KR102059433B1 - A wireless charging system between a crane and a tractor - Google Patents

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KR102059433B1
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조정구
박종한
고영석
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Abstract

According to the present invention, provided is a wireless charging system between a crane and a tractor. In the wireless charging system between a mobile crane and a tractor driven by a battery, the crane includes: an electricity feeding unit; and an inverter supplying power to the electricity feeding unit. The tractor includes: a current collection unit wirelessly receiving charging power from the electricity feeding unit; a battery management system (BMS) displaying a battery state; and a second communication unit. Accordingly, according to the present invention, the wireless charging system between the crane and the tractor has an advantage which does not require maintenance due to corrosion of a wired charger since there is no electrical, mechanical contact for power supply.

Description

크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템{A WIRELESS CHARGING SYSTEM BETWEEN A CRANE AND A TRACTOR}Wireless charging system between crane and tractor {A WIRELESS CHARGING SYSTEM BETWEEN A CRANE AND A TRACTOR}

본 발명은 항만에서 사용되는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 기존 디젤연료를 사용하는 트랙터를 환경오염 등의 문제로 배터리를 사용하는 전기식 트랙터로 전환하고 있는 추세에서 기존의 급속 충전방식과 배터리 교환방식의 문제점을 개선하기 위해서 전기식 트랙터가 크레인 옆에서 승/하역 작업을 하는 동안에 무선으로 충전을 하는 충전방식에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless charging system between a crane and a tractor used in a port, and more specifically, in the trend of converting a tractor using a conventional diesel fuel into an electric tractor using a battery due to problems such as environmental pollution. In order to improve the problems of the fast charging method and the battery replacement method relates to a charging method that the electric tractor is wirelessly charged during the loading and unloading operation by the crane.

컨테이너의 승/하역을 위해 항만의 육상에 마련되는 컨테이너 터미널은, 선박에 의한 해상운송과 트럭, 열차 등에 의한 육상운송이 연결되는 거점으로서, 선박(컨테이너선) 접안시설, 컨테이너의 하역 및 운반 시설, 컨테이너 야적 및 창고 시설 등을 유기적으로 구축함으로써 컨테이너 물류가 원활하게 이루어지도록 하고 있으며, 도로와 철도를 포함한 육상 운송과도 유기적으로 연계되어 있다.Container terminal, which is provided on the land of the port for loading / unloading of containers, is a base for connecting sea transportation by ships and land transportation by trucks, trains, etc. In addition, the container logistics are smoothly established by organically constructing container yards and warehouse facilities, and are also organically linked with land transportation including roads and railways.

항만에서 컨테이너 물류를 적체 없이 원활히 수행하기 위해서는, 컨테이너 터미널 전체를 효율적으로 관리하기 위한 시스템이 마련되어야 하는 것은 물론, 선박 접안시설, 컨테이너의 하역 및 운반 시설, 컨테이너 야적 및 창고 시설 등 관련 시설을 충분하게 확보하는 것이 중요하다.In order to smoothly carry out container logistics at the port, a system for efficiently managing the entire container terminal must be provided, and sufficient facilities such as ship berthing facilities, container unloading and transportation facilities, container yard and warehouse facilities, etc. It is important to secure.

컨테이너의 하역(landing)/승역(lifting)과 관련해서, 컨테이너 터미널 등에 설치되는 크레인은 야드 트랙터, 야드 트레일러 또는 무인자동 이송장치(AGV : Automated Guided Vehicle)(이하 트랙터라고 총칭하여 언급함)에서 실려오는 컨테이너를 야적하거나, 혹은 야적된 컨테이너를 트랙터로 승적 하는데 사용된다.In connection with landing / lifting of containers, cranes installed in container terminals, etc., are carried on yard tractors, yard trailers or unmanned automated vehicles (AGVs) (hereinafter collectively referred to as tractors). It is used to unload incoming containers or to unload unloaded containers onto a tractor.

컨테이너 터미널에서는 컨테이너 화물을 실은 화물선이 항만에 도착하면, 항만에 설치된 안벽 크레인에 의해 컨테이너가 일차적으로 하역되고, 하역된 컨테이너는 트랙터에 적재되어 야적지역으로 이동되고 이동된 컨테이너를 야드 크레인이 야적하게 된다. 반대로 트랙터에 의해 운반되어온 컨테이너를 화물선에 선적하는 것도 작업 과정이 반대인 것을 제외하면 위와 동일하다.In a container terminal, when a cargo ship carrying container cargo arrives at the port, the container is first unloaded by a quay-mounted crane installed in the port, and the unloaded container is loaded on a tractor, moved to a yard, and the yard crane loads the moved container. do. Conversely, loading the container carried by the tractor to the cargo ship is the same as above except that the working process is reversed.

항만 컨테이너 운송에 사용되는 트랙터는 환경오염 및 에너지비용 절감을 위해 기존 디젤연료 대신 배터리를 사용하는 전기식 트랙터로 전환하고 있으며 이를 위한 충전방식으로 급속 충전방식과 배터리 교환방식이 있다. 급속충전 방식은 충전을 위해서 별도의 충전시설이 있는 장소로 가서 20~30분동안 충전을 하고 돌아와야 하기 때문에 트랙터의 작업시간 손실이 발생하고 이를 보전하기 위해서 여분의 트랙터를 필요로 한다. 또한 한번 충전해서 장시간 사용해야 하기 때문에 대용량의 배터리를 적용해야 하므로 초기 투자비가 많이 들어가는 단점이 있다. 또한, 급속충전을 위한 충전 단자가 해안의 염분에 의해서 쉽게 부식이 되기 때문에 충전단자의 유지 보수가 필요한 단점도 있다. Tractors used for port container transportation are being converted to electric tractors using batteries instead of conventional diesel fuel to reduce environmental pollution and energy costs. There are two types of charging methods: quick charging and battery replacement. The fast charging method requires a 20 to 30 minutes of charging and returning to a separate charging facility for charging, resulting in a loss of tractor working time and the need for an extra tractor to preserve it. In addition, since it needs to be charged and used for a long time, a large capacity battery has to be applied. In addition, since the charging terminal for rapid charging is easily corroded by the salt of the coast, there is a disadvantage that the maintenance of the charging terminal is required.

배터리 교환식은 배터리 교환장소에 가서 배터리를 충전된 배터리로 교환하고 오는데 20~30분 정도의 시간이 소요되기 때문에 역시 작업시간 손실이 발생하고, 배터리 충전소 비용과 대용량의 배터리 채택에 따른 비용과 충전을 위해서 여분의 배터리를 구비해야 해서 초기 투자비용이 많이 발생하는 단점이 있다.The battery exchange type requires 20 to 30 minutes to go to the battery exchange area and replace the battery with a charged battery, which also results in a loss of working time. In order to have a spare battery in order to have a disadvantage of a high initial investment.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 미리 정해진 작업 경로로 이동하는 트랙터가 작업하는 공간 내에서 항만 크레인으로부터 트랙터의 운행에 필요한 에너지를 수시로 공급받게 함으로써 트랙터의 작업시간 손실을 없애고 트랙터에 대용량의 배터리 대신 운행에 필요한 소용량의 배터리를 사용 가능하게 하며, 급속 충전방식이나 배터리 교환방식에 비해서 초기 투자비를 획기적으로 줄일 수 있는 무선충전 시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems as described above, by reducing the working time of the tractor by frequently receiving the energy required for the operation of the tractor from the port crane in the working space of the tractor moving in a predetermined work path Its purpose is to provide a wireless charging system that can eliminate the large-capacity batteries and allow the tractor to use small-capacity batteries for operation, and significantly reduce the initial investment compared to quick charging or battery replacement.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템은, 이동형 크레인과 배터리로 구동되는 트랙터 사이의 무선충전 시스템에 있어서, 상기 크레인은 급전부; 및 상기 급전부에 전력을 공급해주는 인버터를 포함하고, 상기 인버터는 제1 통신부를 포함하고, 상기 트랙터는 상기 급전부로부터 무선으로 충전전력을 공급받는 집전부; 상기 배터리 상태를 표시하는 배터리 관리 시스템(BMS); 및 제2 통신부를 포함하되, 상기 집전부는, 상기 트랙터의 측면에 부착되고 집전코일을 포함하는 집전패드; 및 상기 집전패드에 전달된 전력을 정류하는 정류부를 포함하고, 상기 급전부는, 상기 집전패드의 위치를 검출하는 위치센서; 상기 크레인의 측면에 부착되고 급전코일을 포함하는 급전패드; 상기 급전패드가 고정되고 상기 급전패드를 상기 집전패드 방향으로 뻗는 제1 구동부와 제1 제어기; 및 상기 제1 구동부가 고정되고 상기 제1 구동부를 상기 트랙터의 진행방향으로 움직이는 제2 구동부와 제2 제어기를 포함하여, 상기 트랙터가 상기 크레인 작업영역내로 들어오면, 상기 제2 제어기는 상기 위치센서로 상기 집전패드의 위치를 실시간으로 검출하여 상기 급전패드와 상기 집전패드가 위치 정렬이 되도록 상기 제2 구동부를 제어하면서, 상기 제1 제어기는 상기 급전패드를 뻗어서 상기 급전패드와 상기 집전패드 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 상기 제1 구동부를 제어하고, 상기 제2 구동부의 제어 범위내에서는 상기 트랙터가 미리 정해진 작업 영역에서 작업을 위해서 정지하거나 위치 미세조정을 위해 이동하는 중에도 상기 트랙터에 무선으로 전력을 전달하여 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 할 수 있다.Wireless charging system between the crane and the tractor according to the present invention in order to achieve the above object, in the wireless charging system between the mobile crane and the battery-powered tractor, the crane is a power supply; And an inverter for supplying electric power to the power feeding unit, wherein the inverter includes a first communication unit, and the tractor includes: a current collector receiving wireless charging power from the power feeding unit; A battery management system (BMS) indicating the battery status; And a second communication unit, wherein the current collecting unit includes a current collecting pad attached to a side of the tractor and including a current collecting coil; And a rectifier for rectifying the power delivered to the current collector pad, wherein the power supply unit includes: a position sensor to detect a position of the current collector pad; A feeding pad attached to a side of the crane and including a feeding coil; A first driver and a first controller to which the feed pad is fixed and extend the feed pad in the direction of the current collector pad; And a second drive unit and a second controller, wherein the first drive unit is fixed and moves the first drive unit in the traveling direction of the tractor. When the tractor enters the crane work area, the second controller includes the position sensor. The first controller extends the feed pad so as to detect the position of the current collector pad in real time so that the feed pad and the current collector pad are aligned. The first drive unit is controlled to maintain a constant distance, and within the control range of the second drive unit, the tractor wirelessly powers the power while the tractor is stopped for work in the predetermined work area or moved for fine positioning. It can be characterized in that for charging the battery by passing.

또한, 상기 제2 구동부는 래크와 피니언으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the second driving unit may be formed of a rack and a pinion.

또한, 상기 제2 구동부는 바퀴형태로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the second driving unit may be configured in the form of a wheel.

또한, 상기 트랙터가 상기 크레인의 작업영역으로 들어오기 전에, 상기 제2 제어기는 항만 운영시스템으로부터 상기 트랙터의 정지 위치를 사전에 받아서 상기 급전패드를 상기 트랙터의 상기 집전패드가 정지할 위치로 미리 움직이고, 상기 트랙터가 상기 크레인의 작업영역으로 들어와 정지하면, 상기 제1 제어기는 상기 급전패드를 뻗어서 상기 급전패드와 상기 집전패드 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 상기 제1 구동부를 제어하여 상기 트랙터에 무선으로 전력을 전달하여 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, before the tractor enters the working area of the crane, the second controller receives the stopping position of the tractor from the port operating system in advance and moves the feeding pad to the position where the current collecting pad of the tractor is to stop. And when the tractor enters the work area of the crane and stops, the first controller extends the feeding pad to control the first driving unit to maintain a constant distance between the feeding pad and the current collecting pad. It may be characterized in that for charging the battery by transferring power.

또한, 상기 트랙터가 상기 크레인에 접근하기전에, 상기 제2 제어기는 상기 제2 구동부를 제어하여 상기 급전패드를 상기 트랙터의 진입 방향의 맨 처음으로 보내어 대기하하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, before the tractor approaches the crane, the second controller may control the second driving unit to send the feed pad to the beginning of the entry direction of the tractor to stand by.

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또한, 상기 제1 제어기는 상기 트랙터가 상기 제2 구동부의 제어 범위를 벗어나 이동하게 되면 상기 급전패드를 상기 크레인 방향으로 접는 것을 특징으로 할 수 있다.The first controller may be configured to fold the feed pad toward the crane when the tractor moves out of the control range of the second drive unit.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템은, 이동형 크레인과 배터리로 구동되는 트랙터 사이의 무선충전 시스템에 있어서, 상기 크레인은 복수개의 급전부; 및 상기 급전부에 전력을 공급해주는 인버터를 포함하고, 상기 인버터는 제1 통신부를 포함하고, 상기 트랙터는 상기 급전부로부터 무선으로 충전전력을 공급받는 집전부; 상기 배터리 상태를 표시하는 배터리 관리 시스템(BMS); 및 제 2통신부를 포함하되, 상기 집전부는, 상기 트랙터의 측면에 부착되고 집전코일을 포함하는 집전패드; 및 상기 집전패드에 전달된 전력을 정류하는 정류부를 포함하고, 상기 급전부은, 상기 집전부의 위치를 검출하는 위치센서; 상기 크레인의 측면에 부착되고 급전코일을 포함하는 급전패드; 및 상기 급전패드가 고정되고 상기 급전패드를 트랙터 방향으로 뻗는 제1 구동부와 제1 제어기를 포함하며, 상기 제1 구동부는, 모터 또는 유압 실린더와 압력센서를 포함하고, 상기 급전부 각각은 상기 트랙터의 미리 정해진 정지위치에 따라서 정해지는 상기 집전패드의 위치에 대항하는 크레인의 측면 위치에 배치되고, 상기 급전부 각각은 상기 위치센서를 통해서 상기 집전부의 위치를 센싱하고, 복수개의 상기 급전부 중에서 상기 집전부와 위치 정렬된 상기 급전부의 상기 제1제어기는 해당 상기 급전패드를 상기 집전패드에 닿을 때까지 뻗되 상기 압력센서의 압력이 지정된 값으로 유지되도록 상기 제1 구동부를 제어하여 상기 트랙터에 무선으로 전력을 전달하여 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the wireless charging system between the crane and the tractor according to the present invention in order to achieve the above object, in the wireless charging system between the mobile crane and the battery-powered tractor, the crane is a plurality of power supply; And an inverter for supplying electric power to the power feeding unit, wherein the inverter includes a first communication unit, and the tractor includes: a current collector receiving wireless charging power from the power feeding unit; A battery management system (BMS) indicating the battery status; And a second communication unit, wherein the current collector includes a current collector pad attached to a side of the tractor and including a current collector coil; And a rectifier for rectifying the power delivered to the current collector pad, wherein the power supply unit includes: a position sensor for detecting a position of the current collector; A feeding pad attached to a side of the crane and including a feeding coil; And a first drive unit and a first controller to which the feed pad is fixed and extend the feed pad in the tractor direction, wherein the first drive unit includes a motor or a hydraulic cylinder and a pressure sensor, each of the feed units being the tractor. Disposed at a side surface of the crane against the position of the current collecting pad determined according to a predetermined stop position, wherein each of the feeders senses the position of the current collector through the position sensor, and among the plurality of feeders The first controller of the power supply unit aligned with the current collector extends the power feeding pad until it reaches the current collecting pad, and controls the first drive unit to maintain the pressure of the pressure sensor at a specified value. Charging the battery by transmitting power wirelessly.

또한, 상기 인버터는 상기 복수개의 급전패드를 선택적으로 구동하기 위해서 상기 인버터와 상기 복수개의 급전패드 사이에 복수개의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The inverter may include a plurality of switches between the inverter and the plurality of power supply pads to selectively drive the plurality of power supply pads.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템은, 이동형 크레인과 배터리로 구동되는 트랙터 사이의 무선충전 시스템에 있어서, 상기 크레인은 급전부; 및 상기 급전부에 전력을 공급해주는 인버터를 포함하고, 상기 인버터는 제1 통신부를 포함하고, 상기 트랙터는 상기 급전부로부터 무선으로 충전전력을 공급받는 복수개의 집전부; 상기 배터리 상태를 표시하는 배터리 관리 시스템(BMS); 및 제2 통신부를 포함하되, 상기 급전부는, 상기 집전부의 위치를 검출하는 위치 센서; 상기 크레인의 측면에 부착되고 급전코일을 포함하는 급전패드; 및 상기 급전패드가 고정되고 상기 급전패드를 트랙터 방향으로 뻗는 제1 구동부와 제1 제어기를 포함하고, 상기 제1 구동부는 모터 또는 유압 실린더와 압력센서를 포함하고, 상기 집전부는, 상기 트랙터의 측면에 부착되고 집전코일을 포함하는 집전패드; 및 상기 집전패드에 전달된 전력을 정류하는 정류부를 포함하여, 상기 집전부 각각은 상기 트랙터가 미리 정해진 정지위치에 정지시 상기 급전패드 위치에 대항하는 상기 트랙터의 위치에 배치되고, 상기 제1 제어기는 상기 위치센서를 통해서 복수개의 상기 집전패드 중에서 상기 급전패드와 위치 정렬이 된 상기 집전패드의 위치를 센싱하고 상기 집전패드에 상기 급전패드를 상기 집전패드에 닿을 때까지 뻗되 상기 압력센서의 압력이 지정된 값으로 유지되도록 상기 제1 구동부를 제어하여 상기 트랙터에 무선으로 전력을 전달하여 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the wireless charging system between the crane and the tractor according to the present invention in order to achieve the above object, in the wireless charging system between the mobile crane and the battery-powered tractor, the crane is a power supply; And an inverter for supplying electric power to the power feeding unit, wherein the inverter includes a first communication unit, and the tractor includes: a plurality of current collecting units receiving wireless charging power from the power feeding unit; A battery management system (BMS) indicating the battery status; And a second communication unit, wherein the power supply unit comprises: a position sensor for detecting a position of the current collector; A feeding pad attached to a side of the crane and including a feeding coil; And a first drive unit and a first controller to which the feed pad is fixed and extend the feed pad in the tractor direction, wherein the first drive unit includes a motor or a hydraulic cylinder and a pressure sensor, and the current collector unit includes: A current collecting pad attached to the side and including a current collecting coil; And a rectifier for rectifying the electric power transmitted to the current collecting pad, wherein each of the current collecting parts is disposed at a position of the tractor against the feed pad position when the tractor stops at a predetermined stop position, and the first controller The sensor senses the position of the current collecting pad that is aligned with the feeding pad among the plurality of current collecting pads through the position sensor, and extends the feeding pad to the current collecting pad until it reaches the current collecting pad. The battery may be charged by wirelessly transferring power to the tractor by controlling the first driving unit to be maintained at a specified value.

또한, 상기 급전패드 또는 상기 집전패드는 상기 급전패드와 상기 집전패드가 마주하는 면의 반대 쪽에 쿨링 팬을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the feed pad or the current collector pad may be characterized in that it comprises a cooling fan on the opposite side of the surface facing the feed pad and the current collector pad.

또한, 상기 급전패드 또는 상기 집전패드는 수냉식 냉각 장치를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the feed pad or the current collector pad may be characterized in that it comprises a water-cooled cooling device.

또한, 상기 집전패드가 상기 트랙터 측면보다 더 밖으로 튀어나오도록 부착하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the current collecting pad may be attached to protrude more than the side of the tractor.

또한, 상기 집전패드와 상기 트랙터 몸체 사이에 상기 집전패드보다 큰 폭과 길이를 갖는 차폐판을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, between the current collecting pad and the tractor body may be characterized in that it comprises a shielding plate having a width and length larger than the current collecting pad.

또한, 상기 차폐판의 재질은 비철 금속인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the material of the shielding plate may be characterized in that the non-ferrous metal.

또한, 상기 급전패드 또는 상기 집전패드는 패드 표면에 마찰을 줄이기 위한 돌출바퀴를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the feed pad or the current collector pad may be characterized in that it comprises a protruding wheel to reduce the friction on the pad surface.

또한, 상기 제1 구동부는 모터 또는 유압 실린더; 및 상기 급전패드와 상기 집전패드 사이의 거리를 검출하는 거리센서를 포함하고, 상기 제1 제어기는 상기 거리센서로부터 거리 정보를 받아서 상기 급전패드와 상기 집전패드 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 상기 제1 구동부를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.The first driving unit may include a motor or a hydraulic cylinder; And a distance sensor detecting a distance between the power feeding pad and the current collecting pad, wherein the first controller receives distance information from the distance sensor and maintains a distance between the power feeding pad and the current collecting pad. It can be characterized by controlling one drive.

또한, 상기 제1 구동부는 모터 또는 유압 실린더와 압력센서를 포함하고, 상기 제1 제어기는 상기 급전패드를 상기 집전패드에 닿을 때까지 뻗되 상기 압력센서의 압력이 지정된 값으로 유지되도록 제어하는 하는 것을 특징으로 할 수 있다.The first driving unit may include a motor or a hydraulic cylinder and a pressure sensor, and the first controller extends the feeding pad until it reaches the current collecting pad, and controls the pressure of the pressure sensor to be maintained at a specified value. It can be characterized.

또한, 상기 제1 구동부는 모터 또는 유압 실린더를 포함하고, 상기 급전패드를 고정하는 구조물이 중력에 의해서 상기 급전패드가 상기 집전패드 방향으로 뻗도록 구성되어서, 상기 급전패드를 중력에 의해서 상기 집전패드에 닿을 때까지 뻗고 상기 급전패드를 접을 때에는 상기 제1 제어기는 상기 제1 구동부를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.The first driving unit may include a motor or a hydraulic cylinder, and the structure for fixing the feeding pad is configured such that the feeding pad extends in the direction of the current collecting pad by gravity, so that the feeding pad is moved by gravity. The first controller may control the first driving unit when the feeding pad is extended and the feeding pad is folded.

또한, 상기 인버터는 상기 제1 통신부와 상기 제 2 통신부 간의 통신을 통해서 상기 트랙터내의 상기 배터리 상태 정보를 받아서 상기 배터리 충전에 필요한 전류가 상기 집전패드에서 공급되도록 상기 급전패드에 흐르는 전류를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the inverter receives the battery state information in the tractor through communication between the first communication unit and the second communication unit to adjust the current flowing in the feed pad so that the current required to charge the battery is supplied from the current collecting pad. It can be characterized.

또한, 상기 집전부는 상기 정류부와 상기 배터리 사이에 레귤레이터를 더 포함하되, 상기 인버터는 상기 정류부 출력전압이 일정하도록 제어하고 상기 레귤레이터는 상기 배터리에 필요한 전류를 공급하는 것을 특징으로 할 수 있다.The current collector may further include a regulator between the rectifier and the battery. The inverter may control the rectifier output voltage to be constant, and the regulator may supply a current required for the battery.

또한, 상기 제1 제어기는 상기 배터리가 충전이 완료되면 자동적으로 상기 급전패드를 상기 크레인 방향으로 접는 것을 특징으로 할 수 있다.The first controller may automatically fold the feed pad toward the crane when the battery is fully charged.

또한, 상기 제1 제어기는 상기 크레인에서 승역 또는 하역 작업을 완료했다는 작업 완료신호를 수신하면 상기 급전패드를 상기 크레인 방향으로 접는 것을 특징으로 할 수 있다.The first controller may be configured to fold the feed pad in the direction of the crane when receiving a job completion signal indicating that the crane has completed the lifting or unloading operation.

또한, 상기 제1 제어기는 상기 제1 통신부로부터 상기 집전부에 에러가 발생했다는 정보를 수신하면 상기 급전패드를 상기 크레인 방향으로 접는 것을 특징으로 할 수 있다.The first controller may be configured to fold the feed pad toward the crane when the first communication unit receives information that an error has occurred in the current collector.

또한, 상기 위치센서는 영상센서나 광학센서로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the position sensor may be characterized by consisting of an image sensor or an optical sensor.

또한, 상기 급전부는 상기 급전코일과 공진하는 공진회로를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The power feeding unit may include a resonance circuit resonating with the feeding coil.

또한, 상기 집전부는 상기 집전코일과 공진하는 공진회로를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The current collector may include a resonance circuit resonating with the current collector coil.

또한, 상기 급전패드는 상기 트랙터의 정지위치 오차를 극복하기 위해서 상기 집전패드 보다 수평 폭이 넓은 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the feed pad may be characterized in that the horizontal width is wider than the current collector pad to overcome the stop position error of the tractor.

또한, 상기 집전패드는 상기 트랙터에 컨테이너가 실릴 때와 실리지 않을 때의 상기 트랙터 높이 차이를 극복하기 위해서 상기 급전패드 보다 수직 폭이 넓거나 좁은 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the current collecting pad may be characterized in that the vertical width is wider or narrower than the feed pad in order to overcome the difference in the height of the tractor when the container is mounted on the tractor and not loaded.

본 발명에 따른 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템은, 미리 정해진 작업 경로로 이동하는 트랙터가 작업하는 공간 내에서 항만 크레인으로부터 트랙터의 운행에 필요한 에너지를 수시로 공급받게 함으로써 트랙터의 작업시간 손실을 없애고 트랙터에 대용량의 배터리 대신 운행에 필요한 소용량의 배터리를 사용할 수 있게 하고, 여분의 트랙터가 불필요하기 때문에 급속 충전방식이나 배터리 교환방식에 비해서 초기 투자비를 획기적으로 줄일 수 있는 무선충전 시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.The wireless charging system between the crane and the tractor according to the present invention, eliminating the loss of the working time of the tractor by allowing the tractor moving in a predetermined work path to receive the energy necessary for the operation of the tractor from the port crane from time to time In order to provide a wireless charging system that enables the use of a small capacity battery for operation instead of a large capacity battery and spare tractor is unnecessary, the initial investment cost can be drastically reduced compared to the quick charging method or the battery replacement method. There is a purpose.

또한, 트랙터에 장착된 배터리의 충전을 위한 전기적, 기계적인 접촉이 없으므로 유선 충전단자의 부식 등으로 인한 유지 보수가 필요 없는 무선충전 시스템을 제공하고자 하는데 있다.In addition, there is no electrical and mechanical contact for charging the battery mounted on the tractor to provide a wireless charging system that does not require maintenance due to corrosion of the wired charging terminal.

도 1은 본 발명의 크레인과 트랙터의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 일반적인 컨테이너 사이즈별 트랙터의 정지위치를 도시한 도면.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 급전부와 집전부의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 구동부의 구성을 개략적으로 도시한 예시도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 급전부와 집전부의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 급전부와 집전부의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 급전부와 집전부의 동작을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 제1 구동부의 구성을 개략적으로 도시한 예시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 집전패드 또는 급전패드의 돌출 부재 예시도.
1 is a view schematically showing the configuration of a crane and a tractor of the present invention.
2 is a view showing a stop position of a tractor for each typical container size.
3A and 3B are diagrams schematically showing the configuration of a power supply unit and a current collector unit according to the first embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view schematically showing a configuration of a second drive unit according to the first embodiment of the present invention.
5A and 5B are diagrams schematically showing the configuration of a feeder and a collector according to a second embodiment of the present invention.
6A and 6B are views schematically showing the configuration of a feeder and a collector according to a third embodiment of the present invention.
7A and 7B schematically illustrate the operation of the feeder and the collector according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary view schematically showing a configuration of a first drive unit of the present invention.
9 is an exemplary view of a protrusion member of a current collecting pad or a feeding pad according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 이하의 상세한 설명은 예시적인 것에 지나지 않으며, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 것에 불과하다.When described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention. The following detailed description is only illustrative, and merely illustrates preferred embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 크레인과 트랙터의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명은 크레인(100)과 축전장치인 배터리를 장착한 트랙터(400)를 포함한다. 본 발명은 도 1에 도시된 크레인 구조에 제한되는 것은 아니며 다양한 구조를 갖는 크레인은 모두 포함할 수 있다.1 is a view schematically showing the configuration of a crane and a tractor of the present invention. Referring to FIG. 1, the present invention includes a tractor 400 equipped with a crane 100 and a battery as a power storage device. The present invention is not limited to the crane structure shown in FIG. 1 and may include all cranes having various structures.

크레인은 토롤리, 스프레더, 몸체부, 바퀴부를 포함한다. 트롤리(110)는 크레인의 상부 프레임(130)에 설치되어 있는 가이드 레일을 따라 상부 프레임의 길이방향(수평방향)으로 이동하도록 설치되어 있다. 트롤리(110)에는 지면방향, 즉 수직방향으로 로프를 통해 스프레더가 연결되어 있다. 스프레더(120)는 전술한 바와 같이 로프를 통해 트롤리와 연결되고, 트롤리(110)와 연동하여 상부 프레임(130)의 길이방향으로 이동한다. 또한 스프레더(120)는 트롤리와 연결된 로프의 상하운동을 통해 수직방향으로 이동한다.The crane includes a trolley, a spreader, a body part and a wheel part. The trolley 110 is installed to move in the longitudinal direction (horizontal direction) of the upper frame along the guide rail installed in the upper frame 130 of the crane. Spreader is connected to the trolley 110 through the rope in the ground direction, that is, the vertical direction. Spreader 120 is connected to the trolley through the rope as described above, and moves in the longitudinal direction of the upper frame 130 in conjunction with the trolley 110. In addition, the spreader 120 is moved vertically through the vertical movement of the rope connected to the trolley.

몸체부는 크레인(100)의 골격을 형성하며, 상부 프레임(130)과 지지 프레임(140)을 포함한다. 상부 프레임(130)에는 가이드 레일이 설치되어 있다. 이러한 상부 프레임(130)은 수직 방향으로 설치되어 있는 지지프레임(140)과 일체형으로 설치되거나 혹은 체결부재를 통해 체결되어 일체화될 수 있다.The body part forms a skeleton of the crane 100 and includes an upper frame 130 and a support frame 140. The guide frame is installed on the upper frame 130. The upper frame 130 may be integrally installed with the support frame 140 installed in the vertical direction or may be integrated by being fastened through a fastening member.

본 발명에 따른 크레인(100)은 트랙터(400)의 측면에 부착된 집전부(300)에 자기유도 방식으로 전력을 공급하는 급전부(200)를 포함하고, 급전부(200)에 고주파 전류를 공급하는 인버터(500)를 포함한다. 본 실시예에서 급전부(200)는 도 1에 도시한 바와 같이, 측면 프레임(150) 자체에 설치된 것으로 설명하고 있지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 크레인의 측면에서 일정 간격을 두고 설치될 수도 있으며, 이외의 다른 부분에도 설치될 수도 있다.Crane 100 according to the present invention includes a feeder 200 for supplying power to the current collector 300 attached to the side of the tractor 400 in a self-induced manner, the high-frequency current to the feeder 200 Including an inverter 500 for supplying. In this embodiment, the feeder 200 is described as being installed in the side frame 150 itself, as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited thereto and may be installed at regular intervals from the side of the crane. It may also be installed in other parts.

트랙터(400)에 부착되는 집전부(300)는 트랙터 측면에 부착되고 집전코일(320)을 포함하는 집전패드(310)와 집전패드(310)에 전달된 전력을 정류하는 정류부(340)를 포함하고, 크레인에 부착되는 급전부(200)는 크레인(100)의 측면에 부착되고 급전코일(220)을 포함하는 급전패드(210)를 포함할 수 있다.The current collector 300 attached to the tractor 400 includes a current collector pad 310 attached to the tractor side and including a current collector coil 320, and a rectifier 340 for rectifying the power transmitted to the current collector pad 310. The feeder 200 attached to the crane may include a feed pad 210 attached to the side of the crane 100 and including a feed coil 220.

급전패드에(210)에 고주파 전류를 공급하면 집전패드(310)에 자기유도 방식으로 급전부(200)에서 집전부(300)로 전력이 공급된다. 여기에서 급전패드(210)의 급전코일(220)에 고주파 전류를 공급하는 인버터(500)는 외부 상용전력을 고주파 전류로 변환하는 전력변환부를 포함하거나 크레인(100)에 별도로 구비된 에너지 저장장치에서 전원을 받아 고주파 전류로 변환하는 전력변환부를 포함할 수 있다.When a high frequency current is supplied to the power feeding pad 210, power is supplied from the power feeding unit 200 to the current collecting unit 300 in a self-inducing manner to the current collecting pad 310. Here, the inverter 500 for supplying a high frequency current to the feed coil 220 of the feed pad 210 includes an electric power converting unit for converting external commercial power into a high frequency current or in an energy storage device separately provided in the crane 100. It may include a power conversion unit for receiving a power source to convert a high frequency current.

도 1에는 도시되어 있지 않지만, 인버터(500)는 트랙터(400)로부터 배터리 관련 정보를 무선으로 수신하는 제1 통신부(510)를 포함하고, 트랙터(400)는 장착된 배터리 상태를 표시하는 배터리 관리 시스템(BMS)과 인버터(500)로부터 제어 관련 정보를 무선으로 수신하는 제2 통신부(710)를 포함할 수 있다.Although not shown in FIG. 1, the inverter 500 includes a first communication unit 510 for wirelessly receiving battery related information from the tractor 400, and the tractor 400 manages a battery to display a mounted battery state. The second communication unit 710 may wirelessly receive control-related information from the system BMS and the inverter 500.

인버터(500)는 제1 통신부(510)와 제2 통신부(710) 간의 통신을 통해서 트랙터에 장착된 배터리 관리 시스템(BMS)에서 트랙터내의 배터리 상태 정보를 받아서 배터리 충전에 필요한 전류가 집전패드(310)에서 공급되도록 급전패드(210)에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.Inverter 500 receives the battery state information in the tractor from the battery management system (BMS) mounted on the tractor through the communication between the first communication unit 510 and the second communication unit 710, the current required to charge the battery current collector pad 310 ) So that the current flowing through the feed pad 210 may be adjusted.

인버터(500)는 급전패드(210)에 흐르는 전류를 조절하기 위해 급전패드(210)에 공급되는 고주파 전류의 주파수를 변경하거나 급전패드에 공급되는 전압의 크기를 제어할 수 있다.The inverter 500 may change the frequency of the high frequency current supplied to the feed pad 210 or control the magnitude of the voltage supplied to the feed pad to adjust the current flowing through the feed pad 210.

본 발명에서 집전부(300)는 정류기(340)와 배터리(700) 사이에 배터리에 필요한 전원을 공급하는 레귤레이터(미도시)를 포함할 수 있다. 인버터(500)는 정류기(340) 출력전압이 일정하도록 급전패드(210)에 공급되는 전류를 제어하고, 레귤레이터는 배터리(700)에 필요한 전류를 공급하도록 제어할 수 있다.In the present invention, the current collector 300 may include a regulator (not shown) for supplying power required for the battery between the rectifier 340 and the battery 700. The inverter 500 may control the current supplied to the power supply pad 210 so that the output voltage of the rectifier 340 is constant, and the regulator may control to supply the current required for the battery 700.

레귤레이터는 정류기(340)의 출력을 충전이 필요한 배터리 전압으로 변환하기 위해 부스터 컨버터나 벅 컨버터로 구성될 수 있다.The regulator may be configured as a booster converter or a buck converter to convert the output of the rectifier 340 into a battery voltage that requires charging.

본 발명에서 크레인에 부착되는 급전부(200)는 트랙터(400)의 측면에 부착되는 집전패드(210)의 위치를 검출하는 위치센서(미도시)를 포함하고, 위치센서는 영상센서나 광학센서로 구성될 수 있다. The feeder 200 attached to the crane in the present invention includes a position sensor (not shown) for detecting the position of the current collector pad 210 attached to the side of the tractor 400, the position sensor is an image sensor or an optical sensor It can be configured as.

위치센서는 움직이는 트랙터(400)의 영상이나 형체를 실시간으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.The position sensor may include transmitting an image or a shape of the moving tractor 400 in real time.

또한, 위치 센서는 실시간 정보와 기준이 되는 트랙터(400)의 영상이나 형체 정보를 비교하여 트랙터가 위치 정렬 완료 기준 이내에 들어왔는지를 비교하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the position sensor may include comparing the real-time information and the image or shape information of the tractor 400 as a reference to compare whether the tractor is within the position alignment completion criteria.

또한, 위치센서는 위치 정렬 완료 기준 이내에 들어온 트랙터(400)가 움직이는지, 정지하였는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the position sensor may include a step of determining whether the tractor 400, which came within the position alignment completion criteria is moved or stopped.

도 2는 일반적인 컨테이너(C1, C2) 사이즈별 트랙터의 정지위치를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 트랙터는 승/하역할 컨테이너의 사이즈에 따라 정지하는 위치가 달라진다. 트랙터(400)의 정지 위치는 작업을 위해 정지하고 있는 크레인(100)에 의해 정해진다. 항만 컨테이너 터미널에서는 크레인(100) 옆에 정차된 트랙터(400)에 컨테이너의 승/하역 작업이 원활하게 이루어지도록 항만운영시스템에서 트랙터(400)가 정지할 위치 정보를 트랙터 운전자 및 트랙터에 알려주게 된다.2 is a view showing the stop position of the tractor according to the size of the general container (C1, C2). As shown in Figure 2, the tractor stops the position depending on the size of the container to be loaded / unloaded. The stop position of the tractor 400 is determined by the crane 100 which is stopped for work. The harbor container terminal informs the tractor driver and the tractor of the location information of the tractor 400 to stop in the port operating system so that the container 400 can be smoothly loaded / unloaded on the tractor 400 stopped by the crane 100. .

항만운영시스템의 정보를 받은 트랙터는 지정된 작업영역으로 이동하여 작업이 필요한 크레인에 접근을 하게 되며, 크레인(100)의 작업영역에 들어간 트랙터(400)는 작업할 컨테이너의 크기에 따라서 작업을 위해 지정된 위치로 속도를 줄여 이동하여 지정된 위치에 정지하게 된다.The tractor receiving the information of the port operating system moves to the designated work area to access the crane that needs work, and the tractor 400 entered into the work area of the crane 100 is designated for work according to the size of the container to work. The speed is reduced to the position and the vehicle stops at the designated position.

도 2를 참조하면, 20피트(C1)나 40피트(C2) 컨테이너를 적재한 트랙터의 정지위치를 나타내고 있다. 도 2의 (a)에서는 20피트(C1) 컨테이너 1개를 트랙터의 후면에 적재한 트랙터의 정지위치를 표시하고, 도 2의 (b)에서는 40피트(C2) 컨테이너를 적재한 트랙터의 정지위치를 표시하고, 도 2의 (c)에서는 20피트 컨테이너 1개를 트랙터의 전면에 적재한 트랙터의 정지위치를 표시한다. 트랙터에 실린 컨테이너는 적재시 컨테이너가 트랙터 진행 방향에 대하여 전후로 약 ±10~25cm의 적재 공차가 발생하므로, 실제 트랙터가 정확히 정해진 위치에 정지하여도 크레인(100)의 작업을 위해서는 트랙터(400)의 위치 미세조정이 빈번히 발생한다.Referring to FIG. 2, the stop position of the tractor on which 20-foot (C1) or 40-foot (C2) containers are loaded is shown. (A) of FIG. 2 shows the stop position of the tractor which loaded one 20 foot (C1) container in the back of a tractor, and FIG. 2 (b) shows the stop position of the tractor which loaded a 40 foot (C2) container. In FIG. 2 (c), the stop position of the tractor in which one 20 foot container is loaded on the front of the tractor is displayed. Since the container loaded on the tractor has a loading tolerance of about ± 10-25 cm before and after the container when the container is loaded, the tractor 400 of the tractor 400 may be used for the operation of the crane 100 even when the actual tractor is stopped at a predetermined position. Position fine adjustment occurs frequently.

본 발명에 따른 무선 충전시스템은, 트랙터(400)가 미리 정해진 작업 영역에서 작업을 위해서 정지하거나 위치 미세조정을 위해 이동하는 중에도 트랙터의 운행에 필요한 에너지를 수시로 급전부(200)에서 집전부(300)로 무선으로 공급할 수 있다.In the wireless charging system according to the present invention, even when the tractor 400 stops for work in a predetermined work area or moves for fine-positioning, the energy required for driving the tractor is often collected at the feeder 200 from the current collector 300. ) Can be supplied wirelessly.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 급전부(200)와 집전부(300)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무선 충전시스템에서 크레인은 급전부(200)와 급전부(300)에 전력을 공급해주는 인버터(500)를 포함하고, 인버터(500)는 제1 통신부(510)를 포함할 수 있다. 3A and 3B are diagrams schematically showing the configuration of the power feeding unit 200 and the current collecting unit 300 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3B, the crane in the wireless charging system according to the first embodiment of the present invention includes a power supply unit 200 and an inverter 500 for supplying power to the power supply unit 300, and the inverter 500. ) May include the first communication unit 510.

트랙터는 급전부로부터 무선으로 충전전력을 공급받는 집전부(300), 배터리(700), 배터리 상태를 표시하는 배터리 관리 시스템(BMS) 및 제2 통신부(710)를 포함할 수 있다.The tractor may include a current collector 300 that is wirelessly supplied with charging power from a power feeding unit, a battery 700, a battery management system (BMS) indicating a battery state, and a second communication unit 710.

다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 집전부(300)는 트랙터의 측면에 부착되고 집전코일(320)을 포함하는 집전패드(310) 및 집전패드(310)에 전달된 전력을 정류하는 정류부(340)를 포함할 수 있다.Next, as illustrated in FIG. 3B, the current collector 300 is attached to the side of the tractor and rectifies the current collector pad 310 including the current collector coil 320 and the power transmitted to the current collector pad 310. 340 may be included.

또한, 집전부(300)는 집전코일(320)과 공진을 하는 공진회로(330)를 포함할 수 있다.In addition, the current collector 300 may include a resonance circuit 330 that resonates with the current collector coil 320.

크레인의 급전부(200)는 집전패드(310)의 위치를 검출하는 위치센서(미도시), 크레인의 측면에 부착되고 급전코일(220)을 포함하는 급전패드(210), 급전패드(210)가 고정되고 급전패드(210)를 집전패드(310) 방향으로 뻗는 제1 구동부(600)와 제1 제어기(미도시) 및 제1 구동부(600)가 고정되고 제1 구동부를 트랙터의 진행방향으로 움직이는 제2 구동부(610)와 제2 제어기(미도시)를 포함할 수 있다.The feeder 200 of the crane is a position sensor (not shown) for detecting the position of the current collecting pad 310, the feed pad 210 attached to the side of the crane, including the feed coil 220, the feed pad 210 Is fixed and the first driving unit 600, the first controller (not shown) and the first driving unit 600 which extend the feeding pad 210 in the direction of the current collecting pad 310 are fixed, and the first driving unit is moved in the traveling direction of the tractor. It may include a moving second driver 610 and a second controller (not shown).

또한, 급전부(200)는 집전코일(220)과 공진을 하는 공진회로(230)를 포함할 수 있다.In addition, the power supply unit 200 may include a resonance circuit 230 that resonates with the current collector coil 220.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선충전 시스템은 트랙터가 상기 크레인 작업영역내로 들어오면, 제2 제어기는 위치센서로 집전패드(310)의 위치를 실시간으로 검출하여 급전패드(210)와 집전패드(310)가 위치 정렬이 되도록 제2 구동부(610)를 제어하고, 제1 제어기는 급전패드를 뻗어서 급전패드와 집전패드 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 제1 구동부(600)를 제어하여 트랙터의 집전패드에 무선으로 전력을 전달하여 배터리를 충전할 수 있다.Referring to Figure 3a, the wireless charging system according to the first embodiment of the present invention, when the tractor enters the crane work area, the second controller detects the position of the current collector pad 310 in real time with the position sensor feed pad The second driver 610 is controlled so that the 210 and the current collector pad 310 are aligned, and the first controller extends the power supply pad to maintain a constant distance between the power supply pad and the current collector pad. ) To charge the battery by wirelessly delivering power to the tractor's current collector pad.

또한, 트랙터가 크레인의 작업영역으로 들어오기 전에, 제2 제어기는 항만 운영시스템으로부터 트랙터의 정지 위치를 사전에 받아서 급전패드(210)를 트랙터의 집전패드(310)가 정지할 위치로 미리 움직이고, 트랙터가 크레인의 작업영역으로 들어와 정지하면, 제1 제어기는 급전패드(210)를 뻗어서 급전패드와 집전패드(310) 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 제1 구동부(600)를 제어하여 트랙터에 무선으로 전력을 전달하여 배터리(700)를 충전할 수 있다.Further, before the tractor enters the working area of the crane, the second controller receives the tractor's stop position from the port operating system in advance and moves the feed pad 210 to the position where the collector pad 310 of the tractor stops. When the tractor enters the work area of the crane and stops, the first controller extends the feed pad 210 to control the first drive unit 600 to maintain a constant distance between the feed pad and the current collection pad 310 to wirelessly connect the tractor. The battery 700 may be charged by transferring power.

또한, 트랙터가 크레인에 접근하기전에, 제2 제어기는 제2 구동부(610)를 제어하여 급전패드(210)를 트랙터의 진입 방향의 맨 처음으로 보내어 대기하게 하고, 트랙터가 크레인의 작업영역내로 들어오면, 제2 제어기는 위치센서로 집전패드(310)의 위치를 실시간으로 검출하여 급전패드(210)와 집전패드(310)가 위치 정렬이 되도록 제2 구동부(610)를 제어하면서, 제1 제어기는 급전패드를 뻗어서 급전패드와 집전패드 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 제1 구동부(600)를 제어하고, 제2 구동부의 제어 범위내에서는 트랙터가 완전히 정지하지 않고 이동중에도 트랙터에 무선으로 전력을 전달하여 배터리를 충전할 수 있다.Also, before the tractor approaches the crane, the second controller controls the second drive unit 610 to send the feed pad 210 to the beginning of the tractor's entry direction to wait, and the tractor enters the working area of the crane. In other words, the second controller detects the position of the current collecting pad 310 in real time with a position sensor and controls the second driving unit 610 so that the feeding pad 210 and the current collecting pad 310 are aligned. Extends the feeding pad to control the first driving unit 600 to maintain a constant distance between the feeding pad and the current collecting pad, and within the control range of the second driving unit, the tractor does not stop completely and wirelessly powers the tractor while moving. Can be charged to charge the battery.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 제1 제어기는 트랙터(400)가 제2 구동부(610)의 제어 범위를 벗어나 이동하게 되면 급전패드를 크레인 방향으로 접을 수 있다.The first controller according to the first embodiment of the present invention may fold the feed pad in the direction of the crane when the tractor 400 moves out of the control range of the second drive unit 610.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제2 구동부의 구성을 개략적으로 도시한 예시도이다. 도 3a 및 도 4를 참조하면, 제2 제어기는 위치센서로 집전패드(310)의 위치를 실시간으로 검출하여 급전패드(210)와 집전패드(310)가 위치 정렬이 되도록 제2 구동부(610)를 제어할 수 있다.4 is an exemplary view schematically showing a configuration of a second drive unit according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 3A and 4, the second controller detects the position of the current collecting pad 310 in real time with a position sensor so that the power feeding pad 210 and the current collecting pad 310 are aligned with each other. Can be controlled.

도 4에 도시된 바와 같이, 제2 구동부(610)는 랙기어 구조로 구성될 수 있다. 랙기어는 제1 구동부(600)가 부착되는 피니언(630)과 피니언에 연결된 구동 모터(640)의 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 주는 래크(620)를 포함할 수 있다. 랙기어는 크레인에 설치된 래크(620)의 일 단면의 톱니 바퀴와 피니언(630)의 톱니 바퀴가 맞물려 피니언(630)이 회전운동을 하면서 래크(620)의 일 단면을 직선으로 이동한다. 제2 제어기가 위치센서로부터 집전패드(310)의 위치를 실시간으로 검출하여 구동모터(640)에 연결된 피니언(630)을 래크(620)의 일 단면에 대하여 좌 또는 우로 이동하면서 피니언(630)에 연결된 급전패드(210)와 집전패드(310)가 위치 정렬이 되도록 구동모터(640)를 제어할 수 있다.As shown in FIG. 4, the second driver 610 may be configured as a rack gear structure. The rack gear may include a pinion 630 to which the first drive unit 600 is attached and a rack 620 to change the rotational motion of the driving motor 640 connected to the pinion into a linear motion. In the rack gear, the cogwheel of one end of the rack 620 installed in the crane and the cogwheel of the pinion 630 are engaged so that the pinion 630 rotates so that one end of the rack 620 moves in a straight line. The second controller detects the position of the current collecting pad 310 in real time from the position sensor and moves the pinion 630 connected to the driving motor 640 to the pinion 630 while moving the pinion 630 to the left or right with respect to one end of the rack 620. The driving motor 640 may be controlled so that the connected feed pad 210 and the current collecting pad 310 are aligned.

또한, 본 발명에 따른 제2 구동부는 바퀴형태로 구성될 수 있다.In addition, the second driving unit according to the present invention may be configured in the form of a wheel.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 급전부와 집전부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무선 충전시스템은, 크레인에 복수개의 급전부(200, 201, 202)와 급전부에 전력을 공급해주는 인버터(500)를 포함하며, 인버터는 제1 통신부(510)를 포함할 수 있다. 5A and 5B are diagrams schematically illustrating configurations of a power supply unit and a current collector unit according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5B, the wireless charging system according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of power supply units 200, 201, and 202 and an inverter 500 for supplying power to the power supply unit. The inverter may include a first communication unit 510.

트랙터는 급전부(200,201,202)로부터 무선으로 충전전력을 공급받는 집전부(300), 배터리(700), 배터리 상태를 표시하는 배터리 관리 시스템(BMS) 및 제 2통신부(710)를 포함할 수 있다.The tractor may include a current collector 300, a battery 700, a battery management system (BMS) indicating a battery state, and a second communication unit 710 wirelessly supplied with charging power from the power feeding units 200, 201 and 202.

트랙터의 집전부(300)는 트랙터의 측면에 부착되고 집전코일(320)을 포함하는 집전패드(310) 및 집전패드에 전달된 전력을 정류하는 정류부(340)를 포함할 수 있다.The current collector 300 of the tractor may include a current collector pad 310 attached to a side of the tractor and a current collector pad 310 including a current collector coil 320, and a rectifier 340 to rectify the power transmitted to the current collector pad.

또한, 집전부(300)는 집전코일(320)과 공진을 하는 공진회로(330)를 포함할 수 있다.In addition, the current collector 300 may include a resonance circuit 330 that resonates with the current collector coil 320.

크레인의 급전부(200)는 집전패드의 위치를 검출하는 위치센서(미도시), 크레인의 측면에 부착되고 급전코일(220)을 포함하는 급전패드(210) 및 급전패드가 고정되고 급전패드를 트랙터 방향으로 뻗는 제1 구동부와 제1 제어기를 포함할 수 있다.The feeder 200 of the crane is a position sensor (not shown) for detecting the position of the current collector pad, the feed pad 210 and the feed pad is fixed to the side of the crane and including the feed coil 220 is fixed to the feed pad It may include a first drive unit and a first controller extending in the tractor direction.

또한, 급전부(200,201,202) 각각은 급전코일(220,221,222)과 공진을 하는 공진회로(230,231,232)를 포함할 수 있다.In addition, each of the power supply units 200, 201, and 202 may include resonant circuits 230, 231, and 232 that resonate with the power supply coils 220, 221, and 222.

여기서, 급전부 각각은 트랙터의 미리 정해진 정지위치에 따라서 정해지는 집전패드의 위치에 대항하는 크레인의 측면 위치에 배치될 수 있다.Here, each of the feeders may be disposed at a side position of the crane against the position of the current collecting pad that is determined according to the predetermined stop position of the tractor.

인버터(500)는 복수개의 급전패드(210,211,212)를 선택적으로 구동하기 위해서 인버터(500)와 복수개의 급전패드 사이에 복수개의 스위치(800)를 포함할 수 있다. 복수개의 제1 제어기중에서 집전패드(310)와 위치 정렬된 급전패드의 제1 제어기는 대응하는 스위치를 온 시켜서 인버터(500)의 고주파 전류를 급전패드에 공급하고 위치 정렬이 안된 급전패드의 제1 제어기 각각은 대응하는 스위치를 오프 할 수 있다. The inverter 500 may include a plurality of switches 800 between the inverter 500 and the plurality of power pads to selectively drive the plurality of power pads 210, 211, and 212. Among the plurality of first controllers, the first controller of the feeding pad that is aligned with the current collecting pad 310 turns on the corresponding switch to supply the high frequency current of the inverter 500 to the feeding pad, and the first position of the feeding pad that is not aligned. Each controller can turn off the corresponding switch.

도 5a를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 무선충전 시스템은 트랙터가 상기 크레인 작업영역내로 들어오면, 급전부(200,201,202) 각각은 위치센서를 통해서 집전부(300)의 위치를 센싱하고 복수개의 급전부 중에서 집전부와 위치 정렬된 급전부의 제1 제어기는 해당 급전패드를 뻗어서 급전패드와 집전패드(310) 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 해당 제1 구동부를 제어하여 트랙터의 집전패드에 무선으로 전력을 전달하여 배터리를 충전할 수 있다.Referring to FIG. 5A, when the tractor enters the crane work area, the wireless charging system according to the second embodiment of the present invention senses the position of the current collector 300 through a position sensor. The first controller of the power supply unit, which is aligned with the current collector, of the plurality of power supply units, controls the first driving unit to extend the power supply pad to maintain a constant distance between the power supply pad and the current collection pad 310, and thus, the current collector pad of the tractor. The battery can be charged by transferring power wirelessly.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 급전부와 집전부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6에서는 항만 운송용 이송 장치에서 무인자동 이송장치(AGV)에 본 발명을 적용한 예를 보여준다. 도 3 또는 도 5와 같은 운전자가 필요한 야드 트랙터나 야드 트레일러와 달리 무인자동 이송장치는 항만 운영시스템에서 지정한 작업영역 및 이동경로의 궤적을 따라 이동하면서 무인으로 컨테이너의 승/하역 작업을 하게 되므로, 트랙터의 무인 자동화 운영을 위한 이송장치로 적용되고 있다.6A and 6B are diagrams schematically illustrating configurations of a power supply unit and a current collector unit according to a third embodiment of the present invention. Figure 6 shows an example of applying the present invention to the unmanned automatic transport device (AGV) in the port transport device. Unlike the yard tractor or yard trailer that requires the driver as shown in FIG. 3 or 5, the unmanned automatic transport device performs unloading and unloading of the container unattended while moving along the trajectory of the work area and the movement path designated by the port operating system. It is applied as a feeder for unmanned automated operation of tractors.

도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 무선 충전시스템은 크레인에 급전부(200)와 급전부(200)에 전력을 공급해주는 인버터(500)를 포함하며, 인버터는 제1 통신부(510)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 6B, the wireless charging system according to the third embodiment of the present invention includes a power supply unit 200 and an inverter 500 for supplying power to the power supply unit 200 to a crane. 1 may include a communication unit 510.

트랙터는 급전부로부터 무선으로 충전전력을 공급받는 복수개의 집전부(300, 301, 302), 배터리(700), 배터리 상태를 표시하는 배터리 관리 시스템(BMS) 및 제2 통신부(710)를 포함할 수 있다. The tractor may include a plurality of current collectors 300, 301, and 302, which are wirelessly supplied with charging power from a power feeding unit, a battery 700, a battery management system (BMS) indicating a battery state, and a second communication unit 710. Can be.

급전부는 집전부의 위치를 검출하는 위치 센서, 크레인의 측면에 부착되고 급전코일을 포함하는 급전패드(210) 및 급전패드가 고정되고 급전패드를 트랙터 방향으로 뻗는 제1 구동부(600)와 제1 제어기를 포함할 수 있다.The feeder includes a position sensor for detecting the position of the current collector, a feed pad 210 attached to a side of a crane, and a feed pad 210 including a feed coil and a feed pad fixed thereto and extending the feed pad toward the tractor. It may include a controller.

또한, 급전부(200)는 급전코일(220)과 공진을 하는 공진회로(230)를 포함할 수 있다.In addition, the power supply unit 200 may include a resonance circuit 230 that resonates with the power supply coil 220.

트랙터의 집전부(300,301,302)는 트랙터의 측면에 부착되고 집전코일(320,321,322)을 포함하는 집전패드(310,311,312) 및 집전패드에 전달된 전력을 정류하는 정류부(340,341,342)를 포함할 수 있다.The current collectors 300, 301 and 302 of the tractor may include current collector pads 310, 311 and 312 attached to the side of the tractor and include current collector coils 320, 321 and 322 and rectifiers 340, 341 and 342 to rectify the power transmitted to the current collector pads.

또한, 집전부(300,301,302) 각각은 집전코일(320,321,322)과 공진을 하는 공진회로(330,331,332)를 포함할 수 있다.In addition, each of the current collectors 300, 301, and 302 may include resonant circuits 330, 331, and 332 that resonate with the current collector coils 320, 321, and 322.

집전부(300,301,302) 각각은 트랙터가 미리 정해진 정지위치에 정지시 크레인의 측면에 배치된 급전패드에 대항하는 트랙터의 측면 위치에 배치될 수 있다.Each of the current collectors 300, 301, 302 may be disposed at a side position of the tractor against a feed pad disposed at the side of the crane when the tractor is stopped at a predetermined stop position.

도 6a를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 의한 무선충전 시스템은 트랙터가 상기 크레인 작업영역내로 들어오면, 제1 제어기는 위치센서를 통해서 복수개의 집전패드 중에서 급전패드와 위치 정렬이 된 집전패드의 위치를 센싱하고 집전패드에 급전패드를 뻗어서 급전패드와 집전패드 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 제1 구동부를 제어하여 트랙터의 집전패드에 무선으로 전력을 전달하여 배터리를 충전할 수 있다. Referring to FIG. 6A, in the wireless charging system according to the third embodiment of the present invention, when the tractor enters the crane work area, the first controller collects the current pads that are aligned with the feeding pads among the plurality of current collecting pads through position sensors. By sensing the position of the pad and extending the feeding pad to the current collecting pad, the first driving unit may be controlled to maintain a constant distance between the feeding pad and the current collecting pad to wirelessly transfer power to the current collecting pad of the tractor to charge the battery.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 급전부(200)와 집전부(300)의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 7a 및 도 7b에는 도시되어 있지 않지만, 급전패드(210)나 집전패드(310)에 흐르는 고주파 전류에 의해 급전코일 또는 집전코일에서 발생하는 발열을 효과적으로 냉각시켜 주기위해 급전패드 또는 집전패드는 쿨링 팬이나 수냉식 냉각 장치를 포함할 수 있다. 7A and 7B schematically illustrate operations of the power feeding unit 200 and the current collecting unit 300 according to an embodiment of the present invention. Although not shown in FIGS. 7A and 7B, the feed pad or the current collector pad is cooled to effectively cool the heat generated from the feed coil or the current collector coil by the high frequency current flowing through the feed pad 210 or the current collector pad 310. It may include a fan or a water-cooled cooling device.

쿨링 팬이나 수냉식 냉각 장치는 급전패드와 집전패드가 서로 마주하는 면의 반대쪽에 배치될 수 있다.The cooling fan or the water-cooled cooling device may be disposed on the opposite side of the surface where the feeding pad and the current collecting pad face each other.

도 7a 또는 도 7b를 참조하면, 집전패드(310)는 트랙터(400) 차체 측면보다 더 밖으로 튀어나오도록 부착될 수 있다. 트랙터 측면보다 더 밖으로 튀어나오는 길이는 트랙터 운행에 방해가 안되는 범위에서 이루어 질 수 있다.Referring to FIG. 7A or 7B, the current collecting pad 310 may be attached to protrude more than the side of the body of the tractor 400. Protruding lengths beyond the sides of the tractor may be in a range that does not interfere with tractor operation.

집전패드(310)는 급전패드(210)에 공급하는 고주파 전류에 의한 자기장으로부터 자기유도 방식으로 전력을 전달받게 된다. 이때 집전패드(310)에도 고주파 전류가 유기되고 이로 인한 자기장이 외부에 영향을 주게 된다. 집전패드(310) 주변으로 누설되는 자기장을 억제하기 위해 집전패드(310)와 트랙터(400) 몸체 사이에 집전패드보다 큰 폭과 길이를 갖는 비철 금속성의 재질을 갖는 차폐판(350)을 포함할 수 있다. The current collecting pad 310 receives electric power in a magnetic induction manner from a magnetic field due to a high frequency current supplied to the feeding pad 210. At this time, the high-frequency current is induced in the current collector pad 310, and the magnetic field thereby affects the outside. A shielding plate 350 having a non-ferrous metallic material having a width and a length larger than that of the current collector pad may be included between the current collector pad 310 and the tractor 400 body to suppress a magnetic field leaking around the current collector pad 310. Can be.

또한, 급전패드(210)와 집전패드(310)가 근접하여 전력을 전송하는 경우, 급전패드에서 발생하는 누설 자기장의 영향을 고려하여 급전패드(210) 또는 집전패드(310) 중 더 큰 패드 사이즈 보다 큰 폭과 길이의 차폐판을 포함할 수 있다.In addition, when the power feeding pad 210 and the current collecting pad 310 are in close proximity to each other to transmit power, the larger pad size among the feeding pad 210 or the current collecting pad 310 in consideration of the influence of the leakage magnetic field generated from the feeding pad. A larger width and length shield may be included.

크레인의 작업영역에 정지하는 트랙터는 승/하역 되는 컨테이너의 무게로 인해 트랙터의 지상고 높이에 변동이 발생하게 되고, 트랙터의 정지위치는 트랙터에 실린 컨테이너의 적재 편차 및 트랙터 운전자의 숙련도 등에 의하여 정지위치 오차가 발생하게 된다. 자기 유도방식에 위한 전력전송 방식에서는 급전패드와 집전패드의 위치 정렬에 따라 전달 전력량 및 전달 효율이 차이가 나므로 이를 극복하기 위해 급전패드와 집전패드 간의 오 정렬에 강인한 패드 구조 설계가 요구된다. The tractor stopped in the working area of the crane causes a change in the ground height of the tractor due to the weight of the container being loaded and unloaded, and the stopping position of the tractor is determined by the loading deviation of the container loaded on the tractor and the skill of the tractor operator. An error will occur. In the power transmission method for the magnetic induction method, the transfer power amount and the transfer efficiency are different according to the positional alignment of the feed pad and the current collector pad. Therefore, a pad structure design that is robust to misalignment between the feed pad and the current collector pad is required.

본 발명에서는 이를 고려하여, 급전패드는 트랙터의 정지위치 오차를 극복하기 위해서 집전패드 보다 수평 폭이 넓을 수 있다.In the present invention, in consideration of this, the feed pad may have a horizontal width wider than the current collecting pad to overcome the stop position error of the tractor.

또한, 집전패드는 트랙터에 컨테이너가 실릴 때와 실리지 않을 때의 트랙터 높이 차이를 극복하기 위해서 급전패드 보다 수직 폭이 넓거나 좁을 수 있다.In addition, the current collecting pad may have a vertical width wider or narrower than that of the feeding pad to overcome the tractor height difference between when the container is mounted on the tractor and when the container is not loaded.

도 7a는 무선충전 준비 상황이나 작업 완료 이후의 상황을 나타내고, 도 7b는 무선충전 중인 상황을 나타낸다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 컨테이너 승/하역을 위해 지정된 위치에 정지한 트랙터에 무선으로 전력을 전달하는 급전부(200)의 제1 구동부(600)는 모터 또는 유압 실린더 및 급전패드와 집전패드 사이의 거리를 검출하는 거리센서를 포함할 수 있다. 제1 제어기는 거리센서로부터 거리 정보를 받아서 급전패드(210)와 집전패드(310) 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 제1 구동부(600)를 제어할 수 있다.FIG. 7A illustrates the wireless charging preparation situation or the situation after the completion of the operation, and FIG. 7B illustrates the wireless charging situation. As shown in FIG. 7B, the first driving unit 600 of the power feeding unit 200 for wirelessly transmitting power to the tractor stopped at a designated position for container loading / unloading may include a motor or a hydraulic cylinder, a feeding pad, and a current collecting pad. It may include a distance sensor for detecting the distance between. The first controller may receive the distance information from the distance sensor and control the first driver 600 to maintain a constant distance between the power feeding pad 210 and the current collecting pad 310.

도 7a를 참조하면, 제1 제어기는 배터리가 충전이 완료되면 자동적으로 급전패드(210)를 크레인(100) 방향으로 접을 수 있다.Referring to FIG. 7A, when the battery is fully charged, the first controller may automatically fold the feed pad 210 toward the crane 100.

또한, 제1 제어기는 크레인에서 승/하역 작업을 완료했다는 작업 완료신호를 수신하면 급전패드(210)를 크레인 방향으로 접을 수 있다.In addition, when the first controller receives a work completion signal indicating that the loading / unloading work is completed in the crane, the first pad may fold the feed pad 210 in the crane direction.

또한, 제1 제어기는 제1 통신부(510)로부터 집전부(300)에 에러가 발생했다는 정보를 수신하면 급전패드를 크레인 방향으로 접을 수 있다.In addition, when the first controller receives information that an error occurs in the current collector 300 from the first communication unit 510, the first controller may fold the feed pad toward the crane.

도 8은 본 발명의 제1 구동부의 구성을 개략적으로 도시한 예시도를 나타낸다. 도 8에 도시된 바와 같이, 무선충전을 위해 급전패드(210)를 집전패드(310) 방향으로 뻗는 제1 구동부(600)는 모터 또는 유압 실린더와 압력센서를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 제어기는 급전패드(210)를 집전패드(310)에 닿을 때까지 뻗되 급전패드에 연결되는 모터 또는 유압 실린더가 급전패드를 집전패드 쪽으로 미는 압력센서 정보를 받아서 압력센서의 압력이 지정된 값으로 유지되도록 제어할 수 있다.8 is an exemplary view schematically showing a configuration of a first drive unit of the present invention. As illustrated in FIG. 8, the first driving unit 600 extending the feed pad 210 in the direction of the current collecting pad 310 for wireless charging may include a motor or a hydraulic cylinder and a pressure sensor. The first controller extends the feeding pad 210 until it reaches the current collecting pad 310, and the motor or hydraulic cylinder connected to the feeding pad receives pressure sensor information for pushing the feeding pad toward the current collecting pad, so that the pressure of the pressure sensor is set to a specified value. Can be controlled to be maintained.

또한, 제1 구동부는 모터 또는 유압 실린더를 포함하고, 급전패드(210)를 고정하는 구조물이 중력에 의해서 급전패드가 집전패드(310) 방향으로 뻗도록 구성되어서, 급전패드를 중력에 의해서 집전패드에 닿을 때까지 뻗고, 급전패드를 접을 때에는 제1 제어기는 제1 구동부(600)를 제어할 수 있다. In addition, the first driving unit includes a motor or a hydraulic cylinder, and the structure for fixing the feed pad 210 is configured such that the feed pad extends in the direction of the current collecting pad 310 by gravity, so that the feed pad is collected by gravity. The first controller may control the first driver 600 when the power supply pad is folded and the feeding pad is folded.

급전패드(210)를 고정하는 구조물이 지면을 향하여 기울어져 급전패드를 뻗는 동작에서는 제1 구동부(600)의 동력이 없이도 급전패드 자체의 자중에 의한 중력으로 급전패드가 집전패드로 움직이는 것을 특징으로 할 수 있다.In a structure in which the structure for fixing the feeding pad 210 is inclined toward the ground to extend the feeding pad, the feeding pad moves to the current collecting pad by gravity due to its own weight without the power of the first driving unit 600. can do.

또한, 제1 구동부(600)는 크레인에 고정되는 제1결합부재(650) 및 일단이 제1결합부재에 결합되고 타단이 급전패드에 연결되는 연결부재(660)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1결합부재(650)는 상기 연결부재 일단의 상측 및 하측에 각각 배치되는 한 쌍의 가이드 부재를 포함하고, 상기 한 쌍의 가이드 부재는 각각 복수의 롤러를 포함할 수 있다. In addition, the first driving unit 600 may include a first coupling member 650 fixed to the crane and a connection member 660 having one end coupled to the first coupling member and the other end connected to the feed pad. The first coupling member 650 may include a pair of guide members respectively disposed above and below one end of the connection member, and the pair of guide members may each include a plurality of rollers.

제1 제어기는 급전패드(210)에 연결된 연결부재(660)를 집전패드 방향으로 뻗어서 급전패드가 집전패드에 닿도록 상기 제1 구동부(600)를 제어할 수 있다.The first controller may extend the connection member 660 connected to the feeding pad 210 in the direction of the current collecting pad to control the first driving unit 600 so that the feeding pad contacts the current collecting pad.

또한, 제1 구동부는 급전패드와 크레인 사이를 연결하는 로프 및 로프를 풀거나 감는 로프 릴 구동부를 포함할 수 있다. 제1 제어기는 로프 릴 구동부를 제어하여 집전패드로 뻗은 급전패드를 크레인 쪽으로 접는 것을 할 수 있다.In addition, the first driving unit may include a rope connecting the feeding pad and the crane and a rope reel driving unit for unwinding or winding the rope. The first controller may control the rope reel driving unit to fold the feeding pad extended by the current collecting pad toward the crane.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 집전패드 또는 급전패드의 돌출 부재 예시도를 나타낸다. 도 9에 도시된 바와 같이, 급전패드(210) 또는 집전패드(310)는 서로 접촉이 되어 있는 상태에서 트랙터나 크레인이 움직일 때에 서로 미끄러지도록 패드표면에 마찰을 줄이기 위한 돌출바퀴(900)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.9 illustrates an example of a protrusion member of a current collecting pad or a power feeding pad according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the feeding pad 210 or the collecting pad 310 includes a protruding wheel 900 for reducing friction on the pad surface so as to slide together when the tractor or crane moves while being in contact with each other. It can be characterized by.

이상에서는, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예를 기초로 본 발명을 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서도 본 발명이 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In the above, the present invention has been described and illustrated based on the preferred embodiments for illustrating the principles of the present invention, but the present invention is not limited to the configuration and operation as it is shown and described. Those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it is to be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is represented by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present invention.

100 : 크레인,
110 : 트롤리,
120 : 스프레더
130 : 상부프레임
140 : 지지프레,
150 : 측면프레임
200, 201, 202 : 급전부
210, 211, 212 : 급전패드
220, 221, 222 : 급전코일
230, 231, 232 : 공진회로
300, 301, 302 : 집전부
310, 311, 312 : 집전패드
320, 321, 322 : 집전코일
330, 331, 332 : 공진회로
340, 341, 342 : 정류기
350 : 차폐판
400 : 트랙터
500 : 인버터
510 : 제1 통신부
600 : 제1 구동부
610 : 제2 구동부
620 : 래크
630 : 피니언
640 : 모터
650 : 제1결합부재
660 : 연결부재
700 : 배터리
710 : 제2 통신부
800 : 스위치
900 : 돌출바퀴
C, C1, C2 : 컨테이너
100: crane,
110: trolley,
120: spreader
130: upper frame
140: support press,
150: side frame
200, 201, 202: feeding part
210, 211, 212: feeding pad
220, 221, 222: feeding coil
230, 231, 232: resonant circuit
300, 301, 302: current collector
310, 311, 312: current collector pad
320, 321, 322: current collector coil
330, 331, 332: resonant circuit
340, 341, 342: rectifier
350: shielding plate
400: Tractor
500: inverter
510: first communication unit
600: first drive unit
610: second drive unit
620: rack
630: pinion
640: motor
650: first coupling member
660: connecting member
700: battery
710: second communication unit
800: switch
900: protruding wheel
C, C1, C2: Container

Claims (30)

이동형 크레인과 배터리로 구동되는 트랙터 사이의 무선충전 시스템에 있어서,
상기 크레인은 급전부; 및
상기 급전부에 전력을 공급해주는 인버터를 포함하고,
상기 인버터는 제1 통신부를 포함하고,
상기 트랙터는 상기 급전부로부터 무선으로 충전전력을 공급받는 집전부;
상기 배터리 상태를 표시하는 배터리 관리 시스템(BMS); 및
제2 통신부를 포함하되,
상기 집전부는,
상기 트랙터의 측면에 부착되고 집전코일을 포함하는 집전패드; 및
상기 집전패드에 전달된 전력을 정류하는 정류부를 포함하고,
상기 급전부는,
상기 집전패드의 위치를 검출하는 위치센서;
상기 크레인의 측면에 부착되고 급전코일을 포함하는 급전패드;
상기 급전패드가 고정되고 상기 급전패드를 상기 집전패드 방향으로 뻗는 제1 구동부와 제1 제어기; 및
상기 제1 구동부가 고정되고 상기 제1 구동부를 상기 트랙터의 진행방향으로 움직이는 제2 구동부와 제2 제어기를 포함하며,
상기 트랙터가 상기 크레인에 접근하기 전에,
상기 제2 제어기는 상기 제2 구동부를 제어하여 상기 급전패드를 상기 트랙터의 진입방향의 맨 처음으로 보내어 대기하게 하고,
상기 트랙터가 상기 크레인의 작업영역내로 들어오면,
상기 제2 제어기는 상기 위치센서로 상기 집전패드의 위치를 실시간으로 검출하여 상기 급전패드와 상기 집전패드가 위치 정렬이 되도록 상기 제2 구동부를 제어하면서, 상기 제1 제어기는 상기 급전패드를 뻗어서 상기 급전패드와 상기 집전패드 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 상기 제1 구동부를 제어하고,
상기 제2 구동부의 제어 범위내에서는 상기 트랙터가 미리 정해진 작업 영역에서 작업을 위해서 정지하거나 위치 미세조정을 위해 이동하는 중에도 상기 트랙터에 무선으로 전력을 전달하여 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
In the wireless charging system between a mobile crane and a battery powered tractor,
The crane feeds; And
Including an inverter for supplying power to the power supply,
The inverter includes a first communication unit,
The tractor may include a current collector that receives charging power wirelessly from the power feeding unit;
A battery management system (BMS) indicating the battery status; And
Including a second communication unit,
The current collector,
A current collecting pad attached to a side of the tractor and including a current collecting coil; And
Rectifying unit for rectifying the power delivered to the current collector pad,
The feed section,
A position sensor detecting a position of the current collecting pad;
A feeding pad attached to a side of the crane and including a feeding coil;
A first driver and a first controller to which the feed pad is fixed and extend the feed pad in the direction of the current collector pad; And
A second drive unit and a second controller, wherein the first drive unit is fixed and moves the first drive unit in the traveling direction of the tractor;
Before the tractor approaches the crane,
The second controller controls the second drive unit to send the feed pad to the beginning of the entry direction of the tractor to wait,
When the tractor enters the working area of the crane,
The second controller is configured to detect the position of the current collecting pad in real time with the position sensor and to control the second driving unit so that the power feeding pad and the current collecting pad are aligned with each other, while the first controller extends the feeding pad. Controlling the first driving unit to maintain a constant distance between a feeding pad and the current collecting pad,
Within the control range of the second drive unit, the crane to charge the battery by wirelessly transmitting power to the tractor even while the tractor is stopped for work in the predetermined work area or moving for fine positioning; Wireless charging system between tractors.
삭제delete 삭제delete 이동형 크레인과 상기 크레인의 작업영역내에서 복수의 지정된 정지 위치에 주차하고, 배터리로 구동되는 트랙터 사이의 무선충전 시스템에 있어서,
상기 크레인은 급전부; 및
상기 급전부에 전력을 공급해주는 인버터를 포함하고,
상기 인버터는 제1 통신부를 포함하고,
상기 트랙터는 상기 급전부로부터 무선으로 충전전력을 공급받는 집전부;
상기 배터리 상태를 표시하는 배터리 관리 시스템(BMS); 및
제2 통신부를 포함하되,
상기 집전부는,
상기 트랙터의 측면에 부착되고 집전코일을 포함하는 집전패드; 및
상기 집전패드에 전달된 전력을 정류하는 정류부를 포함하고,
상기 급전부는,
상기 집전패드의 위치를 검출하는 위치센서;
상기 크레인의 측면에 부착되고 급전코일을 포함하는 급전패드;
상기 급전패드가 고정되고 상기 급전패드를 상기 집전패드 방향으로 뻗는 제1 구동부와 제1 제어기; 및
상기 제1 구동부가 고정되고 상기 제1 구동부를 상기 트랙터의 진행방향으로 움직이는 제2 구동부와 제2 제어기를 포함하며,
상기 트랙터가 상기 크레인의 작업영역으로 들어오기 전에,
상기 제2 제어기는 항만 운영시스템으로부터 상기 트랙터의 정지 위치를 전달받아 상기 급전패드를 상기 트랙터의 집전패드가 정지할 위치로 미리 움직이며,
상기 트랙터가 상기 크레인의 작업영역내로 들어오면,
상기 제2 제어기는 상기 위치센서로 상기 집전패드의 위치를 실시간으로 검출하여 상기 급전패드와 상기 집전패드가 위치 정렬이 되도록 상기 제2 구동부를 제어하면서, 상기 제1 제어기는 상기 급전패드를 뻗어서 상기 급전패드와 상기 집전패드 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 상기 제1 구동부를 제어하고,
상기 제2 구동부의 제어 범위내에서는 상기 트랙터가 미리 정해진 작업 영역에서 작업을 위해서 정지하거나 위치 미세조정을 위해 이동하는 중에도 상기 트랙터에 무선으로 전력을 전달하여 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
In a wireless charging system between a mobile crane and a tractor driven by parking at a plurality of designated stop positions within the working area of the crane,
The crane feeds; And
Including an inverter for supplying power to the power supply,
The inverter includes a first communication unit,
The tractor may include a current collector that receives charging power wirelessly from the power feeding unit;
A battery management system (BMS) indicating the battery status; And
Including a second communication unit,
The current collector,
A current collecting pad attached to a side of the tractor and including a current collecting coil; And
Rectifying unit for rectifying the power delivered to the current collector pad,
The feed section,
A position sensor detecting a position of the current collecting pad;
A feeding pad attached to a side of the crane and including a feeding coil;
A first driver and a first controller to which the feed pad is fixed and extend the feed pad in the direction of the current collector pad; And
A second drive unit and a second controller, wherein the first drive unit is fixed and moves the first drive unit in the traveling direction of the tractor;
Before the tractor enters the working area of the crane,
The second controller receives the stop position of the tractor from the port operating system to move the feed pad to a position to stop the current collector pad of the tractor,
When the tractor enters the working area of the crane,
The second controller is configured to detect the position of the current collecting pad in real time with the position sensor and to control the second driving unit so that the power feeding pad and the current collecting pad are aligned with each other, while the first controller extends the feeding pad. Controlling the first driving unit to maintain a constant distance between a feeding pad and the current collecting pad,
Within the control range of the second drive unit, the crane to charge the battery by wirelessly transmitting power to the tractor even while the tractor is stopped for work in the predetermined work area or moving for fine positioning; Wireless charging system between tractors.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제1 제어기는 상기 트랙터가 상기 제2 구동부의 제어 범위를 벗어나 이동하게 되면 상기 급전패드를 상기 크레인 방향으로 접는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
According to claim 1,
The first controller is a wireless charging system between the crane and the tractor, characterized in that for folding the feed pad in the direction of the crane when the tractor moves out of the control range of the second drive unit.
제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 급전부는 복수개로 이루어지고,
상기 제1 구동부는,
모터 또는 유압 실린더와 압력센서를 포함하고,
상기 급전부 각각은 상기 트랙터의 미리 정해진 정지위치에 따라서 정해지는 상기 집전패드의 위치에 대항하는 크레인의 측면 위치에 배치되고,
상기 급전부 각각은 상기 위치센서를 통해서 상기 집전부의 위치를 센싱하고,
복수개의 상기 급전부 중에서 상기 집전부와 위치 정렬된 상기 급전부의 상기 제1제어기는 해당 상기 급전패드를 상기 집전패드에 닿을 때까지 뻗되 상기 압력센서의 압력이 지정된 값으로 유지되도록 상기 제1 구동부를 제어하여 상기 트랙터에 무선으로 전력을 전달하여 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The feeder is composed of a plurality,
The first driving unit,
Including motor or hydraulic cylinder and pressure sensor,
Each of the feeders is disposed at a side position of the crane against the position of the current collecting pad that is determined according to a predetermined stop position of the tractor,
Each of the feeders senses the position of the current collector through the position sensor,
The first controller of the power supply unit, which is aligned with the current collecting unit among the plurality of power supply units, extends until the power feeding pad reaches the current collecting pad, and the pressure of the pressure sensor is maintained at a specified value. Wireless charging system between the crane and the tractor, characterized in that for charging the battery by transmitting power wirelessly to the tractor by controlling the.
제 7항에 있어서,
상기 인버터는 상기 복수개의 급전패드를 선택적으로 구동하기 위해서 상기 인버터와 상기 복수개의 급전패드 사이에 복수개의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method of claim 7, wherein
The inverter is a wireless charging system between the crane and the tractor, characterized in that it comprises a plurality of switches between the inverter and the plurality of feed pads to selectively drive the plurality of feed pads.
제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 집전부는 복수개로 이루어지고,
상기 제1 구동부는
모터 또는 유압 실린더와 압력센서를 포함하고,
상기 집전부 각각은 상기 트랙터가 미리 정해진 정지위치에 정지시 상기 급전패드 위치에 대항하는 상기 트랙터의 위치에 배치되고,
상기 제1 제어기는 상기 위치센서를 통해서 복수개의 상기 집전패드 중에서 상기 급전패드와 위치 정렬이 된 상기 집전패드의 위치를 센싱하고 상기 집전패드에 상기 급전패드를 상기 집전패드에 닿을 때까지 뻗되 상기 압력센서의 압력이 지정된 값으로 유지되도록 상기 제1 구동부를 제어하여 상기 트랙터에 무선으로 전력을 전달하여 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The current collector is composed of a plurality,
The first driving unit
Including motor or hydraulic cylinder and pressure sensor,
Each of the current collectors is disposed at a position of the tractor against the feed pad position when the tractor stops at a predetermined stop position;
The first controller senses a position of the current collecting pad that is aligned with the feeding pad among the plurality of current collecting pads through the position sensor, and extends the pressure feeding pad to the current collecting pad until the current pad reaches the current collecting pad. Wireless charging system between the crane and the tractor, characterized in that for charging the battery by wirelessly transmitting power to the tractor by controlling the first drive so that the pressure of the sensor is maintained at a specified value.
제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 급전패드 또는 상기 집전패드는 상기 급전패드와 상기 집전패드가 마주하는 면의 반대 쪽에 쿨링 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The feed pad or the current collecting pad is a wireless charging system between the crane and the tractor, characterized in that it comprises a cooling fan on the opposite side of the surface facing the feed pad and the current collecting pad.
제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 급전패드 또는 상기 집전패드는 수냉식 냉각 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The feed pad or the current collection pad is a wireless charging system between the crane and the tractor, characterized in that it comprises a water-cooled cooling device.
제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 집전패드가 상기 트랙터 측면보다 더 밖으로 튀어나오도록 부착하는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
Wireless charging system between the tractor and the tractor, characterized in that attached to the collector pad sticks out more than the side of the tractor.
제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 집전패드와 상기 트랙터 몸체 사이에 상기 집전패드보다 큰 폭과 길이를 갖는 비철 금속의 차폐판을 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
And a shield plate of a non-ferrous metal having a width and a length greater than that of the current collector pad between the current collector pad and the tractor body.
삭제delete 제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 급전패드 또는 상기 집전패드는 패드 표면에 마찰을 줄이기 위한 돌출바퀴를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The feed pad or the current collection pad is a wireless charging system between the crane and the tractor, characterized in that it comprises a protruding wheel for reducing friction on the pad surface.
제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 제1 구동부는
모터 또는 유압 실린더; 및
상기 급전패드와 상기 집전패드 사이의 거리를 검출하는 거리센서를 포함하고,
상기 제1 제어기는 상기 거리센서로부터 거리 정보를 받아서 상기 급전패드와 상기 집전패드 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 상기 제1 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The first driving unit
Motor or hydraulic cylinder; And
A distance sensor detecting a distance between the power feeding pad and the current collecting pad,
The first controller receives the distance information from the distance sensor and controls the first drive unit to maintain a constant distance between the feed pad and the current collector pad, the wireless charging system between the crane and the tractor.
제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 제1 구동부는
모터 또는 유압 실린더와 압력센서를 포함하고,
상기 제1 제어기는 상기 급전패드를 상기 집전패드에 닿을 때까지 뻗되 상기 압력센서의 압력이 지정된 값으로 유지되도록 제어하는 하는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The first driving unit
Including motor or hydraulic cylinder and pressure sensor,
The first controller extends the feeding pad until it reaches the current collecting pad, and controls the pressure of the pressure sensor to be maintained at a specified value. Wireless charging system between the crane and the tractor.
삭제delete 제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 인버터는 상기 제1 통신부와 상기 제 2 통신부 간의 통신을 통해서 상기 트랙터내의 상기 배터리 상태 정보를 받아서 상기 배터리 충전에 필요한 전류가 상기 집전패드에서 공급되도록 상기 급전패드에 흐르는 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The inverter receives the battery state information in the tractor through communication between the first communication unit and the second communication unit to adjust the current flowing in the feed pad so that the current required to charge the battery is supplied from the current collecting pad. Wireless charging system between the crane and the tractor.
제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 집전부는 상기 정류부와 상기 배터리 사이에 레귤레이터를 더 포함하되,
상기 인버터는 상기 정류부 출력전압이 일정하도록 제어하고 상기 레귤레이터는 상기 배터리에 필요한 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The current collector further includes a regulator between the rectifier and the battery,
The inverter is controlled so that the rectifier output voltage is constant and the regulator is a wireless charging system between the crane and the tractor, characterized in that for supplying the current required for the battery.
제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 제1 제어기는 상기 배터리가 충전이 완료되면 자동적으로 상기 급전패드를 상기 크레인 방향으로 접는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The first controller is a wireless charging system between the crane and the tractor, characterized in that automatically folding the feed pad toward the crane when the battery is completed charging.
제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 제1 제어기는 상기 크레인에서 승역 또는 하역 작업을 완료했다는 작업 완료신호를 수신하면 상기 급전패드를 상기 크레인 방향으로 접는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The first controller is a wireless charging system between the crane and the tractor, characterized in that for folding the feed pad in the direction of the crane when receiving the operation completion signal that the lifting or unloading operation is completed in the crane.
제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 제1 제어기는 상기 제1 통신부로부터 상기 집전부에 에러가 발생했다는 정보를 수신하면 상기 급전패드를 상기 크레인 방향으로 접는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
And the first controller folds the feed pad in the direction of the crane when receiving the information that an error has occurred in the current collector from the first communication unit.
제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 위치센서는 영상센서나 광학센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The position sensor is a wireless charging system between the crane and the tractor, characterized in that consisting of an image sensor or an optical sensor.
삭제delete 삭제delete 제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 급전패드는 상기 트랙터의 정지위치 오차를 극복하기 위해서 상기 집전패드 보다 수평 폭이 넓은 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The feed pad is a wireless charging system between the tractor and the tractor, characterized in that the horizontal width is wider than the current collecting pad to overcome the error of the stop position of the tractor.
제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 집전패드는 상기 트랙터에 컨테이너가 실릴 때와 실리지 않을 때의 상기 트랙터 높이 차이를 극복하기 위해서 상기 급전패드 보다 수직 폭이 넓거나 좁은 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The current collecting pad is a wireless charging system between the crane and the tractor, characterized in that the vertical width is wider or narrower than the feed pad to overcome the difference in the height of the tractor when the container is loaded on the tractor.
제 1항 또는 제 4항에 있어서,
상기 제2 구동부는 래크와 피니언으로 구성되는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.
The method according to claim 1 or 4,
The second driving unit is a wireless charging system between the crane and the tractor, characterized in that consisting of a rack and pinion.
제 1항 또는 제 4항에 있어서,
상기 제2 구동부는 바퀴형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템.

The method according to claim 1 or 4,
Wireless charging system between the crane and the tractor, characterized in that the second drive unit is configured in the form of a wheel.

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