WO2024039082A1 - 화물 하차 자동화 방법 및 이를 수행하기 위한 화물 하차 자동화 머신 - Google Patents

화물 하차 자동화 방법 및 이를 수행하기 위한 화물 하차 자동화 머신 Download PDF

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WO2024039082A1
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cargo
unloading
loaded
mode
conveyor
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PCT/KR2023/010294
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English (en)
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정병진
박종삼
정병택
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주식회사 에스티씨엔지니어링
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Publication date
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    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
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    • B65G67/00—Loading or unloading vehicles
    • B65G67/02—Loading or unloading land vehicles
    • B65G67/24—Unloading land vehicles

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to cargo unloading automation technology.
  • the present invention is a project of the Ministry of Trade, Industry and Energy's robot industry core technology development project - pan-ministerial cooperation robot product technology (task number: 1415168943, detailed task number: 20009109, research project name: Development of a trunk cargo logistics transport vehicle unloading work system using robots , Host organization: STC Engineering Co., Ltd., Research period: 2020.05.01 ⁇ 2024.12.31).
  • the purpose of the present invention is to provide a cargo unloading automation method that can recognize and automatically unload cargo in a loading box, and a cargo unloading automation machine to perform the same.
  • a method for automating cargo unloading is a method performed in a cargo unloading automation machine including one or more processors and a memory for storing one or more programs executed by the one or more processors, comprising: Obtaining an image of the loaded cargo captured inside the cargo box where the cargo is loaded; Confirming loaded cargo-related information including one or more of the location of the cargo in the cargo box, the type of cargo, and the loading pattern of the cargo, based on the image of the loaded cargo; and unloading the loaded cargo by operating a pair of robot arm devices provided in the automated cargo unloading machine based on the loaded cargo-related information.
  • the cargo unloading automation method further includes the step of adjusting one or more of the height and inclination of the front end of the conveyor device provided in the cargo unloading automation machine based on the loaded cargo-related information, and the unloading step includes: The loaded cargo can be unloaded at the front end of the conveyor device.
  • the automated cargo unloading machine includes a pair of robot arm devices each including an arm unit capable of multi-axis rotation and forward and backward movement, and a hand unit connected to the arm unit and contacting the cargo to unload the cargo. It is provided, and each hand unit may include an unloading conveyor belt provided to sweep down the cargo inside the loading box.
  • the unloading step includes: confirming the type of cargo located on both sides of the top of the loading box based on the loaded cargo-related information; determining an unloading mode of the robot arm device based on the confirmed type of cargo; And it may include unloading cargo located on both sides of the uppermost stage according to the determined unloading mode using the robot arm device.
  • the method for automating cargo unloading includes: positioning the pair of robot arm devices on both empty sides of the uppermost part of the loading box; determining the disembarkation mode of the robot arm device to be a side sweep mode; And it may further include unloading the remaining cargo located at the top of the loading box by the side sweep mode.
  • the loaded cargo is positioned between the pair of unloading conveyor belts, and the pair of unloading conveyor belts is arranged to face the cargo on both sides of the cargo.
  • the unloading conveyor belt can be rotated toward the automated cargo unloading machine to sweep the cargo down.
  • the unloading step may include unloading the cargo in the loading box in a down sweep mode or side sweep mode using the unloading conveyor belt.
  • the unloading conveyor belt In the down sweep mode, the unloading conveyor belt is arranged to face the cargo at the top of the cargo, and the unloading conveyor belt is rotated toward the cargo unloading automation machine to sweep the cargo down, and the side In the sweep mode, the loaded cargo is positioned between the pair of unloading conveyor belts, and the pair of unloading conveyor belts is arranged to face the cargo on both sides of the cargo, and the pair of unloading conveyor belts is positioned to face the cargo.
  • the conveyor belt can be rotated toward the automated cargo unloading machine to sweep the cargo downward.
  • the unloading step includes adjusting the height of the front end of the conveyor device provided in the automated cargo unloading machine to the down sweep mode; Unloading cargo located on both sides of the top of the loading box in the down sweep mode; Adjusting the height of the front end of the conveyor device to suit the side sweep mode; And it may include unloading the remaining cargo at the top of the loading box in the side sweep mode.
  • the step of unloading in the side sweep mode may be performed by reducing the gap between the pair of robot arm devices as the remaining cargo at the top is unloaded.
  • the automatic cargo unloading machine includes a pair of robot arm devices capable of multi-axis rotation and movement, and the robot arm device includes an unloading conveyor belt, suction means, and clamp means, so that the loaded cargo is Depending on the location, loading pattern, and type of cargo, it operates in various unloading modes such as down sweep mode, side sweep mode, adsorption mode, and clamping mode, making loading cargo easy and quick. You can get off easily.
  • the automatic cargo unloading machine can easily enter the inside of the loading box through the height-adjusted crawler even if there is a height difference between the dock and the loading box of the cargo vehicle.
  • FIG. 1 and 2 are front and rear perspective views showing an automated cargo unloading machine according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a diagram showing a state in which an automated cargo unloading machine enters the inside of a loading box and unloads cargo according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a perspective view showing a robot arm device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a diagram showing each axis portion in the arm unit of the robot arm device according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 6 and 7 are perspective views showing one side and the other side of a hand unit according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 8a and 8b are diagrams showing a state in which the suction pad part is moved forward in one embodiment of the present invention.
  • 9A and 9B are diagrams showing a state in which the clamping part is moved forward in one embodiment of the present invention.
  • 10 to 16 are diagrams showing the operation of an automated cargo unloading machine to unload loaded cargo from a loading box according to an embodiment of the present invention
  • Figure 17 is a perspective view showing a conveyor device in an automated cargo unloading machine according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 18 is a plan view showing a conveyor device in an automated cargo unloading machine according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 19 is a diagram showing the transport direction of cargo in a conveyor device according to an embodiment of the present invention.
  • 20A and 20B are diagrams showing a state in which the first side portion of the conveyor device is folded downward in one embodiment of the present invention
  • Figure 21 is a flowchart showing a cargo unloading method using an automated cargo unloading machine according to an embodiment of the present invention
  • Figure 22 is a flowchart showing a cargo unloading method by unloading mode according to an embodiment of the present invention
  • Figure 23 is a diagram showing a state in which the automated cargo unloading machine unloads the remaining cargo at the top of the loading box through the side sweep mode, according to an embodiment of the present invention
  • Figure 24 is a flowchart showing a cargo unloading method by unloading mode according to another embodiment of the present invention.
  • Figures 25a to 25d are diagrams showing the state of unloading cargo according to the position of the cargo in the loading box in the automated cargo unloading machine according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 26 is a block diagram illustrating and illustrating a computing environment including a computing device suitable for use in example embodiments.
  • directional terms such as upper side, lower side, one side, other side, etc. are used in relation to the orientation of the disclosed drawings. Since the components of embodiments of the present invention can be positioned in various orientations, the term directional is used for illustrative purposes and is not limiting.
  • FIG 1 and 2 are front and rear perspective views showing an automated cargo unloading machine according to an embodiment of the present invention.
  • the automated cargo unloading machine 100 may include a robotic arm device 102, a conveyor device 104, a track device 106, and a body frame 108.
  • the automated cargo unloading machine 100 is used to unload or transport cargo (hereinafter referred to as loaded cargo) loaded in the loading box 50.
  • the loading box 50 may be a loading box mounted on a cargo vehicle (for example, a trunk truck, etc.) or a container.
  • the automated cargo unloading machine 100 may unload the loaded cargo in the loading box at the entrance of the loading box 50, or, as shown in FIG. 3, may enter the inside of the loading box 50 and unload the loaded cargo in the loading box. there is.
  • the cargo unloading automation machine 100 recognizes the loading pattern of the cargo, the loading location of the cargo, the type of cargo, etc., and various sensor equipment (for example, a vision sensor or a lidar) to determine the unloading mode of the cargo accordingly.
  • a vision sensor for example, a lidar
  • various sensor equipment for example, a vision sensor or a lidar
  • Lidar or vision and Lidar fusion sensors, scanners, etc.
  • the robotic arm device 102 may be provided on both sides of the main body frame 108. That is, the robot arm device 102 may be provided as a pair on both sides of the main body frame 108.
  • the robotic arm device 102 operates as a pair like a human arm and can be provided to unload various types of cargo such as boxes, plastic pouches, and gunny bags piled in bulk form in a loading box.
  • the robot arm device 102 can unload the loaded cargo in the loading box toward the conveyor device 104.
  • Conveyor device 104 may be mounted on body frame 108. Conveyor device 104 may be supported by body frame 108 .
  • the conveyor device 104 may be provided along the longitudinal direction of the robot arm device 102 in the main body frame 108. The conveyor device 104 may serve to transport the loaded cargo unloaded by the robot arm device 102 to the rear of the main body frame 108.
  • the conveyor device 104 may operate in conjunction with the robot arm device 102.
  • the front end of the conveyor device 104 may be provided to have its height adjusted according to the operation of the robot arm device 102. At this time, the front end of the conveyor device 104 may be height adjusted according to the height of the loaded cargo to be unloaded by the robot arm device 102.
  • the track device 106 may be provided at the lower part of the main body frame 108.
  • the track device 106 may serve to move the automated cargo unloading machine 100. That is, the track device 106 can move the cargo unloading automation machine 100 to the entrance of the loading box or allow it to enter the inside of the loading box.
  • the main body frame 108 may serve to support the automated cargo unloading machine 100.
  • the main body frame 108 can be provided in various forms capable of supporting the automated cargo unloading machine 100, and its form is not limited.
  • the body frame 108 may be provided to support the robotic arm device 102.
  • the body frame 108 may be provided to support the conveyor device 104. Additionally, the body frame 108 may be connected to the orbital device 106 at the top of the orbital device 106.
  • the main body frame 108 may be equipped with an electrical box 108a that provides power to the automated cargo unloading machine 100 and includes circuit devices that control the operation of the automated cargo unloading machine 100. Additionally, the body frame 108 may be equipped with a hydraulic tank 108b for providing hydraulic pressure to one or more of the robotic arm device 102 and the track device 106. Additionally, the main body frame 108 may be equipped with one or more monitors 108c for checking the operation of the automated cargo unloading machine 100.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the robot arm device 102 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a view showing each axis portion of the arm unit of the robot arm device 102 according to an embodiment of the present invention.
  • the robotic arm device 102 may include an arm unit 111 and a hand unit 113.
  • the robot arm device 102 may be operated in an unloading mode determined based on one or more of the loading pattern of cargo in the cargo bin, the loading location of cargo, and the type of cargo.
  • the unloading mode is an operation mode for unloading cargo in a loading box.
  • the unloading mode may include a down sweep mode, side sweep mode, adsorption mode, and clamping mode.
  • the arm unit 111 may be mounted on both sides of the main body frame 108.
  • the arm unit 111 may be provided to enable multi-axis rotation. Additionally, the arm unit 111 may be provided to enable forward and backward movement.
  • the arm unit 111 may be provided to simultaneously perform multi-axis rotation and forward or backward movement.
  • the arm unit 111 may be provided to have a six-axis degree of freedom.
  • the arm unit 111 includes a first shaft portion (111-1), a second shaft portion (111-2), a third shaft portion (111-3), a fourth shaft portion (111-4), and a fifth shaft portion (111-5). , and may include a sixth shaft portion 111-6.
  • the first shaft portion 111-1 may be mounted on the main body frame 108.
  • the first shaft portion 111-1 may be provided to be rotatable in the first direction 1.
  • the second shaft portion 111-2 may be provided connected to the first shaft portion 111-1.
  • the second shaft portion 111-2 may be provided to be rotatable in the second direction 2.
  • the third shaft portion 111-3 may be connected to the second shaft portion 111-2.
  • the third shaft portion 111-3 may be provided to move forward and backward along the third direction 3.
  • the fourth shaft portion 111-4 may be connected to the third shaft portion 111-3.
  • the fourth shaft portion 111-4 may be provided to be rotatable in the fourth direction 4.
  • the fifth shaft portion 111-5 may be connected to the fourth shaft portion 111-4.
  • the fifth shaft portion 111-5 may be provided to be rotatable in the fifth direction 5.
  • the sixth shaft portion 111-6 may be connected to the fifth shaft portion 111-5.
  • the sixth shaft portion 111-6 may be provided to be rotatable in the sixth direction 6.
  • the first to sixth directions 1 to 6 may be different directions. In this case, the arm unit 111 can move forward and backward while rotating in five axis directions.
  • the hand unit 113 may be provided connected to the end of the arm unit 111.
  • the hand unit 113 is a part that comes into contact with the loaded cargo and unloads the loaded cargo toward the conveyor device 104.
  • the hand unit 113 may be provided connected to the sixth shaft portion 111-6. Since the hand unit 113 is connected to the arm unit 111, the hand unit 113 moves forward and backward while rotating in five axes directions with the arm unit 111 according to the operation of the arm unit 111. It becomes possible. In this way, the robot arm device 102 is provided with 6-axis degrees of freedom, making it possible to unload loaded cargo by covering the entire range within the loading box.
  • FIGS 6 and 7 are perspective views showing one side and the other side of the hand unit 113 according to an embodiment of the present invention.
  • the hand unit 113 may include a conveyor belt 121, suction means 123, and clamp means 125.
  • An unloading conveyor belt 121 may be mounted on one side of the hand unit 113. When comparing the robotic arm device 102 to a human arm, one side of the hand unit 113 can be compared to a palm.
  • the unloading conveyor belt 121 may be provided along the longitudinal direction of the arm unit 111.
  • the unloading conveyor belt 121 may be provided to rotate in a certain direction. For example, the unloading conveyor belt 121 may be provided in a loop shape to rotate circularly.
  • the unloading conveyor belt 121 may be provided to rotate toward the main body frame 108 (i.e., inward). That is, the unloading conveyor belt 121 of each hand unit 113 in the pair of robot arm devices 102 may be provided to rotate toward the main body frame 108.
  • the unloading conveyor belt 121 is used in a sweep mode, and can be used when the unloading mode of the robot arm device 102 is a down sweep mode or a side sweep mode.
  • An uneven pattern portion 121a may be formed on the surface of the unloading conveyor belt 121 to increase friction with the loaded cargo when sweeping it down.
  • the uneven pattern portion 121a may be provided in a form that protrudes from the surface of the unloading conveyor belt 121, but is not limited to this.
  • a plurality of uneven pattern portions 121a may be provided at regular intervals along the longitudinal direction of the unloading conveyor belt 121.
  • Suction means 123 and clamp means 125 may be provided on the other side of the hand unit 113, respectively.
  • the suction means 123 and the clamp means 125 may be arranged up and down, respectively.
  • the suction means 123 and the clamp means 125 may each be provided along the longitudinal direction of the hand unit 113.
  • the suction means 123 and the clamp means 125 may be mounted on the hand unit 113 via a hand bracket 127. Both sides of the hand bracket 127 may be fixed to both sides of the unloading conveyor belt 121. The hand bracket 127 may be provided between the unloading conveyor belt 121 and the suction means 123 and clamp means 125.
  • the adsorption means 123 may serve to adsorb and unload the loaded cargo in the loading box. That is, the suction means 123 can be used when the dismount mode of the robot arm device 102 is the suction mode. For example, the suction means 123 may be provided to move forward and backward along the longitudinal direction of the hand unit 113.
  • the adsorption means 123 may include an adsorption pad unit 123a and an adsorption driver unit 123b.
  • the adsorption pad portion 123a is a part that adsorbs the loaded cargo.
  • a plurality of suction pad units 123a may be provided. One end of each of the plurality of suction pad parts 123a may be fixed to the mounting plate 123a-2.
  • the mounting plate 123a-2 may be connected to the adsorption driver 123b.
  • a plurality of suction pad units 123a are provided, but the present invention is not limited thereto.
  • a suction cup 123a-1 for vacuum suction of loaded cargo may be provided at the end of the suction pad portion 123a.
  • the suction cup 123a-1 may be provided in a bellows shape so that it can be bent in various directions, but its shape is not limited to this.
  • the suction driving unit 123b may be provided to move the suction pad unit 123a forward and backward. Additionally, the adsorption driving unit 123b may include a vacuum generator so that the adsorption pad unit 123a adsorbs the loaded cargo.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams showing a state in which the suction pad portion 123a is moved forward in one embodiment of the present invention.
  • the adsorption driving unit 123b can adsorb the loaded cargo by moving the adsorption pad unit 123a forward in the adsorption mode.
  • the adsorption driving unit 123b can move the adsorption pad unit 123a, on which the adsorbed cargo is unloaded, backward and return it to its original position.
  • the suction pad portion 123a moves forward to adsorb the loaded cargo, but this is not limited to this.
  • the hand unit 111 moves toward the loaded cargo, and then the suction pad portion 123a moves forward to adsorb the loaded cargo.
  • Loaded cargo may be adsorbed through the portion 123a.
  • the clamp means 125 may serve to pick up and unload the loaded cargo in the loading box. That is, the clamp means 125 can be used when the dismount mode of the robot arm device 102 is the clamping mode.
  • the clamp means 125 may be provided to move forward and backward along the longitudinal direction of the hand unit 113.
  • the clamp means 125 may include a clamping part 125a and a clamp driving part 125b.
  • the clamping part 125a is a part that picks up the loaded cargo.
  • the type of loaded cargo may be gunny sacks. That is, the clamping part 125a may be provided to pick up a gunny sack among the loaded cargo.
  • the end of the clamping portion 125a may be provided in the shape of a tong.
  • the clamp driving unit 125b may be provided to move the clamping unit 125a forward and backward.
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams showing a state in which the clamping part 125a is moved forward in one embodiment of the present invention.
  • the clamp driving unit 125b can move the clamping unit 125a forward in the clamping mode to pick up the loaded cargo.
  • the clamp driving unit 125b can move the clamping unit 125a, which has unloaded the loaded cargo, backward and return it to its original position.
  • the clamping part 125a moves forward and picks up the loaded cargo, but it is not limited to this.
  • the hand unit 111 moves toward the loaded cargo and then clamps the clamping part 125a. It may be arranged to clamp the loaded cargo through.
  • Figures 10 to 16 are diagrams showing the operation of an automated cargo unloading machine to unload loaded cargo from a loading box according to an embodiment of the present invention.
  • the automated cargo unloading machine 100 can recognize the distance to the cargo, the loading pattern of the cargo, the loading location of the cargo, and the type of cargo through a vision sensor or the like. At this time, the automated cargo unloading machine 100 may move toward the cargo depending on the distance to the cargo. The automated cargo unloading machine 100 can sequentially unload cargo according to the height of the loaded cargo.
  • the automated cargo unloading machine 100 can adjust the height of the front end of the conveyor device 104 according to the loading height of the cargo.
  • the automated cargo unloading machine 100 can adjust the height of the front end of the conveyor device 104 based on the height of the cargo located at the top among the loaded cargo.
  • the robot arm device 102 unloads the cargo located at the top among the loaded cargo
  • the height of the front end of the conveyor device 104 can be adjusted to a height that can safely receive the cargo located at the top among the loaded cargo. You can.
  • the automated cargo unloading machine 100 may position the robot arm device 102 above the loaded cargo to unload the cargo located at the top.
  • the robot arm device 102 performs a down sweep (down sweep). By operating in sweep mode, cargo located at the top can be unloaded. At this time, the robot arm device 102 may unload the outermost cargo among the cargo located at the top of the loaded cargo in a down sweep mode, but is not limited to this.
  • the robot arm device 102 unloads the cargo located at the top among the loaded cargo toward the conveyor device 104 through a down sweep mode.
  • the down sweep mode is performed in a state in which the unloading conveyor belt 121 of the hand unit 113 is placed to face the target cargo at the top of the target cargo (i.e., the cargo to be unloaded) (i.e., the surface of the unloading conveyor belt 121
  • This may mean an operation mode in which the unloading conveyor belt 121 is rotated toward the main body frame 108 (in a state facing the upper surface of the target cargo) to sweep the target cargo downward.
  • both of the pair of unloading conveyor belts 121 may operate in the down sweep mode, or only one of them may operate in the down sweep mode. .
  • the robot arm device 102 shows a state in which loaded cargo is unloaded through a side sweep mode.
  • the robot arm device 102 unloads the outermost cargo among the cargo located at the top of the loaded cargo in the down sweep mode, and then unloads the cargo located in the middle portion in the side sweep mode. You can. However, it is not limited to this, and if the cargo located at the top of the loaded cargo is box-shaped and an entry space for the robot arm device 102 is secured on the side of the cargo located at the top, the robot arm device 102 operates in side sweep mode. The cargo can be unloaded by operating .
  • the side sweep mode positions one or more target cargoes between a pair of unloading conveyor belts 121, and moves the pair of unloading conveyor belts 121 from both sides of the target cargo (i.e., cargo to be unloaded).
  • the unloading conveyor belt 121 is arranged to face the cargo (i.e., the surface of the unloading conveyor belt 121 faces the side of the target cargo at the side of the target cargo)
  • the pair of unloading conveyor belts 121 are moved in the direction of the main body frame 108. This may mean an operation mode that rotates to the side and sweeps the target cargo downward.
  • the robotic arm device 102 can cause the hand unit 113 to enter the side space of the loaded cargo (FIG. 14a).
  • the robot arm device 102 can be arranged so that the pair of unloading conveyor belts 121 of the hand unit 113 face the side of the target cargo (FIG. 14b).
  • the robot arm device 102 can rotate the pair of unloading conveyor belts 121 toward the main body frame 108 to unload the target cargo downward (FIG. 14C).
  • the automated cargo unloading machine 100 may continue to operate in a side sweep mode while bringing the pair of robot arm devices 102 together inward as the loaded cargo is unloaded.
  • the robot arm device 102 shows a state in which loaded cargo is unloaded through a clamping mode.
  • the automated cargo unloading machine 100 may operate the robotic arm device 102 in a clamping mode depending on the type of cargo to be unloaded. For example, if the type of cargo to be unloaded is cargo that can be caught through the clamp means 125, such as a gunny sack or pouch, the cargo unloading automation machine 100 operates the robot arm device 102 in clamping mode. You can do it.
  • the robot arm device 102 moves the hand unit 113 to the target cargo side and then clamps the target cargo through the clamping portion 125a of the clamp means 125. can be held ( Figure 15b). At this time, the clamping part 125a may be moved forward depending on the distance to the target cargo. Next, the robotic arm device 102 can pull the target cargo downward and unload the target cargo (FIG. 15C).
  • the robot arm device 102 shows a state in which loaded cargo is unloaded through a suction mode.
  • the robotic arm device 102 may unload cargo in a suction mode depending on one or more of the loading height of the cargo and the type of cargo. For example, when the target cargo is located at the bottom or top and the cargo is in the shape of a box, the robot arm device 102 can unload the target cargo through the adsorption mode.
  • Figures 16a to 16c show a state in which the cargo is unloaded in adsorption mode when the target cargo is in the form of a box located at the bottom.
  • the robot arm device 102 can adsorb the target cargo through the adsorption pad portion 123a of the adsorption means 123 (FIG. 16a). At this time, the suction pad portion 123a may be moved forward depending on the distance to the target cargo. Next, the robot arm device 102 can move the target cargo to the upper part of the conveyor device 104 while adsorbing the target cargo (FIG. 16b). Next, the robot arm device 102 can detach the target cargo from the suction pad portion 123a and unload the target cargo onto the conveyor device 104 (FIG. 16c).
  • the cargo unloading automation machine 100 is provided with a pair of robot arm devices 102 capable of multi-axis rotation and movement, and the robot arm device 102 includes an unloading conveyor belt 121 and an adsorption means. (123), and by providing a clamp means (125), down sweep mode, side sweep mode, adsorption mode, etc. according to the position of the loaded cargo, the loading pattern of the cargo, and the type of cargo, etc. It operates in various unloading modes such as and clamping mode, allowing the loaded cargo to be unloaded easily and quickly.
  • Figure 17 is a perspective view showing a conveyor device in an automated cargo unloading machine according to an embodiment of the present invention
  • Figure 18 is a plan view showing a conveyor device in an automated cargo unloading machine according to an embodiment of the present invention.
  • the conveyor device 104 may be provided between a pair of robot arm devices 102.
  • the conveyor device 104 may serve to singulate cargo unloaded by a pair of robot arm devices 102. In other words, the conveyor device 104 can automatically align and transport cargo unloaded by a pair of robot arm devices 102.
  • the conveyor device 104 may include a first conveyor unit 104-1, a second conveyor unit 104-2, and a third conveyor unit 104-3.
  • the first conveyor unit 104-1 may be provided at the front end of the conveyor device 104.
  • the first conveyor unit 104-1 may serve to receive cargo unloaded by a pair of robot arm devices 102.
  • the first conveyor unit 104-1 may be provided so that its height from the ground can be adjusted. Additionally, the first conveyor unit 104-1 may be provided so that its inclination is adjusted.
  • the first conveyor unit 104-1 has a height depending on the unloading mode of the pair of robot arm devices 102 and the location within the loading box of the cargo to be unloaded through the pair of robot arm devices 102. and one or more of the inclination may be provided to be adjusted. At this time, the first conveyor unit 104-1 can be adjusted to have a height and slope that can safely receive unloaded cargo.
  • the first conveyor unit 104-1 may include an entry part 131, a first side part 133, a second side part 135, a guide part 137, and a transfer part 139.
  • the entry part 131 may be provided at the front of the first conveyor part 104-1.
  • the entry portion 131 may be prepared to have a preset first width.
  • the entry unit 131 may include a plurality of first rollers (a) to transfer cargo unloaded by the pair of robot arm devices 102 to the rear transfer unit 139. At this time, the first rollers may be provided parallel to the width direction of the first conveyor unit 104-1. Additionally, the first rollers may be arranged along the longitudinal direction of the entry portion 131.
  • the first side part 133 may be provided on one side of the transfer part 137 at the rear of the entry part 131.
  • the first side portion 133 may include a conveyor belt to transfer cargo unloaded by the pair of robot arm devices 102 to the rear.
  • the second side part 135 may be provided on the other side of the transfer part 137 at the rear of the entry part 131.
  • the second side portion 135 may include a conveyor belt to transfer cargo unloaded by the pair of robot arm devices 102 to the rear.
  • the guide unit 137 may be provided at a certain height on both sides of the first conveyor unit 104-1.
  • the guide part 137 is seated on the entry part 131, the first side part 133, and the second side part 135 and may serve to guide cargo delivered rearward to the transfer part 139.
  • the guide portion 137 may be formed along the outer edge of the first side portion 133 and the outer edge of the second side portion 133, and may be gathered toward the center and provided along both edges of the transfer portion 137.
  • the guide unit 137 also serves to prevent cargo unloaded by the pair of robot arm devices 102 from leaving the first conveyor unit 104-1.
  • the transfer unit 139 may be provided between the first side part 133 and the second side part 135 at the rear of the entry part 131.
  • the transfer unit 139 may be provided to have a second width smaller than the width of the entry unit 131.
  • the transfer unit 139 may serve to transfer cargo delivered through the entry unit 131, the first side part 133, and the second side part 135 to the rear second conveyor part 104-2. .
  • the transfer unit 139 may include a first transfer unit 139-1, a second transfer unit 139-2, and a third transfer unit 139-3.
  • the first transfer unit 139-1 may be provided along the longitudinal direction of the transfer unit 139 at the center of the transfer unit 139.
  • the first transfer unit 139-1 is provided parallel to the width direction of the first conveyor unit 104-1 and may include a plurality of second rollers (b) provided along the longitudinal direction of the transfer unit 139. there is.
  • the second transfer unit 139-2 may be provided along the longitudinal direction of the transfer unit 139 on the left side of the first transfer unit 139-1.
  • the second transfer unit 139-2 may be provided in a left diagonal direction and may include a plurality of third rollers c provided along the longitudinal direction of the transfer unit 139.
  • the third transfer unit 139-3 may be provided along the longitudinal direction of the transfer unit 139 on the right side of the first transfer unit 139-1.
  • the third transfer unit 139-2 may include a plurality of fourth rollers d provided in a diagonal direction to the right and along the longitudinal direction of the transfer unit 139.
  • the second transfer unit 139-2 includes third rollers (c) in a left diagonal direction, and the third transfer unit 139-2 includes fourth rollers (d) in a right diagonal direction, so that the first Cargoes on the conveyor unit 104-1 are gathered at the center of the transfer unit 139 (i.e., the first transfer unit 139-1) and can be transported rearward.
  • the second conveyor unit 104-2 may be provided along the longitudinal direction of the conveyor device 104 at the rear of the first conveyor unit 104-1.
  • the second conveyor unit 104-2 may be inclined downward at a certain angle, but is not limited to this.
  • the first conveyor unit 104-1 may be tiltably coupled to an end of the second conveyor unit 104-2.
  • fifth rollers e are provided parallel to the width direction of the second conveyor unit 104-2 and along the longitudinal direction of the second conveyor unit 104-2. It can be.
  • a sixth roller (f) and a seventh roller (g) may be provided on both sides of the second conveyor unit 104-2.
  • the sixth roller (f) may be provided along the longitudinal direction of the second conveyor unit (104-2) in a diagonal direction from the left side of the fifth roller (e) to the left.
  • the seventh roller (g) may be provided along the longitudinal direction of the second conveyor unit (104-2) in a diagonal direction from the right side of the fifth roller (e).
  • the third conveyor unit 104-3 may be provided along the longitudinal direction of the conveyor device 104 at the rear of the second conveyor unit 104-2.
  • the width of the third conveyor unit 104-3 may be provided to correspond to the width of the second conveyor unit 104-2.
  • the third conveyor unit 104-3 is parallel to the width direction of the third conveyor unit 104-3 and includes a plurality of eighth rollers (h) provided along the longitudinal direction of the third conveyor unit 104-3. may include.
  • FIG. 19 is a diagram showing the transport direction of cargo in a conveyor device according to an embodiment of the present invention.
  • the conveyor device 104 can be divided into first to eleventh sections.
  • the first section 1 may be an area where the entry section 131 is provided.
  • the second section 2 may be an area where the front end of the first transfer unit 139-1 is located.
  • the third section 3 may be an area where the rear end of the first transfer unit 139-1 is located.
  • the fourth section 4 may be an area where the second transfer unit 139-2 is provided.
  • the fifth section 5 may be an area where the third transfer unit 139-3 is provided.
  • the sixth section 6 may be an area where the first side portion 133 is provided.
  • the seventh section 7 may be an area where the second side portion 135 is provided.
  • the eighth section 8 may be an area where the fifth rollers e of the second conveyor unit 104-2 are provided.
  • the ninth section 9 may be an area where the sixth rollers f of the second conveyor unit 104-2 are provided.
  • the tenth section (10) may be an area where the seventh rollers (g) of the second conveyor unit (104-2) are provided.
  • the 11th section 11 may be an area where the third conveyor unit 104-3, that is, the 8th roller h, is provided.
  • the conveyor device 104 may be equipped with one or more sensors capable of detecting cargo being unloaded by the pair of robotic arm devices 102.
  • the conveyor device 104 can operate the entire section. In this case, the cargo is automatically aligned to the center of the conveyor device 104 and transported backward, as shown in the direction of the arrow shown in FIG. 19.
  • the conveyor device 104 can control the transport speed of the cargo (or the rotation speed of the conveyor belt or roller) for each section in order to singulate the cargo unloaded by the pair of robot arm devices 102.
  • the second section (2), the third section (3), the eighth section (8), and the eleventh section (11) may operate at a first feed rate.
  • the fourth section (4), the fifth section (5), the ninth section (9), and the tenth section (10) may operate at a second transfer speed that is slower than the first transfer speed.
  • the first section (1), the sixth section (6), and the seventh section (7) may be operated at a third transfer speed that is slower than the second transfer speed.
  • first side portion 133 and the second side portion 135 may be provided to be vertically folded downward.
  • the first side portion 133 and the second side portion 135 may be rotatably provided on both sides of the transfer unit 139, respectively.
  • FIGS. 20A and 20B are diagrams showing a state in which the first side portion 133 of the conveyor device 104 is folded downward in one embodiment of the present invention.
  • Figure 20a is a view of the automatic cargo unloading machine viewed from above
  • Figure 20b is a diagram of the automated cargo unloading machine viewed from the rear.
  • the first side portion 133 is shown to be folded downward, but the second side portion 133 may also be configured in the same manner.
  • the first side portion 133 may be arranged to be vertically folded downward according to the difference between the width of the loaded cargo and the width of the first conveyor portion 104-1.
  • the automated cargo unloading machine 100 folds the first side part 133 downward to remove the first conveyor unit 104-1. 1
  • the space occupied by the side portion 133 can be secured. In this case, the worker can move through the space occupied by the first side portion 133. That is, the space occupied by the first side portion 133 can be secured as an entry passage for workers.
  • Figure 21 is a flowchart showing a cargo unloading method using an automated cargo unloading machine according to an embodiment of the present invention.
  • the method is divided into a plurality of steps, but at least some of the steps are performed in a different order, combined with other steps, omitted, divided into detailed steps, or not shown.
  • One or more steps may be added and performed.
  • the automated cargo unloading machine 100 can acquire an image (loaded cargo image) of cargo loaded inside a loading box (S 101).
  • the automated cargo unloading machine 100 may acquire images of loaded cargo through a 3D depth camera, a vision sensor or Lidar, and equipment combining these.
  • the automated cargo unloading machine 100 can check loaded cargo-related information, including one or more of the location of cargo in the cargo box, the type of cargo, and the loading pattern of the cargo, based on the loaded cargo image (S 103). .
  • the automated cargo unloading machine 100 determines where each cargo is located within the cargo box and the type of each cargo (e.g., box, gunny sack, pouch, etc.) based on the image of the loaded cargo. You can check what pattern your cargo is loaded in.
  • the type of each cargo e.g., box, gunny sack, pouch, etc.
  • various types of cargo are stored in various patterns (for example, when boxes are stacked in alignment, boxes are aligned at the bottom, and boxes are stacked unaligned at the top, gunny sacks are stacked in various patterns).
  • the gunny sacks are aligned and loaded at the bottom, when the gunny sacks are unaligned at the top, boxes are loaded at the bottom, gunny sacks are loaded at the top, etc.
  • the automated cargo unloading machine 100 can confirm the loading pattern of such cargo by analyzing images of loaded cargo.
  • the automated cargo unloading machine 100 can unload the loaded cargo by operating the robot arm device 102 based on information related to the loaded cargo (S 105). That is, the cargo unloading automation machine 100 operates the unloading mode (down sweep mode, side sweep mode, adsorption mode, and clamping mode, etc.) of the robot arm device 102 based on loaded cargo-related information. ) can be determined and the cargo can be unloaded accordingly.
  • the specific cargo unloading method using the unloading mode will be described later with reference to FIGS. 22 to 24.
  • Figure 22 is a flowchart showing a method of unloading cargo by unloading mode according to an embodiment of the present invention.
  • the automated cargo unloading machine 100 can check the types of cargo located on both sides of the top of the loading box based on information related to the loaded cargo (S 201).
  • the cargo unloading automation machine 100 may determine the unloading mode based on the type of the confirmed cargo (S 203).
  • the automated cargo unloading machine 100 may determine the cargo unloading mode to be a clamping mode. Additionally, when the confirmed type of cargo is a box, the cargo unloading automation machine 100 may determine the cargo unloading mode to be an adsorption mode.
  • the automated cargo unloading machine 100 can unload cargo located on both sides of the top of the loading box according to the determined unloading mode (S 205).
  • the cargo located on both sides of the uppermost part of the loading box can be unloaded.
  • both sides of the uppermost part of the loading box become empty to form a space.
  • the cargo unloading automation machine 100 can place a pair of robot arm devices 102 on both sides of the uppermost part of the loading box (S 207).
  • the automated cargo unloading machine 100 can be positioned by inserting a pair of robot arm devices 102 on both empty sides of the uppermost part of the cargo bin.
  • the automated cargo unloading machine 100 can unload the remaining cargo located at the top of the cargo bin in side sweep mode (S 209).
  • the cargo unloading automation machine 100 can determine the unloading mode of the pair of robot arm devices 102 to be a side sweep mode and adjust the unloading conveyor belt 121 to the posture and position for performing the side sweep mode. there is. That is, the automated cargo unloading machine 100 can be positioned so that the unloading conveyor belt 121 faces both sides of the remaining cargo located at the top. Thereafter, the automated cargo unloading machine 100 may rotate the unloading conveyor belt 121 toward the main body frame 108 to sweep the cargo onto the conveyor device 104.
  • Figure 23 is a diagram showing a state in which the automated cargo unloading machine 100 according to an embodiment of the present invention unloads the remaining cargo at the top of the loading box through the side sweep mode.
  • the cargo unloading automation machine 100 inserts and positions a pair of robot arm devices 102 on both empty sides of the uppermost part of the loading box, and then performs a side sweep.
  • the mode allows cargo to be swept down onto the conveyor device 104.
  • the automated cargo unloading machine 100 may operate in a side sweep mode while reducing the gap between the pair of robot arm devices 102 as cargo is unloaded.
  • Figure 24 is a flowchart showing a method of unloading cargo using an unloading mode according to another embodiment of the present invention.
  • the cargo unloading automation machine 100 can adjust the height of the front end of the conveyor device 104 to the down sweep mode based on loaded cargo-related information (S301).
  • the front end of the conveyor device 104 may have a height set according to the position of the cargo in the loading box and one or more of each unloading mode of the pair of robot arm devices 102.
  • the automated cargo unloading machine 100 can check the position of cargo in the cargo bin based on information related to the loaded cargo and adjust the height of the front end of the conveyor device 104 to the down sweep mode.
  • the automated cargo unloading machine 100 can unload cargo located on both sides of the top of the cargo bin in a down sweep mode (S 303).
  • the automated cargo unloading machine 100 can adjust the pair of robot arm devices 102 to the posture and position for performing the down sweep mode. At this time, the automated cargo unloading machine 100 can be positioned so that the unloading conveyor belt 121 faces the upper surface of the cargo located on both sides of the top. Thereafter, the automated cargo unloading machine 100 may rotate the unloading conveyor belt 121 toward the main body frame 108 to sweep the cargo onto the conveyor device 104.
  • both sides of the top of the loading box become empty to form a space.
  • the automated cargo unloading machine 100 can adjust the height of the front end of the conveyor device 104 to suit the side sweep mode (S 305). That is, since the remaining cargo located at the top of the loading box is unloaded in the side sweep mode, the cargo unloading automation machine 100 adjusts the height of the front end of the conveyor device 104 to suit the side sweep mode.
  • the automated cargo unloading machine 100 can unload the remaining cargo located at the top of the cargo bin in side sweep mode (S 307).
  • the automated cargo unloading machine 100 can sequentially unload cargo loaded on each floor in the cargo box by repeatedly performing the processes S 301 to S 307.
  • Figures 25a to 25d are diagrams showing a state in which cargo is unloaded according to the position of the cargo in the loading box in an automated cargo unloading machine according to an embodiment of the present invention.
  • the automated cargo unloading machine 100 can unload cargo located on both sides of the top of the cargo bin through the adsorption mode (FIG. 25A). Additionally, the automated cargo unloading machine 100 can unload the remaining cargo (cargo located in the center) at the top of the cargo bin through the side sweep mode (FIG. 25b).
  • the automated cargo unloading machine 100 can unload cargo located on both sides of the top of the cargo bin through the down sweep mode (FIG. 25c).
  • the automated cargo unloading machine 100 can unload cargo located at the lowest level in the cargo bin through the adsorption mode (FIG. 25d).
  • FIG. 26 is a block diagram illustrating and illustrating a computing environment 10 including computing devices suitable for use in example embodiments.
  • each component may have different functions and capabilities in addition to those described below, and may include additional components in addition to those described below.
  • the illustrated computing environment 10 includes a computing device 12 .
  • computing device 12 may be a freight unloading automated machine 100.
  • Computing device 12 may be a device for performing a method of automating cargo unloading.
  • Computing device 12 includes at least one processor 14, a computer-readable storage medium 16, and a communication bus 18.
  • Processor 14 may cause computing device 12 to operate in accordance with the example embodiments noted above.
  • processor 14 may execute one or more programs stored on computer-readable storage medium 16.
  • the one or more programs may include one or more computer-executable instructions, which, when executed by the processor 14, cause computing device 12 to perform operations according to example embodiments. It can be.
  • Computer-readable storage medium 16 is configured to store computer-executable instructions or program code, program data, and/or other suitable form of information.
  • the program 20 stored in the computer-readable storage medium 16 includes a set of instructions executable by the processor 14.
  • computer-readable storage medium 16 includes memory (volatile memory, such as random access memory, non-volatile memory, or an appropriate combination thereof), one or more magnetic disk storage devices, optical disk storage devices, flash It may be memory devices, another form of storage medium that can be accessed by computing device 12 and store desired information, or a suitable combination thereof.
  • Communication bus 18 interconnects various other components of computing device 12, including processor 14 and computer-readable storage medium 16.
  • Computing device 12 may also include one or more input/output interfaces 22 and one or more network communication interfaces 26 that provide an interface for one or more input/output devices 24.
  • the input/output interface 22 and the network communication interface 26 are connected to the communication bus 18.
  • Input/output device 24 may be coupled to other components of computing device 12 through input/output interface 22.
  • Exemplary input/output devices 24 include, but are not limited to, a pointing device (such as a mouse or trackpad), a keyboard, a touch input device (such as a touchpad or touch screen), a voice or sound input device, various types of sensor devices, and/or imaging devices. It may include input devices and/or output devices such as display devices, printers, speakers, and/or network cards.
  • the exemplary input/output device 24 may be included within the computing device 12 as a component constituting the computing device 12, or may be connected to the computing device 12 as a separate device distinct from the computing device 12. It may be possible.

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Abstract

화물 하차 자동화 방법 및 이를 수행하기 위한 화물 하차 자동화 머신이 개시된다. 개시되는 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 방법은, 하나 이상의 프로세서들, 및 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 포함하는 화물 하차 자동화 머신에서 수행되는 방법으로서, 화물들이 적재된 적재함 내부를 촬영한 적재 화물 영상을 획득하는 단계, 적재 화물 영상에 기초하여 적재함 내 화물의 위치, 화물의 종류, 및 화물의 적재 패턴 중 하나 이상을 포함하는 적재 화물 관련 정보를 확인하는 단계, 및 적재 화물 관련 정보에 기초하여 화물 하차 자동화 머신에 구비되는 한 쌍의 로봇 팔 장치를 동작시켜 적재된 화물을 하차시키는 단계를 포함한다.

Description

화물 하차 자동화 방법 및 이를 수행하기 위한 화물 하차 자동화 머신
본 발명의 실시예는 화물 하차 자동화 기술과 관련된다. 본 발명은 산업통상자원부의 로봇산업핵심기술개발사업-범부처협력로봇제품기술(과제고유번호: 1415168943, 세부과제번호: 20009109, 연구과제명: 로봇을 활용한 간선화물 물류 운송 차량 하차 작업 시스템 개발, 주관기관: 주식회사 에스티씨 엔지니어링, 연구기간: 2020.05.01~2024.12.31)의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.
최근 3년간 택배 물동량은 매년 10~13%씩 증가했으나 택배 평균 배송단가는 매년 2~3%씩 하락하고 있어 물류 산업에서 자동화는 기업의 경쟁력 유지를 위해 매우 중요한 일이 되고 있다. 현재 택배 공정 중 상당 부분은 벨트 소터 등 장비를 이용한 물류 센터 내 자동화가 적용되어 있지만 차량의 적재함에서 각종 택배 화물을 내리는 하차 작업은 수작업에 의존하고 있다.
그리고, 전국적인 1일 택배 수요량 처리를 위해 허브 터미널의 간선 화물 트럭은 통상 1대당 2천여개의 화물을 적재하여 2명의 작업자가 1시간 내에 모두 하차해야 한다. 이는 택배 허브 터미널의 여러 작업 중 가장 강도가 높아 작업자들의 기피 작업이 되고 있다. 따라서, 간선 화물 트럭의 하차 작업을 자동화할 수 있는 로봇 시스템의 개발이 요구된다.
본 발명은 적재함 내 화물을 인식하고 자동으로 하차시킬 수 있는 화물 하차 자동화 방법 및 이를 수행하기 위한 화물 하차 자동화 머신을 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 방법은, 하나 이상의 프로세서들, 및 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 포함하는 화물 하차 자동화 머신에서 수행되는 방법으로서, 화물들이 적재된 적재함 내부를 촬영한 적재 화물 영상을 획득하는 단계; 상기 적재 화물 영상에 기초하여 적재함 내 화물의 위치, 화물의 종류, 및 화물의 적재 패턴 중 하나 이상을 포함하는 적재 화물 관련 정보를 확인하는 단계; 및 상기 적재 화물 관련 정보에 기초하여 상기 화물 하차 자동화 머신에 구비되는 한 쌍의 로봇 팔 장치를 동작시켜 적재된 화물을 하차시키는 단계를 포함한다.
상기 화물 하차 자동화 방법은, 상기 적재 화물 관련 정보에 기초하여 상기 화물 하차 자동화 머신에 구비되는 컨베이어 장치의 전단부 높이 및 경사 중 하나 이상을 조절하는 단계를 더 포함하고, 상기 하차시키는 단계는, 상기 적재된 화물을 상기 컨베이어 장치의 전단부에 하차시킬 수 있다.
상기 화물 하차 자동화 머신은, 다축 회전과 전진 및 후진 이동이 가능하도록 마련되는 암 유닛 및 상기 암 유닛에 연결되고 상기 화물과 접촉하여 상기 화물을 하차시키는 핸드 유닛을 각각 포함하는 한 쌍의 로봇 팔 장치를 구비하고, 상기 각 핸드 유닛은, 상기 적재함 내부의 화물을 쓸어 내리도록 마련되는 하차 컨베이어 벨트를 포함할 수 있다.
상기 하차시키는 단계는, 상기 적재 화물 관련 정보에 기초하여 상기 적재함 내 최상단의 양측에 위치하는 화물의 종류를 확인하는 단계; 상기 확인된 화물의 종류에 기초하여 상기 로봇 팔 장치의 하차 모드를 결정하는 단계; 및 상기 로봇 팔 장치를 이용하여 상기 결정된 하차 모드에 따라 상기 최상단의 양측에 위치하는 화물을 하차시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 화물 하차 자동화 방법은, 상기 한 쌍의 로봇 팔 장치를 상기 적재함 내 최상단의 비어 있는 양측에 각각 위치시키는 단계; 상기 로봇 팔 장치의 하차 모드를 측면 스윕 모드로 결정하는 단계; 및 상기 측면 스윕 모드에 의해 상기 적재함 내 최상단에 위치하는 나머지 화물들을 하차시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 측면 스윕 모드는, 상기 적재된 화물이 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트 사이에 위치하도록 하고, 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 화물의 양 측부에서 상기 화물과 마주보도록 배치시킨 상태에서 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 화물 하차 자동화 머신 측으로 회전하여 상기 화물을 아래로 쓸어 내리도록 할 수 있다.
상기 하차시키는 단계는, 상기 하차 컨베이어 벨트를 이용하여 상기 적재함 내 화물을 다운 스윕 모드 또는 측면 스윕 모드로 하차시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 다운 스윕 모드는, 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 화물의 상부에서 상기 화물과 마주보도록 배치시킨 상태에서 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 화물 하차 자동화 머신 측으로 회전하여 상기 화물을 아래로 쓸어 내리도록 하고, 상기 측면 스윕 모드는, 상기 적재된 화물이 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트 사이에 위치하도록 하고, 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 화물의 양 측부에서 상기 화물과 마주보도록 배치시킨 상태에서 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 화물 하차 자동화 머신 측으로 회전하여 상기 화물을 아래로 쓸어 내리도록 할 수 있다.
상기 하차시키는 단계는, 상기 화물 하차 자동화 머신에 구비되는 컨베이어 장치의 전단부 높이를 상기 다운 스윕 모드에 맞추어 조절하는 단계; 상기 적재함 내 최상단의 양측에 위치하는 화물을 상기 다운 스윕 모드로 하차시키는 단계; 상기 컨베이어 장치의 전단부 높이를 상기 측면 스윕 모드에 맞추어 조절하는 단계; 및 상기 적재함 내 최상단의 나머지 화물들을 상기 측면 스윕 모드로 하차시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 측면 스윕 모드로 하차시키는 단계는, 상기 최상단의 나머지 화물들이 하차될수록 상기 한 쌍의 로봇 팔 장치의 간격을 줄여가면서 상기 측면 스윕 모드를 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 화물 하차 자동화 머신은 다축 회전 및 이동이 가능한 한 쌍의 로봇 팔 장치를 구비하며, 로봇 팔 장치가 하차 컨베이어 벨트, 흡착 수단, 및 클램프 수단을 구비함으로써, 적재된 화물의 위치, 화물의 적재 패턴, 및 화물의 종류 등에 따라 다운 스윕(down sweep) 모드, 측면 스윕(side sweep) 모드, 흡착 모드, 및 클램핑 모드 등과 같은 다양한 하차 모드로 동작하여 적재 화물을 용이하고 신속하게 하차시킬 수 있게 된다.
또한, 한 쌍의 로봇 팔 장치의 사이에 컨베이어 장치가 마련됨으로써, 한 쌍의 로봇 팔 장치를 통해 하차시킨 화물을 컨베이어 장치를 통해 신속하게 후방으로 이송시킬 수 있게 된다.
또한, 화물 하차 자동화 머신은 도크와 화물 차량의 적재함과 높이 차이가 있는 경우에도, 높이 조절되는 무한궤도를 통해 용이하게 적재함 내부로 진입할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신을 나타낸 전면 사시도 및 배면 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신이 적재함 내부로 진입하여 화물을 하차시키는 상태를 나타낸 도면이며,
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 팔 장치를 나타낸 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 팔 장치의 암 유닛에서 각 축부를 나타낸 도면이며,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드 유닛의 일측부 및 타측부를 나타낸 사시도이고,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에서 흡착 패드부가 전진 이동되는 상태를 나타낸 도면이며,
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에서 클램핑부가 전진 이동되는 상태를 나타낸 도면이고,
도 10 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신이 적재함에서 적재 화물을 하차시키는 동작을 나타낸 도면이며,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신에서 컨베이어 장치를 나타낸 사시도이고,
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신에서 컨베이어 장치를 나타낸 평면도이며,
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨베이어 장치에서 화물의 이송 방향을 나타낸 도면이고,
도 20a 및 도 20b는 본 발명의 일 실시예에서 컨베이어 장치의 제1 측면부가 하부로 접히는 상태를 나타낸 도면이며,
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신을 이용한 화물 하차 방법을 나타낸 흐름도이고,
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 하차 모드에 의한 화물 하차 방법을 나타낸 흐름도이며,
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신이 적재함 내 최상단의 나머지 화물들을 측면 스윕 모드를 통해 하차시키는 상태를 나타낸 도면이며,
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하차 모드에 의한 화물 하차 방법을 나타낸 흐름도이고,
도 25a 내지 도 25d는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신에서 적재함 내 화물의 위치에 따라 화물을 하차시키는 상태를 나타낸 도면이며,
도 26은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명 시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.
한편, 상측, 하측, 일측, 타측 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신을 나타낸 전면 사시도 및 배면 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 로봇 팔 장치(102), 컨베이어 장치(104), 궤도 장치(106), 및 본체 프레임(108)을 포함할 수 있다.
화물 하차 자동화 머신(100)은 적재함(50) 내에 적재되어 있는 화물(이하, 적재 화물이라 지칭할 수 있음)들을 하차하거나 하차 후 운반하기 위한 것이다. 여기서, 적재함(50)은 화물 차량(예를 들어, 간선 화물차 등)에 장착되는 적재함일 수도 있고 컨테이너일 수도 있다. 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재함(50)의 입구에서 적재함 내의 적재 화물을 하차시킬 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 적재함(50)의 내부로 진입하여 적재함 내의 적재 화물을 하차시킬 수도 있다.
또한, 화물 하차 자동화 머신(100)은 화물의 적재 패턴, 화물의 적재 위치, 화물의 종류 등을 인식하고 그에 따라 화물의 하차 모드를 결정하기 위한 다양한 센서 장비(예를 들어, 비전 센서 또는 라이다(Lidar) 또는 비전 및 라이다의 융합 센서, 스캐너 등)를 포함할 수 있다.
로봇 팔 장치(102)는 본체 프레임(108)의 양측에 마련될 수 있다. 즉, 로봇 팔 장치(102)는 본체 프레임(108)의 양측에서 한 쌍으로 마련될 수 있다. 로봇 팔 장치(102)는 사람의 팔처럼 한 쌍으로 동작하여 적재함 내 벌크 형태로 쌓여 있는 박스, 비닐 파우치, 및 마대 등 다양한 형태의 화물을 하차시키도록 마련될 수 있다. 로봇 팔 장치(102)는 적재함 내 적재 화물을 컨베이어 장치(104) 측으로 하차시킬 수 있다.
컨베이어 장치(104)는 본체 프레임(108)에 장착될 수 있다. 컨베이어 장치(104)는 본체 프레임(108)에 의해 지지될 수 있다. 컨베이어 장치(104)는 본체 프레임(108)에서 로봇 팔 장치(102)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다. 컨베이어 장치(104)는 로봇 팔 장치(102)에 의해 하차된 적재 화물을 본체 프레임(108)의 후방으로 이송시키는 역할을 할 수 있다.
컨베이어 장치(104)는 로봇 팔 장치(102)와 연동하여 동작할 수 있다. 컨베이어 장치(104)의 전단부는 로봇 팔 장치(102)의 동작에 따라 높이가 조절되도록 마련될 수 있다. 이때, 컨베이어 장치(104)의 전단부는 로봇 팔 장치(102)에 의해 하차되려고 하는 적재 화물의 높이에 따라 높이 조절이 될 수 있다.
궤도 장치(106)는 본체 프레임(108)의 하부에 마련될 수 있다. 궤도 장치(106)는 화물 하차 자동화 머신(100)을 이동시키는 역할을 할 수 있다. 즉, 궤도 장치(106)는 화물 하차 자동화 머신(100)을 적재함 입구로 이동시키거나 적재함 내부로 진입하도록 할 수 있다.
본체 프레임(108)은 화물 하차 자동화 머신(100)을 지지하는 역할을 할 수 있다. 본체 프레임(108)은 화물 하차 자동화 머신(100)을 지지할 수 있는 다양한 형태로 마련될 수 있는 바, 그 형태가 한정되는 것은 아니다. 본체 프레임(108)은 로봇 팔 장치(102)를 지지하도록 마련될 수 있다. 본체 프레임(108)은 컨베이어 장치(104)를 지지하도록 마련될 수 있다. 또한, 본체 프레임(108)은 궤도 장치(106)의 상부에서 궤도 장치(106)와 연결될 수 있다.
본체 프레임(108)에는 화물 하차 자동화 머신(100)에 동력을 제공하고, 화물 하차 자동화 머신(100)의 동작을 제어하는 회로 장치들을 포함하는 전장 함(108a)이 장착될 수 있다. 또한, 본체 프레임(108)에는 로봇 팔 장치(102) 및 궤도 장치(106) 중 하나 이상에 유압을 제공하기 위한 유압 탱크(108b)가 장착될 수 있다. 또한, 본체 프레임(108)에는 화물 하차 자동화 머신(100)의 동작을 확인하기 위한 하나 이상의 모니터(108c)가 장착될 수 있다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 팔 장치(102)를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 팔 장치(102)의 암 유닛에서 각 축부를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 로봇 팔 장치(102)는 암 유닛(arm unit)(111) 및 핸드 유닛(113)을 포함할 수 있다.
로봇 팔 장치(102)는 적재함 내 화물의 적재 패턴, 화물의 적재 위치, 및 화물의 종류 중 하나 이상에 따라 결정되는 하차 모드로 동작될 수 있다. 하차 모드는 적재함 내 화물을 하차시키기 위한 동작 모드로서, 예를 들어, 하차 모드에는 다운 스윕(down sweep) 모드, 측면 스윕(side sweep) 모드, 흡착 모드, 및 클램핑 모드 등이 있을 수 있다.
암 유닛(111)은 본체 프레임(108)의 양측에 장착될 수 있다. 암 유닛(111)은 다축 회전이 가능하도록 마련될 수 있다. 또한, 암 유닛(111)은 전진 및 후진 이동이 가능하도록 마련될 수 있다. 암 유닛(111)은 다축 회전과 전진 또는 후진 이동을 동시에 수행하도록 마련될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 암 유닛(111)은 6축 자유도를 갖도록 마련될 수 있다. 암 유닛(111)은 제1 축부(111-1), 제2 축부(111-2), 제3 축부(111-3), 제4 축부(111-4), 제5 축부(111-5), 및 제6 축부(111-6)를 포함할 수 있다.
제1 축부(111-1)는 본체 프레임(108) 상에 장착될 수 있다. 제1 축부(111-1)는 제1 방향(1)으로 회전 가능하게 마련될 수 있다. 제2 축부(111-2)는 제1 축부(111-1)와 연결되어 마련될 수 있다. 제2 축부(111-2)는 제2 방향(2)으로 회전 가능하게 마련될 수 있다. 제3 축부(111-3)는 제2 축부(111-2)와 연결되어 마련될 수 있다. 제3 축부(111-3)는 제3 방향(3)을 따라 전진 및 후진 이동 가능하게 마련될 수 있다.
제4 축부(111-4)는 제3 축부(111-3)와 연결되어 마련될 수 있다. 제4 축부(111-4)는 제4 방향(4)으로 회전 가능하게 마련될 수 있다. 제5 축부(111-5)는 제4 축부(111-4)와 연결되어 마련될 수 있다. 제5 축부(111-5)는 제5 방향(5)으로 회전 가능하게 마련될 수 있다. 제6 축부(111-6)는 제5 축부(111-5)와 연결되어 마련될 수 있다. 제6 축부(111-6)는 제6 방향(6)으로 회전 가능하게 마련될 수 있다. 여기서, 제1 방향(1) 내지 제6 방향(6)은 각각 서로 다른 방향일 수 있다. 이 경우, 암 유닛(111)은 5개의 축 방향으로 회전하면서 전진 및 후진 이동할 수 있게 된다.
핸드 유닛(113)은 암 유닛(111)의 단부에 연결되어 마련될 수 있다. 핸드 유닛(113)은 적재 화물과 접촉되는 부분으로, 적재 화물을 컨베이어 장치(104) 측으로 하차시키는 부분이다. 핸드 유닛(113)은 제6 축부(111-6)에 연결되어 마련될 수 있다. 핸드 유닛(113)이 암 유닛(111)에 연결되어 있는 바, 핸드 유닛(113)은 암 유닛(111)의 동작에 따라 암 유닛(111)과 함께 5개의 축 방향으로 회전하면서 전진 및 후진 이동할 수 있게 된다. 이와 같이, 로봇 팔 장치(102)가 6축 자유도를 가지도록 마련됨으로써, 적재함 내 모든 범위를 커버하여 적재 화물을 하차시킬 수 있게 된다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드 유닛(113)의 일측부 및 타측부를 나타낸 사시도이다. 핸드 유닛(113)은 컨베이어 벨트(121), 흡착 수단(123), 및 클램프 수단(125)을 포함할 수 있다.
핸드 유닛(113)의 일측부에는 하차 컨베이어 벨트(121)가 장착될 수 있다. 로봇 팔 장치(102)를 사람의 팔로 비유할 때 핸드 유닛(113)의 일측부는 손바닥으로 비유할 수 있다. 하차 컨베이어 벨트(121)는 암 유닛(111)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다. 하차 컨베이어 벨트(121)는 일정 방향으로 회전되도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 하차 컨베이어 벨트(121)는 순환 회전되도록 루프 형태로 마련될 수 있다.
하차 컨베이어 벨트(121)는 본체 프레임(108) 방향 측으로(즉, 안쪽 방향으로) 회전하도록 마련될 수 있다. 즉, 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)에서 각 핸드 유닛(113)의 하차 컨베이어 벨트(121)는 본체 프레임(108) 방향 측으로 회전하도록 마련될 수 있다.
한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121)가 본체 프레임(108) 방향 측으로 회전함에 따라, 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121) 사이에서 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121)와 접촉하는 적재 화물들이 본체 프레임(108) 방향 쪽으로 쓸려 내려가면서 컨베이어 장치(104) 측으로 하차되게 된다. 즉, 하차 컨베이어 벨트(121)는 스윕(sweep) 모드에 사용되는 것으로, 로봇 팔 장치(102)의 하차 모드가 다운 스윕(down sweep) 모드 또는 측면 스윕(side sweep) 모드일 때 사용될 수 있다.
하차 컨베이어 벨트(121)의 표면에는 적재 화물을 쓸어내릴 때, 적재 화물과의 마찰력을 높이기 위해 요철 패턴부(121a)가 형성될 수 있다. 요철 패턴부(121a)는 하차 컨베이어 벨트(121)의 표면에서 돌출되는 형태로 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 요철 패턴부(121a)는 하차 컨베이어 벨트(121)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 복수 개가 마련될 수 있다.
핸드 유닛(113)의 타측부에는 흡착 수단(123) 및 클램프 수단(125)이 각각 마련될 수 있다. 로봇 팔 장치(102)를 사람의 팔로 비유할 때 핸드 유닛(113)의 타측부는 손등으로 비유할 수 있다. 핸드 유닛(113)의 타측부에서 흡착 수단(123)과 클램프 수단(125)은 각각 상하로 배치될 수 있다. 흡착 수단(123) 및 클램프 수단(125)은 각각 핸드 유닛(113)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 흡착 수단(123) 및 클램프 수단(125)은 핸드 브라켓(127)을 통해 핸드 유닛(113)에 장착될 수 있다. 핸드 브라켓(127)의 양측은 하차 컨베이어 벨트(121)의 양측에 고정될 수 있다. 핸드 브라켓(127)은 하차 컨베이어 벨트(121)와 흡착 수단(123) 및 클램프 수단(125) 사이에 마련될 수 있다.
흡착 수단(123)은 적재함 내의 적재 화물을 흡착하여 하차시키는 역할을 할 수 있다. 즉, 흡착 수단(123)은 로봇 팔 장치(102)의 하차 모드가 흡착 모드인 경우 사용될 수 있다. 예를 들어, 흡착 수단(123)은 핸드 유닛(113)의 길이 방향을 따라 전진 및 후진 이동하도록 마련될 수 있다. 흡착 수단(123)은 흡착 패드부(123a) 및 흡착 구동부(123b)를 포함할 수 있다.
흡착 패드부(123a)는 적재 화물을 흡착시키는 부분이다. 흡착 패드부(123a)는 복수 개가 마련될 수 있다. 복수 개의 흡착 패드부(123a)의 일단은 각각 장착 플레이트(123a-2)에 고정될 수 있다. 장착 플레이트(123a-2)는 흡착 구동부(123b)와 연결될 수 있다. 여기서는, 흡착 패드부(123a)가 복수 개 마련되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
흡착 패드부(123a)의 단부에는 적재 화물을 진공 흡착하는 석션 컵(123a-1)이 마련될 수 있다. 석션 컵(123a-1)은 다양한 방향으로 굽힘이 가능하도록 자바라 형태로 마련될 수 있으나, 그 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
흡착 구동부(123b)는 흡착 패드부(123a)를 전진 및 후진 이동시키도록 마련될 수 있다. 또한, 흡착 구동부(123b)는 흡착 패드부(123a)가 적재 화물을 흡착하도록 진공 발생기를 포함할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에서 흡착 패드부(123a)가 전진 이동되는 상태를 나타낸 도면이다. 흡착 구동부(123b)는 흡착 모드 시 흡착 패드부(123a)를 전진 이동시켜 적재 화물을 흡착하도록 할 수 있다. 흡착 구동부(123b)는 흡착된 적재 화물을 하차시킨 흡착 패드부(123a)를 후진 이동하여 원 위치시킬 수 있다.
여기서는 흡착 패드부(123a)가 전진 이동하여 적재 화물을 흡착하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 흡착 패드부(123a)가 고정된 상태에서 핸드 유닛(111)이 적재 화물 측으로 이동한 후 흡착 패드부(123a)을 통해 적재 화물을 흡착할 수도 있다.
클램프 수단(125)은 적재함 내의 적재 화물을 집어서 하차시키는 역할을 할 수 있다. 즉, 클램프 수단(125)은 로봇 팔 장치(102)의 하차 모드가 클램핑 모드인 경우 사용될 수 있다. 예를 들어, 클램프 수단(125)은 핸드 유닛(113)의 길이 방향을 따라 전진 및 후진 이동하도록 마련될 수 있다. 클램프 수단(125)은 클램핑부(125a) 및 클램프 구동부(125b)를 포함할 수 있다.
클램핑부(125a)는 적재 화물을 집어드는 부분이다. 이때, 적재 화물의 종류는 마대 자루일 수 있다. 즉, 클램핑부(125a)는 적재 화물 중 마대 자루를 집어들도록 마련될 수 있다. 이를 위해, 클램핑부(125a)의 단부는 집게 형태로 마련될 수 있다. 클램프 구동부(125b)는 클램핑부(125a)를 전진 및 후진 이동시키도록 마련될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에서 클램핑부(125a)가 전진 이동되는 상태를 나타낸 도면이다. 클램프 구동부(125b)는 클램핑 모드 시 클램핑부(125a)를 전진 이동시켜 적재 화물을 집도록 할 수 있다. 클램프 구동부(125b)는 적재 화물을 하차시킨 클램핑부(125a)를 후진 이동하여 원 위치시킬 수 있다.
여기서는 클램핑부(125a)가 전진 이동하여 적재 화물을 집는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 클램핑부(125a)가 고정된 상태에서 핸드 유닛(111)이 적재 화물 측으로 이동한 후 클램핑부(125a)을 통해 적재 화물을 클램핑하도록 마련될 수도 있다.
도 10 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신이 적재함에서 적재 화물을 하차시키는 동작을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 비전 센서 등을 통해 화물과의 거리, 화물의 적재 패턴, 화물의 적재 위치, 및 화물의 종류 등을 인식할 수 있다. 이때, 화물 하차 자동화 머신(100)은 화물과의 거리에 따라 화물 측으로 이동할 수 있다. 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재된 화물의 높이에 따라 순차적으로 화물을 하차시킬 수 있다.
도 11을 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 화물의 적재 높이에 따라 컨베이어 장치(104)의 전단부 높이를 조절할 수 있다. 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재된 화물 중 최상단에 위치한 화물의 높이에 기반하여 컨베이어 장치(104)의 전단부 높이를 조절할 수 있다. 즉, 로봇 팔 장치(102)가 적재된 화물 중 최상단에 위치한 화물부터 하차시키게 되는 바, 적재된 화물 중 최상단에 위치한 화물을 안전하게 받아 낼 수 있는 높이로 컨베이어 장치(104)의 전단부 높이를 조절할 수 있다.
도 12를 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재된 화물 중 최상단에 위치한 화물을 하차시키기 위해 로봇 팔 장치(102)를 해당 화물의 상부로 위치시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 적재된 화물 중 최상단에 위치한 화물이 박스 형태이고 최상단에 위치한 화물의 상부에 로봇 팔 장치(102)의 진입 공간이 확보된 경우, 로봇 팔 장치(102)는 다운 스윕(down sweep) 모드로 동작하여 최상단에 위치한 화물을 하차시킬 수 있다. 이때, 로봇 팔 장치(102)는 적재된 화물에서 최상단에 위치한 화물 중 가장 바깥쪽에 위치하는 화물들을 다운 스윕 모드로 하차시킬 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 13을 참조하면, 로봇 팔 장치(102)가 다운 스윕(down sweep) 모드를 통해 적재된 화물 중 최상단에 위치한 화물을 컨베이어 장치(104) 측으로 하차시키는 상태를 나타내었다. 여기서, 다운 스윕 모드는 핸드 유닛(113)의 하차 컨베이어 벨트(121)를 대상 화물(즉, 하차시킬 화물)의 상부에서 대상 화물과 마주보도록 배치시킨 상태(즉, 하차 컨베이어 벨트(121)의 표면이 대상 화물의 상부에서 대상 화물의 상면과 마주보는 상태)에서 하차 컨베이어 벨트(121)를 본체 프레임(108) 방향 측으로 회전하여 대상 화물을 아래로 쓸어 내리도록 하는 동작 모드를 의미할 수 있다. 이때, 다운 스윕 모드를 통해 하차시킬 화물의 개수 또는 화물의 위치 등에 따라 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121)가 모두 다운 스윕 모드로 동작할 수도 있고, 그 중 어느 하나만 다운 스윕 모드로 동작할 수도 있다.
도 14a 내지 도 14c를 참조하면, 로봇 팔 장치(102)가 측면 스윕(side sweep) 모드를 통해 적재된 화물을 하차시키는 상태를 나타내었다. 예시적인 실시예에서, 로봇 팔 장치(102)는 적재된 화물에서 최상단에 위치한 화물 중 가장 바깥쪽에 위치하는 화물들을 다운 스윕 모드로 하차시킨 후, 가운데 부분에 위치하는 화물들을 측면 스윕 모드로 하차시킬 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 적재된 화물 중 최상단에 위치한 화물이 박스 형태이고 최상단에 위치한 화물의 측부에 로봇 팔 장치(102)의 진입 공간이 확보된 경우, 로봇 팔 장치(102)는 측면 스윕 모드로 동작하여 화물을 하차시킬 수 있다.
여기서, 측면 스윕 모드는 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121) 사이에 하나 이상의 대상 화물이 위치하도록 하고, 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121)를 대상 화물(즉, 하차시킬 화물)의 양측부에서 대상 화물과 마주보도록 배치시킨 상태(즉, 하차 컨베이어 벨트(121)의 표면이 대상 화물의 측부에서 대상 화물의 측면과 마주보는 상태)에서 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121)를 본체 프레임(108) 방향 측으로 회전하여 대상 화물을 아래로 쓸어 내리도록 하는 동작 모드를 의미할 수 있다.
구체적으로, 로봇 팔 장치(102)는 핸드 유닛(113)을 적재된 화물의 측부 공간으로 진입시킬 수 있다(도 14a). 다음으로, 로봇 팔 장치(102)는 핸드 유닛(113)의 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121)가 대상 화물의 측면과 마주보도록 배치할 수 있다(도 14b). 다음으로, 로봇 팔 장치(102)는 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121)를 본체 프레임(108) 방향 측으로 회전하여 대상 화물을 아래로 하차시킬 수 있다(도 14c). 이때, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재된 화물들이 하차됨에 따라 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)를 상호 안쪽으로 모으면서 측면 스윕 모드로 계속 동작할 수 있다.
도 15a 내지 도 15c를 참조하면, 로봇 팔 장치(102)가 클램핑 모드를 통해 적재된 화물을 하차시키는 상태를 나타내었다. 예시적인 실시예에서, 화물 하차 자동화 머신(100)은 하차해야 할 화물의 종류에 따라 로봇 팔 장치(102)를 클램핑 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 하차해야 할 화물의 종류가 마대 자루 또는 파우치 등과 같이 클램프 수단(125)을 통해 잡을 수 있는 화물인 경우, 화물 하차 자동화 머신(100)은 로봇 팔 장치(102)를 클램핑 모드로 동작시킬 수 있다.
구체적으로, 화물의 종류가 마대 자루인 경우(도 15a), 로봇 팔 장치(102)는 핸드 유닛(113)을 대상 화물 측으로 이동시킨 후 클램프 수단(125)의 클램핑부(125a)을 통해 대상 화물을 붙잡을 수 있다(도 15b). 이때, 대상 화물과의 거리에 따라 클램핑부(125a)를 전진 이동시킬 수도 있다. 다음으로, 로봇 팔 장치(102)는 대상 화물을 아래로 잡아당겨 대상 화물을 하차시킬 수 있다(도 15c).
도 16a 내지 도 16c를 참조하면, 로봇 팔 장치(102)가 흡착 모드를 통해 적재된 화물을 하차시키는 상태를 나타내었다. 예시적인 실시예에서, 로봇 팔 장치(102)는 화물의 적재 높이 및 화물의 종류 중 하나 이상에 따라 흡착 모드로 화물을 하차시킬 수 있다. 예를 들어, 대상 화물이 최하단 또는 최상단에 위치하고 화물이 박스 형태인 경우, 로봇 팔 장치(102)는 흡착 모드를 통해 대상 화물을 하차시킬 수 있다. 도 16a 내지 도 16c에서는 대상 화물이 최하단에 위치하는 박스 형태인 경우 흡착 모드로 화물을 하차시키는 상태를 나타내었다.
구체적으로, 로봇 팔 장치(102)는 흡착 수단(123)의 흡착 패드부(123a)를 통해 대상 화물을 흡착할 수 있다(도 16a). 이때, 대상 화물과의 거리에 따라 흡착 패드부(123a)를 전진 이동시킬 수도 있다. 다음으로, 로봇 팔 장치(102)는 대상 화물을 흡착시킨 상태에서 대상 화물을 컨베이어 장치(104)의 상부로 이동시킬 수 있다(도 16b). 다음으로, 로봇 팔 장치(102)는 흡착 패드부(123a)에서 대상 화물을 탈착시켜 대상 화물을 컨베이어 장치(104)에 하차시킬 수 있다(도 16c).
개시되는 실시예에 의하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 다축 회전 및 이동이 가능한 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)를 구비하며, 로봇 팔 장치(102)가 하차 컨베이어 벨트(121), 흡착 수단(123), 및 클램프 수단(125)을 구비함으로써, 적재된 화물의 위치, 화물의 적재 패턴, 및 화물의 종류 등에 따라 다운 스윕(down sweep) 모드, 측면 스윕(side sweep) 모드, 흡착 모드, 및 클램핑 모드 등과 같은 다양한 하차 모드로 동작하여 적재 화물을 용이하고 신속하게 하차시킬 수 있게 된다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신에서 컨베이어 장치를 나타낸 사시도이고, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신에서 컨베이어 장치를 나타낸 평면도이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 컨베이어 장치(104)는 한 쌍의 로봇 팔 장치(102) 사이에 마련될 수 있다. 컨베이어 장치(104)는 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)에 의해 하차된 화물들을 싱귤레이팅 하는 역할을 할 수 있다. 즉, 컨베이어 장치(104)는 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)에 의해 하차된 화물들을 자동 정렬하여 이송시키는 역할을 할 수 있다. 컨베이어 장치(104)는 제1 컨베이어부(104-1), 제2 컨베이어부(104-2), 및 제3 컨베이어부(104-3)를 포함할 수 있다.
제1 컨베이어부(104-1)는 컨베이어 장치(104)의 전단부에 마련될 수 있다. 제1 컨베이어부(104-1)는 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)에 의해 하차되는 화물을 받아주는 역할을 할 수 있다. 제1 컨베이어부(104-1)는 지면으로부터의 높이가 조절되도록 마련될 수 있다. 또한, 제1 컨베이어부(104-1)는 경사가 조절되도록 마련될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 컨베이어부(104-1)는 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)의 하차 모드 및 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)를 통해 하차시킬 화물의 적재함 내 위치에 따라 높이 및 경사 중 하나 이상이 조절되도록 마련될 수 있다. 이때, 제1 컨베이어부(104-1)는 하차되는 화물을 안전하게 받아줄 수 있는 높이 및 경사를 가지도록 조절될 수 있다.
제1 컨베이어부(104-1)는 진입부(131), 제1 측면부(133), 제2 측면부(135), 가이드부(137), 및 이송부(139)를 포함할 수 있다.
진입부(131)는 제1 컨베이어부(104-1)의 전단에 마련될 수 있다. 진입부(131)는 기 설정된 제1 폭을 갖도록 마련될 수 있다. 진입부(131)는 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)에 의해 하차되는 화물들을 후방의 이송부(139)로 전달하도록 복수 개의 제1 롤러(a)들을 포함할 수 있다. 이때, 제1 롤러들은 제1 컨베이어부(104-1)의 폭 방향과 평행하게 마련될 수 있다. 또한, 제1 롤러들은 진입부(131)의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다.
제1 측면부(133)는 진입부(131)의 후방에서 이송부(137)의 일측부에 마련될 수 있다. 제1 측면부(133)는 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)에 의해 하차되는 화물들을 후방으로 전달하도록 컨베이어 벨트를 포함할 수 있다.
제2 측면부(135)는 진입부(131)의 후방에서 이송부(137)의 타측부에 마련될 수 있다. 제2 측면부(135)는 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)에 의해 하차되는 화물들을 후방으로 전달하도록 컨베이어 벨트를 포함할 수 있다.
가이드부(137)는 제1 컨베이어부(104-1)의 양측부에서 일정 높이를 가지고 마련될 수 있다. 가이드부(137)는 진입부(131), 제1 측면부(133), 및 제2 측면부(135)에 안착되어 후방으로 전달되는 화물들을 이송부(139) 측으로 가이드해주는 역할을 할 수 있다.
가이드부(137)는 제1 측면부(133)의 바깥측 테두리 및 제2 측면부(133)의 바깥측 테두리를 따라 각각 형성되다가 중심부를 향하여 모아져 이송부(137)의 양측 테두리를 따라 마련될 수 있다. 가이드부(137)는 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)에 의해 하차된 화물들이 제1 컨베이어부(104-1)의 외부로 이탈되는 것을 방지하는 역할도 하게 된다.
이송부(139)는 진입부(131)의 후방에서 제1 측면부(133)와 제2 측면부(135) 사이에 마련될 수 있다. 이송부(139)는 진입부(131)의 폭보다 작은 제2 폭을 갖도록 마련될 수 있다. 이송부(139)는 진입부(131), 제1 측면부(133), 및 제2 측면부(135)를 통해 전달되는 화물들을 후방의 제2 컨베이어부(104-2)로 이송시키는 역할을 할 수 있다.
이송부(139)는 제1 이송부(139-1), 제2 이송부(139-2), 및 제3 이송부(139-3)를 포함할 수 있다. 제1 이송부(139-1)는 이송부(139)의 중심부에서 이송부(139)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다. 제1 이송부(139-1)는 제1 컨베이어부(104-1)의 폭 방향과 평행하게 마련되고, 이송부(139)의 길이 방향을 따라 복수 개가 마련되는 제2 롤러(b)들을 포함할 수 있다.
제2 이송부(139-2)는 제1 이송부(139-1)의 좌측에서 이송부(139)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다. 제2 이송부(139-2)는 좌측 사선 방향으로 마련되고 이송부(139)의 길이 방향을 따라 복수 개가 마련되는 제3 롤러(c)들을 포함할 수 있다.
제3 이송부(139-3)는 제1 이송부(139-1)의 우측에서 이송부(139)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다. 제3 이송부(139-2)는 우측 사선 방향으로 마련되고 이송부(139)의 길이 방향을 따라 복수 개가 마련되는 제4 롤러(d)들을 포함할 수 있다.
여기서, 제2 이송부(139-2)가 좌측 사선 방향의 제3 롤러(c)들을 포함하고, 제3 이송부(139-2)가 우측 사선 방향의 제4 롤러(d)들을 포함함으로써, 제1 컨베이어부(104-1) 상의 화물들이 이송부(139)의 중심(즉, 제1 이송부(139-1))으로 모이면서 후방으로 이송될 수 있게 된다.
제2 컨베이어부(104-2)는 제1 컨베이어부(104-1)의 후방에서 컨베이어 장치(104)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다. 제2 컨베이어부(104-2)는 하방으로 일정 각도로 경사지게 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 컨베이어부(104-1)는 제2 컨베이어부(104-2)의 단부에서 틸팅 가능하게 결합되어 마련될 수 있다.
제2 컨베이어부(104-2)의 중심부에는 제2 컨베이어부(104-2)의 폭 방향과 평행하고, 제2 컨베이어부(104-2)의 길이 방향을 따라 제5 롤러(e)들이 마련될 수 있다. 제2 컨베이어부(104-2)의 양측부에는 제6 롤러(f) 및 제7 롤러(g)가 마련될 수 있다. 제6 롤러(f)는 제5 롤러(e)의 좌측에서 좌측 사선 방향으로 제2 컨베이어부(104-2)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다. 제7 롤러(g)는 제5 롤러(e)의 우측에서 우측 사선 방향으로 제2 컨베이어부(104-2)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다.
제3 컨베이어부(104-3)는 제2 컨베이어부(104-2)의 후방에서 컨베이어 장치(104)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다. 제3 컨베이어부(104-3)의 폭은 제2 컨베이어부(104-2)의 폭과 대응하게 마련될 수 있다. 제3 컨베이어부(104-3)는 제3 컨베이어부(104-3)의 폭 방향과 평행하고, 제3 컨베이어부(104-3)의 길이 방향을 따라 마련되는 복수 개의 제8 롤러(h)를 포함할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨베이어 장치에서 화물의 이송 방향을 나타낸 도면이다. 도 19를 참조하면, 컨베이어 장치(104)는 제1 구간 내지 제11 구간으로 구분할 수 있다. 제1 구간(①)은 진입부(131)가 마련되는 영역일 수 있다. 제2 구간(②)은 제1 이송부(139-1) 중 전단부가 위치하는 영역일 수 있다. 제3 구간(③)은 제1 이송부(139-1) 중 후단부가 위치하는 영역일 수 있다. 제4 구간(④)은 제2 이송부(139-2)가 마련되는 영역일 수 있다. 제5 구간(⑤)은 제3 이송부(139-3)가 마련되는 영역일 수 있다. 제6 구간(⑥)은 제1 측면부(133)가 마련되는 영역일 수 있다. 제7 구간(⑦)은 제2 측면부(135)가 마련되는 영역일 수 있다. 제8 구간(⑧)은 제2 컨베이어부(104-2)의 제5 롤러(e)들이 마련되는 영역일 수 있다. 제9 구간(⑨)은 제2 컨베이어부(104-2)의 제6 롤러(f)들이 마련되는 영역일 수 있다. 제10 구간(⑩)은 제2 컨베이어부(104-2)의 제7 롤러(g)들이 마련되는 영역일 수 있다. 제11 구간(⑪)은 제3 컨베이어부(104-3) 즉, 제8 롤러(h)가 마련되는 영역일 수 있다.
여기서, 컨베이어 장치(104)는 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)에 의해 하차되는 화물들을 감지할 수 있는 하나 이상의 센서를 구비할 수 있다. 컨베이어 장치(104) 상에 안착되는 화물들을 감지한 경우, 컨베이어 장치(104)는 전 구간을 동작시킬 수 있다. 이 경우, 화물들은 도 19에 도시된 화살표 방향과 같이 컨베이어 장치(104)의 중심부로 자동 정렬되면서 후방으로 이송되게 된다.
한편, 컨베이어 장치(104)는 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)에 의해 하차된 화물들을 싱귤레이팅 하기 위해 각 구간 별로 화물의 이송 속도(또는 컨베이어 벨트나 롤러의 회전 속도)를 제어할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 구간(②), 제3 구간(③), 제8 구간(⑧), 및 제11 구간(⑪)은 제1 이송 속도로 동작할 수 있다. 그리고, 제4 구간(④), 제5 구간(⑤), 제9 구간(⑨), 및 제10 구간(⑩)은 제1 이송 속도보다 느린 제2 이송 속도로 동작할 수 있다. 또한, 제1 구간(①), 제6 구간(⑥), 및 제7 구간(⑦)은 제2 이송 속도보다 느린 제3 이송 속도로 동작될 수 있다.
한편, 제1 측면부(133) 및 제2 측면부(135)는 하부로 수직하게 접힘이 가능하도록 마련될 수 있다. 제1 측면부(133) 및 제2 측면부(135)는 이송부(139)의 양측에 각각 회전 가능하게 마련될 수 있다.
도 20a 및 도 20b는 본 발명의 일 실시예에서 컨베이어 장치(104)의 제1 측면부(133)가 하부로 접히는 상태를 나타낸 도면이다. 도 20a는 화물 하차 자동화 머신을 위에서 바라본 도면이고, 도 20b는 화물 하차 자동화 머신을 후방에서 바라본 도면이다. 여기서는, 제1 측면부(133)가 하부로 접히는 상태를 나타내었으나, 제2 측면부(133)도 이와 동일하게 구성될 수 있다.
도 20a 및 도 20b를 참조하면, 제1 측면부(133)는 적재된 화물의 폭과 제1 컨베이어부(104-1)의 폭 간의 차이에 따라 하부로 수직하게 접히도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재된 화물의 폭과 제1 컨베이어부(104-1)의 폭 간의 차이가 기 설정된 기준 값 이하인 경우, 제1 측면부(133)를 하부로 접어서 제1 측면부(133)가 차지하던 공간을 확보할 수 있다. 이 경우, 작업자가 제1 측면부(133)가 차지하던 공간을 통해 이동 가능하게 된다. 즉, 제1 측면부(133)가 차지하던 공간을 작업자 진입 통로로 확보할 수 있게 된다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신을 이용한 화물 하차 방법을 나타낸 흐름도이다. 도시된 흐름도에서는 상기 방법을 복수 개의 단계로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 단계들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있다.
도 21을 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재함 내부에 적재된 화물을 촬영한 영상(적재 화물 영상)을 획득할 수 있다(S 101). 예를 들어, 화물 하차 자동화 머신(100)은 3D 깊이 카메라(3D depth camera), 비전 센서 또는 라이다(Lidar), 및 이들이 조합된 장비 등을 통해 적재 화물 영상을 획득할 수 있다.
다음으로, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재 화물 영상에 기반하여 적재함 내 화물의 위치, 화물의 종류, 및 화물의 적재 패턴 중 하나 이상을 포함하는 적재 화물 관련 정보를 확인할 수 있다(S 103).
즉, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재 화물 영상에 기초하여 적재함 내에서 각 화물이 어느 위치에 존재하는지, 각 화물의 종류(예를 들어, 박스, 마대자루, 파우치 등)가 어떻게 되는지, 적재함 내 화물들이 어떤 패턴으로 적재되어 있는지 등을 확인할 수 있다.
구체적으로, 적재함 내에는 다양한 종류의 화물들이 다양한 패턴(예를 들어, 박스들이 정렬되어 적재된 경우, 밑 부분에는 박스들이 정렬되어 적재되고 윗 부분에는 박스들이 비정렬되어 적재된 경우, 마대자루들이 정렬되어 적재된 경우, 밑 부분에는 마대자루들이 정렬되어 적재되고 윗 부분에는 마대자루들이 비정렬되어 적재된 경우, 밑 부분에는 박스들이 적재되고, 윗 부분에는 마대자루들이 적재된 경우 등)으로 적재되어 있는데, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재 화물 영상을 분석하여 이러한 화물의 적재 패턴을 확인할 수 있다.
다음으로, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재 화물 관련 정보에 기초하여 로봇 팔 장치(102)를 동작시켜 적재된 화물을 하차시킬 수 있다(S 105). 즉, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재 화물 관련 정보에 기초하여 로봇 팔 장치(102)의 하차 모드(다운 스윕(down sweep) 모드, 측면 스윕(side sweep) 모드, 흡착 모드, 및 클램핑 모드 등)를 결정하고 그에 따라 화물을 하차시킬 수 있다. 하차 모드에 의한 구체적인 화물 하차 방법은 도 22 내지 24를 참조하여 후술하기로 한다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 하차 모드에 의한 화물 하차 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 22를 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재 화물 관련 정보에 기초하여 적재함 내 최상단의 양측에 위치하는 화물의 종류를 확인할 수 있다(S 201).
다음으로, 화물 하차 자동화 머신(100)은 확인된 화물의 종류에 기초하여 하차 모드를 결정할 수 있다(S 203).
예를 들어, 화물 하차 자동화 머신(100)은 확인된 화물의 종류가 마대 자루인 경우, 화물의 하차 모드를 클램핑 모드로 결정할 수 있다. 또한, 확인된 화물의 종류가 박스인 경우, 화물 하차 자동화 머신(100)은 화물의 하차 모드를 흡착 모드로 결정할 수 있다.
다음으로, 화물 하차 자동화 머신(100)은 결정된 하차 모드에 따라 적재함 내 최상단의 양측에 위치하는 화물을 하차시킬 수 있다(S 205). 여기서, 적재함 내 최상단의 양측에 위치하는 화물을 하차시킴으로써, 적재함 내 최상단의 양측이 비어 공간이 형성되게 된다.
다음으로, 화물 하차 자동화 머신(100)은 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)를 각각 적재함 내 최상단의 양측에 위치시킬 수 있다(S 207). 즉, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재함 내 최상단의 비어 있는 양측에 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)를 삽입하여 위치시킬 수 있다.
다음으로, 화물 하차 자동화 머신(100)은 측면 스윕 모드로 적재함 내 최상단에 위치하는 나머지 화물들을 하차시킬 수 있다(S 209).
구체적으로, 화물 하차 자동화 머신(100)은 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)의 하차 모드를 측면 스윕 모드로 결정하여 하차 컨베이어 벨트(121)를 측면 스윕 모드를 수행하기 위한 자세 및 위치로 조절할 수 있다. 즉, 화물 하차 자동화 머신(100)은 하차 컨베이어 벨트(121)가 최상단에 위치하는 나머지 화물의 양 측면에 대면하도록 위치시킬 수 있다. 그 후, 화물 하차 자동화 머신(100)은 하차 컨베이어 벨트(121)를 본체 프레임(108) 방향 측으로 회전하여 화물들을 컨베이어 장치(104)로 쓸어내릴 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신(100)이 적재함 내 최상단의 나머지 화물들을 측면 스윕 모드를 통해 하차시키는 상태를 나타낸 도면이다. 도 23을 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)를 적재함 내 최상단의 비어 있는 양측에 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)를 삽입하여 위치시킨 후, 측면 스윕 모드를 통해 화물들을 컨베이어 장치(104)로 쓸어내릴 수 있다. 이때, 화물 하차 자동화 머신(100)은 화물들이 하차됨에 따라 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)의 간격을 줄여가면서 측면 스윕 모드로 동작할 수 있다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하차 모드에 의한 화물 하차 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 24를 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재 화물 관련 정보에 기초하여 컨베이어 장치(104)의 전단부 높이를 다운 스윕 모드에 맞추어 조절할 수 있다(S 301).
예를 들어, 컨베이어 장치(104)의 전단부는 적재함 내 화물의 위치 및 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)의 각 하차 모드 중 하나 이상에 따라 높이가 설정되어 있을 수 있다. 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재 화물 관련 정보에 기초하여 적재함 내 화물의 위치를 확인하고 컨베이어 장치(104)의 전단부 높이를 다운 스윕 모드에 맞추어 조절할 수 있다.
다음으로, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재함 내 최상단의 양측에 위치하는 화물을 다운 스윕 모드로 하차시킬 수 있다(S 303).
즉, 화물 하차 자동화 머신(100)은 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)를 다운 스윕 모드를 수행하기 위한 자세 및 위치로 조절할 수 있다. 이때, 화물 하차 자동화 머신(100)은 하차 컨베이어 벨트(121)가 최상단의 양측에 위치하는 화물의 상면에 대면하도록 위치시킬 수 있다. 그 후, 화물 하차 자동화 머신(100)은 하차 컨베이어 벨트(121)를 본체 프레임(108) 방향 측으로 회전하여 화물들을 컨베이어 장치(104)로 쓸어내릴 수 있다. 여기서, 적재함 내 최상단의 양측에 위치하는 화물을 하차시킴으로써, 적재함 내 최상단의 양측이 비어 공간이 형성되게 된다.
다음으로, 화물 하차 자동화 머신(100)은 컨베이어 장치(104)의 전단부 높이를 측면 스윕 모드에 맞추어 조절할 수 있다(S 305). 즉, 적재함 내 최상단에 위치하는 나머지 화물들은 측면 스윕 모드로 하차시키게 되므로, 화물 하차 자동화 머신(100)은 컨베이어 장치(104)의 전단부 높이를 측면 스윕 모드에 맞추어 조절하게 된다.
다음으로, 화물 하차 자동화 머신(100)은 측면 스윕 모드로 적재함 내 최상단에 위치하는 나머지 화물들을 하차시킬 수 있다(S 307).
여기서, 화물 하차 자동화 머신(100)은 S 301 내지 S 307의 과정을 반복 수행하여 적재함 내 각 층에 적재된 화물들을 순차적으로 하차시킬 수 있다.
도 25a 내지 도 25d는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신에서 적재함 내 화물의 위치에 따라 화물을 하차시키는 상태를 나타낸 도면이다.
도 25a 내지 도 25d를 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재함 내 최상단의 양측에 위치하는 화물을 흡착 모드를 통해 하차시킬 수 있다(도 25a). 또한, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재함 내 최상단의 나머지 화물(중앙 부분에 위치하는 화물)들을 측면 스윕 모드를 통해 하차시킬 수 있다(도 25b).
또한, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재함 내 최상단의 양측에 위치하는 화물을 다운 스윕 모드를 통해 하차시킬 수 있다(도 25c). 여기서는, 화물이 층별로 순차적으로 하차됨에 따라 화물의 상부에 비어 있는 공간이 있으므로 다운 스윕 모드를 통해 적재함 내 최상단의 양측에 위치하는 화물을 하차시킬 수 있다. 또한, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재함 내 최하단에 위치하는 화물을 흡착 모드를 통해 하차시킬 수 있다(도 25d).
도 26은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경(10)을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다. 도시된 실시예에서, 각 컴포넌트들은 이하에 기술된 것 이외에 상이한 기능 및 능력을 가질 수 있고, 이하에 기술된 것 이외에도 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다.
도시된 컴퓨팅 환경(10)은 컴퓨팅 장치(12)를 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 화물 하차 자동화 머신(100)일 수 있다. 컴퓨팅 장치(12)는 화물 하차 자동화 방법을 수행하기 위한 장치일 수 있다.
컴퓨팅 장치(12)는 적어도 하나의 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16) 및 통신 버스(18)를 포함한다. 프로세서(14)는 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(14)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 상기 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서(14)에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 프로그램(20)은 프로세서(14)에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 컴퓨팅 장치(12)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.
통신 버스(18)는 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)를 포함하여 컴퓨팅 장치(12)의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.
컴퓨팅 장치(12)는 또한 하나 이상의 입출력 장치(24)를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스(22) 및 하나 이상의 네트워크 통신 인터페이스(26)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(22) 및 네트워크 통신 인터페이스(26)는 통신 버스(18)에 연결된다. 입출력 장치(24)는 입출력 인터페이스(22)를 통해 컴퓨팅 장치(12)의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 포인팅 장치(마우스 또는 트랙패드 등), 키보드, 터치 입력 장치(터치패드 또는 터치스크린 등), 음성 또는 소리 입력 장치, 다양한 종류의 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치, 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 컴퓨팅 장치(12)를 구성하는 일 컴포넌트로서 컴퓨팅 장치(12)의 내부에 포함될 수도 있고, 컴퓨팅 장치(12)와는 구별되는 별개의 장치로 컴퓨팅 장치(12)와 연결될 수도 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 하나 이상의 프로세서들, 및
    상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 포함하는 화물 하차 자동화 머신에서 수행되는 방법으로서,
    화물들이 적재된 적재함 내부를 촬영한 적재 화물 영상을 획득하는 단계;
    상기 적재 화물 영상에 기초하여 적재함 내 화물의 위치, 화물의 종류, 및 화물의 적재 패턴 중 하나 이상을 포함하는 적재 화물 관련 정보를 확인하는 단계; 및
    상기 적재 화물 관련 정보에 기초하여 상기 화물 하차 자동화 머신에 구비되는 한 쌍의 로봇 팔 장치를 동작시켜 적재된 화물을 하차시키는 단계를 포함하는, 화물 하차 자동화 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화물 하차 자동화 방법은,
    상기 적재 화물 관련 정보에 기초하여 상기 화물 하차 자동화 머신에 구비되는 컨베이어 장치의 전단부 높이 및 경사 중 하나 이상을 조절하는 단계를 더 포함하고,
    상기 하차시키는 단계는, 상기 적재된 화물을 상기 컨베이어 장치의 전단부에 하차시키는, 화물 하차 자동화 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 화물 하차 자동화 머신은, 다축 회전과 전진 및 후진 이동이 가능하도록 마련되는 암 유닛 및 상기 암 유닛에 연결되고 상기 화물과 접촉하여 상기 화물을 하차시키는 핸드 유닛을 각각 포함하는 한 쌍의 로봇 팔 장치를 구비하고,
    상기 각 핸드 유닛은, 상기 적재함 내부의 화물을 쓸어 내리도록 마련되는 하차 컨베이어 벨트를 포함하는, 화물 하차 자동화 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 하차시키는 단계는,
    상기 적재 화물 관련 정보에 기초하여 상기 적재함 내 최상단의 양측에 위치하는 화물의 종류를 확인하는 단계;
    상기 확인된 화물의 종류에 기초하여 상기 로봇 팔 장치의 하차 모드를 결정하는 단계; 및
    상기 로봇 팔 장치를 이용하여 상기 결정된 하차 모드에 따라 상기 최상단의 양측에 위치하는 화물을 하차시키는 단계를 포함하는, 화물 하차 자동화 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 화물 하차 자동화 방법은,
    상기 한 쌍의 로봇 팔 장치를 상기 적재함 내 최상단의 비어 있는 양측에 각각 위치시키는 단계;
    상기 로봇 팔 장치의 하차 모드를 측면 스윕 모드로 결정하는 단계; 및
    상기 측면 스윕 모드에 의해 상기 적재함 내 최상단에 위치하는 나머지 화물들을 하차시키는 단계를 더 포함하는, 화물 하차 자동화 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 측면 스윕 모드는,
    상기 적재된 화물이 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트 사이에 위치하도록 하고, 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 화물의 양 측부에서 상기 화물과 마주보도록 배치시킨 상태에서 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 화물 하차 자동화 머신 측으로 회전하여 상기 화물을 아래로 쓸어 내리도록 하는, 화물 하차 자동화 방법.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 하차시키는 단계는,
    상기 하차 컨베이어 벨트를 이용하여 상기 적재함 내 화물을 다운 스윕 모드 또는 측면 스윕 모드로 하차시키는 단계를 포함하는, 화물 하차 자동화 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 다운 스윕 모드는, 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 화물의 상부에서 상기 화물과 마주보도록 배치시킨 상태에서 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 화물 하차 자동화 머신 측으로 회전하여 상기 화물을 아래로 쓸어 내리도록 하고,
    상기 측면 스윕 모드는, 상기 적재된 화물이 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트 사이에 위치하도록 하고, 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 화물의 양 측부에서 상기 화물과 마주보도록 배치시킨 상태에서 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 화물 하차 자동화 머신 측으로 회전하여 상기 화물을 아래로 쓸어 내리도록 하는, 화물 하차 자동화 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 하차시키는 단계는,
    상기 화물 하차 자동화 머신에 구비되는 컨베이어 장치의 전단부 높이를 상기 다운 스윕 모드에 맞추어 조절하는 단계;
    상기 적재함 내 최상단의 양측에 위치하는 화물을 상기 다운 스윕 모드로 하차시키는 단계;
    상기 컨베이어 장치의 전단부 높이를 상기 측면 스윕 모드에 맞추어 조절하는 단계; 및
    상기 적재함 내 최상단의 나머지 화물들을 상기 측면 스윕 모드로 하차시키는 단계를 포함하는, 화물 하차 자동화 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 측면 스윕 모드로 하차시키는 단계는,
    상기 최상단의 나머지 화물들이 하차될수록 상기 한 쌍의 로봇 팔 장치의 간격을 줄여가면서 상기 측면 스윕 모드를 수행하는, 화물 하차 자동화 방법.
  11. 청구항 1에 기재된 화물 하차 자동화 방법을 수행하기 위한 화물 하차 자동화 머신.
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