KR20230131567A - 저상형 무인운반대차용 리프팅장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업물품을 무인운반대차에 적재,이송운반 및 적재를 원할하게 하기 위하여 무인운반대차에 적재된 작업물품을 상승 및 하강작동시켜 적재할 수 있게 한 저상형 무인운반대차용 리프팅장치에 관한 것으로 무인운반대차(C)의 베이스 플레이트(10) 상의 중앙에 서보모터(M)와 감속기(11)에 의해 회전하는 스크류(12)를 아이들 힌지축(13)(13')으로 입설하고 스크류(12)의 양측은 슬라이드 가이드(14)(14')를 설치하여 베이스 플레이트(10)의 LM가이드(15)(15')를 따라 슬라이딩하게 하며 슬라이드 가이드(14)(14')에는 각 링크(20)(20')의 일측을 힌지 결합시키고 링크(20)(20')의 타측은 상부 업다운 플레이트(30)의 하단 힌지 가이드(31)(31')에 힌지 결합시키며 베이스 플레이트(10)와 업다운 플레이트(30)의 사이의 4방향에는 가이드 샤프트(40)(40')를 설치하여 업다운 플레이트(30)의 승하강 시 안내할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

Description

저상형 무인운반대차용 리프팅장치{Low-floor AGV lifting device}

본 발명은 작업물품을 무인운반대차(AGV:Automatic Guided Vehicle)에 적재,이송운반 및 적재를 원할하게 하기 위하여 무인운반대차에 적재된 작업물품을 상승 및 하강작동시켜 적재할 수 있게 한 저상형 무인운반대차용 리프팅장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 공장이나 물류창고 내에서 물품을 조립라인을 따라 이송,또는 미리 설정된 위치로 이송 및 적재하는 공정을 자동화하기 위하여 주로 이용되고 있는 무인운반대차에 리프팅장치의 차체중량을 최소화시키면서 리프팅작업을 수행할 수 있는 저상형 무인운반대차용 리프팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 무인운반대차는 물류자동화시스템에서 반제품과 완제품의 공정간 이동용으로 사용되거나 투자비용과 개선구조가 어려운 컨베이어 라인을 대체하여 무인운반대차 상에서 제품을 조립하여 완성하는 플렉시블 라인으로의 적용이 시도되고 있는 추세로 공장 및 물류자동화의 필수요소로 자리잡고 있는 무인운반대차는 다양한 형태로 현장에 적용되고 있는데 저상형의 경우 차체 높이가 300mm 이내이면서 1ton 미만의 중량물을 작업현장 내 지정된 위치로 무인 자동운반하는 장치이고 무인운반대차에 탑재되는 리프팅장치에는 운반할 적재물을 안치하는 장비로 적재물의 승강작동과 방향전환을 할 수 있는 회전작동이 가능한 장치이다.

상기한 무인운반대차는 조립공정을 이동하기 위하여 대용량의 배터리가 요구되고 대용량 배터리를 적용할 경우 무인운반대차의 부피가 커지며 차체중량이 상승하는 이유로 피프팅장치는 기존 유압방식보다 중량을 최소화할 수 있으면서 승강정확도를 높일수 있는 리프팅장치가 요구되고 있는 실정이다.

종래의 무인운반대차의 리프팅장치에 관한 선행기술로는 등록특허공보 제10-2346746호(높이조절 지그를 구비한 자동화 운반대차),공개특허공보 제10-2021-0124706호(리프트형 AGV 운영시스템) 및 등록특허공보 제10-2123790호(팔레트 리프트 AGV 및 AGV 운영시스템) 등이 제시되었다.

상기 첫 번째 등록특허는 서포트와 서포트의 상측에 설치되는 높이조절부와 높이조절부에 결합되는 카피블럭으로 이루어지고 높이조절부는 공간부를 갖는 몸체와 공간부에 설치되는 볼스크류와 공간부의 하부에 설치되는 무빙블럭과 무빙블럭의 상부에 설치되는 가이드블럭을 포함하여 이루어지며 볼스크류는 스크류의 너트를 포함하여 이루어지고 볼스크류의 스크류의 양측 단부는 몸체에 체결되고 볼스크류의 너트에는 무빙블럭이 체결되며 무빙블럭은 상측 경사부를 갖는 쇄기 형상으로 이루어지고 가이드블럭은 하측 경사부를 갖는 쇄기 형상으로 이루어진 구조이다.

상기 두 번째 공개특허는 AGV의 전고는 팔레트의 하부 프레임 높이보다 작게 형성되고 리프팅장치는 구동모터,구동모터에 결합되어 회전동력을 전달받는 기어부,기어부와 결합되어 종축을 중심으로 회전하는 스크류부 및 스크류부 외측에 구비되는 리프터를 포함하고 리프터는 스크류부 회전에 따라 승하강하는 구조이다.

상기 세 번째 등록특허는 전고는 팔레트 하부프레임의 높이보다 작게 형성되고 전장이 전폭보다 더 길게 형성되며 한 쌍의 리프팅 수단이 구비되고 리프팅수단은 구동모터와 상기 구동모터와 연결되어 축회전하는 축부재와 축부재에 연결된 커플링과 상기 커플링과 결합된 상하가이드와 상기 상하가이드에 연결된 캠과 상기 캠과 결합되고 전고 높이에 수평하게 구비되는 리프팅 바와 상하가이드의 일측에 결합된 전후가이드와 상기 전후가이드가 연결되어 전후가이드의 전후방향 이동경로를 형성하며 축부재와 평행한 축을 가지는 가이드레일을 포함하여 구성되는 구조이다.

상기 첫 번째 등록특허는 운반대차의 지그조립체에 클램프 지그,형상규제 지그 및 공압부를 설치하여 기존 컨베이어 라인을 대체시킬 수 있게한 것으로 클램프 지그로 제품을 클램핑하고 형상규제 지그로 제품의 높이를 조절하는 것으로 지그조립체 전체를 승강시키는 구조가 아니고 다양한 제품을 클램핀 및 부분 높이조절하는 것으로 작업물품을 적재,이송 및 적재하는 공정에서 전체 작업물품을 승하강시키는 구조가 아닌 것이다.

상기 두 번째 공개특허는 AGV는 하부에 구동모터에 의해 작동하는 구동바퀴와 보조바퀴에 의해 팔레트와 같은 작업물품을 이송하고 상부 플레이트의 4방향 네곳에 구동모터의 작동으로 기어(제1,2기어)와 스크류를 작동시켜 승강 및 하강시키는 리프터를 설치한 것으로 AGV의 하중을 증가시키고 4개의 리프터를 동기화 등의 문제로 팔레트와 같은 작업물품의 승하강 시 균형의 문제로 안전사고가 발생할 수 있는 등의 문제가 있었다.

상기 세 번째 등록특허는 AGV는 하부에 구동모터에 의해 작동하는 구동바퀴와 보조바퀴에 의해 팔레트와 같은 작업물품을 이송하고 상부 플레이트의 길이방향 2개의 리프팅 수단을 설치하고 상기 리프팅 수단은 구동모터의 작동으로 볼스크류가 회전하면 가이드레일을 따라 상하가이드와 전후가이드가 작동하고 이와 동시에 캠이 상하가이드의 경사장공을 따라 상승하면서 리프팅 바를 상승시키는 것으로 캠이 경사강이드의 경사장공 상에서 승강하는 구조가 정밀도를 저하하고 2개의 모터와 리프팅수단을 사용함으로 AGV의 하중을 증가시키는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 목적으로 창출된 것으로 단일 서보모터와 단일 축의 정역방향 스크류 및 링크기구를 이용하여 서보모터의 회전운동을 링크기구로 상하 왕복운동으로 전환시켜 무인운반대차의 리프팅력을 향상시키면서 정밀제어가 가능케 하였고 무게중심과 외형을 저상형의 구조로 형성하여 운용 중에 발생할 수 있는 무인운반대차의 전복 등의 안전사고를 방지하며 업다운 플레이트를 작동하는 리프팅기구의 중량 최소화로 인한 배터리의 용량을 증대시켜 사용시간을 연장시켜 킬 수 있게 할 뿐만아니라 무인운반대차의 차체중량 감소시킬 수 있는 저상형 무인운반대차용 리프팅장치를 제공할 수 있게 하였다.

본 발명은 무인운반대차의 베이스 플레이트 상의 중앙에 서보모터와 감속기에 의해 회전하는 스크류를 아이들 힌지축으로 입설하고 스크류의 양측은 슬라이드 가이드를 설치하여 베이스 플레이트의 LM가이드를 따라 슬라이딩하게 하며 슬라이드 가이드에는 각 링크의 일측을 힌지 결합시키고 링크의 타측은 상부 업다운 플레이트의 하단 힌지 가이드에 힌지 결합시키며 베이스 플레이트와 업다운 플레이트의 사이의 4방향에는 가이드 샤프트를 설치하여 업다운 플레이트의 승하강 시 안내할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

또한,스크류는 중앙을 기점으로 일측은 정방향 나사산,타측은 역방향의 나사산을 형성하고 각 나사산에 슬라이드 가이드를 결합시켜 작동시킬 수 있게 하고 베이스 플레이트와 업다운 플레이트의 사이의 일측에는 리프팅 센서를 설치하여 리프팅 높낮이를 감지할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

그러므로 본 발명은 공장 및 물류창고에서 운용되는 무인운반대차는 일반적으로 1톤 이상의 적재물을 운반하기 위하여 대용량의 배터리가 필요하고 배터리의 사용시간을 증대시키기 위해서는 무인운반대차의 공차중량을 최소화하여야 하나 기존 중량의 유압 리프팅장치나 다수의 모터를 적용할 경우 무인운반대차의 차체중량의 증가로 사용시간이 단축되고 운용효율이 저하되던 것을 단일 서보모터와 단일 축의 정역방향 스크류 및 링크기구를 이용하여 무인운반대차의 리프팅력 증가와 정밀제어가 가능케 하며 무게중심과 외형을 저상형으로 형성하여 전복 등의 안전사고를 미연에 방지하며 리프팅장치의 중량 최소화로 인한 배터리의 용량증대 및 사용시간을 연장시켜 킬 수 있게 할 뿐만아니라 차체중량 감소로 운용효율성을 증대시키고 또한 플렉시블 라인으로의 적용 시 소량 다품종 제조공정에서 조립작업을 용이하게 수행할 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

도 1 은 본 발명의 전체구조를 도시한 개략구조도
도 2 는 본 발명의 작동구조 설명을 위한 정면구조도
도 3 은 본 발명의 작동구조 설명을 위한 측면구조도
도 4 는 본 발명의 작동구조 설명을 위한 평면구조도

이하 발명의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 전체구조를 도시한 개략구조도로 구동 휠과 캐스터로 이송되는 무인운반대차의 업다운 플레이트를 승강시키기 위하여 서보모터와 감속기로 스크류를 회전시켜 슬라이드 가이드,링크 및 힌지 가이드로 상승및 하강작동시키는 구조를 도시하였고,도 2 는 본 발명의 작동구조 설명을 위한 정면구조도로 서보모터,감속기,스크류,링크 및 가이드 샤프트로 업다운 플레이트를 승강시키는 구조를 도시하였고,도 3 은 본 발명의 작동구조 설명을 위한 측면구조도로 도 2 의 작동설명에서 리프팅 센서를 포함하여 작동되는 구조를 도시하였고,도 4 는 본 발명의 작동구조 설명을 위한 평면구조도로 업다운 플레이트 상에 상기의 작동구조 설명을 위하여 도시하였다.

구동 휠(W)과 캐스터(1)(1')로 운행하는 무인운반대차(C)의 업다운 플레이트(30)를 상승 및 하강시키는 저상형 무인운반대차용 리프팅장치에 있어서,

상기 무인운반대차(C)의 베이스 플레이트(10) 상의 중앙에 서보모터(M)와 감속기(11)에 의해 회전하는 스크류(12)를 아이들 힌지축(13)(13')으로 입설하고 상기 스크류(12)의 양측에는 슬라이드 가이드(14)(14')를 설치하여 베이스 플레이트(10) 상의 LM가이드(15)(15')를 따라 슬라이딩하게 하며 상기 슬라이드 가이드(14)(14')에는 각 링크(20)(20')의 일측을 힌지 결합시키고 링크(20)(20')의 타측은 상부 업다운 플레이트(30)의 하단 힌지 가이드(31)(31')에 힌지 결합시키며 상기 베이스 플레이트(10)와 업다운 플레이트(30)의 사이의 4방향에는 가이드 샤프트(40)(40')를 설치하여 업다운 플레이트(30)의 승하강 시 안내할 수 있게 하였다.

상기 스크류(12)는 중앙을 기점으로 일측은 정방향 나사산(12a),타측은 역방향의 나사산(12b)을 형성하고 각 나사산(12a)(12b)에 슬라이드 가이드(14)(14')를 결합시켜 작동시킬 수 있게 하였다.

상기 베이스 플레이트(10)와 업다운 플레이트(30)의 사이의 일측에는 리프팅 센서(50)를 설치하여 리프팅 높낮이를 감지할 수 있게 하였다.

도면 중 미 설명 부호 (41)(41')는 가이드 샤프트 하우징이고 (51)(52)는 지그이다.

이와 같이 된 본 발명은 단일 축의 정역방향 스크류 및 링크기구를 이용하여 무인운반대차의 리프팅력 증가시킴과 동시에 리프틴 센서로 정밀제어 및 리프팅량을 감지가 가능케 하며 무게중심과 외형을 저상형으로 형성하여 전복 등의 안전사고를 미연에 방지하며 리프팅장치의 중량 최소화로 인한 배터리의 용량증대 및 사용시간을 연장시켜 킬 수 있게 할 뿐만아니라 차체중량 감소로 운용효율성을 증대시키고 또한 플렉시블 라인으로의 적용 시 소량 다품종 제조공정에서 조립작업을 용이하게 수행할 수 있는 저상형 무인운반대차용 리프팅장치를 제공할 수 있게 하였다.

도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 본 발명은 무인운반대차(C)에 서보모터(M),감속기(11),정역방향 스크류(12),슬라이드 가이드(14)(14'),링크(20)(20'),힌지 가이드(31)(31'),가이드 샤프트(40)(40') 및 리프팅 센서(50)로 구성된다.

상기의 본 발명 리프팅장치는 구동 휠(W)과 캐스터(1)(1')로 무인운반대차(C)를 이송운반시키고 작업화물을 적재시킬 때 업다운 플레이트(30)를 상승 또는 하강시켜 작업화물을 용이하게 적재시킬 수 있게 한 것이다.

상기 리프팅 장치는 무인운반대차(C)의 베이스 플레이트(10) 상의 중앙에 서보모터(M)의 구동력을 감속기(11)를 통하여 정역방향 스크류(12)를 회전시키고 정역방향 스크류(12)의 양측단은 힌지축(13)(13')으로 지지시킨다.

상기 정역방향 스크류(12)는 중앙을 기점으로 일측은 정방향 나사산(12a)이 설치되고 타측은 역방향 나사산(12b)이 설치되어 각 나사산(12a)(12b)에 슬라이드 가이드(14)(14')를 설치하여 베이스 플레이트(10) 상에 설치된 LM가이드(15)(15')를 따라 좌우방향으로 슬라이딩되게 설치한다.

상기 슬라이드 가이드(14)(14')에는 각각 링크(20)(20')의 일측을 힌지 결합시키고 타측은 업다운 플레이트(30)의 하단 힌지 가이드(31)(31')에 결합시킨다.

상기 베이스 플레이트(10)와 업다운 플레이트(30) 사이의 4방향에 가이드 샤프트(40)(40')를 설치하되 베이스 플레이트(10)에 설치된 가이드 샤프트 하우징(41)(41')에 업다운 플레이트(30)의 하단에 설치된 가이드 샤프트(40)(40')가 삽입되어 업다운 플레이트(30)의 승강작동 시 안내되게 하였다.

상기 리프팅 센서(50)는 도 3 과 같이 베이스 플레이트(10)와 업다운 플레이트(30)의 사이의 일측에는 리프팅 센서(50)를 설치하여 업다운 플레이트(30)의 승강작동 시 리프팅 높낮이를 감지할 수 있게 하였다.

상기 업다운 플레이트(30)를 승강작동은 베이스 플레이트(10)에 설치된 서보모터(M)를 작동시켜 감속기(11)를 통하여 스크류(12)를 정회전시킨다.

상기 스크류(12)가 정회전하면 스크류(12)의 정방향 나사산(12a)과 역방향 나사산(12b)에 설치된 슬라이드 가이드(14)(14')가 좌우 양측 즉, 중앙에서 외부로 LM 가이드(15)(15')에 안내되며 슬라이딩하여 슬라이드 가이드(14)(14')에 힌지 결합된 링크(20)(20')가 업다운 플레이트(30)의 하단에 설치된 힌지 가이드(31)(31')를 밀어서 업다운 플레이트(30)를 상승시킨다.

이때 베이스 플레이트(10)와 업다운 플레이트(30) 사이의 설치된 가이드 샤프트(40)(40')도 가이드 샤프트 하우징(41)(41')에서 상승하고 리프팅 센서(50)는 업다운 플레이트(30)의 상승량을 검출한다.

상기 업다운 플레이트(30)를 하강작동은 베이스 플레이트(10)에 설치된 서보모터(M)를 작동시켜 감속기(11)를 통하여 스크류(12)를 역회전시킨다.

상기 스크류(12)가 역회전하면 스크류(12)의 정방향 나사산(12a)과 역방향 나사산(12b)에 설치된 슬라이드 가이드(14)(14')가 좌우 양측 즉, 외부에서 중앙으로 LM 가이드(15)(15')에 안내되며 슬라이딩하여 슬라이드 가이드(14)(14')에 힌지 결합된 링크(20)(20')가 업다운 플레이트(30)의 하단에 설치된 힌지 가이드(31)(31')를 당겨서 업다운 플레이트(30)를 하강시키고 베이스 플레이트(10)와 업다운 플레이트(30) 사이의 설치된 가이드 샤프트(40)(40')도 가이드 샤프트 하우징(41)(41')에서 하강하는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

1,1': 캐스터 10: 베이스 플레이트
11: 감속기 12: 스크류
12a,12b: 정역방향 나사산 13,13': 아이들 힌지축
14,14': 슬라이드 가이드 15,15': LM 가이드
20,20': 링크 30: 업다운 플레이트
31,31': 힌지 가이드 40,40': 가이드 샤프트
50: 리프팅 센서 C: 무인운반대차
M: 서보모터 W: 구동휠

Claims (3)

1. 구동 휠(W)과 캐스터(1)(1')로 운행하는 무인운반대차(C)의 업다운 플레이트(30)를 상승 및 하강시키는 저상형 무인운반대차용 리프팅장치에 있어서,
   상기 무인운반대차(C)의 베이스 플레이트(10) 상의 중앙에 서보모터(M)와 감속기(11)에 의해 회전하는 스크류(12)를 아이들 힌지축(13)(13')으로 입설하고 상기 스크류(12)의 양측에는 슬라이드 가이드(14)(14')를 설치하여 베이스 플레이트(10) 상의 LM가이드(15)(15')를 따라 슬라이딩하게 하며 상기 슬라이드 가이드(14)(14')에는 각 링크(20)(20')의 일측을 힌지 결합시키고 링크(20)(20')의 타측은 상부 업다운 플레이트(30)의 하단 힌지 가이드(31)(31')에 힌지 결합시키며 상기 베이스 플레이트(10)와 업다운 플레이트(30)의 사이의 4방향에는 가이드 샤프트(40)(40')를 설치하여 업다운 플레이트(30)의 승하강 시 안내할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 저상형 무인운반대차용 리프팅장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스크류(12)는 중앙을 기점으로 일측은 정방향 나사산(12a),타측은 역방향의 나사산(12b)을 형성하고 각 나사산(12a)(12b)에 슬라이드 가이드(14)(14')를 결합시켜 작동시킬 수 있게 한 것을 특징으로 하는 저상형 무인운반대차용 리프팅장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스 플레이트(10)와 업다운 플레이트(30)의 사이의 일측에는 리프팅 센서(50)를 설치하여 리프팅 높낮이를 감지할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 저상형 무인운반대차용 리프팅장치.