KR100246581B1 - 무인 운반차의 정지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 정지 시스템은, 무인 운반차가 정지할 지점에 설치되어 상기 무인 운반차가 주행할 지점에 설치된 주행선에 흐르는 주파수와 다른 일정 주파수의 전류가 흐르는 정지선; 상기 정지선에 흐르는 전류의 주파수를 감지하여 정지 제어 신호를 출력하는 정지 센서; 및 상기 정지 제어 신호를 입력 받아서 무인 운반차를 정지시키는 컨트롤러를 포함한다.

Description

무인 운반차의 정지 시스템{System for stopping automatic guided vehicle}

본 발명은 무인 운반차에 관한 것으로서, 상세하게는 무인 운반차의 주행 중에 정지 신호로 사용되는 전류의 주파수를 감지하여 무인 운반차를 해당 위치에 정확히 정지할 수 있도록 하는 무인 운반차의 정지 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 무인 운반차는 소정의 주행 경로에 따라 화물을 자동 운반하는 수단으로서, 공장 자동화에 유용한 운송 수단이다. 상기 무인 운반차가 화물을 운반하는 동작은 자동으로 수행되도록 제어되며, 상기 제어 수단으로는 미리 내장되어있는 프로그램에 따른 명령이 수행되는 소프트웨어적인 수단을 사용한다. 그런데, 상기 소프트웨어적인 제어 수단만으로는 상기 무인 운반차의 모든 동작을 정확히 제어할 수 없다. 특히, 상기 무인 운반차가 화물을 운반하면서 수행하는 동작 중, 주행 및 정지 동작을 제어하는 수단으로는 해당 위치를 표시하는 외부의 신호를 감지하는 제어 수단이 포함되어져야 한다.

일반적으로, 무인 운반차의 정지 위치를 표시하는 신호를 나타내기 위하여 무인 운반차가 주행하는 바닥에 정지선이 주행선과 구별되게 설치된다. 상기 주행선과 상기 정지선에는 모두 전류가 흐르며, 무인 운반차는 상기 전류를 감지하여 주행을 계속 하거나, 또는 해당 위치에 정지한다. 따라서, 무인 운반차가 상기 전류를 감지하여 해당 위치에 정지하기 위해서는 상기 정지선에 흐르는 전류를 감지하는 감지 수단이 요구된다. 종래의 무인 운반차는 상기 감지 수단으로서, 상기 정지선에 흐르는 전류에 의하여 발생되는 자기장을 검출하여 감지하는 감지 수단을 사용하였으며, 통상적으로 홀 이펙트(Hole Effect) 센서가 사용되어 왔다. 그러나, 상기 홀 이펙트 센서와 같이 자기장을 검출하는 감지 수단은 온도에 민감하여, 극심한 온도 변화에는 무인 운반차가 정지하여야 하는 위치에 편차가 발생되는 문제점이 발생할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여, 상기 정지선에 흐르는 전류의 주파수를 검출하여 무인 운반차를 해당 위치에 정지하도록 하는 무인 운반차의 정지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 정지 센서가 부착된 무인 운반차를 상측에서 본 투시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 정지 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3은 도 2에 도시된 변환부의 구성도이다.

도 4는 도 2에 도시된 차동 증폭부의 구성을 나타내는 회로도이다.

도 5는 도 2에 도시된 필터부의 구성을 나타내는 회로도이다.

도 6은 도 2에 도시된 정류부의 구성을 나타내는 회로도이다.

도 7은 도 2에 도시된 평활부의 구성을 나타내는 회로도이다.

도 8는 도 2에 도시된 제어 신호 발생부의 구성을 나타내는 회로도이다.

상기와 같은 목적을 이루기 위하여, 본 발명에 따른 무인 운반차의 정지 시스템은 무인 운반차가 정지할 지점에 설치되어 상기 무인 운반차가 주행할 지점에 설치된 주행선에 흐르는 주파수와 다른 일정 주파수의 전류가 흐르는 정지선과, 상기 정지선에 흐르는 전류의 주파수를 감지하여 정지 제어 신호를 출력하는 정지 센서, 및 상기 정지 제어 신호를 입력 받아서 무인 운반차를 정지시키는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 정지 센서는 변환부, 증폭부, 필터부, 직류 출력부, 그리고 제어 신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 변환부는 정지선에 흐르는 전류를 전압으로 변환시킨다. 상기 증폭부는 상기 변환부에서 출력되는 전압을 증폭한다. 상기 필터부는 상기 증폭부의 출력 신호 중 상기 정지선에 흐르는 전류의 주파수와 같은 주파수의 신호만을 통과시킨다. 상기 직류 출력부는 상기 필터부의 출력 전압을 정류시키는 정류부 및 상기 정류부에서 정류된 전압을 평활시키는 평활부를 포함한다. 상기 제어 발생부는 상기 직류 출력부에서 출력된 직류 전압을 정지 제어 신호로 변환시킨다.

바람직하게는, 상기 변환 수단은 유도 코일로 이루어져 있으며, 특히 상기 유도 코일은 상기 정지선에 흐르는 전류 주파수의 두 배인 주파수의 기전력을 출력하는 세튜레이션 코일인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 1에는 정지 센서(14)가 부착된 무인 운반차(10)와 주행선(13) 및 정지선(15)이 도시되어 있다. 도면에서 참조 부호 "12"는 주행 센서를 나타낸다.

상기 주행선(13)에 흐르는 전류의 주파수

와 상기 정지선(15)에 흐르는 전류의 주파수

가 같으면 두 전류

간에 구별이 이루어지지 않으므로, 두 전류의 주파수가 다르도록 공급하여야 한다. 도 1에는 상기 주행선(13)에 흐르는 주파수

와 상기 정지선(15)에 흐르는 주파수

를 각각

로 나타내어 구별하였다.

도 2에는 본 발명에 따른 정지 시스템의 구성이 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 정지 시스템은 정지선(15), 정지 센서(14), 그리고 컨트롤러(20)를 포함한다.

상기 정지선(15)는 소정 주파수의 전류가 흐르는 선으로 무인 운반차가 정지할 위치에 설치된다. 상기 정지 센서(14)는 상기 정지선(15)에 흐르는 전류의 주파수를 감지하여 컨트롤러(20)에게 정지 제어 신호를 보낸다. 상기 컨트롤러(20)는 상기 정지 제어 신호를 받아서 무인 운반차를 정지시킨다.

도 3내지 도 8에는 상기 정지 센서의 각 구성 요소들에 대한 회로 구성이 도시되어 있다.

이하, 상기 정지 센서의 동작 과정을 도 2 및 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 2를 참조하면, 상기 정지 센서(14)는 변환부(21), 차동 증폭부(22), 필터부(23), 직류 출력부(24), 그리고 제어 신호 발생부(25)를 구비하고 있다.

상기 변환부(21)는 상기 정지선(15)에 흐르는 전류를 전압으로 변환시킨다. 도 3에는 정지선(15)과 유도 코일(30)이 각각 도시되어 있다. 상기 정지선(15)에 주파수가

인 전류가 흐르면 상기 전류에 의하여 자속

이 발생한다. 상기 자속

중 유도 코일(30)에 쇄교하는 자속

은 상호 유도 법칙에 의하여 유도 기전력(E)을 유기한다. 이때, 상기 유도 코일(30)로서 세튜레이션 코일을 사용하면, 상기 정지선(15)에 흐르는 전류 주파수의 두 배의 주파수를 갖는 유도 기전력을 유기할 수 있다.

상기 증폭부(22)는 상기 변환부(21)에서 유기된 기전력(E)을 상기 필터부(23)의 입력으로 사용되기에 충분한 크기로 증폭하여 출력한다.

도 4를 참조하면, 상기 변환부(21)에서 유기된 기전력(E)이 연산 증폭기를 이용한 차동 증폭기의 입력 단자에 입력되어 증폭된 전압으로 출력된다. 이때, 상기 차동 증폭기에 연결되어 있는 저항 중에서 저항기 R1과 R2 의 크기를 같게 하고 저항기 R3와 R33의 크기를 같게 하면, 출력 전압은 R3(=R33)/R1(=R2)의 값만큼 증폭된다.

상기 필터부(23)는 정지선(15)에 흐르는 전류의 주파수와 같은 주파수의 입력 신호 만을 출력한다.

도 5에 나타난 바와 같이, 본 실시 예에서는 멕심(MAXIM) 사의 밴드패스 필터(Bandpass Filter)인 엠에프 텐 아이씨(MF10 IC)(50)를 사용하였다. 이때, 주파수가

인 신호만을 통과시키기 위해서는, 상기 엠에프 텐(MF10) 필터(50)의 12번 단자를 접지시키고, 클락(Clock) 신호가 입력되는 10번 단자에 100

의 주파수를 입력한다. 또는, 상기 엠에프 텐(MF10) 필터(50)의 12번 단자에 5V의 입력 전압을 가하고, 클락(Clock) 신호가 입력되는 10번 단자에 50

의 주파수를 입력하여도 주파수가

인 신호만을 통과시킬 수 있다. 상기 엠에프 텐(MF10) 필터(50)에 연결된 저항은 구현하고자 하는 대역 폭(Bandpass; Q)과 신호의 증폭 이득(Gain)을 얻을 수 있도록 그 크기를 설정하여 준다. 상기 대역 폭 Q의 값은 R5/R4 이며, 상기 이득의 크기는 R6/R4 이다. 그리고, 상기 엠에프 텐(MF10) 필터(50)가 통과시킬 수 있는 주파수 영역은

-Q 와

+Q 사이의 주파수이다.

상기 직류 출력부(24)는 상기 필터부(23)에서 통과된 일정 주파수의 전압을 정류하는 정류부(24a), 및 상기 정류부에서 정류된 전압을 평활하는 평활부(24b)를 포함한다.

상기 정류부(24a)는 연산 증폭기, 저항기, 그리고 두 개의 다이오드를 구비하고 있다.

도 6을 참조하면, 상기 정류부(24a)의 연산 증폭기에 연결된 저항기들 중 저항기 R7은 연산 증폭기를 보호하기 위한 저항기이고, 저항기 R9과 R10은 다이오드(D1, D2)에 흐르는 전류를 조정하기 위하여 삽입된 저항기이다. 상기 정류부(24a)의 동작을 살펴보면, 입력 전압이 정(Positive) 전압이 되는 반 싸이클(Half Cycle)에서 다이오드 D1은 오프(Off)되고 다이오드 D2가 온(On) 되므로 출력 전압은 영 볼트가 된다. 그러나, 입력 전압이 부(Negative) 전압이 되는 반 싸이클(Half Cycle)에서 다이오드 D1은 온(On) 되고 다이오드 D2가 오프(Off) 되므로 크기는 입력 전압과 같고 위상은 입력 전압과 정 반대인 전압이 출력된다.

상기 평활부(24b)는 상기 정류부(24a)에서 정류된 전압을 평활하는 적분기로 구성되어 있다.

도 7을 참조하면, 연산 증폭기로 이루어진 적분기의 입력으로 상기 정류부(24a)에서 정류된 전압을 입력한다. 그리고, 일정한 크기의 커패시터 C에 대하여 출력 파형을 관찰하면서 평활한 직류 전압을 얻도록 저항기 R12의 크기를 조정한다. 이때, 저항기 R10은 전류 조정용으로 사용되며, 저항기 R11은 연산 증폭기의 특성상 저항기 R10와 크기를 같게 한다.

상기 제어 신호 발생부(25)는 상기 직류 출력부(24)에서 나온 직류 출력을 입력받아서 제어 신호를 발생한다.

도 8을 참조하면, 상기 제어 신호 발생부(25)는 출력 측의 노이즈(Noise)를 감소시키기 위하여 포토 커플러(Photo Coupler)(80)를 사용한다. 이때, 저항기 R12는 포토 커플러(80)를 구성하는 다이오드의 전류를 제한하기 위하여 사용하며, 저항기 R13는 트랜지스터를 보호하기 위하여 사용된다. 상기 포토 커플러(80)에 입력된 직류 전압은 레벨이 변환된 정지 제어 신호로 출력된다.

상기 정지 제어 신호는 컨트롤러(20)에 입력되고, 상기 컨트롤러(20)는 상기 정지 제어 신호를 입력받아서 미리 내장된 프로그램의 명령을 수행함으로써, 상기 무인 운반차를 해당 위치에 정지시킨다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 무인 운반차의 정지 시스템에 의하면, 전류의 특정 주파수를 감지하는 정지 센서를 사용함으로써, 온도 변화에 따른 정지 위치 편차의 감소 및 원가 절감을 기할 수 있다.

Claims (6)

1. 무인 운반차가 정지할 지점에 설치되어 상기 무인 운반차가 주행할 지점에 설치된 주행선에 흐르는 주파수와 다른 일정 주파수의 전류가 흐르는 정지선;

   상기 정지선에 흐르는 전류의 주파수를 감지하여 정지 제어 신호를 출력하는 정지 센서; 및

   상기 정지 제어 신호를 입력 받아서 무인 운반차를 정지시키는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차의 정지 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 정지 센서는,

   상기 정지선에 흐르는 전류를 전압으로 변환시키는 변환부;

   상기 변환부에서 출력되는 전압을 증폭하는 증폭부;

   상기 증폭부의 출력 신호 중 상기 정지선에 흐르는 전류의 주파수와 같은 주파수의 신호만을 통과시키는 필터부;

   상기 필터부에서 통과된 신호를 직류 전압으로 변환하여 출력시키는 직류 출력부; 및

   상기 직류 출력부에서 출력된 직류 전압을 정지 제어 신호로 변환시키는 제어 신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차의 정지 시스템.
3. 제 2항에 있어서, 상기 변환부는,

   유도 코일인 것을 특징으로 하는 무인 운반차의 정지 시스템.
4. 제 3항에 있어서, 상기 유도 코일은,

   세튜레이션 코일이어서 상기 정지선에 흐르는 전류 주파수의 두 배인 주파수의 기전력을 출력하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차의 정지 시스템.
5. 제 2항에 있어서, 상기 직류 출력부는,

   상기 필터부의 출력 전압을 정류시키는 정류부; 및

   상기 정류부에서 정류된 전압을 평활시키는 평활부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차의 정지 시스템.
6. 제 5항에 있어서, 상기 평활부는,

   적분기인 것을 특징으로 하는 무인 운반차의 정지 시스템.

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