KR102333640B1 - 수송 디바이스, 보관 시스템 및 수송 디바이스를 재배치하는 방법 - Google Patents

수송 디바이스, 보관 시스템 및 수송 디바이스를 재배치하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터를 형성하도록 구현되는 수송 디바이스를 제공한다. 본 발명에 따르면, 상기 표면의 일부와 협동하도록 구현되는 수송 디바이스가 제공된다. 수송 디바이스는 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터 내의 적어도 하나의 다른 수송 디바이스와 협동하도록 구현된다. 수송 디바이스는 아이템 수용 공간 및 클러스터 내의 수송 디바이스의 재배치를 표면의 일부와의 상호작용을 통해 허용하도록 구현되는 재배치 유닛을 포함한다. 본 발명은, 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터 내의 적어도 하나의 다른 수송 디바이스와 협동하도록 구현되는 수송 디바이스를 더 제공한다. 수송 디바이스는 아이템 수용 공간 및 클러스터 내의 수송 디바이스의 재배치를 적어도 하나의 다른 수송 디바이스와의 상호작용을 통해 허용하도록 구현되는 재배치 유닛을 포함한다.

Description

수송 디바이스, 보관 시스템 및 수송 디바이스를 재배치하는 방법
본 출원은 그 전체 내용이 본 명세서에 원용에 의해 통합되는 2017 년 10 월 4 일 출원된 영국 특허 출원 번호 1716204.1에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 로봇식 보관 시스템에 관한 것이고, 특히 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터를 형성하도록 배치되는 수송 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 수송 디바이스를 재배치하는 방법을 더 제공한다.
일부 상업적이고 산업적인 활동을 하려면 컨테이너에 보관될 수 있는 대량의 상이한 제품들을 저장하고 취출하는 것을 가능하게 하는 시스템이 필요하다. 줄줄이 스택된 컨테이너들을 처리하는 방법은 수 십년간 잘 알려져 왔다. 예를 들어 US 2,701,065(Bertel)에서 개시되는 것과 같은 이러한 시스템 몇몇은, 컨테이너를 보관하는 것과 연관된 보관 부피를 감소시키면서도 여전히 필요할 경우 특정한 컨테이너에 액세스할 수 있게 하기 위해서 줄줄이 배치된 컨테이너의 독립형(free-standing) 스택을 포함한다. 주어진 컨테이너로의 액세스 주어진 컨테이너를 스택하고 스택으로부터 제거하기 위해 사용될 수 있는 상대적으로 복잡한 인양(hoisting) 메커니즘을 제공함으로써 가능하게 된다. 그러나, 이러한 시스템의 비용은 많은 경우 비실용적으로 높고, 이들은 주로 대형 선박용 컨테이너의 보관 및 처리에 대해서만 상업화되어 왔다.
컨테이너들의 독립형 스택을 사용하고 특정 컨테이너를 취출하고 보관하기 위한 메커니즘을 제공하는 개념은, 예를 들어 유럽 특허 번호 제 0 767 113(Cimcorp)에 개시된 바와 같이 더욱 발전되었다. 이러한 문헌은 복수 개의 스택된 컨테이너를 제거하기 위한 메커니즘을 개시하는데, 컨테이너의 스택 주위에서 하강되고 스택 내의 임의의 층에서 컨테이너를 파지할 수 있도록 구성되는 직사각형 튜브의 형태인 로봇식 로드 핸들러를 사용한다. 이러한 방식으로, 여러 컨테이너들이 하나의 스택으로부터 동시에 들어올려질 수 있다. 하나의 스택의 상단으로부터 다른 스택의 상단으로 여러 컨테이너를 이동시키거나, 어떤 스택으로부터 외부 위치로 컨테이너 그리고 그 반대로 컨테이너를 이동시키기 위하여 사각 튜브가 사용될 수 있다. 이러한 시스템은 단일 스택 내의 컨테이너들 모두가 동일한 제품을 포함하는 경우 특히 유용할 수 있다. 이러한 스택은 단일-물품 스택이라고 알려져 있다. 유럽 특허 번호 제 0 767 113에 개시된 시스템에서, 컨테이너의 최고 스택이 단일 동작에서 추출될 수 있도록 튜브의 높이는 적어도 컨테이너의 최대 스택의 높이만큼 높아야 한다. 따라서, 창고와 같이 밀폐된 공간에서 사용되는 경우, 스택의 최대 높이는 스택 위에서 로봇식 로드 핸들러의 튜브를 수용해야 하기 때문에 제한된다.
다수의 제품 라인 내의 아이템을 저장 및 취출하기 위한 하나의 공지된 타입의 시스템은 저장 빈(bin) 또는 컨테이너를 서로 적층된 스택 내에 배치하는 것을 수반하고, 이러한 스택들은 줄에 맞춰서 배치된다. 보관 빈 또는 컨테이너는 로봇식 로드 관리 디바이스에 의하여 위에서부터 스택으로부터 제거되고 액세스될 수 있어서, 줄들 사이에 통로가 필요가 없어지고 주어진 공간 내에 더 많은 컨테이너가 보관될 수 있게 된다.
유럽 특허 번호 제 1 037 828(Autostore)은 컨테이너의 스택이 프레임 구조체 내에 배치되는 시스템을 개시한다. 로봇식 로드 처리 디바이스는 스택의 최상면 상의 트랙들의 시스템 상에서 스택 주위로 제어가능하도록 이동될 수 있다. 다른 형태의 로봇식 로드 관리 디바이스는, 예를 들어 노르웨이 특허 번호 제 3 173 66에 더 개시된다.
영국 특허 공개 번호 제 2 520 104(Ocado Innovation Limited)는, 각각의 로봇식 로드 핸들러가 하나의 그리드 공간만을 커버함으로써, 로봇식 로드 핸들러의 밀도가 더 높아지고, 따라서 주어진 크기의 시스템의 쓰루풋이 더 높아지게 하는, 로봇식 로드 관리 디바이스를 개시한다. 그러나, 임의의 적합한 형태의 로드 관리 디바이스가 사용될 수 있다.
그러나, 전술된 공지된 로봇식 보관 시스템 각각은 다음 단점 중 하나 이상을 가진다. 모든 예에서, 보관 빈의 스택 위/주위에 주변 프레임 구조체가 요구된다. 프레임 구조체는 보관 빈의 스택 상의 프레임 구조체의 상단을 트래버스하는 로봇식 부하 핸들러를 지지한다. 공간이 프레임 구조체에 의해 소비되기 때문에, 이러한 프레임 구조체를 사용하면 보관 빈이 보관될 수 있는 밀도가 감소된다. 더욱이, 이러한 프레임 구조체는 동적으로 스케일링가능하지 않은데, 그 이유는 프레임 구조체가, 최대 예상 용량이 불확실하거나 먼 미래에 해당하는 경우에도 이러한 용량을 수용하도록 구성되어야 하기 때문이다.
또한, 로봇식 로드 핸들러는, 선택된 보관 빈을 취출하기 위해서 보관 빈의 스택 내로 "파고 들어가야(dig down" 하는데, 이것은 보관 빈을 취출할 때에 시간 및 에너지 오버헤드가 된다. 또한, 전술된 시스템은 로봇식 로드 핸들러를 요구하는데, 이것은 시스템의 추가 비용이 된다.
더욱이, 이러한 시스템을 조율할 때에, 로봇식 로드 핸들러에 의한 시작 위치로부터 목적지 위치로의 양의 전진(positive progress)하려면, 통상적으로 로봇식 로드 핸들러는, 경로 플래닝 및/또는 충돌 회피를 사용하여 다른 로봇식 로드 관리 디바이스를 피하는 것과 같은, 여러 불필요하고 비생산적이며 고비용인 단계를 수행해야 한다. 또한, 보관 빈이 보관 빈의 스택 내에 고착되는(stuck) 경우, 고착된 보관 빈 아래의 보관 빈을 복구하는 것이 어렵다. 이와 유사하게, 로봇식 로드 핸들러가 고장나는 경우, 로봇식 로드 핸들러 아래의 보관 빈으로의 액세스는 로봇식 로드 핸들러가 보관 빈의 스택 위의 자신의 위치로부터 제거될 때까지 제한된다. 또한, 로봇식 부하 핸들러에 고장이 생기면 복구하기가 어려울 수 있다.
공지된 보관 시스템에서의 문제점들을 고려하여, 본 발명은, 스케일링가능성을 유지하고 로봇식 부하 핸들러와 관련된 전술된 문제를 피하면서, 보관 시스템의 보관 용량을 최대화하는 보관 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 표면의 일부와 협동하도록 구현되는 수송 디바이스가 제공된다. 상기 수송 디바이스는, 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터 내의 적어도 하나의 다른 수송 디바이스와 협동하도록 더 구현된다. 수송 디바이스는, 아이템 수용 공간 및 상기 클러스터 내의 수송 디바이스의 재배치(relocation)를 상기 표면의 일부와의 상호작용을 통해 허용하도록 구현되는 재배치 유닛을 포함한다.
본 발명은 표면 및 복수 개의 수송 디바이스를 포함하는 보관 시스템을 더 제공한다. 각각의 수송 디바이스는 전술된 바와 같고 표면의 일부와 협동하도록 구현된다. 더욱이, 복수 개의 수송 디바이스는 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 3차원 클러스터 내에 배치된다.
본 발명은, 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터 내의 적어도 하나의 다른 수송 디바이스와 협동하도록 구현되는 수송 디바이스를 더 제공한다. 수송 디바이스는 아이템 수용 공간 및 클러스터 내의 수송 디바이스의 재배치를 적어도 하나의 다른 수송 디바이스와의 상호작용을 통해 허용하도록 구현되는 재배치 유닛을 포함한다.
본 발명은 복수 개의 수송 디바이스를 포함하는 보관 시스템을 더 제공하는데, 각각의 수송 디바이스는 전술된 바와 같다. 더욱이, 복수 개의 수송 디바이스는 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 3차원 클러스터 내에 배치된다.
본 발명은 전술된 바와 같은 보관 시스템을 포함하는 창고를 더 제공한다.
본 발명은 전술된 바와 같은 보관 시스템을 포함하는 차량을 더 제공한다.
본 발명은 전술된 바와 같은 보관 시스템을 포함하는 제로-중력 또는 저중력 환경을 더 제공한다.
본 발명은 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터 내에 배치된 수송 디바이스를 재배치하는 방법을 더 제공한다. 이러한 방법은, 상기 수송 디바이스가 표면의 일부와 협동하게 하는 단계 및 상기 수송 디바이스와 상기 표면의 일부 사이의 상호작용을 통해 상기 클러스터 내에서 상기 수송 디바이스를 재배치하는 단계를 포함한다.
본 발명은 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터 내에 배치된 수송 디바이스를 재배치하는 방법을 더 제공한다. 이러한 방법은, 상기 수송 디바이스가 상기 클러스터 내의 적어도 하나의 다른 수송 디바이스와 협동하게 하는 단계 및 상기 수송 디바이스와 상기 적어도 하나의 다른 수송 디바이스 사이의 상호작용을 통해 상기 클러스터 내에서 상기 수송 디바이스를 재배치하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 개시된 특징들은, 예를 들어 여러 수송 디바이스를 포함하는 클러스터를 제공하여 프레임 구조체를 트래버스하는 로봇식 부하 핸들러의 사용이 회피되게 함으로써, 여러 장점을 제공한다.
이러한 방식으로, 현존 보관 시스템과 연관된 시간 패널티와 비용이 회피된다. 더욱이, 본 발명의 장치 및 방법의 속도, 밀도 및 효율은 현존 시스템보다 더 크다. 또한, 본 명세서에 개시된 장치 및 방법은 수송 디바이스가 고착/오동작하는 액세스 문제를 완화시킨다. 더욱이, 로봇식 로드 관리 디바이스들의 충돌을 피하게 되고, 이러한 장치 및 방법은 고장난 수송 디바이스를 클러스터로부터 배출하는 것을 지원한다. 더욱이, 이러한 시스템은 추가적인 수송 디바이스를 클러스터에 추가함으로써 스케일링가능하고, 기반구조가 추가적인 수송 디바이스를 지원해야 할 필요성을 줄인다.
본 발명의 실시예가 오직 예시를 통하여, 유사한 참조 번호가 동일하거나 대응하는 부분을 표시하는 첨부된 도면을 참조하여 이제 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보관 시스템의 개략도이다.
도 2a 및 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수송 디바이스의 개략도이다.
도 3은 수송 디바이스가 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터 내에 형성되는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보관 시스템을 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 보관 시스템의 표면과의 상호작용을 통해 재구성되는 수송 디바이스들의 클러스터의 추가적 세부사항을 보여준다.
도 5는 수송 디바이스가 보관 시스템의 표면을 통해 층들 사이에서 이동되는 2층 보관 시스템의 더 많은 세부사항을 보여준다.
도 6a 및 도 6b는 수송 디바이스 내에 재배치 유닛을 구현하는 상이한 예들 및 보관 시스템의 표면을 구현하는 상이한 예들을 보여준다.
도 7a 및 도 7b는 기계적 메커니즘을 수송 디바이스 내의 재배치 유닛으로서 구현하는 상이한 예를 보여준다.
도 8a 및 도 8b는 자기적 메커니즘을 수송 디바이스 내의 재배치 유닛으로서 구현하는 상이한 예를 보여준다.
도 9a 및 도 9b는 전자기적 메커니즘을 수송 디바이스 내의 재배치 유닛으로서 구현하는 상이한 예를 보여준다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스의 개략도이다.
도 11은 클러스터를 포함하는 보관 시스템의 2보관 시스템인데, 클러스터는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복수 개의 수송 디바이스를 포함한다.
도 12a 및 도 12b는 수송 디바이스 내의 재배치 유닛을 구현하는 상이한 예를 보여준다.
도 13은 수송 디바이스 내의 재배치 유닛으로서 기계적 메커니즘을 구현하는 것에 포함되는 컴포넌트를 보여준다.
도 14는 수송 디바이스 내의 재배치 유닛으로서 기계적 메커니즘을 구현하는 것에 더 포함되는 컴포넌트를 보여준다.
도 15는 본 발명 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스를 보여주는데, 재배치 유닛은 기계적 메커니즘을 포함한다.
도 16은 본 발명 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스의 클러스터를 보여주는데, 재배치 유닛은 기계적 메커니즘을 포함한다.
도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스를 보여주는데, 재배치 유닛의 제 1 예는 자기적/전자기적 메커니즘을 포함한다.
도 18은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스의 클러스터를 보여주는데, 재배치 유닛의 제 1 예는 자기적/전자기적 메커니즘을 포함한다.
도 19는 본 발명의 제 실시예에 따른 수송 디바이스를 보여주는데, 재배치 유닛의 제 2 예는 자기적/전자기적 메커니즘을 포함한다.
도 20은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스의 클러스터를 보여주는데, 재배치 유닛의 제 2 예는 자기적/전자기적 메커니즘을 포함한다.
도 21은 본 발명의 제 실시예에 따른 수송 디바이스를 보여주는데, 재배치 유닛의 제 3 예는 자기적/전자기적 메커니즘을 포함한다.
도 22는 본 발명의 제 실시예에 따른 수송 디바이스를 보여주는데, 재배치 유닛의 제 3 예는 자기적/전자기적 메커니즘을 포함한다.
도 23a 및 도 23b는 자기-기계적 메커니즘의 제 1 예를 포함하는 재배치 유닛의 컴포넌트들을 보여준다.
도 24a 및 도 24b는 자기-기계적 메커니즘의 제 1 예를 포함하는 재배치 유닛의 다른 컴포넌트들을 보여준다.
도 25a 및 도 25b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 두 수송 디바이스들 사이의 상호작용을 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 1 예를 포함한다.
도 26a 및 도 26b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 두 수송 디바이스들 사이의 상호작용을 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 1 예를 포함한다.
도 27은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 두 수송 디바이스를 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 2 예를 포함한다.
도 28a 및 도 28b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스의 추가적인 세부사항을 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 2 예를 포함한다.
도 29는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스와 함께 사용되기 위한 자석 휠(magnetic wheel)을 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예를 포함한다.
도 30a 및 도 30b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스의 일 예를 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예를 포함한다.
도 31a 및 도 31b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스의 일 예의 추가적인 뷰(view)를 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예를 포함한다.
도 32a 및 도 32b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스의 일 예의 추가적인 뷰(view)를 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예를 포함한다.
도 33은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스의 일 예의 탑다운(top-down) 뷰를 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예를 포함한다.
도 34는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복수 개의 수송 디바이스를 포함하는 클러스터의 뷰를 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예를 포함한다.
도 35는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복수 개의 수송 디바이스를 포함하는 클러스터의 다른 뷰를 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예를 포함한다.
도 36은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복수 개의 수송 디바이스를 포함하는 클러스터의 또 다른 뷰를 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예를 포함한다.
도 37은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복수 개의 수송 디바이스를 포함하는 클러스터의 추가적인 뷰를 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예를 포함한다.
도 38은 도 30a에 도시되는 것과 유사한 변형된 수송 디바이스의 페이스(face)의 뷰를 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예를 포함한다.
도 39는 수송 디바이스의 이동이 X-방향으로 어떻게 초래되는지를 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예를 포함한다.
도 40은 수송 디바이스의 이동이 Z-방향으로 어떻게 초래되는지를 보여주는데, 수송 디바이스의 재배치 유닛은 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예를 포함한다.
도 41은 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예를 포함하는 수송 디바이스와 유사한 수송 디바이스에 대한 추가적인 변형을 일 예이다.
도 42는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수송 디바이스를 이동시키는 방법에 의해 수행되는 단계들의 흐름도이다.
도 43은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스를 이동시키는 방법에 의해 수행되는 단계들의 흐름도이다.
제 1 실시예
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 보관 시스템을 도시한다. 특히, 보관 시스템은 수송 디바이스(10) 및 표면(21)을 포함한다. 수송 디바이스(10)는 표면(21)의 일부와 협동하여 표면(21)이 걸쳐 이동하거나 이동된다.
비록 도 1에는 도시되지 않지만, 수송 디바이스(10)는 수송 디바이스들의 클러스터를 형성하도록 다른 수송 디바이스(10)와 협동할 수 있고, 클러스터는 재구성가능 물리적 토폴로지를 가진다.
비록 수송 디바이스(10)의 아래에 있는 것으로 도시되지만, 표면(21)은 그 대신에 수송 디바이스(10)의 임의의 표면에 가까이, 예를 들어 수송 디바이스(10)의 측면 또는 상부에 가깝게 배치될 수 있다. 더욱이, 수송 디바이스(10)를 둘 이상의 차원에서 이동시키기 위해서 두 개 이상의 표면(21)이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 수송 디바이스(10) 아래에 배치된 하나의 표면(21) 및 수송 디바이스(10)의 일측에 벽으로서 배치된 다른 표면(21)은, 수송 디바이스(10)가 임의의 직교 방향으로 이동하게 하여 수송 디바이스(10)의 위치를 재구성한다.
표면(21)은 개별적인 셀(21a, 21b, 21c)을 포함할 수 있는데, 임의의 모멘트에서 수송 디바이스(21)는 적어도 하나의 셀과 협동한다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(10)는 표면(21)에 걸쳐서 셀마다 이동할 수 있다. 예를 들어, 수송 디바이스(10)는 셀(21b)로부터 셀(21a)로 이동되어 복수 개의 수송 디바이스(10)를 포함하는 클러스터의 물리적 토폴로지를 재구성할 수 있다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(10)는 클러스터에 추가되거나 그로부터 제거될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수송 디바이스(10)의 추가적인 세부사항을 보여준다. 도 2a는 수송 디바이스(10)를 하나의 시야각으로 보여주고 도 2b는 수송 디바이스(10)를 다른 시야각으로 보여준다. 수송 디바이스(10)가 직육면체인 것으로 도시되지만, 수송 디바이스(10)의 임의의 형상 및/또는 크기가 예상된다는 것이 이해될 것이다. 바람직하게는, 수송 디바이스(10)는 다른 수송 디바이스(10)와 결합되면 고밀도 클러스터를 형성하도록 테셀레이션된다(tessellate). 이러한 방식으로 보관 밀도가 최대화된다.
수송 디바이스(10)는 재배치 유닛(11)과 아이템 수용 공간(12)을 포함한다. 재배치 유닛(11)은 표면(21) 상에서의 수송 디바이스(10)의 위치의 재배치를 허용하도록 구현된다. 재배치 유닛(11)은, 표면(21)의 적어도 일부, 예를 들어 표면(21)의 셀(21b)과의 상호작용을 통해 재배치를 달성한다. 재배치 유닛(11)이, 수송 디바이스(10) 내에 위치되는 및/또는 수송 디바이스(10)의 페이스 상에 위치되는 메커니즘을 수반하는 여러 방법으로 구현될 수 있다는 것이 예상된다. 예를 들어, 재배치 유닛(11)은 휠, 톱니, 기어, 랙 및 피니온 등과 같은 기계적 메커니즘을 사용하여 구현될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 영구자석, 미리 결정된 투자율의 재료, 자석의 어레이 등을 사용하여 구현될 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어 평면형 모터 및/또는 선형 전기 모터를 사용하여 전자기적 메커니즘을 통해 구현될 수도 있다. 수송 디바이스(10) 및 표면(21)이 접촉하지 않아서 수송 디바이스(10)가 겪는 마찰을 최소화하는 비접촉 메커니즘과 같은 다른 메커니즘이 예상된다.
수송 디바이스(10)는 아이템 수용 공간(12)을 더 포함한다. 아이템 수용 공간은 아이템을 수용하도록 구현되는 수송 디바이스(10) 내의 보이드(void)인 것으로 예상된다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(10)는 아이템을 보관하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 아이템 수용 공간(12)은 제품이 고객에 주문의 일부로서 포장되고 발송될 때까지 제품을 보유하도록 구현되는 수송 디바이스(10)의 위치일 수 있다. 또는, 아이템 수용 공간(12)은 인벤토리 시스템을 위해 아이템을 보유하도록 구현될 수 있다.
선택적으로, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 수송 디바이스(10)는 결속 유닛(13)을 더 포함할 수 있다. 결속 유닛(13)은 수송 디바이스(10)를 적어도 하나의 다른 수송 디바이스(10)와 결속하도록 구현될 수 있다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 예에서, 결속 유닛(13)은 다른 수송 디바이스(10)의 아이템 수용 공간(12)과 분리가능하게 결속되도록 구현되는 수송 디바이스(10)의 돌출부를 포함한다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(10)의 클러스터는 스택이 무너질 위험이 없이 안정적으로 여러 층으로 적층될 수 있다. 특히, 결속 유닛(13)은 수송 디바이스가 표면(21) 상에 정확하고 정밀하게 위치되는 것을 보장하도록 구현된다. 비록 도 2a 및 도 2b에는 돌출부가 도시되지만, 스파이크, 자석 또는 하나의 수송 디바이스(10)를 다른 수송 디바이스(10)에 상대적으로 신뢰성있게 위치결정하기 위한 다른 위치결정 수단과 같은, 결속 유닛(13)을 구현하는 다른 방법이 가능하다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 보관 시스템을 도시한다. 도 3에 도시되는 보관 시스템은 도 1에 도시되는 것과 유사하지만, 수송 디바이스(10) 및 표면(21) 외의 선택적인 피쳐가 있다. 도 3에 도시되는 예에서, 보관 시스템은 수송 디바이스(10)의 별개의 클러스터(1)를 각각 포함하는 두 층을 포함한다. 이것은 예로서 도시되었고, 보관 시스템은 임의의 개수의 층을 포함할 수 있다. 각각의 층은 수송 디바이스(10)의 임의의 개수의 클러스터를 포함할 수 있다. 더욱이, 보관 시스템의 각각의 층은 보관 시스템의 각각의 층의 바닥으로서의 역할을 하는 표면(21)(제 1 표면(21)이라고 불림)을 포함한다. 추가적으로, 보관 시스템의 각각의 층은 추가적 표면(22)(제 1 표면(21)에 직교하도록 배치된 제 2 표면(22)으로 불림)을 선택적으로 포함한다. 제 2 표면(22)을 제 1 표면(21)에 직교하도록 추가함으로써, 이제 수송 디바이스(10)는 수송 디바이스(10) 및 각각의 표면 사이의 협동을 통해 세 방향 모두로 이동될 수 있다. 예를 들어, 각각의 표면은, 각각의 수송 디바이스(10) 또는 수송 디바이스(10)의 각각의 스택 또는 수송 디바이스(10)의 각각의 클러스터에 작용하여 수송 디바이스(10)를 소정 방향으로 이동시킬 수 있는 메커니즘을 포함할 수 있다. 이러한 효과를 달성하기 위한 메커니즘의 예들이 후술될 것이다.
보관 시스템의 임의의 주어진 층은 복수 개의 표면(21)을 포함할 수 있다. 더욱이, 복수 개의 표면 주 각각의 표면은 층의 바닥으로부터 상이한 상대적인 높이에 배치될 수 있다. 더욱이, 각각의 표면은 수송 디바이스(10)의 높이, 길이 또는 폭(각각)의 배수일 수도 그렇지 않을 수도 있는 높이, 길이 또는 폭으로 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 클러스터(1)는 수직 필라 및/또는 수평 파이프와 같은 장애물을 포함하는 공간 내에서 동작될 수 있다. 더욱이, 클러스터(1)를 보유한 공간의 상한은 유사하게 비정규적일 수 있고, 임의의 주어진 공간은, 그 주위에서 수송 디바이스(10)가 자유롭게 이동할 수 있는 고정되거나 가동인 장애물 또는 금지 구역을 보유하거나 둘러쌀 수 있다.
도 3은 수송 디바이스(10)의 클러스터(1)의 하나의 잠재적인 구성을 보여준다. 넓게는, 클러스터(1)는 제 1 표면(21) 또는 제 2 표면(22)과의 협동에 의해 제어되고 재배치되도록 서로 가까이 배치되는 두 개 이상의 수송 디바이스(10)이다. 클러스터(1)와 표면의 상호작용에 의하여, 이제 클러스터(1) 내의 개별적인 수송 디바이스(10)의 위치가 변하고 재배치되어, 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터(1)가 제공될 수 있다. 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터(1)가 임의의 크기 또는 형상 일 수 있고 및/또는 임의의 타입의 환경에서 사용될 수 있다는 것이 예상된다. 더욱이, 클러스터(1)를 형성하는 각각의 수송 디바이스(10)는 다양한 크기일 수 있다. 이러한 크기는 클러스터(1) 내의 최소 수송 디바이스(10)의 폭, 길이 및/또는 높이(각각)의 배수인 상이한 폭, 길이 및/또는 높이인 수송 디바이스(10)를 포함할 수 있다(반드시 그래야 하는 것은 아님). 이러한 구성에 의해, 예를 들어 그렇지 않을 경우 더 작은 수송 디바이스에 대해서 또는 에너지-효율 또는 공간-효율의 이유로 너무 크거나 무거웠을 아이템의 보관 및/또는 수송이 가능해질 수 있다.
특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 보관 시스템의 각각의 층에 하나씩 두 개의 클러스터(1)가 도시된다. 특히, 보관 시스템의 하부 층 상에 도시된 클러스터(1)는 수송 디바이스(1)의 여섯 개의 스택을 포함한다. 여섯 개의 스택은 X-방향을 따라 정렬되어 배치된다. 각각의 스택은 다섯 개의 수송 디바이스(10)를 포함한다. 이해될 수 있는 것처럼, 클러스터(1)의 이러한 구성은 단지 일 예로서 주어진다. 임의의 크기의 클러스터(1)가 수용될 수 있고, 특히 보관 시스템의 표면이 해당하는 수의 수송 디바이스(10)를 지원하는 크기인 한, 임의의 개수의 수송 디바이스(10)가 X-방향, Y-방향 및/또는 Z-방향 각각으로 배치될 수 있다는 것이 예상된다. 그러므로, 예를 들어 클러스터(1)는 X-방향, Y-방향 및/또는 Z-방향 각각으로 임의의 개수의 수송 디바이스(10)에 의해 연장될 수 있다. 더욱이, 클러스터(1)는 수송 디바이스(10)가 클러스터(1) 내에 재배치되어야 할 경우 수송 디바이스(10)가 일시적으로 이동될 수 있는 빈 위치(empty location)를 포함할 수 있다. 따라서, 수송 디바이스(1)를 빈 위치 내로 이동시킴으로서 새로운 빈 위치가 수송 디바이스(1)에 의해 이제 비워진 위치에서 클러스터(1) 내에 형성된다. 따라서, 클러스터(1) 내의 다른 수송 디바이스가 해당 빈 위치로 이동될 수 있어서, 빈 위치가 클러스터(1) 내의 다른 위치로 이동되게 한다. 이러한 단계별 방식에서, 클러스터가 한번에 하나의 수송 디바이스(10)마다 재배치될 수 있다. 또는, 클러스터(1)가 보관 시스템 내의 전체 공간을 점유하지 않는 경우, 예를 들어 좌표 방향 중 하나에서 빈 위치가 존재하면, 이러한 빈 위치는 보관 시스템의 전체 공간이 점유되지 않는다는 사실을 통해 제공된다.
클러스터(1)는 수송 디바이스(10)의 3차원 콜렉션으로서 형성될 수 있다. 일 예에서, 클러스터(1)는 수송 디바이스(10)를 포함하는데, 적어도 두 개의 수송 디바이스(10)는 X-방향으로 배치되고, 적어도 두 개의 수송 디바이스(10)는 Y-방향으로 배치되며 적어도 두 개의 수송 디바이스(10)는 Z-방향으로 배치된다.
클러스터(1) 내의 개별 수송 디바이스(10)의 제어와 관련하여, 표면(21)은 수송 디바이스(10) 및/또는 수송 디바이스(10)의 스택과 상호작용한다. 이러한 제어 전략은 2017 년 10 월 4 일에 출원된 오카도 이노베이션 리미티드(Ocado Innovation Limited)의 영국 특허 출원 번호 제 GB1716201.7(오카도 이노베이션 리미티드 참조 번호 000164GB)에서 다뤄지는데, 해당 출원의 전부의 내용은 본 명세서에 원용에 의해 통합된다. 이러한 교차-참조된 문서에서, 수송 디바이스(10)는 수송 디바이스라고 불리고, 이러한 용어들은 상호교환가능하도록 사용될 수 있다는 것이 예상된다.
보관 시스템은 클러스터(1)를 포함할 수 있다. 이러한 관점에서, 클러스터(1)는 적어도 하나의 아이템을 보관할 수 있다. 보관 시스템은, 클러스터(1) 내의/상의/외부의 시작 위치로부터 클러스터(1) 내의/상의/외부의 목적지 위치까지의, 수송 디바이스에 대한 경로를 결정하도록 구현되는 제어기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어기는 수송 디바이스가 결정된 경로에 따라 이동하게 하는 신호를 통신 유닛에 송신하도록 더 구현될 수 있다. 이러한 방식으로, 제어기는 수송 디바이스에 대한 경로를 결정하고 수송 디바이스가 결정된 경로를 따라 이동하게 할 수 있다. 이해될 수 있는 것처럼, 제어기는 충돌을 피하고 수송 디바이스의 협동을 가능하게 하도록 구현된다.
예를 들어, 제어기는 작업 할당, 물품의 이동 및 제품의 배치를 어떻게 개선할지를 평가하도록 구성될 수 있다. 제어기는 특정한 타입의 이동이 언제 일어나야 하는지 및 이들이 어떠한 순서로 일어나야 하는지를, 예를 들어 다양한 비즈니스 규칙 및/또는 우선순위를 적용하는 것에 의존하여 스케줄링하도록 구성된다. 제어기는, 예를 들어 물품 배치에 대해 결정하는 데에 있어서 유입 및 유출 인자 양자 모두를 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 제어기는 물품 공급의 전달 위치, 및 물품의 추정된 유출 배달을 추정할 수 있다. 제어기는 결정을 할 수 있고, 자동 시스템에 의해 실행되도록 신호를 전송하며, 및 / 또는 태스크를 인간(피커, 로더 등)에게 효율적으로 할당할 수 있다.
제어기는 하나 이상의 수송 디바이스(10) 중 어느 것이 명령을 실행하는 데에 또는 임의의 다른 목적을 위하여 수반되어야 하는지를 결정할 수 있다. 하나 이상의 수송 디바이스의 동작은 통상적으로 수송 디바이스가 클러스터를 가로지르고, 및/또는 인접한 수송 디바이스 및/또는 주어진 수송 디바이스(10)를 움직이는 것과 같은 동작을 수행하도록 요구한다. 제어기는 클러스터 내의 다양한 경로를 분석하여, 제약 및 조건의 세트가 주어질 경우 다른 경로에 비하여 잠재적으로 선호되는 하나 이상의 경로를 결정하도록 구성될 수 있다. 이러한 선호 경로는 수송 디바이스(10)에 주기적으로 및/또는 동적으로 한 번에 제공될 수 있어서, 클러스터(1)에 걸친 그들의 이동 및/또는 그들이 클러스터 내에서 수행하는 역할을 제어한다.
어떤 경로는: 이동되는 최단 거리, 수송 디바이스(10)의 더 큰 기대된 평균 속도, 트래픽을 만날(즉 정체) 하부 확률, 요구되는 더 적은 총 시간, 하부 충돌 확률, 더 적은 사용 전력, 대안적인 경로로 스위칭하는 편의성, 장애물, 예를 들어 파손된 수송 디바이스, 파손된 경로, 및/또는 보수 중인 경로의 일부를 회피할 능력을 비한정적으로 포함하는 여러 이유에 의해서 선호될 수 있다.
제어기는 다양한 알고리즘을 사용하여 연결된 다양한 수송 디바이스의 이동을 식별, 설계 및/또는 제어할 수 있다. 제어기는 하나의 위치로부터 다른 위치로의 잠재적으로 유리한 루트를 결정하기 위하여 다양한 알고리즘을 적용함으로써, 수송 디바이스의 이동을 최적화하도록 구성될 수 있다. 잠재적 이점은, 더 짧은 이동 거리, 정체를 만날 하부 우도, 더 짧은 요구 시간, 하부 전력 소모, 다른 수송 디바이스의 이동과의 조율, 파손된 수송 디바이스 또는 포면의 파손된 구역을 피하는 라우팅, 또는 다양한 워크스테이션 동작과의 조율을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제어기는, 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 명령의 하나 이상의 세트를 수행하도록 구성되는 하나 이상의 프로세서를 각각 보유한 하나 이상의 서버를 사용하여 구현될 수 있다. 컴퓨터 구현형태에 대한 잠재적 이점은, 여러 가지 중에서, 확장가능성, 많은 양의 처리 및 계산적 복잡성을 처리할 능력, 증가된 반응 속도, 신속하게 결정할 능력, 복잡한 통계적 분석을 실행할 능력, 머신 학습을 수행할 능력을 비한정적으로 포함한다.
제어기는 임의의 개수의 방법으로 구현될 수 있고, 예를 들어 제어기는 분산형 컴퓨팅 시스템으로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기의 기능 중 일부 또는 전부는 수송 디바이스(10) 자체에 분산될 수 있다. 예를 들어, 각각의 목적지가 주어지면, 수송 디바이스(10)는 클러스터(1) 내의 인접한 수송 디바이스(10) 및 표면(들)(21)과 통신함으로써, 그들 각각이 그들의 목표를 달성하도록 이동 및 협력할 수 있다.
도 3은 또한 제 2 클러스터(1)를 보관 시스템의 상부 층에 보여준다. 이러한 클러스터(1)는 보관 시스템의 하부 층에 있는 것과 유사하고, 유사한 방식으로 제어된다. 제 2 클러스터는, 수송 디바이스(10)의 네 개의 스택으로 형성되고, 각각의 스택은 다섯 개의 수송 디바이스(10)를 포함한다. 앞서 언급된 바와 같이, 이것은 단지 일 예일 뿐이고, 제 2 클러스터(1)는 X-방향, Y-방향 또는 Z-방향 중 임의의 방향으로 임의의 개수의 수송 디바이스(10)를 가질 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 클러스터(1)에서 수행되는 동작을 보여주고, 클러스터(1)가 재배치될 수 있고 및/또는 수송 디바이스(10)를 클러스터로부터 제거되게 할 수 있는 프로세스를 보여준다. 특히, 도 4는 도 3에서 언급되었고 이제 제 1 클러스터(1a) 및 제 2 클러스터(1b)로 분할된 클러스터(1)를 보여준다. 이것을 달성하기 위하여 클러스터(1)는 표면(21)과 협동하여 클러스터(1) 중 하나의 스택을 클러스터(1)로부터 멀리 이동시켰다. 이러한 방식으로, 제 1 클러스터(1a) 및 제 2 클러스터(1b)가 형성된다. 이러한 예에서, 제 1 클러스터(1a)로부터 개별 수송 디바이스(10)를 제거하기 위하여, 제 1 클러스터(1a)는 제 2 표면(22)과 상호작용한다. 특히, 제 1 클러스터(1a)는 제 1 표면(21)와의 상호작용을 통해 제 2 클러스터(1b)로부터 멀리 이동된다. 예를 들어, 제 1 표면(21)은 제 1 클러스터(1a)의 하단에 작용하여 수송 디바이스(10)의 스택을 X-방향 및 Y-방향으로 여러 셀에 걸쳐 재배치하여, 수송 디바이스(10)의 스택을 제 2 표면(22)에 가깝게 이동시키고, 그로부터 제 2 표면(22) 및 제 1 클러스터(1a)의 수송 디바이스(10)가 협동할 수 있다.
특히, 제 2 표면(22)은 제 1 클러스터(1a)의 수송 디바이스(10)를 Y-방향 및 Z-방향으로 조작할 수 있다. 그러므로, 제 1 표면(21) 및 제 2 표면(22)에 의한 조작의 조합을 통해 수송 디바이스(10)를 세 개의 좌표 방향 중 임의의 방향으로 조작할 수 있다.
도 4b는 제 1 표면(21), 제 2 표면(22) 및 제 1 클러스터(1a)의 수송 디바이스(10)의 상호작용을 통해 제 1 클러스터(1a)의 토폴로지가 물리적으로 재구성되는 일 예를 보여준다. 특히, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 특정 수송 디바이스(10a)가 제 1 클러스터(1a) 내에 재배치되거나 제 1 클러스터(1a)로부터 전체적으로 제거되어야 할 경우, 제 1 및 제 2 표면(21 및 22)은 수송 디바이스(10)와 협동하여 물리적 토폴로지 변화가 일어나게 한다. 도 4b에 도시되는 예에서, 특정 수송 디바이스(10a)는 하나의 셀을 제 1 클러스터(1a)에 상대적으로 Y-방향으로 이동시켰다. 이를 위하여, 제 1 클러스터(1a)의 이러한 수송 디바이스(10)는 제 2 표면(22)에 의해 고정 유지된다. 제 1 표면(21)에서와 같이 제 2 표면(22)은, 각각이 개별적으로 제어될 수 있는 셀들로 하위분할될 수 있다. 예를 들어, 제 2 표면(22)은 제 2 표면(22)에 수송 디바이스(10)를 홀딩하기 위해서 자기력을 활용할 수 있다. 그러나, 다른 메커니즘들이 사용될 수도 있다.
그러나, 특정 수송 디바이스(10a)의 위치에 인접한 제 2 표면(22)의 셀은 활성화되지 않고(또는 수송 디바이스(10a)가 Y-방향으로 이동하게 하도록 다르게 활성화되고), 그러므로 특정 수송 디바이스(10a)는 제 2 표면(22)에 홀딩되지 않는다. 반면에, 수송 디바이스(10)(제 1 클러스터(1a) 내에서 특정 수송 디바이스(10a) 위에 위치됨)에 인접한 제 2 표면(22)의 셀은 이들을 제 2 표면(22)에 홀딩하도록 활성화된다. 그러므로, 특정 수송 디바이스(10a)는 제 1 표면(21)의 액션 하에 자유롭게 이동할 수 있는 반면에, 제 1 클러스터(1a)의 잔여 수송 디바이스(10)는 제 2 표면(22)에 대해 홀딩된다. 그러므로, 제 1 표면(21)은 특정 수송 디바이스(10a)를 Y-방향으로 하나의 셀만큼 이동시켜서 도 4b에 도시되는 위치가 되도록 작동할 수 있다. 비록 위의 예가 Y-방향에 관련되지만, 대응하는 고려사항이 X-방향 또는 Z-방향으로의 이동에도 적용된다는 것이 이해될 것이다.
그러나, 이러한 이동을 달성하는 다른 방법들이 활용될 수도 있다. 예를 들어, 특정 수송 디바이스(10a)를 이동시키기 위해서 제 1 표면(21)을 사용하는 대신에, 제 2 표면(22)이 활용될 수도 있다. 예를 들어, 제 2 표면(22)이 수송 디바이스(10)의 이동을 초래하기 위하여 자석을 활용하면, 수송 디바이스(10)를 제 2 표면(22)에 걸쳐서 이동시키기 위해서 선형 모터와 유사한 동작이 채용될 수 있다. 다르게 말하면, 특정 수송 디바이스(10a)는 제 1 클러스터(1a) 바로 아래의 셀로부터 밀려나서 Y-방향으로 어떤 셀을 향해 끌려간다. 비록 이러한 예가 자석에 의존하지만, 다른 메커니즘(예컨대 기계적 메커니즘)이 재배치를 초래하기 위해서 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이러한 방식으로, 개별 수송 디바이스(10)는, 한번에 하나의 셀만큼, 선택적으로 이동되어 클러스터(1)의 물리적 토폴로지를 재구성할 수 있다.
수송 디바이스(10)는 하나의 이동에서 전체 셀을 이동시킬 필요가 없고, 그 대신에, 부분적인 이동이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 4a 및 도 4b의 예에서, 수송 디바이스(10)가 도 2a 및 도 2b에 도시된 선택적인 결속 유닛(13)을 활용한다면 부분적인 이동이 요구될 수 있다. 특히, 특정 수송 디바이스(10a)를 이동시키기 전에 아이템 수용 공간(12)으로부터 결속 유닛(13)을 결속해제하는 것이 필요할 수 있다. 이를 달성하기 위하여, 제 1 클러스터(1a)의 수송 디바이스(10)는 정지된 특정 수송 디바이스(10a)를 벗어나면서 Z-방향으로 일시적으로 이동될 수 있다. 이러한 이동은 결속 유닛(13)을 결속해제하기에 맞도록 충분할 수 있고 따라서 전체 셀 이동일 필요가 없으며 오히려 부분적인 셀 이동이다. 이러한 방식으로, 제 1 클러스터(1a)의 결속 유닛(13)은 특정 수송 디바이스(10a)의 아이템 수용 공간(12)으로부터 결속해제된다.
도 5는 도 3, 4a 및 4b에 설명된 보관 시스템과 공동으로 사용될 수 있는 주변부의 일 예를 보여준다. 전술된 바와 같이, 보관 시스템은 적어도 하나의 층을 포함하는데, 보관 시스템의 각각의 층은 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는, 수송 디바이스(10)의 클러스터(1)를 포함할 수 있다. 도 5에 도시되는 예에서, 보관 시스템의 층들 사이에서의 수송 디바이스(10)의 교환이 달성될 수 있다. 이것은, 보관 시스템의 각각의 층이 상이한 온도에서 유지된다면, 예를 들어 냉각을 요구하는 식료품(예컨대 신선 생산품)은 냉각되고 보관 시스템의 하부 층에서 보관될 수 있는 반면에, 냉각을 요구하지 않는 식료품(예컨대 건조 제품들)은 보관 시스템의 상부 층에서 주변 온도로 유지될 수 있다. 이러한 방식으로, 주문이 고객에게 분배될 준비가 되면 층들 사이의 수송 디바이스(10)의 전달이 작동되어야 할 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 고객의 상온 제품을 포함하는 수송 디바이스(10)는 디스패치를 위하여 하부 층으로부터 상부 층으로 전달될 수 있는 반면에, 냉각된 제품을 포함하는 수송 디바이스(10)는 하부 층으로부터 직접적으로 고객에게 디스패치될 수 있다.
제품이 상부 층으로부터 하부 층으로(또는 그 반대로) 전달되게 하기 위하여, 도 5는 수송 디바이스(10)가 통과하게 하는 개구(비아라고도 불릴 수 있음)를 층들 사이에 보여준다. 층들 사이에 전달되게 하기 위하여, 제 2 표면(22)은 보관 시스템의 층들 사이에서 연장되어, 수송 디바이스(10)의 제어가 층들 사이의 갭에 걸쳐서 유지되게 해야 한다. 선택적으로, 보관 시스템의 층은 소정 수송 디바이스(10)를 보관 시스템으로부터 신속하게 제거하기 위한 이송 메커니즘(31), 예를 들어 콘베이어 벨트를 더 포함할 수 있다. 이러한 이송 메커니즘(31)은 수송 디바이스(10)를 고객에게 발송하기 위하여 보관 시스템으로부터 신속하게 제거하기 위해 유익할 수 있다.
층들 사이의 개구가 양방향으로, 즉 수송 디바이스(10)를 하부 층으로부터 상부 층으로 그리고 상부 층으로부터 하부 층으로 이동시키기 위해서 사용될 수 있다는 것이 예상된다. 이러한 방식으로, 아이템의 효과적인 전송이 얻어진다. 예를 들어, 수송 디바이스(10)는 이를 통하여 사람 및/또는 물건(수송 디바이스(10) 내에 위치됨)을 보관 시스템의 하나의 층으로부터 보관 시스템의 다른 층으로 전송하기 위해서 사용될 수도 있다.
도 6a 및 6b는 재배치 유닛(11), 제 1 표면(21) 및/또는 제 2 표면(22)을 구현하기 위한 특정 예를 보여준다. 특히, 도 6a는 기계적 메커니즘, 예를 들어 휠을 통한 재배치 유닛(11)의 예시적인 구현형태를 보여준다. 그러나, 톱니, 스프로켓 랙 및 피니온 또는 기어와 같은 다른 기계적 메커니즘도 예상된다. 표면(21)은 콘베이어 벨트와 유사한 기계적 이송 메커니즘을 통해 구현되는 것으로 도시된다. 이러한 관점에서, 재배치 유닛(11)은, 수송 디바이스(10)에 표면(21)이 작용하는 것에 의해서 이동될 것인 수송 디바이스(10)의 하단면(예를 들어 평평한 하단)을 더 포함하는 것으로 예상된다. 휠, 톱니, 스프로켓 또는 기어는 기계적으로 유리할 수 있고, 수송 디바이스(10) 및 표면(21) 사이에서 체험되는 마찰을 감소시킬 수 있다. 일 예에서, 마찰 휠은 고무처리된 휠과 함께 사용될 수 있다. 이러한 예에서, 수송 디바이스들을 함께 당기고, 수송 디바이스를 이동시키기 위해서 작용될 수 있고 마찰 휠에 의해 체험되는 견인력을 증가시키기 위해서 자석이 사용될 수 있다.
비록 도 6a는 표면(21)이 세 개의 셀(21a, 21b 및 21c)로 하위분할되는 것으로 도시하지만, 이러한 메커니즘은 제 2 표면(22)에도 동일하게 적용될 수 있다. 비록 셀(21a-21c)이 한 차원으로 배치되는 것으로 도시되지만, 셀들은 임의의 차원으로 배치되어 수송 디바이스(10)가 임의의 방향으로 이동할 수 있게 할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 더욱이, 비록 셀(21a-21c)이 유사한 크기인 것으로 도시되지만, 각각의 셀은 임의의 크기(예를 들어 임의의 길이 및/또는 임의의 폭)일 수 있다는 것이 예상된다. 이해될 수 있는 것처럼, 만일 표면(예컨대 제 2 표면(22)이 수직 평면에 배치되어야 한다면, 구현된 메커니즘은 중력의 힘에 저항하는 것이 가능한 메커니즘을 포함할 것이다(이러한 경우 제 2 표면(22)은 중력이 적용가능한 환경에서 활용된다). 예를 들어, 톱니 메커니즘은, 휠/톱니의 메시(meshing)가 중력의 힘을 극복하기 위해 유용한 메커니즘을 제공할 수 있기 때문에 이러한 상황에 더 잘 적용될 수 있다. 제 1 표면(21)의 각각의 셀(21a, 21b, 21c)은 표면(21)에 있는 다른 셀과 독립적으로 활성화되거나 활성화해제될 수 있는 개별적으로 제어가능한 메커니즘을 포함한다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 각각의 셀은 수송 디바이스(10)의 휠(11)이 놓이는 셀의 표면을 이동시키도록 구현되는 휠/볼 메커니즘을 포함할 수 있다. 그러나, 이것은 수송 디바이스(10) 및 표면(21) 사이의 인터페이스를 구현하는 하나의 예이다. 예를 들어, 표면(21)은 수송 디바이스(10) 상의 대응하는 톱니와 맞물리는 톱니를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(10)는 수송 디바이스(10)에 대한 표면(21)의 작용을 통해 적어도 하나의 방향(예를 들어, X-방향 또는 Y-방향)으로 이동될 수 있다. 바람직하게는, 표면(21)에 있는 기계적 메커니즘은, 클러스터(1)의 스택을 X-방향 또는 Y-방향으로 이동시키도록 구현될 수 있는 전방향성 콘베이어 벨트와 같은 전방향성 이송 메커니즘이다. 기계적 메커니즘은 랙 및 피니온 메커니즘을 포함하는 것으로 예상된다.
이해될 수 있는 것처럼, 제 1 표면(21) 및 제 2 표면(22)(제 1 표면(21)에 수직임) 각각에 구현되는 메커니즘들은 같아야 할 필요가 없다. 예를 들어, 제 1 표면(21)이 수송 디바이스(10)의 스택 아래의 바닥으로서 구현된다면, 중력의 힘에 대한 저항력이 고려될 필요가 없고, 따라서 더 간단한 기계적 메커니즘이 구현될 수 있다. 반면에, 제 2 표면(22)이 중력에 저항하는 추가적 기능을 제공해야 한다면, 제 2 표면(22)과 분리가능하게 결속된 수송 디바이스(10)를 홀딩하기 위하여 메커니즘 로킹 수단/래치와 같은 상이한 메커니즘이 구현될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 수송 디바이스를 제 2 표면(22)에 대해 분리가능하게 홀딩하고 및/또는 수송 디바이스(10)를 제 2 표면(22)에 걸쳐 이동시키기 위하여, 자석 및/또는 전자석이 사용될 수 있다.
더욱이, 표면(21)은 표면(21)의 각각의 셀(21a, 21b, 21c)을 제어하도록 구현되는 통신 유닛(32)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 셀은 해당 셀이 활성화되거나 활성화해제되어야 하는지 여부를 표시하는 신호를 제어기로부터 수신하도록 구현되는 통신 유닛(32)을 포함할 수 있다. 더욱이, 수신된 신호는 셀이 얼마만큼 많이 그리고 어느 방향으로 활성화되어야 하는지를 더 나타낼 수 있다. 예를 들어, 셀이 수송 디바이스(10)를 특정 방향으로 재배치하지만 한 셀의 절반만큼만 재배치하는지 여부이다. 또한, 통신 유닛(32)은 동작의 상태, 즉 동작이 완료되었는지, 시작 직전인지, 동작의 진도, 이동의 특정 진도에 대한 다른 정보 또는 다른 정보를 표시하는 신호를 제어기로 송신할 수 있다. 더욱이, 통신 유닛(32)은 표면(21)의 어느 셀의 기술적 고장을 표시하여, 적절한 정정 액션이 취해질 수 있게 할 수 있다.
또는, 표면(21)은 복수 개의 셀을 제어하는 중앙화된 통신 유닛(32)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 그러면 각각의 셀에 대해서 통신 유닛(32)을 제공할 필요가 감소되고, 복잡성 및 요구된 부품의 개수가 줄어들게 된다. 그러나, 각각의 셀을 중앙화된 통신 유닛(32)에 연결해야 한다.
도 6b는 자석(예컨대 영구자석 및/또는 전자석)을 통해 재배치 유닛(11)을 구현하는 다른 예를 도시한다. 이러한 예에서, 표면(21)의 각각의 셀(21a, 21b, 21c)은, 수송 디바이스(10)의 자석(11)을 수송 디바이스(10)가 하나의 셀로부터 다른 셀로 이동되는 방식으로(또는 부분적인 셀 이동) 이동시키도록 제어되게 구현되는 대응하는 자석(예컨대 영구자석 및/또는 전자석)을 포함한다. 비록 셀(21a-21c)이 한 차원으로 배치되는 것으로 도시되지만, 셀들은 임의의 차원으로 배치되어 수송 디바이스(10)가 임의의 방향으로 이동할 수 있게 할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 더욱이, 비록 셀(21a-21c)이 유사한 크기인 것으로 도시되지만, 각각의 셀은 임의의 크기(예를 들어 임의의 길이 및/또는 임의의 폭)일 수 있다는 것이 예상된다. 중력의 힘에 반대되도록 구현될 수 있는 자석을 사용하는 것이 제 2 표면(22)에 대해서 용이하게 구현될 수 있기 때문에, 수송 디바이스(10)를 이동시키는 이러한 메커니즘은 바람직하게 구현될 수 있다. 더욱이, 자기적 메커니즘은 기계적 메커니즘보다 더 적은 이동 부분을 사용할 수 있고 이것이 이러한 시스템의 신뢰성을 증가시킨다. 하나의 바람직한 예에서, 수송 디바이스(10)는 수송 디바이스(10) 및 표면(21)에 있는 상반된 자석들을 통해 표면(21) 위로 부양하도록 구현될 수 있다. 그러면 감소된 마찰에 기인하여 표면(21)의 마모가 줄어든다는 장점이 생긴다. 일반적으로, 이러한 장점은 수송 디바이스(10)가 이동하게 하지만 비접촉식인 표면(21) 및 수송 디바이스(10) 사이의 임의의 적합한 메커니즘을 사용함으로써 달성될 수 있고, 이러한 방식으로 셀들 사이의 층에 있는 공차(tolerance)가 극복될 수 있다.
비록 자석을 사용하는 것이 일반적으로 설명되었지만, 사용될 수 있는 자석의 구성의 추가 예들이 설명될 것이다. 특히, 재배치 유닛(11) 및/또는 표면(21)은 자기적 메커니즘을 얻기 위해서 복수 개의 영구 자석을 활용할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 미리 결정된 투자율의 재료 및/또는 자석의 어레이가 수송 디바이스(10)를 이동시키기 위해서 사용될 수 있다.
이전에 설명된 바와 같이, 표면(21)은, 표면(21)의 각각의 셀을 제어하여 수송 디바이스(10)를 활성화, 활성화해제, 이동 방향으로 이동시키는 것을 수행하고 소정 방향으로 소정량의 이동을 수행하는 것 등을 하기 위한 신호를 수신하도록 구현되는 통신 유닛을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 표면(21)의 셀은 적어도 하나의 수송 디바이스(10)를 이동시켜 클러스터의 물리적 토폴로지를 재구성하도록 조율될 수 있다. 대안적으로, 표면(21)은 전체로서 단일 통신 유닛(32)을 포함할 수 있고, 각각의 셀(21a, 21b, 21c)이 통신 유닛(32)을 포함할 수도 있다.
도 7a 및 7b는 수송 디바이스(10) 내의 재배치 유닛(11)의 예시적인 레이아웃을 보여준다. 이러한 예에서, 재배치 유닛(11)은 기계적 메커니즘으로서, 좀 더 구체적으로는 옴니휠로서 구현된다. 옴니휠은 휠의 회전 방향에 수직으로 배치되는 요소들을 그들의 원주 주위에 가지는 휠이다. 효과는 옴니휠이 전력으로 구동될 수 있다는 것이지만, 옴니휠은 측방향으로도 슬라이드할 것이다. 그러므로, 이들이 수송 디바이스(10)에 있는 휠을 조향하지 않고서 수송 디바이스(10)를 임의의 방향으로 재배치하기 때문에, 이들은 수송 디바이스(10) 내에서 사용되는 것이 바람직하다. 특히, 도 7a는 수송 디바이스(10)의 에지에 대해 45 도로 배치되는 옴니휠(11a)을 보여준다. 다르게 말하면, 옴니휠(11a)은 그들이 X-방향 또는 Y-방향 또는 Z-방향으로 이동하고 있어도 그들의 모션 방향에 대해 각도를 가지고 배치된다. 따라서 도 7a에서 도시되는 네 개의 휠 각각은 X-방향 또는 Y-방향 또는 Z-방향으로 이동하고 있어도 동일한 부하를 경험한다.
도 7b는 도 7a에 도시되는 것에 대한 옴니휠(11b)의 대안적 구성을 보여준다. 이러한 구성에서, 적어도 하나의 휠은 수송 디바이스(10)의 각각의 측면과 평행하다. 좀 더 구체적으로는, 두 개의 휠은 X-방향으로 연장되는 수송 디바이스의 측면과 평행하고, 두 개의 다른 휠은 Y-방향으로 연장되는 수송 디바이스(10)의 측면과 평행하다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(10)가, 예를 들어 X-방향으로 이동될 때, 휠 중 두 개는 휠에 수직인 방식으로 회전하게 되는 반면에, 다른 두 개의 휠은 그들의 회전 방향에 대해 수직으로 슬라이드되게 된다. 따라서, 휠들은 쌍으로 동작하고 이것이 수송 디바이스(10)가 상이한 방향으로 이동될 때 휠들의 쌍에 의해 경험되는 마찰력을 변경한다.
도 8a 및 8b는 재배치 유닛(11)을 자기적 메커니즘으로 구현하는 하나의 예를 보여준다. 이러한 예에서, 재배치 유닛(11)은 영구자석(11c)을 포함한다. 좀 더 구체적으로는, 영구자석(11c)은 수송 디바이스(10)의 각각의 코너에 위치된다. 영구자석(11c)은, 이러한 예에서 영구 자석(11c)을 보유하도록 구현되는 트랙(211)을 포함하는 표면(21)과 협동하지만, 수송 디바이스(10)가 적어도 두 개의 방향으로 이동하게 한다. 표면(21)은 트랙 아래에 영구자석(212)의 어레이를 더 포함한다. 이러한 방식으로 수송 디바이스(10)는 트랙(211) 아래의 영구자석(212)의 어레이에 의해 밀려난다. 수송 디바이스(10)의 이동은 영구 자석(212)의 어레이의 이동에 의해 초래될 수 있다. 예를 들어, 영구 자석(212)의 어레이는 적어도 하나의 방향으로 이동하도록 전동화될 수 있다. 이러한 방식으로, 영구 자석의 어레이를 이동시킴으로써(예를 들어 트랙(211) 아래의 루프형 벨트 내에서), 수송 디바이스(10)는 영구 자석 및 영구자석(212)의 어레이 사이의 자기적 인력을 통해 이동되게 될 수 있다.
도 9a 및 9b는 재배치 유닛(11)을 자기적 메커니즘으로, 좀 더 구체적으로는 전자기적 메커니즘으로 구현하는 다른 예를 보여준다. 이러한 예에서, 재배치 유닛(11)은 영구자석(11d)을 포함한다. 도 8a 및 8b에서와 같이, 영구자석(11d)은 수송 디바이스(10)의 각각의 코너에 위치된다. 영구 자석(11d)은 표면(21)과 협동한다. 이러한 예에서, 표면(21)의 각각의 셀은 제 1 전자석(213), 제 2 전자석(214) 및 영구 자석(215)을 포함한다. 이러한 관점에서, 영구자석(215)은 수송 디바이스(10)가 표면(21)으로부터 떨어져 있도록 영구자석(11d)을 밀어내도록 구현된다. 또는, 일부 상황들에서(예를 들어, 표면(21)이 중력의 힘에 저항하도록 배치되는 경우), 영구 자석(215)은 수송 디바이스(10)가 표면(21)에 부착된 상태로 유지되도록 수송 디바이스를 끌어당기도록 구현될 수 있다.
전자석(213, 214)은 영구 자석(11d, 215) 사이의 인력/척력의 크기 양자 모두를 제어하도록 구현되고, 이동 수송 디바이스(10)를 X, Y 또는 Z 방향으로 이동시키도록 구현된다. 예를 들어, 제 1 전자석(213)이 영구 자석(11d)을 끌어당기게 하고 제 2 전자석(214)이 영구 자석(11d)을 밀어내게 함으로써, 수송 디바이스(10)는 제 1 전자석(213)의 방향으로 그리고 제 2 전자석(214)으로부터 멀어지게 이동되게 될 수 있다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(10)는 수송 디바이스(10)에 대한 표면(21)의 액션을 통해서 표면에 걸쳐 효과적으로 이동될 수 있다.
제 2 실시예
이하 본 발명의 제 2 실시예가 설명된다. 제 1 실시예와 유사한 제 2 실시예는 재구성될 수 있는 물리적 토폴로지를 가지는, 수송 디바이스의 클러스터에 관한 것이다. 이러한 방식으로, 보관 시스템 내에서의 아이템/제품의 보관, 취출 및 재보관이 더 효과적으로 달성될 수 있다. 그러나, 제 1 실시예와 달리, 제 2 실시예는 재배치되게 하기 위해서 수송 디바이스(10)와 표면(21)의 상호작용에 의존하지 않는다. 대신, 적어도 두 개의 수송 디바이스(10) 사이의 상호작용이 클러스터를 재구성하는데 필요한 메커니즘을 제공한다. 일반적으로, 하지만 비한정적으로, 제 1 실시예의 수송 디바이스(10)는 수동적인 반면에 표면(21)이 각각의 수송 디바이스(10)를 이동시키는 능동 역할을 담당한다. 반면에, 일반적으로 하지만 비한정적으로, 제 2 실시예의 수송 디바이스는 일부 동작에서는 능동적이고 다른 동작에서는 수동적이다. 다르게 말하면, 제 2 실시예의 수송 디바이스는 클러스터의 물리적 토폴로지 변화를 관리하기 위해서 제어하고 제어기 및/또는 다른 수송 디바이스와 통신하기 위한 유닛을 더 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스의 일부 또는 전부에는 자기-추진하거나 다른 수송 디바이스에 의해 추진되기 위한 구동 메커니즘이 제공된다. 그러므로, 수송 디바이스의 이동은 외부 로봇에 의한 것과 반대로 클러스터 내에서 또는 클러스터에 의해 수행된다. 이러한 방식으로, 제 2 실시예의 수송 디바이스를 이동시키기 위해서 외부 또는 주변 프레임워크가 요구되지 않는다. 더욱이, 외부 로드 관리 로봇이 요구되지 않는다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스(40)를 도시한다. 수송 디바이스(40)는 재배치 유닛(41) 및 아이템 수용 공간(42)을 포함한다. 선택적으로, 수송 디바이스(40)는 결속 유닛(43) 및/또는 통신 유닛(44)을 포함할 수 있다.
제 1 실시예에서와 같이, 수송 디바이스(40)가 직육면체인 것으로 도시되지만, 수송 디바이스(40)의 임의의 형상 및/또는 크기가 예상된다는 것이 이해될 것이다. 바람직하게는, 수송 디바이스(40)는 다른 수송 디바이스(40)와 결합되면 고밀도 클러스터를 형성하도록 테셀레이션된다(tessellate). 이러한 방식으로 보관 밀도가 최대화된다. 바람직하게는, 각각의 수송 디바이스(40)는 클러스터 내에서부터 개별적으로 어드레싱가능하다. 제 1 실시예와 유사하게, 수송 디바이스(40)의 각각의 어드레싱가능성은 수송 디바이스에 물리적으로 어드레싱하는 것과는 별개이다. 어드레싱가능성은, 하나 이상의 수송 디바이스(40)를 재배치하기 위해 하나 이상의 수송 디바이스(40)의 진행을 이루기 위하여, 하나 이상의 명령, 예를 들어 모션 제어 명령을 개별적인 수송 디바이스(40) 또는 수송 디바이스(40)의 그룹에 전송하기 위해서 사용가능한 어드레싱 스킴을 가지는 것을 가리킨다. 다르게 말하면, 각각의 수송 디바이스(40)의 어드레싱가능성(그들과 통신하기 위함)은 클러스터(5) 내의 수송 디바이스(40)의 위치와 독립적이다.
제 2 실시예에서, 제 1 실시예와 달리, 재배치 유닛(41)은 적어도 하나의 다른 수송 디바이스(40)의 위치에 상대적으로 수송 디바이스(40)의 위치를 재배치하게 하도록 구현된다. 재배치 유닛(41)은 적어도 하나의 다른 수송 디바이스(40)와의 상호작용을 통해 이를 달성한다. 재배치 유닛(40)이, 수송 디바이스(40) 내에 위치되는 및/또는 수송 디바이스(40)의 페이스 상에 위치되는 메커니즘을 수반하는 여러 방법으로 구현될 수 있다는 것이 예상된다. 예를 들어, 재배치 유닛(41)은 휠, 톱니, 기어 등과 같은 기계적 메커니즘을 사용하여 구현될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 영구자석, 미리 결정된 투자율의 재료, 자석의 어레이 등을 사용하여 구현될 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어 평면형 모터 및/또는 선형 전기 모터를 사용하여 전자기적 메커니즘을 통해 구현될 수도 있다. 수송 디바이스(40) 및 다른 수송 디바이스(40)가 접촉하지 않아서 수송 디바이스(40)가 겪는 마찰을 최소화하는 비접촉 메커니즘과 같은 다른 메커니즘이 예상된다.
일 예에서, 마찰 휠은 고무처리된 휠과 함께 사용될 수 있다. 이러한 예에서, 수송 디바이스들을 함께 당기고, 수송 디바이스를 이동시키기 위해서 작용될 수 있고 마찰 휠에 의해 체험되는 견인력을 증가시키기 위해서 자석이 사용될 수 있다.
수송 디바이스(40)는 아이템 수용 공간(42)을 더 포함한다. 아이템 수용 공간은 아이템을 수용하도록 구현되는 수송 디바이스(40) 내의 보이드(void)인 것으로 예상된다. 예를 들어, 아이템 수용 공간(42)은 제품이 고객에 주문의 일부로서 포장되고 발송될 때까지 제품을 보유하도록 구현되는 수송 디바이스(40)의 위치일 수 있다. 또는, 아이템 수용 공간은 인벤토리 시스템을 위해 아이템을 보유하도록 구현될 수 있다.
선택적으로, 수송 디바이스(40)는 결속 유닛(43)을 더 포함할 수 있다. 결속 유닛(43)은 수송 디바이스(40)를 적어도 하나의 다른 수송 디바이스(40)와 결속하도록 구현될 수 있다. 도 10에 도시되는 예에서, 결속 유닛(43)은 다른 수송 디바이스(40)의 아이템 수용 공간(42)과 해제가능하게 결속되도록 구현되는 수송 디바이스(40)의 돌출부를 포함한다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(40)의 클러스터는 스택이 무너질 위험이 없이 안정적으로 여러 층으로 적층될 수 있다. 비록 도 10에는 돌출부가 도시되지만, 스파이크, 자석 또는 하나의 수송 디바이스(40)를 다른 수송 디바이스(40)에 상대적으로 신뢰성있게 위치결정하기 위한 다른 위치결정 수단과 같은, 결속 유닛(43)을 구현하는 다른 방법이 예상된다.
선택적으로, 수송 디바이스(40)는 각각의 수송 디바이스(40)를 제어하기 위한 신호를 수신하도록 구현되는 통신 유닛(44)을 더 포함한다. 예를 들어, 통신 유닛(44)은 해당 수송 디바이스(40)가 활성화되거나 비활성화되어야 한다는 것을 표시하는 신호를 수신할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 신호는 수송 디바이스(40)가 이동될 클러스터 내의 방향 및/또는 수송 디바이스(40)가 스스로 재배치될 클러스터 내의 위치를 표시할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 신호는 수송 디바이스(40)의 이동이 특정 방향으로 그리고 어떤 거리만큼, 예를 들어 수송 디바이스의 높이/폭/깊이의 분수 또는 수송 디바이스(40)의 높이/폭/깊이 배수만큼 일어날 것이라는 것을 표시할 수 있다. 따라서, 통신 유닛(44)은 재배치 유닛(41)에게 해당 신호에 의해 표시된 방향으로 이동하라고 명령할 수 있고, 재배치 유닛(41)은 수신된 신호에 기반하여 수송 디바이스(40)를 재배치하도록 더욱 구현될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 통신 유닛(44)은 재배치 유닛(41)에게 그 이동을 지원하기 위해서 이웃하는 수송 디바이스(40)를 이동시키도록 명령할 수 있다. 이러한 방식으로, 개별 수송 디바이스(40)는 통신 유닛(44)으로부터 수신된 신호에 기반하여 클러스터 내에서 스스로 재배치될 수 있다. 이러한 관점에서, 각각의 수송 디바이스(40)는 클러스터 내에서부터 개별적으로 어드레싱가능할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 통신 유닛(44)은 제로 이상의 작동, 이동, 통신 또는 임의의 다른 액션, 예를 들어 재설정 또는 자기-테스트 명령으로 변환될 수 있는 더 높은 레벨의 명령을 수신할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 통신 유닛(44)은 더 나아가 수송 디바이스(40)의 동작의 상태, 즉 동작이 완료되었는지, 시작 직전인지, 동작의 진도, 이동의 특정 진도에 대한 다른 정보 또는 다른 정보를 표시하는 신호를 제어기로 송신하도록 구현될 수 있다. 더욱이, 통신 유닛(44)은 수송 디바이스(40)의 기술적 고장을 표시하여, 적절한 정정 액션이 취해질 수 있게 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 보관 시스템을 형성하는 클러스터(5)를 도시한다. 특히, 클러스터(5)는 3차원 물리적 토폴로지로 배치될 수 있는 복수 개의 수송 디바이스(40)를 포함한다. 이러한 관점에서, 클러스터(5)는, 하나의 수송 디바이스(40)가 클러스터(5) 내에서 스스로 재배치/재배치되는 것을 통해 재배치될 수 있는 물리적 토폴로지에서 서로 협동하는 두 개 이상의 수송 디바이스(40)라고 예상된다. 이러한 목적을 위해서, 도 1에 도시된 바와 같이, 클러스터는 그리드, 프레임워크 등과 같은 지지 구조체를 포함하지 않는다. 제 1 실시예와 달리 클러스터(5)는 또한 수송 디바이스(40)의 클러스터 내에서의 이동/재배치를 초래하기 위해 수송 디바이스(40)와 협동하는 표면을 포함하지 않는다. 그 대신에, 바람직하게는, 각각의 수송 디바이스(40)는, 다른 수송 디바이스(40)와의 협동을 통해, 수송 디바이스(40)가 클러스터(5) 내에서 스스로 재배치될 수 있게 하는 메커니즘을 포함한다. 이러한 방식으로, 클러스터(5)의 3차원 물리적 토폴로지는 재배치될 수 있다. 클러스터(5)는 수송 디바이스(40)가 없는 위치를 포함할 수 있다. 빈 위치는, 수송 디바이스(40)가 그 안으로 이동될 수 있게 하는 위치가 생기도록 클러스터(5)의 재배치 중에 사용됨으로써, 빈 공간이 이동된 수송 디바이스(40)에 의해 지금 비워진 위치로 재배치되게 할 수 있다. 그러나, 이러한 빈 위치는 클러스터(5)가 클러스터(5)가 동작하고 있는 전체 공간을 점유하지 않는다면 요구되지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이 클러스터(5)는 수송 디바이스(40)의 스택을 포함한다. 각각의 스택은 다른 스택에 인접하게 위치된다. 각각의 스택 내의 수송 디바이스(40)는 서로 협동하여 클러스터(5) 내 그리고 주위에서의 특정 수송 디바이스(40)의 이동을 초래할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 수송 디바이스(40)의 스택은 변하는 높이를 가지고, 사실상 스택의 개수 및 스택 내의 수송 디바이스(40)의 개수는 변할 수 있고 특정 숫자로 한정되지 않을 수 있다. 더욱이, 클러스터(5)는 X-방향, Y-방향 및/또는 Z-방향 각각으로 임의의 개수의 스택 및/또는 수송 디바이스(40)에 의해 연장될 수 있다. 도 11에 도시되는 클러스터(5) 내에서, 빈 공간은 수송 디바이스(40)의 이동을 위해서 클러스터(5) 내에서 이용가능하다. 예를 들어, 클러스터(5)가 다섯 개의 수송 디바이스(40)의 최대 높이를 가지는 클러스터를 홀딩할 수 있는 위치에 있었으면, 수송 디바이스(40)의 모든 스택이 다섯 개의 수송 디바이스(40)를 포함하지는 않으므로 빈 공간이 분명히 드러난다. 특히, 아홉 개의 스택 중 두 개는 네 개의 수송 디바이스(40)를 포함하는데, 이것은 가능한 다섯 개의 수송 디바이스(40)보다 적다. 더욱이, 하나의 스택은 세 개의 수송 디바이스(40)를 포함한다. 그러므로, 수송 디바이스(40)의 이동을 위하여 공간이 이용가능하다.
재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터(5)가 임의의 크기 또는 형상을 가질 수 있고 및/또는 임의의 타입의 환경에서 사용될 수 있다는 것이 예상된다. 더욱이, 클러스터(5)를 형성하는 각각의 수송 디바이스(40)는 다양한 크기일 수 있다. 이러한 크기는 클러스터(5) 내의 최소 수송 디바이스(40)의 폭, 길이 및/또는 높이(각각)의 배수인 폭, 길이 및/또는 높이의 수송 디바이스(40)를 포함할 수 있다(필수적이지는 않음). 이러한 구성에 의해, 예를 들어 그렇지 않을 경우 더 작은 수송 디바이스에 대해서 또는 에너지-효율 또는 공간-효율의 이유로 너무 크거나 무거웠을 아이템의 보관 및/또는 수송이 가능해질 수 있다. 더욱이, 클러스터(5)는 지지 클러스터(5)를 지지하는, 예컨대 클러스터(5)의 무게를 지지하는 바닥/표면 상에 놓일 수 있다. 바닥/표면은 무선 주파수, 전기적 콘택 또는 기타 등등을 통해 클러스터(5)에 위치 정보 또는 통신 정보를 제공할 수 있다.
클러스터(5) 내의 개별 수송 디바이스(40)의 제어와 관련하여, 수송 디바이스(40)는 적어도 하나의 다른 수송 디바이스(40)와 상호작용/협동하여 하나 이상의 수송 디바이스(10)를 클러스터(5) 내의 대안적 위치 또는 클러스터(5) 밖의 위치로 재배치하는 것을 초래한다. 이러한 제어 전략은 2017 년 10 월 4 일에 출원된 오카도 이노베이션 리미티드(Ocado Innovation Limited)의 영국 특허 출원 번호 제 GB1716201.7(오카도 이노베이션 리미티드 참조 번호 000164GB)에서 다뤄지는데, 해당 출원의 전부의 내용은 본 명세서에 원용에 의해 통합된다. 이러한 교차-참조된 문서에서, 수송 디바이스(40)는 수송 디바이스라고 불리고, 이러한 용어들은 상호교환가능하도록 사용될 수 있다는 것이 예상된다.
더욱이, 제 1 실시예에 관하여 설명된 제어기의 특징은 제 2 실시예의 수송 디바이스(40)의 제어에 관해서도 동일하게 채용될 수 있다.
특히, 보관 시스템은, 클러스터(5) 내의/상의/외부의 시작 위치로부터 클러스터(5) 내의/상의/외부의 목적지 위치까지의, 수송 디바이스(40)에 대한 경로를 결정하도록 구현되는 제어기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어기는 수송 디바이스(40)가 결정된 경로에 따라 이동하게 하는 신호를 통신 유닛에 송신하도록 더 구현될 수 있다. 이러한 방식으로, 제어기는 수송 디바이스(40)에 대한 경로를 결정하고 수송 디바이스(40)가 결정된 경로를 따라 이동하게 할 수 있다. 이해될 수 있는 것처럼, 제어기는 충돌을 피하고 수송 디바이스(40)의 협동을 가능하게 하도록 구현된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제 1 실시예에서와 같이, 시작 위치로부터 목적지까지의 수송 디바이스(40)의 전체 경로는 사전에 결정되지 않을 수 있다. 그 대신에, 재배치를 시작할 때에는 오직 하나 이상의 기동(manoeuvres)만이 결정될 수 있고, 또는 재배치가 시작된 후에 경로가 한 번 이상 다시 계산된다.
예를 들어, 제어기는 작업 할당, 물품의 이동 및 제품의 배치를 어떻게 개선할지를 평가하도록 구성될 수 있다. 제어기는 특정한 타입의 이동이 언제 일어나야 하는지 및 이들이 어떠한 순서로 일어나야 하는지를, 예를 들어 다양한 비즈니스 규칙 및/또는 우선순위를 적용하는 것에 의존하여 스케줄링하도록 구성된다. 제어기는, 예를 들어 물품 배치에 대해 결정하는 데에 있어서 유입 및 유출 인자 양자 모두를 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 제어기는 물품 공급의 전달 위치, 및 물품의 추정된 유출 배달을 추정할 수 있다. 제어기는 결정을 할 수 있고, 자동 시스템에 의해 실행되도록 신호를 전송하며, 및 / 또는 태스크를 인간(피커, 로더 등)에게 효율적으로 할당할 수 있다.
제어기는 하나 이상의 수송 디바이스(40) 중 어느 것이 명령을 실행하는 데에 또는 임의의 다른 목적을 위하여 수반되어야 하는지를 결정할 수 있다. 하나 이상의 수송 디바이스(40)의 동작은 통상적으로 수송 디바이스가 클러스터를 가로지르고, 및/또는 인접한 수송 디바이스 및/또는 주어진 수송 디바이스(40)를 움직이는 것과 같은 동작을 수행하도록 요구한다. 제어기는 클러스터 내의 다양한 경로를 분석하여, 제약 및 조건의 세트가 주어질 경우 다른 경로에 비하여 잠재적으로 선호되는 하나 이상의 경로를 결정하도록 구성될 수 있다. 이러한 선호 경로는 수송 디바이스(40)에 주기적으로 및/또는 동적으로 한 번에 제공될 수 있어서, 클러스터(5)에 걸친 그들의 이동 및/또는 그들이 클러스터 내에서 수행하는 역할을 제어한다.
어떤 경로는: 이동되는 최단 거리, 수송 디바이스(40)의 더 큰 기대된 평균 속도, 트래픽을 만날(즉 정체) 하부 확률, 요구되는 더 적은 총 시간, 하부 충돌 확률, 더 적은 사용 전력, 대안적인 경로로 스위칭하는 편의성, 장애물, 예를 들어 파손된 수송 디바이스, 파손된 경로, 및/또는 보수 중인 경로의 일부를 회피할 능력을 비한정적으로 포함하는 여러 이유에 의해서 선호될 수 있다.
제어기는 다양한 알고리즘을 사용하여 연결된 다양한 수송 디바이스의 이동을 식별, 설계 및/또는 제어할 수 있다. 제어기는 하나의 위치로부터 다른 위치로의 잠재적으로 유리한 루트를 결정하기 위하여 다양한 알고리즘을 적용함으로써, 수송 디바이스의 이동을 최적화하도록 구성될 수 있다. 잠재적 이점은, 더 짧은 이동 거리, 정체를 만날 하부 우도, 더 짧은 요구 시간, 하부 전력 소모, 다른 수송 디바이스의 이동과의 조율, 파손된 수송 디바이스 또는 포면의 파손된 구역을 피하는 라우팅, 또는 다양한 워크스테이션 동작과의 조율을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제어기는, 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 명령의 하나 이상의 세트를 수행하도록 구성되는 하나 이상의 프로세서를 각각 보유한 하나 이상의 서버를 사용하여 구현될 수 있다. 컴퓨터 구현형태에 대한 잠재적 이점은, 여러 가지 중에서, 확장가능성, 많은 양의 처리 및 계산적 복잡성을 처리할 능력, 증가된 반응 속도, 신속하게 결정할 능력, 복잡한 통계적 분석을 실행할 능력, 머신 학습을 수행할 능력을 비한정적으로 포함한다.
제어기는 임의의 개수의 방법으로 구현될 수 있고, 예를 들어 제어기는 분산형 컴퓨팅 시스템으로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기의 기능 중 일부 또는 전부는 수송 디바이스(40) 자체에 분산될 수 있다. 예를 들어, 각각의 목적지가 주어지면, 수송 디바이스(40)는 클러스터(5) 내의 인접한 수송 디바이스(40)와 통신함으로써, 그들 각각이 그들의 목표를 달성하도록 이동 및 협력할 수 있다.
제 1 실시예와 유사하게, 수송 디바이스(40)를 클러스터(5)에 추가하거나 제거하는 것을 용이하게 하기 위해서 클러스터(5)와 함께 주변(peripherals)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 실시예와 유사하게, 클러스터(5)로부터 제거되거나 클러스터(5)에 추가될 수송 디바이스(40)가 위치될 수 있는 이송 메커니즘이 사용될 수 있다. 더욱이, 클러스터(5)는 특정 기능을 위한 상이한 위치에 위치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 클러스터(5)는 주변 환경 내에 위치될 수 있는 반면에, 제 2 클러스터(5)는 냉각된 환경에 위치될 수 있다. 이러한 방식으로, 제 1 클러스터(5)는 냉각이 필요없는 식료품(예컨대 건조 제품)을 보관하는 수송 디바이스(40)를 포함할 수 있는 반면에, 제 2 클러스터(5)는 냉각을 요구하는 식료품(예컨대 신선 생산물)을 보관하는 수송 디바이스(40)를 포함할 수 있다. 고객의 주문은, 고객에 의해 주문된 냉각이 필요한 식료품 및 냉각이 필요없는 식료품을 포함하는 그러한 수송 디바이스(40)를 추출함으로써 이행될 수 있다. 이것은 예로서 제공된 것일 뿐이고, 냉각되거나 주변 온도에서 보관될 수 있는 식료품이 제 1 클러스터 또는 제 2 클러스터 중 어느 하나에 동일하게 보관될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 12a 및 12b는 각각의 수송 디바이스(40)의 재배치 유닛(41) 내에 포함될 수 있는 메커니즘들의 예를 보여준다. 특히, 클러스터(5)가 재구성가능 물리적 토폴로지를 가질 수 있도록 클러스터(5) 내에서 스스로 재배치되는 각각의 수송 디바이스(40)의 전술된 기능성은 여러 상이한 기술을 통해 달성될 수 있다. 좀 더 일반적으로는, 재배치 유닛(41)은 수송 디바이스들(40) 사이의 기계적 메커니즘, 자기적 메커니즘, 전자기적 메커니즘 및/또는 비접촉 메커니즘 중 하나 또는 조합을 사용하여 구현될 수 있다.
예를 들어, 도 12a는, 수송 디바이스들(40) 사이의 협동을 통해 클러스터 내에서의 각각의 수송 디바이스의 재배치를 허용하여 클러스터 내의 수송 디바이스의 물리적 상기 재배치를 초래하기 위한 기계적 메커니즘을 포함하는 재배치 유닛(41)을 각각 포함하는 두 개의 수송 디바이스(40)를 보여준다. 이러한 예에서, 각각의 수송 디바이스(40)는 능동 페이스(41a) 및 수동 페이스(41b)를 포함한다. 제 1 수송 디바이스(40)의 능동 페이스(41a)는 클러스터(5) 내의 다른 수송 디바이스(40)의 수동 페이스(41b)와 협동할 수 있다. 협동에 의해 제 2 수송 디바이스(40)에 상대적인 제 1 수송 디바이스(40)의 이동이 구현된다.
예를 들어, 도 12a에 도시된 바와 같이, 능동 페이스(41a)는 능동 페이스(41a) 상에 배치된 두 개의 톱니(411)를 포함할 수 있다. 수동 페이스(41b)는 각각의 톱니(411)의 이빨들이 결속될 수 있는 공간을 가지는 트랙(412)을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 각각의 수송 디바이스(40)는 능동 페이스(41a) 및 수동 페이스(41b)를 포함하는 것으로 기술되었지만, 수송 디바이스(40) 상에 있는 능동 및 수동 페이스의 임의의 조합, 예컨대 다른 수송 디바이스(40)와 능동 및/또는 수동 방식으로 선택적으로 결속되는 페이스가 예상된다. 더욱이, 비록 두 개의 톱니(411)가 설명되었지만, 임의의 개수의 톱니가 예상된다. 이와 유사하게, 비록 톱니들이 설명되었지만, 다른 기계적 메커니즘, 예컨대 기어 및/또는 스프로켓이 예상된다. 일반적으로, 클러스터(5) 내에서의 수송 디바이스(40)의 재배치를 허용하는 기계적 메커니즘이 예상된다.
도 12a의 예에서, 제 1 수송 디바이스(40) 상의 각각의 톱니(411)의 이빨들은 제 2 수송 디바이스(40) 상의 트랙(412)과 결속된다. 따라서, 톱니(411)가 회전하면 제 1 수송 디바이스(40)가 트랙을 따라 움직이게 된다. 이러한 방식으로, 제 1 수송 디바이스(40)는 제 2 수송 디바이스(40)와의 상호작용을 통해 이동될 수 있다. 이해될 수 있는 것처럼, 톱니(411) 및 트랙(412)은 제 1 수송 디바이스(40)가 X-방향, Y-방향 및/또는 Z-방향 중 임의의 방향으로 이동하게 하도록 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 수송 디바이스(40)의 재배치는, 제 1 수송 디바이스(40)와 제 2 수송 디바이스(40) 사이의 상호작용을 통해 제 1 수송 디바이스(40)의 재배치를 수행하는 기계적 메커니즘을 통해 수행될 수 있다.
도 12b는 수송 디바이스(40)의 이동을 구현하기 위하여 자기 및/또는 전자기학을 활용하는 제 2 예를 보여준다. 이러한 예에서, 재배치 유닛(41)은 자석 및/또는 전자석을 포함한다. 이러한 예에서, 제 1 수송 디바이스(40)의 능동 페이스(41a)는 전자석(413)을 포함한다. 전술된 바와 같이, 각각의 수송 디바이스(40)는 능동 페이스(41a) 및 수동 페이스(41b)를 포함할 수 있지만, 능동 페이스(41a)만을 가지는 수송 디바이스(40)와 같은 다른 페이스 조합이 예상된다. 제 2 수송 디바이스(40)는 트랙형 진로에 배치되는 영구자석(414)이 그 위에 배치되는 수동 페이스(41b)를 포함한다. 이러한 예에서, 전자석(413)에 선택적으로 에너지공급함으로써, 제 1 수송 디바이스(40)의 이동이, 전자석(413)이 영구 자석(414)에 선택적으로 붙거나 떨어지게 함으로써 제 1 수송 디바이스(40)가 제 2 수송 디바이스(40) 상의 영구 자석(414)의 트랙형 진로를 따르게 하여, 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 제 1 수송 디바이스(40)와 제 2 수송 디바이스(40) 사이의 상호작용에 의해 클러스터 내에서 제 1 수송 디바이스(40)가 이동되게 됨에 따라 이것이 재배치되게 된다.
도 13은 재배치 유닛(41)이 기계적 메커니즘을 포함하는 수송 디바이스(40)를 보여준다. 좀 더 구체적으로는, 도 14에 도시되는 예는 수송 디바이스(40)의 능동 페이스(41a)를 구현하는 데에 활용될 수 있는 예시적인 컴포넌트에 관한 것이다. 톱니, 휠, 또는 기어와 같은 다른 컴포넌트가 사용될 수 있다는 것이 예상된다. 이러한 예에서, 능동 페이스(41a)는 톱니(51), 모터(52), 및 지지대(53)를 포함한다. 톱니(51) 및 수동 페이스(41b) 상의 대응하는 트랙은 랙 및 피니온을 포함하는 것으로 예상된다. 이러한 예에서 모터(52) 및 지지대(53)는 수송 디바이스(40) 내에 위치되는 반면, 톱니(51)는 수송 디바이스(40) 내부로부터 그 벽을 통과하여 수송 디바이스(40) 밖으로 연장된다. 이러한 예에서, 능동 페이스(41a) 해당 페이스 상에 2차원의 이동을 제공하기 위해 톱니(51)를 각각 구동하는 두 개의 모터를 포함한다. 따라서, 수송 디바이스(40)에 전력이 공급된다. 지지대(53)는 트랙 및 톱니 사이에 가까운 분리 상태를 유지하기 위하여 사용될 수 있는 선택적인 피쳐이다. 특히, 지지대(53)는 이웃하는 수송 디바이스(40)의 수동 페이스(41b) 상의 대응하는 자화된 지지대에 부착되도록 자화되고 구현될 수 있다. 이러한 방식으로, 대응하는 트랙 상의 톱니(51)의 견인력이 개선된다. 더욱이, 각각의 모터(52)의 출력은 무급전 모터가 중력의 힘에 반하여 수송 디바이스(40)의 위치를 홀딩하도록 조절될 수 있다. 이러한 예에서, 구동 모터(52)는 대응하는 톱니(51)를 구동한다. 바람직하게는, 각각의 톱니(51)는 다른 톱니(51)와 독립적으로 구동되어, 톱니(51)에 꼬임이 생기면 용이하게 정정될 수 있게 한다. 톱니(51)는 이웃하는 수송 디바이스(40) 상의 대응하는 트랙과 결속되어 수송 디바이스(40)의 이동을 가능하게 한다. 비록 톱니(51)가 원형 프로파일로서 도시되었지만, 비대칭 프로파일을 가지는 톱니가 구체적인 장점을 가질 것이라는 것이 예상된다. 예를 들어, 톱니(51)의 프로파일에 걸친 코드의 위치를 포함하는 톱니(51)에 의하여, 프로파일에 있어서 대략적으로 원형이지만 톱니(51)의 하나의 부분 상에서는 평평해서 톱니(51)가 결과적으로 그 회전의 일부에 대해서 트랙으로부터 결속해제되게 하는 톱니(51)가 얻어지게 될 것이다. 이러한 톱니(51)는, 톱니(51)가 트랙과 결속해제됨으로써 그 보통 회전 방향에 수직으로 이동하도록 요구되는 경우에 유용할 것이다.
도 14는 재배치 유닛(41)이 기계적 메커니즘을 포함하는 수송 디바이스(40)의 수동 페이스(41b)를 보여준다. 이러한 예에서, 도시된 컴포넌트는 수송 디바이스(40)의 수동 페이스(41b) 상에 구현될 수 있는 것들의 예이다. 능동 페이스(41a)와 유사하게, 이러한 컴포넌트는 오직 예로서 제공되었고, 각각의 수송 디바이스(40)의 이동을 가능하게 하기 위하여 다른 컴포넌트들이 사용될 수 있다는 것이 예상된다. 특히, 수동 페이스(41b)는 트랙(56), 크로스-오버 트랙(57) 및 가이드(55)를 포함한다. 선택적으로, 수동 페이스(41b)는 지지대(53)에 부착하도록 배치되는 영구 자석(54)을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 홀딩 구조체에 대해서는 자석이 필요 없다(수송 디바이스(40)가 느끼는 중력의 힘에 저항하도록 배치될 수 있음). 그 대신에 또는 추가적으로, 수송 디바이스(40)를 고정된 위치에 홀딩하기 위하여 기계적 래치가 사용될 수 있다. 수동 페이스(41b)의 컴포넌트가 수송 디바이스(40)의 페이스 외부에 위치된다는 것이 예상된다. 가이드(55)는 톱니(51)가 트랙(56) 밖으로 미끄러지는 것을 피하기 위해 트랙을 따라 채용되어, 톱니(51) 및 트랙(56) 사이의 정렬을 유지할 수도 있다. 특히, 톱니(51)는 트랙(56)과 결속되어 하나의 수송 디바이스(40) 다른 것에 상대적인 이동을 허용하도록 배치된다. 다르게 말하면, 트랙(56)은 톱니(51)가 그 표면에서 유지됨으로써 톱니(51)의 회전 방향으로의 이동이 이루어지게 한다. 더욱이, 톱니(51)는 측방향으로, 즉 톱니(51)의 회전 방향에 수직인 방향으로 트랙에 걸쳐 슬라이딩될 수 있다. 그러나, 수송 디바이스의 2차원 이동을 허용하기 위하여, 크로스-오버 트랙(57)이 수송 디바이스(40)가 두 방향 중 하나로 이동될 것으로 기대되는 위치에서, 가이드(55) 내에 갭을 가지고 제공된다. 크로스-오버 트랙(57)은 두 방향으로의 톱니(51)의 측방향 슬라이딩을 허용한다. 가이드(55) 내의 갭은 꼬임을 방지하기 위하여 톱니(51)의 직경 보다 작게 되도록 제공될 수 있다. 더욱이, 트랙(56)은 수송 디바이스들(40) 사이의 갭을 통해 옆으로 연장되어 톱니(51)가 최소화된 꼬임 또는 꼬임이 없는 측방향 이동으로 트랙과 재결속하게 한다. 다르게 말하면, 추가적 트랙(측방향)이 페이스를 따라 각각의 트랙(56)의 중간점에 제공되어, 톱니(51)가 수송 디바이스(40)가 각각의 수송 디바이스(40)의 수동 페이스(41b)에 걸쳐 이동될 때 트랙과 쉽게 재결속하게 한다. 바람직하게는, 추가적 트랙에는 상승 프로파일이 제공되어 톱니가 트랙과 점진적으로 재결속하게 한다. 이러한 방식으로, 능동 페이스 상의 네 개의 톱니 모두의 재결속이 이웃하는 수송 디바이스(40)의 수동 페이스와 결속되면, 트랙(57)은 톱니(51)가 꼬이는 것을 방지한다. 각각의 수송 디바이스(40)의 정밀한 위치는 여러 방법으로 얻어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 예에서는 자석을 각각의 수동 페이스(41b)의 중심에 배치하여 각각의 능동 페이스(41a) 상의 홀 효과 센서 등에 의해 검출되게 한다. 제 2 예에서, 자석을 각각의 수동 페이스(41b)의 중심에 배치하고 반대 극성의 자석을 각각의 능동 페이스(41a)의 중심에 배치함으로써 효과적인 정렬이 이루어지게 하는 인력이 생기게 한다. 제 3 예에서, 광 센서(예컨대 포토다이오드)를 각각의 수동 페이스(41b)의 중심에 배치하고 대응하는 광 방출기(예컨대 LED)를 각각의 능동 페이스(41a)의 중심에 배치한다. 이해될 수 있는 것처럼, 이들은 예로서 제공되는 것 뿐이고, 정밀 위치설정의 다른 방법, 예컨대 수동 페이스(41b) 상에 위치되는 것 대신에 능동 페이스(41a) 상에 설명된 피쳐들이 위치되는 것 및 그 반대의 경우도 예상된다.
도 15는 예시적인 수송 디바이스(40)를 수송 디바이스(40)의 수직하는 페이스 상에 배치되는 능동 페이스(41a) 및 수동 페이스(41b)를 볼 수 있는 시야각으로 도시한다. 수송 디바이스(40)가 두 개의 능동 페이스(41a)(인접한 측면에 배치됨) 및 두 개의 수동 페이스(41b)(인접한 측면에 배치됨)를 포함한다는 것이 예상된다. 이러한 방식으로, 각각의 수송 디바이스(40)는 세 개의 차원 중 임의의 차원으로 이동되면서 인접한 수송 디바이스(40)가 수송 디바이스(40)에 걸쳐 이동하도록 구동될 수 있다.
도 16은 클러스터 내에서 이동하는 수송 디바이스(40)의 일 예를 도시한다. 이러한 예에서, 중앙 수송 디바이스(40)는, 대응하는 수동 페이스(41b) 상의 트랙과 상호작용하는 자기 자신의 능동 페이스에 대한 톱니의 액션을 통해 이동되는 중이다. 추가적으로, 중앙 수송 디바이스(40)의 수동 페이스(41b)를 밀고/당기기 위해 자기 자신의 톱니를 활용하는 다른 정지된 수송 디바이스(40)의 액션에 의해 밀고/당겨지고 있다. 이러한 방식으로, 임의의 개수의 수송 디바이스(40)가 클러스터 내에서 제어되고 재배치될 수 있다.
도 17은 자석 및/또는 전자석을 포함하는 재배치 유닛(41)의 제 1 예를 도시한다. 이러한 원리는 전자석 및/또는 영구 자석 사이의 상호작용에 기반한다. 전자석 내의 전류를 능동적으로 제어하거나 영구 자석을 이동시킴으로써, 수송 디바이스(40)의 3차원 이동 및 부양(levitation)이 달성될 수 있다. 바람직하게는, 영구 자석을 전자석과 결합하면 여러 장점이 생긴다. 예를 들어, 체험되는 힘을 극복하기 힘들기 때문에 영구자석 대 영구자석의 상호작용이 회피되고, 그 대신에 영구자석이 전자석과 상호작용한다. 더욱이, 전자석과 상호작용하는 전자석은 수송 디바이스(40)를 상승시키기에 충분한 힘을 생성하지 못할 수 있다. 그러므로, 영구자석과 상호작용하는 전자석이 수송 디바이스(40)를 임의의 방향으로 이동시키기 위한 추진력을 생성하는데에 바람직하다는 것이 발견되었다. 이러한 방식으로, 전자석 상태를 제어하여 스위칭하면 수송 디바이스(40)의 이동이 제어가능해진다. 각각의 수송 디바이스(40)의 측면은, 이동될 수송 디바이스(40)의 측면에 인접하는 다른 수송 디바이스(40)의 측면들과의 상호작용을 통해 각각의 수송 디바이스(40)의 수직 및 수평 이동을 제어한다.
도 17에서 전자석 또는 영구자석은 수송 디바이스(40)의 상단 또는 하단에 배치되지 않고, 수송 디바이스(40)의 측면에만 배치된다. 수송 디바이스(40)의 두 개의 인접한 페이스는 전자석(61)을 포함하는 반면에, 수송 디바이스(40)의 다른 두 개의 인접한 페이스는 영구자석(62)을 포함한다. 영구 자석 및 전자석의 유사한 구조를 포함하는 이웃하는 수송 디바이스(40)는 그것과 상호작용하여 추진력을 생성한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 영구자석(62) 및 전자석(61) 각각은 히스테리시스 루프와 닮은 프로파일로 배치된다.
도 18은 클러스터 내의 수송 디바이스(40)의 부양된 이동의 예를 도시한다. 도 18에서 히스테리시스 루프로 배치된 영구자석(62)을 포함하는 수송 디바이스(40)의 측면들이 도시된다. 이러한 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 중앙 수송 디바이스(40)가 두 개의 이웃하는 수송 디바이스(40) 사이에서 이동중이다. 이러한 예에서, 수송 디바이스(40)의 일측은 영구자석(62)을 포함하고 이웃하는 수송 디바이스(40) 상의 대응하는 전자석(61)과 협동한다. 중앙 수송 디바이스(40)의 타측은 수송 디바이스(40) 상의 대응하는 영구자석(62)과 협동하는 전자석(61)을 포함한다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(40)는, 이웃하는 수송 디바이스(40)의 대응하는 전자석 측과 상호작용하는, 수송 디바이스(40)의 영구자석 측과 테셀레이션한다.
도 19는 영구 자석/전자석을 포함하는 재배치 유닛(41)을 포함하는 수송 디바이스(40)의 제 2 예를 도시한다. 이러한 예에서, 수송 디바이스(40)의 상단 또는 하단에는 자석이 위치되지 않는다. 제 2 예에서, 수송 디바이스(40)의 각각의 페이스는 수송 디바이스(40)의 다른 페이스와 같은 피쳐를 포함한다. 이것은 페이스들이 동일하지 않았던 전술된, 특히 하나의 페이스는 영구자석을 포함하는 반면에 다른 페이스는 전자석을 포함했을 제 1 예와 다르다. 이러한 제 2 예에서, 네 개의 페이스 모두는 회전 대칭을 가지고 동일하다. 수송 디바이스(40)의 각각의 페이스는 수송 디바이스(40)의 각각의 페이스 상에 교번하는 패턴으로 배치되는 전자석(61) 및 영구자석(62)을 포함한다. 특히, 각각의 페이스는 실질적으로 스트립으로 채워진다. 제 1 스트립은 전자석만을 포함하는 반면에, 제 1 스트립에 인접 배치되는 제 2 스트립은 영구 자석(62) 및 전자석(61)을 포함한다. 그러면 제 2 스트립이 다른 제 1 스트립 옆에 배치되고, 이러한 패턴이 계속된다. 도 19에 도시된 바와 같이 각각의 페이스는 다섯 개의 제 1 스트립 및 제 1 스트립들 사이에 샌드위치된 제 2 스트립을 포함하고, 따라서 각각의 페이스는 네 개의 제 2 스트립을 가진다. 그러나, 이것은 단지 일 예로서 제공된 것이고 여러 상이한 패턴이 예상된다. 각각의 수송 디바이스(40)의 측면은 수송 디바이스(40)의 수직 및 수평 이동을 제어한다.
바람직하게는, 수송 디바이스(40)의 각각의 페이스는 각각의 수송 디바이스(40)를 추진하고 상승시키는 것 모두를 담당한다.
도 20은 두 개의 이웃하는 수송 디바이스(40) 사이에서 이동되는 중앙 수송 디바이스(40)의 일 예를 도시한다. 자석의 전술된 특정 배치의 결과로서, 바람직하게는, 이동되는 수송 디바이스(40)는 이동되기 위해 전력을 요구하지 않는다. 그 대신에, 중앙 수송 디바이스(40)를 이동시키는 이웃하는 수송 디바이스(40)만이 중앙 수송 디바이스(40)를 추진하기 위해서 전력을 요구한다.
제 2 예에 도시된 수송 디바이스(40)에 이루어질 수 있는 하나의 최적화는, 수송 디바이스(40)의 각각의 페이스의 중앙 부분으로부터 영구자석(62) 및 전자석(61)을 제거/생략하는 것일 것이다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(40)를 이동시킬 때 더 적은 저항이 체감될 것이다.
도 21 및 22는 자석을 포함하는 재배치 유닛(41)의 제 3 예를 도시한다. 특히, 전술된 자기적 메커니즘의 제 2 예와 유사하게, 수송 디바이스(40)의 네 개의 페이스 모두는 스트립이 영구자석(62) 및 전자석(61)을 포함하면서 동일하게 배치된다. 제 2 예와 유사하게, 전자석(61)의 스트립은 영구자석(62)의 스트립에 의해 샌드위치된다(각각의 페이스 상에서). 도시된 바와 같이, 단지 일 예로서, 도 21에서 각각의 페이스는 전자석(61)의 다섯 개의 스트립을 포함한다. 전자석(61)의 스트립들 사이에는 영구 자석(61)의 스트립, 특히 네 개의 스트립이 각각의 페이스 상에 위치된다. 그러나, 제 2 예와 달리, 수송 디바이스(40)의 상단 에지는 자석(63)을 포함한다. 자석(63)은 영구 자석 및/또는 전자석을 포함할 수 있다. 더욱이, 수송 디바이스(40)의 하단면은 자석(63)을 포함한다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(40)의 측면은 Z-방향에서의 수직 이동을 담당하는 반면에, 각각의 수송 디바이스(40)의 하단 및 상단은 부양 및 X-방향 및/또는 Y-방향으로의 측방향 이동을 담당한다. 바람직하게는, 이러한 구성에 따라 이동되기 위해서 급전이 필요하지 않는 수송 디바이스(40)가 얻어진다. 대신, 이동될 수송 디바이스(40)에 작용하는 이웃하는 수송 디바이스(40)만이 전력을 요구한다.
이러한 예에서, 제 1 실시예의 일부 요소는 본 명세서에서 설명되는 제 2 실시예와 통합될 수 있다. 특히, 수송 디바이스(40)를 클러스터의 하단에서 수송하기 위하여, 수송 디바이스(40)의 하단의 바닥과의 작용이 수송 디바이스(40)를 부양하게 하는 데에 유용할 수 있다.
제 3 예에 도시된 수송 디바이스(40)에 이루어질 수 있는 하나의 최적화는, 수송 디바이스(40)의 각각의 페이스의 중앙 부분으로부터 영구자석(62) 및 전자석(61)을 제거/생략하는 것일 것이다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(40)를 이동시킬 때 더 적은 저항이 체감될 것이다.
전술된 재배치 유닛(41)의 예들 이외에, 다른 예들이 예상된다. 예를 들어, 도 7a, 7b, 8a, 8b, 9a 및 9b에 도시되는 제 1 실시예에 관련된 예들이 본 명세서에서 설명되는 이러한 실시예에도 마찬가지로 적용될 수 있을 수 있다. 예를 들어, 도 7a 및 7b에 관련하여, 제 2 실시예의 수송 디바이스(40)는 제 1 실시예에서 활용된 능동 바닥/벽/표면의 특징에 의존하지 않고 클러스터 내에서 수송 디바이스(40)를 이동시키도록 구동될 수 있는 옴니휠(11)을 포함할 수 있다. 그 대신에, 옴니휠은 클러스터 내의 이웃하는 수송 디바이스(40)의 상단, 하단, 또는 측면 상에서 동작할 수 있다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(40)는 휠의 조향/상승을 요구하지 않으면서 적어도 두 차원에서 이동할 수 있다.
더욱이, 도 8a, 8b, 9a 및 9b에 도시된 예들은 제 2 실시예의 수송 디바이스(40)의 재배치 유닛(41)과 함께 채용될 수도 있다. 이러한 예에서, 다양한 자기적 및 정적 컴포넌트(211, 212, 213, 214, 215) 중 적어도 하나로 형성되는 트랙이 제 1 실시예와 유사하게 표면 상이 아니라 제 2 실시예의 수송 디바이스(40)의 재배치 유닛(41) 내에 포함될 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 도 8a 및 8b를 참조하면, 트랙(211) 및 자석(212)은 이웃하는 수송 디바이스(40)가 영구 자석(11)을 포함하도록 수송 디바이스(40)의 상단 에지에 설치될 수 있다. 이러한 방식으로, 영구자석(11)은 수송 디바이스(40)의 부양을 허용하며 물리적 트랙(11) 내에 갇힌다. 이를 통하여, 수송 디바이스(40)는 수송 디바이스(40)가 물리적 상승되도록 요구하지 않으면서 적어도 두 차원에서 이동할 수 있다. 더욱이, 트랙(211)을 이웃하는 수송 디바이스(40)의 상단에 부착함으로써, 수송 디바이스(40)의 이동이 수송 디바이스(40)를 지지하기 위한 외부 프레임워크를 사용하지 않고 수행될 수 있다.
이와 유사하게, 도 9a 및 9b에 도시된 자석(213, 214 및 215)으로 형성된 트랙도 유사하게 제 2 실시예의 수송 디바이스(40)의 상단 에지에 포함될 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 영구자석(215)은 수송 디바이스(40)를 부양시키도록 작용하는 네 개의 전자석에 의해 둘러싸이고, 각각의 수송 디바이스(40)의 부양 및 부드러운 이동의 제어는 각각의 전자석(213 및 215) 내의 전류를 변경함으로써 제어된다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(40)는 수송 디바이스(11)의 하단 상의 영구 자석 및 자석(213, 214, 215)을 포함하는 이웃하는 수송 디바이스(40)의 상단 사이의 상호작용을 통해 이웃하는 수송 디바이스(40)와 협동할 수 있다.
도 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b, 26a, 26b는, 제 1 예에 따라 클러스터 내의 수송 디바이스(40)의 재배치를 달성하기 위한 자기-기계적 메커니즘을 포함하는 재배치 유닛(40)을 포함하는 수송 디바이스(40)의 일 예를 보여준다. 특히, 각각의 수송 디바이스(40)는 이웃하는 수송 디바이스(40) 상의 트랙형 구조체 내에 배치되는 영구자석(다르게 말하면, 선형으로 배치된 영구자석)과 상호작용하는 적어도 하나의 자기적 휠을 포함한다.
도 23a는 모터에 의해 구동되도록 배치되는 예시적인 자기적 휠(71)의 세부사항을 도시한다. 휠은 축 및 원형 디스크를 포함한다. 더욱이, 자기적 휠(71)은 자기적 휠(71)의 주위에 배치된 영구 자석(72)을 포함한다. 영구 자석(72)이 전자석으로 교체될 수 있다는 것이 예상된다. 바람직한 예에서, 영구 자석(72)은 대응하는 교번하는 극성이 트랙형 구조체 상에 있는, 교번 극성의 패턴으로 배치된다. 그러나, 이러한 패턴으로도 효과적인 디자인이 여전히 실현될 수 있다.
도 23b는 수송 디바이스(40)의 능동 페이스(41a) 상의 자기적 휠(71)의 예시적인 구성을 도시한다. 이러한 예에서, 네 개의 자기적 휠(71)은 능동 페이스(41a) 상의 패턴으로 배치된다. 이해될 수 있는 것처럼, 다른 패턴도 가능하다.
도 24a는 수송 디바이스(40)의 수동 페이스(41b) 상의 영구 자석(73)의 예시적인 구성을 도시한다. 영구 자석(73)이 전자석으로 교체될 수 있다는 것이 예상된다. 이러한 예에서, 영구 자석(73)은 선형인 트랙형 방식으로 배치되어, 수송 디바이스(40)를 선형 방식으로 이동시키기 위해서 영구 자석(71)이 부착되는 구조를 제공한다. 영구자석(73)이 수송 디바이스(73) 내에서 수동 페이스(41b) 뒤에 배치되는 것이 예상된다. 이러한 방식으로, 능동 및 수동 페이스 모두인 수송 디바이스의 외부 페이스는 매끄럽다. 비록 영구자석(73)이 한 방향으로 진행하는 것으로 도시되었지만, 수송 디바이스(40)가 둘 이상의 방향으로 이동할 수 있도록 각각의 수동 페이스(41b)가 상이한 방향으로 배치된 영구 자석(73)의 두 개 이상의 트랙을 포함할 수 있다는 것이 예상된다.
각각의 수송 디바이스(40)가 수송 디바이스(40)의 인접한 수직 측면 상에 배치된 두 개의 능동 페이스(41a) 및 수송 디바이스(40)의 인접한 수직 측면 상에 배치된 두 개의 수동 페이스(41b)를 포함한다는 것이 예상된다. 이러한 방식으로, X-방향으로 하나의 페이스는 능동인 반면에, 제 2 페이스는 수동이다. 이와 유사하게, Y-방향으로, 하나의 페이스는 능동인 반면에, 제 2 페이스는 수동이다.
도 24b는 자기적 휠(71)이 수송 디바이스(40) 내에, 즉 능동 페이스(41a) 뒤에 배치되는 것을 보여주는 다른 시야각으로 능동 페이스(41a)를 보여준다. 이러한 방식으로, 자기장은 능동 페이스(41a)를 통과하여 수송 디바이스(40)의 이웃하는 수동 페이스(41b)와 상호작용한다. 이러한 방식으로, 자기적 휠(71) 상의 자석(72)은 이웃하는 수송 디바이스의 수동 페이스 상에 선형으로 배치된 자석(73)과 상호작용하여 수송 디바이스(40)가 이동되게 한다. 자기적 휠(71)은 모터를 통해 이동될 수 있다. 자기적 휠(71)을 수송 디바이스(40) 내부에 배치함으로써, 수송 디바이스(40)의 외부 표면은 매끄럽고, 이것은 기계적으로 유익할 수 있다. 더욱이, 각각의 수송 디바이스(40)는 수송 디바이스(40)의 외부로 하드웨어가 돌출되지 않는 자립식이다. 또한, 자석-자석 인력은 수송 디바이스(40)를 들어올리기에 충분히 크다. 모터를 통해 자기적 휠(71)의 회전을 야기함으로써, 수송 디바이스(40)의 측방향 및 수직 모션이 획득될 수 있다.
특히, 도 25a 및 25b에 도시된 바와 같이, 수송 디바이스(40)의 모션이 표시된다. 도시된 뷰는 수동 페이스(41b)와 이웃하는 수송 디바이스(40)의 능동 페이스(41a)를 넘어 이웃하는 수송 디바이스(40)의 자기적 휠(71)을 함께 보여주는, 수송 디바이스(40)의 내부로부터의 뷰이다. 도 25a에서 자기적 휠(71)은 이웃하는 수송 디바이스(40) 내에서 회전하는 것으로 도시된다. 이러한 방식으로, 자기적 휠(71)의 영구자석(72) 영구자석(73) 사이의 상호작용에 의해 수송 디바이스(40)의 이동이 생긴다. 도시된 바와 같이, 수송 디바이스(40)의 모션을 얻기 위하여, 자기적 휠(71) 중 두 개는 반시계 방향으로 회전하는 반면에, 두 개의 다른 자기적 휠은 시계방향으로 회전한다. 따라서, 영구자석의 트랙형 구조체가 있는 수동 페이스(41b)는 자기적 휠(72)의 회전에 접하면서 상향 방향으로 이동하고, 이를 통하여 수송 디바이스(40)를 상향 재배치한다. 이해될 수 있는 것처럼, 도 25a에 도시되는 뷰는 수송 디바이스(40)의 오직 일측으로부터의 뷰이다. 능동 페이스(41a)를 포함할 수 있는 도 25a에 도시되는 페이스에 평행한 수송 디바이스(40)의 페이스에 의해 수행되는 액션은 도시되지 않는다. 이러한 예에서, 재배치되는 수송 디바이스(40)의 능동 페이스(41a)의 자기적 휠(40)은 이웃하는 수송 디바이스(40)의 자기적 휠(71)로 유사한 방식으로 이동될 수 있어서, 수동 페이스(41b)와 능동 페이스(41a) 사이의 상호작용을 통해 두 개의 페이스로부터 수송 디바이스(40)를 지지한다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(40)의 페이스에 걸친 능동 페이스(41a)-수동 페이스(41b) 상호작용의 대칭적 동작을 사용함으로써 수송 디바이스(40)의 재배치가 달성될 수 있다. 더욱이, 영구 자석의 트랙형 구조체가 특히 X, Y 또는 Z-방향으로 배치되는 구조이기 때문에, 세 차원에서의 수송 디바이스(40)의 재배치가 달성된다.
도 25b는 도 25a에 도시되는 동작의 결과를 보여준다. 특히, 수동 페이스(41b)를 포함하는 수송 디바이스(40)가 능동 페이스(41a)를 포함하는 수송 디바이스(40)에 상대적으로 상향 이동되었다. 이해될 수 있는 것처럼, 상향 방향은 오직 예시이고, 상이한 방향으로 영구 자석의 트랙형 구조체를 배치함으로써 자기적 휠(71)의 이동은 상이한 방향에서의 수송 디바이스(40)의 재배치를 야기할 것이다.
도 26a 및 26b는 능동 페이스(41a)를 포함하는 이웃하는 수송 디바이스(40)를 이웃하는 수송 디바이스(40)의 액션을 통해 재배치되는 수송 디바이스(40)의 수동 페이스(41b)의 세부사항과 함께 보여주는 투시 시야각이다. 도 25a 및 25b에서 전술된 바와 같이, 각각의 수송 디바이스(40)는 능동 페이스(41a) 및 수동 페이스(41b)를 포함할 수 있다. 도 26a에서, 이웃하는 수송 디바이스(40)의 자기적 휠(71)은, 수송 디바이스(40) 상의 영구 자석의 트랙형 구조체가 상향 이동하게 하는 방식으로 회전된다. 자기적 휠(71)에 탑재된 이동 영구 자석(72)과 트랙형 구조체의 영구 자석(73)의 상호작용은 수송 디바이스(40)의 상향 이동을 초래한다. 도 26b에서 수동 페이스(41b)의 위치는 도 26a에서 시작된 동작이 완료된 후에 수송 디바이스(40)의 위치를 표시한다. 도시된 바와 같이, 수송 디바이스(40)는 이웃하는 수송 디바이스(40) 내의 자기적 휠(71)와의 상호작용에 의해 상향 이동되었다.
도 27은 재배치 유닛(41)을 포함하는 수송 디바이스(40)의 상면도를 도시하는데, 재배치 유닛(41)은 제 2 예에 따른 자기-기계적 메커니즘을 포함한다. 특히, 재배치 유닛(41)은 적어도 하나의 자기적 휠(81)을 포함한다. 자기적 휠(81)은 그 주위에 배치된 복수 개의 영구 자석(82)을 포함한다. 이러한 목적을 위하여, 예를 들어 전자석과 같은 다른 자석이 사용될 수 있다는 것이 예상된다. 이러한 특정 예에서, 영구 자석(82)의 액션은 자기적 휠(81)의 축에 수직이다. 특히, 영구 자석(82)의 극성은 자기적 휠(81)에 수직으로 배치된다. 바람직하게는, 그러면 공간이 절약된다. 자기적 휠(81)의 축은 모터에 의해 구동되도록 배치된다. 도 23a 및 23b와 관련하여 자기-기계적 메커니즘의 제 1 예를 활용하는 전술된 수송 디바이스(40)에 유사하게, 자기적 휠(81)의 액션을 통해서, 능동 페이스(41a)를 거쳐서 이웃하는 수송 디바이스(40)의 수동 페이스(41b) 내에/위에 배치된 자석과 상호작용한다.
도 28a는 수송 디바이스(40)의 정면도를 수송 디바이스(40)의 수동 페이스(41b)의 더 많은 세부사항과 함께 도시한다. 다르게 말하면, 수송 디바이스(40)의 수동 페이스(41b)의 뷰가 도시된다. 수동 페이스(41b)는 특이(singular) 영구 자석(83) 및 기다란 영구 자석(84)을 포함한다. 영구 자석 대신에 전자석이 사용될 수 있다는 것이 예상된다. 수동 페이스(41b) 주위에 특이 영구 자석(83) 특별하게 배치하면, 자기적 휠(81)에 탑재되는 영구자석(82)이 함께 상호작용하는 트랙형 구조체가 제공된다. 더욱이, 기다란 영구 자석(83)을 추가하는 것은 이웃하는 수송 디바이스(40)를 서로 끌어당기기 위한 지지 구조체로서 사용될 수 있어서, 이를 통하여 수송 디바이스들(40) 사이에 유지력(holding force)을 형성한다.
도 28b는 수송 디바이스(40)의 배면도를 수송 디바이스(40)의 능동 페이스(41a)의 더 많은 세부사항과 함께 도시한다. 다르게 말하면, 수송 디바이스(40)의 능동 페이스(41a)의 뷰가 도시된다. 이전에 설명된 바와 같이, 능동 페이스(41a)는 자기적 휠(81) 및 그 위에 탑재된 영구자석(82)을 포함한다. 자기적 휠(81)이 수송 디바이스(40)의 외부 표면 뒤에 배치될 수 있어서, 자기장이 수송 디바이스(40)의 외부 표면을 통과하여 수송 디바이스의 외부 표면이 매끄러운 것을 보장하면서 이웃하는 수송 디바이스(40)에 대한 자기적 액션을 허용하는 것이 예상된다. 동일한 내용이 수송 디바이스(40)의 수동 페이스(41b)에도 적용될 수 있다.
도 28b는 수송 디바이스(40)의 능동 페이스(41a) 상에 배치된 자기적 휠(81)의 레이아웃의 하나의 예를 도시한다. 특히, 두 개의 자기적 휠(81)은 수직 배향으로 회전하도록 배치되는 반면에, 하나의 휠은 수평 방향으로 회전하도록 배치된다. 이러한 방식으로, 협동 클러스터 내의 다른 수송 디바이스(40)와의 협동을 통해, 수송 디바이스(40)는 제 1 방향 및/또는 제 2 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 수송 디바이스(40)의 두 개의 인접한 페이스 상의 대응하는 메커니즘들이 수송 디바이스(40)가 세 방향 중 임의의 방향으로 이동하게 한다. 특히, 자신의 축 중심으로 회전하는 각각의 자기적 휠(82)을 통해서, 자기적 휠(81) 상의 영구 자석(82)과 이웃하는 수송 디바이스(40) 상의 영구자석(83 및 84) 사이의 상호작용이 수송 디바이스(40)가 재배치되게 한다. 수송 디바이스(40) 내의 자기적 휠(81)의 다른 레이아웃이 클러스터 내의 수송 디바이스(40)의 재배치를 위해서 동일하게 적용가능하다는 것이 예상된다.
도 29 내지 도 37은 자기-기계적 메커니즘을 포함하는 수송 디바이스(40)의 재배치 유닛(41)의 제 3 예를 도시한다. 이러한 예는, 수송 디바이스(40)의 각각의 측면 페이스가 능동 섹션 및 수동 섹션을 포함하기 때문에 전술된 예들과 달리 어떤 측면 페이스도 전체적으로 수동이거나 능동이지 않다는 점에서, 제 1 및 제 2 예와 다르다.
도 29는 제 3 예에서 사용하기 위한 자기적 휠(91)의 일 예를 도시한다. 자기적 휠은 그 주위에 배치된 영구 자석(92)을 포함한다. 영구자석(92) 또는 자기적 휠(91) 및 영구 자석(92)이 전자석으로 교체될 수 있다는 것이 예상된다. 자기적 휠(91)은 모터를 통해 회전되도록 배치되는데, 자기적 휠(91)은 모터에 직접적으로 또는 간접적으로 연결되도록 모터의 축 상에 맞춤되도록 배치된다. 도 29에 도시된 바와 같이, 자기적 휠(91)의 원주는 그 안에 내장된 영구자석(92)을 가진다. 원추형으로 성형된 자석을 사용함으로써, 바람직하게는 자기적 휠(91)의 원주에서의 자기장 세기가 증가된다는 것이 발견되었다. 그러나, 영구 자석(92)의 다른 구조 및/또는 형상이 예상되고, 예를 들어 원통형 자석을 큐브형 자석과 결합하는 것처럼 결합된 더 큰 세기를 생성하기 위해서 여러 자석을 사용하면 원추형 자석의 세기에 가까워질 수 있다. 자기적 휠(91) 내에서, 바람직하게는, 영구자석(92)의 자극들은 자기적 휠(91)의 원주 주위에서 교번하도록 배치된다. 예를 들어, 특정 영구자석(92a)은 자석의 N극이 자기적 휠(91)의 중심으로부터 밖으로 바라보도록 배치될 수 있다. 따라서, 영구 자석(92b)은 자석의 S극이 자기적 휠(91)의 중심으로부터 밖을 바라보도록 배치될 수 있다. 그러므로, 영구 자석(92c)은 N극이 밖을 바라보도록 설치될 수 있는 반면에, 영구자석(92d)은 S극이 밖을 바라보도록 설치된다. 이러한 방식으로, 자극은 자기적 휠(91)의 원주 주위에서 교번한다. 그러므로, 바람직하게는, 자기적 휠(91)의 원주는 우수 개수의 영구자석(91)을 포함한다.
선택적으로, 자기적 휠(91)은 스프링 또는 기타 등등을 통해 수송 디바이스(40) 내에서 돌출될 수 있다. 이러한 방식으로, 자기적 휠(91)의 안착 위치는 수송 디바이스(40) 내에 있을 수 있고, 자기적 휠(91)은 수송 디바이스의 외부에서, 휠을 스프링 힘에 반하여 수송 디바이스(40) 외부의 포지션으로 끌어당기는 이웃하는 수송 디바이스(40)의 자석을 사용하여, 자신의 결속된 포지션을 얻는다.
도 30a 및 30b는 수송 디바이스(40)의 페이스의 예들을 도시한다. 간결성을 위하여, 도 30a에 도시되는 페이스는 A-페이스라고 불릴 수 있는 반면에, 도 30b의 페이스는 B-페이스라고 불릴 수 있다. 네 개의 페이스를 포함하는 수송 디바이스의 이러한 예에서, 수송 디바이스(40)는 두 개의 A-페이스 및 두 개의 B-페이스를 포함하도록 배치된다. 두 개의 A-페이스는 서로 수직이도록 배치되고, 두 개의 B-페이스는 서로 수직이도록 배치된다. 그러므로, 수송 디바이스(40)의 두 개의 코너에서, 페이스 타입은 A-페이스로부터 B-페이스로 변한다.
도 30a는 A-페이스의 일 예를 도시한다. 이러한 예에서, A-페이스는 X-방향 및 Z-방향으로 연장하는 것으로 도시되지만, A-페이스는 임의의 방향으로 연장될 수도 있다. 이러한 예에서, A-페이스는 적어도 하나의 자기적 휠(91)을 포함하고, A-페이스는 A-페이스의 반대면에 X-방향을 따라 배치되는 두 개의 자기적 휠(91)을 포함한다. A-페이스는 개별적인 영구자석을 포함하는 제 1 자석 트랙(93)을 더 포함한다. 이해될 수 있는 것처럼, A-페이스 상에는 하나 이상의 자기적 트랙(93)이 존재할 수 있다. 이러한 예에서 개별적인 영구자석은 X-방향을 따라 선형으로 배치된다. 하지만, 영구 자석은 전자석으로 형성될 수 있고 임의의 방향으로 연장될 수 있다는 것이 예상된다. 자기적 휠(91)은 수송 디바이스(40) 내에 배치되는 모터에 탑재되어 배치된다. 자기적 휠(91)은 수송 디바이스(40) 내의 개구를 통해 연장되도록 배치된다. 더욱이, 자기적 휠(91)은, A-페이스와 공평면(co-planar)인 자기적 휠의 페이스가 A-페이스로부터 제 1 자기적 트랙(93)의 영구적 페이스와 같은 거리를 가지도록 탑재된다. 다르게 말하면, 제 1 자기적 트랙(93)은 자석이 설치되지 않고 자기적 휠(91)이 통과해서 돌출될 수 있는 A-페이스 내의 개구에 대응하는 두 위치를 포함한다. 그러나, 자기적 휠(91)이 설치되면, 제 1 자기적 트랙(93) 내의 이러한 누락 위치는 제 1 자기적 트랙(93) 및 자기적 휠(91) 사이의 최소의 갭과 함께 자기적 휠(91)의 자석으로 채워진다. 더욱이, 자기적 휠(91)은, 제 1 자기적 트랙(93)의 표면 및 자기적 휠(91)의 원주가 정렬되어, 자석의 연속하고 상대적으로 평평한 표면을 형성하도록 설치된다. 또한, 자기적 휠은 자기적 트랙(93)의 방향에 수직인 방향으로 회전하도록 설치된다.
제 1 자기적 트랙(93)은 그 자극이 자석마다 교번하는 영구 자석으로 형성된다. 예를 들어, A-페이스 내에 설치된 여섯 개의 영구 자석을 포함하는 제 1 자기적 트랙(93)의 섹션은 93a-d 및 93e-f로 식별된다. 이러한 관점에서, 설치될 때 자기적 휠(91) 및 제 1 자기적 트랙(93)의 조합이 A-트랙에 따른 영구 자석의 범위(extent)를 형성함에도 불구하고, 자기적 휠(91)의 영구자석은 제 1 자기적 트랙(93)의 부분으로 여겨지지 않는다. 그러나, 이러한 예의 경우, A-페이스에 영구적으로 부착되는 자석과 자기적 휠의 일부로서 회전하는 자석 사이의 분화(differentiation)가 유도될 것이다.
이러한 관점에서, X-방향으로의 제 1 자석(93a)은 N극이 되도록 설치되고, 제 2 자석(93b)은 S극이 되도록, 제 3 자석(93c)은 N극이 되고, 제 4 자석(93d)은 S극이 되도록 설치될 수 있다. 그러므로, 자극들은 A-페이스에 걸쳐 교번한다. 다음 위치는 자기적 휠(91)을 설치하기 위한 제 1 자기적 트랙(93) 내의 갭인데, 해당 위치에 설치되는 자석이 교번하는 자극을 가지는 것처럼 가정된다. 그러므로, 다음 위치에서, 갭의 반대면에 설치된 제 5 자석(93e)은 제 4 자석(93d)과 같은 극, 즉 S극을 가진다. 그러므로, 제 6 자석(93f)은 A-페이스에 걸쳐 N극인 등으로 계속된다.
이러한 방식으로, 제 1 자기적 트랙(93)은 A-페이스에 걸쳐 교번 자극의 트랙을 형성한다. A-페이스 상의 적어도 하나의 위치에서, 가변 자극(자기적 휠(91)의 가변 자극)이 자기적 휠 상의 포지션내로 회전되게 하는 갭이 제 1 자기적 트랙(93) 내에 형성되어, 제 1 자기적 트랙(93) 상에 극들의 교번 패턴이 계속되거나 두 개의 자석과 같은 자석의 극을 자기적 휠(91)의 측면에 설치하게 된다. 예를 들어, 제 4 자석(93d) 및 제 5 자석(93e)이 S극이 되도록 설치되면 그러면 자기적 휠(91)은 회전되어 N극 자석이 갭 내에 위치되도록 할 수 있어서, 이를 통하여 교번하는 자기적 트랙이 계속되게 한다. 또는, 자기적 휠(91)은 교번하는 패턴을 끊는 S극을 위치시키도록 회전될 수 있어서, 결과적으로 세 개의 S극이 나란히 생기게 한다.
도 30b는 B-페이스의 일 예를 도시한다. B-페이스는 적어도 하나의 자기적 휠(91) 및 적어도 하나의 자기적 트랙을 포함한다는 점에서 A-페이스와 유사하다. 그러나, 이러한 특정한 예에서는, 총 네 개의 자기적 휠(91) 및 두 개의 자기적 트랙(94 및 95)을 포함한다는 점에서 B-페이스는 다르다. 좀 더 구체적으로는, 각각의 자기적 트랙(94)은 두 개의 자기적 휠(91)과 공동으로 사용되는데, 두 개의 자기적 휠(91) 각각은 자기적 트랙(94)의 방향에 수직인 방향으로 회전하도록 설치된다. 더욱이, A-페이스를 B-페이스와 비교하면, B-페이스의 자기적 트랙(94 및 95)은 A-페이스의 자기적 트랙(93)의 방향에 수직인 방향으로 설치된다. 좀 더 구체적으로는, 자기적 트랙(93)은 X-방향으로 설치되는 반면에, 자기적 트랙(94 및 95)은 Y-방향으로 설치된다. 다른 관점에서는, 자기적 휠(91) 및 자기적 트랙(94 및 95)은 A-페이스에 유사한 방식으로 설치된다. 특히, 자기적 트랙(94 및 94) 각각은 각각의 자기적 트랙(94 및 95)의 길이에 걸쳐서 교번하는 극성을 가지고 배치되는 영구자석(전자석이 치환되거나 추가하여 사용될 수 있지만)을 포함한다. 더욱이, B-페이스 상의 자기적 트랙(94 및 95)은 상반된 극성이지만, 다른 구조도 대안적으로 또는 추가적으로 채용될 수 있다. 예를 들어, 만일 제 1 자기적 트랙(94)의 제 1 자석이 N극이면, 제 2 자기적 트랙(95)의 제 1 자석은 S극이다. 각각의 자기적 트랙(94 및 95) 내의 갭은, 갭의 양측면 상의 영구 자석의 자극이 동일함으로써 B-페이스에 걸쳐 교번하는 자극 패턴이 계속되게 한다는 점에서, A-페이스에 대해서와 같은 방식으로 다루어진다. 그 결과로서, 각각의 자기적 트랙(94)에 관련되는 자기적 휠(91)이 정확한 포지션에 있도록 보장하기 위해서, 각각의 자기적 휠(91)을 조심스럽게 설치하는 것이 중요할 수 있다. 예를 들어, 제 1 자기적 트랙(94)의 경우, 해당 트랙에 대한 제 1 자기적 휠(91)(즉 하부 자기적 휠(91))이 처음에 N극 자석이 수송 디바이스(40)의 밖을 바라보도록 설치되었다면, 대응하는 제 2 자기적 휠(91)(즉 상부 자기적 휠(91))도 N극 자석이 밖을 바라보는 동일한 배향으로 설치되어야 하지만, 다른 구조도 대안적으로 또는 추가적으로 채용될 수 있다.
비록 전술된 A-페이스 및 B-페이스가 수송 디바이스(40)의 외부에 있는 자기적 트랙(93, 94 및 95)과 함께 자기적 트랙들 각각의 층과 매칭되도록 A-페이스 및 B-페이스 내의 갭 내에 위치되는 자기적 휠(91)로 구성되지만, 자기적 트랙 및 자기적 휠(91)은 A-페이스 및 B-페이스의 외부 표면 뒤에(또는 나란하게) 설치될 수 있고, 다르게 말하면, 수송 디바이스(40)의 내부에 탑재될 수 있다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(40)의 외부 표면은 매끄러워지고, 이것은 기계적으로 유익할 수 있다.
도 31a, 31b, 및 도 32a 및 32b는 4면형 수송 디바이스(40) 상의 A-페이스 및 B-페이스의 배치를 보여주는, 수송 디바이스(40)의 코너 각각 주위의 뷰들을 보여준다. 이러한 도면들은 일 예로서 제공되고 수송 디바이스(40)의 다른 구성들이 예상된다. 예를 들어, 수송 디바이스(40)는 더 많거나 적은 측면을 가진다. 바람직하게는, 수송 디바이스(40)는 클러스터의 보관을 최대화하고 수송 디바이스(40)의 각각의 측면이 이웃하는 수송 디바이스(40)의 측면과 결속되어 상호작용하는 것을 보장하도록 테셀레이션된다.
도 31a는 B-페이스가 A-페이스에 수직으로 부착되는 수송 디바이스(40)의 제 1 코너를 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, B-페이스의 자기적 트랙(94 및 95) 및 자기적 휠(91)은 A-페이스의 자기적 트랙(93) 및 자기적 휠(91)과 수직으로 배치된다.
수송 디바이스(40) 주위에서의 A-페이스 및 B-페이스의 특정한 구성은, 수송 디바이스(40)가 클러스터 내에 배치되면 A-수송 디바이스(40)의 페이스가 이웃하는 수송 디바이스(40)의 B-페이스와 X-방향 및 Y-방향 양자 모두로 상호작용하는 것을 보장한다. 더욱이, B-수송 디바이스(40)의 페이스는 이웃하는 수송 디바이스(40)의 A-페이스와 X-방향 및 Y-방향으로 상호작용한다. 이러한 상호작용은, 각각의 수송 디바이스(40)가 적어도 하나의 이웃하는 수송 디바이스(40) 상의 적어도 하나의 자기적 휠(91)과 함께 재배치되도록 수송 디바이스(40) 상의 자기적 휠(91)의 조율된 이동을 통해서 X, Y 및/또는 Z-방향으로 재배치될 수 있도록 보장하는데, 이러한 방식으로 각각의 수송 디바이스에서의 파워 및 하드웨어 요구 사항이 감소된다.
좀 더 일반적으로는, A-페이스 및 B-페이스의 특정 구성은 Z-방향으로의 이동 및 X-방향 또는 Y-방향으로의 이동을 제공한다. 그러므로, 두 개의 페이스를 조합하면 적어도 두 차원에서 이동하기 위한 능력이 제공된다.
도 31a는 자기적 휠(91)을 회전시키도록 배치되는 모터(96)를 더 보여준다. 모터는 직류 모터 또는 교류 모터와 같은 임의의 모터일 수 있다. 일부 상황들에서, 올바른 자극이 수송 디바이스(40)의 측면에 노출되는 것을 보장하도록 모터의 정확한 회전을 허용하기 위해서 스테퍼 모터를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 또는, 다른 타입의 모터, 예컨대 무브러시 직류 모터가 사용될 수 있다. 적절한 센서, 예컨대 홀 효과 센서가 자기적 휠(91)의 현재 회전 상태를 적절하게 감지하기 위해서 자기적 휠(91) 옆의 위치에 채용될 수 있다. 이해될 수 있는 것처럼, 자기적 휠(91)의 회전 상태 및/또는 다른 페이스들의 상대 위치를 사용하는 것을 포함하는 다른 센서 유닛이 회전 상태를 검출하기 위해서 채용될 수 있다. 광 센서도 역시 예상된다. 자기적 휠(91)의 각각의 세트는 개별적인 모터(96)에 의해 구동되는 것으로 도시되지만, 모든 자기적 휠(91)을 구동하기 위하여 단일 모터를 사용하고 회전 파워를 적절한 자기적 휠(91)로 전달하기 위하여 클러치 메커니즘을 사용하는 것과 같은 다른 대안들도 예상된다. 더욱이, 도면에 도시된 바와 같이, B-페이스 상의 두 개의 자기적 휠(91)은 공통 축 상의 단일 모터(96)에 의해 구동되는 것으로 도시된다. 그러나, B-페이스 상의 각각의 자기적 휠(91)을 개별적으로 구동하는 것과 같은 대안들이 예상된다. 강화(stiffening) 요소(97)가 수송 디바이스(40)의 각각의 상단 코너에 도시된다. 이러한 강화 요소(97)는 수송 디바이스(40)에 대한 강성을 증가시키도록 선택적으로 채용된다. 특히, 강화 요소(97)를 사용하면 수송 디바이스를 위해서 감소된 스티프니스의 벽이 사용될 수 있어서 더 얇은 벽이 채용될 수 있다. 이것은 수송 디바이스(40)의 무게를 줄여서 더 약한 자석을 사용할 수 있게 하는 장점을 가진다. 더욱이, 강화 요소(97)는 결속 유닛(43)으로서 사용될 수 있다. 특히, 수송 디바이스(40)의 하단은 그 코너에, 결속 유닛(43)으로서 동작하도록 배치되는 강화 요소(97) 내에 위치되도록 배치되는 스파이크(spike)를 포함할 수 있다. 그러면 스택을 형성할 때 각각의 수송 디바이스(40)가 정확하게 위치되게 된다. 더욱이, 강화 요소(97)는 수송 디바이스들(40) 사이 및/또는 전력 소스 및 수송 디바이스(40) 사이에 전력을 전달하도록 배치되는 전기적 콘택과 같은 파워 전송 수단을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 이웃하는 수송 디바이스(40)의 하단은 강화 요소(97) 내에 포함된 대응하는 전기적 콘택과 접촉하도록 배치되는 전기적 콘택을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 전력이 수송 디바이스(40)로/로부터 전송될 수 있다. 대안적으로, 유도성 파워 전송/통신이 사용될 수 있다.
도 31b는 그 제 2 코너로부터의 수송 디바이스(40)의 뷰를 도시한다. 특히, 도 31a의 뷰에 관하여, 수송 디바이스(40)의 뷰는 수송 디바이스(40)의 중심에 상대적으로 90 도 반시계로 회전했다. 이러한 뷰에서, 서로 수직으로 배치되는 수송 디바이스(40)의 두 개의 A-페이스가 도시된다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(40)는 X-방향의 A-페이스, Y-방향의 A-페이스, X-방향의 B-페이스 및 Y-방향의 B-페이스를 포함한다. 예를 들어, 이러한 방식으로 X-방향의 A-페이스는 이웃하는 수송 디바이스(40) 상의 X-방향의 대응하는 B-페이스와 상호작용하는 반면에, X-방향의 B-페이스는 다른 이웃하는 수송 디바이스(40) 상의 X-방향의 대응하는 A-페이스와 상호작용한다. 이와 유사하게, Y-방향이 유사한 방식으로 배치된다.
도 32a는 수송 디바이스(40)의 또 다른 뷰를 그 제 3 코너로부터 도시한다. 제 3 코너는 A-페이스가 B-페이스와 만나는 곳이다. 도 31b의 뷰는 90 도 반시계로 회전되어 도 32a의 뷰를 형성했다.
도 32b는 수송 디바이스(40)의 제 4 코너의 뷰를 도시한다. 제 4 코너는 B-페이스가 다른 B-페이스에 수직으로 배치되는 곳이다. 도 32a의 뷰는 90 도 반시계로 회전되어 도 32b의 뷰를 형성했다.
도 33은 수송 디바이스(40)의 내부를 들여다보는, 수송 디바이스(40)의 상단의 뷰이다. 이해될 수 있는 것처럼, 수송 디바이스(40) 내의 빈 공간은 아이템을 수용하도록 구현되는 아이템-수용 공간(42)을 구성한다. 모터들(96) 각각 및 아이템-수용 공간(42) 사이에 베리어를 형성하여 보관된 아이템이 모터(96)의 동작과 간섭하는 것으로 방지하는 것이 유익할 수 있다. 모터(96), 자기적 휠(91) 및 자기적 트랙(93, 94 및 95)이 재배치 유닛(41) 내에 포함된다. 수송 디바이스(40)는 수송 디바이스(40)의 재배치를 제어하기 위한 신호를 수신하도록 구현되는 통신 유닛(44) 및/또는 수송 디바이스(40)의 재배치를 제어하도록 구현되는 제어 유닛을 더 포함할 수 있다. 더욱이, 수송 디바이스(40)는 모터(96) 및 임의의 선택적인 피쳐(예컨대 통신 유닛 및/또는 제어 유닛)을 동작시키기 위한 전하를 저장하도록 구현되는 배터리와 같은 전력원을 더 포함할 수 있다.
수송 디바이스(40)의 바닥면(하단이라고도 불림)의 뷰는 도시되지 않지만, 이러한 예에서 수송 디바이스(40)의 바닥면은 피쳐가 없는 매끄러운 표면이다. 그러나, 앞서 언급된 바와 같이, 결속 유닛(43) 및/또는 파워 전송 수단과 같은 여러 선택적인 피쳐가 바닥면에 제공될 수 있다. 더욱이, 적절한 경우 수송 디바이스(40)의 재배치를 돕기 위한 다른 자기적 메커니즘이 바닥면에 제공될 수 있다.
도 34는 복수 개의 수송 디바이스(40)를 포함하는 클러스터(5)의 제 1 뷰를 도시한다. 이러한 콘텍스트에서 클러스터(5)는 적어도 두 개의 수송 디바이스(40)의 콜렉션이다. 그러나, 세 개 이상의 수송 디바이스(40)를 제공하면 수송 디바이스(40)의 이동의 용이성에 대한 장점이 생기는데, 그 이유는 각각의 수송 디바이스(40)가 수송 디바이스(40)의 페이스들 사이의 상호작용에 기인하여 이웃하는 수송 디바이스(40)로부터 더 많은 지지력을 경험할 것이기 때문이다. 도 34에서 알 수 있는 바와 같이, 이러한 뷰는 A-페이스가 다른 A-페이스와 수직으로 만나는 수송 디바이스의 코너를 도시한다. 이러한 관점에서, 바람직하게는, 수송 디바이스(40)의 올바른 이동을 위하여 수송 디바이스(40) 모두가 동일한 배향으로 배치되는 것이 기대된다. 다르게 말하면, A-페이스 및 B-페이스의 배향에 대한 개별 수송 디바이스(40)의 배향은 클러스터(5)에 걸쳐 모든 수송 디바이스(40)에 대해 동일하다. 이러한 방식으로, 양의 X-방향으로 배치된 A-페이스는 음의 X-방향으로 배치된 B-페이스와 상호작용하여 A-페이스를 바라본다. 더욱이, 양의 X-방향으로 배치된 A-페이스는 음의 X-방향으로 배치된 B-페이스와 상호작용하여 A-페이스를 바라본다. 이해될 수 있는 것처럼, A-페이스 및 B-페이스의 다른 구성에 대하여, 이러한 구성은, 클러스터(5) 내의 임의의 하나의 수송 디바이스의 재배치를 허용하도록 서로 협동하는 수송 디바이스(40)의 페이스들을 제공하기 위해서 달라질 수 있다. 더욱이, 수송 디바이스(40)가 상이한 타입의 페이스로 구성되는 경우, 클러스터(5) 내의 각각의 수송 디바이스(40)의 배향을 구성은 클러스터(5) 내의 수송 디바이스(40)의 재배치를 허용하도록 상호작용하는 복수 개의 수송 디바이스(40)를 제공하도록 변경될 수 있다.
도 35는 클러스터(5)의 제 2 코너로부터의 클러스터(5)의 제 2 뷰를 도시한다. 도 34의 제 1 뷰에 비하여, 제 2 뷰는 뷰를 클러스터(5)의 중심으로 90 도 반시계로 회전함으로써 도시된다. 클러스터(5)가 특정 개수의 수송 디바이스를 포함하는 것으로 도시되지만(특히, X-방향으로 세 개의 수송 디바이스(40), Y-방향으로 세 개의 수송 디바이스(40), 및 Z-방향으로 두 개의 수송 디바이스(40)), 작업 공간 내의 이러한 클러스터(5)에 대해서 공간이 있기만 하면 클러스터(5)는 임의의 개수의 수송 디바이스(40)를 임의의 특정 방향으로 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 제 2 뷰에서, 제 2 코너는 수송 디바이스(40)의 제 1 A-페이스가 수직으로 수송 디바이스(40)의 제 2 A-페이스와 만나는 위치이다.
도 36은 클러스터(5)의 제 3 코너로부터의 클러스터(5)의 제 3 뷰를 도시한다. 클러스터(5)의 제 1 뷰와 비교하여, 제 3 뷰는 Z-축에서 클러스터(5)의 중심 주위의 180 도 회전을 포함한다. 이러한 위치에서, 각각의 수송 디바이스(40)는 자신에 수직인 B-페이스와 만나는 A-페이스를 포함한다.
도 37은 클러스터(5)의 제 4 코너로부터의 클러스터(5)의 제 4 뷰를 도시한다. 이러한 위치에서, 각각의 수송 디바이스(40)의 제 1 B-페이스는 자신에 수직인 수송 디바이스(40)의 제 2 B-페이스와 만난다. 제 1 뷰와 비교하여, 이러한 뷰는 Z-축 중심의 270 도 회전을 포함한다.
보관 시스템은 클러스터(5)를 포함할 수 있다. 이러한 관점에서, 클러스터(5)는 적어도 하나의 아이템을 보관할 수 있다. 보관 시스템은, 클러스터(5) 내의/상의/외부의 시작 위치로부터 클러스터(5) 내의/상의/외부의 목적지 위치까지의, 수송 디바이스에 대한 경로를 결정하도록 구현되는 제어기를 더 포함할 수 있다. 제어기는 수송 디바이스가 결정된 경로에 따라 이동하게 하는 신호를 통신 유닛에 송신하도록 더 구현될 수 있다. 이러한 방식으로, 제어기는 수송 디바이스에 대한 경로를 결정하고 수송 디바이스가 결정된 경로를 따라 이동하게 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어 시스템은 다른 디바이스에게 이동을 지원 및/또는 구현하라고 시그널링하도록 배치될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어 시스템은 경로의 초기 부분만을 결정하도록 배치될 수 있고, 이것을 개별적인 기동으로 리뷰 & 연장하는 것이 실행되거나 종결된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기의 기능 중 일부 또는 전부는 디바이스 자체 및/또는 다른 데이터 처리 및/또는 통신 요소 사이에 분산될 수 있다.
앞선 도 34 내지 37로부터 분명하게 드러나는 것처럼, 클러스터(5)는 복수 개의 수송 디바이스(40)를 포함한다. 각각의 수송 디바이스(40)는 적어도 하나의 이웃하는 수송 디바이스(40)와 X-방향 및/또는 Y-방향으로 상호작용하도록 배치된다. 이러한 예에서, 수송 디바이스(40)의 페이스는 다른 수송 디바이스(40)의 페이스를 바라보고, 그것과 상호작용한다. 전술된 바와 같이, 각각의 페이스는 대응하는 페이스와 상호작용한다. 예를 들어, 하나의 방향의 A-페이스가 있는 수송 디바이스(40)는 그러한 A-페이스에 반대되는 이웃하는 수송 디바이스(40)의 B-페이스와 상호작용한다. 이와 유사하게, 하나의 방향의 B-페이스가 있는 수송 디바이스(40)는 그러한 B-페이스에 반대되는 이웃하는 수송 디바이스(40)의 A-페이스와 상호작용한다. 이러한 구성의 하나의 예는, 이웃하는 수송 디바이스(40) 상의 제 2 자기적 트랙(99)의 윤곽과 상호작용하는 수송 디바이스(40) 상의 제 1 자기적 트랙(98)의 윤곽에 의해 도 37에서 볼 수 있다. 자기적 휠(91)의 동작을 통해, 수송 디바이스(40)의 재배치가 달성될 수 있다.
앞선 내용은 수송 디바이스(40)의 측면 및 그러므로 임의의 방향으로의 수송 디바이스(40)의 이동을 설명한다. 따라서, 비록 결속 유닛(43) 등이 수송 디바이스(40)의 재배치를 돕도록 설명되었지만, 이러한 구성에서는 수송 디바이스(40)에 이러한 이동을 가능하게 하는 수단이 특히 필요하지 않다. 그러므로, 클러스터(5) 내에 도시된 수송 디바이스(40)는, 예를 들어 최상단 모든 수송 디바이스(40)를 그 아래의 수송 디바이스(40)의 상단에 홀딩하는 중력의 힘 이외에는, 그들 사이에 결속의 형태가 없이 쉽게 하나씩 스택될 수 있다(비록 이러한 결속이 중력을 통해야 할 필요가 없고 오히려, 기계적, 자기적, 전자기 또는 기타 등등에 의해 이루어지지만). 이러한 방식으로, 수송 디바이스(40)의 하단은 바로 아래의 수송 디바이스(40)의 상단 에지에 간단하게 안착한다. 개별 수송 디바이스(40)는 스택 내에서 또는 스택에 걸쳐 및 클러스터(5) 내의 위치들 사이에서 이동될 수 있다. 또는, 수송 디바이스(40)의 전체 스택이 다수의 자기적 휠(91)의 조율된 액션에 의해 재배치될 수 있다. 비록 본 명세서에서는 수송 디바이스(40)의 상단과 하단 사이에 직접적 결속이 없는 것으로 설명되지만, 일부 상황들에서(예를 들어, 낮은 중력 환경)는 결속이 유리할 수 있고, 수송 디바이스(40)의 상단면을 그 위의 수송 디바이스(40)로부터 분리가능하게 결속하고 및/또는 수송 디바이스(40)의 하단면을 아래의 수송 디바이스(40)와 분리가능하게 결속시키기 위한 자석(예컨대 영구자석 및/또는 전자석)을 포함할 수 있는 결속 유닛(43) 등에 의해 제공될 수 있다.
도 38은 자기적/전자기적 메커니즘을 포함하는 재배치 유닛의 전술된 제 3 예의 변형된 수송 디바이스(40)의 일 예를 도시한다. 이러한 변형에서, A-페이스는 제 1 자기적 트랙(93) 상에 수직으로 배치되는 제 2 자기적 트랙(931)을 포함하도록 변경된다. 더욱이, 제 2 자기적 트랙(931)을 추가하는 것은 제 2 자기적 트랙(931) 내에서 동작하기 위한 추가적 자기적 휠(93)을 포함한다. 다른 관점에서, 변경된 예의 A-페이스는 전술된 A-페이스와 동일하게 기능한다. 추가적 자기적 트랙(931) 및 대응하는 자기적 휠(93)을 제공함으로써, 이동시에 스큐(skew)가 발생할 가능성이 적인 더 안정한 구성이 달성된다. 특히, 제 3 예의 수송 디바이스(40)는 가끔 수송 디바이스(40)가 이동중일 때에 이웃하는 수송 디바이스(40)의 상단에 캐칭된다(catch). 제 2 자기적 트랙(931)을 제공함으로써 이것이 회피된다. 이러한 관점에서, 변경된 A-페이스는 B-페이스에 유사하지만 90 도 회전된다.
클러스터(5) 내의 개별 수송 디바이스(40)의 제어와 관련하여, 수송 디바이스(40)는 적어도 하나의 다른 수송 디바이스(40)와 상호작용/협동하여 하나 이상의 수송 디바이스(40)를 클러스터(5) 내의 대안적 위치 또는 클러스터(5) 외부의 위치로 재배치하는 것을 구현한다. 이러한 제어 전략은 2017 년 10 월 4 일에 출원된 오카도 이노베이션 리미티드(Ocado Innovation Limited)의 영국 특허 출원 번호 제 GB1716201.7(오카도 이노베이션 리미티드 참조 번호 000164GB)에서 다뤄지는데, 해당 출원의 전부의 내용은 본 명세서에 원용에 의해 통합된다. 이러한 교차-참조된 문서에서, 수송 디바이스(40)는 수송 디바이스라고 불리고, 이러한 용어들은 상호교환가능하도록 사용될 수 있다는 것이 예상된다.
더욱이, 제 1 및 제 2 실시예에서 설명된 제어기의 전술된 피쳐는 이러한 예에서 수송 디바이스(40)의 제어와 관련하여 동일하게 채용될 수 있다.
도 29 내지 도 37에 도시된 바와 같은 자기-기계적 메커니즘을 포함하는 재배치 유닛(41)의 제 3 예에 따른 수송 디바이스(40)의 재배치와 관련한 간략한 설명이 본 명세서에 제공될 것이다. 다음 내용은 도 38에 도시되는 변경된 제 3 예 에도 적용되는데, 도 38에 도시되는 A-페이스 상에 자기적 휠(91)을 추가하기 위해서 추가적 제어가 있다.
수송 디바이스(40)를 이동하기 위하여 활용되는 이동을 이해하기 위하여, 수송 디바이스의 이동은 X-방향, Y-방향 또는 Z-방향 각각으로의 이동으로 나누어질 것이다. 도 39 및 도 40 이 각각의 방향으로의 이동을 구현하기 위한 예시적인 자기적 휠(91) 이동과 관련하여 사용될 것이다.
특히, 도 39에 도시된 바와 같이, X-방향으로의 수송 디바이스(40)의 이동을 구현하려면 수송 디바이스(40)의 B-페이스 상의 자기적 휠(91)이 활성화되어야 하는데, 그 이유는 수송 디바이스(40)의 B-페이스 상의 자기적 휠(91)이 수평으로, 즉 X-방향으로 배치되기 때문이다. 도 39는 양의 X-방향 이동을 구현하기 위한 자기적 휠(91)의 회전을 보여준다. 예를 들어, 도 32a는 그 우측에 수송 디바이스(40)를 X-방향으로 이동시키도록 회전되는 자기적 휠(91)이 있는 B-페이스를 도시한다. 도 39에서 이러한 B-페이스는 B1으로 명명된다.
그러나, 도 31a의 좌측에 표시된 B-페이스 상의 자기적 휠(91)은 활성화되지 않는데 그 이유는 도면에 표시된 자기적 휠(91)이 수송 디바이스(40)를 도 39에 B2로 명명된 B-페이스로서 표시되는 Y-방향으로 이동시키도록 구현되기 때문이다.
수송 디바이스(40)의 A-페이스 상의 자기적 휠(91)은 X-방향 이동을 구현하도록 활성화되지 않는다.
B-페이스(B1) 상의 자기적 휠(91)을 반-시계방향으로 회전시킴으로써, 양의 X-방향으로의 수송 디바이스(40)의 이동이 구현될 수 있다. 이와 유사하게, 시계방향으로 이동시키면 음의 X-방향으로 이동시키는 결과가 된다. 이러한 방식으로, 도 32a에 도시되는 B-페이스(B1)는 이웃하는 수송 디바이스(40)의 대응하는 A-페이스 상의 자기적 트랙(93)과 협동한다. 도 39에서 이러한 A-페이스는 A1으로 명명된다. 더욱이, 수송 디바이스(40)가 양의 X-방향으로 이동하기 때문에, 결국에 B-페이스(B1)의 자기적 휠(91)은 다음 이웃하는 수송 디바이스(40) 상의 자기적 트랙(93), 구체적으로 설명하면, A2로 명명되는 다음 A-페이스 상에 위치된 자기적 트랙(93)과 협동한다. 이러한 방식으로, B-페이스(B1)의 자기적 휠(91)은 A-페이스(A1) 상의 그리고 그 후에는 A-페이스(A2) 상의 자기적 트랙을 따라간다.
동시에, 도 31b의 좌측에 표시된 A-페이스는 X-방향 이동을 돕기 위해 사용된다. 도 39에서 이러한 A-페이스는 A3으로 명명된다. 특히, A-페이스(A3)는 수송 디바이스(40)의 B-페이스(B1)에 반대인 측면에 배치된다. 따라서, A-페이스(A3)는 B-페이스(B1) 상에 배치된 자기적 휠(91)의 이동을 지원하기 위해 사용된다. 특히, A-페이스(A3) 상의 자기적 트랙(93)은 이웃하는 수송 디바이스(40)의 B-페이스(B3) 상의 자기적 휠(91)과 협동하도록 배치된다. 그러므로, 수송 디바이스(40)가 양의 X-방향으로 이동하게 하기 위해서, B-페이스(B3)의 자기적 휠(91)이 시계방향으로 회전하도록 구현된다. 이러한 방식으로, B-페이스(B3)의 자기적 휠(91)은 A-페이스(A3)의 자기적 트랙(93)을 양의 X-방향으로 효과적으로 밀어낸다. 이해될 수 있는 것처럼, 그러려면 이동될 수송 디바이스(40)(자신의 자기적 휠을 활성화하는 것) 및 정지된 상태로 남아 있는 적어도 하나의 이웃하는(하지만 여전히 자신의 자기적 휠을 활성화시키는) 수송 디바이스(40) 사이의 조율이 요구된다. 수송 디바이스(40)가 양의 X-방향으로 더 이동함에 따라, B-페이스(B4)의 자기적 휠(91)도 시계방향으로 회전하여 A-페이스(A3)의 자기적 트랙(93)과 B-페이스(B3 및 B4)의 자기적 트랙(93) 사이의 협동을 유지하도록 구현된다. 이러한 방식으로, 이러한 페이스들 사이의 상호작용은 수송 디바이스(40)를 X-방향으로 효과적으로 지지하고 기동시킨다. 이해될 수 있는 것처럼, B-페이스(B3 및 B4)의 자기적 휠(91)을 반-시계방향으로 회전시키면 수송 디바이스(40)가 음의 X-방향으로 이동하게 될 것이다.
수송 디바이스(40)의 회전 대칭성 때문에, 이제 Y-방향으로의 동작은 이용되는 페이스들이 전술된 것들에 수직이라는 것을 제외하고는 X-방향으로의 동작과 유사하다. 예를 들어, B-페이스(B2) 상에서 사용되는 자기적 휠(91)은 Y-방향으로 이동시키도록 활성화되는 반면에, B-페이스(B1) 상의 자기적 휠(91)은 이러한 이동을 위해서 활성화되지 않는다. 이러한 방식으로, B-페이스(B2)의 자기적 휠(91)은 이웃하는 수송 디바이스(40)의 A-페이스 상의 자기적 트랙(93)을 트래버스하기 위해 사용된다. 이와 유사하게, 이웃하는 수송 디바이스(40)의 B-페이스는 A-페이스(A4)의 자기적 트랙(93)을 Y-방향으로 밀어내도록 활성화될 수 있다.
Z-방향으로의 이동이 도 40을 참조하여 설명된다. 이러한 도면에서 Z-방향은 도면의 지면으로부터 나오는 것으로 표시된다. 양의 Z-방향으로 이동시키는 것은, 수송 디바이스(40)의 적어도 하나의 A-페이스 상의 자기적 휠(91)의 회전을 활용한다. 이러한 예에서, Z-방향으로의 이동은, A-페이스(A3) 상의 자기적 휠(91)을 사용하여 구현될 것이고, 그러므로 이러한 페이스 상의 자기적 휠(91)이 활성화되는 반면에, A-페이스(A4) 상의 자기적 휠(91)은 활성화되지 않는다. 이러한 예에서, A-페이스(A4)는 Z-방향을 구현하기 위하여 사용될 수 없는데, 그 이유는 A-페이스(A4)가 A-페이스(A4)의 자기적 휠(91)이 협동할 수 있는 이웃하는 수송 디바이스(40) 옆에 위치되지 않기 때문이다. 그러나, A-페이스(A3 및 A4) 양자 모두가 이웃하는 수송 디바이스(40)와 협동하는 일 예에서는, A-페이스(A3 및 A4) 양자 모두 상의 자기적 휠(91)이 Z-방향 이동을 구현하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, Z-방향으로는 수송 디바이스(40)가 X-방향 또는 Y-방향 이동에 비교할 때 더 많은 구동 파워를 가지는 것이 가능하다. 그러나, 많은 상황에서는, 에너지를 보존하기 위하여 A-페이스(A3 및 A4) 중 하나 상의 자기적 휠(91)만이 Z-방향으로 이동시키기 위해서 사용될 수 있다.
양의 Z-방향으로 이동하려면, A-페이스(A3) 상의 자기적 휠(91)이 반-시계방향으로 회전되게 된다. 이러한 방식으로, A-페이스(A3)상의 자기적 휠(91)이 B-페이스(B3) 상의 자기적 트랙(94 및 95)과 상호작용하고 따라 올라간다. 비록 도시되지 않지만, 수송 디바이스(40)가 B-페이스(B3)의 상단 위에서 이동하면, A-페이스(A3)의 자기적 휠(91)은 B-페이스(B3) 위에(즉 양의 Z-방향으로) 배치된 다음 이웃하는 수송 디바이스(40)의 자기적 트랙(94 및 95)과 상호작용하기 시작한다. 그러므로, 자기적 휠(91)의 결속이 하나의 B-페이스로부터 다른 것으로 천이된다.
수송 디바이스(40)의 반대면을 지원하기 위하여, 이웃하는 수송 디바이스(40)의 A-페이스(A1)의 자기적 휠(91)이 활용되고 이동될 수송 디바이스(40)의 B-페이스(B1)의 자기적 트랙(94 및 95)과 상호작용한다. 양의 Z-방향 모션을 얻기 위해서, A-페이스(A1)의 자기적 휠(91)이 시계방향으로 회전되게 된다. 이러한 방식으로, A-페이스(A1) 상의 자기적 휠(91)과 B-페이스(B1)의 자기적 트랙(94 및 95)의 상호작용에 의해 B-페이스(B1)를 양의 Z-방향으로 효과적으로 밀어내게 된다. 더욱이, B-페이스(B1)가 A-페이스(A1)의 상단 위에서 이동하기 때문에, A-페이스(A1) 바로 위의 A-페이스 상의 수송 디바이스의 자기적 휠(91)도 시계방향으로 회전되어 B-페이스(B1)의 자기적 트랙(94 및 95)과 상호작용하고 자기적 트랙을 양의 Z-방향으로 계속 밀어내게 된다. 이러한 방식으로, B-페이스(B1)는 자기적 휠(91)의 액션에 의해 효과적으로 지지된다.
이해될 수 있는 것처럼, 수송 디바이스(40)의 음의 Z-방향으로의 이동은 A-페이스(A3) 상의 자기적 휠(91)이 시계방향으로 회전되는 반면에, A-페이스(A1) 상의 자기적 휠(91)은 반-시계방향으로 회전하게 함으로써 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(40)는 음의 Z-방향으로 이동되게 될 것이다.
양의 또는 음의 Z-방향 중 어느 하나로의 유사한 이동이 A-페이스(A4) 상의 자기적 휠(91) 및 B-페이스(B2) 상의 자기적 트랙(94 및 95)을 사용하여 수행될 수 있다.
앞선 논의를 일반화하기 위하여, 일 예에서, 이동될(X, Y 또는 Z 방향 중 임의의 방향으로) 수송 디바이스(40)는 자신의 자기적 휠(91)의 적어도 하나의 세트(즉 이동될 수송 디바이스(40)의 적어도 하나의 페이스 상의 자기적 휠)을 활성화시킬 수 있다. 다른 예에서, 수송 디바이스(40)를 이동시키기 위하여, 이웃하는 수송 디바이스는 자신의 페이스 중 적어도 하나 상의 자기적 휠(91)을 활성화할 수 있다. 또 다른 예에서, 이동될 수송 디바이스(40) 및 이웃하는 수송 디바이스(40) 양자 모두는 그들의 페이스 중 적어도 하나 상의 자기적 휠(91)을 활성화시킨다. 이와 유사하게, 이동될 수송 디바이스(40)에 대해 X, Y 또는 Z-방향으로 공간 하나만큼 떨어져서 위치된 수송 디바이스도 자신의 페이스 중 적어도 하나 상의 자기적 휠을 활성화시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(40)는 스스로를 효과적으로 그 타겟 목적지를 향해 밀어내고 및/또는 자신의 타겟 목적지로 밀리게 된다.
바람직하게는, X-방향 또는 Y-방향으로의 이동은 요구된 X-방향 또는 Y-방향 이동이 일어나게 하기 전에 증분식(incremental) Z-방향 이동이 일어나게 함으로써 개선될 수 있다. 예를 들어, 단일 자석의 양의 Z-방향 이동은 요구된 X-방향 또는 Y-방향 이동이 일어나게 하기 전에 수행될 수 있다. 바람직하게는, 그러면 수송 디바이스(40)의 이동에 대한 드래그(drag)가 감소되게 된다. 특히, 단일 자석 Z-방향 이동이 일어나게 함으로써, 이동 수송 디바이스(40)의 코너가 수송 디바이스(40)가 이동될 때 이웃하는 수송 디바이스(40)의 코너와 충돌할 가능성이 줄어들게 된다. 그러나, 이러한 이동은, 예를 들어 도 32a의 우측에 도시된 이중 자기적 휠(91)이 사용되도록 요구할 수 있다. 특히, 수송 디바이스(40)가 하나의 자석 위로 이동할 때, 하부 자기적 휠(91)은 대응하는 A-페이스와 결속되는 반면에, 이웃하는 수송 디바이스의 상부 자기적 휠(91)은 대응하는 A-페이스와 결속된다. 도 39를 참조하면, 하나의 자석의 양의 Z-방향으로의 이동이, 예를 들어 도 40을 참조하여 설명된 바와 같이 수행될 수 있다. 양의 Z-방향이 실현되게 되면, X 또는 Y-방향으로의 이동이 일어날 수 있다. 이러한 구성에서, B-페이스(B1) 상의 자기적 휠(91)의 하부가 A-페이스(A1) 상의 자기적 트랙(93)과 결속된다. 반대로, B-페이스(B3) 상의 자기적 휠(91)의 상부는 A-페이스(A3) 상의 자기적 트랙(93)과 결속된다.
더욱이, 수송 디바이스(40) 상향 Z-방향 이동 때문에, X-방향 또는 Y-방향 이전에 이동될 수송 디바이스(40) 바로 위에 위치된 수송 디바이스들(40) 모두도 하나의 자석만큼 상향 이동되어야 한다. 따라서, 잠재적으로, 클러스터(5) 내의 많은 수의 수송 디바이스들(40) 사이의 효과적인 협동이 수행될 필요가 있다.
도 39에 도시되는 수송 디바이스(40)의 양의 X-방향 이동을 다시 참조하면, X-방향 이동이 수행될 때 "단절 기동(break-away manoeuvre)"이 선택적으로 수행될 수 있다. 특히, B-페이스(B2) 상에 위치된 자기적 휠(91)과 이웃하는 수송 디바이스(미도시) 상의 자기적 트랙(93) 사이의 상호작용에 기인하여, 자기적 인력이 수송 디바이스(40)를 음의 X-방향으로 당기는 경향이 있을 수 있기 때문에 양의 X-방향으로의 이동은 시작되기가 어려울 수도 있다. 그러므로, 이러한 자기적 인력을 감소시키기 위해서 "단절 기동"이 수행될 수 있다. 이것은 B-페이스(B2) 상의 자기적 휠의 두 개의 세트가 수송 디바이스(40)를, 예를 들어 양의 X-방향으로 재배치하기 위한 액션을 수행할 때 동시에 반대로 회전하게 함으로써 달성된다(다르게 말하면, 명령된 방향으로의 수송 디바이스(40)의 재배치를 수행함). 예를 들어, A-페이스(A3)에 가장 가까운 자기적 휠이 반-시계방향으로 회전하게 되면, B-페이스(B1)에 가장 가까운 자기적 휠(91)이 시계방향으로 회전하게 된다. 다르게 말하면, 동일한 B-페이스(B2) 상의 자기적 휠들(91)은 상반된 방향으로 회전하게 된다. 결과적으로 X-방향으로의 이동이 더 용이하게 달성될 수 있다. 이해될 수 있는 것처럼, 대응하는 "단절 기동"은 Y-방향에도 적용된다. 예를 들어, 수송 디바이스(40)가 양의 Y-방향으로 이동하고자 했다면, B-페이스(B1) 상의 자기적 휠들(91)은 반대로 회전할 것이고, 즉 자기적 휠(91) 중 하나의 세트는 하나의 방향으로 회전하는 반면에, B-페이스(B1) 상의 자기적 휠 중 다른 세트는 반대 방향으로 회전한다. 그러면, B-페이스(B1) 상의 자기적 휠(91) 및 자기적 트랙(94 및 95)과 A-페이스(A1)의 자기적 휠(91) 및 자기적 트랙(93) 사이의 자기적 인력이 효과적으로 깨진다.
제 2 실시예에서, 수송 디바이스(40)는 클러스터(5) 내에 재배치되기 위해서 전력원을 요구할 수 있다. 임의의 적절한 전력원이 이러한 기능을 위해서 사용될 수 있다는 것이 예상된다. 예를 들어, 각각의 수송 디바이스(40)는 배터리, 예를 들어 충전식 및/또는 일회용 배터리를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 각각의 수송 디바이스(40) 위에/내에 배치되는 파워 전송 콘택을 통해서, 파워 전송 수단이 파워를 각각의 수송 디바이스(40)에 전송하도록 구현될 수 있다. 더욱이, 파워 전송 수단은 수송 디바이스(40)의 통신 정보 및/또는 위치 정보와 같은 정보를 수송 디바이스(40)에 전송하거나 전송받기 위해 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 커맨드가 수송 디바이스(40)로 송수신될 수 있다. 추가하여, 재충전가능 배터리를 재충전하기 위해서 파워 전송 수단이 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스(40)는 재충전 스테이션이 제공될 수 있는 클러스터 내의 미리 결정된 위치에서 재충전될 수 있다. 다른 예에서, 파워 전송 수단은 인접한 수송 디바이스들이 클러스터를 통해서 파워 분산 네트워크에 참여하게 하는 유도성 전송 기법을 사용할 수 있고, 예를 들어 하나의 수송 디바이스는 인접한 수송 디바이스로 전력을 제공할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 제 2 실시예의 전술된 예는 이동될 수송 디바이스(40)가 세 차원에서 이동하게 지원하는 시스템을 제공한다. 각각의 수송 디바이스(40)는 수송 디바이스(40)가 없는 경우에도 존재하는 고정된 구조체 또는 프레임워크가 필요없는 자립형이다.
도 41은 제 2 실시예의 수송 디바이스(40)에 대한, 전술된 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예에 대한 변형예를 도시한다. 간결성을 위하여, 이전에는 자기적 휠(91)이 자기적 휠(91)의 주위에 배치되는 자석의 단일 트랙을 가지는 것으로 설명되었다. 그러나, 이것은 단지 일 예로서 제공된 것일 뿐이었다. 그 대신에, 도 41은 자기-기계적 메커니즘의 제 3 예를 포함하는 자기적 휠(101) 및 자기적 트랙(102)의 다른 예를 도시한다. 이해될 수 있는 것처럼, 이것도 역시 일 예로서 제공되며, 자기적 휠(101) 및 자기적 트랙(102)을 구현하는 다른 방식들이 예상된다. 이해를 돕기 위해서, 자기적 휠(101)은 이전에 설명된 자기적 휠(91)과 실질적으로 동일한 기능을 수행한다. 이와 유사하게, 자기적 트랙(102)은 자기적 트랙(93, 931, 94 또는 95) 중 임의의 것과 실질적으로 동일한 기능을 수행한다.
이러한 예에서, 자기적 휠(101)은 자기적 휠(101)의 주변부 주위에 나란히 배치되는 복수 개의 자석(1011)을 포함한다. 다르게 말하면, 자기적 휠(101)은 이전에 설명된 하나의 자석 대신에, 복수 개의 자석을 주변부의 폭에 걸쳐 피팅하도록 배치된다. 이러한 예에서, 나란히 배치된 두 개의 자석이 있으면, 자석 중 중앙 자석의 양 측면의 자석들은 상반된 극성이다. 더욱이, 자기적 트랙(102)은 복수 개의 자석(1021)을 포함한다. 이러한 예에서, 자기적 트랙(102)은 복수 개의 자석을 자신의 폭에 걸쳐 피팅하도록 배치된다.
이해될 수 있는 것처럼, 자기적 휠(91 및 101) 및 자기적 트랙(93, 931, 94, 95 및 102)의 위의 예들은 단지 일 예로서 제공된다. 상이한 자기적 휠 및 자기적 트랙 내의 자석의 다른 구성들이 예상된다. 자기적 휠 내의 자석의 구성은 자기적 트랙 내의 자석의 구성을 보충하도록 배치된다. 좀 더 구체적으로는, 제 1 방향으로 구동되는 자기적 휠은 제 2의 상이한 방향으로의 자기적 트랙의 연속을 더 형성한다. 이러한 방식으로, 하나의 수송 디바이스 상의 자기적 휠이 이웃하는 수송 디바이스 상의 자기적 휠과 맞대어지면, 자기적 휠을 제 1 방향으로 및/또는 제 2 방향으로 구동하는 옵션이 생긴다. 이러한 방식으로, 두 개의 수송 디바이스 상의 두 개의 자기적 휠의 만나는 점에서, 둘 이상의 방향으로의 이동을 선택하는 것이 가능하다(예를 들어, 양의/음의 X-방향 또는 양의/음의 Y-방향으로 이동하도록 선택함). 이와 유사하게, 자석의 극성은, 자석의 다른 배향이 이점을 제공할 수 있기 때문에 수송 디바이스의 페이스에 수직으로 배치될 필요가 없다.
도 42는 제 1 실시예에 따른 수송 디바이스를 이동시키는 방법 단계 S4200의 흐름도를 도시한다. 수송 디바이스는 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터 내에 배치된다. 단계 S4201에서, 수송 디바이스는 표면의 일부와 협동하게 된다. 이전에 제 1 실시예에 대해서 설명된 바와 같이, 수송 디바이스는 표면 상에 배치될 수 있다. 표면은 벽 및/또는 바닥으로 형성되어, 수송 디바이스 및/또는 복수 개의 수송 디바이스의 임의의 방향에서의 재배치를 허용할 수 있다. 예를 들어, 수송 디바이스를 표면 상에 배치함으로써, 수송 디바이스 및 표면 사이의 협동이 달성된다.
단계 S4202에서, 수송 디바이스의 재배치는 수송 디바이스와 표면의 일부 사이의 상호작용을 통해 달성된다. 전술된 바와 같이, 재배치는 기계적, 자기적 또는 전자기적 메커니즘과 같은 적합한 메커니즘을 사용하여 달성된다. 이러한 방식으로, 복수 개의 수송 디바이스를 포함하는 클러스터는, 특정 수송 디바이스가 클러스터의 다른 위치로 및/또는 클러스터 외부로 재배치되게 함으로써 물리적으로 재구성될 수 있다.
선택적으로, 방법 단계 S4200은, 신호를 수신하고, 수신된 신호에 응답하여 수송 디바이스를 3차원 클러스터 내에 재배치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호는 수송 디바이스가 이동될 위치에 대한 정보를 포함할 수 있고, 따라서 표면은 수송 디바이스를 재배치하기 위하여 이러한 정보를 사용할 수 있다. 또는, 신호는 수송 디바이스를 하나의 특정 방향으로 이동시키라는 표면에 대한 명령을 포함할 수 있다. 여러 신호를 표면의 다수의 셀에 전송함으로써, 수송 디바이스는 클러스터 내에서 이동될 수 있다.
도 43은 제 2 실시예에 따른 수송 디바이스를 이동시키는 방법 단계 S4300의 흐름도를 도시한다. 수송 디바이스는 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터 내에 배치된다. 단계 S4301에서, 수송 디바이스는 적어도 하나의 다른 수송 디바이스와 협동하게 된다. 이전에 제 2 실시예에 대해서 설명된 바와 같이, 수송 디바이스는 클러스터 내에 배치될 수 있다. 클러스터는 복수 개의 수송 디바이스를 포함한다. 복수 개의 수송 디바이스는 서로 협동한다.
단계 S4302에서, 수송 디바이스의 재배치는 수송 디바이스와 적어도 하나의 다른 수송 디바이스 사이의 상호작용을 통해 달성된다. 전술된 바와 같이, 재배치는 기계적, 자기적 또는 전자기적 메커니즘과 같은 적합한 메커니즘을 사용하여 달성된다. 이러한 방식으로, 복수 개의 수송 디바이스를 포함하는 클러스터는, 특정 수송 디바이스가 클러스터의 다른 위치로 및/또는 클러스터 외부로 재배치되게 함으로써 물리적으로 재구성될 수 있다.
선택적으로, 방법 단계 S4300은, 신호를 수신하고, 수신된 신호에 응답하여 수송 디바이스를 3차원 클러스터 내에 재배치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호는 수송 디바이스가 이동될 위치에 대한 정보를 포함할 수 있고, 따라서 클러스터의 수송 디바이스는 수송 디바이스를 재배치하기 위하여 이러한 정보를 사용할 수 있다. 또는, 신호는 하나의 특정 수송 디바이스가 하나의 특정 방향으로 이동하라는 하나의 특정 수송 디바이스에 대한 명령을 포함할 수 있다. 여러 신호를 클러스터의 다수의 수송 디바이스에 전송함으로써, 수송 디바이스는 클러스터 내에서 이동될 수 있다.
일 예로서, 수송 디바이스에는 제 1 페이스가 제공될 수 있다. 제 1 페이스는 제 1 방향으로 회전하도록 배치되는 제 1 자기적 휠을 포함할 수 있다. 더욱이, 제 1 페이스는 제 1 자기적 트랙을 포함할 수 있다. 수송 디바이스의 제 2 페이스는 제 2 방향으로 회전하도록 배치되는 제 2 자기적 휠을 포함할 수 있다. 더욱이, 제 2 페이스는 제 2 자기적 트랙을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 제 1 방향 및 제 2 방향은 서로 수직이다.
제 1 및 제 2 자기적 휠 각각을 선택적 활성화함으로써, 수송 디바이스의 재배치가 수행될 수 있다. 특히, 제 1 자기적 휠은, 이웃하는 수송 디바이스의 페이스 상의 대응하는 자기적 트랙과 상호작용하도록 구현될 수 있고, 제 2 자기적 휠은, 이웃하는 수송 디바이스의 페이스 상의 대응하는 자기적 트랙과 상호작용하도록 구현될 수 있다.
예를 들어, 제 1 방향으로 이동하는 것은, 제 1 자기적 휠을 활성화하는 단계를 수행함으로써 수행될 수 있는데, 이것은 대응하는 자기적 트랙과의 상호작용을 통해, 수송 디바이스가 이동되게 한다.
이와 유사하게, 제 2 방향으로 이동하는 것은, 제 2 자기적 휠을 활성화하는 단계를 수행함으로써 수행될 수 있는데, 이것은 대응하는 자기적 트랙과의 상호작용을 통해, 수송 디바이스가 이동되게 한다.
선택적으로, 수송 디바이스는 제 3 페이스를 더 포함할 수 있다. 제 3 페이스는 제 2 방향으로 회전되도록 배치되는 제 3 자기적 휠을 포함할 수 있다. 더욱이, 제 3 페이스는 제 3 자기적 트랙을 포함할 수 있다. 수송 디바이스의 제 4 페이스는 제 1 방향으로 회전하도록 배치되는 제 4 자기적 휠을 포함할 수 있다. 더욱이, 제 4 페이스는 제 4 자기적 트랙을 포함할 수 있다.
제 3 자기적 트랙은, 이웃하는 수송 디바이스의 페이스 상의 대응하는 자기적 휠과 상호작용하도록 구현될 수 있고, 제 4 자기적 트랙은, 이웃하는 수송 디바이스의 페이스 상의 대응하는 자기적 휠과 상호작용하도록 구현될 수 있다.
그러므로, 수송 디바이스의 이동은, 제 3 자기적 트랙에 대응하는 이웃하는 수송 디바이스의 자기적 휠이 회전하게 함으로써도 수행될 수 있다. 이와 유사하게, 수송 디바이스의 이동은, 제 4 자기적 트랙에 대응하는 이웃하는 수송 디바이스의 자기적 휠이 회전하게 함으로써도 수행될 수 있다.
수송 디바이스 내의 선택적 자기적 휠이 이웃하는 수송 디바이스 내의 선택적 자기적 휠의 회전과 함께 회전하게 함으로써, 이동될 수송 디바이스의 효과적인 재배치가 달성될 수 있다. 바람직하게는, 이동될 수송 디바이스의 이동은, 수송 디바이스 자체(이웃하는 수송 디바이스와의 상호작용에 의함)에 의하여 달성되고, 따라서 이렇게 이동시키기 위해서 외부 구조체, 프레임워크 또는 관리 바이스는 필요없다.
수정예 및 변형예
많은 수정과 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 전술된 실시예에 이루어질 수 있다.
수송 디바이스는, 이러한 예에서, 개방된 캐비티를 규정하는 베이스 및 네 개의 측벽을 포함하는 하우징을 포함하는 것으로 도시되고, 하우징의 상단면은 상단면 또는 뚜껑에 의해 닫혀질 수 있다. 이러한 예에서, 측벽은 베이스의 주변부를 둘러싸고, 베이스에 고정되거나 그것과 일체화되어 형성된다. 그러나, 수송 디바이스의 다른 형태 및 설계가 사용될 수 있다는 것이 예상된다. 더욱이, 수송 디바이스는 아이템-수용 공간 내의 아이템을 보관하는 컨테이너의 뚜껑을 더 포함할 수 있다.
비록 이전에는 제 1 및 제 2 실시예의 수송 디바이스가 아이템 수용 공간을 포함하는 것으로 설명되었지만, 특정한 애플리케이션에서는 이러한 아이템 수용 공간은 수송 디바이스로부터 생략될 수 있다. 다르게 말하면, 아이템 수용 공간은 선택적인 피쳐일 수 있다. 특히, 보관 및 수송 이외의 목적을 위해 수송 디바이스를 사용하는 것이 예상된다. 예를 들어, 수송 디바이스는 일시적 브릿지 또는 플랫폼과 같은 동적 구조체를 생성하기 위하여 사용될 수 있다. 더욱이, 수송 디바이스들은 개별 수송 디바이스에 의해 수송될 수 있는 것보다 훨씬 큰 아이템, 예컨대 기계류, 고박된(stranded) 차량, 벽돌의 팔레트 등의 아이템을 수송하기 위해서 협력하도록 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 수송 디바이스의 구조체는 동적 방식으로 활용되어 동적 구조체를 형성하는 것을 구현하거나 더 큰 아이템을 수송한다.
수송 디바이스의 페이스는, 기계적 메커니즘, 자기적 메커니즘, 자기-기계적 메커니즘 등인 하나의 메커니즘을 포함하는 것으로 이전에 설명되었다. 그러나, 수송 디바이스의 각각의 페이스는 두 개 이상의 메커니즘을 포함할 수 있고, 예를 들어 수송 디바이스의 페이스는 자기적 메커니즘 및 자기-기계적 메커니즘 양자 모두를 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 방식으로, 두 개의 메커니즘의 장점들이 수송 디바이스의 페이스 상에서 실현될 수 있다. 이해될 수 있는 것처럼, 수송 디바이스의 각각의 페이스 상에 세 개 이상의 메커니즘이 채용될 수도 있다.
비록 자석들은 일반적으로 영구자석 또는 전자석을 가리켜 왔지만, 다른 타입의 자석, 예를 들어 바람직하게는 전기적으로 동작될 때 상대적으로 높은 세기를 가져서 전력을 절약하는 전기영구(electropermanent) 자석이 활용될 수 있다. 더욱이, 비록 자석들이 원형/원통형으로 성형되는 것으로 도시되었지만, 다른 형상의 자석도 예상된다. 예를 들어, 정방형/육면형 자석이 예상되고, 이들이 테셀레이션하기 때문에 자석들이 더 가깝게 배치된다는 장점을 제공한다. 추가적으로, 강자성 재료가 사용될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 평면형 모터 기술이 전술된 자석 대신에 또는 추가하여 채용될 수 있다. 예를 들어, 수송 디바이스는 수송 디바이스를 부양 및/또는 클러스터 내의 다른 위치로 재배치하기 위한 수직 평면형 모터를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 소이어(Sawyer) 모터가 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 전기-역학 평면형 모터가 사용될 수 있다. 더욱이, 직결-구동 모터가 사용될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 전술된 영구 자석 및/또는 전자석 대신에 다른 자기적 기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, MagLev(magnetic river/sea)가 사용될 수 있다. 특히, 렌츠 효과/홀바흐(Halbach) 어레이(수송 디바이스를 부양시키고 이들을 꼬임이 없이 고정된 포지션에 유지시키기 위해서 자석을 사용함)를 사용하면 수송 디바이스가 하나 이상의 수직 방향에서 이동하게 된다. 이와 유사하게, 가상 스피닝(spinning)/이동 홀바흐 어레이가 전자석과 동일한 효과를 얻기 위하여 사용될 수 있다. 더욱이, 수송 디바이스의 상단 에지 상의 만곡형 구리 트랙이 자기-안정화 & 스티어링을 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 또한, 도전/비-도전 재료의 혼합물로 동일한 효과를 얻는다. 이와 유사하게, 코일(광폭 코일 등)의 상이한 형상, 코일 및 코어의 각도, 코일들의 중첩 및 코어들의 스페이싱이, 향상된 인력/척력 또는 이동을 위한 최적의 자기장과 같은 상이한 효과를 얻기 위하여 사용될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 선형 모터는 전술된 MagLev 시스템과 유사한 방식으로 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 구동 및 부양은, 예를 들어 동기/유도 선형 모터, 선형 모터를 향상시키기 위한 페라이트 탭(ferritic tab)의 사용, 에디 전류가 없는 페라이트 재료를 얻기 위한 자기적 에폭시(에폭시 수지 내의 철 분말)의 사용, 높은 투수성 및 특정 목적을 위해 적응되는 형태 중 적어도 하나를 사용하여 제공될 수 있다. 구동력을 제공하는 자기장을 향상시키기 위하여 "c-형" 자석이 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 그들 위와 사이에 자석이 있도록 수평으로 배치된 자석/코일의 두 행이 있는 장형 자기적 구동 레일이 사용될 수 있다.
이전에 설명된 수송 디바이스는 구동력을 제공하기 위해서 그 측면에 배치된 휠/볼을 포함할 수 있고, 휠/볼은 인접한 수송 디바이스에 자력으로 부착된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 수송 디바이스는, 고무처리된(rubberised) 타이어가 있고, 수송 디바이스의 측면/하단 상의 종래의(예를 들어 전기모터) 휠을 사용할 수 있다. 추가적 자석이 수직으로 이동하는 수송 디바이스들 사이에 견인력을 제공하도록 배치될 수 있다. 휠/볼은 접이식이거나 전방향성일 수 있다. 휠 스위칭은, 수송 디바이스가 급전되는지 여부에 의존할 수 있다- 예를 들어 수송 디바이스가 급전되면 수직 휠들이 결속되고, 이것이 무급전 상태가 되면 수평 휠들이 결속하여 수송 디바이스 이동을 중단시킨다.
더욱이, 각각의 수송 디바이스는 수송 디바이스를 부양시키는 대신에 휠에 사용하기 위해서 선형 모터를 활용할 수 있다. 이러한 구성에서, 휠 내에 배치된 자석은 전자석의 선형 어레이를 따라서 당겨져서 수송 디바이스를 구동한다.
더욱이, 수송 디바이스는 수송 디바이스의 이동 및 부양을 위해서 기계적/자기적 메커니즘이 아닌 기술을 활용할 수 있다. 예를 들어, 에이 스트림이 사용될 수도 있다. 에어 하키라는 인기 있는 게임에서와 비슷하게, 퍽은 공기의 스트림 상에서 부양되어 저저항 의사-부양을 제공한다. 이러한 방식으로, 수송 디바이스는 에어 스트림 상에 부양되고 에어-하키 스타일 트랙에서 조향가능한 에어-하키 스트림으로 유도된다. 그 상단에 에어 버퍼를 가지는 상단 수송 디바이스를 만들기 위해서, 에어 스트림은 수송 디바이스 스택을 통과해서 뚫릴 수 있는 바닥으로부터 나올 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 페라이트 막대, 도전성 퍼그 또는 그 개조물이 앞으로 후술될 제 1 실시예 또는 제 2 실시예와 관련하여 여러 목적을 위해 사용될 수 있다. 특히, 수송 디바이스(제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 따름)는 수송 디바이스의 재배치를 돕기 위해서 이러한 수단에 의해서 천장으로부터 매달릴 수 있다. 더욱이, 이러한 수단은 수평 그리드 내에서의 수송 디바이스의 정확한 위치를 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 수단은 수송 디바이스를 고정하고 이것이 이웃하는 수송 디바이스에 힘(예컨대 드래근 및/또는 상승 힘)을 인가하게 할 수 있다. 더욱이, 페라이트 막대, 도전성 페그 또는 그 변형물은 파워 및/또는 통신을 수송 디바이스에 송순시하기 위해 사용될 수 있다.
이전에 설명된 수송 디바이스는 여러 상이한 용도를 가질 수 있고 많은 상이한 상황에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 수송 디바이스 및 그 클러스터는 바람직하게는 저 중력/제로-중력 환경에서 사용될 수 있다. 그러므로, 본 명세서에서 X, Y 및 Z 방향 및 평면을 가리키는 것은 예시적인 것일 뿐이고, 환경 및/또는 클러스터의 배향에 따라서 다른 레퍼런스 프레임이 채용될 수 있으며, 예를 들어 제로-중력 환경, 예를 들어 궤도선회 행성에서는 z-방향이 행성의 표면에서의 z-방향과 다를 수 있다. 수송 디바이스는 아이템을 재구성가능 구성 내에 보관하기 위한 밴/선박/냉장고/다락/찬장/코너 상점 내에서 사용될 수도 있다. 일 예에서, 수송 디바이스는 밴 내로 로딩될 수 있다. 밴이 배달 위치로 이동하는 동안, 수송 디바이스는 그들의 물리적 토폴로지를 재구성하여 다음 배달을 위해 필요한 수송 디바이스들이 편리하게, 클러스터의 전면에 위치되도록 할 수 있다. 수송 디바이스는 다른 수송 디바이스를 수용하도록 납짝하게 찌그러지도록(concertina) 더 구현될 수 있다. 이러한 관점에서, 아이템 수용 공간은 수송 디바이스의 임의의 편리한 측면/상단 상에서 개방되어, 아이템 수용 공간의 콘텐츠에 쉽게 접근하도록 허용할 수 있다.
각각의 수송 디바이스는 많은 상이한 물건을 홀딩하도록 배치될 수 있다. 각각의 수송 디바이스는 수송 디바이스의 단일 행 또는 열 내에 상이한 물건들을 보유할 수 있다. 더욱이, 수송 디바이스는 클러스터 내에 보관되는 동안 비어 있을 수 있고 또는 소포 또는 다른 아이템을 장래 배달하기 위해 보유할 수 있다.
이해될 수 있는 것처럼, 수송 디바이스는 클러스터 주위에서 이동하도록 그리고 동작을 수행하도록 구성된다. 이러한 예에서, 동작은 수송 디바이스를 클러스터 내의 하나의 위치로부터 다른 위치로 이동시키는 것을 포함한다. 수송 디바이스는 하나 이상의 기지국(미도시)과 통신하도록 지정될 수 있다. 수송 디바이스는 반드시 모두 동일한 타입의 수송 디바이스인 것은 아니다. 이런 점에서, 클러스터는 상이한 로봇식 디바이스, 예를 들어, 다양한 형상, 설계 및 목적을 가지는 수송 디바이스를 포함할 수 있고, 예를 들어 수송 디바이스는 크기 및 점유된 볼륨에 있어서 다를 수 있다.
이러한 예에서, 수송 디바이스는, 라디오, 디지털 신호 프로세서, 프로세서, 실시간 제어기, 배터리 및 모터, 자석, 센서, 및/또는 커넥터를 각각 가진다. 이들 중 일부는 선택적일 수 있다.
전술된 수송 디바이스가 베이스 및 베이스 주위에 배치된 벽으로 형성되는 것으로 예시되었지만, 수송 디바이스는 컨테이너 및/또는 팔레트로서 형성될 수도 있다는 것이 예상된다. 그러므로, 수송 디바이스는 네 개의 벽이 있는 컨테이너로 한정되지 않고, 벽이 없이 베이스만 있거나 및/또는 개수가 네 개보다 적거나 많은 벽이 있는 베이스와 같은 다른 형태를 가지는 것이 예상된다.
특히 전술된 제 1 실시예에 대해서, 수송 디바이스(10)가 능동 모드에서 동작할 수 있는 반면에 표면(21)은 수동식이도록 배치되는 것이 예상된다. 다르게 말하면, 수동 수송 디바이스(10)를 이동시키는 능동 표면(21)의 전술된 구성을 반전시킨다. 이러한 관점에서, 제 1 실시예의 표면에 대해서 설명된 메커니즘이 그 대신에 제 1 실시예의 수송 디바이스(10)에 적용될 수 있는 반면에, 수송 디바이스(10)의 메커니즘은 표면(21)에 적용된다는 것이 예상된다. 예를 들어, 수송 디바이스는 표면(21) 상에서 수송 디바이스를 이동시키기 위한 기계적 메커니즘을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 수송 디바이스(10)는 선택적으로 활성화되는 전자석과 같은 자기적 메커니즘을 포함할 수 있는 반면에, 표면은, 예를 들어 영구 자석을 포함한다. 이러한 방식으로, 능동 수송 디바이스(10) 및 수동 표면(21) 사이의 협동에 의하여 수송 디바이스(10)의 재배치가 허용된다.
제 1 실시예 및 제 2 실시예 양자 모두에 대하여, 전술된 구현형태는 클러스터를 포함하는 창고에 잘 적용된다. 이러한 관점에서, 클러스터는 창고 및/또는 클러스터 내에 채용될 수 있고 또는 복수 개의 클러스터는 창고를 구성하고 및/또는 온라인 소매 시스템에서의 더 큰 창고의 일부를 형성할 수 있다. 그러나, 당업자는 전술된 시스템이 다른 환경에서도, 예를 들어 차량 내에 또는 항공학 콘텍스트에서, 예를 들어 우주에서도 적용된다는 것을 이해할 것이다.
이런 점에서, 본 명세서에서 설명되는 시스템 및 장치는 임의의 요구되는 크기로 스케일링될 수 있고, 예를 들어 클러스터는 국내 장비의 일부를 형성하며, 예컨대 냉장고에 보관된 아이템은 냉장고와 연관된 사용자 인터페이스를 통해 선택되고, 아이템, 예를 들어 버터는 냉장고 내의 클러스터 내의 수송 디바이스에 보관되며, 요구되는 아이템을 가지는 수송 디바이스는 운영자에게 공급하기 위해 포트로 진행하도록 명령되고, 이를 통하여 냉장고의 문을 너무 자주 열 필요성을 없앤다. 또는, 클러스터는 훨씬 더 크고, 온라인 소매 동작의 일부를 형성하는 소위 재료 관리 장비(Materials Handling Equipment; MHE) 보관 및 피킹 시스템 내에 배치될 수 있다.
이러한 예에서, MHE의 클러스터의 수송 디바이스는 예를 들어 식료품과 같이 보관된 아이템을 포함할 수 있고, 또는 발송 대기중인 고객의 주문을 보유할 수 있으며(이것은 수송 디바이스 내에 홀딩되고 배달 컨테이너로 알려진 다른 컨테이너 내에 홀딩될 수 있음) 또는 고객의 주문이 그 안에 놓여지기를 기다리는 주머니를 포함하는 빈 배달 컨테이너를 보유할 수 있다.
추가적인 예에서, 서로 연관된 두 개의 시스템, 예컨대 냉장 상태에서 보관되어야 하는 제품을 보관하기 위한 냉장 시스템 및 냉장을 요구하지 않는 식료품, 예컨대 시리얼, 티슈, 스파클링 워터 등을 보관하기 위한 주변 시스템이 존재할 수 있다. 사실상, 냉동 재품, 예컨대 아이스크림을 그 안에 홀딩하기 위한 냉동 시스템이 제공될 수 있다.
다른 예들에서, 수송 디바이스는 전체 클러스터 또는 클러스터의 구역이 냉장될 필요가 없도록 냉장 수단을 개별적으로 포함할 수 있다. 그러면, 상이한 수송 디바이스가 특정한 보관 온도를 요구하는 제품들을 보유하도록 채용될 수 있게 된다. 사실상, 수송 디바이스는 추가적으로 또는 대안적으로 생물, 예를 들어 식물을 지원할 수 있고, 따라서 생장 멤브레인 및/또는 물 저장소를 보유하도록 구현될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 클러스터는 소포 및/또는 다른 패키지를 보관하도록 채용될 수 있고 수송 디바이스의 시퀀싱 및 발송을 지원할 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 수송 디바이스는 다른 서비스, 예를 들어 시스템, 컴퓨팅 수단, 가열 수단, 냉장 수단 및/또는 통신 수단을 지원하기 위한, 예를 들어 자기 자신의 파워 서플라이를 포함할 수 있다. 수송 디바이스는 임의의 적절한 수단을 통해 디바이스-디바이스 통신이 가능할 수 있다.
비록 전술된 일부 실시예에서, 클러스터가 그 안에 배치되는 환경의 벽들이 제공되지만, 일부 실시예들에서, 이러한 지지 벽은 요구되지 않는다는 것을 당업자는 이해할 것이다.
상기 예에서, 수송 디바이스를 수송 디바이스가, 예를 들어 수송 디바이스 또는 수송 디바이스의 진행중인 행렬로부터, 예를 들어 콘베이어 또는 다른 메커니즘을 사용하여 아이템을 픽업하기 위하여 추가적으로 "처리되는(processed)" 포트로 이동시키는 것도 때때로 바람직하다.
위의 시스템이 클러스터를 가로지르는 수송 디바이스의 콘텍스트에서 설명되지만, 전술된 기법이, 여러 가동 아이템이 소정 볼륨을 통해, 예를 들어 비배타적으로 3차원 구조체를 통해서 가능한 간단하지만 빠른 방식으로 간섭이 없이 이동될 필요가 있는 임의의 개수의 시스템에 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 비록 전술된 예가 클러스터 내에서의 하나 이상의 수송 디바이스의 재배치의 임의의 개수의 시스템에서 설명된 바 있지만, "내에(within)"라는 용어는 하나 이상의 수송 디바이스를 클러스터의 주변 표면에 재배치하는 것을 포함하도록 의도된다는 것이 또한 이해되어야 한다.
수송 디바이스는 각각의 수송 디바이스의 베이스 상에 있는 급전된 전자석으로 천장으로부터 매달려 있을 수 있다. 수송 디바이스는 수송 디바이스의 상단 에지 및 벽의 잠재적으로 능동인 부분 사이의 인력, 및 수송 디바이스의 하단 에지 및 벽의 잠재적으로 능동인 부분 사이의 척력을 가짐으로써, 벽으로부터 매달려 있을 수 있다.
클러스터 내에서 고장이 난 수송 디바이스가 이웃하는 수송 디바이스들의 액션을 통해 클러스터로부터 제거될 수 있다는 것도 예상될 것이다. 예를 들어, 고장난 수송 디바이스가 옆에 있는 수송 디바이스는 고장난 수송 디바이스를 이동시킬 수 있다.
이전에 설명된 실시예에서, 설명된 수송 디바이스 중 일부는 트랙을 따라가도록 구현되었다. 트랙이 RF, 자기적, 정전기 또는 광학적 수단 중 임의의 것에 의해 형성될 수 있다는 것이 예상된다.
원으로 배열된 고정된 코일을 포함하는 토로이달 모터와 같은 다른 메커니즘이 예산되는데, 고정된 자석이 이러한 원 내에 배치된다. 이러한 모터는 기계적 메커니즘, 예를 들어 톱니 이빨에서 사용될 수 있다.
수송 디바이스는, 수송 디바이스 내의 소켓 내에 홀딩되고 전자기 사다리를 인접한 수송 디바이스/벽의 측면에 상승시키도록 구현되는 자기적 구(magnetic sphere)를 포함할 수 있다.
수송 디바이스에 대한 다른 이동 원리가 예상된다. 예를 들어, 수송 디바이스는 한 방향으로 이동하지만 다른 방향에서는 자기적 상호작용에 기인하여 슬라이딩할 수 있다. 회전 무게추 및 그들의 모멘텀의 원리가 수송 디바이스에서의 이동을 구동하기 위하여 사용될 수 있는, 모멘텀 구동이 사용될 수 있다.
더욱이, 수송 디바이스의 하단에 있는 휠은 파워 및/또는 데이터를 전달하도록 구현될 수 있어서, 수송 디바이스가 다른 수송 디바이스가 인접하지 않은 상태로 이동할 수 있게 한다. 이와 유사하게, 수송 디바이스의 코너에 있는 휠은, 파워 및/또는 데이터를 전송하기 위하여 사용될 수 있고, 위치들 사이에서 꼬이고 동심의 구동 축을 통해 계속 구동할 수 있다.
더욱이, 각각의 수송 디바이스는 자기적 서스펜션 시스템(자기적 베어링)을 포함할 수 있다. 이러한 시스템을 사용하면 자기적 힘이 특정 수송 디바이스 집단을 수용하도록 조절될 수 있다. 예를 들어, 더 무거운 아이템이 수송되면 수송 디바이스의 위치를 유지하기 위해서 더 많은 힘이 사용될 수 있다.
전술된 수송 디바이스 및 클러스터는 식료품 주문 실현 시스템의 일부로서 사용될 수 있다. 이러한 관계에서, 클러스터는 클러스터와 조합하여 기능을 수행하도록 구현되는 적어도 하나의 주변장치로 활용될 수 있다.
예를 들어, 실현 시스템은 유입 제품의 패키징의 수동/자동화된 제거가 수송 디바이스 내에 배치된 유입 제품으로써 수행될 수 있는 위치를 제공하도록 배치되는 디캔트(decant) 스테이션을 더 포함할 수 있다.
그러면, 수송 디바이스는 그들이 주문을 실현하는 데에 사용되도록 요청될 때까지 클러스터 내에 보관될 것이다. 이를 달성하기 위하여, 클러스터는, 제품을 보관하는 수송 디바이스가 고객의 주문을 저장하도록 배치되는 수송 디바이스와 함께 수송되는 피킹(picking) 스테이션과 함께 사용될 수 있다. 일 예에서, 착탈식 컨테이너는 수송 디바이스 내에 위치된다. 피킹 스테이션에서, 고객의 주문을 저장하려고 적어도 하나의 제품을 보관 수송 디바이스로부터 수송 디바이스 내로 이동시키기 위해서 수동/자동화된 수단이 사용될 수 있다. 일 예에서, 적어도 하나의 제품은 수송 디바이스 내에 위치된 컨테이너 내로 이동될 수 있다. 피킹 프로세스가 완료된 후에, 보관 수송 디바이스는 클러스터 내에서 고객의 주문을 저장하도록 구성되는 수송 디바이스와 함께 재보관될 수 있다.
언급된 바와 같이, 일 예에서, 착탈식 컨테이너는 고객의 주문의 제품을 수용하는 데에 사용되도록 수송 디바이스 내에 위치될 수 있다. 로드 스테이션은 클러스터에 인접하게 위치될 수 있고 거기에서 수송 디바이스에는 빈 착탈식 컨테이너가 로드된 후, 이러한 디바이스가 클러스터 내로 로드된다.
클러스터는, 수송 디바이스가 특정 고객의 주문으로 채워지면 위치되는 언로딩 스테이션과 함께 사용될 수도 있다(고객 주문은 하나 이상의 상이한 제품 또는 변동하는 양을 포함할 수 있음). 로딩 스테이션에서, 수송 디바이스는 밴에 로딩되기에 적합한 프레임 상에 로딩될 수 있다. 또는, 수송 디바이스는 고객에게 배달되도록 밴 상에 직접적으로 로딩될 수도 있다. 또는, 수송 디바이스 내에 위치된 컨테이너는 밴에 로딩되도록 제거될 수 있는 반면에, 수송 디바이스는 클러스터로 복귀한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 수송 디바이스 내에 위치된 컨테이너가 제거되면, 수송 디바이스는 해당 로드 스테이션으로 지향되어 고객의 주문을 수용하기 위한 빈 착탈식 컨테이너를 수용할 수 있고, 또는 수송 디바이스는 디캔트 스테이션으로 지향되어 클러스터 내에 보관되기 위한 유입 제품을 수용할 수 있다.
수송 디바이스는 고객 위치로부터 복귀되면 세척될 수도 있다. 세정 스테이션에서, 수송 디바이스로부터 오물/잔여물이 비워질 수 있고, 선택적으로, 세정된 용매 예를 들어 물로 세정될 수 있다. 비우기/세정 이후에, 수송 디바이스는 제품의 다른 주문/보관 시에 사용되도록 클러스터 내에 재도입될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 수송 디바이스가 비워지고/세정되면, 수송 디바이스는 해당 로드 스테이션으로 지향되어 고객의 주문을 수용하기 위한 빈 착탈식 컨테이너를 수용할 수 있고, 또는 수송 디바이스는 디캔트 스테이션으로 지향되어 클러스터 내에 보관되기 위한 유입 제품을 수용할 수 있다. 밴이라는 용어는 트레일러 트럭, 드론, 열차 등과 같은 다른 수송 수단을 가리키도록 예상된다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 실시예에 대한 전술된 설명은 예시와 설명을 위하여 제공되었다. 이것은 망라적인 것이거나 본 발명을 개시된 구체적인 형태로 한정하려는 것이 아니다. 수정 및 변형이 본 개시물의 사상 및 범위에서 벗어나지 않으면서 이루어질 수도 있다.

Claims (58)

  1. 수송 디바이스로서,
    표면의 일부와 협동하도록 구현되고,
    재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터 내의 적어도 하나의 다른 수송 디바이스와 협동하도록 더 구현되며, 상기 수송 디바이스는,
    아이템 수용 공간; 및
    상기 클러스터 내의 수송 디바이스의 재배치(relocation)를 상기 표면의 일부와의 상호작용을 통해 허용하도록 구현되는 재배치 유닛을 포함하고,
    상기 재배치 유닛은,
    상기 수송 디바이스의 제 1 페이스 상의 제 1 자기적 휠 - 상기 제 1 자기적 휠은 제 1 방향으로 회전하도록 구현됨 -;
    상기 수송 디바이스의 제 2 페이스 상의 제 2 자기적 휠 - 상기 제 2 자기적 휠은 제 2 방향으로 회전하도록 구현됨 -;
    상기 수송 디바이스의 제 3 페이스 상의 제 3 자기적 트랙 - 상기 제 3 자기적 트랙은 상기 제 2 방향으로 구현됨 -; 및
    상기 수송 디바이스의 제 4 페이스 상의 제 4 자기적 트랙 - 상기 제 4 자기적 트랙은 상기 제 1 방향으로 구현됨 -을 포함하고,
    상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 서로 직교하는, 수송 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는, 적어도 하나의 다른 수송 디바이스와 결속하도록 구현되는 결속 유닛을 더 포함하는, 수송 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는 상기 클러스터 내에서 개별적으로 어드레싱가능한, 수송 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는 상기 클러스터 내에서부터 구동되도록 구현되는, 수송 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는 상기 클러스터 내의 적어도 하나의 다른 수송 디바이스에 상대적으로 이동하도록 구현되는, 수송 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는 컨테이너인, 수송 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는 상기 클러스터 내에서 수평으로 또는 수직으로 진행하도록 구현되는, 수송 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는 제 1 방향, 제 2 방향 및 제 3 방향 중 적어도 하나로 진행하도록 구현되는, 수송 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 방향과 제 2 방향은 직교하는, 수송 디바이스.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 방향, 상기 제 2 방향 및 상기 제 3 방향은 직교하는, 수송 디바이스.
  11. 보관 시스템으로서,
    표면; 및
    복수 개의 수송 디바이스를 포함하고,
    각각의 수송 디바이스는 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따르고 상기 표면의 일부와 협동하도록 구현되며,
    상기 복수 개의 수송 디바이스는 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 3차원 클러스터 내에 구현되는, 보관 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 표면의 일부는 상기 복수 개의 수송 디바이스 중 적어도 하나의 수송 디바이스를 재배치하도록 구현되는, 보관 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 표면은 적어도 하나의 명령을 수신하도록 구현되는 통신 유닛을 포함하는, 보관 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 표면의 일부는, 상기 통신 유닛에 의해 수신된 명령에 응답하여 상기 복수 개의 수송 디바이스 중 하나의 수송 디바이스를 3차원 클러스터 내에서 재배치하도록 구현되는, 보관 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 표면은 상기 복수 개의 수송 디바이스 아래의 바닥으로서 구현되는, 보관 시스템.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 표면은 상기 복수 개의 수송 디바이스 옆의 벽으로서 구현되는, 보관 시스템.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 표면은, 상기 복수 개의 수송 디바이스 아래의 바닥으로서 구현되는 제 1 표면 및 상기 복수 개의 수송 디바이스 옆의 벽으로서 구현되는 제 2 표면을 포함하는, 보관 시스템.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 보관 시스템은,
    상기 복수 개의 수송 디바이스 중 적어도 하나의 수송 디바이스에 대한, 시작 위치로부터 목적지 위치까지의 경로를 결정하고, 결정된 경로를 사용하여 상기 적어도 하나의 수송 디바이스가 이동하도록 구현되는 제어기를 더 포함하는, 보관 시스템.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 보관 시스템은,
    상기 클러스터에 인접하게 배치되고 상기 클러스터와 통신하도록 구현되는 픽업 스테이션(pick station);
    상기 클러스터에 인접하게 배치되고 상기 클러스터와 통신하도록 구현되는 디캔트 스테이션(decant station);
    상기 클러스터에 인접하게 배치되고 상기 클러스터와 통신하도록 구현되는 로드 스테이션; 및
    상기 클러스터에 인접하게 배치되고 상기 클러스터와 통신하도록 구현되는 언로드 스테이션 중 적어도 하나를 더 포함하는, 보관 시스템.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수 개의 수송 디바이스는 상이한 크기의 수송 디바이스를 포함하는, 보관 시스템.
  21. 수송 디바이스로서,
    재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터 내의 적어도 하나의 다른 수송 디바이스와 협동하도록 구현되고, 상기 수송 디바이스는,
    아이템 수용 공간; 및
    상기 적어도 하나의 다른 수송 디바이스와의 상호작용을 통해 상기 클러스터 내의 상기 수송 디바이스의 재배치를 허용하도록 구현되는 재배치 유닛을 포함하고,
    상기 재배치 유닛은,
    상기 수송 디바이스의 제 1 페이스 상의 제 1 자기적 휠 - 상기 제 1 자기적 휠은 제 1 방향으로 회전하도록 구현됨 -;
    상기 수송 디바이스의 제 2 페이스 상의 제 2 자기적 휠 - 상기 제 2 자기적 휠은 제 2 방향으로 회전하도록 구현됨 -;
    상기 수송 디바이스의 제 3 페이스 상의 제 3 자기적 트랙 - 상기 제 3 자기적 트랙은 상기 제 2 방향으로 구현됨 -; 및
    상기 수송 디바이스의 제 4 페이스 상의 제 4 자기적 트랙 - 상기 제 4 자기적 트랙은 상기 제 1 방향으로 구현됨 -을 포함하고,
    상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 서로 직교하는,
    수송 디바이스.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는 적어도 하나의 명령을 수신하도록 구현되는 통신 유닛을 더 포함하는, 수송 디바이스.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 재배치 유닛은 상기 통신 유닛에 의해 수신된 명령에 응답하여 상기 클러스터 내에 상기 수송 디바이스를 재배치하도록 구현되는, 수송 디바이스.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는, 적어도 하나의 다른 수송 디바이스와 결속하도록 구현되는 결속 유닛을 더 포함하는, 수송 디바이스.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 자기적 휠은, 제 1 이웃(nieghbouring) 수송 디바이스의 페이스 상의 제 1 자기적 트랙과 상호작용하도록 구현되고,
    상기 제 2 자기적 휠은, 제 2 이웃 수송 디바이스의 페이스 상의 제 2 자기적 트랙과 상호작용하도록 구현되는, 수송 디바이스.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 3 자기적 트랙은, 제 3 이웃 수송 디바이스의 페이스 상의 제 3 자기적 휠과 상호작용하도록 구현되고,
    상기 제 4 자기적 트랙은, 제 4 이웃 수송 디바이스의 페이스 상의 제 4 자기적 휠과 상호작용하도록 구현되는, 수송 디바이스.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스의 제 1 페이스는 제 3 자기적 트랙을 더 포함하고,
    상기 수송 디바이스의 제 2 페이스는 제 4 자기적 트랙을 더 포함하며,
    상기 수송 디바이스의 제 3 페이스는 제 1 자기적 휠을 더 포함하고,
    상기 수송 디바이스의 제 4 페이스는 제 2 자기적 휠을 더 포함하는, 수송 디바이스.
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는 상기 클러스터 내에서 개별적으로 어드레싱가능한, 수송 디바이스.
  29. 제 21 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는 상기 클러스터 내에서부터 구동되도록 구현되는, 수송 디바이스.
  30. 제 21 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는 상기 클러스터 내의 적어도 하나의 다른 수송 디바이스에 상대적으로 이동하도록 구현되는, 수송 디바이스.
  31. 제 21 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는 컨테이너인, 수송 디바이스.
  32. 제 21 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는 상기 클러스터 내에서 수평으로 또는 수직으로 진행하도록 구현되는, 수송 디바이스.
  33. 제 21 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는 제 1 방향, 제 2 방향, 및 제 3 방향 중 적어도 하나로 진행하도록 구현되는, 수송 디바이스.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 방향과 제 2 방향은 직교하는, 수송 디바이스.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 방향, 상기 제 2 방향, 및 상기 제 3 방향은 직교하는, 수송 디바이스.
  36. 제 21 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는, 베이스, 및 상기 베이스의 주변부 주위에 배치된 측벽을 가지는 하우징을 더 포함하고,
    측벽들 중 하나의 측벽 및 상기 베이스 중 적어도 하나는 상기 하우징의 운동을 위한 구동(drive)을 지원하도록 구현되는 상보적 페이스인, 수송 디바이스.
  37. 제 21 항에 있어서,
    상기 수송 디바이스는, 베이스 및 상기 베이스의 주변부 주위에 배치된 측벽을 가지는 하우징을 더 포함하고,
    측벽들 중 하나의 측벽 및 상기 베이스 중 적어도 하나는 그 진행을 적어도 부분적으로 지원함으로써, 하우징의 운동을 지원하도록 구현되는, 수송 디바이스.
  38. 보관 시스템으로서,
    복수 개의 수송 디바이스를 포함하고,
    각각의 수송 디바이스는 제 21 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 따른 수송 디바이스이며,
    상기 복수 개의 수송 디바이스는 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 3차원 클러스터 내에 구현되는, 보관 시스템.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 보관 시스템은,
    상기 복수 개의 수송 디바이스 중 적어도 하나의 수송 디바이스에 대한, 시작 위치로부터 목적지 위치까지의 경로를 결정하고, 결정된 경로를 사용하여 상기 적어도 하나의 수송 디바이스가 이동하도록 구현되는 제어기를 더 포함하는, 보관 시스템.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 보관 시스템은,
    상기 클러스터에 인접하게 배치되고 상기 클러스터와 통신하도록 구현되는 픽업 스테이션;
    상기 클러스터에 인접하게 배치되고 상기 클러스터와 통신하도록 구현되는 디캔트 스테이션;
    상기 클러스터에 인접하게 배치되고 상기 클러스터와 통신하도록 구현되는 로드 스테이션; 및
    상기 클러스터에 인접하게 배치되고 상기 클러스터와 통신하도록 구현되는 언로드 스테이션 중 적어도 하나를 더 포함하는, 보관 시스템.
  41. 제 38 항에 있어서,
    상기 복수 개의 수송 디바이스는 상이한 크기의 수송 디바이스를 포함하는, 보관 시스템.
  42. 제 11 항에 따른 보관 시스템을 포함하는, 창고.
  43. 제 38 항에 따른 보관 시스템을 포함하는, 창고.
  44. 제 11 항에 따른 보관 시스템을 포함하는, 차량.
  45. 제 38 항에 따른 보관 시스템을 포함하는, 차량.
  46. 제 11 항에 있어서,
    상기 보관 시스템은 제로-중력 또는 저중력 환경에서 사용되는, 보관 시스템.
  47. 제 38 항에 있어서,
    상기 보관 시스템은 제로-중력 또는 저중력 환경에서 사용되는, 보관 시스템.
  48. 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터 내에 배치된 수송 디바이스를 재배치하는 방법으로서,
    상기 수송 디바이스가 표면의 일부와 협동하게 하는 단계; 및
    상기 수송 디바이스와 상기 표면의 일부 사이의 상호작용을 통해 상기 클러스터 내에서 상기 수송 디바이스를 재배치하는 단계를 포함하고,
    상기 수송 디바이스는,
    상기 수송 디바이스의 제 1 페이스 상의 제 1 자기적 휠 - 상기 제 1 자기적 휠은 제 1 방향으로 회전하도록 구현됨 -;
    상기 수송 디바이스의 제 2 페이스 상의 제 2 자기적 휠 - 상기 제 2 자기적 휠은 제 2 방향으로 회전하도록 구현됨 -;
    상기 수송 디바이스의 제 3 페이스 상의 제 3 자기적 트랙 - 상기 제 3 자기적 트랙은 상기 제 2 방향으로 구현됨 -; 및
    상기 수송 디바이스의 제 4 페이스 상의 제 4 자기적 트랙 - 상기 제 4 자기적 트랙은 상기 제 1 방향으로 구현됨 -을 포함하고,
    상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 서로 직교하며,
    상기 수송 디바이스를 재배치하는 단계는,
    다른 수송 디바이스의 대응하는 자기적 트랙과 상호작용하도록 상기 제1 및 제2 자기적 휠 중 어느 하나의 자기적 휠을 활성화하는 단계를 포함하는,
    수송 디바이스 재배치 방법.
  49. 재구성가능 물리적 토폴로지를 가지는 클러스터 내에 배치된 수송 디바이스를 재배치하는 방법으로서,
    상기 수송 디바이스가 상기 클러스터 내의 적어도 하나의 다른 수송 디바이스와 협동하게 하는 단계; 및
    상기 수송 디바이스와 상기 적어도 하나의 다른 수송 디바이스 사이의 상호작용을 통해 상기 클러스터 내에서 상기 수송 디바이스를 재배치하는 단계를 포함하고,
    상기 수송 디바이스는,
    상기 수송 디바이스의 제 1 페이스 상의 제 1 자기적 휠 - 상기 제 1 자기적 휠은 제 1 방향으로 회전하도록 구현됨 -;
    상기 수송 디바이스의 제 2 페이스 상의 제 2 자기적 휠 - 상기 제 2 자기적 휠은 제 2 방향으로 회전하도록 구현됨 -;
    상기 수송 디바이스의 제 3 페이스 상의 제 3 자기적 트랙 - 상기 제 3 자기적 트랙은 상기 제 2 방향으로 구현됨 -; 및
    상기 수송 디바이스의 제 4 페이스 상의 제 4 자기적 트랙 - 상기 제 4 자기적 트랙은 상기 제 1 방향으로 구현됨 -을 포함하고,
    상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 서로 직교하며,
    상기 수송 디바이스를 재배치하는 단계는,
    다른 수송 디바이스의 대응하는 자기적 트랙과 상호작용하도록 상기 제1 및 제2 자기적 휠 중 어느 하나의 자기적 휠을 활성화하는 단계를 포함하는,
    수송 디바이스 재배치 방법.
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