KR101614317B1

KR101614317B1 - 무인 운반차용 배터리 이송유닛 및 이를 갖는 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치

Info

Publication number: KR101614317B1
Application number: KR1020140177751A
Authority: KR
Inventors: 이지성
Original assignee: 주식회사 프로텍
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-04-21

Abstract

본 발명은 무인 운반차로부터 배터리를 안정적으로 분리하고 분리된 배터리를 충전단자에 안정적으로 연결하거나, 충전된 배터리를 무인 운반차에 장착할 수 있는 개선된 구조의 무인 운반차용 배터리 이송유닛 및 이를 갖는 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 의한 무인 운반차용 배터리 이송유닛은, 운반 프레임과, 운반 프레임에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제 1 암과, 제 1 암을 운반 프레임에 대해 슬라이드 이동시키는 암 구동기와, 제 1 암에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제 2 암과, 제 1 암에 상호 이격되도록 설치되는 제 1 방향전환 가이드 및 제 2 방향전환 가이드와, 일측이 운반 프레임에 고정되고 또 다른 일측이 제 2 암에 고정되어 제 1 방향전환 가이드 및 제 2 방향전환 가이드에 걸리도록 설치되는 라인형 연결부재와, 운반 프레임을 이송하는 운반 프레임 이송기구를 포함한다. 라인형 연결부재는 제 1 암이 운반 프레임에 대해 슬라이드될 때 제 1 암에 의해 제 1 방향전환 가이드 및 제 2 방향전환 가이드에 가이드되어 움직여 제 2 암을 제 1 암의 슬라이드 방향과 같은 방향으로 슬라이드 이동시킨다.

Description

무인 운반차용 배터리 이송유닛 및 이를 갖는 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치{Battery Transport Unit for Automatic Guided Vehicles and Automatic Battery Replacement Apparatus for Automatic Guided Vehicles Having the Same}

본 발명은 무인 운반차용 배터리 이송유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무인 운반차에 장착되어 전원을 제공하는 배터리를 이송하여 교환해주는 무인 운반차용 배터리 이송유닛 및 이를 갖는 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치에 관한 것이다.

무인 운반차(Automatic Guided Vehicle; AGV)는 작업자의 직접적인 조작 없이 물품을 이송 및 공급하는 운송수단이다. 무인 운반차는 무인 자동화공장 또는 협소한 장소의 자동화된 생산라인에서 부품 등의 물품을 각 공정으로 공급하거나 또는 생산 완료된 제품을 입고시키는 작업 등을 수행한다. 이러한 무인 운반차는 수행하는 작업에 따라 여러 가지 기능이 갖춰진 다양한 종류가 제조되고 있다.

무인 운반차는 전자유도 방식에 의하여 이미 입력된 경로로 운행될 수 있고 유연한 운반 형태를 취할 수 있기 때문에 제조공장에서 중요한 운반수단으로 이용되고 있다. 현재 무인 운반차는 다양한 산업분야에서 그 활용도가 점차 증가하고 있다. 특히, 반도체 산업 현장에서는 제품의 안정적인 운반을 도모하고 물류 운반의 효율성 증대와 인력 절감 등의 목적으로 각종 형태의 무인 운반차가 적극적으로 활용되고 있다.

일반적으로, 무인 운반차를 이용하는 무인 운반 시스템은 복수의 무인 운반차와 무인 운반차를 제어하는 메인 컨트롤러 및 무인 운반차를 안내하는 유도선으로 구성된다. 무인 운반차와 메인 컨트롤러에는 상호 통신을 위하여 유/무선통신수단이 구비되어 있으며, 유도선은 통상 서스와 같은 가이드 테이프로 형성된다.

무인 운반차는 그 내부에 장착되는 배터리를 에너지로 하여 작동한다. 배터리에 마련된 전원 단자가 무인 운반차 내부에 설치된 접속 단자에 접속됨으로써 무인 운반차에 필요한 전원을 공급하게 된다. 배터리의 사용 시간은 제한적이기 때문에 배터리에 충전된 전력을 소모하면 재충전이 필요하다. 무인 운반차의 배터리를 충전하는 방식으로 무인 운반차가 외부 전원이 연결된 충전 스테이지로 이동하여 그곳에서 재충전을 한 후에 다시 운반 작업을 수행하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법은 배터리를 재충전하는 시간만큼 무인 운반차의 운반 작업이 중단되어 무인 운반차의 운전 효율이 크게 떨어지는 문제점이 있다.

이러한 이유로 현재는 무인 운반차에 배터리를 교체형으로 장착하고, 방전된 배터리를 새것으로 교체하여 사용하는 방법이 선호되고 있다. 이와 함께, 무인 운반차의 배터리를 자동으로 교환할 수 있는 장치도 개발된 바 있다. 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치는 공개특허공보 제2004-0021264호(2004. 03. 10.), 등록특허공보 제1385312호(2014. 04. 16.) 등에 개시되어 있다.

상술한 것과 같이 현재 다양한 구조의 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치가 개시된 바 있지만, 무인 운반차로부터 배터리를 안정적으로 분리하고 분리된 배터리를 충전단자가 설치된 장소로 이송하여 충전단자에 안정적으로 연결하기 위해서는 보다 정밀한 장치가 필요하다.

본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 해결하기 위해 위하여 안출된 것으로, 무인 운반차로부터 배터리를 안정적으로 분리하고 분리된 배터리를 충전단자에 안정적으로 연결하거나, 충전된 배터리를 무인 운반차에 장착할 수 있는 개선된 구조의 무인 운반차용 배터리 이송유닛 및 이를 갖는 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 무인 운반차용 배터리 이송유닛은, 무인 운반차의 배터리 장착홈에 탈착식으로 장착되어 무인 운반차에 전원을 공급하는 배터리를 이송하여 상기 무인 운반차로부터 분리하거나 상기 무인 운반차에 장착하기 위한 것으로, 상기 배터리를 수용할 수 있도록 적어도 한 쪽이 개방된 배터리 수용실을 갖는 운반 프레임; 상기 운반 프레임에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제 1 암; 상기 제 1 암을 상기 운반 프레임에 대해 슬라이드 이동시키기 위해 상기 운반 프레임에 설치되는 암 구동기; 상기 배터리에 분리 가능하게 결합되어 상기 배터리를 상기 무인 운반차로부터 분리하거나 상기 무인 운반차에 장착할 수 있도록 상기 제 1 암에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제 2 암; 상기 제 1 암에 상기 제 1 암의 슬라이드 방향으로 상호 이격되도록 설치되는 제 1 방향전환 가이드 및 제 2 방향전환 가이드; 상기 제 1 방향전환 가이드 및 상기 제 2 방향전환 가이드에 걸리도록 설치되고, 상기 제 1 암이 상기 운반 프레임에 대해 슬라이드될 때 상기 제 1 암에 의해 상기 제 1 방향전환 가이드 및 상기 제 2 방향전환 가이드에 가이드되어 움직여 상기 제 2 암을 상기 제 1 암의 슬라이드 방향과 같은 방향으로 슬라이드 이동시키기 위해 일측이 상기 운반 프레임에 고정되고 또 다른 일측이 상기 제 2 암에 고정되는 라인형 연결부재; 및 상기 운반 프레임을 이송하기 위해 상기 운반 프레임과 결합되는 운반 프레임 이송기구;를 포함하는 점에 특징이 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치는 무인 운반차에 탈착식으로 장착되어 무인 운반차에 전원을 공급하는 배터리를 교환하기 위한 것으로, 상기 배터리를 수용할 수 있도록 적어도 한 쪽이 개방된 배터리 수용실을 갖는 운반 프레임; 상기 운반 프레임에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제 1 암; 상기 제 1 암을 상기 운반 프레임에 대해 슬라이드 이동시키기 위해 상기 운반 프레임에 설치되는 암 구동기; 상기 배터리에 분리 가능하게 결합되어 상기 배터리를 상기 무인 운반차로부터 분리하거나 상기 무인 운반차에 장착할 수 있도록 상기 제 1 암에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제 2 암; 상기 제 1 암에 상기 제 1 암의 슬라이드 방향으로 상호 이격되도록 설치되는 제 1 방향전환 가이드 및 제 2 방향전환 가이드; 상기 제 1 방향전환 가이드 및 상기 제 2 방향전환 가이드에 걸리도록 설치되고, 상기 제 1 암이 상기 운반 프레임에 대해 슬라이드될 때 상기 제 1 암에 의해 상기 제 1 방향전환 가이드 및 상기 제 2 방향전환 가이드에 가이드되어 움직여 상기 제 2 암을 상기 제 1 암의 슬라이드 방향과 같은 방향으로 슬라이드 이동시키기 위해 일측이 상기 운반 프레임에 고정되고 또 다른 일측이 상기 제 2 암에 고정되는 라인형 연결부재; 상기 운반 프레임을 이송하기 위해 상기 운반 프레임과 결합되는 운반 프레임 이송기구; 상기 운반 프레임의 후방에 설치되고, 상기 제 1 암 및 상기 제 2 암에 의해 상기 운반 프레임의 배터리 수용실로부터 이송되는 상기 배터리를 수용할 수 있도록 출입구를 갖는 충전 셀이 마련된 셀 하우징; 및 상기 충전 셀에 수용되는 상기 배터리의 충전용 연결단자에 전기적으로 연결되어 상기 배터리를 충전할 수 있도록 상기 충전 셀에 설치되는 충전단자;를 포함하는 점에 특징이 있다.

본 발명에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치는 배터리를 이송하는 배터리 이송유닛이 운반 프레임에 배터리를 실어 배터리를 다양한 위치로 안정적으로 이송할 수 있다. 특히, 배터리 이송유닛의 배터리 탈착기는 상대 이동 가능하게 결합되는 제 1 암과 제 2 암의 이중 암 구조를 취하는 이송 암을 이용하여 배터리를 이송한다. 따라서, 콤팩트한 구조로 배터리를 멀리까지 신속하게 이송할 수 있고, 무인 운반차 또는 배터리 충전유닛에 대한 배터리 탈부착 작업을 원활하게 수행할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치는 배터리 이송유닛을 이용하여 무인 운반차로부터 방전된 배터리를 분리하여 배터리 충전유닛으로 이송하여 충전하고, 배터리 충전유닛에서 충전된 새로운 배터리를 무인 운반차에 장착한다. 따라서, 무인 운반차에 대한 배터리 교환 작업을 작업자 없이 자동으로 신속하게 수행할 수 있고, 배터리 교환 시간을 단축함으로써 무인 운반차의 작업 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치는 보조 전원공급기를 이용하여 무인 운반차에 전원을 공급하면서 배터리 교환 작업을 수행함으로써, 무인 운반차에 대한 전원 공급 중단으로 무인 운반차에 내장된 컨트롤러의 프로그램이 꺼지거나, 저장 데이터가 삭제되는 문제가 발생하지 않는다.

또한 본 발명에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치는 배터리 충전유닛이 배터리를 충전할 수 있는 충전 셀을 복수로 구비함으로써, 여러 대의 무인 운반차에 대한 배터리 교환 작업을 신속하게 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치를 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치의 작업 대상이 되는 무인 운반차를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치의 무인 운반차용 배터리 이송유닛을 나타낸 정면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 무인 운반차용 배터리 이송유닛의 일부를 발췌하여 나타낸 것이다.
도 6은 도 4에 나타낸 무인 운반차용 배터리 이송유닛의 배터리 탈착기를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 배터리 탈착기의 일부 구성을 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 6에 나타낸 배터리 탈착기를 Ⅰ방향에서 바라볼 때 제 1 라인부재에 의한 이송 암의 움직임을 나타낸 것이다.
도 9는 도 6에 나타낸 배터리 탈착기를 Ⅰ방향에서 바라볼 때 제 2 라인부재에 의한 이송 암의 움직임을 나타낸 것이다.
도 10은 배터리 탈착기의 변형예를 나타낸 것이다.
도 11은 도 6에 나타낸 배터리 탈착기의 배터리 탈착 방법을 설명하기 위한 측면도이다.
도 12는 도 6에 나타낸 배터리 탈착기의 이송 암이 배터리에 분리 가능하게 결합되는 방법을 설명하기 위한 측면도이다.
도 13은 도 6에 나타낸 배터리 탈착기의 운반 프레임 내부를 나타낸 평면도이다.
도 14는 도 4에 나타낸 무인 운반차용 배터리 이송유닛에 구비된 회전기구의 작용을 설명하기 위한 평면도이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치의 무인 운반차용 배터리 충전유닛을 나타낸 정면도이다.
도 16은 도 15에 나타낸 무인 운반차용 배터리 충전유닛의 충전 셀을 나타낸 평면도다.
도 17은 도 15에 나타낸 무인 운반차용 배터리 충전유닛의 충전 셀에 배터리를 장착하는 과정을 나타낸 정면도다.
도 18은 도 15에 나타낸 무인 운반차용 배터리 충전유닛의 배출 셀을 나타낸 평면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 무인 운반차용 배터리 이송유닛 및 이를 갖는 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치를 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치를 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치의 작업 대상이 되는 무인 운반차를 나타낸 정면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)는 무인 운반차(10)에 탈착식으로 장착되는 배터리(20)를 무인 운반차(10)로부터 분리하여 충전 위치로 이송하거나, 충전된 배터리(20)를 무인 운반차(10)에 장착하는 작업을 작업자 없이 자동으로 수행할 수 있는 장치이다. 이러한 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)는 배터리(20)를 이송하는 배터리 이송유닛(101)과, 무인 운반차(10)에서 분리된 배터리(20)를 충전하는 배터리 충전유닛(102)과, 배터리(20)가 분리된 무인 운반차(10)에 전원을 공급하는 보조 전원공급기(103)와, 장치의 전반적인 동작을 제어하는 컨트롤러(104)를 포함한다. 이들 구성 요소는 메인 프레임(105)에 설치된다.

도 3에 나타낸 것과 같이, 무인 운반차(10)는 작업장의 바닥 등에 설치되는 유도선 등에 의해 가이드 되어 자동으로 움직이면서 다양한 작업을 수행한다. 이러한 무인 운반차(10)는 탈착식으로 장착되는 배터리(20)를 동력원으로 하여 작동한다. 무인 운반차(10)는 본체(11)와 바퀴(12)를 포함한다. 본체(11)에는 배터리(20)가 탈착식으로 장착되는 배터리 장착홈(13)이 마련되고, 배터리 장착홈(13) 내부에는 배터리(20)의 방전용 연결단자(21; 도 5 참조)와 전기적으로 연결되는 방전단자(14)가 설치된다.

이 밖에, 무인 운반차(10)는 배터리 장착홈(13)의 바닥에 설치되는 복수의 구름 가이드(15)와, 보조 전원공급기(103)와의 전기적 연결을 위한 전원 연결단자(16)와, 복수의 위치 검출용 반사판(17)과, 한 쌍의 배치 각도 검출용 반사판(18)을 포함한다. 복수의 구름 가이드(15)는 배터리 장착홈(13)에 장착되는 배터리(20)를 미끄럼 이송시킨다. 위치 검출용 반사판(17)과 배치 각도 검출용 반사판(18)은 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)가 배터리 교환 위치에 위치하는 무인 운반차(10)의 위치와 자세를 검출할 수 있도록 하기 위한 것이다.

무인 운반차(10)는 이에 장착된 배터리(20)의 전원 잔류량이 일정량 이하로 떨어지면 유도선 등에 의해 가이드 되어 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100) 전방의 배터리 교환 위치로 이동하여 정지한다. 이때, 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)의 배터리 이송유닛(101)은 무인 운반차(10)로부터 방전된 배터리(20)를 분리하여 배터리 충전유닛(102)으로 이송한 후, 배터리 충전유닛(102)에서 충전된 새로운 배터리(20)를 무인 운반차(10)에 장착한다. 무인 운반차(10)에서 분리된 배터리(20)는 배터리 충전유닛(102)에서 충전된다. 이러한 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)의 신속한 배터리 교환 동작에 의해, 무인 운반차(10)는 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)에 의한 배터리 교환 시간만큼만 작업을 중지하게 된다. 따라서, 본 실시예에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)를 이용하면 무인 운반차(10)가 배터리 교환을 위해 정지하는 시간을 줄이고, 무인 운반차(10)의 작업 효율을 높일 수 있다.

한편, 무인 운반차(10)에 대한 배터리 교환에 있어서, 배터리(20) 분리로 무인 운반차(10)에 대한 전원 공급이 완전히 중단되면 무인 운반차(10)의 전장품에 문제가 발생할 수 있다. 예컨대, 전원 공급이 중지되면 무인 운반차(10)에 내장된 컨트롤러의 프로그램이 꺼지거나, 저장 데이터가 삭제될 수 있다. 이러한 전원 차단에 의한 문제를 방지하기 위해, 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)는 보조 전원공급기(103)로 무인 운반차(10)에 전원을 공급하면서 배터리(20) 교환 작업을 수행한다. 따라서, 배터리 교환 시 무인 운반차(10)에 전원 공급이 중단되는 문제가 발생하지 않는다.

보조 전원공급기(103)는 배터리 교환 위치에 위치하는 무인 운반차(10) 쪽으로 돌출될 수 있도록 메인 프레임(105)의 전방 쪽에 설치된다. 보조 전원공급기(103)는 무인 운반차(10)의 전원 연결단자(16)와 전기적으로 연결되는 전원 공급단자(107)와, 전원 공급단자(107)를 진퇴시키는 단자 이송기구(108)를 포함한다. 단자 이송기구(108)는 컨트롤러(104)에 의해 제어된다. 컨트롤러(104)는 무인 운반차(10)가 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100) 전방의 배터리 교환 위치로 이동해오면 각종 센서로 무인 운반차(10)의 위치와 자세를 검출한 후, 전원 공급단자(107)를 전진시켜 무인 운반차(10)의 전원 연결단자(16)에 접속시킨다. 그리고 무인 운반차(10)에 대한 배터리 교환 작업이 완료되면 전원 공급단자(107)를 원래 위치로 후퇴시켜 무인 운반차(10)에서 분리한다. 물론, 무인 운반차(10)에 보조적인 전원을 공급하기 위한 보조 전원공급기(103)의 구체적인 구조나, 작동 방법은 다양하게 변경될 수 있다.

도 1, 도 2, 도 4 내지 도 14를 참조하면, 배터리 이송유닛(101)은 배터리 탈착기(110)와, 배터리 탈착기(110)의 운반 프레임(111)을 이송하는 운반 프레임 이송기구(135)를 포함한다. 배터리 탈착기(110)는 배터리(20)를 무인 운반차(10)에서 분리하거나 무인 운반차(10)에 장착하는 작업, 그리고 배터리(20)를 배터리 충전유닛(102)에 장착하거나 배터리 충전유닛(102)에서 분리하는 작업을 수행한다. 운반 프레임 이송기구(135)는 배터리 탈착기(110)를 상하전후좌우 및 지면에 대해 수직인 회전 중심축에 대해 회전시킨다.

도 5 내지 도 13을 참조하면, 배터리 탈착기(110)는 운반 프레임(111)과, 암 가이드(119)와, 이송 암(120)과, 암 구동기(124)와, 암 승강기구(132)를 포함한다. 운반 프레임(111)은 배터리(20)를 수용할 수 있도록 양쪽으로 개방된 배터리 수용실(112)을 갖는다. 물론, 운반 프레임(111)은 도시된 것과 같이 상하좌우가 막힌 박스 구조 이외의 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

운반 프레임(111)의 바닥에는 복수의 구름 가이드(113A)(113B)와 배터리 감지센서(114)가 설치된다. 복수의 구름 가이드(113A)(113B)는 배터리 수용실(112) 내에서 배터리(20)를 미끄럼 이송하기 위해 구름 운동 가능하게 설치된다. 이러한 구름 가이드(113A)(113B)의 작용으로 이송 암(120)에 의해 이송되는 배터리(20)는 배터리 수용실(112)에서 원활하게 이송될 수 있다. 구름 가이드(113A)(113B)는 도시된 것과 같은 롤러나 볼 형태, 또는 그 밖에 배터리(20)를 미끄럼 이송할 수 있는 다양한 구조로 이루어질 수 있다.

운반 프레임(111)의 양쪽 내측면 중 어느 하나에는 고정형 측면 가이드(115)가 설치되고 나머지 다른 하나에는 이동형 측면 가이드(116)가 설치된다. 이들 측면 가이드(115)(116)는 배터리 수용실(112)을 따라 배터리(20) 이송 방향으로 연장되도록 설치되며, 배터리 수용실(112)에 수용되는 배터리(20)의 측면에 접하여 배터리(20)를 배터리 수용실(112)을 따라 직선 이동하도록 가이드한다. 도 13에 나타낸 것과 같이, 고정형 측면 가이드(115)와 이동형 측면 가이드(116)의 양쪽 끝단에는 경사면(115a)(116a)이 각각 마련된다. 이들 경사면(115a)(116a)은 운반 프레임(111)의 양쪽 끝단의 개방구를 통해 배터리(20)가 배터리 수용실(112)로 삽입될 때 배터리(20)가 배터리 수용실(112)로 원할하게 유입될 수 있도록 해준다.

고정형 측면 가이드(115)는 운반 프레임(111)의 한쪽 내측면에 고정 설치되고, 이동형 측면 가이드(116)는 운반 프레임(111)의 다른 쪽 내측면에 고정형 측면 가이드(115)와 마주하여 진퇴하도록 설치된다. 이동형 측면 가이드(116)는 운반 프레임(111)의 외측면에 설치된 측면 가이드 이동기구(117)에 의해 움직인다. 측면 가이드 이동기구(117)는 이동형 측면 가이드(116)를 배터리 수용실(112)에 수용되는 배터리(20)의 측면에 가까워지거나 멀어지도록 이동시킨다.

예컨대, 측면 가이드 이동기구(117)는 배터리(20)가 운반 프레임(111) 내부로 진입할 때 이동형 측면 가이드(116)를 당겨 고정형 측면 가이드(115)와 이동형 측면 가이드(116) 사이의 간격이 넓어지도록 하고, 배터리(20)가 운반 프레임(111) 내부에 수용되면 이동형 측면 가이드(116)를 고정형 측면 가이드(115) 쪽으로 밀어 고정형 측면 가이드(115)와 이동형 측면 가이드(116) 사이의 간격이 좁아지도록 할 수 있다. 이러한 고정형 측면 가이드(115)와 이동형 측면 가이드(116) 사이의 간격 조절을 통해 배터리(20)는 운반 프레임(111)의 배터리 수용실(112)로 원활하게 삽입되고, 배터리 수용실(112)에서 뒤틀리지 않고 원활하게 이송될 수 있다.

운반 프레임(111) 상부에는 커버(118)가 결합되어 운반 프레임(111) 상부에 배치되는 암 구동기(124)와 암 승강기구(132)를 덮는다. 운반 프레임(111)의 상면에는 암 가이드(119)가 설치되고, 이 암 가이드(119)에 이송 암(120)이 설치된다. 이송 암(120)은 배터리(20)에 분리 가능하게 결합될 수 있도록 암 가이드(119)에 이동 가능하게 설치되어 배터리(20)를 이송하는 역할을 한다.

이송 암(120)은 암 가이드(119)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 제 1 암(121)과, 제 1 암(121)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 제 2 암(122)을 포함한다. 제 2 암(122)의 양쪽 끝단에는 배터리 결합부재(123)가 구비된다. 이송 암(120)은 한 쌍의 배터리 결합부재(123)로 배터리(20)를 파지하여 배터리(20)를 이송한다. 이송 암(120)은 암 가이드(119)에 설치되는 암 구동기(124)에 의해 움직인다.

도 6 내지 도 12를 참조하면, 암 구동기(124)는 제 1 암(121)에 구비되는 랙 기어(125)와, 랙 기어(125)와 기어 연결되도록 암 가이드(119)에 설치되는 피니언 기어(126)와, 피니언 기어(126)를 회전시키는 모터(127)를 포함한다. 모터(127)는 정회전 및 역회전이 가능하다. 피니언 기어(126)의 회전 방향에 따라 제 1 암(121)이 운반 프레임(111)에 대해 제 1 방향 또는 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 직선 이동할 수 있다. 본 실시예에서, 도 6 내지 도 11을 기준으로 제 1 방향을 우측 방향으로 하고 제 2 방향을 좌측 방향으로 한다. 암 구동기(124)는 제 1 암(121)을 운반 프레임(111)의 우측 개방부를 통해 배터리 수용실(112) 외부로 돌출시키거나, 운반 프레임(111)의 좌측 개방부를 통해 배터리 수용실(112) 외부로 돌출시킬 수 있다.

제 1 암(121)과 제 2 암(122)은 라인형 연결부재(128)로 연결되며, 제 2 암(122)은 라인형 연결부재(128)에 의해 제 1 암(121)의 움직임에 연동하여 제 1 암(121)에 대해 슬라이드 이동할 수 있다. 라인형 연결부재(128)는 한 쌍의 라인부재(129A)(129B)를 포함한다. 제 1 암(121)에는 라인형 연결부재(128)를 가이드하기 위한 한 쌍의 방향전환 가이드(130A)(130B)가 설치된다. 제 1 방향전환 가이드(130A) 및 제 2 방향전환 가이드(130B)는 제 1 암(121)의 슬라이드 방향으로 상호 이격되어 배치된다. 라인형 연결부재(128)는 제 1 암(121)이 운반 프레임(111)에 대해 슬라이드될 때 제 1 암(121)에 의해 제 1 방향전환 가이드(130A) 및 제 2 방향전환 가이드(130B)에 가이드되어 움직인다.

제 1 방향전환 가이드(130A)와 제 2 방향전환 가이드(130B)는 제 1 암(121) 중앙의 랙 기어(125)를 사이에 두고 랙 기어(125)의 좌우측에 각각 설치된다. 제 1 방향전환 가이드(130A)는 제 1 암(121) 중간의 일측에 제 1 암(121)을 상하로 관통하는 관통부에 누운 원기둥 형태로 설치된다. 그리고 제 2 방향전환 가이드(130B)는 제 1 암(121) 중간의 다른 일측에 제 1 암(121)을 상하로 관통하는 또 다른 관통부에 누운 원기둥 형태로 설치된다.

제 1 라인부재(129A)는 제 1 방향전환 가이드(130A)에 걸리도록 설치되어 제 1 암(121)의 상측에서 하측으로 연장된다. 제 1 라인부재(129A)의 일단은 암 가이드(119)의 하면 일측에 고정되고 제 1 라인부재(129A)의 타단은 제 2 암(122)의 상면 일측에 고정된다. 제 1 라인부재(129A)의 양쪽 끝단은 고정부재(131)를 통해 암 가이드(119) 및 제 2 암(122)에 고정될 수 있다. 제 2 라인부재(129B)는 제 2 방향전환 가이드(130B)에 걸리도록 설치되어 제 1 암(121)의 상측에서 하측으로 연장된다. 제 2 라인부재(129B)의 일단은 암 가이드(119) 하면의 다른 일측에 고정되고 제 2 라인부재(129B)의 타단은 제 2 암(122) 상면의 다른 일측에 고정된다. 제 2 라인부재(129B) 역시 그 양쪽 끝단이 고정부재(131)를 통해 암 가이드(119) 및 제 2 암(122)에 고정될 수 있다.

제 1 라인부재(129A)와 제 2 라인부재(129B)가 감기는 방향은 반대이다. 즉, 도 7을 기준으로, 제 1 방향전환 가이드(130A)는 제 1 암(121)의 우측 끝단 쪽에 설치되고, 제 1 라인부재(129A)는 제 1 방향전환 가이드(130A)에 감겨 그 양쪽 끝단이 제 1 암(121)의 중앙 쪽에 위치한다. 그리고 제 2 방향전환 가이드(130B)는 제 1 암(121)의 좌측 끝단 쪽에 설치되고, 제 2 라인부재(129B)는 제 2 방향전환 가이드(130B)에 감겨 그 양쪽 끝단이 제 1 암(121)의 중앙 쪽에 위치한다.

제 1 라인부재(129A)는 제 1 암(121)이 운반 프레임(111)에 대해 제 1 방향으로 슬라이드 이동할 때 제 2 암(122)을 제 1 암(121)에 대해 제 1 방향으로 슬라이드 이동시킨다. 그리고 제 2 라인부재(129B)는 제 1 암(121)이 제 2 방향으로 슬라이드 이동할 때 제 2 암(122)을 제 1 암(121)에 대해 제 2 방향으로 슬라이드 이동시킨다.

제 1 라인부재(129A) 및 제 2 라인부재(129B)의 구체적인 작용은 도 8 및 도 9에 나타낸 것과 같다. 도 8은 도 6에 나타낸 배터리 탈착기(110)를 Ⅰ방향에서 바라볼 때 제 1 라인부재(129A)에 의한 이송 암(120)의 움직임을 나타낸 것이고, 도 9는 도 6에 나타낸 배터리 탈착기(110)를 Ⅰ방향에서 바라볼 때 제 2 라인부재(129B)에 의한 이송 암(120)의 움직임을 나타낸 것이다.

도 8의 (a)에 나타낸 것과 같이, 제 1 암(121) 및 제 2 암(122)이 운반 프레임(111) 속에 완전히 수용된 상태에서 피니언 기어(126)가 반시계 방향으로 회전하면, 도 8의 (b)에 나타낸 것과 같이, 제 1 암(121)이 우측 방향으로 슬라이드 이동한다. 이때, 제 1 라인부재(129A)가 제 1 방향전환 가이드(130A)에 가이드되어 움직임으로써 제 2 암(122)을 제 1 암(121)에 대해 우측 방향으로 슬라이드 이동시킨다. 제 1 암(121)에 대한 제 2 암(122)의 슬라이드 거리는 운반 프레임(111)에 대한 제 1 암(121)의 슬라이드 거리와 같다. 따라서, 운반 프레임(111)에 대한 제 2 암(122)의 이동 거리는 제 1 암(121)의 두 배가 된다.

또한 도 9의 (a)에 나타낸 것과 같이, 제 1 암(121) 및 제 2 암(122)이 운반 프레임(111) 속에 완전히 수용된 상태에서 피니언 기어(126)가 시계 방향으로 회전하면, 도 9의 (b)에 나타낸 것과 같이, 제 1 암(121)이 좌측 방향으로 슬라이드 이동한다. 이때, 제 2 라인부재(129B)가 제 2 방향전환 가이드(130B)에 가이드되어 움직여 제 2 암(122)을 제 1 암(121)에 대해 좌측 방향으로 슬라이드 이동시킨다. 따라서, 제 2 암(122)은 운반 프레임(111)에 대해 제 1 암(121)의 이동 거리의 두 배 거리를 우측으로 이동할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 무인 운반차용 배터리 이송유닛(101)의 배터리 탈착기(110)는 이송 암(120)이 운반 프레임(111)에 대해 슬라이드 이동하는 제 1 암(121)과 제 1 암(121)에 대해 슬라이드 이동하는 제 2 암(122)이 라인형 연결부재(128)로 연결된 이중 암 구조를 취한다. 따라서, 단순한 구조로 배터리(20)의 이송 거리를 확장할 수 있다. 그리고 이송 암(120)의 배터리 이송 거리가 길어 무인 운반차(10) 또는 배터리 충전유닛(102)에 대한 배터리(20) 탈부착이 용이하다. 또한 이송 암(120)의 설치 공간을 줄일 수 있어 콤팩트한 구조가 가능하다. 라인부재(129A)(129B)로는 벨트, 타이밍 벨트, 체인, 와이어 등이 이용될 수 있다. 방향전환 가이드(130A)(130B)로는 풀리, 타이밍 풀리, 스프로켓, 롤러 등 라인부재의 종류에 맞춰 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다.

물론, 제 1 암(121)과 제 2 암(122)의 연동 구조는 다르게 변경될 수 있다. 예컨대, 도 10에 나타낸 것과 같이, 제 1 암(121)과 제 2 암(122)을 연결하는 라인형 연결부재(128')가 폐루프 형태인 하나의 라인부재로 이루어질 수 있다. 이러한 변형예에서 제 1 방향전환 가이드(130A')와 제 2 방향전환 가이드(130B')는 제 1 암(121)에 제 1 암(121)의 슬라이드 방향을 따라 일직선 상에 설치된다. 라인형 연결부재(128')는 제 1 방향전환 가이드(130A')와 제 2 방향전환 가이드(130B')에 걸려 가이드됨으로써 무한궤도 운동하게 된다. 라인형 연결부재(128')의 일측은 고정부재(131)에 의해 암 가이드(119)에 고정되고, 라인형 연결부재(128')의 또 다른 일측은 고정부재(131)에 의해 제 2 암(122)에 고정된다.

도 10의 (a)에 나타낸 것과 같이, 제 1 암(121) 및 제 2 암(122)이 운반 프레임(111) 속에 완전히 수용된 상태에서 피니언 기어(126)가 반시계 방향으로 회전하면, 도 10의 (b)에 나타낸 것과 같이, 제 1 암(121)이 우측 방향으로 슬라이드 이동한다. 이때, 라인형 연결부재(128')가 제 1 방향전환 가이드(130A')와 제 2 방향전환 가이드(130B')에 가이드되어 무한궤도 운동함으로써 제 2 암(122)을 제 1 암(121)에 대해 우측 방향으로 슬라이드 이동시킨다. 따라서, 제 2 암(122)은 운반 프레임(111)에 대해 제 1 암(121)의 이동 거리의 두 배 거리를 우측으로 이동하게 된다.

한편, 도 10의 (a)에 나타낸 것과 같이, 제 1 암(121) 및 제 2 암(122)이 운반 프레임(111) 속에 완전히 수용된 상태에서 피니언 기어(126)가 시계 방향으로 회전하면, 도 10의 (c)에 나타낸 것과 같이, 제 1 암(121)이 좌측 방향으로 슬라이드 이동한다. 이때, 앞서 설명한 것과 같은 라인형 연결부재(128')의 작용으로 제 2 암(122)이 제 1 암(121)에 대해 좌측 방향으로 슬라이드 이동하여, 제 2 암(122)은 운반 프레임(111)에 대해 제 1 암(121)의 이동 거리의 두 배 거리를 우측으로 이동하게 된다.

도 6 및 도 12를 참조하면, 암 승강기구(132)는 운반 프레임(111)의 상면에 설치되어 암 가이드(119)를 승강시킨다. 암 가이드(119)가 승강하면 이에 결합된 이송 암(120)과 암 구동기(124)도 함께 승강하게 된다. 이송 암(120)이 운반 프레임(111)의 외부로 이동한 상태에서 암 승강기구(132)가 암 가이드(119)를 하강시키면 이송 암(120)에 구비된 한 쌍의 배터리 결합부재(123)가 배터리(20)의 양쪽 끝단에 접하게 된다. 이 상태에서 암 구동기(124)가 이송 암(120)을 움직임으로써 배터리(20)를 운반 프레임(111) 내부로 이송할 수 있다. 그리고 운반 프레임(111) 내부에 수용된 배터리(20)는 이송 암(120)과 암 구동기(124)의 작용에 의해 운반 프레임(111) 외부로 이송될 수 있다. 이송 암(120)이 배터리(20)에 분리 가능하게 결합되어 배터리(20)를 이송한 후, 암 승강기구(132)는 이송 암(120)을 원래 위치로 상승시킨다.

이러한 암 구동기(124) 및 암 승강기구(132)의 작용으로 이송 암(120)은 무인 운반차(10)의 배터리 장착홈(13) 속으로 진입하여 무인 운반차(10)에 장착된 배터리(20)를 운반 프레임(111)으로 이송할 수 있다. 그리고 운반 프레임(111) 속의 배터리(20)를 이송하여 배터리 충전유닛(102)에 장착할 수 있다. 또한 이송 암(120)은 배터리 충전유닛(102)에 장착된 배터리(20)를 운반 프레임(111)으로 이송할 수 있다. 그리고 운반 프레임(111) 속의 배터리(20)를 이송하여 무인 운반차(10)의 배터리 장착홈(13)에 장착할 수 있다.

본 실시예에서, 이송 암(120)이 배터리(20)에 분리 가능하게 결합되는 구조는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 예컨대, 이송 암(120)이 운반 프레임(111)에 대해 전체적으로 승강하지 않고, 이송 암(120)에 구비되는 배터리 결합부재만 운반 프레임(111)에 대해 승강하는 구조를 취할 수도 있다. 그리고 이송 암(120)은 도시된 것과 같이 한 쌍의 암(121)(122)과 한 쌍의 배터리 결합부재(123)를 구비하여 배터리(20)를 파지하는 구조 이외에, 흡착력을 이용하는 방법이나, 자력을 이용하는 방법 등 다양한 다른 방법으로 배터리(20)에 분리 가능하게 결합될 수 있는 다른 구조로 변경될 수 있다. 또한 이송 암(120)을 이동시키는 암 구동기(124)나, 이송 암(120)을 승강시키는 암 승강기구(132)의 구체적인 구조나 운반 프레임(111)과의 결합 구조는 도시된 구조 이외의 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 운반 프레임(111)에는 무인 운반차 배치 각도 검출기(133)가 설치된다. 무인 운반차 배치 각도 검출기(133)는 배터리 교환 위치에 위치하는 무인 운반차(10)에 구비된 배터리 장착홈(13)의 운반 프레임(111)의 배터리 수용실(112)에 대한 상대적인 배치 각도를 검출하기 위한 것이다. 무인 운반차(10)의 배터리 장착홈(13)이 운반 프레임(111)의 배터리 수용실(112)에 대해 기울어진 상태에서는 배터리(20)가 배터리 장착홈(13)과 배터리 수용실(112) 사이에서 원활하게 이송되기 어렵다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 컨트롤러(104)는 무인 운반차 배치 각도 검출기(133)로부터 검출 신호를 제공받고, 운반 프레임 이송기구(135)를 제어하여 배터리 장착홈(13)과 배터리 수용실(112)이 일직선 상에 놓이도록 한 후 배터리 교환 작업을 수행한다. 이러한 운반 프레임 이송기구(135)의 작용에 대해서는 후술하기로 한다.

무인 운반차 배치 각도 검출기(133)는 운반 프레임(111)에 설치되는 한 쌍의 반사형 거리센서(134)를 포함한다. 이들 한 쌍의 반사형 거리센서(134)는 무인 운반차(10)에 구비된 한 쌍의 배치 각도 검출용 반사판(18)과 대응하도록 운반 프레임(111)의 양쪽 측면에 상호 이격되도록 배치된다. 반사형 거리센서(134)는 무인 운반차(10)의 배치 각도 검출용 반사판(18)을 향해 검출광 또는 검출파를 방출하고 무인 운반차(10)에서 반사되는 반사광 또는 반사파를 수신하여 무인 운반차(10)의 거리를 검출한다. 예컨대, 한 쌍의 반사형 거리센서(134)가 측정한 무인 운반차(10)의 거리가 동일하면, 무인 운반차(10)가 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)와 정면으로 마주하여 무인 운반차(10)의 배터리 장착홈(13)과 운반 프레임(111)의 배터리 수용실(112)이 일직선 상에 놓인 것으로 볼 수 있다. 반면, 한 쌍의 반사형 거리센서(134)에 의한 측정 거리가 차이가 나면, 그 차이만큼 무인 운반차(10)의 배터리 장착홈(13)이 운반 프레임(111)의 배터리 수용실(112)에 대해 기울어져 있는 것으로 볼 수 있다. 물론, 무인 운반차 배치 각도 검출기(133)는 도시된 구조 이외에, 무인 운반차(10)에 구비된 배터리 장착홈(13)의 운반 프레임(111)의 배터리 수용실(112)에 대한 상대적인 배치 각도를 검출하고 그 검출 신호를 컨트롤러(104)에 제공하는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

도 1, 도 2, 도 4, 도 5 및 도 14를 참조하면, 운반 프레임 이송기구(135)는 배터리 탈착기(110)의 운반 프레임(111)을 승강시키는 승강부재(136) 및 승강기구(137)와, 운반 프레임(111)을 제 1 방향(X축 방향)으로 수평 이송하는 수평 이송부재(144) 및 수평 이송기구(145)와, 운반 프레임(111)을 회전시키는 회전부재(150) 및 회전기구(152)와, 운반 프레임(111)을 제 2 방향(Y축 방향)으로 수평 이송하는 수평 이동부재(159) 및 수평 이동기구(160)를 포함한다. 이러한 운반 프레임 이송기구(135)는 배터리 탈착기(110)를 상하전후좌우 및 지면에 수직인 회전 중심축에 대해 회전시킨다.

승강기구(137)는 네 개의 연결 벨트(138)와, 한 쌍의 구동축(139)과, 한 쌍의 모터(140)와, 한 쌍의 종동축(141)을 포함한다. 네 개의 연결 벨트(138)는 승강부재(136)의 네 모서리 쪽에 각각 결합된다. 한 쌍의 구동축(139)은 네 개의 연결 벨트(138)와 결합되도록 메인 프레임(105)의 상측에 이격되어 설치되고, 이들 각각에 모터(140)가 결합된다. 한 쌍의 종동축(141)은 네 개의 연결 벨트(138)의 하측을 지지하기 위해 메인 프레임(105)의 하측에 한 쌍의 구동축(139)과 마주하도록 이격되어 설치된다. 한 쌍의 모터(140)는 동일한 방향 및 속도로 구동축(139)을 회전시키도록 동기하여 작동한다. 연결 벨트(138)는 상하로 배치되는 구동축(139)과 종동축(141)에 걸려 무한궤도 운동하게 된다. 모터(140)의 작동으로 네 개의 연결 벨트(138)가 무한궤도 운동하면 승강부재(136)는 승강하게 된다. 물론, 승강부재(136)를 승강시키기 위한 승강기구(137)는 도시된 구조 이외에 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

승강부재(136)의 상면에는 한 쌍의 가이드 레일(143)이 승강부재(136)의 길이 방향(X축 방향)으로 연장되도록 마련된다. 그리고 한 쌍의 가이드 레일(143) 위에는 수평 이송부재(144)가 가이드 레일(143)을 따라 슬라이드 이동하도록 설치된다. 수평 이송부재(144)는 수평 이송기구(145)에 의해 제 1 방향(X축 방향)으로 수평 이송된다. 수평 이송기구(145)는 수평 이송부재(144)에 구비된 너트 부재(146)와 나사 결합되는 스크류축(147)과 스크류축(147)을 회전시키는 모터(148)를 포함한다. 모터(148)의 작용으로 스크류축(147)이 회전하면 너트 부재(146)와 스크류축(147) 사이의 나사 운동에 의해 수평 이송부재(144)가 가이드 레일(143)을 따라 직선 이동하게 된다. 물론, 수평 이송기구(145)는 도시된 것과 같은 스크류축 구조 이외에 수평 이송부재(144)를 수평 이송할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 그리고 수평 이송부재(144)와 승강부재(136)의 결합 구조도 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

수평 이송부재(144) 위에는 회전부재(150)가 수평 이송부재(144)에 대해 수직으로 배치되는 회전축(151)을 회전 중심축으로 하여 회전하도록 설치된다. 회전부재(150)는 회전기구(152)에 의해 회전축(151)에 대해 회전한다. 회전기구(152)는 회전부재(150)의 일측에 회전 가능하게 설치되는 피니언 기어(153)와, 회전부재(150)에 설치되어 피니언 기어(153)를 회전시키는 모터(154)와, 피니언 기어(153)와 기어 연결되도록 수평 이송부재(144)의 일측에 결합되는 랙 기어(155)를 포함한다. 랙 기어(155)는 회전축(151) 둘레에 회전축(151)을 중심으로 하는 원의 원호 형상으로 배치된다.

도 14에 나타낸 것과 같이, 모터(154)가 피니언 기어(153)를 회전시키면 피니언 기어(153)와 랙 기어(155) 사이의 기어 운동에 의해 회전부재(150)가 회전축(151)을 회전 중심으로 하여 수평 이송부재(144)에 대해 회전하게 된다. 따라서, 회전부재(150)는 도 14의 (a)에 나타낸 것과 같이 수평 이송부재(144)와 평행하게 놓였다가, 도 14의 (b)에 나타낸 것과 같이 수평 이송부재(144)에 대해 기울어지게 놓일 수 있다. 수평 이송부재(144)에는 수평 이송부재(144)에 대해 회전하는 회전부재(150)를 가이드 하기 위한 한 쌍의 원호형 가이드(156)가 구비되고, 회전부재(150)에는 이들 원호형 가이드(156)와 접하여 구름 운동하는 복수의 가이드 롤러(157)가 구비된다. 원호형 가이드(156)는 회전축(151) 둘레에 회전축(151)을 중심으로 하는 원의 원호 형상으로 배치된다. 회전부재(150)가 회전축(151)에 대해 회전할 때, 회전부재(150)는 한 쌍의 원호형 가이드(156)에 가이드 되어 안정적으로 회전할 수 있다. 회전기구(152)는 컨트롤러(104)에 의해 제어된다. 컨트롤러(104)는 무인 운반차 배치 각도 검출기(133)로부터 검출 신호를 제공받아 회전기구(152)를 제어함으로써, 운반 프레임(111)의 배터리 수용실(112)이 무인 운반차(10)의 배터리 장착홈(13)과 일직선 상에 놓이도록 회전부재(150)에 지지되는 운반 프레임(111)의 각도를 조절할 수 있다.

회전기구(152)의 피니언 기어(153)와 랙 기어(155)의 설치 위치는 바뀔 수도 있다. 즉, 피니언 기어(153)와 모터(154)가 수평 이송부재(144)에 설치되고 랙 기어(155)가 회전부재(150)에 설치되어 회전부재(150)를 회전축(151)에 대해 회전하는 구성도 가능하다. 또한 회전기구(152)는 도시된 것과 같은 랙-피니언 기어 구조 이외에 회전부재(150)를 회전축(151)에 대해 회전시킬 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

회전부재(150)의 상면에는 한 쌍의 가이드 레일(158)이 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향(Y축 방향)으로 연장되도록 구비된다. 그리고 이들 가이드 레일(158)에 수평 이동부재(159)가 슬라이드 이동 가능하게 결합된다. 수평 이동부재(159)는 수평 이동기구(160)에 의해 제 2 방향을 따라 수평 이송된다. 수평 이동기구(160)는 수평 이동부재(159)에 구비된 너트 부재(161)와 나사 결합되는 스크류축(162)과 스크류축(162)을 회전시키는 모터(163)를 포함한다. 모터(163)는 회전부재(150) 위에 설치된다. 모터(163)의 작용으로 스크류축(162)이 회전하면 너트 부재(161)와 스크류축(162) 사이의 나사 운동에 의해 수평 이동부재(159)가 가이드 레일(158)을 따라 직선 이동하게 된다. 물론, 수평 이동기구(160)는 도시된 것과 같은 스크류축 구조 이외에 수평 이동부재(159)를 제 2 방향으로 수평 이송할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 그리고 수평 이동부재(159)와 회전부재(150)의 결합 구조도 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

이러한 운반 프레임 이송기구(135)에 의해 배터리 탈착기(110)는 승강할 수 있고, 제 1 방향 및 제 2 방향을 따라 수평 이송될 수 있으며, 지면에 대해 수직인 회전축(151)에 대해 회전할 수 있다. 그리고 배터리 탈착기(110)의 운반 프레임(111)에 수용된 배터리(20)는 배터리 충전유닛(102)의 다양한 위치로 이송될 수 있다.

도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 운반 프레임 이송기구(135)의 승강부재(136) 전면에는 배터리 교환 위치에 위치하는 무인 운반차(10)를 감지하기 위한 무인 운반차 감지센서(164)가 설치된다. 무인 운반차 감지센서(164)는 무인 운반차(10)의 위치 검출용 반사판(17)을 향해 검출광 또는 검출파를 방출하고 무인 운반차(10)에서 반사되는 반사광 또는 반사파를 수신하여 무인 운반차(10)의 유무 및 거리를 검출한다. 무인 운반차 감지센서(164)는 배터리 교환 위치에 위치하는 무인 운반차(10)를 감지하고 그 감지 신호를 컨트롤러(104)에 제공하고, 컨트롤러(104)는 무인 운반차 감지센서(164)의 감지 신호를 수신하고 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)의 다양한 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(104)는 무인 운반차 감지센서(164)의 감지 신호를 수신하면 보조 전원공급기(103)의 전원 공급단자(107)를 무인 운반차(10) 쪽으로 전진시켜 전원 공급단자(107)를 무인 운반차(10)의 전원 연결단자(16)에 연결하여 무인 운반차(10)에 전원을 공급할 수 있다. 물론, 무인 운반차 감지센서(164)는 도시된 구조 이외에, 무인 운반차(10)를 감지하고 그 감지 신호를 컨트롤러(104)에 제공할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

도 1, 도 2, 도 15 내지 도 18을 참조하면, 배터리 충전유닛(102)은 셀 하우징(165)과, 셀 하우징(165)에 설치되는 복수의 충전단자(178) 및 복수의 배터리 클램프(182)를 포함한다. 셀 하우징(165)은 배터리 이송유닛(101)의 후방에 설치된다. 셀 하우징(165)의 내부 공간은 복수의 영역으로 구획되고, 구획된 복수의 영역에 복수의 충전 셀(166)과 복수의 배출 셀(168)이 마련된다. 충전 셀(166)의 한 쪽에는 배터리(20)의 출입을 위한 출입구(167)가 구비되고, 배출 셀(168)의 양쪽 끝에는 배터리(20)의 출입을 위한 입구(169)와 출구(170)가 서로 마주하도록 마련된다.

또한 셀 하우징(165)의 구획된 내부 영역 중 일부에는 충전용 전원공급기(171)와 각종 전자 장비가 설치된다. 충전용 전원공급기(171)는 배터리(20)를 충전하기 위한 복수의 충전단자(178)에 전원을 공급하기 위한 것이다. 물론, 셀 하우징(165)에 구비되는 복수의 충전단자(178)는 외부 전원을 공급받을 수 있도록 외부 전원 연결선(미도시)과 연결될 수 있다.

충전 셀(166)의 바닥에는 복수의 구름 가이드(172A)(172B)와 배터리 감지센서(174)가 설치된다. 복수의 구름 가이드(172A)(172B)는 충전 셀(166)에서 배터리(20)를 미끄럼 이송하기 위해 구름 운동 가능하게 설치된다. 충전 셀(166)의 양쪽 내측면에는 한 쌍의 측면 가이드(175)가 각각 설치된다. 이들 측면 가이드(175)는 충전 셀(166)을 따라 배터리(20) 이송 방향으로 연장되도록 설치되며, 충전 셀(166)에 수용되는 배터리(20)의 측면에 접하여 배터리(20)를 충전 셀(166)을 따라 직선 이동하도록 가이드한다.

충전 셀(166)의 후방에도 배터리(20)를 감지하기 위한 배터리 감지센서(176)가 설치된다. 이러한 배터리 감지센서(176)는 배터리(20)의 충전용 연결단자(22)가 구비된 끝단이 충전 셀(166) 후방의 충전단자(178)와 접할 수 있는 충전 위치에 도달하면 그 감지 신호를 컨트롤러(104)에 제공한다. 컨트롤러(104)는 이 배터리 감지센서(176)로부터 감지 신호를 수신하면 출입구(167)를 통해 진입하는 배터리(20)를 정지시킴으로써 배터리(20)를 충전 셀(166) 내의 충전 위치에 위치시킬 수 있다.

충전 셀(166)의 후방에는 충전 셀(166)에 장착된 배터리(20)를 충전하기 위한 충전단자(178)와 배터리(20)를 고정하기 위한 배터리 클램프(182)가 설치된다. 충전단자(178)는 충전 셀(166)에 수용된 배터리(20)의 한 쌍의 충전용 연결단자(22)와 연결될 수 있도록 충전 셀(166)의 후방 바닥에 한 쌍이 승강할 수 있도록 설치된다. 한 쌍의 충전단자(178)는 승강부재(179)로 연결되며, 충전단자 승강기구(180)에 의해 승강한다. 도 17의 (a)에 나타낸 것과 같이, 배터리(20)가 충전 셀(166)에 진입할 때 충전단자(178)는 하강한 상태에 있으며, 도 17의 (b)에 나타낸 것과 같이, 배터리(20)가 배터리 클램프(182)에 의해 충전 위치에 고정되면 충전단자 승강기구(180)가 충전단자(178)를 상승시킨다. 상승된 충전단자(178)는 배터리(20)의 충전용 연결단자(22)에 연결됨으로써 배터리(20)가 충전된다. 그리고 배터리(20)의 충전이 완료되면 충전단자 승강기구(180)가 충전단자(178)를 원래 위치로 하강시켜 충전단자(178)가 배터리(20)의 충전용 연결단자(22)로부터 분리된다. 물론, 충전단자(178)나 충전단자 승강기구(180)의 구체적인 구조나 충전 셀(166)에서의 배치 구조는 배터리(20)의 구조 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 충전단자(178)는 고정형 구조로 충전 셀(166)의 바닥 또는 후방에 설치될 수도 있다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 배터리 클램프(182)는 충전 셀(166) 후방의 양쪽 측면에 각각 하나씩 설치된다. 배터리 클램프(182)는 충전 셀(166)의 측면에 회전 가능하게 설치되는 스윙 클램퍼(183)와, 스윙 클램퍼(183)를 회전 및 진퇴시키는 클램퍼 구동기(184)를 포함한다. 배터리(20)가 충전 셀(166)의 충전 위치에 정지한 후, 클램퍼 구동기(184)가 스윙 클램퍼(183)를 작동시키면 스윙 클램퍼(183)가 배터리(20)의 측면에 마련되는 걸림턱(23)에 걸림으로써 배터리(20)를 충전 셀(166)의 후방 및 바닥 쪽으로 가압하게 된다. 이렇게 스윙 클램퍼(183)가 배터리(20)를 충전 셀(166)의 후방 및 바닥 쪽으로 가압하게 됨으로써 배터리(20)는 충전 위치에 안정적으로 고정되고, 충전 셀(166)로부터의 이탈이 방지된다. 이 상태에서, 충전단자(178)가 상승하여 배터리(20)의 충전용 연결단자(22)에 안정적으로 연결될 수 있다. 배터리 클램프(182)는 배터리(20)를 충전 셀(166)의 충전 위치에 고정할 수 있는 다양한 다른 구조를 가질 수 있다.

도 15 및 도 18을 참조하면, 배출 셀(168)은 셀 하우징(165)의 구획된 복수의 내부 영역 중 일부에 마련된다. 배출 셀(168)의 바닥에는 복수의 구름 가이드(186A)(186B)와 배터리 감지센서(188)가 설치된다. 복수의 구름 가이드(186A)(186B)는 배출 셀(168)에서 배터리(20)를 미끄럼 이송하기 위해 구름 운동 가능하게 설치된다. 배출 셀(168)의 양쪽 내측면에는 한 쌍의 측면 가이드(189)가 각각 설치된다. 이들 측면 가이드(189)는 배출 셀(168)을 따라 배터리(20) 이송 방향으로 연장되도록 설치되며, 충전 셀(166)에 수용되는 배터리(20)의 측면에 접하여 배터리(20)를 충전 셀(166)을 따라 직선 이동하도록 가이드한다. 배출 셀(168)에는 수명이 다 되거나 고장난 배터리(20)가 수용된다. 작업자는 배출 셀(168)로 이송된 배터리(20)를 출구(170)를 통해 손쉽게 배출하여 처리할 수 있다.

배출 셀(168)의 입구(169) 쪽 바닥에는 스토퍼(190)가 설치된다. 스토퍼(190)는 배출 셀(168)에 장착되는 배터리(20)가 배출 셀(168)의 입구(169)를 통해 빠져나가지 못하도록 막는 역할을 한다. 스토퍼(190)는 입구(169)를 통해 배출 셀(168)로 진입하는 배터리(20)를 막지 않고, 배출 셀(168)로부터 입구(169)를 향해 이동하는 배터리(20)를 막을 수 있는 다양한 구조로 이루어질 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)의 작용에 대하여 설명한다.

무인 운반차(10)에 장착된 배터리(20)의 전원 잔류량이 일정량 이하로 떨어지면 무인 운반차(10)는 유도선 등에 의해 가이드 되어 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100) 전방의 배터리 교환 위치로 이동한다. 이때, 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)의 무인 운반차 감지센서(164)가 배터리 교환 위치에 위치하는 무인 운반차(10)를 감지하고 그 감지 신호를 컨트롤러(104)에 제공한다. 컨트롤러(104)는 무인 운반차 감지센서(164)로부터 감지 신호를 수신하고, 보조 전원공급기(103)의 전원 공급단자(107)를 무인 운반차(10)의 전원 연결단자(16)에 연결하여 무인 운반차(10)에 전원을 공급한다.

무인 운반차(10)에 보조 전원공급기(103)를 통한 전원 공급이 이루어지는 상태에서 컨트롤러(104)는 배터리 이송유닛(101)의 배터리 탈착기(110)를 무인 운반차(10)의 배터리 장착홈(13) 전방에 위치시킨다. 그리고 무인 운반차 배치 각도 검출기(133)를 이용하여 배터리 탈착기(110)의 배터리 수용실(112)에 대한 무인 운반차(10)의 배터리 장착홈(13)의 상대적인 배치 각도를 검출한다. 이때, 무인 운반차(10)의 배터리 장착홈(13)이 배터리 탈착기(110)의 배터리 수용실(112)에 대해 기울어져 있으면, 컨트롤러(104)는 운반 프레임 이송기구(135)의 회전기구(152)를 이용하여 배터리 탈착기(110)의 배터리 수용실(112)이 무인 운반차(10)의 배터리 장착홈(13)과 일직선 상에 놓이도록 배터리 탈착기(110)를 회전시킨다. 그리고 배터리 탈착기(110)의 이송 암(120)을 이용하여 무인 운반차(10)에 장착된 배터리(20)를 분리하여 배터리 탈착기(110)의 운반 프레임(111)으로 이송한다.

운반 프레임(111)에 배터리(20)가 수용된 상태에서, 컨트롤러(104)는 운반 프레임 이송기구(135)를 이용하여 배터리(20)가 수용된 배터리 탈착기(110)를 상하전후좌우로 움직여 배터리 충전유닛(102)의 빈 충전 셀(166) 앞으로 이송한다. 배터리 탈착기(110)가 배터리 충전유닛(102)의 충전 셀(166) 전방에 위치한 후, 컨트롤러(104)는 배터리 탈착기(110)의 이송 암(120)을 이용하여 운반 프레임(111)에 수용된 배터리(20)를 충전 셀(166)로 이송한다.

배터리(20)가 충전 셀(166)의 충전 위치까지 이송되면, 컨트롤러(104)는 배터리 탈착기(110)의 이송 암(120)을 배터리(20)로부터 분리하고 배터리 탈착기(110)를 다른 위치로 이송시킨다. 그리고 배터리 클램프(182)를 이용하여 충전 셀(166)에 수용된 배터리(20)를 충전 위치에 고정한 후, 충전단자(178)를 상승시켜 충전단자(178)를 배터리(20)의 충전용 연결단자(22)에 연결하고 배터리(20)를 충전한다.

컨트롤러(104)는 배터리 이송유닛(101)을 이용하여 무인 운반차(10)의 배터리(20)를 충전 셀(166)로 이송한 후, 배터리 이송유닛(101)의 배터리 탈착기(110)를 충전 완료된 배터리(20)가 있는 충전 셀(166)로 이송한다. 그리고 배터리 이송유닛(101)을 이용하여 충전 완료된 배터리(20)를 충전 셀(166)에서 분리하여 무인 운반차(10)의 배터리 장착홈(13)에 장착한다. 무인 운반차(10)에 다시 배터리(20)가 장착되면, 컨트롤러(104)는 보조 전원공급기(103)의 전원 공급단자(107)를 무인 운반차(10)로부터 분리함으로써 배터리 교환 작업을 마친다.

한편, 배터리 교환 위치에 위치하는 무인 운반차(10)에 장착된 배터리(20)가 수명이 다 되거나 고장난 경우, 컨트롤러(104)는 배터리 이송유닛(101)을 이용하여 무인 운반차(10)로부터 배터리(20)를 분리하여 배터리 충전유닛(102)의 배출 셀(168)로 이송시킨다. 그리고 충전 완료된 배터리(20)를 충전 셀(166)로부터 분리하여 무인 운반차(10)에 장착시킨다. 배출 셀(168)에 수용된 배터리(20)는 작업자에 의해 배출 셀(168)의 출구(170)를 통해 셀 하우징(165)으로부터 배출되어 처리될 수 있다.

상술한 것과 같이, 본 실시예에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)는 배터리 이송유닛(101)을 이용하여 무인 운반차(10)로부터 방전된 배터리(20)를 분리하여 배터리 충전유닛(102)으로 이송하여 충전하고, 배터리 충전유닛(102)에서 충전된 새로운 배터리(20)를 무인 운반차(10)에 장착한다. 따라서, 무인 운반차(10)에 대한 배터리 교환 작업을 작업자 없이 자동으로 신속하게 수행할 수 있고, 배터리 교환 시간을 단축함으로써 무인 운반차(10)의 작업 효율을 높일 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)는 배터리(20)를 이송하는 배터리 이송유닛(101)이 운반 프레임(111)에 배터리(20)를 실어 배터리(20)를 다양한 위치로 안정적으로 이송할 수 있다. 특히, 배터리 이송유닛(101)은 무인 운반차(20)의 배터리 장착홈(13)이 운반 프레임(111)의 배터리 수용실(112)에 대해 기울어져 있으면, 운반 프레임(111)을 회전시켜 배터리 수용실(112)과 배터리 장착홈(13)을 일직선으로 배치한 상태에서 배터리 이송 작업을 수행한다. 따라서, 무인 운반차(20)로부터 배터리(20)를 안정적으로 분리하여 운반 프레임(111)에 실어 이송할 수 있고, 운반 프레임(11)에 실린 배터리(20)를 안정적으로 무인 운반차(20)에 장착할 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)는 배터리 충전유닛(102)이 배터리(20)를 충전할 수 있는 충전 셀(166)를 복수로 구비함으로써, 여러 대의 무인 운반차(10)에 대한 배터리 교환 작업을 신속하게 수행할 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치(100)는 보조 전원공급기(103)를 이용하여 무인 운반차(10)에 전원을 공급하면서 배터리 교환 작업을 수행함으로써, 무인 운반차(10)에 대한 전원 공급 중단으로 무인 운반차(10)에 내장된 컨트롤러의 프로그램이 꺼지거나, 저장 데이터가 삭제되는 문제가 발생하지 않는다.

이상 본 발명에 대하여 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명한 실시예로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도면에는 배터리 이송유닛(101)이 하나의 배터리 탈착기(110)를 구비하는 것으로 나타냈으나, 배터리 탈착기(110)는 두 개 이상이 설치될 수 있다. 이 경우, 배터리 탈착기(110)를 움직이는 운반 프레임 이송기구(135)는 복수의 배터리 탈착기(110)를 개별적으로 움직일 수 있는 구조로 변경되거나, 배터리 탈착기(110)에 대한 상하전후좌우 및 회전 운동 중 일부 움직임만(예컨대, 승강 운동 또는 수평 운동)을 복수의 배터리 탈착기(110)에 대해 동시에 수행할 수 있는 다른 구조로 변경될 수 있다.

또한 도면에는 배터리 탈착기(110)의 운반 프레임(111)이 양쪽으로 개방된 구조를 갖는 것으로 나타냈으나, 운반 프레임(111)은 한 쪽으로만 개방된 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 운반 프레임이 회전기구에 의해 180도 회전하도록 설치될 수 있다.

또한 도면에는 운반 프레임 이송기구(135)가 승강부재(136) 위에 수평 이송부재(144)가 설치되고, 수평 이송부재(144) 위에 회전부재(150)가 설치되며, 회전부재(150) 위에 수평 이동부재(159)가 설치되는 것으로 나타냈으나, 운반 프레임 이송기구(135)는 이들의 배치 순서가 다른 다양한 구조로 변경될 수 있다.

또한 도면에는 배터리 충전유닛(102)의 충전 셀(166)이 행방향 및 열방향으로 각각 복수로 구비된 것으로 나타냈으나, 충전 셀(166)은 행방향으로만 복수로 구비되거나, 열방향으로만 복수로 구비될 수 있다. 이렇게 배터리 충전유닛(102)에서 배터리(20) 수용 영역이 달라지면, 배터리 이송유닛(101)의 배터리 이송 범위도 달라지며, 그에 맞춰 운반 프레임 이송기구(135) 등 배터리 이송유닛(101)의 구체적인 구조가 변경될 수 있다.

또한 배터리 충전유닛(102)에 구비되는 배출 셀(168)의 개수나 배치 구조도 다양하게 변경될 수 있다. 경우에 따라 배출 셀(168)은 생략될 수도 있다.

10 : 무인 운반차 13 : 배터리 장착홈
14 : 방전단자
15, 113A, 113B, 172A, 172B, 186A, 186B : 구름 가이드
16 : 전원 연결단자 17 : 위치 검출용 반사판
18 : 배치 각도 검출용 반사판 20 : 배터리
21 : 방전용 연결단자 22 : 충전용 연결단자
23 : 걸림턱
100 : 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치
101 : 배터리 이송유닛 102 : 배터리 충전유닛
103 : 보조 전원공급기 104 : 컨트롤러
105 : 메인 프레임 107 : 전원 공급단자
108 : 단자 이송기구 110 : 배터리 탈착기
111 : 운반 프레임 112 : 배터리 수용실
114, 174, 176, 188 : 배터리 감지센서
115 : 고정형 측면 가이드 116 : 이동형 측면 가이드
117 : 측면 가이드 이동기구 118 : 커버
119 : 암 가이드 120 : 이송 암
121, 122 : 제 1, 2 암 123 : 배터리 결합부재
124 : 암 구동기 125, 155 : 랙 기어
126, 153 : 피니언 기어 127, 140, 148, 154, 163 : 모터
128, 128' : 라인형 연결부재 129A, 129B : 제 1, 2 라인부재
130A, 130A' : 제 1 방향전환 가이드
130B, 130B' : 제 2 방향전환 가이드
131 : 고정부재 132 : 암 승강기구
133 : 무인 운반차 배치 각도 검출기 134 : 반사형 거리센서
135 : 운반 프레임 이송기구 136, 179 : 승강부재
137 : 승강기구 138 : 연결 벨트
139 : 구동축 141 : 종동축
143, 158 : 가이드 레일 144 : 수평 이송부재
145 : 수평 이송기구 146, 161 : 너트 부재
147, 162 : 스크류축 150 : 회전부재
151 : 회전축 152 : 회전기구
156 : 원호형 가이드 157 : 가이드 롤러
159 : 수평 이동부재 160 : 수평 이동기구
164 : 무인 운반차 감지센서 165 : 셀 하우징
166 : 충전 셀 167 : 출입구
168 : 배출 셀 169 : 입구
170 : 출구 171 : 충전용 전원공급기
175, 189 : 측면 가이드 178 : 충전단자
180 : 충전단자 승강기구 182 : 배터리 클램프
183 : 스윙 클램퍼 184 : 클램퍼 구동기
190 : 스토퍼

Claims

무인 운반차의 배터리 장착홈에 탈착식으로 장착되어 무인 운반차에 전원을 공급하는 배터리를 이송하여 상기 무인 운반차로부터 분리하거나 상기 무인 운반차에 장착하기 위한 무인 운반차용 배터리 이송유닛에 있어서,
상기 배터리를 수용할 수 있도록 적어도 한 쪽이 개방된 배터리 수용실을 갖는 운반 프레임;
상기 운반 프레임에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제 1 암;
상기 제 1 암을 상기 운반 프레임에 대해 슬라이드 이동시키기 위해 상기 운반 프레임에 설치되는 암 구동기;
상기 배터리에 분리 가능하게 결합되어 상기 배터리를 상기 무인 운반차로부터 분리하거나 상기 무인 운반차에 장착할 수 있도록 상기 제 1 암에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제 2 암;
상기 제 1 암에 상기 제 1 암의 슬라이드 방향으로 상호 이격되도록 설치되는 제 1 방향전환 가이드 및 제 2 방향전환 가이드;
상기 제 1 방향전환 가이드 및 상기 제 2 방향전환 가이드에 걸리도록 설치되고, 상기 제 1 암이 상기 운반 프레임에 대해 슬라이드될 때 상기 제 1 암에 의해 상기 제 1 방향전환 가이드 및 상기 제 2 방향전환 가이드에 가이드되어 움직여 상기 제 2 암을 상기 제 1 암의 슬라이드 방향과 같은 방향으로 슬라이드 이동시키기 위해 일측이 상기 운반 프레임에 고정되고 또 다른 일측이 상기 제 2 암에 고정되는 라인형 연결부재; 및
상기 운반 프레임을 이송하기 위해 상기 운반 프레임과 결합되는 운반 프레임 이송기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차용 배터리 이송유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 라인형 연결부재는,
상기 제 1 암이 상기 운반 프레임에 대해 제 1 방향으로 슬라이드 이동할 때 상기 제 2 암을 상기 제 1 암에 대해 상기 제 1 방향으로 슬라이드 이동시키기 위해 상기 제 1 방향전환 가이드에 걸리도록 설치되어 일단은 상기 운반 프레임에 고정되고 타단은 상기 제 2 암에 고정되는 제 1 라인부재와,
상기 제 1 암이 상기 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 슬라이드 이동할 때 상기 제 2 암을 상기 제 1 암에 대해 상기 제 2 방향으로 슬라이드 이동시키기 위해 상기 제 2 방향전환 가이드에 걸리도록 설치되어 일단은 상기 운반 프레임에 고정되고 타단은 상기 제 2 암에 고정되는 제 2 라인부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차용 배터리 이송유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 암에 상기 운반 프레임에 대해 승강할 수 있도록 설치되어 상기 배터리에 분리 가능하게 결합되는 배터리 결합부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차용 배터리 이송유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 암을 상기 운반 프레임에 대해 슬라이드 이동할 수 있도록 가이드 하기 위해 상기 운반 프레임에 결합되는 암 가이드; 및
상기 암 가이드를 상기 운반 프레임에 대해 승강시키기 위해 상기 운반 프레임에 설치되는 암 승강기구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차용 배터리 이송유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 운반 프레임의 배터리 수용실은 양쪽으로 개방되고,
상기 암 구동기는, 상기 제 1 암을 제 1 방향으로 슬라이드 이동시켜 상기 배터리 수용실의 개방된 일측을 통해 상기 배터리 수용실로부터 외부로 돌출시키거나, 상기 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 슬라이드 이동시켜 상기 배터리 수용실의 개방된 다른 일측을 통해 상기 배터리 수용실로부터 외부로 돌출시키는 것을 특징으로 하는 무인 운반차용 배터리 이송유닛.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 암 구동기는,
상기 제 1 암에 상기 제 1 암의 슬라이드 방향으로 연장되도록 설치되는 랙 기어와,
상기 랙 기어와 기어 연결될 수 있도록 상기 운반 프레임에 설치되는 피니언 기어와,
상기 피니언 기어를 회전시키도록 상기 운반 프레임에 설치되는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차용 배터리 이송유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 운반 프레임 이송기구는,
상기 운반 프레임을 수평 이동 가능하게 지지하는 수평 이송부재와,
상기 수평 이송부재를 수평 이송하는 수평 이송기구와,
상기 운반 프레임을 지면에 대해 수직인 회전축에 대해 회전 가능하게 지지하는 회전부재와,
상기 회전부재를 상기 회전축에 대해 회전시키는 회전기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차용 배터리 이송유닛.
제 7 항에 있어서,
상기 회전기구는,
상기 수평 이송부재와 상기 회전부재 중 어느 하나에 회전 가능하게 설치되는 피니언 기어와,
상기 피니언 기어를 회전시키는 모터와,
상기 수평 이송부재와 상기 회전부재 중 나머지 다른 하나에 상기 피니언 기어와 기어 연결되도록 설치되고 상기 회전축 둘레에 상기 회전축을 중심으로 하는 원의 원호 형상으로 배치되는 랙 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차용 배터리 이송유닛.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 무인 운반차의 배터리 장착홈의 상기 운반 프레임의 배터리 수용실에 대한 상대적인 배치 각도를 검출하기 위해 상기 운반 프레임에 설치되는 무인 운반차 배치 각도 검출기;를 더 포함하고,
상기 운반 프레임 이송기구는 상기 무인 운반차 배치 각도 검출기의 검출 신호에 따라 상기 운반 프레임의 배터리 수용실이 상기 무인 운반차의 배터리 장착홈과 일직선 상에 놓이도록 상기 운반 프레임을 회전시키는 것을 특징으로 하는 무인 운반차용 배터리 이송유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 운반 프레임의 배터리 수용실 내에서 상기 배터리를 미끄럼 이송하기 위해 상기 운반 프레임의 바닥에 구름 운동 가능하게 설치되는 복수의 구름 가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차용 배터리 이송유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 운반 프레임의 배터리 수용실에 수용되는 상기 배터리의 측면에 접하여 상기 배터리를 상기 운반 프레임의 배터리 수용실 내에서 직선 이동하도록 가이드하기 위해 상기 운반 프레임의 내측면에 진퇴 가능하게 설치되는 이동형 측면 가이드; 및
상기 이동형 측면 가이드를 상기 배터리 수용실에 수용되는 상기 배터리의 측면에 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동시키기 위해 상기 운반 프레임에 설치되는 측면 가이드 이동기구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차용 배터리 이송유닛.
무인 운반차에 탈착식으로 장착되어 무인 운반차에 전원을 공급하는 배터리를 교환하기 위한 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치에 있어서,
상기 배터리를 수용할 수 있도록 적어도 한 쪽이 개방된 배터리 수용실을 갖는 운반 프레임;
상기 운반 프레임에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제 1 암;
상기 제 1 암을 상기 운반 프레임에 대해 슬라이드 이동시키기 위해 상기 운반 프레임에 설치되는 암 구동기;
상기 배터리에 분리 가능하게 결합되어 상기 배터리를 상기 무인 운반차로부터 분리하거나 상기 무인 운반차에 장착할 수 있도록 상기 제 1 암에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제 2 암;
상기 제 1 암에 상기 제 1 암의 슬라이드 방향으로 상호 이격되도록 설치되는 제 1 방향전환 가이드 및 제 2 방향전환 가이드;
상기 제 1 방향전환 가이드 및 상기 제 2 방향전환 가이드에 걸리도록 설치되고, 상기 제 1 암이 상기 운반 프레임에 대해 슬라이드될 때 상기 제 1 암에 의해 상기 제 1 방향전환 가이드 및 상기 제 2 방향전환 가이드에 가이드되어 움직여 상기 제 2 암을 상기 제 1 암의 슬라이드 방향과 같은 방향으로 슬라이드 이동시키기 위해 일측이 상기 운반 프레임에 고정되고 또 다른 일측이 상기 제 2 암에 고정되는 라인형 연결부재;
상기 운반 프레임을 이송하기 위해 상기 운반 프레임과 결합되는 운반 프레임 이송기구;
상기 운반 프레임의 후방에 설치되고, 상기 제 1 암 및 상기 제 2 암에 의해 상기 운반 프레임의 배터리 수용실로부터 이송되는 상기 배터리를 수용할 수 있도록 출입구를 갖는 충전 셀이 마련된 셀 하우징; 및
상기 충전 셀에 수용되는 상기 배터리의 충전용 연결단자에 전기적으로 연결되어 상기 배터리를 충전할 수 있도록 상기 충전 셀에 설치되는 충전단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차의 배터리 자동 교환장치.