KR20220155535A - 기존 운송 기반시설을 활용한 고속 물류 이송 시스템 - Google Patents

기존 운송 기반시설을 활용한 고속 물류 이송 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존의 지하철 또는 고속철도 노선에 부설되는 튜브형 이송로와; 내부에 배송물품을 적재하여 상기 이송로를 이동하며 배송물품을 무인 이송하는 운송캡슐; 및 상기 운송캡슐의 이송을 제어하는 운송제어장치;를 포함하여 구성되는 고속 물류 이송 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 설비 구축 및 운용에 따른 비용이 현저히 절감될 뿐만 아니라, 기존 운송 기반시설을 야간 유휴시간대에도 활용할 수 있으므로 기존 설비의 운용효율 또한 향상되는 효과가 있다.

Description

기존 운송 기반시설을 활용한 고속 물류 이송 시스템{HIGH SPEED DISTRIBUTION SYSTEM UTILIZING EXISTING TRANSFER INFRASTRUCTURE}
본 발명은 기존 운송 기반시설을 활용한 고속 물류 이송 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하철 및 고속철도 등의 기존 운송 기반시설에 튜브(밀폐 관) 형태의 이송로를 부설하고, 이송로를 이동하는 무인 캡슐에 배송물품을 적재하여 자동화된 운용시스템으로 이송하는 것을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템에 관한 것이다.
최근 물류 이송의 양적 증가(배송량)와 질적 향상(배송시간)이 이루어짐에 따라 이용자들의 편의성이 증가되었으나, 이에 따른 물류 노동자들의 과도한 업무 증가와 운용비용의 증가를 초래하고 있다.
구체적으로, 최근 다수의 온라인 쇼핑몰은 총알배송, 당일배송 등의 신속배송 서비스를 실시하고 있으며, 이와 같은 신속배송은 도심 인근의 대형 물류센터를 운용 및 물류 노동자들의 심야 노동력을 이용하여 수행되고 있다. 이에 따라, 물류노동자들의 노동환경이 악화되어 이로 인한 부작용이 발생되고 있다.
이와 같은 문제점을 해결하고자, 최근에는 드론, 무인차량 등을 이용한 자동화 물류 운송 시스템에 대한 연구 및 시도가 활발히 진행되고 있다.
그러나 이와 같은 기술들은 물류 처리량 대비 소요비용에 따른 경제성 및 운용에 따른 안정성 확보가 미흡하여, 실제 시장 적용은 불투명한 상황이다.
특허문헌 1 : 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0011383호(2008.02.04) 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0064923호(2011.06.14)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기존 기반시설을 활용하여 안정적이고 자동화된 시스템을 구축할 수 있으며, 과도한 노동력이나 운용비용 없이 이용자에게 신속하고 편리한 서비스를 제공할 수 있는 고속 물류 이송 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은, 기존 설비의 곡률구간에서 기존 이동체(객차 등) 보다 빠른 속도로 이동하면서도, 이동의 안전성을 확보할 수 있는 고속 물류 이송 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 기존의 지하철 또는 고속철도 노선에 부설되는 튜브형 이송로와; 내부에 배송물품을 적재하여 상기 이송로를 이동하며 배송물품을 무인 이송하는 운송캡슐; 및 상기 운송캡슐의 이송을 제어하는 운송제어장치;를 포함하여 구성되고, 상기 이송로에는, 상기 운송캡슐에 구동력을 제공하기 위한 전력을 공급하는 전원공급유닛과; 상기 이송로 내측에 설치되어 상기 운송캡슐의 이동을 가이드하는 이송레일;이 구비되고, 상기 운송캡슐에는, 상기 이송레일에 안착되어 상기 운송캡슐을 상기 이송로 내에서 이동시키는 구동휠과; 상기 전원공급유닛으로부터 전력을 공급받아 상기 구동횔을 구동시키는 구동모터;가 구비됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 고속 물류 이송 시스템에 있어서, 상기 고속 물류 이송 시스템은, 상기 이송로 내부에 음압을 형성하여, 상기 운송캡슐의 이동 시 공기 저항을 최소화하기 위한 공기압 조절 유닛;을 더 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 운송캡슐은, 내부에 적재공간이 형성되고, 상기 적재공간을 선택적으로 개폐하는 도어를 포함하여 구성되며, 몸체부가 원통형으로 형성되고, 선단부 및 후단부가 상기 몸체부로부터 소정의 각도로 경사지게 연장되어 중심부에 수렴하는 원추형으로 형성되는 것일 수 있다.
그리고, 상기 운송캡슐은, 상기 운송캡슐의 전단 및 후단에 구비되어, 상기 운송캡슐이 서로 연결되어 상기 이송로를 이동되도록 하는 운송캡슐 연결부를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 운송캡슐 연결부는, 경사 및 곡률 구간에서의 고속 이동 시 비틀림 우력을 감소시키기 위하여 회전식 연결구조로 구성되는 것일 수 있다.
그리고, 상기 운송캡슐 연결부는, 곡률 구간에서 내외의 곡률 반경 변화를 수용하기 위한 신축 이음부를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 이송레일은, 상기 이송로의 내주면에 접하여 한 쌍이 설치되되, 상기 내주면의 곡률 반경과 동일한 곡률 반경의 곡면으로 형성되는 것일 수 있다.
그리고, 상기 운송캡슐은, 상기 이송로 내주면과의 충격을 흡수하고, 상기 운송캡슐이 상기 이송로 내주면에 안정적으로 밀착될 수 있도록, 상기 운송캡슐 외주면에 구비되어, 상기 운송캡슐을 상기 이송로 내주면에 탄성 지지되도록 하는 탄성지지 유닛을 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 탄성지지 유닛은, 탄성부재에 의해 지지되는 베어링으로 이루어지는 것일 수 있다.
그리고, 상기 탄성지지 유닛은, 탄성부재에 의해 지지되는 지지바퀴로 이루어지는 것일 수 있다.
또한, 상기 전원 공급 유닛은, 상기 운송캡슐 구동에 필요한 전력이 공급되도록 전기적 연결부를 제공하는 제1 전원부와 제2 전원부를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
그리고, 상기 제1 전원부 및 제2 전원부는, 상기 이송로 내측면을 따라 전기적 접촉면으로 형성되어, 상기 탄성지지 유닛과 접하도록 구성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 운송캡슐은, 상기 제1 전원부 및 제2 전원부와 접촉되는 상기 탄성지지 유닛으로부터 전력을 공급받는 것일 수 있다.
그리고, 상기 이송레일의 폭은, 곡률 구간에서의 상기 운송캡슐의 고속 이동에 따른 회전 허용 범위 안에서 상기 구동횔이 지지되도록, 곡률 구간이 직선 구간보다 넓게 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 전원부는, 상기 이송로 내측면을 따라 전기적 접촉면으로 형성되어 상기 탄성지지 유닛과 접하도록 구성되고, 상기 제2 전원부는, 전도체로 형성된 이송레일을 따라 전기적 접촉면이 형성되도록 구성되는 것일 수 있다.
그리고, 상기 제1 전원부 및 제2 전원부는, 전도체로 형성된 이송레일을 따라 전기적 접촉면이 형성되도록 구성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 구동휠은 전도체로 형성되는 것일 수 있다.
그리고, 상기 고속 물류 이송 시스템은, 상기 운송캡슐에 자이로스코프가 구비되어 측정된 회전각이 상기 제1 전원부 및 제2 전원부 사이의 각도 이상인 경우, 전력 차단 스위치를 작동시켜 전원을 차단시키는 것일 수 있다.
또한, 상기 운송캡슐에는, 내부에 적재물의 보호를 위한 공압식 버퍼패드가 구비되는 것일 수 있다.
그리고, 상기 공압식 버퍼패드는, 상기 운송캡슐을 구동시키는 전기모터가 구동되면 공기가 주입되고, 상기 전기모터가 정지되면 공기가 배출되도록 작동되는 것일 수 있다.
또한, 상기 운송 제어장치는, 복수의 운송캡슐을 인식하고, 복수의 운송캡슐별 목적지를 산출한 후, 이동가능 루트를 배정하여, 각 운송캡슐별 이동경로 및 이동순서, 이동속도를 설정하는 것일 수 있다.
그리고, 상기 운송캡슐에는, 상기 운송캡슐의 고유 식별코드를 발신하는 발신유닛이 구비되고, 상기 이송로에는, 상기 발신유닛의 발신신호를 수신하는 수신유닛이 경로를 따라 연속적으로 구비되는 것일 수 있다.
또한, 상기 운송제어장치는, 각 운송캡슐의 이동 방향 및 속도에 따라 충돌 가능 여부를 연속적으로 산출하고, 충돌 위험이 감지된 경우, 해당 운송캡슐 중 어느 하나 이상을 비상 정지 모드로 전환시키는 것일 수 있다.
그리고, 상기 이송로는, 강화 플라스틱 재질로 이루어지는 것일 수 있다.
또한, 상기 구동모터는 상기 운송캡슐의 무게 중심이 하부에 위치하도록, 운송캡슐의 중심 하단부에 설치되는 것일 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 고속 물류 이송 시스템은, 기존 운송 기반시설에 전력망 및 물품 하적을 위한 플랫폼을 공유하므로, 설비 구축 및 운용에 따른 비용이 현저히 절감될 뿐만 아니라, 기존 운송 기반시설을 야간 유휴시간대에도 활용할 수 있으므로 기존 설비의 운용효율 또한 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 운송캡슐 및 이송로의 광폭 레일접촉구조, 진공에 가까운 이송로 내부의 공기압, 전방위 탄성지지 유닛, 회전식 연결구조, 공압식 버퍼 패드 및 자동화 제어프로그램을 통하여, 기존 설비의 곡률구간에서 기존 이동체(객차 등) 보다 빠른 속도로 이동하면서도, 이동의 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 신속 배송물품을 선별하여 자동화된 고속 물류 이송 시스템을 이용하여 물류를 운송함에 따라, 심야근무와 같은 물류 노동자들의 과도한 노동을 방지하면서도, 소비자에게는 신속하고 편리한 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고속 물류 이송 시스템이 기존의 지하철 노선에 부설된 상태를 도시한 노선도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고속 물류 이송 시스템이 기존의 지하철 노선에 부설된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고속 물류 이송 시스템의 측단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고속 물류 이송 시스템의 정단면도이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 탄성지지 유닛의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 적용되는 운송캡슐 내부를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 구현예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 지하철 및 고속철도 등의 기존 운송 기반시설에 밀폐된 튜브 형태의 이송로를 부설하고, 이송로를 이동하는 무인 캡슐에 배송물품을 적재하여 자동화된 운용시스템으로 이송하는 고속 물류 이송 시스템에 관한 것이다.
이하에서는 본 발명의 고속 물류 이송 시스템에 대하여, 바람직한 구현예 및 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 이와 관련하여, 도 1은 본 발명에 따른 고속 물류 이송 시스템이 기존의 지하철 노선에 부설된 상태를 도시한 노선도이고, 도 2는 상기 고속 물류 이송 시스템이 기존의 지하철 노선에 부설된 상태를 도시한 사시도이다. 또한 도 3은 본 발명에 따른 고속 물류 이송 시스템의 측단면도이고, 도 4는 상기 고속 물류 이송 시스템의 정단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 고속 물류 이송 시스템(1000)은 크게 이송로(100)와, 운송캡슐(200)로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 이송로(100)는 기존의 지하철 또는 고속철도 노선에 부설되어 물품 이송의 통로가 되는 것으로서, 원통형의 튜브로 이루어질 수 있다. 이때 상기 원통형 튜브의 재질로는 중량이 가벼우면서도 기계적 강도가 우수하고 부식에 강한 강화 플라스틱을 사용할 수 있다. 상기 이송로(100)는 기존 지하철의 터널 측벽의 공간에 고정 브라켓(110)을 설치하여 고정하는 것이 바람직하다.
이때 상기 이송로(100)에는, 운송캡슐(200)에 구동력을 제공하기 위한 전력을 공급하는 전원공급유닛(310, 320)과, 이송로(100) 내측에 설치되어 상기 운송캡슐(200)의 이동을 가이드하는 이송레일(500)이 구비될 수 있다.
도 1에 도시된 구현예에 따르면, 상기 이송로(100)는 기존의 지하철 노선에 부설함으로써, 예를 들어 서울의 남북간을 종단하는 루트 A와 동서간을 횡단하는 루트 B의 이송로(100)를 따라 물품을 배송하게 된다. 그러나 본 발명에 따르면 상기 이송로(100)는 지하철 노선에 한정되는 것은 아니며 KTX와 같은 고속철도 노선에 부설하여 장거리 물품배송에 적용하는 것도 가능하다.
이에 의하여 본 발명에 따르면, 기존 운송 기반시설에 전력망 및 물품 하적을 위한 플랫폼을 공유하므로, 설비 구축 및 운용에 따른 비용을 현저히 절감하는 것이 가능하게 된다. 또한 기존 운송 기반시설을 야간 유휴시간대에도 활용할 수 있으므로 기존 설비의 운용효율 또한 향상되는 효과가 있다.
상기 운송캡슐(200)은, 내부에 배송물품을 적재하여 이송로(100)를 이동하며 배송물품을 무인 이송하기 위한 것이다. 따라서 상기 운송캡슐(200)은, 내부에 적재공간(210)이 형성되고, 상기 적재공간(210)을 선택적으로 개폐하는 도어(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 한편 상기 적재공간(210)의 전방 및 후방에는 기계실이 구비되어 구동모터(280)를 포함하여 운송캡슐(200)의 운전에 필요한 각종 기계 설비가 설치될 수 있다. 또한 상기 운송캡슐(200)에는, 이송레일(500)에 안착되어 운송캡슐(200)을 이송로(100) 내에서 이동시키는 구동휠(220)과, 전원공급유닛(310, 320)으로부터 전력을 공급받아 상기 구동휠(220)을 구동시키는 구동모터(280)가 구비되게 된다.
여기에서, 상기 구동모터(280)를 포함한 기계 설비들은 운송캡슐(200)의 무게 중심이 하부에 위치하여 안정적인 이동이 가능하도록, 운송캡슐(200)의 중심 하단부에 설치될 수 있다.
이때 상기 이송로(100) 내부는, 음압을 형성하여 운송캡슐(200)의 이동 시 공기 저항을 최소화하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 본 발명에 따르면 상기 이송로(100)에는 이송로(100) 내부의 공기압을 조절하기 위한 공기압 조절 유닛(미도시)이 설치될 수 있다.
상기 공기압 조절 유닛은, 이송로(100) 내부의 공기를 흡입하기 위한 대형 송풍장치를 포함하여 구성될 수 있으면, 이송로(100) 전체 구간에 대하여 소정의 거리로 이격되어 복수 개가 설치될 수 있다.
이때 운송캡슐(200)의 공기 저항을 최소화하기 위하여는 이송로(100) 내부의 압력을 진공으로 유지하는 것이 가장 바람직하나, 이를 위하여는 막대한 시설 투자가 필요하게 된다. 따라서 본 발명에 따르면 이송로(100) 내부의 압력은 완전한 진공이 아닌 약 0.01 기압 정도로 유지하는 것이 바람직하다.
이와 같이 이송로(100) 내부의 압력을 약 0.01 기압 정도로 유지하게 되면, 이송로(100) 안에 공기가 존재하므로 운송캡슐(200)의 디자인은 공기 저항을 최대한 줄이기 위해서 공기역학적으로 설계되어야 한다. 따라서, 본 발명에 따르면 상기 운송캡슐(200)은 몸체부가 원통형으로 형성되고, 선단부 및 후단부가 상기 몸체부로부터 소정의 각도로 경사지게 연장되어 중심부에 수렴하는 원추형으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 운송캡슐(200)은 복수 개가 서로 연결되어 이동될 수 있다. 이를 위하여 본 발명에 따르면, 운송캡슐(200)의 전단 및 후단에는 도 3에 도시된 바와 같이 운송캡슐(200)이 서로 연결되어 이송로(100)를 이동되도록 하는 운송캡슐 연결부(230)가 구비될 수 있다.
이때 상기 운송캡슐 연결부(230)는, 경사 및 곡률 구간에서의 고속 이동 시 비틀림 우력을 감소시키기 위하여 회전식 연결구조로 구성되는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 운송캡슐 연결부(230)는, 곡률 구간에서 내외의 곡률 반경 변화를 수용하기 위한 신축 이음부를 포함하여 구성될 수 있다.
이에 의하여 본 발명에 따르면, 복수의 운송캡슐(200)을 서로 연결하여 이동시키는 경우에도 곡률 구간에서 안정적으로 주행하는 것이 가능하게 된다.
이하에서는 상기 운송캡슐(200)에 가해지는 충격을 완화시키기 위한 완충장치에 대하여 설명한다. 본 발명에 있어서, 상기 운송캡슐(200)에 가해지는 충격은 외부 충격과 내부 충격으로 구분될 수 있다.
예를 들어 운송캡슐(200)이 이송로(100) 내부를 고속으로 주행하는 경우, 특히 곡률 구간에서는 이송로(100) 내주면과의 접촉으로 인한 외부 충격이 발생할 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면, 상기 운송캡슐(200) 외주면에는 이송로(100) 내주면과의 충격을 흡수하고, 운송캡슐(200)이 이송로(100) 내주면에 안정적으로 밀착될 수 있도록, 운송캡슐(200)을 이송로(100) 내주면에 탄성 지지되도록 하는 탄성지지 유닛(240)을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 관련하여, 도 5는 상기 탄성지지 유닛(240)의 두 가지 실시예를 도시한 측면도이다. 도 5의 (a)를 참조하면, 상기 탄성지지 유닛(240)은, 탄성부재에 의해 지지되는 베어링으로 이루어질 수 있다. 이때 상기 베어링은, 이송로(100)의 내주면과 탄성적으로 접촉하는 볼(242)과, 상기 볼(242)이 안착되어 탄성 스프링(243) 상부에 거치되는 새들부(241)와, 상기 탄성 스프링(243) 및 새들부(241)가 내부에 수용되는 하우징(244)을 포함하여 구성될 수 있다.
또한 도 5의 (b)를 참조하면, 상기 탄성지지 유닛(240)은, 탄성부재에 의해 지지되는 지지바퀴로 이루어질 수 있다. 이때 상기 지지바퀴는, 이송로(100)의 내주면과 탄성적으로 접촉하는 바퀴(242)와, 상기 바퀴(242)가 회전 가능하게 결합되어 탄성 스프링(243) 상부에 거치되는 새들부(241)와, 상기 탄성 스프링(243) 및 새들부(241)가 내부에 수용되는 하우징(244)을 포함하여 구성될 수 있다.
이에 의하여 본 발명에 따르면, 운송캡슐(200)이 이송로(100) 내부를 고속으로 주행하는 경우, 특히 곡률 구간에서 상기 탄성지지 유닛(240)이 운송캡슐(200)의 외주면과 상기 이송로(100) 내주면 사이를 탄성적으로 지지함으로써, 운송캡슐(200)이 이송로(100) 내주면과의 접촉으로 인한 외부 충격을 방지하여 안전하게 운행하는 것이 가능하게 된다.
한편, 도 6은 상기 운송캡슐(200)에 가해지는 내부 충격을 완화하기 위한 구성을 나타내기 위하여 운송캡슐(200)의 내부를 도시한 단면도이다. 도 6을 참조하면, 상기 운송캡슐(200) 내주면에는, 적재물의 보호를 위한 공압식 버퍼패드(270)가 구비될 수 있다. 상기 공압식 버퍼패드(270)는 컴프레서(290)에 의해 공기가 압축되어 주입됨으로써 적재물을 충격으로부터 보호하게 된다. 이에 의하여 본 발명에 따르면 적재물의 이송 도중 파손을 방지하고, 과도한 포장 자원의 낭비를 방지할 수 있게 된다.
여기에서 본 발명에 따르면, 상기 공압식 버퍼패드(270)는, 운송캡슐(200)을 구동시키는 구동모터(280)가 구동되면 컴프레서(290)를 가동시켜 공기가 주입되고, 상기 구동모터(280)가 정지되면 컴프레서(290) 가동을 정지시켜 공기가 배출되도록 작동됨으로써, 에너지의 낭비 없이 효율적으로 적재물을 보호하는 것이 가능하게 된다.
이하에서는 본 발명에 따른 운송캡슐(200)의 구동에 필요한 전력을 공급하기 위한 전원공급유닛(310, 320)에 대하여 설명한다.
다시 도 4를 참조하면, 상기 전원공급유닛(310, 320)은, 운송캡슐(200) 구동에 필요한 전력이 공급되도록 전기적 연결부를 제공하는 제1 전원부(310)와 제2 전원부(320)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때 상기 제1 전원부(310) 및 제2 전원부(320)는, 이송로(100) 내측면을 따라 전기적 접촉면으로 형성되어, 상기 탄성지지 유닛(240)과 접하도록 구성될 수 있다.
이에 의하여 상기 운송캡슐(200)은, 상기 제1 전원부(310) 및 제2 전원부(320)와 접촉되는 상기 탄성지지 유닛(240)으로부터 전력을 공급받게 된다. 따라서 상기 탄성지지 유닛(240)은 전도성 재질로 형성되게 된다.
본 구현예의 경우 이송레일(500)과 구동휠(220) 사이에는 전기적 접촉이 이루어지지 않기 때문에, 이송레일(500)과 구동휠(220)의 재질로는 기계적 강도와 내부식성이 우수하고 무게가 가벼운 합성수지재를 사용하는 것도 가능하다. 이때 이송레일(500)의 재질은 구동휠(220)과의 마찰에 의한 파손 및 마모를 방지하기 위하여, 구동휠(220)의 재질보다 경도가 높은 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 이 경우 이송레일(500)은, 이송로(100)의 내주면에 접하여 한 쌍이 설치되되, 이송로(100) 내주면의 곡률 반경과 동일한 곡률 반경의 곡면으로 형성될 수 있다. 물론 이 경우, 상기 구동휠(220)의 접촉면 역시 상기 이송로(100)의 내주면의 곡률 반경과 동일한 곡률로 형성되는 것이 구동력의 전달 효율 면에서 바람직하다.
이때 이송레일(500)의 폭은, 곡률 구간에서의 운송캡슐(200)의 고속 이동에 따른 회전 허용 범위 안에서 구동휠(220)이 지지되도록, 곡률 구간이 직선 구간보다 넓게 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 봄 발명에 따른 운송캡슐(200)은 고속으로 곡선 구간을 이동하는 경우, 승차 안전감을 확보할 필요가 없기 때문에 원심력에 의한 운송캡슐(200)의 자유 회전을 허용하여, 편심 발생으로 인한 감속을 방지할 수 있게 된다. 이때 운송캡슐(200)의 회전량(회전각)은 곡선 구간의 곡률 및 운송캡슐(200)의 속도에 비례하여 발생되는데, 상기 운송캡슐(200)은 다른 운송캡슐(200)들과의 이동 스케쥴 등에 띠라 일정하지 않고 변화되므로, 본 발명의 이송레일(500)은 곡선 구간에서 저속에서부터 고속(최대 속도) 범위에서의 운송캡슐(200) 회전량을 커버할 수 있도록 넓은 범위로 구성된다.
이와 같은 구성은 본 발명과 같이 구동휠(220)이 이송레일(500)에 구속되지 않는 것을 전제로 한다. 또한, 상기 이송레일(500)의 확장 방향은 곡률 방향에 따라 일 방향으로만 확장되어 형성되는 것이 바람직한데, 좌회전 곡률인 경우 상기 이송레일(500)은 직선 구간의 레일 위치로부터 우측 방향으로 확장되어 형성되고, 우회전 곡률인 경우 상기 이송레일(500)은 직선 구간의 레일 위치로부터 좌측 방향으로 확장되어 형성되는 것이 바람직하다.
상기 전원공급유닛(310, 320)의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 제1 전원부(310)는, 전술한 구현예와 동일하게 이송로(100) 내측면을 따라 전기적 접촉면으로 형성되어 상기 탄성지지 유닛(240)과 접하도록 구성될 수 있다. 한편 상기 제2 전원부(320)는, 전도체로 형성된 이송레일(500)을 따라 전기적 접촉면이 형성되도록 구성될 수 있다. 본 구현예의 경우 구동휠(220)은. 제2 전원부(320)인 이송레일(500)과의 전기적 접촉을 위하여 전도성 물질로 형성되게 된다.
상기 전원공급유닛(310, 320)의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 제1 전원부(310) 및 제2 전원부(320)는 각각, 전도체로 형성된 이송레일(500)을 따라 전기적 접촉면이 형성되도록 구성될 수 있다. 본 구현예의 경우에도 구동휠(220)은. 이송레일(500)과의 전기적 접촉을 위하여 전도성 물질로 형성되게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 운송캡슐(200)에는 자이로스코프(미도시)가 구비될 수 있다. 이에 의하여 본 발명에 따르면, 자이로스코프에 의해 측정된 회전각이 상기 제1 전원부(310) 및 제2 전원부(320) 사이의 각도 이상인 경우, 운송캡슐(200)의 안전 주행을 위하여 전력 차단 스위치를 작동시켜 전원을 차단시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의한 운송캡슐(200)은 곡선 구간에서 자유 회전을 허용하는데, 이때 운송캡슐(200)의 회전량이 커져 제1 전원부(310)와 제2 전원부(320)의 접속이 반대측 단자와 이루어지는 경우, 비정상적인 전원 공급으로 인한 설비의 파손을 예방하기 위한 것이다.
따라서 구체적으로는, 상기 자이로스코프에 의해 측정된 회전각이 제1 전원부(310)와 제2 전원부(320) 사이의 각도에서 여유분을 감한 각도 이상인 경우, 전력 차단 스위치를 작동시키고, 운송캡슐(200)이 안정적인 위치로 복귀하는 경우 전력 차단 스위치 역시 원상복귀하여 전력을 다시 공급받도록 하는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명에 따른 고속 물류 이송 시스템의 운영 방법에 관하여 설명한다. 본 발명에 있어서, 상기 고속 물류 이송 시스템의 제어는 운송캡슐(200)의 이송을 제어하는 운송 제어장치(미도시)에 의해 수행된다.
이와 관련하여 상기 운송 제어장치는, 먼저 복수의 운송캡슐(200)을 인식하고, 복수의 운송캡슐(200)별 목적지를 산출한 후, 이동가능 루트를 배정하게 된다. 이어서 상기 운송 제어장치는, 각 운송캡슐(200)별 이동경로 및 이동순서, 이동속도를 설정하게 된다.
이를 위하여 상기 운송캡슐(200)에는, 상기 운송캡슐(200)의 고유 식별코드를 발신하는 발신유닛이 구비되고, 상기 이송로(100)에는, 상기 발신유닛의 발신신호를 수신하는 수신유닛이 경로를 따라 연속적으로 구비되게 된다. 상기 발신유닛의 예로는 고속이동에도 자동식별이 가능한 RFID와 같은 식별수단이 포함될 수 있다.
또한 상기 운송 제어장치는, 각 운송캡슐(200)의 이동 방향 및 속도에 따라 충돌 가능 여부를 연속적으로 산출하고, 충돌 위험이 감지된 경우, 해당 운송캡슐(200) 중 어느 하나 이상을 비상 정지 모드로 전환시키게 된다.
이에 의하여 본 발명에 따르면, 이송 과정에서 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다. 또한 기존 운송 기반시설을 야간 유휴시간대에도 활용할 수 있으므로 기존 설비의 운용효율 또한 향상되게 된다.
나아가 본 발명에 따르면, 신속 배송물품을 선별하여 자동화된 고속 물류 이송 시스템을 이용하여 물류를 운송함에 따라, 심야근무와 같은 물류 노동자들의 과도한 노동을 방지하면서도, 소비자에게는 신속하고 편리한 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 본 발명은 지하철 및 고속철도 등의 기존 운송 기반시설에 밀폐된 튜브 형태의 이송로를 부설하고, 이송로를 이동하는 무인 캡슐에 배송물품을 적재하여 자동화된 운용시스템으로 이송하는 고속 물류 이송 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 고속으로 물류를 이송함과 동시에 기존 운송 기반시설에 전력망 및 물품 하적을 위한 플랫폼을 공유하므로, 설비 구축 및 운용에 따른 비용이 현저히 절감되는 효과가 있다.
100 : 이송로 200 : 운송캡슐
210 : 적재 공간 220 : 구동휠
230 : 운송캡슐 연결부 240 : 탄성지지 유닛
270 : 공기압 버퍼 패드 280 : 구동모터
290 : 컴프레서 310 : 제1 전원부 320 : 제2 전원부 500 : 이송레일
1000 : 고속 물류 이송 시스템

Claims (23)

  1. 기존의 지하철 또는 고속철도 노선에 부설되는 튜브형 이송로와;
    내부에 배송물품을 적재하여 상기 이송로를 이동하며 배송물품을 무인 이송하는 운송캡슐; 및
    상기 운송캡슐의 이송을 제어하는 운송 제어장치;를 포함하여 구성되고,
    상기 이송로에는,
    상기 운송캡슐에 구동력을 제공하기 위한 전력을 공급하는 전원 공급 유닛과;
    상기 이송로 내측에 설치되어 상기 운송캡슐의 이동을 가이드하는 이송레일;이 구비되고,
    상기 운송캡슐에는,
    상기 이송레일에 안착되어 상기 운송캡슐을 상기 이송로 내에서 이동시키는 구동휠과;
    상기 전원 공급 유닛으로부터 전력을 공급받아 상기 구동횔을 구동시키는 구동모터;가 구비됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고속 물류 이송 시스템은,
    상기 이송로 내부에 음압을 형성하여, 상기 운송캡슐의 이동 시 공기 저항을 최소화하기 위한 공기압 조절 유닛;을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 운송캡슐은,
    내부에 적재공간이 형성되고, 상기 적재공간을 선택적으로 개폐하는 도어를 포함하여 구성되며,
    몸체부가 원통형으로 형성되고, 선단부 및 후단부가 상기 몸체부로부터 소정의 각도로 경사지게 연장되어 중심부에 수렴하는 원추형으로 형성됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 운송캡슐은,
    상기 운송캡슐의 전단 및 후단에 구비되어,
    상기 운송캡슐이 서로 연결되어 상기 이송로를 이동되도록 하는 운송캡슐 연결부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 운송캡슐 연결부는,
    경사 및 곡률 구간에서의 고속 이동 시 비틀림 우력을 감소시키기 위하여 회전식 연결구조로 구성됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 운송캡슐 연결부는,
    곡률 구간에서 내외의 곡률 반경 변화를 수용하기 위한 신축 이음부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 이송레일은,
    상기 이송로의 내주면에 접하여 한 쌍이 설치되되,
    상기 내주면의 곡률 반경과 동일한 곡률 반경의 곡면으로 형성됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 운송캡슐은,
    상기 이송로 내주면과의 충격을 흡수하고, 상기 운송캡슐이 상기 이송로 내주면에 안정적으로 밀착될 수 있도록,
    상기 운송캡슐 외주면에 구비되어, 상기 운송캡슐을 상기 이송로 내주면에 탄성 지지되도록 하는 탄성지지 유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 탄성지지 유닛은,
    탄성부재에 의해 지지되는 베어링으로 이루어짐을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 탄성지지 유닛은,
    탄성부재에 의해 지지되는 지지바퀴로 이루어짐을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 전원 공급 유닛은,
    상기 운송캡슐 구동에 필요한 전력이 공급되도록 전기적 연결부를 제공하는 제1 전원부와 제2 전원부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전원부 및 제2 전원부는,
    상기 이송로 내측면을 따라 전기적 접촉면으로 형성되어, 상기 탄성지지 유닛과 접하도록 구성됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 운송캡슐은,
    상기 제1 전원부 및 제2 전원부와 접촉되는 상기 탄성지지 유닛으로부터 전력을 공급받음을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전원부는, 상기 이송로 내측면을 따라 전기적 접촉면으로 형성되어 상기 탄성지지 유닛과 접하도록 구성되고,
    상기 제2 전원부는, 전도체로 형성된 이송레일을 따라 전기적 접촉면이 형성되도록 구성됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전원부 및 제2 전원부는,
    전도체로 형성된 이송레일을 따라 전기적 접촉면이 형성되도록 구성됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 구동휠은 전도체로 형성됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  17. 제3항에 있어서,
    상기 운송캡슐에는,
    내부에 적재물의 보호를 위한 공압식 버퍼패드가 구비됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 공압식 버퍼패드는,
    상기 운송캡슐을 구동시키는 전기모터가 구동되면 공기가 주입되고, 상기 전기모터가 정지되면 공기가 배출되도록 작동됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  19. 제2항에 있어서,
    상기 운송 제어장치는,
    복수의 운송캡슐을 인식하고,
    복수의 운송캡슐별 목적지를 산출한 후,
    이동가능 루트를 배정하여, 각 운송캡슐별 이동경로 및 이동순서, 이동속도를 설정함을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 운송캡슐에는,
    상기 운송캡슐의 고유 식별코드를 발신하는 발신유닛이 구비되고,
    상기 이송로에는,
    상기 발신유닛의 발신신호를 수신하는 수신유닛이 경로를 따라 연속적으로 구비됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 운송제어장치는,
    각 운송캡슐의 이동 방향 및 속도에 따라 충돌 가능 여부를 연속적으로 산출하고,
    충돌 위험이 감지된 경우, 해당 운송캡슐 중 어느 하나 이상을 비상 정지 모드로 전환시킴을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  22. 제2항에 있어서,
    상기 이송로는,
    강화 플라스틱 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.
  23. 제2항에 있어서,
    상기 구동모터는,
    상기 운송캡슐의 무게 중심이 하부에 위치하도록, 운송캡슐의 중심 하단부에 설치됨을 특징으로 하는 고속 물류 이송 시스템.


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