(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2019532865
(43)【公表日】20191114
(54)【発明の名称】無人航空機及び無人航空機自動充電装置
(51)【国際特許分類】
   B64F 1/36 20170101AFI20191018BHJP
   B64C 27/08 20060101ALI20191018BHJP
   B64C 39/02 20060101ALI20191018BHJP
   B64D 27/24 20060101ALI20191018BHJP
   B64F 1/12 20060101ALI20191018BHJP
   H02J 7/00 20060101ALI20191018BHJP
【FI】
   !B64F1/36
   !B64C27/08
   !B64C39/02
   !B64D27/24
   !B64F1/12
   !H02J7/00 301B
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】26
(21)【出願番号】2019517778
(86)(22)【出願日】20161124
(85)【翻訳文提出日】20190423
(86)【国際出願番号】KR2016013637
(87)【国際公開番号】WO2018066753
(87)【国際公開日】20180412
(31)【優先権主張番号】10-2016-0129528
(32)【優先日】20161007
(33)【優先権主張国】KR
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG
(71)【出願人】
【識別番号】519109069
【氏名又は名称】ジンフンテック カンパニー,リミテッド
【住所又は居所】大韓民国 41566,デグ,ブク−グ,デハク−ロ,80,キョンプク ナショナル ユニバーシティ ビジネス インキュベーター,403
(74)【代理人】
【識別番号】100091683
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄
(74)【代理人】
【識別番号】100179316
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 寛奈
(72)【発明者】
【氏名】キム,デ ニョン
【住所又は居所】大韓民国 38690,ギョンサンブク−ド,ギョンサン−シ,サムソンヒョン−ロ,203,103−1301
(72)【発明者】
【氏名】キム,サン シク
【住所又は居所】大韓民国 41573,デグ,ブク−グ,デヒョンナム−ロ,25,202−1303
(72)【発明者】
【氏名】リ,ドン ヒョク
【住所又は居所】大韓民国 42789,デグ,ダルソ−グ,ウォルベ−ロ 32アン−ギル,66,201−208
(72)【発明者】
【氏名】キム,ヒョ ス
【住所又は居所】大韓民国 41262,デグ,ドン−グ,グクチェボサン−ロ 171−ギル,31−13,1エフ
(72)【発明者】
【氏名】キム,ジェ ウク
【住所又は居所】大韓民国 28341,チュンチョンブク−ド,チョンジュ−シ,チョンウォン−グ,ユルボン−ロ,31,101−604
【テーマコード(参考)】
5G503
【Fターム(参考)】
5G503AA01
5G503BA03
5G503BB01
5G503FA03
5G503GD02
5G503GD03
5G503GD04
(57)【要約】
無人航空機及び無人航空機自動充電装置が開示される。一実施形態において、前記無人航空機は、本体及び接続部を含む。前記本体は、バッテリーと、前記バッテリーから提供される電源により駆動されて飛行力を発生させる飛行力提供部とを含む。前記接続部は、前記本体に配置され、前記バッテリーの互いに異なる極性とそれぞれ電気的に接続される第1充電端子及び第2充電端子を含む。前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、前記接続部の外面に互いに離隔して配置される。この場合、前記接続部の少なくとも一部(以下、挿入部という)は、前記本体が充電プラットフォームに安着する過程で前記充電プラットフォームに形成される陥没部に挿入される。前記挿入部が前記陥没部に挿入される過程で前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、前記充電プラットフォームに互いに離隔して配置される第1電極及び第2電極と電気的に接続される。前記第1充電端子及び前記第2充電端子のそれぞれが前記第1電極及び前記第2電極と電気的に接続されることにより、前記バッテリーは、前記充電プラットフォームから電気エネルギーの供給を受けて充電されることができる。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリーと、前記バッテリーから提供される電源により駆動されて飛行力を発生させる飛行力提供部とを含む本体と、
前記本体に配置され、前記バッテリーの互いに異なる極性とそれぞれ電気的に接続される第1充電端子及び第2充電端子を含む接続部とを含み、
前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、前記接続部の外面に互いに離隔して配置され、
前記接続部の少なくとも一部(以下、挿入部という)は、前記本体が充電プラットフォームに安着する過程で前記充電プラットフォームに形成される陥没部に挿入され、
前記挿入部が前記陥没部に挿入される過程で、前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、前記充電プラットフォームに互いに離隔して配置される第1電極及び第2電極と電気的に接続され、
前記第1充電端子及び前記第2充電端子のそれぞれが前記第1電極及び前記第2電極と電気的に接続されることにより、前記バッテリーは前記充電プラットフォームから電気エネルギーの供給を受けて充電できる無人航空機。
【請求項2】
前記挿入部は、重力方向を向くように形成される円錐、円錐台、角錐、角錐台、及びこれらの組み合わせの中から選択される少なくともいずれか1つの形状を有し、
前記陥没部は、前記挿入部に対応する陥没形状を有し、
前記挿入部及び前記陥没部が互いに対応する形状を有するため、前記挿入部が前記陥没部に挿入される過程で前記陥没部に嵌まって挿入されることにより、前記第1充電端子及び前記第2充電端子はそれぞれ前記第1電極及び前記第2電極と自己整列(self−align)されて互いに電気的に接続されることを特徴とする請求項1に記載の無人航空機。
【請求項3】
無人航空機を充電する無人航空機自動充電装置において、
前記無人航空機は、
バッテリーと、前記バッテリーから提供される電源により駆動されて飛行力を発生させる飛行力提供部とを含む本体と、
前記本体に配置され、前記バッテリーの互いに異なる極性とそれぞれ電気的に接続される第1充電端子及び第2充電端子を含む接続部とを含み、
前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、前記接続部の外面に互いに離隔して配置され、
前記自動充電装置は、
前記無人航空機が安着できる充電プラットフォームと、
前記充電プラットフォームに互いに離隔して配置される第1電極と第2電極と、
前記第1電極及び前記第2電極と電気的に接続できる電源供給部とを含み、
前記充電プラットフォームは、前記無人航空機が安着可能な形状を有し、前記接続部の少なくとも一部(以下、挿入部という)が挿入できる少なくとも一つの陥没部が形成される安着部を含み、
前記第1電極及び前記第2電極は、前記陥没部の表面、前記陥没部に隣接した前記安着部の表面、及びこれらの組み合わせの中から選択されるいずれか1つに互いに離隔して配置され、
前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、前記挿入部が前記陥没部に挿入される過程でそれぞれ前記第1電極及び前記第2電極と電気的に接続され、
前記第1充電端子及び前記第2充電端子のそれぞれが前記第1電極及び前記第2電極と電気的に接続されることにより、前記バッテリーは、前記電源供給部から電気エネルギーの供給を受けて充電できる無人航空機自動充電装置。
【請求項4】
前記挿入部は、重力方向を向くように形成される円錐、円錐台、角錐、角錐台、及びこれらの組み合わせの中から選択される少なくともいずれか1つの形状を有し、
前記陥没部は、前記挿入部に対応する陥没形状を有し、
前記挿入部及び前記陥没部が互いに対応する形状を有するため、前記挿入部が前記陥没部に挿入される過程で前記陥没部に嵌まって挿入されることにより、前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、それぞれ前記第1電極及び前記第2電極と自己整列(self−align)されて互いに電気的に接続されることを特徴とする請求項3に記載の無人航空機。
【請求項5】
前記挿入部は、重力方向を向くように形成されるn個(nは、3以上の自然数)の側面を有する角錐または角錐台の形状を有し、
前記陥没部は、前記挿入部に対応する陥没形状を有し、
前記挿入部の前記n個の側面のうち少なくともいずれか1つの側面(以下、充電端子配置面という)には、前記第1充電端子及び前記第2充電端子が互いに離隔して配置され、
前記挿入部が挿入される前記陥没部のn個の内周面のうち前記充電端子配置面に対向する内周面の少なくともいずれか1つの内周面(以下、電極配置面という)には、前記第1充電端子及び前記第2充電端子とそれぞれ対向するように前記第1電極及び前記第2電極が互いに離隔して配置され、
前記挿入部が前記陥没部に挿入される過程で、前記充電端子配置面に配置される前記第1充電端子及び前記第2充電端子がそれぞれ前記電極配置面に配置される前記第1電極及び前記第2電極と互いに電気的に接続されることにより、前記バッテリーは、前記電源供給部から前記電気エネルギーの供給を受けて充電できることを特徴とする請求項3に記載の無人航空機自動充電装置。
【請求項6】
前記挿入部は、重力方向を向くように形成される円錐又は円錐台の形状を有し、
前記陥没部は、前記挿入部に対応する陥没形状を有し、
前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、前記挿入部の側面に重力方向を基準に互いに離隔して配置され、
前記第1電極及び前記第2電極は、前記陥没部の内周面にそれぞれ前記第1充電端子及び前記第2充電端子に対向するように互いに離隔して配置され、
前記挿入部が前記陥没部に挿入される過程で前記挿入部の前記側面に配置される前記第1充電端子及び前記第2充電端子がそれぞれ前記陥没部の前記内周面に配置される前記第1電極及び前記第2電極と互いに電気的に接続されることにより、前記バッテリーは、前記電源供給部から前記電気エネルギーの供給を受けて充電できることを特徴とする請求項3に記載の無人航空機自動充電装置。
【請求項7】
前記挿入部は、重力方向を向くように形成される円錐台又は角錐台の形状を有し、
前記陥没部は、前記挿入部に対応する陥没形状を有し、
前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、それぞれ前記挿入部の側面及び前記挿入部の下面に互いに離隔して配置され、
前記第1電極及び前記第2電極は、それぞれ前記陥没部の内周面及び前記陥没部の底面に前記第1充電端子及び前記第2の充電端子に対向するように互いに離隔して配置され、
前記挿入部が前記陥没部に挿入される過程で、前記挿入部の前記側面及び前記挿入部の前記下面に配置される前記第1充電端子及び前記第2充電端子がそれぞれ前記陥没部の前記内周面及び前記陥没部の前記底面に配置される前記第1電極及び前記第2電極と互いに電気的に接続されることにより、前記バッテリーは、前記電源供給部から前記電気エネルギーの供給を受けて充電できる ことを特徴とする請求項3に記載の無人航空機自動充電装置。
【請求項8】
前記接続部は、突出部が形成された支持部を含み、
前記突出部は、前記挿入部としての機能を行い、
前記陥没部は、前記突出部に対応する陥没形状を有し、
前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、前記突出部を囲む形状で前記突出部が形成される前記支持部の表面に互いに離隔して配置され、
前記第1電極及び前記第2電極は、それぞれ前記陥没部に隣接した前記安着部の表面に前記第1充電端子及び前記第2充電端子に対向するように互いに離隔して配置され、
前記挿入部が前記陥没部に挿入される過程で、前記支持部の前記表面に配置される前記第1充電端子及び前記第2充電端子がそれぞれ前記陥没部に隣接した前記安着部の前記表面に配置される前記第1電極及び前記第2電極と互いに電気的に接続されることにより、前記バッテリーは、前記電源供給部から前記電気エネルギーの供給を受けて充電できることを特徴とする請求項3に記載の無人航空機自動充電装置。
【請求項9】
前記接続部は、突出部が形成された支持部を含み、
前記突出部は、前記挿入部としての機能を行い、
前記陥没部は、前記突出部に対応する陥没形状を有し、
前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、それぞれ前記突出部の表面及び前記突出部を囲む形状で前記突出部が形成される前記支持部の表面に互いに離隔して配置され、
前記第1電極及び前記第2電極は、それぞれ前記陥没部の内面及び前記陥没部に隣接した前記安着部の表面に前記第1充電端子及び前記第2充電端子に対向するように互いに離隔して配置され、
前記挿入部が前記陥没部に挿入される過程で、前記突出部の前記表面に配置される前記第1充電端子及び前記支持部の前記表面に配置される前記第2充電端子がそれぞれ前記陥没部の前記内面に配置される前記第1電極及び前記安着部の前記表面に配置される前記第2電極と互いに電気的に接続されることにより、前記バッテリーは、前記電源供給部から前記電気エネルギーの供給を受けて充電できることを特徴とすることを特徴とする請求項3に記載の無人航空機自動充電装置。
【請求項10】
重力方向を基準に前記安着部の下部面に配置される太陽電池パネルをさらに含み、
前記安着部は光透過性素材で形成され、前記太陽電池パネルは前記安着部を通過して到達する太陽光から太陽電気エネルギーを生成することを特徴とする請求項3ないし請求項9のいずれか1項に記載の無人航空機自動充電装置。
【請求項11】
制御部と、
前記制御部と電気的に接続され、重力方向を基準に前記安着部の下部面に配置されて前記安着部に前記無人航空機が安着したか否かをを感知する重量センサーとをさらに含み、
前記制御部は、前記重量センサーにより前記無人航空機が前記安着部に安着したと感知する場合、前記電源供給部を制御して前記第1電極及び前記第2電極を介して前記バッテリーに前記電気エネルギーを供給することを特徴とする請求項3ないし請求項9のいずれか1項に記載の無人航空機自動充電装置。
【請求項12】
制御部と、
前記制御部と電気的に接続される複数の接触感知センサーとを含み、
前記安着部には複数の前記陥没部が互いに離隔して形成され、
前記複数の接触感知センサーのそれぞれは、前記複数の前記陥没部のそれぞれの内部又は前記複数の前記陥没部のそれぞれの前記内部に隣接した前記安着部の下部面に配置されて前記陥没部に前記挿入部が挿入されたか否かを感知し、
前記制御部は、前記複数の接触感知センサーにより前記挿入部が前記複数の前記陥没部のうちいずれか1つの陥没部(以下、挿入陥没部という)に挿入されたか否かを判断した後、前記電源供給部を制御して前記挿入陥没部に対応する前記第1電極及び前記第2電極を介して前記バッテリーに前記電気エネルギーを供給することを特徴とする請求項3ないし請求項9のいずれか1項に記載の無人航空機自動充電装置。
【請求項13】
前記接続部の前記外面に前記第1充電端子及び前記第2充電端子と互いに離隔して配置される第1通信端子と、
前記充電プラットフォームに前記第1電極及び前記第2電極と互いに離隔して配置される第2通信端子と、
前記第2通信端子と電気的に接続される制御部とをさらに含み、
前記本体には、航空映像撮影、温度感知、湿度感知、風速感知、位置感知、及びこれらの組み合わせの中から選択される少なくともいずれか1つを実行できる電子機器が配置され、
前記第1通信端子は、前記電子機器と電気的に接続され、
前記第2通信端子は、前記陥没部の前記表面、前記陥没部に隣接した前記安着部の前記表面、及びこれらの組み合わせの中から選択されるいずれか1つに配置され、
前記第1通信端子及び前記第2通信端子は、前記挿入部が前記陥没部に挿入される過程で互いに電気的に接続されることにより、前記制御部が前記電子機器と通信できることを特徴とする請求項3ないし請求項9のいずれか1項に記載の無人航空機自動充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無人航空機及び無人航空機自動充電装置に関し、より具体的には、無人航空機に装着される接続部と無人航空機自動充電装置に形成された陥没部との結合により自己整列方式で無人航空機のバッテリーの充電が行われる無人航空機及び無人航空機自動充電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
無人航空機は、ドローン(drone)、UAV(unmanned aerial vehicle)などと呼ばれ、人が搭乗することなく自律飛行をするか、遠隔操縦により飛行する飛行体をいう。無人航空機は、人が搭乗しないので、人の搭乗のための空間、搭乗者の安全のための安全装置などが必要でないため、小型化、軽量化が可能である。無人航空機は、人が搭乗しないので、搭乗者の安全のために有人航空機が接近できなかった危険地域の偵察、情報収集などに多く活用されている。
【0003】
例えば、現在、無人航空機は、有人航空機では接近しにくい放射能被爆地域、火災発生地域などの被災地域の空中映像の取得などの役割を担っている。
【0004】
無人航空機は、飛行力を提供する方式によってバッテリー方式、エンジン方式などに区分される。エンジン方式の無人航空機に比べて、バッテリー方式の無人航空機は、小型化、軽量化の面で長所があるため、最近は火災監視、航空撮影、貨物運送などの領域で多く活用される傾向にある。しかしながら、バッテリー方式の無人航空機、特に、垂直離着陸が可能なプロペラ方式の無人航空機の場合、飛行力を得るために多数のプロペラを回転させなければならない。この過程で、バッテリー消耗量が多くなり、バッテリーを持続的に交換しなければならないという問題がある。
【0005】
バッテリーの容量によって多少違いはあるが、一般的に使い捨てのバッテリーを活用して無人航空機を駆動する場合、飛行可能時間は約10分である。従って、広い領域の映像撮影を必要とする山林監視、長時間の映像撮影が必要な被災地域の航空撮影の場合、無人航空機の短い飛行時間は無人航空機の活用の障害要因となっている。
【0006】
本明細書では、バッテリー方式の無人航空機を長時間活用できる技術を提案する。無人航空機の飛行時間を増加させるための従来の技術としては、大韓民国登録特許第10−1599423号の「ドローン充電プラットフォームシステム」と、大韓民国公開特許第10−2012−0133885号の「小型空中無人ロボット運営システム」などがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本明細書で開示する技術は、上記従来技術の問題点を解決するためのものであり、本明細書では、本明細書で開示する接続部を有する無人航空機と、前記接続部と結合される陥没部を有する自動充電装置による無人航空機のバッテリー充電により無人航空機の短い飛行時間を効果的に増やすことのできる技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
一実施形態において、無人航空機が開示(disclosure)される。前記無人航空機は、本体及び接続部を含む。前記本体は、バッテリーと、前記バッテリーから提供される電源により駆動されて飛行力を発生させる飛行力提供部とを含む。前記接続部は、前記本体に配置され、前記バッテリーの互いに異なる極性とそれぞれ電気的に接続される第1充電端子及び第2充電端子を含む。前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、前記接続部の外面に互いに離隔して配置される。この場合、前記接続部の少なくとも一部(以下、挿入部という)は、前記本体が充電プラットフォームに安着する過程で前記充電プラットフォームに形成される陥没部に挿入される。前記挿入部が前記陥没部に挿入される過程で、前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、前記充電プラットフォームに互いに離隔して配置される第1電極及び第2電極と電気的に接続される。前記第1充電端子及び前記第2充電端子のそれぞれが前記第1電極及び前記第2電極と電気的に接続されることにより、前記バッテリーは、前記充電プラットフォームから電気エネルギーの供給を受けて充電できる。
【0009】
他の実施形態において、無人航空機を充電する無人航空機自動充電装置が開示される。
【0010】
前記無人航空機は、本体及び接続部を含む。前記本体は、バッテリーと、前記バッテリーから提供される電源により駆動されて飛行力を発生させる飛行力提供部とを含む。前記接続部は、前記本体に配置され、前記バッテリーの互いに異なる極性とそれぞれ電気的に接続される第1充電端子及び第2充電端子を含む。前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、前記接続部の外面に互いに離隔して配置される。
【0011】
前記自動充電装置は、前記無人航空機が安着できる充電プラットフォーム、前記充電プラットフォームに互いに離隔して配置される第1電極と第2電極、及び前記第1電極及び前記第2電極と電気的に接続される電源供給部を含む。前記充電プラットフォームは、前記無人航空機が安着できる形状を有し、前記接続部の少なくとも一部(以下、挿入部という)が挿入できる少なくとも1つの陥没部が形成される安着部を含む。前記第1電極及び前記第2電極は、前記陥没部の表面、前記陥没部に隣接した前記安着部の表面、及びこれらの組み合わせの中から選択されるいずれか1つに互いに離隔して配置される。この場合、前記第1充電端子及び前記第2充電端子は、前記挿入部が前記陥没部に挿入される過程でそれぞれ前記第1電極及び前記第2電極と電気的に接続される。前記第1充電端子及び前記第2充電端子のそれぞれが前記第1電極及び前記第2電極と電気的に接続されることにより、前記バッテリーは、前記電源供給部から電気エネルギーの供給を受けて充電できる。
【発明の効果】
【0012】
本明細書で開示する無人航空機は、接続部を含むことにより、前記無人航空機が充電プラットフォームに安着する過程で、前記接続部、すなわち、前記挿入部が充電プラットフォームの陥没部に挿入される過程を通じてバッテリーを自動で充電することができる。本明細書で開示する無人航空機は、前記方式によりDC充電だけでなく、AC充電方式によりバッテリーの充電が可能であるという効果を提供することができる。
【0013】
本明細書で開示する無人航空機自動充電装置は、無人航空機に装着される接続部と無人航空機自動充電装置に形成された陥没部との結合により無人航空機の第1充電端子及び第2充電端子がそれぞれ自動充電装置の第1電極及び第2電極と自己整列されて互いに電気的に接続されることができる。これにより、無人航空機の充電端子の極性と自動充電装置の極性を合わせる別途の追加過程を必要としないので、無人航空機を自動充電装置に配置させる過程での時間損失を最小化することができる。
【0014】
また、本明細書で開示する無人航空機に装着されるバッテリーを構成するそれぞれの単位バッテリーは、接続部を介して第1充電端子及び第2充電端子と電気的に接続されることができる。第1充電端子及び第2充電端子は、それぞれ自動充電装置の第1電極及び第2電極と電気的に接続されることができる。これにより、それぞれの単位バッテリーを個別的に充電することができ、バッテリー充電時間を効果的に減らすことができるという効果を提供することができる。
【0015】
また、本明細書で開示する無人航空機自動充電装置は、太陽電池パネルを含むことができる。これにより、無人航空機の充電前又は充電中にも太陽光を利用して発電することができる。太陽光発電された電気エネルギーは、貯蔵した後、無人航空機の充電に活用されるか、無人航空機自動充電装置が配置される通信柱などに装着されるカメラなどの電子機器の駆動エネルギー源として使用されることもできる。
【0016】
また、本明細書で開示する無人航空機自動充電装置は、重量センサー又は接触感知センサーを含むことができる。これにより、無人航空機が安着したか否かを感知することができるため、無人航空機が安着した場合にのみ電源供給部を介して第1電極及び第2電極に電気エネルギーを提供することができる。無人航空機が安着した場合にのみ電源を供給するため、待機電力の消耗を防止することができる。また、鳥や木の枝などの自然物や障害物による自動充電装置の誤動作を防止する機能を提供することができる。
【0017】
前述した内容は、以後により詳しく記述される事項について簡略化した形態で選択的な概念のみを提供する。本内容は、特許請求の範囲の主な特徴または必須特徴を限定するか、特許請求の範囲の範囲を制限する意図で提供されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本明細書で開示する無人航空機及び無人航空機自動充電装置の活用例を説明するための図である。
【図2】本明細書で開示する無人航空機及び無人航空機自動充電装置を説明するための概念図である。
【図3】本明細書で開示する無人航空機及び無人航空機自動充電装置を説明するための概念図である。
【図4】本明細書で開示する無人航空機の接続部と無人航空機自動充電装置の陥没部との結合により無人航空機のバッテリーが充電される過程を説明するための多様な実施形態を示す図である。
【図5】本明細書で開示する無人航空機の接続部と無人航空機自動充電装置の陥没部との結合により無人航空機のバッテリーが充電される過程を説明するための多様な実施形態を示す図である。
【図6】本明細書で開示する無人航空機の接続部と無人航空機自動充電装置の陥没部との結合により無人航空機のバッテリーが充電される過程を説明するための多様な実施形態を示す図である。
【図7】本明細書で開示する無人航空機の接続部と無人航空機自動充電装置の陥没部との結合により無人航空機のバッテリーが充電される過程を説明するための多様な実施形態を示す図である。
【図8】本明細書で開示する無人航空機の接続部と無人航空機自動充電装置の陥没部との結合により無人航空機のバッテリーが充電される過程を説明するための多様な実施形態を示す図である。
【図9】本明細書で開示する無人航空機の接続部と無人航空機自動充電装置の陥没部との結合により無人航空機のバッテリーが充電される過程を説明するための多様な実施形態を示す図である。
【図10】本明細書で開示する無人航空機と無人航空機自動充電装置間の通信過程を説明するための図である。
【図11】本明細書で開示する無人航空機及び無人航空機自動充電装置の理解を助けるためのシミュレーション図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本明細書に開示された実施形態を図面を参照して詳細に説明する。本文において他に明示しない限り、図面の類似した参照番号は類似した構成要素を示す。詳細な説明、図面、及び請求項で詳述する例示的な実施形態は、限定のためのものではなく、他の実施形態が利用されることができ、ここで開示される技術の思想や範疇を逸脱しない限り、他の変更も可能である。当業者は、本開示の構成要素、すなわち、ここで一般的に記述され、図面に記載される構成要素を様々に他の構成で配列、構成、結合、図案化することができ、これらの全ては明白に考案され、本開示の一部を形成していることが容易に理解できるであろう。図面において複数の層(又は、膜)、領域、及び形状を明確に表現するために、構成要素の幅、長さ、厚さ、又は形状などは誇張されて表現されることもできる。
【0020】
一構成要素が他の構成要素に「配置」と言及される場合、前記一構成要素が前記他の構成要素に直接配置される場合はもちろん、これらの間に追加的な構成要素が介在される場合も含むことができる。
【0021】
一構成要素が他の構成要素と「接続」と言及される場合、前記一構成要素が前記他の構成要素に直接接続される場合はもちろん、これらの間に追加的な構成要素が介在される場合も含むことができる。
【0022】
一構成要素が他の構成要素に「安着」と言及される場合、前記一構成要素が前記他の構成要素に直接安着される場合はもちろん、これらの間に追加的な構成要素が介在される場合も含むことができる。
【0023】
開示された技術に関する説明は、構造的ないし機能的説明のための実施形態に過ぎないので、開示された技術の権利範囲は、本文に説明された実施形態によって制限されると解釈されてはならない。すなわち、実施形態は、様々な変更が可能であり、多様な形態を有することができるので、開示された技術の権利範囲は、技術的思想を実現できる均等物を含むと理解されなければならない。
【0024】
単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味を有しない限り、複数の表現を含むものと理解されなければならず、「含む」または「有する」などの用語は、実施された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものが存在するということを指定しようとするものであり、1つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものの存在、または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解しなければならない。
【0025】
ここで使用された全ての用語は、異なる意味として定義されない限り、開示された技術が属する分野において通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有する。一般的に使用される辞書に定義された用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致すると解釈されなければならず、本出願において明白に定義しない限り、理想的であるか、過度に形式的な意味を有するものと解釈されることができない。
【0026】
図1は、本明細書で開示する無人航空機及び無人航空機自動充電装置の活用例を説明するための図である。
【0027】
無人航空機100はバッテリーで駆動される。従って、バッテリーが放電されると、無人航空機100はこれ以上飛行することができない。無人航空機100の操作者が無人航空機100の活動領域の近くにいる場合は、バッテリーを十分に使用した後、バッテリーの放電直前に無人航空機100を回収してバッテリーを充電するか、交換することができるので、無人航空機100のバッテリー活用に大きな問題が発生しない。しかしながら、操作者が遠隔地で無人航空機100を操作する場合、バッテリーを十分に使用することになると、バッテリーの放電による無人航空機100の紛失、無人航空機100の墜落による損傷の問題が発生することがある。これを防止するために。遠隔地で無人航空機100を活用して航空映像撮影などを行う場合、無人航空機100の回収に必要なバッテリーの容量を残さなければならない。従って、遠隔地で無人航空機100を操作するためには、バッテリーの容量を増やすか、飛行時間を減らさなければならない問題点が発生する。
【0028】
本明細書で開示する技術は、これを解決するための技術である。図1に例示するように、韓国の全国各地には、送電塔、通信塔、山火事監視カメラ施設など(以下、通信柱という)が散在している。通信柱10に無人航空機自動充電装置の据置台12を設置した後、無人航空機自動充電装置の据置台12に本明細書で開示する無人航空機自動充電装置200を配置することができる。遠隔地で無人航空機100を操縦して航空映像などを撮影することができ、この過程で、無人航空機100のバッテリーが放電される場合に、近くの無人航空機自動充電装置200に無人航空機100を安着させてバッテリーを充電することにより、無人航空機100を回収しなくても長時間航空映像などを撮影することができる。この場合、電源供給部230と制御部250は、通信柱10に設置することができる。電源供給部230の場合、通信柱10に既に設置された電源を活用できるため、施設投資コスト削減効果を得ることができる。
【0029】
図2及び図3は、本明細書で開示する無人航空機及び無人航空機自動充電装置を説明するための概念図である。図2は、無人航空機100及び無人航空機自動充電装置200の概念図である。図3の(a)は、無人航空機自動充電装置200に安着しようとする無人航空機100を示す図である。図3の(b)は、図3の(a)の部分拡大図であり、図3の(c)はAA’線に沿った安着部212の断面及び無人航空機100の挿入部120aと接続部回転軸122を示す図である。
【0030】
図4ないし図9は、本明細書で開示する無人航空機の接続部と無人航空機自動充電装置の陥没部の結合により無人航空機のバッテリーが充電される過程を説明するための多様な実施形態を示す図である。図4ないし図7のそれぞれの図面において、(a)は接続部と陥没部の結合過程を示し、(b)は第1充電端子及び第2充電端子の配置の様子を示し、(c)は第1電極及び第2電極の配置の様子を示す図である。図8の(a)ないし(c)は、接続部及び陥没部の多様な形状を示す図である。図9は、無人航空機100のバッテリーの充電の過程を説明するための図である。
【0031】
以下、図面を参照して本明細書で開示する無人航空機100及び無人航空機自動充電装置200について説明する。
【0032】
まず、無人航空機100について説明する。図面を参照すれば、無人航空機100は、本体110及び接続部120、120’を含む。
【0033】
本体110は、バッテリー112と、バッテリー112から提供される電源により駆動されて飛行力を発生させる飛行力提供部114を含む。バッテリー112は、図9に例示するように、複数の単位バッテリー112aが互いに接続されて構成されることができる。飛行力提供部114は、図1ないし図3に例示するように、複数のプロペラで構成されることができる。
【0034】
接続部120、120’は、本体110に配置され、バッテリー112の互いに異なる極性とそれぞれ電気的に接続される第1充電端子122a及び第2充電端子122bを含む。図面には、無人航空機100の離着陸のための支持脚に連結された板状のフレームに配置される接続部120、120’が例示されているが、本体110に配置されて後述する機能を実行できる限り、その配置形態には制限がない。第1充電端子122a及び第2充電端子122bは、接続部120、120’の外面に互いに離隔して配置される。
【0035】
この場合、図3ないし図9に例示するように、接続部120、120’の少なくとも一部(以下、挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3という)は、本体110が充電プラットフォーム210に安着する過程で、充電プラットフォーム210に形成される陥没部214、214−1、214−2、214−3に挿入される。挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3が陥没部214、214−1、214−2、214−3に挿入される過程で、第1充電端子122a及び第2充電端子122bは充電プラットフォーム210に互いに離隔して配置される第1電極220a及び第2電極220bと電気的に接続される。第1充電端子122a及び第2充電端子122bのそれぞれが第1電極220a及び第2電極220bと電気的に接続されることにより、バッテリー112は、充電プラットフォーム210から電気エネルギーの供給を受けて充電されることができる。
【0036】
一方、挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3は、図3ないし図9に例示するように、重力方向を向くように形成される円錐、円錐台、角錐、角錐台、及びこれらの組み合わせの中から選択される少なくともいずれか1つの形状を有することができる。陥没部214、214−1、214−2、214−3は、図3ないし図9に例示するように、挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3に対応する陥没形状を有することができる。挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3及び陥没部214、214−1、214−2、214−3が互いに対応する形状を有するので、挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3は陥没部214、214−1、214−2、214−3に挿入される過程で陥没部214、214−1、214−2、214−3に嵌まって挿入されることにより、第1充電端子122a及び第2充電端子122bはそれぞれ第1電極220a及び第2電極220bと自己整列(self-align)されて互いに電気的に接続されることができる。従って、本明細書で開示する無人航空機100は、接続部120、120’を含むことにより、無人航空機100が充電プラットフォーム210に安着する過程で接続部120、120’、すなわち、挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3が充電プラットフォーム210の陥没部214、214−1、214−2、214−3に挿入される過程を通じてバッテリー112を自動で充電することができる。本明細書で開示する無人航空機100は、上記方式によりDC充電だけでなく、AC充電方式によりバッテリー112の充電が可能であるという効果を提供することができる。これに関する詳しい説明は、説明の便宜上、後述する無人航空機自動充電装置200に関する詳細な説明で記述する。
【0037】
次に、無人航空機100を充電する無人航空機自動充電装置200について説明する。
【0038】
図面を参照すると、無人航空機100は、前述したように、本体110及び接続部120、120’を含む。
【0039】
本体110は、バッテリー112と、バッテリー112から提供される電源により駆動されて飛行力を発生させる飛行力提供部114を含む。バッテリー112は、図9に例示するように、複数の単位バッテリー112aが互いに接続されて構成される。バッテリー112は、本体110の内部に配置されるか、本体110の外部に取り付けられることができる。図9に例示するように、単位バッテリー112aの正極と負極は導線などの導電性素材を介してそれぞれ第1充電端子122a及び第2充電端子122bと電気的に接続されることができる。第1充電端子122a及び第2充電端子122bは、後述する過程を通じてそれぞれ第1電極220a及び第2電極220bと電気的に接続されることができる。第1電極220a及び第2電極220bは、電源供給部230と電気的に接続できるので、単位バッテリー112aは第1充電端子122a及び第2充電端子122bによりそれぞれ充電されることができる。従って、本明細書で開示する無人航空機100は、無人航空機自動充電装置200により充電されることができる。図9は、バッテリー112の充電方式として、電源供給部230から提供されるDC電源が第1充電端子122a及び第2充電端子122bを介してバッテリー112に伝達されて充電される充電方式を例示する。他の例として、バッテリー112は、電源供給部230からAC電源が提供されて充電されることもできる。この場合、第1充電端子122a及び第2充電端子122bとバッテリー112間に整流器(図示せず)が配置されることができる。
【0040】
また、図9は、バッテリー112の充電方式として、単位バッテリー112aをそれぞれ充電する場合を例示する。他の例として、バッテリー112は、互いに直列に接続される単位バッテリー112aの両端に位置する正極と負極を導線などの導電性素材を介してそれぞれ第1充電端子122a及び第2充電端子122bと電気的に接続して充電されることもできる。充電時間を短縮するという観点では、図9に示すように、単位バッテリー112aのそれぞれを充電することが好ましいことがある。
【0041】
飛行力提供部114は、図1ないし図3に例示するように複数のプロペラで構成されることができる。
【0042】
接続部120、120’は、本体110に配置され、バッテリー112の互いに異なる極性とそれぞれ電気的に接続される第1充電端子122a及び第2充電端子122bを含む。図面には、無人航空機100の離着陸のための支持脚に連結された板状のフレームに配置される接続部120、120’が例示されているが、本体110に配置されて後述する機能を実行できる限り、その配置形態には制限がない。第1充電端子122a及び第2充電端子122bは接続部120、120’の外面に互いに離隔して配置される。
【0043】
無人航空機自動充電装置200は、充電プラットフォーム210、第1電極220aと第2電極220b、及び電源供給部230を含む。いくつかの他の実施形態において、無人航空機自動充電装置200は選択的に(optionally)太陽電池パネル240をさらに含むことができる。いくつかのさらに他の実施形態において、無人航空機自動充電装置200は選択的に制御部250及び重量センサー260をさらに含むことができる。いくつかのさらに他の実施形態において、無人航空機自動充電装置200は選択的に制御部250及び複数の接触感知センサー270を含むことができる。
【0044】
充電プラットフォーム210には無人航空機100が安着することができる。
【0045】
第1電極220aと第2電極220bは、充電プラットフォーム210に互いに離隔して配置される。
【0046】
電源供給部230は、第1電極220a及び第2電極220bと電気的に接続されることができる。
【0047】
充電プラットフォーム210は、図2ないし図9に例示するように、無人航空機100が安着可能な形状を有し、接続部120、120’の少なくとも一部(以下、挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3という)が挿入できる少なくとも1つの陥没部214、214−1、214−2、214−3が形成される安着部212を含む。
【0048】
第1電極220a及び第2電極220bは、図4ないし図9に例示するように、陥没部214、214−1、214−2、214−3の表面214a、214−1a、214−2a、214−3a、陥没部214、214−1、214−2、214−3に隣接した安着部の表面212a、及びこれらの組み合わせの中から選択されるいずれか1つに互いに離隔して配置される。
【0049】
この場合、第1充電端子122a及び第2充電端子122bは、挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3が陥没部214、214−1、214−2、214−3に挿入される過程でそれぞれ第1電極220a及び第2電極220bと電気的に接続される。第1充電端子122a及び第2充電端子122bのそれぞれが第1電極220a及び第2電極220bと電気的に接続されることにより、バッテリー112は、電源供給部230から電気エネルギーの供給を受けて充電されることができる。
【0050】
一方、挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3は、図3ないし図9に例示するように、重力方向を向くように形成される円錐、円錐台、角錐、角錐台、及びこれらの組み合わせの中から選択される少なくともいずれか1つの形状を有することができる。陥没部214、214−1、214−2、214−3は、図3ないし図9に例示するように、挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3に対応する陥没形状を有することができる。挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3及び陥没部214、214−1、214−2、214−3が互いに対応する形状を有するので、挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3が陥没部214、214−1、214−2、214−3に挿入される過程で陥没部214、214−1、214−2、214−3に嵌まって挿入されることにより、第1充電端子122a及び第2充電端子122bはそれぞれ第1電極220a及び第2電極220bと自己整列(self−align)されて互いに電気的に接続されることができる。従って、本明細書で開示する無人航空機100は、接続部120、120’を含むことにより、無人航空機100が充電プラットフォーム210に安着する過程で、接続部120、120’、すなわち、挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3が充電プラットフォーム210の陥没部214、214−1、214−2、214−3に挿入される過程を通じてバッテリー112を自動で充電することができる。本明細書で開示する無人航空機100は、上記方式によりDC充電だけでなく、AC充電方式によりバッテリー112を充電できるという効果を提供することができる。
【0051】
以下、図4ないし図9を活用して、第1充電端子122a及び第2充電端子122bのそれぞれが第1電極220a及び第2電極220bと電気的に接続されてバッテリー112が電源供給部230から電気エネルギーの供給を受けて充電される過程を説明する。
【0052】
一実施形態において、挿入部120aは、重力方向を向くように形成されるn個(nは、3以上の自然数)の側面を有する角錐または角錐台の形状を有することができる。角錐台形状の挿入部120a−1は、図8の(a)に例示する。本明細書で開示した角錐台は、下面と上面が互いに平行する場合だけでなく、互いに平行しない形状の場合も含む表現として理解されるべきである。また、本明細書で開示する角錐は、単一角錐だけでなく、円錐台または角錐台の上に形成される角錐の形状も含む表現として理解されるべきである。図4及び図5のそれぞれの図面には、6角錐の形状を有する挿入部120aが例示される。陥没部214は、挿入部120aに対応する陥没形状を有することができる。挿入部120aの前記n個の側面のうち少なくともいずれか1つの側面(以下、充電端子配置面という)には、第1充電端子122a及び第2充電端子122bが互いに離隔して配置されることができる。図4には、6角錐の形状の挿入部120aの6つの側面の全てが前記充電端子配置面として役割をする場合が例示される。また、図4には、前記充電端子配置面に重力方向を基準に互いに向き合って離隔する形態で配置される第1充電端子122a及び第2充電端子122bが例示される。別様には、図5に例示するように、第1充電端子122a及び第2充電端子122bは、前記充電端子配置面に重力方向を基準として互いに所定の距離を置いて離隔する形態で配置されることもできる。
【0053】
挿入部120aが挿入される陥没部214のn個の内周面のうち前記充電端子配置面に対向する内周面の少なくともいずれか1つの内周面(以下、電極配置面という)には、第1充電端子122a及び第2充電端子122bとそれぞれ対向するように第1電極220a及び第2電極220bが互いに離隔して配置されることができる。図4及び図5のそれぞれの図面には、6角錐形状の挿入部120aの6つの全ての側面に配置される第1充電端子122a及び第2充電端子122bに対向するように陥没部214の6つの内周面、すなわち、陥没部214の表面214aに配置された第1電極220a及び第2電極220bが例示される。この場合、挿入部120aが陥没部214に挿入される過程で、前記充電端子配置面に配置される第1充電端子122a及び第2充電端子122bがそれぞれ前記電極配置面に配置される第1電極220a及び第2電極220bと互いに電気的に接続されることにより、バッテリー112は、電源供給部230から電気エネルギーの供給を受けて充電されることができる。
【0054】
図4及び図5のそれぞれの図面には、前記充電端子配置面に互いに離隔して配置される一対の第1充電端子122a及び第2充電端子122bが例示される。また、図4及び図5のそれぞれの図面には、前記電極配置面に互いに離隔して配置される一対の第1電極220a及び第2電極220bが例示される。挿入部120aと陥没部214は互いに対応する形状を有するので、挿入部120aが陥没部214に挿入される過程で、第1充電端子122a及び第2充電端子122bはそれぞれ第1電極220a及び第2電極220bと自然に電気的に接続される。これにより、バッテリー112は、電源供給部230から電気エネルギーの供給を受けて充電されることができる。
【0055】
また、図4及び図5には、それぞれ互いに分離して離隔配置される第1充電端子122a及び第2充電端子122bと第1電極220a及び第2電極220bが例示される。別様には、図4及び図5の図示とは異なり、電源供給部230からそれぞれの第1電極220aとそれぞれの第2電極220bに印加される電源が同一である場合は、図6に例示する互いに接続された第1充電端子122a及び第2充電端子122bと第1電極220a及び第2電極220bのように、複数の第1充電端子122a、複数の第2充電端子122b、複数の第1電極220、及び複数の第2電極220bはそれぞれ同類同士で互いに接続されることができる。
【0056】
一方、挿入部120aの一部の側面のみが前記充電端子配置面の機能を行い、陥没部214の一部の表面のみが前記電極配置面の機能を行う場合、挿入部120aが陥没部214に挿入される過程で、それらを互いに対向させる必要がある。ここで、接続部回転軸122を回転させる方式で駆動してそれらを互いに対向させることができる。挿入部120aの全ての側面が前記充電端子配置面の機能を行い、陥没部214の全ての表面が前記電極配置面の機能を行う場合が好ましいことがある。この場合は、接続部回転軸122を回転させて前記充電端子配置面と前記電極配置面を互いに対向させる過程を省略することができる。
【0057】
また一方で、挿入部120aが陥没部214に挿入される過程で、挿入部120aは、安着部の表面212a又は陥没部214の縁部にかかることがある。この場合、接続部回転軸122を回転させるか、振動させる方式で駆動して挿入部120aが陥没部214に挿入されるようにすることもできる。
【0058】
他の実施形態において、挿入部120aは、重力方向を向くように形成される円錐又は円錐台の形状を有することができる。円錐形状の挿入部120a−2及び円錐台形状の挿入部120a−3は、図8の(b)及び(c)に例示する。本明細書で開示する円錐台は、下面と上面が互いに平行する場合だけでなく、互いに平行しない形状の場合も含む表現として理解されるべきである。また、本明細書で開示する円錐は、単一円錐だけでなく、円錐台や角錐台の上に形成される円錐形状も含む表現として理解されるべきである。また、本明細書で開示する円錐または円錐台は、断面が円形である場合だけでなく、楕円形の場合も含む概念として理解されるべきである。陥没部214は、挿入部120aに対応する陥没形状を有することができる。図8の(b)及び(c)には、挿入部120a−2及び挿入部120a−3にそれぞれ対応する陥没形状を有する陥没部214−2及び陥没部214−3が例示される。
【0059】
陥没部214と挿入部120aの形状が円錐(又は、円錐台)及びこれに対応する形状であるという点の以外は、図4及び図5に関する詳細な説明において上述した方式と実質的に同一の方法で第1充電端子122a及び第2充電端子122bのそれぞれが第1電極220a及び第2電極220bと電気的に接続されてバッテリー112が電源供給部230電気エネルギーの供給を受けて充電される過程に関する説明が可能であるので、図4、図5、及び図8を適切に参照して説明する。また、以下、図4及び図5と関連して上述した内容と実質的に同一の内容又は類推可能な内容については説明の便宜上省略して叙述する。このような説明が本実施形態で開示する発明の保護範囲を制限する意図ではないことを明らかにしておく。
【0060】
第1充電端子122a及び第2充電端子122bは、挿入部120a−2、120a−3の外面、すなわち、側面に重力方向を基準に互いに離隔するように配置されることができる。第1電極220a及び第2電極220bは、陥没部214−2、214−3の内周面にそれぞれ第1充電端子122a及び第2充電端子122bに対向して互いに離隔するように配置されることができる。挿入部120a−2、120a−3が陥没部214−2、214−3に挿入される過程で、挿入部120a−2、120a−3の前記側面に配置される第1充電端子122a及び第2充電端子122bがそれぞれ陥没部214−2、214−3の表面、すなわち、陥没部214−2、214−3内周面214−2a、214−3aに配置される第1電極220a及び第2電極220bと互いに電気的に接続されることにより、バッテリー112は、電源供給部230から電気エネルギーの供給を受けて充電されることができる。
【0061】
一方、挿入部120a−2、120a−3が陥没部214−2、214−3に挿入される過程で、挿入部120a−2、120a−3は安着部の表面212aにかかることがある。この場合、接続部回転軸122を回転させるか、振動させる方式で駆動して挿入部120a−2、120a−3が陥没部214−2、214−3に挿入されるようにすることもできる。
【0062】
図4及び図5と関連して上述した挿入部120a及び陥没部214の場合は多角形の形状を有するので、挿入部120aが陥没部214に挿入される過程で挿入部120aは陥没部214の縁部にかかることがある。これに対して、本実施形態で開示する円錐又は円錐台構造の挿入部120a−2、120a−3及び陥没部214−2、214−3は、重力方向を基準に断面形状が円である場合は、挿入部120aが陥没部214に挿入される過程で挿入部120aが陥没部214の縁部にかかる問題がないという長所を有することができる。
【0063】
また、他の実施形態において、挿入部120aは、図8の(a)及び(c)に例示するように、重力方向を向くように形成される円錐台120a−3又は角錐台120a−1の形状を有することができる。陥没部214は、挿入部120aに対応する陥没形状を有することができる。図8の(a)及び(c)には、挿入部120a−1及び挿入部120a−3にそれぞれ対応する陥没形状を有する陥没部214−1及び陥没部214−3が例示される。
【0064】
図4及び図5と関連して上述した内容と実質的に同一の内容又は類推可能な内容については説明の便宜上省略して叙述する。このような説明が本実施形態で開示する発明の保護範囲を制限する意図ではないことを明らかにしておく。以下、図4、図5、及び図8を適切に参照して第1充電端子122a及び第2充電端子122bのそれぞれが第1電極220a及び第2電極220bと電気的に接続されてバッテリー112が電源供給部230から電気エネルギーの供給を受けて充電される過程を説明する。
【0065】
第1充電端子122a及び第2充電端子122bは、それぞれ挿入部120a−1、120a−3の外面、すなわち、側面、及び挿入部120a−1、120a−3の下面に互いに離隔するように配置されることができる。第1電極220a及び第2電極220bは、それぞれ陥没部214−1、214−3の内周面及び陥没部214−1、214−3の底面に第1充電端子122a及び第2充電端子122bに対向して互いに離隔するように配置されることができる。挿入部120a−1、120a−3が陥没部214−1、214−3に挿入される過程で、挿入部120a−1、120a−3の前記側面及び挿入部120a−1、120a−3の前記下面に配置される第1充電端子122a及び第2充電端子122bが、それぞれ陥没部214−1、214−3の前記内周面及び陥没部214−1、214−3の前記底面に配置される第1電極220a及び第2電極220bと互いに電気的に接続されることにより、バッテリー112は、電源供給部230から電気エネルギーの供給を受けて充電されることができる。
【0066】
また、他の実施形態において、図6に例示するように、接続部120’は突出部124aが形成された支持部124を含むことができる。突出部124aは、挿入部120aとしての機能を行うことができる。陥没部214は、突出部124aに対応する陥没形状を有することができる。突出部124aは、図4、図5、及び図8と関連して上述した挿入部120aと実質的に同一の構造及び機能を有し、突出部124aに対応する陥没形状を有する陥没部214も図4、図5、及び図8と関連して上述した陥没部214と実質的に同一の構造及び機能を有するので、これに関する詳細な説明は説明の便宜上省略する。このような説明が本実施形態で開示する発明の保護範囲を制限する意図ではないことを明らかにしておく。
【0067】
図6を参照すると、第1充電端子122a及び第2充電端子122bは、突出部124aを囲む形状で突出部124aが形成される支持部124の表面に互いに離隔して配置されることができる。第1電極220a及び第2電極220bは、それぞれ陥没部214に隣接した安着部の表面212aに第1充電端子122a及び第2充電端子122bに対向するように互いに離隔して配置されることができる。突出部124aが陥没部214に挿入される過程で、支持部124の前記表面に配置される第1充電端子122a及び第2充電端子122bがそれぞれ陥没部214に隣接した安着部の表面212aに配置される第1電極220a及び第2電極220bと互いに電気的に接続されることにより、バッテリー112は、電源供給部230から電気エネルギーの供給を受けて充電されることができる。
【0068】
一方、図6には、6角リング形状の第1充電端子122a及び第2充電端子122bと第1電極220a及び第2電極220bが例示される。互いに対向し、突出部124aが陥没部214に挿入される過程で電気的に接続できる限り、第1充電端子122a及び第2充電端子122bと第1電極220a及び第2電極220bの形状には制限がない。例えば、図4及び図5に示すように、第1充電端子122a、第2充電端子122b、第1電極220a、及び第2電極220bは、それぞれ互いに離隔して分離された形状を有することもできる。もちろん、図6に例示するように、電源供給部230からそれぞれの第1電極220aとそれぞれの第2電極220bに印加される電源が同一である場合は、複数の第1充電端子122a、複数の第2充電端子122b、複数の第1電極220a、及び複数の第2電極220bはそれぞれ同類同士で互いに接続されることができる。
【0069】
また、他の実施形態において、図7に例示するように、接続部120’は、突出部124aが形成された支持部124を含むことができる。突出部124aは、挿入部120aとしての機能を行うことができる。陥没部214は、突出部124aに対応する陥没形状を有することができる。突出部124aは、図4、図5、及び図8と関連して上述した挿入部120aと実質的に同一の構造及び機能を有し、突出部124aに対応する陥没形状を有する陥没部214も、図4、図5、及び図8と関連して上述した陥没部214と実質的に同一の構造及び機能を有するので、これに関する詳細な説明は説明の便宜上省略する。このような説明が本実施形態で開示する発明の保護範囲を制限する意図ではないことを明らかにしておく。
【0070】
図7を参照すると、第1充電端子122a及び第2充電端子122bは、それぞれ突出部124aの表面及び突出部124aを囲む形状で突出部124aが形成される支持部124の表面に互いに離隔して配置されることができる。第1電極220a及び第2電極220bは、それぞれ陥没部214の内面及び陥没部214に隣接した安着部の表面212aに第1充電端子122a及び第2充電端子122bに対向するように互いに離隔して配置されることができる。突出部124aが陥没部214に挿入される過程で突出部124aの前記表面に配置される第1充電端子122a及び支持部124の前記表面に配置される第2充電端子122bがそれぞれ陥没部214の前記内面に配置される第1電極220a及び安着部の表面212aに配置される第2電極220bと互いに電気的に接続されることにより、バッテリー112は、電源供給部230から電気エネルギーの供給を受けて充電されることができる。
【0071】
一方、図7には、突出部124aに互いに離隔して配置される第1充電端子122a及び6角リング形状の第2充電端子122bと、陥没部214の前記内面に互いに離隔して配置される第1電極220a及び安着部の表面212aに6角リング形状に配置される第2電極220bが例示される。互いに対向し、突出部124aが陥没部214に挿入される過程で電気的に接続できる限り、第1充電端子122a及び第2充電端子122bと第1電極220a及び第2電極220bの形状には制限がない。例えば、図4、図5、及び図6に示すように、第1充電端子122a、第2充電端子122b、第1電極220a、及び第2電極220bは、それぞれ互いに離隔して分離された形状を有することもでき、接続された形状を有することもできる。もちろん、図6に例示するように、電源供給部230からそれぞれの第1電極220aとそれぞれの第2電極220bに印加される電源が同一である場合は、複数の第1充電端子122a、複数の第2充電端子122b、複数の第1電極220a、及び複数の第2電極220bはそれぞれ同類同士で互いに接続されることができる。
【0072】
太陽電池パネル240は、図2及び図9に例示するように、重力方向を基準に安着部212の下部面に配置されることができる。安着部212は、光透過性素材で形成されることができる。太陽電池パネル240は、安着部212を通過して到達する太陽光から太陽電気エネルギーを生成することができる。生成された太陽電気エネルギーは、充電器(図示せず)によって貯蔵されることができ、貯蔵された太陽電気エネルギーは、無人航空機100のバッテリー112を充電するときに活用されることもできる。一方、太陽電池パネル240に到達する太陽光の量を増やすために、第1電極220a及び第2電極220bは、光透過性を有する導電性素材で製作されることができる。
【0073】
制御部250は、図2に例示するように、重量センサー260または接触感知センサー270と電気的に接続されることができる。制御部250は、電源供給部230の動作を制御することができる。また、制御部250は、太陽電池パネル240が生成した太陽電気エネルギーが貯蔵される前記充電器の動作を制御することができる。制御部250は、充電プラットフォーム210に設置されるか、通信柱10に設置されることもできる。または、制御部250は、無人航空機自動充電装置200が地面に設置される場合は地面に設置されることもできる。
【0074】
重量センサー260は、図2及び図9に例示するように、制御部250と電気的に接続され、重力方向を基準に安着部212の下部面に配置されて安着部212に無人航空機100が安着したか否かを感知することができる。この場合、制御部250は、重量センサー260により無人航空機100が安着部212に安着したと感知する場合、電源供給部230を制御して第1電極220a及び第2電極220bを介して無人航空機100のバッテリー112に電気エネルギーを供給することができる。重量センサー260は、安着部212の前記下部面の全面に配置されることもできるが、無人航空機100が安着したか否かが感知できれば、一部にのみ配置されることもできる。
【0075】
複数の接触感知センサー270は、図2及び図9に例示するように、制御部250と電気的に接続されることができる。一方、安着部212には複数の陥没部214、214−1、214−2、214−3が互いに離隔して形成されることができる。複数の接触感知センサー270のそれぞれは、前記複数の陥没部214、214−1、214−2、214−3のそれぞれの内部又は内部に隣接した安着部212の下部面に配置されて、陥没部214、214−1、214−2、214−3に挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3が挿入されたか否かを感知することができる。制御部250は、複数の接触感知センサー270により挿入部120a、120a−1、120a−2、120a−3が前記複数の陥没部214、214−1、214−2、214−3のうちいずれか1つの陥没部(以下、挿入陥没部という)に挿入されたか否かかを判断した後、電源供給部230を制御して前記挿入陥没部に対応する第1電極220a及び第2電極220bを介して無人航空機100のバッテリー112に電気エネルギーを供給することができる。
【0076】
図10は、本明細書で開示する無人航空機と無人航空機自動充電装置間の通信過程を説明するための図である。
【0077】
図10を参照すると、接続部120は、接続部120の外面に第1充電端子122a及び第2充電端子122bと互いに離隔して配置される第1通信端子122cをさらに含むことができる。充電プラットフォーム210は、充電プラットフォーム210に第1電極220a及び第2電極220bと互いに離隔して配置される第2通信端子220cをさらに含むことができる。無人航空機自動充電装置200は、第2通信端子220cと電気的に接続される制御部(図示せず)をさらに含むことができる。
【0078】
本体110には、航空映像撮影、温度感知、湿度感知、風速感知、位置感知、及びそれらの組み合わせの中から選択される少なくともいずれか1つを実行できる電子機器(図示せず)が配置されることができる。前記電子機器は、例えば、航空映像を撮影するカメラ、無人航空機100の位置を提供するGPSセンサー、無人航空機100が運行する位置の温度、湿度、風速などを感知又は測定できる各種センサーなどであり得る。
【0079】
第1通信端子122cは、前記電子機器と電気的に接続されることができる。第2通信端子220cは、陥没部214の表面214a、陥没部214に隣接した安着部の表面212a、及びこれらの組み合わせの中から選択されるいずれか1つに配置されることができる。
【0080】
この場合、第1通信端子122c及び第2通信端子220cは挿入部120aが陥没部214に挿入される過程で互いに電気的に接続されることにより、前記制御部が前記電子機器と通信することができる。第1通信端子122cと第2通信端子220cの相互間の電気的な接続は、前述した第1充電端子122a及び第2充電端子122bと第1電極220a及び第2電極220bとの相互間の電気的な接続方法と実質的に同一の方法で行われることができる。本発明と関連して通常の知識を有する者は、上述した第1充電端子122a及び第2充電端子122bと第1電極220a及び第2電極220bとの相互間の電気的な接続方式から第1通信端子122cと第2通信端子220cとの相互間の電気的な接続を十分に類推できるので、これに関する詳しい説明は説明の便宜上省略する。
【0081】
前記制御部と前記電子機器との通信は、有線又は無線で行うことができる。前記制御部は、前記電子機器との通信により、無人航空機100が運行する過程で前記電子機器が撮影、感知、又は測定した各種データを受信することができる。別様には、前記制御部は、前記電子機器との通信により、無人航空機自動充電装置200が保有した各種データを前記電子機器に提供することもできる。前記電子機器が受信した前記各種データは、これを提供した無人航空機自動充電装置200と所定距離離隔して位置する他の無人航空機自動充電装置200に提供されることができる。すなわち、無人航空機100は、いずれか1つの無人航空機自動充電装置200に安着する過程で、前記電子機器のデータを前記いずれか1つの無人航空機自動充電装置200の制御部に提供できるだけでなく、無人航空機自動充電装置200間のデータ伝送の手段として活用されることもできる。また、前記制御部は、前記電子機器との通信により前記電子機器のソフトウェアに対する削除、変更、追加などの作業を行うことができる。前記の例示は、理解のための例示であり、前記の例示以外に、前記制御部と前記電子機器との通信により実行できる多様な作業がある。
【0082】
一方、図面における図示とは異なり、無人航空機100の前記電子機器と無人航空機自動充電装置200間の通信は、第1充電端子122a及び第2充電端子122bと第1電極220a及び第2電極220bとの間の通信により行われることもできる。この場合、第1通信端子122c及び第2通信端子220cは省略されることができる。第1充電端子122a及び第2充電端子122bと第1電極220a及び第2電極220bとの間の通信は、例えば、電力線通信(Power Line Communication)により行われることができる。この場合、前記電子機器は、第1充電端子122a及び第2充電端子122bと電気的に接続されることができる。
【0083】
図11は、本明細書で開示する無人航空機及び無人航空機自動充電装置の理解を助けるためのシミュレーション図である。
【0084】
整理すると、本明細書で開示する無人航空機自動充電装置200は、無人航空機100に装着される接続部120、120’と無人航空機自動充電装置200に形成された陥没部214、214−1、214−2、214−3との結合により、無人航空機100の第1充電端子122a及び第2充電端子122bがそれぞれ自動充電装置200の第1電極220a及び第2電極220bと自己整列されて互いに電気的に接続される。これにより、無人航空機100の充電端子の極性と自動充電装置200の極性を合わせる別途の追加過程が必要ないので、無人航空機100を自動充電装置200に配置させる過程での時間損失を最小化することができる。
【0085】
また、本明細書で開示する無人航空機100に装着されるバッテリー112を構成するそれぞれの単位バッテリー112aは、接続部120、120’を介して第1充電端子122a及び第2充電端子122bと電気的に接続されることができる。第1充電端子122a及び第2充電端子122bは、それぞれ自動充電装置200の第1電極220a及び第2電極220bと電気的に接続されることができる。これにより、それぞれの単位バッテリー112aを個別的に充電することができ、バッテリー充電時間を効果的に減らすことができるという効果を提供することができる。
【0086】
また、本明細書で開示する無人航空機自動充電装置200は、太陽電池パネル240を含むことができる。これにより、無人航空機100の充電前または充電中にも太陽光を利用して発電することができる。太陽光発電された電気エネルギーは貯蔵された後、無人航空機100の充電に活用されるか、無人航空機自動充電装置200が配置される通信柱10などに装着されるカメラなどの電子機器の駆動エネルギー源として使われることもできる。
【0087】
また、本明細書で開示する無人航空機自動充電装置200は、重量センサー260又は接触感知センサー270を含むことができる。これにより、無人航空機100が安着したか否かを感知できるため、無人航空機100が安着した場合にのみ電源供給部230を介して第1電極220a及び第2電極220bに電気エネルギーを提供することができる。無人航空機100が安着した場合にのみ電源を供給するので、待機電力の消耗を防止することができる。また、鳥や木の枝などの自然物や障害物による自動充電装置の誤動作を防止する機能を提供することができる。
【0088】
上記のように、本開示の様々な実施形態が例示のために記述され、なお、本開示の範疇及び思想から逸脱せずに、可能な様々な変形例が存在することを理解できるであろう。そして、開示されている前記様々な実施形態は、本発明に開示された思想を限定するためのものではなく、真の思想及び範疇は、請求項から提示されるであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【国際調査報告】