WO2020222329A1 - 자동 추종 기능을 갖는 카트 - Google Patents

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WO2020222329A1
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sensor
cart
uwb
main body
coupled
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김안나
김선량
김주한
사재천
신강수
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엘지전자 주식회사
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    • B62B—HAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes

Definitions

  • the present invention relates to a cart having an automatic tracking function in which each component is optimized and mounted in order to implement a function of following a user.
  • Carts used in a shopping space such as a large mart or department store have a structure in which a plurality of wheels are installed under a basket for storing goods, and a user pushes or pulls a handle to move the cart.
  • the cart is a necessary product for the user's convenience because it prevents the user from carrying a large amount of objects or heavy objects directly.
  • the user directly handles and moves the cart.
  • the distance from the cart frequently increases while the user checks the products of various items.
  • An object of the present invention is to provide a cart having an automatic tracking function capable of following and moving a user by detecting a user's location and movement path.
  • an object of the present invention is to provide a cart having an automatic tracking function in which several sensors are optimized and mounted for implementing a function of following a user.
  • a cart includes a storage unit for storing an article; A main body coupled to a lower portion of the receiving unit to support the receiving unit; A handle assembly installed at the rear of the main body; A wheel assembly rotatably coupled to a lower portion of the main body to move the main body in a direction of a force applied to the handle assembly; And a plurality of sensor modules installed on one side of the main body to detect an obstacle in front of the installation direction and to detect and track a location of the transmission module, wherein the plurality of sensor modules are arranged so as not to interfere with each other. .
  • the plurality of sensor modules may include a plurality of first sensor modules installed on one side of the main body and sensing an obstacle in front of the installation direction; A second sensor module installed on one side of the body to detect an obstacle different from the first sensor module; And a third sensor module installed on one side of the body and detecting and tracking the location of the transmission module.
  • the main body further includes a main housing having an upper side open to form an accommodation space, and an upper frame coupled to the open upper side of the main housing to cover the accommodation space, wherein the main housing and the upper frame are combined
  • the main housing and the upper frame are combined
  • In the front side of the main body may form a slit spaced apart at a predetermined interval between the main housing and the upper frame.
  • the first sensor module includes a plurality of time of flight (TOF) sensors installed in at least a portion of the front and the side of the main housing, and a sensor PCB for controlling the TOF sensor.
  • TOF time of flight
  • the second sensor module includes a lidar sensor disposed spaced apart from the first sensor module, and a sensor PCB for controlling the lidar sensor, and is installed at a different height from the first sensor module.
  • the third sensor module includes a camera disposed spaced apart from the first sensor module and the second sensor module; And a UWB sensor having a UWB positioning sensor disposed spaced apart from the camera and having a UWB antenna, a UWB PCB for controlling the UWB positioning sensor, and a UWB main PCB communicating with the transmission module.
  • the first to third sensor modules are arranged in the order of the UWB antenna of the UWB positioning sensor, the camera, the TOF sensor, and the lidar sensor from the front to the rear of the main body.
  • the body further includes a bumper made of an elastic material that is coupled along at least a portion of the front and side portions of the main housing and protrudes forward from the UWB antenna of the UWB positioning sensor.
  • the handle assembly may include a handle bar receiving a force applied by a user; A pair of handle cover frames coupled to both ends of the handle bar to support the handle bar; Between a pair of load cells respectively installed on both sides of the lower portion of the handle bar to sense the magnitude and direction of the force applied to the handle bar, a pair of connection frames connecting the load cells to the handle bar, and the handle cover frame A force sensing module disposed on and having a support frame coupled to the load cell, wherein one end coupled to the support frame is a fixed end and one end coupled to the connection frame is a free end.
  • the UWB main PCB is installed on one side of the handle assembly and is disposed to be spaced apart from the force sensing module.
  • the UWB main PCB is characterized in that it is disposed to be spaced apart from the receiving unit by a predetermined minimum distance or more.
  • the cart of the present invention includes a storage unit for storing an article; A main body coupled to a lower portion of the receiving unit to support the receiving unit; A handle assembly installed at the rear of the main body; A wheel assembly rotatably coupled to a lower portion of the main body to move the main body in a direction of a force applied to the handle assembly; And a plurality of sensor modules respectively installed at a plurality of locations on the main body, wherein the plurality of sensor modules are disposed so as not to interfere with each other.
  • the plurality of sensor modules may include a plurality of first sensor modules installed on one side of the main body and sensing an obstacle in front of the installation direction; And a third sensor module installed on one side of the body and detecting and tracking the location of the transmission module.
  • the main body further includes a main housing having an upper side open to form an accommodation space, and an upper frame coupled to the open upper side of the main housing to cover the accommodation space, wherein the main housing and the upper frame are combined In the front side of the main body, the main housing and the upper frame form a slit spaced apart at a predetermined interval.
  • the first sensor module includes a plurality of time of flight (TOF) sensors installed in at least a portion of the front and the side of the main housing, and a sensor PCB for controlling the TOF sensor.
  • TOF time of flight
  • the third sensor module may include a camera disposed spaced apart from the first sensor module; And a UWB sensor having a UWB positioning sensor disposed spaced apart from the camera and having a UWB antenna, a UWB PCB for controlling the UWB positioning sensor, and a UWB main PCB communicating with the transmission module.
  • the first sensor module and the third sensor module are arranged in the order of the UWB antenna of the UWB positioning sensor, the camera, and the TOF sensor from the front to the rear of the main body.
  • the body further includes a bumper made of an elastic material that is coupled along at least a portion of the front and side portions of the main housing and protrudes forward from the UWB antenna of the UWB positioning sensor.
  • the handle assembly may include a handle bar receiving a force applied by a user; A pair of handle cover frames coupled to both ends of the handle bar to support the handle bar; Between a pair of load cells respectively installed on both sides of the lower portion of the handle bar to sense the magnitude and direction of the force applied to the handle bar, a pair of connection frames connecting the load cells to the handle bar, and the handle cover frame A force sensing module disposed on and having a support frame coupled to the load cell, wherein one end coupled to the support frame is a fixed end and one end coupled to the connection frame is a free end.
  • the UWB main PCB is installed on one side of the handle assembly and is disposed to be spaced apart from the force sensing module.
  • the UWB main PCB is characterized in that it is disposed to be spaced apart from the receiving unit by a predetermined minimum distance or more.
  • the cart of the present invention is arranged so that sensors providing an automatic tracking function and a power assist function can exhibit an optimum function without interfering with each other. Therefore, there is an effect of improving the accurate sensing and control precision of each sensor.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a cart according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the cart according to FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the main configuration of the cart according to FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the inside of the main body of the cart according to FIG. 3.
  • FIG. 5 is a partially exploded perspective view showing the inside of the main body of the cart according to FIG. 4.
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view illustrating a first sensor module of a cart according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a bottom perspective view showing the upper body of the cart according to FIG. 1.
  • FIG. 8 is a rear perspective view showing the cart according to FIG. 1.
  • FIG. 9 is a front perspective view excluding some configurations of the cart according to FIG. 1.
  • an arbitrary component is disposed on the “top (or lower)" of the component or the “top (or lower)” of the component, the arbitrary component is arranged in contact with the top (or bottom) of the component.
  • other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.
  • each component when a component is described as being “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but other components are “interposed” between each component. It is to be understood that “or, each component may be “connected”, “coupled” or “connected” through other components.
  • Cart refers to a device that moves manually or by providing electric power according to the user's control.
  • Carts may or may not include the function of storing items.
  • Carts can be used in large marts, department stores, shopping spaces such as small and medium-sized stores, leisure spaces such as golf courses, and moving spaces such as airports and ports.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a cart according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is an exploded perspective view showing the cart according to FIG. 1.
  • 3 is a perspective view showing the main configuration of the cart according to FIG. 1.
  • 4 is a perspective view showing the inside of the main body of the cart according to FIG. 3.
  • 5 is a partially exploded perspective view showing the inside of the main body of the cart according to FIG. 4.
  • 6 is an enlarged perspective view illustrating a first sensor module of a cart according to an embodiment of the present invention.
  • 7 is a bottom perspective view showing the upper body of the cart according to FIG. 1.
  • 8 is a rear perspective view showing the cart according to FIG. 1.
  • 9 is a front perspective view excluding some configurations of the cart according to FIG. 1 (in describing the present invention, the direction in which the handle assembly is installed is defined as the rear of the cart, and the opposite direction is defined as the front of the cart).
  • the cart 10 includes a main body 100 on which main components are mounted, a storage unit 200 provided on the upper side of the main body 100, and a main body ( It includes a wheel assembly 300 coupled to the lower portion of the 100), and a handle assembly 400 coupled to the rear of the main body 100.
  • the upper frame 110 and the main housing 120 are coupled to each other.
  • Several components are mounted inside and outside the main body 100.
  • a battery module 140, a main PCB module 150, a first sensor module 160, and a second sensor module 170 are mounted inside the main housing 120.
  • a third sensor module 180 is mounted on the upper frame 110.
  • a bumper 130 is mounted on the front side of the main housing 120 to protect the main body 100 from collision.
  • the upper frame 110 forms an accommodation space having a predetermined height, and a third sensor module 180 is mounted in the accommodation space. Accordingly, the upper frame 110 may have a cylindrical shape opened downward. In addition, the upper frame 110 may be made of an insulating material such as plastic so as not to affect the performance of the sensors.
  • the upper frame 110 has a convex shape in the front and a concave shape in the rear with an approximate'C'.
  • This form is a structure for preventing a leg from colliding with the main body 100 when the user pushes and walks the cart 10 after being combined with the main housing 120. Therefore, when the user handles the cart 10, it does not collide with the leg, thereby preventing injury and improving user convenience.
  • the upper frame 110 has an angular shape with an approximately'C' rather than a circular convex shape at the front side.
  • the upper frame 110 has a straight shape at the foremost side and has an inclined edge toward both sides from the foremost side.
  • the camera hole 110b and the antenna hole 110a through which the camera 181 and the UWB antenna 182a of the third sensor module 180 are exposed are respectively formed through the straight front and both inclined surfaces.
  • the first holder 112 and the second holder 113 are formed corresponding to the positions of the camera hole 110b and the antenna hole 110a.
  • a plurality of reinforcing beams 115 for reinforcing strength may be coupled to portions that do not interfere with the first holder 112 and the second holder 113.
  • a plurality of first support portions 114 into which the reinforcing beams 115 are inserted may be formed on the lower surface of the upper frame 110.
  • a plurality of second support portions 116 for supporting the handle assembly 400 to be described later may be formed on the upper frame 110.
  • a plurality of main coupling bosses 118 for coupling with the main housing 120 may be formed on the lower surface of the upper frame 110.
  • the first holder 112 is a portion on which a UWB sensor 182 having a UWB antenna 182a to be described later, a UWB PCB 183, and a UWB sensor including a sensor bracket 184 are mounted.
  • the first holder 112 is provided in a pair to support each pair of UWB sensors.
  • the first holder 112 has a shape capable of supporting the sensor bracket 184 on both sides in the length direction. That is, in the first holder 112, two plates facing each other protrude from the lower surface of the upper frame 110.
  • a plurality of coupling holes 112a into which the coupling protrusions 184a formed in the sensor bracket 184 are inserted are formed through the first holder 112.
  • the second holder 113 is a part on which a camera 181, which will be described later, is mounted.
  • the second holder 113 may have a frame shape in which the cross-sectional shape of the camera 181 is'C' or' ⁇ '.
  • the first support part 114 has a shape corresponding to the shape of the reinforcing beam 115 and forms an insertion space into which one end of the reinforcing beam 115 is inserted.
  • the first support portion 114 may be coupled to the reinforcing beam 115 by press-fitting or a separate fastening member.
  • the reinforcing beam 115 may be a rectangular parallelepiped or cylindrical structure having a predetermined length.
  • the reinforcing beam 115 is disposed between the upper frame 110 and the main housing 120 to support a load applied to the upper frame 110. Accordingly, a plurality of reinforcing beams 115 may be distributedly disposed in a portion where a large load is applied.
  • the other end of the reinforcing beam 115 is coupled to the main housing 120.
  • the second support part 116 is a portion in which the handle cover frame 420 and the handle support frame 430 of the handle assembly 400 are inserted and fixed. Accordingly, the second support 116 is provided in a pair and formed at a position corresponding to the position of the handle assembly 400.
  • the main coupling boss 118 is formed in a cylindrical shape, and a plurality of the main coupling bosses 118 are formed to protrude downward along the bottom edge of the upper frame 110.
  • the main coupling boss 118 may have a corresponding groove or boss formed on the main housing 120 to be coupled to each other, or a separate fastening member may be inserted to be coupled to the main housing 120.
  • the main housing 120 has a predetermined height and forms an accommodation space therein.
  • the main housing 120 has a cylindrical shape that is open upward, and the front side is convexly formed in a semicircular shape and the rear side is formed concave toward the front.
  • the front side convex portion is defined as the front portion 120a
  • the rear side concave portion is defined as the rear portion 120b.
  • the main housing 120 may be connected from a semicircular front to a side in a streamlined curved shape. This shape is a design element applied to the main housing 120 to prevent interference or collision when the user moves.
  • a plurality of holes for exposing to the outside may be formed through various switches or ports mounted on the rear portion 120b.
  • a switch hole (120c) for a main power switch, a switch hole (120d) for an emergency stop switch, a port hole (120e) in which a battery charging port is installed, and an LED indicating battery charging status are exposed.
  • the hole 120f, the port hole 120g in which the debugging port is installed may be formed through.
  • a wheel mounting part 121 and a caster mounting part 122 for mounting the wheel assembly 300 and a sensor mounting part 123 for mounting the second sensor module 170 are formed in the main housing 120.
  • a stepped portion 124 having a height lower than the upper end of the side surface is formed on the front portion 120a of the main housing 120.
  • a sensor bracket 125 for mounting the first sensor module 160 is installed on the stepped portion 124.
  • a beam mounting portion 127 into which a reinforcing beam 115 for reinforcing the upper frame 110 is inserted may be provided inside the main housing 120. The open upper portion of the main housing 120 is partially blocked by the inner cover 126 to prevent the parts from being exposed to the outside.
  • the wheel mounting portion 121 is a portion of the wheel assembly 300 to be described later on which the main wheel 310 is mounted.
  • the wheel mounting portion 121 has a shape corresponding to the shape of the main wheel 310 and is formed to be convex from the bottom surface of the main housing 120.
  • the main wheel 310 is rotatably coupled to the outside of the wheel mounting portion 121.
  • the caster mounting part 122 is a part of the wheel assembly 300 on which the sub wheel 330 is mounted.
  • the caster mounting part 122 is formed at a position corresponding to the position of the sub wheel 330.
  • a battery module 140 to be described later may be mounted on the caster mounting part 122.
  • the sensor mounting part 123 is a portion to which the second sensor module 170 to be described later is coupled, and may be provided in the form of a bracket or a case.
  • the sensor mounting part 123 is disposed adjacent to the front part 120a of the main housing 120.
  • the sensor mounting part 123 is formed to have a predetermined height so that a part of the second sensor module 170 may be exposed through a slit 124a to be described later.
  • a stepped portion 124 having a height lower than that of the top of the side is formed on a portion of the front side 120a and the side of the main housing 120.
  • the bumper 130 is mounted to the outside of the stepped part 124, and the sensor bracket 125 is coupled to the upper side of the stepped part 124.
  • the sensor bracket 125 is disposed along the upper end of the stepped portion 124 and is a bar-shaped long plate having a predetermined width.
  • the sensor bracket 125 is formed integrally with the main housing 120 or separately formed to be coupled to the main housing 120.
  • the sensor bracket 125 is formed to have a height lower than the height of the upper side of the main housing 120 when mounted on the main housing 120. Accordingly, a gap is created between the lower end of the upper frame 110 and the upper end of the sensor bracket 125 in a state in which the upper frame 110 and the main housing 120 are coupled. This gap is defined as a slit 124a.
  • the bumper 130 is mounted on the outside of the sensor bracket 125, and the first sensor module 160 is installed on the inside.
  • a guide rib 125a for guiding the insertion position of the first sensor module 160, a coupling boss 125b for fixing the first sensor module 160, and a bolt ( 125c), a plurality of sensor holes 125d through which the TOF sensor 162 of the first sensor module 160 is exposed are provided.
  • the guide rib 125a guides the installation position of the first sensor module 160 and prevents the first sensor module 160 from being separated from being inserted.
  • the guide rib 125a is a rib having a'U' shape that is opened downward and is disposed above the first sensor module 160.
  • the guide rib 125a guides the installation position so that the TOF sensor 162 can be accurately exposed at the position of the sensor hole 125d. Therefore, the first sensor module 160 may be mounted at an accurate position by the guide rib 125a.
  • the coupling boss 125b is protruded from the plate surface of the sensor bracket 184 to the lower side of the guide rib 125a.
  • the coupling boss 125b is a portion to which the bolt 125c for fixing the first sensor module 160 is coupled.
  • the coupling boss 125b may be provided in plural.
  • a hole is formed through the first sensor module 160 at a position corresponding to the coupling boss 125b and is fixed by a bolt 125c while being inserted into the coupling boss 125b.
  • the slit 124a is an essentially necessary space in order not to interfere with the operation of the second sensor module 170 to be described later.
  • the slit 124a may be formed to correspond to a detection range that can be detected by the second sensor module 170.
  • the second sensor module 170 which will be described later, is a sensor capable of detecting 360 degrees in all directions, but the cart 10 of the present invention does not need to detect an obstacle on the rear side because the user stands on the rear side and moves. Therefore, the slit 124a may be formed only in some areas of the front and side of the cart 10. If necessary, the slit 124a may extend along the entire side of the cart 10.
  • the inner cover 126 may extend from an inner front side of the main housing 120 toward a rear side, and may have a shape bent upward toward the upper frame 110 from the rear side of the second sensor module 170. That is, the inner cover 126 may have a shape that covers about 1/3 to 1/2 of the inside of the main housing 120. However, the inner cover 126 is disposed at a lower position than the slit 124a so as not to affect the sensing, and is disposed to be sufficiently separated from the first sensor module 160 and the second sensor module 170. The inner cover 126 makes the appearance of the cart 10 clean and prevents foreign substances from entering the inner parts.
  • the inner cover 126 includes a plate surface portion 126a covering a part of the main housing 120, an upward rib 125b protruding upward along one side of the plate surface portion 126a, and a longitudinal direction of the upward rib 125b. It may be composed of side ribs 126c extending from both sides, and coupling portions 126d respectively formed at ends of the side ribs 126c.
  • the plate surface portion 126a is a portion for covering the inside of the main housing 120 described above.
  • the upward rib 125b extends toward the upper frame 110 and blocks the inside of the main housing 120 from outside.
  • the side ribs 126c and the coupling portion 126d are portions that are extended and coupled to the side portion of the main housing 120.
  • the width of the plate surface may be gradually narrowed from the side ribs 126c to the coupling portion 126d.
  • a separate fastening member is coupled on the coupling portion 126d to couple the inner cover 126 and the main housing 120.
  • a sensor hole 126a' into which a second sensor module 170 to be described later is inserted may be formed through the plate surface 126a.
  • a seating groove 126b' may be formed to be concave so as not to interfere with the first holder 112 when the upper frame 110 and the main housing 120 are coupled.
  • the first holder 112 may be in contact with the seating groove 126b' or may be spaced apart by a predetermined distance.
  • the bumper 130 is a part that absorbs an impact when the cart 10 collides, and is made of an elastic material having a preset thickness.
  • the bumper 130 is installed to surround the front portion 120a of the main housing 120 from the outside.
  • the bumper 130 may extend to a part of the side surface of the main housing 120 in addition to the front portion 120a.
  • the bumper 130 serves to protect the main housing 120 and its internal parts when the cart 10 collides, and thus is disposed so as to protrude most from the entire cart 10.
  • the bumper 130 may have a side thickness of the main housing 120 that is thinner than that of the front portion 120a in order to prevent interference with surroundings when the cart 10 is moved. Since the bumper 130 has the most protruding shape from the entire cart 10, both the parts accommodated in the main housing 120 and the receiving part 200 are protected from direct collision, thereby extending the durability of the parts.
  • components mounted inside the main housing 120 include a battery module 140, a main PCB module 150, and a first sensor module 160 to a third sensor module 180.
  • the above-described inner cover 126 is exposed to the outside so that the first sensor module 160 and the second sensor module 170 can detect obstacles, but the battery module 140 and the main PCB module 150 are externally exposed. It can be covered invisible.
  • the battery module 140 is disposed on the bottom surface of the main housing 120 adjacent to the front part 120a of the main housing 120.
  • the battery module 140 includes a battery 142 and a battery case 144 coupled to the bottom surface of the main housing 120. Both the battery 142 and the battery case 144 are detachably coupled.
  • the battery module 140 is installed at a position corresponding to the position of the caster mounting part 122. Since the second sensor module 170 is disposed in front of the battery module 140, the battery module 140 is disposed to be skewed toward the front side of the main housing 120 as far as possible without interfering with the second sensor module 170.
  • the cart 10 When a user climbs on an upward moving walk in order to climb upward, the cart 10 may be pushed back due to the weight of the cart 10 or the weight of the objects stored in the cart 10.
  • the battery module 140 when the battery module 140 is arranged to be skewed toward the front side of the main housing 120, the center of gravity of the cart 10 is in the front. Therefore, it is possible to prevent the cart 10 from being pushed back even in a moving walk inclined upward, thereby improving user convenience and stability.
  • the battery 142 is electrically connected to the controller and the main wheel 310 in the main PCB 152.
  • the battery 142 is charged and discharged by a controller in the main PCB 152 to be described later, and serves to provide auxiliary power to the main wheel 310.
  • an auxiliary force is provided to the main wheel 310, an additional force is added in a direction in which the user applies the force, so that the user can easily move the cart 10.
  • the function of providing the assisting force necessary for moving the cart is defined as a'power assist' function.
  • the main PCB module 150 is coupled to the main PCB 152 on which various control components are mounted, and the main PCB 152, so that the main PCB 152 is connected to the main housing ( It includes a mounting frame 154 coupled to 120, and a cover case 156 covering the main PCB 152.
  • the main system OS module may be integrated into the main PCB module 150 or may be separately mounted with an OS mounting unit.
  • the main PCB 152 mounts various components (hereinafter, defined as a controller for convenience) for control.
  • the controller (not shown) may control the cart 10 to move in the direction of the force by determining the direction of the force applied by the user through the force sensing module 460 to be described later, and providing an auxiliary force in the corresponding direction.
  • the controller detects an obstacle based on the detection result of the first sensor module 160 to the third sensor module 180, which will be described later, and prevents a collision with the obstacle when the automatic tracking function is provided. It is possible to control the cart 10 to move along.
  • the cover case 156 serves to protect the main PCB 152 and shield EMI (Electro Magnetic Interference). As shown in FIG. 4, the cover case 156 may cover a part of the main PCB 152 to be exposed, or may cover the entire main PCB 152 so that the main PCB 152 is not exposed.
  • EMI Electro Magnetic Interference
  • the first sensor module 160 is a sensor mounted on the sensor bracket 125 and is provided in plural.
  • the first sensor module 160 is used to detect obstacles in the front and sides of the cart 10.
  • the first sensor module 160 may detect the lower end of the product shelf, which is a fixed obstacle among obstacles.
  • the height or size may be different, but since all the heights of the lower end are designed to be constant, the first sensor module 160 may be disposed to sense the lower end of the product shelf.
  • the first sensor module 160 includes a TOF sensor 162 that is an optical sensor, a sensor PCB 164 for controlling the TOF sensor 162, and a first sensor connector 166.
  • Each sensor PCB 164 is connected to the main PCB 152 by the first sensor connector 166 to transmit and receive signals.
  • the TOF sensor 162 is a'Time of Flight (TOF)' sensor that calculates the distance by measuring the time that the light is reflected and returned after emitting light from a light source toward the subject. .
  • the TOF sensor 162 is a sensor capable of three-dimensional representation or detection of an object when combined with a camera.
  • the TOF sensor 162 has an advantage in that the sensing process and control are simple and the recognition rate is good even in a bright light environment because it is not affected by external light.
  • the TOF sensor 162 is mounted on the sensor bracket 125 at predetermined intervals while being mounted on the sensor PCB 164 (refer to the above description of the sensor bracket for the coupling structure).
  • the TOF sensor 162 is used to detect the lower end of a product stand installed in a shopping space such as a mart and prevent collision with the stand when the cart 10 follows the user and automatically moves.
  • the sensor PCB 164 is connected to the TOF sensor 162 to control the TOF sensor 162. In addition, the measurement result of the TOF sensor 162 is transmitted to the controller of the main PCB 152. To this end, the sensor PCB 164 is electrically connected to the TOF sensor 162 and the main PCB 152 and communicates with each other.
  • the sensor PCB 164 may be coupled to the sensor bracket 125 by a separate fastening member or the like, or may be coupled to the sensor bracket 125 by being inserted into a coupling groove.
  • the second sensor module 170 is installed at a position not interfered with by the first sensor module 160.
  • the second sensor module 170 is installed adjacent to the front portion 120a of the main housing 120, but between the first sensor module 160 and the battery module 140 Is placed in In addition, the first sensor module 160 is disposed to have a height difference from the first sensor module 160 so that interference does not occur in the detection range.
  • the sensor mounting unit 123 described above is provided, and the second sensor module 170 is mounted on the sensor mounting unit 123.
  • the second sensor module 170 includes a lidar sensor (not shown), a sensor case 172 accommodating the same, and a sensor PCB 174 for controlling the lidar sensor.
  • the lidar sensor is accommodated in the sensor case 172.
  • a lidar sensor is a sensor that measures the distance from the sensor to an object by radiating a laser beam onto an object to be detected and measuring the time the laser beam reflected from the object returns back to the lidar sensor. Since the lidar sensor uses a laser beam, its position accuracy is very high, and it has the advantage of being able to sense at an angle of 360 degrees.
  • the slits 124a for detecting the lidar sensor are not formed on the front, rear, left, and right sides of the main housing 120, but only on the front side and a part of the side surfaces.
  • the detection range of the lidar sensor may be set to a 160 degree range including the front and the side.
  • the slit 124a may be formed all over the main housing 120 and the lidar sensor may be configured to sense a range of 360 degrees.
  • the sensor PCB 174 is electrically connected to the lidar sensor to control the lidar sensor, and transmits the detection result to the controller of the main PCB 152. To this end, the sensor PCB 174 may be electrically connected to the lidar sensor and the main PCB 152 and communicate with each other.
  • the third sensor module 180 is accommodated on the upper frame 110 and is not exposed to the outside.
  • the third sensor module 180 includes a UWB sensor composed of a UWB positioning sensor 182 and a UWB PCB 183 having an ultra-wideband (UWB) antenna, a camera 181, a UWB main PCB 187, and a signal line ( 185) and a connector 186.
  • the UWB PCB 183 and the camera 181 are connected to the main PCB 152 by a signal line 185 and a connector 186 to transmit and receive signals.
  • the UWB positioning sensor 182 tracks the location of a transmission module (not shown) possessed by the user, and the detection result of the UWB positioning sensor 182 may be transmitted to the controller by the UWB PCB 183.
  • the UWB main PCB 187 may process a signal received from a transmission module possessed by a user and transmit it to the controller.
  • the UWB main PCB 187 may be installed on the handle assembly 400 to be described later instead of the main housing 120 for smooth communication with the transmission module (this will be described later).
  • the controller can automatically move the cart 10 by following the user's location based on the detection result of the UWB positioning sensor 182.
  • the automatic movement of the cart 10 following the user according to the movement of the user having the transmission module is defined as a'automatic tracking' function or a'user tracking' function.
  • the first sensor module 160 to the third sensor module 180 described above may be disposed in the main housing 120 so as to exhibit an optimum effect without affecting mutual sensing.
  • the UWB antenna 182a is disposed at the front of the main housing 120, but is located at the rear side of the bumper 130 for protection of the sensor.
  • the camera 181 may be disposed to be spaced apart from the UWB positioning sensor 182 to the rear side.
  • the first sensor module 160 including the TOF sensor 162 as an optical sensor may be disposed at a rear side rather than the camera 181 and may be disposed at a front side rather than a lidar sensor. In the case of the lidar sensor, as long as the height is different from that of other sensors, the detection function is not affected, so it may be installed to correspond to the position of the slit 124a.
  • the cart 10 of the present invention having the above-described configuration includes the receiving part 200 on the upper part of the main body 100, the wheel assembly 300 at the lower part of the main body 100, and the handle assembly at the rear of the main body 100.
  • Each of 400 is provided.
  • the receiving unit 200 is coupled to the upper portion of the main body 100 and forms an accommodation space for accommodating an article.
  • the receiving part 200 may be made of an insulating material such as plastic so as not to affect the performance of the surrounding sensors.
  • the receiving part 200 may be fixed to the upper portion of the main body 100 or may be detachably coupled.
  • the wheel assembly 300 is provided under the main housing 120 to support the cart 10 so as to be movable.
  • the wheel assembly 300 may include a pair of main wheels 310 and a pair of sub wheels 330.
  • the main wheel 310 is rotatably coupled to both sides behind the lower end of the body 100, respectively.
  • the main wheel 310 supports the cart 10 to be movable, and an in-wheel motor 312 is mounted therein.
  • the main wheel 310 may rotate manually when the user pushes the cart 10, or may rotate semi-automatically or automatically by receiving electric power from the in-wheel motor 312.
  • the main wheel 310 is a moving means that supports the cart 10 to be movable, and thus may have a size that is several times larger than that of the sub wheel 330.
  • the in-wheel motor 312 is a motor that is directly connected to the inside of the main wheel 310 and receives power from the battery 142 and generates a driving force that rotates the main wheel 310.
  • the main wheel 310 is controlled to be operated only when the power assist function is driven, and assists the user to easily move the cart 10 by adding an auxiliary force to the main wheel 310.
  • the in-wheel motor 312 communicates with the controller of the main PCB 152 and is controlled by the controller.
  • the sub-wheel 330 has a size smaller than that of the main wheel 310 and is rotatably coupled to the lower front side of the main housing 120.
  • the sub-wheel 330 serves to balance the body 100 so that it does not tilt forward when the cart 10 is moved.
  • the handle assembly 400 is provided on the rear side of the main body 100 and the receiving part 200.
  • the handle assembly 400 may be coupled to the receiving unit 200 or to the main body 100.
  • the handle assembly 400 is inserted into the handle bar 410, which is a part held by the user, the handle cover frame 420 supporting the handle bar 410, and the handle cover frame 420, and the handle bar 410 It includes a handle support frame 430 for supporting.
  • the handle cover frame 420 and the handle support frame 430 are provided as a pair.
  • a front cover 440 and a rear cover 450 for installing main components are coupled between the pair of handle cover frames 420.
  • a force sensing module 460 and a UWB main PCB 187 for a third sensor module are installed in an inner space formed by combining these covers.
  • the force sensing module 460 and the UWB main PCB 187 for the third sensor module may be connected to the main PCB 152 by extending a signal line to the inside of the handle cover frame 420.
  • the handle bar 410 is a straight bar and has a cylindrical shape having a square or circular cross section.
  • the handle bar 410 is a part that becomes a handle held by a user.
  • the cart 10 moves forward, and when the user grabs the handle bar 410 and pulls it back, the cart 10 moves backward.
  • the sub wheel 330 rotates and the direction of the cart 10 is changed in a direction pushing the handle bar 410.
  • the force that pushes or pulls the handle bar 410 may be sensed by the force sensing module 460 and transmitted to the controller and then used to provide a power assist function.
  • Handle cover frames 420 are coupled to both ends of the handle bar 410, respectively.
  • the handle bar 410 and the handle cover frame 420 may be made of an insulating material such as plastic so as not to affect the performance of surrounding sensors.
  • the handle cover frame 420 is an inverted'a'-shaped frame with an upper portion bent toward the rear.
  • the handle cover frame 420 is provided in a pair to support both ends of the handle bar 410, respectively.
  • a handle support frame 430 having a shape corresponding to the shape of the handle cover frame 420 is inserted into the handle cover frame 420.
  • the connection bracket 422 may be inserted in the upper portion of the handle cover frame 420 and the handle support frame 430 may be connected to the lower portion of the connection bracket 422.
  • the lower end of the handle cover frame 420 and the handle support frame 430 is coupled to the upper frame 110.
  • the coupling with the upper frame 110 is made by a separate fastening member such as a bolt, and the coupling portion is not exposed to the outside because it is combined from the lower inside of the upper frame 110.
  • a separate fastening member such as a bolt
  • the front cover 440 and the rear cover 450 are plate materials having the same shape, and are disposed to cross the pair of handle cover frames 420.
  • the front cover 440 and the rear cover 450 protect internal components from being exposed to the outside.
  • a force sensing module 460 and a UWB main PCB 187 for a third sensor module are combined in a space formed by combining the front cover 440 and the rear cover 450.
  • the force sensing module 460 includes a support frame 462 coupled to the front cover 440 and the rear cover 450, a load cell 464 installed on the support frame 462, and a load cell 464 with a handle bar. It includes a connection frame 466 to connect to 410.
  • the support frame 462 has a plate shape having a predetermined area, and supports a pair of load cells 464.
  • One end of the load cell 464 is coupled to both sides of the plate surface of the support frame 462, respectively.
  • the other end of the load cell 464 is coupled to the above-described connection bracket 422 by a connection frame 466.
  • the force applied to the handle bar 410 is transmitted to the connection frame 466 of the force sensing module 460 through the connection bracket 422 and is transmitted to the load cell 464.
  • the load cells 464 are provided in a pair and are coupled to both sides of the support frame 462, respectively.
  • the load cell 464 is a force sensor for determining the direction of a force applied to the handle bar 410.
  • the load cell 464 is of a bar type, and as described above, one end is coupled to the connection frame 466 and the other end is coupled to the support frame 462.
  • One end of the load cell 464 coupled to the connection frame 466 is a free end, and the other end coupled to the support frame 462 is a fixed end. Therefore, the load cell 464 is deformed at its free end when a force is applied to the connection frame 466. The resistance value of the load cell 464 is changed by the deformation toward the free end, and the direction of the external force can be determined through this.
  • the meaning that the end of the force sensor is'free end' does not mean that the end is not coupled or fixed somewhere so that it can move in all directions, but that a direction that does not affect the displacement that is deformed by applying force is coupled or fixed somewhere. Meaning.
  • the handle bar 410 When the user pushes or pulls the handle bar 410, the handle bar 410 becomes a force point to which a force is applied by the lever principle, and the load cell 464 becomes an action point that acts by receiving the applied force.
  • the connection frame 466 becomes a support point for transmitting force. Therefore, the force applied to the handle bar 410 is transmitted to the load cell 464 by the connection frame 466 and deforms the load cell 464, so that the direction of the force applied to the handle bar 410 can be sensed.
  • the detected value of the load cell 464 may be transmitted to the controller, and the controller detects the direction of the force applied to the handle bar 410 based on the detected value. In this way, sensing the direction of the force applied to the handle bar 410 is defined as'force sensing'.
  • the controller may determine that a'power assist' is necessary for the assisting force in the direction in which the cart 10 moves forward by detecting the direction of the force.
  • the controller may control the in-wheel motor 312 to generate electric power and transmit it to the main wheel 310.
  • the main wheel 310 advances by receiving an auxiliary force by the controller.
  • the force pushing the cart 10 through the power assist function may be additionally provided with 90. Accordingly, the cart 10 moves at the same force and speed as pushing with a force of 100, but the actual force applied by the user is 10. Therefore, since the user can move the cart 10 with little force, the user's convenience is improved.
  • the controller may determine that the'power assist' is necessary in the direction in which the cart 10 moves backward.
  • the controller may control the in-wheel motor 312 to generate electric power and transmit it to the main wheel 310.
  • the main wheel 310 advances by receiving an auxiliary force by a controller. This power assist function allows the user to easily move the cart 10.
  • a UWB main PCB 187 that is a component of the third sensor module 180 may be installed at the rear of the force sensing module 460.
  • the UWB main PCB 187 is for providing an automatic tracking function, and may be installed on the sensor installation part 112 of the upper frame 110 or on the rear side of the support frame 462.
  • the UWB main PCB 187 may be electrically connected to and communicate with the controller of the main PCB 152.
  • the UWB main PCB 187 is installed in a position to avoid signal interference.
  • the receiving unit 200 and the force sensing module 460 are also arranged to be spaced apart from the UWB main PCB 187 by a preset distance. It is desirable to be.
  • the distance to the UWB main PCB 187 is not required.
  • the material of the receiving unit 200 is made of a metal material to secure sufficient strength, it must be disposed with the UWB main PCB 187 at a minimum distance.
  • the minimum separation distance between the UWB main PCB 187 and the accommodating part 200 may be set to 10 cm.
  • the cart provides a'auto tracking function' in which the cart automatically moves according to the user's movement by detecting and tracking the location of the transmission module when the user has the transmission module. can do. At this time, by distinguishing and recognizing an obstacle such as a store in the mart and a person, when following the location of the transmission module, it is possible to automatically drive avoiding the obstacle and the person, thereby greatly improving user convenience.
  • the cart according to an embodiment of the present invention may provide a'power assist function' that assists the force exerted by the user on the cart when the user manually handles the cart. Therefore, the user can easily handle or control the cart, thereby greatly improving the user's convenience.
  • the center of gravity is located in the front, so that the cart is not pushed back even when driving on an inclined moving walk, thereby preventing user inconvenience.
  • the cart of the present invention can be variously used in a commercial field, a leisure field, and a logistics field.

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Abstract

본 발명은 사용자를 추종하는 기능을 구현하기 위해 각 구성품들을 최적화하여 탑재한 자동 추종 기능을 갖는 카트에 관한 것으로, 물품을 수납하는 수납부; 상기 수납부의 하부에 결합되어 상기 수납부를 지지하는 본체; 상기 본체의 후방에 설치되는 핸들 어셈블리; 상기 본체의 하부에 회전 가능하게 결합되어 상기 핸들 어셈블리에 가해지는 힘의 방향으로 상기 본체를 이동시키는 휠 어셈블리; 및 상기 본체의 일측에 설치되며 설치 방향 전방의 장애물을 감지하고 송신 모듈의 위치를 감지 및 추적하는 복수의 센서 모듈;을 포함하고, 상기 복수의 센서 모듈은 서로 간섭되지 않도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 추종 기능을 갖는 카트
본 발명은 사용자를 추종하는 기능을 구현하기 위해 각 구성품들을 최적화하여 탑재한 자동 추종 기능을 갖는 카트에 대한 것이다.
대형 마트나 백화점, 공항 등에서 사용자가 무거운 물건이나 짐을 운반하기 위해 여러 형태의 카트가 사용된다.
대형 마트나 백화점과 같이 쇼핑을 위한 공간에서 사용되는 카트는 물건을 수납하는 바스켓의 하부에 복수의 휠이 설치되고, 사용자가 핸들을 밀거나 당겨 카트를 이동시키는 구조이다. 카트는 사용자가 직접 많은 양의 물건이나 무거운 물건을 들고 이동하지 않도록 하므로 사용자의 편의를 위해 꼭 필요한 제품이다.
종래에는 사용자가 카트를 직접 핸들링하여 이동시켰다. 그러나 사용자가 다양한 품목의 상품을 확인하는 과정에서 카트와의 거리가 멀어지는 경우가 자주 발생한다. 이 경우 사용자가 다시 카트로 가서 카트를 이동시키거나 물건을 카트까지 들고 이동해야 하는 불편함이 있다.
따라서 이러한 사용자의 불편을 해소하고 사용자가 자유롭게 이동하면서도 카트의 이동이나 핸들링을 손쉽게 제어할 수 있는 방법을 개발할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 사용자의 위치 및 이동 경로를 감지하여 사용자를 추종해 이동할 수 있는 자동 추종 기능을 갖는 카트를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 사용자를 추종하는 기능을 구현하기 위한 여러 센서들을 최적화하여 탑재한 자동 추종 기능을 갖는 카트를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 카트는 물품을 수납하는 수납부; 상기 수납부의 하부에 결합되어 상기 수납부를 지지하는 본체; 상기 본체의 후방에 설치되는 핸들 어셈블리; 상기 본체의 하부에 회전 가능하게 결합되어 상기 핸들 어셈블리에 가해지는 힘의 방향으로 상기 본체를 이동시키는 휠 어셈블리; 및 상기 본체의 일측에 설치되며 설치 방향 전방의 장애물을 감지하고 송신 모듈의 위치를 감지 및 추적하는 복수의 센서 모듈;을 포함하고, 상기 복수의 센서 모듈은 서로 간섭되지 않도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 센서 모듈은 상기 본체의 일측에 설치되며 설치 방향 전방의 장애물을 감지하는 복수의 제1 센서 모듈; 상기 본체 내부의 일측에 설치되어 상기 제1 센서 모듈과 다른 장애물을 감지하는 제2 센서 모듈; 및 상기 본체 내부의 일측에 설치되며 송신 모듈의 위치를 감지 및 추적하는 제3 센서 모듈;을 포함한다.
상기 본체는 상측이 개방되어 수용 공간을 형성하는 메인 하우징과, 상기 메인 하우징의 개방된 상측에 결합되어 상기 수용 공간을 커버하는 어퍼 프레임을 더 포함하고, 상기 메인 하우징과 상기 어퍼 프레임이 결합된 상태에서 상기 본체의 전방 측은 상기 메인 하우징과 상기 어퍼 프레임의 사이가 미리 설정된 간격으로 이격된 슬릿을 형성할 수 있다.
상기 제1 센서 모듈은 상기 메인 하우징의 전방 및 측방 중 적어도 일부에 설치되는 복수의 TOF(Time of Flight) 센서와, 상기 TOF 센서를 제어하는 센서 PCB를 포함한다.
상기 제2 센서 모듈은 상기 제1 센서 모듈과 이격 배치되는 라이다 센서와, 상기 라이다 센서를 제어하는 센서 PCB를 포함하고, 상기 제1 센서 모듈과 다른 높이로 설치되는 것이 특징이다.
상기 제3 센서 모듈은 상기 제1 센서 모듈 및 상기 제2 센서 모듈과 이격 배치되는 카메라; 및 상기 카메라와 이격 배치되며 UWB 안테나를 구비한 UWB 측위 센서와, UWB 측위 센서를 제어하는 UWB PCB와, 상기 송신 모듈과 통신하는 UWB 메인 PCB를 구비한 UWB 센서;를 포함한다.
상기 제1 센서 모듈 내지 상기 제3 센서 모듈은 상기 본체의 전방으로부터 후방을 향해 상기 UWB 측위 센서의 UWB 안테나, 상기 카메라, 상기 TOF 센서, 상기 라이다 센서의 순서로 배치되는 것이 특징이다.
상기 본체는 상기 메인 하우징의 전방 및 측방의 적어도 일부를 따라 결합되고, 상기 UWB 측위 센서의 UWB 안테나보다 전방으로 돌출되는 탄성 재질의 범퍼를 더 포함한다.
상기 핸들 어셈블리는 사용자에 의해 가해지는 힘을 받는 핸들 바; 상기 핸들 바의 양단에 결합되어 상기 핸들 바를 지지하는 한 쌍의 핸들 커버 프레임; 상기 핸들 바의 하부 양측에 각각 설치되어 상기 핸들 바에 가해지는 힘의 크기 및 방향을 감지하는 한 쌍의 로드셀과, 상기 로드셀을 상기 핸들 바와 연결하는 한 쌍의 연결 프레임과, 상기 핸들 커버 프레임의 사이에 배치되고 상기 로드셀에 결합되는 서포트 프레임을 구비한 포스 센싱 모듈;을 포함하고, 상기 로드셀은 상기 서포트 프레임에 결합되는 일단이 고정단이고 상기 연결 프레임에 결합되는 일단이 자유단인 것을 특징으로 한다.
상기 UWB 메인 PCB는 상기 핸들 어셈블리의 일측에 설치되되 상기 포스 센싱 모듈과 이격되어 배치되는 것이 특징이다.
상기 UWB 메인 PCB는 상기 수납부와 미리 설정된 최소 간격 이상으로 이격되도록 배치되는 것이 특징이다.
또한, 본 발명의 카트는 물품을 수납하는 수납부; 상기 수납부의 하부에 결합되어 상기 수납부를 지지하는 본체; 상기 본체의 후방에 설치되는 핸들 어셈블리; 상기 본체의 하부에 회전 가능하게 결합되어 상기 핸들 어셈블리에 가해지는 힘의 방향으로 상기 본체를 이동시키는 휠 어셈블리; 및 상기 본체 상의 복수의 위치에 각각 설치되는 복수의 센서 모듈;을 포함하고, 상기 복수의 센서 모듈은 서로 간섭되지 않도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 센서 모듈은 상기 본체의 일측에 설치되며 설치 방향 전방의 장애물을 감지하는 복수의 제1 센서 모듈; 및 상기 본체 내부의 일측에 설치되며 송신 모듈의 위치를 감지 및 추적하는 제3 센서 모듈;을 포함한다.
상기 본체는 상측이 개방되어 수용 공간을 형성하는 메인 하우징과, 상기 메인 하우징의 개방된 상측에 결합되어 상기 수용 공간을 커버하는 어퍼 프레임을 더 포함하고, 상기 메인 하우징과 상기 어퍼 프레임이 결합된 상태에서 상기 본체의 전방 측은 상기 메인 하우징과 상기 어퍼 프레임의 사이가 미리 설정된 간격으로 이격된 슬릿을 형성한다.
상기 제1 센서 모듈은 상기 메인 하우징의 전방 및 측방 중 적어도 일부에 설치되는 복수의 TOF(Time of Flight) 센서와, 상기 TOF 센서를 제어하는 센서 PCB를 포함한다.
상기 제3 센서 모듈은 상기 제1 센서 모듈과 이격 배치되는 카메라; 및 상기 카메라와 이격 배치되며 UWB 안테나를 구비한 UWB 측위 센서와, UWB 측위 센서를 제어하는 UWB PCB와, 상기 송신 모듈과 통신하는 UWB 메인 PCB를 구비한 UWB 센서;를 포함한다.
상기 제1 센서 모듈 및 상기 제3 센서 모듈은 상기 본체의 전방으로부터 후방을 향해 상기 UWB 측위 센서의 UWB 안테나, 상기 카메라, 상기 TOF 센서의 순서로 배치되는 것이 특징이다.
상기 본체는 상기 메인 하우징의 전방 및 측방의 적어도 일부를 따라 결합되고, 상기 UWB 측위 센서의 UWB 안테나보다 전방으로 돌출되는 탄성 재질의 범퍼를 더 포함한다.
상기 핸들 어셈블리는 사용자에 의해 가해지는 힘을 받는 핸들 바; 상기 핸들 바의 양단에 결합되어 상기 핸들 바를 지지하는 한 쌍의 핸들 커버 프레임; 상기 핸들 바의 하부 양측에 각각 설치되어 상기 핸들 바에 가해지는 힘의 크기 및 방향을 감지하는 한 쌍의 로드셀과, 상기 로드셀을 상기 핸들 바와 연결하는 한 쌍의 연결 프레임과, 상기 핸들 커버 프레임의 사이에 배치되고 상기 로드셀에 결합되는 서포트 프레임을 구비한 포스 센싱 모듈;을 포함하고, 상기 로드셀은 상기 서포트 프레임에 결합되는 일단이 고정단이고 상기 연결 프레임에 결합되는 일단이 자유단인 것을 특징으로 한다.
상기 UWB 메인 PCB는 상기 핸들 어셈블리의 일측에 설치되되 상기 포스 센싱 모듈과 이격되어 배치되는 것이 특징이다.
상기 UWB 메인 PCB는 상기 수납부와 미리 설정된 최소 간격 이상으로 이격되도록 배치되는 것이 특징이다.
본 발명의 카트는 자동 추종 기능 및 파워 어시스트 기능을 제공하는 센서들이 서로 간섭되지 않고 최적의 기능을 발휘할 수 있도록 배치된다. 따라서 각 센서의 정확한 센싱 및 제어 정밀도가 향상되는 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카트를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 카트를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 따른 카트의 주요 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 따른 카트의 본체 내부를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 따른 카트의 본체 내부를 도시한 일부 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카트의 제1 센서 모듈을 확대 도시한 사시도이다.
도 7은 도 1에 따른 카트의 본체 상부를 도시한 저면 사시도이다.
도 8은 도 1에 따른 카트를 도시한 후방 사시도이다.
도 9는 도 1에 따른 카트의 일부 구성을 제외한 전방 사시도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하에서 “카트”란 사용자의 제어에 따라 수동으로 이동하거나, 전기적 동력을 제공해 이동하는 장치를 의미한다. 카트는 물건을 수납하는 기능을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다. 카트는 대형 마트나 백화점, 중소형 상점과 같은 쇼핑 공간, 골프장과 같은 레저 공간, 공항이나 항만과 같은 이동 공간 등에서 모두 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카트를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1에 따른 카트를 도시한 분해 사시도이다. 도 3은 도 1에 따른 카트의 주요 구성을 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3에 따른 카트의 본체 내부를 도시한 사시도이다. 도 5는 도 4에 따른 카트의 본체 내부를 도시한 일부 분해 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카트의 제1 센서 모듈을 확대 도시한 사시도이다. 도 7은 도 1에 따른 카트의 본체 상부를 도시한 저면 사시도이다. 도 8은 도 1에 따른 카트를 도시한 후방 사시도이다. 도 9는 도 1에 따른 카트의 일부 구성을 제외한 전방 사시도이다(본 발명을 설명함에 있어 핸들 어셈블리가 설치된 방향을 카트의 후방, 그 반대 방향을 카트의 전방으로 정의하기로 한다).
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카트(10)는 주요 구성품이 탑재되는 본체(100)와, 본체(100)의 상측에 구비되는 수납부(200)와, 본체(100)의 하부에 결합되는 휠 어셈블리(300)와, 본체(100)의 후방에 결합되는 핸들 어셈블리(400)를 포함한다.
본체(100)는 어퍼 프레임(110) 및 메인 하우징(120)이 상호 결합된다. 본체(100)의 내부 및 외부에 여러 구성품이 장착된다. 메인 하우징(120) 내부에는 배터리 모듈(140), 메인 PCB 모듈(150), 제1 센서 모듈(160) 및 제2 센서 모듈(170)이 장착된다. 어퍼 프레임(110) 상에는 제3 센서 모듈(180)이 장착된다. 메인 하우징(120)의 전방 측에는 범퍼(130)가 장착되어 충돌로부터 본체(100)를 보호한다.
도 1 및 도 2, 도 7에 도시된 바와 같이, 어퍼 프레임(110)은 소정 높이의 수용 공간을 형성하며 수용 공간 내에 제3 센서 모듈(180)이 장착된다. 따라서 어퍼 프레임(110)은 하향 개구된 통 형상을 가질 수 있다. 또한, 어퍼 프레임(110)은 센서들의 성능에 영향을 주지 않도록 플라스틱 등의 절연 재질로 만들어질 수 있다.
어퍼 프레임(110)은 전방은 볼록한 형상이고 후방측이 대략 'ㄷ'자로 전방을 향해 오목하게 들어간 형태이다. 이러한 형태는 메인 하우징(120)과의 결합 후 사용자가 카트(10)를 밀고 걸을 때 본체(100)에 다리가 부딪히지 않도록 하기 위한 구조이다. 따라서 사용자가 카트(10)를 핸들링할 때 다리에 부딪히지 않아 부상을 방지하고 사용자의 편의성이 향상되는 효과가 있다. 다만, 어퍼 프레임(110)은 제3 센서 모듈의 형상 및 특성에 대응하기 위해 전방 측이 원형으로 볼록한 형상이 아닌 대략 'ㄷ'자로 각진 형상을 갖는다. 어퍼 프레임(110)은 최전방 측은 일자 모양이고, 최전방 측에서 양측면을 향해 경사진 모서리를 갖는 형태이다.
일자 모양의 전면 및 양측 경사면에는 제3 센서 모듈(180)의 카메라(181) 및 UWB 안테나(182a)가 노출되는 카메라 홀(110b) 및 안테나 홀(110a)이 각각 관통 형성된다. 카메라 홀(110b) 및 안테나 홀(110a)의 위치에 대응하여 제1 홀더(112) 및 제2 홀더(113)가 형성된다. 제1 홀더(112) 및 제2 홀더(113)와 간섭되지 않는 부분에 강도 보강을 위한 보강빔(115)이 복수 개 결합될 수 있다. 이를 위해, 어퍼 프레임(110) 하면에는 보강빔(115)이 삽입되는 제1 지지부(114)가 복수 개 형성될 수 있다. 또한, 어퍼 프레임(110) 상에는 후술할 핸들 어셈블리(400)의 지지를 위한 복수의 제2 지지부(116)가 형성될 수 있다. 어퍼 프레임(110)의 하면에는 메인 하우징(120)과의 결합을 위한 복수의 메인 결합 보스(118)가 형성될 수 있다.
제1 홀더(112)는 후술할 UWB 안테나(182a)를 구비한 UWB 측위 센서(182) 및 UWB PCB(183), 센서 브래킷(184)을 포함하는 UWB 센서가 장착되는 부분이다. 제1 홀더(112)는 한 쌍의 UWB 센서를 각각 지지할 수 있도록 한 쌍으로 구비된다. 제1 홀더(112)는 센서 브래킷(184)을 길이 방향 양측에서 지지할 수 있는 형상을 갖는다. 즉, 제1 홀더(112)는 서로 마주보는 두 개의 판(plate)이 어퍼 프레임(110)의 하면으로부터 돌출 형성된다. 제1 홀더(112) 상에는 센서 브래킷(184)에 형성된 결합 돌기(184a)가 삽입되는 결합홀(112a)이 복수 개 관통 형성된다.
제2 홀더(113)는 후술할 카메라(181)가 장착되는 부분이다. 제2 홀더(113)는 카메라(181)의 형상에 대응하여 단면 형상이 'ㄷ'자나 'ㅁ'자 등인 프레임 형태일 수 있다.
제1 지지부(114)는 보강빔(115)의 형상에 대응하는 형상을 가지며, 보강빔(115)의 일단이 삽입되는 삽입 공간을 형성한다. 제1 지지부(114)는 압입 또는 별도의 체결부재에 의해 보강빔(115)과 결합될 수 있다. 보강빔(115)은 소정의 길이를 갖는 직육면체 형상이나 원통 형상의 구조물일 수 있다. 보강빔(115)은 어퍼 프레임(110)과 메인 하우징(120) 사이에 배치되어 어퍼 프레임(110)에 가해지는 하중을 지지한다. 따라서 보강빔(115)은 하중이 많이 가해지는 부분에 복수 개가 분산 배치될 수 있다. 보강빔(115)의 타단은 메인 하우징(120)에 결합된다.
제2 지지부(116)는 핸들 어셈블리(400)의 핸들 커버 프레임(420) 및 핸들 지지 프레임(430)이 삽입되어 고정되는 부분이다. 따라서 제2 지지부(116)는 한 쌍으로 구비되어 핸들 어셈블리(400)의 위치에 대응하는 위치에 형성된다.
메인 결합 보스(118)는 원통형으로 형성되며 어퍼 프레임(110)의 하면 가장자리를 따라 복수 개가 하향 돌출 형성된다. 메인 결합 보스(118)는 메인 하우징(120) 상에 대응되는 홈 또는 보스가 형성되어 상호 결합되거나 별도의 체결부재가 삽입되어 메인 하우징(120)과 결합될 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 메인 하우징(120)은 소정의 높이를 가지며 내부에 수용 공간을 형성한다. 메인 하우징(120)은 상향 개방된 통 형상으로, 전방 측이 반원형으로 볼록하게 형성되고 후방 측이 전방을 향해 오목하게 형성된다. 전방 측 볼록한 부분을 전면부(120a), 후방 측 오목한 부분을 후면부(120b)로 정의한다. 메인 하우징(120)은 반원형 전면에서 측면까지가 유선형의 곡면 형태로 연결될 수 있다. 이러한 형상은 사용자의 이동 시 간섭이나 충돌을 방지하기 위한 디자인적인 요소를 메인 하우징(120)에 적용한 것이다.
후면부(120b) 상에는 각종 스위치나 포트가 장착되어 외부로 노출되도록 하기 위한 복수의 홀이 관통 형성될 수 있다. 예를 들어, 후면부(120b) 상에는 주전원 스위치용 스위치홀(120c), 비상정지 스위치용 스위치홀(120d), 배터리 충전 포트가 설치되는 포트홀(120e), 배터리 충전 상태를 표시하는 LED가 노출되는 램프홀(120f), 디버깅용 포트가 설치되는 포트홀(120g) 등이 관통 형성될 수 있다.
메인 하우징(120)의 내부에는 휠 어셈블리(300)의 장착을 위한 휠 장착부(121) 및 캐스터 장착부(122), 제2 센서 모듈(170)의 장착을 위한 센서 장착부(123)가 형성된다. 메인 하우징(120)의 전면부(120a)에는 측면의 상단보다 낮은 높이를 갖는 단턱부(124)가 형성된다. 단턱부(124)의 상부에는 제1 센서 모듈(160)의 장착을 위한 센서 브래킷(125)이 설치된다. 또한, 메인 하우징(120)의 내부에는 어퍼 프레임(110)의 보강을 위한 보강빔(115)이 삽입되는 빔 장착부(127)가 구비될 수 있다. 메인 하우징(120)의 개방된 상부는 내부 커버(126)에 의해 일부가 차단되어 외부로 부품들이 노출되는 것을 방지할 수 있다.
휠 장착부(121)는 후술할 휠 어셈블리(300) 중 메인 휠(310)이 장착되는 부분이다. 휠 장착부(121)는 메인 휠(310)의 형상에 대응하는 형상으로 메인 하우징(120)의 바닥면으로부터 볼록하게 형성된다. 휠 장착부(121)의 외측에 메인 휠(310)이 회전 가능하게 결합된다. 캐스터 장착부(122)는 휠 어셈블리(300) 중 서브 휠(330)이 장착되는 부분이다. 캐스터 장착부(122)는 서브 휠(330)의 위치에 대응하는 위치에 형성된다. 캐스터 장착부(122)의 상부에 후술할 배터리 모듈(140)이 장착될 수 있다.
센서 장착부(123)는 후술할 제2 센서 모듈(170)이 결합되는 부분으로, 브래킷이나 케이스 형태로 구비될 수 있다. 센서 장착부(123)는 메인 하우징(120)의 전면부(120a)에 인접하여 배치된다. 센서 장착부(123)는 소정의 높이를 갖도록 형성되어 후술할 슬릿(124a)을 통해 제2 센서 모듈(170)의 일부가 노출될 수 있도록 한다.
메인 하우징(120)의 전면부(120a) 및 측면의 일부에는 측면 상단보다 높이가 낮은 단턱부(124)가 형성된다. 단턱부(124)의 외측으로 범퍼(130)가 장착되며, 단턱부(124)의 상측으로 센서 브래킷(125)이 결합된다.
센서 브래킷(125)은 단턱부(124)의 상단을 따라 배치되며, 소정의 폭을 갖는 바(bar) 형태의 긴 판재이다. 센서 브래킷(125)은 메인 하우징(120)에 일체로 형성되거나 별도로 형성되어 메인 하우징(120)에 결합된다. 센서 브래킷(125)은 메인 하우징(120)에 장착된 상태에서 메인 하우징(120)의 측면 상단 높이보다 낮은 높이를 갖도록 형성된다. 따라서 어퍼 프레임(110)과 메인 하우징(120)이 결합된 상태에서 어퍼 프레임(110)의 하단과 센서 브래킷(125)의 상단 사이에 틈이 생기게 된다. 이 틈을 슬릿(124a)으로 정의한다.
센서 브래킷(125)의 외측으로 범퍼(130)가 장착되고, 내측으로 제1 센서 모듈(160)이 설치된다. 이를 위해 센서 브래킷(125)의 내측 판면에는 제1 센서 모듈(160)의 삽입 위치를 안내하는 가이드 리브(125a)와, 제1 센서 모듈(160)을 고정하기 위한 결합 보스(125b) 및 볼트(125c), 제1 센서 모듈(160)의 TOF 센서(162)가 노출되는 복수의 센서 홀(125d)이 구비된다.
가이드 리브(125a)는 제1 센서 모듈(160)의 설치 위치를 안내하고, 제1 센서 모듈(160)이 삽입된 상태에서 이탈되지 않도록 한다. 가이드 리브(125a)는 하향 개구된 'ㄷ'자 형상의 리브로, 제1 센서 모듈(160)의 상측에 배치된다. 가이드 리브(125a)는 센서 홀(125d)의 위치에 정확하게 TOF 센서(162)가 노출될 수 있도록 설치 위치를 가이드한다. 따라서 가이드 리브(125a)에 의해 제1 센서 모듈(160)이 정확한 위치에 장착될 수 있다. 가이드 리브(125a)의 하측으로 센서 브래킷(184)의 판면으로부터 결합 보스(125b)가 돌출 형성된다.
결합 보스(125b)는 제1 센서 모듈(160)을 고정하기 위한 볼트(125c)가 결합되는 부분이다. 결합 보스(125b)는 복수 개로 구비될 수 있다. 제1 센서 모듈(160)에는 결합 보스(125b)에 대응하는 위치에 홀이 관통 형성되어 결합 보스(125b)에 삽입된 상태에서 볼트(125c)에 의해 고정된다. 제1 센서 모듈(160)의 결합 시 결합 보스(125b)의 단부에 제1 센서 모듈(160)이 접촉된 후, 제1 센서 모듈(160)을 관통하여 볼트(125c)가 결합 보스(125b)에 결합됨으로써 제1 센서 모듈(160)이 고정된다.
슬릿(124a)은 후술할 제2 센서 모듈(170)의 동작을 방해하지 않기 위해 필수적으로 필요한 공간이다. 슬릿(124a)은 제2 센서 모듈(170)이 감지할 수 있는 감지 범위에 대응하여 형성될 수 있다. 후술할 제2 센서 모듈(170)은 360도 전방위 감지가 가능한 센서이나, 본 발명의 카트(10)는 후방 쪽에 사용자가 서서 이동하므로 후방 측 장애물을 감지할 필요가 없다. 따라서 슬릿(124a)은 카트(10)의 전방 및 측방 일부 영역에만 형성되어도 무방하다. 필요에 따라 슬릿(124a)은 카트(10)의 측면 전체를 따라 연장될 수도 있다.
내부 커버(126)는 메인 하우징(120)의 내측 전방으로부터 후방을 향해 연장되고, 제2 센서 모듈(170)의 후방에서 어퍼 프레임(110)을 향해 상향 벤딩(bending)된 형상을 가질 수 있다. 즉, 내부 커버(126)는 메인 하우징(120)의 내부의 1/3에서 1/2 정도를 커버하는 형상을 가질 수 있다. 단, 내부 커버(126)는 센싱에 영향을 주지 않도록 슬릿(124a) 보다 낮은 위치에 배치되고, 제1 센서 모듈(160) 및 제2 센서 모듈(170)과는 충분히 이격되도록 배치된다. 내부 커버(126)에 의해 카트(10)의 외관이 깔끔해지고 내부 부품들로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
내부 커버(126)는 메인 하우징(120)의 일부를 커버하는 판면부(126a)와, 판면부(126a)의 일측을 따라 상향 돌출되는 상향 리브(125b)와, 상향 리브(125b)의 길이 방향 양측으로부터 각각 연장되는 측면 리브(126c)와, 측면 리브(126c)의 단부에 각각 형성되는 결합부(126d)로 구성될 수 있다.
판면부(126a)는 전술한 메인 하우징(120)의 내부를 커버하기 위한 부분이다. 상향 리브(125b)는 어퍼 프레임(110)을 향해 연장되어 외부에서 메인 하우징(120) 내부가 보이지 않도록 차단하는 부분이다. 측면 리브(126c) 및 결합부(126d)는 메인 하우징(120)의 측면부로 연장되어 결합되는 부분이다. 측면 리브(126c)에서 결합부(126d)로 갈수록 판면의 폭이 점차 좁아질 수 있다. 결합부(126d) 상에 별도의 체결부재가 결합되어 내부 커버(126)와 메인 하우징(120)을 결합시킬 수 있다.
판면부(126a)에는 후술할 제2 센서 모듈(170)이 삽입되는 센서 홀(126a')이 관통 형성될 수 있다. 상향 리브(125b)에는 어퍼 프레임(110)과 메인 하우징(120)의 결합 시 제1 홀더(112)와 간섭되지 않도록 안착홈(126b')이 오목하게 형성될 수 있다. 안착홈(126b')에 제1 홀더(112)가 접촉되거나 혹은 소정 간격 이격될 수 있다.
범퍼(130)는 카트(10)가 충돌할 때 충격을 흡수하는 부분으로, 미리 설정된 두께를 갖는 탄성 재질로 만들어진다. 범퍼(130)는 메인 하우징(120)의 전면부(120a)를 외측에서 감싸는 형태로 설치된다. 범퍼(130)는 전면부(120a) 외에도 메인 하우징(120)의 측면의 일부까지 연장될 수 있다.
범퍼(130)는 카트(10)의 충돌 시 메인 하우징(120)과 그 내부 부품들을 보호하는 역할을 하므로 카트(10) 전체에서 가장 돌출되도록 배치된다. 또한, 범퍼(130)는 카트(10)의 이동 시 주변과의 간섭을 방지하기 위해 메인 하우징(120)의 측면 쪽 두께가 전면부(120a) 쪽의 두께보다 얇게 형성될 수 있다. 범퍼(130)가 카트(10) 전체에서 가장 돌출되는 형태이므로, 메인 하우징(120) 내부에 수용된 부품 및 수납부(200)가 모두 직접적인 충돌로부터 보호되므로 부품 내구 수명이 연장되는 효과가 있다.
한편, 메인 하우징(120) 내부에 장착되는 부품으로는 배터리 모듈(140), 메인 PCB 모듈(150), 제1 센서 모듈(160) 내지 제3 센서 모듈(180)이 있다. 전술한 내부 커버(126)는 제1 센서 모듈(160) 및 제2 센서 모듈(170)이 장애물 감지를 할 수 있도록 외부로 노출시키되, 배터리 모듈(140)과 메인 PCB 모듈(150)은 외부에서 보이지 않도록 커버할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(140)은 메인 하우징(120)의 전면부(120a)에 인접한 메인 하우징(120)의 바닥면에 배치된다. 배터리 모듈(140)은 배터리(142)와, 메인 하우징(120)의 바닥면에 결합되는 배터리 케이스(144)로 구성된다. 배터리(142) 및 배터리 케이스(144)는 모두 탈착 가능하게 결합된다.
배터리 모듈(140)은 캐스터 장착부(122)의 위치에 대응하는 위치에 설치된다. 배터리 모듈(140)의 전방에 제2 센서 모듈(170)이 배치되므로 배터리 모듈(140)은 제2 센서 모듈(170)과 간섭되지 않는 선에서 최대한 메인 하우징(120)의 전방 쪽에 치우치게 배치된다.
사용자가 위로 올라가기 위해 상행 무빙 워크 위로 올라가면, 카트(10)의 무게나 카트(10)에 수납한 물건의 무게 때문에 카트(10)가 뒤로 밀릴 수 있다. 그런데 본 발명에서와 같이 배터리 모듈(140)을 메인 하우징(120)의 전방 측에 치우치게 배치하면 카트(10)의 무게 중심이 앞쪽에 있게 된다. 따라서 상향 경사진 무빙 워크에서도 카트(10)가 뒤로 밀리는 것을 방지할 수 있어 사용자 편의성 및 안정성이 향상되는 효과가 있다.
도면에 도시하지는 않았으나, 배터리(142)는 메인 PCB(152) 내의 컨트롤러 및 메인 휠(310)과 전기적으로 연결된다. 배터리(142)는 후술할 메인 PCB(152) 내의 컨트롤러에 의해 충전 및 방전이 제어되며, 메인 휠(310)에 보조력을 제공하는 역할을 한다. 메인 휠(310)에 보조력이 제공되면 사용자가 힘을 가하는 방향으로 추가적인 힘이 더해지므로 사용자는 손쉽게 카트(10)를 이동시킬 수 있다. 이렇게 카트 이동에 필요한 보조력을 제공하는 기능을 본 발명에서는 '파워 어시스트' 기능이라고 정의한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 메인 PCB 모듈(150)은 각종 제어를 위한 부품들이 장착된 메인 PCB(152)와, 메인 PCB(152)에 결합되어 메인 PCB(152)를 메인 하우징(120)에 결합시키는 장착 프레임(154)과, 메인 PCB(152)를 커버하는 커버 케이스(156)를 포함한다. 메인 시스템 OS 모듈은 메인 PCB 모듈(150) 내에 통합 설치될 수도 있고, 별도로 OS 장착부를 구비해 장착될 수도 있다.
메인 PCB(152)는 제어를 위한 각종 부품(이하, 편의상 컨트롤러로 정의함)을 탑재한다. 컨트롤러(미도시)는 후술할 포스 센싱 모듈(460)을 통해 사용자가 가하는 힘의 방향을 판단하고, 해당 방향으로 보조력을 제공해 카트(10)가 힘의 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러는 후술할 제1 센서 모듈(160) 내지 제3 센서 모듈(180)의 감지 결과를 바탕으로 장애물을 감지해 자동 추종 기능의 제공 시 장애물과의 충돌을 피하면서 카트(10)가 사용자를 따라 이동하도록 카트(10)를 제어할 수 있다.
커버 케이스(156)는 메인 PCB(152)를 보호하고 EMI(Electro Magnetic Interference)를 차폐하는 역할을 한다. 커버 케이스(156)는 도 4에서와 같이 메인 PCB(152)의 일부를 노출하도록 커버하거나, 메인 PCB(152)의 전체를 덮어 메인 PCB(152)가 노출되지 않도록 커버할 수도 있다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 센서 모듈(160)은 센서 브래킷(125) 상에 장착되는 센서로, 복수 개로 구비된다. 제1 센서 모듈(160)은 카트(10)의 전방 및 측방의 장애물을 감지하기 위해 사용된다. 제1 센서 모듈(160)은 장애물 중에서도 고정되어 있는 장애물인 제품 매대의 하단을 감지할 수 있다.
제품 매대의 경우, 높이나 크기는 각기 다를 수 있으나 하단의 높이는 모두 일정하게 설계되므로 제1 센서 모듈(160)은 제품 매대의 하단을 감지하도록 배치될 수 있다.
제1 센서 모듈(160)은 광센서인 TOF 센서(162)와, TOF 센서(162)를 제어하기 위한 센서 PCB(164), 제1 센서 커넥터(166)를 포함한다. 각 센서 PCB(164)는 제1 센서 커넥터(166)에 의해 메인 PCB(152)와 연결되어 신호를 송수신할 수 있다.
TOF 센서(162)는 '비행시간 거리측정(Time of Flight, TOF)' 방식의 센서로, 광원에서 피사체를 향해 빛을 방사한 후 빛이 반사되어 되돌아오는 시간을 측정해 거리를 계산하는 센서이다. TOF 센서(162)는 카메라와 결합하면 사물을 입체적으로 표현하거나 감지할 수 있는 센서이다. TOF 센서(162)는 센싱 과정 및 제어가 단순하고 외부 빛의 간섭을 받지 않아 빛이 밝은 환경에서도 인식률이 좋은 장점이 있다.
TOF 센서(162)는 센서 PCB(164) 상에 탑재된 상태에서 미리 설정된 간격을 두고 센서 브래킷(125) 상에 장착된다(결합 구조는 전술한 센서 브래킷 설명을 참조). 본 발명에서 TOF 센서(162)는 마트 등과 같은 쇼핑 공간 내에 설치된 제품 매대의 하단을 감지하여 카트(10)가 사용자를 추종해 자동으로 이동할 때 매대와의 충돌을 방지하기 위해 사용된다.
센서 PCB(164)는 TOF 센서(162)와 연결되어 TOF 센서(162)를 제어한다. 또한, TOF 센서(162)의 측정 결과를 메인 PCB(152)의 컨트롤러로 전달한다. 이를 위해 센서 PCB(164)는 TOF 센서(162) 및 메인 PCB(152)와 전기적으로 연결되고 서로 통신한다. 센서 PCB(164)는 센서 브래킷(125) 상에 별도의 체결부재 등으로 결합될 수도 있고, 결합홈 등에 삽입되는 형태로 센서 브래킷(125)에 결합될 수도 있다. 제1 센서 모듈(160)에 의해 간섭되지 않는 위치에 제2 센서 모듈(170)이 설치된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 센서 모듈(170)은 메인 하우징(120)의 전면부(120a)에 인접하여 설치되되 제1 센서 모듈(160)과 배터리 모듈(140)의 사이에 배치된다. 또한, 제1 센서 모듈(160)에 의해 감지 범위에 간섭이 발생되지 않도록 제1 센서 모듈(160)과 높이 차를 두고 배치된다. 이를 위해 전술한 센서 장착부(123)가 구비되고, 센서 장착부(123)의 상부에 제2 센서 모듈(170)이 장착된다. 제2 센서 모듈(170)은 라이다 센서(미도시) 및 이를 수용하는 센서 케이스(172)와, 라이다 센서의 제어를 위한 센서 PCB(174)를 포함한다.
라이다 센서는 센서 케이스(172) 내부에 수용된다. 라이다 센서는 레이저 광선을 감지 대상 물체에 방사하고, 물체로부터 반사된 레이저 광선이 다시 라이다 센서로 되돌아오는 시간을 측정해 센서로부터 물체까지의 거리를 측정하는 센서이다. 라이다 센서는 레이저 광선을 이용하므로 위치 정밀도가 매우 높으며, 360도 각도로 센싱이 가능한 장점이 있다.
그러나 전술한 바와 같이, 본 발명에서는 후방 측의 장애물 감지가 불필요하므로 라이다 센서의 감지를 위한 슬릿(124a)을 메인 하우징(120)의 전후좌우 전체에 형성하지 않고 전방 측 및 측면 일부에만 형성하였다. 예를 들어, 라이다 센서의 감지 범위는 전방 및 측방을 포함하는 160도 범위로 설정될 수 있다. 그러나 이는 하나의 실시 예일 뿐, 필요에 따라 슬릿(124a)을 메인 하우징(120)의 전체에 모두 형성하고 라이다 센서가 360도 범위를 센싱하도록 구성할 수도 있다.
센서 PCB(174)는 라이다 센서와 전기적으로 연결되어 라이다 센서를 제어하고, 감지 결과를 메인 PCB(152)의 컨트롤러로 전송한다. 이를 위해 센서 PCB(174)는 라이다 센서 및 메인 PCB(152)와 전기적으로 연결되고 서로 통신할 수 있다.
도 1 내지 도 3, 도 9에 도시된 바와 같이, 제3 센서 모듈(180)은 전술한 어퍼 프레임(110) 상에 수용되어 외부로 노출되지 않는다. 제3 센서 모듈(180)은 UWB(Ultra-wideband) 안테나를 구비한 UWB 측위 센서(182) 및 UWB PCB(183)로 구성된 UWB 센서와, 카메라(181), UWB 메인 PCB(187), 신호선(185) 및 커넥터(186) 등으로 구성될 수 있다. UWB PCB(183) 및 카메라(181)는 신호선(185) 및 커넥터(186)에 의해 메인 PCB(152)에 연결되어 신호를 송수신한다.
UWB 측위 센서(182)는 사용자가 소지한 송신 모듈(미도시)의 위치를 추적하며, UWB 측위 센서(182)의 감지 결과는 UWB PCB(183)에 의해 컨트롤러로 전달될 수 있다. 또한, UWB 메인 PCB(187)는 사용자가 소지한 송신 모듈로부터 전달받은 신호를 처리하여 컨트롤러로 전달할 수 있다. UWB 메인 PCB(187)는 송신 모듈과의 원활한 통신을 위해 메인 하우징(120)이 아닌 후술할 핸들 어셈블리(400) 상에 설치될 수 있다(이에 대해서는 후술하기로 함). 컨트롤러는 자동 추종 기능이 사용될 때 UWB 측위 센서(182)의 감지 결과를 바탕으로 사용자의 위치를 추종해 카트(10)를 자동으로 이동시킬 수 있다. 본 발명에서는 송신 모듈을 구비한 사용자의 이동에 따라 카트(10)가 자동으로 사용자를 따라 이동하는 것을 '자동 추종' 기능 또는 '사용자 추종' 기능이라고 정의한다.
전술한 제1 센서 모듈(160) 내지 제3 센서 모듈(180)은 상호간의 센싱에 영향을 주지 않고 최적의 효과를 발휘할 수 있도록 메인 하우징(120) 내에 배치될 수 있다.
안테나의 감도와 노이즈 최소화를 위해 UWB 안테나(182a)가 메인 하우징(120)의 가장 전방에 배치되되 센서의 보호를 위해 범퍼(130) 보다는 후방 쪽에 위치한다. 제3 센서 모듈(180) 중 카메라(181)가 UWB 측위 센서(182)와 후방 측으로 이격되어 배치될 수 있다. 광 센서인 TOF 센서(162)를 구비한 제1 센서 모듈(160)은 카메라(181) 보다는 후방 측에 배치되고 라이다 센서 보다는 전방 측에 배치될 수 있다. 라이다 센서의 경우 다른 센서들과 설치 높이만 다르면 감지 기능에 영향을 받지 않으므로 슬릿(124a)의 위치에 대응하도록 설치되면 된다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 카트(10)는 본체(100)의 상부에 수납부(200)가, 본체(100)의 하부에 휠 어셈블리(300)가, 본체(100)의 후방에 핸들 어셈블리(400)가 각각 구비된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 수납부(200)는 본체(100)의 상부에 결합되며 물품을 수용하는 수용 공간을 형성한다. 수납부(200)는 주변 센서들의 성능에 영향을 주지 않도록 플라스틱 등의 절연 재질로 만들어질 수 있다. 수납부(200)는 본체(100)의 상부에 고정되거나 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 휠 어셈블리(300)는 메인 하우징(120)의 하부에 구비되어 카트(10)를 이동 가능하게 지지한다. 휠 어셈블리(300)는 한 쌍의 메인 휠(310)과, 한 쌍의 서브 휠(330)을 구비할 수 있다.
메인 휠(310)은 본체(100)의 하단 후방 양측에 각각 회전 가능하게 결합된다. 메인 휠(310)은 카트(10)를 이동 가능하게 지지하며, 내부에 인휠 모터(312)가 장착된다. 메인 휠(310)은 사용자가 카트(10)를 밀 때 수동으로 회전하거나, 인휠 모터(312)로부터 전기적인 동력을 전달받아 반자동 또는 자동으로 회전할 수도 있다. 메인 휠(310)은 카트(10)를 이동 가능하게 지지하는 이동 수단이므로 서브 휠(330)보다 몇 배 이상 큰 크기를 가질 수 있다.
인휠 모터(312)는 메인 휠(310) 내부에 직결되는 모터로, 배터리(142)로부터 전력을 전달받아 메인 휠(310)을 회전시키는 구동력을 발생한다. 메인 휠(310)은 파워 어시스트 기능이 구동될 때에만 작동되도록 제어되며, 메인 휠(310)에 보조력을 부가해 사용자가 카트(10)를 손쉽게 이동시킬 수 있도록 보조한다. 인휠 모터(312)는 메인 PCB(152)의 컨트롤러와 통신하며 컨트롤러에 의해 제어된다.
서브 휠(330)은 메인 휠(310)보다 작은 크기를 가지며, 메인 하우징(120)의 하측 전방 쪽에 인접하여 회전 가능하게 결합된다. 서브 휠(330)은 카트(10)의 이동 시 본체(100)가 앞으로 기울지 않도록 균형을 잡아주는 역할을 한다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 핸들 어셈블리(400)는 본체(100)와 수납부(200)의 후방 측에 구비된다. 핸들 어셈블리(400)는 수납부(200)에 결합될 수도 있고, 본체(100)에 결합될 수도 있다. 핸들 어셈블리(400)는 사용자가 잡는 부분인 핸들 바(410)와, 핸들 바(410)를 지지하는 핸들 커버 프레임(420)과, 핸들 커버 프레임(420)의 내부에 삽입되어 핸들 바(410)를 지지하는 핸들 지지 프레임(430)을 포함한다. 핸들 커버 프레임(420) 및 핸들 지지 프레임(430)은 한 쌍으로 구비된다. 한 쌍의 핸들 커버 프레임(420)의 사이에는 주요 부품을 설치하기 위한 전면 커버(440) 및 후면 커버(450)가 결합된다. 이들 커버가 결합되어 형성되는 내부 공간에 포스 센싱 모듈(460) 및 제3 센서 모듈용 UWB 메인 PCB(187)가 설치된다. 포스 센싱 모듈(460) 및 제3 센서 모듈용 UWB 메인 PCB(187)는 핸들 커버 프레임(420)의 내측으로 신호선이 연장되어 메인 PCB(152)까지 연결될 수 있다.
핸들 바(410)는 일자형의 바(bar)로, 단면이 사각형 또는 원형 등인 통 형상을 갖는다. 핸들 바(410)는 사용자가 잡는 손잡이가 되는 부분이다. 사용자가 핸들 바(410)를 잡고 앞으로 밀면 카트(10)는 전진하고, 사용자가 핸들 바(410)를 잡고 뒤로 당기면 카트(10)는 후진한다. 또는 사용자가 핸들 바(410)를 잡고 좌측 또는 우측으로 밀면 서브 휠(330)이 회전하면서 핸들 바(410)를 미는 방향으로 카트(10)의 방향이 전환된다. 이렇게 핸들 바(410)를 밀거나 당기는 힘은 포스 센싱 모듈(460)에서 감지하여 컨트롤러로 전달된 후 파워 어시스트 기능 제공에 활용될 수 있다. 핸들 바(410)의 양단에는 각각 핸들 커버 프레임(420)이 결합된다. 핸들 바(410) 및 핸들 커버 프레임(420)은 주변 센서들의 성능에 영향을 주지 않도록 플라스틱 등의 절연 재질로 만들어질 수 있다.
핸들 커버 프레임(420)은 상부가 후방을 향해 꺾인 역'ㄱ'자 형상의 프레임이다. 핸들 커버 프레임(420)은 한 쌍으로 구비되어 핸들 바(410)의 양단을 각각 지지한다. 핸들 커버 프레임(420)의 내부에는 핸들 커버 프레임(420)의 형상에 대응하는 형상을 갖는 핸들 지지 프레임(430)이 삽입된다. 경우에 따라 핸들 커버 프레임(420)의 상부에 연결 브래킷(422)이 삽입되고, 연결 브래킷(422)의 하부에 핸들 지지 프레임(430)이 연결되는 구조를 가질 수도 있다. 핸들 커버 프레임(420) 및 핸들 지지 프레임(430)은 하단이 어퍼 프레임(110)에 결합된다. 어퍼 프레임(110)과의 결합은 볼트 등 별도의 체결부재에 의해 이루어지며, 어퍼 프레임(110)의 내측 하부에서 결합되어 외부로 결합 부위가 노출되지 않는다. 핸들 커버 프레임(420)의 사이에는 전면 커버(440) 및 후면 커버(450)가 상호 결합되어 수용 공간을 형성한다.
전면 커버(440) 및 후면 커버(450)는 동일한 형상을 갖는 판(Plate)재로, 한 쌍의 핸들 커버 프레임(420)을 가로지르는 형태로 배치된다. 전면 커버(440) 및 후면 커버(450)는 내부 구성품들이 외부로 노출되지 않도록 보호한다. 도 7에서와 같이, 전면 커버(440) 및 후면 커버(450)가 결합되어 형성되는 공간 내에는 포스 센싱 모듈(460)과 제3 센서 모듈용 UWB 메인 PCB(187)가 결합된다.
포스 센싱 모듈(460)은 전면 커버(440) 및 후면 커버(450)에 결합되는 서포트 프레임(462)과, 서포트 프레임(462) 상에 설치되는 로드셀(464)과, 로드셀(464)을 핸들 바(410)와 연결시키는 연결 프레임(466)을 포함한다.
서포트 프레임(462)은 소정의 면적을 갖는 판(plate) 형상으로, 한 쌍의 로드셀(464)을 지지한다. 서포트 프레임(462)의 판면 양측에 각각 로드셀(464)의 일단이 결합된다. 로드셀(464)의 타단은 연결 프레임(466)에 의해 전술한 연결 브래킷(422)에 결합된다. 핸들 바(410)에 가해지는 힘은 연결 브래킷(422)을 통해 포스 센싱 모듈(460)의 연결 프레임(466)으로 전달되어 로드셀(464)로 전달된다.
로드셀(464)은 한 쌍으로 구비되어 서포트 프레임(462)의 양측에 각각 결합된다. 로드셀(464)은 핸들 바(410)에 가해지는 힘의 방향을 판단하기 위한 포스 센서(force sensor)이다. 로드셀(464)은 바 타입이며, 전술한 바와 같이 일단은 연결 프레임(466)에 결합되고 타단은 서포트 프레임(462) 상에 결합된다.
로드셀(464)이 연결 프레임(466)에 결합되는 일단은 자유단이고, 서포트 프레임(462)에 결합되는 타단은 고정단이다. 따라서 로드셀(464)은 연결 프레임(466)에 힘이 가해지면 자유단 쪽이 변형된다. 자유단 쪽의 변형에 의해 로드셀(464)의 저항값이 달라지고, 이를 통해 외력의 방향을 판단할 수 있다.
본 발명에서 포스 센서의 단부가 '자유단'이라는 의미는 단부가 어딘가에 결합되거나 고정되지 않아 사방으로 움직일 수 있다는 의미가 아닌, 힘이 가해져 변형되는 변위에 영향을 주지 않는 방향이 어딘가에 결합되거나 고정된다는 의미이다.
사용자가 핸들 바(410)를 밀거나 당기면, 지렛대 원리에 의해 핸들 바(410)는 힘이 가해지는 힘점이 되고, 로드셀(464)은 가해진 힘을 받아 작용하는 작용점이 된다. 연결 프레임(466)은 힘을 전달하기 위한 받침점이 된다. 따라서 핸들 바(410)에 가해지는 힘은 연결 프레임(466)에 의해 로드셀(464)로 전달되어 로드셀(464)을 변형시키므로 핸들 바(410)에 가해지는 힘의 방향을 감지할 수 있다. 로드셀(464)의 감지값은 컨트롤러로 전달될 수 있으며, 컨트롤러는 감지값을 바탕으로 핸들 바(410)에 가해지는 힘의 방향을 감지한다. 이렇게 핸들 바(410)에 가해지는 힘의 방향을 감지하는 것을 '포스 센싱(force sensing)'이라고 정의한다.
사용자가 핸들 바(410)를 밀어 전진하는 경우, 컨트롤러는 힘의 방향을 감지해 카트(10)가 전진하는 방향으로 보조력을 '파워 어시스트'가 필요하다고 판단할 수 있다. 컨트롤러는 인휠 모터(312)를 제어하여 전기적인 동력을 발생시켜 메인 휠(310)로 전달할 수 있다. 메인 휠(310)은 컨트롤러에 의해 보조력을 전달받아 전진한다.
예를 들어, 사용자가 카트(10)를 미는 힘을 10이라고 한다면, 파워 어시스트 기능을 통해 카트(10)를 미는 힘이 90이 추가로 제공될 수 있다. 이에 따라 카트(10)는 100의 힘으로 미는 것과 마찬가지의 힘과 속도로 이동하나, 사용자가 실제 가하는 힘은 10이 된다. 따라서 사용자는 적은 힘으로 카트(10)를 이동시킬 수 있으므로 사용자의 편의성이 향상되는 효과가 있다.
마찬가지로 사용자가 핸들 바(410)를 당겨 후진하는 경우, 컨트롤러는 카트(10)가 후진하는 방향으로 '파워 어시스트'가 필요하다고 판단할 수 있다. 컨트롤러는 인휠 모터(312)를 제어하여 전기적인 동력을 발생시켜 메인 휠(310)로 전달할 수 있다. 메인 휠(310)은 컨트롤러에 의해 보조력을 전달받아 전진한다. 이러한 파워 어시스트 기능에 의해 사용자가 손쉽게 카트(10)를 이동시킬 수 있다. 포스 센싱 모듈(460)의 후방에는 제3 센서 모듈(180)의 구성품인 UWB 메인 PCB(187)가 설치될 수 있다.
UWB 메인 PCB(187)는 자동 추종 기능을 제공하기 위한 것으로, 어퍼 프레임(110)의 센서 설치부(112) 상에 설치되거나 서포트 프레임(462)의 후면에 설치될 수 있다. UWB 메인 PCB(187)는 메인 PCB(152)의 컨트롤러와 전기적으로 연결되고 상호 통신할 수 있다. UWB 메인 PCB(187)는 신호의 간섭 등을 피할 수 있는 위치에 설치된다. 또한, UWB 메인 PCB(187)에 금속 재질이 근접하면 신호 간섭 및 노이즈 발생이 증가하므로, 수납부(200) 및 포스 센싱 모듈(460) 역시 미리 설정된 거리만큼 UWB 메인 PCB(187)와 이격되도록 배치되는 것이 바람직하다.
수납부(200)의 재질이 플라스틱 등 절연 소재인 경우에는 UWB 메인 PCB(187)와의 거리를 고려하지 않아도 된다. 그러나 수납부(200)의 재질이 충분한 강도 확보를 위해 금속 재질로 만들어지는 경우, UWB 메인 PCB(187)와 최소 이격 간격을 두고 배치되어야 한다. 예를 들어, UWB 메인 PCB(187)와 수납부(200)의 최소 이격 간격은 10cm로 설정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카트는 사용자가 송신 모듈을 소지할 경우 송신 모듈의 위치를 감지 및 추적함으로써 카트가 사용자의 이동을 따라 자동으로 이동하는 '자동 추종 기능'을 제공할 수 있다. 이때, 마트 내의 매대와 같은 장애물과 사람을 구분하여 인식함으로써 송신 모듈의 위치 추종 시 장애물과 사람을 자동으로 피해 주행할 수 있어 사용자의 편의성이 크게 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카트는 사용자가 카트를 수동으로 핸들링할 때 사용자가 카트에 가하는 힘을 보조하는 '파워 어시스트 기능'을 제공할 수 있다. 따라서 사용자가 쉽게 카트를 핸들링하거나 제어할 수 있어 사용자의 편의성이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카트는 배터리가 본체의 전방 측에 배치되므로 무게 중심이 앞쪽에 위치하여 경사진 무빙 워크에서 주행 시에도 카트가 뒤로 밀리지 않아 사용자의 불편함을 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
본 발명의 카트는 상업 분야, 레저 분야, 물류 분야 등에서 다양하게 이용될 수 있다.

Claims (21)

  1. 물품을 수납하는 수납부;
    상기 수납부의 하부에 결합되어 상기 수납부를 지지하는 본체;
    상기 본체의 후방에 설치되는 핸들 어셈블리;
    상기 본체의 하부에 회전 가능하게 결합되어 상기 핸들 어셈블리에 가해지는 힘의 방향으로 상기 본체를 이동시키는 휠 어셈블리; 및
    상기 본체의 일측에 설치되며 설치 방향 전방의 장애물을 감지하고 송신 모듈의 위치를 감지 및 추적하는 복수의 센서 모듈;을 포함하고,
    상기 복수의 센서 모듈은 서로 간섭되지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는
    카트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센서 모듈은
    상기 본체의 일측에 설치되며 설치 방향 전방의 장애물을 감지하는 복수의 제1 센서 모듈;
    상기 본체 내부의 일측에 설치되어 상기 제1 센서 모듈과 다른 장애물을 감지하는 제2 센서 모듈; 및
    상기 본체 내부의 일측에 설치되며 송신 모듈의 위치를 감지 및 추적하는 제3 센서 모듈;
    을 포함하는
    카트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 본체는
    상측이 개방되어 수용 공간을 형성하는 메인 하우징과, 상기 메인 하우징의 개방된 상측에 결합되어 상기 수용 공간을 커버하는 어퍼 프레임을 더 포함하고,
    상기 메인 하우징과 상기 어퍼 프레임이 결합된 상태에서 상기 본체의 전방 측은 상기 메인 하우징과 상기 어퍼 프레임의 사이가 미리 설정된 간격으로 이격된 슬릿을 형성하는
    카트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 센서 모듈은
    상기 메인 하우징의 전방 및 측방 중 적어도 일부에 설치되는 복수의 TOF(Time of Flight) 센서와, 상기 TOF 센서를 제어하는 센서 PCB를 포함하는
    카트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 센서 모듈은
    상기 제1 센서 모듈과 이격 배치되는 라이다 센서와, 상기 라이다 센서를 제어하는 센서 PCB를 포함하고, 상기 제1 센서 모듈과 다른 높이로 설치되는
    카트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제3 센서 모듈은
    상기 제1 센서 모듈 및 상기 제2 센서 모듈과 이격 배치되는 카메라; 및
    상기 카메라와 이격 배치되며 UWB 안테나를 구비한 UWB 측위 센서와, UWB 측위 센서를 제어하는 UWB PCB와, 상기 송신 모듈과 통신하는 UWB 메인 PCB를 구비한 UWB 센서;
    를 포함하는
    카트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 센서 모듈 내지 상기 제3 센서 모듈은
    상기 본체의 전방으로부터 후방을 향해 상기 UWB 측위 센서의 UWB 안테나, 상기 카메라, 상기 TOF 센서, 상기 라이다 센서의 순서로 배치되는
    카트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 본체는
    상기 메인 하우징의 전방 및 측방의 적어도 일부를 따라 결합되고, 상기 UWB 측위 센서의 UWB 안테나보다 전방으로 돌출되는 탄성 재질의 범퍼를 더 포함하는
    카트.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 핸들 어셈블리는
    사용자에 의해 가해지는 힘을 받는 핸들 바;
    상기 핸들 바의 양단에 결합되어 상기 핸들 바를 지지하는 한 쌍의 핸들 커버 프레임;
    상기 핸들 바의 하부 양측에 각각 설치되어 상기 핸들 바에 가해지는 힘의 크기 및 방향을 감지하는 한 쌍의 로드셀과, 상기 로드셀을 상기 핸들 바와 연결하는 한 쌍의 연결 프레임과, 상기 핸들 커버 프레임의 사이에 배치되고 상기 로드셀에 결합되는 서포트 프레임을 구비한 포스 센싱 모듈;을 포함하고,
    상기 로드셀은 상기 서포트 프레임에 결합되는 일단이 고정단이고 상기 연결 프레임에 결합되는 일단이 자유단인 것을 특징으로 하는
    카트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 UWB 메인 PCB는
    상기 핸들 어셈블리의 일측에 설치되되 상기 포스 센싱 모듈과 이격되어 배치되는
    카트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 UWB 메인 PCB는
    상기 수납부와 미리 설정된 최소 간격 이상으로 이격되도록 배치되는
    카트.
  12. 물품을 수납하는 수납부;
    상기 수납부의 하부에 결합되어 상기 수납부를 지지하는 본체;
    상기 본체의 후방에 설치되는 핸들 어셈블리;
    상기 본체의 하부에 회전 가능하게 결합되어 상기 핸들 어셈블리에 가해지는 힘의 방향으로 상기 본체를 이동시키는 휠 어셈블리; 및
    상기 본체 상의 복수의 위치에 각각 설치되는 복수의 센서 모듈;을 포함하고,
    상기 복수의 센서 모듈은 서로 간섭되지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는
    카트.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 센서 모듈은
    상기 본체의 일측에 설치되며 설치 방향 전방의 장애물을 감지하는 복수의 제1 센서 모듈; 및
    상기 본체 내부의 일측에 설치되며 송신 모듈의 위치를 감지 및 추적하는 제3 센서 모듈;
    을 포함하는
    카트.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 본체는
    상측이 개방되어 수용 공간을 형성하는 메인 하우징과, 상기 메인 하우징의 개방된 상측에 결합되어 상기 수용 공간을 커버하는 어퍼 프레임을 더 포함하고,
    상기 메인 하우징과 상기 어퍼 프레임이 결합된 상태에서 상기 본체의 전방 측은 상기 메인 하우징과 상기 어퍼 프레임의 사이가 미리 설정된 간격으로 이격된 슬릿을 형성하는
    카트.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 센서 모듈은
    상기 메인 하우징의 전방 및 측방 중 적어도 일부에 설치되는 복수의 TOF(Time of Flight) 센서와, 상기 TOF 센서를 제어하는 센서 PCB를 포함하는
    카트.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제3 센서 모듈은
    상기 제1 센서 모듈과 이격 배치되는 카메라; 및
    상기 카메라와 이격 배치되며 UWB 안테나를 구비한 UWB 측위 센서와, UWB 측위 센서를 제어하는 UWB PCB와, 상기 송신 모듈과 통신하는 UWB 메인 PCB를 구비한 UWB 센서;
    를 포함하는
    카트.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 센서 모듈 및 상기 제3 센서 모듈은
    상기 본체의 전방으로부터 후방을 향해 상기 UWB 측위 센서의 UWB 안테나, 상기 카메라, 상기 TOF 센서의 순서로 배치되는
    카트.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 본체는
    상기 메인 하우징의 전방 및 측방의 적어도 일부를 따라 결합되고, 상기 UWB 측위 센서의 UWB 안테나보다 전방으로 돌출되는 탄성 재질의 범퍼를 더 포함하는
    카트.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 핸들 어셈블리는
    사용자에 의해 가해지는 힘을 받는 핸들 바;
    상기 핸들 바의 양단에 결합되어 상기 핸들 바를 지지하는 한 쌍의 핸들 커버 프레임;
    상기 핸들 바의 하부 양측에 각각 설치되어 상기 핸들 바에 가해지는 힘의 크기 및 방향을 감지하는 한 쌍의 로드셀과, 상기 로드셀을 상기 핸들 바와 연결하는 한 쌍의 연결 프레임과, 상기 핸들 커버 프레임의 사이에 배치되고 상기 로드셀에 결합되는 서포트 프레임을 구비한 포스 센싱 모듈;을 포함하고,
    상기 로드셀은 상기 서포트 프레임에 결합되는 일단이 고정단이고 상기 연결 프레임에 결합되는 일단이 자유단인 것을 특징으로 하는
    카트.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 UWB 메인 PCB는
    상기 핸들 어셈블리의 일측에 설치되되 상기 포스 센싱 모듈과 이격되어 배치되는
    카트.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 UWB 메인 PCB는
    상기 수납부와 미리 설정된 최소 간격 이상으로 이격되도록 배치되는
    카트.
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