KR0182114B1 - Battery charging control method of movable robot and its apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 이동형로봇의 축전지 충전제어방법 및 충전제어장치에 관한 것으로서, 상기 축전지의 충전필요 여부를 검지하여 충전이 필요한 경우 상기 이동형로봇의 충전커플러를 충전기의 충전판에 접속시켜 충전을 수행하고, 상기 축전지의 충전완료 여부를 검지하여 충전완료시 상기 축전지의 충전을 중단시키도록 제어하는 것이다. 또한, 충전수행 중 상기 이동형로봇에 외부작업 수행신호가 인가되면 충전을 중단시키도록 제어한다. 이에 의해, 축전지의 과충전이 방지되어 축전지를 보호할 수 있고, 충전 도중 외부로부터 작업명령이 인가되면 충전을 중단하고 외부의 명령에 따라 작업을 수행할 수 있어 충전작업의 효율적이고 자동으로 이루어지는 이동형로봇의 축전지 충전장치 및 충전제어방법이 제공된다.The present invention relates to a battery charging control method and a charging control device of a mobile robot, and detects whether the battery needs to be charged, and when charging is required, the charging coupler of the mobile robot is connected to a charging plate of a charger to perform charging. By detecting whether the charging of the battery is completed, the control is performed to stop charging of the battery when the charging is completed. In addition, the control to stop the charging when the external operation performance signal is applied to the mobile robot during the charging process. As a result, overcharging of the battery can be prevented to protect the battery, and when a work command is applied from the outside during charging, the robot can stop charging and perform work according to an external command, thereby efficiently and automatically performing a mobile robot. A battery charging device and a charging control method are provided.
Description
본 발명은 이동형로봇의 축전지 충전제어방법 및 충전제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery charging control method and a charging control device of a mobile robot.
산업현장에서는 스스로 이동하면서 물건을 적재하거나 운반하는 이동장치로서 이동형로봇이 사용되고 있다. 이러한 이동형로봇을 구동하기 위해서는 전원의 공급이 필요한데, 이동형로봇은 스스로 이동하며 작업하므로 작업반경이 넓어 전원의 공급을 유선으로 하지 않고 주로 밧데리나 축전지를 내장하여 전원을 공급하고 있다. 축전지를 사용하는 경우에는 축전지를 충전시키는 작업이 필요하게 된다.In the industrial field, a mobile robot is used as a mobile device that loads or transports things while moving by itself. In order to drive such a mobile robot, power is required. Since the mobile robot works by moving on its own, the working radius is wide, so that the power supply is mainly supplied by a battery or a storage battery. In the case of using a storage battery, it is necessary to charge the storage battery.
이동형로봇은 먼저, 내장하고 있는 축전지가 충전을 필요로 하는 상태인가를 판단한다. 충전이 필요한 상태이면 이동형로봇이 충전기가 있는 위치로 이동한다. 충전기는 전원을 공급하는 충전판을 가지고 있고, 이동형로봇은 축전지에 연결된 충전커플러를 가지고 있다. 이동형로봇은 이 충전커플러를 충전판에 접속하고, 이에 따라 충전기로부터 축전지에 전원이 공급되어 축전지의 충전 작업이 수행된다.The mobile robot first determines whether the built-in battery needs to be charged. If charging is required, the mobile robot moves to the location of the charger. The charger has a charging plate to supply power, and the mobile robot has a charging coupler connected to the battery. The mobile robot connects the charging coupler to the charging plate, whereby power is supplied from the charger to the storage battery, thereby charging the storage battery.
그런데, 이러한 종래의 충전방법은, 충전이 완료된 후에도 이동형로봇에 다른 작업을 수행하라는 외부로부터의 명령이 인가되기 전 까지는 충전작업을 계속 수행하므로, 과충전에 의한 에너지와 시간의 손실이 생기고 축전지 자체의 수명에도 영향을 줄 수가 있다. 또한, 충전이 완료될 때까지는 계속 충전을 하기 때문에 이동형로봇에 외부의 명령이 인가되어도 다른 작업을 할 수 없다는 문제점이 있다.However, such a conventional charging method, since the charging operation is continued even after the charging is completed until the command from the outside to perform another operation to the mobile robot, the loss of energy and time due to overcharging occurs, and It can also affect lifespan. In addition, since charging continues until the charging is completed, there is a problem that no other operation can be performed even if an external command is applied to the mobile robot.
따라서, 본 발명의 목적은, 축전지의 과충전을 방지하고 축전지를 보호할 수 있는 이동형로봇의 축전지 충전장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery charging device for a mobile robot capable of preventing overcharging the battery and protecting the battery.
본 발명의 다른 목적은, 충전 도중 외부로부터 작업명령이 인가되면 이에 따라 충전을 중단하고 외부의 명령에 따라 작업을 수행할 수 있도록 하는 축전지 충전장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a battery charging device that can stop the charging according to the operation command is applied from the outside during the charging and perform the operation according to the external command.
또한, 본 발명이 또 다른 목적은, 상기와 같은 축전지 충전장치에 의한 축전지 충전방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a battery charging method using the battery charging device as described above.
도 1은 본 발명에 따른 충전제어장치의 개략적 블럭도이다.1 is a schematic block diagram of a charging control device according to the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 이동형로봇 11 : 축전지10: mobile robot 11: battery
17 : 전압계 19 : 외부명령검지부17 voltmeter 19: external command detection unit
20 : 제1광송수신장치 23 : 제2광송수신장치20: first optical transmitting and receiving device 23: second optical transmitting and receiving device
30 : 충전기30: charger
상기 목적은, 본 발명에 따라, 작동에 필요한 전력을 공급하는 축전지를 구비한 이동형로봇의 축전지 충전제어장치에 있어서, 상기 축전지의 충전 상태를 검지하는 충전검지부와, 상기 충전검지부의 검지 결과, 충전이 필요한 경우 상기 이동형로봇의 충전커플러를 충전기의 충전판에 접속시키고, 충전이 완료된 경우 상기 축전지의 충전을 중단시키도록 제어하는 충전제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 축전지 충전제어장치에 의해 달성된다.The above object is, according to the present invention, in the battery charging control device of a mobile robot having a storage battery for supplying the power required for operation, the charging detection unit for detecting the state of charge of the storage battery, the detection result of the charging detection unit, If necessary, it is achieved by a battery charging control device comprising a charge control unit for connecting the charging coupler of the mobile robot to the charging plate of the charger, and controls to stop the charging of the battery when charging is complete.
여기서, 상기 축전지를 충전하는 충전기의 충전가능 여부를 검지하는 충전기상태검지부를 더 포함하도록 하여, 충전이 가능한 경우에만 충전 작동을 수행하도록 하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to further include a charger state detection unit for detecting whether the charger for charging the battery can be charged, so as to perform the charging operation only when charging is possible.
이때 상기 충전기상태검지부는, 상기 이동형로봇과 상기 충전기에 각각 설치되어 상호 무선으로 통신하는 무선통신장치로 구성하여, 이동형로봇의 작업을 유선에 의해 방해받지 않도록 하는 것이 바람직하고, 상기 무선통신장치는 광송수신장치로 간단하게 구성할 수 있다.At this time, the charger state detecting unit, it is preferable to configure the mobile robot and the wireless communication device installed in each of the charger to communicate with each other wirelessly, so that the work of the mobile robot is not disturbed by a wire, the wireless communication device It can be easily configured with an optical transmitter and receiver.
또한, 본 발명이 다른 목적은, 상기와 같은 축전지 충전 제어장치에, 상기 이동형로봇의 충전 수행 중 상기 이동형로봇에 외부작업 수행신호의 인가 여부를 검지하는 외부명령검지부를 더 포함하도록 하고, 상기 제어부는 상기 외부명령검지부의 외부작업 수행신호의 검지에 따라 충전작업을 중단시키도록 상기 이동형로봇을 제어함으로써 달성할 수 있다.In addition, another object of the present invention, the battery charging control device as described above, further comprising an external command detection unit for detecting whether the external operation performance signal is applied to the mobile robot during the charging of the mobile robot, the control unit Can be achieved by controlling the mobile robot to stop the charging operation according to the detection of the external operation performance signal of the external command detection unit.
또한, 본 발명에 따르면, 상기와 같은 이동형로봇의 축전지 충전 제어장치에 의해 수행되는 축전지 충전 제어방법이 제공된다.In addition, according to the present invention, there is provided a battery charge control method performed by the battery charge control device of the mobile robot as described above.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 충전제어장치의 개략적 블럭도이다. 이동형로붓(10)은 작업을 수행하기 위한 전력을 공급받는 축전지(11)와, 축전지(11)의 전압을 측정하는 전압계(17)와, 전압계(17)에 의해 측정된 전압에 근거하여 축전지(11)의 충전필요 여부를 송출하는 제1광송수신장치(20)를 가지고 있다. 이동형로붓(10)의 전체적인 제어는 도시않은 마이컴에 의해 이루어진다.1 is a schematic block diagram of a charging control device according to the present invention. The movable furnace brush 10 has a storage battery 11 that is supplied with power for performing a work, a voltmeter 17 that measures the voltage of the storage battery 11, and a storage battery based on the voltage measured by the voltmeter 17. (1) has a first optical transmitting / receiving device (20) for sending out whether charging is necessary or not. Overall control of the movable brush 10 is made by a microcomputer (not shown).
전압계(17)는 축전지(11)의 양 단자에 연결되어 축전지(11)의 전압을 측정하며, 이 측정된 전압에 따라 축전지(11)의 충전 정도를 알 수 있다. 마이컴은 이 전압계(17)의 측정치로 축전지(11)의 충전 필요 여부를 결정한다.The voltmeter 17 is connected to both terminals of the battery 11 to measure the voltage of the battery 11, and it is possible to know the degree of charge of the battery 11 according to the measured voltage. The microcomputer determines whether the storage battery 11 needs to be charged based on the measured value of the voltmeter 17.
축전지(11)의 양 출력단자는 충전커플러(15)에 연결되어 있다. 충전커플러(15)는 외부의 충전기로부터 축전지(11)에 전력을 공급하여 축전지(11)를 충전시키도록 하는 단자를 제공한다. 축전지(11)와 충전커플러(15) 사이에는 개폐기(13)가 연결되어 있어 축전지(11)와 충전커플러(15)간의 전기적 연결을 단속한다.Both output terminals of the storage battery 11 are connected to the charging coupler 15. The charging coupler 15 provides a terminal for charging the battery 11 by supplying power to the battery 11 from an external charger. The switch 13 is connected between the storage battery 11 and the charging coupler 15 to interrupt the electrical connection between the storage battery 11 and the charging coupler 15.
제1광송수신장치(20)는 마이컴이 축전지(11)의 충전이 필요한 것으로 판단하면 이에 따라 충전필요 여부를 빛으로 송신한다.When the microcomputer determines that the charging of the storage battery 11 is necessary, the first light transmitting / receiving device 20 transmits whether the charging is necessary by light.
이동형로봇(10)은 외부로부터의 작업 수행 신호를 수령하는 외부명령검지부(19)를 가지고 있다. 외부명령검지부(19)에 외부로부터 유선 혹은 무선으로 작업수행 명령이 수신되면, 마이컴은 이에 따라 이동형로봇(10)을 제어하여 해당 작업을 수행한다.The mobile robot 10 has an external command detection unit 19 for receiving a work performance signal from the outside. When a task execution command is received from the outside by wire or wirelessly to the external command detection unit 19, the microcomputer controls the mobile robot 10 accordingly to perform the corresponding work.
충전기(30)는 제2광송수신장치(23)와, 제2광송수신장치(23)를 제어하는 콘트롤러(35)와, 외부의 축전지에 전원을 공급하여 충전을 하기 위한 충전판(31, 32)을 가지고 있다.The charger 30 includes a second optical transmitting and receiving device 23, a controller 35 for controlling the second optical transmitting and receiving device 23, and charging plates 31 and 32 for charging by supplying power to an external storage battery. Has)
이동형로봇(10)의 제1광송수신장치(20)와 충전기(30)의 제2광송수신장치(23)는 상호 정보를 수수하며, 정보의 수수는 빛을 통해 행한다. 제1광송수신장치(20)가 송신하는 내용은 축전지(11)의 충전필요 여부이고, 제2광송수신장치(23)는 이를 수령한다. 제2광송수신장치(23)가 송신하는 내용은 충전기(30)의 정상작동 여부 즉, 충전기(30)가 충전작동을 수행할 수 있는지의 여부이고, 제1광송수신장치(20)는 이를 수령한다.The first optical transmission / reception device 20 of the mobile robot 10 and the second optical transmission / reception device 23 of the charger 30 receive information from each other, and the information is received through light. The content transmitted by the first optical transmission / reception device 20 is whether the storage battery 11 needs to be charged, and the second optical transmission / reception device 23 receives it. The content transmitted by the second optical transmitter / receiver 23 is whether the charger 30 is normally operated, that is, whether the charger 30 can perform a charging operation, and the first optical transmitter / receiver 20 receives it. do.
이러한 구성에 따라 이동형로붓의 축전지 충전방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the battery charging method of the mobile brush according to this configuration as follows.
전압계(17)는 상시 축전지(11)의 전압 상태를 측정하고, 마이컴은 이 측정치를 기준으로 축전지(11)의 충전필요 여부를 판단한다. 이때 마이컴이 충전이 필요한 상태로 판단하면, 마이컴은 제1광송수신장치(20)를 구동하여 제2광송수신장치(23)에 충전필요 신호를 송출한다.The voltmeter 17 measures the voltage state of the storage battery 11 at all times, and the microcomputer determines whether the charging of the storage battery 11 is necessary based on this measurement value. At this time, if the microcomputer determines that the charging state is required, the microcomputer drives the first optical transmission / reception device 20 to transmit a charging required signal to the second optical transmission / reception device 23.
충전기(30) 내의 콘트롤러(35)는 제2광송수신장치(23)가 수령한 신호에 따라 충전기(30)이 충전작동 수행 가능여부를 검지하고, 그 결과를 제2광송수신장치(23)를 통해 제1광송수신장치(20)에 송출한다. 제1광송수신장치(20)가 충전기(30)의 충전수행 가능 신호를 수령하면, 마이컴은 이에 따라 이동형로봇(10)을 충전기(30)를 향해 이동시킨다.The controller 35 in the charger 30 detects whether the charger 30 can perform a charging operation according to a signal received by the second light transmitting / receiving device 23, and checks the result of the second light transmitting / receiving device 23. Through the first optical transmission and reception device 20 through. When the first optical transmitting and receiving device 20 receives the charge possible signal of the charger 30, the microcomputer moves the mobile robot 10 toward the charger 30 accordingly.
이동형로봇(10)이 충전기(30)를 향해 이동한 후 마이컴은 충전커플러(15)를 충전기(30)의 충전판(31, 32)에 접속시키고 개폐기(13)를 ON상태로 한다. 이에 따라 충전기(30)에 의한 충전 작업이 수행된다.After the mobile robot 10 moves toward the charger 30, the microcomputer connects the charging coupler 15 to the charging plates 31 and 32 of the charger 30 and turns the switch 13 on. Accordingly, the charging operation by the charger 30 is performed.
마이컴은 전압계(17)를 통해 축전지(11)의 충전완료 여부를 검지하며, 충전이 완료되면, 개폐기(13)를 OFF시키고 충전커플러(15)를 충전판(31, 32)으로부터 이격시켜 충전 작업을 중단한다. 충전 완료시 충전작업을 중단시키므로, 축전지(11)의 과충전으로 인한 수명 단축이 발생하지 않고, 불필요한 에너지 및 충전시간의 낭비가 발생하지 않는다.The microcomputer detects whether the battery 11 is fully charged through the voltmeter 17, and when charging is completed, the switch 13 is turned off and the charging coupler 15 is spaced apart from the charging plates 31 and 32 for charging. Abort. Since the charging operation is stopped when the charging is completed, the shortening of the life due to the overcharging of the storage battery 11 does not occur, and unnecessary waste of energy and charging time does not occur.
이동형로봇(10)의 충전작업 중 외부에서 작업을 개시하라는 신호가 송출되면, 외부명령검지부(19)는 이를 검지하여 마이컴에 송신한다. 마이컴은 이에 따라 개폐기(13)를 OFF시키고 충전커플러(15)를 충전판(31, 32)으로부터 이격시켜 이동형로봇(10)의 충전 작업을 중단시키고, 이동형로봇(10)은 외부작업을 수행하기 시작한다. 외부명령 인가시 충전을 중단하게 함으로써, 이동형로봇을 작업에 효율적으로 사용할 수 있다.If a signal to start the work from the outside during the charging operation of the mobile robot 10 is sent, the external command detection unit 19 detects it and transmits it to the microcomputer. The microcomputer accordingly turns off the switch 13 and the charging coupler 15 is separated from the charging plate (31, 32) to stop the charging operation of the mobile robot 10, the mobile robot 10 to perform the external work To start. By stopping the charging when an external command is applied, the mobile robot can be used efficiently for work.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 축전지의 과충전이 방지되어 축전지를 보호할 수 있고, 충전 도중 외부로부터 작업명령이 인가되면 충전을 중단하고 외부의 명령에 따라 작업을 수행할 수 있어 충전작업의 효율적이고 자동으로 이루어지는 이동형로봇의 축전지 충전장치 및 충전제어방법이 제공된다.As described above, according to the present invention, the overcharging of the battery can be prevented to protect the battery, and when a work command is applied from the outside during charging, the charging can be stopped and the work can be performed according to an external command. An efficient and automatic battery charging device and a charging control method for a mobile robot are provided.
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