KR20230090820A - 화물 자동 운반 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화물 자동 운반 장치에 관한 것으로, 화물 적재함에 적재된 다수개의 화물을 모두 각각 개별적으로 운반하는 과정에서 작업자의 수작업없이 자동으로 화물을 운반할 수 있고, 화물을 파지하는 스카라 장치가 항상 수평 상태로 작동하도록 별도의 틸팅 장치를 구비함으로써, 메인 컨베이어 유닛이 경사 상태로 회전하더라도 스카라 장치는 항상 수평 상태로 작동하며, 이에 따라 화물을 파지 운반하는 과정에서 안정성이 향상되고 더욱 정확하고 원활한 화물 운반 작업이 가능한 화물 자동 운반 장치를 제공한다.

Description

화물 자동 운반 장치{AUTOMATIC CARGO TRANSPORTATION APPARATUS}
본 발명은 화물 자동 운반 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 화물 적재함에 적재된 다수개의 화물을 모두 각각 개별적으로 운반하는 과정에서 작업자의 수작업없이 자동으로 화물을 운반할 수 있고, 화물을 파지하는 스카라 장치가 항상 수평 상태로 작동하도록 별도의 틸팅 장치를 구비함으로써, 메인 컨베이어 유닛이 경사 상태로 회전하더라도 스카라 장치는 항상 수평 상태로 작동하며, 이에 따라 화물을 파지 운반하는 과정에서 안정성이 향상되고 더욱 정확하고 원활한 화물 운반 작업이 가능한 화물 자동 운반 장치에 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 물적 유통(물류)인 것이다.
근래에 들어서는 대량생산, 대량판매, 대량소비가 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 저장창고를 말한다. 이러한 물류 창고는 최근 물류산업의 급속한 발달로 인하여 단순한 물류의 관리차원에서 벗어나 물류 창고 내 보관재고의 물품배치에서부터 효율적인 입출고는 물론, 재고관리 등의 새로운 비즈니스의 창출을 도모할 수 있도록 설계 및 시공되고 있다.
이러한 물류 창고는 신속한 화물의 입고와 출고가 생명이기 때문에 대부분 기계화 또는 자동화된 화물의 적재 및 하역 수단을 구비하고 있다. 대표적으로 스태커 크레인, 셔틀, 리프트, 이송 컨베이어 등의 자동화 설비가 물류 창고에서 사용되고 있다. 또한 이외에도 다양한 화물을 사용자가 설정한 특정 분류 기준에 따라 자동으로 분류할 수 있는 소터(sorter) 장치 등도 물류 창고에서 활용되고 있다.
그런데 운송차량으로 운송된 화물을 물류 장치에 입고시키는 과정에서 운송차량에 적재된 화물을 하차하는 작업은 인력으로 이루어지고 있다. 즉 종래에는 화물을 입고시키는 경우, 운송차량이 지정된 하역장에 정차한 상태에서 텔레스코픽 컨베이어를 운송차량의 적재실까지 연장시킨 후 작업자나 운송차량의 운전자가 화물을 텔레스코픽 컨베이어에 실어 정해진 위치까지 이송하였다.
이러한 종래의 화물 하차 방식은 화물의 하차 시간이 지연되고, 인건비가 상승하는 문제점이 있다.
등록특허공보 제2102836호 (2020. 04. 22.)
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 화물 적재함에 적재된 다수개의 화물을 모두 각각 개별적으로 운반하는 과정에서 작업자의 수작업없이 자동으로 화물을 운반하는 화물 자동 운반 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화물을 파지하는 스카라 장치가 항상 수평 상태로 작동하도록 별도의 틸팅 장치를 구비함으로써, 메인 컨베이어 유닛이 경사 상태로 회전하더라도 스카라 장치는 항상 수평 상태로 작동하며, 이에 따라 화물을 파지 운반하는 과정에서 안정성이 향상되고 더욱 정확하고 원활한 화물 운반 작업이 가능한 화물 자동 운반 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 스카라 장치의 틸팅 회전 과정에서 스카라 장치의 좌우 진동을 방지할 수 있는 가이드 장치를 구비함으로써, 스카라 장치의 틸팅 회전 경로를 안정적으로 유지하여 화물 파지 작업 및 운반 작업에 대한 안정성을 더욱 향상시킬 수 있는 화물 자동 운반 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임에 수평축을 중심으로 상하 회전 가능하게 결합되어 화물을 전방에서 후방으로 이송하는 메인 컨베이어 유닛; 및 상기 메인 컨베이어 유닛의 전방 끝단부에 결합되어 화물을 상기 메인 컨베이어 유닛으로 운반하는 스카라 유닛을 포함하고, 상기 스카라 유닛은 상기 메인 컨베이어 유닛의 일측에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 스카라 지지 프레임과, 상기 스카라 지지 프레임에 고정 결합되어 화물을 상기 메인 컨베이어 유닛으로 직선 운반하도록 작동하는 스카라 모듈과, 상기 스카라 지지 프레임을 회전 구동하는 틸팅 모듈을 포함하고, 상기 틸팅 모듈은 상기 스카라 모듈의 화물 운반 작동이 수평 상태에서 이루어지도록 상기 메인 컨베이어 유닛의 회전 상태에 대응하여 상기 스카라 지지 프레임을 회전시키도록 별도의 제어부에 의해 동작 제어되는 것을 특징으로 하는 화물 자동 운반 장치를 제공한다.
이때, 상기 스카라 지지 프레임은 전방 끝단이 상기 메인 컨베이어 유닛의 전방 끝단부 일측면에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되고, 상기 틸팅 모듈은 상기 스카라 지지 프레임이 수평 상태를 유지하도록 상기 스카라 지지 프레임의 후방 끝단부를 상하 가압하며 회전시키는 방식으로 작동할 수 있다.
또한, 상기 틸팅 모듈은 일단부가 상기 메인 컨베이어 유닛의 일측에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되어 유압 또는 공압을 공급받는 실린더; 상기 실린더의 유압 또는 공압에 의해 직선 이동하도록 상기 실린더에 결합되며 일단부가 상기 스카라 지지 프레임의 후방 끝단부에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 피스톤을 포함할 수 있다.
또한, 상기 틸팅 모듈은 상기 스카라 지지 프레임의 회전 이동시 상기 스카라 지지 프레임의 좌우 진동이 방지되도록 상기 스카라 지지 프레임의 위치를 가이드하는 좌우 가이드 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 좌우 가이드 모듈은 일단이 상기 메인 컨베이어 유닛의 일측에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 제 1 가이드 링크; 및 일단이 상기 제 1 가이드 링크의 끝단에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되고 타단이 상기 스카라 지지 프레임의 일측에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 제 2 가이드 링크를 포함할 수 있다.
또한, 상기 피스톤이 상기 스카라 지지 프레임에 결합되는 지점과 상기 제 2 가이드 링크가 상기 스카라 지지 프레임에 결합되는 지점은 상기 스카라 지지 프레임의 회전 중심인 수평축 방향으로 서로 이격된 지점에 위치할 수 있다.
또한, 상기 스카라 모듈은 일단부가 상기 스카라 지지 프레임의 상면에 수직 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 베이스 암; 일단부가 상기 베이스 암의 타단부에 수직 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 미들 암; 및 일단부가 상기 미들 암의 타단부에 수직 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되며 타단부에는 화물을 파지할 수 있는 파지부가 형성되는 엔드 암을 포함할 수 있다.
또한, 상기 파지부는 진공 흡착 방식으로 화물을 파지할 수 있도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 베이스 암, 미들 암 및 엔드 암은 각각 별개의 회전 구동부를 통해 독립적으로 회전 구동될 수 있다.
본 발명에 의하면, 화물 적재함에 적재된 다수개의 화물을 모두 각각 개별적으로 운반하는 과정에서 작업자의 수작업없이 자동으로 화물을 운반할 수 있어 작업자의 노동력을 절감할 수 있고, 물류 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 화물을 파지하는 스카라 장치가 항상 수평 상태로 작동하도록 별도의 틸팅 장치를 구비함으로써, 메인 컨베이어 유닛이 경사 상태로 회전하더라도 스카라 장치는 항상 수평 상태로 작동하며, 이에 따라 화물을 파지 운반하는 과정에서 안정성이 향상되고 더욱 정확하고 원활한 화물 운반 작업이 가능한 효과가 있다.
또한, 스카라 장치의 틸팅 회전 과정에서 스카라 장치의 좌우 진동을 방지할 수 있는 가이드 장치를 구비함으로써, 스카라 장치의 틸팅 회전 경로를 안정적으로 유지하여 화물 파지 작업 및 운반 작업에 대한 안정성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 자동 운반 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 자동 운반 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 측면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 자동 운반 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 평면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 자동 운반 장치의 스카라 유닛에 대한 구성을 개략적으로 도시한 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스카라 유닛의 틸팅 작동 상태를 개략적으로 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스카라 유닛의 스카라 모듈에 대한 내부 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스카라 모듈의 베이스 암 및 미들 암의 회전 구동부에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스카라 모듈의 엔드 암의 회전 구동부에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스카라 모듈의 작동 상태를 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 컨베이어 유닛의 좌우 회전 구조를 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 컨베이어 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 사시도,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 컨베이어 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 저면 사시도,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 컨베이어 유닛의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도,
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 컨베이어 유닛의 작동 상태를 개략적으로 도시한 도면,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 컨베이어 유닛의 작동 상태에 따른 배치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 자동 운반 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 자동 운반 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 자동 운반 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화물 자동 운반 장치는 화물 운송 차량의 적재함이나 컨테이너 등의 내부에 적재된 화물을 작업자의 수작업 없이 자동으로 운반하여 하차시킬 수 있는 장치로서, 베이스 프레임(100)과, 메인 컨베이어 유닛(200)과, 스카라 유닛(300)과, 가변 컨베이어 유닛(400)을 포함하여 구성된다.
베이스 프레임(100)은 전체 장치의 지지 구조를 이루는 구성으로, 메인 컨베이어 유닛(200), 스카라 유닛(300) 및 가변 컨베이어 유닛(400)을 지지할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 이러한 베이스 프레임(100)은 지면상에 지지되는데, 지면상에서 이동이 가능하도록 별도의 이동 바퀴(110)가 장착될 수 있다.
메인 컨베이어 유닛(200)은 스카라 유닛(300)으로부터 화물(10)을 전달받아 전방에서 후방으로 화물(10)을 이송하는 구성으로, 베이스 프레임(100)에 결합되며 전후 방향으로 길게 형성된다. 메인 컨베이어 유닛(200)에는 컨베이어 벨트(CV)가 전후 방향으로 회전 이동하도록 구성되며, 컨베이어 벨트(CV)를 통해 화물(10)을 전방에서 후방으로 이송하여 후방에 위치한 가변 컨베이어 유닛(400)에 전달한다.
이러한 메인 컨베이어 유닛(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 일단부가 베이스 프레임(100)의 일측에 수평축(HA)을 중심으로 상하 회전 가능하도록 결합된다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 일단부가 베이스 프레임(100)의 일측에 수직축(VA)을 중심으로 좌우 회전 가능하도록 결합된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 화물 적재함(11) 내부에는 다수개의 화물(10)이 상하 좌우 전후 방향으로 적재되어 있으므로, 이들을 각각 운반하기 위해서는 메인 컨베이어 유닛(200)이 상하 좌우 회전 가능하게 결합되는 것이 원활한 화물 운반 작업을 위해 바람직하다.
좀더 구체적으로 살펴보면, 메인 컨베이어 유닛(200)은, 베이스 프레임(100)에 수직축(VA)을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 메인 지지 프레임(210)과, 후단이 메인 지지 프레임(210)의 상단에 수평축(HA)을 중심으로 회전 가능하게 결합되며 컨베이어 벨트(CV)를 통해 화물을 후방으로 이송하는 메인 컨베이어 모듈(220)과, 메인 컨베이어 모듈(220)을 수평축(HA)을 중심으로 상하 회전시키는 상하 회전 구동부(230)와, 메인 지지 프레임(210)을 수직축(VA)을 중심으로 좌우 회전시키는 좌우 회전 구동부(240, 도 10 참조)를 포함하여 구성된다.
상하 회전 구동부(230)는 유압 또는 공압 실린더를 포함하여 구성될 수 있으며, 유압 또는 공압에 의해 실린더의 피스톤이 직선 이동하며 메인 컨베이어 모듈(220)을 수평축(HA)을 중심으로 상하 회전시키도록 구성될 수 있다. 상하 회전 구동부(230)에 의해 메인 컨베이어 모듈(220)이 수평축(HA)을 중심으로 상하 회전하면, 도 2에 도시된 바와 같이 메인 컨베이어 모듈(220)의 전방 끝단부가 상승 또는 하강 이동하며, 고층에 적재된 화물 및 하층에 적재된 화물을 모두 자동으로 이송시킬 수 있다.
메인 컨베이어 모듈(220)은 메인 지지 프레임(210)이 좌우 회전 구동부(240)에 의해 수직축(VA)을 중심으로 좌우 회전함에 따라 메인 지지 프레임(210)과 함께 회전하게 되는데, 이 경우 도 3에 도시된 바와 같이 메인 컨베이어 모듈(220)의 전방 끝단부가 좌우 방향으로 이동하며 좌측 및 우측 끝단에 적재된 화물을 모두 자동으로 이송시킬 수 있다. 좌우 회전 구동부(240)는 다양한 방식으로 구성될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 구성은 도 10을 참고하여 후술한다.
스카라 유닛(300)은 메인 컨베이어 유닛(200), 좀더 구체적으로는 메인 컨베이어 모듈(220)의 전방 끝단부에 장착되어 화물 적재함(11)에 적재된 화물(10)을 파지하여 메인 컨베이어 모듈(220)의 컨베이어 벨트(CV) 상에 운반하도록 구성된다.
가변 컨베이어 유닛(400)은 메인 컨베이어 유닛(200)의 후방에 위치하도록 베이스 프레임(100)에 결합되며, 메인 컨베이어 유닛(200)으로부터 화물(10)을 전달받아 후방에 위치한 별도의 물류 이송 장치(20)에 전달한다. 가변 컨베이어 유닛(400)은 컨베이어 벨트를 통해 화물(10)을 전방에서 후방으로 이송하며, 화물을 이송하는 컨베이어 벨트(CV)의 작동 거리를 조절할 수 있도록 형성되는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
메인 컨베이어 유닛(200)과 가변 컨베이어 유닛(400) 사이에는 별도의 연결 롤러(201)가 배치될 수 있으며, 메인 컨베이어 유닛(200)으로부터 연결 롤러(201)를 통과하여 가변 컨베이어 유닛(400)으로 화물(10)이 전달될 수 있다.
이와 같은 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 자동 운반 장치는 스카라 유닛(300)이 화물 적재함(11)으로부터 화물(10)을 파지하여 메인 컨베이어 유닛(200)으로 전달하고, 메인 컨베이어 유닛(200)에 전달된 화물(10)은 컨베이어 벨트를 따라 후방으로 이동하여 가변 컨베이어 유닛(400)으로 전달된다. 가변 컨베이어 유닛(400)에 전달된 화물(10)은 후방에 위치한 별도의 물류 이송 장치(20)에 전달되며, 물류 이송 장치(20)를 통해 화물(10)이 각 물류 창고 내의 특정 장소로 이송된다. 이러한 화물(10)의 하차 운반 과정에서 자동화된 방식으로 화물이 운반 이송되므로, 작업자의 노동을 최소화할 수 있어 물류 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 자동 운반 장치의 세부 구성에 대해 좀더 자세히 살펴본다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 자동 운반 장치의 스카라 유닛에 대한 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스카라 유닛의 틸팅 작동 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스카라 유닛의 스카라 모듈에 대한 내부 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스카라 모듈의 베이스 암 및 미들 암의 회전 구동부에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스카라 모듈의 엔드 암의 회전 구동부에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스카라 모듈의 작동 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 컨베이어 유닛의 좌우 회전 구조를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스카라 유닛(300)은 스카라 지지 프레임(310)과, 스카라 모듈(320)과, 틸팅 모듈(330)을 포함하여 구성된다.
스카라 지지 프레임(310)은 스카라 모듈(320)을 지지하는 구성으로 메인 컨베이어 유닛(200)의 일측에 수평축(HA)을 중심으로 회전 가능하게 결합된다. 이때, 스카라 지지 프레임(310)은 메인 컨베이어 유닛(200)에서 화물(10)의 이송 흐름에 간섭되지 않도록 메인 컨베이어 유닛(200)의 일측 외측면에 외부 돌출되게 장착된다.
스카라 모듈(320)은 스카라 지지 프레임(310)의 상면에 고정 결합되어 화물(10)을 화물 적재함(11)으로부터 메인 컨베이어 유닛(200)으로 직선 운반하도록 작동한다.
이러한 스카라 모듈(320)은, 일단부가 스카라 지지 프레임(310)의 상면에 수직 회전축(3211)을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 베이스 암(321)과, 일단부가 베이스 암(321)의 타단부에 수직 회전축(3221)을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 미들 암(322)과, 일단부가 미들 암(322)의 타단부에 수직 회전축(3231)을 중심으로 회전 가능하게 결합되며 타단부에는 화물(10)을 파지할 수 있는 파지부(324)가 형성되는 엔드 암(323)을 포함하여 구성된다.
파지부(324)는 진공 흡착 방식으로 화물(10)을 파지할 수 있도록 형성될 수 있으며, 베이스 암(321), 미들 암(322) 및 엔드 암(323)은 각각 별개의 회전 구동부를 통해 독립적으로 회전 구동될 수 있다.
이와 같이 스카라 모듈(320)은 3개의 암이 서로 독립적으로 회전하며 파지부(324)를 전진 및 후진 이동시켜 화물(10)을 화물 적재함(11)으로부터 메인 컨베이어 유닛(200)으로 운반할 수 있다.
틸팅 모듈(330)은 스카라 모듈(320)의 화물 운반 작동 상태가 수평 상태에서 이루어지도록 메인 컨베이어 유닛(200)의 상하 회전 상태에 대응하여 스카라 지지 프레임(310)을 회전 구동하도록 작동하며, 별도의 제어부(미도시)를 통해 동작 제어된다.
스카라 지지 프레임(310)은 메인 컨베이어 유닛(200)의 컨베이어 벨트(CV)와 평행한 상태로 기본 세팅되며, 전방 끝단이 메인 컨베이어 유닛(200)의 전방 끝단부 일측 외측면에 수평축(HA)을 중심으로 회전 가능하게 결합된다. 이때, 틸팅 모듈(330)은 스카라 지지 프레임(310)이 수평 상태를 유지하도록 스카라 지지 프레임(310)의 후방 끝단부를 상하 가압하며 회전시키는 방식으로 작동한다.
이러한 틸팅 모듈(330)에 의해 스카라 지지 프레임(310)은 메인 컨베이어 유닛(200)의 회전 상태와는 무관하게 항상 수평 상태로 유지되고, 이에 따라 스카라 모듈(320)의 파지부(324)가 수평 상태로 전후 이동할 수 있어 더욱 안정적으로 화물(10)을 운반할 수 있다. 즉, 스카라 모듈(320)의 파지부(324)가 메인 컨베이어 유닛(200)과 평행하게 경사진 상태로 화물(10)에 접촉하게 되면, 화물(10)에 대한 진공 흡착이 불안정하여 화물(10)을 흡착 운반하는 과정에서 문제가 발생할 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에서는 틸팅 모듈(330)에 의해 스카라 지지 프레임(310)이 수평 상태로 유지되어 파지부(324)가 항상 수평 상태로 화물(10)에 접촉하게 되므로, 화물(10)에 대한 진공 흡착이 안정적으로 이루어져 화물(10)의 운반시 불안정성을 제거할 수 있다.
틸팅 모듈(330)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 일단부가 메인 컨베이어 유닛(200)의 일측에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되어 유압 또는 공압을 공급받는 실린더(331)와, 실린더(331)의 유압 또는 공압에 의해 직선 이동하도록 실린더(331)에 결합되며 일단부가 스카라 지지 프레임(310)의 후방 끝단부에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 피스톤(332)을 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 구조에 따라 실린더(331)의 유압 또는 공압에 의해 피스톤(332)이 전진 이동하며 스카라 지지 프레임(310)의 후단부를 상승 가압하면 스카라 지지 프레임(310)은 전단부의 수평축(HA)을 기준으로 후단부가 상향 회전하고, 반대로 피스톤(332)이 후진 이동하면 스카라 지지 프레임(310)은 하향 회전한다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이 메인 컨베이어 유닛(200)이 수평축(HA)을 중심으로 상향 회전 이동하면, 이에 대응하여 틸팅 모듈(330)은 스카라 지지 프레임(310)이 수평 상태를 유지하도록 스카라 지지 프레임(310)을 틸팅 회전시킨다.
한편, 틸팅 모듈(330)은 스카라 지지 프레임(310)의 회전 이동시 스카라 지지 프레임(310)의 좌우 진동이 방지되도록 스카라 지지 프레임(310)의 위치를 가이드하는 좌우 가이드 모듈(333)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
좌우 가이드 모듈(333)은, 일단이 메인 컨베이어 유닛(200)의 일측에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 제 1 가이드 링크(3331)와, 일단이 제 1 가이드 링크(3331)의 끝단에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되고 타단이 스카라 지지 프레임(310)의 일측에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 제 2 가이드 링크(3332)를 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 가이드 링크(3331)와 제 2 가이드 링크(3332)는 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되므로, 회전 이동 과정에서 좌우 이동이 발생하지 않아 스카라 지지 프레임(310)의 회전시 좌우 진동을 방지할 수 있다. 아울러, 스카라 지지 프레임(310)에 대한 지지력을 더욱 안정적으로 보강할 수 있다.
이때, 피스톤(332)이 스카라 지지 프레임(310)에 결합되는 지점과 제 2 가이드 링크(3332)가 스카라 지지 프레임(310)에 결합되는 지점은 스카라 지지 프레임(310)의 회전 중심인 수평축(HA) 방향으로 서로 이격된 지점에 위치하도록 배치된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 제 2 가이드 링크(3332)와 피스톤(332)은 스카라 지지 프레임(310)의 폭방향으로 서로 이격되게 위치한다.
이러한 구조에 따라 제 2 가이드 링크(3332)와 피스톤(332)이 스카라 지지 프레임(310)의 자중을 분산하여 지지하게 되므로, 스카라 지지 프레임(310)의 수평 상태를 더욱 안정적으로 유지시킬 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 스카라 모듈(320)은 베이스 암(321), 미들 암(322) 및 엔드 암(323)을 포함하여 구성되고, 도 6에 도시된 바와 같이 각각의 암은 별개의 회전 구동부(325,326,327)를 통해 독립적으로 회전 구동된다.
이때, 엔드 암(323)의 회전 구동부(327)는 스카라 모듈(320)의 외부에 돌출되지 않도록 미들 암(322)의 내부 공간에 배치된다.
좀더 구체적으로 살펴보면, 엔드 암(323)의 회전 구동부(327)는, 도 8에 도시된 바와 같이 모터축이 엔드 암(323)의 수직 회전축(3231)과 직각 방향으로 위치하도록 미들 암(322)의 내부 공간에 배치되는 구동 모터(EM)와, 구동 모터(EM)의 모터축에 결합되는 베벨 기어(bv)와, 엔드 암(323)의 수직 회전축(3231)과 베벨 기어(bv)의 종동 기어(bv2) 회전축을 연결하는 연결 벨트(3271)를 포함하여 구성될 수 있다.
베벨 기어(bv)는 회전력을 직각 방향으로 변환하여 전달하는 기어로서, 구동 모터(EM)에 결합된 구동 기어(bv1)의 회전축(모터축과 동일)과 구동 기어(bv1)에 맞물림되는 종동 기어(bv2)의 회전축이 서로 직교하도록 배치된다. 종동 기어(bv2)의 회전축과 엔드 암(323)의 수직 회전축(3231)을 연결 벨트(3271)로 연결함으로써, 전체적으로 엔드 암(323)의 회전 구동부(327)를 컴팩트화할 수 있어 미들 암(322)의 내부 공간에 배치할 수 있다. 이때, 구동 모터(EM)는 미들 암(322)의 수직 회전축(3221)과 인접한 위치에 배치되는 것이 미들 암(322)의 하중 분산을 위해 바람직하며, 미들 암(322)의 내부 공간에는 연결 벨트(3271)를 가압하여 연결 벨트(3271)의 텐션을 조절할 수 있는 텐션 조절 롤러(TR)가 장착되는 것이 바람직하다.
이와 같이 엔드 암(323)의 회전 구동부(327)를 미들 암(322)의 내부 공간에 배치하여 외부 돌출되지 않도록 함으로써, 3개 암의 회전 작동시 간섭이 제거되어 3개 암의 회전 자유도를 증가시킬 수 있고, 이송 중인 화물(10)이나 외부 부속 부품과의 간섭 현상이 방지되어 더욱 원활하고 안정적인 작동 상태를 유지할 수 있다.
한편, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 베이스 암(321)의 수직 회전축(3211)은 스카라 지지 프레임(310)을 상하 관통하여 배치되고, 베이스 암(321)의 회전 구동부(325)는 스카라 지지 프레임(310)의 하면에 결합되어 베이스 암(321)의 수직 회전축(3211)을 회전 구동하도록 구성될 수 있다. 베이스 암(321)의 회전 구동부(325)는, 스카라 지지 프레임(310)의 하면에 결합되는 구동 모터(EM)와, 구동 모터(EM)의 모터축과 베이스 암(321)의 수직 회전축(3211)을 연결하는 연결 벨트(NV)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 베이스 암(321)의 수직 회전축(3211)과 동축상에는 별도의 회전 샤프트(3261)가 베이스 암(321)의 수직 회전축(3211)과 독립적으로 회전 가능하게 결합되고, 회전 샤프트(3261)의 회전력이 미들 암(322)의 수직 회전축(3221)에 전달되도록 회전 샤프트(3261)는 미들 암(322)의 수직 회전축(3221)과 연결 벨트(3262)를 통해 연결되며, 미들 암(322)의 회전 구동부(326)는 스카라 지지 프레임(310)의 하면에 결합되어 회전 샤프트(3261)를 회전 구동하도록 구성될 수 있다. 이때, 미들 암(322)의 수직 회전축(3221)과 회전 샤프트(3261)를 연결하는 연결 벨트(3262)는 베이스 암(321)의 내부 공간에 배치될 수 있으며, 이를 통해 전체 구성을 컴팩트하게 할 수 있고 회전 자유도 및 설계 자유도를 향상시킬 수 있다. 베이스 암(321)의 내부 공간에는 연결 벨트(3262)를 가압하여 연결 벨트(3262)의 텐션을 조절할 수 있는 텐션 조절 롤러(TR)가 장착되는 것이 바람직하며, 미들 암(322)의 회전 구동부(326)는, 스카라 지지 프레임(310)의 하면에 결합되는 구동 모터(EM)와, 구동 모터(EM)의 모터축과 회전 샤프트(3261)를 연결하는 연결 벨트(NV)를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같이 베이스 암(321)의 회전 구동부(325)와 미들 암(322)의 회전 구동부(326)는 스카라 지지 프레임(310)의 하부에 위치하므로, 3개의 암에 대한 작동 간섭이 발생하지 않아 스카라 모듈(320)의 회전 자유도 및 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
이러한 스카라 모듈(320)은 도 9에 도시된 바와 같이 베이스 암(321)의 수직 회전축(3211)이 스카라 지지 프레임(310)에 결합된 상태에서 3개의 암(321,322,323)이 독립적으로 회전하며 엔드 암(323)의 파지부(324)가 전진 및 후진하여 화물(10)을 운반하도록 구성된다.
스카라 모듈(320)은 화물(10)을 메인 컨베이어 유닛(200)에 전달한 이후, 파지부(324)의 진공 흡착 작동을 중단하여 화물(10)로부터 분리되고, 도 9에 도시된 바와 같이 베이스 암(321), 미들 암(322) 및 엔드 암(323)이 모두 동일 직선 상에 위치하는 형태로 스카라 지지 프레임(310) 상에 위치하도록 접철 작동된다. 스카라 지지 프레임(310)은 메인 컨베이어 유닛(200)의 일측 외측면에 배치되므로, 스카라 모듈(320)의 3개 암이 동일 직선상에서 스카라 지지 프레임(310) 상에 위치하게 되면, 스카라 모듈(320)의 3개 암은 메인 컨베이어 유닛(200)의 화물 이송 영역으로부터 벗어나게 된다. 따라서, 화물(10)은 메인 컨베이어 유닛(200)을 따라 간섭없이 원활하게 후방으로 이송된다.
이 과정에서 화물(10)이 일정 거리 후방으로 이송되면, 그 시점 이후에 스카라 모듈(320)의 3개 암이 다시 전진 이동하는 방향으로 회전 이동하며 새로운 화물(10)을 파지하여 메인 컨베이어 유닛(200)에 다시 운반하게 된다.
이때, 화물(10)이 메인 컨베이어 유닛(200) 상에서 일정 거리만큼 후방으로 이송되었는지 여부를 감지할 수 있는 화물 통과 감지 센서(500)가 구비되고, 화물 통과 감지 센서(500)에 의해 해당 지점에서 화물(10)이 통과하는 것이 감지 완료되면, 이후, 스카라 모듈(320)이 다시 전진 이동하는 방향으로 회전 이동하도록 제어부에 의해 동작 제어된다.
이 경우, 화물 통과 감지 센서(500)는 광센서로 적용될 수 있는데, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 메인 컨베이어 유닛(200)의 화물 이송 방향에 대한 직각 방향으로 광을 조사하여 화물(10)을 감지하는 방식으로 구성될 수 있다. 즉, 화물 통과 감지 센서(500)의 광 조사 라인(SL)이 메인 컨베이어 유닛(200)의 화물 이송 방향에 대한 직각 방향으로 형성될 수 있다.
그러나, 3개의 암으로 구성된 스카라 모듈(320)의 작동 범위를 고려하면, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 화물 통과 감지 센서(500)는 메인 컨베이어 유닛(200)의 화물 이송 방향에 대한 경사 방향으로 광을 조사하여 화물(10)을 감지하는 방식으로 구성되는 것이 물류 효율 측면에서 더욱 유리하다. 즉, 화물 통과 감지 센서(500)의 광 조사 라인(SL)이 메인 컨베이어 유닛(200)의 화물 이송 방향에 대한 경사 방향으로 형성될 수 있다.
좀더 구체적으로 살펴보면, 3개의 암으로 구성된 스카라 모듈(320)은 베이스 암(321)의 수직 회전축(3211)을 기준으로 스카라 지지 프레임(310)에 일단이 위치 고정된 상태로 회전 이동하게 되므로, 베이스 암(321)의 회전 반경(R)을 벗어난 범위에 화물(10)이 존재하는 경우 스카라 모듈(320)의 작동시 화물(10)과의 간섭이 발생하지 않는다. 이러한 베이스 암(321)의 회전 반경(R)을 고려하여 화물 통과 감지 센서(500)는 스카라 지지 프레임(310)이 위치한 메인 컨베이어 유닛(200)의 일측면에 장착되어 반대 측면을 향해 전방으로 경사진 방향으로 광 조사 라인(SL)이 형성되도록 광을 조사하는 형태로 구성될 수 있다.
이 경우, 광 조사 라인(SL)이 화물 이송 방향의 직각 방향인 경우와 비교하여 삼각형 영역(P)에 화물(10)이 존재하더라도 스카라 모듈(320)이 회전 작동할 수 있어 스카라 모듈(320)의 작동 주기를 단축시킬 수 있고, 이에 따라 전체적인 물류 처리 속도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 화물(10)이 존재하는 경우, 화물 통과 감지 센서(500)의 광 조사 라인(SL)이 화물 이송 방향의 직각 방향으로 형성되면, 센서에 의해 화물이 감지되고 있으므로, 화물이 센서의 감지 영역을 벗어날 때까지 스카라 모듈(320)이 작동 정지해야 하지만, 화물 통과 감지 센서(500)의 광 조사 라인(SL)이 경사 방향으로 형성되면, 삼각형 영역(P)에 화물이 존재하더라도 화물이 센서 감지 영역을 벗어난 상태이며, 이에 따라 스카라 모듈(320)이 정지 상태를 해제하고 재작동할 수 있다.
도 10은 메인 컨베이어 유닛(200)의 좌우 회전 구동부(240)에 대한 구성을 설명하기 위해 일부 구성을 제거한 상태로 도시한 도면인데, 전술한 바와 같이 좌우 회전 구동부(240)는 메인 지지 프레임(210)을 수직축(VA)을 중심으로 좌우 회전 구동하며, 메인 컨베이어 모듈(220)은 메인 지지 프레임(210)에 결합되어 메인 지지 프레임(210)과 함께 좌우 회전한다.
이때, 좌우 회전 구동부(240)는, 내주면에 기어 치형이 형성되는 원통 형상으로 그 중심이 메인 지지 프레임(210)의 수직축(VA)과 동축상에 위치하도록 메인 지지 프레임(210)에 결합되는 내치 기어(241)와, 내치 기어(241)의 기어 치형에 맞물림되게 결합되는 구동 기어(242)와, 구동 기어(242)를 회전 구동하는 구동 모터(243)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 좌우 회전 구동부(240)는 메인 지지 프레임(210)의 수직축(VA)을 직접 회전 구동하지 않고 내치 기어(241) 및 구동 기어(242)를 이용하여 메인 지지 프레임(210)을 회전 구동함으로써, 상대적으로 소요 동력이 작게 요구되어 더욱 경제적이고 컴팩트한 구조로 제작이 가능하다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 컨베이어 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 컨베이어 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 저면 사시도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 컨베이어 유닛의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 컨베이어 유닛의 작동 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 컨베이어 유닛의 작동 상태에 따른 배치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변 컨베이어 유닛(400)은 전술한 바와 같이 메인 컨베이어 유닛(200)의 후방에 배치되도록 베이스 프레임(100)에 결합되고 메인 컨베이어 유닛(200)으로부터 전달된 화물(10)을 컨베이어 벨트(CV)를 통해 후방으로 이송하여 별도의 물류 이송 장치(20)에 전달한다.
이때, 가변 컨베이어 유닛(400)은 화물을 이송하는 컨베이어 벨트(CV)의 작동 거리를 증가 또는 감소하도록 조절 가능하게 형성된다.
이러한 가변 컨베이어 유닛(400)은, 베이스 프레임(100)에 전후 방향으로 길게 배치되게 고정 결합되는 고정 플레이트(410)와, 고정 플레이트(410)에 전후 방향으로 상대 이동 가능하게 결합되는 가동 플레이트(420)와, 고정 플레이트(410)의 전방 및 후방 끝단부에 각각 설치되는 제 1 롤러(431) 및 제 4 롤러(434)와, 가동 플레이트(420)의 후방 및 전방 끝단부에 각각 설치되는 제 2 롤러(432) 및 제 3 롤러(433)와, 가동 플레이트(420)를 고정 플레이트(410)에 대해 전후 방향으로 상대 이동시키는 가변 구동부(440)를 포함하여 구성된다.
제 3 롤러(433)가 제 4 롤러(434)보다 전방에 위치하도록 배치되고, 컨베이어 벨트(CV)는 제 1 롤러(431)부터 제 4 롤러(434)까지 순서대로 지지되는 형태로 루프를 이루며 회전하도록 배치되어 제 1 롤러(431)와 제 2 롤러(432) 사이 구간에서 화물을 이송하도록 구성된다.
좀더 구체적으로 살펴보면, 제 1 롤러(431)는 고정 플레이트(410)의 전단 상단부에 위치하고, 제 4 롤러(434)는 고정 플레이트(410)의 후단 하단부에 위치한다. 제 2 롤러(432)는 가동 플레이트(420)의 후단부에 위치하고 제 3 롤러(433)는 가동 플레이트(420)의 전단부에 위치하며, 제 2 롤러(432)가 제 3 롤러(433)보다 상대적으로 상부에 위치한다. 또한, 제 3 롤러(433)가 제 4 롤러(434)보다 항상 전방에 위치한다. 즉, 가동 플레이트(420)가 고정 플레이트(410)에 대해 후방으로 상대이동하면, 제 3 롤러(433)가 후방으로 함께 이동하게 되어 제 4 롤러(434)에 근접하게 되는데, 이 경우에도 제 3 롤러(433)가 제 4 롤러(434)보다 전방에 위치하는 구간까지만 가동 플레이트(420)의 상대 이동이 가능되도록 구성된다. 가동 플레이트(420)의 상대 이동 범위를 제한하기 위한 별도의 스토퍼가 구비될 수도 있고, 또는 리미트 스위치와 같은 센서가 적용될 수도 있다.
컨베이어 벨트(CV)는 제 1 롤러(431), 제 2 롤러(432), 제 3 롤러(433) 및 제 4 롤러(434)에 순차적으로 지지되도록 각 롤러에 일부 권취되는 형태로 배치되며, 전체적으로 하나의 폐루프를 이루며 무한궤도 회전하도록 구성된다. 또한, 제 1 롤러(431)와 제 2 롤러(432)는 상단 높이가 서로 동일하게 위치하도록 배치될 수 있으며, 제 1 롤러(431)와 제 2 롤러(432) 사이 구간에서 컨베이어 벨트(CV)가 화물(10)을 후방으로 이송할 수 있다. 즉, 제 1 롤러(431)와 제 2 롤러(432) 사이 구간이 컨베이어 벨트(CV)의 화물을 이송하는 작동 거리에 해당한다. 또한, 복수개의 롤러 중 어느 하나, 예를 들면 제 1 롤러(431)가 구동 모터(EM)에 의해 회전 구동되어 구동 롤러로 적용될 수 있다.
이러한 구조에 따라 가동 플레이트(420)가 고정 플레이트(410)에 대해 상대 이동하게 되면, 제 1 롤러(431)와 제 2 롤러(432) 사이 거리(X)가 변화하게 되고, 이에 따라 컨베이어 벨트(CV)의 작동 거리가 조절된다.
예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이 가동 플레이트(420)가 고정 플레이트(410)에 대해 전방 방향으로 최대 이동한 상태를 기준 상태로 할 수 있고, 이러한 기준 상태에서 제 1 롤러(431)와 제 2 롤러(432)의 사이 거리(X), 즉, 컨베이어 벨트(CV)의 작동 거리가 가장 짧다.
이러한 기준 상태에서, 도 15에 도시된 바와 같이 가동 플레이트(420)가 가변 구동부(440)에 의해 고정 플레이트(410)에 대해 후방으로 거리 D만큼 상대 이동하게 되면, 제 1 롤러(431)와 제 2 롤러(432) 사이 거리, 즉, 컨베이어 벨트(CV)의 작동 거리가 (X+D)로 증가한다.
이와 같이 가변 컨베이어 유닛(400)은 컨베이어 벨트(CV)의 작동 거리를 증감시킬 수 있어 물류 현장 상황에 대응하여 다양한 작동 거리를 형성할 수 있고, 이에 따라 그 자체만으로 다양한 물류 창고에 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 가변 컨베이어 유닛(400)이 메인 컨베이어 유닛(200)의 후방에 위치하도록 베이스 프레임(100)에 결합되며, 가변 컨베이어 유닛(400)의 후단은 후방에 위치한 별도의 물류 이송 장치(20)에 결합 고정될 수 있도록 형성된다.
이러한 구조에 따라 가변 컨베이어 유닛(400)이 물류 이송 장치(20)에 결합 고정된 상태에서 컨베이어 벨트(CV)의 작동 거리를 조절하면, 즉, 가동 플레이트(420)를 고정 플레이트(410)에 대해 후방으로 거리 D만큼 상대 이동시키면, 가동 플레이트(420)의 후단이 물류 이송 장치(20)에 결합되어 위치 고정되므로, 도 14 내지 도 16에 도시된 바와 같이 실질적으로 고정 플레이트(410)가 전방으로 거리 D만큼 이동하게 된다. 고정 플레이트(410)는 베이스 프레임(100)에 고정 결합되므로, 고정 플레이트(410)의 이동과 함께 베이스 프레임(100)이 전방으로 이동하게 되고, 이와 함께 메인 컨베이어 유닛(200) 및 스카라 유닛(300)이 모두 전방으로 이동한다.
화물 적재함(11)에 적재된 다수개의 화물을 각각 개별적으로 모두 운반하는 과정에서, 화물 적재함(11)의 내부 깊숙한 곳까지 메인 컨베이어 유닛(200) 및 스카라 유닛(300)이 전진 이동해야 할 필요가 있고, 이 경우, 베이스 프레임(100)을 전진 이동시키기 위한 별도의 구동부를 마련해야 한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에서는 가변 컨베이어 유닛(400)을 이용하여 가동 플레이트(420)의 상대 이동 방식으로 컨베이어 벨트(CV)의 작동 거리를 조절함으로써, 베이스 프레임(100)을 전진 및 후진 이동시킬 수 있고, 이와 동시에 베이스 프레임(100)이 전진 및 후진하더라도 가변 컨베이어 유닛(400)의 작동 거리가 당연히 조절되므로, 후방에 위치한 별도의 물류 이송 장치(20)와 이격 공간이 발생하지 않아 별도의 연결 부재를 이용하지 않더라도 항상 안정적인 물류 이송 배치 상태를 유지할 수 있다.
한편, 가변 컨베이어 유닛(400)의 후단을 별도의 물류 이송 장치(20)에 연결 고정하기 위해 본 발명의 일 실시예에서는 가동 플레이트(420)의 후단에 물류 이송 장치(20)와 결합 고정할 수 있는 연결 플레이트(450)가 장착될 수 있다.
가동 플레이트(420)를 상대 이동시키는 가변 구동부(440)는, 베이스 프레임(100)에 전후 방향으로 길게 배치되어 길이 방향 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 리드 스크류(441)와, 리드 스크류(441)에 관통 결합되어 리드 스크류(441)의 회전에 따라 전후 방향으로 이동하며 가동 플레이트(420)와 함께 일체로 이동하도록 가동 플레이트(420)에 고정 결합되는 이동 블록(442)과, 리드 스크류(441)를 회전 구동하는 구동 모터(EM)를 포함하여 구성될 수 있다.
리드 스크류(441) 및 구동 모터(EM)는 베이스 프레임(100)에 고정 결합되고, 가동 플레이트(420)에는 별도의 연결 브래킷(421)이 형성되어 연결 브래킷(421)에 이동 블록(442)이 고정 결합될 수 있다. 아울러, 가동 플레이트(420)의 상대 이동 경로를 가이드하기 위해 베이스 프레임(100)에는 가이드 레일(461)이 형성되고, 가동 플레이트(420)의 연결 브래킷(421)에는 가이드 레일(461)을 따라 슬라이드 이동하는 가이드 블록(462)이 결합될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 베이스 프레임
200: 메인 컨베이어 유닛
210: 메인 지지 프레임
220: 메인 컨베이어 모듈
230: 상하 회전 구동부
240: 좌우 회전 구동부
241: 내치 기어
242: 구동 기어
243: 구동 모터
300: 스카라 유닛
310: 스카라 지지 프레임
320: 스카라 모듈
321: 베이스 암
322: 미들 암
323: 엔드 암
324: 파지부
330: 틸팅 모듈
400: 가변 컨베이어 유닛
410: 고정 플레이트
420: 가동 플레이트
431: 제 1 롤러
432: 제 2 롤러
433: 제 3 롤러
434: 제 4 롤러
440: 가변 구동부
450: 연결 플레이트
500: 화물 통과 감지 센서

Claims (9)

  1. 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임에 수평축을 중심으로 상하 회전 가능하게 결합되어 화물을 전방에서 후방으로 이송하는 메인 컨베이어 유닛; 및
    상기 메인 컨베이어 유닛의 전방 끝단부에 결합되어 화물을 상기 메인 컨베이어 유닛으로 운반하는 스카라 유닛
    을 포함하고, 상기 스카라 유닛은
    상기 메인 컨베이어 유닛의 일측에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 스카라 지지 프레임과, 상기 스카라 지지 프레임에 고정 결합되어 화물을 상기 메인 컨베이어 유닛으로 직선 운반하도록 작동하는 스카라 모듈과, 상기 스카라 지지 프레임을 회전 구동하는 틸팅 모듈을 포함하고,
    상기 틸팅 모듈은 상기 스카라 모듈의 화물 운반 작동이 수평 상태에서 이루어지도록 상기 메인 컨베이어 유닛의 회전 상태에 대응하여 상기 스카라 지지 프레임을 회전시키도록 별도의 제어부에 의해 동작 제어되는 것을 특징으로 하는 화물 자동 운반 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스카라 지지 프레임은 전방 끝단이 상기 메인 컨베이어 유닛의 전방 끝단부 일측면에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되고,
    상기 틸팅 모듈은 상기 스카라 지지 프레임이 수평 상태를 유지하도록 상기 스카라 지지 프레임의 후방 끝단부를 상하 가압하며 회전시키는 방식으로 작동하는 것을 특징으로 하는 화물 자동 운반 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 틸팅 모듈은
    일단부가 상기 메인 컨베이어 유닛의 일측에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되어 유압 또는 공압을 공급받는 실린더;
    상기 실린더의 유압 또는 공압에 의해 직선 이동하도록 상기 실린더에 결합되며 일단부가 상기 스카라 지지 프레임의 후방 끝단부에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 피스톤
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물 자동 운반 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 틸팅 모듈은
    상기 스카라 지지 프레임의 회전 이동시 상기 스카라 지지 프레임의 좌우 진동이 방지되도록 상기 스카라 지지 프레임의 위치를 가이드하는 좌우 가이드 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화물 자동 운반 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 좌우 가이드 모듈은
    일단이 상기 메인 컨베이어 유닛의 일측에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 제 1 가이드 링크; 및
    일단이 상기 제 1 가이드 링크의 끝단에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되고 타단이 상기 스카라 지지 프레임의 일측에 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 제 2 가이드 링크
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 화물 자동 운반 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 피스톤이 상기 스카라 지지 프레임에 결합되는 지점과 상기 제 2 가이드 링크가 상기 스카라 지지 프레임에 결합되는 지점은 상기 스카라 지지 프레임의 회전 중심인 수평축 방향으로 서로 이격된 지점에 위치하는 것을 특징으로 하는 화물 자동 운반 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 스카라 모듈은
    일단부가 상기 스카라 지지 프레임의 상면에 수직 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 베이스 암;
    일단부가 상기 베이스 암의 타단부에 수직 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 미들 암; 및
    일단부가 상기 미들 암의 타단부에 수직 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되며 타단부에는 화물을 파지할 수 있는 파지부가 형성되는 엔드 암
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물 자동 운반 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 파지부는 진공 흡착 방식으로 화물을 파지할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 화물 자동 운반 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 베이스 암, 미들 암 및 엔드 암은 각각 별개의 회전 구동부를 통해 독립적으로 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 화물 자동 운반 장치.
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