KR102412733B1

KR102412733B1 - 레일 무인 주행 운반 로봇

Info

Publication number: KR102412733B1
Application number: KR1020200115243A
Authority: KR
Inventors: 김정훈
Original assignee: 김정훈
Priority date: 2020-02-07
Filing date: 2020-09-09
Publication date: 2022-06-24
Also published as: KR20210101123A

Abstract

레일 무인 주행 운반 로봇이 개시된다. 시설물의 레일을 따라 이동되는 레일 무인 주행 운반 로봇은, 물건이 적재되는 적재부; 일단이 상기 적재부의 양단에 고정 결합되고, 타단이 시설물 상부에 형성된 상기 레일을 따라 이동되도록 상기 레일에 결합되는 지지부재; 및 상기 적재부 하단에 형성되는 바퀴 부재를 포함한다.

Description

레일 무인 주행 운반 로봇{Rail unmanned driving robot}

본 발명은 레일 무인 주행 운반 로봇에 관한 것이다.

농촌 인구 변화로 인해, 무거운 농작물을 옮기거나 이동하는데 많은 어려움이 있으며, 비닐하우스와 같은 시설재배농가의 노동력을 줄이기 위한 다양한 장치들이 개발되어 사용되고 있다.

예를 들어, 시설재배농가에서는 상단부에 레일을 설치하고 운반대차를 설치하여 농업용 자재를 옮기거나 수확시에 사용하고 있다. 그러나, 이는 전동 장치 없이 사람이 운반대차를 밀고서 목적지까지 반복적으로 옮겨야하며, 전동장치 없이 운반대차가 레일에 매달린 채로 이동하기 때문에 레일이 운반대차의 무게를 직접적으로 감당하여 지탱함으로써 레일에 변형이 가해지는 문제점도 있다.

본 발명은 레일 무인 주행 운반 로봇을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 레일에 집중되던 무게 부하를 줄이고, 이동의 편의성을 높일 수 있는 레일 무인 주행 운반 로봇을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 운반대차와 지면의 높이에 따라 바퀴 높이를 자동으로 조절할 수 있는 레일 무인 주행 운반 로봇을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 리모컨을 통해 목적지까지 자율 주행이 가능하도록 할 수 있는 레일 무인 주행 운반 로봇을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 레일 무인 주행 운반 로봇이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 시설물의 레일을 따라 이동되는 레일 무인 주행 운반 로봇에 있어서, 물건이 적재되는 적재부; 일단이 상기 적재부의 양단에 고정 결합되고, 타단이 시설물 상부에 형성된 상기 레일을 따라 이동되도록 상기 레일에 결합되는 지지부재; 및 상기 적재부 하단에 형성되는 바퀴 부재를 포함하는 레일 무인 주행 운반 로봇이 제공될 수 있다.

상기 적재부 하단에 부착되며, 지면과의 높이를 감지하는 센서를 더 포함하되,

상기 바퀴 부재는 상기 센서에 의해 감지된 높이에 따라 높이가 조절될 수 있다.

상기 바퀴 부재는, 상기 적재부 하부에 형성된 조절 부재와 연결되되, 상기 조절 부재는 상기 센서에 의해 감지된 높이에 따라 이격 간격을 조절함으로써 상기 바퀴 부재의 높이를 조절할 수 있다.

상기 바퀴 부재는 승하강 부재를 더 포함하되, 상기 센서에 의해 감지된 높이에 따라 상기 승하강 부재가 승강 또는 하강됨에 따라 높이가 조절될 수 있다.

상기 지지 부재는 승하강 부재를 더 포함하되, 상기 적재부의 전면부 또는 후면부 중 적어도 하나에 부착된 센서에 의해 감지된 작업자의 키에 따라 상기 승하강 부재가 승강 또는 하강됨에 따라 상기 적재부의 높이가 조절될 수 있다.

상기 적재부의 전면부 또는 후면부 중 적어도 하나에는 장애물을 감지하는 센서; 상기 바퀴 부재의 전진 또는 후진을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하되, 상기 컨트롤러는 상기 센서에 의해 장애물 감지시, 상기 바퀴 부재가 멈추도록 제어할 수 있다.

리모컨의 제어 신호를 수신하는 수신부를 더 포함하되, 상기 컨트롤러는 상기 수신부를 통해 수신된 제어 신호에 따라 상기 무인 주행 운반 로봇이 전진, 후진 및 목적지까지의 자율 주행 중 적어도 하나로 동작하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레일 무인 주행 운반 로봇을 제공함으로써, 레일에 집중되던 무게 부하를 줄이고, 이동의 편의성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 운반대차와 지면의 높이에 따라 바퀴 높이를 자동으로 조절할 수 있는 이점도 있다.

또한, 본 발명은 리모컨을 통해 목적지까지 자율 주행이 가능하도록 할 수 있는 이점도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레일 무인 주행 운반 로봇의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바퀴 부재의 높이가 조절된 일 예를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레일 무인 주행 운반 로봇의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레일 무인 주행 운반 로봇의 사시도를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바퀴 부재의 높이가 조절된 일 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레일 무인 주행 운반 로봇(100)은 비닐하우스와 같은 시설물의 레일을 따라 이동 가능하도록 결합될 수 있다. 즉, 레일 무인 주행 운반 로봇(100)은 농기구나 농작물 등이 적재되는 적재부(120), 적재부(120)가 레일을 따라 이동 가능하도록 지지하며 레일에 결합되는 지지 부재(110) 및 적재부(120)의 저면에서 적재부(120)를 지지하며 적재부(120)의 이동을 지원하는 바퀴 부재(130)를 포함하여 구성된다.

지지 부재(110)의 일단은 시설물에 형성된 레일에 결합되며, 지지 부재(110)의 타단은 적재부(120)의 양단에 각각 고정 결합된다. 도 1에서는 지지 부재(110)의 일단이 하나의 쌍으로 레일에 결합되는 것으로 도시되어 있으나, 구현 방법에 따라 하나의 지지 부재가 레일에 결합될 수도 있다.

지지 부재(110)의 일단에는 롤러부가 형성될 수 있으며, 롤러부(또는 레일 바퀴)에 의해 지지 부재(110)는 레일을 따라 전진 또는 후진 방향으로 이동될 수 있다.

지지 부재(110)의 일단에 롤러부(또는 레일 바퀴)가 구비되며, 이를 통해 지지 부재(110)가 레일상에서 이동되는 구성 자체는 당업자에게 자명하므로 이에 대한 별도의 설명은 생략하기로 한다.

또한, 지지 부재(110)의 일단이 반드시 롤러부(또는 레일 바퀴)로 구현되는 것은 아니며, 지지 부재(110)의 일단은 레일 상에서 이동이 가능하며, 지지 부재(110)에 의해 레일 무인 주행 운반 로봇이 레일 상에 지지되며 이동 가능한 구조인 경우 제한 없이 적용될 수 있다.

도 1 및 도 2에는 별도로 도시되어 있지 않으나, 지지 부재(110)는 승하강 부재를 더 포함할 수 있다. 지지 부재(110)는 승하강 부재를 통해 작업자의 키에 따라 적재부(120)의 높이를 조절할 수 있다. 예를 들어, 지지 부재(110)는 적재부의 일면에 부착되는 센서를 통해 작업자의 키를 감지하거나 작업자의 조작에 따라 지지 부재(110)에 구비된 승하강 부재를 승강 또는 하강시켜 적재부(120)의 높이를 조절할 수 있다. 이로 인해, 적재부(120)의 높이가 작업자의 키에 상응하여 조절됨으로써 작업자의 편의성을 증진시킬 수도 있다.

지지 부재(110)의 타단에는 적재부(120)가 고정 결합된다.

적재부(120)는 무거운 농기구, 농작물 등이 적재될 수 있다.

적재부의 형상은 사각형, 원형 등 시설물 환경에 따라 다양하게 형성될 수 있으며, 적재부의 형상 자체는 제한 없이 적용될 수 있다.

적재부(120)의 저면에는 바퀴 부재(130)가 결합된다.

바퀴 부재(130)는 지면과 맞닿아 적재부(120)의 하중을 받치는 역할과 동시에 지면을 통한 적재부(120)의 이동 편의성을 제공할 수 있다.

이러한 바퀴 부재(130)의 경우, 적재부(120)의 저면에 부착된 센서(150)에 의해 지면에서 적재부(120)까지의 높이가 실시간 감지됨에 따라 바퀴 부재(130)의 높이가 조절될 수 있다.

적재부(120)의 저면에 부착된 센서(150)는 실시간으로 지면과 적재부(120) 사이의 높이를 측정하고, 이를 이용하여 적재부(120)가 레일에서 일정한 높이를 유지하도록 바퀴 부재(130)의 높이를 조절할 수 있다.

시설물 환경 특성상 지면의 높이는 상이할 수 있다. 이로 인해, 레일이 낮은 경우, 레일 무인 주행 운반 로봇의 상부 레일 바퀴(롤러부)가 탈조될 수 있다. 반대로, 레일이 높은 경우 바퀴 부재(130)가 지면에서 뜨게 되어 바퀴 부재(130)가 구동되지 않는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 적재부(120) 저면에 부착된 센서(150)를 통해 적재부(120)와 지면 사이의 거리(높이)를 실시간 측정한 후, 거리(높이)에 따라 바퀴 부재(130)의 높이를 조절하여 적재부(120)와 레일 사이의 거리가 일정하게 유지되도록 할 수 있다.

도 2에는 바퀴 부재(130)의 높이를 조절한 일 예가 예시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 바퀴 부재(130)의 높이를 자동으로 조절함에 따라 지면의 불규칙한 높이로 인한 레일 탈선이나 바퀴 부재(130)의 들뜸으로 인한 오작동을 방지할 수 있는 이점이 있다.

이를 위해, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 바퀴 부재(130)는 승하강 부재(160)를 통해 적재부(120)와 연결될 수 있다. 승하강 부재(160)의 일단은 적재부(120)에 결합되며, 타단은 바퀴 부재(130)의 구동 샤프트와 연결될 수 있다.

또한, 승하강 부재(160)는 적재부(120) 저면에 형성된 조절 부재(140)와 결합될 수 있다.

조절 부재(140)는 센서(150)에 의해 감지된 지면과의 거리(높이)에 따라 이격 간격을 조절할 수 있다. 조절 부재(140)의 이격 간격 조절에 따라 바퀴 부재(130)의 승하강 부재(160)가 승강 또는 하강하게 된다.

예를 들어, 적재부(120)와 지면과의 거리(높이)가 가까울수록(낮을수록) 조절 부재(140)는 승하강 부재(160)가 적재부(120)를 향해 좁게 폴딩되도록 할 수 있다. 또한, 적재부(120)와 지면과의 거리(높이)가 멀수록(높을수록) 조절 부재(140)는 승하강 부재(160)가 펴지도록 조절하여 바퀴 부재(130)의 높이를 조절할 수 있다.

조절 부재(140)는 도 1 및 도 2에서 보여지는 바와 같이, 승하강 부재(160)가 센서(150)에 의해 감지된 거리(높이)에 따라 높이가 조절되도록 조절 부재(140)의 간격을 조절할 수 있다. 즉, 조절 부재(140)는 좌우 방향으로의 이격 간격을 조절함에 따라 승하강 부재를 밀거나 당길 수 있으며, 이로 인해 승하강 부재(160)의 펴지거나 좁혀지는 간격이 조절되어 바퀴 부재(130)의 높이가 조절될 수 있다.

도 1 및 도 2에서는 조절 부재(140)가 수평 방향으로 이격 간격을 조절함으로써 승하강 부재의 높이가 조절되는 것으로 도시되어 있으나, 승하강 부재(160)는 피스톤 방식을 이용하여 승하강되어 높이가 조절될 수도 있음은 당연하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레일 무인 주행 운반 로봇의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 이하, 도 3을 참조하여, 레일 무인 주행 운반 로봇의 동작에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레일 무인 주행 운반 로봇(100)은 수신부(310), 센서(150), 조절부(320), 메모리(330) 및 컨트롤러(340)를 포함하여 구성된다.

수신부(310)는 리모컨으로부터 제어 신호를 수신하기 위한 수단이다. 예를 들어, 수신부(310)는 리모컨을 통해 레일 무인 주행 운반 로봇(100)의 이동을 위한 제어 신호를 수신할 수 있다. 제어 신호는 레일 무인 주행 운반 로봇(100)의 전진, 후진 또는 목적지까지 이동, 멈춤과 같이 주행을 위한 제어 신호일 수 있다.

다른 예를 들어, 레일 무인 주행 운반 로봇(100)은 별도의 수신 로봇(미도시)과 연동될 수도 있다. 이와 같은 경우, 수신 로봇(미도시)가 리모컨으로부터 레일 무인 주행 운반 로봇(100)의 이동을 위한 제어 신호를 수신하여 이를 레일 무인 주행 운반 로봇(100)로 전달할 수도 있음은 당연하다. 이와 같이, 레일 무인 주행 운반 로봇(100)이 별도의 수신 로봇(미도시)와 연동되는 경우, 병렬적으로 작업이 가능하여 작업 시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.

센서(150)는 지면과의 거리(높이)를 실시간 감지하기 위한 수단이다.

예를 들어, 센서(150)는 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 적재부(120)의 하단에 부착되며, 적재부(120)의 하단(저면)에서 지면까지의 거리(높이)를 실시간 측정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 센서(150)가 하나인 것을 가정하여 이를 중심으로 설명하나 센서는 복수일 수도 있다.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따르면 레일 무인 주행 운반 로봇은 제1 센서와 제2 센서를 포함할 수 있다. 제1 센서는 적재부(120) 하단에 위치되며, 제2 센서는 적재부(120)이 전면 및 후면 중 적어도 하나에 위치될 수 있다.

제1 센서(150)는 적재부(120)의 하단(저면)에서 지면까지의 거리(높이)를 측정할 수 있으며, 제2 센서(150)는 레일 무인 주행 운반 로봇의 주행 경로에 위치하는 물체(예를 들어, 장애물)을 감지할 수 있다.

제1 센서에 의해 감지된 지면과의 높이(거리)에 따라 바퀴 부재(130)의 높이를 조절할 수 있으며, 제2 센서에 의해 레일 무인 주행 운반 로봇의 이동 중 장애물 감지시 레일 무인 주행 운반 로봇이 멈추도록 제어할 수도 있다.

물론, 제2 센서에 의해 감지된 특정 물체까지 레일 무인 주행 운반 로봇이 이동하도록 제어할 수도 있다.

조절부(320)는 센서(150)에 의해 감지된 지면과의 높이에 따라 이격 간격을 조절할 수 있다. 이로 인해, 조절 부재(140)의 이격 간격이 조절됨에 따라 조절 부재(140)와 연결된 승하강 부재(160)이 접히거나 펴짐으로써 높이가 조절될 수 있다.

다른 예를 들어, 승하강 부재(160)가 피스톤 방식으로 높이가 조절되는 경우를 가정하기로 한다. 조절부(320)는 센서(150)에 의해 감지된 지면과의 높이에 따라 승하강 부재를 승강 또는 하강시킴에 따라 바퀴 부재의 높이를 조절할 수 있다.

메모리(330)는 본 발명의 일 실시예에 따른 레일 무인 주행 운반 로봇(100)을 운용하기 위해 필요한 다양한 명령어(프로그램 코드들)이 저장된다.

컨트롤러(340)는 본 발명의 일 실시예에 따른 레일 무인 주행 운반 로봇(100)의 각각의 구성 요소들(예를 들어, 수신부(310), 센서(150), 조절부(320), 메모리(330) 등)을 제어하기 위한 수단이다.

또한, 컨트롤러(340)는 제2 센서에 의해 레일 무인 주행 운반 로봇(100)의 이동 중 장애물 감지시, 바퀴 부재가 멈추도록 제어할 수도 있다.

도 1 내지 도 3에는 별도로 도시되어 있지 않으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 레일 무인 주행 운반 로봇(100)은 배터리를 구비하며, 배터리를 통해 전원을 공급받을 수도 있으며, 상부 레일에 설치되는 전선을 통해 전원을 공급받을 수도 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

시설물의 레일을 따라 이동되는 레일 무인 주행 운반 로봇에 있어서,
물건이 적재되는 적재부;
일단이 상기 적재부의 양단에 고정 결합되고, 타단이 시설물 상부에 형성된 상기 레일을 따라 이동되도록 상기 레일에 결합되는 지지부재;
상기 적재부 하단에 형성되는 바퀴 부재;
상기 적재부 하단에 부착되며, 지면과의 높이를 감지하는 센서를 포함하되,
상기 바퀴 부재는 제1 승하강 부재를 포함하고, 상기 제1 승하강 부재의 일단은 상기 적재부에 결합되고 타단은 상기 바퀴 부재의 구동 샤프트와 연결되며, 상기 제1 승하강 부재는 상기 적재부 하부에 형성되어 수평 방향으로 이격 간격을 조절하는 조절 부재와 연결되되,
상기 조절 부재는 상기 센서에 의해 감지된 상기 적재부와 상기 지면과의 높이가 낮을수록 상기 제1 승하강 부재가 상기 적재부를 향해 좁게 폴딩되도록 수평 방향으로의 이격 간격을 조절하고, 상기 센서에 의해 감지된 상기 적재부와 상기 지면과의 높이가 높을수록 상기 제1 승하강 부재가 상기 적재부를 향해 펴지도록 수평 방향으로의 이격 간격을 조절하여 상기 적재부와 상기 레일 사이의 간격을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 레일 무인 주행 운반 로봇.
삭제
삭제
삭제
제1 항에 있어서,
상기 지지 부재는 제2 승하강 부재를 더 포함하되,
상기 적재부의 전면부 또는 후면부 중 적어도 하나에 부착된 센서에 의해 감지된 작업자의 키에 따라 상기 제2 승하강 부재가 승강 또는 하강됨에 따라 상기 적재부의 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 레일 무인 주행 운반 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 적재부의 전면부 또는 후면부 중 적어도 하나에는 장애물을 감지하는 센서;
상기 바퀴 부재의 전진 또는 후진을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하되,
상기 컨트롤러는 상기 센서에 의해 장애물 감지시, 상기 바퀴 부재가 멈추도록 제어하는 것을 특징으로 하는 레일 무인 주행 운반 로봇.
제6 항에 있어서,
리모컨의 제어 신호를 수신하는 수신부를 더 포함하되,
상기 컨트롤러는 상기 수신부를 통해 수신된 제어 신호에 따라 상기 무인 주행 운반 로봇이 전진, 후진 및 목적지까지의 자율 주행 중 적어도 하나로 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 레일 무인 주행 운반 로봇.