KR20210060668A - 로봇식 서비스 장치 - Google Patents

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KR20210060668A
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마크 프라이어
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시디끄 샤이크
스베르커 린드보
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오카도 이노베이션 리미티드
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Abstract

로봇식 피킹 시스템 그리드 상에서 사용하기 위한 로봇식 서비스 장치(50)가 설명된다. 로봇식 서비스 장치(50)는 유지보수 작업 또는 세척을 수행하기 위하여 그리드(14) 상의 임의의 위치로 구동될 수 있다. 또한, 서비스 장치(50)는 피킹 시스템에서 작동하는 로봇식 로드 핸들링 장치(30)를 회수하는데 사용될 수 있다. 로봇식 서비스 장치(50)는 해제가능한 도킹 기구(58)를 포함하여 고장난 로드 핸들링 장치(30)에 도킹 및 래칭할 수 있다. 서비스 장치(50)는 세척 수단(62, 64, 66) 및 카메라 수단(60)을 구비하여 그리드(14)의 상태 및 다른 로봇식 장치를 모니터링할 수도 있다.

Description

로봇식 서비스 장치{ROBOTIC SERVICE DEVICE}
본 발명은 로봇식 피킹 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 그러나 비배타적으로, 로봇식 피킹 시스템에서 사용하기 위한 로봇식 서비스 장치 및 그러한 시스템의 신뢰성을 향상시키는 방법에 관한 것이다.
본 출원은 2014년 3월 18일에 출원된 영국 특허 출원번호 GB1404870.6에 대한 우선권을 주장하고, 상기 출원의 내용은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
일부 상업적 및 산업적 활동은 대량의 상이한 제품을 저장하고 회수할 수 있는 시스템을 필요로 한다. 복수의 제품 라인에서 저장 및 회수를 위한 시스템의 공지된 한 가지 유형은 저장 용기 또는 컨테이너를 차곡차곡 스택으로 배열하고 스택을 줄지어 배열하는 것을 포함한다. 저장 용기 또는 컨테이너는 상부로부터 접근되어, 열 사이 통로의 필요성을 제거하고, 주어진 공간에 더 많은 컨테이너가 저장되도록 해준다.
줄지어 적층된 컨테이너를 취급하는 방법은 수십년간 잘 알려져 있다. 일부 그러한 시스템에서, 예컨대 Bertel의 US 2,701,065에 설명된 바와 같이, 그러한 컨테이너를 저장하는 것과 관련된 저장 부피를 감소시키기 위하여 줄지어 배열되는 단독으로 서 있는(freestanding) 컨테이너 스택을 포함하지만, 여전히 필요한 경우 특정 컨테이너에 대한 접근을 제공한다. 주어진 컨테이너에 대한 접근은 주어진 컨테이너를 쌓고 스택으로부터 제거하는데 사용될 수 있는 상대적으로 복잡한 호이스팅 메커니즘을 제공함으로써 가능하게 된다. 그러나, 그러한 시스템의 비용은 많은 경우에 비실용적이고, 그러한 시스템은 주로 대형 운송 컨테이너의 저장 및 취급을 위해 상업화되어 있다.
단독으로 서 있는 컨테이너를 사용하고 또한 특정 컨테이너를 회수하고 저장하는 메커니즘을 제공하는 컨셉은, 예컨대 Cimcorp의 EP 0 767 113 B에 설명된 바와 같이 추가로 발전되어 왔다. '113 문헌은 복수의 적층된 컨테이너를 제거하고, 컨테이너 스택의 주위에 하강되는 직사각형 튜브의 형태이고, 스택에서 임의의 층에 있는 컨테이너를 집을 수 있도록 구성된 로봇식 로드 핸들러를 사용하는 메커니즘을 개시하고 있다. 이러한 방식으로, 수개의 컨테이너가 스택으로부터 한 번에 들어 올려질 수 있다. 이동가능한 튜브가 수개의 컨테이너를 하나의 스택의 상단면으로부터 다른 스택의 상단면으로 이동하거나, 또는 컨테이너를 스택으로부터 외부 장소로 또는 그 반대로 이동하는데 사용될 수 있다. 그러한 시스템은 단일 스택에 있는 모든 컨테이너가 동일한 제품을 수용하는 경우(단일 제품 스택으로 지칭됨)에 특히 유용할 수 있다.
'113 문헌에 설명된 시스템에서, 가장 높은 컨테이너 스택이 단일 작업으로 추출될 수 있도록, 튜브의 높이는 적어도 가장 큰 컨테이너 스택의 높이만큼은 되어야 한다. 따라서, 창고와 같은 밀폐된 공간에서 사용될 때, 스택의 최대 높이는 로드 핸들러의 튜브를 수용할 필요성에 의해 제한된다.
원용에 의해 본 명세서에 포함되는 EP 1037828 B1(Autostore)은 컨테이너 스택이 프레임 구조물 내에 배열되는 시스템을 설명하고 있다. 이러한 유형의 시스템이 첨부된 도면의 도 1 내지 4에 개략적으로 도시되어 있다. 로봇식 로드 핸들링 장치는 스택의 최상단면상에 있는 트랙 시스템 상에서 스택의 주위로 제어가능하게 이동될 수 있다.
로봇식 로드 핸들링 장치의 한가지 형태는 원용에 의해 본 명세서에 포함되는 노르웨이 특허번호 317366에 추가적으로 설명되어 있다. 도 3(a) 및 3(b)는 각각 후방과 전방으로부터의 로드 핸들링 장치의 개략적 사시도이고, 도 3(c)는 용기를 들어올리는 로드 핸들링 장치의 개략적 전방 사시도이다.
로드 핸들링 장치의 추가적 발전은 영국 특허 출원번호 1314313.6에 설명되어 있고, 여기에서 각각의 로봇식 로드 핸들러는 오직 하나의 그리드 공간을 커버하기 때문에, 더 높은 밀도의 로드 핸들러 및 주어진 크기의 시스템에 대해 더 높은 처리량을 가능하게 한다.
그러한 용기 핸들링 시스템의 어떤 실시예에서, 단일 그리드 상에서 작동하는 매우 많은 수의 로드 핸들링 장치가 존재할 수 있다. 이러한 로드 핸들링 장치는 때때로 문제를 겪을 수 있을 수 있고, 유용한 서비스로 복귀하기 위하여 수리 또는 다른 개입을 요구할 수 있다. 또한, 세척이 필요한 그리드 상의 유출물 또는 먼지 또는 때의 축적이 존재할 수도 있다.
고장난 로드 핸들링 장치를 회수하거나 또는 그리드를 청소하기 위하여, 사용자는 스택 상의 그리드에 접근하고, 필요한 작업을 수작업으로 수행하여 로드 핸들링 장치를 수리 또는 제거하거나 또는 그리드를 청소할 필요가 있다는 것이 전술한 종래 시스템의 단점이다.
이러한 작업이 안전하게 수행되기 위하여, 사용자의 접근이 허용되기 전에 그리드 상의 모든 로봇식 로드 핸들러를 정지시킬 필요가 있다. 사용하고 있는 로봇식 로드 핸들러의 개수가 더 많고 그리드가 더 클수록, 고장 발생의 가능성이 더 높아지고, 정지되어야 하는 유닛의 개수로 인하여 각각의 고장이 초래하는 결과가 증가된다.
본 발명에 따르면, 로봇식 피킹 시스템 상에서 작동하는 서비스 장치가 제공되는데, 상기 로봇식 피킹 시스템은 그리드를 형성하는 실질적으로 서로 수직한 두 세트의 레일 및 상기 레일 상의 로봇식 로드 핸들링 장치를 포함하고, 상기 서비스 장치는 두 세트의 휠에 장착되는 바디를 포함하고, 제1 세트의 휠은 제1 세트의 레일 중 적어도 2개의 레일과 맞물리도록 배치되고, 제2 세트의 휠은 제2 세트의 레일 중 적어도 2개의 레일과 맞물리도록 배치되고, 상기 제1 세트의 휠은 상기 제2 세트의 휠에 대하여 독립적으로 이동 및 구동이 가능하여, 오직 한 세트의 휠이 임의의 시간에 상기 그리드와 맞물림으로써, 레일과 맞물린 휠 세트만을 구동하여 상기 그리드 상의 임의의 지점으로 레일을 따라 상기 서비스 장치를 이동시키는 것이 가능하고, 상기 서비스 장치는 해제가능한 래칭 기구를 더 구비하고, 상기 래칭 기구는 상기 그리드 상에 존재하는 임의의 로드 핸들링 장치에 상기 서비스 장치를 해제가능하게 도킹하도록 작동가능하고, 상기 래칭 기구는 상기 로드 핸들링 장치를 상기 그리드로부터 고립시키도록 작동가능하여, 상기 서비스 장치가 상기 로드 핸들링 장치를 제어하고, 피킹 시스템의 제어 하에 상기 그리드 상의 미리 정해진 위치로 상기 로드 핸들링 장치를 이동시킨다.
본 발명에 따르면, 로봇식 피킹 시스템 상에서 작동하는 서비스 장치가 추가로 제공되는데, 상기 로봇식 피킹 시스템은 그리드를 형성하는 실질적으로 서로 수직한 두 세트의 레일 및 상기 레일 상의 로봇식 로드 핸들링 장치를 포함하고, 상기 서비스 장치는 두 세트의 휠에 장착되는 바디를 포함하고, 제1 세트의 휠은 제1 세트의 레일 중 적어도 2개의 레일과 맞물리도록 배치되고, 제2 세트의 휠은 제2 세트의 레일 중 적어도 2개의 레일과 맞물리도록 배치되고, 상기 제1 세트의 휠은 상기 제2 세트의 휠에 대하여 독립적으로 이동 및 구동이 가능하여, 오직 한 세트의 휠이 임의의 시간에 상기 그리드와 맞물림으로써, 레일과 맞물린 휠 세트만을 구동하여 상기 그리드 상의 임의의 지점으로 레일을 따라 상기 서비스 장치를 이동시키는 것이 가능하고, 상기 서비스 장치는 세척 기구를 더 구비하고, 상기 세척 기구는 그리드 시스템 상에 존재하는 오염물을 제거하기 위한 수단을 포함한다.
이러한 방식으로서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 극복하고, 하나 이상의 자동화된 서비스 로봇의 배치에 의해 신뢰성을 증가시키고 대형 용기 핸들링 시스템의 전체 비용을 감소시키는 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명은 이하 첨부된 개략적 도면을 참고하여 설명될 것이다.
도 1은 공지된 저장 시스템에서 복수의 용기 스택을 수용하기 위한 프레임 구조물의 개략적 사시도이다.
도 2는 도 1의 프레임 구조물 일부의 개략적 평면도이다.
도 3(a) 및 3(b)는 각각 도 1 및 2의 프레임 구조물과 함께 사용하기 위한 로봇식 로드 핸들링 장치의 한가지 형태의 전방과 후방으로부터의 개략적 사시도이고, 도 3(c)는 용기를 리프팅하는데 사용되고 있는 공지된 로드 핸들링 장치의 개략적 사시도이다.
도 4는 도 1 및 2의 프레임 구조물 상에 설치된 도 3(a), 3(b), 및 3(c)에 도시된 유형의 복수의 로드 핸들링 장치를 포함하는 공지된 저장 시스템 및 본 발명의 한가지 형태에 따른 로봇식 서비스 장치의 개략적 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 로봇식 서비스 장치의 개략적 사시도이다.
도 6은 도 5의 서비스 장치 일부의 개략적 사시도로서, 상기 로봇식 서비스 장치에 위치한 래칭 기구 및 카메라 수단을 도시하고 있다.
도 7(a) 및 7(b)는 도 5 및 6의 로봇식 서비스 장치의 개략적 측면도로서, 휠, 구동 시스템, 및 세척 기구를 도시하고 있다.
도 8은 고장난 로드 핸들링 장치를 수집하는데 사용되고 있는 도 5 내지 7의 로봇식 서비스 장치의 개략적 사시도이다.
도 9는 고장난 로드 핸들링 장치를 로봇식 서비스 장치에 래칭하기에 적합한 래칭 기구의 확대도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로봇식 서비스 장치의 개략적 사시도로서, 서비스 장치는 실질적으로 브릿지 형상이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 10의 로봇식 서비스 장치의 개략적 측면도로서, 현장에서 고장난 로드 핸들링 장치 위에 있는 서비스 장치를 도시하고 있다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 로봇식 서비스 장치의 개략적 사시도로서, 서비스 장치는 실질적으로 U자 형상이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 로봇식 서비스 장치의 개략적 사시도로서, 복수의 서비스 장치가 고장난 서비스 장치와 결합하도록 작동하여 고장난 서비스 장치를 그리드로부터 이동 또는 제거한다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 로봇식 서비스 장치의 개략적 사시도로서, 복수의 서비스 장치의 다른 구조를 도시하고 있다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 로봇식 서비스 장치의 개략적 사시도로서, 복수의 서비스 장치의 추가적 구조를 도시하고 있다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 로봇식 서비스 장치의 개략적 사시도로서, 서비스 장치에 승객 또는 사용자를 싣는 것이 가능한 시트가 구비되어 있다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 용기(10)로 알려진 적층가능한 컨테이너가 스택(12)을 형성하도록 차곡차곡 적층되어 있다. 스택(12)은 창고 또는 제조 환경에서 그리드 프레임 구조물(14)에 배치되어 있다. 도 1은 프레임 구조물(14)의 개략적 사시도이고, 도 2는 프레임 구조물(14) 내에 배치된 용기(10)의 단일 스택(12)을 도시하고 있는 하향식 도시이다. 각각의 용기(10)는 일반적으로 복수의 제품 아이템(미도시)를 수용하고, 용기(10) 내부의 제품 아이템은 적용예에 따라 동일할 수도 있고, 상이한 제품 유형일 수도 있다.
프레임 구조물(14)은 수평 부재(18, 20)를 지지하는 복수의 직립 부재(16)를 포함한다. 제1 세트의 평행한 수평 부재(18)는 제2 세트의 평행한 수평 부재(20)에 수직하게 배치되어 직립 부재(16)에 의해 지지되는 복수의 수평 그리드 구조물을 형성한다. 이러한 부재들(16, 18, 20)은 일반적으로 금속으로 제조된다. 용기(10)는 프레임 구조물(14)의 부재들(16, 18, 20) 사이에 적층되어, 프레임 구조물(14)이 용기(10)의 스택(12)의 수평 이동을 보호하고, 용기(10)의 수직 이동을 안내한다.
프레임 구조물(14)의 최상층은 스택(12)의 최상단을 가로지르는 그리드 패턴에 배치된 레일(22)을 포함한다. 추가적으로 도 3 및 4를 참조하면, 레일(22)은 복수의 로봇식 로드 핸들링 장치(30)를 지지한다. 제1 세트(22a)의 평행 레일(22)은 프레임 구조물(14)의 최상단을 가로지르는 제1 방향(X)으로 로드 핸들링 장치(30)의 이동을 안내하고, 제1 세트(22a)에 수직하게 배치된 제2 세트(22b)의 평행 레일(22)은 제1 방향에 수직한 제2 방향(Y)으로 로드 핸들링 장치(30)의 이동을 안내한다. 이러한 방식으로, 레일(22)은 XY 평면에서 2차원으로 로드 핸들링 장치의 이동을 허용하여, 로드 핸들링 장치(33)가 임의의 스택(12) 위의 위치로 이동될 수 있다.
각각의 로드 핸들링 장치(30)는 스택(12) 위에서 프레임 구조물(14)의 레일(22) 상에서 X 및 Y 방향으로 이동하도록 배치된 차량(32)을 포함한다. 차량(32)의 전방에 있는 한 쌍의 휠(34) 및 차량(32)의 후방에 있는 한 쌍의 휠(34)로 구성된 제1 세트의 휠(34)이 제1 세트(22a)의 레일(22) 중 2개의 인접한 레일과 맞물리도록 배치된다. 유사하게, 차량의 각 측면에 있는 한 쌍의 휠(34)로 구성된 제2 세트의 휠(36)이 제2 세트(22b)의 레일(22) 중 2개의 인접한 레일과 맞물리도록 배치된다. 각 세트의 휠(34, 36)은 승강될 수 있어서, 제1 세트의 휠(34) 또는 제2 세트의 휠(36)이 임의의 시간에 각 세트의 레일(22a, 22b)과 맞물린다.
제1 세트의 휠(34)이 제1 세트의 레일(22a)과 맞물리고 제2 세트의 휠(36)이 레일(22)로부터 상승되어 치워질 때, 휠(34)은 X 방향으로 로드 핸들링 장치(30)를 이동시키기 위하여, 차량(32)에 수용된 구동 메커니즘(미도시)을 이용하여 구동될 수 있다. 로드 핸들링 장치(30)를 Y 방향으로 이동시키기 위하여, 제1 세트의 휠(34)은 레일(22)로부터 상승되어 치워지고, 제2 세트의 휠(36)은 제2 세트의 레일(22a)과 맞물리도록 하강된다. 그러면 구동 메커니즘이 Y 방향 운동을 위하여 제2 세트의 휠(36)을 구동하는데 사용될 수 있다.
이러한 방식으로, 하나 이상의 로봇식 로드 핸들링 장치(30)가 중앙 피킹 시스템(미도시)의 제어 하에 프레임 구조물(14) 상에서 스택(12)의 최상단면 주위로 이동할 수 있다. 각각의 로봇식 로드 핸들링 장치(30)는 필요한 제물에 접근하기 위하여 스택으로부터 하나 이상의 용기 또는 컨테이너를 리프팅하기 위한 수단을 구비한다. 이러한 방식으로, 복수의 제품이 임의의 시간에 그리드 및 스택에서 복수의 위치로부터 접근될 수 있다.
도 4는 전술한 전형적인 저장 시스템을 도시하고 있는데, 이러한 시스템은 스택(12) 상에서 작동하는 복수의 로드 핸들링 장치(30)를 가진다. 또한, 로봇식 서비스 장치(50)가 그리드(14) 상에 위치한다.
임의의 형태의 로드 핸들링 장치(30)가 사용될 수 있고, 로봇식 서비스 장치는 그러한 임의의 로드 핸들링 장치(30)와 상호작용하도록 적절히 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
로봇식 서비스 장치(50)의 제2 유형의 제1 형태가 이하 도 5 내지 7을 참조하여 설명될 것이다.
도 5를 참조하면, 로봇식 서비스 장치(50)는 제1 및 제2 세트의 휠(54, 56)을 가진 차량(52)을 포함하고, 제1 및 제2 세트의 휠(54, 56)은 각각 제1 및 제2 세트(22a, 22b)의 레일(22)과 맞물릴 수 있다.
로봇식 서비스 장치(50)는 로봇식 로드 핸들링 장치(30)의 구성에 추가적인 구성을 구비한다. 도 5 및 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 서비스 장치(50)는 해제가능한 래칭 기구(58) 및 카메라 수단(60)을 구비한다. 또한, 서비스 장치(50)는 각 세트의 휠(54, 56)에 인접하여 장착된 브러시 기구(62)와 진공 세척 시스템(64)과 같은 세척 수단을 구비한다. 또한, 서비스 장치(50)는 중앙 피킹 시스템(미도시)의 제어 하에 적절한 세제를 방출할 수 있는 스프레이 장치(66)를 포함한다.
로드 핸들링 장치(30)의 작동과 유사한 방식으로, 로봇식 서비스 장치(50)의 제1 및 제2 세트의 휠(54, 56)이 차량(52)에 대하여 수직으로 이동되어, 휠(54, 56)을 대응 세트의 레일(22a, 22b)과 결합 또는 분리할 수 있다. 적절한 세트의 휠(54, 56)을 맞물리고 구동함으로써, 로봇식 서비스 장치(50)는 프레임 구조물(14)의 최상단의 수평면에서 X 및 Y 방향으로 이동될 수 있다.
로봇식 로드 핸들링 장치(30a)의 고장 또는 오작동의 경우에, 로봇식 서비스 장치(50)는 그리드(14) 상에서 고장난 장치(30a)에 인접한 위치로 이동된다. 고장난 장치(30a)에 일단 인접하면, 서비스 장치(50)의 카메라 수단(60)이 제어 위치(미도시)로부터 상황을 살펴보는데 사용될 수 있다. 로드 핸들링 장치(50a)가 그리드(14)로부터 제거될 필요가 있으면, 서비스 장치(50)는 도 8에 도시된 바와 같이 고장난 로드 핸들링 장치(30a)에 해제가능하게 래칭될 수 있다. 그러면 서비스 장치(50)는 고장난 장치(30a)를 서비스되거나 또는 그리드로부터 완전히 제거될 수 있는 위치로 조작하는데 사용될 수 있다.
해제가능한 래칭 시스템(58)의 형태가 도 5 내지 9에 도시된 바와 같을 필요는 없고, 임의의 적절한 형태의 해제가능한 래칭 기구가 사용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 래칭 기구(58)는 고장난 로봇식 로드 핸들러에 연결되어, 원하는 위치로 밀거나, 당기거나 또는 끌어올 수 있도록, 그리드로부터 리프팅하여 치우거나 또는 고장난 장치의 휠 세트를 승강시킬 수 있다. 래칭 기구(58)는 또한 고장난 유닛의 그립퍼 기구가 그리드로부터 철수되도록 하기 위한 장치를 포함하거나, 또는 로봇식 로드 핸들러(30)에 임의의 다른 기계적 또는 전기적 개입을 만들 수 있다.
또한, 서비스 장치(50)는 카메라 수단(60) 대신에 또는 추가하여 센서 수단을 구비할 수 있다. 예컨대, 서비스 장치(50)는 센서를 구비하여, 시스템 작업자가 고장난 또는 정지한 로봇식 로드 핸들러(30)의 문제점을 원격으로 진단할 수 있게 해준다. 이것은 설치된 진단 시스템을 통해 문제점을 점검 또는 진단하기 위하여 로봇식 로드 핸들러(30)의 포트에 연결되는 전기적 연결 수단을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이것은 또한 로드 핸들링 장치(30) 내에서 통신 기능을 평가하기 위한 초음파 감지기, 엑스레이 카메라, 또는 센서와 같은 센서를 포함할 수 있다.
또한, 서비스 장치(60)는 서비스 장치(50)가 로봇식 로드 핸들링 장치(30)를 리셋할 수 있도록 앞서 논의된 센서에 추가 또는 대신하여 리셋 수단을 포함할 수 있다. 리셋 수단은 원격 작동 매니퓰레이터 장치와 같은 기계적 수단을 포함할 수 도 있고, 또는 원격 작동 전기적 리셋 수단을 포함할 수 있다. 만약 로드 핸들링 장치(30)가 단순히 그리드의 일부에 잠시 걸린 것이라고 진단이 암시하면, 기계적 매니퓰레이터는 로드 핸들링 장치(30)를 밀도록 원격으로 더 작동될 수 있다. 대안적으로, 기계적 장치는 서비스 장치(50)와 함께 작동하여, 그리드의 대안적 부분으로 또는 그리드로부터 완전히 벗어나도록 로드 핸들링 장치를 밀어줄 수 있다.
로봇식 서비스 장치(50)의 다른 용도에서, 장치(50)는 그리드(14)의 상태를 결정하도록 그리드(14) 위로 이동하도록 사용된다. 예컨대, 시간이 지남에 따라 유출물과 먼지가 그리드(14) 상에 축적될 수 있다. 서비스 장치(50)는 트랙션 측정 시스템을 구비할 수 있어서, 예컨대 유출물이 존재하여 그리드(14) 상의 로봇식 로드 핸들러(30)에 대한 트랙션이 감소되었는지 여부를 결정하기 위하여, 하나 이상의 휠(56)이 구동되면서 하나 이상의 휠(54)은 정지된다. 서비스 장치(50)는 그리드(14) 상에 전개될 수 있고, 카메라 수단(60)은 그리드(14)의 상태를 원격으로 관찰하는데 사용된다. 브러시 기구(62), 스프레이 세제(66), 및 진공 시스템(64)이 그리드(14)를 세척하도록 적절하게 사용될 수 있다.
그리드를 미끄럽게 만드는 그리드 상의 기름과 같은 제품의 유출물은 휠 상의 미끌림 탐지를 사용하여 일반 로봇식 로드 핸들러에 의해 탐지될 수 있다. 기름이 그리드의 많은 부분에 확산되는 것을 방지하기 위하여 이러한 문제는 즉시 처리되는 것이 중요하다. 제안된 방법은 이 문제를 처리하기 위하여 로봇식 서비스(50)의 몇가지 측면을 이용할 것이다. 사용 시, 미끄러짐을 겪는 임의의 로봇 장치는 정지될 것이다. 잠재적 유출의 미리 정해진 반경 내에서 있는 다른 로봇식 장치도 또한 정지될 것이다. 피킹 제어 시스템은 소프트웨어로 모든 잠재적으로 영향받는 그리드의 영역을 차단하는데 사용될 수 있어서, 다른 로봇식 장치(30, 50)는 영향받는 영역에 접근할 수 없다. 하나 이상의 로봇식 서비스 장치는 이제 정지된 로봇식 장치 주위의 영역을 초기에 세척하도록 전개될 수 있다. 전개된 서비스 장치(50)의 구동 기구는 모든 유출물이 제대로 제거되었는지를 보장하기 위하여 트랙션을 측정하는데 사용될 수 있다. 로봇식 서비스 장치(50)는 휠들이 세척될 수 있도록 영향받은 로봇식 로드 핸들링 장치(30)를 유지보수 영역으로 집어서 제거하는데 사용될 수 있다. 추가의 로봇식 서비스 장치가 그리드의 모든 부분에 충분한 트랙션이 존재할 때까지 영향받은 영역을 세척 완료하도록 전개될 수 있다.
또한, 로봇식 서비스 장치(50)는 트랙과 그리드의 기계적 상태를 평가하기 위한 수단을 구비할 수 있다. 예컨대, 서비스 장치(50)는 전술한 센서 또는 카메라 수단을 사용하여, 로봇식 로드 핸들링 장치(30)의 상태를 평가하는 것에 추가하여 또는 이와는 별도로 그리드의 상태를 평가할 수 있다. 예컨대, 로봇식 서비스 장치는 하우스키핑 단계 동안 그리드 상에 전개되어 트랙과 그리드의 안정성과 무결성을 보장할 수 있다.
서비스 장치(50)는 전술한 구성 중 전부, 하나, 또는 임의의 조합을 포함할 수 있고, 서비스 장치가 전술한 모든 센서와 구성을 포함하는 것이 본 발명에 본질적인 것이 아니라는 것을 이해할 것이다. 도 10 및 11은 본 발명의 제2 실시예를 도시하고 있다. 제1 실시예를 참조하여 설명된 것과 유사한 구성이 동일한 도면 번호로 참조될 것이다.
도 10은 로봇식 서비스 장치(150)의 대안적 형태를 도시하고 있다. 로봇식 서비스 장치(150)는 실질적으로 브릿지 형상의 차량(152)을 포함한다. 도 10 및 11을 참조하면, 로봇식 서비스 장치(150)는 제1 및 제2 세트의 휠(154, 156)을 가진 차량(152)을 포함하고, 제1 및 제2 세트의 휠(154, 156)은 각각 제1 및 제2 세트(22a, 22b)의 레일(22)과 맞물릴 수 있다. 브릿지 형상의 차량(152)은 로드 핸들링 장치(30)에 올라탈 수 있도록 크기가 정해진다. 서비스 장치(150)는 브릿지 부분의 아래로부터 전개될 수 있는 해제가능한 래칭 또는 후크 기구(158)를 구비한다.
사용 시, 로봇식 서비스 장치(150)의 제1 및 제2 세트의 휠(154, 156)은 차량(152)에 대하여 수직으로 이동되어 휠(154, 156)을 대응하는 세트의 레일(22a, 22b)에 결합 또는 분리할 수 있다. 적절한 세트의 휠(154, 156)을 결합하고 구동함으로써, 로봇식 서비스 장치(150)는 프레임 구조물(14)의 최상단의 수평면에서 X 및 Y 방향으로 이동될 수 있다.
이러한 방식으로, 서비스 장치(150)는 그리드(14) 상에 전개되고 고장난 로드 핸들링 장치(30)에 올라탈 수 있는 지점으로 구동되어, 래칭 또는 후크 기구(158)가 고장난 장치(30)를 그리드(14)로부터 리프팅하는데 사용될 수 있다. 피킹 제어 시스템은 고장난 로드 핸들링 장치(30)가 필요에 따라 제거될 수 있는 그리드(14) 상의 위치로 서비스 장치(150)를 이동시키는데 사용될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 제2 실시예의 서비스 장치는 제1 실시예에 대하여 설명된 구성을 포함할 수 있고, 이러한 구성은 브러시 기구(62), 진공 시스템(64), 스프레이 시스템(66), 트랙션 측정 시스템, 및 카메라 수단(60)을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 것과 유사한 방식으로 모두 작동한다는 것을 이해할 것이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예를 도시하고 있다. 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 대하여 설명된 것과 유사한 구성이 동일한 도면 번호로 참조될 것이다.
도 12를 참조하면, 로봇식 서비스 장치(250)는 제1 및 제2 세트의 휠(254, 256)을 가진 차량(252)을 포함하고, 제1 및 제2 세트의 휠(254, 256)은 각각 그리드(14)의 제1 및 제2 세트(22a, 22b)의 레일(22)과 맞물릴 수 있다. U자 형상의 차량(252)은 로드 핸들링 장치(30)을 에워쌀 수 있도록 크기가 정해진다. 서비스 장치(250)는 U자 형상부 내부로부터 전개될 수 있는 해제가능한 래칭 또는 후크 기구(258)를 구비한다.
사용 시, 로봇식 서비스 장치(250)의 제1 및 제2 세트의 휠(254, 256)은 차량(252)에 대하여 수직으로 이동되어 휠(254, 256)을 대응하는 세트의 레일(22a, 22b)에 결합 또는 분리할 수 있다. 적절한 세트의 휠(254, 256)을 결합하고 구동함으로써, 로봇식 서비스 장치(250)는 프레임 구조물(14)의 최상단의 수평면에서 X 및 Y 방향으로 이동될 수 있다.
이러한 방식으로, 서비스 장치(250)는 그리드(14) 상에서 전개되고 고장난 로드 핸들링 장치(30)를 둘러싸는 지점으로 구동되어, 래칭 또는 후크 기구(258)가 고장난 장치(30)를 당기거나, 밀거나, 또는 다르게 조작하는데 사용될 수 있다. 피킹 제어 시스템은 고장난 로드 핸들링 장치(30)가 필요에 따라 제거될 수 있는 그리드(14) 상의 위치로 서비스 장치(30)를 이동시키는데 사용될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 제3 실시예의 서비스 장치는 제1 및 제2 실시예에 대하여 설명된 구성을 포함할 수 있고, 이러한 구성은 브러시 기구(62), 진공 시스템(64), 스프레이 시스템(66), 트랙션 측정 시스템, 및 카메라 수단(60)을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 것과 유사한 방식으로 모두 작동한다는 것을 이해할 것이다.
래칭 장치는 반드시 후크의 형태를 취할 필요는 없고 임의의 적합한 래칭 수단이 사용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 래칭 수단은 자기식 또는 전자기식일 수 있다. 또한, 래칭 수단은 서비스 장치의 임의의 지점에 위치할 수 있고, 실제로 복수의 래칭 기구가 서비스 장치의 모든 측면에 사용되어 로드 핸들링 장치가 그리드 상의 임의의 방향으로부터 접근되고 래칭될 수 있다.
또한, 서비스 장치의 래칭 기구는 그리드로부터 로드 핸들링 장치를 제거하기에 적절한 임의의 방식으로 로드 핸들링 장치와 상호작용할 수 있다. 로드 핸들링 장치를 그리드로부터 결합해제하기 위하여 서비스 장치와 로드 핸들링 장치 사이에 임의의 형태의 전자적 통신 또는 기계적 상호작용이 존재할 수 있다.
도 13 내지 15는 로봇식 서비스 장치(50)의 추가 실시예를 도시하고 있다. 본 발명의 이전 실시예와 관려하여 설명된 것과 유사한 구성이 동일한 도면 번호로 참조될 것이다.
도 13에서, 한 쌍의 로봇식 서비스 장치(450)가 적절한 부재(452)에 의해 연결되도록 도시되어 있다. 이 부재(452)는 별개의 로봇식 서비스 장치(450)가 단일 유닛으로 작동하도록 해준다. 이 부재(452)는 연결, 래칭, 및 리프팅 수단(454, 456)을 더 구비한다.
연결된 로봇식 서비스 장치(450)는 작동 불능의 로드 핸들링 장치(30)에 인접한 그리드 공간을 차지하도록 하는 위치로 원격으로 조종된다. 이러한 위치로부터, 래칭 수단(454)은 로봇식 로드 핸들링 장치(30) 상의 협력 래칭 포인트(456)에 연결되도록 하강되거나 조절될 수 있다. 일단 연결되면, 리프팅 수단(456)은 작동 불능의 로드 핸들링 장치(30)를 리프팅하여 그리드와 트랙으로부터 치우도록 작동된다. 일단 리프팅되어 치워지면, 연결된 로봇식 서비스 장치(450)는 로봇식 로드 핸들링 장치를 복구할 수 있도록 그리드로부터 벗어난 위치로 이동하도록 원격으로 명령될 수 있다.
도 14 및 15는 연결된 로봇식 서비스 장치(450)에 대한 대안적 구성 및 부재(452)와 연결, 래칭, 및 리프팅 수단(454, 456)의 대안적 위치를 도시하고 있다.
본 발명의 본 실시예에서, 로봇식 서비스 장치(450)가 상단 장착 커플링에서 로드 핸들링 장치(30)에 연결되기 때문에, 코너 또는 에지 또는 인접한 지지 구조물을 포함하는 그리드의 임의의 부분으로부터 로봇식 로드 핸들링 장치에 접근하여 리프팅하는 것이 가능하다는 것을 이해할 것이다.
도 13 내지 15에 도시된 구조는 단지 여러 가지 가능한 구조에서 선택된 것일 뿐이고, 본 발명의 제4 실시예는 단순히 이러한 구조에 한정되는 것이 아니라는 것을 이해할 것이다. 연결, 래칭, 및 리프팅 기구는 단일 기구 또는 3개의 독립적인 기구일 수 있다. 연결 및 래칭 기구는 기계적, 자기적, 또는 전자기적 수단 또는 임의의 다른 적절한 수단을 포함할 수 있다. 리프팅 수단은 윈치 수단(458) 또는 임의의 다른 적절한 리프팅 수단을 포함할 수 있다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예를 도시하고 있다. 본 발명의 제1, 제2, 및 제3 실시예와 관련하여 설명된 것과 유사한 구성이 동일한 도면 번호로 참조될 것이다.
도 13을 참조하면, 서비스 장치(350)는 제1 및 제2 세트의 휠(354, 356)을 가진 실질적으로 평면의 차량(352)을 포함하고, 제1 및 제2 세트의 휠(354, 356)은 각각 그리드(14)의 제1 및 제2 세트(22a, 22b)의 레일(22)과 맞물릴 수 있다. 평면의 차량(352)은 사용자를 운송할 수 있도록 시팅 수단(353)을 구비한다. 서비스 장치(350)는 피킹 시스템 제어에 의해 로봇식으로 제어될 수 있지만, 사용자에 의해 수동으로 구동될 수도 있다(미도시).
사용 시, 서비스 장치(350)의 제1 및 제2 세트의 휠(354, 356)은 차량(352)에 대하여 수직으로 이동되어 휠(354, 356)을 대응하는 세트의 레일(22a, 22b)에 결합 또는 분리할 수 있다. 적절한 세트의 휠(354, 356)을 결합하고 구동함으로써, 서비스 장치(250)는 그리드 상단의 수평면에서 X 및 Y 방향으로 이동될 수 있다.
이러한 방식으로, 서비스 장치(350)는 그리드(14) 상에 전개되어 검사 또는 유지보수가 필요한 그리드 상의 미리 정해진 지점으로 구동될 수 있다.
도면에 도시되지는 않았지만, 제5 실시예의 서비스 장치(350)는 제1, 제2, 제3, 및 제4 실시예에 대하여 설명된 구성을 포함할 수 있고, 이러한 구성은 브러시 기구(62), 진공 시스템(64), 스프레이 시스템(66), 트랙션 측정 시스템, 및 카메라 수단(60)을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 것과 유사한 방식으로 모두 작동한다는 것을 이해할 것이다.
이러한 방식으로, 로봇식으로 제어되는 대형 피킹 시스템의 무결성이 전체 시스템을 정지시킬 필요없이 유지되고 세척되어 고장난 로드 핸들링 장치를 회수하거나 또는 그리드 상의 유출물을 세척할 수 있다. 매우 큰 크기의 시스템에서, 이것은 시스템의 정지 시간이 상당히 감소된다는 것을 의미할 수 있다.
또한, 전술한 모든 실시예 또는 임의의 실시예에서 설명된 로봇식 서비스 장치가 배리어(미도시)와 같은 장비를 싣도록 구성되는 것도 가능하다. 원격 작동이 가능한 기계적 조작 수단은, 예컨대 안정성 문제로 작업자가 그리드 상에 있어야 한다면, 그리드의 일부 주위에 배리어를 위치시킬 수 있다.
전술한 로봇식 서비스 장치는 설명된 구성 중 하나 또는 모두를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 서비스 장치는 고장난 로드 핸들링 장치를 그리드로부터 리프팅하여 그리드 상의 유지보수 위치로 제거할 수 있으면서, 트랙션 모니터링 수단 및 세척 수단을 포함할 수도 있다. 또한, 라이드온(ride-on) 서비스 장치는 고장난 로드 핸들링 장치를 그리드로부터 당겨오는 수단을 구비할 수도 있다.
또한, 로봇식 서비스 장치(50)는 로드 핸들링 장치와 유사한 로드 캐리부를 포함할 수 있고, 로드 캐리부는 전술한 바와 같은 유지보수 및 세척 장치를 싣도록 구성된다. 또한 로드 캐리부는 호환가능하여 하나의 서비스 장치가 임의의 시간에 제공된 로드 캐리부에 따라 상이한 기능을 수행할 수도 있다.
로봇식 로드 핸들링 장치(30)는 2개의 그리드 간격을 차지하는 도 1 내지 4에 도시된 외팔보 형태일 수도 있고, 또는 대안적으로 로봇식 로드 핸들링 장치(30)는 단일 그리드 간격을 차지하는 도 13 내지 15에 도시된 형태일 수 있다.
첨부된 청구범위에서 정의된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 앞서 명시적으로 설명되지 않은 여러 가지 변형 및 수정이 가능하다.

Claims (18)

  1. 로봇식 피킹 시스템 상에서 작동하는 서비스 장치로서,
    상기 로봇식 피킹 시스템은 그리드를 형성하는 실질적으로 서로 수직한 두 세트의 레일 및 상기 레일 상의 로봇식 로드 핸들링 장치를 포함하고,
    상기 서비스 장치는 두 세트의 휠에 장착되는 바디를 포함하고, 제1 세트의 휠은 제1 세트의 레일 중 적어도 2개의 레일과 맞물리도록 배치되고, 제2 세트의 휠은 제2 세트의 레일 중 적어도 2개의 레일과 맞물리도록 배치되고,
    상기 제1 세트의 휠은 상기 제2 세트의 휠에 대하여 독립적으로 이동 및 구동이 가능하여, 오직 한 세트의 휠이 임의의 시간에 상기 그리드와 맞물림으로써, 레일과 맞물린 세트의 휠만을 구동하여 상기 그리드 상의 임의의 지점으로 상기 레일을 따라 상기 서비스 장치를 이동시키는 것이 가능하고,
    상기 서비스 장치는 해제가능한 래칭 기구를 더 구비하고,
    상기 래칭 기구는 상기 그리드 상에 존재하는 임의의 로드 핸들링 장치에 상기 서비스 장치를 해제가능하게 도킹하도록 작동가능하고,
    상기 래칭 기구는 상기 로드 핸들링 장치를 상기 그리드로부터 고립시키도록 작동가능하여, 상기 서비스 장치가 상기 로드 핸들링 장치를 제어하고, 상기 피킹 시스템의 제어 하에 상기 그리드 상의 미리 정해진 위치로 상기 로드 핸들링 장치를 이동시키는, 서비스 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 래칭 장치는 상기 레일로부터 상기 로드 핸들링 장치를 리프팅하여 상기 그리드 상의 미리 정해진 위치로 상기 로드 핸들링 장치를 제거하기 위한 수단을 포함하는, 서비스 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 래칭 장치는 상기 서비스 장치를 상기 로드 핸들링 장치에 해제가능하게 도킹하기 위한 수단을 포함하고, 상기 서비스 장치는 상기 피킹 시스템의 레일로부터 두 세트의 휠 모두를 해제하기 위한 수단을 더 포함하여, 상기 서비스 장치는 상기 로드 핸들링 장치를 상기 그리드 상의 미리 정해진 위치로 밀거나 당길 수 있는, 서비스 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서비스 장치는 트랙션 측정 시스템을 더 포함하고, 상기 트랙션 측정 시스템은 상기 그리드와 맞물린 한 세트의 휠을 구동하면서 다른 세트의 휠이 상기 그리드와 맞물리지 않도록 하는 구동 수단을 포함하고, 상기 구동 기구는 적절한 전자 제어 수단에 의해 제어되는, 서비스 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은 모든 세트의 휠의 회전을 모니터링하기 위한 수단을 포함하여, 상기 그리드 상의 휠의 트랙션이 측정될 수 있고, 상기 측정은 상기 그리드의 세척이 필요한지 여부를 결정하기 위하여 미리 정해진 트랙션 데이터와 비교되는, 서비스 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서비스 장치는 세척 기구를 더 포함하는, 서비스 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 세척 기구는 진공 청소기 및/또는 수개의 브러시 및/또는 상기 그리드 상의 유출물을 처리하도록 구성된 스프레이 장치를 포함하는, 서비스 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서비스 장치는 카메라 수단을 더 포함함으로써 영상 시스템을 제공하여, 사용자가 로봇식 로드 핸들러 또는 그리드의 상태를 원격으로 관측할 수 있는, 서비스 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서비스 장치는 사용자에게 적합한 시팅 수단을 포함하여, 상기 서비스 장치는 상기 그리드 상에 수동 개입이 필요할 수 있는 경우에 사용될 수 있는, 서비스 장치.
  10. 로봇식 피킹 시스템 상에서 작동하는 서비스 장치로서,
    상기 로봇식 피킹 시스템은 그리드를 형성하는 실질적으로 서로 수직한 두 세트의 레일 및 상기 레일 상의 로봇식 로드 핸들링 장치를 포함하고,
    상기 서비스 장치는 두 세트의 휠에 장착되는 바디를 포함하고, 제1 세트의 휠은 제1 세트의 레일 중 적어도 2개의 레일과 맞물리도록 배치되고, 제2 세트의 휠은 제2 세트의 레일 중 적어도 2개의 레일과 맞물리도록 배치되고,
    상기 제1 세트의 휠은 상기 제2 세트의 휠에 대하여 독립적으로 이동 및 구동이 가능하여, 오직 한 세트의 휠이 임의의 시간에 상기 그리드와 맞물림으로써, 레일과 맞물린 세트의 휠만을 구동하여 상기 그리드 상의 임의의 지점으로 상기 레일을 따라 상기 서비스 장치를 이동시키는 것이 가능하고,
    상기 서비스 장치는 세척 기구를 더 구비하고, 상기 세척 기구는 그리드 시스템 상에 존재하는 오염물을 제거하기 위한 수단을 포함하는, 서비스 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 세척 기구는 진공 청소기 및/또는 수개의 브러시 및/또는 상기 그리드 상의 오염물을 처리하도록 구성된 스프레이 장치를 포함하는, 서비스 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 서비스 장치는 카메라 수단을 더 포함함으로써 영상 시스템을 제공하여, 사용자가 로봇식 로드 핸들러 또는 그리드의 상태를 원격으로 관측할 수 있는, 서비스 장치.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서비스 장치는 해제가능한 래칭 기구를 더 구비하고, 상기 래칭 기구는 상기 그리드 상에 존재하는 임의의 로드 핸들링 장치에 상기 서비스 장치를 해제가능하게 도킹하도록 작동가능하고, 상기 래칭 기구는 상기 로드 핸들링 장치를 상기 그리드로부터 고립시키도록 작동가능하여, 상기 서비스 장치가 상기 로드 핸들링 장치를 제어하고, 상기 피킹 시스템의 제어 하에 상기 그리드 상의 미리 정해진 위치로 상기 로드 핸들링 장치를 이동시키는, 서비스 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 래칭 장치는 상기 레일로부터 상기 로드 핸들링 장치를 리프팅하여 상기 그리드 상의 미리 정해진 위치로 상기 로드 핸들링 장치를 제거하기 위한 수단을 포함하는, 서비스 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 래칭 장치는 상기 서비스 장치를 상기 로드 핸들링 장치에 해제가능하게 도킹하기 위한 수단을 포함하고, 상기 서비스 장치는 상기 피킹 시스템의 레일로부터 두 세트의 휠 모두를 해제하기 위한 수단을 더 포함하여, 상기 서비스 장치는 상기 로드 핸들링 장치를 상기 그리드 상의 미리 정해진 위치로 밀거나 당길 수 있는, 서비스 장치.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서비스 장치는 트랙션 측정 시스템을 더 포함하고, 상기 트랙션 측정 시스템은 상기 그리드와 맞물린 한 세트의 휠을 구동하면서 다른 세트의 휠이 상기 그리드와 맞물리지 않도록 하는 구동 수단을 포함하고, 상기 구동 기구는 적절한 전자 제어 수단에 의해 제어되는, 서비스 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은 모든 세트의 휠의 회전을 모니터링하기 위한 수단을 포함하여, 상기 그리드 상의 휠의 트랙션이 측정될 수 있고, 상기 측정은 상기 그리드의 세척이 필요한지 여부를 결정하기 위하여 미리 정해진 트랙션 데이터와 비교되는, 서비스 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서비스 장치는 시팅 수단을 더 포함하여, 사용자가 상기 그리드 상에서 이동하여 유지보수 또는 관측 기능을 수행할 수 있는, 서비스 장치.
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