KR0156432B1 - 무인 운반차의 자동충전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무인운반차의 자동 충전장치에 관한 것으로, 무인운반차(1)가 충전전압과 전류를 검출하는 전압전류 검출수단(16); 위치센서(9); 밧데리(10); 무인차 전원부(11); 무인차 구동부(13); 무선모뎀(14); 제어신호에 따라 상기 자동 충전장치로부터 입력되는 충전전원을 차단하여 단락 및 과전압으로부터 무인차를 보호하기 위한 보호회로(30); 및 상기 전압전류 검출수단(16)으로부터 검출된 충전전압과 전류신호를 입력받고, 상기 위치센서에 의해 위치정보를 입력받고, 상기 무선모뎀(14)을 통해 주컴퓨터와 통신하여 주컴퓨터의 통제하에 무선차의 운행을 제어하며, 상기 충전전압과 충전전류에 이상이 발생하면 제어신호를 발생하는 무인차 제어부(12)로 구성되어 자동 충전장치의 연결단자와 접촉되어 내부 밧데리를 충전시키도록 되어 있다.

Description

무인 운반차의 자동충전시스템

제1도는 본 발명이 적용되는 무인운반차시스템의 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 무인 운반차의 자동충전시스템을 도시한 도면.

제3도는 본 발명이 적용되는 무인운반차시스템의 자동 충전관련 동작흐름도.

제4도는 종래의 무인운반차 자동충전 시스템을 도시한 블럭도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 1-1, 1-2 : 무인운반차 2 : 자동충전장치

3 : 유도선 4 : 주컴퓨터

5 : PLC 6, 14 : 무선모뎀

7, 8 : 컨넥터 9 : 위치센서

10, 40 : 밧데리 11 : 전원부

12 : 무인차 제어부 13 : 무인차 구동부

15 : 전원단자 16 : 전압/전류 검출기

21 : 충전전압 발생부 30 : 과충전방지 및 단락보호회로

31 : 다이오드 32 : 저항

33 : 마그네틱 컨택터 42 : 충전장치

45 : 충전단자

본 발명은 밧데리 구동형 무인운반차(이하, 무인차라고도 한다)의 밧데리를 자동으로 충전시켜주는 자동충전시스템에 관한 것으로 특히, 충전전압의 이상시나 단락으로부터 무인차를 보호하는 기능이 구비된 자동 충전시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 무인차 시스템은 운전자가 없이 주컴퓨터의 제어에 의해 유도선을 따라 주행하면서 부품등과 같은 화물을 운반해 주는 무인운반시스템으로서, 인건비를 절감하고 작업효율을 향상시키기 위하여 물류시스템 및 자동생산 시스템등과 같은 자동화시스템에서 널리 사용되고 있는 바, 상기 밧데리 구동형 무인차는 운행중에 밧데리에 충전된 전력을 어느 정도 소진하게 되면 상기 밧데리를 재 충전시킬 필요가 있기 때문에 무인차시스템에는 상기 방전된 밧데리를 재충전시켜주기위한 무인차 충전시스템이 준비되어 있다.

그런데 종래의 무인차 충전시스템은, 제4도에 도시된 바와 같이 무인차의 운행을 제어하는 주컴퓨터(4)와 상기 주컴퓨터의 제어에 따라 내장된 밧데리의 전원에 의해 유도선(3)을 주행하는 무인차(1)로 구성된 무인차 시스템에 있어서, 유도선(3)의 충전스테이션 근처에 위치하여 예비 밧데리를 충전시켜 주도록 되어 있다.

즉, 종래에는 무인차(1)가 내부의 전원단자로부터 연결된 밧데리로 운행하다가 일정 시간 밧데리를 사용하여 밧데리의 충전이 필요하게 되면 밧데리 다운(DOWN)신호(이를 충전요구신호라 한다)를 발생하여 주컴퓨터에 이를 알리고, 주컴퓨터는 상기 무인차를 유도하여 충전스테이션으로 이동하게 한다.

그리고, 재충전이 필요하게 된 무인차가 충전스테이션에 도달하면 작업자가 상기 무인차의 밧데리(10)를 떼어낸 후 종래의 충전장치(41)에 의해 미리 충전시킨 예비 밧데리(40)를 장착하여 밧데리를 수동으로 교환하고, 상기 떼어낸 밧데리를 충전장치의 단자(45)에 연결하여 방전된 밧데리를 충전시켰다.

이와 같이 종래에는 무인차의 밧데리가 방전되면 충전스테이션에서 작업자가 일일이 밧데리를 교환해 주고, 방전된 밧데리를 충전장치(41)에 연결하여 재충전시켜야 했기 때문에, 밧데리 교환을 위한 인력이 필요하게 되어 인건비가 상승하는 문제점이 있었다.

또한, 밧데리를 충전중에 충전전압 및 전류에 이상이 발생한 경우에 밧데리가 손상되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 무인차의 밧데리가 방전되어 충전이 필요할 경우에 충전스테이션으로 무인차가 이동된 후 밧데리를 교환하지 않고서도 자동으로 상기 방전된 밧데리를 재충전시킬 수 있도록 된 무인차의 자동충전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자동 충전장치는, 주컴퓨터(4)의 제어에 따라 밧데리(10)가 장착된 무인차(1)가 유도선(3)을 주행하고, 상기 밧데리(10)가 방전되면 무인차(1)가 충전요구신호를 발생하여 상기 무인차(1)가 상기 주컴퓨터(4)에 충전을 요구한후 홈스테이션(HS)으로 이동하여 상기 방전된 밧데리의 연결단자(8)를 자동 충전장치의 연결단자(7)에 연결시켜 상기 밧데리(10)를 충전시키도록 된 무인차시스템에 있어서,

상기 무인차(1)가 상기 연결단자(7,8)를 통해 입력되는 충전전압과 전류를 검출하는 전압전류 검출수단(16); 상기 홈스테이션(HS)의 충전위치를 감지하는 위치센서(9); 상기 연결단자(7,8)를 통해 입력되는 충전전압에 의해 충전되는 밧데리(10); 상기 밧데리(10)로부터 전원을 입력받아 무인차(1)에서 요구되는 각종 전압을 제공하는 무인차 전원부(11); 상기 무인차 전원부(1)가 제공하는 전원에 의해 무인차(1)가 상기 유도선(3)을 따라 주행하도록 구동하는 무인차 구동부(13); 상기 무인차(1)가 상기 주컴퓨터(4)와 통신하기 위한 무선모뎀(14); 제어신호에 따라 상기 자동 충전장치(2)로부터 입력되는 충전전원을 차단하여 단락 및 과전압으로부터 상기 밧데리(10)를 보호하기 위한 보호회로(30); 및 상기 전압전류 검출수단(16)으로부터 검출된 충전전압과 전류신호를 입력받고, 상기 위치센서(9)에 의해 위치정보를 입력받으며, 상기 무선모뎀(14)을 통해 주컴퓨터(4)와 통신하여 주컴퓨터(4)의 통제하에 무인차(1)의 운행을 제어하고, 입력된 상기 충전전압과 충전전류에 이상이 발생하면 상기 보호회로(30)를 차단시키기 위한 제어신호를 발생하는 무인차 제어부(12)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명에 따른 무인차 자동 충전시스템은 운행중인 무인차의 밧데리가 방전되어 재충전이 요구되면, 상기 무인차가 충전요구신호를 주컴퓨터에 송신한 후 홈스테이션으로 이동하여 밧데리의 연결단자를 자동 충전장치의 연결단자와 연결한 후 밧데리를 충전시킴과 아울러 충전전압과 전류를 검출하여 충전전압과 전류가 이상시에는 즉시 보호회로의 스위치를 차단하여 무인차를 보호하도록 된 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명하기로 한다.

본 발명이 적용되는 무인차시스템은 제1도에 도시된 바와 같이, 무인차시스템의 전체 운행을 제어하는 주컴퓨터(4)와; 주컴퓨터의 제어에 따라 무선신호를 송수신하는 주컴퓨터의 무선모뎀(6); 유도선(3); 유도선상에 설치되어 무인차가 정지하여 소정의 작업을 수행하도록 된 복수개의 스테이션(S1~S11); 충전작업을 위해 무인차가 정지하는 홈스테이션(HS: 충전스테이션이라고도 한다); 무인차의 밧데리에 전원을 공급하기 위한 자동충전장치(2); 및 밧데리에 의해 구동되는 무인차들(1-1,1-2)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 무인차시스템에서 무인차가 운행되는 동작을 살펴보면, 각각의 무인차(1-1,1-2)는 주컴퓨터(4)와 무선모뎀(6)을 통해 통신하면서 주컴퓨터(4)의 통제하여 유도선(3)을 따라 운행된다.

또한, 상기 무인차(1-1,1-2)에는 위치를 감지하기 위한 위치센서(9)(예컨데, 홀센서)가 구비되어 있고, 각 스테이션에는 위치를 알려주기 위한 위치표시수단(예컨데, 자석)이 설치되어 주컴퓨터(4)의 지시에 따라 유도선을 주행하면서 위치센서에 의해 자신의 위치 및 스테이션을 판단한다.

즉, 무인차에는 정위치 자기센서를 설치하고, 플로워에 정위치 자기 마그네트를 매설하여 상기 정위치 마그네트의 자계에 의해 무인운반차가 충전위치에 도달되게 된다. 그리고, 상기 자동 충전장치는 대한민국 특허출원 94-제11551호에 제안된 바와 같이, 자동 충전장치의 연결단자를 플로어의 상면보다 약간 아래로 위치시키되, 플러스(+)와 마이너스(-)의 전극단자를 시소 가능하게 하여 배터리측 연결단자가 접촉되게 용이하게 되어 있다. 이때, 배터리측 연결단자는 모터에 의해 하강하여 자동충전장치의 연결단자에 접촉되고, 충전이 완료되면 주행을 할 수 있도록 상승한다.

또한, 상기 무인차는 주컴퓨터가 지시하는 스테이션에 도달하면 정지하여 소정의 작업을 수행한 후 다시 이동하는데, 만일 밧데리의 전원이 소정의 기준치까지 방전될 경우에 재충전을 위해 충전요구신호를 무선모뎀(14)을 통해 주컴퓨터(4)에 요구하고, 충전을 위한 홈스테이션으로 이동한다. 무인차가 홈스테이션(HS)에 도착하면, 밧데리의 연결단자를 움직여 자동 충전장치의 연결단자에 접촉시킨 후, 밧데리를 재충전시키게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 무인운반차시스템에서는 방전된 밧데리를 교환할 필요가 없을 뿐 아니라, 자동으로 충전되므로 충전작업을 위한 인원이 필요없게 된다.

본 발명에 따른 자동 충전시스템은 제2도에 도시된 바와같이, 주컴퓨터(4)의 제어에 따라 밧데리가 장착된 무인차(1)가 유도선(3)을 주행하고, 상기 무인차의 밧데리가 방전되면 충전요구신호를 발생하여 상기 무인차가 상기 주컴퓨터(4)에 충전을 요구한 후 홈스테이션(HS)으로 이동하여 상기 방전된 밧데리의 연결단자(8)를 자동 충전장치의 연결단자(7)에 연결시켜 상기 밧데리(10)를 충전시키도록 된 무인차시스템에 있어서, 상기 무인운반차(1)가 상기 연결단자(7,8)를 통해 입려되는 충전전압과 전류를 검출하는 전압전류 검출수단(16); 홈스테이션의 충전위치를 감지하는 위치센서(9); 밧데리(10); 상기 밧데리 전원을 입력받아 무인차에서 요구되는 각종 전압을 제공하는 무인차 전원부(11); 상기 무인차 전원부(1)가 제공하는 전원에 의해 무인차를 구동하는 무인차 구동부(13); 무인차가 상기 주컴퓨터(4)와 통신하기 위한 무선모뎀(14); 제어신호에 따라 상기 자동 충전장치로부터 입력되는 충전전원을 차단하여 단락 및 과전압으로부터 무인차를 보호하기 위한 보호회로(30); 및 상기 전압전류 검출수단(16)으로부터 검출된 충전전압과 전류신호를 입력받고, 상기 위치센서에 의해 위치정보를 입력받고, 상기 무선모뎀(14)을 통해 주컴퓨터와 통신하여 주컴퓨터의 통제하에 무선차의 운행을 제어하며, 상기 충전전압과 충전전류에 이상이 발생하면 제어신호를 발생하는 무인차 제어부(12)로 구성되어 있다.

또한, 상기 보호회로(30)는 상기 자동충전장치(2)와 밧데리(10)사이에 연결되는 다이오드(31)와, 상기 다이오드(31)에 병렬 연결되는 저항(32), 그리고 상기 다이오드(31)와 밧데리(10)사이에 연결되어 충전전압을 제어신호에 따라 연결 혹은 차단시키는 스위치(33)로 구성되고, 상기 스위치는 바람직하게는 마그네틱 콘택터로 구현된다.

이어서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 장치가 동작하는 것을 제3도의 흐름에 따라 설명한다.

본 발명에 따른 무인차(1)가 주컴퓨터(4)의 제어에 따라 유도선(3)을 정상적으로 주행하면서 밧데리의 전압을 항시 모니터 하고 있다(100,101). 이때 모니터된 밧데리전압이 기준전압 이상이면 밧데리의 상태가 정상인 것으로 판정하여 계속 운행하다가 기준접압 이하가 되면 충전요구신호를 발생한다(102,103).

이어서, 해당 무인차가 수행중인 동작을 완료한 후, 충전을 위해 홈스테이션으로 이동하고(104,105), 위치센서를 통해 충전위치를 결정한후 밧데리의 연결단자를 움직여 자동 충전장치의 연결단자에 접촉시킨다(106).

충전중에도 무인차로부터 호출신호가 있는지를 판단하여(107), 없으면 충전이 완료되었는지를 판단한 후, 충전이 완료되지 않았으면 계속 충전을 진행하고, 충전이 완료되거나 무인차로부터 호출이 있으면 무인차의 운전을 정지하고, 충전위치에서 대기한다(108,109). 이어서 주컴퓨터(4)로부터 운행지령이 수신되면, 해당 운행 루프를 따라 이동하여 정상 운행상태로 전환한다(110).

한편, 홈스테이션에서 무인차의 밧데리를 충전시킬 때, 무인차의 전압/전류 검출기(16)가 충전전압을 감시하여 이상이 발생하면 보호회로의 마그네틱 컨택터를 오픈하여 무인차를 보호한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 무인차 자동충전시스템은 무인차가 운행중에 밧데리가 방전되면 홈스테이션으로 이동한 후 자동충전장치의 연결단자와 밧데리의 연결단자를 자동으로 연결하여 밧데리를 충전시킴과 동시에 충전전압과 전류를 모니터하여 이상발생시 보호회로를 작동시켜 무인차를 보호하므로 충전에 소요작업되는 인건비를 절감시킴과 동시에 충전중에 무인차를 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 주컴퓨터(4)의 제어에 따라 밧데리(10)가 장착된 무인차(1)가 유도선(3)을 주행하고, 상기 밧데리(10)가 방전되면 무인차(1)가 충전요구신호를 발생하여 상기 무인차(1)가 상기 주컴퓨터(4)에 충전을 요구한후 홈스테이션(HS)으로 이동하여 상기 방전된 밧데리의 연결단자(8)를 자동 충전장치의 연결단자(7)에 연결시켜 상기 밧데리(10)를 충전시키도록 된 무인차시스템에 있어서, 상기 무인차(1)가 상기 연결단자(7,8)를 통해 입력되는 충전전압과 전류를 검출하는 전압전류 검출수단(16); 상기 홈스테이션(HS)의 충전위치를 감지하는 위치센서(9); 상기 연결단자(7,8)를 통해 입력되는 충전전압에 의해 충전되는 밧데리(10); 상기 밧데리(10)로부터 전원을 입력받아 무인차(1)에서 요구되는 각종 전압을 제공하는 무인차 전원부(11); 상기 무인차 전원부(1)가 제공하는 전원에 의해 무인차(1)가 상기 유도선(3)을 따라 주행하도록 구동하는 무인차 구동부(13); 상기 무인차(1)가 상기 주컴퓨터(4)와 통신하기 위한 무선모뎀(14); 제어신호에 따라 상기 자동 충전장치(2)로부터 입력되는 충전전원을 차단하여 단락 및 과전압으로부터 상기 밧데리(10)를 보호하기 위한 보호회로(30); 및 상기 전압전류 검출수단(16)으로부터 검출된 충전전압과 전류신호를 입력받고, 상기 위치센서(9)에 의해 위치정보를 입력받으며, 상기 무선모뎀(14)을 통해 주컴퓨터(4)와 통신하여 주컴퓨터(4)에 통제하에 무인차(1)의 운행을 제어하고, 입력된 상기 충전전압과 충전전류에 이상이 발생하면 상기 보호회로(30)를 차단시키기 위한 제어신호를 발생하는 무인차 제어부(12)로 구성되는 것을 특징으로 하는 무인운반차의 자동 충전시스템.