KR102548814B1 - 물품 운반 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

1 자유도로 물품을 파지하여 운반할 수 있는 물품 운반 장치 및 방법을 제공한다. 상기 물품 운반 방법은, 적재 선반 이동 유닛이 반송물을 보관하는 적재 선반이 위치한 방향으로 이동하며, 적재 선반 이동 유닛의 제1 몸체부가 적재 선반의 아래에 위치하는 단계; 제1 몸체부 상에 마련된 승강 구동부의 상승에 따라 적재 선반이 상승하며, 적재 선반의 측면에 마련된 고정 핀이 제1 몸체부 상에서 제1 몸체부의 길이 방향에 직각 방향으로 연장 형성되는 제2 몸체부의 측면에 마련된 핀 홀더부에 체결되는 단계; 및 적재 선반 이동 유닛이 적재 선반을 목적지로 운반하는 단계를 포함한다.

Description

물품 운반 장치 및 방법 {Apparatus and method for transporting object}
본 발명은 물품을 운반하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 물품을 파지하여 운반하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
운반 장치는 물건을 파지 및 승강하여 지정된 장소로 이동시키는 작업을 할 수 있다. 운반 장치는 이를 위해 파지부를 구비하는 승강식 장치로 구현될 수 있다.
그런데, 상기의 운반 장치는 파지 동작 및 승강 동작이 구분되어 2 자유도로 물건을 파지하는 것이 일반적이다. 그러나, 운반 장치가 이와 같이 높은 자유도를 갖추는 경우, 구조가 매우 복잡해지며, 제작 비용이 많이 지출될 수 있다.
한국등록특허공보 제10-1932442호 (2018.12.26.)
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는, 1 자유도로 물품을 파지하여 운반할 수 있는 물품 운반 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 물품 운반 방법의 일 면(Aspect)은, 적재 선반 이동 유닛이 반송물을 보관하는 적재 선반이 위치한 방향으로 이동하며, 상기 적재 선반 이동 유닛의 제1 몸체부가 상기 적재 선반의 아래에 위치하는 단계; 상기 제1 몸체부 상에 마련된 승강 구동부의 상승에 따라 상기 적재 선반이 상승하며, 상기 적재 선반의 측면에 마련된 고정 핀이 상기 제1 몸체부 상에서 상기 제1 몸체부의 길이 방향에 직각 방향으로 연장 형성되는 제2 몸체부의 측면에 마련된 핀 홀더부에 체결되는 단계; 및 상기 적재 선반 이동 유닛이 상기 적재 선반을 목적지로 운반하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 물품 운반 장치의 일 면은, 반송물을 보관하는 적재 선반; 및 상기 적재 선반을 목적지로 운반하는 적재 선반 이동 유닛을 포함하되, 상기 적재 선반은, 상기 반송물이 보관되는 공간을 제공하는 프레임 어셈블리; 및 상기 프레임 어셈블리의 측면에 설치되는 고정 핀을 포함하고, 상기 적재 선반 이동 유닛은, 상기 적재 선반에 안착면을 제공하는 제1 몸체부; 상기 제1 몸체부 상에서 상기 제1 몸체부의 길이 방향에 직각 방향으로 연장 형성되는 제2 몸체부; 상기 제1 몸체부 상에 마련되며, 상기 적재 선반을 승강시키는 승강 구동부; 및 상기 제2 몸체부의 측면에 마련되며, 상기 적재 선반의 승강에 따라 상기 고정 핀과 체결되는 핀 홀더부를 포함하며, 상기 적재 선반 이동 유닛은 상기 고정 핀과 상기 핀 홀더부의 체결시 상기 적재 선반을 운반한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치를 포함하는 자동화 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치를 구성하는 적재 선반의 구조를 정면에서 바라본 제1 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치를 구성하는 적재 선반의 구조를 후면에서 바라본 제2 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치를 구성하는 적재 선반 이동 유닛의 구조를 정면에서 바라본 제1 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치를 구성하는 적재 선반 이동 유닛의 구조를 후면에서 바라본 제2 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치의 적재 선반 이동 유닛을 구성하는 승강 구동부의 구조를 보여주기 위한 부분 확대 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치를 구성하는 고정 핀과 핀 홀더부 간 결합 구조를 보여주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치를 구성하는 가이드 돌기와 가이드 홈 부재 간 결합 구조를 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치의 물품 운반 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 발명은 1 자유도로 물품을 파지하여 운반할 수 있는 물품 운반 장치 및 방법에 관한 것이다. 이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 1에 따르면, 물품 운반 장치(100)는 적재 선반(110) 및 적재 선반 이동 유닛(120)을 포함하여 구성될 수 있다.
물품 운반 장치(100)는 작업에 필요한 자재인 반송물(130)을 목적지까지 운반하는 것이다. 이러한 물품 운반 장치(100)는 적재 선반(110)을 이용하여 반송물(130)을 적재 및 보관할 수 있으며, 적재 선반 이동 유닛(120)을 이용하여 반송물(130)을 목적지까지 운반할 수 있다. 물품 운반 장치(100)는 1 자유도의 승강 동작으로 반송물(130)이 적재 및 보관된 적재 선반(110)을 안전하게 파지할 수 있으며, 반송물(130)을 목적지까지 운반할 수 있다.
물품 운반 장치(100)는 자동화 시스템으로 구현될 수 있다. 이 경우, 물품 운반 장치(100)는 작업자가 접속하는 단말과 통신하여, 작업자의 단말로부터 전송되는 제어 신호에 따라 정해진 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 생산 공정 설비의 유지보수를 위한 부품 교체 작업에 있어서, 작업자(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 작업에 필요한 부품, 공구 등의 자재류를 공급받기 위해 단말(220)을 이용하여 자재류가 적재되어 있는 적재 선반(110)을 지정된 위치까지 자동으로 운반할 수 있는 운반 장치(즉, 적재 선반 이동 유닛(120))를 호출할 수 있다.
단말(220)은 작업자(210)가 휴대할 수 있는 스마트폰이나 태블릿 PC 등으로 구현될 수 있으며, 작업자(210)를 배제하는 완전 자동화를 구현하기 위해 컴퓨터나 서버 등으로 구현되는 것도 가능하다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치를 포함하는 자동화 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
적재 선반(110)은 반송물(130)을 적재 및 보관하기 위한 것이다. 이러한 적재 선반(110)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 프레임 어셈블리(310), 적재부(320), 도어부(330), 고정 핀(340) 및 가이드 홈 부재(350)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치를 구성하는 적재 선반의 구조를 정면에서 바라본 제1 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치를 구성하는 적재 선반의 구조를 후면에서 바라본 제2 사시도이다. 이하 설명은 도 3 및 도 4를 참조한다.
프레임 어셈블리(310)는 그 내부에 적재부(320)가 설치되어 반송물(130)을 적재 및 보관할 수 있는 것이다. 이러한 프레임 어셈블리(310)는 제1 방향(10)을 길이 방향으로 하여 연장되는 복수 개의 제1 프레임(311), 제2 방향(20)을 길이 방향으로 하여 연장되는 복수 개의 제2 프레임(312), 및 제3 방향(30)을 길이 방향으로 하여 연장되는 복수 개의 제3 프레임(313)이 상호 연결되어 소정의 크기를 가지도록 형성될 수 있다.
서로 다른 두 종류의 프레임(제1 프레임(311)과 제2 프레임(312), 제2 프레임(312)과 제3 프레임(313), 제1 프레임(311)과 제3 프레임(313) 등)에 의해 둘러싸인 각 면은 내부에 적재된 반송물(130)의 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 창이 설치되지 않고, 비어있을 수 있다. 또는, 투명 창이 설치될 수 있으며, 불투명 창이 설치될 수도 있다.
프레임 어셈블리(310)는 내부에 비어 있는 공간이 형성될 수 있도록 다각기둥 형상이나 원통 형상, 타원통 형상 등을 가질 수 있다. 또한, 프레임 어셈블리(310)는 가이드 홈 부재(350)와 적재 선반 이동 유닛(120)에 설치되는 가이드 돌기 간 결합을 고려하여 그 저면이 지면에 닿지 않게 복수 개의 레그 모듈을 구비할 수 있다. 이하에서는 프레임 어셈블리(310)가 육면체(사각기둥) 형상을 가지고, 네 개의 레그 모듈을 구비하는 것으로 설명할 것이나, 프레임 어셈블리(310)의 형태가 이에 한정되지 않음은 물론이다.
적재부(320)는 프레임 어셈블리(310)의 내부에 설치되는 것이다. 이러한 적재부(320)는 소정 크기의 공간으로 제공될 수 있으며, 반송물(130)을 고정시키기 위한 고정 부재(360)가 적재부(320) 내에 설치될 수 있다.
도어부(330)는 적재부(320)를 개폐시키기 위한 것이다. 이러한 도어부(330)는 적재부(320)를 노출시켜 반송물(130)의 이적재(Load and Unload)가 가능하도록 개방될 수 있으며, 반송물(130)의 탑재 이후 반송물(130)을 외부로부터 보호할 수 있도록 폐쇄될 수 있다.
도어부(330)는 프레임 어셈블리(310)의 일측에 단일 개 설치될 수 있는데, 프레임 어셈블리(310)의 적어도 양측에 복수 개 설치되는 것도 가능하다. 도어부(330)는 힌지를 이용하여 여닫이 도어 형태로 설치될 수 있으며, 미닫이 도어 형태로 설치되는 것도 가능하다.
고정 핀(340)은 프레임 어셈블리(310)를 고정시키기 위한 것이다. 이러한 고정 핀(340)은 프레임 어셈블리(310)의 외곽(테두리)에 설치되며, 프레임 어셈블리(310)가 상승하는 경우 적재 선반 이동 유닛(120)에 설치되어 있는 핀 홀더부와 결합될 수 있다. 고정 핀(340)과 핀 홀더부가 결합되면 프레임 어셈블리(310)가 적재 선반 이동 유닛(120)에 의해 고정될 수 있으며, 이에 따라 물품 운반 장치(100)는 반송물(130)을 파지하는 것이 가능해진다. 고정 핀(340)과 핀 홀더부 간 결합 구조에 대해서는 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
고정 핀(340)은 프레임 어셈블리(310)의 외곽에 복수 개 설치될 수 있다. 이때, 복수 개의 고정 핀(340) 중 몇몇의 고정 핀(340)은 다른 몇몇의 고정 핀(340)과 서로 다른 높이에 설치될 수 있다. 예를 들면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1 고정 핀(340a) 및 제2 고정 핀(340b)은 동일 높이에 나란히 설치되고, 제3 고정 핀(340c)은 제1 고정 핀(340a) 및 제2 고정 핀(340b)보다 더 높은 위치에 설치될 수 있다. 도 3 및 도 4의 예시에서는 세 개의 고정 핀(340a, 340b, 340c)이 두 개의 계층에 분류되어 배치되었으나, 본 실시예에서는 복수 개의 고정 핀(340)이 세 개 이상의 계층에 분류되어 배치되는 것도 가능하다.
가이드 홈 부재(350)는 적재 선반(110)이 적재 선반 이동 유닛(120) 상에서 적절한 위치에 안착할 수 있도록 적재 선반(110)의 위치를 안내하기 위한 것이다. 이러한 가이드 홈 부재(350)는 적재 선반 이동 유닛(120)에 설치되어 있는 가이드 돌기와의 상호 작용을 통해 적재 선반(110)을 적재 선반 이동 유닛(120) 상에서의 적절한 위치로 안내할 수 있다. 여기서, 적절한 위치라 함은 적재 선반(110)이 적재 선반 이동 유닛(120)에 의해 승강되더라도 적재 선반 이동 유닛(120) 상에서 요동하지 않고 안정화되는 위치, 즉 지지 안정화 위치를 말한다.
가이드 홈 부재(350)는 프레임 어셈블리(310)의 저판(315)에서 아래쪽 방향(제3 방향(30))으로 돌출될 수 있다. 가이드 홈 부재(350)는 프레임 어셈블리(310)의 저판(315)에 복수 개 설치될 수 있으며, 이 경우 복수 개의 가이드 홈 부재(350)는 프레임 어셈블리(310)의 저판(315) 전체에 고르게 분포될 수 있다.
가이드 홈 부재(350)는 가이드 돌기와의 접촉 및 삽입이 가능하도록 음각 형상을 가질 수 있다. 가이드 홈 부재(350)는 예를 들어, 프레임 어셈블리(310)의 하단에 적재 선반 이동 유닛(120)과 접촉 가능한 원추형 음각 형상을 가질 수 있다.
한편, 가이드 홈 부재(350)와 가이드 돌기 간 결합 구조에 대해서도 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
적재 선반 이동 유닛(120)은 반송물(130)을 목적지까지 운반하기 위한 것이다. 이러한 적재 선반 이동 유닛(120)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제1 몸체부(410), 제2 몸체부(420), 승강 구동부(430), 핀 홀더부(440), 가이드 돌기(450), 디스플레이부(460), 시그널 타워(470) 및 제1 센서부(480)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치를 구성하는 적재 선반 이동 유닛의 구조를 정면에서 바라본 제1 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치를 구성하는 적재 선반 이동 유닛의 구조를 후면에서 바라본 제2 사시도이다. 이하 설명은 도 5 및 도 6을 참조한다.
적재 선반 이동 유닛(120)은 적재 선반(110)에 안착면을 제공함과 동시에 적재 선반(110)을 지지할 수 있도록 ㄴ자 형태의 몸체를 가질 수 있다. 이하에서는 적재 선반(110)에 안착면을 제공하는 몸체를 제1 몸체부(410)로 정의하고, 적재 선반(110)을 지지하는 몸체를 제2 몸체부(420)로 정의하기로 한다. 제1 몸체부(410)는 지면에 평행한 방향(제1 방향(10) 또는 제2 방향(20))으로 연장 형성될 수 있으며, 제2 몸체부(420)는 제1 몸체부(410)의 일단으로부터 지면에 수직인 방향(제3 방향(30))으로 연장 형성될 수 있다.
적재 선반 이동 유닛(120)은 반송물(130)을 목적지까지 운반하기 위해 주행 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 주행 구동부는 휠(Wheel)을 회전시키기 위한 모터, 모터를 작동시키기 위해 전력을 공급하는 전력 공급 모듈 등을 포함할 수 있으며, 제2 몸체부(420)에 내장될 수 있다.
승강 구동부(430)는 제1 몸체부(410) 상에 안착된 적재 선반(110) 즉, 반송물(130)이 탑재된 적재 선반(110)을 승강시키기 위한 것이다. 이러한 승강 구동부(430)는 제1 몸체부(410)의 상부면에 설치될 수 있다.
승강 구동부(430)는 반송물(130)이 탑재된 적재 선반(110)을 승강시키기 위해 도 7에 도시된 바와 같이 상판(510), 하판(520), 내측 클램프(530), 외측 클램프(540) 및 제1 탄성 부재(550)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치의 적재 선반 이동 유닛을 구성하는 승강 구동부의 구조를 보여주기 위한 부분 확대 사시도이다. 이하 설명은 도 7을 참조한다.
상판(510)은 적재 선반(110)에 안착면을 제공하는 것이다. 이러한 상판(510)의 하부에는 소정 간격을 두고 하판(520)이 설치될 수 있는데, 하판(520)은 상판(510)과 동일 크기 및 동일 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서 승강 구동부(430)는 상판(510) 및 하판(520)을 포함하여 이층 구조를 가질 수 있는데, 삼층 이상의 구조를 가지거나 단층 구조를 가지는 것도 가능하다.
제1 탄성 부재(550)는 적재 선반(110)과 적재 선반 이동 유닛(120) 간 수평 방향(제1 방향(10) 또는 제2 방향(20)) 위치 오차(즉, 좌우 방향 위치 오차)를 보상하기 위한 것이다. 이러한 제1 탄성 부재(550)는 상판(510)과 하판(520)의 사이 공간에 설치될 수 있으며, 승강 구동부(430)와 적재 선반(110) 간 위치 오차를 흡수할 수 있다.
내측 클램프(530) 및 외측 클램프(540)는 각각 하판(520) 및 상판(510)에 체결되는 것이다. 내측 클램프(530)는 제1 탄성 부재(550)의 내륜부에 고정되어 하판(520)과 체결될 수 있으며, 외측 클램프(540)는 제1 탄성 부재(550)의 외륜부에 고정되어 상판(510)과 체결될 수 있다. 본 실시예에서 상판(510)은 이와 같이 설치되는 내측 클램프(530), 외측 클램프(540) 및 제1 탄성 부재(550)를 통해 하판(520)에 대해 상대 운동을 구현할 수 있다. 상판(510)은 제1 탄성 부재(550)의 탄성 한계 내에서의 변위량을 기초로 하판(520)에 대한 상대 운동을 구현할 수 있다.
한편, 도 7에 도시되어 있지 않지만, 승강 구동부(430)는 제2 탄성 부재(560)를 더 포함할 수 있다. 제2 탄성 부재(560)는 상판(510)이 자중(Self Load)에 의해 수직 방향(제3 방향(30))으로 처지는 것(즉, 상하 방향 제진(Vibration Control))을 보상하기 위한 것이다. 제2 탄성 부재(560)는 도 9에 도시된 바와 같이 가이드 돌기(450)와 하판(520) 사이 공간에 설치될 수 있다.
다시 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
핀 홀더부(440)는 고정 핀(340)과의 결합을 통해 적재 선반(110)을 적재 선반 이동 유닛(120)에 고정시키는 것이다. 이러한 핀 홀더부(440)는 제2 몸체부(420)의 측면 상에 설치될 수 있으며, 고정 핀(340)과 동일 개수 설치될 수 있다.
핀 홀더부(440)는 고정 핀(340)에 대응하는 위치에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 고정 핀(340a), 제2 고정 핀(340b) 및 제3 고정 핀(340c)에 대응하여 제1 핀 홀더(440a), 제2 핀 홀더(440b) 및 제3 핀 홀더(440c)가 마련되는 경우, 제1 핀 홀더(440a) 및 제2 핀 홀더(440b) 간 간격은 제1 고정 핀(340a) 및 제2 고정 핀(340b) 간 간격과 동일할 수 있으며, 제1 핀 홀더(440a)(또는 제2 핀 홀더(440b))와 제3 핀 홀더(440c) 사이의 높이차는 제1 고정 핀(340a)(또는 제2 고정 핀(340b))과 제3 고정 핀(340c) 사이의 높이차와 동일할 수 있다.
다음으로, 고정 핀(340)과 핀 홀더부(440)의 결합 구조에 대하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치를 구성하는 고정 핀과 핀 홀더부 간 결합 구조를 보여주는 단면도이다. 이하 설명은 도 8을 참조한다.
앞서 설명한 바와 같이, 고정 핀(340)과 핀 홀더부(440)의 체결로 적재 선반(110)은 적재 선반 이동 유닛(120)에 고정될 수 있으며, 이에 따라 적재 선반 이동 유닛(120)은 파지 수단을 구비하지 않고도(즉, 승강 수단만을 구비하고도) 반송물(130)을 파지하여 목적지까지 안전하게 운반할 수 있다. 즉, 물품 운반 장치(100)는 1 자유도로 반송물(130)을 파지하여 목적지까지 안전하게 운반할 수 있다.
고정 핀(340)과 핀 홀더부(440)가 체결되는 경우, 적재 선반 이동 유닛(120)은 적재 선반(110)이 위치한 곳으로 이동하여 제1 몸체부(410)를 프레임 어셈블리(310)의 저판(315) 아래에 위치시킨다. 이때, 고정 핀(340)이 설치되는 프레임 어셈블리(310)의 측면은 핀 홀더부(440)가 설치되는 제2 몸체부(420)의 측면에 접근 및 접촉하게 된다.
이후, 승강 구동부(430)가 승강하여 프레임 어셈블리(310)를 상승시키면, 핀 홀더부(440)의 아래에 위치하고 있던 고정 핀(340)도 함께 상승하게 되며, 고정 핀(340)의 돌기(B1)가 상승하여 핀 홀더부(440)의 홀(H1)에 삽입됨으로써 고정 핀(340)과 핀 홀더부(440) 간 체결이 이루어진다.
한편, 고정 핀(340)의 돌기(B1)는 핀 홀더부(440)의 홈(H1)에 완전 끼움 가능하도록 핀 홀더부(440)의 홈(H1)과 동일한 형상을 가질 수 있으나, 본 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 고정 핀(340)의 돌기(B1)가 핀 홀더부(440)의 홈(H1)에 끼움된 후 쉽게 이탈되지 않도록 고정 핀(340)의 돌기(B1)가 핀 홀더부(440)의 홈(H1)과 유사한 형상을 가지는 것도 가능하다.
다시 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
가이드 돌기(450)는 가이드 홈 부재(350)와의 결합을 통해 적재 선반(110)을 적재 선반 이동 유닛(120) 상의 적절한 안착 위치(즉, 지지 안정화 위치)로 안내하는 것이다. 이러한 가이드 돌기(450)는 승강 구동부(430) 상에 설치될 수 있으며, 가이드 홈 부재(350)와 동일 개수 설치될 수 있다.
가이드 돌기(450)는 가이드 홈 부재(350)에 대응하는 위치에 마련될 수 있다. 예를 들어, 가이드 홈 부재(350)가 프레임 어셈블리(310)의 저판(315)에 네 개 마련되고 이에 대응하여 가이드 돌기(450)가 승강 구동부(430) 상에 네 개 마련되는 경우, 서로 다른 두 가이드 돌기(450) 사이의 간격은 이에 대응하는 위치에 있는 서로 다른 두 가이드 홈 부재(350) 사이의 간격과 동일할 수 있다.
가이드 돌기(450)와 가이드 홈 부재(350)는 적재 선반 이동 유닛(120)이 이동시 적재 선반(110)을 안정적으로 지지할 수 있도록 상호 끼움되기 위하여 요철(凹凸) 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 철(凸) 형상의 가이드 돌기(450)가 적재 선반 이동 유닛(120)에 설치되고 요(凹) 형상의 가이드 홈 부재(350)가 적재 선반(110)에 설치되는 것으로 설명하고 있으나, 철(凸) 형상의 가이드 돌기(450)가 적재 선반(110)에 설치되고 요(凹) 형상의 가이드 홈 부재(350)가 적재 선반 이동 유닛(120)에 설치되는 것도 가능하다.
가이드 돌기(450)의 돌기(B2)는 가이드 홈 부재(350)의 홈(H2)과 동일 또는 유사한 형상을 가질 수 있다. 가이드 돌기(450)와 가이드 홈 부재(350)가 이와 같이 형성되면, 가이드 돌기(450)가 가이드 홈 부재(350)에 끼움된 후 쉽게 이탈되지 않을 수 있다. 가이드 돌기(450)의 돌기(B2)는 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이 반구형 양각 형상을 가질 수 있으며, 가이드 홈 부재(350)의 홈(H2)은 원추형 음각 형상을 가질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치를 구성하는 가이드 돌기와 가이드 홈 부재 간 결합 구조를 보여주는 단면도이다. 이하에서는 도 9를 참조하여 가이드 돌기(450)와 가이드 홈 부재(350) 간 결합 구조에 대하여 설명한다.
적재 선반 이동 유닛(120)은 반송물(130)을 탑재한 적재 선반(110)을 적재하기 이하여 적재 선반(110)이 위치한 곳으로 이동한다. 이때, 적재 선반 이동 유닛(120)은 제1 몸체부(410)를 통해 적재 선반(110)을 적재할 수 있도록 제1 몸체부(410)를 프레임 어셈블리(310)의 저판(315) 아래에 위치시킨다.
제1 몸체부(410)가 프레임 어셈블리(310)의 저판(315) 아래에 위치하면, 복수 개의 가이드 돌기(450)는 복수 개의 가이드 홈 부재(350)와 서로 마주하게 된다. 복수 개의 가이드 돌기(450)가 복수 개의 가이드 홈 부재(350)와 수직 방향(제3 방향(30))으로 서로 마주하지 않을 경우, 주행 구동부를 이용하여 제1 몸체부(410)를 프레임 어셈블리(310)의 저판(315) 아래에서 적절한 위치로 이동시킬 수 있다.
가이드 돌기(450)와 가이드 홈 부재(350)가 수직 방향(제3 방향(30))으로 서로 마주하게 되면, 승강 구동부(430)가 프레임 어셈블리(310)의 저판(315)에 접촉될 때까지 승강 구동부(430)를 상승시킨다. 그러면, 가이드 돌기(450)의 돌기(B2)가 상승하여 가이드 홈 부재(350)의 홈(H2)에 삽입 및 끼움될 수 있다. 본 실시예에서는 가이드 돌기(450)의 돌기(B2)가 가이드 홈 부재(350)의 홈(H2)으로부터 쉽게 이탈되지 않을 정도로 끼움되면 충분하며, 이에 따라 적재 선반 이동 유닛(120)이 적재 선반(110)을 적재한 상태로 소정의 속도로 이동하더라도 적재 선반(110)을 안전하게 지지하는 것이 가능해진다.
다시 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
디스플레이부(460)는 적재 선반 이동 유닛(120)에 입력되는 명령 정보, 명령 정보에 대한 적재 선반 이동 유닛(120)의 처리 정보 등을 표시할 수 있다. 디스플레이부(460)는 시그널 타워(Signal Tower; 470)와 함께 제2 몸체부(420) 상에 마련될 수 있다.
제1 센서부(480)는 제1 몸체부(410)와 적재 선반(110) 간 위치 오차값을 보정하기 위한 것이다. 제1 센서부(480)는 적재 선반(110)을 식별하고 적재 선반(110)과 적재 선반 이동 유닛(120) 간 상대 위치 정보를 측정하여 제공함으로써, 가이드 돌기(450)가 가이드 홈 부재(350)와 수직 방향(제3 방향(30))으로 서로 마주할 수 있도록 제1 몸체부(410)를 프레임 어셈블리(310)의 저면 아래에서 적절한 위치로 이동시키는 데에 기여할 수 있다.
제1 센서부(480)는 제2 몸체부(420)의 측면 상에 마련될 수 있으며, 센싱 효율을 높이기 위해 핀 홀더부(440)와 동일한 측면 상에 마련될 수 있다.
한편, 도 5 및 도 6에는 도시되어 있지 않지만, 적재 선반 이동 유닛(120)은 제2 센서부를 더 포함할 수 있다. 제2 센서부는 적재 선반 이동 유닛(120)의 적재 선반(110) 파지 상태를 판단하는 데에 필요한 정보를 감지할 수 있으며, 이를 위해 핀 홀더부(440)에 마련될 수 있다.
다음으로, 물품 운반 장치(100)의 물품 운반 방법에 대하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치의 물품 운반 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다. 이하 설명은 도 10을 참조한다.
먼저, 적재 선반 이동 유닛(120)이 사전 교시된 위치 즉, 적재 선반(110)이 위치한 곳으로 이동한다(S610).
이후, 제1 센서부(480)를 이용하여 적재 선반(110)과 적재 선반 이동 유닛(120) 간 위치 오차(즉, 지면과 평행한 평면상 위치 오차)를 산출하여 보정한다(S620).
이후, 적재 선반 이동 유닛(120)이 반송물(130)이 탑재된 적재 선반(110)을 파지할 수 있는 위치로 이동한다(S630).
이후, 승강 구동부(430)가 상승하여 승강 구동부(430)의 상면에 위치한 가이드 돌기(450)가 적재 선반(110)의 하단에 위치한 가이드 홈 부재(350)와 접촉한다(S640).
이후, 승강 구동부(430)의 상승 동작에 따라 적재 선반(110)은 지면과 수직을 이루는 방향(제3 방향(30))으로 이동한다(S650).
이후, 적재 선반(110)이 상승 이동하면서 적재 선반(110)에 구비된 고정 핀(340)과 적재 선반 이동 유닛(120)에 구비된 핀 홀더부(440)가 결합한다(S660).
이후, 적재 선반 이동 유닛(120)이 목표 위치로 이동한다.
이상 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 운반 장치(100)에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따른 물품 운반 장치(100)는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 단순 반복되거나 위험을 요하는 물품 반송 작업에 대해 효율화를 기대할 수 있다.
둘째, 물품 자동 반송 시스템의 파지 및 승강 수단을 1 자유도로 구현하여 제작 및 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있으며, 유지보수성을 향상시킬 수 있다.
셋째, 물품 자동 반송 시스템에서 낙하로 인한 물품의 파손을 방지할 수 있다.
현재 생산 공정 설비의 유지보수용 작업은 상당 부분 수동으로 이루어지고 있다. 특히 대형, 중량의 소모성 부품 교체 작업은 작업자의 신체적 부담을 증가시킬 수 있다. 미래 설비가 대형, 중량 부품의 자동 입출이 가능하다면, 본 실시예에 따른 물품 운반 장치(100)와 결합하여 작업자의 작업 능률을 향상시키고, 작업 시간 감소로 생산성 향상을 가져올 수 있다. 더 나아가 작업자를 배제하는 완전 자동화 구현도 가능할 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 물품 운반 장치 110: 적재 선반
120: 적재 선반 이동 유닛 130: 반송물
210: 작업자 220: 단말
310: 프레임 어셈블리 311: 제1 프레임
312: 제2 프레임 313: 제3 프레임
314: 레그 모듈 320: 적재부
330: 도어부 340: 고정 핀
350: 가이드 홈 부재 410: 제1 몸체부
420: 제2 몸체부 430: 승강 구동부
440: 핀 홀더부 450: 가이드 돌기
460: 디스플레이부 470: 시그널 타워
480: 제1 센서부 510: 상판
520: 하판 530: 내측 클램프
540: 외측 클램프 550: 제1 탄성 부재
560: 제2 탄성 부재

Claims (10)

  1. 적재 선반 이동 유닛이 반송물을 보관하는 적재 선반이 위치한 방향으로 이동하며, 상기 적재 선반 이동 유닛의 제1 몸체부가 상기 적재 선반의 아래에 위치하는 단계;
    상기 제1 몸체부 상에 마련된 승강 구동부의 상승에 따라 상기 적재 선반이 상승하며, 상기 적재 선반의 측면에 마련된 고정 핀이 상기 적재 선반 이동 유닛의 제2 몸체부의 측면에 마련된 핀 홀더부에 체결되는 단계; 및
    상기 적재 선반 이동 유닛이 상기 적재 선반을 목적지로 운반하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 몸체부는 상기 적재 선반의 하부를 지지하며 제1 방향을 길이 방향으로 하여 형성되고,
    상기 제2 몸체부는 상기 적재 선반의 측부를 지지하며 상기 제1 몸체부 상에서 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 길이 방향으로 하여 형성되고,
    상기 승강 구동부는 제1 판, 상기 제1 판의 아래에 배치되는 제2 판, 및 상기 제1 판과 상기 제2 판 사이에 마련되며 상기 적재 선반과 상기 적재 선반 이동 유닛 간 위치 오차를 보상하는 제1 탄성 부재를 포함하는 물품 운반 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 승강 구동부의 상승으로 상기 승강 구동부 상에 마련된 가이드 돌기가 상기 적재 선반의 저면에 마련된 가이드 홈 부재에 삽입되는 단계를 더 포함하며,
    상기 삽입되는 단계는 상기 위치하는 단계 및 상기 체결되는 단계 사이에 수행되는 물품 운반 방법.
  3. 반송물을 보관하는 적재 선반; 및
    상기 적재 선반을 목적지로 운반하는 적재 선반 이동 유닛을 포함하되,
    상기 적재 선반은,
    상기 반송물이 보관되는 공간을 제공하는 프레임 어셈블리; 및
    상기 프레임 어셈블리의 측면에 설치되는 고정 핀을 포함하고,
    상기 적재 선반 이동 유닛은,
    상기 적재 선반의 하부를 지지하며 제1 방향을 길이 방향으로 하여 형성되는 제1 몸체부;
    상기 적재 선반의 측부를 지지하며 상기 제1 몸체부 상에서 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 길이 방향으로 하여 형성되는 제2 몸체부;
    상기 제1 몸체부 상에 마련되며, 상기 적재 선반을 승강시키는 승강 구동부; 및
    상기 제2 몸체부의 측면에 마련되며, 상기 적재 선반의 승강에 따라 상기 고정 핀과 체결되는 핀 홀더부를 포함하며,
    상기 적재 선반 이동 유닛은 상기 고정 핀과 상기 핀 홀더부의 체결시 상기 적재 선반을 운반하고,
    상기 승강 구동부는 제1 판, 상기 제1 판의 아래에 배치되는 제2 판, 및 상기 제1 판과 상기 제2 판 사이에 마련되며 상기 적재 선반과 상기 적재 선반 이동 유닛 간 위치 오차를 보상하는 제1 탄성 부재를 포함하는 물품 운반 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 판은 상기 제1 탄성 부재의 변위량에 따라 상기 제2 판에 대해 상대 운동을 하는 물품 운반 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 탄성 부재는 상기 제1 판 및 상기 제2 판의 길이 방향에 평행한 방향으로 상기 적재 선반과 상기 적재 선반 이동 유닛 간 위치 오차를 보상하는 물품 운반 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 승강 구동부는,
    상기 제1 판 및 상기 제2 판 사이에 배치되며, 상기 제1 판이 길이 방향에 직각 방향으로 진동하는 것을 보상하는 제2 탄성 부재를 더 포함하며,
    상기 제2 탄성 부재는 상기 적재 선반의 지지를 위해 상기 제1 판 상에 마련되는 가이드 돌기의 아래에 마련되는 물품 운반 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 적재 선반은,
    상기 프레임 어셈블리의 저면에 설치되며, 제1 홈을 구비하는 가이드 홈 부재를 더 포함하고,
    상기 적재 선반 이동 유닛은,
    상기 승강 구동부 상에 마련되며, 제1 돌기를 구비하는 가이드 돌기를 더 포함하며,
    상기 제1 돌기를 상기 제1 홈에 삽입시켜 상기 적재 선반을 상기 제1 몸체부 상에 안착시키는 물품 운반 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 돌기는 반구형이고, 상기 제1 홈은 원추형인 물품 운반 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 적재 선반 이동 유닛은,
    상기 제2 몸체부의 측면에 마련되며, 상기 적재 선반에 대한 상대 위치 정보를 측정하는 제1 센서부를 더 포함하며,
    상기 제1 몸체부는 상기 상대 위치 정보를 기초로 상기 적재 선반의 아래로 이동하는 물품 운반 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 적재 선반 이동 유닛은,
    상기 핀 홀더부에 마련되며, 상기 적재 선반의 파지와 관련된 정보를 감지하는 제2 센서부를 더 포함하는 물품 운반 장치.
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