KR102224615B1

KR102224615B1 - 물류 자동 분류장치

Info

Publication number: KR102224615B1
Application number: KR1020200101835A
Authority: KR
Inventors: 김명호; 김대환
Original assignee: 에스씨에스(주)
Priority date: 2020-08-13
Filing date: 2020-08-13
Publication date: 2021-03-08

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 물류 자동 분류장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 물류 자동 분류장치는 컨베이어에 결합되어 컨베이어를 통해 이동하는 물건을 자동으로 분류하며, 컨베이어 유출단에 인접하여 배치되는 프레임과, 프레임 상단으로 노출되어 물건과 접하며, 컨베이어와 동일 평면 상에 컨베이어의 진행 방향인 제1 방향과 수직한 방향인 제2 방향을 따라 병렬로 배열된 복수 개의 이송롤러와, 각각의 이송롤러와 수평회전축으로 결합되어 이송롤러를 컨베이어와 같은 방향으로 회전시키는 복수 개의 브라켓과, 각각의 브라켓 하부에 수직하게 결합되어 브라켓을 수평 방향으로 회전시키는 복수 개의 수직회전축과, 각각의 수직회전축 하부에 결합되어 수평회전축과 평행하게 연장되는 복수 개의 조정아암을 포함하며, 제1 방향을 따라 직렬로 배열된 복수 개의 롤러라인과, 각각의 롤러라인 하부에 수평회전축과 나란하게 연장 배치되며, 복수 개의 이송롤러를 일괄적으로 회전 구동하는 구동롤러와, 각각의 이송롤러를 구동롤러에 걸어 동력을 전달하는 복수 개의 구동벨트와, 제1 방향을 따라 배열된 복수 개의 조정아암을 서로 회전 가능하게 연결하며, 제1 방향을 따라 나란히 형성된 복수 개의 연결링크와, 복수 개의 연결링크를 연결하여 고정하는 방향전환링크, 및 방향전환링크와 선회링크로 연결되어 방향전환링크를 수평 방향으로 선회시키는 선회구동부를 포함할 수 있다.

Description

물류 자동 분류장치{Auto classification machine for goods}

본 발명은 물류 자동 분류장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고속으로 이동하는 물건을 원하는 방향으로 정확하게 분류할 수 있고, 보다 다양한 각도로 물건의 이송 방향을 전환시킬 수 있는 물류 자동 분류장치에 관한 것이다.

일반적으로, 컨베이어 장치는 물건을 연속적으로 이송할 때 사용되는 것으로, 통상, 다양한 순환궤도를 갖는 프레임과, 프레임의 순환궤도 양단에 각각 축설되는 한 쌍의 스프라켓 또는 롤러와, 스프라켓 또는 롤러를 구동하는 모터, 및 한 쌍의 스프라켓 또는 롤러를 연결하는 체인 또는 벨트로 구성된다. 이러한 컨베이어 장치는 물류 창고, 택배 회사와 같이, 여러 종류의 물건이 적재되어 있는 곳에서 종류별, 크기별, 지역별로 물건을 분류하여 원하는 장소에 보낼 때 사용되거나, 분류된 물건을 출고하기 전에 일정 시간 보관을 위해 특정 장소에 보낼 때 사용될 수 있다. 컨베이어 장치는 물건을 신속하게 이송시킬 수 있는 장점이 있으나, 일 측에서 타 측으로 일 방향으로만 이송이 가능하므로 작업자가 분류 기준에 따라 일일이 물건을 분류해야 하는 번거로움이 있으며, 이에 따라, 작업 효율성과 생산성, 및 정확성이 저하될 수 밖에 없었다. 따라서, 컨베이어 장치 상에 분류장치인 디버터를 설치하여 물건을 분류하였으나, 종래의 디버터는, 롤러가 컨베이어의 이송 방향으로부터 30°~ 45°까지만 회전 가능하여 물건을 다양한 이송 방향으로 전환시키는 데 한계가 있다. 또한, 고속으로 이동하는 물건의 방향 전환 시 컨베이어의 이송 방향으로 작용하는 힘과 디버터의 변경 방향으로 작용하는 힘의 합력에 의해 물건이 디버터 또는 컨베이어를 이탈하는 문제가 있다.

이에, 고속으로 이동하는 물건을 원하는 방향으로 정확하게 분류할 수 있고, 다양한 이송 방향으로 물건을 전환시킬 수 있는 분류장치가 필요하게 되었다.

대한민국 공개특허 제10-2020-0001161호 (2020. 01. 06.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 고속으로 이동하는 물건을 원하는 방향으로 정확하게 분류할 수 있고, 보다 다양한 각도로 물건의 이송 방향을 전환시킬 수 있는 물류 자동 분류장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 물류 자동 분류장치는, 컨베이어에 결합되어 상기 컨베이어를 통해 이동하는 물건을 자동으로 분류하며, 상기 컨베이어 유출단에 인접하여 배치되는 프레임과, 상기 프레임 상단으로 노출되어 상기 물건과 접하며, 상기 컨베이어와 동일 평면 상에 상기 컨베이어의 진행 방향인 제1 방향과 수직한 방향인 제2 방향을 따라 병렬로 배열된 복수 개의 이송롤러와, 각각의 상기 이송롤러와 수평회전축으로 결합되어 상기 이송롤러를 상기 컨베이어와 같은 방향으로 회전시키는 복수 개의 브라켓과, 각각의 상기 브라켓 하부에 수직하게 결합되어 상기 브라켓을 수평 방향으로 회전시키는 복수 개의 수직회전축과, 각각의 상기 수직회전축 하부에 결합되어 상기 수평회전축과 평행하게 연장되는 복수 개의 조정아암을 포함하며, 상기 제1 방향을 따라 직렬로 배열된 복수 개의 롤러라인과, 각각의 상기 롤러라인 하부에 상기 수평회전축과 나란하게 연장 배치되며, 상기 복수 개의 이송롤러를 일괄적으로 회전 구동하는 구동롤러와, 각각의 상기 이송롤러를 상기 구동롤러에 걸어 동력을 전달하는 복수 개의 구동벨트와, 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수 개의 상기 조정아암을 서로 회전 가능하게 연결하며, 상기 제1 방향을 따라 나란히 형성된 복수 개의 연결링크와, 복수 개의 상기 연결링크를 연결하여 고정하는 방향전환링크, 및 상기 방향전환링크와 선회링크로 연결되어 상기 방향전환링크를 수평 방향으로 선회시키는 선회구동부를 포함한다.

상기 연결링크는, 복수 개의 상기 조정아암이 각각 결합되는 지점 사이가 외측으로 만곡되어 굴절구간을 형성할 수 있다.

상기 연결링크가 상기 수직회전축을 중심으로 선회하면, 상기 굴절구간 내측에 상기 수직회전축과 상기 구동벨트가 위치할 수 있다.

상기 선회링크는 상기 조정아암과 동일한 길이로 형성되어 동일한 방향으로 연장될 수 있다.

복수 개의 상기 롤러라인 중 상기 컨베이어 유출단에 인접한 제1 영역 내부에 배치된 일부는 제1 롤러라인유닛을 형성하고, 상기 제1 영역 후방에 위치한 제2 영역 내에 배치된 나머지 일부는 제2 롤러라인유닛을 형성할 수 있다.

상기 선회구동부는, 상기 제1 롤러라인유닛을 이루는 복수 개의 제1 연결링크를 연결하는 제1 방향전환링크와 제1 선회링크로 연결되어 상기 제1 방향전환링크를 수평 방향으로 선회시키는 제1 선회구동부와, 상기 제1 선회구동부와 독립적으로 동작하며, 상기 제2 롤러라인유닛을 이루는 복수 개의 제2 연결링크를 연결하는 제2 방향전환링크와 제2 선회링크로 연결되어 상기 제2 방향전환링크를 수평 방향으로 선회시키는 제2 선회구동부를 포함할 수 있다.

상기 제1 선회구동부와 상기 제2 선회구동부는 상기 제1 롤러라인유닛의 회전각과 상기 제2 롤러라인유닛의 회전각을 각각 독립적으로 제어할 수 있다.

상기 제1 롤러라인유닛과 상기 제2 롤러라인유닛은, 상기 이송롤러가 상기 수평회전축을 중심으로 동일한 속도로 회전하고, 상기 제1 방향으로부터 상기 수직회전축을 중심으로 회전하는 회전각은 상기 제2 롤러라인유닛이 상기 제1 롤러라인유닛보다 클 수 있다.

상기 물류 자동 분류장치는, 구동력을 생성하는 모터부와, 상기 구동롤러의 단부에 각각 축 결합되며, 타이밍벨트를 매개로 상기 모터부로부터 구동력을 전달받아 회전하는 구동풀리를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 제1 롤러라인유닛과 제2 롤러라인유닛의 회전각이 각각 독립적으로 제어되므로, 고속으로 이동하는 물건을 원하는 방향으로 정확하게 분류할 수 있다.

또한, 연결링크에 굴절구간이 형성되므로, 연결링크가 선회하면 굴절구간 내측에 수직회전축과 구동벨트가 위치하게 되어 연결링크, 수직회전축, 구동벨트가 서로 간섭되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이송롤러의 회전 각도가 증가할 수 있으며, 이에 따라, 보다 다양한 각도로 물건의 이송 방향을 전환시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물류 자동 분류장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 물류 자동 분류장치의 측면 프레임을 제거한 모습을 도시한 사시도이다.
도 3은 롤러유닛을 도시한 도면이다.
도 4는 물류 자동 분류장치의 측면 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 물류 자동 분류장치의 정면 모습을 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 롤러유닛의 회전 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 9 및 도 10은 물류 자동 분류장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 물류 자동 분류장치에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물류 자동 분류장치를 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 물류 자동 분류장치(1)는 컨베이어(도 9의 C 참조)에 결합되어 컨베이어(C)를 통해 이동하는 물건을 자동 분류하는 장치로, 컨베이어(C) 유출단에 인접하여 배치될 수 있다. 여기서, 컨베이어(C) 유출단이라 함은, 물건이 공급되는 컨베이어(C) 유입단과 대향되어 물건이 배출되는 측을 의미하며, 물건이 분류되는 길목에 위치할 수 있다.

물류 자동 분류장치(1)는 제1 롤러라인유닛과 제2 롤러라인유닛의 회전각이 각각 독립적으로 제어되므로, 고속으로 이동하는 물건을 원하는 방향으로 정확하게 분류할 수 있다. 또한, 연결링크에 굴절구간이 형성되므로, 연결링크가 선회하면 굴절구간 내측에 수직회전축과 구동벨트가 위치하게 되어 연결링크, 수직회전축, 구동벨트가 서로 간섭되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이송롤러의 회전 각도가 증가할 수 있으며, 이에 따라, 보다 다양한 각도로 물건의 이송 방향을 전환시킬 수 있는 특징이 있다.

이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여, 물류 자동 분류장치(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 도 1의 물류 자동 분류장치의 측면 프레임을 제거한 모습을 도시한 사시도이고, 도 3은 롤러유닛을 도시한 도면이다. 도 4는 물류 자동 분류장치의 측면 모습을 도시한 도면이고, 도 5는 물류 자동 분류장치의 정면 모습을 도시한 도면이다. 도 6 내지 도 8은 롤러유닛의 회전 동작을 설명하기 위한 작동도이다.

본 발명에 따른 물류 자동 분류장치(1)는 프레임(10)과, 복수 개의 롤러라인(20)과, 복수 개의 구동롤러(30)와, 복수 개의 구동벨트(40)와, 복수 개의 연결링크(50)와, 방향전환링크(60), 및 선회구동부(70)를 포함한다.

프레임(10)은 물류 자동 분류장치(1)의 외형을 이루는 것으로, 컨베이어(C) 유출단에 인접하여 배치될 수 있다. 프레임(10)은 내부에 공간이 형성된 사각 또는 다각 통 형태로 형성되며, 하단에 높이조절부(도면부호 미도시)가 형성되어 컨베이어(C)의 높이에 맞추어 수직 방향 높이가 가변될 수 있다. 프레임(10)은 상단에 한 쌍의 가이드롤러(90)와, 가이드롤러(90) 사이에 배치되는 복수 개의 롤러라인(20)이 배열되며, 가이드롤러(90)와 롤러라인(20)은 각각, 프레임(10)에 형성된 관통공(10a)를 통해 외부로 노출될 수 있다. 이 때, 가이드롤러(90)가 노출되는 관통공(10a)은 가이드롤러(90)의 형상에 대응하여 장방형으로 형성되고, 롤러라인(20)이 노출되는 관통공(10a)은 후술할 이송롤러(21) 형상에 대응하여 원형으로 형성될 수 있다. 가이드롤러(90)는 프레임(10)에 축 결합되어 컨베이어(C)의 진행 방향인 제1 방향(도 2의 x방향 참조)으로 회전하며 물건을 가이드할 수 있다.

복수 개의 롤러라인(20)은 물건의 이송, 및 방향 전환을 돕는 것으로, 컨베이어(C)의 진행 방향인 제1 방향을 따라 직렬로 배열될 수 있다. 이 때, 복수 개의 롤러라인(20) 중 컨베이어(C) 유출단에 인접한 제1 영역(A1) 내에 배치된 일부는 제1 롤러라인유닛(20A)을 형성하며, 제1 영역(A1) 후방에 위치한 제2 영역(A2) 내에 배치된 나머지 일부는 제2 롤러라인유닛(20B)을 형성할 수 있다. 즉, 컨베이어(C)를 따라 이동하여 물류 자동 분류장치(1)에 진입한 물건은 제1 롤러라인유닛(20A)과 제2 롤러라인유닛(20B)을 차례로 접하며 제1 방향으로 그대로 이송되어 제1 방향으로 배치된 다른 컨베이어(C)로 이동하거나 제1 방향과 다른 방향으로 방향이 전환되어 제1 방향과 다른 방향으로 배치된 다른 컨베이어(C)로 이동된다. 도면 상에는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2) 내에 각각 3개의 롤러라인(20)이 배치되어 제1 롤러라인유닛(20A)과 제2 롤러라인유닛(20B)을 형성하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 제1 롤러라인유닛(20A)과 제2 롤러라인유닛(20B)을 형성하는 롤러라인(20)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 제1 롤러라인유닛(20A)을 형성하는 롤러라인(20)의 개수와 제2 롤러라인유닛(20B)을 형성하는 롤러라인(20)의 개수가 서로 동일한 것으로 한정될 것은 아니며, 필요에 따라, 제1 롤러라인유닛(20A)을 형성하는 롤러라인(20)의 개수와 제2 롤러라인유닛(20B)을 형성하는 롤러라인(20)의 개수는 서로 다르게 형성될 수도 있다.

각각의 롤러라인(20)은 복수 개의 이송롤러(21)와, 복수 개의 브라켓(22)과, 복수 개의 수직회전축(23), 및 복수 개의 조정아암(24)을 포함한다.

이송롤러(21)는 프레임(10) 상단으로 노출되어 물건과 접하는 것으로, 복수 개가 컨베이어(C)와 동일 평면 상에 컨베이어(C)의 진행 방향인 제1 방향과 수직한 방향인 제2 방향(도 2의 y 방향 참조)을 따라 병렬로 배열될 수 있다. 도면 상에는 8개의 이송롤러(21)가 제2 방향을 따라 병렬로 배열되어 하나의 롤러라인(20)을 형성하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 롤러라인(20)을 이루는 이송롤러(21)의 개수는 프레임(10)의 형상 및 크기 등에 대응하여 가감될 수 있다. 각각의 이송롤러(21)는 외주면에 후술할 구동벨트(40)를 걸기 위한 벨트홈(도면부호 미도시)이 만입 형성되며, 중앙을 수평 방향으로 관통하는 수평회전축(22a)을 통해 브라켓(22)에 결합되어 회전한다.

브라켓(22)은 이송롤러(21)를 회전 가능하게 지지하는 것으로, 이송롤러(21)와 수평회전축(22a)으로 결합되어 이송롤러(21)를 컨베이어(C)와 같은 방향으로 회전시킬 수 있다. 즉, 이송롤러(21)는 브라켓(22)에 축 결합된 수평회전축(22a)을 중심으로 회전하며 물건을 이송시킨다. 브라켓(22)은 서로 이격 배치되어 수평회전축(22a)의 양단을 각각 지지하는 한 쌍의 수직부재(22b)와, 한 쌍의 수직부재 사이를 연결하는 수평부재(22c)로 형성되어 단면이 'U'자 형상을 이루며, 하부에 수직회전축(23)이 결합된다.

수직회전축(23)은 브라켓(22)을 수평 방향으로 회전시키는 것으로, 각각의 브라켓(22) 하부에 수직하게 결합될 수 있다. 수직회전축(23)은 브라켓(22)과 일체로 수평 방향으로 회전하며, 하부에 조정아암(24)이 결합된다.

조정아암(24)은 브라켓(22)과 수직회전축(23)의 수평 방향 회전을 돕는 것으로, 수평회전축(22a)과 평행하게 연장되는 막대 형상의 부재로 형성된다. 조정아암(24)은 일단이 수직회전축(23) 하부에 결합되며, 타단이 후술할 연결링크(50)에 회전 가능하게 결합된다. 따라서, 연결링크(50)가 수직회전축(23)을 중심으로 선회하면, 조정아암(24)의 일단에 연결된 수직회전축(23)과, 수직회전축(23)의 상부에 결합된 브라켓(22), 및 브라켓(22)에 축 결합된 이송롤러(21)가 일체로 수평 방향으로 회전할 수 있다.

이러한 롤러라인(20) 하부에는 구동롤러(30)가 배치된다. 구동롤러(30)는 롤러라인(20)을 이루는 복수 개의 이송롤러(21)를 일괄적으로 회전 구동하는 것으로, 각각의 롤러라인(20) 하부에 수평회전축(22a)과 나란하게 연장 배치된다. 각각의 구동롤러(30)는 단부에 구동풀리(81)가 축 결합되어 모터부(80)에서 생성된 구동력을 전달받아 동시에 회전할 수 있다. 각각의 구동풀리(81)는 타이밍벨트(82)를 매개로 모터부(80)로부터 구동력을 전달받아 회전하며, 구동풀리(81) 사이에는 타이밍벨트(82)의 장력 유지를 위한 텐션롤러(83)가 인접하여 배치될 수 있다. 타이밍벨트(82)는 일 측이 모터부(80)에 걸리고, 타 측이 구동풀리(81)와 텐션롤러(83) 사이를 반복적으로 통과하도록 배치되어 모터부(80)의 구동력을 구동풀리(81)에 구동력을 전달할 수 있다. 도면 상에는 텐션롤러(83)가 구동풀리(81) 상측에 배치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 필요에 따라, 텐션롤러(83)는 구동풀리(81) 하측에 배치될 수도 있다. 또한, 모터부(80)와 구동풀리(81) 사이에는 한 쌍의 보조텐션롤러(84)가 추가로 배치될 수도 있다. 구동롤러(30)는 외주면에 구동벨트(40)를 걸기 위한 벨트홈(도면부호 미도시)이 만입 형성되며, 벨트홈은 복수 개가 구동롤러(30)의 길이 방향을 따라 서로 이격 배치될 수 있다.

구동벨트(40)는 각각의 이송롤러(21)를 구동롤러(30)에 걸어 동력을 전달하는 것으로, 폐루프(closed loop)를 이루는 벨트부재로 형성될 수 있다. 구동벨트(40)는 일 측이 이송롤러(21)에 형성된 벨트홈에 걸리고, 타 측이 구동롤러(30)에 형성된 벨트홈에 걸려 구동롤러(30)의 회전력을 이송롤러(21)에 전달할 수 있다. 도시된 바와 같이, 프레임(10)에 총 6개의 롤러라인(20)이 배치되는 경우, 6개의 구동롤러(30)가 제1 방향을 따라 직렬로 배치되며, 8개의 이송롤러(21)가 하나의 롤러라인(20)을 형성하는 경우, 각각의 구동롤러(30)에 8개의 벨트홈이 형성되어 8개의 구동벨트(40)가 걸어질 수 있다.

전술한 바와 같이, 복수 개의 롤러라인(20)은 제1 방향을 따라 직렬로 배열된다. 이 때, 각각의 롤러라인(20)을 이루는 복수 개의 조정아암(24) 중 제1 방향을 따라 동일 선상에 배열된 복수 개의 조정아암(24)은 연결링크(50)에 서로 회전 가능하게 연결될 수 있다. 다시 말해, 제1 방향을 따라 동일 선상에 배열된 복수 개의 조정아암(24)은 하나의 연결링크(50)에 각각 회전 가능하게 결합되어, 연결링크(50)가 선회함에 따라 연결링크(50)로부터 동시에 수평 방향으로 회전할 수 있다. 연결링크(50)는 직선 형태가 아닌 복수 개의 조정아암(24)이 각각 결합되는 지점 사이가 외측으로 만곡되어 굴절구간을 형성할 수 있다. 연결링크(50)에 굴절구간이 형성됨으로써, 연결링크(50)가 수직회전축(23)을 중심으로 선회하면 굴절구간 내측에 수직회전축(23)과 구동벨트(40)가 위치하게 되며, 이로 인해, 이송롤러(21)의 방향 전환 시 수직회전축(23)과 구동벨트(40)가 연결링크(50)에 간섭되는 것을 방지할 수 있다. 종래에는 연결링크(50)가 직선 구조로 형성되어, 연결링크(50)가 선회하면 수직회전축(23)과 구동벨트(40)가 연결링크(50)에 간섭되었으며, 이로 인해, 이송롤러(21)의 회전 각도가 작을 수 밖에 없었다. 본원 발명은 이송롤러(21)의 방향 전환 시 구성요소 간의 간섭이 일어나지 않아 이송롤러(21)의 회전 각도가 90°까지 증가할 수 있으며, 이에 따라, 보다 다양한 각도로 물건의 이송 방향을 전환시킬 수 있다. 또한, 이송롤러(21)의 회전 각도를 보다 정밀하게 조절할 수 있으므로, 물건을 원하는 방향으로 정확하게 이송할 수 있다. 연결링크(50)는 하나의 롤러라인(20)을 형성하는 이송롤러(21)의 개수에 맞추어 복수 개로 형성되며, 복수 개의 연결링크(50)는 제1 방향을 따라 서로 나란히 형성되어 각각 방향전환링크(60)에 결합된다.

방향전환링크(60)는 복수 개의 연결링크(50)를 연결하여 고정하는 것으로, 제2 방향으로 배치된다. 다시 말해, 제2 방향으로 배치된 방향전환링크(60)에 복수 개의 연결링크(50)가 각각 제1 방향을 따라 자유단 형태로 결합되어 나란하게 배열된다. 방향전환링크(60)는 선회구동부(70)에 의해 선회하며, 방향전환링크(60)가 선회함에 따라 복수 개의 연결링크(50)가 동시에 각각의 수직회전축(23)을 중심으로 선회할 수 있다.

선회구동부(70)는 방향전환링크(60)를 수평 방향으로 선회시키는 것으로, 방향전환링크(60)와 선회링크(71)로 연결될 수 있다. 선회구동부(70)는 방향전환링크(60) 하부에 배치되어 선회력을 생성하며, 수직 방향으로 배치된 선회축(도면부호 미도시)에 선회링크(71)가 수평 방향으로 결합될 수 있다. 선회링크(71)는 조정아암(24)과 동일한 길이로 형성되어 동일한 방향으로 연장되며, 수직 방향으로 배치된 연결축(도면부호 미도시)을 통해 방향전환링크(60)와 연결될 수 있다. 즉, 선회구동부(70)에서 생성된 선회력은 선회축, 선회링크(71), 연결축을 통해 방향전환링크(60)로 전달되어 방향전환링크(60)를 수평 방향으로 선회시킬 수 있다.

예를 들어, 선회구동부(70)가 선회링크(71)에 선회력을 제공하지 않은 초기 상태에서는, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 선회링크(71)가 제2 방향으로 배치되고, 선회링크(71)에 연결된 방향전환링크(60)와, 방향전환링크(60)에 결합된 연결링크(50)는 초기 위치에 유지될 수 있다. 이 때, 연결링크(50)에 각각 연결된 복수 개의 조정아암(24)은 제2 방향으로 배치되어 선회링크(71)와 나란하게 연장될 수 있다. 조정아암(24)이 제2 방향으로 배치됨에 따라, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 조정아암(24)과 평행하게 연장되는 수평회전축(22a)에 결합된 이송롤러(21)가 제1 방향을 향해 배치될 수 있다. 각각의 이송롤러(21)는 구동벨트(40)를 통해 구동롤러(30)에 연결되어 제1 방향으로 회전하며 물건을 이송시킬 수 있다.

이어서, 선회구동부(70)가 선회링크(71)에 일정 각도, 예를 들어, 45°만큼 선회력을 제공하면, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 방향전환링크(60)와 연결링크(50)가 수직회전축(23)을 중심으로 선회할 수 있다. 이 때, 연결링크(50)에 각각 연결된 복수 개의 조정아암(24)은 제1 방향으로부터 45° 회전된 방향으로 배치되어 선회링크(71)와 나란하게 배치될 수 있다. 조정아암(24)이 제1 방향으로부터 45° 회전된 방향으로 배치됨에 따라, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 수평회전축(22a)에 결합된 이송롤러(21)도 제1 방향으로부터 45° 회전된 방향으로 배치될 수 있다. 각각의 이송롤러(21)는 구동벨트(40)를 통해 구동력을 전달받아 제1 방향으로부터 45° 회전된 방향으로 회전하며 물건을 이송시킬 수 있다. 이송롤러(21)가 제1 방향으로부터 45° 회전된 방향으로 배치된 상태이므로, 구동벨트(40)는 비틀린 상태로 구동력을 전달할 수 있다. 또한, 수직회전축(23)과 구동벨트(40)는 일부가 굴절구간 내측으로 수용될 수 있다.

이어서, 선회구동부(70)가 선회링크(71)에 일정 각도, 예를 들어 90°만큼 선회력을 제공하면, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 방향전환링크(60)와 연결링크(50)가 수직회전축(23)을 중심으로 선회할 수 있다. 이 때, 연결링크(50)에 각각 연결된 복수 개의 조정아암(24)은 제1 방향으로부터 90° 회전된 방향으로 배치되어 선회링크(71)와 나란하게 배치될 수 있다. 조정아암(24)이 제1 방향으로부터 90° 회전된 방향으로 배치됨에 따라, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 수평회전축(22a)에 결합된 이송롤러(21)도 제1 방향으로부터 90° 회전된 방향으로 배치될 수 있다. 각각의 이송롤러(21)는 구동벨트(40)를 통해 구동력을 전달받아 제1 방향으로부터 90° 회전된 방향으로 회전하며 물건을 이송시킬 수 있다. 이송롤러(21)가 제1 방향으로부터 90° 회전된 방향으로 배치된 상태이므로, 구동벨트(40)는 도 7의 (b)보다 더 비틀린 상태로 구동력을 전달하며, 수직회전축(23)과 함께 굴절구간 내측에 완전히 수용될 수 있다.

이러한 선회구동부(70)는, 프레임(10)의 일 측에 배치되어 제1 롤러라인유닛(20A)을 이루는 제1 방향전환링크(60A)를 수평 방향으로 선회시키는 제1 선회구동부(70A)와, 프레임(10)의 타 측에 배치되어 제2 롤러라인유닛(20B)을 이루는 제2 방향전환링크(60B)를 수평 방향으로 선회시키는 제2 선회구동부(70B)를 포함한다. 제1 선회구동부(70A)는 제1 롤러라인유닛(20A)을 이루는 복수 개의 제1 연결링크(50A)를 연결하는 제1 방향전환링크(60A)와 제1 선회링크(71A)로 연결되며, 제2 선회구동부(70B)는 제2 롤러라인유닛(20B)을 이루는 복수 개의 제2 연결링크(50B)를 연결하는 제2 방향전환링크(60B)와 제2 선회링크(71B)로 연결될 수 있다. 이 때, 제2 선회구동부(70B)는 제1 선회구동부(70A)와 독립적으로 동작하여, 제1 롤러라인유닛(20A)과 제2 롤러라인유닛(20B)의 회전각이 각각 독립적으로 제어될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 롤러라인유닛(20B)이 제1 방향으로부터 수직회전축(23)을 중심으로 회전하는 회전각이, 제1 롤러라인유닛(20A)이 제1 방향으로부터 수직회전축(23)을 중심으로 회전하는 회전각보다 클 수 있다. 즉, 물류 자동 분류장치(1)로 진입한 물건은 제1 롤러라인유닛(20A)에서 이송 방향이 일부만 전환된 후 제2 롤러라인유닛(20B)에서 이송 방향이 완전히 전환된다. 예를 들어, 물건을 제1 방향으로부터 우측으로 90°만큼 회전시켜야 하는 경우, 제1 롤러라인유닛(20A)에서 우측으로 30°만큼 먼저 회전시킨 후 제2 롤러라인유닛(20B)에서 우측으로 90°만큼 회전시킬 수 있다. 이처럼, 제2 롤러라인유닛(20B)의 회전각이 제1 롤러라인유닛(20A)의 회전각보다 크면, 고속으로 이동하는 물건도 이탈없이 용이하게 방향이 전환될 수 있다.

한편, 제1 롤러라인유닛(20A)과 제2 롤러라인유닛(20B)은 구동롤러(30)에 연결되어 모터부(80)로부터 구동력을 전달받으므로, 제1 방향으로부터 수직회전축(23)을 중심으로 회전하는 회전각이 서로 다르더라도 이송롤러(21)가 수평회전축(22a)을 중심으로 회전하는 속도는 서로 동일할 수 있다.

이하, 도 9 및 도 10을 참조하여, 물류 자동 분류장치(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도 9 및 도 10은 물류 자동 분류장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.

본 발명에 따른 물류 자동 분류장치(1)는 제1 롤러라인유닛(20A)과 제2 롤러라인유닛(20B)의 회전각이 각각 독립적으로 제어되므로, 고속으로 이동하는 물건을 원하는 방향으로 정확하게 분류할 수 있다. 또한, 연결링크(50)에 굴절구간이 형성되므로, 연결링크(50)가 선회하면 굴절구간 내측에 수직회전축(23)과 구동벨트(40)가 위치하게 되어 연결링크(50), 수직회전축(23), 구동벨트(40)가 서로 간섭되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이송롤러(21)의 회전 각도가 증가할 수 있으며, 이에 따라, 보다 다양한 각도로 물건의 이송 방향을 전환시킬 수 있다.

물류 자동 분류장치(1)는 물건이 분류되는 길목에 위치한 컨베이어(C) 유출단에 인접하게 배치되어, 물건을 이송 및 분류할 수 있다. 예를 들어, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 롤러라인유닛(20A)을 이루는 이송롤러(21)와, 제2 롤러라인유닛(20B)을 이루는 이송롤러(21)가 각각, 컨베이어(C)의 진행 방향인 제1 방향을 따라 배치된 상태에서 회전하면, 물건은 이송 방향이 전환되지 않고 컨베이어(C)의 진행 방향을 따라 그대로 이송될 수 있다. 이 때, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 롤러라인유닛(20B)을 이루는 이송롤러(21)가 제1 방향으로부터 일정 각도 회전된 방향으로 배치된 상태에서 회전하면, 제1 롤러라인유닛(20A)을 따라 제1 방향으로 이송된 물건은 제2 롤러라인유닛(20B)을 이루는 이송롤러(21)가 향하는 방향으로 방향이 전환될 수 있다.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 롤러라인유닛(20A)을 이루는 이송롤러(21)가 제1 방향으로부터 a각 만큼 회전된 방향으로 배치된 상태에서 회전하고, 제2 롤러라인유닛(20B)을 이루는 이송롤러(21)가 a각보다 큰 b각 만큼 회전된 방향으로 배치된 상태에서 회전하면, 물건은 제1 롤러라인유닛(20A)과 제2 롤러라인유닛(20B)을 차례로 거쳐 제2 롤러라인유닛(20B)을 이루는 이송롤러(21)가 향하는 방향으로 방향이 전환될 수 있다. 제1 롤러라인유닛(20A)에서 물건의 이송 방향이 일부 전환되고, 제2 롤러라인유닛(20B)에서 물건의 이송 방향이 완전히 전환됨으로써, 물건이 고속으로 이동하더라도 용이하게 방향이 전환될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 물류 자동 분류장치 10: 프레임
20: 롤러라인 20A: 제1 롤러라인유닛
20B: 제2 롤러라인유닛 21: 이송롤러
22: 브라켓 22a: 수평회전축
23: 수직회전축 24: 조정아암
30: 구동롤러 40: 구동벨트
50: 연결링크 50A: 제1 연결링크
50B: 제2 연결링크 60: 방향전환링크
60A: 제1 방향전환링크 60B: 제2 방향전환링크
70: 선회구동부 70A: 제1 선회구동부
70B: 제2 선회구동부 71: 선회링크
71A: 제1 선회링크 71B: 제2 선회링크
80: 모터부 81: 구동풀리
82: 타이밍벨트 83: 텐션롤러
84: 보조텐션롤러 90: 가이드롤러
A: 제1 영역 A2: 제2 영역
C: 컨베이어

Claims

컨베이어에 결합되어 상기 컨베이어를 통해 이동하는 물건을 자동으로 분류하는 물류 자동 분류장치에 있어서,
상기 컨베이어 유출단에 인접하여 배치되는 프레임;
상기 프레임 상단으로 노출되어 상기 물건과 접하며, 상기 컨베이어와 동일 평면 상에 상기 컨베이어의 진행 방향인 제1 방향과 수직한 방향인 제2 방향을 따라 병렬로 배열된 복수 개의 이송롤러와,
각각의 상기 이송롤러와 수평회전축으로 결합되어 상기 이송롤러를 상기 컨베이어와 같은 방향으로 회전시키는 복수 개의 브라켓과,
각각의 상기 브라켓 하부에 수직하게 결합되어 상기 브라켓을 수평 방향으로 회전시키는 복수 개의 수직회전축과,
각각의 상기 수직회전축 하부에 결합되어 상기 수평회전축과 평행하게 연장되는 복수 개의 조정아암을 포함하며, 상기 제1 방향을 따라 직렬로 배열된 복수 개의 롤러라인;
각각의 상기 롤러라인 하부에 상기 수평회전축과 나란하게 연장 배치되며, 상기 복수 개의 이송롤러를 일괄적으로 회전 구동하는 구동롤러;
각각의 상기 이송롤러를 상기 구동롤러에 걸어 동력을 전달하는 복수 개의 구동벨트;
상기 제1 방향을 따라 배열된 복수 개의 상기 조정아암을 서로 회전 가능하게 연결하며, 상기 제1 방향을 따라 나란히 형성된 복수 개의 연결링크;
상기 제2 방향으로 배치되며, 복수 개의 상기 연결링크를 연결하여 고정하는 방향전환링크, 및
상기 방향전환링크와 선회링크로 연결되어 상기 방향전환링크를 수평 방향으로 선회시키는 선회구동부를 포함하되,
복수 개의 상기 연결링크는 각각 상기 방향전환링크에 상기 제1 방향을 따라 자유단 형태로 결합되어 나란하게 배열되고,
상기 연결링크는, 복수 개의 상기 조정아암이 각각 결합되는 지점 사이가 외측으로 만곡되어 굴절구간을 형성하며,
상기 선회링크는 상기 조정아암과 동일한 길이로 형성되어 동일한 방향으로 연장되고,
상기 연결링크가 상기 수직회전축을 중심으로 선회하면, 상기 굴절구간 내측에 상기 수직회전축과 상기 구동벨트가 위치하는 물류 자동 분류장치.
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제1 항에 있어서,
복수 개의 상기 롤러라인 중 상기 컨베이어 유출단에 인접한 제1 영역 내부에 배치된 일부는 제1 롤러라인유닛을 형성하고, 상기 제1 영역 후방에 위치한 제2 영역 내에 배치된 나머지 일부는 제2 롤러라인유닛을 형성하는 물류 자동 분류장치.
제5 항에 있어서, 상기 선회구동부는,
상기 제1 롤러라인유닛을 이루는 복수 개의 제1 연결링크를 연결하는 제1 방향전환링크와 제1 선회링크로 연결되어 상기 제1 방향전환링크를 수평 방향으로 선회시키는 제1 선회구동부와,
상기 제1 선회구동부와 독립적으로 동작하며, 상기 제2 롤러라인유닛을 이루는 복수 개의 제2 연결링크를 연결하는 제2 방향전환링크와 제2 선회링크로 연결되어 상기 제2 방향전환링크를 수평 방향으로 선회시키는 제2 선회구동부를 포함하는 물류 자동 분류장치.
제6 항에 있어서,
상기 제1 선회구동부와 상기 제2 선회구동부는 상기 제1 롤러라인유닛의 회전각과 상기 제2 롤러라인유닛의 회전각을 각각 독립적으로 제어하는 물류 자동 분류장치.
제7 항에 있어서, 상기 제1 롤러라인유닛과 상기 제2 롤러라인유닛은,
상기 이송롤러가 상기 수평회전축을 중심으로 동일한 속도로 회전하고, 상기 제1 방향으로부터 상기 수직회전축을 중심으로 회전하는 회전각은 상기 제2 롤러라인유닛이 상기 제1 롤러라인유닛보다 큰 물류 자동 분류장치.
제5 항에 있어서,
구동력을 생성하는 모터부와,
상기 구동롤러의 단부에 각각 축 결합되며, 타이밍벨트를 매개로 상기 모터부로부터 구동력을 전달받아 회전하는 구동풀리를 더 포함하는 물류 자동 분류장치.