KR102077545B1 - 격납과 무선 충전이 가능한 드론 스테이션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 격납과 무선 충전이 가능한 드론 스테이션에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드론을 드론 스테이션에서 이, 착륙되도록 하고, 운행하지 않는 경우에는 격납몸체에 안전적으로 보호되며 최적의 상태를 유지하도록 격납되도록 하며, 드론의 이착륙이 안정되게 이루어지고 충전이 가능한 상태로 구동되도록 하며 다양한 기능을 제공하는 격납과 무선 충전이 가능한 드론 스테이션에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 드론이 이착륙하는 드론 이착륙장이 설치되고, 격납몸체의 내부에 드론을 격납 및 충전시키되;
격납 몸체의 내부에 상하 이송장치로 높이가 조절되는 드론 격납장치가 설치되고, 상기 드론 격납장치로 슬라이딩되는 충전 이송장치가 설치되며, 상기 충전 이송장치의 드론 이착륙장에 개폐도어가 연결되는 드론 스테이션과;
격납몸체의 내부 바닥에 설치되는 받침대에 이동 LM 가이드를 설치하고, 상기 이동 LM 가이드에는 볼스크류축을 통하여 스테핑 모터와 연결되며, 상기 볼스크류축과 이동 LM 가이드에는 이동 가이드가 연결된 후 상기 이동 가이드와 받침대에 설치한 고정 가이드에 "X"형으로 교차 가이드를 설치해 드론 격납장치의 높이를 조절하는 상하 이송장치와;
상기 교차 가이드의 상측에 연결되며 드론 이착륙장이 슬라이딩 이동되는 격납 LM 가이드가 설치되며, 서보모터에 연결된 볼스크류가 드론 이착륙장에 연결되는 드론 격납장치와;
상기 드론 이착륙장이 양쪽으로 각각 유닛 이동홀을 형성해 관통하는 이동대를 드론 가이드 유닛에 연결하고, 상기 이동대의 하측으로 연결한 이동 가이드 유닛에 제어모터로 구동되는 유닛 제어벨트가 연결되어 드론의 위치를 이동시켜 충전패드를 통한 충전위치로 옮기도록 설치하는 충전 이송장치로 이루어지는 드론 스테이션에 있어서,
상기 충전 이송장치는 드론 이착륙장의 사면 중 한 부분 코너에 타이밍 모터를 설치해 모터축을 길게 돌출시켜 모터축의 양쪽으로 타이밍 풀리를 연결해 도면상 X축 방향으로 타이밍 벨트가 연결되어 회전되도록 설치하고, 상기 타이밍 벨트의 하측에서 드론 이착륙장에 같은 방향으로 X축 LM가이드를 설치한 후 일정한 간격을 두고 양쪽의 타이밍 벨트에 각각 하나씩의 X축 제어유닛을 연결해 이들의 간격이 넓어지거나 좁아지도록 설치하는 것과;
상기 드론 이착륙장에 형성한 유닛 이동홀에 설치한 이동대는 드론 이착륙장의 하측에서 이동 가이드유닛과 연결되어 있고, 상기 이동 가이드유닛은 양쪽에서 Y축 LM가이드의 안내를 받아 Y축 방향으로 왕복이동하도록 설치되며, 상기 이동 가이드유닛은 유닛 제어벨트와 연결되어 이동대와 연결되어 X축 제어유닛과 직교방향에서 구동되는 Y축 제어유닛이 설치되어 드론의 착륙시 충전 패드를 통한 충전과 드론 이착륙장의 중심에 착륙되도록 설치하는 것을 포함하고,
상기 드론 가이드 유닛은 안쪽으로 "〈"형의 드론 이동 안내홈이 형성되어 드론의 위치를 이동시켜 충전패드를 통한 충전위치로 옮기도록 설치하는 것을 포함하며,
상기 드론은 무선으로 충전되어 이륙한 후 통제실의 명령에 따른 임무를 수행하고 명령을 수행 완료하거나, 수행 중 배터리 용량이 모자라 충전을 필요로 하면 드론과 드론 스테이션의 블루투스, 와이파이, 위성통신, 셀룰러시스템, LTE, 5G 이동통신 중 어느 하나의 통신방법에 따라 통신을 수행해 가장 가깝고 충전 가능한 드론 스테이션으로 이동하게 되며, 상기 드론 스테이션에 격납 시킨 후 드론의 배터리에 대한 온도가 높은 경우에는 내부 온도를 조절하여 충전이 가능한 상태로 만들어주고 배터리 충전상태를 모두 방전시키고 난 후에 충전을 수행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

격납과 무선 충전이 가능한 드론 스테이션{Dron station with storage and wireless charging}

본 발명은 격납과 무선 충전이 가능한 드론 스테이션에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드론을 드론 스테이션에서 이, 착륙되도록 하고, 운행하지 않는 경우에는 격납 몸체에 안전적으로 보호되며 최적의 상태를 유지하도록 격납되도록 하며, 드론의 이착륙이 안정되게 이루어지고 충전이 가능한 상태로 구동되도록 하며 다양한 기능을 제공하는 격납과 무선 충전이 가능한 드론 스테이션에 관한 것이다.

최근, 드론에 대한 관심이 폭발적으로 증가함에도 불구하고, 낮은 배터리 활용 시간은 드론의 활용에 대한 장벽이 되어 왔다. 예컨대, 드론에 장착된 배터리만으로는 고작 20∼30분 정도의 동작이 가능하여, 드론을 이용한 서비스를 제공하려 할 때 장거리를 이동해야 하는 서비스는 거의 불가능하고, 배터리의 방전 후에는 사람이 직접 배터리를 교환하거나 배터리를 충전해야 하는 등의 문제점이 존재하였다.

또한, 배터리에 대한 용량을 증가시키려고 해도, 배터리의 밀도에 대한 충전량을 획기적으로 향상시키지 않는 한 배터리의 크기에 따라서 드론의 질량도 함께 증가하는 문제가 발생하게 되므로 드론의 동작 시간을 비약적으로 향상시키기 어렵고, 드론으로 직접 에너지를 공급할 수 있는 레이저 충전 시스템이나 태양 전지를 이용한 시스템의 경우에도 드론의 장시간 동작을 보장하기 어려우며, 에너지 효율이 낮기 때문에 효과적인 해결책이 될수 없다는 문제점이 존재하였다.

또한, 착륙 스테이션에서 무선으로 드론을 충전하려 해도, 드론의 비행에 따른 착륙 지점을 정확하게 확정하기 어렵기 때문에, 무선 충전을 위한 송신 코일과 수신 코일의 평행을 확보하기 어려워 사람의 도움 없이는 무선 충전이 거의 불가능한 문제점이 존재하였다.

[문헌 1] 특허공개번호 제2019-0021616호(2019. 03. 06. 공개) [문헌 2] 특허등록번호 제1802693호(2017. 11. 22. 등록) [문헌 3] 특허등록번호 제1668982호(2016. 1. 18. 등록) [문헌 4] 특허등록번호 제1792555호(2017. 10. 26. 등록)

따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결과제는, 드론을 안전하게 격납시킬 수 있도록 하며, 비행하는 드론의 충전시 또는 임무수행이 완료된 드론을 가장 가까운 스테이션으로 이동해 자동 착륙 및 무선 충전이 이루어지도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 해결과제는, 드론의 충전 효율을 높이기 위해 스테이션 내부의 온도를 조절하고, 배터리 상태를 확인하며, 방전 후 충전이 이루어지도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 해결과제는, 비상전력 보충 및 전력공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 태양광발전 시스템을 적용하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 드론이 이착륙하는 드론 이착륙장이 설치되고, 격납몸체의 내부에 드론을 격납 및 충전시키되;
격납 몸체의 내부에 상하 이송장치로 높이가 조절되는 드론 격납장치가 설치되고, 상기 드론 격납장치로 슬라이딩되는 충전 이송장치가 설치되며, 상기 충전 이송장치의 드론 이착륙장에 개폐도어가 연결되는 드론 스테이션과;
격납몸체의 내부 바닥에 설치되는 받침대에 이동 LM 가이드를 설치하고, 상기 이동 LM 가이드에는 볼스크류축을 통하여 스테핑 모터와 연결되며, 상기 볼스크류축과 이동 LM 가이드에는 이동 가이드가 연결된 후 상기 이동 가이드와 받침대에 설치한 고정 가이드에 "X"형으로 교차 가이드를 설치해 드론 격납장치의 높이를 조절하는 상하 이송장치와;
상기 교차 가이드의 상측에 연결되며 드론 이착륙장이 슬라이딩 이동되는 격납 LM 가이드가 설치되며, 서보모터에 연결된 볼스크류가 드론 이착륙장에 연결되는 드론 격납장치와;
상기 드론 이착륙장이 양쪽으로 각각 유닛 이동홀을 형성해 관통하는 이동대를 드론 가이드 유닛에 연결하고, 상기 이동대의 하측으로 연결한 이동 가이드 유닛에 제어모터로 구동되는 유닛 제어벨트가 연결되어 드론의 위치를 이동시켜 충전패드를 통한 충전위치로 옮기도록 설치하는 충전 이송장치로 이루어지는 드론 스테이션에 있어서,
상기 충전 이송장치는 드론 이착륙장의 사면 중 한 부분 코너에 타이밍 모터를 설치해 모터축을 길게 돌출시켜 모터축의 양쪽으로 타이밍 풀리를 연결해 도면상 X축 방향으로 타이밍 벨트가 연결되어 회전되도록 설치하고, 상기 타이밍 벨트의 하측에서 드론 이착륙장에 같은 방향으로 X축 LM가이드를 설치한 후 일정한 간격을 두고 양쪽의 타이밍 벨트에 각각 하나씩의 X축 제어유닛을 연결해 이들의 간격이 넓어지거나 좁아지도록 설치하는 것과;
상기 드론 이착륙장에 형성한 유닛 이동홀에 설치한 이동대는 드론 이착륙장의 하측에서 이동 가이드유닛과 연결되어 있고, 상기 이동 가이드유닛은 양쪽에서 Y축 LM가이드의 안내를 받아 Y축 방향으로 왕복이동하도록 설치되며, 상기 이동 가이드유닛은 유닛 제어벨트와 연결되어 이동대와 연결되어 X축 제어유닛과 직교방향에서 구동되는 Y축 제어유닛이 설치되어 드론의 착륙시 충전 패드를 통한 충전과 드론 이착륙장의 중심에 착륙되도록 설치하는 것을 포함하고,
상기 드론 가이드 유닛은 안쪽으로 "〈"형의 드론 이동 안내홈이 형성되어 드론의 위치를 이동시켜 충전패드를 통한 충전위치로 옮기도록 설치하는 것을 포함하며,
상기 드론은 무선으로 충전되어 이륙한 후 통제실의 명령에 따른 임무를 수행하고 명령을 수행 완료하거나, 수행 중 배터리 용량이 모자라 충전을 필요로 하면 드론과 드론 스테이션의 블루투스, 와이파이, 위성통신, 셀룰러시스템, LTE, 5G 이동통신 중 어느 하나의 통신방법에 따라 통신을 수행해 가장 가깝고 충전 가능한 드론 스테이션으로 이동하게 되며, 상기 드론 스테이션에 격납 시킨 후 드론의 배터리에 대한 온도가 높은 경우에는 내부 온도를 조절하여 충전이 가능한 상태로 만들어주고 배터리 충전상태를 모두 방전시키고 난 후에 충전을 수행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

삭제

삭제

삭제

본 발명은 드론을 안전하게 격납시킬 수 있도록 개폐도어를 자동으로 온/오프 수행하도록 하며, 비행하는 드론의 충전시 또는 임무수행이 완료된 드론을 가장 가까운 스테이션으로 이동해 자동 착륙 및 무선 충전이 이루어지도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 드론의 충전 효율을 높이기 위해 외부와 완벽하게 차단되는 스테이션 내부의 온도를 조절하고, 배터리 상태를 확인하며, 방전 후 충전이 이루어져 배터리의 충전량 및 비행시간 등을 통제실에서 모니터링이 이루어지도록 하는 동시에 통제실에서 제어할 수 있는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 드론 스테이션에 전력 공급이 차단되는 경우 비상전력 보충 및 전력공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 격납 몸체의 상부에 태양광발전 시스템을 적용함으로써 비상시에도 안정적인 운영이 가능하도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 드론 스테이션 운영 개념도
도 2 는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 드론 스테이션 운영 개념도
도 3 은 본 발명의 드론 스테이션에 대한 사시도
도 4 는 본 발명의 드론 스테이션 개폐도어가 열린 상태를 나타낸 사시도
도 5 는 본 발명의 드론 스테이션 중 드론 이착륙장이 상승한 상태를 나타낸 사시도
도 6 은 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 이착륙하는 상태를 나타낸 사시도
도 7 은 본 발명의 드론이 드론 스테이션에 격납된 상태의 사시도
도 8 은 본 발명의 드론이 드론 스테이션에 격납 및 공급되는 상태의 사시도
도 9 는 본 발명의 드론이 이착륙장에 착륙 및 이륙하는 상태를 나타낸 사시도
도 10 은 본 발명의 드론이 드론 스테이션에 이착륙하는 상태를 나타낸 사시도
도 11 은 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 격납된 상태를 나타낸 사시도
도 12 는 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 격납된 상태를 나타낸 평면도
도 13 은 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 격납된 상태를 나타낸 정면도
도 14 는 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 격납된 상태를 나타낸 우측면도
도 15 는 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 격납된 상태를 나타낸 저면도
도 16 은 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 이착륙된 상태를 나타낸 사시도
도 17 은 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 이착륙된 상태를 나타낸 평면도
도 18 은 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 이착륙된 상태를 나타낸 정면도
도 19 는 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 이착륙된 상태를 나타낸 우측면도
도 20 은 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 이착륙된 상태를 나타낸 저면도
도 21 은 본 발명의 드론 스테이션에 대한 태양광 적용에 대한 사시도
도 22 는 본 발명의 드론 스테이션에 대한 태양광 적용에 대한 다른 실시예의 사시도
도 23 은 본 발명 중 충전 이송장치에 대한 다른 실시예의 사시도
도 24 는 본 발명 중 충전 이송장치에 대한 다른 실시예의 주요부분 확대 사시도
도 25 는 본 발명 중 충전 이송장치에 대한 다른 실시예의 작동상태 사시도

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 드론 스테이션 운영 개념도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 드론 스테이션 운영 개념도를 나타낸 것이다.

통제실(T)에서 제어되는 다수의 드론(50)은 필요한 위치에 불특정 다수의 위치에 설치한 드론 스테이션(10)에 격납되어 보호되도록 하고, 이륙에 의해 허용되는 거리와 미리 주어진 임무를 수행하도록 하며, 비상상황 발생과 임무 완수 및 배터리의 충전 등 다양한 상황발생시 가장 가까운 드론 스테이션(10)에 착륙하도록 한다.

상기 드론 스테이션(10)은 독립되게 단독으로 설치하거나, 필요에 따라 2대 또는 다수대가 한곳에 모여 드론(50)이 이, 착륙 및 격납 되도록 운영하는 것이다.

상기 드론(50)은 통제실(T)에서 제어되며, 통합 운영에 따른 목적을 수행하여 자료 등을 교신하도록 하고, 무선으로 자동 충전하여 24시간 구동시킬 수 있게 되는 것이다.

특히, 드론의 비행 및 충전을 무인으로 할 수 있는 것으로, 드론(50)의 보관, 충전, 전기, 통신 및 이착륙장치의 하드웨어를 수행하고,

데이터 수신, 데이터 링크, 통신중계기, 드론의 효율적 충전 등 운영소프트웨어를 수행하는 것이다.

도 3은 본 발명의 드론 스테이션에 대한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 드론 스테이션 개폐도어가 열린 상태를 나타낸 사시도, 도 5는 본 발명의 드론 스테이션 중 드론 이착륙장이 상승한 상태를 나타낸 사시도, 도 6은 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 이착륙하는 상태를 나타낸 사시도, 도 7은 본 발명의 드론이 드론 스테이션에 격납된 상태의 사시도, 도 8은 본 발명의 드론이 드론 스테이션에 격납 및 공급되는 상태의 사시도, 도 9는 본 발명의 드론이 이착륙장에 착륙 및 이륙하는 상태를 나타낸 사시도, 도 10은 본 발명의 드론이 드론 스테이션에 이착륙하는 상태를 나타낸 사시도에 관한 것이다.

소정의 크기를 갖는 격납 몸체(11)는 한 부분에 개폐도어(12)가 설치되어 자동으로 개폐되도록 하고, 내부에 충전 이송장치(30)가 설치되어 드론(50)을 이륙 및 착륙시키도록 하며, 드론 격납장치(20)와 연결된 충전 이송장치(30)를 내부에 이송시키는 동시에 상하 이송장치(40)를 통하여 충전 이송장치(30)의 위치를 가변함으로써 격납하거나 외부로 노출시켜 드론(50)을 이륙 및 착륙시키는 작용을 수행하는 드론 스테이션(10)으로 이루어지는 것이다.

도 11은 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 격납된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 12는 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 격납된 상태를 나타낸 평면도, 도 13은 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 격납된 상태를 나타낸 정면도, 도 14는 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 격납된 상태를 나타낸 우측면도, 도 15는 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 격납된 상태를 나타낸 저면도, 도 16은 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 이착륙된 상태를 나타낸 사시도, 도 17은 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 이착륙된 상태를 나타낸 평면도, 도 18은 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 이착륙된 상태를 나타낸 정면도, 도 19는 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 이착륙된 상태를 나타낸 우측면도, 도 20은 본 발명의 드론 스테이션에 드론이 이착륙된 상태를 나타낸 저면도에 관한 것이다.

드론 스테이션(10)의 격납 몸체(11) 내부 바닥에 일정한 간격으로 고정되는 받침대(45)의 상측에서 고정 가이드(48)는 고정되고, 이동 LM 가이드(44, 46)에서 왕복 이동하는 이동가이드(43)에 "X"자 형태가 되도록 연결되어 각도의 조절에 따라 높이를 조절하는 상하 이송장치(40)가 설치되는 것이다.

상기 상하 이송장치(40)의 중앙에는 스테핑 모터(41)가 서포터 유닛(41a)을 통하여 볼 스크류축(42)을 회전 가능하게 연결하며, 상기 볼 스크류축(42)에는 이동 LM 가이드(46)가 설치되고, 여기에 이동 가이드(43)가 연결되어 중앙과 양쪽에서 볼 스크류축(42)의 회전에 따라 좌우로 왕복 이동하며 교차 가이드(47)를 통해 드론 격납장치(20)의 높이를 조절하도록 설치하는 것이다.

상기 드론 격납장치(20)는 사각형으로 이루어지며, 양쪽으로 격납 LM 가이드(23)가 설치되어 드론 이착륙장(31)의 왕복 이동을 안내하고, 일정한 간격에서 보강대(24)가 연결된 후, 상기 보강대(24)의 상측에서 서보모터(21)에 연결된 볼 스크류축(22)이 충전 이송장치(30)에 연결되어 드론(50)의 이착륙을 안내하도록 설치하는 것이다.

상기 충전 이송장치(30)는 사각형의 드론 이착륙장(31)이 격납 LM 가이드(23)에 연결되어 왕복 이동되도록 하며, 드론 이착륙장(31)의 양쪽에서 일정한 간격을 두고 유닛 이동홀(34)을 설치한 후 이동대(39)가 관통되도록 설치하되;

상기 이동대(29)의 상측에는 양쪽으로 드론 가이드 유닛(32)이 설치되어 안쪽 방향으로 전체적으로는 "〈"형이 되도록 드론 이동 안내홈(33)을 형성해 드론(50)의 위치를 이동시켜 드론 이착륙장(31)의 한 부분에 설치된 충전패드(P)를 통한 충전이 이루어지도록 설치하며, 상기 이동대(29)의 하측에는 이동 가이드 유닛(35)이 설치되어 각각의 유닛 제어벨트(36)로 제어모터(37)의 구동으로 이동되도록 설치하는 것이다.

상기 이동 가이드 유닛(35)의 양쪽에는 도면상 세로방향에 Y축 LM 가이드(35a)가 설치되어 유닛 제어벨트(36)의 구동에 따른 왕복 이동을 안내하도록 설치하는 것이다.

상기 드론 이착륙장(31)에는 충전패드(P)를 설치해 드론(50)의 착륙 및 격납시 충전이 이루어지도록 하고, UPS 기능을 탑재해 전원공급의 중단 시 데이터 손실과 운용에 따른 문제점을 해소할 수 있는 것이다.

도 21은 본 발명의 드론 스테이션에 대한 태양광 적용에 대한 사시도이고, 도 22는 본 발명의 드론 스테이션에 대한 태양광 적용에 대한 다른 실시예의 사시도를 나타낸 것이다.

드론 스테이션(10)은 하나가 독립되게 설치될 수 있지만, 여러개가 모여 통합운영되는 것이 가능하며, 격납 몸체(11)의 상부에는 태양광(15)을 설치해 정전 및 전원의 공급이 불가능한 경우에 전력을 공급할 수 있도록 하거나, 태양광발전 시스템을 적용함으로써 비상시에도 안정적인 운영이 가능하도록 하는 것이다.

도 23은 본 발명 중 충전 이송장치에 대한 다른 실시예의 사시도이고, 도 24는 본 발명 중 충전 이송장치에 대한 다른 실시예의 주요부분 확대 사시도, 도 25는 본 발명 중 충전 이송장치에 대한 다른 실시예의 작동상태 사시도를 나타낸 것이다.

충전 이송장치(30)에 대한 다른 실시예로, 드론 이착륙장(31)의 사면 중 한 부분 코너에 타이밍 모터(33a)를 설치해 모터축(33b)을 길게 돌출시켜 모터축(33b)의 양쪽으로 타이밍 풀리(33c)를 연결해 도면상 X축 방향으로 타이밍 벨트(33d)가 연결되어 회전되도록 설치하고, 상기 타이밍 벨트(33d)의 하측에서 드론 이착륙장(31)에 같은 방향으로 X축 LM가이드(32c)를 설치한 후 일정한 간격을 두고 양쪽의 타이밍 벨트(33d)에 각각 하나씩의 X축 제어유닛(32b)을 연결해 이들의 간격이 넓어지거나 좁아지도록 설치하는 것이다.

상기 드론 이착륙장(31)에 형성한 유닛 이동홀(34)에 설치한 이동대(39)는 드론 이착륙장(31)의 하측에서 이동 가이드유닛(35)과 연결되어 있고, 상기 이동 가이드유닛(35)은 양쪽에서 Y축 LM가이드(35a)의 안내를 받아 Y축 방향으로 왕복이동하도록 설치되며, 상기 이동 가이드유닛(35)은 유닛 제어벨트(36)와 연결되어 이동대(39)와 연결되어 X축 제어유닛(32b)과 직교방향에서 구동되는 Y축 제어유닛(32a)이 설치되어 드론(50)의 착륙시 충전 패드(P)를 통한 충전과 드론 이착륙장(31)의 중심에 착륙되도록 설치하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은, 드론(50)의 임무에 따라 필요한 대수를 운영하게 되고, 드론 스테이션(10)을 비행 및 충전이 무인으로 수행되게 하기 위해 필요한 위치에 한대 또는 여러대를 모아 설치하는 것이다.

드론(50)은 통제실(T)의 제어에 따라 설정된 임무를 수행하게 되며, 도 3과 도 7에 도시한 바와 같이 개폐도어(12)가 차단되어 내부에 드론(50)을 격납시켜 보호할 수 있게 되고, 최적의 상태를 유지할 수 있는 동시에 격납되는 동안 충전이 이루어지는 것이다.

충전이 완료되고 임무의 수행시 드론 격납장치(20)를 통하여 드론 이착륙장(31)이 슬라이딩 이동되고, 충전 이송장치(30)를 통하여 착륙된 드론(50)과 충전패드(P)를 통하여 무선으로 충전이 이루어지도록 하며, 상하 이송장치(40)를 통하여 격납시 드론 격납장치(20)의 높이를 낮추어 드론 스테이션(10)에 격납되도록 하거나, 이륙시 드론 격납장치(20)의 높이를 높여 드론(50)이 임무를 수행하도록 하는 것이다.

도 4와 도 8 및 도 11 내지 도 15와 같은 상태에서 서보모터(21)와 연결된 볼스크류(22)를 구동시키면, 볼스크류(22)가 연결된 드론 이착륙장(31)이 양쪽의 격납 LM 가이드(23)를 통하여 슬라이딩되어 개폐도어(12)를 개방시키며 외부로 돌출되는 것이다.

상기 격납 LM 가이드(23)는 보강대(24)로 연결되어 있으며, 드론 이착륙장(31)이 슬라이딩 이동하면서 노출 및 격납할 수 있도록 이동되어 완전하게 노출되는 경우 드론(50)의 이착륙이 가능한 상태가 되는 것이다.

상기 충전 이송장치(30)의 드론 이착륙장(31)이 외부로 노출되는 슬라이드 이동과정 또는 슬라이딩이 종료되는 경우에 상하 이송장치(40)의 스테핑 모터(41)를 통하여 서포터 유닛(41a)을 통하여 볼스크류(42)가 회전되므로 볼스크류(42)에 연결된 이동 가이드(43)가 이동 LM 가이드(44, 46)을 통하여 슬라이딩 이동하면서 교차 가이드(47)를 구동시키는 것이다.

상기 교차 가이드(47)는 "X"형으로 설치되어 한 부분이 고정 가이드(48)에 다른 한 부분이 이동 가이드(43)에 연결되어 있는 상태에서 바닥에 위치한 드론 격납장치(20)를 상승시켜 이동되도록 하면 도 5와 도 9에 도시한 바와 같이 드론(50)을 노출된 상측으로 이동시켜 주변에 이륙에 방해요소가 없는 상태에서 이륙한 후 임무를 수행할 수 있는 것이다.

드론(50)이 무선으로 충전되어 이륙한 후 통제실(T)의 명령에 따른 임무를 수행하게 되는 것이며, 명령을 수행 완료하거나, 수행 중 배터리 용량이 모자라 충전을 필요로 하는 경우에는 드론(50)과 드론 스테이션(10)의 블루투스, 와이파이, 위성통신, 셀롤러시스템, LTE, 5G 이동통신 중 어느 하나의 통신방법에 따라 통신을 수행해 가장 가깝고 충전이 가능한 드론 스테이션(10)으로 이동하게 되며, 이때 충전 이송장치(30)는 드론(50)이 착륙할 수 있는 최적의 상태를 제공하여 통신을 수행하게 되므로 드론(50)은 드론 스테이션(10)의 드론 이착륙장(31)에 안전하게 착륙하는 것이다.

상기 드론(50)이 드론 이착륙장(31)에 착륙하여 충전패드(P)를 통한 충전이 가능한 경우 다음 단계를 진행하게 되고, 충전이 불가능한 상태에서는 제어모터(37)가 구동되어 유닛 제어벨트(36)를 구동시켜 이동가이드 유닛(35)을 중심 방향으로 이동시키게 되면, 이동대(39)가 유닛 이동홀(34)에서 드론 가이드 유닛(35)을 중심 방향으로 이동시키게 되므로 드론 가이드 유닛(35)의 드론 이동 안내홈(33)이 "〈"형으로 되어 있는 상태에서 드론(50)을 이동시켜 충전패드(P)를 통한 충전 가능상태로 만들어 주는 것이다.

사기 이동가이드 유닛(35)는 양쪽의 Y축 LM 가이드(35a)에 연결되어 왕복 이동이 안내되며 이동대(29)의 이동을 안내하는 것이다.

이와 같이 충전 이송장치(30)는 드론 가이드 유닛(32)을 구동시켜 착륙한 드론(50)이 충전패드(P)를 통한 충전이 불가능한 경우 드론(50)을 충전패드(P)를 통한 충전이 가능한 상태로 이동시키는 것이다.

드론(50)이 정상적으로 착륙하여 이동에 의해 충전 가능한 상태로 이동한 후에는 배터리 상태를 확인하고 충전하게 되는 것이며, 상하 이송장치(40)의 교차 가이드(47)를 통한 이동으로 드론 격납장치(20)를 하강시키고 드론 격납장치(20)의 구동을 통해 돌출된 충전 이송장치(30)를 안으로 슬라이딩 이동시켜 도 4와 도 8의 상태가 되도록 하는 동시에 도 1과 도 7에 도시한 바와 같이 드론 스테이션(10)의 내부에 격납 되도록 한다.

드론(50)을 드론 스테이션(10)에 격납 시킨 후 드론(50)의 배터리 부분에 대한 온도가 너무 높은 경우에는 내부의 온도를 조절하여 충전이 가능한 상태로 만들어주고, 필요한 경우 배터리의 충전상태를 모두 방전시키고 난 후에 충전을 수행하게 되는 것이다.

상기 충전 이송장치(30)에 드론(50)이 착륙한 상태에서 급하게 출동이 필요한 경우에는 격납 시키지 않고 충전이 이루어질 수 있도록 하며, GNSS가 드론(50)에 설치되어 목적지의 이동이나 임무 수행에 있어서 더욱 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 드론 스테이션(10)은 하나 또는 여러개를 한곳에 설치해 운용할 수 있으며, 격납 몸체(11)의 상측에 태양광(15) 시스템을 설치함으로써 드론 스테이션(10)의 운영시 태양광 발전을 통해 효율적인 운영이 가능한 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명은 드론의 안정된 이착륙이 이루어지도록 하고, 임무를 수행한 드론이 착륙한 후 무선 충전이 가능한 상태로 드론을 이동시키며, 드론을 드론 스테이션의 내부에 격납시켜 안정적으로 보호하면서 최적의 상태를 유지할 수 있는 매우 유용한 발명을 제공하는 것이다.

10 : 드론 스테이션 11 : 격납 몸체
12 : 개폐도어 15 : 태양광
20 : 드론 격납장치 21 : 서보모터
22, 42 : 볼스크류 23 : 격납 LM 가이드
30 : 충전 이송장치 31 : 드론 이착륙장
32 : 드론 가이드 유닛 32a : Y축 제어유닛
32b : X축 제어유닛 32c : X축 LM 가이드
33a : 타이밍 모터 33b : 모터축
33c : 타이밍 풀리 33d : 타이밍 벨트
35a : Y축 LM 가이드 33 : 드론 이동 안내홀
34 : 유닛 이동홀 35 : 이동 가이드 유닛
36 : 유닛 제어벨트 37 : 제어모터
39 : 이동대 40 : 상하 이송장치
41 : 스테핑 모터 41a : 서포터 유닛
43 : 이동 가이드 44, 46 : 이동 LM 가이드
45 : 받침대 47 : 교차 가이드
48 : 고정 가이드 P : 충전패드
T : 통제실

Claims (7)

1. 드론(50)이 이착륙하는 드론 이착륙장(31)이 설치되고, 격납몸체(11)의 내부에 드론(50)을 격납 및 충전시키되;
   격납 몸체(11)의 내부에 상하 이송장치(40)로 높이가 조절되는 드론 격납장치(20)가 설치되고, 상기 드론 격납장치(20)로 슬라이딩되는 충전 이송장치(30)가 설치되며, 상기 충전 이송장치(30)의 드론 이착륙장(31)에 개폐도어(12)가 연결되는 드론 스테이션(10)과;
   격납몸체(11)의 내부 바닥에 설치되는 받침대(45)에 이동 LM 가이드(44, 46)를 설치하고, 상기 이동 LM 가이드(46)에는 볼스크류축(42)을 통하여 스테핑 모터(41)와 연결되며, 상기 볼스크류축(42)과 이동 LM 가이드(46)에는 이동 가이드(43)가 연결된 후 상기 이동 가이드(43)와 받침대(45)에 설치한 고정 가이드(48)에 "X"형으로 교차 가이드(47)를 설치해 드론 격납장치(20)의 높이를 조절하는 상하 이송장치(40)와;
   상기 교차 가이드(47)의 상측에 연결되며 드론 이착륙장(31)이 슬라이딩 이동되는 격납 LM 가이드(23)가 설치되며, 서보모터(21)에 연결된 볼스크류(22)가 드론 이착륙장(31)에 연결되는 드론 격납장치(20)와;
   상기 드론 이착륙장(31)이 양쪽으로 각각 유닛 이동홀(34)을 형성해 관통하는 이동대(39)를 드론 가이드 유닛(32)에 연결하고, 상기 이동대(39)의 하측으로 연결한 이동 가이드 유닛(35)에 제어모터(27)로 구동되는 유닛 제어벨트(36)가 연결되어 드론(50)의 위치를 이동시켜 충전패드(P)를 통한 충전위치로 옮기도록 설치하는 충전 이송장치(30)로 이루어지는 드론 스테이션에 있어서,
   상기 충전 이송장치(30)는 드론 이착륙장(31)의 사면 중 한 부분 코너에 타이밍 모터(33a)를 설치해 모터축(33b)을 길게 돌출시켜 모터축(33b)의 양쪽으로 타이밍 풀리(33c)를 연결해 도면상 X축 방향으로 타이밍 벨트(33d)가 연결되어 회전되도록 설치하고, 상기 타이밍 벨트(33d)의 하측에서 드론 이착륙장(31)에 같은 방향으로 X축 LM가이드(32c)를 설치한 후 일정한 간격을 두고 양쪽의 타이밍 벨트(33d)에 각각 하나씩의 X축 제어유닛(32b)을 연결해 이들의 간격이 넓어지거나 좁아지도록 설치하는 것과;
   상기 드론 이착륙장(31)에 형성한 유닛 이동홀(34)에 설치한 이동대(39)는 드론 이착륙장(31)의 하측에서 이동 가이드유닛(35)과 연결되어 있고, 상기 이동 가이드유닛(35)은 양쪽에서 Y축 LM가이드(35a)의 안내를 받아 Y축 방향으로 왕복이동하도록 설치되며, 상기 이동 가이드유닛(35)은 유닛 제어벨트(36)와 연결되어 이동대(39)와 연결되어 X축 제어유닛(32b)과 직교방향에서 구동되는 Y축 제어유닛(32a)이 설치되어 드론(50)의 착륙시 충전 패드(P)를 통한 충전과 드론 이착륙장(31)의 중심에 착륙되도록 설치하는 것을 포함하고,
   상기 드론 가이드 유닛(32)은 안쪽으로 "〈"형의 드론 이동 안내홈(33)이 형성되어 드론(50)의 위치를 이동시켜 충전패드(P)를 통한 충전위치로 옮기도록 설치하는 것을 포함하며,
   상기 드론(50)은 무선으로 충전되어 이륙한 후 통제실(T)의 명령에 따른 임무를 수행하고 명령을 수행 완료하거나, 수행 중 배터리 용량이 모자라 충전을 필요로 하면 드론(50)과 드론 스테이션(10)의 블루투스, 와이파이, 위성통신, 셀룰러시스템, LTE, 5G 이동통신 중 어느 하나의 통신방법에 따라 통신을 수행해 가장 가깝고 충전 가능한 드론 스테이션(10)으로 이동하게 되며, 상기 드론 스테이션(10)에 격납 시킨 후 드론(50)의 배터리에 대한 온도가 높은 경우에는 내부 온도를 조절하여 충전이 가능한 상태로 만들어주고 배터리 충전상태를 모두 방전시키고 난 후에 충전을 수행하는 것을 특징으로 하는 격납과 무선 충전이 가능한 드론 스테이션.
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