KR100218745B1 - 무인차 밧데리의 자동 충전방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무인운반차의 충전방법에 관한 것으로, 밧데리 전원으로 사용하는 무인 운반차를 충전스테이션으로 이동시킨 후 자동충전시스템에 의해 상기 밧데리를 충전시키도록 된 무인차의 자동충전시스템에서 상기 무인차의 밧데리(2)를 충전시키기 전에 밧데리의 상태를 체크하여 충전여부를 결정하고, 충전하기로 결정되면 무인차 제어장치(3)의 전원부와 밧데리(2)의 연결을 차단한 후 충전을 시작하고, 충전중에 밧데리의 상태와 충전전류를 검출하여 이상 발생 혹은 충전완료시 충전동작을 중지한 후 원상태로 복귀하도록 하므로써 충전중에 무인차의 밧데리와 무인차제어장치를 보호할 수 있다.

Description

무인차 밧데리의 자동 충전방법(Method of charging batteries of AGV)

본 발명은 밧데리 구동형 무인운반차(이하 무인차라고 한다)에서 밧데리를 자동으로 충전시키는 자동 충전방법에 관한 것으로 특히, 밧데리의 상태에 따라 충전여부를 결정하고 충전시 전류센서가 충전전류의 이상을 검출하면 충전을 중지하여 무인차를 보호할 수 있는 무인차 밧데리의 자동 충전 방법에 관한 것이다.

일반적으로 물류시스템 및 자동생산시스템과 같은 자동화시스템에서 사용되는 무인운반시스템은 중앙에서 전체 무인차의 주행을 통제하는 무인차 제어컴퓨터와, 무인차와 송수신하기 위한 무선통신기, 유도선(guide path), 무인차(AGV), 작엽 스테이션(station) 등으로 구성되어 무인차 제어컴퓨터가 무선통신기를 통해 지시하는 경로로 무인차가 유도선을 따라 이동하고 작업 스테이션에서 일시 정지하여 부품, 자재, 제품 등을 이, 적재하도록 되어 있다. 또한 이러한 무인 운반시스템에서 무인차가 주행하는 경로(guide path)에는 마크(mark)가 표시되어 무인차가 위치를 파악할 수 있도록 되어 있다.

이러한 무인차시스템에서 사용되는 무인차는 구동전원 및 제어전원으로 통상 밧데리(battery)를 사용하기 때문에 필요하게 되면중에 밧데리에 충전된 전력이 어느 정도 소진되면 상기 밧데리를 재 충전시킬 필요가 있다. 이를 위하여 모든 무인차시스템에는 작업을 위한 다수의 작업 스테이션과는 별도로 방전된 밧데리를 재충전시켜주기 위한 무인차 충전스테이션이 있다.

따라서 무인차가 내부의 전원단자로부터 연결된 밧데리로 운행하다가 일정시간 밧데리를 사용하여 밧데리의 충전이 필요하게 되면 밧데리 다운(DOWN)신호를 발생하여 제어컴퓨터에 이를 알리고, 제어컴퓨터는 상기 무인차를 충전스테이션으로 이동하도록 무인차를 유도하여 충전스테이션에 도착한 무인차는 자동 충전시스템과 접속하여 밧데리를 충전하게 된다.

그런데, 종래의 자동 충전시스템에서는 무인 운반차가 충전스테이션에 도착하면 내부의 밧데리의 상태에 관계없이 충전을 하게 되어 과충전의 가능성이 있으며, 무인차 제어장치가 밧데리에 연결되어 있는 상태에서 상기 밧데리와 직접 연결된 수전용 커넥터가 충전기의 충전용 커넥터에 접촉하게 되어 충전중 이상전압이 유기되면 무인차 제어장치에 직접적으로 손상을 미칠 우려가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 밧데리의 상태를 점검한 후 충전여부를 결정하고, 충전시에 과전류와 같은 이상상태가 검출되면 충전을 중지하여 무인차를 보호할 수 있는 무인차 밧데리의 자동 충전방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은 밧데리를 전원으로 사용하는 무인차를 충전스테이션으로 이동시킨 후 자동충전시스템에 의해 상기 밧데리를 충전시키도록 된 무인차의 자동충전시스템에 있어서, 상기 무인차의 밧데리를 충전시키기 전에 밧데리의 상태를 체크하여 충전여부를 결정하는 제1단계; 상기 제1단계에서 충전하기로 결정하면 무인차제어장치와 상기 밧데리의 연결을 차단한 후 상기 밧데리의 충전을 시작하는 제2단계; 충전중에 밧데리의 상태와 충전전류를 전류검출기로 검출하여 이상 발생 혹은 충전완료를 검출하는 제3단계; 및 상기 제3단계에서 이상 발생이나 충전완료를 검출하면, 충전동작을 중지한 후 원상태로 복귀하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 무인차의 밧데리를 충전함에 있어서 밧데리의 상태를 점검함과 아울러 무인차의 제어장치와 밧데리를 격리시킴으로써 충전중 과전압에 의해 무인차의 제어장치가 손상되는 것을 방지할 수 있고, 충전전류를 검출하여 충전완료 혹은 이상 발생시 충전을 중지하므로써 밧데리를 보호할 수 있다.

제1a도는 무인차가 충전스테이션에 충전을 위해 정차한 경우의 평면도.

제1b도는 무인차가 충전스테이션에 충전을 위해 정차한 경우의 측면도.

제2도는 본 발명에 따라 무인차의 밧데리를 충전하기 위한 방법을 도시한 시퀀스도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 무인차 2 : 밧데리

3 : 무인차제어장치 4 : 무인차 충전제어부

5 : 수전용 커넥터 6 : 충전용 커넥터

7 : 빔센서 8 : 충전기 제어부

9 : 충전기

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.

앞서 설명한 바와 같이, 일반적인 무인차시스템은 무인차시스템의 전체 운행을 제어하는 제어컴퓨터와 제어컴퓨터의 제어에 따라 무선신호를 송수신하는 제어컴퓨터의 무선송수신기, 유도선, 유도선상에 설치되어 무인차가 정지하여 소정의 작업을 수행하도록 된 복수개의 작업스테이션, 충전작업을 위해 무인차가 정지하는 충전스테이션(홈스테이션이라고도 한다), 충전 스테이션에 위치하여 무인차의 밧데리에 전원을 공급하기 위한 자동충전장치, 및 밧데리에 의해 구동되는 무인차들로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 무인차시스템에서 무인차가 충전을 위해 충전스테이션에 도착하면 도 la 및 1b에 도시된 바와 같이, 무인차의 수전용 커넥터(5)를 자동 충전장치의 충전용 커넥터(6)에 접촉시켜 무인차의 밧데리(2)를 충전한다. 즉, 도 la에 개략적으로 도시된 바와 같이, 무인차(1)는 밧데리(2), 무인차 충전제어부(4), 무인창제어장치(3), 수전용 커넥터(5), 빔센서(7)등을 구비하고 있고, 자동충전시스템은 충전용 커넥터(6), 빔센서(7), 충전기제어부(8), 충전기(9) 등을 구비하고 있다.

무인차(1)가 충전스테이션에 도착하면 무인차 본체 측면에 돌출되어 있는 수전용 커넥터(5)와 충전장치의 충전용 커넥터(6)가 접촉되게 한다. 이때 무인차와 충전스테이션은 서로 정확하게 위치가 맞아야 하기 때문에 서로의 위치를 확인하기 위해 빔센서(7)가 이용되고, 충전용 커넥터(6)의 후면에는 스플링이 설치되어 있어 수전용 커넥터(5)에 의해 충전용 커넥터(6)가 뒤로 밀리면서 스프링의 탄력에 의해 두 커넥터가 강하게 접촉된다. 이와 같이 두 커넥터(5,6)가 완전히 접촉된 상태에서 자동충전장지는 제반 조건을 판단한 후 정상이면 무인차의 밧데리에 충전을 개시한다.

한편, 도면에는 자세히 도시되지 않았으나 상기 무인차에는 위치를 감지하기 위한 위치센서(예컨대, 홀센서) 가 구비되어 있고, 각 스테이션에는 위치를 알려주기 위한 위치표시수단(예컨대, 자석)이 설치되어 제어컴퓨터의 지시에 따라 유도선을 주행하면서 위치센서에 의해 자신의 위치 및 스테이션의 종류를 판단할 수 있게 되어 있다.

도 2는 본 발명에 따라 무인차의 밧데리를 자동 충전장치로 충전하는 개념을 도시한 시퀸스도이다.

도 2를 참조하면, 정상상태에서 무인차(1)는 제1마그네트 스위치(MS1)가 오프되어 있는데, 제1마그네트 스위치(MS1)이 오프된다.(즉, MS1-a는 A접점으로 동작하고, MS1-b는 B접점으로 동작한다). 따라서 정상상태에서는 무인차제어장치(3)에 밧데리 전원(2)이 MS-b 접점을 통해 연결되어 있다.

한편, 정상상태에서 자동충전시스템의 제2마그네트 스위치(MS2)도 오프되어 있고, 릴레이(RY)도 오프되어 있다. 따라서 MS2-a 접점이 차단되어 충전기(9)에 교류전원이 연결되지 못하고 있다.

이와 같은 정상상태에서 무인차가 충전을 하기 위해 충전스테이션에 도착한 후, 밧데리의 상태를 감지하는 센서(10)가 밧데리의 이상유무를 확인하여 밧데리가 충전이 필요한 정상상태이면 무인차 충전제어부(4)의 밧데리 상태를 나타내는 접점이 온되고, 무인차의 빔센서(7)와 자동 충전시스템의 빔센서(7)가 일치되어 정확한 충전위치에 도달하면 무인차 충전제어부(4)의 접점이 온된다. 이때 무인차의 수전용커넥터(5)는 전방으로 전진되어 충전용 커넥터(6)와 밀착되어 있고, 무인차측의 전류검출기(CT1)는 정상상태에서 접점(CT-b1)을 연결하고 있다. 따라서 무인차의 충전제어부(4)에서 밧데리의 상태가 충전이 요구되는 정상상태(접점 10이 온)이고, 무인차의 빔센서(7)가 자동 충전장치의 빔센서(7)를 검지하면(접점 7이 온), 제1마그네트 스위치(MS1)에 전류가 흘러 밧데리(2)와 무인차제어장치(3)를 연결하는 접점(MS-b)이 오프되고, 밧데리(2)와 충전을 위한 수전커넥터(5)를 연결하는 접점(MS1-a)이 온된다. 이와 같이 충전시에 밧데리의 전원은 무인차제어장치(3)와 차단되고 충전기(9)측으로 연결되게 된다.

한편, 무인차의 제1마그네트 스위치(MS1)가 온되어 충전용 커넥터(6)와 수전용 커넥터(5)를 통해 충전기(9)의 전류가 흐르게 되면, 자동충전장치의 릴레이(RY)에 전류가 흘러 충전제어기(8)의 접점(RY-a)이 온된다. 이때, 충전장치의 전류검출기(CT2)는 정상상태에서 접점(CT-b2)을 연결하고 있으므로, 접점(RY-a)이 온되면 제2마그네트 스위치(MS)에 전류가 흘러 접점(Ms2-a)이 연결되고, 이에 따라 교류전원이 충전기(9)에 연결되어 충전기(9)에 연결되어 충전기(9)가 밧데리(2)를 계속 충전하게 한다.

여기서, 충전중에 충전전류의 이상상태를 검출하기 위한 전류검출기(CT1,CT2)가 무인차와 자동충전시스템에 각각 설치되어 충전전류를 모니터하고 있다가 충전전류에 이상이 발생되거나 충전이 완료되면 각각의 접점(CT-b1, CT-b2)을 오프시켜 충전을 중지시킨다.

즉, 무인차의 전류검출기(CT1)는 정상상태에서 접점(CT-b1)을 연결하고 있다가 충전전류의 이상을 검출하면 접점(CT-b1)을 오프하게 되고, 이에 따라 제1마그네트 스위치 (MS1)가 오프되어 밧데리(2)와 무인차제어장치(3)를 연결하는 접점(MS1-b)이 온되고, 밧데리(2)와 충전을 위한 수전커넥터(5)를 연결하는 접점(MS1-a)이 오프되어 밧데리의 전원은 무인차제어장치(3)와 연결되고 충전장치측으로는 차단되게 된다. 그리고 충전기의 전류검출기(CT2)가 충전전류의 이상을 검출하면 정상상태에서 연결하고 있던 접점(CT-b2)을 오프하게 되고, 이에 따라 제2마그네트 스위치(MS2-a)가 오프되어 충전기(9)에 연결된 교류전원을 차단하게 된다.

이와 같이 전류검출기(CT1,CT2)가 충전전류의 이상을 검출할 경우, 충전을 중지시키므로써 밧데리를 보호할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명이 적용된 무인차 자동충전시스템은 무인차가 운행중에 밧데리가 방전되면 충전스테이션에 도달하여 밧데리의 상태를 검사한 후 이상이 없을 경우에 밧데리와 무인차제어장치간의 전원연결을 오프하고, 자동충전장치의 충전커넥터와 밧데리의 수전커넥터를 자동으로 연결하여 밧데리를 충전시킴과 동시에 충전전류를 모니터하여 이상 발생시 충전을 중지하므로써 충전중에 무인차를 보호할 수 있으며, 무인차의 제어장치가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 밧데리를 전원으로 사용하는 무인차를 충전스테이션으로 이동시킨 후 자동충전시스템에 의해 상기 밧데리를 충전시키도록 된 무인차의 자동충전시스템에 있어서, 상기 무인차의 밧데리(2)를 충전시키기 전에 밧데리의 상태를 체크하여 충전여부를 결정하는 제1단계; 상기 제1단계에서 충전하기로 결정하면 무인차제어장치(3)와 상기 밧데리(2)의 연결을 차단한 후 상기 밧데리의 충전을 시작하는 제2단계; 충전중에 밧데리의 상태와 충전전류를 전류검출기(ST1,ST2)로 검출하여 이상 발생 혹은 충전완료를 검출하는 제3단계; 및 상기 제3단계에서 이상 발생이나 충전완료를 검출하면, 충전동작을 중지한 후 원상태로 복귀하는 제4단계를 포함하는 무인차 밧데리의 자동 충전방법.