KR101489337B1

KR101489337B1 - 아이템 소팅 방법 및 아이템 소팅 장치

Info

Publication number: KR101489337B1
Application number: KR1020097015983A
Authority: KR
Inventors: 조지 헤이듀콕; 로버트 알 데위트
Original assignee: 오펙스 코포레이션
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2008-01-14
Publication date: 2015-02-03
Also published as: US11565283B1; US20200156118A1; US9010517B2; US20080277243A1; US20170274423A1; US20150224543A1; US20230398575A1; US20220266306A1; US20180318881A1; US11478825B2; US11938517B2; JP2010515570A; US8104601B2; DK2121204T3; US20220048077A1; US9687883B2; US10576505B2; BRPI0806564B1; AU2008206361A1; US11491513B1

Abstract

복수 개의 소팅 목적지로 아이템을 소팅하는 방법 및 장치가 제공된다. 아이템은 독립적으로 제어되는 복수 개의 이송 차량 중 하나에 적재된다. 이송 차량은 이 이송 차량을, 트랙을 따라 배치되는 소팅 목적지로 안내하는 트랙을 따른다. 이송 차량은 적절한 소팅 목적지에 도달하고 나면, 아이템을 이 소팅 목적지에 배출하고 이송할 다른 아이템을 받도록 복귀한다.

Description

아이템 소팅 방법 및 아이템 소팅 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SORTING ITEMS}

본 발명은 우편물, 문서 또는 다른 아이템과 같은 아이템의 소팅(sorting)을 자동화하는 소팅 자동화 장치에 관한 것이다.

문서와 우편물을 수동으로 소팅하는 것은 번거롭고 시간 소모적이다. 예컨대, 수많은 대형 조직은 접수되는 사내 우편물과 문서를 수동으로 소팅하고 이송하는 많은 전임 근로자를 고용한다. 예컨대, 대형 회사는 매일 소팅되어 상이한 부서 및/또는 개인에게 전달되어야 할 5000통의 우편물을 접수할 수 있다. 그러한 물량은 우편물을 소팅하고 이송하는 데 숙련된 매우 많은 고용자를 필요로 한다. 그럼에도 불구하고, 그러한 물량이 통상적으로 매우 고가인 기존의 자동화 소팅 장비의 비용을 정당화하기에는 역부족이다. 추가적으로, 그러한 조직에 있어서의 우편물은 통상적으로 매우 다양하고, 이로 인해 소팅 절차를 자동화하기가 더욱 어렵고, 이에 따라 비용이 더 많이 든다.

대형 조직의 경우 우편물 공간에 대한 필요성을 해결하기 위해서 다양한 소팅 장치가 개발되었다. 그러나, 공지의 장치는 여러 가지 문제점을 갖고 있는데, 가장 중요한 문제는 비용과 크기에 관한 것이다. 따라서, 매일 수천통의 우편물을 취급하는 중형 조직 내지 대형 조직의 필요성을 충족시킬 수 있는 콤팩트하고 적절한 소팅 자동화 장치가 필요하다.

이와 유사하게, 대형 조직은 여러 가지 아이템을 분류하는 넓은 저장 구역을 가질 수 있다. 수백 또는 수천 개의 저장 구역으로부터 아이템을 소팅하고 회수하는 것은 이를 수동으로 실행하는 많은 노동력을 필요로 하고, 물품을 자동 취급하는 공지의 장치는 매우 고가이거나 이 장치의 효율을 제한하는 한계를 갖는다. 따라서, 아이템을 자동 소팅 및/또는 회수하기 위한 다양한 물품 취급 어플리케이션이 필요하다.

전술한 견지에서, 시스템은 아이템 소팅 방법 및 아이템 소팅 장치를 제공한다. 시스템은 상자(bin)와 같은 복수 개의 저장 구역과 아이템을 저장 구역으로 이송하는 복수 개의 이송 차량을 포함한다. 트랙은 이송 차량을 저장 구역으로 안내한다.

일 실시예에서, 컨트롤러는 소팅할 각각의 아이템에 대해 판별된 정보에 기초하여 이송 차량의 작동을 제어한다. 추가적으로, 트랙은 이송 차량이 수평 방향에서 수직 방향으로 변하는 연속 경로를 따라 이동할 수 있도록 복수 개의 상호 연결된 수직 섹션 및 수평 섹션을 포함할 수 있다. 또한, 이송 차량은 수평 이동 방향에서 수직 이동 방향으로 변할 때 이 이송 차량 상의 아이템의 배향이 유지되도록 구동될 수 있다.

전술한 개요 및 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명은 첨부 도면과 함께 읽어보면 가장 잘 이해될 것이다.

도 1은 소팅 장치의 사시도이고,

도 2는 도 1에 도시한 소팅 장치의 평면도이며,

도 3은 입력 스테이션이 없는 상태로 도시한, 도 1에 도시한 소팅 장치의 부분 사시도이고,

도 4는 도 3에 도시한 소팅 장치의 우측을 도시한 도면이며

도 5는 배출 상자가 없는 상태로 도시한, 도 3에 도시한 소팅 장치의 정면 입면도이고,

도 6은 도 1에 도시한 소팅 장치의 적재 스테이션의 부분 단면도이며,

도 7은 도 3에 도시한 소팅 장치에 있는 적재 스테이션의 일부의 확대 부분 사시도이고,

도 8은 개방 위치의 게이트를 상세히 보여주는, 도 1에 도시한 소팅 장치에 있는 트랙의 일부의 부분 확대도이며,

도 9는 폐쇄 위치의 게이트를 상세히 보여주는, 도 1에 도시한 소팅 장치에 있는 트랙의 일부의 부분 확대도이고,

도 10은 게이트를 상세히 보여주는, 도 1에 도시한 트랙의 일부의 확대 부분 사시도이며,

도 11은 개방 위치의 게이트를 실선으로 도시하여 게이트를 상세히 보여주는, 도 1에 도시한 트랙의 일부의 확대 부분 사시도이고,

도 12는 도 1에 도시한 소팅 장치의 이송 차량의 상측 사시도이며,

도 13은 도 12에 도시한 이송 차량의 평면도이고,

도 14는 도 12에 도시한 이송 차량의 우측을 도시한 도면이며,

도 15는 도 12에 도시한 이송 차량의 정면 입면도이고,

도 16은 도 12에 도시한 이송 차량의 하측 사시도이며,

도 17은 도 12에 도시한 이송 차량의 저부도이고,

도 18은 도 1에 도시한 소팅 장치의 트랙에 대하여 도시한, 도 12에 도시한 이송 차량의 휠의 확대도이며,

삭제

이제 도 1 내지 도 18을 참고하면, 문서 또는 우편물과 같은 아이템을 소팅하는 소팅 장치가 전체적으로 도면 부호 10으로 지칭된다. 소팅 장치(10)는 아이템을 출력 상자(190)와 같은 복수 개의 소팅 구역으로 이송하는 복수 개의 이송 차량, 즉 카(car)(200)를 포함한다. 적재 스테이션(310)에서, 각각의 카(200)는 입력 스테이션(50)으로부터 아이템을 받아, 이 아이템을 적절한 상자로 이송한다.

카(200)는 트랙(110)을 따라 소팅 구역으로 이동한다. 트랙은 수평 상부 레일(135)과 수평 하부 레일(140)을 갖는다. 복수 개의 평행한 수직 트랙 레그(130)가 상부 레일과 하부 리턴 레그 사이에서 연장된다. 이 경우에, 상자(190)는 수직 트랙 레그(130) 사이에 컬럼으로 배치된다.

카에 우편물이 적재된 후, 카는 2쌍의 수직 트랙 레그를 따라 상향 이동한 후, 2개의 상부 트랙(135)을 따라 수평 방향으로 이동한다. 카(200)는 이 카가 운반하고 있는 우편물을 위한 상자를 포함하는 적절한 컬럼에 도달할 때까지 상부 레일을 따라 이동한다. 트랙(110)은 카(200)를 수직 레그 아래로 향하도록 시동되는 게이트(180)를 포함하고, 카는 적절한 상자에서 정지한다. 그 다음, 카(200)는 우편물을 상자로 배출한다.

우편물을 배출한 후, 카(200)는 하부 레일(140)에 도달할 때까지 컬럼의 수직 레그(130) 아래로 계속해서 이동한다. 게이트는 카를 하부 레일을 따라 지향시키도록 시동되고, 카는 하부 레일을 따라가, 다른 우편물을 받는 적재 스테이션(310)으로 복귀한다.

카(200)는 각기 내장 전원 및 트랙(110)을 따라 카를 구동하는 내장 모터를 구비하는 반자동 수단이다. 카는 또한 우편물을 카에 적재하고 카로부터 우편물을 배출하는 컨베이어와 같은 적재/배출 기구(210)를 포함한다.

소팅 장치(10)가 복수 개의 카(200)를 포함하기 때문에, 카의 위치 설정은 상이한 카들이 서로 충돌하지 않는 것을 보장하도록 제어된다. 일실시예에서, 소팅 장치(10)는, 각각의 카(200)의 위치를 추적하고 트랙을 따른 카의 전진을 제어하기 위해 각각이 카에 제어 신호를 제공하는 중앙 컨트롤러를 사용한다. 중앙 컨트롤러는 또한 게이트(180)와 같은, 다양한 요소의 트랙을 따르는 작동을 제어할 수 있다.

입력 스테이션

입력 스테이션(50)에서, 우편물은 서로 분리되어, 카(200)에 적재되도록 적재 스테이션(310)으로 연속 이송될 수 있다. 추가적으로, 입력 스테이션에서 우편물을 적절한 상자로 소팅할 수 있도록 각각의 우편물에 대한 정보가 판별된다.

수동 구성이나 자동 구성 또는 수동 특징 및 자동 특징의 조합을 포함하는, 입력 스테이션에 대한 다양한 구성을 이용할 수 있다. 수동 장치에서, 조작자는 각각의 우편물에 대한 정보를 입력하고, 이에 따라 장치가 우편물을 소팅한다. 자동 장치에서, 입력 장치는 각각의 우편물을 스캔하고 각각의 우편물에 관한 정보를 검출하는 요소를 포함한다. 다음에, 장치는 스캔한 정보에 따라 우편물을 소팅한다.

예시적인 수동 구성에서, 입력 장치는 컨베이어와, 키보드와 같은 입력 디바이스, 그리고 모니터를 구비하는 작업 스테이션을 포함한다. 조작자는 우편물로부터 정보를 판독한 후, 이 우편물을 적재 스테이션(310)으로 이송하는 컨베이어에 우편물을 놓는다. 컨베이어가 우편물을 적재 스테이션을 향해 이송할 때 컨베이어를 따라 위치 설정된 센서가 우편물을 추적한다. 놓여진 우편물을 받고 이 우편물을 트랙킹하는 작업 스테이션의 일례가 참고에 의해 본 명세서에 포함되는, 2004년 6월 4일자로 출원되어 계류중인 미국 출원 제10/862,021호- 2005년 1월 27일자로 미국 공개 공보 제2005-0018214 A1호로 공개됨 -에 제시되어 있다. 컨베이어 벨트는 조작자가 놓은 우편물을 받고, 이 우편물이 컨베이어를 따라 이송될 때 우편물을 추적한다.

예시적인 자동 구성에서, 장치는 고속 라인 스캐닝 카메라와 같은 이미징 디 바이스를 구비하는 이미징 스테이션을 포함한다. 이미징 스테이션은 각각의 우편물을 스캔하여 각각의 우편물의 목적지에 관한 정보를 검출한다. 장치는 목적지 정보를 판별하기 위해 이미지 데이터를 분석한 후, 목적지에 따라 우편물에 전자 추적 장치를 부착하고, 이에 따라 우편물을 소팅한다. 우편물이 이송될 때 이 우편물을 스캔하는 자동화 이미징 스테이션을 구비하는 장치의 일례가 2001년 7월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제09/904,471호- 2003년 1월 16일자로 미국 공개 공보 제2003- 0014376 A1호로 공개되고, 참고에 의해 본 명세서에 포함됨 -에 설명되어 있다.

도 1 및 도 2에는 그러한 자동화 장치가 도시되어 있다. 입력 스테이션은 우편물 스택을 수용하는 입력 상자(55)를 포함한다. 입력 상자에 있는 공급기(60)는 입력 상자로부터 컨베이어(65)로 우편물을 연속 공급한다. 컨베이어를 따라 배치된 이미징 스테이션(70)은 우편물이 적재 스테이션(310)으로 이송될 때 우편물을 스캔한다. 소팅 장치(10)는 수령자의 주소와 같은 우편물에 대한 정보를 판독하기 위해 이미지 데이터를 분석한다.

컨베이어(65)는 우편물을 적재 스테이션(310)으로 이송한다. 적재 스테이션에서, 컨베이어(65)는 우편물을 카(200)로 이송한다. 아래에서 논의하겠지만, 우편물을 카에 적재한 후에, 카는 적재 스테이션에서 멀어지게 이동하고, 다른 카는 다음 우편물을 받기 위해 적재 스테이션에 있는 위치로 이동한다.

어떠한 경우, 소팅 장치는 우편물에 대한 관련 정보를 자동 식별할 수 없을 수도 있다. 그러한 우편물을 처리하기 위해서, 소팅 장치는 우편물을 소팅할 수 있도록 관련 정보를 입력하는 조작자를 포함할 수 있다. 예컨대, 소팅 장치는 입력 디바이스와, 모니터와 같은 디스플레이를 구비하는 조작자 스테이션을 포함할 수 있다. 소팅 장치가 예정된 시간 내에 주소를 자동 판별할 수 없는 경우, 소팅 장치는 우편물에 대해 스캔된 이미지를 모니터에 표시하여, 작업 스테이션에 있는 조작자가 이 이미지를 볼 수 있고, 입력 디바이스를 사용하여 정보를 수동 입력할 수 있다.

소팅 장치는 전술한 자동화 장치 및 수동 장치뿐만 아니라, 일부 작업은 수동으로 실시되고 다른 작업은 자동화되는 하이브리드 구성, 즉 반자동 구성으로 이루어질 수도 있다. 예컨대, 소팅 장치는, 이미징 스테이션을 역시 포함하는 수동 입력 스테이션을 포함할 수 있다. 소팅 장치는 매우 다양한 아이템을 취급할 수 있기 때문에, 조작자가 우편물을 수동으로 입력하여 우편물을 적절하게 배향하고 분리하는 것이 바람직할 수 있다. 그 다음에, 이미징 스테이션이 아이템을 스캔하고 이미징 데이터를 처리하여 우편물에 대한 주소 정보를 판별한다. 추가적으로, 조작자 스테이션은 앞서 논의한 바와 같이 우편물에 대한 주소를 자동 판별할 수 없는 경우에 정보를 입력하기 위한 입력 디바이스와 디스플레이를 포함할 수 있다. 조작자는 소팅 장치가 우편물에 대한 정보를 판별할 수 없다는 것을 나타내는 즉시, 정보를 입력할 수 있다. 대안으로서, 아래에서 논의하겠지만 카는 우편물에 대한 정보를 판별할 수 없는 경우에 버퍼로 향할 수 있다. 그러한 경우, 그러한 우편물을 갖는 카는 소팅 장치가 관련 정보를 판별할 수 있는 우편물을 계속해서 처리하는 동안 버퍼에 남아 있을 것이다. 오퍼레이터는 계속해서 수동으로 우편물을 놓을 수 있고, 여러 개의 우편물의 정보를 수동으로 입력해야 할 때까지 대기할 수 있다. 그 다음에, 조작자는 우편물을 놓는 작업에서 우편물에 대한 정보를 수동으로 입력하는 작업- 때때로 국부적 비디오 인코딩(Local Video Encoding; LVE)이라고 칭함 -으로 전환할 수 있다. 조작자는 버퍼에 있는 우편물의 일부 또는 전부에 성공적인 코딩이 완료될 때까지 계속해서 정보를 입력할 수 있고, 그 후 조작자는 수동으로 우편물을 놓는 작업으로 돌아갈 수 있다. 또 다른 변형예로서, 한 사람의 조작자가 입력 스테이션에서 우편물을 입력할 수 있고 별도의 조작자가 주소를 자동 판별할 수 없는 우편물에 대한 정보를 입력할 수 있도록 입력 디바이스와 디스플레이를 구비하는 별도의 조작자 스테이션을 통합하는 것이 바람직할 수 있다.

전술한 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 입력 스테이션(50)은 광범위한 옵션으로 구성될 수 있다. 옵션은 전술한 구성으로 제한되지 않으며, 각각의 우편물의 무게를 측정하는 자동 저울, 우편물에 선택적으로 라벨을 부착하는 라벨러(labeler), 및 우편물 상에 또는 라벨 상에 정보를 프린팅하는 프린터와 같은 추가의 특징부를 포함할 수 있다.

추가적으로, 전술한 설명에서 소팅 장치는 단일 입력 스테이션(50)을 구비하는 것으로 설명되어 있다. 그러나, 소팅 장치(10)를 따라 배치되는 복수 개의 입력 스테이션을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 복수 개의 입력 스테이션을 사용하는 것에 의해, 우편물의 공급률이 증가될 수 있다. 추가적으로, 입력 스테이션은 상이한 타입의 아이템을 처리하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 입력 스테이션은 특정 카테고리의 아이템을 효과적으로 처리하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 소팅 장치가 우편물과 같은 문서를 처리하도록 구성되는 경우에 하나의 입력 스테이션은 표준 규격의 봉투를 처리하도록 구성될 수 있는 한편, 다른 입력 스테이션은 플랫(flat)과 같은 대형 우편물을 처리하도록 구성될 수 있다. 이와 유사하게, 하나의 입력 스테이션은 우편물을 스캔하고 수령자를 자동 판별하는 것에 의해 우편물을 자동 처리할 수 있다. 제2 입력 스테이션은 수령자에 관한 정보를 수동 입력하는 것 등에 의해 불합격품을 처리하도록 구성될 수 있다.

소팅 스테이션

도 1 내지 도 6을 참고하면, 소팅 장치는 우편물을 받는 상자(190) 어레이와 같은 소팅 스테이션(100)을 포함한다. 이 경우, 소팅 스테이션은 컬럼으로 배치되는 복수 개의 상자를 포함한다. 추가적으로, 소팅 스테이션(100)은 카(200)를 상자(190)로 안내하기 위한 트랙(110)을 포함한다.

트랙(110)은 수평 상부 레일(135)과 수평 하부 레일(140)을 포함한다. 복수 개의 수직 레그(130)가 상부 수평 레그와 하부 수평 레그(140) 사이에서 연장된다. 이송 중에, 카는 한쌍의 수직 레그 위로 적재 스테이션(310)에서 상부 레일(135)로 이동한다(이하에서 설명하겠지만, 카는 실제적으로 2쌍의 레일 위에서 이동하는데, 그 이유는 트랙이 전방 트랙과, 이 전방 트랙 반대측에 있는 평행 트랙을 포함하기 때문임). 그 후, 카는 적절한 상자를 지닌 컬럼에 도달할 때까지 상부 레일을 따라 이동한다. 다음에, 카는 적절한 상자에 도달할 때까지 2개의 전방 수직 포스트와 2개의 평행한 후방 포스트를 따라 이동한 다음, 우편물을 상자에 배출한다. 그 후, 카는 수평 하부 레그(140)에 도달할 때까지 계속해서 수직 레그 아래로 이동한다. 다음에, 카는 하부 레일을 따라 다시 적재 스테이션으로 향한다.

도 2에서 볼 수 있다시피, 트랙(110)은 전방 트랙(115)과 후방 트랙(120)을 포함한다. 전방 트랙(115)과 후방 트랙(120)은 트랙 둘레에서 카를 안내하도록 협동하는 평행 트랙이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 각각의 카는 2개의 전방 휠과 2개의 후방 휠의 4개의 휠(220)을 포함한다. 전방 휠(220)은 전방 트랙에 놓이는 반면, 후방 휠은 후방 트랙에 놓인다. 트랙에 관한 논의에 있어서, 전방 트랙(115)과 후방 트랙(120)은 카의 전방 휠과 후방 휠(220)을 지지하는 유사하게 구성된 대향 트랙이라는 점을 이해해야 한다. 따라서, 전방 트랙이나 후방 트랙의 일부에 관한 설명은 대향하는 전방 트랙이나 후방 트랙에도 적용된다.

도 18을 참고하면, 트랙의 세부 사항이 보다 상세하게 묘사되어 있다. 트랙(110)은 외벽(152)과, 이 외벽과 평행하게 이격되어 있는 내벽(154)을 포함한다. 트랙은 또한 내벽과 외벽 사이에서 연장되는 후벽(160)을 포함한다. 도 18에서 볼 수 있다시피, 외벽(152) 및 내벽(154)과 후벽은 채널을 형성한다. 카의 휠(220)은 이 채널에 놓인다.

도 11을 참고하면, 트랙은 구동면(156)과 안내면(158) 양자를 포함한다. 구동면은 카와 적극적으로 맞물려 카가 트랙을 따라 이동 가능하게 한다. 안내면(158)은 카를 안내하여, 카를 구동면(156)과 적절하게 맞물린 상태로 유지한다. 이 경우, 구동면은 일련의 치형부(齒形部)로 형성되어, 아래에서 더 설명하는 바와 같은 카의 휠과 맞물리는 래크(rack)를 형성한다. 안내면(158)은 래크(156)에 인접한 거의 평탄한 면이다. 래크(156)는 트랙의 절반 정도에 걸쳐 연장되고, 안내 면(156)은 트랙의 나머지 절반에 걸쳐 연장된다. 도 11 및 도 18에 도시한 바와 같이, 래크(156)는 트랙의 내벽(154) 상에 형성된다. 대향 내벽은 내벽의 안내면(158)과 평행한 거의 평탄한 면이다.

전술한 바와 같이, 트랙은 수평 상부 레일(135)과 수평 하부 레일(140) 사이에서 연장되는 복수 개의 수직 레그를 포함한다. 하나의 수직 레그와 하나의 수평 레그가 교차하는 트랙의 각 섹션에는 교차부(170)가 형성된다. 각각의 교차부는 만곡된 내측 분기부(172)와, 거의 직선형인 외측 분기부(176)를 포함한다. 도 10에는 서로 거울상인 우측 교차부(170c)와 좌측 교차부(170d)가 도시되어 있다. 도 10에서, 교차부(170c, 170d)는 2개의 수직 레그(130)가 수평 상부 레일(135)과 교차하는 트랙의 부분을 나타낸다. 수직 레그와 하부 레일의 교차부는 교차부가 역전되어 있다는 점을 제외하고는 유사한 교차부를 포함한다. 명확히 말하자면, 수직 레그(130c)가 하부 레일과 교차하는 지점은 교차부(170d)와 유사하게 구성된 교차부를 포함하고, 수직 레그(130d)가 하부 레일과 교차하는 지점은 교차부(170c)와 유사하게 구성된 교차부를 포함한다.

각각의 교차부(170)는 평활한 곡선형 내측 레이스(race) 및 트랙을 위한 구동면(156)의 치형부에 대응하는 치형부를 갖는 평탄한 외측 레이스를 지닌 피벗 가능한 게이트(180)를 포함한다. 게이트(180)는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 피벗한다. 제1 위치에서, 게이트(180)는 이 게이트의 직선형 외측 레이스(184)가 교차부의 직선형 외측 분기부(176)와 정렬되도록 폐쇄된다. 제2 위치에서, 게이트는 이 게이트의 곡선형 내측 레이스(182)가 교차부의 만곡된 분기부(172)와 정렬되도록 개방된다.

따라서, 폐쇄 위치에서 게이트는 이 게이트의 외측 레이스(184)가 구동면(156)과 정렬하도록 하방으로 피벗된다. 이 위치에서, 케이트는 카가 만곡부 아래로 선회하는 것을 차단하기 때문에, 카는 교차부를 통해 계속해서 직진한다. 이와 달리 도 10에 도시한 바와 같이, 게이트가 개방 위치로 피벗될 때, 게이트는 카가 교차부를 통해 직진하는 것을 차단한다. 대신에, 게이트의 곡선형 내측 레이스(182)는 내측 분기부(172)의 만곡면과 정렬하고, 카는 교차부를 통해 선회한다. 즉, 게이트가 폐쇄될 때, 카는 상부 레일(130)이나 하부 레일을 따라 교차부를 통해 직진한다. 게이트는 개방될 때 교차부의 위치에 따라 수직 레일에서 수평 레일로 또는 수평 레일에서 수직 레일로 카를 지향시킨다.

도 11에서 볼 수 있다시피, 게이트의 피벗점으로부터 원거리에 있는 게이트 단부는 게이트가 개방될 때 곡선형 내측 레이스가 내측 분기부의 만곡 프로파일과 결합하도록 외측 방향으로 플레어(flare)된다. 그 결과, 게이트는 거의 L자 형상 구성을 갖는다. 게이트(180)의 플레어된 단부를 수용하기 위해서, 내측 분기부의 구동면(156)은 노치 또는 오목부를 갖는다. 게이트가 폐쇄될 때, 노치는 게이트의 외측 레이스(184)가 외측 분기부(176)의 구동면과 평행하게 편평하게 놓이도록 유극을 제공한다. 또한, 도 11에 도시한 예에서는 게이트가 트랙(110)의 상부 레일(135)을 따라 배치된다. 게이트가 폐쇄될 때, 교차부(170)의 내측 분기부에 있는 오목부는 게이트가 상부 레일의 구동면과 정렬되도록 게이트가 편평하게 놓이게 한다.

전술한 설명에서, 게이트는 카가 동일한 방향(예컨대, 수평 방향)으로 계속 이동하거나, 일방향(예컨대, 수직 방향)으로 선회하게 한다. 그러나, 어떠한 어플리케이션에서는 소팅 장치가 수직 컬럼을 가로지르는 3개 이상의 수평 레일을 포함할 수 있다. 그러한 구성에서는, 카가 2개 이상의 방향으로 선회하게 하는 상이한 레일을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 카가 컬럼 아래로 이동하는 경우, 게이트는 카가 수평 레일 아래로 좌측이나 우측으로 선회하게 할 수도 있고, 수직 컬럼을 따라 직진 이동하게 할 수 있다. 추가로, 어떠한 어플리케에션에서는 카가 상방으로 이동하게 하는 것이 바람직할 수 있는 반면, 전술한 소팅 장치에서는 카가 소팅 스테이션을 통해 하방으로만 이동한다. 카가 소팅 스테이션에서 상방으로도 이동하면, 카가 교차부를 통해 상방으로 이동할 때 게이트는 카를 수용 및 안내하도록 구성되어야 한다.

게이트(180)는 중앙 컨트롤러로부터 수신된 신호에 의해 제어된다. 명확히 말하자면, 각각의 게이트는 게이트를 개방 위치에서 폐쇄 위치로, 그리고 다시 폐쇄 위치에서 개방 위치로 변위시키는 액츄에이터(186)에 연결된다. 게이트를 변위시키도록 작동 가능한 임의의 다양한 제어 가능한 요소가 있을 수 있다. 이 경우, 액츄에이터(186)는 선형 변위 가능한 피스톤을 갖는 솔레노이드이다.

전술한 설명에서, 소팅 스테이션(100)은 복수 개의 출력 상자(190)로 설명되어 있다. 그러나, 소팅 장치는 간단한 출력 상자가 아닌, 다양한 타입의 목적지를 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예컨대, 어떠한 어플리케이션에서는 아이템을 저장 선반 상의 구역과 같은 저장 구역으로 소팅하는 것이 바람직할 수 있다. 대안으로서, 목적지는 아이템을 다른 위치로 이송하는 출력 디바이스일 수 있다. 출력 디바이스의 일례에 따르면, 소팅 장치는 우편물을 소팅 장치에서 상이한 물품 취급 또는 처리 장치로 이송하는 하나 이상의 출력 컨베이어를 포함할 수 있다. 예컨대, A로 나타내는 출력 컨베이어는 우편물을 A로 나타내는 처리 센터로 이송할 수 있다. 따라서, 우편물이 처리 센서(A)로 이송되는 경우, 카는 트랙을 따라 출력 컨베이어(A)로 이동할 것이다. 카는 출력 컨베이어(A)에 도달하고 나면, 정지되고 출력 컨베이어(A)에 우편물을 전달할 것이다. 다음에, 출력 컨베이어는 우편물을 처리 센서(A)로 이송할 것이다. 또한, 소팅 장치는 출력 컨베이어와 같은 복수 개의 출력 디바이스를 포함하도록 구성될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

몇몇 실시예에서, 소팅 장치는 출력 상자뿐만 아니라 복수 개의 출력 컨베이어를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 소팅 장치는 컨베이어와 같은 복수 개의 출력 디바이스만을 포함할 수 있으며, 소팅 장치는 우편물을 다양한 출력 디바이스로 소팅하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 소팅 장치는 저장 구역으로부터 우편물을 회수하도록 구성될 수 있다. 그러한 실시예에서, 카는 우편물을 상자와 같은 저장 구역으로 소팅할 수 있다. 이어서, 카 중 하나는 저장 구역으로 이동하여 이 저장 구역으로부터 아이템을 회수하고 이 아이템을 출력 디바이스 중 하나로 이송할 수 있다.

카가 저장 구역으로부터 아이템을 회수할 수 있는 한가지 방식은 저장 구역에 컨베이어를 포함하는 것에 의한 것이다. 이러한 방식으로, 저장 구역에 있는 아이템이 컨베이어에 의해 트랙으로 이송될 수 있다. 카가 저장 구역에 도달할 때, 저장 구역에 있는 컨베이어는 우편물이 적재 컬럼에 있는 카에 적재되는 방식과 유사하게 아이템을 카로 이송한다. 따라서, 소팅 장치는 후속하여 우편물을 회수하고 출력 디바이스로 이송하기 전에 우편물을 복수 개의 저장 구역으로 소팅할 뿐만 아니라, 우편물을 복수 개의 출력 디바이스로 소팅할 수 있다.

앞서 논의한 바와 같이, 소팅 장치는 다양한 아이템을 복수 개의 목적지로 소팅하도록 작동 가능하다. 제1 타입의 목적지는 상자이고, 제2 타입의 목적지는 아이템이 저장되는 선반 또는 다른 위치이며, 제3 타입의 목적지는 아이템을 상이한 위치로 이송하는 데 사용 가능한 출력 디바이스이다. 소팅 장치는 이들 각각의 타입 중 하나 이상 또는 다른 타입의 목적지를 포함할 수 있다.

이송 차량

이제 도 12 내지 도 17을 참고하여, 이송 차량(200)의 세부 사항을 보다 상세히 설명하겠다. 각각의 이송 차량은 내장 전원을 포함하는 내장 구동 장치를 구비하는 반자동식 카이다. 각각의 카는 이송을 위해 아이템을 적재 및 배출하는 기구를 포함한다.

카(200)는, 아이템을 카에 적재하고 카에서 하나의 상자로 아이템을 배출하는 임의의 다양한 기구를 포함할 수 있다. 추가적으로, 적재/배출 기구(210)는 특정 어플리케이션에 대해 특별히 맞춤 제작될 수 있다. 그러나, 이 경우에 적재/배출 기구(210)는 컨베이어 벨트이다. 명확히 말하자면, 도 12를 참고하면 적재/배출 기구는 카의 상면을 따라 연장되는 복수 개의 좁은 벨트(212)를 포함한다. 컨베이어 벨트는 가역적이다. 벨트를 제1 방향으로 구동함으로써 아이템이 카의 후방 단부를 향해 변위되고, 벨트를 제2 방향으로 구동함으로써 아이템이 카의 전방 단부를 향해 변위된다.

카의 밑면에 설치되는 컨베이어 모터(255)가 컨베이어 벨트(212)를 구동한다. 명확히 말하자면, 컨베이어 벨트(212)는 카의 전방 에지에 있는 전방 롤러(213)와 카의 후방 에지에 있는 후방 롤러 둘레에서 견인된다. 컨베이어 모터(255)는, 전방 롤러를 구동하고 이에 의해 컨베이어 벨트를 작동시키도록 전방 롤러(213)에 연결된다.

카는 트랙(110)을 따라 카를 이송하는 데 사용되는 4개의 휠(220)을 포함한다. 휠(220)은 2개의 평행 이격되어 있는 액슬(215)에 장착되기 때문에, 2개의 휠은 카의 전방 에지를 따라 배치되고, 나머지 2개의 휠은 카의 후방 에지를 따라 배치된다.

도 18을 참고하면, 각각의 휠은 내측 아이들러 롤러(224)와, 트랙의 구동면(156)과 협동하는 외측 기어(222)를 포함한다. 아이들러 롤러(224)는 액슬에 대해 자유롭게 회전하는 한편, 외측 기어는 이 외측 기어가 장착되는 액슬에 대해 고정된다. 이러한 방식으로, 액슬을 회전시키는 것은 기어(222)를 회전시키도록 작용한다. 추가로, 아이들러 롤러는 트랙의 상부벽(152)과 저부벽(154) 사이의 거리보다 약간 작은 직경을 갖도록 크기가 정해진다. 이러한 방식으로, 아이들러 롤러는 각각의 휠의 기어(222)가 트랙의 구동면(즉, 치형부)(156)과 상호 맞물려 있는 상태로 유지되는 것을 보장하면서 트랙 내에서 자유롭게 회전할 수 있다. 따라서, 이송 차량이 수평 방향으로 이동하고 있을 때, 롤러가 카트의 중량을 지탱하는 동안, 기어(222)는 트랙을 따라 이동 수단을 구동하도록 트랙의 구동면(156)과 협동한다.

카는 휠(220)을 구동하는 내장 모터(250)를 포함한다. 보다 명확히 말하자면, 구동 모터(250)는, 액슬(215)을 회전시키고 이에 따라 휠의 기어(222)를 회전시키도록 액슬에 연결되어 작용한다. 도 16에 도시한 바와 같이, 구동 모터(250)는 구동 모터에 의해 구동되는 한쌍의 구동 벨트(254)를 통해 액슬(215)과 상호 연결된다.

카를 위한 구동 장치는 트랙을 따라 카를 동기식으로 구동하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 구동 장치는 각각의 기어가 동기식으로 구동되도록 구성된다. 명확히 말하자면, 각각의 기어(222)는 액슬에 대한 기어의 회전을 실질적으로 방해하는 방식으로 액슬 중 하나의 액슬의 단부에 연결된다. 이러한 방식으로, 각각의 액슬은 부착되어 있는 2개의 기어를 동기식으로 구동한다. 추가로, 이 경우에 2개의 액슬은 2개의 기어 모두가 동기식으로 구동되도록 동기식으로 구동된다. 액슬을 동기식으로 구동하는 데 사용 가능한 다양한 기구가 있다. 예컨대, 한쌍의 구동 모터가 액슬을 구동하는 데 사용될 수 있고, 이들 구동 모터는 동기화될 수 있다. 그러나, 이 경우에 단일 구동 모터(250)가 2개의 액슬을 구동하는 데 사용된다. 각각의 액슬은 액슬에 대한 풀리의 회전을 방지하도록 액슬에 견고하게 연결되어 있는 타이밍 풀리(226)를 포함한다. 이와 유사하게, 타이밍 풀리(228)는 모터 샤프트에 연결된다. 구동 모터의 회전을 액슬의 회전에 정확하게 링크하도록, 액슬 상의 타이밍 벨트(226)와 모터를 연결하는 구동 벨트(254)는 타이밍 벨트이 다. 단일 타이밍 벨트가 2개의 액슬을 동기식으로 구동하는 데 사용될 수 있지만, 이 경우에는 도 16에 도시한 바와 같이 한쌍의 주석 도금(tinning) 풀리가 모터 샤프트에 연결되고, 각각의 주석 도금 풀리는 하나의 액슬 상의 대응하는 타이밍 풀리에 연결된다.

구동 모터(250)는, 모터의 회전을 검출하고 이에 따라 카가 이동한 거리를 측정하도록 작동 가능한 센서를 포함한다. 기어가 액슬과 견고하게 연결되고, 이에 따라 구동 모터와 동기식으로 연결되기 때문에, 카가 이동하는 전방 거리는 구동 모터가 변위된 거리와 상관 관계를 갖도록 정확하게 제어될 수 있다. 따라서, 카가 정해진 경로를 따라 이동한 거리는 카의 모터가 회전한 거리에 좌우된다.

구동 모터(250)의 회전을 검출하기 위해서, 모터는 구동 모터의 회전량을 검출하는 센서(252)를 포함한다. 이 경우, 센서(252)는 홀 센서이다. 모터의 일부 회전은 "틱(tick)"이라고 일컬어지는 것에 대응한다. 센서는 틱의 개수를 검출하고, 중앙 프로세서에 소정 신호를 송신하며, 이 중앙 프로세서는 센서가 모터에 대해 검출한 틱의 개수와 경로에 관한 기지의 정보에 기초하여 카가 지정 경로를 따라 얼마나 멀리 이동하였는지를 판별한다.

카가 트랙을 따라 이동할 때, 특히 카가 가속 및 감속할 때, 카 상부의 아이템은 카로부터 떨어지는 경향이 있을 수 있다. 이에 따라, 이 경우에 카는 이송 중에 요소를 카 상에 유지하는 리테이너(230)를 포함한다. 도 12 내지 도 17에 도시한 바와 같이, 리테이너(230)는 카의 상면에 대해 아이템을 클램핑하는 하향 홀더이다.

리테이너는 피벗 가능한 긴 아암(232)을 포함한다. 스프링과 같은 압박 요소가 리테이너(230)의 상면에 대하여 아암을 하향 압박한다. 리테이너(230)는 탭 형태의 오퍼레이터(234)를 더 포함한다. 탭을 하향 가압함으로써 클램프가 컨베이어 상면으로부터 상승하여 물품이 카에 적재되게 하거나 카에서 배출되게 한다.

카(200)는 이 카를 구동하는 데 필요한 전력을 제공하는, 레일을 따른 컨택트와 같은 외부 전원에 의해 전력이 공급될 수 있다. 그러나, 이 경우에 카는 구동 모터(250)와 컨베이어 모터(255) 양자를 위한 필수 전력을 제공하는 내장 전력 소스(240)를 포함한다. 추가로, 이 경우에 전원은 재충전 가능하다. 전원이 충전지와 같은 공지의 전력 소스를 포함할 수 있기는 하지만, 이 경우에 전원(240)은 하나 이상의 울트라 커패시터(ultracapacitor)로 구성된다. 울트라 커패시터는 매우 높은 에너지 밀도를 갖는 커패시터이다. 커패시터는 배터리가 사용하는 화학적 수단과는 달리 양전하와 음전하를 물리적으로 분리하는 것에 의해 전기 에너지를 저장한다. 울트라 커패시터는 화학적이라기보다는 물리적이고 매우 가역적인 정전기 효과에 의존한다. 울트라 커패시터는 이 울트라 커패시터를 재충전하는 매우 높은 전류량을 받아들일 수 있다. 고전류를 이용하는 것에 의해, 울트라 커패시터는 수초 이하와 같은 매우 짧은 시간 내에 재충전될 수 있다.

카는 전력 소스(240)를 재충전하기 위한 하나 이상의 컨택트를 포함한다. 이 경우, 카는 브러시가 외측 방향으로 압박되도록 스프링 하중을 받는 구리 브러시와 같은 복수 개의 브러시(245)를 포함한다. 브러시(245)는 이하에서 더 설명하는 바와 같이 전력 소스를 재충전하기 위해 적재 스테이션에 있는 충전 레일과 협 동한다.

각각의 카는 아이템이 카에 적재될 때 아이템을 검출하는 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 로딩 센서를 포함한다. 로딩 센서(들)는 우편물이 카 상에 적절하게 배치되는 것을 보장한다. 이 경우, 카는 전방 로딩 센서(260)와 후방 로딩 센서(262)를 포함한다. 전방 로딩 센서는 아이템이 카 상에 적재될 때 아이템의 선단 에지를 검출한다. 전방 로딩 센서(260)는 또한 아이템의 전체 길이가 카 상에 적재되는 것을 보장하기 위해 아이템의 후미 에지를 검출한다. 이와 유사하게, 후방 로딩 센서(262)는 후미 에지를 검출하며, 어떠한 경우에는 우편물의 후미 에지를 검출할 수 있다. 로딩 센서(260, 262)는 문서 또는 우편물의 존재나 부재를 검출하는 간단한 I/R 센서일 수 있다.

카는 각각의 카의 위치를 추적하는 중앙 컨트롤러로부터 수신된 신호에 응답하여 작동하지만, 카는 또한 카의 위치를 확인하기 위해 트랙을 따른 표시를 판독하는 판독기(265)를 포함할 수 있다. 예컨대, 각각의 상자에는 독특한 바 코드가 할당될 수 있으며, 전방 판독기가 아이템이 이송되는 트랙 또는 상자(190) 둘레의 다른 영역을 스캔할 수 있다. 카가 따르는 경로에 관하여 중앙 프로세서가 갖는 데이터 및 구동 모터의 회전에 관한 데이터에 기초하는, 카가 이동하는 거리에 관한 데이터는, 카(200)가 적절한 상자에 위치하는지의 여부를 판별하는 데 충분해야 한다. 그럼에도 불구하고, 아이템이 적절한 상자에 배출되기 전에 카의 위치를 재확인하는 것이 바람직할 수 있다. 이에 따라, 스캐너는 카가 정지해 있는 상자에 관한 정보를 스캔하고 판독하도록 작동할 수 있다. 스캔된 데이터가 상자가 적절한 상자에 있다는 것을 나타내면, 카는 그 아이템을 상자에 배출한다. 이와 유사하게, 카는 카의 후방 에지에 인접한 표시를 판독하는 제2 판독기(266)를 가질 수 있다. 제2 판독기(266)는 소팅 장치가 트랙(110)의 전방측을 따른 제1의 일련의 상자(190)와 트랙(110)의 후방측을 따른 제2의 일련의 상자를 이용하도록 구성될 수 있다.

전술한 설명에서, 카는 트랙의 치형부와 상호 작용하여 트랙 둘레에서 카를 안내하는 구동 기어를 갖는다. 추가로 아래의 작동 섹션에서 더 설명하겠지만, 카의 위치는 카가 이동한 거리에 관한 정보에 기초하여 제어될 수 있다. 그러한 어플리케이션에서는 카의 구동휠을 동기화하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 어떠한 변형 어플리케이션에서는 제어 장치가 사용될 수 있다. 예컨대, 카의 위치는 트랙을 따라 배치되는 센서에서 나온 신호 또는 트랙을 따라 위치되는 표시에 기초하여 제어될 수 있다. 그러한 경우, 카는 전술한 바와 같이 동기화되지 않는 구동 기구를 사용하도록 구성될 수 있다.

아래에서 더 논의하겠지만, 카는 중앙 프로세서에서 수신된 신호에 응답하여 카의 작동을 제어하는 프로세서를 더 포함한다. 추가로, 카는 트랙을 따라 이동할 때 중앙 프로세서와 계속해서 통신할 수 있도록 무선 트랜스시버(transceiver)를 포함한다. 대안으로서, 어떠한 어플리케이션에서는 트랙을 따라 배치되는 복수 개의 센서 또는 표시를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 카는 센서 신호 및/또는 표지를 감지하는 판독기와 센서 또는 표시에 응답하여 이동 수단의 작동을 제어하는 중앙 프로세서를 포함할 수 있다.

적재 컬럼

이제 도 6 및 도 7을 참고하여, 적재 컬럼(300)의 세부 사항을 보다 상세히 설명하겠다. 적재 컬럼(300)은 입력 스테이션(50)의 출력 단부에 인접하게 형성된다. 적재 컬럼(300)은 한쌍의 전방 수직 레일(305a, 305b)과 대응하는 후방 수직 레일 세트로 형성된다. 적재 스테이션(310)은 적재 컬럼을 따라 배치된다. 적재 스테이션(310)은 카(200)가 입력 스테이션(50)에 있는 컨베이어의 배출 단부와 정렬되는 트랙을 따른 위치이다. 이러한 방식으로, 입력 스테이션에서 카를 향해 이송될 때 입력 스테이션에서 나온 우편물이 카에 적재될 수 있다.

중앙 프로세서가 카의 위치를 추적하기는 하지만, 홈 센서(312)가 적재 스테이션(310)에 인접 배치된다. 홈 센서가 카를 검출할 때, 트랙을 따른 고정점에 대해 카에 대한 위치가 알려지고, 중앙 프로세서는 카의 위치를 홈 또는 제로 위치로 리셋한다.

도 7을 참고하면, 한쌍의 충전 레일이 수직 레일(305a, 305b)을 따라 배치되어 있다. 충전 레일은 전원과 접속된 전도성 스트립이다. 카(200)의 충전 컨택트(245)는 울트라 커패시터(240)를 충전하기 위해 전도성 스트립과 맞물린다. 명확히 말하자면, 브러시(245)의 압박 요소가 브러시를 충전 컨택트를 향해 외측 방향으로 압박한다. 충전 컨택트(245)를 통해 흐르는 전력은 울트라 커패시터가 수초 미만 내에 충전되게 하는 고전력량 저전압 소스이다. 추가로, 울트라 커패시터에 의해 제공되는 전력 공급은 단지 몇분 동안만 지속되기 때문에, 카는 적재 컬럼을 통해 이동할 때마다 재충전한다.

추가로, 전술한 충전 레일과 유사하지만, 카가 정지될 때 카가 축전되는지의 여부에 따라 복귀 레일이나 적재 컬럼에 인접한 컬럼에 있는 레일을 따라 배치되는 시동 충전 레일을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 카가 울트라 커패시터를 사용하기 때문에, 소팅 장치가 중단되는 동안 울트라 커패시터는 방전되는 것이 가능하다. 이에 따라, 시동 시에 카는 충전되어 있지 않을 것이며, 울트라 커패시터를 충전하기 위해 적재 컬럼으로 이동하는 것이 불가능할 것이다. 따라서, 소팅 장치는 중단 중에 카가 축전될 때 이 카가 접촉하는 레일을 따라 배치되는 시동 충전 레일을 포함할 수 있다. 중단 중에 카가 적재 컬럼과 인접 칼럼에서 축전되면, 시동 레일은 적재 컬럼에 인접한 컬럼에 배치된다. 대안으로서, 중단 중에 카가 복귀 레일과 적재 컬럼 상에서 축전되면, 시동 레일은 복귀 레일을 따라 배치된다. 이러한 방식으로, 소팅 장치가 개시될 때, 충전 전류가 시동 레일과 적재 컬럼에 있는 충전 레일을 통해 카에 공급된다.

앞서 논의한 바와 같이, 각각의 카(200)는 이송 중에 아이템을 카 상에 구속하는 리테이너(230)를 포함한다. 리테이너는 아이템이 카에 적재되게 하도록 적재 스테이션에서 개방되어야 한다. 따라서, 도 6에 도시한 바와 같이 액츄에이터(316)가 컬럼을 따라 배치된다. 액츄에이터(316)는 카가 적재 컬럼 위로 이송될 때 카를 향해 내측 방향으로 돌출한다. 카가 적재 컬럼(300)에서 상향 이송될 때, 유지 액츄에이터(316)는 유지 오퍼레이터 또는 탭(236)과 접촉한다. 액츄에이터(316)와 탭(236)의 상호 작용으로 인해 리테이너가 개방되기 때문에, 아이템이 카에 적재될 수 있다. 카가 액츄에이터(316)를 지나 상향 이동할 때, 카 상의 탭(236)은 액츄에이터와 분리되고, 이에 따라 리테이너가 해제되어, 우편물을 이송 수단의 상면에 대해 구속하거나 클램핑한다.

전술한 설명에서, 적재 스테이션은 아이템이 카에 적재된 후, 카가 수평 방향 상부 레일(135)로 상향 이동하는 컬럼으로서 설명되었다. 그러나 어떠한 어플리케이션에서는 아이템이 카 상에 또는 수직 컬럼 상부 근처에 적재되도록 적재 스테이션을 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 어플리케이션에서, 카 상의 로드는 카가 이 카 상에 적재된 아이템을 들어올릴 필요가 없기 때문에 감소될 것이다. 컨베이어 벨트의 상부에서 아이템을 카에 적재하기 위해서, 수직 컨베이어가 소팅 장치에 추가될 수 있다. 예컨대, 상방으로 각진 컨베이어가 아이템을 카에 적재하기 위해서 아이템을 컬럼 상부로 상향 이송할 수 있다. 대안으로서, 아이템을 카에 적재하기 위해서 적재 컬럼 상부를 향해 아이템을 이송하는 한가지 이상의 다양한 컨베이어 구성을 이용할 수 있다.

작동

소팅 장치(10)는 다음과 같이 작동한다. 아이템은 우편물이 어디로 소팅되어야 하는지를 나타내는 우편물의 특징을 식별하도록 입력 스테이션(50)에서 처리된다. 예컨대 아이템은 부서, 우편함 번호 또는 수령자에 따라 소팅되어야 하는 우편물일 수 있다. 우편물이 부서에 의해 소팅되는 경우, 우편물은 부서 표시(우편함 번호 등)를 식별하도록 처리될 수도 있고, 우편물은 수령자를 식별하도록 처리될 수도 있다. 중앙 컨트롤러는 목적 상자를 식별하도록 다양한 데이터를 관련시키는 데이터베이스를 유지한다. 예컨대, 데이터베이스는 우편물이 부서에 따라 소팅되는 경우 수령자 이름을 적절한 부서와 관련시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 우편물은 제품 코드를 갖는 물품일 수 있으며, 데이터베이스는 제품 코드와 소팅 위치를 관련시킬 수 있다.

앞서 논의한 바와 같이, 입력 스테이션은 아이템을 자동으로 또는 수동으로 처리할 수 있다. 수동 모드에서, 조작자는 수동으로 우편물에 관한 정보를 입력한 다음, 우편물을 컨베이어에 놓는다. 소팅 장치는 우편물에 소팅 정보에 관한 전자 추적 장치를 부착하고, 우편물을 적재 스테이션으로 이송한다. 대안으로서, 입력 장치가 자동화 장치인 경우에 우편물은 관련 소팅 특징을 식별하도록 자동 스캔된다. 예컨대, 입력 스테이션은 우편물 상의 포스트넷 코드를 판독하는 바 코드 스캐너와 같은 스캐너를 사용할 수도 있고, 입력 스테이션은 우편물 상의 정보를 판독하는 OCR 엔진과 조합된 고속 라인 스캔 카메라와 같은 이미징 디바이스를 포함할 수도 있다.

아이템을 받을 준비를 하기 위해서, 카(200)는 적재 컬럼(300)에서 적재 스테이션(310)을 향해 트랙을 따라 이동한다. 카가 적재 스테이션에 접근할 때, 구속 리테이너(230)를 위한 오퍼레이터(236)는 도 6에 도시한 바와 같이 카가 아이템을 받을 준비를 하도록 구속 리테이너를 피벗시키는 액츄에이터(316)와 체결한다. 카(200)가 적재 스테이션(310)에 있는 위치로 이동할 때, 홈 센서는 카의 존재를 검출하고, 카가 적재 스테이션에 위치하고 있다는 것을 나타내는 신호를 중앙 프로세서에 송신한다. 아래 설명에서, 소팅되는 아이템은 우편물인 것으로 설명된다. 그러한 아이템은 소팅 장치의 예시적인 용례라는 점을 이해해야 한다. 전술한 바와 같이, 소팅 장치는 다양한 물품 취급 어플리케이션에서 다양한 아이템을 소팅하도록 구성될 수 있다.

카가 적재 스테이션에 위치되고 나면, 입력 스테이션은 우편물을 카로 이송한다. 우편물이 카(200)에 이송되고 있을 때, 카 상의 적재 기구(210)는 우편물을 카에 적재한다. 명확히 말하자면, 적재 스테이션은 컨베이어 벨트(212)와 접촉하고 있는 우편물을 카 상에 이송한다. 컨베이어 벨트(212)는 카의 후방측을 향해 회전하고, 이에 따라 카 상에서 우편물을 후방으로 구동한다.

컨베이어 벨트의 작동은 로딩 센서(260, 262)에 의해 제어된다. 전방 로딩 센서는 우편물이 카에 적재될 때 우편물의 선단 에지를 검출한다. 전방 로딩 센서(260)가 우편물의 후미 에지를 검출하고 나면, 카에 내장되어 있는 컨트롤러가 우편물이 카에 적재된 것을 판별하고 컨베이어 모터를 정지시킨다. 추가로, 내장 컨트롤러는 후방 센서(262)로부터 수신된 신호에 응답하여 컨베이어의 작동을 제어할 수 있다. 명확히 말하자면, 후방 센서(262)가 우편물을 선단 에지를 검출하고 나면, 우편물의 선단 에지는 카의 후방 에지에 인접한다. 우편물이 카의 후방 에지에 매달리지 않도록 보장하기 위해서, 컨트롤러는 후방 센서가 우편물의 선단 에지를 검출하고 나면 컨베이어를 정지시킨다. 그러나, 전방 센서가 우편물의 후미 에지를 검출하기 전에 후방 센서가 우편물의 선단 에지를 검출하는 경우에 컨트롤러는 우편물과 관련한 문제(즉, 우편물이 너무 길거나 2장의 우편물이 겹쳐저 카에 공급됨)가 있다고 결정할 것이다. 그러한 경우, 카는 중앙 컨트롤러와 에러 메세지를 통신할 수 있고, 중앙 컨트롤러는 에러를 선언하고 조작자에게 적재 스테이션에 있는 카가 처리를 필요로 한다는 표시를 제공할 수 있다. 대안으로서, 적재 스테이션 뒤에 불합격품 상자(325)가 배치될 수 있어, 적재 스테이션의 카에 있는 우편물이 불합격품 상자(325)로 배출될 수 있다. 이러한 방식으로, 우편물이 카 상에 오적재되는 경우, 우편물을 불합격품 상자로 간단히 배출할 수 있고, 이어서 우편물을 카 상에 적재할 수 있다.

우편물이 카에 적재된 후, 카는 적재 스테이션과 멀어지게 이동한다. 명확히 말하자면, 내장 컨트롤러가 우편물이 카에 적절히 적재된 것을 판별하고 나면, 내장 컨트롤러는 구동 모터(250)를 시동하는 신호를 송신한다. 구동 모터(250)는 액슬을 회전시키고, 이에 따라 액슬은 휠(220) 상의 기어(222)를 회전시킨다. 기어는 카를 상향 구동하도록 적재 컬럼에 있는 수직 레일(305)의 구동면(156)과 맞물린다. 명확히 말하자면, 기어와 구동면은 서로 맞물려 래크 앤드 피니언 기구(rack and pinion)로서 작동하여, 휠의 회전 동작을 트랙(110)을 따른 선형 동작으로 변형한다.

카는 적재 스테이션에서 적재 컬럼으로 이동하기 때문에, 카가 상부 레일(135)을 따른 제1 게이트에 도달한 후까지 카의 목적지를 판별할 필요가 없다. 예컨대, 입력 스테이션에서 우편물을 소팅하는 데 이용되는 특징을 스캔하고 판별하는 자동화 장치가 사용되는 경우, 관련 특징을 판별하는 데는 얼마간의 처리 시간이 걸릴 수 있다. 우편물을 카로 이송한 다음 카를 적재 컬럼 위로 이송하는 데 걸리는 시간은 통상적으로 우편물에 대한 관련 특징을 판별하는 데 충분한 시간일 것이다. 그러나, 상기 관련 특징이 카가 상부 레일에 도달하는 데 걸리는 시간에 의해 판별되지 않는 경우, 카는 적재 컬럼 옆에 있는 제2 컬럼 아래로 향할 수 있다. 카는 제2 컬럼 아래로 하부 레일(140)로 이동한 다음, 적재 컬럼으로 되돌아간다. 카는 상기 관련 특징을 판별하기 위한 추가의 시간을 제공하도록 제2 컬럼에서 정지할 수 있다. 그러나, 미리 예정된 기간 동안 대기한 다음, 소팅 장치는 주소를 판별할 수 없다는 것을 선언하고, 카는 제2 칼럼으로부터 전진할 수 있으며, 우편물은 불합격품 상자로 배출될 수 있다. 대안으로서, 에러를 선언하기보다는 상기 관련 특징이 판별될 때까지 또는 중앙 컨트롤러가 에러를 선언하는 미리 예정된 시간까지 카가 적재 컬럼에서 제2 컬럼에 이르는 루프 둘레에서 계속해서 이동할 수 있다. 추가로, 소팅 장치가 우편물에 대한 특징을 판별할 수 없을 때 불합격품 상자를 이용하기보다는, 제1 컬럼에 있는 상자 중 하나가 또한 불합격품 상자로 이용할 수 있다. 이러한 방식으로 카가 적재 스테이션에 도달하는 즉시, 문제가 있는 우편물을 적재 스테이션에 있는 불합격품 상자(325)에 배출할 필요 없이, 카는 우편물을 받을 준비가 되어 있다.

전술한 바와 같이, 소팅 장치는 필요한 경우 우편물에 관한 특징을 분석하기 위한 추가의 처리 시간을 제공하는 버퍼 트랙으로서 활용될 수 있는 루프를 포함한다. 제1 컬럼 및 제2 컬럼이 버퍼 루프로서 이용될 수 있지만, 소망하는 경우에 다른 컬럼이 버퍼 루프로서 이용될 수 있다.

앞의 논의에서는 카가 상부 레일에 도달하는 시간에 의해 소팅 장치가 우편물에 대한 특징을 판별할 수 없는 경우에 카를 버퍼링하는 과정을 설명하였다. 그러나, 대부분의 우편물에 있어서 소팅 장치는 카를 버퍼링해야 할 필요 없이 상기 특징을 식별할 수 있어야 한다. 아래의 논의는 카가 상부 레일(135)에 도달하기 전에 우편물에 대한 특징이 판별된다는 가정 하에 소팅 장치의 작동을 설명한다.

우편물에 대한 특징이 판별되고 나면, 중앙 컨트롤러는 우편물에 적절한 상자(190)를 결정한다. 우편물에 대한 상자의 위치에 기초하여, 카의 경로가 결정된다. 명확히 말하자면, 중앙 컨트롤러는 카의 루트를 결정하고, 우편물이 이송되는 상자에 관한 정보를 카와 통신한다. 다음에, 중앙 컨트롤러는 카가 적절한 컬럼을 향하도록 트랙을 따라 게이트를 제어한다. 카가 적절한 컬럼에 도달하고 나면, 카는 컬럼 아래로 적절한 상자로 이동한다. 카는 적절한 상자(190)에서 정지하고 내장 컨트롤러는, 우편물을 상자에 배출하도록 우편물을 전방으로 구동하는 컨베이어 벨트(212)를 구동하도록 컨베이어 모터(255)에 적절한 신호를 송신한다. 명확히 말하자면, 카의 상부는 적절한 상자(190)와, 이 적절한 상자 바로 위에 있는 상자의 저부 에지 사이의 간극과 정렬된다.

앞서 논의한 바와 같이, 중앙 컨트롤러는 카(200)의 위치와 카가 우편물을 이송하기 위해 따르는 경로에 응답하여 게이트(180)의 작동을 제어한다. 추가로, 아래에서 논의하겠지만 중앙 컨트롤러는 트랙 상의 다른 카의 위치에 응답하여 게이트를 제어한다.

카(200)가 상부 레일(135)을 따라 이동하고 컬럼에 근접할 때, 수직 레일(130)을 위한 게이트는 다음과 같이 제어된다. 카가 다음 컬럼으로 가는 도중에 컬럼을 지나가는 경우, 게이트는 도 9에 도시한 바와 같이 폐쇄 위치로 변위된다. 명확히 말하자면, 컬럼 상부의 2개의 게이트는 게이트의 외측 레이스(184)가 트 랙(110)의 구동면(156)과 정렬된 상태로 직선형 트랙과 정렬되도록 직선형 트랙과 정렬된다. 이러한 방식으로, 게이트는 카가 컬럼 위를 이동하게 하도록 구동면(156)과 협동하는 직선형 구동면을 제공한다.

카가 컬럼에 이르러 아래로 선회할 때, 게이트는 다음과 같이 제어된다. 도 5를 참고하면, 컬럼은 부착된 상자가 없는 상태로 도시되어 있다. 도 5는 소팅 장치(10)의 전방에서 본 것으로, 카는 도 5의 사시도에 있어서 우측에서 좌측으로 상부 레일을 따라 이동하고 있을 것이다. 아래의 논의에서, 카는 도 5에서 C로 지칭하는 컬럼에 있는 상자로 이송된다. 컬럼 C는 2쌍의 수직 레그를 포함한다. 제1 쌍은 컬럼 C의 좌측 상의 전방 및 후방 수직 레그(130c)이고, 제2 쌍은 컬럼 C의 우측 상의 전방 및 후방 수직 레그(130d)이다.

카가 컬럼 C 아래로 이동하기 위해서는, 카의 좌측 상의 휠이 레그(130c) 아래로 이동해야 하고, 우측 휠이 레그(130d) 아래로 이동해야 한다. 이에 따라, 카가 컬럼 C에 접근할 때 레그(130d)의 상부에 있는 게이트는 좌측 휠이 상부 레일에 남아 있고 우측 레그(130d)를 지나가도록 폐쇄 위치로 변위된다. 카의 좌측 휠이 우측 레그(130c)를 지나간 후, 좌측 레그(130d) 상부에 있는 게이트(180)는 우측 휠이 레그(130d) 아래로 선회할 수 있도록 개방 위치로 변위된다. 명확히 말하자면, 좌측 휠이 우측 레그(130d)를 지나간 후, 중앙 컨트롤러는 도 8에 도시한 바와 같이 게이트를 개방 위치로 변위시키도록 레그(130) 상부에 있는 게이트(180)의 솔레노이드(186)를 작동시킨다(도 8의 도면은 게이트의 사시도가 저방측에 대해 역전되도록 소팅 장치의 후방측에서 취한 것이라는 점을 유념해야 함). 게이트(180)는 교차부(170)를 통과하는 직선형 경로를 차단하고, 게이트의 곡선형 내측 레이스(182)는 우측 휠을 수직 레그(130d) 아래로 지향시킨다. 이와 유사하게, 좌측 레그(130c) 상부에 있는 게이트(180)는 좌측 휠을 수직 레그(130c) 아래로 지향시키도록 개방 위치로 변위된다.

카가 레그(130c, 130d) 저부의 교차부에 접근할 때, 게이트는 전술한 설명과 유사하지만 전술한 설명과는 반대로 작동된다. 명확히 말하자면, 카가 레그(130c, 130d) 저부의 교차부에 접근할 때, 교차부에 있는 게이트(180)는 전방 선단 휠을 하부 레일 아래로 선회하게 지향시키도록 개방 위치로 변위된다. 도 5의 사시도로부터, 카는 하부 레일에 도달한 후에 좌측에서 우측으로 이동한다. 카가 레일(130c, 130d)의 저부에 있는 교차부를 통과한 후, 우측 레그(130d) 저부의 게이트는 카의 좌측 휠이 우측 레그(130d) 저부의 교차부에 도달하기 전에 폐쇄 위치로 변위된다. 이러한 방식으로, 카의 좌측 휠은 저부 레일(140)을 따라 레그(130d) 저부의 교차부를 직진 통과한다.

앞서 논의한 바와 같이, 중앙 컨트롤러는 카의 위치에 응답하여, 보다 명확히 말하자면 카의 좌측 휠과 우측 휠의 위치에 응답하여 게이트의 작동을 제어한다. 게이트는 상이한 쌍의 휠이 적절한 수직 레그 아래로 향하는 것을 보장하도록 순차적으로 시동된다. 대안으로서, 게이트의 작동은 카로부터 수신한 신호에 의해 제어될 수 있다. 명확히 말하자면, 카는 이 카가 시동되는 게이트에 근접한 것을 나타내는 신호를 중앙 컨트롤러에 송신하는 트랜스미터를 포함할 수 있다. 또한, 카는 카가 게이트에 접근할 때 스캔될 수 있는 표시를 포함할 수 있다. 표시와 알려진 차의 목적지에 기초하여 게이트가 시동될 수 있다. 또한, 카는 게이트가 적절히 카를 향하도록 선택적으로 게이트를 시동하거나 작동시키는 기계적 액츄에이터를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같은 소팅 장치의 장점 중 한가지는 카가 (상부 레일 또는 하부 레일을 따라) 수평 방향으로 이동하는 것에서 (컬럼 중 하나 아래로) 수직 방향으로 이동할 때 카의 방위가 실질적으로 변하지 않는다는 것이다. 명확히 말하자면, 카가 수평 방향으로 이동할 때, 2개의 전방 기어 휠(220)이 전방 트랙(115)의 상부 수평 레일(135) 또는 하부 수평 레일(140)과 협동하고, 2개의 후방 기어 휠(220)이 후방 트랙(120)의 대응하는 상부 레일(135) 또는 하부 레일(140)과 협동한다. 카가 게이트를 통과한 다음, 컬럼에 도달할 때, 2개의 전방 기어 휠이 전방 트랙(115)에 있는 한쌍의 수직 레그(130)와 맞물리고, 2개의 후방 기어 휠이 후방 트랙(120)에 있는 대응하는 수직 레그와 맞물린다.

카가 수평 레일에서 수직 컬럼으로 또는 수직 방향에서 수평 방향으로 이동할 때, 트랙은 4개의 기어 휠 모두가 동일한 높이에 배치되게 한다. 이러한 방식으로, 카는 트랙을 따라 이동할 때 수평 방향으로 이동하는 것과 수직 방향으로 이동하는 것 사이에서 변하기 때문에 비스듬하거나 경사지지 않는다. 추가로, 단일 액슬을 갖는 카를 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 구성에서, 카는 전술한 카가 일반적으로 수평 방향으로 배향되는 것과 반대로 일반적으로 수직 방향으로 배향될 것이다. 단일 액슬 구성에서, 카의 중량은 카의 방위를 유지할 것이다. 그러나, 단일 액슬 카를 사용할 때, 소팅 위치의 방위는 카의 수직 방위를 수용하도록 재구성될 것이다. 이와 유사하게, 적재 스테이션도 역시 우편물을 수직 방위의 카에 적재하도록 재구성될 것이다.

트래픽 제어

소팅 장치는 복수 개의 카(200)를 포함하기 때문에, 카가 서로 충돌하지 않는 것을 보장하도록 상이한 카의 작동을 제어한다. 아래 논의에서는 이것을 트래픽 제어(traffic control)라고 칭한다.

트래픽 제어를 위해 다양한 방법론이 사용될 수 있다. 예컨대, 트래픽 제어는 각각의 카가 인접한 카에 대한 자신의 위치를 모니터링하고, 이에 따라 내장 컨트롤러가 카를 제어하는 분산형 시스템일 수 있다. 그러한 시스템의 일례는 각각의 카 상의 근접도 센서(proximity sensor)를 활용한다. 카에 대한 근접도 센서가 카 앞에서 미리 규정된 거리 내에 카를 검출하는 경우, 뒤따르는 카에 대한 내장 컨트롤러는 뒤따르는 카의 속도를 낮추거나 정지시키는 것에 의해 카를 제어할 수 있다. 이와 유사하게, 카가 이 카 뒤에서 미리 규정된 거리 내에 카를 검출하는 경우, 선행 카는 이 카 앞에서 미리 규정된 거리 내에 카가 검출되지 않는 경우에 속도를 높일 수 있다. 이러한 방식으로, 카는 근접도 센서로부터의 피드백에 기초하여 독립적으로 카의 속도를 제어할 수 있다.

소팅 장치는 트래픽 제어를 위한 분산형 시스템을 사용할 수 있지만, 이 경우 소팅 장치는 트래픽 제어를 위한 중앙 집중형 시스템(centralized system)을 사용한다. 명확히 말하자면, 중앙 컨트롤러는 각각의 카(200)의 위치를 추적하고 인접한 카에 대한 각각의 카의 위치와 각각의 카에 대한 경로에 기초하여 각각의 카에 트래픽 제어 신호를 제공한다.

이 경우, 중앙 컨트롤러는 트래픽 컨트롤러로서 작동하여, 카가 트랙(110)을 따라 이동할 때 카와 계속해서 통신한다. 각각의 카의 경우, 중앙 컨트롤러는 각각의 카가 이동할 수 있는 거리를 판별하고 이 정보를 카와 통신한다. 예컨대, 카 B가 트랙을 따라 카 A에 후속하고 카 A가 지점 A에 있을 때, 카 B는 카 A와 충돌하는 일 없이 지점 A 바로 앞의 지점으로 안전하게 이동할 수 있다. 카 A가 트랙을 따라 후속 지점 B로 전진할 때, 카 B는 카 A와 충돌하는 일 없이 지점 B 바로 앞의 지점으로 안전하게 이동할 수 있다.

카는 그 위치를 나타내는 정보를 제공하도록 중앙 컨트롤러와 계속해서 통신하기 때문에, 중앙 컨트롤러는 카가 트랙 둘레에서 전진할 때 각각의 카에 대한 안전 거리를 계속해서 갱신할 수 있다,

전술한 논의는 트랙 상의 다양한 카의 위치에 기초하여 안전 구역을 결정하는 것으로 제한되어 있지만, 안전 구역 결정은 트래픽에 영향을 미치는 다른 요인에 기초한다. 에컨대, 카에 대한 안전 거리를 계산할 때, 중앙 컨트롤러는 카와 다음 게이트 사이의 거리뿐만 아니라 카에 대한 목적 상자까지의 거리도 고려한다.

전술한 것으로부터 알 수 있는 바와 같이, 카와 중앙 컨트롤러 간의 통신 빈도를 증가시킴으로서 트랙을 따르는 트래픽 흐름의 효율이 증가된다. 이에 따라, 본 경우에 트래픽 제어부는 매 인치마다 카가 트랙을 따라 이동하기만 하면 카와 통신하도록 구성된다. 따라서, 카가 초당 25 인치 이동하는 경우에 중앙 컨트롤러는 40 밀리세컨드마다 카와 통신한다. 또한, 카가 최대 50 인치/초로 이동하게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 카가 20 밀리세컨드마다 중앙 컨트롤러와 통신하도록 통신부를 구성하는 것이 바람직하다.

안전 거리를 계산하는 데 사용되는 전술한 변수뿐만 아니라, 각각의 카 앞의 트랙 프로파일에 관한 정보를 사용하여 안전 거리를 계산한다. 예컨대, 중앙 컨트롤러는 카 앞의 경로가 측방 이동인지, 오르막길 이동(즉, 수직 상향 이동)인지, 또는 내리막길 이동(즉, 수직 하향 이동)인지의 여부를 판별한다.

트래픽 제어에 있어서의 문제점 중 한가지는 교차부(170)에서의 합류에 관한 것이다. 상기 문제는 카가 복귀 레일로 합류할 필요가 있는 경우에 발생한다. 2대의 카가 충돌한 만큼 근접하게 교차부에 도달하는 경우, 카 중 한대는 우선권을 지닐 필요가 있으며, 나머지 카는 첫번째 카가 통과하게 하도록 대기하거나 속도를 낮출 필요가 있다.

트래픽 합류를 제어하는 제1 방법은 카가 서로 충돌하는 일 없이 교차부를 통과하는 시간을 갖도록 충분히 큰 다음 간격을 결정하는 데 기초한다. 다시 말해서, 제1 카가 교차부에 접근하고 제1 카와 제2 카 사이의 간격이 제1 카가 통과하기에 충분하지 충분치 않은 경우, 제1 카는 이 제1 카가 통과하기에 충분히 큰 간격이 생길 때까지 교차부에서 대기한다.

트래픽 합류를 제어하는 제2 방법은 어느 카가 적재 스테이션(310)에 있는 홈 센서에 가장 근접한지를 판별하는 데 기초한다. 홈 센서에 대한 최단 거리를 갖는 카는 교차부에서 우선권을 얻는다.

안전 거리를 계산할 때 트래픽 컨트롤러가 고려하는 다른 요인은 인접한 컬럼에 있는 카의 위치에 관한 것이다. 이 경우, 대부분의 인접한 컬럼은 공통 수직 레일을 공유한다. 예컨대, 도 5에서 가장 좌측 컬럼은 수직 레일(130a, 130b)을 이용한다. 가장 좌측 컬럼 옆에 있는 컬럼은 수직 레일(130b, 130c)를 이용한다.

그러나, 이 경우에는 몇몇 컬럼이 인접한 컬럼과 독립적인 2개의 수직 레일(130)을 가질 수 있다. 예컨대, 적재 컬럼(300)은 인접한 컬럼과 공유되지 않는 2개의 독립적인 레일을 갖는다. 따라서, 카는 적재 컬럼 옆에 있는 컬럼의 카의 위치를 고려하지 않고 적재 컬럼 위로 이동할 수 있다. 또한, 도 5에 도시한 바와 같이 적재 컬럼 옆에 있는 컬럼을 2개의 독립적인 수직 레일을 갖도록 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 방식으로, 카는 보다 자유롭게 적재 컬럼 위로 이동하고 인접한 컬럼 아래로 이동하여 전술한 바와 같은 버퍼 루프를 제공할 수 있다.

이에 따라, 안전 거리를 계산할 때, 트래픽 컨트롤러는 카가 인접한 컬럼 아래로 이동할 때 2대의 카가 충돌하지 않는 것을 보장하도록 카가 공통 수직 레일을 공유하는 경우 인접한 컬럼에 있는 카의 위치를 평가한다.

전술한 논의에서는, 아이템 소팅을 소팅 스테이션(100) 전방에 배치된 상자의 어레이에 관하여 설명하였다. 그러나 도 2 및 도 4에 예시한 바와 같이, 소팅 장치에 있는 복수 개의 상자는 소팅 스테이션의 후방측 상에 후방 어레이의 상자를 부착하는 것에 의해 2배가 될 수 있다. 이러한 방식으로, 카는 상자로 이동한 다음에 카 상의 컨베이어를 전방으로 회전시켜 전방 상자로 우편물을 배출하는 것에 의해 소팅 스테이션의 전방측 상에 있는 상자에 아이템을 이송할 수 있다. 대안으로서, 카는 상자로 이동한 다음에 카 상의 컨베이어를 후방으로 회전시켜 후방 상자로 우편물을 배출하는 것에 의해 소팅 스테이션의 후방측 상에 있는 상자에 아이템을 이송할 수 있다.

추가로, 소팅 스테이션(100)은 모듈형이고, 필요에 따라 간단히 이 소팅 스테이션의 좌측 단부에 추가의 섹션을 부착하는 것에 의해 용이하게 확대될 수 있다. 또한, 전술한 것은 카가 단순히 X 방향 및 Y 방향으로 이동하는 기본적으로 2차원 어레이인 상자의 어레이를 설명하고 있지만, 소팅 스테이션은 추가의 트랙 "런(run)"을 추가하도록 확대될 수 있다. 명확히 말하자면, 도 2에 도시한 소팅 스테이션에 평행하거나 이 소팅 스테이션에 대해 수직으로 별도의 소팅 스테이션이 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 카는 도 2에 도시한 소팅 스테이션의 X 방향 및 Y 방향에 대해 3차원으로 이동할 것이다. 예컨대, 추가의 트랙 섹션이 도 2에 도시한 소팅 스테이션에 대해 수직으로 연결될 수 있기 때문에, 추가의 트랙은 적재 컬럼과 교차하는 L자 형상을 형성한다. 이러한 구성에서, 게이트는 선택적으로 카를 상부 레일(135) 아래나 추가의 트랙을 향해 후방으로 향하게 한다. 이와 유사하게, 소팅 스테이션에 있는 복수 개의 평행 로우(row)는 카가 적절한 로우에 도달할 때까지 선택적으로 교차 레일을 따라 이동하도록 상호 연결될 수 있다. 그 다음, 카는 전술한 바와 같이 적절한 컬럼에 도달할 때까지 로우 아래로 이동한다.

당업자라면, 본 발명의 광범위한 개념으로부터 벗어나는 일 없이 전술한 실시예를 변형 또는 수정할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대 전술한 설명에서는 소팅 스테이션의 작동이 중앙 컨트롤러에 의해 중압 집중형인 것으로 설명하였다. 그러나, 카가 게이트의 작동을 제어하게 하는 것이 바람직할 수 있다. 일 변형예에 따르면, 카는 게이트 상의 오퍼레이터와 협동하는 하나 이상의 기계식 액츄에이터를 포함한다. 카 상의 액츄에이터는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 작동 가능하다. 제1 위치에서, 액츄에이터는 게이트의 오퍼레이터와 맞물려 게이트를 폐쇄 위치로 변위시킨다. 제2 위치에서, 액츄에이터는 게이트와 맞물려 게이트를 개방 위치로 변위시킨다. 대안으로서, 게이트는 개방 위치를 향해 압박될 수 있기 때문에, 카 액츄에이터는 제2 위치에 있을 때 게이트의 오퍼레이터와 맞물리지 않는다. 다른 변형예에서, 각각의 카는 각각의 게이트와 통신하는 기구를 포함한다. 게이트가 접근하고 있는 카를 특정 경로를 따르게 하도록 피벗될 필요가 있는 경우, 카는 게이트가 개방되어야 하는지 폐쇄되어야 하는지 여부를 나타내는 신호를 게이트에 송신한다. 카로부터의 신호에 응답하여, 게이트는 적절한 위치로 피벗한다.

또한, 전술한 설명에서 소팅 장치는 카와 중앙 컨트롤러 간의 무선 통신을 이용한다. 변형예에서, 통신선은 트랙 상에 설치될 수 있고, 카는 고정 배선 통신 링크(hard wired communication link)에 의해 중앙 컨트롤러와 통신할 수 있다. 또한, 소팅 장치는 수신 우편물을 소팅하는 데 유용한 것으로 설명되었다. 그러나, 소팅 장치는 발신 우편물을 소팅하고 준비하는 데 활용될 수도 있다. 예컨대, 우편물에 대한 특징을 판별한 후, 소팅 장치는 우편물 상에 마킹을 인쇄할 수 있다. 예컨대, 우편물에 대한 수령자의 주소를 판별한 후에 소팅 장치는 어느 상자로 우편물을 소팅할 것인지의 여부를 결정한다. 우편물을 상자로 이송할 때, 프린터는 우편물을 소팅하기 전에 우편물 상에 적절한 포스트넷 바 코드를 인쇄한다. 인쇄 기능을 제공하기 위해서, 소팅 장치는 트랙을 따라 배치되는 프린터를 포함한다. 카는 프린터에 접근할 때, 정지하고 적어도 부분적으로 우편물을 배출하여 우편물을 프린터를 향해 연장한다. 다음에, 프린터는 적절한 포스트넷 바 코드를 인쇄한다. 그 후, 카는 우편물 전체를 다시 카 상에 적재하도록 컨베이어를 역전한 다음, 적절한 상자로 이동한다. 이와 유사하게, 소팅 장치는 선택적으로 우편물에 라벨을 부착하는 디바이스를 포함할 수 있다. 우편물 상에 마킹을 인쇄하는 이러한 예와 유사하게, 라벨러가 트랙을 따라 배치될 수 있다. 카는 선택적으로 적절한 상자로의 루트 상에 있는 라벨러에서 정지하고, 이 라벨러를 향해 적어도 부분적으로 우편물을 배출한다. 다음에, 라벨러는 우편물 상에 라벨을 부착한 후, 카 상의 컨베이어는 우편물을 다시 카 상으로 적재하도록 컨베이어를 역전한다.

발신 우편물 어플리케이션뿐만 아니라, 수신 우편물을 처리하도록 구성되는 소팅 장치에 프린터 및/또는 라벨러를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 수신 우편물을 소팅할 때, 처리할 우편물 중 일부 또는 전부에 소팅 코드, 타임 스탬프(time stamp) 또는 감사 추적 정보(audit trail information)와 같은 소정 정보를 인쇄하는 것이 바람직할 수 있다. 몇몇 경우에, 그러한 정보는 우편물에 직접 인쇄될 수 있다. 다른 경우, 라벨은 우편물에 도포될 수 있고, 정보는 라벨에 인쇄될 수 있다.

프린터 및 라벨러뿐만 아니라, 소팅 장치는 우편물의 무게를 측정하는 저울을 포함할 수도 있다. 저울은 적재 컬럼을 따르는 것과 같이 트랙(110)을 따라 위 치될 수 있다. 우편물의 무게를 측정하기 위해서, 카가 저울에 인접하게 정지하고, 컨베이어 벨트(212)를 구동하는 것에 의해 카로부터 저울로 우편물을 배출한다. 바람직하게는, 저울은 이 저울에서 다시 카 또는 후속하는 카로 우편물을 배출하는 컨베이어 또는 이송 기구를 포함한다. 우편물이 저울에서 카로 적재될 때, 카는 적재 스테이션과 관하여 앞서 논의한 바와 같이 우편물을 적재하기 위해 컨베이어를 구동한다.

따라서, 본 발명은 본 명세서에 설명한 특정 실시예로 제한되는 것이 아니라 청구 범위에서 설명하는 바와 같은 본 발명의 범위 및 사상 내에 속하는 모든 변형 및 수정을 포함하는 것으로 의도된다는 것을 이해해야 한다.

Claims

복수 개의 아이템을 소팅하는 아이템 소팅 장치로서,

복수 개의 소팅 목적지와,

각기 이송 차량을 구동하는 내장 모터를 포함하고, 상기 소팅 목적지로 아이템을 이송하는 복수 개의 이송 차량과,

이송 차량으로 아이템을 적재하는 적재 스테이션과,

이송 차량을 소팅 목적지로 안내하는 트랙 장치로서, 수평인 제1 방향으로 연장되는 복수 개의 제1 레일 섹션과, 수직인 제2 방향으로 연장되는 복수 개의 제2 레일 섹션, 그리고 제1 레일 섹션 중 하나와 제2 레일 섹션 중 하나가 교차하고, 제1 레일 섹션 중 하나를 따른 제1 방향으로의 이동 경로와 제2 레일 섹션 중 하나를 따른 제2 방향으로의 이동 경로 간에 연속 경로를 제공하는 복수 개의 교차부를 포함하는 것인 트랙 장치, 그리고

이송 차량을 지향시키는 수단으로서, 각각의 이송 차량을 개별적으로 소팅 목적지 중 하나로 지향시키도록 작동 가능한 수단

을 포함하고, 상기 이송 차량은 제1 레일 섹션 중 하나와 제2 레일 섹션 중 하나 사이에서 이동할 때 수평에 대해 이송 차량의 방위를 유지하도록 트랙 장치와 맞물리는 수단을 포함하는 것인 아이템 소팅 장치.
제1항에 있어서, 상기 이송 차량을 지향시키는 수단은 교차부 중 하나에 게이트를 포함하고, 상기 게이트는 제1 위치에서 제1 레일 섹션 중 하나를 따른 연속 경로를 제공하고 교차부에서 제2 레일 섹션으로의 경로를 폐쇄하도록 구성되며, 상기 게이트는 제2 위치에서 이송 차량 중 하나가 제1 방향에서 제2 방향으로 경로를 변경하게 하도록 제1 레일 섹션에서 제2 레일 섹션으로의 연속 경로를 제공하도록 구성되는 것인 아이템 소팅 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이송 차량을 지향시키는 수단은 교차부 중 하나에 게이트를 포함하고, 상기 게이트는 제1 위치에서 제2 레일 섹션 중 하나를 따른 연속 경로를 제공하고 교차부에서 제1 레일 섹션으로의 경로를 폐쇄하도록 구성되며, 상기 게이트는 제2 위치에서 이송 차량 중 하나가 제2 방향에서 제1 방향으로 경로를 변경하게 하도록 제2 레일 섹션에서 제1 레일 섹션으로의 연속 경로를 제공하도록 구성되는 것인 아이템 소팅 장치.
제1항에 있어서, 상기 이송 차량을 지향시키는 수단은, 각각의 이송 차량 상에, 중앙 컨트롤러에서 나온, 이송 차량이 정지해야 할 때 또는 이송 차량이 트랙 장치를 따라 전진해야 할 때를 나타내는 신호를 수신하는 수단을 포함하는 것인 아이템 소팅 장치.
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제1항 또는 제2항에 있어서, 컬럼(column) 또는 로우(row) 어레이를 형성하도록 트랙 장치를 따라 소팅 위치가 배치되고, 상기 이송 차량은 아이템을 소팅 목적지로 이송하기 위해 컬럼 또는 로우를 따라 소팅 목적지에 인접한 위치로 이동하는 것인 아이템 소팅 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이송 차량이 소팅할 아이템을 받는 적재 스테이션에서 소팅 목적지로 이동한 후, 아이템이 소팅 목적지로 전달되는 소팅 목적지 중 하나로 이동한 다음에, 다시 이송할 다른 아이템을 받기 위해 적재 스테이션으로 이동하도록, 상기 트랙 장치는 루프를 포함하고, 상기 이송 차량은 상기 루프를 따라 이동하는 것인 아이템 소팅 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수 개의 소팅 목적지는 트랙 장치의 전방측에 배치되는 제1 소팅 목적지 어레이와, 트랙 장치의 후방측에 배치되는 제2 소팅 목적지 어레이를 포함하는 것인 아이템 소팅 장치.
제8항에 있어서, 상기 이송 차량은 아이템을 제1 소팅 목적지 어레이와 제2 소팅 목적지 어레이 모두의 소팅 목적지로 전달하도록 작동 가능한 이송 기구를 포함하는 것인 아이템 소팅 장치.
제9항에 있어서, 상기 제1 소팅 목적지 어레이와 제2 소팅 목적지 어레이는, 이송 차량이 트랙 장치를 따라 정지했을 때 이송 차량이 아이템을 제1 소팅 목적지 어레이에 있는 소팅 목적지로 전방으로 이송할 수 있도록 또는 이송 차량이 아이템을 제2 소팅 목적지 어레이에 있는 소팅 목적지로 후방으로 이송할 수 있도록 구성되는 것인 아이템 소팅 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 트랙 장치는 일련의 치형부(齒形部)를 포함하고, 상기 트랙 장치와 맞물리는 이송 차량의 이송 수단은 이송 차량이 트랙을 따라 구동될 때 이송 차량의 위치를 제어하기 위해 포지티브 구동면(positive driving surface)을 제공하도록 트랙 장치에 있는 일련의 치형부와 맞물리는 치형부를 갖는 구동휠을 포함하는 것인 아이템 소팅 장치.
제11항에 있어서, 상기 트랙 장치는 일련의 치형부의 반대측에 안내면을 포함하고, 상기 이송 차량은 트랙 장치를 따라 구동될 때 안내면과 맞물리는 안내휠을 포함하는 것인 아이템 소팅 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이송 차량은 한쌍의 동기식으로 구동되는 액슬(axle)을 포함하고, 이 액슬에는 트랙에 형성된 대응하는 구동 요소와 맞물리는 기어가 고정되며, 이 기어는 트랙 장치를 따라 이송 차량을 구동시키기 위해 기어가 동기식으로 구동되도록 액슬에 고정되는 것인 아이템 소팅 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 아이템 소팅 장치는 하나의 이송 차량에 의해 아이템이 이송되는 상자(bin)를 식별하도록 작동 가능한 목적지 모듈을 더 포함하고, 상기 목적지 모듈은 아이템 상의 마킹을 스캔하는 것에 의해 아이템이 이송되는 상자를 식별하는 것인 아이템 소팅 장치.
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