KR19990044372A - 운송 차량을 구비하는 트랙 안내식 운송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 레일 안내식 운송 시스템은, 트랙을 따르는 자동 연속 이동을 위한 수단을 구비하는 적어도 하나의 운송 차량이 위에서 주행하며 또한 트랙을 따라 놓인 주 회로로부터 비접촉 방식으로 에너지를 전송받는, 적어도 하나의 트랙의 지지 및 레일 안내 부재를 구비한다. 운송 차량은 상품을 운송하는 데 사용되는 적어도 하나의 위성 차량(3, 9)용의 캐리어 차량으로서 구성되며 위성 차량(3, 9)을 위치시키고 주차시키는 위성 트랙 부분을 구비한다. 위성 트랙 부분은 캐리어 차량(2)을 이에 수직하게 그 트랙을 따라서 배열된 위성 트랙과 동일 높이로 정렬되게 할 수 있다. 전력은 위성 트랙(7, 8)을 따라서 놓인 주 회로로부터 자동 이동용 수단이 설치된 위성 차량(3, 9)으로 비접촉 방식으로 전송된다. 위성 차량(3, 9)과 캐리어 차량(2)은 자신들 간의 그리고 중앙 처리 유니트와의 무선 정보 전송을 위한 처리 능력 및 수단을 구비한다.

Description

운송 차량을 구비하는 트랙 안내식 운송 시스템

비접촉식 전력을 차량으로 전달하는 것에 대해서는 이미 공지되어 있다. 전기(Elektric) 34, 1980, H.7의 잡지에는 광산 내의 운반 엔진(hauling engine)에 유도 전력 전달을 위한 장치에 대해 개시되어 있다. 이러한 장치는 광산 터널의 천장을 따라서 놓이는 이중 라인을 포함한다. 보조 권선을 갖춘 페라이트 본체(ferrite body)들은 이중 라인 사이에서 이동하며, 그 본체들은 운반 엔진에 접속되어서 전력을 구동기 또는 기타 다른 소비처에 공급한다.

트랙 안내식 차량에 전력을 비접촉식으로 전달하는 장치에 대해서도 공지되어 있다(PCT-GB 92/00220). 이중 라인이 전기적으로 비도전성인 포스트에 고정된다. 차량에 설치되는 페라이트 코어는 이중 라인을 따라서 이동할 수 있으며 전력을 차량으로 공급하기 위한 보조 권선을 수용한다. 이중 라인은 KHz 범위의 교류 전압을 받는다.

상품과 팔레트(pallet)를 양호하게 적층하는 고단 선반(high shelve)에 대해서도 공지되어 있다. 승강 이동기가 수용 위치와 배출 위치 사이에서 이동하여서 선반을 상품 또는 팔레트로 채우고 또한 비운다.

본 발명은 반송 및 트랙 안내(carrying and track-guiding)하는 요소의 적어도 하나의 이송 경로(travel path)를 구비하며, 이송 경로를 따라서 이동시키기 위한 수단을 구비하며 라인을 따라서 놓인 주 회로로부터 비접촉식으로 전력을 받는 상품용의 적어도 하나의 운송 차량을 구비하는, 트랙 안내식 운송 시스템(track-guided transportation system)에 관한 것이다.

도1은 트랙 안내식 운송 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도2는 도1에 도시된 운송 시스템의 캐리어 차량과 위성 차량의 부분 단면을 같이 도시하는 개략적 측면도이다.

도3은 도1에 따른 운송 시스템의 위성 차량의 개략적 정단면도이다.

도4는 전력, 트랙 안내 및 정보의 비접촉식 전송용 장치에 대한 도면이다.

도5는 개방 동축 도전체를 구비하는 전력의 비접촉식 전송용 장치를 종단면도 또는 평면도로 나타낸 도면이다.

본 발명은 운송 작업을 간단한 방식으로 할 수 있게 하며 또한 한 위치에서서로가 멀리 이동되어 있는 적재 및 하역 영역으로 운송 작업을 신속하게 수행하는 트랙 안내식 운송 시스템을 발전시키는 과제에 기초한 것이다.

본 발명의 목적은 서두에서 설명한 종류의 운송 시스템에 있어서, 운송 차량이 상품을 운송하기 위한 적어도 하나의 위성 차량용의 캐리어로서 구성되며 위성 차량을 위치시키고 주차시키는 위성 이송 부분을 구비하고, 캐리어 차량을 그 이송 경로를 따라서 위치시킴으로써 이송 부분이 동일 높이로 정렬되어서 이들 위성 이송 부분에 가로지르게 되고, 전력이 위성 이송 경로를 따라서 놓인 주 회로로부터 이동 수단이 마련되어 있는 위성 차량까지 비접촉 방식으로 전달되고, 적어도 하나의 위성 차량 및 캐리어 차량이 자신들과 중앙 제어 유니트 사이의 무선 통신용 처리 능력 및 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 운송 시스템에 의하여 달성된다. 본 발명의 운송 시스템은 아주 가변적인 방식으로 운송 작업을 수행할 수 있다. 캐리어 차량이 하나의 위성 이송 부분만을 갖는 경우라 해도, 캐리어 차량은 여러 개의 위성 차량과 협동할 수 있고, 이에 의해 일례로 하나의 위성 차량이 위성 이송 경로로 운송되면서 다른 위성 차량은 위성 이송 경로 상에서 운송 작업을 실행하거나 혹은 캐리어 차량이 상품을 싣고 있는 그것의 위성 차량을 선택된 이송 부분으로 가져갈 때까지 상품 적재를 대기하고, 곧이어 상품을 받아서 새로운 목적지로 이송하기 위하여 다른 위성 차량의 이송 부분으로 이동을 실행한다. 이송되는 경로 또는 목표 이송 부분은 각각의 운송 프로그램에 의해 선택되는데, 그 프로그램의 목표 데이타는 일례로 입력 유니트 그룹으로서 설계된 중앙 유니트로부터 나온다. 따라서, 본 발명의 시스템의 중요한 이점은 위성 차량이 상품 운송 작업을 수행하는 동안에 캐리어 차량이 대기 위치에서 기다릴 필요가 없다는 점이다. 이 결과, 캐리어 차량이 상품을 받거나 배출해서 캐리어 차량 상에서 그 위치를 재개할 때가지 캐리어 차량이 위성 차량을 기다리는 시스템과는 대조되게 운송 출력이 상당히 증가하게 된다.

바람직한 구성은, 대응하여 가로지르는 위성 이송 경로와의 2개의 중첩 평면 내에 캐리어 차량용의 적어도 2개의 이송 경로와, 그리고 이송 경로의 적어도 한 단부에서 캐리어 차량용 승강기를 마련하는 것이다.

이 장치는 운송 출력과 상품 저장 용량을 상당히 증가시킬 수 있는데, 그 이유는 캐리어 차량과 위성 차량이 통신 링크의 제어에 의해 다른 평면에서 작동가능하기 때문이다. 이 경우, 그 작동성은 또한 픽업 또는 배출 위치에서의 캐리어 차량 또는 위성 차량의 대기 위치를 포함한다.

적어도 하나의 위성 차량이 팔레트를 픽업하고, 운송하고, 놓아두도록 설계되는 경우에 유용하다. 이와 같은 구성은 특히나 일례로 고층 선반과 같은 선반용으로 적합하다.

전력은 특히 중간 주파수를 경유하여 캐리어 차량 및 위성 차량에 유도식으로 전달된다. 따라서, 이송 경로가 긴 경우에도 인덕턴스가 낮은 전송 장치를 선택하는 데 있어 유용하다. 그와 같은 장치가 긴 라인의 배열로 설계된 고정형 주 회로를 포함하는 경우에도 유용한데, 상기 고정형 주 회로는 중간 주파수에 연결되고 또한 캐리어 차량 및 위성 차량의 이송 경로 상에도 배열되고, 그 각각은 캐리어 차량과 위성 차량 상에 배열된 페라이트 변압기 헤드와 페라이트 코어를 둘러싸며 주 회로에 유도식으로 결합된 보조 회로를 포함한다. 주 회로의 라인 배열은 거의 폐쇄형의 하우징으로서 설계된 외부 도전체와, 하우징의 거의 중앙에 위치하며 안에서는 동일한 크기의 전류가 반대 방향으로 흐르는 중앙 도전체를 포함하는데, 여기서 중앙 도전체는 U자형 페라이트 코어에 의해 둘러싸인다. 이 장치는 화물의 운송에 있어서 낮은 자체 유도라도 있기만 하면 비교적 적은 노력으로 양호한 효율로 cm 범위의 공기 간극을 가로질러 전력이 전송될 수 있게 한다. 전류는 2개의 외벽에 대해 분포되는데, 아직도 이것은 표면 효과에도 불구하고 비교적 큰 전송 횡단면을 제공한다.

U자형 페라이트 코어가 주 도전체에 대향되는 양쪽 다리 상에 권취부를 갖는 것이 바람직한데, 그 권취부의 높이는 주 도전체의 높이에 거의 대응하며 U자형 코어의 총 높이의 0.3배 내지 0.5배이다. 도전체 영역 내의 자속의 평균 폭에 대한 주 도전체의 높이는 전송 전력이 최대가 되게 선택된다.

전류의 최대한 균일한 분포를 위해서는, 중앙 도전체에 대향되는 하우징의 외벽들은 전류 이송 영역을 가능한 한 넓게 한 아치형으로 하게 되면 보다 더 유리해진다. 외부 도전체와 중간 도전체의 횡단면 및 자속의 평균 횡단면의 형상과 그 크기의 상관 관계는 전기적 소산이 최소로 발생하도록 구성된다. 콘덴서는 부하 저항기에 평행하게 보조 권선에 장착되는데, 상기 콘덴서는 페라이트 코어의 공기 간극에 자속 밀도가 발생할 수 있도록 자화 전류를 공급한다. 보조 권선은 또한 콘덴서와 직렬로 스위칭되어서 변압기 헤드의 제어 유도 내에 유도 전압 강하를 보상한다.

통신은 이송 경로를 따라서 놓인 라인을 거쳐서 캐리어 차량과 위성 차량 각각으로 무선 형태로 전송되는 것이 바람직하다. 정보 전송용의 상기와 같은 비접촉식 배열은 전자기 간섭이 거의 없는 고품질의 전송이 가능하게 한다. 라인은 개구를 갖는 동축 케이블이 바람직한데, 이는 캐리어 차량이나 혹은 위성 차량에 위치된 패치 안테나와 상호 작용한다.

이하에서는 보다 세부적인 사항과, 특징 및 장점들을 제공하는 도면으로 예시된 실시예를 가지고 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

트랙 안내식 운송 시스템은, 이송 경로(1)를 따라서 이동하며 적어도 하나의 위성 차량(3)용의 캐리어 차량(2)으로서 설계된 적어도 하나의 운송 차량을 구비한다. 위성 차량(3)은 상품(4)을 받고, 운송하고 배출하기 위한 것이다. 이송 경로(1)에 대해 가로질러 연장되는 2개의 위성 이송 부분(5, 6)은 반송 및 트랙 안내 요소를 구비한다. 이송 경로(1)도 또한 반송 및 안내 요소를 구비하는데, 이에 대해서는 이하에서 상세히 설명한다. 캐리어 차량(2)과 위성 차량(3) 모두에는 트랙 안내 또는 트랙 유지 수단과 그리고 이동 수단이 설치된다.

위성 이송 경로(7, 8)는 위성 이송 부분(5, 6)의 높이에서 이송 경로(1) 옆에 위치된다. 캐리어 차량(2)을 위성 이송 경로(7, 8)에 따라서 위치시킴으로써 이송 경로(5, 6)는 위성 이송 경로(7, 8)와 동일 높이로 정렬된다. 이러한 것은 일례로 캐리어 차량(2) 또는 이송 경로(5, 6) 상의 센서에 의해서 이루어진다. 이송 경로(5, 6)가 일단 각각의 이송 경로(7, 8)와 동일 높이로 정렬되면, 위성 차량(3)은 캐리어 차량(2)으로부터 이송 경로(7 또는 8)로 전환하거나, 혹은 이송 경로(7 또는 8)로부터 이송 차량(2)으로 전환할 수 있게 된다. 도1은 위성 차량(3)과 또 다른 위성 차량(9)을 도시하고 있다. 위성 차량을 2개로 나타내고 있으나 여기에 제한되어서는 안된다.

이송 경로(1)와 위성 이송 경로(7, 8) 각각을 따라서 주 회로가 놓이고, 이들로부터 전력이 무선으로 전송되어서 캐리어 차량(2)과 위성 차량(3, 9)을 작동시키게 된다. 이송 부분(5, 6)도 또한 캐리어 차량(1)으로부터 이송 경로(7, 8)로의 전환과 또한 그 반대로의 전환을 위해 위성 차량(3, 9)으로 전력을 공급하기 위한 상기와 같은 주 회로 부분을 구비한다. 캐리어 차량(2)꽈 위성 차량(3, 9)에는 처리 능력을 갖춘 회로가 장착되는데, 이 회로는 이들 차량들이 적어도 하나의 제어 프로그램에 기록되게 할 수 있다. 또한, 캐리어 차량(2)과 위성 차량(3, 9)에는 통신 인터페이스도 설치되는데, 여기에는 캐리어 차량(2)과 위성 차량(3, 9) 간에 그리고 중앙 유니트로의 무선 정보 전송을 위한 수단이 마련된다.

캐리어 차량(2)은 구동 부분을 포함하는데, 이는 트랙 안내 및 활주 기능과 함께 하부면에 개략적으로 도시되어 있다. 하부면은 상부면과 함께 상품을 갖고 있는 위성 차량(3)을 저장하기 위한 것으로 트랙 안내식 캐리지 형태를 형성한다. 정보면(information plane)은 이 캐리지를 자족식 시스템으로 보완한다. 정보면은, 위성 차량으로부터 그리고 위성 차량으로, 그리고 정보 교환용의 송수신기를 내장하는 고정 스테이션(fixed station)으로부터 그리고 그 고정 스테이션으로, 데이타를 받고 보내며 또한 데이타를 송수신할 수도 있다. 또한, 캐리어 차량(2)과 위성 차량 각각은 액츄에이터 및 센서를 작동시키는 데이타 프로세서를 구비한다. 이러한 구성에 의하면, 일례로 간극 제어에 의한 자기 트랙 안내 및 중력 보상을 가능하게 한다. 구동의 조정은 일례로 고정 스테이션에 의해 부여되는 특정의 운송 작업에 따라 이루어진다. 또한 각각의 캐리어 차량들 간의 거리는 차량들 간의 정보의 교환에 의해 제어되므로, 여러 개의 캐리어 차량들이 동일한 이송 경로(1) 상에서 이동할 때라도 충돌은 전혀 발생하지 않는다. 저장 및 입출고를 위한 상부면은 여러 가지 방식으로 설정될 수 있는데, 일례로 승강 요소 또는 롤러 컨베이어 방식으로 설정될 수 있다.

캐리어 차량은 일례로 이송 경로(1)의 롤러(10)와 레일(11) 상에서 주행하는데, 여기서 구동은 모터(12)에 의해 이루어진다. 모터(12)와 기타 다른 서보 드라이브를 구동하기 위한 전력은 비접촉식 전력 전송에 의해 제공된다. 이러한 것은 도3에 명확히 도시되어 있는데, 도3은 상부 측면이 롤러(10)용 트랙을 형성하는 레일(11)을 도시하고 있다. 레일(11)의 상부는 L자형으로 굽혀져 있다. 굽혀진 부분은 브릿지(14)에 의해 유지되고 있는 중앙 도전체(13)를 덮고, 이 도전체는 레일(11)의 굽혀진 부분의 상부 측면에 부착된다. 중앙 도전체(13)는 도시되지 않은 중간 주파수 발생기에 의해 공급된다. 비접촉식 전력 전송은 변압기 헤드(15)에 의해 이루어지는데, 그 변압기 헤드는 권선(W2)을 구비하며 캐리어 차량(2)과 위성 차량(3, 9)에 동일한 방식으로 부착되어 있다. 변압기 헤드(15)의 코어는 페라이트 재료로 제조된다. 변압기 헤드(15) 안으로 돌출하는 중앙 도전체(13)는 외부 도전체(13a)도 포함하고 있는 E자형 장치 배열의 부분이다.

슬롯 형성 동축 케이블은 정보 전송을 위해 레일(25)에 부착된다. 동축 케이블(11)은 고정형 송수신 스테이션에 접속된다. 패치 안테나(19)가 캐리어 차량(2)에 부착되어서 캐리어 차량(2) 내측으로 가동 스테이션(mobile station)까지 접속된다. 고정 스테이션과 캐리어 차량(2)과 위성 차량(3, 9) 간의 정보 전송도 역시 무선으로 이루어진다.

레일의 높이를 줄이기 위해서, 한 측면을 향해 E 자형 형상으로 형성된 주 요소를 도3에 도시된 배열에 대해서 90°즉, 수평으로 회전시킬 수 있다. 도4는 한 측면이 개방된 동축 도전체 배열의 전력 전송 원리를 나타내는 것이다.

변압기 헤드(15)의 내측에서는, U자형 페라이트 코어가 중앙 도전체(13)를 둘러싸서 보조 권선(W₂)을 통해서 자속 φ를 도전시킨다. 중앙 도전체(13)의 한 단부는 중간 주파수 발생기에 의해 공급받으므로 전류 I₁을 도전시킬 수 있다. 중앙 도전체의 그 한 단부는 단부(E)에서 하우징에 접속되어서 공급원으로부터 제거된다. 대칭적 배열이기 때문에, 전류는 여기서 동일한 크기의 2개의 부분 전류 I_1/2로 분할되어서 하우징에 대해서 중간 주파수 발생기(MFG)까지 재유동한다.

U자형 하우징(일례로 알루미늄으로 제조됨)과 같은 대형의 도전체 내에서 전류 변위가 고 주파수에서 발생하므로, 일반적으로 표피 효과(skin effect)라고도 함, 전류는 하우징 벽에서 균일하게 분할되지는 않지만 침투 깊이 δ_E에 따라서 내측으로부터 하우징 벽 안으로 침투한다. 25kHz에서 알루미늄에 대한 침투 깊이는 약 0.5mm이다. U자형의 내주면에서도 전류는 균일하게 분할되지 않지만 최대 크기의 자장 강도의 영역에서는 1차적으로 흐르게 된다.

도3은 위성 차량(3, 9)을 정면에서 개략적으로 도시한 도면이다. 도4 및 도5에 보다 상세하게 설명하는 바와 같이 전력의 비접촉식 전송은 위성 차량(3)으로부터 하부측으로 공급된다. 이송 경로(3, 8) 각각은 위성 차량(3)의 바퀴(20, 21)가 위에서 구르는 레일(18, 19)을 포함한다. 레일(18, 19)은 도시되지 않은 지상에 일정 거리로 떨어져 배열되어 지지되어 Z자형 형상을 이루게 되는데, 그 이유는 레일들이 위성 차량(3, 9)의 승강 플랫폼(23)에 의해 반송되는 팔레트(22)가 놓이는 표면으로 동시에 구성되기 때문이다. 바퀴(20, 21)는 Z자형의 하부 절곡 단부에 의해 지지되는 반면에, 상부 절곡 단부는 레일의 외측과 대면한다. 레일(19)의 하부측은 거기에 부착된 캐리어(24)를 구비하는데, 그 위에는 중앙 도전체(13)와 외부 도전체(14)를 구비하는 E자형의 주 회로가 위치된다. 도시되지 않은 변압기 헤드는 위성 차량(3)의 하부측으로부터 주 회로 안으로 연장된다. 기본적으로, 전력 전송용 장치의 구성은 도4와 도5에 도시된 것과 대응한다.

위성 차량은 캐리어 차량(2)과 동시에 운송 작업을 수행할 수 있다. 즉, 위성 차량은 캐리어 차량(2)이 이미 위성 차량을 다른 이송 경로로 이동시키고 있는 동안에 이송 경로(3, 8) 상에서 상품 운송을 할 수 있다. 승강 장치에 의하면, 도1 내지 도3에 예시된 장치는 여러가지 평면으로 배열될 수 있다. 이러한 이유로 해서, 본 발명 시스템은 고단 선반 저장에 특히 적합하다. 이 경우에, 위성 차량은 승강 장치에 의해 여러 평면에서 작동 가능하게 된다. 즉, 적재물 또는 상품을 캐리어 차량에 의해서 한 평면으로부터 다른 평면으로 운송할 수 있게 된다. 작업 요건에 따라서, 여러 가지 위성들이 캐리어 차량(2) 상에서 작동되게 할 수 있다. 본 발명 시스템은 팔레트들을 하나의 저장 영역에서 다른 배출 영역으로 신속하게 절환시킬 수 있게 한다. 이상의 관점에서, 케이블에 의해 아무런 장해가 발생하기 않기 때문에 차량을 고속으로 하는 것이 가능하다.

Claims (5)

1. 반송 및 트랙 안내 요소의 적어도 하나의 이송 경로를 구비하고, 이송 경로를 따라서 자체 작동 이동을 위한 수단을 갖는 적어도 하나의 운송 차량을 구비하며, 이송 경로를 따라 놓인 주 회로로부터 비접촉 방식으로 전력이 전송되는, 트랙 안내식 운송 시스템에 있어서,

   운송 차량이 상품을 운송하기 위한 적어도 하나의 위성 차량(3, 9)용의 캐리어 차량(2)으로서 구성되며 위성 차량(3, 9)을 위치시키고 주차시키는 위성 이송 부분을 구비하고, 위성 이송 부분은 캐리어 차량(2)을 그 이송 경로를 따라서 교차되게 위치시킴으로써 동일 높이로 정렬되고, 자체 작동 이동용 수단이 설치된 위성 차량(3, 9)이 위성 이송 경로(7, 8)를 따라서 놓인 주 회로로부터 전력을 비접촉 방식으로 받고, 적어도 하나의 위성 차량(3, 9) 및 캐리어 차량(2)이 자신들 간의 그리고 중앙 유니트로의 무선 정보 전송을 위한 처리 능력 및 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 운송 시스템.
2. 제1항에 있어서, 적어도 2개의 이송 경로가 대응하여 교차하는 위성 이송 경로와 함께 2개의 중첩 평면에서 캐리어 차량용으로 제공되고, 상기 이송 경로들 중 적어도 하나의 단부에 승강기가 설치된 것을 특징으로 하는 운송 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,적어도 하나의 위성 차량이 팔레트를 받고, 운송하고, 하역하도록 구성된 것을 특징으로 하는 운송 시스템.
4. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 전력이 주 회로로부터 캐리어 차량(2) 및 위성 차량(3, 9)에 중간 주파수로 전자기적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 운송 시스템.
5. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 주 회로가 긴 라인 배열로서 각각 구성되고 중간 주파수 공급원에 접속되며 그리고 캐리어 차량(2)의 이송 경로(1)와 위성 이송 경로(7, 8)를 따라서 배열되고, 페라이트 변압기 헤드(15) 각각이 캐리어 차량(2)과 위성 차량(3, 9) 상에 위치되고, 보조 권선이 페라이트 코어를 둘러싸서 주 회로에 유도식으로 결합된 것을 특징으로 하는 운송 시스템.