KR101549788B1 - Regenerative Brake Apparatus fop Automatic Door - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동문의 회생제동 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 각종 건물의 도어를 자동으로 개폐하는 분야에 적용하여 전기 에너지 절약을 도모하기 위한 자동문의 회생제동 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a regenerative braking apparatus for automatic doors, and more particularly, to an automatic door regenerative braking apparatus for reducing electric energy by automatically applying doors to various buildings.
해마다 예비전력 확보에 어려움을 겪고 있는 상황에서 철도분야를 비롯한 대규모 전력 소비처에서 회생 제동을 도입하는 추세가 증가되고 있다. 이는 에너지저장장치(ESS), 에너지관리시스템(EMS) 등과 더불어 창의적 전기절약 비즈니스 모델로 인식되는 가운데 전기자동차, 각종 건물의 승강기 등으로 적용 범위의 확대가 이루어지고 있다.With the difficulty of securing reserve power every year, there is an increasing trend to introduce regenerative braking in large-scale power consumers including the railway sector. In addition to energy storage system (ESS) and energy management system (EMS), it is recognized as a creative electricity saving business model, and the scope of application is expanding to electric cars and elevators of various buildings.
회생 제동과 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제1241237호(선행문헌 1), 한국 공개특허공보 제2009-0118712호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.Korean Patent Registration No. 1241237 (Prior Art 1) and Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0118712 (Prior Art 2) are known as prior art documents which can be referred to in connection with regenerative braking.
선행문헌 1은 제동시에 모터를 사용하여 관성 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 이를 전기 이중층 콘덴서에 저장한 후, 회수된 전기 에너지를 다시 모터 구동에 사용하는 구성을 제안한다. 이에 따라, 기계적인 마찰 저항에 의한 제동을 배제하여 진동과 소음이 발생하지 않고, 브레이크 슈의 마모가 없어 환경 오염이 없으며, 에너지 회수 효율을 높일 수 있는 효과를 기대한다.Prior art 1 proposes a configuration in which inertia energy is converted into electric energy by using a motor at the time of braking and stored in an electric double layer capacitor, and then the recovered electric energy is used for driving the motor again. Accordingly, vibration and noise are not generated by eliminating braking due to mechanical frictional resistance, there is no environmental pollution due to no wear of brake shoes, and an effect of improving energy recovery efficiency is expected.
선행문헌 2는 충전이 가능한 배터리; 가속시 상기 배터리로부터 전원을 공급받아 구동되며, 제동시 역기전력을 발생시키는 모터; 상기 역기전력에 대한 DC/DC 변환을 수행하여 상기 배터리를 충전하는 DC/DC 컨버터; 및 가속 신호 및 제동 신호에 따라 상기 모터 및 상기 DC/DC 컨버터를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 구조가 간단하여 제작비가 저렴하고 에너지 손실이 적을 뿐만 아니라 전동장치와 결합되어 실용성이 확대되는 효과를 기대한다.Prior Art 2 is a battery capable of being charged; A motor driven by receiving power from the battery when accelerating, and generating a counter electromotive force during braking; A DC / DC converter for performing DC / DC conversion on the counter electromotive force to charge the battery; And a controller for controlling the motor and the DC / DC converter according to an acceleration signal and a braking signal. Accordingly, it is expected that the structure is simple, the manufacturing cost is low, the energy loss is small, and the practicality is enhanced by being combined with the power transmission device.
상기한 선행문헌에 의하면 회생 제동의 기본적인 원리를 제공하고 있기는 하지만 전기자동차와 관련되는 것이므로 또 다른 대규모 에너지 소비처인 각종 건물에 대한 응용기술의 개발이 시급하다. 일예로, 고급 아파트, 호텔, 오피스텔 건설규모의 급증에 따라 자동문의 수요가 증가하는 점에 착안할 수 있다.Although the above-mentioned prior art provides basic principles of regenerative braking, it is related to electric vehicles, so it is urgent to develop application technologies for various buildings, which are large-scale energy consuming places. For example, demand for automatic inquiries may increase due to the surge in the size of luxury apartments, hotels, and office buildings.
상기와 같은 전기절약 비즈니스 모델을 기반으로 하기 위한 본 발명의 목적은, 각종 건물의 도어를 자동으로 개폐하는 분야에 적용하여 대규모 전력 소비처인 건물에 대한 전기 에너지 절약을 유도하기 위한 자동문의 회생제동 장치를 제공하는 데 있다.The object of the present invention is to provide an automatic door open / close device for automatically opening and closing doors of various buildings, .
또한, 본 발명의 다른 목적은 회생 제동에 의한 자동문의 작동 신뢰성과 안전성을 유지하는 자동문의 회생제동 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an automatic door regenerative braking device that maintains the reliability and safety of operation of an automatic door by regenerative braking.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자동문의 개폐와 제동을 수행하는 장치에 있어서: 상기 자동문의 개폐 동력을 제공하도록 구비되는 모터; 상기 모터를 구동하도록 작동전원을 생성하여 인가하고, 상용전원으로 작동전원을 생성하는 메인SMPS와, 일정시간 센서로부터 입력이 없을 때 작동전원을 생성하는 보조SMPS와, 배터리 전압이 일정전압 이상일 때 작동전원을 생성하는 배터리를 구비하는 전원수단; 및 상기 자동문의 개폐 과정에서 설정된 알고리즘으로 회생제동의 프로그램을 수행하고, 통행자의 접근을 검출하는 적외선센서와, 자동문의 개방된 위치를 검출하는 위치센서와, 모터와 전원을 수급하도록 연결되는 모터구동부와, 자동문개폐 서브루틴과 회생제동 서브루틴을 연계하여 수행하고 배터리의 저전압을 검출하는 제어부와, 모터의 제동시 발생되는 회생제동 전압을 검출하고 이를 배터리에 저장 여부를 결정하는 회생제어부를 구비하는 제어수단;을 포함하여 이루어지되, 상기 제어부의 회생제동 서브루틴은 개폐되는 자동문의 감속 과정에서 모터의 역기전력 에너지를 배터리로 저장하고, 폐쇄되는 자동문의 감속 과정에서 통행자의 접근을 검출하면 회생제동 서브루틴을 중단하고 자동문을 개방하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for opening and closing an automatic door, comprising: a motor provided to provide opening and closing power of the automatic door; A main SMPS for generating and supplying operating power to drive the motor and generating an operating power by a commercial power supply, a secondary SMPS for generating operating power when there is no input from a predetermined time sensor, Power supply means including a battery for generating power; An infrared sensor for performing a program of regenerative braking with an algorithm set in the automatic door opening and closing process and detecting an approach of a passenger, a position sensor for detecting the opened position of the automatic door, and a motor driver And a regenerative braking unit for detecting a regenerative braking voltage generated when the motor is braked and determining whether to store the regenerative braking voltage in the battery, wherein the regenerative braking subroutine comprises: Wherein the regenerative braking subroutine of the control unit stores the back electromotive force energy of the motor in the process of decelerating the automatic door to be opened or closed and detects the approach of the passenger in the process of decelerating the automatic door closing, The routine is interrupted and the automatic door is opened.
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한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.It should be understood, however, that the terminology or words of the present specification and claims should not be construed in an ordinary sense or in a dictionary, and that the inventors shall not be limited to the concept of a term It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be properly defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 각종 건물의 도어를 자동으로 개폐하는 분야에 적용하여 작동 신뢰성과 안전성을 유지하면서 대규모 전력 소비처인 건물에 대한 전기 에너지 절약을 유도하는 효과가 있다.As described above, the present invention applies to the field of automatically opening and closing the doors of various buildings, thereby saving electric energy for a large-scale power consuming building while maintaining operational reliability and safety.
도 1은 본 발명에 따른 자동문을 개략적으로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 제어수단의 주요부 회로연결을 나타내는 블록도
도 3은 본 발명에 따른 전원부의 회로연결을 나타내는 블록도
도 4는 본 발명에 따른 제어부의 회생제동을 나타내는 블록도
도 5는 본 발명에 따른 제어부의 작동예를 나타내는 플로우차트1 is a block diagram schematically showing an automatic door according to the present invention;
2 is a block diagram showing a main circuit connection of the control means according to the present invention;
3 is a block diagram showing a circuit connection of the power supply unit according to the present invention;
4 is a block diagram showing regenerative braking of the control unit according to the present invention;
5 is a flowchart showing an operation example of the control unit according to the present invention
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 건물 등에 설치되는 자동문(10)의 개폐와 제동을 수행하는 장치에 관하여 제안하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 통상 한 쌍의 자동문(10)은 풀리(13)에 장착된 벨트(11) 상에 각각의 행거(15)를 개재하여 설치되고, 일측의 풀리(13)에 연결된 구동원(모터)의 작동에 의하여 상호 반대방향으로 이동하여 개폐된다. 자동문(10)의 개방과 폐쇄 행정에서 제동에 의한 감속을 수행하여 충격을 완화하는 작동을 포함한다.The present invention proposes but is not necessarily limited to an apparatus for performing opening and closing and braking of an
본 발명에 따르면 상기 자동문(10)의 개폐 동력을 제공하도록 모터(20)가 구비된다. 모터(20)는 전원공급이 차단된 상태에서 외부 관성력에 의한 회전력이 인가되면 역방향의 토크 및 기전력을 발생한다. 이러한 역기전력은 발전과 축전을 거쳐 에너지원으로 사용되는 동시에 역방향의 토크는 자동문(10)의 제동력으로 활용될 수 있다.According to the present invention, a motor (20) is provided to provide opening and closing power of the automatic door (10). The
또, 본 발명에 따르면 상기 모터(20)를 구동하도록 전원수단(30)이 작동전원을 생성하여 인가하는 구조이다. 전원수단(30)의 작동전원은 모터(20) 외에 후술하는 제어수단(40)을 구동하도록 다양하게 변환된다. 전원수단(30)은 독립적인 전원을 기반으로 하지만 외부의 상용전원을 즉시 사용할 수 있도록 구성되는 것이 좋다.In addition, according to the present invention, the power supply means (30) generates and applies operating power to drive the motor (20). The operating power source of the power source means 30 is variously converted so as to drive the control means 40, which will be described later, in addition to the
이때, 상기 전원수단(30)은 상용전원으로 작동전원을 생성하는 메인SMPS(31)와, 일정시간 센서(41)(42)로부터 입력이 없을 때 작동전원을 생성하는 보조SMPS(32)와, 배터리 전압이 일정전압 이상일 때 작동전원을 생성하는 배터리(35)를 구비하는 것을 특징으로 한다. SMPS(Switching Mode Power Supply)는 소형ㆍ경량의 구조로 비교적 대용량의 전원을 안정적으로 공급하므로 자동문(10)에 적용하기 유리하다. 메인SMPS(31)는 외부의 상용전원인 AC 전압을 DC 전압으로 변환하고 상기와 동일한 방식으로 구형파 변환을 거쳐 안정화된 DC 전압을 모터(20)에 인가한다. 보조SMPS(32)는 일정시간 센서(41)(42)로부터 입력이 없을 때 메인전원 대신 전체전원을 저전력 형태로 공급한다. 배터리(35)는 일정이상의 전압이 되었을 경우 메인전원을 대신하여 안정화된 DC 전압을 모터(20)에 인가한다.The
물론, 이와 같은 메인SMPS(31) 및 보조SMPS(32)의 전원은 모터(20) 외에 제어수단(40)에도 인가되므로 자동문(10)의 작동에 따른 신뢰성과 안전성 확보에 유리하다.Of course, the power of the main SMPS 31 and the auxiliary SMPS 32 is also applied to the control means 40 in addition to the
또, 본 발명에 따르면 제어수단(40)이 상기 자동문(10)의 개폐 과정에서 설정된 알고리즘으로 회생제동의 프로그램을 수행하는 구조이다. 제어수단(40)은 자동문(10)의 개폐 과정에서 모터(20)의 회전 및 발전을 설정된 알고리즘으로 제어한다. 제어수단(40)의 회생제동 프로그램은 자동문(10)의 작동과 관련되는 전체 알고리즘에 포함되도록 구성된다. According to the present invention, the control means (40) performs a regenerative braking program with the algorithm set in the process of opening and closing the automatic door (10). The control means (40) controls the rotation and the generation of the motor (20) by an established algorithm in the process of opening and closing the automatic door (10). The regenerative braking program of the control means 40 is configured to be included in the overall algorithm relating to the operation of the
이때, 상기 제어수단(40)은 통행자의 접근을 검출하는 적외선센서(41)와, 자동문(10)의 개방된 위치를 검출하는 위치센서(42)와, 모터(20)와 전원을 수급하도록 연결되는 모터구동부(46)와, 자동문개폐 서브루틴과 회생제동 서브루틴을 연계하여 수행하고 배터리(35)의 저전압을 검출하는 제어부(48)와, 모터(20)의 제동시 발생되는 회생제동 전압을 검출하고 이를 배터리(35)에 저장 여부를 결정하는 회생제어부(49)를 구비하는 것을 특징으로 한다.At this time, the control means 40 includes an
적외선센서(41)는 자동문(10)의 상측에 설치되어 통행자가 일정한 거리내에 진입한 상태를 검출한다. 위치센서(42)는 홀센서, 근접센서, 엔코더 등을 조합적으로 사용할 수 있으며 자동문(10)의 개폐행정 중에 현재의 위치를 검출한다. 한편, 제어부내의 전압감지회로는 배터리(35)의 전압의 상태를 검출한다. 모터구동부(46)는 메인SMPS(31) 또는 보조SMPS(32), 배터리(35)를 통한 전원을 모터(20)에 인가하는 동시에 모터(20)의 오프 상태에서 자동문(10)의 관성력에 의해 발전되는 전원을 배터리(35)에 인가한다. 제어부(48)는 마이크로 프로세서, 메모리, 입출력 인터페이스 등을 지닌 마이컴 회로로 구성한다. 자동문개폐 서브루틴과 회생제동 서브루틴은 제어부(48)의 메모리에 탑재된다. 회생제어부(49)는 모터(20)의 제동시 발생되는 회생제동 전압을 검출하고 이를 배터리(35)에 저장 여부를 결정한다.The
한편, 자동문개폐 서브루틴은 자동문(10)의 개방 행정시 설정된 위치에서 감속을 위한 제동을 수행하고, 자동문(10)의 폐쇄 행정시 설정된 위치에서 감속을 위한 제동을 수행한다. 본 발명은 자동문(10)의 감속 제동시 회생제동의 토크를 활용하지만 별도의 제동기(도시 생략)를 배제하는 것은 아니다.On the other hand, the automatic door opening / closing subroutine performs braking for deceleration at a position set during the opening stroke of the
본 발명의 세부구성에 의하면 상기 제어부(48)의 회생제동 서브루틴은 개폐되는 자동문(10)의 감속 과정에서 모터(20)의 역기전력 에너지를 배터리(35)로 저장하는 것을 특징으로 한다. 자동문(10)이 설정된 개폐 위치에 도달하는 순간 모터(20)에 대한 전원이 오프되며, 이와 동시에 자동문(10)이 관성력으로 이동하는 동안 모터(20)에서 역기전력이 발생된다. 모터(20)의 역기전력은 별도의 충전회로(도시 생략)를 거쳐 배터리(35)에 전기 에너지로 저장되고, 일정 이상의 전압 시 모아둔 에너지를 전원으로 사용한다.The regenerative brake subroutine of the
도 5를 참조하여 작동의 일예를 설명하면, 제어수단(40)의 제어부(48)에서 프로그램의 시작으로 제어부(48)내의 전압감지회로에 신호를 입력하고(S10), 배터리(35)의 충전 상태가 양호하면 배터리(35)를 동작전원으로 작동하고, 배터리(35)의 전원이 충분하지 않으면 메인 SMPS(31)를 동작전원으로 작동하며, 적외선센서(41)의 신호를 입력하여(S20) 통행자의 접근으로 판단되면 자동문(10)의 열림을 개시하고, 설정된 개방 위치에서 회생제동을 수행하면서 열림을 종료하고(S30), 설정된 시간 후에 다시 자동문(10)의 닫힘을 개시하면서 리턴하여 상기한 적외선센서(41)의 검출단계(S20)로 진행하고, 통행자 접근이 없는 것으로 판단되면 설정된 폐쇄 위치에서 회생제동을 수행하면서 닫힘을 종료한다(S40).5, a
또한, 센서입력이 일정시간동안 없는 대기시간에는 보조SMPS(32)를 사용하여 시스템 전체의 전원을 대폭 감소시키는 저전력 모드로 프로그램을 동작시킨다.In addition, when the sensor input is not in standby for a certain period of time, the auxiliary SMPS 32 is used to operate the program in a low power mode in which the power of the entire system is greatly reduced.
본 발명의 세부구성에 의하면 상기 제어부(48)는 폐쇄되는 자동문(10)의 감속 과정에서 통행자의 접근을 검출하면 회생제동 서브루틴을 중단하고 자동문(10)을 개방하는 것을 특징으로 한다. 상기 단계 S10, S20, S30을 거쳐 자동문(10)의 닫힘을 개시하면서 리턴하여 단계 S20에서 통행자의 접근으로 판단되면, 다시 전술한 자동문(10)의 열림 개시, 회생제동 서브루틴 및 열림종료(S30), 자동문(10) 닫힘 개시를 반복한다. 이는 자동문(10)의 회생제동과 센서 입력이 없는 대기시간동안의 전원으로 보조SMPS(32)를 사용함으로써 전기 에너지 절약에 우선하여 통행자의 안전성을 높이기 위한 기술 사상을 요지로 한다.The
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is therefore intended that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.
10: 자동문 11: 벨트
20: 모터 30: 전원수단
31: 메인SMPS 32: 보조SMPS
35: 배터리 40: 제어수단
41: 적외선센서 42: 위치센서
46: 모터구동부 48: 제어부
49: 회생제어부10: Automatic door 11: Belt
20: motor 30: power source means
31: Main SMPS 32: Secondary SMPS
35: battery 40: control means
41: Infrared sensor 42: Position sensor
46: motor driving unit 48:
49: Regenerative control section
Claims (5)
상기 자동문(10)의 개폐 동력을 제공하도록 구비되는 모터(20);
상기 모터(20)를 구동하도록 작동전원을 생성하여 인가하고, 상용전원으로 작동전원을 생성하는 메인SMPS(31)와, 일정시간 센서(41)(42)로부터 입력이 없을 때 작동전원을 생성하는 보조SMPS(32)와, 배터리 전압이 일정전압 이상일 때 작동전원을 생성하는 배터리(35)를 구비하는 전원수단(30); 및
상기 자동문(10)의 개폐 과정에서 설정된 알고리즘으로 회생제동의 프로그램을 수행하고, 통행자의 접근을 검출하는 적외선센서(41)와, 자동문(10)의 개방된 위치를 검출하는 위치센서(42)와, 모터(20)와 전원을 수급하도록 연결되는 모터구동부(46)와, 자동문개폐 서브루틴과 회생제동 서브루틴을 연계하여 수행하고 배터리(35)의 저전압을 검출하는 제어부(48)와, 모터(20)의 제동시 발생되는 회생제동 전압을 검출하고 이를 배터리(35)에 저장 여부를 결정하는 회생제어부(49)를 구비하는 제어수단(40);을 포함하여 이루어지되,
상기 제어부(48)의 회생제동 서브루틴은 개폐되는 자동문(10)의 감속 과정에서 모터(20)의 역기전력 에너지를 배터리(35)로 저장하고, 폐쇄되는 자동문(10)의 감속 과정에서 통행자의 접근을 검출하면 회생제동 서브루틴을 중단하고 자동문(10)을 개방하는 것을 특징으로 하는 자동문의 회생제동 장치.An apparatus for opening and closing an automatic door (10), the apparatus comprising:
A motor (20) provided to provide opening and closing power of the automatic door (10);
A main SMPS 31 that generates and supplies operating power to drive the motor 20 and generates operating power by a commercial power supply, and a main SMPS 31 that generates operating power when there is no input from the constant-time sensors 41 and 42 Power supply means (30) having a secondary SMPS (32) and a battery (35) for generating an operating power when the battery voltage is above a certain voltage; And
An infrared sensor 41 for executing a program of regenerative braking with an algorithm set in the process of opening and closing the automatic door 10 and detecting approach of a passenger, a position sensor 42 for detecting the open position of the automatic door 10, A control unit 48 that performs a motor control unit 46 connected to the motor 20 to receive power and a control unit 48 that performs the automatic door open / close subroutine in conjunction with the regenerative brake subroutine and detects the low voltage of the battery 35, And a regeneration control unit (49) for detecting a regenerative braking voltage generated during braking of the battery (20) and determining whether to store the regenerative braking voltage in the battery (35)
The regenerative braking subroutine of the control unit 48 stores the back electromotive force energy of the motor 20 in the deceleration process of the automatic door 10 being opened and closed in the battery 35. In the deceleration process of the closed automatic door 10, Stops the regenerative brake subroutine and opens the automatic door (10).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140081702A KR101549788B1 (en) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Regenerative Brake Apparatus fop Automatic Door |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020140081702A KR101549788B1 (en) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Regenerative Brake Apparatus fop Automatic Door |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR101549788B1 true KR101549788B1 (en) | 2015-09-02 |
Family
ID=54247112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020140081702A KR101549788B1 (en) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Regenerative Brake Apparatus fop Automatic Door |
Country Status (1)
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KR (1) | KR101549788B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101723595B1 (en) | 2016-08-03 | 2017-04-06 | 주식회사 태양자동문 | Control method for automatic door using bluetooth technology |
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2014
- 2014-07-01 KR KR1020140081702A patent/KR101549788B1/en active IP Right Grant
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