KR101790285B1 - 화물 카트 연동 물류이송용 이송로봇 - Google Patents

화물 카트 연동 물류이송용 이송로봇 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 화물 카트와 연동하여 물건을 이송하는 이송로봇에 있어서, 상기 화물 카트와 결합하는 도킹부; 상기 도킹부를 지지하는 도킹판; 상기 도킹판과 결합하여, 상기 도킹부 및 상기 도킹판을 이동시키는 도킹 상승하강부; 및 상기 이송로봇을 하나 이상의 방향으로 이동시키는 바퀴구동부;를 포함하는 이송로봇을 개시한다.

Description

화물 카트 연동 물류이송용 이송로봇{Mobile robot for delivery system interlocking freight cart}
본 발명은 물류 처리장 내에서 물건을 무인으로 이송해주는 이송로봇에 관한 것으로, 상세하게는 물건을 담는 화물 카트와 결합 및 탈착하여 화물 카트를 원하는 지점에 자동으로 이송해주는 이송로봇에 관한 것이다.
기존의 물류이송로봇은 물건을 직접 들어 이송하는 경우가 대부분이다. 이는 물건을 집거나 들어주는 부대장치 또는 파렛트 등이 필요한 문제점이 있다. 또한 부대장치나 파렛트를 들어 이송하기 위해서는 이송로봇의 구동부의 토크가 크도록 설계해야 하는 단점이 있다.
대한민국 특허등록 10-1319045는 테이블 위에 물건을 놓는 파렛트를 리프팅 장치가 있는 이송로봇이 리프팅하여 물건을 이송하는 방법을 개시하고 있다. 이때 파렛트의 밸런싱 상태를 센서로 감지하고 문제발생시 경고표시토록 하고 있다. 이 특허는 물건을 리프팅할 때 정교하게 밸런싱을 해야 하는 장치가 필요하고, 밸런싱 장치가 고장날 경우는 물건을 이송할 수 없을 뿐만 아니라, 균형이 틀어지면 물건이 떨어지는 심각한 사고가 발생할 수도 있다. 또한 물건과 파렛트를 리프팅하여 이송해야 하므로 로봇의 바퀴 구동부에 토크가 큰 모터나 엑츄에이터를 장착해야 하므로 가격이 상승하는 단점을 가진다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명은 기존 물류이송로봇이 물건을 들기 위한 부대장치 또는 파렛트를 리프팅하여 발생하는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 바퀴가 달린 화물 카트를 이송로봇이 도킹하여 화물을 운반함으로써 화물용 부대장치나 파렛트를 리프팅하는데 밸런싱 장치가 필요 없어지게 되어, 밸런싱에 의한 사고를 방지하고 밸런싱을 하는데 소요되는 시간이 불필요해짐으로써 신속한 화물 이송이 가능해지는 것을 목적으로 한다. 또한 바퀴가 달린 화물 카트를 이송하기 때문에 이송로봇의 바퀴 구동부에 장착되는 모터나 엑츄에이터가 적은 토크로도 운반이 가능하여 이송로봇의 가격을 낮추는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 화물 카트와 연동하여 물건을 이송하는 이송로봇에 있어서, 상기 화물 카트와 결합하는 도킹부; 상기 도킹부를 지지하는 도킹판; 상기 도킹판과 결합하여, 상기 도킹부 및 상기 도킹판을 이동시키는 도킹 상승하강부; 및 상기 이송로봇을 하나 이상의 방향으로 이동시키는 바퀴구동부;를 포함하는 이송로봇을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 도킹부는 상기 화물 카트와의 도킹 상태를 검출할 수 있는 도킹 센서를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 화물 카트에는 하나 이상의 도킹 마커가 더 형성되며, 상기 도킹 센서가 상기 도킹 마커를 검출하여 상기 화물 카트와 상기 이송로봇 간의 상대적인 위치가 측정될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 도킹 센서의 검출신호에 따라 상기 바퀴 구동부를 제어하여 상기 이송로봇과 상기 화물 카트의 상대적인 위치를 조절하는 로봇제어부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 화물 카트는 복수 개의 바퀴다리 및 복수 개의 정지다리를 포함하고, 상기 도킹 상승하강부가 이동하면 상기 도킹 상승하강부에 의해 상기 정지다리가 이동할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 정지다리의 일 단부에는 상기 정지다리에 소정의 탄성력을 제공하는 탄성부가 구비될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 도킹 상승하강부가 상승하면 상기 도킹 상승하강부에 의해 상기 정지다리가 상승하여 지면으로부터 일정 정도 이격될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 바닥의 안내선이나 안내마커를 인식하여 이송로봇이 목적하는 위치로 이동하도록 안내하는 바닥 센서를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 주변의 장애물을 감지하여 이송로봇이 정지하거나 장애물을 회피하도록 하는 장애물 센서를 더 구비할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 화물 카트 연동 물류이송용 이송로봇에 의해, 이송로봇이 화물 카트와 도킹하여 이동하므로 화물용 파렛트, 화물과 파렛트를 집거나 들기 위한 장치가 필요 없게 되어 이송로봇의 가격이 줄어들고 화물처리속도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 화물 카트 연동 물류이송용 이송로봇에 의해 이송로봇이 화물 카트와 도킹하여 이동하므로 화물용 파렛트를 집거나 들 때 화물의 균형을 잡기 위한 밸랜스 장치가 필요 없게 되어 이송로봇 가격이 줄어들고 처리속도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 화물 카트 연동 물류이송용 이송로봇은 이송로봇이 바퀴 달린 화물 카트와 도킹하여, 화물의 지지는 화물 카트가 담당하고 이송로봇은 바퀴를 굴리는 힘만 필요하게 되므로 이송로봇의 바퀴 구동부의 토크가 적어도 되어, 저가격의 바퀴 구동부를 사용할 수 있어 이송로봇의 크기와 가격이 줄어드는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 카트 연동 물류이송용 이송로봇 및 화물 카트를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 화물 카트와 이송로봇의 정면도이다.
도 3은 도 1의 이송로봇의 내부 구성도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 카트 연동 물류이송용 이송로봇 및 화물 카트를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 화물 카트와 이송로봇의 정면도이고, 도 3은 도 1의 이송로봇의 내부 구성도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명은 화물 카트(100)와 이송로봇(200)으로 구성된다.
화물 카트(100)는 카트 바퀴(110), 카트 서스펜션(111), 바퀴다리(112), 정지다리(120), 정지다리 발판(121), 탄성부(130), 다리 승강부(140), 도킹홀(150)을 포함한다.
상세히, 화물 카트(100)는 복수 개의 바퀴다리(112) 및 각 바퀴다리(112)의 일 단부에 형성된 카트 바퀴(110)를 가진다. 화물 카트(100)의 바퀴다리(112) 및 카트 바퀴(110)는 세 개, 네 개, 다섯 개 또는 그 이상일 수 있다. 화물 카트(100)의 바퀴다리(112)는 화물을 안전하게 지지하는 구조를 가진다.
카트 바퀴(110)는 캐스터, 볼 형태 등 다양한 구조를 가질 수 있으며 화물 카트(100)가 바닥을 자유롭게 굴러다닐 수 있도록 한다. 카트 바퀴(110)는 카트 서스펜션(111)을 가질 수 있어, 바닥이 고르지 못하더라도 모든 카트 바퀴(110)가 지면과 접촉할 수 있도록 하여 화물 카트(100)의 넘어짐이나 흔들림을 방지할 수 있다.
화물 카트(100)는 정지다리(120)를 가진다. 정지다리(120)는 한 개 이상일 수 있으며 카트 바퀴(110)에 의해 굴러다니는 화물 카트(100)를 제자리에 정지토록 하는 충분한 힘과 기능을 가진다. 정지다리(120)는 바닥과의 마찰력 증가와 바닥 보호를 위한 쿠션기능을 위해 고무, 플라스틱, 카본 등 다양한 재료로 형성된 정지다리 발판(121)을 가질 수 있다. 평소에 정지다리(120)는 정지다리(120)의 상부에 장착된 탄성부(130)에 의해 바닥과 접촉하여 화물 카트(100)가 정지토록 한다. 탄성부(130)는 원통 스프링, 판 스프링, 고무 등의 다양한 구조와 재료로 구성될 수 있으며 정지다리(120)가 바닥에 접촉하여 화물 카트(100)가 굴러가지 않고 충분히 정지하도록 힘을 발생토록 하는 기능을 가진다.
정지다리(120)는 다리 승강부(140)와 연결되어 있어, 이송로봇(200)의 도킹부(210)가 다리 승강부(140)를 위로 올리면 정지다리(120)를 올려 화물 카트(100)가 카트 바퀴(110)에 의해 굴러다닐 수 있게 된다. 이때 탄성부(130)는 이송로봇(200)의 도킹부(210)의 상승에 따라 충분히 변형하여 정지다리(120)가 상승하도록 한다.
화물 카트(100)는 도킹홀(150)을 가진다. 도킹홀(150)은 원형, 삼각형, 사각형 등 다양한 모양을 가질 수 있다. 도킹홀(150)은 1개 이상일 수 있다. 도킹홀(150)은 이송로봇(200)의 도킹부(210)가 통과할 수 있도록 충분히 커야한다. 이송로봇(200)의 도킹부(210)는 도킹홀(150)과 접속하여 화물 카트(100)를 구속하여 이송로봇(200)의 이동방향에 따라 화물 카트(100)를 움직일 수 있게 된다. 도킹홀(150)은 도킹부(210)와 결속하여 이송로봇(200)이 움직일 때 화물 카트(100)가 흔들리거나 돌아가지 않으며 파손되지 않도록 충분히 견고해야 한다.
이송로봇(200)은 도킹부(210), 도킹판(220), 도킹 상승하강부(230), 이동바퀴부(240) 등으로 구성된다.
도킹부(210)는 도킹홀(150)에 삽입가능하도록 형성되며, 도킹홀(150)과 대응되는 형상 및 개수로 형성될 수 있다. 도킹부(210)는 평판 형상의 도킹판(220) 상에 형성될 수 있다.
도킹 상승하강부(230)는 도킹부(210)와 도킹판(220)을 상승 및/또는 하강하는 역할을 수행한다. 평소에 도킹부(210)는 하강한 상태로 있다가, 이송로봇(200)이 화물 카트(100)의 아래로 들어가 도킹을 할 때 상승한다.
도킹부(210)는 도킹 센서(270)를 가지며, 도킹 센서(270)는 화물 카트(100)에 구비된 도킹 마커(271)를 이용하여 도킹부(210)가 화물 카트(100)의 도킹홀(150)에 정확히 위치하는지를 판별할 수 있다. 도킹 센서(270)는 포토센서, 근접센서, 시각센서 등일 수 있으며, 도킹 마커(271)는 반사판, 금속판, 인공마크 등으로 도킹 센서(270)와 쌍을 이루어 도킹 센서(270)와 도킹 마커(271)가 일직선상에 위치하는지를 판별하는데 사용할 수 있다. 도킹 센서(270)와 도킹 마커(271)의 쌍은 1쌍 이상일 수 있으며 이송로봇(200)과 화물 카트(100)가 동일 위치와 방향을 갖는지 판별할 수 있도록 한다.
이송로봇(200)의 로봇제어부(280)는 도킹 센서(270)의 검출신호에 따라 바퀴 구동부(240)를 제어하여 이송로봇(200)과 화물 카트(100)의 위치와 방향이 일치하도록 한다. 이송로봇(200)과 화물 카트(100)의 위치 및 방향이 일치하면 로봇제어부(280)는 도킹모터(232)를 구동하고 도킹 기구부(231)를 통해 도킹 상승하강부(230)를 상승시킨다. 도킹 상승하강부(230)의 상승에 따라 도킹부(210)는 상승하며 도킹홀(150)을 통과하여 다리 승강부(140)를 들어올린다. 또한 도킹 상승하강부(230)의 상승에 따라 도킹판(220)도 상승하며 도킹판(220)은 화물 카트(100)와 접촉하게 된다. 이때 도킹판(220)에 장착된 도킹 접촉 센서(221)는 도킹판(220)이 화물 카트(100)와 접촉되었는지를 검출하여 로봇제어부(280)로 피드백하며, 접촉이 검출되면 로봇제어부(280)는 도킹 모터(232)를 멈춘다. 도킹판(220)은 화물 카트(100)와 접촉하여 화물 카트(100)가 이송로봇(200)에 접속하여 이동할 때 흔들리지 않도록 충분한 면적을 가질 수 있다. 도킹 접촉 센서(221)는 1개 이상일 수 있으며 도킹이 이루어졌는지를 감지하고 이송 중에 발생할 수 있는 화물 카트(100)와 이송로봇(200)의 도킹분리를 감지하여 로봇을 비상정지하는데 사용할 수 있다.
이송로봇(200)은 바닥 센서(250)와 장애물 센서(260)를 가진다. 바닥 센서(250)는 바닥의 안내선이나 안내마커를 인식하여 로봇제어부(280)에 전달함으로써 이송로봇(200)이 목적하는 위치로 이동하도록 안내한다. 장애물 센서(260)는 주변의 장애물을 감지하여 로봇제어부(280)에 전달함으로써 로봇이 정지하거나 장애물을 회피하도록 한다.
본 발명의 화물 카트 연동 물류이송용 이송로봇에 의해, 이송로봇이 화물 카트와 도킹하여 이동하므로 화물용 파렛트, 화물과 파렛트를 집거나 들기 위한 장치가 필요 없게 되어 이송로봇의 가격이 줄어들고 화물처리속도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 화물 카트 연동 물류이송용 이송로봇에 의해 이송로봇이 화물 카트와 도킹하여 이동하므로 화물용 파렛트를 집거나 들 때 화물의 균형을 잡기 위한 밸랜스 장치가 필요 없게 되어 이송로봇 가격이 줄어들고 처리속도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 화물 카트 연동 물류이송용 이송로봇은 이송로봇이 바퀴 달린 화물 카트와 도킹하여, 화물의 지지는 화물 카트가 담당하고 이송로봇은 바퀴를 굴리는 힘만 필요하게 되므로 이송로봇의 바퀴 구동부의 토크가 적어도 되어, 저가격의 바퀴 구동부를 사용할 수 있어 이송로봇의 크기와 가격이 줄어드는 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 화물 카트
110: 카트 바퀴
111: 카트 서스펜션
112: 바퀴다리
120: 정지다리
121: 정지다리 발판
130: 탄성부
140: 다리 승강부
150: 도킹홀
200: 이송로봇
210: 도킹부
220: 도킹판
221: 도킹 접촉 센서
230: 도킹 상승하강부
231: 도킹 기구부
232: 도킹 모터
240: 바퀴 구동부
241: 바퀴 구동 모터
250: 바닥 센서
251: 센서처리부
260: 장애물 센서
270: 도킹 센서
271: 도킹 마커부
280: 로봇제어부

Claims (11)

  1. 화물 카트와 연동하여 물건을 이송하는 이송로봇에 있어서,
    상기 화물 카트와 결합하는 도킹부; 및
    상기 이송로봇을 하나 이상의 방향으로 이동시키는 바퀴 구동부;를 포함하고,
    상기 화물 카트는 복수개의 바퀴다리 및 승하강운동이 가능한 복수개의 정지다리를 포함하며,
    상기 도킹부와 상기 화물 카트의 결합 시, 상기 복수개의 정지다리가 상승하게 되어 상기 화물 카트는 상기 복수개의 바퀴다리에 의해 이동하고,
    상기 도킹부와 상기 화물 카트의 분리 시, 상기 복수개의 정지다리가 하강하게 되어 상기 화물 카트는 상기 복수개의 정지다리에 의해 정지하는 것을 특징으로 하는 이송로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도킹부를 지지하는 도킹판;
    상기 도킹판과 결합하여, 상기 도킹부 및 상기 도킹판을 이동시키는 도킹 상승하강부;를 더 포함하는 이송로봇.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도킹부는 상기 화물 카트와의 도킹 상태를 검출할 수 있는 도킹 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 이송로봇.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 화물 카트에는 하나 이상의 도킹 마커가 더 형성되며, 상기 도킹 센서가 상기 도킹 마커를 검출하여 상기 화물 카트와 상기 이송로봇 간의 상대적인 위치가 측정되는 것을 특징으로 하는 이송로봇.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 도킹 센서의 검출신호에 따라 상기 바퀴 구동부를 제어하여 상기 이송로봇과 상기 화물 카트의 상대적인 위치를 조절하는 로봇제어부를 더 포함하는 이송로봇.
  6. 삭제
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 도킹 상승하강부가 이동하면 상기 도킹 상승하강부에 의해 상기 정지다리가 이동하는 것을 특징으로 하는 이송로봇.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 정지다리의 제1 단부에는 상기 화물 카트에 결합되고, 상기 정지다리에 소정의 탄성력을 제공하는 탄성부가 구비되는 것을 특징으로 하는 이송로봇.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 도킹 상승하강부가 상승하면 상기 도킹 상승하강부에 의해 상기 탄성부가 압축되어 상기 정지다리가 상승하고, 상기 정지다리의 상기 제1 단부의 반대측 단부인 제2 단부가 지면으로부터 일정 정도 이격되는 것을 특징으로 하는 이송로봇.
  10. 제 1 항에 있어서,
    바닥의 안내선이나 안내마커를 인식하여 이송로봇이 목적하는 위치로 이동하도록 안내하는 바닥 센서를 더 포함하는 이송로봇.
  11. 제 1 항에 있어서,
    주변의 장애물을 감지하여 이송로봇이 정지하거나 장애물을 회피하도록 하는 장애물 센서를 더 구비하는 이송로봇.
KR1020150061762A 2015-04-30 2015-04-30 화물 카트 연동 물류이송용 이송로봇 KR101790285B1 (ko)

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