KR20230170012A - 전자 장치용 도킹 조립체 - Google Patents

Abstract

전자 장치, 특히 로봇의 배터리를 충전하는 도킹 조립체(1000)를 제공하며, 이 도킹 조립체(100)는 제1 도킹 요소(1) 및 제2 도킹 요소(2)를 포함한다. 제1 도킹 요소(1)가 제2 도킹 요소(2)에 도킹되는 경우, 제1 도킹 요소(1)의 오목 리세스가 그 오목 리세스의 중앙 축선(100)의 방향으로 제2 도킹 요소(2)의 볼록 돌출부에 포지티브 피팅된다.

Description

전자 장치용 도킹 조립체

본 발명은 제1 양태에서는 전자 장치, 특히 로봇의 배터리를 충전하기 위한 도킹 조립체에 관한 것이다. 도킹 조립체는 제1 도킹 요소와 제2 도킹 요소를 포함한다. 제2 양태는 유리하게는 탄성 요소를 포함하는 제1 도킹 요소에 관한 것이다. 제3 양태는 제2 도킹 요소에 관한 것이다. 본 발명의 제4 양태는 탄성 요소에 관한 것이다. 제5 양태는 전자 장치, 특히 로봇의 배터리를 충전하기 위해 제1 도킹 요소를 제2 도킹 요소에 도킹하는 방법에 관한 것이다.

전자 장치, 특히 로봇에는 유리하게는 전원으로서 배터리가 구비된다. 따라서, 전자 장치 또는 로봇에는 배터리를 재충전하기 위해 정지형 도킹 포트에 도킹될 도킹 소켓이 구비된다.

배터리가 구비된 보행 로봇(legged robot)은 배터리를 재충전하도록 도킹 포트까지 스스로 걸어갈 수 있다.

그러한 보행 로봇은 거친 지형에서 매우 자주 사용되고 있다. 따라서, 도킹 소켓은 로봇의 배터리의 재충전이 필요할 때에 먼지 또는 물로 오염되어 있을 수 있다. 그러한 오염은 도킹 소켓과 도킹 포트 간의 전기적 접속을 차단할 수 있기 때문에 재충전에 문제를 야기할 수 있다.

도킹 소켓과 도킹 포트를 포함하는 그러한 도킹 조립체와 관련하여 해결되어야 할 수 많은 문제가 존재한다.

따라서, 본 발명에 의해 해결하고자 하는 과제는 도킹 소켓과 도킹 포트를 포함하는 강건한 도킹 조립체를 제공하는 것이다.

그 과제는 본 발명의 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 양태에 관한 독립 청구항들의 주제에 의해 해결된다.

달리 언급하지 않는다면, 이하의 정의가 본 명세서에 적용될 것이다.

본 발명의 맥락에서 사용되는 단수 표현들은, 본 명세서에서 달리 지시하지 않거나 문맥상 명확히 부정되지 않는다면, 단수와 복수를 모두 커버하는 것으로 해석되어야 할 것이다. 또한, "포함하는(including)", "포함하는(containing)" 및 "포함하는(comprising)"이라는 용어는 본 명세서에서는 이들 용어의 개방적이고 비제한적인 의미로서 사용된다. "포함하는(containing)"이라는 용어는 "포함하는(comprising)" 및 "이루어지는(consisting of)" 양자 모두를 포함한다.

본 발명의 제1 양태는 전자 장치의 배터리를 충전하기 위한 도킹 조립체에 관한 것이다.

전자 장치는, 특히 로봇, 보행 로봇 또는 자율 보행 로봇이다.

도킹 조립체는 제1 도킹 요소와 제2 도킹 요소를 포함한다.

제1 도킹 요소가 제2 도킹 요소에 도킹된다면,

- 제1 도킹 요소의 오목 리세스가 그 오목 리세스의 중앙 축선의 방향으로 제2 도킹 요소의 볼록 돌출부에 포지티브 피팅(positive fitting)되며,

- 오목 리세스의 오목면에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부가 볼록 돌출부의 볼록면에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부에 전기적으로 접속되며,

- 제1 도킹 요소의 제2 표면이 오목 리세스를 둘러싸는 림(rim)에 의해 오목면으로부터 분리되어 있고, 중앙 축선의 방향으로 제2 도킹 요소의 제2 표면에 포지티브 피팅되며,

- 제1 도킹 요소의 제2 표면에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부가 제2 도킹 요소의 제2 표면에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부에 전기적으로 접속된다.

본 발명의 유리한 실시예에서, 제1 도킹 요소는 전원을 포함하는 도킹 포트이고 제2 도킹 요소는 도킹 포트에 도킹될 때에 배터리를 충전하도록 전자 장치에 일체로 형성된 도킹 소켓이며, 그 반대의 경우도 가능하다. 그 반대의 경우도 가능하다(vice versa)라 함은, 다른 실시예에서는 또한 제2 도킹 요소가 도킹 포트로 될 수 있고 제1 요소가 전자 장치에 일체로 형성된 도킹 소켓일 수 있음을 의미한다.

유리한 실시예에서, 도킹 포트는 전원을 포함하며 도킹 포트에 도킹 소켓이 도킹될 때에 전자 장치의 배터리를 충전하도록 구성된다.

특히, 도킹 포트는 지상에 배치된 독립된 모듈로서 구성된다.

특히, 도킹 소켓은 보행 로봇의 몸통의 저부에 일체로 될 수 있다.

유리하게는, 재충전이 필요한 경우 보행 로봇이 도킹 포트를 향해 걸어갈 수 있다. 보행 로봇은, 도킹 포트에 도킹 소켓을 도킹하는 방법에 따라 도킹 포트 위에서 도킹 소켓을 검출하고 도킹 포트에 대한 그 자신을 위치 설정하기 위한 포즈를 추정하여, 도킹 소켓이 도킹 포트 바로 위에 위치하여 볼록 돌출부의 중앙 축선이 오목 리세스의 중앙 축선과 일치하게 정렬되도록 할 수 있다. 다음 단계에서, 보행 로봇은 도킹 포트를 향해 볼록 돌출부의 중앙 축선의 방향으로 몸통을 하강시켜, 도킹 소켓이 도킹 포트에 도킹되도록 할 수 있다.

특히, 여기서 "볼록"이란 용어는 도킹 소켓 바디로부터 돌출하는 모든 가능한 형상을 지칭한다. 특히, 그러한 제1 볼록면은 도킹 소켓으로부터 돌출하는 반구형 또는 원추의 표면일 수 있다.

특히, 여기서 "오목"이란 용어는 도킹 포트 내로의 리세스 또는 함몰부를 형성하는 모든 가능한 형상을 지칭한다. 도킹 포트의 그러한 제1 오목면은 반구형 표면을 가질 수 있다. 유리하게는, 제1 오목면은 원추형 표면이다.

특히, 여기서 "림"이란 용어는 제1 도킹 요소로부터 돌출하는 벽을 지칭하는 것으로, 벽의 내측에서 오목면의 적어도 하나의 전기 접점부와 벽의 외측에서 제1 도킹 요소의 제2 표면의 적어도 하나의 전기 접점부를 형성한다.

특히, 림의 표면은 외측에서 절두 원추형 형상 및/또는 내측에서 반구 형상을 갖는다.

특히, 림의 내벽에 오목면의 적어도 하나의 전기 접점부의 배치와 림의 외벽에 제1 도킹 요소의 제1 표면의 적어도 하나의 전기 접점부의 배치는, 제2 도킹 요소에 대한 2개의 상이한 접속을 제공할 수 있는 동시에, 전극들이 매우 콤팩트한 방식으로 배치된다는 점에서 공간 절약을 가능하게 한다.

본 발명의 다른 유리한 실시예에서, 볼록면의 적어도 하나의 전기 접점부와 제2 도킹 요소의 제2 표면의 적어도 하나의 전기 접점부는, 제2 도킹 요소가 제1 도킹 요소에 도킹되지 않은 경우에 전기 접점부들이 서로 대면하고, 제1 도킹 요소에 도킹된 경우에는 전기 접점부들이 림의 내측에서는 오목면에 대면하고 림의 외측에서는 제1 도킹 요소의 제2 표면에 대면하도록 하는 식으로 제2 도킹 요소에 배치된다. 이러한 배치는 공간을 절약하며, 따라서 로봇 또는 전자 장치 내에 제2 도킹 요소가 통합되는 경우에 매우 유리하다.

게다가, 볼록면에 포지티브 피팅되는 오목면의 유리한 배치는, 제1 및/또는 제2 도킹 요소 상에 놓여 있는 오염물 또는 잔류물이 존재할 수 있더라도 안정적인 접속을 가능하게 한다. 유리하게는, 서로 연결될 오목면 또는 볼록면에 하나보다 많은 전기 접점부가 통합된다. 전기 접점부 중 하나가 오염되더라도, 나머지 전기 접점부가 여전히 서로 연결되어 안정적인 접속을 제공할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 제2 도킹 요소가 중앙 축선에 대해 각도 α로 제1 도킹 요소에 도킹되는 경우 그러한 오정렬을 보상하도록 제1 도킹 요소는 피벗 포인트를 중심으로 오목 리세스를 선회시키도록 된 기하 형상을 갖는 탄성 요소를 포함한다. 특히, 유리한 각도 α는 20° ≥ α ≥ -20°이다.

특히, 따라서, 탄성 요소는 제1 및 제2 도킹 요소를 서로에 도킹시키는 과정 중에 제1 및 제2 도킹 요소의 자가 센터링을 가능하게 한다.

따라서, 도킹 조립체는 예를 들면 자율 로봇이 도킹 소켓으로 도킹 포트에 도킹하려고 하는 과정 중에 정렬 문제의 측면에서 매우 강건하다. 특히, 자율 로봇이 그 몸통의 저부에 카메라를 갖지 않는 경우, 도킹 포트를 정확하게 인식하지 못할 수 있다. 도킹 포트가 제1 도킹 요소에 대응하고 탄성 요소를 포함하는 경우, 도킹 포트는 도킹 각도가 중앙 축선으로 방향으로 매우 정확하지 않더라도 도킹 소켓을 수용하기에 매우 강건하다.

게다가, 제1 도킹 요소, 예를 들면 도킹 소켓의 볼록면과 제2 도킹 요소, 예를 들면 포트 소켓 간에 측방향 변위가 존재하는 경우에도, 탄성 요소의 선회 또는 피벗은 도킹 방향의 오정렬의 경우에도 제1 요소가 제2 도킹 요소에 여전히 도킹될 수 있게 한다.

본 발명의 다른 유리한 실시예에서,

- 오목면의 적어도 하나의 전기 접점부와 볼록면의 전기 접점부는 전력 전기 접점이거나, 및/또는

- 제1 도킹 요소의 제2 표면의 적어도 하나의 전기 접점부와 제2 도킹 요소의 제2 표면의 적어도 하나의 전기 접점부는 접지 접점이거나, 및/또는

- 오목면의 최하 영역에 일체로 형성된 제1 중앙 전기 접점부는 볼록면의 최상 영역에 일체로 형성된 제2 중앙 전기 접점부에 접속 가능하며, 제1 및 제2 중앙 전기 접점부는 제1 및 제2 도킹 요소 간의 접촉을 검출하도록 된 신호 접점이다.

본 발명의 유리한 실시예에서, 오목면의 적어도 하나의 전기 접점부와 볼록면의 전기 접점부는 +60V > 전력 접속 > +40V의 전력 접속, 특히 +48V의 전력 접속을 갖는다.

본 발명의 다른 유리한 실시예에서, 제1 중앙 전기 접점부와 제2 중앙 전기 접점부는 +20V > 중앙 접점부의 전력 접속 > +10V의 전력 접속, 특히 +12V의 전력 접속을 갖는다.

본 발명의 유리한 실시예에서, 제1 도킹 요소가 제2 도킹 요소에 도킹되면 제1 중앙 전기 접점부와 제2 중앙 전기 접점부는 접촉하며, 도킹이 검출되며, 오목면 및 볼록면의 적어도 하나의 전기 접점부에 대한 전력 공급이 활성화된다. 특히, 활성화는, 제1 및 제2 도킹 요소가 오정렬되어 있지만 전력 공급이 여전히 활성화된 경우에 발생할 수 있는 전기 단락을 방지하도록 시간 지연을 갖고 이루어진다.

유리한 실시예에서, 오목면의 적어도 하나의 전기 접점부와 볼록면의 전기 접점부가 접촉하는 경우, 그리고 제1 도킹 요소의 제2 표면의 적어도 하나의 전기 접점부와 제2 도킹 요소의 제2 표면의 적어도 하나의 전기 접점부가 접촉하는 경우, 제1 중앙 전극과 제2 중앙 전극만이 접촉한다.

본 발명의 제2 양태는 본 발명의 제1 양태에 따른 도킹 조립체를 위한 제1 도킹 요소에 관한 것이다.

유리하게는, 제1 도킹 요소는 전자 장치 또는 로봇을 위한 도킹 포트이다. 따라서, 제1 도킹 요소는 전자 장치 또는 로봇의 배터리를 충전하도록 전력을 제공하기 위해 전원을 포함한다.

본 발명의 다른 유리한 실시예에서, 제1 도킹 요소는 오목면에 일체로 형성된 하나의 전기 접점부를 포함하며, 이 전기 접점부는, 제1 도킹 요소가 제2 도킹 요소에 도킹되는 경우, 볼록면의 전기 접점부들 중 적어도 2개, 특히 적어도 4개의 전기 접점부에 전기적으로 접속되도록 구성된다. 특히, 오목면의 전기 접점부는 볼록면의 모든 전기 접점부에 전기적으로 접속되도록 구성된다.

특히, 오목면의 적어도 하나의 전기 접점부는 접점 링을 형성하도록 오목면의 소정 영역에 걸쳐 연장한다.

특히, 오목면의 적어도 하나의 전기 접점부는, 특히 절두 원추형 형상을 갖는 링형 전극을 형성하도록 오목면의 소정 영역에 걸쳐 연장한다.

더 구체적으로, 제1 도킹 요소의 제2 표면의 전기 접점부는 링 형상 또는 링형 형상을 가지며, 특히 절두 원추형 표면의 기하 형상을 갖는다.

제2 양태의 다른 유리한 실시예에서, 제1 도킹 요소의 제2 표면의 적어도 하나의 전기 접점부는 림을 둘러싼다. 특히, 제1 도킹 요소가 제2 도킹 요소에 도킹되는 경우, 제1 도킹 요소의 제2 표면의 전기 접점부는 제2 도킹 요소의 제2 표면의 적어도 하나 전기 접점부 중 적어도 2개, 특히 적어도 4개, 보다 특히 그 전기 접점부 각각에 전기적으로 접속되도록 구성된다.

다른 유리한 실시예에서, 오목면의 적어도 하나의 전기 접점부는 오목면을 둘러싸는 원형 림의 내면에 배치되며, 제2 표면의 적어도 하나의 전기 접점부는 원형 림의 외면에 배치된다. 림은 오목면의 적어도 하나의 전기 접점부를 제2 표면의 적어도 하나의 전기 접점부로부터 격리시킨다.

제2 양태의 다른 유리한 실시예에서, 제1 도킹 요소는 오목 리세스를 피벗 포인트를 중심으로 선회시키도록 된 기하 형상을 갖는 탄성 요소를 포함한다.

특히, 탄성 요소의 피벗 포인트는, 제2 도킹 요소가 제1 도킹 요소에 도킹되는 경우, 제1 도킹 요소의 외측에서 제2 도킹 요소를 향한 쪽에서 중앙 축선 상에 배치된다.

특히, 탄성 요소의 피벗 포인트는 오목면을 넘어선 쪽에서 중앙 축선 상에 배치된다.

이러한 피벗 포인트의 배치로 인해, 오목 리세스 또는 오목면의 중심점은 선회 중에 측방향으로 변위되는 것이 아니라, 고정된 위치에 본질적으로 유지된다.

본 발명의 다른 유리한 실시예에서, 제1 도킹 요소는 오목면의 최하 지점에 일체로 형성된 제1 중앙 전기 접점부를 포함한다.

특히, 제1 중앙 전기 접점부는 제2 도킹 요소의 제2 전기 접점부에 접속하도록 구성된다.

유리하게는, 제1 및 제2 중앙 접점부는 제1 및 제2 도킹 요소 간의 도킹 상태를 확인하도록 신호 전기 전극이다. 특히, 그 중앙 전기 접점부들은 단지 제1 및 제2 도킹 요소가 연결된 후에 접속된다.

본 발명의 제3 양태는 본 발명의 제1 양태에 따른 도킹 조립체를 위한 제2 도킹 요소에 관한 것이다.

제2 도킹 요소는, 전자 장치 또는 로봇에 통합되어 그 전자 장치 또는 로봇의 배터리를 재충전하도록 도킹 포트에 도킹되도록 구성된다.

제3 양태의 유리한 실시예에서, 제2 도킹 요소는 제2 도킹 요소의 볼록면에 일체로 형성된 4개의 전기 접점부 및/또는 제2 도킹 요소의 제2 표면에 일체로 형성된 4개의 전기 접점부를 포함한다.

제3 양태의 다른 유리한 실시예에서, 제2 도킹 요소는 볼록면의 최상 지점에 일체로 형성된 제2 중앙 전기 접점부를 포함한다. 특히, 제2 중앙 전기 접점부는 제1 도킹 요소의 제1 중앙 전기 접점부에 접속하도록 구성된다.

제4 양태는, 특히 본 발명의 제1 양태에 따른 도킹 조립체 또는 제2 양태에 따른 제1 도킹 요소를 위한 탄성 요소에 관한 것이다.

탄성 요소는 적어도 3개의 튜브 세그먼트를 포함한다. 각 튜브 세그먼트는 링형 구조를 형성하도록 브리지에 의해 2개의 다른 튜브 세그먼트에 연결된다.

각 튜브 세그먼트는 중앙 축선을 갖는다. 튜브 세그먼트들의 중앙 축선들은 모두 링형 구조 외측의 소정 지점에서 링형 구조의 축선과 교차한다.

제4 양태에 따른 본 발명의 유리한 실시예는 4개의 튜브 세그먼트를 구비한다.

특히, 탄성 요소는 폴리우레탄 재료로 이루어진다.

본 발명의 제5 양태는 전자 장치, 특히 로봇의 배터리를 충전하기 위해 제1 도킹 요소를 제2 도킹 요소에 도킹하는 방법에 관한 것이다.

제1 도킹 요소가 도킹 포트이고 제2 도킹 요소가 전자 장치에 일체로 형성된 도킹 소켓이거나, 그 반대의 경우도 가능하다. 그 반대의 경우도 가능하다(vice versa)라 함은, 다른 실시예에서는 또한 제2 도킹 요소가 도킹 포트로 될 수 있고 제1 요소가 전자 장치에 일체로 형성된 도킹 소켓일 수 있음을 의미한다.

그 방법은,

- 전자 장치의 카메라로 도킹 포트를 검출하는 단계;

- 전자 장치가 도킹 소켓으로 도킹 포트에 도킹하도록 전자 장치를 위치 설정하기 위한 포즈를 추정하는 단계; 및

- 도킹 소켓으로 도킹 포트에 도킹하기 위한 자세를 취하도록 전자 장치를 제어하는 단계를 포함한다.

유리하게는, 전자 장치는 자율 로봇이다. 그러한 자율 로봇은 카메라를 포함하며, 이 카메라는 도킹 포트가 카메라의 카메라 커버 영역 내에 위치하는 경우 도킹 포트를 검출하도록 구성된다.

카메라가 도킹 포트를 검출하는 경우, 로봇의 논리 유닛이 도킹 소켓을 도킹 포트에 도킹시키기 위해 로봇이 취해야 할 포즈를 추정한다. 그러면, 자율 로봇은 도킹 포트에 도킹 소켓을 도킹시키기 위해 포즈를 취할 수 있다.

포즈가 매우 정확하게 취해지지 않더라도, 도킹 소켓의 오정렬을 보상하는 탄성 요소를 도킹 포트가 포함하고 있다면 로봇은 도킹 소켓으로 도킹 포트에 도킹할 수 있다.

다른 유리한 실시예들은 이하의 상세한 설명 및 종속 청구항에 기재되어 있다.

이하의 상세한 설명으로부터 본 발명은 더 잘 이해할 수 있을 것이며, 전술한 것 이외의 과제가 명백해질 것이다. 그러한 설명은 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 본 발명의 제1 양태의 유리한 실시예에 따른 도킹 조립체의 개략적 단면도를 도시하며,
도 2는 본 발명의 제2 양태의 유리한 실시예에 따른 제1 도킹 요소의 개략적 사시도를 도시하며,
도 3은 본 발명의 제3 양태의 유리한 실시예에 따른 제2 도킹 요소의 개략적 사시도를 도시하며,
도 4는 본 발명의 제4 양태의 유리한 실시예에 따른 탄성 요소의 개략적 사시도를 도시한다.

도 1은 도킹 조립체(1000)의 유리한 실시예의 단면도를 도시한다. 도킹 조립체(1000)는 제1 도킹 요소(1)와 제2 도킹 요소(2)를 포함한다.

제1 도킹 요소(1)의 중앙 축선(100)의 방향으로의 오목 리세스는 그 중앙 축선(100)의 방향으로 제2 도킹 요소(2)의 볼록 돌출부 내에 포지티브 피팅된다.

적어도 하나의 전기 접점부(101)가 오목 리세스의 오목면(11)에 일체로 형성되어, 볼록 돌출부의 볼록면(21)에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부(201)에 전기적으로 접속된다.

제1 도킹 요소(1)의 제2 표면(12)은 오목 리세스를 둘러싸는 림(110)에 의해 오목면(11)으로부터 분리된다. 추가로, 제2 표면(12)은 중앙 축선(100)의 방향으로 제2 도킹 요소(2)의 제2 표면(22)에 포지티브 피팅되도록 구성된다.

제1 도킹 요소(1)의 제2 표면(12)에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부(102)가 제2 도킹 요소(2)의 제2 표면(22)에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부(202)에 전기적으로 접속된다.

도 1의 도킹 조립체(1000)의 유리한 실시예에서, 제1 도킹 요소(1)는 도킹 포트이고 제2 도킹 요소(2)는 도킹 소켓이다.

도킹 포트는 유리하게는 전원을 포함하며, 도킹 포트에 도킹 소켓이 도킹될 때에 전자 장치 또는 로봇의 배터리를 충전하도록 구성된다.

도킹 소켓은 유리하게는 도킹 소켓이 도킹 포트에 도킹될 때에 배터리를 충전하도록 전자 장치에 일체로 형성되도록 구성된다.

더욱 유리하게는, 제1 도킹 요소(1)는, 제2 도킹 요소(2)가 중앙 축선(100)에 대해 각도 α로 제1 도킹 요소에 도킹되는 경우, 제2 도킹 요소(2)의 오정렬을 보상하도록 피벗 포인트를 중심으로 오목 리세스를 선회시키도록 구성된 기하 형상을 갖는 탄성 요소(3)를 포함한다. 유리하게는, 각도 α는 20° ≥ α ≥ -20°이다.

유리하게는, 탄성 요소(3)의 피벗 포인트는, 제2 도킹 요소(2)가 제1 도킹 요소(1)에 도킹되는 경우, 제1 도킹 요소(1)의 외측에서 제2 도킹 요소(2)를 향한 쪽에서 중앙 축선(100) 상에 배치된다.

유리하게는, 탄성 요소(3)의 피벗 포인트는 오목면(11)을 넘어선 쪽에서 중앙 축선(100) 상에 배치된다.

도 1의 도킹 조립체(1000)의 다른 유리한 실시예에서, 오목면(11)의 적어도 하나의 전기 접점부(101)와 볼록면(22)의 적어도 하나의 전기 접점부(201)는 전력 전기 접점이다. 특히, 이들 접점은 고전압 전력, 특히 +40V 이상의 전력, 특히 +48V의 전력을 제공한다.

도 1의 도킹 조립체(1000)의 다른 유리한 실시예에서, 제1 도킹 요소(1)의 제2 표면(12)의 적어도 하나의 전기 접점부(102)와 제2 도킹 요소(2)의 제2 표면(22)의 적어도 하나의 전기 접점부(202)는 접지 접점이다.

도 1의 도킹 조립체(1000)의 다른 유리한 실시예에서, 제1 도킹 요소(1)는 오목면(11)의 최하 영역에 일체로 형성된 제1 중앙 전기 접점부(103)를 포함한다. 제1 중앙 전기 접점부(103)는 볼록면(21)의 최상 영역에 일체로 형성된 제2 중앙 전기 접점부(203)에 접속 가능하다.

제1 및 제2 중앙 전기 접점부(103, 203)는 제2 도킹 요소(2)가 제1 도킹 요소(1)에 도킹되었는지의 여부를 검출하도록 구성된다. 제1 중앙 전기 접점부(103)가 제2 중앙 전기 접점부(203)에 접속되면, 제1 도킹 요소(1)가 제2 도킹 요소(2)에 도킹된 것이고, 충전이 시작된다. 제1 도킹 요소가 제2 도킹 요소에 도킹되면, 그러고 난 다음에야 전기 장치의 배터리를 충전하도록 전력이 오목면(11)의 적어도 하나의 전기 접점부(101) 및 볼록면(21)의 적어도 하나의 전기 접점부(201)에 인가된다.

본 발명의 유리한 실시예에서, 제2 도킹 요소(2)에 제1 도킹 요소(1)의 도킹은, 본 발명의 제5 양태에 따른 전기 장치의 배터리를 충전하는 방법에 의해 이루어진다.

도 2는 제1 도킹 요소(1)의 실시예의 사시도를 도시한다. 제1 도킹 요소(1)는 오목면(11)에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부(101)를 포함하며, 이들 전기 접점부(101)는 제1 도킹 요소(1)가 제2 도킹 요소(2)에 도킹되는 경우 볼록면(21)에 일체로 형성된 전기 접점부(201)들 중 적어도 2개에 전기적으로 접속된다. 특히, 도 1에 도시한 도킹 조립체의 실시예의 경우, 오목면(11)의 적어도 하나의 전기 접점부(102)가 볼록면(21)의 4개의 전기 접점부(201)와 전기적으로 접속한다.

특히, 오목면(11)의 적어도 하나의 전기 접점부(101)의 유리한 실시예는 도 2에 도시한 바와 같이 링형 전극을 형성하도록 오목면(11)의 소정 영역에 걸쳐 연장한다. 특히, 링형 전극은 절두 원추형 표면을 갖는 기하 형상을 가질 수 있다.

제1 도킹 요소(1)의 다른 유리한 실시예에서, 제2 표면(12)의 적어도 하나의 전기 접점부(102)는 림(110)을 둘러싸는 한편, 제1 도킹 요소(1)가 제2 도킹 요소(2)에 도킹되는 경우, 제2 도킹 요소(2)의 제2 표면(21)에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부(202) 각각에 전기적으로 접속되도록 되어 있다.

특히, 제2 표면(12)의 전기 접점부(102)는 링 형상 또는 링형 형상을 가지며, 특히 절두 원추형 표면의 기하 형상을 갖는다.

제1 도킹 요소(1)의 다른 유리한 실시예에서, 도킹 요소(1)는 탄성 요소(3)(외부에서는 보이지 않음)를 포함한다. 탄성 요소(3)의 기하 형상은 피벗 포인트를 중심으로 오목 리세스를 선회 또는 피벗시키도록 되어 있다.

유리하게는, 탄성 요소(3)의 피벗 포인트는, 제2 도킹 요소(2)가 제1 도킹 요소(1)에 도킹되는 경우, 제1 도킹 요소(1)의 외측에서 제2 도킹 요소(2)를 향한 쪽에서 중앙 축선(100) 상에 배치된다.

유리하게는, 탄성 요소(3)의 피벗 포인트는 오목면(11)을 넘어선 쪽에서 중앙 축선(100) 상에 배치된다.

더욱 유리하게는, 제1 도킹 요소(1)는 오목면(11)의 최하 지점 또는 영역에 일체로 형성된 제1 중앙 전기 접점부(103)를 포함한다. 중앙 전기 접점부(103)는 도 1에서의 제1 도킹 요소(1)의 사시도에서는 볼 수 없지만, 도 1에서의 제1 도킹 요소(1)의 단면도에서는 볼 수 있다.

특히, 중앙 전기 접점부(103)는 제1 도킹 요소(1)가 제2 도킹 요소(2)에 도킹되는 경우 제2 도킹 요소(2)의 제2 전기 접점부(203)에 접속되도록 되어 있다.

특히, 중앙 전기 접점부(103)는 오목면(11)의 최하 영역 내의 개구 내에 배치될 수 있다.

더욱 유리하게는, 제1 도킹 요소(1)는 도킹 포트로서 구현되는 경우에 전원(111)을 더 포함한다.

게다가, 제1 도킹 요소(1)의 다른 유리한 실시예에서, 도킹 포트로서 구현되는 경우에, 제1 도킹 요소(1)는 마킹 표면(112)을 포함한다. 그러한 마킹 표면(112)은 자율 로봇이 배터리를 충전하기 위해 도킹 소켓을 도킹할 도킹 포트를 찾고 있는 경우에 자율 로봇에 의해 인식될 수 있다.

도 3은 제2 도킹 요소(2)의 실시예의 사시도를 도시한다.

도 3에 도시한 바와 같은 유리한 실시예에서, 제2 도킹 요소(2)는 볼록면(21)에 일체로 형성된 4개의 전기 접점부(201) 및/또는 제2 표면(22)에 일체로 형성된 4개의 전기 접점부(202)를 포함한다.

도 3에 도시한 바와 같은 제2 도킹 요소(2)의 유리한 실시예는 볼록면(21)의 최상 지점에 일체로 형성된 제2 중앙 전기 접점부(203)를 더 포함한다.

특히, 제2 중앙 전기 접점부(203)는 제2 도킹 요소(2)가 제1 도킹 요소(1)에 도킹되는 경우 제1 도킹 요소(1)의 제1 중앙 전기 접점부(103)에 접속되도록 되어 있다.

도 4는 탄성 요소(3)의 실시예의 사시도를 도시한다.

도 4에 도시한 바와 같은 탄성 요소(3)의 유리한 실시예에서, 탄성 요소(3)는 적어도 3개의 튜브 세그먼트(31)를 포함하고, 특히 본 예에서는 4개의 튜브 세그먼트(31)를 포함하며, 각 튜브 세그먼트(31)는 링형 구조를 형성하도록 브리지(32)에 의해 2개의 다른 튜브 세그먼트(31)에 연결된다. 각 튜브 세그먼트(31)는 중앙 축선(301)을 갖는다. 튜브 세그먼트(31)들 각각의 중앙 축선(301)들은 모두 하나의 지점에서 교차하고 그리고 링형 구조 외측의 소정 지점에서 링형 구조의 축선(300)과 교차한다. 중앙 축선(301)들이의 교차 지점이 탄성 요소(3)의 피벗 포인트이다.

1: 제1 도킹 요소
11: 오목면
12: 제1 도킹 요소의 제2 표면
100: 중앙 축선
101: 오목면의 전기 접점부
102: 제1 도킹 요소의 제2 표면의 전기 접점부
110: 림
1000: 도킹 조립체
2: 제2 도킹 요소
21: 볼록면
22: 제2 도킹 요소의 제2 표면
201: 볼록면의 전기 접점부
202: 제2 도킹 요소의 제2 표면의 전기 접점부
3: 탄성 요소
31: 튜브 세그먼트
300: 탄성 요소의 링형 구조의 축선
301: 튜브 세그먼트의 중앙 축선

Claims (15)

1. 전자 장치, 특히 로봇의 배터리를 충전하기 위한 도킹 조립체(1000)로서:
   제1 도킹 요소(1) 및 제2 도킹 요소(2)를 포함하며,
   상기 제1 도킹 요소(1)가 상기 제2 도킹 요소(2)에 도킹되는 경우,
   - 상기 제1 도킹 요소(1)의 오목 리세스가 그 오목 리세스의 중앙 축선(100)의 방향으로 상기 제2 도킹 요소(2)의 볼록 돌출부에 포지티브 피팅(positive fitting)되며,
   - 상기 오목 리세스의 오목면(11)에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부(101)가 상기 볼록 돌출부의 볼록면(21)에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부(201)에 전기적으로 접속되며,
   - 상기 제1 도킹 요소(1)의 제2 표면(12)이 상기 오목 리세스를 둘러싸는 림(rim)(110)에 의해 상기 오목면(11)으로부터 분리되어 있고, 상기 중앙 축선(100)의 방향으로 상기 제2 도킹 요소(2)의 제2 표면(22)에 포지티브 피팅되며,
   - 상기 제1 도킹 요소(1)의 제2 표면(12)에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부(102)가 상기 제2 도킹 요소(2)의 제2 표면(22)에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부(202)에 전기적으로 접속되는 것인 도킹 조립체(1000)
2. 제1항에 있어서,
   - 상기 제1 도킹 요소(1)는 전원(111)을 포함하는 도킹 포트이며, 이 도킹 포트에 도킹 소켓이 도킹되는 경우에 전자 장치의 배터리를 충전하도록 구성되며,
   - 상기 제2 도킹 요소(2)는 도킹 소켓이며, 이 도킹 소켓은 도킹 소켓이 상기 도킹 포트에 도킹되는 경우 상기 배터리를 충전하도록 상기 전자 장치에 일체로 형성되도록 구성되는 것인 도킹 조립체(1000)
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 도킹 요소(1)는, 상기 제2 도킹 요소(2)가 상기 중앙 축선(100)에 대해 각도 α로 상기 제1 도킹 요소(1)에 도킹되는 경우, 상기 제2 도킹 요소(2)의 오정렬을 보상하도록 피벗 포인트를 중심으로 상기 오목 리세스를 선회시키도록 구성된 기하 형상을 갖는 탄성 요소(3)를 포함하며,
   특히, 상기 각도 α는 20°≥ α ≥ -20°인 것인 도킹 조립체(1000).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 상기 오목면(11)의 적어도 하나의 전기 접점부(101)와 상기 볼록면(21)의 전기 접점부(201)는 전력 전기 접점이거나; 및/또는
   - 상기 제1 도킹 요소(1)의 제2 표면(12)의 적어도 하나의 전기 접점부(102)와 상기 제2 도킹 요소(2)의 제2 표면(22)의 적어도 하나의 전기 접점부(202)는 접지 접점이거나; 및/또는
   - 상기 오목면(11)의 최하 영역에 일체로 형성된 제1 중앙 전기 접점부(103)는 상기 볼록면(21)의 최상 영역에 일체로 형성된 제2 중앙 전기 접점부(203)에 접속 가능하며, 상기 제1 중앙 전기 접점부(103) 및 상기 제2 중앙 전기 접점부(203)는 신호 전기 접점이거나 및/또는 상기 제1 및 제2 도킹 요소 간의 접촉을 검출하도록 된 것인 도킹 조립체(1000).
5. 제1항 또는 제2항에 따른 도킹 조립체(1000)를 위한 제1 도킹 요소(1).
6. 제5항에 있어서,
   상기 오목면(11)에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부(101)는 상기 제1 도킹 요소(1)가 상기 제2 도킹 요소(2)에 도킹되는 경우 상기 볼록면(21)에 일체로 형성된 전기 접점부(201)들 중 적어도 2개에 전기적으로 접속되며,
   특히, 상기 오목면(11)에 일체로 형성된 상기 적어도 하나의 전기 접점부(101)는 상기 오목면의 소정 영역에 걸쳐 연장하여 링형 전극을 형성하는 것인 제1 도킹 요소(1).
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 제1 도킹 요소(1)의 제2 표면(12)에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부(102)는 상기 림(110)을 둘러싸는 한편, 상기 제1 도킹 요소(1)가 상기 제2 도킹 요소(2)에 도킹되는 경우 상기 제2 도킹 요소(2)의 제2 표면(21)에 일체로 형성된 적어도 하나의 전기 접점부(202) 각각에 전기적으로 접속되도록 된 것인 제1 도킹 요소(1).
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 오목 리세스를 피벗 포인트를 중심으로 선회시키도록 된 기하 형상을 갖는 탄성 요소(3)를 포함하며,
   특히, 상기 피벗 포인트는, 상기 제2 도킹 요소(2)가 상기 제1 도킹 요소(1)에 도킹되는 경우, 상기 제1 도킹 요소(1)의 외측에서 상기 제2 도킹 요소(2)를 향한 쪽에서 상기 중앙 축선(100) 상에 위치하는 것인 제1 도킹 요소(1).
9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 오목면(11)의 최하 지점에 일체로 형성된 제1 중앙 전기 접점부(103)를 포함하며,
   특히, 상기 제1 중앙 전기 접점부(103)는 상기 제1 도킹 요소(1)가 제2 도킹 요소(2)에 도킹되는 경우 상기 제2 도킹 요소(2)의 제2 전기 접점부(203)에 접속되도록 된 것인 제1 도킹 요소(1).
10. 제1항 또는 제4항에 따른 도킹 조립체(1000)를 위한 제2 도킹 요소(2).
11. 제10항에 있어서,
    상기 볼록면(21)에 일체로 형성된 적어도 4개의 전기 접점부(201), 및/또는
    상기 제2 표면(22)에 일체로 형성된 적어도 4개의 전기 접점부(202)를 포함하는 것인 제2 도킹 요소(2).
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 볼록면(21)의 최상 지점에 일체로 형성된 제2 중앙 전기 접점부(203)를 포함하며,
    특히, 상기 제2 중앙 전기 접점부(203)는 상기 제2 도킹 요소(2)가 상기 제1 도킹 요소(1)에 도킹되는 경우 상기 제1 도킹 요소(1)의 제1 중앙 전기 접점부(103)에 접속되도록 된 것인 제2 도킹 요소(2).
13. 적어도 3개의 튜브 세그먼트(31)를 포함하는 탄성 요소(3)로서:
    각 튜브 세그먼트(31)는 링형 구조를 형성하도록 브리지(32)에 의해 2개의 다른 튜브 세그먼트(31)에 연결되며,
    상기 적어도 3개의 튜브 세그먼트(31)들 각각의 중앙 축선(301)들은 링형 구조 외측의 소정 지점에서 링형 구조의 축선(300)과 교차하는 것인 탄성 요소(3).
14. 제13항에 있어서,
    4개의 튜브 세그먼트(31)를 포함하는 것인 탄성 요소(3).
15. 전자 장치, 특히 로봇의 배터리를 충전하기 위해 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 제1 도킹 요소(1)를 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 제2 도킹 요소(2)에 도킹하는 방법으로서:
    상기 제1 도킹 요소가 도킹 포트이고 상기 제2 도킹 요소가 상기 전자 장치에 일체로 형성된 도킹 소켓이거나,
    그 반대의 경우도 가능하며,
    상기 방법은,
    - 상기 전자 장치의 카메라로 도킹 포트를 검출하는 단계;
    - 상기 전자 장치가 상기 도킹 소켓으로 상기 도킹 포트에 도킹하도록 상기 전자 장치를 위치 설정하기 위한 포즈를 추정하는 단계; 및
    - 상기 도킹 소켓으로 상기 도킹 포트에 도킹하기 위한 자세를 취하도록 상기 전자 장치를 제어하는 단계를 포함하는 것인 방법.

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