KR20220020545A

KR20220020545A - 이동 로봇 및 이동 로봇을 포함하는 화물 운반 시스템

Info

Publication number: KR20220020545A
Application number: KR1020200100967A
Authority: KR
Inventors: 정상현; 최재영
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2022-02-21
Also published as: US20220048645A1; DE102021200963A1; US11542038B2; CN114077260A

Abstract

본 발명에 따른 이동 로봇은, 화물이 수용된 컨테이너를 비행체까지 운반하여 비행체의 정해진 위치에 탑재시키며, 비행체로부터 컨테이너를 언로딩하고 언로딩된 컨테이너를 식별하며 식별된 컨테이너를 정해진 위치로 운반할 수 있다.

Description

이동 로봇 및 이동 로봇을 포함하는 화물 운반 시스템{MOBILE ROBOT AND SYSTEM FOR TRANSPORTING CARGO BY USING THE SAME}

본 발명은 이동 로봇 및 이동로봇을 포함하는 화물 운반 시스템에 관한 것이다.

종래의 화물이 수용된 컨테이너를 이동하는 화물 운반 시스템에서는, 컨테이너가 스스로 이동할 수 없기 때문에 사람이 직접 항공기가 착륙하는 지점까지 컨테이너를 운반한 후, 컨테이너를 항공기에 탑재해야 했었다.

또한, 항공기는 컨테이너를 탑재할 수 있는 위치까지 이동을 해야했기 때문에 비행 중 불필요한 모터가 구비된 휠을 장착하고 있어야만 했다.

아울러, 복수의 컨테이너가 항공기에 탑재될 시, 컨테이너의 각각의 무게 차이에 따라 한계 무게 중심과 실제 무게 중심이 어긋남에 따라 항공기의 제어에 어려움이 발생한다는 한계점이 있었다.

따라서, 컨테이너를 운반하되, 항공기에 불필요한 모터가 구비된 휠을 장착하지 않아도 되며, 복수의 컨테이너가 탑재되더라도 무게 중심과 무게를 고려하여 항공기에 탑재함으로써 항공기의 제어를 안정적으로 할 수 있는 기술 개발이 필요한 실정이다.

KR 10-2018-0031114 A

상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명은 컨테이너를 운반하되, 비행체에 불필요한 모터가 구비된 휠을 장착하지 않아도 되며, 복수의 컨테이너가 탑재되더라도 무게 중심과 무게를 고려하여 비행체에 탑재함으로써 비행체의 제어를 안정적으로 할 수 있는 이동 로봇 및 이동 로봇을 포함하는 화물 운반 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동 로봇은, 화물이 수용된 컨테이너를 비행체까지 운반하여 비행체의 정해진 위치에 탑재시키며, 비행체로부터 컨테이너를 언로딩하고 언로딩된 컨테이너를 식별하며 식별된 컨테이너를 정해진 위치로 운반할 수 있다.

이동 로봇은,

컨테이너가 적재되는 베이스; 컨테이너의 무게를 측정하는 무게측정 센서; 컨테이너의 목적지 정보를 식별하는 식별센서; 베이스를 이동시키는 구동휠; 서버, 비행체 또는 다른 이동 로봇과 통신하는 제1 통신모듈; 및 무게측정 센서에서 측정된 컨테이너의 무게, 식별센서에서 식별된 컨테이너의 목적지 및 비행체의 제반정보 중 하나 이상의 정보에 기반하여, 비행체에서 컨테이너가 탑재될 탑재위치를 도출하고 도출된 탑재위치에 컨테이너가 탑재되도록 하거나, 비행체로부터 언로딩된 컨테이너가 운반되어야 할 목적지로 컨테이너가 운반되도록 하는 제1 컨트롤러; 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

이동 로봇이 복수인 경우,

각각의 이동 로봇은 베이스에 탑재된 컨테이너의 무게 정보를 공유하고, 각각의 이동 로봇에 포함된 제1 컨트롤러는, 공유된 무게 정보에 기반하여 비행체에 탑재될 컨테이너들의 총중량과 무게중심을 산출하며, 산출된 총중량과 무게중심에 기반하여 각각의 이동 로봇에 적재된 컨테이너가 탑재될 탑재위치를 도출할 수 있다.

베이스에는 컨테이너와 결합되는 제1 결합부가 마련되고,

컨테이너에는 베이스와 결합되는 제2 결합부가 마련될 수 있다.

제1 결합부는 이동 로봇의 상면에 형성되며, 일정 면적과 일정 두께를 갖는 돌출된 형상이고, 제2 결합부는 제1 결합부가 슬라이딩되어 끼워지도록 제1 틈이 형성되되, 제1 틈의 폭은 제1 결합부가 끼워지는 입구 측에서 반대방향으로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다.

제2 결합부에 형성된 제1 틈의 폭은 제1 결합부의 폭 이상으로 형성될 수 있다.

이동 로봇은, 베이스의 측면으로부터 연장된 제1 연장부 및 제1 연장부의 끝단으로부터 상방으로 연장된 제2 연장부를 포함하는 체결부;를 더 포함하고,

체결부는 제2 연장부가 삽입될 수 있는 공간이 형성된 컨테이너에 삽입됨으로써 컨테이너에 체결될 수 있다.

상술한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동 로봇을 포함하는 화물 운반 시스템은, 화물이 수용된 컨테이너를 탑재하는 탑재공간을 포함하고, 컨테이너의 집결지까지 컨테이너를 운반하는 비행체; 및 컨테이너를 비행체까지 운반하여 비행체의 정해진 위치에 탑재시키며, 비행체로부터 컨테이너를 언로딩하고, 언로딩된 컨테이너를 식별하며 식별된 컨테이너를 정해진 위치로 운반하는 이동 로봇;을 포함할 수 있다.

이동 로봇은,

컨테이너가 적재되는 베이스; 컨테이너의 무게를 측정하는 무게측정 센서; 컨테이너의 목적지 정보를 식별하는 식별센서; 베이스를 이동시키는 구동휠; 서버, 비행체 또는 다른 이동 로봇과 통신하는 제1 통신모듈; 및 무게측정 센서에서 측정된 컨테이너의 무게, 식별센서에서 식별된 컨테이너의 목적지 및 비행체의 제반정보 중 하나 이상의 정보에 기반하여, 비행체에서 컨테이너가 탑재될 탑재위치를 도출하고 도출된 탑재위치에 컨테이너가 탑재되도록 하거나, 비행체로부터 언로딩된 컨테이너가 운반되어야 할 목적지로 컨테이너가 운반되도록 하는 제1 컨트롤러; 중 하나 이상을 포함하며,

제1 통신모듈을 통해 각 컨테이너의 무게 및 목적지 중 하나 이상의 정보를 서버 또는 비행체에 전송할 수 있다.

비행체는,

하면이 개방된 형상이고, 컨테이너가 탑재되는 탑재공간이 마련되며, 측면에 마련되되 컨테이너를 탑재 또는 언로딩함에 따라 개폐되는 도어를 포함하는 바디; 이동 로봇 또는 서버와 통신하는 제2 통신모듈; 및 이동 로봇으로부터 전송된 컨테이너의 무게, 목적지 및 비행체의 제반정보 중 하나 이상의 정보에 기반하여, 비행체에 탑재할 컨테이너들을 선별하고, 선별된 컨테이너들의 무게중심을 산출하며, 산출된 무게중심에 기반하여 탑재공간 중 각 컨테이너가 결합될 탑재위치를 결정하는 제2 컨트롤러;를 포함하고,

제2 통신모듈을 통해 선별된 컨테이너들이 적재된 이동 로봇에 각 컨테이너가 결합될 탑재위치를 전송할 수 있다.

이동 로봇에는 컨테이너와 결합되는 제1 결합부가 마련되고,

컨테이너는 하면에 제1 결합부와 결합되는 제2 결합부가 마련되며, 상면에 비행체의 탑재공간에 결합되는 제3 결합부가 마련되고,

비행체는, 탑재공간에 제3 결합부와 결합되는 제4 결합부가 마련될 수 있다.

제3 결합부는, 일정 면적과 일정 두께를 갖는 하부, 일정 면적과 일정 두께를 갖는 상부 및 상부와 하부를 연결하되 상부와 하부의 면적보다 좁은 면적을 갖는 연결부;를 포함하며,

제4 결합부는, 제3 결합부의 상부가 슬라이딩되어 끼워지도록 상부 두께 이상의 제2 틈이 형성되되, 제2 틈의 폭은 제3 결합부의 상부가 끼워지는 입구 측에서 반대방향으로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다.

제4 결합부에 형성된 제2 틈의 폭은 제3 결합부의 연결부의 폭 이상으로 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 이동 로봇을 통해 컨테이너를 운반하되, 비행체에 불필요한 모터가 구비된 휠을 장착하지 않아도 되며, 복수의 컨테이너가 탑재되더라도 무게 중심과 무게를 고려하여 비행체에 탑재함으로써 비행체의 제어를 안정적으로 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 세부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 사시도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇에 탑재되는 컨테이너의 하면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템에서, 이동 로봇의 세부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템에서, 비행체의 세부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템에서, 비행체에서 컨테이너가 탑재되는 탑재공간을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템에서, 비행체에 탑재되는 컨테이너의 상부를 나타내는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템에서, 이동 로봇에 탑재되는 컨테이너의 하부를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템이 작동되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템이 작동되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템에서 컨테이너의 무게 중심에 기반하여 탑재위치를 선정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 세부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 사시도를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇에 탑재되는 컨테이너의 하면을 나타내는 도면이다.

또한, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템에서, 이동 로봇의 세부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템에서, 비행체의 세부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템에서, 비행체에서 컨테이너가 탑재되는 탑재공간을 나타내는 도면이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템에서, 비행체에 탑재되는 컨테이너의 상부를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템에서, 이동 로봇에 탑재되는 컨테이너의 하부를 나타내는 도면이며, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템이 작동되는 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템이 작동되는 원리를 설명하기 위한 도면이며, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템에서 컨테이너의 무게 중심에 기반하여 탑재위치를 선정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇(100)은, 화물이 수용된 컨테이너(300)를 비행체(200)까지 운반하여 비행체(200)의 정해진 위치에 탑재시키며, 비행체(200)로부터 컨테이너(300)를 언로딩하고 언로딩된 컨테이너(300)를 식별하며 식별된 컨테이너(300)를 정해진 위치로 운반할 수 있다. 여기서, 정해진 위치란, 실시예에 따라 최종 목적지 이전에 중간에 컨테이너(300)가 적재되는 저장소 또는 집결지의 치일 수 있으며, 다른 실시예에 따라 컨테이너(300)가 운반되어야 하는 최종 목적지의 위치일 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 이동 로봇(100)은, 베이스(110), 무게측정 센서(120), 식별센서(130), 구동휠(140), 제1 통신모듈(150) 및 제1 컨트롤러(160)를 포함할 수 있으며, 체결부(170)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 베이스(110)에는 컨테이너(300)가 적재될 수 있다. 도 2를 참조하면, 베이스(110)에는 컨테이너(300)와 결합되는 제1 결합부(111)가 마련될 수 있다. 이와 함께 컨테이너(300)에는 도 3과 같이 베이스(110)와 결합되는 제2 결합부(310)가 마련될 수 있다.

보다 구체적으로, 제1 결합부(111)는 이동 로봇(100)의 상면에 형성되며, 일정 면적과 일정 두께를 갖는 돌출된 형상으로 이루어질 수 있다. 실시예에 따라, 제1 결합부(111)는 도 2와 같이 직사각형의 단면을 가지며 일정 두께를 갖는 돌기일 수 있다. 하지만, 이는 일실시예일 뿐 제1 결합부(111)의 형상은 이에 제한되지는 않는다.

또한, 베이스(110)에 적재되는 컨테이너(300)의 하면에 형성된 제2 결합부(310)는 도 3과 같이 제1 결합부(111)가 슬라이딩되어 끼워지도록 제1 틈(311)이 형성되되, 제1 틈(311)의 폭은 제1 결합부(111)가 끼워지는 입구 측에서 반대방향으로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다.

이때, 제2 결합부(310)에 형성된 제1 틈(311)의 폭은 제1 결합부(111)의 폭 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.

이처럼, 제2 결합부(310)에 형성된 제1 틈(311)의 폭은 제1 결합부(111)의 폭 이상으로 형성되되, 제1 결합부(111)가 끼워지는 입구 측에서 제1 결합부(111)가 슬라이딩되는 방향으로 갈수록 좁아지도록 형성되어 제1 결합부(111)의 슬라이딩을 가이드 해줌으로써, 제1 결합부(111)가 용이하게 제2 결합부(310)에 결합되도록 할 수 있다.

한편, 도 2를 참조하면, 체결부(170)는 베이스(110) 측면으로부터 연장된 제1 연장부(171) 및 제1 연장부(171)의 끝단으로부터 상방으로 연장된 제2 연장부(172)를 포함할 수 있다. 체결부(170)는 도 3과 같이 제2 연장부(172)가 삽입될 수 있는 공간이 형성된 컨테이너(300)에 삽입됨으로써, 컨테이너(300)에 체결될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 이동 로봇(100)에 컨테이너(300)가 결합되는 것을 다시 설명하면, 베이스(110)에 마련된 제1 결합부(111)와 컨테이너(300)에 마련된 제2 결합부(310)가 서로 결합하되, 제2 연장부(172)가 컨테이너(300)에 형성된 삽입공간에 삽입됨으로써, 이동 로봇(100)에 컨테이너(300)가 결합되어 적재될 수 있는 것이다.

다시 말해, 이동 로봇(100)과 컨테이너(300)는 제1 결합부(111)와 제2 결합부(310) 및 제2 연장부(172)와 컨테이너(300)에 형성된 삽입공간의 결합으로 수평적인 움직임을 제한하지만, 수직적으로는 결합되어 있지 않아 수직적임 움직임은 자유롭기 때문에 이동 로봇(100)을 통해 컨테이너(300)를 비행체(200)에 탑재한 후 비행체(200)가 이륙할 시, 컨테이너(300)가 수직으로 상승함에 따라 이동 로봇(100)으로부터 용이하게 분리될 수 있다.

무게측정 센서(120)는 베이스(110)에 적재되는 컨테이너(300)의 무게를 측정하는 역할을 하고, 식별센서(130)는 컨테이너(300)의 목적지 정보를 식별하는 역할을 한다. 실시예에 따라, 식별센서(130)는 컨테이너(300)의 목적지 정보가 바코드로 장착된 경우, 해당 바코드를 스캔하는 바코드 스캐너일 수 있다. 하지만, 이는 일실시예일 뿐, 컨테이너(300)의 목적지 정보를 식별하는 역할을 할 수 있다면, 이외의 다양한 센서가 본 발명에서의 식별센서(130)로 적용될 수 있다.

구동휠(140)은 베이스(110)를 이동시키는 역할을 한다. 도면에 상세히 도시하지는 않았으나, 이동 로봇(100)은 구동휠(140)을 구동시키는 구동모터와 구동모터에 전원을 인가하는 배터리를 포함할 수 있다. 이동 로봇(100)에 마련된 구동휠(140)의 개수와 구동휠(140)의 배치는 도 2와 같이 실시예에 따라 베이스(110)를 기준으로 양측에 3개씩 마련될 수 있으나 이는 일실시예일 뿐, 이동 로봇(100)에 마련된 구동휠(140)의 개수와 구동휠(140)의 배치는 이에 한정되지 않는다.

제1 통신모듈(150)은 서버(400), 비행체(200) 또는 다른 이동 로봇(100)과 통신하는 역할을 한다. 실시예에 따라, 서버(400)는 관제서버(400)로서 이동 로봇(100) 및 비행체(200) 중 하나 이상과 통신을 수행하여 이동 로봇(100)과 비행체(200)의 움직임을 통제할 수 있다.

제1 컨트롤러(160)는 무게측정 센서(120)에서 측정된 컨테이너(300)의 무게와 식별센서(130)에서 식별된 컨테이너(300)의 목적지 및 비행체(200)의 제반 정보 중 하나 이상의 정보에 기반하여, 비행체(200)에 컨테이너(300)가 탑재될 탑재위치를 도출하고, 도출된 탑재위치에 컨테이너(300)가 탑재되도록 하거나, 비행체(200)로부터 언로딩된 컨테이너(300)가 운반되어야 할 목적지로 컨테이너(300)가 운반되도록 할 수 있다. 여기서, 비행체(200)의 제반 정보란 비행체(200)에 탑재할 수 있는 최대 탑재 무게 정보와 비행체(200)의 한계 무게 중심 등의 정보를 포함할 수 있다. 이동 로봇(100)은 실시예에 따라 서버(400) 또는 비행체(200)와의 통신을 통해 비행체(200)의 제반 정보를 전달받을 수 있다.

실시예에 따라, 상술한 이동 로봇(100)이 복수개인 경우, 각각의 이동 로봇(100)은 제1 통신모듈(150)을 통해 베이스(110)에 탑재된 컨테이너(300)의 무게 정보를 공유하고, 각각의 이동 로봇(100)에 포함된 제1 컨트롤러(160)는, 공유된 무게 정보에 기반하여 비행체(200)에 탑재될 컨테이너(300)들의 총중량과 무게중심을 산출하며, 산출된 총중량과 무게중심에 기반하여 각각의 이동 로봇(100)에 적재된 컨테이너(300)가 탑재될 탑재위치를 도출할 수 있다.

다시 말해, 각각의 이동 로봇(100)에 탑재된 제1 컨트롤러(160)는 산출된 총중량과 무게중심을 비행체(200)에 탑재할 수 있는 한계 중량과 비행체(200)의 한계 무게중심과 비교하여 무게 배분이 비행체(200)의 한계치를 넘지 않도록, 각각의 이동 로봇(100)에 적재된 컨테이너(300)가 탑재될 탑재위치를 도출하고, 도출된 탑재위치로 컨테이너(300)를 운반하여 컨테이너(300)가 탑재되도록 할 수 있다.

이하에서는 도 5 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇(100)을 포함한 화물 운반 시스템에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇(100)을 포함한 화물 운반 시스템은 화물이 수용된 컨테이너(300)를 탑재하는 탑재공간(211)을 포함하고, 컨테이너(300)의 집결지까지 컨테이너(300)를 운반하는 비행체(200) 및 컨테이너(300)를 비행체(200)까지 운반하여 비행체(200)의 정해진 위치에 탑재시키며, 비행체(200)로부터 컨테이너(300)를 언로딩하고, 언로딩된 컨테이너(300)를 식별하며 식별된 컨테이너(300)를 정해진 위치로 운반하는 이동 로봇(100)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 이동 로봇(100)은 컨테이너(300)가 적재되는 베이스(110), 컨테이너(300)의 무게를 측정하는 무게측정 센서(120), 컨테이너(300)의 목적지 정보를 식별하는 식별센서(130), 베이스(110)를 이동시키는 구동휠(140), 서버(400), 비행체(200) 또는 다른 이동 로봇(100)과 통신하는 제1 통신모듈(150) 및 무게측정 센서(120)에서 측정된 컨테이너(300)의 무게, 식별센서(130)에서 식별된 컨테이너(300)의 목적지 및 비행체(200)의 제반정보 중 하나 이상의 정보에 기반하여, 비행체(200)에서 컨테이너(300)가 탑재될 탑재위치를 도출하고 도출된 탑재위치에 컨테이너(300)가 탑재되도록 하거나, 비행체(200)로부터 언로딩된 컨테이너(300)가 운반되어야 할 목적지로 컨테이너(300)가 운반되도록 하는 제1 컨트롤러(160) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

아울러, 이동 로봇(100)은 제1 통신모듈(150)을 통해 각 컨테이너(300)의 무게 및 목적지 중 하나 이상의 정보를 서버(400), 비행체(200) 또는 다른 이동 로봇(100)에 전송할 수 있다.

비행체(200)는, 하면이 개방된 형상이고, 컨테이너(300)가 탑재되는 탑재공간(211)이 마련되며, 측면에 마련되되 컨테이너(300)를 탑재 또는 언로딩함에 따라 개폐되는 도어(212)를 포함하는 바디(210), 이동 로봇(100) 또는 서버(400)와 통신하는 제2 통신모듈(220) 및 이동 로봇(100)으로부터 전송된 컨테이너(300)의 무게, 목적지 및 비행체(200)의 제반정보 중 하나 이상의 정보에 기반하여, 비행체(200)에 탑재할 컨테이너(300)들을 선별하고, 선별된 컨테이너(300)들의 무게중심을 산출하며, 산출된 무게중심에 기반하여 탑재공간(211) 중 각 컨테이너(300)가 결합될 탑재위치를 결정하는 제2 컨트롤러(230)를 포함할 수 있다.

비행체(200)는 제2 통신모듈(220)을 통해 선별한 컨테이너(300)들이 적재된 각각의 이동 로봇(100)에 각 컨테이너(300)가 결합될 탑재위치를 전송할 수 있다.

이동 로봇(100)은 비행체(200)로부터 각 컨테이너(300)가 결합될 탑재위치를 수신하면, 비행체(200)로 이동하여 해당 탑재위치에 컨테이너(300)를 결합시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇(100)을 포함한 화물 운반 시스템에 따르면, 실시예에 따라, 이동 로봇(100)의 제1 컨트롤러(160)에서 컨테이너(300)가 탑재될 탑재위치를 도출하여 도출된 탑재위치에 컨테이너(300)가 결합되도록 할 수 있으며, 다른 실시예에 따라 비행체(200)의 제2 컨트롤러(230)에서 컨테이너(300)가 탑재될 탑재위치를 도출한 후, 해당 탑재위치 정보를 이동 로봇(100)에 전송하면, 이동 로봇(100)은 비행체(200)로 이동하여 전송된 탑재위치에 각 컨테이너(300)가 결합되도록 할 수 있다.

한편, 이동 로봇(100)에는 컨테이너(300)와 결합되는 제1 결합부(111)가 마련되고, 컨테이너(300)는 하면에 제1 결합부(111)와 결합되는 제2 결합부(310)가 마련되며, 상면에 비행체(200)의 탑재공간(211)에 결합되는 제3 결합부(320)가 마련되고, 비행체(200)는, 탑재공간(211)에 제3 결합부(320)와 결합되는 제4 결합부(240)가 마련될 수 있다.

구체적으로, 제1 결합부(111)는 이동 로봇(100)의 상면에 형성되며, 일정 면적과 일정 두께를 갖는 돌출된 형상으로 이루어질 수 있다. 실시예에 따라, 제1 결합부(111)는 도 2와 같이 직사각형의 단면을 가지며 일정 두께를 갖는 돌기일 수 있다.

또한, 베이스(110)에 적재되는 컨테이너(300)의 하면에 형성된 제2 결합부(310)는 도 9와 같이 제1 결합부(111)가 슬라이딩되어 끼워지도록 제1 틈(311)이 형성되되, 제1 틈(311)의 폭은 제1 결합부(111)가 끼워지는 입구 측에서 반대방향으로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다.

한편, 이동 로봇(100)은, 베이스(110)의 측면으로부터 연장된 제1 연장부(171) 및 제1 연장부(171)의 끝단으로부터 상방으로 연장된 제2 연장부(172)를 포함하는 체결부(170)를 더 포함하고, 체결부(170)는 제2 연장부(172)가 삽입될 수 있는 공간이 형성된 컨테이너(300)에 삽입됨으로써 컨테이너(300)에 체결될 수 있다.

구체적으로, 이동 로봇(100)에 컨테이너(300)가 결합되는 것을 다시 설명하면, 베이스(110)에 마련된 제1 결합부(111)와 컨테이너(300)에 마련된 제2 결합부(310)가 서로 결합하되, 제2 연장부(172)가 컨테이너(300)에 형성된 삽입공간에 삽입됨으로써, 이동 로봇(100)에 컨테이너(300)가 결합되어 적재될 수 있는 것이다.

다시 말해, 이동 로봇(100)과 컨테이너(300)는 제1 결합부(111)와 제2 결합부(310) 및 제2 연장부(172)와 컨테이너(300)에 형성된 삽입공간의 결합으로 수평적인 움직임을 제한하지만, 수직적으로는 결합되어 있지 않아 수직적인 움직임은 자유롭기 때문에 이동 로봇(100)을 통해 컨테이너(300)를 비행체(200)에 탑재한 후 비행체(200)가 이륙할 시, 컨테이너(300)가 수직으로 상승함에 따라 이동 로봇(100)으로부터 용이하게 분리될 수 있다.

제3 결합부(320)는 일정 면적과 일정 두께를 갖는 하부(323), 일전면적과 일정 두께를 갖는 상부(321) 및 상부(321)와 하부(323)를 연결하되 상부(321)와 하부(323)의 면적보다 좁은 면적을 갖는 연결부(322)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제3 결합부(320)는 도 8과 같이 컨테이너(300)의 상단에 마련되고, 'I' 모양의 단면을 갖는 돌기일 수 있다.

제4 결합부(240)는 비행체(200)의 탑재공간(211)에 마련된 것으로서, 제3 결합부(320)의 상부(321)가 슬라이딩되어 끼워지도록 상부(321) 두께 이상의 제2 틈(241)이 형성될 수 있다. 이때, 제2 틈(241)의 폭은 제3 결합부(320)의 상부(321)가 끼워지는 입구 측에서 반대방향으로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다.

아울러, 제4 결합부(240)에 형성된 제2 틈(241)의 폭은 제3 결합부(320)의 연결부의 폭 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.

도 7 및 도 8을 참조하여, 컨테이너(300)의 제3 결합부(320)가 비행체(200)의 탑재공간(211)에 마련된 제4 결합부(240)에 결합되는 것을 다시 설명하면, 컨테이너(300)가 적재된 이동 로봇(100)이 비행체(200)의 하부에 도착하면, 이동 로봇(100)은 적재된 컨테이너(300)가 탑재될 탑재위치로 이동하고, 컨테이너(300)의 제3 결합부(320)를 제4 결합부(240)의 입구에서 슬라이딩 시켜 제3 결합부(320)가 제4 결합부(240)에 끼워지도록 하여 제3 결합부(320)를 제4 결합부(240)에 결합시킬 수 있다.

다시 말해, 컨테이너(300)는 상부(321)가 제4 결합부(240)의 제2 틈(241)에 슬라이딩되어 결합되어 걸림으로써 컨테이너(300)의 수직적인 움직임이 제한되고, 컨테이너(300)의 연결부(322)가 제2 틈(241)의 폭 내에서 이동이 제한되어 수평적인 움직임이 제한됨으로써, 컨테이너(300)의 제3 결합부(320)가 탑재공간(211)의 제4 결합부(240)에 결합될 수 있다.

한편, 도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇(100)을 포함한 화물 운반 시스템에 따르면, 공항 등의 집결지로 비행체(200)가 착륙하면, 비행체(200)의 도어(212)가 개방되며, 이동 로봇(100)이 비행체(200)의 하단으로 접근하고 제1 결합부(111)를 비행체(200)의 탑재공간(211)에 탑재된 상태의 컨테이너(300)의 제2 결합부(310)에 결합시켜 컨테이너(300)를 언로딩시키며, 언로딩된 컨테이너(300)를 식별하여 정해진 위치로 컨테이너(300)를 운반할 수 있다.

또한, 도 11을 참조하면, , 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇(100)을 포함한 화물 운반 시스템에 따르면, 비행체(200)는 컨테이너(300)가 적재된 이동 로봇(100)으로부터 전송된 각 컨테이너(300)의 무게 및 목적지 정보에 기반하여, 비행체(200)에 탑재할 컨테이너(300)들을 선별하고, 선별된 컨테이너(300)들이 무게중심을 산출하며, 산출된 무게 중심에 기반하여 탑재공간(211) 중 각 컨테이너(300)가 결합될 탑재위치를 결정한 뒤, 제2 통신모듈(220)을 통해 선별된 컨테이너(300)들이 적재된 이동 로봇(100)에 각 컨테이너(300)가 결합될 탑재위치를 전송할 수 있다.

아울러, 비행체(200)로부터 각 컨테이너(300)가 결합될 탑재위치를 수신한 각각의 이동 로봇(100)은 비행체(200)로 이동하여, 각 컨테이너(300)를 탑재위치에 결합시키고, 각 컨테이너(300)가 정해진 탑재위치에 탑재된 것을 확인하면, 비행체(200)는 이륙하고, 각 컨테이너(300)와 이동 로봇(100)의 결합은 해제될 수 있다.

한편, 도 12를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇(100)을 포함한 화물 운반 시스템에서 컨테이너(300)의 무게 중심에 기반하여 탑재위치를 선정하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 이동 로봇(100)들은 각각의 베이스(110)에 적재된 컨테이너(300)의 무게를 측정하고 목적지를 식별하며, 측정된 무게와 목적지를 집결지에 있거나 집결지로 들어올 비행체(200)에 전송한다.

이후, 비행체(200)는 이동 로봇(100)들로부터 전송된 정보를 바탕으로 동일 또는 유사한 목적지로 가는 컨테이너(300)를 선별하고, 선별된 컨테이너(300)들의 무게가 비행체(200)의 최대 유상 하중을 넘지는 확인한다.

만약, 선별된 컨테이너(300)들의 무게가 비행체(200)의 최대 유상 하중을 넘지 않으면, 비행체(200)에서는 선별된 컨테이너(300)들을 비행체(200)의 탑재공간(211)에 배치하였을 시의 무게 중심을 계산하고, 계산된 무게 중심이 비행 가능한 설계 무게 중심 범위 내에 있으면, 실제로 해당 컨테이너(300)들을 비행체(200)의 탑재 공간에 배치되어 탑재되도록 할 수 있다.

100: 이동 로봇
110: 베이스 111: 제1 결합부
120: 무게측정 센서
130: 식별센서 140: 구동휠
150: 제1 통신모듈 160: 제1 컨트롤러
170: 체결부 171: 제1 연장부
172: 제2 연장부
200: 비행체
210: 바디 211: 탑재공간
212: 도어
220: 제2 통신모듈 230: 제2 컨트롤러
240: 제4 결합부 241: 제2 틈
300: 컨테이너 310: 제2 결합부
311: 제1 틈
320: 제3 결합부
321: 상부 322: 연결부
323: 하부
400: 서버

Claims

화물이 수용된 컨테이너를 비행체까지 운반하여 비행체의 정해진 위치에 탑재시키며, 비행체로부터 컨테이너를 언로딩하고 언로딩된 컨테이너를 식별하며 식별된 컨테이너를 정해진 위치로 운반하는 이동 로봇.
청구항 1에 있어서,
이동 로봇은,
컨테이너가 적재되는 베이스;
컨테이너의 무게를 측정하는 무게측정 센서;
컨테이너의 목적지 정보를 식별하는 식별센서;
베이스를 이동시키는 구동휠;
서버, 비행체 또는 다른 이동 로봇과 통신하는 제1 통신모듈; 및
무게측정 센서에서 측정된 컨테이너의 무게, 식별센서에서 식별된 컨테이너의 목적지 및 비행체의 제반정보 중 하나 이상의 정보에 기반하여, 비행체에서 컨테이너가 탑재될 탑재위치를 도출하고 도출된 탑재위치에 컨테이너가 탑재되도록 하거나, 비행체로부터 언로딩된 컨테이너가 운반되어야 할 목적지로 컨테이너가 운반되도록 하는 제1 컨트롤러; 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
청구항 2에 있어서,
이동 로봇이 복수인 경우,
각각의 이동 로봇은 베이스에 탑재된 컨테이너의 무게 정보를 공유하고, 각각의 이동 로봇에 포함된 제1 컨트롤러는, 공유된 무게 정보에 기반하여 비행체에 탑재될 컨테이너들의 총중량과 무게중심을 산출하며, 산출된 총중량과 무게중심에 기반하여 각각의 이동 로봇에 적재된 컨테이너가 탑재될 탑재위치를 도출하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
청구항 2에 있어서,
베이스에는 컨테이너와 결합되는 제1 결합부가 마련되고,
컨테이너에는 베이스와 결합되는 제2 결합부가 마련된 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
청구항 4에 있어서,
제1 결합부는 이동 로봇의 상면에 형성되며, 일정 면적과 일정 두께를 갖는 돌출된 형상이고,
제2 결합부는 제1 결합부가 슬라이딩되어 끼워지도록 제1 틈이 형성되되, 제1 틈의 폭은 제1 결합부가 끼워지는 입구 측에서 반대방향으로 갈수록 좁아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
청구항 6에 있어서,
제2 결합부에 형성된 제1 틈의 폭은 제1 결합부의 폭 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
청구항 2에 있어서,
이동 로봇은, 베이스의 측면으로부터 연장된 제1 연장부 및 제1 연장부의 끝단으로부터 상방으로 연장된 제2 연장부를 포함하는 체결부;를 더 포함하고,
체결부는 제2 연장부가 삽입될 수 있는 공간이 형성된 컨테이너에 삽입됨으로써 컨테이너에 체결되는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
화물이 수용된 컨테이너를 탑재하는 탑재공간을 포함하고, 컨테이너의 집결지까지 컨테이너를 운반하는 비행체; 및
컨테이너를 비행체까지 운반하여 비행체의 정해진 위치에 탑재시키며, 비행체로부터 컨테이너를 언로딩하고, 언로딩된 컨테이너를 식별하며 식별된 컨테이너를 정해진 위치로 운반하는 이동 로봇;을 포함하는 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템.
청구항 8에 있어서,
이동 로봇은,
컨테이너가 적재되는 베이스;
컨테이너의 무게를 측정하는 무게측정 센서;
컨테이너의 목적지 정보를 식별하는 식별센서;
베이스를 이동시키는 구동휠;
서버, 비행체 또는 다른 이동 로봇과 통신하는 제1 통신모듈; 및
무게측정 센서에서 측정된 컨테이너의 무게, 식별센서에서 식별된 컨테이너의 목적지 및 비행체의 제반정보 중 하나 이상의 정보에 기반하여, 비행체에서 컨테이너가 탑재될 탑재위치를 도출하고 도출된 탑재위치에 컨테이너가 탑재되도록 하거나, 비행체로부터 언로딩된 컨테이너가 운반되어야 할 목적지로 컨테이너가 운반되도록 하는 제1 컨트롤러; 중 하나 이상을 포함하며,
제1 통신모듈을 통해 각 컨테이너의 무게 및 목적지 중 하나 이상의 정보를 서버 또는 비행체에 전송하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템.
청구항 9에 있어서,
비행체는,
하면이 개방된 형상이고, 컨테이너가 탑재되는 탑재공간이 마련되며, 측면에 마련되되 컨테이너를 탑재 또는 언로딩함에 따라 개폐되는 도어를 포함하는 바디;
이동 로봇 또는 서버와 통신하는 제2 통신모듈; 및
이동 로봇으로부터 전송된 컨테이너의 무게, 목적지 및 비행체의 제반정보 중 하나 이상의 정보에 기반하여, 비행체에 탑재할 컨테이너들을 선별하고, 선별된 컨테이너들의 무게중심을 산출하며, 산출된 무게중심에 기반하여 탑재공간 중 각 컨테이너가 결합될 탑재위치를 결정하는 제2 컨트롤러;를 포함하고,
제2 통신모듈을 통해 선별된 컨테이너들이 적재된 이동 로봇에 각 컨테이너가 결합될 탑재위치를 전송하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템.
청구항 8에 있어서,
이동 로봇에는 컨테이너와 결합되는 제1 결합부가 마련되고,
컨테이너는 하면에 제1 결합부와 결합되는 제2 결합부가 마련되며, 상면에 비행체의 탑재공간에 결합되는 제3 결합부가 마련되고,
비행체는, 탑재공간에 제3 결합부와 결합되는 제4 결합부가 마련되는 것을 특징으로 하는 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템.
청구항 11에 있어서,
제1 결합부는 이동 로봇의 상면에 형성되며, 일정 면적과 일정 두께를 갖는 돌출된 형상이고,
제2 결합부는 제1 결합부가 슬라이딩되어 끼워지도록 제1 틈이 형성되되, 제1 틈의 폭은 제1 결합부가 끼워지는 입구 측에서 반대방향으로 갈수록 좁아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템.
청구항 11에 있어서,
제3 결합부는, 일정 면적과 일정 두께를 갖는 하부, 일정 면적과 일정 두께를 갖는 상부 및 상부와 하부를 연결하되 상부와 하부의 면적보다 좁은 면적을 갖는 연결부;를 포함하며,
제4 결합부는, 제3 결합부의 상부가 슬라이딩되어 끼워지도록 상부 두께 이상의 제2 틈이 형성되되, 제2 틈의 폭은 제3 결합부의 상부가 끼워지는 입구 측에서 반대방향으로 갈수록 좁아지도록 형성된 것을 특징으로 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템.
청구항 13에 있어서,
제4 결합부에 형성된 제2 틈의 폭은 제3 결합부의 연결부의 폭 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템.
청구항 9에 있어서,
이동 로봇은, 베이스의 측면으로부터 연장된 제1 연장부 및 제1 연장부의 끝단으로부터 상방으로 연장된 제2 연장부를 포함하는 체결부;를 더 포함하고,
체결부는 제2 연장부가 삽입될 수 있는 공간이 형성된 컨테이너에 삽입됨으로써 컨테이너에 체결되는 것을 특징으로 하는 이동 로봇을 포함한 화물 운반 시스템.