KR20170097276A - 무인 운반차 - Google Patents

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KR20170097276A
KR20170097276A KR1020160018689A KR20160018689A KR20170097276A KR 20170097276 A KR20170097276 A KR 20170097276A KR 1020160018689 A KR1020160018689 A KR 1020160018689A KR 20160018689 A KR20160018689 A KR 20160018689A KR 20170097276 A KR20170097276 A KR 20170097276A
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전준필
서재홍
황성호
박현수
박민기
윤승하
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윤승하
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Abstract

본 발명은 무인 운반차에 관한 것으로, 리프트식과 컨베이어식 두 가지 방식으로 적재 또는 하역할 수 있어서 리프트식의 포크를 이용해 낮거나 높은 위치의 넓은 면적의 적재물을 운반할 수 있으며, 컨베이어식의 컨베이어벨트를 통해 비교적 소형의 적재물을 안정적으로 운반할 수 있어서 상황에 맞춰 효율적으로 사용할 수 있게 하며, 레이저 센서와 리플렉터를 이용하여 장소가 바뀌어도 쉽게 사용할 수 있고 무선통신을 이용하여 무인 운반차의 현황을 알기 쉽고 통제를 간편하게 할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

Description

무인 운반차{AUTOMATIC GUIDED VEHICLE}
본 발명은 무인 운반차에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 리프트식과 컨베이어식을 함께 이용하여 포크를 이용한 운반 및 작업 효과와 컨베이어를 이용한 자동 운반 시스템을 상황에 맞춰 효율적으로 사용할 수 있게 하며, 레이저 센서와 반사판을 이용하여 장소가 바뀌어도 쉽게 사용할 수 있고, 무선통신을 이용하여 무인 운반차의 현황을 알기 쉽고 통제를 간편하게 할 수 있는 무인 운반차에 관한 것이다.
일반적으로 무인 운반차(AGV : Automatic Guided Vehicle)란, 지면 바닥에 설치된 레일 또는 가이드라인을 따라 이동함으로써, 작업자가 직접 운전하지 않고서도 제품이나 부품과 같은 대상물을 다른 장소까지 안전하게 이동시키는 장치이며, 종래의 AGV는 운반물의 중량과 크기와 운반 방법에 따라 구분하여 설계 제작되어 특정 용도로만 사용되어 왔고, 통상적인 물품 이동 수단은 견인, 적재, 컨베이어의 방식으로 운용되어 왔다. 즉, 종래의 AGV 차량은 운송방법이나 물품의 형태에 따라 용도에 맞는 개별 기능을 갖춘 구조로 제작되어 장비의 획일적인 운영이 불가피 하고, 공정 자유도가 매우 낮다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 10-0771930호의 무인 운반차는 상부에 컨베이어를 설치하여 무인으로 적재물을 싣거나 수평 방향으로 반대쪽으로 컨베이어로 이송할 수 있도록 구성되는 것으로, 컨베이어와 컨베이어 사이에 높이가 일정하지 못하면 단차가 형성됨으로써 중량의 적재물이 걸려 이송되지 못하는 현상이 발생될 수 있고, 반대쪽 컨베이어로 낙하되어 기계장치 및 적재물이 파손되는 현상이 발생되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 10-0771930호와 유사한 운반방식인 대한민국 등록특허공보 10-0797552호의 롤러방식은 컨베이어처럼 수평으로 이송하나, 롤러와 롤러 사이에 틈이 있기 때문에 그 틈에 적재물이 걸려 적재물이 파손되거나 무인 운반차의 파손으로 이어질 수 있으며, 롤러와 롤러를 연결시켜주는 체인에 이물질이 들어가기 쉬우며 녹이 발생할 수 있어 고장이 빈번하게 일어날 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 무인지게차인 대한민국 등록특허공보 10-1377662호와 같은 리프트식의 무인 운반차는 리프트의 높낮이를 조절할 수 있어서 단차가 나는 적재물을 이송하는데 용이하나, 무게중심이 한쪽으로 쏠리며 하중의 균형을 맞추기 위해 차체의 하중 또한 커질 수 밖에 없으며, 적재물의 고정이 되지 않아 경사가 있는 곳을 이동할 때엔 적재물이 떨어져 파손될 우려가 있다. 그리고, 대한민국 등록특허공보 10-1377662호처럼 포크를 사용하면 포크의 형태에 맞는 적재물만을 운반할 수 있기에 소형 또는 각지지 않은 적재물은 운반하기 힘들다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 10-1462527호에서의 리프트방식은 차체가 위아래로 움직이면서 적재물과의 높이를 맞출 수 있지만 정확한 높이를 자동으로 맞추기 힘들며, 승강체에 의해 바퀴가 공중으로 뜨게 되므로 적재물을 적재한 후 다시 바닥으로 내려올 시 바퀴가 미끄러져 사고가 날 수 있으며, 컨베이어나 롤러가 없을시 무인 운반차에 적재물을 적재하기 힘들다는 문제점이 있다.
그리고, 무인 운반차는 무인으로 정확한 경로를 주행하여야 하기에 여러 유도 방식들을 사용하고 있다. 대한민국 등록특허공보 10-1460991호는 그중 가장 많이 사용되고 있는 방식 중 하나인 모노레일 유도 방식으로 정해진 경로를 정확히 이동하지만, 레일을 설치하여야 하기에 설치비용이 많이 들고 공간을 차지하며 정해진 레일 위에서만 작동되어야 한다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2013-0132855호는 상기 대한민국 등록특허공보 10-1460991호와 유사하지만, 레일을 사용하다 고무타이어를 사용하여 지상에서도 운행가능하다는 장점이 있지만 지상에서는 무인으로 사용하기에는 센서가 설치되어 있지 않으며, 레일에서 지상 혹은 지상에서 레일로 이동할 때 바퀴부분을 바꿔줘야 한다는 불편함과 변환시 시간이 오래 걸린다는 문제점이 있다.
또한, 대한민국 등록특허공보 10-1265959호의 무인 운반차는 마그네틱 센서를 이용한 자기선 유도 방식으로, 유도선 추적방식은 지하 수 내지 수십 센티미터 이내에 유도선을 매설하고, 유도선에 저주파 발진신호를 공급하여 유도선 둘레에 자기장을 형성시키면 이 자기장을 검출하여 무인 운반차량이 유도선을 추적하는 방식이므로 유도선 매설시 비용이 많이 들며 실내에서의 매설이 어렵다.
대한민국 등록특허공보 10-1265959호와 비슷한 방식인 대한민국 등록특허공보 10-0797552호는 마그네틱 테이프를 이용한 방식으로, 매설하지 않고 지면에 테이프를 붙여서 유도하기에 가이드라인을 쉽게 바꿀 수 있고 매설에 대한 비용은 절감되지만 발에 걸리거나 테이프가 떨어져나가 무인 운반차가 오작동할 위험이 있다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 10-0797552호와 같이 조향각도 검지센서를 사용할 시 입력한 각도만큼 회전하여 이동하기에 바퀴가 미끌리거나 시작점이 정확하지 않을 경우 궤도가 틀어져 정확한 운반작업은 힘들게 되며, 장애물감지센서로 초음파센서를 사용할 시 현장에 사람이 있거나 물체의 위치가 달라지면 올바르게 장애물을 감지할 수 없다는 문제점이 있다.
대한민국 등록실용신안공보 20-0256334호는 무인 운반차의 차체 하부에 다수의 발광센서와 수광센서를 설치하여 바닥에 적외선을 반사하는 반사테이프를 붙여 무인 운반차를 유도하는 방식으로, 발광센서에서 적외선을 발사하면 유도테이프에 반사되어 수광센서로 적외선을 받아들여 유도라인을 이탈하지 않도록 하여 라인을 따라 정확히 이동은 하나, 대한민국 등록특허공보 10-0797552호처럼 유도 테이프가 더러워지거나 떨어져 나갈 시 오작동을 할 수 있으며 단순하고 획일적인 작업만 할 수 있다는 문제점이 있다.
현재, 무인 운반차의 작동 및 중지와 같은 조작은 주로 대한민국 등록특허공보 10-0598703호와 같이 컨트롤러가 무인 운반차에 내장되어 있어서 현장에서 직접 조작하여야 하며 무인 운반차의 상태를 수시로 체크 해줘야 하기에, 관리자는 현장의 위험에 노출되어야 한다는 문제점이 있으며, 다수의 운반차 이동경로 파악과 그 제어를 위한 시스템을 구축하는 것이 어렵다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 10-0771930호 대한민국 등록특허공보 10-0797552호 대한민국 등록특허공보 10-1377662호 대한민국 등록특허공보 10-1460991호 대한민국 등록특허공보 10-1265959호 대한민국 등록특허공보 10-0598703호 대한민국 등록특허공보 10-1462527호 대한민국 등록실용신안공보 20-0256334호 대한민국 공개특허공보 10-2013-0132855호
이에, 본 발명자는 전술한 종래 무인 운반차의 문제점을 해소코자 연구하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 적재물이 어느 위치에 있어도 운반이 가능하게 하고, 어떤 형태의 적재물도 운반이 가능하게 하며, 장소를 바꾸어도 무인 운반차를 쉽게 사용할 수 있으며, 멀리 떨어진 곳에서도 쉽게 무인 운반차를 조작할 수 있게 개선한 무인 운반차를 제공하는 데에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 무인 운반차는 포크와 연결되어 이 포크를 지지하는 포크암과, 포크와 포크암의 이동궤도를 만들어주는 포크가이드로 구성되며, 중앙에 컨베이어벨트로 구성된 마스트를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무인 운반차는 상기 마스트를 눕혔을시 마스트를 받쳐주고 적재물의 하중을 견뎌줄 베드와, 이 베드를 지지해주며 베드(11)의 하부에 설치되어 이동할 수 있도록 하고 중앙의 양측에 모터로 구동되는 구동바퀴를 포함하는 주행제어부로 구성된 본체를 포함한다.
바람직하게는, 상기 마스트와 본체를 브라켓으로 연결하여 고정 및 90도로 회전하여 눕힐 수 있다.
바람직하게는, 무인 운반차는 베드의 좌우 양측에 레이저센서가 설치되고, 리플렉터에 의해 반사된 레이저를 받아들여 거리를 계산하는 중앙처리부를 포함한다.
바람직하게는, 무인 운반차는 베드에 무선통신 모듈을 내장하여 모니터, 스마트기기와 연동될 수 있다.
본 발명에서 제공하는 무인 운반차는 몇 가지 방식의 운송방식을 복합하여 무인 운반차 한 대로 여러 가지 방식의 적재운반이 가능하게 되어 구매비용 및 관리비용이 줄어들게 되며, 무인 운반차 궤도 시스템에 있어 레이저를 이용하여 비용이 저렴하며 가변설계에 용이하다. 또한, 무선통신을 이용함으로써 위험한 현장에 직접 들어가지 않고도 조작할 수 있게 되고 적은 인원으로도 여러 대의 무인 운반차를 동시에 통제할 수 있어 인건비를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무인 운반차의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 포크와 암이 포크가이드를 따라 움직일 때의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 브라켓을 통해 마스트가 눕혀질 때의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 마스트가 눕혀져 컨베이어 벨트를 사용할 시의 사시도이다.
도 5은 본 발명의 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 레이저 센서의 자동 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 통신부의 작동 순서도이다.
이하에서, 본 발명의 구성을 첨부 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 무인 운반차의 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 포크(20)와 포크암(21)이 포크가이드(31)를 따라 움직일 때의 사시도를 도시한 것이고, 도 3은 브라켓(50)을 통해 마스트(30)가 눕혀질 때의 사시도를 도시한 것이고, 도 4는 마스트(30)가 눕혀져 컨베이어벨트(40)를 사용 할 때의 사시도를 도시한 것이고, 도 5는 본 발명의 정면도를 도시한 것이다.
본 발명은 포크(20)와 포크암(21)을 이용한 리프트식 적재 방식과, 마스트(30)에 포함된 컨베이어벨트(40) 구동축에 연결된 컨베이어벨트(40)를 이용한 컨베이어식 적재 방식 두가지 방식을 사용할 수 있도록 구성된다.
본체(10)는 도 1과 같이 하부에 이동할 수 있도록 구성된 구동바퀴(12)와 마스트(30)와 컨베이어벨트(40)를 받쳐줄 베드(11)가 구성되며, 베드의 양 측면에 레이저 센서(110)를 부착하며, 수신된 데이터를 계산할 중앙처리부(140)가 설치되고 중앙처리부(140)의 명령에 따라 동작할 수 있게 해주는 주행제어부(150)가 설치되도록 구성된다.
상기 베드(11)는 무선통신 모듈(210)을 내장하여 모니터, 스마트기기(220)와 연동 후 송수신하여 원격 조작 및 관리가 가능하게 구성된다.
상기 본체(10) 앞 부분에 브라켓(50)을 이용하여 마스트(30)와 연결하며, 필요에 따라 마스트(30)가 90도로 눕혀질 수 있도록 구성하며 마스트(30)는 두 가지의 적재 방식이 가능하게 하기 위하여 리프트식의 포크(20)와 컨베이어식의 컨베이어벨트(40)가 설치되도록 구성된다.
상기 마스트(30)는 마스트 하단 앞부분에 포크암(21)으로 포크(20)를 연결하고, 포크암(21)이 마스트(30)의 포크가이드(31)에 체결되어 위아래로 수직운동이 가능하게 하여 중량의 부피가 나가는 적재물을 포크(20)를 통해 적재하고 운반할 수 있도록 구성되며, 마스트(30)의 상단과 하단 양측에 컨베이어벨트(40) 구동축을 설치하여 컨베이어벨트(40)를 고정하고 동작할 수 있게 구성을 하면, 본 발명은 완성된다.
이와 같이, 무인 운반차는 필요에 따라 궤도를 조정할 수 있게 하며, 필요한 적재방식을 선택할 수 있게 하여, 보다 폭 넒은 운반작업을 수행할 수 있게 구성된 것으로서, 이하에서 작동의 순서를 자세히 설명한다.
상기 무인 운반차의 운행 방식은 도 6에서와 같이, 포크(20) 또는 컨베이어에 있는 중량의 적재물을 이동하기 위해 가상의 이동선로를 중앙처리부에 데이터를 입력시키고, 중량의 적재물을 적재한 후 입력된 위치로 이동하는 중에 이탈을 방지할 수 있도록 지속적으로 레이저 구동 시스템(100)을 통해 데이터를 수신하여 중앙처리부(140)에서 거리를 측정하여 주행제어부(150)를 통제하도록 한다.
상기 레이저 구동 시스템(100)은 베드(11) 양측에 설치된 레이저 센서(110)를 통해 현장에 미리 설치된 리플렉터(120)로 레이저를 발사하고, 반사된 레이저를 레이저 수신부(130)가 받아서 중앙처리부(140)에서 무인 운반차와 리플렉터(120)간의 거리를 측정하여 지정된 거리만큼의 차이를 유지하며 이동할 수 있도록 한다. 이에 따라, 무인 운반차의 궤도 수정이 간편하며 무인 운반차의 자유도가 높다는 이점이 있다.
상기 무인 운반차에 중량의 적재물을 싣거나 하역할 경우 두 가지 방식의 적재가 가능하다.
우선, 포크(20)를 이용한 리프트 방식은 먼저, 마스트(30)와 본체(10)를 이어주는 브라켓(50)을 이용하여 마스트가 본체(10)와 90도로 수직이 되도록 고정시켜 주어 포크(20)를 사용할 수 있도록 만들어준다.
그 다음, 포크(20)와 연결된 포크암(21)이 포크 가이드(31)를 따라 움직이며 중앙처리부에 미리 입력해둔 경로에 의해 작동되며, 필요 시 무선통신을 통해 스마트기기(220)로 수동 조작도 가능하게 구성된다.
상기 포크(20)를 사용한 리프트식이 사용될 경우는, 폭이 넓어 컨베이어벨트(40)로 운반하기 힘든 적재물을 운반하거나, 낮거나 높은 위치에 있는 적재물을 운반할 경우에 사용되며, 또한 짧은 거리를 포크(20)를 이용하여 빠르게 운반 작업을 해야 될 때이다.
그리고, 컨베이어벨트(40)를 이용한 컨베이어 방식은 우선 본체(10)와 수직으로 되어 있던 마스트(30)를 브라켓(50)을 이용하여 본체(10)와 수평이 되도록 베드(11) 위에 안착시켜 견고하게 고정된 상태로 중량의 적재물을 적재 또는 하역할 수 있는 상태로 만든다.
그 후, 중앙처리부(140)의 통제에 따라 모터를 가동하여 컨베이어벨트 구동축이 돌아가게 하면, 컨베이어벨트(40)가 작동하여 적재 또는 하역 임무를 수행할 수 있다.
상기 컨베이어벨트(40)를 사용한 컨베이어식이 사용될 경우는, 리프트식을 사용했을 때 보다 비교적 폭이 넓지 않고 부피가 크지 않을 때 사용되며, 포크(20)로 운반이 불가능한 소형의 적재물을 운반할 수 있으며 포크(20)를 사용했을 시 보다 안정적으로 운반을 할 수 있다는 이점이 있다.
그리고, 도 7에서와 같이 베드(11)에 내장된 무선통신 모듈(210)을 통해 무인 운반차와 떨어져 있어도 무인 운반차에서 데이터를 전송받을 수 있어서 무선통신 모듈(210)과 모니터, 스마트기기(220)와의 연결을 통해 무인 운반차의 속도, 현재 상태, 베터리 잔량 등을 쉽게 알 수 있으며 스마트기기(220)와의 연동을 통해 필요에 따라 무인 운반차를 수동으로 조작이 가능하게 한다.
따라서, 본 발명은 필요에 따라 리프트식과 컨베이어식 두 가지의 적재방식을 사용할 수 있으며, 레이저 방식을 통해 장소가 바뀌어도 쉽게 사용할 수 있으며, 무선 통신을 통해 수동조작이 가능하고 관리 및 감시가 편리하기 때문에 운송방법이나 물품의 형태에 따라 용도에 맞게 사용할 수 있고 개별 기능을 갖춘 구조가 아니므로 다방면으로 사용되어질 수 있어 공정 자유도가 매우 높다는 이점이 있다.
10 : 본체 100 : 레이저 구동 시스템
11 : 베드 110 :　레이저 센서
12 : 구동바퀴 120 :　리플렉터
20 : 포크 130 :　레이저 수신부
21 : 포크암 140 :　중앙처리부
30 : 마스트 150 : 주행제어부
31 : 포크가이드 200 : 통신부
40 : 컨베이어벨트 210 : 무선통신 모듈
41 : 컨베이어벨트 구동축 220 : 모니터, 스마트기기

Claims (5)

  1. 포크(20)와 연결되어 포크(20)를 지지하는 포크암(21)과 상기 포크(20)와 포크암(21)의 이동궤도를 만들어주는 포크가이드(31)로 구성되며, 중앙에 컨베이어벨트(40)로 구성된 마스트(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스트(30)를 눕혔을 시 상기 마스트(30)를 받쳐주고 적재물의 하중을 견뎌줄 베드(11)와, 상기 베드(11)를 지지해주며 상기 베드(11)의 하부에 설치되어 이동할 수 있도록 하고 중앙의 양측에 모터로 구동되는 구동바퀴(12)를 포함하는 주행제어부(150)로 구성된 본체(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 마스트(30)와 본체(10)를 브라켓(50)으로 연결하여 고정 및 90도로 회전하여 눕힐 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 베드(11)의 좌우 양측에 레이저센서(110)가 설치되고, 리플렉터(120)에 의해 반사된 레이저를 받아 들여 거리를 계산하는 중앙처리부(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반차.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 베드(11)에 무선통신 모듈(210)을 내장하여, 모니터, 스마트기기(220)와 연동되는 것을 특징으로 하는 무인 운반차.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200012298A (ko) 2018-07-26 2020-02-05 (주)가하 오토 포지셔닝 기술을 이용한 무인이송대차
CN111660958A (zh) * 2019-03-06 2020-09-15 卡哥特科专利许可有限公司 车辆配件装置及其方法

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