KR101738134B1

KR101738134B1 - 물품 운반장치와 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR101738134B1
Application number: KR1020150145140A
Authority: KR
Inventors: 김호연
Original assignee: 주식회사 가치소프트
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2017-05-22
Also published as: KR20170045503A

Abstract

물품 운반장치와 시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치는, 바닥 면을 따라 회전하는 전동 바퀴와, 전동 바퀴의 상단에 형성되고 회전하면서 그 상단에 적재된 물품을 하역하거나 물품 위치를 조정하는 컨베이어와, 전동 바퀴와 컨베이어의 구동을 포함하여 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

물품 운반장치와 시스템 및 그 방법 {Apparatus for conveying product and method thereof}

본 발명은 물류 운반 및 처리 기술에 관한 것이다.

물품을 자동으로 운반하기 위한 다양한 방법이 있다. 예를 들어, 물품 이송용 고정 컨베이어와, 물품의 하역 작업을 지원하는 이동식 컨베이어 등이 있다. 다른 예로, 무인 운반차(automated guided vehicles: AGV)는 사람의 간섭 없이 물품의 이송과 하역 작업을 관리하는 시스템에 의해 자동으로 제어된다. 그러나 무인 운반차는 대형 물품의 이송을 목적으로 개발되었기 때문에 제품 자체가 크고 무거우며, 이동 속도가 느리고, 바닥면에 미리 마킹해 놓은 지정된 경로로만 이동하며, 같은 공간에서 움직일 수 있는 무인 운반차의 개수가 제한된다.

일 실시 예에 따라, 물품을 편리하게 고속으로 지정된 위치에 자동으로 운반하여 하역할 수 있는 물품 운반장치와 시스템 및 그 방법을 제안한다.

일 실시 예에 따른 물품 운반장치는, 바닥 면을 따라 회전하는 전동 바퀴와, 전동 바퀴의 상단에 형성되고 회전하면서 그 상단에 적재된 물품을 하역하거나 물품 위치를 조정하는 컨베이어와, 전동 바퀴와 컨베이어의 구동을 포함하여 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

일 실시 예에 따른 물품 운반장치는 접지된 하나 또는 두 개의 전동 바퀴가 회전하여 이동한다.

일 실시 예에 따른 컨베이어는, 컨베이어 롤러와, 컨베이어 롤러를 회전시키는 컨베이어 구동부를 포함한다. 컨베이어는 컨베이어 롤러에 의해 회전하는 벨트를 더 포함할 수 있다.

컨베이어의 회전 방향과 전동 바퀴의 회전 방향은 교차하거나 나란할 수 있다. 제어부는 컨베이어를 전동 바퀴의 회전 방향과 동일하거나 다른 방향으로 자유자재로 회전시키는 컨베이어 방향 제어부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 물품 운반장치는 이동 또는 회전 중에 컨베이어의 상단에 놓인 물품이 떨어지지 않도록 힘의 균형을 잡거나, 컨베이어를 지면과 평행인 상태에서 기울어진 상태로 조정하여 물품을 하역하기 위해 컨베이어와 물품 운반장치의 하단을 연결하는 관절부를 더 포함하며, 제어부는 관절부에 연결된 컨베이어의 기울기를 조정하는 컨베이어 기울임 제어부를 포함한다.

일 실시 예에 따른 물품 운반장치는 다른 물품 운반장치와의 연결 또는 분리를 위한 장치 연결부를 더 포함한다. 장치 연결부는, 연결된 다른 물품 운반장치가 반대 방향으로 당기면 분리되지 않고, 물품 운반장치 간에 서로 마주보고 움직이면 연결이 자동 분리될 수 있다.

일 실시 예에 따른 제어부는, 물품 운반장치의 균형을 제어하는 자세 제어부와, 전동 바퀴의 방향을 제어하는 바퀴 방향 제어부와, 전동 바퀴의 회전 속도를 제어하는 바퀴 속도 제어부와, 컨베이어의 회전 속도를 제어하는 컨베이어 속도 제어부와, 다른 물품 운반장치를 포함한 장애물과의 충돌을 회피하고 비상 상황 발생 시 물품 운반장치를 긴급 정지시키는 충돌 제어부를 포함한다.

일 실시 예에 따른 제어부는, 물품 운반장치의 위치와 물품을 하역할 적재대의 위치를 파악하고 물품 운반장치의 이동 경로를 확인하는 위치 제어부를 포함한다.

일 실시 예에 따른 제어부는 물품 운반장치가 지정된 하역위치에 도달하면, 컨베이어를 회전시켜 바닥에 물품을 하역하거나 컨베이어의 높이에 상응하게 설치된 적재대에 물품을 하역하며, 바닥에 하역할 때는 컨베이어를 바닥으로 경사지게 한다.

일 실시 예에 따른 물품 운반장치는, 물품 운반장치의 상태 정보를 감지하는 제1 센서를 더 포함하며, 제어부는 센서로부터 감지된 상태 정보를 이용하여 물품 운반장치의 자세와, 전동 바퀴의 회전 방향 및 속도와, 컨베이어의 방향과 회전 속도 및 기울기를 제어한다.

물품 운반장치는 바닥면 긁힘 방지 및 보관을 위해 전동 바퀴를 보조하는 보조 바퀴를 더 포함할 수 있다. 물품 운반장치는 전원을 공급하며 탈착 가능한 배터리를 더 포함할 수 있다. 물품 운반장치는 컨베이어와 전동 바퀴 사이를 연결하여 전동 바퀴를 지지하되, 높이가 조절되고 접히거나 펼쳐지는 바퀴 지지대를 더 포함할 수 있다. 물품 운반장치는 다른 물품 운반장치를 포함한 장애물과의 충돌을 방지하기 위한 제2 센서를 더 포함할 수 있다. 물품 운반장치는 물품 운반장치의 이동 경로를 결정하기 위한 제어신호를 원격 수신하고 물품 운반장치의 작동 상태 정보를 원격 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.

다른 실시 예에 따른 물품 운반 시스템은, 전동 바퀴를 회전시켜 이동하고 적재대에 도달하면 컨베이어를 회전시켜 그 상단에 놓인 물품을 적재대에 하역하는 물품 운반장치와, 컨베이어의 높이에 상응하게 설치된 적재대를 포함한다.

또 다른 실시 예에 따른 물품 운반장치를 이용한 물품 운반방법은, 물품 운반장치에 물품이 적재되는 단계와, 적재된 물품을 물품 운반장치의 전동 바퀴를 이용하여 지정된 하역위치에 운반하는 단계와, 지정된 하역위치에 도달하면 물품 운반장치의 컨베이어를 회전시키면서 물품을 하역하는 단계를 포함한다.

일 실시 예에 따른 물품을 하역하는 단계는, 물품의 하역 방향을 설정하는 단계와, 지정된 하역위치에 도달하면 설정된 방향으로 바닥에 물품을 하역하거나 컨베이어의 높이에 상응하게 설치된 적재대에 물품을 하역하는 단계와, 바닥에 하역 시 컨베이어를 바닥으로 경사지게 한 후 하역하는 단계를 포함한다.

일 실시 예에 따른 물품 운반방법은, 물품 운반장치를 멈추지 않고 고속으로 이동하여 하역하기 위해서, 지정된 하역위치에 도착하는 시간 이전에 미리 컨베이어를 구동하는 단계와, 이동하면서 하역할 방향으로 컨베이어를 회전시켜 적재대에 물품을 고속으로 하역하는 단계를 더 포함한다.

일 실시 예에 따른 물품 운반방법은, 이동 중의 관성을 하역에 이용하기 위해서 적재면과 평행하지 않은 방향으로 적재면에 접근하는 단계와, 적재면 방향으로 관성이나 원심력이 작동하도록 적재면 도착시간 이전부터 이동방향을 전환하거나 감속하는 단계와, 이동방향 전환이나 감속과 동시에 컨베이어를 원심력이나 관성이 가해지는 방향으로 구동시켜 물품을 고속으로 하역하는 단계를 더 포함한다.

일 실시 예에 따른 물품 운반방법은, 물품 운반장치의 제1 센서를 통해 상태 정보를 감지하는 단계와, 제1 센서로부터 감지된 상태 정보를 이용하여 물품 운반장치의 자세와, 전동 바퀴의 회전 방향 및 속도와, 컨베이어의 방향, 회전 속도 및 그 기울기를 제어하는 단계를 더 포함한다.

일 실시 예에 따른 물품 운반방법은, 물품 운반장치의 이동 중에 물품 운반장치의 제2 센서를 이용하여 다른 물품 운반장치를 포함한 장애물과의 충돌을 사전에 방지하는 단계를 더 포함한다.

일 실시 예에 따른 물품 운반방법은, 물품 운반장치의 이동경로를 결정하기 위한 제어신호를 원격 수신하는 단계와, 물품 운반장치의 작동 상태 정보를 원격 전송하는 단계를 더 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 물품을 편리하게 고속으로 지정된 위치에 자동으로 운반하여 하역할 수 있다. 특히, 전동 바퀴와 컨베이어를 결합한 간단한 구조를 가짐에 따라, 소형화와 편리함을 함께 보장할 수 있다. 또한, 적은 수의 전동 바퀴를 사용함에 따라 기계적 구조를 단순화하고 소형화, 경량화하여 생산 단가를 낮출 수 있으며 이동성이 자유로워 고속으로 물품을 운반할 수 있다. 나아가, 보조 바퀴, 탈착식 배터리, 접이식 바퀴 지지대 등을 통해 더 편리하게 물품을 운반 및 하역할 수 있다.

나아가, 물품 운반장치 자신의 상태 정보를 감지하고 감지된 상태 정보를 이용하여 전동 바퀴의 방향 및 회전 속도와, 컨베이어의 방향, 회전 속도 및 기울기 등을 스스로 제어하고, 장애물과의 충돌을 사전에 방지함에 따라, 지정된 위치에 물품을 안전하게 운반할 수 있다.

또한, 독립적인 물품 운반장치가 스스로 물품을 운반 및 하역하기 때문에 공간 문제에서 자유롭고, 문제가 발생하면 시스템적인 문제가 아닌 특정 장치 몇 개에서만 발생한 문제인 경우, 해당 장치만 시스템에서 제외하고 나머지 장치들로 지속적으로 시스템을 운영할 수 있으므로 유지보수가 쉽다.

나아가, 원격 제어장치를 통해 물품 운반장치를 원격으로 제어하고 물품 운반장치의 작동 상태 정보를 모니터링할 수 있다.

이러한 물품 운반장치는 화물 이송용 고정 컨베이어 벨트를 대체하고, 하역 작업 지원을 위한 이동식 컨베이어를 대체하며, 무인 운반차(Automated Guided Vehicle: AGV)를 대체할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치의 외관도,
도 1c 및 도 1d는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 물품 운반장치의 외관도,
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치의 측면도,
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치의 정면도,
도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치의 상면도,
도 2d는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 물품 운반장치의 상면도,
도 2e 내지 도 2i는 본 발명의 다양한 실시 예에 따라 다수 개가 연결된 물품 운반장치들의 외관도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보조 바퀴를 포함하는 물품 운반장치의 측면도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 바퀴 지지대의 높이가 상이한 물품 운반장치의 측면도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접이식 바퀴 지지대를 포함하는 물품 운반장치의 측면도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리를 포함하는 물품 운반장치의 측면도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 바퀴가 하나인 물품 운반장치가 자세를 제어하고 이동하기 위한 형태를 도시한 물품 운반장치의 상면도,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치를 이용한 물품 운반방법을 도시한 흐름도,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치가 자신의 자세를 제어하는 모습을 도시한 참조도,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라 물품 운반장치가 물품을 지정된 위치에 하역하는 모습을 도시한 참조도,
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치가 이동 또는 회전 중에 자세를 제어하는 모습을 도시한 참조도,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 중에 원심력이나 관성에 의한 영향 없이 물품을 운반하기 위해 균형을 잡는 물품 운반장치를 도시한 참조도,
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치의 구성도,
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 13의 제어부의 세부 구성도,
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원격 제어장치를 이용한 물품 운반장치의 원격 제어 예를 도시한 참조도,
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원격 제어장치를 이용한 물품 운반장치의 원격 제어 예를 도시한 참조도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치의 외관도이고, 도 1c 및 도 1d는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 물품 운반장치의 외관도이다.

도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 물품 운반장치(1)는 적재된 물품을 목표 위치에 이송하여 자동 하역한다. 이 경우 물품 적재, 물품 이송 및 물품 하역을 포함한 일련의 프로세스가 자동으로 이루어진다. 물품 운반장치(1)는 물품 하역 및 작업장 내 이송 작업, 물품 자동 구분 작업 등에 활용될 수 있다. 이 경우, 화물 이송용 고정 컨베이어 벨트를 대체하고, 하역 작업 지원을 위한 이동식 컨베이어를 대체하며, 무인 운반차(Automated Guided Vehicle: AGV)를 대체할 수 있다. 물품은 화물일 수 있으며, 대상 화물의 크기에 따라 물품 운반장치(1)의 크기와 높이를 달리 제작할 수 있다.

물품 운반장치(1)는 전동 바퀴(11)를 이용하여 물품을 운반하므로 이동이 편리하고 자유롭다. 특히, 하나 또는 두 개 정도의 전동 바퀴(11)를 통해 이동하는 경우, 빠르게 이동하며 방향을 전환하는데 유리하다. 또한, 무인 운반차처럼 별도로 바닥에 이동 경로를 표시할 필요가 없어서 이동이 자유롭고 다수 개가 유동적으로 움직일 수 있다. 1~2개의 전동 바퀴(11)를 통해 공간을 자유자재로 고속으로 이동하면서 물품을 운반할 수 있다는 점에서, 물품 운반장치(1)를 일륜(one wheel) 또는 이륜(two wheels)의 모바일 로봇이라 칭할 수 있다. 물품 운반장치(1)는 원격 제어될 수 있다.

물품 운반장치(1)는 물품을 적재하여 이를 목적지에 이동한 후 목적지에 물품을 자동으로 하역한다. 물품 운반장치(1)는 이동이나 방향 전환 시에, 넘어지지 않도록 스스로 자세를 제어한다. 그리고 전후, 좌우 또는 자유자재로 회전하는 컨베이어(14)를 이용하여 물품의 하역 방향을 설정한다. 물품 운반장치(1)는 작업장 내 위치를 판별하여 제한 범위 내에서 이동 동선을 제어하면서 목적지에 이동한다. 이때 충돌 방지 센서를 이용하여 장애물과의 충돌을 사전에 방지할 수 있다.

이하, 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 물품 운반장치(1)의 구조에 대해 설명한다. 도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 물품 운반장치(1)는 전동 바퀴(11)와 컨베이어(14)가 결합한 구조이다. 전동 바퀴(11)는 물품 운반장치(1)의 하부에 형성되어 바닥 면을 따라 회전한다. 전동 바퀴(11)에는 전동 바퀴(11)를 회전시키는 전동기가 내장될 수도 있고, 구동을 위한 모터는 바퀴 외부에 별도로 설치될 수도 있다. 컨베이어(14)는 전동 바퀴(11)의 상단에 형성되고, 회전하면서 그 위에 적재된 물품을 하역하거나 물품 위치를 조정한다.

도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이, 본체(100)가 마련되고, 본체(100)의 하부에는 전동 바퀴(11)가 위치하고 본체(100)의 상단에는 컨베이어(14)가 위치하는 구조도 가능하나, 물품 운반장치(1)는 별도의 본체(100) 없이 전동 바퀴(11)와 컨베이어(14)가 결합한 구조를 기본 구조로 한다.

도 1a 내지 도 1d에서는 전동 바퀴(11)가 두 개인 경우를 도시하였으나, 전동 바퀴(11)의 수는 하나일 수도 있고, 2개 이상으로 확장될 수도 있다. 전동 바퀴(11)는 개별 제어가 가능해서 물품 운반장치(1)를 움직이거나 방향을 전환하는데 이용된다. 바닥면 긁힘 방지를 위해 소형의 보조바퀴가 있을 수 있으나, 이동 중에는 기본적으로 메인인 전동 바퀴(11)만 사용될 수 있다.

컨베이어(14) 상단에는 운반 및 하역하기 위한 물품이 적재된다. 컨베이어(14)는 회전을 통해 물품을 하역하는데, 컨베이어(14)의 회전 방향은 물품 운반장치(1)의 운용 방법에 따라 달리 구성할 수 있다. 예를 들어, 물품을 바닥에 내려놓는 경우, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 전후로 이동하는 구조가 적합하다. 이에 비해서, 이동하면서 좌우에 있는 적재대에 물품을 떨어뜨리는 경우에는 도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같이 좌우로 이동하는 구조가 적합하다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 물품 운반장치(1)는 컨베이어(14)와 전동 바퀴(11)의 회전 방향이 나란한 구조이고, 도 1c 및 도 1d에 도시된 물품 운반장치(1)는 컨베이어(14)와 전동 바퀴(11)의 회전 방향이 교차하는 구조이다.

다른 예로, 컨베이어(14)의 진행 방향은 전동 바퀴(11)의 진행 방향과 수직이거나 수평 방향일 수 있으나, 자유자재로 회전 가능한 구조도 가능하다. 이 경우, 컨베이어(14)는 컨베이어(14) 상단에 올려진 물품이 떨어지지 않도록 위치를 조정하거나 물품 하역 방향으로 물품을 이동시키기 위해 회전할 수 있다.

일 실시 예에 따른 컨베이어(14)는 그 방향 및 회전 속도뿐만 아니라, 그 기울기를 제어한다. 예를 들어, 물품 운반장치(1)가 이동 또는 회전 중에 컨베이어(14)의 상단에 놓인 물품이 떨어지지 않도록 힘의 균형을 잡거나 물품을 하역하기 위해서 컨베이어를 지면과 평행인 상태에서 기울어진 상태로 조정할 수 있다.

컨베이어(14)는 컨베이어 롤러와, 컨베이어 롤러를 회전시키는 컨베이어 구동부를 포함한다. 컨베이어 구동부는 전동기 또는 모터 롤러일 수 있다. 도 1b 및 도 1d에 도시된 바와 같이, 컨베이어(14)는 본체(100)의 상단 양쪽에 형성된 프레임(110)을 기준으로 양쪽의 프레임(110) 간을 연결하는 컨베이어 롤러에 의해 회전되는 형태일 수 있으나, 회전을 위한 구조는 이에 한정되지 않는다. 컨베이어 롤러의 경우 컨베이어(14) 내부에 다수 개가 위치할 수 있다. 컨베이어(14)에는 컨베이어 롤러와 함께 벨트가 더 포함될 수도 있다.

접지된 하나 또는 두 개의 전동 바퀴(11)는 물품 운반장치(1)가 고속으로 이동하며 방향을 전환하는데 유리하지만, 안정적으로 서 있기 어렵다. 따라서, 물품 운반장치(1)가 넘어지지 않도록 자세를 제어하고, 방향 제어와, 가속, 감속, 정지 등의 속도 제어를 수행한다. 예를 들어, 물품 운반장치(1)가 가속, 감속을 할 때 앞뒤 방향으로 기울어짐이 있을 수 있는데 물품 운반장치(1)가 넘어지거나 물품이 떨어지지 않도록 자세의 기울기를 제어한다.

이를 위해, 물품 운반장치(1)는 자신의 상태 정보를 감지하는 제1 센서(16)를 포함한다. 물품 운반장치(1)는 제1 센서(16)로부터 감지된 상태 정보를 이용하여 물품 운반장치(1)의 자세와, 전동 바퀴(11)의 회전 방향 및 속도와, 컨베이어(14)의 회전 속도와 기울기 등을 제어한다. 제1 센서(16)는 자이로스코프, 가속 센서, 중력 센서 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 센서(16)는 도 1b 및 도 1d에 도시된 바와 같이 물품 운반장치(1) 하부의 전동 바퀴(11) 진행 방향의 전후로 장착될 수 있으나, 제1 센서(16)의 위치와 형태도 이에 한정되지는 않는다.

일 실시 예에 따른 물품 운반장치(1)는 충돌상황 감지 및 충돌방지를 위해 제2 센서를 포함한다. 예를 들어 제2 센서는 초음파 센서, 레이저 센서 등일 수 있으나, 그 종류는 이에 한정되지 않는다. 제2 센서는 카메라를 포함하여 이미지 센서일 수 있는데, 외부의 이미지 데이터를 획득하고 획득된 이미지 데이터를 이용하여 다른 물품 운반장치를 포함한 장애물과의 충돌을 감지 및 방지할 수 있다.

배터리(190)는 물품 운반장치(1)에 전원을 공급한다. 배터리(190)는 탈착 가능한 형태일 수 있다. 이 경우, 배터리(190)는 자동 탈착을 고려하여 물품 운반장치(1)의 하단에 노출 구조로 배치될 수 있다.

도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치의 측면도, 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치의 정면도, 도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치의 상면도, 도 2d는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 물품 운반장치의 상면도, 도 2e 내지 도 2i는 본 발명의 다양한 실시 예에 따라 다수 개가 연결된 물품 운반장치들의 외관도이다.

도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 물품 운반장치(1)는 하부에 전동 바퀴(11)가 형성되고, 상단에 컨베이어(14)가 형성된다. 전동 바퀴(11)는 내장 혹은 외장된 전동기를 통해 회전된다. 전동 바퀴(11)는 하나 또는 두 개일 수 있는데, 적은 수의 전동 바퀴(11)를 사용함에 따라 기계적 구조를 단순화하고 소형화, 경량화하여 생산 단가를 낮출 수 있다. 전동 바퀴(11)는 회전 방향과 회전 속도가 조절된다.

물품 운반장치(1)는 역학적으로 전동 바퀴(11)를 축으로 하여 컨베이어(14)가 진자의 추처럼 움직이며 기울어질 수 있는 역진자(Inverted Pendulum)의 형태이다. 이를 위해 물품 운반장치(1)의 역학 모델을 정의하고, 제1 센서(16)로부터 획득된 상태 정보로부터 물품 운반장치(1) 자신의 상태를 추정하게 된다.

물품 운반장치(1)는 도 2b, 도 2c 및 도 2d에 도시된 바와 같이 다수 개의 컨베이어(14)가 서로 이격된 형태일 수 있다. 이 경우, 도 2b 및 도 2c에 도시된 물품 운반장치(1)는 컨베이어(14)와 전동 바퀴(11)의 회전 방향이 나란한 구조이거나, 도 2d에 도시된 바와 같이 컨베이어(14)와 전동 바퀴(11)의 회전 방향이 교차하는 구조일 수 있다.

물품 운반장치는 도 2e 내지 도 2i에 도시된 바와 같이 다수 개가 연결될 수 있다. 도 2e의 물품 운반장치들은 컨베이어의 회전방향이 진동 바퀴의 회전방향과 수직인 경우이고, 도 2f 및 도 2g의 물품 운반장치들은 컨베이어의 회전방향과 진동 바퀴의 회전방향이 수평 방향인 경우이다.

도 2h는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치 간 연결을 위한 장치 연결부를 도시한 측면도이다. 도 2h를 참조하면, 장치 연결부(700)는 물품 운반장치를 다른 물품 운반장치와 연결시키거나 분리시킨다. 장치 연결부(700)는 도 2h에 도시된 바와 같이, 연결된 다른 물품 운반장치가 반대 방향으로 당기면 분리되지 않고, 물품 운반장치 간에 서로 마주보고 움직이면 위아래로 연결이 자동 분리되는 구조를 가진다. 그러나, 장치 연결부(700)의 구조는 다양하게 변형 가능하다. 한편, 도 2i에 도시된 바와 같이, 다수 개의 물품 운반장치는 서로 포개질 수 있는데, 다수 개의 물품 운반장치가 서로 사선 방향으로 겹쳐질 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보조 바퀴를 포함하는 물품 운반장치의 측면도이다.

도 3을 참조하면, 물품 운반장치(1)는 바닥면 긁힘 방지 및 보관을 위해 메인의 전동 바퀴(11)를 보조하는 보조 바퀴(120)를 포함한다. 보조 바퀴(120)는 운반 중에는 접힘에 따라 운반에 방해되지 않도록 할 수 있다. 보조 바퀴(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 물품 운반장치(1)의 양 단에 위치할 수 있으나, 그 위치는 이에 한정되지는 않는다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 바퀴 지지대의 높이가 상이한 물품 운반장치의 측면도이다.

도 4를 참조하면, 물품 운반장치(1)는 전동 바퀴(11)를 지지하는 바퀴 지지대(130)를 포함한다. 이때, 바퀴 지지대(130)는 높이가 조절될 수 있다. 높이 조절은 물품 적재 또는 하역을 편리하게 하기 위해서이다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접이식 바퀴 지지대를 포함하는 물품 운반장치의 측면도이다.

도 5를 참조하면, 물품 운반장치(1)의 바퀴 지지대(130)는 접히거나 펼쳐진다. 운반 중에는 바퀴 지지대(130)가 펼쳐지고, 운반이 종료되면 접히게 된다. 접힘 또는 펼침을 위해, 도 5에 도시된 바와 같이 힌지(150)를 이용할 수 있으나, 접히거나 펼치기 위한 수단은 힌지(150)에 한정되지 않는다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리를 포함하는 물품 운반장치의 측면도이다.

도 6을 참조하면, 물품 운반장치(1)는 전원을 공급하는 배터리(190)를 포함한다. 배터리(190)는 탈착 가능하다. 예를 들어, 배터리(190)는 물품 운반장치(1)의 하부에 장착되어 외부로 탈착될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 바퀴가 하나인 물품 운반장치가 자세를 제어하고 이동하기 위한 형태를 도시한 물품 운반장치의 상면도이다.

도 7을 참조하면, 물품 운반장치(1)의 전동 바퀴가 하나인 경우, 참조부호 160의 방향의 예와 같이 전동 바퀴의 회전을 통해 자동으로 균형을 조정하면서 이동한다. 상단은 컨베이어(14)를 도시한 것이다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치를 이용한 물품 운반방법을 도시한 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 실내 물품 이송 및 하역 작업에 이용되는 경우, 물품 운반장치는 트럭과 같은 수송 차로부터 물품이 옮겨지면, 작업자가 원하는 위치에 화물을 자동으로 옮겨놓는다. 이때, 여러 대의 물품 운반장치를 이용하여 순차적으로 물품을 나르게 되면 작업자는 물품을 하역하고 다시 옮기는 작업을 하지 않아도 된다. 기존에는 다량의 물품을 나르기 위해서 고정식 컨베이어 라인을 설치하거나 이동식 컨베이어를 설치해서 작업을 했는데, 물품 운반장치가 물품 이동을 위한 컨베이어를 대체한다. 물품 운반장치가 직접 이동하여 물품을 운반할 수 있고, 물품 운반장치들이 스스로 한 줄로 연결하여 이동식 컨베이어처럼 물품을 운반할 수도 있다. 이하, 물품 운반장치를 이용한 물품 이송 절차를 설명한다.

우선, 물품 운반장치에 물품이 적재된다(800). 작업자가 물품 운반장치 위에 물품을 직접 올려놓을 수도 있고, 물품 운반장치가 대기하다가 컨베이어로부터 이송되는 물품을 직접 전달받을 수도 있다.

이어서, 물품 운반장치는 공장이나 작업장 내에서 지정된 하역위치로 물품을 운반한다(810). 이동 중에 물품이 떨어지지 않도록 자이로스코프, 가속도 센서, 중력 센서 등의 제1 센서를 이용하여 상태 정보를 감지하고 감지된 상태 정보에 의해 물품 운반장치의 자세와 방향 및 속도를 제어한다. 다른 예로, 이동 중에 제2 센서를 이용하여 장애물과의 충돌을 사전에 방지한다. 충돌 우려 상황이 발생하면 잠시 이동을 멈추고 동선이 확보될 때까지 대기하거나 우회 경로를 선택할 수 있다.

이어서, 물품 운반장치가 지정된 하역위치에 도달하면, 물품을 하역위치에 자동 하역한다(820). 이때, 슈트나 컨베이어 등의 구조물 특성에 따라 최적으로 배출이 되도록 제어한다. 예를 들어, 물품 운반장치의 컨베이어의 높이에 맞추어 설치된 적재대에 물품을 하역한다. 다른 예로, 바닥에 물품을 하역할 때는 물품 운반장치의 컨베이어를 바닥으로 경사지게 하여 하역한다. 하역 후 물품 운반장치는 지정된 위치로 돌아온다(830).

이동 경로나 하역위치 판단을 위해 물품 운반장치는 자신의 위치를 GPS 센서 혹은 실내 측위기술을 이용해 측정한다. 이를 위해 물품 운반장치에는 초음파센서나 RF 센서 등 외부의 발신장치로부터 상대적인 위치를 계산하여 절대 위치를 측정하기 위한 센서와 이를 이용한 위치 제어부가 포함될 수 있다.

일 실시 예에 따른 물품 운반장치는 자신의 상태를 자가진단한다(840). 예를 들어, 잔여 배터리 량, 고장 유무 등의 상태를 감시하고 분석하여 진단하며, 진단 결과에 따라 후속 조치를 수행한다. 후속 조치의 예로, 배터리 교체 및 충전장치에 착탈식 배터리를 교환이나 충전하기 위해 스스로 이동할 수 있다(850). 관제센터에는 작업 통계, 장비 통계 등을 위한 중앙 관리 시스템이 구비될 수 있다(860).

일 실시 예에 따른 물품 운반장치는 유선, 광통신 등이 필요 없이 관제센터와 광대역 무선통신 연결된다(870). 그리고 이동 중에 다른 물품 운반장치를 포함한 장애물과의 충돌 없이 물품을 낙하하지 않고 지정된 위치에 이동시킨다(880).

물품 운반장치는 전술한 시나리오에서와 같이, 트럭에서 물품을 하역하여 특정 위치로 옮길 때 사용할 수 있고, 공장이나 작업장 내에서 물품을 나를 때 이용할 수도 있다. 이동은 미리 지정한 경로를 따라가도록 하거나 사용자가 직접 제어하며 움직이도록 할 수도 있다. 이를 위해, 2차원 평면에 작업장을 설정하고, 물품 운반장치가 이동할 수 있는 영역과 이동할 수 없는 영역을 구분하여 설정할 수 있다. 그리고 물품 운반장치가 물품을 하역할 목적지를 설정하고 설정된 목적지까지 자유 이동할 가상 맵을 설정하고, 가상 맵에 따라 물품을 이동하도록 제어한다(890).

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치가 자신의 자세를 제어하는 모습을 도시한 참조도이다.

도 9를 참조하면, 물품 운반장치는 이동이나 회전 중에, 적재된 물품 A가 이탈하지 않도록 물품 운반장치의 자세를 제어한다. 자세 제어를 위해 물품 운반장치는 물품 A의 위치 및 무게와, 물품 운반장치의 이동에 따라 컨베이어(14)의 균형을 제어한다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라 물품 운반장치가 물품을 지정된 위치에 하역하는 모습을 도시한 참조도이다.

도 10을 참조하면, 물품 운반장치는 바닥에 물품 A를 하역하는 경우, 컨베이어(14)를 바닥으로 경사지게 하여 물품 A를 하역한다. 경사 시에 컨베이어(14)가 회전하여 바닥으로 물품 A가 하역되게 된다.

도 9에 도시된 바와 같이 이동이나 회전 중에 물품이 떨어지지 않도록 힘의 균형을 잡거나, 도 10에 도시된 바와 같이 물품을 하역하기 위해서 컨베이어를 지면과 평행인 상태에서 기울어진 상태로 조정하기 위해, 컨베이어(14)와 물품 운반장치의 하단을 연결하는 관절부를 더 포함할 수 있다. 이때, 관절부에 연결된 컨베이어(14)의 기울기가 조정됨에 따라, 이동 또는 하역 시 컨베이어의 자세가 제어된다.

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치가 이동 또는 회전 중에 자세를 제어하는 모습을 도시한 참조도이다.

일 실시 예에 따른 물품 운반장치는 이동하거나 회전 중에 물품이 떨어지지 않도록 기울임을 통해 힘의 균형을 잡는다. 이는 원심력, 관성 등에 의해 물품이 쏠리거나 전복되는 것을 방지하기 위함이다. 또한 무거운 물품을 컨베이어를 회전하여 하역하는데 걸리는 동력과 시간을 줄이고 효과적으로 빠르게 하역하기 위해서 원심력이나 관성을 이용하기도 한다. 예를 들어, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 물품 운반장치는 적재대의 적재면과 평행하지 않은 방향으로 적재면에 접근한다. 그리고, 적재면 방향으로 원심력이나 관성이 작동하도록 적재면 도착시간 이전부터 이동방향을 전환하거나 감속한다. 이동방향 전환이나 감속과 동시에 컨베이어를 원심력이나 관성이 가해지는 방향으로 구동시켜 물품을 고속으로 하역한다.

일 실시 예에 따른 물품 운반장치는 물품 운반장치를 멈추지 않고 고속으로 이동하고 하역하기 위해서, 지정된 하역 위치에 도착하는 시간 이전에 미리 컨베이어를 구동한다. 그리고 이동하면서 하역할 방향으로 컨베이어를 회전시켜 적재대에 물품을 고속으로 하역한다.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 중에 원심력이나 관성에 의한 영향 없이 물품을 운반하기 위해 균형을 잡는 물품 운반장치를 도시한 참조도이다.

도 12를 참조하면, 물품 운반장치가 전동 바퀴를 통해 좌회전 시에 무게 중심을 잡기 위해 좌측으로 컨베이어가 연결된 관절부를 회전시킨다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치의 구성도이다.

도 13을 참조하면, 물품 운반장치(1)는 전동 바퀴(11), 컨베이어(14), 제1 센서(16), 제2 센서(17), 제어부(180), 통신부(185) 및 배터리(190)를 포함한다.

물품 운반장치(1)는 기구적으로 전동 바퀴(11)와 컨베이어(14)가 결합한 구조이다. 전동 바퀴(11)는 내장 혹은 외장된 전동기(170)를 통해 회전된다. 컨베이어(14)는 컨베이어 롤러(175)와, 컨베이어 롤러(175)를 회전시키는 컨베이어 구동부(177)를 포함한다. 컨베이어(14)는 컨베이어 롤러(175)와 함께 벨트(176)를 더 포함할 수 있다. 제어부(180)는 전동 바퀴(11)의 전동기(170)와 컨베이어(14)의 컨베이어 구동부(177)를 구동시킨다.

일 실시 예에 따른 제어부(180)는 물품 운반장치(1)의 균형을 잡는다. 또한, 제어부(180)는 물품 운반장치(1)의 자세 변화에 따라 전동 바퀴(11)의 회전 방향과 회전 속도와, 컨베이어(14)의 회전 방향, 회전 속도 및 그 기울기를 제어한다. 이를 위해, 제어부(180)는 제1 센서(16)를 이용하여 획득된 상태 정보로부터 현재 자세 및 자세의 변화를 파악하고, 자세 제어를 위해 필요한 움직임을 역학 모델을 기반으로 계산한다. 그리고 물품 운반장치(1)의 상태 변화를 실시간으로 감지하여 지속적으로 균형을 잡을 수 있도록 자세를 제어한다.

제1 센서(16)는 예를 들어, 가속도 센서, 자이로스코프 등일 수 있다. 가속도 센서는 지표면을 중심으로 가속도를 측정한다. 정지한 물체에 대해서는 기울기를 구할 수 있으나 움직이는 물체에 대해서는 기울기를 구하기 어려우며 직선 운동하지 않는 물체에 대해서도 측정이 어렵다. 자이로스코프는 가속도 센서로 측정할 수 없는 회전운동의 각도를 측정할 수 있다. 따라서, 자이로스코프와 가속도 센서를 함께 사용하면 물체의 정확한 운동을 파악할 수 있다. 나아가, 무게 센서와 지자기 센서 등을 활용해 측정 오차를 줄일 수 있다.

제어부(180)는 제1 센서(16)로부터 얻은 정보를 상호 보완하여 보다 정밀한 물품 운반장치(1)의 자세 정보를 얻을 수 있으며, 필터링 기술을 이용해 오류를 최소화할 수 있다. 제어부(180)는 아두이노(Arduino) 등의 마이크로 컨트롤러가 내장된 소형 제어용 기판을 통해 구현될 수 있다.

제2 센서(17)는 충돌상황 감지 및 충돌방지를 위한 것으로, 예를 들어 초음파 센서, 레이저 센서 등일 수 있으나, 그 종류는 이에 한정되지 않는다. 제2 센서(17)는 카메라를 포함하여 이미지 센서일 수 있는데, 외부의 이미지 데이터를 획득하고 획득된 이미지 데이터를 이용하여 다른 물품 운반장치를 포함한 장애물과의 충돌을 감지 및 방지할 수 있다.

통신부(185)는 원격 제어장치와 무선으로 통신한다. 무선 통신을 위해 통신 인터페이스가 정의된다. 예를 들어, 물품 운반장치(1)의 개략적인 작동 상태를 모니터링하기 위한 통신 인터페이스가 정의되고, 물품 운반장치(1)에 이동경로를 결정하기 위한 간단한 동작 명령을 전달하기 위한 통신 인터페이스가 정의된다. 간단한 동작 명령은 예를 들어, 전진, 후진, 회전 등의 동작 명령이다. 혹은 이동 경로 좌표나 연속적인 방향 벡터 값일 수 있다. 원격 제어장치는 PC, 서버 등이거나, 스마트폰, 리모컨 등의 모바일 단말일 수 있다. 모바일 단말을 원격 제어장치로 사용하는 경우, 사용자가 이동하면서 원격제어 범위 내에 놓인 물품 운반장치(1)를 제어할 수 있다. 이때, 물품 운반장치(1)가 사용자의 이동 경로를 따라오도록 원격 제어하여 물품을 이송할 수 있다.

관제센터에서 원격제어 장치를 이용하여 물품 운반장치(1)을 원격제어할 수 있다. 이 경우, 관제센터에서 목적지를 설정하고 이동 경로를 지정하여 제어 명령을 물품 운반장치(1)에 전송하면, 물품 운반장치(1)는 제어 명령을 통신부(185)를 통해 수신하여 이를 제어부(180)에 전달하며, 제어부(180)는 제어 명령에 따라 물품 운반장치(1)의 주행을 제어한다. 스마트폰을 이용하여 물품 운반장치(1)를 원격제어하는 실시 예는 도 15 및 도 16을 참조로 하여 후술한다.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 13의 제어부의 세부 구성도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 제어부(180)는 자세 제어부(181), 바퀴 방향 제어부(182), 바퀴 속도 제어부(183), 컨베이어 속도 제어부(184), 충돌 제어부(185), 컨베이어 방향 제어부(186), 컨베이어 기울기 제어부(187) 및 위치 제어부(188)를 포함한다.

자세 제어부(181)는 물품의 위치 및 무게와 물품 운반장치(1)의 이동에 따라 본체의 균형을 제어한다. 바퀴 방향 제어부(182)는 물품의 무게와 이동 속도에 따라 전동 바퀴(11)의 방향을 제어한다. 이륜일 경우 두 바퀴의 속도와 회전 방향 차이를 통해 방향을 제어할 수 있다. 바퀴 속도 제어부(183)는 주행 계획에 따라 전동 바퀴의 회전 속도를 제어한다. 컨베이어 속도 제어부(184)는 물품의 무게 및 물품 운반장치(1)의 이동 속도에 따라 물품 이동 및 배출을 위한 컨베이어의 회전 속도를 제어한다. 충돌 제어부(185)는 물품 운반장치(1)의 장애물과의 충돌을 회피하고 비상 상황 발생 시 물품 운반장치를 긴급 정지시킨다. 컨베이어 방향 제어부(186)는 컨베이어(14)의 방향을 자유자재로 회전시킨다. 컨베이어 기울기 제어부(187)는 물품 운반장치(1)의 이동 또는 회전 중에 컨베이어(14)의 상단에 놓인 물품이 떨어지지 않도록 힘의 균형을 잡거나 물품을 하역하기 위해서 컨베이어(14)의 기울기를 제어한다. 이하, 제어부(180)의 각 구성에 대해 상세히 후술한다.

물품 운반장치(1)가 한 방향으로 가속하기 위해서는 가속하려는 방향으로 우선 무게 중심을 옮기는 작업이 필요하다. 따라서, 바퀴 속도 제어부(183)는 전동 바퀴(11)를 제어하여 무게 중심을 옮기고, 가속 시 물품 운반장치(1)가 균형을 잃지 않도록 전동 바퀴(11)의 회전 속도를 제어한다. 가속과 마찬가지로 물품 운반장치(1)가 감속하기 위해서는 우선 무게중심을 옮기는 작업이 필요하다. 이때 바퀴 속도 제어부(183)는 전동 바퀴(11)를 제어하여 무게중심을 옮기고, 감속 시 물품 운반장치(1)가 균형을 잃지 않도록 전동 바퀴(11)의 회전 속도를 제어한다.

바퀴 방향 제어부(182)는 정지 상태에서 전동 바퀴(11)를 회전 방향을 달리하여 물품 운반장치(1)를 좌·우 회전시킨다. 또한 주행 중에 지정한 회전 반경으로 물품 운반장치(1)가 회전하기 위한 전동 바퀴(11)를 제어한다. 회전 반경에 따라 고속 주행 중에 감속과 회전을 위한 복합적인 제어가 가능하다.

충돌 제어부(185)는 제2 센서(17)를 통해 물품 운반장치(1) 주위로 접근하는 장애물을 검지한다. 검지 거리는 예를 들어 1m 내외로 장애물을 검지하면, 충돌하지 않도록 긴급 제동한다. 충돌 제어부(185)는 접근 검지 범위 밖에서 갑자기 출현하거나 미처 검지하지 못한 장애물과 접촉했을 때 이를 감지한다. 긴급 정지 시에, 충돌 제어부(185)는 물품 운반장치(1)에 적재된 물품을 떨어뜨리지 않도록 물품 운반장치(1)의 자세를 제어한다.

컨베이어 방향 제어부(186)는 컨베이어(14)를 전동 바퀴(11)의 회전 방향과 동일하거나 다른 방향으로 자유자재로 회전시킨다. 이에 따라, 컨베이어(14)는 전동 바퀴(11)의 진행 방향과 평행하거나 교차할 수도 있고, 자유자재로 회전할 수도 있다.

컨베이어 기울기 제어부(187)는 물품 운반장치(1)의 이동 또는 회전 중에 컨베이어(14)의 상단에 놓인 물품이 떨어지지 않도록 힘의 균형을 잡거나 물품을 하역하기 위해서 컨베이어(14)를 지면과 평행인 상태에서 기울어진 상태로 조정한다.

위치 제어부(188)는 물품 운반장치의 위치와 물품을 하역할 적재대의 위치를 파악하고 물품 운반장치의 이동 경로를 확인한다. 이를 위해, 위치 제어부(188)는 작업장의 특정 위치에 설치된 초음파 센서나 RF 센서 등 외부의 발신장치를 이용하여 물품 운반장치의 현재 위치를 파악할 수 있다. 예를 들어, 위치 제어부(188)는 외부 발신장치를 이용하여 물품 운반장치의 상대적인 위치를 계산하고, 계산된 상대적인 위치로부터 물품 운반장치의 절대 위치를 측정한다. 위치 제어부(188)는 위치 측정을 위한 별도의 센서, 예를 들어 GPS 센서 등을 이용할 수 있다. 나아가, 위치 제어부(188)는 현재 파악된 위치를 보정할 수 있는데, 예를 들어, 가속도 센서, 자이로스코프와 같은 제1 센서(16)를 이용하여 위치를 보정한다.

도 15 및 도 16은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 원격 제어장치를 이용한 물품 운반장치의 원격 제어 예를 도시한 참조도이다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 원격 제어장치는 스마트폰, 리모컨 등의 모바일 단말일 수 있다. 이 경우, 원격 제어장치에 사용자가 손으로 지정된 동작을 수행하여 물품 운반장치(1)를 원격 제어할 수 있다. 원격 제어는 물품 운반장치(1)의 운행 및 하역을 위한 동작제어일 수 있다. 예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, 사용자가 스마트폰의 화면 위로 왼쪽 방향으로 스크롤하면, 물품 운반장치(1)가 왼쪽 방향으로 물품을 하역하게 된다. 그러나, 전술한 실시 예는 원격제어의 일 실시 예일 뿐, 그 외의 다양한 형태가 가능하다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

바닥 면을 따라 회전하면서 자율 주행하는 하나 또는 두 개의 전동 바퀴;
상기 전동 바퀴의 상단에 형성되고, 그 상단에 운반 및 하역을 위한 물품이 적재되며. 회전하면서 적재된 물품을 하역하거나 물품 위치를 조정하는 컨베이어; 및
상기 전동 바퀴와 상기 컨베이어의 구동을 포함하여 장치의 동작을 제어하되, 자율 주행 및 하역 시에 전동 바퀴와 컨베이어를 포함한 장치의 자세와 방향, 속도 및 기울기를 제어하고, 바닥으로의 물품 하역 시에 컨베이어를 바닥으로 경사지게 하면서 회전시켜 물품을 하역하며, 물품의 고속 하역을 위해 이동하면서 장치의 이동방향을 전환하거나 감속하고 동시에 컨베이어를 회전시키는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 1 항에 있어서, 상기 물품 운반장치는
접지된 하나 또는 두 개의 전동 바퀴가 회전하여 이동하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 1 항에 있어서, 상기 컨베이어는
컨베이어 롤러; 및
상기 컨베이어 롤러를 회전시키는 컨베이어 구동부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 3 항에 있어서, 상기 컨베이어는
상기 컨베이어 롤러에 의해 회전하는 벨트;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 1 항에 있어서,
상기 컨베이어의 회전 방향과 상기 전동 바퀴의 회전 방향은 교차하거나 나란한 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
상기 컨베이어를 상기 전동 바퀴의 회전 방향과 동일하거나 다른 방향으로 자유자재로 회전시키는 컨베이어 방향 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 1 항에 있어서,
상기 물품 운반장치는 이동 또는 회전 중에 상기 컨베이어의 상단에 놓인 물품이 떨어지지 않도록 힘의 균형을 잡거나, 컨베이어를 지면과 평행인 상태에서 기울어진 상태로 조정하여 물품을 하역하기 위해 상기 컨베이어와 상기 물품 운반장치의 하단을 연결하는 관절부; 를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 관절부에 연결된 상기 컨베이어의 기울기를 조정하는 컨베이어 기울임 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 7 항에 있어서, 상기 물품 운반장치는
다른 물품 운반장치와의 연결 또는 분리를 위한 장치 연결부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 8 항에 있어서, 상기 장치 연결부는
연결된 다른 물품 운반장치가 반대 방향으로 당기면 분리되지 않고, 물품 운반장치 간에 서로 마주보고 움직이면 연결이 자동 분리되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
물품 운반장치의 균형을 제어하는 자세 제어부;
전동 바퀴의 방향을 제어하는 바퀴 방향 제어부;
전동 바퀴의 회전 속도를 제어하는 바퀴 속도 제어부;
컨베이어의 회전 속도를 제어하는 컨베이어 속도 제어부; 및
다른 물품 운반장치를 포함한 장애물과의 충돌을 회피하고 비상 상황 발생 시 물품 운반장치를 긴급 정지시키는 충돌 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
물품 운반장치의 위치와 물품을 하역할 적재대의 위치를 파악하고 물품 운반장치의 이동 경로를 확인하는 위치 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
상기 물품 운반장치가 지정된 하역위치에 도달하면, 상기 컨베이어를 회전시켜 바닥에 물품을 하역하거나 컨베이어의 높이에 상응하게 설치된 적재대에 물품을 하역하며, 바닥에 하역할 때는 컨베이어를 바닥으로 경사지게 하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 1 항에 있어서, 상기 물품 운반장치는
상기 물품 운반장치의 상태 정보를 감지하는 제1 센서; 를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 센서로부터 감지된 상태 정보를 이용하여 상기 물품 운반장치의 자세와, 전동 바퀴의 회전 방향 및 속도와, 컨베이어의 방향과 회전 속도 및 기울기를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 1 항에 있어서, 상기 물품 운반장치는
바닥면 긁힘 방지 및 보관을 위해 상기 전동 바퀴를 보조하는 보조 바퀴;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 1 항에 있어서, 상기 물품 운반장치는
전원을 공급하며 탈착 가능한 배터리;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 1 항에 있어서, 상기 물품 운반장치는
컨베이어와 전동 바퀴 사이를 연결하여 전동 바퀴를 지지하되, 높이가 조절되고 접히거나 펼쳐지는 바퀴 지지대;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 1 항에 있어서, 상기 물품 운반장치는
다른 물품 운반장치를 포함한 장애물과의 충돌을 방지하기 위한 제2 센서;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
제 1 항에 있어서, 상기 물품 운반장치는
물품 운반장치의 이동 경로를 결정하기 위한 제어신호를 원격 수신하고 물품 운반장치의 작동 상태 정보를 원격 전송하는 통신부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 가능한 물품 운반장치.
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자율 주행 가능한 물품 운반장치를 이용한 물품 운반방법에 있어서,
상기 물품 운반장치는:
바닥 면을 따라 회전하면서 자율 주행하는 하나 또는 두 개의 전동 바퀴와 상기 전동 바퀴의 상단에 형성되고 그 상단에 운반 및 하역을 위한 물품이 적재되며 회전하면서 적재된 물품을 하역하거나 물품 위치를 조정하는 컨베이어와, 상기 전동 바퀴와 상기 컨베이어의 구동을 포함하여 장치의 동작을 제어하되, 자율 주행 및 하역 시에 전동 바퀴와 컨베이어를 포함한 장치의 자세와 방향, 속도 및 기울기를 제어하고, 바닥으로의 물품 하역 시에 컨베이어를 바닥으로 경사지게 하면서 회전시켜 물품을 하역하며, 물품의 고속 하역을 위해 이동하면서 장치의 이동방향을 전환하거나 감속하고 동시에 컨베이어를 회전시키는 제어부를 포함하고,
상기 물품 운반방법은:
상기 물품 운반장치에 물품이 적재되는 단계;
적재된 물품을 상기 물품 운반장치의 전동 바퀴를 이용하여 지정된 하역위치에 운반하는 단계; 및
지정된 하역위치에 도달하면 상기 물품 운반장치의 컨베이어를 회전시키면서 물품을 하역하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반방법.
제 20 항에 있어서, 상기 물품을 하역하는 단계는,
물품의 하역 방향을 설정하는 단계;
지정된 하역위치에 도달하면 설정된 하역 방향으로 바닥에 물품을 하역하거나 컨베이어의 높이에 상응하게 설치된 적재대에 물품을 하역하는 단계; 및
바닥에 하역 시 컨베이어를 바닥으로 경사지게 한 후 하역하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반방법.
제 20 항에 있어서, 상기 물품 운반방법은,
물품 운반장치를 멈추지 않고 고속으로 이동하여 하역하기 위해서, 지정된 하역위치에 도착하는 시간 이전에 미리 컨베이어를 구동하는 단계; 및
이동하면서 하역할 방향으로 컨베이어를 회전시켜 적재대에 물품을 고속으로 하역하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반방법.
제 20 항에 있어서, 상기 물품 운반방법은,
이동 중의 관성을 하역에 이용하기 위해서 적재면과 평행하지 않은 방향으로 적재면에 접근하는 단계;
적재면 방향으로 관성이나 원심력이 작동하도록 적재면 도착시간 이전부터 이동방향을 전환하거나 감속하는 단계; 및
이동방향 전환이나 감속과 동시에 컨베이어를 원심력이나 관성이 가해지는 방향으로 구동시켜 물품을 고속으로 하역하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반방법.
제 20 항에 있어서, 상기 물품 운반방법은,
상기 물품 운반장치의 제1 센서를 통해 자신의 상태 정보를 감지하는 단계: 및
상기 제1 센서로부터 감지된 상태 정보를 이용하여 상기 물품 운반장치의 자세와, 전동 바퀴의 회전 방향 및 속도와, 컨베이어의 방향, 회전 속도 및 그 기울기를 제어하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반방법.
제 20 항에 있어서, 상기 물품 운반방법은,
상기 물품 운반장치의 이동 중에 상기 물품 운반장치의 제2 센서를 이용하여 다른 물품 운반장치를 포함한 장애물과의 충돌을 사전에 방지하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반방법.
제 20 항에 있어서, 상기 물품 운반방법은,
상기 물품 운반장치의 이동경로를 결정하기 위한 제어신호를 원격 수신하는 단계: 및
상기 물품 운반장치의 작동 상태 정보를 원격 전송하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반방법.