KR20200131295A - 운반 장치 - Google Patents

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KR20200131295A
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션 클라크
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오카도 이노베이션 리미티드
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Abstract

본 발명은, 운반 장치의 방향 변경이 더 쉽게 또한 더 빠르게 이루어지게 하는, 로드 취급 시스템을 위한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다. 운반 장치는 운반 장치가 하나 이상의 방향으로 더 쉽게 이동할 수 있게 해주는 전방향 구동 유닛을 포함한다. 용기를 운반하도록 배치되는 운반 장치가 제공되며, 용기는 복수의 적층체에 용기를 보관하도록 배치되는 설비에 보관되며, 이 설비는 적층체 위에서 그리드형 구조물을 형성하도록 셀에 배치되는 복수의 경로를 포함하고, 그리드형 구조물은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 연장되어 있고, 운반 장치는 그리드형 구조물 상에서 작동하도록 배치된다. 운반 장치는 이 운반 장치를 제 1 방향 및/또는 제 2 방향으로 구동시키도록 배치되는 전방향 구동 유닛을 포함한다.

Description

운반 장치
본 출원은 2018년 3월 27일에 출원된 영국 특허 출원 1804867.8로부터 우선권을 주장하며, 그래서 이 출원의 내용은 참조로 관련되어 있다.
본 발명은 일반적으로 운반 장치, 더 구체적으로, 전방향으로(omnidirectionally) 이동하도록 배치되는 운반 장치에 관한 것이다.
온라인 식료 잡화점 및 수퍼마켓과 같은, 다수의 제품 라인/뱃치/로트를 판매하는 온라인 소매 사업은, 수만 또는 심지어 수십만 개의 상이한 제품 라인을 보관할 수 있는 시스템을 필요로 한다. 그러한 경우에 단일 제품 적층체의 사용은 비실용적인데, 왜냐하면, 필요한 모든 적층체를 수용하기 위해서는 매우 큰 바닥 면적이 요구될 것이기 때문이다. 더욱이, 부패 가능한 또는 빈번히 주문되지 않는 상품과 같은 소량의 일부 물품만 보관하는 것이 바람직할 수 있어, 단일 제품 적층체는 비효율적인 방안이 된다.
국제 특허 출원 WO 98/049075A(Autostore)(이의 내용은 본 명세서에 참조로 관련되어 있음)에는, 용기의 다제품 적층체가 프레임 구조물 내에 배치되어 있는 시스템이 기재되어 있다.
PCT 공보 WO2015/185628A(Ocado)에는, 상자 또는 용기의 적층체가 프레임 구조물 내에 배치되는 추가의 공지된 보관 및 이행 시스템이 기재되어 있다. 그 상자 또는 용기는, 프레임 구조물의 정상부에 위치되는 트랙 상에서 작동하는 로드(load) 취급 장치("운반 장치"로도 알려져 있음)에 의해 접근된다. 로드 취급 장치는 적층체로부터 상자 또는 용기를 들어 올리고, 다수의 로드 취급 장치가 상호 협력하여, 적층체의 최하측 위치에 있는 상자 또는 용기에 접근한다. 이러한 종류의 시스템이 첨부 도면의 도 1 내지 4에 개략적으로 도시되어 있다.
도 1 및 2에 나타나 있는 바와 같이, 상자(10)로 알려져 있는 적층 가능한 용기가 상하로 적층되어 적층체(12)를 형성한다. 이 적층체(12)는 창고 또는 제조 환경에서 그리드 프레임 구조물(14)에 배치된다. 도 1은 프레임 구조물(14)의 개략적인 사시도이고, 도 2는 프레임 구조물(14) 내부에 배치되어 있는 상자(10)의 적층체(12)를 나타내는 상면도이다. 각 상자(10)는 일반적으로 복수의 제품(미도시)을 담으며, 상자(10) 내의 제품은 용도에 따라 동일하거나 다른 종류의 제품일 수 있다.
프레임 구조물(14)은 수평인 부재(18, 20)를 지지하는 복수의 직립 부재(16)를 포함한다. 제 1 세트의 평행하고 또한 수평인 부재(18)가 제 2 세트의 평행하고 또한 수평인 부재(20)에 수직하게 배치되어 있어, 직립 부재(16)에 의해 지지되는 복수의 수평 그리드 구조물을 형성한다. 부재(16, 18, 20)는 일반적으로 금속으로 만들어진다. 상자(10)는 프레임 구조물(14)의 상기 부재(16, 18, 20) 사이에 적층되어, 프레임 구조물(14)은 상자(10)의 적층체(12)의 수평 방향 이동을 방지하고 상자(10)의 수직 방향 이동을 안내하게 된다.
프레임 구조물(14)의 정상 레벨은 적층체(12)의 정상부를 가로질러 그리드 패턴으로 배치되어 있는 레일(22)을 포함한다. 도 3 및 4를 추가적으로 참조하면, 레일(22)은 복수의 로봇형 로드 취급 장치(30)를 지지한다. 평행한 레일(22)의 제 1 세트(22a)는 프레임 구조물(14)의 정상부를 가로지르는 제 1 방향(X)으로의 로드 취급 장치(30)의 이동을 안내하고, 제 1 세트(22a)에 수직으로 배치되는 평행한 레일(22)의 제 2 세트(22b)는 제 1 방향에 수직인 제 2 방향(Y)으로의 로드 취급 장치(30)의 이동을 안내한다. 이렇게 해서, 레일(22)에 의해, 로드 취급 장치(30)는 수평 X - Y 평면에서 2차원적으로 옆으로 이동할 수 있고, 그래서 로드 취급 장치(30)는 임의의 적층체(12) 위의 위치로 이동할 수 있다.
로드 취급 장치(30)의 한 형태가 노르웨이 특허 317366에 더 기재되어 있고, 이의 내용은 여기에 참조로 관련되어 있다. 도 3a 및 3b는 상자(10)를 배치하는 로드 취급 장치(30)의 개략적인 단면도이고, 도 3c는 상자(10)를 들어 올리는 로드 취급 장치(30)의 개략적인 정면 사시도이다. 그러나, 여기서 설명되는 시스템과 함께 사용될 수 있는 다른 형태의 로드 취급 장치가 있다. 예컨대, 추가 형태의 로봇형 로드 취급 장치가 PCT 특허 공보 WO2015/019055(Ocado)(참조로 관련되어 있음)에 기재되어 있는데, 여기서 각 로봇형 로드 취급기는 프레임 구조물의 한 그리드 공간만 덮고, 그래서 주어진 크기의 시스템에 대해, 로드 취급기의 밀도가 더 높게 되며 그래서 처리량도 더 높게 될 수 있다.
각각의 로드 취급 장치(30)는 적층체(12) 위에서 프레임 구조몰(14)의 레일(22) 상에서 X 및 Y 방향으로 이동하도록 배치되어 있는 차량(32)을 포함한다. 차량(32)의 전방부에 있는 한쌍의 바퀴(34)와 차량(32)의 후방부에 있는 한쌍의 바퀴(34)로 이루어진 제 1 세트의 바퀴(34)는 제 1 세트(22a)의 레일(22)의 2개의 인접 레일과 결합한다. 유사하게, 차량(32)의 각 측면에 있는 한쌍의 휠(36)로 이루어진 제 2 세트의 휠(36)은 제 2 세트(22b)의 레일(22)의 2개의 인접 레일과 결합한다. 각 세트의 휠(34, 36)은 상승 및 하강될 수 있어, 제 1 세트의 바퀴(34) 또는 제 2 세트의 휠(36)이 언제 든지 레일의 각 세트(22a, 22b)와 결합한다.
제 1 세트의 휠(34)이 레일의 제 1 세트(22a)와 결합하고 제 2 세트의 휠(36)이 레일(22)로부터 들리면, 휠(34)은 차량(32)에 내장되어 있는 구동 기구(미도시)에 의해 구동되어 로드 취급 장치(30)를 X 방향으로 이동시킨다. 로드 취급 장치(30)를 Y 방향으로 이동시키기 위해, 제 1 세트의 휠(34)이 레일(22)로부터 들리고 제 2 세트의 바퀴(36)가 하강되어 레일의 제 2 세트(22a)와 결합하게 된다. 그런 다음 구동 기구를 사용하여 제 2 세트의 휠(36)을 구동시켜 Y 방향 이동이 일어나게 할 수 있다.
로드 취급 장치(30)는 리프팅 장치를 구비한다. 리프팅 장치(40)는 4개의 케이블(38)에 의해 로드 취급 장치(32)의 본체로부터 현가되는 그립퍼 플레이트(39)를 포함한다. 케이블(38)은 차량(32) 내부에 수용되는 권취 기구(나타나 있지 있음)에 연결된다. 케이블(38)은 로드 취급 장치(32)에 감기거나 그로부터 풀릴 수 있어, 차량(32)에 대한 그립퍼 플레이트(39)의 위치가 Z 방향으로 조절될 수 있다.
그립퍼 플레이트(39)는 상자(10)/용기의 정상부와 결합하도록 되어 있다. 예컨대, 그립퍼 플레이트(39)는, 상자(10)의 정상면을 형성하는 테두리에 있는 대응하는 구멍(나타나 있지 않음)과 결합하는 핀(나타나 있지 않음), 및 상자(10)를 잡기 위해 그 테두리와 결합 가능한 슬라이딩 클립(나타나 있지 않음)을 포함할 수 있다. 클립은 그립퍼 플레이트(39) 내부에 수용되는 적절한 구동 기구에 의해 구동되어 상자(10)와 결합하게 되며, 그 구동 기구는 케이블(38) 자체를 통해 또는 별도의 제어 케이블(나타나 있지 않음) 또는 다른 통신 기구를 통해 전력 공급을 받고 제어된다.
적층체(12)의 정상부로부터 상자(10)를 제거하기 위해, 로드 취급 장치(30)는, 그립퍼 플레이트(39)가 적층체(12) 위쪽에 위치되도록, 필요에 따라 X 및 Y 방향으로 이동된다. 그런 다음에, 도 3c에 나타나 있는 바와 같이, 그립퍼 플레이트(39)가 Z 방향으로 수직으로 하강되어, 적층체(12)의 정상부에 있는 상자(10)와 결합한다. 그립퍼 플레이트(39)는 상자(10)를 잡고, 이 상자(10)가 부착된 상태에서, 케이블(38)에서 위쪽으로 끌어 당겨진다. 상자(10)는, 그의 수직 방향 이동의 끝에서 차량 본체(32) 내부에 수용되며, 레일(22)의 높이 위쪽에 유지된다. 이렇게 해서, 로드 취급 장치(30)는 상자(10)와 함께 X-Y 평면 내의 다른 위치로 이동되어 그 상자(10)를 다른 위치에 운반할 수 있다. 케이블(38)은, 로드 취급 장치(30)가 바닥 높이를 포함하여 적층체(12)의 임의의 높이에서 상자를 회수하고 배치할 수 있게 하기에 충분히 길다. 차량(32)의 중량에는, 휠(34, 36)을 위한 구동 기구에 전력을 공급하기 위해 사용되는 배터리가 부분적으로 포함된다.
도 4에 나타나 있는 바와 같이, 복수의 동일한 로드 취급 장치(30)가 제공되며, 그래서 각 로드 취급 장치(30)는 동시에 작동하여 시스템의 처리량을 증가시킬 수 있다. 도 4에 도시되어 있는 시스템은, 포트라고 하는 특정한 위치를 포함할 수 있는데, 이 위치에서 상자(10)가 시스템 안으로 또는 그 밖으로 전달될 수 있다. 추가적인 컨베이어 시스템(나타나 있지 않음)이 각 포트와 관련되어 있고, 그래서, 로드 취급 장치(30)에 의해 포트에 운반되는 상자(10)는 그 컨베이어 시스템에 의해 다른 위치로, 예컨대 픽킹 스테이션(나타나 있지 않음)에 전달될 수 있다. 유사하게, 상자(10)는 컨베이어 시스템에 의해 외부 위치로부터 포트에, 예컨대, 상자 충전 스테이션(나타나 있지 않음)에 이동되고, 로드 취급 장치(30)에 의해 적층체(12)에 운반되어 시스템에서 재고를 보충할 수 있다.
각 로드 취급 장치(30)는 한번에 하나의 상자를 들어 올려 이동시킬 수 있다. 적층체(12)의 정상부에 위치되지 않는 상자(10)("목표 상자")를 가져 올 필요가 있을 때는, 그 목표 상자(10)에 접근할 수 있도록 먼저 위쪽의 상자(10)("비목표 상자")가 이동되어야 한다. 이는 이하 "디깅(digging)"이라고 하는 작업으로 이루어진다.
도 4를 참조하면, 디깅 작업 동안에, 한 로드 취급 장치(30)가 목표 상자(10b)를 포함하는 적층체(12)로부터 각 비목표 상자(10a)를 순차적으로 들어 올려 다른 적층체(12) 내의 빈 위치에 둔다. 그런 다음에 로드 취급 장치(30)가 목표 상자(10b)에 접근하여 추가 운반을 위해 포트(24)에 이동시킬 수 있다.
각 로드 취급 장치(30)는 중앙 컴퓨터의 제어를 받는다. 시스템 내의 각 개별적인 상자(10)는 추적되고, 그래서 필요에 따라 적절한 상자(10)를 가져와 교체할 수 있다. 예컨대, 디깅 작업 동안에, 각 비목표 상자(10a)의 위치가 기록되고, 그래서 그 비목표 상자(10a)를 추적할 수 있다.
도 1 내지 4를 참조하여 설명한 시스템은 많은 이점을 가지며, 넓은 범위의 보관 및 회수 작업에 적합하다. 특히, 그 시스템은 제품의 매우 밀집한 보관을 가능하게 하고, 또한 픽킹에 필요 하면 모든 상자(10)에의 합리적으로 경제적인 접근을 허용하면서, 상자(10) 안에 매우 큰 범위의 상이한 물품을 보관하는 매우 경제적인 방법을 제공한다.
그러나, 그러한 시스템에는 몇몇 단점이 있는데, 이 단점은 모두, 목표 상자(10b)가 적층체(12)의 정상부에 있지 않을 때 수행되어야 하는 전술한 디깅 작업으로 인한 것이다.
더욱이, 운반 방치의 방향 변경을 하기가 어렵다. 특히, 전술한 시스템은, 주어진 순간에 단지 한 세트의 휠만이 레일과 접촉하여 운반 장치가 직교 방향으로 이동할 수 있게 하도록 운반 장치의 두 면에 있는 휠을 상승 및 하강시키기 위해 복잡하고 값비싼 방향 변경 기구를 사용한다. 이들 기존의 방향 변경 기구는, 옆으로 이동하지 않고 대신에 방향을 변경하는 데에 상당한 시간이 소비되어, 운반 장치의 작업을 느리게 한다. 그래서, 방향 변경을 위한 더 신속하고 용이한 구성이 바람직하다.
공지된 로드 취급 시스템의 문제를 고려하여, 본 발명의 목적은, 운반 장치의 방향 변경이 더 쉽게 또한 더 신속하게 이루어질 수 있는, 그러한 로드 취급 시스템을 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
일반적으로, 본 발명은 운반 장치가 하나 보다 많은 방향으로 더 쉽게 이동할 수 있게 해주는 전방향 구동 유닛을 소개한다.
본 발명에 따르면, 용기를 운반하도록 배치되는 운반 장치가 제공되며, 용기는 복수의 적층체에 상기 용기를 보관하도록 배치되는 설비에 보관되며, 이 설비는 상기 적층체 위에서 그리드형 구조물을 형성하도록 셀에 배치되는 복수의 경로를 포함하고, 상기 그리드형 구조물은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 연장되어 있고, 상기 운반 장치는 상기 그리드형 구조물 상에서 작동하도록 배치된다. 운반 장치는 이 운반 장치를 상기 제 1 방향 및/또는 제 2 방향으로 구동시키도록 배치되는 전방향 구동 유닛을 포함한다.
본 발명은 또한 보관 시스템을 제공하고, 이 보관 시스템은, X-방향으로 연장되어 있는 제 1 세트의 평행한 레일 또는 트랙, 및 복수의 그리드 공간을 포함하는 그리드 패턴을 형성하기 위해 실질적으로 수평인 평면 내에서 상기 제 1 세트에 대해 횡으로 Y-방향으로 연장되어 있는 제 2 세트의 평행한 레일 또는 트랙; 상기 레일 아래에 위치되고, 각 적층체가 단일 그리드 공간의 풋프린트 내에 위치되도록 배치되는 복수의 용기 적층체를 포함한다. 보관 시스템은 또한 전술한 바와 같은 적어도 하나의 운반 장치를 더 포함하고, 적어도 하나의 운반 장치는 상기 적층체 위에서 X 및/또는 Y 방향으로 이동하도록 배치된다.
본 발명은 또한 용기를 운반하도록 배치되는 운반 장치를 제어하는 방법을 제공하며, 용기는 복수의 적층체에 상기 용기를 보관하도록 배치되는 설비에 보관되며, 이 설비는 상기 적층체 위에서 그리드형 구조물을 형성하도록 셀에 배치되는 복수의 경로를 포함하고, 상기 그리드형 구조물은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 연장되어 있고, 상기 운반 장치는 상기 그리드형 구조물 상에서 작동하도록 배치된다. 본 방법은 전방향으로 운반 장치를 상기 제 1 방향 및/또는 제 2 방향으로 구동시키는 것을 포함한다.
본 발명은 또한 보관 시스템을 제공하며, 이 보관 시스템은, X-방향으로 연장되어 있는 제 1 세트의 평행한 레일 또는 트랙, 및 복수의 그리드 공간을 포함하는 그리드 패턴을 형성하기 위해 실질적으로 수평인 평면 내에서 상기 제 1 세트에 대해 횡으로 Y-방향으로 연장되어 있는 제 2 세트의 평행한 레일 또는 트랙; 상기 레일 아래에 위치되고, 각 적층체가 단일 그리드 공간의 풋프린트 내에 위치되도록 배치되는 복수의 용기 적층체; 및 적어도 하나의 운반 장치를 포함하고, 이 운반 장치는 레일의 적층체 위에서 X 및 Y 방향으로 옆으로 선택적으로 이동하도록 배치된다. 적어도 하나의 운반 장치는 X 방향으로 구동하도록 배치되는 운반 장치의 제 1 면에 위치되는 제 1 세트의 휠 및 Y 방향으로 구동하도록 배치되는 운반 장치의 제 2 면에 위치되는 제 2 세트의 휠을 포함하고, 상기 제 2 면은 상기 제 1 면에 실질적으로 수직이고, 제 1 세트의 평행한 레일은, 상기 제 2 세트의 휠이 구동될 때 상기 제 1 세트의 휠이 Y 방향으로 이동할 수 있는 영역을 포함하고, 상기 제 2 세트의 평행한 레일은, 상기 제 1 세트의 휠이 구동될 때 상기 제 2 세트의 휠이 X 방향으로 이동할 수 있는 영역을 포함한다.
본 발명은 또한 보관 시스템을 제어하는 방법을 제공하며, 이 보관 시스템은. X-방향으로 연장되어 있는 제 1 세트의 평행한 레일 또는 트랙, 및 복수의 그리드 공간을 포함하는 그리드 패턴을 형성하기 위해 실질적으로 수평인 평면 내에서 상기 제 1 세트에 대해 횡으로 Y-방향으로 연장되어 있는 제 2 세트의 평행한 레일 또는 트랙; 상기 레일 아래에 위치되고, 각 적층체가 단일 그리드 공간의 풋프린트 내에 위치되도록 배치되는 복수의 용기 적층체; 및 적어도 하나의 운반 장치를 포함한다. 적어도 하나의 운반 장치는 X 방향으로 구동하도록 배치되는 운반 장치의 제 1 면에 위치되는 제 1 세트의 휠 및 Y 방향으로 구동하도록 배치되는 운반 장치의 제 2 면에 위치되는 제 2 세트의 휠을 포함하고, 상기 제 2 면은 상기 제 1 면에 실질적으로 수직이고, 상기 제 1 세트의 평행한 레일은, 상기 제 2 세트의 휠이 구동될 때 상기 제 1 세트의 휠이 Y 방향으로 이동할 수 있는 영역을 포함하고, 상기 제 2 세트의 평행한 레일은, 상기 제 1 세트의 휠이 구동될 때 상기 제 2 세트의 휠이 X 방향으로 이동할 수 있는 영역을 포함한다. 본 방법은 상기 운반 장치를 X 및 Y 방향으로 옆으로 선택적으로 이동시키는 것을 포함한다.
이제, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 예로서만 설명할 것이며, 도면에서 유사한 참조 번호는 동일하거나 대응하는 부분을 나타낸다.
도 1은 공지된 시스템에 따른 프레임 구조물의 개략도이다.
도 2는 도 1의 프레임 구조물 내부에 배치되는 상자의 적층체를 위에서 아래로 본 개략도이다.
도 3a 및 3b는 상자를 배치하는 로드 취급 장치의 개략적인 사시도이고, 도 3c는 상자를 들어 올리는 로드 취급 장치의 개략적인 정면 사시도이다.
도 4는 프레임 구조물 상에서 작동하는 로드 취급 장치를 나타내는 시스템의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 운반 장치의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 운반 장치의 개략적인 측면도이다.
도 7은 볼을 포함하는 전방향 구동 유닛의 제 1`예를 나타낸다.
도 8a - 8d는 운반 장치에서 볼을 실시하는 예를 나타낸다.
도 9a 및 9b는 운반 장치에서 볼을 실시하는 다른 예를 나타낸다.
도 10a - 10d는 운반 장치에서 볼을 실시하는 또 다른 예를 나타낸다.
도 11a 및 11b는 운반 장치에서 볼을 실시하는 또 다른 예를 나타낸다.
도 12a 및 12b는 옴니휠을 포함하는 전방향 구동 유닛의 제 2 예를 나타낸다.
도 13a - 13c는 조향 가능한 휠을 포함하는 전방향 구동 유닛의 제 3 예를 나타낸다.
도 14는 공기 젯트 발생기를 포함하는 전방향 구동 유닛의 제 4 예를 나타낸다.
도 15는 선형 모터를 포함하는 전방향 구동 유닛의 제 5 예를 나타낸다.
도 16은 적어도 하나의 선형 모터를 포함하는 전방향 구동 유닛 및 적어도 하나의 볼을 포함하는 지지 유닛을 포함하는 운반 장치의 예를 나타낸다.
도 17은 적어도 하나의 선형 모터를 포함하는 전방향 구동 유닛의 제 5 예를 나타내고, 적어도 하나의 선형 모터는 평평한 레일 상에서 작동하도록 설계되어 있다.
도 18은 선형 모터를 포함하는 전방향 구동 유닛 및 평평한 레일 상에서 작동하도록 설계된 볼을 포함하는 지지 유닛을 포함하는 운반 장치의 예를 나타낸다.
도 19는 자기적 부상 발생기를 포함하는 전방향 구동 유닛의 제 6 예를 나타낸다.
도 20은 제 1 실시 형태에 따른 방법을 나타낸다.
도 21은 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 운반 장치의 제 1 예를 나타낸다.
도 22는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 운반 장치의 제 2 예를 나타낸다.
도 23은 제 2 실시 형태에 따른 방법을 나타낸다.
제 1 실시 형태
도 5는 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 운반 장치(100)를 나타낸다. 이 운반 장치(100)는 그리드(200) 상에서 작동하도록 배치된다. 그리드(200)는 제 1 방향(예컨대, X-방향)으로 연장되어 있는 제 1 세트의 평행한 레일 및 제 2 방향(예컨대, Y-방향)으로 연장되어 있는 제 2 세트의 평행한 레일을 포함한다. 제 1 세트의 레일과 제 2 세트의 레일이 만나는 곳은 교차부를 형성한다. 운반 장치(100)는 레일 위에서 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이동하도록 배치된다. 레일 아래에는 운반 장치(100)에 의한 회수/배치를 위한 용기들이 적층될 수 있다. 운반 장치(100)는 용기를 수용하는 수용 공동부(나타나 있지 않음)로 이를 달성한다.
그리하여 그리드(200)는, 운반 장치(100)가 용기를 회수/배치하기 위해 이동하고 멈출 수 있는 셀의 3차원 어레이를 형성한다.
이와 관련하여, 제 1 실시 형태의 운반 장치(100)는 운반 장치(100)를 제 1 방향 및/또는 제 2 방향으로 구동시키도록 배치되는 전방향 구동 유닛(101)을 포함한다. 이 전방향 구동 유닛(101)은 전술한 바와 같은 기존의 방안과 비교하여 많은 이점을 제공한다. 특히, 전방향 구동 유닛(101)에 의해, 운반 장치의 휠을 위 또는 아래로(즉, 제 3 방향, 예컨대, Z 방향) 이동시킬 필요 없이, 운반 장치(100)는 제 1 방향에서 제 2 방향으로 또는 제 2 방향에서 제 1 방향으로 방향을 변경할 수 있다. 뒤에서 설명하는 바와 같이 본 발명자는, 전방향 구동 유닛(101)은 특별한 이점을 가지고 많은 방식으로 실시될 수 있음을 알았다.
운반 장치(100)는 그리드(200) 위에서 그 운반 장치(100)를 지지하도록 배치되는 지지 유닛(102)을 더 포함할 수 있다. 그리하여, 지지 유닛(102)은, 운반 장치(100)의 본체(다시 말해, 지지 유닛(102)을 제외한 운반 장치(100)의 특징적 부분)가 그리드(200)로부터 적절한 거리에 배치되어, 운반 장치(100)가 전방향 구동 유닛9101)에 의해 이동하고 그리고/또는 용기를 회수/배치하는 작업을 수행할 수 있는 것을 보장하도록 배치된다.
도 6은 도 5에 나타나 있는 운반 장치(100)의 측면도를 나타낸다. 설명한 바와 같이, 운반 장치(100)는 그리드(200) 위쪽에서 작동하도록 배치된다. 그러므로, 운반 장치(100)는, 그리드(200)를 가로질러 이동할 때, 적어도 하나의 방향으로 이동하기 위해 전방향 구동 유닛(101)을 이용할 수 있다. 이 전방향 구동 유닛(101)은, 휠이 방향을 변경하기 위해 위로 들어 올려지거나 아래로 내려질 필요가 없도록 배치된다. 이렇게 해서, 운반 장치(100)의 방향 변경의 속도가 증가될 수 있다. 운반 장치(100)는, 그리드(200)로부터의 작동 거리에서 운반 장치(100)를 지지하도록 배치되는 지지 유닛(102)을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 지지 유닛(102)은 중력에 대항하여 운반 장치(100)를 지지하도록 배치될 것이며, 그렇지 않으면 운반 장치(100)의 샤시/본체가 그 중력에 의해 그리드 상으로 끌어 당겨지고 또한 전방향 구동 유닛(101)이 운반 장치(100)를 이동시키는 것을 방해할 것이다. 그러나, 낮은/미소 중력의 경우에는, 지지 유닛은 대신에, 운반 장치(100)가 그리드(200)에 비교적 가깝게 유지되고 또한 그리드(200)로부터의 운반 장치(100)의 적절한 작동 거리 없이 떠 있지 않는 것을 보장할 필요가 있을 수 있다. 본 발명자는 지지 유닛(102)을 실시하기 위한 많은 방법을 고려했으며, 그 중의 일부는 그리드(200)와 접촉하여 중력에 대항하여 운반 장치(100)를 지지한다. 다른 예로, 본 발명자는 운반 장치(100)의 바닥에서 분출되는 공기의 젯트를 사용하여 중력에 대항하는 부상 기술 및/또는 자기적 부상(flotation) 기술을 이용하였다.
본 발명자는 또한 전방향 구동 유닛(101)과 지지 유닛(102)이 일체적으로 형성될 때 이점을 실현하였다. 이렇게 해서, 전방향 구동 유닛(101)은 운반 장치(100)에 구동력을 제공하고 또한 운반 장치(100)를 그리드(200)로부터 적절한 작동 거리에 유지시키도록 지지 유닛(102)을 실시하도록 배치될 수 있다. 그러나, 저방향 구동 유닛(101)은, 뒤에서 설명하는 바와 같이, 각 방안의 최선의 특징을 제공하도록 다른 지지 유닛(102)과 조합되어 사용될 수 있다.
도 7 내지 19에서, 전방향 구동 유닛(101) 및/또는 지지 유닛(102)을 실시하는 많은 예를 설명한다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 운반 장치(100)를 나타낸다. 명료성을 위해, 운반 장치(100)는 복수의 적층체로부터 상자/용기를 받도록 배치되는 공동부(103)와 함께 나타나 있다.
제 1 실시 형태의 이 제 1 예에서, 전방향 구동 유닛(101)은, 제 1 방향과 제 2 방향 모두로 구르도록 배치되는 실질적으로 볼형 구름 수단(700)으로 제공된다. 예컨대, 실질적으로 구형으로 된 볼이 사용될 수 있다. 당업자는 실질적으로 볼형인 구름 수단은 볼에 한정되지 않음을 이해할 것이지만, 설명의 나머지에서 참조의 용이를 위해, 실질적으로 볼형인 구름 수단(700)을 "볼"이라고 할 것이다. 최적으로, 볼(700)은 운반 장치(100)를 그리드(200)를 가로질러 전방향으로 구도시키도록 운반 장치(100)의 각 코너에 제공된다. 이해하는 바와 같이, 볼(700)은 전방향 이동을 가능하게 하는 운반 장치(100) 주위의 어느 위치에도 배치될 수 있다. 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 볼(700)은 그리드의 레일에 있는 채널로 그리드(200) 상에 배치되어 있는 것으로 나타나 있다. 이로써, 유리하게도, 레일 상에서 볼을 조향할 필요 없이 볼이 레일을 따라 쉽게 이동할 수 있게 된다. 그리하여 볼(700)은 그리드(200)를 가로질러 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 운반 장치(100)를 구동시키는 구동력을 제공한다.
선택적으로, 지지 유닛(102)은, 운반 장치(100)를 그리드로부터 작동 거리에 유지시키기 위해 볼(700)로 제공될 수 있다. 그러므로, 볼(700)은 운반 장치(100)를 그리드로부터 작동 거리에 유지시키도록 사용될 수 있고 그리하여 운반 장치(100)를 그리드(200)를 가로질러 이동시키도록 구동될 수 있다.
도 8 내지 11은, 운반 장치(100)를 이동시키고/지지하기 위해 필요한 구동력 및/또는 지지력을 제공하는 운반 장치(100)에 대한 볼(700)을 위한 구동 방안과 장착 방안의 예를 나타낸다.
도 8a는 볼(700)을 지지 유닛(102)으로 실시하는 제 1 예를 나타낸다. 도 8a에서, 볼(801)은 코일(802)에 의해 자화될 수 있는 재료로 형성된다. 이렇게 해서, 볼(801)은 전자석을 형성한다. 볼은, 예컨대 그리드(200)의 레일의 표면일 있는 표면(800) 상에서 작동한다. 코일(802)에 의해 자화되는 볼(801)은 영구 자석(803)을 밀어 내어 무마찰 베어링을 형성하게 된다. 영구 자석(803)은 운반 장치(100)의 샤시/본체에 장착될 수 있다.
그리하여, 영구 자석(803)에 작용하는 반발력은 운반 장치(100)를 위한 지지력으로 사용될 수 있어, 운반 장치(100)는 그리드로부터 적절한 거리에 유지될 수 있다. 볼(801)이 영구 자석(803)에 적절히 위치되는 것을 보장하기 위해, 균형잡기 전자석(804)이 영구 자석(803) 주위에 배치되며 운반 장치(100)의 샤시/본체에 장착된다. 이렇게 해서, 볼(801)의 위치 설정이 유지될 수 있다.
도 8b는 볼(700)을 전방향 구동 유닛(101)으로 실시하는 제 2 예를 나타낸다. 도 8b는 제 2 예의 측면도와 사시도를 포함한다. 이 예에서, 볼(805)이 레일의 표면과 같은 표면(800) 상에서 작동하도록 배치된다. 이 볼(805)은 예컨대 강으로 형성되는 코어 및 구리 또는 알루미늄으로 된 외측 영역을 포함할 수 있다. 선택적으로, 볼(805)의 수명을 증가시키기 위해, 단단한 마모 코팅이 구리 또는 알루미늄 영역 주위에 사용될 수 있다. 2차원 선형 모터(806)가 제공되어, 볼을 다수의 방향 중의 임의의 방향 또는 모든 방향으로 구동시켜 전방향 구동력을 제공한다.
도 8c는 볼(700)을 지지 유닛(102)으로 실시하는 제 3 예를 나타낸다. 도 8c는 제 3 예의 측면도와 사시도를 포함한다. 이 예에서, 볼(807)이 레일의 표면과 같은 표면(800) 상에서 작동하도록 배치된다. 이 볼(807)은, 무마찰 베어링을 형성할 수 있는 알루미늄 또는 구리와 같은 재료로 형성될 수 있다. 볼(807)의 수명을 증가시키기 위해, 단단한 마모 코팅이 그 볼에 형성될 수 있다. 운반 장치(100)의 샤시/본체에 장착되는 회전 할박(Halbach) 어레이(808)가 사용되어, 렌즈 효과로 볼(807)에 반발력을 유도하여, 그 회전 할박 어레이(808)와 볼을 분리시켜 지지 유닛(102)을 제공할 수 있다. 점선은 할박 어레이에 있는 영구 자석 중의 하나의 분극 축선을 나타낸다. 할박 어레이의 특성은, 이 경우에, 교번적인 자석들이 볼에 대해 반경 방향 및 접선 방향으로 분극될 수 있다는 것이고, 도 8c는 반경 방향 자석만 나타낸다.
도 8d(i) - 8d(ⅲ)는 볼(700)을 전방향 구동 유닛(101) 및/또는 지지 유닛(102)으로 실시하는 제 4 예를 나타낸다. 도 8d(i)는 제 3 예의 측면도를 포함한다. 도 8d(ⅱ)는 제 4 예의 제 1 변형예의 사시도를 포함하고 도 8d(ⅲ)는 제 4 예의 제 2 변형예의 사시도를 포함한다. 이 예에서, 볼(808)이 레일의 표면과 같은 표면(800) 상에서 작동하도록 배치된다. 이 볼(808)은, 무마찰 베어링을 형성할 수 있는 알루미늄 또는 구리와 같은 고전도성 재료로 형성될 수 있다. 볼(807)의 수명을 증가시키기 위해, 단단한 마모 코팅이 그 볼에 형성될 수 있다. 회전 할박 어레이(809)가 볼(808) 주위에 형성되어, 렌즈 효과로 볼(808)에 반발력을 유도하여, 그 회전 할박 어레이(809)와 볼(808)을 분리시켜 지지 유닛(102)을 제공할 수 있다. 양 변형예에서, 유효 자기장은 할박 어레이(809)(링 및/또는 휠로 형성됨)와 볼(808) 모두에 대해 반경 방향이다. 할박 어레이(809)는 쌍으로 작동하고, 각 쌍에서 할박 어레이(809)는 반대로 있다. 도 8d(ⅱ)의 변형예에서, 할박 어레이(809)는 개별적으로 재어될 수 있는 휠로서 수직면 내에 배치된다. 한 쌍에 있는 휠은, 리프팅력과 회전력 둘 다를 발생시켜 구동을 일으키기 위해, 그의 축선을 중심으로 서로 동일한 방향으로 회전한다. 다른 휠은, 리프트만 발생시키기 위해, 그의 축선을 중심으로 서로 반대 방향으로 선택적으로 회전될 수 있다. 대안적으로, 이 제 2 세트의 휠은, 리프팅력과 조향력 둘 다를 발생시키기 위해 서로 동일한 방향으로 회전될 수 있다. 도 8d(ⅲ) 변형예에서, 한 쌍에 있는 휠은, 리프팅력과 회전력 둘 다를 발생시키기 위해, 위쪽에서 볼 때 서로 반대로(또는 양 휠의 중심을 통과하는 선을 따라 볼 때는 동일한 방향으로) 회전한다. 다른 휠은, 리프팅력과 조향력 둘 다를 발생시키기 위해, 그의 축선을 중심으로 서로 동일한 방향으로(위쪽에서 볼 때) 선택적으로 회전될 수 있다. 선택적으로, 각 회전 할박 어레이(809)는 어떤 방향(전방향일 수 있음)으로 작용하는 구동력을 발생시켜 운반 장치(100)를 이동시키도록 배치되는 적어도 하나의 구동 코일(810)(도 8d(ⅲ)에 나타나 있지만, 도 8d(ⅱ)에도 동등하게 적용될 수 있음)을 포함할 수 있다.
도 9a는 볼(700)을 전방향 구동 유닛(101) 및/또는 지지 유닛(102)으로 실시하는 제 5 예를 나타낸다. 이 예에서, 볼(901)이 레일의 표면과 같은 표면(900) 상에서 작동하도록 배치된다. 이 볼(901)은 자성 구체로 형성되며, 이의 표면은 교번적인 자극(magnetic pole)으로 형성된다. 전자석(902)의 어레이가 운반 장치(100)의 샤시/본체에 장착되며, 전자석(902)을 통전시켜 볼(901)을 끌어 당기거나 밀어내어 운반 장치(100)가 이동하게 하여 이 운반 장치(100)를 동적으로 구동시킨다. 더욱이, 전자석(902)은, 전자석(902)을 통전시켜 운반 장치(100)를 볼(901) 위쪽에 또한 그리드(200)의 레일 위쪽에 부양시킴으로써 운반 장치(200)를 그리드(902)의 레일로부터 미리 결정된 거리에서 지지하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 전자석(902)은 가변적인 영구 자석으로 실시될 수 있다. 예컨대, 원통형의 중공 영구 자석이 연성 철심을 자석의 중공 중심부 안으로 연장시키거나 후퇴시켜 형성되는 가변 자기장을 가질 수 있다. 그리하여, 가변 자석으로부터의 거리에서 자석의 극성이 변할 수 있다. 유사하게, 중실 영구 자석이 연성 철심으로부터 가변적인 거리에 유지되어, 자석으로부터 어떤 거리에서의 자기장 강도를 감소/증가시킬 수 있다. 대안적으로, 원통형 자석(그의 축선에 직교하여 분극됨)이, 볼록한 단부를 포함하는 연성 철심의 옆에서 회전적으로 변할 수 있다. 이렇게 해서, 자석으로부터 어떤 거리에서의 자기장 강도가 변할 수 있다. 대안적으로, 교번적인 극성을 갖는 4개의 영구 자석이 원추형 연성 철심의 옆에서 원형 장착부에 배치될 수 있으며, 그래서 그 장착부가 회전함에 따라 어떤 거리에서의 자기장 강도가 변하게 된다.
도 9b는 볼(700)을 전방향 구동 유닛(101) 및/또는 지지 유닛(102)으로 실시하는 제 6 예를 나타낸다. 이 예에서, 볼(903)이 레일의 표면과 같은 표면(900) 상에서 작동하도록 배치된다. 이 볼(903)은, 운반 장치(100)의 샤시/본체에 장착되도록 배치되는 마운트(904)에 접하는 볼 베어링(905)에 의해 회전적으로 지지될 수 있다. 이렇게 해서, 볼(903)은, 볼 베어링(905)과 함께, 운반 장치(100)에 지지력을 제공할 수 있다. 선택적으로, 볼 베어링(905)은 자성 재료로 만들어질 수 있고 마운트(904)는 볼 베어링을 마운트(904)에 가까운 위치에 유지시켜 볼(903)의 용이한 회전을 보장하기 위해 영구 자석을 포함할 수 있다. 대안적으로, 앞의 예에서 설명한 바와 같은 무마찰 베어링이 볼 베어링(905) 대신에 사용될 수 있다. 볼(904)을 구동시키기 위해, 구동 휠(906)이 볼(903)과 접촉하여 제공될 수 있다. 더욱이, 볼(903)의 직교 축선 상에 제공되는 제 2 구동 휠이, 운반 장치(100)를 어떤 방향으로 이동시키도록 배치되는 전방향 구동 유닛(101)을 제공한다.
도 10a는 볼(700)을 전방향 구동 유닛(101)으로 실시하는 제 7 예를 나타낸다. 이 예에서, 볼(1001)이 레일의 표면과 같은 표면(1000) 상에서 작동하도록 배치된다. 이 예에서, 볼은 강으로 형성될 수 있고 레일(100)은 볼(1001)을 끌어 당기도록 배치되는 적어도 하나의 전자석(1002)을 포함한다. 이렇게 해서, 볼(1001)은 전자석(1002)에 끌어 당겨져 볼이 움직임에 따라 운반 장치(100)도 움직이게 함으로써 이 운반 장치(100)를 구동시키도록 배치될 수 있다. 유리하게는, 이 예에서는, 레일(1000)에 존재하는 전자석(1002)에만 전력이 필요하기 때문에, 전방향 구동 유닛(101)에 대한 전력 공급은 필요 없다.
도 10b는 볼(700)을 지지 유닛(102)으로 실시하는 제 8 예를 나타낸다. 이 예에서, 볼(1003)이 레일의 표면과 같은 표면(1000) 상에서 작동하도록 배치된다. 이 예에서, 볼(1003)은 강으로 형성될 수 있고 코일(1004)이 운반 장치(100)의 본체/샤시에 장착된다. 따라서, 코일(1004)을 통전시키면, 그 코일(1004)과 볼(1003) 사이에 인력이 발생되어, 페이로드(payload)(1005)로서 나타나 있는 운방 장치(100)를 지지하게 된다.
도 10c 및 10d는 볼(700)을 지지 유닛(102)으로 실시하는 제 9 예를 나타낸다. 이 예에서, 볼(1006)이 레일의 표면과 같은 표면(1000) 상에서 작동하도록 배치된다. 도 10c는 장치의 측면도를 나타내고, 도 10d는 평면도를 나타낸다. 이 예에서, 볼(1006)은 강으로 형성될 수 있고 전자석(1008)이 페이로드(1007)로서 나타나 있는 운반 장치(100)의 본체/샤시에 장착된다. 이렇게 해서, 전자석(1008)을 통전시키면, 운반 장치(100)가 그리드(200)로부터 미리 결정된 거리에서 지지된다.
도 11a(i) 내지 11a(ⅳ)는 볼(700)을 지지 유닛(102)으로 실시하는 제 10 예를 나타낸다. 이 예에서, 볼(1101)이 레일의 표면과 같은 표면(1100) 상에서 작동하도록 배치된다. 도 11a(i) 및 11a(ⅱ)는 제 10 예의 제 1 변형예의 측면도와 사시도를 각각 나타낸다. 도 11a(i) 및 11a(ⅱ)에 나타나 있는 바와 같이, 외측 볼과 내측 볼을 포함하는 볼(1101)이 제공된다. 내측 볼은 그에 부착되는 전자석(1102)을 포함한다. 외측 볼과 내측 볼 사이에는 볼 베어링이 제공된다. 한 예에서, 전자석(1102)은 선택적으로 통전되어, 볼(1101)의 외부에 위치되는 강/페라이트(ferritic) 요소(1103)에의 끌어 당김이 발생된다. 강 요소(1103)는 페이로드(1104)로서 나타나 있는 운반 장치(100)에 장착될 수 있다. 이렇게 해서, 전자석(1102)을 통전시키면, 운반 장치(100)가 레일(1100)로부터 미리 결정된 거리에서 지지된다. 그러므로, 이 예는 자기적 끌어 당김을 이용하여 동적 자기적 서스펜션을 형성한다. 대안적으로, 도 11a(ⅲ) 및 도 11a(ⅳ)(제 10 예의 제 2 변형예의 측면도와 사시도를 각각 나타냄)에 나타나 있는 바와 같이, 강 요소(1103)는 영구 자석(1105)으로 대체될 수 있다. 이렇게 해서, 자기적 반발을 사용하여 동적 자기적 부양을 이룰 수 있다.
도 11b(i) 내지 11b(ⅳ)는 볼(700)을 지지 유닛(102)으로 실시하는 제 11 예를 나타낸다. 제 10 예와 유사하게, 볼(1101)이 레일의 표면과 같은 표면(1100) 상에서 작동하도록 배치된다. 외측 볼과 내측 볼을 포함하는 볼(1101)이 제공된다. 그러나, 제 10 예와는 달리, 내측 볼은 그에 고정되는 적어도 하나의 영구 자석(1107)을 포함한다. 외측 볼과 내측 볼 사이에는 볼 베어링이 제공되어, 외측 볼이 내측 볼 주위로 회전할 수 있다. 한 예에서, 도 11b(i) 및 11b(ⅱ)에 나타나 있는 바와 같이, 제 11 예의 제 1 변형예의 측면도와 사시도가 각각 나타나 있다. 도 11b(i) 및 11b(ⅱ)에 나타나 있는 바와 같이, 전자석(1108)이 볼(1101) 주위에 제공된다. 전자석(1108)을 통전시키면, 운반 장치(100)(페이로드(1104)로서 나타나 있음)에 지지력이 제공되어, 그 운반 장치(100)가 레일(1000)로부터 미리 결정된 거리에 배치될 수 있다. 대안적으로, 도 11b(ⅲ) 및 도 11b(ⅳ)(제 11 예의 제 2 변형예의 측면도와 사시도를 각각 나타냄)에 나타나 있는 바와 같이, 전자석은 영구 자석(1109)(링 자석일 수 있음) 및 균형잡기 코일(1110)로 대체될 수 있다. 영구 자석(1109)과 균형잡기 코일(1110)은 운반 장치(100)의 샤시/본체에 고정될 수 있다. 이렇게 해서, 영구 자석(1107, 1109) 사이의 반발력에 의해 지지력이 발생될 수 있다. 볼(1101)의 균형은 균형잡기 코일(1110)로 이루어질 수 있다. 이렇게 해서, 운반 장치(100)에 지지력이 제공될 수 있다. 유리하게도, 이 예에서는 내측 볼에 전력이 제공될 필요가 없다.
도 12a 및 12b는 본 발명의 제 1 실시 형태의 제 2 예에 따른 운반 장치(100)를 나타낸다. 제 1 실시 형태의 이 제 2 예에서, 전방향 구동 유닛(101)은 옴니휠(1200)로 제공된다.
도 12a에 나타나 있는 바와 같이, 옴니휠(1200)은 힐 허브(1201)를 포함하고, 이 허브는 허브의 중심에 있는 축선을 중심으로 회전될 수 있다. 더욱이, 옴니휠(1200)은 허브(1201)의 원주 주위에서 회전 요소(1202)를 포함하고, 이는 허브(1201)의 회전/구동 방향에 수직이다. 따라서, 휠은 충분한 힘으로 구동될 수 있지만 아우 용이하게 옆으로도 슬라이딩할 것이다.
최적으로, 옴니휠(1200)은 운반 장치(100)를 그리드(200)를 가로질러 전방향으로 구동시키도록 운반 장치(100)의 각 코너 가까이에 제공된다. 이해하는 바와 같이, 옴니휠(1200)은 전방향 이동을 가능하게 하는 운반 장치(100) 주위의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 도면에 나타나 있는 바와 같이, 옴니휠(1200)은 그리드의 레일에 있는 채널로 그리드(200) 상에 배치되어 있는 것으로 나타나 있다. 이로써, 유리하게도, 레일 상에서 옴니휠을 조향할 필요 없이, 옴니휠이 레일을 따라 더 쉽게 이동할 수 있다. 그리하여 옴니휠(1200)은 그리드(200)를 가로질러 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 운반 장치(100)를 구동시키는 구동력을 제공한다. 그러나, 옴니휠(1200)은 그리드(200)의 채널 내부에 타도록 성형되어야 하고, 또한, 축방향으로, 즉 옴니휠(1200)의 구동 방향에 수직인 방향으로 이동할 때, 레일의 어떤 부분과도 간섭하지 않도록 성형되어야 한다.
선택적으로, 지지 유닛(102)은 운반 장치(100)를 그리드로부터 작동 거리에 유지시키도록 옴니휠(1200)로 제공될수 있다. 그러므로, 옴니휠(1200)은 운반 장치(100)를 그리드로부터 작동 거리에서 지지하기 위해 사용될 수 있고 또한 그리하여 운반 장치(100)를 그리드(200)를 가로질러 이동시키도록 구동될 수 있다.
도 12b에 나타나 있는 바와 같이, 전방향 이동을 가능하게 하기 위해, 옴니휠(1200)은 전방향 이동을 가능하게 하기 위해 운반 장치(100) 상에 어떤 패턴으로 배치되어야 한다. 도 12b에 나타나 있는 예는, 대각선 패턴으로 배치되는 옴니휠(1200)을 나타내며, 운반 장치(100)의 상호 대향 코너들은, 제 1 방향으로 구동되도록 정렬된, 다시 말해, 제 2 방향으로 정렬된 축을 갖는 옴니휠(1200)을 갖는디. 다른 한편으로, 운반 장치(100)의 나머지 두 코너에 있는 옴니휠은 제 2 방향으로 구동되도록 정렬되는데, 다시 말해, 그의 축은 제 1 방향으로 정렬된다. 다른 구성도 가능하다. 예컨대, 운반 장치(100)의 각 면은 동일한 방향으로 정렬된 2개의 옴니휠(1200)을 포함할 수 있다(예컨대, 도 21에 나타나 있는 바와 같은). 이로써, 옴니휠(1200)은 운반 장치(100)의 제 1 및 제 2 면에서 제 1 방향으로 구동될 수 있고, 제 3 및 제 4 면에 있는 옴니휠(1200)은 옆으로 슬라이딩/이동하며 또한 그 반대도 가능하다. 대안적으로, 4개의 옴니휠(1200)이 운반 장치(100)에서 각 코너에 배치될 수 있고, 운반 장치(100)의 면에 대해 예컨대 45도로 각져 있을 수 있다. 이렇게 해서, 운반 장치(100)의 모든 4개의 휠이 운반 장치(100)를 구동시켜, 부분적인 구동과 부분적인 횡방향 이동으로 이동을 일으킨다.
도 13a 내지 13c는 본 발명의 제 1 실시 형태의 제 3 예에 따른 운반 장치(100)를 나타낸다. 제 1 실시 형태의 이 제 3 예에서, 전방향 구동 유닛(101)은 조향 가능한 휠(1300)로 제공된다.
도 13a에 나타나 있는 바와 같이, 조향 가능한 휠(1300)은 구동부(1301)와 조향부(1302)를 포함한다. 이렇게 해서, 휠은 구동 중에 조향될 수 있고, 구동축의 축선이 각 휠의 중심을 통과하므로 임의의 방향으로 구동될 수 있다. 그리하여, 구동축은 조향 축과 동축이다.
조향부(1320)의 정상부에 있는 대형 코그(cog)는 이를 통과하는 구동축과는 독립적으로 회전할 수 있는데(동축이더라도), 하지만 그 아래에 있는 지지부(1302)에 고정되며, 소형 코그가 회전할 때, 대형 코그는 전체 조향부(1302), 휠 및 구동부(1301)의 구동 요소와 함께 회전한다. 유사하게, 바닥부에 있는 휠 및 코그가 이것들을 통과하는 하중 지지 축을 중심으로 자유롭게 회전한다.
최적으로, 조향 가능한 휠(1300)은, 도 13b에 나타나 있는 바와 같이, 운반 장치(100)를 그리드(200)를 가로질러 전방향으로 구동시키도록 운반 장치(100)의 각 코너에 제공된다. 이해하는 바와 같이, 조향 가능한 휠(1300)은 전방향 이동을 가능하게 하는 운반 장치(100) 주위의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 도 13b에 나타나 있는 바와 같이, 조향 가능한 휠(1300)은 그리드의 레일에 있는 채널로 그리드(200) 상에 배치되어 있는 것으로 나타나 있다. 이로써, 유리하게도, 조향 가능한 휠(1300)은 레일을 따라 더 쉽게 이동할 수 있다. 그리하여, 조향 가능한 휠(1300)은 그리드(200)를 가로질러 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 운반 장치(100)를 구동시키는 구동력을 제공한다. 그러나, 조향 가능한 휠(1300)은 그리드(200)의 채널 내부에 타도록 성형되어야 하고, 또한, 이동할 때, 축방향으로 이동하지 않도록 조향되어야 한다.
하나의 모터를 사용하여 모든 조향 가능한 휠(1300)(이들 휠 사이에 적절한 구동 축 및 기어가 있음)을 구동시킬 수 있고, 다른 모터, 서보, 선형 모터 또는 솔레노이드를 사용하여 모든 4개의 휠을 90도로 함께 조향할 수 있다. 배경 기술 부분에서 설명한 바와 같이, 운반 장치는 전형적으로 8개의 구동 모터와 4개의 조향 모터를 포함한다. 그러므로, 각 모터의 1로의 감소는, 구동기 고장이 그의 현재의 비율의 1/6로 감소될 것임을 암시한다. 더욱이, 작용 부품이 더 적기 때문에, 운반 장치(100)는 더 가볍고, 더 저렴하며 또한 더 효율적으로 되며, 필요한 예비 부품의 수, 유지 보수의 수고, 및 가동 중단 시간이 줄어 든다.
그러한 운반 장치(100)는 임의의 방향으로 조향될 수 있지만, 그리드는 방향을 X 및 Y 방향으로 엄격히 제한한다. 그러나, 유지 보수 영역과 같은, 이들 방향에 구속되지 않은 영역에서, 운반 장치(100)는 그리드에 정렬될 필요가 없다. 그리하여, 유지 보수 영역은 만들고 관리하기가 더 쉽고(단순히 평평한 표면임) 또한 작업하기가 덜 위험하다(바닥의 구멍/이동 위험이 없음).
선택적으로, 지지 유닛(102)은 운반 장치(100)를 그리드로부터 작동 거리에 유지시키도록 조향 가능한 휠(1300)로 제공될 수 있다. 그러므로, 조향 가능한 휠(1300)은 운반 장치(100)를 그리드로부터 작동 거리에서 지지하기 위해 사용될 수 있고 또한 그리하여 운반 장치(100)를 그리드(200)를 가로질러 이동시키도록 구동될 수 있다.
도 13c는 조향 가능한 휠(1300)의 다른 실시예를 나타낸다. 이 예에서, 구동부(1301)는 휠의 허브 안에 내장되는 모터로 제공되며, 조향부(1302)는 도 13a에 나타나 있는 것과 유사하게 제공된다. 유리하게도, 이로써, 조향 가능한 휠(1300)의 설계와 구성이 단순화된다.
도 13a 및 13c에 나타나 있는 조향 가능한 휠로, 제 1 및 제 2 방향으로 레일의 중심선의 교차점에서 레일과 교차하면서 그 레일에 직교하는 축선을 중심으로 조향이 일어난다. 그러나, 각 휠은 인접 레일 위쪽의 공간 안으로 돌출하지 않아야 하는데, 그렇지 않으면 그 레일 상의 다른 운반 장치(100)의 자유로운 이동을 방해할 수 있다.
그러나, 본 발명자는, 각 조향 가능한 휠의 조향축이 휠로부터 멀어지게 운반 장치(100) 안으로 더 들어가 있으면, 휠은 더 뒤에 위치될 수 있고, 조향을 위해 더 작은 호를 그리면서 이동할 수 있어, 레일의 확장 없이 더 넓은 휠 직경이 허용됨을 알았다.
도 14는 본 발명의 제 1 실시 형태의 제 4 예에 따른 운반 장치(100)를 나타낸다. 제 1 실시 형태의 이 제 4 예에서, 전방향 구동 유닛(101)은 공기 젯트 발생기(나타나 있지 않음)로 제공된다. 이 공기 젯트 발생기는 운반 장치(100)의 본체/샤시에 포함될 수 있고, 공기 젯트를 발생시키도록 배치되며, 이 공기 젯트는, 운반 장치(100)의 직교면에 제공되는 배출구(1400)를 통해 운반 장치(100)로부터 선택적으로 방출될 수 있다. 이렇게 해서, 젯트를 사용하여, 운반 장치(100)의 측면에 작용하여 그 운반 장치를 특정한 방향으로 구동시키는 힘을 발생시킬 수 있다. 이해하는 바와 같이, 운반 장치(100)의 측면에 있는 배출구(1400)로, 운반 장치(100)를 그리드로부터 미리 결정된 거리에서 유지시키는 지지력은 공급되지 않는다. 따라서, 예컨대, 볼, 옴니휠, 조향 가능한 휠 등을 사용하는 전술한 바와 같은 지지 유닛(102)이 사용될 수 있다.
대안적으로, 본 발명자는, 베출구(1400)를 운반 장치(100)의 바닥부에 제공하여, 일정한 공기 젯트를 제공하여 운반 장치(100)를 중력에 대항하여 지지할 수 있음을 알았다.
공기 젯트 발생기는 많은 방식으로 실현될 수 있다. 예컨대, 운반 장치(100) 내부에서 작동하는 프로펠러가 배치되어, 배출구(1400)로부터 선택적으로 배출될 공기를 가속시킬 수 있다. 대안적으로, 압축 공기(또는 다른 가스) 탱크를 사용하여, 배출구(1400)로부터 가스를 배출시켜 운반 장치(100)를 안내할 수 있다.
도 15는 본 발명의 제 1 실시 형태의 제 5 예에 따른 운반 장치(100)를 나타낸다. 제 1 실시 형태의 이 제 5 예에서, 전방향 구동 유닛(101)은 수직 면에 배치되는 선형 모터(1500)로 제공된다. 이 선형 모터(1500)는 운반 장치(100)의 본체/샤시에 포함될 수 있고, 운반 장치(100)에 작용하여 이동을 일으키는 힘을 발생시키도록 배치된다. 이를 달성하기 위해, 구리 또는 알루미늄과 같은 높은 전기 전도성을 갖는 레일이 강으로 뒷받침되어 자기 회로를 완성한다. 이렇게 해서, 제 1 방향의 선형 모터(1500)는 동일한 방향의 이동을 일으킬 수 있고, 제 1 방향에 수직인 제 2 방향의 선형 모터(1500)는 제 2 방향의 이동을 일으킬 수 있다. 도 15는 운반 장치(100)의 측면에 있는 선형 모터를 나타내지만, 선형 모터는 대신에 운반 장치(100)의 코너에도 장착될 수 있음을 알 것이다. 그리하여, 이 예는 선형 유도 모터를 제공하며, 이 모터는 운반 장치(100) 내부에 장착되는 선형 모터(1500) 및 레일로서 장착되는 반응 플레이트(강으로 뒷받침되어 있는 알루미늄)를 갖는다.
이해하는 바와 같이, 선형 모터는 운반 장치(100)를 그리드로부터 미리 결정된 거리에 유지시키는 지지력을 공급할 수 없다. 따라서, 예컨대, 볼, 옴니휠, 조향 가능한 휠 등을 사용하는 전술한 바와 같은 지지 유닛(102)이 사용될 수 있다.
더욱이, 도 15에 나타나 있는 레일은, 선형 모터를 포함하는 운반 장치(100)에는 필요 없는 채널을 포함한다. 그러므로, 레일은 대신에 알루미늄 또는 구리를 함유하는 평평한 재료로 형성될 수 있다. 이로써, 선형 모터는 레일 가까이에 있을 수 있고, 그래서, 그 선형 모터로 얻어지는 구동력이 최대화된다. 대안적으로, 레일은, 선형 모터가 구동력의 방향에 반대로 이동할 때 채널과 간섭함이 없이 이동될 수 있는 영역("노치 영역"이라고 함)을 제공하도록 형성될 수 있다.
그러나, 예컨대, 옴니휠이 지지 유닛(102)으로서 사용될 때는, 레일에 채널을 형성하는 것이 유리할 수 있다. 그러나, 그렇게 하면, 선형 모터가 레일로터 이격되어, 그 선형 모터의 구동력이 감소된다. 따라서, 본 발명자는, 어떤 방향으로 이동할 때 선형 모터(1500)를 상승 및 하강시키기 위해 사용될 수 있는 리프팅 유닛을 고려하였다. 예컨대, 제 1 방향으로 이동하는 운반 장치(100)의 경우, 제 1 방향의 힘을 발생시키도록 배치되는 선형 모터가 레일에 가깝게 하강될 수 있고, 제 2 방향의 힘을 발생시키도록 배치되는 선형 모터(1500)는 채널로부터 벗어나게 상승될 수 있다. 유사하게, 방향 변경이 일어날 때, 제 1 방향을 위한 선형 모터는 상승될 수 있고, 제 2 방향을 위한 선형 모터는 하강될 수 있다. 대안적으로, 채널은, 레일 근처에서 선형 모터의 자유로운 이동을 허용하는 노치를 포함할 수 있다.
도 16은 선형 모터(1500)가 볼(201)과 함께 사용되는 예를 나타낸다. 이 예에서, 전방향 구동 유닛(101)은 선형 모터(1500)를 포함하고, 지지 유닛(102)은 볼(201)을 포함한다. 알 수 있는 바와 같이, 볼(201)은 레일의 채널 안에서 이동하고, 그래서, 전술한 바와 같이, 적절하다면 선형 모터(1500)를 상승/하강시키는 것이 유리하다. 선형 모터(1500)는 운반 장치(100)를 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 이동시키도록 배치되며, 볼(201)은 운반 장치(100)를 레일로부터 저절한 거리에 유지시키는 지지력을 제공한다.
도 17은 선형 모터(1700)가 운반 장치(100)의 전체 둘레에 확장되어 있는 예를 나타낸다. 도 17에 나타나 있는 평평한 레일과 함께 사용될 때, 운반 장치(100)는, 순수하게 제 1 방향 또는 제 2 방향이 아니고 제 1 방향과 제 2 방향의 조합인 방향으로 이동할 수 있다. 다시 말해, 운반 장치(100)는 레일을 가로질러 대각선 방향으로 이동하도록 배치될 수 있다. 선형 모터(1700)가 운반 장치(100)의 전체 둘레에 확장되어 있기 때문에, 선형 모터의 적어도 일부분은 항상 레일의 일부분에 가까이 있으므로, 선형 모터가 운반 장치(100)를 이동시킬 수 없는 레일 상의 위치는 없다. 그러나, 도 17에는, 운반 장치(100)에 대한 지지력을 제공하도록 배치되는 지지 유닛(102)이 나타나 있지 않다.
도 18은 도 17과 유사한 예를 나타내지만, 지지 유닛(102)은 이제 운반 장치(100)의 둘레 주위에 있는 볼(201)로 제공되어 있다. 이렇게 해서, 운반 장치(100)가 대각선 방향으로 이동할 때 적어도 하나의 볼(201)이 레일의 적어도 일부분과 접촉하고 그래서 운반 장치(100)에 항상 적절한 지지력이 제공되므로, 나타나 있는 운반 장치(100)는 평평한 레일 상에서 작동할 수 있다.
도 19는 본 발명의 제 1 실시 형태의 제 6 예에 따른 운반 장치(100)를 나타낸다. 제 1 실시 형태의 이 제 6 예에서, 전방향 구동 유닛(101)은, 예컨대, 운반 장치(100)의 코너에 배치되는 적어도 하나의 렌즈 휠(1901)로 제공된다. 렌즈 휠(1901)은 운반 장치(100)의 본체/샤시에 포함될 수 있고, 운반 장치(100)에 작용하여 이동을 일으키는 힘을 발생시키도록 배치된다. 렌즈 휠은, 구리 절반 파이프(1902)로 형성되는 레일에서 회전하는 회전 할박 어레이를 포함할 수 있고, 이는 회전 할박 어레이가 부양하게 하고 또한 절반 파이프에서 스스로 중심 맞춤되게 한다. 할박 어레이를 기울이고/기울이거나 일부 할박 어레이의 다른 할박 어레이에 대한 속도를 감소시키면, 운반 장치(100)에 구동력 차가 유도될 수 있다. 이렇게 해서, 운반 장치(100)는 렌즈 휠(1901)에 의해 발생되는 구동력으로 이동될 수 있다.
더욱이, 지지 유닛(102)은 구리 절반 파이프에 있는 회전 할박 어레이로 형성되어 운반 장치(100)에 대한 지지력을 발생시켜, 운반 장치(100)가 레일로부터의 적절한 거리를 유지하는 것을 보장할 수 있다.
이렇게 해서, 자기적 부양 장치가 전방향 구동 유닛(101) 및/또는 지지 유닛(102)에 사용된다.
유사하게, 운반 장치(100)에는 그의 기부에서 전자석이 제공될 수 있다. 운반 장치(100)의 기부에 있는 전자석이 통전되고 자성 레일과 함께 사용될 때, 운반 장치(100)는 레일 위에 부양될 수 있고, 이때, 각 코일에서의 통전량이 사용되어, 지지 유닛(102)을 운반 장치(100)에 제공하고 또한 그 운반 장치가 레일로부터의 적절한 거리를 유지하는 것을 보장한다. 유사하게, 전자석을 선택적으로 통전시킴으로써, 구동력이 발생되어 운반 장치(100)에 작용하여, 자성 레일에 대한 전자석의 작용에 기반하여 그 운반 장치(100)를 제 1 방향 및/또는 제 2 방향으로 이동시킬 수 있다. 대안적으로, 전자석은 레일 및 자성적인 운반 장치(100)의 기부에 배치될 수 있고, 그래서 지지력 및/또는 구동력의 제어가 레일의 전자석을 통해 운반 장치(100)에 작용할 수 있다. 이렇게 해서, 운반 장치(100)의 전력 요건이 감소될 수 있다.
도 20은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 방법(S200)을 나타낸다.
단계 S2001에서, 본 방법은 제 1 방향 및/또는 제 2 방향으로 운반 장치를 전방향으로 구동시킨다. 이렇게 해서, 그리드에 배치되는 레일을 가로지르는 이동은, 일 세트의 휠을 수직으로 이동시킬 필요 없이(이러한 수직 이동은 느려서 운반 장치(100)의 효율을 감소시키게 됨) 쉽게 달성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 운반 장치(100)를 구동시킬 수 있는 많은 상이한 수단이 설명되었다. 각 경우에, 운반 장치(100)가 이동될 수 있는 방향은 "방향 변경 작업" 없이 쉽게 얻어질 수 있다.
단계 S2002에서, 선택적으로, 운반 장치를 그리드 위에서 지지하기 위해 지지력이 제공된다. 이렇게 해서, 운반 장치(100)와 그리드 사이의 거리는, 운반 장치(100)의 효율적인 이동 및 용기 적층체에 있는 용기의 최적의 회수/배치를 가능하게 하도록 최적으로 구성될 수 있다.
제 2 실시 형태
본 발명의 제 2 실시 형태가 도 21 및 22에 나타나 있다. 본 발명의 제 2실시 형태는, 운반 장치(100)의 면에 장착되어 있는 휠의 슬라이딩을 허용하기 위해 선택적인 지점에서 레일에 대한 수정이 이루어져 있다는 점을 제외하고는 제 1 실시 형태와 유사하다.
도 21은 본 발명의 제 2 실시 형태의 제 1 예를 나타낸다. 제 1 예에서, 운반 장치(100)의 기존의 설계에 사용되는 것과 유사한 휠(2101)이 사용될 수 있다. 더욱이, 레일은, 레일의 나머지와 약간 다른 높이(예컨대, 레일의 나머지와 비교하여 1 mm 낮은 높이)에서 평평한 영역(2102)을 갖도록 수정되어 있다. 더욱이, 레일의 평평한 영역(2102)은 레일의 나머지의 채널을 갖지 않고, 대신에 레일은 레일의 채널의 측면에서 "노치"를 포함한다. 더욱이, 평평한 영역은, 운반 장치(100)가 용기를 회수/배치하기 위해 그리드의 셀 위에 위치되면, 휠(2101)과 평평한 영역(2102)이 동축이 되도록, 즉 서로 정렬되도록 위치된다. 이렇게 해서, 휠(2101)은 그리드 셀을 가로질러 축의 일 방향으로 슬라이딩/이동할 수 있고, 그렇지 않으면, 레일의 채널에 의해 구속될 것이다. 이와 관련하여, 이동 방향은 구동시 휠의 "통상적인" 이동 방향에 수직인데, 즉 옴니휠(1200)의 구동 방항에 수직이다.
그러므로, 운반 장치(100)를 제 1 방향으로 이동시키는 휠(2102)이 결합될 때, 제 2 방향으로 운반 장치(100)에 장착되는 휠은 그리드 셀을 가로질러 제 1 방향으로 또한 그 반대 방향으로도 슬라이딩할 수 있다.
대안적으로, 본 발명자는, 각 휠(2101)에 직경 조절 유닛을 제공하는 것이 유리한 것임을 알았다. 그러므로, 낮아진 표면의 평평한 영역(2102)을 갖는 레일은 레일의 나머지의 표면 보다 낮게 제공될 필요가 없고, 레일은 그의 길이를 가로질러 평평할 수 있다. 특히, 각 휠은 전형적으로 동일한 직경을 가지며, 그래서 휠이 축방향으로 슬라이딩/이동하면, 심지어 낮아진 표면의 평평한 영역(2102)에서도 휠(2101)의 타이어에 마모가 생기게 된다. 그러므로, 본 발명자는, 축방향으로 이동하는 휠(2101)의 직경을 줄이면 타이어는 레일과 접촉하지 않아서 이 마모를 줄일 수 있는 것을 알았다. 예컨대, 운반 장치(100)를 제 1 방향으로 이동시키는 휠(2102)이 결합되면, 제 2 방향으로 운반 장치(100)에 장착되는 휠은 직경이 감소되고 그래서 그리드 셀을 가로질러 제 1 방향으로 또는 그 반대 방향으로 슬라이딩할 수 있다.
이를 달성하기 위해, 본 발명자는, 휠(2102)의 타이어를 팽창시키는 가스의 양을 감소시키는 것이 휠(2101)의 직경을 줄이는 효과적인 방법임을 알았다. 더욱이, 타이어는 우대 방향으로의 이동이 요구될 때 팽창될 수 있다. 대안적으로, 본 발명자는 타이어를 수축시키는 자기적 수단이 또한 효과적임을 알았다. 이를 달성하기 위해, 타이어에는 타이어의 내면에서 영구 자석 폴(pole)이 이식되어 있고, 휠의 허브는 회전될 수 있는 상호 대향 자기 폴의 옆에서 동일한 폴을 포함한다. 따라서, 타이어를 수축시키고자 할 때, 휠의 허브가 회전되어 상호 대향 폴들을 정렬시켜 타이어 표면과 허브가 끌어 당겨져 휠의 직경이 수축된다. 대응적으로, 타이어를 팽창시키고자 할 때, 유사한 자기 폴들이 정렬되어 타이어를 허브로부터 밀어 내어 타이어가 팽창되도록 허브를 회전시킨다. 대안적으로, 타이어 표면은 스프링, 피스톤, 전기 작용 재료 등에 의해 기계적으로 조작되어 휠의 직경을 조절할 수 있다.
대안적으로, 휠(2101)은 축방향의 이동을 가능하게 하는, 예컨대 도 21a에 나타나 있는 바와 같은 옴니휠로 구현될 수 있다. 이와 관련하여, "축방향"은 옴니휠이 구동시에 이동하는 방향에 수직인 옴니휠의 축이 연장되어 있는 방향이다. 그러나, 옴니휠은 직경 조절에 대한 필요 없이 축방향으로 이동하도록(회전 요소에 의해) 배치되므로, 평평한 영역(2102)은 레일의 나머지의 표면 보다 낮게 제공될 필요가 없고 또한 직경 조절 유닛이 제공될 필요도 없다. 이러한 점에서, 레일은 평평하고 채널이 그 레일의 일부분을 따라 형성되어 있는데, 이는 휠(2102)은 조향될 필요가 없음을 의미한다. 도 21에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 휠이 축방향으로 이동할 위치에는, 축방향으로 이동할 휠(2101)이 그렇게 할 수 있도록 레일의 채널의 측면은 제거되거나 또는 설치되지 않는다. 그러므로, 운반 장치(100)가 용기를 배치하거나 회수하기 위해 셀과 정렬될 때, 그 위치에 있는 채널의 측면은 설치되지 않는다. 이렇게 해서, 휠이 제 1 방향으로 이동하도록 결합되면, 수직 측에 있는 휠은 레일을 가로질러 제 2 방향으로 이동할 수 있다.
도 22는 본 발명의 제 2 실시 형태의 제 2 예를 나타낸다. 제 2 예에서, 운반 장치(100)의 기존의 설계에서 사용되는 것과 유사한 휠(2201)이 사용될 수 있다. 제 2 실시 형태의 제 1 예와 유사하게, 레일은, 현재 구동되고 있지 않는 휠이 그의 구동 방향에 수직하게, 즉 축이 연장되어 있는 방향으로 움직일 수 있게 해주는 "노치"를 포함한다. 더우기, 레일은 롤러(2202)를 포함하도록 수정되어 있다. 이 롤러(2202)는 레일이 연장되어 있는 방향으로 배치되는 축을 중심으로 회전하도록 배치된다. 예컨대, 레일이 제 1 방향으로 연장되어 있으면, 롤러의 회전 축선은 또한 제 1 방향과 정렬되어, 롤러가 제 2 방향으로 회전한다. 이렇게 해서, 운반 장치(100)가 용기를 회수/배치하는 위치에 있을 때, 휠은 그의 회전/구동 방향에 수직인 방향으로 이동하여 그리드(200)를 자로질러 옆으로 이동할 수 있다. 롤러(2202)의 표면은 그리드(200)의 정상 표면에 평행하게 배치될 수 있어, 그리드를 가로지르는 이동은 고르지 않은 표면의 방해를 받지 않는다. 본 발명은, 롤러(2202)를 이용함으로써, 전방향으로 이동하기 위해 필요한 슬라이딩 운동에 의해 휠(2201)의 타이어의 표면이 불필요하게 마모되지 않음을 알았다. 대신에, 롤러(2202)는, 그의 "통상적인 운동"에 수직인, 즉 휠(2201)의 구동 방향에 수직인 방향으로 이동할 때 휠(2201)을 위해 그리드의 더 쉬운 횡단을 가능하게 해준다.
도 23은 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 방법 S2300을 나타낸다.
이 방법은, 운반 장치를 제 1 방향 및 제 2 방향으로 전방향으로 선택적으로 이동시키는 단계 S2301를 포함한다. 이렇게 해서, 그리드에 배치되어 있는 레일을 가로지르는 이동이, 한 세트의 휠을 수직으로 이동시킬 필요 없이(이러한 수직 이동은 느려서 운반 장치(100)의 효율을 감소시키게 됨) 쉽게 달성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 운반 장치(100)를 구동시킬 수 있는 많은 상이한 수단을 설명했다. 각 경우에, 운반 장치(100)가 이동될 수 있는 방향은 "방향 변경 작업" 없이 쉽게 얻어질 수 있다.
단계 S2302는, 휠이 축방향으로 이동하거나 구동되지 않을 때 휠이 그리드의표면과 간섭하지 않도록, 제 1 세트의 휠 및/또는 제 2 세트의 휠의 직경을 선택적으로 조절할 수 있다.
수정 및 변화
설명 전체에 걸쳐, 운반 장치(100)는 그리드(200)의 단일 공간을 차지하는 것으로 나타나 있다. 그러나, 운반 장치(100)는 그리드를 가로질러 임의의 정수 갯수의 셀을 커버하도록 임의의 크기로 형성될 수 있다. 예컨대, 운반 장치(100)는 제 1 방향으로 2개의 셀을 커버하고 제 2 방향으로는 1개의 셀을 커버하도록 형성될 수 있다. 대안적으로, 제 1 방향으로 2개의 셀을 커버하고 제 2 방향으로는 3개의 셀을 커버할 수 있다. 이렇게 해서, 운반 장치(100)는 그리드(200)를 가로질러 언제 든지 한번에 하나 보다 많은 용기를 회수하고 배치하도록 배치될 수 있다. 유사하게, 운반 장치(100)는 운반 장치(100)의 본체/샤시 내부에 용기의 적층체를 보관하도록 제 3 방향으로 하나 보다 많은 용기를 담도록 형성될 수 있다.
도 15 내지 18 중 어느 하나에 나타나 있는 바와 같은 제 5 예에 따른 운반 장치(100)에 대해, 이 예에 대한 추가의 수정이 가능하다. 예컨대, 제 5 예는 선형 유도 모터를 사용하는 것으로 앞에서 설명되었고, 이 모터를 위한 구동 코일은 운반 장치(100)에 장착되고, 대응하는 반작용 플레이트가 레일(예컨대, 강으로 뒷받침되는 알루미늄으로 형성됨)에 형성되어 있다. 그러나, 그러한 배치는 반대로 할 수 있는데, 반작용 플레이트가 강을 포함하는 운반 장치(100)에 형성되어, 레일에 형성되어 있는 선형 모터(구동 코일을 포함함)와 자기 회로를 완성할 수 있다. 이 예에서, 레일에 장착되는 선형 모터는 적절한 전류 및 전압으로 구동되어, 운반 장치(100)에 있는 반작용 플레이트에서 반대의 전압을 유도한다. 이러한 유도 전류 및 전압을 사용하여, 운반 장치(100)를 부양시킬 수 있고 그리고/또는 운반 장치(100)를 특정한 방향으로 이동시킬 수 있다.
대안적으로, 도 15 내지 18에 나타나 있는 선형 유도 모터 대신에 선형 동기 모터가 사용될 수 있다. 이 수정예에서, 구동 코일은 운반 장치(100)에 장착되고, 대응하는 영구 자석이 레일에 장착된다. 이렇게 해서, 운반 장치와 레일의 조합은 선형 동기 모터라고 생각한다. 운반 장치에 있는 구동 코일은 적절한 전압 및 전류로 구동되어, 레일에 있는 영구 자석의 자기장과는 반대인 자기장을 형성한다. 그러므로, 전압 및 전류의 선택적인 인가에 의해 운반 장치(200)가 부양 및/또는 이동될 수 있다.
유사하게, 이 수정예에서, 선형 동기 모터는, 영구 자석을 운반 장치(100)에 장착하고 구동 코일을 레일에 장착하여 형성될 수 있다. 이렇게 해서, 코일을 적절한 전압과 전류로 구동시켜, 운반 장치(100)에 있는 영구 자석의 자기장과 반발하는 자기장을 레일 주위에 발생시킴으로써 운반 장치(100)의 부양 및/또는 운동이 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 대한 전술한 설명은 실례 들기 및 설명의 목적으로 주어진 것이다. 전술한 설명은 포괄적이거나 본 발명을 개시된 바로 그 형태에 한정하려는 의도는 없다. 본 발명의 요지와 범위에서 벗어나지 않는 수정과 변화가 이루어질 수 있다.

Claims (23)

  1. 용기를 운반하도록 배치되는 운반 장치로서, 용기는 복수의 적층체에 상기 용기를 보관하도록 배치되는 설비에 보관되며, 이 설비는 상기 적층체 위에서 그리드형 구조물을 형성하도록 셀에 배치되는 복수의 경로를 포함하고, 상기 그리드형 구조물은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 연장되어 있고, 상기 운반 장치는 상기 그리드형 구조물 상에서 작동하도록 배치되고, 상기 운반 장치는 이 운반 장치를 상기 제 1 방향 및/또는 제 2 방향으로 구동시키도록 배치되는 전방향(omnidirectional) 구동 유닛을 포함하는, 용기를 운반하도록 배치되는 운반 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방향 구동 유닛은,
    실질적으로 볼형인 구름 수단;
    휠의 회전 방향에 수직으로 배치되는 회전 요소를 포함하는 휠;
    조향 가능한 휠;
    가스 젯트 발생기;
    선형 모터; 및
    자기적 부양 발생기
    중의 적어도 하나를 포함하는, 운반 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 운반 장치는 상기 그리드형 구조물 위에서 상기 운반 장치를 지지하도록 배치되는 지지 유닛을 더 포함하는, 운반 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    실질적으로 볼형인 구름 수단;
    휠의 회전 방향에 수직으로 배치되는 회전 요소를 포함하는 휠;
    조향 가능한 휠;
    가스 부상 발생기;
    선형 모터; 및
    자기적 부양 발생기
    중의 적어도 하나를 포함하는, 운반 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전방향 구동 유닛과 지지 유닛은 일체적으로 형성되어 있는, 운반 장치.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실질적으로 볼형인 구름 수단은 상기 그리드형 구조물에 형성되어 있는 채널에서 이동하도록 배치되어 있는, 운반 장치.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실질적으로 볼형인 구름 수단은 상기 운반 장치의 코너에 배치되어 있는, 운반 장치.
  8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조향 가능한 휠은 상기 운반 장치의 코너에 배치되어 있는, 운반 장치.
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선형 모터는 이 선형 모터를 상기 그리드형 구조물 쪽으로 또한 그로부터 멀어지게 상승 및 하강시키도록 배치되는 리프팅 유닛을 포함하는, 운반 장치.
  10. 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전방향 구동 유닛은 선형 모터를 포함하고, 지지 유닛(102)은 실질적으로 볼형인 구름 수단을 포함하는, 운반 장치.
  11. 제 2 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전방향 구동 유닛은 운반 장치의 바닥 면 주위에 배치되는 선형 모터를 포함하는, 운반 장치.
  12. 제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전방향 구동 유닛은 운반 장치의 바닥 면 주위에 배치되는 선형 모터를 포함하고, 상기 지지 유닛(102)은 운반 장치의 바닥 면 주위에 배치되는 실질적으로 볼형인 구름 수단을 포함하는, 운반 장치.
  13. 보관 시스템으로서,
    X-방향으로 연장되어 있는 제 1 세트의 평행한 레일 또는 트랙, 및 복수의 그리드 공간을 포함하는 그리드 패턴을 형성하기 위해 실질적으로 수평인 평면 내에서 상기 제 1 세트에 대해 횡으로 Y-방향으로 연장되어 있는 제 2 세트의 평행한 레일 또는 트랙;
    상기 레일 아래에 위치되고, 각 적층체가 단일 그리드 공간의 풋프린트 내에 위치되도록 배치되는 복수의 용기 적층체; 및
    제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 운반 장치를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 운반 장치는 상기 적층체 위에서 X 및/또는 Y 방향으로 이동하도록 배치되는, 보관 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 운반 장치는 상기 보관 시스템에서 단일의 그리드 공간만 차지하는 풋프린트를 가지며, 그래서 하나의 그리드 공간을 차지하는 운반 장치는 X 및 Y 방향으로 인접 그리드 공간을 차지하거나 횡단하는 운반 장치를 방해하지 않는, 보관 시스템.
  15. 용기를 운반하도록 배치되는 운반 장치를 제어하는 방법으로서, 용기는 복수의 적층체에 상기 용기를 보관하도록 배치되는 설비에 보관되며, 이 설비는 상기 적층체 위에서 그리드형 구조물을 형성하도록 셀에 배치되는 복수의 경로를 포함하고, 상기 그리드형 구조물은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 연장되어 있고, 상기 운반 장치는 상기 그리드형 구조물 상에서 작동하도록 배치되고,
    상기 방법은 전방향으로 운반 장치를 상기 제 1 방향 및/또는 제 2 방향으로 구동시키는 것을 포함하는, 운반 장치를 제어하는 방법.
  16. 보관 시스템으로서,
    X-방향으로 연장되어 있는 제 1 세트의 평행한 레일 또는 트랙, 및 복수의 그리드 공간을 포함하는 그리드 패턴을 형성하기 위해 실질적으로 수평인 평면 내에서 상기 제 1 세트에 대해 횡으로 Y-방향으로 연장되어 있는 제 2 세트의 평행한 레일 또는 트랙;
    상기 레일 아래에 위치되고, 각 적층체가 단일 그리드 공간의 풋프린트 내에 위치되도록 배치되는 복수의 용기 적층체; 및
    적어도 하나의 운반 장치를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 운반 장치는 레일의 적층체 위에서 X 및 Y 방향으로 옆으로 선택적으로 이동하도록 배치되며,
    상기 적어도 하나의 운반 장치는 X 방향으로 구동하도록 배치되는 운반 장치의 제 1 면에 위치되는 제 1 세트의 휠 및 Y 방향으로 구동하도록 배치되는 운반 장치의 제 2 면에 위치되는 제 2 세트의 휠을 포함하고, 상기 제 2 면은 상기 제 1 면에 실질적으로 수직이고,
    상기 제 1 세트의 평행한 레일은, 상기 제 2 세트의 휠이 구동될 때 상기 제 1 세트의 휠이 Y 방향으로 이동할 수 있는 영역을 포함하고, 상기 제 2 세트의 평행한 레일은, 상기 제 1 세트의 휠이 구동될 때 상기 제 2 세트의 휠이 X 방향으로 이동할 수 있는 영역을 포함하는, 보관 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 운반 장치는 상기 보관 시스템에서 단일의 그리드 공간만 차지하는 풋프린트를 가지며, 그래서 하나의 그리드 공간을 차지하는 운반 장치는 X 및 Y 방향으로 인접 그리드 공간을 차지하거나 횡단하는 운반 장치를 방해하지 않는, 보관 시스템.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 운반 장치는 상기 제 1 세트의 휠 및/또는 제 2 세트의 휠을 조절하도록 배치되는 직경 조절 유닛을 포함하는, 보관 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 세트의 휠을 구동시키고자 할 때, 상기 직경 조절 유닛은 상기 제 2 세트의 휠의 직경을 감소시키도록 배치되고, 그리고 상기 제 2 세트의 휠을 구동시키고자 할 때, 상기 직경 조절 유닛은 상기 제 1 세트의 휠의 직경을 감소시키도록 배치되는, 보관 시스템.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 직경 조절 유닛은,
    상기 제 1 세트의 휠 및/또는 제 2 세트의 휠에 있는 가스의 양을 증가/감소시키기;
    상기 제 1 세트의 휠 및/또는 제 2 세트의 휠의 타이어 표면을 자기적으로 팽창/수축시키기;
    상기 제 1 세트의 휠 및/또는 제 2 세트의 휠의 타이어 표면을 전기 기계적으로 조절하기; 및
    상기 제 1 세트의 휠 및/또는 제 2 세트의 휠의 타이어 표면의 기계적 조절
    중의 적어도 하나로 휠 직경을 조절하도록 배치되어 있는, 보관 시스템.
  21. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 세트의 휠 및 제 2 세트의 휠은 휠의 회전 방향에 수직하게 배치되는 회전 요소를 포함하는 휠을 포함하는, 보관 시스템.
  22. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 세트의 평행한 레일의 영역은 상기 Y 방향으로 회전하도록 배치되는 제 1 롤러를 포함하고, 상기 제 2 세트의 평행한 레일은 상기 X 방향으로 회전하도록 배치되는 롤러를 포함하는, 보관 시스템,
  23. 보관 시스템을 제어하는 방법으로서, 상기 보관 시스템은.
    X-방향으로 연장되어 있는 제 1 세트의 평행한 레일 또는 트랙, 및 복수의 그리드 공간을 포함하는 그리드 패턴을 형성하기 위해 실질적으로 수평인 평면 내에서 상기 제 1 세트에 대해 횡으로 Y-방향으로 연장되어 있는 제 2 세트의 평행한 레일 또는 트랙;
    상기 레일 아래에 위치되고, 각 적층체가 단일 그리드 공간의 풋프린트 내에 위치되도록 배치되는 복수의 용기 적층체; 및
    적어도 하나의 운반 장치를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 운반 장치는 X 방향으로 구동하도록 배치되는 운반 장치의 제 1 면에 위치되는 제 1 세트의 휠 및 Y 방향으로 구동하도록 배치되는 운반 장치의 제 2 면에 위치되는 제 2 세트의 휠을 포함하고, 상기 제 2 면은 상기 제 1 면에 실질적으로 수직이고,
    상기 제 1 세트의 평행한 레일은, 상기 제 2 세트의 휠이 구동될 때 상기 제 1 세트의 휠이 Y 방향으로 이동할 수 있는 영역을 포함하고, 상기 제 2 세트의 평행한 레일은, 상기 제 1 세트의 휠이 구동될 때 상기 제 2 세트의 휠이 X 방향으로 이동할 수 있는 영역을 포함하며,
    상기 방법은 상기 운반 장치를 X 및 Y 방향으로 옆으로 선택적으로 이동시키는 것을 포함하는, 보관 시스템을 제어하는 방법.
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