KR101951089B1 - 무인운반차용 자동충전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무인운반차용 자동충전장치를 개시한다.
본 발명의 무인운반차용 자동충전장치는 외체를 형성하는 케이스에 일체로 구비되어 설정된 충전위치로 이동한 무인운반차를 감지하여 제어신호를 인가하는 제어유닛 및 제어유닛의 신호를 인가받아 무인운반차의 상·하 음극 및 양극 충전수신단자에 접촉하여 선택적으로 전원을 인가하여 충전을 수행하는 전원공급유닛을 포함하는 무인운반차용 자동충전장치에 있어서, 상기 전원공급유닛은;, 상기 제어유닛으로부터 제어신호를 인가받아 구동력을 생성하여 로드를 전,후 이동시키는 것으로, 상기 케이스의 내부 일측에 수평 방향으로 고정 설치되고 선택적으로 상기 케이스의 일측에 형성된 인출창을 통해 로드를 출몰시키는 리니어 실린더와; 상기 제어유닛으로부터 제어신호를 인가받는 것으로 상기 로드의 끝단부에 구비되어 상기 충전수신단자에 접촉하여 전원을 인가하도록 상·하 간격을 두고 반원판 형상으로 돌출된 음극 및 양극 단자로 이루어진 전원송신단자를 구성한 충전패드와; 상기 케이스의 내부 일측에 고정 설치되어 상기 로드의 전진 이동시 선단부가 하 방향으로 처지는 현상을 탄력적으로 지지하여 수평 상태를 유지되게 하는 것으로, 상기 로드의 일단이 삽입 통과하도록 상면이 개방된 '∪'자 형상의 안내홀더 및 이 안내홀더의 개방된 상면에 조립되어 폐쇄시키는 것으로 상기 로드의 상면을 탄력적으로 가압 지지하는 탄성지지부로 구성되는 수평유지유닛으로 구성된다.
이와 같은 구성의 무인운반차용 자동충전장치는 전원공급유닛을 구성하는 리니어 실린더의 로드가 전진 이동시 충전패드의 무게로 인해 아래로 처지는 현상을 수평유지유닛을 통해 탄력적으로 보상 지지하도록 함으로써 결과적으로 무인운반차의 충전수신단자와의 접속위치 오차를 보상할 수 있으므로 정확한 위치에서의 접속을 통한 충전 안정성과 장치에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 유용한 효과가 기대된다.

Description

무인운반차용 자동충전장치{Automatic charging vehicle for unmanned vehicle}

본 발명은 충전을 위해 무인운반차량이 설정된 위치에 접근시 전원송신단자를 전진 이동시켜 무인운반차량의 충전수신단자에 접촉시킴으로써 충전을 실시하는 무인운반차용 자동충전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전원송신단자를 구성하는 전원공급유닛의 구조를 개선하여 전진 이동시 충전수신단자와의 위치오차를 보상할 수 있도록 함으로써 정확한 위치에서 안정적인 충전이 수행될 수 있도록 하여 신뢰성을 높일 수 있는 무인운반차용 자동충전장치에 관한 것이다.

일반적으로 무인운반차량은 운전자가 없이 주컴퓨터의 제어에 의해 주행하면서 화물을 운반하는 무인운반시스템으로서, 인건비를 절감하고 작업효율을 향상시키기 위하여 물류시스템 및 자동생산 시스템등과 같은 자동화시스템에서 널리 사용되고 있다. 즉, 무인운반차량은 차체에 수동 또는 자동으로 화물을 적재하여 지시된 장소까지 제어 주행을 이루며, 크게 수동 또는 자동으로 화물을 쌓은 무궤도 차량인 무인운반차(Automatic Guided Vehicle: AGV)와, 수동 또는 자동으로 화물을 상차 또는 하차하는 대차를 견인하여 지시된 장소까지 자동 주행하여 작업을 수행하는 무궤도 차량인 무인견인차(Automatic Guided Tractor), 그리고 화물 적재용인 포크 등을 상하 작동시키는 마스트를 갖추어 포크 등에 화물을 자동 적재하고 지시된 장소까지 자동 주행으로 자동 하역 작업을 하는 무궤도 차량인 무인지게차(automatic guided fork lift truck)로 구분된다.

이러한 무인운반차량은 반도체 제조산업 등의 다양한 산업분야에서 널리 사용되어 메인컴퓨터의 지령에 의해 물류의 이송을 담당하는 것으로, 동력원으로 배터리를 사용하기 때문에 운행 중에 배터리에 충전된 전력을 어느정도 소진하게 되면 상기 배터리를 재충전시키기 위하여 무인운반차량이 자동으로 정해진 장소로 이동하여 충전을 받도록 하는 충전장치가 준비되어 있다.

종래 기술에 따른 무인운반차량 충전시스템은 무인운반차량의 운행을 제어하는 주컴퓨터의 제어에 따라 주행하는 무인운반차량은 내장된 배터리의 유휴전력이 충전을 위한 설정치로 떨어지게 되면, 충전스테이션 근처로 이동하여 충전이 이루어지도록 구성되어 있다. 즉, 종래에는 무인운반차량이 내부의 배터리로 운행하다가 일정 시간 배터리를 사용하여 충전이 필요하게 되면, 배터리 다운신호를 발생하여 주컴퓨터에 이를 알리고, 주 컴퓨터는 상기 무인운반차량을 유도하여 충전스테이션으로 이동시키고, 재충전이 필요하게 된 무인운반차량이 충전스테이션에 도달하면, 작업자가 수작업으로 상기 무인운반차량에 장착된 방전된 배터리를 탈착시킨 후 미리 충전시킨 충전 배터리를 장착 교환하고, 방전된 배터리를 충전시키는 방식이 사용되었다.

그러나, 종래 기술에 따른 수작업에 의존한 배터리 교환방식은 배터리 교환을 위한 인력을 필요로 하므로 작업의 표준화가 곤란하고 인건비로 인한 경제적인 운영이 곤란한 폐단이 있었다.

이러한 단점을 해소하기 위한 종래기술로는 무인운반차 또는 반송차의 자동충전장치는 한국 특허공보 1994-0000389호(출원번호 1991-0010006호, 91.6.17)와 일본 실용신안공개공보 소 61-104739호 등이 개시되어 있다. 상기 종래 기술의 특징은 전원공급 장치에 접속되며 플로어로부터 돌출된 발신용 충전장치와 무인운반차에 탑재된 축전지를 충전시키도록 무인운반차의 하부면에 탄력적으로 돌출설치된 수신용 충전장치로 구성되어 상기 무인운반차가 일정궤도를 주행할 때마다 간헐적으로 수신용 충전장치가 발신용 충전장치에 접속되어 상기 무인운반차에 탑재된 축전지를 충전시켜 항상 만충전 상태를 유지할 수 있게 한 것이다.

또 다른 종래기술로는 한국 특허공개 1995-0034967(1995.12.28.공개)에 개시된 무인운반차 자동충전장치가 있으며, 일정궤도로 주행되는 무인운반차에 정위치 자기센서를 설치하고 플로어에 정위치 자기 마그네트를 매설하여 상기 정위치 자기마그네트의 자계에 의해 무인운반차가 충전위치에 도달되게 하고, 전원공급장치와 접속되며 플로어상에 설치되는 발신용 충전장치를 플로어의 상면으로부터 약간 아래에 위치되게 하되, 플러스(+), 마이너스(-)의 전극단자를 시소(seesaw)작동 가능하게 하여 수신용 충전장치의 전극단자와 접촉력을 증대시키고, 무인운반차의 하부면에 설치되어 탑재된 축전지와 접속된 수신용 충전장치는 그 플러스(+), 마이너스(-)의 전극단자가 모터의 구동에 의해 승강 가능하게 하여 상기 발신용 충전장치와 접속되어 축전지의 충전이 이루어지게 한 것이다.

그러나, 종래 기술에 따른 대부분의 무인운반차 자동충전장치는 전원공급을 위한 충전단자가 외부에 돌출 구비되어 있는데, 이와 같은 돌출된 전극은 무인운반차의 주행중 또는 충전 작업중 각각의 전극에 작업자나 이동이 가능한 공장시설물 등이 접촉될 경우 장애요인이 되어 안전사고를 유발하는 문제점이 있으며, 이외에도 충전과정에서 스파크를 발생시켜 충전장치에 과부하를 초래할 뿐만 아니라 이로 인한 장치의 파손 및 손상의 위험성을 초래하는 문제점이 있었다.

또한, 서로의 전극 자체가 극히 작은 충전장치로 되어 있으므로 무인운반차를 정확한 충전위치에서 정지시키지 않으면 서로의 전극을 전기적으로 접촉시키기가 어려울 뿐 아니라 세팅시간이 장시간 소요되어 충전능률이 크게 저하되는 문제점이 있는 것이다.

등록특허 제10-158304호(2015.12.30), '무인운반차 자동충전시스템'

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전원공급유닛의 구조를 개선하여 전진 이동시 무인운반차의 충전수신단자와의 접속 위치 오차를 보상할 수 있도록 함으로써 정확한 위치에서의 접속을 통한 안정적인 충전이 수행될 수 있는 무인운반차용 자동충전장치의 제공을 그 목적으로 한다.

즉, 본 발명의 무인운반차용 자동충전장치는 전원공급유닛을 구성하는 리니어 실린더의 로드의 전진이동시 그 처짐현상을 억제하도록 함으로써 무인운반차의 충전수신단자에 대한 정확한 접속을 보장함으로써 장치에 대한 신뢰성을 높이고 제품의 만족도를 향상시킬 수 있는 무인운반차용 자동충전장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시례에 따른 무인운반차용 자동충전장치는, 외체를 형성하는 케이스에 일체로 구비되어 설정된 충전위치로 이동한 무인운반차를 감지하여 제어신호를 인가하는 제어유닛 및 제어유닛의 신호를 인가받아 무인운반차의 상·하 음극 및 양극 충전수신단자에 접촉하여 선택적으로 전원을 인가하여 충전을 수행하는 전원공급유닛을 포함하는 무인운반차용 자동충전장치에 있어서, 상기 전원공급유닛은;, 상기 제어유닛으로부터 제어신호를 인가받아 구동력을 생성하여 로드를 전,후 이동시키는 것으로, 상기 케이스의 내부 일측에 수평 방향으로 고정 설치되고 선택적으로 상기 케이스의 일측에 형성된 인출창을 통해 로드를 출몰시키는 리니어 실린더와; 상기 제어유닛으로부터 제어신호를 인가받는 것으로 상기 로드의 끝단부에 구비되어 상기 충전수신단자에 접촉하여 전원을 인가하도록 상·하 간격을 두고 반원판 형상으로 돌출된 음극 및 양극 단자로 이루어진 전원송신단자를 구성한 충전패드와; 상기 케이스의 내부 일측에 고정 설치되어 상기 로드의 전진 이동시 선단부가 하 방향으로 처지는 현상을 탄력적으로 지지하여 수평 상태를 유지되게 하는 것으로, 상기 로드의 일단이 삽입 통과하도록 상면이 개방된 '∪'자 형상의 안내홀더 및 이 안내홀더의 개방된 상면에 조립되어 폐쇄시키는 것으로 상기 로드의 상면을 탄력적으로 가압 지지하는 탄성지지부로 구성되는 수평유지유닛을 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 안내홀더는 하단부가 상기 케이스의 내부 바닥면 일측에 나사부재로 고정되는 수직프레임의 상부 일측에 일체로 형성되고;, 상기 탄성지지부는 상기 안내홀더의 개방된 상면을 가로지르도록 배치되면서 일단이 상기 수직프레임의 일측에 결합 고정되는 고정 브라켓트 및 이 고정 브라켓트에 형성된 관통홀에 삽입되어 상·하 방향으로 이동 가능하게 구비되는 슬라이드핀 및 이 슬라이드핀의 하단에 슬라이드 끼움으로 연결되어 하방향으로 이탈이 방지되면서 상방향으로 이동이 자유롭게 구비되는 승강 브라켓트 및 상기 슬라이드핀의 외면에 끼워지는 것으로 상기 고정 브라켓트와 승강 브라켓트 사이에 구비되어 탄성지지력을 작용하는 코일 스프링 및 상기 승강 브라켓트의 하부에 구비되어 그 하측으로 배치되는 로드의 상면에 구름 접촉으로 지지되는 베어링을 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 충전패드는, 상기 로드의 끝단부에 연결고정되는 것으로 사각통체 형상으로 제공되는 하우징과; 상기 하우징의 전면에 구비되어 평판의 충전수신단자와의 접촉시 수평방향으로 위치오차를 보상하도록 반원판 형상으로 돌출되는 음극단자와 양극단자로 이루어진 전원송신단자와; 상기 하우징의 상면 일측에 일체로 구비되는 연결판과; 상기 연결판에 일단이 연결되고 타단은 케이스의 일측에 고정되어 상기 로드의 전,후진시 연동하는 케이블 체인으로 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 슬라이드핀은 간격을 두고 한 쌍으로 구비되고, 상기 승강 브라켓트는 하부에 상기 베어링을 회전 가능하게 지지하도록 한 쌍의 힌지부가 돌출 형성되는 것에 있다.

본 발명에 따른 무인운반차용 자동충전장치는 전원공급유닛을 구성하는 리니어 실린더의 로드가 전진 이동시 충전패드의 무게로 인해 아래로 처지는 현상을 수평유지유닛을 통해 탄력적으로 보상 지지하도록 함으로써 결과적으로 무인운반차의 충전수신단자와의 접속위치 오차를 보상할 수 있으므로 정확한 위치에서의 접속을 통한 충전 안정성과 장치에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 유용한 효과가 기대된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 무인운반차용 자동충전장치를 나타낸 사시도,
도 3 및 도 4는 도 1의 전원공급유닛이 전진 이동된 상태를 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 무인운반차용 자동충전장치에서 전원공급유닛을 발췌한 사시도,
도 6은 도 5에 나타낸 전원공급유닛을 위에서 바라본 도면,
도 7은 도 5에 나타낸 전원공급유닛을 정면에서 바라본 도면,
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 전원공급유닛에서 로드와 수평유지유닛의 결합 구조를 설명하기 위한 사시도,
도 11 내지 도 13은 본 발명에 따른 수평유지유닛의 구성을 설명하기 위한 사시도.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 무인운반차용 자동충전장치를 나타낸 사시도이다.

도면에는, 외체를 형성하는 것으로 사각통체 형상으로 제공되는 케이스(3)와, 이 케이스(3)의 하부에 구비되어 지면에서 일정높이에 위치되게 지지하는 복수의 다리(5)와, 상기 케이스(3)의 상면에 제공되어 동작 상태를 시각적으로 표시하는 표시램프(9)와, 사용자로부터 조작력을 입력받기 위한 버튼이나 스위치로 이루어진 입력부(7) 그리고 무인운반차의 충전수신단자(ip)에 접속하여 전원을 인가함으로써 충전을 실시하는 전원공급유닛(p)으로 이루어진 무인운반차용 자동충전장치(1)가 도시되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 무인운반차용 자동충전장치에서 전원공급유닛의 전진 동작 상태를 나타낸 사시도이다.

도면에는, 외체를 형성하는 것으로 그 내부에는 각종 전장품이 설치되는 공간을 제공하는 케이스(3)와, 이 케이스(3)를 지면에서 일정높이에 위치되게 지지하는 복수의 다리(5)와, 상기 케이스(3)의 상면에 제공되어 사용자로부터 조작력을 입력받는 입력부(7) 및 동작상태를 다양한 색상의 점멸등으로 나타내는 표시램프(9) 그리고 설정된 충전위치로 이동한 무인운반차의 충전수신단자(ip)에 접속하여 충전을 행하는 것으로 상기 케이스(3)의 전면 일측에 형성된 인출창(3a)을 통해 선택적으로 출몰하는 전원공급유닛(p)으로 이루어진 무인운반차용 자동충전장치(1)가 도시되어 있다.

도 4는 도 3의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도면에는, 외체를 형성하는 것으로 그 내부에 각종 전장품을 비롯한 구성품이 장착되는 공간을 제공하는 케이스(3)와, 이 케이스(3)의 내부에 설치되어 무인운반차의 충전수신단자(ip)에 전원을 인가하여 충전을 실시하는 전원공급유닛(p)이 도시되어 있으며, 이때의 상기 전원공급유닛(p)은 제어유닛(7)으로부터 제어신호를 인가받아 선택적으로 로드(13)를 출몰시키는 리니어 실린더(10)와, 이 리니어 실린더(10)의 로드(13) 끝단부에 제공되는 충전패드(20) 그리고 상기 로드(13)의 전진 이동시 처짐 현상을 억제하여 수평상태를 유지되게 함으로써 무인운반차의 충전수신단자(ip)에 대한 접속안정성을 보장하는 수평유지유닛(30)의 구성이 도시되어 있다.

도 5는 본 발명에 따른 무인운반차용 자동충전장치에서 전원공급유닛을 발췌한 사시도이고, 도 6은 도 5에 나타낸 전원공급유닛을 위에서 바라본 도면이며, 도 7은 도 5에 나타낸 전원공급유닛을 정면에서 바라본 도면이다.

도면에는, 제어유닛(7)으로부터 제어신호를 인가받아 구동력을 생성하여 로드(13)를 전,후 방향으로 이동시키는 리니어 실린더(10)와, 이 리니어 실린더(10)의 로드(13) 끝단부에 일체로 구비되어 로드(13)의 전진시 상기 케이스(3)의 인출창(3a)을 통해 외부로 돌출되어 무인운반차의 충전수신단자(ip)에 접속하는 전원송신단자(21)를 구비한 충전패드(20)와, 상기 케이스(3)의 내부 일측에 구비되어 전진 이동된 로드(13)가 하방향으로 처지는 것을 탄력적으로 지지하여 방지되게 하는 수평유지유닛(30)으로 이루어진 전원공급유닛(p)이 도시되어 있다.

도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 전원공급유닛에서 로드와 수평유지유닛의 결합 구조를 설명하기 위한 사시도로서, 도 8은 끝단부에 충전패드(20)가 설치된 리니어 실린더(10)를 구성하는 로드(13) 및 이 로드(13)의 수직방향으로의 위치를 안정적으로 보상하기 위한 수평유지유닛(30)이 도시되어 있고, 도 9는 리니어 실린더(10)를 구성하는 로드(13)와 수평유지유닛(30)이 도시되어 있고, 도 10은 로드(13)와 수평유지유닛(30)이 분리된 상태가 도시되어 있다.

도면에는 리니어 실린더(10)를 구성하는 것으로 구동력에 의해 전진 및 후퇴 이동을 하는 로드(13)와, 이 로드(13)이 끝단부에 일체로 구비되어 연동하여 전,후 이동되는 충전패드(20)와, 상기 로드(13)를 전진 및 후퇴 이동시 안정적인 이동 동작이 이루어지도록 안내 지지하는 요소로 상기 로드(13)의 일단이 삽입 통과하도록 상면이 개방된 안내홀더(31) 및 이 안내홀더(31)를 상기 케이스(3)의 바닥면측에 고정지지하는 수직프레임(32) 그리고 상기 안내홀더(31)의 개방된 상면을 차폐하도록 조립되면서 상기 로드(13)의 상면에 구름 접촉으로 지지하는 탄성지지부(33)로 구성된 수평유지유닛(30)이 도시되어 있다.

도 11 내지 도 13은 본 발명에 따른 수평유지유닛을 구성하는 탄성지지부의 구성을 설명하기 위한 사시도로서, 도 11은 탄성지지부(33)를 위쪽에서 바라본 사시도이고, 도 12는 탄성지지부(33)를 아래쪽에서 바라본 사시도이며, 도 13은 탄성지지부(33)의 구성일부를 분해하여 나타낸 사시도이다.

도면에는, 리니어 실린더(10)의 로드(13)를 안내 지지하는 안내홀더(31)의 개방된 상면을 가로지르도록 배치되면서 일단이 상기 안내홀더(31)를 고정지지하는 수직프레임(32)의 일측에 결합 고정되는 고정 브라켓트(33a) 및 이 고정 브라켓트(33a)에 조립 설치되어 상·하 방향으로 이동 가능하게 구비되는 슬라이드핀(33b) 및 이 슬라이드핀(33b)의 하단에 슬라이드 끼움으로 조립되어 하방향으로 이탈이 방지되면서 상방향으로 이동이 자유로운 승강 브라켓트(33d) 및 상기 슬라이드핀(33b)의 외면에 끼워져 상기 고정 브라켓트(33a)와 승강 브라켓트(33d) 사이에서 탄성지지력을 작용하는 코일 스프링(33c) 및 상기 승강 브라켓트(33d)의 하부에 구비되어 그 하측으로 배치되는 로드(13)의 상면에 구름 접촉되는 베어링(33e)으로 이루어진 탄성지지부(33)가 도시되어 있다.

이상의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무인운반차용 자동충전장치의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 무인운반차용 자동충전장치(1)는 충전을 필요로 하는 무인운반차가 설정된 충전위치로 도착하면 이를 감지하여 전원공급유닛(p)을 구동시켜 무인운반차의 충전수신단자(ip)에 접속하여 전원을 인가함으로써 충전을 행하는 장치로서, 이러한 구성은 공지의 무인운반차용 자동충전장치와 대동소이하다.

다만, 본 발명에 따른 무인운반차용 자동충전장치(1)는 본체의 외체를 구성하는 케이스(3)의 내부에 설치된 전원공급유닛(p)을 구성하는 충전패드(20)를 외부로 돌출시켜 상기 무인운반차의 충전수신단자(ip)에 접속하여 충전이 이루어지도록 하되, 상기 충전패드(20)를 지지하는 리니어 실린더(10)의 로드(13)가 하방향으로 처짐되는 현상을 탄성지지력을 이용하여 방지되게 하여 수평상태를 안정적으로 유지시킬 수 있도록 함으로써 결과적으로 충전패드(20)를 구성하는 전원송신단자(21)가 무인운반차의 충전수신단자(ip)에 정확하게 접속될 수 있게 된다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명의 무인운반차용 자동충전장치(1)는 크게 본체와, 이 본체에 구비되어 무인운반차에 대한 충전을 실시하는 충전요소로 구분되는데, 먼저 상기 본체를 구성하는 요소로는 내부에 각종 전장품을 비롯한 구성요소가 장착될 수 있는 공간을 제공하는 케이스(3)와, 이 케이스(3)를 지면에서 일정 높이에 위치되게 지지하는 것으로 높이조절이 가능하게 나사체결로 구비된 복수의 다리(5)와, 상기 케이스(3)의 상면 일측에 제공되어 장치의 동작 상태를 시각적으로 표시하기 위하여 복수의 점멸등으로 이루어진 표시램프(9) 그리고 상기 표시램프(9)의 일측에 구비되어 사용자로부터 조작력을 입력받기 위한 각종 스위치나 버튼으로 이루어진 입력부(7)로 이루어진다. 이어서, 충전요소로는 상기 케이스(3)의 전면 일측에 형성된 인출창(3a)을 통과하여 선택적으로 출몰하여 무인운반차의 충전수신단자(ip)에 접속하여 전원을 인가함으로써 충전을 실시하는 전원공급유닛(p)으로 구성된다.

한편, 본 발명에서의 무인운반차는 상·하 간격을 두고 평판의 음극 및 양극으로 이루어진 충전수신단자(ip)를 구비한 것으로, 이러한 무인운반차는 공지의 기술에 의해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 무인운반차용 자동충전장치의 주요 구성요소를 상세하게 설명하기로 한다.

본체(미부호)는 크게 케이스(3), 다리(5), 입력부(7), 표시램프(9)를 포함하며, 상기 케이스(3)는 사각통체 형상으로 제공되는 것으로 그 내부에는 각 전장품과 회로적으로 연결되어 제어신호를 인가하기 위한 제어유닛(7)이 설치되고, 이외에도 무인운반차에 충전을 실시하기 위한 파워서플라이 등의 공지의 전장부품이 장착된다.

이러한 케이스(3)는 지면에서 일정 높이에 위치되도록 지지함과 아울러 높낮이 조절이 가능하도록 하면 네모서리에 다리(5)가 구비되며, 상면에는 다색의 점멸등을 구성하여 된 것으로 기기의 동작 상태나 충전상태 등을 나타내는 표시램프(9)가 구성되고, 그 일측으로는 사용자로부터 조작력을 입력받기 위한 스위치와 버튼 등으로 이루어진 입력부(7)가 구성된다. 이외에도 기기의 운영상태와 설정상태 등을 사용자가 쉽게 파악할 수 있도록 디지털 디스플레이가 탑재될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 케이스(3)는 전면측에 적외선센서(Infrared Ray Sensor; IR Sensor)를 구성하여 상기 설정위치로 이동한 무인운반차를 감지하도록 구성되며, 상기 적외선센서를 통해 감지된 정보는 전기적으로 연결된 제어유닛(7)으로 인가되고, 이때의 제어유닛(7)은 충전실행 조건등을 판단하여 그 출력단에 연결된 리니어 실린더(10)와 충전패드(20)에 제어신호를 인가함으로써 충전을 실시하게 된다.

이와 같은 구성의 본체를 구성하는 케이스(3)는 전면 일측에 내부와 연결되는 인출창(3a)이 마련되며, 이때의 상기 인출창(3a)은 상기 케이스(3)의 내부에 설치되는 전원공급유닛(p)의 일부가 선택적으로 외부로 돌출되도록 하는 입출구 역할을 하는 요소이다.

전원공급유닛(p)은 제어유닛(7)으로부터 제어신호를 인가받아 무인운반차에 제공되는 음극 및 양극으로 구분된 충전수신단자(ip)에 접촉하여 선택적으로 전원을 인가하여 충전을 수행하는 요소로서, 크게 리니어 실린더(10)와, 충전패드(20) 그리고 수평유지유닛(30)으로 구성된다.

상기 리니어 실린더(10)는 상기 제어유닛(7)으로부터 제어신호를 인가받아 구동력을 생성하여 로드(13)를 전진 또는 후퇴 이동시키는 구동요소로서, 실린더본체(11) 및 이 실린더본체(11)에 지지되어 전,후진 직선 이동을 이루는 로드(13)로 구성되며, 상기 케이스(3)의 내부 일측에 수평 방향으로 배치되게 고정 설치된다.

이러한 구성의 리니어 실린더(10)는 상기 제어유닛(7)으로부터 제어신호를 인가받아 로드(13)를 전진 이동시키거나 또는 전진 이동된 상태에서 후퇴 동작을 이루며, 상기 케이스(3)의 일측에 형성된 인출창(3a)을 통해 로드(13)의 끝단부가 출몰되게 구비된다.

한편, 본 발명에서는 후술할 충전패드(20)를 전,후 이동시키기 위한 구동요소로 리니어 실린더(10)를 제안하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 제어유닛(7)의 제어신호에 의해 상기 케이스(3)의 내부에 위치한 충전패드(20)를 전진이동시켜 인출창(3a)을 통해 외부로 노출되게 하거나 또는 위치 복귀시킬 수 있는 동작을 수행할 수 있다면 유압실린더, 공압실린더, 솔레노이드 액츄에이터 등 공지의 다양한 구동원이 사용되어도 무방하다.

상기 충전패드(20)는 상기 제어유닛(7)으로부터 제어신호를 인가받아 상기 무인운반차의 충전수신단자(ip)에 접촉하여 전원을 인가함으로써 충전을 위한 전원공급작용을 행하는 요소이다.

이러한 충전패드(20)는 상기 리니어 실린더(10)를 구성하는 로드(13)의 끝단부에 일체로 연결 구비되는 것으로 사각통체 형상으로 제공되는 하우징(23)과, 이 하우징(23)의 전면측으로 구비되어 상기 무인운반차에 마련된 평판의 충전수신단자(ip)와의 접촉시 수평방향으로의 위치 오차에 따른 접촉면을 보상하도록 반원판 형상으로 돌출되는 음극단자(21a)와 양극단자(21b)로 이루어진 전원송신단자(21)와, 상기 하우징(23)의 상면 일측에 일체로 구비되는 연결판(25) 그리고 상기 연결판(25)에 일단이 연결되고 타단은 케이스(3)의 일측에 고정되어 상기 리니어 실린더(10)의 로드(13)가 전,후로 이동될 때 연동하는 케이블 체인(15)으로 구성된다.

상기 수평유지유닛(30)은 상기 케이스(3)의 내부 일측에 고정 설치되어 상기 리니어 실린더(10)를 구성하는 로드(13)의 전진 이동시 충전패드(20)의 무게로 인해 선단부가 하방향으로 처지는 현상을 탄력적으로 지지하여 수평 상태를 유지되게 하는 요소로, 상기 로드(13)의 일단이 삽입통과하도록 상면이 개방된 '∪'자 형상의 안내홀더(31)와, 이 안내홀더(31)의 개방된 상면을 폐쇄하도록 조립되는 것으로 상기 로드(13)이 상면을 탄력적으로 가압지지하는 탄성지지부(33)로 구성된다.

한편, 상기 안내홀더(31)는 상기 케이스(3)의 바닥면에 복수의 나사부재로 고정되는 수직프레임(32)의 상부 일측에 일체로 구비된다.

그리고 상기 탄성지지부(33)는 상기 안내홀더(31)의 개방된 상면을 폐쇄하도록 가로지르게 배치되면서 일단이 상기 수직프레임(32)의 일측에 복수의 나사부재를 통해 결합 고정되는 고정 브라켓트(33a)와, 이 고정 브라켓트(33a)에 형성된 관통홀에 삽입되어 상·하 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 구비되되 하 방향으로는 이탈되지 않게 구비되는 슬라이드핀(33b)과, 이 슬라이드핀(33b)의 하단에 슬라이드 끼움으로 연결되어 하방향으로 이탈이 방지되면서 상·하 방향으로는 슬라이드 이동이 자유롭게 구비되는 승강 브라켓트(33d)와, 상기 슬라이드핀(33b)의 외면에 끼워지는 것으로 상기 고정 브라켓트(33a)와 승강 브라켓트(33d) 사이에 구비되어 탄성 지지력을 작용하는 코일 스프링(33c) 그리고 상기 승강 브라켓트(33d)의 하부에 구비되어 그 하측으로 배치되는 리니어 실린더(10)를 구성하는 로드(13)의 상면에 구름 접촉으로 지지하는 베어링(33e)으로 구성된다.

한편, 상기 슬라이드핀(33b)은 상기 승강 브라켓트(33d)의 안정적인 승강 동작을 위해 도 11 내지 도 13에서 보는 바와 같이 간격을 두고 한 쌍으로 구비되는 것이 바람직하며, 상기 승강 브라켓트(33d)는 하부에 베어링(33e)을 회전 가능하게 지지하도록 한 쌍의 힌지부(33h)가 돌출 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 무인운반차용 자동충전장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 무인운반차용 자동충전장치는, 기설정된 위치로 무인운반차가 이동하게 되면, 케이스(3)의 외면 일측에 구비된 적외선감지센서가 이를 감지하여 제어유닛(7)으로 감지신호를 인가하고, 제어유닛(7)은 충전유무를 판단하여 충전이 필요한 경우에는 출력단에 연결된 전원공급유닛(p)으로 제어신호를 인가한다.

이어서, 상기 전원공급유닛(p)의 구성요소 중 하나인 리니어 실린더(10)는 전원을 공급받는 것에 의해 로드(13)를 전진 이동시키고, 이때의 상기 로드(13)는 그 끝단부에 충전패드(20)가 일체로 구성되는 것에 의해 결과적으로 상기 충전패드(20)는 로드(13)의 전진 이동시 일체로 연동하여 상기 케이스(3)의 인출창(3a)을 통해 외부로 출몰하여 충전위치로 이동한 무인운반차의 충전수신단자(p)에 접촉된다.

이때, 상기 로드(13)는 끝단부에 충전패드(20)가 부착되어 있는 구조이므로 전진 이동시 끝단부가 하중에 의해 하방향으로 처짐 현상이 일어나지만, 상기 로드(13)는 그 일단 상부면에 수평유지유닛(30)에 의한 탄성 가압력을 작용받음에 따라 처짐현상이 억제된다.

즉, 리니어 실린더(10)의 로드(13)는 케이스(3)의 내부에 위치된 상태 즉, 대기 상태에서 충전패드(20)가 연결된 끝단부의 일측이 안내홀더(31)를 삽입 통과하도록 구성되고, 이 안내홀더(31)의 상면을 차폐하도록 구비되면서 하방향으로 코일 스프링(33c)의 탄성지지력을 작용받는 승강 브라켓트(33d) 및 이 승강 브라켓트(33d)의 하부에 회전 가능하게 구비되어 상기 리니어 실린더(10)의 로드(13)의 상면에 구름접촉을 이루는 베어링(33e)을 구비한 탄성지지부(33)가 구성되어 있다.

따라서, 상기 리니어 실린더(10)의 로드(13)는 전진 이동시 충전패드(20)가 위치한 선단 부분이 하중에 의해 하방향으로 처지는 힘이 작용하지만, 상기 수평유지유닛(30)을 구성하는 안내홀더(31)와 탄성지지부(33)에 의해 상기 로드(13)의 후단 부분측이 탄력적으로 눌러짐에 따라 그 처짐되는 현상을 최소화할 수 있어 결과적으로 무인운반차의 충전수신단자와의 접속시 상·하 방향으로의 위치 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있으므로 정확하고 안정적인 충전을 위한 접속을 가능하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에서의 충전패드(20)를 구성하는 음극단자(21a)와 양극단자(21b)는 반원판 형상으로 돌출 형성되는 구조이므로, 평판의 충전수신단자(p)와 접촉시 상기 충전패드(20)의 음극단자(21a)와 양극단자(21b)가 갖는 곡률에 의해 미세한 수평 방향으로의 위치 오차에 대해서도 접속을 가능하게 할 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.

1 : 무인운반차용 자동충전장치
3 : 케이스 3a : 인출창
5 : 다리 7 : 입력부
9 : 표시램프 10 : 리니어 실린더
11 : 실린더본체 13 : 로드
15 : 케이블 체인 20 : 충전패드
21 : 전원송신단자 21a : 음극단자
21b : 양극단자 23 : 하우징
25 : 연결판 30 : 수평유지유닛
31 : 안내홀더 32 : 수직프레임
33 : 탄성지지부 c : 제어유닛
p : 전원공급유닛 ip : 충전수신단자

Claims (4)

1. 외체를 형성하는 케이스에 일체로 구비되어 설정된 충전위치로 이동한 무인운반차를 감지하여 제어신호를 인가하는 제어유닛 및 제어유닛의 신호를 인가받아 무인운반차에 제공되는 상·하 간격을 두고 평판의 음극 및 양극으로 이루어진 충전수신단자(ip)에 접촉하여 선택적으로 전원을 인가하여 충전을 수행하는 전원공급유닛을 구비하는 것으로, 상기 전원공급유닛은 상기 제어유닛으로부터 제어신호를 인가받아 구동력을 생성하여 로드를 전,후 이동시키는 것으로, 상기 케이스의 내부 일측에 수평 방향으로 고정 설치되고 선택적으로 상기 케이스의 일측에 형성된 인출창을 통해 로드를 출몰시키는 리니어 실린더와; 상기 제어유닛으로부터 제어신호를 인가받는 것으로 상기 로드의 끝단부에 구비되어 상기 충전수신단자에 접촉하여 전원을 인가하도록 상·하 간격을 두고 반원판 형상으로 돌출된 음극 및 양극 단자로 이루어진 전원송신단자를 구성한 충전패드를포함하는 무인운반차용 자동충전장치에 있어서,
   상기 전원공급유닛은;,
   상기 케이스의 내부 일측에 고정 설치되어 상기 로드의 전진 이동시 선단부가 하 방향으로 처지는 현상을 탄력적으로 지지하여 수평 상태를 유지되게 하는 것으로 상기 로드의 일단이 삽입 통과하도록 상면이 개방된 '∪'자 형상으로 구비되되 하단부가 상기 케이스의 내부 바닥면 일측에 나사부재로 고정되는 수직프레임의 상부 일측에 일체로 구비되는 안내홀더;,
   상기 안내홀더의 개방된 상면에 조립되어 폐쇄시키되 상기 로드의 상면을 탄력적으로 가압 지지하는 것으로, 상기 안내홀더의 개방된 상면을 가로지르도록 배치되면서 일단이 상기 수직프레임의 일측에 결합 고정되는 고정 브라켓트 및 이 고정 브라켓트에 형성된 관통홀에 삽입되어 상·하 방향으로 이동 가능하게 구비되는 슬라이드핀 및 이 슬라이드핀의 하단에 슬라이드 끼움으로 연결되어 하방향으로 이탈이 방지되면서 상방향으로 이동이 자유롭게 구비되는 승강 브라켓트 및 상기 슬라이드핀의 외면에 끼워지는 것으로 상기 고정 브라켓트와 승강 브라켓트 사이에 구비되어 탄성지지력을 작용하는 코일 스프링 및 상기 승강 브라켓트의 하부에 구비되어 그 하측으로 배치되는 로드의 상면에 구름 접촉으로 지지되는 베어링으로 구성되는 탄성지지부;로 구성되는 수평유지유닛;으로 구성되고;,
   상기 충전패드는 상기 로드의 끝단부에 연결고정되는 것으로 사각통체 형상으로 제공되는 하우징 및 상기 하우징의 전면에 구비되어 평판의 충전수신단자와의 접촉시 수평방향으로 위치오차를 보상하도록 반원판 형상으로 돌출되는 곡률을 갖는 음극단자와 양극단자로 이루어진 전원송신단자 및 상기 하우징의 상면 일측에 일체로 구비되는 연결판 및 상기 연결판에 일단이 연결되고 타단은 케이스의 일측에 고정되어 상기 로드의 전,후진시 연동하는 케이블 체인으로 구성되며;,
   상기 슬라이드핀은 간격을 두고 한 쌍으로 구비되고, 상기 승강 브라켓트는 하부에 상기 베어링을 회전 가능하게 지지하도록 한 쌍의 힌지부가 돌출 형성되는 것을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무인운반차용 자동충전장치.
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