KR101640125B1 - 자동 반송 대차 배터리 교체 장치 - Google Patents

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Abstract

자동 반송 대차 배터리 교체 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치는, 레일을 따라 이동가능하게 마련되는 하측프레임; 하측프레임에 결합되는 지지프레임; 및 지지프레임에 구동가능하게 결합되며 인력과 척력에 의해 배터리를 교체하도록 마련되는 배터리교체유닛을 포함한다.

Description

자동 반송 대차 배터리 교체 장치{APPARATUS FOR EXCHANGING BATTERY OF AUTOMATIC GUIDED VEHICLE}
본 발명은, 자동 반송 대차 배터리 교체 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자동 반송 대차의 배터리에 대한 정확한 포킹위치를 찾지 않고도 배터리의 교체가 용이하게 마련될 수 있는 자동 반송 대차 배터리 교체 장치에 관한 것이다.
최근 들어 반도체 산업 중 전자 디스플레이 산업이 급속도로 발전하면서 평면 디스플레이(Flat Panel Display, FPD)가 등장하기 시작하였는데, 평면 디스플레이는 TV나 컴퓨터의 모니터, 혹은 핸드폰(mobile phone), PDA, 디지털 카메라 등과 같은 기기의 표시장치로 사용되고 있다.
평면 디스플레이(FPD)는, TV나 컴퓨터 모니터 등에 디스플레이(Display)로 종래 주로 사용된 음극선관(CRT, Cathode Ray Tube)보다 두께가 얇고 가벼운 영상표시장치인데, 이러한 평면 디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diodes), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 등으로 그 종류가 다양하다.
상기와 같은 평면 디스플레이의 제조공정은, 기판을 제조하는 공정, 셀 제조공정 및 모듈 공정 등 수많은 공정들로 구성된다.
이와 같이, 수많은 단위 공정들로 이루어진 평면 디스플레이의 제조공정은 일반적으로 클린룸에서 이루어지고 있으며, 클린룸 내부의 특정 공정장비에 의해 공정이 완료된 다수의 기판은 일단 카세트(Cassette)에 적재된 후 자동 반송 대차(Automatic Guided Vehicle: AGV)에 의해 클린룸 내의 다른 공정장비로 이송된다.
여기서 자동 반송 대차는 충전배터리를 동력으로 사용할 수 있는데, 충전배터리가 방전된 경우에 자동 반송 대차는 충전소로 이동하여 충전배터리의 충전을 실시하거나, 방전된 배터리를 새로운 배터리로 교체하게 된다.
그러나 방전된 배터리를 충전하는 경우에는 지정된 충전소에서 방전된 배터리를 재충전해야 하므로 배터리의 재충전 시간 동안 자동 반송 대차는 작업을 수행할 수가 없으며, 따라서 작업 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.
한편 종래 기술에서 방전된 배터리를 새로운 배터리로 교체하는 경우, 후크가 형성되어 있는 포크암을 사용하여 배터리의 결합홈부분에 요철결합을 하는 것을 통해 배터리를 교체하였는데, 여기서 포크암의 후크부분이 배터리의 결합홈에 결합되는 포킹위치를 정확히 찾는 것이 용이하지 않으므로 포크암의 후크 부분이 배터리의 결합홈이 아닌 다른 부분에 부딪혀 파손되는 문제점이 있었다.
대한민국공개특허 공개번호:제10-2004-0021264호(공개일자:2004년03월10일)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 자동 반송 대차의 배터리에 대한 정확한 포킹위치를 찾지 않고도 배터리의 교체가 용이하며, 이에 의해 포크암의 파손을 방지할 수 있는 자동 반송 대차 배터리 교체 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 레일을 따라 이동가능하게 마련되는 하측프레임; 상기 하측프레임에 결합되는 지지프레임; 및 상기 지지프레임에 이동가능하게 결합되며 인력과 척력에 의해 배터리를 교체하도록 마련되는 배터리교체유닛을 포함하는 자동 반송 대차 배터리 교체 장치가 제공될 수 있다.
또한 상기 배터리교체유닛은, 상하로 이동가능하도록 상기 지지프레임에 결합되는 상하이동부재; 상기 상하이동부재에 결합되어 상기 배터리측으로 이동가능하게 마련되는 포크암유닛; 및 상기 포크암유닛에 결합되며 자성에 의해 상기 배터리에 탈착가능하게 마련되는 배터리탈착유닛을 포함할 수 있다.
그리고 상기 배터리는 자성체에 반응하는 자성체반응부재를 포함하며, 상기 배터리탈착유닛은 상기 자성체반응부재에 부착가능하도록 마련되는 전자석을 포함할 수 있다.
또한 상기 배터리교체유닛은, 상기 배터리탈착유닛이 상기 포크암유닛에 대해 상대회동할 수 있도록, 상기 배터리탈착유닛과 상기 포크암유닛 사이에 배치되어 상기 배터리탈착유닛과 상기 포크암유닛에 각각 결합되는 회동제공유닛을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 회동제공유닛은, 상기 포크암유닛에 결합되는 포크암결합고정부재; 및 상기 포크암결합고정부재에 회동가능하게 결합되며 상기 배터리탈착유닛에 결합되는 회동플레이트를 포함할 수 있다.
또한 상기 포크암결합고정부재는, 상기 포크암유닛에 결합되는 길이방향지지부재; 및 상기 길이방향지지부재에 결합되되 곡면을 가지도록 마련되는 곡면부재를 포함할 수 있다.
그리고 상기 회동플레이트는, 상기 곡면부재가 삽입가능하도록 마련되며 상기 곡면부재의 삽입 후 상기 곡면부재를 따라 회동하는 곡면부재삽입홀을 포함할 수 있다.
또한 상기 회동제공유닛을 완충하기 위해 상기 포크암결합고정부재에 결합되는 완충부재를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 배터리교체유닛은, 상기 배터리가 상기 배터리탈착유닛에 부착되어 있는지 여부를 인지하기 위해 상기 배터리탈착유닛에 결합되는 감지유닛을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 감지유닛은 압력을 센싱하는 압력센서를 포함할 수 있다.
그리고 상기 압력센서는, 상기 배터리탈착유닛과 포크암유닛 사이 및 상기 배터리탈착유닛과 상기 배터리 사이 중 적어도 하나의 위치에 배치될 수 있다.
또한 상기 배터리교체유닛은 한 쌍으로 마련되어 서로 반대되는 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 배터리교체유닛이 인력과 척력에 의해 배터리를 교체하도록 마련되어 자동 반송 대차의 배터리에 대한 정확한 포킹위치를 찾지 않고도 배터리의 교체가 용이하며, 이에 의해 포크암의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치에서 배터리교체유닛의 작동을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치에서 전자석을 포함하는 배터리탈착유닛이 배터리에 결합된 모습의 개략적인 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치에서 포크암유닛과 배터리탈착유닛의 분리사시도이다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치에서 배터리와 배터리탈착유닛이 평행하지 않게 위치된 경우 배터리탈착유닛의 회동을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치에서 회동제공유닛의 회동에 대해 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치에서 자동 반송 대차로부터 배터리를 교체하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 '일측'과 '타측'의 용어는 특정된 측면을 의미할 수도 있고, 또는, 특정된 측면을 의미하는 것이 아니라 복수의 측면 중 임의의 측면을 일측이라 지칭하면, 이에 대응되는 다른 측면을 타측이라 지칭하는 것으로 이해되어질 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 '결합'되거나 직접 '연결'되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치의 개략적인 사시도이고, 도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치에서 배터리교체유닛의 작동을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치에서 전자석을 포함하는 배터리탈착유닛이 배터리에 결합된 모습의 개략적인 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치에서 포크암유닛과 배터리탈착유닛의 분리사시도이며, 도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치에서 배터리와 배터리탈착유닛이 평행하지 않게 위치된 경우 배터리탈착유닛의 회동을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 6(a) 및 도 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치에서 회동제공유닛의 회동에 대해 개략적으로 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치에서 자동 반송 대차로부터 배터리를 교체하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치(100)는, 레일(810)을 따라 이동가능하게 마련되는 하측프레임(200)과, 하측프레임(200)에 결합되는 지지프레임(300)과, 지지프레임(300)에 구동가능하게 결합되며 인력과 척력에 의해 배터리(500)를 교체하도록 마련되는 배터리교체유닛(400)을 포함한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치(100)에 대해 상세히 설명한다.
일반적으로 평면 디스플레이에서 다수의 기판 또는 마스크(Mask)의 역할과 기능은 갈수록 중요한 과제로 대두되고 있는데, 이는 기판에 형성되는 다수의 회로 소자의 기능에 따라 평면 디스플레이 패널의 전체적인 품질이 많은 영향을 받기 때문이다.
생산 현장에서는 작업 효율을 최대화하고 청정도를 높이기 위해, 여러 공정을 거쳐 완성된 다수개의 기판, 또는 마스크가 로봇을 통해 카세트에 수납된 후 이송과정을 거쳐 카세트저장스토커(Stocker)에 저장된다.
그런데 LCD 또는 OLED 제조 설비에서 해당 공정이 완료된 후, 다음 LCD 또는 OLED 제조 공정으로 바로 이송되지 않고 카세트 자체 또는 카세트에 적재된 개별 물품을 카세트저장스토커에 일시 저장하는 이유는, 각 LCD 또는 OLED 제조 공정에서의 글래스 기판 또는 마스크의 처리 능력이나, 처리 시간의 차이에 의해 발생하는 버퍼링(buffering) 문제를 해소하기 위함이다.
그리고 기판 내지 마스크를 각각 수납한 카세트는 자동제어방식에 의한 자동 반송 대차(600, AGV : Automatically Guided Vehicle), 또는 작업자가 직접 끌고 이송하는 수동반송대차(MGV : Manual Guided Vehicle)에 의해 이송장치로 운반된 후 카세트저장스토커측으로 이송되어 카세트 자체 또는 카세트에 적재된 개별 물품이 카세트저장스토커에 마련된 선반에 적재되거나 역과정을 거쳐 반출된다.
그런데 자동 반송 대차(600)에 의해 카세트가 이송되는 경우 자동 반송 대차(600)는 배터리(500)에 의해 구동되므로 배터리(500)가 방전되면 이를 다시 충전하거나 또는 새로운 배터리(500)로 교체해야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치(100)는, 자동 반송 대차(600)에서 사용되는 배터리(500)의 교체시, 포크암의 파손없이 용이하게 자동 반송 대차(600)로부터 배터리(500)를 인출하여 배터리(500)를 보관하는 배터리 보관용 스토커(700)에 인입할 수 있는 바, 이하 이에 대해 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 하측프레임(200)은 레일(810)을 따라 이동가능하게 마련된다. 즉 도 7 참조하면, 자동 반송 대차(600)가 정지하는 위치로 하측프레임(200)이 이동하여 자동 반송 대차(600)의 배터리(500)를 인출하며, 배터리 보관용 스토커(700)의 인입 위치로 이동 후 배터리(500)를 배터리 보관용 스토커(700)에 인입하게 된다.
여기서 하측프레임(200)은 레일(810)을 따라 전후좌우의 다양한 방향으로 이동하도록 마련될 수 있으며, 제어유닛(미도시)에 연결되어 이동위치가 자동으로 조절될 수 있다.
도 1을 참조하면, 지지프레임(300)은 하측프레임(200)에 대해 상하방향으로 결합된다. 여기서 지지프레임(300)은 복수로 마련될 수 있으며, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 4개로 마련되어 하측프레임(200)의 네 모서리에 각각 결합될 수 있다. 다만 지지프레임(300)의 개수는 이에 한정되지 않는다.
여기서 지지프레임(300)에도 상하방향레일(820)이 형성될 수 있는데, 배터리교체유닛(400)은 지지프레임(300)에 형성된 상하방향레일(820)을 따라 상측 또는 하측으로 이동하도록 지지프레임(300)에 결합될 수 있다.
그리고 배터리교체유닛(400)은 지지프레임(300)에 형성된 상하방향레일(820)을 따라 상승 또는 하강하여 자동 반송 대차(600)의 배터리(500)가 인입되어 있는 위치로 이동하게 되며 인력과 척력에 의해 배터리(500)를 교체하도록 마련된다.
도 1을 참조하면, 배터리교체유닛(400)은 상하이동부재(410)와, 포크암유닛(420)과, 배터리탈착유닛(430)을 포함할 수 있다.
상하이동부재(410)는 지지프레임(300)에 대해 상하로 이동가능하도록 결합된다. 즉 상하이동부재(410)가 지지프레임(300)의 상하방향레일(820)에 결합되며 동력원(미도시)으로부터 동력을 전달받아 상하방향레일(820)을 따라 상승 또는 하강하게 된다.
그리고 포크암유닛(420)은 상하이동부재(410)에 결합되어 상하이동부재(410)의 상승 또는 하강시 배터리(500)측으로 이동가능하게 마련된다. 여기서 도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하면, 포크암유닛(420)은 상하이동부재(410)를 기준으로 전후방향의 이동이 가능하도록 마련될 수 있다.
즉 상하이동부재(410)의 상승 또는 하강시 상하이동부재(410)에 결합되어 있는 포크암유닛(420)도 상승 또는 하강하여 바닥을 기준으로 배터리(500)와 대응되는 높이에 정지할 수 있다.
하지만 포크암유닛(420)이 배터리(500)와 대응될 수 있는 높이에 위치하고 있더라도 전후방향에 대해서는 포크암유닛(420)이 배터리(500)로부터 이격되어 있을 수 있다(도 2(a) 참조).
따라서 포크암유닛(420)이 배터리(500)와 대응될 수 있는 높이에 위치하게 되면, 포크암유닛(420)이 전진하여 배터리(500)측으로 이동하게 된다(도 2(b) 참조).
그리고 배터리탈착유닛(430)은 포크암유닛(420)에 결합되며 자성에 의해 배터리(500)에 탈착가능하게 마련될 수 있다.
즉 포크암유닛(420)이 배터리(500)측으로 이동하게 되면 포크암유닛(420)의 전방에 결합되어 있는 자성체를 포함하는 배터리탈착유닛(430)이 자기력에 의한 인력으로 배터리(500)를 부착한 후 끌어당겨서 배터리(500)를 자동 반송 대차(600)로부터 인출하게 된다.
이를 위해, 배터리(500)에는 자성체에 반응하는 자성체반응부재(510)가 결합되어 있다. 즉, 자성체에 부착될 수 있는 철, 니켈, 코발트 또는 각종 강자성체인 합금 등이 배터리(500)의 일측에 결합되는데, 이때 배터리탈착유닛(430)은 자성체반응부재(510)에 부착되기 위해 전자석(430)으로 마련될 수 있다.
즉 도 3을 참조하면, 포크암유닛(420)이 배터리(500)측으로 전진하는 경우 배터리탈착유닛(430)의 전자석(430)에는 전류가 흘러 자기력이 발생되어 자성체가 되는데, 이때 배터리탈착유닛(430)이 배터리(500)에 결합되어 있는 자성체반응부재(510)에 근접하도록 접근하면 배터리(500)의 자성체반응부재(510)가 전자석(430)에 부착된다.
여기서 배터리(500)의 자성체반응부재(510)가 전자석(430)에 부착되면 포크암유닛(420)이 자동 반송 대차(600)로부터 멀어지는 방향으로 후진하게 되어 자동 반송 대차(600)로부터 배터리(500)를 인출할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치(100)는, 전자석(430)을 통해 배터리(500)에 결합되어 있는 자성체반응부재(510)에 부착되므로, 후크가 형성되어 있는 포크암을 사용하는 종래의 경우와 같이 정확한 포킹위치를 찾지 않더라도 배터리(500)의 교체가 용이할 수 있다.
즉 전자석(430)에 전류가 흐르는 자성체의 상태에서는 배터리(500)가 배치되어 있는 정확한 위치가 아니라 자기력이 미치는 배터리(500)의 근접한 위치에만 접근하게 되어도 배터리(500)의 자성체반응부재(510)가 전자석(430)에 부착될 수 있으므로 종래와 같이 정확한 포킹위치를 찾을 필요가 없으며, 이에 의해 포크암의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 4를 참조하면, 회동제공유닛(440)은 배터리탈착유닛(430)이 포크암유닛(420)에 대해 상대회동할 수 있도록, 배터리탈착유닛(430)과 포크암유닛(420) 사이에 배치되어 배터리탈착유닛(430)과 포크암유닛(420)에 각각 결합되도록 마련될 수 있다.
자동 반송 대차(600)의 배터리(500)가 방전되어 교체가 필요한 경우 자동 반송 대차(600)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치(100)측으로 이동하여 정지하게 되며, 여기서 상기 자동 반송 대차 배터리 교체 장치(100)의 하측프레임(200)이 자동 반송 대차(600)측으로 이동하게 된다.
하지만 자동 반송 대차(600)가, 자동 반송 대차 배터리 교체 장치(100)측으로 이동하는 경우 자동 반송 대차(600)의 정지 위치는 일정한 것이 아니라 무작위이므로, 여기서 자동 반송 대차(600)가 도 2(a) 및 도 2(b)에서와 같이 배터리탈착유닛(430)에 대해 평행하게 위치하도록 정지할 수도 있지만, 자동 반송 대차(600)가 배터리탈착유닛(430)에 대해 평행하지 않게 위치하도록 정지할 수도 있다.
여기서 도 5(a)에서와 같이 자동 반송 대차(600)가 배터리탈착유닛(430)에 대해 평행하지 않게 위치하도록 정지하였으나 만약 배터리탈착유닛(430)이 회동할 수 없는 경우, 포크암유닛(420)이 배터리(500)측으로 전진하게 되면 배터리탈착유닛(430)의 일측은 배터리(500)의 자성체반응부재(510)에 접촉되어 부착될 수 있지만(도 5(a)의 X1 및 X2 참조) 배터리탈착유닛(430)의 타측은 배터리(500)의 자성체반응부재(510)로부터 이격되어 부착될 수 없게 된다(도 5(a)의 Y1 및 Y2 참조).
이러한 문제를 해결하기 위해, 배터리탈착유닛(430)과 포크암유닛(420) 사이에는 배터리탈착유닛(430)이 포크암유닛(420)에 대해 상대회동할 수 있도록 마련되는 회동제공유닛(440)이 배치될 수 있다. 여기서 회동제공유닛(440)은 플로팅조인트로 마련될 수 있다.
즉 회동제공유닛(440)에 의해 배터리(500)가 최초 예정된 배터리탈착유닛(430)의 결합위치로부터 소정 범위 벗어난 경우에도 용이하게 결합될 수 있는데 이하 이에 대해 설명한다.
도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 회동제공유닛(440)은 포크암결합고정부재(441)와, 회동플레이트(446)를 포함한다.
포크암결합고정부재(441)는 포크암유닛(420)에 결합되어 고정되며 회동플레이트(446)에 결합되어 회동플레이트(446)를 지지하도록 마련된다.
여기서 포크암결합고정부재(441)는 포크암유닛(420)에 결합되는 길이방향지지부재(442)와, 길이방향지지부재(442)에 결합되고 곡면을 가지도록 마련되는 곡면부재(443)를 포함할 수 있다.
곡면부재(443)는 곡면으로 마련되는 다양한 부재일 수 있으며, 예를 들어 곡면부재(443)는 원형의 형상으로 마련될 수 있다.
그리고 회동플레이트(446)는 배터리탈착유닛(430)에 결합되고 포크암결합고정부재(441)에 회동가능하게 결합될 수 있다.
즉 도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 회동플레이트(446)에는 곡면부재삽입홀(447)이 형성될 수 있는데, 포크암결합고정부재(441)의 곡면부재(443)가 곡면부재삽입홀(447)에 삽입되도록 마련된다. 그리고 곡면부재(443)가 곡면부재삽입홀(447)에 삽입되면 회동플레이트(446)는 곡면부재(443)를 따라 회동하게 된다.
그리고 회동제공유닛(440)의 회동플레이트(446)는 배터리탈착유닛(430)에 결합되므로 회동플레이트(446)가 곡면부재(443)를 따라 회동하게 되면 배터리탈착유닛(430) 역시 이에 연동되어 회동하게 된다.
여기서 도 5(a)와 같이 자동 반송 대차(600)가 배터리탈착유닛(430)에 대해 평행하지 않게 위치하도록 정지한 경우라도, 포크암유닛(420)이 배터리(500)측으로 전진하게 되면, 배터리탈착유닛(430)의 일측이 배터리(500)의 자성체반응부재(510)에 접촉되어 부착되며, 포크암유닛(420)이 배터리(500)측으로 계속 전진하게 되면, 회동제공유닛(440)의 회동에 의해 배터리탈착유닛(430)이 회동하면서 배터리탈착유닛(430)의 타측 역시 배터리(500)의 자성체반응부재(510)에 접촉되어 부착될 수 있게 된다(도 5(b)의 X3 및 Y3 참조).
즉 도 5(b)에서와 같이 회동플레이트(446)의 회동에 의해 배터리탈착유닛(430)이 배터리(500)와 평행한 방향으로 회동하게 되므로, 배터리탈착유닛(430)의 일측이 배터리(500)의 자성체반응부재(510)에 접촉되어 부착될 수 있을 뿐만 아니라(도 5(b)의 X3 참조), 배터리탈착유닛(430)의 타측 역시 배터리(500)의 자성체반응부재(510)에 접촉되어 부착될 수 있게 된다(도 5(b)의 Y3 참조).
한편 도 6을 참조하면, 완충부재(449)는 회동제공유닛(440)을 완충하기 위해 포크암결합고정부재(441)에 결합되도록 마련될 수 있다. 즉 배터리탈착유닛(430)이 배터리(500)측으로 전진하는 경우 배터리탈착유닛(430)에 포함된 전자석(430)의 자기력에 의해 배터리(500)가 배터리탈착유닛(430)으로 끌려오면서 배터리탈착유닛(430)에 부착될 수 있다.
이 경우 배터리(500)가 배터리탈착유닛(430)에 부착되면서 배터리탈착유닛(430)에 결합되어 있는 회동제공유닛(440)에 충격이 전달될 수 있는데, 완충부재(449)는 이러한 회동제공유닛(440)으로 전달되는 충격을 완충하도록 마련된다.
여기서 완충부재(449)는 충격을 흡수할 수 있는 다양한 재질을 포함할 수 있으며 예를 들어 완충부재(449)는 스프링으로 마련될 수 있다.
한편 도 4를 참조하면, 감지유닛(450)은 배터리(500)가 배터리탈착유닛(430)에 부착되어 있는지 여부를 인지하기 위해 배터리탈착유닛(430)에 결합될 수 있다.
즉 배터리(500)가 배터리탈착유닛(430)에 부착되는 경우 배터리(500)와 배터리탈착유닛(430) 사이에는 소정의 압력이 발생하고 또한, 배터리탈착유닛(430)과 포크암유닛(420) 사이에도 소정의 압력이 발생하므로 이러한 압력의 측정을 통해 배터리(500)가 배터리탈착유닛(430)에 부착되어 있는지 여부를 인지할 수 있다.
따라서 감지유닛(450)은 압력을 센싱하는 다양한 압력센서(450)를 포함하도록 마련될 수 있다.
전술한 바와 같이, 배터리(500)가 배터리탈착유닛(430)에 부착되는 경우 배터리(500)와 배터리탈착유닛(430) 사이에서, 그리고 배터리탈착유닛(430)과 포크암유닛(420) 사이에서 압력이 발생될 수 있으므로, 압력센서(450)는 배터리탈착유닛(430)과 포크암유닛(420) 사이 또는 배터리탈착유닛(430)과 배터리(500) 사이에 배치되어 압력을 측정할 수 있다.
즉 압력센서(450)에서 소정의 압력이 측정되면 배터리(500)가 배터리탈착유닛(430)에 결합되어 있는 것으로 판단하고, 압력센서(450)에서 소정 압력보다 낮은 압력이 측정되면 배터리(500)가 배터리탈착유닛(430)에 결합되어 있지 않은 것으로 판단하게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치(100)에서, 배터리교체유닛(400)이 인력과 척력에 의해 배터리(500)를 교체하도록 마련되는 것에 의해 자동 반송 대차(600)의 배터리(500)에 대한 정확한 포킹위치를 찾지 않고도 배터리(500)의 교체가 용이하며, 이에 의해 포크암의 파손을 방지할 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명한다.
도 7을 참조하면, 자동 반송 대차(600)에 동력을 제공하는 배터리(500a)가 방전되는 경우 자동 반송 대차(600)는 배터리(500a)를 교체하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치(100)측으로 이동하게 된다.
여기서 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 대차 배터리 교체 장치(100)는, 하측프레임(200)을 포함하는데 하측프레임(200)이 레일(810)을 따라 자동 반송 대차(600)의 근접한 위치로 이동하게 된다.
그리고 배터리교체유닛(400)이 하측프레임(200)에 결합되어 있는 지지프레임(300)의 상하방향레일(820)을 따라 상승 또는 하강하면서 배터리(500a)와 대응되는 높이로 이동하게 된다.
배터리교체유닛(400)이 자동 반송 대차(600)의 배터리(500a)와 대응되는 높이에 위치하게 되면 배터리교체유닛(400)의 포크암유닛(420)이 배터리(500a)측으로 전진하게 되며 포크암유닛(420)에 결합되어 있는 배터리탈착유닛(430)이 배터리(500a)를 부착하게 된다.
즉 배터리탈착유닛(430)에 포함되는 전자석(430)에 전류가 흘러 자기력이 형성되면 배터리(500a)에 결합되어 있는 자성체반응부재(510)가 배터리탈착유닛(430)의 전자석(430)에 부착되며 포크암유닛(420)이 후진하여 배터리(500a)를 자동 반송 대차(600)로부터 인출하게 된다.
여기서 자동 반송 대차(600)로부터 인출되는 배터리(500a)는 배터리교체유닛(400)에 마련되는 인출레일(미도시)을 따라 이동하여 배터리교체유닛(400)에 잠시동안 안착(도 7의 500b 참조)되는데, 이때 배터리탈착유닛(430)의 전자석(430)에 흐르는 전류가 끊겨 배터리탈착유닛(430)은 배터리(500b)로부터 이탈된 후 상측으로 이동하게 된다(도 7 참조).
그리고 배터리(500b)가 배터리교체유닛(400)에 안착되면 하측프레임(200)이 레일(810)을 따라 배터리 보관용 스토커(700)측으로 이동하게 되며 배터리 보관용 스토커(700)의 빈 공간에 배터리(500c)를 인입하게 된다. 여기서 배터리 보관용 스토커(700)에 인입된 배터리(500c)는 배터리 보관용 스토커(700)에서 충전되도록 마련될 수 있다.
또한 배터리 보관용 스토커(700)에서 충전이 완료된 배터리(500c)는 배터리 보관용 스토커(700)로부터 인출된 후 자동 반송 대차(600)로 인입될 수 있는데, 배터리(500c)가 자동 반송 대차(600)로 인입될 때 역시 전자석(430)에 전류를 흐르게 하거나 전류를 끊는 것을 통해 전자석(430)의 자기력을 조절하여 이러한 작업을 수행할 수 있다.
즉 배터리 보관용 스토커(700)로부터 충전이 완료된 배터리(500c)를 인출하는 경우에는 전자석(430)에 전류가 흐르게 되고 그 배터리(500c)가 자동 반송 대차(600)에 인입되면 전자석(430)의 전류의 흐름을 끊어서 배터리탈착유닛(430)을 배터리(500a)로부터 분리하게 된다.
한편 도 2, 도 3 및 도 7을 참조하면, 배터리교체유닛(400)은 한 쌍으로 마련되어 서로 반대되는 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 특히, 하나의 포크암유닛(420)이 하나의 상하이동부재(410)에 결합되며, 하나의 포크암유닛(420)의 양측 단부에 한 쌍의 배터리탈착유닛(430a, 430b), 즉 한 쌍의 전자석(430a, 430b)이 각각 결합되도록 마련될 수 있다.
이는 도 7을 참조하면, 하나의 배터리교체유닛(400)을 통해 자동 반송 대차(600)로부터 배터리(500a)를 인출하거나 자동 반송 대차(600)로 배터리(500a)를 인입하고, 또한 다른 배터리교체유닛(400)을 통해 배터리 보관용 스토커(700)로부터 배터리(500c)를 인출하거나 배터리 보관용 스토커(700)로 배터리(500c)를 인입하기 위함이다.
즉 배터리(500)는 한 쌍의 배터리탈착유닛(430a, 430b) 중 자동 반송 대차(600)측을 향하고 있는 배터리탈착유닛(430a)을 통해 자동 반송 대차(600)에 대해 인입 내지 인출될 수 있고, 또한, 배터리 보관용 스토커(700)측을 향하고 있는 배터리탈착유닛(430b)을 통해 배터리 보관용 스토커(700)에 대해 인입 내지 인출될 수 있다.
다만 배터리교체유닛(400)을 통해 배터리 보관용 스토커(700)에 배터리(500b)를 인입하거나 배터리 보관용 스토커(700)로부터 배터리(500c)를 인출하는 과정은, 자동 반송 대차(600)에 배터리(500b)를 인입하거나 자동 반송 대차(600)로부터 배터리(500a)를 인출하는 과정과 공통되므로 이에 대한 상세한 설명은 전술한 설명으로 대체하기로 한다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 자동 반송 대차 배터리 교체 장치 200 : 하측프레임
300 : 지지프레임 400 : 배터리교체유닛
410 : 상하이동부재 420 : 포크암유닛
430 : 배터리탈착유닛 430 : 전자석
440 : 회동제공유닛 441 : 포크암결합고정부재
442 : 길이방향지지부재 443 : 곡면부재
446 : 회동플레이트 447 : 곡면부재삽입홀
449 : 완충부재 450 : 감지유닛
450 : 압력센서 500 : 배터리
510 : 자성체반응부재 600 : 자동 반송 대차
700 : 배터리 보관용 스토커 810 : 레일
820 : 상하방향레일

Claims (12)

  1. 레일을 따라 이동가능하게 마련되는 하측프레임;
    상기 하측프레임에 결합되는 지지프레임; 및
    상기 지지프레임에 이동가능하게 결합되며 인력과 척력에 의해 배터리를 교체하도록 마련되는 배터리교체유닛을 포함하며,
    상기 배터리교체유닛은 한 쌍으로 마련되어 서로 반대되는 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 반송 대차 배터리 교체 장치.
  2. 레일을 따라 이동가능하게 마련되는 하측프레임;
    상기 하측프레임에 결합되는 지지프레임; 및
    상기 지지프레임에 이동가능하게 결합되며 인력과 척력에 의해 배터리를 교체하도록 마련되는 배터리교체유닛을 포함하며,
    상기 배터리교체유닛은,
    상하로 이동가능하도록 상기 지지프레임에 결합되는 상하이동부재;
    상기 상하이동부재에 결합되어 상기 배터리측으로 이동가능하게 마련되는 포크암유닛;
    상기 포크암유닛에 결합되며 자성에 의해 상기 배터리에 탈착가능하게 마련되는 배터리탈착유닛; 및
    상기 배터리탈착유닛이 상기 포크암유닛에 대해 상대회동할 수 있도록, 상기 배터리탈착유닛과 상기 포크암유닛 사이에 배치되어 상기 배터리탈착유닛과 상기 포크암유닛에 각각 결합되는 회동제공유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 반송 대차 배터리 교체 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배터리는 자성체에 반응하는 자성체반응부재를 포함하며,
    상기 배터리탈착유닛은 상기 자성체반응부재에 부착가능하도록 마련되는 전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 반송 대차 배터리 교체 장치.
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 회동제공유닛은,
    상기 포크암유닛에 결합되는 포크암결합고정부재; 및
    상기 포크암결합고정부재에 회동가능하게 결합되며 상기 배터리탈착유닛에 결합되는 회동플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 반송 대차 배터리 교체 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 포크암결합고정부재는,
    상기 포크암유닛에 결합되는 길이방향지지부재; 및
    상기 길이방향지지부재에 결합되되 곡면을 가지도록 마련되는 곡면부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 반송 대차 배터리 교체 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회동플레이트는, 상기 곡면부재가 삽입가능하도록 마련되며 상기 곡면부재의 삽입 후 상기 곡면부재를 따라 회동하는 곡면부재삽입홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 반송 대차 배터리 교체 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 회동제공유닛을 완충하기 위해 상기 포크암결합고정부재에 결합되는 완충부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 반송 대차 배터리 교체 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 배터리교체유닛은,
    상기 배터리가 상기 배터리탈착유닛에 부착되어 있는지 여부를 인지하기 위해 상기 배터리탈착유닛에 결합되는 감지유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 반송 대차 배터리 교체 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 감지유닛은 압력을 센싱하는 압력센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 반송 대차 배터리 교체 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 압력센서는, 상기 배터리탈착유닛과 포크암유닛 사이 및 상기 배터리탈착유닛과 상기 배터리 사이 중 적어도 하나의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 반송 대차 배터리 교체 장치.
  12. 제2항 내지 제3항 및 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리교체유닛은 한 쌍으로 마련되어 서로 반대되는 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 반송 대차 배터리 교체 장치.
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