KR20240012097A - 자율 모바일 로봇용 팔렛무버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자율 모바일 로봇용 팔렛무버에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 자율 모바일 로봇용 팔렛 무버에 있어서, 상기 자율 모바일 로봇의 상측에 구비되는 승하강장치, 상기 승하강장치의 전방에 구비되는 승하강레일, 상기 승하강레일에 구비되는 승하강 리프트 및 상기 승하강 리프트에 구비되는 팔렛암을 포함한다.

Description

자율 모바일 로봇용 팔렛무버{PALLET MOVER FOR AUTONOMOUS MOBILE ROBOT}

본 발명은 자율 모바일 로봇용 팔렛무버에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 핸드 파레트는 한 벌의 유압회로가 내장된 펌핑블럭과, 상기 펌핑블럭의 상면에 설치되는 펌프, 정부에 수직으로 승하강하는 승강램을 갖는 실린더, 레버체인 및 푸싱레버와, 레버체인을 구동하는 하강레버를 구비하고, 상기 펌프 및 실린더와 상호연동가능하게 작동되도록 설치되는 핸들과, 상기 펌핑블럭의 하면부에 좌우회전가능하게 장착되는 방향전환바퀴와, 상부가 상기 실린더의 승강램의 상단부에 장착되어 승강램의 승하강에 따라 승하강하는 프레임헤드와, 상기 프레임헤드의 하단부에 전방으로 돌출형성되는 2개 또는 3개의 프레임베드로 구성되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 핸드 파레트는 상대적으로 중량이 가벼운 화물의 이송은 가능하였으나, 본 발명에서 사용하고자 하는 소규모 및 대규모 산업현장에서 상대적으로 중량이 무거운 물체를 이송하는데 있어서, 파레트가 견고한 지지를 하지 못하여 승강램의 작동 시파레트가 원활하게 작동하지 못하는 문제점이 있었다.

무거운 물체를 로딩 또는 언로딩하기 위해 작업자가 여러명이 동시에 작업을 해야하므로, 인력 및 시간적인 낭비를 초래하였을 뿐만 아니라, 소규모 산업현장에서는 협소한 공간에서의 이송이 거의 불가능하였다.

이에 전동장치를 이용하여 최소한의 작업자가 사용할 수 있는 파레트가 개발되었으나, 고가의 비용과 대량생산의 어려운 여건으로 인해 널리 사용되지 못하고 있는 실정이다.

또한, 현재 많은 물류센터 등에서 사람이 아닌 자율이동 모바일 로봇을 이용하는 곳이 증가하였으며, 이에따라 기존의 핸드 파레트를 자율이동 모바일 로봇용을 제작할 필요가 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허 제10-1800429호(2017.11.16. 공개)에 개시되어 있다.

본 발명은 파레트의 높이에 대응되도록 팔렛무버를 제어할 수 있는 자율 모바일 로봇용 팔렛무버를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 자율 모바일 로봇용 팔렛 무버에 있어서, 상기 자율 모바일 로봇의 상측에 구비되는 승하강장치, 상기 승하강장치의 전방에 구비되는 승하강레일, 상기 승하강레일에 구비되는 승하강 리프트 및 상기 승하강 리프트에 구비되는 팔렛암을 포함한다.

상기 승하강레일의 양측에 구비되어 상기 승하강 리프트의 이동을 유도하는 가이드부재 및 상기 승하강 리프트의 전방에 구비되며, 상기 가이드 부재에 결합되는 승하강 캠을 더 포함할 수 있다.

상기 가이드부재는 상측에 구비되는 제1캠 팔로워 및 상기 제1캠 팔로워의 하측에 구비되는 제2캠 팔로워를 포함하고, 상기 승하강 캠은 상기 제1캠 팔로워에 결합되는 제1캠, 상기 제2캠 팔로워에 결합되는 제2캠 및 상기 승하강 리프트의 하측 전방에 결합되는 결합홈을 포함할 수 있다.

상기 팔렛암은 상기 결합홈과 일측이 결합되는 제1 구동부, 상기 제1 구동부의 타측과 결합되는 제2 구동부, 상기 제2 구동부의 타측과 결합되는 제3 구동부 및 상기 제1 구동부 내지 제3 구동부의 외측에 구비되는 커버를 포함할 수 있다.

상기 제1 구동부는 상기 일측에 형성되는 제1 연결홀, 상기 타측에 양측으로 돌출되어 구비되는 제1 돌출부재 및 상기 제1 연결홀과 상기 제1 돌출부재를 연결하는 제1 연결부재를 포함할 수 있다.

상기 제2 구동부는 일측 및 타측에 각각 구비되는 제2 결합홀 및 상기 제2 결합홀 사이에 구비되는 제2 연결부재를 포함하고, 상기 일측에 구비되는 제2 결합홀은 상기 제1 돌출부재에 결합될 수 있다.

상기 제3 구동부는 상기 커버 내측에 구비되는 측면가이드, 상기 측면 가이드에 구비되는 측면 캠팔로워, 일측이 상기 제2 결합홀에 결합되는 결합대응부, 상기 결합대응부의 하측에 구비되며 상기 측면 캠팔로워에 결합되는 측면캠, 타측에 구비되는 바퀴를 포함하는 이동부재 및 일측이 상기 커버 내측에 결합되고, 타측이 상기 이동부재에 결합되는 지지부재를 포함할 수 있다.

상기 방법 및 특징을 갖는 본 발명에 따르면, 기울기를 가지는 측면판이 형성됨으로써, 팔렛무버의 승하강 동작시 로드되는 무게를 지지할 수 있다.

또한, 파레트의 홈의 높이에 맞췌 포크를 넣을 수 있도록 높이조절이 가능하며, 포크의 내부에 바퀴가 있어, 파레트의 홈에 수월하게 인입될 수 있다.

또한, 승하강 장치와 포크 내부에 형성된 바퀴가 각각 무게를 분산시켜 파레트를 상승 또는 하강 시킴으로써, 기존의 핸드파레트나 지게차에 비해 무거운 물체를 안정적으로 승하강시킬 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자율모바일 로봇용 팔렛무버를 나타낸 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 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자율모바일 로봇용 팔렛무버를 나타낸 도면이다.

도 1에서 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 필렛무버(1)는 승하강 장치(10), 승하강 레일(20), 승하강 리프트(30), 가이드부재(40), 승하강 캠(50), 팔렛 암(60) 및 커버(70)를 포함하며, 자율 모바일 로봇(2)에 결합된다.

먼저, 자율 모바일 로봇(2)은 복수의 라이다 센서를 이용하여 다수의 장애물을 인식하고, 최적의 경로 및 고정경로를 선택하여 주행하는 로봇으로 주로 공장이나 물류센터에서 사용하는 로봇이다. 이러한 로봇의 경우 기존에는 상측에 부하가 가는 물건을 적제한다. 이러한 자율 모바일 로봇(2)은 전면, 후면, 측면 또는 상면에 다른 부품을 부착할 수 있다.

먼저, 승하강 장치(10)는 자율 모바일 로봇(2)의 상측에 구비될 수 있다. 여기서, 승하강 장치(10)는 자율 모바일 로봇(2)의 상측면에 구비되고, 자율 모바일 로봇(2)의 진행방향의 전면의 중심에 구비될 수 있다. 즉, 승하강 장치(10)는 유압을 이용하여 승하강 동작을 제공한다. 이렇게 유압을 이용하여 승하강 동작을 하는 승하강 장치(10)는 기존의 유압장치를 이용하는 것으로 발명의 설명은 생략한다.

다음으로, 승하강 레일(20)은 승하강 장치(10)의 전면에 구비되며, 승하강 장치(10)를 기준으로 양측으로 이격되어 각각 구비된다. 이때, 승하강 레일(20)은 승하강 장치(10)의 전면에 구비되는 가이드에 결합되며, 승하강 장치(10)의 이동에 따라 레일이 상하로 이동한다. 이러한 승하강 레일(20)의 이동을 통해 팔렛 무버를 상하로 이동시킬 수 있다.

다음으로, 승하강 리프트(30)의 후면이 승하강 레일(20)의 전면에 설치되어 승하강 레일(20)의 이동에 따라 함께 상하 이동을 제공한다. 여기서, 승하강 리프트(30)는 승하강 레일(20)에 부착되는 부착판(미도시) 및 부착판(미도시)의 양 측에 형성되는 측면판(31)을 포함한다. 먼저, 부착판(미도시)는 승하강 레일(20)의 부착되며, 정사각형 또는 직사각형 형태로 형성될 수 있다. 그리고 측면판(31)은 상측이 하측보다 짧게 형성되며, 상측과 하측이 이격된 거리는 부착판(미도시)의 높이에의해 결정된다. 이렇게 상측이 하측보다 짧게 형성됨으로써, 도 1 내지 도 3에서 나타낸 것과 같이 자율 모바일 로봇(2)의 진행방향으로 측면판(31)의 일측면은 기울기를 가지도록 형성될 수 있다. 이렇게 기울기를 가지는 측면판(31)이 형성됨으로써, 팔렛무버(1)의 승하강 동작시 로드되는 무게를 지지할 수 있다.

다음으로, 가이드 부재(40)는 승하강 레일(20)의 양측에 구비되어 승하강 리프트(30)의 이동을 유도한다. 이러한 가이드 부재(40)는 제1 캠 팔로워(41) 및 제2 캠 팔로워(42)를 포함한다. 먼저, 도 1 내지 도 3에서 나타낸 것처럼, 제1 캠 팔로워(41)는 제2 캠 팔로워(42)의 상측에 형성되며, 우하측에서 좌상측으로 일정한 기울기를 가지도록 형성되며, 후술할 승하강 캠(50)이 결합된다. 그리고 제2 캠 팔로워(42)는 수직으로 하측으로부터 상측으로 수직으로 형성되며, 수직으로 형성된 단부에서 제1 캠 팔로워(41)와 동일한 기울기를 가지도록, 우하측에서 좌상측으로형성된다. 이때, 제2 캠 팔로워(42)는 제1 캠 팔로워(41)와 동일하게 후술할 승하강 캠(50)과 결합된다. 이렇게, 가이드 부재(40)에 제1 캠 팔로워(41) 및 제2 캠 팔로워(42)가 각각 형성됨으로써, 후술할 승하강 캠(50)의 동작을 제공할 수 있으며, 승하강 캠(50)의 이동이 외측으로 이격되는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 승하강 캠(50)은 승하강 리프트(30)의 측면판(31)에 구비되며, 가이드 부재(40)에 결합된다. 이러한 승하강 캠(50)은 제1캠(51), 제2캠(52) 및 결함홈(53)을 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 3에서 나타낸 것처럼, 제1캠(51)은 제1 캠 팔로워(41)에 결합되며, 제2 캠(52)은 제2 캠 팔로워(42)에 결합되고, 결합홈(53)은 승하강 리프트(30)의 측면판(31)에 원형통형바를 통해 결합된다. 제1캠(51) 및 제2캠(52)은 서로다른 크기를 가지도록 형성될 수 있으며, 제1캠(51) 및 제2캠(52)의 크기는 제1 캠 팔로워(41) 및 제2 캠 팔로워(42)의 홈크기에 따라 변경될 수 있다. 제1캠(51)에 걸리는 부하가 제2캠(52)에 걸리는 부하보다 더 크게 걸려 제1캠(51)은 제2캠(52)보다 크게 형성된다.

다음으로, 팔렛암(60)은 제1 구동부(61), 제2 구동부(62) 및 제3 구동부(63)를 포함한다. 이러한 제1 구동부(61)는 결합홈(53)과 일측이 결합되며, 제1 구동부(61)의 타측과 제2 구동부(62)의 일측이 결합되며, 제2 구동부(62)의 타측과 제3 구동부(63)의 일측이 결합된다.

먼저, 제1 구동부(61)는 제1 연결홀(611), 제1 돌출부재(612) 및 제1 연결부재(613)를 포함한다. 여기서, 제1 연결홀(611)은 제1 구동부(61)의 일측에 형성되며, 결합홈(53)과 동일한 위치에서 원동형 바를 통해 결합된다. 이때, 원통형 바를 통해 결합홈(53)과 제1 연결홀(611)이 결합됨으로써, 원통형 바를 축으로하는 이동을 제공할 수 있다. 제1 돌출부재(612)는 제1 구동부(61)의 타측에 형성되며, 양측으로 돌출되어 구비된다. 이러한 제1 동출부재(612)는 후술할 제2 구동부(62)의 일측과 결합될 수 있다. 그리고, 제1 연결홀(611)과 제1 돌출부재(612)를 연결하는 제1 연결부재(613)를 포함한다. 도 1 내지 도 3에서 나타낸 것처럼, 제1 연결부재(613)는 ‘ㄴ’자 형태로 구성되며, 제1 연결부재(613)의 중심으로부터 제1 연결홀(611)에 가까운 위치에 굴곡점이 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 제1 구동부(61)는 승하강 장치(10)로부터 승하강 레일(20)을 통해 동력을 전달받을 수 있다.

다음으로, 제2 구동부(62)는 제2 결합홀(621) 및 제2 연결부재(622)를 포함한다. 먼저, 제2 결합홀(621)은 일측 및 타측에 각각 구비되며, 제2 연결부재(622)의 일측 및 타측에 제2 결합홀(621)이 각각 형성된다. 또한, 제2 연결부재(622)의 일츨에 결합되는 제2 결합홀(621)은 제1 돌출부재(612)와 결합되어 승하강 장치(10)로부터 전달되는 동력을 전달받을 수 있다. 그리고 제2 연결부재(622)의 일측에 결합되는 제2 결합홀(621)이 제1 돌출부재(612)와 끼움 결합되며, 제2 구동부(62)는 제1 돌출부재(612)를 축으로 이동할 수 있다. 이렇게 제2 구동부가 형성됨에따라 승하강 장치(10)의 승하강 운동을 전진 및 후진 운동으로 힘의 방향을 전환할 수 있다. 이렇게 힘의 방향을 전환함으로써, 제3 구동부(63)의 동작을 제공할 수 있다.

다음으로, 제3 구동부(63)는 측면 가이드(631), 측면 캠팔로워(632), 이동부재(633) 및 지지부재(634)를 포함한다. 먼저, 측면 가이드(631)는 후술할 커버(70)의 내측에 구비되며, 측면 가이드(631)는 측면 캠팔로워(632)를 포함한다. 그리고 이동부재(633)는 제2 결합홀(621)에 결합되는 결합대응부(633-1), 결합대응부(633-1)의 하측에 구비되며 측면 캠팔로워(632)에 결합되는 측면캠(633-2), 타측에 구비되는 바퀴(633-3)를 포함한다. 그리고 지지부재(634)는 일측이 커버(70) 내측에 결합되고, 타측이 이동부재(633)에 결합된다. 이렇게 구성된 제3 구동부(63)는 제2 구동부(62)로부터 획득한 힘의 방향인 전진 및 후진 운동을 다시 상하 운동으로 변경한다. 이러한 설명은 후술할 팔렛무버의 동작을 통해 자세하게 설명한다.

다음으로, 커버(70)는 승하강 장치(10), 승하강 레일(20), 승하강 리프트(30), 가이드부재(40), 승하강 캠(50) 및 팔렛암(60)의 외부에 형성되어 각각의 구성을 보호하기위해 형성된다. 또한, 커버(70)는 포크 리프트의 포크와 동일한 기능을 가지며, 본 발명의 실시예에서는 파레트(3)를 상승 및 하강시킬 수 있다.

이하에서는 도 1 내지 도 3를 이용하여 필렛무버(2)의 동작을 설명한다.

먼저, 도 1에서 나타낸 것과 같이 자율모바일로봇(2)은 진행방향측에 팔렛무버(1)를 장착한다. 도 2에서 나타낸 것처럼, 팔렛무버(1)를 장착한 자율모바일로봇(2)은 파레트(3)의 홈높이에 대응되도록 승하강 장치(10)를 제2캠(52)의 수직 높이만큼 상승시킨다. 그러면, 제1 구동부(61)가 전면측으로 이동하게되며, 이러한 이동을 통해 이동부재가 바닥면으로 제2캠(52)의 수직 높이만큼 상승하게된다. 이렇게 팔렛무버(1)가 상승함으로써, 파레트(3)의 홈의 크기에 대응할 수 있다.

다음으로 도 3에서 나타낸 것과 같이 승하강 레일(20)을 통해 승하강 리프트(30)가 상승하면, 승하강 캠(50)의 제1캠(51)과 제2캠(52) 각각의 제1 캠팔로워(41) 및 제2 캠팔로워(42)를 따라 이동하게되며, 이러한 이동을 통해 제1 구동부(61)가 상승하며 제2 구동부(62)를 자율모바일로봇(2)의 진행방향으로 진행하도록 힘을 제공하고, 제2 구동부(62)는 제3 구동부(63)에 해당 힘을 제공한다. 그러면, 제3 구동부(63)의 결합 대응부(633-1)를 기준으로 이동부재(633)가 바닥면으로 이동함에 따라 파레트(3)가 상승하게 된다. 그리고 이동부재(633)가 바닥면으로 이동함과 동시에 이동부재(633)의 지지대응부(633-4)가 지지부재(634)를 따라 바닥면으로 내려오면서 지지부재(634)를 바닥면으로 내릴수 있다. 이에 지지부재(634)는 이동부재(633)를 지지하게되며, 파레트(3)의 상승을 원활하게 제공할 수 있다.

상기 방법 및 특징을 갖는 본 발명에 따르면, 기울기를 가지는 측면판이 형성됨으로써, 팔렛무버의 승하강 동작시 로드되는 무게를 지지할 수 있으며, 파레트의 홈의 높이에 맞췌 포크를 넣을 수 있도록 높이조절이 가능하며, 포크의 내부에 바퀴가 있어, 파레트의 홈에 수월하게 인입될 수 있다.

또한, 승하강 장치와 포크 내부에 형성된 바퀴가 각각 무게를 분산시켜 파레트를 상승 또는 하강 시킴으로써, 기존의 핸드파레트나 지게차에 비해 무거운 물체를 안정적으로 승하강시킬 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: 팔렛무버 10: 승하강장치
2: 자율 모바일 로봇 20: 승하강 레일
3: 파레트 30: 승하강 리프트
31: 측면판 40: 가이드 부재
41: 제1 캠 팔로워 42: 제2 캠 팔로워
50: 승하강 캠 51: 제1캠
52: 제2캠 53: 결합홈
60: 팔렛암 61: 제1 구동부
611: 제1 연결홀 612: 제1 돌출부재
613: 제1 연결부재 62: 제2 구동부
621: 제2 결합홀 622: 제2 연결부재
63: 제3 구동부 631: 측면 가이드
632: 측면 캠 팔로워 633: 이동부재
633-1: 결합 대응부 633-2: 측면 캡
633-3: 바퀴 633-4:지지 대응부
634: 지지부재 70: 커버

Claims (7)

1. 자율 모바일 로봇용 팔렛 무버에 있어서,
   상기 자율 모바일 로봇의 상측에 구비되는 승하강장치;
   상기 승하강장치의 전방에 구비되는 승하강레일;
   상기 승하강레일에 구비되는 승하강 리프트; 및
   상기 승하강 리프트에 구비되는 팔렛암;을 포함하는 팔렛무버.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 승하강레일의 양측에 구비되어 상기 승하강 리프트의 이동을 유도하는 가이드부재; 및
   상기 승하강 리프트에 구비되며, 상기 가이드 부재에 결합되는 승하강 캠;을 더 포함하는 팔렛무버.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 가이드부재는,
   상측에 구비되는 제1캠 팔로워; 및
   상기 제1캠 팔로워의 하측에 구비되는 제2캠 팔로워;를 포함하고,
   상기 승하강 캠은,
   상기 제1캠 팔로워에 결합되는 제1캠;
   상기 제2캠 팔로워에 결합되는 제2캠; 및
   상기 승하강 리프트의 하측 전방에 결합되는 결합홈;을 포함하는 팔렛무버.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 팔렛암은,
   상기 결합홈과 일측이 결합되는 제1 구동부;
   상기 제1 구동부의 타측과 결합되는 제2 구동부;
   상기 제2 구동부의 타측과 결합되는 제3 구동부; 및
   상기 제1 구동부 내지 제3 구동부의 외측에 구비되는 커버;를 포함하는 팔렛무버.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1 구동부는,
   상기 일측에 형성되는 제1 연결홀;
   상기 타측에 양측으로 돌출되어 구비되는 제1 돌출부재; 및
   상기 제1 연결홀과 상기 제1 돌출부재를 연결하는 제1 연결부재;를 포함하는 팔렛무버.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제2 구동부는
   일측 및 타측에 각각 구비되는 제2 결합홀; 및
   상기 제2 결합홀 사이에 구비되는 제2 연결부재;를 포함하고,
   상기 일측에 구비되는 제2 결합홀은 상기 제1 돌출부재에 결합되는 팔렛무버.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제3 구동부는,
   상기 커버 내측에 구비되는 측면가이드;
   상기 측면 가이드에 구비되는 측면 캠팔로워;
   일측이 상기 제2 결합홀에 결합되는 결합대응부, 상기 결합대응부의 하측에 구비되며 상기 측면 캠팔로워에 결합되는 측면캠, 타측에 구비되는 바퀴를 포함하는 이동부재; 및
   일측이 상기 커버 내측에 결합되고, 타측이 상기 이동부재에 결합되는 지지부재;를 포함하는 팔렛무버.