KR101004608B1 - 무인 전동운반차 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무인 전동운반차 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 운반용 손잡이, 물건을 적재할 수 있는 적재함, 적재함 하부에 설치되는 바퀴를 포함하는 차체부와; 1개 또는 다수개의 전동모터를 이용하여 바퀴를 구동시키는 구동부와; 전동운반차의 이동방향을 가변하는 조향부와; 전동모터에 전원을 공급하기 위한 전원부와; 전동운반차의 구동 및 조향을 제어하는 제어부와; 전동운반차의 전진, 후진, 좌회전, 우회전 또는 정지를 명령하는 조작부를; 포함하는 전동운반차에 있어서, 상기 전동운반차는 인체감지집전센서, 마이크로파도플러센서, 초음파센서 및 적외선광센서를 포함한 센서부를 구비하여, 작업자가 직접 전동운반차를 운전하거나, 전동운반차가 미리 정해진 경로를 따라 이동하지 않고, 센서부가 직접 작업자의 동작을 감지하여 전동운반차를 원격 구동할 수 있는 것을 특징으로 한다.

전동운반차, 인체감지집전센서, 마이크로파도플러 센서, 초음파센서, 적외선광센서

Description

무인 전동운반차 및 그 제어방법{Unmanned Automatic Electric Vehicle and Control Method Thereof}

본 발명은 무인 전동운반차 및 무인 전동운반차의 제어방법에 관한 것으로서, 상세하게는 작업자가 직접 전동운반차를 운전하거나, 전동운반차가 미리 정해진 경로를 따라 이동하지 않고, 인체감지집전센서, 마이크로파도플러 센서, 초음파 센서 및 적외선광센서를 포함한 센서부가 작업자의 동작을 감지하여 전동운반차를 원격 구동할 수 있는 무인 전동운반차와 그 제어방법에 관한 것이다.

비닐하우스 또는 밭에서 농작물을 수확하는 경우 경운기 또는 트랙터가 접근할 수 있는 위치까지 수확한 작물을 바구니 등으로 옮겨야 하는 불편함을 해소하기 위해 밭이랑 사이를 왕복 이동할 수 있는 원동기 장치형 소형작업차 또는 배터리 장착형 전동작업차 등이 개발되어 왔으나, 상기와 같은 작업차는 농작물을 다 따놓고 작업자가 작업차를 직접 운전해가며 수확한 농작물을 다시 담아 이송하는 관계로 많은 불편함이 있었다. 작업자의 수가 충분한 경우 운전자와 수확자가 각자 일 을 분담하면 기존의 작업차로도 충분히 효율적으로 일을 할 수 있지만, 농촌의 인력이 부족한 상황에서는 자동으로 수확자를 따라다니며 무인으로 구동될 수 있는 무인 전동운반차가 절대적으로 필요하다.

기존의 무인 전동운반차는 무인으로 물건을 이송하는 수단으로 작업자가 직접 운전하지 않고서도 제품이나 부품과 같은 대상물을 다른 장소까지 안전하게 이동시키는 장치로서, 이동 경로를 안내하는 방법에 따라 경로에 미리 설치된 레일을 따라 이동하는 RGV(Rail Guided Vehicle), 자체 구동력을 가지고 마그네틱 등으로 지정된 경로를 이동하는 AGV(Automatic Guided Vehicle)등이 있다. 상기와 같은 무인 전동운반차는 미리 작업공간 내의 이동 경로에 레일을 설치하거나, 이동 경로를 따라 마그네틱 등으로 이동 경로를 지정해 주어야 하므로, 일정한 작업공간 내에서 반복적인 작업경로를 가진 경우에는 효과적으로 이용될 수 있지만, 비닐하우스 또는 밭에서 농작물을 수확하는 경우와 같이 작업공간이 정해져 있지 않거나, 작업경로가 불규칙적으로 변경되는 경우에는 레일을 설치하거나 마그네틱 등으로 이동 경로를 지정하는데 많은 비용과 불편함이 발생하므로 상기와 같은 무인 전동운반차를 이용할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 제1목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 작업자가 직접 전동운반차를 운전하거나, 전동운반차가 미리 정해진 경로를 따라 이동하지 않고, 인체감지집전센서, 마이크로파도플러 센서, 초음파 센서 및 적외선광센서를 포함한 센서부가 작업자의 동작을 감지하여 전동운반차를 원격 구동할 수 있는 무인 전동운반차를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제2목적은 인체감지집전센서, 마이크로파도플러 센서, 초음파 센서 및 적외선광센서를 포함한 센서부의 감지값을 이용해 무인 전동운반차를 편리하고 안전하게 구동할 수 있는 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 제1목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무인 전동운반차는 운반용 손잡이, 물건을 적재할 수 있는 적재함, 적재함 하부에 설치되는 바퀴를 포함하는 차체부와; 1개 또는 다수개의 전동모터를 이용하여 바퀴를 구동시키는 구동부와; 전동운반차의 이동방향을 가변하는 조향부와; 전동모터에 전원을 공급하기 위한 전원부와; 전동운반차의 구동 및 조향을 제어하는 제어부; 전동운반차의 전진, 후진, 좌회전 또는 우회전을 명령하는 조작부; 인체감지집전센서, 마이크로파도플러 센서, 초음파 센서 및 적외선광센서를 포함한 센서부; 및 표시부 또는 음성출력기를 포함하는 주행상태표시부를 포함하여 구성된다.

본 발명의 차체부는 운반용 손잡이, 물건을 적재할 수 있는 적재함, 적재함 하부에 설치되는 바퀴를 포함하여 구성된다. 운반용 손잡이는 작업자가 전동운반차를 직접 운전할 때 사용되며, 구동바퀴에 설치된 브레이크를 작동시킬 수 있는 브레이크손잡이가 설치되어 수동 운전중 긴급히 전동운반차를 정지시키고자 하는 경 우 브레이크손잡이를 쥠으로써 전동운반차를 기계적으로 정지시킬 수 있다. 적재함에는 운반 대상물을 수용할 수 있는 공간부가 형성되어 있다. 적재함 하부에는 다수의 바퀴가 설치되며, 바람직한 것은 3개 또는 4개의 바퀴가 설치되는 것이 적당하다. 전동모터에 의해 구동되는 구동바퀴와 구동력이 전달되지 않는 종동바퀴로 구분된다. 3개의 바퀴로 구성되는 경우, 전동운반차의 구동 안전성을 확보하기 위해 보조바퀴가 설치될 수 있으며, 구동중 노면의 굴곡이 심하거나, 과중량을 적재하여 전동운반차의 균형이 흐트러지면 차체부의 하부에 설치된 보조바퀴가 자동으로 하강하여 전복을 방지할 수 있게 되어 있어, 노면 조건에 상관없이 안전한 주행이 가능하다.

본 발명의 구동부는 차체부의 하부에 설치되는 1개 또는 다수개의 전동모터와 전동모터의 회전력을 전달하기 위한 감속기, 기어 및 체인벨트 등을 포함하여 구성되어 구동바퀴에 구동력을 전달한다. 경우에 따라 전동모터가 구동바퀴에 직접 연결될 수도 있다.

본 발명의 조향부는 구동부의 구성에 따라 다양한 방법으로 구성될 수 있다. 구동부가 1개의 전동모터를 사용하여 2개의 바퀴를 구동하고, 1개의 종동바퀴로 구성되는 경우, 종동바퀴에 조향모터를 설치하여 전동운반차를 조향할 수 있다. 구동부가 2개의 전동모터가 구동바퀴에 직접 연결되어 구성되는 경우, 각 전동모터의 회전 속도 및 방향을 제어하여 전동 운반차를 조향할 수 있다.

본 발명의 전원부는 구동부, 조향부, 제어부 및 기타부(악세서리부)에 전원을 공급하며, 차체부에 축전지를 설치하여 구성된다.

본 발명의 조작부는 운반용 손잡이에 설치되어 전동운반차의 운전방법을 수동 또는 무인 자동방법 중 하나로 선택할 수 있으며, 사용자가 수동으로 전동운반차를 조작하는 경우 전동운반차의 전진, 후진, 좌회전, 우회전 또는 정지를 명령할 수 있는 버튼이 설치되어 있다. 또한 운전자 선택에 의하여 운반차 상부에 앉을 수 있는 시트를 설치할 수 있다.

본 발명의 제어부는 조작부 또는 센서부의 입력신호에 따라 전동운반차의 구동부, 조향부및 기타부(악세서리부)의 작동을 제어하며, 주행중 전동운반차의 전도 위험이 있는 경우 보조바퀴를 구동하며, 전동운반차의 동작상태신호를 주행상태표시부에 전달한다.

본 발명의 센서부는 인체에서 발산되는 열을 감지하는 인체감지적외선집전센서, 송신된 마이크로파와 물체에서 반사된 마이크로파의 파장차이를 이용하여 물체의 이동을 감지하는 마이크로파도플러센서, 초음파를 공간에 복사하고 반사되어 돌아오는 초음파를 수신하여 동작하는 초음파 센서 및 적외선광을 발사하여 물체로부터의 반사에 의해 거리를 측정할 수 있는 적외선광센서 등의 센서를 이용하여 구성된다. 상기 센서부는 차체부의 상부에 고정부착되어 사용자의 동작을 감지하여 제어부에 신호를 전달하게 된다.

기타부(악세서리부)는 등화장치, 경음기, 공조기, 적재함 권하강용 등이다. 또한, 본 발명의 차체부에는 전동운반차의 동작상태를 주행상태표시부가 설치되어 작업자에게 전동운반차의 동작상태를 전달할 수 있다. 상기 주행상태표시부는 색깔 또는 문자로 동작상태를 알려줄 수 있는 표시부와 또는 음성출력으로 동작상태를 표시하는 음성출력기 등이 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 구동바퀴에는 원주방향을 따라 구멍이 형성된 원형철판이 설치되고, 차체부의 원형철판의 구멍에 대응된 위치에 고주파센서가 설치되어, 전동운반차가 장애물을 넘지 못할 경우, 제어부는 전동모터에 전달되는 신호와 고주파센서가 감지한 구동바퀴의 회전수를 비교하여 전동모터에 과부하가 발생하지 않도록 전동모터의 전원 출력을 차단함으로 전동모터의 손상을 방지할 수 있다.

본 발명의 제2목적을 달성하기 위한 작업자의 동작을 감지하여 전동운반차를 제어하는 방법을 기술하면 다음과 같다.

전동운반차의 운전방법이 무인 자동운전으로 선택되면, 센서부의 각 센서들은 초기상태로 대기한다.

먼저, 인체감지집전센서는 마이크로파도플러센서가 인체가 아닌 다른 무생물의 이동을 감지하는 경우 전동운반차가 오작동할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 작업자가 감지범위 내에 있는 지의 여부를 감지하고, 제어부에 이를 전달한다.

마이크로파도플러센서는 작업자의 동작 변화를 감지하여 작업자의 전진, 후진, 좌회전, 우회전 또는 정지 명령을 인식하고, 제어부에 이를 전달한다.

초음파센서는 작업자와의 거리를 감지하여, 제어부에 이를 전달한다.

상기 각 센서에서 인식한 감지값이 제어부에 모두 정상적으로 전달된 경우, 제어부는 이를 종합하여, 전동운반차가 작업자가 원하는 위치까지 도달할 수 있도록 구동부 및 조향부를 제어한다.

상기 각 센서에서의 감지값 중 1개라도 주행조건을 만족하지 못하는 경우, 제어부는 작업상태표시부에 이를 표시하도록 명령하고, 각 센서는 초기상태로 복귀된다.

정상적으로 작업자의 동작을 감지하여 전동운반차가 주행하는 중, 제어부가 명령한 위치에 도달하기 전 적외선광센서가 다른 작업자 또는 사물을 감지하면, 제어부는 전동운반차를 정지시켜 다른 작업자 또는 사물과의 충돌을 방지한다.

작업자가 센서부에 전달하는 손동작은 통상의 전진, 후진, 좌향 또는 우향을 나타내는 수신호를 기본으로 하며, 경우에 따라 미리 센서부가 전진, 후진, 좌회전, 우회전, 또는 정지를 나타내는 작업자의 손동작을 감지하고, 감지한 결과를 제어부에 저장함으로써, 센서부가 작업자의 동작을 보다 정확하게 인식하게 할 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 무인 전동운반차는 작업자가 직접 전동운반차를 운전하거나, 전동운반차가 미리 정해진 경로를 따라 이동하지 않고, 센서부가 작업자의 동작을 감지하여 전동운반차를 원격 구동하게 되므로, 작업자가 농작물을 수확한 것을 전동운반차에 적재하여 운반 이동함으로서 두 가지의 행동을 동시에 처리할 수 있게 함으로써, 농작물 수확 작업시 작업자가 작업하던 곳에서 전동운반차까지 당도하여 전동운반차를 목적지로 이동하는 시간과 인력을 절감할 수 있을 뿐 아니라, 작업 피로도를 감소시켜 작업 효율성을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 무인 전동운반차는 구동중 노면의 굴곡이 심하거나, 과중량을 적재하여 전동운반차의 균형이 흐트러지면 차체부의 하부에 설치된 보조바퀴가 자동으로 하강하여 전복을 방지할 수 있게 되어 있어, 노면 조건에 상관없이 안전한 주행이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 무인 전동운반차는 전동모터에 과부하가 발생하여 장애물을 넘지 못할 경우 바퀴에 설치된 고주파센서가 원형철판의 천공이 된 개수가 카운트 되지 않음을 판단해 전동모터로의 전원 출력을 차단함으로 전동모터의 손상없이 장기간 사용할 수 있는 경제적 이점을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 무인 전동운반차의 제어방법은 작업자가 필요에 따라 전동운반차를 수동 또는 무인 자동제어할 수 있으며, 무인 자동제어시 작업자의 손동작만으로 전동운반차의 주행을 제어할 수 있으며, 무인 자동 주행중 장애물이 나타나 충돌 우려가 있는 경우, 이를 감지하여 전동운반차를 비상 정지시켜 주행 안전성을 확보할 수 있다.

또한, 센서부가 인식한 전진, 후진, 좌회전, 우회전, 또는 정지를 나타내는 작업자의 손동작을 미리 제어부에 저장함으로써, 센서부가 작업자의 동작을 보다 정확하게 감지할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 작업자의 동작을 감지하여 전동운반차를 원격 구동할 수 있는 무인 전동운반차 및 그 제어방법을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 무인 전동운반차의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 무인 전동운반차의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제1실시예에 의한 무인 전동운반차는 차체부(100), 구동부(200), 조향부(300), 전원부(400), 조작부(500), 제어부(600), 센서부(700) 및 주행상태표시부(800)를 포함하여 구성된다.

보다 상세히 설명하면, 제1실시예의 차체부(100)는 운반용 손잡이(22), 물건을 적재할 수 있는 적재함(25), 적재함 하부에 설치되는 2개의 구동바퀴(20)와 1개의 종동바퀴(21)를 포함하여 구성된다.

운반용 손잡이(22)는 작업자가 전동운반차를 직접 수동으로 운전할 때 사용되며, 구동바퀴(20)에 설치된 브레이크(29)를 작동시킬 수 있는 브레이크손잡이(23)가 설치되어 수동 운전중 긴급히 전동운반차를 정지시키고자 하는 경우 브레이크손잡이(23)를 쥠으로써 전동운반차를 기계적으로 정지시킬 수 있다.

적재함(25)에는 공간부가 형성되어 있어 운반 대상물을 수용할 수 있다.

또한, 전동운반차의 구동 안전성을 확보하기 위해 차체부(100)의 하부에 하나 또는 다수개의 보조바퀴(34)가 설치되며, 종동바퀴(21)의 좌,우측에 지면과의 거리를 측정하는 초음파거리측정센서(5)를 포함한 수평감지센서(32)가 설치되어, 초음파거리측정센서(5)에서 측정한 지면과의 좌,우측 거리차가 소정값 이상인 경우 보조바퀴(34)가 자동 하강하여 전동운반차의 전복을 방지하고, 소정 시간후 수평이 이루어졌다고 판단되는 경우 보조바퀴(34)가 자동으로 상승하여 전동운반차의 조향성을 확보한다. 경우에 따라 수평감지센서(32)에 3축가속도계를 포함하여, 차체부(100)가 기울어지는 순간의 가속도 변화를 감지하여 차체 전복 위험 여부의 판단을 보다 정확하게 할 수도 있다. 또한 운전자의 선택에 의하여 적재함의 하중변화에 따라 보조바퀴를 수동 또는 자동으로 하강 또는 권상할 수 있도록 제어할 수 있다.

상기 보조바퀴를 수동 또는 자동으로 하강 또는 권상할 수 있도록 제어할 수 있도록 기계식 작동기 또는 로드셀 등을 설치할 수 있다.

차체부(100)에 헤드라이트(조명등)(6)를 설치하여, 야간 주행시 안전한 주행이 이루어질 수 있도록 하며, 야간 작업시 작업공간에 조명을 비춰줌으로써 작업의 편리성을 도모할 수 있다.

제1일시예의 구동부(200)는 차체부(100)의 하부에 설치되는 1개의 전동모터(9)와 전동모터(9)의 회전력을 전달하기 위한 감속기(26), 기어(28) 및 체인벨트(18)을 포함하여 구성되어 구동바퀴(20)에 구동력을 전달한다.

또한, 구동바퀴(20)에는 원주방향을 따라 구멍이 형성된 원형철판이 설치되고, 차체부의 원형철판의 구멍에 대응된 위치에 고주파센서(31)가 설치되어, 전동운반차가 장애물을 넘지 못할 경우, 제어부(600)는 전동모터(9)에 전달되는 신호와 고주파센서(31)가 감지한 구동바퀴(20)의 회전수를 비교하여 전동모터(9)에 과부하가 발생하지 않도록 전동모터(9)로의 전원 출력을 차단함으로 전동모터(9)의 손상을 방지한다.

제1일시예의 조향부(300)는 종동바퀴(21)의 상부에 조향모터(33)를 설치하여 구성된다.

제1일시예의 전원부(400)는 차체부(100)의 하부에 축전지(10)를 설치하여 구성되며, 각 구성부에 필요한 전원을 공급하게 된다.

제1일시예의 주행상태표시부(800)는 차체부(100)의 상부에 표시부(8)와 스피커(35)를 설치하여 구성된다. 표시부(8)는 센서부(700)가 작업자의 동작 신호를 정상적으로 감지했는지의 여부와 제어부(600)가 구동부(200)에 전달한 구동신호를 표시부(8)에 출력함으로써 전동운반차의 작동 상태를 작업자가 알 수 있도록 표시하여 준다. 센서부(700)가 작업자의 동작 신호를 정상적으로 수신하지 못하거나, 전동운반차의 구동 중 이상이 발생하는 경우, 음성출력기(7)가 음성 신호로 작업자에게 이상 상태를 알려주며, 음성출력기(7)는 단일 음 신호를 발생하거나, 필요에 따라 음성합성출력신호를 스피커(35)를 통해 작업자에게 이상 신호를 보낼 수 있도록 구성된다.

제1일시예의 센서부(700)는 마이크로파도플러센서(1), 초음파센서(2), 적외선광센서(3) 및 인체감지적외선집전센서(4)의 센서를 이용하여 구성된다. 상기 센서부는 차체부의 상부에 고정부착되어 사용자의 동작을 감지하여 제어부에 신호를 전달하게 된다. 센서부(700)는 전동운반차의 사용자가 쉽게 설치 가능하도록 영구 자석(14)을 부착하거나 원하는 방향으로 자유롭게 위치할 수 있는 회전고정대(17)를 고정 부착해 사용할 수가 있도록 구성된다.

도 3은 제1일시예의 조작부(500)의 구성을 나타내며, 수동 또는 무인 자동운전방법 선택 버튼과 전진, 후진, 좌회전, 우회전, 정지 버튼이 구비되고, 전동운반차의 주행속도를 조정하는 속도조정기(24)가 구비되어, 작업공간 및 노면상태를 고려하여 작업자가 전동운반차의 주행속도를 제한할 수 있도록 구성된다.

바람직하게는 작업자가 수동 또는 무인 자동운전방법을 선택하는 기능과 비상시 전동운반차의 주행을 정지시킬 수 있는 기능을 갖춘 원격제어기(36)를 구비하여, 원거리에서 전동운반차의 운전방법을 선택할 수 있고, 위급 상황시 전동운반차를 비상 정지시킬 수 있다.

도 4는 제1일시예의 제어부(600)의 구성을 나타내는 블록 다이어그램이다. 먼저, 제어부(600)는 조작부(500)의 운전방법 선택 버튼의 입력 또는 원격제어기(36)로부터의 주행방법 선택에 따라 수동 또는 무인 자동 운전방법을 결정한다. 수동 운전의 경우 전진, 후진, 좌회전, 우회전 또는 정지 버튼의 입력 신호에 따라 구동부(200) 및 조향부(300)의 작동을 제어하며, 무인 자동 운전의 경우 센서부(700)에서 감지한 작업자의 동작 신호에 따라 구동부(200) 및 조향부(300)의 작동을 제어한다. 전동운반차의 주행속도는 조작부(500)에 설치된 속도조정기(24)의 입력값으로 결정한다.

제어부(600)에서 감지한 작업자의 동작 신호 및 제어부(600)에서 구동부(200) 및 조향부(300)에 명령한 전동운반차의 동작상태는 표시부(8)을 통해 출력되며, 센서부에서 작업자의 동작신호를 정상적으로 감지하지 못했거나 전동운반차의 주행이 정상적으로 이루어지지 않는 경우 음성출력기(7)을 통해 작업자에게 경고음을 발생한다.

또한, 제어부(600)는 주행중 센서부(700)의 적외선광센서(3)가 주행경로상에 다른 작업자 또는 사물을 근접한 것을 감지하거나 원격제어기(36)로부터 비상 정지 신호가 전달되는 경우, 전동운반차의 주행을 정지시켜 전동운반차를 안전하게 운전할 수 있다.

또한, 제어부(600)는 주행중 수평감지센서(32)에서 감지한 전동운반차의 불균형시 보조바퀴(34)를 지면으로 하강시키는 명령을 출력한다.

또한, 작업자는 미리 센서부(700)가 인식한 전진, 후진, 좌회전, 우회전, 또는 정지를 나타내는 작업자의 손동작을 제어부(600)에 저장하여, 센서부(700)가 작업자의 동작을 보다 정확하게 감지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 무인 전동운반차의 단면도이다.

제2일시예의 구동부(200)는 2개의 구동바퀴(20)에 각각 감속기(26)가 연결된 전동모터(9)가 설치된다. 제2일시예의 조향부(300)는 제어부(600)에서 좌,우측 구동바퀴(21)의 회전속도를 제어하여 구현된다.

제2일시예의 다른 구성부는 제1실시예의 구성부와 같다.

도 6은 본 발명의 무인 전동운반차의 무인 자동 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 6을 참조하여 본 발명의 무인 전동운반차의 무인 자동 제어방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 인체감지집전센서(4)가 작업자가 감지범위 내에 있는지의 여부를 판단한다. 인체가 아닌 다른 무생물의 이동을 감지하여 전동운반차의 오작동을 방지하기 위한 단계이다.

인체감지집전센서(4)가 작업자가 감지범위 내에 있음을 판단한 경우, 마이크로파도플러센서(1)는 작업자의 동작 변화를 감지하여 작업자의 전진, 후진, 좌회전, 우회전 또는 정지 명령을 인식하고, 제어부(600)에 이를 전달한다.

인체감지집전센서(4)가 인체임을 판단하지 못한 경우에는 센서부(700)는 초기 상태로 대기하며, 센서부의 신호를 재검색한다.

전동운반차의 주행방향을 결정한 경우, 초음파센서(2)는 작업자와의 거리를 감지하여, 제어부(600)에 이를 전달한다.

마이크로도플러센서(1)가 전동운반차의 주행방향을 결정하지 못한 경우에는 센서부(700)는 초기 상태로 대기하며, 센서부의 신호를 재검색한다.

작업자와의 거리가 결정된 경우, 제어부(600)는 구동부(200) 및 조향부(300)를 제어하여 작업자가 의도한 위치에 도달하고, 제어부(600)가 명령한 작업자가 의도한 위치에 도달하기 전 적외선광센서(3)가 다른 작업자 또는 사물을 감지하면, 제어부(600)는 전동운반차를 정지시켜 충돌을 방지한다.

다음, 본 발명에 따른 무인 자동운반차의 운전방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전동운반차를 무인 자동운전하고자 하는 경우, 운반용 손잡이(22)에 설치된 조작부(500) 또는 원격제어기(36)의 운전방법 선택 스위치를 자동으로 전환한다.

원거리에 떨어진 작업자가 손짓으로 전동운반차의 센서부(700)를 향해 전동운반차의 전진을 명령하면, 센서부(700)는 작업자의 손동작을 감지하여 제어부(600)에 전동운반차의 전진 신호를 전달하고, 제어부(600)는 전동모터(9)를 제어하여 전동운반차를 전진시킨다.

전동운반차의 전진 주행중 작업자가 경로를 변경하고자 하는 경우 작업자는 손짓으로 전동운반차의 좌회전 또는 우회전을 명령하고, 센서부(700)는 작업자의 손동작을 감지하여 제어부(600)에 전동운반차의 좌회전 또는 우회전 신호를 전달하고, 제어부(600)는 전동모터(9) 또는 조향모터(33)를 제어하여 전동운반차를 좌회전 또는 우회전시킨다.

전동운반차가 작업자가 원하는 위치에 도달한 경우 작업자는 손짓으로 전동운반차의 정지를 명령하고, 센서부(700)는 작업자의 손동작을 감지하여 제어부(600)에 전동운반차의 정지 신호를 전달하고, 제어부(600)는 전동모터(9)를 제어하여 전동운반차를 정지시킨다.

전동운반차의 후진이 필요한 경우에는 작업자가 손짓으로 전동운반차의 후진을 명령하고, 센서부(700)는 작업자의 손동작을 감지하여 제어부(600)에 전동운반차의 후진 신호를 전달하고, 제어부(600)는 전동모터(9)를 제어하여 전동운반차를 후진시킨다.

작업자가 전동운반차를 수동으로 운전하고자 하는 경우에, 작업자는 운반용 손잡이(22)에 설치된 조작부(500) 또는 원격제어기(36)의 운전방법 선택 스위치를 수동으로 전환하고, 조작부(500)에 설치된 전진, 후진, 좌회전, 우회전 또는 정지 버튼을 눌러 전동운반차를 조작하게 된다.

수동으로 운전 중 작업자가 전동운반차를 긴급히 정지시키고자 하는 경우에는 운반용 손잡이(22)에 설치된 브레이크손잡이(23)를 쥠으로써 전동운반차를 기계적으로 정지시킬 수 있다.

이상, 도면에 도시된 실시예를 참고로 본원 발명을 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 무인 전동운반차의 사시도

도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 무인 전동운반차의 단면도

도 3은 본 발명의 제1일시예의 조작부의 구성도

도 4는 본 발명의 제1일시예의 제어부의 블록 다이어그램

도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 무인 전동운반차의 단면도

도 6은 본 발명의 무인 전동운반차의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 차체부 200: 구동부 300: 조향부

400: 전원부 500: 조작부 600: 제어부

700: 센서부 800: 주행상태표시부

1: 마이크로파도플러센서 18: 체인벨트 35: 스피커

2: 초음파센서 19: 바퀴회전고정부 36: 원격제어기

3: 적외선광센서 20: 구동바퀴

4: 인체감지적외선집전센서 21: 종동바퀴

5: 초음파거리측정센서 22: 운반용 손잡이

6: 헤드라이트 23: 브레이크손잡이

7: 음성출력기 24: 속도조정기

8: 표시부 25: 적재함

9: 전동모터 26: 감속기

10: 축전지 27: 핸들

11: 마이크로컨트롤러 28: 동력전달부

12: 손 29: 브레이크

13: 전동운반차 30 : 3축가속도계

14: 영구자석 31: 고주파센서

15: 모터드라이버 32: 수평감지센서

16: 제어박스 33: 조향모터

17: 회전고정대 34: 보조바퀴

Claims (14)

1. 운반용 손잡이, 물건을 적재할 수 있는 적재함, 적재함 하부에 설치되는 바퀴를 포함하는 차체부와; 1개 또는 다수개의 전동모터를 이용하여 바퀴를 구동시키는 구동부와; 전동운반차의 이동방향을 가변하는 조향부와; 전동모터에 전원을 공급하기 위한 전원부와; 전동운반차의 구동 및 조향을 제어하는 제어부와; 작업자가 전동운반차의 주행여부 및 주행방향을 선택하기 위한 조작부를; 포함하는 전동운반차에 있어서,

   상기 조작부는 전동운반차를 수동 또는 무인 자동운전 방법을 선택할 수 있는 주행방법 선택부를 더 포함하며; 상기 전동운반차는 원거리에서 작업자의 동작을 감지하여 전동운반차의 주행여부 및 주행방향을 제어부에 전달하는 센서부를 더 포함하고; 상기 제어부는 센서부가 감지한 전동운반차의 주행신호에 따라 구동부 및 조향부를 제어하여 작업자가 원하는 위치에 도달할 수 있도록 구성하여, 작업자가 직접 전동운반차를 운전하거나, 전동운반차가 미리 결정된 경로를 따라 일정한 구간을 이동하지 않고, 센서부가 감지한 작업자의 동작에 따라 전동운반차를 전진, 후진, 좌회전, 우회전 또는 정지시켜 원거리에서 전동운반차를 제어할 수 있고,

   상기 차체부의 하부에는 보조바퀴와 전동운반차의 수평을 감지하는 수평감지센서가 구비되어, 전동운반차가 소정값 이상 기울어지는 경우, 보조바퀴가 자동으로 하강하여 전동운반차의 전복을 방지하는 것을 특징으로 하는 무인 전동운반차
2. 제1항에 있어서,

   상기 센서부는 인체에서 발산되는 열을 감지하는 인체감지적외선집전센서, 송신된 마이크로파와 물체에서 반사된 마이크로파의 파장차이를 이용하여 물체의 이동을 감지하는 마이크로파도플러센서, 초음파를 공간에 복사하고 반사되어 돌아오는 초음파를 수신하여 동작하는 초음파 센서 및 적외선광을 발사하여 물체로부터의 반사에 의해 거리를 측정할 수 있는 적외선광센서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무인 전동운반차
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 구동부는 1개의 전동모터와 감속기와 전동모터의 회전력을 전달하기 위한 기어 및 체인벨트 등을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무인 전동운반차
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 구동부는 2개의 전동모터가 2개의 바퀴에 각각 직접 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 무인 전동운반차
5. 제3항에 있어서,

   상기 조향부는 구동력이 전달되지 않는 바퀴에 조향모터를 설치하여 구성된 것을 특징으로 하는 무인 전동운반차
6. 제3항에 있어서,

   상기 전동모터에 의해 구동되는 바퀴의 내측에는 원주방향을 따라 구멍이 형성된 원형철판이 설치되고, 상기 차체부의 원형철판의 구멍에 대응된 위치에는 고주파센서가 설치되어, 제어부가 전동모터에 회전하라는 신호를 전달했음에도 바퀴가 회전하지 않는 경우, 전동모터로의 전원 출력을 차단하여 전동모터의 손상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 무인 전동운반차
7. 제4항에 있어서,

   상기 조향부는 각 전동모터의 회전 속도 및 방향을 제어하여 전동운반차를 조향하는 것을 특징으로 하는 무인 전동운반차
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,

   상기 수평감지센서는 차체부의 하부 좌,우측에 초음파거리측정센서를 부착하고, 각 초음파거리측정센서에서 측정한 지면과의 거리의 차를 비교하여 전동운반차의 기울어짐 정도를 판단하는 것을 특징으로 하는 무인 전동운반차
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 차체부의 상부에는 전동운반차의 주행상태, 센서부에서의 정상 감지 여부를 표시하고, 주행 또는 감지 이상시 작업자에게 경보를 전달할 수 있는 주행상태표시부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 무인 전동운반차
11. 제10항에 있어서,

    상기 주행상태표시부는 문자 또는 빛을 이용해 정보를 전달하는 표시부 또는 음성신호를 이용해 정보를 전달하는 음성출력기인 것을 특징으로 하는 무인 전동운 반차
12. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 전동운반차는 작업자가 수동 또는 무인 자동운전방법을 선택하는 버튼과 비상시 전동운반차의 주행을 정지시킬 수 있는 버튼을 포함한 원격제어기를 구비하여, 원거리에서 전동운반차의 운전방법을 선택할 수 있고, 위급 상황시 전동운반차를 비상 정지시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 무인 전동운반차
13. 운반용 손잡이, 물건을 적재할 수 있는 적재함, 적재함 하부에 설치되는 바퀴를 포함하는 차체부와; 1개 또는 다수개의 전동모터를 이용하여 바퀴를 구동시키는 구동부와; 전동운반차의 이동방향을 가변하는 조향부와; 전동모터에 전원을 공급하기 위한 전원부와; 전동운반차의 구동 및 조향을 제어하는 제어부; 전동운반차의 수동 또는 무인 자동운전 방법의 선택 및 주행방향을 조작할 수 있는 조작부; 인체감지집전센서, 마이크로파도플러 센서, 초음파 센서 및 적외선광센서를 포함한 센서부;를 포함하여 구성된 무인 전동운반차의 제어방법에 있어서,

    전동운반차의 운전방법을 수동 또는 무인 자동운전중 어느 하나를 선택하는 단계; 운전방법이 무인 자동운전인 경우 인체감지집전센서가 감지범위 내에 있는 지의 여부를 판단하는 단계; 마이크로도플러센서가 작업자의 동작 변화를 감지하여 작업자의 전진, 후진, 좌회전, 우회전 또는 정지 명령을 인식하는 단계; 초음파센서가 작업자와의 거리를 감지하는 단계; 및 제어부가 인체감지집전센서, 마이크로도플러센서 및 초음파센서의 감지값을 종합하여 전동운반차의 주행방향을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 전동운반차의 제어방법
14. 제13항에 있어,

    상기 전동운반차의 주행방향을 결정하는 단계 이후, 전동운반차가 주행중 제어부가 명령한 위치에 도달하기 전 상기 적외선광센서가 다른 작업자 또는 사물을 감지하는 경우 전동운반차를 비상 정지시켜 충돌을 방지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 전동운반차의 제어방법

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