KR19990077651A

KR19990077651A - 자동안내차량을위한안내시스템

Info

Publication number: KR19990077651A
Application number: KR1019990007405A
Authority: KR
Inventors: 코넬더블유.알로프; 로날드알.드렌쓰
Original assignee: 테렌스 피. 브레난; 제르비스 비. 웨브 인터내셔날 캄파니
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1999-03-06
Publication date: 1999-10-25
Also published as: CA2261825C; US20010001843A1; NZ334498A; ES2177156T3; EP0942345B1; NO991116D0; BR9900990A; ZA991289B; EP0942345A1; SG85623A1; DE69901363T2; JPH11296226A; CN1228379A; ID22159A; HU9900384D0; AR014692A1; AU1644399A; CZ80299A3; DE69901363D1; TW474874B

Abstract

본 발명은 경로(pathway)중 일반적으로 직선인 부분에 자동 안내 차량(AGV; Automated Guided Vehicle)을 유지하기 위한 레일 및 제1레일 세그먼트(segment)의 말단부로부터 또다른 레일 세그먼트의 도입부로 AGV를 유도하기 위한 넌-레일(non-rail) 안내 시스템을 포함하는, 경로를 따라 자동 안내 차량을 안내하기 위한 안내 시스템을 제공한다. 레일들은 무인 차량이 고속으로 이동하도록 하는 데 필요한 수준의 제어를 제공하는 한편, 넌-레일 안내 시스템에 의하면, 종래에 하나의 레일 부분으로부터 다른 부분으로 레일 안내 차량을 이동시키는 데 필요한 레일 스위치가 필요없게 된다.

Description

자동 안내 차량을 위한 안내 시스템{Guidance System for an Automated Guided Vehicle}

발명의 분야

본 발명은 경로에 따라 자동 안내 차량(automated guided vehicle; AGV)을 안내하기 위한 안내 시스템(guidance system)에 관한 것이다. 보다 구체적으로 경로의 제1부분을 통과하여 AGV를 안내하기 위해 레일을 사용하는 AGV를 위한 안내 시스템 및 경로의 제2부분을 통과하는 넌-레일(non-rail) 제어 시스템에 관한 것이다.

발명의 배경

일반적으로 두가지 형태의 AGV 안내 시스템 즉 레일 시스템과 넌-레일 시스템이 있다. 첫번째 형태의 시스템에서 경로는 레일로 형성된다. 이들 레일은 AGV를 지지하거나 단지 지면(ground)을 따라 통과할 때 AGV의 휠(wheel)을 안내할 수 있다. 넌-레일 시스템에서 AGV는 경로를 표시하는 지면 내의 와이어(wire)를 감지하고 뒤따르기 위한 탐지기 또는 다양한 형태의 기준 마커(reference marker)들 사이에 위치를 찾기 위해 일조의 명령을 따르기 위한 제어장치(controller)를 포함할 수 있다. 이들 각 시스템은 일정 장점과 결점을 가지고 있으며 사용될 시스템은 특정 사용자의 요구 및 시스템이 작동하는 환경과 같은 많은 요소에 따라 선택된다.

레일 안내는 AGV의 위치에 대한 정확한 조절을 가능하게 한다. 제한된 수의 경로만이 요구되는 곳 및 이들 경로가 자주 변할 필요가 없는 곳에서는 레일 안내가 선택된 경로상에 AGV가 유지되도록 하는 비교적 간단한 방법을 제공한다. 그러나, 레일 안내의 가장 큰 결점 중 하나는 하나의 경로에서 다른 경로로 AGV를 유도하는 데 스위치가 요구된다는 것이다. 이들 스위치는 상대적으로 비용이 비싸며 소모될 수 있는 작동(moving) 부분을 포함하게 된다. 게다가 각각의 스위치는 동력원, 스위치의 위치를 결정하기 위한 센서 및 적절한 시간에 한 위치에서 다른 위치로 스위치를 움직이게 하기 위한 제어장치에 연결되어야 한다. 스위치는 종종 경로를 따르는 일련의 와이어(wires)에 의하여 제어장치 및 또 다른 하나의 제어장치에 연결되어지며 이들 와이어도 설치 및 유지에 비용이 상당히 소모된다. 더우기 와이어는 시스템이 변경될 때마다 재배치되어야 한다. 그러한 시스템의 또 하나의 단점은 레일 자체가 일반적으로 지면에서 떨어져 위치하여 사람들 및 다른 차량의 자유로운 움직임을 방해할 수 있다는 것이다.

넌-레일 안내 시스템은 경로가 AGV들 또는 그것들의 제어장치를 재프로그래밍함으로써 레일을 제거하거나 재배치(re-laying)하지 않고 변화될 수 있기 때문에 디자인상의 융통성을 증가시킬 수 있다. 나아가서 각각의 차량이 경로에 관한 지시를 수용하고 이에 따라 프로그램되기 때문에 차량을 한 경로에서 다른 경로로 이동시키는 데 스위치를 필요로 하지 않는다. 그러나 그러한 시스템에서 AGV는 그것들의 경로로부터 벗어날 수 있기 때문에 각각의 AGV가 의도된 위치에 있도록 별도의 노력을 필요로 하고 종종 이것은 시스템에서 각각의 AGV와 일정한 상호작용(communication)을 필요로 한다. 상기 상호작용 링크(communication link)의 우수성(quality) 및 AGV와 그것들의 위치에 대한 정보가 처리될 수 있는 속도는 또한 이들 시스템의 최대 이동율을 제한시킬 수 있다. 더우기 레일에 의해 한정되지 않는 경로를 따라 AGV가 이동할 때 충돌 회피는 더욱 복잡하게 된다. 다수의 AGV를 지속적으로 탐지하고 제어하고 그것들의 코스를 유지하게 하고 충돌을 피하게 하기 위한 필요조건으로 레일 시스템보다 넌-레일 안내 시스템이 작동시키는 데 좀더 복잡하고 비용이 많이 소요되는 등 상당한 양의 프로세싱 동력(processing power)을 요구한다.

고속 수송을 위하여 즉 분당 2200 피트 범위의 속도로 레일 안내는 일반적으로 AGV를 안내하기 위한 유일한 실용적인 방법이 되고 있다. 이것은 부분적으로 물리적 경로 제한(path constraints)없이 고속으로 차량을 작동시키는 것이 안전하지 못하다는 자각(perception) 및 부분적으로 제어상의 문제점 때문이다. 예를 들어 AGV를 운전하는 데 사용되는 자동 제어 메카니즘은 종종 빠르게 움직이는 차량을 제어하기 위한 가이드 와이어의 변화하는 위치에 충분히 빠르게 감응할 수 없다. 게다가 위치 센서의 노이즈(noise) 비율에 대한 신호는 너무 낮아서 그것들이 지면의 와이어의 존재를 정확히 감지하여 빠르게 움직일 때 중앙 제어장치와 확실히 상호작용하지 못할 수 있다. 그러므로 고속이 요구되는 적용면에서 모든 부수하는 결점을 가지는 레일 기저 제어(rail based control)을 사용할 필요성이 있을 것이다.

본 발명의 주요 목적은 자동 안내 차량에 대한 개선된 안내 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스위치가 없는 레일-기저 AGV 안내 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 경로중 고속부분을 따라 AGV를 안내하기 위한 제1안내 메카니즘 및 경로중 저속부분을 따라 AGV를 안내하기 위한 제2안내 메카니즘을 사용하는 AGV 안내 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 부가적인 가지영역(branches)이 용이하게 부가될 수 있는 AGV 안내 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 가이드 레일을 기준 마커 기저 시스템에 통합시키는 고속 AGV를 위한 안내 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 AGV 경로중 고속부분을 한정하기 위한 물리적으로 한정된 가이드 부재 및 상기 경로중 반환점 및 저속부분을 한정하기 위한 AGV에 의해 감지될 수 있는 기준 마커를 사용하는 AGV 안내 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이들 및 상기의 목적들은 본 발명의 바람직한 구체예와 같은 하기 상세한 설명을 읽어봄으로써 더 잘 이해될 수 있다. 이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

도1은 AGV가 본 발명에 따른 안내 시스템에 의하여 안내되는 다양한 경로를 나타낸 평면도이다.

도2는 도1에 나타낸 경로중 하나의 레일을 따르는 AGV의 단면도이다.

도3은 도2에 나타낸 레일의 입구 말단 및 레일에 관여하는 AGV 조향 암(steering arm)의 유도부분(leading portion)의 평면도이다.

도4는 도2의 AGV의 조향 암의 부분 평면도이다.

도5는 도2의 레일이 AGV에 동력을 제공하기 위한 전기 모선 바(electrical bus bar)가 장착된 본 발명에 따른 제2구체예의 사시도이다.

도6은 도5에 나타낸 레일로부터 동력을 얻기 위한 접촉점(contacts)이 설치된 AGV 앞면의 부분 단면 평면도이다.

도7은 경로 부분들이 한 쌍의 떨어져 위치한 가이딩 레일에 의하여 한정된 본 발명에 따른 제3구체예의 단면 사시도이다.

도8은 경로 부분들이 AGV에 동력을 제공하기 위한 전기 모선 바가 설치된 한 쌍의 떨어져 위치한 가이딩 레일에 의하여 한정된 본 발명에 따른 제4구체예의 단면 사시도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10, 12, 13, 14: 레일 세그먼트 18: 지면

20: 입구 단부 24: 출구 단부

22: 테이퍼부 28: 플레어 가이드

30: 베이스 36: 탑 스트립

40: AGV 42: 휠

50: 조향 암 56: 가이드 롤러

70: 정보 마커 60: 타이 로드(tie rods)

52: 핀 76: 동력 모선 바(power bus bar)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 경로의 고속 부분을 통과하는 AGV를 제어하기 위한 레일 및 경로의 반환점 및 다른 저속부분을 통과하는 AGV를 안내하기 위한 넌-레일 조절을 사용하는 AGV 제어 시스템을 제공한다. 이 시스템은 트랙 또는 레일 스위치에 대한 요구사항을 제거한다. 즉, 고도의 안정성으로 레일-기저 시스템과 동일한 속도로 차량이 작동하도록 하는 AGV에 대한 제어 시스템이다. 게다가 차량이 그것이 횡단하는 대부분의 경로에 대해 안내경로(guidepath)에 물리적으로 제한되기 때문에 상기 시스템은 스위치의 탐지 또는 각각의 차량과의 지속적인 상호작용을 필요로 하지 않는다.

본 발명의 바람직한 구체예에서, 경로는 다양한 부하(loading) 및 비부하(unloading) 부위를 연결하고 직선영역, 가지영역(branches) 및 커브를 포함하도록 디자인된다. 가이딩 레일은 직선에서 떨어진 곳(straight-aways)을 따라 설치되고 갭(gaps)은 가지영역 근처 및 커브에 남아있게 된다. 지면 와이어와 같은 넌-레일 안내 시스템은 레일의 끝 사이에서 경로를 지속시키는 데 사용된다. AGV는 레일 또는 트랙 섹션(section)에 관여하고 뒤따르기 위한 조향 암(steering arms) 및 지면 와이어(in-the-ground wire)를 따르기 위한 센서가 제공된다. 레일의 상태(identity)와 길이 및 레일 섹션의 말단에서 반환될 수 있는 반경에 대한 정보를 제공하기 위해 레일 섹션을 따라 다양한 지점에 기계-판독성 태그(machine-readable tags)가 위치할 수 있다. 또한 AGV는 지면 와이어를 판독하기 위한 센서를 포함한다.

작동시 중앙 제어장치는 AGV가 어떠한 레일을 따르고 각 세그먼트의 말단에서 어떠한 방법으로 회전할 것인가 지시하는 출발점과 도착점을 운동하기 위한 지시를 AGV에 제공한다. AGV는 직선 레일 섹션의 도입 말단에서 시스템에 삽입되어 차량이 있어야 할 위치를 나타내는 초기 기준 마커를 통과할 때까지 레일을 따라 이동한다. 이 위치가 도착점에 도달하기 위한 지시사항과 일치하게 되면 이것은 고속으로 가속되어 별도의 기준 마커를 찾기 위해 레일을 따라 이동한다. AGV 지시가 다음 레일 섹션에 직선으로 유지된다면, AGV는 조향 휠(steering wheel)을 고정시키고 그것의 속도를 유지시키고 제1레일의 말단을 통과하여 제1레일과 함께 직선을 이루는 제2레일에 도입되어 이동할 것이다. 그런 다음 다른 기준 마커를 만날 때까지 그 레일 섹션을 따라 유지된다. 택일적으로 차량이 제1레일의 말단에서 우측으로 90°회전하도록 하는 AGV 지시사항이 제공된다면 AGV는 기준 마커가 레일의 말단에 도달하고 있다고 표시될 때 감속되기 시작할 것이다. AGV는 레일의 말단에 이를 때 안전한 회전 속도로 감속된 다음 하나의 레일 세그먼트의 말단에서 다음의 출발점으로 이끄는 지면 와이어를 따르는 온보드(onboard) 센서를 사용할 것이다. AGV는 제2레일 상으로 이동하고 고속 상태를 회복한다. 이 과정은 차량이 최종 목적지에 도달할 때까지 계속된다.

하기에서는 첨부된 도면을 중심으로 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 구체예를 예시한 것이며 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 도1은 포장된 표면(18) 상의 경로를 따라 AGV를 안내하기 위한 다수의 레일 세그먼트(10, 12, 13 및 14)를 나타낸다. 경로의 모양은 이 시스템이 사용되는 환경에 따라 다양하나, 경로의 각각 직선부분은 레일 세그먼트에 의하여 한정될 것이다. 각각의 세그먼트는 테이퍼부(tapered portion)(22)를 가지는 입구 단부(20) 및 테이퍼부(26)를 가지는 출구 단부(24)를 포함한다. 더우기 각각의 입구 단부는 플레어(flared) 가이드(28)를 포함하며 그것의 목적은 하기에 설명될 것이다. 도2에 나타낸 바와 같이 각각의 레일은 볼트(32) 또는 다른 적당한 수단에 의하여 지면(18)에 연결된 베이스(30), 베이스(30)에서 연직방향으로 연장된 수직 웹(web) 및 웹(34)의 상부에서 지지되고 표면(18)에 일반적으로 수직인 공간상 떨어져 위치하는 측벽(38)을 포함하는 탑 스트립(top strip) (36)을 포함한다. 상기 레일은 철재로 형성되는 것이 바람직하며, 형태를 유지하기 위한 충분한 힘을 가지고 있다면 본 명세서에 기재된 운전 조건하에서 다른 재료도 사용될 수 있다.

도3은 축(44) 상에 지지된 두 개의 전륜(42) 및 축(48) 상에 지지된 두 개의 후륜(46)을 가지는 AGV(40)를 나타낸 것이다. AGV는 온보드(onboard) 배터리(도시되어 있지 않음)에 의하여 동력을 공급받는다. 조향 암(50)은 전면 축(44)의 전방으로 연장되고 고정된 단부(54)에서 핀(52)에 의하여 AGV의 프레임에 선회하여(pivotally) 연결된다. 조향 암(50)의 자유 단부(free end) (55)는 롤러가 평행축(58)을 가지는 그것에 의존하는 두 개의 공간상 떨어져 위치한 가이드 롤러(56)를 포함한다. 가이드 롤러(56)는 탑 스트립(36)의 폭과 동일한 거리만큼 공간상 떨어져 위치하는데 이것은 조향 암(50)이 가이드 레일을 통과할 때 상기 롤러가 관여하고 스트립(36)의 측벽(38)을 따라 회전하도록 하기 위함이다. 조향 암(50) 및 전면 축(44) 사이에 한 쌍의 타이 로드(tie rods) (60)가 연결되는데 이것은 조향 암이 가이드 레일을 따라갈 때 핀(52)에 대하여 암(50)의 동작으로 인하여 휠(42)이 회전하도록 하기 위함이다. 이런 방법으로 휠(42)은 AGV가 레일을 따르도록 일반적으로 레일에 평행하게 유지된다. 택일적으로 AGV는 함께 움직일 수 있는 전륜에 연결되거나 전륜과 동일한 방법으로 후륜이 레일을 따르도록 하는 제2의 조향 암에 연결된 작동가능한 후륜이 제공되어질 수 있다.

많은 형태의 AGV와 AGV 제어 시스템이 있다. 몇몇 AGV는 와이어의 전류에 의해 발생되는 자기장을 감지하는 센서를 사용하는 지면 와이어를 따른다. 이들 차량의 운전 시스템은 센서에 연결되고 AGV는 그 자체를 센서가 와이어상의 중심에 오도록 운전한다. AGV가 출발하라는 명령을 받으면 가지영역(branch)에 도달하거나 멈춤 명령을 받을 때까지 와이어를 따라 이동한다. 가지영역에서, 따라야 할 적당한 가지영역에 대하여 AGV는 어떠한 명령이라도 따른다. 예를 들어 제5,434,781호에 기재된 시스템은 본 명세서에 참고로 기술되어 있다. 다른 AGV는 가야할 장소 및 움직이는 속도를 AGV에 지시하는 중앙 제어 장치로부터 보내진 명령을 따른다. 기준 마커는 그것들 사이 또는 주위를 통과할 때 AGV에 의해 감지되고 이들 마커는 바른 코스를 따르도록 도와주는 AGV의 위치 및/또는 베어링(bearing)을 결정하는 데 사용된다. 그러한 제어 시스템의 예는 미국특허 제4,866,617호에 기재되어 있으며 본 명세서에 참고로 기재되어 있다. 본 발명에서 넌-레일 안내 시스템의 정확한 형태는 중요하지 않다. AGV를 안내할 수 있는 어떠한 시스템이라도 AGV를 출발시키고 정지시키고 그리고 특정 경로를 움직이도록 할 수 있는 한 사용가능하다. 바람직한 구체예에서 AGV(40)는 하나의 레일 세그먼트중 출구 단부에서 다른 하나의 입구 단부로 그것을 안내하기 위한 지면(18) 밑에 묻혀 있는 와이어를 따르지만 다른 안내 시스템은 동일한 정도로 잘 작동되어지나, 와이어-기저 시스템을 사용하는 경우 AGV를 안내하는 가능한 방법상의 제한과 같이 어떠한 방법으로도 읽혀지지 않을 것이다.

레일 시스템 각각은 AGV 온보드 가독장치(reading device)에 의하여 읽혀질 수 있는 적어도 하나의 정보 마커(informational marker)를 포함한다. 바람직한 구체예에서 마커는 바 코드이며 가독장치는 광학 스캐너이다. 택일적으로 상기 마커는 그것이 마커에 의해 통과될 때 각각의 AGV와 상호작용하기 위한 자기(magnets) 또는 작은 트랜스폰더(transponder)일 수 있다. 레일 세그먼트(10)는 AGV 온보드 광학 리더(64)에 의하여 가독되는 제1 마커(62)를 포함한다. 이 마커는 가이드 레일(10)의 입구 단부로부터 바로 아래쪽에 위치하며 그것이 부착된 특정 레일 세그먼트를 인식하는 정보를 포함한다. AGV 및/또는 AGV를 유도하기 위한 중앙 제어장치는 경로에서 일정 시간에 AGV가 있어야 하는 위치를 안다. 마커로부터 정보가 올바른 레일 세그먼트에 있지 않다는 것을 나타낸다면 차량이 다시 그것의 올바른 경로로 되돌아오게 하거나 필요하다면 시스템을 차단시키는 것과 같이 적당한 조치가 취해질 수 있다. AGV가 마커(62)를 읽고 올바른 경로상에 있다고 확인되면 분당 2200 피트와 같은 고속으로 가속될 것이고 레일을 따라 이동할 것이다. AGV(40)가 레일을 이동하고 전륜(42)을 레일에 평행하게 유지할 때 가이드 롤러(56)는 가이드 레일의 스트래들 탑 스트립(straddle top strip) (36)에 있게 된다. 레일에 의해 마크된 경로가 예를 들어 왼쪽 또는 오른쪽으로 약간 움직이게 되면 가이드 롤러는 조향 암(50)이 레일을 따르도록 하고 AGV가 경로상에 유지되도록 휠(42)을 올바른 방향으로 회전시킨다. 가이드 레일에 의해 마크된 경로가 일반적으로 선형인 반면 그것들이 왼쪽 또는 오른쪽으로 약간 이탈하도록 하고 매우 큰 반경의 회전을 나타낼 수 있으며, 상기 반경은 차량의 스피드에 의존한다. 일반적으로 어떤 경로 세그멘트는 AGV(40)에 의해 충분한 속도(full speed)로 안전하게 통과할 수 있다면 검토 목적을 위하여 선형으로 취급될 수 있다.

AGV는 또 다른 레일 마커를 만날 때까지 레일(10)을 계속 따른다. 이 마커는 레일 중간을 향하여 위치할 수 있고 AGV에 대한 새로운 위치(positional update)를 제공할 수 있다. 이 마커를 읽음으로써 AGV는 일정 시간에 일정 위치에 있다는 것을 확정시키며 이 정보는 중앙 제어 장치를 따라 통과할 수 있다. 사실상 AGV는 레일(10) 상의 마커(66)와 같은 말단 마커에 다다를 것이다. 이 마커는 AGV에 특정 레일 세그멘트의 출구 단부(24)에 거리를 알려준다. AGV 지시사항이 레일 세그먼트(10)의 단부에서 회전을 실행하는 데 필요하다면 회전하기 위해 안전속도로 그것의 속도를 줄이는 통상의 감속을 시작할 것이다.

AGV가 일단 레일 세그먼트(10)의 출구 단부(24)에 오게 되면 지면 와이어를 포함하는 것과 같은 넌-레일 안내 시스템에 의하여 안전하게 제어될 수 있는 충분히 낮은 속도로 운동하게 될 것이다.

도1은 레일 세그먼트(10)의 출구 단면으로부터 따르기 위한 AGV의 다양한 경로를 표시하는 몇몇 지면 와이어(68)를 나타낸다. 제1경로 a-b는 레일 세그먼트(10) 및 레일 세그먼트(12) 사이에 연장되고; 제2경로 a-c는 레일 세그먼트(10) 및 레일 세그먼트(13) 사이에 연장되고; 제3경로 a-d는 레일 세그먼트(10) 및 레일 세그먼트(14) 사이에 연장된다. AGV(40)가 따르도록 지시되었던 경로가 그것이 레일 세그먼트(10)에서 레일 세그먼트(13)로 이동하는 것이 요구된다면 오른쪽으로 45°커브를 통하여 경로 a-c를 따른 다음 그것이 세그먼트(13)의 입구에 직면할 때까지 왼쪽으로 45°회전하게 될 것이다. 경로 a-c는 레일(13)과 일반적으로 나란히 정렬되고 플레어 가이드(28) 내부로 지시하는 조향 암의 자유 단부(55)로써 AGV가 세그먼트(13)에 도달하도록 형성된다.

자유 단부(55)가 가이드(28)와 접촉할 때 AGV(40)가 가이드 경로 a-c로부터 약간 벗어난다 하더라도 가이드는 조향 암(50)을 레일(13) 상에서 중심에 위치하도록 하고 조향 암 및 레일(14) 사이에 적당히 관여하도록 도와준다. 레일(13)의 테이퍼부(22)는 또한 자유 단부(55)를 한 방향으로 밀고 다른 것이 가이드 레일 상에 조향 암이 중앙에 위치하도록 함으로써 적당한 경로로부터 최소한의 이탈을 교정하도록 도와준다. 일단 조향 암이 레일(13)에 관여하게 되면 AGV(40)는 그것이 레일 세그먼트(13)를 인식하는 정보를 포함하는 정보 마커(70)에 이를 때까지 레일을 계속 따르게 된다. 그런 다음 AGV(40)는 다른 접합부분 또는 그것이 최종적인 목적지에 도달할 때까지 가속되고 세그먼트(13)를 계속 따르게 되며 상기 정보는 레일상의 부가적 마커에 의하여 전달될 것이다. 레일(10)에서 레일(14)로 진행되기 위하여 AGV는 상기와 같이 진행되나 경로 a-c 대신에 경로 a-d를 따른다.

근접에 위치한 레일의 출구와 입구 사이에 공간은 시스템을 사용한 차량의 폭과 회전 반경에 의해 결정된다. 한 레일에서 다른 레일로 순탄한 전달을 제공하기 위해 직선 경로 세그먼트가 반경 부분을 정접하여 접합시키고 레일 세그먼트의 입구와 출구 단부 사이에 그러한 경로를 수용하기에 적당하도록 지면 와이어(68)가 정렬된다. 게다가 레일이 지면(18)에서 떨어져 있기 때문에 하나 이상의 레일 섹션을 통과하는 휠 없이도 차량이 필요한 회전을 할 수 있도록 충분히 공간이 떨어져 있어야 한다. 공간은 임의로 커지도록 만들 수 있는 반면에 AGV가 시스템의 레일 부분을 따라 고속으로 이동할 수 있기 때문에 효율성을 얻기 위해 상기 공간은 최소로 유지하는 것이 바람직하다.

AGV가 레일(10)에서 레일(12)로 경로 a-b를 이동할 때와 같이 일정 접합부위(junction)에서 회전이 이루어지지 않으면 AGV는 상기와 같이 속도가 감속되며 선형 가이드 와이어를 따를 수 있다. 그러나 가능하다면 차량을 고속으로 유지하는 것이 바람직하다. 그러므로 바람직한 구체예에서 AGV(40)가 레일(10)에서 레일(12)로 이동하려고 할 때 AGV가 일단 레일(10)의 출구 단부(24)를 통과하게 되면 상기 AGV가 직선으로 계속 이동하도록 조향 암(52)을 제동시킬 것이다. 세그먼트(10)의 출구 단부(24) 및 세그먼트(12)의 입구 단부(22) 사이에 거리가 크지 않기 때문에 예를 들어 AGV 길이의 2배가 될 때 차량은 이 거리 이상으로 크게 코스를 바꾸지 않게 되고 조향 암과 상호작용하는 레일(12)의 테이퍼부(26) 및 플레어 가이드(28)에 의해 약간의 이탈은 수정될 것이다. 레일 세그먼트(12) 상의 제1마커(72)가 AGV가 코스상에 있다고 읽혀질 때 조향 메카니즘은 해제되고 AGV는 전과 같이 레일 세그먼트를 계속 따르게 된다.

차량은 중앙 제어장치와 상호작용하게 되고 예정된 시간내에 레일(12) 상에 초기 마커를 읽지 못하면 멈추도록 프로그램되어 있다. 이와 같이 차량은 레일(14)을 사용하지 않는다면 빠르게 정지할 수 있다. 그러나 이러한 현상이 발생하게 되면 조향 암이 레일을 적당히 사용하지 않더라도 차량의 왼쪽 및 오른쪽 측면 타이어가 아직도 레일(14)의 반대쪽에 위치하게 될 것이다. 차량의 타이어는 레일(10)을 횡단하여 회전하는 것이 용이하지 않을 수 있고 경로에서 차량이 이탈하는 현상이 최소로 발생하게 될 것이다. 이러한 방법으로 차량은 그것의 적당한 경로로부터 너무 멀리 떨어져 위치하지 못하게 되며 문제가 감지되기만 하면 안전하게 정지할 수 있게 된다. AGV가 레일(14)과 연결을 상실하게 되면 상당한 손실을 초래하는 때와 같이 항상 차량의 위치에 대해 정확한 조절을 유지하는 것이 절대적으로 중요한 상황하에서 차량은 경로 a-b를 한정하고 이 경로를 따름으로써 세그먼트(10)에서 세그먼트(14)로 이동하는 지면 와이어를 따를 수 있는 속도로까지 감속되어야 한다.

도5 및 도6은 제1구체예에 공통적인 부분을 동일한 부재번호로 나타낸 본 발명에 따른 제2구체예를 나타낸 것이다. 이 구체예에서 AGV는 각 레일 세그먼트의 길이를 따르는 절연기(78)에 탑재된 동력 모선 바(power bus bar) (76)로부터 동력을 얻는다. 한 쌍의 와이퍼 암(wiper arms) (80)은 공지된 방법으로 모선 바(76)로부터 동력을 끌어들이기 위한 조향 암(50)에 의존한다. 이런 방법으로 AGV에 동력을 전달함으로써 AGV 온보드 대형 밧데리를 장착할 필요가 없어지게 된다. 그러나 소형 밧데리나 축전기(도시되지 않음)는 레일 세그먼트 사이에 AGV에 동력을 제공하기 위해 포함되어 있어야 한다. 또한 레일 스위치를 통하여 동력 모선 바와 관련된 문제점들은 상기 시스템으로부터 스위치를 제거함으로써 함께 없어지게 된다.

도7은 한 쌍의 공간상 떨어져 위치한 측면 레일(82)에 의하여 경로중 직선부분이 한정된 제3구체예이다. 이 구체예에서, 조향 바(84)는 조향 암(50)의 어느 한 쪽으로부터 수직으로 연장되고 가이드 롤러(56)는 조향 바의 반대쪽 단부에 의존한다. 조향 바(84)의 길이는 레일(82) 사이의 공간보다 약간 작게 하여 가이드 롤러(56)가 AGV가 그것의 경로를 유지하게 하기 위하여 측면 레일을 사용하고 이를 따라 회전한다.

도8은 사이드 레일(82)이 절연기(88)에 지지된 동력 모선 바(86)를 제공하여 각각의 측면 레일의 길이를 운행하는 것을 제외하고 상기 기재된 제3구체예와 동일한 본 발명의 제4구체예를 나타낸다. 와이퍼 암(90)은 모선 바에 접촉하기 위해 조향 바(84)에 의존한다.

본 발명 자동 안내 차량(AGV)에 대한 개선된 안내 시스템은 스위치를 필요로 하지 않으며, 경로중 고속부분을 따라 AGV를 안내하기 위한 제1안내 메카니즘 및 경로중 저속부분을 따라 AGV를 안내하기 위한 제2안내 메카니즘을 사용한다. 또한 본 발명의 부가적인 가지영역이 용이하게 부가될 수 있는 AGV 안내 시스템을 제공하고, 가이드 레일을 기준 마커 기저 시스템에 통합시키는 고속 AGV를 위한 안내 시스템을 제공하며, AGV 경로중 고속부분을 한정하기 위한 물리적으로 한정된 가이드 멤버 및 상기 경로중 반환점 및 저속부분을 한정하기 위한 AGV에 의해 감지될 수 있는 기준 마커를 사용하는 AGV 안내 시스템을 제공하는 발명의 효과를 가진다.

본 발명은 바람직한 몇몇 구체예에 의하여 기재되어 있지만 이들 기재된 구체예에 대한 다양한 변경 및 추가도 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다. 예를 들어 특정 레일 안내 시스템은 두 개의 시스템이 기재된 바와 같이 함께 조합하여 사용되는 한 특정 넌-레일 안내 시스템과 같이 다양할 수 있다. 그러한 모든 변경 및 추가는 하기 첨부된 특허청구범위에 의해 포함되는 한 본 발명의 일부를 구성한다.

Claims

다수의 비연속 레일 세그먼트(segments);

상기 레일 세그먼트를 따라 AGV를 안내하기 위한 조향 메카니즘(steering mechanism); 및

상기 레일 세그먼트 사이에서 상기 AGV를 안내하기 위한 전자 제어장치:

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 AGV 안내를 위한 안내 시스템.
제1항에 있어서, 상기 전자 제어장치는 레일 세그먼트 사이에 상기 AGV를 안내하기 위한 저장된 명령(directions)이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 안내 시스템.
제1항에 있어서, 상기 전자 제어장치는 레일 세그먼트 사이에서 상기 AGV를 안내하기 위한 명령들을 시스템 제어장치로부터 수령하는 것을 특징으로 하는 안내 시스템.
제1항에 있어서, 상기 조향 메카니즘은 상기 다수의 레일 세그먼트를 결합시키기 위한 가이드 롤러 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 안내 시스템.
제4항에 있어서, 상기 가이드 롤러 수단은 상기 조향 메카니즘에 대해 수직인 서로 평행인 다수의 평행 축들을 갖는 한 쌍의 가이드 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 안내 시스템.
적어도 하나의 AGV;

적어도 하나의 일반적으로 직선인 경로 섹션(path section)을 따라 배치된 시작부와 말단부를 갖는 선형 안내 레일 세그먼트;

상기 AGV가 상기 안내 레일 세그먼트을 따라가게 하기 위한 기계식 제어장치; 및

상기 AGV를 상기 안내 레일들 중 하나의 말단부로부터 상기 안내 레일들 중 또다른 하나의 시작부로 유도하기 위한 전자 제어장치;

로 이루어지고, 적어도 하나의 일반적으로 직선인 경로 섹션과 적어도 하나의 곡선 경로 섹션을 포함하는 것을 특징으로 하는 경로상에 상이한 위치들 사이에서 물체를 운반하기 위한 AGV 시스템.
제6항에 있어서, 상기 선형 안내 레일 세그먼트는 제1 말단부와 제2 말단부와 적어도 하나의 기계-판독성 정보 마커(informational marker)를 포함하는 것을 특징으로 하는 AGV 시스템.
제7항에 있어서, 상기 기계식 제어장치는 상기 레일 섹션과 접촉하는 조향 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 AGV 시스템.
제8항에 있어서, 상기 전자 제어장치는 상기 경로의 도면(description)을 저장하기 위한 메모리 수단으로 이루어지는 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 AGV 시스템.
제9항에 있어서, 상기 정보는 상기 선형 안내 레일 세그먼트의 길이 및 상기 적어도 하나의 곡선 경로 섹션의 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 AGV 시스템.
제8항에 있어서, 상기 전자 제어장치는 상기 적어도 하나의 AGV에 탑재된 온보드(onboard) 제어장치 및 상기 적어도 하나의 AGV를 목적지에 유도하기 위한 상기 온보드 제어장치와 상호작용(communication)하는 중앙 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 AGV 시스템.
오프-레일(off-rail) 운행(navigation) 시스템을 갖춘 레일 안내 차량을 제공하고;

상기 차량을 상기 제1 레일 섹션을 따라서 그리고 제1 레일 섹션의 제2 말단부를 벗어나서 주행시키고;

상기 오프-레일 운행 시스템을 이용하여 상기 제1 레일 섹션의 제2 말단부에서부터 상기 제2 레일 섹션의 제1 말단부로 상기 차량을 운행시키고; 그리고,

상기 차량을 상기 제2 레일 섹션의 상기 제1 말단부 상에 그리고 상기 제2 레일 섹션을 따라서 주행시키는;

단계들로 이루어지고, 제1 및 제2 말단을 갖는 제1 레일 섹션으로부터 제1 및 제2 말단을 갖는 제2 레일 섹션으로 자동 레일-안내 차량을 이동시키는(switching) 방법.
제12항에 있어서, 상기 제1 레일에 기계-판독성 정보 마커를 제공하고;

상기 정보 마커 내에 함유된 정보를 상기 오프-레일(off-rail) 운행(navigation)으로 판독시키고; 그리고,

상기 마커에 의해 전달된 정보에 따라 상기 차량을 운행시키는;

단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 제1 레일 섹션을 따라 상기 차량을 주행시키는 단계는 상기 제1 레일 섹션의 말단의 접근을 감지하고 감속하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 감속 단계는 상기 제1 레일 섹션의 말단부와 상기 제2 레일 섹션의 시작부 사이에 이어진 경로를 결정하고;

상기 말단부와 상기 시작부 사이에서 운행하는 안전 속도를 계산하고; 그리고 상기 안전 속도를 감속시키는;

단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 제1 레일 섹션의 말단부의 접근을 감지하는 단계는 상기 차량이 상기 말단부에서 회전해야 할지를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서, 상기 차량은 상기 레일 섹션을 따라가기 위한 운전 수단을 포함하고, 상기 차량이 상기 말단에서 회전할 필요가 없는 때에 상기 운전 수단은 상기 차량을 선형 경로상에 유지하기 위해 고정시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 및 제2 정보 마커를 포함하는 제1 선형 레일 세그먼트를 제공하고;

상기 제1 레일 세그먼트로부터 떨어져 있고 제1 및 제2 정보 마커를 포함하는 비-공선형(non-collinear)인 제2 선형 레일 세그먼트를 제공하고;

상기 레일 세그먼트를 따라서 상기 AGV를 안내하기 위하여 상기 레일 세그먼트를 따라가기 위한 조향 암(steering arm)과 어떠한 레일 섹션도 이용될 수 없을 때 상기 AGV를 안내하기 위한 전자 운행 시스템을 갖는 AGV를 제공하고;

상기 AGV를 상기 제1 레일 세그먼트를 따라 고속으로 가속시키고;

상기 정보 마커들 중 하나를 판독하여 상기 제1 레일 세그먼트의 말단부를 탐지하고 상기 AGV를 저속으로 감속시키고;

상기 AGV를 상기 제1 레일 세그먼트를 벗어나 주행시키고;

상기 제1 레일 세그먼트로부터 상기 제2 레일 세그먼트까지 저속으로 비선형 경로상에 상기 AGV를 유도하고;

상기 제2 레일 세그먼트과 상기 조향 암을 결합시키고; 그리고

상기 제2 레일 세그먼트를 따라 고속으로 상기 AGV를 가속시키는:

단계들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 및 비선형 부분들을 포함하는 경로상에서 제1지점으로부터 제2지점까지 AGV를 주행시키기 위한 방법.