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KR101270125B1 - System and Method for power monitoring of mobile robot operated by renewable energy - Google Patents

System and Method for power monitoring of mobile robot operated by renewable energy Download PDF

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KR101270125B1
KR101270125B1 KR1020110120420A KR20110120420A KR101270125B1 KR 101270125 B1 KR101270125 B1 KR 101270125B1 KR 1020110120420 A KR1020110120420 A KR 1020110120420A KR 20110120420 A KR20110120420 A KR 20110120420A KR 101270125 B1 KR101270125 B1 KR 101270125B1
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KR
South Korea
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robot
energy
power
energy source
battery
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이상철
이동하
최연호
최락현
손병락
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재단법인대구경북과학기술원
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Abstract

본 발명은 신재생 에너지인 배터리 전원, 연료 전원, 그리고 태양광 전원을 이용하여 로봇에 안정적이고 다양한 구동 전원을 제공할 수 있도록 한 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 복수의 에너지 소스를 사용하여 기동하는 로봇;상기 로봇의 동체에 구성되어, 현재 사용되고 있는 에너지 소스의 잔량을 판단하여 기동을 위해 사용되는 에너지 소스를 변경하고, 전체 에너지 소스의 에너지 잔량을 주기적으로 확인하여 전체 에너지 소스의 에너지가 소진되기 이전에 로봇이 자동 충전기로 이동할 수 있도록 제어하는 전원 측정 장치;상기 전원 측정 장치와 무선 통신을 하고, 로봇의 자동 충전을 수행하는 자동 충전기;를 포함하는 것이다.The present invention relates to a power management device and method for a robot powered by renewable energy, which is capable of providing stable and various driving power to the robot using battery power, fuel power, and solar power as renewable energy. A robot that is started using a plurality of energy sources; configured in the fuselage of the robot to determine the remaining amount of the currently used energy source, to change the energy source used for starting, and to periodically check the remaining energy level of the entire energy source It includes a power measuring device for controlling the robot to move to the automatic charger before the energy of the entire energy source is exhausted; Wireless communication with the power measuring device, the automatic charger for performing the automatic charging of the robot.

Description

신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치 및 방법{System and Method for power monitoring of mobile robot operated by renewable energy}System and Method for power monitoring of mobile robot operated by renewable energy}

본 발명은 이동 로봇의 전원 관리에 관한 것으로, 구체적으로 신재생 에너지인 배터리 전원, 연료 전원, 그리고 태양광 전원을 이용하여 로봇에 안정적이고 다양한 구동 전원을 제공할 수 있도록 한 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to power management of a mobile robot, and specifically, is driven by renewable energy to provide stable and various driving power to the robot by using renewable energy such as battery power, fuel power, and solar power. It relates to a power management device and method of the robot.

로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 정보를 수집하거나 채집하는데 사용되어 왔다. 이러한 로봇 공학 분야는 근래에 들어 최첨단 우주개발산업에 사용되면서 발전을 거듭하여 왔고, 최근에 들어서는 인간 친화적인 가정용 로봇이 개발되기에 까지 이르렀다.Robots have been developed for industrial use and as part of factory automation, or have been used to collect or collect information on behalf of humans in extreme environments that humans cannot tolerate. This field of robotics has been developed in recent years as it is used in the cutting-edge space development industry, and until recently, human-friendly home robots have been developed.

인간에게 보다 구체적이고 실질적인 서비스를 제공하는 지능형 서비스 로봇은 구동 환경의 특성상 이동성을 가지는 경우가 대부분이다.Intelligent service robots that provide more specific and practical services to humans are often mobile because of the characteristics of the driving environment.

이러한 이동 로봇이 다양한 임무를 연속적으로 수행하기 위해선 기본적으로 로봇의 에너지를 일정하게 유지시킬 수 있는 기술이 필수적이다.In order for such a mobile robot to continuously perform various tasks, a technology capable of keeping the robot's energy constant is essential.

현재 대부분의 이동 로봇은 배터리를 내장한 형태이고, 1~2시간 정도의 구동 시간만을 보장하고 있어 지속적인 임무수행에 제약이 있다.Currently, most mobile robots have a built-in battery and guarantee only one to two hours of driving time, which limits their performance.

따라서, 사용자가 로봇의 배터리를 충전하고, 다시 구동시켜 임무를 부여하는 행위를 필요로 하게 된다. 이는 사용자의 추가적인 도움을 필요로 하기 때문에, 로봇이 독립적이고 자동화된 시스템으로 발전해 나가는데 저해되는 요인이 되고 있다.Therefore, the user needs to charge the robot's battery, drive it again, and give an assignment. This requires additional help from the user, which hinders the robot from developing into an independent and automated system.

이러한 점을 극복하고자 최근에는 로봇이 스스로 배터리를 충전하여, 수행 중이던 임무를 계속 유지하는 자동 충전에 대한 연구가 이루어지고 있다.In order to overcome this problem, recently, a research has been conducted on automatic charging in which a robot charges a battery by itself and keeps a mission being performed.

자동충전 기능은 이동 로봇에게는 필수적인 부분이다.Automatic charging is an essential part of the mobile robot.

로봇 기술이 점차 발전해 감에 따라 보다 중요하고 지속적인 임무를 수행하는 로봇들이 증가하게 될 것이고 이로 인해 자동충전 기술은 점차 로봇의 필수적인 요소로 자리 잡을 것으로 전망된다.As robot technology advances, more and more robots with more important and continuous missions will increase, which will make the automatic charging technology an essential component of the robot.

이와 같이 이동 로봇이 정해진 구역을 스스로 이동하며 임무를 수행하기 위하여 필수적인 기술인 자동 충전 기술은 이동로봇 스스로 소정 주기마다 배터리의 잔량을 파악하여 기준 값에 이르지 못할 경우 임무 수행 구역의 소정 위치에 설치된 충전 장치에 자동으로 복귀하여 부족한 배터리의 전원을 충전하고, 다시 작업을 재개하는 것이다.As such, the automatic charging technology, which is an essential technology for the mobile robot to move the designated area by itself, performs a mission, and when the mobile robot does not reach the reference value by identifying the remaining battery level at a predetermined cycle, the charging device installed at the predetermined location of the mission area It will automatically return to charge the battery of insufficient battery power and resume work.

현재 많은 로봇에 다양한 전원을 사용하고 있다. 최근 각광받고 있는 전원으로 연료 전지가 대체에너지로써 차세대 에너지로 사용되는 수요가 증가하고 있다.Many robots use various power sources. Recently, the demand for the use of fuel cells as the next generation energy as an alternative energy as a power source that is in the spotlight is increasing.

청정에너지이면서 높은 밀도로 에너지를 보유할 수 있으나 초기 시작이 느린 단점과 뒤떨어지는 반응속도로 인해 배터리 전원을 같이 사용해야만 한다.It is clean energy and can hold energy at high density, but due to the slow start-up and the slow response, battery power must be used together.

또한, 로봇에 장착할 수 있는 에너지원은 한정되어 있으므로 정찰, 감시, 탐색, 지형 정찰의 역할을 담당하는 이동 로봇은 장시간 구동할 수 있는 새로운 전원 관리 기술이 요구된다.In addition, since the energy source that can be mounted on the robot is limited, the mobile robot, which plays the role of reconnaissance, surveillance, navigation, and terrain reconnaissance, requires a new power management technology capable of long-term operation.

대한민국 등록특허 10-0940189(2010.01.27)Republic of Korea Patent Registration 10-0940189 (2010.01.27) 대한민국 공개특허 10-2005-0051099(2005.06.01)Republic of Korea Patent Publication 10-2005-0051099 (2005.06.01)

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 이동 로봇의 전원 관리의 문제를 해결하기 위한 것으로, 신재생 에너지인 배터리 전원, 연료 전원, 그리고 태양광 전원을 이용하여 로봇에 안정적이고 다양한 구동 전원을 제공할 수 있도록 한 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the power management problem of the mobile robot of the prior art, to provide a stable and various drive power to the robot by using the renewable energy battery power, fuel power, and solar power. An object of the present invention is to provide a power management device and method for a robot driven by renewable energy.

본 발명은 로봇 기동을 위한 전원을 원활하고 효율적으로 관리하고 로봇의 초기 운용 시점에서 배터리를 사용 후 연료 전지 전환을 위한 유연한 대처가 가능하도록 한 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a power management device and method for a robot powered by renewable energy, which enables smooth and efficient management of power for robot startup and flexible handling for switching fuel cells after using the battery at the time of initial operation of the robot. The purpose is to provide.

본 발명은 연료 전지를 사용하는 동안 이용되는 솔라셀의 배터리 충전 기능으로의 전환을 원활하게 관리할 수 있도록 한 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a power management apparatus and method for a robot which is driven by renewable energy, which enables to smoothly manage the conversion of a solar cell used while using a fuel cell to a battery charging function.

본 발명은 전원 소스 이동에 대한 적합한 대처로 상시 감시 로봇의 이용시간을 크게 높여 줄 수 있도록 한 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a power management apparatus and method for a robot driven by renewable energy, which can significantly increase the use time of a constantly monitoring robot as a proper countermeasure against movement of a power source.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치는 복수의 에너지 소스를 사용하여 기동하는 로봇;상기 로봇의 동체에 구성되어, 현재 사용되고 있는 에너지 소스의 잔량을 판단하여 기동을 위해 사용되는 에너지 소스를 변경하고, 전체 에너지 소스의 에너지 잔량을 주기적으로 확인하여 전체 에너지 소스의 에너지가 소진되기 이전에 로봇이 자동 충전기로 이동할 수 있도록 제어하는 전원 측정 장치;상기 전원 측정 장치와 무선 통신을 하고, 로봇의 자동 충전을 수행하는 자동 충전기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a power management apparatus of a robot driven by renewable energy according to the present invention includes: a robot which starts using a plurality of energy sources; configured in the fuselage of the robot, the remaining amount of energy source currently being used. A power measurement device for determining and changing an energy source used for starting and periodically checking the remaining energy of all energy sources to move the robot to an automatic charger before the energy of all the energy sources is exhausted; And an automatic charger performing wireless communication with the measuring device and performing automatic charging of the robot.

여기서, 상기 로봇을 기동시키기 위한 에너지 소스는 배터리, 연료 전지,솔라셀을 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the energy source for starting the robot is characterized in that it comprises a battery, a fuel cell, a solar cell.

그리고 상기 전원 측정 장치는, 상기 자동 충전기와의 거리 및 위치를 파악하기 위하여 자동 충전기와 무선 통신을 수행하는 무선 통신 관리부와, 현재 사용되고 있는 에너지 소스의 잔량을 판단하여 기동을 위해 사용되는 에너지 소스를 변경하고, 전체 에너지 소스의 에너지 잔량을 주기적으로 확인하여 전체 에너지 소스의 에너지가 소진되기 이전에 로봇이 자동 충전기로 이동할 수 있도록 에너지 소스를 관리하는 로봇 전원 관리부와,상기 로봇 전원 관리부의 제어에 의해 로봇의 기동에 사용되는 전원 소스인 배터리,연료 전지,솔라셀 및 배터리,연료 전지,솔라셀의 사용 및 잔량 판단을 제어하는 BMS(Battery Management System), FCMS(Fuel Cell Management System), SCMS(Solar Cell Management System)을 포함하는 것을 특징으로 한다.The power measuring device may include a wireless communication manager that performs wireless communication with the automatic charger to determine a distance and a location of the automatic charger, and determine an amount of energy source currently being used to determine an energy source used for startup. A robot power management unit configured to change and periodically check the remaining energy of the entire energy source so that the robot can move to the automatic charger before the energy of the entire energy source is exhausted, and by the control of the robot power management unit Battery, fuel cell, solar cell and battery, fuel cell, BMS (Battery Management System), FCMS (Fuel Cell Management System), SCMS (Solar) which controls the usage and remaining amount of solar cells. Cell Management System).

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 방법은 로봇을 기동시키기 위한 에너지 소스로 배터리, 연료 전지,솔라셀을 포함하는 로봇의 에너지 관리 방법에 있어서,로봇의 기동을 위한 에너지 소스를 선택하고, 로봇 기동 신호가 입력되면 기동을 하는 단계;로봇의 기동 상태에서, 현재 로봇이 사용할 수 있는 모든 에너지 소스의 전체 에너지 잔량을 산출하고, 산출된 전체 에너지 잔량으로 로봇이 이동 가능한 거리를 구하여 비교하는 단계;상기 비교 결과 허용 범위가 아니면, 로봇을 자동 충전을 위하여 자동 충전기로 이동시키는 단계;를 포함하고,로봇의 기동중에, 솔라셀 충전 가능한 상황인지를 판단하여 솔라셀을 충전하고, 현재 로봇 기동에 사용되는 에너지 소스의 잔량 판단하여 에너지 소스를 변경하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a power management method of a robot driven by renewable energy according to the present invention, which includes a battery, a fuel cell, and a solar cell as an energy source for starting the robot. Selecting an energy source for starting and starting the robot starting signal; in a starting state of the robot, calculating the total remaining energy of all energy sources available to the robot, and calculating the remaining remaining energy Obtaining and comparing the movable distance; if the comparison result is not within the allowable range, moving the robot to an automatic charger for automatic charging; and including determining whether the solar cell can be charged while the robot is in operation. Change the energy source by charging the cell and judging the remaining amount of energy source currently used to start the robot Characterized in that.

이와 같은 본 발명에 따른 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치 및 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.Such a power management apparatus and method for a robot driven by renewable energy according to the present invention has the following effects.

첫째, 로봇 기동을 위한 전원을 원활하고 효율적으로 관리할 수 있다.First, it is possible to smoothly and efficiently manage the power for the robot startup.

둘째, 로봇의 초기 운용 시점에서 배터리를 사용 후 연료 전지 전환을 위한 유연한 대처가 가능하다.Second, it is possible to flexibly deal with fuel cell conversion after using the battery at the initial operation of the robot.

셋째, 연료 전지를 사용하는 동안 이용되는 솔라셀의 배터리 충전 기능으로의 전환을 원활하게 관리할 수 있다.Third, it is possible to smoothly manage the transition to the battery charging function of the solar cell used while using the fuel cell.

넷째, 전원 소스 이동에 대한 적합한 대처로 상시 감시 로봇의 이용시간을 크게 높여 줄 수 있다.Fourth, it is possible to significantly increase the use time of the constantly monitoring robot as a proper response to the movement of the power source.

다섯째, 신재생 에너지인 배터리 전원, 연료 전원, 그리고 태양광 전원을 이용하여 로봇에 안정적이고 다양한 구동 전원을 제공할 수 있다.
Fifth, it is possible to provide a stable and various driving power to the robot by using the renewable energy, battery power, fuel power, and solar power.

도 1은 본 발명에 따른 이동 로봇의 자동 충전 개념을 나타낸 구성도
도 2는 본 발명에 따른 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치의 구성도
도 3은 본 발명에 따른 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 방법을 위한 플로우 차트
1 is a block diagram showing an automatic charging concept of a mobile robot according to the present invention.
2 is a block diagram of a power management device for a robot driven by renewable energy according to the present invention;
Figure 3 is a flow chart for a power management method of a robot driven by renewable energy according to the present invention

이하, 본 발명에 따른 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a power management device and method for a robot driven by renewable energy according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Features and advantages of the power management device and method of the robot driven by renewable energy according to the present invention will become apparent from the following detailed description of each embodiment.

도 1은 본 발명에 따른 이동 로봇의 자동 충전 개념을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치의 구성도이다.1 is a block diagram showing an automatic charging concept of a mobile robot according to the present invention, Figure 2 is a block diagram of a power management device of a robot driven by renewable energy according to the present invention.

본 발명은 신재생 에너지인 배터리 전원, 연료 전원, 그리고 태양광 전원을 이용하여 로봇에 안정적이고 다양한 구동 전원을 제공할 수 있도록 하여 상시 감시 로봇의 이용시간을 크게 높일 수 있도록 한 것이다.The present invention is to provide a stable and various driving power to the robot by using the renewable energy, battery power, fuel power, and solar power to greatly increase the use time of the constantly monitoring robot.

본 발명에 따른 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치는 크게 도 1에서와 같이, 로봇의 동체에 구성되고, 신재생 에너지인 배터리 전원, 연료 전원, 그리고 태양광 전원을 이용하여 로봇에 안정적이고 다양한 구동 전원을 제공하기 위한 전원 측정 장치를 갖는 상시 감시 로봇(100)과, 상기 상시 감시 로봇(100)과 지속적으로 통신을 하면서 상시 감시 로봇(100)의 전원 측정 장치의 판단에 따라 상시 감시 로봇(100)의 자동 충전을 수행하는 자동 충전기(200)로 구성된다.The power management device of a robot driven by renewable energy according to the present invention is largely configured in the body of the robot, as shown in FIG. 1, and is stable to the robot by using renewable energy such as battery power, fuel power, and solar power. And constantly monitoring robot 100 having a power measuring device for providing various driving power, and constantly communicating with the constantly monitoring robot 100 according to the judgment of the power measuring device of the constantly monitoring robot 100. It consists of an automatic charger 200 that performs the automatic charging of the robot (100).

상시 감시 로봇(100)의 전원 측정 장치는 도 2에서와 같이, 자동 충전기(200)와의 거리 및 위치를 파악하기 위하여 자동 충전기(200)와 무선 통신을 수행하는 무선 통신 관리부(21)와, 사용되고 있는 전원 소스의 잔량을 판단하여, 로봇의 초기 운용 시점에서 배터리를 사용 후 연료 전지 전환을 위한 제어 및 연료 전지를 사용하는 동안 이용되는 솔라셀의 배터리 충전 기능으로의 전환을 원활하게 관리하고, 전체 전원 소스의 에너지 잔량을 주기적으로 확인하여 전체 전원 소스의 에너지가 소진되기 이전에 상시 감시 로봇(100)이 자동 충전기(200)로 이동할 수 있도록 제어하는 로봇 전원 관리부(22)와, 로봇 전원 관리부(22)의 제어에 의해 상시 감시 로봇(100)의 기동에 사용되는 전원 소스인 배터리(26),연료 전지(27),솔라셀(28)과, 배터리(26),연료 전지(27),솔라셀(28)의 사용 및 잔량 판단을 제어하는 BMS(Battery Management System)(23), FCMS(Fuel Cell Management System)(24), SCMS(Solar Cell Management System)(25)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the power measuring device of the constantly monitoring robot 100 is used with the wireless communication manager 21 performing wireless communication with the automatic charger 200 in order to determine the distance and the position of the automatic charger 200. By determining the remaining power source of the power source, it is possible to smoothly manage the switching to the battery charging function of the solar cell used during fuel cell control and control of fuel cell switching after using the battery at the initial operation of the robot. The robot power management unit 22 and the robot power management unit which periodically checks the remaining energy of the power source and controls the monitoring robot 100 to move to the automatic charger 200 before the energy of the entire power source is exhausted. 22, the battery 26, the fuel cell 27, the solar cell 28, the battery 26, the fuel cell 27, and the solar cell, which are the power sources used for the start-up of the monitoring robot 100 at all times. Cell (28) The battery management system includes a battery management system (BMS) 23, a fuel cell management system (FCMS) 24, and a solar cell management system (SCMS) 25 that control the use of the remaining amount and the remaining amount judgment.

이와 같은 본 발명에 따른 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치는 로봇 기동을 위해 배터리, 연료전지, 태양광전지(Solar Cell)의 3가지 전원 소스를 사용하고, 이들을 각각 관리하기 위한 BMS(23), FCMS(24), SCMS(25)을 포함한다.The power management device for a robot driven by renewable energy according to the present invention uses three power sources such as a battery, a fuel cell, and a solar cell to start the robot, and manages each of them with a BMS (23). ), FCMS 24 and SCMS 25.

BMS(23), FCMS(24), SCMS(25)를 통해 로봇 전원 관리부(22)는 에너지원을 효율적으로 관리하여 활동시간을 최대로 증가하도록 하고, 상시 감시 로봇(100)이 자동 충전기(200)에 도착하기 전까지 거리에 잔량을 지속적으로 확인하고, 도착 전까지 필요한 최적의 거리에 필요한 에너지를 구하기 위해 무선 통신 관리부(21)는 끊임없이 자동 충전기(200)와 통신을 한다.Through the BMS 23, FCMS 24, and SCMS 25, the robot power manager 22 efficiently manages the energy source to maximize the active time, and the robot 100 constantly monitors the charger 200. In order to continuously check the remaining amount in the distance until the arrival, and to obtain the energy required for the optimal distance required before arrival, the wireless communication manager 21 constantly communicates with the automatic charger 200.

이와 같은 본 발명에 따른 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치에서의 전원 관리 방법은 다음과 같다.The power management method in the power management device of the robot driven by renewable energy according to the present invention is as follows.

도 3은 본 발명에 따른 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 방법을 위한 플로우 차트이다.3 is a flow chart for a power management method of a robot driven by renewable energy according to the present invention.

먼저, 로봇 전원 관리부(22)에서 상시 감시 로봇(100)의 기동을 위한 에너지 소스로 배터리(26)를 설정한다.(S301)First, the robot power manager 22 sets the battery 26 as an energy source for starting the constantly monitoring robot 100. (S301)

이 상태에서 로봇 기동 신호가 입력되면(S302), 설정된 모드에 따라 에너지 소스를 사용하여 상시 감시 로봇(100)을 기동하여 임무를 수행하기 위한 기동을 한다.(S303)When the robot start signal is input in this state (S302), the robot 100 starts up at all times using the energy source according to the set mode to perform the task (S303).

이와 같은 상시 감시 로봇(100)의 기동중에 무선 통신 관리부(21)를 통하여 자동 충전기(200)와의 거리를 구하고, 로봇 전원 관리부(22)는 BMS(23), FCMS(24), SCMS(25)을 통하여 현재 상시 감시 로봇(100)이 사용할 수 있는 전체 에너지 잔량을 산출하고, 산출된 전체 에너지 잔량으로 상시 감시 로봇(100) 이동 가능한 거리를 구하여 비교한다.(S304)The distance from the automatic charger 200 is obtained through the wireless communication manager 21 while the robot 100 is started as described above, and the robot power manager 22 determines the BMS 23, the FCMS 24, and the SCMS 25. The total energy remaining amount that can be used by the current monitoring robot 100 can be calculated, and the moving distance of the constantly monitoring robot 100 can be calculated and compared with the calculated total energy remaining amount (S304).

자동 충전기(200)와의 거리와 산출된 전체 에너지 잔량으로 상시 감시 로봇(100) 이동 가능한 거리의 비교 결과 허용 범위 이내이면(S305), 계속 상시 감시 로봇(100)을 기동하여 임무를 수행하고, 아니면 상시 감시 로봇(100)을 자동 충전을 위하여 자동 충전기(200)로 이동시킨다.(S310)If the result of comparing the distance between the automatic charger 200 and the calculated distance of the total energy is always within the allowable range (S305), the continuous monitoring robot 100 is continuously activated to perform a task, or Always monitor the robot 100 is moved to the automatic charger 200 for automatic charging. (S310)

그리고 자동 충전기(200)로의 이동 상황이 아니면, 솔라셀 충전 가능한 상황인지를 판단하여(S306), 솔라셀을 충전하면서 상시 감시 로봇(100)을 기동시킨다.(S307)If it is not the movement to the automatic charger 200, it is determined whether the solar cell can be charged (S306), and the constant monitoring robot 100 is activated while charging the solar cell (S307).

그리고 솔라셀의 충전 상태 또는 솔라셀의 충전을 하지 않는 상황에서도 의 에너지 잔량이 허용 범위인지를 판단한다.(S308)In addition, it is determined whether the amount of energy remaining in the state of charge of the cell or the state of not charging the cell is within the allowable range.

만약, 현재 사용되고 있는 에너지 소스가 배터리(26)이고, 허용 범위이라면 배터리(26)를 계속 사용하여 상시 감시 로봇(100)을 기동시키고, 아니라면 에너지 소스 사용 모드를 변경한다.(S309)If the energy source currently being used is the battery 26 and the allowable range, the battery 26 is continuously used to start the constantly monitoring robot 100, and if not, the energy source use mode is changed (S309).

에너지 소스 사용 모드는 배터리(26) --> 연료 전지(27) -->솔라셀의 순서로 진행되는 것이 기본이나, 상시 감시 로봇(100)의 기동 상황에 따라 다른 순서로 변경할 수 있음은 당연하다.The energy source use mode is basically performed in the order of the battery 26-> fuel cell 27-> solar cell, but it can be changed in a different order depending on the starting situation of the constantly monitoring robot 100. Do.

이와 같은 본 발명에 따른 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치 및 방법은 다양한 연료 전지(배터리, 연료전지, 태양광)를 사용할 때 그 전원을 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 한 것이다.Such a power management device and method of the robot driven by renewable energy according to the present invention is to use the power more efficiently when using a variety of fuel cells (battery, fuel cell, solar).

이와 같이 에너지 소스를 효율적으로 관리하여 활동시간을 최대한 증가시키고, 상시 감시 로봇(100)이 자동 충전기(200)에 도착하기 전까지 필요한 최적의 거리에 필요한 에너지를 구하기 위해 무선 통신 관리부(21)는 끊임없이 자동 충전기(200)와 통신을 한다.As such, the wireless communication manager 21 constantly manages energy sources to increase the active time as much as possible and to obtain the energy required for the optimal distance required until the constantly monitoring robot 100 arrives at the automatic charger 200. Communicate with the automatic charger 200.

이와 같은 본 발명은 신재생 에너지인 배터리 전원, 연료 전원, 그리고 태양광 전원을 이용하여 로봇에 안정적이고 다양한 구동 전원을 제공할 수 있도록 한다.The present invention can provide a stable and various driving power to the robot by using the renewable energy battery power, fuel power, and solar power.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention as described above.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.It is therefore to be understood that the specified embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense and that the scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description and that all such differences falling within the scope of equivalents thereof are intended to be embraced therein It should be interpreted.

100. 상시 감시 로봇 200. 자동 충전기100. Always-on surveillance robot 200. Auto charger

Claims (4)

복수의 에너지 소스를 사용하여 기동하는 로봇;
상기 로봇의 동체에 구성되어, 자동 충전기와의 거리 및 위치를 파악하기 위하여 자동 충전기와 무선 통신을 수행하는 무선 통신 관리부와, 현재 사용되고 있는 에너지 소스의 잔량을 판단하여 기동을 위해 사용되는 에너지 소스를 변경하고, 전체 에너지 소스의 에너지 잔량을 주기적으로 확인하여 전체 에너지 소스의 에너지가 소진되기 이전에 로봇이 자동 충전기로 이동할 수 있도록 에너지 소스를 관리하는 로봇 전원 관리부와, 상기 로봇 전원 관리부의 제어에 의해 로봇의 기동에 사용되는 전원 소스인 배터리,연료 전지,솔라셀 및 배터리,연료 전지,솔라셀의 사용 및 잔량 판단을 제어하는 BMS(Battery Management System), FCMS(Fuel Cell Management System), SCMS(Solar Cell Management System)을 포함하는 전원 측정 장치;
상기 전원 측정 장치와 무선 통신을 하고, 로봇의 자동 충전을 수행하는 자동 충전기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 장치.
A robot maneuvering using a plurality of energy sources;
A wireless communication management unit configured in the fuselage of the robot to perform a wireless communication with the automatic charger to determine the distance and the location of the automatic charger, and determine the remaining amount of the energy source currently being used to determine the energy source used for starting. And a robot power management unit for managing the energy source so as to periodically check the remaining energy of the entire energy source and move the robot to the automatic charger before the energy of the entire energy source is exhausted, and by the control of the robot power management unit. Battery, fuel cell, solar cell and battery, fuel cell, BMS (Battery Management System), FCMS (Fuel Cell Management System), SCMS (Solar) which controls the usage and remaining amount of solar cells. A power measurement device including a Cell Management System;
And a wireless charger performing wireless communication with the power measuring device and performing automatic charging of the robot.
삭제delete 삭제delete 로봇을 기동시키기 위한 에너지 소스로 배터리, 연료 전지,솔라셀을 포함하는 로봇의 에너지 관리 방법에 있어서,
로봇의 기동을 위한 에너지 소스를 선택하고, 로봇 기동 신호가 입력되면 기동을 하는 단계;
로봇의 기동 상태에서, 무선 통신 관리부가 로봇과 자동 충전기와의 거리 및 위치를 파악하기 위하여 자동 충전기와 무선 통신을 수행하는 단계;
로봇 기동 상태에서, 로봇 전원 관리부가 현재 로봇이 사용할 수 있는 모든 에너지 소스의 전체 에너지 잔량을 주기적으로 산출하고, 산출된 전체 에너지 잔량으로 로봇이 이동 가능한 거리를 구하여 비교하는 단계;
상기 비교 결과 허용 범위가 아니면, 로봇을 자동 충전을 위하여 자동 충전기로 이동시키는 단계;를 포함하고,
로봇의 기동중에, 솔라셀 충전 가능한 상황인지를 판단하여 솔라셀을 충전하고, 현재 로봇 기동에 사용되는 에너지 소스의 잔량 판단하여 에너지 소스를 변경하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지로 구동되는 로봇의 전원관리 방법.
In the energy management method of the robot including a battery, a fuel cell, a cell as an energy source for starting the robot,
Selecting an energy source for starting the robot and starting when the robot starting signal is input;
In a startup state of the robot, the wireless communication manager performing wireless communication with the automatic charger to determine a distance and a position between the robot and the automatic charger;
In the robot starting state, the robot power manager periodically calculates the total energy remaining amount of all energy sources available to the robot, and calculates and compares the distance that the robot can move with the calculated total energy remaining amount;
If the comparison result is not within the allowable range, moving the robot to an automatic charger for automatic charging; and
During operation of the robot, it is determined whether the solar cell can be charged, and the solar cell is charged, and the remaining energy of the energy source currently used to start the robot is determined to change the energy source. How to manage.
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