KR20200075293A - 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차의 주행 중 충전을 위한 출발지점과 도착지점의 충전 계류장에 설치되어 있는 결합 및 탈거전용 로봇을 이용하여 전기자동차의 인렛에 이동식 충전차에 구비되어 있는 충전케이블 끝단에 구비되는 커넥터를 연결함에 있어서, 운전자의 하차 없이도 감전 위험 없이 안전하게 이루어질 수 있도록 함과 아울러 전기자동차의 인렛과 결합된 충전케이블의 흔들림 등으로 인한 소음이나 차체손상 등의 염려도 일소할 수 있고, 주행으로 인해 발생하는 풍력으로 임의 이탈이 발생하지 않도록 하는 기능성을 두루 제공하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치를 제공코자 한 것이다.
즉, 본 발명은 고가식 충전 전용도로 상부에서 전력을 공급하면서 주행하는 충전차에서 도로를 주행하는 전기자동차에 전력을 제공하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치에 있어서; 충전차의 출발지점과 도착지점에 각각 설치되는 수직다관절로봇타입의 결합 및 탈거전용 로봇과; 상기 결합 및 탈거전용 로봇에 설치되며, 충전차에서 인출되는 충전케이블 선단에 마련된 커넥터를 클램핑하는 핑거어셈블리와; 상기 핑거어셈블리와, 커넥터가 결합되는 전기자동차의 인렛 주변에 설치되어 서로 감응하는 위치센서를 포함하는 것이다.

Description

전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치{Coupling device of Electric vehicle inlet and charge car connector}

본 발명은 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전기자동차의 주행 중 충전을 위한 출발지점과 도착지점의 충전 계류장에 설치되어 있는 결합 및 탈거전용 로봇을 이용하여 전기자동차의 인렛에 이동식 충전차에 구비되어 있는 충전케이블 끝단에 구비되는 커넥터를 연결함에 있어서, 운전자의 하차 없이도 감전 위험 없이 안전하게 이루어질 수 있도록 함과 아울러 전기자동차의 인렛과 결합된 충전케이블의 흔들림 등으로 인한 소음이나 차체손상 등의 염려도 일소할 수 있고, 주행으로 인해 발생하는 풍력(맞바람)으로 임의 이탈이 발생하지 않도록 하는 기능성을 두루 제공하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치를 제공코자 한 것이다.

최근 지구 온난화와 미세먼지 등의 환경문제로 CO₂배출량 규제 강화, 화석연료 고갈 및 고유가 문제 등에 대처하기 위해 친환경 자동차의 개발 및 그린카 보급을 세계 각국들이 경쟁적으로 늘리고 있다.

CO₂배출량 규제 등의 환경변화는 새로운 시장의 창출은 물론 우리 실생활에서 지금까지와는 전혀 다른 차원으로의 변화를 요구하고 있는데 이를 위해 각국은 많은 자본과 기술을 투자해 시장을 선점하기 위해 치열한 경쟁을 하고 있고 CO₂배출의 많은 부분을 차지하고 있는 수송부문은 기존의 내연기관 자동차로부터 친환경자동차라는 무·저공해 자동차로 변화하고 있다.

전 세계 자동차 회사들은 무·저공해 자동차의 개발이 회사의 생존문제와 직결되기 때문에 이의 강력한 대안으로 떠오른 전기자동차를 본격적으로 개발하고 있어도 조기 상용화가 되지 못하는 최대 걸림돌은 짧은 주행거리와 장시간 재충전 문제인데 이를 해결하기 위해 새롭게 고가의 대용량 배터리를 장착하여 주행거리를 대폭 늘렸지만 충전시간은 여전히 길고 전기차 가격은 아주 비싸 대중화가 되지 못하고 있다.

상기 문제를 해결하기 위해선 종래 지면 고정식 충전기에 전기차가 플러그-인 연결해 장시간 정차 중 충전하던 방식을 이젠 전기적 제어로 무인 주행(이동)할 수 있게 만든 충전차로 전환시켜 전기차와 상호 플러그-인 연결하여 함께 달리면서 주행 중 충전하는 새로운 방식으로 개혁하여 충전시간을 대폭 절약할 수 있는 고가식 충전 전용도로를 승용/버스/화물 등 모든 전기차들이 목적지 방향에 설치해 이용할 수 있게 지면 차도(車道)의 중앙분리대와 갓길 옆 측면 등에 2-3미터 높이의 기둥 교각상판위에 반달형 투명 덮개로 된 터널식의 충전차 전용도로 내부에 설치한 접촉식 및 비접촉식의 대용량 전기를 통전 받은 충전차가 전기차와 플러그-인 연결해 함께 달리면서 충전용 전기와 주행용 전기를 따로 분리해 전기차에 동시 공급하는 장치로 충전 주행 중에도 차내 히터와 에어컨 등을 사용할 수 있다. 또한 충전시간과 충전장소 절약으로 전기차의 가장 큰 문제인 20~30분간 길게 기다리며 충전하는 불편함을 일소되어 소비자 이용이 편리한 주행(이동) 중 충전장치와 이에 맞는 전기자동차의 개발이 동시 이루어져 충전인프라의 구축여부가 전기자동차의 보급증대 사활에 필수적인 요소로 부각되고 있고 결과적으로 충전인프라를 먼저 구축하는 국가가 경제적인 이득은 물론 시장 지배력을 확보할 것으로 예상된다.

매년 전기차 판매량은 대폭 증가하고 있는 반면 현행 전기자동차의 급속(완속)충전은 주로 충전장소에 진입 후 시동을 끄고 정지된 상태에서 운전자가 차에서 내려 설치된 지면 고정식 충전기기의 플러그를 직접 뽑아 전기자동차에 마련되어 있는 콘센트 인렛에 연결해 충전을 하고 있는 방법으로 이용하고 있는데 비가 올 때 비에 젖은 충전 코드 감전이 겁나 충전소를 맴도는 전기차의 운전자들이 많으며 또한 대용량 배터리를 장착한 승용 전기차를 충전시 감전 위험 때문에 절연 장갑과 안전장비를 갖추어 충전하기가 불편하다.

이러한 문제점을 해결코자 본 발명자는 대한민국 등록특허공보(B1)10-1231896호(2013.02.22.)의 전기자동차용 충전장치(주행 중 충전장치)를 개발한 바 있으며, 그 구성은 도로의 가장자리(노변) 또는 중앙분리대를 따라서 지상에 세워진 교각 상단 또는 지하나 반지하에 설치되는 박스 형태의 충전차 전용 주행로와, 충전차 주행로를 따라서 이동하는 속도가 전기적으로 제어되는 충전(차)와, 고속 주행하는 충전차와 전기적으로 연결되도록 충전차 주행로를 따라서 설치한 급전용 전력선과, 충전차에 고정 설치되어 주행 중인 전기자동차와 전기적으로 연결되는 충전용 전력선어셈블리를 포함하도록 구성하고 있다.

그러나 상기한 선행기술의 경우 전기자동차의 측면에 인렛을 형성하고 이에 충전차와 연결된 플러그를 단순 결합하는 구성으로 플러그에 연결된 일정(一定)길이케이블 전선이 주행 중 흔들려 전기자동차의 의장에 부딪히고, 그로 인한 소음발명과 차체손상 등의 문제점이 발생하였던 것이다.

또한 충전을 위해서 운전자가 하차하여 커넥터를 전기자동차에 구비되어 있는 인렛에 직접 결합 및 분리해야 하는 불편이 있었다.

KR 101231896 B1 2013.02.22.

이에 본 발명자는 상기한 종래 전기자동차용 (플러그-인 주행 중 충전장치)충전장치에서 이동식 충전차의 커넥터와 전기자동차의 인렛 사이를 연결하는 충전케이블 구성 등에서 발생하는 제반 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것이다.

즉, 본 발명에서는 주행상태로 전력을 제공하는 충전차와, 충전차에서 제공되는 전력을 상호 플러그-인 연결하여 전기차의 주행용 전기와 배터리 충전용 전기를 공급하기 위해 전기자동차에 마련된 인렛과 상호 연결하는 충전케이블 끝단에 구비된 커넥터를 수직다관절로봇 타입의 결합 및 탈거전용 로봇을 이용하여 커넥터를 결합 및 분리할 수 있도록 하고, 커넥터에는 충전케이블을 감싸는 경질 구성의 지지부를 마련하여 충전케이블의 처짐 등으로 인해 차체와 부딪히는 등의 염려가 없도록 하여, 또한 인렛이 전기자동차의 지붕에 구비된 경우 지붕에 설치되어 있는 플러쉬레일(차량 지붕위 거치대)와 직각으로 설치되는 지지수단으로 지지부를 지지하여 흔들림을 방지하면서 주정차 또는 주행하는 과정에서도 안정적으로 전력을 제공받아 충전하거나 또는 주행하는 동력원으로 사용할 수 있도록 하며, 또한 직교로봇을 이용하여 결합 및 탈거전용 로봇을 이동시켜 커넥터를 인렛에 결합함으로 해서 위치 설정에 따른 문제점을 해결할 수 있게 한 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치를 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결 수단으로 본 발명에서는, 고가식 충전 전용도로 상부에서 전력을 공급하면서 주행하는 충전차에서 도로를 주행하는 전기자동차와 플러그-인 연결해 전력을 제공하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치에 있어서; 충전차의 출발지점과 도착지점에 각각 설치되는 수직다관절로봇타입의 결합 및 탈거전용 로봇과; 상기 결합 및 탈거전용 로봇에 설치되며, 충전차에서 인출되는 충전케이블 선단에 마련된 커넥터를 클램핑하는 핑거어셈블리와; 상기 핑거어셈블리와, 커넥터가 결합되는 전기자동차의 인렛 주변에 설치되어 서로 감응하는 위치센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 커넥터에 충전케이블을 감싸고 있는 경질 구성의 지지부를 일체로 형성하며; 상기 전기자동차의 인렛이 차 지붕위에 위치한 때 지붕에 설치되어 있는 플러쉬레일에 구비된 지지수단으로 지지부를 지지하도록 한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서는 고가식 충전 전용도로 상부에서 전력을 공급하면서 주행하는 충전차로부터 도로를 주행하는 전기자동차에 전력을 제공하는 플러그-인 방식 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치에 있어서; 충전차의 출발지점과 도착지점에 각각 설치되는 수직다관절로봇 타입의 결합 및 탈거전용 로봇과; 전기자동차의 지붕에 설치되는 레일과; 레일의 한쪽 단에 설치되는 인렛과; 충전차에서 인출되는 충전케이블 선단에 마련되어 결합 및 탈거전용 로봇의 핑거어셈블리에 파지되는 지지부와 결합되며, 커넥터가 구비된 그리퍼와; 상기 핑거어셈블리와, 커넥터 및 커넥터가 결합되는 전기자동차의 인렛 주변에 설치되어 서로 감응하는 위치센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 고가식 충전 전용도로 상부에서 전력을 공급하면서 주행하는 충전차에서 도로를 주행하는 전기자동차에 전력을 제공하는 플러그-인 방식 전기자동차용 전원 공급장치의 충전케이블 결합장치에 있어서; 충전차의 출발지점과 도착지점에 각각 설치되는 수직다관절로봇 타입의 결합 및 탈거전용 로봇과; 전기자동차의 지붕에 설치되는 레일과; 레일의 양단에 설치되는 지지돌기 및 인렛과; 충전차에서 인출되는 충전케이블 선단에 마련되어 결합 및 탈거전용 로봇의 핑거어셈블리에 파지되는 지지부에 회동 가능하게 결합된 한 쌍의 가압구의 하측으로 회동되도록 결합되며, 커넥터와 스토퍼가 각각 구비된 그리퍼와; 상기 핑거어셈블리와, 커넥터 및 커넥터가 결합되는 전기자동차의 인렛 주변에 설치되어 서로 감응하는 위치센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 그리퍼에는 레일과 접하는 롤러가 설치된 것을 특징으로 하며, 양측 가압구 사이에는 가압구용 인장(引張)수단을 마련하여 양측 가압구를 잡아당길 수 있도록 하여 커넥터를 분리할 때 커넥터를 당기는 힘으로 활용할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 결합 및 탈거전용 로봇은 직교로봇에 의해 위치 이동되며; 상기 직교로봇은 바닥에 지지레일을 설치하고, 지지레일에는 하단에 롤러가 설치된 한 쌍의 Y축로봇을 설치하고, 이 Y축로봇의 테이블에 양단이 결합되도록 X축로봇을 설치하며, X축로봇의 테이블에 결합 및 탈거전용 로봇을 결합하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제공하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치를 도로상에 설치할 경우 하기와 같은 효과를 제공할 수 있다.

-전기자동차가 주정차 상태는 물론이고 주행 중에도 충전이 가능하다.

-전기자동차의 보급률을 획기적으로 늘릴 수 있을 것으로 예상된다.

-전기자동차의 외관을 기존 승용차와 같은 형태로 유지할 수 있다.

-전기자동차의 충전방식을 차지붕 위 결합형으로 구성하고 있어 주행 중 충전이 이루어지더라도 안전 운행이 가능하다.

-전기자동차의 보급을 확대할 경우 중대형 차에 적용함과 기존 화석연료차들도 전기차로 개조 사용하면 CO₂배출이 없으므로 CO₂배출에 따른 환경문제를 일소 할 수 있어 지구환경 오염원을 신속히 극복하는데 많은 도움이 될 것이다.

-커넥터를 결합하는 수단이 수직다관절로봇이므로 운전자가 충전을 위해 승하차하는 번거로움을 해소할 수 있고, 감전의 염려를 일소할 수 있다.

-직교로봇에 의해 결합 및 탈거전용 로봇의 위치이동이 가능하므로 전기자동차의 주·정차 위치에 부합하도록 결합 및 탈거전용 로봇을 이동시켜 커넥터를 인렛에 결합할 수 있다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치의 개념을 보인 측면도
도 2는 도 1의 정면도
도 3은 도 1의 평면도
도 4는 전기자동차에 설치된 인렛 구성을 보인 단면 예시도
도 5는 전기자동차에 설치되어 지지부를 고정하는 고정수단의 구성을 보인 단면도
도 6은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치의 다른 예의 개념을 보인 정면도
도 7은 도 6의 평면도
도 8은 도 6에서의 레일과 그리퍼의 결합상태도
도 9는 본 발명에서 제공하는 결합 및 탈거전용 로봇이 직교로봇에 의해 위치 이동되도록 한 에를 보인 정면도

이하 본 발명에서 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치의 바람직한 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치의 개념을 보인 측면도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 정면도, 도 3은 도 1의 평면도를 각각 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치(1)는 전기자동차(100)의 주행 중 충전을 위한 출발지점과 도착지점의 충전 계류장에 설치되어 있는 결합 및 탈거전용 로봇(300)을 이용하여 전기자동차(100)에 충전케이블(2)을 연결함에 있어서, 운전자의 하차 없이도 감전 위험 없이 안전하게 이루어질 수 있도록 함과 아울러 전기자동차(100)와 결합된 충전케이블(2)의 흔들림 등으로 인한 소음이나 차체손상 등의 염려도 일소할 수 있는 기능성을 제공할 수 있도록 한 것에 특징이 있다.

본 발명은 출발지점과 도착지점에는 충전계류장이 설치되며, 충전계류장은 우천으로부터 안전한 구조물이 씌워진다.(별도로 도시되지는 않음.)

충전계류장은 전기자동차(100)가 진입할 때 고가식 전용도로(200)를 따라 이동하는 충전차(210)에 구비되어 있는 충전케이블(2) 선단의 커넥터(3)를 결합 및 탈거전용 로봇(300)이 파지하여 전기자동차(100)에 마련되어 있는 인렛(4)에 결합하거나, 인렛(4)에 결합되어 있는 커넥터(3)를 분리하는 장소이다.

충전차(210)는 본 발명자가 개발하여 등록한 특허 제1231896호의 기술과 같이 고가식 전용도로(200)를 따라 이동하는 구성으로 제공되며, 충전케이블(2)은 권취드럼 타입의 신축수단(220)에 의해 풀리고 감기면서 길이조절이 이루어질 수 있도록 구성된다.

결합 및 탈거전용 로봇(300)은 도시된 바와 같이 수직다관절로봇 타입으로 구성되며, 로봇암의 선단에는 커넥터(3)를 파지할 수 있는 핑거어셈블리(310)가 설치된다. 이때 결합 및 탈거전용 로봇(300)은 복수의 로봇암을 상호 결합한 구성으로 최소 3축 이상의 관절을 가지는 다관절 로봇으로 구성함이 바람직하다.

상기 커넥터(3)와 핑거어셈블리(310)에는 각각 서로 감응하는 위치센서(5)를 설치하여 핑거어셈블리(310)가 커넥터(3)를 정확히 파지할 수 있도록 한다.

또한 상기 전기자동차(100)에는 커넥터(3)가 결합되는 인렛(4)이 마련된다. 인렛(4)은 전기자동차(100)의 다양한 위치에 설치될 수 있다. 예를 들면 앞범퍼 또는 뒷범퍼나 측면 또는 지붕 등에 설치될 수 있으며, 바람직하기로는 도시된 바와 같이 전기자동차(100)의 지붕에 설치토록 한다.

도 4는 전기자동차(100)에 설치된 인렛(4) 구성을 보인 단면 예시도를 도시한 것이다.

인렛(4)은 인렛입구뚜껑 (6)에 의해 보호된다.

즉, 인렛(4)은 보호용 터널(7) 내측에 설치되며, 보호용 터널(7)의 입구에는 인렛입구뚜껑 (6)을 설치한다. 인렛입구뚜껑 (6)은 고무재질로 구성되며 횡방향으로 절개되어 있어 커넥터(3)가 내입될 때 벌어졌다가 커넥터(3)가 분리된 때 오므라들어 보호용 터널(7)을 밀폐하여 우수 등으로부터 인렛(4)을 안전하게 보호할 수 있도록 한 다.

또한 보호용 터널(7) 입구에는 상기 결합 및 탈거전용 로봇(300)의 핑거어셈블리(310)에 구비된 위치센서(5)와 감응하는 위치센서(5)를 설치하여 핑거어셈블리(310)에 결합되어 있는 커넥터(3)를 인렛(4)에 정확하게 고정할 수 있도록 한다.

보호용 터널(7)은 입구가 넓고 인렛(4)쪽으로 점차 좁아지는 구성으로 제공되어 커넥터(3)를 유도하여 인렛(4)에 정확하게 결할 수 있도록 하는 기능성을 제공할 수 있도록 한다.

도 5는 전기자동차에 설치되어 지지부의 구성을 보인 단면도를 도시한 것이다.

상기 인렛(4)과 커넥터(3)는 5핀 내지 7핀 등으로 구성될 수 있으며, 이들은 다양한 단면 형상을 제공할 수 있다. 바람직하기로는 원형 타입 또는 수평 일자형 타입 등으로 제공될 수 있다

본 발명 도 5에서는 전기자동차(100)에는 커넥터(3)와 일체로 형성된 지지부(9) 또는 충전케이블(2)을 지지할 수 있는 지지수단을 마련하여 커넥터(3)와 연결된 충전케이블(2)이 차체에 부딪히는 것을 방지할 수 있도록 한다.

바람직하기로는 커넥터(3)와 연결되어 있는 충전케이블(2)에 지지부(9)를 형성하고 이 지지부(9) 또는 충전케이블(2)이 전기자동차의 지붕에 설치된 지지수단(120)에 올려질 수 있도록 한다.

상기 지지수단(120)은 전기자동차(100)의 지붕에 설치되는 플러쉬레일(110) 등과 직각으로 설치함이 바람직하다.

상기 인렛(4)과 커넥터(3)에는 전력 공급을 위한 단자 및 통신을 위한 단자 등이 단독 또는 복합적으로 구성된다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이 일자형으로 형성하여 결합이 용이하고, 보호용 터널(7)의 높이를 낮게 유선형으로 구성함으로 해서 운행 중 바람의 영향을 최소화 할 수 있도록 한다.

상기와 같이 보 발명을 구성한 상태에서 전기자동차(100)에 충전코자 할 시에는 먼저 충전계류장으로 전기자동차(100)를 진입시켜 일시 정지한다.

이때 충전계류장에 설치되어 있는 결합 및 탈거전용 로봇(300)은 전기자동차(100)의 진입을 확인하고, 고가식 전용도로(200)를 따라 이동하는 충전차(210)에 구비되어 있는 충전케이블(2) 선단의 커넥터(3) 또는 커넥터(3) 후방으로 충전케이블(2)을 감싸고 있는 지지부(9)를 결합 및 탈거전용 로봇(300)의 핑거어셈블리(310)로 파지하게 된다. 이때 커넥터(3)와 핑거어셈블리(310)에는 위치센서(5)가 구비되어 항상 동일한 위치에서 커넥터(3) 또는 지지부(9)를 파지하게 된다.

한편 상기와 같이 결합 및 탈거전용 로봇(300)의 핑거어셈블리(310)로 커넥터(3) 또는 지지부(9)를 파지하여 커넥터(3)를 결합할 때 고무재질로 구성되어 횡방향으로 절개되어 있는 인렛입구뚜껑 (6)을 통해서 커넥터(3)가 결합된다.

상기와 같이 인렛입구뚜껑 (6)을 개방하면, 커넥터(3) 또는 지지부(9)를 파지하고 있는 결합 및 탈거전용 로봇(300)의 핑거어셈블리(310)는 보호용 터널(7)의 입구에 설치된 위치센서(5)와 교감하여 정위치로 보호용 터널(7)에 커넥터(3)를 삽입하여 인렛(4)에 커넥터(3)를 결합하고, 핑거어셈블리(310)가 커넥터(3) 또는 지지부(9)에서 분리된다.

이때 지지부(9)는 전기자동차(100)에 설치되어 있는 지지수단(120)에 의해 지지되어 차체와 부딪히는 것을 방지하게 된다.

도 6은 본 발명에서 제공하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치의 다른 예의 개념을 보인 정면도를 도시한 것이고, 도 7은 도 6의 평면도, 도 8은 도 6에서의 레일과 그리퍼의 결합상태도를 각각 도시한 것이다.

도시된 바에 의하면, 본 발명은 전기자동차(100)의 지붕에 레일(130)을 설치하고, 그 양측으로 지지돌기(140)와 인렛(4)을 설치한다.

전기자동차(100)의 지붕에 결합되는 레일(130)은 금속, 비철금속, 합성수지 등 다양한 구성으로 제공될 수 있으며, 바람직하기로는 부도체인 합성수지로 구성토록 한다.

레일(130)의 전방 즉 전기자동차(100)의 진행방향 쪽에는 인렛(4)이 구비되며, 인렛(4)과 반대쪽으로는 지지돌기(140)를 마련한다. 또한 레일(130)은 단면으로 볼 때 마치 철도레일과 같이 상부에 걸림턱이 양측으로 돌출되는 구성을 갖도록 구성한다.

이때 인렛(4)은 보호용 터널(7) 내측에 설치되며, 보호용 터널(7)의 입구에는 인렛입구뚜껑 (6)을 설치하여 전기적으로 개폐될 수 있도록 한다.

그리고 고가식 전용도로(200)를 따라 이동하는 충전차(210)에 구비되어 있는 충전케이블(2) 선단에는 상기 레일(130)과 결합되는 그리퍼(10) 및 인렛(4)과 결합되는 커넥터(3)를 마련한다.

그리퍼(10)는 레일(130)을 감싸는 구성으로 하부가 외향으로 벌어져 있으며, 상측에 상기 레일(130)의 걸림턱이 결합되는 홈이 길이방향으로 형성되는 구성을 갖는다.

상기 그리퍼(10)는 탄성을 갖는 재질로 구성되는 것으로, 전후 한 쌍으로 이루어지며 전방에는 상기 인렛(4)에 결합되는 커넥터(3)를 결합하고, 후방에는 상기 지지돌기(140)와 접하는 스토퍼(11)를 설치한다.

그리고 상기 그리퍼(10)에는 레일(130)의 상면과 면접한 상태로 구름 운동하는 롤러(도시되지 않음)를 설치하여 그리퍼(10)가 레일(130)을 따라서 쉽게 이동할 수 있도록 할 수도 있다.

상기 그리퍼(10)는 커넥터(3)를 결합되는 부재 단독으로 사용될 수 있으며, 스토퍼(11)가 결합되는 부재와 함께 사용할 수도 있다.

커넥터(3)가 결합된 그리퍼(10)만 사용하는 경우 그리퍼(10) 상측으로 충전케이블(2)에 형성되는 지지부(9)를 결합하여, 충전계류장은 설치되어 있는 결합 및 탈거전용 로봇(300)의 핑거어셈블리(310)에 파지될 수 있도록 한다.

그리고 커넥터(3)와 스토퍼(11)가 결합된 그리퍼(10)를 함께 사용하는 경우, 분할 구성되어 있는 그리퍼(10) 상부에 회동 가능한 구성의 가압구(13)를 마련하고, 양측 가압구(13)의 상단은 상호 결합되어 부채꼴 형상으로 회동되는 구성을 가지며, 상단에는 충전케이블(2)에 형성되는 지지부(9)가 결합되어, 충전계류장은 설치되어 있는 결합 및 탈거전용 로봇(300)의 핑거어셈블리(310)에 파지될 수 있도록 한다. 이때 양측 가압구(13) 사이에는 가압구용 인장수단(14)을 마련하여 양측 가압구(13)를 잡아당길 수 있도록 하여 커넥터(3)를 분리할 때 커넥터(3)를 당기는 힘으로 활용할 수 있게 한다.

도 9는 본 발명에서 제공하는 결합 및 탈거전용 로봇이 직교로봇(400)에 의해 위치 이동되도록 한 에를 보인 정면도를 도시한 것이다.

한편 본 발명에서 제공하는 결합 및 탈거전용 로봇(300)은 직교로봇(400)에 의해 위치 이동을 제공하여 충전구역 내에 차량이 진입할 때 정위치로 이동하여 결합 및 탈거전용 로봇(300)으로 충전케이블(2)에 구비된 커넥터(3)를 전기자동차(100)에 결합할 수 있도록 한다.

이를 위한 본 발명의 직교로봇(400)은 바닥에 지지레일(410)을 설치하고, 지지레일(410)에는 하단에 롤러가 설치된 한 쌍의 Y축로봇(420)을 설치하고, 이 Y축로봇(420)의 테이블에 양단이 결합되도록 X축로봇(430)을 설치하며, X축로봇(430)의 테이블에 결합 및 탈거전용 로봇(300)을 결합한다.

상기와 같은 직교로봇(400)을 이용하여 결합 및 탈거전용 로봇(300)을 운용하는 경우 Y축로봇(420)을 이용하여 다양한 높이의 전기자동차에 적용이 가능하다. 또한 충전구간에 전기자동차가 정차할 때 Y축로봇(420)이 지지레일(410)을 따라 이동(먼거리)하거나, X축로봇(430)에 의해 결합 및 탈거전용 로봇(300)이 이동되므로 위치에 구애 없이 사용이 가능하게 되는 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1:전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치
2:충전케이블 3:커넥터
4:인렛 5:위치센서
6:인렛입구뚜껑 7:보호용 터널
9:지지부 10:그리퍼
11:스토퍼 13:가압구
14:가압구용 인장수단
100:전기자동차 110:플러쉬레일
120:지지수단 200:고가식 전용도로
210:충전차 220:신축수단
300:결합 및 탈거전용 로봇 310:핑거어셈블리
400:직교로봇 410:지지레일
420:Y축로봇 430:X축로봇

Claims (7)

1. 고가식 충전 전용도로를 주행하는 상부 충전차(210)와 인근한 지면 도로에서 달리는 전기차와 상호 충전 케이블을 연결하여 전기차에 전력을 공급하면서 함께 주행하는 충전차(210)의 충전 케이블 끝단 커넥터를 전기자동차(100)의 인렛에 플러그 인 연결하는 결합장치(1)에 있어서;
   충전차(210)의 출발지점과 도착지점에 각각 설치되는 수직다관절로봇타입의 결합 및 탈거전용 로봇(300)과;
   상기 결합 및 탈거전용 로봇(300)에 설치되며, 충전차(210)에서 인출되는 충전케이블(2) 선단에 마련된 커넥터(3)를 클램핑하는 핑거어셈블리(310)와;
   상기 핑거어셈블리(310)와, 커넥터(3) 및 커넥터(3)가 결합되는 전기자동차(100)의 인렛(4) 주변에 설치되어 서로 감응하는 위치센서(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 커넥터(3)에 충전케이블(2)을 감싸고 있는 경질 구성의 지지부(9)를 일체로 형성하며;
   상기 전기자동차(100)의 인렛(4)이 지붕에 위치한 때 지붕에 설치되어 있는 플러쉬레일(110)과 직각으로 설치된 지지수단(120)으로 지지하도록 한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치.
   
3. 고가식 충전 전용도로 상부에서 전력을 공급하면서 주행하는 충전차(210)에서 도로를 주행하는 전기자동차(100)에 전력을 제공하는(받는) 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치(1)에 있어서;
   충전차(210)의 출발지점과 도착지점에 각각 설치되는 수직다관절로봇타입의 결합 및 탈거전용 로봇(300)과;
   전기자동차(100)의 지붕에 설치되는 레일(130)과;
   레일(130)의 한쪽 단에 설치되는 인렛(4)과;
   충전차(210)에서 인출되는 충전케이블(2) 선단에 마련되어 결합 및 탈거전용 로봇(300)의 핑거어셈블리(310)에 파지되는 지지부(9)와 결합되며, 커넥터(3)가 구비된 그리퍼(10)와;
   상기 핑거어셈블리(310)와, 커넥터(3) 및 커넥터(3)가 결합되는 전기자동차(100)의 인렛(4) 주변에 설치되어 서로 감응하는 위치센서(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치.
   
4. 고가식 충전 전용도로 상부에서 전력을 공급하면서 주행하는 충전차(210)에서 도로를 주행하는 전기자동차(100)에 전력을 제공하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치(1)에 있어서;
   충전차(210)의 출발지점과 도착지점에 각각 설치되는 수직다관절로봇타입의 결합 및 탈거전용 로봇(300)과;
   전기자동차(100)의 지붕에 설치되는 레일(130)과;
   레일(130)의 양단에 설치되는 지지돌기(140) 및 인렛(4)과;
   충전차(210)에서 인출되는 충전케이블(2) 선단에 마련되어 결합 및 탈거전용 로봇(300)의 핑거어셈블리(310)에 파지되는 지지부(9)에 회동가능하게 결합된 한 쌍의 가압구(13)의 하측으로 회동되도록 결합되며, 커넥터(3)와 스토퍼(11)가 각각 구비된 그리퍼(10)와;
   상기 핑거어셈블리(310)와, 커넥터(3) 및 커넥터(3)가 결합되는 전기자동차(100)의 인렛(4) 주변에 설치되어 서로 감응하는 위치센서(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치.
   
5. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서;
   상기 그리퍼(10)에는 레일(130)과 접하는 롤러가 설치된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치.
   
6. 청구항 5에 있어서;
   양측 가압구(13) 사이에는 가압구용 인장수단(14)을 마련하여 양측 가압구(13)를 잡아당길 수 있도록 하여 커넥터(3)를 분리할 때 커넥터(3)를 당기는 힘으로 활용할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치.
   
7. 청구항 1, 4, 5 중 어느 한 항에 있어서;
   상기 결합 및 탈거전용 로봇(300)은 직교로봇(400)에 의해 위치 이동되며;
   상기 직교로봇(400)은 바닥에 지지레일(410)을 설치하고, 지지레일(410)에는 하단에 롤러가 설치된 한 쌍의 Y축로봇(420)을 설치하고, 이 Y축로봇(420)의 테이블에 양단이 결합되도록 X축로봇(430)을 설치하며, X축로봇(430)의 테이블에 결합 및 탈거전용 로봇(300)을 결합하도록 구성한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 인렛과 충전차의 충전 커넥터 결합장치.

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