KR20210135565A

KR20210135565A - 자동화 주차, 재고, 보관 및 유사 시스템용 운송 로봇, 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20210135565A
Application number: KR1020217031921A
Authority: KR
Inventors: 로널드 더글라스 프로서
Original assignee: 치타 로보틱 파킹 시스템스, 엘엘씨
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2021-11-15
Also published as: MX2021010757A; SG11202109659WA; IL286123A; US20220129010A1; JP2022524022A; CA3132616A1; AU2020232834A1; BR112021017664A2; EP3935243A1; WO2020181200A1

Abstract

운송 로봇(200)은 본체(210), 본체와의 기계적 체결 및 전기적 결합을 하도록 구성된 CPU 어셈블리(230), 상기 CPU 어셈블리와 전기적으로 통신하는 상기 본체와의 기계적 체결 및 전기적 결합을 하도록 구성된 배터리 어셈블리(240), 상기 CPU 어셈블리 및 상기 배터리 어셈블리 중 적어도 하나와 전기적으로 통신하는 상기 본체와 기계적 체결 및 전기적 결합을 하도록 구성된 적어도 하나의 동력 구동 어셈블리(250), 및 상기 본체와 기계적 체결을 하도록 구성된 적어도 하나의 기계적 작동체 어셈블리를 포함한다. 자동 주차 시스템은 감독 제어를 갖고 수행해야 할 작업에 대한 명령을 제공하도록 구성된 중앙 제어 시스템, 및 복수의 운송 로봇을 포함하며, 상기 복수의 운송 로봇 중 적어도 하나는 중앙 제어 시스템으로부터 명령을 수신하고 작업을 수행하기 위해 로컬 제어를 수행하도록 구성된다.

Description

자동화 주차, 재고, 보관 및 유사 시스템용 운송 로봇, 시스템 및 방법

본 개시내용은 일반적으로 운송 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이며; 보다 구체적으로, 자동 주차 시스템, 예를 들어 고밀도 자동 주차 시스템, 자동 재고 시스템, 자동 보관 시스템 등에 사용하기 위한 운송 로봇, 시스템 및 방법에 대한 것이다.

<관련 출원의 교차 인용>

본 출원은 2019년 3월 6일에 출원된 "고밀도 자동 주차를 위한 시스템 및 방법"이라는 명칭의 미국 가특허출원 제62/814,545호 및 2019년 3월 6일에 출원된 "자동 주차, 재고, 저장 및 유사 시스템을 위한 운송 로봇 및 시스템"이라는 제목의 미국 가특허출원 제62/814,557호의 이익 및 우선권을 주장하며, 동 출원들 각 내용 전체는 본 명세서에 원용에의해 포함된다.

종래의 운송 시스템은 다른 방향, 예를 들어 Y 방향으로의 이동을 위해 로봇 카트(들)를 전개하기 전에 하나 이상의 로봇 카트를 한 방향, 예를 들어 X 방향으로 이동시키는 하나 이상의 이송 카트를 사용하여 작동한다. 이송 카트는 트랙이나 레일을 따라 이동하도록 구성된다. 로봇 카트는 일반적으로 이송 카트와 같이 트랙이나 레일을 따라 움직이는 것에 국한되지 않지만 여전히 회전 능력이 거의 또는 전혀 없다. 오히려, 로봇 카트는 열을 따라 단일 방향으로 이송 카트에서 개체로 이동하여 하나 이상의 개체를 회수하거나 떨어뜨리고 다시 이송 카트로 이동한다. 이러한 로봇 카트는 카트를 원하는 방향으로 재배치하기 위해 턴테이블이 필요할 수도 있다.

이전의 로봇 카트와, 이와 함께 사용되는 이송 카트 및/또는 턴테이블은 마모, 고장 및 기타 문제가 발생하기 쉬운 기계 집약적 구성요소이다. 이러한 문제는 시스템의 처리량을 저하시킬 수 있으며 경우에 따라 시스템 작동을 부분적으로 또는 완전히 중단할 수 있다.

본 개시내용의 양태 및 특징은 하기에 상세히 설명되어 있다. 일관된 범위 내에서, 본 명세서에 기재된 임의의 또는 모든 양태는 본 명세서에 기재된 임의의 또는 다른 모든 양태와 함께 사용될 수 있다.

본 개시내용은 자동 주차 시스템, 자동 재고 시스템, 자동 보관 시스템 등에 사용하기 위한 운송 로봇 및 시스템을 제공한다. 본 발명의 운송 로봇 및 시스템은 이송 카트 또는 턴테이블을 필요로 하지 않음으로써 낭비되는 공간을 제거하고; 서비스 중단 없이 장애를 극복하고; 기둥, 계단, 엘리베이터 샤프트 및 기타 장애물 뒤에서 기동할 수 있고; 차량(예: 생산 차량의 99%에 해당하는 4인치 높이), 팔레트 및 기타 개체 아래에 장착할 수 있도록 충분히 낮은 프로파일을 제공한다. 이 같은 짧은 폼 팩터를 통해 운송 로봇은 팔레트 또는 기타 보조 장비 없이 필요한 모든 작업을 수행할 수 있으므로 운송 로봇은 팔레트 등에 의해 제기되는 제약에서 해방된다.

본 발명의 양태들에 따르면, 본체 및 복수의 부-어셈블리를 포함하는 운송 로봇이 제공된다. 부-어셈블리들 중 적어도 하나는 상기 본체와 해체 가능하게 기계적으로 체결하고 전기적으로 결합하도록 구성된다. 복수의 부-어셈블리 각각은 상기 본체를 통해 상기 복수의 부-어셈블리 중 적어도 하나에 전기적 연결 또는 기계적 체결 중 적어도 하나에 의해 결합되도록 구성된다. 복수의 부-어셈블리는 상기 본체와의 기계적 체결 및 전기적 결합을 하도록 구성된 CPU 부-어셈블리, 상기 CPU 부-어셈블리와 전기적으로 통신하는 상기 본체와의 기계적 체결 및 전기적 결합을 하도록 구성된 배터리 부-어셈블리, 상기 CPU 부-어셈블리 또는 상기 배터리 부-어셈블리 중 적어도 하나와 전기적으로 통신하는 상기 본체와의 기계적 체결 및 전기적 결합을 하도록 구성된 적어도 하나의 동력 구동 부-어셈블리, 및 상기 본체와 기계적 체결을 하도록 구성된 그리고 기계적 또는 전기적 통신 중 적어도 하나를 하도록 구성된 적어도 하나의 기계적 작동체 부-어셈블리를 포함한다.

본 개시의 일 양태에서, 상기 운송 로봇은 상기 본체의 적어도 일부 주위에 배치되고 상기 CPU 부-어셈블리, 상기 배터리 부-어셈블리, 및 상기 적어도 하나의 동력 구동 부-어셈블리를 둘러싸는 커버를 더 포함한다.

본 개시의 다른 양태에서, 상기 CPU 부-어셈블리는 상기 본체와 해체 가능하게 기계적으로 체결되고 전기적으로 결합하도록 구성된다. 이러한 양태들에서, 상기 CPU 부-어셈블리 및 상기 본체는 상기 본체 내부에 정의된 캐비티 내에서 상기 CPU 부-어셈블리와 상기 본체와의 기계적 체결시에 전기적으로 서로 연결하도록 구성된 대응하는 전기적 연결체를 포함할 수 있다.

본 개시의 또 다른 양태에서, 상기 배터리 부-어셈블리는 상기 본체와 해체 가능하게 기계적으로 체결되고 전기적으로 결합하도록 구성된다. 이러한 양태들에서, 상기 배터리 부-어셈블리 및 상기 본체는 상기 본체 내부에 정의된 캐비티 내에서 상기 배터리 부-어셈블리와 상기 본체와의 기계적 체결시에 전기적으로 서로 연결하도록 구성된 대응하는 전기적 연결체를 포함할 수 있다.

본 개시의 또 다른 양태에서, 상기 적어도 하나의 동력 구동 부-어셈블리는 상기 본체와 해체 가능하게 기계적으로 체결되고 전기적으로 결합하도록 구성된다. 이러한 양태들에서, 상기 적어도 하나의 동력 구동 부-어셈블리는 상기 본체와 기계적으로 슬라이딩 가능하게 체결되도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 적어도 하나의 동력 구동 부-어셈블리는 상기 본체의 리셉터클과 해체 가능하게 전기적으로 결합하도록 구성된 플러그를 포함할 수 있다.

본 개시의 다른 양태에서, 상기 적어도 하나의 동력 구동 부-어셈블리는 프레임, 조향 모터, 구동 모터, 및 휠 어셈블리를 포함한다. 이러한 양태들에서, 상기 적어도 하나의 동력 구동 부-어셈블리는 상기 휠 어셈블리의 자유 회전 또는 자유 롤링 중 적어도 하나를 허용하기 위해 상기 휠 어셈블리로부터 상기 조향 모터 또는 상기 구동 모터 중 적어도 하나를 선택적으로 해체하도록 구성될 수 있다.

본 개시의 또 다른 양태에서, 상기 본체는 직사각형 형태를 나타내고 상기 적어도 하나의 동력 구동 부-어셈블리는 각각 상기 본체의 코너에 인접하게 배치된 4개의 동력 구동 부-어셈블리를 포함한다. 이러한 양태들에서, 각각의 동력 구동 부-어셈블리는 상기 본체의 코너들 중 하나에서 기계적으로 활주 가능하게 "L"형태 또는 "U"형태 바 장치와 체결하도록 구성된 "L"형태 또는 "U"형태 레일 장치를 포함할 수 있다.

본 개시내용의 다른 양태에서, 상기 적어도 하나의 기계적 작동체 부-어셈블리는 상기 본체와 해체 가능하게 기계적으로 결합하도록 구성된다.

본 개시내용의 또 다른 양태에서, 상기 적어도 하나의 기계적 작동체 부-어셈블리는 상기 본체로부터 기계적 입력 또는 전기적 입력 중 적어도 하나를 수신하여 작동하도록 구성된다. 이러한 양태들에서, 상기 적어도 하나의 기계적 작동체 부-어셈블리는 개체를 조작하기 위해 상기 본체 및 서로에 대해 피벗하도록 구성된 한 쌍의 아암을 포함할 수 있다.

본 개시내용의 또 다른 양태에서, 상기 적어도 하나의 기계적 작동체 부-어셈블리는 상기 본체의 반대 측들 상에 배치된 한 쌍의 기계적 작동체 부-어셈블리를 포함한다.

본 개시내용의 다른 양태에서, 상기 운송 로봇은 상기 본체 상에 배치된 적어도 하나의 센서 부-어셈블리를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 상기 운송 로봇은 상기 본체에 배치된 적어도 한 쌍의 견인용 자석 또는 상기 본체 상에 배치된 적어도 하나의 견인용 전자석을 더 포함한다.

본 발명 개시의 양태들에서, 상기 운송 로봇은 4인치 이하의 수직 클리어런스를 정의한다.

본 발명은 또한 예를 들어, 고밀도 자동 주차를 위한 시스템 및 방법을 제공하며, 이는 이송 카트 및 턴테이블의 필요성을 제거하고 엘리베이터 주변에 필요한 공간을 줄여서 추가 주차 공간의 15% - 20%만큼 여유 공간을 확보할 수 있다. 기존의 자동 주차 시스템과 비교하여 본 발명 개시의 시스템 및 방법은 정상 작동 동안 차량 처리량이 상당히 증가하고 고장으로 인한 차량 처리의 중단 및 감소를 최소화한다. 본 발명 개시의 이러한 시스템 및 방법은 주차 구조물 자체에 내장된 특수 기반 시설, 예를 들어 기계류, 장비 등을 필요로 하지 않고 상기 사항을 제공한다. 이와 같이, 본 개시의 시스템 및 방법은 요구되는 적응 없이(또는 상당한 적응 없이) 임의의 적합한 주차 구조와 함께 사용될 수 있다.

본 발명 개시의 양태들에 따라 중앙 제어 시스템 및 복수의 운송 로봇을 포함하는 자동 주차 시스템 및 방법이 제공된다. 상기 중앙 제어 시스템은 감독 제어 기능이 있으며 수행해야 할 작업에 대한 명령을 제공하도록 구성되며, 각 운송 로봇은 회전, X 방향 이동 및 Y 방향 이동이 가능하도록 구성된다. 상기 복수의 운송 로봇 중 적어도 하나는 상기 중앙 제어 시스템으로부터 명령을 수신하고 로컬 제어를 실행하여 작업을 상기 복수의 운송 로봇 중 적어도 하나가 작업을 수행하도록 회전, X 방향 이동 및 Y 방향 이동 중 적어도 하나를 지시하도록 구성된다.

본 발명 개시의 일 양태에서, 상기 중앙 제어 시스템의 감독 제어는 상기 중앙 제어 시스템이 적어도 하나의 운송 로봇의 로컬 제어를 우선으로 할 수 있게 한다.

본 발명 개시의 다른 양태에서, 상기 복수의 운송 로봇은 적어도 한 쌍의 운송 로봇을 포함한다. 각 운송 로봇 쌍은 선도 운송 로봇과 추종 운송 로봇을 포함한다.

본 발명 개시의 또 다른 양태에서, 상기 중앙 제어 시스템의 감독 제어는 상기 중앙 제어 시스템이 상기 복수의 운송 로봇 사이에서 선도 및 추종 역할을 재할당하는 것을 허용한다.

본 발명 개시의 또 다른 양태에서, 운송 로봇 각 쌍의 선도 운송 로봇은, 모든 측면에서 운송 로봇 쌍에 대한 제어 기능을 제공하고, 운송 로봇 각 쌍의 다른 (추종) 운송 로봇은 모든 제어 측면에서 해당 쌍의 선도 운송 로봇에 순응한다. 두 운송 로봇 사이의 선도 기능 할당은 로봇 자체에 의해 수행될 수 있거나, 중앙 제어에 의해 수행될 수 있거나, 이들의 일부 조합에 의해 수행될 수 있다. 선도 선택 시 고려되는 요소에는 개별 로봇의 상태 및/또는 기타 작동 요소가 포함된다. 선도 로봇은 두 로봇에 대한 제어 기능을 제공하기 위해 물리적으로 두 번째 로봇 앞에 있을 수도 있고 아닐 수도 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 복수의 운송 로봇은 적어도 한 쌍의 운송 로봇을 포함한다. 운송 로봇 각 쌍은 제1 운송 로봇과 제2 운송 로봇을 포함한다. 운송 로봇 각 쌍의 제1 운송 로봇은 일부 측면에서 해당 운송 로봇 쌍의 제2 운송 로봇 앞에 물리적으로 있고 다른 측면에서 해당 쌍의 제2 운송 로봇을 따른다. 따라서 어떤 로봇이 물리적으로 앞에 있는지와 어떤 로봇이 운송 로봇 쌍에 대한 제어하는지는 독립적일 수 있다.

본 개시의 또 다른 양태에서, 상기 복수의 운송 로봇은 차량을 운송하도록 구성된 한 쌍의 운송 로봇과 함께 복수의 운송 로봇 쌍으로 조직된다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 운송 로봇들 중 하나가 장애가 있는 경우, 상기 장애가 있는 운송 로봇 및 이와 쌍을 이루는 다른 운송 로봇은 대체 운송 로봇 쌍으로 교체되어 작업이 완료된다. 이러한 양태에서, 상기 장애가 있는 운송 로봇과 쌍을 이루는 다른 운송 로봇은 상기 장애가 있는 운송 로봇을 견인하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 상기 운송 로봇들 중 하나가 장애가 있는 경우, 상기 장애가 있는 운송 로봇과 쌍을 이루는 다른 운송 로봇은 상기 장애가 있는 운송 로봇과의 쌍을 해체하고 대체 운반 로봇과 쌍을 이루어 작업을 완료한다. 이러한 양태에서, 견인 운송 로봇이 상기 장애가 있는 운송 로봇을 견인하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 주차 구조물의 한 층에 있는 복수의 주차 구역(parking stall)에 대한 복수의 운송 로봇 쌍의 비는 최대 1:15이고; 최대 1:25; 또는 최대 1:40이다. 양태에서 비는 1:5 내지 1:40이다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 운송 로봇 쌍의 수에 대한 주차 구조물의 한 층에 있는 엘리베이터의 수의 비는 1:10이고; 최대 1:20; 또는 최대 1:30이다. 양태에서 상기 비는 1:2 내지 1:40이다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 달성해야 할 과제는 적어도 하나의 차단 차량에 의해 차단된 차량을 회수하는 것이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 달성해야 할 작업은 미리 결정된 방식으로 빈 공간을 조직하는 정리작업(housekeeping)이다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 복수의 운송 로봇은 각 열(row)이 그 열의 차량 아래로 연장되는 선형의 방해받지 않는 경로를 정의하도록 정렬에 따라 열로 차량을 주차하도록 구성된다. 상기 정렬은 전륜 정렬, 후륜 정렬 또는 중심선 정렬 중 하나일 수 있다.

본 개시의 다른 양태에서, 각 열의 방해받지 않는 경로로의 침입을 감지하도록 구성된 센서가 제공된다.

본 발명 개시내용의 다양한 양태 및 특징은 도면을 참조하여 이하에서 설명되며, 여기서 유사한 도면 부호는 여러 도면의 각각에서 동일하거나 대응하는 요소를 나타낸다.
도 1a 내지 도 1c는 본 개시내요에 따라 제공되는 시스템의 중앙 제어 시스템과 복수의 운송 로봇 간의 다양한 통신 구성을 예시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명 개시내용에 따른 운송 로봇의 사시도이다.
도 3은 커버를 분해한 상태에서 도 2의 운송 로봇의 사시도이다.
도 4는 커버와 배터리 어셈블리를 분리한 상태에서의 도 2의 운송 로봇의 사시도이다.
도 5는 도 3에서 "5"로 표시된 부분의 확대 사시도이다.
도 6a는 커버를 제거한 상태의 도 2의 운송 로봇의 사시도이다.
도 6b는 커버를 제거한 상태의 도 2의 운송 로봇의 평면도이다.
도 7은 커버를 제거한 상태의 그리고 전력 구동 부-어셈블리의 하나를 제거한 상태의 도 2의 운송 로봇의 일부에 대한 사시도이다.
도 8은 커버를 제거한 상태의 그리고 기계적 작동체 부-어셈블리 중 하나를 부분적으로 제거한 상태의 도 2의 운송 로봇의 일부에 대한 사시도이다.
도 9a는 아암이 후퇴한 위치에 있는 도 2의 운송 로봇의 사시도이다.
도 9b는 아암이 부분적으로 연장된 위치에 있는 도 2의 운송 로봇의 사시도이다.
도 9c는 아암이 완전히 연장된 위치에 있는 도 2의 운송 로봇의 사시도이다.
도 10a는 도 2의 운송 로봇의 단면도이다.
도 10b는 도 2의 운송 로봇의 측면도이다.
도 11은 단대단(end-to-end) 관계로 배치된 본 발명 개시의 한 쌍의 운송 로봇의 사시도이다.
도 12a 및 도 12b는 견인을 위해 배향된 본 발명 개시의 한 쌍의 운송 로봇의 사시도이다.
도 13은 견인을 위해 배향된 본 발명 개시의 다른 한 쌍의 운송 로봇의 사시도이다.
도 14a는 도 2의 운송 로봇과 유하며 커버가 제거된 상티의 본 발명 개시에 따른 다른 운송 로봇의 사시도이다.
14b는 커버가 제거된 상태의 도 14a의 운송 로봇의 평면도이다.
도 15는 전력 구동 부-어셈블리의 하나를 제거한 상태의 도 2의 운송 로봇과 유사한 본 발명 개시에 다른 또 다른 운송 로봇을 개략적으로 도시한다.
도 16은 도 15의 운송 로봇에서 전력 구동 부-어셈블리 중 하나를 개략적으로 도시한다.
도 17a 내지 도 17j는 종래의 자동 주차 시스템을 사용하여 주차 구조물의 일부로부터 점진적으로 차량의 회수를 예시하는 개략도이다.
도 18은 도 17a 내지 도 17j의 종래 자동 주차 시스템을 포함하는 주차 구조물의 바닥의 평면도이다.
도 19a 내지 도 19c는 본 발명 개시내용의 자동 주차 시스템을 이용하는 주차 구조물의 일부로부터 점진적으로 차량의 회수를 예시하는 개략도이다.
도 20은 도 19a 내지 도 19c의 자동 주차 시스템을 포함하는 주차 구조물의 바닥의 평면도이다.
도 21a 내지 도 21i는 도 21의 주차 구조물의 바닥의 평면도로서 차량의 회수 준비, 차량 회수 및 후속 차량의 회수 준비하는 도 19a 내지 도 19c의 자동 주차 시스템의 복수의 운송 로봇의 조정된 움직임을 보여준다.
도 22a 내지 도 22e는 시스템 기능을 손상시키지 않으면서 장애가 있는 운송 로봇의 제거 및 보상을 점진적으로 도시하는 개략도이다.
도 22f 내지 도 22k는 시스템 기능을 손상시키지 않으면서 장애가 있는 운송 로봇에 대한 격리 및 후속 제거 및 보상을 점진적으로 도시하는 개략도이다.
도 23은 특수 차량, 특대 차량 또는 기타 차량에 적합한 엘리베이터 근처 영역을 포함하는 주차 구조의 층 레이아웃을 도시하는 블록도이다.
도 24는 차량에 대해 이동하는 운송 로봇을 나타내는 블록도이다.
도 25a 내지 도 25c는 본 발명 개시내용의 운송 로봇의 다양한 회전 및 방향 이동 능력을 예시하는 블록도이다.
도 26a 내지 도 26d는 차량을 운송하기 위해 차량에 대한 한 쌍의 운송 로봇의 위치를 점진적으로 도시하는 개략도이다.
도 27은 엘리베이터에 차량을 운반하는 운송 로봇의 다양한 진입점을 도시하는 개략도이다.
도 28a 내지 도 28c는 도 19a 내지 도 19c의 자동 주차 시스템에서 차량의 다양한 정렬을 예시하는 개략도이다.
도 29는 장애물 없는 경로를 모니터링하기 위한 차량 및 관련 센서 아래의 장애물 없는 경로를 도시하는 개략도이다.
도 30은 차량 아래의 방해받지 않는 경로를 도시하는 단순화된 측면도이다.
도 31은 도 19a 내지 도 19c의 자동 주차 시스템의 진입실 내에 배치된 차량을 도시하는 단순화된 측면도이다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명 개시에 따라 제공되는 시스템(100)은 중앙 제어 시스템(160) 및 복수의 운송 로봇(transport robot)(200)(서로 동일하거나 상이할 수 있음)을 포함한다. 시스템(100)은 자동 주차 시스템, 자동 재고 시스템, 자동 보관 시스템 등의 일부로 구성될 수 있다.

시스템(100)의 중앙 제어 시스템(160)은 하나 이상의 서버, 태블릿, 스마트폰, 데스크탑 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 키오스크 등에 있는 또는 통합되는 하나 이상의 가상 또는 물리적 컴퓨터를 포함할 수 있다. 여러 대의 컴퓨터가 제공되는 경우, 이러한 컴퓨터들은 유선 연결 또는 무선 연결을 통해 연결될 수 있고 및/또는 모든 컴퓨터의 일부는 예를 들어 로컬 인트라넷 내에서 로컬이거나, 예를 들어 인터넷을 통해 연결된 원격 컴퓨터일 수 있다.

중앙 제어 시스템(160)은 하나 이상의 프로세서(162) 및 중앙 제어 시스템(160)의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 프로세서(162)에 의해 수행될 명령(instructions)을 저장하는 하나 이상의 연관된 비일시적 메모리(164)를 포함한다. 중앙 제어 시스템(160)은 자신이 하나 이상의 운송 로봇(200)과 통신할 수 있도록 하는 입력/출력(166)을 더 포함한다. 보다 구체적으로, 중앙 제어 시스템(160)은 원하는 작업의 수행을 조정, 정리작업(housekeeping operation)을 수행, 하나 이상의 운송 로봇(200)을 유지보수 스테이션으로 안내, 하나 이상의 운송 로봇(200)을 충전 스테이션으로 안내, 하나 이상의 운송 로봇(200) 활성화, 하나 이상의 운송 로봇(200) 비활성화등을 위해 복수의 운송 로봇(200)과 직접적으로 또는 간접적으로 통신하도록 구성된다.

중앙 제어 시스템(160)은 이동 로봇(200)에게 어디로 가야 하는지, 어떤 조치를 취해야 하는지, 경로 계획, 재계획 및 다른 모든 상위 수준 결정을 지시한다. 그러나, 운송 로봇(200) 자체는 자신이 자체적으로 및/또는 둘 이상의 운송 로봇(200)의 그룹으로, 원하는 작동을 하는 방법, 이동/회전 방법, 다른 운송 로봇과의 협동, 표적 개체(target object) 예를 들어 차량에 대한 상대적인 위치, 표적 개체와의 체결(engate) 및 들어올리기, 충돌 회피, 및 다른 로컬 판단(local decision)에 대한 결정을 하도록 구성된, 온보드(onboard) 제어, 예를 들어 온보드 CPU 부-어셈블리(230)들(도 2 참조)을 포함한다. 즉, 하나 이상의 운송 로봇(200)은 특정 작업을 수행하기 위해 로컬 제어를 갖는 반면, 중앙 제어 시스템(160)은 수행할 작업을 지시하고 위치 파악, 경로 계획 등을 통해 운송 로봇(200)을 지원하는 감독 제어를 유지한다. 또한, 중앙 제어 시스템(160) 및 운송 로봇(200)은 예를 들어 위치 결정(positioning), 업데이트, 충돌 회피, 도킹/충전, 유지 관리 및 데이터 로깅, 오류, 아차 사고 등에 관한 정보를 전달(통신)할 수 있다.

중앙 제어 시스템(160)에 의한 운송 로봇(200)의 감독 제어는 또한 예를 들어 충돌 회피와 관련하여 우선순위 처리(overriding capability)를 포함할 수 있다. 충돌 회피는, 아래에서 상술되는 바와 같이, 로컬 수준에서, 예를 들어 다른 운송 로봇(200)의 존재 또는 다른 장애물 및/또는 운송 로봇(200)을 관리하는 로컬 규칙의 존재를 나타내는, 운송 로봇(200) 상의 온보드 센서 부-어셈블리(270)들(도 9a 내지 도 10b) 및 CPU 부-어셈블리(230)들(도 2)을 통해서 부분적으로 달성되지만, 중앙 제어 시스템(160)은 새로운 또는 업데이트된 우선순위에 기초한 제어를 제공하기 위해 개입할 수 있으며, 결과적으로 우선순위가 낮은 운송 로봇(들)(200)은 후순위가 되거나 중단되고 우선순위가 더 높은 운송 로봇(들)(200)이 먼저 통과할 수 있도록 한다.

중앙 제어 시스템(160)은 각각의 운송 로봇(200) 및/또는 시스템(100) 전체에 대해 각각의 운송 로봇(200)으로부터의 위치, 진단 및 기타 정보, 성능 이력, 유지보수 이력 및 주기, 성능 메트릭(performance metrics), 응급 서비스, 보안 시스템 등을 추적하도록 추가로 구성된다. 중앙 제어 시스템(160)은 또한 각 대상 개체에 대한 위치, 입력 및 출력 정보를 유지하고 개체를 이동하고 저장할 위치와 방법을 결정할 때 동일한 정보를 고려하도록 구성된다.

특히 도 1a를 참조하면, 실시예에서 운송 로봇(200)들은 쌍으로 협력할 수 있으며, 이때 운송 로봇(200)들 중 하나는 중앙 제어 시스템(160)과 직접 통신하고, 그 통신에 기초하여 한 쌍의 다른 운송 로봇(200) 중 다른 운송 로봇을 그에 따라 지시하며, 각 쌍에서 추종 운송 로봇(200)도 마찬가지로 중앙 제어 시스템(160)과 직접 통신하도록 구성될 수 있다. 운송 로봇(200)들은 실시예에서 하드웨어가 동일(또는 상이)할 수 있고, 중앙 제어 시스템(160)(또는 다른 제어)을 통해 별도의 용량으로 작동하도록 구성 가능(및 재구성 가능)하다. 여러 쌍의 운송 로봇(200)이 제공될 수 있다. 운송 로봇(200)의 각 쌍과 관련하여, 선도 운송 로봇(lead transport robot)(200)은 각 쌍에서 두 운송 로봇(200)에 대한 의사 결정, 예를 들어 로컬 지령(locan command) 및 제어 기능 뿐만 아니라 다른 운송 로봇(200) 및/또는 중앙 제어 시스템(160)과의 통신을 담당한다. 다만, 선도 운송 로봇(200)이 장애가 있는 경우에는 선도 역할이 역전될 수 있다. 중앙 제어 시스템(160)은 또한 선도 역할을 재할당하거나 운송 로봇(200)의 쌍 또는 그룹의 다른 구성을 할당할 수 있다. 예를 들어 하나 이상의 운송 로봇(200)의 선도/추종 할당은 내부 과외성(redundancy)을 용하여 중앙 제어 시스템(160)을 통해 전체적으로 혹은 부분적으로 변경될 수 있고, 따라서 어떤 부-시스템의 오작동의 영향을 극복 및/또는 억제하는 데 도움이 된다. 예를 들어 하나의 운송 로봇(200)의 내비게이션 오작동은, 내비게이션 측면에서 제한된 선도 역할을 오작동한 운송 로봇(200)에서 정상인 내비게이션의 다른 운송 로봇(200)으로 이전함으로써 해결될 수 있다. 이와 같이, 장애가 있는 구성 요소, 부-시스템, 센서 등은 팀으로 작업하는 여러 운송 로봇(200), 예를 들어 한 쌍의 운송 로봇(200)의 과외성에 의해 쉽게 극복될 수 있다. 이는 오프보드(off-board) 통신, 충돌 회피, 중요한 온보드 기동 제어, 경로 변경 계획 및 실행 등을 포함하되 이에 국한되지 않는 다른 중요한 기능에도 동일하게 적용된다.

도 1b를 참조하면, 다른 실시예에서, 운송 로봇(200) 중 하나는 중앙 제어 시스템(160)과 직접 통신하고, 그와의 통신에 기초하여 그에 따라 복수의 다른 운송 로봇(200)을 지시한다. 각각이 복수의 다른 운송 로봇(200)을 지시하는 여러 개의 "선도" 운송 로봇(200)이 제공될 수 있다.

도 1c에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예에서, 각각의 운송 로봇(200)은 중앙 제어 시스템(160)과 직접 통신할 수 있다. 도 1a 내지 도 1c의 구성 또는 다른 적절한 구성이 또한 고려된다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 운송 로봇(200)들과 중앙 제어 시스템(160) 사이의 특정 통신 구성에 관계없이, 중앙 제어 시스템(160) 및/또는 운송 로봇(200)들은 운송 로봇(200)들이 협력하여, 예를 들어 연속적으로, 동시에 또는 시간상 중복되는 관계로 수행되는 복수의 협력 조작을 통해 서로 협력하여 작업을 수행하도록, 통신한다. 또한 특정 역할, 통신 구성 등은 새로운 상황이나 기타 이유로 실시간 최적화를 제공하기 위해 사용 중에 수정될 수 있다. 실시예에서, 모든 운송 로봇(200)과의 및/또는 중앙 제어 시스템(160)과의 여분의 로컬 통신이, 예를 들어 WiFi 또는 다른 적절한 통신 프로토콜을 통해 제공된다. 각각의 운송 로봇(200) 또는 적어도 선도 운송 로봇(들)(200)은 주기적으로, 연속적으로 및/또는 각 조작(maneuver) 후에, 작동 구조, 예를 들어, 주차 구조, 창고 등의 전체 구성 및 거기에 있는 객체(object)들을 저장하여, 통신 장애, 중앙 제어 시스템(160) 장애, 또는 기타 장애가 발생한 경우, 운송 로봇(200)이 최소한 필요한 최소한의 작동 작업을 수행할 수 있도록 한다.

도 2를 참조하며, 운송 로봇(200)들 중 하나가 도시되어 있다. 운송 로봇(200)은 실시예에서 12인치 이하의 수직 클리어런스(vertical clearance)를 정의한다; 다른 실시예에서, 8인치 이하의 수직 클리어런스를 정의한다; 또 다른 실시예에서, 4인치 이하의 수직 클리어런스를 정의한다. 운송 로봇(200)은 견고하고 마모 및 물리적 접촉을 견딜 수 있으며 전천후 사용이 가능하도록 방수성(예: 밀봉된 베어링, 밀봉된 전자 인클로저 등 포함)도 있다. 운송 로봇(200)은 초당 적어도 8피트의 무부하 속도(unloaded speed) 및 초당 적어도 4피트의 완전 부하(예를 들어, 적어도 3,000lb 부하 또는 다른 실시예에서 적어도 6,000lb 부하) 속도가 가능하다. 운송 로봇(200)은 대향하는 단부들(opposed ends)(212) 및 대향하는 측면들(214)을 포함하는 일반적으로 직사각형 구조 본체(210)를 포함하지만, 본체(210)의 다른 적절한 구성, 예를 들어 원형, 타원형, 기타 다각형 형상도 고려된다. 본체(210)는 아래에서 설명되는 바와 같이 그 위에 또는 내부에서 운송 로봇(200)의 다양한 구성요소를 지지한다. 제거 가능한 커버(removable cover)(220)는 본체(210)의 상부와 본체(210)의 단부(212) 및/또는 측면(214)의 적어도 일부(도 3 및 5 참조)에 배치되어 본체(210)의 내부에 배치된 운송 로봇(200)의 내부 구성요소를 둘러싸고 보호한다. 커버(220)는 하나 이상의 스냅 억지끼움 체결(snap fitting engagement), 마찰 억지끼움 체결(friction fitting engagement), 상보적인 맞물림 체결, 래치, 스프링 핀, 나사, 볼트 등을 통해 본체(210)에 유지될 수 있다. 또한, 커버(220)는 본체(210)로부터 완전히 제거될 수 있거나, 힌지, 슬라이드 레일 등을 통해 본체(210)에 연결되어 본체(210)에 대해 선회(pivioting), 슬라이딩 등을 통해 변위되어 커버(220)를 완전히 분리하지 않고도 본체(210) 내부에 접근할 수 있도록 한다.

운송 로봇(200)은 중앙 제어 시스템(160)(도 1a 내지 도 1c) 및/또는 다른 운송 로봇(들)(200)과 통신하도록 구성되고, 0도 회전 반경(turning radius)으로 회전하는 능력을 갖고, "X" 방향, "Y" 방향으로 이동하는 기능, "X" 및 "Y" 구성 요소를 모두 포함하는 대각선 방향으로 이동할 수 있는 기능, 객체를 들어 올리기(lifting), 배치 및/또는 조작할 수 있는 기능이 있고, 추가로 또는 대안적으로 다른 기계적, 전기적 및/또는 전기기계적 기능을 수행할 수 있는 능력을 가질 수 있다. 또한, 아래에 상세히 설명된 바와 같이, 운송 로봇(200)은 실질적인 기계적 분리, 상당한 전기적 분리 또는 영향을 받지 않는 구성요소 또는 부-어셈블리들의 제거 없이, 개별 부-어셈블리들 중 임의의 것의 제거, 수리 및/또는 교체를 용이하게 하는 모듈식 구성을 정의한다. 이러한 방식으로 운송 로봇(200)의 개별 부-어셈블리를 제거하거나 교체하는 데 전문 교육이나 장비가 필요하지 않다.

본체(210) 및 커버(220)에 더하여 운송 로봇(200)은: 적어도 하나의 CPU 부-어셈블리(230); 적어도 하나의 배터리 부-어셈블리(240); 복수의, 예를 들어, 4개의 동력 구동 부-어셈블리(250); 적어도 하나, 예를 들어, 2개의 기계적 작동체 부-어셈블리(260); 및 실시예들에서, 적어도 하나의 센서 부-어셈블리(270)(도 10a 및 10b 참조)를 포함한다. 본체(210) 상에 또는 내부에 배치된 다양한 전기 커넥터(connector), 예를 들어 스위치, 박스(box), 리드 와이어(lead wire), 도체(conductor), 접점(contact), 플러그, 리셉터클(receptable), 회로 기판(circuit board), 플렉스 회로(flex circuit) 등은 아래에 설명된 바와 같이 운송 로봇(200)의 모듈성을 해치지 않고 다양한 부-어셈블리들의 제거(해체)가능한 전기적 결합(releasable electrical coupling)을 가능하게 한다. 또한, CPU 부-어셈블리(230), 배터리 부-어셈블리(240), 동력 구동 부-어셈블리(250), 또는 기계적 작동체 부-어셈블리(260) 중 하나 이상은 플러그 앤 플레이(plug and play) 호환이 될 수 있으며, 이에 의해 연결된 부-어셈블리를 식별하고 그 사용을 구성하기 위해 하나 이상의 다른 부-어셈블리, 예를 들어 CPU 서브어셈블리(230)에 대해 본체(210)에 연결하기만 하면된다.

도 3 내지 도 5를 추가로 참조하면, CPU 부-어셈블리(230)는 다른 운송 로봇(200) 및/또는 중앙 제어 시스템(160)(도 1a 내지 도 1c 참조)과 통신하고, 실행 중인 프로그램(예를 들어 내비게이션 시스템), 다른 운송 로봇(200) 및/또는 중앙 처리 시스템(160)(도 1a 내지 도 1c 참조)으로부터 수신한 제어 명령 및 예를 들어 센서 부-어셈블리(270)(도 10a 및 도 10b)로부터 수신한 피드백에 따라 동력 구동 부-어셈블리(250) 및 기계적 작동체 부-어셈블리(260)를 제어한다. 이를 위해, CPU 부-어셈블리(230)는 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 프로세서에 의해 수행될 명령을 저장하는 하나 이상의 연관된 비일시적 메모리, 수집 및 수신된 데이터를 저장하는 하나 이상의 저장 장치(storage device), 통신 예를 들어 로컬 유선 통신 및 무선 통신 제거를 가능하게 하는 하나 이상의 입력/출력 장치를 포함한다. CPU 부-어셈블리(230)는 배터리 부-어셈블리(240)에 의해 전력을 공급받고, 실시예에서, 운송 로봇(240)의 상태에 따라 예를 들어 고-성능 사용 모드, 상시 사용 모드, 절전 모드, 아이들 모드, 슬립 모드 등에 따라 배터리 부-어셈블리(240)의 충전 및/또는 방전을 제어하기 위해 이와 통신할 수 있다.

CPU 부-어셈블리(230)는 CPU 부-어셈블리(230)의 내부 전기 부품을 수용하고 보호하는 외부 인클로저(outer enclosure)(232)를 더 포함한다. 외부 인클로저(232)는, 적절한 방식으로, 예를 들어 하나 이상의 스냅 억지끼움 체결, 마찰 억지끼움 체결, 상보적인 맞물림 체결, 스프링 핀, 래치, 나사, 볼트 등을 통해 본체(210) 내에 정의된 제1 캐비티(cavity)(215a) 내에서 수령 및 기계적 체결이 가능하도록 구성된다. CPU 부-어셈블리(230)의 노출된 전기 커넥터(234)는 외부 인클로저(232)를 통해 연장되고, 무접촉 전기적 연결도 고려되지만, CPU 부-어셈블리(230)를 본체(210)와 전기적으로 결합하기 위해 제1 캐비티(215a) 내의 CPU 부-어셈블리(230)를 수령하는 즉시 본체(210)의 제1 캐비티(215a) 내에 배치된 대응하는 전기 커넥터 블록(215b)과 결합하도록 구성된다. 알 수 있는 바와 같이, 전기 커넥터(234)와 커넥터 블록(215b)의 전기적 결합은 CPU 부-어셈블리(230)와의 통신을 가능하게 한다. 전기 커넥터(234)와 커넥터 블록(215b)은 CPU 부-어셈블리(230)의 수령 시 그들 사이의 전기 결합 예를 들어 브러시 연결(brush connection), 스프링 연결, 암-수 연결 등을 가능하게 하는 임의의 적절한 구성을 정의할 수 있다. 실시예에서 CPU 부-어셈블리(230)와 본체(210)의 기계적 및 전기적 결합은 랩톱 내의 랩톱 배터리의 체결, 스마트폰 내 스마트폰 배터리의 체결 또는 기타 알려진 모듈식 전기 또는 전자 기계 시스템의 체결과 유사한 방식으로 달성될 수 있다.

계속해서 도 2 내지 도 5를 참조하며, CPU 부-어셈블리(230)의 외부 인클로저(232)의 상단 부분은 커버(220)의 일부를 정의할 수 있거나(커버(220)는 외부 인클로저(232)의 상단 부분의 수용을 위한 상보적인 컷아웃(cut-out)을 정의함), 커버(220)는 CPU 부-어셈블리(230)(도 4 참조)에 대한 액세스를 제공하기 위한 제거 가능한 섹션(222)을 포함할 수 있다. 어느 구성에서나, 커버(220) 전체를 제거할 필요 없이 설치, 제거 및/또는 교체를 위한 CPU 부-어셈블리(230)에 대한 선택적 액세스가 제공된다. 다른 실시예에서, 커버(220)는 CPU 부-어셈블리(230)에 대한 액세스를 제공하기 위해 제거된다(도 3 참조).

도 3 내지 도 5를 참조하면, 배터리 부-어셈블리(240)는 운송 로봇(200)의 다양한 다른 부-어셈블리, 예를 들어 CPU 부-어셈블리(230), 전력 구동 부-어셈블리(250), 기계적 작동체 부-어셈블리(260), 및 실시예에서 구비되는 경우 센서 부-어셈블리(270)(도 10a 및 10b 참조)에 전력을 공급하도록 구성된다. 배터리 부-어셈블리(240)는 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 재충전 가능한 배터리를 포함한다. 재충전 가능한 배터리는, 예를 들어, 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지, 납산 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 금속 수소화물 전지, 아연 공기 전지, 용융염 전지 또는 기타 적합한 재충전 가능한 배터리일 수 있다. 배터리 부-어셈블리(240)는 배터리의 충전 및 방전을 제어하고 배터리 성능, 용량, 및 다른 배터리 메트릭을 모니터링하도록 구성된 배터리 제어기를 더 포함할 수 있다. 배터리 부-어셈블리(240)는 적어도 1시간의 정상적인 사용 작동을 위한 충분한 전력을 제공하도록 구성될 수 있고 및/또는 3시간 이내에 0% 용량에서 90% 용량으로 충전하도록 구성될 수 있다.

CPU 부-어셈블리(230)와 유사하게 배터리 부-어셈블리(240)는 임의의 적절한 방식으로 본체(210) 내에 정의된 제2 캐비티(216a) 내에서 수령 및 기계적 체결을 위해 구성된 외부 인클로저(242)를 더 포함한다. 배터리 부-어셈블리(240)는, 비록 무접촉 전기적 연결도 가능하지만, 본체(210)와의 전기적 결합을 위해 제2 캐비티(216a) 내에 배터리 부-어셈블리(240)가 수용되면 본체(210)의 제2 캐비티(216a) 내에 배치된 대응하는 전기 커넥터 블록(216b)과의 전기적 결합을 하도록 구성된 노출된 전기적 커넥터(244)를 더 포함한다. 배터리 부-어셈블리(240)의 외부 인클로저(242)의 상단 부분은 커버(220)의 일부를 정의할 수 있고(커버(220)는 외부 인클로저(242)의 상단 부분을 수용하기 위한 상보적인 컷아웃을 정의함), 커버(220)는 배터리 부-어셈블리(240)에 대한 액세스를 제공하는 제거가능한 섹션을 포함하거나, 배터리 부-어셈블리(240)에 대한 액세스를 제공하기 위해 커버(220)가 제거될 수 있다.

도 6a 내지 도 7을 참조하면, 4개의 동력 구동 부-어셈블리(250)가 제공되며, 일반적으로 각각의 동력 구동 부-어셈블리(250)가 본체(210)의 코너 중 하나에 위치되도록 배열되지만, 다른 구성도 고려된다. 동력 구동 부-어셈블리(250)는 임의의 동력 구동 부-어셈블리(250)가 본체(210)의 임의의 코너에 위치될 수 있고 독립적으로 집합적으로 작동 가능하다는 점에서 보편적이다. 각각의 동력 구동 부-어셈블리(250)는 본체(210)와의 해체(분리) 가능한 체결(releasable engagement)을 형성한다. 보다 구체적으로, 각각의 동력 구동 부-어셈블리(250)는 본체(210)의 제1 바아(bar)(217a) 주위를 슬라이드하여 본체(210)와 정렬 및 체결되도록 구성된 레일(252)을 정의하는 프레임(251)을 포함한다. 실시예에서, 레일(252)은 서로에 대해 수직으로 배향되어 "L" 형을 정의하는 또는 "U"형을 정의하는 한 쌍의 레일 세그먼트(253a, 253b)를 정의할 수 있으며, 여기서 하나의 레일 세그먼트(253a)는 본체(210)의 제1 바아(217a) 주위를 슬라이드하고 다른 레일 세그먼트(253b)는 본체(210)의 제2 바아(217b)를 수용하고 체결하도록 구성된다(여기서 바아(217a, 217b)는 마찬가지로 "L"형 또는 "U"형 구성을 정의한다). 따라서 본체(210)의 모서리 중 하나에서 본체(210)와 각각의 동력 구동 부-어셈블리(250)의 프레임(251)의 체결을 용이하게 한다. 프레임(251)과 본체(210) 사이의 체결은 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 스냅 억지끼움 체결, 마찰 억지끼움 체결, 상보적인 맞물림 체결, 스프링 핀, 래치, 나사, 볼트 등으로 유지될 수 있다.

각각의 동력 구동 부-어셈블리(250)는 프레임(251) 내에 회전 가능하게 배치된 휠 어셈블리(254), 운송 로봇(200)의 조향을 가능하게 하기 위해 휠 어셈블리(254)를 원하는 방향으로 회전시키도록 구성된 조향 모터(steering motor)(255), 운송 로봇(200)을 추진하기 위해 휠 어셈블리(254)를 구동하도록 구성된 구동 모터(256) 및 본체(210)의 대응하는 전기 리셉터클(218)에 각 동력 구동 부-어셈블리(250)를 연결하도록 구성된 전기 플러그(257)를 더 포함한다. 전기 리셉터클(218)은, 예를 들어 본체(210)의 와이어, 스위치, 커넥터 등을 통해 전기 커넥터 블록(215b) 및/또는 전기 커넥터 블록(216b)(도 5 참조)에 전기적으로 연결되어 CPU 부-어셈블리(230) 및/또는 배터리 부-어셈블리로부터 각 전력 구동 부 어셈블리(250)로의 제어 및/또는 전력 신호의 전송을 가능하게 한다. 전기 플러그(257)는 대응하는 전기 리셉터클(218)로부터 제거 가능하므로,수리 또는 교체를 위해 분리 시 동력 구동 부-어셈블리(250)가 본체(210)와의 체결이 해체되어 슬라이드 하고 본체(210)로부터 제거될 수 있다.

각각의 휠 어셈블리(254)는 그 프레임(251)에 대해 적어도 180도 회전하도록 구성될 수 있다. 협력하여 작동하는 4개의 휠 어셈블리(254)는 각각의 휠 어셈블리(254)가, 360도 회전을 하기 위해서 단지 180까지 회전하면서, 0 회전 반경에서 운송 로봇(200)의 360도 회전을 가능하게 하지만, 예를 들어, 적어도 270도의 회전; 적어도 359도 회전; 또는 무한 회전 같이 다른 구성이 가능하다. 각각의 휠 어셈블리(254)는 예를 들어 그 조향 모터(255)를 통해 조향될 수 있고, 예를 들어 그 구동 모터(256)를 통해 독립적으로 또는 다른 휠 어셈블리(254)와 협력하여 구동될 수 있다. 또한, 조향 모터(255) 및 각각의 동력 구동 부-어셈블리(250)의 구동 모터(256)는, 휠 어셈블리(254)로부터 조향 모터(255) 및/또는 구동 모터(256)의 선택적인 탈체결(disengagement)분리를 가능하게 하는 클러치 또는 다른 적절한 분리 메커니즘을 통해 휠 어셈블리(254)에 결합된다. 이 같은 구성은, 조향 모터(255) 및/또는 구동 모터(256)가 고장난 경우, 휠 어셈블리(254)가 탈체결되고 자유롭게 회전 및/또는 롤링하도록 한다. 이것은 적어도 하나의 완전히 작동하는 동력 구동 부-어셈블리(250)(비작동 동력 구동 부-어셈블리(들)(250)은 휠 어셈블리(들)(254)가 자유롭게 회전 및/또는 롤링되도록 설정됨)로, 비록 늦기는 하지만 운송 로봇(200)이 완전히 작동하는 운송 로봇(200)과 동일한 기능을 여전히 수행한다는 점에서 이점이 있다.

도 8을 참조하면, 비록 다른 구성도 고려될 수 있지만, 일반적으로 본체(210)의 대향(반대) 측면(214)에 배열된 2개의 기계적 작동체 부-어셈블리(260)가 제공된다. 기계적 작동체 부-어셈블리(260)는 독립적으로 또는 집합적으로 작동 가능하고, 본체(210)와 해체(탈체결) 가능하게 체결하도록 구성되며, 각각이 본체(210)의 양쪽 측면(214)에 위치할 수 있다는 점에서 보편적이다. 각 기계적 작동체 부-어셈블리(260)는 본체(210)와 기계적 작동체 부-어셈블리(260)를 정렬하고 체결 위해 본체(210) 내에 컷아웃을 정의하는 U자형 바아(219a)를 슬라이드 가능하게 수용하도록 구성된, 그 둘레의 일부 주위에 일반적으로 U자형 채널(263)을 정의하는 프레임(262)을 포함한다. 프레임(262) 및 본체(210)는 예를 들어 하나 이상의 스냅-억지끼움 체결, 마찰-억지끼움 체결, 상보적인 맞물림 체결, 스프링 핀, 래치, 나사, 볼트 등과 같은 임의의 적절한 방식으로 유지될 수 있다.

각각의 기계적 작동체 부-어셈블리(260)는 전기 리셉터클, 기계적 리셉터클, 또는 전기기계 리셉터클일 수 있는 암형 리셉터클(female receptable)(264)을 더 포함한다. 암형 리셉터클(264)은 본체(210)의 수형 입력부(male input)(219b)를 수령하여 그 사이에 전기적, 기계적 또는 전기기계적 통신을 설정하도록 구성되지만, 이러한 암-수 구성은 반대로 되거나 다른 적절한 연결이 제공될 수 있다. 실시예에서, 각각의 기계적 작동체 부-어셈블리(260)는 온보드 모터 조립체(266)를 더 포함한다. 이러한 실시예에서, 암형 리셉터클(264)와 수형 입력부(219b)는 전력 신호 및/또는 제어 신호를 온보드 모터 어셈블리(266)에 제공하여 그것을 구동하도록, 서로 전기적으로 연결하도록 구성된다. 이러한 실시예에서 수형 입력부(219b)는 CPU 부-어셈블리(230) 및/또는 배터리 부-어셈블리(240)에서 기계적 작동체 부-어셈블리(260)로 제어 신호 및/또는 전력 신호를 전달할 수 있도록, 본체(210)의 와이어, 스위치, 커넥터를 통해 전기적 커넥터 블록(215b) 및/또는 전기적 커넥터 블록(216b)(도 5)에 전기적으로 결합한다.

대안적으로, 실시예에서, 기계적 작동체 부-어셈블리(260)는 온보드 모터 어셈블리(266)를 포함하지 않고 대신 내부 기어링 및/또는 다른 기계적 구성요소를 포함한다. 그러한 실시예에서, 암형 리셉터클(264) 및 수형 입력부(219b)는 서로 기계적으로 연결되어 기계적 구성요소의 작동을 구동하기 위해 기계적 구성요소에 기계적 입력을 제공한다. 이러한 실시예에서, 구동 모터(도시되지 않음)는 수형 입력부(219b)를 구동하기 위해 본체(210) 상에 또는 내부에 배치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 구동 모터는 본체(210)의 와이어, 스위치, 커넥터를 통해 전기적 커넥터 블록(215b) 및/또는 전기적 커넥터 블록(216b)(도 5)에 전기적으로 결합하여, 기계적 작동체 부-어셈블리(260)에 제공된 기계적 입력(모터에 의한)으로의 변환을 위한 CPU 부-어셈블리(230) 및/또는 배터리 부-어셈블리(240)로부터의 제어 신호 및/또는 전력 신호 전달을 가능하게 한다. 또 다른 실시예에서, 기계적 및 전기적 통신은 모두는 암형 리셉터클(264)과 수형 입력부(219b) 사이에 설정된다.

도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 기계적 작동체 부-어셈블리(260)의 하나의 구성이 아래에 상세하게 설명되어 있지만, 임의의 적절한 유사하거나 상이한 기계적 작동체 부-어셈블리(260)가 이용될 수 있음이 고려된다. 기계적 작동체 부-어셈블리(260)는 프레임(262)에 선회 가능하게 결합되고 저장 위치(storage position)(도 9a 참조)와 전개 위치(deployed position)(도 9c 참조) 사이에서 그에 대해 선회 가능한 제1 아암 및 제2 아암(268, 269)을 포함하며, 저장 위치에서 아암들(268, 269)은 서로 평행하며 예를 들어 본체(210)의 측면들(214)에 대해서 실질적으로 평행하고 예를 들어 수평에서 약 15도 이내이며, 전개 위치에서 아암들(268, 269)은 수직이며 예를 들어 본체(210)의 측면들(214)에 대해 실질적으로 수직이며 예를 들어 수직에서 약 15도 이내이다. 아암들(268, 269)은 저장 위치 및 전개 위치 사이의 임의의 중간 위치로 선회하도록 더 구성된다.

아암(268, 269)은 차량 타이어를 그 사이에 두고 아암(268, 269)을 위치시키고 전개 위치로 아암(268, 269)을 선회(pivot)할 때, 아암(268, 269)이 그 양측에 차량 타이어를 체결하고 지면으로부터 차량 타이어를 들어올리도록, 곡선 및/또는 경사진 대향 표면을 정의할 수 있다. 이러한 방식으로, 운송 로봇(200)의 각각의 기계적 작동체 부-어셈블리(260)의 아암(268, 269)은 한 세트의 차량 타이어, 예를 들어, 전방 타이어와 체결되어(맞물려) 들어올릴 수 있는 반면, 다른 운송 로봇(200)의 각 기계적 작동체 부-어셈블리(260)의 아암(268, 269)은 다른 세트의 차량 타이어, 예를 들어 후방 타이어와 체결되어 들어올려, 운송 로봇(200)의 쌍을 사용하여 차량의 운송을 가능하게 한다. 아암(268, 269)은 추가적으로 또는 대안으로 평면 안으로 또는 밖으로 다른 선회 운동을 및/또는 예를 들어 병진 운동 또는 회전 운동 같은 다른 운동을 하도록 구성될 수 있다. 또한, 더 많거나 더 적은 아암이 제공될 수 있고, 아암은 하나 이상의 관절에 대해 복수의 자유도의 관절로 연결되도록 구성될 수 있으며, 아암은 객체체를 잡거나 달리 조작하거나 기능(기계적, 전기적 또는 전기 기계 기능)을 수행하는 엔드 이펙터(end effector)를 포함할 수 있고 및/또는 아암 대신에 또는 아암에 추가하여 다른 이동 가능한 구조가 제공될 수 있다. 운송 로봇(200)의 원하는 용도에 따라, 적절한 구성의 기계적 작동체 부-어셈블리(260)(서로 유사하거나 상이함)가 선택되어 본체(210)와 체결될 수 있다.

도 9a 내지 도 10b를 참조하면, 실시예에서, 위에서 언급한 바와 같이, 운송 로봇(200)은 적어도 하나의 센서 부-어셈블리(270)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 센서 부-어셈블리(270)는 본체(210)의 단부(end)(212)들 및/또는 측면(side)(210)들 하나 또는 둘 모두를 따라 배치될 수 있다. 센서 부-어셈블리(270)는 예를 들어 카메라, 근접 센서, 모션 활성화 센서, RFID 또는 다른 식별 센서, 도플러 센서, 충돌 방지 센서 등과 같은 임의의 적절한 센서를 포함할 수 있다. 센서 부-어셈블리(270)는 예를 들어 본체(210)의 와이어, 스위치, 커넥터 등을 통해서 전기적 커넥터 블록(215b) 및/또는 전기적 커넥터 블록(216b)(도 5)에 전기적으로 결합되어, 운송 로봇(200) 및/또는 다른 운동 로봇(200)과의 통신 및/또는 중앙 제어 어셈블리(160)(도 1a-1c)의 제어를 위해, CPU 부-어셈블리(230) 및/또는 배터리 부-어셈블리(240)로부터의 제어 및/또는 전력 신호의 전송을 가능하게 하고 센서 부-어셈블리(270)로부터 CPU 부-어셈블리로의 감지된 데이터 전송을 가능하게 한다.

도 11을 참조하면, 운송 로봇(200)은 정상인 운송 로봇(200h)이 장애가 있는 운송 로봇(200d)과 체결되도록 하고 장애가 있는 운송 로봇(200d)을 방해가 되지 않도록 유지보수 스테이션 또는 다른 적절한 위치로 견인할 수 있도록 하는 견인 부(tow feature)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 견인부는 각각의 운송 로봇(200h, 200d)의 본체(210)의 선단(leading end)(212a) 및 후단(trailing end)(212b) 각각d에 이격되어 배치된 자석 쌍(282, 284)의 형태일 수 있다. 자석(282, 284)은 반대 극성을 나타내도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 운송 로봇(200h, 200d)이 단대단(end-to-end) 방식으로 위치될 때, 예를 들어 운송 로봇(200h)의 후단(212b)이 운송 로봇(200d)의 선단(212a)에 인접하게 위치된 상태에서, 운송 로봇(200h)의 후단(212b)의 자석 쌍(282, 284)은 운송 로봇(200d)의 선단(212a)의 반대 극성의 자석 쌍(284, 282)과 정렬된다. 이와 같이, 운송 로봇(200h)의 후단(212b)과 운송 로봇(200d)의 선단(212a)이 충분히 근접할 때, 자석 쌍(282, 284 및 284, 282)은 서로 끌어당겨져 체결되어 운송 로봇(200h, 200d)을 서로 결합시켜 정상 운송 로봇(200h)이 장애가 있는 운송 로봇(200d)을 견인할 수 있게 된다. 자기 결합 및 견인은 또한 반대 방식으로, 예를 들어 운송 로봇(200d)의 후단(214a)에 인접하게 운송 로봇(200h)의 선단(212a)를 위치시킴으로써 달성될 수 있다.

도 12a 및 도 12b를 참조하면, 다른 실시예에서, 각각의 운송 로봇(200h, 200d)의 본체(210)의 단지 한쪽 단, 예를 들어 후단(212b)이 한 쌍의 자석(282, 284)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 정상 운송 로봇(200h)은 회전하여 본체(210)의 후단(212b)이 장애가 있는 운송 로봇(200d)의 본체(210)의 후단(212b)에 인접하게 위치되도록 조종된다(도 12b 참조). 이 위치에서, 자석 쌍(282, 284, 284, 282)은 서로 끌어당겨 체결함으로써 운송 로봇(200h, 200d)을 서로 결합하여 정상 운송 로봇(200h)이 장애가 있는 운송 로봇(200d)을 견인할 수 있게 한다.

도 13을 참조하면, 또 다른 실시예에서, 고정 극성의 자석이 아니라, 각각의 운송 로봇(200h, 200d)은 본체(210)의 선단(212a) 또는 후단(212b) 중 하나 또는 둘 모두에 각각 배치된 전자석(286)을 포함할 수 있다. 이러한 구성에서, 운송 로봇(200h, 200d)의 위치 및 방향에 따라, 인접한 전자석(286)들은 반대 전위를 달성하도록 충전되어 인접한 전자석(286)들이 서로 끌어당겨 체결되도록 반대 자기 극성을 나타내어, 운송 로봇(200h, 200d)들은 서로 결합하여 정상 운송 로봇(200h)이 장애가 있는 운송 로봇(200d)을 견인할 수 있게 된다.

도 14a 및 도 14b를 참조하면, 본 발명 개시에 따른 또 다른 실시 예에 따른 운송 로봇은 일반적으로 운송 로봇(1200)으로 도시되어 있다. 운송 로봇(1200)은 위에서 자세히 설명된 바와 같은 운송 로봇(200)(도 2 내지 도 8)의 임의의 특징과 유사하고 이를 포함할 수 있다. 따라서, 운송 로봇(1200)과 운송 로봇(200)(도 2 내지 도 8) 사이의 차이점만이 아래에서 상세하게 설명되고, 유사점은 요약적으로 설명되거나 전체적으로 생략된다.

운송 로봇(1200)은 일반적으로 각각의 동력 구동 부-어셈블리(1250)가 운송 로봇(1200)의 코너들 중 하나에 위치하도록 배열된 4개의 동력 구동 부-어셈블리(1250)를 포함한다. 동력 구동 부-어셈블리(1250)는, 본체(1210)의 임의의 코너에 위치되고 해체 가능하게 체결릴 수 있고, 독립적으로 집합적으로 작동 가능하며, 운송 로봇(200)(도 2 내지 도 8)의 동력 구동 부-어셈블리(250)와 관련하여 위에서 언급한 것과 유사하게 플러그 앤 플레이 호환 가능하다는 점에서, 범용이다. 운송 로봇(200)의 동력 구동 부-어셈블리(250)(도 2-8 참조)와 같이, 운송 로봇(1200)의 동력 구동 부-어셈블리(1250)는 4인치 이하의 최대 수직 포락선(envelope)을 정의하여 운송 로봇(200, 1200)이 수직 클리어런스(vertical clearance)이 4인치(또는 그 이하)인 차량 아래와 같은 영역 내에서 자유롭게 수 있게 한다.

각각의 동력 구동 부-어셈블리(1250)는 프레임(1251), 휠 어셈블리(1254), 조향 모터(1255), 구동 모터(1256), 및 각각의 동력 구동 부-어셈블리(1250)를 운송 로봇(1200)의 본체(1210)의 대응하는 전기 리셉터클에 연결하도록 구성된 전기 플러그(1257)를 포함한다. 프레임(1251)은 원형 개구(circular opening)(1252)를 정의하는데, 원형 개구(1252)는 그 원주 주위에 배치된 내향 기어 나사산(inwardly-facing gear thread)을 포함하며, 휠 어셈블리(1254)의 원형 베이스(circular base)(1253a)는 그 원주 주위에 배치된 외향 기어 나사산을 포함한다. 원형 베이스(1253a)는, 프레임(1251)의 기어 나사산과 원형 베이스(1253a)가 서로 맞물리도록, 프레임(1251)의 원형 개구(1252) 내에 회전 가능하게 배치된다. 조향 모터(1255)는 프레임(1251)에 대한 휠 어셈블리(1254)의 원형 베이스(1253a)의 회전을 원하는 배향으로 구동하여 휠 어셈블리(1254)의 휠(1253b)을 원하는 방향으로 배향하여 운송 로봇(1200)의 조향을 가능하게 하도록 구성된다. 알 수 있는 바와 같이, 맞물린 기어 나사산은 프레임(1251)에 대해 원하는 개별 방향으로 휠 어셈블리(1254)로의 회전 및 유지를 용이하게 하지만, 기어가 없는 연속 회전 구성도 고려된다.

계속해서 도 14a 및 도 14b를 참조하면, 각각의 동력 구동 부-어셈블리(1250)의 휠(1253b) 및 구동 모터(1256)는, 운송 로봇(1200)을 추진하기 위해 휠(1253b)의 회전을 구동하도록, 대응하는 원형 베이스(1253a) 상에 장착되고 구동 모터(1256)는 휠(1253b)에 작동가능하게 결합한다. 더 구체적으로 구동 모터(1256)의 출력 회전자는 운송 로봇(200)(도 2 내지 도 8)과 관련하여 예시된 것과 같은 구동 벨트를 통해 휠(1253b)에 대해 오프셋되어 휠(1253b)에 결합될 수 있다. 대안적으로, 운송 로봇(1200)과 관련하여 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 구동 모터(1256)의 출력 회전자는 휠(1253b)과 인라인(in-line)일 수 있으며, 여기서 구동 모터(1256)의 출력 회전자는, 휠(1253b)의 축(axle)에 체결되거나 휠(1253b)의 축을 정의하며,예를 들어 출력 회전자와 축이 서로 동축이다. 또한, 출력 회전자와 축에 의해 정의된 동축은 원형 베이스(1253a)의 직경에 정렬된다. 이러한 구성의 결과로서, 조향 모터(1255)가 프레임(1251) 내에서 그리고 그에 대해 휠 어셈블리(1254)를 회전시키도록 구동될 때, 휠(1253b)은 바닥(또는 다른 지지 표면)을 따라 롤링되거나 바닥을 따라 휠(1253b)의 롤링은 증가된다(바닥을 따라 그 끌림은 감소). 이것은 휠이 바닥(또는 다른 지지 표면)을 따라 끌리거나 더 끌리고 덜 굴러가는 비-정렬 구성과 비교하여, 휠 마모 및 마찰을 감소시킨다는 점에서 유리한다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 본 개시에 따른 운송 로봇의 다른 실시예는 일반적으로 운송 로봇(2200)으로 식별된 것으로 도시되어 있다. 운송 로봇(2200)은, 위에서 상세히 설명한 운송 로봇(200)(도 2 내지 도 8)의 임의의 특징과 유사하고 이를 포함할 수 있다. 운송 로봇(2200)과 운송 로봇(200)(도 2 내지 도 8) 사이의 차이점만이 아래에서 상세히 설명되고, 유사점은 요약적으로 설명되거나 전체적으로 생략된다.

운송 로봇(2200)은 일반적으로 각각의 동력 구동 부-어셈블리(2250)가 운송 로봇(2200)의 코너들 중 하나에 위치하도록 배열된 4개의 동력 구동 부-어셈블리(2250)를 포함한다. 동력 구동 부-어셈블리(2250)는 본체(2210)의 임의의 코너에 위치되고 해체 가능하게 체결될 수 있고, 독립적으로 집합적으로 작동 가능하며, 운송 로봇(200)(도 2 내지 도 8)의 동력 구동 부-어셈블리(250)와 관련하여 위에서 언급한 것과 유사하게 플러그 앤 플레이 호환 가능하다는 점에서 범용이다. 운송 로봇(200)의 동력 구동 부-어셈블리(250)(도 2-8 참조)와 같이, 운송 로봇(2200)의 동력 구동 부-어셈블리(2250)는 4인치 이하의 최대 수직 포락선을 정의하여 운송 로봇(2200)이 예를 들어 4인치(또는 그 이하)의 낮은 수직 클리어런스를 갖는 차량 아래 영역 내에서 자유롭게 기동할 수 있도록 한다.

각각의 동력 구동 부-어셈블리(2250)는 프레임(2251), 모터 제어기(2252), 한 쌍의 구동 모터(2253), 및 한 쌍의 전방향(omnidirectional) 휠, 예를 들어 메카넘 휠(Mecanum wheel)(2254)을 포함하지만, 예를 들어 하나의 휠 또는 2개보다 많은 휠, 3개의 휠도 고려된다. 각각 메카넘 휠(2254)을 구동하도록 구성된 2개의 구동 모터(2253)를 제공하면 동력과 속도를 추가하여 원동력을 증가시키는 반면, 나란히 배치된 구성은 4인치(또는 그 이하)의 운송 로봇(2250)의 수직 클리어런스를 유지한다. 실시예에서, 이러한 구성은 운송 로봇(2250)에 초당 최대 10피트의 무부하 속도 및 초당 최대 5피트의 위치 결정 속도를 제공할 수 있다.

특정 방향으로 운송 로봇(2200)을 구동하기 위해, 동력 구동 부-어셈블리(2250)의 메카넘 휠(2254) 쌍의 구동 방향이 그에 따라 선택된다. 예를 들어, 운송 로봇(2200)을 제1 방향으로 병진 이동시키기 위해, 4쌍의 메카넘 휠(2254) 모두가 정방향으로 구동된다. 운송 로봇(2200)을 제2 방향인 반대 방향으로 병진 이동시키기 위해, 4쌍의 메카넘 휠(2254) 모두가 반대 방향으로 구동된다. 운송 로봇(2200)을 제 1 방향 및 제 2 방향에 수직인 제 3 방향으로 병진시키기 위해, 대각선으로 대향된 한 세트의 메카넘 휠(2254)을 정방향으로 구동하는 반면, 대각선으로 대향된 다른 세트의 메카넘 휠(2254)을 역방향으로 구동한다. 운송 로봇(2200)을 제1 방향 및 제2 방향에 수직이고 제3 방향과 반대인 제4 방향으로 병진시키기 위해, 대각선으로 대향된 한 쌍의 메카넘 휠(2254)은 역방향으로 구동되고 대각선으로 대향된 다른 한 쌍의 메카넘 휠(2254)은 정방향으로 구동된다.

상술한 이중 모터 및 휠 구성은 속도를 증가시키면서 진동도 상당히 증가시킨다. 이와 같이, 각각의 동력 구동 부-어셈블리(2250)는 비선형 스프링 기반 서스펜션, 예를 들어 비선형 진동 방지 스프링(2259)(실시예에서는 조정 가능한 비선형 진동 방지 스프링, 실시예에서는 다중 스프링)을 더 포함하여, 구동 모터(2253)와 메카넘 휠(2254) 각각을 프레임(2251)에 작동 가능하게 연결한다. 이러한 구성은 운송 로봇(2200)의 전체 수직 클리어런스를 증가시킬 필요 없이 메카넘 휠(2254)의 작동으로 인한 진동을 감소시킨다.

전력 및 데이터 케이블(2258)은 모터 제어기(2252)를 각각의 구동 모터(2253)와 연결하는 반면, 다른 케이블은 전기 플러그(2257)를 사용하여 모터 제어기(2252)를 연결하고, 전기 플러그(2257)는 전력 구동 부-어셈블리(2250)를 운송 로봇(2200)의 본체(2210)의 대응하는 전기 리셉터클에 연결하도록 구성된다. 다른 전력 공급 및/또는 통신 구성이 또한 고려된다.

운송 로봇의 상술한 실시예는 4인치 수직 클리어런스 포락선에서 차량 아래로 자유롭게 이동할 수 있다. 이 기능은 하나 이상의 작업을 달성하기 위해 시스템, 예를 들어 주차 시설에서 복수 로봇의 협동 기동 또는 무리를 이루는 데 기여하며, 그 예는 아래에 자세히 설명되어 있다. 본 개시 내용의 운송 로봇 및 시스템은 팔레트(pallet)의 사용에 의존하지 않고, 예를 들어 운송 및 기동을 가능하게 하기 위해 차량을 팔레트에 놓을 필요 없이, 주차 차량을 위한 주차 시설 또는 다른 목적 및/또는 다른 위치에서 사용할 수 있다. 팔레트 기반 솔루션에는 팔레트가 필요할 뿐만 아니라 기계적으로 집약적인 팔레트 물류 장치의 개발도 필요하다. 팔레트는 차량을 수용하기 위해 항상 진입 지점(예: 주차 시설 입구)에 위치하도록 팔레트 자체를 운송 및 보관해야 한다. 참고로, 진입 지점과 그 주변의 부동산은 종종 주차 시설에서 가장 운영상 가치가 있는 부동산이며 종종 시설의 출입 속도를 제어하는 병목 지점이다. 팔레트 물류 장비는 종종 논리적 시스템 오류가 운영을 심각하게 방해하거나 중단할 수 있는 단일 실패 지점 또는 병목 지점을 나타낸다.

도 17a-17j를 참조하면 협곡(canyon) "C", 하나 이상의 엘리베이터 "E", 및 차량 "V"를 포함하는 복수의 주차 구역(parking stall) "S"를 포함하는 주차 구조물 "P"에서 작동하는 종래 기술의 자동 주차 시스템이 일반적으로 도시되어 있다. 시스템(500)은 협곡 "C"를 따라 연장되는 트랙 또는 레일(510) 세트; 단일 방향, 예를 들어 "X" 방향으로 트랙 또는 레일(510)을 따라 협곡 "C"를 통과해 이동하도록 구성된 하나 이상의 이송 카트(transfer cart)(520a, 520b); 및 이송 카트(520a, 520b) 상에서 "X" 방향의 원하는 위치로 운송되고 이송 카트(520a, 520b)로부터 다른 단일 방향, 예를 들어 "Y" 방향으로 이동하도록 구성된 복수의 로봇 카트(530a-530d)를 포함하며, 차량 "V"를 회수 또는 하차한 후 "Y" 방향으로 이송 카트(530a-530d)로 복귀한다.

도 17a 및 도 17b에서 시작하여, 종래 기술의 자동 주차 시스템(500)을 이용하여 복수의 차량 "V" 중에서 목표 차량 "TV"를 회수하기 위해, 로봇 카트(530a, 530b)를 운반하는 이송 카트(520a)는, 차단 차량(blocking vehicle) "BV"이 목표 차량 "TV"의 경로를 차단한 상태에서 이송 카트(520a)가 "Y" 방향으로 정렬될 때까지 "X" 방향에서 트랙 또는 레일(510)을 따라 이동된다.

계속해서 도 17c 및 도 17d를 참조하면, 이송 카트(520a)가 차단 차량 "BV"과 정렬된 상태에서 로봇 카트(530a, 530b)는 이송 카트(520a)로부터 전개되고 "Y" 방향으로 이동하여 차단 차량 "BV"를 회수하고 차단 차량 "BV"과 함께 이송 카트(520a)로 복귀한다.

도 17e 내지 도 7g를 참조하면, 차단 차량 "BV"를 운반하는 로봇 카트(530a, 530b)가 이송 카트(520a)로 복귀하면, 이송 카트(520a)는 "X" 방향으로 트랙 또는 레일(510)을 따라 이동하여 이송 카트(520a), 로봇 카트(530a, 530b) 및 차단 차량 "BV"을 목표 차량 "TV"에 대해 "Y" 방향으로 이동(displace)한다. 이송 카트(520a), 로봇 카트(530a, 530b) 및 차단 차량 "BV"이 그렇게 변위하면, 로봇 카트(530c, 530d)를 운반하는 이송 카트(520b)는 "Y" 방향에서 목표 차량 "TV"과 정렬될 때까지 "X" 방향에서 트랙 또는 레일(510)을 따라 이동한다. 그 후, 로봇 카트(530c, 530d)는 이송 카트(520b)로부터 전개되고 "Y" 방향으로 이동하여 목표 차량 "TV"를 회수하고 목표 차량 "TV"과 함께 이송 카트(520b)로 복귀한다.

도 17h-17j에 도시된 바와 같이, 목표 차량 "TV"를 운반하는 로봇 카트(530c, 530d)가 이송 카트(520b)로 복귀한 후, 이송 카트(520b)는 "Y" 방향에서 엘리베이터 "E"와 정렬될 때까지 "X" 방향에서 트랙 또는 레일(510)을 이동하여, 하차 위치로의 이송을 위해 로봇 카트(530c, 530d)가 이송 카트(520b)를 "Y" 방향에서 엘리베이터 "E" 상으로 이송한다. 필요한 경우, 로봇 카트(530c, 530d)는 먼저 "Y" 방향으로 이송 카트(520b)를 턴테이블 "TT"(도 2 참조) 상으로 이동시켜 목표 차량 "TV"을 하차 방향으로 재배향한 후에 하차 장소로 운송하기 위해 "Y" 방향에서 엘리베이터 "E"로 이동한다.

그 후 또는 그와 동시에, 이송 카트(520a)가 차단 차량 "BV"에 의해 이전에 점유된 주차 구역(S)와 다시 한번 정렬될 때까지 이송 카트(520a)는 "X" 방향으로 트랙 또는 레일(510)을 따라 이동하고, 따라서 로봇 카트(530a, 530b)가 "Y" 방향으로 이동하여 차단 차량 "BV"를 초기 위치로 되돌리도록 한다.

도 18을 참조하면, 협곡 "C" 및 턴테이블 "TT"를 위한 공간을 필요로 하는 종래 기술의 자동 주차 시스템(500)이 예시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 이 필요한 공간은 주차 구역 "S"로 사용할 수 있는 공간으로 사용할 수 없으므로 주차 구조물 "P"에 주차할 수 있는 차량 "V"의 수가 줄어든다. 보다 구체적으로, 자동 주차 시스템(500)을 활용하여, 주차 구조물 "P"는 이용 가능한 53개의 주차 구역 "S"를 포함한다.

도 19a 내지 도 19c를 참조하면, 본 발명 개시내용에 따라 제공되는 자동 주차 시스템은 참조번호 1100으로 표시되어 있으며 차량들을 포함하는 복수의 주차 구역 "S" 및 하나 이상의 엘리베이터 "E" 를 포함하는 주차 구조물 "P"에서 작동한다. 도 18의 종래 기술의 자동 주차 시스템(500)과 대조적으로, 본 발명 개시의 자동 주차 시스템(1100)은 트랙 또는 레일(510), 이송 카트(520a, 520b), 턴테이블 "TT" 또는 협곡 "C"를 필요로 하지 않는다.

계속해서 도 19a 내지 도 19c를 참조하면, 자동 주차 시스템(1100)은 복수의 운송 로봇(200), 예를 들어 위에서 상세히 설명한 운송 로봇(200), 본 명세서에서 상세히 설명된 임의의 다른 운송 로봇, 또는 임의의 다른 적절한 운송 로봇(들) 또는 이들의 조합을 포함한다. 위에서 상세히 설명한 바와 같이, 각각의 운송 로봇(200)은 임의의 방향, 예를 들어 임의의 "X" 성분 및/또는 임의의 "Y" 성분을 갖는 임의의 방향 벡터로 이동할 수 있으며, 추가로 0 또는 최소 회전 반경으로 "Z" 축을 중심으로 회전할 수 있다. 따라서, 아래에 설명된 바와 같이, 자동 주차 시스템(1100)은 종래 자동 주차 시스템(500)(도 17a 내지 도 18)과 관련하여 위에서 설명한 바와 같이 동일한 배열의 차량 "V"을 갖는 주차 구조물 "P"로 부터 동일한 목표 차량 "TV"의 회수가 가능하며, 그래서 크게 감소된 기동 횟수로 2개의 운송 로봇(200)만을 필요로 한다.

자동 주차 시스템(1100)을 이용하여 복수의 차량 "V" 중에서 목표 차량 "TV"를 회수하기 위해, 도 19a 내지 도 19c에 도시된 바와 같이, 운송 로봇(200)은 먼저 목표 차량 "TV"와 "Y" 방향으로 정렬되도록 "X" 방향으로 이동된 다음 차단 차량 "BV" 아래를 횡단하면서 "Y" 방향에서 목표 차량 "TV"으로 이동하며, 여기서 운송 로봇(200)이 목표 차량 "TV"의 운송이 가능하도록 목표 차량 "TV" 아래 위치되어 목표 차량 "TV"과 체결된다. 운송 로봇(200)에 의해 목표 차량 "TV"이 체결된 상태에서, 운송 로봇(200)은 목표 차량 "TV"을 실어 "X" 방향으로 이동하여 인접한 빈 주차 구역 "S"로 이동한 다음, 그곳에서 하차 장소로 이동하기 위해 "Y" 방향으로 엘리베이터 "E"로 이동한다. 필요한 경우, 하차 위치로의 운송을 위해 엘리베이터 "E"로 이동하기 전 또는 후에 목표 차량 "TV"을 하차 방향으로 재배향하도록 운송 로봇(200)이 회전될 수 있다.

또한 도 20을 참조하면, 자동 주차 시스템(1100)은 목표 차량을 회수하기 위해 차량 "V"의 기동성을 허용하는 빈 주차 구역 "S"를 최소로 필요로 하는 것으로 예시되어 있다. 보다 구체적으로, 도 18에 도시된 종래 자동 주차 시스템(500)과 도 20에 도시된 자동 주차 시스템(1100)을 비교하면, 동일한 주차 구조물 "P"를 사용하여 사용 가능한 공간의 수 및 이에 따라 주차할 수 있는 차량 "V"의 수는 종래 시스템(500)에 비해 시스템(1100)이 훨씬 더 많다는 것을 알 수 있다. 구체적으로, 자동 주차 시스템(1100)을 활용하여, 주차 구조물 "P"는 이용 가능한 74개의 주차 구역 "S"를 포함한다. 또한 위에서 언급했듯이 트랙이나 레일, 이송 카트, 턴테이블 또는 협곡이 필요하지 않다. 단일 층 또는 주차 구조물 "P"만 도시되어 있지만, 자동 주차 시스템(1100)은 주차 구조물 "P"의 임의의 수의 층, 구조적 구성, 비구조적 제한 등에 걸쳐 작동할 수 있음을 이해해야 한다.

도 1a 내지 도 1c와 도 19a 내지 도 19c를 함께 참조하면, 자동 주차 시스템(1100)(도 19a 내지 도 19c)은 (서로 동일하거나 상이할 수 있는) 복수의 운송 로봇(200)에 더하여 중앙 제어 시스템(160)을 포함한다. 시스템(100)(도 1a 내지 도 1c)과 관련하여 위에서 상술하였지만, 중앙 제어 시스템(160)의 특정 특징들은 자동 주차 시스템(1100)(도 19a 내지 도 19c)과 관련하여 여기에서 반복 및/또는 확장된다; 그러나, 시스템(100)(도 1a-1c), 시스템(1100)(도 19a-19c), 또는 임의의 다른 적절한 시스템에 통합되든 간에, 중앙 제어 시스템(160)은 여기에 설명된 임의의 측면들 및/또는 특징들을 포함할 수 있음을 이해해야 한다.

중앙 제어 시스템(160)은 하나 이상의 운송 로봇(200)과 통신하여 직접 또는 간접적으로 원하는 작업, 예를 들어 하나 이상의 차량 하차, 하나 이상의 차량 회수 및/또는 다른 작동의 수행, 예를 들어 정리 작업의 수행, 하나 이상의 운송 로봇(200)을 유지보수 스테이션으로 안내, 하나 이상의 운송 로봇(200)을 충전 스테이션으로 안내, 하나 이상의 운송 로봇(200)의 활성화, 하나 이상의 운송 로봇의 비활성화 등을 조정하도록 구성된다. 특정 작업 또는 작동과 관련하여, 중앙 제어 시스템(160)은 운송 로봇(200)에게 어디로 가야 하는지, 어떤 조치를 취해야 하는지, 경로 계획, 재계획 및 기타 모든 상위 수준 결정을 지시하는 반면, 온보드(onboard)는 운송 로봇(200)의 예를 들어 CPU 부-어셈블리(230)(도 2)를 제어하여 운송 로봇(200) 자체 및/또는 둘 이상의 운송 로봇(200)의 그룹이 원하는 조치를 취하는 방법, 이동/회전 방법, 다른 운송 로봇(200)과의 조정, 차량에 대한 상대적인 위치, 차량에 체결하여 들어올리기, 충돌 방지 및 기타 로컬 결정에 대하여 결정하도록 한다. 즉, 하나 이상의 운송 로봇(200)은 특정 작업을 수행하기 위해 로컬 제어를 갖는 반면, 중앙 제어 시스템(160)은 수행될 작업을 지시하고 위치 파악, 경로 계획 등을 통해 운송 로봇(200)을 지원하기 위해 감독 제어를 유지한다. 또한, 중앙 제어 시스템(160)은 예를 들어 위치 지정, 업데이트, 충돌 회피, 도킹/충전, 유지 관리 및 데이터 로깅, 오류, 아차 사고 등과 관련된 정보를 운송 로봇(200)에 전달할 수 있다. 중앙 제어 시스템(160)에 의한 운송 로봇(200) 감독 제어는 또한 예를 들어 충돌 회피와 관련하여 우선순위 처리 능력을 포함할 수 있다. 충돌 회피는 예를 들어 다른 운송 로봇(200) 또는 다른 장애물 및/또는 운송 로봇(200)을 관리하는 로컬 규칙의 존재를 나타내는 운송 로봇(200)의 온보드 센서를 통해 로컬 수준에서 운송 로봇(200)에 의해 부분적으로 달성되지만, 중앙 제어 시스템(160)은 새로운 또는 업데이트된 우선순위에 기초한 제어를 제공하기 위해 개입할 수 있고, 결과적으로 더 높은 우선순위 운송 로봇(들)(200)이 먼저 통과할 수 있도록 더 낮은 우선순위 운송 로봇(들)(200)을 느리게 하거나 정지시킬 수 있다.

중앙 제어 시스템(160)은 각각의 운송 로봇(200) 및/또는 시스템(1100) 전체에 대해 각각의 운송 로봇(200)으로부터의 위치, 진단 및 기타 정보, 성능 이력, 유지 관리 이력 및 주기, 지불 시스템, 성능 메트릭스, 비상 서비스, 보안 시스템 등을 추적하도록 추가로 구성된다. 중앙 제어 시스템(160)은 또한 각 차량에 대한 입력 및 예상 출력 시간을 유지하고 차량을 주차할 위치와 방법을 결정할 때 이를 고려하도록 구성된다. 차량을 주차할 장소 및 방법을 결정하는 데 사용될 수 있는 중앙 제어 시스템(160)에 입력되는 추가 정보에는 예를 들어 차량이 승차 공유(ride share) 또는 렌트 차량, 전기 자동차, 추가 서비스 요청(전기 자동차 충전, 세차, 오일 및 윤활 서비스, 내부 청소 등) 인지 여부; 차량이 상업용 차량, 무인 차량, 특수 차량(예: 대형 차량, 장애인 이용 차량, 패널 트럭 등) 인지 여부를 포함한다.

도 1a를 참조하면, 실시예에서 운송 로봇(200)은 쌍으로 협력할 수 있으며, 여기서 운송 로봇(200) 중 하나의 운송 로봇(200)은 중앙 제어 시스템(160)과 직접 통신하고, 그와의 통신에 기초하여 다른 하나의 운송 로봇(200)을 지시하며, 각 쌍에서 추종 운송 로봇(200)은 또한 마찬가지로 중앙 제어 시스템(160)과 직접 통신하도록 구성될 수 있다. 운송 로봇(200)들은 실시예에서 하드웨어가 동일하지만, 중앙 제어 시스템(160)(도는 다른 제어)을 통해 별도의 용량으로 작동하도록 구성 (및 재구성) 된다. 운송 로봇(200) 쌍은 여러 쌍이 구비될 수 있다. 운송 로봇(200)들의 각 쌍과 관련하여, 선도 운송 로봇(200)은 두 운송 로봇(200)에 대한 의사 결정 예를 들어 국소 명령 및 제어 기능을 담당할 뿐만 아니라 다른 운송 로봇(200)들 및/또는 중앙 제어 시스템(160)과의 통신을 담당한다. 하지만, 선도 운송 로봇(200)이 장애가 있는 경우에는 선도 역할이 역전될 수 있다. 중앙 제어 시스템(160)은 또한 선도 역할을 재할당하거나 다른 구성의 운송 로봇(200)의 쌍 또는 그룹을 할당할 수 있다. 예를 들어 하나 이상의 운송 로봇(200)에 대한 선도/추종 할당은 내부 과외성(redundancy)을 활용하기 위해 중앙 제어 시스템(160)을 통해 전체 혹은 부분적으로 변경될 수 있고 따라서, 특정 부-시스템의 오작동의 영향을 극복 및/또는 억제하는 데 도움이 된다. 예를 들어 하나의 운송 로봇(200)의 내비게이션 오작동은 내이게이션 측면에서 제한된 선도 역할을 오작동한 운송 로봇(200)에서 정상 동작하는 내비게이션을 갖는 다른 운송 로봇(200)으로 이전함으로써 해결할 있다. 이러한 방식으로, 장애가 있는 구성 요소, 부-시스템, 센서 등은 팀으로 작업하는 여러 운송 로봇(200), 예를 들어 운송 로봇(200)의 쌍들의 과외성에 의해 쉽게 극복될 수 있다. 이는 오프보드 통신, 충돌 회피, 중요한 온보드 기동 제어, 경로 변경 계획 및 실행 등을 포함하되 이에 국한되지 않는 다른 중요한 기능에도 동일하게 적용된다.

도 1b를 참조하면, 다른 실시예에서, 운송 로봇(200)들 중 하나는 중앙 제어 시스템(160)과 직접 통신하고, 그와의 통신에 기초하여 복수의 다른 운송 로봇(200)을 지시한다. 각각이 복수의 다른 운송 로봇(200)을 지시하는 다중 "선도" 이송 로봇(200)들이 제공될 수 있다.

도 1c에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예에서, 각각의 운송 로봇(200)은 중앙 제어 시스템(160)과 직접 통신할 수 있다. 도 1a 내지 도 1c에 도시된 전술한 구성들 또는 다른 적절한 구성들의 조합이 또한 고려된다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 운송 로봇(200)과 중앙 제어 시스템(160) 사이의 특정 통신 구성에 관계없이, 중앙 제어 시스템(160) 및/또는 운송 로봇(200)들은, 운송 로봇(200)들이 예를 들어 연속적으로 동시에 수행되는 복수의 협동 조작을 통해 또는 겹치는 시간적 관계로 서로 협동하여 작업을 수행하도록 통신한다. 또한 특정 역할, 통신 구성 등은 새로운 상황이나 기타 이유로 실시간 최적화를 제공하기 위해 사용 중에 수정될 수 있다. 실시예에서, 모든 운송 로봇(200)과의 사이에 및/또는 중앙 제어 시스템(160)과의 사이에 과외의(redundant) 로컬 통신이, 예를 들어 WiFi 또는 다른 적절한 통신 프로토콜을 통해 제공된다. 각각의 운송 로봇(200) 또는 적어도 선두 운송 로봇(들)(200)은 주기적으로, 연속적으로, 및/또는 각 기동 이후에, 통신 장애, 중앙 제어 시스템(160)의 장애 또는 다른 장애의 경우에 운송 로봇(200)들이 예를 들어 주차 구조를 비우는 것 같은 최소한 필요한 작동 작업을 수행할 수 있도록, 주차 구조의 전체 구성을 저장할 수 있다.

도 20 및 도 21a를 참조하면, 실시예에서, 자동 주차 시스템(1100)은 최대 1:5의 층당 운송 로봇(200) 쌍 대 주차 구역의 비를 제공하고; 다른 구체예에서, 최대 1:15; 또 다른 구체예에서, 최대 1:25; 그리고 또 다른 구체예에서, 최대 1:40의 비를 제공한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 실시예에서, 자동 주차 시스템(1100)은 실시예에서 층당 엘리베이터 "E" 대 운송 로봇(200) 쌍의 비를 최대 1:10으로 제공하고; 다른 구체예에서, 최대 1:20; 그리고 또 다른 구체예에서, 최대 1:30으로 제공한다.

도 21a 내지 도 21d를 참조하면, 후속 요청 시 임의의 차량 "V"의 효율적인 회수를 용이하게 하기 위해, 예를 들어 유휴 시간 동안 정리작업을 수행하기 위한 자동 주차 시스템(1100)의 사용이 예시된다. 운송 로봇(200)의 제1, 제2 및 제3 쌍(202, 204, 206)이 제공되며; 그러나 더 많거나 더 적은 쌍이 제공될 수도 있음을 이해해야 한다. 도 22a에 도시된 바와 같이, 빈 주차 구역 "S"는 예를 들어 이전 회수 또는 하차의 결과로 주차 구조물 "P" 전체에서 그리고 주차된 차량 "V" 사이에 무작위로 위치한다. 효율성을 최대화하기 위해 최소한의 시간 및/또는 조작으로 임의의 차량 "V"의 후속 회수를 위해 빈 가판대 "S"의 위치를 재배치하기 위해 정리작업이 수행될 수 있다.

도 21b 내지 도 21d를 참조하면, 정리작업을 수행하기 위해, 빈 주차 구역 "S"가 주차장의 중앙 열 "R"을 따라 위치하도록 그리고 적어도 하나의 빈 주차 구역 "S"가 각 엘리베이터 "E"에 바로 인접하도록 예를 들어 바로 앞에, 바로 뒤에, 바로 왼쪽에 또는 바로 오른쪽에 있도록, 운송 로봇(200)의 쌍(202, 204, 206)은 작동하여 필요에 따라 차량 "V"을 이동시킨다. 실시예들에서, 추가적인 빈 주차 구역 "E"가 상기 언급한 빈 주차 구역 "S" 각각에 바로 인접한 중앙 열 "R"을 따라 위치하도록 예를 들어 엘리베이터 "E"에 바로 인접하도록 정리작업이 수행된다.

도 21e 내지 도 21g를 참조하면, 차량, 예를 들어 목표 차량 "TV"를 회수하기 위한 운송 로봇(200)의 쌍(202, 204, 206)의 사용이 위에서 상세히 설명된 정리작업 구성으로부터 시작하여 설명된다. 먼저, 도 21e 및 도 21f에 도시된 바와 같이, 운송 로봇(200)의 제1 쌍(202)은 먼저 "X" 방향으로 이동된 다음 "Y" 방향으로 이동되어 목표 차량 "TV" 아래에 위치된다. 운송 로봇(200)의 제2 쌍(204)은 먼저 "X" 방향으로 이동된 다음 "Y" 방향으로 이동되어 1차 차단 차량 "PBV" 아래에 위치된다. 운송 로봇(200)의 제3 쌍(206)은 "X" 방향으로 이동되어 2차 차단 차량 "SBV" 아래에 위치된다. 운송 로봇(200)의 쌍(202, 204, 206)의 전술한 동작은 서로 동시에 또는 거의 동시에 수행될 수 있고 도 2f에 도시된 배열을 초래한다.

도 21g를 참조하면, 운송 로봇(200)의 쌍(202, 204, 206)이 위에서 언급한 바와 같이 배열되면, 운송 로봇(200)의 각 쌍(202, 204, 206)은 위의 각각의 차량 "TV", "PBV", "SBV"와 체결되어 "TV", "PBV", "SBV" 각 차량의 운송을 가능하게 한다. 보다 구체적으로, 운송 로봇(200)의 각 쌍(202, 204, 206)은, 2차 차단 차량 "SBV"이 1차 차단 차량 "PBV"를 2차 차단 차량 "SBV"에 의해 비워진 주차 구역 "S"로 이동이 되도록, 체결된 차량 "TV", "PBV", "SBV"를 이송하며, 이때 빈 주차 구역 "S"의 경로(경로에서 각각의 빈 주차 구역 "S"는 나란히 또는 단대단 관계로 인접한 빈 주차 구역 "S"에 연결됨)를 정의하여 목표 차량 "TV"이 이를 따라 엘리베이터 "E"로 이송되 될 수 있도록 한다(도 21g).

도 21h 및 도 21i를 참조하면, 일단 목표 차량 "TV"가 제거되면(도 21g), 1차 차단 차량 "PBV"가 목표 차량 "TV"에 의해 초기에 점유된 주차 구역 "S"로 이동되고 2차 차단 차량 "SBV"가 1차 차단 차단 차량 "PBV"에 의해 초기에 점유된 주차 구역 "S"로 이동하는 정리작업이 추가로 수행된다. 이후 운송 로봇(200)의 쌍(202, 206)은 각각 1차 차단 차량 "PBV" 및 2차 차단 차량 "SBV"로부터 분리되고, 추가 지시를 기다리기 위해 중앙 열 "R"로 복귀된다.

도 22a 내지 도 22e를 참조하면, 장애가 있는 운송 로봇(200d)의 제거 및 보상이 상세히 도시되어 있다. 보다 구체적으로, 한 쌍의 운송 로봇 중 장애가 있는 운송 로봇(200d)이 감지되면, 상기 한 쌍의 운동 로봇 중 정상인 운송 로봇(200h)이 장애가 있는 운송 로봇(200d)과 체결되어 장애가 있는 운송 로봇(200d)을 예를 들어 수리 스테이션으로 견인한다. 한편, 정상인 한 쌍의 대체 운송 로봇(200r)은 목표 차량 "TV"를 회수하고 목표 차량 "TV"를 엘리베이터 "E"로 데려가는 데 활용된다. 이러한 방식으로, 대체 운송 로봇(200r)을 사용하여 대상 차량 "TV"를 회수하는 작업이 여전히 수행되는 동안 장애가 있는 운송 로봇(200d)이 제거된다.

위에서 상세히 설명된 바와 같이 장애가 있는 운송 로봇(200d)의 제거 및 보충에 대한 대안으로서, 도 22f 내지 도 22k는 다른 실시예에 따른 장애가 있는 운송 로봇(200d)의 격리 및 후속 제거 및 그에 대한 보충을 도시한다. 보다 구체적으로, 한 쌍의 운송 로봇 중 장애가 있는 운송 로봇(200d)이 감지되면, 해당 쌍에서 정상인 운송 로봇(200h)은 장애가 있는 운송 로봇(200d)을 떠나 정상인 대체 운송 로봇(200s)과 결합하여 완전한 정상인 운송 로봇 쌍을 형성하여 목표 차량 "TV"를 회수하여 목표 차량 "TV"를 엘리베이터 "E"로 데려가는데 활용된다. 한편, 견인 운송 로봇(200t)은 장애가 있는 운송 로봇(200d)을 회수하고, 장애가 있는 운송 로봇(200d)을 수리 스테이션으로 견인하는 데 활용된다. 이러한 방식으로, 목표 차량 "TV"를 회수하는 작업이 여전히 수행되는 동안 장애가 있는 운송 로봇(200d)은 격리된 후 제거된다.

도 22a 내지 도 22k를 참조하면, 상기 상세한 실시예는 운송 로봇(200)이 개별적으로, 쌍으로, 및/또는 더 큰 시스템의 일부분으로, 작업을 달성하고 역경을 극복하기 위해 어떻게 작동할 수 있는지의 예이다. 일반적으로, 운송 로봇(200)은 2개 이상의 운송 로봇(200)의 그룹(그룹 내에서 운송 로봇(200)들의 부-그룹 또는 쌍이 제공될 수 있음)으로 작동하여 작업을 수행하고 필요에 따라 자가 치유(self-heal)를 수행하도록 작동한다.

도 23을 참조하면, 주차 구조물 "P"에서 전형적인 바와 같이 2개의 엘리베이터 "E" 및 복수의 낮은 클리어런스 빔 또는 기타 장애물 "B"를 포함하는 주차 구조물 "P"의 일부의 바닥 레이아웃이 예시되어 있다. 주차 구조물 "P"에는 표준 주차 구역 "A1"과 특별 주차 구역 "A2"이 포함되며, 표준 주차 구역 "A"은 표준 주차 구역 "A1"과 엘리베이터 "E" 사이를 이동하기 위해 차량이 하나 이상의 빔 "B" 아래로 이동해야 하는 주차 구역이고, 특별 주차 구역 "A2"은 엘리베이터 "E"에 도달하기 위해 차량이 하나 이사의 빔 "B"을 통과할 필요가 없는 주차 구역이다. 따라서 특별 주차 구역 "A2"는 특수 차량, 대형 차량 또는 기타 차량에 사용할 수 있다. 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 특별 주차 구역 "A2"가 특수 차량, 대형 차량 또는 기타 차량에 활용되는 것을 담보하면서, 중앙 제어 시스템(160)은 엘리베이터 "E"에 대한 액세스 및 엘리베이터 "E"로/로부터의 차량 라우팅이 최적화되도록 운송 로봇(200)을 제어하여 차량을 이동 및 주차하게 한다. 중앙 제어 시스템(160)은 위와 같은 것을 가능하게 하는 주차 구조물 "P"의 각 층의 층 배치를 포함할 수 있다.

도 24는 차량 "V"의 하부에 배치되어 체결되는 한 쌍의 운송 로봇(200)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 각각의 운송 로봇(200)은 차량 "V"의 휠 쌍 "W" 사이에 체결되며, 예를 들어, 제1 운송 로봇(200)은 전방 휠(W) 사이에 체결되고, 제2 운송 로봇은 후방 휠(W) 사이에 체결된다. 운송 로봇(200)들은 도 24에 도시된 바와 같이 제자리에서 회전하도록 구성될 수 있으며, 따라서 차량 "V"를 회전 반경이 0인 상태로 회전시킨다. 한 쌍의 운송 로봇(200)이 도 24에 도시된 바와 같이 차량 "V"와 체결된 상태에서 도 25a 내지 도 25c를 참조하면, 운송 로봇(200)들은 차량 "V"을 회전(도 25a 참조), 차량을 "X" 방향으로 이동(도 25b 참조), 차량을 "Y" 방향으로 이동(도 25C 참조)하게 할 수 있고 또는 필요한 경우 "X" 및 "Y" 방향 구성 요소를 모두 포함하는 대각선 방향으로 차량을 이동하게 할 수 있다.

[143]

26a 내지 도 26d를 참조하면, 차량 "V"의 휠 쌍 사이의 한 쌍의 운송 로봇(200)의 체결이이 보다 구체적으로 설명된다. 차량 "V"의 측면으로부터의 진입과 관련하여 설명되었지만, 하나의 운송 로봇(200)이 측면에서 진입하고 다른 운송 로봇(200)이 전면 또는 후면에서 진입하는 것처럼 전방/후방 진입도 가능하다. 도 26a에 도시된 바와 같이, 제1 운송 로봇(200)이 먼저 측면에서 전방 휠과 후방 휠 사이에서 차량(V)의 하부를 가로질러 이동하고, 이어 도 26b에 도시된 바와 같이, 차량 "V"의 한 쌍의 후방 휠 "W" 사이의 위치로 후방으로 이동한다(비록 한 쌍의 전방 휠 "W" 사이의 위치로의 전방 이동도 고려됨). 도 26c 및 도 26d를 참조하면, 제1 운송로봇(200)에 이어 제2 운송 로봇(200)이 먼저 측면에서 전방 휠과 후방 휠 사이에서 차량(V) 하부를 가로질러 이동한 후, 한 쌍의 전방 휠 "W" 사이의 위치로 전진한다. 도 26d에 도시된 바와 같이 배치되면, 각 운송 로봇(200)은 인접한 한 쌍의 휠(W)와 체결되어 차량 "V"를 지면에서 들어올려 차량 "V"을 이송한다. 보다 구체적으로, 차량 "V"는 예를 들어 도 24 내지 도 25c와 관련하여 위에서 상세히 설명된 바와 같이 임의의 적절한 방향으로 회전 및/또는 병진이동되어 작업을 달성할 수 있다.

도 27에 도시된 바와 같이, 차량 "V"를 운반하는 한 쌍의 운송 로봇(200)은 임의의 방향, 예를 들어 엘리베이터 "E" 앞에서, 엘리베이터 "E" 뒤에서 또는 엘리베이터 "E"의 임의의 측면에서 엘리베이터 "E"에 탑승할 수 있다. 이 같은 구성은 다용도성을 추가하여 차량 "V"를 회수하는 데 필요한 기동 횟수를 최소화한다.

도 28a 내지 도 28c는 예를 들어 자동화 주차 시스템(1100)(도 19a 내지 도 19c)을 사용하여 본 발명 개시내용에 따라 주차된 차량 "V"의 열 "R"의 다양한 정렬을 예시한다. 각각의 정렬은 차량 "V"의 열 "R" 아래에 장애물 없는 경로 "U"를 정의하며, 따라서 하나 이상의 운송 로봇(200)(도 19a-19c)이 크기, 휠 베이스 및/또는 기타 차량 "V" 간의 차이에 구애받지 않고 장애물 없이 차량 "V"의 열 "R"을 따라 선형으로 이동할 수 있게 한다. 도 28a에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 각 차량 "V"의 전방 휠 "FW"의 후단들이 서로 정렬되도록 차량 "V" 들이 정렬될 수 있다. 도 28b를 참조하면, 다른 예로서, 각 차량 "V"의 후방 휠 "RW"의 전단들이 서로 정렬되도록 차량 "V" 들이 정렬될 수 있다. 도 28c에 도시된 또 다른 예에서는 각 차량 "V"의 전방 휠 "FW"와 후방 휠 "RW" 간의 중심선이 일치하도록 정렬될 수 있다. 위에 언급된 각각의 정렬은 차량 "V"의 열 "R" 아래에 장애물 없는 경로 "U"를 정의하는 데 사용될 수 있다.

도 29 및 30을 참조하면, 예를 들어 각 차량 "V"의 전방 휠 "FW"과 후방 휠 "RW" 사이의 측면 클리어런스를 필요로 하는 방해받지 않는 경로 "U"에 더하여(도 28a-28c 참조), 운송 로봇(200)이 손상이 없이 차량 "V" 아래에 끼이지 않고 차량 "V" 아래를 통과할 수 있도록 높이 클리어런스(height clerance)가 지면과 차량 "V"의 차대(undercarriage) 사이에도 필요한다. 이를 위해, 센서(300) 및 관련 마커(명시적으로 도시되지 않음), 예를 들어 페인트 라인, 자기 마커, RFID 마커, 바코드 마커 등이 차량 "V"의 각 열 "R"을 따라 간헐적으로 및/또는 한쪽 또는 양쪽 끝에 배치되어, 장애물이 없는 경로 "U"를 따라 최소 클리어런스를 유지한다. 예를 들어 부적절하게 주차된 차량(들) "V"; 머플러, 테일 파이프(tail pipe) 또는 도어에 매달려 있는 안전 벨트와 같은 장비; 차량 지상 클리어런스를 낮추는 차량을 떨어뜨린 펑크 난 타이어; 떨어진 쓰레기 또는 기타 파편; 등의 결과로서 불충분한 클리어런스를 하나 이상의 센서(300)가 감지할 경우, 이 정보는 경고, 유지보수 호출 등을 제공하기 위해 중앙 제어 시스템(160)(도 1a 내지 도 1c)에 중계될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 하나 이상의 차량 "V"을 이동시킴으로써 운송 로봇(200)(도 19a 내지 도 19c)이 불충분한 클리어런스 구역을 피하도록 가능하다면 이 이슈를 고치도록, 상기 정보는 중앙 제어 시스템(160)(도 1a 내지 도 1c) 및/또는 하나 이상의 운송 로봇(200)(도 19a 내지 도 19c)에 중계될 수 있다. 실시예에서, 운송 로봇(200)(도 19a 내지 도 19c)은 위에 언급된 마커 및/또는 기타 내비게이션 보조 장치, 예를 들어, 그려진 선, 바닥 또는 벽의 패턴, 내장된 센서, 자석, 기타 랜드마크 등을 활용하여 주차 구조물 "P"를 통한 내비게이션(도 28a 내지 도 28c 참조)을 용이하게 한다.

도 31을 참조하면, 차량 "V"는 자동 주차 시스템(1100)(도 20)의 진입 베이(entry bay)(400) 내에 예를 들어 주자 구조물 "P"(도 4)의 지면 또는 진입/출구 레벨 상에 배치된 것으로 도시되어 있다. 진입 베이(400)는 차량 "V"을 조작하는 고객에 의해 구동될 수 있거나 차량 "V"은 무인일 수 있다. 어느 구성에서든 진입 베이(400)의 복수의 센서(410, 420, 430)는 차량 "V"에 대한 정보를 획득하고 및/또는 다음과 같은 다른 사전 주차 작업을 수행하는 데 사용된다: 번호판 판독, 육안 검사, 정렬/위치 측정, 높이, 길이 및/또는 무게 측정, 안전 검사 등. 또한 진입 베이(400)는 예를 들어 운전자 정보, 지불 및 추가 서비스 정보, 예상 회수 시간, 등과 같은 추가 정보의 자동 입력 또는 수동 입력을 가능하게 한다. 진입 베이(400)에서 차량 "V"은 엘리베이터 "E"로 이송되거나(도 20), 층 이동이 필요하지 않은 경우 수집된 정보 및 중앙 제어 시스템(160)의 명령에 따라 주차할 주차장으로 이동한다(도 1a 내지 도 1c).

본 발명 개시내용의 몇몇 실시예가 도면에 도시되었지만, 개시내용이 기술이 허용하는 범위 내에서 광범위하고 비슷하게 명세서가 해석되어야 하는 것으로 의도되기 때문에, 본 개시내용이 도시된 실시예들에 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 위의 설명은 제한적으로 해석되어서는 안 되며, 단지 특정한 실시예의 예로서 해석되어야 한다. 통상의 기술자는 여기에 첨부된 청구범위의 범위 및 기술적 사상 내에서 다른 수정을 구상할 수 있다.

Claims

본체; 그리고
복수의 부-어셈블리를 포함하는 운송 로봇으로서,
상기 복수의 부-어셈블리 중 적어도 하나는 상기 본체와 해체 가능하게 기계적으로 체결하도록 전기적으로 결합하도록 구성되고, 상기 복수의 부-어셈블리 각각은 상기 본체를 통해 상기 복수의 부-어셈블리 중 적어도 하나에 전기적 연결 또는 기계적 체결 중 적어도 하나에 의해 결합되도록 구성되며, 상기 복수의 부-어셈블리는:
본체와의 기계적 체결 및 전기적 결합을 하도록 구성된 CPU 부-어셈블리;
상기 CPU 부-어셈블리와 전기적으로 통신하는 상기 본체와의 기계적 체결 및 전기적 결합을 하도록 구성된 배터리 부-어셈블리;
상기 CPU 부-어셈블리 또는 상기 배터리 부-어셈블리 중 적어도 하나와 전기적으로 통신하는 상기 본체와의 기계적 체결 및 전기적 결합을 하도록 구성된 적어도 하나의 동력 구동 부-어셈블리; 그리고
상기 본체와의 기계적 체결을 하고 상기 본체와 기계적 통신 및 전기적 통신 중 적어도 하나를 하도록 구성된 적어도 하나의 기계적 작동체 부-어셈블리;
를 포함하는,
운송 로봇.
제1항에 있어서,
상기 운송 로봇은 상기 본체의 적어도 일부에 배치되고 상기 CPU 부-어셈블리, 상기 배터리 부-어셈블리 및 상기 적어도 하나의 동력 구동 부-어셈블리를 둘러싸는 커버를 더 포함하는,
운송 로봇.
제1항에 있어서, 상기 CPU 부-어셈블리는 상기 본체와 해체가능하게 기계적 체결 및 전기적 결합을 하도록 구성되는,
운송 로봇.
제3항에 있어서,
상기 CPU 부-어셈블리 및 상기 본체는 대응하는 전기적 연결체를 포함하며, 상기 전기적 연결체들은 상기 본체 내부에 정의된 캐비티 내에서 상기 CPU 부-어셈블리와 상기 본체의 기계적 체결시에 서로 전기적으로 연결되도록 구성되는,
운송 로봇.
제1항에 있어서,
상기 배터리 부-어셈블리는 상기 본체와 해체가능하게 기계적 체결 및 전기적 결합을 하도록 구성되는,
운송 로봇.
제5항에 있어서,
상기 배터리 부-어셈블리 및 상기 본체는 대응하는 전기적 연결체들을 포함하며, 상기 전기적 연결체들은 상기 본체 내부에 정의된 캐비티 내에서 상기 배터리 부-어셈블리와 상기 본체의 기계적 체결시에 서로 전기적으로 연결되도록 구성되는,
운송 로봇.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 동력 구도 부-어셈블리는 상기 본체와 해체가능하게 기계적 체결 및 전기적 결합을 하도록 구성되는,
운송 로봇.
제7항에 있어서,
상기 적어도 하나의 동려 구동 부-어셈블리는 상기 본체에 슬라이드 가능하게 기계적으로 체결되도록 구성되는,
운송 로봇.
제7항에 있어서,
상기 적어도 하나의 동력 구동 부-어셈블리는 상기 본체의 리셉터클과 해체가능하게 전기적으로 결합하도록 구성된 플러그를 포함하는,
운송 로봇.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 동력 구동 부-어셈블리는 프레임, 조향 모터, 구동 모터 및 휠 어셈블리를 포함하는,
운송 로봇.
제10항에 있어서,
상기 적어도 하나의 동력 구동 부-어셈블리는 상기 휠 어셈블리의 자유 회전 및 자유 롤링 중 적어도 하나를 허용하기 위해 상기 휠 어셈블리로부터 상기 조향 모터 및 상기 구동 모터 중 적어도 하나를 선택적으로 체결해제하도록 구성되는,
운송 로봇.
제1항에 있어서,
상기 본체는 사격형을 정의하고 상기 적어도 하나의 동력 구동 부-어셈블리는 각각이 상기 본체의 코너에 인접하여 배치된 4개의 동력 구동 부-어셈블리를 포함하는,
운송 로봇.
제12항에 있어서,
각각의 동력 구동 부-어셈블리는 상기 본체의 코너들 중 하나에서 "L" 형태 또는 "U" 형태 바 구성에 기계적으로 슬라이드 가능하게 체결되도록 구성되는 "L" 형태 또는 "U" 형태 레일 구성을 포함하는,
운송 로봇.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기계적 작동체 부-어셈블리는 해체가능하게 상기 본체에 기계적으로 체결되도록 구성되는,
운송 로봇.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기계적 작동체 부-어셈블리는 상기 본체로부터 기계적 입력 및 전기적 입력 중 적어도 하나를 수신하여 동작하도록 구성되는,
운송 로봇.
제15항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기계적 작동체 부-어셈블리는 객체를 조작하기 위해서, 서로에 대해 그리고 상기 본체에 대해 선회하도록 구성되는 한 쌍의 아암을 포함하는,
운송 로봇.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기계적 작동체 부-어셈블리는 상기 본체의 대향하는 측면들에 배치된 한 쌍의 기계적 작동체 부-어셈블리를 포함하는,
운송 로봇.
제1항에 있어서,
상기 운송 로봇은 상기 본체 상에 배치된 적어도 하나의 센서 부-어셈블리를 더 포함하는,
운송 로봇.
제1항에 있어서,
상기 운송 로봇은 상기 본체 상에 배치된 적어도 한 쌍의 견인 자석 또는 상기 본체 상에 배치된 적어도 하나의 견인 전자석을 더 포함하는,
운송 로봇.
제1항에 있어서,
상기 운송 로봇은 4인치 이하의 수직 클리어런스를 정의하는,
운송 로봇.
수행될 작업에 대한 명령을 제공하고 감독 제어를 갖는 중앙 제어 시스템; 그리고,
복수의 운송 로봇을 포함하되,
상기 복수의 운송 로봇 각각은 회전, X-방향 이동 및 Y-방향 이동을 하도록 구성되고, 상기 복수의 운송 로봇 중 적어도 하나는, 상기 작업을 수행하기 위해 상기 중앙 제어 시스템으로부터 명령을 수신하여 상기 복수의 운송 로봇 중 적어도 하나에 대해 회전, X-방향 이동 및 Y-방향 이동 중 적어도 하나를 지시하는 로컬 제어를 실행하도록 구성되는,
자동 주차 시스템.
제21항에 있어서,
상기 중앙 제어 시스템의 상기 감독 제어는 상기 중앙 제어 시스템이 상기 적어도 하나의 운송 로봇에 대한 상기 로컬 제어에 대해 우선순위 처리를 가능하게 하는,
자동 주차 시스템.
제21항에 있어서,
상기 복수의 운송 로봇은 적어도 한 쌍의 운송 로봇을 포함하고, 각 쌍의 운송 로봇은 선도 운송 로봇 및 추종 운송 로봇을 포함하는,
자동 주차 시스템.
제23항에 있어서,
상기 중앙 제어 시스템의 상기 감독 제어는 상기 중앙 시스템이 상기 복수의 운송 로봇에서 선도 역할 및 추종 역할을 재할당할 수 있게 하는,
자동 주차 시스템.
제23항에 있어서,
각 쌍의 운송 로봇에서 선도 운송 로봇은 모든 측면에서 해당 운송 로봇 쌍을 선도하고, 각 쌍의 운송 로봇에서 추종 운송 로봇은 모든 측면에서 해당 운송 로봇 쌍의 선도 운송 로봇을 추종하는,
자동 주차 시스템.
제21항에 있어서,
상기 복수의 운송 로봇은 적어도 한 쌍의 운송 로봇을 포함하고, 각 쌍의 운송 로봇은 제1 운송 로봇 및 제2 운송 로봇을 포함하며, 각 쌍의 운송 보롯에서 제1 운송 로봇은 일부 측면에서 해당 운송 로봇 쌍을 제어하고 다른 측면에서 해당 운송 로봇 쌍의 제2 운송 로봇에 의해 제어되는,
자동 주차 시스템.
제21항에 있어서,
상기 복수의 운송 로봇은 복수 쌍의 운송 로봇으로 조직되는,
자동 주차 시스템.
제27항에 있어서,
한 쌍의 운송 로봇이 차량을 운송하도록 구성되는,
자동 주차 시스템.
제27항에 있어서,
한 쌍의 운송 로봇에 장애가 발생한 경우, 해당 쌍의 운송 로봇에서 장애가 발생한 운송 로봇 및 다른 운송 로봇은 상기 작업을 완성하기 위해 대체 운송 로봇 쌍으로 교체되는,
자동 주차 시스템.
제29항에 있어서,
상기 장애가 발생한 운송 로봇과 쌍을 이루는 상기 다른 운송 로봇은 상기 장애가 발생한 운송 로봇을 견인하도록 구성되는,
자동 주차 시스템.
제27항에 있어서,
상기 운송 로봇들 중 하나에서 장애가 발생하면, 상기 장애가 발생한 운송 로봇과 쌍을 이루었던 다른 운송 로봇은 상기 장애가 발생한 운송 로봇과의 쌍에서 벗어나 대체 운송 로봇과 쌍을 이루어 상기 작업을 수행하는,
자동 주차 시스템.
제31항에 있어서,
견인 운송 로봇이 상기 장애가 발생한 운송 로봇을 견인하는,
자동 주차 시스템.
제27항에 있어서,
운송 로봇 쌍의 수와 주차 구조물의 층의 주차 구역의 수의 비는 최대 1:15인,
자동 주차 시스템.
제27항에 있어서,
운송 로봇 쌍의 수와 주차 구조물의 층의 주차 구역의 수의 비는 최대 1:25인,
자동 주차 시스템.
제27항에 있어서,
운송 로봇 쌍의 수와 주차 구조물의 층의 주차 구역의 수의 비는 최대 1:40인,
자동 주차 시스템.
제21항에 있어서,
수행되어야 할 상기 작업은 미리 결정된 방식으로 빈 공간들을 조직하는 정리작업인,
자동 주차 시스템.
제21항에 있어서,
상기 복수의 운송 로봇은 정렬에 따른 열들에 차량들을 주차하도록 구성되되, 각 열이 해당 열에서 차량들의 아래에서 신장하는 선형의, 방해받지 않는 경로를 정의하도록 하며, 상기 정렬은, 전방 휠 정렬, 후방 휠 정렬 및 중앙 라인 정렬 중 하나인,
자동 주차 시스템.
제37항에 있어서,
상기 자동 주차 시스템은 각 열의 방해받지 않은 경로 내로의 침입을 감지하도록 구성된 센서들을 더 포함하는,
자동 주차 시스템.