KR102462703B1 - 가동형 충전 단자유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 가동형 충전 단자유닛은, 충전 대상체에 구비되는 음극 연결 단자 및 양극 연결 단자와 전기적으로 연결되어 상기 충전 대상체에 충전 전류를 공급할 수 있도록 상기 충전 대상체 쪽으로 전진할 수 있는 가동형 충전 단자유닛으로서, 리어 프레임; 상기 리어 프레임에 이동력을 제공하는 액츄에이터; 상기 리어 프레임에 대해 상기 리어 프레임의 이동 방향과 평행한 방향으로 상대 이동할 수 있도록 상기 리어 프레임과 연결되는 프론트 프레임; 상기 프론트 프레임에 대해 상기 리어 프레임으로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재; 상기 음극 연결 단자에 접촉할 수 있도록 상기 프론트 프레임에 설치되는 음극 단자; 상기 양극 연결 단자에 접촉할 수 있도록 상기 프론트 프레임에 상기 음극 단자와 이격되어 설치되는 양극 단자; 상기 액츄에이터를 제어하는 제어부; 및 상기 리어 프레임과 상기 프론트 프레임 사이의 간격이 사전 설정된 간격에 도달하면 감지 신호를 발생하여 상기 제어부에 제공하는 센서;를 포함한다.

Description

가동형 충전 단자유닛{MOVABLE TERMINAL UNIT FOR CHARGING}
본 발명은 가동형 충전 단자유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충전 전류를 공급하기 위한 충전 단자가 충전 대상체 측으로 전진하여 충전 대상체의 연결 단자와 일정한 압력으로 접촉할 수 있는 가동형 충전 단자유닛에 관한 것이다.
우리가 살고 있는 현대 사회의 산업에서는 생산된 물품을 신속하게 유통시키는 기술이 물류 산업에 종사하고 있는 업체들에게는 핵심 경쟁력이 되고 있는 실정이다.
경쟁력을 높이기 위해 무인운반차 시스템을 도입하고 인력으로 작업하기 힘든 곳에 무인운반차를 확대 사용함으로써 인건비 절약 및 작업의 효율성과 생산성을 높이고 있다.
무인운반차는 공장 바닥이나 창고 바닥 등의 주행면에 자성도료로 칠해진 운반경로나 주행면 밑에 설치된 유도용 전선 등과 신호를 주고받으면서 이동할 수 있다. 최근에는 초음파센서, 스테레오비젼 카메라, 레이저, GPS 기술을 이용하여 물리적인 궤도가 필요없이 맵을 구성하여 맵 상의 궤도를 따라 주행하는 무인운반차가 등장하고 있다. 대부분의 무인운반차는 충전용 배터리를 탑재하여 전기 에너지로 작동한다.
무인운반차는 사용 중에 배터리 전류 잔존량이 일정량 이하로 떨어지면 충전 스테이션으로 이동하여 배터리를 충전하도록 제어된다. 충전 스테이션에는 무인운반차를 충전하기 위한 충전장치가 설치된다. 무인운반차가 충전장치와 마주하도록 충전장치 전방에 정위치하면 충전장치의 충전 단자가 무인운반차 측으로 전진하여 무인운반차의 연결 단자와 접촉함으로써 무인운반차가 충전될 수 있다.
그런데 충전 단자가 무인운반차 측으로 전진하여 무인운반차의 연결 단자와 접촉하는 과정에서 다양한 원인으로 충전 단자가 연결 단자에 일정한 접촉 압력으로 접촉되지 못하는 문제가 발생하고 있다. 충전 단자가 연결 단자와 안정적으로 밀착되지 않는 경우, 충전 시간이 길어지고, 충전 단자와 연결 단자의 접촉 부위에서 고열이 발생하게 되며, 심한 경우 스파크가 발생할 수 있다. 그리고 충전 단자가 연결 단자에 과도한 접촉 압력으로 접촉되는 경우에는 충전 단자나 연결 단가가 손상되는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제는 무인운반차용 충전장치뿐만 아니라, 다양한 형태의 충전 대상체를 충전하기 위한 다양한 충전장치의 경우에도 동일하게 발생할 수 있다.
등록특허공보 제1583054호 (2016. 01. 21.)
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 충전 전류를 공급하기 위한 충전 단자가 충전 대상체 측으로 전진하여 충전 대상체의 연결 단자와 일정한 접촉 압력으로 접촉할 수 있는 가동형 충전 단자유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 가동형 충전 단자유닛은, 충전 대상체에 구비되는 음극 연결 단자 및 양극 연결 단자와 전기적으로 연결되어 상기 충전 대상체에 충전 전류를 공급할 수 있도록 상기 충전 대상체 쪽으로 전진할 수 있는 가동형 충전 단자유닛으로서, 리어 프레임; 상기 리어 프레임에 이동력을 제공하는 액츄에이터; 상기 리어 프레임에 대해 상기 리어 프레임의 이동 방향과 평행한 방향으로 상대 이동할 수 있도록 상기 리어 프레임과 연결되는 프론트 프레임; 상기 프론트 프레임에 대해 상기 리어 프레임으로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재; 상기 음극 연결 단자에 접촉할 수 있도록 상기 프론트 프레임에 설치되는 음극 단자; 상기 양극 연결 단자에 접촉할 수 있도록 상기 프론트 프레임에 상기 음극 단자와 이격되어 설치되는 양극 단자; 상기 액츄에이터를 제어하는 제어부; 및 상기 리어 프레임과 상기 프론트 프레임 사이의 간격이 사전 설정된 간격에 도달하면 감지 신호를 발생하여 상기 제어부에 제공하는 센서;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 음극 단자 및 상기 양극 단자가 상기 음극 연결 단자 및 상기 양극 연결 단자에 각각 접촉한 상태에서 상기 리어 프레임이 상기 프론트 프레임 쪽으로 접근하여 상기 리어 프레임과 상기 프론트 프레임 사이의 간격이 사전 설정된 간격에 도달할 때 상기 리어 프레임이 정지하도록 상기 액츄에이터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가동형 충전 단자유닛은, 상기 프론트 프레임의 후방 쪽으로 돌출되도록 상기 프론트 프레임에 연결되는 돌기;를 포함하고, 상기 센서는 상기 돌기를 감지하고 감지 신호를 발생하는 근접 센서일 수 있다.
상기 센서는 상기 리어 프레임에 위치 조절 가능하게 설치될 수 있다.
상기 리어 프레임의 일측에는 상기 리어 프레임의 이동 방향과 평행한 방향으로 연장된 슬릿이 마련되고, 상기 센서는 상기 슬릿을 따라 이동하여 위치 변경될 수 있도록 적어도 일부가 상기 슬릿에 삽입될 수 있다.
본 발명에 따른 가동형 충전 단자유닛은, 상기 프론트 프레임을 틸팅 가능하게 지지하고, 상기 리어 프레임에 대해 상기 리어 프레임의 이동 방향과 평행한 방향으로 상대 이동할 수 있도록 상기 리어 프레임과 결합되고, 상기 탄성부재에 의해 상기 리어 프레임으로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 받는 미들 프레임;을 포함할 수 있다.
상기 프론트 프레임에는 상기 음극 단자 및 상기 양극 단자 사이에 위치하는 삽입홈과, 상기 프론트 프레임의 측단부에서 상기 삽입홈까지 연장되는 프레임 샤프트 결합홀이 구비되고, 상기 미들 프레임은 적어도 일부가 상기 삽입홈 속에 삽입되며, 상기 프론트 프레임은 상기 프론트 프레임의 측단부에서 상기 프레임 샤프트 결합홀에 삽입되어 상기 미들 프레임에 결합되는 프레임 샤프트에 의해 틸팅 가능하게 지지될 수 있다.
상기 삽입홈은 상기 프론트 프레임을 두께 방향으로 관통하고, 상기 프론트 프레임의 전면에는 상기 삽입홈을 덮는 프론트 커버가 결합되며, 상기 프론트 커버의 중간에는 상기 충전 대상체와 전기적으로 연결될 수 있는 접지 단자가 결합되되, 상기 접지 단자는 상기 충전 대상체에 접하여 상기 가동 프레임의 안쪽으로 밀릴 수 있도록 탄력적으로 지지될 수 있다.
본 발명에 따른 가동형 충전 단자유닛은 음극 단자 및 양극 단자가 탄성부재의 탄성력에 의해 충전 대상체 쪽으로 가압됨으로써, 음극 단자 및 양극 단자가 충전 대상체의 음극 연결 단자 및 양극 연결 단자와 각각 양호한 접촉 상태를 유지할 수 있고, 충전 대상체에 충전 전류가 안정적으로 공급될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 가동형 충전 단자유닛은 별도의 압력 감지장치없이 탄성부재와 간단한 센서를 이용하여 음극 단자 및 양극 단자를 충전 대상체의 음극 연결 단자 및 양극 연결 단자와 일정한 압력으로 접촉시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛이 구비된 충전장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 충전장치를 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛의 일부 구성을 절단하여 나타낸 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛의 일부 구성을 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛을 충전 대상체에 연결하는 과정을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛의 작용을 설명하기 위한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 가동형 충전 단자유닛을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛이 구비된 충전장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 충전장치를 나타낸 단면도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛을 나타낸 사시도이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛(100)은 무인운반차와 같은 충전 대상체(10)를 충전하기 위한 충전장치(200)에 설치되며, 충전 단자가 충전장치(200)의 전방에 위치하는 충전 대상체(10) 쪽으로 전진하여 충전 대상체(10)의 연결 단자에 전기적으로 연결될 수 있다. 이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛(100)이 충전장치(200)의 본체(210) 내부에 설치되어 일부분이 본체(210)의 전방으로 전진할 수 있는 것으로 예를 들어 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛(100)은 본체(210)에 고정 설치되는 고정 프레임(110)과, 고정 프레임(110)에 이동 가능하게 설치되는 가동 프레임(120)과, 가동 프레임(120)에 이동력을 제공하는 액츄에이터(148)와, 가동 프레임(120)에 설치되는 한 쌍의 충전 단자(150)(153) 및 센서(170)와, 가동형 충전 단자유닛(100)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(180)를 포함한다. 한 쌍의 충전 단자(150)(153)는 음극 단자(150)와 양극 단자(153)로 구분된다.
가동 프레임(120)은 액츄에이터(148)로부터 이동력을 제공받아 본체(210)의 전방에 위치하는 충전 대상체(10) 쪽으로 전진하거나, 충전 대상체(10)로부터 후퇴할 수 있다. 가동 프레임(120)은 액츄에이터(148)와 연결되는 리어 프레임(121)과, 리어 프레임(121)에 상대 이동 가능하게 결합되는 미들 프레임(124)과, 미들 프레임(124)에 틸팅 가능하게 결합되는 프론트 프레임(132)을 포함한다.
리어 프레임(121)은 액츄에이터(148)로부터 이동력을 제공받아 선형 이동할 수 있다. 리어 프레임(121)에는 센서(170)가 설치되는 슬릿(122)이 마련된다. 슬릿(122)은 가동 프레임(120)의 이동 방향과 평행한 방향으로 연장된 장홈 형태로 이루어진다.
리어 프레임(121)은 특별한 형상으로 제한되지 않으며, 도시된 구조 이외의 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 미들 프레임(124)은 리어 프레임(121)에 결합되어 프론트 프레임(132)을 틸팅 가능하게 지지한다. 미들 프레임(124)은 리어 프레임(121)의 전방에 리어 프레임(121)에 대해 상대 이동 가능하게 배치된다. 즉 미들 프레임(124)은 리어 프레임(121)에 대해 리어 프레임(121)의 이동 방향과 평행한 방향으로 상대 이동할 수 있다. 미들 프레임(124)에는 한 쌍의 가이드 바(128)가 결합된다. 한 쌍의 가이드 바(128)는 리어 프레임(121)을 관통하여 고정 프레임(110)에 설치되는 가이드 부싱(149)에 슬라이드 이동 가능하게 결합된다.
미들 프레임(124)과 리어 프레임(121)의 사이에는 탄성부재(130)가 배치된다. 탄성부재(130)는 미들 프레임(124)에 대해 리어 프레임(121)으로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 가한다. 가동 프레임(120)이 액츄에이터(148)에 의해 충전 대상체(10) 쪽으로 전진하다가 충전 단자(150)(153)가 충전 대상체(10)에 접할 때, 미들 프레임(124)은 정지되고 리어 프레임(121)은 탄성부재(130)를 압축시키면서 충전 대상체(10) 쪽으로 더욱 전진한 후 정지할 수 있다. 이때, 리어 프레임(121)과 미들 프레임(124) 사이의 거리가 좁혀지게 되며, 압축된 탄성부재(130)가 미들 프레임(124)을 충전 대상체(10) 쪽으로 가압하는 상태를 유지하게 된다.
도면에는 탄성부재(130)가 가이드 바(128)에 감기는 코일 스프링 구조로 이루어진 것으로 나타냈으나, 탄성부재(130)의 형상이나 설치 위치는 변경될 수 있다.
또한 미들 프레임(124)의 구조도 다양하게 변경 가능하다.
프론트 프레임(132)은 미들 프레임(124)에 틸팅 가능하게 결합되어 음극 단자(150) 및 양극 단자(153)를 지지한다. 프론트 프레임(132)은 그 전면이 본체(210)의 전방에 위치하는 충전 대상체(10)의 연결 단자 모듈(11)과 마주한 상태로 충전 대상체(10) 쪽으로 전진할 수 있다.
프론트 프레임(132)에는 삽입홈(135)과, 프레임 샤프트 결합홀(138)이 마련된다. 삽입홈(135)은 프론트 프레임(132)의 중앙부에 프론트 프레임(132)을 두께 방향으로 관통하도록 형성된다. 삽입홈(135)에는 미들 프레임(124)의 일부분이 삽입될 수 있다. 프레임 샤프트 결합홀(138)은 프론트 프레임(132)의 측단부에서 삽입홈(135)까지 연장된다.
프론트 프레임(132)은 가동 프레임(120)의 이동 방향과 직교하도록 배치되는 프레임 샤프트(140)에 의해 일정 각도 회전할 수 있도록 지지된다. 프레임 샤프트(140)는 프레임(132)의 측단부에서 프레임 샤프트 결합홀(138)에 삽입되어 삽입홈(135) 속에서 미들 프레임(124)과 결합된다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛(100)은 프론트 프레임(132)을 틸딩 가능하게 지지하는 프레임 샤프트(140)를 프론트 프레임(132)의 외측에서 프레임 샤프트 결합홀(138)에 삽입하여 미들 프레임(124)과 결합할 수 있다. 따라서 프론트 프레임(132)과 미들 프레임(124)의 조립 및 분해가 용이하게 이루어질 수 있다.
프론트 프레임(132)은 도시된 것과 같은 형태로 프론트 프레임(132)과 미들 프레임(124)을 연결하는 프레임 샤프트(140)에 지지되는 구조 이외에, 다양한 다른 방식으로 미들 프레임(124)에 일정 각도 회전 가능하게 결합될 수 있다.
또한 도면에 나타내지는 않았으나, 프론트 프레임(132)은 미들 프레임(124)에 대해 일정 각도 기울어진 후 원래 각도로 원상 복귀할 수 있도록 탄성부재에 의해 탄력적으로 지지되는 구조를 취할 수 있다. 프론트 프레임(132)을 탄력적으로 지지하기 위한 탄성부재는 미들 프레임(124) 또는 프레임 샤프트(140)에 설치될 수 있다.
프론트 프레임(132)의 전면에는 프론트 커버(144)가 결합된다. 프론트 커버(144)는 삽입홈(135)을 덮도록 프론트 프레임(132)에 결합된다. 프론트 커버(144)에는 접지선(미도시)이 연결되는 접지 단자(146)가 설치된다. 접지 단자(146)는 그 일단이 프론트 커버(144)로부터 전방 쪽으로 돌출되고, 그 타단이 삽입홈(135) 속에 위치한다. 접지 단자(146)는 그 일단이 충전 대상체(10)에 접하여 충전 대상체(10)와 전기적으로 연결될 수 있다. 접지 단자(146)는 충전 대상체(10)에 접하여 가동 프레임(120)의 안쪽으로 밀릴 수 있는 구조로 가동 프레임(120)에 설치될 수 있다. 프론트 커버(144)에는 접지 단자(146)에 대해 프론트 커버(144)로부터 돌출되는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재가 설치될 수 있다.
액츄에이터(148)는 리어 프레임(121)과 연결되도록 고정 프레임(110)에 설치된다. 액츄에이터(148)는 가동 프레임(120)을 진퇴시킬 수 있도록 리어 프레임(121)에 선형 이동력을 제공할 수 있는 다양한 구조로 이루어질 수 있다.
한 쌍의 충전 단자(150)(153)는 프론트 프레임(132)에 상하 방향으로 이격 배치되어 충전 대상체(10)의 연결 단자 모듈(11)에 마련되는 한 쌍의 연결 단자(12)(13)와 각각 접촉할 수 있다. 여기에서, 연결 단자 모듈(11)에 구비되는 한 쌍의 연결 단자(12)(13)는 음극 연결 단자(12)와 양극 연결 단자(13)로 구분될 수 있다. 음극 단자(150)와 양극 단자(153)는 음극 연결 단자(12) 및 양극 연결 단자(13)에 각각 접함으로써 충전 대상체(10)에 충전 전류를 공급할 수 있다. 음극 단자(150)는 충전장치(200)에 설치되는 음전극선(미도시)와 연결되고, 양극 단자(153)는 양전극선(미도시)와 연결된다.
음극 단자(150)와 양극 단자(153)는 대략 납작한 육면체 모양으로 이루어지고, 프론트 프레임(132)에 상호 평행하게 배치된다. 음극 단자(150)와 양극 단자(153)는 삽입홈(135)을 사이에 두고 상하 방향으로 이격된다. 음극 단자(150)와 양극 단자(153)의 형상은 다양하게 변경 가능하다. 음극 단자(150)와 양극 단자(153)는 프론트 프레임(132)의 전면으로부터 전방으로 돌출된다.
센서(170)는 리어 프레임(121)에 대한 프론트 프레임(132)의 상대 위치를 검출할 수 있도록 리어 프레임(121)에 설치된다. 센서(170)는 미들 프레임(124)에 설치되는 돌기(175)를 감지하고, 감지 신호를 제어부(180)에 송신할 수 있다. 돌기(175)는 미들 프레임(124)의 일측에 리어 프레임(121)을 향해 돌출된다. 센서(170)는 일정 거리 이내로 접근한 돌기(175)를 감지하는 근접 센서로 이루어질 수 있다.
도 6에 나타낸 것과 같이, 센서(170)는 일부분이 리어 프레임(121)의 슬릿(122)에 삽입되도록 리어 프레임(121)에 설치된다. 센서(170)의 설치 위치는 변경될 수 있다. 즉 센서(170)를 슬릿(122)을 따라 프론트 프레임(132) 쪽으로 접근하도록 위치 조절되거나, 프론트 프레임(132)으로부터 멀어지도록 위치 조절될 수 있다. 센서(170)는 위치 조절된 후 조임부재(172)에 의해 고정될 수 있다. 조임부재(172)는 센서(170)에 결합되며, 사용자에 의해 조여지거나 풀릴 수 있다. 따라서 사용자는 필요에 따라 조임부재(172)를 풀고 센서(170)의 위치를 조절한 후 조임부재(172)를 조임으로써 센서(170)를 위치 조절된 상태로 고정할 수 있다.
가동 프레임(120)이 액츄에이터(148)에 의해 충전 대상체(10) 쪽으로 전진하다가 음극 단자(150) 및 양극 단자(153)가 충전 대상체(10)의 음극 연결 단자(12) 및 양극 연결 단자(13)에 접촉할 때, 프론트 프레임(132)이 정지된 상태에서 리어 프레임(121)이 충전 대상체(10) 쪽으로 더욱 전진할 수 있다. 이때, 리어 프레임(121)과 미들 프레임(124) 사이의 간격이 감소하고, 미들 프레임(124)의 돌기(175)가 센서(170)에 가까워지게 된다. 센서(170)가 돌기(175)을 감지하고 감지 신호를 발생하면, 제어부(180)가 센서(170)의 감지 신호를 수신하여 액츄에이터(148)를 구동 정지시킬 수 있다. 이와 같이, 음극 단자(150) 및 양극 단자(153)가 음극 연결 단자(12) 및 양극 연결 단자(13)에 접촉한 상태에서 리어 프레임(121)을 프론트 프레임(132) 쪽으로 일정 거리 전진시켜 탄성부재(130)를 압축시키면 탄성부재(130)가 사전 설정된 탄성력으로 프론트 프레임(132)을 충전 대상체(10) 쪽으로 가압할 수 있다. 따라서 음극 단자(150) 및 양극 단자(153)가 음극 연결 단자(12) 및 양극 연결 단자(13)와 일정한 압력으로 접하여 음극 연결 단자(12) 및 양극 연결 단자(13)에 안정적으로 접촉한 상태를 유지할 수 있다.
센서(170)와 리어 프레임(121)의 결합 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경 가능하다. 다른 예로, 센서(170)는 리어 프레임(121)에 마련되는 슬릿(122) 삽입되는 구조 이외의 다른 방식으로 리어 프레임(121)에 위치 변경 가능하게 결합될 수 있다. 또 다른 예로, 센서(170)는 리어 프레임(121)에 고정 설치될 수 있다.
또한 센서(170)로는 미들 프레임(124)에 구비되는 돌기(175)를 감지하는 근접 센서 이외에, 리어 프레임(121)과 미들 프레임(124) 사이의 간격, 리어 프레임(121)과 프론트 프레임(132) 사이의 간격, 리어 프레임(121)과 음극 단자(150) 사이의 간격 또는 리어 프레임(121)과 양극 단자(153) 사이의 간격을 검출할 수 있는 다른 형태의 센서가 이용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛(100)의 작용에 대하여 설명한다.
도 7의 (a)에 나타낸 것과 같이, 충전 대상체(10)가 충전장치(200) 전방에 마련되는 소정의 충전 위치에 정지하면, 제어부(180)가 액츄에이터(148)를 작동시켜 가동 프레임(120)을 충전 대상체(10) 쪽으로 전진시킨다. 도 7의 (b)에 나타낸 것과 같이, 가동 프레임(120)이 충전 대상체(10) 쪽으로 일정 거리 전진하면 음극 단자(150)가 충전 대상체(10)의 음극 연결 단자(12)와 접촉하고, 양극 단자(153)가 충전 대상체(10)의 양극 연결 단자(13)에 접촉하게 된다.
도 8의 (a)에 나타낸 것과 같이, 음극 단자(150)와 양극 단자(153)가 충전 대상체(10)의 음극 연결 단자(12)와 양극 연결 단자(13)에 각각 접촉할 때, 접지 단자(146)는 충전 대상체(10)와 접촉하여 가동 프레임(120) 속으로 밀린 상태에서 충전 대상체(10)와 전기적으로 연결된 상태를 유지할 수 있다. 가동 프레임(120)이 충전 대상체(10) 쪽으로 전진하여 한 쌍의 충전 단자(150)(153)가 충전 대상체(10)의 연결 단자(12)(13)에 접촉할 때 액츄에이터(148)는 바로 구동 정지되지 않고 리어 프레임(121)을 충전 대상체(10) 쪽으로 더욱 전진시킨다.
충전 단자(150)(153)가 충전 대상체(10)의 연결 단자(12)(13)에 접촉한 상태에서 리어 프레임(121)이 전진함으로써, 리어 프레임(121)은 리어 프레임(121)과 미들 프레임(124) 사이의 탄성부재(130)를 압축시키면서 미들 프레임(124)과 가까워진다.
도 8의 (b)에 나타낸 것과 같이, 리어 프레임(121)이 미들 프레임(124) 쪽으로 전진하다가 리어 프레임(121)에 설치된 센서(170)가 미들 프레임(124)의 돌기(175)와 마주하는 위치에 도달하면 센서(170)가 감지 신호를 발생하여 제어부(180)에 송신한다. 제어부(180)는 센서(170)로부터 감지 신호를 수신하고 액츄에이터(148)를 구동 정지시킨다. 따라서 리어 프레임(121)은 프론트 프레임(132)으로부터 사전 설정된 간격만큼 이격된 위치까지 접근하여 정지하게 된다. 이때 리어 프레임(121)과 미들 프레임(124) 사이에서 압축된 탄성부재(130)가 미들 프레임(124)을 충전 대상체(10) 쪽으로 가압함으로써, 음극 단자(150) 및 양극 단자(153)는 사전 설정된 일정한 가압력으로 음극 연결 단자(12) 및 양극 연결 단자(13)에 밀착된 상태를 유지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛(100)은 음극 단자(150) 및 양극 단자(153)가 탄성부재(130)의 탄성력에 의해 충전 대상체(10) 쪽으로 가압됨으로써, 음극 단자(150) 및 양극 단자(153)가 음극 연결 단자(12) 및 양극 연결 단자(13)와 각각 양호한 접촉 상태를 유지할 수 있고, 충전 대상체(10)에 충전 전류를 안정적으로 공급할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛(100)은 별도의 압력 감지장치없이 탄성부재(130)와 간단한 센서(170)를 이용하여 충전 단자(150)(153)를 충전 대상체(10)의 연결 단자(12)(13)와 일정한 압력으로 접촉시킬 수 있다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 가동 프레임(120)은 미들 프레임(124)이 생략되고 프론트 프레임(132)이 직접 리어 프레임(121)에 상대 이동 가능하게 결합되는 구조로 변경될 수 있다.
또한 도면에는 음극 단자(150)와 양극 단자(153)가 상하 방향으로 이격된 것으로 나타냈으나, 음극 단자(150)와 양극 단자(153)는 좌우 방향으로 이격되도록 설치될 수 있다.
또한 도면에는 접지 단자(146)가 프론트 프레임(132)의 삽입홈(135)을 덮는 프론트 커버(144)에 이동 가능하게 설치되는 것으로 나타냈으나, 접지 단자(146)의 설치 위치나 설치 구조는 다양하게 변경 가능하다. 다른 예로, 접지 단자(146)는 고정형으로 설치될 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 가동형 충전 단자유닛(100)은 무인운반차 등 다양한 충전 대상체(10)를 충전할 수 있는 다양한 충전장치에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100 : 가동형 충전 단자유닛 110 : 고정 프레임
120 : 가동 프레임 121 : 리어 프레임
124 : 미들 프레임 130 : 탄성부재
132 : 프론트 프레임 140 : 프레임 샤프트
144 : 프론트 커버 146 : 접지 단자
148 : 액츄에이터 150 : 음극 단자
153 : 양극 단자 170 : 센서
172 : 조임부재 175 : 돌기
180 : 제어부 200 : 충전장치
210 : 본체

Claims (7)

  1. 충전 대상체에 구비되는 음극 연결 단자 및 양극 연결 단자와 전기적으로 연결되어 상기 충전 대상체에 충전 전류를 공급할 수 있도록 상기 충전 대상체 쪽으로 전진할 수 있는 가동형 충전 단자유닛으로서,
    리어 프레임;
    상기 리어 프레임에 이동력을 제공하는 액츄에이터;
    상기 리어 프레임에 대해 상기 리어 프레임의 이동 방향과 평행한 방향으로 상대 이동할 수 있도록 상기 리어 프레임과 연결되는 프론트 프레임;
    상기 프론트 프레임에 대해 상기 리어 프레임으로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재;
    상기 음극 연결 단자에 접촉할 수 있도록 상기 프론트 프레임에 설치되는 음극 단자;
    상기 양극 연결 단자에 접촉할 수 있도록 상기 프론트 프레임에 상기 음극 단자와 이격되어 설치되는 양극 단자;
    상기 액츄에이터를 제어하는 제어부; 및
    상기 리어 프레임과 상기 프론트 프레임 사이의 간격이 사전 설정된 간격에 도달하면 감지 신호를 발생하여 상기 제어부에 제공하는 센서;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 음극 단자 및 상기 양극 단자가 상기 음극 연결 단자 및 상기 양극 연결 단자에 각각 접촉한 상태에서 상기 리어 프레임이 상기 프론트 프레임 쪽으로 접근하여 상기 리어 프레임과 상기 프론트 프레임 사이의 간격이 사전 설정된 간격에 도달할 때 상기 리어 프레임이 정지하도록 상기 액츄에이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 가동형 충전 단자유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프론트 프레임의 후방 쪽으로 돌출되도록 상기 프론트 프레임에 연결되는 돌기;를 포함하고,
    상기 센서는 상기 돌기를 감지하고 감지 신호를 발생하는 근접 센서인 것을 특징으로 하는 가동형 충전 단자유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 리어 프레임에 위치 조절 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 가동형 충전 단자유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 리어 프레임의 일측에는 상기 리어 프레임의 이동 방향과 평행한 방향으로 연장된 슬릿이 마련되고,
    상기 센서는 상기 슬릿을 따라 이동하여 위치 변경될 수 있도록 적어도 일부가 상기 슬릿에 삽입되는 것을 특징으로 하는 가동형 충전 단자유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프론트 프레임을 틸팅 가능하게 지지하고, 상기 리어 프레임에 대해 상기 리어 프레임의 이동 방향과 평행한 방향으로 상대 이동할 수 있도록 상기 리어 프레임과 결합되고, 상기 탄성부재에 의해 상기 리어 프레임으로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 받는 미들 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가동형 충전 단자유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 프론트 프레임에는 상기 음극 단자 및 상기 양극 단자 사이에 위치하는 삽입홈과, 상기 프론트 프레임의 측단부에서 상기 삽입홈까지 연장되는 프레임 샤프트 결합홀이 구비되고,
    상기 미들 프레임은 적어도 일부가 상기 삽입홈 속에 삽입되며,
    상기 프론트 프레임은 상기 프론트 프레임의 측단부에서 상기 프레임 샤프트 결합홀에 삽입되어 상기 미들 프레임에 결합되는 프레임 샤프트에 의해 틸팅 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 가동형 충전 단자유닛.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 삽입홈은 상기 프론트 프레임을 두께 방향으로 관통하고,
    상기 프론트 프레임의 전면에는 상기 삽입홈을 덮는 프론트 커버가 결합되며,
    상기 프론트 커버의 중간에는 상기 충전 대상체와 전기적으로 연결될 수 있는 접지 단자가 결합되되,
    상기 접지 단자는 상기 충전 대상체에 접하여 상기 프론트 프레임의 안쪽으로 밀릴 수 있도록 탄력적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 가동형 충전 단자유닛.
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