KR102019285B1 - Charging connector, docking soket and docking assembly for electric vehicle charging - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기자동차 충전용 충전 커넥터, 도킹 소켓 및 도킹 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a charging connector for charging an electric vehicle, a docking socket and a docking assembly.
최근 들어, 화석 연료의 고갈, 환경 오염 등 각종 문제들로 인해서 이를 대체하기 위한 운송 수단에 대한 연구, 개발이 활발하게 이뤄지고 있다.Recently, due to various problems such as depletion of fossil fuels and environmental pollution, research and development of active vehicles for replacing them are being actively conducted.
그리고, 이미 상용화가 이루어진 운송 수단으로 전기자동차(Electric Vehicle)가 대표적이지만, 전기자동차가 등장할때마다 함께 언급되는 것이 전기차의 충전에 대한 것이다.In addition, although an electric vehicle is representative as a means of transportation that has already been commercialized, it is about charging of an electric vehicle that is mentioned together whenever an electric vehicle appears.
아파트, 빌딩과 같은 건물 주차장의 모든 주차공간에 전기자동차 충전 장치를 설치하는 것은 현실적으로 너무 많은 비용이 들게 되며, 전기자동차가 아닌 자동차도 존재하는 점에서 비효율적이다.Installing an electric vehicle charging device in all parking spaces of a building parking lot, such as an apartment or a building, is too expensive and is inefficient in that a non-electric car is also present.
그렇다면, 일부 주차공간에만 전기차 충전 장치를 설치하는 것이 대안이 될 수 있는데, 이 경우에는 주차공간이 남게되는 효율성의 문제점과 주차장에 전기차가 많이 진입할 경우 충전 장치가 모자랄 수 있다는 문제점이 발생하게 된다.If so, it may be an alternative to install an electric vehicle charging device only in some parking spaces. In this case, there may be a problem of efficiency of leaving a parking space and a problem of insufficient charging device when a lot of electric vehicles enter the parking lot. do.
위와 같은 문제점들로 인해 대안으로 떠오른 것이 수동 이동식 충전 장치인데, 수동 이동식 충전 장치의 경우 사용자가 충전 스테이션에서 차량까지 이동식 충전 장치를 이동시켜야 하는 번거로움이 존재한다.An alternative to the above problems is the passive mobile charging device. In the case of the manual mobile charging device, the user has to move the mobile charging device from the charging station to the vehicle.
상술한 바와 같이, 전기자동차의 사용자가 매년 급증하고 있는 상황에서 위와 같은 문제점들은 해결되어야 한다. 이를 위해, 충전 로봇을 이용하여 충전 과정을 자동화시키는 방안이 있을 수 있다.As described above, in the situation in which the users of electric vehicles are rapidly increasing every year, the above problems should be solved. To this end, there may be a way to automate the charging process using a charging robot.
충전 로봇을 이용한 충전 자동화 시스템에서는 오류 발생을 최소화하기 위해, 충전 로봇의 도킹 소켓을 전기자동차의 충전구에 정밀하게 도킹시키는 것이 중요하며, 이를 위한 다양한 연구가 이뤄지고 있는 실정이다.In a charging automation system using a charging robot, in order to minimize the occurrence of errors, it is important to precisely dock the docking socket of the charging robot to the charging port of the electric vehicle, and various studies have been conducted for this purpose.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 도킹 과정에서 오류가 발생하지 않도록, 충전 로봇의 도킹 소켓을 전기자동차의 충전구에 정밀하게 도킹시킬 수 있는 충전 커넥터와 도킹 소켓과 이를 포함하는 충전용 도킹 어셈블리를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a charging connector and docking socket and a charging docking assembly including the same that can accurately dock the docking socket of the charging robot to the charging port of the electric vehicle so that no error occurs during the docking process. It is.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 충전 커넥터는 자동차의 충전구와 전기적으로 연결되며, 충전 로봇의 도킹 소켓이 도킹되는 충전 커넥터에 있어서, 케이스; 상기 케이스에 형성되어 있고, 도킹 소켓의 소켓 가이드와 암수 결합되도록 대응되는 형태를 가지는 커넥터 가이드; 도킹 소켓의 소켓 전극부와 접속하는 커넥터 전극부를 포함하고, 도킹 소켓의 소켓 가이드가 이동하여 상기 커넥터 가이드와 결합된 다음, 도킹 소켓의 소켓 전극부가 이동하여 상기 커넥터 전극부와 접속함으로써, 도킹이 이뤄질 수 있다.The charging connector according to an aspect of the present invention for solving the above problems is electrically connected to the charging port of the vehicle, the charging connector in which the docking socket of the charging robot docked, the case; A connector guide formed in the case and having a shape corresponding to a male and female coupling with the socket guide of the docking socket; And a connector electrode portion for connecting with the socket electrode portion of the docking socket, wherein the socket guide of the docking socket is moved to engage with the connector guide, and then the socket electrode portion of the docking socket is moved to connect with the connector electrode portion, so that docking can be achieved. Can be.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 면에 따른 도킹 소켓은 전기자동차의 충전구 또는 충전 커넥터에 도킹되는 충전 로봇용 도킹 소켓에 있어서, 케이스; 상기 케이스에 배치되고, 충전구 또는 충전 커넥터의 커넥터 가이드에 암수 결합되도록 대응되는 형태를 가지는 소켓 가이드; 상기 소켓 가이드에 이동이 가능하게 배치되고, 충전구 또는 충전 커넥터의 커넥터 전극부와 접속하는 소켓 전극부; 상기 소켓 전극부를 이동시키는 액추에이터를 포함하고, 상기 소켓 가이드와 충전구 또는 충전 커넥터의 커넥터 가이드가 결합된 다음, 상기 소켓 전극부가 상기 액추에이터의 구동에 의해 이동하여 충전구 또는 충전 커넥터의 커넥터 전극부와 접속함으로써, 도킹이 이뤄질 수 있다.A docking socket according to another aspect of the present invention for solving the above problems is a docking socket for a charging robot docked to a charging port or a charging connector of an electric vehicle, the case; A socket guide disposed in the case and having a shape corresponding to a male and female coupling to a connector guide of a charging hole or a charging connector; A socket electrode part disposed to be movable in the socket guide and connected to a connector electrode part of a charging hole or a charging connector; And an actuator for moving the socket electrode part, wherein the socket guide and the connector guide of the charging port or the charging connector are coupled to each other, and then the socket electrode part is moved by driving the actuator to connect with the connector electrode part of the charging port or the charging connector. By connecting, docking can be accomplished.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 면에 따른 도킹 어셈블리는 전기자동차의 충전구와 전기적으로 연결되는 충전 커넥터; 충전 로봇에 마련되고, 상기 충전 커넥터의 위치 정보에 따라 구동하여 상기 충전 커넥터에 도킹되는 도킹 소켓을 포함하고, 상기 충전 커넥터는 커넥터 가이드와 커넥터 전극부를 포함하고, 상기 도킹 소켓은 소켓 가이드와 소켓 전극부와 액추에이터를 포함하고, 상기 커넥터 가이드와 상기 소켓 가이드는 암수 결합되도록 대응되는 형태를 가지고, 상기 충전 로봇의 구동에 의해 상기 소켓 가이드가 상기 커넥터 가이드와 결합된 다음, 상기 액추에이터의 구동에 의해 상기 소켓 전극부가 상기 커넥터 전극부와 접속함으로써 도킹이 이뤄질 수 있다.Docking assembly according to another aspect of the present invention for solving the above problems is a charging connector electrically connected to the charging port of the electric vehicle; A docking socket provided in a charging robot and driven according to position information of the charging connector and docked to the charging connector, wherein the charging connector includes a connector guide and a connector electrode part, and the docking socket includes a socket guide and a socket electrode. And an actuator, wherein the connector guide and the socket guide have a shape corresponding to male and female coupling, wherein the socket guide is coupled to the connector guide by driving the charging robot, and then, by driving of the actuator. Docking may be achieved by connecting the socket electrode portion with the connector electrode portion.
본 발명에서는 충전 로봇을 이용한 충전 자동화 시스템에서 도킹 오류를 최소화하기 위해, 전기자동차의 충전구와 전기적으로 연결되는 충전 커넥터를 별도로 마련되고, 충전 로봇의 도킹 소켓이 특징점을 센싱함하여 충전 커넥터의 위치를 트랙킹하여 도킹됨으로써, 도킹 정밀도를 높일 수 있는 도킹 어셈블리를 제공한다.In the present invention, in order to minimize docking errors in a charging automation system using a charging robot, a charging connector electrically connected to a charging port of an electric vehicle is separately provided, and a docking socket of the charging robot senses a feature point to change the position of the charging connector. By docking by tracking, it provides a docking assembly that can increase the docking accuracy.
또한, 본 발명에서는 도킹 과정이 로봇 암의 구동에 의해 도킹 가이드와 커넥터 가이드가 암수 결합되는 1차 도킹과, 도킹 소켓의 액추에이터의 구동에 의해 소켓 전극부와 커넥터 전극부가 접속되는 2차 도킹을 포함하는 2단 도킹으로 진행됨으로써, 도킹 소켓이 도킹 경로에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.In addition, in the present invention, the docking process includes a primary docking in which the docking guide and the connector guide are male and female coupled by driving the robot arm, and a secondary docking in which the socket electrode portion and the connector electrode portion are connected by driving the actuator of the docking socket. By proceeding to a two-stage docking, it is possible to prevent the docking socket is separated from the docking path.
또한, 본 발명에서는 충전 커넥터 또는 도킹 소켓 중 적어도 하나에 마련된 도킹 센서에 의해 실제 도킹이 완료되었는지 여부를 판단한 다음 충전을 진행함으로써, 도킹이 완료되지 않은 상태에서 충전이 개시되는 것을 방지할 수 있으며 감전 사고도 예방할 수 있다.Further, in the present invention, by determining whether the actual docking is completed by the docking sensor provided in at least one of the charging connector or the docking socket and proceeds with the charging, it is possible to prevent the charging is started in the docking state is not completed and electric shock Accidents can also be prevented.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 충전 로봇이 전기자동차를 충전시키고 충전 스테이션에서 충전되는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 충전 커넥터가 전기자동차에 거치된 것을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 충전 커넥터를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 충전 커넥터를 나타낸 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 변형례의 충전 커넥터를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 충전 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 충전 로봇을 도 6과 다른 시점에서 바라본 사시도이다.
도 8는 본 발명의 충전 로봇을 나타낸 평면도와 저면도이다.
도 9는 본 발명의 충전 로봇을 나타낸 측단면도이다.
도 10은 본 발명의 도킹장치를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 도킹 소켓을 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 발명의 도킹 소켓을 나타낸 분해사시도이다.
도 13은 본 발명의 도킹 소켓이 충전 커넥터에 도킹되는 것을 나타낸 작동 상태도이다.
도 14의 (1)은 본 발명의 도킹 소켓이 전방을 향하도록 전기자동차에 거치된 경우를 나타낸 사시도이고, 도 14의 (2)는 본 발명의 도킹 소켓이 상측을 향하도록 전기자동차에 거치된 경우를 나타낸 사시도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a process in which a charging robot of the present invention charges an electric vehicle and is charged at a charging station.
2 is a conceptual diagram showing that the charging connector of the present invention mounted on the electric vehicle.
3 is a perspective view showing a charging connector of the present invention.
4 is an exploded perspective view showing a charging connector of the present invention.
5 is a perspective view showing a charging connector according to a modification of the present invention.
6 is a perspective view showing a charging robot of the present invention.
Figure 7 is a perspective view of the charging robot of the present invention from a different point of view.
8 is a plan view and a bottom view of the charging robot of the present invention.
9 is a side cross-sectional view showing a charging robot of the present invention.
10 is a perspective view showing a docking apparatus of the present invention.
11 is a perspective view of a docking socket of the present invention.
12 is an exploded perspective view showing a docking socket of the present invention.
13 is an operational state diagram showing that the docking socket of the present invention is docked to the charging connector.
Figure 14 (1) is a perspective view showing a case where the docking socket of the present invention is mounted on the electric vehicle facing forward, Figure 14 (2) is a docking socket of the present invention mounted on the electric vehicle so that the facing upwards The perspective view which showed the case.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be embodied in various different forms, and the present embodiments only make the disclosure of the present invention complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the skilled worker of the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and / or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the mentioned components. Like reference numerals refer to like elements throughout, and "and / or" includes each and all combinations of one or more of the mentioned components. Although "first", "second", etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, of course, the first component mentioned below may be a second component within the technical spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used in the present specification (including technical and scientific terms) may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, terms that are defined in a commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "위(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The spatially relative terms " below ", " beneath ", " lower ", " above ", " upper " It can be used to easily describe a component's correlation with other components. Spatially relative terms are to be understood as including terms in different directions of components in use or operation in addition to the directions shown in the figures. For example, when flipping a component shown in the drawing, a component described as "below" or "beneath" of another component may be placed "above" the other component. Can be. Thus, the exemplary term "below" can encompass both an orientation of above and below. Components may be oriented in other directions as well, so spatially relative terms may be interpreted according to orientation.
이하, 도면에 도시된 z축의 일측과 타측을 전후 방향으로 정의할 수 있다. 이 경우, z축의 화살표 방향을 후방으로 정의할 수 있고 z축의 화살표 방향의 반대 방향을 전방으로 정의할 수 있다. 한편, 전방은 "충전 로봇의 자율주행 방향"과 혼용될 수 있으며, "충전 로봇의 자율주행 방향"에 의해 전방이 정의될 수 있다.Hereinafter, one side and the other side of the z-axis illustrated in the drawings may be defined in the front-rear direction. In this case, the direction of the arrow on the z-axis may be defined backward, and the direction opposite to the direction of the arrow on the z-axis may be defined forward. On the other hand, the front may be mixed with the "autonomous driving direction of the charging robot", the front may be defined by the "autonomous driving direction of the charging robot".
이하, 도면에 도시된 x축의 일측과 타측을 좌우 방향으로 정의할 수 있다. 이 경우, x축의 화살표 방향을 우측으로 정의할 수 있고 x축의 화살표 방향의 반대 방향을 좌축으로 정의할 수 있다.Hereinafter, one side and the other side of the x-axis shown in the drawings may be defined in the left and right directions. In this case, the direction of the arrow on the x-axis may be defined as the right side, and the direction opposite to the direction of the arrow on the x-axis may be defined as the left axis.
이하, 도면에 도시된 y축의 일측과 타측을 상하 방향으로 정의할 수 있다. 이 경우, y축의 화살표 방향을 상측으로 정의할 수 있고 y축의 화살표 방향의 반대 방향을 하측으로 정의할 수 있다. 한편, 상하 방향은 "수직 방향"과 혼용될 수 있다.Hereinafter, one side and the other side of the y axis illustrated in the drawings may be defined in the up and down direction. In this case, the direction of the arrow on the y-axis may be defined as the upper side, and the direction opposite to the direction of the arrow on the y-axis may be defined as the lower side. On the other hand, the vertical direction may be mixed with the "vertical direction".
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 충전 로봇(1000) 및 충전 커넥터(100)를 설명한다. 도 1은 본 발명의 충전 로봇이 전기자동차를 충전시키고 충전 스테이션에서 충전되는 과정을 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명의 충전 커넥터가 전기자동차에 거치된 것을 나타낸 개념도이고, 도 3은 본 발명의 충전 커넥터를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 충전 커넥터를 나타낸 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 변형례의 충전 커넥터를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 충전 로봇을 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명의 충전 로봇을 도 6과 다른 시점에서 바라본 사시도이고, 도 8는 본 발명의 충전 로봇을 나타낸 평면도와 저면도이고, 도 9는 본 발명의 충전 로봇을 나타낸 측단면도이고, 도 10은 본 발명의 도킹장치를 나타낸 사시도이고, 도 11은 본 발명의 도킹 소켓을 나타낸 사시도이고, 도 12는 본 발명의 도킹 소켓을 나타낸 분해사시도이고, 도 13은 본 발명의 도킹 소켓이 충전 커넥터에 도킹되는 것을 나타낸 작동 상태도이고, 도 14의 (1)은 본 발명의 도킹 소켓이 전방을 향하도록 전기자동차에 거치된 경우를 나타낸 사시도이고, 도 14의 (2)는 본 발명의 도킹 소켓이 상측을 향하도록 전기자동차에 거치된 경우를 나타낸 사시도이다.Hereinafter, the charging
본 발명의 충전 로봇(1000)은 주차된 전기자동차(1)를 충전시키는 기능을 수행할 수 있다. 이 경우, 전기자동차(1)는 배터리 엔진에 의해 구동력을 제공받아 이동하는 자동차일 수 있는 것은 물론, 나아가 배터리 엔진과 내연 엔진에 의해 구동력을 제공받아 이동하는 하이브리드 자동차(Hybrid vehicle)까지도 포함하는 개념일 수 있다.The charging
이하, 본 발명의 충전 로봇(1000)이 전기자동차(1)를 충전시키고 충전 스테이션(20)에서 충전되는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process in which the
먼저, 사용자는 전기자동차(1)를 주차시키고, 충전 커넥터(100)를 전기자동차(1)의 번호판(3)에 거치시킨 후, 충전 커넥터(100)를 케이블(100-1)에 의해 전기자동차(1)의 충전구(2)와 전기적으로 연결할 수 있다(도 1의 (1), 도 2 참조). 이와 달리, 본 발명의 충전 로봇(1000)은 전기자동차(1)의 충전구에 직접 도킹될 수도 있으며, 이 경우, 충전 커넥터(100)는 생략될 수 있다. 또한, 전기자동차(1)의 충전구(2)와 충전 커넥터(100)는 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다. 이러한 전기자동차(1)의 충전구(2)는 전기자동차(1)의 생산 제작 단계에서부터 구비될 수 있으며, 이와 달리, 사용자가 전기자동차(1)의 충전구(2)를 개조시켜 구비될 수도 있다.First, the user parks the
그 다음 단계로서, 사용자는 사용자 기기(10)를 이용하여 본 발명의 충전 로봇(1000)을 호출하는 오더 신호를 중앙 서버(로봇 관리 회사 서버, 주차장 관리 서버 등)에 전송할 수 있다. 이 경우, 사용자 기기(10)에는 스마트폰, 태블릿, PDA, 랩톱 등과 같은 전기 통신 장치, 리모트 콘트롤러 중 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As a next step, the user may use the
일 예로, 주차장은 복수의 주차영역으로 구분되어 있을 수 있고(한편, 복수의 주차영역에는 상호 오버랩되는 부분이 존재할 수 있음), 복수의 주차영역에는 이에 매칭되는 스마트 태그(일 예로, NFC 태그; Near field communication Tag)가 구비(일 예로, 기둥에 부착)될 수 있다. 사용자는 사용자 기기(10)를 이용하여 전기자동차(1)의 주차영역에 위치한 NFC 태그를 선택함으로써, 오더 신호를 중앙 서버로 전송할 수 있지만, 본 발명의 오더 신호가 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the parking lot may be divided into a plurality of parking areas (on the other hand, a plurality of parking areas may be overlapped with each other), and the plurality of parking areas may be matched with smart tags (for example, NFC tags; Near field communication tag) may be provided (eg, attached to a pillar). The user can transmit the order signal to the central server by selecting the NFC tag located in the parking area of the
한편, 중앙 서버에는 건축물의 도면을 바탕으로 주차장이 매핑(Mapping)되어 있을 수 있다. 중앙 서버에서는 사용자의 오더 신호에 의해(사용자의 오더 신호를 처리하여), 매핑된 주차장에서 전기자동차(1)의 주차영역이 특정될 수 있다. 그 후, 중앙 서버에서는 충전 로봇(1000)이 전기자동차(1)의 주차영역으로 이동하도록, 충전 로봇(1000)에 제어 명령을 내릴 수 있다.Meanwhile, a parking lot may be mapped to a central server based on a drawing of a building. In the central server, the parking area of the
상술한 과정에 따라, 본 발명의 충전 로봇(1000)은 대기 위치에서 전기자동차(1)의 주차영역(전기자동차가 주차된 위치를 포함하는 광범위한 영역)까지 자율주행으로 이동할 수 있다(도 1의 (2)의 (2-1) 참조).According to the above-described process, the charging
그 다음 단계로서, 본 발명의 충전 로봇(1000)은 자율주행으로 이동 중에, 위치 센서(820,830)에 의해 "특징점"을 센싱하여, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 위치와 관련된 위치 정보를 생성할 수 있고, 이에 따라, 자율주행을 중단하고 자세를 변경한 다음 전기자동차(1)의 인근까지 주행할 수 있다. 좀 더 상세하게, 충전 로봇(100)은 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 위치와 관련된 위치 정보에 따라 도킹장치(400)의 인출 방향(후방)이 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)가 위치한 방향과 정렬되도록 자세를 변경한 다음, 전기자동차(1)의 인근까지 직선 주행으로 이동할 수 있다.As a next step, the charging
이 경우, "특징점"은 다양한 개수와 형태로 다양한 장소에 위치할 수 있다. 일 예로, "특징점"은 주차영역에 위치하는 주차영역의 특징점(미도시)일 수도 있고, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)에 위치하는 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 특징점(140)일 수도 있지만, 본 발명의 "특징점"의 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the "features" may be located in various places in various numbers and forms. For example, the "feature point" may be a feature point (not shown) of the parking area located in the parking area, and the charging connector 100 (or the charging port of the electric vehicle) positioned in the charging connector 100 (or the charging port of the electric vehicle). ) May be a
또한, "특징점"은 스마트 코드와 같은 형태를 가져 위치 센서(820,830)에서 2차원 이미지로 식별될 수도 있고, 특정 형상을 가져 위치 센서(820,830)에서 3차원 깊이 정보로 식별될 수도 있고, 위치 센서(820,830)와 특정 전자 신호로 통신하여 식별될 수도 있지만(일 예로, 비콘), 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the “feature point” may be identified as a two-dimensional image in the
이 경우, "충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 위치와 관련된 위치 정보"는 특정 알고리즘에 의해 처리되어 주차장의 공간 상에서 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 위치(좌표)를 도출(산출)할 수 있는 모든 정보를 포괄하는 개념으로 해석될 수 있으며, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 위치(좌표) 그 자체에 한정되는 것은 아니다.In this case, " positional information related to the position of the charging connector 100 (or the charging port of the electric vehicle) " is processed by a specific algorithm so that the position of the charging connector 100 (or the charging port of the electric vehicle) on the space of the parking lot (coordinates) ) Can be interpreted as a concept encompassing all information that can be derived (calculated), and is not limited to the position (coordinate) of the charging connector 100 (or the charging port of the electric vehicle) itself.
일 예로, 본 발명의 충전 로봇(1000)에는 원거리 위치 센서(820)가 구비될 수 있고, 원거리 위치 센서(820)는 주차영역의 특징점(미도시)과 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 특징점(140) 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 충전 로봇(1000)은 자율주행으로 이동 중에, 주차영역의 특징점(미도시)과 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 특징점(140) 중 적어도 하나에 의해 생성된 "위치 정보"에 따라, 충전 로봇(1000)의 도킹장치(400)의 인출 방향이 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)가 위치한 방향과 정렬되도록 자세를 변경한 다음, 전기자동차(1)의 인근까지 직선 주행으로 이동할 수 있다(도 1의 (2)의 (2-2) 참조).For example, the charging
일 예로, 도킹 소켓(500)이 충전 로봇(1000)에서 후방으로 인출되는 경우(도킹장치의 위치는 무관), 충전 로봇(1000)의 후방이 충전 커넥터를 향하도록 자세를 변경할 수 있다.For example, when the
그 다음 단계로서, 본 발명의 충전 로봇(1000)은 도킹장치(400)의 구동에 의해 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)에 도킹된 후, 전기자동차(1)를 충전시킬 수 있다.As a next step, the charging
일 예로, 본 발명의 충전 로봇(1000)에는 근거리 위치 센서(830)가 구비될 수 있고, 근거리 위치 센서(830)는 전기자동차(1)의 인근에서, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 특징점(140)을 센싱할 수 있다.For example, the charging
또한, 본 발명의 충전 로봇(1000)의 도킹장치(400)는 3축으로 직선 구동을 하는 로봇 암(410)과, 로봇 암(410)에 배치되고 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)에 도킹되는 도킹 소켓(500)을 포함할 수 있다.In addition, the
이에 따라, 도킹장치(400)는 충전 로봇(1000)이 전기자동차(1)의 인근까지 이동한 다음, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 특징점(140)에 의해서 생성된 "위치 정보"에 따라 구동될 수 있다. 좀 더 자세하게, 로봇 암(410)이 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 "위치 정보"에 따라 구동하는 1차 도킹과, 도킹 소켓(500)의 액추에이터(540)가 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 "위치 정보"에 따라 구동하는 2차 도킹에 의해, 도킹 소켓(500)이 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)에 도킹될 수 있다.Accordingly, the
도킹 후, 본 발명의 충전 로봇(1000)은 전기에너지 저장장치(300)의 전기에너지를 도킹 소켓(500)과 충전 커넥터(100)와 케이블(100-1)과 전기자동차(1)의 충전구(2)를 통해 전기자동차(1)에 전달하는 과정을 통해 전기자동차(1)를 충전시킬 수 있다(도 1의 (3), 참조).After docking, the charging
그 다음 단계로서, 본 발명의 충전 로봇(1000)이 방전된 경우, 본 발명의 충전 로봇(1000)은 충전 스테이션(20)으로 이동하여, 충전 커넥터(100)에 도킹되는 것과 동일한 방식으로 충전 스테이션 커넥터(20-1)에 도킹되어 충전될 수 있다. 이를 위해, 충전 스테이션 커넥터(20-1)와 충전 커넥터(100)는 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다.As a next step, when the charging
상술한 바를 종합하면, 본 발명의 충전 로봇(1000)은 대기 위치에서 전기자동차(1)의 주차영역까지 자율주행으로 이동할 수 있으며, 이 경우, 전기자동차(1)의 주차영역은 사용자의 오더 신호에 의해 매핑된 주차장에서 특정된 영역일 수 있다.In summary, the charging
나아가 자율주행 중, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)를 발견한 경우, 충전 로봇(1000)은 "위치 정보"에 따라 자세를 변경한 다음 전기자동차(1)의 주차영역에서 전기자동차(1)의 인근까지 이동할 수 있고, 도킹장치(400)는 "위치 정보"에 따라 구동하여 도킹이 수행될 수 있다.Furthermore, when the charging connector 100 (or the charging port of the electric vehicle) is found during autonomous driving, the charging
한편, 원거리 위치 센서(820)는 충전 로봇(1000)이 전기자동차(1)의 인근까지 이동하는 경우에 "위치 정보"를 생성할 수 있고, 근거리 위치 센서(830)는 도킹장치(400)가 구동하는 경우에 "위치 정보"를 생성할 수 있다.Meanwhile, the
다만, 본 발명의 충전 로봇(1000)이 전기자동차(1)를 충전하는 프로세스가 이에 한정되는 것은 아니며, 일부의 프로세스가 생략될 수도 있다. 일 예로, 본 발명의 충전 로봇(1000)은 사용자의 오더 신호에 의해 전기자동차(1)의 인근까지 자율주행으로 이동한 다음, 근거리 위치 센서(830)에 의해 생성된 위치 정보에 따라 도킹장치(400)가 구동되어 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)에 도킹될 수도 있으며, 이 경우, 원거리 위치 센서(820)는 생략될 수 있다.However, the process of charging the
이하, 본 발명의 충전 커넥터(100)에 대해서 설명한다. 본 발명의 충전 커넥터(100)는 상술한 바와 같이, 케이블(100-1)에 의해 전기 자동차(1)의 충전구(2)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 전기 자동차(1)의 번호판(3)에 거치되어 고정될 수 있다(도 2 참조).Hereinafter, the charging
본 발명의 충전 커넥터(100)는 케이스(110), 커넥터 가이드(120), 커넥터 전극부(130), 특징점(140), 베이스(150) 및 자세 변경부(미도시)를 포함할 수 있다.The charging
충전 커넥터(100)의 케이스(110)는 충전 커넥터(100)의 외관을 형성하는 부재로서, 합성 수지의 사출 성형에 의해 제작될 수 있다.The
충전 커넥터(100)의 커넥터 가이드(120)는 도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)와 암수 결합되도록 대응되는 형태를 가질 수 있다. 따라서 커넥터 가이드(120)는 돌출되어 형성될 수도 있고, 함몰되어 형성될 수도 있고, 일부는 돌출되고 일부는 함몰되어 형성될 수도 있다.The
이하, 커넥터 가이드(120)가 함몰되어 형성된 경우를 예를 들어 설명한다. 일 예로, 커넥터 가이드(120)는 케이스(110)의 전방 면에서 함몰된 홈 형태일 수 있다.Hereinafter, the case where the
커넥터 가이드(120)는 1차 도킹 시, 도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)와 결합할 수 있다. 즉, 커넥터 가이드(120)는 1차 도킹 시, 도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)를 수용할 수 있다. 한편, 1차 도킹 시, 충전 로봇(1000)은 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)에 대한 "위치 정보"에 따라 로봇 암(410)을 3축 직선 구동시켜 도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)를 커넥터 가이드(120)에 인입시킬 수 있다.The
1차 도킹이 완료되면, 즉, 커넥터 가이드(120)와 도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)의 암수 결합이 완료되면, 커넥터 전극부(130)와 도킹 소켓(500)의 소켓 전극부(530)는 상호 대향하도록 정렬할 수 있다. 따라서 1차 도킹이 완료되면, 2차 도킹 시의 도킹 소켓(500)의 소켓 전극부(530)의 이동 경로가 올바르게 형성될 수 있다.When the primary docking is completed, that is, when the male and female coupling of the
즉, 본 발명의 충전 커넥터(100)에서는 커넥터 가이드(120)가 마련되어 1차 도킹이 이루어짐으로써, 충전 로봇(1000)의 도킹 소켓(500)의 도킹 경로가 정상 경로에서 미세하게 이탈하여 1차 도킹을 진행하더라도, 2차 도킹 시의 도킹 소켓(500)의 소켓 전극부(530)의 이동 경로가 올바르게 형성될 수 있다.That is, in the charging
나아가 본 발명의 충전 커넥터(100)에서 커넥터 가이드(120)의 홈은 바닥면의 단면적이 천정 개방 부분의 단면적보다 작도록 적어도 일부분에 테이퍼가 형성될 수 있다. 즉, 커넥터 가이드(120)의 홈은 1차 도킹 방향을 향하여 단면적이 좁아지는 테이퍼가 형성될 수 있다.Furthermore, in the charging
커넥터 가이드(120)의 홈의 테이퍼 형태에 의해, 1차 도킹 시 도킹 소켓(500)이 인출됨에 따라, 커넥터 가이드(120)와 도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)의 간격을 단계적으로 좁혀, 도킹 소켓(500)을 자연스럽게 가이드할 수 있다.Due to the tapered shape of the groove of the
충전 커넥터(100)의 커넥터 전극부(130)는 커넥터 가이드(120)의 바닥면에 외부로 노출되도록 배치될 수 있다. 커넥터 전극부(130)는 2차 도킹 시, 도킹 소켓(500)의 소켓 전극부(530)과 결합하여 전기적으로 접속될 수 있다. 한편, 2차 도킹 시, 충전 로봇(1000)은 도킹 소켓(500)의 액추에이터(540)를 제어하여, 도킹 소켓(500)의 소켓 전극(3300)을 슬라이딩 이동시켜 커넥터 전극부(130)와 도킹 소켓(500)의 소켓 전극(3300)을 접속시킬 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이, 1차 도킹이 완료되면, 커넥터 전극부(130)와 도킹 소켓(500)의 소켓 전극부(530)는 상호 대향하도록 정렬되므로, 별도의 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)에 대한 "위치 정보" 없이, 도킹 소켓(500)의 소켓 전극부(530)를 단순 슬라이딩 이동시키기만 하면, 커넥터 전극부(130)와 도킹 소켓(500)의 소켓 전극부(530)가 도킹될 수 있다.The
충전 커넥터(100)의 커넥터 전극부(130)는 커넥터 충전 전극(131), 커넥터 신호 전극(132) 및 커넥터 접지 전극(133)을 포함할 수 있다.The
2차 도킹 시, 커넥터 충전 전극(131)은 도킹 소켓(500)의 도킹 충전 전극(531)과 결합하여 전기적으로 접속될 수 있으며, 커넥터 신호 전극(132)은 도킹 소켓(500)의 도킹 신호 전극(532)과 결합하여 전기적으로 접속될 수 있고, 커넥터 접지 전극(133)은 도킹 소켓(500)의 도킹 접지 전극(533)과 전기적으로 접속될 수 있다.In the second docking, the
한편, 커넥터 충전 전극(131)은 충전을 위한 채널로서 이용되는 전극일 수 있고, 커넥터 신호 전극(132)은 도킹 여부를 확인하는 신호를 발생시키는 전극일 수 있고, 커넥터 접지 전극(133)은 기준 전압 제공이나 접지를 위해 마련된 전극일 수 있다.Meanwhile, the
따라서 2차 도킹 시, 커넥터 신호 전극(132)과 도킹 신호 전극(532)을 통해 "접속 신호"가 발생한 다음(또는 동시에) 커넥터 충전 전극(131)과 도킹 충전 전극(531)을 통해 충전이 개시될 수 있다.Therefore, in the second docking, a "connection signal" occurs through the
커넥터 충전 전극(131), 커넥터 신호 전극(132) 및 커넥터 접지 전극(133)은 다양한 형태로 마련될 수 있으며, 일 예로, 커넥터 충전 전극(131)과 커넥터 신호 전극(132)은 2개의 핀 형태의 전극이거나 2개의 핀 홀 형태의 전극(2 pin 전극, 2 pin hole 전극)일 수 있고(도킹 충전 전극 및 도킹 신호 전극과 암수 체결 형태), 커넥터 접지 전극(133)은 1개의 핀 형태의 전극이거나 1개의 핀 홀 형태의 전극(1 pin 전극, 1 pin hole 전극)일 수 있지만(도킹 접지 전극과 암수 체결 형태), 이에 한정되는 것은 아니다. 상술한 바에 따르면, 커넥터 전극부(130)는 5 pin, 5 pin hole 형태의 전극일 수 있다.The
특징점(140)은 충전 로봇(1000)의 위치 센서(820, 830)에 의해 센싱되어, 충전 로봇(1000)에 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)에 대한 "위치 정보"를 제공할 있다. 특징점(140)은 커넥터 가이드(120)의 청전 개방면과 이웃하여 배치될 수 있다. 일 예로, 특징점(140)은 커넥터 가이드(120)의 상측에 배치될 수 있다.The
상술한 바와 같이, 특징점(140)에는 위치 센서(820, 830)에 의해 센싱될 수 있는 다양한 종류의 식별 구조가 이용될 수 있으며, 접촉식인지 비접촉식인지 여부를 불문할 수 있다. 일 예로, 특징점(140)으로서 스마트 코드 등이 이용될 수 있으며, 이 경우, 특징점(140)은 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)에 2차원 평면 상에서 형성되어, 충전 로봇(1000)에게 충전 커넥터(2000; 또는 전기자동차의 충전구)에 대한 "위치 정보"를 3차원 좌표로 제공할 수 있다. 일 예로, "위치 정보"는 위치 센서(820, 830)와 충전 커넥터(100) 사이의 거리(d)와 각도(Θ)에 대한 데이터(3차원 좌표 상에서 충전 커넥터의 좌표값)일 수 있다.As described above, various types of identification structures that may be sensed by the
충전 커넥터(100)의 베이스(150)는 케이스(110)와 이웃하여 배치될 수 있다. 일 예로, 베이스(150)는 케이스(110)의 후방면과 대향하도록 배치될 수 있다.The base 150 of the charging
충전 커넥터(100)의 자세 변경부(미도시)는 케이스(110)와 베이스(150)를 탄성적으로 연결할 수 있다. 일 예로, 자세 변경부는 "스프링(Spring)" 형태로 마련될 수 있다.An attitude change unit (not shown) of the charging
자세 변경부는 커넥터 가이드(120)와 도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)의 1차 도킹 시, 커넥터 가이드(120)와 도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)가 정렬되도록, 커넥터 가이드(120)의 자세를 변경시킬 수 있다.The posture changing part may include a
일 예로, 자세 변경부는 토션 스프링 형태로 마련되어, 도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)가 커넥터 가이드(120)와 결합하도록 이동하는 방향과 수직한 축을 기준으로 케이스(110)를 회전시킴으로써, 커넥터 가이드(120)의 자세를 변경할 수 있다.For example, the posture change part is provided in the form of a torsion spring, by rotating the
한편, 본 발명의 충전 커넥터(100)에는 케이스(110)의 후방면에 복수의 후크가 마련되어 전기자동차(1)의 번호판(3)에 거치될 수 있다. 한편, 충전 커넥터(100)는 제1차와 제2차 도킹 시, 도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)와 소켓 전극부(530)의 이동에 따른 외력에 의해, 전기자동차(1)의 번호판(3)에서 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, the charging
이를 방지하기 위해, 충전 커넥터(100)에는 케이스(110)와 커넥터 가이드(120) 중 적어도 하나에 도킹 소켓(500)의 소켓 전극(3300)의 이동 방향과 반대 방향으로 도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)를 지지하는 리테이닝부(미도시)가 형성될 수 있다. 리테이닝부는 도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)를 일차적으로 지지함으로써, 도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)와 소켓 전극부(530)의 이동에 의한 외력이 충전 커넥터(100)와 전기자동차(1)의 번호판(3)의 연결 부분(복수의 후크)에 직접적으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.To prevent this, the charging
이하, 본 발명의 변형례의 충전 커넥터(100)를 설명한다. 본 발명의 변형례의 충전 커넥터(2000)는 본 발명의 충전 커넥터(100)와 달리 케이블(100-1)이 필요치 않으며, 번호판(3)에 거치될 필요가 없이, 전기자동차(1)의 충전구(2)에 직접 도킹될 수 있다(도 6 참조; 간편형).Hereinafter, the charging
따라서 본 발명의 변형례의 충전 커넥터(2000)에서는 본 발명의 충전 커넥터(100)의 거치 구조(일 예로, 복수의 후크)가 생략될 수 있다. 다만, 본 발명의 변형례의 충전 커넥터(2000)는 본 발명의 충전 커넥터(100)의 다른 구성을 포함할 수 있고, 이 경우, 본 발명의 충전 커넥터(100)의 구성이 유추되어 적용될 수 있다.Therefore, the mounting structure (for example, a plurality of hooks) of the charging
한편, 본 발명의 변형례의 충전 커넥터(2000)는 서브 커넥터(2200)와 힌지 링크(2300)를 더 포함할 수 있다. 서브 커넥터(2200)는 전기자동차(1)의 충전구(2)에 도킹될 수 있고, 힌지 링크(2300)는 케이스(110)와 서브 커넥터(2000)를 힌지 구동이 가능하게 연결할 수 있다. 따라서 본 발명의 변형례의 충전 커넥터(100)는 전기자동차(1)의 충전구(2)와 도킹한 상태에서, 자세가 변경될 수 있다. 나아가 힌지 커넥터(2300)는 다양한 축을 기준으로 케이스(110)의 자세를 변경시킬 수 있고, 구면 커넥터 등의 다양한 종류의 커넥터로 대체될 수도 있다.Meanwhile, the charging
이하, 본 발명의 충전 로봇(1000)에 대해서 설명한다. 본 발명의 충전 로봇(1000)은 케이스(200), 전기에너지 저장장치(300), 도킹장치(400), 베이스(600), 이동장치(700), 센싱장치(800), 비상버튼(900), 범퍼(1100) 및 전자제어장치(미도시)를 포함할 수 있다.Hereinafter, the charging
케이스(200)는 충전 로봇(1000)의 외관을 형성하는 구성일 수 있다. 한편, 충전 로봇(1000)의 케이스(200)의 후방에는 셔터(210)가 배치될 수 있다. 셔터(210)는 충전 로봇(1000)의 도킹 구동 및 충전 시에 선택적으로 개방되어, 도킹장치(400)가 외부로 인출되도록 개방 부분을 마련할 수 있다.The
한편, 케이스(200)에는 전기에너지 저장장치(300)가 수용되는 제1격실(201)과, 도킹장치(400)가 수용되는 제2격실(202)이 형성될 수 있다. 이 경우, 제1격실(201)은 제2격실(202)의 전방에 배치될 수 있으며, 이에 따라, 상대적으로 무게가 무거운 전기에너지 저장장치(300)는 전방에 위치하고 상대적으로 무게가 가벼운 도킹장치(400)는 후방에 위치하여, 충전 로봇(1000)의 전체적인 무게중심은 전방으로 편향될 수 있다.Meanwhile, the
전기에너지 저장장치(300)에는 전기자동차(1)의 충전을 위한 전기에너지가 저장될 수 있다. 전기에너지 저장장치(300)는 케이스(200)에 내장될 수 있다. 이 경우, 전기에너지 저장장치(300)는 도킹장치(400)보다 전방에 배치될 수 있다. 한편, 전기에너지 저장장치(300)는 충전이 가능한 이차 전지일 수 있다.The electric
도킹장치(400)는 전기자동차(1)의 충전구(2) 또는 충전 커넥터(100)에 도킹되어, 전기자동차(1)를 충전시키기 위한 구성일 수 있다. 이를 위해, 도킹 장치(400)는 전기에너지 저장장치(300)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 로봇 암(410)과 도킹 소켓(500)을 포함할 수 있다.The
로봇 암(410)은 3축(x, y, z축)으로 직선 구동을 할 수 있다. 로봇 암(410)에는 도킹 소켓(500)이 배치될 수 있고, 도킹 소켓(500)은 1차 도킹 시, 로봇 암(410)의 도킹 구동에 따라 이동하여 전기자동차(1)의 충전구(2) 또는 충전 커넥터(100)에 도킹될 수 있다.The
로봇 암(410)은 3축 구동을 위해, 제1레일(411), 제2레일(412), 암부(413), 제1로봇 암 구동부(414), 제2로봇 암 구동부(415) 및 제3로봇 암 구동부(416)를 포함할 수 있다.The
제1레일(411)은 좌우 방향(x축)으로 연장될 수 있으며, 제2레일(412)은 제1로봇 암 구동부(414)에 의해 제1레일(411)을 따라 좌우 방향(x축)으로 직선 이동할 수 있다.The
제2레일(412)은 수직 방향(y축; 상하 방향)으로 연장될 수 있으며, 암부(413)는 제2로봇 암 구동부(415)에 의해 제2레일(412)을 따라 수직 방향(y축)으로 직선 이동할 수 있다.The
암부(413)는 제3로봇 암 구동부(416)에 의해 전후 방향(z축)으로 직선 이동할 수 있다.The
이 경우, 제1레일(411)과 제2레일(412)은 볼 스크류 또는 리드 스크류 형태로 마련될 수 있으며, 암부(413)는 "x링크 리프트" 형태로 마련될 수 있다. 또한, 제1로봇 암 구동부(414), 제2로봇 암 구동부(415) 및 제3로봇 암 구동부(416)로는 다양한 종류의 전동 모터(일 예로, 스텝 모터)나 유압기 등이 이용될 수 있다.In this case, the
제1레일(411)과 제2레일(412)을 볼 스크류 또는 리드 스크류 형태로 마련한 이유는 암부(413)를 안정적으로 지지하며 정밀하게 이동시키기 위함이다. 또한, 암부(413)를 "x링크 리프트" 형태로 마련한 이유는 다른 인출 장치와 비교하여 접었을 때 저장 공간이 많이 필요치 않으며(충전 로봇의 전장 길이 축소), 펼쳤을 때 충분한 인출 길이를 확보할 수 있기 때문이다.The reason why the
도킹장치(400)의 구동 시, 제1로봇 암 구동부(414)와 제2로봇 암 구동부(415)가 먼저 구동하여(x, y축 구동), 2차원 좌표 상(일 예로, x-y 좌표)에서 도킹 소켓(500)을 전기자동차(1)의 충전구(2) 또는 충전 커넥터(100)에 정렬시킬 수 있다.When the
그 다음, 제3로봇 암 구동부(416)이 구동하여(z축 구동), 암부(413)가 후방(z축의 화살표 방향)으로 인출되는 것을 통해, 도킹 소켓(500)을 전기자동차(1)의 충전구(2) 또는 충전 커넥터(100)에 1차 도킹시킬 수 있다.Then, the third robot
한편, 본 발명의 충전 로봇(1000)의 변형례에서는 전기에너지 저장장치(300)가 후방에 도킹장치(400)가 전방에 배치될 수도 있으며, 이 경우, 암부(413)는 전방으로 인출될 수도 있다.On the other hand, in the modified example of the charging
이상, 구동장치(400)의 로봇 암(410)에 대해 설명하였고, 도킹 소켓(500)에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.The
베이스(600)는 케이스(200)의 하면(하판)을 형성하는 것과 케이스(200)를 지지하는 것 중 하나를 수행할 수 있다. 즉, 베이스(600)는 케이스(200)와 일체로 형성된 부재일 수도 있고, 케이스(200)와 별도의 부재로서 케이스(200)의 하측에 배치되어 케이스(200)를 지지할 수도 있다. 나아가 베이스(600)는 단일의 층으로 구성된 부재일 수도 있고, 겹겹히 쌓여 복수의 층을 형성하는 부재일 수도 있다.The base 600 may perform one of forming a lower surface (lower plate) of the
베이스(600)는 케이스(200)와 수직 방향(y축)으로 오버랩되는 본체(610)와 케이스(200)와 수직 방향(y축)으로 오버랩되지 않는 돌출부(620)를 포함할 수 있다. 이 경우, 돌출부(620)는 베이스(600)의 본체(610)에서 후방으로 돌출될 수 있다. 한편, 돌출부(620)는 본 발명의 충전 로봇(1000)이 전기자동차(1)에 인접하게 이동하는 경우, 전기자동차(1)의 차체 밑으로 인입될 수 있다.The base 600 may include a
상술한 바와 같이, 본 발명의 충전 로봇(1000)의 무게중심은 상대적으로 무게가 무거운 에너지 저장장치(300)에 의해 전방으로 편향되어 위치하므로, 이에 따라, 베이스(600)를 후방으로 돌출시켜 충전 로봇(1000)이 주행 및 충전 중에 쉽게 쓰러지는 것(특히, 전방으로 쓰러지는 것)을 방지하였다.As described above, since the center of gravity of the charging
한편, 베이스(600)의 본체(610)에서 제1격실(201)과 수직 방향으로 오버랩되는 부분(611)은 베이스(600)의 본체(610)에서 제2격실(202)과 수직 방향으로 오버랩되는 부분(612)보다 상측에 위치할 수 있다. 즉, 베이스(600)의 본체(610)에는 단차가 형성될 수 있다.On the other hand, the
이는 제2격실(202)에 수용되어 있는 도킹장치(400)가 전기자동차(1)의 충전구(2) 또는 충전 커넥터(100)와 도킹되기 위해서는 제1격실(201)보다 상대적으로 낮은 지점에 위치해야하기 때문일 수 있다. 또한, 충전 로봇(1000)의 주된 주행 방향이 전방(자율주행 방향; 단, 자세를 변경한 후에는 후방으로 주행)이므로 주행 동력을 효율적으로 전달해야함에 따라 충전 로봇(1000)의 전방에 직경이 큰 휠을 배치시킴으로써, 직경이 큰 휠이 차지하는 배치공간만큼(또는 휠 구동부의 수용공간만큼) 제1격실(201)이 상측으로 이동하기 때문일 수도 있다.This is because the
한편, 베이스(600)의 본체(610)에는 베이스(600)의 본체(610)에서 제1격실(201)과 수직 방향으로 오버랩되는 부분(611)과 베이스(600)의 본체(610)에서 제2격실(202)과 수직 방향으로 오버랩되는 부분(612)을 경사지게 연결하는 보강 프레임(610-1)이 형성될 수 있다.Meanwhile, the
이 경우, 보강 프레임(610-1)은 베이스(600)의 본체(610)에서 제2격실(202)과 수직 방향으로 오버랩되는 부분(612)을 향하여 하측으로 경사지게 형성되어, 상대적으로 상측에 위치하고 무게가 무거운 제2격실(202)을 안정적으로 지지할 수 있다.In this case, the reinforcement frame 610-1 is formed to be inclined downward toward the
이동장치(700)는 본 발명의 충전 로봇(1000)의 이동을 위한 구성일 수 있다. 이를 위해, 이동장치(700)는 제1휠(710), 제2휠(720), 제3휠(730), 제4휠(740) 및 휠 구동부(750)를 포함할 수 있다.The moving
제1휠(710)과 제2휠(720)은 휠 구동부(750)에 의해 구동하는 구동 휠일 수 있고, 제3휠(730)과 제4휠(740)은 제1휠(710)과 제2휠(720)의 구동에 종동되는 종동 휠일 수 있다.The
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명의 충전 로봇(1000)의 주된 주행 방향은 전방이므로, 이를 반영하여, 제1휠(710)과 제2휠(720)은 베이스(600)의 본체(610)에 배치되어 전방에서 이동 동력을 발생시킬 수 있다. 이와 달리, 제3휠(730)과 제4휠(740)은 베이스(600)의 돌출부(620)에 배치되어 후방에서 베이스(600)를 지지하며 제1휠(710)과 제2휠(720)을 보조할 수 있다.On the other hand, as described above, since the main driving direction of the charging
좀 더 상세하게, 제1휠(710)은 베이스(600)의 본체(610)의 가장자리의 우측에 위치할 수 있고, 제2휠(720)은 베이스(600)의 본체(610)의 가장자리의 좌측에 위치할 수 있고, 제3휠(730)은 베이스(600)의 돌출부(620)의 가장자리의 우측에 위치할 수 있고, 제4휠(740)은 베이스(600)의 돌출부(620)의 가장자리의 좌측에 위치할 수 있다.More specifically, the
한편, 구동 휠인 제1휠(710)과 제2휠(720)은 종동 휠인 제3휠(730)과 제4휠(740)보다 직경이 더 클 수 있다.Meanwhile, the
또한, 상술한 바와 같이, 베이스(600)의 돌출부(620)는 본 발명의 충전 로봇(1000)이 전기자동차(1)에 인접하게 이동하는 경우, 전기자동차(1)의 차체 밑으로 인입될 수 있다. 이 경우, 베이스(600)의 돌출부(620)가 전기자동차(1)의 차체와 충돌하는 것을 방지하기 위해, 제3휠(730)과 제4휠(740)의 하단에서부터 돌출부(620)의 상단까지의 길이는 전기자동차(1)의 최저지상고의 길이보다 짧을 수 있다. 한편, 제3휠(730)과 제4휠(740)의 하단에서부터 돌출부(620)의 상단까지의 길이는 개별 국가의 법령에 따른 최저지상고에 따라 변동될 수 있으며, 일 예로, 15cm 이하일 수 있다.In addition, as described above, the
센싱장치(800)는 장애물 센서(810), 위치 센서(820, 830) 및 범퍼 센서(미도시)를 포함할 수 있다.The
장애물 센서(810)는 케이스(200)에 배치될 수 있으며, 장애물을 센싱할 수 있다. 장애물 센서(810)는 주로 이동 시의 장애물을 센싱할 수 있다.The
일 예로, 장애물 센서(810)는 충전 로봇(1000)이 전기자동차(1)의 주차영역까지 자율주행으로 이동하는 경우와 전기자동차(1)에 인접하도록 직선 주행(자세 변경 후의 주행)으로 이동하는 경우 중 적어도 하나의 경우에 장애물을 감지할 수 있다.For example, the
충전 로봇(1000)은 장애물이 센싱된 경우, 이동을 정지하거나 다른 경로를 탐색한 후 경로를 변경하여 이동할 수 있다.When the obstacle is sensed, the charging
한편, 장애물 센서(810)에는 다양한 종류의 센서가 이용될 수 있다. 일 예로, 장애물 센서(810)로서 라이다, 초음파 센서, 3D 카메라 모듈, RGBD 카메라 모듈, 키넥트 센서 중 적어도 하나가 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, various types of sensors may be used for the
한편, 라이다(811)는 센싱 영역(스캐닝 영역)이 2차원(x-z 평면)일 수 있고, 특정 높이에서의 장애물(일 예로, 대략적으로 지면으로부터 60cm; 어린 아이의 키에 맞출 수 있다)의 존재 여부를 판단하며, 실질적으로 센싱 영역이 3차원인 것 같은 효과를 발생시킬 수 있다.On the other hand, the lidar 811 has a sensing area (scanning area) can be two-dimensional (xz plane), the obstacle at a specific height (for example, approximately 60cm from the ground; can be adjusted to the height of the young child) It determines whether there is, and can produce the effect that the sensing area is substantially three-dimensional.
한편, 장애물 센서(810)로서 상호 다른 종류의 센서가 활용되는 경우, 상호 간의 부족한 센싱 조건(일 예로, 주변 조도 등)과 센싱 영역을 커버할 수 있는 장점이 있다(일 예로, 라이다와 초음파 센서의 조합).On the other hand, when different types of sensors are used as the
장애물 센서(810)는 케이스(200)의 전방면(전방판)에 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 충전 로봇(1000)은 충전 진행 과정 전반에서, 주로 전방(자율주행 방향)으로 주행하므로, 장애물 센서(810)의 주된 센싱 방향(도 8의 (1-1) 참조; 일 예로, 센싱 영역이 점차적으로 확장되는 방향, 센싱 영역의 중심이 형성되는 방향 등)은 평면도 상에서 충전 로봇(1000)의 자율주행 방향(전방)일 수 있다. 다만, 장애물 센서(810)의 주된 센싱 방향이 전방이라는 것이지, 장애물 센서(810)가 충전 로봇(1000)의 좌측과 우측을 센싱할 수 없다는 것은 아니다.The
즉, 장애물 센서(810)는 충전 로봇(1000)의 좌측(전방 좌측)과 우측(전방 우측)도 커버할 수 있으며, 충전 로봇(1000)이 자세를 변경한 후 전기자동차(1)에 인접하도록 후방으로 주행하는 경우에도 좌측과 우측에서 장애물이 나타나는 것을 센싱할 수 있다.That is, the
위치 센서(820, 830)는 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)를 센싱하여, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 "위치 정보"를 생성할 수 있다. 위치 센서(820, 830)는 단일한 종류의 센서로 마련될 수도 있고, 원거리 위치 센서(820)와 근거리 위치 센서(830)와 같이 이종의 센서를 포함할 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The
이 경우, 위치 센서(820, 830)는 다양한 방식에 의해 센싱을 수행할 수 있다. 일 예로, 위치 센서(820, 830)로서 라이다, 초음파 센서, 3D 카메라 모듈, RGBD 카메라 모듈, 키넥트 센서 중 적어도 하나가 이용될 수 있고, 위치 센서(820, 830)는 다양한 종류의 "특징점"을 센싱하여 "위치 정보"를 생성할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the
한편, 위치 센서(820, 830)로서, 카메라 모듈이 이용되는 경우, 특징점(140)을 촬상하여 "위치 정보"를 생성할 수 있다(촬상 이미지 분석 알고리즘 적용).On the other hand, when the camera module is used as the
위치 센서(820, 830)는 센싱 대상과의 거리에 따라 원거리 위치 센서(820)와 근거리 위치 센서(830)를 포함할 수 있다.The
일 예로, 원거리 위치 센서(820)는 충전 로봇(1000)이 자율주행으로 이동하는 경우와 전기자동차(1)의 인근까지 이동하는 경우에 "위치 정보"를 생성할 수 있고, 근거리 위치 센서(830)는 충전 로봇(1000)이 전기자동차(1)의 인근까지 이동한 다음 도킹장치(400)가 구동하는 경우에 "위치 정보"를 생성할 수 있다.For example, the
원거리 위치 센서(820)는 특징점(140)을 센싱하여, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 위치와 관련된 위치 정보를 생성할 수 있다.The
이 경우, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 위치는 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차 충전구)에 위치하는 특징점(140)을 센싱하여 도출될 수도 있지만, 이와 달리, 전기자동차(1)의 주차영역에 위치한 특징점(미도시)을 센싱하여 생성된 위치 정보를 처리 및 분석하여 도출될 수도 있다(일 예로, 전기자동차의 주차영역의 건물 구조물에 배치된 QR코드를 센싱하여 QR코드에 관한 위치 좌표를 획득한 후, QR코드의 좌표에서 데이터베이스에 기저장된 건물 구조물과 전기자동차의 예상 주차 위치 사이의 거리를 대입하여, 충전 커넥터의 위치를 도출할 수 있음).In this case, the position of the charging connector 100 (or the charging port of the electric vehicle) may be derived by sensing the
원거리 위치 센서(820)는 케이스(200)의 우측면(우측판)과 좌측면(좌측판) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 이를 위해, 원거리 위치 센서(820)는 제1원거리 위치 센서(821)와 제2원거리 위치 센서(822)를 포함할 수 있다.The
원거리 위치 센서(820)의 주된 센싱 방향(도 8의 (1-2) 및 (1-3) 참조; 일 예로, 센싱 영역이 점차적으로 확장되는 방향, 센싱 영역의 중심(카메라 모듈인 경우 광축)이 형성되는 방향 등)은 평면도 상에서 충전 로봇(1000)의 자율주행 방향(전방)과 경사질 수 있다. 나아가 원거리 위치 센서(820)의 주된 센싱 방향은 평면도 상에서 충전 로봇(1000)의 자율주행 방향과 수직일 수 있다.Main sensing direction of the remote position sensor 820 (see (1-2) and (1-3) of FIG. 8; for example, the direction in which the sensing region is gradually extended, the center of the sensing region (the optical axis in the case of the camera module)) The direction, etc.) may be inclined with the autonomous driving direction (front) of the charging
충전 로봇(1000)은 우선 전기자동차(1)의 주차영역까지 전방을 향하여 자율주행을 하며, 자율주행 과정에서 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 특징점을 센싱하여 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 "위치 정보"에 따라 후방면이 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)를 향하도록 자세를 변경하고, 후방으로 주행하여 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)에 인접할 수 있다.The charging
따라서 충전 로봇(1000)의 자율주행 과정에서, 충전 로봇(1000)의 자율주행 경로의 좌측과 우측에 위치한 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 특징점을 센싱하기 위해서는, 원거리 위치 센서(820)의 주된 센싱 방향이 충전 로봇(1000)의 자율주행 방향(전방)과 경사지거나 수직한 것이 바람직하다.Therefore, in the autonomous driving process of the charging
일 예로, 제1원거리 위치 센서(821)는 충전 로봇(1000)의 케이스(200)의 우측(우측판)에 배치될 수 있고, 주된 센싱 방향은 평면도 상에서 충전 로봇(1000)의 자율주행 방향과 우측으로 경사지거나 수직할 수 있다. 또한, 제2원거리 위치 센서(822)는 충전 로봇(1000)의 케이스(200)의 좌측(좌측판)에 배치될 수 있고, 주된 센싱 방향은 평면도 상에서 충전 로봇(1000)의 자율주행 방향과 좌측으로 경사지거나 수직할 수 있다.For example, the first
다만, 장애물 센서(810)와 마찬가지로, 원거리 위치 센서(820)의 주된 센싱 방향이 충전 로봇(1000)의 자율주행 방향(전방)과 경사지거나 수직하다는 것이지, 원거리 위치 센서(820)가 충전 로봇(1000)의 전방이나 후방을 센싱하지 않는다는 것을 의미하는 것은 아니다.However, like the
한편, 근거리 위치 센서(830)에 대한 자세한 설명은 도킹 소켓(500)과 함께 후술하도록 한다. 또한, 범퍼 센서(미도시)에 대한 자세한 설명은 범퍼(1100)와 함께 후술하도록 한다.Meanwhile, a detailed description of the
비상버튼(900)은 충전 로봇(1000)의 케이스(200)에서 외부로 노출되도록 배치될 수 있다. 비상버튼(900)은 사용자, 관리자, 주변 사람의 터치 동작에 의해 작동할 수 있고, 비상버튼(900)의 터치 시, 충전 로봇(1000)의 이동을 정지하는 것과 전기자동차(1)를 충전시키는 것을 정지하는 것 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.The
즉, 비상버튼(900)은 비상상황의 경우(일 예로, 충전 로봇이 장애물이 있음에도 불구하고 주행을 유지하는 경우, 충전 중 어린 아이들이 소켓 및 커넥터 등에 접근하여 감전의 위험이 있는 경우), 충전 로봇(1000)의 동작을 급하게 정지시키는 경우에 이용될 수 있다.That is, the
한편, 비상버튼(900)은 제1비상버튼(910)과 제2비상버튼(920) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 제1비상버튼(910)은 케이스(200)의 우측(우측판) 상부에 위치할 수 있고, 제2비상버튼(910)은 케이스(200)의 좌측(좌측판) 상부에 위치할 수 있다.On the other hand, the
범퍼(1100)는 충전 로봇(1000)의 충격 시 완충하는 기능을 수행하는 구성일 수 있다. 충전 로봇(1000)의 충격 사고가 발생하는 경우, 범퍼(1100)에 의해 충전 로봇(1000)이 넘어지거나 충격 대상이 다치는 것 등을 방지할 수 있다.The
범퍼(1100)는 베이스(600)에 배치될 수 있다. 범퍼(1100)는 탄성부재에 의해 지지되어, 충격 시 탄성부재의 탄성 변형 및 복원에 따른 왕복 이동에 의한 완충 구동을 수행할 수 있다(에어 범퍼; Air bumper).The
한편, 범퍼 센서(미도시)는 범퍼(1100)에 배치될 수 있고, 범퍼(1100)의 충격을 센싱할 수 있다. 범퍼 센서는 주로 이동 시의 충격을 센싱할 수 있다.Meanwhile, a bumper sensor (not shown) may be disposed in the
일 예로, 범퍼 센서는 충전 로봇(1000)이 전기자동차(1)의 주차영역까지 자율주행으로 이동하는 경우와 전기자동차(1)에 인접하도록 직선 주행(자세 변경 후의 주행)으로 이동하는 경우 중 적어도 하나의 경우에 범퍼(1100)의 충격을 센싱할 수 있다.For example, the bumper sensor may include at least one of a case where the charging
한편, 충전 로봇(1000)은 범퍼(1100)의 충격이 센싱된 경우, 이동을 정지하거나 다른 경로를 탐색한 후 경로를 변경하여 이동할 수 있다.Meanwhile, when the impact of the
상술한 바에 따르면, 본 발명의 충전 로봇(1000)은 장애물 센서(810)와 범퍼 센서에 의해 장애물을 감지할 수 있고, 급작스러운 상황에서 장애물과 충격한 경우 완충 작용을 하며 충격을 감지할 수 있고, 이에 따라, 이동을 정지하거나 다른 경로를 탐색한 후 경로를 변경하여 이동할 수 있다.According to the above, the charging
범퍼(1100)는 베이스(600)의 후방에 배치되어 후방 충격을 완충하는 제1범퍼(1100)와 베이스(600)의 우측에 배치되어 우측 충격을 완충하는 제2범퍼(1200)와 베이스(600)의 좌측에 배치되어 좌측 충격을 완충하는 제3범퍼(1300)를 포함할 수 있으며, 제1범퍼(1100)와 제2범퍼(1200)와 제3범퍼(1300)에는 독립적으로 범퍼 센서가 구비될 수 있다.The
이 경우, 제1범퍼(1100)는 베이스(600)의 돌출부(620)에 배치될 수 있으며, 충격 시, 전후 방향(z축)으로 완충 구동을 수행할 수 있다. 제2범퍼(1200)와 제3범퍼(1300)는 베이스(600)의 본체(610)에 배치될 수 있으며, 충격 시, 좌우 방향(x축)으로 완충 구동을 수행할 수 있다.In this case, the
전자제어장치(미도시)는 중앙 서버 및 충전 로봇(1000)의 다른 구성들과 통신하여 다양한 신호 및 정보를 처리하고, 이에 따라, 충전 로봇(1000)의 구성들을 제어하여, 충전 로봇(1000)을 작동시킬 수 있다.The electronic controller (not shown) communicates with other components of the central server and the charging
일 예로, 전자제어장치는 중앙 서버로부터 전기자동차(1)의 주자지역에 대한 정보를 수신하고, 이를 처리하여, 충전 로봇(1000)이 전기자동차(1)의 주차영역으로 자율주행하도록 제어할 수 있다. 또한, 전자제어장치는 센싱장치(600)로부터 생성된 "장애물 정보"와 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 위치와 관련된 "위치 정보"를 처리하고, 이에 따라, 도킹장치(400)와 이동장치(700)를 제어하여, 도킹 구동, 주행 정지 및 경로 재탐색 기능 등을 수행할 수 있다. 또한, 전자제어장치는 비상버튼(900)의 터치 신호를 수신하고, 이에 따라, 전기에너지 저장장치(300)와 이동장치(700)를 제어하여, 충전을 중단하거나 주행을 정지하는 기능 등을 수행할 수 있다.For example, the electronic controller may receive information on the runner region of the
이하, 도킹 소켓(500)과 근거리 위치 센서(830)에 대해 설명한다.Hereinafter, the
도킹 소켓(500)은 로봇 암(410)이 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 위치와 관련된 위치 정보에 따라 도킹 구동하는 것에 의해, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)에 도킹되는 구성일 수 있다.The
도킹 소켓(500)은 소켓 가이드(520)가 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 가이드(120)에 결합(수용)되는 1차 도킹이 수행된 다음, 소켓 전극부(530)가 액추에이터(540)의 구동에 의해 이동하여 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 전극부(130)에 결합(접속)되는 2차 도킹이 수행되는 것에 의해, 충전 커넥터(100)에 도킹될 수 있다.
도킹 소켓(500)은 케이스(510), 소켓 가이드(520), 소켓 전극부(530), 액추에이터(540) 및 근거리 위치 센서(830)를 포함할 수 있다.The
도킹 소켓(500)의 케이스(510)는 도킹 소켓(500)의 외관을 형성하는 부재일 수 있으며, 합성 수지의 사출 성형에 의해 제작될 수 있다.The
도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)는 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 가이드(120)와 암수 결합되도록 대응되는 형태를 가질 수 있다. 따라서 소켓 가이드(520)는 돌출되어 형성될 수도 있고, 함몰되어 형성될 수도 있고, 일부는 돌출되고 일부는 함몰되어 형성될 수도 있다.The
이하, 소켓 가이드(520)가 돌출되어 형성된 경우를 예를 들어 설명한다. 일 예로, 소켓 가이드(520)는 케이스(510)의 후방 면에서 후방으로 돌출된 형태일 수 있다.Hereinafter, an example in which the
소켓 가이드(520)는 1차 도킹 시, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 가이드(120)에 수용될 수 있다.The
한편, 1차 도킹 시, 충전 로봇(1000)은 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 위치와 관련된 "위치 정보"에 따라 로봇 암(410)을 3축 직선 구동시켜 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 소켓 가이드(520)를 커넥터 가이드(120)에 인입시킬 수 있다.On the other hand, during the first docking, the charging
1차 도킹이 완료되면, 즉, 소켓 가이드(520)와 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 가이드(120)의 암수 결합이 완료되면, 소켓 전극부(530)와 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 전극부(130)는 상호 대향하도록 정렬하므로, 1차 도킹이 완료되면, 2차 도킹 시의 소켓 전극부(530)의 이동 경로가 올바르게 형성될 수 있다.When the primary docking is completed, that is, when the male and female coupling of the
나아가 도킹 소켓(500)에서 소켓 가이드(520)는 충전 커넥터(2000; 또는 전기자동차의 충전구)의 소켓 가이드(520)와 대응되도록, 후방 단부의 단면적이 전방 단부의 단면적보다 작게 적어도 일부분에 테이퍼가 형성될 수 있다. 즉, 소켓 가이드(520)의 돌출부에는 1차 도킹 방향을 향하여 단면적이 좁아지는 테이퍼가 형성될 수 있다.Further, in the
도킹 소켓(500)의 소켓 전극부(530)는 소켓 가이드(520)에 이동이 가능하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 소켓 전극부(530)의 이동은 도킹 소켓(500)에 별도로 마련된 액추에이터(540)에 의해 수행될 수 있다. 일 예로, 2차 도킹 시, 소켓 전극부(530)는 액추에이터(540)의 구동에 의해 슬라이딩 이동하여 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 전극부(130)와 결합하여 전기적으로 접속될 수 있다.The
한편, 상술한 바와 같이, 1차 도킹이 완료되면, 소켓 전극부(530)는 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 전극부(130)와 대향하도록 정렬되므로, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 "위치 정보" 없이 직선 슬라이딩 이동에 의해 정밀하게 도킹될 수 있다.Meanwhile, as described above, when the primary docking is completed, the
소켓 전극부(530)는 초기 상태에서 적어도 일부분이 케이스(510)의 내부에 수용된 상태일 수 있으며, 2차 도킹이 진행되면, 액추에이터(540)의 구동에 의해 슬라이딩 이동하여 케이스(510)의 외부로 노출될 수 있다.At least a portion of the
소켓 전극부(530)는 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 전극부(130)와 마찬가지로, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 전극부(130)와 대응되는 도킹 충전 전극(531), 도킹 신호 전극(532) 및 도킹 접지 전극(533)을 포함할 수 있다. 따라서 2차 도킹 시, 도킹 신호 전극(532)과 커넥터 신호 전극(132)을 통해 "접속 신호"가 발생한 다음(또는 동시에) 도킹 충전 전극(533)과 커넥터 충전 전극(133)을 통해 충전이 개시될 수 있다.The
도킹 소켓(500)의 액추에이터(540)는 소켓 전극부(530)를 이동시키는 구동 부재일 수 있다. 액추에이터(540)는 케이스(510)의 내부에 배치될 수 있다. 액추에이터(540)로서 다양한 구동 부재가 이용될 수 있으며, 일 예로, 액추에이터(540)는 리니어 스텝 모터(Linear step motor)일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The
도킹 소켓(500)의 자세 변경부(미도시)는 케이스(510)와 소켓 가이드(520)를 탄성적으로 연결할 수 있다. 일 예로, 자세 변경부는 "스프링(Spring)" 형태로 마련될 수 있다.An attitude change unit (not shown) of the
자세 변경부는 소켓 가이드(520)와 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 가이드(120)의 1차 도킹 시(결합 시), 소켓 가이드(520)와 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 가이드(120)가 정렬되도록, 소켓 가이드(520)의 자세를 변경시킬 수 있다.The posture change unit may perform the first docking of the
일 예로, 자세 변경부는 토션 스프링 형태로 마련되어, 소켓 가이드(520)가 커넥터 가이드(120)와 결합하도록 이동하는 방향과 수직한 축을 기준으로 소켓 가이드(520)를 회전시킴으로써, 소켓 가이드(520)의 자세를 변경할 수 있다.For example, the posture change part is provided in the form of a torsion spring, and the
근거리 위치 센서(830)는 충전 커넥터(100; 전기자동차의 충전구)의 특징점(140)을 센싱하여 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 위치에 관한 "위치 정보"를 생성하는 센서일 수 있다.The
근거리 위치 센서(830)로서 다양한 종류의 센서가 이용될 수 있으며, 일 예로, 라이다, 초음파 센서, 3D 카메라 모듈, RGBD 카메라 모듈, 키넥트 센서 등이 이용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Various types of sensors may be used as the
근거리 위치 센서(830)는 충전 로봇(1000)이 전기자동차(1)의 인근에서 도킹장치(400)로 도킹 구동을 수행하는 경우에 이용될 수 있다. 근거리 위치 센서(830-1)는 1차 도킹 시, 도킹장치(400)의 3축 직선 구동을 위한 센서일 수 있으며, 로봇 암(410)은 3차원 좌표 상에서 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)가 위치하는 좌표를 향하여 도킹 소켓(500)을 이동시킴으로써 1차 도킹을 완료할 수 있다.The
이하, 본 발명의 변형례에서 1차 도킹과 2차 도킹의 완료 여부를 센싱하는 것에 대해 설명한다. 이를 위해, 본 발명의 충전 커넥터(100)와 도킹 소켓(500) 중 적어도 하나(일방, 타방 또는 모두)는 제1도킹 센서(4100)와 제2도킹 센서(4200)를 더 포함할 수 있다.Hereinafter, the sensing of the completion of the primary docking and the secondary docking in the modification of the present invention will be described. To this end, at least one (one, the other, or both) of the charging
제1도킹 센서(4100)는 제1도킹 시, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 가이드(120)와 도킹 소켓(500)의 소켓 가이드(520)의 결합 여부를 센싱하여 "제1도킹 완료 신호"를 생성할 수 있다. 소켓 전극부(530)는 "제1도킹 완료 신호"가 발생한 다음 액추에이터(540)의 구동에 의해, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 전극부(130)와 접속(결합)하도록 이동할 수 있다.The
제2도킹 센서(4200)는 제2도킹 시, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 커넥터 전극부(130)와 도킹 소켓(500)의 소켓 전극부(530)의 접속 여부를 센싱하여 "제2도킹 완료 신호"를 생성할 수 있다. 충전 로봇(1000)은 "제2도킹 완료 신호"가 발생한 다음 충전을 개시할 수 있다. 한편, 제2도킹 센서(4200)는 상술한 커넥터 신호 전극(132) 및 도킹 신호 전극(532)과 실질적으로 유사한 기능을 수행할 수 있으며, 이에 따라, 일방이 존재하는 경우 타방은 생략될 수 있다.The
제1도킹 센서(4100)와 제2도킹 센서(4200)에는 다양한 접촉식 및 비접촉식 센서가 이용될 수 있으며, 일 예로, 제1도킹 센서(4100)와 제2도킹 센서(4200)는 로드 셀, 적외선/초음파 거리 센서 등일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Various contact and non-contact sensors may be used for the
본 발명의 변형례에서는 제1도킹 센서(4100)와 제2도킹 센서(4200)에 의해, 스텝 바이 스텝으로 안정적인 도킹 절차를 수행할 수 있으며, 도킹이 완료되지 않은 상태에서 충전 전류가 인가되어 발생하는 안전 사고를 방지할 수 있다.In the modified example of the present invention, the
한편, 본 발명의 충전 커넥터(100)는 커넥터 가이드(120)와 커넥터 전극부(130)가 전방을 향하도록 전기자동차(1)에 거치될 수 있지만(도 14의 (1) 참조), 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the charging
일 예로, 본 발명의 충전 커넥터(100)는 커넥터 가이드(120)와 커넥터 전극부(130)가 상측을 향하도록 전기자동차(1)에 거치될 수 있다. 이 경우, 로봇 암(410)은 2축 구동을 수행한 다음, 도킹 소켓(500)을 하측으로 이동시켜 1차 도킹이 수행될 수 있다. 또한, 소켓 전극부(530)는 액추에이터(540)에 의해 하측으로 이동하여 2차 도킹이 수행될 수 있다.For example, the charging
한편, 로봇 암(410)의 2축 구동과 1차 도킹 시의 도킹 소켓(500)의 하측 이동 시 각각의 시점에서 충전 커넥터(100)의 "위치 정보"를 원활하게 얻을 수 있도록, 충전 커넥터(100)의 특징점(140)은 충전 커넥터(100)의 케이스(110)에서 상호 다른 면에 위치하는 제1특징점(141; 일 예로, 전반 면에 위치)와 제2특징점(142; 일 예로, 상면에 위치)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 근거리 위치 센서(830)는 로봇 암(410)의 2축 구동 시에 제1특징점(141)를 센싱하여 "위치 정보"를 제공할 수 있고, 1차 도킹 시에 제2특징점(142)를 센싱하여 "위치 정보"를 제공할 수 있다.On the other hand, in order to smoothly obtain "positional information" of the charging
한편, 상술한 본 발명의 구성은 통상의 기술자가 필수적인 특징을 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 실시예를 가질 수 있다. 일 예로, 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)의 일부 구성은 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구) 대신 도킹 소켓(500)에 구비될 수도 있고, 도킹 소켓(500)의 일부 구성은 도킹 소켓(500) 대신 충전 커넥터(100; 또는 전기자동차의 충전구)에 구비될 수도 있다.On the other hand, the configuration of the present invention described above may have a variety of embodiments within the scope that the skilled person does not change the essential features. For example, some components of the charging connector 100 (or the charging port of the electric vehicle) may be provided in the
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.In the above, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
Claims (26)
충전 로봇의 로봇암에 배치되고, 로봇암의 x축과 y축과 z축으로의 직선 구동에 의해 상기 충전 커넥터에 도킹되는 도킹 소켓; 및
상기 충전 커넥터와 상기 도킹 소켓 중 적어도 하나에 배치되는 자세 제어 부재를 포함하고,
상기 충전 커넥터는,
케이스;
상기 충전 커넥터의 케이스에 형성되어 있는 커넥터 가이드;
상기 충전 커넥터의 케이스에서 상기 커넥터 가이드와 이웃하여 배치되며, 2차원 평면 이미지인 스마트 코드; 및
상기 커넥터 가이드에 위치하는 커넥터 전극부를 포함하고,
상기 도킹 소켓은,
케이스;
상기 도킹 소켓의 케이스에 배치되고, 상기 커넥터 가이드에 암수 결합되도록 대응되는 형태를 가지는 소켓 가이드;
상기 소켓 가이드에 내부에서 외부로 이동이 가능하게 배치되고, 상기 커넥터 전극부와 접속하는 소켓 전극부;
상기 소켓 전극부를 이동시키는 액추에이터; 및
상기 소켓 가이드와 이격되어 배치되고, 상기 스마트 코드를 센싱하여 위치 정보를 생성하는 위치 센서를 포함하고,
로봇암이 상기 위치 센서에 의해 생성된 위치 정보에 따라 구동하여 상기 소켓 가이드를 상기 커넥터 가이드에 결합시킨 다음, 상기 액추에이터가 상기 소켓 전극부를 z축을 기준으로 상기 소켓 가이드의 내부에서 외부로 슬라이딩 인출시켜 상기 커넥터 전극부와 접속함으로써, 도킹이 이뤄지고,
상기 자세 제어 부재는 x축과 y축 중 적어도 하나의 축을 기준으로 상기 충전 커넥터의 케이스와 상기 소켓 가이드 중 적어도 하나가 회전 가능하도록, 상기 충전 커넥터의 케이스와 상기 소켓 가이드 중 적어도 하나에 배치되는 도킹 어셈블리.
A charging connector electrically connected to the charging port of the vehicle;
A docking socket disposed on a robot arm of a charging robot and docked to the charging connector by linear driving of the robot arm to x, y, and z axes; And
An attitude control member disposed on at least one of the charging connector and the docking socket;
The charging connector,
case;
A connector guide formed on a case of the charging connector;
A smart cord disposed adjacent to the connector guide in a case of the charging connector, the smart cord being a two-dimensional plane image; And
A connector electrode part positioned on the connector guide;
The docking socket,
case;
A socket guide disposed on the case of the docking socket and having a shape corresponding to a male and female coupling to the connector guide;
A socket electrode part disposed on the socket guide to be movable from the inside to the outside, and connected to the connector electrode part;
An actuator for moving the socket electrode part; And
It is disposed spaced apart from the socket guide, and comprises a position sensor for sensing the smart code to generate position information,
The robot arm is driven according to the position information generated by the position sensor to couple the socket guide to the connector guide, and then the actuator slides the socket electrode part from the inside of the socket guide to the outside on the z axis to the outside. By connecting with the said connector electrode part, docking is performed,
The posture control member may be docked on at least one of the case and the socket guide of the charging connector such that at least one of the case and the socket guide of the charging connector is rotatable about at least one axis of the x and y axes. assembly.
상기 스마트 코드는 상기 충전 커넥터의 케이스에서 상호 다른 면에 위치하는 제1스마트 코드와 제2스마트 코드를 포함하는 도킹 어셈블리.
The method of claim 1,
The smart cord includes a docking assembly including a first smart cord and a second smart cord located on different sides of the case of the charging connector.
상기 커넥터 가이드는 상기 충전 커넥터의 케이스에서 함몰된 홈 형태이고, 상기 커넥터 가이드의 홈은 바닥면의 단면적이 천정 개방 부분의 단면적보다 작도록 적어도 일부분에 테이퍼가 형성되어 있는 도킹 어셈블리.
The method of claim 1,
The connector guide is in the form of a groove recessed in the case of the charging connector, the groove of the connector guide is a docking assembly having a tapered on at least a portion so that the cross-sectional area of the bottom surface is smaller than the cross-sectional area of the ceiling opening.
상기 충전 커넥터는 상기 소켓 가이드와 상기 커넥터 가이드의 결합 여부를 센싱하여 제1도킹 완료 신호를 생성하는 제1도킹 센서를 더 포함하고,
상기 소켓 전극부는 제1도킹 완료 신호가 발생한 다음 상기 커넥터 전극부와 접속하도록 이동하는 도킹 어셈블리.
The method of claim 1,
The charging connector further includes a first docking sensor configured to sense whether the socket guide and the connector guide are coupled to generate a first docking completion signal,
And the socket electrode part moves to connect with the connector electrode part after a first docking completion signal is generated.
상기 충전 커넥터는 상기 소켓 전극부와 상기 커넥터 전극부의 접속 여부를 센싱하여 제2도킹 완료 신호를 생성하는 제2도킹 센서를 더 포함하고,
충전 로봇은 상기 제2도킹 완료 신호가 발생한 다음 충전을 개시하는 도킹 어셈블리.
The method of claim 1,
The charging connector further includes a second docking sensor that senses whether the socket electrode part is connected to the connector electrode part and generates a second docking completion signal.
And the charging robot initiates charging after the second docking completion signal is generated.
상기 커넥터 전극부는 커넥터 충전 전극과 커넥터 신호 전극을 포함하고,
충전 로봇은 상기 커넥터 신호 전극에서 접속 신호가 발생한 다음, 상기 커넥터 충전 전극을 통해 충전을 개시하는 도킹 어셈블리.
The method of claim 1,
The connector electrode part includes a connector charging electrode and a connector signal electrode,
And a charging robot initiates charging through the connector charging electrode after a connection signal is generated at the connector signal electrode.
상기 충전 커넥터의 케이스와 상기 커넥터 가이드 중 적어도 하나에는 상기 소켓 전극의 이동 방향과 반대 방향으로 상기 소켓 가이드를 지지하는 리테이닝부가 형성되어 있는 도킹 어셈블리.
The method of claim 1,
At least one of the case of the charging connector and the connector guide is a docking assembly having a retaining portion for supporting the socket guide in a direction opposite to the movement direction of the socket electrode.
상기 충전 커넥터는,
상기 충전 커넥터의 케이스에서 상기 커넥터 가이드의 반대측에 위치하는 복수의 후크를 더 포함하고,
케이블에 의해 전기자동차의 충전구에 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 후크에 의해 전기자동차의 번호판에 거치되는 도킹 어셈블리.
The method of claim 1,
The charging connector,
Further comprising a plurality of hooks on the opposite side of the connector guide in the case of the charging connector,
A docking assembly electrically connected to the charging port of the electric vehicle by a cable, and is mounted to the license plate of the electric vehicle by the plurality of hooks.
상기 충전 커넥터는 전기자동차의 충전구와 도킹하는 도킹 커넥터와, 상기 도킹 커넥터와 상기 충전 커넥터의 케이스를 연결하고 상기 충전 커넥터의 케이스의 자세를 변경하는 힌지 링크를 더 포함하는 도킹 어셈블리.
The method of claim 1,
The charging connector further comprises a docking connector for docking with the charging port of the electric vehicle, and a hinge link for connecting the case of the docking connector and the charging connector and changing the attitude of the case of the charging connector.
상기 도킹 소켓은 상기 소켓 가이드와 상기 커넥터 가이드의 결합 여부를 센싱하여 제1도킹 완료 신호를 생성하는 제1도킹 센서를 더 포함하고,
상기 소켓 전극부는 제1도킹 완료 신호가 발생한 다음 상기 커넥터 전극부와 접속하도록 이동하는 도킹 어셈블리.
The method of claim 1,
The docking socket further includes a first docking sensor configured to sense whether the socket guide and the connector guide are coupled to generate a first docking completion signal,
And the socket electrode part moves to connect with the connector electrode part after a first docking completion signal is generated.
상기 도킹 소켓은 상기 소켓 전극부와 상기 커넥터 전극부의 접속 여부를 센싱하여 제2도킹 완료 신호를 생성하는 제2도킹 센서를 더 포함하고,
충전 로봇은 상기 제2도킹 완료 신호가 발생한 다음 충전을 개시하는 도킹 어셈블리.
The method of claim 1,
The docking socket further includes a second docking sensor configured to generate a second docking completion signal by sensing whether the socket electrode unit and the connector electrode unit are connected.
And the charging robot initiates charging after the second docking completion signal is generated.
상기 소켓 전극부는 도킹 충전 전극과 도킹 신호 전극을 포함하고,
충전 로봇은 상기 상기 도킹 신호 전극에서 접속 신호가 발생한 다음, 상기 도킹 충전 전극을 통해 충전을 개시하는 도킹 어셈블리.The method of claim 1,
The socket electrode unit includes a docking charging electrode and a docking signal electrode,
And a charging robot to start charging through the docking charging electrode after a connection signal is generated from the docking signal electrode.
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