KR20200041633A - 무선충전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 하나의 실시예에 의한 무선충전시스템은, 전력수신부를 포함하는 전자기기; 제어부와 전력송신부를 포함하는 로봇청소기;를 포함하고, 상기 전력송신부는 상기 전력수신부로 전력을 무선으로 전송할 수 있고, 상기 로봇청소기의 제어부는 미리 설정된 시각에 상기 전자기기의 위치로 이동하여 상기 전력송신부로부터 상기 전자기기의 전력수신부로 전력을 전송하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선충전시스템{WIRELESS CHARGING SYSTEM}

본 발명은 무선충전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내에 있는 전자기기기를 무선으로 충전하는 무선충전시스템에 관한 것이다.

최근 무선충전기술의 발달로, 각종 전자기기를 무선으로 충전하는 기술이 널리 이용되고 있다.

그러한 기술의 예로는 특허문헌 1과 특허문헌 2가 있다.

기존의 벽걸이형 시계의 경우, 건전지를 이용하는 경우가 많고, 건전지를 이용하는 경우에는 주기적으로 건전지를 교체해줘야 하는 불편함이 있다.만일 전선을 통해 전력을 공급받는 방식을 택한다면, 실내인테리어의 심미성을 떨어뜨린다는 단점이 있다. 이러한 심미성의 문제를 해결하기 위해 전선을 벽 속에 숨기도록 설치한다면 시공비용이 늘어나게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 무선충전기술을 이용한다면, 비교적 적은 비용으로 심미성을 해치지 않고 벽걸이형 시계에 전력을 공급할 수 있다.

이러한 무선 전력 공급방식은 벽걸이형 시계 외에 다른 전자기기(예를 들면, 전자 액자, 전자 캔린더 등)에도 사용될 수 있다.

그러나 실내에 설치되는 벽걸이형 시계 등의 전자기기는 1개가 아니며, 이 모든 전자기기에 무선충전기술로 전력을 공급하는 시스템을 구축하려면 많은 비용이 들게 된다.

현재의 무선 충전 기술은 크게 3가지로 분류할 수 있다. 자기 유도 방식은 현재 가장 많이 사용되고 있는 무선 충전 방식으로써 충전 효율이 가장 높으며, 인체에도 무해하다는 장점이 있다. 다만 전력 전송 거리가 수mm 이내로 제한된다는 단점이 있다. 다음으로 자기 공명 방식은 1~2M 이내의 거리에서 충전이 가능하며 인체에 무해하다는 장점이 있다. 단, 거리가 멀어질수록 충전 효율이 급격히 감소한다는 단점이 있다. 마지막으로 전자기파 방식은 수십 kM까지 전력을 전송할 수 있는 방법이지만, 인체에 유해하다는 단점이 있다.

실내에 설치되는 벽걸이형 시계 등의 전자기기에 무선으로 전력을 공급하기 위해서는 자기 공명 방식이 가장 바람직한데, 실내에 있는 모든 전자기기에 자기 공명 방식으로 전력을 송전하기 위해서는 다수의 송전부가 설치되어야 하고, 이것은 비용의 증가로 연결된다.

KR 10-2013-0015244 A (공개일: 2013.02.13.) KR 20-2014-0003294 U (공개일: 2014.06.02.)

본 발명이 해결하고자는 하는 과제는, 적은 비용으로 실내에 있는 다수의 전자기기에 무선으로 전력을 공급하는 무선충전시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 실시예에 의한 무선충전시스템은, 전력수신부를 포함하는 전자기기; 제어부와 전력송신부를 포함하는 로봇청소기;를 포함하고, 상기 전력송신부는 상기 전력수신부로 전력을 무선으로 전송할 수 있고, 상기 로봇청소기의 제어부는 미리 설정된 시각에 상기 전자기기의 위치로 이동하여 상기 전력송신부로부터 상기 전자기기의 전력수신부로 전력을 전송하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 무선충전시스템은, 전력수신부를 포함하는 전자기기; 로봇청소기; 상기 로봇청소기에 부착할 수 있고, 전력송신부, 제어부, 통신부를 포함하는 무선전력전송장치;를 포함하고, 상기 전력송신부는 상기 전력수신부로 전력을 무선으로 전송할 수 있고, 상기 무선전력전송장치는 무선전력전송장치의 통신부를 이용하여 로봇청소기와 통신할 수 있고, 상기 무선전력전송장치의 제어부는, 미리 설정된 시각에 상기 전자기기의 위치로 이동하도록 하는 명령을 상기 로봇청소기로 전송하고, 상기 로봇청소기가 상기 전자기기의 위치로 이동하여 로봇청소기에 부착된 상기 무선전력전송장치가 상기 전자기기의 위치로 이동하면, 상기 무선전력전송장치의 전력송신수로부터 상기 전자기기의 전력수신부로 전력을 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 무선충전시스템은, 적은 비용으로 실내에 있는 다수의 전자기기에 무선으로 전력을 공급할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 무선충전시스템의 실시예 1의 구성도
도 2는 본 발명에 의한 무선충전시스템의 실시예 2의 구성도
도 3은 실시예 2에 의한 무선전력전송장치와 로봇청소기의 단면도의 예

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명에 의한 무선충전시스템의 실시예 1의 구성도이다.

실시예 1의 무선충전시스템은, 전자기기(100)와 로봇청소기(200)를 포함한다.

전자기기(100)는 전력수신부(110)를 포함한다. 로봇청소기(200)는 제어부(210)와 전력송신부(220)를 포함한다.

전자기기(100)는 LED 벽시계 등과 같이 동작을 하기 위해 전력을 필요로 하고 전자장치를 포함하는 기기를 의미한다.

로봇청소기(200)는 자동제어장치에 의해 자동적으로 청소하는 장치를 의미하며, 동작을 제어하기 위한 제어부(210)을 포함한다.

실시예 1의 무선충전시스템에서는, 전자기기(100)는 전력수신부(110)을 포함하고, 로봇청소기(200)는 전력송신부(220)를 포함하기 때문에 로봇청소기(200)가 전자기기(100)로 전력을 무선으로 전송할 수 있다.

전력전송을 위해서는 자기공명방식을 이용할 수 있다. 자기공명방식을 이용하여 전력을 1~2 m 거리에서 무선으로 전송하는 전력송신부와 전력수신부를 만드는 기술은 종래에 이미 공지되어 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.

로봇청소기(200)는 미리 정해진 시간(예를 들면, 사람들이 모두 잠들어 있는 새벽 3시)에 전자기기(100)의 위치로 이동한다. 즉 로봇청소기(200)의 전력송신부(220)가 전자기기(100)의 전력수신부(110)로 전력을 전달할 수 있는 가까운 위치(예를 들면 1~2 m 의 거리)가 되도록 이동한다.

로봇청소기(200)가 전자기기(100)의 위치로 이동하면, 로봇청소기(200)의 전력송신부(220)가 전자기기(100)의 전력수신부(110)로 전력을 전달하여, 전자기기(100)를 배터리를 충전한다.

따라서 전자기기(100)는 주기적으로 배터리가 충전되므로, 주기적으로 건전지를 교체할 필요도 없고, 전력 공급을 위한 전선도 필요없다.

위와 같이 동작하기 위해서, 실시예 1의 제어부(210)는 전자기기(100)가 설치된 위치를 기억하고 있다. 즉 전자기기(100)에 전력을 공급하기 위해 로봇청소기(200)가 있어야 할 위치를 기억하고 있다.

그런 상태에서 미리 정해진 시간이 되면, 로봇청소기(200)의 제어부(210)는 미리 설정된 시각에 상기 전자기기(100)의 위치로 이동하여 상기 전력송신부(220)로부터 상기 전자기기(100)의 전력수신부(110)로 전력을 전송하도록 한다.

일반적인 로봇청소기의 제어부는 마이크로프로세서와 메모리 등을 포함하고 있으므로, 상기와 같이 동작하도록 로봇청소기의 제어부를 변경하는 것은 통상의 지식을 가진 자에게 용이하다. 따라서 자세한 설명은 생략한다.

실시예 1의 전력전송부는 로봇청소기 내부에 포함되도록 구현되어 있다. 그러나 전력전송부가 로봇청소기 외부에 위치하도록 구현될 수도 있다. 실시예 2는 그러한 예이다.

(실시예 2)

도 2는 본 발명에 의한 무선충전시스템의 실시예 2의 구성도이다.

실시예 2에 의한 무선충전시스템은 전자기기(100), 로봇청소기(300), 무선전력전송장치(400)를 포함한다.

전자기기(100)는 전력수신부(110)를 포함한다. 로봇청소기(300)은 통신부(310)을 포함한다. 무선전력전송장치(400)는 제어부(410), 전력송신부(420), 통신부(430)를 포함한다.

전자기기(100)는 LED 벽시계 등과 같이 동작을 하기 위해 전력을 필요로 하고 전자장치를 포함하는 기기를 의미한다.

로봇청소기(200)는 자동제어장치에 의해 자동적으로 청소하는 장치를 의미하며, 로봇청소기의 동작을 제어하기 위한 제어부(도면 2에 미표시)를 포함한다.

무선전력전송장치(400)는 무선으로 전력을 전송하기 위한 장치로서, 로봇청소기(300)에 결합시켜 둘 수 있다. 무선전력전송장치(400)를 로봇청소기(300)에 결합시켜 둔다면, 로봇청소기(300)가 이동할 때, 무선전력전송장치(400)도 함께 이동하게 된다.

무선전력전송장치(400)를 로봇청소기(300)에 결합시키기 위해 다양한 방법이 이용될 수 있다. 접착제로 영구 접착할 수도 있고, 벨크로(찍찍이)를 이용하게 결합 및 분리가 가능하게 만들 수도 있다.

도 3와 같이, 무선전력전송장치(400)를 로봇청소기(300)에 얹는 것만으로도 결합이 되게 할 수도 있다.

도 3은 실시예 2에 의한 무선전력전송장치와 로봇청소기의 단면도의 예이다.

무선전력전송장치와 로봇청소기의 수직 단면도가 도 3가 같이 되도록 만들면, 로봇청소기가 무선전력전송장치의 아래쪽 홈에 위치하게 되므로, 무선전력전송장치(400)를 로봇청소기(300)에 얹는 것만으로도 결합이 된다. 즉 무선전력전송장치의 아래쪽에는 홈이 형성되어 있고, 로봇청소기의 상부는 그 홈과 일치하는 형상으로 되어 있어서, 무선전력전송장치(400)를 로봇청소기(300)에 얹으면, 무선전력전송장치(400)를 로봇청소기(300) 위에 고정되게 된다.

따라서 로봇청소기(300)가 이동할 때, 무선전력전송장치(400)도 함께 이동하게 된다.

실시예 2의 무선충전시스템에서는, 전자기기(100)는 전력수신부(110)을 포함하고, 무선전력전송장치(400)는 전력송신부(420)를 포함하기 때문에 무선전력전송장치(400)가 전자기기(100)로 전력을 무선으로 전송할 수 있다.

전력전송을 위해서는 자기공명방식을 이용할 수 있다. 자기공명방식을 이용하여 전력을 1~2 m 거리에서 무선으로 전송하는 전력송신부와 전력수신부를 만드는 기술은 종래에 이미 공지되어 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.

로봇청소기(300)는 미리 정해진 시간(예를 들면, 사람들이 모두 잠들어 있는 새벽 3시)에 전자기기(100)의 위치로 이동한다. 즉 무선전력전송장치(400)의 전력송신부(420)가 전자기기(100)의 전력수신부(110)로 전력을 전달할 수 있는 가까운 위치(예를 들면 1~2 m 의 거리)가 되도록 이동한다.

로봇청소기(300)가 전자기기(100)의 위치로 이동하면, 무선전력전송장치(400)의 전력송신부(420)가 전자기기(100)의 전력수신부(110)로 전력을 전달하여, 전자기기(100)를 배터리를 충전한다.

따라서 전자기기(100)는 주기적으로 배터리가 충전되므로, 주기적으로 건전지를 교체할 필요도 없고, 전력 공급을 위한 전선도 필요없다.

위와 같이 동작하기 위해서, 실시예 2의 제어부(410) 또는 로봇청소기의 제어부가 전자기기(100)가 설치된 위치를 기억하고 있다. 즉 전자기기(100)에 전력을 공급하기 위해 로봇청소기(300)가 있어야 할 위치를 기억하고 있다.

실시예 2의 제어부(410)는 무선전력전송장치의 통신부(430)와 로봇청소기의 통신부(310)를 이용하여 로봇청소기(300)와 데이터를 주고받을 수 있고, 필요한 명령을 전달할 수 있다.

그런 상태에서 미리 정해진 시간이 되면, 실시예 2의 제어부(410)는 로봇청소기(300)가 전자기기의 위치로 이동하도록 하는 명령을 로봇청소기로 전송한다.

상기 로봇청소기(300)가 상기 전자기기의 위치로 이동하여 로봇청소기에 부착된 상기 무선전력전송장치(400)가 상기 전자기기의 위치로 이동하면, 실시예 2의 제어부(410)는 상기 무선전력전송장치(400)의 전력송신수(420)로부터 상기 전자기기(100)의 전력수신부(110)로 전력을 전송하도록 제어할 수 있다.

일반적인 로봇청소기가 실시예 2의 로봇청소기(300)로 동작할 수 있기 위해서는 무선전력전송장치와 통신을 할 수 있도록 하는 통신부(310)가 추가되어야 한다.

무선전력전송장치에 필요한 전력은 무선전력전송장치의 전력선을 로봇청소기의 전력선과 유선으로 연결하여 공급받을 수 있다. 만일 전력선을 유선으로 연결하지 않는다면, 무선전력전송기술을 이용하여 로봇청소기(300)로부터 무선전력전송장치(400)으로 전력을 전송하도록 할 수 있다. 실시예 2에서 로봇청소기(300)와 무선전력전송장치(400)는 무척 가까운 위치에 위치시킬 수 있으므로, 무선전력전송기술을 이용하여 로봇청소기(300)로부터 무선전력전송장치(400)으로 전력을 전송하도록 한다면, 자기유도방식을 이용하는 바람직하다. 자기유도방식이 자기공명방식이나 전자기파방식보다 예너지 효율이 매우 높기 때문이다.

상기 전력송신부는 전력 공급부로 부를 수 있고, 상기 전력수신부는 전력수요부 또는 전력 피공급부라고 부를 수도 있다.

100: 전자기기
110: 전력수신부
200: 로봇청소기
210: 제어부
220: 전력송신부
300: 로봇청소기
310: 통신부
400: 무선전력전송장치
410: 제어부
420: 전력송신부
430: 통신부

Claims (2)

1. 전력수신부를 포함하는 전자기기;
   제어부와 전력송신부를 포함하는 로봇청소기;
   를 포함하고,
   상기 전력송신부는 상기 전력수신부로 전력을 무선으로 전송할 수 있고,
   상기 로봇청소기의 제어부는 미리 설정된 시각에 상기 전자기기의 위치로 이동하여 상기 전력송신부로부터 상기 전자기기의 전력수신부로 전력을 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 무선충전시스템.
   
2. 전력수신부를 포함하는 전자기기;
   로봇청소기;
   상기 로봇청소기에 부착할 수 있고, 전력송신부, 제어부, 통신부를 포함하는 무선전력전송장치;
   를 포함하고,
   상기 전력송신부는 상기 전력수신부로 전력을 무선으로 전송할 수 있고,
   상기 무선전력전송장치는 무선전력전송장치의 통신부를 이용하여 로봇청소기와 통신할 수 있고,
   상기 무선전력전송장치의 제어부는,
   미리 설정된 시각에 상기 전자기기의 위치로 이동하도록 하는 명령을 상기 로봇청소기로 전송하고,
   상기 로봇청소기가 상기 전자기기의 위치로 이동하여 로봇청소기에 부착된 상기 무선전력전송장치가 상기 전자기기의 위치로 이동하면, 상기 무선전력전송장치의 전력송신수로부터 상기 전자기기의 전력수신부로 전력을 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선충전시스템.

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