KR20240012094A - 자율 모바일 로봇용 리프트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자율 모바일 로봇용 리프트에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 하판, 하판의 양측에 구비되는 측면판, 상기 측면판의 외측에 구비되는 동력부재, 상기 동력부재의 이동측에 구비되는 이동판, 상기 측면판의 내측에 구비되며, 상기 동력부재의 동작으로 상승 또는 하강하는 수직판 및 상기 수직판의 양 측에 구비되는 지지부재를 포함한다.

Description

자율 모바일 로봇용 리프트{LIFT OF AUTONOMOUS MOBILE ROBOT}

본 발명은 자율 모바일 로봇용 리프트에 관한 것이다.

최근 들어, 자동화 산업에 의한 제품의 생산량이 확대되고 있으며, 이에 따른 원자재 공급 및 완성품의 운반을 위해 다양한 이송 로봇이 개발되어 산업현장에 적용되고 있다. 이러한 이송 로봇은 크기나 종류에 따라 중대형 화물을 이송하는 데 사용되고 있으며, 특히 사람이 운반하기 힘든 항공기와 관련된 대형 부품을 이송하는데 적용 가능하여 작업자의 노동력 및 안전사고를 감소시킬 수 있는 있게된다.

종래의 물건을 이송하는 로봇은 이송하는 물건을 리프트(lift)하는 리프트 수단 및 로봇을 이동시키는 이동 수단을 포함한다. 그런데, 종래의 로봇의 경우 리프트 수단 및 이동 수단이 하나의 스탠드 얼론(standalone) 장치로 개발되어, 변화한 작업 환경에 따라 로봇의 기능을 교체하거나 변경하는 등의 적응성 및 확장성이 부족한 문제가 있다.

또한, 수직으로 상승시키는 리프트의 경우 복수의 장치가 필요하게되어 부피를 차지한다는 문제가 있다. 이러한 문제는 공장 내부에서 이동되는 자율 모바일 로봇에 설치되기는 부적절하다. 또한, 기존의 리프트의 경우 메인 컨트롤 장치로부터 신호를 수신하여 전기적으로 리프트를 상승 또는 하강시킴으로 복수의 전자 제어장치를 필요로하며, 제어신호에 대한 오류가 발생하는 경우 고장이 쉽게 발생한다.

따라서 좁은 공간에 설치할 수 있으며, 고장이 쉽게 발생하지 않도록 하는 자율 모바일 로봇용 리프트가 필요하게 되었다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허 제10-2021-0132463호(2021.11.04. 공개)에 개시되어 있다.

본 발명은 수평이동을 수직이동으로 변환시켜 물건을 상승 또는 하강시키기 위한 자율 모바일 로봇용 리프트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 하판, 하판의 양측에 구비되는 측면판, 상기 측면판의 외측에 구비되는 동력부재, 상기 동력부재의 이동측에 구비되는 이동판, 상기 측면판의 내측에 구비되며, 상기 동력부재의 동작으로 상승 또는 하강하는 수직판 및 상기 수직판의 양 측에 구비되는 지지부재를 포함한다.

상기 측면판은 수평부, 상기 수평부의 양 측에 돌출되는 돌출부, 상기 돌출부의 외측에 구비되어 상기 동력부재와 결합하는 제1 결합대응부 및 상기 돌출부의 내측에 구비되는 제1 가이드홀을 포함할 수 있다.

상기 이동판은 상기 수평부의 상측에 구비되며, 상기 동력부재의 이동측과 결합하는 제2 결합대응부 및 내측에 구비되는 하나 이상의 이동부재를 포함할 수 있다.

상기 지지부재는 상기 제1 가이드홀이 구비된 면에 수직으로 형성된 면에 구비되는 제2 가이드홀을 포함할 수 있다.

상기 수직판은 상기 이동부재의 이동 방향에 구비된 이동홀 및 외측에 형성되어 상기 제1 가이드홀에 결합되는 제1 가이드부재 및 양 측면에 형성되며, 상기 제2 가이드홀에 결합되는 제2 가이드부재를 포함할 수 있다.

상기 이동홀은 상기 시작홀과 종료홀을 포함하고, 상기 시작홀은 상기 종료홀보다 상측으로 이격되어 구비되며, 상기 시작홀로부터 상기 종료홀 까지 일정 각도로 구비되며, 상기 시작홀로부터 상기 종료홀까지의 길이는 상기 동력부재의 이동길이일 수 있다.

상기 이동홀은 상기 종료홀의 우측으로 이격되어 구비되는 안전홀을 포함하고 상기 시작홀과 종료홀을 연결하는 가상의 선과 상기 종료홍과 안전홀을 연결하는 가상의 선이 교차하는 지점의 각도가 둔각일 수 있다.

상기 방법 및 특징을 갖는 본 발명에 따르면, 급정거시에 발생되는 외력 및 관성의 영향을 줄일 수 있어 상판에 적재된 물품을 안전하게 이동시킬 수 있다.

또한, 좁은 공간에 설치할 수 있으며, 기계적으로 동작하기 때문에 자율 모바일 로봇의 오동작을 방지할 수 있다.

또한, 자율 모바일 로봇의 크기 및 규모에 따라 대응되도록 리프트를 설치할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율 모바일 로봇용 리프트를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자율 모바일 로봇용 리프트의 분해도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 리프트의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리프트가 상승했을 때의 동작에 따른 리프트를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동홀을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율 모바일 로봇용 리프트를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자율 모바일 로봇용 리프트의 분해도이며, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 리프트의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리프트가 상승했을 때의 동작에 따른 리프트를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동홀을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 1에서 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 자율 모바일 로봇용 리프트(1)는 하판(10), 측면판(20), 동력부재(30), 이동판(40), 수직판(50) 및 지지부재(60)을 포함한다. 여기서 하판(10)의 상측으로 측면판(20), 이동판(40), 수직판(50) 및 지지부재(60)가 결합되며, 하판(10)의 하측으로는 자율 모바일 로봇의 구동부가 결합된다. 이때, 하판(10)의 하측에는 자율 모바일 로봇의 동작에 따라 전달되는 진동을 최소화하기 위해 충격 저감 수단을 더 포함할 수 있다. 이때, 충격적 감수단은 쇼바 또는 스프링과 같은 충격을 흡수하는 수단일 수 있다.

다음으로, 측면판(20)은 하판(10)의 양측에 구비된다. 이때, 측면이라 함은 자율 모바일 로봇의 이동 방향을 기준으로 측면을 의미한다. 이러한 측면판(20)은 수평부(21), 돌출부(22), 결합대응부(23) 및 제1 가이드홀(24)을 포함한다. 먼저 수평부(21)는 하판(10)으로부터 일정 높이를 가지도록 형성되며, 돌출부(22)는 수평부의 양측에 상측으로 돌출되도록 형성된다. 이때, 수평부(21)의 높이와 돌출부(22)의 높이는 동일하게 형성될 수 있다. 그리고 수평부(21)의 상측과 양측에 형성된 돌출부(22)의 이격된 거리만큼 형성되는 공간은 후술할 이동부(30)가 위치하게 된다. 이러한 이동판(40)은 추후 설명하기로 한다. 즉, 수평부(21)와 양측에 형성되는 돌출부(22)는 ‘凹’와 같은 형태로 형성될 수 있다. 이렇게 중앙 부분에 오목한 부분이 형성됨으로써, 후술할 이동판(40)이 측면판(20)을 통해 이동을 제공할 수 있다. 그리고 결합대응부(23)는 후술할 동력부재(30)의 일측과 결합하기 위해 돌출부(22)의 일 측에 형성된다. 이때, 결합대응부(23)에 결합되는 동력부재(30)는 고정축이 결합된다. 또한, 도 3a 내지 도 3d에서 나타낸 것과 같이 돌출부(22)의 상측과 수평부(21)와 돌출부(22)가 결합되는 위치에 각각 이격되어 형성될 수 있으나, 동력부재(30) 고정축의 직경 또는 크기에 따라 서로 다른 위치에 이격되도록 형성될 수 있다. 이렇게 결합대응부(23)가 서로 다른 이격거리를 가지게 형성됨으로써, 동력부재(30)의 크기에 대응할 수 있으며, 동력부재(30)가 진동과 같은 외력에 의해 움직이거나 외부로 이격되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 결합대응부(23)는 측면판(20)의 외측에 형성될 수 있다. 다음으로, 제1 가이드홀(24)은 수평부(21)와 돌출부(22)의 내측에 형성되며, 후술할 제1 가이드 부재(53)가 결합되어 수직판(50)의 상하 이동을 원활하게 제공하고, 수직판(50)의 이탈을 방지할 수 있다. 이렇게 형성된 측면판(20)은 하판(10)의 측면의 최외곽에 위치함에 따라 후술할 수직판(50)을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있으며, 수직판(50)의 이탈을 방지할 수 있다. 이러한 제1 가이드홀(24)은 두 개 이상의 개수를 가지도록 측면판(20)에 형성될 수 있다. 즉, 제1 가이드홀(24)은 측면판(20)에 3개 또는 4개씩 형성될 수 있다.

다음으로, 동력부재(30)는 측면판(10)의 외측에 구비되며, 후술할 이동판(40)을 이동시키기 위해 전방 또는 후방으로 이동판(40)에 동력을 전달한다. 이때, 본 발명의 도면의 전반에서는 동력부재(30)로 액추에이터가 설치된 것으로 나타냈으나, 동력부재(30)는 이동판(40)에 동력을 전달하기 위해 모터와 같은 다른 동력전달 장비일 수 있다. 이러한 동력부재(30)는 도 3a 내지 도 3d에서 나타낸 것처럼, 동력부재(30)의 고정축이 결합대응부(23)에 결합되고, 이동축은 이동판(40)의 일측에 형성된 제2 결합대응부(41)에 결합된다. 그리고 동력부재(30)의 이동축의 이동 방향은 자율 모바일 로봇의 이동 방향과 동일한 방향으로 설치된다. 이렇게 동력부재(30)의 동력전달 방향이 자율 모바일 로봇의 이동 방향과 동일하게 설치되는 것은 자율 모바일 로봇이 급정지시 발생하는 관성에 대한 힘의 영향을 적게 받을 수 있다.

다음으로, 이동판(40)은 동력부재(30)의 이동측에 구비되며, 수평부(21)의 상측과 양측에 형성된 돌출부(22)의 이격된 거리만큼 형성되는 공간에 형성된다. 이러한 이동판(40)은 외측으로 형성되는 제2 결합대응부(41)를 포함하고, 제2 결합대응부(41)는 동력부재(30)의 이동측에 결합된다. 그리고 이동판(40)의 내측에는 하나 이상의 이동부재(42)가 형성되고, 이동부재(42)는 후술할 수직부(50)의 이동홀(51)에 결합되어 해당 거리를 이동한다. 이러한 이동부재(42)는 캠 팔로워 또는 베어링과 같이 회전을 통해 동력부재(30)의 동력전달시 원활하게 이동홀을 따라 이동할 수 있다. 또한, 이동부재는 LM 가이드를 사용할 수 있다.

그리고 이동판(40)의 길이는 양 돌출부(22)의 이격거리보다 짧게 형성되고, 이동판(40)의 단부와 마주보는 돌출부(22) 사이의 이격거리는 동력부재(30)의 이동반경에 대응되도록 형성된다. 이렇게 이동판(40)의 단부와 마주보는 돌출부(22) 사이의 이격거리가 형성됨으로써, 수직판(50)의 상하 이동에 대한 거리를 제한할 수 있다.

다음으로, 수직판(50)은 동력부재(30)의 이동에 따라 하판(10)에서 수직 방향으로 상승 또는 하강되며, 이동홀(51), 제1 가이드부재(52) 및 제2 가이드부재(53)를 포함한다. 먼저 이동홀(51)은 시작홀, 종료홀 및 시작홀과 종료홀을 연결하는 연결홀을 포함한다. 여기서 시작홀, 종료홀 및 연결홀은 동일한 직경을 가지도록 구성되고, 시작홀은 종료홀보다 상측으로 이격되도록 형성된다. 그리고 제1 가이드 부재(52)는 제1 가이드홀(24)에 대응되는 위치에 형성되며, 제2 가이드부재(53)는 후술할 제2 가이드홀(61)에 대응되는 위치에 형성된다. 이때, 제1 가이드부재(52) 및 제2 가이드부재(53)는 이동부재(42)와 동일한 캠 팔로워로 형성될 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. 즉, 제1 가이드부재(52) 및 제2 가이드부재(53)는 제1 가이드홀(24) 및 제2 가이드홀(61)에서 이동함에 따라 수직판(50)이 외측으로 이격되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 수직판(50)의 높이는 측면판(20)의 높이보다 높게 형성될 수 있다. 그리고 수직판(50)의 상측에는 상판이 결합된다. 이때, 수직판(50)의 높이는 측면판(20)의 높이보다 높게 형성되는 것은 상판과 측면판(10)의 접촉을 차단하기 위함이다.

다음으로, 지지부재(60)는 측면판(20)의 후면에 구비되고, 제2 가이드홀(61)을 포함한다. 여기서 지지부재(60)는 측면판(20)의 높이와 동일한 높이로 형성되며, 지지부재(60)의 폭은 돌출부(22)의 폭보다 작게 형성된다. 그리고 제2 가이드홀(62)에 수직판(50)의 제2 가이드부재(53)가 결합된다.

이렇게 형성된 리프트(1)는 동력부재(30)의 이동에 따라 이동판(40)이 이동하게 되고, 이때, 이동판(40)의 이동부재(42)가 이동홀(51)을 따라 진행하면서 수직판(50)을 상승시킨다. 이때, 제1 가이드부재(52)와 제2 가이드부재(53)는 진행 방향으로 힘을 받음과 동시에 제1 가이드홀(24)와 제2 가이드홀(61)에 해당 힘을 가하면서 안정적으로 수직판(50)을 상승시킬 수 있다.

이렇게 동력부재(30)의 수평이동의 방향을 수직으로 변경할 수 있으며, 좁은 위치에 설치할 수 있으며, 기계적으로 동작하기 때문에 자율 모바일 로봇의 오동작을 방지할 수 있다. 또한, 자율 모바일 로봇의 크기 및 규모에 따라 대응되도록 리프트(1)를 설치할 수 있다.

또한, 도 5에서 나타낸 것처럼, 이동홀(51)은 종료홀로부터 하판(10)과 수평 방향으로 일정 길이만큼 이격되어 형성되는 안전홀(54)을 더 포함할 수 있다. 이렇게 안전홀(54)을 포함하는 이동홀(51)은 도 5에서 나타낸 것처럼, 시작홀과 종료홀이 형성하는 홀과 종료홀과 안전홀(54)이 형성하는 홀의 각도가 둔각으로 형성될 수 있다. 이렇게 도 5에서 나타낸 것처럼, 안전홀(54)이 형성됨으로써, 이동부재(42)가 안전홀(54)에 결합될 수 있으며, 자율 모바일 로봇이 급 정지시 발생되는 관성의 영향을 줄일 수 있다. 즉, 자율 모바일 로봇이 급 정지시 발생되는 관성의 영향을 줄어들게 되면, 상판에 거치중인 물건의 흔들림을 최소화 할 수 있으며, 안정적으로 보호할 수 있다.

이러한, 동력부재(30)의 직선운동을 이동부재(42)와 이동홀(51)을 이용하여 수직 운동으로 변경하여 리프트(1)의 기능을 수행할 수 있으며, 급정거시에 발생되는 외력 및 관성의 영향을 줄일 수 있어 상판에 적재된 물품을 안전하게 이동시킬 수 있다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 청구범위를 통해 한정되지 않은 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 리프트 10: 하판
20: 측면판 21: 수평부
22: 돌출부 23: 결합 대응부
24: 제1 가이드홀 30: 동력부재
40: 이동판 41: 제2 결합대응부
42: 이동부재 50: 수직판
51: 이동홀 52: 제1 가이드부재
53: 제2 가이드부재 54: 안전홀
60: 지지부재 61: 제2 가이드홀

Claims (7)

1. 하판;
   하판의 양측에 구비되는 측면판;
   상기 측면판의 외측에 구비되는 동력부재;
   상기 동력부재의 이동측에 구비되는 이동판;
   상기 측면판의 내측에 구비되며, 상기 동력부재의 동작으로 상승 또는 하강하는 수직판; 및
   상기 수직판의 양 측에 구비되는 지지부재;를 포함하는 리프트.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 측면판은,
   수평부;
   상기 수평부의 양 측에 돌출되는 돌출부;
   상기 돌출부의 외측에 구비되어 상기 동력부재와 결합하는 제1 결합대응부; 및
   상기 돌출부의 내측에 구비되는 제1 가이드홀;을 포함하는 리프트.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 이동판은,
   상기 수평부의 상측에 구비되며, 상기 동력부재의 이동측과 결합하는 제2 결합대응부; 및
   내측에 구비되는 하나 이상의 이동부재;를 포함하는 리프트.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 지지부재는,
   상기 제1 가이드홀이 구비된 면에 수직으로 형성된 면에 구비되는 제2 가이드홀;을 포함하는 리프트.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 수직판은
   상기 이동부재의 이동 방향에 구비된 이동홀; 및
   외측에 형성되어 상기 제1 가이드홀에 결합되는 제1 가이드부재; 및
   양 측면에 형성되며, 상기 제2 가이드홀에 결합되는 제2 가이드부재;를 포함하는 리프트.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 이동홀은,
   상기 시작홀과 종료홀을 포함하고, 상기 시작홀은 상기 종료홀보다 상측으로 이격되어 구비되며, 상기 시작홀로부터 상기 종료홀 까지 일정 각도로 구비되며,
   상기 시작홀로부터 상기 종료홀까지의 길이는 상기 동력부재의 이동길이인 리프트.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 이동홀은,
   상기 종료홀의 우측으로 이격되어 구비되는 안전홀을 포함하고,
   상기 시작홀과 종료홀을 연결하는 가상의 선과 상기 종료홍과 안전홀을 연결하는 가상의 선이 교차하는 지점의 각도가 둔각인 리프트.