KR20070033972A

KR20070033972A - 수송기구 자동 적재 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20070033972A
Application number: KR1020067023711A
Authority: KR
Inventors: 제랄드 에드워드 킬슨; 마크 마리노; 크리스토퍼 제임스 시몬; 마크 앤드류 스티븐슨
Original assignee: 저비스비웹컴퍼니
Priority date: 2004-05-03
Filing date: 2005-05-02
Publication date: 2007-03-27
Also published as: BRPI0511407A; AU2005240554A1; CN101090840A; AR049164A1; JP2007536177A; CA2565553C; CA2565553A1; ZA200609709B; EP1747154A4; EP1747154A2; US7648329B2; MXPA06012644A; WO2005108246A3; US20050244259A1; TW200540089A; AU2005240554B2; WO2005108246A2

Abstract

수송기구(transport)를 자동으로 적재하고 하적하는 방법 및 시스템이 개시된다. 제1 안내 시스템은 수송기구에 인접하여 이동하도록 사용되며, 제2 안내 시스템은 수송 기구 위에서 이동하도록 사용된다.

수송기구(transport), 적재, 하적, 안내, 광학 센서, 자동안내차량(AGV)

Description

수송기구 자동 적재 시스템 및 방법{AUTOMATIC TRANSPORT LOADING SYSTEM AND METHOD}

본 출원은 2004년 5월 3일자 출원의 미합중국 출원 제60/567,729호의 우선권의 이익을 주장하는 데, 그 전체 내용이 참고로 여기에 포함되고 본 출원의 일부로 생각된다.

본 발명은 일반적으로 소재 취급 차량에 대한 것으로서, 특히 화물, 예컨대, 트랙터 트레일러, 궤도 차량, 평반(flatbed) 트레일러, 혹은 선적용 컨테이너를 자동으로 적재(loading)하고 하적(unloading)할 수 있는 자동 안내 차량에 관한 것이다.

자동안내 차량들(AGVs:Automatic Guided Vehicles)은 화물들을 운반하기 위하여 소재 취급 산업 전반에 걸쳐 사용된다. AGV라는 용어는 여러 가용 자동 안내 시스템의 하나를 갖춘 대형 차량 디자인을 언급하기 위하여 보통 사용된다. 자동 안내 카트(AGCs;Automatic guided carts)라는 용어는 유사하지만 덜 복잡한 용도로 사용되는 더욱 거대한 차량을 언급하기 위하여 보통 사용된다. 청구범위를 포함하는 본 출원의 전반에 걸쳐 AGV라는 용어는 AGV's 및 AGC's만이 아니라 자동으로 안내되는 다른 차량을 포함하며 이들을 의미할 것이다.

현재의 AGV 디자인들은 일반적으로 프레임의 네 모서리들에 위치되는 회전고리형(swivel) 캐스터(castor)를 일반적으로 포함한다. 다른 특징들로서는 카트의 직접 제어를 위한 구동 휠 조립체 및 견고한 캐스터들이다. 하나의 현재 디자인에서 두 개의 견고한 캐스터들이 프레임에 고정되고 카트 프레임 각각의 측면 위의 회전고리형 캐스터들 사이에 대략 중간에 위치된다. 두 쌍의 회전고리형 캐스터들의 축들 및 견고한 캐스터의 축은 일반적으로 서로 평행하다. 조종가능한 구동 유닛이 일반적으로 판에 의하여 카트 프레임에 장착되는 데, 이 판은 카트 프레임으로부터 힌지되거나 스프링으로 탄지되므로 조종가능한 구동휠이 지지면에 대해 충분한 견인(traction)을 유지한다. 다른 실시예에서, 고정된 구동휠은 AGV를 추진시키며 조종가능한 휠은 AGV의 운동을 안내한다.

AGV는 그 운동을 제어하는 안내 시스템을 포함한다. 오늘날 사용되는 공지의 안내 시스템은 와이어(wire) 안내, 레이저 안내, 자기 테이프 안내, 오도메트리(odometry) 안내, 관성 안내, 및 광학 안내를 포함하며, 각각은 그 자체로 연관된 장점들 및 단점들을 가진다. 예컨대, 관성 안내는 AGV에 의하여 측정된 이동거리 및 방향이 실제의 이동 거리 및 방향과 다른 오류를 추적하는 것이 용이하다. 오류가 최소화될 수 있지만, 오류 추적은 긴 이동 거리에 걸쳐 수행될 수 있으며, 시스템은 예컨대 이들 오류를 표시된 경로를 따라 중간 지점 기준 마커들(자기 페인트, 무선 주파수 표시(RFID) 태그 등)을 이용하여 이들 오류들을 조정해야 한다.

레이저 안내 시스템은 AGV가 감지하고 경로를 제어하기 위하여 사용하는 특수 마커들을 사용한다. 이러한 형태의 시스템은 마커들의 방해를 받기 용이하며 가 장 현저하게는 어떠한 이동 환경하에서도 마커들이 존재하는 것이 필요하다. AGV의 경로가 수정되면, 마커들은 물리적으로 이동되어야 한다. 또한, 이러한 형태의 안내 시스템을 갖춘 AGV는 이러한 특수 마커들을 가진 영역에서만 이동할 수 있는 데, 본 발명의 상황에서, 적재되거나 하적되는 수송 기구(transport)가 마커들을 포함하는 것을 요구한다.

수송 기구의 자동 선적 및 하적과 관련된 하나의 어려움은 고정된 선적 도크 위치에 대해 수송 기구의 위치가 변하는 점이다. 수송기구들은 보통 수동으로 예컨대 트럭의 경우 운전자에 의하여 위치된다. 이러한 수동의 배치에 의하여 수송 기구의 위치들이 다양하게 알려지지 않은 결과를 발생한다. 운전자가 트레일러를 적재 도크에 위치시킴에 따라, 운전자는 도크 도아를 갖춘 트레일러를 완전히 일치시킬 수 없을 것이다. 이로써 도크 도어에 대해 트레일러를 비대칭 각도로 위치시킬 것이다. 각도는 알려지지 않고 도크에서의 각각의 배치에 따라 변화할 수 있으므로 AGV는 이러한 트레일러의 어긋남(skew) 정도를 검출하여 보상하는 능력이 없이는 트레일러를 효과적으로 안내하고 화물을 공급할 수 없다. 선행기술에서는 적재 도크에 대해 수송 기구를 배치하기 위하여 스키드 판들을 사용함으로써 이 문제를 해결하였으나, 이는 비용이 많이 들며 비효율적인 공정이다.

수송 기구의 자동 적재 및 하적과 관련된 다른 어려움은 AGV는 수송기구와 도크 사이의 높이의 차이를 극복할 수 있어야 한다는 것이다.여러 형태의 수송기구들 및 동일한 수송기구의 여러 형태들은 높이가 변화한다. 또한, 특정 수송 기구의 높이는 고정적이 아니며; 트레일러가 적재됨에 따라 서스펜션(suspension)은 압축 할 것이며 수송 기구의 높이가 변화할 것이다. 확실한 작동을 보장하기 위해서는 AGV는 수송기구의 높이를 변화시키면서, 그러므로 수송기구과 도크 사이의 높이 차이를 변화시키면서 작동할 수 있어야만 한다. 종래기술에서는 이러한 문제를 수송기구를 안정화시키고 높이를 맞추기 위하여 유압 혹은 다른 형태의 잭을 사용함으로써 해결해왔으나, 이 또한 비용이 고가이며 비효율적인 또 다른 공정이다.

도크와 수송기구 사이에 적재 램프(ramp)를 사용하는 것은 양자 사이에 용이하게 변이하도록 사용된다. 그러나, 도크와 수송 기구 사이에 급경사나 내리막이 존재하면 안내의 곤란함을 초래할 수 있다. 예컨대, 레이저 안내 시스템을 사용하는 AGV는 레이저가 목표점의 위나 아래를 지적할 것이라는 사실에 기인하여 경사부를 올라가거나 내리막을 따라 이동함에 따라 목표점을 상실할 수 있다.

수송 기구의 위치의 변화는 트럭의 자동 적재를 금지할 수 있으며 그 효율성을 감소시킬 것이 거의 확실하다. 예컨대, 가장 효과적인 적재 공정에 의하면 화물들이 가능한 서로에 대해 근접하게 위치시키며, 수송 기구의 예상된 위치가 변하면 화물들의 분리를 증가시키는 경향이 있다.

AGV 이동을 제어하기 위하여 안내 시스템을 사용함에도 불구하고, 수송 기구으로부터 화물들을 적재하고 하적하는 공정에서 이들을 사용하는 것은 이 기술 분야에서 아직 만족스럽게 시행되지 못하였다.

상기 관점에서 수송기구를 자동으로 적재하고 하적하기 위하여 여러 안내 시스템들을 사용하는 것을 효과적이고 효율적으로 결합하는 AGV 디자인의 필요성이 존재한다. 특히, 의도된 위치에 있을 수 없는 수송기구를 적재하고 하적할 수 있는 AGV 디자인의 필요성이 존재한다.

본 상세한 설명 및 첨부 도면들에 기초하여 이 기술분야의 보통의 기술자들에게 명백하게 될 이들 및 다른 필요성들을 만족시키기 위하여 본 발명은 AGV에 의한 수송 기구의 적재 및 하적 시스템 및 방법을 제공한다. AGV는 우선 화물과 결합한다. 화물이 결합된 AGV는 이어서 제1 안내 시스템에 의하여 공지 위치로 이동된다. 이 위치로부터 제2 안내 시스템이 AGV를 수송 기구 위의 적절한 적재 위치로 AGV를 안내할 수 있으며, 이 지점에서 화물은 하적된다. 이어서 제2 안내 시스템은 AGV를 앞에서 설명한 대략 공지 위치로 복귀 안내하는 데 사용되며, 이어서 제1 안내 시스템이 AGV의 이동 제어를 수행한다.

본 발명의 다른 실시예에서 AGV는 우선 화물과 결합한다. 이어서 화물과 결합한 AGV는 안내 시스템에 의하여 공지 위치로 안내된다. 이 위치로부터, 안내 시스템은 수송 기구 위의 적절한 적재 위치를 결정하며, 화물이 결합된 AGV를 그 위치로 안내하도록 조정되며, 그리고 화물을 하적한다. 조정된 안내 시스템은 이어서 상기 설명한 대략 공지 위치로 AGV를 복귀 안내하도록 사용되며, 여기에서 이어서 원래의 조정되지 않은 안내 시스템은 AGV 이송의 제어를 수행한다.

본 발명의 부가적인 범위 및 용도는 이하의 상세한 설명, 청구범위 및 도면들로부터 명백하게 될 것이다. 그러나, 상세한 설명과 특정 예들이 본 발명의 바람직한 실시예들을 나타내지만 단지 예로서 제시된 것임을 이해하는 것이 필요한 데, 이는 본 발명의 사상과 범위 내의 여러 변경 및 수정들이 이 기술 분야의 당업자들에게 명백하게 될 것이기 때문이다.

본 발명은 이하의 상세한 설명, 첨부의 청구범위 및 첨부 도면들로부터 더욱 잘 이해될 것인 데, 여기에서:

도 1은 본 발명에 따른 AGV의 위로부터의 도면이며;

도 2는 본 발명에 따른 AGV의 측면도이며;

도 3은 본 발명에 따른 AGV의 정면도이며;

도 4a-d는 본 발명에 따라 적재된 수송기구의 위로부터의 도면들이다.

<도면 중의 주요부분의 설명>

10:AGV 16:포크

17:캐리지 18:승강기구

20:거리검출센서 22:측면이동기구

23:인코더 24:모터

25:체인 26:레일

50:수송기구(transport) 54:측면

56:단부

본 발명에 따른 자동 안내 차량(10)이 도 1 내지 도 4와 관련하여 예시되고 설명된다. 본 발명에 따라 수송 기구에의 자동 적재 및 하적(unloading)은 예시된 AGV 외에도 다양한 적용예들에 사용될 수 있다. 예컨대, 본 발명은 다양한 구조의 자동 안내 차량들에 사용될 수 있음과 동시에 다른 소재의 취급 차량들에도 사용될 수 있다.

AGV(10)는 AGV(10)를추진하고 조종하기 위해 사용되는 조종 및 구동 기구를 포함한다. 도시된 예들에서 조종 및 구동 기구는 안내 시스템에 결합되고 AGV(10)를 조종하고 구동하기 위하여 사용되는 구동휠들(12) 및 조종가능한 휠(14)을 구비한다. 안내 시스템은 AGV(10)가 추진됨에 따라 조종가능한 휠들(14)을 회전시켜 AGV(10)를 조종한다. 또한, 구동휠들(12)은 바람직하게는 전기적인 차이를 발생하도록 직렬로 연결된 이중의 구동휠들인 것이 바람직하다. 다른 추진 시스템들이 또한 사용될 수 있는 데, 예컨대, 차동 혹은 "팬저(panzer)"는 회전고리형(swivel) 캐스터들을 갖추고 조종하거나 구동휠들용의 마스터/슬래브 모터 제어기들의 사용을 통해 조종한다.

안내 시스템은 공지의 안내 시스템들의 하나일 수 있다. 바람직한 실시예들에서 두 안내 시스템들이 사용되는 데, 이하에서 더욱 상세하게 설명된다. 제1 안내 시스템은 관성(inertial) 안내 시스템이다. 바람직한 시스템은 프로그램된 이동 경로를 사용한다. 조종가능한 휠(14)의 위치는 공지이며 조정될 수 있다. AVG(10)에 의하여 이동되는 거리 및 방향은 바람직하기는 하지만 반드시는 아닌 탐지휠(track wheel)에 의하여 측정된다. 각 구동휠에 인코더(encoder)들을 가진 시스템 및 조종 인코더가 AGV(10)에 의하여 이송되는 거리 및 방향을 추적하기 위하여 탐지휠과 결합하거나 분리되어 사용될 수 있다. AGV(10)가 이송함에 따라, 조종가능한 휠(14)은 소정 거리들에서 소정 위치들로 회전된다. 이와 같이, AGV(10)는 조 종가능한 휠(14)의 위치들 및 그 위치에 있는 동안 이동되어야 하는 거리를 단지 특정하는 것에 의하여 거의 어느 표면 위로나 이동하는 데 사용될 수 있다. 이러한 상세한 설명은 단지 예로서 이루어진 것이며, 상이한 형태의 안내 시스템, 예컨대, 레이저 안내 시스템을 주요 안내 시스템으로 사용하는 것은 본 발명의 사상 및 범위 내에 속한다.

AGV(10)는 또한 클램프 혹은 화물을 결합하기 위하여 사용되는 예시에 도시된 포크 쌍과 같은 화물 파지기구를 포함한다. 이 기술 분야에 잘 알려진 바와 같이, 바람직하게 화물은 쌍을 이루는 포크와 결합하도록 팔렛과 보통은 일체로 형성된 포크 포켓들을 구비한다. 쌍을 이루는 포크(16)는 승강기구(18)에 의하여 수직으로 조정될 수 있다. 승강기구(18)는 예컨대, 화물을 서로 적층시키도록 여러 높이들로 승하강시킨다. 바람직한 실시예에서, AGV(10)는 두 세트의 거리 센서들, 즉, 후방 거리 측정센서(20) 및 전방 거리 측정센서(30)를 구비한다. 양자의 세트를 이루는 거리측정센서들은 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같은 AGV(10)를 안내하기 위하여 사용되는 조종 및 구동 기구와 작동적으로 결합된다.

바람직하게는, 상기 설명한 화물파지기구는 측면이동기구(22)에 의하여 결합된 화물을 수평으로 이동시킬 수 있다. 도 3에 도시된 바람직한 실시예에서, 승강기구(18)는 두 쌍의 포크들(16)을 구비한다. 각 쌍의 포크(16)는 별개의 포크 캐리지(17)에 장착되며, 각 포크 캐리지(17)는 승강기구(18)에 장착된다. 승강기구(18)는 쌍을 이루는 포크(16) 및/또는 화물을 수직으로 위치시키기 위하여 요구되는 포크 캐리지(17)를 같이 상승시킬 수 있다. 포크 캐리지(17)는 또한 수직 슬라이 드(15) 위에 장착되며 유압 실린더들을 구비하여 쌍을 이루는 포크(16) 마다 별도의 6인치 인양 성능을 부여한다. 이러한 별도의 인양을 통해 AGV는 쌍을 이루는 포크를 한 쌍의 인접 화물들로 이동 위치시킬 수 있다. 단지 한 쌍의 포크(16) 만을 6인치 상승시킴으로써 AGV는 한 쌍의 인접 화물들에서 하나의 화물을 적재할 수 있다. 측면이동기구와 함께 이러한 동일한 작동에 의하여 AGV는 두 화물들을 나란하게 혹은 단일의 빈(bin) 저장소 랙(rack)으로 위치시킬 수 있다. 각 포크 캐리지(17)에는 체인 구동의 유압 모터(24)가 구비된다. 이 체인(25)은 포크 캐리지(17)를 소정 위치로 당길 것이다. 바람직한 실시예에서, 캐리지의 슬라이드 레일(26)은 AGV의 중심 위치에 AGV가 화물을 하적할 수 있도록 포크 캐리지(17)가 그 중심을 지나 이동하도록 구성된다. 이를 위하여, 한 쌍의 포크(16)는 일 측으로 이동되어 경로에서 벗어나며, 이로써 쌍을 이루는 다른 포크(16)가 AGV의 중심에 위치된다.

측면이동기구(22)는 승각기구(18)와 결합하여 AGV(10)의 전후 이동과 함께 AGV(10)의 화물파지기구에 결합되면 화물이 3차원으로 조정되도록 한다. 도 1에 도시된 바람직한 실시예에서 쌍을 이루는 포크(16)의 각각은 독립적으로 수평으로 이동될 수 있으며, 즉, 화살표(30) 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 각각의 측면이동기구(22)는 쌍을 이루는 포크(16)의 이동을 추적하기 위한 인코더들(23)을 구비한다. 이들 인코더들(23)은 바람직하게는 수평 방향의 쌍을 이루는 포크들(16)의 위치 변화 속도 및 위치를 모두 추적할 수 있다. 이들 인코더들(23)은 AGV(10)의 안내 시스템과 연동하며 포크들(16)을 적절하게 위치시키기 위하여 사용된다. 쌍을 이루는 포크들(16)의 수평 이동은 수송 기구(50)의 적재를 설명하는 것과 관련하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.

상기 설명한 AGV(10)는 수송기구(50)의 자동 적재 및 하적에 사용되도록 구성된다. 이러한 과정들은 공장의 적재 도크 위치에서 수용된 트럭 트레일러와 관련하여 설명될 것이지만, 유사한 과정들이 예컨대, 평반 트레일러 혹은 궤도차와 같은 유사한 수송기구(50)과 관련하여 설명될 수 있을 것이다.

수송기구의 자동 적재( Automatically Loading a Transport ):

수송기구(50)를 적재하기 위하여 AGV(10)는 우선 화물과 결합해야 한다. 상기 설명한 바와 같이, 바람직한 실시예에서, 이는 팰릿과 보통은 일체로 이루어진 화물의 포크 포켓들에 합치하는 AGV(10)의 쌍을 이루는 포크들(16)을 사용하며 화물을 지상으로 하강하기 위한 승강기구(18)를 사용하여 달성된다. 쌍을 이루는 포크들(16)을 포크 포켓들에 합치시키는 것은 어려운 조작으로서 정밀함이 필요하다. 바람직하게는, 화물이 비교적 높은 정밀도로 공지 위치에 위치된다. 이어서 AGV(10)의 안내 시스템이 이 공지 위치에서 화물과 상호 작용하도록 프로그램되어 쌍을 이루는 포크들(16) 및 포크 포켓들이 서로 적절하게 합치하게 된다. 화물을 정밀하게 공지 위치에 위치시키는 것이 어렵거나 비실용적이면, AGV(10)는 더 넓은 범위로 화물을 적재하도록 수정될 수 있을 것이다. 예컨대, 광학 센서들이 쌍을 이루는 포크들에 인접하거나 그 위에 위치되어 화물의 포크 포켓들을 검출하도록 사용될 수 있다. AGV(10)가 화물의 위치에 접근하면, 이들 광학 센서들은 포크 포켓 들을 검출하도록 작동된다. 포크 포켓들의 검출된 위치에 기초하여 AGV(10)는 이송 경로를 수정하거나 혹은 바람직하게는 포크들(16)과 포크 포켓들이 합치하도록 쌍을 이루는 포크들(16)이 측면이동기구(22)에 의하여 조정될 수 있을 것이다. 이는 더욱 복잡한 조작을 필요로 하지만, 필요한 부가적인 부품들에 의하여 이러한 과정이 더욱 비용이 많이 들며 덜 바람직한 구조가 되게 한다.

AGV(10)가 일단 적재되면, AGV(10)는 공장의 적재 도크 영역으로 이동된다. 이 경우는 트럭 트레일러인 수송기구(50)이 적재 도크에 인접하여 위치된다. 소정 경우에는 도크로부터 수송기구(50)로의 이동을 촉진하기 위하여 적재 램프(ramp)가 사용된다. 적재 램프는 두 상이한 표면들 사이에서의 AGV(10)의 이동을 용이하게 하도록 구성된다. 이러한 이동이 다소 불균일할 수 있으므로 사용된다면 탐지휠이손상되지 않도록 들어 올려져서 작동되지 않게 하는 것이 필요할 수 있다.

AGV(10)는 그 제1 안내 시스템을 화물을 적재 도크로 수송기구(50)에 근접하게 이동시키도록 사용할 것이다. 바람직한 실시예에서, AGV(10)는 수송기구(50)의 개구(52) 문턱으로 이동하기 위하여 안내 시스템을 사용할 것이다. 이 지점에서, AGV(10)의 제2 안내 시스템이 가동되어 AGV(10)를 의도된 적재 위치로 안내하도록 사용될 것이다. 바람직한 실시예에서, 제2 안내 시스템은 상기 설명한 바와 같은 두 세트의 거리측정 센서들(20, 30)을 구비한다. 후방거리측정센서(20)는 AGV(10)가 전방으로 이동하는 경우 작동하도록 이용되며, 전방거리측정센서(30)는 AGV(10)가 후방으로 이동하는 경우 작동하도록 이용된다. 바람직한 거리측정센서들은 아날로그 음성 센서들이나, 대신에 레이저형, 가동 비임형을 갖춘 레이저 스캐너, 혹은 광학/비전 시스템이 사용될 수 있을 것이다. 각 세트의 거리측정센서는 AGV(10)가 수송기구(50)의 중간을 검출하도록 작동할 것이다. 이는 +/- 오류 신호를 발생하기 위하여 하나의 센서로부터 수송기구(50)의 일 측면(54)까지의 거리를 다른 센서로부터 수송기구(50)의 다른 측면(54)까지의 거리에서 빼도록 센서들을 사용함으로써 달성된다. 이 +/- 오류신호는 AGV(10)의 조종기구에 의하여 +/-오류신호를 제로에 근접시키기 위하여 적절한 방향으로 AGV(10)를 안내하도록 사용될 수 있다. 이와 같이, AGV(10)는 수송기구(50)의 중간을 검출할 것이며, 따라서 적재 도크와 관련하여 수송기구(50)의 위치의 어떠한 어긋남도 보상할 것이다. 적재될 각 수송기구(50)가 공지의 폭이면 각 세트에서 하나의 센서만을 사용할 수 있다. 본 실시예에서, 하나의 센서로부터의 거리는 +/-오류 신호를 얻도록 수송기구(50)의 중간에 있는 AGV(10)와 상호 관련되는 공지 거리로부터 감해져야 하는 데, 이 오류 신호는 AGV(10)의 조종기구에 의하여 +/-오류신호를 제로에 근접시키기 위하여 적절한 방향으로 AGV(10)를 안내하도록 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, AGV(10)는 수송기구(50)의 중간을 검출하지 않는 대신 수송기구(50)의 측면들(54)의 하나로부터 특정 거리를 유지한다.

AGV(10)는 제2 안내시스템에 의하여 의도된 적재 위치로 안내된다. 바람직하게는, 의도된 적재위치는 수송기구(50)의 최전방의 빈 위치이다. 바람직한 실시예에서, AGV(10)는 수송기구(50)의 단부(56)를 검출하거나 수송기구(50) 위의 이미 적재된 화물을 검출하기까지 수송기구(50)의 중간에 근접하여 계속 진행할 것이다. 이러한 검출은 적절한 구성의 압력센서 혹은 센서들에 의하여 달성될 수 있다. 압 력센서는 수송기구(50)의 단부벽(56) 혹은 다른 화물과 접촉하는 것을 검출하도록 쌍을 이루는 포크들(16)의 단부들 위에 위치될 수 있으며, 혹은 바람직한 실시예에서 하나의 압력센서가 화물 자체가 단부벽(56) 혹은 다른 화물과 조합하는 경우 화물과 상호 작용하도록 쌍을 이루는 포크들(16)의 다른 단부 위에 위치될 수 있을 것이다. 바람직한 실시예에서, AGV(10)는 그 모터 구동전류를 감시하는 것을 통해 의도된 적재 위치에 접근하거나 수송기구(50)의 단부벽(56) 혹은 다른 화물과 화물이 부딪치는 것을 AGV(10)가 검출하면 낮은 속도로 감속한다. 예컨대, 이동에 대한 저항이 증가할수록 비교적 이동할 수 없는 대상물이 AGV(10)와 접촉하면 AGV(10)의 전기모터에 전달되는 전류가 유사하게 증가한다. 이러한 전류의 증가는 화물이 의도된 적재위치에 도달한 것을 나타내는 지표로서 사용될 수 있다.

일단 AGV(10)가 의도된 적재 위치에 도달하면, AGV(10)는 화물을 하적한다. 바람직한 실시예에서, 이는 승강기구(18)에 의해 수송기구(50) 위에 화물을 내리는 것과, 이어서 포크 포켓들과의 결합으로부터 쌍을 이루는 포켓들(16)을 분리 이동하는 것을 포함한다. 화물을 하적하는 단계는 또한 쌍을 이루는 포크들(16)을 화물을 하적하기 앞서 측면이동기구(22)에 의하여 수송기구(50)의 측면을 향하여 외측으로 이동시키는 것을 포함한다(결합된 화물과 같이). 바람직한 실시예에서, 화물은 두 개의 분리된 팰릿들로 이루어지는 데, 각각의 팰릿은 도 1에 예시된 쌍을 이루는 포크들(16)의 하나와 결합된다. 본 실시예에서, AGV(10)가 AGV(10)의 이동 방향에서 의도된 적재 위치에 접근하면, 측면이동기구(22)는 쌍을 이루는 포크들(16)과 결합된 별개의 팰릿들을 서로로부터 멀어지게 그리고 수송기구(50)의 측면 들(56)을 향하여 외측으로 이동시키기 시작한다. 인코더들(23)이 이러한 측면 이동 동안 쌍을 이루는 포크들(16)의 위치 변화를 추적한다. 바람직한 실시예에서, 인코더들(23)이 쌍을 이루는 포크들(16)의 위치가 더 이상 변하지 않는 것을 검출하면, 화물은 수송기구(50)의 측면들(56)에 접촉한 것으로 예상하며, AGV는 상기 설명한 바와 같이, 수송기구(50) 위에 이미 적재된 화물들 혹은 수송기구(50)의 단부(56)를 검출하기까지 전방으로 계속 이동한다. 이 지점에서, 화물은 의도된 적재 위치에 도달하였으며 수송기구(50)의 베이스 위로 화물이 하강된다.

상기 설명한 실시예들에 대한 다양한 변경들이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 이루어질 수 있다. 예컨대, 한 쌍의 포크들(16) 만을 가진 AGV(10)가 본 발명의 방법에 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 쌍을 이루는 포크(16)는 수송기구(50)의 측면들(56)에 각각의 화물들이 위치하도록 측면이동기구(22)에 의하여 이동될 수 있다. 이와 같이, 수송기구(50)는 한 번에 하나의 화물이 적재될 수 있다. 필요하면, AGV(10)는 화물이 적재되는 수송기구(50)의 측면(54)을 교대로 변경할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, AGV(10)는 어떠한 적재 구조로도 수송기구(50)를 적재할 수 있는 데, 예컨대, 수송기구(50)의 전방으로부터 후방으로 나란히 두 화물들을 적재하거나(도 4a 예시의 바람직한 실시예와 같이), 전방으로부터 후방으로 나란히 두 열들의 화물들을 교대로 적재하며 중간에 하나의 화물을 적재하거나(도 4b),다른 고려가능한 구조로서 적재할 수 있다. 비대칭 화물들의 경우, 도 4c 도시(여기에서 60'로 표시된 화물들은 화물들과의 정렬로부터 90°회전됨) 및 도 4d 도시(화물들이 "핀-휠(pin-wheel) 구조"로 배치)의 일부의 화물들이 다른 화물들 에 대해 회전되도록 화물들이 배치될 수 있다. 도 4a-d의 예시된 배치에서 사각 화물들이 도시되나, 본 발명에서는 어떠한 형상의 화물들도 사용될 수 있다.

AGV(10)에 의한 화물 하적 위치의 신축성에 기인하여, 적재된 수송기구(50)의 최적 위치가 달성될 수 있다. 공통의 배치에서, 수송기구(50)는 최소량의 빈 공간(즉, 화물이 없는 공간)이 달성되도록 수송기구(50)가 적재되나, 무거운 화물의 경우 수송기구(50)의 중량 한계가 그러한 구조에서는 초과될 수 있을 것이다. 이러한 상황 혹은 수송기구(50)가 완전히 적재되지는 않은 다른 상황에서, 수송기구(50)에서의 화물들의 배치는 운송 중의 화물들의 이동을 최소화하도록 배치될 수 있다. 각각의 경우, AGV(10) 및 본 발명의 방법은 소망하는 수송기구(50)의 적재를 달성하도록 이용될 수 있다.

화물의 하적 후에, 이어서 제2 안내시스템은 바람직한 실시예에서 수송기구(50)의 입구(2)인 제2 안내 시스템이 처음 가동된 대략 동일 위치로 AGV(10)를 복귀 안내하도록 사용될 것이다. 이어서 이 지점에서 일단 제1 안내 시스템이 예컨대, 이동 중에 다른 화물을 파지하도록 AGV(10)를 안내하도록 사용될 것이다. 바람직한 실시예에서와 같이, 탐지휠이 사용되면, 탐지휠이 재차 제1의 즉 관성 안내 시스템에 의하여 이용되어지는 지면과 접하도록 하강된다.

바람직한 실시예에서, 제2 안내 시스템에 의하여 AGV(10)가 안내되는 경우 제1 안내 시스템은 계속 AGV(10)의 운동을 추적할 것이다. 이러한 계속적인 추적에 의하여 제1 안내 시스템에 의한 더욱 정밀한 안내의 속행이 가능하다.

수송기구의 자동 하적( Automatically unloading a Transport )

수송기구(50)를 하적하는 과정은 상기 설명한 적재 과정과 아주 유사하다. 주요 차이는 적재될 화물이 수송기구(50) 위의 적절한 위치에 존재하는 여부의 확증이 곤란한 점이며, 따라서 AGV(10)는 화물 위치에서의 이러한 변화 및 다른 변화가능성들에 대해 보상하도록 구성해야 하는 점이다. 바람직한 방법은, 수송기구(50)의 근접 위치, 가장 바람직하게는 수송기구(50)의 입구(52)로 제1 안내 시스템을 갖춘 AGV(10)를 안내하는 단계를 포함한다. 이 지점에서, 바람직하게는 상기 설명한 아날로그 음성 센서들을 갖춘 제2 안내 시스템이 화물과 합치하도록 AGV(10)를 안내한다. 상기 설명한 바와 같이, AGV(10)는 화물의 포크 포켓들을 검출하기 위해 사용될 수 있는 광학 센서들을 포크들(16)의 위에 혹은 근접하여 포함함으로써 더 넓은 범위로 화물을 위치 설정하도록 수정될 수 있다. AGV(10)가 수송기구(50) 위의 화물 위치에 접근하면, 이들 광학 센서들은 포크 포켓들을 발견하기 위하여 작동될 수 있다. 포크 포켓들의 검출된 위치에 기초하여 AGV(10)는 이송 경로를 수정할 것이며, 바람직하게는 쌍을 이루는 포크들(16) 및 포크 포켓들이 상호 작용하도록 AGV(10)와 별개로 쌍을 이루는 포크들(16)을 이동시키는 포크 시프터들(즉, 상기 설명한 측면이동기구(22) 및 수직 슬라이드들(15))에 의하여 포크들(16)이 조정될 수 있다. 일단 결합되면, 화물은 AGV(10)의 승강기구(18)에 의하여 인상될 수 있다. 이어서 제2 안내 시스템이 AGV(10)를 안내하기 시작하였던 위치, 즉 수송기구(50)의 입구(52)와 대략 같은 위치로 AGV(10)를 복귀 안내할 것이다. 이 지점에서 제1 안내 시스템은 이어서 그 이동 경로 위에서 AGV(10)를 안내하 기 위하여 사용될 것이다. 바람직한 실시예에서, 제1 안내 시스템에 의한 더욱 정밀한 안내의 속행이 가능하도록 제2 안내 시스템에 의하여 안내될 때 제1 안내 시스템은 계속해서 AGV(10)의 운동을 추적할 것이다.

본 발명의 다른 실시예는 적재 도크와 관련하여 수송기구(50)의 어긋남(skew) 여부를 결정하도록 제2 안내 시스템을 사용하는 것을 포함한다. 적재될 수송기구(50)의 입구(52)로 AGV(10)를 안내하기 위하여 관성 안내 시스템이 사용된다. 수송기구(50)의 입구(52)에서 예컨대, 가동 비임 레이저 혹은 광학 시스템을 포함하는 제2 안내 시스템이 수송기구(50)의 어긋남 여부를 결정하기 위하여 사용된다. 이는 수송기구(50)의 양 측면들까지의 거리를 측정하고 비교하는 것에 의하여 달성될 수 있다. 일단 어긋남 여부가 결정되면, 관성 안내 시스템이 어긋남을 보상하기 위하여 조정될 수 있다. 이 지점에서 보상된 관성 안내 시스템은 상기 설명한 예들에 아주 유사한 방식으로 수송기구(50)를 적재하거나 하적하기 위하여 사용될 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예를 개시하고 설명한다. 이 기술 분야의 보통의 지식을 가진 자는 이러한 설명으로부터 그리고 첨부 도면들 및 청구범위로부터 첨부의 청구범위에 의하여 규정된 본 발명의 진실한 사상 및 진정한 범위로부터 벗어남이 없이 여러 변경들, 수정들 및 변화들이 이루어질 수 있는 것을 용이하게 인식할 것이다.

Claims

자동 안내 차량(AGV)으로 수송기구를 적재하는 방법으로서:

상기 자동 안내 차량으로 화물을 결합하는 단계;

제1 안내 시스템에 의하여 제1 위치로 상기 자동 안내 차량을 안내하는 단계;

상기 제1 위치로부터 상기 수송기구 위의 의도된 적재 위치로 제2 안내 시스템에 의하여 상기 자동 안내 차량을 안내하는 단계;

상기 의도된 적재 위치에서 상기 수송기구 위에 상기 화물을 하적하는 단계; 및

상기 의도된 적재 위치로부터 제2 위치로 상기 제2 안내 시스템으로 상기 자동 안내 차량을 안내하는 단계를 포함하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제2 안내 시스템은 적어도 하나의 거리 측정 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 거리측정센서는 상기 수송기구의 측면까지의 제1 거리를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제1 안내 시스템은 관성 안내 시스템을 포함하는 것 을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제1 위치는 대략 수송기구의 단부에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치와 유사한 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제1 위치로부터 상기 수송기구 위의 의도된 적재 위치로 제2 안내 시스템에 의하여 상기 자동 안내 차량을 안내하는 단계는 상기 AGV의 구동 전류를 감시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서, 상기 제1 위치로부터 상기 수송기구 위의 의도된 적재 위치로 제2 안내 시스템에 의하여 상기 자동 안내 차량을 안내하는 단계는 상기 수송기구의 일 측면으로 상기 화물을 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8항에 있어서, 상기 화물을 상기수송기구의 일 측면으로 이동시키는 단계는 상기 화물이 상기 수송기구의 상기 측면에 도달한 것을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
자동 안내 차량(AGV)으로 수송기구를 적재하는 방법으로서:

상기 자동 안내 차량(AGV)으로 화물을 결합하는 단계;

관성 안내 시스템을 포함하는 제1 안내 시스템에 의하여 상기 수송기구에 인접한 제1 위치로 상기 자동 안내 차량을 안내하는 단계;

상기 제1 위치로부터 상기 수송기구 위의 의도된 적재 위치로 제2 안내 시스템에 의하여 상기 자동 안내 차량을 안내하되, 상기 제2 안내 시스템은 적어도 하나의 거리측정 센서를 구비하며, 상기 적어도 하나의 거리측정센서는 상기 수송기구의 일 측면에의 제1 거리를 결정하며, 이로써 상기 제1 거리는 상기 제2 안내 시스템으로 상기 제1 위치로부터 상기 의도된 적재 위치로 상기 자동안내차량을 안내하는 단계를 보조하는 단계;

상기 의도된 적재 위치에서 상기 수송기구 위에 상기 화물을 하적하는 단계;

상기 의도된 적재 위치로부터 제2 위치로 상기 제2 안내 시스템으로 상기 자동 안내 차량을 안내하는 단계; 및

상기 제2 위치로부터 상기 제1 안내시스템으로 자동안내차량을 안내하는 단계를 포함하는 방법.
제 10항에 있어서, 상기 제1 안내 시스템은 탐지휠(track wheel)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10항에 있어서, 상기 제1 안내 시스템은, 상기 제1 위치로부터 상기 의도된 적재 위치로 상기 AGV를 안내하는 단계, 상기 의도된 적재 위치에서 상기 수송기구 위에 상기 화물을 하적하는 단계, 및 상기 의도된 적재 위치로부터 상기 제2 위치까지 상기 AGV를 안내하는 단계를 일관하여 상기 AGV를 안내하는 것을 특징으로 하는 방법.
수송기구의 자동 적재 시스템으로서:

구동기구와 조종기구를 포함하는 자동안내차량(AGV); 및

상기 AGV의 상기 구동 및 조종 기구들과 작동적으로 결합된 제1 안내 시스템과 제2 안내 시스템을 구비하여 이루어지며;

상기 제1 안내 시스템은 상기 AGV를 상기 제1 위치로 안내하며, 상기 제2 안내 시스템은 상기 제1 위치로부터 상기 의도된 적재 위로 및 상기 의도된 적재 위치로부터 제2 위치로 상기 AGV를 안내하며, 상기 제1 안내 시스템은 상기 제2 위치로부터 상기 AGV를 안내하는 수송기구의 자동 적재 시스템.
제 13항에 있어서, 상기 의도된 적재 위치에 상기 AGV가 있는 때를 결정할 수 있으며 상기 구동기구 및 상기 조종기구에 작동적으로 결합되는 적재 위치검출기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수송기구의 자동 적재 시스템.
제 14항에 있어서, 상기 적재위치 검출기구는 상기 AGV와 결합된 화물의 운 동을 추적할 수 있는 적어도 하나의 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 수송기구의 자동 적재 시스템.
제 13항에 있어서, 상기 제2 위치는 대략 상기 제1 위치에 있는 것을 특징으로 하는 수송기구의 자동 적재 시스템.
제 13항에 있어서, 상기 제2 안내 시스템은 상기 수송기구의 측면까지의 제1 거리를 결정하는 적어도 하나의 거리측정센서를 구비하며, 상기 제1 거리는 상기 제1 위치로부터 상기 의도된 적재 위치로 상기 제2 안내 시스템에 의하여 상기 AGV를 안내하는 것을 보조하는 것을 특징으로 하는 수송기구의 자동 적재 시스템.
제 17항에 있어서, 상기 제1 안내 시스템은 관성 안내 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 수송기구의 자동 적재 시스템.
제 13항에 있어서, 상기 제2 안내 시스템은 상기 수송기구의 일 측면을 검출할 수 있는 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 수송기구의 자동 적재 시스템.
제 19항에 있어서, 상기 센서는 상기 AGV와 결합된 화물의 이동을 추적할 수 있는 인코더를 구비하는 것을 특징으로 하는 수송기구의 자동 적재 시스템.
제 20항에 있어서, 상기 인코더는 상기 화물의 이동이 방해되는 시기를 결정함으로써 상기 의도된 적재 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 수송기구의 자동 적재 시스템.
자동 안내 차량(AGV)으로 수송기구를 적재하는 방법으로서:

상기 AGV로 화물을 결합하는 단계;

제1 안내 시스템에 의하여 제1 위치로부터 상기 수송기구 위의 의도된 적재위치로 상기 AGV를 안내하는 것에 의하여, 상기 안내 시스템은 상기 제1 위치와 관련하여 상기 수송기구의 위치에 기초하여 상기 의도된 적재 위치를 설정하는 단계;

상기 의도된 적재 위치에서 상기 수송기구 위에 상기 화물을 하적하는 단계; 및

상기 의도된 적재 위치로부터 제2 위치로 상기 제2 안내 시스템에 의하여 상기 AGV를 안내하는 단계를 포함하는 방법.
제 22항에 있어서, 상기 의도된 적재 위치의 설정 단계는 예상된 이송 위치와 관련하여 상기 수송기구의 어긋남(skew)을 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23항에 있어서, 상기 수송기구의 어긋남을 결정하는 단계는 상기 수송기구의 제1 측면으로의 거리를 측정하는 단계, 상기 수송기구의 제2 측면까지의 제2 거리를 측정하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 거리들을 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 24항에 있어서, 상기 안내 시스템은 상기 AGV를 안내하는 것을 보조하도록 상기 어긋남을 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
자동 안내 차량(AGV)으로 수송기구를 하적하는(unloading) 방법으로서:

안내 시스템에 의하여 제1 위치로부터 상기 수송기구 위의 대략의 적재 위치로 상기 AGV를 안내하는 것에 의하여, 상기 안내 시스템은 상기 제1 위치와 관련하여 상기 수송기구의 위치에 기초하여 상기 대략적인 적재 위치를 설정하는 단계;

적재 위치를 결정하는 단계;

상기 적재 위치에서 상기 AGV에 의하여 상기 화물을 결합하는 단계; 및

상기 대략의 적재 위치로부터 제2 위치로 상기 안내 시스템에 의하여 상기 AGV를 안내하는 다계를 포함하는 방법.
제 26항에 있어서, 상기 대략의 적재 위치의 설정 단계는 예상된 이송 위치와 관련하여 상기 수송기구의 어긋남(skew)을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 27항에 있어서, 상기 수송기구의 어긋남을 결정하는 단계는 상기 수송기 구의 제1 측면으로의 거리를 측정하는 단계, 상기 수송기구의 제2 측면까지의 제2 거리를 측정하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 거리들을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 28항에 있어서, 상기 안내 시스템은 AGV를 안내하는 것을 보조하도록 상기 어긋남을 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
자동 안내 차량(AGV)으로 수송기구를 하적하는(unloading) 방법으로서:

제1 안내 시스템에 의하여 제1 위치로 상기 AGV를 안내하는 단계;

제2 안내 시스템에 의하여 상기 제1 위치로부터 상기 수송기구 위의 예상된 적재 위치로 상기 AGV를 안내하는 단계;

적재 위치를 결정하는 단계;

상기 적재 위치에서 상기 AGV에 의하여 상기 화물을 결합하는 단계; 및

상기 의도된 적재 위치로부터 제2 위치로 상기 제2 안내 시스템에 의하여 상기 AGV를 안내하는 단계를 포함하는 방법.
제 30항에 있어서, 상기 제2 안내 시스템은 적어도 하나의 거리 측정 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 31항에 있어서, 상기 적어도 하나의 거리측정센서는 상기 수송기구의 일 측면까지의 제1 거리를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 31항에 있어서, 상기 제1 안내 시스템은 관성 안내 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 30항에 있어서, 상기 제1 위치는 대략 수송기구의 단부에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 30항에 있어서, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치와 유사한 것을 특징으로 하는 방법.
제 30항에 있어서, 적재 위치 결정 단계는 AGV의 구동 전류를 감시하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 30항에 있어서, 적재 위치 결정 단계는 화물 포켓을 검출하기 위하여 적어도 하나의 광학 센서를 이용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.