KR102422521B1

KR102422521B1 - 로봇 장치와 물품 관리 모듈 및 이를 이용한 자동화 시스템

Info

Publication number: KR102422521B1
Application number: KR1020210028399A
Authority: KR
Inventors: 강봉기
Original assignee: 강봉기
Priority date: 2021-03-03
Filing date: 2021-03-03
Publication date: 2022-07-19

Abstract

로봇 장치와 물품 관리 모듈 및 이를 이용한 자동화 시스템이 제공된다. 본 명세서의 일 면(aspect)에 따른 로봇 장치는 물품이 수용되는 수용 공간을 형성하는 수용 유닛과 상기 수용 유닛에 결합되는 그립 유닛을 포함하고, 상기 수용 유닛은 상기 수용 공간의 바닥부를 형성하는 트레이와, 상기 수용 공간의 측벽의 적어도 일부를 형성하는 벽체를 포함하고, 상기 그립 유닛은 상기 트레이에 결합되고, 상기 트레이는 상기 벽체와 분리되거나, 상기 벽체에 대해 움직인다. 이를 통해, 범용적으로 사용할 수 있는 엔드 이펙터를 사용하여 효율적으로 상점 자동화를 실현할 수 있다.

Description

로봇 장치와 물품 관리 모듈 및 이를 이용한 자동화 시스템{ROBOT DEVICE AND PRODUCT MANAGEMENT MODULE AND AUTOMATION SYSTEM USING THE SAME}

본 명세서는 로봇 장치와 물품 관리 모듈 및 이를 이용한 자동화 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게, 트레이 형태로 변형이 가능한 물류 상자를 안정적으로 옮기기 위한 그리퍼(gripper)를 구비한 로봇 장치와 물품 관리 모듈 및 이를 이용하여 상점 운영을 자동화할 수 있는 자동화 시스템에 관한 것이다.

로봇 기술이 점차적으로 고도화됨에 따라 로봇은 제조 산업 및 상업 분야 등 다양한 분야에 사용되고 있으며, 그 사용 범위 또한 확대되고 있다. 특히, 최근에는 상점 자동화 시스템이 점점 보급되고 있으며, 이러한 상점 자동화 시스템에서는 다양한 로봇의 구동을 필요로 하고, 작업의 효율을 향상시키기 위해 다양한 물품을 옮기고 작업하는 방법을 필요로 한다.

또한, 이러한 산업 및 상업 분야 외에도 로봇 기술이 물류와 인간의 일상 생활 속으로 점차 적용됨에 따라 다수의 물체를 정리하고 물류의 이송 및 관리에 대한 정밀한 기술이 요구되고 있다.

일반적으로 제조 산업이나 상업 분야에서는 물건을 파지할 수 있는 로봇 기술이 많이 사용되고 있다. 이러한 로봇 기술은 다양한 엔드 이펙터(end effector)를 구비하지 않고도 저렴한 비용으로 높은 작업 효율을 낼 수 있는 기술을 요구한다.

일 예로, 이러한 로봇 기술은 한국 특허공개공보 10-2008-0050751 A (이하, 선행기술 1)에 개시되어 있다.

선행기술 1은 점성물이 담겨 무르고 변형되기 쉬운 박스를 자동으로 옮기는데 사용되는 jaw 형태의 엔드 이펙터를 개시한다.

하지만, 선행기술 1에 개시된 그리퍼는 특수한 목적을 가지고 개발된 것으로, 상점 자동화 시스템에 적용하기에는 기능이 부족하고, 다양한 물건을 효과적으로 이송하는 것에 한계가 있었다.

(특허문헌 1) 한국 특허공개공보 10-2008-0050751 A (2009.12.03. 공개)

본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 상점 자동화 시스템에서 범용적으로 사용될 수 있는 엔드 이펙터 구조를 이용하여 효율적으로 상점 운영의 자동화를 실현할 수 있는 로봇 장치와 물품 관리 모듈 및 이를 이용한 자동화 시스템을 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 명세서의 일 면(aspect)에 따른 로봇 장치는 물품이 수용되는 수용 공간을 형성하는 수용 유닛과, 상기 수용 유닛에 결합되는 그립 유닛을 포함할 수 있다.

이 때, 상기 수용 유닛은 상기 수용 공간의 바닥을 형성하는 바닥부를 포함하는 트레이와, 상기 수용 공간의 측벽의 적어도 일부를 형성하는 벽체를 포함하고, 상기 그립 유닛은 상기 트레이에 결합되고, 상기 트레이는 상기 벽체와 분리되거나 상기 벽체에 대해 움직일 수 있다.

이를 통해, 상점 자동화 시스템에서 범용적으로 사용될 수 있는 엔드 이펙터가 제공될 수 있으며, 이를 이용하여 효율적으로 상점의 운영을 자동화할 수 있다.

또한, 상기 트레이는 상기 바닥부의 하부로 돌출되는 하부 돌출부를 포함하고, 상기 그립 유닛은 한 쌍의 그립 핑거(grip finger)를 포함하고, 상기 그립 핑거는 상기 하부 돌출부를 파지할 수 있다.

또한, 상기 하부 돌출부의 외측면과 상기 그립 핑거의 내측면 중 어느 하나에는 측방으로 돌출되는 연결 돌기가 형성되고, 다른 하나에는 상기 연결 돌기에 결합되는 제1 연결 홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 트레이는 상기 바닥부의 하부에 배치되는 한 쌍의 연결 유닛을 포함하고, 상기 그립 유닛은 한 쌍의 그립 핑거를 포함하고, 상기 그립 핑거는 각각 대응되는 상기 연결 유닛에 결합될 수 있다.

또한, 상기 트레이는 상기 바닥부의 하부로 돌출되는 하부 돌출부를 포함하고, 상기 한 쌍의 연결 유닛은 상기 하부 돌출부의 양 측면에 배치되고, 상기 그립 핑거와 상기 연결 유닛은 상기 하부 돌출부를 파지할 수 있다.

또한, 상기 하부 돌출부의 외측면과 상기 연결 유닛의 내측면 중 어느 하나에는 측방으로 돌출되는 연결 돌기가 형성되고, 다른 하나에는 상기 연결 돌기에 결합되는 제2 연결 홈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 트레이는 상기 벽체와 일 측 방향인 제1 방향으로 분리 및 결합될 수 있다.

또한, 상기 벽체의 내측면과 상기 바닥부의 측면 중 어느 하나에는 상기 제1 방향에 수직한 측 방향인 제2 방향으로 돌출되는 제1 레일이 형성되고, 다른 하나에는 상기 제1 레일이 결합되어 슬라이딩 되는 제1 레일 홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 트레이는 상기 수용 공간의 측벽 중 적어도 상기 제1 방향 일측 벽을 형성하는 측벽부를 포함하고, 상기 벽체와 상기 측벽부 중 어느 하나는 상기 벽체와 상기 측벽부가 인접하는 부분에 배치되고, 상기 트레이의 분리를 방지하는 잠금 장치를 포함하고, 상기 그립 유닛이 상기 트레이에 결합되면 상기 잠금 장치의 잠금이 해제될 수 있다.

또한, 상기 트레이가 상기 벽체에 대해 승강될 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 명세서의 일 면(aspect)에 따른 물품 관리 모듈은 물품이 수용되는 수용 공간을 형성하는 수용 유닛과, 상기 수용 유닛에 결합되는 그립 유닛을 포함하는 로봇 장치; 상기 수용 유닛이 배치되는 적재대; 및

상기 적재대에서 상기 그립 유닛에 의해 옮겨져 온 물품이 진열되는 진열대를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 수용 유닛은 상기 수용 공간의 바닥부를 형성하는 트레이와, 상기 수용 공간의 측벽의 적어도 일부를 형성하는 벽체를 포함하고, 상기 그립 유닛은 상기 트레이에 결합되고, 상기 트레이는 상기 벽체와 분리되거나, 상기 벽체에 대해 움직일 수 있다.

이와 같이, 물품의 관리를 모듈 형태로 수행함으로써, 상점 운영의 자동화를 단순화할 수 있고, 상점 자동화의 효율성이 향상될 수 있다.

또한, 상기 그립 유닛이 상기 적재대에 배치된 상기 수용 유닛의 상기 트레이에 결합되면, 상기 트레이가 상기 벽체에서 분리될 수 있다.

또한, 분리된 상기 트레이는 상기 그립 유닛에 의해 상기 진열대로 이송되어 상기 진열대에 배치될 수 있다.

또한, 상기 그립 유닛이 상기 적재대에 배치된 상기 수용 유닛의 상기 트레이에 결합되고, 상기 수용 유닛은 상기 그립 유닛에 의해 이송되어 상기 진열대에 배치되고, 상기 수용 유닛이 상기 진열대에 배치되면, 상기 트레이가 상기 벽체에 대해 상승될 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 명세서의 일 면(aspect)에 따른 자동화 시스템은 물품을 입고하는 단계와, 입고된 물품을 물품 이송 패스(path)를 통해 적재대로 이송하는 단계와, 이송된 물품을 상기 적재대에 배치하는 단계와, 상기 적재대에 배치된 물품을 진열대에 배치하는 단계와, 판매량 정보에 기반하여 물품을 자동 주문하는 단계를 포함할 수 있다.

이 때, 물품을 상기 진열대에 배치하는 단계는 물품 관리 모듈에 의해 수행되고, 상기 물품 관리 모듈은 물품이 수용되는 수용 공간을 형성하는 수용 유닛과, 상기 수용 유닛에 결합되는 그립 유닛을 포함하는 로봇 장치를 포함하고, 상기 수용 유닛은 상기 수용 공간의 바닥부를 형성하는 트레이와, 상기 수용 공간의 측벽의 적어도 일부를 형성하는 벽체를 포함하고, 상기 그립 유닛은 상기 트레이에 결합되고, 상기 트레이는 상기 벽체와 분리되거나, 상기 벽체에 대해 움직일 수 있다.

본 명세서를 통해, 상점 자동화 시스템에서 범용적으로 사용될 수 있는 엔드 이펙터 구조가 제공될 수 있고, 이를 이용하여 효율적으로 상점 운영의 자동화를 실현할 수 있다.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 자동화 시스템을 설명하기 위한 상점의 평면도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 자동화 시스템의 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 물품 관리 모듈의 다양한 적용예를 간략하게 도시한 평면도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 물품 관리 모듈의 일 예를 간략하게 도시한 단면도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치의 사시도이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치의 분해사시도이다.
도 7은 도 6의 A-A'선을 따라 잘라 도시한 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치의 단면도이다.
도 8은 도 6의 B-B'선을 따라 잘라 도시한 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치의 단면도이다.
도 9 내지 도 13은 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치의 동작도이다.
도 14는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 로봇 장치의 사시도이다.
도 15는 도 14의 C-C'선을 따라 잘라 도시한 본 명세서의 다른 실시예에 따른 로봇 장치의 단면도이다.
도 16은 도 14의 D-D'선을 따라 잘라 도시한 본 명세서의 다른 실시예에 따른 로봇 장치의 단면도이다.
도 17 및 도 19는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 로봇 장치의 동작도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서(discloser)에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 명세서의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 명세서(discloser)의 용어는 document, specification, description 등의 용어로 대체할 수 있다.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 자동화 시스템을 설명하기 위한 상점의 평면도이다. 도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 자동화 시스템의 과정을 도시한 흐름도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 자동화 시스템은 물품을 입고하는 단계(S101)를 포함할 수 있다. 물품은 예를 들어 본사로부터 입고될 수 있다. 물품을 입고하는 단계(S101)는 물품 자동 주문 시스템에 의해 수행될 수 있다.

물품은 수용 유닛(110)에 수용된 상태로 입고될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 물품이 상점의 하역장에 하역된 후, 상점 내부로 입고되기 전에 수용 유닛(110)에 분류되어 수용될 수도 있다. 또한, 물품이 입고된 후 물품 이송 패스(path)(P)을 따라 적재대(20)로 이송된 후, 적재대(20)에 배치된 수용 유닛(110)에 분류되어 수용될 수도 있다.

물품은 입고 창구(1)를 통해 상점의 백업 공간(B)으로 입고될 수 있다. 이 때, 입고 창구(1)에서는 입고된 물품의 수량을 자동으로 체크할 수 있다. 입고된 물품의 수량 정보는 수용 유닛(110) 또는 물품 자체에 저장된 물품 분류 정보에 기반하여 파악될 수 있다.

자동화 시스템은 입고된 물품을 물품 이송 패스(P)를 통해 물품을 적재대(20)로 이송하는 단계(S102)를 포함할 수 있다. 물품을 이송하는 단계(S102)는 상점의 백업 공간(B)에서 수행될 수 있다. 즉, 물품 이송 패스(P)는 백업 공간(B)에 마련될 수 있다.

물품을 이송하는 단계(S102)는 시스템에 의해 자동으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 본사에서 기 분류되어 적절한 수용 유닛(110)에 수용되어 입고된 물품은 수용 유닛(110) 및/또는 물품 자체에 저장된 분류 정보를 기반으로 이송될 수 있다. 물품의 이송은 물품 이송용 로봇(미도시)을 통해 적절한 위치로 자동으로 옮겨질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 물품이 적절한 섹터(sector)까지 이동하는 과정은 사람이 직접 수행할 수도 있다.

물품을 이송하는 단계(S102)는 서버에 저장된 적재 물품 수량 정보에 기반하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 특정 물품의 적재대(20)에 적재된 수량이 줄어들면, 이러한 적재 물품 수량 정보가 서버에 전송될 수 있다. 서버는 입고된 물품을 물품 이송 패스(P)를 통해 적재대(20)로 이송할 수 있다.

자동화 시스템은 물품을 적재대(20)에 배치하는 단계(S103)을 포함할 수 있다. 이 때, 물품 이송용 로봇(미도시)가 물품을 적재대(20)에 배치할 수도 있고, 물품 이송 패스(P)와 적재대(20)의 사이에 배치된 별도의 적재 로봇(미도시)가 물품을 적재대(20)에 배치할 수도 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 사람이 직접 이송되어 온 물품을 적재대(20)에 배치할 수도 있다.

자동화 시스템은 물품을 진열대(30)에 배치하는 단계(S104)를 포함할 수 있다. 물품을 진열대(30)에 배치하는 단계(S104)는 물품 관리 모듈(M)에 의해 수행될 수 있다. 물품 관리 모듈(M)은 적재대(20)와, 진열대(30)와, 로봇 이동 레일(40)과, 로봇 장치(100)를 포함할 수 있다. 물품 관리 모듈(M)에 대해서는 도 3 및 도 4와 관련하여 자세히 후술한다.

물품을 진열대(30)에 배치하는 단계(S104)는 서버에 저장된 진열 물품 수량 정보에 기반하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 고객이 특정 물품을 선택하거나 구매(S105)하여 진열대에서 해당 물품의 수량이 줄어들면, 이러한 수량 정보는 서버에 전송될 수 있다. 서버는 물품 관리 모듈(M)에 물품 진열에 대한 명령을 송신하고, 물품 관리 모듈(M)은 적재대(20)에 적재된 해당 물품을 진열대(30)로 옮겨 진열할 수 있다.

자동화 시스템은 물품을 자동으로 결제하는 단계(S106)를 포함할 수 있다. 자동으로 결제하는 단계(S106)는 자동 결제 창구(2)에서 수행될 수 있다. 고객이 진열대(30)에 진열된 물품을 선택하여 자동 결제 창구(2)를 지나가면, 자동 결제 창구(2)에 마련된 물품 인식 센서가 고객이 선택한 물품을 인식하고, 서버와 연동된 고객의 계좌 정보를 통해 자동으로 결제가 이루어질 수 있다.

이와 달리, 서버는 고객에 의해 물품이 진열대(30)에서 반출되면 진열대(30)에 마련된 센서에 의해 해당 물품의 반출 정보를 인식할 수 있다. 해당 물품을 선택한 고객이 매장을 나가면 서버와 연동된 고객의 계좌 정보를 통해 자동으로 결제가 이루어질 수 있다.

이에 국한되지 않고, 물품의 결제는 매장 직원에 의해 수행될 수도 있고, 고객이 직접 물품의 바코드를 인식시켜 결제하는 등 다양한 방법으로 수행될 수 있다.

자동화 시스템은 판매량을 확인하는 단계(S107)와, 판매량 정보에 기반하여 물품을 자동 주문하는 단계(S107)를 포함할 수 있다. 여기서 판매량 정보란 최종적으로 고객이 구매를 하여 상점 외부로 반출된 물품의 수량에 관한 정보로 이해될 수 있다. 물품을 자동 주문하는 단계(S107)는 서버에 의해 수행될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 물품의 주문은 판매량 정보에 기반하여 사람이 직접 수행할 수도 있다.

자동화 시스템은 미결제된 물품을 파악하는 단계(S109, S110, S111)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 미결제된 물품을 파악하는 단계(S109, S110, S111)는 미결제 박스(3)에 수용된 물품을 확인하는 단계(S110)와 진열 공간(D) 내에는 있으나 진열대(30)에 진열되지 않은 물품을 확인하는 단계(S111)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 고객이 진열대(30)에서 물품을 선택하였으나, 자동 결제 창구(2)를 통해 반출하지 않은 물건은 미결제 박스(3)에 수용되거나 매장 내 진열대(30)가 아닌 다른 장소에 배치될 수 있다.

미결제된 물품은 수거되어 다시 백업 공간(B)으로 옮겨진 후, 다시 물품을 이송하는 단계(S102)를 통해 적재대(20)로 이송(S102)될 수 있다.

도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 물품 관리 모듈의 다양한 적용예를 간략하게 도시한 평면도이다. 도 4는 본 명세서의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 물품 관리 모듈의 일 예를 간략하게 도시한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 물품 관리 모듈(M)은 로봇 장치(100)를 포함할 수 있다. 로봇 장치(100)는 물품이 수용되는 수용 공간(R)을 형성하는 수용 유닛(110)과, 수용 유닛(110)에 결합되는 그립 유닛(120)을 포함할 수 있다. 로봇 장치(100)는 로봇 이동 레일(P)을 따라 움직이는 그립 유닛(120)과, 물품이 수용되는 박스인 수용 유닛(110)을 통칭하는 개념으로 이해될 수 있다.

물품 관리 모듈(M)은 적재대(20)를 포함할 수 있다. 적재대(20)는 벽(4)을 기준으로 백업 공간(B) 측에 배치될 수 있다. 적재대(20)는 선반 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

수용 유닛(110)은 적재대(20)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상술한 바와 같이 물품은 본사로부터 수용 유닛(110)에 수용된 상태로 입고될 수 있다. 물품은 수용 유닛(110)에 수용된 상태로 물품 이송 패스(P)를 통해 적재대(20)가 있는 곳까지 이송된 후 적재대(20)에 배치될 수 있다.

이와 달리, 물품이 적재되지 않은 수용 유닛(110)이 적재대(20)에 기 배치되어 있을 수도 있다. 이 경우, 물품은 수용 유닛(110)에 수용되지 않은 상태로 입고되고, 물품 이송 패스(P)를 통해 이송된 후, 적재대(20)에 배치된 수용 유닛(110)에 수용될 수 있다.

물품 관리 모듈(M)은 진열대(30)를 포함할 수 있다. 진열대(30)는 벽(4)을 기준으로 진열 공간(D) 측에 배치될 수 있다. 진열대(30)는 선반 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 진열대(30)는 진열 공간(D)으로 물품을 노출시켜 고객이 물품을 선택할 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치(100)를 이용한 물품 관리 모듈(M)에서는, 수용 유닛(110)에서 분리된 트레이(111)가 그립 유닛(120)에 의해 적재대(20)에서 진열대(30)로 옮겨지고, 진열대(30)에 진열될 수 있다.

구체적으로, 진열대(30)에서 특정 물품의 수량이 줄어들면, 진열 물품 수량 정보가 서버로 전송되고, 서버는 그립 유닛(120)으로 적재대(20)에 배치된 물품의 진열에 관한 명령를 송신할 수 있다. 그립 유닛(120)은 적재대(20) 중 해당 물품이 배치된 위치로 이동한 후, 해당 물품이 수용된 수용 유닛(110)에 결합될 수 있다. 보다 구체적으로는, 그립 유닛(120)은 상기 수용 유닛(110)의 트레이(111)에 결합될 수 있다. 그립 유닛(120)이 수용 유닛(110)에 결합되면, 수용 유닛(110)의 트레이(111)는 수용 유닛(110)의 벽체(112)와 분리되고, 분리된 트레이(111)는 로봇 이동 레일(P)을 따라 움직이는 그립 유닛(120)에 의해 진열대(30) 중 해당 물품이 진열될 위치로 이송되어 진열대(30)에 진열될 수 있다. 이로써, 트레이(111)에 배치된 해당 물품은 진열대(30)에 진열되고, 고객에게 노출될 수 있다.

이와 달리, 본 명세서의 다른 실시예에 따른 로봇 장치(100)를 이용한 물품 관리 모듈(M)에서는, 로봇 장치(100)가 해당 물품이 수용된 적재대(20)에 적재된 수용 유닛(110)에 결합되고, 결합된 수용 유닛(110) 자체가 로봇 이동 레일(P)을 따라 움직이는 그립 유닛(120)에 의해 이송되어 진열대(30)에 배치될 수 있다.

이 경우, 수용 유닛(110)이 진열대(30)에 배치되면, 수용 유닛(110)의 트레이(111)는 수용 유닛(110)의 벽체(112)에 대해 상승하거나, 수용 유닛(110)의 벽체(112)가 수용 유닛(110)의 트레이(111)에 대해 하강할 수 있다. 이로써, 트레이(111) 위에 올려진 물품이 고객에게 노출될 수 있다.

도 3을 참조하면, 물품 관리 모듈(M)은 로봇 이동 레일(P)을 포함할 수 있다. 로봇 이동 레일(P)은 적재대(20)와 진열대(30)의 사이 공간에 배치될 수 있다. 구체적으로, 로봇 이동 레일(P)은 적재대(20)와, 진열대(30)와, 벽(4)의 사이에 형성되는 경로를 따라 연장될 수 있다.

그립 유닛(120)은 로봇 이동 레일(P)을 따라 이동할 수 있다. 구체적으로, 로봇 이동 레일(P)을 따라 적재대(20) 측으로 이동하여 적재대(20)에 배치된 수용 유닛(110)과 결합한 후, 다시 로봇 이동 레일(P)을 따라 진열대(30) 측으로 이동하여 진열대(30)에 물품을 진열할 수 있다.

이와 달리, 물품 관리 모듈(M)은 로봇 이동 레일(P)을 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 그립 유닛(120)은 특정 위치에 고정되어 있을 수 있다. 이 경우, 그립 유닛(120)은 관절을 가진 암(arm)을 포함하고, 암의 길이가 적재대(20)에서 진열대(30)까지 모두 도달할 수 있는 길이로 마련되면, 로봇 이동 레일(P) 없이도 그립 유닛(120)이 적재대(20)에 배치된 수용 유닛(110)과 결합하여 물품을 진열대(30)에 진열할 수 있다.

상술한 바와 같이, 물품의 관리가 모듈 형태로 이루어지면 상점 자동화 시스템의 효율이 향상될 수 있다. 구체적으로, 물품 관리 모듈(M)을 다양한 타입, 다양한 크기로 구성하여 공간의 형태 및 구조에 맞게 상점의 레이아웃을 설계할 수 있고, 물품을 모듈 단위로 관리하므로 관리의 효율성이 향상될 수 있다.

도 3(a) 내지 도 3(d)를 참조하면, 물품 관리 모듈(M)은 다양한 타입으로 형성될 수 있다.

도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 물품 관리 모듈(M)은 단일 평면상에서 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 3(a)에 도시된 물품 관리 모듈(M)에서는, 적재대(20)가 벽(4)과 나란한 방향으로 길게 배치될 수 있고, 진열대(30)가 벽(4)과 수직한 방향으로 길게 배치될 수 있다. 이와 달리, 도 3(b)에 도시된 물품 관리 모듈(M)에서는, 적재대(20)와 진열대(30)가 모두 벽(4)과 나란한 방향으로 길게 배치될 수 있다.

한편, 도 3(c)은 물품 관리 모듈(M)이 원형 타입으로 형성되는 경우를 도시한다. 이 때, 원형의 물품 관리 모듈(M)의 크기가 충분히 크지 않은 경우, 진열대(30)는 바닥 위에 마련된 진열 공간(D)에 배치되고, 적재대(20)는 바닥 아래 공간에 마련된 백업 공간(B)에 배치될 수 있다.

백업 공간(B)이 바닥 아래 공간에 마련되는 경우, 물품 관리 모듈(M)은 리프트(50)를 포함할 수 있다. 리프트(50)는 바닥 위의 공간과 바닥 아래 공간의 사이에서 승강할 수 있다. 리프트(50)는 백업 공간(B)에 배치된 적재대(20)로부터 공급된 수용 유닛(110) 및/또는 트레이(111)를 바닥 위의 공간으로 이동시키는 역할을 수행할 수 있다.

이와 달리, 물품 관리 모듈(M)이 원형 타입으로 형성되더라도, 물품 관리 모듈(M)의 크기가 충분히 크다면 적재대(20)도 진열대(30)와 마찬가지로 바닥 위의 공간에 배치될 수 있다.

도 3(d)은 물품 관리 모듈(M)이 한 방향으로 길게 형성되고, 크기가 충분히 크지 않은 경우를 도시한다. 이 때, 진열대(30)는 바닥 위에 마련된 진열 공간(D)에 배치되고, 적재대(20)는 바닥 위 및 바닥 아래에 마련된 백업 공간(B)에 매치될 수 있다.

도 3(d)에 도시된 물품 관리 모듈(M)은 도 3(c)에 도시된 물품 관리 모듈(M)과 마찬가지로 리프트(50)를 포함할 수 있다.

도 4는 도 3(c) 및 도 3(d)에서 상술한 바와 같이, 바닥 아래 공간에 적재대(20)가 배치되는 경우, 물품 관리 모듈(M)의 단면도를 도시한 것이다.

도 4(a)는 본 명세서의 일 실시예에 따른 물품 관리 모듈(M)의 단면도를 도시한 것이다. 도 4(a)를 참조하면, 진열대(30)는 바닥 위에 마련된 진열 공간(D)에 배치될 수 있고, 적재대(20)는 바닥 아래에 마련된 백업 공간(B)에 배치될 수 있다. 적재대(20)에 배치된 수용 유닛(110)에 수용된 물품은, 예를 들어 컨베이어 벨트와 같은 수단을 통해 리프트(50)로 이송될 수 있다. 물품은 리프트(50)를 통해 바닥 위의 공간으로 옮겨질 수 있다. 바닥 위로 옮겨진 물품은 바닥 위에 배치된 그립 유닛(120)에 의해 진열대(30)에 진열될 수 있다.

도 4(b)는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 물품 관리 모듈(M)의 단면도를 도시한 것이다. 도 4(b)를 참조하면, 그립 유닛(120)이 리프트(50)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 리프트(50)가 바닥 아래 공간에 배치되었을 때, 그립 유닛(120)은 적재대(20)에 배치된 수용 유닛(110)에 결합하여 물품을 적재대에서 인출할 수 있다. 이 상태에서 리프트(50)가 바닥 위 공간으로 상승하면, 그립 유닛(120)은 물품을 진열대(30)에 배치할 수 있다.

물품 관리 모듈(M)은 도 3 및 도 4에서 도시된 것에 한정되지 않고, 상점 공간의 크기 및 형상 등에 따라 다양한 형상 및 타입으로 구성될 수 있다.

도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치의 사시도이다. 도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치의 분해사시도이다. 도 7은 도 6의 A-A'선을 따라 잘라 도시한 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치의 단면도이다. 도 8은 도 6의 B-B'선을 따라 잘라 도시한 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치의 단면도이다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치(100)는 수용 유닛(110)과, 그립 유닛(120)을 포함할 수 있으나, 이 중 일부가 생략되어 실시될 수도 있고, 이 외의 추가적인 구성을 배제하지도 않는다.

이하, 본 명세서는 적재대(20)에 배치된 수용 유닛(110)에 그립 유닛(120)이 결합되고, 그립 유닛(120)에 의해 수용 유닛(110)에 수용되어 있던 물품이 진열대(30)로 옮겨져 진열하는 동작을 수행하는 로봇 장치(100)를 예로 들어 설명한다.

이하 설명되지 않는 도 9 내지 도 19에 따른 본 명세서의 로봇 장치(100, 200)의 세부 구성은 도 5 내지 도 8에 따른 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치(100)의 세부 구성과 동일한 것으로 이해될 수 있다.

이하, 제1 방향(X) 일측은 도 7을 기준으로 우측을, 제1 방향(X) 타측은 도 7을 기준으로 좌측을 지칭하는 것으로 이해될 수 있다. 또한, '상부'는 도 7을 기준으로 상하 방향(Z)의 상부 측을, '하부'는 도 7을 기준으로 상하 방향(Z)의 하부 측을 지칭하는 것으로 이해될 수 있다.

로봇 장치(100)는 자동화 시스템에서 사용되는 물품 관리 모듈(M)의 구성요소가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 산업 전반에 걸쳐 널리 사용될 수 있다.

로봇 장치(100)는 수용 유닛(110)을 포함할 수 있다. 수용 유닛(110)에는 물품이 수용되는 수용 공간(R)이 형성될 수 있다. 수용 유닛(110)은 물품이 수용되는 박스 형상으로 이해될 수 있다. 수용 유닛(110)은 플라스틱, 금속 등 다양한 재질로 형성될 수 있으나, 경량성, 내구성, 경제성 등을 고려하면 플라스틱으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

수용 유닛(110)은 트레이(111)를 포함할 수 있다. 물품은 트레이(111) 위에 수용될 수 있다. 물품은 트레이(111) 위에 올려진 상태로 그립 유닛(120)에 의해 이송될 수 있다. 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치(100)에서, 트레이(111)는 벽체(112)와 일 측 방향인 제1 방향(X)으로 분리 및 결합될 수 있다.

트레이(111)는 바닥부(1111)를 포함할 수 있다. 바닥부(1111)는 수용 공간(R)의 바닥을 형성할 수 있다. 바닥부(1111)는 물품이 안정적으로 배치될 수 있도록 편평하게 형성될 수 있다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 달리, 바닥부(1111)는 제1 방향(X) 일측을 향해 경사지도록 형성될 수도 있다. 즉, 바닥부(1111)는 측벽부(1112) 측으로 약간 경사지도록 형성되는 것으로 이해될 수 있다. 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치(100)에서는, 트레이(111)가 벽체(112)에서 분리된 후 그립 유닛(120)에 의해 이송되는데, 이 때 바닥부(1111)가 제1 방향(X) 일측으로 경사지도록 형성되면, 바닥부(1111) 위에 올려진 물품이 안정적으로 트레이(111)에 수용된 상태로 이송될 수 있다.

트레이(111)는 측벽부(1112)를 포함할 수 있다. 측벽부(1112)는 수용 공간(R)의 측벽 중 적어도 제1 방향(X) 일측 벽을 형성할 수 있다. 즉, 측벽부(1112)는 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치(100)에서 수용 공간(R)의 측벽 중 적어도 트레이(111)가 분리되는 방향 쪽의 측벽을 포함할 수 있다.

도 5 내지 도 15에 도시된 바와 달리, 측벽부(1112)는 수용 공간(R)의 제1 방향(X) 일측 벽뿐만 아니라, 수용 공간(R)의 제2 방향(Y) 양측 벽까지 형성할 수 있다.

종합하면, 측벽부(1112)는 수용 공간(R)의 측벽 중 적어도 제1 방향(X) 일측 벽을 형성하되, 수용 공간(R)의 제1 방향(X) 타측 벽은 형성하지 않을 수 있다. 이러한 구조를 통해, 벽체(112)와 트레이(111)는 서로 간섭하지 않으면서, 트레이(111)가 벽체(112)와 원활하게 분리될 수 있다.

이와 달리, 트레이(111)는 측벽부(1112)를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 물품이 트레이(111)에서 이탈하지 않게 하기 위해서, 트레이(111)는 바닥부(1111)의 가장자리를 따라 상부로 돌출된 부벽(미도시)을 포함할 수 있다.

트레이(111)는 하부 돌출부(1113)를 포함할 수 있다. 하부 돌출부(1113)는 트레이(111)의 바닥부(1111)의 하부로 돌출될 수 있다. 하부 돌출부(1113)는 제1 방향(X)으로 연장될 수 있다. 하부 돌출부(1113)는 연결 유닛(1115) 및/또는 그립 핑거(grip finger)(122)가 파지될 수 있는 부분을 제공하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 하부 돌출부(1113)는 수용 유닛(110)이 물품 이송 패스(P)를 따라 입고 창구(1)로부터 적재대(20)로 옮겨지는 과정에서 물품 이송 패스(P)에 마련된 레일(미도시)에 결합될 수 있는 수단이 될 수도 있다.

이와 달리, 트레이(111)는 하부 돌출부(1113)를 포함하지 않을 수 있고, 그립 유닛(120)는 다양한 방식으로 트레이(111)에 결합될 수 있다.

예를 들어, 트레이(111)는 측면 돌출부(미도시)를 형성할 수 있다. 측면 돌출부(미도시)는 측벽부(1112)에서 외측으로 돌출될 수 있다. 이 경우, 그립 유닛(120)은 측면 돌출부(미도시)에 결합될 수 있다. 그립 유닛(120)은 그립 핑거(122)를 통해 측면 돌출부(미도시)를 파지할 수도 있고, 그립 유닛(120)의 그립 핑거(122)와 측면 돌출부(미도시)에 형성되는 별도의 커플링 수단을 통해 측면 돌출부(미도시)에 결합될 수도 있다.

이와 달리, 그립 유닛(120)은 트레이(111)의 바닥부(1111)의 하부면에 형성된 별도의 결합 수단을 통해 바닥부(1111)와 직접 결합될 수도 있다. 예를 들어, 그립 유닛(120)은 그립 핑거(122)와 바닥부(111)에 형성되는 별도의 커플링 수단을 통해 트레이(111)의 바닥부(1111)에 결합될 수 있다.

또한, 그립 유닛(120)은 트레이(111)의 하부에 배치되는 연결 유닛(1115)에 결합되고, 그 상태에서 바로 트레이(111) 또는 수용 유닛(110)을 이송할 수 있다. 구체적으로, 그립 핑거(122)가 연결 유닛(1115)에 결합된 후, 그립 핑거(122)와 연결 유닛(1115)이 제2 방향(Y)으로 움직이는 과정 없이, 바로 트레이(111) 또는 수용 유닛(110)을 이송할 수 있다. 이 경우, 하부 돌출부(1113)는 필요하지 않을 수 있다.

또한, 그립 유닛(120)은 별도의 돌출부나 결합 부위 없이, 트레이(111) 자체를 파지할 수도 있다.

예를 들어, 그립 핑거(122)는 수용 유닛(110)의 측벽 부분을 파지할 수 있다. 구체적으로, 그립 핑거(122)는 제2 방향(Y)으로 움직이며 수용 공간(R)의 제2 방향(Y) 양측 벽의 외측 부분을 파지할 수 있다.

또한, 그립 핑거(122)가 제2 방향(Y)으로 움직이는 것이 아니라, 수직 방향(Z)으로 움직일 수 있고, 이 경우, 그립 핑거(122)는 트레이(111)의 바닥부(1111)의 하부면과 측벽부(1112)의 상단을 파지할 수도 있다.

다시 도 5 내지 도 8을 참조하면, 트레이(111)는 연결 유닛(1115)을 포함할 수 있다. 연결 유닛(1115)은 트레이(111)의 바닥부(1111)의 하부에 배치될 수 있다. 연결 유닛(1115)은 한 쌍으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 연결 유닛(1115)은 하부 돌출부(1113)의 양 측면에 배치될 수 있다.

연결 유닛(1115)은 제1 방향(X)에 수직한 측 방향인 제2 방향(Y)으로 움직이며 하부 돌출부(1113)를 파지할 수 있다. 구체적으로, 연결 유닛(1115)의 제1 방향(X) 일측에 그립 핑거(122)가 결합될 수 있고, 연결 유닛(1115)은 그립 핑거(122)와 결합된 상태에서 그립 핑거(122)와 함께 제2 방향(Y)으로 움직이며 하부 돌출부(1113)를 파지할 수 있다.

연결 유닛(1115)은 그립 유닛(120)이 수용 유닛(110)에 결합될 때, 그립 핑거(122)와 트레이(111)가 결합될 수 있도록 매개하는 어댑터 역할을 수행할 수 있다.

구체적으로, 그립 핑거(122)의 길이가 충분히 길다면, 그립 유닛(120)은 그립 핑거(122)가 곧바로 하부 돌출부(1113)에 결합되더라도 물품의 하중을 견딜 수 있다. 그러나, 그립 핑거(122)의 길이가 너무 긴 경우, 그립 핑거(122)가 수용 유닛(110)에 결합되는 상황 외의 상황에서, 그립 핑거(122)의 범용성이 떨어질 수 있으므로, 그립 핑거(122)는 적정 길이 이하로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우, 연결 유닛(1115)은 그립 유닛(120)이 트레이(111)에 결합될 때, 트레이(111) 및 물품의 하중을 분산시켜, 로봇 장치(100)의 결합 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

연결 유닛(1115)은 제1 방향(X)으로 연장될 수 있다. 즉, 연결 유닛(1115)은 하부 돌출부(1113)와 나란한 방향으로 연장되고, 하부 돌출부(1113)의 양 측에 나란하게 배치될 수 있다. 이를 통해, 연결 유닛(1115)은 물품의 하중을 더욱 효과적으로 분산시킬 수 있고, 그립 유닛(120)과 트레이(111)는 안정적으로 결합될 수 있다.

바닥부(1111)의 하부면과 연결 유닛(1115)의 상부면 중 어느 하나에는 제2 레일(1116)이 형성되고, 다른 하나에는 제2 레일 홈(1117)이 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 바닥부(1111)는 제2 레일(1116)을 포함할 수 있다. 제2 레일(1116)은 바닥부(1111)의 하부면에 형성될 수 있다. 제2 레일(1116)은 하나 형성될 수도 있고, 복수로 형성될 수도 있다. 제2 레일(1116)은 제2 방향(Y)으로 연장될 수 있다. 제2 레일(1116)은 연결 유닛(1115)의 운동 경로를 가이드할 수 있다.

또한, 연결 유닛(1115)은 제2 레일 홈(1117)을 포함할 수 있다. 제2 레일 홈(1117)은 연결 유닛(1115)의 상부면에 형성될 수 있다. 제2 레일 홈(1117)은 제2 레일(1116)에 대응되는 형상 및 개수로 형성될 수 있다. 즉, 제2 레일 홈(1117)은 제2 레일(1116)에 안착되어 슬라이딩 되도록 형성될 수 있다.

하부 돌출부(1113)의 외측면과 연결 유닛(1115)의 내측면 중 어느 하나에는 측방으로 돌출되는 연결 돌기가 형성되고, 다른 하나에는 연결 돌기(1113a)에 결합되는 제2 연결 홈(1115b)이 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 하부 돌출부(1113)는 측면에서 제2 방향(Y)으로 돌출된 연결 돌기(1113a)를 포함할 수 있다. 연결 돌기(1113a)는 하부 돌출부(1113)의 측면을 따라 제1 방향(X)으로 연장될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 연결 유닛(1115)은 측면에서 제2 방향(Y)으로 함몰된 제2 연결 홈(1115b)을 포함할 수 있다. 제2 연결 홈(1115b)은 연결 돌기(1113a)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 제2 연결 홈(1115b)은 연결 돌기(1113a)에 안착될 수 있다. 연결 돌기(1113a)와 제2 연결 홈(1115b)의 결합을 통해, 연결 유닛(1115)과 하부 돌출부(1113)가 안정적으로 결합될 수 있다.

수용 유닛(110)은 벽체(112)를 포함할 수 있다. 벽체(112)는 수용 공간(R)의 측벽의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 트레이(111)의 측벽부(1112)가 수용 공간(R)의 제1 방향(X) 일측 벽만 형성하는 경우, 벽체(112)는 수용 공간(R)의 나머지 세 개의 측벽을 형성할 수 있다. 이와 달리, 트레이(111)의 측벽부(1112)가 수용 공간(R)의 제1 방향(X) 일측 벽과, 제2 방향(Y) 양측 벽을 형성하는 경우, 벽체(112)는 수용 공간의 제1 방향(X) 타측 벽만 형성할 수 있다. 벽체(112)는 수용 공간(R)에 형성된 물품이 밖으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

벽체(112)는 개구부(O)를 포함할 수 있다. 개구부(O)는 다양한 형태로 다양한 위치에 형성될 수 있다. 개구부(O)를 통해 수용 공간(R) 내측에 수용된 물품을 확인할 수 있다.

벽체(112)의 내측면과 바닥부(1111)의 측면 중 어느 하나에는 제1 방향(X)에 수직한 측 방향인 제2 방향(Y)으로 돌출되는 제1 레일(1121)이 형성되고, 다른 하나에는 상기 제1 레일(1121)이 결합되어 슬라이딩 되는 제1 레일 홈(1114)이 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 레일(1121)은 벽체(112)의 제2 방향 양측 벽의 내주면에서 내측으로 돌출될 수 있다. 제1 레일(1121)은 제1 방향(X)으로 연장될 수 있다. 구체적으로, 도 6을 참조하면, 제1 레일(1121)은 벽체(112)의 제1 방향(X) 타측 벽에서 벽체(112)의 제1 방향(X) 일단까지 연장될 수 있다. 제1 레일(1121)은 트레이(111)의 분리 및 결합 경로를 가이드할 수 있다.

또한, 제1 레일 홈(1114)은 바닥부(1111)의 측면에서 제2 방향(Y)으로 함몰되어 형성될 수 있다. 제1 레일 홈(1114)은 제1 레일(1121)에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 레일 홈(1114)은 제1 레일(1121)에 결합되어 슬라이딩 되도록 형성될 수 있다.

제1 레일(1121)이 벽체(112)의 제2 방향(Y) 양측 벽에 형성되는 경우, 제1 레일 홈(1114)은 이에 대응하여 바닥부(1111)의 양 측면에 형성될 수 있다. 반면, 제1 레일(1121)이 벽체(112)의 제2 방향(Y) 일측 벽에만 형성되는 경우, 제1 레일 홈(1114)은 이에 대응하여 바닥부(1111)의 일 측면에만 형성될 수 있다.

벽체(112)와 측벽부(1112) 중 어느 하나는 벽체(112)와 측벽부(1112)가 인접하는 위치에 배치되고 트레이(111)의 분리를 방지하는 잠금 장치(1122)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 벽체(112)의 제1 방향(X) 일단에 잠금 장치(1122)가 배치될 수 있다. 잠금 장치(1122)는 막대 형상으로 형성될 수 있다. 잠금 장치(1122)는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 복수로 형성될 수도 있으나, 이와 달리 하나로 형성될 수도 있다.

잠금 장치(1122)는 벽체(112)의 제1 방향(X) 일단과 회전 가능하게 결합될 수 있다. 잠금 장치(1122)는 트레이(111)가 벽체(112)에 결합되면 가로 방향으로 회전하여 트레이(111)를 고정할 수 있다. 또한, 그립 유닛(120)이 트레이(111)에 결합되면 잠금 장치(1122)가 세로 방향으로 회전하여 잠금이 해제될 수 있다. 즉, 잠금 장치(1122)는 빗장 형태로 트레이(111)를 고정할 수 있다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 달리, 잠금 장치(1122)는 다양한 방식으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 잠금 장치(1122)는 트레이(111)와 벽체(112) 사이에 마그네틱 잠금 장치와 같은 전자적인 방식으로 형성될 수도 있고, 트레이(111)와 벽체(112) 사이에 형성된 커플링 수단과 같은 기계적인 방식으로 형성될 수도 있다.

로봇 장치(100)는 그립 유닛(120)을 포함할 수 있다. 그립 유닛(120)은 바디(121)와, 그립 핑거(122)를 포함할 수 있으나, 이 중 일부를 제외하고 실시될 수도 있고, 그 외 추가적인 구성을 배제하지도 않는다. 예를 들어, 그립 유닛(120)은 관절 형태로 구부러지는 복수의 암(미도시)을 더 포함할 수 있다.

그립 유닛(120)은 수용 유닛(110)에 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 그립 유닛(120)은 수용 유닛(110)의 트레이(111)에 결합될 수 있다. 그립 유닛(120)은 수용 유닛(110)에 제1 방향(X) 일측에서 접근하여 결합될 수 있다. 그립 유닛(120)은 로봇 이동 레일(P)을 따라 이동하며, 물품을 적재대(20)에서 진열대(30)로 이송할 수 있다.

그립 유닛(120)은 바디(121)와, 그립 핑거(122)를 포함할 수 있다. 이 때, 바디(121)와 그립 핑거(122)는 암(미도시)의 말단에 장착된 엔드 이펙터(end-effector)로 이해될 수 있다. 또한, 바디(121)와 그립 핑거(122)는 엔드 이펙터의 일 종류인 그리퍼(gripper)로 이해될 수 있다.

그립 유닛(120)은 그립 핑거(122)를 포함할 수 있다. 그립 핑거(122)는 한 쌍으로 형성될 수 있다. 각각의 그립 핑거(122)는 제1 방향(X)으로 연장될 수 있다. 각각의 그립 핑거(122)는 제2 방향(Y)으로 움직일 수 있다.

그립 핑거(122)는 연결 유닛(1115)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 그립 핑거(122)는 제1 방향(X)으로 연결 유닛(1115)에 결합될 수 있다. 한 쌍의 그립 핑거(122)는 각각 대응되는 연결 유닛(1115)에 결합될 수 있다. 그립 핑거(122)와 연결 유닛(1115)은 하부 돌출부(1113)를 파지할 수 있다. 구체적으로, 그립 핑거(122)와 연결 유닛(1115)은 서로 결합된 상태로, 제2 방향(Y)으로 움직이며 하부 돌출부(1113)를 파지할 수 있다.

그립 핑거(122)와 연결 유닛(1115) 중 어느 하나는 제1 방향(X)으로 돌출된 결합 돌기(1221)를 포함하고, 다른 하나는 결합 돌기(1221)에 결합되는 결합 홈(1115a)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 그립 핑거(122)는 결합 돌기(1221)를 포함할 수 있다. 결합 돌기(1221)는 그립 핑거(122)의 말단에서 제1 방향(X) 타측으로 돌출될 수 있다. 또한, 연결 유닛(1115)은 결합 홈(1115a)을 포함할 수 있다. 결합 홈(1115a)은 연결 유닛(1115)의 제1 방향(X) 일단에서 제1 방향(X) 타측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 결합 홈(1115a)은 결합 돌기(1221)와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 결합 돌기(1221)가 결합 홈(1115a)에 결합됨으로써, 그립 핑거(122)가 연결 유닛(1115)에 결합될 수 있다.

상술한 바와 달리, 그립 핑거(122)는 연결 유닛(1115) 없이 하부 돌출부(1113)를 파지할 수도 있다. 이 경우, 그립 핑거(122)는 트레이(111) 위에 배치된 물품의 하중을 견디기 위해, 제1 방향(X)으로 더욱 길게 연장될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 그립 핑거(122)의 제1 방향(X) 일측의 두께가 제1 방향 타측의 두께보다 얇을 수 있다. 즉, 그립 핑거(122)는 말단 부분이 바디(121)에 접한 부분보다 두껍게 형성될 수 있다. 그립 유닛(120)은 수용 유닛(110)에 결합될 뿐만 아니라, 일반적으로 물건을 파지할 수 있는 그리퍼의 역할을 수행할 수 있으므로, 그립 핑거(122)의 말단 부분이 더 두껍게 형성되는 경우 물건 파지가 용이할 수 있다.

그립 핑거(122)는 다양한 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 그립 핑거(122)는 집게 형상으로 형성되므로, 수용 유닛(110)이 아닌 다른 물건을 파지할 수도 있다. 즉, 본 명세서에 따른 그립 유닛(120)은 일반적으로 물건을 파지할 수 있는 집게 역할을 수행하면서, 물품 관리 모듈(M)에서는 수용 유닛(110)에 결합되어 물품을 적재대(20)에서 진열대(30)로 옮기는 역할을 수행하는 것으로 이해될 수 있다. 이와 같이, 본 명세서에 따른 로봇 장치(100)의 그립 유닛(120)의 구조를 통해, 범용성이 향상된 로봇 장치(100)가 제공될 수 있다.

그립 핑거(122)의 말단 부분의 단면 형상은 연결 유닛(1115)의 단면 형상과 대응될 수 있다. 다시 말해, 그립 핑거(122)가 연결 유닛(1115)에 결합된 상태에서, 그립 유닛(120)의 제1 방향(X) 타측 부분은 연결 유닛(1115)의 제1 방향(X) 일측 부분이 연장된 형상일 수 있다.

하부 돌출부(1113)의 외측면과 그립 핑거(122)의 내측면 중 어느 하나에는 측방으로 돌출되는 연결 돌기가 형성되고, 다른 하나에는 연결 돌기(1113a)에 결합되는 제1 연결 홈(1222)이 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 6을 참조하면, 하부 돌출부(1113)는 측면에서 제2 방향(Y)으로 돌출된 연결 돌기(1113a)를 포함할 수 있다. 또한, 그립 핑거(122)는 측면에서 제2 방향(Y)으로 함몰된 제1 연결 홈(1222)을 포함할 수 있다. 제1 연결 홈(1222)은 연결 유닛(1115)에 형성된 제2 연결 홈(1115b)의 연장된 형상으로 이해될 수 있다. 제1 연결 홈(1222)은 연결 돌기(1113a)에 안착될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 연결 유닛(1115)이 하부 돌출부(1113)를 파지할 때 그립 핑거(122) 부분도 하부 돌출부(1113)를 함께 파지 할 수 있으므로, 그립 유닛(120)과 수용 유닛(110) 사이의 결합력이 향상될 수 있다.

도 9 내지 도 13는 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치의 동작도이다.

도 9의 상태에서, 수용 유닛(110)은 벽체(112)와 트레이(111)가 결합된 상태일 수 있다. 또한, 잠금 장치(1122)는 가로로 배치되어 트레이(111)를 벽체(112)에 고정한 상태일 수 있다. 이 때, 그립 유닛(120)은 제1 방향(X) 일측에서 수용 유닛(110)에 접근할 수 있다.

도 10을 참조하면, 그립 유닛(120)은 수용 유닛(110)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 그립 유닛(120)의 그립 핑거(122)가 트레이(111)의 연결 유닛(1115)에 결합될 수 있다.

이 때, 서버 및/또는 그립 유닛(120)에 마련된 프로세서는, 그립 핑거(122)와 연결 유닛(1115)의 접촉부의 센서를 통해, 그립 핑거(122)가 연결 유닛(1115)에 결합되었다는 정보를 수신할 수 있다.

그립 핑거(122)와 연결 유닛(1115)이 결합되었음이 확인되면, 그립 핑거(122)와 연결 유닛(1115)은 제2 방향(Y)으로 하부 돌출부(1113)를 향해 움직일 수 있다. 이 때, 트레이(111)의 바닥부(1111)의 하부에 형성된 제2 레일(1116)은 그립 핑거(122)와 연결 유닛(1115)의 이동 경로를 가이드할 수 있다. 그립 유닛(120)의 바디(121)에 마련된 액츄에이터(미도시)는 그립 핑거(122)와 연결 유닛(1115)의 동작에 대한 동력을 제공할 수 있다.

도 11을 참조하면, 그립 핑거(122)와 연결 유닛(1115)은 트레이(111)의 하부 돌출부(1113)를 파지할 수 있다. 이 때, 그립 핑거(122)의 내측면에 형성된 제1 연결 홈(1222)과 연결 유닛(1115)의 내측면에 형성된 제2 연결 홈(1115b)은 하부 돌출부(1113)의 측면에 형성된 연결 돌기(1113a)에 맞물릴 수 있다.

그립 유닛(120)이 트레이(111)에 결합되면, 잠금 장치(1122)가 해제될 수 있다. 구체적으로, 그립 핑거(122)와 연결 유닛(1115)이 하부 돌출부(1113)를 파지하면, 잠금 장치(1122)가 가로 방향에서 세로 방향으로 회전할 수 있다. 이 때, 잠금 장치(1122)의 해제는 연결 유닛(1115)과 잠금 장치(1122) 사이에 마련된 별도의 기계적 메커니즘을 통해서 이루어질 수도 있고, 전자 센서를 통한 전자적 메커니즘으로 이루어질 수도 있다.

잠금 장치(1122)의 잠금 및 해제가 전자적 메커니즘으로 이루어지는 경우, 연결 유닛(1115)이 하부 돌출부(1113)를 파지했다는 신호가 프로세서에 전달되면, 프로세서는 잠금 장치(1122)에 연결된 별도의 구동 장치를 작동시켜 잠금 장치(1122)를 해제할 수 있다.

도 12을 참조하면, 그립 유닛(120)이 적재대(20)에 배치된 수용 유닛(110)의 트레이(111)에 결합되면, 트레이(111)가 벽체(112)에서 분리될 수 있다. 이 때, 트레이(111)는 제1 방향(X)으로 분리될 수 있다. 이 때, 트레이(111)의 바닥부(1111)에 형성된 제1 레일 홈(1114)은 벽체(112)의 내측에 형성된 제1 레일(1121)에 대해 슬라이딩 될 수 있다. 즉, 제1 레일(1121)과 제1 레일 홈(1114)은 트레이(111)의 분리 방향을 가이드할 수 있다.

트레이(111)는 벽체(112)에서 분리된 후, 그립 유닛(120)에 결합된 상태로 적재대(20)에서 진열대(30)로 이송될 수 있다. 다시 말해, 트레이(111)의 위에 올려진 물품은 진열대(30)로 이송되어 진열대(30)에 진열될 수 있다.

도 12에 도시된 바와 달리, 트레이(111)는 다양한 방식으로 벽체(112)와 분리될 수 있다. 예를 들어, 트레이(111)는 벽체(112)에 대해 상하 방향(Z)으로 분리될 수 있다. 이 경우, 제1 레일(1121)은 제1 방향(X)으로 연장되는 것이 아니라, 상하 방향(Z)으로 연장될 수 있고, 제1 레일 홈(1114)도 이러한 제1 레일(1121)의 형상에 대응하여 상하 방향(Z)으로 형성될 수 있다. 나아가, 제1 레일(1121)과 제1 레일 홈(1114)이 형성되지 않을 수도 있다.

도 13을 참조하면, 트레이(111)가 진열대(30)에 배치되면, 진열대(30) 및/또는 트레이(111)에 마련된 별도의 센서에 의해 트레이(111)가 진열대(30)에 배치되었다는 정보가 프로세서에 전달될 수 있다. 이러한 트레이(111)의 배치 정보에 기반하여, 그립 유닛(120)은 트레이(111)에서 분리될 수 있다. 이로써, 트레이(111)의 위에 올려진 물품은 진열대(30)에 진열되어 고객에게 노출될 수 있고, 그립 유닛(120)은 다른 작업을 수행하기 위해 이동할 수 있다.

도 14는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 로봇 장치(200)의 사시도이다. 도 15는 도 14의 C-C'선을 따라 잘라 도시한 본 명세서의 다른 실시예에 따른 로봇 장치(200)의 단면도이다. 도 16은 도 14의 D-D'선을 따라 잘라 도시한 본 명세서의 다른 실시예에 따른 로봇 장치(200)의 단면도이다.

이하 설명되지 않는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 로봇 장치(200)의 세부 구성은, 도 5 내지 도 8과 관련하여 상술한 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 장치(100)의 세부 구성과 동일한 것으로 이해될 수 있다.

도 14 내지 도 16을 참조하면, 본 명세서의 다른 실시예에 따른 로봇 장치(200)는 트레이(211)를 포함할 수 있다. 트레이(211)는 벽체(212)에 대해 움직일 수 있다. 구체적으로, 트레이(211)는 벽체(212)에 대해 승강할 수 있다.

벽체(212)는 받침대(2121)를 포함할 수 있다. 받침대(2121)는 벽체(212)의 내측으로 돌출될 수 있다. 받침대(2121)는 트레이(211)가 하강했을 때, 벽체(212)에 안착될 수 있는 위치를 가이드할 수 있다.

도 14 내지 도 16에 도시된 바와 달리, 벽체(212)의 내측면과 트레이(211)의 측면 중 어느 하나에는 제3 레일(미도시)이 형성되고, 다른 하나에는 제3 레일(미도시)에 결합되어 슬라이딩 되는 제3 레일 홈(미도시)이 형성될 수 있다.

예를 들어, 벽체(212)는 제3 레일(미도시)을 포함할 수 있다. 제3 레일(미도시)은 벽체(212)의 내측면에서 내측으로 돌출될 수 있다. 제3 레일(미도시)는 복수로 형성될 수 있다. 각각의 제3 레일(미도시)은 상하 방향(Z)으로 연장될 수 있다.

또한, 트레이(211)는 제3 레일 홈(미도시)을 포함할 수 있다. 구체적으로 트레이(211)의 바닥부(2111)의 측면에 제3 레일 홈(미도시)이 형성될 수 있다. 제3 레일 홈(미도시)은 제3 레일(미도시)에 대응하는 개수 및 형상으로 형성될 수 있다. 제3 레일 홈(미도시)은 제3 레일(미도시)에 결합되어 슬라이딩 되도록 형성될 수 있다.

도 17 내지 도 19는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 로봇 장치의 동작도이다.

도 17은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 로봇 장치(200)의 수용 유닛(210)이 그립 유닛(220)에 의해 진열대(30)로 옮겨진 후, 진열대(30)에 배치된 상태를 도시한 것이다.

트레이(211)는 벽체(212)에 대해 승강할 수 있다. 구체적으로, 그립 유닛(220)이 적재대(20)에 배치된 수용 유닛(210)의 트레이(211)에 결합되면, 결합된 수용 유닛(210)은 그립 유닛(220)에 의해 이송되어 진열대(30)에 배치될 수 있다.

도 18을 참조하면, 수용 유닛(210)이 진열대(30)에 배치되면, 진열대(30) 및/또는 수용 유닛(210)에 마련된 별도의 센서에 의해 수용 유닛(210)이 진열대(30)에 배치되었다는 정보가 프로세서에 전달될 수 있다. 이러한 수용 유닛(210)의 배치 정보에 기반하여, 그립 유닛(220)에 배치된 액츄에이터(미도시)가 작동할 수 있다. 액츄에이터(미도시)는 그립 핑거(222)가 상하 방향(Z)으로 상승할 수 있는 동력을 제공할 수 있다.

액츄에이터(미도시)가 작동하면, 그립 핑거(222)에 결합된 트레이(211)는 상하 방향(Z)으로 상승할 수 있다. 이로써, 수용 유닛(210)에 수용된 물품은 진열대(30)에서 고객에게 노출될 수 있다.

도 19를 참조하면, 트레이(211)가 상승했다는 정보를 프로세서가 수신하면, 프로세서는 그립 유닛(120)에게 수용 유닛(210)으로부터 분리 명령에 관한 정보를 전송할 수 있다. 이러한 분리 정보에 기반하여, 그립 유닛(220)을 수용 유닛(210)에서 분리될 수 있고, 그립 유닛(220)은 다른 작업을 수행하기 위해 이동할 수 있다.

상술한 바와 달리, 수용 유닛(210)이 진열대(30)에 배치된 후, 트레이(211)가 벽체(212)에 대해 상승하는 것이 아니라, 벽체(212)가 트레이(211)에 대해 하강할 수도 있다. 구체적으로, 그립 유닛(220)은 가만히 있고, 벽체(212)가 중력에 의해 상하 방향(Z)의 하부 방향으로 내려갈 수 있다. 이 경우, 벽체(212)와 트레이(211)가 완전히 분리되는 것을 방지하기 위해, 벽체(212)의 상단에는 트레이(211)에 걸릴 수 있는 스토퍼(미도시)가 형성될 수 있다.

앞에서 설명된 본 명세서의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 명세서의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.

예를 들어 특정 실시예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시예 및/또는 도면에 설명된 B 구성이 결합될 수 있음을 의미한다. 즉, 구성 간의 결합에 대해 직접적으로 설명하지 않은 경우라고 하더라도 결합이 불가능하다고 설명한 경우를 제외하고는 결합이 가능함을 의미한다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.

1: 입고 창구 2: 자동 결제 창구
3: 미결제 박스 4: 벽
20: 적재대 30: 진열대
40: 로봇 이동 레일 50: 리프트
100: 로봇 장치 110: 수용 유닛
111: 트레이 1111: 바닥부
1112: 측벽부 1113: 하부 돌출부
1113a: 연결 돌기 1114: 제1 레일 홈
1115: 연결 유닛 1115a: 결합 홈
1115b: 제1 연결 홈 1116: 제2 레일
1117: 제2 레일 홈 112: 벽체
1121: 제1 레일 1122: 잠금 장치
120: 그립 유닛 121: 바디
122: 그립 핑거 1221: 결합 돌기
1222: 제2 연결 홈 B: 백업 공간
D: 진열 공간 M: 물품 관리 모듈
P: 물품 이송 패스

Claims

물품이 수용되는 수용 공간을 형성하는 수용 유닛; 및
상기 수용 유닛에 결합되는 그립 유닛을 포함하고,
상기 수용 유닛은 상기 수용 공간의 바닥을 형성하는 바닥부를 포함하는 트레이와, 상기 수용 공간의 측벽의 적어도 일부를 형성하는 벽체를 포함하고,
상기 그립 유닛은 상기 트레이에 결합되고,
상기 트레이는 상기 벽체와 분리되거나, 상기 벽체에 대해 움직이는 로봇 장치.
제1항에 있어서,
상기 트레이는 상기 바닥부의 하부로 돌출되는 하부 돌출부를 포함하고,
상기 그립 유닛은 한 쌍의 그립 핑거(grip finger)를 포함하고,
상기 그립 핑거는 상기 하부 돌출부를 파지하는 로봇 장치.
제2항에 있어서,
상기 하부 돌출부의 외측면과 상기 그립 핑거의 내측면 중 어느 하나에는 측방으로 돌출되는 연결 돌기가 형성되고, 다른 하나에는 상기 연결 돌기에 결합되는 제1 연결 홈이 형성되는 로봇 장치.
제1항에 있어서,
상기 트레이는 상기 바닥부의 하부에 배치되는 한 쌍의 연결 유닛을 포함하고,
상기 그립 유닛은 한 쌍의 그립 핑거를 포함하고,
상기 그립 핑거는 각각 대응되는 상기 연결 유닛에 결합되는 로봇 장치.
제4항에 있어서,
상기 트레이는 상기 바닥부의 하부로 돌출되는 하부 돌출부를 포함하고,
상기 한 쌍의 연결 유닛은 상기 하부 돌출부의 양 측면에 배치되고,
상기 그립 핑거와 상기 연결 유닛은 상기 하부 돌출부를 파지하는 로봇 장치.
제5항에 있어서,
상기 하부 돌출부의 외측면과 상기 연결 유닛의 내측면 중 어느 하나에는 측방으로 돌출되는 연결 돌기가 형성되고, 다른 하나에는 상기 연결 돌기에 결합되는 제2 연결 홈을 포함하는 로봇 장치.
제1항에 있어서,
상기 트레이는 상기 벽체와 일 측 방향인 제1 방향으로 분리 및 결합되는 로봇 장치.
제7항에 있어서,
상기 벽체의 내측면과 상기 바닥부의 측면 중 어느 하나에는 상기 제1 방향에 수직한 측 방향인 제2 방향으로 돌출되는 제1 레일이 형성되고, 다른 하나에는 상기 제1 레일이 결합되어 슬라이딩 되는 제1 레일 홈이 형성되는 로봇 장치.
제7항에 있어서,
상기 트레이는 상기 수용 공간의 측벽 중 적어도 상기 제1 방향 일측 벽을 형성하는 측벽부를 포함하고,
상기 벽체와 상기 측벽부 중 어느 하나는 상기 벽체와 상기 측벽부가 인접하는 부분에 배치되고, 상기 트레이의 분리를 방지하는 잠금 장치를 포함하고,
상기 그립 유닛이 상기 트레이에 결합되면 상기 잠금 장치의 잠금이 해제되는 로봇 장치.
제1항에 있어서,
상기 트레이가 상기 벽체에 대해 승강되는 로봇 장치.
물품이 수용되는 수용 공간을 형성하는 수용 유닛과, 상기 수용 유닛에 결합되는 그립 유닛을 포함하는 로봇 장치;
상기 수용 유닛이 배치되는 적재대; 및
상기 적재대에서 상기 그립 유닛에 의해 옮겨져 온 물품이 진열되는 진열대를 포함하고,
상기 수용 유닛은 상기 수용 공간의 바닥부를 형성하는 트레이와, 상기 수용 공간의 측벽의 적어도 일부를 형성하는 벽체를 포함하고,
상기 그립 유닛은 상기 트레이에 결합되고,
상기 트레이는 상기 벽체와 분리되거나, 상기 벽체에 대해 움직이는 물품 관리 모듈.
제11항에 있어서,
상기 그립 유닛이 상기 적재대에 배치된 상기 수용 유닛의 상기 트레이에 결합되면, 상기 트레이가 상기 벽체에서 분리되는 물품 관리 모듈.
제12항에 있어서,
분리된 상기 트레이는 상기 그립 유닛에 의해 상기 진열대로 이송되어 상기 진열대에 배치되는 물품 관리 모듈.
제11항에 있어서,
상기 그립 유닛이 상기 적재대에 배치된 상기 수용 유닛의 상기 트레이에 결합되고,
상기 수용 유닛은 상기 그립 유닛에 의해 이송되어 상기 진열대에 배치되고,
상기 수용 유닛이 상기 진열대에 배치되면, 상기 트레이가 상기 벽체에 대해 상승되는 물품 관리 모듈.
물품을 입고하는 단계;
입고된 물품을 물품 이송 패스(path)를 통해 적재대로 이송하는 단계;
이송된 물품을 상기 적재대에 배치하는 단계;
상기 적재대에 배치된 물품을 진열대에 배치하는 단계; 및
판매량 정보에 기반하여 물품을 자동 주문하는 단계를 포함하고,
물품을 상기 진열대에 배치하는 단계는 물품 관리 모듈에 의해 수행되고,
상기 물품 관리 모듈은 물품이 수용되는 수용 공간을 형성하는 수용 유닛과, 상기 수용 유닛에 결합되는 그립 유닛을 포함하는 로봇 장치를 포함하고,
상기 수용 유닛은 상기 수용 공간의 바닥부를 형성하는 트레이와, 상기 수용 공간의 측벽의 적어도 일부를 형성하는 벽체를 포함하고,
상기 그립 유닛은 상기 트레이에 결합되고,
상기 트레이는 상기 벽체와 분리되거나, 상기 벽체에 대해 움직이는 자동화 시스템.