Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR102543208B1 - Aerial battery replacement device for unmanned aerial vehicle and battery replacement method using the same - Google Patents

Aerial battery replacement device for unmanned aerial vehicle and battery replacement method using the same Download PDF

Info

Publication number
KR102543208B1
KR102543208B1 KR1020210081868A KR20210081868A KR102543208B1 KR 102543208 B1 KR102543208 B1 KR 102543208B1 KR 1020210081868 A KR1020210081868 A KR 1020210081868A KR 20210081868 A KR20210081868 A KR 20210081868A KR 102543208 B1 KR102543208 B1 KR 102543208B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
unmanned aerial
aerial vehicle
exhausted
charged
Prior art date
Application number
KR1020210081868A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230000040A (en
Inventor
나영진
신지영
Original Assignee
숙명여자대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 숙명여자대학교 산학협력단 filed Critical 숙명여자대학교 산학협력단
Priority to KR1020210081868A priority Critical patent/KR102543208B1/en
Publication of KR20230000040A publication Critical patent/KR20230000040A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102543208B1 publication Critical patent/KR102543208B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/80Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00Propulsion; Power supply
    • B64U50/30Supply or distribution of electrical power
    • B64U50/39Battery swapping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/66Arrangements of batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/24Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00Propulsion; Power supply
    • B64U50/10Propulsion
    • B64U50/19Propulsion using electrically powered motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/52Devices for transferring articles or materials between conveyors i.e. discharging or feeding devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/10Air crafts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/50Aeroplanes, Helicopters
    • B60Y2200/51Aeroplanes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2201/00Indexing codes relating to handling devices, e.g. conveyors, characterised by the type of product or load being conveyed or handled
    • B65G2201/02Articles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 무인 비행체의 공중 배터리 교체 방법에 관한 것으로, 본 발명은, 비행 중인 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 무인 비행체에 접근하는 배터리 공급용 항공기의 충전된 새로운 배터리와 공중에서 교체하는 배터리 교체 장치에 있어서, 상기 배터리 공급용 항공기에 설치되고, 교체되기 전 충전된 배터리의 적재를 위한 배터리 탑재함을 포함하며, 상기 무인 비행체의 소모된 배터리의 교체를 위하여 상기 배터리 탑재함으로부터 상기 충전된 배터리를 순차적으로 출고하는 배터리 공급기; 상기 배터리 공급용 항공기와 상기 무인 비행체를 연결하여 상기 배터리 공급용 항공기가 상기 무인 비행체에 도킹(docking)되도록 하며, 상기 배터리 탑재함으로부터 출고된 상기 충전된 배터리를 상기 무인 비행체에 각각 이송하고, 다시 상기 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기에 이송하는 레일 모듈; 및 상기 무인 비행체에 설치되고, 상기 무인 비행체의 동력 공급을 위한 배터리의 장착을 위해 설치되는 복수 개의 배터리 슬롯들을 포함하며, 상기 배터리 슬롯들 중 교체를 위한 소모된 배터리가 장착된 배터리 슬롯이 상기 레일 모듈이 연결된 부분으로 이동하여 정위치된 상태에서, 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 슬롯에서 탈거시켜 상기 소모된 배터리가 상기 레일 모듈을 통해 이송되도록 하고, 상기 레일 모듈을 통해 이송된 상기 충전된 배터리를 상기 소모된 배터리가 탈거되어 빈 배터리 슬롯에 장착시키는 배터리 수급기를 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 무인 비행체의 배터리들을 공중에서 교체함으로써, 무인 비행체의 비행을 중단하지 않고서도 무인 비행체의 비행을 지속시킬 수 있음은 물론, 소모된 배터리들의 충전 과정을 생략할 수 있어 무인 비행체의 불필요한 비행시간을 크게 경감할 수 있다. 소모된 배터리들과 충전된 배터리들을 레일 모듈을 통해 연속적으로 교체함으로써, 배터리 공급용 항공기로부터 무인 비행체로 전달되는 소모된 배터리와 충전된 배터리의 교체 과정을 크게 감축할 수 있어, 무인 비행체의 지속적인 비행 활동을 가능하게 할 수 있다.
The present invention relates to a method for replacing an airborne battery of an unmanned aerial vehicle. In the battery supply aircraft, including a battery loading box for loading the battery charged before replacement, and the charged battery from the battery loading box to replace the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle A battery supplier that ships sequentially; The aircraft for battery supply and the unmanned aerial vehicle are connected so that the aircraft for battery supply is docked with the unmanned aerial vehicle, and the charged battery shipped from the battery box is transferred to the unmanned aerial vehicle, respectively, and again a rail module transferring the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle to the aircraft for battery supply; and a plurality of battery slots installed on the unmanned aerial vehicle and installed for mounting a battery for supplying power to the unmanned aerial vehicle, wherein among the battery slots, a battery slot in which an exhausted battery for replacement is mounted is the rail In a state where the module moves to the connected part and is in the correct position, the exhausted battery is removed from the battery slot so that the exhausted battery is transported through the rail module, and the charged battery transported through the rail module is removed. Provided is an airborne battery replacement device for an unmanned aerial vehicle including a battery supply receiver in which the exhausted battery is removed and installed in an empty battery slot.
According to the present invention, by replacing the batteries of the unmanned aerial vehicle in the air, the flight of the unmanned aerial vehicle can be continued without stopping the flight, as well as the charging process of the exhausted batteries can be omitted. Unnecessary flight time can be greatly reduced. By continuously replacing exhausted batteries and charged batteries through the rail module, the replacement process of exhausted batteries and charged batteries transmitted from the aircraft for supplying batteries to the unmanned aerial vehicle can be greatly reduced, resulting in continuous flight of the unmanned aerial vehicle. activity can be made possible.

Description

무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치 및 이를 이용한 배터리 교체 방법{Aerial battery replacement device for unmanned aerial vehicle and battery replacement method using the same}Aerial battery replacement device for unmanned aerial vehicle and battery replacement method using the same}

본 발명은 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치 및 이를 이용한 배터리 교체 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비행 중인 무인 비행체의 소모된 배터리들을 배터리 공급용 항공기가 접근하여 새로운 충전된 배터리들로 교체함으로써, 무인 비행체의 운행을 지속시킬 수 있는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치 및 이를 이용한 배터리 교체 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an aerial battery replacement device for an unmanned aerial vehicle and a battery replacement method using the same, and more particularly, by replacing exhausted batteries of an unmanned aerial vehicle in flight with new charged batteries as an aircraft for battery supply approaches, It relates to an aerial battery replacement device for an unmanned aerial vehicle capable of sustaining the flight vehicle and a battery replacement method using the same.

무인 비행체는 원격의 조종사에 의하여 무선으로 조종되는 비행체를 말하며, 군사용, 기상 관측용, 오락용, 산업용, 환경 감시용 등의 다양한 용도로 활용된다.An unmanned air vehicle refers to an air vehicle controlled wirelessly by a remote pilot, and is used for various purposes such as military, weather observation, entertainment, industrial, and environmental monitoring.

이러한 무인 비행체는 내장된 배터리(battery)를 동력원으로 사용하는 것이 일반적이며, 배터리의 전원을 각종 전자기기의 모터 등에 공급하여 운용된다. 다만, 무인 비행체의 구동 동력은 배터리에 충전된 전원에 의존하므로, 한 번 충전으로 가능한 비행 거리가 다른 구동 수단으로 비행하는 비행체에 비해 짧다. 따라서, 장거리 주행을 위해서는 비행 중에 소모된 배터리를 충전하거나, 소모된 배터리를 교체할 필요가 있다.It is common for these unmanned aerial vehicles to use a built-in battery as a power source, and is operated by supplying power from the battery to motors of various electronic devices. However, since the driving power of an unmanned aerial vehicle depends on the power charged in the battery, the flight distance possible with a single charge is shorter than that of an aircraft flying with other driving means. Therefore, for long-distance driving, it is necessary to charge the battery exhausted during flight or to replace the exhausted battery.

이에, 종래에는 무인 비행체가 특정 지점을 설치된 충전용 스테이션을 이용하여 충전하는 방식 또는 무인 비행체가 배터리 교환을 위해 교체용 스테이션을 이용하는 방식 등이 제안되었으나, 배터리 충전 및 교환을 위해 특정 지점까지 불필요한 비행을 해야 하는 번거로움이 있었다.Accordingly, conventionally, a method in which an unmanned aerial vehicle charges using a charging station installed at a specific point or a method in which an unmanned aerial vehicle uses a replacement station for battery replacement has been proposed, but unnecessary flight to a specific point for battery charging and replacement has been proposed. There was a hassle to do.

대한민국등록특허공보 제10-1837739호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1837739

본 발명은 무인 비행체의 비행시간 또는 비행거리가 향상되도록, 비행 중에 소모된 배터리를 교체할 수 있는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치 및 이를 이용한 배터리 교체 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an aerial battery replacement device for an unmanned aerial vehicle capable of replacing a battery consumed during flight and a battery replacement method using the same, so that the flight time or flight distance of the unmanned aerial vehicle is improved.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 비행 중인 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 무인 비행체에 접근하는 배터리 공급용 항공기의 충전된 새로운 배터리와 공중에서 교체하는 배터리 교체 장치에 있어서, 상기 배터리 공급용 항공기에 설치되고, 교체되기 전 충전된 배터리의 적재를 위한 배터리 탑재함을 포함하며, 상기 무인 비행체의 소모된 배터리의 교체를 위하여 상기 배터리 탑재함으로부터 상기 충전된 배터리를 순차적으로 출고하는 배터리 공급기; 상기 배터리 공급용 항공기와 상기 무인 비행체를 연결하여 상기 배터리 공급용 항공기가 상기 무인 비행체에 도킹(docking)되도록 하며, 상기 배터리 탑재함으로부터 출고된 상기 충전된 배터리를 상기 무인 비행체에 각각 이송하고, 다시 상기 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기에 이송하는 레일 모듈; 및 상기 무인 비행체에 설치되고, 상기 무인 비행체의 동력 공급을 위한 배터리의 장착을 위해 설치되는 복수 개의 배터리 슬롯들을 포함하며, 상기 배터리 슬롯들 중 교체를 위한 소모된 배터리가 장착된 배터리 슬롯이 상기 레일 모듈이 연결된 부분으로 이동하여 정위치된 상태에서, 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 슬롯에서 탈거시켜 상기 소모된 배터리가 상기 레일 모듈을 통해 이송되도록 하고, 상기 레일 모듈을 통해 이송된 상기 충전된 배터리를 상기 소모된 배터리가 탈거되어 빈 배터리 슬롯에 장착시키는 배터리 수급기를 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치를 제공한다.In order to achieve this object, the present invention provides a battery replacement device for replacing an exhausted battery of an unmanned aerial vehicle in flight with a charged new battery of a battery supply aircraft approaching the unmanned aerial vehicle in the air, for supplying the battery. A battery supplier installed in an aircraft, including a battery loading box for loading a charged battery before being replaced, and sequentially shipping the charged battery from the battery loading box to replace the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle; The aircraft for battery supply and the unmanned aerial vehicle are connected so that the aircraft for battery supply is docked with the unmanned aerial vehicle, and the charged battery shipped from the battery box is transferred to the unmanned aerial vehicle, respectively, and again a rail module transferring the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle to the aircraft for battery supply; and a plurality of battery slots installed on the unmanned aerial vehicle and installed for mounting a battery for supplying power to the unmanned aerial vehicle, wherein among the battery slots, a battery slot in which an exhausted battery for replacement is mounted is the rail In a state where the module moves to the connected part and is in the correct position, the exhausted battery is removed from the battery slot so that the exhausted battery is transported through the rail module, and the charged battery transported through the rail module is removed. Provided is an airborne battery replacement device for an unmanned aerial vehicle including a battery supply receiver in which the exhausted battery is removed and installed in an empty battery slot.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 비행 중인 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 무인 비행체에 접근하는 배터리 공급용 항공기의 충전된 새로운 배터리와 공중에서 교체하는 배터리 교체 방법에 있어서, 레일 모듈이 상기 배터리 공급용 항공기와 상기 무인 비행체를 연결하여 상기 배터리 공급용 항공기가 상기 무인 비행체에 도킹되도록 하는 단계; 상기 무인 비행체에 설치된 배터리 수급기가 상기 무인 비행체의 동력 공급용 배터리 슬롯에서 상기 소모된 배터리를 탈거시켜 상기 레일 모듈에 전달하는 단계; 상기 배터리 공급용 항공기에 설치된 배터리 공급기가 상기 충전된 배터리가 적재되는 배터리 탑재함으로부터 상기 충전된 배터리를 출고하여 상기 레일 모듈에 전달하는 단계; 상기 레일 모듈이 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기로 이송하고, 상기 충전된 배터리를 상기 무인 비행체에 이송시켜 상기 무인 비행체의 배터리 슬롯에 장착시키는 단계를 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 방법를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a battery replacement method in which a depleted battery of an unmanned aerial vehicle in flight is replaced in the air with a charged new battery of a battery supply aircraft approaching the unmanned aerial vehicle, the rail module connecting the aircraft for battery supply and the unmanned aerial vehicle so that the aircraft for battery supply is docked with the unmanned aerial vehicle; removing the exhausted battery from a battery slot for power supply of the unmanned aerial vehicle by a battery supply/receiver installed in the unmanned aerial vehicle and transferring the battery to the rail module; The step of delivering the charged battery to the rail module by the battery supply installed in the aircraft for supplying the battery from a battery loading box in which the charged battery is loaded; The rail module provides an aerial battery replacement method for an unmanned aerial vehicle comprising the steps of transferring the exhausted battery to the aircraft for battery supply, transferring the charged battery to the unmanned aerial vehicle and mounting it in a battery slot of the unmanned aerial vehicle. do.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention, there are the following effects.

첫째, 무인 비행체의 배터리들을 공중에서 교체함으로써, 무인 비행체의 비행을 중단하지 않고서도 무인 비행체의 비행을 지속시킬 수 있음은 물론, 소모된 배터리들의 충전 과정을 생략할 수 있어 무인 비행체의 불필요한 비행시간을 크게 경감할 수 있다.First, by replacing the batteries of the unmanned aerial vehicle in the air, the flight of the unmanned aerial vehicle can be continued without stopping the flight, and the unnecessary flight time of the unmanned aerial vehicle can be omitted because the charging process of exhausted batteries can be omitted. can be greatly reduced.

둘째, 소모된 배터리들과 충전된 배터리들을 레일 모듈을 통해 연속적으로 교체함으로써, 배터리 공급용 항공기로부터 무인 비행체로 전달되는 소모된 배터리와 충전된 배터리의 교체 과정을 크게 감축할 수 있어, 무인 비행체의 지속적인 비행 활동을 가능하게 할 수 있다.Second, by continuously replacing exhausted batteries and charged batteries through the rail module, the replacement process of exhausted batteries and charged batteries delivered from the aircraft for battery supply to the unmanned aerial vehicle can be greatly reduced, thereby improving the reliability of the unmanned aerial vehicle. It can enable continuous flight activity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 공급용 항공기와 무인 비행체의 도킹에 의해 무인 비행체의 배터리가 공중에서 교체되는 과정이 나타난 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치의 대략적인 구성이 나타난 개략도이다.
도 3은 도 2의 배터리 공급기의 세부 구성이 나타난 부분도이다.
도 4는 도 2의 배터리 컨베이어의 세부 구성이 나타난 요부 확대도이다.
도 5는 도 3의 배터리 탑재함 및 배터리 수거함의 세부 구성이 나타난 요부 확대도이다.
도 6은 도 2의 레일 모듈의 세부 구성과 기본 이송 기능이 나타난 부분도이다.
도 7은 도 6의 레일 모듈의 제1 레일과 제2 레일을 가로지르는 방향으로 형성된 제3 레일의 동작이 나타난 동작도이다.
도 8은 도 2의 배터리 수급기의 세부 구성이 나타난 부분도이다.
도 9는 도 8의 배터리 탈착 과정을 설명하기 위해 레일 모듈에 설치된 탈착수단의 구성이 나타난 요부 확대도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 공중 배터리 교체 방법이 나타난 흐름도이다.
1 is a conceptual diagram illustrating a process in which a battery of an unmanned aerial vehicle is replaced in the air by docking an aircraft for battery supply and an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing the approximate configuration of the aerial battery replacement device of the unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a partial view showing the detailed configuration of the battery supply of Figure 2.
4 is an enlarged view showing a detailed configuration of the battery conveyor of FIG. 2 .
FIG. 5 is an enlarged view of main parts showing detailed configurations of the battery loading box and battery collection box of FIG. 3 .
6 is a partial view showing the detailed configuration and basic transfer function of the rail module of FIG. 2;
FIG. 7 is an operation diagram illustrating the operation of a third rail formed in a direction crossing the first rail and the second rail of the rail module of FIG. 6 .
8 is a partial view showing a detailed configuration of the battery receiver of FIG. 2;
FIG. 9 is an enlarged view showing the configuration of a detachable means installed in a rail module to explain the battery detachment process of FIG. 8 .
10 is a flowchart illustrating a method for replacing an aerial battery of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 공급용 항공기(BSP)와 무인 비행체(UAM)의 도킹(docking)에 의해 무인 비행체(UAM)의 배터리(BT)가 공중에서 교체되는 과정이 간략히 나타나 있으며, 도 2에는 도 1의 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치(BRD)의 대략적인 구성이 나타나 있다.1 shows a process in which a battery BT of an unmanned aerial vehicle (UAM) is replaced in the air by docking a battery supply aircraft (BSP) and an unmanned aerial vehicle (UAM) according to an embodiment of the present invention. 2 shows a schematic configuration of the airborne battery replacement device (BRD) of the unmanned aerial vehicle of FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치(BRD)는 비행 중인 무인 비행체(UAM)에 배터리 공급용 항공기(BSP)가 접근하여 무인 비행체(UAM)의 소모된 배터리(EB)를 공중에서 충전된 배터리(CB)로 교체하기 위하여 설치되는 것으로, 크게 배터리 공급기(100), 레일 모듈(200) 및 배터리 수급기(300)를 포함한다.1 and 2, the aerial battery replacement device (BRD) of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention is a battery supply aircraft (BSP) approaches an unmanned aerial vehicle (UAM) in flight, and the unmanned aerial vehicle (UAM) ) is installed to replace the exhausted battery (EB) with a battery (CB) charged in the air, and includes a battery supplier 100, a rail module 200, and a battery supplier 300.

배터리 공급기(100)는 무인 비행체(UAM)의 동력 공급용 배터리(BT)의 교체를 위한 충전된 배터리(CB)를 배터리 탑재함(110)으로부터 출고함은 물론, 레일 모듈(200)을 따라 회수되는 무인 비행체(UAM)의 소모된 배터리(EB)를 배터리 수거함(120)에 입고시키는 것으로, 배터리 공급용 항공기(BSP)에 설치된다.The battery supplier 100 not only ships the charged battery CB for replacing the battery BT for power supply of the unmanned aerial vehicle (UAM) from the battery box 110, but also collects it along the rail module 200. By storing the exhausted battery (EB) of the unmanned aerial vehicle (UAM) in the battery collection box 120, it is installed in the aircraft (BSP) for battery supply.

레일 모듈(200)은 상술한 배터리 공급기(100)에서 제공되는 충전된 배터리(CB)를 무인 비행체(UAM)로 전달하고, 무인 비행체(UAM)의 소모된 배터리(EB)를 다시 배터리 공급기(100)로 전달하는 것으로, 배터리 공급용 항공기(BSP)에 설치되며 배터리 공급용 항공기(BSP)와 무인 비행체(UAM)를 연결하여 상술한 충전된 배터리(CB)와 소모된 배터리(EB)의 이송 경로를 제공한다. 이때, 배터리 공급용 항공기(BSP)로부터 무인 비행체(UAM)로 그 길이가 연장되는 구조, 즉, 사다리차의 사다리 연장 구조 또는 크레인의 붐의 연장 구조와 같은 리프팅 구조로 설치되는 것이 바람직하다. 아울러, 중량 증가의 문제를 무시한다면, 무인 비행체(UAM)에 설치되어 배터리 공급용 항공기(BSP)로 연장되는 구조 역시 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에 있음은 자명하다.The rail module 200 transfers the charged battery CB provided from the above-described battery supplier 100 to the unmanned aerial vehicle UAM, and returns the exhausted battery EB of the unmanned aerial vehicle UAM back to the battery supplier 100. ), which is installed in the aircraft for battery supply (BSP) and connects the aircraft for battery supply (BSP) and the unmanned aerial vehicle (UAM) to the above-mentioned transport path of the charged battery (CB) and the exhausted battery (EB) provides At this time, it is preferable to install a structure in which the length extends from the battery supply aircraft (BSP) to the unmanned aerial vehicle (UAM), that is, a lifting structure such as a ladder extension structure of a ladder car or an extension structure of a boom of a crane. In addition, if the problem of weight increase is ignored, it is obvious that a structure installed in an unmanned aerial vehicle (UAM) and extended to a battery supply aircraft (BSP) is also within the scope of the technical spirit of the present invention.

배터리 수급기(300)는 무인 비행체(UAM)의 소모된 배터리(EB)를 탈거하여 레일 모듈(200)을 통해 배터리 공급용 항공기(BSP)로 이송시킴으로써 소모된 배터리(EB)가 회수되도록 하며, 다시 레일 모듈(200)을 통해 이송되어 제공되는 충전된 배터리(CB)를 장착함으로써 무인 비행체(UAM)에 동력을 인가하는 것으로, 복수의 배터리 슬롯(310)들이 이동하여 특정 배터리 슬롯(310)이 상술한 레일 모듈(200)이 연결된 부분에 교체를 위하여 정위치되도록 한 다음, 상술한 소모된 배터리(EB)와 충전된 배터리(CB)가 교체되도록 한다. 이때, 배터리 슬롯(310)들은 배터리 수급기 내 적어도 하나 이상의 원형 또는 원호형의 열을 이루어 배치되되, 원형과 원호형의 배치에 따라 형성되는 곡률 반경의 중심을 기준으로 회전 또는 회동하는 것이 바람직하다.The battery receiver 300 removes the exhausted battery EB of the unmanned aerial vehicle (UAM) and transfers it to the aircraft for battery supply (BSP) through the rail module 200 so that the exhausted battery EB is recovered, By applying power to the unmanned air vehicle (UAM) by mounting the charged battery (CB) that is transported and provided through the rail module 200 again, a plurality of battery slots 310 are moved so that a specific battery slot 310 After the above-mentioned rail module 200 is positioned at the connected part for replacement, the above-described exhausted battery EB and charged battery CB are replaced. At this time, it is preferable that the battery slots 310 are disposed in at least one circular or arcuate row in the battery receiver and rotate or rotate based on the center of the radius of curvature formed according to the circular and arcuate arrangement. .

아래에서는 도 1 및 도 2에서 설명한 배터리 공급기(100), 레일 모듈(200) 및 배터리 수급기(300)의 세부 구성 및 기능을 도 3 내지 도 8을 통해 보다 상세히 설명한다.Below, detailed configurations and functions of the battery supplier 100, the rail module 200, and the battery supplier 300 described in FIGS. 1 and 2 will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 8.

도 3에는 배터리 공급기(100)의 전체적인 구조가 나타나 있고, 도 4에는 충전된 배터리(CB)와 소모된 배터리(EB)를 레일 모듈(200)에 각각 이송하는 배터리 컨베이어(130, conveyor)의 세부 구성이 나타나 있으며, 도 5에는 배터리 탑재함(110)과 배터리 수거함(120)의 대략적인 형상 및 구조가 나타나 있다.3 shows the overall structure of the battery supplier 100, and FIG. 4 shows the details of the battery conveyor 130 that transports the charged battery CB and the exhausted battery EB to the rail module 200, respectively. The configuration is shown, and FIG. 5 shows the approximate shape and structure of the battery mounting box 110 and the battery collection box 120.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 공급기(100)는 앞서 설명한 바와 같이, 배터리 공급용 항공기(BSP)에 설치되어 충전된 배터리(CB)를 출고하고 소모된 배터리(EB)를 다시 입고하는 것으로, 배터리 탑재함(110), 배터리 수거함(120) 및 배터리 컨베이어(130)를 포함한다.Referring to FIG. 3, as described above, the battery supplier 100 according to an embodiment of the present invention is installed in a battery supply aircraft (BSP) to ship a charged battery (CB) and discharges a consumed battery (EB). By re-stocking, it includes a battery loading box 110, a battery collection box 120 and a battery conveyor 130.

도 5를 참조하면, 배터리 탑재함(110)은 교체를 위한 충전된 배터리(CB)를 적재하여 무인 비행체(UAM)에 레일 모듈(200)을 통해 출고하는 것으로, 탑재함 본체(111), 개구부(112), 탑재함 개폐부(113) 및 가압수단(114)을 포함한다. 탑재함 본체(111)는 내부에 충전된 배터리(CB)의 적재를 위한 탑재 공간을 포함한 육면체 형상으로 형성된다. 개구부(112)는 탑재 공간에 적재된 충전된 배터리(CB)의 출납을 위해 탑재 공간과 연결된 탑재함 본체(111)의 개방된 일면을 형성한다. 탑재함 개폐부(113)는 상술한 개구부(112)를 커버하여 탑재 공간을 마감하는 것으로, 개구부(112)에 설치되어 개폐 동작을 반복함으로써, 탑재 공간에 적재된 충전된 배터리(CB)들이 그 개폐 동작에 의해 설정된 수만큼 출고되도록 한다. 예를 들어, 하나씩 순차적으로 출고되도록 하거나, 복수 개를 한꺼번에 출고하여 출고된 복수 개의 충전된 배터리(CB)들이 레일 모듈(200)에 대기되도록 할 수 있다. 여기서, 탑재함 개폐부(113)는 섹셔널 도어(sectional door) 타입으로 형성되어 복수 개로 분할된 커버면들이 탑재함 본체(111)의 상하측 내주면을 따라 내부로 인입되어 개폐를 위한 공간을 감축하는 구조이다. 섹셔널 도어의 구성 및 기능은 익히 널리 알려진 공지 기술이므로, 그 상세한 구성 및 동작에 대한 설명은 생략한다. 도 3을 참조하면, 가압수단(114)은 탑재함 본체(111)의 탑재함 개폐부(113)가 설치된 일면과 대칭된 타면 내주면에 설치되어 개구부(112)를 향해 적층된 구조로 적재되는 충전된 배터리(CB)들을 가압함으로써, 충전된 배터리(CB)들이 개구부(112)를 통해 밀려나가 출고되도록 한다. 이때, 가압수단(114)은 스프링 등의 탄성체로 형성되어 지속적인 가압력을 제공하는 것이 바람직하며, 앞서 설명한 바와 같이, 탑재함 개폐부(113)의 단속적인 개폐 동작에 의해 출고되는 충전된 배터리(CB)의 수가 조절될 수 있다.Referring to FIG. 5, the battery loading box 110 loads a charged battery (CB) for replacement and ships it to the unmanned aerial vehicle (UAM) through the rail module 200, and the loading box body 111, opening 112, a loading box opening/closing part 113, and a pressing means 114. The loading box main body 111 is formed in a hexahedral shape including a mounting space for loading a battery CB charged therein. The opening 112 forms an open surface of the loading box body 111 connected to the loading space for taking in and out of the charged battery CB loaded in the loading space. The load box opening/closing unit 113 covers the above-described opening 112 to close the mounting space, and is installed in the opening 112 to repeat the opening and closing operation so that the charged batteries CB loaded in the mounting space open and close. It is released as much as the number set by the operation. For example, a plurality of charged batteries CBs may be shipped out one by one sequentially, or a plurality of charged batteries CBs may be shipped out at once to stand by the rail module 200 . Here, the loading box opening and closing part 113 is formed as a sectional door type, and the cover surfaces divided into a plurality of pieces are drawn into the inside along the upper and lower inner circumferential surfaces of the loading box body 111 to reduce the space for opening and closing It is a structure. Since the configuration and function of the sectional door are well-known and well-known technology, a detailed description of the configuration and operation thereof will be omitted. Referring to FIG. 3, the pressurizing means 114 is installed on the inner circumferential surface of the other surface of the loading box main body 111, on which the loading box opening and closing part 113 is installed, and is loaded toward the opening 112 in a stacked structure. By pressurizing the batteries CBs, the charged batteries CBs are pushed out through the openings 112 and released. At this time, it is preferable that the pressing means 114 is formed of an elastic body such as a spring to provide a continuous pressing force. The number of can be adjusted.

다시 도 5를 참조하면, 배터리 수거함(120)은 레일 모듈(200)을 통해 회수되는 소모된 배터리(EB)를 적재하기 위한 것으로, 수거함 본체(121), 개구부(122) 및 수거함 개폐부(123)를 포함한다. 수거함 본체(121), 개구부(122) 및 수거함 개폐부(123)의 구성은 상술한 배터리 탑재함(110)의 세부 구성과 그 구성과 기능이 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 아울러, 앞서 배터리 탑재함(110)과 배터리 수거함(120)의 형상 및 구조를 육면체에 한정하여 설명하였으나, 설치 공간의 제약과 배터리(BT)의 형상 및 구조에 따라 그 형상의 대응되게 형성될 수 있음은 물론이다.Referring back to FIG. 5 , the battery collection box 120 is for loading the spent batteries EB recovered through the rail module 200, and includes a collection box body 121, an opening 122, and a collection box opening/closing portion 123. includes Since the configurations of the collection box main body 121, the opening 122, and the collection box opening/closing portion 123 have the same detailed configuration and function as those of the battery box 110 described above, a detailed description thereof will be omitted. In addition, although the shape and structure of the battery mounting box 110 and the battery collection box 120 have been described as being limited to hexahedrons, they may be formed to correspond to the shapes depending on the restrictions of the installation space and the shape and structure of the battery BT. Of course there is.

도 3을 참조하면, 배터리 컨베이어(130)는 배터리 탑재함(110), 배터리 수거함(120) 및 레일 모듈(200)을 서로 연결하여 배터리 탑재함(110)으로부터 출고된 충전된 배터리(CB)를 레일 모듈(200)로 전달하고, 레일 모듈(200)을 통해 이송된 소모된 배터리(EB)를 배터리 수거함(120)으로 전달하는 것으로, 복수 개의 셀(131) 및 회전체(132)를 포함한다. 도 4를 참조하면, 셀(131, cell)은 배터리 탑재함(110), 배터리 수거함(120) 및 레일 모듈(200) 사이에 복수 개가 서로 연결 또는 인접하게 배치되어 충전된 배터리(CB)와 소모된 배터리(EB)의 전달 경로를 지지한다. 이때, 셀(131)의 형상은 평단면이 육각형 구조임이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며 서로 연결된 구조에 빈틈이 없는 다각형 구조일 수 있음은 물론이다. 회전체(132)는 셀(131)들의 상면으로부터 복수 개가 각각 돌출된 구조로 배치되어 축 중심을 기준으로 자전함으로써, 그 회전력에 의해 셀(131)들의 상면에 안착된 충전된 배터리(CB) 또는 소모된 배터리(EB)를 이동시킨다. 예를 들어, 세 개의 회전체(132)가 인접한 회전체(132)들과 각각 60°의 예각을 갖도록 배치되어 회전함으로써, 각 배터리(CB, EB)들에 전후좌우 방향의 이송력을 제공할 수 있으며, 제어기(미도시)를 통해 각 회전체(132)의 회전 속도를 달리하면, 배터리 탑재함(110)으로부터 레일 모듈(200)에 이르는 충전된 배터리(CB)의 전달 경로를 형성할 수 있음은 물론, 레일 모듈(200)로부터 배터리 수거함(120)에 이르는 소모된 배터리(EB)의 전달 경로를 손쉽게 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the battery conveyor 130 connects the battery loading box 110, the battery collection box 120, and the rail module 200 to each other to transport the charged battery CB shipped from the battery loading box 110. Delivered to the rail module 200 and delivered to the battery collection box 120, the exhausted battery EB transported through the rail module 200 includes a plurality of cells 131 and a rotating body 132 . Referring to FIG. 4, a plurality of cells 131 are connected to each other or disposed adjacent to each other between the battery mounting box 110, the battery collection box 120, and the rail module 200, and consumes the charged battery CB. supports the delivery path of the battery EB. At this time, the shape of the cell 131 is preferably a hexagonal structure in plane cross section, but is not limited thereto, and may be a polygonal structure with no gaps in the structure connected to each other. The rotating body 132 is disposed in a structure in which a plurality of cells 131 protrude from the upper surface of the cells 131, and rotates with respect to the center of the axis, so that the charged battery CB seated on the upper surface of the cells 131 by the rotational force or Move the exhausted battery (EB). For example, three rotating bodies 132 are disposed to have an acute angle of 60 ° with each of the adjacent rotating bodies 132 and rotate, thereby providing transfer force in the front, rear, left and right directions to the batteries CB and EB. In addition, by varying the rotational speed of each rotating body 132 through a controller (not shown), a delivery path of the charged battery CB from the battery mounting box 110 to the rail module 200 can be formed. In addition, a delivery path of the exhausted battery EB from the rail module 200 to the battery collection box 120 can be easily formed.

나아가, 배터리 컨베이어(130)는 배터리 수거함(120)의 내부까지 설치되어 배터리 수거함(120)의 내부에 적재되는 소모된 배터리(EB)를 정렬시켜 적재하는 것이 바람직하나, 배터리 수거함(120)의 입구까지만 형성되어 적재되는 소모된 배터리(EB)를 하나씩 밀어 넣어 적재 구조를 정렬시킬 수 있음은 물론이다.Furthermore, it is preferable that the battery conveyor 130 is installed up to the inside of the battery collection box 120 to arrange and load the exhausted batteries EB loaded inside the battery collection box 120, but at the entrance of the battery collection box 120. Of course, it is possible to align the loading structure by pushing the exhausted batteries (EB), which are formed and loaded only up to EB, one by one.

도 6 및 7에는 레일 모듈(200)의 세부 구성과 그 동작이 나타나 있다.6 and 7 show the detailed configuration and operation of the rail module 200.

도 6 및 7을 참조하면, 레일 모듈(200)은 앞서 설명한 바와 같이, 배터리 공급기(100)와 배터리 수급기(300) 사이에서 충전된 배터리(CB)와 소모된 배터리(EB)를 이송하기 위한 것으로, 제1 레일(210), 제2 레일(220) 및 제3 레일(230)을 포함한다.Referring to FIGS. 6 and 7 , the rail module 200 is used to transfer the charged battery CB and the exhausted battery EB between the battery supplier 100 and the battery supplier 300 as described above. As such, it includes a first rail 210, a second rail 220 and a third rail 230.

제1 레일(210)은 배터리 공급기(100)와 배터리 수급기(300) 사이를 연결하여 배터리 공급기(100)로부터 출고되는 충전된 배터리(CB)를 배터리 수급기(300)로 안내한다. 이때, 제1 레일(210)에는 충전된 배터리(CB)를 고정하는 파지수단(211)이 설치되는 것이 바람직하다. 제2 레일(220)은 제1 레일(210)과 나란하게 배치되어 배터리 수급기(300)와 배터리 공급기(100)를 연결함으로써, 배터리 수급기(300)로부터 탈거되는 소모된 배터리(EB)를 배터리 공급기(100)로 안내한다. 역시, 제2 레일(220)에도 상술한 제1 레일(210)의 파지수단(211)과 같은 파지수단(221)이 설치되는 것이 바람직하다.(도 6 참조) 제3 레일(230)은 제1 레일(210)의 끝단 즉, 배터리 수급기(300)에 가장 근접한 위치에서 제1 레일(210)과 제2 레일(220)의 연장방향을 가로지르는 방향으로 배치되어 제1 레일(210)과 제2 레일(220)을 연결함으로써, 제1 레일(210)의 충전된 배터리(CB)를 제2 레일(220)의 이송 경로로 안내한다. 이후, 제2 레일(220)의 이송경로에 진입한 소모된 배터리(EB)는 배터리 수급기(300)의 빈 배터리 슬롯(310)진입된다. 제3 레일(230)의 구동 동작을 상세히 설명하면, 제3 레일(230)은 충전된 배터리가(CB)가 설정된 위치에 도착하면 융기하여 제1 레일(210)과 제2 레일(220)의 간섭 없이 가로지르는 방향의 제3 레일(230)의 이송경로를 형성함으로써, 상술한 충전된 배터리(CB)가 제2 레일(220)의 이송 경로에 진입하게 할 수 있다.(도 7(a, b) 참조) 상술한 내용을 보다 상세하게 설명하면, 제2 레일(220)의 끝단이 탈거 예정인 소모된 배터리(EB)가 장착되어 있는 배터리 수급기(300)의 배터리 슬롯(310) 또는 기 설정된 위치(특정된)의 배터리 슬롯(310)에 연결되면, 소모된 배터리(EB)가 제2 레일(220)을 따라 배터리 공급기(100)로 이송되고, 제3 레일(230)의 융기 동작에 의해 형성되는 제3 레일(230)의 이송 경로를 통해 제1 레일(210)에 대기 중인 충전된 배터리(CB)가 제2 레일(220)로 안내됨으로써, 제2 레일(220)을 통해 충전된 배터리(CB)가 빈 배터리 슬롯(310)에 장착된다. 이때, 제3 레일(230)에도 제1 레일(210) 및 제2 레일(220)에 설치된 파지수단(211, 221)과 동일한 파지수단(231)이 설치되는 것이 바람직하다. 아울러, 제1 레일(210)이 특정된 배터리 슬롯(310)에 위치하고, 제3 레일(230)이 소모된 배터리(EB) 슬롯(310)을 제1 레일(210)을 통해 제2 레일(220)로 이송하며, 제1 레일(210)의 충전된 배터리(CB)가 빈 배터리 슬롯(310)에 바로 장착되는 기술 구성 역시 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에 있음은 자명하다.The first rail 210 connects the battery supplier 100 and the battery receiver 300 to guide the charged battery CB shipped from the battery supplier 100 to the battery receiver 300 . At this time, it is preferable that a gripping means 211 for fixing the charged battery CB is installed on the first rail 210 . The second rail 220 is disposed parallel to the first rail 210 to connect the battery receiver 300 and the battery supply 100, thereby removing the exhausted battery EB from the battery receiver 300. Guided to the battery supply (100). Also, it is preferable that the same gripping means 221 as the gripping means 211 of the first rail 210 described above is installed on the second rail 220 (see FIG. 6). It is disposed in a direction crossing the extension direction of the first rail 210 and the second rail 220 at the end of the first rail 210, that is, at a position closest to the battery receiver 300, so that the first rail 210 and By connecting the second rail 220 , the charged battery CB of the first rail 210 is guided to the transport path of the second rail 220 . Thereafter, the exhausted battery EB entering the transfer path of the second rail 220 enters the empty battery slot 310 of the battery receiver 300 . Describing the driving operation of the third rail 230 in detail, the third rail 230 rises when the charged battery CB arrives at the set position, and the first rail 210 and the second rail 220 move forward. By forming a transfer path of the third rail 230 in a transverse direction without interference, the above-described charged battery CB can enter the transfer path of the second rail 220 (FIG. 7(a, a, b) Reference) If the above description is described in more detail, the battery slot 310 of the battery receiver 300 to which the exhausted battery EB to be removed is mounted at the end of the second rail 220 or the predetermined When connected to the battery slot 310 at the (specified) position, the exhausted battery EB is transported to the battery supply 100 along the second rail 220, and by the lifting operation of the third rail 230 The charged battery CB waiting on the first rail 210 is guided to the second rail 220 through the transport path of the formed third rail 230, so that the battery charged through the second rail 220 (CB) is mounted in the empty battery slot 310. At this time, it is preferable that the same gripping means 231 as the gripping means 211 and 221 installed on the first rail 210 and the second rail 220 is also installed on the third rail 230 . In addition, the first rail 210 is located in the specified battery slot 310, and the third rail 230 transfers the exhausted battery (EB) slot 310 to the second rail 220 through the first rail 210. ), and the technical configuration in which the charged battery CB of the first rail 210 is directly mounted in the empty battery slot 310 is also within the scope of the technical spirit of the present invention.

도 8에는 배터리 수급기(300)의 세부 구성이 나타나 있고, 도 9에는 탈착수단(330)에 의해 소모된 배터리(EB)의 탈거 과정과 충전된 배터리(CB)의 장착 과정이 나타나 있다.8 shows a detailed configuration of the battery receiver 300, and FIG. 9 shows a process of removing the exhausted battery EB and mounting the charged battery CB by the detachment means 330.

도 8 및 9을 참조하면, 배터리 수급기(300)는 무인 비행체(UAM)의 동력을 공급하기 위한 배터리(BT)들을 장착시켜 전원을 공급받으며, 탈거시켜 교체되도록 할 수 있다. 이를 위해, 배터리 수급기(300)는 배터리 슬롯(310), 슬롯 개폐부(320) 및 탈착수단(330)을 포함한다. Referring to FIGS. 8 and 9 , the battery receiver 300 may receive power by installing batteries BT for supplying power to the unmanned aerial vehicle (UAM), and may be removed and replaced. To this end, the battery receiver 300 includes a battery slot 310, a slot opening/closing unit 320, and a detachable means 330.

배터리 슬롯(310)은 앞서 설명한 바와 같이, 충전된 배터리(CB)를 장착시켜 전원을 공급받는 것으로, 배터리 수급기(300) 내 복수 개가 하나 이상의 열을 가지는 원형 또는 원호형으로 배치되되, 열을 따라 이동 가능하게 설치되어, 레일 모듈(200)이 연결된 부분에 소모된 배터리(EB)를 순차적 또는 선택적으로 정위치시켜 소모된 배터리(EB)가 레일 모듈(200)을 따라 회수되도록 한다. 이때, 배터리 슬롯(310)의 상하측 내주면 중 어느 내주면에는 배터리(BT)의 걸림돌기(BT10)가 걸림 결합될 수 있는 걸림홈(311)이 하나, 한 쌍 또는 복수 쌍으로 형성된다. 여기서, 충전된 배터리(BT)는 배터리 슬롯(310)에 장착되기 위함은 물론, 전원을 인가하기 위하여 배터리 슬롯(310)과 전기적으로 연결되기 위하여, 전원을 인가하는 전극에 연결되며, 탄성체(BT20)의 탄성에 의해 몸체로부터 돌출 또는 인입될 수 있는 걸림돌기(BT10)가 형성된다.As described above, the battery slot 310 is to receive power by mounting a charged battery CB, and a plurality of them in the battery receiver 300 are arranged in a circular or arcuate shape having one or more rows, but the row It is installed to be movable along the rail module 200 and sequentially or selectively positions the exhausted battery EB at the connected portion so that the exhausted battery EB is recovered along the rail module 200. At this time, on one of the inner circumferential surfaces of the upper and lower sides of the battery slot 310, one, one pair, or a plurality of locking grooves 311 into which the locking protrusions BT10 of the battery BT can be engaged are formed. Here, the charged battery BT is connected to an electrode for applying power in order to be electrically connected to the battery slot 310 to apply power as well as to be mounted in the battery slot 310, and the elastic body BT20 A locking protrusion BT10 capable of protruding or retracting from the body is formed by the elasticity of ).

슬롯 개폐부(320)는 개폐 동작을 통해 배터리 슬롯(310)의 전면을 폐쇄함으로써, 배터리 슬롯(310)을 마감하여 장착된 충전된 배터리(CB)를 배터리 슬롯(310) 내 고정시키며, 개방되어 배터리 슬롯(310)에 소모된 배터리(EB)가 교체되도록 한다. 이러한 슬롯 개폐부(320)는 상술한 탑재함 개폐부(113) 및 수거함 개폐부(123)와 동일한 구조로 형성되어 동작하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 설치 및 동작의 제약이 따르지 않은 여타의 공지된 기술 구성이 적용되어도 무방함은 물론이다.The slot opening/closing unit 320 closes the front of the battery slot 310 through an opening/closing operation, thereby closing the battery slot 310 and fixing the mounted charged battery CB in the battery slot 310, and is opened to open the battery. The battery EB consumed in the slot 310 is replaced. The slot opening/closing unit 320 is preferably formed and operated in the same structure as the above-described loading box opening/closing unit 113 and collection box opening/closing unit 123, but is not limited thereto, and is not limited thereto. Of course, even if the technical configuration is applied, it is free.

탈착수단(330)은 배터리 슬롯(310) 내 슬롯 개폐부(320)가 설치된 일면과 대칭된 타면에 설치되어 돌출 또는 인입됨으로써, 장착된 소모된 배터리(EB)를 배터리 슬롯(310)에서 탈거시킨 후 밀어내어 제2 레일(220)에 안착되게 하며, 제3 레일(230)을 통해 제2 레일(220)로 안내된 충전된 배터리(CB)를 파지하여 배터리 슬롯(310) 내부로 끌어들임으로써, 상술한 걸림돌기(BT10)가 걸림홈(311)에 걸림결합되게 한다. 이때, 탈착수단(330)에는 결합구(331)가 설치되어 탈착수단(330)과 충전된 배터리(CB) 또는 소모된 배터리(EB)가 잠시 결합되게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 결합구(331)의 결합 구조는 자력에 의한 결합 구조, 끼움 결합에 의한 결합 구조일 수 있으나, 여타 공지된 기술 구성이 적용되어도 무방하다. 아울러, 본 발명의 일 실시예에서는 탈착수단(330)을 배터리 수급기(300)에 설치되는 것을 상정하여 설명하고 도시하고 있으나, 무인 비행체(UAM)의 중량 저감을 위하여 레일 모듈(200)에 설치시켜 동작되게 할 수 있음은 물론이다.Detachable means 330 is installed on the other side of the battery slot 310 that is symmetrical to one side where the slot opening/closing part 320 is installed, and is protruded or drawn in, thereby removing the mounted consumed battery EB from the battery slot 310. By pushing it to be seated on the second rail 220, gripping the charged battery CB guided to the second rail 220 through the third rail 230 and drawing it into the battery slot 310, The aforementioned locking protrusion BT10 is engaged with the locking groove 311 . At this time, it is preferable that a coupler 331 is installed in the detachable means 330 so that the detachable means 330 and the charged battery CB or the exhausted battery EB are temporarily coupled. Specifically, the coupling structure of the coupler 331 may be a coupling structure by magnetic force or a coupling structure by fitting, but other known technical configurations may be applied. In addition, in one embodiment of the present invention, although the detachable means 330 is described and illustrated assuming that it is installed in the battery receiver 300, it is installed in the rail module 200 to reduce the weight of the unmanned aerial vehicle (UAM). Of course, it is possible to make it work.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 공중 배터리 교체 방법에 대해 도 10을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 앞서 설명한 부분과 중복되는 부분은 설명의 편의를 위해 약술하거나 생략하기로 한다.Hereinafter, a method for replacing an aerial battery of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 10 . However, overlapping parts with those described above will be abbreviated or omitted for convenience of description.

도 10을 참조하면, 본 발명의 무인 비행체의 공중 배터리 교체 방법은 배터리 공급용 항공기(BSP)가 무인 비행체(UAM)에 접근한 상태에서 레일 모듈(200)이 배터리 공급용 항공기(BSP)와 무인 비행체(UAM)를 연결하여 배터리 공급용 항공기(BSP)와 무인 비행체(UAM)가 도킹되도록 한다.(S1100) 이때, 도킹되는 단계(S1100)는 레일 모듈(200)이 배터리 공급용 항공기(BSP)로부터 무인 비행체(UAM)로 그 길이가 연장되는 단계(S1110)를 포함한다.Referring to FIG. 10, in the aerial battery replacement method of the unmanned aerial vehicle of the present invention, the rail module 200 is connected to the battery supply aircraft (BSP) in a state where the battery supply aircraft (BSP) is approaching the unmanned aerial vehicle (UAM). The air vehicle (UAM) is connected so that the battery supply aircraft (BSP) and the unmanned air vehicle (UAM) are docked (S1100). and extending its length from to the unmanned aerial vehicle (UAM) (S1110).

이후, 무인 비행체(UAM)에 설치된 배터리 수급기(300)가 무인 비행체(UAM)의 동력 공급용 배터리 슬롯(310)에서 소모된 배터리(EB)를 탈거시켜 레일 모듈(200)에 전달한다.(S1200) 이때, 탈거시켜 레일 모듈(200)에 전달하는 단계(S1200)는, 원형 또는 원호형으로 배치된 배터리 슬롯(310)들이 회전 또는 회동하여 소모된 배터리(EB)들을 각각 레일 모듈(200)이 연결된 부분에 정위치시키는 단계(S1210)와, 배터리 수급기(300) 또는 레일 모듈(200)에 설치된 탈착수단(330)이 배터리 슬롯(310)의 소모된 배터리(EB)를 레일 모듈(200)로 밀어 내거나 레일 모듈(200)의 충전된 배터리(CB)를 배터리 슬롯(310)으로 끌어들이는 단계(S1220)를 포함한다.Thereafter, the battery receiver 300 installed in the unmanned aerial vehicle (UAM) removes the exhausted battery (EB) from the battery slot 310 for power supply of the unmanned aerial vehicle (UAM) and delivers it to the rail module 200. ( S1200) At this time, in the step of removing and delivering to the rail module 200 (S1200), the battery slots 310 arranged in a circular or arcuate shape rotate or rotate to transfer the exhausted batteries EB to the rail module 200, respectively. Positioning the connected part in place (S1210), and the battery receiver 300 or the detachable means 330 installed on the rail module 200 removes the exhausted battery EB of the battery slot 310 from the rail module 200. ) or pulling the charged battery CB of the rail module 200 into the battery slot 310 (S1220).

이후, 배터리 공급용 항공기(BSP)에 설치된 배터리 공급기(100)가 충전된 배터리(CB)가 적재된 배터리 탑재함(110)으로부터 충전된 배터리(CB)를 출고하여 레일 모듈(200)에 전달한다.(S1300) 이때, 충전된 배터리(CB)를 출고하여 레일 모듈(200)에 전달하는 단계(S1300)는, 배터리 탑재함(110)의 충전된 배터리(CB)의 적재를 위해 탑재 공간 내에 설치된 탄성체를 포함하는 가압수단(114)이 적재되어 있는 충전된 배터리(CB)를 가압함으로써, 충전된 배터리(CB)들이 탑재 공간과 연결되어 충전된 배터리(CB)의 출납을 위해 개방된 개구부(112)를 통해 출고되도록 하는 단계(S1310), 탑재함 개폐부(113)가 개구부(112)를 반복하여 개폐함으로써, 탑재 공간에 적재된 충전된 배터리(CB)들이 개폐 동작에 따라 설정된 수만큼 출고되도록 하는 단계(S1320) 및 배터리 컨베이어(130)가 배터리 탑재함(110)으로부터 출고된 충전된 배터리(CB)를 레일 모듈(200)에 이송하는 단계(S1330)를 포함한다.Thereafter, the battery supplier 100 installed in the aircraft for battery supply (BSP) ships the charged battery CB from the battery loading box 110 loaded with the charged battery CB and delivers it to the rail module 200. (S1300) At this time, the step of shipping the charged battery (CB) and delivering it to the rail module 200 (S1300) is installed in the loading space for loading the charged battery (CB) of the battery loading box 110 By pressing the charged battery CB loaded with the pressing means 114 including an elastic body, the charged battery CB is connected to the mounting space and the opening 112 is opened for putting in and out of the charged battery CB. ) through (S1310), the loading box opening/closing part 113 repeatedly opens and closes the opening 112, so that the charged batteries (CB) loaded in the loading space are shipped by a set number according to the opening and closing operation Step S1320 and step S1330 of transferring, by the battery conveyor 130, the charged battery CB shipped from the battery loading box 110 to the rail module 200.

이후, 레일 모듈(200)이 소모된 배터리(EB)를 배터리 공급용 항공기(BSP)로 이송하여 회수하고, 충전된 배터리(CB)를 무인 비행체(UAM)에 이송시켜 무인 비행체(UAM)의 빈 배터리 슬롯(310)에 제공하여 장착시킨다.(S1400) 이때, 소모된 배터리(EB)를 회수하고 충전된 배터리(CB)를 제공하는 단계(S1400)는 제2 레일(220)이 무인 비행체(UAM)로부터 소모된 배터리(EB)를 배터리 공급용 항공기(BSP)로 이송하는 단계(S1410), 제1 레일(210)이 배터리 공급용 항공기(BSP)로부터 충전된 배터리(CB)를 무인 비행체(UAM)로 이송하는 단계(S1420) 및 제1 레일(210)과 제2 레일(220)의 연장 방향을 가로지르는 방향으로 배치된 제3 레일(230)이 제1 레일(210)로부터 제2 레일(220)로 충전된 배터리(CB)를 이송하거나, 제2 레일(220)로부터 제1 레일(210)로 소모된 배터리(EB)를 이송하는 단계(S1430)을 포함한다.Thereafter, the rail module 200 transports and collects the exhausted battery EB to the battery supply aircraft (BSP), and transports the charged battery CB to the unmanned aerial vehicle (UAM) to empty the unmanned aerial vehicle (UAM). It is provided and installed in the battery slot 310. (S1400) At this time, the step of recovering the exhausted battery (EB) and providing the charged battery (CB) (S1400) is the second rail 220 unmanned aerial vehicle (UAM). ) Transferring the battery (EB) consumed from the battery supply aircraft (BSP) (S1410), the first rail 210 transfers the charged battery (CB) from the battery supply aircraft (BSP) to the unmanned aerial vehicle (UAM) ), and the third rail 230 disposed in a direction crossing the extension direction of the first rail 210 and the second rail 220 is transferred from the first rail 210 to the second rail ( 220) to transfer the charged battery CB or to transfer the exhausted battery EB from the second rail 220 to the first rail 210 (S1430).

이후, 배터리 공급기(100)는 레일 모듈(200)을 통해 이송된 소모된 배터리(EB)를 섹셔널 도어 타입의 수거함 개폐부(123)에 의해 개폐되는 배터리 수거함(120)에 입고시킨다.(S1500) 이때, 배터리 수거함(120)에 입고시키는 단계(S1510)는 배터리 컨베이어(130)가 레일 모듈(200)을 통해 이송된 소모된 배터리(EB)를 배터리 수거함(120)에 이송하는 단계(S1520)를 포함한다.Thereafter, the battery supplier 100 puts the spent batteries EB transported through the rail module 200 into the battery collection box 120 that is opened and closed by the sectional door type collection box opening and closing part 123 (S1500). At this time, the step of putting the batteries into the battery collection box 120 (S1510) includes the step of the battery conveyor 130 transferring the spent batteries EB transported through the rail module 200 to the battery collection box 120 (S1520). include

이후, 배터리의 교체가 완료되면, 레일 모듈(200)을 거두어들여(수축시켜) 배터리 공급용 항공기(BSP)와 무인 비행체(UAM)의 도킹을 해제한다.(S1600)Then, when the replacement of the battery is completed, the rail module 200 is retracted (retracted) to release the docking of the battery supply aircraft (BSP) and the unmanned aerial vehicle (UAM) (S1600).

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

BRD : 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치
100 : 배터리 공급기
110 : 배터리 탑재함 111 : 탑재함 본체
112 : 개구부 113 : 탑재함 개폐부
114 : 가압수단 120 : 배터리 수거함
121 : 수거함 본체 122 : 개구부
123 : 수거함 개폐부 130 : 배터리 컨베이어
131 : 셀 132 : 회전체
200 : 레일 모듈
210 : 제1 레일 211 : 파지수단
220 : 제2 레일 221 : 파지수단
230 : 제3 레일 231 : 파지수단
300 : 배터리 수급기
310 : 배터리 슬롯 311 : 걸림홈
320 : 슬롯 개폐부 330 : 탈착수단
331 : 결합구
BT : 배터리 BT10 : 걸림돌기
BT20 : 탄성체 CB : 충전된 배터리
EB : 소모된 배터리 BSP : 배터리 공급용 항공기
UAM : 무인 비행체
BRD : Aerial battery replacement device for unmanned aerial vehicle
100: battery supply
110: battery mounting box 111: mounting box body
112: opening 113: loading box opening and closing part
114: pressurization means 120: battery collection box
121: collection box body 122: opening
123: collection box opening and closing part 130: battery conveyor
131: cell 132: rotating body
200: rail module
210: first rail 211: grip means
220: second rail 221: grip means
230: third rail 231: grip means
300: battery receiver
310: battery slot 311: locking groove
320: slot opening and closing part 330: detachable means
331: coupler
BT: Battery BT10: Stumbling Block
BT20: elastic body CB: charged battery
EB: exhausted battery BSP: aircraft for battery supply
UAM: unmanned aerial vehicles

Claims (22)

비행 중인 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 무인 비행체에 접근하는 배터리 공급용 항공기의 충전된 새로운 배터리와 공중에서 교체하는 배터리 교체 장치에 있어서,
상기 배터리 공급용 항공기에 설치되고, 교체되기 전 충전된 배터리의 적재를 위한 배터리 탑재함을 포함하며, 상기 무인 비행체의 소모된 배터리의 교체를 위하여 상기 배터리 탑재함으로부터 상기 충전된 배터리를 순차적으로 출고하는 배터리 공급기;
상기 배터리 공급용 항공기와 상기 무인 비행체를 연결하여 상기 배터리 공급용 항공기가 상기 무인 비행체에 도킹(docking)되도록 하며, 상기 배터리 탑재함으로부터 출고된 상기 충전된 배터리를 상기 무인 비행체에 각각 이송하고, 다시 상기 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기에 이송하는 레일 모듈; 및
상기 무인 비행체에 설치되고, 상기 무인 비행체의 동력 공급을 위한 배터리의 장착을 위해 설치되는 복수 개의 배터리 슬롯들을 포함하며, 상기 배터리 슬롯들 중 교체를 위한 소모된 배터리가 장착된 배터리 슬롯이 상기 레일 모듈이 연결된 부분으로 이동하여 정위치된 상태에서, 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 슬롯에서 탈거시켜 상기 소모된 배터리가 상기 레일 모듈을 통해 이송되도록 하고, 상기 레일 모듈을 통해 이송된 상기 충전된 배터리를 상기 소모된 배터리가 탈거되어 빈 배터리 슬롯에 장착시키는 배터리 수급기를 포함하고,
상기 배터리 공급기는,
상기 레일 모듈을 통해 이송된 상기 무인 비행체의 소모된 배터리를 입고시켜 적재하는 배터리 수거함을 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치.
In the battery replacement device for replacing the exhausted battery of an unmanned aerial vehicle in flight with a charged new battery of a battery supply aircraft approaching the unmanned aerial vehicle in the air,
It is installed in the aircraft for supplying the battery, and includes a battery loading box for loading the charged battery before replacement, and sequentially releases the charged battery from the battery loading box to replace the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle. a battery supplier;
The aircraft for battery supply and the unmanned aerial vehicle are connected so that the aircraft for battery supply is docked with the unmanned aerial vehicle, and the charged battery shipped from the battery box is transferred to the unmanned aerial vehicle, respectively, and again a rail module transferring the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle to the aircraft for battery supply; and
It is installed on the unmanned aerial vehicle and includes a plurality of battery slots installed for mounting a battery for supplying power to the unmanned aerial vehicle, and among the battery slots, a battery slot in which a battery for replacement is mounted is the rail module. In a state where it moves to the connected part and is positioned in place, the exhausted battery is removed from the battery slot so that the exhausted battery is transferred through the rail module, and the charged battery transferred through the rail module is transferred to the battery slot. It includes a battery receiver in which the exhausted battery is removed and installed in an empty battery slot,
The battery supplier,
An airborne battery replacement device for an unmanned aerial vehicle comprising a battery collection box for storing and loading exhausted batteries of the unmanned aerial vehicle transported through the rail module.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 배터리 공급기는,
상기 배터리 탑재함, 상기 배터리 수거함 및 상기 레일 모듈을 서로 연결하여, 상기 배터리 탑재함으로부터 출고된 충전된 배터리를 상기 레일 모듈로 전달하고, 상기 레일 모듈을 통해 이송된 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 수거함으로 전달하는 배터리 컨베이어(conveyor)를 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치.
The method of claim 1,
The battery supplier,
The battery loading box, the battery collection box, and the rail module are connected to each other to transfer the charged battery shipped from the battery loading box to the rail module, and to transfer the exhausted battery transferred through the rail module to the battery collection box. An airborne battery replacement device for an unmanned aerial vehicle that includes a battery conveyor that delivers
청구항 3에 있어서,
상기 배터리 컨베이어는,
상기 배터리 탑재함, 상기 배터리 수거함 및 상기 레일 모듈 사이에 복수 개가 서로 연결되어 배치됨으로써, 상기 충전된 배터리와 상기 소모된 배터리의 전달 경로를 지지하는 복수 개의 평판형 셀(cell)들; 및
상기 셀들의 상면으로부터 각각 돌출된 상태에서 자전하여, 상기 셀들의 상면에 안착된 상기 충전된 배터리와 상기 소모된 배터리를 이동시키는 복수 개의 회전체들을 포함하며,
상기 복수 개의 회전체들은,
서로 다른 회전 속도를 갖도록 설정되어, 상기 배터리 탑재함과 상기 레일 모듈 사이의 상기 충전된 배터리의 전달 경로를 형성하고, 상기 레일 모듈과 상기 배터리 수거함 사이의 상기 소모된 배터리의 전달 경로를 형성하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치.
The method of claim 3,
The battery conveyor,
a plurality of flat-type cells supporting a delivery path of the charged battery and the exhausted battery by being connected to each other and disposed between the battery mounting box, the battery collection box, and the rail module; and
It includes a plurality of rotating bodies that rotate while protruding from the upper surfaces of the cells and move the charged battery and the exhausted battery seated on the upper surfaces of the cells,
The plurality of rotating bodies,
It is set to have different rotational speeds, forming a delivery path of the charged battery between the battery mounting box and the rail module, and an unattended battery forming a delivery path of the exhausted battery between the rail module and the battery collection box. Air vehicle battery replacement device.
비행 중인 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 무인 비행체에 접근하는 배터리 공급용 항공기의 충전된 새로운 배터리와 공중에서 교체하는 배터리 교체 장치에 있어서,
상기 배터리 공급용 항공기에 설치되고, 교체되기 전 충전된 배터리의 적재를 위한 배터리 탑재함을 포함하며, 상기 무인 비행체의 소모된 배터리의 교체를 위하여 상기 배터리 탑재함으로부터 상기 충전된 배터리를 순차적으로 출고하는 배터리 공급기;
상기 배터리 공급용 항공기와 상기 무인 비행체를 연결하여 상기 배터리 공급용 항공기가 상기 무인 비행체에 도킹(docking)되도록 하며, 상기 배터리 탑재함으로부터 출고된 상기 충전된 배터리를 상기 무인 비행체에 각각 이송하고, 다시 상기 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기에 이송하는 레일 모듈; 및
상기 무인 비행체에 설치되고, 상기 무인 비행체의 동력 공급을 위한 배터리의 장착을 위해 설치되는 복수 개의 배터리 슬롯들을 포함하며, 상기 배터리 슬롯들 중 교체를 위한 소모된 배터리가 장착된 배터리 슬롯이 상기 레일 모듈이 연결된 부분으로 이동하여 정위치된 상태에서, 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 슬롯에서 탈거시켜 상기 소모된 배터리가 상기 레일 모듈을 통해 이송되도록 하고, 상기 레일 모듈을 통해 이송된 상기 충전된 배터리를 상기 소모된 배터리가 탈거되어 빈 배터리 슬롯에 장착시키는 배터리 수급기를 포함하고,
상기 배터리 탑재함은,
내부에 상기 충전된 배터리의 적재를 위한 탑재 공간과, 상기 탑재 공간으로부터의 충전된 배터리의 출납을 위해 상기 탑재 공간과 연결된 개구부를 포함하는 탑재함 본체;
상기 탑재함 본체 내부에 설치되어 상기 탑재 공간으로부터 상기 충전된 배터리를 가압하여 상기 개구부를 통해 밀어내는 가압수단; 및
상기 개구부에 설치되어 개폐 동작을 반복함으로써, 상기 탑재 공간에 적재된 충전된 배터리들이 상기 개폐 동작에 따라 설정된 수만큼 출고되도록 하는 탑재함 개폐부를 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치.
In the battery replacement device for replacing the exhausted battery of an unmanned aerial vehicle in flight with a charged new battery of a battery supply aircraft approaching the unmanned aerial vehicle in the air,
It is installed in the aircraft for supplying the battery, and includes a battery loading box for loading the charged battery before replacement, and sequentially releases the charged battery from the battery loading box to replace the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle. a battery supplier;
The aircraft for battery supply and the unmanned aerial vehicle are connected so that the aircraft for battery supply is docked with the unmanned aerial vehicle, and the charged battery shipped from the battery box is transferred to the unmanned aerial vehicle, respectively, and again a rail module transferring the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle to the aircraft for battery supply; and
It is installed on the unmanned aerial vehicle and includes a plurality of battery slots installed for mounting a battery for supplying power to the unmanned aerial vehicle, and among the battery slots, a battery slot in which a battery for replacement is mounted is the rail module. In a state where it moves to the connected part and is positioned in place, the exhausted battery is removed from the battery slot so that the exhausted battery is transferred through the rail module, and the charged battery transferred through the rail module is transferred to the battery slot. It includes a battery receiver in which the exhausted battery is removed and installed in an empty battery slot,
The battery mounting box,
A mounting box body including a mounting space for loading the charged battery therein and an opening connected to the mounting space for taking in and out of the charged battery from the mounting space;
a pressurizing means installed inside the loading box main body to pressurize the charged battery from the loading space and push it through the opening; and
An airborne battery replacement device for an unmanned aerial vehicle comprising a loading box opening and closing part installed in the opening and repeating the opening and closing operation so that the charged batteries loaded in the loading space are shipped out by a set number according to the opening and closing operation.
청구항 5에 있어서,
상기 가압수단은,
상기 탑재함 본체의 개구부의 반대편 내주면에 설치되는 탄성체인 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치.
The method of claim 5,
The pressure means,
An aerial battery replacement device for an unmanned air vehicle, which is an elastic body installed on the inner circumferential surface opposite to the opening of the payload box body.
청구항 1에 있어서,
상기 배터리 수거함은,
내부에 상기 소모된 배터리의 적재를 위한 수거 공간과, 상기 수거 공간에 적재되는 배터리의 출납을 위하여 상거 수거 공간과 연결되는 개구부를 포함하는 수거함 본체; 및
상기 소모된 배터리의 입고를 위해, 상기 개구부에 설치되어 개폐되는 수거함 개폐부를 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치.
The method of claim 1,
The battery collection box,
a collection box main body including a collection space for loading the exhausted battery therein and an opening connected to the collection space for putting in and out of the battery loaded in the collection space; and
An airborne battery replacement device for an unmanned aerial vehicle including a collection box opening and closing part installed in the opening and opening and closing to store the exhausted battery.
청구항 5에 있어서,
상기 탑재함 개폐부는,
섹셔널 도어(sectional door) 타입인 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치.
The method of claim 5,
The loading box opening and closing part,
An airborne battery replacement device for unmanned aerial vehicle, which is a sectional door type.
비행 중인 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 무인 비행체에 접근하는 배터리 공급용 항공기의 충전된 새로운 배터리와 공중에서 교체하는 배터리 교체 장치에 있어서,
상기 배터리 공급용 항공기에 설치되고, 교체되기 전 충전된 배터리의 적재를 위한 배터리 탑재함을 포함하며, 상기 무인 비행체의 소모된 배터리의 교체를 위하여 상기 배터리 탑재함으로부터 상기 충전된 배터리를 순차적으로 출고하는 배터리 공급기;
상기 배터리 공급용 항공기와 상기 무인 비행체를 연결하여 상기 배터리 공급용 항공기가 상기 무인 비행체에 도킹(docking)되도록 하며, 상기 배터리 탑재함으로부터 출고된 상기 충전된 배터리를 상기 무인 비행체에 각각 이송하고, 다시 상기 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기에 이송하는 레일 모듈; 및
상기 무인 비행체에 설치되고, 상기 무인 비행체의 동력 공급을 위한 배터리의 장착을 위해 설치되는 복수 개의 배터리 슬롯들을 포함하며, 상기 배터리 슬롯들 중 교체를 위한 소모된 배터리가 장착된 배터리 슬롯이 상기 레일 모듈이 연결된 부분으로 이동하여 정위치된 상태에서, 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 슬롯에서 탈거시켜 상기 소모된 배터리가 상기 레일 모듈을 통해 이송되도록 하고, 상기 레일 모듈을 통해 이송된 상기 충전된 배터리를 상기 소모된 배터리가 탈거되어 빈 배터리 슬롯에 장착시키는 배터리 수급기를 포함하고,
상기 레일 모듈은,
상기 배터리 공급용 항공기에 설치되며, 상기 배터리 공급용 항공기로부터 상기 무인 비행체로 연장됨으로써, 상기 배터리 공급용 항공기와 상기 무인 비행체를 연결하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치.
In the battery replacement device for replacing the exhausted battery of an unmanned aerial vehicle in flight with a charged new battery of a battery supply aircraft approaching the unmanned aerial vehicle in the air,
It is installed in the aircraft for supplying the battery, and includes a battery loading box for loading the charged battery before replacement, and sequentially releases the charged battery from the battery loading box to replace the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle. a battery supplier;
The aircraft for battery supply and the unmanned aerial vehicle are connected so that the aircraft for battery supply is docked with the unmanned aerial vehicle, and the charged battery shipped from the battery box is transferred to the unmanned aerial vehicle, respectively, and again a rail module transferring the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle to the aircraft for battery supply; and
It is installed on the unmanned aerial vehicle and includes a plurality of battery slots installed for mounting a battery for supplying power to the unmanned aerial vehicle, and among the battery slots, a battery slot in which a battery for replacement is mounted is the rail module. In a state where it moves to the connected part and is positioned in place, the exhausted battery is removed from the battery slot so that the exhausted battery is transferred through the rail module, and the charged battery transferred through the rail module is transferred to the battery slot. It includes a battery receiver in which the exhausted battery is removed and installed in an empty battery slot,
The rail module,
An aerial battery replacement device for an unmanned aerial vehicle installed in the aircraft for battery supply and connecting the aircraft for battery supply and the unmanned aerial vehicle by extending from the aircraft for battery supply to the unmanned aerial vehicle.
비행 중인 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 무인 비행체에 접근하는 배터리 공급용 항공기의 충전된 새로운 배터리와 공중에서 교체하는 배터리 교체 장치에 있어서,
상기 배터리 공급용 항공기에 설치되고, 교체되기 전 충전된 배터리의 적재를 위한 배터리 탑재함을 포함하며, 상기 무인 비행체의 소모된 배터리의 교체를 위하여 상기 배터리 탑재함으로부터 상기 충전된 배터리를 순차적으로 출고하는 배터리 공급기;
상기 배터리 공급용 항공기와 상기 무인 비행체를 연결하여 상기 배터리 공급용 항공기가 상기 무인 비행체에 도킹(docking)되도록 하며, 상기 배터리 탑재함으로부터 출고된 상기 충전된 배터리를 상기 무인 비행체에 각각 이송하고, 다시 상기 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기에 이송하는 레일 모듈; 및
상기 무인 비행체에 설치되고, 상기 무인 비행체의 동력 공급을 위한 배터리의 장착을 위해 설치되는 복수 개의 배터리 슬롯들을 포함하며, 상기 배터리 슬롯들 중 교체를 위한 소모된 배터리가 장착된 배터리 슬롯이 상기 레일 모듈이 연결된 부분으로 이동하여 정위치된 상태에서, 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 슬롯에서 탈거시켜 상기 소모된 배터리가 상기 레일 모듈을 통해 이송되도록 하고, 상기 레일 모듈을 통해 이송된 상기 충전된 배터리를 상기 소모된 배터리가 탈거되어 빈 배터리 슬롯에 장착시키는 배터리 수급기를 포함하고,
상기 레일 모듈은,
상기 배터리 공급용 항공기로부터 상기 충전된 배터리를 상기 무인 비행체로 이송하는 제1 레일;
상기 무인 비행체로부터 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기로 이송하는 제2 레일; 및
상기 제1 레일과 상기 제2 레일의 연장 방향을 가로지르는 방향으로 배치되어, 상기 제1 레일로부터 상기 제2 레일로 상기 충전된 배터리를 이송하거나, 상기 제2 레일로부터 상기 제1 레일로 상기 소모된 배터리를 이송하는 제3 레일을 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치.
In the battery replacement device for replacing the exhausted battery of an unmanned aerial vehicle in flight with a charged new battery of a battery supply aircraft approaching the unmanned aerial vehicle in the air,
It is installed in the aircraft for supplying the battery, and includes a battery loading box for loading the charged battery before replacement, and sequentially releases the charged battery from the battery loading box to replace the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle. a battery supplier;
The aircraft for battery supply and the unmanned aerial vehicle are connected so that the aircraft for battery supply is docked with the unmanned aerial vehicle, and the charged batteries shipped from the battery loading box are transferred to the unmanned aerial vehicle, respectively, and again a rail module transferring the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle to the aircraft for battery supply; and
It is installed on the unmanned aerial vehicle and includes a plurality of battery slots installed for mounting a battery for supplying power to the unmanned aerial vehicle, and among the battery slots, a battery slot in which a battery for replacement is mounted is the rail module. In a state where it moves to the connected part and is in the correct position, the exhausted battery is removed from the battery slot so that the exhausted battery is transferred through the rail module, and the charged battery transferred through the rail module is transferred to the battery slot. Including a battery receiver in which the exhausted battery is removed and installed in an empty battery slot,
The rail module,
a first rail for transferring the charged battery from the battery supply aircraft to the unmanned aerial vehicle;
a second rail transferring the exhausted battery from the unmanned aerial vehicle to the aircraft for battery supply; and
It is disposed in a direction crossing the extension direction of the first rail and the second rail, and transfers the charged battery from the first rail to the second rail, or the consumption from the second rail to the first rail. An airborne battery replacement device for an unmanned aerial vehicle including a third rail for transporting a battery.
비행 중인 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 무인 비행체에 접근하는 배터리 공급용 항공기의 충전된 새로운 배터리와 공중에서 교체하는 배터리 교체 장치에 있어서,
상기 배터리 공급용 항공기에 설치되고, 교체되기 전 충전된 배터리의 적재를 위한 배터리 탑재함을 포함하며, 상기 무인 비행체의 소모된 배터리의 교체를 위하여 상기 배터리 탑재함으로부터 상기 충전된 배터리를 순차적으로 출고하는 배터리 공급기;
상기 배터리 공급용 항공기와 상기 무인 비행체를 연결하여 상기 배터리 공급용 항공기가 상기 무인 비행체에 도킹(docking)되도록 하며, 상기 배터리 탑재함으로부터 출고된 상기 충전된 배터리를 상기 무인 비행체에 각각 이송하고, 다시 상기 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기에 이송하는 레일 모듈; 및
상기 무인 비행체에 설치되고, 상기 무인 비행체의 동력 공급을 위한 배터리의 장착을 위해 설치되는 복수 개의 배터리 슬롯들을 포함하며, 상기 배터리 슬롯들 중 교체를 위한 소모된 배터리가 장착된 배터리 슬롯이 상기 레일 모듈이 연결된 부분으로 이동하여 정위치된 상태에서, 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 슬롯에서 탈거시켜 상기 소모된 배터리가 상기 레일 모듈을 통해 이송되도록 하고, 상기 레일 모듈을 통해 이송된 상기 충전된 배터리를 상기 소모된 배터리가 탈거되어 빈 배터리 슬롯에 장착시키는 배터리 수급기를 포함하고,
상기 배터리 슬롯들은,
상기 배터리 수급기 내 적어도 하나 이상의 원형 또는 원호형의 열을 이루어 배치되어, 곡률 반경의 중심을 기준으로 회전 또는 회동하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치.
In the battery replacement device for replacing the exhausted battery of an unmanned aerial vehicle in flight with a charged new battery of a battery supply aircraft approaching the unmanned aerial vehicle in the air,
It is installed in the aircraft for supplying the battery, and includes a battery loading box for loading the charged battery before replacement, and sequentially releases the charged battery from the battery loading box to replace the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle. a battery supplier;
The aircraft for battery supply and the unmanned aerial vehicle are connected so that the aircraft for battery supply is docked with the unmanned aerial vehicle, and the charged battery shipped from the battery box is transferred to the unmanned aerial vehicle, respectively, and again a rail module transferring the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle to the aircraft for battery supply; and
It is installed on the unmanned aerial vehicle and includes a plurality of battery slots installed for mounting a battery for supplying power to the unmanned aerial vehicle, and among the battery slots, a battery slot in which a battery for replacement is mounted is the rail module. In a state where it moves to the connected part and is positioned in place, the exhausted battery is removed from the battery slot so that the exhausted battery is transferred through the rail module, and the charged battery transferred through the rail module is transferred to the battery slot. It includes a battery receiver in which the exhausted battery is removed and installed in an empty battery slot,
The battery slots,
An airborne battery replacement device for an unmanned aerial vehicle that is disposed in at least one circular or arcuate row in the battery receiver and rotates or rotates based on a center of a radius of curvature.
비행 중인 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 무인 비행체에 접근하는 배터리 공급용 항공기의 충전된 새로운 배터리와 공중에서 교체하는 배터리 교체 장치에 있어서,
상기 배터리 공급용 항공기에 설치되고, 교체되기 전 충전된 배터리의 적재를 위한 배터리 탑재함을 포함하며, 상기 무인 비행체의 소모된 배터리의 교체를 위하여 상기 배터리 탑재함으로부터 상기 충전된 배터리를 순차적으로 출고하는 배터리 공급기;
상기 배터리 공급용 항공기와 상기 무인 비행체를 연결하여 상기 배터리 공급용 항공기가 상기 무인 비행체에 도킹(docking)되도록 하며, 상기 배터리 탑재함으로부터 출고된 상기 충전된 배터리를 상기 무인 비행체에 각각 이송하고, 다시 상기 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기에 이송하는 레일 모듈; 및
상기 무인 비행체에 설치되고, 상기 무인 비행체의 동력 공급을 위한 배터리의 장착을 위해 설치되는 복수 개의 배터리 슬롯들을 포함하며, 상기 배터리 슬롯들 중 교체를 위한 소모된 배터리가 장착된 배터리 슬롯이 상기 레일 모듈이 연결된 부분으로 이동하여 정위치된 상태에서, 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 슬롯에서 탈거시켜 상기 소모된 배터리가 상기 레일 모듈을 통해 이송되도록 하고, 상기 레일 모듈을 통해 이송된 상기 충전된 배터리를 상기 소모된 배터리가 탈거되어 빈 배터리 슬롯에 장착시키는 배터리 수급기를 포함하고,
상기 배터리 수급기 또는 상기 레일 모듈은,
상기 배터리 슬롯의 상기 소모된 배터리를 상기 레일 모듈로 이동시키거나, 상기 레일 모듈의 상기 충전된 배터리를 상기 배터리 슬롯으로 이동시키는 배터리 탈착수단을 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치.
In the battery replacement device for replacing the exhausted battery of an unmanned aerial vehicle in flight with a charged new battery of a battery supply aircraft approaching the unmanned aerial vehicle in the air,
It is installed in the aircraft for supplying the battery, and includes a battery loading box for loading the charged battery before replacement, and sequentially releases the charged battery from the battery loading box to replace the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle. a battery supplier;
The aircraft for battery supply and the unmanned aerial vehicle are connected so that the aircraft for battery supply is docked with the unmanned aerial vehicle, and the charged battery shipped from the battery box is transferred to the unmanned aerial vehicle, respectively, and again a rail module transferring the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle to the aircraft for battery supply; and
It is installed on the unmanned aerial vehicle and includes a plurality of battery slots installed for mounting a battery for supplying power to the unmanned aerial vehicle, and among the battery slots, a battery slot in which a battery for replacement is mounted is the rail module. In a state where it moves to the connected part and is positioned in place, the exhausted battery is removed from the battery slot so that the exhausted battery is transferred through the rail module, and the charged battery transferred through the rail module is transferred to the battery slot. It includes a battery receiver in which the exhausted battery is removed and installed in an empty battery slot,
The battery receiver or the rail module,
and a battery detachment means for moving the exhausted battery of the battery slot to the rail module or moving the charged battery of the rail module to the battery slot.
비행 중인 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 무인 비행체에 접근하는 배터리 공급용 항공기의 충전된 새로운 배터리와 공중에서 교체하는 배터리 교체 장치에 있어서,
상기 배터리 공급용 항공기에 설치되고, 교체되기 전 충전된 배터리의 적재를 위한 배터리 탑재함을 포함하며, 상기 무인 비행체의 소모된 배터리의 교체를 위하여 상기 배터리 탑재함으로부터 상기 충전된 배터리를 순차적으로 출고하는 배터리 공급기;
상기 배터리 공급용 항공기와 상기 무인 비행체를 연결하여 상기 배터리 공급용 항공기가 상기 무인 비행체에 도킹(docking)되도록 하며, 상기 배터리 탑재함으로부터 출고된 상기 충전된 배터리를 상기 무인 비행체에 각각 이송하고, 다시 상기 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기에 이송하는 레일 모듈; 및
상기 무인 비행체에 설치되고, 상기 무인 비행체의 동력 공급을 위한 배터리의 장착을 위해 설치되는 복수 개의 배터리 슬롯들을 포함하며, 상기 배터리 슬롯들 중 교체를 위한 소모된 배터리가 장착된 배터리 슬롯이 상기 레일 모듈이 연결된 부분으로 이동하여 정위치된 상태에서, 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 슬롯에서 탈거시켜 상기 소모된 배터리가 상기 레일 모듈을 통해 이송되도록 하고, 상기 레일 모듈을 통해 이송된 상기 충전된 배터리를 상기 소모된 배터리가 탈거되어 빈 배터리 슬롯에 장착시키는 배터리 수급기를 포함하고,
상기 충전된 배터리 및 상기 소모된 배터리는,
전원을 인가하는 전극에 연결되며, 탄성에 의해 몸체로부터 돌출 또는 인입되는 걸림돌기를 각각 포함하고,
상기 배터리 슬롯은,
내주면에 인입된 구조로 형성되어 상기 돌출된 상태의 걸림돌기를 수용함으로써, 상기 충전된 배터리 및 상기 소모된 배터리의 전원이 상기 무인 비행체에 인가되도록 걸림홈을 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 장치.
In the battery replacement device for replacing the exhausted battery of an unmanned aerial vehicle in flight with a charged new battery of a battery supply aircraft approaching the unmanned aerial vehicle in the air,
It is installed in the aircraft for supplying the battery, and includes a battery loading box for loading the charged battery before replacement, and sequentially releases the charged battery from the battery loading box to replace the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle. a battery supplier;
The aircraft for battery supply and the unmanned aerial vehicle are connected so that the aircraft for battery supply is docked with the unmanned aerial vehicle, and the charged battery shipped from the battery box is transferred to the unmanned aerial vehicle, respectively, and again a rail module transferring the exhausted battery of the unmanned aerial vehicle to the aircraft for battery supply; and
It is installed on the unmanned aerial vehicle and includes a plurality of battery slots installed for mounting a battery for supplying power to the unmanned aerial vehicle, and among the battery slots, a battery slot in which a battery for replacement is mounted is the rail module. In a state where it moves to the connected part and is positioned in place, the exhausted battery is removed from the battery slot so that the exhausted battery is transferred through the rail module, and the charged battery transferred through the rail module is transferred to the battery slot. It includes a battery receiver in which the exhausted battery is removed and installed in an empty battery slot,
The charged battery and the consumed battery,
It is connected to an electrode for applying power, and each includes a locking protrusion protruding or retracting from the body by elasticity,
The battery slot,
An airborne battery replacement device for an unmanned aerial vehicle comprising a locking groove formed in a retracted structure on an inner circumferential surface and accommodating the protruding locking protrusion so that power of the charged battery and the exhausted battery is applied to the unmanned aerial vehicle.
비행 중인 무인 비행체의 소모된 배터리를 상기 무인 비행체에 접근하는 배터리 공급용 항공기의 충전된 새로운 배터리와 공중에서 교체하는 배터리 교체 방법에 있어서,
레일 모듈이 상기 배터리 공급용 항공기와 상기 무인 비행체를 연결하여 상기 배터리 공급용 항공기가 상기 무인 비행체에 도킹되도록 하는 단계;
상기 무인 비행체에 설치된 배터리 수급기가 상기 무인 비행체의 동력 공급용 배터리 슬롯에서 상기 소모된 배터리를 탈거시켜 상기 레일 모듈에 전달하는 단계;
상기 배터리 공급용 항공기에 설치된 배터리 공급기가 상기 충전된 배터리가 적재되는 배터리 탑재함으로부터 상기 충전된 배터리를 출고하여 상기 레일 모듈에 전달하는 단계;
상기 레일 모듈이 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기로 이송하고, 상기 충전된 배터리를 상기 무인 비행체에 이송시켜 상기 무인 비행체의 배터리 슬롯에 장착시키는 단계를 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 방법.
A battery replacement method for replacing a depleted battery of an unmanned aerial vehicle in flight with a charged new battery of a battery supply aircraft approaching the unmanned aerial vehicle in the air,
A rail module connecting the battery supply aircraft and the unmanned aerial vehicle so that the battery supply aircraft is docked with the unmanned aerial vehicle;
removing the exhausted battery from a battery slot for power supply of the unmanned aerial vehicle by a battery supply/receiver installed in the unmanned aerial vehicle and transferring the battery to the rail module;
The step of delivering the charged battery to the rail module by the battery supply installed in the aircraft for supplying the battery from a battery loading box in which the charged battery is loaded;
and transferring, by the rail module, the exhausted battery to the battery supply aircraft, transferring the charged battery to the unmanned aerial vehicle, and mounting the battery in a battery slot of the unmanned aerial vehicle.
청구항 14에 있어서,
상기 레일 모듈이 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기로 이송하는 단계 이후에,
상기 배터리 공급기는,
상기 레일 모듈을 통해 이송된 상기 소모된 배터리를 배터리 수거함에 입고시키는 단계를 더 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 방법.
The method of claim 14,
After the step of the rail module transferring the exhausted battery to the aircraft for battery supply,
The battery supplier,
The aerial battery replacement method of the unmanned aerial vehicle further comprising the step of putting the exhausted battery transported through the rail module into a battery collection box.
청구항 14에 있어서,
상기 레일 모듈이 상기 배터리 공급용 항공기와 상기 무인 비행체를 연결하는 단계는,
상기 레일 모듈을 상기 배터리 공급용 항공기로부터 상기 무인 비행체로 길이를 연장시키는 단계를 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 방법.
The method of claim 14,
The rail module connecting the battery supply aircraft and the unmanned aerial vehicle,
and extending the length of the rail module from the aircraft for battery supply to the unmanned aerial vehicle.
청구항 14에 있어서,
상기 배터리 수급기가 상기 무인 비행체의 배터리 슬롯에서 상기 소모된 배터리를 탈거시켜 상기 레일 모듈에 전달하는 단계는,
원형 또는 원호형으로 배치된 상기 배터리 슬롯들을 회전 또는 회동시켜 상기 소모된 배터리들을 각각 상기 레일 모듈이 연결된 부분에 정위치시키는 단계를 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 방법.
The method of claim 14,
The step of removing the exhausted battery from the battery slot of the unmanned aerial vehicle by the battery receiver and transferring it to the rail module,
Rotating or rotating the battery slots disposed in a circular or arcuate shape to position the exhausted batteries at a portion connected to the rail module, respectively.
청구항 14에 있어서,
상기 배터리 수급기가 상기 무인 비행체의 배터리 슬롯에서 상기 소모된 배터리를 탈거시켜 상기 레일 모듈에 전달하는 단계는,
상기 배터리 수급기 또는 상기 레일 모듈에 설치된 탈착수단이 상기 배터리 슬롯의 상기 소모된 배터리를 상기 레일 모듈로 밀어내거나, 상기 레일 모듈의 상기 충전된 배터리를 상기 배터리 슬롯으로 끌어들이는 단계를 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 방법.
The method of claim 14,
The step of removing the exhausted battery from the battery slot of the unmanned aerial vehicle by the battery receiver and transferring it to the rail module,
and pushing the exhausted battery in the battery slot to the rail module or pulling the charged battery in the rail module into the battery slot by the battery receiver or a detachable means installed on the rail module. How to replace the air vehicle's battery.
청구항 14에 있어서,
상기 배터리 공급기가 배터리 탑재함으로부터 상기 충전된 배터리를 출고하여 상기 레일 모듈에 전달하는 단계는,
상기 배터리 탑재함의 상기 충전된 배터리의 적재를 위한 탑재 공간 내에 설치된 탄성체를 포함하는 가압수단이 적재되어 있는 상기 충전된 배터리를 가압함으로써, 상기 충전된 배터리들이 상기 탑재 공간과 연결되어 상기 충전된 배터리의 출납을 위해 개방된 개구부를 통해 출고되도록 하는 단계; 및
탑재함 개폐부가 상기 개구부를 반복하여 개폐함으로써, 상기 탑재 공간에 적재된 충전된 배터리들이 상기 개폐 동작에 따라 설정된 수만큼 출고되도록 하는 단계를 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 방법.
The method of claim 14,
The step of the battery supplier shipping the charged battery from the battery box and delivering it to the rail module,
By pressurizing the loaded battery with a pressurizing means including an elastic body installed in the mounting space for loading the charged battery of the battery mounting box, the charged batteries are connected to the mounting space so that the charged battery A step of allowing the product to be shipped through an opening that is open for withdrawal and withdrawal; and
An airborne battery replacement method of an unmanned aerial vehicle comprising the step of repeatedly opening and closing the opening by the opening and closing unit of the loading box so that the set number of charged batteries loaded in the loading space are shipped out according to the opening and closing operation.
청구항 19에 있어서,
상기 레일 모듈이 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기로 이송하는 단계 이후에,
상기 배터리 공급기는,
상기 레일 모듈을 통해 이송된 상기 소모된 배터리를 수거함 개폐부에 의해 개폐되는 배터리 수거함에 입고시키는 단계를 더 포함하며,
상기 탑재함 개폐부 및 상기 수거함 개폐부는,
각각 섹셔널 도어 타입인 무인 비행체의 공중 배터리 교체 방법.
The method of claim 19
After the step of the rail module transferring the exhausted battery to the aircraft for battery supply,
The battery supplier,
Further comprising the step of putting the spent battery transported through the rail module into a battery collection box that is opened and closed by a collection box opening and closing unit,
The load box opening and closing part and the collection box opening and closing part,
Airborne battery replacement method of unmanned aerial vehicles, each of which is a sectional door type.
청구항 15에 있어서,
상기 배터리 공급기가 배터리 탑재함으로부터 상기 충전된 배터리를 출고하여 상기 레일 모듈에 전달하는 단계는,
배터리 컨베이어가 상기 배터리 탑재함으로부터 출고된 상기 충전된 배터리를 상기 레일 모듈에 이송하는 단계를 포함하고,
상기 레일 모듈이 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기로 이송하는 단계 이후에,
상기 배터리 컨베이어가 상기 레일 모듈을 통해 이송된 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 수거함에 이송하는 단계를 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 방법.
The method of claim 15
The step of the battery supplier shipping the charged battery from the battery box and delivering it to the rail module,
A battery conveyor transferring the charged battery shipped from the battery box to the rail module,
After the step of the rail module transferring the exhausted battery to the aircraft for battery supply,
and transferring, by the battery conveyor, the exhausted battery transported through the rail module to the battery collection box.
청구항 14에 있어서,
상기 레일 모듈이 상기 소모된 배터리와 상기 충전된 배터리를 각각 이송시키는 단계는,
제2 레일이 상기 무인 비행체로부터 상기 소모된 배터리를 상기 배터리 공급용 항공기로 이송하는 단계;
제1 레일이 상기 배터리 공급용 항공기로부터 상기 충전된 배터리를 상기 무인 비행체로 이송하는 단계; 및
상기 제1 레일과 상기 제2 레일의 연장 방향을 가로지르는 방향으로 배치된 제3 레일이 상기 제1 레일로부터 상기 제2 레일로 상기 충전된 배터리를 이송하거나, 상기 제2 레일로부터 상기 제1 레일로 상기 소모된 배터리를 이송하는 단계를 포함하는 무인 비행체의 공중 배터리 교체 방법.
The method of claim 14,
The step of the rail module transporting the consumed battery and the charged battery, respectively,
Transferring, by a second rail, the exhausted battery from the unmanned aerial vehicle to the aircraft for battery supply;
Transferring, by a first rail, the charged battery from the battery supply aircraft to the unmanned aerial vehicle; and
A third rail disposed in a direction crossing the extension direction of the first rail and the second rail transfers the charged battery from the first rail to the second rail, or from the second rail to the first rail An airborne battery replacement method of an unmanned aerial vehicle comprising the step of transferring the exhausted battery to a.
KR1020210081868A 2021-06-23 2021-06-23 Aerial battery replacement device for unmanned aerial vehicle and battery replacement method using the same KR102543208B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210081868A KR102543208B1 (en) 2021-06-23 2021-06-23 Aerial battery replacement device for unmanned aerial vehicle and battery replacement method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210081868A KR102543208B1 (en) 2021-06-23 2021-06-23 Aerial battery replacement device for unmanned aerial vehicle and battery replacement method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230000040A KR20230000040A (en) 2023-01-02
KR102543208B1 true KR102543208B1 (en) 2023-06-13

Family

ID=84925562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210081868A KR102543208B1 (en) 2021-06-23 2021-06-23 Aerial battery replacement device for unmanned aerial vehicle and battery replacement method using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102543208B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102054822B1 (en) * 2019-05-14 2019-12-13 엘아이지넥스원 주식회사 Unmanned Vehicle Capable of Replacing Battery Between Unmanned Vehicles and Method for Replacing Battery

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009025052A1 (en) * 2009-06-10 2011-04-28 Gottwald Port Technology Gmbh System for changing a battery of a ground-based transport vehicle, in particular a driverless heavy-duty transport vehicle for ISO containers
KR101704496B1 (en) * 2015-06-04 2017-02-10 한국생산기술연구원 Battery replacement apparatus for electric vehicle and battery replacement method of the same
KR101837739B1 (en) 2016-06-24 2018-03-12 동명대학교산학협력단 System and method for auto-exchanging battery of unmanned air vehicle, and the unmanned air vehicle therefor
KR20200018003A (en) * 2018-08-10 2020-02-19 남 영 김 Dual battery auto change system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102054822B1 (en) * 2019-05-14 2019-12-13 엘아이지넥스원 주식회사 Unmanned Vehicle Capable of Replacing Battery Between Unmanned Vehicles and Method for Replacing Battery

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230000040A (en) 2023-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6180765B2 (en) Transportation base station
US10981672B2 (en) Ground station device for a plurality of unmanned aircraft
US9840380B2 (en) Vehicle base station
US11066183B2 (en) Ground handling facility and method for passenger-transporting aircraft
KR20170138663A (en) Drone Station
CN109996731B (en) Structural element, battery, arrangement of structural element and battery, and aerospace vehicle
EP3705343A1 (en) Quick battery swap system, vehicle-mounted battery transfer method, and vehicle-mounted battery operating platform
US20170334581A1 (en) Aerial Vehicle Refueling System incorporating a Universal Refueling Interface
CN217374214U (en) Battery storage device and battery replacement system
JP2019059402A (en) Takeoff and landing facility for unmanned drone
CN112389264B (en) Battery changing station and method for changing power battery
KR102543208B1 (en) Aerial battery replacement device for unmanned aerial vehicle and battery replacement method using the same
KR102759295B1 (en) System for replacing battery of unmanned air vehicle in the air
RU200137U1 (en) Unmanned aerial vehicle base station
JP2021193015A (en) Flying body and cargo conveyance method using the same
CN212709044U (en) Handling equipment, battery supply station and storage power supply system
CN114212235B (en) Aircraft, cargo system, aircraft disassembly method and installation method
CN216970031U (en) Lifting platform, lifting system and storage device
CN214216155U (en) An easy-to-carry drone
CN211684749U (en) Battery changing station
CN211942990U (en) Portable electric automobile battery charging frame
CN220905361U (en) Replenishment device and replenishment system
US20240239501A1 (en) Aircraft having a battery block
CN215972171U (en) Unmanned aerial vehicle trades electric system
US20240262531A1 (en) Hybrid-electric and all-electric aircraft power systems

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20210623

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20230425

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20230607

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20230608

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20230608

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration