KR102555963B1 - 물류운송로봇용 휠 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 물류운송로봇에 사용되는 휠 모듈은 물류운송로봇의 일 측에 결합되는 메인하우징; 및 상기 메인하우징의 내측으로 설치되어 상기 로봇의 이동시키는 휠 어셈블리;을 포함하고, 상기 휠 어셈블리는 일 측으로 개방된 수용공간이 형성된 휠하우징; 상기 수용공간에 안착되어 회전되는 구형 휠; 및 상기 휠하우징에 장착되고, 상기 휠의 측면에 접촉되어 회전을 원활하게 하는 베어링부;를 포함하는 것을 특징으로 하여 물류 운송 시 보다 향상된 안정성 및 운송성을 제공한다.

Description

물류운송로봇용 휠 모듈{Wheel Module for Logistics Transport Robot}

본 발명은 휠 모듈에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 물류는 자동으로 운송하는 물류운송로봇용 휠 모듈에 관한 것이다.

최근 들어 많은 국내기업들의 물류관리에서 이익 극대화, 효율성 증가를 위해 다양한 방식의 물류시스템을 도입하고 있다. 이에 물류 기술의 관심도와 필요성이 높아지면서 물류이송, 도시물류, 자동화, 효율화, 친환경기술 및 무인화기술 등 관련분야의 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 무인이송차량(AGV, Automatic Guided Vehicle) 즉, 물류이송로봇은 생산성을 결정하는 중요한 요소로 자리 잡고 있다.

여기서, 종래의 물류이송로봇에 대한 기술문헌으로 국내등록특허 제10-1319045호가 개시되었다.

이러한 종래의 물류운송로봇의 자율 주행을 위해서는 실시간으로 자기위치를 파악하고, 경로를 추종하는 것이 우선적으로 고려되어야 한다. 대표적인 방법으로 자기-자이로 유도(Magnet-Gyro Guidance), 유선유도(Wire Guidance)와 같은 유도방식이 이용되었으나, 설치 및 유지보수에 대한 비용이 크기 때문에 목적에 따라 유동적으로 작업환경을 변경하기가 어려운 문제점이 있었다.

또한 종래의 물류운송로봇은 물류운송로봇의 경우 이동경로의 바닥면 상에 배치된 RFID코드 또는 바코드를 인식하여 위치를 추종하며 자율 주행하게 되는데, 물류운송로봇의 이동시 상술한 바와 같이 편중된 방향으로 도착한 경우에는 상기 RFID코드 또는 바코드의 인식범위를 넘어버림으로써, 물류운송로봇의 현재위치 또는 이동방향 자체를 인식하지 못해 운송성이 저하되는 문제점이 있었으며,

또한 이동경로가 구부러져 물류운송로봇의 회전하는 경우 서로 다른 바퀴의 회전 반경이 달라지면서 안정성이 저하되는 동시에 각 바퀴의 회전 중심 조정을 위해 속도를 일정 이하로 감속되면서 물류 운송 시간이 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 물류를 안전하게 운송하여 보다 향상된 안정성 및 운송성을 제공하는 물류운송로봇용 휠 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시 예의 물류운송로봇에 사용되는 휠 모듈은 물류운송로봇의 일 측에 결합되는 메인하우징; 및 상기 메인하우징의 내측으로 설치되어 상기 로봇의 이동시키는 휠 어셈블리;을 포함하고, 상기 휠 어셈블리는 일 측으로 개방된 수용공간이 형성된 휠하우징; 상기 수용공간에 안착되어 회전되는 구형 휠; 및 상기 휠하우징에 장착되고, 상기 휠의 측면에 접촉되어 회전을 원활하게 하는 베어링부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 메인하우징은 물류운송로봇에 체결되는 제1부재와, 상기 제1부재와 나란하게 대향 배치되고, 상기 휠 어셈블리의 설치홀이 형성된 제2부재와, 상기 제1,2부재 사이에 형성되어 상기 설치홀과 연통되는 설치공간을 형성시키는 연결부재로 형성될 수 있으며, 상기 휠 어셈블리는 상기 제2부재와 상기 휠하우징을 연결시키는 제1스프링부;를 더 포함하여 탄성복원력에 의해 상기 휠을 지면에 안정적으로 접촉시킬 수 있다.

상기 휠 어셈블리는 상기 휠하우징과 상기 베이링부 사이에 배치되어 신축되는 제2스프링부;를 더 포함하여 상기 휠과 상기 베어링부를 안정적으로 접촉시킬 수 있다.

상기 메인하우징에 설치되어 상기 휠 어셈블리의 위치를 가이드하는 가이드부;를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 가이드부는 상기 메인하우징 일 측에 고정되는 고정부와, 상기 고정부에 결합되어 상기 휠 어셈블리가 설치되는 방향으로 회전가능하도록 형성된 롤러로 형성될 수 있다.

상기 베어링부는 상기 휠의 사방 측면 및 상측에 배치되는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴 본 발와 같이 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

본 발명의 물류운송로봇용 휠 모듈은 휠의 측면에 접촉되는 베어링부를 구비하여 구형의 휠이 어느 방향으로도 원활하게 회전가능하도록 하는 동시에 물류운송로봇이 회전하는 경우에도 복수의 휠 모듈이 회전 중심의 조정을 필요로 하지 않아 물류운송의 안정성 및 운송성을 향상시킨다.

또한 회전 중심의 조정을 필요하지 않음에 따라 물류운송로봇이 회전하는 경우에도 일정 이상의 속도를 유지할 수 있어 물류를 신속하게 운송한다.

이때 베어링부의 일 측으로 배치되는 제2스프링부를 구비하여 휠이 휠 어셈블리의 중심에서 벗어나는 경우에도 베어링부와 안정적으로 접촉될 수 있도록 하여 물류운송의 안정성 및 운송성 향상 효과를 증대시킨다.

또한 휠 모듈이 지면에 접촉 시에 발생되는 반발력에 의해 인장되어 탄성복원력을 발생시키는 제1스프링부를 구비하여 지면의 요철 부분에서도 휠이 안정적으로 접촉되도록 하여 물류운송로봇이 미리 설정된 경로에서 이탈하는 것을 방지하여 운송성 향상 효과를 극대화한다.

또한 휠 어셈블리의 설치위치를 가이드하는 가이드부를 구비하여 메인하우징의 설치를 용이하게 하는 동시에 휠의 회전 중심과 휠 모듈 중심이 일치하도록 하여 안정성 향상 효과를 극대화한다.

또한 물류운송로봇에 사용되는 휠을 모듈화하여 설치 및 해제를 용이하게 하여 종래 물류운송로봇에도 적용할 수 있어 그 활용도 및 범용성을 현저히 향상시킨다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예의 물류운송로봇용 휠 모듈의 사시도.
도 2는 도 1의 다른 방향 사시도.
도 3은 도 1에서 휠 어셈블리가 분리된 상태의 사시도.
도 4는 도 2의 휠 어셈블리의 분해사시도.
도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ 방향의 단면도.
도 6은 도 5의 A 부분을 확대 도시한 되면.
도 7은 도 4의 제1스프링부에 탄성복원력이 발생되는 상태를 도시한 도면.
도 8은 도 4의 제2스프링부에 신축력이 발생되는 상태를 도시한 도면.
도 9는 도 1의 Ⅸ-Ⅸ 방향의 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명하도록 한다. 다만, 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예의 물류운송로봇용 휠 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1의 다른 방향 사시도이며, 도 3은 도 1에서 휠 어셈블리가 분리된 상태의 사시도이고, 도 4는 도 2의 휠 어셈블리의 분해사시도이다. 도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ 방향의 단면도이고, 도 6은 도 5의 A 부분을 확대 도시한 되면이며, 도 7은 도 4의 제1스프링부에 탄성복원력이 발생되는 상태를 도시한 도면이고, 도 8은 도 4의 제2스프링부에 신축력이 발생되는 상태를 도시한 도면이며, 도 9는 도 1의 Ⅸ-Ⅸ 방향의 단면도이다.

도 1 내지 도 9을 참조하면, 본 발명의 물류운송로봇에 사용되는 휠 모듈(10)은 물류운송로봇의 일 측에 결합되는 메인하우징(100) 및 상기 메인하우징(100)의 내측으로 설치되어 상기 로봇의 이동시키는 휠 어셈블리(200)을 포함하고, 상기 휠 어셈블리(200)는 일 측으로 개방된 수용공간(211)이 형성된 휠하우징(210), 상기 수용공간(211)에 안착되어 회전되는 구형 휠(220) 및 상기 휠하우징(210)에 장착되고, 상기 휠(220)의 측면에 접촉되어 회전을 원활하게 하는 베어링부(230)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 메인하우징(100)에 설치되어 상기 휠 어셈블리(200)의 설치위치를 가이드하는 가이드부(300)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

메인하우징(100)은 물류운송로봇에 체결되는 제1부재(110)와, 설치홀(121)이 형성된 제2부재(120)와, 제1부재(110)와 제2부재(120) 사이에 배치되는 연결부재(130)로 형성되어 휠 어셈블리(200)가 물류운송로봇에 용이하게 설치될 수 있도록 하는 동시에 운송 시 휠 어셈블리(200)에 발생될 수 있는 손상 등을 최소화한다.

구체적으로 제1부재(110)에는 물류운송로봇에 쉽게 설치될 수 있도록 체결부재가 체결되는 홀이 형성되어 있으며, 제2부재(120)는 제1부재(110)와 나란하게 대향 배치되고, 휠하우징(210)의 단면과 동일한 형상의 설치홀(121)이 형성되며, 연결부재(130)에 의해 제1부재(110)와, 제2부재(120)가 일정 거리 이격되어 휠 어셈블리(200)가 설치되는 설치홀(121)과 연통된 설치공간(131)을 확보한다.

또한 제2부재(120)에는 설치홀(121)의 둘레를 따라 제1스프링부(240)의 일 말단이 걸림 고정되는 제1걸림부(122)가 형성되고, 이때 탄성복원력에 의해 휠(220)이 지면에 안정적으로 접촉될 수 있도록 제1걸림부(122)는 사방으로 형성되는 것이 바람직하다.

이때 물류운송로봇용 휠 모듈(10)을 안정적으로 설치할 수 있도록 제1부재(110)에는 홀이 사방으로 형성되는 것이 바람직하며, 설치홀(121) 또한 메인하우징(100)의 중심에 형성되고, 연결부재(130)는 일정 간격으로 복수개 형성되어 물류운송로봇에 휠 모듈(10)이 설치된 상태에서 발생하는 하중을 균일하게 분산시켜 안정성을 확보한다.

휠 어셈블리(200)는 내측으로 휠(220)이 배치된 것으로 회전하여 실질적으로 물류운송로봇이 이동할 수 있도록 한다. 이때 휠 어셈블리(200)는 휠(220)이 안착되는 휠하우징(210)과, 구형의 휠(220)과, 휠(220)의 측면에 설치되는 베이링부와, 휠(220)과 지면을 안정적으로 접촉시키는 제1스프링부(240)와, 휠(220)과 베어링부(230)를 안정적으로 접촉시키는 제2스프링부(250)로 형성된다.

휠하우징(210)은 일 측이 개방된 수용공간(211)이 형성되어 휠(220)이 안착될 수 있도록 하며, 베어링부(230)와, 제2스프링부(250)가 휠(220)의 측면으로 배치되는 안착홀(212)과, 제2스프링부(250)가 신축될 수 있도록 일 측을 지지하는 지지부재(213)와, 제1스프링부(240)의 타 말단이 걸림 고정되는 제2걸림부(214)가 형성된다.

수용공간(211)의 깊이는 휠(220)의 지름보다 짧도록 형성되어 휠(220)이 수용공간(211)에 안착된 상태에서 휠(220)의 일 측이 외측으로 노출되도록 하며, 휠(220)의 반지름보다는 길도록 형성되어 베어링부(230)가 휠(220)의 중심 주변으로 베어링부(230)가 접촉되도록 하는 것이 바람직하다.

안착홀(212)은 휠(220)의 사방 측면 및 상측면에 베어링부(230) 및 제2스프링부(250)가 설치될 수 있도록 휠하우징(210)의 사방 측면 및 상측면에 형성되며, 지지부재(213)는 안착홀(212)의 외측에 설치되어 제2스프링부(250)의 일 단이 지지되도록 한다. 이때 제2스프링부(250)가 특정 위치에 고정되어 반복적인 신축에도 이탈되지 않도록하는 지지돌기(2131)가 돌출 형성되어 제2스프링부(250)의 내측으로 배치된다.

제2걸림부(214)는 제1걸림부(122)의 위치에 대응하여 형성되어 제1스프링부(240)의 타 단이 걸림 고정되도록 하여, 제1스프링부(240)가 휠(220) 하우징의 외측에서 일 측은 메인하우징(100)이 고정되고, 타 측은 휠하우징(210)이 고정되어 탄성복원력이 발생되도록 한다. 따라서 제2걸림부(214) 또한 휠하우징(210)의 사방으로 형성되어 탄성복원력이 휠(220)에 균일하게 발생되도록 하는 것이 바람직하다.

휠(220)은 구형상을 가져, 회전 자유도를 향상시키고, 복수의 휠 모듈(10)이 동시에 안정적으로 회전하도록 한다. 구체적으로 하나의 물류운송로봇에는 복수의 휠 모듈(10)이 설치되고, 물류운송로봇이 회전하는 경우 회전 반경이 다른 휠(220)이 발생된다. 이때 구형의 휠(220)은 다양한 방향으로 회전할 수 있어 회전 방향 조정을 필요로 하지 않아 보다 안정적인 운송이 가능하도록 한다.

또한 메인하우징(100) 및 휠하우징(210)의 중심과 휠(220)의 중심일 일치하도록 하여 물류 운송 시 휠(220)에 발생하는 하중이 균일하도록 하여 운송의 안정성일 향상되고, 물류운송로봇의 반복적으로 회전하여야 하는 좁은 공간에서도 안정적으로 물류 이동이 가능하여 운송성 또한 향상된다.

베어링부(230)는 복수의 볼(232)이 휠(220)의 중심축에서 일정 반경에 일정 간격으로 배치되는 형상을 가져, 구형의 휠(220)이 회전 자유도를 극대화하고, 원할하게 회전되도로 하여 물류 운송이 안정적이면서 신속하게 이뤄지도록 하여 운송성 향상 효과를 증대시킨다.

따라서 베어링부(230)는 링 형상의 베어링하우징(231)에 복수의 볼(232)이 베어링하우징(231)의 일 측면에 일정 간격으로 배치되는 것이 가장 바람직하다.

제1스프링부(240)는 연결부재(130)가 형성된 방향으로 신장되도록 배치되고, 일 단은 제1걸림부(122)에 고정되고, 타 단은 제2걸림부(214)에 고정되어 휠(220)이 지면이 접촉되면 하중에 의해 신장되며 이에 따라 지면 방향으로 탄성복원력(F1)을 발생시킨다.

이때 제1스프링부(240)는 휠(220)의 사방으로 형성되어 휠(220)의 중심이 지면에 안정적으로 접촉되도록 하여 휠(220)이 지면에서 헛도는 것을 방지하고, 지면이 고르지 않은 경우에도 휠(220)과 지면이 떨어지는 것을 방지하여 안정성을 다양한 작업 환경에서도 안정적인 물류 운송이 가능하다.

또한 제1스프링부(240)는 휠(220)이 지면에 접촉될 때 확실히 신장될 수 있도록 제1,2걸림부(122,214)에 상태에서 소정의 신장되도록 설치되는 것이 바람직하다.

제2스프링부(250)는 베어링부(230)가 휠(220)에 안정적으로 접촉될 수 있도록 안착홀(212)에 설치된 상태에서 일 단은 지지부재(213)에 접촉되고, 타 단은 베어링하우징(231)의 타 측을 지지하도록 하여 휠(220)이 수용공간(211)의 중심에 배치되도록 하는 동시에 중심에서 이탈되는 경우에도 휠(220)이 헛도를 것을 방지하고, 신속하게 원위치로 복귀시킨다.

따라서 제2스프링부(250)는 베어링부(230)를 휠(220)이 형성된 방향으로 가압하도록 압축력(F2)이 발생되도록 설치되는 것이 바람직하며, 이에 따라 제2스프링부(250)는 베어링부(230)에서 이탈되는 것이 방지되고, 이때 안착홀(212)에 설치를 용이하게 하기 위하여 제2스프링부(250)의 타 단이 베어링하우징(231)에 결합되는 것이 바람직하다.

가이드부(300)는 제2부재(120)에 설치되어 휠 어셈블리(200)가 설치공간(131)의 미리 설계된 위치에 배치되도록 하는 동시에 물류운송 시 휠 어셈블리(200)가 일정한 위치를 벗어자지 않도록 가이드한다. 이때 휠 어셈블리(200)의 설치가 용이하도록 제2부재(120)의 사방으로 배치 고정된 고정부(310)와, 고정부(310)의 말단에 휠 어셈블리(200)가 설치공간(131)으로 삽입되는 방향으로 회전하는 롤러(320)로 형성된다.

이에 따라 휠 어셈블리(200)가 설치공간(131)으로 설치될 때 롤러(320)가 삽입방향을 따라 회전하면서 삽입이 용이하도록 하며, 롤러(320)의 일부가 설치공간(131)으로 돌출되고, 휠 어셈블리(200)가 설치공간(131)의 중심에 배치되도록 가이드부(300)는 휠하우징(210)의 사방으로 배치된다.

또한 물류운송 시 지면의 형상, 이동 경로의 형상에 따라 휠 어셈블리(200)에 여러 방향으로 하중이 발생되는 경우에도 일정한 위치에서 이탈되지 않도록 하여 메인하우징(100)의 설치공간(131)과의 간섭을 방지하여 안정적인 물류 운송이 가능하도록 하며 더 나아가 물류 운송 과정에서 발생할 수 있는 지연을 방지하여 신속한 운송이 가능하도록 한다.

구체적으로 가이드부(300)가 없는 경우에는 휠 어셈블리(200)의 중심축(C)에서 벗어나 편중된 하중이 발생되면 휠하우징(210) 또한 이에 따라 회전하면서 제1,2부재(110,120) 사이에 걸림 고정될 수 있으며, 이 경우 휠(220)이 지면에서 이탈되면서 물류운송로봇이 중심을 잃거나, 이동 경로에서 벗어나면서 물류 운송의 안정성이 저하되고, 운송 시간이 증가되는 문제점이 발생될 수 있다.

그러나, 본 발명의 물류운송로봇용휠모듈(10)은 사방으로 배치되는 가이드부(300)에 의해 휠하우징(210)이 회전하는 것을 방지하여 상기한 바와 같은 문제점을 근본적으로 차단한다.

다시 말해 제2부재(120)에는 제1스프링부(240)와 가이드부(300)가 번갈아가며 배치되어 휠(220) 어샘블리는 설치공간(131)에 중심에 안정적으로 배치시키는 동시에 제1스프링부(240)의 탄성복원력이 휠 어셈블리(200)에 균일하게 분산되도록 하여 휠(220)을 안정적으로 회전시킨다.

따라서 본 발명의 물류운송로봇용 휠 모듈(10)은 휠(220)의 설치 및 분리를 용이하게 하여 종래 물류운송로봇에도 적용될 수 있어 그 활용도가 매우 높으며, 설치 위치 및 설치 개수를 다양한 물류운송로봇에 최적화할 수 있어 범용성 또한 확보한다.

또한 이동 유로를 따라 물류운송로봇이 안정적으로 이동될 수 있도록 하여 물류 이송의 안정성을 확보하는 동시에 물류운송로봇이 회전하는 경우에도 회전 반경에 따라 회전 중심 조정을 필요로 하지 않아 일정 이상의 속도를 유지할 수 있어 보다 신속한 운송이 가능하여 운송성 또한 현저히 향상된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것은 본 발명의 보호범위에 해당한다.

10 물류운송로봇용 휠 모듈
100 메인하우징 110 제1부재 120 제2부재
121 설치홀 122 제1걸림부 130 연결부재
131 설치공간
200 휠 어셈블리 210 휠하우징 211 수용공간
212 안착홀 213 지지부재 2131 지지돌기
214 제2 걸림부 220 휠
230 베어링부 231 베어링하우징 232 볼
240 제1스프링부 250 제2스프링부
300 가이드부 310 고정부 320 롤러

Claims (6)

1. 물류운송로봇에 사용되는 휠 모듈에 있어서,
   물류운송로봇의 일 측에 결합되는 메인하우징; 및
   상기 메인하우징의 내측으로 설치되어 상기 로봇을 이동시키는 휠 어셈블리;을 포함하고,
   상기 휠 어셈블리는
   일 측으로 개방된 수용공간이 형성된 휠하우징;
   상기 수용공간에 안착되어 회전되는 구형 휠;
   상기 휠하우징에 장착되고, 상기 휠의 측면에 접촉되어 회전을 원활하게 하는 베어링부; 및
   상기 메인하우징에 설치되어 상기 휠 어셈블리의 위치를 가이드하는 가이드부;를 포함하고,
   상기 가이드부는
   상기 메인하우징 일 측에 고정되는 고정부와, 상기 고정부에 결합되어 상기 휠 어셈블리가 설치되는 방향으로 회전가능하도록 형성된 롤러로 형성되는 것을 특징으로 하는 물류운송로봇용 휠 모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 메인하우징은
   물류운송로봇에 체결되는 제1부재와, 상기 제1부재와 나란하게 대향 배치되고, 상기 휠 어셈블리의 설치홀이 형성된 제2부재와, 상기 제1,2부재 사이에 형성되어 상기 설치홀과 연통되는 설치공간을 형성시키는 연결부재로 형성되고,
   상기 휠 어셈블리는
   상기 제2부재와 상기 휠하우징을 연결시키는 제1스프링부;를 더 포함하여 탄성복원력에 의해 상기 휠을 지면에 안정적으로 접촉시키는 것을 특징으로 하는 물류운송로봇용 휠 모듈.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 휠 어셈블리는
   상기 휠하우징과 상기 베이링부 사이에 배치되어 신축되는 제2스프링부;를 더 포함하여 상기 휠과 상기 베어링부를 안정적으로 접촉시키는 것을 특징으로 하는 물류운송로봇용 휠 모듈.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 베어링부는
   상기 휠의 사방 측면 및 상측에 배치되는 것으로 특징으로 하는 물류운송로봇용 휠 모듈.

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