KR101725644B1

KR101725644B1 - 자동화물 시스템용 이동셔틀

Info

Publication number: KR101725644B1
Application number: KR1020150106258A
Authority: KR
Inventors: 장윤석; 서명덕; 이기중; 이종희
Original assignee: 한국항공대학교산학협력단
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2015-07-28
Publication date: 2017-04-11
Also published as: KR20170013519A

Abstract

본 발명은 자동화물 시스템의 이동셔틀에 관한 것으로, 화물이 실리는 화물 수용공간의 일부가 구비되는 제1바디와, 제1바디에 연결되며, 화물 수용공간의 나머지가 구비되는 제2바디를 포함하며, 이동을 위하여 복수의 롤러가 구비되는 바디부와, 화물 수용공간의 내측 양면에 구비되어 화물 수용공간의 전방이나 후방으로 인출되어 화물을 화물 수용공간으로 출입시키기 위한 텔레스코프 암과, 제1바디와 제2바디에 설치되어 텔레스코프 암을 화물 수용공간의 내측면에서 외부로 이동시키기 위한 텔레스코프암 구동부와, 바디부에 구비되며, 화물 수용공간의 너비를 조절하기 위한 화물 수용공간 너비조절유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 화물을 실어서 랙 구조물로 이동시키는 이동셔틀에서 화물이 실리는 화물수용공간의 너비를 조절하기 위한 화물 수용공간 너비조절유닛이 구비되어 화물 수용공간의 너비가 조절되도록 구성됨으로써, 다양한 크기의 화물을 이동시켜 랙 구조물에 보관할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동화물 시스템용 이동셔틀 {MOVING SHUTTLE FOR GOODS DESTINATION SYSTEM}

본 발명은 자동화물 시스템용 이동셔틀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 층으로 된 랙 구조물에서 물건을 빼고 넣는 이동셔틀에서 물건을 싣기 위한 수용공간을 확장시킬 수 있는 자동화물 시스템용 이동셔틀에 관한 것이다.

일반적으로, 물류 자동화 분야에서 사용이 확대되고 있는 자동화물 시스템은 하물을 보관하기 위한 랙을 가지는 랙 구조물, 하물을 자동창고 내, 외부로 선택적으로 입고 또는 출고시키는 작업대, 랙 구조물 측면을 따라 설치된 가이드 레일을 따라 이동하여 제어장치의 제어에 의해 작업대의 하물을 랙 구조물의 랙에 입고시키거나 랙 구조물의 랙에 안치된 하물을 출고시키는 스태커 크레인으로 구성된다. 이러한 자동화물 시스템을 자동창고라고도 한다.

이러한 자동 화물 창고 시스템이 일본 공개특허공보 특개2009-143651(특허문헌1)에 개시되어 있다.

상기 특허문헌 1에 개시된 종래의 자동 화물 창고 시스템은 일정간격 이격되고 서로 마주보고 2열로 설치되며 화물을 보관하기 위한 2열 선반, 2열 선반 사이의 지면에 설치되는 레일, 레일을 따라 이동하면서 2열 선반으로 물건을 넣고 빼기 위한 스태커 크레인, 스태커 크레인을 제어하기 위한 제어부를 포함한다.

이러한, 종래의 자동화물 시스템은 화물을 보관하기 위해서는 스태커 크레인을 2열로 된 선반의 양끝 밖으로 이동시킨 후에, 화물을 스태커 크레인에 싣게 된다. 그러면, 스태커 크레인은 제어부의 제어로 2열로 된 선반 사이로 이동하되 화물을 비어 있는 적재 공간이 있는 곳으로 이동한 후에 화물을 선반의 적재공간으로 옮겨 놓는다.

상기와 같은 종래의 자동화물 시스템은 하나의 스태커 크래인이 지면에 놓인 레일을 따라 이동하면서 화물을 실어서 선반에 올리거나 내리도록 구성되어 있어 많은 화물을 선반에 올리거나 내리기 위해서는 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 다수의 화물을 신속하게 반출하고 반입하기 위하여, 복수의 랙 구조물을 2열 이상으로 구성하고, 2열의 복층 랙구조물 사이에 이동셔틀을 각층마다 배치하여 왕복 이동하면서 화물을 반출하거나 반입할 수 있는 자동화물 시스템이 제안되었다.

이 자동화물 시스템에서 이동셔틀은 2열된 복층 랙 구조물 사이를 이동하면서 화물을 싣고 이동하면서 랙 구조물에 넣거나 꺼내는 역할을 하는 것으로, 화물을 싣기 위한 화물 수용공간이 일정한 너비로 형성된다.

이와 같은 종래의 이동셔틀은 화물 수용공간이 일정한 너비가 정해진 상태에 있기 때문에, 이동셔틀의 화물수용공간보다 큰 화물을 랙 구조물에 보관할 수 없어 화물을 보관하는데 한정적인 문제점이 있었다.

한국 공개특허공보 10-2011-0074901 (2011.07.04)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 요구를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 화물이 싣기 위한 화물수용공간의 너비를 조절하도록 구성함으로써, 랙 구조물에 다양한 크기의 화물을 보관할 수 있도록 한 자동화물 시스템용 이동셔틀을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 화물을 싣고 다니면서 화물을 랙구조물에서 외부로 인출시키거나 외부에서 랙구조물에 보관하는 자동화물 시스템용 이동셔틀에 있어서, 화물이 실리는 화물 수용공간의 일부가 구비되는 제1바디와, 제1바디에 연결되며, 화물 수용공간의 나머지가 구비되는 제2바디를 포함하며, 이동을 위하여 복수의 롤러가 구비되는 바디부와, 화물 수용공간의 내측 양면에 구비되어 화물 수용공간의 전방이나 후방으로 인출되어 화물을 화물 수용공간으로 출입시키기 위한 텔레스코프 암와, 제1바디와 제2바디에 설치되어 텔레스코프 암을 화물 수용공간의 내측면에서 외부로 이동시키기 위한 텔레스코프암 구동부와, 바디부에 구비되며, 화물 수용공간의 너비를 조절하기 위한 화물 수용공간 너비조절유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 너비조절유닛은, 제1바디에 회전 가능하게 결합되는 회전부재와, 제2바디에 구비되되, 회전부재와 나사 결합되는 소켓과, 회전부재를 회전시키기 위한 동력을 발생시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 회전부재는, 구동모터의 구동축에 결합되어 회전되며, 소켓에 나사 결합되는 스크류 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 소켓은, 제2바디에 형성되되, 회전부재가 나사 결합되도록 내주면이 나사산이 형성되는 나사홈으로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 화물 수용공간 너비조절유닛을 구성하는 구성인 소켓, 회전부재, 제2모터는 적어도 하나 이상으로 구성되되, 제2모터가 복수로 구성되면, 제어부에 의해 동시에 구동되도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 화물을 실어서 랙 구조물로 이동시키는 이동셔틀에서 화물이 실리는 화물수용공간의 너비를 조절하기 위한 화물 수용공간 너비조절유닛이 구비되어 화물 수용공간의 너비가 조절되도록 구성됨으로써, 다양한 크기의 화물을 이동시켜 랙 구조물에 보관할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동화물 시스템을 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 자동화물 시스템용 이동셔틀을 도시한 정면도.
도 3은 도 1의 자동화물 시스템용 이동셔틀을 도시한 평면도.
도 4와 도 5는 도 2의 이동셔틀의 사용상태를 도시한 정면도.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동화물 시스템을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 자동화물 시스템용 이동셔틀을 도시한 정면도이며, 도 3은 도 1의 자동화물 시스템용 이동셔틀을 도시한 평면도이다. 도 4와 도 5는 도 2의 이동셔틀의 사용상태를 도시한 정면도이다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동화물 시스템(100)은, 적재공간이 복층으로 된 랙 구조물(110)이 한 쌍 이상으로 구성되되, 한 쌍이 서로 일정간격 이격되어 배치되되, 각 랙 구조물(110)의 양단부에 화물(G)을 반입하거나 반출하기 위한 리프트 유닛(130)이 각각 구성되며, 한 쌍의 랙 구조물(110) 사이로 이동셔틀(200)이 한 쌍의 랙 구조물(110)의 각 층마다 구비되어 구성된다.

부호 120은, 랙 구조물(110)의 양단부에 각각 구비되어 리프트 유닛(130)에 의해 랙 구조물(110)로 이동되는 화물(G)을 임시로 대기시키기 위한 대기 컨베이어 유닛이다.

이동셔틀(200)은 2열로 된 랙 구조물(110) 사이로 왕복 이동하면서 화물(G)을 실어다가 랙 구조물(110)에 집어 넣거나 외부로 출고하는 것으로, 바디부(210), 화물 수용공간(220), 구동유닛(230), 텔레스코프암(250), 텔레스코프암 구동부(260), 화물수용공간 너비조절유닛(270)을 포함한다.

바디부(210)는 이동셔틀(200)의 외형을 형성하면서 다수의 부품들을 설치하기 위한 설치공간(212)을 형성한다. 즉, 바디부(210)는 내측에 후술하는 구동유닛(230), 텔레스코프암 구동부(260) 등의 부품들을 설치하기 위한 설치공간(212)을 구비한다. 설치공간(212)은 중앙부에 형성된 화물 수용공간(220)을 중심으로 바디부(210)의 양측에 형성된다.

여기서, 바디부(210)는 제1바디(213)와 제2바디(214)로 구성되며, 제1바디(213)와 제2바디(214)는 후술하는 화물수용공간 너비조절유닛(270)에 의해 연결되어 제1바디(213)와 제2바디(214) 사이가 벌어지도록 구성된다.

화물 수용공간(220)은 바디부(210)의 중앙부에 함몰된 형태로 형성되며, 그 전방과 후방이 개방되어 형성된다. 이는 이동셔틀(200)은 양측이 전후진 방향으로 배치되어 왕복 운동하고, 전방과 후방이 랙 구조물(110) 쪽을 향하여 개방된 상태로 형성되어 개방된 전방과 후방을 통하여 화물을 화물 수용공간(220)으로 싣거나 내리게 된다.

여기서, 화물 수용공간(220)은 제1바디(213)와 제2바디(214)에 각각 'L' 자형상의 공간이 형성된 후에, 제1바디(213)와 제2바디(214)가 후술하는 화물수용공간 너비조절유닛(270)에 의해 연결될 때 하나의 공간으로 형성되어 구성된다.

구동유닛(230)은 이동셔틀(200)을 랙 구조물(110)에서 왕복 이동하도록 동력 발생시켜 이동셔틀(200)을 이동시키기 위하여 구비되는 것으로, 제1모터(231), 배터리(235), 구동기어(232), 종동기어(233), 롤러샤프트(234), 롤러(240)를 포함한다.

제1모터(231)는 바디부(210)의 설치공간(212)에 설치되며 후술하는 배터리(235)로부터 전기를 공급받아 작동되며 회전력을 발생한다.

배터리(235)는 바디부(210)의 양측 설치공간(212) 중 어느 한곳의 설치공간(212)에 설치되되 제1모터(231)로 전기를 공급한다. 이 배터리(235)는 제1모터(231)와 함께 동일한 설치공간(212)에 설치될 수 있으나, 바디부(210)의 무게 밸런스를 위하여 제1모터(231)와 별도로 설치되어 전선으로 연결되어 구성된다.

구동기어(232)는 제1모터(231)에 직접 결합되어 회전하게 되며, 제1모터(231)의 구동시 회전하게 된다.

종동기어(233)는 구동기어(232)에 치합되어 제1모터(231)에 의해 발생되는 회전력을 감소시키거나 회전력을 그대로 후술하는 롤러(240)로 전달하기 위한 것으로, 한 쌍의 롤러(240)를 연결하는 롤러샤프트(234)에 결합된다.

롤러샤프트(234)는 종동기어(233)가 결합되어 있으며, 바디부(210)의 전방과 후방에 각각 구비되는 한 쌍의 롤러(240)가 결합된다. 즉, 롤러샤프트(234)는 바디부(210)의 외측에서 전방과 후방에 각각 구비되는 한 쌍의 롤러(240)를 연결하며, 제1모터(231)의 구동에 의해 회전되며 한 쌍의 롤러(240)를 회전시키는 역할을 한다.

롤러(240)는 복수의 쌍으로 구성되며, 복수의 쌍 중 적어도 한 쌍의 롤러(240)가 제1모터(231)에 연결되어 동력을 전달받도록 구성되되, 본 발명의 일실시예에서는 한 쌍의 롤러(240)가 롤러샤프트(234)와 종동기어(233)에 의해 제1모터(231)에 연결되어 구성된다.

즉, 한 쌍의 롤러(240)만이 제1모터(231)에 연결되어 동력을 받도록 구성되고, 나머지 쌍들의 롤러(240)는 바디부(210)의 전후방에 각각 회전 가능하게 결합되어 한 쌍의 롤러(240)가 제1모터(231)에 의해 회전되어 이동셔틀(200)이 이동될 때 회전된다.

여기서, 롤러(240)들은 모두 바디부(210)의 양측부를 향하여 배치되어 회전되도록 구성되어 이동셔틀(200)의 양측부가 이동되는 방향을 향한 상태로 이동되도록 하는 역할을 한다.

텔레스코프암(250)은 바디부(210)의 화물 수용공간(220)의 내측에 설치되어 화물 수용공간(220)에서 바디부(210)의 전방이나 후방으로 돌출되도록 구성되어 랙 구조물(110)의 화물을 화물 수용공간(220)으로 이동시키거나 화물 수용공간(220)에서 외측 즉, 랙 구조물(110)이나 외부로 배출하는 역할을 한다. 이 텔레스코프암(250)은 별도의 텔레스코프암 구동부(260)에 작동되어 화물 수용공간(220)에서 외측(바디부의 전방이나 후방) 즉, 랙 구조물을 향하여 돌출되도록 구성된다. 여기서, 텔레스코프암(250)은 화물 수용공간(220)의 양쪽 내측면에 각각 구비되도록 한 쌍으로 구성된다.

텔레스코프암(250)의 양단부에는 화물의 외측면을 걸어서 화물을 당길 수 있도록 하는 걸림부재(251)가 회동 가능하게 구비된다. 이 걸림부재(251)는 별도의 회전유닛 즉, 모터에 의해 일정각도로 왕복 회전되도록 구성된다.

텔레스코프암 구동부(260)는 한 쌍의 텔레스코프암(250)에 각각 연결되는 모터로 구성되며, 각각의 모터는 제어부(미도시)에 연결되어 동시에 구동된다.

한편, 이동셔틀(200)은 다양한 크기의 화물을 화물 수용공간(220)에 싣기 위하여 화물 수용공간(220)의 너비를 조절하기 위한 화물수용공간 너비조절유닛(270)을 더 포함한다.

화물수용공간 너비조절유닛(270)은 제1바디(213)와 제2바디(214) 사이를 벌려서 화물 수용공간(220)의 너비를 확장시키기 위한 것으로, 회전부재(271), 소켓(272), 제2모터(273)를 포함한다.

회전부재(271)는 제1바디(213)에 회전 가능하게 설치된다. 이 회전부재(271)는 후술하는 제2모터(273)에 의해 발생되는 동력에 의해 회전된다. 이 회전부재(271)는 제2모터(273)에 의해 회전될 때 제2바디(214)를 전후진 시키기 위하여 스크류 형상(볼트 형태)으로 형성된다.

소켓(272)은 회전부재(271)와 결합되되, 회전부재(271)의 회전시 회전부재(271)에 대하여 전후진 하는 것으로, 제2바디(214)에 형성된다. 이 소켓(272)은 스크류 형상으로 된 회전부재(271)에 대응되는 형상인 내측면에 나사산이 형성되는 나사홈으로 구성된다. 즉, 소켓(272)과 회전부재(271)는 나사 결합된다.

제2모터(273)는 제1바디(213)에 구비되어 회전력을 발생시켜 회전부재(271)를 회전시키도록 구성되며, 제2모터(273)의 구동축에 회전부재(271)가 결합된다.

여기서, 회전부재(271)와 제2모터(273)를 제2바디(214)에 구비하고, 소켓(272)을 제1바디(213)에 구비하여 제2바디(214)에서 제1바디(213)가 이격되도록 구성할 수도 있다.

화물 수용공간 너비조절유닛(270)을 구성하는 회전부재(271), 소켓(272), 제2모터(273)가 각각 적어도 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 복수로 구성되는 경우 제1바디(213)에 대하여 제2바디(214)를 신속하게 이동시킬 수 있다. 여기서, 제2모터(273)를 복수로 구성할 경우에는 복수의 제2모터(273)가 동시에 구동될 수 있도록 구성한다.

여기서, 이동셔틀(200)은 별도로 구비되는 제어부에 의해 작동되며, 이동셔틀(200)에 구비되는 화물 수용공간 너비조절유닛(270)도 제어부에 의해 작동되도록 구성된다.

상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 자동화물 시스템용 이동셔틀에 대한 작용을 간략하게 설명하기로 한다.

먼저, 화물을 랙 구조물(110)에 저장하거나 랙 구조물(110)의 화물을 외부로 꺼내기 위해서는 이동셔틀(200)을 작동시켜 랙 구조물(110)의 화물이나 외부의 화물 쪽으로 이동시킨다.

이때, 화물의 크기가 이동셔틀(200)에 구비되는 화물 수용공간(220)의 너비보다 커서 화물을 싣지 못하므로, 화물 수용공간(220)에 구비되는 화물 수용공간 너비조절유닛(270)을 작동시켜 화물 수용공간(220)을 확장 시켜 화물을 실어야 한다.

따라서, 제어부에 의해 화물 수용공간 너비조절유닛(270)의 제2모터(273)가 작동된다. 그러면, 제2모터(273)의 구동축에 결합되는 회전부재(271)가 회전하게 된다.

이 회전부재(271)가 회전하게 되면, 회전부재(271)에 나사 결합되는 소켓(272)을 갖는 제2바디(214)가 이동 하게 된다. 즉, 회전부재(271)의 정회전이나 역회전에 의해 소켓(272)이 형성된 제2바디(214)가 전후진 하게 되는 것이다.

따라서, 회전부재(271)의 회전에 의해 제2바디(214)가 제1바디(213)로부터 이격되는 방향으로 이동되는 것이다. 즉, 이동셔틀(200)의 화물 수용공간 너비조절유닛(270)에 의해 화물 수용공간(220)의 너비가 넓어진다.

이후에, 이동셔틀(200)의 텔레스코프암(250)을 작동시키는 텔레스코프암 구동부를 작동시켜 동력을 발생시켜 화물을 이동셔틀(200)의 화물 수용공간(220)에 싣는다.

이렇게 이동셔틀(200)의 화물수용공간(220)에 화물이 실리면 이동셔틀(200)의 제1모터(231)를 작동시켜 이동셔틀(200)을 랙 구조물(110)의 화물 보관하기 위한 위치까지 이동시킨다.

이후에, 이동셔틀(200)에 구비된 텔레스코프암(250)을 작동시켜 화물수용공간(220)에 실린 화물을 랙 구조물(110)의 화물칸에 내리게 된다.

상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 자동화물 시스템용 이동셔틀에 의하면, 화물을 실어서 랙 구조물(110)로 이동시키는 이동셔틀(200)에서 화물이 실리는 화물수용공간(220)의 너비를 조절하기 위한 화물수용공간 너비조절유닛(270)이 구비되어 화물수용공간(220)의 너비가 조절되도록 구성됨으로써, 다양한 크기의 화물을 이동시켜 랙 구조물(110)에 보관할 수 있는 효과가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

G : 화물
100 : 자동화물 시스템
110 : 랙 구조물 120 : 대기 컨베이어유닛
130 : 리프트 유닛
200 : 이동셔틀
210 : 바디부 212 : 설치공간
213 : 제1바디 214 : 제2바디
220 : 화물 수용공간
230 : 구동유닛 231 : 제1모터
232 : 구동기어 233 : 종동기어
234 : 롤러샤프트 235 : 배터리
240 : 롤러
250 : 텔레스코프암 251 : 걸림부재
260 : 텔레스코프암 구동부
270 : 화물수용공간 너비조절유닛 271 : 회전부재
272 : 소켓 273 : 제2모터

Claims

화물을 싣고 다니면서 화물을 랙구조물에서 외부로 인출시키거나 외부에서 랙구조물에 보관하는 자동화물 시스템용 이동셔틀에 있어서,
화물이 실리는 화물 수용공간의 일부가 구비되고 내측에 설치공간이 구비되는 제1바디 및 제1바디에 연결되며 화물 수용공간의 나머지가 구비되고 내측에 설치공간이 구비되는 제2바디를 포함하며, 이동을 위하여 복수의 롤러가 구비되는 바디부;
제1바디의 설치공간에 설치되며 회전력을 발생하는 제1모터, 제1모터에 결합되어 회전하는 구동기어, 구동기어에 치합되어 회전하는 종동기어, 종동기어에 결합되어 회전하는 롤러샤프트, 롤러샤프트의 양단에 회전 가능하게 결합되어 이동셔틀을 랙 구조물에서 왕복 이동시키는 롤러, 제2바디의 설치공간에 설치되며 제1모터로 전기를 공급하는 배터리를 포함하는 구동유닛;
화물 수용공간의 내측 양면에 구비되어 화물 수용공간의 전방이나 후방으로 인출되어 화물을 화물 수용공간으로 출입시키며, 화물의 외측면을 걸어서 화물을 당길 수 있도록 하는 걸림부재가 회동 가능하게 구비된 텔레스코프 암;
제1바디와 제2바디에 설치되어 텔레스코프 암을 화물 수용공간의 내측면에서 외부로 이동시키기 위한 텔레스코프암 구동부;
바디부에 구비되며, 화물 수용공간의 너비를 조절하기 위한 화물 수용공간 너비조절유닛;을 포함하며,
너비조절유닛은, 제1바디에 구비되어 회전력을 발생시키는 제2모터; 제2모터의 구동축에 회전 가능하게 결합되며, 스크류 형상으로 형성된 회전부재; 제2바디에 구비되며, 회전부재와 나사 결합되도록 내주면에 나사산이 형성된 소켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화물 시스템용 이동셔틀.
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청구항 1에 있어서,
화물 수용공간 너비조절유닛을 구성하는 구성인 소켓, 회전부재, 제2모터는 적어도 하나 이상으로 구성되되,
제2모터가 복수로 구성되면, 제어부에 의해 동시에 구동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동화물 시스템용 이동셔틀.