WO2023074978A1 - 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치 및 방법 - Google Patents

폐기물 자동선별로봇 피킹 장치 및 방법 Download PDF

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WO2023074978A1
WO2023074978A1 PCT/KR2021/016002 KR2021016002W WO2023074978A1 WO 2023074978 A1 WO2023074978 A1 WO 2023074978A1 KR 2021016002 W KR2021016002 W KR 2021016002W WO 2023074978 A1 WO2023074978 A1 WO 2023074978A1
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pressure
syringe
waste
inner shaft
hole
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PCT/KR2021/016002
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English (en)
French (fr)
Inventor
지의현
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주식회사 에이씨아이케미칼아시아
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B5/00—Operations not covered by a single other subclass or by a single other group in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65F—GATHERING OR REMOVAL OF DOMESTIC OR LIKE REFUSE
    • B65F5/00—Gathering or removal of refuse otherwise than by receptacles or vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present invention relates to an automatic waste sorting robot picking apparatus and method, and more particularly, to an automatic waste sorting robot picking that can selectively switch between vacuum and atmospheric pressure through air pressure and control the strength to adsorb, extract, and classify garbage. It relates to an apparatus and method.
  • plastic waste causes various environmental problems. In the case of landfilling plastic waste, it does not rot and is not returned to the soil, which hinders the formation of stable ground and causes soil pollution in the long term.
  • plastic waste is incinerated, dioxin, a carcinogen harmful to the human body, is generated, which not only directly harms the human body, but also indirectly contaminates soil and water, and is secondarily absorbed by the human body, resulting in deformed children due to mutations. It causes serious problems such as childbirth. Therefore, recycling of plastic waste, rather than landfill or incineration, has become an urgent issue.
  • plastic waste is PET (polyethylene terephthalate: beverage bottles, tableware, meat packaging, etc.), PE (polyethylene: milk bottles, detergent containers, plastic bags, shopping bags), PP (polypropylene: margarine, grocery bags, It can be classified into bottle caps, carpets, edible wraps), PS (polystyrene: yogurt bottles, cooking utensils, hangers, and foam containers).
  • PET polyethylene terephthalate: beverage bottles, tableware, meat packaging, etc.
  • PE polyethylene: milk bottles, detergent containers, plastic bags, shopping bags
  • PP polypropylene: margarine, grocery bags, It can be classified into bottle caps, carpets, edible wraps
  • PS polystyrene: yogurt bottles, cooking utensils, hangers, and foam containers.
  • the sorted plastics are sorted into four types: PET, PE, PP, and PS, and a total of four sorting units are arranged sequentially, but the plastics to be sorted can be changed.
  • the air intake device of the air conveying type garbage disposal system disclosed in Korean Patent Publication No. 20-2009-0012998 according to the prior art has an on/off valve that is opened and closed by a symmetrical link structure, so that the on/off valve can be opened and closed more stably and with less driving force.
  • the present invention relates to an air intake device of an air conveying waste disposal system in which an on/off valve can be opened and closed.
  • An air intake device of an air conveying type waste disposal system includes a frame fixed to an air intake port communicating with a waste transfer pipe, an opening/closing valve for opening and closing the air intake port, a link connected to the frame and the opening/closing valve, and , and a driving means for operating the link so that the on-off valve moves up and down.
  • the links are installed symmetrically from side to side around the central axis of the on-off valve, and each link is composed of an upper link and a lower link hingedly connected to each other at a central hinge, and one end of the upper link is hingedly connected to the frame And, one end of the lower link is hingedly connected to the upper end of the on-off valve.
  • the present invention uses a hinged link structure, so that the opening/closing valve can be opened without a large amount of power, and the air inlet can be more firmly sealed when the opening/closing valve is closed.
  • the main object of the present invention is to selectively control the conversion and intensity of vacuum pressure and atmospheric pressure through air pressure to adsorb garbage and to be able to sort after extraction.
  • the main object of the present invention is to make it possible to adsorb and adsorb garbage to be sorted through an error-free and uncomplicated step-by-step pneumatic process, and then discharge the garbage to a collection point.
  • an object of the present invention is to make it possible to selectively change the principle of holding the garbage to vacuum pressure or atmospheric pressure, so that the garbage can be adsorbed, moved, and then discharged only with air pressure instead of the existing mechanical physical force. This is to prevent external damage.
  • an object of the present invention is to minimize mutual friction or impact between shafts for step-by-step processes such as length extension and adsorption in a classification device for garbage holding.
  • an object of the present invention is to make it possible to control the change of vacuum pressure and the speed of movement between shafts through free change of air pressure, so that it can be applied according to the weight of sorted waste or the type of object.
  • the automatic waste sorting robot picking apparatus and method of the present invention as described above is provided with an external shaft and an internal shaft in which a first syringe and a second syringe communicate with each other are formed, and the fluid pressure that changes in the first syringe Determines whether the inner shaft with the piston moves back and forth and adsorbs waste, but when the outer shaft supplies moving pressure and intake pressure to the inner shaft step by step, the inner shaft moves in the direction of waste and then adsorbs the outer shaft.
  • the intake pressure is released from the shaft, the discharge pressure is applied at the same time, and the transfer pressure is supplied in stages, the waste is discharged and the inner shaft moves into the first syringe.
  • the outer shaft forms a main entry/exit hole communicating with the first syringe at the outer periphery of the upper part to supply or block pressure through the first syringe and the second syringe to the inlet end of the inner shaft. Determine whether or not to adsorb waste.
  • the outer shaft forms a first pressure hole and a second pressure hole communicating with the first syringe at the upper and lower outer peripheries, respectively, and the piston of the inner shaft is installed therebetween.
  • connection valve having an expanded inlet diameter is installed at one end of the outer shaft, and a flexible corrugated pipe is further formed in the connection valve.
  • connection valve is connected to the first connection valve and the second connection valve, the first connection valve is fastened to the inlet of the inner shaft, and the second connection valve has a shape in which the diameter of the inlet is expanded. 1It is coupled to the connection valve.
  • the first pressure hole and the second sub pressure hole branched in an upright state are formed to face each other in the first pressure hole and the second pressure hole, so that the piston can be moved upward or downward.
  • an extension tube is further formed at the top of the piston so that fluid pressure supplied through the first sub-pressure hole can be concentrated between the extension tube and the first syringe.
  • the automatic waste sorting robot picking method of the present invention applies fluid pressure to the top of the syringe through the first pressure hole of the first syringe in which the space of the syringe is divided into two through the piston when the information classification signal for the separated waste is input.
  • the automatic waste sorting robot picking apparatus and method of the present invention are provided with an external shaft and an internal shaft in which a first syringe and a second syringe communicated with each other are formed, respectively, and the change in the first syringe
  • the reciprocating movement of the inner shaft with the piston and adsorption of waste are determined by the fluid pressure, but when the moving pressure and the intake pressure are supplied from the outer shaft to the inner shaft step by step, the inner shaft moves in the direction of waste and adsorbs it, When intake pressure is released from the outer shaft, discharge pressure is applied simultaneously, and moving pressure is supplied step by step, the waste is discharged and the inner shaft is configured to move into the first syringe.
  • the waste sorting apparatus and method of the present invention enables selective change of the principle of holding the garbage to vacuum pressure or atmospheric pressure, so that the garbage can be adsorbed, moved, and then discharged with only air pressure instead of the existing mechanical force This has the effect of preventing external damage to the classification device.
  • waste sorting apparatus and method of the present invention have an effect of minimizing mutual friction or impact between shafts for step-by-step processes such as length extension and adsorption in the sorting apparatus for garbage holding.
  • the waste sorting apparatus and method of the present invention has the effect of enabling to control the change in vacuum pressure and the speed of movement between shafts through free change in air pressure, so that it can be applied according to the weight of sorted waste or the type of object. .
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a garbage suction device according to the prior art.
  • Figure 2 is a perspective view showing a robot picking device for automatic sorting of waste according to the present invention.
  • Figure 3 is an exploded perspective view showing a robot picking device for automatic sorting of waste according to the present invention.
  • Figure 4 is a front view showing a robot picking device for automatic sorting of waste according to the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view showing a robot picking device for automatic sorting of waste according to the present invention.
  • Figure 6 is a front view showing the operating state of the automatic waste sorting robot picking device of the present invention.
  • Figure 7 is a cross-sectional view showing a state before operation of the automatic waste sorting robot picking device of the present invention.
  • Figure 8 is a cross-sectional view showing a state during operation of the automatic waste sorting robot picking device of the present invention.
  • Figure 9 is a cross-sectional view showing a state after operation of the automatic waste sorting robot picking device of the present invention.
  • first syringe 112 main entry/exit hole
  • first pressure hole 113a first sub pressure hole
  • connection valve 114a first connection valve
  • the automatic waste sorting robot picking device 100 of the present invention is installed in a waste sorting robot.
  • the waste sorting robot recognizes the type and location of a target object with a camera and moves the robot arm to a position close to the waste.
  • the robot arm measures the distance between garbages and then moves the automatic waste sorting robot picking device close to the garbage, and at the same time adjusts the air vacuum pressure of the automatic waste sorting robot picking device for each distance to enable effective garbage collection and classification.
  • the outer shaft 110 and the inner shaft 120 are linearly coupled so as to be mutually movable, and a corrugated pipe 115 for adsorption is installed at the end of the inner shaft.
  • the inner shaft 120 moves through the air pressure supplied to the inside of the syringe of the outer shaft 110, thereby extending or shortening the length of the automatic waste sorting robot picking device.
  • the picking device is moved to the collection space through the robot.
  • a configuration enabling this is provided with an external shaft 110 and an internal shaft 120, each of which has a first syringe 111 and a second syringe 121 communicating with each other.
  • the reciprocating movement of the inner shaft 120 having the piston 122 and the adsorption of waste are determined by the fluid pressure varying in the first syringe 111, and the moving pressure and the intake pressure (vacuum pressure) of the outer shaft 110 are transmitted to the inner shaft 120.
  • the inner shaft 120 moves in the direction of waste and then proceeds with adsorption.
  • the outer shaft 110 forms a main entrance/exit hole 112 communicating with the first syringe 111 at the outer periphery of the upper portion, and supplies or blocks pressure through the first syringe 111 and the second syringe 121 to supply or block the inner shaft 120. Determines whether or not waste is adsorbed at the inlet end of the
  • the movement of the inner shaft 120 from the outer shaft 110 is performed through the first pressure hole 113 and the second pressure hole 123.
  • the outer shaft 110 is formed so that the first pressure hole 113 and the second pressure hole 123 communicating with the first syringe 111 face each other at the upper and lower outer peripheries, and at the same time, the piston 122 of the inner shaft is installed therebetween. do.
  • first pressure hole 113 and the second pressure hole 123 are formed inward from the outer circumference of the outer shaft 110 and then communicated with the first pressure hole 113 and the second pressure hole 123 in an upright manner, respectively.
  • the first sub pressure hole 113a is formed at the end of the first pressure hole 113 in an upright direction
  • the second sub pressure hole 123a is formed at the end of the second pressure hole 123 in an upright direction.
  • first sub pressure hole 113a and the second sub pressure hole 123a face each other in an imaginary straight line, place the piston 122 at the center, and are located on both sides of the piston 122.
  • connection valve 114 installed at the end of the inner shaft 120 is connected to the first connection valve 114a and the second connection valve 114b, the first connection valve 114a is fastened to the inlet of the inner shaft 120, and the second connection valve 114b is the inlet. It is coupled to the first connection valve 114a in a shape in which the diameter of is expanded.
  • connection valve 114 having an expanded inlet diameter is installed at one end of the external shaft 110, and a flexible corrugated pipe 115 is further formed on the connection valve 114.
  • an extension pipe 122a is further formed at the top of the piston 122 so that the fluid pressure supplied through the first sub-pressure hole 113a can be concentrated between the extension pipe 122a and the first syringe 111.
  • An information classification signal for the sorted waste trash is input.
  • the garbage information is location information, size information, weight information, etc., and appropriate air pressure is provided according to the garbage information.
  • air pressure provides fluid pressure to the upper part of the syringe through the first pressure hole 113 of the first syringe 111, in which the space of the syringe is divided into two, through the piston 122, thereby compressing the piston 122 downward, and at the same time pressurizing the lower part of the syringe.
  • the filled air is discharged through the second pressure hole 123 to move the inner shaft 120 downward from the outer shaft 110 so that the waste to be sorted is brought into contact with the inlet of the inner shaft 120 .
  • the air pressure injected into the syringe fills the space between the inner periphery of the piston 122 and the outer periphery of the extension tube 122a and moves the piston 122 downward.
  • the air pressure filled in the syringe space located below the piston 122 is discharged to the outside through the second pressure hole 123 and the 22nd sub pressure hole to prevent movement interference of the inner shaft 120.
  • the waste is adsorbed to the corrugated pipe 115 through vacuum pressure, and the inner shaft 120 is moved into the syringe of the outer shaft 110 by vacuum pressure.
  • the robot moves the automatic waste sorting robot picking device to the waste collection location through the robot.
  • the step of discharging the waste to a collection place by releasing the fluid pressure provided to the main draw-out hole and introducing the fluid into the syringe at the same time.
  • the principle that enables the garbage to be grasped can be selectively changed to vacuum pressure or atmospheric pressure, so that the garbage can be adsorbed, moved, and then discharged only with air pressure instead of the existing mechanical physical force. It has the effect of preventing damage.

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Abstract

본 발명의 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치 및 방법은 내부에 상호 연통된 제1시린저와 제2시린저가 각각 형성된 외부샤프트 및 내부샤프트가 마련되고, 상기 제1시린저에서 변화하는 유체압력에 의해 피스톤을 갖는 내부샤프트의 왕복 이동 및 폐기물 흡착 여부를 결정하되, 상기 외부샤프트에서 이동압력과 흡기압력을 내부샤프트에 단계적으로 공급하면 내부샤프트가 폐기물 방향으로 이동 후 흡착을 진행하고, 상기 외부샤프트에서 흡기압력 해제와 동시에 배출압력을 부여하고 이동압력을 단계적으로 공급하면 폐기물을 배출 및 내부샤프트가 제1시린저 내부로 이동한다.

Description

폐기물 자동선별로봇 피킹 장치 및 방법
본 발명은 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기압을 통해 진공압과 대기압의 선택적 전환 및 세기를 제어하여 쓰레기를 흡착하여 추출 후 분류할 수 있도록 하는 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 플라스틱 폐기물은 여러 가지 환경문제를 야기한다. 플라스틱 폐기물을 매립하는 경우에는 부패가 되지 않고 토양에 환원되지 않아 안정적인 지반형성을 방해하고 장기적으로는 토양오염의 원인이 된다.
그리고, 플라스틱 폐기물을 소각을 하는 경우에는 인체에 해로운 발암물질인 다이옥신이 발생하여 인체에 직접적인 해를 줄 뿐만 아니라, 간접적으로도 토양, 물 등을 오염시켜서 2차적으로 인체에 흡수되어 돌연변이에 의한 기형아 출산 등의 심각한 문제를 야기시킨다. 따라서, 매립이나 소각이 아닌 플라스틱 폐기물의 재활용 문제는 시급한 현안이 되고 있다.
플라스틱 폐기물을 재활용을 위해서는 재활용 용도를 고려하여 플라스틱류 제품을 제조 원료에 따라 재분류 하여야 한다. 참고로, 플라스틱 폐기물은 원료에 따라 PET(polyethylene terephthalate: 음료수병, 식기, 육류포장류 등), PE(polyethylene: 우유병, 세제용기, 비닐봉투, 쇼핑백), PP(polypropylene: 마가린, 잡화봉투, 병뚜껑, 카펫, 식용랩), PS (polystyrene: 요구르트병, 요리기구, 행거, 발포용기) 등으로 분류될 수 있다.
이와 같이 재활용 가능한 플라스틱 폐기물을 원료 별로 선별하기 위해서, 최근에는 근적외선을 이용한 선별방식이 사용되고 있다. 기존 근적외선을 이용한 선별장치는 원료마다 근적외선의 반사광이 다른 특성을 이용하여 특정 성분의 플라스틱류를 선별하도록 구성되며, 복수 종류의 플라스틱류를 선별하기 위해서는 선별 대상이 되는 플라스틱류의 수만큼 선별유닛을 순차적으로 배치하여 1개의 선별유닛을 거칠 때마다 해당하는 플라스틱류를 선별하도록 구성하였다.
선별된 플라스틱은 PET, PE, PP, PS의 4종으로 선별되며, 총 4개의 선별유닛이 순차적으로 배치된 형태로 이루어지지만, 각각의 선별 대상 플라스틱류는 변경이 가능하다.
종래 기술에 따른 대한민국 공개특허 20-2009-0012998호의 공기 이송 방식 쓰레기 처리 시스템의 공기 흡입장치는 좌우 대칭인 링크 구조에 의해 개폐되는 개폐밸브를 구비함으로써 개폐밸브가 더 안정적으로 개폐되고, 적은 구동력으로 개폐밸브가 개폐될 수 있는 공기 이송 방식 쓰레기 처리 시스템의 공기 흡입 장치에 관한 것이다. 본 고안에 따른 공기 이송식 쓰레기 처리 시스템의 공기 흡입장치는 쓰레기 이송관에 연통되는 공기 흡입구에 고정되는 프레임과, 상기 공기 흡입구를 개폐하는 개폐밸브와,상기 프레임 및 상기 개폐밸브에 연결되는 링크 및, 상기 링크를 동작하여 상기 개폐밸브가 상하 이동되도록 하는 구동 수단을 포함한다. 상기 링크는 상기 개폐밸브의 중심축을 중심으로 좌우 대칭으로 설치되고, 상기 각각의 링크는 중앙 힌지부에서 서로 힌지 연결되는 상부 링크와 하부 링크로 구성되고, 상기 상부 링크의 일단부는 상기 프레임과 힌지 연결되며, 상기 하부링크의 일단부는 상기 개폐밸브의 상단에 힌지 연결된다. 본 고안은 힌지연결된 링크 구조를 이용하여, 개폐밸브가 큰 동력에 의하지 않고서도 개방될 수 있고, 개폐밸브가 폐쇄되는 경우 공기 흡입구가 보다 견고히 밀폐될 수 있도록 구성된다.
그러나, 종래 기술의 경우 힌지 연결된 링크 구조와 개폐밸브를 이용한 공압 구조로 이루어져 기계식 및 공압식 기계 구조를 병합하기 때문에 부품의 복잡함과 계식과 공압식의 정확한 단계적 공정이 이루어지기 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 주 목적은 공기압을 통해 진공압과 대기압의 선택적 전환 및 세기를 제어하여 쓰레기를 흡착하여 추출 후 분류할 수 있도록 하는 데 있다.
또한, 본 발명의 주 목적은 오류 없고 복잡하지 않은 단계적인 공기압 공정을 통해 분류 대상 쓰레기에 근접 후 흡착시킨 다음 수집장소에 쓰레기는 배출시킬 수 있도록 하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 쓰레기를 파지할 수 있도록 하는 원리를 진공압 또는 대기압으로 선택적 변화를 가능하도록 하여 기존 기계학적 물리력이 아닌 공기압만으로도 쓰레기를 흡착 후 이동 한 후 배출시킬 수 있도록 하여 분류장치의 외부 손상을 방지하도록 하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 쓰레기 파지를 위해 분류장치에서 길이 신장 및 흡착 등 단계적 공정을 위한 샤프트들의 상호 마찰 또는 충격을 최소화하도록 하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 공기압력의 자유로운 세기 변화를 통해 진공압 변화 및 샤프트간의 이동 속도를 제어할 수 있도록 하여 분류쓰레기의 무게 또는 대상 종류에 맞추어 적용시킬 수 있도록 하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의폐기물 자동선별로봇 피킹 장치 및 방법은 내부에 상호 연통된 제1시린저와 제2시린저가 각각 형성된 외부샤프트 및 내부샤프트가 마련되고, 상기 제1시린저에서 변화하는 유체압력에 의해 피스톤을 갖는 내부샤프트의 왕복 이동 및 폐기물 흡착 여부를 결정하되, 상기 외부샤프트에서 이동압력과 흡기압력을 내부샤프트에 단계적으로 공급하면 내부샤프트가 폐기물 방향으로 이동 후 흡착을 진행하고, 상기 외부샤프트에서 흡기압력 해제와 동시에 배출압력을 부여하고 이동압력을 단계적으로 공급하면 폐기물을 배출 및 내부샤프트가 제1시린저 내부로 이동한다.
본 발명에 따르면, 상기 외부샤프트는 상부에 외주연에서 제1시린저와 연통되는 메인입출입공을 형성하여 제1시린저와 제2시린저를 통해 압력을 공급 또는 차단시켜 내부샤프트의 입구 단부에 폐기물의 흡착여부를 결정한다.
본 발명에 따르면, 상기 외부샤프트는 상부와 하부 외주연에서 제1시린저와 연통되는 제1압력공과 제2압력공을 마부보게 각각 형성시키는 동시에 상기 내부사프트의 피스톤이 사이에 설치한다.
본 발명에 따르면, 상기 외부샤프트 일단부에는 입구 지름이 확장된 연결밸브가 설치되고, 상기 연결밸브에는 플랙시블 주름관이 더 형성된다.
본 발명에 따르면, 상기 연결밸브는 제1연결밸브와 제2연결밸브로 이음하되, 상기 제1연결밸브는 내부샤프트 입구에 체결되고, 상기 제2연결밸브는 입구의 지름이 확장되는 형상으로 제1연결밸브에 결합된다.
본 발명에 따르면, 상기 제1압력공과 제2압력공에는 각각 직립 상태로 분기된 제1서브압력공과 제2서브압력공을 상호 마주보게 형성하여 피스톤을 상부 또는 하부로 이동시킬 수 있도록 한다.
본 발명에 따르면, 상기 피스톤은 상부에 연장관을 더 형성시켜 제1서브압력공을 통해 공급되는유체압력이 연장관과 제1시린저 사이로 집중시킬 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 폐기물 자동선별로봇 피킹 방법은 별된 폐기물에 대한 정보 분류 신호가 입력되면 피스톤을 통해 시린저의 공간이 2개로 구분된 제1시린저의 제1압력공을 통해 유체압력을 시린저 상부로 제공하여 피스톤을 하부로 누르는 동시에 시린저 하부에 채워진 공기를 제2압력공으로 배출시켜 외부샤프트에서 내부샤프트를 하부로 이동시켜 분류 대상 폐기물에 내부샤프트의 입구를 접촉시키는 단계와, 상기 제1압력공에 제공된 압력을 제거하는 단계와, 상기 메인인출입공으로 시린저 내부의 유체 압력을 빨아들여 분류 대상 폐기물이 내부 샤프트 입구에 흡착 고정시키면 시린저를 진공압으로 변환시켜 내부샤프트를 상승시키는 단계와, 로봇을 통해 폐기물 수거 위치에 분류장치를 옮기는 단계와, 상기 메인인출입공에 제공된 유체압력을 해제시키는 동시에 시린저 내부로 유입시켜 폐기물을 수집장소에 배출하는 단계로 이루어진다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치 및 방법은 내부에 상호 연통된 제1시린저와 제2시린저가 각각 형성된 외부샤프트 및 내부샤프트가 마련되고, 상기 제1시린저에서 변화하는 유체압력에 의해 피스톤을 갖는 내부샤프트의 왕복 이동 및 폐기물 흡착 여부를 결정하되, 상기 외부샤프트에서 이동압력과 흡기압력을 내부샤프트에 단계적으로 공급하면 내부샤프트가 폐기물 방향으로 이동 후 흡착을 진행하고, 상기 외부샤프트에서 흡기압력 해제와 동시에 배출압력을 부여하고 이동압력을 단계적으로 공급하면 폐기물을 배출 및 내부샤프트가 제1시린저 내부로 이동하도록 구성한다.
이를 통해, 오류없고 복잡하지 않은 단계적인 공기압 공정을 통해 분류 대상 쓰레기에 근접 후 흡착시킨 다음 수집장소에 쓰레기는 배출시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 폐기물 분류장치 및 방법은 쓰레기를 파지할 수 있도록 하는 원리를 진공압 또는 대기압으로 선택적 변화를 가능하도록 하여 기존 기계학적 물리력이 아닌 공기압만으로도 쓰레기를 흡착 후 이동 한 후 배출시킬 수 있도록 하여 분류장치의 외부 손상을 방지하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 폐기물 분류장치 및 방법은 쓰레기 파지를 위해 분류장치에서 길이 신장 및 흡착 등 단계적 공정을 위한 샤프트들의 상호 마찰 또는 충격을 최소화하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 폐기물 분류장치 및 방법은 공기압력의 자유로운 세기 변화를 통해 진공압 변화 및 샤프트간의 이동 속도를 제어할 수 있도록 하여 분류쓰레기의 무게 또는 대상 종류에 맞추어 적용시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 쓰레기 흡입장치를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치를 나타낸 분해사시도.
도 4는 본 발명의 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명의 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치를 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명의 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치의 작동상태를 나타낸 정면도.
도 7은 본 발명의 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치의 작동 전 상태를 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명의 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치의 작동 중 상태를 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명의 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치의 작동 후 상태를 나타낸 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치 110 : 외부샤프트
111 : 제1시린저 112 : 메인입출입공
113 : 제1압력공 113a : 제1서브압력공
114 : 연결밸브 114a : 제1연결밸브
114b : 제2연결밸브 115 : 주름관
120 : 내부샤프트 121 : 제2시린저
122 : 피스톤 122a : 연장관
123 : 제2압력공 123a : 제2서브압력공
130 : 연결장치
이하 본 고안에 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 고안의 요지를 모호하지 않기 위하여 생략한다.
본 발명의 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치 100는 폐기물 분류 로봇에 설치된다.
즉, 폐기물 분류 로봇은 카메라로 대상 물체 종류 및 위치를 인식하여 로봇암을 폐기물에 근접 위치로 이동시킨다.
상기 로봇암은 쓰레기 간의 거리를 측정한 다음 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치를 쓰레기에 근접시키는 동시에 거리 별로 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치의 공기의 진공압을 조절하여 효과적인 쓰레기 파지 및 분류를 가능하도록 한다.
즉, 상기 외부샤프트 110와 내부샤프트 120가 상호 이동 가능하게 직선 결합되고, 상기 내부 샤프트 끝단에 흡착용 주름관 115을 설치한다.
이를 통해, 외부샤프트 110의 시린저 내부로 공급되는 공기압을 통해 내부샤프트 120가 이동하여 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치의 길이를 연장시키거나 단축시킬 수 있다.
또한, 내부샤프트 120의 입구단부에 진공압을 발생시켜 쓰레기를 흡착시키면, 로봇을 통해 피킹장치를 수거 공간으로 이동시킨다.
이후, 진공압을 해제시켜 흡착된 쓰레기를 수거 공간으로 배출시킨다.
이를 가능하게 하는 구성은 내부에 상호 연통된 제1시린저 111와 제2시린저 121가 각각 형성된 외부샤프트 110 및 내부샤프트 120가 마련된다.
상기 제1시린저 111에서 변화하는 유체압력에 의해 피스톤 122을 갖는 내부샤프트 120의 왕복 이동 및 폐기물 흡착 여부를 결정하되, 상기 외부샤프트 110에서 이동압력과 흡기압력(진공압)을 내부샤프트 120에 단계적으로 공급하면 내부샤프트 120가 폐기물 방향으로 이동 후 흡착을 진행한다.
이후, 상기 외부샤프트 110에서 흡기압력 해제와 동시에 배출압력을 부여하고 이동압력을 단계적으로 공급하면 폐기물을 수거 공간으로 배출하는 동시에 내부샤프트 120가 제1시린저 111 내부로 이동한다.
이를 위해, 상기 외부샤프트 110는 상부에 외주연에서 제1시린저 111와 연통되는 메인입출입공 112을 형성하여 제1시린저 111와 제2시린저 121를 통해 압력을 공급 또는 차단시켜 내부샤프트 120의 입구 단부에 폐기물의 흡착 여부를 결정한다.
여기서, 외부샤프트 110에서 내부샤프트 120의 이동을 위한 구성은 제1압력공 113과 제2압력공 123을 통해 이루어진다.
즉, 상기 외부샤프트 110는 상부와 하부 외주연에서 제1시린저 111와 연통되는 제1압력공 113과 제2압력공 123을 마주보게 각각 형성시키는 동시에 상기 내부사프트의 피스톤 122이 사이에 설치되도록 한다.
특히, 상기 제1압력공 113과 제2압력공 123은 외부샤프트 110 외주연에서 내부 방향으로 형성시킨 다음 제1압력공 113과 제2압력공 123에 각각 직립되게 연통시킨다.
다시 말해, 상기 제1압력공 113 끝단에 제1서브압력공 113a을 직립되는 방향으로 형성시키고, 또한 제2압력공 123 끝단에 제2서브압력공 123a을 직립되는 방향으로 형성시킨다.
여기서, 제1서브압력공 113a과 제2서브압력공 123a은 중심이 가상의 일직선상으로 마주보고 피스톤 122을 중심에 배치시키고 상기 피스톤 122 양측에 위치된다.
이는, 제1압력공 113과 제1서브압력공 113a을 통해 공기를 시린저로 주입하여 피스톤 122을 밀어 하부로 이동시킨다.
동시에 피스톤 122 하부에 위치된 시린저의 공기는 제2서브압력공 123a과 제압력공을 통해 외부로 유출되어 피스톤 122의 하부 이동을 돕는다.
그리고, 내부샤프트 120 끝단에 설치된 연결밸브 114는 제1연결밸브 114a와 제2연결밸브 114b로 이음하되, 상기 제1연결밸브 114a는 내부샤프트 120 입구에 체결되고, 상기 제2연결밸브 114b는 입구의 지름이 확장되는 형상으로 제1연결밸브 114a에 결합된다.
또한, 상기 외부샤프트 110 일단부에는 입구 지름이 확장된 연결밸브 114가 설치되고, 상기 연결밸브 114에는 플랙시블 주름관 115이 더 형성된다.
이를 통해 제1연결밸브 114a와 제2연결밸브 114b를 분리 또는 결합을 가능하게 하고 이를 통하여 주름관 115의 교체를 가능하게 하여 쓰레기 종류 또는 크기에 맞추어 적합한 크기를 갖는 주름관 115을 적용할 수 있도록 한다.
특히, 상기 피스톤 122은 상부에 연장관 122a을 더 형성시켜 제1서브압력공 113a을 통해 공급되는유체압력이 연장관 122a과 제1시린저 111 사이로 집중시킬 수 있도록 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용은 아래와 같다.
선별된 폐기물 쓰레기에 대한 정보 분류 신호가 입력된다.
상기 쓰레기 정보는 위치정보, 크기 정보, 무게 정보 등으로 해당 쓰레기의 정보에 맞추어 적정 공기압을 제공한다.
먼저, 공기압은 피스톤 122을 통해 시린저의 공간이 2개로 구분된 제1시린저 111의 제1압력공 113을 통해 유체압력을 시린저 상부로 제공하여 피스톤 122을 하부로 압박하는 동시에 시린저 하부에 채워진 공기를 제2압력공 123으로 배출시켜 외부샤프트 110에서 내부샤프트 120를 하부로 이동시켜 분류 대상 폐기물에 내부샤프트 120의 입구를 접촉시킨다.
구체적으로, 제1압력공 113과 제1서브압력공 113a으로 공기압을 주입하면 시린저로 주입된 공기압은 피스톤 122 내주연과 연장관 122a 외주연 사이 공간으로 채워지면서 피스톤 122을 하부로 이동시킨다.
이때, 피스톤 122 하부에 위치한 시린저 공간에 채워진 공기압은 제2압력공 123과 제22서브압력공을 통해 외부로 배출하여 내부샤프트 120의 이동 간섭을 방지한다.
이와 같은 공정을 통해 외부샤프트 110에서 내부샤프트 120의 이동하면 내부샤프트 120의 끝단에 설치된 주름관 115이 쓰레기에 근접되거나, 밀착된다.
이후, 상기 메인인출입공으로 시린저 내부의 유체 압력을 빨아들여 분류 대상 폐기물이 내부 샤프트 입구에 흡착 고정시키면 시린저를 진공압으로 변환시켜 내부샤프트 120를 상승시킨다.
즉, 메인인출입공을 통해 공기를 흡착시키는 공정은 진공압을 통해 해당 쓰레기를 주름관 115에 흡착시키는 동시에 진공압에 의해 내부샤프트 120를 외부샤프트 110의 시린저 내부로 이동시킨다.
그리고, 로봇을 통해 폐기물 수거 위치에 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치를를 옮긴다.
또한, 상기 메인인출입공에 제공된 유체압력을 해제시키는 동시에 시린저 내부로 유입시켜 폐기물을 수집장소에 배출하는 단계로 이루어진다.
이를 통해, 오류없고 복잡하지 않은 단계적인 공기압 공정을 통해 분류 대상 쓰레기에 근접 후 흡착시킨 다음 수집장소에 쓰레기는 배출시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 쓰레기를 파지할 수 있도록 하는 원리를 진공압 또는 대기압으로 선택적 변화를 가능하도록 하여 기존 기계학적 물리력이 아닌 공기압만으로도 쓰레기를 흡착 후 이동 한 후 배출시킬 수 있도록 하여 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치의 외부 손상을 방지하도록 하는 효과가 있다.
또한, 쓰레기 파지를 위해 분류장치에서 길이 신장 및 흡착 등 단계적 공정을 위한 샤프트들의 상호 마찰 또는 충격을 최소화하도록 하는 효과가 있다.
또한, 공기압력의 자유로운 세기 변화를 통해 진공압 변화 및 샤프트간의 이동 속도를 제어할 수 있도록 하여 분류쓰레기의 무게 또는 대상 종류에 맞추어 적용시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 있어서 명백할 것이다.

Claims (8)

  1. 린저가 각각 형성된 외부샤프트 및 내부샤프트가 마련되고,
    상기 제1시린저에서 변화하는 유체압력에 의해 피스톤을 갖는 내부샤프트의 왕복 이동 및 폐기물 흡착 여부를 결정하되,
    상기 외부샤프트에서 이동압력과 흡기압력을 내부샤프트에 단계적으로 공급하면 내부샤프트가 폐기물 방향으로 이동 후 흡착을 진행하고,
    상기 외부샤프트에서 흡기압력 해제와 동시에 배출압력을 부여하고 이동압력을 단계적으로 공급하면 폐기물을 배출 및 내부샤프트가 제1시린저 내부로 이동하는 것을 특징으로 하는 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부샤프트는,
    상부에 외주연에서 제1시린저와 연통되는 메인입출입공을 형성하여 제1시린저와 제2시린저를 통해 압력을 공급 또는 차단시켜 내부샤프트의 입구 단부에 폐기물의 흡착여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외부샤프트는 상부와 하부 외주연에서 제1시린저와 연통되는 제1압력공과 제2압력공을 마부보게 각각 형성시키는 동시에 상기 내부사프트의 피스톤이 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외부샤프트 일단부에는 입구 지름이 확장된 연결밸브가 설치되고, 상기 연결밸브에는 플랙시블 주름관이 더 형성됨을 특징으로 하는 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결밸브는 제1연결밸브와 제2연결밸브로 이음하되, 상기 제1연결밸브는 내부샤프트 입구에 체결되고, 상기 제2연결밸브는 입구의 지름이 확장되는 형상으로 제1연결밸브에 결합되는 것을 특징으로 하는 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1압력공과 제2압력공에는 각각 직립 상태로 분기된 제1서브압력공과 제2서브압력공을 상호 마주보게 형성하여 피스톤을 상부 또는 하부로 이동시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤은 상부에 연장관을 더 형성시켜 제1서브압력공을 통해 공급되는유체압력이 연장관과 제1시린저 사이로 집중시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 폐기물 자동선별로봇 피킹 장치.
  8. 선별된 폐기물에 대한 정보 분류 신호가 입력되면 피스톤을 통해 시린저의 공간이 2개로 구분된 제1시린저의 제1압력공을 통해 유체압력을 시린저 상부로 제공하여 피스톤을 하부로 누르는 동시에 시린저 하부에 채워진 공기를 제2압력공으로 배출시켜 외부샤프트에서 내부샤프트를 하부로 이동시켜 분류 대상 폐기물에 내부샤프트의 입구를 접촉시키는 단계와,
    상기 제1압력공에 제공된 압력을 제거하는 단계와,
    상기 메인인출입공으로 시린저 내부의 유체 압력을 빨아들여 분류 대상 폐기물이 내부 샤프트 입구에 흡착 고정시키면 시린저를 진공압으로 변환시켜 내부샤프트를 상승시키는 단계와,
    로봇을 통해 폐기물 수거 위치에 분류장치를 옮기는 단계와,
    상기 메인인출입공에 제공된 유체압력을 해제시키는 동시에 시린저 내부로 유입시켜 폐기물을 수집장소에 배출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐기물 자동선별로봇 피킹 방법.
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