KR101058644B1 - 비접촉식으로 전원을 공급받기 위한 야드 트랙터 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비접촉식으로 전원을 공급받기 위한 야드 트랙터에 관한 것으로, 본 발명에 따른 야드 트랙터는, 상기 야드 트랙터는 외부에 설치된 급전부로부터 비접촉식으로 전원을 공급받기 위한 집전부를 포함하고, 상기 집전부는 상기 야드 트랙터에 설치된 충전용 배터리를 충전하며, 급전부와 집전부는 자기유도방식에 의해 상호 동작하도록 구성된다.

Description

비접촉식으로 전원을 공급받기 위한 야드 트랙터 및 그 제어 방법{YARD TRACTOR HAVING NONCONTACT POWER SUPPLYING SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 항만의 컨테이너 베이스 또는 컨테이너 터미널에서 사용되는 야드 트랙터에 관한 것으로, 구체적으로는 컨테이너 베이스에 설치된 급전부로부터 비접촉식으로 전원을 공급받기 위한 집전 장치를 구비한 야드 트랙터 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

컨테이너의 하역을 위해 항만의 육상에 마련되는 컨테이너 터미널은, 선박에 의한 해상운송과 트럭, 열차 등에 의한 육상운송이 연결되는 거점으로서, 선박(컨테이너선) 접안시설, 컨테이너의 하역 및 운반 시설, 컨테이너 야적 및 창고 시설 등을 유기적으로 구축함으로써 컨테이너 물류가 원활하게 이루어지도록 하고 있으며, 도로와 철도를 포함한 육상 운송과도 유기적으로 연계되어 있다.

항만에서 컨테이너 물류를 적체 없이 원활히 수행하기 위해서는, 컨테이너 터미널 전체를 효율적으로 관리하기 위한 시스템이 마련되어야 하는 것은 물론, 선박 접안시설, 컨테이너의 하역 및 운반 시설, 컨테이너 야적 및 창고 시설 등 관련 시설을 충분하게 확보는 것이 중요하다.

컨테이너의 하역(landing)/승역(lifting)과 관련해서, 컨테이너 터미널 등에 설치되는 갠트리 크레인은 문(門) 형태 또는 다리 형태의 항만용 크레인으로서, 야드 트랙터 또는 야드 트레일러(이하 트랙터라고 총칭하여 언급함)에서 실려오는 컨테이너를 야적하거나, 혹은 야적된 컨테이너를 야드 트랙터로 승적하는데 사용된다.

도 1은 컨테이너 터미널의 외관을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같은 컨테이너 터미널은 컨테이너 화물을 실은 화물선(1000)이 항만에 도착하면, 일차적으로 항만에 설치된 컨테이너 크레인(2000)에 의해 컨테이너가 일차적으로 하역되고, 하역된 컨테이너를 야드트랙터(yard tractor)에 적재되어 야적지역으로 이동되고 이동된 컨테이너를 갠트리 크레인(3000)이 야적하게 된다.

반대로 야드 트랙터에 의해 운반되어온 컨테이너를 화물선(1000)에 선적하는 것도 작업 과정이 반대인 것을 제외하면 위와 동일하다.

야드 트랙터는 컨테이너 터미널 내에서 야드 샤시를 견인하여 부두와 컨테이너 야드간에 컨테이너를 운송하는데, 통상적으로 야드 트레일러의 운행속도는 약 50km/hr 이하의 저속으로 이동하며, 하역작업 특성상 단시간에 일정속도에 도달하여야 하기 때문에 가속도가 높은 고출력의 엔진을 사용한다.

도 1에서 설명한 바와 같이, 야드 트랙터는 컨테이너 야드에서 사용되는 특수한 용도로 인해 도 1에 도시된 컨테이너 적재 영역 A, B, C, D의 구역을 이동하게만 된다. 본 발명자는 야드 트랙터가 미리 정해진 적재 영역만을 이동하고 또는 미리 정해진 경로로 이동하는 것에 착안하여, 각각의 작업 공간 내에서 차량의 운행에 필요한 에너지를 얻을 수 있다면 현재 야드 트랙터에 주로 사용되는 화석 연료와 전기 연료를 혼합해서 사용하는 하이브리드 방식 또는 대용량 베터리로 한번 충전하여 운행하는 배터리 충전 방식의 야드 트랙터의 연료 비용 문제를 향상시킬 수 있다는 점에서 본 발명을 안출하였다.

또한, 야드 트랙터의 무인화 운행과 관련해서, 종래에는 야드 트랙터를 무인으로 주행하기 위해서 트랙터가 이동되는 경로를 따라 페인트 등을 사용하여 가이드 라인을 형성하고 카메라로 가이드라인을 인식하여 주행하거나, 트랜스폰다등을 바닥에 매립하여 센서의 위치를 인식하여 운행하는 것이 일반적이지만, 이와 같은 노면에 가이드 라인을 형성하는 경우 눈과 같은 기상 상태에서는 가이드 라인이 가려지게 되어 무인화 주행을 할 수 없다는 문제점이 있으며, 또한 시간이 지남에 따라 가이드 라인이 마모되어 버리면 이 가이드 라인을 재보수해야 하므로 유지 관리면에서도 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점에 기반하여 안출된 것으로, 종래 하이브리드식의 야드 트랙터에 비해 유지 비용이 저렴하고 화석연료를 사용하지 않아 Co2절감등에 공헌하며, 또한 대용량의 배터리를 필요로 하지 않아 설치 비용이 저렴한 야드 트랙터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 종래 가이드 라인을 사용한 야드 트랙터의 무인화 주행 방식에서 기후의 변화에 영향을 받지 않는 야드 트랙터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 비접촉식으로 전원을 공급받을 수 있는 야드 트랙터를 제공하는데, 상기 야드 트랙터는, 외부에 설치된 급전부로부터 비접촉식으로 전원을 공급받기 위한 집전부를 포함하고, 집전부는 상기 야드 트랙터에 설치된 충전용 배터리를 충전하며, 급전부와 집전부는 자기유도방식에 의해 상호 동작하도록 구성된다.

이때, 집전부는 픽업 수단을 더 포함하고, 픽업 수단은 집전용 코어 및 집전용 코일부를 포함하며, 픽업 수단은 그 일단부가 엘리베이션 수단을 통해 상기 야드 트랙터의 바닥 프레임에 연결되며, 급전부와 집전부의 자기유도방식에 의한 전원 공급시, 픽업 수단은 엘리베이션 수단에 의해 노면에 형성된 급전부에 근접하여 수평이 되도록 배치되는 것이 좋다.

집전부는 야드 트랙터가 전력선을 따라 이동하거나 정지중인 경우 급전부로부터 전원을 공급받아 충전용 배터리를 충전하고, 배터리는 야드 트랙터가 전력선을 벗어나 이동 중인 부하에 전원을 공급하도록 구성된다.

또한, 야드 트랙터는 야드 트랙터의 전방에 설치되어 유도 자기장을 검지하는 유도 자기장 검지부를 더 포함하고, 유도 자기장 검지부는 상기 급전부에 전원을 공급하는 급전성의 유도 자기장을 검지하고, 야드 트랙터는 유도 자기장 검지부에서 검지된 신호에 기반하여 무인 주행되는 것이 바람직하다.

또한, 야드 트랙터는 야드 트랙터의 전방에 설치되어 야드 트랙터의 주행 방향에 장애물의 여부를 검지하기 위한 레이저 스캐너를 더 포함하고, 야드 트랙터는 상기 레이저 스캐너에서 검지된 신호에 기반하여 주행될 수도 있다.

또한, 선택적으로 야드 트랙터는, 유도 자기장 검지부와 레이저 스캐너로부터 전송되는 감지 정보를 분석하기 위한 감지 정보 분석부; 및 감지 정보 분석부의 분석 결과에 대응하여 야드 트랙터를 주행 제어하기 위한 제어부를 더 포함할 수도 있고, 제어부는, 레이저 스캐너로부터 전송되는 감지 정보에 기반하여 상기 야드 트랙터의 주행 방향에 장애물이 없다고 판단한 경우 유도 자기장 검지부로부터의 신호에 기반하여 야드 트랙터를 주행 제어하고, 레이저 스캐너로부터 전송되는 감지 정보에 기반하여 야드 트랙터의 주행 방향에 장애물이 있다고 판단한 경우 레이저 스캐너로부터 전송되는 신호에 기반하여 상기 야드 트랙터를 주행 제어하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 야드 트랙터는 전자기 유도를 이용한 비접촉 전력 전달 방식을 채용함으로써 종래의 하이브리드식의 야드 트랙터에 비해 유지 비용을 절감할 수 있고, 또한 고가인 대용량의 충전 배터리를 사용하는 전기 충전식 야드 트랙터에 비해 비교적 소용량의 배터리를 사용함으로써 초기 설치 비용이 저렴한 야드 트랙터를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 야드 트랙터는 전력의 급전선을 가이드 라인으로 사용하고 마그네틱 리더기를 통해 가이드 라인을 따라 이동하도록 구성됨으로써 기존과 같이 노면에 페인트를 사용한 방식에서 문제되는 기후 변화와 상관없이 안정적으로 무인 주행이 가능한 야드 트랙터를 제공할 수 있다.

도 1은 항만에 형성되는 컨테이너 터미널 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 항만용의 야드 트랙터의 외관을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에서 제안하는 바와 같이, 항만에 형성되는 컨테이너 터미널 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면으로, 도 3a는 컨테이너 터미널의 전체적인 구조를 도시한 도면, 도 3b는 컨테이너 터미널에서의 컨테이너 야적장을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 항만용의 야드 트랙터의 집전부와 외부에 형성된 급전부 간의 비접촉 전원 공급을 개략적으로 나타낸 설명도.
도 5는 본 발명에 따른 야드 트랙터의 집전부의 안정화 회로를 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 집전부의 픽업 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에서 유도 자기장 검지부와 전력선의 정합에 따른 신호 차리를 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에서 레이저 스캐너를 사용하여 전방의 장애물이 발견된 경우의 예를 개략적으로 도시한 도면.
도 9는 유도 자기장 검지부와 레이저 스캐너를 사용한 야드 트랙터의 주행 방법을 개략적으로 도시한 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2는 전형적인 야드 트랙터를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 트랙터는 통상의 트랙터의 형상을 가지는데, 도 2에서 야드 트랙터(100)에는 야드 샤시 또는 야드 트레일러(220)가 결합되고 야드 샤시 또는 야드 트레일러(220)에 컨테이너(210)가 적재되거나, 야드 샤시 또는 야드 트레일러(220)로부터 컨테이너(220)가 하역된다.

도 2에서 참조 번호 100으로 나타낸 바와 같은 본 발명에 따른 야드 트랙터는 기존의 하이브리드식 엔진의 문제점이었던 높은 유지 비용과, 전기 배터리식 모터의 문제점이였던 과도한 배터리 용량의 설치비 문제를 해결하기 위해 비접촉 전력 전달 방식을 이용한다.

비접촉 전력 전달 방식이란 집전부와 상기 집전부와 대향하여 배치된 급전부 사이에서 전자기 유도를 이용하여 비접촉식으로 전력을 충당하는 것이다. 본 발명은 비접촉 전력 전달 방식을 사용하기 위해 야드 트랙터가 주행되는 작업 공간에 설치되는 급전부(120)와 야드 트랙터에 설치되는 집전부(110)를 포함한다.

급전부(120)는 도 3에 도시한 바와 같은 작업 영역(A~D) 내에 미리 형성되는데, 급전부(120)는 통상적으로 사용되는 구조로서 급전선 또는 전력선(122), 급전용 코어 및 급전용 코일을 포함하여 형성된다.

또한 본 발명에 채용된 급전부(120)는 트랙터의 이동에 방해가 되지 않도록 작업 영역(A~D)에 매설된 형태가 바람직하지만, 노출된 형태로 형성될 수도 있다. 자기유도를 이용한 급전부의 구성은 이미 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 하며, 본 발명의 급전부의 구성은 본 발명의 출원 이전에 공개된 모든 급전부의 구성이 대안적으로 채용가능하다는 것은 당업자에게 자명하다.

다음으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 야드 트랙터(100)는 트랙터의 바닥 프레임에 형성되는 집전부(110)를 포함하며, 집전부(110)는 픽업 수단(113)과 집전용 구동 수단(111)을 한다. 이하, 집전부(110)의 구성에 대해 도 5를 참고하여 이하에 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 야드 트랙터(100)에 설치되는 집전부(110)의 구성을 개략적으로 도시한 회로 블록도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 집전부(110)는 상기 급전부(120)로부터의 자기 변화와 감응하는 픽업 수단(1113)과 픽업 수단으로부터 취득된 유도 전력를 부하로 동작하는 모터(112)로 안정적으로 공급하기 위한 집전용 구동 수단부(111)를 포함한다.

도 6은 상기 집전부(110)의 픽업 수단(113)의 구성을 도시한 도면으로 픽업수단은 코어부(113b)에 설치된 집전용 코일(113a)을 포함한다. 집전용 코일(113a)은 상기 급전부(120)로부터 전력이 공급되면 도 3에 도시된 바와 같이 자기장 유도에 의한 유도 전류가 흐르도록 구성된다.

본 발명에서 야드 트랙터(100)는 급전부의 전력선(122)을 따라 이동될 때 또는 급전부의 전력선(122)에 정차중일 때 급전부(120)로부터 자기 유도 방식에 의해 전원을 공급받아 자체 배터리를 충전하도록 구성된다. 이를 위해 본 발명에 따른 실시예에서 집전부(110)의 픽업 수단(113)은 도 4에 도시된 바와 같이 야드 트랙터의 바닥 프레임에 형성된다. 통상적으로 집전부(110)의 픽업 수단(113)을 통해 자기 유도방식으로 전원을 공급할 때, 픽업 수단(113)과 급전부(180) 사이의 거리는 가까우면 가까울수록 전원 공급 효율은 크게 증가된다. 이러한 픽업 수단과 급전부 사이의 거리를 조절하기 위해, 본 발명에 따른 실시예에서, 픽업 수단(113)은 엘리베이션 수단(130)에 의해 연결되어 무선 급전시에 필요하다면 노면에 형성된 급전부(120)의 자기발생부(121)에 근접하여 수평으로 배치되도록 구성될 수도 있다.

다음으로, 다시 도 5를 참조하면, 픽업 수단(113)으로부터 얻어진 유도 전력은 통상의 전력 기기(모터 구동 전원)용으로 제공할 수 없으므로, 본 발명에서는 픽업 수단(113)으로부터 얻어진 유도 전력을 안정화하기 위한 집전용 구동 수단부(113) 또는 안정화 수단부(113)를 포함하고 있다.

픽업 수단(113)으로부터 얻어진 유도 전력은 먼저 레귤레이터(111a)를 거쳐 직류 전원으로 변환되고, 직류 변환된 전원을 부하로서 동작하는 모터(112)의 동작 전압에 맞추기 위한 전력변환부(111e)를 거쳐 부하에 공급된다.

이때, 부하로서 사용되는 모터가 교류를 이용한 삼상 교류 모터인 경우 상기 전력변환부(111e)는 직류 전원을 다시 교류 전원으로 변환하는 인버터가 사용될 수 있으며, 모터가 직류 모터인 경우 직류 전원을 제어하기 위한 쵸퍼 등의 수단이 사용될 수 있다. 즉, 상기 전력 변환부(111e)는 사용되는 부하 조건에 따라 변경될 수 있다. 본 실시예에서는 모터(112)는 삼상 교류 모터를 채용하였으며 전력변환부(111e)로서 인버터를 사용하였다.

또한, 본 발명에 따른 야드 트랙터(100)에 설치되는 집전부(110)의 안정화 수단부(111)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 전력변환부(111e)와 레귤레이터(111a) 사이에 리듐-이온 배터리(111b)를 더 포함한다. 리듐-이온 배터리(111b)는 충전가능하도록 구성되며, 레귤레이터(111a)와 함께 모터(112)에 필요한 전력을 공급한다.

이상과 같이, 리듐-이온 배터리의 충전 용량의 선택은 경제성 및 효율성 등을 고려해서 선택되어야 하는데, 본 발명에서는 컨테이너 스테이션의 일정 작업 구역을 이동하는 야드 트랙터(100)는 비교적 소용량의 배터리가 채용될 수 있는데, 이는 야드 트랙터(100)에 승적/하적 등의 작업을 위해 전력선(122)를 따라 이동하거나 전력선(122)에 정지하고 있을 때 급전부(120)로부터 전력을 공급받아 배터리(111b)를 충전하지만, 도 3b에 도시한 바와 같이 야드 트랙터(100)가 전력선(122)를 벗어나 컨테이너 야적장과 같은 장소로 이동시에 충전된 배터리로부터 모터에 필요한 전력을 공급받도록 이루어지기 때문이다.

또한, 본 발명에 따른 야드 트랙터(100)는 리듐-이온 배터리(111b)가 일정 전압 이하로 떨어지지 않도록 유지하며, 일정 전압 이상으로 과충전되는 것을 방지하기 위한 배터리관리시스템(BMS) 회로를 포함함으로써 리듐-이온 배터리(111b)를 안정적으로 유지할 있다.

또한, 본 발명에 따른 야드 트랙터(100)는 집전부(110)의 안정화 수단부(111)는 리듐-이온 배터리(111b)와 전력변환부(111e) 사이에 DC-DC 컨버터를 더 포함하여 모터(112) 이외의 트랙터(100)에 필요한 전자 장치(111f), 예를 들면 트랙터를 제어하는데 필요한 제어부(180) 등에 전원이 안정적으로 공급될 수 있게 구성된다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 야드 트랙터(100)는 전자기 유도를 이용한 비접촉 전력 전달 방식을 채용함으로써 종래의 하이브리드식의 야드 트랙터에 비해 유지 비용을 절감할 수 있고, 또한 고가인 대용량의 충전 배터리를 사용하는 전기 충전식 야드 트랙터에 비해 비교적 소용량의 배터리를 사용함으로써 초기 설치 비용이 저렴한 야드 트랙터를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에서 전자기 유도 방식의 비접촉 전력 전달 방식을 채용함에 따라, 도 2 및 도 3과 같이 작업 구역(A~D) 내에는 급전부로의 전기력을 전달하기 위해 전력선(122)이 설치되는데, 이 전력선에 전력이 공급되어 전류가 흐름에 따라 전력선(122)으로부터 전술했던 바와 같이 유도 자기장이 발생된다.

급전부(120)의 전력선(122)을 야드 트랙터(100)의 무인화 주행을 위한 가이드 라인으로 이용하기 위해 본 발명에 따른 야드 트랙터(100)는 상기 전력선으로부터 발생되는 유도 자기장을 검출하기 위한 유도 자기장 감지부(150)을 더 포함한다.

유도 자기장 감지부(150)는 집전부(110)의 픽업 수단(113)과 유사하게, 야드 트랙터(100)의 전방면에 위치하도록 설치되며, 작업 구역(A~D)에 형성된 전력선(122)에 전류가 흘러 유도 자기장이 발생되면 이를 검출해 내고 대응하는 자력 신호를 제어부로 출력하게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 전력선(122)과 유도 자기장 감지부(150)의 위치 관계를 도시한 도면이다. 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 유도 자기장 감지부(150)와 전력선(122)가 서로 평행한 경우 신호 S1이 발생되며, 이 신호는 조향각을 결정하는 기준 신호로서 작용된다. 또한 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 유도 자기장 감지부(150)와 전력선(122)가 서로 어긋난 경우 전력선에서의 발생되는 자기장으로부터 검출되는 자기장 밀도가 틀어지게 되며, 따라서 신호 S1과는 다른 출력 신호 S2가 유도 자기장 감지부(150)로부터 발생된다.

따라서 유도 자기장 감지부(150)의 후단에 배치되는 감지 정보 분석부(190)를 통해 직접 또는 간접적으로 접속되는 제어부(180)는 이들의 신호 S1과 S2의 편차를 이용하여 현재 트랙터가 전력선으로부터 어는 정도 어긋나 있는지를 검출해 낼 수 있으며 이를 조정하여 트랙터의 조향각을 전력선과 일치하도록 조절할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 야드 트랙터는 전력을 공급하기 위한 급전선 또는 전력선을 차량을 유도하기 위한 가이드 라인으로 사용하고 마그네틱 리더기 등과 같은 유도 자기장 검출을 통해 가이드 라인을 따라 이동하도록 구성됨으로써 기존과 같이 노면에 페인트를 사용한 방식에서 문제되는 폭설과 같은 기후 변화와 상관없이 안정적으로 무인 주행이 가능한 야드 트랙터가 제공될 수 있다.

또한 본 발명은 야드 트랙터의 전방부에 레이저 스캐너(140)을 더 포함한다. 레이저 스캐너(140)는 야드 트랙터(140)의 주행 방향에 존재하는 장애물을 감지하도록 구성된다. 레이저 스캐너(140)는 제어기(180)의 제어하에 상하/좌우 180°회전가능하도록 구성된다.

야드 트랙터는 그 운행 특성상, 도 3b 또는 도 8에 도시한 바와 같이 적재되어 있는 컨테이너들(210a,210b) 사이로 주행하는 경우가 있다. 이 경우 컨네이너들 사이로 전력선을 형성하고, 야드 트랙터(100)가 전력선(122)을 가이드라인으로 하여 주행하도록 할 수도 있지만, 가이드 라인을 통해 컨테이너 사이를 무인 주행할 때, 가이드 라인을 통한 무인 주행 오차 범위 내에 컨테이너들(210a,210b)가 존재하면 자칫 야드 트랙터(100)와 컨테이너들(210a,210b)이 충돌할 우려가 있다.

즉, 야드 트랙터(100)가 주행 장해물이 없는 환경하에서 전력선과 같은 가이드 라인만을 통해 주행하는 경우 비교적 안정적이면서 고속 주행이 가능하다는 이점이 얻어지지만, 도 8과 같이 장애물이 존재하는 경우 충돌의 위험도 존재하게 된다. 본 발명에서는 이를 보완하기 위해 레이저 스캐너(140)를 더 포함하도록 구성되는 것이 바람직하다.

따라서 도 9에 도시한 바와 같이 레이저 스캐너(140)를 통해 야드 트랙터(100)의 주행 방향에 장애물이 존재하지 않으면, 무인 주행은 전력선 가이드 라인을 통해 이동하도록 제어되고, 레이저 스캐너(140)를 통해 야드 트랙터(100)의 주행 방향에 장애물이 존재한다고 판단되거나, 가이드 라인이 없는 경우의 무인 주행은 레이저 스캐너를 사용하여 자동 주행하도록 구성되는 것이 바람직하다.

다시 도 8를 참조하여, 레이저 스캐너(140)를 사용한 무인 주행의 일례를 살펴보면, 야드 트랙터(100)가 컨테이너들(210a,210b) 사이를 진행하는 경우 레이저 스케너(140)가 전방의 장애물을 실시간으로 검지하여, 검지된 신호를 후단에 위치되는 감지 정보 분석부(190) 등으로 전송하고, 감지 정보 분석부(190)는 장애물의 크기, 트랙터와의 거리, 컨테이너의 형상, 장애물의 형상, 장애물까지의 거리 등과 위치 정보 데이터를 분석하여 분석된 데이터 중 주행에 요구되는 데이터, 예를 들면 현재 컨테이너와 트랙터 간의 사이 거리(d)와 같은 데이터를 제어부로 전송한다. 제어부는 감지 정보 분석부로부터 받은 데이터에 기반하여 안정적인 주행 정보를 발생시킬 수 있다.

상기 실시예에서는 레이저 스캐너를 사용하여 장애물의 유무를 판별해내는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 카메라 등의 장치를 사용하여 장애물의 유무를 판별하도록 구성될 수도 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 야드 트랙터는 전자기 유도를 이용한 비접촉 전력 전달 방식을 채용함으로써 종래의 하이브리드식의 야드 트랙터에 비해 유지 비용을 절감할 수 있고, 또한 고가인 대용량의 충전 배터리를 사용하는 전기 충전식 야드 트랙터에 비해 비교적 소용량의 배터리를 사용함으로써 초기 설치 비용이 저렴한 이점이 얻어진다.

또한 본 발명에 따른 야드 트랙터는 전력의 급전선을 가이드 라인으로 사용하고 마그네틱 리더기를 통해 가이드 라인을 따라 이동하도록 구성됨으로써 기존과 같이 노면에 페인트를 사용한 방식에서 문제되는 기후 변화와 상관없이 안정적으로 무인 주행이 가능하다는 이점이 얻어질 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

일례로, 본 발명에서 무인 주행을 보다 정밀하게 제어하기 위해 본 발명에 따른 야드 트랙터는 작업 영역에 대한 맵 정보 및 현재 야드 트랙터의 위치를 식별할 수 있는 GPS 수신 장치를 더 포함할 수도 있고, 야드 트랙터의 바퀴에 바퀴의 회전수를 카운팅하여 이동한 거리를 보다 정밀하게 확인할 수 있는 타코 메터 등의 회전수 감지 장치를 더 포함할 수도 있다. 또한 타코 메터 등이 포함되는 경우, 바퀴의 미끄러짐으로 인한 이동 거리 식별 오차를 감소시키기 위해 일정 거리마다 타코 메터를 리셋시킬 수 있는 리셋 마크를 노면 등에 표시할 수도 있고, 또는 상기 급전부에서 타코 메터를 리셋시킬 수도 구성하여 정밀한 무인 주행을 지원할 수도 있다.

따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 의해 제한되기 보다는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 야드 트랙터
110: 집전부
111: 안정화 수단
111a: 레귤레이터
111b: 내부 충전 배터리
111c: 배터리 관리 시스템
111d: DC-DC 컨버터
111e: 전력 변환부
111f: 전자 장치
112: 모터
113: 픽업 장치
113a: 집전용 코일, 113b: 집전용 코어
120: 급전부
121: 급전장치
122: 전력선 또는 가이드라인
130: 엘리베이션 수단
140: 레이저 스캐너
150: 유도 자기장 검지부
180: 제어부
190: 감지 정보 분석부
220: 야드 샤시
210, 210a, 210b: 컨테이너

Claims (9)

1. 비접촉식으로 전원을 공급 받기 위한 야드 트랙터에 있어서,
   상기 야드 트랙터는,
   외부에 설치된 급전부로부터 비접촉식의 자기 유도 방식으로 전원을 공급받아 야드 트랙터 내부에 설치된 충전용 배터리를 충전하기 위한 집전부;
   상기 야드 트랙터의 전방에 설치되어 상기 급전부에 전원을 공급하는 전력선의 유도 자기장을 검지하는 유도 자기장 검지부;
   야드 트랙터의 전방에 설치되어 야드 트랙터의 주행 방향에 장애물의 크기, 트랙터와의 거리, 컨테이너의 형상 또는 장애물의 형상, 장애물까지의 거리를 포함하는 장애물 감지 정보를 생성하는 레이저 스캐너;
   상기 유도 자기장 검지부로부터의 유도 자기장과, 상기 레이저 스캐너로부터 전송되는 감지 정보를 분석하기 위한 감지 정보 분석부; 및
   상기 감지 정보 분석부의 분석 결과에 대응하여 상기 야드 트랙터를 주행 제어하기 위한 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 레이저 스캐너로부터의 장애물 감지 정보에 기반하여 상기 야드 트랙터의 주행 방향에 장애물이 없다고 판단한 경우 상기 유도 자기장 검지부로부터의 신호에 기반하여 상기 야드 트랙터를 주행 제어하고,
   상기 레이저 스캐너로부터 전송되는 장애물 감지 정보에 기반하여 상기 야드 트랙터의 주행 방향에 장애물이 있다고 판단한 경우 상기 레이저 스캐너로부터 전송되는 감지 정보에 기반하여 상기 야드 트랙터를 주행 제어하는 것을 특징으로 하는 야드 트랙터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 집전부는 픽업 수단을 더 포함하고, 상기 픽업 수단은 집전용 코어 및 집전용 코일부를 포함하며,
   상기 픽업 수단은 그 일단부가 엘리베이션 수단을 통해 상기 야드 트랙터의 바닥 프레임에 연결되며, 상기 급전부와 상기 집전부의 자기유도방식에 의한 전원 공급시, 상기 픽업 수단은 상기 엘리베이션 수단에 의해 노면에 형성된 급전부에 수평이 되도록 근접하여 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 비접촉식으로 전원을 공급 받기 위한 야드 트랙터.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 집전부는 야드 트랙터가 전력선을 따라 이동하거나 정지중인 경우 상기 급전부로부터 전원을 공급받아 상기 충전용 배터리를 충전하고, 상기 배터리는 상기 야드 트랙터가 전력선을 벗어나 이동 중인 경우 부하에 전원을 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 비접촉식으로 전원을 공급 받기 위한 야드 트랙터.
   
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