KR102589311B1 - 무인 운반차 충전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따르면, 무인 운반차 충전 장치에 있어서, 무인 운반차 충전 장치의 충전용 커넥터의 위치가 고정되지 않고, 상하좌우 방향으로 일정 거리만큼 조절 가능하도록 구현하여, 무인 운반차가 충전을 위해 충전 스테이션으로 접근한 경우 충전용 커넥터의 위치가 무인 운반차의 수전용 커넥터의 위치에 맞게 상하좌우로 자동 조절되도록 구현함으로써 충전 전력이 공급되는 충전용 커넥터와 수전용 커넥터간 접점 불일치에 의해 충전이 제대로 이루어지지 않는 문제를 방지시켜 안정적인 충전이 가능하도록 한다.

Description

무인 운반차 충전 장치{RECHARGER FOR AUTOMATIC GUIDED VEHICLE}
본 발명은 무인 운반차 충전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무인 운반차 충전 장치의 충전용 커넥터의 위치가 고정되지 않고, 상하좌우 방향으로 일정 거리만큼 조절 가능하도록 구현하여, 무인 운반차가 충전을 위해 충전 스테이션으로 접근한 경우 충전용 커넥터의 위치가 무인 운반차의 수전용 커넥터의 위치에 맞게 상하좌우로 자동 조절되도록 구현함으로써 충전 전력이 공급되는 충전용 커넥터와 수전용 커넥터간 접점 불일치에 의해 충전이 제대로 이루어지지 않는 문제를 방지시킬 수 있도록 하는 무인 운반차 충전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 물류시스템 및 자동생산시스템과 같은 자동화시스템에서 사용되는 무인 운반차 시스템은 중앙에서 전체 무인 운반차의 주행을 통제하는 무인 운반차 제어컴퓨터와, 무인 운반차와 송수신하기 위한 무선통신기, 유도선(guide path), 무인 운반차(AGV), 작업 스테이션(station) 등으로 구성되어 무인 운반차 제어컴퓨터가 무선통신기를 통해 지시하는 경로로 무인 운반차가 유도선을 따라 이동하고 작업 스테이션에서 일시 정지하여 부품, 자재, 제품 등이 적재하도록 되어 있다. 또한 이러한 무인 운반시스템에서 무인 운반차가 주행하는 경로(guide path)에는 마크(mark)가 표시되어 무인 운반차가 위치를 파악할 수 있도록 되어 있다.
이러한 무인 운반차 시스템에서 사용되는 무인 운반차는 구동전원 및 제어전원으로 통상 배터리(battery)를 사용하기 때문에 배터리에 충전된 전력이 어느 정도 소진되면 배터리를 재충전시킬 필요가 있다. 이를 위하여 모든 무인 운반차 시스템에는 작업을 위한 다수의 작업 스테이션과는 별도로 충전이 필요한 배터리를 재충전시켜주기 위한 무인 운반차 충전스테이션이 있다.
따라서 무인 운반차는 내부의 전원단자로부터 연결된 배터리로 운행되다가 일정시간 배터리를 사용하여 배터리의 충전이 필요하게 되면 충전 스테이션으로 유되된 후 충전 스테이션에 위치한 무인 운반차 충전 장치와 접속되어 배터리가 충전된다.
그런데, 종래에는 무인 운반차에 대한 충전에 있어서, 충전 스테이션에 도착한 무인 운반차의 위치가 충전 스테이션 기설정된 충전 위치에서 일정범위 이상으로 벗어나면 무선 운반차에 장착된 수전용 커넥터와 충전 전력을 공급하는 무인 운반차 충전 장치의 충전용 커넥터 간의 접점 불일치가 발생하여 충전이 제대로 이루어지지 않으며, 이로 인해 스파크 발생 등의 불측의 사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 무인 운반차가 충전스테이션에 도착하면 내부의 배터리의 상태에 관계없이 충전을 시작하도록 되어 있어 과충전의 가능성이 있으며, 무인 운반차 제어장치가 배터리에 연결되어있는 상태에서 배터리와 직접 연결된 수전용 커넥터가 충전 장치의 충전용 커넥터에 접촉하게 되어 충전중 이상 전압이 유기되면 무인 운반차 제어장치에 손상을 미칠 우려가 있다.
대한민국 공개특허번호 10-2005-0069341호(공개일자 2005년 07월 05일)
따라서, 본 발명의 목적은 무인 운반차 충전 장치의 충전용 커넥터의 위치가 고정되지 않고, 상하좌우 방향으로 일정 거리만큼 조절 가능하도록 구현하여, 무인 운반차가 충전을 위해 충전 스테이션으로 접근한 경우 충전용 커넥터의 위치가 무인 운반차의 수전용 커넥터의 위치에 맞게 상하좌우로 자동 조절되도록 구현함으로써 충전 전력이 공급되는 충전용 커넥터와 수전용 커넥터간 접점 불일치에 의해 충전이 제대로 이루어지지 않는 문제를 방지시킬 수 있도록 하는 무인 운반차 충전 장치을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 무인 운반차 충전장치는, 상기 충전 장치와의 거리가 기설정된 기준 거리 이내로 진입하는 무인 운반차를 검출하고, 상기 무인 운반차와 상기 충전 장치간 타겟 거리를 측정하는 거리 측정 센서와, 상기 기준 거리 이내로 접근한 무인 운반차가 충전을 위해 기설정된 타겟 충전 영역에 정지한 경우, 상기 무인 운반차의 수전용 커넥터의 제1 위치를 검출하는 빔센서와, 상기 충전 장치의 충전용 커넥터의 제2 위치를 상하좌우로 이동시키는 커넥터 이송부와, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치를 기반으로 상기 수전용 커넥터와 상기 충전용 커넥터가 바닥면으로부터 동일 높이에서 서로 마주 보는 위치에 정렬되도록 하는 상기 충전용 커넥터의 제3 위치를 산출하는 커넥터 정렬부와, 상기 커넥터 이송부를 제어하여 상기 충전용 커넥터가 제3 위치로 조정되도록 한 후, 상기 충전용 커넥터를 상기 수전용 커넥터 방향으로 제1 속도로 상기 타겟 거리만큼 돌출시키고, 상기 타겟 거리만큼 돌출된 이후에는 상기 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 2개의 커넥터간 접속에 필요한 추가 거리만큼 상기 충전용 커넥터를 돌출시켜 커넥터간 전기적으로 연결시키는 커넥터 연결부와, 상기 커넥터간 접속이 정상적으로 이루어진 경우, 접속된 커넥터를 통해 상기 무인 운반차의 배터리에 대한 충전 동작이 수행되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전 장치는, 상기 충전용 커넥터가 상기 추가 거리만큼 돌출되는 제1 시간동안 상기 충전용 커넥터가 상기 수전용 커넥터에 접속되는 과정에서 발생하는 압축력을 측정하는 압력 센서를 더 포함하며, 상기 커넥터 연결부는, 상기 압력 센서를 통해 상기 제1 시간동안 상기 충전용 커넥터가 상기 수전용 커넥터에 연결되는 과정에서 측정된 상기 압축력이 기설정된 기준 압축력 범위를 초과하는지 여부를 검사하고, 상기 압축력이 상기 기준 압축력 범위를 초과하는 경우, 커넥터간 정렬에 오류가 발생하였음을 판단하여, 커넥터간 연결 동작을 중지시킬 수 있다.
또한, 상기 커넥터 연결부는, 상기 커넥터간 연결 동작을 중지시키는 경우, 상기 커넥터 이송부를 제어하여 상기 충전용 커넥터를 상기 충전 장치내 최초 위치로 후퇴시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 커넥터 연결 동작이 중지되는 경우, 상기 커넥터 정렬부를 제어하여 상기 제1 위치와 상기 제2 위치간 정렬이 재수행되도록 하며, 상기 정렬이 재수행되면, 상기 커넥터 연결부를 제어하여 상기 커넥터간 연결 동작이 재수행되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 충전 장치는, 상기 충전 장치의 동작 중 이상 동작이 발생하였음을 음향 또는 음성 신호로 출력시키는 알람부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 정렬이 재수행되는 과정에서 산출된 상기 충전용 커넥터의 제4 위치가 상기 제3 위치와 동일한 위치인지 여부를 검사하고, 제3 위치와 제4 위치가 동일한 경우 상기 커넥터간 연결 동작을 재수행시키지 않고, 상기 알람부를 제어하여 상기 커넥터간 연결 동작에 문제가 발생했음을 알리는 알람을 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 충전 장치는, 각 무인 운반차와 통신을 수행하는 통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 각 무인 운반차와의 통신을 수행하여 각 무인 운반차에 탑재된 배터리의 배터리 충전 상태를 수집하고, 상기 배터리 충전 상태가 기설정된 기준값 이하인 경우 해당 무인 운반차에 대해 충전 명령을 전송하여 해당 무인 운반차가 상기 타겟 충전 위치로 이동하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 충전 명령에 따라, 상기 충전 장치가 위치한 곳으로 이동한 무인 운반차와 상기 충전 장치간 커넥터가 접속된 경우, 상기 무인 운반차의 배터리 충전 상태가 상기 기준값 이하인지 확인하고, 상기 기준값 이하인 경우, 상기 무인 운반차와 배터리간 연결이 차단되도록 한 후, 상기 무인 운반차의 배터리에 대한 충전이 수행되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 충전 장치는, 상기 충전이 시작되는 경우, 상기 충전 장치에서 상기 배터리로 흐르는 충전 전류를 검출하는 전류 검출부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 배터리의 충전 상태와 충전 전류를 검사하여 충전 전류에서 이상이 발생하거나 충전 완료를 판단하는 경우, 상기 충전 동작을 중지시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 무인 운반차 충전 장치에 있어서, 무인 운반차 충전 장치의 충전용 커넥터의 위치가 고정되지 않고, 상하좌우 방향으로 일정 거리만큼 조절 가능하도록 구현하여, 무인 운반차가 충전을 위해 충전 스테이션으로 접근한 경우 충전용 커넥터의 위치가 무인 운반차의 수전용 커넥터의 위치에 맞게 상하좌우로 자동 조절되도록 구현함으로써 충전 전력이 공급되는 충전용 커넥터와 수전용 커넥터간 접점 불일치에 의해 충전이 제대로 이루어지지 않는 문제를 방지시켜 안정적인 충전이 가능하도록 한다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 시스템의 시스템 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 충전 스테이션내 무인 운반차와 무인 운반차 충전 장치의 평면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차의 수전용 커넥터와 무인 운반차 충전 장치의 충전용 커넥터간 정렬 및 접속 동작 개념도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 충전 장치의 상세 블록 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 충전 장치(150)에서의 동작 제어 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 시스템의 시스템 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 충전 스테이션내 무인 운반차와 무인 운반차 충전 장치의 평면도를 예시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차의 수전용 커넥터와 무인 운반차 충전 장치의 충전용 커넥터간 정렬 및 접속 동작 개념을 예시한 것이다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 시스템의 각 구성 요소에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 무인 운반차(100)는 공장 자동화 생산 라인 등에서 생산 프로세스 사이를 이동하면서 소재나 제품 등을 운반하는 장치를 의미할 수 있다. 이러한 무인 운반차는 도 1에서 보여지는 바와 같이 바닥면에 설치되는 스파트 마크(spot mark)(110)로 구성되는 레일(120) 등을 따라서 생산 프로세스에 맞게 이동될 수 있다.
이러한 무인 운반차(100)는 생산 라인 등에서 이동하며 운반 작업을 하는 동안에 무인 운반차(100)의 구동 전원으로 내부에 탑재되는 배터리(300)에 충전된 전력을 소모하게 되며, 배터리(300)에 충전된 전력을 소모함에 따라 특정 시점에서 배터리에 대한 재충전을 수행하여야 된다.
즉, 재충전이 필요한 것으로 판단된 무인 운반차(100)는 도 2에서 보여지는 바와 같이 무인 운반차 충전 장치(150)가 위치한 충전 스테이션(200)의 충전 영역(160)으로 유도된 후, 무인 운반차 충전 장치(150)와의 접속을 통해 충전이 수행될 수 있다. 여기서, 충전 스테이션(200)이라 함은 무인 운반차 충전 장치(150)와 무인 운반차(100)의 충전 위치를 설정한 충전 영역(160) 등을 포함하는 무인 운반차(100)의 충전 동작과 관련된 시설과 장치를 모두 포함하는 개념일 수 있다. 또한, 충전 영역(160)은 무인 운반차(100)의 수전용 커넥터(170)와 무인 운반차 충전 장치(150)의 충전용 커넥터(406)의 위치가 정렬될 수 있도록 미리 계산된 영역일 수 있다.
위와 같이 충전 스테이션(200)으로 유도된 무인 운반차(100)는 무인 운반차 충전 장치(150)와 연결을 위해 기설정된 충전 영역(160)으로 정확하게 이동하는 것이 필요하며, 충전 영역(160)상 표시된 커넥터 정렬 스파트 마크(162)를 인식하여 충전 영역(160)의 중앙으로 이동할 수 있다.
이러한 커넥터 정렬 스파트 마크(162)는 무인 운반차(100)의 수전용 커넥터(170)와 무인 운반차 충전 장치(150)의 충전용 커넥터(406)가 정확히 접속될 수 있도록 하기 위해 미리 계산된 무인 운반차(100)의 위치를 표시한 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
무인 운반차 충전 장치(150)는 무인 운반차(100)에 탑재된 배터리(300)를 충전하는 장치를 의미한다.
이러한 무인 운반차 충전 장치(150)는 무인 운반차(100)가 운행되는 생산 라인 등의 일정 영역에 설치되어 배터리 충전을 위해 이동하는 무인 운반차(100)가 있는 경우 해당 무인 운반차(100)와 통신을 수행하여 무인 운반차(100)의 수전용 커넥터(170)와 무인 운반차 충전 장치(150)의 충전용 커넥터(406)를 정렬시킨 후, 배터리 충전 동작을 위한 전기적 연결을 수행하고, 무인 운반차(100)의 배터리(300)를 충전시키는 동작을 수행한다.
즉, 무인 운반차 충전 장치(150)는 배터리 충전이 필요한 무인 운반차(100)가 무인 운반차 충전 장치(150)가 있는 충전 스테이션(200) 쪽으로 이동하는 경우, 충전 장치(150)와의 거리가 기설정된 기준 거리 이내로 진입하는 무인 운반차(100)를 검출하고, 무인 운반차(100)와 충전 장치(150)간 타겟 거리를 측정한다.
이어, 무인 운반차 충전 장치(150)는 기준 거리 이내로 접근한 무인 운반차(100)가 충전을 위해 기설정된 충전 영역(160)에 정지한 경우, 무인 운반차의 수전용 커넥터(150)의 제1 위치를 검출한다.
또한, 무인 운반차 충전 장치(150)는 무인 운반차의 수전용 커넥터(170)의 제1 위치와 무인 운반차 충전 장치내 구비되는 수전용 커넥터(170)에 대응되는 충전용 커넥터(406)의 현재 위치인 제2 위치를 기반으로 수전용 커넥터와 충전용 커넥터가 바닥면으로부터 동일 높이에서 서로 마주 보는 위치에 정확히 정렬되도록 하는 충전용 커넥터(406)의 제3 위치를 산출한다.
이때, 무인 운반차 충전 장치(150)의 충전용 커넥터(406)는 본 발명의 실시예에 따라 도 3의 (a)에서 보여지는 바와 같이 커넥터 이송부(408)에 의해 상하좌우로 일정 거리 만큼 이동 가능하도록 구현될 수 있으며, 충전용 커넥터(406)의 현재 위치인 제2 위치가 무인 운반차(100)의 수전용 커넥터(170)의 제1 위치와 높이나 방향이 맞지 않는 상태일 수 있다.
이에 따라, 무인 운반차 충전 장치(150)는 수전용 커넥터(170)와 충전용 커넥터(406)가 바닥면으로부터 동일 높이에서 서로 마주 보는 위치에 정렬되도록 하는 충전용 커넥터(406)의 제3 위치를 산출한 후, 도 3의 (b)에서 보여지는 바와 같이 제2 위치에 있던 충전용 커넥터(406)를 제3 위치로 조정시키게 된다.
이어, 무인 운반차 충전 장치(150)는 도 3의 (c)에서 보여지는 바와 같이 충전용 커넥터(406)를 수전용 커넥터(150) 방향으로 타겟 거리(L1)만큼 돌출시키고, 타겟 거리(L1)만큼 돌출된 이후에는 2개의 커넥터간 물리적인 접속을 위해 필요한 추가 거리(L2)만큼 충전용 커넥터를 돌출시켜 2개의 커넥터를 전기적으로 연결시킨다.
이때, 무인 운반차 충전 장치(150)는 충전용 커넥터(406)를 돌출시킴에 있어서, 충전용 커넥터(406)를 수전용 커넥터(170) 방향으로 제1 속도로 타겟 거리(L1)만큼 돌출시키고, 타겟 거리만큼 돌출시킨 이후에는 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 2개의 커넥터간 접속에 필요한 추가 거리(L2)만큼 충전용 커넥터를 돌출시켜 커넥터간 전기적으로 연결시킬 수 있다.
또한, 무인 운반차 충전 장치(150)는 커넥터(170, 406)간 접속이 정상적으로 이루어진 경우, 접속된 커넥터를 통해 무인 운반차(100)의 배터리(300)에 대한 충전 동작이 수행되도록 제어한다.
또한, 무인 운반차 충전 장치(150)는 충전용 커넥터(406)가 추가 거리(L1)만큼 돌출되는 제1 시간동안 충전용 커넥터가 수전용 커넥터에 접속되는 과정에서 발생하는 압축력을 측정할 수 있다.
이어, 무인 운반차 충전 장치(150)는 제1 시간동안 충전용 커넥터가 수전용 커넥터에 연결되는 과정에서 측정된 압축력이 기설정된 기준 압축력 범위를 초과하는지 여부를 검사하고, 압축력이 기준 압축력 범위를 초과하는 경우, 커넥터간 정렬에 오류가 발생하였음을 판단하여, 커넥터간 연결 동작을 중지시킬 수 있다.
이때, 무인 운반차 충전 장치(150)는 커넥터간 연결 동작을 중지시키는 경우, 충전용 커넥터를 상하좌우 이동시키는 커넥터 이송부(408)를 제어하여 충전용 커넥터를 충전 장치(150)내 최초 위치로 후퇴시킬 수 있다.
또한, 무인 운반차 충전 장치(150)는 커넥터 연결 동작을 중지시키는 경우, 무인 운반차(100)의 수전용 커넥터의 제1 위치와 무인 운반차 충전 장치(150)의 충전용 커넥터의 제2 위치간 정렬을 재수행하고, 커넥터간 연결 동작을 재수행시킨다.
또한, 무인 운반차 충전 장치(150)는 위와 같은 커넥터간 연결 동작 재수행에 있어서, 정렬을 재수행하는 과정에서 다시 산출된 충전용 커넥터의 제4 위치가 이전에 정렬 불일치로 판명된 제3 위치와 동일한 위치인지 여부를 검사하고, 제3 위치와 제4 위치가 동일한 경우 커넥터간 연결 동작을 재수행시키지 않고, 커넥터간 연결 동작에 문제가 발생했음을 알리는 알람을 발생시킬 수 있다.
또한, 무인 운반차 충전 장치(150)는 생산 라인상 존재하는 각 무인 운반차와의 통신을 수행하여 각 무인 운반차에 탑재된 배터리의 배터리 충전 상태를 수집하고, 배터리 충전 상태가 기설정된 기준값 이하인 경우 해당 무인 운반차에 대해 충전 명령을 전송하여 해당 무인 운반차가 충전 영역(160)내 충전 위치로 이동하도록 제어할 수 있다.
이어, 무인 운반차 충전 장치(150)는 충전 명령에 따라, 충전 장치(150)가 위치한 곳으로 이동한 무인 운반차(100)와 충전 장치(150)간 커넥터가 접속된 경우, 무인 운반차의 배터리 충전 상태가 기준값 이하인지 확인하고, 기준값 이하인 경우, 무인 운반차(100)와 배터리(300)간 전기적 연결이 차단되도록 한 후, 무인 운반차의 배터리에 대한 충전이 수행되도록 제어할 수 있다.
또한, 무인 운반차 충전 장치(150)는 무인 운반차(100)의 배터리(300)에 대한 충전 동작이 시작되는 경우, 충전 장치에서 무인 운반차의 배터리로 흐르는 충전 전류를 검출하고, 무인 운반차의 배터리의 충전 상태와 충전 전류를 검사하여 충전 전류에서 이상이 발생하거나 충전 완료를 판단하는 경우, 충전 동작을 중지시킨다.
이에 따라, 충전중 이상 전압의 유기가 발생하여 무인 운반차(100)의 제어장치(도시하지 않음)가 손상되는 것을 방지시킬 수 있으며, 무인 운반차의 배터리가 과충전되는 것을 방지시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 충전 장치의 상세 블록 구성을 도시한 것이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 무인 운반차 충전 장치의 각 구성요소에서의 동작을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 거리 측정 센서(402)는 배터리 충전이 필요한 무인 운반차(100)가 무인 운반차 충전 장치(150)가 있는 충전 스테이션(200) 쪽으로 이동하는 경우, 충전 장치(150)와의 거리가 기설정된 기준 거리 이내로 진입하는 무인 운반차(100)를 검출하고, 무인 운반차(100)와 충전 장치(150)간 타겟 거리를 측정한다.
이때, 위와 같이 측정된 타겟 거리에 대한 정보는 제어부(422) 또는 커넥터 정렬부(412)로 인가될 수 있다.
빔센서(404)는 무인 운반차(100)가 충전 영역(160)내 충전 위치에 정지하는 경우 무인 운반차(100)의 수전용 커넥터(170)의 제1 위치를 검출하며, 이러한 검출 정보는 커넥터 정렬부(412)로 인가될 수 있다.
압력 센서(416)는 충전용 커넥터(406)가 추가 거리(L1)만큼 돌출되는 제1 시간동안 충전용 커넥터가 수전용 커넥터에 접속되는 과정에서 발생하는 압축력을 측정할 수 있다. 이와 같이 측정된 압축력은 제어부(422)로 인가될 수 있다.
전류 검출부(410)는 제어부(422)의 제어에 따라 무인 운반차(100)의 배터리(300)에 대한 충전 동작이 시작되는 경우, 충전 장치에서 무인 운반차의 배터리로 흐르는 충전 전류를 검출한다.
통신부(418)는 제어부(422)의 제어에 따라 무선 통신망 등을 이용하여 생산 라인상 존재하는 각 무인 운반차와의 통신을 수행한다.
알람부(420)는 제어부(422)의 제어에 따라 무인 운반차 충전 장치(150)에서 발생하는 동작 중 알람이 필요한 정보에 대해 음향, 음성 또는 디스플레이 등을 통해 알람을 발생시킨다.
커넥터 이송부(408)는 커넥터 정렬부(412)의 제어에 따라 충전용 커넥터(406)의 제2 위치를 상하좌우로 이동시킨다.
커넥터 정렬부(412)는 무인 운반차의 수전용 커넥터(170)의 제1 위치와 무인 운반차 충전 장치내 구비되는 수전용 커넥터(170)에 대응되는 충전용 커넥터(406)의 현재 위치인 제2 위치를 기반으로 수전용 커넥터와 충전용 커넥터가 바닥면으로부터 동일 높이에서 서로 마주 보는 위치에 정확히 정렬되도록 하는 충전용 커넥터(406)의 제3 위치를 산출한다.
이어, 커넥터 정렬부(412)는 수전용 커넥터(170)와 충전용 커넥터(406)가 바닥면으로부터 동일 높이에서 서로 마주 보는 위치에 정렬되도록 하는 충전용 커넥터(406)의 제3 위치를 산출한 후, 커넥터 이송부(408)를 제어하여 도 3의 (b)에서 보여지는 바와 같이 제2 위치에 있던 충전용 커넥터(406)를 제3 위치로 조정시킨다.
커넥터 연결부(414)는 커넥터 정렬부(412)에 의해 충전용 커넥터(406)가 제3 위치로 조정되는 경우, 도 3의 (c)에서 보여지는 바와 같이 충전용 커넥터(406)를 수전용 커넥터(150) 방향으로 타겟 거리(L1)만큼 돌출시키고, 타겟 거리(L1)만큼 돌출된 이후에는 2개의 커넥터간 물리적인 접속을 위해 필요한 추가 거리(L2)만큼 충전용 커넥터를 돌출시켜 2개의 커넥터를 전기적으로 연결시킨다.
이때, 커넥터 연결부(414)는 충전용 커넥터(406)를 돌출시킴에 있어서, 충전용 커넥터(406)를 수전용 커넥터(170) 방향으로 제1 속도로 타겟 거리(L1)만큼 돌출시키고, 타겟 거리만큼 돌출시킨 이후에는 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 2개의 커넥터간 접속에 필요한 추가 거리(L2)만큼 충전용 커넥터를 돌출시켜 커넥터간 전기적으로 연결시킬 수 있다.
제어부(422)는 미리 저장된 동작 프로그램에 따라 무인 운반차 충전 장치(150)의 전반적인 동작과 각 구성요소의 동작을 제어한다.
또한, 제어부(422)는 인 운반차(100)가 운행되는 생산 라인 등의 일정 영역에 설치되어 배터리 충전을 위해 이동하는 무인 운반차(100)가 있는 경우 해당 무인 운반차(100)와 통신을 수행하여 무인 운반차(100)의 수전용 커넥터(170)와 무인 운반차 충전 장치(150)의 충전용 커넥터(406)를 정렬시킨 후, 배터리 충전 동작을 위한 전기적 연결을 수행하고, 무인 운반차(100)의 배터리(300)를 충전시키는 동작을 수행한다.
즉, 제어부(422)는 커넥터(170, 406)간 접속이 정상적으로 이루어진 경우, 접속된 커넥터를 통해 무인 운반차(100)의 배터리(300)에 대한 충전 동작이 수행되도록 제어한다.
또한, 제어부(422)는 제1 시간동안 충전용 커넥터가 수전용 커넥터에 연결되는 과정에서 측정된 압축력이 기설정된 기준 압축력 범위를 초과하는지 여부를 검사하고, 압축력이 기준 압축력 범위를 초과하는 경우, 커넥터간 정렬에 오류가 발생하였음을 판단하여, 커넥터간 연결 동작을 중지시킬 수 있다.
또한, 제어부(422)는 커넥터 연결 동작이 중지되는 경우, 커넥터 정렬부(412)를 제어하여 무인 운반차(100)의 수전용 커넥터의 제1 위치와 무인 운반차 충전 장치(150)의 충전용 커넥터의 제2 위치간 정렬이 재수행되도록 제어하고, 정렬이 재수행되면, 커넥터 연결부(414)를 제어하여 커넥터간 연결 동작이 재수행되도록 제어한다.
또한, 제어부(422)는 위와 같은 커넥터간 연결 동작 재수행에 있어서, 정렬을 재수행하는 과정에서 다시 산출된 충전용 커넥터의 제4 위치가 이전에 정렬 불일치로 판명된 제3 위치와 동일한 위치인지 여부를 검사하고, 제3 위치와 제4 위치가 동일한 경우 커넥터간 연결 동작을 재수행시키지 않고, 알람부(420)를 통해 커넥터간 연결 동작에 문제가 발생했음을 알리는 알람을 발생시킬 수 있다.
또한, 제어부(422)는 통신부(418)를 통해 생산 라인상 존재하는 각 무인 운반차와의 통신을 수행하여 각 무인 운반차에 탑재된 배터리(300)의 배터리 충전 상태를 수집하고, 배터리 충전 상태가 기설정된 기준값 이하인 경우 해당 무인 운반차에 대해 충전 명령을 전송하여 해당 무인 운반차가 충전 영역(160)내 충전 위치로 이동되도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(422)는 충전 명령에 따라, 충전 장치(150)가 위치한 곳으로 이동한 무인 운반차(100)와 충전 장치(150)간 커넥터가 접속된 경우, 무인 운반차의 배터리 충전 상태가 기준값 이하인지 확인하고, 기준값 이하인 경우, 무인 운반차(100)와 배터리(300)간 전기적 연결이 차단되도록 한 후, 무인 운반차의 배터리에 대한 충전이 수행되도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(422)는 무인 운반차(100)의 배터리(300)에 대한 충전 동작이 시작되는 경우, 전류 검출부(410)를 통해 검출된 충전 장치에서 무인 운반차의 배터리로 흐르는 충전 전류를 기반으로, 무인 운반차의 배터리의 충전 상태와 충전 전류를 검사하여 충전 전류에서 이상이 발생하거나 충전 완료를 판단하는 경우, 충전 동작을 중지시킨다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 충전 장치(150)에서의 동작 제어 흐름을 도시한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 재충전이 필요한 것으로 판단된 무인 운반차(100)는 도 2에서 보여지는 바와 같이 무인 운반차 충전 장치(150)가 위치한 충전 스테이션(200)의 충전 영역(160)으로 이동하게 된다(S10).
그러면, 무인 운반차 충전 장치(150)는 배터리 충전이 필요한 무인 운반차(100)가 무인 운반차 충전 장치(150)가 있는 충전 스테이션(200) 쪽으로 이동하는 경우, 충전 장치(150)와의 거리가 기설정된 기준 거리 이내로 진입하는 무인 운반차(100)를 검출하고, 무인 운반차(100)와 충전 장치(150)간 타겟 거리를 측정한다(S12).
이어, 무인 운반차 충전 장치(150)는 기준 거리 이내로 접근한 무인 운반차(100)가 충전을 위해 기설정된 충전 영역(160)에 정지한 경우, 무인 운반차의 수전용 커넥터(150)의 제1 위치를 검출한다(S14).
또한, 무인 운반차 충전 장치(150)는 무인 운반차의 수전용 커넥터(170)의 제1 위치와 무인 운반차 충전 장치내 구비되는 수전용 커넥터(170)에 대응되는 충전용 커넥터(406)의 현재 위치인 제2 위치를 기반으로 수전용 커넥터와 충전용 커넥터가 바닥면으로부터 동일 높이에서 서로 마주 보는 위치에 정확히 정렬되도록 하는 충전용 커넥터(406)의 제3 위치를 산출한다(S16).
이어, 무인 운반차 충전 장치(150)는 도 3의 (b)에서 보여지는 바와 같이 제2 위치에 있던 충전용 커넥터(406)를 제3 위치로 조정시킨 후, 충전용 커넥터(406)를 수전용 커넥터(170) 방향으로 돌출시켜 커넥터간 연결을 수행한다(S18).
이어, 무인 운반차 충전 장치(150)는 커넥터(170, 406)간 접속이 정상적으로 이루어진 경우, 접속된 커넥터를 통해 무인 운반차(100)의 배터리(300)에 대한 충전 동작이 수행되도록 제어한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 무인 운반차 충전 장치에 있어서, 무인 운반차 충전 장치의 충전용 커넥터의 위치가 고정되지 않고, 상하좌우 방향으로 일정 거리만큼 조절 가능하도록 구현하여, 무인 운반차가 충전을 위해 충전 스테이션으로 접근한 경우 충전용 커넥터의 위치가 무인 운반차의 수전용 커넥터의 위치에 맞게 상하좌우로 자동 조절되도록 구현함으로써 충전 전력이 공급되는 충전용 커넥터와 수전용 커넥터간 접점 불일치에 의해 충전이 제대로 이루어지지 않는 문제를 방지시켜 안정적인 충전이 가능하도록 한다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
402 : 거리 측정 센서 404 : 빔센서
406 : 충전용 커넥터 408 : 커넥터 이송부
410 : 전류 검출부 412 : 커넥터 정렬부
414 : 커넥터 연결부 416 : 압력 센서
418 : 통신부 420 : 알람부
422 : 제어부

Claims (8)

  1. 무인 운반차 충전장치로서,
    상기 충전 장치와의 거리가 기설정된 기준 거리 이내로 진입하는 무인 운반차를 검출하고, 상기 무인 운반차와 상기 충전 장치간 타겟 거리를 측정하는 거리 측정 센서와,
    상기 기준 거리 이내로 접근한 무인 운반차가 충전을 위해 기설정된 타겟 충전 영역에 정지한 경우, 상기 무인 운반차의 수전용 커넥터의 제1 위치를 검출하는 빔센서와,
    상기 충전 장치의 충전용 커넥터의 제2 위치를 상하좌우로 이동시키는 커넥터 이송부와,
    상기 제1 위치와 상기 제2 위치를 기반으로 상기 수전용 커넥터와 상기 충전용 커넥터가 바닥면으로부터 동일 높이에서 서로 마주 보는 위치에 정렬되도록 하는 상기 충전용 커넥터의 제3 위치를 산출하는 커넥터 정렬부와,
    상기 커넥터 이송부를 제어하여 상기 충전용 커넥터가 제3 위치로 조정되도록 한 후, 상기 충전용 커넥터를 상기 수전용 커넥터 방향으로 제1 속도로 상기 타겟 거리만큼 돌출시키고, 상기 타겟 거리만큼 돌출된 이후에는 상기 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 2개의 커넥터간 접속에 필요한 추가 거리만큼 상기 충전용 커넥터를 돌출시켜 커넥터간 전기적으로 연결시키는 커넥터 연결부와,
    상기 커넥터간 접속이 정상적으로 이루어진 경우, 접속된 커넥터를 통해 상기 무인 운반차의 배터리에 대한 충전 동작이 수행되도록 제어하는 제어부와,
    상기 충전용 커넥터가 상기 추가 거리만큼 돌출되는 제1 시간동안 상기 충전용 커넥터가 상기 수전용 커넥터에 접속되는 과정에서 발생하는 압축력을 측정하는 압력 센서와,
    상기 충전 장치의 동작 중 이상 동작이 발생하였음을 음향 또는 음성 신호로 출력시키는 알람부와,
    각 무인 운반차와 통신을 수행하는 통신부와,
    상기 충전 장치에서 상기 배터리로 흐르는 충전 전류를 검출하는 전류 검출부를 포함하며,
    상기 커넥터 연결부는,
    상기 압력 센서를 통해 상기 제1 시간동안 상기 충전용 커넥터가 상기 수전용 커넥터에 연결되는 과정에서 측정된 상기 압축력이 기설정된 기준 압축력 범위를 초과하는지 여부를 검사하고, 상기 압축력이 상기 기준 압축력 범위를 초과하는 경우, 커넥터간 정렬에 오류가 발생하였음을 판단하여, 커넥터간 연결 동작을 중지시키며,
    상기 커넥터 연결부는,
    상기 커넥터간 연결 동작을 중지시키는 경우, 상기 커넥터 이송부를 제어하여 상기 충전용 커넥터를 상기 충전 장치내 최초 위치로 후퇴시키며,
    상기 제어부는,
    상기 커넥터 연결 동작이 중지되는 경우,
    상기 커넥터 정렬부를 제어하여 상기 제1 위치와 상기 제2 위치간 정렬이 재수행되도록 하며,
    상기 정렬이 재수행되면, 상기 커넥터 연결부를 제어하여 상기 커넥터간 연결 동작이 재수행되도록 제어하며,
    상기 제어부는,
    상기 정렬이 재수행되는 과정에서 산출된 상기 충전용 커넥터의 제4 위치가 상기 제3 위치와 동일한 위치인지 여부를 검사하고, 제3 위치와 제4 위치가 동일한 경우 상기 커넥터간 연결 동작을 재수행시키지 않고, 상기 알람부를 제어하여 상기 커넥터간 연결 동작에 문제가 발생했음을 알리는 알람을 발생시키며,
    상기 제어부는,
    상기 통신부를 통해 각 무인 운반차와의 통신을 수행하여 각 무인 운반차에 탑재된 배터리의 배터리 충전 상태를 수집하고, 상기 배터리 충전 상태가 기설정된 기준값 이하인 경우 해당 무인 운반차에 대해 충전 명령을 전송하여 해당 무인 운반차가 상기 타겟 충전 위치로 이동하도록 제어하며,
    상기 제어부는,
    상기 충전 명령에 따라, 상기 충전 장치가 위치한 곳으로 이동한 무인 운반차와 상기 충전 장치간 커넥터가 접속된 경우,
    상기 무인 운반차의 배터리 충전 상태가 상기 기준값 이하인지 확인하고, 상기 기준값 이하인 경우,
    상기 무인 운반차와 배터리간 연결이 차단되도록 한 후, 상기 무인 운반차의 배터리에 대한 충전이 수행되도록 제어하며,
    상기 제어부는,
    상기 배터리의 충전 상태와 충전 전류를 검사하여 충전 전류에서 이상이 발생하거나 충전 완료를 판단하는 경우, 상기 충전 동작을 중지시키는 무인 운반차 충전장치.
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