KR101402677B1 - System for auto-exchanging of electric vehicle battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전기자동차용 배터리 교체작업을 보다 안정적으로 수행할 수 있고 안전성 및 내구성이 향상되도록 한 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템은 전기자동차의 배터리를 교환하는 시스템에 있어서, 전기자동차의 차고보다 높은 위치에 설치되는 메인 이송레일장치와, 상기 메인 이송레일장치에 설치되어 배터리를 교환하는 교환장치(M)를 구비하되, 상기 교환장치는 상기 메인 이송레일장치를 타고 이동되는 이송프레임; 상기 이송프레임에 탑재되어 이동되는 견인장치; 상기 견인장치에 의해 감김 및 풀림되는 승강로프; 및 상기 승강로프에 접속되어 승강되고 상기 배터리를 클램핑, 언클램핑 및 이동시키는 클램핑장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 이송프레임에 의해 이동되는 견인장치가 클램핑장치를 승강시키면서 배터리를 교환하는 것이 방식으로 고중량을 지탱할 수 있는 복수의 승강로프에 의해 견고하게 지지된 상태에서 승강작용이 수행되므로 고중량의 배터리를 안정적으로 교환할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라 전기자동차용 충전스테이션을 안정적으로 운용할 수 있고, 안전성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an automatic battery exchange system for an electric vehicle, and more particularly, to an automatic battery exchange system for an electric vehicle that can perform a battery replacement operation for an electric vehicle more stably and improve safety and durability .
The present invention provides a system for replacing a battery of an electric vehicle, comprising: a main conveying rail device installed at a position higher than a garage of an electric vehicle; a main conveying rail device installed in the main conveying rail device, And a switching device (M) for exchanging the main transport rail device, wherein the transport device comprises a transport frame which is moved on the main transport rail device; A traction device mounted on and moved to the transport frame; A lifting rope wound and unwound by the towing device; And a clamping device connected to the lifting rope for lifting and lowering and clamping, unclamping and moving the battery.
According to this, since the lifting and lowering operation is performed in a state in which the pulling device moved by the conveying frame is firmly supported by the plurality of lifting ropes capable of supporting the heavy load in such a manner that the battery is exchanged while lifting the clamping device, There is an effect that it can be exchanged stably. Accordingly, the charging station for an electric vehicle can be stably operated, and safety and durability can be improved.

Description

전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템{SYSTEM FOR AUTO-EXCHANGING OF ELECTRIC VEHICLE BATTERY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery-

본 발명은 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전기자동차용 배터리 교체작업을 보다 안정적으로 수행할 수 있고 안전성 및 내구성이 향상되도록 한 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an automatic battery exchange system for an electric vehicle, and more particularly, to an automatic battery exchange system for an electric vehicle that can perform a battery replacement operation for an electric vehicle more stably and improve safety and durability .

일반적으로, 자동차는 연료로서 휘발유, 경유 등의 석유나, LPG, LNG 등의 천연가스와 같은 화석연료가 주로 사용되었으나 화석연료는 매장량이 한정된 자원으로 시간이 갈수록 고갈되고 있고 그 가격 또한 지속적으로 상승되고 있는 실정에 있다.Generally, fossil fuels such as petroleum such as gasoline, light oil, natural gas such as LPG and LNG are mainly used as fuels, but fossil fuels are depleted with time as resources are limited, and their prices are continuously rising It is in the present situation.

그리고, 화석연료는 그 사용과정에서 대기 환경을 오염시키는 다양한 배기가스가 배출될 뿐만 아니라 지구 온난화의 주요원인으로 작용하고 있는 이산화탄소를 다량으로 배출하는 문제점으로 인해 그 대안으로 전기를 에너지원으로 이동하는 전기자동차가 개발되었다.In addition, fossil fuels not only exhaust a variety of exhaust gases that pollute the atmospheric environment during their use, but also discharge a large amount of carbon dioxide, which is a major cause of global warming, Electric vehicles were developed.

전기자동차는 순수 전기자동차(Battery powered electric vehicle), 전동기와 엔진을 함께 이용하는 하이브리드 전기자동차(Hybrid electric vehicle), 연료전지 전기자동차(Fuel cell electric vehicle) 등이 개발되고 있다. 또한, 전기자동차의 활성화와 보급이 확대되기 위해서는 언제 어디서나 손쉽게 충전할 수 있는 충전 인프라의 구축이 필수적이어서 이에 관해서도 다양한 연구가 진행되고 있다.Electric vehicles include a battery powered electric vehicle, a hybrid electric vehicle using a motor and an engine together, and a fuel cell electric vehicle. In addition, in order to expand the activation and diffusion of electric vehicles, it is essential to construct a charging infrastructure that can be easily charged anytime and anywhere.

하지만, 전기자동차는 석유(휘발유, 경유 등)를 이용하거나 천연가스를 이용하는 자동차와 달리 플러그인 방식으로 배터리에 전력을 충전하게 되므로 소비자는 긴 대기시간이 요구되어 매우 불편하고 충전시설을 운영하는 업체는 지나치게 긴 대기시간으로 인해 경제성이 없는 실정에 있다. However, unlike automobiles that use petroleum (gasoline, light oil, etc.) or electric vehicles, electric vehicles are charged by the plug-in method, unlike automobiles that use natural gas. Consumers are very inconvenient because of long waiting time. There is no economical efficiency due to excessive waiting time.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0078289호에 개시되어 있는 바와 같이 전기자동차의 배터리에 전원을 직접 충전하지 않고 사전에 배터리를 충전하여 완충된 배터리 자체를 교환하는 방식(이하, '배터리교체방식'이라 한다)의 전기자동차 충전 시스템이 제안되어 있다. In order to solve the above problems, as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0078289, the battery of the electric vehicle is charged in advance without directly charging the battery, (Hereinafter, referred to as " battery replacement system ").

이러한, 배터리교체방식은 충전을 필요로 하는 소비자가 충전스테이션에 방문하게 되면 기 사용된 배터리를 미리 완충된 배터리와 교체, 장착하게 되므로 별도의 충전시간 없이 편리하게 이용할 수 있는 장점이 있다. Such a battery replacement method is advantageous in that, when a consumer requiring a charge visits the charging station, the used battery is replaced with a fully charged battery in advance, so that the battery can be conveniently used without additional charging time.

하지만, 소비자가 배터리를 교체하기 위해 충전스테이션에 방문하게 되면 전기자동차에 기 장착되어 있는 배터리를 일일이 분해하여 제거하고, 전기자동차의 종류나 기 장착되어 있는 배터리의 종류에 맞는 배터리를 찾아낸 후, 다시 장착하여야 하므로 여전히 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다. However, when the consumer visits the charging station to replace the battery, the battery in the electric vehicle is disassembled and removed to find a battery suitable for the type of electric vehicle or the type of the battery, There is still a problem that it takes a lot of time.

이에 따라 전기자동차를 편리하게 이용하기 위해서는 배터리의 교체작업을 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 배터리 자동교환시스템의 개발이 필요한 실정에 있다. Accordingly, there is a need to develop an automatic battery exchange system capable of quickly and accurately performing a battery replacement operation in order to conveniently use an electric vehicle.

이러한 배터리 자동교환시스템은 로봇기술을 기반으로 한 3축로봇시스템과 같이 X축, Y축 및 Z축 구동축을 이용하여 배터리를 이동시키고 로딩 및 언로딩 동작을 수행할 수 있도록 구현할 수도 있지만, 이러한 방식은 전기자동차와 같이 고중량의 배터리가 장착되는 설비의 교환시스템으로 구현하는 것은 현실적으로 어려움이 있고, 이를 적용할 경우 배터리의 낙하와 같은 위험성이 내재되어 있는 단점이 있다.Such a battery automatic exchange system can be implemented to move the battery and perform loading and unloading operations using the X-axis, Y-axis, and Z-axis driving axes, as in the case of a three-axis robot system based on robot technology. It is practically difficult to implement the system as a replacement system of a facility in which a battery of a high weight such as an electric car is mounted. However, there is a drawback that the application of such a system has inherent risks such as falling of the battery.

특히, 전기 버스와 같은 전기자동차용 배터리는 대용량으로서 하중과 부피가 매우 커서 이송 및 교체가 더욱 어렵고 추락시 심각한 안전사고를 초래하므로 배터리 자동교환시스템의 보다 효율적인 운용을 위해서는 안정성, 안전성 및 내구성이 검증된 시스템의 개발이 절실히 요구되고 있다. 이에 따라, 엘리베이터의 승강시스템과 같이 안정성이 검증되어 있고 보편화 되어 있는 승강로프를 이용한 견인방식을 적용한 배터리 자동교환시스템의 개발이 필요한 실정에 있다.
Particularly, electric automobile batteries such as electric buses have a large capacity and load and volume, which are difficult to transfer and replace, and cause serious safety accidents in case of a fall. Therefore, stability, safety and durability are verified The development of a new system is urgently required. Accordingly, there is a need to develop an automatic battery exchange system employing a traction system using a lifting rope, which has been verified as being stable in the elevator lifting system, and which has become popular.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 전기자동차용 배터리 교체작업을 보다 안정적으로 수행할 수 있고 안전성 및 내구성이 향상되도록 한 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a battery-operated automatic battery replacement system for an electric vehicle, which can more reliably perform battery replacement work for an electric vehicle and improve safety and durability.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템은 전기자동차의 배터리를 교환하는 시스템에 있어서, 전기자동차의 차고보다 높은 위치에 설치되는 메인 이송레일장치와, 상기 메인 이송레일장치에 설치되어 배터리를 교환하는 교환장치(M)를 구비하되, 상기 교환장치는 상기 메인 이송레일장치를 타고 이동되는 이송프레임; 상기 이송프레임에 탑재되어 이동되는 견인장치; 상기 견인장치에 의해 감김 및 풀림되는 승강로프; 및 상기 승강로프에 접속되어 승강되고 상기 배터리를 클램핑, 언클램핑 및 이동시키는 클램핑장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a system for replacing a battery of an electric vehicle, comprising: a main transfer rail device installed at a position higher than a car garage of an electric vehicle; And a replacing device (M) installed in the rail device for exchanging the battery, the exchanging device comprising: a conveying frame moved on the main conveying rail device; A traction device mounted on and moved to the transport frame; A lifting rope wound and unwound by the towing device; And a clamping device connected to the lifting rope for lifting and lowering and clamping, unclamping and moving the battery.

상기 이송프레임은 상기 메인 이송레일장치 사이에 배치되는 이송본체; 상기 이송본체를 이동시키는 이송본체구동장치; 상기 메인 이송레일장치에 이동 가능하게 접속되고 상기 이송본체의 양쪽에 구성되는 제1 슬라이더; 및 상기 메인 이송레일장치에 대해 직교되는 방향으로 상기 이송본체에 배치되는 보조 이송레일을 포함하여 구성될 수 있다.Wherein the transport frame comprises a transport body disposed between the main transport rail apparatuses; A transfer body driving device for moving the transfer body; A first slider movably connected to the main feed rail device and configured on both sides of the feed main body; And an auxiliary transport rail disposed in the transport body in a direction orthogonal to the main transport rail apparatus.

그리고, 상기 견인장치는 상기 이송프레임에 이동 가능하게 설치되는 견인장치본체; 상기 견인장치본체를 이동시키는 견인본체구동장치; 상기 보조 이송레일에 이동 가능하게 접속되고 상기 견인장치본체에 구성되는 제2 슬라이더; 상기 견인장치본체에 설치되는 견인구동모터; 상기 견인구동모터의 회전력을 감속하기 위해 접속되는 견인감속기; 상기 견인감속기의 출력부에 접속되어 회전되고 상기 승강로프가 권취되는 권상드럼; 및 상기 승강로프의 이동을 안내하면서 승강력을 인가받기 위해 상기 클램핑장치에 설치되는 견인휠을 포함하여 구성될 수 있다.The traction device includes a traction device body movably installed on the transport frame; A pulling body driving device for moving the pulling device body; A second slider movably connected to the auxiliary transfer rail and configured in the main body of the traction device; A traction drive motor provided on the main body of the traction device; A traction speed reducer connected to decelerate the rotational force of the traction drive motor; A hoisting drum connected to an output portion of the traction decelerator and rotated to wind the hoisting rope; And a pulling wheel installed on the clamping device for guiding the movement of the lifting rope while receiving a lifting force.

여기서, 상기 권상드럼은 상기 출력부의 일측에 접속되고 외주면에 복수의 권취홈이 이격되어 형성된 제1 권상드럼과 상기 출력부의 타측에 접속되고 외주면에 복수의 권취홈이 이격되어 형성된 제2 권상드럼으로 이루어질 수 있다.The hoisting drum includes a first hoisting drum connected to one side of the output section and having a plurality of hoisting grooves spaced from the outer circumference, a second hoisting drum connected to the other side of the output section and spaced apart from a plurality of hoisting grooves on the outer circumferential surface Lt; / RTI >

상기 견인휠은 상기 클램핑장치의 일측 전후부에 설치되는 제1 및 제2 견인휠과, 상기 클램핑장치의 타측 전후부에 설치되는 제3 및 제4 견인휠로 이루어질 수 있고, 상기 승강로프의 이동을 안내하도록 상기 제1 내지 제4 견인휠과 동일 수직축 선상에 해당되는 상기 견인장치본체에 설치되는 제1 내지 제4 안내휠을 구비할 수 있다.The pulling wheel may include first and second pulling wheels mounted on the front and rear sides of the clamping device and third and fourth pulling wheels provided on the other side of the clamping device, The first to fourth guide wheels may be provided on the main body of the traction device on the same vertical axis as the first to fourth pulling wheels.

그리고, 상기 승강로프는 상기 제1 권상드럼의 권취홈이 권취되어 제1 안내휠 및 제1 견인휠을 경유하여 제1 고정부에 접속되는 제1 승강로프, 상기 제1 권상드럼의 권취홈이 권취되어 제2 안내휠 및 제2 견인휠을 경유하여 제2 고정부에 접속되는 제2 승강로프, 상기 제2 권상드럼의 권취홈이 권취되어 제3 안내휠 및 제3 견인휠을 경유하여 제3 고정부에 접속되는 제3 승강로프, 및 상기 제2 권상드럼의 권취홈이 권취되어 제4 안내휠 및 제4 견인휠을 경유하여 제4 고정부에 접속되는 제4 승강로프로 이루어질 수 있다.The lifting rope includes a first lifting rope in which the winding groove of the first lifting drum is wound and connected to the first fixing portion via the first guide wheel and the first pulling wheel, A second lifting rope wound and wound around the second guide wheel and the second pulling wheel to be connected to the second fixing portion, a winding groove of the second hoisting drum wound around the third guide wheel and the third pulling wheel, A third lifting rope connected to the third fixing portion, and a fourth lifting rope, wherein the lifting groove of the second lifting drum is wound and connected to the fourth fixing portion via the fourth guide wheel and the fourth pulling wheel.

한편, 상기 클램핑장치는, 클램프본체; 상기 클램프본체에 회동 가능하게 설치되고 상기 배터리를 클램핑 및 언클램핑하는 복수의 파지홀더; 및 상기 파지홀더를 구동시키는 구동력을 인가하는 홀더구동장치를 포함하여 구성될 수 있다.
The clamping device includes a clamp body; A plurality of grip holders rotatably installed on the clamp body and clamping and unclamping the battery; And a holder driving device for applying a driving force to drive the phage holder.

본 발명에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템에 의하면, 이송프레임에 의해 이동되는 견인장치가 클램핑장치를 승강시키면서 배터리를 교환하는 것이 방식으로 고중량을 지탱할 수 있는 복수의 승강로프에 의해 견고하게 지지된 상태에서 승강작용이 수행되므로 고중량의 배터리를 안정적으로 교환할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라 전기자동차용 충전스테이션을 안정적으로 운용할 수 있고, 안전성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
According to the present invention, the pulling device moved by the conveying frame exchanges the battery while lifting and lowering the clamping device. In this way, the lifting rope is supported firmly by the plurality of lifting ropes capable of supporting the heavy load. The battery can be stably replaced with a high-capacity battery. Accordingly, the charging station for an electric vehicle can be stably operated, and safety and durability can be improved.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템의 전체적인 구조를 나타낸 사시도,
도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템을 설명하기 위한 도1의 A부 및 B부 확대 사시도,
도3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템의 요부를 나타낸 평면도,
도3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템의 요부를 나타낸 정면도,
도3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템의 요부를 나타낸 측면도,
도4a 및 도4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템의 클램핑장치를 설명하기 위한 도면,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
FIG. 1 is a perspective view illustrating the overall structure of an automatic battery-powered exchange system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2A and FIG. 2B are enlarged perspective views of parts A and B of FIG. 1 for explaining a pulling-type battery automatic exchange system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3A is a plan view showing a main part of an automatic battery-exchange system for an electric vehicle for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3B is a front view showing a main portion of an automatic battery-exchange system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 3c is a side view showing a main part of an automatic battery-exchange system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention,
FIGS. 4A and 4B are views for explaining a clamping device of a battery-powered automatic battery exchange system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a view for explaining the operation of the pull-type battery automatic exchange system for an electric vehicle according to the embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템의 전체적인 구조를 나타낸 사시도, 도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템을 설명하기 위한 도1의 A부 및 B부 확대 사시도, 도3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템의 요부를 나타낸 평면도, 도3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템의 요부를 나타낸 정면도, 도3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템의 요부를 나타낸 측면도이다.FIG. 1 is a perspective view illustrating the overall structure of a pulling-type battery automatic exchange system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2a and 2b illustrate a pulling-type battery automatic exchange system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention FIG. 3A is a plan view showing a main part of an automatic battery-operated retractable battery replacement system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. FIG. 3C is a side view of a main portion of a battery-powered automatic battery exchange system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG.

도1 내지 도3c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템은 적재대와 같은 보관장소에 보관되어 있는 충전이 완료된 배터리(9,이하 충전 배터리라 칭함)를 전기자동차에 장착할 수 있도록 공급, 장착하고, 전기자동차에 장착되어 있는 방전된 배터리(이하 방전 배터리라 칭함)를 제거하여 보관장소로 이송, 적재하기 위한 것으로 비교적 안정적으로 배터리를 교체할 수 있도록 메인 이송레일장치(1)와 이 이송레일장치를 타고 이동되는 교환장치(M)로 구성되고, 이 교환장치(M)는 이송프레임(2), 견인장치(3), 승강로프(4) 및 클램핑장치(5)로 이루어진 견인 방식으로 구성된다. Referring to FIGS. 1 to 3C, the automatic battery-exchange system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention includes a battery 9 (hereinafter referred to as a rechargeable battery) (Hereinafter, referred to as " discharge battery ") installed in an electric vehicle, and is transported to and stored in a storage place. In order to replace the battery with a relatively stable battery, The conveying rail apparatus 1 comprises a conveying frame 2, a traction device 3, a lifting rope 4, and a clamping device 5. The conveying rail device 1 includes a conveying frame 2, And a device (5).

여기서, 교환장치(M)는 하나로 구성될 수도 있지만 배터리의 교환시에는 전기자동차에 장착된 방전 배터리를 제거하는 작업과 충전 배터리를 전기자동차의 배터리장착부에 장착하는 작업이 동시에 수행되어야 하므로 대기시간을 줄일 수 있도록 복수의 교환장치(M)로 구성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 메인 이송레일장치(1)에 두 대의 교환장치(M)를 구성한 예를 기준으로 설명한다.Here, although the exchange device M may be constituted by one unit, at the time of replacing the battery, the operation of removing the discharge battery mounted on the electric vehicle and the operation of attaching the charged battery to the battery mounting portion of the electric vehicle must be performed simultaneously, It is preferable to constitute a plurality of exchanging devices M so as to reduce the number of exchanging devices. The present embodiment will be described on the basis of an example in which two exchanging devices M are configured in the main transferring rail apparatus 1. [

메인 이송레일장치(1)는 배터리(9)의 교체를 위해 전기자동차가 진입하는 충전스테이션의 천정 부위에 설치되는 것으로, 전기자동차의 차고보다 높은 위치에 평행하게 설치되는 한 쌍의 횡바(11)와, 이 횡바(11)에 길이방향을 따라 후술되는 제1 슬라이더(23)가 접속되는 레일부재(12)가 구비되어 있다. 이때, 레일부재(12)는 대략 사각봉 형상으로 구성되되 양쪽 측면에 이탈을 방지하기 위해 도1의 확대부에 나타난 바와 같이 가이드돌부(121)가 돌출된 구조로 형성되어 있다.The main transfer rail device 1 is installed at the ceiling portion of the charging station where the electric vehicle enters to replace the battery 9 and comprises a pair of transversal bars 11 installed parallel to the height of the electric car, And a rail member 12 to which a first slider 23, which will be described later, is connected to the transverse bar 11 along its longitudinal direction. At this time, the rail member 12 is formed in a substantially rectangular bar shape, and has a structure in which a guide protrusion 121 protrudes as shown in an enlarged portion of FIG.

그리고, 메인 이송레일장치(1)는 바닥면에 설치되는 수직 기둥(미도시)에 의해 하중이 지지되거나 충전스테이션의 천정에 설치되는 행거부재(미도시)에 의해 지지되도록 구성될 수 있다. The main conveying rail apparatus 1 may be configured to be supported by a hanger member (not shown) supported by a vertical column (not shown) installed on the floor or mounted on the ceiling of the filling station.

이송프레임(2)은 메인 이송레일장치(1)를 타고 이송되는 구성으로, 이송본체(21), 이송본체구동장치(22), 제1 슬라이더(23), 및 보조 이송레일(24)을 구비한다.The conveying frame 2 is configured to be conveyed on the main conveying rail apparatus 1 and has a conveying body 21, a conveying body driving device 22, a first slider 23, and an auxiliary conveying rail 24 do.

이송본체(21)는 양쪽 메인 이송레일장치(1) 사이에 배치되는 구성으로 형강이나 철판에 의해 형성되는 한 쌍의 종부재(211) 및 횡부재(212)가 대략 직사각 틀 형태로 연결, 형성된다.The conveying body 21 is arranged between the main conveying rail apparatuses 1, and a pair of the longitudinal members 211 and the transverse members 212 formed by a steel or steel plate are connected and formed in a substantially rectangular frame- do.

이송본체구동장치(22)는 이송본체(21)를 이동시키는 구동력을 생성하여 인가하는 구성으로, 이송본체(21)에 설치되고 감속기를 구비한 이동본체모터(221)와 이 이동본체모터(221)의 출력축에 접속되는 구동휠(222)로 구성되어 있다. The transporting body driving device 22 is configured to generate and apply a driving force for moving the transporting body 21 and includes a moving body motor 221 provided on the transporting body 21 and provided with a speed reducer, And a driving wheel 222 connected to the output shaft of the driving wheel 222. [

그리고, 이동본체모터(221)는 전기를 에너지원으로 하는 전기 모터 또는 공압을 에너지원으로 공압모터, 유압을 에너지원으로 유압모터 중에서 선택하여 구성할 수 있다. The moving body motor 221 can be constructed by selecting an electric motor using electricity as an energy source or a pneumatic motor as an energy source and a hydraulic motor as an energy source.

구동휠(222)은 원형 휠로 구성되어 그 외주면이 레일부재(12)의 측면에 밀착되는 것으로 이동본체모터(221)의 구동시에 구름이동되도록 되어 있다. 아울러 구동휠(222)은 기어로 구성될 수 있는데 구동휠이 기어로 구성될 경우에는 레일부재의 측면에 치산이 맞물림될 수 있도록 랙기어가 형성되어야 한다.The driving wheel 222 is constituted by a circular wheel and the outer circumferential surface of the driving wheel 222 is in close contact with the side surface of the rail member 12, In addition, the driving wheel 222 may be configured as a gear, and when the driving wheel is configured as a gear, a rack gear must be formed so that the lateral teeth of the rail member can be meshed with each other.

제1 슬라이더(23)는 메인 이송레일장치(1)에 접속되도록 이송본체(21)의 횡부재(212) 저부에 설치되는 구성으로, 메인 이송레일장치(1)의 레일부재(12)에 접속될 수 있도록 후술되는 제2 슬라이더(33)와 유사한 구조로 형성되어 있다. The first slider 23 is installed at the bottom of the transverse member 212 of the conveying body 21 so as to be connected to the main conveying rail apparatus 1 and is connected to the rail member 12 of the main conveying rail apparatus 1 The second slider 33 is formed in a structure similar to that of the second slider 33 described later.

보조 이송레일(24)은 메인 이송레일장치(1)에 대해 직교되는 이송본체(21)의 길이방향으로 배치되는 것으로 전술한 레일부재(12)와 유사하게 가이드돌부(241)를 구비한 사각봉 형상으로 구성되어 있다.The auxiliary conveyance rail 24 is disposed in the longitudinal direction of the conveyance body 21 orthogonal to the main conveyance rail apparatus 1. The auxiliary conveyance rail 24 is a square bar having a guide protrusion 241 similar to the above- Shape.

한편, 견인장치(3)는 도2b 내지 도3b에 나타난 바와 같이 이송프레임(2)에 탑재되어 이동되도록 구성되는 것으로, 견인장치본체(31), 견인본체구동장치(32), 제2 슬라이더(33), 견인구동모터(34), 견인감속기(35), 권상드럼(36), 및 견인휠(37)을 구비한다.The traction device 3 is configured to be mounted on the transfer frame 2 and to be moved as shown in Figs. 2B to 3B. The traction device 3 includes a traction device body 31, a traction body drive device 32, a second slider 33, a traction drive motor 34, a traction reducer 35, a hoisting drum 36, and a pulling wheel 37.

견인장치본체(31)는 이송프레임(2)의 종부재(211)에 이동 가능하게 장착되는 것으로 대략 직사각판 형태로 구성되어 상면에 견인구동모터(34), 견인감속기(35), 및 권상드럼(36)이 설치되고 저면 가장자리에 제2 슬라이더(33)가 설치되어 있다. The traction device main body 31 is movably mounted on the longitudinal member 211 of the transfer frame 2 and is formed in a substantially rectangular plate shape and has a traction drive motor 34, a traction reducer 35, And a second slider 33 is provided at the bottom edge of the bottom surface.

견인본체구동장치(32)는 도2b에 도시된 바와 같이 견인장치본체(31)를 이동시키는 구동력을 생성, 인가하여 견인장치본체(31)를 메인 이송레일장치(1)에 대해 직교되는 방향으로 이동시키는 구성으로 견인장치본체(31)에 설치되고 감속기를 구비한 이동본체모터(321)와 이 이동본체모터(321)의 출력축에 접속되는 구동휠(322)로 구성되어 있다.The traction body drive device 32 generates and applies a driving force for moving the traction device main body 31 as shown in FIG. 2B so that the traction device main body 31 is moved in the direction orthogonal to the main conveyance rail device 1 And a driving wheel 322 connected to the output shaft of the moving body motor 321. The moving body motor 321 is provided with a reduction gear and is provided on the main body 31 of the traction device.

제2 슬라이더(33)는 보조 이송레일(24)에 접속되도록 견인장치본체(31)에 구성되는 것으로, 전술한 제1 슬라이더(23)와 유사하게 사각 블록 형태를 갖되 보조 이송레일(24)에 접속될 수 있도록 슬라이딩홈(331)이 형성된 구조로 되어 있다. The second slider 33 is formed in the pulling device body 31 so as to be connected to the auxiliary transferring rail 24 and has a rectangular block shape similar to the first slider 23 described above, And a sliding groove 331 is formed so as to be connected thereto.

견인구동모터(34)는 견인장치본체(31)의 상면에 설치되어 권상드럼(36)에 의한 승강로프(4)의 감김 및 풀림동작을 가능하게 하는 회전력을 생성, 인가하는 구성이고, 견인감속기(35)는 견인구동모터(34)의 회전력을 감속하기 위해 감속기하우징의 내부에 감속작용을 수행하는 다수의 감속기어가 서로 치합되어 구성된 것으로, 그 입력축이 견인구동모터(34)의 출력축과 커프링장치(351)에 의해 서로 접속되어 있다. The traction drive motor 34 is provided on the upper surface of the traction device main body 31 to generate and apply a rotational force enabling winding and unclamping of the lifting rope 4 by the lifting drum 36, The output shaft of the traction drive motor 34 is connected to the output shaft of the traction drive motor 34. The output shaft of the traction drive motor 34 is connected to the output shaft of the traction drive motor 34. The output shaft of the traction drive motor 34 is connected to the output shaft of the traction drive motor 34, And are connected to each other by an apparatus 351.

권상드럼(36)은 도3a 및 도3b에 나타난 바와 같이 견인감속기(35)로부터 전달되는 회전력에 의해 그 외주면에 권취된 승강로프(4)가 감김 및 풀림되도록 작동되는 부재로서 견인감속기(35)의 출력부(352)에 접속되어 회전되도록 되어 있다.As shown in Figs. 3A and 3B, the hoisting drum 36 is a member operated to wind and unwind the hoisting rope 4 wound on the outer circumferential surface thereof by the rotational force transmitted from the traction reducer 35, And is connected to the output section 352 of the output section 352 to be rotated.

그리고, 상기 권상드럼(36)은 원통 형상으로 형성되고 타측 단부에 접속된 중심축(364)이 내부에 베어링이 내장된 베어링블록(363)에 의해 회전하게 가능하게 지지되어 있다. 또한 권상드럼(36)은 견인감속기(35)의 일측 출력부(352)에 접속되고 외주면에 복수의 권취홈이 이격되어 형성된 제1 권상드럼(361)과, 타측 출력부(352)에 접속되고 외주면에 복수의 권취홈이 이격되어 형성된 제2 권상드럼(362)으로 이루어진다.The hoisting drum 36 is formed in a cylindrical shape and a center shaft 364 connected to the other end is rotatably supported by a bearing block 363 having a bearing built therein. The hoisting drum 36 is connected to one output 352 of the traction reducer 35 and has a first hoisting drum 361 formed on its outer circumference with a plurality of hoisting grooves spaced apart from each other and a second hoisting drum 361 connected to the other output 352 And a second hoisting drum 362 formed on the outer circumferential surface with a plurality of winding grooves spaced apart from each other.

견인휠(37)은 도3b에 나타난 바와 같이 통상 도르래 등으로도 호칭되고 있는 풀리 형태의 장치로서 승강로프(4)의 이동을 안내하면서 승강로프(4)로부터 인가되는 승강력을 전달받도록 클램핑장치(5)에 설치된다. 그리고 견인휠(37)은 클램핑장치(5)의 형태, 크기 및 하중이나, 배터리(9)의 하중에 따라 적절한 수량으로 다양하게 배치하여 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 클램핑장치(5)의 일측 전후부에 설치되는 제1 및 제2 견인휠(371,372)과, 클램핑장치(5)의 타측 전후부에 설치되는 제3 견인휠(373) 및 제4 견인휠(미도시)로 이루어져 있다. 3B, the pulling wheel 37 is a pulley-type device usually referred to as a pulley or the like. The pulling wheel 37 is a pulley-type device, as shown in FIG. 3B, for guiding the movement of the lifting rope 4, (5). The pulling wheel 37 can be arranged in various numbers according to the shape, size and load of the clamping device 5 or the load of the battery 9, but in this embodiment, the clamping device 5 First and second pulling wheels 371 and 372 provided on the front and rear sides of the clamping device 5; a third pulling wheel 373 and a fourth pulling wheel (not shown) provided on the other side of the clamping device 5;

그리고, 견인휠(37)은 지지축에 베어링을 매개로 회전 가능하게 설치되고 승강로프 안착홈이 형성된 원형의 휠체와 이 휠체를 회전 가능하게 지지하면서 견인장치본체에 고정시키는 휠고정브라켓으로 구성되어 있다.The pulling wheel 37 is composed of a circular wheel body rotatably mounted on the support shaft through a bearing and having a lift rope mounting groove and a wheel fixing bracket rotatably supporting the wheel body and fixing the wheel body to the body of the traction device have.

아울러, 견인장치(3)는 제1 내지 제4 견인휠에 승강로프(4)가 수직방향으로 배치되도록 이동경로를 안내하는 제1 내지 제4 안내휠(381,382,383,384)이 구성되어 있다. 이 제1 내지 제4 안내휠(381,382,383,384)은 전술한 견인휠과 동일한 구조로 형성되고 제1 내지 제4 견인휠과 동축을 이루는 수직축 선상에 해당되는 견인장치본체(31)에 설치된다.In addition, the traction device 3 includes first to fourth guide wheels 381, 382, 383, and 384 for guiding the movement path so that the lifting rope 4 is vertically disposed on the first to fourth traction wheels. The first to fourth guide wheels 381, 382, 383 and 384 are installed on the main body 31 of the traction device, which is formed on the same vertical axis line as that of the above-described pulling wheel and coaxial with the first to fourth pulling wheels.

한편, 승강로프(4)는 다수 가닥의 강선을 하나의 묶음으로 형성한 것으로 견인장치(3)에 의해 감김 및 풀림 되면서 클램핑장치(5)를 승강시키기 위해 견인휠(37)의 수량과 대응하는 수량으로 구성되는 것으로, 일단이 권상드럼(36)에 고정되어 권취되되 서로 엉키지 않도록 이격, 배치된 권상드럼(36)의 권취홈에 각각 권취되어 있다. 또한 승강로프(4)의 타단은 견인장치본체(31)의 상면에 설치된 고정부(39)에 고정되도록 되어 있다.On the other hand, the lifting rope 4 is formed by bundling a plurality of strands of a plurality of strands. The lifting rope 4 is wound and unwound by the lifting device 3, and is lifted by lifting the clamping device 5, And one end thereof is wound on a winding groove of a hoisting drum 36 which is fixed on the hoisting drum 36 and wound up so as not to be tangled with each other. The other end of the lifting rope 4 is fixed to the fixed portion 39 provided on the upper surface of the pulling device main body 31.

그리고 승강로프(4)는 본 실시예에서 견인휠(37)이 4개로 구성되어 있으므로 제1 권상드럼(361)의 권취홈에 권취되어 제1 안내휠(381) 및 제1 견인휠(371)을 경유하여 제1 고정부(391)에 접속되는 제1 승강로프, 제1 권상드럼(361)의 권취홈에 권취되어 제2 안내휠(382) 및 제2 견인휠(372)을 경유하여 제2 고정부(392)에 접속되는 제2 승강로프, 제2 권상드럼(362)의 권취홈에 권취되어 제3 안내휠(383) 및 제3 견인휠(373)을 경유하여 제3 고정부(393)에 접속되는 제3 승강로프, 및 제2 권상드럼(362)의 권취홈에 권취되어 제4 안내휠(384) 및 제4 견인휠(미도시)을 경유하여 제4 고정부(394)에 접속되는 제4 승강로프로 이루어진다. 이때, 제1 내지 제4 승강로프(4)는 제1 및 제2 승강드럼(361,362)의 정역 회전시에 동시에 하강되거나 상승되도록 권취하여야 한다.The lifting rope 4 is wound around the winding groove of the first hoisting drum 361 and is wound around the first guide wheel 381 and the first pulling wheel 371 because the hoisting ropes 4 are composed of four tow wheels 37 in this embodiment. A first lifting rope connected to the first fixing portion 391 via the second guide wheel 382 and the second pulling wheel 372 and a second lifting rope 382 wound around the winding groove of the first lifting drum 361, The second lifting rope connected to the second fixing portion 392 and the third lifting rope wound around the third lifting rope of the second lifting drum 362 via the third guide wheel 383 and the third pulling wheel 373, 393 and the third lifting rope wound around the winding groove of the second hoisting drum 362 and fixed to the fourth fixing portion 394 via the fourth guide wheel 384 and the fourth pulling wheel (not shown) And a fourth hoistway pro connected to the second hoistway. At this time, the first to fourth lifting ropes 4 should be wound so as to be lowered or raised at the same time during normal and reverse rotation of the first and second lifting drums 361 and 362.

도4a 및 도4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템의 클램핑장치를 설명하기 위한 도면으로, 도4a는 저면 구조를 나타낸 사시도, 도4b는 측면에 나타나는 형상을 간략화하여 도시한 사시도이다.4A and 4B are views for explaining a clamping device of a pulling-type battery automatic exchange system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A is a perspective view showing a bottom structure, FIG. FIG.

클램핑장치(5)는 승강로프(4)에 접속되어 승강되면서 배터리(9)를 클램핑, 언클램핑, 및 이동시키는 장치로서, 클램프본체(51), 파지홀더(52), 및 홀더구동장치(53)로 구성되어 있다.The clamping device 5 is a device for clamping, unclamping and moving the battery 9 while being connected to the lifting rope 4 and being lifted and lowered. The clamping device 5 includes a clamp body 51, a gripping holder 52, ).

클램프본체(51)는 판상 구조로 형성되어 상면에 설치된 견인휠(37)에 감김된 승강로프(4)에 의해 견인되는 부재로서 후술되는 파지홀더(52)와 홀더구동장치(53)가 설치되어 있다.The clamp main body 51 is provided with a gripping holder 52 and a holder driving device 53 which will be described later and which are pulled by a lifting rope 4 wound on a pulling wheel 37 provided on the upper surface, have.

파지홀더(52)는 도4b에 나타난 바와 같이 클램프본체(51)에 회동 가능하게 설치되어 배터리(9)를 클램핑 및 언클램핑하는 부재로서 클램프본체의 전후 모서리 부분에 한 쌍씩 회동, 가능하게 구성되어 있다. As shown in FIG. 4B, the phage holder 52 is rotatably mounted on the clamp body 51, and is a member for clamping and unclamping the battery 9, and is configured to be pivotally rotatable about the front and rear corners of the clamp body have.

그리고, 파지홀더(52)는 단부에 걸림훅(521)이 형성되어 내측으로 회전시 후술되는 바와 같이 배터리(9)에 마련된 걸림홈(931)의 단턱부(932)에 걸림되어 고정작용을 수행하고, 외측으로 회전시 걸림홈(931)으로부터 이탈되면서 고정상태가 해제되도록 작동된다.The gripping hook 521 is formed at the end of the grip holder 52 and engages with the step portion 932 of the engaging groove 931 provided in the battery 9 to be fixed And is released from the engaging groove 931 when rotated to the outside, so that the fixed state is released.

홀더구동장치(53)는 파지홀더(92)를 구동시키는 구동력을 인가하는 장치로서, 파지홀더(52)를 회동시킬 수 있는 구동메커니즘을 갖는다면 형태나 구조에 제한 없이 다양하게 구성될 수 있지만, 본 실시예에서는 클램프본체(51)의 상면에 설치되는 홀더구동모터(531), 이 홀더구동모터(531)의 회전축에 결합된 구동기어(538)와 치합되는 종동기어(미도시)가 결합되어 회전되는 구동축(532), 구동축(532)의 회전력을 전달하기 위해 서로 맞물림되는 복수의 기어로 구성된 동력전달기어(533), 이 동력전달기어(533)에 의해 회전되는 종동축(535), 종동축에 접속되어 연동되는 웜기어(536), 및 웜기어(536)에 치합되어 회전되고 파지홀더(52)의 하부에 축설되는 웜휠(537)을 구비한다.The holder driving device 53 is a device for applying a driving force for driving the grip holder 92. The holder driving device 53 may be variously configured without limitation as long as it has a driving mechanism capable of rotating the grip holder 52, A holder drive motor 531 provided on the upper surface of the clamp main body 51 and a driven gear (not shown) engaged with the drive gear 538 coupled to the rotation shaft of the holder drive motor 531 are coupled A power transmission gear 533 composed of a plurality of gears meshed with each other to transmit the rotational force of the drive shaft 532, a slave shaft 535 rotated by the power transmission gear 533, And a worm wheel 537 connected to the coaxial shaft and interlocked with the worm wheel 536 and a worm wheel 537 rotated by engaging with the worm gear 536 and extending under the gripper holder 52.

그리고, 클램프본체(51)에는 배터리(9)의 클램핑 및 언클램핑시에 배터리가 미끄러지면서 안정적으로 안착 및 이탈되도록 하기 위해 각 모서리 부분에 가이드롤러장치(54)가 설치되어 있다.A guide roller unit 54 is provided at each corner of the clamp main body 51 in order to allow the battery to slip and stably be seated and released when the battery 9 is clamped and unclamped.

이때, 가이드롤러장치(54)는 베이스판(541)에 이격, 설치된 한 쌍의 측판(542) 사이에 복수의 롤러(543)가 설치, 구성된 것으로, 롤러(543)는 측판(542)의 단부로부터 클램프본체(51)를 향해 점차 돌출되는 형태로 배치되어 배터리의 안착시에 자연스럽게 미끄러지면서 원활하게 수용, 정위치 되도록 되어 있다. At this time, the guide roller device 54 is constituted by a plurality of rollers 543 provided between a pair of side plates 542 spaced from the base plate 541, and the roller 543 is disposed between the end portions of the side plates 542 So as to smoothly receive and smoothly receive the battery when the battery is seated.

한편, 배터리는 도4a에 도시된 바와 같이 내부에 배터리 셀(미도시)이 수납되는 수납공간이 마련되도록 복수의 골격 프로파일이 서로 연결되어 형성된 프로파일 구조체(91), 이 프로파일 구조체(91)의 모서리 부위에 설치되어 적층 또는 탑재시 자중을 지지하는 복수의 사이드 블록(92), 프로파일 구조체(91)에 마주보게 쌍을 이루도록 설치되고 전기 자동차의 배터리 장착부(미도시)에 마련된 파지홀더(미도시) 또는 전술한 클램핑장치(5)의 파지홀더(52)가 걸림되는 클램프 블록(93), 프로파일 구조체의 외면에 설치되는 케이스커버(94) 및 전원의 공급측에 접속되는 전원연결장치(95)가 구비되어 있다.4A, the battery includes a profile structure 91 in which a plurality of skeletal profiles are connected to each other such that a storage space in which battery cells (not shown) are housed is provided, and an edge of the profile structure 91 A plurality of side blocks 92 mounted on the side of the profile structure 91 to support the weight of the side plates 92 when stacked or mounted, a phage holder (not shown) provided on the battery mounting portion (not shown) A clamp block 93 to which the grip holder 52 of the clamping device 5 is hooked, a case cover 94 provided on the outer surface of the profile structure, and a power connection device 95 connected to the power supply side .

이때, 클램프 블록(93)은 상하로 걸림홈(931)이 형성된 사각틀 형태로 형성된 것으로 걸림홈(931)의 상하부에 파지홀더(52)의 걸림훅(521)이 걸림되는 단턱부(932)가 형성되어 있다.At this time, the clamp block 93 is formed in the shape of a rectangular frame having upper and lower latching grooves 931, and a step portion 932 in which the latching hooks 521 of the latching holders 52 are hooked on the upper and lower portions of the latching grooves 931 Respectively.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the pull-type battery automatic exchange system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention will be described.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템의 작용을 설명하기 위한 도면으로, 클램핑장치의 하강된 상태를 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a view for explaining an operation of a pulling-type battery automatic exchange system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, in which the clamping device is in a lowered state.

도1 내지 도5를 참조하여 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템에 의한 배터리의 교환과정을 간략하게 설명하되, 배터리가 내장되는 배터리장착부가 차체의 천정 상부에 위치하도록 구성된 전기 버스를 기준으로 설명한다. 1 to 5, a description will be made briefly of a battery exchange process by a battery-powered automatic battery exchange system for an electric vehicle, with reference to an electric bus configured such that a battery loading unit in which a battery is installed is positioned above a ceiling of a vehicle body .

먼저, 운행중에 배터리가 방전된 전기자동차가 충전스테이션으로 진입하거나 무선통신을 통해 진입이 예고되면 배터리 자동교환시스템의 제어부(미도시, 충전스테이션에 마련된 무선 송수신장치 및 진입감지장치로부터 신호를 인가받아 충배터리 자동교환시스템을 전반적으로 제어하는 시스템임)가 구동신호를 인가하여 두 대의 교환장치(M)를 작동시키게 된다. 이때, 선행하는 교환장치(M)는 전기자동차의 배터리장착부의 방전 배터리를 제거하기 위한 것이므로 클램핑장치(5)에 배터리를 장착하지 않은 상태로 이동되고, 후행하는 교환장치(M)는 전기자동차의 배터리장착부에 충전 배터리를 장착하여야 하므로 배터리를 탑재한 상태로 이동하게 된다. First, when an electric vehicle in which a battery is discharged during operation enters a charging station or is predicted to enter through a wireless communication, a control unit (not shown) receives a signal from a wireless transmitting / receiving device and an entrance sensing device provided in a charging station Which is a system for controlling the rechargeable battery automatic exchange system as a whole) drives the two switching devices M by applying a driving signal. At this time, since the preceding replacement apparatus M is for removing the discharge battery of the battery mounting portion of the electric vehicle, the battery M is not moved to the clamping device 5, Since the rechargeable battery must be attached to the battery mounting portion, the battery is moved to the mounted state.

이하 전술한 교환장치(M)의 작동과정을 구체적으로 설명한다. 제어부의 구동신호에 따라 이송본체구동장치(22)의 이동본체모터(221)가 회전되면 출력축에 접속된 구동휠(222)이 회전되어 레일부재(12)를 따라 이동되므로 이송본체(21)가 메인 이송레일장치(1)를 타고 전기자동차의 배터리장착부를 향해 X축 방향으로 이동하게 된다.Hereinafter, the operation of the above-described switching device M will be described in detail. The drive wheel 222 connected to the output shaft is rotated and moved along the rail member 12 when the movable body motor 221 of the transport body drive device 22 is rotated in accordance with the drive signal of the control unit, The main transferring rail device 1 is moved in the X-axis direction toward the battery mounting portion of the electric vehicle.

이와 동시에 견인본체구동장치(32)가 제어부의 구동신호에 따라 작동되면서 견인장치본체(31)가 보조 이송레일(24)을 타고 Y축 방향을 따라 클램핑장치(5)가 전기자동차의 배터리 장착부 상부에 정위치 되도록 이동된다. At the same time, the pulling main body driving device 32 is operated in accordance with the driving signal of the control part so that the pulling device main body 31 rides on the auxiliary feeding rail 24 and the clamping device 5 moves along the Y- As shown in FIG.

전술한 바와 같이 클램핑장치(5)가 전기자동차의 배터리 장착부에 정위치 되면 제어부의 제어하에 견인구동모터(34)가 작동되어 정방향으로 회전되고 이 견인구동모터(34)의 회전력은 견인감속기(35)를 경유하면서 정해진 감속비로 감속된 후 출력부(352)로 출력되므로 이 출력부(352)에 결합된 제1 및 제2 권상드럼(361,362)이 연동되어 회전운동을 하게 된다.When the clamping device 5 is properly positioned in the battery mounting portion of the electric vehicle as described above, the traction drive motor 34 is operated under the control of the control portion to rotate in the forward direction and the rotational force of the traction drive motor 34 is transmitted to the traction reducer 35 And is output to the output unit 352. Thus, the first and second hoisting drums 361 and 362 coupled to the output unit 352 interlock with each other and rotate.

제1 및 제2 권상드럼(361,362)이 정회전되면 그 외주면의 권취홈에 권취되어 있는 승강로프(4)가 풀려지게 되고 제1 내지 제4 안내휠(381,382,383,384)에 안내되어 하방으로 이동되므로 견인휠(37,제1 내지 제4 견인휠) 또한 점차적으로 하방으로 이동되고, 견인휠(37)이 결합된 클램프본체(51)가 하강하게 되면서 파지홀더(52)가 배터리(9)의 클램프 블록(93)에 정위치하게 된다. When the first and second hoisting drums 361 and 362 are rotated forward, the hoisting rope 4 wound on the hoisting grooves on the outer circumferential surface thereof is loosened and guided by the first to fourth guide wheels 381, 382, 383 and 384, The wheel 37 is also gradually moved downward and the clamping body 51 to which the pulling wheel 37 is coupled is lowered so that the gripping holder 52 is moved to the clamp block (93).

이러한 상태에서 홀더구동장치(53)가 작동되어 파지홀더(92)를 내측으로 회동시키게 되면 파지홀더(92)의 걸림훅(921)이 걸림홈(931)으로 삽입된 후 단턱부(932)에 걸림 된다.In this state, when the holder driving device 53 is operated to rotate the phage holder 92 inward, the latching hook 921 of the phage holder 92 is inserted into the latching groove 931, Lt; / RTI >

이후, 견인구동모터(34)가 역방향으로 회전되면 권상드럼(36)이 역방향으로 회전되므로 승강로프(4)가 상승하게 되고 이에 접속된 클램프본체(51)가 상승하게 되면서 파지홀더(52)가 배터리(9)를 배터리장착부로부터 이탈, 제거하게 된다.Thereafter, when the traction drive motor 34 is rotated in the opposite direction, the hoisting drum 36 is rotated in the reverse direction, so that the hoisting rope 4 is lifted. As the clamp body 51 connected thereto is lifted, The battery 9 is removed from the battery mounting portion.

전술한 바와 같이 선행하는 교환장치(M)에 의해 전기자동차에 장착된 방전 배터리의 분리작업이 완료되면 후행하는 교환장치(M)에 의해 충전 배터리의 장착작업이 가능하도록 선행하는 교환장치(M)의 이송본체구동장치(22)가 재구동되면서 메인 이송레일장치(1)를 타고 이동되어 교체영역을 벗어나게 된다.When the preceding replacement apparatus M has completed the separation operation of the discharge battery mounted on the electric vehicle, the preceding replacement apparatus M can be replaced by the preceding replacement apparatus M, The conveying body driving device 22 of the main conveying rail device 1 is moved again while being driven again to move out of the replacement area.

이후, 후행하는 교환장치(M)는 배터리 교체영역으로 이동되고, 전술한 선행 교환장치(M)의 동작방식과 동일하게 이송프레임(2), 견인장치(3), 승강로프(4) 및 클램핑장치(5)가 작동되면서 전기자동차의 배터리장착부에 탑재된 충전 배터리를 정위치 시키게 된다.Thereafter, the succeeding exchanging device M is moved to the battery replacement area and is transported to the transporting frame 2, the traction device 3, the lifting rope 4, and the clamping device 4, similarly to the above- The device 5 is operated to position the rechargeable battery mounted on the battery mounting portion of the electric vehicle.

이러한 상태에서 홀더구동장치(53)가 작동되어 파지홀더(92)를 외측으로 회동시키게 되면 배터리의 단턱부(932)에 걸림되어 있는 파지홀더(92)의 걸림훅(921)이 이탈되면서 배터리의 구속상태가 해제 된다.In this state, when the holder drive device 53 is operated to rotate the grip holder 92 outwardly, the hook 921 of the grip holder 92 hooked on the step portion 932 of the battery is released, The restraint state is canceled.

이후, 견인구동모터(34)가 역방향으로 회전되면 상승되는 승강로프(4)에 의해 클램프본체(51)의 상승동작이 수행되고, 이송본체구동장치(22)가 재구동되면서 메인 이송레일장치(1)를 타고 정해진 위치로 이동하게 된다.Thereafter, when the traction drive motor 34 is rotated in the opposite direction, the lifting rope 4 is lifted and the lifting operation of the clamping body 51 is performed. When the transporting body driving device 22 is driven again, 1) to move to a predetermined position.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be applied to other types of batteries, It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

M:교환장치 1:메인 이송레일장치
11:횡바 12:레일부재
2:이송프레임 21:이송본체
22:이송본체구동장치 23:제1 슬라이더
24:보조 이송레일 3:견인장치
31:견인장치본체 32:견인본체구동장치
33:제2 슬라이더 34:견인구동모터
35:견인감속기 36:권상드럼
37:견인휠 38:안내휠
4:승강로프 5:클램핑장치
51:클램프본체 52:파지홀더
53:홀더구동장치 9:배터리
91:프로파일 구조체 92:사이드 블록
93:클램프 블록 94:케이스커버
95:전원연결장치
M: Exchange device 1: Main feed rail device
11: transverse bar 12: rail member
2: feed frame 21: feed body
22: conveying body drive device 23: first slider
24: auxiliary conveying rail 3: traction device
31: pulling device body 32: pulling body drive device
33: second slider 34: traction drive motor
35: Traction reducer 36: hoisting drum
37: towing wheel 38: guide wheel
4: lifting rope 5: clamping device
51: clamp body 52: grip holder
53: holder drive device 9: battery
91: Profile structure 92: Side block
93: Clamp block 94: Case cover
95: Power connection

Claims (5)

전기자동차의 배터리를 교환하는 시스템에 있어서,
전기자동차의 차고보다 높은 위치에 설치되는 메인 이송레일장치와, 상기 메인 이송레일장치에 설치되어 배터리를 교환하는 교환장치(M)를 구비하되,
상기 교환장치는 상기 메인 이송레일장치를 타고 이동되는 이송프레임; 상기 이송프레임에 탑재되어 이동되는 견인장치; 상기 견인장치에 의해 감김 및 풀림되는 승강로프; 및 상기 승강로프에 접속되어 승강되고 상기 배터리를 클램핑, 언클램핑 및 이동시키는 클램핑장치를 포함하고,
상기 이송프레임은 상기 메인 이송레일장치 사이에 배치되는 이송본체; 상기 이송본체를 이동시키는 이송본체구동장치; 상기 메인 이송레일장치에 이동 가능하게 접속되고 상기 이송본체의 양쪽에 구성되는 제1 슬라이더; 및 상기 메인 이송레일장치에 대해 직교되는 방향으로 상기 이송본체에 배치되는 보조 이송레일을 포함하고,
상기 견인장치는 상기 이송프레임에 이동 가능하게 설치되는 견인장치본체; 상기 견인장치본체를 이동시키는 견인본체구동장치; 상기 보조 이송레일에 이동 가능하게 접속되고 상기 견인장치본체에 구성되는 제2 슬라이더; 상기 견인장치본체에 설치되는 견인구동모터; 상기 견인구동모터의 회전력을 감속하기 위해 접속되는 견인감속기; 상기 견인감속기의 출력부에 접속되어 회전되고 상기 승강로프가 권취되는 권상드럼; 및 상기 승강로프의 이동을 안내하면서 승강력을 인가받기 위해 상기 클램핑장치에 설치되는 견인휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템.
A system for replacing a battery of an electric vehicle,
A main conveying rail device installed at a position higher than a height of an electric vehicle and an exchange device M installed in the main conveying rail device for exchanging a battery,
Wherein the exchange device comprises: a transport frame moved on the main transport rail device; A traction device mounted on and moved to the transport frame; A lifting rope wound and unwound by the towing device; And a clamping device connected to the lifting rope for lifting and lowering and clamping, unclamping and moving the battery,
Wherein the transport frame comprises a transport body disposed between the main transport rail apparatuses; A transfer body driving device for moving the transfer body; A first slider movably connected to the main feed rail device and configured on both sides of the feed main body; And an auxiliary transport rail disposed in the transport body in a direction orthogonal to the main transport rail apparatus,
The traction device includes a traction device body movably installed on the transport frame; A pulling body driving device for moving the pulling device body; A second slider movably connected to the auxiliary transfer rail and configured in the main body of the traction device; A traction drive motor provided on the main body of the traction device; A traction speed reducer connected to decelerate the rotational force of the traction drive motor; A hoisting drum connected to an output portion of the traction decelerator and rotated to wind the hoisting rope; And a pulling wheel installed on the clamping device for guiding the movement of the lifting rope while receiving a lifting force.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 권상드럼은 상기 출력부의 일측에 접속되고 외주면에 복수의 권취홈이 이격되어 형성된 제1 권상드럼과 상기 출력부의 타측에 접속되고 외주면에 복수의 권취홈이 이격되어 형성된 제2 권상드럼으로 이루어지고,
상기 견인휠은 상기 클램핑장치의 일측 전후부에 설치되는 제1 및 제2 견인휠과, 상기 클램핑장치의 타측 전후부에 설치되는 제3 및 제4 견인휠로 이루어지며,
상기 승강로프의 이동을 안내하도록 상기 제1 내지 제4 견인휠과 동일 수직축 선상에 해당되는 상기 견인장치본체에 설치되는 제1 내지 제4 안내휠을 구비하고,
상기 승강로프는 상기 제1 권상드럼의 권취홈이 권취되어 제1 안내휠 및 제1 견인휠을 경유하여 제1 고정부에 접속되는 제1 승강로프, 상기 제1 권상드럼의 권취홈이 권취되어 제2 안내휠 및 제2 견인휠을 경유하여 제2 고정부에 접속되는 제2 승강로프, 상기 제2 권상드럼의 권취홈이 권취되어 제3 안내휠 및 제3 견인휠을 경유하여 제3 고정부에 접속되는 제3 승강로프, 및 상기 제2 권상드럼의 권취홈이 권취되어 제4 안내휠 및 제4 견인휠을 경유하여 제4 고정부에 접속되는 제4 승강로프로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the hoisting drum is composed of a first hoisting drum connected to one side of the output section and formed with a plurality of hoisting grooves spaced apart from each other on an outer circumferential surface thereof and a second hoisting drum connected to the other side of the output section and spaced apart from a plurality of hoisting grooves on the outer circumferential surface ,
The pulling wheel includes first and second pulling wheels mounted on the front and rear sides of the clamping device, and third and fourth pulling wheels provided on the other side of the clamping device,
And first to fourth guide wheels provided on the main body of the traction device on the same vertical axis as the first to fourth pulling wheels so as to guide the movement of the lifting rope,
The lifting rope is wound around a first lifting rope in which the winding groove of the first lifting drum is wound and connected to the first fixing portion via the first guide wheel and the first pulling wheel, A second hoisting rope connected to the second fixing portion via the second guide wheel and the second pulling wheel, a winding groove of the second hoisting drum being wound around the third guide wheel and the third pulling wheel, And a fourth hoistway rope that is wound around the winding groove of the second hoisting drum and connected to the fourth fixing portion via the fourth guide wheel and the fourth pulling wheel. Automotive towing battery automatic exchange system.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 클램핑장치는,
클램프본체;
상기 클램프본체에 회동 가능하게 설치되고 상기 배터리를 클램핑 및 언클램핑하는 복수의 파지홀더; 및
상기 파지홀더를 구동시키는 구동력을 인가하는 홀더구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 견인식 배터리 자동교환시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The clamping device comprises:
A clamp body;
A plurality of grip holders rotatably installed on the clamp body and clamping and unclamping the battery; And
And a holder driving device for applying a driving force to drive the phage holder.
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