(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
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【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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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