WO2016140397A1 - 배터리 장착 조립체 및 배터리 교체 시스템 - Google Patents

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WO2016140397A1
WO2016140397A1 PCT/KR2015/004501 KR2015004501W WO2016140397A1 WO 2016140397 A1 WO2016140397 A1 WO 2016140397A1 KR 2015004501 W KR2015004501 W KR 2015004501W WO 2016140397 A1 WO2016140397 A1 WO 2016140397A1
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battery
unit
fixing pin
connection terminal
battery unit
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PCT/KR2015/004501
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윤석훈
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한화테크윈 주식회사
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    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
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    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery mounting assembly and a battery replacement system, and more particularly, to a battery mounting assembly and a battery replacement system that can replace the battery while maintaining the power supply to the power supply target device when replacing the battery.
  • batteries have a limited storage capacity, it is necessary to charge or replace the batteries installed in the device after or before the battery is discharged. Since charging the battery takes a predetermined time, it is preferable to replace the battery when the device is to be used immediately.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-0026515 discloses a portable wireless terminal having a locking device allowing attachment and detachment of a battery pack.
  • a battery mounting assembly and battery replacement system that can facilitate battery replacement while maintaining the supply of power when replacing the battery.
  • a battery mounting assembly including a battery unit, and a battery mounting unit in which the battery unit is mounted in a sliding movement, the battery unit, the first guide unit for guiding the sliding movement of the battery;
  • a first connection terminal disposed on a surface of the battery part facing the battery mounting part; and installed on the battery part so as to move forward and backward with respect to a surface of the battery part facing the battery mounting part;
  • a fixing pin retracting button which is pressed in the sliding movement direction of the battery unit to retract the fixing pin, wherein the battery mounting unit, along with the first guide unit, performs sliding movement of the battery unit.
  • a battery unit and the battery unit is mounted in a sliding movement, the battery mounting unit installed on the movable body; and a battery support unit disposed outside the movable body, the battery support; It provides a battery replacement system comprising a; battery charging unit for charging the battery unit supported by the battery support.
  • Battery mounting assembly and battery replacement system according to an aspect of the present invention, the supply of power is maintained when the battery is replaced, there is an effect that the battery replacement operation is easy.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a battery replacement system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a bottom surface of a movable body according to an embodiment of the present invention, but showing a state in which a battery unit is not installed for explanation.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view illustrating a battery unit of a battery replacing system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view illustrating a state in which a fixing pin and a fixing pin retracting button are connected and installed by a cam mechanism of a battery unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a schematic perspective view illustrating a state in which the fixing pin of the battery unit is advanced and protruding in accordance with an embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is a view illustrating a fixing pin of the battery unit according to the embodiment of the present invention. Is a schematic drawing showing the state of the fixed pin, the fixed pin retract button, the cam mechanism.
  • FIG. 6A is a schematic perspective view illustrating a state in which a fixing pin of a battery unit is retracted according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6B illustrates a pressing pin of a battery unit fixing pin retracting button according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows the state of a fixed pin, a fixed pin retraction button, and a cam mechanism in case of retracting.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing the bottom of the battery mounting portion according to an embodiment of the present invention upward.
  • FIG. 8 is a schematic view illustrating a state in which a second connection terminal of a battery mounting unit is installed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view illustrating a battery mounting assembly in which a battery unit is mounted in a battery mounting unit according to an embodiment of the present invention.
  • 10 to 13 are schematic views sequentially illustrating a state in which the existing battery unit mounted on the battery mounting unit according to an embodiment of the present invention is replaced with a new battery unit.
  • FIG. 14 is a schematic perspective view of a battery support of the battery replacement system according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a schematic partial cutaway perspective view illustrating a battery charger of a battery replacement system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 16 to 20 are schematic views sequentially showing a state in which the battery replacement system according to an embodiment of the present invention replaces the existing battery unit mounted on the battery mounting portion of the moving body with a new battery portion disposed in the battery support.
  • FIG. 21 is a schematic perspective view illustrating a battery mounting assembly in which a battery unit is mounted in a battery mounting unit according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 22 is a schematic perspective view of a battery unit of a battery mounting assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a schematic perspective view of a bottom portion of a battery mounting unit of the battery mounting assembly according to the modification of the embodiment of the present invention.
  • a battery mounting assembly including a battery unit, and a battery mounting unit in which the battery unit is mounted in a sliding movement, the battery unit, the first guide unit for guiding the sliding movement of the battery;
  • a first connection terminal disposed on a surface of the battery part facing the battery mounting part; and installed on the battery part so as to move forward and backward with respect to a surface of the battery part facing the battery mounting part;
  • a fixing pin retracting button which is pressed in the sliding movement direction of the battery unit to retract the fixing pin, wherein the battery mounting unit, along with the first guide unit, performs sliding movement of the battery unit.
  • the first connection terminal may extend in the sliding movement direction of the battery unit, and the second connection terminal may be disposed at a predetermined interval in the sliding movement direction of the battery unit.
  • the second connection terminal may be elastically supported.
  • the first connection terminal may be arranged at a predetermined interval in the direction of the sliding movement of the battery unit, the second connection terminal may be disposed extending in the direction of the sliding movement of the battery unit.
  • the first connection terminal may be elastically supported.
  • the fixing pin and the fixing pin retraction button may be connected and installed by the cam mechanism.
  • the cam mechanism is connected to the fixed pin retracting button, the cam member is a drive member; and a driven member connected to the fixing pin, the projection member is inserted into the cam groove; and the drive member Is connected to, and may include an elastic member for imparting an elastic force to the fixing pin retraction button.
  • first connection terminal and the second connection terminal may be disposed so that the electrical connection between the first connection terminal and the second connection terminal is maintained even when the battery unit is replaced.
  • the end of the fixing pin may have a first inclined surface.
  • a second inclined surface may be formed at a portion of the battery mounting portion in which the battery portion slides.
  • a battery unit and the battery unit is mounted in a sliding movement, the battery mounting unit installed on the movable body; and a battery support unit disposed outside the movable body, the battery support; It provides a battery replacement system comprising a; battery charging unit for charging the battery unit supported by the battery support.
  • the battery unit a first guide unit for guiding the sliding movement of the battery unit; a first connection terminal disposed on the surface of the battery unit facing the battery mounting portion of the surface; and is installed in the battery unit,
  • a fixing pin installed to be able to move forward and backward with respect to a surface facing the battery mounting unit among the surfaces of the battery unit; and a fixing pin retracting button installed to retract the fixing pin by being pressed in the sliding movement direction of the battery unit;
  • the battery mounting part includes: a second guide part for guiding sliding movement of the battery part together with the first guide part; and disposed on a surface of the battery mounting part facing the battery part, wherein the first guide part is disposed on the first guide part.
  • a second connection terminal connected to the connection terminal; and on a surface of the battery mounting portion facing the battery portion; It is formed, the fixing pin is fitted to the fixing pin; may include.
  • the first connection terminal may extend in the sliding movement direction of the battery unit, and the second connection terminal may be disposed at a predetermined interval in the sliding movement direction of the battery unit.
  • the second connection terminal may be elastically supported.
  • the first connection terminal may be arranged at a predetermined interval in the direction of the sliding movement of the battery unit, the second connection terminal may be disposed extending in the direction of the sliding movement of the battery unit.
  • the first connection terminal may be elastically supported.
  • the fixing pin and the fixing pin retraction button may be connected and installed by the cam mechanism.
  • the cam mechanism is connected to the fixed pin retracting button, the cam member is a drive member; and a driven member connected to the fixing pin, the projection member is inserted into the cam groove; and the drive member Is connected to, and may include an elastic member for imparting an elastic force to the fixing pin retraction button.
  • first connection terminal and the second connection terminal may be disposed so that the electrical connection between the first connection terminal and the second connection terminal is maintained even when the battery unit is replaced.
  • the end of the fixing pin may have a first inclined surface.
  • a second inclined surface may be formed at a portion of the battery mounting portion in which the battery portion slides.
  • the battery charging unit may include a charging terminal unit connected to the first connection terminal of the battery, an arm unit supporting the charging terminal unit, and an arm support unit rotatably supporting the arm unit.
  • the battery charging unit may further include an elastic unit for elastically supporting the arm unit in the rotational direction.
  • the battery support may be disposed in the battery unit sliding movement, the battery support may be provided with a third guide portion for guiding the sliding movement of the battery unit.
  • the battery support may be disposed in the battery unit sliding movement, one side of the battery support may be provided with a movement limiting unit for limiting the sliding movement of the battery unit.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a battery replacement system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 shows a bottom surface of the moving body according to an embodiment of the present invention, the battery unit is not shown for explanation It is a schematic perspective view.
  • the battery replacement system 100 includes a battery unit 110, a battery mounting unit 120, a battery support unit 130, and a battery charging unit 140. 110 is mounted to the battery mounting portion 120 by sliding movement to form the battery mounting assembly V1 (see FIG. 9).
  • the movable body 10 in which the battery mounting unit 120 is installed includes a body 11, a moving wheel 12, a support wheel 13, a driving device 14, and a control device. 15, the sensor device 16 is included.
  • the battery mounting unit 120 is installed on the bottom of the body 11.
  • the moving wheel 12 is a device for moving the moving body 10 by receiving power from the driving device 14, and the supporting wheel 13 supports the body 11 to balance and facilitate movement.
  • the driving device 14 may include a power device such as a motor and a power transmission device such as a gear, and operate under the control of the control device 15.
  • the control device 15 is a device that performs the function of controlling the operation of the driving device 14 by processing the peripheral information recognized by the sensor device 16, input information input by the user, and the like, and includes an electric circuit board and an integrated circuit. Chips, computer programs, and the like.
  • the sensor device 16 recognizes information around the moving object 10 and transmits the information to the control device 15, and various sensors such as a camera, a lidar, a radar, an optical sensor, a sound wave sensor, and the like may be applied.
  • various sensors such as a camera, a lidar, a radar, an optical sensor, a sound wave sensor, and the like may be applied.
  • the movable body 10 described above may be applied to various apparatuses, and modules having various functions may be installed according to the type of apparatus to which the movable body 10 is applied.
  • a cleaning module may be mounted on the body 11 to perform cleaning.
  • the boundary camera module may be attached to the body 11. Armed modules can be equipped to carry out alert activities.
  • the moving object 10 has a configuration for implementing autonomous driving using the control device 15 and the sensor device 16, the present invention is not limited thereto.
  • the movable body according to the present invention may be configured as a manual traveling device which is manually operated by a user, in which case the movable body may not include the control device 15 and the sensor device 16.
  • the battery unit 110 may include a first guide part 111, a first connection terminal 112, a fixing pin 113, a fixing pin retraction button 114, and a cam mechanism. 115.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a battery unit of a battery mounting assembly according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a fixed pin and a fixed pin retract button is installed by a cam mechanism according to an embodiment of the present invention
  • FIG 5a is a schematic perspective view showing a state in which the fixing pin of the battery unit according to an embodiment of the present invention is advanced and protruding
  • Figure 5b is a fixing pin of the battery unit in accordance with an embodiment of the present invention is projected
  • 5 is a schematic perspective view illustrating a state in which a fixing pin of the battery unit is retracted according to an embodiment of the present invention
  • 6B is a schematic view illustrating a state of a fixing pin, a fixing pin retracting button, and a cam mechanism when the fixing pin retracting button of the battery unit is pressed and the fixing pin is retracted according to an embodiment of the present invention.
  • the first guide part 111 guides the sliding motion of the battery part 110, and the first guide part 111 is disposed on both sides of the battery part 110, and the sliding movement direction of the battery part 110 ( And a groove 111a extending to S).
  • the first connection terminal 112 is disposed on an upper surface of the surfaces of the battery unit 110, that is, the surface 110a facing the battery mounting unit 120.
  • the first connection terminal 112 is disposed to extend in the sliding movement direction S of the battery unit 110.
  • the first connection terminals 112 are arranged in parallel to each other in two rows. When the power supplied is a direct current, each row has a function of a positive electrode and a negative electrode.
  • the first connection terminal 112 is formed of an electrically conductive material, and the arrangement length of the first connection terminal 112 is determined by the electrical connection with the second connection terminal 122 even when the battery unit 110 is replaced, as described later. It is formed long enough to maintain the constant connection.
  • the fixing pin 113 the upper surface of the surface of the battery unit 110, that is, is installed to enable the forward and backward with respect to the surface (110a) facing the battery mounting portion 120.
  • the end of the fixing pin 113 is formed to have a first inclined surface 113a.
  • the first inclined surface 113a is the battery mounting unit 120.
  • the fixing pin 113 is not caught by the battery mounting unit 120 when the battery unit 110 slides over the battery mounting unit 120.
  • the fixing pin retraction button 114 is installed so that the fixing pin 113 is retracted when it is pressed by the force in the sliding movement direction (S).
  • the fixing pin retracting button 114 is installed on a surface 110b substantially perpendicular to the sliding movement direction S of the battery unit 110 among the surfaces of the battery unit 110, and is fixed to the fixing pin 113.
  • the pin retraction button 114 is connected and installed by the cam mechanism 115.
  • the cam mechanism 115 is connected to the fixing pin 113 and the fixing pin retracting button 114 so that the fixing pin 113 is retracted when the fixing pin retracting button 114 is pressed.
  • the cam mechanism 115 includes a driving member 115a, a driven member 115b, and an elastic member 115c.
  • the driving member 115a is connected to the fixing pin retracting button 114, and a cam groove 115a_1 is formed at a portion thereof, and an elastic member supporter 115a_2 is disposed at an end thereof.
  • the driven member 115b is connected to the fixing pin 113, and the protrusion 115b_1 fitted to the cam groove 115a_1 of the drive member 115a is disposed.
  • the elastic member 115c is installed to be connected to the elastic member support part 115a_2 of the driving member 115a.
  • the elastic member 115c applies elastic force to the fixing pin retraction button 114 so that the fixing pin retraction button 114 protrudes. Grant.
  • the battery unit 110 includes a cam mechanism 115, but the present invention is not limited thereto. That is, the battery unit 110 according to the present invention may not include the cam mechanism 115. In that case, other devices may be applied that cause the fixing pin 113 to retract when the fixing pin retract button 114 is pressed, for example, a mechanical device other than a cam mechanism, an electronic device with a motor, pneumatic or hydraulic Various devices such as hydraulic devices can be applied.
  • 5A and 5B is a state in which the fixing pin 113 of the battery unit 110 is advanced and protrudes.
  • the fixing pin retraction button 114 protrudes by the elastic force of the elastic member 115c.
  • the battery mounting unit 120 is installed on the bottom of the moving body 10, it will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view illustrating a bottom surface of a battery mounting unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a view illustrating a state in which a second connection terminal of the battery mounting unit is installed according to an embodiment of the present invention. Schematic drawing.
  • the battery mounting part 120 includes a second guide part 121, a second connection terminal 122, and a fixing hole 123.
  • the second guide part 121 guides the sliding movement of the battery part 110 together with the first guide part 111.
  • the second guide part 121 is disposed on both sides of the battery mounting part 120, and the battery A guide flange 121a is formed to extend in the sliding movement direction S of the unit 110.
  • the guide flange 121a is fitted into the groove 111a of the first guide part 111 when the battery part 110 is mounted or removed to guide the sliding movement of the battery part 110.
  • the second connection terminal 122 is disposed on the surface 120a of the battery mounting unit 120 facing the battery unit 110, and is connected to the first connection terminal 112 of the battery unit 110. .
  • the second connection terminals 122 are disposed at predetermined intervals in the sliding movement direction S of the battery unit 110 and the direction R perpendicular to the sliding movement direction S.
  • FIG. According to the present embodiment, four second connection terminals 122 are disposed, and when the supplied power is DC, two of the second connection terminals 122 arranged in the sliding movement direction S have a positive function. , The other two have the function of a cathode.
  • the second connection terminals 122 are respectively connected to the corresponding first connection terminals 112.
  • the second connection terminal 122 is installed to be elastically supported.
  • a state in which the second connection terminal 122 is installed will be described with reference to FIG. 8.
  • the second connection terminal 122 is accommodated and installed in the terminal accommodating groove 120c of the battery mounting unit 120.
  • the elastic connection unit 122a for elastic support and an electrical connection unit for electrical connection with a power supply target device ( 122b), and the departure prevention part 122c for departure prevention.
  • the second connection terminal 122 is installed so that the elastic force acts upward by the elastic portion 122a, and the separation prevention portion 122c is caught by the locking portion 120c_1 of the terminal accommodating groove 120c and is separated. It is installed to prevent.
  • the second connection terminal 122 is formed of an electrically conductive material, and the arrangement position thereof is arranged so that the electrical connection with the first connection terminal 112 is maintained even when the battery unit 110 is replaced, as will be described later. do. That is, the pair of second connection terminals 122 are disposed at a predetermined distance D1 from the other pair of second connection terminals 122 in the sliding movement direction S, and the first connection as described above. Since the terminal 112 extends in the sliding movement direction S, when the battery unit 110 is replaced, the second connection terminal 122 maintains an electrical connection with the first connection terminal 112.
  • the second connection terminal 122 according to the present embodiment is received and installed in the terminal accommodating groove 120c of the battery mounting unit 120, an elastic portion 122a for elastic support, and an electrical connection 122b for electrical connection.
  • the departure prevention part 122c for departure prevention the present invention is not limited thereto. That is, the second connection terminal according to the present invention only needs to be electrically connected to the first connection terminal 112, and there is no particular limitation in the specific configuration.
  • the fixing hole 123 is formed on the surface (120a) facing the battery unit 110 of the surface of the battery mounting unit 120, the fixing pin 113 in the fixing hole 123 when mounting the battery unit 110 ) Will be inserted.
  • the battery unit 110 is stably fixed to the battery mounting unit 120.
  • a second inclined surface 120a_1 is formed at a portion of the battery mounting unit 120 in which the battery unit 110 slides.
  • the second inclined surface 120a_1 hits the end of the fixing pin 113 when the battery unit 110 enters, and then the sliding pin of the battery unit 110 is retracted by retreating the fixing pin 113 without a great impact. It will do a helping function.
  • the second inclined surface 120a_1 is formed at a portion of the battery mounting unit 120 in which the battery unit 110 slides, but the present invention is not limited thereto. That is, according to the present invention, the second inclined surface 120a_1 may not be formed in the battery mounting unit 120. In this case, when the battery unit 110 enters, it is preferable to prevent the fixing pin 113 from colliding with the battery mounting unit 120 by pressing the fixing pin retracting button 114 of the battery unit 110 entering. Do.
  • the first connection terminal 112 extends in the sliding movement direction of the battery unit 110, and the second connection terminal 122 is a predetermined interval in the sliding movement direction of the battery unit 110.
  • the present invention is not limited thereto. That is, according to the present invention, the electrical connection between the first connection terminal 112 and the second connection terminal 122 only need to be arranged so as to be maintained even when the battery unit 110 is replaced, the specific shape and number of terminals , Arrangement and the like are not particularly limited.
  • the first connection terminals 112 are disposed at predetermined intervals in the sliding movement direction of the battery unit 110, and the second connection terminals 122 are disposed in the battery unit 110. It may be arranged extending in the sliding movement direction.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view illustrating a state in which a battery unit is mounted in a battery mounting unit according to an embodiment of the present invention.
  • the battery unit 110 is mounted to the battery mounting unit 120 to form a battery mounting assembly V1.
  • the battery unit 110 may include a battery mounting unit. Sliding is mounted on the 120 in the sliding movement direction (S).
  • the battery unit 110M mounted on the battery mounting unit 120 will be described for replacing the battery unit 110N with a new battery unit 110N.
  • 10 to 13 are schematic views sequentially illustrating a state in which the existing battery unit 110M mounted on the battery mounting unit 120 according to an embodiment of the present invention is replaced with a new battery unit 110N.
  • the battery mounting unit 120 is moved to move one surface 110b of the existing battery unit 110M toward one surface 110c of the new battery unit 110N.
  • the existing battery unit 110M is mounted on the battery mounting unit 120, and the movement of the battery unit 110M is limited by the first guide unit 111 and the second guide unit 121.
  • the fixing pin 113 of the battery unit 110M is inserted into and fixed to the fixing hole 123 of the battery mounting unit 120.
  • the battery mounting unit 120 is further moved upwards (arrow F direction) so that the fixing pin retraction button 114 of the existing battery unit 110M is connected to the new battery unit 110N. Press on one side (110c).
  • the new battery unit 110N is relatively fixed to the battery mounting unit 120.
  • the driving member 115a of the existing battery unit 110M is lowered, and when the driving member 115a is lowered, it fits into the groove 115a_1 of the driving member 115a. Since the losing protrusion 115b_1 retreats, the fixing pin 113 of the battery unit 110M is separated from the fixing hole 123 of the battery mounting unit 120. In this case, the existing battery unit 110M may be detached from the battery mounting unit 120 in the direction of the sliding movement.
  • the guide flange 121a of the second guide part 121 of the battery mounting part 120 is inserted into the groove 111a of the first guide part 111 of the new battery part 110N. If the battery mounting unit 120 is pushed upwards (arrow F direction), the new battery unit 110N is fixed, and thus the battery mounting unit 120 keeps sliding upwards (arrow F direction). .
  • the second inclined surface 120a_1 of the battery mounting unit 120 may come into contact with the fixing pin 113 of the new battery unit 110N.
  • the end of the fixing pin 113 may also have a first inclined surface. Since it has a (113a) external force is applied to the fixing pin 113 without a big impact, so that the fixing pin 113 is retracted, the battery mounting portion 120 is capable of sliding movement without the locking pin 113.
  • the battery mounting unit 120 is further moved upward (arrow F direction) so that the fixing pin 113 of the new battery unit 110N is fixed to the fixing hole 123 of the battery mounting unit 120.
  • the fixing pin 113 is advanced by the elastic force of the elastic member 115c is fitted into the fixing hole 123.
  • the new battery unit 110N is stably fixed to the battery mounting unit 120.
  • the existing battery unit 110M is completely separated from the battery mounting unit 120, the replacement operation of the battery unit is completed.
  • the new battery unit 110N is relatively fixed to the battery mounting unit 120, and the battery mounting unit 120 is moved to perform the replacement of the battery unit 110, but the present invention is not limited thereto. Do not. That is, according to the present invention, on the contrary, the battery mounting unit 120 may be relatively fixed to the battery unit 110, and the battery unit 110 may be moved to replace the battery unit 110.
  • the battery support 130 is disposed outside the moving body 10, the battery unit 110 is a device that is arranged and supported by sliding movement.
  • FIG. 14 is a schematic perspective view of a battery support of the battery replacement system according to an embodiment of the present invention.
  • both side portions of the battery support 130 are provided with a third guide part 131 for guiding the sliding movement of the battery unit 110 in the longitudinal direction of the battery support 130.
  • the battery support unit 130 has a battery entry side 130b and a battery discharge side 130c, wherein the battery entry side 130b is a portion to which the battery unit 110 enters, and the battery discharge side 130c is a battery unit. 110 is the part that is discharged.
  • the battery unit 110 is mounted on the upper surface 130a of the battery support unit 130, and the height of the battery unit 110 mounted on the upper surface 130a of the battery support unit 130 is the battery mounting unit of the movable body 10.
  • the battery support 130 is appropriately installed so as to have the same height as that of the battery 110 mounted to the 120.
  • the battery unit 110 mounted on the movable body 10 is disposed on the upper surface 130a of the battery support unit 130. The replacement operation is performed while directly pushing the raised battery unit 110, which will be described later.
  • a movement limiting unit 132 restricting sliding movement of the battery unit 110 is installed.
  • the motion limiting portion 132 is preferably installed to be connected to the end of the third guide portion 131.
  • the sliding movement of the battery unit 110 on the upper surface 130a of the battery support 130 is caught by the movement limiting unit 132 and the movement in the arrow direction (F direction) of FIG. 14 is limited to a certain level.
  • the battery unit 110 when the battery unit 110 is pushed with a force of a predetermined size or more, the battery unit 110 moves in the direction of the arrow (F direction) of FIG. 14, so that the battery unit 110 can be separated from the battery support unit 130. .
  • the width D1 between the motion limiting portions 132 is formed to be smaller than the width D2 between the third guide parts 131, and the material of the motion limiting portion 132 may be elastically deformable. It is preferable to form.
  • the material of the movement limiting unit 132 is preferably formed of a material such as sponge, rubber, fiber, etc., which is easily elastically deformed.
  • the motion limiting unit 132 has a configuration in which the movement of the battery unit 110 is limited to some extent using frictional force, but the present invention is not limited thereto. That is, the motion limiting unit according to the present invention may use not only frictional force but also other physical force. For example, magnetic force, such as a magnet and an electromagnet, can be used, and it can also be comprised by the apparatus using the adhesive force or adhesive force, such as an adhesive agent.
  • the battery charger 140 is a device for charging the battery 110 supported by the battery support 130.
  • 15 is a schematic partial cutaway perspective view illustrating a battery charger of a battery replacement system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the battery charging unit 140 is formed in a pair and includes a charging terminal unit 141, an arm unit 142, and an arm support unit 143.
  • the charging terminal unit 141 is a part connected to the first connection terminal 112 of the battery unit 110 supported by the battery support unit 130, and is formed of a material having excellent electrical conductivity such as metal.
  • the arm part 142 supports the charging terminal part 141.
  • the arm part 142 is disposed in the arm part 142 such that the conductive wire 142a for electrically connecting the charging terminal part 141 passes.
  • the arm support part 143 rotatably supports the arm part 142.
  • a support hole 143a is formed in the arm support part 143 so that one end 142b of the arm part 142 is fitted, and an arm part 142 is connected between the one end 142b of the arm part 142 and the arm support part 143.
  • a bearing is not disposed between one end 142b of the arm part 142 and the support hole 143a of the arm support part 143, but the present invention is not limited thereto. That is, according to the present invention, a bearing may be disposed between one end 142b of the arm part 142 and the support hole 143a of the arm support part 143 to more smoothly perform the rotational movement of the arm part 142.
  • the charging operation is performed by a user or a controller (not shown) supplying power to the pair of battery chargers 140, and the supplied power is sequentially provided with the conductive wire 142a, the charging terminal unit 141, and the first connection terminal 112.
  • the charging of the battery unit 110 is performed by being supplied to the battery unit 110 through.
  • 16 to 20 are schematic views sequentially showing a state in which the battery replacement system according to an embodiment of the present invention replaces the existing battery unit mounted on the battery mounting portion of the moving body with a new battery portion disposed in the battery support.
  • FIG. 1 illustrates a state in which a new battery unit 110N is being charged by the battery charging unit 140 while being supported on the battery entry unit 130b of the upper surface 130a of the battery support unit 130. It is.
  • the movable body 10 approaches the battery support 130 to replace the battery unit 110M that is already mounted (hereinafter, the movable body 10 moves in the direction of the arrow in FIG. 1). Is referred to as "forward").
  • the battery mounting unit 120 installed on the bottom of the moving body 10 is equipped with the existing battery unit 110M, in order to accurately match the position of the existing battery unit 110M and the new battery unit 110N.
  • the moving body 10 approaches the sensor apparatus 160 and the control apparatus 15, adjusting the advancing direction precisely.
  • the positional relationship between the existing battery unit 110M, the new battery unit 110N, and the battery mounting unit 120 corresponds to the state illustrated in FIG. 10.
  • the moving body 10 is further advanced compared to the state shown in FIG. 1, and the existing battery unit 110M mounted on the battery mounting unit 120 is pushing while pushing the new battery unit 110N. Is shown. That is, when the moving body 10 moves further, the existing battery unit 110M collides with the new battery unit 110N. In this case, the new battery unit 110N and the existing battery unit 110M are the battery support unit 130. Sliding along the third guide part 131 of FIG. In this case, since the frictional force between the battery support 130 and the new battery 110N is small, only a small force acts on the fixing pin retraction button 114 of the existing battery 110M that contacts the new battery 110N. do.
  • the elastic member 115c does not fully press the fixing pin retracting button 114 of the existing battery unit 110M to such a pushing force.
  • FIG. 17 illustrates a state in which the moving body 10 moves forward more than the state shown in FIG. 16, so that the new battery unit 110N is caught by the movement limiting unit 132 and no longer moves forward. That is, in this state, since the new battery unit 110N no longer moves forward unless a force enough to overcome the frictional force of the movement limiting unit 132 is applied, the existing battery unit 110M pushing the new battery unit 110N. ), The fixing pin retracting button 114 is fully pressed, and then the fixing pin 113 of the battery unit 110M is separated from the fixing hole 123 of the battery mounting unit 120.
  • the positional relationship between the existing battery unit 110M, the new battery unit 110N, and the battery mounting unit 120 corresponds to the state illustrated in FIG. 11. Meanwhile, at this time, the movable body 10 pushes the arm part 142 of the battery charging part 140, and the arm part 142 is rotated with respect to the arm support part 143. When the arm part 142 is rotated, the arm support part ( The elastic portion 143b in the 143 stores the elastic energy.
  • the moving body 10 is further advanced compared to the state shown in FIG. 17, and the battery mounting unit 120 of the moving body 10 is completely replaced with a new battery unit 110N.
  • the positional relationship between the existing battery unit 110M, the new battery unit 110N, and the battery mounting unit 120 corresponds to a state in which the state transitions to the state shown in FIG. 13 via the state shown in FIG. 12. .
  • the fixing pin 113 of the new battery unit 110N reaches the position of the fixing hole 123 of the battery mounting unit 120, and the fixing pin 113 is advanced and fixed by the elastic force of the elastic member 115c. It is fitted in the hole 123. Then, the new battery unit 110N is stably fixed to the battery mounting unit 120.
  • the moving body 10 moves forward.
  • the moving body 10 is further advanced as compared to the state shown in FIG. 18, and the new battery unit 110N mounted on the battery mounting unit 120 starts to be separated from the battery support unit 130. Is shown.
  • the movable body 10 is the new battery unit 110N.
  • the force for moving is greater than the frictional force applied by the movement limiting portion 132, so that the new battery portion 110N can be easily separated from the battery support portion 130.
  • the moving body 10 moves forward.
  • the moving body 10 is further advanced as compared to the state of FIG. 19, and the new battery unit 110N mounted on the battery mounting unit 120 is completely separated from the battery support unit 130.
  • the arm part 142 of the battery charger 140 returns to its original position by the elastic force of the elastic part 143b to start the charging operation on the existing battery part 110M left in the battery support part 130. do.
  • the replacement process of the battery unit 110 described above is the same when the new battery unit 110N mounted on the battery mounting unit 120 of the moving body 10 is replaced with another battery unit. That is, when the battery needs to be replaced and the battery is replaced, the above battery replacement process is repeatedly performed.
  • power supply may be maintained when the battery unit 110 is replaced.
  • the battery unit 110 due to the presence of the fixing pin 113 of the battery unit 110 and the fixing hole 123 of the battery mounting unit 120, the battery unit 110 if necessary. And the mounting state of the battery mounting unit 120 can be stably maintained.
  • the replacement operation of the battery unit 110 is facilitated, and the battery unit 110 is provided.
  • the battery replacement system 100 since the battery replacement system 100 according to the present embodiment performs the replacement of the battery unit 110 by using the battery support unit 130, it is advantageous to automate battery replacement and stable replacement of the battery unit 110. It can be realized.
  • the battery replacement system 100 since the battery replacement system 100 according to the present embodiment also charges the battery unit 110 to be replaced using the battery charger 140, the user uses a separate charger to charge the battery unit 110. There is no need to perform the charging of the battery unit 110, the charging operation of the battery unit 110 can be performed automatically.
  • FIG. 21 is a schematic perspective view illustrating a battery mounting assembly in which a battery unit is mounted in a battery mounting unit according to a modification of the embodiment of the present invention
  • FIG. 22 is a view illustrating a battery mounting assembly according to a modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a schematic perspective view illustrating a battery unit
  • FIG. 23 is a schematic perspective view illustrating a bottom portion of a battery mounting unit of a battery mounting assembly according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the battery mounting assembly V2 includes a battery unit 210 and a battery mounting unit 220, and the battery unit 210 is mounted to the battery mounting unit 220 by sliding movement.
  • the battery unit 210 includes a first guide portion 211, a first connection terminal 212, a fixing pin 213, a fixing pin retraction button 214, and a cam mechanism. 215.
  • the first guide part 211 guides the sliding movement of the battery part 210, and the first guide part 211 is disposed at both sides of the battery part 210, and the sliding movement direction of the battery part 210 ( And a guide flange 211a formed extending to S).
  • the guide flange 211a is fitted into the groove 221a of the second guide part 221 to guide the sliding movement of the battery unit 210.
  • the first connection terminals 212 are disposed at predetermined intervals in the sliding movement direction S of the battery unit 210 and the direction R perpendicular to the sliding movement direction S.
  • the power supplied is DC
  • three of the first connection terminals 212 disposed along the sliding movement direction S have a function of a positive electrode and the other Three have a function of a negative electrode, which is connected to the corresponding second connection terminals 222, respectively.
  • the first connection terminal 212 is installed to be elastically supported, and the structure in which the first connection terminal 212 is installed to be elastically supported can use the structure in which the second connection terminal 122 of the present embodiment is used as it is, Description is omitted.
  • the first connection terminal 212 is formed of an electrically conductive material, and the arrangement position thereof is arranged so that the electrical connection with the second connection terminal 222 is maintained even when the battery unit 210 is replaced. That is, the pair of first connection terminals 212 are disposed at a predetermined distance D2 from the other pair of first connection terminals 212 in the sliding movement direction S, and the other pair of first connections The terminal 212 is disposed at a predetermined distance D3 from another pair of second connection terminals 212 in the sliding movement direction S, and as illustrated in FIG. 23, the second connection terminals 222. Since is disposed extending in the sliding movement direction (S), when the battery unit 210 is replaced, the first connection terminal 212 is to maintain the electrical connection with the second connection terminal 222.
  • the fixing pin 213, the fixing pin retracting button 214, and the cam mechanism 215 of the battery unit 210 are the fixing pin 113 and the fixing pin retracting button of the present embodiment. It is almost the same as the structure of the 114 and the cam mechanism 115, and detailed description is abbreviate
  • the battery mounting part 220 includes a second guide part 221, a second connection terminal 222, and a fixing hole 223.
  • the battery mounting unit 220 is a part installed in a device such as a mobile communication device, a robot, etc. to which the battery mounting assembly V2 is applied.
  • the second guide unit 221 guides the sliding movement of the battery unit 210, and the second guide unit 221 is disposed on both sides of the battery unit 210, and the sliding movement direction of the battery unit 210 ( And a groove 221a extending to S).
  • the second connection terminal 222 is disposed on a surface 220a facing the battery unit 210 of the surfaces of the battery mounting unit 220 and is connected to the first connection terminal 212 of the battery unit 210.
  • the second connection terminal 222 is disposed to extend in the sliding movement direction S of the battery unit 210.
  • the second connection terminals 222 are arranged in parallel to each other in two rows. When the power supplied is a direct current, each row has a function of a positive electrode and a negative electrode.
  • the second connection terminal 222 is formed of an electrically conductive material, and the arrangement length of the second connection terminal 222 may be electrically connected to the first connection terminal 212 even when the battery unit 210 is replaced, as described later. It is formed long enough to maintain the constant connection.
  • the fixing hole 223 is formed on the surface 220a of the surface of the battery mounting portion 220 facing the battery 210, the fixing pin 213 in the fixing hole 223 when the battery 210 is mounted ) Will be inserted.
  • the battery unit 210 is stably fixed to the battery mounting unit 220.
  • a second inclined surface 220a_1 is formed at a portion of the battery mounting unit 220 in which the battery unit 210 slides.
  • the second inclined surface 220a_1 collides with the end of the fixing pin 213 when the battery unit 210 enters, at which time the sliding movement of the battery unit 210 is retracted by retracting the fixing pin 213 without significant impact. It will do a helping function.
  • the battery unit 210 and the battery mounting unit 220 of the battery mounting assembly V2 are the battery unit 110 and the battery mounting unit 120 of the battery replacement system 100 described above. ) Can be applied in place of That is, the battery unit 210 may be mounted on and supported by the upper surface 130a of the battery support unit 130 and charged by the battery charger 140. In this case, however, the shape of the charging terminal unit 141 of the battery charging unit 140 needs to be appropriately changed to a shape capable of stably charging by contacting the first connection terminal 212.
  • power supply may be maintained when the battery unit 210 is replaced.
  • the battery mounting assembly V2 is due to the presence of the fixing pin 213 of the battery unit 210 and the fixing hole 223 of the battery mounting unit 220.
  • the mounting state of the battery unit 210 may be stably maintained.
  • the replacement of the battery unit 210 is facilitated, and the battery Automation of the replacement operation of the unit 210 can be facilitated.
  • the replacement of the battery unit 210 can be replaced by simply touching the new battery unit to replace the battery unit 210 and then pushing the new battery unit, thereby making it easier to replace the battery unit and to switch the automatic operation. It is easy.
  • the configuration, operation, and effect of the battery mounting assembly V2 according to the modification of the present embodiment other than the configuration, operation, and effect described above are the battery mounting assembly V1 and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention. Since the configuration, operation and effects are the same, the description thereof will be omitted.
  • the invention can be used in the industry of manufacturing and using battery mount assemblies, battery replacement systems.

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리부와, 상기 배터리부가 슬라이딩 움직임으로 장착되는 배터리 장착부를 포함하는 배터리 장착 조립체에 있어서, 상기 배터리부는, 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제1 가이드부와, 상기 배터리부의 면에 배치되는 제1 접속 단자와, 상기 배터리부에 설치되는 고정핀과, 상기 고정핀을 후퇴시키도록 설치되는 고정핀 후퇴 버튼을 포함하고, 상기 배터리 장착부는, 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제2 가이드부와, 상기 배터리 장착부의 면에 배치되며 상기 제1 접속 단자에 접속되는 제2 접속 단자와, 상기 배터리 장착부의 면에 형성되며 상기 고정핀이 끼워지는 고정홀을 포함하는 배터리 장착 조립체를 제공한다.

Description

배터리 장착 조립체 및 배터리 교체 시스템
본 발명은 배터리 장착 조립체 및 배터리 교체 시스템에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 배터리 교체 시 전원 공급 대상 기기에 전원 공급을 유지하면서 배터리를 교체할 수 있는 배터리 장착 조립체 및 배터리 교체 시스템에 관한 것이다.
전기를 사용하는 기기의 사용이 늘어나면서 배터리의 사용도 증가하고 있는데, 최근에는 휴대 전화, 이동 청소 로봇과 같이 이동 기기들이 많이 사용되면서, 전기를 저장하는 배터리의 중요성이 높아가고 있다.
배터리는 그 저장 용량의 한계가 있으므로, 배터리가 방전된 후나 방전되기 전에 기기에 장착된 배터리를 충전하거나 교체하는 것이 필요하다. 그 중 배터리를 충전하는 것은 소정의 시간이 걸리기 때문에, 기기를 바로 사용해야 하는 경우에는 배터리의 교체 작업이 바람직하다.
일반적으로 배터리를 교체할 때는 배터리로부터의 전원 공급이 중단되기 때문에 기기의 전원도 꺼지게 된다. 그 경우 배터리를 교체한 후에 전원을 켜게 되면 재부팅(rebooting)이 필요한 기기의 경우에는 재부팅 작업이 진행되게 되는데, 그 경우 재부팅 시간만큼 기기의 사용 중단이 일어나게 되므로, 그만큼 작업 효율이 저하되게 된다.
공개특허공보 2004-0026515호에는 배터리팩의 착탈을 허용하는 로킹장치를 가지는 휴대용 무선단말기가 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 교체 시 전원의 공급이 유지되면서도 배터리 교체를 용이하게 할 수 있는 배터리 장착 조립체 및 배터리 교체 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리부와, 상기 배터리부가 슬라이딩 움직임으로 장착되는 배터리 장착부를 포함하는 배터리 장착 조립체에 있어서, 상기 배터리부는, 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제1 가이드부;와, 상기 배터리부의 면들 중 상기 배터리 장착부와 마주보는 면에 배치되는 제1 접속 단자;와, 상기 배터리부에 설치되며, 상기 배터리부의 면들 중 상기 배터리 장착부와 마주보는 면에 대해 전진과 후퇴가 가능하도록 설치되는 고정핀;과, 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임 방향으로 눌려져 상기 고정핀을 후퇴시키도록 설치되는 고정핀 후퇴 버튼;을 포함하고, 상기 배터리 장착부는, 상기 제1 가이드부와 함께 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제2 가이드부;와, 상기 배터리 장착부의 면들 중 상기 배터리부와 마주보는 면에 배치되며, 상기 제1 접속 단자에 접속되는 제2 접속 단자;와, 상기 배터리 장착부의 면들 중 상기 배터리부와 마주보는 면에 형성되며, 상기 고정핀이 끼워지는 고정홀;을 포함하는 배터리 장착 조립체를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 배터리부;와, 상기 배터리부가 슬라이딩 움직임으로 장착되며, 이동체에 설치된 배터리 장착부;와, 상기 이동체의 외부에 배치되며, 상기 배터리부가 지지되는 배터리 지지부;와, 상기 배터리 지지부에 지지된 배터리부를 충전하는 배터리 충전부;를 포함하는 배터리 교체 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 장착 조립체 및 배터리 교체 시스템은, 배터리 교체 시 전원의 공급이 유지되고, 배터리 교체 작업이 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교체 시스템을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동체의 저면을 도시하되, 설명을 위해 배터리부가 장착되지 않은 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교체 시스템의 배터리부를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리부의 캠 기구에 의해 고정핀과 고정핀 후퇴 버튼이 연결되어 설치된 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리부의 고정핀이 전진되어 돌출되어 있는 모습을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리부의 고정핀이 돌출되어 있을 때의 고정핀, 고정핀 후퇴 버튼, 캠 기구의 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리부의 고정핀이 후퇴되어 있는 모습을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리부의 고정핀 후퇴 버튼이 눌려져 고정핀이 후퇴되어 있을 경우의 고정핀, 고정핀 후퇴 버튼, 캠 기구의 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장착부의 저면부를 위쪽으로 하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장착부의 제2 접속 단자가 설치된 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장착부에 배터리부가 장착된 배터리 장착 조립체의 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장착부에 장착된 기존의 배터리부를 새로운 배터리부로 교체하는 모습을 순차적으로 도시한 개략적인 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교체 시스템의 배터리 지지부를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교체 시스템의 배터리 충전부를 도시한 개략적인 부분 절개 사시도이다.
도 16 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교체 시스템에서 이동체의 배터리 장착부에 장착된 기존의 배터리부를 배터리 지지부에 배치된 새로운 배터리부로 교체하는 모습을 순차적으로 도시한 개략적인 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 배터리 장착부에 배터리부가 장착된 배터리 장착 조립체의 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 22는 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 배터리 장착 조립체의 배터리부를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 23은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 배터리 장착 조립체의 배터리 장착부의 저면부를 위쪽으로 도시한 개략적인 사시도이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리부와, 상기 배터리부가 슬라이딩 움직임으로 장착되는 배터리 장착부를 포함하는 배터리 장착 조립체에 있어서, 상기 배터리부는, 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제1 가이드부;와, 상기 배터리부의 면들 중 상기 배터리 장착부와 마주보는 면에 배치되는 제1 접속 단자;와, 상기 배터리부에 설치되며, 상기 배터리부의 면들 중 상기 배터리 장착부와 마주보는 면에 대해 전진과 후퇴가 가능하도록 설치되는 고정핀;과, 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임 방향으로 눌려져 상기 고정핀을 후퇴시키도록 설치되는 고정핀 후퇴 버튼;을 포함하고, 상기 배터리 장착부는, 상기 제1 가이드부와 함께 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제2 가이드부;와, 상기 배터리 장착부의 면들 중 상기 배터리부와 마주보는 면에 배치되며, 상기 제1 접속 단자에 접속되는 제2 접속 단자;와, 상기 배터리 장착부의 면들 중 상기 배터리부와 마주보는 면에 형성되며, 상기 고정핀이 끼워지는 고정홀;을 포함하는 배터리 장착 조립체를 제공한다.
여기서, 상기 제1 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임 방향으로 연장되어 배치될 수 있고, 상기 제2 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임 방향으로 미리 결정된 간격을 두고 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제2 접속 단자는 탄성 지지될 수 있다.
여기서, 상기 제1 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임의 방향으로 미리 결정된 간격을 두고 배치될 수 있고, 상기 제2 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임의 방향으로 연장되어 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1 접속 단자는 탄성 지지될 수 있다.
여기서, 상기 고정핀과 상기 고정핀 후퇴 버튼은 캠 기구에 의해 연결되어 설치될 수 있다.
여기서, 상기 캠 기구는, 상기 고정핀 후퇴 버튼에 연결되며, 캠 홈이 형성된 구동 부재;와, 상기 고정핀에 연결되며, 상기 캠 홈에 끼워지는 돌기가 배치된 종동 부재;와, 상기 구동 부재에 연결되며, 상기 고정핀 후퇴 버튼에 탄성력을 부여하는 탄성 부재를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 접속 단자와 상기 제2 접속 단자와의 전기적인 접속은 상기 배터리부의 교체 시에도 계속 유지되도록 상기 제1 접속 단자와 상기 제2 접속 단자가 배치될 수 있다.
여기서, 상기 고정핀의 단부는 제1 경사면을 가질 수 있다.
여기서, 상기 배터리 장착부의 부분 중 상기 배터리부가 슬라이딩 진입하는 부분에는 제2 경사면이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 배터리부;와, 상기 배터리부가 슬라이딩 움직임으로 장착되며, 이동체에 설치된 배터리 장착부;와, 상기 이동체의 외부에 배치되며, 상기 배터리부가 지지되는 배터리 지지부;와, 상기 배터리 지지부에 지지된 배터리부를 충전하는 배터리 충전부;를 포함하는 배터리 교체 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 배터리부는, 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제1 가이드부;와, 상기 배터리부의 면들 중 상기 배터리 장착부와 마주보는 면에 배치되는 제1 접속 단자;와, 상기 배터리부에 설치되며, 상기 배터리부의 면들 중 상기 배터리 장착부와 마주보는 면에 대해 전진과 후퇴가 가능하도록 설치되는 고정핀;과, 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임 방향으로 눌려져 상기 고정핀을 후퇴시키도록 설치되는 고정핀 후퇴 버튼;을 포함하고, 상기 배터리 장착부는, 상기 제1 가이드부와 함께 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제2 가이드부;와, 상기 배터리 장착부의 면들 중 상기 배터리부와 마주보는 면에 배치되며, 상기 제1 접속 단자에 접속되는 제2 접속 단자;와, 상기 배터리 장착부의 면들 중 상기 배터리부와 마주보는 면에 형성되며, 상기 고정핀이 끼워지는 고정홀;을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임 방향으로 연장되어 배치될 수 있고, 상기 제2 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임 방향으로 미리 결정된 간격을 두고 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제2 접속 단자는 탄성 지지될 수 있다.
여기서, 상기 제1 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임의 방향으로 미리 결정된 간격을 두고 배치될 수 있고, 상기 제2 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임의 방향으로 연장되어 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1 접속 단자는 탄성 지지될 수 있다.
여기서, 상기 고정핀과 상기 고정핀 후퇴 버튼은 캠 기구에 의해 연결되어 설치될 수 있다.
여기서, 상기 캠 기구는, 상기 고정핀 후퇴 버튼에 연결되며, 캠 홈이 형성된 구동 부재;와, 상기 고정핀에 연결되며, 상기 캠 홈에 끼워지는 돌기가 배치된 종동 부재;와, 상기 구동 부재에 연결되며, 상기 고정핀 후퇴 버튼에 탄성력을 부여하는 탄성 부재를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 접속 단자와 상기 제2 접속 단자와의 전기적인 접속은 상기 배터리부의 교체 시에도 계속 유지되도록 상기 제1 접속 단자와 상기 제2 접속 단자가 배치될 수 있다.
여기서, 상기 고정핀의 단부는 제1 경사면을 가질 수 있다.
여기서, 상기 배터리 장착부의 부분 중 상기 배터리부가 슬라이딩 진입하는 부분에는 제2 경사면이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 배터리 충전부는, 상기 배터리의 제1 접속 단자에 접속되는 충전 단자부;와, 상기 충전 단자부를 지지하는 암부;와, 상기 암부를 회동가능하게 지지하는 암 지지부;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 배터리 충전부는, 상기 암부를 상기 암 지지부에 회동 방향으로 탄성 지지하는 탄성부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 배터리 지지부에는 상기 배터리부가 슬라이딩 움직임으로 배치될 수 있으며, 상기 배터리 지지부에는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제3 가이드부가 설치될 수 있다.
여기서, 상기 배터리 지지부에는 상기 배터리부가 슬라이딩 움직임으로 배치될 수 있으며, 상기 배터리 지지부의 일 측에는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 제한하는 움직임 제한부가 설치될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교체 시스템을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동체의 저면을 도시하되, 설명을 위해 배터리부가 장착되지 않은 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 배터리 교체 시스템(100)은, 배터리부(110), 배터리 장착부(120), 배터리 지지부(130), 배터리 충전부(140)를 포함하는데, 배터리부(110)는 배터리 장착부(120)에 슬라이딩 움직임으로 장착되어 배터리 장착 조립체(V1)(도 9 참조)를 형성한다.
먼저, 배터리 장착부(120)가 설치되는 이동체(10)의 구성에 대해 설명하기로 한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 장착부(120)가 설치되는 이동체(10)는, 몸체(11), 이동 바퀴(12), 지지 바퀴(13), 구동 장치(14), 제어 장치(15), 센서 장치(16)를 포함한다. 몸체(11)의 저면에는 배터리 장착부(120)가 설치된다.
이동 바퀴(12)는 구동 장치(14)로부터 동력을 전달받아 이동체(10)를 움직이는 장치이고, 지지 바퀴(13)는 몸체(11)를 지지하여 균형을 잡고 이동을 용이하게 하는 장치이다.
구동 장치(14)는 모터 등의 동력 장치와, 기어 등의 동력전달장치를 포함할 수 있으며, 제어 장치(15)의 제어를 받아 작동한다.
제어 장치(15)는 센서 장치(16)에서 인식된 주변 정보, 사용자가 입력하는 입력 정보 등을 처리하여 구동 장치(14)의 작동을 제어하는 기능을 수행하는 장치로서, 전기회로기판, 집적회로칩, 컴퓨터 프로그램 등으로 구성될 수 있다.
센서 장치(16)는 이동체(10)의 주변의 정보를 인식하여 제어 장치(15)로 그 정보를 송신하는데, 카메라, 라이다, 레이다, 광센서, 음파센서 등의 여러 센서가 적용될 수 있다.
이상과 같이 설명한 이동체(10)는 다양한 장치에 적용될 수 있는데, 이동체(10)가 적용되는 장치의 종류에 따라 다양한 기능을 가지는 모듈이 설치될 수 있다. 예를 들어 이동체(10)가 로봇 청소기에 적용되는 경우에는 몸체(11)에 청소 모듈이 장착되어 청소를 수행할 수 있고, 이동체(10)가 경계 로봇인 경우에는 몸체(11)에 경계 카메라 모듈, 무장 모듈 등이 장착되어 경계 활동을 수행할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 이동체(10)는 제어 장치(15) 및 센서 장치(16)를 이용하여 자율 주행을 구현하는 구성을 가지지만, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명에 따른 이동체는 사용자가 수동으로 작동시키는 수동 주행 장치로 구성할 수도 있으며, 그 경우 이동체는 제어 장치(15) 및 센서 장치(16)를 구비하지 않을 수도 있다.
이하에서는, 배터리 교체 시스템(100)의 구성에 대해 설명한다.
도 3 내지 도 6b에 도시된 바와 같이, 배터리부(110)는, 제1 가이드부(111), 제1 접속 단자(112), 고정핀(113), 고정핀 후퇴 버튼(114), 캠 기구(115)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장착 조립체의 배터리부를 도시한 개략적인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 기구에 의해 고정핀과 고정핀 후퇴 버튼이 연결되어 설치된 모습을 도시한 개략적인 사시도이다. 또한, 도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리부의 고정핀이 전진되어 돌출되어 있는 모습을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리부의 고정핀이 돌출되어 있을 때의 고정핀, 고정핀 후퇴 버튼, 캠 기구의 모습을 도시한 개략적인 도면이며, 도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리부의 고정핀이 후퇴되어 있는 모습을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리부의 고정핀 후퇴 버튼이 눌려져 고정핀이 후퇴되어 있을 경우의 고정핀, 고정핀 후퇴 버튼, 캠 기구의 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
제1 가이드부(111)는 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임을 가이드하는데, 제1 가이드부(111)는 배터리부(110)의 양 측면에 배치되며, 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임 방향(S)으로 연장되어 형성된 홈(111a)을 포함한다.
제1 접속 단자(112)는 배터리부(110)의 면들 중 상면부, 즉 배터리 장착부(120)와 마주보는 면(110a)에 배치된다.
제1 접속 단자(112)는 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임 방향(S)으로 연장되도록 배치된다. 제1 접속 단자(112)는 2열로 서로 평행하게 배치되는데, 공급되는 전원이 직류인 경우 각각의 열은 양극과 음극의 기능을 가진다.
제1 접속 단자(112)는 전기 도전성의 소재로 형성되는데, 제1 접속 단자(112)의 배치 길이는, 후술하는 바와 같이 배터리부(110)의 교체 시에도 제2 접속 단자(122)와의 전기적인 접속이 계속 유지되도록 충분한 길이로 형성한다.
한편, 고정핀(113)은, 배터리부(110)의 면들 중 상면부, 즉 배터리 장착부(120)와 마주보는 면(110a)에 대해 전진과 후퇴가 가능하도록 설치된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 고정핀(113)의 단부는 제1 경사면(113a)을 가지도록 형성되는데, 배터리부(110)를 장착하는 과정에서 그러한 제1 경사면(113a)은 배터리 장착부(120)의 제2 경사면(120a_1)에 닿아 고정핀(113)을 점차 눌러 후퇴시킴으로써, 배터리부(110)가 배터리 장착부(120) 위를 슬라이딩 이동할 때 고정핀(113)이 배터리 장착부(120)에 걸리지 않도록 한다.
한편, 고정핀 후퇴 버튼(114)은 슬라이딩 움직임 방향(S)으로 힘을 받아 눌려지게 되면 고정핀(113)이 후퇴되도록 설치된다. 이를 위해 고정핀 후퇴 버튼(114)은 배터리부(110)의 면들 중 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임 방향(S)에 실질적으로 수직인 면(110b)에 설치되고, 고정핀(113)과 고정핀 후퇴 버튼(114)은 캠 기구(115)에 의해 연결되어 설치된다.
캠 기구(115)는 고정핀(113)과 고정핀 후퇴 버튼(114)에 연결되어, 고정핀 후퇴 버튼(114)이 눌려지면 고정핀(113)이 후퇴되도록 하는 장치이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 캠 기구(115)는, 구동 부재(115a), 종동 부재(115b), 탄성 부재(115c)를 포함한다.
구동 부재(115a)는 고정핀 후퇴 버튼(114)에 연결되며 있으며, 일부에 캠 홈(115a_1)이 형성되어 있으며, 그 단부에는 탄성 부재 지지부(115a_2)가 배치되어 있다.
종동 부재(115b)는 고정핀(113)에 연결되어 있으며, 구동 부재(115a)의 캠 홈(115a_1)에 끼워지는 돌기(115b_1)가 배치되어 있다.
탄성 부재(115c)는 구동 부재(115a)의 탄성 부재 지지부(115a_2)에 연결되어 설치되는데, 탄성 부재(115c)는 고정핀 후퇴 버튼(114)이 돌출되도록 고정핀 후퇴 버튼(114)에 탄성력을 부여한다.
본 실시예에 따르면 배터리부(110)는 캠 기구(115)를 포함하고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 배터리부(110)는 캠 기구(115)를 포함하지 않을 수도 있다. 그 경우 고정핀 후퇴 버튼(114)이 눌려지면 고정핀(113)이 후퇴되도록 하는 다른 장치가 적용될 수 있는데, 예를 들면, 캠 기구가 아닌 기계식 장치, 모터가 포함된 전자식 장치, 공압 또는 유압의 유압식 장치 등 다양한 장치가 적용될 수 있다.
이하, 도 5a 내지 도 6b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리부(110)의 고정핀(113), 고정핀 후퇴 버튼(114), 캠 기구(115)의 상호 작동 상태를 살펴본다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 상태는 배터리부(110)의 고정핀(113)이 전진되어 돌출되어 있는 상태이다. 이 경우는 탄성 부재(115c)의 탄성력에 의해 고정핀 후퇴 버튼(114)이 돌출되어 있는 상태이다.
배터리부(110)를 교체하기 위해, 도 6a에 도시된 바와 같이, 고정핀 후퇴 버튼(114)이 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임 방향(S)으로 눌려지게 되면, 도 6b에 도시된 바와 같이, 구동 부재(115a)가 하강하게 되고, 구동 부재(115a)가 하강하게 되면 구동 부재(115a)의 홈(115a_1)에 끼워지는 돌기(115b_1)는 좌측으로 이동하게 된다. 그렇게 되면 종동 부재(115b)도 좌측으로 이동하게 됨으로써, 고정핀(113)이 후퇴하게 된다. 아울러 이 때에는 탄성 부재(115c)가 눌려지기 때문에 탄성 부재(115c)는 탄성에너지를 저장하게 된다.
차후, 고정핀 후퇴 버튼(114)의 누름이 해제되면, 탄성에너지가 저장된 탄성 부재(115c)에 의해 구동 부재(115a)가 상승하게 되고, 구동 부재(115a)의 홈(115a_1)에 끼워지는 돌기(115b_1)는 우측으로 이동하게 된다. 그렇게 되면 종동 부재(115b)도 우측으로 이동하여 고정핀(113)이 전진하게 됨으로써, 도 5a 및 도 5b에 도시된 상태가 된다.
한편, 배터리 장착부(120)는 이동체(10)의 저면에 설치되어 있는데, 이하 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장착부의 저면부를 위쪽으로 하여 도시한 개략적인 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장착부의 제2 접속 단자가 설치된 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 배터리 장착부(120)는, 제2 가이드부(121), 제2 접속 단자(122), 고정홀(123)을 포함한다.
제2 가이드부(121)는 제1 가이드부(111)와 함께 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임을 가이드하는데, 제2 가이드부(121)는 배터리 장착부(120)의 양 측면에 배치되며, 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임 방향(S)으로 연장되어 형성된 가이드 플랜지(121a)를 포함한다.
가이드 플랜지(121a)는 배터리부(110)의 장착 시나 분리 시 제1 가이드부(111)의 홈(111a)에 끼워져 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임을 가이드하게 된다.
한편, 제2 접속 단자(122)는 배터리 장착부(120)의 면들 중 배터리부(110)와 마주보는 면(120a)에 배치되는데, 배터리부(110)의 제1 접속 단자(112)에 접속된다.
제2 접속 단자(122)는 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임 방향(S)과 슬라이딩 움직임 방향(S)에 수직한 방향(R)으로 미리 결정된 간격을 두고 배치된다. 본 실시예에 따르면 4개의 제2 접속 단자(122)가 배치되는데, 공급되는 전원이 직류인 경우 제2 접속 단자(122) 중 슬라이딩 움직임 방향(S)을 배치되는 2개는 양극의 기능을 가지고, 나머지 2개는 음극의 기능을 가진다. 제2 접속 단자(122)는 각각 대응되는 제1 접속 단자(112)에 접속되게 된다.
제2 접속 단자(122)는 탄성 지지되도록 설치되는데, 이하 도 8을 참조로 하여, 제2 접속 단자(122)가 설치된 모습을 설명한다.
제2 접속 단자(122)는 배터리 장착부(120)의 단자 수용홈(120c)에 수용되어 설치되는데, 탄성 지지를 위한 탄성부(122a)와, 전원 공급 대상 기기와의 전기적 연결을 위한 전기적 연결부(122b)와, 이탈 방지를 위한 이탈 방지부(122c)를 포함한다.
여기서, 제2 접속 단자(122)는 탄성부(122a)에 의해 상방으로 탄성력이 작용하도록 설치되어 있으며, 이탈 방지부(122c)는 단자 수용홈(120c)의 걸림부(120c_1)에 걸려 이탈이 방지되도록 설치되어 있다.
제2 접속 단자(122)는 전기 도전성의 소재로 형성되는데, 그 배치 위치는, 후술하는 바와 같이 배터리부(110)의 교체 시에도 제1 접속 단자(112)와의 전기적인 접속이 계속 유지되도록 배치한다. 즉, 한 쌍의 제2 접속 단자(122)는 슬라이딩 움직임 방향(S)으로 다른 한 쌍의 제2 접속 단자(122)와 소정의 간격(D1)을 두고 배치되고, 전술한 바와 같이 제1 접속 단자(112)는 슬라이딩 움직임 방향(S)으로 연장되어 배치되므로, 배터리부(110)의 교체 시 제2 접속 단자(122)는 제1 접속 단자(112)와의 전기적인 접속이 계속 유지되게 된다.
본 실시예에 따른 제2 접속 단자(122)는 배터리 장착부(120)의 단자 수용홈(120c)에 수용되어 설치되며, 탄성 지지를 위한 탄성부(122a)와, 전기적 연결을 위한 전기적 연결부(122b)와, 이탈 방지를 위한 이탈 방지부(122c)를 포함하여 구성되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 제2 접속 단자는 제1 접속 단자(112)와 전기적인 접속이 이루어지기만 하면 되고, 그 구체적인 구성에 있어서는 특별한 제한이 없다.
한편, 고정홀(123)은 배터리 장착부(120)의 면들 중 배터리부(110)와 마주보는 면(120a)에 형성되는데, 배터리부(110)의 장착 시 고정홀(123)에는 고정핀(113)이 끼워지게 된다.
고정핀(113)이 고정홀(123)에 끼워지게 되면, 배터리부(110)는 배터리 장착부(120)에 안정적으로 고정되게 된다.
한편, 배터리 장착부(120)의 부분 중 배터리부(110)가 슬라이딩 진입하는 부분에는 제2 경사면(120a_1)이 형성된다. 그러한 제2 경사면(120a_1)은 배터리부(110)가 진입할 때 고정핀(113)의 단부와 부딪히는데, 그 때 큰 충격 없이 고정핀(113)을 후퇴시킴으로써 배터리부(110)의 슬라이딩 이동을 돕는 기능을 수행하게 된다.
본 실시예에 따르면, 배터리 장착부(120)의 부분 중 배터리부(110)가 슬라이딩 진입하는 부분에는 제2 경사면(120a_1)이 형성되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 배터리 장착부(120)에 제2 경사면(120a_1)이 형성되지 않을 수도 있다. 그 경우에는 배터리부(110)가 진입할 때, 진입하는 배터리부(110)의 고정핀 후퇴 버튼(114)을 누름으로써, 고정핀(113)과 배터리 장착부(120)의 부딪힘을 방지하는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따르면, 제1 접속 단자(112)는 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임 방향으로 연장되어 배치되고, 제2 접속 단자(122)는 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임 방향으로 미리 결정된 간격을 두도록 배치되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 제1 접속 단자(112)와 제2 접속 단자(122)와의 전기적인 접속이 배터리부(110)의 교체 시에도 계속 유지되도록 배치되기만 하면 되고, 구체적인 단자의 형태, 개수, 배치 등은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 실시예와 반대로, 제1 접속 단자(112)는 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임 방향으로 미리 결정된 간격을 두고 배치되고, 제2 접속 단자(122)는 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임 방향으로 연장되어 배치될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장착부에 배터리부가 장착된 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 배터리부(110)는 배터리 장착부(120)에 장착되어 배터리 장착 조립체(V1)를 이루는데, 전술한 바와 같이, 배터리부(110)는 배터리 장착부(120)에 슬라이딩 움직임 방향(S)으로 슬라이딩되어 장착된다.
이하, 도 10 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장착부(120)에 장착된 배터리부(110M)를 새로운 배터리부(110N)로 교체하는 모습을 살펴본다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장착부(120)에 장착된 기존의 배터리부(110M)를 새로운 배터리부(110N)로 교체하는 모습을 순차적으로 도시한 개략적인 도면이다.
먼저 도 10에 도시된 바와 같이, 배터리 장착부(120)를 이동시켜 기존의 배터리부(110M)의 일면(110b)을 새로운 배터리부(110N)의 일면(110c)쪽으로 이동시킨다. 이 때 기존의 배터리부(110M)는 배터리 장착부(120)에 장착되어 있는 상태로서, 제1 가이드부(111) 및 제2 가이드부(121)에 의해 배터리부(110M)의 움직임이 제한되어 있고, 배터리부(110M)의 고정핀(113)은 배터리 장착부(120)의 고정홀(123)에 끼워져 고정되어 있는 상태이다.
이어, 도 11에 도시된 바와 같이, 배터리 장착부(120)를 상방(화살표 F 방향)으로 더 이동시켜, 기존의 배터리부(110M)의 고정핀 후퇴 버튼(114)이 새로운 배터리부(110N)의 일면(110c)에 눌리게 한다. 물론 이 때 새로운 배터리부(110N)는 배터리 장착부(120)에 대해 상대적으로 고정되어 있는 상태이다. 그렇게 되면, 도 6b에 도시된 바와 같이, 기존의 배터리부(110M)의 구동 부재(115a)가 하강하게 되고, 구동 부재(115a)가 하강하게 되면 구동 부재(115a)의 홈(115a_1)에 끼워지는 돌기(115b_1)는 후퇴하므로, 배터리부(110M)의 고정핀(113)은 배터리 장착부(120)의 고정홀(123)로부터 분리되게 된다. 그렇게 되면 기존의 배터리부(110M)는 배터리 장착부(120)로부터 슬라이딩 움직임의 방향으로 분리가 가능한 상태가 된다.
이어, 도 12에 도시된 바와 같이, 새로운 배터리부(110N)의 제1 가이드부(111)의 홈(111a)에 배터리 장착부(120)의 제2 가이드부(121)의 가이드 플랜지(121a)를 끼우고, 배터리 장착부(120)를 상방(화살표 F 방향)으로 계속하여 밀게 되면, 새로운 배터리부(110N)가 고정되어 있으므로 배터리 장착부(120)는 상방(화살표 F 방향)으로 슬라이딩 이동을 계속하게 된다. 이러한 슬라이딩 움직임의 과정 중 배터리 장착부(120)의 제2 경사면(120a_1)이 새로운 배터리부(110N)의 고정핀(113)에 닿게 되는 때가 있는데, 이 때 고정핀(113)의 단부도 제1 경사면(113a)을 가지고 있으므로 큰 충격 없이 고정핀(113)에 외력이 가해져 고정핀(113)이 후퇴함으로써 배터리 장착부(120)는 고정핀(113)의 걸림 없이 슬라이딩 운동이 가능하게 된다.
이어, 도 13에 도시된 바와 같이, 배터리 장착부(120)를 상방(화살표 F 방향)으로 더 이동시켜 새로운 배터리부(110N)의 고정핀(113)이 배터리 장착부(120)의 고정홀(123)의 위치에 도달하게 되면, 탄성 부재(115c)의 탄성력에 의해 고정핀(113)이 전진하여 고정홀(123)에 끼워지게 된다. 그렇게 되면 새로운 배터리부(110N)는 배터리 장착부(120)에 안정적으로 고정되게 된다. 한편, 이 때 기존의 배터리부(110M)는 배터리 장착부(120)로부터 완전히 분리가 되어, 배터리부의 교체 작업이 완료되게 된다.
본 실시예에 따르면, 새로운 배터리부(110N)를 배터리 장착부(120)에 대해 상대적으로 고정시키고, 배터리 장착부(120)를 움직여 배터리부(110)의 교체 작업을 진행하였지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 그와 반대로 배터리 장착부(120)를 배터리부(110)에 대해 상대적으로 고정시키고, 배터리부(110)를 움직여 배터리부(110)의 교체 작업을 진행할 수도 있다.
한편, 도 1 및 도 14에 도시된 바와 같이, 배터리 지지부(130)는 이동체(10)의 외부에 배치되며, 배터리부(110)가 슬라이딩 움직임으로 배치되어 지지되는 장치이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교체 시스템의 배터리 지지부를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 1 및 도 14에 도시된 바와 같이, 배터리 지지부(130)의 양측부에는 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제3 가이드부(131)가 배터리 지지부(130)의 길이 방향으로 설치되어 있다.
배터리 지지부(130)에는 배터리 진입측(130b)과 배터리 배출측(130c)이 존재하는데, 배터리 진입측(130b)은 배터리부(110)가 진입하는 부분이고, 배터리 배출측(130c)은 배터리부(110)가 배출되는 부분이다.
배터리 지지부(130)의 상면(130a)에는 배터리부(110)가 올려져 지지되는데, 배터리 지지부(130)의 상면(130a)에 올려진 배터리부(110)의 높이는, 이동체(10)의 배터리 장착부(120)에 장착된 배터리부(110)의 높이와 동일하도록, 배터리 지지부(130)를 적절히 설치한다. 그렇게 되면, 배터리부(110)를 장착한 이동체(10)가 배터리 지지부(130)로 이동하게 되면, 이동체(10)에 장착된 배터리부(110)가 배터리 지지부(130)의 상면(130a)에 올려진 배터리부(110)를 직접 밀어 이동시키면서 교체 작업이 진행되는데, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
배터리 지지부(130)의 배터리 배출측(130c)에는 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임을 제한하는 움직임 제한부(132)가 설치된다. 움직임 제한부(132)는 제3 가이드부(131)의 단부에 연결되도록 설치되는 것이 바람직하다.
배터리 지지부(130)의 상면(130a)에서의 배터리부(110)의 슬라이딩 움직임은 움직임 제한부(132)에 걸려 도 14의 화살표 방향(F 방향)으로 움직임이 일정 수준 제한된다. 그러나 배터리부(110)를 소정의 크기 이상의 힘으로 미는 경우에는 도 14의 화살표 방향(F 방향)으로 배터리부(110)가 움직여 배터리 지지부(130)로부터 배터리부(110)의 분리가 가능하게 된다.
이를 위해 움직임 제한부(132) 사이의 폭(D1)은 제3 가이드부(131) 사이의 폭(D2)보다 더 작도록 형성되며, 움직임 제한부(132)의 소재는 가급적 탄성 변형이 가능한 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 움직임 제한부(132)의 소재는 탄성 변형이 용이한 스폰지, 고무, 섬유 등의 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 움직임 제한부(132)는 마찰력을 이용하여 배터리부(110)의 움직임을 어느 정도 제한하는 구성을 가지고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 움직임 제한부는 마찰력 뿐만 아니라 다른 물리적인 힘을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 자석, 전자석 등의 자력을 이용할 수 있고, 접착제 등의 접착력 또는 점착력을 이용한 장치로 구성할 수도 있다.
한편, 도 1 및 도 15에 도시된 바와 같이, 배터리 충전부(140)는 배터리 지지부(130)에 지지된 배터리부(110)를 충전하는 장치이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교체 시스템의 배터리 충전부를 도시한 개략적인 부분 절개 사시도이다.
배터리 충전부(140)는, 한 쌍으로 형성되며 충전 단자부(141), 암(arm)부(142), 암 지지부(143)를 포함한다.
충전 단자부(141)는 배터리 지지부(130)에 지지된 배터리부(110)의 제1 접속 단자(112)에 접속되는 부분으로서, 금속 등의 전기 전도성이 우수한 소재로 형성된다.
암부(142)는 충전 단자부(141)를 지지하는데, 암부(142)의 내부에는 충전 단자부(141)와 전기적인 연결을 수행하는 도선(142a)이 지나가도록 배치되어 있다.
암 지지부(143)는 암부(142)를 회동가능하게 지지한다. 이를 위해 암 지지부(143)에는 암부(142)의 일단(142b)이 끼워지도록 지지홀(143a)이 형성되어 있으며, 암부(142)의 일단(142b)과 암 지지부(143) 사이에는 암부(142)를 암 지지부(143)에 회동 방향으로 탄성 지지하는 탄성부(143b)가 설치된다.
본 실시예에 따르면 암부(142)의 일단(142b)과 암 지지부(143)의 지지홀(143a) 사이에는 베어링이 배치되지는 않았지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 암부(142)의 일단(142b)과 암 지지부(143)의 지지홀(143a) 사이에 베어링이 배치되어 암부(142)의 회전 운동을 좀 더 원활히 수행할 수도 있다.
충전 작용은 사용자 또는 제어부(미도시)가 한 쌍의 배터리 충전부(140)에 전원을 공급하여 진행되는데, 공급된 전원은 순차적으로 도선(142a), 충전 단자부(141) 및 제1 접속 단자(112)를 통해 배터리부(110)로 공급됨으로써 배터리부(110)의 충전이 수행되게 된다.
이하, 도 1, 도 16 내지 도 20을 참조하여, 본 실시예에 따른 배터리 교체 시스템(100)이 작동하는 모습을 살펴본다.
도 16 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 교체 시스템에서 이동체의 배터리 장착부에 장착된 기존의 배터리부를 배터리 지지부에 배치된 새로운 배터리부로 교체하는 모습을 순차적으로 도시한 개략적인 도면이다.
구체적으로, 이하에서는 배터리 교체 작업의 순서에 따라 각 단계를 도시한 도면을 이용하여 설명한다.
우선, 도 1에는 새로운 배터리부(110N)가 배터리 지지부(130)의 상면(130a) 중 배터리 진입부(130b) 쪽에 올려져 지지되어 있으면서, 배터리 충전부(140)에 의해 충전이 되고 있는 상태가 도시되어 있다. 또한, 도 1에서 이동체(10)는 이미 장착되어 있는 배터리부(110M)의 교체를 위해 배터리 지지부(130)로 접근을 하고 있다(이하, 도 1에서의 화살표 방향으로 이동체(10)가 이동하는 것을 「전진」이라고 표현한다.). 이 때 이동체(10)의 저면에 설치되어 있는 배터리 장착부(120)에는 기존의 배터리부(110M)가 장착되어 있으며, 기존의 배터리부(110M)와 새로운 배터리부(110N)의 위치를 정확히 맞추기 위해 이동체(10)는 센서 장치(160)와 제어 장치(15)를 이용하여 전진 방향을 정밀히 조정하면서 접근한다. 이상과 같은 상태에서 기존의 배터리부(110M), 새로운 배터리부(110N), 배터리 장착부(120)의 상호 위치 관계는 도 10에 도시된 상태에 대응된다.
다음으로, 이동체(10)가 좀 더 전진을 하는 경우를 살펴본다. 도 16에는, 도 1에 도시된 상태에 비하여 이동체(10)가 좀 더 전진을 하여, 배터리 장착부(120)에 장착된 기존의 배터리부(110M)가 새로운 배터리부(110N)를 밀면서 나아가고 있는 상태가 도시되어 있다. 즉 이동체(10)가 더 전진을 하게 되면 기존의 배터리부(110M)가 새로운 배터리부(110N)에 부딪히는데, 그렇게 되면 새로운 배터리부(110N)와 기존의 배터리부(110M)는 배터리 지지부(130)의 제3 가이드부(131)를 따라 슬라이딩 이동하게 된다. 이 때에는 배터리 지지부(130)와 새로운 배터리부(110N) 사이의 마찰력이 작기 때문에, 새로운 배터리부(110N)에 닿는 기존의 배터리부(110M)의 고정핀 후퇴 버튼(114)에는 작은 힘만이 작용하게 된다. 따라서, 기존의 배터리부(110M)가 새로운 배터리부(110N)를 밀고 가기는 하지만, 그러한 미는 힘 정도로는 기존의 배터리부(110M)의 고정핀 후퇴 버튼(114)이 완전히 눌리지 않도록 탄성 부재(115c)가 설계되어 있기 때문에, 아직 기존의 배터리부(110M)의 고정핀(113)은 배터리 장착부(120)의 고정홀(123)로부터 분리되지 않게 된다. 따라서, 배터리 장착부(120)와 기존의 배터리부(110M)의 장착 상태는 아직까지 유지되게 된다.
다음으로, 이동체(10)가 좀 더 전진을 하는 경우를 살펴본다. 도 17에는, 도 16에 도시된 상태에 비하여 이동체(10)가 좀 더 전진을 하여, 새로운 배터리부(110N)가 움직임 제한부(132)에 걸려 더 이상 전진하지 못하는 상태가 도시되어 있다. 즉 이 상태에서는 움직임 제한부(132)의 마찰력을 이길 정도의 힘이 작용하지 않는 한 새로운 배터리부(110N)가 더 이상 앞으로 나가지 못하므로, 새로운 배터리부(110N)를 밀던 기존의 배터리부(110M)의 고정핀 후퇴 버튼(114)이 완전히 눌리게 되고, 그렇게 되면 배터리부(110M)의 고정핀(113)은 배터리 장착부(120)의 고정홀(123)로부터 분리되게 된다. 이상과 같은 상태에서 기존의 배터리부(110M), 새로운 배터리부(110N), 배터리 장착부(120)의 상호 위치 관계는 도 11에 도시된 상태에 대응된다. 한편, 이 때, 이동체(10)는 배터리 충전부(140)의 암부(142)를 밀게 되고, 암부(142)는 암 지지부(143)에 대해 회동되는데, 암부(142)가 회동하게 되면 암 지지부(143) 내의 탄성부(143b)가 탄성에너지를 저장하게 된다.
다음으로, 이동체(10)가 좀 더 전진을 하는 경우를 살펴본다. 도 18에는, 도 17에 도시된 상태에 비하여 이동체(10)가 좀 더 전진을 하여, 이동체(10)의 배터리 장착부(120)는 새로운 배터리부(110N)로 완전히 교체된 상태가 도시되어 있다. 이 때에는, 기존의 배터리부(110M), 새로운 배터리부(110N), 배터리 장착부(120)의 상호 위치 관계가, 도 12에 도시된 상태를 거쳐 도 13에 도시된 상태로 이행되는 상태에 대응된다. 이 때에는 새로운 배터리부(110N)의 고정핀(113)이 배터리 장착부(120)의 고정홀(123)의 위치에 도달하여, 탄성 부재(115c)의 탄성력에 의해 고정핀(113)이 전진하여 고정홀(123)에 끼워지게 된다. 그렇게 되면 새로운 배터리부(110N)는 배터리 장착부(120)에 안정적으로 고정되게 된다.
다음으로, 이동체(10)가 좀 더 전진을 하는 경우를 살펴본다. 도 19에는, 도 18에 도시된 상태에 비하여 이동체(10)가 좀 더 전진을 하여, 배터리 장착부(120)에 장착된 새로운 배터리부(110N)가 배터리 지지부(130)로부터 분리되기 시작하는 모습이 도시되어 있다. 이때에는 전술한 바와 같이 새로운 배터리부(110N)가 고정핀(113)에 의해 이동체(10)의 배터리 장착부(120)에 안정적으로 고정된 후의 상태이므로, 이동체(10)가 새로운 배터리부(110N)를 이동시키는 힘은 움직임 제한부(132)에 의해 걸리는 마찰력보다 더 크게 됨으로써, 새로운 배터리부(110N)는 배터리 지지부(130)로부터 용이하게 분리될 수 있게 된다.
다음으로, 이동체(10)가 좀 더 전진을 하는 경우를 살펴본다. 도 20에는, 도19의 상태에 비하여, 이동체(10)가 좀 더 전진을 하여, 배터리 장착부(120)에 장착된 새로운 배터리부(110N)가 배터리 지지부(130)로부터 완전히 분리된 모습을 도시한 도면이다. 이 때, 배터리 충전부(140)의 암부(142)는 탄성부(143b)의 탄성력에 의해 원래 위치로 복귀하여, 배터리 지지부(130)에 남겨진 기존의 배터리부(110M)에 대한 충전 작업을 시작하게 된다.
이상과 같이 설명한 배터리부(110)의 교체 과정은, 이동체(10)의 배터리 장착부(120)에 장착된 새로운 배터리부(110N)를 또 다른 배터리부로 교체 시에도 동일하게 진행된다. 즉, 배터리의 교체가 필요하여 배터리를 교체할 때에는, 전술한 배터리 교체 과정이 반복적으로 수행되게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 배터리 교체 시스템(100)은, 배터리부(110)의 교체 시 전원의 공급이 유지될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 배터리 교체 시스템(100)은, 배터리부(110)의 고정핀(113)과 배터리 장착부(120)의 고정홀(123)의 존재로 인해, 필요 시 배터리부(110)와 배터리 장착부(120)의 장착 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 배터리 교체 시스템(100)은, 고정핀(113)을 구동시키는 고정핀 후퇴 버튼(114)의 존재로 인해, 배터리부(110)의 교체작업이 용이해지고 배터리부(110)의 교체작업의 자동화를 용이하게 할 수 있다. 즉, 배터리부(110)의 교체를 위해 새로운 배터리부(110N)를 단순히 기존의 배터리부(110M)에 닿도록 한 후, 배터리 장착부(120)를 움직이는 동작만으로 배터리부(110)의 장착 해제가 가능하기 때문에, 배터리부(110)의 교체가 용이해져 자동화 작업 전환이 수월하게 된다.
또한, 본 실시예에 따른 배터리 교체 시스템(100)은, 배터리 지지부(130)를 이용하여 배터리부(110)의 교체를 수행하기 때문에 배터리 교체의 자동화에 유리하고 안정적인 배터리부(110)의 교체를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 배터리 교체 시스템(100)은, 배터리 충전부(140)를 이용하여 교체될 배터리부(110)의 충전도 수행하기 때문에, 사용자가 별도의 충전기를 사용하여 배터리부(110)의 충전을 수행할 필요가 없이, 배터리부(110)의 교체 작업 사이에 자동으로 배터리부(110)의 충전을 수행할 수 있다.
이하, 도 21 내지 도 23을 참조하여, 본 실시예의 일 변형예에 관한 배터리 장착 조립체(V2)에 관하여 설명하되, 본 발명의 실시예와 상이한 사항을 중심으로 하여 설명한다.
도 21은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 배터리 장착부에 배터리부가 장착된 배터리 장착 조립체의 모습을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 22는 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 배터리 장착 조립체의 배터리부를 도시한 개략적인 사시도이며, 도 23은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 배터리 장착 조립체의 배터리 장착부의 저면부를 위쪽으로 도시한 개략적인 사시도이다.
본 실시예의 일 변형예에 따른 배터리 장착 조립체(V2)는, 배터리부(210)와 배터리 장착부(220)를 포함하는데, 배터리부(210)는 배터리 장착부(220)에 슬라이딩 움직임으로 장착된다.
도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 배터리부(210)는, 제1 가이드부(211), 제1 접속 단자(212), 고정핀(213), 고정핀 후퇴 버튼(214), 캠 기구(215)를 포함한다.
제1 가이드부(211)는 배터리부(210)의 슬라이딩 움직임을 가이드하는데, 제1 가이드부(211)는 배터리부(210)의 양 측면에 배치되고, 배터리부(210)의 슬라이딩 움직임 방향(S)으로 연장되어 형성된 가이드 플랜지(211a)를 포함한다.
가이드 플랜지(211a)는 제2 가이드부(221)의 홈(221a)에 끼워져 배터리부(210)의 슬라이딩 움직임을 가이드하게 된다.
제1 접속 단자(212)는 배터리부(210)의 슬라이딩 움직임 방향(S)과 슬라이딩 움직임 방향(S)에 수직한 방향(R)으로 미리 결정된 간격을 두고 배치된다. 즉, 6개의 제1 접속 단자(212)가 배치되는데, 공급되는 전원이 직류인 경우 제1 접속 단자(212) 중 슬라이딩 움직임 방향(S)을 따라 배치되는 3개는 양극의 기능을 가지고, 나머지 3개는 음극의 기능을 가지는데, 각각 대응되는 제2 접속 단자(222)에 접속되게 된다.
제1 접속 단자(212)는 탄성 지지되도록 설치되는데, 제1 접속 단자(212)가 탄성 지지되도록 설치되는 구조는 본 실시예의 제2 접속 단자(122)가 설치된 구조를 그대로 이용할 수 있으므로, 여기서 자세한 설명은 생략한다.
제1 접속 단자(212)는 전기 도전성의 소재로 형성되는데, 그 배치 위치는, 배터리부(210)의 교체 시에도 제2 접속 단자(222)와의 전기적인 접속이 계속 유지되도록 배치한다. 즉, 한 쌍의 제1 접속 단자(212)는 슬라이딩 움직임 방향(S)으로 다른 한 쌍의 제1 접속 단자(212)와 소정의 간격(D2)을 두고 배치되고, 다른 한 쌍의 제1 접속 단자(212)는 슬라이딩 움직임 방향(S)으로 또 다른 한 쌍의 제2 접속 단자(212)와 소정의 간격(D3)을 두고 배치되며, 도 23에 도시된 바와 같이 제2 접속 단자(222)는 슬라이딩 움직임 방향(S)으로 연장되어 배치되므로, 배터리부(210)의 교체 시 제1 접속 단자(212)는 제2 접속 단자(222)와의 전기적인 접속이 계속 유지되게 된다.
본 실시예의 일 변형예에 따른 배터리부(210)의 구성 중 고정핀(213), 고정핀 후퇴 버튼(214), 캠 기구(215)는, 본 실시예의 고정핀(113), 고정핀 후퇴 버튼(114), 캠 기구(115)의 구성과 거의 동일하므로 여기서 자세한 설명은 생략한다.
한편, 도 21 및 도 23에 도시된 바와 같이, 배터리 장착부(220)는, 제2 가이드부(221), 제2 접속 단자(222), 고정홀(223)을 포함한다.
배터리 장착부(220)는 배터리 장착 조립체(V2)가 적용되는 이동 통신 장치, 로봇 등의 기기에 설치되는 부분이다.
제2 가이드부(221)는 배터리부(210)의 슬라이딩 움직임을 가이드하는데, 제2가이드부(221)는 배터리부(210)의 양 측면에 배치되며, 배터리부(210)의 슬라이딩 움직임 방향(S)으로 연장되어 형성된 홈(221a)을 포함한다.
제2 접속 단자(222)는 배터리 장착부(220)의 면들 중 배터리부(210)와 마주보는 면(220a)에 배치되며, 배터리부(210)의 제1 접속 단자(212)에 접속된다.
제2 접속 단자(222)는 배터리부(210)의 슬라이딩 움직임 방향(S)으로 연장되도록 배치된다. 제2 접속 단자(222)는 2열로 서로 평행하게 배치되는데, 공급되는 전원이 직류인 경우 각각의 열은 양극과 음극의 기능을 가진다.
제2 접속 단자(222)는 전기 도전성의 소재로 형성되는데, 제2 접속 단자(222)의 배치 길이는, 후술하는 바와 같이 배터리부(210)의 교체 시에도 제1 접속 단자(212)와의 전기적인 접속이 계속 유지되도록 충분한 길이로 형성한다.
한편, 고정홀(223)은 배터리 장착부(220)의 면들 중 배터리부(210)와 마주보는 면(220a)에 형성되는데, 배터리부(210)의 장착 시 고정홀(223)에는 고정핀(213)이 끼워지게 된다.
고정핀(213)이 고정홀(223)에 끼워지게 되면, 배터리부(210)는 배터리 장착부(220)에 안정적으로 고정되게 된다.
한편, 배터리 장착부(220)의 부분 중 배터리부(210)가 슬라이딩 진입하는 부분에는 제2 경사면(220a_1)이 형성된다. 그러한 제2 경사면(220a_1)은 배터리부(210)가 진입할 때 고정핀(213)의 단부와 부딪히는데, 그 때 큰 충격 없이 고정핀(213)을 후퇴시킴으로써 배터리부(210)의 슬라이딩 이동을 돕는 기능을 수행하게 된다.
이상에서 설명한 본 실시예의 일 변형예에 따른 배터리 장착 조립체(V2)의 배터리부(210) 및 배터리 장착부(220)는, 전술한 배터리 교체 시스템(100)의 배터리부(110) 및 배터리 장착부(120)를 대체하여 적용될 수 있다. 즉, 배터리부(210)는 배터리 지지부(130)의 상면(130a)에 올려져 지지되고, 배터리 충전부(140)에 의해 충전될 수 있다. 다만 그 경우 배터리 충전부(140)의 충전 단자부(141)의 형상은 제1 접속 단자(212)와 접촉하여 안정적으로 충전이 가능한 형상으로의 적절한 설계 변경이 필요하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 실시예의 일 변형예에 따른 배터리 장착 조립체(200)는, 배터리부(210)의 교체 시 전원의 공급이 유지될 수 있다.
또한, 본 실시예의 일 변형예에 따른 배터리 장착 조립체(V2)는, 배터리부(210)의 고정핀(213)과 배터리 장착부(220)의 고정홀(223)의 존재로 인해, 배터리부(210)의 교체작업을 진행하지 않을 때에는 배터리부(210)의 장착 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 본 실시예의 일 변형예에 따른 배터리 장착 조립체(V2)는, 고정핀(213)을 구동시키는 고정핀 후퇴 버튼(214)의 존재로 인해, 배터리부(210)의 교체작업이 용이해지고 배터리부(210)의 교체작업의 자동화를 용이하게 할 수 있다. 즉, 배터리부(210)의 교체를 위해 새로운 배터리부를 단순히 기존의 배터리부에 닿도록 한 후 새로운 배터리부를 밀게 하는 동작만으로 배터리부의 장착 해제가 가능하기 때문에, 배터리부의 교체가 용이해져 자동화 작업 전환이 수월하게 된다.
이상과 같이 살펴본 구성, 작용 및 효과 외의 본 실시예의 일 변형예에 따른 배터리 장착 조립체(V2)의 구성, 작용 및 효과는, 상기 본 발명의 실시예에 따른 배터리 장착 조립체(V1) 및 그 제조 방법의 구성, 작용 및 효과와 동일하므로, 본 설명에서는 생략하기로 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
본 발명은 배터리 장착 조립체, 배터리 교체 시스템을 제조 및 이용하는 산업에 이용될 수 있다.

Claims (25)

  1. 배터리부와, 상기 배터리부가 슬라이딩 움직임으로 장착되는 배터리 장착부를 포함하는 배터리 장착 조립체에 있어서,
    상기 배터리부는,
    상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제1 가이드부;
    상기 배터리부의 면들 중 상기 배터리 장착부와 마주보는 면에 배치되는 제1 접속 단자;
    상기 배터리부에 설치되며, 상기 배터리부의 면들 중 상기 배터리 장착부와 마주보는 면에 대해 전진과 후퇴가 가능하도록 설치되는 고정핀; 및
    상기 배터리부의 슬라이딩 움직임 방향으로 눌려져 상기 고정핀을 후퇴시키도록 설치되는 고정핀 후퇴 버튼;을 포함하고,
    상기 배터리 장착부는,
    상기 제1 가이드부와 함께 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제2 가이드부;
    상기 배터리 장착부의 면들 중 상기 배터리부와 마주보는 면에 배치되며, 상기 제1 접속 단자에 접속되는 제2 접속 단자; 및
    상기 배터리 장착부의 면들 중 상기 배터리부와 마주보는 면에 형성되며, 상기 고정핀이 끼워지는 고정홀;을 포함하는 배터리 장착 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임 방향으로 연장되어 배치되고,
    상기 제2 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임 방향으로 미리 결정된 간격을 두고 배치되는 배터리 장착 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 접속 단자는 탄성 지지되는 배터리 장착 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임의 방향으로 미리 결정된 간격을 두고 배치되고,
    상기 제2 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임의 방향으로 연장되어 배치되는 배터리 장착 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 접속 단자는 탄성 지지되는 배터리 장착 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정핀과 상기 고정핀 후퇴 버튼은 캠 기구에 의해 연결되어 설치되는 배터리 장착 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 캠 기구는,
    상기 고정핀 후퇴 버튼에 연결되며, 캠 홈이 형성된 구동 부재;
    상기 고정핀에 연결되며, 상기 캠 홈에 끼워지는 돌기가 배치된 종동 부재; 및
    상기 구동 부재에 연결되며, 상기 고정핀 후퇴 버튼에 탄성력을 부여하는 탄성 부재를 포함하는 배터리 장착 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접속 단자와 상기 제2 접속 단자와의 전기적인 접속은 상기 배터리부의 교체 시에도 계속 유지되도록 상기 제1 접속 단자와 상기 제2 접속 단자가 배치되는 배터리 장착 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고정핀의 단부는 제1 경사면을 가지는 배터리 장착 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 장착부의 부분 중 상기 배터리부가 슬라이딩 진입하는 부분에는 제2 경사면이 형성되는 배터리 장착 조립체.
  11. 배터리부;
    상기 배터리부가 슬라이딩 움직임으로 장착되며, 이동체에 설치된 배터리 장착부;
    상기 이동체의 외부에 배치되며, 상기 배터리부가 지지되는 배터리 지지부; 및
    상기 배터리 지지부에 지지된 배터리부를 충전하는 배터리 충전부;를 포함하는 배터리 교체 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배터리부는,
    상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제1 가이드부;
    상기 배터리부의 면들 중 상기 배터리 장착부와 마주보는 면에 배치되는 제1 접속 단자;
    상기 배터리부에 설치되며, 상기 배터리부의 면들 중 상기 배터리 장착부와 마주보는 면에 대해 전진과 후퇴가 가능하도록 설치되는 고정핀; 및
    상기 배터리부의 슬라이딩 움직임 방향으로 눌려져 상기 고정핀을 후퇴시키도록 설치되는 고정핀 후퇴 버튼;을 포함하고,
    상기 배터리 장착부는,
    상기 제1 가이드부와 함께 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제2 가이드부;
    상기 배터리 장착부의 면들 중 상기 배터리부와 마주보는 면에 배치되며, 상기 제1 접속 단자에 접속되는 제2 접속 단자; 및
    상기 배터리 장착부의 면들 중 상기 배터리부와 마주보는 면에 형성되며, 상기 고정핀이 끼워지는 고정홀;을 포함하는 배터리 교체 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임 방향으로 연장되어 배치되고,
    상기 제2 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임 방향으로 미리 결정된 간격을 두고 배치되는 배터리 교체 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 접속 단자는 탄성 지지되는 배터리 교체 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임의 방향으로 미리 결정된 간격을 두고 배치되고,
    상기 제2 접속 단자는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임의 방향으로 연장되어 배치되는 배터리 교체 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 접속 단자는 탄성 지지되는 배터리 교체 시스템.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 고정핀과 상기 고정핀 후퇴 버튼은 캠 기구에 의해 연결되어 설치되는 배터리 교체 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 캠 기구는,
    상기 고정핀 후퇴 버튼에 연결되며, 캠 홈이 형성된 구동 부재;
    상기 고정핀에 연결되며, 상기 캠 홈에 끼워지는 돌기가 배치된 종동 부재; 및
    상기 구동 부재에 연결되며, 상기 고정핀 후퇴 버튼에 탄성력을 부여하는 탄성 부재를 포함하는 배터리 교체 시스템.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제1 접속 단자와 상기 제2 접속 단자와의 전기적인 접속은 상기 배터리부의 교체 시에도 계속 유지되도록 상기 제1 접속 단자와 상기 제2 접속 단자가 배치되는 배터리 교체 시스템.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 고정핀의 단부는 제1 경사면을 가지는 배터리 교체 시스템.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 배터리 장착부의 부분 중 상기 배터리부가 슬라이딩 진입하는 부분에는 제2 경사면이 형성되는 배터리 교체 시스템.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 배터리 충전부는,
    상기 배터리의 제1 접속 단자에 접속되는 충전 단자부;
    상기 충전 단자부를 지지하는 암부; 및
    상기 암부를 회동가능하게 지지하는 암 지지부;를 포함하는 배터리 교체 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 배터리 충전부는, 상기 암부를 상기 암 지지부에 회동 방향으로 탄성 지지하는 탄성부를 더 포함하는 배터리 교체 시스템.
  24. 제11항에 있어서,
    상기 배터리 지지부에는 상기 배터리부가 슬라이딩 움직임으로 배치되며,
    상기 배터리 지지부에는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 가이드하는 제3 가이드부가 설치되는 배터리 교체 시스템.
  25. 제11항에 있어서,
    상기 배터리 지지부에는 상기 배터리부가 슬라이딩 움직임으로 배치되며,
    상기 배터리 지지부의 일 측에는 상기 배터리부의 슬라이딩 움직임을 제한하는 움직임 제한부가 설치되는 배터리 교체 시스템.
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