KR20230105968A - 자율 주행 차량 도킹 스테이션 - Google Patents

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KR20230105968A
KR20230105968A KR1020220001642A KR20220001642A KR20230105968A KR 20230105968 A KR20230105968 A KR 20230105968A KR 1020220001642 A KR1020220001642 A KR 1020220001642A KR 20220001642 A KR20220001642 A KR 20220001642A KR 20230105968 A KR20230105968 A KR 20230105968A
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Abstract

본 발명은 저면에 복수의 바퀴가 형성되어 지면에 구름 접촉된 상태로 주행 가능하게 형성되고, 배터리용 충전 단자를 구비하는 주행체, 상기 바퀴의 진입 방향을 안내하는 가이드부를 갖는 도킹 스테이션 및 상기 도킹 스테이션에 형성되고, 상기 가이드부에 의해 정렬된 주행체의 충전 단자에 접촉 가능하게 배치되는 전원 공급 단자를 포함하는, 자율 주행 차량 도킹 스테이션을 제공한다.

Description

자율 주행 차량 도킹 스테이션{DOCKING STATION FOR AUTOMATED GUIDED VEHICLE}
본 발명은 자율 주행 차량 도킹 스테이션에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 표면 실장 공정 중 바퀴 및 충전 단자 정렬을 동시에 수행하여 안정적인 충전이 가능한 자율 주행 차량 도킹 스테이션에 관한 것이다.
표면 실장 기술(Surface Mount Technology; SMT)은, 인쇄 회로 기판(Print Circuit board; PCB) 위에 솔더 페이스트(solder paste)를 인쇄하고, 그 위에 각종 표면 실장 부품(Surface Mount Device; SMD)을 마운터 장비를 이용하여 실장한 후, 리플로우 공정을 거쳐 PCB와 표면 실장 부품의 리드 간을 접합하는 기술이다.
이러한 표면 실장 기술에 의한 표면 실장 작업을 수행하기 위해서는 각 단위 공정을 수행하는 다수의 장치가 구비되어야 하고, 이 다수의 장치는 매우 적절하게 배치되어야 한다.
최근에는 공정의 효율성 극대화 등을 위해 상기 각 단위공정을 수행하는 다수의 장치가 인라인으로 배치된 표면 실장 시스템이 많이 사용되고 있다.
상기 표면 실장 시스템에는 일정한 장소에 적재된 부품이나 기판이 적재된 매거진 등을 다른 장소로 이동시키기 위하여 표면 실장 시스템의 초입측에 로더(loader)가 설치되고 말단측에는 언로더(unloader)가 적용된다. 로더의 경우 부품이나 기판이 적재된 매거진을 공급하기 위한 공급 컨베이어를 구비하고 있으며, 언로더의 경우도 실장이 완료된 기판이 적재된 매거진을 인출하기 위한 인출 컨베이어를 구비하고 있다. 공급 컨베이어에 매거진을 공급하는 작업 및 인출 컨베이어로부터 매거진을 인출하는 작업은 수작업에 의해 이루어지고 있다. 따라서, 작업자가 반드시 상주해야 하는 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 로딩 및 언로딩이 자동으로 수행되도록 자율 주행 차량이 사용되는데, 상기 자율 주행 이송 장치는 정해진 주행 경로를 따라 움직이는 자율 이동 차량으로서, AGV(Automatic Guided Vehicle)라고 불린다.
그런데, 종래의 자율 주행 차량의 경우 배터리 부족 상태에 도달할 때마다 충전 스테이션으로 이동하여 충전을 받아야 하기 때문에, 작업 시간이 지연되는 문제가 있다.
한국등록특허 10-0765847(2007.10.10.공고) 한국공개특허 10-2021-0010140(2021.01.27.공개)
본 발명은 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 표면 실장 공정 중 바퀴 및 충전 단자 정렬을 동시에 수행하여 안정적인 충전이 가능한 자율 주행 차량 도킹 스테이션을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 도킹 스테이션은 저면에 복수의 바퀴가 형성되어 지면에 구름 접촉된 상태로 주행 가능하게 형성되고, 배터리용 충전 단자를 구비하는 주행체, 상기 바퀴의 진입 방향을 안내하는 가이드부를 갖는 도킹 스테이션 및 상기 도킹 스테이션에 형성되고, 상기 가이드부에 의해 정렬된 주행체의 충전 단자에 접촉 가능하게 배치되는 전원 공급 단자를 포함할 수 있다.
상기 도킹 스테이션의 상측에 형성되는 가드 부재를 포함하고, 상기 가드 부재는 표면 실장 라인의 언로더의 하부에 분리 장착 가능하게 형성될 수 있다.
상기 가드 부재와 도킹 스테이션의 상호 인접하여 수직하는 1쌍의 면에 직각으로 면접촉되어 결합되는 결합 브래킷을 포함하고, 상기 결합 브래킷의 수직부에 형성되는 적어도 하나 이상의 결합공은 상하방향의 길이를 갖는 장공으로 형성될 수 있다.
소정 길이로 형성되고, 상기 가드 부재의 상단으로부터 상측으로 출몰되도록 길이 방향을 따라 선형 이동되는 걸림 돌기를 포함할 수 있다.
상기 걸림 돌기는 표면 실장 라인의 언로더로부터 배출되는 매거진 랙이 외부로 이탈되지 않도록 상기 매거진 랙의 하단에 걸림 고정되도록 돌출될 수 있다.
상기 가이드부는 상기 바퀴가 통과하도록 상기 바퀴의 폭에 대응되는 가이드 홈을 구비할 수 있다.
상기 가이드 홈은 상기 바퀴의 진입 경로를 따라 평행하게 형성되는 직선부, 및 상기 직선부로부터 멀어질 수록 상기 바퀴 측으로 폭이 점진적으로 넓어지는 경사부를 포함할 수 있다.
상기 전원 공급 단자를 외부로부터 차단하기 위하여 상기 전원 공급 단자를 덮기 위한 보호 커버를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량 도킹 스테이션은 표면 실장 기술의 로딩 및 언로딩 공정 도중에 주행체가 정지된 상태에서 충전이 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 가이드부가 바퀴의 이동 경로를 안내하여 좌우편차를 최소화함으로써 주행체가 도킹 스테이션의 전원 공급 단자에 정확한 위치로 정렬될 수 있다.
또한, 매거진 랙의 언로딩 도중에 매거진 랙이 의도치 않게 주행체로 이동되지 않도록 고정 돌기가 선택적으로 돌출되도록 제어될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 도킹 스테이션이 표면 실장 기술의 언로딩 공정에 적용된 상태를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 도킹 스테이션에 주행체가 접근하는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 보호 커버가 개방된 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 도 3을 위에서 바라본 평면도이다.
도 5는 도 2의 주행체의 충전 단자가 전원 공급 단자에 접촉한 상태를 나타낸 측면도이다.
도 6은 도 5의 걸림 돌기가 해제된 상태를 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 도킹 스테이션이 표면 실장 기술의 언로딩 공정에 적용된 상태를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 도킹 스테이션에 주행체가 접근하는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 보호 커버가 개방된 상태를 나타낸 것이고, 도 4는 도 3을 위에서 바라본 평면도이고, 도 5는 도 2의 주행체의 충전 단자가 전원 공급 단자에 접촉한 상태를 나타낸 측면도이며, 도 6은 도 5의 걸림 돌기가 해제된 상태를 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 도킹 스테이션은 주행체(10) 및 도킹 스테이션(100)을 포함할 수 있다.
주행체(10)는 그 저면에 복수의 바퀴(11)가 형성되어 지면에 구름 접촉된 상태로 주행 가능하게 형성되고, 기판에 칩(chip)을 실장하는 표면 실장 기술(SMT, Surface Mount Technology) 공정 라인에 적용되어 자율 주행 가능하도록 구비되는 것으로서, 상기 SMT 공정 라인에 매거진 랙(magazine rack)을 로더(loader)로 공급(loading)하거나 언로더(unloader)로부터 회수(unloading)하기 위한 장치일 수 있다.
이때, 주행체(10)는 공급하기 위한 주행체 및 회수하기 위한 주행체로 2개 구비될 수 있지만, 상기 SMT 공정 라인의 길이 또는 주행 거리의 증가에 따라 3개 이상의 주행체도 적용 가능함은 물론이다.
일 예로서, 어느 하나의 주행체(10)가 매거진(미도시)이 적재된 매거진 랙(2)을 상기 SMT 공정 라인의 로더(도면 상 일측단)로 공급할 때, 다른 하나의 주행체(10)는 상기 표면 실장 라인의 언로더(도면 상 타측단)에서 실장이 완료된 기판이 적재된 상기 매거진을 수거할 수 있다.
즉, 적어도 2개 이상의 주행체(10)의 이동 과정을 볼 때, 가상의 순환트랙 상에서 어느 하나의 주행체와 다른 하나의 주행체가 유기적으로 이동하면서 서로 다른 위치에서 각자의 역할을 담당하므로써 매거진 공급 및 회수작업을 효율적으로 수행할 수 있다.
다시 말해, 주행체(10)는 상기 SMT 공정 라인의 해당 위치로 이동하여 매거진 랙(2)을 공급하거나 회수하기 위한 주행 수단으로, 자율 주행 기능이 탑재되어 자율적으로 로더 및 언로더 사이의 경로를 따라 이동하거나 정지할 수 있다.
주행체(10)의 일측은 개구되어 있어서 이를 통해 매거진 랙(2)이 수납되거나 인출될 수 있다.
매거진 랙(2)은 높이 방향을 따라 복수의 매거진이 거치되도록 복수의 수용 돌기(2a)을 구비할 수 있다.
매거진 랙(2)은 복수의 매거진이 개별적으로 높이 방향을 따라 적재되도록 상호 마주보는 내측으로 돌출되는 복수의 수용 돌기(2a)를 구비함으로써 각각의 매거진이 수용 돌기(2a) 상에 안착되어 인입 또는 인출되도록 한다.
도킹 스테이션(100)은 바닥과 평행하게 형성되는 이너 플레이트(110a) 및 이너 플레이트(110a)의 양측에 한 쌍의 아우터 플레이트(110b)를 포함할 수 있다. 이때, 이너 플레이트(110a)와 인접하는 각각의 아우터 플레이트(110b)는 소정 거리 이격됨으로써 가이드 홈(110c)이 마련될 수 있다.
가이드 홈(110c)은 바퀴(11)가 통과하도록 바퀴(11)의 폭에 대응되는 간극을 갖되, 바퀴(11)의 진입 경로를 따라 평행하게 형성되는 직선부(111) 및 직선부(111)로부터 바퀴 측으로 갈수록 폭이 점진적으로 넓어지는 경사부(112)를 포함할 수 있다.
즉, 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이 바퀴(11)가 도킹 스테이션(100) 측으로 근접하는 과정에서 우선적으로 경사부(112)에 접촉되어 바퀴(11)의 진행 경로가 안내되고, 이후에는 직선부(111)로 진입하도록 안내될 수 있다.
도킹 스테이션(100)의 상측에는 가드 부재(130)가 형성될 수 있다.
가드 부재(130)는 상기 표면 실장 라인의 언로더의 하부에 분리 장착 가능하게 형성될 수 있다.
가드 부재(130)와 도킹 스테이션(100)의 상호 인접하여 수직하는 1쌍의 면에 직각으로 면접촉되어 결합되는 결합 브래킷(131)을 포함할 수 있다.
결합 브래킷(131)의 두께를 관통하도록 형성되는 적어도 하나 이상의 결합공(131a)은 높이 방향의 길이를 갖는 장공으로 형성될 수 있다. 이와 같이 장공 형태의 결합공(131a)에 별도의 결합 부재(미도시)를 이용하여 체결함으로써 언로더의 높이에 대응되도록 가드 부재(130)의 설치 높이를 조절할 수 있게 된다. 상기 결합 부재는 볼트 또는 피스 등 다양한 수단이 적용될 수 있음은 물론이다.
가드 부재(130)의 전면부(130a)에는 상단으로부터 상측으로 출몰 가능하도록 소정 길이를 갖는 걸림 돌기(140)가 구비될 수 있다.
여기서, 가드 부재(130)의 전면부(130a)에 중공의 안내관(141)이 형성되고, 걸림 돌기(140)가 안내관(141)의 중공을 따라 슬라이딩 가능하도록 형성될 수 있다.
걸림 돌기(140)는 표면 실장 라인의 언로더로부터 배출되는 매거진 랙(2)이 외부로 이탈되지 않도록 매거진 랙(2)의 하단에 걸림 고정되도록 돌출될 수 있다.
즉, 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이 언로딩 공정 중에 주행체(10)의 충전 단자(10a)가 전원 공급 단자(121)에 접촉된 상태로 충전이 진행되는 과정에서 매거진 랙(2)이 의도치 않게 주행체 측으로 이동하지 않도록 매거진 랙(2)의 하단이 걸림 고정되도록 돌출될 수 있다.
아울러, 전원 공급 단자(121)를 외부로부터 차단하기 위하여 전원 공급 단자(121)를 덮기 위한 보호 커버(122)가 형성될 수 있다.
다시, 도 2 및 도 3을 참조하면, 보호 커버(122)는 도킹 스테이션(100)의 전면부(120)에 높이 방향을 따라 형성되는 슬라이드 레일(122a)에 결합되고, 슬라이드 레일(122a)을 따라 높이 방향으로 왕복 운동 가능하도록 형성될 수 있다. 즉, 주행체(10)가 가이드부(110)에 근접하지 않은 상태에서는 보호 커버(122)가 전원 공급 단자(121)를 덮도록 슬라이드된 상태로 유지될 수 있고, 주행체(10)가 가이드부(110)에 근접하는 상태에서는 보호 커버(122)가 전원 공급 단자(121)가 외부로 노출되도록 상측 또는 하측으로 슬라이드됨으로써 전원 공급 단자(121)가 외부로 노출되도록 한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량 도킹 스테이션은 표면 실장 기술의 로딩 및 언로딩 공정 도중에 주행체가 정지된 상태에서 충전이 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 가이드부가 바퀴의 이동 경로를 안내하여 좌우편차를 최소화함으로써 주행체가 도킹 스테이션의 전원 공급 단자에 정확한 위치로 정렬될 수 있다.
또한, 매거진 랙의 언로딩 도중에 매거진 랙이 의도치 않게 주행체로 이동되지 않도록 고정 돌기가 선택적으로 돌출되도록 제어될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 도킹 스테이션을 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 실시가 가능하다.
10: 주행체
10a: 충전 단자
11: 바퀴
100: 도킹 스테이션
110: 가이드부
110a: 이너 플레이트
110b: 아우터 플레이트
110c: 가이드 홈
111: 직선부
112: 경사부
121: 전원 공급 단자
122: 보호 커버
130: 가드 부재

Claims (8)

  1. 저면에 복수의 바퀴가 형성되어 지면에 구름 접촉된 상태로 주행 가능하게 형성되고, 배터리용 충전 단자를 구비하는 주행체;
    상기 바퀴의 진입 방향을 안내하는 가이드부를 갖는 도킹 스테이션; 및
    상기 도킹 스테이션에 형성되고, 상기 가이드부에 의해 정렬된 주행체의 충전 단자에 접촉 가능하게 배치되는 전원 공급 단자를 포함하는, 자율 주행 차량 도킹 스테이션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도킹 스테이션의 상측에 형성되는 가드 부재를 포함하고,
    상기 가드 부재는 표면 실장 라인의 언로더의 하부에 분리 장착 가능하게 형성되는, 자율 주행 차량 도킹 스테이션.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가드 부재와 도킹 스테이션의 상호 인접하여 수직하는 1쌍의 면에 직각으로 면접촉되어 결합되는 결합 브래킷을 포함하고, 상기 결합 브래킷의 수직부에 형성되는 적어도 하나 이상의 결합공은 상하방향의 길이를 갖는 장공으로 형성되는, 자율 주행 차량 도킹 스테이션.
  4. 제3항에 있어서,
    소정 길이로 형성되고, 상기 가드 부재의 상단으로부터 상측으로 출몰되도록 길이 방향을 따라 선형 이동되는 걸림 돌기를 포함하는, 자율 주행 차량 도킹 스테이션.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 걸림 돌기는 표면 실장 라인의 언로더로부터 배출되는 매거진 랙이 외부로 이탈되지 않도록 상기 매거진 랙의 하단에 걸림 고정되도록 돌출되는, 자율 주행 차량 도킹 스테이션.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 바퀴가 통과하도록 상기 바퀴의 폭에 대응되는 가이드 홈을 구비하는, 자율 주행 차량 도킹 스테이션.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가이드 홈은 상기 바퀴의 진입 경로를 따라 평행하게 형성되는 직선부; 및
    상기 직선부로부터 멀어질 수록 상기 바퀴 측으로 폭이 점진적으로 넓어지는 경사부를 포함하는, 자율 주행 차량 도킹 스테이션.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급 단자를 외부로부터 차단하기 위하여 상기 전원 공급 단자를 덮기 위한 보호 커버를 포함하는, 자율 주행 차량 도킹 스테이션.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100765847B1 (ko) 2006-12-26 2007-10-10 (주)다사로봇 캐스터가이드가 구비된 충전스테이션
KR20150109977A (ko) * 2014-03-21 2015-10-02 주식회사 엔티리서치 측면 충전수단을 구비하는 자율주행 이동로봇과 이를 위한 충전스테이션 및 이를 포함하는 충전시스템
KR20190046212A (ko) * 2017-10-25 2019-05-07 씨제이대한통운 (주) 적치 로봇을 이용한 물류 이송 시스템
KR20210010140A (ko) 2019-07-19 2021-01-27 홍성진 무인 주행 작업차의 충전용 도킹 충전기

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