KR20230063974A - Uam 전원 공급 시스템 및 그에 따른 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 UAM 전원 공급 시스템은 항공 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility)와 물리적으로 연결되거나 분리되는 UAM 전원 공급 모빌리티와 항공 모빌리티(UAM)에 전원을 공급하는 전원 케이블을 구비하는 충전 스테이션을 포함하고, UAM 전원 공급 모빌리티는 전원 케이블을 장착하고, 충전 스테이션에서 탈거되는 항공 모빌리티(UAM)가 기설정된 공간의 상공 위치에 도달할 때까지 항공 모빌리티(UAM)와 함께 비행하면서, 전원 케이블을 이용하여 항공 모빌리티(UAM)에 전원을 공급하는 것을 포함할 수 있다.

Description

UAM 전원 공급 시스템 및 그에 따른 방법{POWER SUPPLY SYSTEM OF URBAN AIR MOBILITY(UAM)}
본 발명은 항공 모빌리티(UAM) 이륙시에는 항공 모빌리티(UAM)에 연결되어 전원을 공급하고, 이륙 완료 후에는 전원 공급 케이블을 항공 모빌리티(UAM)에서 탈거하여 지상으로 안정하게 복귀시킬 수 있는 UAM 전원 공급 시스템 및 그에 따른 방법에 관한 것이다.
근거리 도시 이동시스템인 UAM(Urban Air Mobility)은 도심지에서 수직으로 이륙하여 목적지까지 이동한 후에 목적지에서 수직으로 착륙하는 비행 이동 수단이다.
UAM는 기존의 화석연료를 사용하지 않고 배터리로 구동하는 경우, 이착륙하고 오랜 시간을 운항하기 위해 많은 양의 배터리를 탑재해야 하고 배터리 용량이 늘어날수록 UAM의 무게가 무거워져서 이를 보상하기 위해 더 많은 배터리를 탑재해야하는 모순이 발생하게 된다.
여러 사람이 탑승할 수 있는 수직이착륙 특징을 가진 전기 비행기인 UAM는 배터리의 무게는 줄이면서 에너지의 밀도를 높이는 방법이 있어야 효율적인 운용이 가능하다.
UAM은 운항할 때보다 이륙시 더 많은 에너지를 소모한다. UAM은 동체, UAM에 전원을 공급하는 배터리 등을 포함하는 경우, 상당한 무게를 가지며 이를 운항이 가능한 고도(500~600m)까지 이륙 시키기 위해서는 UAM에 어마어마한 에너지가 필요하다.
상술한 바와 같이, UAM는 제자리에서 고도 상승에만 많은 에너지를 소모하기 때문에, 전체적인 운항 길이가 짧아지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 선행문헌(대한민국 등록 특허 제10-2150856호)에는 비행체에 외부 케이블을 연결하여 지상에서 전원을 공급하는 방법이 제안되었다. 그러나 선행문헌의 기술은 비행체에 자체 에너지원이 없어, 지속적으로 전원을 지상에서 공급하는 장치에 관한 것이라서 UAM처럼 원거리를 이용해야하는 비행체에 적용하기에는 적합하지 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 UAM 이륙시에는 UAM에 연결되어 전원을 공급하고, 이륙 완료 후에는 전원 공급 케이블을 UAM에서 탈거하여 지상으로 안정하게 복귀시킬 수 있는 외부 전원 공급 시스템 및 그에 따른 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 UAM 전원 공급 시스템은, 항공 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility)와 물리적으로 연결되거나 분리되는 UAM 전원 공급 모빌리티;와 상기 항공 모빌리티(UAM)에 전원을 공급하는 전원 케이블을 구비하는 충전 스테이션;을 포함하고, 상기 UAM 전원 공급 모빌리티는, 상기 전원 케이블을 장착하고, 상기 충전 스테이션에서 탈거되는 상기 항공 모빌리티(UAM)가 기설정된 공간의 상공 위치에 도달할 때까지 상기 항공 모빌리티(UAM)와 함께 비행하면서, 상기 전원 케이블을 이용하여 상기 항공 모빌리티(UAM)에 상기 전원을 공급하는 것을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따라 충전 스테이션에서 분리되어 이륙하는 동안 항공 모빌리티(UAM)에 전원을 공급하는 UAM 전원 공급 방법에 있어서, 상기 항공 모빌리티(UAM)에 UAM 전원 공급 모빌리티를 전기적으로 연결하는 단계; 상기 충전 스테이션에서 탈거하여 비행하는 상기 항공 모빌리티(UAM)를 따라 비행하도록 UAM 전원 공급 모빌리티를 출력하는 단계; 및 기설정된 공간의 상공 위치에 도달할 때까지 상기 항공 모빌리티(UAM)와 함께 상승 비행하면서 상기 UAM 전원 공급 모빌리티에 장착되는 전원 케이블을 이용하여 상기 항공 모빌리티(UAM)에 상기 전원을 공급하는 단계;를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 따른 UAM 전원 공급 시스템은 항공 모빌리티(UAM) 이륙시 필요한 에너지를 외부에서 공급 받을 수 있어, 항공 모빌리티(UAM)에 탑재하는 배터리의 용량을 줄일 수 있고, 배터리 용량이 줄어들면 항공 모빌리티(UAM) 자체의 무게가 줄어서 항공 모빌리티(UAM)의 항속 거리를 최대한 늘릴 수 있다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 따른 UAM 전원 공급 시스템은 추진부를 설치한 UAM 전원 공급 모빌리티를 이용하여 항공 모빌리티(UAM)의 이륙 완료 후 탈거된 전원케이블이 지상으로 자유낙하하는 것을 방지하여 안정적인 시스템 운용이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 따른 UAM 전원 공급 시스템은 제1 항공 모빌리티(UAM1) 이륙 완료 후 같은 승강장 또는 충전 스테이션으로 제2 항공 모빌리티(UAM2)가 착륙을 시도할 때, 이미 상공에 떠있는 UAM 전원 공급 모빌리티를 착륙을 하고자 하는 제2 항공 모빌리티(UAM2)와 도킹하여 착륙하는 동안에 전원 공급 및 배터리 충전을 실시할 수 있기 있어 제2 항공 모빌리티(UAM2)가 배터리 충전을 위해 지상에서 대기하는 시간을 단축할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 시스템을 설명하기 위한 도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 시스템의 동작을 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 모빌리티의 구성을 블록으로 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 모빌리티의 평면도를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 5의 평면도를 절단한 도를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 제1 항공 모빌리티의 평면도를 설명하기 위한 도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일실시 예에 따라 UAM 전원 공급 모빌리티와 제1 항공 모빌리티(UAM1)가 물리적으로 연결되는 동작을 설명하기 위한 도이다.
도 10은 본 발명의 일실시 예에 따라 UAM 전원 공급 모빌리티의 동작을 설명하기 위한 도이다.
도 11은 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 시스템의 흐름도를 설명하기 위한 도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
또한, 모빌리티 제어기(MCU: Mobility Control Unit) 등의 명칭에 포함된 유닛(Unit) 또는 제어 유닛(Control Unit)은 항공 모빌리티 특정 기능을 제어하는 제어 장치(Controller)의 명명에 널리 사용되는 용어일 뿐, 보편적 기능 유닛(Generic function unit)을 의미하는 것은 아니다. 예컨대, 각 제어기는 담당하는 기능의 제어를 위해 다른 제어기나 센서와 통신하는 통신 장치, 운영체제나 로직 명령어와 입출력 정보 등을 저장하는 메모리 및 담당 기능 제어에 필요한 판단, 연산, 결정 등을 수행하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 시스템을 설명하기 위한 도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 시스템의 동작을 설명하기 위한 도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 시스템은 제1 항공 모빌리티(UAM1: First Urban Air Mobility, 200), UAM 전원 공급 모빌리티(300) 및 충전 스테이션(100)을 포함할 수 있다.
제1 항공 모빌리티(UAM1: First Urban Air Mobility, 200)는 하늘을 자유롭게 날 수 있으며, 좁은 공간에서도 수직이착륙을 할 수 있는 비행체일 수 있다. 항공 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility)는 도심형 항공 모빌리티로 개인 또는 다수의 탑승자가 도심에서 자유롭게 하늘을 날 수 있는 비행체로 정의될 수 있다. 항공 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility)는 UAM에만 한정되는 것은 아니고, 드론 등을 포함한 다양한 유인/무인의 수직이착륙이 필요한 비행체를 포함하는 개념일 수 있다. 항공 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility)는 수직이착륙 에어 모빌리티라 칭할 수 있다.
제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)는 도심에서 승하차가 빠르고 편해야 하기 때문에 적어도 하나 이상의 로터를 구비할 수 있다. 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)는 적어도 하나의 로터를 구비하되, 적어도 하나의 로터 중 하나라도 고장이 날 경우, 나머지 로터들을 통해 비행의 균형 제어할 수 있다. 즉, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에는 소음 저감 및 안전사고 예방을 위해 여러 개의 로터를 독립적으로 구동하는 분산전기추진기술(DEP: Distributed Electric Propulsion)이 적용될 수 있다.
분산전기추진기술은 하나의 배터리에서 생성하는 전원 또는 전기 에너지로 여러 개의 로터가 독립적으로 구동할 수 있다. 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)는 분산전기추진기술을 적용함으로써, 개별 로터에 문제가 생겨도 다른 로터가 지속적으로 구동되기 때문에 안전하게 비행할 수 있다. 또한, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)는 헬리콥터보다 작은 로터를 사용하고, 이착륙·주행 등 비행 상황에 따라 필요한 로터만 작동하기 때문에 소음 발생을 최소화할 수 있다.
또한, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 적용되는 분산전기추진기술(DEP: Distributed Electric Propulsion)은 UAM 전원 공급 모빌리티(300)에도 적용될 수 있다.
상술한 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)는 하단면에 접속 단자(270, 도 7 참조)를 구비할 수 있다. 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)는 접속 단자(270, 도 7 참조)를 통해 전원 또는 전기 에너지를 공급받아 배터리(230, 도 8 참조)에 저장하고, 배터리(230, 도 8 참조)에 저장된 전원 또는 전기 에너지를 각각의 로터에 개별적으로 제공하고, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 실장된 다양한 부품에 제공할 수 있다.
UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 적어도 하나 이상의 로터(320, 도 4 참조)를 구비하고, 이를 이용하여 하늘을 비행할 수 있다. UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 전원 케이블(110)과 전기적 물리적으로 연결되는 공급 단자(370, 도 5 참조)를 이용하여 정착되거나 비행하는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 충전 스테이션(100)과 충전 스테이션(100)에 장착 또는 정박하는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200) 사이에 배치되어, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 전원을 공급할 수 있다. UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 외부전원공급장치(APD: Auxiliary Power Drone)라 칭할 수 있다.
도 2를 참조하면, UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 기설정된 공간을 비행하는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 장착되어, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)과 함께 비행하면서 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 전원을 공급할 수 있다. 즉, UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 충전 스테이션(100)에서 탈거되는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)가 기설정된 공간(a)의 상공 위치에 도달할 때까지 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 장착되어 전원을 공급하도록 상승 비행할 수 있다.
도 3을 참조하면, UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)가 기설정된 공간(a)을 벗어난 공간(b)으로 비행하는 경우, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에서 탈거되어 충전 스테이션(100)에 장착하도록 하강 비행할 수 있다.
UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 접속 단자(270, 도 7 참조)와 전기적으로 연결되거나 분리되는 공급 단자(370, 도 5 참조)를 구비할 수 있다. 공급 단자(370, 도 5 참조)는 전원 케이블(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 도시되지 않았지만, 전원 케이블(110)이 UAM 전원 공급 모빌리티(300)로부터 임의적으로 이탈되거나 분리되는 것을 방지하기 위해 전원 케이블(110)을 견고하게 고정시킬 수 있는 고정부를 포함할 수 있다.
충전 스테이션(100)은 지상에 배치되고, 소정의 길이를 가지는 전원 케이블(110)을 구비할 수 있다. 전원 케이블(110)은 충전 스테이션(100)의 제어 하에 전기적으로 연결되는 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 공급 단자(370, 도 5 참조)를 통해 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 전원을 공급할 수 있다.
충전 스테이션(100)은 도시되지 않았지만, 통신 모듈과 충전 프로세서를 구비할 수 있다. 통신 모듈은 충전 프로세서의 제어 하에 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 통신 모듈과 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 충전 스테이션(100)은 UAM 전원 공급 모빌리티(300)로부터 수신되는 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 위치 정보에 기초하여 전원 케이블(110)을 권출 또는 권취할 수 있다.
충전 스테이션(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)가 충전 스테이션(100)에서 탈거되어 기설정된 공간(a)의 상공 위치에 도달할 때까지 UAM 전원 공급 모빌리티(300)에서 수신되는 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 위치 정보와 비행 정보에 기초하여 전원 케이블(110)을 계속해서 권출하도록 제어할 수 있다. 이에 UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 안정적으로 전원을 공급할 수 있다.
또한, 충전 스테이션(100)은 도 3에 도시된 바와 같이, 기설정된 공간(a)을 벗어난 공간(b)을 비행하는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에서 탈거된 UAM 전원 공급 모빌리티(300)로부터 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 위치 정보와 비행 정보를 실시간으로 수신하고, 이를 기반으로 전원 케이블(110)을 점진적으로 권취하도록 제어할 수 있다. 이에 UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 충전 스테이션(100)의 제어 하에 하강 비행하는 동안 전원 케이블(110)이 기설정된 공간(a)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 모빌리티의 구성을 블록으로 설명하기 위한 도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 프로세서(310), 바디부(390), 추진부(320), 카메라부(340), 통신 모듈(350) 그리고 센싱부(360)를 포함할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 구성이 생략되거나 추가될 수 있다.
바디부(390)는 소정의 내부공간을 가지며, 소정의 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 바디부(390)는 상단면, 하단면 그리고 4개의 측단면(또는 둘레면)으로 형성될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 바디부(390)는 후술할 복수 개의 추진부(320) 등을 견고하게 체결 또는 장착할 수 있다면 어떠한 형상으로도 가능할 수 있다.
바디부(390)는 상단면 중 일부 영역에 공급 단자(370, 도 5 참조)를 배치할 수 있다. 또한, 바디부(390)는 상단면에 공급 단자(370, 도 5 참조)와 이격되는 위치에 가이드핀(380a 내지 380d, 도 5 참조)과 카메라부(340, 도 5 참조)를 배치할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 5에서 후술하기로 한다.
추진부(320)는 바디부(390)의 둘레면에 배치되고, UAM 전원 공급 모빌리티(300)가 비행하도록 동작할 수 있다. 추진부(320)는 로터라 칭할 수 있다. 추진부(320)는 프로세서(310)의 제어 하에 전원 케이블(110)로부터 전기 에너지 또는 전원을 공급받아 동작할 수 있다.
추진부(320)는 복수 개로 형성될 수 있다. 예를 들어, 추진부(320)는 제1 로터(320a, 도 5 참조), 제2 로터(320b, 도 5 참조), 제3 로터(320c, 도 5 참조) 및 제4 로터(320d, 도 5 참조)를 포함할 수 있다. 제1 로터(320a, 도 5 참조) 내지 제4 로터(320d, 도 5 참조)는 프로세서(310)의 제어 하에 UAM 전원 공급 모빌리티(300)를 상승 방향 또는 하강 방향으로 비행하거나 전후좌우 방향으로 비행할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 5 및 도 6에서 하기로 한다.
프로세서(310)는 UAM 전원 공급 모빌리티(300)에 실장되는 복수의 부품들과 전기적으로 연결되도록 바디부(390)의 내부공간에 배치될 수 있다. 즉, 프로세서(310)는 운영체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(310)에 전기적으로 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어하고, 추진부(320)와 관련된 데이터를 포함한 각종 데이터 처리/연산을 수행할 수 있다. 프로세서(310)는 모빌리티 제어기(MCU: Mobility Control Unit)라 칭할 수 있다.
프로세서(310)는 하나의 IC(integrated circuit)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 SoC(system on chip), GPU(graphic processing unit, 미도시) 등을 포함할 수 있다.
프로세서(310)는 통신 모듈(350)을 제어하여 UAM 전원 공급 모빌리티(300)와 네트워크로 연결된 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200), 제2 항공 모빌리티(UAM2, 도 11 참조), 충전 스테이션(100) 또는 이웃하는 UAM 전원 공급 모빌리티(300) 간의 통신에서 데이터 링크를 관리하고 통신 프로토콜을 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(310)는 통신 모듈(350)의 데이터 송수신을 제어할 수 있다.
프로세서(310)는 각각에 연결된 비휘발성 메모리 또는 다른 구성요소 중 적어도 하나로부터 수신한 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드(load)하여 처리할 수 있다. 또한, 프로세서(310)는 다른 구성요소 중 적어도 하나로부터 수신하거나 다른 구성요소 중 적어도 하나에 의해 생성된 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
상술한 기능을 가지는 프로세서(310)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200) 또는 충전 스테이션(100)에 장착되거나 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200) 또는 충전 스테이션(100)에서 탈거되도록 추진부(320)를 제어할 수 있다. 프로세서(310)는 전원 케이블(110) 또는 배터리(330)로부터 전원을 공급받아 동작하고, 복수의 부품들을 제어할 수 있다.
카메라부(340)는 바디부(390)의 상단면에 배치되어, 프로세서(310)의 제어 하에 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)와 장착하는 동안에 마커부(도 7의 240 참조)를 촬영할 수 있다. 카메라부(340)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200) 또는 제2 항공 모빌리티(UAM2, 도 11 참조)에 장착 또는 도킹하는 동안 이들의 촬영하여 촬영된 영상을 프로세서(310)에 제공할 수 있다. 프로세서(310)는 촬영된 영상에 기초하여 UAM 전원 공급 모빌리티(300)와 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200) 간의 거리를 산출할 수 있다.
통신 모듈(350)은 프로세서(310)의 제어 하에, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200) 또는 충전 스테이션(100)에 UAM 전원 공급 모빌리티(300)에 관련된 장치의 비행 정보 및 장치의 위치 정보를 송신할 수 있다. 통신 모듈(350)은 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)로부터 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 관련된 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 비행 정보 및 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 위치 정보를 수신하거나, 충전 스테이션(100)으로부터 충전 스테이션(100)에 관련된 충전 스테이션(100)의 위치 정보를 수신할 수 있다. 통신 모듈(350)은 무선 통신 모듈(350) 또는 RF 모듈을 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈(350)은 Wi-Fi, BT, GPS 또는 NFC를 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 모듈(350)은 무선 주파수를 이용하여 무선 통신 기능을 제공할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 무선 통신 모듈(350)은 UAM 전원 공급 모빌리티(300)를 네트워크(예: Internet, LAN, WAN, telecommunication network, cellular network, satellite network, POTS 또는 5G network 등)와 연결시키기 위한 네트워크 인터페이스 또는 모뎀 등을 포함할 수 있다.
RF 모듈은 데이터의 송수신, 예를 들면, RF 신호 또는 호출된 전자 신호의 송수신을 담당할 수 있다. 일 예로, RF 모듈은 트랜시버(transceiver), PAM(power amp module), 주파수 필터(frequency filter) 또는 LNA(low noise amplifier) 등을 포함할 수 있다.
센싱부(360)는 바디부(390)에 배치되어, UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 위치 상태를 센싱할 수 있다. 센싱부(360)는 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(360)는 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 근접 센서 온/습도 센서 또는 조도 센서 중의 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 센싱부(360)는 프로세서(310)의 제어 하에 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 위치 상태 또는 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센싱부(360)는 센서 모듈 또는 센싱 모듈이라 칭할 수 있다.
도 4에서는 도시되지 않았지만, UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 내장 메모리 또는 외장 메모리를 포함할 수 있다. 내장 메모리는 휘발성 메모리(예를 들면, DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등) 또는 비휘발성 메모리 비휘발성 메모리(예를 들면, OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, NAND flash memory, NOR flash memory 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일실시 예에 따르면, 내장 메모리는 SSD(solid state drive)의 형태를 취할 수도 있다. 외장 메모리는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital) 또는 메모리 스틱(memory stick) 등을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 모빌리티의 평면도를 설명하기 위한 도이고, 도 6은 5의 평면도를 절단한 도를 설명하기 위한 도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 추진부(320), 공급 단자(370), 가이드 핀(380a 내지 380d), 카메라부(340) 및 단자 보호부(375)를 포함할 수 있다.
추진부(320)는 바디부(390)의 둘레면 또는 측면에 복수 개로 배치될 수 있다. 도 5에서는 추진부(320)가 측면과 이웃하는 측면 사이인 모서리 영역에 배치되는 것을 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 추진부(320)는 추진 장치 또는 로터부라 칭할 수 있다.
추진부(320)는 제1 로터(320a), 제2 로터(320b), 제3 로터(320c) 및 제4 로터(320d)를 포함할 수 있다.
제1 로터(320a)는 바디부(390)의 상단면 중 좌측 전면에 배치될 수 있다. 제2 로터(320b)는 바디부(390)의 상단면 중 우측 전면에 배치될 수 있다. 제3 로터(320c)는 바디부(390)의 상면 중 우측 후면에 배치될 수 있다. 제4 로터(320d)는 바디부(390)의 상단면 중 좌측 후면에 배치될 수 있다.
제1 로터(320a) 내지 제4 로터(320d)는 프로세서(310)의 제어 하에 개별적으로 동작하거나 함께 동작하면서 UAM 전원 공급 모빌리티(300)를 상승 방향 또는 하강 방향으로 비행하거나 전후좌우 방향으로 비행할 수 있다. 예를 들어, 제1 로터(320a) 내지 제4 로터(320d) 각각은 공기를 아래로 밀어내어 그 반작용으로 양력 또는 추진력을 만들고, 이를 이용하여 UAM 전원 공급 모빌리티(300)를 비행시킬 수 있다.
공급 단자(370)는 바디부(390)의 상단면의 중앙 영역에 배치되어 후술할 접속 단자(270, 도 7 참조)와 전기적으로 연결되거나 분리될 수 있다. 공급 단자(370)는 충전 스테이션(100)과 연결된 전원 케이블(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.
공급 단자(370)는 소정의 두께와 길이를 가지는 바형상으로 형성될 수 있다. 공급 단자(370)는 전원 또는 전기 에너지를 접속 단자(270, 도 7 참조)에 공급하기 위해 금속 물질로 구성될 수 있다.
단자 보호부(375)는 바디부(390)에 내장되되, 일부가 공급 단자(370)를 감싸도록 바디부(390)의 상단면에 배치될 수 있다. 단자 보호부(375)는 공급 단자(370)를 외부로부터 보호하도록 동작할 수 있다. 단자 보호부(375)는 바디부(390)의 상단면에 배치되는 공급 단자(370)를 덮을 수 있도록 형성될 수 있다. 즉, 단자 보호부(375)는 플렉서블하게 형성될 수 있다.
단자 보호부(375)는 프로세서(310)의 제어 하에 공급 단자(370)를 외부로 노출되도록 열림 동작을 하거나 공급 단자(370)를 외부로 보호하도록 닫힘 동작을 할 수 있다. 단자 보호부(375)는 공급 단자 도어라 칭할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
가이드 핀(380a 내지 380d)은 바디부(390)의 상단면에 배치되고, 후술할 가이드핀 삽입부(280a 내지 280d, 도 7 참조)에 삽입되도록 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)와 장착되는 방향으로 돌출될 수 있다. 가이드 핀(380a 내지 380d)은 상부방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.
가이드 핀(380a 내지 380d)은 바디부(390)의 상단면에 배치되되, 공급 단자(370) 또는 단자 보호부(375)와 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
가이드 핀(380a 내지 380d)은 제1 가이드 핀(380a) 내지 제4 가이드 핀(380d)을 포함할 수 있다.
제1 가이드 핀(380a)은 바디부(390)의 상단면 중 좌측 전면에 배치될 수 있다. 제2 가이드 핀(380b)은 바디부(390)의 상단면 중 우측 전면에 배치될 수 있다. 제3 가이드 핀(380c)은 바디부(390)의 상단면 중 우측 후면에 배치될 수 있다. 제4 가이드 핀(380d)은 바디부(390)의 상단면 중 좌측 후면에 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 제1 가이드 핀(380a) 내지 제4 가이드 핀(380d)이 바디부(390)의 상단면에 배치됨으로써, UAM 전원 공급 모빌리티(300)와 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200) 또는 제2 항공 모빌리티(UAM2, 도 11 참조)를 보다 정확하고 원활한 위치에 정렬시킬 수 있다.
도 5에서는 가이드 핀(380a 내지 380d)이 4개가 배치되는 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 경우에 따라 개수를 달리하여 배치될 수 있다.
카메라부(340)는 바디부(390)의 상단면에 배치되되, 제1 가이드 핀(380a)과 제2 가이드 핀(380b) 사이에 배치될 수 있다. 프로세서(310)는 카메라부(340)로부터 촬영된 영상을 제공받음으로써, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200) 또는 제2 항공 모빌리티(UAM2, 도 11 참조)와 정확한 위치에 정렬되도록 유도할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 제1 항공 모빌리티의 평면도를 설명하기 위한 도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)는 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 상단면과 마주하는 하단면에 접속 단자(270), 가이드핀 삽입부(280a 내지 280d) 및 마커부(240)를 포함할 수 있다.
접속 단자(270)는 하단면의 중앙 영역에 배치되되, 공급 단자(370)와 대응되는 위치에 배치됨으로써, UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 공급 단자(370)와 전기적으로 연결되거나 분리될 수 있다. 접속 단자(270)는 공급 단자(370)를 삽입하여 연결되도록 형성될 수 있다.
접속 단자(270)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 내장된 배터리(230, 도 8 참조)와 전기적으로 연결될 수 있다. 접속 단자(270)는 공급 단자(370)로부터 제공되는 전기 에너지 또는 전원을 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 배터리(230, 도 8 참조)에 제공할 수 있다. 접속 단자(270)는 전기 에너지 또는 전원을 원활하게 제공하도록 금속 물질을 포함할 수 있다.
가이드핀 삽입부(280a 내지 280d)는 하단면에 배치되되, 중앙 영역을 제외한 영역에 배치될 수 있다. 즉, 가이드핀 삽입부(280a 내지 280d)는 접속 단자와 소정의 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
가이드핀 삽입부(280a 내지 280d)는 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 가이드핀과 대응되도록 위치할 수 있다. 가이드핀 삽입부(280a 내지 280d)는 제1 가이드핀 삽입부(280a) 내지 제4 가이드핀 삽입부(280d)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 가이드핀 삽입부(280a) 내지 제4 가이드핀 삽입부(280d) 각각은 제1 가이드 핀(380a) 내지 제4 가이드 핀(380d)과 대응되도록 위치할 수 있다.
제1 가이드핀 삽입부(280a)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 하단면 중 좌측 전면에 배치될 수 있다. 제2 가이드핀 삽입부(280b)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 하단면 중 우측 전면에 배치될 수 있다. 제3 가이드핀 삽입부(280c)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 하단면 중 우측 후면에 배치될 수 있다. 제4 가이드핀 삽입부(280d)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 하단면 중 좌측 후면에 배치될 수 있다.
마커부(240)는 중앙 영역을 제외한 영역에 배치되고, 가이드핀 삽입부(208a 내지 280d)와 이격되도록 배치될 수 있다. 마커부(240)는 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 카메라부(340)와 대응되도록 위치할 수 있다.
마커부(240)는 중심 영역에서 한쪽으로 치우치게 설치될 수 있다. 이에 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 카메라부(340)가 마커부(240)를 영상의 중심에 위치하도록 제어하면, UAM 전원 공급 모빌리티(300)를 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)로 정확하게 접근시킬 수 있다.
또한, 접속단자 보호부(275)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 내장되되, 일부가 접속 단자를 감싸도록 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 하단면에 배치될 수 있다. 접속단자 보호부(275)는 접속 단자를 외부로부터 보호하도록 동작할 수 있다. 접속단자 보호부(275)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 하단면에 배치되는 접속 단자를 덮을 수 있도록 형성될 수 있다. 접속단자 보호부(275)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 프로세서(310)의 제어 하에 접속 단자를 외부로 노출되도록 열림 동작을 하거나 공급 단자(370)를 외부로 보호하도록 닫힘 동작을 할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일실시 예에 따라 UAM 전원 공급 모빌리티와 제1 항공 모빌리티가 물리적으로 연결되는 동작을 설명하기 위한 도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따라 UAM 전원 공급 모빌리티(300)와 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)는 물리적으로 연결되기 위해 서로 접근할 수 있다. 즉, UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)와 장착하기 위해 점진적으로 접근할 수 있다. 또는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)는 UAM 전원 공급 모빌리티(300)와 장착하기 위해 점진적으로 접근할 수 있다.
UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 통신 모듈(350)와 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 통신 모듈은 각각의 위치 정보 그리고 각각의 비행 정보를 송수신하면서 이들의 위치를 점진적으로 접근할 수 있다.
UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 카메라부(340)를 이용하여 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 마커부(240)를 촬영할 수 있다. UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 프로세서(310)를 제어하여 촬영된 영상에 마커부(240)가 영상의 중심에 배치되도록 추진부(320)를 제어하면서 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 접근할 수 있다.
UAM 전원 공급 모빌리티(300)와 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)가 서로 접근하는 동안 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 단자 보호부(375)는 프로세서(310)의 제어 하에 점진적으로 오픈되어, 공급 단자(370)를 외부로 노출할 수 있다. 이때 단자 보호부(375)는 롤러블된 상태로 UAM 전원 공급 모빌리티(300)에 내장될 수 있다.
또한, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 접속단자 보호부(275)는 프로세서(310)의 제어 하에 점진적으로 오픈되어, 접속 단자를 외부로 노출할 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따라 UAM 전원 공급 모빌리티(300)와 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)가 물리적으로 연결될 수 있다. 이에 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 가이드 핀(380a 내지 380d)은 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 가이드핀 삽입부(280a 내지 280d)에 삽입되고, 이와 함께 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 공급 단자(370)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 접속 단자(270)에 삽입될 수 있다.
제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)는 접속 단자(270)가 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 공급 단자(370)에 물리적으로 연결되었다고 판단되면, 스위치(231)를 턴 온(turn on)시켜, 전기 에너지 또는 전원을 공급받아 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 배터리(330)에 충전시킬 수 있다.
도 8 및 도 9에서는 도시되지 않았지만, UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 단자 보호부(375)가 오픈되는 동안 공급 단자(370)를 외부로 노출하되, 공급 단자(370)의 일부 또는 전부가 상단면에서 노출되도록 제어할 수 있다. 즉, 공급 단자(370)가 가이드핀처럼 상단면에서 돌출되도록 위치함으로써, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)의 접속 단자에 안정적으로 삽입될 수 있다. 이에 전원과 전기 에너지를 원활하게 공급할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시 예에 따라 UAM 전원 공급 모빌리티의 동작을 설명하기 위한 도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 센싱부(360)에서 제공되는 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 위치 상태에 기초하여, 전원 케이블(110)이 기설정된 공간에서 벗어나지 않도록 추진부(320)를 제어하면서 상승 비행 또는 하강 비행할 수 있다. 기설정된 공간은 충전 스테이션(100)이 설치되는 지상 영역과 충전 스테이션(100)의 상공 영역일 수 있다.
UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 프로세서(310)는 센싱부(360)에서 실시간으로 제공되는 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 위치 상태 또는 작동 상태에 대한 정보를 취합하고, 이를 기반으로 기설정된 공간에서 바람의 방향을 산출 또는 예측할 수 있다.
충전 스테이션(100) 또는 승강장의 상공에 바람이 없는 경우, 전원 케이블(110)이 충전 스테이션(100)과 UAM 전원 공급 모빌리티(300)가 수직으로 위치할 수 있다. 이에 추진부(320)는 프로세서(310)의 제어 하에 바람이 거의 불지 않으면, 추진력을 상승 방향으로 작동하여 UAM 전원 공급 모빌리티(300)를 하강 비행할 수 있다.
이와 달리, 충전 스테이션(100) 또는 승강장의 상공에 바람이 부는 경우, 전원 케이블(110)과 UAM 전원 공급 모빌리티(300)가 바람과 반대 방향으로 흘러가게 된다. 이럴 경우 다른 시설물과 부딪힐 수도 있고, 주변의 충전 스테이션(100)에 있는 다른 항공 모빌리티(UAM)의 항로를 방해 할 수 있다. 이에 추진부(320)는 프로세서(310)의 제어 하에 바람이 제1 방향으로 불면, 추진력을 상승 방향으로 작동하는 동시에 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 추진력을 작동하여 UAM 전원 공급 모빌리티(300)를 하강 비행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 바람이 부는 경우 UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 추진부(320)를 제어하여 바람의 반대 방향으로 추진력을 작동함으로써, 전원 케이블(110)이 일정 범위 이상 넘어가지 않도록 제어할 수 있다.
이에 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에서 연결 해제된 UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 바람이 불더라도 전원 케이블(110)을 기설정된 공간에서 벗어나지 않으면서 충전 스테이션(100)으로 천천히 하강할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 시스템의 흐름도를 설명하기 위한 도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 시스템은 다음과 같이 동작할 수 있다.
먼저, UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 충전 스테이션(100)에 있는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 전기적으로 연결되어(S101) 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 내장된 배터리(330)를 충전하면서, 지상에서 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)가 필요한 전력, 전원 또는 전기 에너지를 공급할 수 있다(S102).
이후, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)가 이륙을 시작하면(S103, YES), UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 추진부(320)를 가동 또는 동작하여 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)와 같이 이륙할 수 있다(S104). 즉, UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 충전 스테이션(100)에서 탈거되는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)가 기설정된 공간의 상공 위치에 도달할 때까지 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에 장착되어 전원을 공급하도록 상승 비행할 수 있다.
제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)가 이륙 완료 후(S105, YES), UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)와의 도킹을 해제할 수 있다(S106).
이후, 연결이 해제된 UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 자체의 추진력으로 도킹 해제된 위치에서 충전 스테이션(100)으로 서서히 착륙할 수 있다. 충전 스테이션(100)은 비행기 승강장이라 칭할 수 있다.
즉, UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)가 기설정된 공간을 벗어나 비행하는 경우, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)에서 탈거되어 충전 스테이션(100)에 장착하도록 하강 비행할 수 있다.
UAM 전원 공급 모빌리티(300)가 착륙하려고 할 때, 주변에 같은 충전 스테이션(100)으로 착륙하고자하는 제2 항공 모빌리티(UAM2: Second Urban Air Mobility)가 있을 경우(S107, YES), 제2 항공 모빌리티(UAM2)에 도킹을 시도할 수 있다(S109).
UAM 전원 공급 모빌리티(300)가 착륙하려고 할 때, 주변에 같은 충전 스테이션(100)으로 착륙하고자하는 제2 항공 모빌리티(UAM2: Second Urban Air Mobility)가 없을 경우(S107, NO), UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 홀로 착륙하되, 착륙하는 동안 지상과 연결된 전원케이블이 일정 범위를 넘어가지 않도록 상하방향의 추진력과 수평방향의 추진력을 제어할 수 있다(S108).
제2 항공 모빌리티(UAM2)와 도킹이 완료되면(S110, YES), 제2 항공 모빌리티(UAM2)에 전원 또는 전기 에너지를 공급하면서(S111) 제2 항공 모빌리티(UAM2)와 함께 충전 스테이션(100)으로 같이 착륙할 수 있다(S112).
즉, UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)로부터 탈거된 이후에 충전 스테이션(100)에 장착하기 위해 제2 항공 모빌리티(UAM2)가 기설정된 공간에 진입하면, 제2 항공 모빌리티(UAM2)로부터 제2 항공 모빌리티(UAM2)의 비행 정보 및 제2 항공 모빌리티(UAM2)의 위치 정보를 수신하고, 이를 기반으로 제2 항공 모빌리티(UAM2)에 도킹하도록 비행할 수 있다. 여기서 제2 항공 모빌리티(UAM2)는 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 비행 정보 및 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 위치 정보를 수신하고, 이를 기반으로 UAM 전원 공급 모빌리티(300)에 도킹하도록 비행할 수 있다.
이때 UAM 전원 공급 모빌리티(300)에 장착된 카메라부(340)는 UAM 전원 공급 모빌리티(300)의 중심에서 한쪽으로 치우치게 설치되어 있고, 제2 항공 모빌리티(UAM2)에 배치되는 마커부(240)도 카메라부(340)와 같이 한쪽으로 치우쳐져 장착됨으로써, 카메라 영상의 중심에 마커부(240)를 위치하도록 제어하면서 UAM 전원 공급 모빌리티(300)와 제2 항공 모빌리티(UAM2)가 서로 정확한 위치로 접근할 수 있다.
UAM 전원 공급 모빌리티(300)는 제2 항공 모빌리티(UAM2)와 도킹되면, 제2 항공 모빌리티(UAM2)에 전원을 공급하면서 제2 항공 모빌리티(UAM2)와 함께 충전 스테이션(100)으로 같이 착륙할 수 있다.
도 11에서는 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위해 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)와 제2 항공 모빌리티(UAM2)를 구분하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 항공 모빌리티(UAM1, 200)와 제2 항공 모빌리티(UAM2)는 동일한 항공 모빌리티(UAM)일 수 있다.
지금까지 상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 UAM 전원 공급 시스템은 항공 모빌리티(UAM)이 충전 스테이션(100) 또는 탑승장에 정박해 있을 때에 항공 모빌리티(UAM)와 전기적 물리적으로 연결되는 UAM 전원 공급 모빌리티(300)를 이용하여 정박 중 항공 모빌리티(UAM)의 배터리(330)를 충전하도록 제어할 수 있다.
그리고 UAM 전원 공급 시스템은 항공 모빌리티(UAM)이 이륙할 때에는 항공 모빌리티(UAM)와 함께 UAM 전원 공급 모빌리티(300)를 이륙하여 항공 모빌리티(UAM)에 전원을 공급함으로써, 항공 모빌리티(UAM)의 이륙에 필요한 에너지를 외부에서 공급하도록 제어할 수 있다.
항공 모빌리티(UAM)은 이륙하는 동안 배터리(330)에 충전된 전원을 사용하지 않고, UAM 전원 공급 모빌리티(300)를 통해 외부로부터 전원을 공급받음으로써, 항공 모빌리티(UAM)에 탑재되는 배터리(330)의 용량을 줄일 수 있다.
항공 모빌리티(UAM)은 배터리(330)의 용량이 줄어듬에 따라 항공 모빌리티(UAM)의 자체 무게도 줄일 수 있기 때문에 항공 모빌리티(UAM)의 항속 거리를 상대적으로 증가시킬 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100 : 충전 스테이션
200 : 제1 항공 모빌리티(UAM1)
300 : UAM 전원 공급 모빌리티

Claims (18)

  1. 항공 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility)와 물리적으로 연결되거나 분리되는 UAM 전원 공급 모빌리티;와
    상기 항공 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility)에 전원을 공급하는 전원 케이블을 구비하는 충전 스테이션;을 포함하고,
    상기 UAM 전원 공급 모빌리티는,
    상기 전원 케이블을 장착하고, 상기 충전 스테이션에서 탈거되는 상기 항공 모빌리티(UAM)가 기설정된 공간의 상공 위치에 도달할 때까지 상기 항공 모빌리티(UAM)와 함께 비행하면서, 상기 전원 케이블을 이용하여 상기 항공 모빌리티(UAM)에 상기 전원을 공급하는 UAM 전원 공급 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 UAM 전원 공급 모빌리티는,
    상기 항공 모빌리티(UAM)가 상기 기설정된 공간을 벗어나 비행하는 경우, 상기 항공 모빌리티(UAM)에서 탈거되어 상기 충전 스테이션에 장착하도록 하강 비행하는 UAM 전원 공급 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 UAM 전원 공급 모빌리티는,
    상단면에 공급 단자를 배치하는 바디부;
    상기 바디부의 둘레면에 배치되고, 상기 UAM 전원 공급 모빌리티가 비행하도록 동작하는 추진부; 및
    상기 항공 모빌리티(UAM) 또는 상기 충전 스테이션에 장착되거나 상기 항공 모빌리티(UAM) 또는 상기 충전 스테이션으로부터 탈거되도록 상기 추진부를 제어하는 프로세서;를 포함하는 UAM 전원 공급 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 항공 모빌리티(UAM)는,
    하단면의 중앙 영역에 배치되어 상기 공급 단자와 전기적으로 연결되거나 분리되는 접속 단자;
    상기 중앙 영역을 제외한 영역에 배치되는 가이드핀 삽입부; 및
    상기 중앙 영역을 제외한 영역에 배치되고, 상기 가이드핀 삽입부와 이격되도록 배치되는 마커부;를 포함하는 UAM 전원 공급 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 UAM 전원 공급 모빌리티는,
    상기 바디부의 상단면에 배치되어, 상기 가이드핀 삽입부에 삽입되도록 상기 항공 모빌리티(UAM)와 장착되는 방향으로 돌출되는 가이드핀;과
    상기 바디부의 상단면에 배치되어, 상기 프로세서의 제어 하에 상기 항공 모빌리티(UAM)와 장착하는 동안에 상기 마커부를 촬영하는 카메라부;를 포함하는 UAM 전원 공급 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 UAM 전원 공급 모빌리티는 상기 항공 모빌리티(UAM) 또는 상기 충전 스테이션과 통신하는 통신 모듈을 구비하고,
    상기 통신 모듈은,
    상기 프로세서의 제어 하에 상기 항공 모빌리티(UAM) 또는 상기 충전 스테이션에 상기 UAM 전원 공급 모빌리티의 비행 정보 및 위치 정보를 송신하고, 상기 항공 모빌리티(UAM)로부터 상기 항공 모빌리티(UAM)의 비행 정보 및 위치 정보를 수신하거나, 상기 충전 스테이션으로부터 상기 충전 스테이션의 위치 정보를 수신하는 UAM 전원 공급 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 UAM 전원 공급 모빌리티는,
    상기 바디부에 배치되어, 상기 UAM 전원 공급 모빌리티의 위치 상태를 센싱하는 센싱부;
    를 포함하는 UAM 전원 공급 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 UAM 전원 공급 모빌리티는,
    상기 항공 모빌리티(UAM)로부터 탈거되면, 상기 공급 단자를 외부로부터 보호하도록 동작하는 단자 보호부;를 포함하는 UAM 전원 공급 시스템.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 UAM 전원 공급 모빌리티는,
    상기 센싱부에서 제공되는 상기 UAM 전원 공급 모빌리티의 위치 상태에 기초하여, 상기 전원 케이블이 상기 기설정된 공간에서 벗어나지 않도록 상기 추진부를 제어하면서 하강 비행하는 UAM 전원 공급 시스템.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 UAM 전원 공급 모빌리티는, 운행 후 상기 항공 모빌리티(UAM)가 상기 충전 스테이션에 도착하기 위해 상기 기설정된 공간에 진입하면,
    상기 항공 모빌리티(UAM)로부터 상기 항공 모빌리티(UAM)의 비행 정보 및 상기 항공 모빌리티(UAM)의 위치 정보를 수신하고, 이를 기반으로 상기 항공 모빌리티(UAM)에 도킹하도록 비행하는 UAM 전원 공급 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 UAM 전원 공급 모빌리티는,
    상기 항공 모빌리티(UAM)와 도킹되면, 상기 항공 모빌리티(UAM)에 상기 전원을 공급하는 UAM 전원 공급 시스템.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 충전 스테이션은,
    수신되는 상기 UAM 전원 공급 모빌리티의 위치 정보에 기초하여 상기 전원 케이블을 권출 또는 권취하는 UAM 전원 공급 시스템.
  13. 충전 스테이션에서 분리되어 이륙하는 동안 항공 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility)에 전원을 공급하는 UAM 전원 공급 방법에 있어서,
    상기 항공 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility)에 UAM 전원 공급 모빌리티를 전기적으로 연결하는 단계;
    상기 충전 스테이션에서 탈거하여 비행하는 상기 항공 모빌리티(UAM)를 따라 비행하도록 UAM 전원 공급 모빌리티를 출력하는 단계; 및
    기설정된 공간의 상공 위치에 도달할 때까지 상기 항공 모빌리티(UAM)와 함께 상승 비행하면서 상기 UAM 전원 공급 모빌리티에 장착되는 전원 케이블을 이용하여 상기 항공 모빌리티(UAM)에 상기 전원을 공급하는 단계;를 포함하는 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 항공 모빌리티(UAM)가 상기 기설정된 공간을 벗어나 비행하는 경우, 상기 항공 모빌리티(UAM)에서 상기 UAM 전원 공급 모빌리티를 분리하는 단계;와
    분리된 상기 UAM 전원 공급 모빌리티를 상기 충전 스테이션에 장착하도록 하강 비행하는 단계;를 포함하는 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 하강 비행하는 단계는,
    상기 충전 스테이션에 상기 UAM 전원 공급 모빌리티의 비행 정보 및 위치 정보를 송신하는 단계;와
    상기 충전 스테이션으로부터 상기 충전 스테이션의 위치 정보를 수신하는 단계;를 포함하는 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 하강 비행하는 단계는,
    운행 후 상기 항공 모빌리티(UAM)가 상기 충전 스테이션에 도착하기 위해 상기 기설정된 공간에 진입하면, 상기 항공 모빌리티(UAM)으로부터 상기 항공 모빌리티(UAM)의 비행 정보 및 상기 항공 모빌리티(UAM)의 위치 정보를 수신하는 단계;와
    이를 기반으로 상기 항공 모빌리티(UAM)에 도킹하도록 상기 UAM 전원 공급 모빌리티에 대한 비행을 제어하는 단계;를 포함하는 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 UAM 전원 공급 모빌리티가 상기 항공 모빌리티(UAM)와 도킹되면, 상기 항공 모빌리티(UAM)에 상기 전원 케이블을 이용하여 상기 전원을 공급하는 단계;를 포함하는 방법.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 하강 비행하는 단계는,
    상기 충전스테이션을 이용하여 수신되는 상기 UAM 전원 공급 모빌리티의 위치 정보에 기초하여 상기 전원 케이블을 권출 또는 권취하는 단계;를 포함하는 방법.
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