KR102232379B1 - 물품 적재장치 - Google Patents

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Abstract

물품 적재장치가 개시된다. 본 발명에 따른 물품 적재장치는, 적재물의 하부 영역에 대해 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향으로 이동되며 적재물의 하부면에 접촉되어 적재물을 지지하는 포크모듈을 구비하며 상호 이격되어 배치되는 복수의 포크유닛과, 포크유닛들 각각에 연결되며 포크유닛들을 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향으로 이동시키는 복수의 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛과, 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛들에 연결되며 포크유닛들을 제1축 방향과 제2축 방향에 교차하는 제3축 방향으로 이동시켜 포크모듈의 간격을 조절하는 포크용 간격조절유닛과, 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛들 각각에 지지되며 적재물을 각각의 포크모듈 방향으로 가압하는 복수의 파지용 가압유닛을 포함한다.

Description

물품 적재장치{Load Stacker}
본 발명은, 물품 적재장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다양한 크기의 적재물을 파렛트에 빠르고 안정적으로 적재할 수 있는 물품 적재장치에 관한 것이다.
오늘날의 물류는 그 범위가 계속적으로 확대되어 단순히 생산자와 소비자를 연결하는 유통 분야에서부터 조달 물류, 생산 물류, 회수 물류를 모두 포함하며, 또한 원재료나 부품의 조달과 생산 계획, 제품 폐기물의 회수 처리 까지도 물류에 포함된다.
물류 적재창고는 공장 및 생산지에서 대량으로 생산된 각종 식음료 및 의류, 가전 등 일상에서 사용되는 모든 물품들을 일시 또는 장기간 적재 보관하기 위한 저장창고이다.
따라서, 이러한 적재창고는 대량생산된 물품을 보관하고 있다가 필요에 의해 정해진 수량을 출고하며, 출고된 물품은 각 소비지역으로 배포된다. 또한, 소비지역으로 출고된 물품에 의해 발생되는 적재창고의 빈 공간에는 다시 새롭게 생산된 물품이 새롭게 적재됨으로써, 적재창고는 소비지역으로 신속하게 물품을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 원생산지와 소비지역간의 중간기지 역활을 할 수 있다.
이러한 물류 적재창고는 적재된 물품을 보다 신속하게 적재 또는 하역하여야 하는 것이며, 신속한 적재 및 하역과 더불어 물류 적재공간의 효율적인 활용을 통해 보다 대량의 물류를 보관할 수 있게 하면서도 그 적재 및 하역작업이 용이하도록 설계 및 시공하여야한다.
한편, 물류 적재창고에 보관된 물품은 소비지역으로 배송되기 위해 파렛트 등에 적재되는데, 물품들의 크기가 일정한 경우에는 자동화 장치를 통해 물품들을 파렛트에 적재할 수 있는데 반해, 물품들의 크기가 제각각 다양한 경우에는 자동화장치를 이용할 수 없어 인력을 통해 이용하여 물품들을 파렛트에 적재하였다.
그런데, 이렇게 인력을 이용하여 물품들을 파렛트에 적재하는 경우 인건비가 많이 소요되고 작업시간 또한 길어져 생산성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-1998-0048929호, (1998.09.15.)
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다양한 크기의 적재물들을 파렛트에 빠르고 안정적으로 적재할 수 있는 물품 적재장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 적재물의 하부 영역에 대해 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향으로 이동되며 상기 적재물의 하부면에 접촉되어 상기 적재물을 지지하는 포크모듈을 구비하며, 상호 이격되어 배치되는 복수의 포크유닛; 상기 포크유닛들 각각에 연결되며, 상기 포크유닛들을 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향으로 이동시키는 복수의 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛; 상기 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛들에 연결되며, 상기 포크유닛들을 상기 제1축 방향과 상기 제2축 방향에 교차하는 제3축 방향으로 이동시켜 상기 포크모듈의 간격을 조절하는 포크용 간격조절유닛; 및 상기 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛들 각각에 지지되며, 상기 적재물을 상기 각각의 포크모듈 방향으로 가압하는 복수의 파지용 가압유닛을 포함하는 물품 적재장치가 제공될 수 있다.
상기 포크모듈은, 상기 적재물을 지지하는 포크용 바아부; 및 상기 포크용 바아부에 상대회전 가능하게 연결되며, 상기 적재물의 하부면에 접촉되는 접촉 벨트부를 포함할 수 있다.
상기 포크유닛은, 상기 포크모듈에 연결되며, 상기 포크모듈을 상기 제1축 방향으로 이동시키는 포크모듈용 이동부를 포함하며, 상기 포크모듈용 이동부는, 상기 포크모듈이 상기 제1축 방향으로 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 포크모듈용 가이드프레임; 및 상기 포크모듈용 가이드프레임에 지지되고 상기 포크모듈에 연결되며, 상기 포크모듈을 이동시키는 포크모듈용 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 포크모듈용 이동 구동부는, 상기 포크모듈에 마련되는 포크용 랙기어에 치합되는 포크용 피니언기어; 및 상기 포크용 피니언 기어에 연결되며, 상기 포크용 피니어 기어를 회전시키는 포크용 구동모터를 포함할 수 있다.
상기 포크유닛은, 상기 포크모듈용 가이드프레임에 지지되며, 상기 접촉 벨트부를 가압하여 상기 접촉 벨트부의 이동을 제한하는 벨트 클램핑모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 벨트 클램핑모듈은, 하단부가 상기 접촉 벨트부에 접촉되는 가압 샤프트부; 상기 가압 샤프트부에 지지되며, 상기 가압 샤프트부가 상대이동 가능하게 결합되는 이동 바아부; 상기 이동 바아부에 연결되며, 상기 이동 바아부를 이동시키는 벨트 가압용 실린더부; 및 상기 이동 바아부에 지지되고 상기 가압 샤프트부에 연결되며, 상기 가압 샤프트부를 상기 접촉 벨트부로 탄성적으로 가압하는 탄성체를 포함할 수 있다.
상기 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛은, 상기 포크용 간격조절유닛에 결합되는 포크 업/다운(up/down) 이동용 프레임부; 및 상기 포크 업/다운(up/down) 이동용 프레임부에 지지되고 상기 포크유닛에 연결되며, 상기 포크유닛을 상기 제2축 방향으로 이동시키는 포크용 업/다운(up/down) 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 포크용 간격조절유닛은, 간격조절용 프레임; 및 상기 간격조절용 프레임부에 상기 제3축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결되고 상기 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛이 결합되며, 상기 제3축 방향으로 이동되는 간격조절용 이동부를 포함할 수 있다.
상기 간격조절용 이동부는, 상기 간격조절용 프레임에 마련된 가이드 레일에 지지되는 가이드 휠이 회전 가능하게 결합되는 간격조절용 이동 몸체; 상기 간격조절용 프레임에 마련된 간격조절용 랙기어에 치합되는 간격조절용 피니언 기어; 및 간격조절용 이동 몸체에 지지되고 상기 간격조절용 피니언 기어에 연결되며, 상기 간격조절용 피니언 기어를 회전시키는 간격조절용 구동모터를 포함할 수 있다.
상기 파지용 가압유닛은, 상기 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛에 결합되는 액츄에이터 본체; 상기 액츄에이터 본체에 상기 제2축 방향으로 상대이동 가능하게 결합되며, 상기 액츄에이터 본체에 의해 이동되는 액츄에이터 이동블록; 및 상기 액츄에이터 이동블록에 결합되며, 상기 적재물의 상부면에 연결되는 파지용 가압부를 포함할 수 있다.
상기 파지용 가압유닛은, 상기 파지용 가압부에 결합되고 상기 적재물의 상면부에 접촉되며, 상기 적재물이 흡착되도록 진공 압력을 제공받는 흡착패드부를 더 포함할 수 있다.
상기 파지용 가압유닛은, 상기 파지용 가압부에 지지되며, 상기 적재물을 상기 액츄에이터 본체 방향으로 가압하여 상기 적재물을 클램핑하는 클램핑용 가압부를 더 포함할 수 있다.
상기 클램핑용 가압부는, 상기 파지용 가압부에 결합되는 클램핑용 가압실린더 본체부; 상기 클램핑용 가압실린더 본체부에 상대이동 가능하게 결합되는 클램핑용 가압 실린더 로드부; 및 상기 클램핑용 가압 실린더 로드부에 연결되며, 상기 적재물의 측면부에 연결되는 클램핑용 가압 몸체부를 포함할 수 있다.
상기 클램핑용 가압 몸체부는, 상기 클램핑용 가압 실린더 로드부에 결합되는 결합용 세로 플레이트부; 상기 결합용 세로 플레이트부에 연결되며, 상기 액츄에이터 본체 방향으로 연장되어 형성되는 결합용 가로 플레이트부; 및 상기 결합용 가로 플레이트부에 연결되며, 상기 적재물의 측부면에 접촉되는 가압용 세로 플레이트부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 적재물의 하부면에 접촉되어 적재물을 지지하는 복수의 포크모듈들과, 각각의 적재물을 각각의 포크모듈 방향으로 가압하는 복수의 파지용 가압유닛과, 포크모듈들의 간격을 조절하는 포크용 간격조절유닛을 구비함으로써, 서로 다른 크기를 가지는 다수의 적재물들을 한 번에 파지할 수 있고, 그에 따라 다양한 크기의 적재물들을 파렛트에 빠르고 안정적으로 적재할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 적재장치가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1의 포크유닛이 도시된 도면이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면이 도시된 도면이다.
도 6은 도 3의 벨트 클램핑모듈이 도시된 도면이다.
도 7은 도 1의 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛과 파지용 가압유닛이 도시된 도면이다.
도 8은 도 1의 포크용 간격조절유닛의 간격조절용 프레임이 도시된 도면이다.
도 9는 도 1의 포크용 간격조절유닛의 간격조절용 이동부가 도시된 도면이다.
도 10은 도 9의 측면도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 적재장치가 도시된 도면이고, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 도 1의 포크유닛이 도시된 도면이고, 도 4는 도 3의 평면도이며, 도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면이 도시된 도면이고, 도 6은 도 3의 벨트 클램핑모듈이 도시된 도면이며, 도 7은 도 1의 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛과 파지용 가압유닛이 도시된 도면이고, 도 8은 도 1의 포크용 간격조절유닛의 간격조절용 프레임이 도시된 도면이며, 도 9는 도 1의 포크용 간격조절유닛의 간격조절용 이동부가 도시된 도면이고, 도 10은 도 9의 측면도이다.
도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 물품 적재장치는, 적재물의 하부면에 접촉되어 적재물을 지지하되 소정의 이격간격 만큼 이격되어 배치되는 다수개의 지지대(미도시)를 구비하는 스탠드(미도시)와, 포크유닛(110)과, 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛(160)과, 포크용 간격조절유닛(170)과, 파지용 가압유닛(180)과, 다관절 로봇유닛(미도시)을 포함한다.
이러한 물품 적재장치는 스탠드(미도시)에 놓여진 서로 다른 크기를 가지는 다수의 적재물들을 소정의 수량으로 한 번에 파지하여 적재물들을 파렛트(미도시)에 빠르고 안정적으로 적재할 수 있다.
본 실시예에서 적재물은 사각의 박스 형상으로 마련되며, 적재물들의 크기는 서로 다르게 마련될 수 있다.
본 실시예에서 포크유닛(110)은 다수개로 마련되어 상호 이격되어 배치된다. 이러한 포크유닛(110)은, 도 1 내지 도 10에 자세히 도시된 바와 같이, 적재물의 하부 영역에 대해 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향(X)으로 이동되며 적재물의 하부면에 접촉되어 적재물을 지지하는 포크모듈(120)과, 포크모듈(120)에 연결되며 포크모듈(120)을 제1축 방향(X)으로 이동시키는 포크모듈용 이동부(150)를 포함한다.
포크모듈(120)은 적재물의 하부 영역에 대해 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향(X)으로 이동된다. 이러한 포크모듈(120)은 적재물의 하부면에 접촉되어 적재물을 지지한다.
본 실시예에 따른 포크모듈(120)은, 도 1 내지 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 적재물을 지지하는 포크용 바아부(121)와, 포크용 바아부(121)에 결합되는 포크용 랙기어(122)와, 포크용 바아부(121)에 상대회전 가능하게 연결되며 적재물의 하부면에 접촉되는 접촉 벨트부(130)를 포함한다.
포크용 바아부(121)는 적재물을 지지한다. 본 실시예에서 포크용 바아부(121)는, 길이가 긴 바아 형상으로 마련되며 상호 이격되어 배치되는 3개의 단위 포크용 바아부(121)와, 단위 포크용 바아부(121)들을 연결하는 바아 연결부(미도시)를 포함한다.
이러한 단위 포크용 바아부(121)들은 제3축 방향(Y)으로 이격되어 배치된다. 또한, 단위 포크용 바아부(121)들은 바아 연결부(미도시)에 의해 상호 결합되어 함께 이동된다. 본 실시예에서 단위 포크용 바아부(121)의 폭은 스탠드(미도시)의 지지대(미도시)들의 이격간격보다 작게 마련되어 지지대(미도시) 사이로 투입될 수 있다.
포크용 랙기어(122)는 포크용 바아부(121)에 결합된다. 이러한 포크용 랙기어(122)는 포크모듈용 이동부(150)에 연결된다.
접촉 벨트부(130)는 포크용 바아부(121)에 상대회전 가능하게 연결된다. 이러한 접촉 벨트부(130)는 적재물의 하부면에 접촉된다. 본 실시예에서 접촉 벨트부(130)는 3개로 마련되어 상술한 단위 포크용 바아부(121) 각각에 배치된다.
포크모듈용 이동부(150)는 포크모듈(120)에 연결되어 포크모듈(120)을 제1축 방향(X)으로 이동시킨다.
본 실시예에 따른 포크모듈용 이동부(150)는, 도 1 내지 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 포크모듈(120)이 제1축 방향(X)으로 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 포크모듈용 가이드프레임(151)과, 포크모듈용 가이드프레임(151)에 지지되고 포크모듈(120)에 연결되며 포크모듈(120)을 이동시키는 포크모듈용 이동 구동부(152)를 포함한다.
포크모듈용 가이드프레임(151)에는 포크모듈(120)이 제1축 방향(X)으로 슬라이딩 이동가능하게 결합된다. 본 실시예에서 포크모듈용 가이드프레임(151)은 내부가 중곡된 사각형의 고리 형상으로 마련된다. 이러한 포크모듈용 가이드프레임(151)의 내벽에 포크모듈(120)이 제1축 방향(X)으로 슬라이딩 이동가능하게 결합됨으로써, 포크모듈용 가이드프레임(151)은 포크모듈(120)의 이동을 안내한다.
또한, 포크모듈용 가이드프레임(151)에는, 포크모듈용 가이드프레임(151)의 내벽에 연결되며 후술할 벨트 클램핑모듈(140)과 상호작용하여 접촉 벨트부(130)의 이동을 제한하는 격벽부(151a)가 마련된다.
포크모듈용 이동 구동부(152)는 포크모듈용 가이드프레임(151)에 지지되고 포크모듈(120)에 연결된다. 이러한 포크모듈용 이동 구동부(152)는 포크모듈(120)을 이동시킨다.
본 실시예에 따른 포크모듈용 이동 구동부(152)는, 도 1 내지 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 포크용 랙기어(122)에 치합되는 포크용 피니언기어(153)와,포크용 피니언기어(153)에 연결되며 포크용 피니언기어(153)를 회전시키는 포크용 구동모터(154)를 포함한다.
포크용 피니언기어(153)는 포크모듈(120)에 마련되는 포크용 랙기어(122)에 치합된다. 이러한 포크용 피니언기어(153)의 회전에 의해 포크용 랙기어(122)가 제1축 방향(X)으로 이동되고, 포크용 랙기어(122)의 이동에 따라 포크모듈(120)이 제1축 방향(X)으로 이동된다.
포크용 구동모터(154)는 포크용 피니언 기어에 연결되어 포크용 피니어 기어를 회전시킨다.
또한 포크유닛(110)은, 포크모듈용 가이드프레임(151)에 지지되며 접촉 벨트부(130)를 가압하여 접촉 벨트부(130)의 이동을 제한하는 벨트 클램핑모듈(140)을 더 포함한다. 이러한 벨트 클램핑모듈(140)은 적재물을 파렛트(미도시)에 적재하기 위해 포크모듈(120)이 이동될 때 접촉 벨트부(130)를 가압하여 접촉 벨트부(130)가 포크용 바아부(121)와 함께 이동되지 않도록 한다.
즉, 적재물을 파렛트(미도시)에 적재하기 적재물을 지지한 포크모듈(120)은 파렛트(미도시)의 상부 영역에 위치된 상태에서 포크용 바아부(121)를 제1축 방향(X)으로 이동되어 적재물을 파렛트(미도시)로 낙하시킨다. 이때, 적재물의 하부면에 직접 접촉되는 접촉 벨트부(130)가 포크용 바아부(121)와 함께 제1축 방향(X)으로 이동된다면 적재물이 하측의 파렛트(미도시)로 바로 낙하하지 않고 포크모듈(120)과 함께 제1축 방향(X)으로 이동된다. 따라서, 적재물이 파렛트(미도시)로 낙하되기 위해서는 포크용 바아부(121)는 제1축 방향(X)으로 이동하되, 적재물의 하부면에 직접 접촉된 접촉 벨트부(130)는 이동되지 않아야 한다.
이를 위해 벨트 클램핑모듈(140)이 접촉 벨트부(130)를 포크모듈용 가이드프레임(151)의 상술한 격벽부(151a)로 가압하여 접촉 벨트부(130)의 이동을 제한한다. 이렇게 이동이 제한된 접촉 벨트부(130)는 포크용 바아부(121)의 제1축 방향(X)의 이동 시 포크용 바아부(121)와 함께 이동되지 않고 포크용 바아부(121)에 대해 상대 회전된다.
따라서, 상술한 바와 같이 포크용 바아부(121)가 제1축 방향(X)으로 이동되더라도 적재물의 하부면에 직접 접촉된 접촉 벨트부(130)는 포크용 바아부(121)와 함께 이동되지 않으므로, 포크용 바아부(121)의 이동에 의한 적재물의 지지를 해제 시 적재물은 포크용 바아부(121)와 함께 이동되지 않고 하측으로 바로 낙하하여 파렛트(미도시)에 적재된다.
본 실시예에 따른 벨트 클램핑모듈(140)은, 도 3 내지 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 하단부가 접촉 벨트부(130)에 접촉되는 가압 샤프트부(141)와, 가압 샤프트부(141)에 지지되며 가압 샤프트부(141)가 상대이동 가능하게 결합되는 이동 바아부(142)와, 이동 바아부(142)에 연결되며 이동 바아부(142)를 이동시키는 벨트 가압용 실린더부(143)와, 이동 바아부(142)에 지지되고 가압 샤프트부(141)에 연결되며 가압 샤프트부(141)를 접촉 벨트부(130)로 탄성적으로 가압하는 탄성체(144)를 포함한다.
가압 샤프트부(141)의 하단부가 접촉 벨트부(130)에 접촉된다. 이러한 가압 샤프트는 원형의 봉 형상으로 마련된다. 본 실시예의 가압 샤프트부(141)는 제2축 방향(Z)인 상하방향으로 이동되어 접촉 벨트부(130)를 가압 및 가압 해제한다.
본 실시예에서 가압 샤프트부(141)는 접촉 벨트부(130)의 개수에 상응하게 3개로 마련되어 각각의 접촉 벨트부(130)를 가압한다. 도 4에서는 2개의 가압 샤프트부(141)만이 도시되었는데 2개 가압 샤프트부(141) 사이에 하나의 가압 샤프트부(141)가 더 배치되는데, 도 4에서는 벨트 가압용 실린더부(143)에 가려 가운데의 가압 샤프트부(141)가 도시되지 않았다.
본 실시예에 따른 가압 샤프트부(141)는, 하단부가 접촉 벨트부(130)에 접촉되는 하단 몸체(141a)와, 하단 몸체(141a)의 상단부에 연결되며 하단 몸체(141a)의 외경보다 작은 외경을 가지는 형상으로 마련되는 중단 몸체(141b)와, 중단 몸체(141b)의 상단부에 연결되며 중단 몸체(141b)의 외경보다 큰 폭을 가지는 다각 형상의 상단 몸체(141c)를 포함한다.
이동 바아부(142)는 가압 샤프트부(141)에 지지된다. 이러한 이동 바아부(142)에는 가압 샤프트부(141)가 상대이동 가능하게 결합된다. 본 실시예에 이동 바아부(142)에는 가압 샤프트부(141)의 중단 몸체(141b)가 관통하며 내주면이 중단 몸체(141b)의 외주면에 슬라이딩 이동 가능하게 연결되는 관통홀(142a)이 마련된다. 이러한 관통홀(142a)의 내경은 상단 몸체(141c)의 폭 및 하단 몸체(141a)의 외경보다 작게 마련된다.
벨트 가압용 실린더부(143)는 이동 바아부(142)에 연결된다. 이러한 벨트 가압용 실린더부(143)는 이동 바아부(142)를 이동시킨다. 이러한 벨트 가압용 실린더부(143)에는 이동 바아부(142)에 결합되는 실린더 로드(미도시)가 마련되어 실린더 로드(미도시)의 스트로크 동작에 의해 이동 바아부(142)를 제2축 방향(Z)인 상하 방향으로 이동시킨다.
탄성체(144)는 이동 바아부(142)에 지지되고 가압 샤프트부(141)에 연결된다. 이러한 가압 샤프트부(141)를 접촉 벨트부(130)로 탄성적으로 가압한다. 본 실시예에 따른 탄성체(144)는 코일 스프링으로 마련된다. 이러한 탄성체(144)는 상단부가 이동 바아부(142)에 지지되고 하단부가 가압 샤프트부(141)의 하단 몸체(141a)에 연결되어 가압 샤프트부(141)를 탄성적으로 가압한다.
한편, 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛(160)은 포크유닛(110)들 각각에 연결되어 포크유닛(110)들을 제1축 방향(X)에 교차하는 제2축 방향(Z)으로 이동시킨다. 이러한 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛(160)은 대수개로 마련되어 각각의 포크유닛(110)들에 연결된다.
본 실시예에 따른 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛(160)은, 도 1 및 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 포크용 간격조절유닛(170)에 결합되는 포크 업/다운(up/down) 이동용 프레임부(161)와, 파지용 가압유닛(180)에 결합되며 파지용 가압유닛(180)의 이동을 안내하는 가압유닛용 가이드부(162)와, 포크 업/다운(up/down) 이동용 프레임부(161)에 지지되고 포크유닛(110)에 연결되며 포크유닛(110)을 제2축 방향(Z)으로 이동시키는 포크용 업/다운(up/down) 이동 구동부(162)를 포함한다.
포크 업/다운(up/down) 이동용 프레임부(161)는 포크용 간격조절유닛(170)에 결합된다.
가압유닛용 가이드부(162)는 파지용 가압유닛(180)에 결합되며 파지용 가압유닛(180)의 이동을 안내한다. 이러한 가압유닛용 가이드부(162)는, 포크 업/다운(up/down) 이동용 프레임부(161)에 결합되는 가압유닛용 가이드레일(162a)와, 가압유닛용 가이드레일(162a)에 슬라이딩 이동 가능하게 연결되고 파지용 가압유닛(180)의 후술할 액츄에이터 본체(181)에 결합되는 가압유닛 가이드용 가이드레일(162b)를 포함한다.
포크용 업/다운(up/down) 이동 구동부(162)는 포크 업/다운(up/down) 이동용 프레임부(161)에 지지된다. 이러한 포크용 업/다운(up/down) 이동 구동부(162)는 포크유닛(110)에 연결되며 포크유닛(110)을 제2축 방향(Z)으로 이동시킨다.
본 실시예에서 포크용 업/다운(up/down) 이동 구동부(162)는, 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 전동 실린더로 마련된다. 이러한 포크용 업/다운(up/down) 이동 구동부(162)는, 포크 업/다운(up/down) 이동용 프레임부(161)에 결합되는 전동 실린더 본체부(163a)와, 전동 실린더 본체부(163a)에 제2축 방향(Z)으로 상대이동 가능하게 연결되며 포크유닛(110)이 결합되는 전동 실린더 로드부(163b)를 포함한다.
전동 실린더 로드부(163b)의 전동 실린더 본체부(163a)에 대한 상대이동에 따라 포크유닛(110)이 제2축 방향(Z)으로 이동된다.
포크용 간격조절유닛(170)은 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛(160)들에 연결된다. 이러한 포크용 간격조절유닛(170)은 포크유닛(110)들을 제1축 방향(X)과 제2축 방향(Z)에 교차하는 제3축 방향(Y)으로 이동시켜 포크모듈(120)의 간격을 조절한다.
본 실시예에 따른 포크용 간격조절유닛(170)은, 도 1, 도 2 및 도 8 내지 도 10에 자세히 도시된 바와 같이, 다관절 로봇유닛(미도시)에 연결되는 간격조절용 프레임(171)과, 간격조절용 프레임(171)부에 제3축 방향(Y)으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결되고 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛(160)이 결합되며 제3축 방향(Y)으로 이동되는 간격조절용 이동부(172)를 포함한다.
간격조절용 프레임(171)은 다관절 로봇유닛(미도시)에 연결된다. 이러한 간격조절용 프레임(171)은, 다관절 로봇유닛(미도시)에 결합되는 간격조절 프레임 본체(171a)와, 간격조절 프레임 본체(171a)에 결합되는 가이드 레일(171b)과, 간격조절 프레임 본체(171a)에 결합되는 간격조절용 랙기어(171c)를 포함한다.
본 실시예에서 가이드 레일(171b)은 2개로 마련되어 제2축 방향(Z)으로 이격되어 배치된다. 이러한 가이드 레일(171b)은 간격조절용 이동부(172)의 이동을 안내한다.
간격조절용 이동부(172)는 간격조절용 프레임(171)부에 제3축 방향(Y)으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결되어 제3축 방향(Y)으로 이동된다. 이러한 간격조절용 이동부(172)에는 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛(160)의 포크 업/다운(up/down) 이동용 프레임부(161)가 결합된다. 본 실시예에서 간격조절용 이동부(172)는 다수개로 마련되어 각각의 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛(160)에 연결된다.
이러한 간격조절용 이동부(172)는, 도 8 내지 도 10에 자세히 도시된 바와 같이, 간격조절용 프레임(171)에 마련된 가이드 레일(171b)에 지지되는 가이드 휠(175)이 회전 가능하게 결합되는 간격조절용 이동 몸체(174)와, 간격조절용 프레임(171)에 마련된 간격조절용 랙기어(171c)에 치합되는 간격조절용 피니언 기어(176)와, 간격조절용 이동 몸체(174)에 지지되고 간격조절용 피니언 기어(176)에 연결되며 간격조절용 피니언 기어(176)를 회전시키는 간격조절용 구동모터(177)를 포함한다.
간격조절용 이동 몸체(174)는 사각의 플레이트 형상으로 마련된다. 이러한 간격조절용 이동 몸체(174)의 배면에는 간격조절용 프레임(171)의 가이드 레일(171b)에 지지되는 가이드 휠(175)이 회전 가능하게 결합된다.
간격조절용 피니언 간격조절용 구동모터(177)에 연결된다. 이러한 간격조절용 피니언 기어(176)는 간격조절용 프레임(171)의 간격조절용 랙기어(171c)에 치합된다.
간격조절용 구동모터(177)는 간격조절용 이동 몸체(174)에 지지된다. 이러한 간격조절용 구동모터(177)는 간격조절용 피니언 기어(176)에 연결되어 간격조절용 피니언 기어(176)를 회전시킨다.
본 실시예에 따른 간격조절용 피니언 기어(176)의 회전에 의해 간격조절용 이동 몸체(174)가 간격조절용 랙기어(171c)를 따라 제3축 방향(Y)으로 이동된다.
한편, 파지용 가압유닛(180)은 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛(160)에 지지된다. 이러한 파지용 가압유닛(180)은 적재물을 각각의 포크모듈(120) 방향으로 가압한다. 본 실시예에서 파지용 가압유닛(180)은 다수개로 마련되어 각각의 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛(160)에 지지된다.
이러한 파지용 가압유닛(180)은, 도 1 및 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛(160)에 결합되는 액츄에이터 본체(181)와, 액츄에이터 본체(181)에 제2축 방향(Z)으로 상대이동 가능하게 결합되며 액츄에이터 본체(181)에 의해 이동되는 액츄에이터 이동블록(182)과, 액츄에이터 이동블록(182)에 결합되며 적재물의 상부면에 연결되는 파지용 가압부(183)와, 파지용 가압부(183)에 결합되고 적재물의 상면부에 접촉되며 적재물이 흡착되도록 진공 압력을 제공받는 흡착패드부(184)와, 파지용 가압부(183)에 지지되며 적재물을 액츄에이터 본체(181) 방향으로 가압하여 적재물을 클램핑하는 클램핑용 가압부(185)를 포함한다.
액츄에이터 본체(181)는 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛(160)의 전동 실린더 로드부(163b)에 결합된다. 따라서 액츄에이터 본체(181)는 전동 실린더 로드부(163b)의 이동에 따라 함께 이동된다. 본 실시예에서 액츄에이터 본체(181)는 공압 실린더로 마련되어 공압을 이용하여 액츄에이터 이동블록(182)을 이동시킨다.
액츄에이터 이동블록(182)은 액츄에이터 본체(181)에 제2축 방향(Z)으로 상대이동 가능하게 결합된다.
파지용 가압부(183)는 액츄에이터 이동블록(182)에 결합된다. 이러한 파지용 가압부(183)는 바아 형상으로 마련되며 제1축 방향(X)으로 연장되어 마련된다. 본 실시예에 따른 파지용 가압부(183)는 적재물의 상부면에 연결되어 적재물을 하측으로 가압한다.
흡착패드부(184)는 파지용 가압부(183)의 하부면에 결합된다. 이러한 흡착패드부(184)는 적재물의 상면부에 접촉된다. 본 실시예에서 흡착패드부(184)는 흡입 펌프(미도시)와, 흡입 펌프(미도시)에 연결되는 흡입용 연결관(미도시)에 연결되어 적재물을 흡착시키는 진공 압력을 제공받는다.
이와 같이 본 실시예에 따른 물품 적재장치는, 적재물의 상면부에 접촉되며 적재물이 흡착되도록 진공 압력을 제공받는 흡착패드부(184)를 구비함으로써, 적재물을 파렛트(미도시)로 이동시키는 과정에서 적재물의 이탈을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 물품 적재장치는, 무게가 가벼운 소형 적재물을 이동시키는 경우 포크모듈(120)로 적재물을 지지할 필요 없이 흡착패드부(184)의 흡착력을 이용하여 적재물을 파지할 수 있어 적재물을 파지하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
이러한 흡착패드부(184)는 평평한 직사각형의 박스 형상으로 으로 마련된다. 본 실시예의 흡착 패트에는 흡입용 연결관(미도시)에 연통되는 흡입공(미도시)이 마련된다.
클램핑용 가압부(185)는 파지용 가압부(183)에 결합된다. 이러한 클램핑용 가압부(185)는 적재물을 액츄에이터 본체(181) 방향으로 가압하여 적재물을 클램핑한다.
본 실시예에 클램핑용 가압부(185)는, 적재물을 액츄에이터 본체(181) 방향으로 가압하여 적재물을 클램핑함으로써, 적재물을 파렛트(미도시)로 이동시키는 과정에서 적재물의 이탈을 방지할 수 있다.
특히, 본 실시예에 클램핑용 가압부(185)는 무게가 가벼운 소형 적재물을 이동시키기 위해 포크모듈(120)을 사용하지 않고 흡착패드부(184)의 흡착력을 이용하여 적재물을 파지하는 경우에 적재물을 더욱 안정적으로 클램핑할 수 있다.
본 실시예에 따른 클램핑용 가압부(185)는, 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 파지용 가압부(183)에 결합되는 클램핑용 가압실린더 본체부(186)와, 클램핑용 가압실린더 본체부(186)에 상대이동 가능하게 결합되는 클램핑용 가압 실린더 로드부(187)와, 클램핑용 가압 실린더 로드부(187)에 연결되며 적재물의 측면부에 연결되는 클램핑용 가압부(185)를 포함한다.
클램핑용 가압실린더 본체부(186)는 파지용 가압부(183)에 결합된다. 이러한 클램핑용 가압실린더 본체부(186)는 클램핑용 가압 실린더 로드부(187)를 제1축 방향(X)으로 이동시킨다.
클램핑용 가압 실린더 로드부(187)는 클램핑용 가압실린더 본체부(186)에 상대이동 가능하게 결합된다.
클램핑용 가압 몸체부(188)는 클램핑용 가압 실린더 로드부(187)에 연결된다. 이러한 클램핑용 가압 몸체부(188)는 적재물의 측면부에 연결된다.
본 실시예에 따른 클램핑용 가압 몸체부(188)는, 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 클램핑용 가압 실린더 로드부(187)에 결합되는 결합용 세로 플레이트부(188a)와, 결합용 세로 플레이트부(188a)에 연결되며 액츄에이터 본체(181) 방향으로 연장되어 형성되는 결합용 가로 플레이트부(188b)와, 결합용 가로 플레이트부(188b)에 연결되며 적재물의 측부면에 접촉되는 가압용 세로 플레이트부(188c)를 포함한다,
결합용 세로 플레이트부(188a)는 클램핑용 가압 실린더 로드부(187)에 결합된다. 이러한 결합용 세로 플레이트부(188a)는 플레이트 형상으로 마련되며 제3축 방향(Y)으로 연장되어 형성된다.
결합용 가로 플레이트부(188b)는 결합용 세로 플레이트부(188a)에 연결된다. 이러한 결합용 가로 플레이트부(188b) 는 액츄에이터 본체(181) 방향으로 연장되어 형성된다. 본 실시예에서 결합용 가로 플레이트부(188b)는 플레이트 형상으로 마련되며 제1축 방향(X)으로 연장되어 형성된다.
가압용 세로 플레이트부(188c)는 결합용 가로 플레이트부(188b)에 연결된다. 이러한 가압용 세로 플레이트부(188c)는 적재물의 측부면에 접촉되어 적재물을 가압한다.
이와 같이 본 실시예에 따른 물품 적재장치는, 결합용 가로 플레이트부(188b)에 연결되어 결합용 세로 플레이트부(188a) 보다 액츄에이터 본체(181)에 인접하게 배치되는 가압용 세로 플레이트부(188c)를 구비하는 클램핑용 가압 몸체부(188)를 포함함으로써, 클램핑용 가압 몸체부(188)의 클램핑력을 더욱 높일 수 있다.
다관절 로봇유닛(미도시)은 포크용 간격조절유닛(170)의 간격조절용 프레임(171)에 연결되어 포크유닛(110)에 지지된 적재물을 파렛트(미도시)의 상측으로 이동시킨다.
이하에서 본 실시예에 따른 물품 적재장치의 동작을 도 1 내지 도 10을 참고하여 설명한다.
먼저 포크용 간격조절유닛(170)이 파렛트(미도시)에 적재할 적재물들의 크기에 따라 포크모듈(120)들의 사이의 간격을 조절하다. 적재물들의 크기가 소정의 기준에 해당되는 경우에는 하나의 포크모듈(120)이 하나의 적재물을 지지하지만, 적재물의 크기가 기준 크기를 벗어나게 큰 경우에는 복수의 포크모듈(120)들이 하나의 적재물을 지지할 수도 있다.
이후, 단위 포크용 바아부(121)가 지지대(미도시)의 사이로 투입되어 포크모듈(120)이 적재물의 하측에 배치된다.
다음, 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛(160)이 포크유닛(110)을 상승시키고, 그에 따라 적재물이 포크모듈(120)에 지지된다. 이때, 파지용 가압부(183)가 적재물의 상면부에 연결되어 적재물을 포크모듈(120) 방향으로 가압하여 적재물이 파지된다.
이후, 다관절 로봇유닛(미도시)이 적재물을 파렛트(미도시)의 상측으로 이동시킨다.
다음, 포크모듈(120)이 뒤로 빠지면서 적재물이 파렛트(미도시)로 낙하하여 파렛트(미도시)에 적재된다. 이때, 상술한 바와 같이 포크용 바아부(121)가 이동되더라도 적재물의 하부면에 직접 접촉된 접촉 벨트부(130)는 이동되지 않으므로, 적재물을 지지하는 포크용 바아부(121)가 이동되어 적재물의 지지를 해제 시 적재물을 포크용 바아부(121)의 이동방향으로 함께 이동되지 않고 하측으로 바로 낙하하여 파렛트(미도시)에 적재된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 물품 적재장치는, 적재물의 하부면에 접촉되어 적재물을 지지하는 복수의 포크모듈들과, 각각의 적재물을 각각의 포크모듈 방향으로 가압하는 복수의 파지용 가압유닛과, 포크모듈들의 간격을 조절하는 포크용 간격조절유닛을 구비함으로써, 서로 다른 크기를 가지는 다수의 적재물들을 한 번에 파지할 수 있고, 그에 따라 다양한 크기의 적재물들을 파렛트에 빠르고 안정적으로 적재할 수 있다.
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110: 포크유닛 120: 포크모듈
121: 포크용 바아부 122: 포크용 랙기어
130: 접촉 벨트부 140: 벨트 클램핑모듈
141: 가압 샤프트부 141a: 하단 몸체
141b: 중단 몸체 141c: 상단 몸체
142: 이동 바아부 143: 벨트 가압용 실린더부
144: 탄성체 150: 포크모듈용 이동부
151: 포크모듈용 가이드프레임 151a: 격벽부
153: 포크용 피니언기어 154: 포크용 구동모터
160: 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛
161: 포크 업/다운(up/down) 이동용 프레임부
162: 파지용 가압유닛용 가이드부
163: 포크용 업/다운(up/down) 이동 구동부
170: 포크용 간격조절유닛 171: 간격조절용 프레임
171a: 간격조절 프레임 본체 171b: 가이드 레일
171c: 간격조절용 랙기어 172: 간격조절용 이동부
174: 간격조절용 이동 몸체 175: 가이드 휠
176: 간격조절용 피니언 기어 177: 간격조절용 구동모터
180: 파지용 가압유닛 181: 액츄에이터 본체
182: 액츄에이터 이동블록 183: 파지용 가압부
184: 흡착패드부 185: 클램핑용 가압부
186: 클램핑용 가압실린더 본체부
187: 클램핑용 가압 실린더 로드부
188: 클램핑용 가압 몸체부 188a: 결합용 세로 플레이트부
188b: 결합용 가로 플레이트부 188c: 가압용 세로 플레이트부

Claims (14)

  1. 적재물의 하부 영역에 대해 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향으로 이동되며 상기 적재물의 하부면에 접촉되어 상기 적재물을 지지하는 포크모듈을 구비하며, 상호 이격되어 배치되는 복수의 포크유닛;
    상기 포크유닛들 각각에 연결되며, 상기 포크유닛들을 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향으로 이동시키는 복수의 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛;
    상기 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛들에 연결되며, 상기 포크유닛들을 상기 제1축 방향과 상기 제2축 방향에 교차하는 제3축 방향으로 이동시켜 상기 포크모듈의 간격을 조절하는 포크용 간격조절유닛; 및
    상기 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛들 각각에 지지되며, 상기 적재물을 상기 각각의 포크모듈 방향으로 가압하는 복수의 파지용 가압유닛을 포함하고,
    상기 포크모듈은,
    상기 적재물을 지지하는 포크용 바아부; 및
    상기 포크용 바아부에 상대회전 가능하게 연결되며, 상기 적재물의 하부면에 접촉되는 접촉 벨트부를 포함하며,
    상기 포크유닛은,
    상기 포크모듈에 연결되며, 상기 포크모듈을 상기 제1축 방향으로 이동시키는 포크모듈용 이동부를 포함하며,
    상기 포크모듈용 이동부는,
    상기 포크모듈이 상기 제1축 방향으로 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 포크모듈용 가이드프레임; 및
    상기 포크모듈용 가이드프레임에 지지되고 상기 포크모듈에 연결되며, 상기 포크모듈을 이동시키는 포크모듈용 이동 구동부를 포함하고,
    상기 포크유닛은,
    상기 포크모듈용 가이드프레임에 지지되며, 상기 접촉 벨트부를 가압하여 상기 접촉 벨트부의 이동을 제한하는 벨트 클램핑모듈을 더 포함하는 물품 적재장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 포크모듈용 이동 구동부는,
    상기 포크모듈에 마련되는 포크용 랙기어에 치합되는 포크용 피니언 기어; 및
    상기 포크용 피니언 기어에 연결되며, 상기 포크용 피니언 기어를 회전시키는 포크용 구동모터를 포함하는 물품 적재장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 벨트 클램핑모듈은,
    하단부가 상기 접촉 벨트부에 접촉되는 가압 샤프트부;
    상기 가압 샤프트부에 지지되며, 상기 가압 샤프트부가 상대이동 가능하게 결합되는 이동 바아부;
    상기 이동 바아부에 연결되며, 상기 이동 바아부를 이동시키는 벨트 가압용 실린더부; 및
    상기 이동 바아부에 지지되고 상기 가압 샤프트부에 연결되며, 상기 가압 샤프트부를 상기 접촉 벨트부로 탄성적으로 가압하는 탄성체를 포함하는 물품 적재장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛은,
    상기 포크용 간격조절유닛에 결합되는 포크 업/다운(up/down) 이동용 프레임부; 및
    상기 포크 업/다운(up/down) 이동용 프레임부에 지지되고 상기 포크유닛에 연결되며, 상기 포크유닛을 상기 제2축 방향으로 이동시키는 포크용 업/다운(up/down) 이동 구동부를 포함하는 물품 적재장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 포크용 간격조절유닛은,
    간격조절용 프레임; 및
    상기 간격조절용 프레임에 상기 제3축 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결되고 상기 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛이 결합되며, 상기 제3축 방향으로 이동되는 간격조절용 이동부를 포함하는 물품 적재장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 간격조절용 이동부는,
    상기 간격조절용 프레임에 마련된 가이드 레일에 지지되는 가이드 휠이 회전 가능하게 결합되는 간격조절용 이동 몸체;
    상기 간격조절용 프레임에 마련된 간격조절용 랙기어에 치합되는 간격조절용 피니언 기어; 및
    간격조절용 이동 몸체에 지지되고 상기 간격조절용 피니언 기어에 연결되며, 상기 간격조절용 피니언 기어를 회전시키는 간격조절용 구동모터를 포함하는 물품 적재장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 파지용 가압유닛은,
    상기 포크용 업/다운(up/down) 이동유닛에 결합되는 액츄에이터 본체;
    상기 액츄에이터 본체에 상기 제2축 방향으로 상대이동 가능하게 결합되며, 상기 액츄에이터 본체에 의해 이동되는 액츄에이터 이동블록; 및
    상기 액츄에이터 이동블록에 결합되며, 상기 적재물의 상부면에 연결되는 파지용 가압부를 포함하는 물품 적재장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 파지용 가압유닛은,
    상기 파지용 가압부에 결합되고 상기 적재물의 상면부에 접촉되며, 상기 적재물이 흡착되도록 진공 압력을 제공받는 흡착패드부를 더 포함하는 물품 적재장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 파지용 가압유닛은,
    상기 파지용 가압부에 지지되며, 상기 적재물을 상기 액츄에이터 본체 방향으로 가압하여 상기 적재물을 클램핑하는 클램핑용 가압부를 더 포함하는 물품 적재장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 클램핑용 가압부는,
    상기 파지용 가압부에 결합되는 클램핑용 가압실린더 본체부;
    상기 클램핑용 가압실린더 본체부에 상대이동 가능하게 결합되는 클램핑용 가압 실린더 로드부; 및
    상기 클램핑용 가압 실린더 로드부에 연결되며, 상기 적재물의 측면부에 연결되는 클램핑용 가압 몸체부를 포함하는 물품 적재장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 클램핑용 가압 몸체부는,
    상기 클램핑용 가압 실린더 로드부에 결합되는 결합용 세로 플레이트부;
    상기 결합용 세로 플레이트부에 연결되며, 상기 액츄에이터 본체 방향으로 연장되어 형성되는 결합용 가로 플레이트부; 및
    상기 결합용 가로 플레이트부에 연결되며, 상기 적재물의 측부면에 접촉되는 가압용 세로 플레이트부를 포함하는 물품 적재장치.
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