WO2018199389A1 - 전원공급장치 - Google Patents

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WO2018199389A1
WO2018199389A1 PCT/KR2017/007113 KR2017007113W WO2018199389A1 WO 2018199389 A1 WO2018199389 A1 WO 2018199389A1 KR 2017007113 W KR2017007113 W KR 2017007113W WO 2018199389 A1 WO2018199389 A1 WO 2018199389A1
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WO
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pole
battery
main body
poles
insertion groove
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PCT/KR2017/007113
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French (fr)
Inventor
홍봉선
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Korea Electric Power Corp
Original Assignee
Korea Electric Power Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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 power supply device, and more particularly, to a power supply device capable of smoothly supplying power to a remote electric device such as a remote area or a mountain area where power supply is impossible.
  • An object of the present invention is to drop the battery in the free fall method from the top in order to supply power to remote electric devices, such as remote areas, such as remote areas or impossible to supply power to smoothly supply power to the electric device by combining with the main body connected to the electric device naturally. It is to provide a power supply that allows.
  • the present invention is the main body and the mobile device is provided with an insertion groove which is opened to the upper portion and a connection terminal for supplying power to an external electric device in the insertion groove And a battery freely falling from an upper side of the main body and inserted into an insertion groove of the main body and having a connection terminal electrically connected to the connection terminal of the insertion groove.
  • the battery is integrally inserted into the insertion groove and is electrically removable.
  • the battery has a conical shape in which the cross-sectional area decreases from the top to the bottom, and the main body has a truncated conical shape through which the battery can be inserted and the bottom is opened.
  • the connecting terminal has two poles of + and-poles which are arranged to face each other, and the connecting terminal has three poles of A, B and C poles, when the battery is inserted into the insertion groove of the main body.
  • a pole and a -pole are connected to two or more of said A pole, B pole, and C pole.
  • the battery has a polygonal pyramid shape in which the cross-sectional area decreases from the top to the bottom, and the main body has a polygonal pyramid shape in which the battery can be inserted, and the bottom is opened.
  • connection terminal is a two-pole of + and-poles arranged oppositely, the connection terminal is a four poles of A pole, B pole, C pole, D pole, or a plurality of poles of four or more poles.
  • the + and-poles When inserted into the insertion groove of the main body, the + and-poles are connected to two of the A, B, C, and D poles or to two of the plurality of poles.
  • a bridge diode circuit is included in the connection terminal.
  • the insertion groove is formed with two main body is provided to prevent the interruption of power supply when the battery is replaced.
  • the main body includes a sensor for remotely monitoring the available time and power state of the battery inserted into the insertion groove, and a transmitter for emitting the current position and the battery identification number.
  • the external electric device is an electric device installed in a remote place such as a mountainous coast where people are difficult to access, and the mobile device is a drone or an unmanned mechanical device.
  • the present invention is to drop the battery to the free fall method from the top of the mobile device, such as drones or unmanned machinery, so that it can be naturally coupled to the main body connected to the electrical device to supply power.
  • the mobile device such as drones or unmanned machinery
  • the present invention is to produce a battery in the shape of a cone or polygonal cone and the main body is inserted into the shape of a truncated cone or polygonal pyramid when the free fall of the battery, the battery is naturally in close contact with the body and firm against electrical vibrations, such as wind shaking Also harden.
  • the present invention has the effect of enabling a smooth power supply to remote electric devices, such as remote areas or mountainous areas where power supply is impossible.
  • FIG. 1 is a view showing a state before coupling of the power supply according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a view from above of the combined state of the power supply according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a principle that the power supply according to an embodiment of the present invention supplies power to an electrical device.
  • FIG 4 and 5 are views showing the operation of the bridge diode circuit applied to the embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a view showing a state before coupling of the power supply according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a view from the top of the combined state of the power supply according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing a principle that the power supply according to another embodiment of the present invention supplies power to the electrical device.
  • FIG. 9 is a view showing the operation of the bridge diode circuit applied to another embodiment of the present invention.
  • the power supply device 10 of the present invention freely falls above the main body 11 after being moved by the main body 11 and the mobile device 1 connected to the external electric device 3.
  • the power supply device 10 of the present invention includes a battery 21 coupled with the main body 11 to supply power to the electric device 3 connected to the main body 11.
  • the external electric device 3 is an electric device installed in a remote place such as a mountainous coast where people are difficult to access, and the mobile device 1 is a drone or an unmanned mechanical device.
  • the main body 11 is installed at a position adjacent to the external electric device 3.
  • the main body 11 has an insertion groove 13 which is opened upwardly and is provided with a connection terminal 15 for supplying power to an external electric device in the insertion groove 13.
  • the connection terminal 15 is electrically connected to the external electric device 3 through the wire L or the like.
  • the battery 21 is freely dropped above the main body 11 by the mobile device 1 and inserted into the insertion groove 13 of the main body 11.
  • the battery 21 has a connection terminal 23 electrically connected to the connection terminal 15 of the insertion groove 13.
  • the battery 21 is integrally inserted into the insertion groove 13 and is electrically removable.
  • the insertion groove 13 of the battery 21 and the main body 11 is formed in a shape corresponding to the attachment and detachment of the battery 21.
  • the battery 21 is formed in a conical shape in which the cross-sectional area decreases from the top to the bottom, and the insertion groove 13 of the main body 11 has a truncated conical shape into which the battery 21 can be inserted and the bottom of the battery 21 is opened. Is formed.
  • the opening of the lower part of the main body 11 allows the foreign substance such as fallen leaves to be naturally discharged to the lower part even when the main body 11 is exposed to the external environment even if the foreign matter such as fallen leaves is inserted into the insertion groove 13 of the main body 11. This is to allow a smooth electrical contact when the 21 is coupled to the main body (11).
  • the main body 11 has a lower portion opened by the support 5 at a predetermined height from the ground.
  • the cone-shaped battery 21 and the truncated-shaped main body 11 naturally adhere to the main body 11 at the time of free fall of the battery 21, and make the electrical contact strong while being robust against shaking such as wind.
  • connection terminal 23 provided in the battery 21 or the connection terminal 15 provided in the insertion groove 13 may have a protruding shape.
  • the connecting terminal 15 is protruded toward the center in the insertion groove 13.
  • the outer diameter of the battery 21 is designed in consideration of the thickness of the connecting terminal 15 protruding. In this case, the outer diameter of the battery 21 and the insertion groove 13 are not in close contact, but the connection terminal 23 and the connection terminal 15 formed in the insertion groove 13 of the battery 21 may be electrically in close contact. .
  • connection terminal 15 When the connection terminal 15 is protruding, a gap P between the battery 21 and the insertion groove 13 is generated after the battery 21 and the main body 11 are coupled to each other. Rainwater and the like can be discharged to P) it can be prevented that the rain water is accumulated on the upper surface of the power supply (10).
  • the connecting terminal 23 is made of two poles of + and-poles arranged to face the outer diameter of the battery 21, and the connecting terminal 15 is arranged at a predetermined interval in the insertion groove 13 of the main body 11.
  • the three poles are A pole, B pole, and C pole.
  • the positive pole and the negative pole of the connecting terminal 23 and the negative pole of the connecting terminal 15 are A and B, respectively. It is connected to two or more of poles and C poles.
  • connection terminal 23 This is to allow the connection terminal 23 to be in contact with the connection terminal 15 to supply electricity regardless of the insertion direction or position when the battery 21 falls freely and is inserted into the insertion groove 13 of the main body 11. to be.
  • the width of one connection terminal 23 is one width of the connection terminal 15 so that the + and ⁇ poles, which are the connection terminals 23, are connected to two or more of the A, B, and C poles, which are the connection terminals 15. It is preferable to form wider than.
  • the connection terminal 23 is arranged such that each of the + and-poles has a width in the range of 90 ° to the outer diameter of the battery, and the connection terminals of the A, B, and C poles each have a 45 ° angle range. It may be arranged to have a width.
  • the bridge diode circuit is included in the connection terminal 15.
  • the bridge diode circuit is to ensure that the + and-poles are always supplied in the correct direction as two or more + and-poles of the battery are always connected to the A, B and C poles of the main body regardless of the position and direction.
  • the principle is that, as shown in Fig. 4, when a positive voltage is applied to the A pole and a negative voltage is applied to the B pole, the current is output from the left to the top and back to the bottom to the right through the electric device.
  • the battery 210 constituting the power supply device 100 has a polygonal pyramid shape in which the cross-sectional area decreases from the top to the bottom, and the insertion groove 130 of the main body 110 is provided. ) Is a polygonal pyramid shape into which the battery 210 can be inserted and may have an open bottom.
  • the polygonal pyramid-shaped battery 210 and the polygonal pyramid-shaped body 110 naturally adhere to the main body 110 during free fall of the battery 210 and are robust against shaking, such as wind, thereby enhancing electrical contact as in the embodiment. .
  • Forming the lower portion of the main body 110 to be opened is to allow the battery 110 to be naturally discharged to the bottom even if foreign matter such as fallen leaves is inserted into the insertion groove 130 of the main body 110 as the main body 110 is exposed to the external environment This is to allow smooth electrical contact when the 210 is coupled to the body 110.
  • the main body 110 is located at a predetermined height from the bottom of the lower portion opened by the support (5).
  • connection terminal 230 is formed as two poles of + and-poles disposed opposite to the outer surface of both sides of the battery 210, and the connection terminal 150 is disposed on each inner surface of the insertion groove 130 of the main body 110.
  • Four poles of A pole, B pole, C pole, D pole or a plurality of poles of four or more poles are formed.
  • connection terminal 230 when the battery 210 is inserted into the insertion groove 130 of the main body 110, the positive pole and the negative pole of the connection terminal 230 are the connection terminals 150, A pole, B pole, It is connected to two of the poles C and D, or to two of the poles.
  • the + and-poles which are the connection terminals 230 of the battery 210 when the battery 210 freely falls above the main body 110, are always connected to the main body 110 regardless of their position and direction. It is connected to two of A-pole, B-pole, C-pole, and D-pole (150).
  • connection terminal 230 and the connection terminal 150 may be formed in a corresponding size to facilitate electrical contact.
  • the bridge diode circuit is included in the connection terminal 150.
  • the bridge diode circuit is to ensure that the + and ⁇ poles of the battery are always connected to two of the A, B, C, and D poles of the main body regardless of their position and orientation so that the + and ⁇ poles are always supplied in the right direction.
  • the principle is that, as shown in Fig. 9, when a positive voltage is applied to the A pole and a negative voltage is applied to the C pole, the current is output from the left to the top and through the electric device to the right along the line corresponding to the intermediate C pole. Has a return current flow.
  • two main bodies 11 and 110 having insertion grooves 13 and 130 are provided to prevent interruption of power supply when the battery 210 is replaced.
  • the main body (11,110) includes a sensor for remotely monitoring the available time and power state of the battery (21,210) inserted into the insertion groove (13,130) and a transmitter for emitting the current position and the battery identification number.
  • the information transmitted by the transmitter may be sent to the administrator PC or the administrator mobile phone when the server receives an abnormality.
  • the administrator who receives the result, operates a mobile device 1 such as a drone or an unmanned mechanical device to insert a new battery into the insertion grooves 13 and 130 of the empty bodies 11 and 110 of the two bodies connected to the electric apparatus 3.
  • the battery can be inserted freely and inserted, and the battery can be gripped and moved to a designated location.
  • the gripper may be formed on the upper surface of the battery.
  • the present invention described above is easy to insert because the battery of the cone or polygonal cone shape inverted freely inserted into the insertion groove of the main body connected to the electrical device.
  • the battery when the battery is inserted into the insertion groove by applying the bridge diode circuit to the connection terminal, the battery is electrically connected to the inner surface of the insertion groove of the main body regardless of the insertion direction or position of the battery, so that electricity is naturally supplied to the electric device.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로, 상부로 개구되는 삽입홈(13,130)이 형성되고 상기 삽입홈(13,130)에 외부 전기장치(3)에 전원을 공급하기 위한 접속단자(15,150)가 구비되는 본체(11,110)와 이동기기(1)에 의해 상기 본체(11,110)의 상방에서 자유 낙하하여 상기 본체(11,110)의 삽입홈(13,130)에 삽입되며 상기 삽입홈(13,130)의 접속단자(15,150)와 전기적으로 연결되는 연결단자(23,230)가 구비되는 배터리(21,210)를 포함한다. 본 발명은 전원공급이 불가능한 오지나 산간지역 등 원격의 전기장치에 원활한 전기공급을 가능하게 할 수 있는 이점이 있다.

Description

전원공급장치
본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전원공급이 불가능한 오지나 산간지역 등 원격의 전기장치에 전원을 원활하게 공급할 수 있도록 한 전원공급장치에 관한 것이다.
산간 해안 등 사람 접근이 어려운 오지에는 모니터용 CCTV, 날씨용 계측기, 통신중계국 등 필수적이고 다양한 전기장치가 있는데, 이러한 전기장치는 전원이 있어야 동작이 가능하므로 전원공급이 필수적이다.
그런데 전원을 해당 오지, 산간지역에 공급하기 위해서는 전주 및 전선 가설이 필요하고 전압강하, 접지문제 등 기술적인 제한이 있으며, 높은 비용과 환경파괴 등 제약이 많아 실제 전기공급이 불가능하다.
이에 대한 대체방식으로 태양광, 풍력 발전 등이 있으나 비용, 기술, 환경파괴 등의 사유로 단점이 많아 대체가 곤란한 실정이다.
최근에는 기술발달로 IoT, Al, 빅데이터 등 첨단장치의 고도화, 집약화가 이루어지고 있지만 이러한 첨단장치도 전원이 없는 경우 무용지물이므로 오지, 산간지역 등 어떠한 환경에서도 원활한 전원공급이 이루어질 수 있도록 전원공급방안이 필요하다.
본 발명의 목적은 전원공급이 불가능한 오지나 산간지역 등 원격의 전기장치에 전원을 공급하기 위해 배터리를 상방에서 자유 낙하방식으로 떨어뜨리고 자연스럽게 전기장치와 연결된 본체에 결합하여 전기장치에 전원을 원활하게 공급할 수 있도록 한 전원공급장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 상부로 개구되는 삽입홈이 형성되고 상기 삽입홈에 외부 전기장치에 전원을 공급하기 위한 접속단자가 구비되는 본체와 이동기기에 의해 상기 본체의 상방에서 자유 낙하하여 상기 본체의 삽입홈에 삽입되며 상기 삽입홈의 접속단자와 전기적으로 연결되는 연결단자가 구비되는 배터리를 포함한다.
상기 배터리는 상기 삽입홈에 일체로 삽입되어 전기적으로 착탈 가능하다.
상기 배터리는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 원뿔 형상이고, 상기 본체는 상기 배터리가 삽입될 수 있는 원뿔대 형상이며 하부가 개구된다.
상기 연결단자는 대향되게 배치된 +극과 -극의 2극으로 되고, 상기 접속단자는 A극, B극, C극의 3극으로 되어, 상기 배터리가 상기 본체의 삽입홈에 삽입시 상기 +극과 -극이 상기 A극, B극, C극 중 2개 이상에 접속된다.
상기 배터리는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 다각형뿔 형상이고, 상기 본체는 상기 배터리가 삽입될 수 있는 다각형뿔대 형상이며 하부가 개구된다.
상기 연결단자는 대향되게 배치된 +극과 -극의 2극으로 되고, 상기 접속단자는 A극, B극, C극, D극의 4극 또는 4극 이상의 복수의 극으로 되어, 상기 배터리가 상기 본체의 삽입홈에 삽입시 상기 +극과 -극이 상기 A극, B극, C극, D극 중 2개에 접속되거나 복수의 극 중 2개에 접속된다.
상기 접속단자에 브릿지 다이오드 회로가 포함된다.
상기 삽입홈이 형성된 본체는 2개가 구비되어 상기 배터리의 교체시 전원공급 중단이 방지되도록 한다.
상기 본체는 상기 삽입홈에 삽입된 배터리의 사용 가능시간과 전원상태를 원격에서 모니터링하는 센서와 현위치와 배터리 식별번호를 방출하는 송신부를 포함한다.
상기 외부 전기장치는 산간 해안과 같이 사람 접근이 어려운 오지에 설치되는 전기장치이고, 상기 이동기기는 드론 또는 무인 기계장치이다.
본 발명은 드론 또는 무인 기계장치 등의 이동기기로 배터리를 상방에서 자유 낙하방식으로 떨어뜨려 자연스럽게 전기장치와 연결된 본체에 결합하여 전원을 공급할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 배터리를 원뿔 또는 다각형뿔 형상으로 제작하고 배터리가 삽입되는 본체를 원뿔대 또는 다각형뿔대 형상으로 제작하여 배터리의 자유 낙하시배터리가 본체에 자연스럽게 밀착되고 바람 등 흔들림에 대해 견고하면서 전기적 접촉도 강하게 한다.
따라서, 본 발명은 전원공급이 불가능한 오지나 산간지역 등 원격의 전기장치에 원활한 전기공급을 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전원공급장치의 결합 전 모습을 보인 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전원공급장치의 결합된 상태를 상부에서 본 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전원공급장치가 전기장치에 전원을 공급하는 원리를 보인 회로도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 적용되는 브릿지 다이오드 회로의 작용을 보인 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전원공급장치의 결합 전 모습을 보인 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전원공급장치의 결합된 상태를 상부에서 본 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전원공급장치가 전기장치에 전원을 공급하는 원리를 보인 회로도.
도 9은 본 발명의 다른 실시예에 적용되는 브릿지 다이오드 회로의 작용을 보인 도면.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 전원공급장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 외부 전기장치(3)에 연결된 본체(11)와 이동기기(1)에 의해 이동된 후 본체(11)의 상방에서 자유 낙하방식으로 떨어뜨리면 본체(11)와 결합되어 본체(11)에 연결된 전기장치(3)에 전원을 공급할 수 있도록 되는 배터리(21)를 포함한다.
외부 전기장치(3)는 산간 해안과 같이 사람 접근이 어려운 오지에 설치되는 전기장치이고, 이동기기(1)는 드론 또는 무인 기계장치이다.
본체(11)는 외부 전기장치(3)와 인접한 위치에 설치된다.
본체(11)는 상부로 개구되는 삽입홈(13)이 형성되고 삽입홈(13)에 외부 전기장치에 전원을 공급하기 위한 접속단자(15)가 구비된다. 접속단자(15)가 외부 전기장치(3)와 전선(L) 등을 통해 전기적으로 연결된다.
배터리(21)는 이동기기(1)에 의해 본체(11)의 상방에서 자유 낙하여 본체(11)의 삽입홈(13)에 삽입된다. 배터리(21)는 삽입홈(13)의 접속단자(15)와 전기적으로 연결되는 연결단자(23)가 구비된다.
배터리(21)는 삽입홈(13)에 일체로 삽입되어 전기적으로 착탈 가능하다.
배터리(21)와 본체(11)의 삽입홈(13)은 배터리(21)의 착탈이 용이하도록 대응되는 형상으로 형성된다.
본 실시예에서 배터리(21)는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 원뿔 형상으로 형성되고, 본체(11)의 삽입홈(13)은 배터리(21)가 삽입될 수 있는 원뿔대 형상이며 하부가 개구되게 형성된다.
원뿔 형상은 상방에서 자유 낙하방식으로 떨어뜨리면 작은 면적이 큰 면적 내로 삽입되는 방식이 되어 자연스럽게 원뿔대 형상의 본체(11)와 결합할 수 있다.
본체(11)의 하부를 개구되게 형성하는 것은 본체(11)가 외부 환경에 노출됨에 따라 낙엽 등의 이물질이 본체(11)의 삽입홈(13) 내에 삽입되더라도 자연스럽게 하부로 배출될 수 있게 하여 배터리(21)가 본체(11)에 결합시 원활한 전기 접촉이 가능하도록 하기 위함이다.
이를 위해 본체(11)는 지지대(5)에 의해 개구된 하부가 지면으로부터 소정 높이에 위치된다.
또한, 원뿔 형상의 배터리(21) 및 원뿔대 형상의 본체(11)는 배터리(21)의 자유 낙하시 자연스럽게 본체(11)에 밀착되고 바람 등 흔들림에 대해 견고하면서 전기적 접촉을 강하게 한다.
배터리(21)에 구비되는 연결단자(23) 또는 삽입홈(13)에 구비되는 접속단자(15)가 돌출된 형상일 수 있다.
본 실시예에서는 접속단자(15)가 삽입홈(13) 내에서 중앙을 향하여 돌출된 형상으로 된다. 접속단자(15)가 돌출된 형상으로 될 경우 배터리(21)의 외경은 접속단자(15)가 돌출된 두께를 고려하여 그 외경을 설계한다. 이 경우 배터리(21)의 외경과 삽입홈(13)이 밀착되지는 않으나 배터리(21)의 연결단자(23)와 삽입홈(13)에 형성된 접속단자(15)는 전기적으로 밀착 접속될 수 있다.
그리고 접속단자(15)가 돌출된 형상일 경우 배터리(21)와 본체(11)의 결합 후 배터리(21)와 삽입홈(13) 사이 이격된 틈(P)이 발생하고, 이 이격된 틈(P)으로 빗물 등이 배출될 수 있어 빗물이 전원공급장치(10)의 상부면에 고이는 문제 등이 방지될 수 있다.
연결단자(23)는 배터리(21)의 외경에 대향되게 배치된 +극과 -극의 2극으로 되고, 접속단자(15)는 본체(11)의 삽입홈(13)에 일정 간격을 두고 배치되는 A극, B극, C극의 3극으로 된다.
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리(21)가 본체(11)의 삽입홈(13)에 삽입시 연결단자(23)인 +극과 -극이 접속단자(15)인 A극, B극, C극 중 2개 이상에 접속된다.
이는 배터리(21)가 자유 낙하하여 본체(11)의 삽입홈(13)에 삽입시 삽입 방향이나 위치에 상관없이 연결단자(23)가 접속단자(15)와 접촉되어 전기를 공급할 수 있도록 하기 위함이다.
연결단자(23)인 +극과 -극이 접속단자(15)인 A극, B극, C극 중 2개 이상에 접속되도록 연결단자(23) 하나의 폭은 접속단자(15) 하나의 폭에 비해 더 넓게 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 연결단자(23)는 +극과 -극 각각이 배터리의 외경에 90°각도 범위의 폭을 갖도록 배치되고, 접속단자는 A극, B극, C극 각각이 45°각도 범위의 폭을 갖도록 배치될 수 있다.
접속단자(15)에 브릿지 다이오드 회로가 포함된다. 브릿지 다이오드 회로는 배터리의 +,-극이 위치와 방향에 상관없이 항상 본체의 A,B,C 극에 2개 이상 접속됨에 따라 항상 +와 -가 올바른 방향으로 공급되도록 하기 위함이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 배터리의 -극이 본체의 A극과 접촉하고 배터리의 +극이 본체의 C극과 접촉하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 전기회로에서 화살표 방향을 따라 전류가 출력되고 전원이 공급될 수 있다.
그 원리는 도 4에 도시된 바와 같이, A극에 양전압이 인가되고 B극에 음전압이 인가되면, 전류는 왼쪽에서 위로 출력되고 전기장치를 거쳐서 아래에서 오른쪽으로 되돌아오는 전류 흐름을 갖는다.
반대로, 도 5에 도시된 바와 같이, A극에 음전압이 인가되고 B극에 양전압이 인가되면, 전류는 왼쪽 아래에서 오른쪽 위로 출력되고 전기장치를 거쳐서 오른쪽 아래에서 왼쪽 위로 되돌아오는 전류 흐름을 갖는다.
다른 실시예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 전원공급장치(100)를 구성하는 배터리(210)는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 다각형뿔 형상이고, 본체(110)의 삽입홈(130)은 배터리(210)가 삽입될 수 있는 다각형뿔대 형상이며 하부가 개구된 것일 수 있다.
다각형뿔 형상의 배터리(210) 및 다각형뿔대 형상의 본체(110)는 배터리(210)의 자유 낙하시 자연스럽게 본체(110)에 밀착되고 바람 등 흔들림에 대해 견고하므로 실시예와 마찬가지로 전기적 접촉을 강하게 한다.
본체(110)의 하부를 개구되게 형성하는 것은 본체(110)가 외부 환경에 노출됨에 따라 낙엽 등의 이물질이 본체(110)의 삽입홈(130) 내에 삽입되더라도 자연스럽게 하부로 배출될 수 있게 하여 배터리(210)가 본체(110)에 결합시 원활한 전기 접촉이 가능하도록 하기 위함이다.
이를 위해 본체(110)는 지지대(5)에 의해 개구된 하부가 지면으로부터 소정 높이에 위치된다.
연결단자(230)는 배터리(210)의 양측 외면에 대향되게 배치된 +극과 -극의 2극으로 되고, 접속단자(150)는 본체(110)의 삽입홈(130) 각 내측면에 배치되는 A극, B극, C극, D극의 4극 또는 4극 이상의 복수의 극으로 된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 배터리(210)가 본체(110)의 삽입홈(130)에 삽입시 연결단자(230)의 +극과 -극이 접속단자(150)인 A극, B극, C극, D극 중 2개에 접속되거나 복수의 극 중 2개에 접속된다.
다른 실시예에서는 본체(110)의 상방에서 배터리(210)를 자유 낙하시 배터리(210)의 연결단자(230)인 +극과 -극은 위치와 방향에 상관없이 항상 본체(110)의 접속단자(150)인 A극, B극, C극, D극 중 2개에 접속된다.
연결단자(230)와 접속단자(150)는 전기적 접촉이 용이하도록 대응되는 크기로 형성될 수 있다.
접속단자(150)에 브릿지 다이오드 회로가 포함된다.
브릿지 다이오드 회로는 배터리의 +,-극이 위치와 방향에 상관없이 항상 본체의 A,B,C,D 극 중 2개에 접속됨에 따라 항상 +와 -가 올바른 방향으로 공급되도록 하기 위함이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 배터리(210)의 -극이 본체(110)의 D 극과 접촉하고 배터리(210)의 +극이 본체의 B극과 접촉하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 전기회로에서 화살표 방향을 따라 전류가 출력되고 전원이 공급될 수 있다.
그 원리는 도 9에 도시된 바와 같이, A극에 양전압이 인가되고 C극에 음전압이 인가되면, 전류는 왼쪽에서 위로 출력되고 전기장치를 거쳐서 중간 C극에 대응되는 라인을 따라 오른쪽으로 되돌아오는 전류 흐름을 갖는다.
한편, 삽입홈(13,130)이 형성된 본체(11,110)는 2개가 구비되어 배터리(210)의 교체시 전원공급 중단이 방지되도록 한다.
본체(11,110)는 삽입홈(13,130)에 삽입된 배터리(21,210)의 사용 가능시간과 전원상태를 원격에서 모니터링하는 센서와 현위치와 배터리 식별번호를 방출하는 송신부를 포함한다.
송신부가 송신한 정보는 서버가 수신하여 이상이 있는 경우 관리자 PC 또는 관리자 핸드폰에 결과를 전송할 수 있다.
결과를 전송받은 관리자는 드론 또는 무인 기계장치 등의 이동기기(1)를 작동시켜 새로운 배터리를 전기장치(3)와 연결되어 있는 두 개의 본체 중 비어있는 본체(11,110)의 삽입홈(13,130) 내로 자유 낙하시켜 삽입하고, 수명을 다한 배터리는 파지하여 지정된 장소로 이동시킬 수 있다.
이때, 도시하지는 않았지만 배터리의 이송을 용이하기 하기 위해 배터리는 상부면에는 파지부가 형성될 수 있다.
상술한 본 발명은 원뿔 또는 다각형뿔 형상의 배터리를 뒤집은 형태로 자유 낙하시켜 전기장치와 연결된 본체의 삽입홈에 삽입하므로 삽입이 용이하다.
또한, 본 발명은 연결단자에 브릿지 다이오드 회로 적용으로 배터리를 삽입홈에 삽입시 배터리의 삽입 방향이나 위치에 상관없이 배터리가 본체의 삽입홈 내측면과 결합되어 전기적으로 연결되므로 자연스럽게 전기장치에 전기를 공급할 수 있다.
이는 전원공급이 불가능한 오지나 산간지역 등 원격의 전기장치에 원활한 전기공급을 가능하게 할 수 있다.
본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 상부로 개구되는 삽입홈이 형성되고 상기 삽입홈에 외부 전기장치에 전원을 공급하기 위한 접속단자가 구비되는 본체; 및
    이동기기에 의해 상기 본체의 상방에서 자유 낙하하여 상기 본체의 삽입홈에 삽입되며 상기 삽입홈의 접속단자와 전기적으로 연결되는 연결단자가 구비되는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리는 상기 삽입홈에 일체로 삽입되어 전기적으로 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 원뿔 형상이고,
    상기 본체는 상기 배터리가 삽입될 수 있는 원뿔대 형상이며 하부가 개구된 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 연결단자는 대향되게 배치된 +극과 -극의 2극으로 되고,
    상기 접속단자는 A극, B극, C극의 3극으로 되어,
    상기 배터리가 상기 본체의 삽입홈에 삽입시 상기 +극과 -극이 상기 A극, B극, C극 중 2개 이상에 접속되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 다각형뿔 형상이고,
    상기 본체는 상기 배터리가 삽입될 수 있는 다각형뿔대 형상이며 하부가 개구된 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 연결단자는 대향되게 배치된 +극과 -극의 2극으로 되고,
    상기 접속단자는 A극, B극, C극, D극의 4극 또는 4극 이상의 복수의 극으로 되어,
    상기 배터리가 상기 본체의 삽입홈에 삽입시 상기 +극과 -극이 상기 A극, B극, C극, D극 중 2개에 접속되거나 복수의 극 중 2개에 접속되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  7. 청구항 4 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 접속단자에 브릿지 다이오드 회로가 포함되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 삽입홈이 형성된 본체는 2개가 구비되어 상기 배터리의 교체시 전원공급 중단이 방지되도록 한 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체는 상기 삽입홈에 삽입된 배터리의 사용 가능시간과 전원상태를 원격에서 모니터링하는 센서와 현위치와 배터리 식별번호를 방출하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부 전기장치는 산간 해안과 같이 사람 접근이 어려운 오지에 설치되는 전기장치이고,
    상기 이동기기는 드론 또는 무인 기계장치인 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
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