KR102500301B1 - 연료전지모듈 구동형 물류이송로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료전지모듈 구동형 물류이송로봇에 관한 것으로서, 본체; 전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 구동모터 및 직선왕복운동을 수행하는 액추에이터를 포함하는 동력발생부; 상기 동력발생부로 구동 전원을 제공하는 연료전지모듈; 상기 구동모터의 구동력에 의해 본체를 이동시키는 구동바퀴; 상기 액추에이터의 구동력에 의해 상하방향으로 변위가 발생하는 승강부; 및, 상기 구동모터의 회전수와 액추에이터의 변위를 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

연료전지모듈 구동형 물류이송로봇{FUEL CELL MODULE DRIVEN TYPE PRODUCTS TRANFERRING ROBOT}

본 발명은 연료전지모듈 구동형 물류이송로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물류 센터의 적재물들을 신속하고 정확하게 집하, 분류하기 위한 연료전지모듈 구동형 물류이송로봇에 관한 것이다.

최근 들어, 산업 전반에 걸쳐 물류량이 크게 증가되면서 대형 물류 센터들이 다수 지역에 설립되고 대형 물류 센터에서 다양한 적재물들이 집하, 분류 및 배송되고 있다.

대형 물류 센터에서는 방대한 적재물들이 집하 및 분류되기 때문에 수작업으로 적재물들을 집하 및 분류할 경우 상당히 많은 시간이 소요되고, 특히 수작업으로 적재물들을 집하 및 분류할 경우 적재물을 정확하게 집하 및 분류하기 어려운 문제점을 갖는다.

최근 대형 물류 센터에서는 물류 이송로봇을 개발하여 적재물을 신속하고 정확하게 집하 및 분류하고 있다.

그런데, 적재물을 신속하고 정확하게 집하 및 분류하기 위해서는 물건을 운반하는 반송대차를 필요로 한다.

상기 반송대차는 일본특허공개 평07-172353호, 무인 반송차와 견인 대차의 연결장치에 개시되어 있는바, 특히 무인 반송차와 견인 대차를 자동으로 연결하는 구조가 개시되어 있다.

그런데, 종래에는 무인 반송차와 견인 대차를 상호 결합할 경우 자동으로 결합이 가능하지만, 무인 반송차와 견인 대차의 결합을 해제할 때에는 작업자가 수작업으로 결합을 해제해야 하기 때문에 많은 시간이 소요되고, 대량의 적재물을 자동으로 집하하거나 분류하는데 어려움이 있었다.

일본특허공개 평07-172353호(1995.07.11)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 적재물을 적재하는 적재물 홀더를 지정된 위치로 운반 시 적재부를 업-다운시켜 운반하거나 적재할 수 있는 연료전지모듈 구동형 물류이송로봇을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 연료전지모듈 구동형 물류이송로봇은, 본체; 전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 구동모터 및 직선왕복운동을 수행하는 액추에이터를 포함하는 동력발생부; 상기 동력발생부로 구동 전원을 제공하는 연료전지모듈; 상기 구동모터의 구동력에 의해 본체를 이동시키는 구동바퀴; 상기 액추에이터의 구동력에 의해 상하방향으로 변위가 발생하는 승강부; 및, 상기 구동모터의 회전수와 액추에이터의 변위를 제어하는 제어부;를 포함한다.

본 발명에 의하면, 상기 물류이송로봇은, 바닥면에 도시된 특정 위치 정보를 센싱하는 센서부; 및, 상기 센서부의 감지신호를 전기신호로 제공받아 상기 본체의 현재 위치를 판단하여 물류이송로봇의 이동 위치를 제어하는 외부제어유닛을 더 포함한다.

본 발명에 의하면, 상기 승강부는, 적재물이 적재되며 상기 본체 위에 설치되는 상판; 상기 상판의 중심에 연결되어 상판과 함께 승강 및 회전하는 구동축; 상기 구동축을 자유회전 가능하게 지지함으로써, 상기 구동바퀴에 의하여 방향 전환이 이루어지더라도 상기 상판 위에 적재된 적재물이 최초의 적재 방향을 유지하도록 상기 구동축이 회전되지 않게 지지할 수 있는 베어링부; 상기 구동축과 베어링부를 지지하는 지그부; 상기 본체의 바닥면에 지지되며 상기 지그부의 동일 축선 상에 지지되는 하부 지지대; 상기 지그부의 하부에 상기 하부 지지대와 마주보게 구비되는 상승이동부를 포함한다.

본 발명에 의하면, 상기 액추에이터의 선단부에 구비되며 상기 상승이동부와 상기 하부 지지대 사이에 삽입가능한 원추형의 플런저를 포함하며, 상기 상승이동부의 하부와 상기 하부 지지대의 상부 각각에는 상기 원추형의 플런저에 대응되는 형상의 삽입홈이 형성되어, 상기 액추에이터가 구동하여 상기 원추형의 플런저가 상기 삽입홈에 삽입될 때, 상기 원추형의 플런저가 상기 상승이동부 및 상기 하부 지지대의 서로간의 상대회전 불가능하게 결합하면서 상기 상승이동부를 상승시킨다.

본 발명에 의하면, 상기 본체에는 구동바퀴와 함께, 제어부에 의해 본체의 이동 및 방향 전환을 보조하는 보조바퀴가 설치된다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 연료전지모듈 구동형 물류이송로봇에 의하면, 승강부의 높이를 조절하여 적재물을 적재한 상태에서 지정된 위치로 물류 이송을 자동화할 수 있는 효과가 있다.

특히, 적재물을 적재하여 운반하는 과정에서, 방향 전환 시 적재물이 낙하하여 파손되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 연료전지모듈 구동형 물류이송로봇을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 물류이송로봇과 적재부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 물류이송로봇을 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 승강부와 베어링부를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 승강부의 작동상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 바퀴와 제어수단의 연결관계를 나타내는 도면이다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지모듈 구동형 물류이송로봇은, 본체(100), 동력발생부(110), 구동바퀴(120) 및 승강부(200)를 포함한다.

이에 더하여 물류이송로봇은 상기 동력발생부(110)로 구동 전원을 제공하는 연료전지모듈(130)과, 상기 동력발생부(110)의 구동모터(111) 및 액추에이터(115)를 제어하는 제어부(140) 등 물류이송로봇을 지정된 위치로 이동시키는데 필요한 구성을 포함하고 있다.

상기 본체(100)는 직육면체의 박스 형상으로 형성되고, 내부에는 수납공간(101)이 형성된다. 상기 본체(100)는 이동 시에 외력 또는 충격에 의한 파손을 방지하기 위하여 금속소재 또는 고강성의 플라스틱으로 제작될 수 있다.

상기 본체(100)의 수납공간(101)에는 동력발생부(110), 연료전지모듈(130) 등이 배치되며, 상기 연료전지모듈(130)은 외부 상용 전원에 의해 충전 가능한 배터리를 포함할 수 있다.

또한, 상기 본체(100)의 수납공간(101)에는 외부제어유닛(150)과 연결된 센서부(160) 등이 배치될 수 있다. 여기서, 센서부(160)는 바닥면에 도시되어 있는 특정 위치 정보를 센싱하여 감지 신호를 외부제어유닛(150)에 전기 신호로 제공하는 구성으로서, 상기 외부제어유닛(150)이 상기 본체(100)의 현재 위치를 판단하여 물류이송로봇을 예정된 이동 위치로 자동으로 안내하도록 제어하게 된다.

상기 동력발생부(110)는 본체(100)의 수납공간(101)에 안정적으로 배치되며, 상기 연료전지모듈(130)과 전기적으로 연결되어 연료전지모듈(130)로부터 전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 구동모터(111) 및 직선 왕복운동을 수행하는 액추에이터(115) 등을 포함한다.

상기 동력발생부(110)로부터 발생된 동력 중 하나는 구동모터(111)를 작동하고, 다른 하나는 액추에이터(115)를 작동하게 된다.

상기 구동모터(111)에는 본체(100)를 이동시키는 구동바퀴(120)가 연결되며, 제어부(140)에 의해 구동모터(111)의 회전수를 제어함으로써 상기 본체(100)가 직진, 후진 및 좌우 방향으로 회전 가능하게 된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 승강부(200)는 일정한 높이의 지지바(2) 위에 안착되어 있으며 물건이 적재되는 적재부(1)를 하역하기 위하여 필요한 구성으로서, 동력발생부(110)의 액추에이터(115)에 의해 상하방향으로 승강부(200)의 변위가 발생하게 된다.

본 발명에 따른 연료전지모듈 구동형 물류이송로봇에 의하면, 상기 물건이 적재되는 적재부(1)의 지정된 위치로 상기 물류이송로봇이 이동한 후 승강부(200)가 적재부(1)를 향해 승강되어 결합한 상태로 적재부(1)를 지정된 위치로 운반하여 하역 작업을 수행하게 된다.

상기 동력발생부(110)의 액추에이터(115)에 의하여 상기 승강부(200)가 본체(100)로부터 상승할 경우 승강부(200)는 상기 적재부(1)와 결합하게 되고, 이렇게 결합한 상태에서 구동바퀴(120)의 구동에 의해 지정된 위치로 물류이송로봇이 자동으로 이송되는 것이다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 승강부(200)는 적재물이 적재되며 본체(100) 위에 설치되는 상판(210)과, 상기 상판(210)의 중심에 연결되어 상판(210)과 함께 승강 및 회전하는 구동축(220)과, 상기 구동축(220)에 결합되어 구동축(220)이 자유회전 가능하게 결합되는 베어링부(230)와, 상기 구동축(220)과 베어링부(230)를 지지하는 지그부(240)를 포함한다.

또한, 상기 승강부(200)는 상기 지그부(240)와, 상기 수납공간(101)의 바닥면에 지지되며 상기 지그부의 동일 축선 상에 지지되는 하부 지지대(250) 사이에 설치되어 동력발생부(110)의 액추에이터(115)와 접촉하여 지그부(240)와, 구동축(220) 및 상판(210)을 상승시키는 상승이동부(260)를 포함한다.

상기 액추에이터(115)는 상기 연료전지모듈(130)의 전원에 의해 작동하며, 상기 상승이동부(260)에 접촉하여 상방으로 추력을 부여하게 된다.

상기 상승이동부(260)와 하부 지지대(250) 사이에 접촉하는 액추에이터(115)는 상승이동부(260)를 쉽게 상승시킬 수 있도록 선단부에 플런저(116)가 설치되어 있다.

상기 플런저(116)는 원추형으로 그 끝이 뾰족하게 형성되며, 그 두께만큼 상승이동부(260)가 상승 가능하며, 승강부(200)의 상판(210)이 지지바(2)로부터 적재부(1)를 들어 올리게 된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 상승이동부(260)와 하부 지지대(250) 사이에 결합되는 플런저(116)는 상기 지그부(240), 구동축(220) 및 상판(210)을 용이하면서 안정적으로 상승시킬 수 있도록 상승이동부(260)와 하부 지지대(250) 사이에 견고하게 삽입되어야 한다.

이를 위하여 상기 상승이동부(260)의 하부와 하부 지지대(250)의 상부에는 상기 플런저(116)가 삽입 가능한 삽입홈(270)이 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제어부(140)의 제어에 의해 직선 운동 또는 회전 운동을 수행하는 구동바퀴(120)는 보조바퀴(125)와 함께 물류이송로봇의 이동 및 방향 전환을 보조하게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 지그부(240) 내에 설치되어 구동축(220)을 자유 회전이 가능하게 지지하는 베어링부(230)는 상기 본체(100)의 방향 전환 시에 구동축(220)의 정지력을 그대로 유지하게 된다.

즉, 상기 물류이송로봇의 구동바퀴(120)가 회전하여 본체(100)가 방향이 전환되더라도, 상기 베어링부(230)에 지지되는 구동축(210)은 관성에 의해 정지상태를 유지하여 회전하지 않게 된다.

따라서, 상기 구동축(220)과 결합되어 있는 상판(210) 위에 적재되는 적재물이 최초 적재부(1)에 적재되어 있는 방향 그대로 지정된 위치로 물류이송로봇과 함께 운반 가능하게 된다.

이와 같이 물류이송로봇이 방향 전환 시 본체(100)의 회전 과정에서 상판(210) 위에 적재되는 적재부(1)가 회전하지 않고 정지 상태를 유지하게 되므로 적재부(1)의 하역 작업 시 적재부(1)의 위치를 재조정할 필요가 없으며, 적재물을 적재하여 운반하는 과정에서 적재부(1)의 회전 운동에 의한 적재물의 낙하를 미연에 방지할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 본체 110 : 동력발생부
120 : 구동바퀴 130 : 연료전지모듈
140 : 제어부 150 : 외부제어유닛
160 : 센서부 200 : 승강부
210 : 상판 220 : 구동축
230 : 베어링부 240 : 지그부
250 : 하부 지지대 260 : 상승이동부

Claims (5)

1. 본체;
   전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 구동모터 및 직선왕복운동을 수행하는 액추에이터를 포함하는 동력발생부;
   상기 동력발생부로 구동 전원을 제공하는 연료전지모듈;
   상기 구동모터의 구동력에 의해 상기 본체를 이동시키는 구동바퀴;
   상기 액추에이터의 구동력에 의해 상하방향으로 변위가 발생하는 승강부; 및,
   상기 구동모터의 회전수와 상기 액추에이터의 변위를 제어하는 제어부를 포함하며,
   상기 승강부는,
   적재물이 적재되며 상기 본체 위에 설치되는 상판;
   상기 상판의 중심에 연결되어 상기 상판과 함께 승강 및 회전하는 구동축;
   상기 구동축을 자유회전 가능하게 지지함으로써, 상기 구동바퀴에 의하여 방향 전환이 이루어지더라도 상기 상판 위에 적재된 적재물이 최초의 적재 방향을 유지하도록 상기 구동축이 회전되지 않게 지지할 수 있는 베어링부;
   상기 구동축과 상기 베어링부를 지지하는 지그부;
   상기 본체의 바닥면에 지지되며 상기 지그부의 동일 축선 상에 지지되는 하부 지지대;
   상기 지그부의 하부에 상기 하부 지지대와 마주보게 구비되는 상승이동부;
   상기 액추에이터의 선단부에 구비되며 상기 상승이동부와 상기 하부 지지대 사이에 삽입가능한 원추형의 플런저를 포함하며,
   상기 상승이동부의 하부와 상기 하부 지지대의 상부 각각에는 상기 원추형의 플런저에 대응되는 형상의 삽입홈이 형성되어,
   상기 액추에이터가 구동하여 상기 원추형의 플런저가 상기 삽입홈에 삽입될 때, 상기 원추형의 플런저가 상기 상승이동부 및 상기 하부 지지대의 서로간의 상대회전 불가능하게 결합하면서 상기 상승이동부를 상승시키는 것을 특징으로 하는 연료전지모듈 구동형 물류이송로봇.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 물류이송로봇은,
   바닥면에 도시된 특정 위치 정보를 센싱하는 센서부; 및,
   상기 센서부의 감지신호를 전기신호로 제공받아 상기 본체의 현재 위치를 판단하여 물류이송로봇의 이동 위치를 제어하는 외부제어유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지모듈 구동형 물류이송로봇.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 본체에는 구동바퀴와 함께, 제어부에 의해 본체의 이동 및 방향 전환을 보조하는 보조바퀴가 설치된 것을 특징으로 하는 연료전지모듈 구동형 물류이송로봇.

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