KR102512036B1 - 포크 리프트 - Google Patents

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KR102512036B1
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이건호
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현대무벡스 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 포크 리프트는, 바퀴와 마스트가 구비된 본체와, 상기 마스트에 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되고 화물을 픽업할 수 있는 포크를 구비하는 포크 어셈블리를 포함하는 포크 리프트에 있어서, 상기 포크의 전방에 위치하는 화물이나 장애물을 비접촉식으로 감지할 수 있는 감지부를 갖는 감지 유닛; 상기 감지 유닛과 함께 이동할 수 있도록 상기 감지 유닛과 결합되고, 상기 포크 어셈블리에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 가동 바; 상기 포크 어셈블리에 결합되어 상기 가동 바를 상하 방향으로 이동하도록 가이드하는 제 1 가이드 유닛; 및 상기 감지 유닛 또는 상기 가동 바에 대해 하강 방향으로 탄성력을 가하는 탄성 부재;를 포함하고, 상기 감지 유닛은 상기 탄성 부재에 의해 하측 방향으로 탄성력을 제공받아 상기 포크의 하측에서 상기 포크의 전방에 위치하는 화물이나 장애물을 감지하는 것을 특징으로 한다.

Description

포크 리프트{FORK LIFT}
본 발명은 포크 리프트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화물을 픽업할 수 있는 포크의 전방에 위치하는 화물이나 장애물을 감지하고 포크로 화물을 들어올리거나 운반할 수 있는 포크 리프트에 관한 것이다.
물류라는 용어는 물적 유통(physical distribution)의 줄임말로서, 생산자로부터 소비자에게 제품, 재화를 효과적으로 옮겨주는 기능 또는 활동의 총칭이다. 즉 물류는 포장, 하역, 수송, 보관 및 정보와 같은 여러 활동을 말한다.
통상적으로, 제품, 재화를 수송하는 데에는 포장, 보관, 집하/적재, 수송, 하역/배달, 보관 등의 여러 과정을 거치게 된다. 어떠한 수송수단을 이용하든 이러한 과정을 거치지 않고는 제품, 재화의 이동은 불가능하다. 이러한 이동의 전체를 종합적으로 보는 것이 물류이다.
근래에 들어서는 대량 생산, 대량 판매, 대량 소비가 시대의 추세가 되었으며, 그 사이를 잇는 물자의 흐름을 효율화할 필요성이 커졌기 때문에 물류의 중요성이 점차 커지고 있다. 이러한 이유로 물류 창고의 수요도 크게 증가하고 있다.
물류 창고는 일반적으로 공장 또는 생산지에서 대량으로 생산된 각종 식료품, 음료, 의류, 가전, 잡화 및 산업용품 등의 일상에서 사용되는 모든 물품들을 일시 또는 장기간 적재 보관하기 위한 저장 창고를 말한다. 이러한 물류 창고는 최근 물류산업의 급속한 발달로 인하여 단순한 물류의 관리 차원에서 벗어나 물류 창고 내 보관 재고의 물품 배치에서부터 효율적인 입출고는 물론, 재고 관리 등의 새로운 비즈니스의 창출을 도모할 수 있도록 설계 및 시공되고 있다.
물류 창고는 신속한 화물의 입고와 출고가 생명이기 때문에 화물의 적재 및 하역을 위한 다양한 장치를 구비하고 있다. 대표적으로 스태커 크레인, 셔틀, 이송 컨베이어 등의 자동화 설비가 물류 창고에서 사용되고 있다. 또한 물류 창고에서는 화물의 입출고 시 화물 운반장치로부터 화물을 인수 또는 인계하는 리프터가 사용된다. 리프터는 자율 주행이 가능한 것과, 운전자에 의해 운전되는 것 등 다양한 것이 있다. 리프터는 화물을 들어 올릴 수 있는 포크를 구비하여 화물을 다단으로 적재하거나, 다단으로 적재된 하물을 운반하는데 편리하게 이용될 수 있다.
자율 주행이 가능한 무인 리프터의 경우, 화물을 다단으로 적재하기 위해서는 먼저 적재되어 있는 화물의 높이를 측정할 필요가 있다. 화물의 높이를 측정하기 위한 수단으로는 레이저 스캐너 등의 감지 유닛이 사용된다. 화물의 높이를 측정하기 위한 감지 유닛은 포크와 함께 상승할 수 있도록 설치되는 것이 좋다.
그런데 감지 유닛을 포크의 위쪽에 설치하면 감지 유닛이 포크 위에 적재되는 화물에 의해 가려지고, 감지 유닛을 포크의 옆쪽에 설치해도 감지 유닛이 포크 위에 적재되는 화물에 의해 가려질 수 있다. 감지 유닛을 포크의 하측에 설치하는 경우, 포크가 화물이 놓이는 바닥면까지 하강할 때 감지 유닛이 바닥면에 부딪치는 문제가 발생하게 된다. 따라서 감지 상치를 포크와 함께 승강하도록 설치하는 데에는 어려움이 있다.
등록특허공보 제1857353호 (2018. 05. 04)
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 작동을 위한 별도의 에너지가 필요한 액츄에이터를 사용하지 않고 간단한 방식으로 감지 유닛을 이동시켜 작업 범위 내에 위치하는 화물이나 장애물을 감지하거나, 화물이나 장애물의 높이를 측정하고 화물을 운반할 수 있는 포크 리프트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 포크 리프트는, 바퀴와 마스트가 구비된 본체와, 상기 마스트에 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되고 화물을 픽업할 수 있는 포크를 구비하는 포크 어셈블리를 포함하는 포크 리프트에 있어서, 상기 포크의 전방에 위치하는 화물이나 장애물을 비접촉식으로 감지할 수 있는 감지부를 갖는 감지 유닛; 상기 감지 유닛과 함께 이동할 수 있도록 상기 감지 유닛과 결합되고, 상기 포크 어셈블리에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 가동 바; 상기 포크 어셈블리에 결합되어 상기 가동 바를 상하 방향으로 이동하도록 가이드하는 제 1 가이드 유닛; 및 상기 감지 유닛 또는 상기 가동 바에 대해 하강 방향으로 탄성력을 가하는 탄성 부재;를 포함하고, 상기 감지 유닛은 상기 탄성 부재에 의해 하측 방향으로 탄성력을 제공받아 상기 포크의 하측에서 상기 포크의 전방에 위치하는 화물이나 장애물을 감지하는 것을 특징으로 한다.
상기 감지 유닛은 상기 감지부와 결합되어 상기 감지부를 지지하는 지지 프레임을 포함하되, 상기 지지 프레임은 상기 가동 바와 결합되고, 상기 제 1 가이드 유닛은, 상기 포크 어셈블리에 고정되고 상기 가동 바가 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 관통홀을 구비하는 가이드 브라켓을 포함하며, 상기 탄성 부재는 상기 지지 프레임과 상기 가이드 브라켓 사이에 배치되어 상기 가동 바를 감싸는 코일 스프링 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 포크 리프트는, 상기 포크 어셈블리에 결합되어 상기 감지 유닛을 상하 방향으로 이동하도록 가이드하는 제 2 가이드 유닛;을 포함하고, 상기 제 2 가이드 유닛은, 상기 포크 어셈블리에 상기 가동 바의 이동 방향과 평행하게 배치되는 가이드 레일과, 상기 지지 프레임에 결합되어 상기 가이드 레일에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 포크 리프트는, 상기 포크 어셈블리가 상기 바퀴가 접하는 주행면 쪽으로 하강할 때 상기 감지 유닛의 하단부가 상기 본체에 대해 사전 설정된 높이 이하로 하강하지 않도록 상기 감지 유닛 또는 상기 가동 바의 하측 방향 이동을 구속하는 스토퍼;를 포함할 수 있다.
상기 스토퍼는 상기 감지 유닛 또는 상기 가동 바와 접할 수 있도록 상기 본체에 구비되어 상기 감지 유닛 하단부의 최저 하강 위치를 주행면보다 높은 위치로 제한할 수 있다.
본 발명에 따른 포크 리프트는, 상기 감지 유닛이 상기 스토퍼에 의해 이동이 구속될 때 탄성 변형되는 상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 작동하여 감지 신호를 발생하는 스위치 유닛;을 포함할 수 있다.
상기 감지 유닛은 상기 감지부와 결합되어 상기 감지부를 지지하는 지지 프레임을 포함하고, 상기 탄성 부재는 상기 가동 바를 감싸는 코일 스프링 형태로 이루어지며, 상기 스위치 유닛은, 상기 지지 프레임에 고정되고, 내부에 상기 가동 바가 수용되는 공간이 마련되며, 상면에 상기 가동 바가 통과하는 하우징 홀이 형성된 하우징과, 상기 탄성 부재와 접하도록 상기 가동 바에 슬라이드 이동 가능하게 결합되고, 상기 하우징 홀에 삽입되는 가동 슬리브와, 상기 가동 슬리브에 의해 작동하여 감지 신호를 발생할 수 있도록 상기 하우징의 공간에 설치되는 스위치와, 상기 가동 슬리브에 대해 상기 스위치로부터 이격되는 방향으로 탄성력을 가할 수 있도록 상기 하우징의 공간에 설치되는 탄성 서포트를 포함하고, 상기 가동 슬리브는, 상기 스토퍼가 상기 감지 유닛의 하측 방향 이동을 구속하지 않을 때 상기 탄성 서포트에 의해 상기 스위치로부터 이격되고, 상기 스토퍼가 상기 감지 유닛의 하측 방향 이동을 구속하여 상기 탄성 부재가 압축 변형될 때 상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 하강하여 상기 스위치에 접할 수 있다.
본 발명에 따른 포크 리프트는 화물이나 장애물을 감지할 수 있는 감지 유닛이 화물을 픽업하는 포크의 하측에서 포크의 전방에 위치하는 화물이나 장애물을 감지할 수 있다. 따라서 포크에 픽업되는 화물에 상관없이 포크 전방의 화물이나 장애물을 안정적으로 감지하거나, 화물이나 장애물의 높이를 측정할 수 있고, 이를 통해 더욱 안전한 작업이 가능하고, 작업 효율을 높일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 포크 리프트는 작동을 위한 별도의 에너지가 필요한 액츄에이터를 사용하지 않고 탄성 부재를 이용한 간단한 방식으로 감지 유닛을 이동시킴으로써, 감지 유닛이 주행면에 닿아 손상되는 문제를 해결하고, 작업 범위 내에 위치하는 화물이나 장애물을 안정적으로 감지할 수 있다. 그리고 고가의 부품을 배제할 수 있어 제조 단가를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트를 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트의 일부분을 확대하여 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트에 구비되는 감지 유닛 어셈블리를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트에 구비되는 감지 유닛 어셈블리의 움직임을 설명하기 위한 정면도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트의 작용을 설명하기 위한 것이다.
도 9 내지 도 14는 감지 유닛 어셈블리의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 따른 포크 리프트를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트를 나타낸 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트의 일부분을 확대하여 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트에 구비되는 감지 유닛 어셈블리를 나타낸 사시도이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트(100)는 본체(110)와, 화물을 픽업할 수 있도록 본체(110)에 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되는 포크 어셈블리(115)와, 포크 어셈블리(115)의 전방에 위치하는 화물 등을 감지하기 위한 감지 유닛 어셈블리(120)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트(100)는 감지 유닛 어셈블리(120)를 통해 포크 어셈블리(115) 전방에 위치하는 화물이나 장애물을 감지하고 포크 어셈블리(115)로 화물을 픽업하여 운반할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트(100)가 무인 자율 주행이 가능한 구조를 갖는 것으로 예를 들어 설명한다.
본체(110)는 차체(111)와, 바퀴(112)와, 마스트(113)를 포함한다. 차체(111)에는 구동력을 발생하는 구동부와, 제어부, 통신부 등이 설치될 수 있다. 바퀴(112)는 차체(111)를 주행면(S)으로부터 이격시킬 수 있도록 차체(111)에 결합되어 주행면(S)에 접지되어 구름 운동할 수 있다. 마스트(113)는 차체(111)에 설치되어 포크 어셈블리(115)를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지한다. 마스트(113)는 차체(111)에 틸팅 가능하게 설치될 수 있다.
포크 어셈블리(115)는 화물을 픽업할 수 있는 포크(116)와, 포크(116)를 지지하는 가동 프레임(117)과, 가동 프레임(117)과 결합되고 마스트(113)에 이동 가능하게 설치되는 캐리지(118)를 포함한다. 통상적인 포크 리프트와 같이 포크(116)는 한 쌍이 나란하게 가동 프레임(117)에 결합될 수 있다. 캐리지(118)는 마스트(113)를 따라 상하 방향으로 움직일 수 있다. 마스트(113)에는 캐리지(118)에 이동력을 제공하기 위한 구동장치(미도시)가 설치될 수 있다.
감지 유닛 어셈블리(120)는 화물이나 장애물을 감지할 수 있는 감지 유닛(121)과, 감지 유닛(121)과 결합되고 포크 어셈블리(115)에 이동 가능하게 결합되는 가동 바(130)와, 감지 유닛(121)에 탄성력을 가하는 탄성 부재(135)와, 감지 유닛(121)과 가동 바(130)를 가이드하기 위한 제 1 가이드 유닛(140) 및 제 2 가이드 유닛(145)과, 감지 유닛(121)의 하강 높이를 제한하기 위한 스토퍼(150)를 포함한다.
감지 유닛(121)은 포크(116)의 전방에 위치하는 화물이나 장애물을 비접촉식으로 감지할 수 있는 감지부(122)와, 감지부(122)를 지지하는 지지 프레임(124)을 포함한다. 감지부(122)로는 레이저 스캐너 등 비접촉식으로 물체를 감지할 수 있는 다양한 것이 이용될 수 있다. 지지 프레임(124)은 감지부(122)를 부분적으로 감싸도록 감지부(122)와 결합되는 보호 프레임(125)과, 보호 프레임(125)의 상측에 결합되는 받침 프레임(126)을 포함한다. 보호 프레임(125)은 감지부(122)의 전방 이외에 감지부(122)의 주위를 둘러쌀 수 있다. 보호 프레임(125)은 각종 외부 물체나 이물질이 감지부(122)에 부딪히거나 도달하지 못하도록 감지부(122)를 보호할 수 있다. 받침 프레임(126)은 보호 프레임(125)의 상면에 설치되어 탄성 부재(135)를 떠받친다. 받침 프레임(126)에는 가동 바(130)의 하단부가 결합된다. 받침 프레임(126)의 상측에는 가동 바(130)가 통과할 수 있는 관통홀(127)이 마련된다. 가동 바(130)가 받침 프레임(126)에 결합됨으로써 감지 유닛(121)은 가동 바(130)와 함께 상하 방향으로 이동할 수 있다.
감지 유닛(121)은 탄성 부재(135)에 의해 감지부(122)가 포크(116)의 하측에 위치하도록 지지되며, 포크(116)의 하측에서 포크(116) 전방에 위치하는 화물이나 장애물을 감지할 수 있다.
감지 유닛(121)은 도시된 구조 이외에, 화물이나 장애물을 비접촉식으로 감지할 수 있는 감지부(122)를 포함하는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
가동 바(130)는 감지 유닛(121)과 함께 이동할 수 있도록 감지 유닛과 결합된다. 가동 바(130)는 포크 어셈블리(115)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 가동 바(130)의 하단부는 받침 프레임(126)에 고정되어 감지 유닛(121)과 결합되고, 가동 바(130)의 상단부는 자유단을 이룬다. 가동 바(130)는 제 1 가이드 유닛(140)에 슬라이드 이동 가능하게 지지되어 상하 방향으로 선형 이동할 수 있다. 가동 바(130)의 상단부에는 가동 바(130)가 제 1 가이드 유닛(140)에서 분리되지 않도록 하는 이탈 방지 부재(131)가 결합된다.
탄성 부재(135)는 감지 유닛(121) 및 가동 바(130)에 대해 하강 방향으로 탄성력을 가한다. 여기에서, 하강 방향은 주행면(S)에 가까워지는 방향이다. 탄성 부재(135)는 가동 바(130)를 감싸는 코일 스프링 구조로 이루어진다. 탄성 부재(135)는 감지 유닛(121)과 제 1 가이드 유닛(140)의 사이에 배치되어 감지 유닛(121)과 가동 바(130)에 탄성력을 가한다. 탄성 부재(135)의 하단부는 받침 프레임(126)에 접하고, 탄성 부재(135)의 상단부는 제 1 가이드 유닛(140)에 접한다.
탄성 부재(135)는 도시된 것과 같이 가동 바(130)를 둘러싸는 코일 스프링 구조 이외에 감지 유닛(121) 또는 가동 바(130)에 대해 하강 방향으로 탄성력을 가할 수 있는 다양한 다른 구조로 이루어질 수 있다. 또한 탄성 부재(135)의 위치도 다양하게 변경 가능하다. 예시적인 다른 실시예로서, 탄성 부재는 감지 유닛(121)과 연결되도록 본체(110)에 설치될 수 있다.
제 1 가이드 유닛(140)는 포크 어셈블리(115)에 결합되어 감지 유닛(121) 및 가동 바(130)를 상하 방향으로 이동하도록 가이드한다. 제 1 가이드 유닛(140)은 캐리지(118)에 고정되는 가이드 브라켓(141)을 포함한다. 가이드 브라켓(141)의 일측에는 가동 바(130)가 통과할 수 있는 가이드홀(142)이 상하 방향으로 관통 형성된다. 가동 바(130)는 가이드홀(142)에 슬라이드 이동 가능하게 삽입됨으로써 가이드 브라켓(141)에 의해 선형 이동하도록 가이드될 수 있다. 제 1 가이드 유닛(140)은 가동 바(130)를 직접 가이드함으로써 가동 바(130)와 결합되는 감지 유닛(121)을 간접적으로 가이드할 수 있다.
도면에 나타내지는 않았으나, 가이드홀(142)에는 가동 바(130)와 가이드 브라켓(141) 사이의 마찰력을 줄여주는 가이드 부재가 설치될 수 있다. 가이드 부재는 미끄럼 접촉 방식이나, 구름 접촉 방식 등의 방식으로 가동 바(130)와 접촉하여 가동 바(130)와 가이드 브라켓(141) 사이의 마찰력을 줄여줌으로써 가동 바(130)가 가이드 브라켓(141)에 지지된 상태로 원활하게 상대 이동할 수 있게 한다.
제 1 가이드 유닛(140)은 도시된 것과 같이 캐리지(118)에 고정되는 가이드 브라켓(141)을 포함하는 구조 이외에, 포크 어셈블리(115)에 설치되어 가동 바(130)가 전후좌우 방향으로 흔들리지 않고 안정적인 승강 동작을 하도록 가동 바(130)를 가이드할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 예시적인 다른 실시예로서, 제 1 가이드 유닛(140)은 감지 유닛(121)을 선형 이동하도록 가이드함으로써 감지 유닛(121)을 통해 가동 바(130)를 간접적으로 가이드하는 구조를 취할 수 있다.
제 2 가이드 유닛(145)은 제 1 가이드 유닛(140)과 함께 감지 유닛(121) 및 가동 바(130)를 상하 방향으로 이동하도록 가이드한다. 제 2 가이드 유닛(145)은 포크 어셈블리(115)에 설치되는 가이드 레일(146)과, 감지 유닛(121)에 결합되어 가이드 레일(146)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 부재(147)를 포함한다. 가이드 레일(146)은 캐리지(118)에 상하 방향으로 배치된다. 슬라이드 부재(147)는 가이드 레일(146)을 따라 상하 방향으로 선형 이동할 수 있다.
제 2 가이드 유닛(145)은 가이드 레일(146)과 슬라이드 부재(147)를 포함하는 구조 이외에, 포크 어셈블리(115)에 설치되어 감지 유닛(121)이 전후좌우 방향으로 흔들리지 않고 안정적인 승강 동작을 하도록 감지 유닛(121)을 가이드할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 예시적인 다른 실시예로서, 제 2 가이드 유닛(145)은 가동 바(130)를 선형 이동하도록 가이드함으로써 가동 바(130)를 통해 감지 유닛(121)을 간접적으로 가이드하는 구조를 취할 수 있다.
감지 유닛(121)과 가동 바(130)는 가동 바(130)가 제 1 가이드 유닛(140)에 의해 선형 이동하도록 가이드되고 감지 유닛(121)이 제 2 가이드 유닛(145)에 의해 선형 이동하도록 가이드됨으로써, 전후좌우 방향으로 흔들리지 않고 포크 어셈블리(115)에 대해 안정적으로 상대 이동할 수 있다.
스토퍼(150)는 본체(110)에 설치되어 감지 유닛(121)의 하부 방향 이동 범위를 제한한다. 즉 스토퍼(150)는 포크 어셈블리(115)가 주행면(S) 쪽으로 하강할 때 감지 유닛(121)에 접함으로써 감지 유닛(121)이 사전 설정된 높이 이하로 하강하지 않도록 한다. 스토퍼(150)는 감지 유닛(121)이 하강하는 중에 감지 유닛(121)이 간섭될 수 있도록 감지 유닛(121)의 상하 이동 경로 중에 배치된다.
도 2에 나타낸 것과 같이, 포크 어셈블리(115)가 주행면(S) 쪽으로 하강하여 감지 유닛(121)이 사전 설정된 하강 높이에 도달할 때 감지 유닛(121)의 지지 프레임(124)이 스토퍼(150)에 접하게 된다. 이때, 감지 유닛(121)의 하강 움직임이 구속된다. 따라서 포크 어셈블리(115)가 주행면(S) 쪽으로 더욱 하강하더라도 감지 유닛(121)은 더 하강하지 않고 본체(110)에 대해 사전 설정된 높이를 유지한다. 즉 감지 유닛(121)은 스토퍼(150)의 작용에 의해 그 하단부가 주행면(S)으로부터 이격된 위치를 유지할 수 있다.
감지 유닛(121)은 스토퍼(150)에 접하지 않는 높이에서 포크 어셈블리(115)와 함께 상하 방향으로 이동할 수 있지만, 스토퍼(150)에 접할 때 하부 방향 이동이 구속되므로 포크 어셈블리(115)와 함께 하부 방향으로 이동할 수 없다.
포크(116)가 주행면(S)에 가까이 접근하는 중에 감지 유닛(121)이 주행면(S)에 닿으면 감지 유닛(121)이 손상되거나 오염되는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트(100)는 스토퍼(150)를 이용하여 감지 유닛(121)의 하단부가 본체(110)에 대해 사전 설정된 높이 이하로 하강하지 않도록 함으로써, 감지 유닛(121)이 주행면(S)에 닿음으로써 발생할 수 있는 문제들을 방지할 수 있다.
도 4의 (a)에 나타낸 것과 같이, 감지 유닛(121)이 스토퍼(150)에 접하지 않는 높이에 위치할 때 감지 유닛(121)은 탄성 부재(135)의 탄성력에 의해 포크 어셈블리(115)에 고정된 제 1 가이드 유닛(140)으로부터 일정 거리 이격된 상태로 포크 어셈블리(115)와 함께 승하강할 수 있다.
한편, 도 4의 (b)에 나타낸 것과 같이, 감지 유닛(121)이 스토퍼(150)에 접하여 하부 방향 이동이 구속된 상태에서 포크 어셈블리(115)가 더욱 하강하면, 감지 유닛(121)이 포크 어셈블리(115)에 대해 상대 이동하여 감지 유닛(121)과 제 1 가이드 유닛(140) 사이의 거리가 좁혀진다. 이때, 탄성 부재(135)가 압축 변형된다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트(100)의 작용을 설명하기 위한 것이다.
도 5에 나타낸 것과 같이, 감지 유닛(121)이 스토퍼(150)에 접하지 않는 높이에 위치할 때, 감지 유닛(121)은 탄성 부재(135)에 의해 하측 방향으로 탄성력을 받아 감지부(122)가 포크(116)의 하측에 위치한 상태를 유지할 수 있다. 이때, 감지 유닛(121)은 포크(116) 위에서 화물의 존재에 상관없이 포크(116)의 전방에 위치하는 화물이나 장애물을 감지할 수 있다.
한편, 도 6에 나타낸 것과 같이, 포크(116)가 일정 높이 이하로 하강할 때 감지 유닛(121)이 스토퍼(150)에 접하게 된다. 이때, 감지 유닛(121)은 그 하단부가 주행면(S)으로부터 이격된 위치에 정지되고, 포크(116)만 주행면(S)에 접근하여 주행면(S)에 놓이는 화물을 픽업할 수 있다.
도 7에 나타낸 것과 같이, 화물(F)이 얹힌 팔레트(P)가 주행면(S) 위에 놓인 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트(100)는 포크(116)을 주행면(S) 가까이 하강시켜 팔레트(P)를 픽업할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트(100)는 도 8에 나타낸 것과 같이, 화물(F) 위에 다른 화물(F)을 쌓을 수 있다. 픽업한 화물(F)을 다른 화물(F) 위에 적재하기 위해 포크(116)를 상승시키는 과정에서 감지 유닛(121)이 포크(116)의 하측에서 포크(116) 전방에 위치하는 화물(F)을 감지할 수 있다. 또한 감지 유닛(121)은 포크(116)가 포크(116) 전방의 화물(F) 위로 상승하는 과정에서 포크(116) 전방에 놓인 화물(F)의 높이를 측정할 수 있다. 감지 유닛(121)의 감지 정보는 포크 리프트(100)의 제어부나, 원격 제어 서버로 전송될 수 있으며, 포크 리프트(100)는 감지 유닛(121)의 감지 정보를 통해 화물(F) 위에 다른 화물(F)을 정확히 적재하도록 제어될 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트(100)는 화물이나 장애물을 감지할 수 있는 감지 유닛(121)이 포크(116)의 하측에서 포크(116)의 전방에 위치하는 화물이나 장애물을 감지할 수 있다. 따라서 포크(116)에 픽업되는 화물에 상관없이 포크(116) 전방의 화물이나 장애물을 안정적으로 감지하거나, 화물이나 장애물의 높이를 측정할 수 있고, 이를 통해 더욱 안전한 화물 운반 작업이 가능하고, 작업 효율을 높일 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 포크 리프트(100)는 작동을 위한 별도의 에너지가 필요한 액츄에이터를 사용하지 않고 탄성 부재(135)를 이용한 간단한 방식으로 감지 유닛(121)을 이동시킴으로써, 감지 유닛(121)이 주행면(S)에 닿아 손상되는 문제를 해결하고, 작업 범위 내에 위치하는 화물이나 장애물을 안정적으로 감지할 수 있다.
한편, 도 9 내지 도 14는 감지 유닛 어셈블리의 다양한 변형예를 나타낸 것이다
먼저, 도 9에 나타낸 포크 리프트는 감지 유닛(121)의 하부 방향 이동을 제한하기 위한 스토퍼(160)의 구조가 변형된 것이다. 스토퍼(160)는 주행면(S)에 접할 수 있도록 감지 유닛(121)의 하단부에 구비된다. 스토퍼(160)는 포크(116)가 사전 설정된 높이 이하로 하강할 때 주행면(S)에 접하여 감지 유닛(121)을 지지함으로써 감지 유닛(121) 하단부의 최저 하강 위치를 주행면(S)보다 높은 위치로 제한할 수 있다. 스토퍼(160)는 주행면(S)에 접하여 감지 유닛(121)을 안정적으로 떠받칠 수 있는 다양한 소재로 이루어질 수 있다.
앞선 실시예에 나타낸 구조 이외에, 스토퍼의 구조나 설치 위치는 다양하게 변경 가능하다. 예시적인 다른 실시예로서, 스토퍼는 가동 바(130)에 결합되거나, 또는 가동 바(130)와 접하도록 설치되어 포크 어셈블리(115)가 주행면(S) 쪽으로 하강할 때 감지 유닛(121)의 하단부가 본체(110)에 대해 사전 설정된 높이 이하로 하강하지 않도록 감지 유닛(121)의 하강 높이를 제한할 수 있다.
도 10에 나타낸 포크 리프트는 감지 유닛(121)이 스토퍼(150)에 의해 이동이 구속될 때 감지 신호를 발생하는 스위치 유닛(170)을 포함하는 것이다. 스위치 유닛(170)은 스토퍼(150)에 접할 수 있도록 감지 유닛(121)의 지지 프레임(124)에 설치된다. 포크 어셈블리(115)가 사전 설정된 높이 이하로 하강할 때 스위치 유닛(170)이 스토퍼(150)에 접함으로써 감지 유닛(121)의 하부 방향 이동이 구속된다. 감지 유닛(121)이 정지한 상태에서 포크 어셈블리(115)가 더 하강하면 탄성 부재(135)가 압축되고 탄성 부재(135)의 탄성력에 의해 스위치 유닛(170)이 스토퍼(150) 쪽으로 가압됨으로써 스위치 유닛(170)이 작동하여 감지 신호를 발생하게 된다. 스위치 유닛(170)의 감지 신호는 포크 리프트의 제어부나, 원격 제어 서버로 전송될 수 있으며, 이 상태에서 감지 유닛(121)은 작동 중지되도록 제어될 수 있다.
본 실시예에 따른 포크 리프트는 스위치 유닛(170)을 이용하여 감지 유닛(121)을 작동 중지되도록 제어할 수 있으므로, 감지 유닛(121)의 불필요한 작동에 따른 에너지 낭비를 줄일 수 있다.
도 11에 나타낸 포크 리프트는 감지 유닛(121)이 스토퍼(150)에 의해 이동이 구속될 때 감지 신호를 발생할 수 있는 다른 형태의 스위치 유닛(180)을 포함하는 것이다. 스위치 유닛(180)은 하우징(181)과, 스위치(185)와, 가동 슬리브(187)와, 탄성 서포트(189)를 포함한다.
하우징(181)은 지지 프레임(124)에 고정된다. 하우징(181)의 내부에는 스위치(185)와 탄성 서포트(189)가 설치되는 공간(182)이 마련되고, 하우징(181)의 상면에는 공간(182)과 연결되는 하우징 홀(183)이 형성된다. 하우징(181)에는 가동 바(130)가 결합된다. 가동 바(130)는 하우징 홀(183)을 통해 공간(182)에 수용되어 그 하단부가 하우징(181)의 바닥면에 고정될 수 있다.
스위치(185)는 가동 슬리브(187)에 의해 작동하여 감지 신호를 발생할 수 있도록 가동 슬리브(187)의 하측에 설치된다. 스위치(185)는 가동 슬리브(187)의 움직임에 따라 감지 신호를 발생할 수 있는 다양한 구조를 취할 수 있다.
가동 슬리브(187)는 가동 바(130)에 슬라이드 이동 가능하게 결합된다. 가동 슬리브(187)의 중앙 부분에는 가동 바(130)가 통과할 수 있는 슬리브 홀(188)이 형성된다. 가동 슬리브(187)는 하우징 홀(183)에 삽입되어 스위치(185) 쪽으로 하강할 수 있다. 가동 슬리브(187)의 상부에는 탄성 부재(135)가 접하고 가동 슬리브(187)의 하부에는 탄성 서포트(189)가 접한다.
탄성 서포트(189)는 가동 슬리브(187)에 대해 스위치(185)로부터 이격되는 방향으로 탄성력을 가한다. 탄성 서포트(189)는 도시된 것과 같은 코일 스크링 구조, 또는 가동 슬리브(187)를 탄력적으로 지지할 수 있는 다양한 다른 구조로 이루어질 수 있다. 또한 탄성 서포트(189)의 개수나 설치 위치도 다양하게 변경될 수 있다.
스위치 유닛(180)은 탄성 부재(135)의 탄성력 변화에 따라 가동 슬리브(187)가 움직임으로써 감지 신호를 발생할 수 있다. 가동 슬리브(187)는 탄성 부재(135)에 의해 스위치(185)에 접근하는 방향으로 탄성력을 받고, 탄성 서포트(189)에 의해 스위치(185)로부터 이격되는 방향으로 탄성력을 받는다.
도 11 및 도 12에 나타낸 것과 같이, 감지 유닛(121)이 스토퍼에 의해 하부 방향 이동이 구속되지 않고 포크 어셈블리(115)와 함께 이동할 수 있는 상태에서 탄성 부재(135)가 가동 슬리브(187)에 가하는 탄성력은 미미하거나 거의 없다. 이때, 탄성 서포트(189)가 가동 슬리브(187)를 스위치(185)로부터 이격되도록 지지하는 탄성력이 탄성 부재(135)가 가동 슬리브(187)에 가하는 탄성력보다 크다. 따라서 가동 슬리브(187)는 스위치(185)로부터 이격된 상태를 유지할 수 있다.
한편, 도 13 및 도 14에 나타낸 것과 같이, 포크 어셈블리(115)가 사전 설정된 하강 높이 이하로 하강하여 감지 유닛(121)이 스토퍼에 의해 하부 방향 이동이 구속된 상태에서 포크 어셈블리(115)가 더 하강하면 탄성 부재(135)가 압축된다. 탄성 부재(135)가 압축되어 탄성 부재(135)의 탄성력이 가동 슬리브(187)를 지지하는 탄성 서포트(189)의 탄성력보다 커지면 가동 슬리브(187)가 탄성 부재(135)의 탄성력에 의해 스위치(185) 쪽으로 움직인다. 그리고 가동 슬리브(187)가 스위치(185)에 접할 때 스위치(185)가 감지 신호를 발생하게 된다. 스위치(185)의 감지 신호는 포크 리프트의 제어부나, 원격 제어 서버로 전송될 수 있으며, 이 상태에서 감지 유닛(121)은 작동 중지되도록 제어될 수 있다.
본 실시예에 따른 스위치 유닛(180)은 스위치(185)가 탄성 서포트(189)에 의해 탄력적으로 지지되는 가동 슬리브(187)에 의해 작동함으로써 탄성 부재(135)의 탄성력에 의해 스위치(185)에 가해지는 충격이 완충될 수 있다. 따라서 스위치(185)의 손상을 줄이고 스위치(185)의 수명을 늘릴 수 있다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도면에는 두 개의 가이드 유닛(140)(145)이 감지 유닛(121)과 가동 바(130)를 선형 이동하도록 가이드하는 것으로 나타냈으나, 감지 유닛(121)과 가동 바(130)를 가이드하기 위한 가이드 유닛은 하나 이상의 다양한 개수로 구비될 수 있다.
또한 도면에는 감지 유닛(121) 및 가동 바(130)가 포크 어셈블리(115)의 캐리지(118)에 이동 가능하게 설치되는 것으로 나타냈으나, 감지 유닛(121)과 가동 바(130)는 포크 어셈블리(115)와 함께 움직일 수 있도록 포크 어셈블리(115)의 다양한 위치에 설치될 수 있다.
또한 도면에는 본 발명에 따른 포크 리프트가 운전자 없이 자율 주행하는 구조를 갖는 것으로 나타냈으나, 본 발명의 특징적 구성은 무인 포크 리프트 이외의 다양한 다른 포크 리프트에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100 : 포크 리프트 110 : 본체
111 : 차체 112 : 바퀴
113 : 마스트 115 : 포크 어셈블리
116 : 포크 117 : 가동 프레임
118 : 캐리지 120 : 감지 유닛 어셈블리
121 : 감지 유닛 122 : 감지부
124 : 지지 프레임 125 : 보호 프레임
126 : 받침 프레임 130 : 가동 바
135 : 탄성 부재 140 : 제 1 가이드 유닛
141 : 가이드 브라켓 145 : 제 2 가이드 유닛
146 : 가이드 레일 147 : 슬라이드 부재
150, 160 : 스토퍼 170, 180 : 스위치 유닛
181 : 하우징 185 : 스위치
187 : 가동 슬리브 189 : 탄성 서포트

Claims (7)

  1. 바퀴와 마스트가 구비된 본체와, 상기 마스트에 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되고 화물을 픽업할 수 있는 포크를 구비하는 포크 어셈블리를 포함하는 포크 리프트에 있어서,
    상기 포크의 전방에 위치하는 화물이나 장애물을 비접촉식으로 감지할 수 있는 감지부를 갖는 감지 유닛;
    상기 감지 유닛과 함께 이동할 수 있도록 상기 감지 유닛과 결합되고, 상기 포크 어셈블리에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 가동 바;
    상기 포크 어셈블리에 결합되어 상기 가동 바를 상하 방향으로 이동하도록 가이드하는 제 1 가이드 유닛; 및
    상기 감지 유닛 또는 상기 가동 바에 대해 하강 방향으로 탄성력을 가하는 탄성 부재;를 포함하고,
    상기 감지 유닛은 상기 탄성 부재에 의해 하측 방향으로 탄성력을 제공받아 상기 포크의 하측에서 상기 포크의 전방에 위치하는 화물이나 장애물을 감지하고, 상기 감지부와 결합되어 상기 감지부를 지지하는 지지 프레임을 포함하되, 상기 지지 프레임은 상기 가동 바와 결합되고,
    상기 제 1 가이드 유닛은, 상기 포크 어셈블리에 고정되고 상기 가동 바가 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 관통홀을 구비하는 가이드 브라켓을 포함하며,
    상기 탄성 부재는 상기 지지 프레임과 상기 가이드 브라켓 사이에 배치되어 상기 가동 바를 감싸는 코일 스프링 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포크 리프트.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 포크 어셈블리에 결합되어 상기 감지 유닛을 상하 방향으로 이동하도록 가이드하는 제 2 가이드 유닛;을 포함하고,
    상기 제 2 가이드 유닛은,
    상기 포크 어셈블리에 상기 가동 바의 이동 방향과 평행하게 배치되는 가이드 레일과,
    상기 지지 프레임에 결합되어 상기 가이드 레일에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 포크 리프트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 포크 어셈블리가 상기 바퀴가 접하는 주행면 쪽으로 하강할 때 상기 감지 유닛의 하단부가 상기 본체에 대해 사전 설정된 높이 이하로 하강하지 않도록 상기 감지 유닛 또는 상기 가동 바의 하측 방향 이동을 구속하는 스토퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포크 리프트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 감지 유닛 또는 상기 가동 바와 접할 수 있도록 상기 본체에 구비되어 상기 감지 유닛 하단부의 최저 하강 위치를 주행면보다 높은 위치로 제한하는 것을 특징으로 하는 포크 리프트.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 감지 유닛이 상기 스토퍼에 의해 이동이 구속될 때 탄성 변형되는 상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 작동하여 감지 신호를 발생하는 스위치 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 포크 리프트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 감지 유닛은 상기 감지부와 결합되어 상기 감지부를 지지하는 지지 프레임을 포함하고,
    상기 탄성 부재는 상기 가동 바를 감싸는 코일 스프링 형태로 이루어지며,
    상기 스위치 유닛은,
    상기 지지 프레임에 고정되고, 내부에 상기 가동 바가 수용되는 공간이 마련되며, 상면에 상기 가동 바가 통과하는 하우징 홀이 형성된 하우징과,
    상기 탄성 부재와 접하도록 상기 가동 바에 슬라이드 이동 가능하게 결합되고, 상기 하우징 홀에 삽입되는 가동 슬리브와,
    상기 가동 슬리브에 의해 작동하여 감지 신호를 발생할 수 있도록 상기 하우징의 공간에 설치되는 스위치와,
    상기 가동 슬리브에 대해 상기 스위치로부터 이격되는 방향으로 탄성력을 가할 수 있도록 상기 하우징의 공간에 설치되는 탄성 서포트를 포함하고,
    상기 가동 슬리브는, 상기 스토퍼가 상기 감지 유닛의 하측 방향 이동을 구속하지 않을 때 상기 탄성 서포트에 의해 상기 스위치로부터 이격되고, 상기 스토퍼가 상기 감지 유닛의 하측 방향 이동을 구속하여 상기 탄성 부재가 압축 변형될 때 상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 하강하여 상기 스위치에 접하는 것을 특징으로 하는 포크 리프트.
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