KR100930812B1 - 로봇을 이용한 자전거 주차장치 - Google Patents

로봇을 이용한 자전거 주차장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로봇을 이용한 자전거 주차장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 양측에 다수개의 격납실을 갖는 다층 주차 시설 내에 로봇을 갖는 안내레일을 상하 승강시킴과 아울러 선회장치와 구동장치를 구비하여 자동으로 자전거의 입, 출고가 이루어 질 수 있도록 발명된 것이다.
본 발명의 구성은 지상에 자전거 주차를 위한 출입구(12)가 구비되며, 복수층으로 양측에 파렛트(11)들이 각각 배치되는 격납실(10)과; 상기 격납실(10)의 내측 상하부에 횡으로 가로질러서 고정 설치되는 상, 하부레일(50)(51)과; 상기 상, 하부레일(50)(51)을 따라 구동부(100)의 작동으로 좌우 구동되는 스테커 메인후레임(60)과; 상기 스테커 메인후레임(60)의 안내로 승강부(110)의 작동으로 상하 승강되는 스테커 후레임(70)과; 상기 스테커 후레임(70)의 상부에 얹혀지는 안내레일(40)과; 이 안내레일(40)의 안내로 자전거의 앞바퀴를 홀딩한 상태로 수평 이동시키는 로봇(80)과; 상기 스테커 메인후레임(60)의 상단부가 상부틀체(61)에 축베어링(91)을 축으로 선회가능하게 연결되고, 하부는 하부틀체(62)의 상부에 받쳐진 상태로 터닝기어(92)가 터닝모터(93)의 동력을 전달하는 기어(94)에 치차 결합되어 터닝모터(93)의 회전으로 기어(94)가 터닝기어(92)를 구동하는 것에 의해 축베어링(91)을 축으로 스테커 메인후레임(60)이 선회하는 스테커 선회수단(90)으로 구성된다.
자전거, 다열주차, 로봇, 리프트, 선회, 구동, 파렛트,

Description

로봇을 이용한 자전거 주차장치 {The bicycle parking system used robot}
본 발명은 로봇을 이용한 자전거 주차장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 양측에 다수개의 격납실을 갖는 다층 주차 시설 내에 로봇을 갖는 안내레일을 상하 승강시킴과 아울러 선회장치와 구동장치를 구비하여 자동으로 자전거의 입, 출고가 이루어 질 수 있도록 발명된 것이다.
일반적으로, 자전거 주차장치는 지주에 횡으로 설치된 설치대에 자전거의 앞바퀴가 진입되는 바퀴 삽입홈이 형성된 주차구조와 상, 하단으로 동시에 주차할 수 있는 주차구조로 아파트 단지와 관공서 및 전철역 주변에 별도로 자전거를 보관하는 장소가 구비되어 있다.
종래 상기한 상, 하단의 주차 장치에 있어서, 상부 주차장치에 회동 및 슬라 이딩 구조를 갖는 가동궤도 부재가 설치되어 자전거를 주차할 수 있도록 되어 있다. 그러나, 가동궤도 부재에서 앞바퀴 지지틀까지 이동하여 주차를 해야 하므로, 체력이 많이 소모되고, 지지대에 고정된 하부 주차장치와 상부 주차장치의 간격이 좁아서 주차 및 출고시 페달 및 핸들이 접촉되는 문제점이 발생되었다.
또한, 비바람이 심하게 불 경우에는 상기 세워진 다량의 자전거가 모두 전복되는 문제점은 물론 그로 인한 충격에 의해 자전거가 파손되는 경우가 종종 있었다.
한편, 이러한 문제점을 개선하기 위하여 국내 특허 제10-880011호에서는 타워식 주차장치를 제안한 바 있다.
이 종래 주차타워의 구조는, 자전거가 주차되는 타워와, 상기 타워에 자전거를 입출고 하는 입출고부와, 상기 타워의 수평 방향으로 자전거를 이송시키는 수평이송부와, 상기 타워의 상하부로 자전거를 이송시키는 상하이송부와, 상기 타워의 내에 구비된 자전거 주차부로 이루어져 있다.
주차 격납실은 2∼6층의 복수층으로 마련되어 있고, 격납실은 대차 이동공간을 사이에 두고 양측에 나란하게 배치되어 있다.
각 격납실에는 자전거를 받쳐진 상태로 보관하는 파렛트들이 각 층마다에 설치되어 있으며, 상기 주차 격납실의 일측에는 각 파렛트를 주차실의 각 층과 승입면 사이에서 수직으로 운반하기 위한 리프트가 설치되어 있다.
리프트는 철골 구조체가 세워져 모터 및 감속기와 체인이나 와이어로 이루어진 구동부가 설치되어 있으며, 하부에는 선회장치가 구비된 케이지의 네 모서리에 는 각각 와이어로프의 일단이 고정되어 승하강 시키게 된다.
그러나, 이 국내 특허 제10-880011호는 리프트에 의해 원하는 층고로 이동된 후 양측 팔레트로 자전거를 수평 이동시킬 때 자전거가 흔들리거나 쓰러지지 않고 안정된 상태로 파손됨이 없이 이동되는 것을 기대할 수 없는 등의 문제점이 있었던 것이다.
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 일정공간 내에서 최대한 점유면적을 활용하여 다수의 자전거를 좁은 공간에 주차할 수 있는 자전거 주차장치를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 승하강과 선회 및 원하는 위치로 안정된 상태로 자전거를 수평 이동시키는 로봇을 구비하여, 보다 효율적으로 주차가 자동으로 이루어 질 수 있도록 하므로써 체력 소모와 인력 낭비를 현저하게 줄일 수 있는 자전거 주차장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 자전거를 수직 승하강, 또는 수평 이동시킬 때 앞바퀴를 안정되게 고정함으로 인해 전복 사고나 파손의 염려를 없애고 안정된 자동 주차시설을 구현할 수 있는 자전거 주차장치를 제공하는데 있다.
이러한 본 발명의 목적은, 지상에 자전거 주차를 위한 출입구(12)가 구비되며, 복수층으로 양측에 파렛트(11)들이 각각 배치되는 격납실(10)과;
상기 격납실(10)의 내측 상하부에 횡으로 가로질러서 고정 설치되는 상, 하 부레일(50)(51)과;
상기 상, 하부레일(50)(51)을 따라 구동부(100)의 작동으로 좌우 구동되는 스테커 메인후레임(60)과;
상기 스테커 메인후레임(60)의 안내로 승강부(110)의 작동으로 상하 승강되는 스테커 후레임(70)과;
상기 스테커 후레임(70)의 상부에 얹혀지는 안내레일(40)과;
이 안내레일(40)의 안내로 자전거의 앞바퀴를 홀딩한 상태로 수평 이동시키는 로봇(80)과;
상기 스테커 메인후레임(60)의 상단부가 상부틀체(61)에 축베어링(91)을 축으로 선회가능하게 연결되고, 하부는 하부틀체(62)의 상부에 받쳐진 상태로 터닝기어(92)가 터닝모터(93)의 동력을 전달하는 기어(94)에 치차 결합되어 터닝모터(93)의 회전으로 기어(94)가 터닝기어(92)를 구동하는 것에 의해 축베어링(91)을 축으로 스테커 메인후레임(60)이 선회하는 스테커 선회수단(90)으로 구성되어 달성된다.
여기서 상기 로봇(80)은 한쌍의 홀더(81)가 실린더(82)의 전후진 작동으로 자전거의 앞바퀴를 홀딩, 또는 분리시키며 구동모터(83)의 구동으로 롤러(84)가 안내레일(40)을 따라 각각 전, 후진 이동되는 것이다.
상기한 본 발명의 구성에 의하면, 로봇(80)을 탑재한 스테커 후레임(70) 및 안내레일(50)이 선회와 승강 및 좌우 이동되면서 원하는 파렛트(11)에 자전거를 탑재 또는 인출하여 입, 출고시킬 수 있는 것이다.
또, 이러한 일련의 작동들이 자동으로 제어되어 인력의 낭비나 체력소모가 불필요 하여 경제적이고, 최대한 점유면적을 활용하여 다수의 자전거를 좁은 공간 에 주차할 수 있는 것이다.
그리고, 자전거를 수직 승하강, 또는 수평 이동시킬 때 앞바퀴를 안정되게 고정함으로 인해 전복 사고나 파손의 염려를 없애고 안정된 자동 주차시설을 구현할 수 있는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 격납실(10)에 출입구(12)가 설치되는 구조를 보인 단면도이다.
도 2는 격납실(10)의 내부 양측에 파렛트(11)들이 상하 다층으로 배치되고 그 중앙에 리프트 스테커 틀체(60)이 설치되는 구조를 보인 단면도이다.
도 3은 중앙에 횡으로 상, 하부레일(50)(51)이 배치되어 스테커 후레임(70) 및 안내레일(40)이 좌우로 이동가능하게 배치된 상태에서 그 양측에 다수의 파렛트(11)들이 배치되는 구조를 보인 평면도이다.
도 4는 도 1의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 요부 작동상태를 보인 사시도이다.
도 6은 스테커 후레임(70)의 구동부(100)와 선회수단(90)이 설치되는 구조를 보인 사시도이다.
도 7은 로봇(80)의 요부 구조를 보인 분해 사시도이다.
도 8a는 로봇(80)이 자전거의 앞바퀴를 홀딩하는 상태를 보인 요부 정면도이다.
도 8b는 로봇(80)이 자전거의 앞바퀴를 홀딩하는 상태를 보인 요부 평면도이다.
도 9는 파렛트(11)에 자전거가 수납된 상태를 보인 사시도이다.
도 10은 앞바퀴홀딩수단(100)의 작동 구조를 보인 요부 사시도이다.
도 11은 파렛트(11)에 앞바퀴홀딩수단(100)이 설치된 상태의 정면도이다.
도 12a는 앞바퀴홀딩수단(100)에 의해 앞바퀴가 로킹된 상태의 측면도이다.
도 12b는 앞바퀴홀딩수단(100)의 로킹이 해제되어 앞바퀴 이동이 자유로운 상태를 보인 측면도이다.
본 발명의 격납실(10)은 예로서 지상 또는 지하에 속이 빈 박스형상으로 콘크리트와 같은 구조물로 시설되며, 자전거의 진입을 위해 출입구(12)가 내부와 연통되게 설비된다.
격납실(10)의 내부는 고정후레임(14)에 의해 복수층으로 양측에 파렛트(11)들이 일정간격 각각 배치된다.
파렛트(11)는 자전거가 진입된 상태에서 넘어지지 않고 스텐드 상태를 유지하기 위해 일측에 바퀴의 중간부까지 지지할 수 있도록 지지간(15)이 구비되어 있다.
그리고, 보다 안정되게 자전거를 홀딩하기 위하여 앞바퀴의 양측 저면에 도 9에서와 같이 앞바퀴홀딩수단(120)을 더 설치하는 것도 좋다.
앞바퀴홀딩수단(120)은 스테커 후레임(70)의 선단 저면에 도시하지 않은 실린더가 설치되어 이 실린더의 작동으로 실린더바(121)의 끝단에 형성된 롤러(122)가 그로브(123) 사이에 강제로 진입하는 것에 의해 파렛트(11) 양 측면에 인장스프링(124)으로 탄력 설치된 고정바(125)가 벌어지며 앞바퀴 양측을 조이고 있던 고정바(125)를 분리시켜 로킹을 해제하는 것이다.(도 12b)
그리고, 다시 실린더바(121)가 후퇴되면 롤러(122)가 그로브(123)에서부터 이탈되면서 인장스프링(124)의 자체 탄력에 의해 고정바(125)가 앞바퀴의 양측에 탄성적으로 접촉하여 자전거가 쓰러지지 않고 견고한 상태로 지지하게 되는 것이다.
고정바(125)는 지지축(126)을 중심으로 그로브(103)에 일체로 연결된 상태로 대칭되게 힌지 운동하게 된다.
이러한 파렛트(11)들이 복층으로 다수개 횡으로 배치된 본 발명의 격납실(10) 내부에는 스테커 메인후레임(60)을 좌우 이동시키기 위해 천정부와 바닥에는 횡방향으로 상, 하부레일(50)(51)이 설치된다.
이러한 파렛트(11)들이 복층으로 다수개 횡으로 배치된 본 발명의 격납실(10) 내부에는 자전거를 주차시키기 위해 안내레일(40)을 상하 승강시킨 후 방향 전환시키는 선회수단(90)과, 상, 하부레일(50)(51)을 따라 좌우 수평이동시키는 구동부(100) 및 상하 승강을 위한 승강부(110)를 모두 갖춘 스테커(STACKER)장치로 이루어져 있다.
스테커장치의 구조는 도 5 내지 도 8에 도시되어 있다.
우선, 출입구(12)로 주차하고자 하는 자전거가 위치되면 구동부(100)와 승강부(110)의 작동으로 스테커 후레임(70)의 상부에 안착된 안내레일(40)이 입고하고자 하는 자전거의 위치로 이동하게 된다.
그리고, 로봇(80)이 구동모터(83)의 작동으로 전진 이동된 후 실린더(82)의 작동으로 양측 한쌍의 홀더(81)가 자전거의 하부를 홀딩하게 된다.
그리고, 다시 구동모터(83)의 역주행으로 안내레일(40)을 따라 승강(또는 하강)이 가능한 정위치로 이동시키게 된다.
이때, 회전이 불가능한 앞바퀴에 의해 진행에 지장을 줄 수 있으므로 승강부(110)의 작동으로 약간 앞바퀴를 들어서 끌리지 않도록 제어 회로를 설계하는 것이 바람직 하다.
스테커장치의 수평 구동을 위해서는 격납실(10)의 내측 상하부에 횡으로 가로질러서 상, 하부레일(50)(51)이 수평하게 설치되어 있다.
이 상, 하부레일(50)(51)을 따라 스테커 메인후레임(70)이 구동부(100)와 승강부(110)의 작동으로 상하, 좌우 구동되기도 하며, 스테커 선회수단(90)에 의해 원하는 각도로 선회가 가능하게 된다.
스테커 메인후레임(60)은 로봇(80)을 구비하고 있는 스테커 후레임(70)의 상하 승강을 안내하도록 사각 형틀로 짜여지고, 상부에는 상부틀체(61)의 중앙에서 축베어링(91)으로 연결되고, 하부는 하부틀체(62)의 상부에 받쳐지게 된다.
그리고, 위에서 설명한 바와 같이 구동모터(83)의 구동으로 자전거의 앞바퀴를 홀딩한 상태로 안내레일(40)의 상부 정위치로 자전거를 이동시킨 후에는 주차하 고자 하는 빈 파렛트(11) 위치로 승강부(110)의 작동으로 하강시키게 된다.
스테커 후레임(70)은 스테커 메인후레임(60)의 안내되며 승강부(110)의 작동으로 상하 승강되는데, 승강부(110)는 모터(111)를 갖춘 윈치(112)에 의해 와이어(113)가 로울러(114)들의 안내로 스테커 후레임(70)의 양측에 연결되는 구조로 이루어진다.
스테커 후레임(70)에 받쳐진 상태로 승강부(110)의 작동으로 상승(지상형 주차타워 스타일의 경우), 또는 하강(지하형 주차타워 스타일의 경우)된 자전거는 빈 파렛트(11)를 찾기 위해 구동부(100)의 작동으로 좌우 이동된다.
구동부(100)의 구성은 하부후레임(51)에 구비된 주행모터(101)가 주행로울러(102)를 구동시켜 하부레일(51)을 따라 주행되는 것이며, 상부레일(50)에는 상부틀체(61)에 구비된 가이드롤러(103)들이 수개 부착되어 좌우 구동을 가이드하게 된다.
빈 파렛트(11)의 위치로 스테커 후레임(70)이 이동된 후에는 다시 로봇(80)이 작동되어 파렛트(11)에 자전거를 밀어서 탑재시키게 된다.
탑재가 완료된 후에는 자전거의 앞바퀴를 물고 있던 홀더(81)가 실린더(82) 작동으로 물림 해제된 후 다시 복귀된다.
한편, 빈 파레트(11)의 방향이 격납실(10)내에서 반대측에 위치될 경우를 위해서는 스테커 선회수단(90)에 의해 약 180도 선회시키게 된다.
즉, 스테커 메인후레임(60)은 사각형틀로 짜여진 상단부가 상부틀체(61)에 축베어링(91)을 축으로 선회가능하게 연결되어 있으며, 하부는 하부틀체(62)의 상 부에 받쳐진 상태로 터닝기어(92)가 터닝모터(93)의 동력을 전달하는 기어(94)에 치차 결합되어 있다.
따라서, 터닝모터(93)의 회전으로 기어(94)가 터닝기어(92)를 구동하는 것에 의해 축베어링(91)을 축으로 스테커 메인후레임(60)이 약 360도 자유롭게 선회가능하게 되는 것이다.
도 3의 평면도로 도시한 바와 같이 각 코너부에서는 파렛트(11)를 중앙을 향하게 약간 경사지게 배치하는 경우도 있는데, 이 경우에도 스테커 선회수단(90)의 작동으로 로봇(80)을 탑재한 스테커 후레임(70)이 각도 조절되어 자전거를 경사진 파렛트(11)에 탑재 내지 인출시킬 수가 있는 것이다.
이상은 본 발명의 장치에 의해 자전거가 주차되는 과정을 도면과 함께 설명하였으나, 출고되는 과정은 이와 역순서로 이루어지게 된다.
도 1은 격납실에 출입구가 설치되는 구조를 보인 단면도.
도 2는 격납실의 내부 양측에 파렛트들이 상하 다층으로 배치되고 그 중앙에 리프트 스테커 후레임이 설치되는 구조를 보인 단면도.
도 3은 중앙에 횡으로 상, 하부레일이 배치되어 스테커 후레임 및 안내레일 이 좌우로 이동가능하게 배치된 상태에서 그 양측에 다수의 파렛트들이 배치되는 구조를 보인 평면도.
도 4는 도 1의 정면도.
도 5는 본 발명의 요부 작동상태를 보인 사시도.
도 6은 스테커 후레임의 구동부와 선회수단이 설치되는 구조를 보인 사시도.
도 7은 로봇의 요부 구조를 보인 분해 사시도.
도 8a는 로봇이 자전거의 앞바퀴를 홀딩하는 상태를 보인 요부 정면도.
도 8b는 로봇이 자전거의 앞바퀴를 홀딩하는 상태를 보인 요부 평면도.
도 9는 파렛트에 자전거가 수납된 상태를 보인 사시도.
도 10은 앞바퀴홀딩수단의 작동 구조를 보인 요부 사시도.
도 11은 파렛트에 앞바퀴홀딩수단이 설치된 상태의 정면도.
도 12a는 앞바퀴홀딩수단에 의해 앞바퀴가 로킹된 상태의 측면도.
도 12b는 앞바퀴홀딩수단의 로킹이 해제되어 앞바퀴 이동이 자유로운 상태를 보인 측면도.
*도면 중 주요 부호에 대한 설명*
10 - 격납실 11 - 파렛트
40 - 안내레일 60 - 스테커 메인후레임
70 - 스테커 후레임 80 - 로봇
81 - 홀더 82 - 실린더
83 - 구동모터 90 - 선회수단
100 - 구동부 110 - 승강부
120 - 앞바퀴홀딩수단

Claims (4)

  1. 지상에 자전거 주차를 위한 출입구(12)가 구비되며, 복수층으로 양측에 파렛트(11)들이 각각 배치되는 격납실(10)과;
    상기 격납실(10)의 내측 상하부에 횡으로 가로질러서 고정 설치되는 상, 하부레일(50)(51)과;
    상기 상, 하부레일(50)(51)을 따라 구동부(100)의 작동으로 좌우 구동되는 스테커 메인후레임(60)과;
    상기 스테커 메인후레임(60)의 안내로 승강부(110)의 작동으로 상하 승강되는 스테커 후레임(70)과;
    상기 스테커 후레임(70)의 상부에 얹혀지는 안내레일(40)과;
    이 안내레일(40)의 안내로 자전거의 앞바퀴를 홀딩한 상태로 수평 이동시키는 로봇(80)과;
    상기 스테커 메인후레임(60)의 상단부가 상부틀체(61)에 축베어링(91)을 축으로 선회가능하게 연결되고, 하부는 하부틀체(62)의 상부에 받쳐진 상태로 터닝기어(92)가 터닝모터(93)의 동력을 전달하는 기어(94)에 치차 결합되어 터닝모터(93)의 회전으로 기어(94)가 터닝기어(92)를 구동하는 것에 의해 축베어링(91)을 축으로 스테커 메인후레임(60)이 선회하는 스테커 선회수단(90)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 자전거 주차장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 로봇(80)은 한쌍의 홀더(81)가 실린더(82)의 전후진 작동으로 자전거의 앞바퀴를 홀딩, 또는 분리시키며 구동모터(83)의 구동으로 롤러(84)가 안내레일(40)을 따라 각각 전, 후진 이동됨을 특징으로 하는 로봇을 이 용한 자전거 주차장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 파렛트(11)에는 스테커 후레임(70)의 선단 저면에 설치된 실린더의 작동으로 실린더바(121)의 끝단에 형성된 롤러(122)가 그로브(123) 사이에서 진퇴하는 것에 의해 파렛트(11) 양 측면에 인장스프링(124)으로 탄력 설치된 고정바(125)가 자전거 앞바퀴를 조이거나 조임 해제하는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 자전거 주차장치.
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