로 위에서 봤을 때 제1 충전단자(210)와 제2 충전단자(220)가 마주보게 배치될 수 있으며, 이렇게 배치될 경우에 전자기장은 제1 충전단자(210)에서 제2 충전단자(220) 사이에 형성될 수 있다.

제1 충전단자(210)와 제2 충전단자(220) 사이에 형성되는 전자기장과는 상관없이 일정간격 높이 방향으로 이격되어 센서부(300)가 배치되면 전자기장의 영향을 최소화할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 충전모듈의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 상기 제1 충전단자(210) 및 제2 충전단자(220)는 각각 복수개이며 상기 충전부(100)의 원주방향으로 동일 간격으로 이격되되, 서로 이웃하게 배치되는 것을 특징으로 한다.

여기서 서로 이웃하게 배치된다는 것은 도 3의 (a), (b)와 같이 플러스 전극 다음에 마이너스 전극이 배치된다는 의미이다.

즉, 제1 충전단자(210)도 복수개 구비되고, 제2 충전단자(220)도 복수개가 구비되되, 제1 충전단자(210) 다음에 제2 충전단자(220)가 배치되고 계속해서 번갈아 배치되는 것을 의미한다.

이렇게 배치되면, 전자기장은 플러스 전극과 이웃하는 마이너스 전극 사이에서 발생하여 충전부(100)의 중심부에는 전자기장이 형성되지 않는다. 센서부(300)가 높이 방향으로 이격되어 배치되어 있기는 하지만, 충전부(100)의 중심부에는 더더욱 전자기장이 형성되지 않아 센서부(300)에 미치는 영향은 더더욱 최소화가 된다.

한편, 도 3의 (c)와 같이 한번은 플러스 전극 다음에 마이너스 전극이 오고, 그 다음에는 마이너스 전극 다음에 마이너스 전극이 먼저 배치되는 구성을 갖게 되면, 전자기장이 각 전극의 한쪽 방향으로만 형성되어 더더욱 전자기장의 영향을 최소화할 수 있다. 즉, (a), (b)와 같은 경우에는 전자기장이 전극(충전단자)의 양쪽 방향으로 전자기장이 형성되나 (c)와 같은 경우에는 한쪽 방향으로 전자기장이 형성되어 더욱 효과적으로 센서부(300)에 대한 전자기장의 영향을 최소화할 수 있다.

이렇게 전극(충전단자)가 복수개일 경우에는 각 동일(플러스 또는 마이너스간) 전극을 연결하는 전선은 충전부(100)의 하부에서 합선으로 처리하는 것이 바람직하다. 가운데 둘레 부분에서 합선할 경우 전자기장이 발생할 가능성이 높아지므로 센서부(300)의 영향권에서 벗어나 충전부(100)의 하부에서 합선하는 것이 더욱 좋은 효과를 나타낸다.

한편, 각 충전단자(210, 220)의 후면에는 차폐 소재를 부착하는 것이 바람직하다. 차폐 소자는 비자기성 금속인 알루미늄이나 고분자 복합재료, 카본, 등으로 제작하는 것이 바람직하며, 각 충전단자의 후면에 배치되어 전자기장을 차폐시킨다. 여기서 후면이란, 충전부(100)의 중심부 방향을 의미한다. 즉, 전면은 충전어셈블리의 충전홈단자와 접촉하는 부분이고 후면은 충전부(100)에 부착되는 부분이다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 충전모듈의 구성을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 상기 제1 충전단자(210) 및 제2 충전단자(220)는 복수개가 구비되되, 높이 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.

즉, 제1 충전단자(210)와 제2 충전단자(220)가 복수개이되, 높이 방향으로 여러개가 배치될 수 있고, 높이 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 이렇게 배치됨으로써 충전효율을 높일 수 있고, 센서부(300)에 대한 전자기장 영향도 감소시킬 수 있다.

또한, 이격되서 배치되되, 제1 충전단자(210)와 제2 충전단자(220)가 높이 방향으로 교대로 배치될 수 있다. 즉, 제1 충전단자(210)의 높이 방향으로 일정간격 이격된 부분에는 제1 충전단자(210)가 배치될 수도 있지만, 제2 충전단자(220)가 배치될 수 있다. 이렇게 교대로 배치되면, 전자기장의 세기가 작아서 센서부(300)까지 미치는 영향이 추가로 감소하게 된다.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 충전모듈의 구성을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론은, 상기 센서부(300)에 연결되는 신호선(310)을 더 포함하되, 상기 신호선(310)은 상기 충전부(100)의 중심부의 중심축에 배치되는 것을 특징으로 한다.

신호선(310)은 전력선(도면 미도시)과 다르게 배치되어야 되는데, 센서부(300)의 수직 아래부분으로 구비됨으로써, 제1 충전단자(210) 및 제2 충전단자(220)의 전자기장의 영향을 최소화할 수 있다.

즉, 중심부가 전자기장의 영향이 가장 작으므로 신호선(310)은 센서부(300)의 수직 아래방향으로 배치된다. 추가적으로 특수관(통로) 내부에 배치될 수도 있다. 즉, 차폐 기능이 갖춰진 특수관 내부에 배치되어 전자기장의 영향을 배제할 수 있다.

또한, 상기 신호선(310)은 나선형으로 코일과 같이 형성됨으로써 전자기장의 영향을 최소화할 수 있고, 중심부에 인장 서포트 축을 두어, 인장 서포트 축을 중심으로 나선형으로 형성될 수 있다. 인장 서포츠 축은 비금속이나 비자기성 금속인 것이 바람직하다. 이렇게 형성되면 전자기장의 영향을 최소화할 수 있다.

제4 실시예에 대한 변형예로서 후술하는 제1 충전단자(210)의 제1 전력선(211)과 제2 충전단자(220)의 제2 전력선(221)도 상기 충전부(100)의 중심부에 배치될 수 있다. 이 때 제1 전력선(211) 및 제2 전력선(221)은 전자기장의 영향을 최소화하기 위하여 충전부(100)의 하단부부터 중심부에 배치되는 것이 바람직하다.

이렇게 제1 전력선(211) 및 제2 전력선(221)이 충전부(100)의 하단부부터 중심부에 배치될 경우에, 상기 신호선(310)은 상기 제1 전력선(211)와 제2 전력선(221)을 중심에 두고 나선형으로 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 이렇게 나선형으로 감싸는 형태로 형성될 경우 전자기장의 영향을 최소화할 수 있다. 제1 전력선(211) 및 제2 전력선(221)이 복수개일 경우에는 서로 등간격을 이루어 중심부에 배치될 경우 전자기장의 영향을 최소화할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 충전모듈의 구성을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론은, 상기 제1 충전단자(210)에 연결되는 제1 전력선(211) 및 상기 제2 충전단자(220)에 연결되는 제2 전력선(221)을 포함하되, 상기 제1 전력선(211) 및 상기 제2 전력선(221)은 상기 제1 충전단자(210) 및 상기 제2 충전단자(220)의 하방으로 연장 형성되되, 상기 제1 전력선에는 제1 방열구조물(410)이 직접 또는 간접 결합되고, 상기 제2 전력선에는 제2 방열구조물(420)이 직접 또는 간접 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 충전단자(210) 및 제2 충전단자(220)을 연결하는 전선, 즉 전력선은 열이 발생하는데, 이는 충전부(100)의 내구성에 영향을 미치게 된다. 따라서, 방열구조물을 제1 전력선(211) 및 제2 전력선(221)에 직접적으로 부착하던가 아니면 일정간격 떨어져서 간접적으로 구비될 수 있다.

방열구조물은 방열판이 될 수도 있고, 튜브 구조가 될 수도 있다. 방열판에는 핀 구조물이 형성될 수도 있고, 일반적인 판이 될 수도 있다.

한편, 방열구조물은 다공성 표면이 될 수도 있으며, 표면 형상에 거칠기를 형성하여 표면을 확장시킬 수 있다. 이 때 다공성 표면이나 표면 형상의 거칠기 구조물은 금속으로 이루어질 수 있다.

도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 충전모듈의 구성을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 제6 실시예에 따른 충전모듈을 구비한 드론의 상기 센서부(300)에는 센서부 방열구조물(500)이 직접 또는 간접 결합되어 있을 수 있다.

센서부(300)는 프로세서가 같이 내장되어 있어 열이 발생하며, 전력선과 마찬가지로 센서부(300)에도 방열구조물을 배치하는 것이 바람직하다.

방열구조물은 상술한 전력선의 방열구조물과 동일하게 형성될 수 있다. 한편, 센서부 방열구조물(500)은 센서부(300)의 하부에 배치될 수 있으며, 다공성 표면 가공이 될 수도 있고, 센서부 방열구조물(500) 이외에 충전부(100) 자체에 다공성 표면을 형성할 수도 있다.

또한, 상기 센서부 방열구조물(500)은 상기 센서부(300)의 상부와 하부에 배치되는 제1 센서부 방열구조물(510)과 제2 센서부 방열구조물(520)을 포함하되, 상기 제1 센서부 방열구조물(510)은 다공성 물질을 포함하고, 상기 제2 센서부 방열구조물(520)은 판형태로 형성되되, 상기 충전부(100)의 반경방향 외측으로 방열핀이 형성될 수도 있다.

즉, 제1 센서부 방열구조물(510)은 상기 센서부(300)의 상부에 배치되어 외부로 열을 방출할 수 있어야 되며, 제2 센서부 방열구조물(520)은 상기 센서부(300)의 하부에 배치되어 외부로 열을 방출할 수 있어야 된다.

따라서, 상부에 배치된 제1 센서부 방열구조물(510)은 다공성 표면을 갖는 물질, 즉 고분자 등 안테나나 센서의 영향을 방해하지 않는 구조물로 형성되며, 제2 센서부 방열구조물(520)은 충전부(100) 내부로 열을 방출하는 것이 아니라 충전부(100)의 둘레로 열을 방출하기 위하여 충전부(100)의 둘레로 핀이 형성되는 것이 바람직하다. 내부로 열을 방출할 경우 충전단자에게 영향을 줄 수 있고, 충전부(100)의 내구성에 영향을 줄 가능성이 있기 때문이다.

추가적으로 센서부(300)에는 충격방지부(도면 미도시)를 더 포함할 수 있다. 즉, 센서부(300)는 충전부(100)가 후술하는 충전장치의 충전어셈블리에 결합하기 위하여 충전어셈블리의 외관에 충돌할 가능성이 높다.

따라서, 충격으로부터 센서부(300)를 보호하기 위하여 센서부(300)의 외부에 충격방지부를 배치할 수 있다. 충격방지부는 상기 센서부(300)의 상면에 배치될 수 있으며, 고무나 평면판으로 구성될 수 있다.

이러한 충격방지부는 후술하는 충전어셈블리의 내부에 배치될 수도 있다.

도 8는 본 발명의 충전어셈블리를 구비한 충전장치의 전체 구성을 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전어셈블리를 구비한 충전장치는 충전어셈블리를 포함하되, 상기 충전어셈블리는, 상기 충전부(100)가 삽입되는 충전홈(600)과 상기 충전홈(600)의 둘레의 형성되어 상기 제1 충전단자(210) 및 제2 충전단자(220)와 각각 접촉되는 제1 충전홈단자(710) 및 제2 충전홈단자(720)를 포함하되, 상기 충전장치는 천장, 벽 또는 특정 구조물에 부착되는 것을 특징으로 한다.

충전어셈블리에는 충전홈(600)이 형성되되, 상기 충전홈(600)은 상기 충전부(100)의 형상이 삽입될 수 있는 형상으로 형성된다. 또한, 충전홈(600)의 입구는 상기 충전부(100)의 가운데 부분 지름보다 크게 형성되어 충전부(100)가 삽입되는데 문제 없도록 한다.

제1 충전홈단자(710) 및 제2 충전홈단자(720)는 각각 제1 충전단자(210)와 제2 충전단자(220)와 접촉되도록 충전홈(600)의 가운데 둘레에 형성된다.

상기 제1 충전홈단자(710) 및 제2 충전홈단자(720)는 상술한 제1 충전단자(210) 및 제2 충전단자(220)의 배치에 맞추어 형성될 수 있다. 즉, 복수가 형성될 경우에는 둘레를 따라서 일정간격으로 복수개가 형성되고, 이웃하게 형성될 수 있으며, 높이 방향으로 일정간격 이격되어 복수개가 형성될 수 있다.

상기 충전장치는 벽 또는 천장 등에 고정되어 드론이 공중에서 충전할 수 있으며, 충전장치의 고정장치(도면 미도시)가 상기 충전부(100)의 하단부를 고정함으로써 충전시 드론의 흔들림이나 진동을 방지할 수 있다.

이 때 고정장치는 충전부의 충전단자의 사이에 고정홈을 형성하여 고정홈에 고정장치가 삽입됨으로써 고정할 수 있다. 상술한 바와 같이 고정장치는 후크나 갈고리 형태를 가지고 있어 상기 충전부(100)를 쉽게 잡을 수 있으며, 바 형태여도 무관하다. 충전단자 사이라 함은 제1 충전단자와 제2 충전단자의 둘레 방향의 사이일 수도 있고, 높이 방향으로 복수개로 배치된 충전단자 사이일 수 있다.

또한, 상기 특정 구조물은 로봇암일 수 있다. 로봇암에 충전장치가 부착될 경우 드론이 임의의 위치에서 임의의 자세로 충전이 가능하다. 로봇암에 충전장치가 부착될 경우에는 드론을 충전시키는 동안 드론창고나 드론 스테이션에 드론을 배치시킬 수 있으며, 이 때에는 충전장치와 로봇암이 분리될 수 있다.

또한, 충전이 완료된 후에도 드론을 일정한 드론창고나 드론 스테이션에 배치시킬 수 있으며, 이 때에는 상술한 고정장치를 해제하여 드론만 배치시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예의 변형예로서, 상기 드론의 충전부(100)와 상기 충전장치의 충전어셈블리의 충전홈(600)은 서로 바뀌어서 설치될 수 있다. 즉, 상기 드론에는 충전홈2(도면 미도시)이 형성될 수 있고, 상기 충전장치의 충전어셈블리에는 충전부2(도면 미도시)가 형성될 수 있다. 즉, 암포트와 수포트가 서로 반대되는 구성이 될 수 있다.

반대로 형성될 경우에도 제1 충전단자와 제2 충전단자는 상술한 예와 동일하게 형성된다. 즉, 제2 실시예와 제3 실시예와 동일하게 충전홈2에서 제1 충전단자와 제2 충전단자가 배치될 수 있다. 이에 대한 세부적인 구성과 효과는 상술한 바와 동일하므로 여기에서는 생략한다.

이렇게 형성될 경우, 상기 센서부(300)는 상기 충전홈2(도면 미도시)의 하단부에 형성될 수도 있지만, 상기 드론의 상부의 다른 부분에 형성될 수도 있다. 즉, 센서부(300)는 제1 충전단자와 제2 충전단자와의 영향을 최소화하기 위하여 드론의 다른 부분에 장착될 수 있다.

센서부(300)가 상기 충전홈2(도면 미도시)의 하단부에 형성될 경우에는 신호선은 상술한 제4 실시예와 같이 충전홈2의 중심부를 따라서 형성될 수 있고, 상술한 제4 실시예의 세부 구성과 동일하게 나선형 구조를 갖거나 중심에 인장 서포츠 축을 구비할 수도 있다.

또한, 상술한 제4 실시예의 변형예와 같이 제1 충전단자의 제1 전력선과 제2 충전단자의 제2 전력선이 충전홈2의 하단부에서 합쳐질 수 있고, 합쳐진 제1 전력선과 제2 전력선을 신호선이 나선형으로 감싸서 구비될 수 있다. 이에 대한 효과는 상술한 제4 실시예의 변형예와 동일하므로 여기서는 생략한다.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100 : 충전부
210 : 제 1충전단자
211 : 제1 전력선
220 : 제 2충전단자
221 : 제2 전력선
300 : 센서부
310 : 신호선
400 : 방열구조물
410 : 제1 방열구조물
420 : 제2 방열구조물
500 : 센서부 방열구조물
510 : 제1 센서부방열구조물
520 : 제2 센서부방열구조물
600 : 충전홈
710 : 제1 충전홈단자
720 : 제2 충전홈단자

Claims (9)

1. 충전모듈을 구비한 드론에 있어서,
   상기 충전모듈은,
   상기 드론의 상단의 중심부에 돌출 형성된 충전부;
   상기 충전부의 둘레를 따라서 상호 이격되어 배치되는 제1 충전단자 및 제2 충전단자; 및
   상기 제1 충전단자 및 제2 충전단자와 높이 방향으로 이격되어 상기 충전부의 상단의 중심부에 구비되는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전모듈을 구비한 드론.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 충전단자 및 제2 충전단자는 상기 충전부의 중심부를 기준으로 상호 마주보게 배치되는 것을 특징으로 하는 충전모듈을 구비한 드론.
3. 제1항에 있어서,
   상기 센서부에 연결되는 신호선을 더 포함하되,
   상기 신호선은 상기 충전부의 중심부의 중심축에 배치되는 것을 특징으로 하는 충전모듈을 구비한 드론.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 충전단자에 연결되는 제1 전력선; 및
   상기 제2 충전단자에 연결되는 제2 전력선을 포함하되,
   상기 제1 전력선 및 제2 전력선은 상기 충전부의 중심부의 중심축에 배치되는 것을 특징으로 하는 충전모듈을 구비한 드론.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 충전단자에 연결되는 제1 전력선; 및
   상기 제2 충전단자에 연결되는 제2 전력선을 포함하되,
   상기 제1 전력선 및 상기 제2 전력선은 상기 제1 충전단자 및 상기 제2 충전단자의 하방으로 연장 형성되되,
   상기 제1 전력선에는 제1 방열구조물이 직접 또는 간접 결합되고,
   상기 제2 전력선에는 제2 방열구조물이 직접 또는 간접 결합되는 것을 특징으로 하는 충전모듈을 구비한 드론.
6. 제1항에 있어서,
   상기 센서부에는 센서부 방열구조물이 직접 또는 간접 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 충전모듈을 구비한 드론.
7. 제6항에 있어서,
   상기 센서부 방열구조물은 상기 센서부의 상부와 하부에 배치되는 제1 센서부 방열구조물과 제2 센서부 방열구조물을 포함하되,
   상기 제1 센서부 방열구조물은 다공성 물질을 포함하고,
   상기 제2 센서부 방열구조물은 판형태로 형성되되, 상기 충전부의 반경방향 외측으로 방열핀이 형성된 것을 특징으로 하는 충전모듈을 구비한 드론.
8. 제1항의 드론의 충전모듈과 결합되는 충전어셈블리를 구비한 충전장치에 있어서,
   상기 충전어셈블리는,
   상기 충전부가 삽입되는 충전홈;
   상기 충전홈의 둘레의 형성되어 상기 제1 충전단자 및 제2 충전단자와 각각 접촉되는 제1 충전홈단자 및 제2 충전홈단자를 포함하되,
   상기 충전장치는 천장, 벽 또는 특정 구조물에 부착되는 것을 특징으로 하는 충전어셈블리를 구비한 충전장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 특정 구조물은 로봇암인 것을 특징으로 하는 충전어셈블리를 구비한 충전장치.
   

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