KR101884513B1 - 배터리 교환 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 일 실시 예는 배터리 교환 장치에 관한 것으로서, 독립적으로 구동 가능한 제 1 구동부와 제 2 구동부를 포함하는 승강 구동 유닛, 승강 구동 유닛의 하부에 배치된 배터리 클램핑 유닛, 승강 구동 유닛과 배터리 클램핑 유닛을 연결하며, 승강 구동 유닛에 의해 감김 또는 풀림되는 견인 와이어를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 교환 장치는 견인 와이어의 텐션을 조절할 수 있는 적어도 하나의 텐션 조절부를 더 포함할 수 있다.

Description

배터리 교환 장치{BATTERY EXCHANGING DEVICE}
본 발명은 배터리 교환 장치에 관한 것으로서, 전기 차량에 탈착 가능하게 배치되는 배터리를 교환할 수 있는 배터리 교환 장치에 관한 것이다.
전기 차량은 배터리의 사용이 필수적이다. 차량에 사용되는 배터리는 차량의 구동을 위해 그 용량이 매우 크다. 배터리는 전기 차량에 장착된 배터리 안착부에 탈착 가능하게 배치된다. 따라서, 방전된 배터리는 배터리 안착부로부터 분리된다. 또한, 충전된 배터리는 배터리 안착부에 안착된다.
전기 차량은 도로의 상태에 따른 영향을 많이 받는다. 예컨대, 전기 차량이 정류장에 반복적으로 정차하는 경우, 도로의 적어도 일부가 함몰될 수 있다. 이 경우, 전기 차량은 전후 또는 좌우로 기울기를 가질 수 있다. 이러한 기울기로 인하여, 배터리의 교환이 부정확하거나, 안전에 위협이 될 수 있다. 따라서, 도로 상태에 상관없이 안정적으로 배터리를 교환할 수 있는 것이 중요하다.
본 발명의 일 실시 예는, 전기 차량에 탈착되는 배터리를 안전하게 교환할 수 있는 배터리 교환 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 배터리 교환 장치의 일 실시 예는, 프레임을 포함하며, 배터리를 승하강시키는 승강 구동 유닛, 상기 승강 구동 유닛에 의해 감김 또는 풀림되는 적어도 하나의 견인 와이어, 상기 승강 구동 유닛의 하부에 배치되며, 상기 견인 와이어에 연결된 배터리 클램핑 유닛을 포함하며, 상기 승강 구동 유닛은, 상기 프레임에 배치되어, 상기 견인 와이어를 독립적으로 구동하는 제 1 구동부와 제 2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 구동부 및 상기 제 2 구동부 중 적어도 하나는, 구동모터, 상기 구동모터에 연결된 감속기, 상기 감속기에 연결되며, 상기 견인 와이어가 권취되는 한 쌍의 권상드럼을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 견인 와이어는 한 쌍의 권상드럼 각각에 권취되는 제 1 견인 와이어와 제 2 견인 와이어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강 구동 유닛의 일측에 배치되어, 상기 견인 와이어의 텐션을 조절하는 텐션 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 텐션 조절부는, 적어도 하나의 가이드바, 상기 가이드바의 일측에 배치된 탄성부재, 상기 가이드바를 따라 이동 가능하게 배치되어, 상기 탄성부재의 가압이 가능한 텐션휠을 포함하며, 상기 견인 와이어의 일부가 텐션휠을 감는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 텐션 조절부는, 상기 텐션휠을 회전 가능하게 지지하는 회전축, 상기 회전축을 지지하는 지지 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지 블록은 상기 가이드바를 따라 이동 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 텐션 조절부는 상기 가이드바의 양 단부를 지지하는 지지 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성부재는 상기 지지 블록과 상기 지지 프레임의 사이에 배치된 스프링인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강 구동 유닛은 상기 견인 와이어를 안내하며, 상기 권상드럼으로부터 이격된 적어도 하나의 안내휠을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리 클램핑 유닛은 상기 견인 와이어를 안내하는 적어도 하나의 견인휠을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강 구동 유닛은 상기 견인 와이어의 일단을 고정하는 적어도 하나의 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 승강 구동 유닛은 제 1 구동부와 제 2 구동부를 포함한다. 또한, 적어도 하나의 견인 와이어는 승강 구동 유닛과 배터리 클램핑 유닛을 연결한다. 여기서, 제 1 구동부와 제 2 구동부는 독립적으로 구동될 수 있다. 따라서, 전기 차량이 기울어지더라도, 견인 와이어 각각의 풀림 길이를 조절하여 배터리를 전기 차량에 정확하게 배치시킬 수 있다.
또한, 텐션 조절부는 각 견인 와이어의 텐션을 조절하여, 특정 견인 와이어에 하중이 집중되지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 교환 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 교환 장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 배터리 교환 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시 예인 권상드럼을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 A에 대한 확대도이다.
도 6은 도 3에 도시된 텐션 조절부를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 텐션 조절부의 정면도이다.
도 8은 도 7의 부시를 도시한 도면이다.
도 9 및 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 텐션휠과 견인 와이어의 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 11 내지 13은 도 10에 도시된 텐션 조절부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부를 도시한 도면이다.
이하, 실시예들을 중심으로 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 도면이나 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 첨부된 도면들은 다양한 실시예들 중 본 발명을 구체적으로 설명하기 위하여 예시적으로 선택된 것일 뿐이다.
발명의 이해를 돕기 위해, 도면에서 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석해야 한다. 한편, 도면에서 동일한 역할을 하는 요소들은 동일한 부호로 표시된다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
또한, 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 또는 구성요소의 "상"에 있다라고 기재되는 경우에는, 상기 어떤 층이나 구성요소가 상기 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일 실시 예인 배터리 교환 장치(10)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 교환 장치(10)를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리 교환 장치(10)를 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 배터리 교환 장치(10)를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 교환 장치(10)는 승강 구동 유닛(100), 승강 구동 유닛(100)에 의해 감김 또는 풀림되는 적어도 하나의 견인 와이어(200), 및 견인 와이어(200)에 연결된 배터리 클램핑 유닛(300)을 포함할 수 있다.
승강 구동 유닛(100)은 제 1 구동부(130)와 제 2 구동부(150)를 포함할 수 있다. 또한, 승강 구동 유닛(100)은 상부 프레임(110), 안내휠(170) 및 와이어 고정부(190)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 구동부(130)와 제 2 구동부(150)는 독립적으로 구동될 수 있다. 한편, 제 1 구동부(130)와 제 2 구동부(150)는 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다.
제 1 구동부(130)는 제 1 구동모터(131), 제 1 구동모터(131)에 연결된 제 1 감속기(133), 제 1 감속기(133)에 연결된 한 쌍의 권상드럼(135, 137)을 포함할 수 있다. 일 실시 예로, 제 1 구동모터(131)는 서보 모터를 포함할 수 있다. 서보 모터는 입력 신호를 제어하여 모터의 회전 각도를 정밀하게 제어할 수 있다. 따라서, 서보 모터는 회전 또는 정지 등의 동작을 신속하고 정확하게 할 수 있다.
제 1 감속기(133)는 제 1 구동모터(131)의 구동력을 한 쌍의 권상드럼(135, 137)에 전달한다. 제 1 감속기(133)는 제 1 회전축(134), 제 1 회전축(134)에 동력을 전달하는 적어도 하나의 제 1 동력 전달 기어(미도시)를 포함할 수 있다. 제 1 구동모터(131)에 연결된 제 1 구동축(미도시)은 제 1 동력 전달 기어(미도시)에 연결될 수 있다. 제 1 구동모터(131)에 의해 제 1 구동축(미도시)이 회전된다. 제 1 구동축(미도시)은 제 1 동력 전달 기어(미도시)를 통해 제 1 회전축(134)에 동력을 전달한다. 예컨대, 제 1 회전축(134)은 제 1 동력 전달 기어(미도시)의 중앙부를 관통하여 고정될 수 있다. 즉, 제 1 회전축(134)은 제 1 감속기(133)를 관통한다. 제 1 구동축(미도시)과 제 1 동력 전달 기어(미도시)는 기어로 연결될 수 있다. 따라서, 제 1 구동모터(131)에 의한 회전이 제 1 회전축(134)에 전달될 수 있다.
한 쌍의 권상드럼(135, 137)은 제 1 회전축(134)에 연결된다. 한 쌍의 권상드럼은 제 1 권상드럼(135)과 제 2 권상드럼(137)을 포함할 수 있다. 제 1 권상드럼(135)은 제 1 회전축(134)의 일단에 연결된다. 또한, 제 2 권상드럼(137)은 제 1 회전축(134)의 타단에 연결된다. 일 실시 예로, 제 1 권상드럼(135)은 그 중앙을 관통하는 제 1 드럼축(136)을 포함한다. 또한, 제 2 권상드럼(137)은 그 중앙을 관통하는 제 2 드럼축(138)을 포함한다. 제 1 드럼축(136) 및 제 2 드럼축(138) 각각은 베어링에 의해 지지될 수 있다. 제 1 드럼축(136)은 제 1 회전축(134)과 제 1 커플링(136a)에 의해 연결될 수 있다. 제 2 드럼축(138)은 제 1 회전축(134)과 제 2 커플링(138a)에 의해 연결될 수 있다.
제 2 구동부(150)는 제 2 구동모터(151), 제 2 구동모터(151)에 연결된 제 2 감속기(153), 제 2 감속기(153)에 연결된 한 쌍의 권상드럼(155, 157)을 포함할 수 있다. 제 2 구동모터(151)는 제 1 구동모터(131)와 같이 서보 모터를 포함할 수 있다. 제 2 감속기(153)는 제 2 구동모터(151)의 동력을 한 쌍의 권상드럼(155, 157)에 전달한다. 일 실시 예로, 제 2 감속기(153)는 제 2 회전축(154), 제 2 회전축(154)에 동력을 전달하는 적어도 하나의 제 2 동력 전달 기어(미도시)를 포함할 수 있다. 제 2 구동모터(151)에 연결된 제 2 구동축(미도시)은 제 2 동력 전달 기어(미도시)에 연결될 수 있다. 여기서, 제 2 회전축(154)은 제 2 동력 전달 기어(미도시)의 중앙부를 관통하여 고정될 수 있다. 즉, 제 2 회전축(154)은 제 2 감속기(150)를 관통한다.
한 쌍의 권상드럼(155, 157)은 제 2 회전축(154)에 연결된다. 한 쌍의 권상드럼은 제 3 권상드럼(155)과 제 4 권상드럼(157)을 포함할 수 있다. 제 3 권상드럼(155)은 제 2 회전축(154)의 일단에 연결된다. 또한, 제 4 권상드럼(157)은 제 2 회전축(154)의 타단에 연결된다. 일 실시 예로, 제 3 권상드럼(155)은 그 중앙을 관통하는 제 3 드럼축(156)을 포함한다. 또한, 제 4 권상드럼(157)은 그 중앙을 관통하는 제 4 드럼축(158)을 포함한다. 제 3 드럼축(156) 및 제 4 드럼축(158) 각각은 베어링에 의해 지지될 수 있다. 제 3 드럼축(156)은 제 2 회전축(154)과 제 3 커플링(156a)에 의해 연결될 수 있다. 제 4 드럼축(158)은 제 2 회전축(154)과 제 4 커플링(158a)에 의해 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시 예인 권상드럼(135)을 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 A에 대한 확대도이다.
도 1, 4 및 5를 참조하면, 제 1 구동부(130)는 제 1 및 제 2 권상드럼(135, 137)을 포함할 수 있으며, 제 2 구동부(150)는 제 3 및 제 4 권상드럼(155, 157)을 포함할 수 있다. 제 1 내지 제 4 권상드럼(135, 137, 155, 157)은 각각 권취홈을 가진다. 이를, 도 4를 참조하여 설명하면, 제 1 권상드럼(135)은 그 외주면을 따라 형성된 권취홈(135a)을 가진다. 후술할 견인 와이어(200)는 권취홈(135a)을 따라 제 1 권상드럼(135)에 감긴다. 견인 와이어(200)의 단부는 드럼 고정부(135b)에 의해 제 1 권상드럼(135)에 고정될 수 있다.
도 1 내지 3을 참조하면, 승강 구동 유닛(100)은 상부 프레임(110)을 포함할 수 있다. 상부 프레임(110)은 플레이트 형상을 가질 수 있다. 제 1 구동부(130)와 제 2 구동부(150)는 상부 프레임(110)에 배치될 수 있다. 상부 프레임(110)의 가장자리에는 슬라이더(111)가 배치될 수 있다. 또한, 상부 프레임(110)의 일측에 이송 모터(113)가 배치될 수 있다. 슬라이더(111)는 이송 레일(112)에 접촉된다. 이송 모터(113)의 구동축(미도시)은 상부 프레임(110)과 기어 연결될 수 있다. 따라서, 상부 프레임(110)은 이송 모터(113)에 의해 이송 레일(112)을 따라 이동될 수 있다.
견인 와이어(200)는 제 1 내지 제 4 견인 와이어(210, 230, 250, 270)를 포함할 수 있다. 제 1 견인 와이어(210)의 적어도 일부는 제 1 권상드럼(135)에 감기고, 제 2 견인 와이어(230)의 적어도 일부는 제 2 권상드럼(137)에 감긴다. 또한, 제 3 견인 와이어(250)의 적어도 일부는 제 3 권상드럼(155)에 감기고, 제 4 견인 와이어(270)는 제 4 권상드럼(157)에 감긴다. 즉, 권상드럼(135, 137, 155, 157) 각각은 독립적인 견인 와이어(200)에 연결된다.
안내휠(170)은 상부 프레임(110) 상에 배치될 수 있다. 안내휠(170)은 제 1 내지 제 4 안내휠(171, 173, 175, 177)을 포함할 수 있다. 제 1 안내휠(171)은 제 1 권상드럼(135)으로부터 이격되고, 제 2 안내휠(173)은 제 2 권상드럼(137)으로부터 이격된다. 또한, 제 3 안내휠(175)은 제 3 권상드럼(155)으로부터 이격되고, 제 4 안내휠(177)은 제 4 권상드럼(157)으로부터 이격된다. 후술할 배터리 클램핑 유닛(300)의 승하강 시, 제 1 안내휠(171)은 제 1 견인 와이어(210)를 안내하고, 제 2 안내휠(173)은 제 2 견인 와이어(230)를 안내한다. 또한, 제 3 안내휠(175)은 제 3 견인 와이어(250)를 안내하고, 제 4 안내휠(177)은 제 4 견인 와이어(270)를 안내한다.
와이어 고정부(190)는 제 1 내지 제 4 고정부(191, 193, 195, 197)를 포함할 수 있다. 견인 와이어(200)의 일단은 와이어 고정부(190)에 고정되고, 타단은 권상드럼(135, 137, 155, 157)에 고정될 수 있다. 일 실시 예로, 제 1 고정부(191)는 제 1 안내휠(171)을 사이에 두고 제 1 권상드럼(135)과 이격된다. 제 2 고정부(193)는 제 2 안내휠(173)을 사이에 두고 제 2 권상드럼(137)과 이격된다. 또한, 제 3 고정부(195)는 제 3 안내휠(175)을 사이에 두고 제 3 권상드럼(155)과 이격된다. 제 4 고정부(197)는 제 4 안내휠(177)을 사이에 두고 제 4 권상드럼(157)과 이격된다.
도 2 및 3을 참조하면, 배터리 클램핑 유닛(300)은 하부 프레임(310), 하부 프레임(310)에 배치된 견인휠(330), 홀더(350) 및 홀더 구동부(370)를 포함할 수 있다. 하부 프레임(310)은 플레이트 형상을 가지며, 상부 프레임(110)의 하부에 배치될 수 있다. 견인휠(330)은 제 1 내지 제 4 견인휠(331, 333, 335, 337)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 견인휠(331)은 도면상 도시되지 않았다. 견인휠(330)은 하부 프레임(310) 상에 이격되어 배치될 수 있다. 홀더(350)는 하부 프레임(310)에 배치될 수 있다. 일 실시 예로, 한 쌍의 홀더(350)가 하부 프레임(310)의 일측에 배치될 수 있다. 다른 한 쌍의 홀더(350)는 하부 프레임(310)의 타측에 배치될 수 있다. 홀더(350)는 홀더 구동부(370)에 연결된다. 예컨대, 홀더 구동부(370)는 모터를 포함할 수 있다. 홀더(350)는 홀더 구동부(370)에 의해 홀더(350)의 회동축을 기준으로 회동된다. 따라서, 홀더(350)는 배터리(114)를 클램핑 또는 언클램핑 할 수 있다.
일 실시 예로, 제 1 내지 제 4 견인휠(331, 333, 335, 337)은 제 1 내지 제 4 안내휠(171, 173, 175, 177)에 대응하여 하부 프레임(310)에 배치될 수 있다. 견인 와이어(200)는 안내휠(170) 및 견인휠(330)을 경유하여 와이어 고정부(190)에 고정된다.
도 6은 도 3에 도시된 텐션 조절부(400)를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 텐션 조절부(400)의 정면도이며, 도 8은 도 7의 부시(481)를 도시한 도면이고, 도 9 및 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 텐션휠(450)과 견인 와이어(200)의 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 3, 6 내지 10을 참조하면, 텐션 조절부(400)는 상부 프레임(110)에 배치될 수 있다. 또한, 다수의 텐션 조절부(400)는 제 1 내지 제 4 안내휠(171, 173, 175, 177)에 대응하여 이격된다. 즉, 텐션 조절부(400)는 제 1 내지 제 4 안내휠(171, 173, 175, 177) 각각의 하부에 배치될 수 있다. 한편, 텐션 조절부(400)는 가이드바(410), 탄성부재(430), 텐션휠(450)을 포함할 수 있다. 또한, 텐션 조절부(400)는 제 3 회전축(470), 지지 블록(480) 및 지지 프레임(490)을 더 포함할 수 있다.
가이드바(410)는 스틱(stick), 바(bar) 및 원기둥 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. 즉, 가이드바(410)는 소정의 길이를 가진다. 텐션 조절부(400)는 다수의 가이드바(410)를 포함할 수 있다. 다수의 가이드바(410)는 실질적으로 평행하게 상부 프레임(110) 또는 별도의 지지 프레임(490)에 배치될 수 있다. 일 실시 예로, 4개의 가이드바(410)가 서로 이격되어 배치될 수 있다.
탄성부재(430)는 가이드바(410)의 일측에 배치될 수 있다. 예컨대, 탄성부재(430)는 스프링을 포함할 수 있다. 가이드바(410)의 적어도 일부가 탄성부재(430)에 삽입될 수 있다. 즉, 탄성부재(430)는 가이드바(410)의 외부면을 감싼다. 또한, 탄성부재(430)는 가이드바(410) 각각에 배치될 수 있다.
지지 블록(480)은 가이드바(410)에 유동 가능하게 배치될 수 있다. 지지 블록(480)은 관통홀을 가진다. 가이드바(410)는 관통홀에 삽입될 수 있다. 이때, 지지 블록(480)과 가이드바(410)의 사이에 부쉬(481, bush)가 배치될 수 있다. 따라서, 지지 블록(480)은 부쉬(481)에 의해 가이드바(410)를 따라 용이하게 이동될 수 있다. 지지 블록(480)은 적어도 2개의 가이드바(410)를 연결할 수 있다. 따라서, 2개의 지지 블록(480)이 서로 마주보게 배치될 수 있다.
제 3 회전축(470)은 지지 블록(480)에 의해 지지된다. 텐션휠(450)은 제 3 회전축(470)에 회전 가능하게 연결된다. 즉, 텐션휠(450)은 제 3 회전축(470)을 중심으로 회전할 수 있다. 지지 프레임(490)은 가이드바(410)의 양단을 지지한다. 지지 프레임(490)은 상부 프레임(110)에 고정될 수 있다. 또한, 지지 프레임(490)은 개구부(490a)를 가진다. 한편, 탄성부재(430)의 일단은 지지 프레임(490)에 접하고, 타단은 부쉬(481) 또는 지지 블록(480)에 접할 수 있다. 탄성부재(430)의 적어도 하나의 단부는 고정될 수 있다. 예컨대, 탄성부재(430)의 양 단부가 고정될 수 있다. 또한, 탄성부재(430)의 양 단부가 고정되지 않을 수도 있다.
도 9 및 10을 참조하면, 견인 와이어(200)는 텐션휠(450)의 일부 외주면에 접하게 배치될 수 있다. 이 경우, 견인 와이어(200)는 텐션휠(450)에 접촉되거나 이격될 수 있다. 또한, 견인 와이어(200)는 텐션휠(450)에 적어도 한번 권취될 수 있다. 이 경우, 견인 와이어(200)는 배터리 클램핑 유닛(300)의 승하강 시, 텐션휠(450)로부터 이격되지 않는다. 즉, 텐션휠(450)은 견인 와이어(200)에 의해 도면상 좌우로 이동될 수 있다.
지금까지, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 교환 장치(10)의 구성을 설명하였다. 이하에서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 교환 장치(10)의 동작을 설명한다.
도 11 내지 13은 도 10에 도시된 텐션 조절부(400)의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(500)를 도시한 도면이다.
도 11 및 12를 참조하면, 텐션 조절부(400)는 견인 와이어(200)의 텐션을 조절한다. 예컨대, 견인 와이어(200)에 의해 텐션휠(450)이 도면상 좌로 이동되면, 탄성부재(430)는 압축된다. 또한, 견인 와이어(200)에 의해 텐션휠(450)이 도면상 우로 이동되면, 탄성부재(430)는 인장된다. 이 경우, 탄성부재(430)의 양단은 지지 프레임(490)과 지지 블록(480)에 고정된다. 즉, 견인 와이어(200)의 텐션은 탄성부재(430)의 탄성력에 의해 조절될 수 있다.
도 1 및 13을 참조하면, 제 1 구동부(130)와 제 2 구동부(150)는 독립적으로 동작할 수 있다. 제 1 구동모터(131)에 의한 동력은 제 1 감속기(133)를 통해 제 1 권상드럼(135)과 제 2 권상드럼(137)에 전달된다. 또한, 제 2 구동모터(151)에 의한 동력은 제 2 감속기(153)를 통해 제 3 권상드럼(155)과 제 4 권상드럼(157)에 전달된다. 일 실시 예로, 제 1 권상드럼(135)과 제 2 권상드럼(137)의 회전에 의해, 제 1 견인 와이어(210)와 제 2 견인 와이어(230)는 풀릴 수 있다. 독립적으로, 제 3 권상드럼(155)과 제 4 권상드럼(157)의 회전에 의해 제 3 견인 와이어(250)와 제 4 견인 와이어(270)는 풀릴 수 있다.
제 1 내지 제 4 권상드럼(135, 137, 155, 157)에 의해 견인 와이어(200)가 풀림에 따라, 배터리 클램핑 유닛(300)은 하강된다. 여기서, 배터리(114)는 전기 차량에 장착된다. 전기 차량은 도로의 상태에 따라 기울어질 수 있다. 이 경우, 배터리(114)를 전기 차량에 정확하게 장착하기 위해서, 제 1 내지 제 4 견인 와이어(210, 230, 250, 270)의 풀림 길이가 달라져야 한다. 이를 위해, 제 1 구동부(130)와 제 2 구동부(150)는 독립적으로 구동되어 제 1 내지 제 4 견인 와이어(210, 230, 250, 270)의 풀림 길이를 조절할 수 있다.
한편, 텐션 조절부(400)는 제 1 내지 제 4 견인 와이어(210, 230, 250, 270)의 텐션을 조절할 수 있다. 전기 차량이 기울어짐에 따라, 견인 와이어(200) 각각은 서로 다른 텐션을 가질 수 있다. 견인 와이어(200)가 텐션휠(450)을 이동시키면, 탄성부재(430)는 압축 또는 인장될 수 있다. 따라서, 견인 와이어(200)의 텐션은 탄성부재(430)의 탄성력에 의해 조절될 수 있다.
배터리 클램핑 유닛(300)은 홀더(350)의 회동으로 배터리(114)를 전기 차량에 배치시킬 수 있다. 배터리 클램핑 유닛(300)으로부터 배터리(114)가 분리되면, 승강 구동 유닛(100)에 의해 배터리 클램핑 유닛(300)은 승강될 수 있다.
제어부(500)는 배터리 클램핑 유닛(300)과 승강 구동 유닛(100)의 동작을 제어한다. 특히, 제어부(500)는 제 1 구동부(130)와 제 2 구동부(150)를 독립적으로 구동할 수 있다. 따라서, 전기 차량이 기울지더라도, 견인 와이어(200) 각각의 풀림 길이를 조절할 수 있다. 또한, 제어부(500)는 배터리 클램핑 유닛(300)으로부터 배터리(114)를 분리시킨 후, 승강 구동 유닛(100)을 구동하여 배터리 클램핑 유닛(300)을 승강 시킬 수 있다.
이상에서, 도면에 도시된 예들을 참고하여 본 발명을 설명하였으나, 이러한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 배터리 교환 장치
100 : 승강 구동 유닛
200 : 견인 와이어
300 : 배터리 클램핑 유닛
400 : 텐션 조절부
500 : 제어부

Claims (12)

  1. 배터리 교환 장치에 있어서,
    프레임을 포함하며, 배터리를 승하강시키는 승강 구동 유닛;
    상기 승강 구동 유닛에 의해 감김 또는 풀림되는 복수의 견인 와이어;
    상기 승강 구동 유닛의 하부에 배치되며, 상기 견인 와이어에 연결된 배터리 클램핑 유닛; 및
    상기 승강 구동 유닛의 일측에 배치되어, 상기 견인 와이어의 텐션을 조절하는 텐션 조절부;를 포함하며,
    상기 승강 구동 유닛은,
    상기 프레임에 배치되어, 상기 견인 와이어를 독립적으로 구동하는 제 1 구동부와 제 2 구동부를 포함하며,
    상기 텐션 조절부는,
    적어도 하나의 가이드바;
    상기 가이드바의 일측에 배치된 탄성부재;
    상기 가이드바를 따라 이동 가능하게 배치되어, 상기 탄성부재의 가압이 가능한 텐션휠을 포함하며, 상기 견인 와이어의 일부가 텐션휠을 감는 배터리 교환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구동부 및 상기 제 2 구동부 중 적어도 하나는,
    구동모터;
    상기 구동모터에 연결된 감속기;
    상기 감속기에 연결되며, 상기 견인 와이어가 권취되는 한 쌍의 권상드럼을 포함하는 배터리 교환 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 견인 와이어는 한 쌍의 권상드럼 각각에 권취되는 제 1 견인 와이어와 제 2 견인 와이어를 포함하는 배터리 교환 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 텐션 조절부는,
    상기 텐션휠을 회전 가능하게 지지하는 회전축;
    상기 회전축을 지지하는 지지 블록을 더 포함하는 배터리 교환 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지 블록은 상기 가이드바를 따라 이동 가능한 배터리 교환 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 텐션 조절부는 상기 가이드바의 양 단부를 지지하는 지지 프레임을 더 포함하는 배터리 교환 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 지지 블록과 상기 지지 프레임의 사이에 배치된 스프링인 배터리 교환 장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 승강 구동 유닛은 상기 견인 와이어를 안내하며, 상기 권상드럼으로부터 이격된 적어도 하나의 안내휠을 더 포함하는 배터리 교환 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 배터리 클램핑 유닛은 상기 견인 와이어를 안내하는 적어도 하나의 견인휠을 포함하는 배터리 교환 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 승강 구동 유닛은 상기 견인 와이어의 일단을 고정하는 적어도 하나의 고정부를 더 포함하는 배터리 교환 장치.
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