KR102503639B1 - 로봇형 로드 취급 장치를 충전시키기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

로봇형 로드 취급 장치를 충전시키기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은, 충전 유닛의 충전 접촉부가 받는 마모/손상을 줄여주고 또한 충전 유닛에 대한 더 용이한 서비스를 할 수 있게 해주는 방안을 제공하는, 보봇형 로드 취급 장치를 위한 충전 유닛을 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명은 그리드 프레임워크의 위에서 작동하는 로봇형 로드 취급 장치를 위한 충전 유닛을 제공한다. 이 충전 유닛은 로봇형 로드 취급 장치의 호이스트 요소와 상호 접속하도록 배치되는 복수의 프로파일드 부분, 및 로봇형 로드 취급 장치에 전력을 전달하도록 배치되는 전력 전달 수단을 포함한다.

Description

로봇형 로드 취급 장치를 충전시키기 위한 장치 및 방법
본 발명은 일반적으로 로봇형 로드 취급 장치, 특히, 로봇형 로드 취급 장치를 충전시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
PCT 공보 WO2015/185628A(Ocado)에는, 상자 또는 용기의 적층체가 그리드 프레임워크 구조물 내에 배치되는 공지된 보관 및 이행 시스템이 기재되어 있다. 그 상자 또는 용기는, 그리드 프레임워크 구조물의 정상부에 위치되는 트랙 상에서 작동하는 로드(load) 취급 장치에 의해 접근된다. 이러한 종류의 시스템이 첨부 도면의 도 1 내지 3에 개략적으로 도시되어 있다.
도 1 및 2에 나타나 있는 바와 같이, 상자(10)로 알려져 있는 적층가능 용기가 상하로 적층되어 적층체(12)를 형성한다. 이 적층체(12)는 창고 또는 제조 환경에서 그리드 프레임워크 구조물(14)에 배치된다. 도 1은 그리드 프레임워크 구조물(14)의 개략적인 사시도이고, 도 2는 프레임워크 구조물(14) 내부에 배치되어 있는 상자(10)의 적층체(12)를 나타내는 상면도이다. 각 상자(10)는 일반적으로 복수의 제품(나타나 있지 않음)을 담으며, 상자(10) 내의 제품은 용도에 따라 동일하거나 다른 종류의 제품일 수 있다.
그리드 프레임워크 구조물(14)은 수평인 부재(18, 20)를 지지하는 복수의 직립 부재(16)를 포함한다. 제 1 세트의 평행하고 또한 수평인 부재(18)가 제 2 세트의 평행하고 또한 수평인 부재(20)에 수직하게 배치되어 있어, 직립 부재(16)에 의해 지지되는 복수의 수평 그리드 구조물을 형성한다. 부재(16, 18, 20)는 일반적으로 금속으로 만들어진다. 상자(10)는 그리드 프레임워크 구조물(14)의 상기 부재(16, 18, 20) 사이에 적층되어, 그리드 프레임워크 구조물(14)은 상자(10)의 적층체(12)의 수평 방향 이동을 방지하고 상자(10)의 수직 방향 이동을 안내하게 된다.
그리드 프레임워크 구조물(14)의 정상 레벨은 적층체(12)의 정상부를 가로질러 그리드 패턴으로 배치되어 있는 레일(22)을 포함한다. 도 3을 추가적으로 참조하면, 레일(22)은 복수의 로봇형 로드 취급 장치(30)를 지지한다. 평행한 레일(22)의 제 1 세트(22a)는 그리드 프레임워크 구조물(14)의 정상부를 가로지르는 제 1 방향(예컨대, X-방향)으로의 로드 취급 장치(30)의 이동을 안내하고, 제 1 세트(22a)에 수직으로 배치되는 평행한 레일(22)의 제 2 세트(22b)는 제 1 방향에 수직인 제 2 방향(예컨대, Y-방향)으로의 로봇형 로드 취급 장치(30)의 이동을 안내한다. 이렇게 해서, 레일(22)에 의해, 로봇형 로드 취급 장치(30)는 수평 X - Y 평면에서 2차원적으로 측방향으로 이동할 수 있고, 그래서 로봇형 로드 취급 장치(30)는 임의의 적층체(12) 위의 어떤 위치로도 이동할 수 있다.
공지된 로봇형 로드 취급 장치(30)가 PCT 특허 공보 WO2015/019055(Ocado)(참조로 관련되어 있음)에 설명되어 있는데, 여기서 각 로봇형 로드 취급 장치(30)는 그리드 프레임워크 구조물(14)의 한 그리드 공간만 커버한다.
도 1 - 3에는 나타나 있지 않지만, 로봇형 로드 취급 장치(30)는 작동 동안에 배터리로 전력 공급을 받는다. 로봇형 로드 취급 장치(30)는 그리드 프레임워크 구조물 상에서 작동 중일 때 배터리는 도 4에 나타나 있는 충전 스테이션(25)에 의해 재충전된다. 충전 스테이션(25)은 그리드 프레임워크 구조물 근처의 구조물에 고정되고 그리드 구조물의 가장자리에 있는 공칭 그리드 셀에 걸쳐 연장되어 있다. 충전 스테이션(25)은 충전 헤드(31)를 포함하고, 이 충전 헤드는 충전 스테이션(25)에 대해 위치 고정되는 충전 접촉부(29)를 포함한다. 로봇형 로드 취급 장치(30)는 충전 헤드(31)가 위에 위치되는 그리드 셀로 이동되어 충전될 수 있다. 로봇형 로드 취급 장치(30)가 그리드 셀 안으로 이동함에 따라, 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 있는 충전 접촉 패드(49)(도 5에 나타나 있음)와 충전 헤드(31)의 충전 접촉부(29) 사이에 접촉이 이루어진다. 충전 접촉부(29)로부터, 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 위치되는 충전 접촉 패드(49)를 통해 충전이 로봇형 로드 취급 장치(30)에 가해진다. 추가적으로, 충전 접촉부(29) 중의 일부는 충전 동안에 데이타 전달에 사용될 수 있다. 도 5는 로봇형 로드 취급 장치(30)의 수동 이동에 사용되는 호이스트 요소(47)를 나타낸다. 이 호이스트 요소(47)는 구근형 헤드 아래에서 절취부를 포함하는데, 이 절취부는 저부(48)가 된다. 호이스트 요소(47)는 로봇형 로드 취급 장치(30)를 그리드 셀로부터 들어 올리기 위해 호이스트를 부착할 수 있게 해주도록 설계된다.
그러나, 충전 스테이션(25)에는 많은 문제가 있다. 특히, 로봇형 로드 취급 장치(30)가 충전 스테이션(25) 안으로 들어가기 때문에, 충전 접촉부(29)와 로봇형 로드 취급 장치(30) 사이에 클램핑력이 존재한다. 그러나, 이 힘의 크기는 일정 시간 기간에 걸쳐 문제를 야기한다. 예컨대, 충전 스테이션(25)이 위에 위치해 있는 그리드 셀 안으로 로봇형 로드 취급 장치(30)가 반복해서 들어가면, 충전 스테이션(25)의 피로가 발생되는데, 이 때문에 충전 헤드(31) 및 지지 구조물의 유지 보수 또는 교체가 필요해질 것이다. 더욱이, 로봇형 로드 취급 장치(30)의 운동으로 인한 그리드 프레임워크 구조물(14)의 진동은 충전 스테이션(25)의 충전 접촉부(29)와 로봇형 로드 취급 장치(30) 사이의 정렬에 부정적인 영향을 준다. 더욱이, 그리드 셀 손상, 마모 및 재료 크리프(creep)는 충전 접촉부(29)와 충전 패드 접촉부(49) 사이에 정렬 문제를 야기하여, 로봇형 로드 취급 장치(30)가 충전 접촉부(29)와 접촉할 수 있는 능력에 부정적인 영향을 주게 된다. 유사하게, 그리드 프레임워크 구조물(14)과 충전 스테이션(25) 둘 모두에서의 공차 및/또는 충전 스테이션(25)에 대한 그리드 프레임워크 구조물(14)의 설치 정렬에 있어서의 약간의 변화 및/또는 충전 스테이션(25)에 대한 그리드 프레임워크 구조물(14)의 열팽창도, 로봇형 로드 취급 장치(30)가 충전 접촉부(29)와 접촉할 수 있는 능력에 부정적인 영향을 주게 되는 정렬 문제를 야기할 수 있다.
더욱이, 충전 접촉부(29)는 시간이 지남에 따라 마모되고 그래서 주기적인 서비스 또는 수리를 필요로 한다. 그러나, 충전 스테이션(29)의 유지 보수는 그리드 프레임워크 구조물(14)의 정상부에서 인간 개입을 필요로 하는데, 이 인간 개입은, 그리드 프레임워크 구조물(14) 위에 있는 로봇형 로드 취급 장치(30)가 작동이 불가능한 "안전 모드"에 있는 경우에만 수행될 수 있다. 이 때문에 전체 시스템의 생산 손실이 일어난다.
이상의 문제를 고려하여, 본 발명의 목적은, 충전 접촉부(29)가 받는 마모/손상을 줄여주는 충전 스테이션, 및 그 충전 접촉부(29)에 대한 더 용이한 서비스를 할 수 있게 해주는 방안을 제공하는 것이다.
일반적으로, 본 발명은, 충전기 헤드(36)가 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 있는 충전 패드(49) 쪽으로 끌어 당겨지는 충전 스테이션을 도입한다.
본 발명은 그리드 프레임의 위에서 작동하는 로봇형 로드 취급 장치를 위한 충전 유닛을 제공한다. 이 충전 유닛은 로봇형 로드 취급 장치의 호이스트 요소와 상호 접속하도록 배치되는 복수의 프로파일드 부분, 및 로봇형 로드 취급 장치에 전력을 전달하도록 배치되는 전력 전달 수단을 포함한다.
본 발명은 또한 하우징을 포함하는 시스템을 제공한다. 하우징은 전술한 바와 같은 충전 유닛을 포함한다. 본 시스템은 그리드 프레임워크에 고정적으로 부착되는 지지 구조물을 더 포함하고, 이 지지 구조물은 하우징을 상기 그리드 프레임워크 위에서 위치 설정하도록 배치된다.
본 발명은 또한 보관 시스템을 제공하며, 이 보관 시스템은, X-방향으로 연장되어 있는 제 1 세트의 평행한 레일 또는 트랙, 및 복수의 그리드 공간을 포함하는 그리드 패턴을 형성하기 위해 실질적으로 수평인 평면 내에서 상기 제 1 세트에 대해 횡으로 Y-방향으로 연장되어 있는 제 2 세트의 평행한 레일 또는 트랙을 포함한다. 복수의 용기 적층체가 레일 아래에 위치되고, 각 적층체가 단일 그리드 공간의 풋프린트 내에 위치되도록 배치된다. 보관 시스템은, 적층체 위에서 레일 상에서 측방향으로 X 및 Y 방향으로 선택적으로 이동하도록 배치되는 적어도 하나의 운반 장치를 더 포함한다. 보관 시스템은 전술한 바와 같은 시스템을 더 포함한다.
본 발명은 또한 충전 유닛을 사용하여 로봇형 로드 취급 장치를 충전하는 방법을 제공하며, 로봇형 로드 취급 장치는 그리드 프레임의 위에서 작동하고, 충전 유닛은 복수의 프로파일드 부분 및 전력 전달 수단을 포함한다. 본 방법은, 로봇형 로드 취급 장치의 호이스트 요소와 상기 복수의 프로파일드 부분 사이의 상호 접속을 통해 충전 유닛을 로봇형 로드 취급 장치의 정상 표면에 정렬시키는 단계; 및 전력 전달 수단을 통해 로봇형 로드 취급 장치에 전력을 부여하는 단계를 포함한다.
도 1은 공지된 시스템에 따른 그리드 프레임워크 구조물의 개략도이다.
도 2는 도 1의 프레임워크 구조물 내부에 배치되는 상자의 적층체를 위에서 아래로 본 개략도이다.
도 3은 그리드 프레임워크 구조물 상에서 작동하는 공지된 로봇형 로드 취급 장치를 나타내는 시스템의 개략도이다.
도 4는 로봇형 로드 취급 장치를 위한 공지된 충전 시스템의 개략도이다.
도 5는 로봇형 로드 취급 장치의 정상 표면의 개략도이다.
도 6은 복수의 프로파일드 부분을 나타내는 충전 유닛을 위쪽에서 본 개략도이다.
도 7은 전력 전달 수단을 나타내는 충전 유닛을 아래에서 본 개략도이다.
도 8은 충전 유닛이 내장되어 있는 하우징의 개략도이다.
도 9는 충전 유닛, 하우징 및 지지 구조물의 개략도이다.
도 10은 지지 구조물 상에 장착되는 2개의 하우징의 개략도이다.
도 11은 클램프, 지지 구조물 및 하우징을 포함하는 충전 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 12는 그리드 프레임워크 구조물에 부착되어 있는 클램프를 위에서 아래로 본 개략도이다.
도 13은 그리드 프레임워크 구조물에 부착되어 있는 충전 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 6은 카트리지(45)를 위쪽에서 본 것으로, 이 카트리지는 전력 전달 부품(60) 및 제거 가능한 요소(62)를 포함하고, 이 제거 가능한 요소는 제 1 프로파일드 부분(41)과 제 2 프로파일드 부분(43)을 포함한다. 카트리지(45)는 중심에서 그리드 셀 위쪽에 배치되고, 그리드 셀에서 로봇형 로드 취급 장치(30)가 충전된다. 전술한 바와 같이, 도 5는 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)을 나타낸다. 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)은 저부(48)를 갖는 호이스트 요소(47)를 포함한다. 그러므로, 로봇형 로드 취급 장치(30)가 카트리지(45) 아래의 그리드 셀(56) 안으로 들어감에 따라, 카트리지(45)의 제 1 프로파일드 부분(41)은 로봇형 로드 취급 장치(30)의 호이스트 요소(47)와 상호 작용하게 된다. 호이스트 요소(47)와 로봇형 로드 취급 장치(30)의 상호 작용에 의해, 카트리지(45)는 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 있는 충전 패드(49) 위의 요구되는 위치로 이동된다. 카트리지(45)의 이동은, 카트리지(45)의 제 1 프로파일드 부분(41)과 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 있는 호이스트 요소(47)의 저부(48)의 상호 작용으로 인한 것이다. 로봇형 로드 취급 장치(30)가 카트리지(45) 아래의 그리드 셀(56) 안으로 이동함에 따라, 카트리지(45)의 제 1 프로파일드 부분(41)과 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 있는 호이스트 요소(47)의 저부(48) 사이의 접촉에 의해 카트리지(45)가 로봇형 로드 취급 장치(30) 쪽으로 이동하게 된다. 유사하게, 로봇형 로드 취급 장치(30)가 카트리지(45) 아래의 그리드 셀(56) 안으로 이동함에 따라, 카트리지(45)의 제 2 프로파일드 부분(43)과 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 있는 호이스트 요소(47) 사이의 접촉에 의해 카트리지(45)가 로봇형 로드 취급 장치(30) 쪽으로 수평으로 이동하게 된다.
그러므로, 본 발명은, 유리하게, 로봇형 로드 취급 장치(30)의 호이스트 요소(47)가 카트리지(45)가 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)으로 클램핑되는 양을 결정하도록 되어 있다. 이렇게 해서, 카트리지(45) 및/또는 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 대한 손상/마모가 최소화된다. 특히, 충전 접촉부(29)와 로봇형 로드 취급형 장치(30)의 정상 표면(46) 사이의 조잡한 클램핑력에 의존하는 대신에, 로봇형 로드 취급 장치(30)가 카트리지(45) 안으로 들어가는 속도가, 제 1 프로파일드 부분(41)과 호이스트 요소(47) 사이의 상호 작용에 의존함으로써 클램핑력의 강도를 결정한다. 더욱이, 제 1 프로파일드 부분(41)의 프로파일을 변화시켜, 로봇형 로드 취급 장치(30)에 작용하는 클램핑력은 특정한 용도에 따라 커스터마이즈(customize)될 수 있다.
그러나, 호이스트 요소(47)의 저부(48)로부터 카트리지(45)에 충격이 가해지기 때문에, 제거 가능한 요소(62)의 제 1 프로파일드 부분(41)과 제 2 프로파일드 부분(43)이 작동 동안에 마모될 것으로 예상된다. 충전 접촉부(29)의 경우 처럼, 제거 가능한 요소(62)는 반드시 고전도성 재료로 만들어질 필요는 없기 때문에, 이는 충전 스테이션(25)의 주요 마모성 부품인 충전 접촉부(29)에 바람직하다. 카트리지(45)의 제거 가능한 요소(62)는 신속하게 또한 저렴한 비용으로 교체 가능하다. 대안적로, 카트리지(45)의 제 1 제 2 프로파일드 부분(41, 43)은 더 단단한 재료로 만들어져 마모를 제한할 수 있다. 더욱이, 전력 전달 부품(60)은 카트리지(45) 내부에 있는 제거 가능한 부품이다. 카트리지(45)로부터 전력 전달 부품(60)을 제거하는 것을 용이하게 하기 위해, 전력 전달 부품(60)에 전력을 공급하는 수단(나타나 있지 않음)은 서비스 중에 간단하게 분리 및 결합을 가능하게 해주는 커넥터를 포함한다. 전력을 공급하는 수단은 전력 전달 부품(60)에 전력을 공급할 수 있는 어떤 수단이라도 될 수 있다.
도 7은 카트리지(45)를 아래쪽에서 본 것을 나타내며, 여기서 전력 전달 유닛(60)은 제자리에 없다. 사용시, 전력 전달 유닛(60)은 공동부(61)를 점유한다. 로봇형 취급 장치(30)가 카트리지(45) 아래의 그리드 셀 안으로 들어가고 카트리지(45)가 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 있는 충전 패드(49) 쪽으로 끌림에 따라, 전력 전달 유닛(60)과 충전 패드(49) 사이에 접촉이 이루어진다.
로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 있는 충전 접촉 패드(49)를 통해 충전이 충전 접촉부(29)로부터 로봇형 로드 취급 장치(30)에 가해지는 것이 유리한데, 이는 그리드 프레임워크 구조물(14)의 가장자리를 따라 로봇형 로드 취급 장치(30)를 충전할 수 있기 때문이며, 이러한 점은 로봇형 로드 취급 장치(30)의 일측에 위치되는 충전 접촉부에 충전이 가해지는 경우에는 불가능하다.
도 7에 나타나 있는 바와 같이, 카트리지(45)는 그의 저부에서 복수의 충전 접촉부(40)를 포함한다. 로봇형 로드 취급 장치(30)가 카트리지(45) 아래의 그리드 셀 안으로 들어가고 그 카트리지(45)가 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 있는 충전 패드(49) 쪽으로 끌려 감에 따라, 충전 접촉부(40)와 충전 패드(49) 사이에 접촉이 이루어진다. 충전 접촉부(40)은 로봇형 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 있는 충전 패드(49)와 접촉하는 충전 접촉부(40)의 충격을 줄이도록 스프링이 달릴 수 있다. 충전 접촉부(40)는 충전 동안에 아크 발생을 억제하거나 또는 데이타 전달을 위한 것일 수 있다. 도 7에는 4개의 충전 접촉부(40)가 나타나 있지만, 임의의 배치로 어떤 수의 충전 접촉부(40)라도 있을 수 있다. 유사하게, 임의의 배치로 카트리지(45)에 포함되는 어떤 수의 전력 전달 유닛(60)이라도 있을 수 있다. 전력 전달 유닛(60)은 운동에 있어서 충전 접촉부(40)와 유사하고, 충전 동안에 로봇형 로드 취급 장치(30)에 전력을 공급한다는 점에서 차이가 있다.
본 발명의 대안적인 실시 형태에서, 전력 전달 수단(45)은 유도형 전력 전달 수단을 포함할 수 있고, 이러한 수단은 전력 전달 수단(45)과 로봇형 로드 취급 장치 사이의 물리적 접촉을 필요로 하지 않는다. 따라서, 전력 전달 수단(45)과 로봇형 로드 취급 장치 사이의 물리적 접촉의 제거로 인해, 카트리지(45)가 겪는 마모가 감소된다. 유사하게, 전력 전달 수단(45)에 대한 대안으로 다른 비접촉식 충전 방법도 가능하다.
도 8은 하우징(36)을 포함하는 충전 헤드(37)의 절취도를 나타내고, 그 하우징은 카트리지(45) 및 공간부(42a, 42b)를 포함한다. 그러므로, 하우징(36)은 카트리지(45)를 지지하고 그래서 카트리지(45)는 하우징(36)에 대해 수직으로 움직일 수 없지만 카트리지(45)는 하우징(36) 내에서 수평으로 움직일 수 있다는 점에서, 카트리지(45)는 하우징(36) 내에서 순응적이다. 로봇형 로드 취급 장치(30)의 호이스트 요소(47)의 저부(48)가 카트리지(45)의 제2 프로파일드 부분(43)과 접촉한 결과로, 전술한 바와 같이, 수평 운동이 일어난다. 선택적으로, 각 공간부(42a, 42b)는, 로봇형 로드 취급 장치(30)가 충전 헤드(37) 아래의 그리드 셀에서 나간 다음에 카트리지(45)를 하우징(36) 내에서 중심 맞춤시키기 위해 스프링 기구(나타나 있지 않음)를 포함할 수 있다.
선택적으로, 통신 장치(39)가 하우징(36) 또는 카트리지(45)에 장착될 수 있고, 로봇형 로드 취급 장치(30)와 통신하도록 배치될 수 있다. 최적의 데이타 전달을 위해, 데이타 통신 장치(39)는 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 있는 대응하는 데이타 통신 장치와 정렬될 필요가 있다. 유리하게는, 카트리지(45)는 로봇형 로드 취급 장치(30)와 정확하게 정렬될 수 있기 때문에(배터리 충전을 위해), 이 정렬을 사용하여, 통신 장치(39)를 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 있는 대응하는 데이타 통신 장치와 최적으로 정렬시킬 수 있다.
도 9는 충전 헤드(37)와 캐리지(35) 사이의 스프링 기구(38)를 통해 캐리지(35)에 장착되는 충전 헤드(37)를 나타낸다. 스프링 기구(38)는 캐리지(35)에 대한 충전 헤드(37)의 수직 운동을 가능하게 한다. 스프링 기구(38)로 나타나 있지만, 유사한 효과로, 공압 기구 또는 겔과 같은 다른 실시 형태도 사용될 수 있다. 로봇형 로드 취급 장치(30)가 충전 헤드(37) 아래의 그리드 셀(56) 안으로 이동함에 따라, 카트리지(45)의 제 1 프로파일드 부분(41)과 로봇형 로드 취급 장치(30)의 정상 표면(46)에 있는 호이스트 요소(47)의 저부(48) 사이의 접촉에 의해, 충전 헤드(37)가 로봇형 로드 취급 장치(30) 쪽으로 캐리지(35)에 대해 수직 방향으로 이동하게 된다. 스프링 기구(38)는 수직 이동의 충격을 흡수하교 충전 후에 충전 헤드(37)를 캐리지(35)에 가까운 위치로 복귀시킨다. 이에 따른 효과로서, 충전기 헤드(37) 아래의 그리드 셀 안으로 들어가는 다음 로봇형 로드 취급 장치(30)는 처음에 카트리지(45)의 충전 접촉부(40)와 접촉하지 않고 대신에 카트리지(45)의 제 1 프로파일드 부분(41)과 접촉하게 된다. 더욱이, 스프링 기구(38)의 스프링 상수를 변화시킴으로써, 로봇형 로드 취급 장치(30)에 작용하는 클램핑력이 특정 용도의 요구에 따라 맞춰질 수 있다.
도 9는 카트리지(45)가 정확한 배향으로 하우징(36)에 설치되게 해주는 부착물(60)(이 예에서는 장부촉(dowel) 및 핀을 포함함)을 나타낸다. 이 예에서, 카트리지(45)가 정확히 설치되지 않으면, 물리적 블럭(카트리지(45)에 부착되는 장부촉)이 엔드 플레이트 부품(63)이 충전 헤드(37)의 조립 중에 하우징(36)에 설치되는 것을 방지한다.
또한 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 카트리지(45)는 엔드 플레이트(63)의 제거를 따라 하우징(36)으로부터 쉽게 제거될 수 있다. 카트리지(45)가 하우징(36) 내에서 수평으로 움직일 수 있는 설계는, 엔드 플레이트(63)의 제거 후에 카트리지(45)가 하우징으로부터 쉽게 제거될 수 있어, 카트리지(45)에 대한 용이한 서비스가 가능하게 됨을 의미한다.
카트리지(45)가 하우징(36) 내에서 수평으로 움직이는 것을 용이하게 하기 위해, 카트리지(45)는 바람직하게는 저마찰 재료, 예컨대, 폴리머로 만들어질 수 있다. 대안적으로, 하우징(36) 또는 카트리지(45)는, 하우징(36) 내에서의 카트리지(45)의 수평 운동을 용이하게 해주는 구름 또는 슬라이딩 인터페이스, 예컨대 베어링을 바람직하게 포함할 수 있다.
도 9는 또한 충전 헤드(37)가 캐리지(35)에 장착될 수 있는 하우징(36)의 영역(58)을 나타낸다. 이 영역(58)은 충전 헤드(37)가 캐리지(35)에 고정되는 위치를 변화시킬 수 있게 하우징(36)의 전체 정상 표면을 포함할 수 있다.
대안적인 실시 형태에서, 하우징(36)은 창고의 천장에 매달려 있는 구조물에 장착될 수 있다. 이로써, 그리드 프레임워크 구조물(14) 상의 어떤 위치에서도 로봇형 로드 취급 장치(30)를 충전할 수 있는 이점이 얻어진다.
도 10은 2개의 충전 헤드(37)를 캐리지(35)에 장착하는 일 예를 나타낸다. 각 충전 헤드(37)는 캐리지(35)에 대해 개별적으로 움직일 수 있고, 그래서, 복수의 충전 헤드(37)가 단일의 지지 구조물에 장착될 수 있어, 필요한 지지 구조물의 수가 줄어든다.
도 11은 충전 스테이션(26)을 나타내는데, 이 충전 스테이션은 주 구조물(34), 풀리 시스템(55), 클램프(33), 캐리지(35) 및 충전 헤드(37)를 포함한다. 주 구조물(34)은 캐리지(35)가 움직일 수 있는 레일 또는 가이드(나타나 있지 않음)를 포함할 수 있다. 풀리 시스템(55)은, 주 구조물(34)의 일 부분을 따라 레일 또는 가이드 상에서 캐리지(35)를 그리드 프레임워크 구조물(14)로부터 떨어진 안전한 위치로 이동시키도록 수동 또는 자동 작동 하에서 캐리지(35)를 조작할 수 있다. 캐리지(35)를 후퇴시키는 것은, 그리드 프레임워크 구조물(14)로부터 떨어져 있는 안전한 위치로부터 캐리지(35)에 부착되어 있는 부품에 대한 서비스를 가능하게 하기 때문에 유리하다. 클램프(33)는 충전 스테이션(26)의 주 구조물(34)을 그리드 프레임워크 구조물(14)의 임의의 가장자리에 부착한다. 클램프(33)는 그리드 프레임워크 구조물(14)을 형성하는 2개의 수직 직립 구조물(16)에 부착된다. 클램프(33)는 충전 스테이션(26)을 그리드 프레임워크 구조물(14)과 함께 효과적으로 이동시키기 때문에, 충전 스테이션(26)을 단지 그리드 프레임워크 구조물(14) 근처가 아닌 그리드 프레임워크 구조물(14)에 부착함으로써, 제조/설치 및/또는 열팽창으로 인한 그리드 프레임워크 구조물(14)의 공차가 해결될 수 있으며, 그렇지 않으면 그 공차는 정렬 문제를 야기할 수 있다.
주 구조물(34)은 캐리지(35) 및 충전 헤드(37)를 위한 마운트일 수 있다. 주 구조물(34)은 또한 주 구조물(34)에 부착될 수 있는 다른 장치를 위한 마운트로서 사용될 수 있다. 그리드 프레임워크 구조물(14)에 장착되고 또한 그와 함께 움직일 수 있는 것으로부터 이익을 얻게 될 장치는 냉동 유닛, 로봇형 픽킹 아암, 로봇형 로드 취급 장치(30) 서비싱 유닛 및/또는 드론 장치용 마운트를 포함할 수 있다.
도 12는 클팸프(33)를 위에서 아래로 본 것으로, 이 클램프는 그리드 프레임워크 구조물(14)의 수직 부재(16)의 직립 면(51)에 설치되는 마찰 끼워맞춤 클램프(52)일 수 있다. 이 경우 클램프(33)는 2개의 상호 대향 플레이트를 가지며, 이 플레이트는 양 측에서 마찰 끼워맞춤으로 그리드 프레임워크 구조물(14)의 수직 부재(16)의 직립 면(51)을 잡는다. 작동시, 충전 스테이션(26)의 주 구조물(34)은 그리드 셀(56) 위의 위치로 연장된다. 작동시, 충전 헤드(37)는 그리드 셀(56) 위의 위치에 있다. 그리드 프레임워크 구조물(14) 근처에 플랫폼(54)이 있는데, 이 플랫폼은 사람이 충전 스테이션(26) 근처에 접근할 수 있게 해준다.
도 13은 그리드 프레임워크 구조물(14)에 부착되어 있는 충전 스테이션(26)을 나타내는데, 캐리지(35)가 안전 배리어(53) 뒤의 안전 위치로 후퇴되어 있다. 후퇴되는 캐리지(35)를 수용하기 위해, 전력 전달 유닛(60)에 전력을 공급하는 수단은 바람직하게 가요적이다. 후퇴 위치에서, 충전 헤드(37) 및 카트리지(45)의 교체 가능한 부분(62)과 충전 접촉부(40) 및 그에 포함되어 있는 전력 전달 유닛(60)은 그리드 프레임워크 구조물(14) 근처에서 구조물(54) 상에 서 있는 사람에 의해 서비스 가능하다. 이로써, 로봇형 로드 취급 장치(30)가 그리드 프레임워크 구조물(14) 위에서 작동 불가능하게 되어야 하는 문제가 해결되며, 결과적으로, 시스템은 충전 헤드(37)에 대한 서비스 동안에도 여전히 생산이 가능하다. 선택적으로, 주 구조물(34)은 캐리지(35)를 그의 작동 가능한 위치에서 주 구조물(34)을 따른 규정된 지점에 고정시키기 위해 잠금 기구를 포함할 수 있다. 이 잠금 기구는 구조물(54) 상에서 서 있는 사람에 의해 수동으로 작동될 수 있지만, 이는 자동화될 수 있다.
수정 및 변화
본 발명의 범위에서 벗어나지 않고, 전술한 실시 형태에 대한 많은 수정과 변화가 이루어질 수 있다.
본 설명은 용기 등을 운반하도록 배치되는 로봇형 로드 취급 장치를 설명했지만, 다른 종류의 로봇형 장치도 여기서 설명한 충전 스테이션과 양립할 수 있다. 예컨대, 로봇형 정화 장치, 로봇형 회수 장치 등이 여기서 설명된 충전 스테이션을 사용하여 충전될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 대한 전술한 설명은 실례 들기 및 설명의 목적으로 주어진 것이다. 전술한 설명은 포괄적이거나 본 발명을 개시된 바로 그 형태에 한정하려는 의도는 없다. 본 발명의 요지와 범위에서 벗어나지 않는 수정과 변화가 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 그리드 프레임워크의 위에서 작동하는 로봇형 로드(load) 취급 장치를 위한 충전 유닛으로서,
    상기 로봇형 로드 취급 장치에 전력을 전달하도록 배치되는 전력 전달 수단을 포함하고,
    상기 충전 유닛은, 상기 로봇형 로드 취급 장치의 정상 표면에 있는 충전 패드가 상기 전력 전달 수단과 접촉하는 접촉 위치 쪽으로 상기 충전 유닛이 수평 및 수직으로 정렬되도록 상기 로봇형 로드 취급 장치의 호이스트 요소와 상호 작용을 위해 배치된 복수의 프로파일드 부분을 더 포함하는, 충전 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 프로파일드 부분은 상기 충전 유닛이 상기 로봇형 로드 취급 장치의 정상 표면 위의 충전 패드를 향해 끌어당겨지도록 배치된 제 1 프로파일드 부분 및 상기 충전 유닛의 수평 이동이 상기 로봇형 로드 취급 장치 쪽으로 이루어지도록 제 2 프로파일드 부분을 포함하는, 충전 유닛.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전력 전달 수단은 상기 로봇형 로드 취급 장치의 정상 표면 위의 충전 패드와 접촉하기 위한 복수의 충전 접촉부를 포함하는, 충전 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 전달 수단은 데이타를 상기 로봇형 로드 취급 장치에/상기 로봇형 로드 취급 장치로부터 전달하도록 더 배치되어 있는, 충전 유닛.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전력 전달 수단은 상기 전력 전달 수단이 상기 복수의 프로파일드 부분에 대해 수직으로 움직일 수 있도록 제 1 스프링을 더 포함하는 , 충전 유닛.
  6. 그리드 프레임워크 구조물에서 작동가능한 로봇형 로드 취급 장치를 충전하기 위한 충전소로서,
    ⅰ) 캐리지,
    ⅱ) 충전 헤드 - 상기 충전 헤드는 제 1 항 또는 제 2 항의 충전 유닛을 포함하고, 상기 캐리지에 대해 상기 충전 헤드의 수직 이동을 가능하게 하기 위해 스프링 기구에 의해 상기 캐리지에 장착됨 -,
    ⅲ) 주 구조물 - 상기 캐리지 및 상기 충전 헤드가 상기 주 구조물에 장착되고, 상기 주 구조물은 상기 그리드 프레임워크 구조물의 임의의 가장자리에 상기 충전소의 주 구조물을 부착하기 위한 클램프를 포함 -,
    ⅳ) 레일 또는 가이드 위에 상기 주 구조물의 부분을 따라 상기 캐리지를 이동시키기 위해 수동 또는 자동 작동으로 상기 캐리지를 조작하기 위한 풀리 시스템을 포함하는, 충전소.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 충전 헤드는 상기 충전 유닛을 포함하는 하우징을 포함하고, 상기 충전 유닛이 상기 하우징 내에서 수평 방향으로 움직일 수 있지만 상기 하우징에 대해 수직방향으로 움직일 수 없도록 상기 충전 유닛은 상기 하우징 내에서 순응적인(compliant), 충전소.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 충전 유닛이 하우징 내에서 수평으로 움직일 수 있도록 배치되는 위치 설정 수단을 포함하는, 충전소.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 위치 설정 수단은 상기 충전 유닛이 상기 로봇형 로드 취급 장치가 충전 유닛으로부터 나간 후에 상기 하우징에 대해 수평으로 선호 위치로 이동함으로써 하우징 내에 스스로 중심 맞춤(self-centre)하도록 배치된 제 2 스프링을 더 포함하는, 충전소.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 로봇형 로드 취급 장치의 통신 유닛과 통신하도록 배치된 통신 유닛을 더 포함하는, 충전소.
  11. 시스템으로서,
    제 2 세트의 평행 수평 부재에 수직으로 배치된 제 1 세트의 평행 수평 부재를 포함하는 수평 그리드 구조물을 지지하는 복수의 직립 부재를 포함하는 그리드 프레임워크 구조물;
    제 6 항의 충전소 - 충전소의 주 구조물이 클램프에 의해 상기 그리드 프레임워크 구조물의 가장자리에 부착됨 - 를 포함하는, 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 클램프는 2개의 직립 부재에 부착된, 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 주 구조물은 부분적으로 그리드 셀 위로 연장하는, 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 시스템은 복수의 하우징을 포함하고, 상기 복수의 하우징은 단일의 지지 구조물 상에 지지되는, 시스템.
  15. 제 11 항에 규정된 시스템을 사용하여 로봇형 로드 취급 장치를 충전하는 방법으로서, 상기 로봇형 로드 취급 장치는 그리드 프레임워크의 정상에서 작동하고 호이스트 요소를 포함하며, 상기 방법은:
    상기 로봇형 로드 취급 장치가 충전 유닛 아래의 그리드 셀에 들어가는 단계;
    충전 유닛이 로봇형 로드 취급 장치의 정상 표면 위의 충전 패드를 향해 끌어당겨지도록 상기 로봇형 로드 취급 장치의 호이스트 요소와 상기 복수의 프로파일드 부분 사이의 상호 접속을 통해 상기 충전 유닛을 상기 로봇형 로드 취급 장치의 정상 표면 상에 정렬시키는 단계; 및
    상기 전력 전달 수단을 통해 상기 로봇형 로드 취급 장치에 전력을 부여하는 단계를 포함하는, 로봇형 로드 취급 장치를 충전하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 로봇형 로드 취급 장치에 전력을 부여한 후에 상기 충전 유닛을 선호 위치로 복귀시키는 단계를 더 포함하는, 로봇형 로드 취급 장치를 충전하는 방법.
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GBGB1807562.2A GB201807562D0 (en) 2018-05-09 2018-05-09 Apparatus and method for charging a robotic load handling device
GB1807562.2 2018-05-09
PCT/EP2019/061808 WO2019215221A1 (en) 2018-05-09 2019-05-08 Apparatus and method for charging a robotic load handling device

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