KR101864345B1 - 이송 유닛 주행 제어 장치 - Google Patents

이송 유닛 주행 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101864345B1
KR101864345B1 KR1020160004636A KR20160004636A KR101864345B1 KR 101864345 B1 KR101864345 B1 KR 101864345B1 KR 1020160004636 A KR1020160004636 A KR 1020160004636A KR 20160004636 A KR20160004636 A KR 20160004636A KR 101864345 B1 KR101864345 B1 KR 101864345B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductive wire
transfer unit
measurement module
position measurement
operator
Prior art date
Application number
KR1020160004636A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170085250A (ko
Inventor
윤석훈
Original Assignee
주식회사 오모로봇
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 오모로봇 filed Critical 주식회사 오모로봇
Priority to KR1020160004636A priority Critical patent/KR101864345B1/ko
Priority to CN201680057475.1A priority patent/CN108139753B/zh
Priority to JP2018537599A priority patent/JP6629980B2/ja
Priority to EP16852079.9A priority patent/EP3358433B1/en
Priority to PCT/KR2016/010933 priority patent/WO2017057933A1/ko
Publication of KR20170085250A publication Critical patent/KR20170085250A/ko
Priority to US15/927,789 priority patent/US11034537B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101864345B1 publication Critical patent/KR101864345B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0011—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement
    • G05D1/0016—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement characterised by the operator's input device
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0223—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving speed control of the vehicle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 이송 유닛 주행 제어 장치에 관한 것으로, 위치 측정 모듈 및 오퍼레이터를 상호 연결하는 도전성 와이어에 의하여 위치 측정 모듈로부터 오퍼레이터로 전원이 공급될 수 있고, 오퍼레이터를 통하여 이송 유닛의 주행 모드 설정 및 주행의 제어가 가능함에 따라 이송 유닛의 주행이 위치 측정 모듈에서 산출되는 특정 지점의 위치로 유도되거나, 또는 사용자가 오퍼레이터에 입력하는 신호에 대응하여 제어될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

이송 유닛 주행 제어 장치 {Apparatus for controlling drive of transfer unit}
본 발명은 이송 유닛 주행 제어 장치에 관한 것으로, 위치 측정 모듈 및 오퍼레이터를 상호 연결하는 도전성 와이어에 의하여 위치 측정 모듈로부터 오퍼레이터로 전원이 공급될 수 있고, 오퍼레이터를 통하여 이송 유닛의 주행 모드 설정 및 주행의 제어가 가능함에 따라 이송 유닛의 주행이 위치 측정 모듈에서 산출되는 특정 지점의 위치로 유도되거나, 또는 사용자가 오퍼레이터에 입력하는 신호에 대응하여 제어될 수 있는 이송 유닛 주행 제어 장치에 관한 것이다.
산업사회 고도화에 의한 제조 공정의 무인 및 자동화 시스템이 현저히 증가함에 따라, 화물 등의 보관과 이송 공정 역시 인력의 개입을 최소화시키려는 욕구가 확산되고 있다.
이에, 생산 제품, 산업재와 같은 화물을 수용하여 주행하는 대차, 로봇 등의 장비가 산업현장에 빠르게 적용되고 있는 추세이며, 이러한 이송 장비들은 무인 및 자동화 시스템에 있어 가장 중추적인 역할을 담당하게 되었다.
이러한 이송 장비들은 통상적으로 주행경로를 따라 형성된 가이드레일, 컨베이어벨트 등을 감지하여 자동 주행하는 구조로, 대규모의 생산 라인이나 제품의 양산을 위한 공정에만 실용성을 보이고 있다.
따라서 협소한 작업현장, 비교적 소량, 경량의 물품 이송 등에는 적용이 용이하지 못하고, 이송 시스템을 구축하는데 요구되는 고가의 비용 등 많은 제약이 따르게 된다.
또한, 상술된 종래의 이송 장비들은 주행경로와 도착 지점이 기 설정되어 있어 다양한 장소 및 공간으로의 물품 이송이 불가능하다는 단점을 갖고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0122272호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 조작이나 제어의 수반 없이도, 위치 측정 장치가 특정 지점의 위치 정보를 산출 가능함에 따라, 이송 유닛의 주행을 상기 특정 지점의 위치로 자동 유도시킬 수 있는 이송 유닛 주행 제어 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 목적은 주변 환경 등의 조건을 고려하여 필요에 따라 사용자가 오퍼레이터의 컨트롤러를 조작함으로써, 이송 유닛의 주행 방향을 직접 제어할 수 있는 이송 유닛 주행 제어 장치를 제공하는 것이다.
나아가, 본 발명의 목적은 도전성 와이어를 통하여 위치 측정 모듈로부터 오퍼레이터로 전원을 공급함으로써, 오퍼레이터 내부에 별도의 전원 공급원의 구비를 배제하고, 그 구조를 단순화시킬 수 있는 이송 유닛 주행 제어 장치를 제공하는 것이다.
더욱이, 본 발명의 목적은 도전성 와이어의 일측 말단 지점에 대한 속도를 산출하여 기 설정된 임계값과 비교 분석함으로써, 이송 유닛의 주행 속도가 가속 또는 감속되도록 제어할 수 있는 이송 유닛 주행 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이송 유닛 주행 제어 장치는, 위치 측정 모듈을 포함하는 이송 유닛; 상기 위치 측정 모듈로부터 권출되어 외부로 연장되는 도전성 와이어; 및 상기 도전성 와이어의 일측과 연결되는 오퍼레이터;를 포함하여 구성된다.
상기 오퍼레이터는, 상기 도전성 와이어를 통하여 상기 위치 측정 모듈로부터 전원을 공급받고, 상기 이송 유닛의 주행을 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 오퍼레이터는, 상기 이송 유닛의 주행 모드를 설정할 수 있는 모드 변경 스위치; 및 사용자로부터 상기 이송 유닛의 주행 방향 조작 신호가 입력되는 컨트롤러;를 포함할 수 있다.
상기 이송 유닛은, 상기 이송 유닛을 구동시키는 구동부; 상기 위치 측정 모듈 및 오퍼레이터로부터 신호를 수신하여 상기 구동부를 제어하는 제어부; 및 상기 구동부로 전원을 공급하는 전원 공급부;를 더 포함할 수 있다.
상기 이송 유닛은, 상기 오퍼레이터에 의하여 주행 모드가 제1 주행 모드로 설정되는 경우, 상기 위치 측정 모듈에 의하여 산출되는 상기 도전성 와이어의 일측 말단 지점의 위치로 주행이 유도될 수 있다.
상기 이송 유닛은, 상기 오퍼레이터에 의하여 주행 모드가 제2 주행 모드로 설정되는 경우, 상기 컨트롤러에 입력되는 사용자의 조작 신호를 상기 도전성 와이어를 통하여 수신하고, 상기 조작 신호에 따라 주행 방향이 제어될 수 있다.
상기 위치 측정 모듈은, 상기 도전성 와이어의 권출 길이 및 권출 각도를 이용하여 상기 도전성 와이어의 일측 말단 지점의 위치 정보를 산출할 수 있다.
상기 위치 측정 모듈은, 상기 도전성 와이어의 권출 및 권취 시 회전하는 제1 회전 부재의 회전량을 측정하고, 상기 회전량에 근거하여 상기 권출 길이를 산출할 수 있다.
상기 위치 측정 모듈은, 상기 도전성 와이어의 권출 방향으로 회전하는 제2 회전 부재의 회전각을 측정하고, 상기 회전각에 근거하여 상기 제2 회전 부재의 회전축을 기준으로 하는 상기 권출 각도를 산출할 수 있다.
상기 위치 측정 모듈은, 상기 도전성 와이어의 일측 말단 지점의 위치 정보를 시간에 따른 좌표로 산출하여 좌표계 상에 저장할 수 있다.
상기 위치 측정 모듈은, 기준 시간(T) 동안 상기 도전성 와이어의 일측 말단 지점이 이동한 거리(L)를 속도값(V)으로 산출할 수 있다.
상기 위치 측정 모듈은, 상기 속도값과 기 설정된 임계값을 비교하여 상기 이송 유닛의 주행 속도 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 위치 측정 모듈은, 기 설정된 시간 내에서 상기 속도값이 상기 임계값을 초과하는 굴곡부의 개수에 따라 상기 이송 유닛의 주행 속도를 가속 또는 감속시키는 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이송 유닛 주행 제어 장치는, 사용자의 조작에 의하여 이송 유닛의 주행이 제1 주행 모드로 설정되는 경우, 이송 유닛 내의 위치 측정 모듈에서 산출되는 특정 지점의 위치로 주행이 자동 유도되므로, 주행 모드 설정 이후에는 별도의 조작이나 제어가 불필요하다는 편의성이 발생한다.
반면, 이송 유닛의 주행이 제2 주행 모드로 설정되는 경우에는, 사용자로부터 오퍼레이터에 입력되는 방향 조작 신호에 따라 이송 유닛의 주행 방향이 제어되므로, 이송 유닛의 정밀한 주행을 실현시킬 수 있고, 비좁은 공간 및 사용자의 접근이 용이하지 못한 장소에서도 활용도를 높일 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 오퍼레이터와 이송 유닛을 연결하는 도전성 와이어는 이송 유닛 내부 탄성 부재의 회전 탄성력에 의하여 권취로부터 권출로 변환되거나, 권출로부터 권취로 변환되므로, 도전성 와이어가 길게 늘어진 상태로 적재물 또는 장애물에 걸리거나 엉키는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 도전성 와이어를 통하여 위치 측정 모듈로부터 오퍼레이터로 전원을 공급함으로써, 오퍼레이터 내부에 별도의 전원 공급원의 구비를 배제하고, 그 구조를 단순화시킬 수 있는 장점이 발생한다.
나아가, 도전성 와이어의 일측 말단 지점의 속도를 산출하고, 속도를 기 설정된 임계값과 비교 분석하여 이송 유닛의 주행 속도를 가속 또는 감속시키는 제어 신호를 생성함으로써, 도전성 와이어를 당기는 사용자의 단순한 행위만으로 가속 또는 감속 제어 신호를 생성할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 유닛 주행 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 유닛 주행 제어 장치의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 유닛의 제1 주행 모드를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 모듈의 구성요소 간의 결합 분해를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 모듈이 도전성 와이어의 특정 지점에 대한 위치 정보를 산출하는 과정을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 모듈로부터 산출된 도전성 와이어의 특정 지점에 대한 위치 정보를 x-y 직교좌표계 상에 저장한 형상을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 모듈로부터 산출된 도전성 와이어의 특정 지점에 대한 속도값을 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 유닛의 제2 주행 모드를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부" 및 "...모듈"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 유닛 주행 제어 장치(100)의 구체적인 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 이송 유닛 주행 제어 장치(100)의 형상을 개략적으로 도시한 도면으로, 도시된 바와 같이 이송 유닛 주행 제어 장치(100)는 오퍼레이터(200), 도전성 와이어(300) 및 이송 유닛(400)을 포함하여 구성될 수 있다.
다만, 도 1 및 도 2에 도시된 이송 유닛 주행 제어 장치(100)는 일 실시예에 따른 것으로, 그 구성요소들이 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따른 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있음을 유의한다.
도 1 및 도 2을 참조하면, 이송 유닛(400)의 내부에는 위치 측정 모듈(410)이 포함될 수 있으며, 오퍼레이터(200)와 이송 유닛(400) 상호는 위치 측정 모듈(410)로부터 권출되는 도전성 와이어(300)에 의하여 전기적, 통신적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 위치 측정 모듈(410)은 이송 유닛(400)으로부터 착탈 가능하게 구성되어, 별도로 사용될 수 있음을 유념한다.
도시되지는 않았으나, 위치 측정 모듈(410) 내부에는 위치 측정 모듈(410) 자체에 전기에너지를 제공하는 에너지 공급원(미도시)이 포함될 수 있으며, 예컨대 리튬 이온 배터리, 리튬 폴리머 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 니켈 수소 배터리, 니켈 아연 배터리 등과 같이 충방전이 가능한 배터리로 구현될 수 있다.
이러한 에너지 공급원은 위치 측정 모듈(410)에서 외부로 권출되는 도전성 와이어(300)의 일단과 연결될 수 있으며, 이로써 에너지 공급원은 도전성 와이어(300)를 통하여 오퍼레이터(200)로 전원을 공급해줄 수 있다.
요컨대, 오퍼레이터(200)는 도전성 와이어(300)를 경로로 하여 위치 측정 모듈(410)의 에너지 공급원으로부터 공급되는 전원으로 구동될 수 있으며, 오퍼레이터(200)의 구동에 따라 생성되는 신호는 다시 도전성 와이어(300)를 통하여 이송 유닛(400)으로 전달됨으로써, 오퍼레이터(200)를 조작하여 이송 유닛(400)의 주행을 제어할 수 있다.
각 구성요소들의 세부적인 구성을 살펴보면, 오퍼레이터(200)는 이송 유닛(400)의 주행 모드를 설정하고, 주행을 제어하는 역할을 수행할 수 있으며, 모드 변경 스위치(210) 및 컨트롤러(220)로 구성될 수 있다.
이때, 모드 변경 스위치(210) 및 컨트롤러(220)는 상술된 바와 같이 위치 측정 모듈(410) 내의 에너지 공급원으로부터 전원을 제공받을 수 있다.
모드 변경 스위치(210)는 예컨대 좌측 또는 우측 방향으로 이동되는 스위치 버튼 형태일 수 있으며, 스위치 버튼을 일측 방향으로 이동시킬 경우 내부 접점이 변환되어 제1 주행 모드 또는 제2 주행 모드로 설정될 수 있다.
여기서, 제1 주행 모드 및 제2 주행 모드라 함은 이송 유닛(400)의 주행 모드를 일컫는 것으로서, 제1 주행 모드는 이송 유닛(400)의 주행을 특정 지점의 위치로 자동 유도시킬 수 있는 모드를 의미하며, 제2 주행 모드는 이송 유닛(400)의 주행을 사용자의 조작에 따라 제어할 수 있는 모드를 의미할 수 있다.
컨트롤러(220)는 예컨대 조이스틱(joystick)과 같은 조종 레버형 입력 장치로 구현되어 사용자의 조작에 따라 전, 후, 좌, 우 방향을 비롯하여 각 네 방향을 기준으로 세분화된 다방향의 조작 신호가 입력될 수 있다.
이러한 사용자의 컨트롤러(220) 조작은 모드 변경 스위치(210)를 통한 이송 유닛(400)의 제2 주행 모드가 설정된 경우에 행해질 수 있다. 즉, 이송 유닛(400)의 주행 모드가 제1 주행 모드로 설정된 경우에는 사용자가 컨트롤러(220)를 조작하더라도 신호가 입력되지 않을 수 있다.
도전성 와이어(300)는 도선 및/또는 통신선을 포함하는 피복선으로, 위치 측정 모듈(410)로부터 권출되어 권출된 말단이 오퍼레이터(200)에 연결됨으로써, 오퍼레이터(200)와 이송 유닛(400) 상호 간에 도통 및 신호의 송수신을 구현시키는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 이송 유닛(400)의 주행 모드가 제1 주행 모드로 설정된 경우에는, 이송 유닛(400)의 주행이 유도되는 상기 특정 지점의 위치를 제공하는 대상이 될 수 있으며, 이에 대해서는 후술을 통하여 설명하기로 한다.
이송 유닛(400)은 사용되는 목적, 환경 등의 조건 하에 인체, 물품 또는 산업재 등을 수용하여 이송시키는 수단일 수 있으며, 이를 위하여 그 내부에 하우징(housing)이 형성될 수 있다.
또한 위치 측정 모듈(410), 제어부(420), 구동부(430) 및 전원 공급부(440)를 포함하며, 각각 구성요소의 연계 동작을 통하여 이송을 위한 주행이 수행될 수 있다.
구체적으로, 오퍼레이트(200)에서 설정되는 주행 모드에 따라, 위치 측정 모듈(410)에서 제어부(420)로 신호가 제공되거나, 또는 오퍼레이트(200)의 컨트롤러(220)에서 제어부(420)로 신호가 제공될 수 있으며, 제어부(420)는 이러한 신호에 기초하여 구동부(430)의 구동을 제어함으로써 이송 유닛(400)의 주행이 진행될 수 있다.
이때, 구동부(430)는 모터 및 조향 축, 조향 휠, 조향 기어 등으로 구성되는 조향 장치를 포함할 수 있으며, 전원 공급부(440)는 이러한 구동부(430)로 구동력을 공급할 수 있다.
도 3은 이송 유닛(400)의 제1 주행 모드를 설명하기 위한 도면으로, 도 3을 참조하면, 사용자의 조작에 의하여 오퍼레이터(200)의 모드 변경 스위치(210)가 숫자 1 방향으로 이동될 경우(제1 주행 모드 설정을 의미함), 이송 유닛(400) 내의 위치 측정 모듈(410)이 구동될 수 있다.
여기서, 위치 측정 모듈(410)은 권출된 도전성 와이어(300)의 일측 말단 지점(A), 즉 오퍼레이터(200)와 도전성 와이어(300)의 연결부 지점에 대한 위치 정보를 좌표로 산출하고, 이러한 위치 정보를 제어부(도 1의 420)으로 제공함으로써, 이송 유닛(400)의 주행이 도전성 와이어(300)의 일측 말단 지점(A)의 위치로 유도되도록 할 수 있다.
이하에서, 도 4 내지 도 6을 참조하여 위치 측정 모듈(410)의 구성 및 도전성 와이어(300)의 일측 말단 지점(A)에 대한 위치 정보를 산출하는 과정을 살펴보기로 한다.
도 4는 위치 측정 모듈(410)을 구성하는 구성요소 간의 결합 분해를 도시한 도면으로, 상술된 도 1 및 도 4를 참조하면 위치 측정 모듈(410)은 길이 산출부(10), 각도 산출부(20) 및 위치 정보 산출부(30)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 길이 산출부(10)는 사용자의 당김에 의하여 위치 측정 모듈(410)의 내부로부터 권출된 도전성 와이어(300)의 길이를 산출하는 역할을 수행하며, 이를 위하여 제1 회전 부재(11), 제1 측정 센서(12) 및 제1 산출 모듈(13)로 구성될 수 있다.
제1 회전 부재(11)는 원통형으로 형성되어 도전성 와이어(300)의 타단과 연결되며, 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 회전함으로써 도전성 와이어(300)가 권출되거나, 또는 권취될 수 있다.
이때, 제1 회전 부재(11)의 내측에는 제1 회전 부재(11)의 회전축과 동일한 회전축으로 회전하며, 예컨대 태엽과 같이 회전 탄성을 갖는 탄성 부재(11')가 연결될 수 있다.
이를 통하여, 도전성 와이어(300)가 권출되어 제1 회전 부재(11)가 회전하는 경우, 그 회전량에 비례하여 탄성 부재(11')의 회전 탄성력이 증가하며, 이로써 사용자의 당김 힘이 점진적으로 증가되어야만 제1 회전 부재(11)로부터 도전성 와이어(300)가 지속적으로 권출될 수 있다.
반대로, 사용자의 당김 힘이 도전성 와이어(300)에 작용하지 않거나, 회전 탄성력보다 작은 당김 힘이 작용하는 경우에는, 회전 탄성력에 의하여 제1 회전 부재(11)가 도전성 와이어(300)의 권출 방향과는 반대의 방향으로 회전함으로써, 제1 회전 부재(11)에 도전성 와이어(300)가 권취될 수 있다.
제1 측정 센서(12)는 제1 회전 부재(11)와 연결되어 도전성 와이어(300)의 권출로 인한 제1 회전 부재(11)의 회전량을 측정할 수 있으며, 이때 제1 회전 부재(11)에 도전성 와이어(300)가 최대로 권취되었을 경우를 회전량 0으로 기준할 수 있다.
일 실시예에서, 이러한 제1 측정 센서(12)는 등간격으로 홈이 형성된 회전 엔코더 링이 제1 회전 부재(11)와 함께 회전함에 따라, 지나간 홈의 개수를 카운팅하여 회전량을 측정하는 엔코더(encoder)일 수 있다. 또한, 회전 변위의 변화에 따라 회전축이 회전하면 내부 와이퍼가 저항체 위를 이동함으로써, 회전량에 비례하여 전압을 출력되는 포텐셔미터(potentiometer)로 구현될 수도 있다.
제1 산출 모듈(13)은 하기의 수학식 1과 같이, 제1 측정 센서(12)에 의하여 측정된 제1 회전 부재(11)의 회전량과 제1 회전 부재(11)의 둘레 길이를 이용하여 권출된 도전성 와이어(300)의 권출 길이를 산출할 수 있다.
Figure 112016004134632-pat00001
여기서, l = 도전성 와이어의 권출 길이
a = 둘레 길이 보정 상수
l1 = 제1 회전 부재의 둘레 길이
r1 = 제1 회전 부재의 회전량
각도 산출부(20)는 사용자의 당김에 의하여 권출된 도전성 와이어(300)와 위치 측정 모듈(410)이 이루는 각도를 산출하는 역할을 수행하며, 제2 회전 부재(21), 제2 측정 센서(22) 및 제2 산출 모듈(23)을 포함하여 구성될 수 있다.
제2 회전 부재(21) 역시 원통형으로 형성되며, 측면 일측에는 도전성 와이어(300)가 통과되는 공극(21')이 제공될 수 있다. 즉, 도전성 와이어(300)의 일단은 공극(21')을 통과하여 제2 회전 부재(21)의 내측에서 외측, 보다 구체적으로 제2 회전 부재(21)의 내부로부터 위치 측정 모듈(410)의 외부로 권출될 수 있으며, 도전성 와이어(300)의 타단은 상술하였듯이 제1 회전 부재(11)와 연결될 수 있다.
특히, 공극(21')을 통과하여 권출된 도전성 와이어(300)의 각도가 변경되는 경우, 공극(21')의 내부로부터 외부로 연장된 도전성 와이어(300)는 직선의 형태를 이루기 위하여 공극(21')의 일 측벽에 압력을 가할 수 있으며, 이로써 제2 회전 부재(21)는 도전성 와이어(300)에 의하여 가해진 압력 방향으로 회전할 수 있다.
제2 측정 센서(22)는 제2 회전 부재(21)와 연결되어 상술된 도전성 와이어(300)의 권출 각도 변경으로 인한 제2 회전 부재(21)의 회전각을 측정할 수 있으며, 이때 회전각은 제2 회전 부재(21)의 회전축을 기준하여 제2 회전 부재(21)가 어느 한 방향으로 회전한 각도일 수 있다.
일 실시예에서, 제2 측정 센서(22) 역시 엔코더 또는 포텐셔미터로 구현될 수 있음을 유념한다.
제2 산출 모듈(23)은 하기의 수학식 2와 같이, 제2 측정 센서(22)에 의하여 측정된 제2 회전 부재(21)의 회전각을 이용하여 권출된 도전성 와이어(300)의 권출 각도를 산출할 수 있다.
Figure 112016004134632-pat00002
여기서, r = 도전성 와이어의 권출 각도
b = 회전각 보정 상수
r2 = 제2 회전 부재의 회전각
이때, 회전각 보정 상수(b)는 제2 측정 센서(22)로부터 측정되는 회전각에 대한 데이터의 종류에 따라 회전각(r2)을 권출 각도(r)로 보정하기 위한 상수일 수 있다.
위치 정보 산출부(30)는 길이 산출부(10) 및 각도 산출부(20)로부터 각각 산출된 도전성 와이어(300)의 권출 길이 및 권출 각도를 이용하여 도전성 와이어(300)의 일측 말단 지점에 대한 위치 정보를 시간에 따른 좌표로 산출하고, x-y 직교좌표계 상에 저장하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 도전성 와이어(300)의 일측 말단 지점이란, 상술하였듯이 오퍼레이터(200)와 도전성 와이어(300)의 연결부 지점(도 3의 A)임을 유념한다.
도 5를 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면, 위치 정보 산출부(30)는 산출된 도전성 와이어(300)의 권출 길이(l) 및 권출 각도(r)를 이용하여 도전성 와이어(300)의 말단 지점(A)에 대한 위치 정보를 기준 시간(T) 마다 x축 좌표 및 y축 좌표로 산출할 수 있다.
여기서, 기준 시간(T)이란 위치 정보 산출부(30)가 도전성 와이어(300)의 말단 지점(A)에 대한 위치 정보를 좌표로 산출하는 주기를 의미할 수 있으며, 예컨대 20ms일 수 있다. 또한, 상술된 길이 산출부(10) 및 각도 산출부(20) 역시 이러한 기준 시간(T)에 기초하여 도전성 와이어(300)의 권출 길이 및 권출 각도를 산출할 수 있다.
위치 정보 산출부(30)가 산출하는 도전성 와이어(300)의 말단 지점(A)에 대한 x축 좌표 및 y축 좌표는 하기의 수학식 3 및 4에 근거할 수 있다.
Figure 112016004134632-pat00003
여기서, x = x-y 직교좌표계 상의 도전성 와이어 말단 지점에 대한 x축 좌표
l = 도전성 와이어의 권출 길이
r = 도전성 와이어의 권출 각도
Figure 112016004134632-pat00004
여기서, y = x-y 직교좌표계 상의 도전성 와이어 말단 지점에 대한 y축 좌표
l = 도전성 와이어의 권출 길이
r = 도전성 와이어의 권출 각도
위와 같이, 위치 정보 산출부(30)에서 기준 시간(T) 마다 산출된 도전성 와이어(300)의 말단 지점(A)에 대한 위치 정보(x축 좌표 및 y축 좌표)는 도 6 및 도 7과 같이 x-y 직교좌표계 상에 저장될 수 있다.
여기서 도 6은, 도전성 와이어(300)가 제1 회전 부재(11)에 최대로 권취된 상태에서 사용자의 당김에 의하여 권출된 이후, 예컨대 사용자의 당김 힘이 감소하여 도전성 와이어(300)에 작용하는 당김 힘보다 탄성 부재(11')로부터 제1 회전 부재(11)에 작용하는 회전 탄성력이 더 커 도전성 와이어(300)가 제1 회전 부재(11)에 다시 권취되는 경우를 도시한 도면이다.
또한 도 7은, 사용자의 당김 힘이 감소와 증가를 2회 반복하여 도전성 와이어(300)의 권출 및 권취가 2회 반복되는 경우를 도시한 도면이다.
이처럼, 위치 정보 산출부(30)는 기준 시간(T) 마다 도전성 와이어(300)의 말단 지점(A)에 대한 위치 정보(x축 좌표 및 y축 좌표)를 복수의 좌표로 산출하여 좌표계 상에 저장할 수 있다.
한편 일 실시예에서, 위치 측정 모듈(410)은 속도 산출부(40) 및 신호 생성부(50)를 더 포함할 수도 있다.
속도 산출부(40)는 각각의 기준 시간(T) 사이에 도전성 와이어(300)의 말단 지점(A)이 이동한 이동 거리(L)를 산출하고, 이러한 이동 거리(L)를 기준 시간(T)으로 나누어 속도값(v)을 산출하는 역할을 수행할 수 있다.
다시 말해, 속도 산출부(40)는 도 8에 도시된 바와 같이 위치 정보 산출부(30)로부터 x-y 직교좌표계 상에 저장된 도전성 와이어(300)의 일측 말단 지점(A)에 대한 위치 정보(x축 좌표 및 y축 좌표)를 전달받고, 이러한 정보에 근거하여 속도값(v)을 산출할 수 있다.
도 8을 참조하면, 도 6을 통하여 설명하였듯이 도전성 와이어(300)가 제1 회전 부재(11)에 1회 권출 및 1회 권취되는 경우, 도전성 와이어(300)가 권출되는 시점부터 중지되는 시점까지 속도값(v)이 증가 후 감소되고, 도전성 와이어(300)가 권취되는 시점부터 중지되는 시점까지 다시 증가 후 감소됨을 확인할 수 있다.
즉, 도전성 와이어(300)가 제1 회전 부재(11)로부터 권출되는 경우, 또는 제1 회전 부재(11)에 권취되는 각각의 경우에, 도전성 와이어(300)의 일측 말단 지점(A)의 속도값(v)은 1회 증감을 나타낼 수 있다.
이때, 신호 생성부(50)는 속도 산출부(40)에서 산출되는 속도값(v)을 기 설정된 임계값과 비교하여 이송 유닛(400)의 주행 속도를 가속 또는 감속시키는 제어 신호를 생성할 수 있다.
여기서, 임계값은 도전성 와이어(300)에 작용되는 사용자의 당김 힘이 제어 신호 생성을 요구하는 신호인지를 판단하는 기준값으로, 신호 생성부(50)는 속도값(v)이 기 설정된 임계값을 초과하는 경우 사용자로부터 제어 신호 생성을 요구하는 신호가 입력된 것으로 판단할 수 있다.
보다 구체적으로, 신호 생성부(50)는 도전성 와이어(300)의 일측 말단 지점(A)의 속도값(v)이 증감을 반복하며 형성하는 굴곡부들의 해당 속도값(v)이 기 설정된 시간 내에 임계값을 초과하는 지를 판정하고, 초과하는 해당 굴곡부의 개수에 따라 가속 또는 감속 제어 신호를 생성할 수 있다.
일례로, 속도값(v)을 그래프로 도시한 도 8에서 기 설정된 임계값이 20이라 가정하면, 사용자로부터 도전성 와이어(300)에 작용되는 당김 힘의 변화에 따라 도전성 와이어(300)가 권출된 후 다시 권취되는 도 6의 경우, 임계값을 초과하는 속도값(v)의 굴곡부(C1, C2)가 2개로 판정되고, 이러한 경우 신호 생성부(50)는 이송 유닛(400)의 주행 속도를 가속시키는 제어 신호를 생성할 수 있다.
반면, 도전성 와이어(300)가 권출된 후 권취되고, 다시 권출된 후 권취되는 도 7의 경우, 임계값을 초과하는 속도값(v)의 굴곡부(C3, C4, C5, C6)가 4개로 판정되고, 이러한 경우 신호 생성부(50)는 이송 유닛(400)의 주행 속도를 감속시키는 제어 신호를 생성할 수 있다.
결론적으로, 사용자가 기 설정된 시간 내에 도전성 와이어(300)를 당긴 뒤 가하는 힘을 줄이면 임계값을 초과하는 속도값(v)의 굴곡부가 2개로 형성되므로, 사용자는 이송 유닛(400)의 가속을 명령한 것이며, 도전성 와이어(300)를 당긴 뒤 가하는 힘을 줄이는 행동을 2회 반복하면 임계값을 초과하는 속도값(v)의 굴곡부가 4개로 형성되므로 감속을 명령한 것일 수 있다.
위와 같이 생성된 가속 또는 감속 제어 신호는 신호 생성부(50)로부터 제어부(420)로 전달될 수 있다.
도 9는 이송 유닛(400)의 제2 주행 모드를 설명하기 위한 도면으로, 도 9를 참조하면, 사용자의 조작에 의하여 오퍼레이터(200)의 모드 변경 스위치(210)가 숫자 2 방향으로 이동될 경우(제2 주행 모드 설정을 의미함), 오퍼레이터(200)의 컨트롤러(220) 구동이 개시될 수 있다.
즉, 모드 변경 스위치(210)가 숫자 1 방향으로 이동되어 제1 주행 모드로 설정된 경우에는 컨트롤러(220)의 구동이 불필요하므로 예컨대 컨트롤러(220)에 전원이 인가되지 않을 수 있으며, 반대로 제2 주행 모드로 설정된 경우에는 컨트롤러(220)에 전원이 인가됨으로써 조작이 가능할 수 있다.
구체적으로, 사용자는 모드 변경 스위치(210)를 이동시켜 이송 유닛(400)의 주행을 제2 주행 모드로 설정하고, 컨트롤러(220)에 표시된 방향키(B)에 압력을 가하여 이송 유닛(400)의 주행 방향에 대한 조작 신호를 입력시킬 수 있다.
이처럼 사용자로부터 입력된 조작 신호는 도전성 와이어(300)를 통해 이송 유닛(400) 내의 제어부(420)로 전달되며, 제어부(420)는 조작 신호에 대응되는 방향으로 이송 유닛(400)을 주행시키기 위하여 구동부(430)를 제어할 수 있다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.
100: 이송 유닛 주행 제어 장치
200: 오퍼레이터
210: 모드 변경 스위치
220: 컨트롤러
300: 도전성 와이어
400: 이송 유닛
410: 위치 측정 모듈
420: 제어부
430: 구동부
440: 전원 공급부

Claims (12)

  1. 충방전이 가능한 배터리로 구현되는 에너지 공급원이 포함된 위치 측정 모듈을 포함하는 이송 유닛;
    상기 위치 측정 모듈로부터 권출되어 외부로 연장되는 도전성 와이어; 및
    상기 도전성 와이어의 일측과 연결되며, 상기 이송 유닛의 주행 모드를 설정할 수 있도록 좌측 또는 우측 방향으로 이동되는 스위치 버튼 형태의 모드 변경 스위치 및 사용자로부터 상기 이송 유닛의 주행 방향 조작 신호가 입력되기 위한 조이스틱 형태의 컨트롤러를 포함하는 오퍼레이터;를 포함하며,
    상기 오퍼레이터는,
    상기 도전성 와이어를 통하여 상기 위치 측정 모듈 내의 상기 에너지 공급원으로부터 전원을 공급받고, 상기 이송 유닛의 주행을 제어하도록 구성되고,
    상기 이송 유닛은 상기 오퍼레이터에 의하여 주행 모드가 상기 이송 유닛의 주행을 특정 지점의 위치로 자동 유도시킬 수 있도록 하는 제1 주행 모드로 설정되는 경우, 상기 위치 측정 모듈에 의하여 산출되는 상기 도전성 와이어의 일측 말단 지점의 위치로 주행이 유도되고 이 경우 상기 컨트롤러를 통한 사용자의 조작 신호가 입력되지 않으며,
    상기 위치 측정 모듈은 제1 회전 부재, 제1 측정 센서 및 제1 산출 모듈로 구성되는 길이 산출부와, 제2 회전 부재, 제2 측정 센서 및 제2 산출 모듈로 구성되는 각도 산출부를 포함하고,
    상기 제1 측정 센서에서는 상기 도전성 와이어의 권출 및 권취 시 회전하는 제1 회전 부재의 시계방향 회전 또는 반시계방향 회전에 대한 회전량을 측정하며, 상기 제1 산출 모듈에서는 하기의 수학식 1에 근거하여 상기 도전성 와이어의 권출 길이를 산출하고, 또한
    상기 제2 측정 센서에서는 상기 도전성 와이어의 권출 방향으로 회전하는 제2 회전 부재의 회전각을 측정하며, 상기 제2 산출 모듈에서는 하기의 수학식 2에 근거하여 상기 도전성 와이어의 권출 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는,
    이송 유닛 주행 제어 장치.

    [수학식 1]
    Figure 112018006911280-pat00014

    (여기서, l = 도전성 와이어의 권출 길이, a = 둘레 길이 보정 상수, l1 = 제1 회전 부재의 둘레 길이, r1 = 제1 회전 부재의 회전량)

    [수학식 2]
    Figure 112018006911280-pat00015

    (여기서, r = 도전성 와이어의 권출 각도, b = 회전각 보정 상수, r2 = 제2 회전 부재의 회전각)

  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 이송 유닛을 구동시키는 구동부;
    상기 위치 측정 모듈 및 오퍼레이터로부터 신호를 수신하여 상기 구동부를 제어하는 제어부; 및
    상기 구동부로 전원을 공급하는 전원 공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    이송 유닛 주행 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 오퍼레이터에 의하여 주행 모드가 제2 주행 모드로 설정되는 경우, 상기 컨트롤러에 입력되는 사용자의 조작 신호를 상기 도전성 와이어를 통하여 수신하고, 상기 조작 신호에 따라 주행 방향이 제어되는 것을 특징으로 하는,
    이송 유닛 주행 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 위치 측정 모듈은,
    상기 도전성 와이어의 권출 길이 및 권출 각도를 이용하여 상기 도전성 와이어의 일측 말단 지점의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는,
    이송 유닛 주행 제어 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 위치 측정 모듈은,
    상기 도전성 와이어의 일측 말단 지점의 위치 정보를 시간에 따른 좌표로 산출하여 좌표계 상에 저장하는 것을 특징으로 하는,
    이송 유닛 주행 제어 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 위치 측정 모듈은,
    기준 시간(T) 동안 상기 도전성 와이어의 일측 말단 지점이 이동한 거리(L)를 속도값(V)으로 산출하는 것을 특징으로 하는,
    이송 유닛 주행 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 위치 측정 모듈은,
    상기 속도값과 기 설정된 임계값을 비교하여 상기 이송 유닛의 주행 속도 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는,
    이송 유닛 주행 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 위치 측정 모듈은,
    기 설정된 시간 내에서 상기 속도값이 상기 임계값을 초과하는 굴곡부의 개수에 따라 상기 이송 유닛의 주행 속도를 가속 또는 감속시키는 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는,
    이송 유닛 주행 제어 장치.
KR1020160004636A 2015-10-02 2016-01-14 이송 유닛 주행 제어 장치 KR101864345B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160004636A KR101864345B1 (ko) 2016-01-14 2016-01-14 이송 유닛 주행 제어 장치
CN201680057475.1A CN108139753B (zh) 2015-10-02 2016-09-29 定位模块以及包括其的移送单元的行驶控制装置
JP2018537599A JP6629980B2 (ja) 2015-10-02 2016-09-29 位置測定モジュール及びこれを含む移送ユニットの走行制御装置
EP16852079.9A EP3358433B1 (en) 2015-10-02 2016-09-29 Positioning module and driving control device of a carrier unit comprising the positioning module
PCT/KR2016/010933 WO2017057933A1 (ko) 2015-10-02 2016-09-29 위치 측정 모듈 및 이를 포함하는 이송 유닛의 주행 제어 장치
US15/927,789 US11034537B2 (en) 2015-10-02 2018-03-21 Positioning module and driving control device of carrier unit, including same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160004636A KR101864345B1 (ko) 2016-01-14 2016-01-14 이송 유닛 주행 제어 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170085250A KR20170085250A (ko) 2017-07-24
KR101864345B1 true KR101864345B1 (ko) 2018-07-04

Family

ID=59429085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160004636A KR101864345B1 (ko) 2015-10-02 2016-01-14 이송 유닛 주행 제어 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101864345B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200036558A (ko) 2018-09-28 2020-04-07 주식회사 오모로봇 고정 센서와 선을 이용한 이동체의 절대 위치 인식 방법 및 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102207350B1 (ko) * 2019-02-01 2021-01-25 주식회사 오모로봇 권취 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100338187B1 (ko) * 1999-07-12 2002-05-24 배종렬 자율제어 방식의 미장로봇용 리모콘

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100338187B1 (ko) * 1999-07-12 2002-05-24 배종렬 자율제어 방식의 미장로봇용 리모콘

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200036558A (ko) 2018-09-28 2020-04-07 주식회사 오모로봇 고정 센서와 선을 이용한 이동체의 절대 위치 인식 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170085250A (ko) 2017-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10031511B2 (en) Arrangement and method for monitoring a position of a hand-held tool
CN109834708B (zh) 限制机器人速度的控制装置
KR101864345B1 (ko) 이송 유닛 주행 제어 장치
KR20170098885A (ko) 자주식 관절 로봇
US20140277716A1 (en) Robot system and robot working method
KR102662077B1 (ko) 로봇핸드, 로봇 및 로봇시스템
EP3466743A1 (en) Mobile body and mobile body system
JP2017049933A (ja) 自律走行車システム
IT201900019442A1 (it) "Sistema mobile autonomo, utilizzabile in un impianto industriale come sistema operatore riconfigurabile"
JP2021525689A (ja) 長固定子リニアモーターの形の運搬装置の運搬ユニットを制御する方法
US12041872B2 (en) Autonomous work machine, autonomous work system, method of controlling autonomous work machine, and storage medium
CN112873198B (zh) 机器人系统的控制方法
DE202016002864U1 (de) Mobiles Messsystem
US10549651B2 (en) Mobile body and mobile body system
EP4071569B1 (en) System and method for determining real-time orientation on carts in an independent cart system
US11034537B2 (en) Positioning module and driving control device of carrier unit, including same
US20230350408A1 (en) Independent robot safety system using a safety rated plc
CN112809664B (zh) 机器人系统的控制方法
KR20170127924A (ko) 이송 유닛의 주행 동작 제어 장치
JP2014220212A (ja) 端子挿入装置及び端子挿入方法
JP5679108B2 (ja) 連結移動装置
JP2018531401A6 (ja) 位置測定モジュール及びこれを含む移送ユニットの走行制御装置
JP7445878B2 (ja) リニアモータシステム
JP6276095B2 (ja) 端子挿入装置及び端子挿入方法
CN116673949A (zh) 一种机器人安全控制方法、装置、电子设备和介质

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant