KR102030029B1 - 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 및 이에 의한 배터리 교체충전방법 - Google Patents

궤도차량의 배터리 리프팅 유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 및 이에 의한 배터리 교체충전방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102030029B1
KR102030029B1 KR1020190087121A KR20190087121A KR102030029B1 KR 102030029 B1 KR102030029 B1 KR 102030029B1 KR 1020190087121 A KR1020190087121 A KR 1020190087121A KR 20190087121 A KR20190087121 A KR 20190087121A KR 102030029 B1 KR102030029 B1 KR 102030029B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
hook
unit
tray
cylinder
Prior art date
Application number
KR1020190087121A
Other languages
English (en)
Inventor
홍성각
임종훈
서광모
최형진
Original Assignee
인천교통공사
이엠티씨 주식회사
(주)에이치제이테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인천교통공사, 이엠티씨 주식회사, (주)에이치제이테크 filed Critical 인천교통공사
Priority to KR1020190087121A priority Critical patent/KR102030029B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102030029B1 publication Critical patent/KR102030029B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F3/00—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads
    • B66F3/24—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads fluid-pressure operated
    • B66F3/25—Constructional features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/53—Batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
    • F16H19/04—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • H01M2/1083—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/20—Off-Road Vehicles
    • B60Y2200/25—Track vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F2700/00—Lifting apparatus
    • B66F2700/05—Hydraulic jacks
    • B66F2700/055—Jacks with a single cylinder
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y02T10/7005—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y02T90/124—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 및 이에 의한 배터리 교체충전방법에 관한 것으로, 그 목적은 궤도차량의 상측에 장착된 배터리가 자동으로 분리되어 배터리 충전부로 이송되어지고, 배터리 충전부의 충전이 완료된 배터라기 궤도차량의 배터리 도킹부로 자동이송되어 장착되도록 하는 것이다.
본 발명은 내부에 수용공간을 구비하고 수용공간내에 슬라이드 레일이 구비된 리프트 프레임; 리프트 프레임의 상측에 고정설치되는 베이스 프레임; 베이스 프레임의 상측에 위치하도록 복수의 포스트에 의해 베이스 프레임과 연결설치된 어퍼프레임; 베이스 프레임과 어퍼프레임 사이에 위치하도록 설치되어 포스트를 따라 수직방향으로 이동되어지고 이송부가 연결설치된 피더베이스; 피더베이스의 양단에 로드가 연결되고 리프트 프레임 일측에 실린더몸체가 고정설치되어 피더베이스를 승하강시키는 리프트 실린더; 피더베이스에 연결설치되어 이송부에 의해 수평방향으로 이동되어지고 하측에 설치된 복수의 후크가 후크실린더에 의해 승하강되어 배터리에 일체로 걸림되는 후크부;를 포함하는 배터리 리프팅 유닛에 의해, 궤도차량의 배터리가 배터리 충전부로 분리 및 이송충전되고, 배터리 충전부에서 충전이 완료된 배터리가 궤도차량으로 이송장착되어지도록 되어 있다.

Description

궤도차량의 배터리 리프팅 유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 및 이에 의한 배터리 교체충전방법{Battery replacement device for track vehicles and charging station system having same}
본 발명은 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 및 이에 의한 배터리 교체충전방법에 관한 것으로, 궤도차량의 상측에 설치된 배터리가 배터리 리프팅 유닛에 의해 자동으로 분리되어 배터리 충전부로 이송 및 충전되어지고, 배터리 충전부에서 충전완료된 배터리가 배터리 리프팅 유닛에 의해 궤도차량의 배터리 도킹부로 자동 이송장착되어질 수 있는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 및 이에 의한 배터리 교체충전방법에 관한 것이다.
일반적으로 궤도차량은 단선, 2선 및, 3선 레일을 따라 정해진 구간에 대한 주행이 이루어지는 교통기관을 의미하는 것으로, 용도 및 목적에 따라 모노레일용 궤도차량, 철도차량, 자기부상열차 등등으로 분류되고, 사람에 의한 조종유무에 따라 유인 또는 무인 궤도차량으로 분류되어진다.
최근에는 배터리의 소형 경량화가 이루어지고, 배터리 용량 및 운용효율이 크게 향상되고 있어, 전기로 구동되어지는 궤도차량을 실용화하기 위한 기술개발에 연구가 활발하게 진행되어지고 있으며, 이러한 연구개발을 통해 모노레일 등의 궤도차량은 이미 상용화단계에 이르고 있다 .
전기로 구동되어지는 궤도차량은 장착되어진 배터리에 의해 대차부의 구동모터에 전기가 공급되어 주행이 이루어지므로, 일정 시간동안 운용되어지면 별도의 충전소로 이동되어 배터리에 대한 충전이 이루어지거나, 방전된 배터리를 탈착하고 충전되어 있는 배터리가 교체설치되어 재운행이 이루어지고 있다.
종래에는 궤도차량에 설치되어지는 배터리에 대한 교체작업이 작업자의 수작업에 의해 이루어지고 있으나, 배터리가 작업자가 혼자서 교체하기에 적지 않은 무게를 가지고 있어, 궤도차량으로부터 배터리 탈착 및, 궤도차량으로의 배터리 장칙에 어려움이 있었으며, 이로 인해 작업자의 수작업에 의해서는 배터리에 대한 교체가 신속하게 이루어질 수 없었다.
특히, 운전효율의 증대를 위해 궤도차량에 대한 무인화 시스템이 개발되어지고 있으나, 배터리의 수작업 교체로 인하여, 완전한 무인 작업 시스템을 구축할 수가 없는 등 여러가지 문제점이 있었다.
공개특허공보 공개번호 10-2016-0082945(2016.07.11) 공개특허공보 공개번호 10-2016-0003966(2016.01.12) 등록특허공보 등록번호 10-1713008(2017.02.28) 공개특허공보 공개번호 특1998-078343(1998.11.16)
본 발명의 목적은 궤도차량의 상측에 장착된 배터리가 자동으로 분리되어 배터리 충전부로 이송되어지고, 배터리 충전부의 충전이 완료된 배터라기 궤도차량의 배터리 도킹부로 자동이송되어 장착될 수 있는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 및 이에 의한 배터리 교체충전방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 내부에 수용공간을 구비하고 수용공간내에 슬라이드 레일이 구비된 리프트 프레임; 리프트 프레임의 상측에 고정설치되는 베이스 프레임; 베이스 프레임의 상측에 위치하도록 복수의 포스트에 의해 베이스 프레임과 연결설치된 어퍼프레임; 베이스 프레임과 어퍼프레임 사이에 위치하도록 설치되어 포스트를 따라 수직방향으로 이동되어지고 이송부가 연결설치된 피더베이스; 피더베이스의 양단에 로드가 연결되고 리프트 프레임 일측에 실린더몸체가 고정설치되어 피더베이스를 승하강시키는 리프트 실린더; 피더베이스에 연결설치되어 이송부에 의해 수평방향으로 이동되어지고 하측에 설치된 복수의 후크가 후크실린더에 의해 승하강되어 배터리에 일체로 걸림되는 후크부;를 포함하는 배터리 리프팅 유닛에 의해, 궤도차량의 상측에 설치된 배터리가 분리되어 배터리 충전부로 이송충전되고, 배터리 충전부에서 충전이 완료된 배터리가 배터리 리프팅 유닛에 의해 궤도차량 상측의 배터리 도킹부로 자동 이송되어 장착되어지도록 되어 있다.
본 발명은 궤도차량의 상측에 설치된 배터리가 배터리 리프트 유닛의 상고점 위치, 상저점 위치, 하고점 위치, 하저점 위치의 4단계로 높이조절과, 배터리 스캔 및 배터리 결속(또는 해지)에 의해, 궤도차량의 배터리 도킹부에서 배터리 충전부의 배터리 트레이로 신속하고 안정하게 이송/안착되고, 배터리 충전부에서 충전이 완료된 배터리가 배터리 트레이에서 궤도차량의 배터리 도킹부로 신속하게 안전하게 이송/장착되어지며, 이를 통해 배터리 교체충전에 대한 전체 공정의 자동화가 가능할 뿐 아니라, 배터리 교체작업시간이 단축되는 효과가 있다.
본 발명은 궤도차량에 장착된 고하중의 배터리에 대한 분리/이송/장착이 자동으로 이루어지므로, 유인 및 무인 궤도차량에 대한 배터리 탈부착 작업이 원활하게 수행될 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 궤도차량에 대한 배터리의 분리와 충전된 배터리의 장착이 연속적으로 이루어지므로, 궤도차량의 배터리에 대한 교체작업이 신속하게 이루어지고, 이를 통해 궤도차량의 운용효율이 증대되는 등 많은 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 전체구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 전체구성을 보인 또다른 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 배터리 리프팅 유닛의 설치상태를 보인 예시도
도 4 는 본 발명에 따른 궤도차량에 대한 구성을 보인 예시도
도 5 는 본 발명에 따른 배터리 구성을 보인 예시도
도 6 은 본 발명에 따른 배처리 리프팅 유닛의 구성을 보인 예시도
도 7 은 본 발명에 따른 배터리 리프팅 유닛의 구성을 보인 예시도
도 8 은 본 발명에 따른 배터리 리프팅 유닛의 구성을 보인 예시도(어퍼프레임 제외)
도 9 는 본 발명에 따른 배터리 리프팅 유닛의 구성을 보인 예시도(어퍼프레임, 후크부 제외)
도 10은 본 발명에 따른 후크부의 구성을 보인 예시도
도 11은 본 발명에 따른 후크플레이트와 후크작동부의 구성을 보인 예시도
도 12는 본 발명에 따른 후크작동부의 배터리 결속/해지를 보인 예시도
도 13은 본 발명에 따른 배터리 충전부의 전체구성을 보인 예시도
도 14는 본 발명에 따른 배터리 충전부의 일부 구성을 보인 예시도
도 15는 본 발명에 따른 배터리 충전모듈부의 작동상태를 보인 예시도
도 16 내지 도 24 는 본 발명에 따른 배터리 교체/충전과정을 보인 예시도
도 1 은 본 발명에 따른 전체구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 전체구성을 보인 또다른 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 배터리 리프팅 유닛의 설치상태를 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 궤도차량에 대한 구성을 보인 예시도를, 도 5 는 본 발명에 따른 배터리 구성을 보인 예시도를, 도 6 은 본 발명에 따른 배처리 리프팅 유닛의 구성을 보인 예시도를, 도 7 은 본 발명에 따른 배터리 리프팅 유닛의 구성을 보인 예시도를, 도 8 은 본 발명에 따른 배터리 리프팅 유닛의 구성을 보인 예시도(어퍼프레임 제외)를, 도 9 는 본 발명에 따른 배터리 리프팅 유닛의 구성을 보인 예시도(어퍼프레임, 후크부 제외)를, 도 10 은 본 발명에 따른 후크부의 구성을 보인 예시도를, 도 11 은 본 발명에 따른 후크플레이트와 후크작동부의 구성을 보인 예시도를, 도 12 는 본 발명에 따른 후크작동부의 배터리 결속/해지를 보인 예시도를, 도 13 은 본 발명에 따른 배터리 충전부의 전체구성을 보인 예시도를, 도 14 는 본 발명에 따른 배터리 충전부의 일부 구성을 보인 예시도를, 도 15 는 본 발명에 따른 배터리 충전모듈부의 작동상태를 보인 예시도를, 도 16 내지 도 24 는 본 발명에 따른 배터리 교체/충전과정을 보인 예시도를 도시한 것으로,
본 발명은 궤도차량(300)의 상측에 설치된 배터리(340)가 배터리 리프팅 유닛(600)에 의해 분리되어 배터리 충전부(700)로 이송충전되고, 배터리 충전부(700)에서 충전이 완료된 배터리가 배터리 리프팅 유닛(600)에 의해 궤도차량 상측의 배터리 도킹부(320)로 자동 이송되어 장착되어지도록 되어 있다.
상기 궤도차량(300)은 배터리(340)로부터 전원을 공급받아 레일을 따라 주행이 이루어지는 모노레일용 궤도차량, 철도차량, 자기부상열차 등등을 의미하며, 유인 또는 무인 궤도차량을 모두 포함한다.
또한, 상기 궤도차량(300)은 한 량 이상의 객차로 이루어지고, 각각의 객차마다 승객이 탑승되어지며, 객차 상측에 배터리(340)가 장착설치되어지는 구조로 이루어져 있다.
상기 배터리(340)는 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 궤도차량의 상측에 구비된 배터리 도킹부(320)에 상하방향으로 도킹되어지도록 되어 있으며, 궤도차량(300) 및 배터리 트레이에 구비된 가이드부시에 결합되어지는 다수의 가이드핀(341)을 구비하고, 양측에 배터리 리프팅 유닛과의 결속을 위한 복수의 결속지지대(342)가 형성되어 있으며, 하측에 충전을 위한 충전포트(343)가 구비되어 있다.
상기 배터리 리프팅 유닛(600)은, 리프팅 실린더와, 후크실린더의 복합작용 및, 후크작동부에 의해 후크가 승하강 및 배터리에 결속되어, 궤도차량으로부터 배터리를 분리 및 장착시키는 기능을 구비한다. 즉, 상기 배터리 리프팅 유닛(600)은, 궤도차량의 상측에 위치하도록 설치되어 있으며, 충전을 필요로 하는 궤도차량의 배터리를 분리이송하고, 충전이 완료된 배터리를 궤도차량의 배터리 도킹부로 이송장착시킨다.
상기 배터리 리프팅 유닛(600)은, 도 6 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 내부에 수용공간을 구비하고 수용공간내에 슬라이드 레일이 구비된 리프트 프레임(610)과, 리프트 프레임(610)의 상측에 고정설치되는 베이스 프레임(620)과, 베이스 프레임(620)의 상측에 위치하도록 복수의 포스트에 의해 연결설치된 어퍼프레임(630)과, 베이스 프레임(620)과 어퍼프레임(630) 사이에 위치하도록 설치되어 포스트를 따라 수직방향으로 이동되어지고 이송부(670)가 연결설치된 피더베이스(640)와, 피더베이스(640)의 양단에 로드가 연결되고 리프트 프레임 일측에 실린더몸체가 고정설치되어 피더베이스(640)를 승하강시키는 리프트 실린더(650)와, 피더베이스(640)에 연결설치되어 이송부(670)에 의해 수평방향으로 이동되어지고 하측에 설치된 복수의 후크가 후크실린더에 의해 승하강되어 배터리(340)에 일체로 걸림되는 후크부(660)를 포함한다.
상기 리프트 프레임(610)은 도 7 내지 도 9 에 도시된 바와 같이, 가로프레임과 세로프레임에 의해 박스구조로 이루어져 있으며, 내부에 배터리(340) 및 배터리 충전부(700)의 배터리 트레이(710)가 수용되어지는 수용공간(611)이 구비되어 있다.
상기 수용공간(611)은 배터리(340)의 상하이동이 이루어지도록 수직방향(Ｖ)으로 개방되어지고, 배터리 트레이(710)의 진입 및 이동이 이루어지도록 수평방향(Ｈ)으로 개방되어있다.
또한, 상기 리프트 프레임(610)은 배터리 트레이(710)의 수평방향(Ｈ) 이동이 이루어지도록 수용공간내에 위치하도록 슬라이드 레일(612)이 설치되어 있으며, 상기 슬라이드 레일(612)에는 배터리 트레이(710)의 진입여부를 감지하는 진입감지센서(613)가 설치되어 있다.
상기 베이스 프레임(620)은 리프트 프레임(610) 상단에 일체로 고정설치되어, 피더베이스(640)의 하강범위를 제한하는 것으로, 도 7 내지 도 9 에 도시된 바와 같이, 후크부(660)가 삽입/슬라이딩 되어지는 중앙홀(621)과, 상기 중앙홀(621)의 양측에 형성되어 리프트 실린더(650)가 관통되어지는 실린더홀(622)을 구비하며, 일측에 피더베이스(640)의 최대하강을 감지하는 하단감지센서(623)가 설치되어 있다.
또한, 상기 베이스 프레임(620)은 일측에 복수의 포스트 지지대(624)가 설치되어 있으며, 상기 포스트 지지대(624)에 어퍼프레임(630)과 연결되어지는 포스트가 고정설치되어진다.
상기 어퍼프레임(630)은 베이스 프레임(620)과 복수의 포스트(632)에 의해 연결되어, 피더베이스(640)의 상승범위를 제한하는 것으로, 도 6 에 도시된 바와 같이, 일측에 피더베이스(640)의 최대상승을 감지하는 상단감지센서(631)가 설치되어 있다.
상기 포스트(632)는 도 7 내지 도 9 에 도시된 바와 같이, 베이스 프레임(620)과 어퍼프레임(630)이 서로 소정거리 이격되어 평행하도록 연결지지함과 동시에, 피더베이스(640)의 승하강을 가이드하는 기능을 구비한다.
상기 포스트(632)는, 후크부(660)의 슬라이딩 및 승하강 작동에 간섭이 발생되지 않도록 베이스 프레임(620)과 어퍼프레임(630)의 모서리 부위에 연결설치되어 있다.
또한, 상기 포스트(632)는 피더베이스(640)의 승하강과 베이스프레임(620)과 어퍼프레임(630)의 연결이 하나의 포스트에 의해 이루어지도록, 베이스 프레임(620)과 어퍼프레임(630)의 모서리 부위에 각각 하나씩 설치되거나,
베이스프레임(620)과 어퍼프레임(630)이 제1,2포스트(632a,632b)에 의해 연결되되되, 피더베이스(640)의 승하강은 제2포스트(632b)에 의해 이루어지도록 구성되어질 수 있다. 이와 같이, 포스트(632)가 제1,2포스트(632a,632b)로 분리되어 구성될 경우, 베이스 프레임(620)에 대한 어퍼프레임(630)의 지지력이 향상되어지면서 피더베이스(640)의 승하강이 원활하게 이루어지게 된다.
상기 피더베이스(640)는 후크부(660)의 승하강 및 슬라이드 이동이 이루어지도록 지지하는 것으로, 도 7 내지 도 9 에 도시된 바와 같이, 양끝단에 리프트 실린더가 연결설치되고, 후크부(660)가 삽입되어 슬라이드되는 슬라이드홀(641)이 길이방향으로 형성되어 있다.
또한, 상기 피더베이스(640)에는 슬라이드홀(641)을 따라 다수개의 위치추종센서(642)가 설치되어 있으며, 상기 위치추종센서(642)는 이송부(670)에 의해 슬라이딩되는 후크부(660)의 위치감지 및 슬라이딩범위를 제한하는 기능을 구비한다.
상기 위치추종센서(642)는 후크부의 최대이동범위를 제한하는 최외측 위치추종센서(642a)와, 후크부(660)의 정중앙위치를 감지하는 중앙위치추종센서(642b)가 한 쌍을 구비하며 서로 대칭 배치되어지도록 슬라이드홀의 양측에 설치되어 있다.
즉, 상기 위치추종센서(642)는, 일측 최외측 위치추종센서(642a)에 의해 후크부가 슬라이드홀을 따라 스타트 포인트(Ｓ.Ｐ)로 이동되어진 것을 감지하고, 또다른 최외측 위치추종센서(642a)에 의해 후크부가 슬라이드홀을 따라 엔드 포인트(Ｅ.Ｐ)로 이동되어진 것을 감지하게 되며, 2개의 중앙위치추종센서(642a)의 동시감지에 의해 후크부가 슬라이드홀의 정중앙으로 이동되어진 것을 감지하게 된다.
상기 이송부(670)는 피더베이스(640)의 상단에 연결설치되어 슬라이드홀(641)을 따라 후크부(660)를 슬라이딩 시키는 기능을 구비함과 동시에, 피더베이스(640)와 후크부(660)를 연결하는 기능을 구비한다.
상기 이송부(670)는 볼스크류 방식에 의해 슬라이드홀(641)을 따라 후크부(660)가 이동되어지도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 이송부(670)는, 도 8 및 도 9 에 도시된 바와 같이, 피더베이스(640)의 일측에 고정설치되는 이송모터(671)와, 이송모터(671)에 의해 구동되어지고 피더베이스(640)의 양단에 베어링 지지되도록 설치되는 볼스크류(672)와, 볼스크류(672)에 결합되어지고 후크부(660)에 고정설치되는 너트블록(673)과, 피더베이스의 슬라이드홀(641) 양측에 평행하도록 설치되어 후크부(660)가 가이드되는 가이드 레일(674)을 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 볼스크류(672)는 슬라이드홀(641)의 중앙을 가로질러 위치하도록 양단이 모터지지대(675)와 볼스크류 지지대(676)에 베어링 지지되어 있으며, 상기 이송모터(671)는 모터지지대(675)에 의해 피더베이스(640)에 고정설치되어 있다.
상기 리프트 실린더(650)는, 후크부(660)가 연결설치된 피더베이스(640)를 승하강시키는 것으로, 도 6 내지 도 9 에 됫된 바와 같이, 피더베이스(640)의 양측에 연결설치되어 있다.
상기 리프트 실린더(650)는, 실린더몸체가 리프트 프레임(610) 또는 리프트 프레임(610)이 고정설치되는 스테이션 구조체(820)에 고정설치되고, 실린더 로드가 피더베이스(640)에 연결설치되도록 되어 있다. 즉, 리프트 실린더(650)의 작동에 의해 피더베이스(640)와 이송부(670) 및 후크부(660)가 포스트(632)를 따라 승하강되어지게 된다.
이때, 상기 리프트 실린더(650)는 이송부의 모터지지대(675)에 일측 리프트 실린더가 연결설치되고, 이송부의 볼스크류 지지대(676)에 또다른 리프트 실린더가 연결되도록 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 리프트 실린더(650)는 유압실린더 또는 공압실린더가 사용되어질 수 있으며, 바람직하게는 유압실린더가 사용된다.
상기 후크부(660)는, 도 6 내지 도 8 및, 도 10 에 도시된 바와 같이, 피더베이스(640)에 고정설치된 이송부의 가이드 레일(674)을 따라 수평방향으로 이동되어지는 피더플레이트(661)와, 피더플레이트(661)의 하측에 소정거리 이격되어지도록 복수의 상단포스트(667)에 의해 피더플레이트(661)에 고정설치되는 중간플레이트(662)와, 중간플레이트(662)의 하측에 소정거리 이격되어지도록 복수의 하단포스트(668)에 의해 고정설치되고 배터리 삽입홀(663a)이 구비된 링타입의 후크플레이트(663)와, 중간플레이트(662)와 후크플레이트(663) 사이에 위치하도록 설치되어 하단포스트(668)를 따라 수직방향으로 이동되는 후크프레임(664)과, 중간플레이트(662)의 상면에 실린더몸체가 고정되고, 후크프레임(664)에 로드끝단이 연결설치되도록 설치되는 후크실린더(665)와, 후크프레임(664)에 연결설치되어 배터리(340)의 결속지지대(342)에 결합되어지는 후크작동부(666)를 포함한다.
상기 피더플레이트(661)는 이송부의 가이드 레일(674)을 따라 이동되어지도록 설치되어 있으며, 상단중앙에 이송부의 너트블록(673)이 일체로 고정설치되어 있다
또한, 상기 피더플레이트(661)는 일측에 센서 리플렉터(661a)가 설치되어 있으며, 이송부(670)에 의한 후크부(660)의 이동시, 피더베이스(640)에 설치된 위치추정센서(642)가 센서 리플렉터(661a)의 위치를 감지하게 된다.
상기 중간플레이트(662)는 후크실린더(665)의 설치공간확보 및 후크실린더(665)의 고정설치를 위한 것으로, 피더플레이트(661) 하측에 위치되어지도록 복수의 상단포스트(667)에 의해 피더플레이트(661)와 소정거리 이격되어 고정설치되어 있다.
상기 후크플레이트(663)는 후크부(660)에 의한 배터리(340)의 승하강 및 슬라이드 이동시, 외부요인으로부터 배터리(340)를 보호하는 울타리 기능을 구비하여, 배터리(340)가 후크작동부에 안정적 걸합되어지도록 하는 것으로, 중앙에 배터리 삽입홀(663a)이 구비된 링타입(고리타입)으로 이루어져 있다.
상기 후크플레이트(663)는 복수의 하단포스트(668)에 의해 중간플레이트(662)에 연결설치되어 있다.
이때, 상기 하단포스트(668)는 후크프레임(664)의 승하강과 중간플레이트(662)와 후크플레이트(663)의 연결이 하나의 하단포스트에 의해 이루어지도록, 중간플레이트와 후크플레이트의 모서리 부위에 각각 하나씩 설치되거나,
중간플레이트와 후크플레이트가 하단 제1,2포스트(668a,668b)에 의해 이루어지되, 후크프레임(664)의 승하강은 하단 제2포스트(668b)에 의해 이루어지도록 구성되어질 수 있다. 이와 같이, 하단포스트(668)가 하단 제1,2포스트(668a,668b)로 분리되어 구성될 경우, 후크플레이트(663)에 대한 중간플레이트(662)의 지지력이 향상되어지면서 후크프레임(664)의 승하강이 원활하게 이루어지게 된다.
또한, 상기 후크플레이트(663)의 일측에는 배터리 추종센서(669)가 배터리 삽입홀(663a)내로 돌출되어지도록 설치되어 있다.
상기 배터리 추종센서(669)는 궤도차량의 배터리 도킹부(320)에 설치된 도킹센서도그(321)에 대한 위치를 감지하여 배터리 도킹부의 위치를 추종하는 기능을 구비한다.
상기 배터리 추종센서(669)는 하나 이상이 설치되어지며, 바람직하게는 배터리 삽입홀의 양측에 대칭되어지도록 설치된다.
또한, 상기 배터리 추종센서(669)는 제1추종센서(669a)와, 제2추종센서(669b)로 분리설치되는 것이 바람직하며, 이와 같이 제1,2추종센서(669a,669b)로 분리설치될 경우, 제1추종센서(669a)에 의해 도킹 센서도그(321)가 감지될 까지 이송부(670)에 의한 후크부(660)의 이동속도가 빠르게 설정되고, 제1추종센서(669a)의 감지후, 제2추종센서(669b)에 의해 도킹 센서도그(321)가 감지될 때까지 후크부(660)의 이동속도를 느리게 이루어지도록 설정되어, 후크부(660)가 배터리 도킹부(320)로 신속하고 정확하게 이동되어지도록 구성될 수 있다.
상기 후크실린더(665)는 후크프레임(664)을 승하강시키는 것으로, 피더플레이트(661)와 중간플레이트(662) 사이에 위치되도록 중간플레이트(662)의 중앙에 실린더몸체가 고정설치되고, 로드끝단이 후크프레임(663)의 중앙에 고정설치되도록 되어 있다. 상기 후크실린더(665)는 유압실린더 또는 공압실린더가 사용되어질 수 있으며, 바람직하게는 공압실린더가 사용된다.
상기 후크프레임(664)에는, 도 11 에 도시된 바와 같이, 중간플레이트(662)와의 거리간격을 측정하는 승강감지센서(664a)와, 후크플레이트(663)와의 거리간격을 측정하는 하강감지센서(664b)가 설치되어 있으며, 승/하강감지센서(664a,664b)에 의해 후크프레임(664)의 승하강 즉, 후크실린더(665)의 작동이 제어된다.
또한, 상기 후크프레임(664)에는 도 11 및 도 12 에 도시된 바와 같이, 후크작동부(666)가 연결되는 후크설치대(664c)가 설치되어 있으며, 상기 후크설치대(664c)는 후크작동대의 일측이 접촉지지되는 지지대(664d)와, 상기 지지대(664d)의 양측에 일체로 형성된 사이드 지지대(664e)를 포함한다.
상기 후크작동부(666)는 배터리(340) 결속시키는 것으로, 도 11 및 도 12 에 도시된 바와 같이, 후크설치대(664c)에 상단이 회전가능하도록 상단힌지핀(666d)에 의해 연결되는 제1링크(666a)와, 제1링크(666a)의 하단과 제1링크핀(666e)에 의해 상단이 연결되는 제2링크(666b)와, 제1링크핀(666d)에 하측이 연결되고, 후크프레임(664)에 상측이 연결되는 액츄에이터(666c)와, 제2링크(666b)의 하단과 제2링크핀(666f)에 일측단이 연결되고, 하단힌지핀(666g)에 의해 중간부분이 후크설치대(664c)에 연결설치되며, 타측단에 구비된 후크지지대(666i)가 배터리의 결속지지대(342)에 접촉되어 결합되어지는 후크(666h)를 포함한다.
이때, 상기 상단힌지핀(666d)과 하단힌지핀(666f)은 후크설치대의 사이드 지지대(664e)에 양단이 회전가능하게 연결설치되고, 제1,2링크(666e,666f)와 후크(666h)는 사이드 지지대(664e) 사이에 위치되어지도록 설치되어 있다.
또한, 액츄에이터(666c)는 배터리(340)에 간섭되어지지 않도록 후크프레임(664) 일측에 연결설치된다. 일 예로, 상기 액츄에이터(666c)는 후크프레임(664)을 상하방향으로 관통되도록 작동홀(664f)을 형성하고, 상기 작동홀(664f)을 통해 후크프레임(664)의 상면에 상단이 회전가능하게 연결되어지도록 설치되어 액츄에이터의 작동성이 향상되어지도록 구성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 후크작동부(666)는 배터리(340)에 구비된 결속지지대(342)의 갯수에 대응되어지도록 후크프레임(664)에 복수개가 설치되어 있으며, 액츄에이터(666c)의 수축작동시, 도 12 에 도시된 바와 같이, 후크(666h)가 하단힌지핀(666g)을 중심으로 회전되어 후크지지대(666i)가 수직방향(Ｖ)으로 배치(결속해지)되어지고, 액츄에이터(666c)의 팽창작동시, 후크(666h)가 하단힌지핀(666g)을 중심으로 결속해지시의 반대되는 회전되어 후크지지대(666i)가 수평방향으로 배치(결속)되어지게 된다.
또한, 상기 후크지지대(666i)의 수직방향 배치(결속해지)시, 제1링크(666a)와 제2링크(666b)가 이루는 사이각(θ1)이 예각을 구비하면서 제1링크핀(666e)은 후크설치대의 지지대(664d)로부터 가장 먼 위치에 위치되어지게 된다.
또한, 상기 후크지지대(666i)의 수평방향 배치(결속)시, 제1링크(666a)와 제2링크(666b)가 이루는 사이각(θ2)은 둔각을 구비하면서, 제1링크핀(666e)은 후크설치대의 지지대(664d)에 가장 가까운 위치에 위치되어짐과 동시에, 제1링크(666a)의 하단과 제2링크(666b)의 상단은 후크설치대의 지지대(664d)에 접촉지지되게 된다.
즉, 상기 후크작동부(666)는 후크지지대(666i)가 수평방향으로 배치되어, 배터리에 대한 결속이 이루어질 경우, 배터리의 하중에 의해 후크지지대(666i)는 Ａ 방향으로 제2링크(666b)는 Ｂ 방향으로 힘을 받게 되나, 제2링크(666b)의 상단이 액츄에이터(666c)에 의해 후크설치대의 지지대(664d)에 접촉지지되어 있어, 배터리(340) 하중에 의한 힘의 전달이 지지대(664d)로 전달되어지게 되며, 이로 인해 고하중의 배터리(340)에 대한 안정적인 지지가 가능하게 된다. 특히 소형 액츄에이터의 설치에 의해서도 고하중의 배터리에 대한 지지가 가능하므로, 제한된 범위내에서 복수의 액츄에이터에 대한 설치가 용이하게 이루어질 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 배터리 리프팅 유닛(600)은, 리프트 실린더(650)와 후크실린더(665)의 복합작동에 의해 후크작동부(666)가 설치된 후크프레임(664)의 높이가, 상고점 위치(Ｐ1), 상저점 위치(Ｐ2), 하고점 위치(Ｐ3), 하저점 위치(Ｐ4)의 4단계로 조절되어지고, 이송부(670)의 작동에 의해 후크부(660)가 피더베이스의 슬라이드홀(641)을 따라 이동되어 궤도차량에 장착되어 있는 배터리(340)의 정확한 위치가 자동스캔되어지도록 되어 있다.
즉, 본 발명에 따른 배터리 리프팅 유닛은, 상기에 기재된 바와 같은, 상고점 위치, 상저점 위치, 하고점 위치, 하저점 위치의 4단계로 높이조절과, 배터리 스캔 및 배터리 결속(또는 해지)에 의해, 궤도차량에 장착된 배터리를 충전부의 배터리 트레이로 이송 안착시키거나, 충전이 완료된 배터리를 배터리 트레이에서 궤도차량의 배터리 도킹부로 이송/장착시키게 된다.
이하, 본 발명의 배터리 리프팅 유닛(600)의 작동을 첨부된 도면에 연계하여 상세히 설명한다.
상고점 위치(Ｐ1)
상고점 위치(Ｐ1)는, 어퍼프레임(630)에 설치된 상단감지센서(631)에 감지될 때까지 리프트 실린더(650)의 이완(팽창)에 의해 피더베이스(640)가 포스트(632)를 따라 상승(피더베이스 최상단)되고, 후크프레임(664)에 설치된 승강감지센서(664a)에 중간플레이트(662)가 감지될 때까지, 후크실린더(665)의 수축에 의해 후크프레임(664)이 상승(후크프레임 최상단)되어진 상태를 의미한다.
이와 같은 상고점 위치(Ｐ1)에서는 후크플레이트(663)가 리프트 프레임의 수용공간(611) 상단에 위치하게 되므로, 도 21 및 도 22 에 도시된 바와 같이, 수용공간(611)내로 배터리 충전부의 배터리 트레이(710)에 대한 진입 또는 진출이 이루어지게 된다.
상저점 위치(Ｐ2)
상저점 위치(Ｐ2)는, 어퍼프레임에 설치된 상단감지센서(631)에 감지될 때까지 리프트 실린더(650)의 이완(팽창)에 의해 피더베이스(640)가 포스트(632)를 따라 상승(피더베이스 최상단)되고, 후크프레임(664)에 설치된 하강감지센서(664b)에 후크플레이트(663)가 감지될 때까지, 후크실린더(665)의 이완(팽창)에 의해 후크프레임(664)이 하강되어진 상태를 의미한다. 즉, 상저점 위치(Ｐ2)는 상고점 위치(Ｐ1)에서, 후크실린더(665)의 이완에 의해 후크프레임(664)이 하강되어진 상태를 의미한다.
이와 같은 상저점 위치(Ｐ2)에서는 도 23 에 도시된 바와 같이, 후크작동부(666)의 작동에 의해, 리프트 프레임의 수용공간(611)내로 진입된 배터리 트레이(710)와 후크부(660) 상호간에 배터리(340)의 결속(또는 해지)가 이루어지게 된다.
이때, 상기 상고점 위치(Ｐ1)에서 상저점 위치(Ｐ2)로의 이동은, 후크부(666)가 피더베이스의 슬라이드홀(641)내 중앙에 위치된 상태에서 이루어진다.
즉, 피더베이스 일측에 설치된 중앙위치추종센서에 후크부의 피더플레이트에 설치된 센서 리플렉터(661a)가 감지되도록 이송부(670)에 의해 후크부(660)가 슬라이드홀(641)을 따라 이동되어, 후크부가 센터포인트(Ｃ.Ｐ)로 이동된 후, 상고점 위치(Ｐ1)에서 상저점 위치(Ｐ2)로의 이동이 이루어지게 된다.
하고점 위치(Ｐ3)
하고점 위치(Ｐ3)는, 베이스 프레임(620)에 설치된 하단감지센서(623)에 감지될 때까지 리프트 실린더(650)의 수축에 의해 피더베이스(640)가 하강되고, 후크프레임(664)에 설치된 승강감지센서(664a)에 중간플레이트(662)가 감지될 때까지, 후크실린더(665)의 수축에 의해 후크프레임(664)이 상승되어진 상태를 의미한다. 즉, 하고점 위치(Ｐ3)는 상고점 위치(Ｐ1)에서, 리프트 실린더(650)의 수축에 의해 피더베이스(640)가 하강되어진 상태를 의미한다.
이와 같은 하고점 위치(Ｐ3)에서는 배터리 추종센서(669)가 설치된 후크플레이트(663)가 리프트 프레임의 수용공간(611) 보다 하측에 위치되어지게 되며, 도 16 및 도 17 에 도시된 바와 같이, 이송부(670)의 작동에 의해 피더베이스의 슬라이드홀(641)을 따라 후크부가 이동되면서 궤도차량에 장착된 배터리(340)에 대한 배터리 위치스캔(Ｂ.Ｓ)이 이루어지게 된다.
상기 배터리 위치스캔(Ｂ.Ｓ)은, 레일을 따라 진입되어 정지된 궤도차량의 배터리 도킹부 위치와, 궤도차량의 정위치 정지에 따라 기설정된 배터리 도킹부 위치간의 오차를 고려하여, 궤도차량에 장착되어 있는 배터리(340)의 정확한 위치를 추종하기 위한 것으로,
이송부(670)에 의해 후크부(660)가 슬라이드홀(641)을 따라 스타트 포인트(Ｓ.Ｐ)까지 이동된 후, 엔드 포인트(Ｅ.Ｐ)까지 서서히 이동되면서, 후크플레이트(663)에 설치된 배터리 추종센서(669)에 의해 궤도차량(300)에 장착된 배터리(340)의 정확한 위치를 감지하게 된다.
이때, 상기 스타트 포인트(Ｓ.Ｐ)는, 피더베이스(640)의 일측에 설치된 최외측 위치추종센서(642a)가 후크부의 피더플레이트에 설치된 센서 리플렉터(661a)를 감지하는 지점이고, 상기 엔드 포인트(Ｅ.Ｐ)는 피더베이스의 타측에 설치된 또다른 최외측 위치센서(642a)가 후크부의 피더플레이트에 설치된 센서 리플렉터(661a)를 감지하는 지점을 의미한다.
또한, 도 20 에 도시된 바와 같이, 상기 하고점 위치(Ｐ3)에서, 배터리가 결속된 후크부(666)가 이송부(670)에 의해 피더베이스의 슬라이드홀(641)내 중앙으로 이동되어지게 된다.
하저점 위치(Ｐ4)
하저점 위치(Ｐ4)는, 베이스 프레임(620)에 설치된 하단감지센서(623)에 감지될 때까지 리프트 실린더(650)의 수축에 의해 피더베이스(640)가 하강되고, 후크프레임(664)에 설치된 하강감지센서(664b)에 후크플레이트(663)가 감지될 때까지, 후크실린더의 이완(팽창)에 의해 후크프레임(664)이 하강되어진 상태를 의미한다. 즉, 하저점 위치(Ｐ4)는 하고점 위치(Ｐ3)에서, 후크실린더(665)의 이완에 의해 후크프레임(664)이 하강되어진 상태를 의미한다.
이와 같은 하저점 위치(Ｐ4)에서 도 18 및 도 19 에 도시된 바와 같이, 궤도차량(300)과 후크부(660)간의 배터리 이동이 이루어지게 된다. 즉, 하저점 위치(Ｐ4)에서는 후크프레임(664)과 후크플레이트(663)가 리프트 프레임의 수용공간(611) 보다 하측에 위치되어지고, 후크프레임(664)에 설치된 후크작동부(666)가 궤도차량(300)의 배터리 도킹부(320)에 장착되어 있는 배터리(340)의 측면에 위치되어지게 되므로, 후크작동부(666)의 작동에 의해 배터리의 결속지지대(342)에 대한 후크의 후크지지대(666i)가 접촉지지 또는 접촉분리되어, 배터리 결속 또는 해지가 이루어지게 된다.
배터리 결속 또는 해지(후크작동부 작동)
상기 배터리 결속 또는 해지는, 상저점 위치(Ｐ2)와 하저점 위치(Ｐ4)에서 후크작동부(666)의 작동에 의해 이루어지는 것으로, 상저점 위치(Ｐ2)에서는 배터리 트레이(710)에 안착되어 있는 충전된 배터리가 후크부(666)에 결속되어지거나, 후크부(666)에 결속되어 있는 충전을 필요로하는 배터리가 배터리 트레이(710)에 안착되어지게 된다.
또한, 하저점 위치(Ｐ4)에서는 궤도차량의 배터리 도킹부(320)에 장착되어 있는 충전을 필요로 하는 배터리가 후크부(666)에 결속되어지거나, 후크부(666)에 결속되어 있는 충전된 배터리가 궤도차량의 배터리 도킹부(320)내로 안착되어지게 된다.
상기 배터리 해지는, 도 12 에 도시된 바와 같이, 후크작동부 액츄에이터(666c)의 수축작동에 의해 이루어진다. 즉, 액츄에이터(666c)가 수축되어지게 되면, 후크의 후크지지대(666i)가 하단힌지핀(666g)을 중심으로 회전되어 수직방향으로 배치되어지므로, 배터리의 결속지지대(342)로부터 후크지지대(666i)가 분리되어 배터리(340)에 대한 결속이 해지되게 된다.
상기 배터리 결속은, 도 12 에 도시된 바와 같이, 후크작동부 액츄에이터(666c)의 이완(팽창)작동에 의해 이루어진다. 즉, 액츄에이터(666c)가 이완(팽창)되어지게 되면, 후크의 후크지지대(666i)가 하단힌지핀(666g)을 중심으로 배터리 해지시의 반대되는 방향으로 회전되어 수평방향으로 배치되어지므로, 배터리의 결속지지대(342)에 후크지지대(666i)가 접촉지지되어, 배터리(340)에 대한 결속이 이루어지게 된다.
상기에서와 같이, 본 발명에 따른 배터리 리프팅 유닛(600)은, 상고점 위치(Ｐ1)에서 상저점 위치(Ｐ2)로의 작동 또는, 상저점 위치(Ｐ2)에서 상고점 위치(Ｐ1)로의 작동에 의해, 후크부(660)와 배터리 트레이(710) 간의 배터리 이동이 이루어지고, 하고점 위치(Ｐ3)에서 하저점 위치(Ｐ4)로의 작동 또는, 하저점 위치(Ｐ4)에서 하고점 위치(Ｐ3)로의 작동에 의해, 후크부(660)와 궤도차량(300) 간의 배터리 이동이 이루어지도록 작동된다.
이하, 상기와 같이 구성된 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛(600)을 포함하는 본 발명의 배터리 충전 스테이션 시스템(800)에 대하여 설명한다 .
상기 배터리 충전 스테이션 시스템(800)은, 궤도차량(300)이 레일을 따라 진입되어지도록 설치되는 스테이션 구조체(820)와, 스테이션 구조체(820)내로 진입된 궤도차량의 상측에 위치하도록 스테이션 구조체(820)에 고정설치된 배터리 리프팅 유닛(600)과, 배터리 리프팅 유닛(600)의 일측에 위치하도록 스테이션 구조체(820)에 설치되고 배터리를 충전하는 배터리 충전부(700); 스테이션 구조체(820)와 배터리 충전부(700)에 연결설치되어 배터리 리프팅 유닛(200)을 중심으로 대차레일(830)을 따라 배터리 충전부(700)를 이동시키는 대차이송부(840)를 포함한다.
상기 스테이션 구조체(820)는 도 1 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 배터리 리프팅 유닛(600)과, 배터리 충전부(700)가 상측에 연결설치되어 지지되고, 하측에 궤도차량(300)이 진입되어지는 스테이션 하부공간(804)을 구비하도록 형성되어 있다. 이와 같은 스테이션 구조체(820)는 철골구조물로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 스테이션 구조체(820)에는 배터리 리프팅 유닛(600) 일측에 위치되어지도록 배터리 충전부(700)가 이동되어지는 대차레일(830)이 설치되어 있다.
상기 배터리 리프팅 유닛(600)은 본 발명에 따른 배터리 리프팅 유닛으로, 스테이션 구조체(820)의 상측에 고정설치되어 있다. 배터리 리프팅 유닛에 대한 구성은 위에 상세하게 기재되어 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 배터리 충전부(700)는 궤도차량으로부터 분리된 배터리에 대한 충전이 이루어지는 것으로, 도1, 도 2, 도 13 및 도 14 에 도시된 바와 같이, 스테이션 구조체의 대차레일(830)을 따라 이동되는 이동대차(720)와, 이동대차(720)에 구비된 트레이 레일(721)을 따라 배터리 리프팅 유닛(600) 방향으로 수평이동되어지는 배터리 트레이(710)와, 배터리 트레이(710)의 일측에 연결되어지도록 이동대차(720)에 설치되어 트레이 레일(721)을 따라 배터리 트레이(710)를 수평이동시키는 트레이 이동실린더(730)와, 배터리 트레이(710)의 하측에 위치하도록 이동대차(720)에 연결설치되는 충전모듈부(740)를 포함한다.
상기 이동대차(720)는 대차이송부(840)에 의해 스테이션 구조체의 대차레일(830)을 따라 왕복이동되어지며, 상측에 배터리 트레이(710)를 지지하는 다수의 트레이 레일(721)이 설치되어 있다.
상기 배터리 트레이(710)는, 배터리(340)가 안착(탑재)되는 복수의 가이드 부시(711)가 설치되어 있으며, 하부에 트레이 레일(721)에 구름접촉되는 다수의 트레이 롤러(712)가 설치되어 있다.
상기 트레이 이동실린더(730)는 개개의 배터리 트레이 마다 설치되어 있으며, 이완(팽창)작동시, 이동대차(720)상의 배터리 트레이를 배터리 리프팅 유닛의 수용공간(611)내로 이동시키고, 수축작동 시, 배터리 리프팅 유닛의 수용공간(611)내 위치한 배터리 트레이를 이동대차 상으로 이동시키도록 이동대차(720)에 실린더몸체가 고정되고, 로드끝단이 배터리 트레이(710)에 연결되어 있다.
상기 충전모듈부(740)는 배터리 충전부(700)로 이송된 배터리를 충전시키는 것으로, 이동대차 상에 위치하는 개개의 배터리 트레이 하측에 위치되어지도록 이동대차(720)에 연결설치되어 있다.
즉, 상기 충전모듈부(740)는 도 14 및 도 15 에 도시된 바와 같이, 이동대차(720)에 고정설치된 베이스패널(741)과, 배터리 트레이(710)에 안착된 배터리를 향하여 상하방향으로 작동되어지도록 베이스패널(741)에 설치되는 포트실린더(742)와, 포트실린더(742)의 로드에 연결설치되고 베이스패널(741)에 설치된 승하강레일(743)을 따라 이동되는 가이드블록(744)과, 가이드블록(744)상에 설치되어 배터리의 충전포트(343)에 결합되어지는 충전포트(745)를 포함한다.
상기와 같이 구성된 충전모듈부(740)는 포트실린더(742)의 작동에 의해 가이드블록(744)상에 설치된 충전포트(745)가 상승되어, 배터리 트레이에 안착되어 있는 배터리의 충전포트(343)에 결합됨으로써, 배터리에 대한 충전이 이루어지게 된다.
또한, 상기 충전모듈부(740)는 베이스패널의 일측에 가이드블록(744)의 상승 및 하강을 감지하는 포트감지센서(746)가 더 설치되어 있으며, 포트감지센서(746)에 의해 배터리 충전포트(343)와 충전모듈부 충전포트(745)의 결합 또는 분리가 감지된다.
상기와 같이 구성된 배터리 충전부(700)는, 배터리 트레이(710)와 트레이 이동실린더(730) 및 충전모듈부(740)가 한 조를 이루고 이동대차(720)에 복수개가 설치되어 있으며, 이동대차(720)는 대차레일(721)을 따라 이동되고, 배터리 트레이(710)는 이동대차 상에 설치된 트레이레일(721)을 따라 배터리 리프팅 유닛의 수용공간방향으로 이동된다.
상기 대차이송부(840)는 배터리 리프팅 유닛의 수용공간(611)내로 이동대차에 탑재된 배터리 트레이(710)의 진입 및 진출이 원활하게 이루어지도록 이동대차(720)를 이동시키는 기능을 구비한다.
즉, 상기 대차이송부(840)는 배터리 리프팅 유닛의 수용공간내 구비된 슬라이드레일(612)과, 이동대차에 장착된 다수의 트레이 레일 중, 하나의 트레이 레일이 일치되어지도록 이동대차(720)를 이동시킨다.
상기 대차이송부(840)는 이동대차(720)의 측면에 설치되는 랙기어(841)와, 랙기어(841)에 치합되어지는 피니언 기어(842)를 구비하고 배터리 리프팅 유닛(600)의 일측에 위치되도록 스테이션 구조체(820)에 설치되는 이송모터(843)를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 대차이송부(840)는, 랙피니언 방식에 의해 배터리 리프팅 유닛의 리프트 프레임에 설치된 센서도그(614)를, 이동대차(720)의 위치셋팅센서(722)가 감지할 때까지 대차레일(830)을 따라 이동대차(720)를 수평이동시키게 된다. 이때, 상기 위치셋팅센서(722)는 이동대차(720)에 탑재되어 있는 배터리 트레이(710)의 갯수에 대응되어지도록 다수개가 설치되어 있다.
이하, 본 발명의 배터리 리프팅 유닛를 구비한 충전스테이션 시스템에 의한 배터리의 교체/충전방법을 설명하면 다음과 같다.
도 16 내지 도 24 는 본 발명에 따른 배터리 교체/충전과정을 보인 예시도를 도시된 것으로, 본 발명은 충전스테이션 시스템의 배터리 충전위치로 궤도차량이 이동되는 궤도차량 진입단계; 배터리 충전위치 상에 설치되어 있는 배터리 리프트 유닛의 작동에 의해 궤도차량의 배터리 도킹부에 설치된 배터리가 분리되어 리프팅되는 유닛작동단계; 유닛작동단계 후, 배터리 하측에 위치하도록 배터리 충전부의 배터리 트레이가 배터리 리프트 유닛의 수용공간내로 진입되는 배터리 트레이 진입단계; 배터리 트레이 진입단계 후, 배터리 리프트 유닛에 의해 배터리 트레이에 배터리가 안착되어지는 배터리 안착단계; 배터리 안착단계 후, 후크작동부의 작동에 의해 배터리에 대한 후크의 결속이 해지되는 배터리 결속 해지단계; 배터리 결속 해지단계 후, 배터리 트레이가 배터리 충전부로 이동되어지는 트레이 이동단계; 트레이 이동단계 후, 충전모듈부(740)가 작동되어 배터리 트레이(710)에 탑재된 배터리(340)에 대한 충전이 이루어지는 충전단계;를 포함한다.
상기 유닛작동단계는,배터리 리프트 유닛의 리프트실린더와 후크실린더가 수축작동되어 후크작동부가 설치된 후크플레이트가 하고점 위치로 이동되어지는 하고점 이동단계; 하고점 이동단계 후, 배터리 리프트 유닛의 이송부에 의해 후크부가 슬라이드홀을 따라 이동되어지면서 배터리 추종센서에 의해 궤도차량에 장착되어 있는 배터리 위치가 추종되어지는 배터리 추종단계; 배터리 추종단계에 의해 후크부의 위치가 설정(정지)되어지고, 후크실린더가 이완작동되어 후크작동부가 설치된 후크플레이트가 하저점 위치로 이동되어지는 하저점 이동단계; 하저점 이동단계 후, 후크작동부의 작동에 의해 배터리의 결속지지대에 후크가 접촉지지되어지는 배터리 결속단계; 배터리 결속단계 후, 배터리 리프트 유닛 후크실린더의 수축작동에 의해 후크플레이트가 하고점 위치로 이동되어 궤도차량(300)으로부터 배터리(340)가 분리되어지는 배터리 분리단계; 배터리 분리단계 후, 배터리 리프트 유닛의 리프트 실린더(650)의 이완작동에 의해 배터리가 결속된 후크플레이트가 상고점 위치로 이동되어지는 배터리 리프팅 단계; 배터리 리프팅 단계 후, 이송부(670)에 의해 후크부(660)가 센터 포인트(Ｃ.Ｐ)로 이동되는 중앙셋팅단계;를 포함한다 .
상기 배터리 트레이 진입단계는, 중앙셋팅단계 후, 배터리 리프트 유닛의 리프트 프레임에 구비된 수용공간(611)내로 트레이 이동실린더(730)의 이완작동에 의해 배터리 충전부의 배터리 트레이(710)가 진입되어지게 된다. 이때, 배터리 트레이(710)의 진입은 슬라이드 레일(612)에 설치되어 있는 진입감지센서(613)에 의해 감지된다.
상기 배터리 안착단계는 배터리 리프트 유닛 후크실린더(665)의 이완작동에 의해 후크플레이트(663)가 상저점 위치로 이동되어, 배터리 트레이로 배터리가 안착되어지게 된다. 이때, 배터리의 가이드핀(341)이 배터리 트레이의 가이드부시(711)에 결합되어지게 된다.
상기 트레이 이동단계는, 배터리 결속 해지단계 후, 배터리 리프트 유닛의 후크실린더(665)가 수축작동되어 후크플레이트(663)가 상고점 위치로 이동되고, 트레이 이동실린더(730)의 수축작동에 의해 배터리가 안착된 배터리 트레이(710)가 배터리 충전부(700)로 이동(진출)되어지게 된다.
상기 충전단계는 트레이 이동단계 후, 충전모듈부의 충전포트(745)가 상승작동되어, 배터리 트레이(710)에 탑재된 배터리(340)의 충전포트(343)에 결합되어짐으로써, 배터리에 대한 충전이 이루어지게 된다.
또한 본 발명은 트레이 이동단계 후, 대차이송부에 의해 이송대차가 이동되어, 배터리 리프트 유닛의 수용공간에 충전이 완료된 배터리가 탑재된 배터리 트레이가 매칭되어지는 트레이 매칭단계;
트레이 매칭단계 후, 트레이 이동실린더(730)의 이완작동에 의해 배터리 리프트 유닛의 수용공간(611)내로 충전된 배터리가 탑재된 배터리 트레이가 진입되는 교체 배터리 진입단계;
교체 배터리 진입단계 후, 배터리 리프트 유닛의 작동에 의해 궤도차량의 배터리 도킹부로 배터리가 이송되어 장착되어지는 배터리 교체설치단계를 더 포함한다.
상기 배터리교체설치단계는, 궤도차량에서 배터리 충전부로의 배터리 이동을 위한 배터리 리프트 유닛의 작동이 역순으로 이루어지게 되므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
(300) : 궤도차량 (320) : 배터리 도킹부
(321) : 도킹 센서도그 (340) : 배터리
(341) : 가이드핀 (342) : 결속지지대
(343) : 충전포트 (V) : 수직방향
(H) : 수평방향 (600) : 배터리 리프팅 유닛
(610) : 리프트 프레임 (611) : 수용공간
(612) : 슬라이드레일 (613) : 진입감지센서
(614) : 센서도그 (620) : 베이스 프레임
(621) : 슬라이딩홀 (622) : 실린더홀
(623) : 하단감지센서(피더베이스) (630) : 어퍼프레임
(631) : 상단감지센서(피더베이스) (632) : 포스트
(632a): 제1포스트 (632b): 제2포스트
(640) : 피더베이스 (641) : 슬라이드홀
(642) : 위치추종센서 (642a): 최외측 위치추종센서
(642b): 중앙위치추종센서 (650) : 리프트 실린더
(660) : 후크부 (661) : 피더플레이트
(661a): 센서 리플렉터 (662) : 중간플레이트
(663) : 후크플레이트 (663a): 배터리 삽입홀
(664) : 후크프레임 (664a): 승강감지센서
(664b): 하강감지센서 (664c) : 후크설치대
(664d) : 지지대 (664e) : 사이드지지대
(664f) : 작동홀 (665) : 후크실린더
(666) : 후크작동부 (666a): 제1링크
(666b): 제2링크 (666c): 액츄에이터
(666d): 상단힌지핀 (666e): 제1링크핀
(666f): 제2링크핀 (666g): 하단힌지핀
(666h): 후크 (666i): 후크지지대
(667) : 상단포스트 (668) : 하단포스트
(668a): 하단제1포스트 (668b): 하단제2포스트
(669) : 배터리 추종센서 (670) : 이송부
(671) : 이송모터 (672) : 볼스크류
(673) : 너트블록 (674) : 가이드 레일
(675) : 모터지지대 (676) : 볼스크류 지지대
(700) : 배터리 충전부 (710) : 배터리 트레이
(711) : 가이드부시 (712) : 트레이 롤러
(720) : 이동대차 (721) : 트레이 레일
(722) : 위치셋팅센서 (730) : 트레이 이동실린더
(740) : 충전모듈부 (741) : 베이스패널
(742) : 포트실린더 (743) : 승하강레일
(744) : 가이드블록 (745) : 충전포트
(800) : 충전스테이션 시스템 (820) : 스테이션 구조체
(830) : 대차레일 (840) : 대차이송부
(841) : 랙기어 (842) : 피니언기어
(843) : 이송모터

Claims (21)

  1. 내부에 수용공간을 구비하고 수용공간내에 슬라이드 레일이 구비된 리프트 프레임(610);
    리프트 프레임(610)의 상측에 고정설치되는 베이스 프레임(620);
    베이스 프레임(620)의 상측에 위치하도록 복수의 포스트에 의해 베이스 프레임과 연결설치된 어퍼프레임(630);
    베이스 프레임(620)과 어퍼프레임(630) 사이에 위치하도록 설치되어 포스트를 따라 수직방향으로 이동되어지고 이송부(670)가 연결설치된 피더베이스(640);
    피더베이스(640)의 양단에 로드가 연결되고 리프트 프레임 일측에 실린더몸체가 고정설치되어 피더베이스(640)를 승하강시키는 리프트 실린더(650);
    피더베이스(640)에 연결설치되어 이송부(670)에 의해 수평방향으로 이동되어지고 하측에 설치된 복수의 후크가 후크실린더에 의해 승하강되어 배터리(340)에 일체로 걸림되는 후크부(660);를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛.
  2. 청구항 1 에 있어서;
    베이스 프레임(620)은, 후크부(660)가 삽입/슬라이딩 되어지는 중앙홀(621)과, 상기 중앙홀(621)의 양측에 형성되어 리프트 실린더(650)가 관통되어지는 실린더홀(622)을 구비하며, 일측에 피더베이스(640)의 최대하강을 감지하는 하단감지센서(623)가 설치된 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛.
  3. 청구항 1 에 있어서;
    포스트(632)는, 제1포스트(632a)와 제2포스트(632b)로 이루어지되,
    베이스프레임(620)과 어퍼프레임(630)은 제1,2포스트(632a,632b)에 의해 연결되고, 피더베이스(640)의 승하강은 제2포스트(632b)에 의해 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛.
  4. 청구항 1 에 있어서;
    피더베이스(640)는, 양끝단에 리프트 실린더가 연결설치되고, 후크부(660)가 삽입되어 슬라이드되는 슬라이드홀(641)이 길이방향으로 형성되어 있으며, 슬라이드홀(641)을 따라 다수개의 위치추종센서(642)가 설치된 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛.
  5. 청구항 4 에 있어서;
    위치추종센서(642)는, 후크부의 최대이동범위를 제한하는 최외측 위치추종센서(642a)와, 후크부(660)의 정중앙위치를 감지하는 중앙위치추종센서(642b)가 한 쌍을 구비하며 서로 대칭 배치되어지도록 슬라이드홀의 양측에 설치되어 있으며,
    일측 최외측 위치추종센서(642a)에 의해 후크부가 슬라이드홀을 따라 스타트 포인트(Ｓ.Ｐ)로 이동되어진 것이 감지되고, 또다른 최외측 위치추종센서(642a)에 의해 후크부가 슬라이드홀을 따라 엔드 포인트(Ｅ.Ｐ)로 이동되어진 것이 감지되며, 2개의 중앙위치추종센서(642a)의 동시감지에 의해 후크부가 슬라이드홀의 센터 포인트(Ｃ.Ｐ)로 이동되어진 것이 감지되는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛.
  6. 청구항 1 에 있어서;
    이송부(670)는, 피더베이스(640)의 일측에 고정설치되는 이송모터(671)와, 이송모터(671)에 의해 구동되어지고 피더베이스(640)의 양단에 베어링 지지되도록 설치되는 볼스크류(672)와, 볼스크류(672)에 결합되어지고 후크부(660)에 고정설치되는 너트블록(673)과, 피더베이스의 슬라이드홀(641) 양측에 평행하도록 설치되어 후크부(660)가 가이드되는 가이드 레일(674)을 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛.
  7. 청구항 1 에 있어서;
    후크부(660)는, 피더베이스(640)에 고정설치된 이송부의 가이드 레일(674)을 따라 수평방향으로 이동되어지는 피더플레이트(661)와,
    피더플레이트(661)의 하측에 소정거리 이격되어지도록 복수의 상단포스트(667)에 의해 피더플레이트(661)에 고정설치되는 중간플레이트(662)와,
    중간플레이트(662)의 하측에 소정거리 이격되어지도록 복수의 하단포스트(668)에 의해 고정설치되고 배터리 삽입홀(663a)이 구비된 링타입의 후크플레이트(663)와,
    중간플레이트(662)와 후크플레이트(663) 사이에 위치하도록 설치되어 하단포스트(668)를 따라 수직방향으로 이동되는 후크프레임(664)과,
    중간플레이트(662)의 상면에 실린더몸체가 고정되고, 후크프레임(664)에 로드끝단이 연결설치되도록 설치되는 후크실린더(665)와,
    후크프레임(664)에 연결설치되어 배터리(340)의 결속지지대(342)에 결합되어지는 후크작동부(666)를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛.
  8. 청구항 7 에 있어서;
    후크플레이트(663)의 일측에는, 배터리 추종센서(669)가 배터리 삽입홀(663a)내로 돌출되어지도록 설치되어 있으며, 상기 배터리 추종센서(669)는, 궤도차량의 배터리 도킹부(320)에 설치된 도킹센서도그(321)에 대한 위치를 감지하여 배터리 도킹부의 위치를 추종하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛.
  9. 청구항 8 에 있어서;
    배터리 추종센서(669)는, 제1추종센서(669a)와, 제2추종센서(669b)로 분리설치되고,
    제1추종센서(669a)에 의해 도킹 센서도그(321)가 감지될 까지 이송부(670)에 의한 후크부(660)의 이동속도가 빠르게 설정되며,
    제1추종센서(669a)의 감지후, 제2추종센서(669b)에 의해 도킹 센서도그(321)가 감지될 때까지 후크부(660)의 이동속도를 느리게 이루어지도록 설정된 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛.
  10. 청구항 7 에 있어서;
    후크작동부(666)는, 후크설치대(664c)에 상단이 회전가능하도록 상단힌지핀(666d)에 의해 연결되는 제1링크(666a)와, 제1링크(666a)의 하단과 제1링크핀(666e)에 의해 상단이 연결되는 제2링크(666b)와, 제1링크핀(666d)에 하측이 연결되고, 후크프레임(664)에 상측이 연결되는 액츄에이터(666c)와, 제2링크(666b)의 하단과 제2링크핀(666f)에 일측단이 연결되고, 하단힌지핀(666g)에 의해 중간부분이 후크설치대(664c)에 연결설치되며, 타측단에 구비된 후크지지대(666i)가 배터리의 결속지지대(342)에 접촉되어 결합되어지는 후크(666h)를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛.
  11. 청구항 10 에 있어서;
    후크설치대(664c)는, 후크작동대의 일측이 접촉지지되는 지지대(664d)와, 상기 지지대(664d)의 양측에 일체로 형성된 사이드 지지대(664e)를 포함하고,
    상단힌지핀(666d)과 하단힌지핀(666f)은, 후크설치대의 사이드 지지대(664e)에 양단이 회전가능하게 연결설치되며,
    제1,2링크(666e,666f)와 후크(666h)는 사이드 지지대(664e) 사이에 위치되어지도록 설치되어,
    후크지지대(666i)의 수평방향 배치(결속)시, 액츄에이터에 의해 제1링크(666a)의 하단과 제2링크(666b)의 상단이 후크설치대의 지지대(664d)에 접촉지지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛.
  12. 궤도차량(300)이 레일을 따라 진입되어지도록 설치되는 스테이션 구조체(820)와, 스테이션 구조체(820)내로 진입된 궤도차량의 상측에 위치하도록 스테이션 구조체(820)에 고정설치된 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 따른 배터리 리프팅 유닛(600)과, 배터리 리프팅 유닛(600)의 일측에 위치하도록 스테이션 구조체(820)에 설치되고 배터리를 충전하는 배터리 충전부(700); 스테이션 구조체(820)와 배터리 충전부(700)에 연결설치되어 배터리 리프팅 유닛(200)을 중심으로 대차레일(830)을 따라 배터리 충전부(700)를 이동시키는 대차이송부(840)를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템.
  13. 청구항 12 에 있어서;
    스테이션 구조체(820)는, 배터리 충전부가 이동되어지는 대차레일(830)이 상측에 설치되어 있으며, 하측에 궤도차량(300)이 진입되어지는 스테이션 하부공간(804)이 형성된 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템.
  14. 청구항 12 에 있어서;
    리프팅 유닛(600)은, 리프트 실린더(650)와 후크실린더(665)의 복합작동에 의해 후크작동부(666)가 설치된 후크프레임(664)의 높이가, 상고점 위치(Ｐ1), 상저점 위치(Ｐ2), 하고점 위치(Ｐ3), 하저점 위치(Ｐ4)의 4단계로 조절되어지고, 이송부(670)의 작동에 의해 후크부(660)가 피더베이스의 슬라이드홀(641)을 따라 이동되어 궤도차량에 장착되어 있는 배터리(340)의 정확한 위치가 자동스캔되어지는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템.
  15. 청구항 12 에 있어서;
    배터리 충전부(700)는, 스테이션 구조체의 대차레일(830)을 따라 이동되는 이동대차(720)와, 이동대차(720)에 구비된 트레이 레일(721)을 따라 배터리 리프팅 유닛(600) 방향으로 수평이동되어지는 배터리 트레이(710)와, 배터리 트레이(710)의 일측에 연결되어지도록 이동대차(720)에 설치되어 트레이 레일(721)을 따라 배터리 트레이(710)를 수평이동시키는 트레이 이동실린더(730)와, 배터리 트레이(710)의 하측에 위치하도록 이동대차(720)에 연결설치되는 충전모듈부(740)를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템.
  16. 청구항 15 에 있어서;
    충전모듈부(740)는, 이동대차(720)에 고정설치된 베이스패널(741)과, 배터리 트레이(710)에 안착된 배터리를 향하여 상하방향으로 작동되어지도록 베이스패널(741)에 설치되는 포트실린더(742)와, 포트실린더(742)의 로드에 연결설치되고 베이스패널(741)에 설치된 승하강레일(743)을 따라 이동되는 가이드블록(744)과, 가이드블록(744)상에 설치되어 배터리의 충전포트(343)에 결합되어지는 충전포트(745)를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템.
  17. 청구항 12 에 있어서;
    대차이송부(840)는, 이동대차(720)의 측면에 설치되는 랙기어(841)와, 랙기어(841)에 치합되어지는 피니언 기어(842)를 구비하고 배터리 리프팅 유닛(600)의 일측에 위치되도록 스테이션 구조체(820)에 설치되는 이송모터(843)를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템.
  18. 충전스테이션 시스템의 배터리 충전위치로 궤도차량이 이동되는 궤도차량 진입단계;
    배터리 충전위치 상에 설치되어 있는 배터리 리프트 유닛의 작동에 의해 궤도차량의 배터리 도킹부에 설치된 배터리가 분리되어 리프팅되는 유닛작동단계;
    유닛작동단계 후, 배터리 하측에 위치하도록 배터리 충전부의 배터리 트레이가 배터리 리프트 유닛의 수용공간내로 진입되는 배터리 트레이 진입단계;
    배터리 트레이 진입단계 후, 배터리 리프트 유닛에 의해 배터리 트레이에 배터리가 안착되어지는 배터리 안착단계;
    배터리 안착단계 후, 후크작동부의 작동에 의해 배터리에 대한 후크의 결속이 해지되는 배터리 결속 해지단계;
    배터리 결속 해지단계 후, 배터리 트레이가 배터리 충전부로 이동되어지는 트레이 이동단계;
    트레이 이동단계 후, 충전모듈부(740)가 작동되어 배터리 트레이(710)에 탑재된 배터리(340)에 대한 충전이 이루어지는 충전단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템에 의한 배터리 교체충전방법.
  19. 청구항 18 에 있어서;
    유닛작동단계는,
    배터리 리프트 유닛의 리프트실린더와 후크실린더가 수축작동되어 후크작동부가 설치된 후크플레이트가 하고점 위치로 이동되어지는 하고점 이동단계;
    하고점 이동단계 후, 배터리 리프트 유닛의 이송부에 의해 후크부가 슬라이드홀을 따라 이동되어지면서 배터리 추종센서에 의해 궤도차량에 장착되어 있는 배터리 위치가 추종되어지는 배터리 추종단계;
    배터리 추종단계에 의해 후크부의 위치가 설정(정지)되어지고, 후크실린더가 이완작동되어 후크작동부가 설치된 후크플레이트가 하저점 위치로 이동되어지는 하저점 이동단계;
    하저점 이동단계 후, 후크작동부의 작동에 의해 배터리의 결속지지대에 후크가 접촉지지되어지는 배터리 결속단계;
    배터리 결속단계 후, 배터리 리프트 유닛 후크실린더의 수축작동에 의해 후크플레이트가 하고점 위치로 이동되어 궤도차량(300)으로부터 배터리(340)가 분리되어지는 배터리 분리단계;
    배터리 분리단계 후, 배터리 리프트 유닛의 리프트 실린더(650)의 이완작동에 의해 배터리가 결속된 후크플레이트가 상고점 위치로 이동되어지는 배터리 리프팅 단계;
    배터리 리프팅 단계 후, 이송부(670)에 의해 후크부(660)가 센터 포인트(Ｃ.Ｐ)로 이동되는 중앙셋팅단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템에 의한 배터리 교체충전방법.
  20. 청구항 18 에 있어서;
    트레이 이동단계 후, 대차이송부에 의해 이송대차가 이동되어, 배터리 리프트 유닛의 수용공간에 충전이 완료된 배터리가 탑재된 배터리 트레이가 매칭되어지는 트레이 매칭단계;
    트레이 매칭단계 후, 트레이 이동실린더(730)의 이완작동에 의해 배터리 리프트 유닛의 수용공간(611)내로 충전된 배터리가 탑재된 배터리 트레이가 진입되는 교체 배터리 진입단계;
    교체 배터리 진입단계 후, 배터리 리프트 유닛의 작동에 의해 궤도차량의 배터리 도킹부로 배터리가 이송되어 장착되어지는 배터리 교체설치단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템에 의한 배터리 교체충전방법.
  21. 청구항 18 또는 청구항 19 에 있어서;
    배터리 리프트 유닛은 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 따른 배터리 리프팅 유닛인 것을 특징으로 하는 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛을 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템에 의한 배터리 교체충전방법.
KR1020190087121A 2019-07-18 2019-07-18 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 및 이에 의한 배터리 교체충전방법 KR102030029B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190087121A KR102030029B1 (ko) 2019-07-18 2019-07-18 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 및 이에 의한 배터리 교체충전방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190087121A KR102030029B1 (ko) 2019-07-18 2019-07-18 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 및 이에 의한 배터리 교체충전방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102030029B1 true KR102030029B1 (ko) 2019-11-08

Family

ID=68542326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190087121A KR102030029B1 (ko) 2019-07-18 2019-07-18 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 및 이에 의한 배터리 교체충전방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102030029B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111469706A (zh) * 2020-04-30 2020-07-31 博众精工科技股份有限公司 一种电池缓存装置
DE102019134553A1 (de) * 2019-12-16 2021-06-17 Audi Ag Werkzeug zum Bereitstellen einer Batterieanordnung
CN114745882A (zh) * 2022-03-10 2022-07-12 陈丽英 一种新能源车辆电池充电站
US11600880B2 (en) 2020-09-01 2023-03-07 Beta Air, Llc System and method for securing battery in aircraft
CN117110296A (zh) * 2023-08-25 2023-11-24 扬州长运塑料技术股份有限公司 一种车辆油箱料胚缺陷检测装置
CN117142126A (zh) * 2023-11-01 2023-12-01 河南氢璞创能科技有限公司 一种用于氢燃料电池生产的双极板粘接上料机构
WO2024019537A1 (ko) * 2022-07-22 2024-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 이송 장치

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980078343A (ko) 1997-04-28 1998-11-16 이대원 무인 이송 차량용 배터리 교환 장치
KR20120114490A (ko) * 2011-04-07 2012-10-17 국민대학교산학협력단 배터리교환방식의 전기차 충전스테이션 시스템
KR20120124254A (ko) * 2011-05-03 2012-11-13 국민대학교산학협력단 전기 자동차용 배터리의 탈착장치
KR20160003966A (ko) 2014-07-01 2016-01-12 주식회사 대림모노레일 무선충전식 모노레일 시스템
KR20160082945A (ko) 2016-06-20 2016-07-11 주식회사 대림모노레일 무선충전식 모노레일 시스템
KR101713008B1 (ko) 2013-04-22 2017-03-07 우성이엠씨(주) 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치
JP2018079930A (ja) * 2014-07-31 2018-05-24 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ 無人機のドック及びその電池交換装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980078343A (ko) 1997-04-28 1998-11-16 이대원 무인 이송 차량용 배터리 교환 장치
KR20120114490A (ko) * 2011-04-07 2012-10-17 국민대학교산학협력단 배터리교환방식의 전기차 충전스테이션 시스템
KR20120124254A (ko) * 2011-05-03 2012-11-13 국민대학교산학협력단 전기 자동차용 배터리의 탈착장치
KR101713008B1 (ko) 2013-04-22 2017-03-07 우성이엠씨(주) 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치
KR20160003966A (ko) 2014-07-01 2016-01-12 주식회사 대림모노레일 무선충전식 모노레일 시스템
JP2018079930A (ja) * 2014-07-31 2018-05-24 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ 無人機のドック及びその電池交換装置
KR20160082945A (ko) 2016-06-20 2016-07-11 주식회사 대림모노레일 무선충전식 모노레일 시스템

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019134553A1 (de) * 2019-12-16 2021-06-17 Audi Ag Werkzeug zum Bereitstellen einer Batterieanordnung
DE102019134553B4 (de) 2019-12-16 2023-10-26 Audi Ag Werkzeug zum Bereitstellen einer Batterieanordnung
CN111469706A (zh) * 2020-04-30 2020-07-31 博众精工科技股份有限公司 一种电池缓存装置
CN111469706B (zh) * 2020-04-30 2021-09-14 博众精工科技股份有限公司 一种电池缓存装置
US11600880B2 (en) 2020-09-01 2023-03-07 Beta Air, Llc System and method for securing battery in aircraft
CN114745882A (zh) * 2022-03-10 2022-07-12 陈丽英 一种新能源车辆电池充电站
CN114745882B (zh) * 2022-03-10 2023-10-31 杭州和永科技有限公司 一种新能源车辆电池充电站
WO2024019537A1 (ko) * 2022-07-22 2024-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 이송 장치
CN117110296A (zh) * 2023-08-25 2023-11-24 扬州长运塑料技术股份有限公司 一种车辆油箱料胚缺陷检测装置
CN117110296B (zh) * 2023-08-25 2024-04-26 扬州长运塑料技术股份有限公司 一种车辆油箱料胚缺陷检测装置
CN117142126A (zh) * 2023-11-01 2023-12-01 河南氢璞创能科技有限公司 一种用于氢燃料电池生产的双极板粘接上料机构
CN117142126B (zh) * 2023-11-01 2024-01-26 河南氢璞创能科技有限公司 一种用于氢燃料电池生产的双极板粘接上料机构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102030029B1 (ko) 궤도차량의 배터리 리프팅 유닛과 이를 구비한 배터리 충전 스테이션 시스템 및 이에 의한 배터리 교체충전방법
US4334819A (en) Battery charging system
US5998963A (en) Electric vehicle service center and method for exchanging and charging vehicle batteries
CN102442277B (zh) 一种电池交换站的电池交换方法及其布置
KR102066511B1 (ko) 기지 스테이션을 구비하는 궤도차량 시스템
US9944336B2 (en) Part installation machine
CN210174830U (zh) 多车型电动小客车的共享智能快速换电的换电站
CN210174826U (zh) 基于多车型的共享智能快速换电的双工位换电站
KR102322242B1 (ko) 반도체소자 테스트용 핸들러의 스택커 및 반도체소자 테스트용 핸들러
CN111823936A (zh) 不同换电车型电动小客车的共享智能快速换电的换电站
CN111823939A (zh) 多车型电动小客车共享智能快换的双工位换电控制方法
CN209052338U (zh) 叉式升降转运平台
CN215057467U (zh) 一种管片吊运系统
CN113788091A (zh) 柔性化汽车装配系统
CN217477127U (zh) 电池包换电移动组件、换电穿梭车
CN111823941A (zh) 多车型电动小客车的共享智能快速换电的双工位换电站
CN212654233U (zh) 一种纯电动重卡的换电系统
CN218929431U (zh) 一种换电站
CN111823938B (zh) 不同换电车型电动小客车的共享智能快速换电控制方法
CN217625537U (zh) 一种轻轨式样本运输系统
CN216942766U (zh) 移载机构及换电设备
CN111591165A (zh) 电池包传送装置
CN216969422U (zh) 一种电池包找位装置及换电站
CN115367458A (zh) 上下料转运系统
CN110293944B (zh) 换电站安全防护控制方法、一种具有安全防护的换电站

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant