WO2025009736A1 - 이동 플랫폼 - Google Patents

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WO2025009736A1
WO2025009736A1 PCT/KR2024/006631 KR2024006631W WO2025009736A1 WO 2025009736 A1 WO2025009736 A1 WO 2025009736A1 KR 2024006631 W KR2024006631 W KR 2024006631W WO 2025009736 A1 WO2025009736 A1 WO 2025009736A1
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WO
WIPO (PCT)
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rail
power
mobile robot
fixed plate
mobile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2024/006631
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박창우
김민수
김현근
권재운
박경식
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Naver Corp
Original Assignee
Naver Corp
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Publication date
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Priority claimed from KR1020230181030A external-priority patent/KR102776101B1/ko
Priority claimed from KR1020230181031A external-priority patent/KR102747284B1/ko
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Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/02—Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M7/00—Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B65G1/06—Storage devices mechanical with means for presenting articles for removal at predetermined position or level

Definitions

  • the present invention relates to a mobile platform configured to transport loaded items to a specific location while moving along a path, and capable of being powered without a battery.
  • a mobile platform is a system that loads specific items onto a transport vehicle and transports the loaded items to a specific location.
  • a mobile platform can be applied and used, for example, in logistics facilities.
  • a rail structure may be installed on a shelf formed of a profile structure that forms a loading space for materials.
  • intersection points may be formed in the path of the material transport means formed of a rail structure, and a mechanism for changing the direction of the material transport means at the intersection points may be required.
  • each material transport means is configured to move along multiple rails, which increases actuator-related configurations and creates restrictions on the rail structure, making it difficult to diversify loading spaces.
  • the goods transport means requires power supply to perform movements and other operations.
  • a method of mounting a battery on the goods transport means may be considered to supply power to the goods transport means.
  • One object of the present invention is to provide a moving platform that includes a more simply configured goods transport means and increases the degree of freedom of a rail structure forming a movement path of the goods transport means, thereby reducing design constraints of a goods loading shelf.
  • Another object of the present invention is to provide a moving platform capable of simultaneously operating a plurality of goods transport means and having a more effective direction-changing mechanism on a rail forming a path of the goods transport means.
  • Another object of the present invention is to provide a mobile platform capable of supplying power from a rail forming a movement path of a goods transport means without installing a battery.
  • Another object of the present invention is to provide a moving platform capable of stably supplying power to a goods transport means at both sections without changing direction and intersections where direction is changed during the movement path of the goods transport means.
  • a mobile platform includes: a plurality of straight rails extending in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction based on an intersection area; a cross-shaped rail having a fixed plate arranged in the intersection area and a direction-changing rail formed to be rotatable with respect to the fixed plate and forming a movement path connected to the straight rail; and a mobile robot formed to be movable along the movement path and configured to rotate the direction-changing rail in a state where it is docked to the cross-shaped rail.
  • the mobile robot may include a mobile module formed to be engaged with the linear rail and the direction-changing rail and configured to travel along the movement path; and a rotation module coupled to the mobile module so as to be able to rotate relative to the mobile module, and configured to rotate the mobile module and the direction-changing rail engaged with the mobile module together after the rotation is restricted by being caught by the fixed plate during the relative rotation.
  • the rotation module may include a rotational driving unit mounted on the mobile module; a worm gear unit rotatably installed on the mobile module and connected to receive driving force from the rotational driving unit; and a rotational base unit having a worm wheel meshed with the worm gear unit, and configured to be restricted from rotation by being caught by the fixed plate when rotated by a predetermined angle in a state where it is docked to the cross rail.
  • the worm gear unit may be configured to move along the outer circumference of the worm wheel while the rotation of the worm wheel is restricted so as to rotate the mobile module and the direction changing rail engaged with the mobile module together.
  • the mobile robot may further include a robot arm mounted on the rotating base unit.
  • the fixed plate may have a plurality of stoppers each protruding from one side facing the rotational base unit and spaced apart from each other at a predetermined interval when the mobile robot is docked to the cross-shaped rail
  • the rotational base unit may have a plurality of catch projections that are arranged between two adjacent stoppers among the plurality of stoppers when the mobile robot is docked to the cross-shaped rail, and that pass between the two stoppers when moving in the first or second direction, and catch on one of the two stoppers when rotating by a predetermined angle.
  • the plurality of stoppers may include first to fourth stoppers spaced apart at 90-degree intervals at the center of the cross-shaped rail, and the plurality of catch projections may include first to fourth catch projections arranged between two adjacent stoppers among the plurality of stoppers, but formed to be movable in the first or second direction.
  • grooves are formed at 90-degree intervals in one of the fixed plate and the direction-changing rail
  • a ball plunger is installed in the other of the fixed plate and the direction-changing rail so as to be insertable into each of the grooves
  • the ball plunger can be configured to fix the direction-changing rail to the fixed plate when inserted into the groove, and to come into rolling contact with one of the grooves when detached from the groove by an external force for rotating the direction-changing rail relative to the fixed plate.
  • a cross roller bearing is provided between the fixed plate and the direction changing rail, and the ball plunger can be located on the outside of the cross roller bearing.
  • the direction changing rail may include a base portion arranged to face the fixed plate; protrusions protruding from both sides of the base portion; and a cover portion extending inwardly from the protrusions and arranged to face the base portion
  • the mobile module may include a driving drive unit mounted on the mobile module; a first wheel connected to receive driving force from the driving drive unit and grounded on an outer surface of the cover portion; a second wheel grounded on an inner surface of the cover portion; and a third wheel grounded on an inner surface of the protrusions.
  • the second wheel may be formed so as to be able to adjust a relative gap with respect to the first wheel
  • the third wheel may be formed so as to be able to adjust a degree of lateral protrusion
  • a mobile platform comprises: a fixed plate; a direction-changing rail formed to be rotatable with respect to the fixed plate; and a mobile robot mounted on the direction-changing rail and formed to be drivable, and configured to rotate the direction-changing rail while docked to the fixed plate.
  • the fixed plate includes: a rotation center portion inserted into the hollow portion of the direction-changing rail; and a plurality of stoppers spaced apart from each other at a predetermined interval within the rotation center portion; and the mobile robot may have a plurality of catch projections that are arranged between two adjacent stoppers among the plurality of stoppers when docked to the fixed plate, so that the mobile robot passes between the two stoppers when moving along the direction-changing rail, and catches on one of the two stoppers when rotating by a predetermined angle.
  • the mobile robot may include: a mobile module formed to be capable of driving while grounded on the direction-changing rail; and a rotation module coupled to the mobile module so as to be able to rotate relative to the mobile module, and configured to rotate the mobile module and the direction-changing rail engaged with the mobile module together after the rotation is restricted by being caught by the fixed plate during the relative rotation.
  • the rotation module may include a rotational driving unit mounted on the mobile module; a worm gear unit installed to be relatively rotatable to the mobile module and connected to receive driving force from the rotational driving unit; and a rotational base unit having a worm wheel meshed with the worm gear unit, and configured to be restricted from rotation by being caught by the fixed plate when rotating by a predetermined angle in a state where it is docked to the fixed plate.
  • a mobile platform includes: a straight rail; a mobile robot formed to be able to move along the straight rail; a power rail installed on the straight rail, extending along the straight rail, and configured to supply power; and a power roller installed on the mobile robot, and configured to receive power by making rolling contact with the power rail when the mobile robot moves along the straight rail.
  • the power supply rail may include a power rail portion forming a VCC (Voltage of Common Collector) and a ground rail portion forming a GND (Ground), and the receiving roller may include a power receiving roller portion making cloud contact with the power rail portion and a ground receiving roller portion making cloud contact with the ground rail portion.
  • VCC Voltage of Common Collector
  • GND Ground
  • a first fixing part and a second fixing part are respectively provided, each of which is bent in a T-shape so that a part of the mobile robot is engaged, and the power rail part may be installed on the inner side of the first fixing part provided on one side of the straight rail, and the ground rail part may be installed on the inner side of the second fixing part provided on the other side of the straight rail.
  • the power rail portion and the ground rail portion are respectively provided on one surface of the first and second fixing portions facing each other, but can be respectively arranged at different heights so as not to face each other.
  • the water roller may further include a roller body part made of an insulating material that is mounted on the mobile robot and interposed between the power water roller part and the grounding water roller part.
  • the water roller may further include an elastic member interposed between the roller body and the mobile robot to provide an elastic force acting outwardly to the roller body, such that the power water roller part and the ground water roller part are elastically pressed against the power rail part and the ground rail part, respectively.
  • each of the power rail section and the ground rail section may include an insulating rail made of an insulator and arranged to cover one side of the straight rail; and a rail terminal made of a conductor and mounted on the insulating rail, and connected to power and ground.
  • a hole is provided on one side of the linear rail, a communication hole communicating with the hole is provided on the insulating rail, and the rail terminal can be connected to a power cable or to a grounding part through the communication hole and the hole.
  • the mobile robot includes: a mobile module; and a rail fixing module mounted on the mobile module and formed to engage with the linear rail, and the water roller can be installed on the rail fixing module.
  • the rail fixing module may be provided with a plurality of wheels that are grounded on the inner surface of the straight rail so as to be able to move along a movement path formed by the straight rail, and the water roller may be arranged between the plurality of wheels.
  • a mobile platform comprises: a straight rail having a first fixing part and a second fixing part, each of which is bent in a T shape on both sides; a power rail part installed on the inside of the first fixing part; a ground rail part installed on the inside of the second fixing part, but arranged at different heights so as not to face each other; a mobile robot formed to be able to move along the straight rail by engaging with the first and second fixing parts; a power supply roller part installed on the mobile robot and in rolling contact with the power supply rail part; and a ground supply roller part installed on the mobile robot and in rolling contact with the ground rail part.
  • a rail power system comprises: a straight rail having a first fixing part and a second fixing part, each of which is bent in a T-shape on both sides; a power rail part installed on the inside of the first fixing part; and a ground rail part installed on the inside of the second fixing part but arranged at different heights so as not to face each other, wherein each of the power rail part and the ground rail part comprises: an insulating rail made of an insulator and arranged to cover one surface of the straight rail; and a rail terminal made of a conductor and mounted on the insulating rail, the rail terminal being connected to power and ground.
  • a hole is provided on one side of the linear rail, a communication hole communicating with the hole is provided on the insulating rail, and the rail terminal can be connected to a power cable or to a grounding part through the communication hole and the hole.
  • a mobile platform includes: a plurality of straight rails each extending in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction based on an intersection area; a cross-shaped rail having a fixed plate disposed in the intersection area and a direction-changing rail formed to be rotatable with respect to the fixed plate and forming a movement path connected to the straight rail; a mobile robot formed to be movable along the straight rail and the direction-changing rail and configured to rotate the direction-changing rail in a state docked to the cross-shaped rail; a power supply roller installed on the fixed plate and formed to supply power; a power supply rail portion installed on the direction-changing rail and configured to contact the power supply roller and receive power; and a power supply roller installed on the mobile robot and configured to contact the power supply rail portion in a rolling manner and receive power when the mobile robot moves along the direction-changing rail.
  • the power supply rail part may include a first power supply rail formed in a ring shape on the back surface of the direction changing rail so as to be in continuous rolling contact with the power supply roller when the direction changing rail rotates; and a second power supply rail installed on a straight rail part of the direction changing rail, electrically connected to the first power supply rail, and formed so as to be in rolling contact with the power supply roller.
  • the first power rail may include a first power rail portion formed in a ring shape based on the center of the direction changing rail; and a first ground rail portion formed in a ring shape concentric with the first power rail portion, and the power supply roller may include a power supply roller portion for making cloud contact with the first power rail portion; and a ground supply roller portion for making cloud contact with the first ground rail portion.
  • the first power rail may further include an insulating body formed of an insulating material and installed in a recess formed in a ring shape on the back surface of the direction change rail, and the insulating body may include a first power rail mounting groove formed so that the first power rail part can be mounted; a first ground rail mounting groove formed so that the first ground rail part can be mounted; and a ring-shaped rib formed so as to protrude between the first power rail part mounting groove and the first ground rail part mounting groove so as to prevent current flow between the first power rail part and the first ground rail part.
  • the power supply roller part may be installed in a first communication hole that overlaps a part of the first power rail part in the fixed plate, and the ground supply roller part may be installed in a second communication hole that overlaps a part of the first ground rail part in the fixed plate.
  • a first fixing portion and a second fixing portion are respectively provided, which are bent in a T shape so that a part of the mobile robot is engaged, and the second power rail may include a second power rail portion installed on the inner side of the first fixing portion; and a second ground rail portion installed on the inner side of the second fixing portion.
  • the second power rail portion and the second ground rail portion are respectively provided on one surface of the first and second fixing portions facing each other, but can be respectively arranged at different heights so as not to face each other.
  • the water roller may include a power water roller part that makes cloud contact with the second power rail part; and a ground water roller part that makes cloud contact with the second ground rail part.
  • the water roller may further include a roller body part made of an insulating material that is mounted on the mobile robot and interposed between the power water roller part and the grounding water roller part.
  • the water roller may further include an elastic member interposed between the roller body and the mobile robot to provide an elastic force acting outwardly to the roller body, such that the power water roller part and the grounding water roller part are elastically pressed against the second power rail part and the second ground rail part, respectively.
  • each of the second power rail portion and the second ground rail portion may include an insulating rail made of an insulator and arranged to cover one side of the straight rail; and a rail terminal made of a conductor and mounted on the insulating rail, and connected to power and ground.
  • a first hole is provided on the outer side of the first and second fixing members in the direction changing rail, through which a part of the first grade rail is exposed
  • a second hole is provided on the side wall of the first and second fixing members, through which a part of the second grade rail is exposed, and the first grade rail and the second grade rail can be electrically connected by a connecting wire passing through the first hole and the second hole.
  • a mobile platform includes: a cross rail having a fixed plate and a direction-changing rail formed to be rotatable with respect to the fixed plate; a mobile robot formed to be movable along a straight rail portion of the direction-changing rail and configured to rotate the direction-changing rail while docked to the cross rail; a power supply roller installed on the fixed plate and configured to supply power; a power supply rail portion installed on the direction-changing rail and configured to contact the power supply roller and receive power; and a power supply roller installed on the mobile robot and configured to contact the power supply rail portion in a rolling manner to receive power when the mobile robot moves along the direction-changing rail.
  • a rail power system includes: a plurality of straight rails extending in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction based on an intersection area; a cross-shaped rail having a fixed plate arranged in the intersection area and a direction-changing rail formed to be rotatable with respect to the fixed plate and forming a movement path connected to the straight rail; a power supply roller installed on the fixed plate and formed to supply power; and a power supply rail part installed on the direction-changing rail and configured to contact the power supply roller and receive power.
  • the power supply rail part includes: a first power supply rail formed in a ring shape on the back surface of the direction changing rail so as to be in continuous rolling contact with the power supply roller when the direction changing rail rotates; and a second power supply rail installed on a straight rail part of the direction changing rail and electrically connected to the first power supply rail, wherein a first fixing part and a second fixing part bent in a ⁇ shape are respectively provided on both sides of the straight rail part of the direction changing rail, and the second power supply rail includes: a second power rail part installed on the inside of the first fixing part; And a second grounding rail part installed on the inner side of the second fixing part, a first hole is provided on the outer side of the first and second fixing parts in the direction changing rail through which a part of the first grade rail is exposed, a second hole is provided on the side wall of the first and second fixing parts through which a part of the second grade rail is exposed, and the first grade rail and the second grade rail can be electrically connected to a connecting wire
  • the mobile platform of the present invention includes a cross-shaped rail having a plurality of straight rails extending in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction based on an intersecting area, a direction-changing rail connecting a fixed plate and the straight rails to form a movement path, and a mobile robot formed to be capable of moving along the movement path formed by the plurality of straight rails and the cross-shaped rail.
  • the direction-changing rail is formed to be rotatable with respect to the fixed plate, and the mobile robot is configured to selectively rotate the direction-changing rail while being docked and positioned on the cross rail while moving along the movement path.
  • the movement path of the mobile robot formed by combining a plurality of straight rails and cross-shaped rails can be formed by lines extending along the first direction and the second direction and intersecting each other. At this time, the mobile robot can move along the movement path connected by a single line, and can be switched in the first direction or the second direction in the intersection area.
  • the direction changing rail of the cross-shaped rail through which the movement path of the mobile robot is changed into the first direction or the second direction, is formed to have a cross shape, and the mobile robot is configured to rotate the direction changing rail while docked to the cross-shaped rail. Accordingly, the movement path of the mobile robot can be more effectively changed in a manner in which the mobile robot rotates the direction changing rail of the cross-shaped rail, without separately providing a configuration for actually rotating the direction changing rail. In addition, even after the direction changing rail is rotated and the movement path is changed, the movement path in the intersection area is not blocked and remains connected, so that it is possible to simultaneously operate multiple mobile robots moving along the movement path on the mobile platform.
  • the mobile platform of the present invention includes a mobile robot moving along a straight rail, a power supply rail installed on the straight rail and extending along the straight rail to supply power, and a water roller installed on the mobile robot and configured to receive power by making cloud contact with the power supply rail when the mobile robot moves along the straight rail.
  • a separate battery is not installed in the mobile robot, and power can be stably supplied through the power supply rail while the mobile robot moves along the straight rail or while on the straight rail. Accordingly, it is possible to improve disadvantages of the power supply method that installs a battery, such as an increase in the number of parts and an increase in maintenance time and cost due to having a charging system for charging the battery, and a waiting time of the mobile robot when charging the battery.
  • the mobile platform of the present invention is configured such that the mobile robot receives power by coming into contact with a power rail installed on a straight rail and a power rail section installed on a direction-changing rail. Accordingly, power can be supplied continuously without interruption not only in a section of the moving path of the mobile robot where there is no direction change, such as a straight rail, but also at an intersection point where the moving direction of the mobile robot changes, such as a direction-changing rail. As a result, power supply for performing operations of the mobile robot can be more stably performed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a moving platform according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an enlarged perspective view of a portion of the moving platform illustrated in Figure 1.
  • Figure 3 is a perspective view showing the rail and shelf portions separately from the moving platform illustrated in Figure 1.
  • Figure 4 is a perspective view showing a portion of the rail illustrated in Figure 3.
  • Figure 5 is a perspective view of the rail illustrated in Figure 4 viewed from the back.
  • Figure 6 is a perspective view of the cross rail shown in Figure 4.
  • Figure 7 is a perspective view of the cross rail illustrated in Figure 6 as viewed from the back.
  • Figure 8 is a front view and a side view of the cross rail shown in Figure 6.
  • Figure 9 is an exploded perspective view of the cross rail illustrated in Figure 6.
  • Figure 10 is an exploded perspective view of the cross rail illustrated in Figure 9 as viewed from the back.
  • Figure 11 is a perspective view of the ball plunger illustrated in Figure 9.
  • Figure 12 is a perspective view of the mobile robot illustrated in Figure 1.
  • Figure 13 is a perspective view showing the mobile robot illustrated in Figure 12 without the robot arm.
  • Figure 14 is a perspective view of the mobile robot illustrated in Figure 13 viewed from the rear.
  • Figure 15 is a front view of the mobile robot illustrated in Figure 13.
  • Figure 16 is a rear view of the mobile robot illustrated in Figure 13.
  • Figure 17 is a side view of the mobile robot illustrated in Figure 13.
  • Fig. 18 is a bottom view of the mobile robot illustrated in Fig. 13.
  • Figure 19 is an exploded perspective view of the mobile robot illustrated in Figure 13.
  • Figure 20 is a perspective view of the rotating base unit illustrated in Figure 19.
  • Fig. 21 is a perspective view showing another example of the mobile robot illustrated in Fig. 13.
  • Figure 22 is a perspective view of the mobile robot illustrated in Figure 21 viewed from the rear.
  • Figure 23 is a perspective view showing the robot arm illustrated in Figure 12.
  • Figure 24 is a perspective view showing the loading tray illustrated in Figure 1.
  • Figure 25 is a perspective view showing the mobile robot illustrated in Figure 13 positioned on a cross-shaped rail.
  • Figure 26 is a front view of the mobile robot illustrated in Figure 25 positioned on a cross-shaped rail.
  • Figure 27 is a side view and a partially enlarged view of the mobile robot illustrated in Figure 25 positioned on a cross-shaped rail.
  • Figure 28 is a bottom view and a partially enlarged view of the mobile robot illustrated in Figure 25 positioned on a cross-shaped rail.
  • Figure 29 is a perspective view showing the mobile robot illustrated in Figure 25 positioned on a cross-shaped rail, excluding the mobile unit.
  • Figure 30 is an enlarged perspective view of a portion of the mobile robot and cross rail illustrated in Figure 29, excluding the direction-changing rail.
  • Figure 31 is a conceptual diagram showing the process in which the mobile robot illustrated in Figure 25 rotates counterclockwise on a cross-shaped rail.
  • Figure 32 is a conceptual diagram showing the process of the mobile robot illustrated in Figure 25 rotating clockwise on a cross-shaped rail.
  • FIG. 33 is a perspective view showing a moving platform according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 34 is a bottom view of the mobile robot illustrated in Figure 33 positioned on a straight rail.
  • Figure 35 is an enlarged view of part A shown in Figure 34.
  • Fig. 36 is a rear view of the mobile robot illustrated in Fig. 33.
  • Figure 37 is a side view of the rail fixing module of the mobile robot illustrated in Figure 36.
  • Figure 38 is a conceptual drawing showing the front view of the rail fixing module illustrated in Figure 37.
  • Fig. 39 is a side view of the straight rail illustrated in Fig. 33.
  • Figure 40 is a conceptual drawing showing the front view of the straight rail illustrated in Figure 39.
  • Fig. 41 is a bottom view of the straight rail shown in Fig. 39.
  • Fig. 42 is a front view of the cross rail shown in Fig. 33.
  • Fig. 43 is a side view of the cross rail illustrated in Fig. 42.
  • Fig. 44 is a rear view of the cross rail shown in Fig. 43.
  • Figure 45 is a perspective view showing the fixed plate of the cross rail and the square transition rail shown in Figure 42 separated.
  • Figure 46 is a perspective view of the cross rail illustrated in Figure 45 as viewed from the back.
  • Figure 47 is an exploded perspective view of the direction change rail illustrated in Figure 45.
  • Figure 48 is an exploded perspective view of the fixed plate illustrated in Figure 45.
  • Figure 49 is a conceptual rear perspective view of the assembled cross rail illustrated in Figure 42, excluding only the fixing plate.
  • Fig. 1 is a perspective view showing a moving platform (100) according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is an enlarged perspective view showing a portion of the moving platform (100) shown in Fig. 1.
  • the moving platform (100) is configured to perform the function of loading an article (G) at a specific location and transporting it to another location.
  • the moving platform (100) of the present invention can be applied to logistics facilities that require loading of an article (G).
  • the loaded items (G) may be in the form of boxes having a certain volume, such as parcels. These items (G) may be placed at specific locations on a shelf (101) made of a profile structure.
  • the shelf (101) may be formed to have a structure extending in a horizontal direction and a vertical direction with respect to the ground.
  • the horizontal direction and the vertical direction may mean the Y-axis direction and the Z-axis direction, respectively, as illustrated in FIG. 1.
  • the items (G) to be loaded can be placed in a loading tray (102) and arranged at a specific location on the shelf (101).
  • the shelf (101) can be equipped with a loading tray holder (103) that provides a place to place the loading tray (102) at each location where the loading tray (102) is located.
  • the user (U) of the moving platform (100) can place items (G) that need to be transported in the loading tray (102) and place them on the loading tray holder (103) at a specific location.
  • the loading location of the loading tray (102) can be defined as data of an absolute location.
  • the items (G) placed on the loading tray holder (103) of the shelf (101) may be moved from the loading tray holder (103) to the ground robot (140) while being contained in the loading tray (102) and transported to the delivery destination by the ground robot (140).
  • the ground robot (140) may be provided with a space for receiving the loading tray (102).
  • a plurality of ground robots (140) may be provided and configured to be individually moved along the ground.
  • the moving platform (100) may also be provided at the delivery destination where the items (G) are transported by the ground robot (140), and may be configured to transport the items (G) received by the ground robot (140) to a specific preset location, such as an item (G) storage facility provided at the delivery destination.
  • the moving platform (100) of the present invention includes a rail (110, 120) forming a moving path and a mobile robot (130) that picks up and moves a loaded tray (102) while moving along the rail (110, 120).
  • the rails (110, 120) forming the movement path of the mobile robot (130) may be installed on one side of the shelf (101).
  • the loading tray holders (103) of the shelf (101) may be exposed and arranged between the rails (110, 120).
  • the structure of the shelf (101) and the rails (110, 120) is not limited to the vertical structure illustrated in the drawings of the present invention, and may be formed to have a horizontal structure or a form in which the vertical structure and the horizontal structure are combined.
  • the structure of the ground robot (140) and the structures related to picking up the loading tray (102) of the mobile robot (130) may be implemented in a correspondingly modified form.
  • the structure of the rail forming the movement path of the mobile robot that picks up an item from a specific location and transfers it to another location is formed so that one mobile robot moves along a plurality of rails, which causes many restrictions in securing a loading space when designing a shelf for loading items.
  • the moving platform (100) of the present invention may include a plurality of straight rails (110) and cross-shaped rails (120) to increase the degree of freedom of the rail structure forming the moving path of the mobile robot (130).
  • FIG. 3 is a perspective view showing the rail (110, 120) and shelf (101) portions of the moving platform (100) shown in FIG. 1 separately.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a part of the rail (110, 120) shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a perspective view of the rail (110, 120) shown in FIG. 4 as viewed from the back.
  • FIG. 6 is a perspective view of the cross-shaped rail (120) shown in FIG. 4.
  • FIG. 7 is a perspective view of the cross-shaped rail (120) shown in FIG. 6 as viewed from the back.
  • FIG. 8 is a front view and a side view of the cross-shaped rail (120) shown in FIG. 6.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of the cross-shaped rail (120) shown in FIG. 6.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of the cross-shaped rail (120) shown in FIG. 9 as viewed from the back.
  • Figure 11 is a perspective view of the ball plunger (123) illustrated in Figure 9.
  • a plurality of straight rails (110) and a cross-shaped rail (120) may be combined to form a single movement path along which a mobile robot (130) can move.
  • the plurality of straight rails (110) may be spaced apart from each other with the cross-shaped rail (120) as the center.
  • the plurality of straight rails (110) and the cross-shaped rails (120) may be fixedly installed on one side of a shelf (101).
  • the shelf (101) may be designed to form a loading space for an article (G) except for a portion where the straight rails (110) and the cross-shaped rails (120) are installed.
  • a plurality of linear rails (110) may extend in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction based on an intersection area where the movement paths of the mobile robots (130) intersect. That is, among the plurality of linear rails (110), adjacent linear rails (110) may be arranged to form a right angle to each other.
  • the first direction and the second direction may mean the Z-axis direction and the Y-axis direction illustrated in FIG. 4, respectively.
  • the cross rail (120) may be provided with a fixed plate (121) and a direction changing rail (122).
  • the cross rail (120) may be formed to have an overall cross shape.
  • the fixed plate (121) is arranged in an intersection area where the above-described movement paths intersect, and may be formed to maintain a fixed state without a rotatable structure.
  • a rotation center (121a) may be formed on the fixed plate (121) to form a rotation axis by being combined with a direction-changing rail (122).
  • the rotation center may be formed to protrude from one surface facing the direction-changing rail (122).
  • a hollow portion (122e) into which the rotation center (121a) is inserted may be formed on the direction-changing rail (122).
  • the fixed plate (121) may be provided with a plurality of stoppers (121b) spaced apart from each other at a predetermined interval within the rotation center (121a).
  • the plurality of stoppers (121b) may include a first stopper (121b1), a second stopper (121b2), a third stopper (121b3), and a fourth stopper (121b4) spaced apart from each other at 90 degrees at the center of the cross-shaped rail (120). Additional descriptions of the plurality of stoppers (121b) will be described later along with other related configurations.
  • the direction changing rail (122) may be formed to be rotatable with respect to the fixed plate (121).
  • a cross roller bearing (124) for rotation of the direction changing rail (122) may be provided between the fixed plate (121) and the direction changing rail (122).
  • the direction changing rail (122) may form a movement path connected to the linear rail (110). That is, the direction changing rail (122) may be formed to have a cross shape, and may be formed to form a movement path selectively connected to the linear rail (110) extending in either of the first direction and the second direction.
  • the direction change rail (122) may include a base portion (122b), a protrusion portion (122c), and a cover portion (122d).
  • the base portion (122b) can be positioned to face the fixed plate (121).
  • the protrusion (122c) can be formed to protrude from both sides of the base (122b).
  • the cover portion (122d) may be arranged to extend inward from the protrusion portion (122c) and face the base portion (122b). That is, the direction change rail (122) may be formed to have a C-shaped cross section. In addition, in the case of a plurality of straight rails (110), they may be formed to have a C-shaped cross section as shown in the drawings of the present invention, and may be formed to interlock with the mobile module (131).
  • One end (122f) of the direction change rail (122) can be formed to be rounded toward the outside.
  • one end (112f) of the straight rail (110) facing the one end (112f) of the direction change rail (122) can be formed to be rounded toward the inside, so that a more stable structure can be formed in a state where the movement paths of the straight rail (110) and the cross rail (120) are connected to each other.
  • the fixed plate (121) is illustrated as having a cross shape corresponding to the direction changing rail (122), but is not limited to the cross shape, and may be formed in another shape that is fixed without rotation as a counterpart for the rotation of the direction changing rail (122).
  • the fixed plate (121) may be installed fixedly on one side of the shelf (101) with the remaining parts removed except for the parts necessary for the rotation of the direction changing rail (122).
  • the direction change rail (122) is rotated relative to the fixed plate (121) to form a movement path in the first and second directions, and then it is necessary to stably maintain the rotated position.
  • the groove (122a) and the ball plunger (123) provided on the cross rail (120) to maintain the rotated position of the direction change rail (122) will be described.
  • the groove (122a) may be formed on either the fixed plate (121) or the direction-changing rail (122).
  • the groove (122a) may be formed on one surface of the fixed plate (121) and the direction-changing rail (122) facing each other.
  • the drawing of the present invention illustrates an embodiment in which the groove (122a) is formed on the side of the direction-changing rail (122).
  • the groove (122a) may be formed on one surface (122g) of the direction-changing rail (122).
  • the grooves (122a) may be arranged to be spaced apart by 90 degrees.
  • the grooves (122a) may be arranged based on the rotation center of the direction-changing rail (122).
  • the ball plunger (123) can be installed on the other of the fixed plate (121) and the direction changing rail (122), and can be formed to be insertable into each of the grooves (122a).
  • the drawing of the present invention illustrates an embodiment in which the ball plunger (123) is installed on the fixed plate (121) side.
  • a plurality of through holes (121c) into which the ball plunger (123) is inserted can be formed in the fixed plate (121).
  • the ball plunger (123) may be positioned on the outer side of the cross roller bearing (124).
  • the cross roller bearing (124) may be positioned to correspond to the outer periphery of the rotation center (121a) of the fixed plate (121) and the periphery of the hollow portion (122e) of the direction-changing rail (122) into which the rotation center (121a) of the fixed plate (121) is inserted.
  • the ball plunger (123) may be positioned on the outer side of the cross roller bearing (124) so as to make stable rolling contact on one surface except for the hollow portion (122e) of the direction-changing rail (122).
  • the ball plunger (123) can be configured to fix the direction-changing rail (122) to the fixed plate (121) when inserted into the groove (122a), and to come into rolling contact with either the fixed plate (121) or the direction-changing rail (122) when removed from the groove (122a) by an external force to rotate the direction-changing rail (122) with respect to the fixed plate (121).
  • the ball plunger (123) may be provided with a ball (123b) formed corresponding to the groove (122a), and when the rotating plate rotates, the ball (123b) may be positioned in the groove (122a) while being pressed by elastic force, and may be restored to a state before being pressed and inserted into the groove (122a).
  • the ball plunger (123) may be provided with a plunger body (123a) having an opening (123a1) formed on one side and an accommodation space (123a2) therein, and an elastic member (123c) disposed in the accommodation space (123a2) and providing elastic force to the ball (123b).
  • the ball plunger (123) may be composed of a plurality of sets.
  • the ball plunger (123) may be composed of two sets, and the ball plungers (123) composed of the two sets may be arranged on different virtual first concentric circles (C1) and second concentric circles (C2), as shown in FIGS. 9 and 10, respectively.
  • C1 and C2 virtual first concentric circles
  • C2 second concentric circles
  • a plurality of paths are formed in which the cloud contacts one of the fixed plate (121) and the direction-changing rail (122), so that the cloud contact area on which the direction-changing rail (122) is supported increases when the direction-changing rail (122) rotates. Accordingly, when the direction changing rail (122) rotates, the gap between the direction changing rail (122) and the fixed plate (121) is more firmly maintained, so that the rotational movement of the direction changing rail (122) can be performed more stably without distortion.
  • a mobile robot (130) formed to be capable of running along the straight rail (110) and/or the direction change rail (122) described above will be described with reference to FIG. 12 together with FIG. 1 to FIG. 11.
  • Figure 12 is a perspective view of the mobile robot (130) illustrated in Figure 1.
  • the mobile robot (130) may include a mobile module (131), a rotation module (132), and a robot arm (133).
  • the mobile module (131) is formed to be able to travel along a straight rail (110) and/or a direction-changing rail (122). That is, the mobile module (131) is formed to perform the driving function of the mobile robot (130) on the rail forming the movement path.
  • the rotation module (132) is coupled to the mobile module (131) so as to be relatively rotatable, and is configured to rotate the mobile module (131) and the direction change rail (122) interlocked with the mobile module (131) together when the mobile robot (130) is docked to the cross rail (120) or the fixed plate (121).
  • the state in which the mobile robot (130) is docked means the state in which the rotational motion for a part of the mobile robot (130) is restricted while it is positioned on the cross rail (120) or the fixed plate (121).
  • the part of the mobile robot (130) whose rotation is restricted may be the rotation module (132).
  • the operation in which the rotation of the rotation module (132) is restricted may be implemented by a structure in which a part of the rotation module (132) is caught on the fixed plate (121). A more detailed description thereof will be described later with reference to the relevant drawings.
  • the robot arm (133) can perform a function of picking up an item (G).
  • the robot arm (133) can be configured to pick up a loading tray (102) containing an item (G) while the mobile robot (130) is moved to a specific location by the mobile module (131).
  • the robot arm (133) can be mounted on, for example, a rotation module (132). A more detailed description of the robot arm (133) will be described later with reference to the relevant drawings.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the mobile robot (130) shown in FIG. 12 without the robot arm (133).
  • FIG. 14 is a perspective view of the mobile robot (130) shown in FIG. 13 as viewed from the back.
  • FIG. 15 is a front view of the mobile robot (130) shown in FIG. 13.
  • FIG. 16 is a rear view of the mobile robot (130) shown in FIG. 13.
  • FIG. 17 is a side view of the mobile robot (130) shown in FIG. 13.
  • FIG. 18 is a bottom view of the mobile robot (130) shown in FIG. 13.
  • FIG. 19 is an exploded perspective view of the mobile robot (130) shown in FIG. 13.
  • FIG. 20 is a perspective view of the rotating base unit (132c) shown in FIG. 19.
  • FIG. 21 is a perspective view showing another example of the mobile robot (130) shown in FIG. 13.
  • Figure 22 is a perspective view of the mobile robot (130) illustrated in Figure 21 viewed from the back.
  • the mobile module (131) may include a driving driving unit (131a), a first wheel (131b), a second wheel (131c), and a third wheel (131d).
  • the mobile module (131) may be formed to engage with a linear rail (110) and/or a direction-changing rail (122).
  • the driving drive unit (131a) may be configured to provide driving force for driving the first wheel (131b) and may be mounted on the mobile module (131).
  • the driving drive unit may be mounted on, for example, a mobile module body (131e) that forms the exterior of the mobile module (131).
  • the driving drive unit (131a) may be formed of, for example, a motor.
  • a first driving pulley (131a1) may be connected to the driving drive unit (131a), and the first driving pulley (131a1) may be formed to receive rotational power used as driving power for driving the first wheel (131b) from the driving drive unit (131a).
  • the first wheel (131b) may be connected to the driving driving unit (131a) to transmit driving power from the driving driving unit (131a).
  • the first wheel (131b) may be formed to be grounded on either side of the turning rail (122) and/or the linear rail (110).
  • the first wheel (131b) may be equipped with a second driving pulley (131b2), a third driving pulley (131b3), and a driving roller (131b4).
  • the second driving pulley (131b2) can be connected to the first driving pulley (131a1) by a first driving pulley belt (131a2) to transmit the rotational power of the driving drive unit (131a).
  • the third driving pulley (131b3) may be connected to the rotational axis of the second driving pulley (131b2) to receive rotational power from the second driving pulley (131b2).
  • the third driving pulley (131b3) may be formed to mesh with the second driving pulley belt (131b1) to rotate the second driving pulley belt (131b1).
  • the second driving pulley belt (131b1) may be formed to contact one side of the direction changing rail (122) and/or the straight rail (110).
  • the driving roller (131b4) may be formed to be rotatable while being grounded with the driving second pulley belt (131b1).
  • the driving roller (131b4) may be formed to mesh with the driving second pulley belt (131b1) like the driving third pulley (131b3).
  • the driving roller (131b4) may be provided in multiple numbers and arranged to be spaced apart from each other along the longitudinal direction of the mobile module (131).
  • the first wheel (131b) may be configured with a structure similar to a caterpillar.
  • the first wheel (131b) may be additionally provided with devices for controlling the tension of the second drive pulley belt (131b1), such as an idler, so that the ground contact force can be controlled.
  • the second wheel (131c) and the third wheel (131d) may be formed to be grounded, together with the first wheel (131b), on one side of the turning rail (122) and/or the straight rail (110), respectively. That is, the first to third wheels (131d) may be formed to be rotatable while being grounded on one side of the turning rail (122) and/or the straight rail (110), respectively.
  • the mobile module (131) may be equipped with a driving wheel base (131f) that provides a space in which the second wheel (131c) and the third wheel (131d) are mounted.
  • the driving wheel base (131f) may be formed to be spaced apart from the mobile module body (131e) by a predetermined distance.
  • the second wheel (131c) may be formed to be able to adjust the relative gap with respect to the first wheel (131b).
  • the second wheel (131c) may be mounted on a driving wheel base (131f), and the driving wheel base (131f) may be provided with a second wheel gap adjustment member (131c1) that is connected to a mobile module body (131e) and moves the driving wheel base (131f) closer to or further away from the mobile module body (131e).
  • the second wheel gap adjustment member (131c1) may be formed of, for example, a bolt structure.
  • the third wheel (131d) may be formed so as to be able to adjust the degree of protrusion in the lateral direction.
  • the third wheel (131d) may be mounted on a driving wheel base (131f) together with the second wheel (131c).
  • the third wheel (131d) may be formed so as to be able to move laterally on the driving wheel base (131f), and the driving wheel base (131f) may be provided with a third wheel clearance adjustment member (131d1) that is fastened to the driving wheel base (131f) and formed so as to be able to adjust the lateral position of the third wheel (131d).
  • the third wheel clearance adjustment member (131d1) may be formed to have, for example, a bolt structure.
  • the mobile module (131) may be configured to be movable while in contact with the linear rail (110) and the direction change rail (122) using a magnet.
  • the rotation module (132) can be coupled to the mobile module (131) so as to be relatively rotatably connected.
  • the rotation module (132) can be configured to be restricted from rotating by being caught on the fixed plate (121) during relative rotation, and after the rotation is restricted, to rotate the mobile module (131) and the direction change rail (122) interlocked with the mobile module (131) together.
  • a cross roller bearing (132d) for the rotation module can be provided between the rotation module (132) and the mobile module (131) that rotate relatively.
  • a position sensor (131g) formed to detect the rotational positions of the rotation module (132) and the mobile module (131) can be provided on the cross roller bearing (132d) for the rotation module.
  • the position sensor (131g) can be formed as, for example, an absolute encoder, and can be configured to detect mechanical position changes, directions, rotation angles, etc. of the rotation module (132) and the mobile module (131).
  • the rotation module (132) may include a rotation drive unit (132a), a worm gear unit (132b), and a rotation base unit (132c).
  • a rotational driving unit (132a) may be formed to be mounted on a mobile module (131) and provide driving force required for the rotation of a worm gear unit (132b).
  • the rotational driving unit (132a) may be mounted on a mobile module body (131e) of the mobile module (131).
  • the rotational driving unit (132a) may be formed of a motor that generates rotational force.
  • the rotational driving unit (132a) may be equipped with a first rotational pulley (132a1) that receives rotational force from the rotational driving unit (132a) and is used as a driving force required for the rotation of the worm gear unit (132b).
  • the worm gear unit (132b) may be rotatably installed on the mobile module (131).
  • the worm gear unit (132b) may be formed to rotate around a first rotation axis (132b1).
  • the first rotation axis (132b1) may refer to the Y-axis direction shown in the drawing of the present invention.
  • the worm gear unit (132b) may be connected to the rotation drive unit (132a) so as to receive driving force from the rotation drive unit (132a).
  • a second pulley for rotation (132b2) may be connected to the worm gear unit (132b).
  • the second pulley for rotation (132b2) may be configured to rotate together with the worm gear unit (132b) about the first rotation axis (132b1).
  • the second pulley for rotation (132b2) may be connected to the first pulley for rotation (132a1) by a pulley belt (132a2) for rotation so as to receive the rotational power of the drive unit for rotation (132a).
  • the rotating base unit (132c) may be equipped with a worm wheel (132c2) that meshes with the worm gear unit (132b).
  • the rotating base unit (132c) may be configured to be restricted from rotating by being caught by a fixed plate (121) when rotating by a predetermined angle while docked to a cross rail (120).
  • the worm wheel (132c2) may be formed to rotate around a second rotation axis (132c2a).
  • the second rotation axis (132c2a) may mean the X-axis direction shown in the drawing of the present invention.
  • the rotating base unit (132c) may be formed to be inserted into a hollow portion (131e1) of a mobile module body (131e).
  • the rotating base unit (132c) may have a rotating base unit body (132c1), and the worm wheel (132c2) may be formed on the rotating base unit body (132c1).
  • the robot arm (133) of the mobile robot (130) may be mounted on the rotating base unit (132c).
  • the robot arm (133) may be formed on the rotating base unit body (132c1) of the rotating base unit (132c).
  • a plurality of stoppers (121b) provided on the fixed plate (121) are each formed to protrude from one surface facing the rotating base unit (132c) and can be spaced apart from each other at a certain interval.
  • the mobile robot (130) may further include a plurality of catch protrusions (132c3).
  • the plurality of catch protrusions (132c3) may be provided, for example, on the rotating base unit (132c).
  • the rotating base unit (132c) may be provided with a catch protrusion base (132c4) that forms a mounting space for the plurality of catch protrusions (132c3).
  • the catch protrusion base (132c4) may be positioned at a predetermined distance from the rotating base unit body (132c1), and the catch protrusion base (132c4) may be coupled to the rotating base unit body (132c1) at a predetermined distance from the rotating base unit body (132c1) by a plurality of extension members (132c5).
  • a plurality of catch protrusions (132c3) may be arranged between two adjacent stoppers (121b) among a plurality of stoppers (121b) when the mobile robot (130) is docked to the cross rail (120).
  • the plurality of catch protrusions (132c3) may be configured to pass between the two stoppers (121b) when the mobile robot (130) moves in the first direction or the second direction, and to catch on one of the two stoppers (121b) when the rotary base unit (132c) rotates by a predetermined angle.
  • the plurality of catch protrusions (132c3) may include first to fourth catch protrusions (132c3a, 132c3b, 132c3c, 132c3d) that are arranged between two adjacent stoppers (121b) among the plurality of stoppers (121b) and are formed to be movable in the first direction or the second direction.
  • first rotation axis (132b1) of the worm gear unit (132b) and the second rotation axis (132c2a) of the worm wheel (132c2) may be formed to be orthogonal to each other.
  • first rotation axis (132b1) and the second rotation axis (132c2a) may be formed to form rotation axes that are arranged parallel to each other rather than having a structure that is orthogonal to each other.
  • the worm gear unit (132b) and the worm wheel (132c2) may be formed of gears having a structure other than a general worm gear structure in which each rotation axis is perpendicular to each other.
  • FIGS. 21 and 22 illustrate a mobile robot (130) according to another embodiment.
  • the mobile robot (130) illustrated in FIGS. 21 and 22 differs from the mobile robot (130) illustrated in other drawings of the present invention in that the arrangement structure of components related to driving of the mobile module (131), such as the driving driving unit (131a), is different.
  • FIGS. 21 and 22 are intended to illustrate various embodiments of the mobile module (131) of the mobile robot (130), and since most of the technical features of the mobile robot (130) illustrated in FIGS. 21 and 22 are the same as or similar to those described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • Fig. 23 is a perspective view showing the robot arm (133) shown in Fig. 12.
  • Fig. 24 is a perspective view showing the loading tray (102) shown in Fig. 1.
  • the robot arm (133) may be formed to have a plurality of rotation axes perpendicular to the ground.
  • the robot arm (133) may be formed to have a SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) structure.
  • the robot arm (133) may have a first axis (133b1a), a second axis (133b2a), and a third axis (133b3a) perpendicular to the ground.
  • the robot arm (133) may be equipped with first to third links (133a1, 133a2, 133a3).
  • One end (133a1a) of the first link (133a1) may be mounted on the robot arm mounting portion (132c6) of the rotational base unit (132c), and the other end of the first link (133a1) may be rotatably connected to one end of the second link (133a2) so as to have a first axis (133b1a) together with one end of the second link (133a2).
  • the other end of the second link (133a2) may be rotatably connected to one end of the third link (133a3) so as to have a second axis (133b2a) together with one end of the third link (133a3).
  • a gripper for picking up the loading tray (102) may be provided at the other end of the third link (133a3).
  • the gripper may be formed so as to be rotatable about the third axis (133b3a).
  • a loading tray (102) may be provided with a robot arm docking member (102b) to which a gripper is docked, and a docking slot (102b1) into which a gripper is inserted may be formed in the robot arm docking member (102b).
  • the robot arm docking member (102b) may be mounted on a tray body (102a) of the loading tray (102) that forms a space for receiving an article (G).
  • the robot arm (133) may be equipped with a first camera (133d1) and a second camera (133d2).
  • the first and second cameras (133d1, 133d2) may be configured to recognize an AprilTag, a barcode, or a QR code.
  • the AprilTag, barcode, or QR code may include various pieces of information related to the operation of the moving platform (100).
  • the AprilTag, barcode, or QR code may be placed on a shelf (101), a loading tray (102), a ground robot (140), etc.
  • the first camera (133d1) may be configured to recognize the relative position of the mobile robot with respect to the shelf (101).
  • the shelf (101) may be provided with the AprilTag, barcode, or QR code, which record the position information of the shelf (101).
  • the first camera (133d1) may be mounted on the first link (133a1).
  • the first camera (133d1) may be arranged at one end of the extension member (133d1b).
  • the extension member (133d1b) may be mounted on the first link (133a1) and may be formed to extend in a direction perpendicular to the ground.
  • the second camera (133d2) may be configured to recognize information related to the loading tray (102).
  • the information related to the loading tray (102) may include information on the location of the loading tray (102) and information on the goods (G) contained in the loading tray (102).
  • the loading tray (102) may be provided with a fixing bracket (102c) to which the AprilTag, barcode, or QR code on which the location of the loading tray (102) and information on the goods (G) contained in the loading tray (102) are recorded may be attached.
  • the first camera (133d1) and the second camera (133d2) may be formed to be rotatable around the first tilt axis (133d1a) and the second tilt axis (133d2a), respectively.
  • the robot arm (133) may be provided with first to third joints (133b1, 133b2, 133b3) that rotate the first to third axes (133b1a, 133b2a, 133b3a) and the first and second tilt axes (133d1a, 133d2a).
  • FIG. 25 is a perspective view showing the mobile robot (130) illustrated in FIG. 13 positioned on a cross-shaped rail (120).
  • FIG. 26 is a front view showing the mobile robot (130) illustrated in FIG. 25 positioned on a cross-shaped rail (120).
  • FIG. 27 is a side view and a partially enlarged view showing the mobile robot (130) illustrated in FIG. 25 positioned on a cross-shaped rail (120).
  • FIG. 28 is a bottom view and a partially enlarged view showing the mobile robot (130) illustrated in FIG. 25 positioned on a cross-shaped rail (120).
  • FIG. 29 is a perspective view showing the mobile robot (130) illustrated in FIG. 25 positioned on a cross-shaped rail (120) excluding the mobile unit.
  • FIG. 30 is an enlarged perspective view of a portion of the mobile robot (130) and the cross-shaped rail (120) illustrated in Fig. 29, excluding the direction changing rail (122).
  • Fig. 31 is a conceptual diagram illustrating a process in which the mobile robot (130) illustrated in Fig. 25 changes direction counterclockwise on the cross-shaped rail (120).
  • Fig. 32 is a conceptual diagram illustrating a process in which the mobile robot (130) illustrated in Fig. 25 changes direction clockwise on the cross-shaped rail (120).
  • the mobile robot (130) is formed to be able to move along a movement path formed by a straight rail (110) and/or a cross-shaped rail (120), and may be configured to rotate the direction-changing rail (122) while docked to the cross-shaped rail (120) or the direction-changing rail (122).
  • the mobile robot (130) rotates counterclockwise in an intersection area of a movement path.
  • the mobile robot (130) is placed in a docked state while positioned at the center of a cross-shaped rail (120) or a direction change rail (122) while moving in the first direction, meaning the Z-axis direction.
  • the docked state of the mobile robot (130) means a state in which a rotational movement of a part of the mobile robot (130) is restricted while the mobile robot (130) is placed on a cross-shaped rail (120) or a fixed plate (121), as briefly described above.
  • docking of the mobile robot (130) can be achieved by a plurality of catch protrusions (132c3) of the mobile robot (130) positioned between two adjacent stoppers (121b) among a plurality of stoppers (121b) provided on the fixed plate (121) being caught by one of the two stoppers (121b) when the mobile robot (130) rotates at a predetermined angle.
  • the plurality of catch protrusions (132c3) can be provided on the rotation base unit (132c) of the rotation module (132).
  • the plurality of catch protrusions (132c3) can be configured to pass between two adjacent stoppers (121b) among the plurality of stoppers (121b) while the mobile robot (130) moves in the first or second direction.
  • the plurality of catch protrusions (132c3) can be configured to catch on one end of one of the two stoppers (121b) only when the direction of the mobile robot (130) changes, thereby restricting rotation, and to allow the mobile robot (130) to travel by passing through the space formed by the gap (D) between the two stoppers (121b) when moving in the first or second direction.
  • the rotation base unit (132c) of the rotation module (132) is shown rotating clockwise.
  • the worm wheel (132c2) provided on the rotation base unit (132c) also rotates clockwise by a predetermined angle and is then caught on the fixed plate (121) so that the rotation is restricted.
  • the mobile robot (130) is configured to rotate the direction-changing rail (122) of the cross-shaped rail (120).
  • the rotation module (132) of the mobile robot (130) may be configured to be restricted from rotation by being caught on the fixed plate (121) in the docked state of the mobile robot (130). Thereafter, the rotation module (132) may be configured to rotate the mobile module (131) and the direction-changing rail (122) engaged with the mobile module (131) together in the restricted rotation state.
  • the rotation module (132) may include the rotation drive unit (132a), the worm gear unit (132b), and the rotation base unit (132c) described above.
  • the rotation base unit (132c) may be provided with a worm wheel (132c2) that meshes with the worm gear unit (132b).
  • the worm gear unit (132b) may be configured to move along the outer circumference of the worm wheel (132c2) while the mobile robot (130) is docked and the rotation of the worm wheel (132c2) is restricted, thereby rotating the mobile module (131) and the direction change rail (122) that is meshed with the mobile module (131) together.
  • the mobile robot (130) rotates 90 degrees counterclockwise from the state before the initial rotation, thereby changing direction to the second direction.
  • the second direction means the Y-axis direction shown in Fig. 31.
  • Fig. 32 shows an example of a process of rotating clockwise in an intersection area of a moving path of a mobile robot (130).
  • the mobile robot (130) illustrated in Fig. 32 rotates in a direction opposite to that of the mobile robot (130) illustrated in Fig. 31 when changing direction, and a detailed description related thereto is omitted as it overlaps with the content described in Fig. 31.
  • the mobile robot (130) is placed in a docked state at the center of the cross rail (120) or the direction change rail (122) while moving in the first direction.
  • the rotation base unit (132c) of the rotation module (132) rotates counterclockwise
  • the worm wheel (132c2) provided on the rotation base unit (132c) also rotates counterclockwise by a predetermined angle and then is caught on the fixed plate (121) so that the rotation is restricted.
  • the mobile robot (130) is placed in a docking state on the cross-shaped rail (120) or the fixed plate (121), and then the direction-changing rail (122) of the cross-shaped rail (120) is rotated clockwise.
  • the rotation base unit (132c) is rotated counterclockwise by a predetermined angle, and its rotation is limited
  • the worm gear unit (132b) rotates clockwise with the worm wheel (132c2) as the rotation axis.
  • the worm gear unit (132b) is configured to rotate the mobile module (131) and the direction-changing rail (122) engaged with the mobile module (131) together in the clockwise direction.
  • the rotation base unit (132c) is configured not to rotate together with the mobile module (131) and to maintain a state in which the rotation is limited. Accordingly, the horizontal state of the robot arm (133) mounted on the rotation base unit (132c) can be stably maintained without changing.
  • the robot arm (133) can be configured as a SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) structure having a plurality of rotation axes perpendicular to the ground, and the state in which it is horizontally arranged on the mobile robot (130) is stably maintained so that the main function of picking up the item (G) can be stably performed.
  • SCARA Selective Compliance Articulated Robot Arm
  • the first to third wheels (131d) of the mobile module (131) may be formed to be grounded on any one surface of the base portion (122b), the protrusion portion (122c), and the cover portion (122d) of the direction change rail (122).
  • the first wheel (131b) may be formed to be grounded and rotated on the outer surface of the cover portion (122d).
  • the first wheel (131b) may be formed to have a rotation axis formed in the Y-axis direction as shown in Fig. 28.
  • the second wheel (131c) may be formed to rotate by being grounded on the inner surface of the cover portion (122d). That is, the second wheel (131c) may be placed on the opposite side of the first wheel (131b) with the cover portion (122d) in between.
  • the second wheel (131c) may form a rotation axis in the Y-axis direction as illustrated in FIG. 28, like the first wheel (131b).
  • the third wheel (131d) may be formed to rotate by being grounded on the inner surface of the protrusion (122c). Unlike the first and second wheels (131c), the third wheel (131d) may be formed to form a rotation axis in the X-axis direction as shown in Fig. 28.
  • the first to third wheels (131d) of the mobile module (131) are formed to be in contact with a plurality of areas forming the direction changing rail (122), respectively, so that the mobile robot (130) can run stably without coming off the rail. Accordingly, the situation in which the mobile robot (130) comes off the rail (110, 120) is prevented, thereby preventing damage to the mobile robot (130) due to coming off, and at the same time, the mobile platform (100) can be operated more stably.
  • the mobile robot (130) can move along the movement path connected by single lines, and can be switched in the first direction or the second direction in the intersection area of the movement path. Accordingly, it becomes possible to design the movement path of the mobile robot (130) more simply, and the degree of freedom of the rail structure composed of the straight rail (110) and the cross-shaped rail (120) can be further increased. As a result, the design constraints of the shelf (101) on which the rail is installed can be reduced. In addition, since the structure of the rail forming the movement path becomes simpler, related components such as the actuator of the mobile robot (130) moving along the rail structure can also be simplified, and it becomes possible to implement the mobile platform (100) even under conditions of relatively narrow installation space.
  • the direction changing rail (122) of the cross-shaped rail (120) through which the movement path of the mobile robot (130) is changed to the first direction or the second direction is formed to have a cross shape
  • the mobile robot (130) is configured to rotate the direction changing rail (122) while docked to the cross-shaped rail (120) or the fixed plate (121). Accordingly, the moving platform (100) can more effectively change the movement path of the mobile robot (130) by having the mobile robot (130) rotate the direction changing rail (122) of the cross-shaped rail (120) without separately providing a configuration for actually rotating the direction changing rail (122).
  • the direction change rail (122) is rotated and the movement path of the mobile robot (130) is changed, the movement path in the intersection area is not blocked and remains connected, making it possible to simultaneously operate multiple mobile robots (130) moving along the movement path on the mobile platform (100).
  • FIGS. 33 to 49 a moving platform (1100) according to another embodiment of the present invention will be described.
  • FIG. 33 is a perspective view showing a mobile platform (1100) according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 34 is a bottom view showing the mobile robot (1130) shown in FIG. 33 positioned on a straight rail (1110).
  • FIG. 35 is an enlarged view of a portion A shown in FIG. 34.
  • FIG. 36 is a rear view of the mobile robot (1130) shown in FIG. 33.
  • FIG. 37 is a side view of the rail fixing module (1131a) of the mobile robot (1130) shown in FIG. 36.
  • FIG. 38 is a conceptual drawing showing the front view of the rail fixing module (1131a) shown in FIG. 37.
  • FIG. 39 is a side view of the straight rail (1110) shown in FIG. 33.
  • FIG. 40 is a conceptual drawing showing the front view of the straight rail (1110) shown in FIG. 39.
  • Fig. 41 is a bottom view of the straight rail (1110) illustrated in Fig. 39.
  • the moving platform (1100) includes a straight rail (1110), a cross rail (1120), a moving robot (1130), a power supply rail (1140), and a water roller (1150).
  • a straight rail (1110) may be formed to extend along one direction to form a movement path of a mobile robot (1130).
  • a plurality of straight rails (1110) may be provided.
  • a plurality of straight rails (1110) may extend in a first direction (D1) and a second direction (D2) perpendicular to the first direction (D1) based on an intersection area.
  • the mobile robot (1130) is formed to be able to move along a straight rail (1110) and a cross-shaped rail (1120).
  • the mobile robot (1130) can be configured to be able to change direction while docked to the cross-shaped rail (1120).
  • An example of a direction changing mechanism of the mobile robot (1130) will be described later.
  • the cross rail (1120) is connected to the straight rail (1110) to form a movement path of the mobile robot (1130).
  • the cross rail (1120) is configured to be rotatable and to change the movement path to a first direction (D1) or a second direction (D2). A more detailed structure of the cross rail (1120) will be described later.
  • the power supply rail (1140) is installed on the straight rail (1110) and extends along the straight rail (1110).
  • the power supply rail (1140) is configured to supply power.
  • the power supply rail (1140) may be configured to supply power required for the operation of the mobile robot (1130).
  • the power supply rail (1140) may be configured as one, as illustrated in FIG. 40, and may be formed continuously without interruption along the straight rail (1110).
  • the power supply rail (1140) may be configured to extend along the straight rail (1110), but may be configured in multiple numbers and have their ends facing each other arranged adjacently to form multiple sections.
  • the power rail (1140) may include a power rail part (1141) forming a VCC (Voltage of Common Collector) and a ground rail part (1142) forming a GND (Ground).
  • VCC Voltage of Common Collector
  • GND Ground
  • VCC Voltage of Common Collector
  • GND GND
  • each of the power rail section (1141) and the ground rail section (1142) may include an insulating rail (1141a, 1142a) and a rail terminal (1141b, 1142b).
  • the insulating rails (1141a, 1142a) are made of an insulator and can be arranged to cover one side of the straight rail (1110). At least a portion of the straight rail (1110) and the cross rail (1120) can be made of a conductive material.
  • the insulating rails (1141a, 142a) can serve as insulation to prevent a phenomenon in which a current flowing through the rail terminals (1141b, 1142b) flows through the straight rail (1110) or the cross rail (1120).
  • the insulating rails (1141a, 1142a) can be made of, for example, an ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) material.
  • Rail terminals (1141b, 1142b) are made of a conductor and are mounted on the insulating rails (1141a, 1142a) and can be connected to power and ground.
  • the rail terminals can be made of copper.
  • the rail terminals (1141b, 1142b) can be provided with wiring holes (1141b1, 1142b1) for wiring when connecting power or ground.
  • a hole (1110a) may be provided on one side of the straight rail (1110).
  • a communication hole (1141a1, 1142a1) communicating with the hole (1110a) formed on one side of the straight rail (1110) may be provided on the insulating rail (1141a, 1142a).
  • the rail terminal (1141b, 1142b) may be connected to a power cable and power or connected to a grounding part and ground through the communication hole (1141a1, 1142a1) and the hole (1110a).
  • the water roller (1150) can be installed on a mobile robot (1130).
  • the water roller (1150) is configured to receive power by making rolling contact with the power supply rail (1140) when the mobile robot (1130) moves along the straight rail (1110). That is, the water roller (1150) can be configured to continuously form a contact point while making rolling contact with the power supply rail (1140).
  • the mobile robot (1130) may include a mobile module (1131) and a rail fixing module (1131a).
  • the mobile module (1131) can be configured to run along a straight rail (1110) and a cross-shaped rail (1120).
  • the rail fixing module (1131a) is mounted on the mobile module (1131) and can be formed to engage with a straight rail (1110).
  • the mobile module (1131) may include a driving driving unit (1131b) and a first wheel (1131a1), and the rail fixing module (1131a) may include a second wheel (1131a2) and a third wheel (1131a3).
  • the driving drive unit (1131b) may be configured to provide driving force for driving the first wheel (1131a1) and may be mounted on the mobile module (1131).
  • the driving drive unit (1131b) may be configured as, for example, a motor.
  • a first driving pulley belt (1131b1) may be connected to the driving drive unit (1131b), and the first driving pulley belt (1131b1) may be configured to receive rotational force used as driving force from the driving drive unit (1131b).
  • first drive pulley belt (1131b1) may be connected to the second drive pulley belt (1131a1a) to rotate the second drive pulley belt (1131a1a).
  • the second drive pulley belt (1131a1a) may be formed to contact one side of the direction changing rail (1122) and/or the straight rail (1110).
  • the first wheel (1131a1) may be configured with a structure similar to a caterpillar.
  • the first wheel (1131a1) may be additionally provided with devices for controlling the tension of the second drive pulley belt (1131a1a), such as an idler, so that the ground contact force can be controlled.
  • the second wheel (1131a2) and the third wheel (1131a3) may be formed to be grounded, together with the first wheel (1131a1), on one side of the turning rail (1122) and/or the straight rail (1110), respectively. That is, the first to third wheels (1131a1, 1131a2, 1131a3) may be formed to be rotatable while being grounded on one side of the turning rail (1122) and/or the straight rail (1110), respectively.
  • the second wheel (1131a2) can be formed so that the relative gap with respect to the first wheel (1131a1) can be adjusted.
  • the third wheel (1131a3) can be formed so that the degree of lateral protrusion can be adjusted.
  • the mobile module (1131) may be configured to be movable while in contact with the linear rail (1110) and the direction change rail (1122) using a magnet.
  • the water roller (1150) can be installed on the rail fixing module (1131a).
  • the rail fixing module (1131a) may be provided with a plurality of wheels (1131a2, 1131a3) that are grounded on the inner surface of the straight rail (1110) or the cross rail (1120) so as to be able to move along the movement path formed by the straight rail (1110).
  • the water roller (1150) may be arranged between the plurality of wheels (1131a2, 1131a3). According to the arrangement structure of the water roller (1150) as described above, it is possible to arrange a plurality of water rollers (1150) on the mobile robot (1130) even without providing a separate space for installing the water rollers (1150) on the mobile robot (1130). Accordingly, it is possible to design the size of the mobile robot (1130) on which the water rollers (1150) are installed more compactly.
  • the water roller (1150) may include a power water roller part (1151) that makes cloud contact with the power rail part (1141) and a ground water roller part (1152) that makes cloud contact with the ground rail part (1142).
  • the power water roller part (1151) and the ground water roller part (1152) are made of a conductor, and for example, at least a portion of them may be made of a copper material.
  • the water roller (1150) may further include a roller body part (1153).
  • the roller body part (1153) may be formed of an insulating material, i.e., an insulating material, which is mounted on the mobile robot (1130) and interposed between the power supply roller part (1151) and the grounding roller part (1152).
  • an insulating material i.e., an insulating material
  • the roller body part (1153) may be formed of a PEEK (Polyetheretherketone) material.
  • water roller (1150) may further include an elastic member (1154).
  • the elastic member (1154) may be formed to provide an elastic force acting outwardly to the roller body (1153) by interposing it between the roller body (1153) and the mobile robot (1130) so that the power supply roller part (1151) and the grounding roller part (1152) are elastically pressed against the power rail part (1141) and the grounding rail part (1142), respectively.
  • the elastic member (1154) may be formed of, for example, a spring.
  • the power supply roller part (1151) and the grounding roller part (1152) are more stably maintained in contact with the power rail part (1141) and the grounding rail part (1142), so that even when the mobile robot (1130) is stationary or continuously moving on a straight rail (1110) or a cross rail (1120), the power supply can be stably provided without interruption.
  • a first fixing part (1122a1) and a second fixing part (1122a2) may be provided on both sides of the straight rail (1110).
  • the first fixing part (1122a1) and the second fixing part (1122a2) may be formed by bending in a T-shape so that a part of the mobile robot (1130) may be interlocked.
  • the first and second fixing parts (1122a1, 1122a2) may be formed by bending in a C-shape.
  • the power rail part (1141) may be installed on the inside of the first fixing part (1122a1) provided on one side of the straight rail (1110).
  • the ground rail part (1142) may be installed on the inside of the second fixing part (1122a2) provided on the other side of the straight rail (1110). That is, the power rail part (1141) and the ground rail part (1142) may be arranged at positions spaced apart from each other by the distance between the first fixing part (1122a1) and the second fixing part (1122a2). Accordingly, a short circuit phenomenon that may occur when insulation is not provided between the power rail part (1141) and the ground rail part (1142) may be prevented, thereby providing a more stable power supply environment.
  • the power rail part (1141) and the ground rail part (1142) may be provided on one side of the first and second fixing parts (1122a1, 1122a2) facing each other as shown in Fig. 41, but may be arranged at different heights (h1, h2) so as not to face each other.
  • the power supply water roller part (1151) and the grounding water roller part (1152) of the water roller (1150) form a pair and can be arranged on the first fixing part (1122a1) side or the second fixing part (1122a2) side.
  • the water roller (1150) arranged on either the first fixing part (1122a1) or the second fixing part (1122a2) side can be formed such that the power supply water roller part (1151) and the grounding water roller part (1152) are positioned at heights (h1, h2) corresponding to the power rail part (1141) and the grounding rail part (1142), respectively.
  • the moving platform (1100) includes a straight rail (1110), a power rail section (1141), a ground rail section (1142), a moving robot (1130), a power supply roller section (1151), and a grounding water roller section (1152).
  • a straight rail (1110) may be provided with a first fixing part (1122a1) and a second fixing part (1122a2) bent in a T shape on both sides.
  • the power rail part (1141) can be installed on the inside of the first fixed part (1122a1).
  • the ground rail part (1142) is installed on the inner side of the second fixing part (1122a2), but can be arranged at different heights (h1, h2) so as not to face each other.
  • the mobile robot (1130) can be formed to be able to move along the linear rail (1110) by interlocking with the first fixing part (1122a1) and the second fixing part (1122a2).
  • the power supply roller part (1151) is installed on the mobile robot (1130) and can be in cloud contact with the power rail part (1141).
  • the grounding roller part (1152) is installed on the mobile robot (1130) and can be in cloud contact with the grounding rail part (1142).
  • straight rail (1110), power rail section (1141), ground rail section (1142), mobile robot (1130), power water roller section (1151), and ground water roller section (1152) of the moving platform (1100) can have the same or similar features as described above applied to these configurations.
  • the rail power system may include a straight rail (1110), a power rail section (1141), and a ground rail section (1142).
  • a straight rail (1110) may be provided with a first fixing part (1122a1) and a second fixing part (1122a2) bent in a T shape on both sides.
  • the above power rail part (1141) can be installed on the inside of the first fixed part (1122a1).
  • the above ground rail portion (1142) is installed on the inner side of the second fixing portion (1122a2), but can be arranged at different heights (h1, h2) so as not to face each other.
  • each of the power rail section (1141) and the ground rail section (1142) includes an insulating rail (1141a, 1142a) and a rail terminal (1141b, 1142b).
  • the insulating rail (1141a, 1142a) is made of an insulator and can be arranged to cover one side of the straight rail (1110).
  • Rail terminals (1141b, 1142b) are made of a conductor and are mounted on the insulating rails (1141a, 1142a) and can be connected to power and ground. Rail terminals (1141b, 1142b) can be made of, for example, copper. Rail terminals (1141b, 1142b) can be provided with wiring holes (1141b1, 1142b1) for wiring when connecting power or ground.
  • the straight rail (1110) may be provided with a hole
  • the insulating rail (1141a, 1142a) may be provided with a communication hole (1141a1, 1142a1) that communicates with the hole (1110a).
  • the rail terminal (1141b, 1142b) may be connected to a power cable and power or connected to a grounding part and ground through the communication hole (1141a1, 1142a1) and the hole (1110a).
  • the mobile platform (1100) can improve disadvantages of a power supply method that mounts a battery, such as an increase in the number of parts and an increase in maintenance time and cost due to having a charging system for charging the battery, and a waiting time of the mobile robot (1130) when charging the battery.
  • Fig. 42 is a front view of the cross rail (1120) illustrated in Fig. 33.
  • Fig. 43 is a side view of the cross rail (1120) illustrated in Fig. 42.
  • Fig. 44 is a rear view of the cross rail (1120) illustrated in Fig. 43.
  • Fig. 45 is a perspective view showing the fixed plate (1121) and the square transition rail of the cross rail (1120) illustrated in Fig. 42 separated.
  • Fig. 46 is a perspective view of the cross rail (1120) illustrated in Fig. 45 viewed from the rear.
  • Fig. 47 is an exploded perspective view of the direction transition rail (1122) illustrated in Fig. 45.
  • Fig. 48 is an exploded perspective view of the fixed plate (1121) illustrated in Fig. 45.
  • Figure 49 is a rear perspective view conceptually showing the assembled state of the cross rail (1120) illustrated in Figure 42, excluding only the fixed plate (1121).
  • the mobile robot (1130) includes a plurality of straight rails (1110), a cross rail (1120), a mobile robot (1130), a power supply roller (1160), a power supply rail portion (1170), and a water roller (1150).
  • the plurality of straight rails (1110) may be formed to have the same or similar characteristics as the plurality of straight rails (1110) described above.
  • the cross rail (1120) may have a fixed plate (1121) and a direction changing rail (1122).
  • the fixed plate (1121) is arranged in an intersection area having first and second directions (D1, D2) formed by a plurality of straight rails (1110).
  • the fixed plate (1121) may be formed to maintain a fixed state without a rotatable structure.
  • the fixed plate (1121) may be formed with a rotation center (1121c) that is combined with a direction changing rail (1122) to form a rotation axis.
  • the rotation center may be formed to protrude from one surface facing the direction changing rail (1122).
  • the fixed plate (1121) may be provided with a plurality of stoppers (1121d) spaced apart from each other at a certain interval within the rotation center (1121c).
  • the plurality of stoppers (1121d) may be composed of four and spaced apart from each other at 90 degrees at the center of the cross rail (1120).
  • the direction change rail (1122) is formed to be rotatable with respect to the fixed plate (1121) and forms a movement path connected to the linear rail (1110).
  • the mobile robot (1130) may be configured to move along a straight rail (1110) and a direction-changing rail (1122). In addition, the mobile robot (1130) may be configured to rotate the direction-changing rail (1122) while docked to the cross-shaped rail (1120).
  • the direction change rail (1122) is rotated with respect to the fixed plate (1121) to form a movement path in the first and second directions (D1, D2), and then it is necessary to stably maintain the rotated position.
  • a groove (1122b) and a ball plunger (1123) provided on the cross rail (1120) to maintain the rotated position of the direction change rail (1122) will be described.
  • the groove may be formed on either the fixed plate (1121) or the turning rail (1122).
  • the groove (1122b) may be formed on one surface of the fixed plate (1121) and the turning rail (1122) facing each other.
  • the drawing of the present invention illustrates an example in which the groove (1122b) is formed on the side of the turning rail (1122).
  • the groove (1122b) may be formed on one surface of the turning rail (1122).
  • the grooves (1122b) may be arranged to be spaced apart by 90 degrees.
  • the grooves (1122b) may be arranged based on the rotation center of the turning rail (1122).
  • the ball plunger (1123) can be installed on the other of the fixed plate (1121) and the direction changing rail (1122), and can be formed to be insertable into each of the grooves.
  • the drawing of the present invention shows an example in which the ball plunger (1123) is installed on the fixed plate (1121) side.
  • the ball plunger (1123) can be configured to fix the direction-changing rail (1122) to the fixed plate (1121) when inserted into the groove (1122b), and to come into rolling contact with either the fixed plate (1121) or the direction-changing rail (1122) when removed from the groove (1122b) by an external force to rotate the direction-changing rail (1122) relative to the fixed plate (1121).
  • the ball plunger (1123) may be provided with a ball formed to correspond to the groove (1122b), and when the direction changing rail (1122) rotates, the ball may be positioned in the groove (1122b) while being pressed by elastic force, and may be restored to a state before being pressed and inserted into the groove (1122b).
  • the rotation module (1132) can be coupled to the mobile module (1131) so as to be relatively rotatably connected.
  • the rotation module (1132) can be restricted from rotation by being caught on the fixed plate (1121) during relative rotation, and after the rotation is restricted, the direction change rail (1122) interlocked with the mobile module (1131) can be rotated together.
  • the rotation module (1132) may include a rotation drive unit (1132a), a worm gear unit (1132b), and a rotation base unit (1132c).
  • a rotational driving unit (1132a) can be mounted on a mobile module (1131) and formed to provide driving force required for the rotation of a worm gear unit (1132b).
  • the rotational drive unit (1132a) may be formed of a motor that generates rotational force.
  • the rotational drive unit (1132a) may be equipped with a rotational pulley belt (1132a1) that receives rotational force used as a driving force required for the rotation of the worm gear unit (1132b) from the rotational drive unit (1132a).
  • the worm gear unit (1132b) can be rotatably installed on the mobile module (1131).
  • the worm gear unit (1132b) can be connected to the rotational driving unit (1132a) so as to receive driving force from the rotational driving unit (1132a).
  • the rotating base unit (1132c) may be equipped with a worm wheel (1132c1) that meshes with the worm gear unit (1132b).
  • the rotating base unit (1132c) may be configured to be docked to a cross rail (1120) and rotated by a predetermined angle, thereby restricting rotation by being caught on a fixed plate (1121).
  • a plurality of stoppers (1121d) provided on the fixed plate (1121) are each formed to protrude from one side facing the rotating base unit (1132c) and can be spaced apart from each other at a certain interval.
  • the rotation module (1132) may further include a plurality of catch protrusions (1132c2).
  • the plurality of catch protrusions (1132c2) may be provided, for example, on the rotation base unit (1132c).
  • the rotation base unit (1132c) may be provided with a catch protrusion base (1132c3) that forms a mounting space for the plurality of catch protrusions (1132c2).
  • the catch protrusion base (1132c3) may be positioned at a predetermined distance from one end of the rotation module (1132) by a plurality of extension members (1132c4).
  • a plurality of catch protrusions (1132c2) may be arranged between two adjacent stoppers (1121d) among a plurality of stoppers (1121d) when the mobile robot (1130) is docked to the cross rail (1120).
  • the plurality of catch protrusions (1132c2) may be configured to pass between the two stoppers (1121d) when the mobile robot (1130) moves in the first direction (D1) or the second direction (D2), and to catch on one of the two stoppers (1121d) when the rotary base unit (1132c) rotates by a predetermined angle.
  • a plurality of catch protrusions (1132c2) may be arranged between two adjacent stoppers (1121d) among a plurality of stoppers (1121d), and may be formed to be movable in the first direction (D1) or the second direction (D2).
  • a mobile robot (1130) changes direction to a second direction (D2) by rotating counterclockwise or clockwise at an intersection area of a moving path while moving in a first direction (D1) is described.
  • the mobile robot (1130) rotates counterclockwise in an intersection area of a moving path
  • the mobile robot (1130) is placed in a docked state while positioned at the center of a cross-shaped rail (1120) or a direction change rail (1122) while moving in a first direction (D1).
  • the docked state of the mobile robot (1130) means a state where a rotational motion of a part of the mobile robot (1130) is restricted while the mobile robot (1130) is placed on the cross-shaped rail (1120) or the fixed plate (1121).
  • docking of a mobile robot (1130) can be achieved by a plurality of catch protrusions (1132c2) of the mobile robot (1130) positioned between two adjacent stoppers (1121d) among a plurality of stoppers (1121d) provided on a fixed plate (1121) being caught by one of the two stoppers (1121d) when the mobile robot (1130) rotates at a predetermined angle.
  • the plurality of catch protrusions (1132c2) can be provided on a rotation base unit (1132c) of a rotation module (1132).
  • the plurality of catch protrusions (1132c2) can be configured to pass between two adjacent stoppers (1121d) among the plurality of stoppers (1121d) while the mobile robot (1130) moves in the first or second direction (D2). That is, the plurality of catch protrusions (1132c2) can be configured to catch on one end of one of the two stoppers (1121d) only when the direction of the mobile robot (1130) changes, thereby restricting rotation, and to allow the mobile robot (1130) to travel by passing through the space formed by the gap between the two stoppers (1121d) when moving in the first direction (D1) or the second direction (D2).
  • the process of changing direction of the mobile robot (1130) in a counterclockwise direction first involves the rotation base unit (1132c) of the rotation module (1132) rotating clockwise. At this time, the worm wheel (1132c1) provided on the rotation base unit (1132c) also rotates clockwise by a predetermined angle and is then caught on the fixed plate (1121) to limit the rotation.
  • the mobile robot (1130) is configured to rotate the direction-changing rail (1122) of the cross rail (1120).
  • the rotation module (1132) of the mobile robot (1130) may be configured to be restricted from rotation by being caught on the fixed plate (1121) in the docked state of the mobile robot (1130). Thereafter, the rotation module (1132) may be configured to rotate the mobile module (1131) and the direction-changing rail (1122) engaged with the mobile module (1131) together in the restricted rotation state.
  • the rotation module (1132) may include the rotation drive unit (1132a), the worm gear unit (1132b), and the rotation base unit (1132c) described above.
  • the rotation base unit (1132c) may be provided with a worm wheel (1132c1) that meshes with the worm gear unit (1132b).
  • the worm gear unit (1132b) may be configured to move along the outer circumference of the worm wheel (1132c1) and rotate the direction change rail (1122) that is meshed with the mobile module (1131) together with the mobile robot (1130) that is docked and the rotation of the worm wheel (1132c1) is restricted.
  • the worm gear unit (1132b) rotates counterclockwise with the worm wheel (1132c1) as the rotation axis.
  • the worm gear unit (1132b) rotatably installed on the mobile module (1131) of the mobile robot (1130) can be configured to rotate the mobile module (1131) and the direction change rail (1122) engaged with the mobile module (1131) together counterclockwise.
  • the mobile robot (1130) rotates 90 degrees counterclockwise from the state before the initial rotation, thereby changing direction to the second direction (D2).
  • the power supply roller (1160) can be formed to be installed on the fixed plate (1121) and supply power.
  • the power supply rail part (1170) can be installed on the direction change rail (1122) and can be configured to contact the power supply roller (1160) to receive power.
  • the power supply rail part (1170) is installed on the direction change rail (1122) and is configured to contact the power supply roller (1160) to receive power.
  • the water roller (1150) can be installed on a mobile robot (1130) and can be configured to receive power by making cloud contact with the power supply rail (1170) when the mobile robot (1130) moves along the direction change rail (1122).
  • the power rail section (1170) may include a first power rail (1171) and a second power rail (1172).
  • the first power rail (1171) may be formed in a ring shape on the back surface of the direction change rail (1122) so as to be in continuous cloud contact with the power roller (1160) when the direction change rail (1122) rotates.
  • the first-grade power rail (1171) may include a first power rail portion (1171a) and a first ground rail portion (1171b).
  • the first power rail portion (1171a) can be formed in a ring shape based on the center of the direction change rail (1122).
  • the first ground rail portion (1171b) may be formed in a ring shape concentric with the first power rail portion (1171a). That is, the first ground rail portion (1171b) and the first power rail portion (1171a) may be formed to have a ring shape that is formed continuously without a break.
  • the first ground rail portion (1171b) and the first power rail portion (1171a) may be formed to extend along a path along which the direction changing rail (1122) rotates.
  • one of the first ground rail portion (1171b) and the first power rail portion (1171a) may be arranged on the inside and the other may be arranged on the outside.
  • the drawing of the present invention illustrates an example of a configuration in which the first power rail portion (1171a) is arranged on the inside and the first ground rail portion (1171b) is arranged on the outside.
  • the second-grade power rail (1172) is installed on the straight rail portion (1122a) of the direction change rail (1122), is electrically connected to the first-grade power rail (1171), and can be formed so that the water roller (1150) is in cloud contact.
  • the power supply roller (1160) may include a power supply roller part (1161) and a grounding power supply roller part (1162).
  • the power supply roller part (1161) and the grounding power supply roller part (1162) may be made of a conductor.
  • the power supply roller part (1161) and the grounding power supply roller part (1162) may be made to include at least a portion of a copper material.
  • the power supply roller part (1161) can be in cloud contact with the first power rail part (1171a).
  • the grounding power supply roller part (1162) can be in cloud contact with the first grounding rail part (1171b).
  • the power supply roller part (1161) and the ground supply roller part (1162) may be arranged to face opposite sides. More specifically, the power supply roller part (1161) may be arranged to face the outside of the direction change rail (1122), and the ground supply roller part (1162) may be arranged to face the inside of the direction change rail (1122). Accordingly, the power supply roller part (1161) and the ground supply roller part (1162) may secure a space of a certain size between each other to prevent current from passing through each other.
  • the power supply roller part (1161) and the ground supply roller part (1162) are each provided in multiples and can be spaced apart from each other along the first ground rail part (1171b) and the first power rail part (1171a). In addition, the power supply roller part (1161) and the ground supply roller part (1162) can be spaced apart from each other at a certain interval. In addition, the power supply roller part (1161) and the ground supply roller part (1162) can be arranged alternately. That is, the ground supply roller part (1162) can be arranged on both sides of the power supply roller part (1161), and the power supply roller part (1161) can be arranged on both sides of the ground supply roller part (1162).
  • the power supply roller part (1161) and the ground supply roller part (1162) secure a physical separation distance between each other, thereby minimizing interference between them when the first ground rail part (1171b) and the first power rail part (1171a) come into cloud contact.
  • the first-class power rail (1171) may further include an insulating body (1171c).
  • the insulating body (1171c) is installed in a recessed portion formed in a ring shape on the back surface of the direction change rail (1122) and is formed of an insulating material.
  • the insulating body (1171c) may include a first power rail mounting groove (1171c1), a first ground rail mounting groove (1171c2), and a rib (1171c3).
  • the first power rail mounting home (1171c1) is formed so that the first power rail (1171a) can be mounted.
  • the first ground rail part mounting groove (1171c2) is formed so that the first ground rail part (1171b) can be mounted.
  • the rib (1171c3) is formed to have a ring shape that protrudes between the first power rail mounting groove (1171c1) and the first ground rail mounting groove (1171c2) to prevent current flow between the first power rail portion (1171a) and the first ground rail portion (1171b).
  • the first power rail part (1171a) and the first ground rail part (1171b) are stably positioned in the first power rail part mounting groove (1171c1) and the first ground rail part mounting groove (1171c2) without any portion protruding outside the insulating body (1171c), thereby preventing the phenomenon of them being separated from the preset position.
  • the first power rail part (1171a) and the first ground rail part (1171b) are positioned at a certain interval from each other, thereby preventing the occurrence of a short (1short) phenomenon in which the first power rail part (1171a) and the first ground rail part (1171b) are connected.
  • the power supply roller part (1161) can be installed in the first communication hole (1121a) that overlaps with a part of the first power rail part (1171a) in the fixed plate (1121).
  • the ground supply roller part (1162) can be installed in the second communication hole (1121b) that overlaps with a part of the first ground rail part (1171b) in the fixed plate (1121).
  • the power supply roller (1160) may further include roller body parts (1161a, 1162a) formed from an insulating material and coupled to a power supply roller part (1161) for power supply and a grounding power supply roller part (1162) to be fixed to the first communication hole (1121a) and the second communication hole (1121b) of the fixed plate (1121).
  • a first fixing portion (1122a1) and a second fixing portion (1122a2) bent in a T shape so that a part of the mobile robot (1130) can be engaged may be provided.
  • the second power rail (1172) may include a second power rail portion (1172a) and a second ground rail portion (1172b).
  • the second power rail section (1172a) is installed on the inner side of the first fixed section (1122a1).
  • the second grounding rail part (1172b) is installed on the inner side of the second fixing part (1122a2).
  • each of the second power rail section (1172a) and the second ground rail section (1172b) may include an insulating rail (1172a1, 1172b1) and a rail terminal (1172a2, 1172b2).
  • the insulating rail (1172a1, 1172b1) is made of an insulator and can be arranged to cover one side of the straight rail (1110).
  • the insulating rail (1172a1, 1172b1) can be made of an ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) material.
  • Rail terminals (1172a2, 1172b2) are made of a conductor and are mounted on the insulating rails (1172a1, 1172b1) and can be connected to power and ground. Rail terminals (1172a2, 1172b2) can be made of, for example, copper. Rail terminals (1172a2, 1172b2) can each be provided with a wiring hole (1172a2a, 1172b2a) for wiring when connecting power or ground.
  • the second power rail part (1172a) and the second ground rail part (1172b) can be arranged adjacent to each other.
  • the second ground rail part (1172b) i.e., GND
  • the first ground rail part (1171b), i.e., VCC can be arranged in the second and fourth quadrants.
  • the convenience of writing can be improved by arranging the same type of pole or ground in each area of the quadrant.
  • the efficiency of work for electrical connection such as wiring of the first and second power rails (1171, 1172), may be reduced.
  • the arrangement of the second power rail part (1172a) and the second ground rail part (1172b) is not limited to the arrangement structure illustrated in Fig. 42.
  • the second power rail part (1172a) and the second ground rail part (1172b) are respectively arranged on the first and second fixing parts (1122a1, 1122a2) provided on one of the linear rail parts (1122a), but may be configured differently from the arrangement structure illustrated in Fig. 42.
  • the second power rail part (1172a) may be arranged on one side of the first quadrant, and the second ground rail part (1172b) may be arranged on the other side.
  • a second ground rail part (1172b) may be arranged on one side of the second quadrant corresponding to the second power rail part (1172a) of the first quadrant, and a second power rail part (1172a) may be arranged on the other side of the second quadrant.
  • the second power rail part (1172a) and the second ground rail part (1172b) may be arranged in the same manner as above in the third and fourth quadrants.
  • a first hole (1122a3) through which a part of the first power rail (1171) is exposed may be provided on the outer side of the first and second fixing members (1122a1, 1122a2) in the direction change rail (1122).
  • a second hole (1122a1a, 1122a2a) through which a part of the second power rail (1172) is exposed may be provided on the side wall of the first and second fixing members (1122a1, 1122a2).
  • first-grade rail (1171) and the second-grade rail (1172) can be electrically connected by a connecting wire passing through the first hole (1122a3) and the second hole (1122a1a, 1122a2a).
  • the moving platform (1100) may include a cross rail, a moving robot (1130), a power supply roller (1160), a power supply rail part (1170), and a water roller (1150).
  • the above-described cross-rail may be provided with a fixed plate (1121) and a direction-changing rail (1122) formed to be rotatable with respect to the fixed plate (1121).
  • the above-described cross-rail may be formed to be capable of changing the movement path in a plurality of different directions.
  • the cross-rail may be formed of the above-described cross-rail (1120) formed to be capable of changing the movement path in a first direction (D1) and a second direction (D2).
  • the features of the mobile robot (1130), the power supply roller (1160), the power supply rail part (1170), and the water supply roller (1150) of the mobile platform (1100) can be applied identically or similarly to the above-described features.
  • the rail power system includes a plurality of straight rails (1110), a cross rail (1120), a power supply roller (1160), and a power supply rail section (1170).
  • a plurality of straight rails (1110) can extend in a first direction (D1) and a second direction (D2) perpendicular to the first direction (D1) based on the intersection area.
  • the cross rail (1120) may be provided with a fixed plate (1121) arranged in the above-mentioned intersection area, and a direction change rail (1122) formed to be rotatable with respect to the fixed plate (1121) and forming a movement path connected to the straight rail (1110).
  • the power supply roller (1160) can be formed to be installed on the fixed plate (1121) and supply power.
  • the power supply rail part (1170) can be installed on the direction change rail (1122) and can be configured to contact the power supply roller (1160) to receive power.
  • the power rail section (1170) may include a first power rail (1171) and a second power rail (1172).
  • the first power rail (1171) may be formed in a ring shape on the back surface of the direction change rail (1122) so as to be in continuous cloud contact with the power roller (1160) when the direction change rail (1122) rotates.
  • the second-grade power rail (1172) is installed on the straight rail portion (1122a) of the direction changing rail (1122) and can be electrically connected to the first-grade power rail (1171).
  • a first fixing portion (1122a1) and a second fixing portion (1122a2) bent in a “ ⁇ ” shape may be provided.
  • the second power rail (1172) may include a second power rail portion (1172a) and a second ground rail portion (1172b).
  • the second power rail part (1172a) can be installed inside the first fixed part (1122a1).
  • the second grounding rail part (1172b) can be installed on the inner side of the second fixing part (1122a2).
  • a first hole (1122a3) through which a part of the first power rail (1171) is exposed may be provided on the outer side of the first and second fixing members (1122a1, 1122a2) in the direction change rail (1122).
  • a second hole (1122a1a, 1122a2a) through which a part of the second power rail (1172) is exposed may be provided on the side walls of the first and second fixing members (1122a1, 1122a2).
  • the first power rail (1171) and the second power rail (1172) may be electrically connected to a connecting wire passing through the first hole (1122a1a) and the second hole (1122a2a).
  • power supply can be continuously provided without interruption not only in sections where there is no change in direction, such as a straight rail (1110) among the moving paths of the mobile robot (1130), but also at intersections where the moving direction of the mobile robot (1130) changes, such as a direction-changing rail (1122).
  • power supply for performing operations of the mobile robot (1130) can be provided more stably.

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Abstract

본 발명은 특정 경로를 따라 이동하면서 적재된 물품을 특정 위치로 이송시키도록 이루어지는 이동 플랫폼을 개시한다. 이동 플랫폼은, 교차 영역을 기준으로 제1 방향과, 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 각각 연장되는 복수의 직선형 레일과, 상기 교차 영역에 배치되는 고정 플레이트와, 상기 고정 플레이트에 대하여 회전 가능하게 형성되어 상기 직선형 레일과 연결되는 이동 경로를 형성하는 방향 전환 레일을 구비하는 십자형 레일, 및 상기 이동 경로를 따라 이동 가능하게 형성되고, 상기 십자형 레일에 도킹된 상태에서 상기 방향 전환 레일을 회전시키도록 이루어지는 이동 로봇을 포함한다.

Description

이동 플랫폼
본 발명은 경로를 따라 이동하면서 적재된 물품을 특정 위치로 이송시키도록 이루어지고, 배터리 없이 전원 공급이 가능한 이동 플랫폼에 관한 것이다.
이동 플랫폼은 이송 수단에 특정 물품을 실은 상태에서 적재된 물품을 특정 위치로 이송시키도록 이루어지는 시스템을 의미한다. 이동 플랫폼은 예를 들어, 물류 시설에 적용되어 사용될 수 있다.
종래의 이동 플랫폼에는 레일 구조를 이용하여 물품 이송 수단의 이동 경로를 형성하는 기술들이 개발된 바 있다. 이러한 레일 구조는 물품의 적재 공간을 형성하는 프로파일 구조물로 이루어지는 선반에 설치되도록 이루어질 수 있다. 또한, 레일 구조로 이루어지는 물품 이송 수단의 경로에는 교차하는 지점들이 형성될 수 있으며, 교차하는 지점들에서 물품 이송 수단의 방향을 전환시키는 메커니즘이 요구될 수 있다.
하지만 종래의 이동 플랫폼의 경우, 각각의 물품 이송 수단이 복수의 레일을 따라 이동하도록 구성되어, 액추에이터 관련 구성들이 증가하고, 레일 구조에 대한 제약이 생겨 적재 공간의 다변화에 어려움이 따른다.
또한, 레일로 형성되는 물품 이송 수단의 이동 경로 상에서 물품 이송 수단의 이동 방향을 전환시키는 보다 효과적인 메커니즘에 대한 개발이 고려될 수 있다.
한편, 물품 이송 수단은 이동 및 기타 동작 등을 수행하기 위해 전원 공급을 필요로 한다. 물품 이송 수단의 전원 공급을 위해 물품 이송 수단에 배터리를 탑재하는 방식이 고려될 수 있다.
하지만, 물품 이송 수단에 배터리를 탑재하는 전원 공급 방식의 경우, 배터의 충전 시에 동작 수행이 불가능하여 대기하는 시간이 발생하고, 배터리를 충전시키기 위한 충전 시스템이 별도로 마련되어야 한다.
본 발명의 일 목적은, 보다 간결하게 구성되는 물품 이송 수단을 포함하고, 물품 이송 수단의 이동 경로를 형성하는 레일 구조의 자유도를 높여 물품 적재 선반의 디자인적 제약 사항을 줄일 수 있는 이동 플랫폼을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 복수의 물품 이송 수단의 동시 운용이 가능하며, 물품 이송 수단의 경로를 형성하는 레일 상에서 보다 효과적인 방향 전환 메커니즘을 갖는 이동 플랫폼을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 배터리를 탑재하지 않고 물품 이송 수단의 이동 경로를 형성하는 레일에서 전원 공급이 가능하도록 이루어지는 이동 플랫폼을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 물품 이송 수단의 이동 경로 중 방향 전환이 없이 구간과 방향이 전환되는 교차 지점들 모두에서 물품 이송 수단에 안정적으로 전원 공급이 가능하도록 이루어지는 이동 플랫폼을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 플랫폼은, 교차 영역을 기준으로 제1 방향과, 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 각각 연장되는 복수의 직선형 레일; 상기 교차 영역에 배치되는 고정 플레이트와, 상기 고정 플레이트에 대하여 회전 가능하게 형성되어 상기 직선형 레일과 연결되는 이동 경로를 형성하는 방향 전환 레일을 구비하는 십자형 레일; 및 상기 이동 경로를 따라 이동 가능하게 형성되고, 상기 십자형 레일에 도킹된 상태에서 상기 방향 전환 레일을 회전시키도록 이루어지는 이동 로봇을 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 이동 로봇은, 상기 직선형 레일 및 상기 방향 전환 레일과 맞물리게 형성되며, 상기 이동 경로를 따라 주행하도록 이루어지는 모바일 모듈; 및 상기 모바일 모듈에 상대 회전 가능하게 결합되고, 상기 상대 회전 시에 상기 고정 플레이트에 걸림되어 회전이 제한된 이후에는 상기 모바일 모듈과 상기 모바일 모듈과 맞물린 상기 방향 전환 레일을 함께 회전시키도록 이루어지는 회전 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 회전 모듈은, 상기 모바일 모듈에 장착되는 회전용 구동유닛; 상기 모바일 모듈 상에서 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전용 구동유닛으로부터 구동력을 전달받도록 연결되는 웜기어 유닛; 및 상기 웜기어 유닛과 치합되는 웜휠을 구비하고, 상기 십자형 레일에 도킹된 상태에서 소정 각도만큼 회전 시에 상기 고정 플레이트에 걸림되어 회전이 제한되도록 이루어지는 회전 베이스 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 웜기어 유닛은, 상기 웜휠의 회전이 제한된 상태에서 상기 웜휠의 외주를 따라 이동하여 상기 모바일 모듈과 상기 모바일 모듈과 맞물린 상기 방향 전환 레일을 함께 회전시키도록 이루어질 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 이동 로봇은, 상기 회전 베이스 유닛에 장착되는 로봇암을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 고정 플레이트는, 상기 이동 로봇이 상기 십자형 레일에 도킹된 상태에서 상기 회전 베이스 유닛과 마주하는 일면에서 각각 돌출 형성되며 일정 간격을 두고 서로 이격 배치되는 복수의 스토퍼를 구비하며, 상기 회전 베이스 유닛은, 상기 이동 로봇이 상기 십자형 레일에 도킹된 상태에서 상기 복수의 스토퍼 중 인접하는 두 스토퍼 사이에 배치되어, 상기 제1 또는 제2 방향으로 이동 시에는 상기 두 스토퍼 사이를 통과하고, 소정 각도만큼 회전 시에는 상기 두 스토퍼 중 어느 하나에 걸림되도록 이루어지는 복수의 걸림 돌기를 구비할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 스토퍼는, 상기 십자형 레일의 중심부에 90도마다 이격되게 배치되는 제1 내지 제4 스토퍼를 포함하고, 상기 복수의 걸림 돌기는, 상기 복수의 스토퍼 중 인접하는 두 스토퍼 사이에 배치되되, 상기 제1 또는 제2 방향으로는 이동 가능하게 형성되는 제1 내지 제4 걸림 돌기를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 고정 플레이트와 상기 방향 전환 레일 중 어느 하나에는 90도마다 이격되게 홈이 형성되고, 상기 고정 플레이트와 상기 방향 전환 레일 중 다른 하나에는 상기 홈 각각에 삽입 가능하게 형성되는 볼 플런저가 설치되며, 상기 볼 플런저는, 상기 홈에 삽입된 상태에서는 상기 방향 전환 레일을 상기 고정 플레이트에 대하여 고정시키고, 상기 방향 전환 레일을 상기 고정 플레이트에 대하여 회전시키기 위한 외력에 의해 상기 홈에서 이탈된 상태에서는 상기 어느 하나에 구름 접촉되도록 이루어질 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 고정 플레이트와 상기 방향 전환 레일 사이에는 크로스 롤러 베어링이 구비되며, 상기 볼 플런저는 상기 크로스 롤러 베어링의 외측에 위치할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 방향 전환 레일은, 상기 고정 플레이트와 마주하도록 배치되는 베이스부; 상기 베이스부의 양측에서 돌출되는 돌출부; 및 상기 돌출부에서 내측으로 연장되어 상기 베이스부와 대향하도록 배치되는 커버부를 포함하며, 상기 모바일 모듈은, 상기 모바일 모듈에 장착되는 주행용 구동유닛; 상기 주행용 구동유닛으로부터 구동력을 전달받도록 연결되고, 상기 커버부의 외측면에 접지되는 제1 휠; 상기 커버부의 내측면에 접지되는 제2 휠; 및 상기 돌출부의 내측면에 접지되는 제3 휠을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제2 휠은 상기 제1 휠과의 상대 간격을 조절 가능하게 형성되고, 상기 제3 휠은 측방향으로의 돌출 정도를 조절 가능하게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 플랫폼은, 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트에 대하여 회전 가능하게 형성되는 방향 전환 레일; 및 상기 방향 전환 레일에 장착되어 주행 가능하게 형성되고, 상기 고정 플레이트에 도킹된 상태에서 상기 방향 전환 레일을 회전시키도록 이루어지는 이동 로봇을 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 고정 플레이트는, 상기 방향 전환 레일의 중공부에 삽입되는 회전중심부; 및 상기 회전중심부 내에 일정 간격을 두고 서로 이격 배치되는 복수의 스토퍼를 포함하며, 상기 이동 로봇은, 상기 고정 플레이트에 도킹된 상태에서 상기 복수의 스토퍼 중 인접하는 두 스토퍼 사이에 배치되어, 상기 방향 전환 레일을 따라 이동 시에는 상기 두 스토퍼 사이를 통과하고, 소정 각도만큼 회전 시에는 상기 두 스토퍼 중 어느 하나에 걸림되도록 이루어지는 복수의 걸림 돌기를 구비할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 이동 로봇은, 상기 방향 전환 레일에 접지된 상태로 주행 가능하게 형성되는 모바일 모듈; 및 상기 모바일 모듈에 상대 회전 가능하게 결합되고, 상기 상대 회전 시에 상기 고정 플레이트에 걸림되어 회전이 제한된 이후에는 상기 모바일 모듈과 상기 모바일 모듈과 맞물린 상기 방향 전환 레일을 함께 회전시키도록 이루어지는 회전 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 회전 모듈은, 상기 모바일 모듈에 장착되는 회전용 구동유닛; 상기 모바일 모듈에 상대 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전용 구동유닛으로부터 구동력을 전달받도록 연결되는 웜기어 유닛; 및 상기 웜기어 유닛과 치합되는 웜휠을 구비하고, 상기 고정 플레이트에 도킹된 상태에서 소정 각도만큼 회전 시에 상기 고정 플레이트에 걸림되어 회전이 제한되도록 이루어지는 회전 베이스 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 플랫폼은, 직선형 레일; 상기 직선형 레일을 따라 이동 가능하게 형성되는 이동 로봇; 상기 직선형 레일에 설치되어 상기 직선형 레일을 따라 연장되며, 전원을 공급하도록 이루어지는 급전레일; 및 상기 이동 로봇에 설치되고, 상기 이동 로봇이 상기 직선형 레일을 따라 이동 시에 상기 급전레일에 구름 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어지는 수전롤러를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 급전레일은, VCC(Voltage of Common Collector)를 형성하는 전원레일부와, GND(Ground)를 형성하는 접지레일부를 포함하고, 상기 수전롤러는, 상기 전원레일부에 구름 접촉되는 전원용 수전롤러부와, 상기 접지레일부에 구름 접촉되는 접지용 수전롤러부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 직선형 레일의 양측에는, 상기 이동 로봇의 일부가 맞물리도록 ㄷ자 형태로 절곡된 제1고정부와 제2고정부가 각각 구비되고, 상기 전원레일부는 상기 직선형 레일의 일측에 구비되는 상기 제1고정부의 내측에 설치되고, 상기 접지레일부는 상기 직선형 레일의 타측에 구비되는 상기 제2고정부의 내측에 설치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 전원레일부와 상기 접지레일부는 상호 마주하는 상기 제1 및 제2고정부의 일면에 각각 구비되되, 상호 마주하지 않도록 서로 다른 높이에 각각 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 수전롤러는, 상기 이동 로봇에 장착되고, 상기 전원용 수전롤러부와 상기 접지용 수전롤러부 사이에 개재되는 절연 재질의 롤러바디부를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 수전롤러는, 상기 전원용 수전롤러부와 상기 접지용 수전롤러부가 상기 전원레일부와 상기 접지레일부에 각각 탄성 가압되도록, 상기 롤러바디부와 상기 이동 로봇 사이에 개재되어 상기 롤러바디부에 외측으로 작용하는 탄성력을 부여하도록 이루어지는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 전원레일부와 상기 접지레일부 각각은, 절연체로 이루어지고, 상기 직선형 레일의 일면을 덮도록 배치되는 절연레일; 및 전도체로 이루어져 상기 절연레일에 장착되고, 전원연결 및 접지연결되는 레일단자를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 직선형 레일의 일면에는 홀이 구비되고, 상기 절연레일에는 상기 홀과 연통되는 연통홀이 구비되며, 상기 레일단자는 상기 연통홀과 상기 홀을 통해 전원케이블과 전원연결되거나 접지부와 접지연결될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 이동 로봇은, 모바일 모듈; 및 상기 모바일 모듈에 장착되고, 상기 직선형 레일에 맞물리게 형성되는 레일고정모듈을 포함하며, 상기 수전롤러는 상기 레일고정모듈에 설치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 레일고정모듈에는, 상기 직선형 레일에 의해 형성되는 이동 경로를 따라 이동 가능하도록 상기 직선형 레일의 내측면에 접지되는 복수의 휠이 구비되고, 상기 수전롤러는 상기 복수의 휠 사이에 배치되도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 플랫폼은, 양측에 ㄷ자 형태로 절곡된 제1고정부와 제2고정부를 각각 구비하는 직선형 레일; 상기 제1고정부의 내측에 설치되는 전원레일부; 상기 제2고정부의 내측에 설치되되, 상호 마주하지 않도록 서로 다른 높이에 배치되는 접지레일부; 상기 제1 및 제2고정부에 맞물려 상기 직선형 레일을 따라 이동 가능하게 형성되는 이동 로봇; 상기 이동 로봇에 설치되고, 상기 전원레일부에 구름 접촉되는 전원용 수전롤러부; 및 상기 이동 로봇에 설치되며, 상기 접지레일부에 구름 접촉되는 접지용 수전롤러부를 포함한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레일 전원 시스템은, 양측에 ㄷ자 형태로 절곡된 제1고정부와 제2고정부를 각각 구비하는 직선형 레일; 상기 제1고정부의 내측에 설치되는 전원레일부; 및 상기 제2고정부의 내측에 설치되되, 상호 마주하지 않도록 서로 다른 높이에 배치되는 접지레일부를 포함하며, 상기 전원레일부와 상기 접지레일부 각각은, 절연체로 이루어지고, 상기 직선형 레일의 일면을 덮도록 배치되는 절연레일; 및 전도체로 이루어져 상기 절연레일에 장착되고, 전원연결 및 접지연결되는 레일단자를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 직선형 레일의 일면에는 홀이 구비되고, 상기 절연레일에는 상기 홀과 연통되는 연통홀이 구비되며, 상기 레일단자는 상기 연통홀과 상기 홀을 통해 전원케이블과 전원연결되거나 접지부와 접지연결될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 플랫폼은, 교차 영역을 기준으로 제1 방향과, 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 각각 연장되는 복수의 직선형 레일; 상기 교차 영역에 배치되는 고정 플레이트와, 상기 고정 플레이트에 대하여 회전 가능하게 형성되어 상기 직선형 레일과 연결되는 이동 경로를 형성하는 방향 전환 레일을 구비하는 십자형 레일; 상기 직선형 레일 및 상기 방향 전환 레일을 따라 이동 가능하게 형성되고, 상기 십자형 레일에 도킹된 상태에서 상기 방향 전환 레일을 회전시키도록 이루어지는 이동 로봇; 상기 고정 플레이트에 설치되어 전원을 공급하도록 형성되는 급전롤러; 상기 방향 전환 레일에 설치되고, 상기 급전롤러에 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어지는 급전레일부; 및 상기 이동 로봇에 설치되고, 상기 이동 로봇이 상기 방향 전환 레일을 따라 이동 시에 상기 급전레일부에 구름 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어지는 수전롤러를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 급전레일부는, 상기 방향 전환 레일의 회전 시에 상기 급전롤러와 지속적으로 구름 접촉되도록, 상기 방향 전환 레일의 배면에 링 형태로 형성되는 제1급전레일; 및 상기 방향 전환 레일의 직선형 레일부에 설치되고, 상기 제1급전레일과 전기적으로 연결되며, 상기 수전롤러가 구름 접촉되도록 형성되는 제2급전레일을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1급전레일은, 상기 방향 전환 레일의 중심을 기준으로 링 형태로 형성되는 제1전원레일부; 및 상기 제1전원레일부와 동심의 링 형태로 형성되는 제1접지레일부를 포함하며, 상기 급전롤러는, 상기 제1전원레일부에 구름 접촉되는 전원용 급전롤러부; 및 상기 제1접지레일부에 구름 접촉되는 접지용 급전롤러부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1급전레일은, 상기 방향 전환 레일의 배면에 링 형태로 형성된 리세스부에 설치되고, 절연 재질로 형성되는 절연바디를 더 포함하며, 상기 절연바디는, 상기 제1전원레일부가 장착 가능하게 형성되는 제1전원레일부 장착홈; 상기 제1접지레일부가 장착 가능하게 형성되는 제1접지레일부 장착홈; 및 상기 제1전원레일부와 상기 제1접지레일부의 통전을 방지하도록, 상기 제1전원레일부 장착홈과 상기 제1접지레일부 장착홈 사이에서 돌출 형성되는 링 형태의 리브를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 전원용 급전롤러부는 상기 고정 플레이트에서 상기 제1전원레일부의 일부와 오버랩되는 제1연통홀에 설치되고, 상기 접지용 급전롤러부는 상기 고정 플레이트에서 상기 제1접지레일부의 일부와 오버랩되는 제2연통홀에 설치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 직선형 레일부의 양측에는, 상기 이동 로봇의 일부가 맞물리도록 ㄷ자 형태로 절곡된 제1고정부와 제2고정부가 각각 구비되고, 상기 제2급전레일은, 상기 제1고정부의 내측에 설치되는 제2전원레일부; 및 상기 제2고정부의 내측에 설치되는 제2접지레일부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제2전원레일부와 상기 제2접지레일부는 상호 마주하는 상기 제1 및 제2고정부의 일면에 각각 구비되되, 상호 마주하지 않도록 서로 다른 높이에 각각 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 수전롤러는, 상기 제2전원레일부에 구름 접촉되는 전원용 수전롤러부; 및 상기 제2접지레일부에 구름 접촉되는 접지용 수전롤러부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 수전롤러는, 상기 이동 로봇에 장착되고, 상기 전원용 수전롤러부와 상기 접지용 수전롤러부 사이에 개재되는 절연 재질의 롤러바디부를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 수전롤러는, 상기 전원용 수전롤러부와 상기 접지용 수전롤러부가 상기 제2전원레일부와 상기 제2접지레일부에 각각 탄성 가압되도록, 상기 롤러바디부와 상기 이동 로봇 사이에 개재되어 상기 롤러바디부에 외측으로 작용하는 탄성력을 부여하도록 이루어지는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제2전원레일부와 상기 제2접지레일부 각각은, 절연체로 이루어지고, 상기 직선형 레일의 일면을 덮도록 배치되는 절연레일; 및 전도체로 이루어져 상기 절연레일에 장착되고, 전원연결 및 접지연결되는 레일단자를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 방향 전환 레일에서 상기 제1 및 제2고정부의 외측에는 상기 제1급전레일의 일부가 노출되는 제1홀이 구비되고, 상기 제1 및 제2고정부의 측벽에는 상기 제2급전레일의 일부가 노출되는 제2홀이 구비되며, 상기 제1급전레일과 상기 제2급전레일은 상기 제1홀과 상기 제2홀을 통과하는 연결배선에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 플랫폼은, 고정 플레이트와, 상기 고정 플레이트에 대하여 회전 가능하게 형성되는 방향 전환 레일을 구비하는 교차형 레일; 상기 방향 전환 레일의 직선형 레일부를 따라 이동 가능하게 형성되고, 상기 교차형 레일에 도킹된 상태에서 상기 방향 전환 레일을 회전시키도록 이루어지는 이동 로봇; 상기 고정 플레이트에 설치되어 전원을 공급하도록 형성되는 급전롤러; 상기 방향 전환 레일에 설치되고, 상기 급전롤러에 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어지는 급전레일부; 및 상기 이동 로봇에 설치되고, 상기 이동 로봇이 상기 방향 전환 레일을 따라 이동 시에 상기 급전레일부에 구름 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어지는 수전롤러를 포함한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레일 전원 시스템은, 교차 영역을 기준으로 제1 방향과, 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 각각 연장되는 복수의 직선형 레일; 상기 교차 영역에 배치되는 고정 플레이트와, 상기 고정 플레이트에 대하여 회전 가능하게 형성되어 상기 직선형 레일과 연결되는 이동 경로를 형성하는 방향 전환 레일을 구비하는 십자형 레일; 상기 고정 플레이트에 설치되어 전원을 공급하도록 형성되는 급전롤러; 및 상기 방향 전환 레일에 설치되고, 상기 급전롤러에 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어지는 급전레일부를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 급전레일부는, 상기 방향 전환 레일의 회전 시에 상기 급전롤러와 지속적으로 구름 접촉되도록, 상기 방향 전환 레일의 배면에 링 형태로 형성되는 제1급전레일; 및 상기 방향 전환 레일의 직선형 레일부에 설치되고, 상기 제1급전레일과 전기적으로 연결되는 제2급전레일을 포함하고, 상기 방향 전환 레일의 직선형 레일부의 양측에는, ㄷ자 형태로 절곡된 제1고정부와 제2고정부가 각각 구비되며, 상기 제2급전레일은, 상기 제1고정부의 내측에 설치되는 제2전원레일부; 및 상기 제2고정부의 내측에 설치되는 제2접지레일부를 포함하고, 상기 방향 전환 레일에서 상기 제1 및 제2고정부의 외측에는 상기 제1급전레일의 일부가 노출되는 제1홀이 구비되고, 상기 제1 및 제2고정부의 측벽에는 상기 제2급전레일의 일부가 노출되는 제2홀이 구비되며, 상기 제1급전레일과 상기 제2급전레일은 상기 제1홀과 제2홀을 통과하는 연결배선에 전기적으로 연결되도록 이루어질 수 있다.
상술한 해결 수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
본 발명의 이동 플랫폼은, 교차되는 영역을 기준으로 제1 방향과 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 각각 연장되는 복수의 직선형 레일과, 고정 플레이트와 직선형 레일과 연결되어 이동 경로를 형성하는 방향 전환 레일을 구비하는 십자형 레일과, 복수의 직선형 레일과 십자형 레일로 만들어지는 상기 이동 경로를 따라 이동 가능하게 형성되는 이동 로봇을 포함한다.
여기에서, 방향 전환 레일은 고정 플레이트에 대하여 회전 가능하게 형성되고, 이동 로봇은 상기 이동 경로를 따라 이동 중에 십자형 레일 상에 위치하여 도킹된 상태에서 방향 전환 레일을 선택적으로 회전시키도록 이루어진다.
이와 같은 이동 플랫폼의 구성에 의하면, 복수의 직선형 레일과 십자형 레일이 조합되어 형성되는 이동 로봇의 이동 경로가 제1 방향과 제2 방향을 따라 연장되며 서로 교차되는 선들로 이루어질 수 있다. 이때, 이동 로봇은 하나의 선들로 연결된 상기 이동 경로를 따라 이동 가능하며, 교차 영역에서는 제1 방향 또는 제2 방향으로 전환 가능하도록 이루어진다.
이에 따라, 이동 로봇의 이동 경로를 보다 간결하게 디자인하는 것이 가능해지며, 직선형 레일과 십자형 레일로 이루어지는 레일 구조의 자유도를 높여 레일 구조가 설치되는 물품 적재 선반 등의 디자인적 제약 사항을 줄일 수 있다. 아울러, 이동 경로를 형성하는 레일 구조가 보다 간결해짐으로써 레일 구조를 따라 이동하는 이동 로봇의 액추에이터와 같은 관련 구성들도 함께 간소화될 수 있어, 상대적으로 좁은 공간에서도 이동 플랫폼을 구현하는 것이 가능해질 수 있다.
또한, 이동 로봇의 이동 경로가 제1 방향 또는 제2 방향으로 전환되는 십자형 레일의 방향 전환 레일이 십자 형상을 갖도록 형성되며, 이동 로봇이 십자형 레일에 도킹된 상태에서 방향 전환 레일을 회전시키도록 이루어진다. 이에 따라, 방향 전환 레일을 실질적으로 회전시키기 위한 구성을 별도로 구비하지 않고, 십자형 레일의 방향 전환 레일을 이동 로봇이 회전시키는 방식으로 이동 로봇의 이동 경로를 보다 효과적으로 전환시킬 수 있다. 이와 함께, 방향 전환 레일이 회전되어 상기 이동 경로가 전환된 다음에도 교차 영역에서의 상기 이동 경로가 차단되지 않고 연결된 상태를 유지하여, 이동 플랫폼에서 상기 이동 경로를 따라 이동하는 이동 로봇을 동시에 여러 대 운용하는 것이 가능하다.
또한 본 발명의 이동 플랫폼은, 직선형 레일을 따라 이동하는 이동 로봇과, 직선형 레일에 설치되어 직선형 레일을 따라 연장되며 전원을 공급하도록 이루어지는 급전레일과, 이동 로봇에 설치되며 이동 로봇이 직선형 레일을 따라 이동 시에 급전레일에 구름 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어지는 수전롤러를 포함한다.
이와 같은 이동 플랫폼의 구성에 의하면, 이동 로봇에 별도의 배터리가 탑재되지 않으며, 이동 로봇이 직선형 레일을 따라 이동하는 동안 또는 직선형 레일 위에 있는 동안 급전레일을 통해 전원을 안정적으로 공급받을 수 있다. 이에 따라, 배터리의 충전을 위한 충전 시스템을 구비하는 것에 따른 부품 수 증가 및 유지 보수 시간 및 비용 증대와, 배터리 충전 시 이동 로봇의 대기 시간 발생 등과 같이, 배터리를 탑재하는 전원 공급 방식에 따른 단점들을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 이동 플랫폼은, 이동 로봇이 직선형 레일에 설치되는 급전레일과, 방향 전환 레일에 설치되는 급전레일부에 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어진다. 이에 따라, 이동 로봇의 이동 경로 중 직선형 레일과 같이 방향 전환이 없는 구간뿐만 아니라, 방향 전환 레일과 같이 이동 로봇의 이동 방향이 전환되는 교차 지점에서도 전원 공급이 끊김 없이 지속 가능하도록 이루어진다. 결과적으로 이동 로봇의 동작 수행을 위한 전원 공급이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 플랫폼을 보인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이동 플랫폼의 일부분을 확대하여 보인 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이동 플랫폼에서 레일 및 선반 부분을 따로 보인 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 레일의 일부분을 보인 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 레일을 배면에서 바라본 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 십자형 레일의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 십자형 레일을 배면에서 바라본 사시도이다.
도 8은 도 6에 도시된 십자형 레일의 정면도와 측면도이다.
도 9는 도 6에 도시된 십자형 레일의 분해 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 십자형 레일을 배면에서 바라본 분해 사시도이다.
도 11은 도 9에 도시된 볼 플런저의 사시도이다.
도 12는 도 1에 도시된 이동 로봇의 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 이동 로봇에서 로봇암을 제외한 모습을 보인 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 이동 로봇을 배면에서 바라본 사시도이다.
도 15는 도 13에 도시된 이동 로봇의 정면도이다.
도 16은 도 13에 도시된 이동 로봇의 배면도이다.
도 17은 도 13에 도시된 이동 로봇의 측면도이다.
도 18은 도 13에 도시된 이동 로봇의 저면도이다.
도 19는 도 13에 도시된 이동 로봇의 분해 사시도이다.
도 20은 도 19에 도시된 회전 베이스 유닛의 사시도이다.
도 21은 도 13에 도시된 이동 로봇의 다른 일 예를 보인 사시도이다.
도 22는 도 21에 도시된 이동 로봇을 배면에서 바라본 사시도이다.
도 23은 도 12에 도시된 로봇암을 보인 사시도이다.
도 24는 도 1에 도시된 적재트레이를 보인 사시도이다.
도 25는 도 13에 도시된 이동 로봇이 십자형 레일 상에 위치한 모습을 보인 사시도이다.
도 26은 도 25에 도시된 이동 로봇이 십자형 레일 상에 위치한 모습의 정면도이다.
도 27은 도 25에 도시된 이동 로봇이 십자형 레일 상에 위치한 모습의 측면도와 부분 확대도이다.
도 28은 도 25에 도시된 이동 로봇이 십자형 레일 상에 위치한 모습의 저면도와 부분 확대도이다.
도 29는 도 25에 도시된 이동 로봇이 십자형 레일 상에 위치한 상태에서 모바일 유닛을 제외한 모습을 보인 사시도이다.
도 30은 도 29에 도시된 이동 로봇과 십자형 레일에서 방향 전환 레일을 제외한 모습의 일부분을 확대하여 보인 사시도이다.
도 31은 도 25에 도시된 이동 로봇이 십자형 레일 상에서 반시계 방향으로 회전하는 과정을 보인 개념도이다.
도 32는 도 25에 도시된 이동 로봇이 십자형 레일 상에서 시계 방향으로 회전하는 과정을 보인 개념도이다.
도 33은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 플랫폼을 보인 사시도이다.
도 34는 도 33에 도시된 이동 로봇이 직선형 레일 상에 위치한 모습의 저면도이다.
도 35는 도 34에 도시된 A의 부분의 확대도이다.
도 36은 도 33에 도시된 이동 로봇의 배면도이다.
도 37은 도 36에 도시된 이동 로봇의 레일고정모듈의 측면도이다.
도 38은 도 37에 도시된 레일고정모듈의 정면을 개념적으로 보인 도면이다.
도 39는 도 33에 도시된 직선형 레일의 측면도이다.
도 40은 도 39에 도시된 직선형 레일의 정면을 개념적으로 보인 도면이다.
도 41은 도 39에 도시된 직선형 레일의 저면도이다.
도 42는 도 33에 도시된 십자형 레일의 정면도이다.
도 43은 도 42에 도시된 십자형 레일의 측면도이다.
도 44는 도 43에 도시된 십자형 레일의 배면도이다.
도 45는 도 42에 도시된 십자형 레일의 고정 플레이트와 방형 전환 레일이 분리된 모습을 보인 사시도이다.
도 46은 도 45에 도시된 십자형 레일을 배면에서 바라본 사시도이다.
도 47은 도 45에 도시된 방향 전환 레일의 분해 사시도이다.
도 48은 도 45에 도시된 고정 플레이트의 분해 사시도이다.
도 49은 도 42에 도시된 십자형 레일의 조립된 상태에서, 고정 플레이트만 제외한 모습을 개념적으로 보인 배면 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 플랫폼(100)을 보인 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 이동 플랫폼(100)의 일부분을 확대하여 보인 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이동 플랫폼(100)은 특정 위치에서 물품(G)을 적재하여 다른 위치로 이송시키는 기능을 수행하도록 이루어진다. 본 발명의 이동 플랫폼(100)은 물품(G)의 적재가 필요한 물류 시설 등에 적용될 수 있다.
적재되는 물품(G)은 예를 들어, 택배물과 같이 일정 부피를 갖는 박스 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 물품(G)들은 프로파일 구조물로 만들어지는 선반(101)의 특정 위치에 배치될 수 있다. 선반(101)은 지면에 대하여 수평 방향 및 수직 방향으로 연장된 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 여기서 수평 방향과 수직 방향은 각각 도 1에 도시된 Y축 방향과 Z축 방향을 의미할 수 있다.
그리고, 적재되는 물품(G)들은 각각 적재트레이(102)에 담겨 선반(101)의 특정 위치에 배치될 수 있다. 선반(101)에는 적재트레이(102)가 위치하는 곳마다 적재트레이(102)의 안착 공간을 제공하는 적재트레이 거치대(103)가 구비될 수 있다. 또한, 이동 플랫폼(100) 사용자(U)는 이송이 필요한 물품(G)들을 적재트레이(102)에 담아 특정 위치의 적재트레이 거치대(103)에 올려둘 수 있다. 적재트레이(102)의 적재 위치는 절대위치로 데이터화되어 정의되도록 이루어질 수 있다.
이렇게 선반(101)의 적재트레이 거치대(103)에 배치되는 물품(G)들은 적재트레이(102)에 담긴 채로 적재트레이 거치대(103)에서 지상로봇(140)으로 옮겨져 지상로봇(140)에 의해 배송 목적지로 운반되도록 이루어질 수 있다. 지상로봇(140)에는 적재트레이(102)의 수용공간이 구비될 수 있다. 또한, 지상로봇(140)은 복수로 구비될 수 있으며, 지면을 따라 각각 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 또한, 이동 플랫폼(100)은 지상로봇(140)에 의해 물품(G)이 운반되는 배송 목적지에도 마련되어, 지상로봇(140)에 의해 전달받은 물품(G)을 배송 목적지에 마련된 물품(G) 보관 설비 등과 같이 기설정된 특정 위치로 이송시키도록 이루어질 수 있다.
이와 같이 선반(101)의 특정 위치에 배치되는 적재트레이 거치대(103)의 놓인 적재트레이(102)를 지상로봇(140)으로 옮기거나, 선반(101)의 특정 위치에 놓인 적재트레이(102)를 선반(101)의 다른 위치로 옮기는 작업의 수행을 위하여, 본 발명의 이동 플랫폼(100)은 이동 경로를 형성하는 레일(110,120)과 레일(110,120)을 따라 이동하면서 적재트레이(102)를 픽업하여 이동시키는 이동 로봇(130)을 포함한다.
여기에서, 이동 로봇(130)의 이동 경로를 형성하는 레일(110,120)은 선반(101)의 일측에 설치될 수 있다. 선반(101)의 적재트레이 거치대(103)는 레일(110,120) 사이사이에 노출되게 배치될 수 있다. 한편, 선반(101)과 레일(110,120)의 구조는 본 발명의 도면에 도시된 수직형 구조로 한정되는 것은 아니며, 수평형 구조 또는 수직형 구조와 수평형 구조가 조합된 형태를 갖도록 형성될 수도 있다. 선반(101)과 레일(110,120)이 수평형 구조로 이루어질 경우, 지상로봇(140)의 구조와, 이동 로봇(130)의 적재트레이(102)를 픽업하는 것과 관련 구조들도 이에 대응되게 변형된 형태로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 이동 플랫폼(100)과 관련된 종래의 기술들의 경우, 물품을 특정 위치에서 픽업하여 다른 위치로 이송하는 이동 로봇의 이동 경로를 형성하는 레일의 구조가 하나의 이동 로봇이 복수의 레일을 따라 이동하도록 형성되어, 물품의 적재를 위한 선반의 설계 시에 적재 공간을 확보하는 데에 많은 제약이 발생한다.
본 발명의 이동 플랫폼(100)은 이동 로봇(130)의 이동 경로를 형성하는 레일 구조의 자유도를 높이기 위하여, 복수의 직선형 레일(110)과 십자형 레일(120)을 포함할 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2와 함께 도 3 내지 도 9를 참조하여, 복수의 직선형 레일(110)과 십자형 레일(120)에 대하여 설명한다.
도 3은 도 1에 도시된 이동 플랫폼(100)에서 레일(110,120) 및 선반(101) 부분을 따로 보인 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 레일(110,120)의 일부분을 보인 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 레일(110,120)을 배면에서 바라본 사시도이다. 도 6은 도 4에 도시된 십자형 레일(120)의 사시도이다. 도 7은 도 6에 도시된 십자형 레일(120)을 배면에서 바라본 사시도이다. 도 8은 도 6에 도시된 십자형 레일(120)의 정면도와 측면도이다. 도 9는 도 6에 도시된 십자형 레일(120)의 분해 사시도이다. 도 10은 도 9에 도시된 십자형 레일(120)을 배면에서 바라본 분해 사시도이다. 도 11은 도 9에 도시된 볼 플런저(123)의 사시도이다.
도 3 내지 도 11을 참조하면, 복수의 직선형 레일(110)과 십자형 레일(120)은 조합되어 이동 로봇(130)이 이동 가능한 하나의 이동 경로를 형성할 수 있다. 복수의 직선형 레일(110)은 십자형 레일(120)을 중심으로 각각 이격 배치될 수 있다. 복수의 직선형 레일(110)과 십자형 레일(120)은 선반(101)의 일측에 고정되게 설치될 수 있다. 여기서, 선반(101)은 직선형 레일(110)과 십자형 레일(120)이 설치되는 부분을 제외하고 물품(G)의 적재공간을 형성하도록 디자인될 수 있다.
복수의 직선형 레일(110)은 이동 로봇(130)의 이동 경로가 교차하는 교차 영역을 기준으로 제1 방향과, 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 각각 연장될 수 있다. 즉 복수의 직선형 레일(110) 중 서로 인접하는 직선형 레일(110)들은 서로 직각을 이루도록 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 방향과 제2 방향은 각각 도 4에 도시된 Z축 방향과 Y축 방향을 의미할 수 있다.
십자형 레일(120)은 고정 플레이트(121)와 방향 전환 레일(122)을 구비할 수 있다. 십자형 레일(120)은 전체적으로 십자 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
고정 플레이트(121)는 상기 이동 경로가 교차하는 교차 영역에 배치되며, 회전 가능한 구조 없이 고정된 상태를 유지하도록 형성될 수 있다. 고정 플레이트(121)에는 방향 전환 레일(122)과 결합되어 회전축을 형성하는 회전중심부(121a)가 형성될 수 있다. 회전 중심부는 방향 전환 레일(122)과 마주하는 일면에서 돌출 형성될 수 있다. 방향 전환 레일(122)에는 상기 회전중심부(121a)가 삽입되는 중공부(122e)가 형성될 수 있다.
한편, 고정 플레이트(121)는 상기 회전중심부(121a) 내에 일정 간격을 두고 서로 이격 배치되는 복수의 스토퍼(121b)를 구비할 수 있다. 또한, 복수의 스토퍼(121b)는, 십자형 레일(120)의 중심부에 90도마다 이격되게 배치되는 제1 스토퍼(121b1), 제2 스토퍼(121b2), 제3 스토퍼(121b3) 및 제4 스토퍼(121b4)를 포함할 수 있다. 복수의 스토퍼(121b)에 대한 추가적인 설명은 이와 관련된 다른 구성들과 함께 후술하기로 한다.
방향 전환 레일(122)은 고정 플레이트(121)에 대하여 회전 가능하게 형성될 수 있다. 고정 플레이트(121)와 방향 전환 레일(122) 사이에는, 방향 전환 레일(122)의 회전을 위한 크로스 롤러 베어링(124)이 구비될 수 있다. 또한, 방향 전환 레일(122)은 직선형 레일(110)과 연결되는 이동 경로를 형성할 수 있다. 즉 방향 전환 레일(122)은 십자 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 제1 방향 및 제2 방향 중 어느 한 방향으로 연장되는 직선형 레일(110)과 선택적으로 연결되는 이동 경로를 형성하도록 이루어질 수 있다.
또한, 방향 전환 레일(122)은 베이스부(122b), 돌출부(122c) 및 커버부(122d)를 포함할 수 있다.
베이스부(122b)는 고정 플레이트(121)와 마주하도록 배치될 수 있다.
돌출부(122c)는 베이스부(122b)의 양측에서 돌출되게 형성될 수 있다.
커버부(122d)는 상기 돌출부(122c)에서 내측으로 연장되어 베이스부(122b)와 대향하도록 배치될 수 있다. 즉, 방향 전환 레일(122)은 C 형상(C shape)의 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 복수의 직선형 레일(110) 의 경우에도 본 발명의 도면들에 도시된 바와 같이 C 형상(C shape)의 단면을 갖도록 형성되어, 모바일 모듈(131)과 맞물리게 형성될 수 있다.
방향 전환 레일(122)의 일단부(122f)는 외측으로 라운드지게 형성될 수 있다. 그리고 방향 전환 레일(122)의 일단부(112f)와 마주하는 직선형 레일(110)의 일단부는 내측으로 라운드지게 형성되어, 직선형 레일(110)과 십자형 레일(120)의 이동 경로가 서로 연결된 상태에서 보다 안정된 형태의 구조를 형성할 수 있다.
고정 플레이트(121)는 방향 전환 레일(122)과 대응되게 십자 형상을 갖도록 도시되었으나, 십자 형상에 한정되는 것은 아니며, 방향 전환 레일(122)의 회전을 위한 상대물로서 회전 없이 고정된 형태를 갖는 다른 형상으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 고정 플레이트(121)는 방향 전환 레일(122)의 회전을 위해 필요한 부분들을 제외한 나머지 부분들은 제거된 형태로 선반(101)의 일측에 고정되게 설치될 수 있다.
한편, 방향 전환 레일(122)은 고정 플레이트(121)에 대하여 회전되어 상기 제1 및 제2 방향으로 이동 경로를 형성한 다음, 회전된 위치를 안정적으로 유지하는 것이 필요하다. 이하, 방향 전환 레일(122)의 회전된 위치를 유지하기 위하여 십자형 레일(120)에 구비되는 홈(122a) 및 볼 플런저(123)에 대하여 설명한다.
홈(122a)은 고정 플레이트(121)와 방향 전환 레일(122) 중 어느 하나에 형성될 수 있다. 홈(122a)은 고정 플레이트(121)와 방향 전환 레일(122)의 서로 마주하는 일면에 형성될 수 있다. 본 발명의 도면에는 상기 홈(122a)이 방향 전환 레일(122) 측에 형성되는 실시 예를 도시하고 있다. 예를 들어, 상기 홈(122a)은 방향 전환 레일(122)의 일면(122g)에 형성될 수 있다. 또한 상기 홈(122a)은 90도마다 이격되게 배치될 수 있다. 여기서 홈(122a)은 방향 전환 레일(122)의 회전 중심을 기준으로 배치될 수 있다.
볼 플런저(123)는 고정 플레이트(121)와 방향 전환 레일(122) 중 다른 하나에 설치될 수 있으며, 상기 홈(122a) 각각에 삽입 가능하게 형성될 수 있다. 본 발명의 도면에는 볼 플런저(123)가 고정 플레이트(121) 측에 설치되는 실시 예를 도시하고 있다. 고정 플레이트(121)에는 볼 플런저(123)가 삽입되는 복수의 관통홀(121c)이 형성될 수 있다.
한편, 볼 플런저(123)는 크로스 롤러 베어링(124)의 외측에 위치할 수 있다. 예를 들어, 크로스 롤러 베어링(124)은 고정 플레이트(121)의 회전중심부(121a)의 외주 영역과, 고정 플레이트(121)의 회전중심부(121a) 삽입되는 방향 전환 레일(122)의 중공부(122e)의 둘레 영역에 대응되게 배치될 수 있다. 여기서 볼 플런저(123)는 크로스 롤러 베어링(124)의 외측에 배치되어 방향 전환 레일(122)의 중공부(122e)를 제외한 일면에 안정적으로 구름 접촉되도록 이루어질 수 있다.
볼 플런저(123)는, 상기 홈(122a)에 삽입된 상태에서는 방향 전환 레일(122)을 고정 플레이트(121)에 대하여 고정시키고, 방향 전환 레일(122)을 고정 플레이트(121)에 대하여 회전시키기 위한 외력에 의해 상기 홈(122a)에서 이탈된 상태에서는, 고정 플레이트(121)와 방향 전환 레일(122) 중 어느 하나에 구름 접촉되도록 이루어질 수 있다.
예를 들어, 볼 플런저(123)는 상기 홈(122a)에 대응되게 형성되는 볼(123b)을 구비하고, 상기 회전 플레이트의 회전 시, 볼(123b)이 탄성력에 의해 가압된 상태에서 홈(122a)에 위치할 때 가압되기 전 상태로 복원되어 홈(122a)에 삽입되도록 이루어질 수 있다. 볼 플런저(123)는, 도 11에 도시된 바와 같이 일측에 개구(123a1)를 형성하며 내부에 수용공간(123a2)을 구비하는 플런저 바디(123a)와, 상기 수용공간(123a2)에 배치되며 상기 볼(123b)에 탄성력을 제공하는 탄성부재(123c)를 구비할 수 있다.
또한, 볼 플런저(123)는 복수의 세트로 구성될 수 있다. 예를 들어, 볼 플런저(123)는 2개의 세트로 구성될 수 있으며, 2개의 세트로 구성되는 볼 플런저(123)는 각각, 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이 서로 다른 가상의 제1 동심원(C1)과 제2 동심원(C2) 상에 배치될 수 있다. 이와 같은 볼 플런저(123)의 구조에 의하면, 고정 플레이트(121)와 방향 전환 레일(122) 중 어느 하나에 구름 접촉되는 경로가 복수로 형성되어, 방향 전환 레일(122)의 회전 동작 시에 방향 전환 레일(122)이 지지되는 구름 접촉 영역이 증가한다. 이에 따라, 방향 전환 레일(122)의 회전 동작 시에, 방향 전환 레일(122)과 고정 플레이트(121) 사이의 간격이 보다 견고하게 유지되어, 방향 전환 레일(122)의 회전 동작이 뒤틀림 없이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.
이하, 위에서 설명한 직선형 레일(110) 및/또는 방향 전환 레일(122)을 따라 주행 가능하게 형성되는 이동 로봇(130)에 대하여 도 1 내지 도 11과 함께 도 12를 참조하여 설명한다.
도 12는 도 1에 도시된 이동 로봇(130)의 사시도이다.
도 12를 참조하면, 이동 로봇(130)은 모바일 모듈(131), 회전 모듈(132) 및 로봇암(133)을 포함할 수 있다.
모바일 모듈(131)은 직선형 레일(110) 및/또는 방향 전환 레일(122)을 따라 주행 가능하게 형성된다. 즉, 모바일 모듈(131)은 상기 이동 경로를 형성하는 레일 상에서 이동 로봇(130)의 주행 기능을 수행하도록 이루어진다.
회전 모듈(132)은 모바일 모듈(131)에 상대 회전 가능하게 결합되며, 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 또는 고정 플레이트(121)에 도킹된 상태에서 모바일 모듈(131)과, 모바일 모듈(131)과 맞물린 방향 전환 레일(122)을 함께 회전시키도록 이루어진다. 여기서 이동 로봇(130)이 도킹되는 상태의 의미는, 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 또는 고정 플레이트(121) 상에 위치한 상태에서 그 일부에 대한 회전 동작이 제한된 상태를 의미한다. 상기 도킹 상태에서 이동 로봇(130)의 회전이 제한되는 부분은 상기 회전 모듈(132)이 될 수 있다. 또한, 회전 모듈(132)의 회전이 제한되는 동작은 회전 모듈(132)의 일부가 고정 플레이트(121)에 걸림되는 구조에 의해 구현될 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 관련 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
로봇암(133)은 물품(G)을 픽업하는 기능을 수행할 수 있다. 로봇암(133)은 모바일 모듈(131)에 의해 이동 로봇(130)이 특정 위치로 이동된 상태에서 물품(G)이 담긴 적재트레이(102)를 픽업 가능하도록 이루어질 수 있다. 로봇암(133)은 예를 들어 회전 모듈(132) 상에 장착될 수 있다. 로봇암(133)에 대한 보다 상세한 설명은 관련 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
먼저, 이동 로봇(130)에서 로봇암(133)을 제외한 모바일 모듈(131)과 회전 모듈(132)에 대하여 도 13 내지 도 22를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 13은 도 12에 도시된 이동 로봇(130)에서 로봇암(133)을 제외한 모습을 보인 사시도이다. 도 14는 도 13에 도시된 이동 로봇(130)을 배면에서 바라본 사시도이다. 도 15는 도 13에 도시된 이동 로봇(130)의 정면도이다. 도 16은 도 13에 도시된 이동 로봇(130)의 배면도이다. 도 17은 도 13에 도시된 이동 로봇(130)의 측면도이다. 도 18은 도 13에 도시된 이동 로봇(130)의 저면도이다. 도 19는 도 13에 도시된 이동 로봇(130)의 분해 사시도이다. 도 20은 도 19에 도시된 회전 베이스 유닛(132c)의 사시도이다. 도 21은 도 13에 도시된 이동 로봇(130)의 다른 일 예를 보인 사시도이다. 도 22는 도 21에 도시된 이동 로봇(130)을 배면에서 바라본 사시도이다.
도 13 내지 도 22을 참조하면, 모바일 모듈(131)은 주행용 구동유닛(131a), 제1 휠(131b), 제2 휠(131c) 및 제3 휠(131d)을 포함할 수 있다. 모바일 모듈(131)은 직선형 레일(110) 및/또는 방향 전환 레일(122)과 맞물리게 형성될 수 있다.
주행용 구동유닛(131a)은 제1 휠(131b)의 구동을 위한 구동력을 제공하도록 이루어질 수 있으며, 모바일 모듈(131)에 장착될 수 있다. 주행용 구동 유닛은 예를 들어, 모바일 모듈(131)의 외관을 형성하는 모바일 모듈 바디(131e) 상에 장착될 수 있다.
주행용 구동유닛(131a)은 예를 들어 모터로 이루어질 수 있다. 주행용 구동유닛(131a)에는 주행용 제1 풀리(131a1)가 연결될 수 있으며, 주행용 제1 풀리(131a1)는 주행용 구동유닛(131a)으로부터 제1 휠(131b)의 구동을 위한 구동력으로 사용되는 회전력을 전달 받도록 형성될 수 있다.
제1 휠(131b)은 주행용 구동유닛(131a)으로부터 구동력을 전달하도록 주행용 구동유닛(131a)과 연결될 수 있다. 제1 휠(131b)은 방향 전환 레일(122) 및/또는 직선형 레일(110)의 어느 일면에 접지되도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 휠(131b)은 주행용 제2 풀리(131b2)와 주행용 제3 풀리(131b3) 및 주행용 롤러(131b4)를 구비할 수 있다.
주행용 제2 풀리(131b2)는 주행용 제1 풀리 벨트(131a2)에 의해 상기 주행용 제1 풀리(131a1)와 연결되어 주행용 구동유닛(131a)의 회전력을 전달받도록 이루어질 수 있다.
주행용 제3 풀리(131b3)는 주행용 제2 풀리(131b2)의 회전축과 연결되어 주행용 제2 풀리(131b2)로부터 회전력을 전달받도록 이루어질 수 있다. 또한, 주행용 제3 풀리(131b3)는 주행용 제2 풀리 벨트(131b1)와 맞물리게 형성되어, 주행용 제2 풀리 벨트(131b1)를 회전시키도록 이루어질 수 있다. 여기서, 주행용 제2 풀리 벨트(131b1)는 방향 전환 레일(122) 및/또는 직선형 레일(110)의 어느 일면에 접하도록 형성될 수 있다.
주행용 롤러(131b4)는 주행용 제2 풀리 벨트(131b1)와 접지된 상태로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 주행용 롤러(131b4)는 주행용 제3 풀리(131b3)와 같이 주행용 제2 풀리 벨트(131b1)와 맞물리게 형성될 수 있다. 또한, 주행용 롤러(131b4)는 복수로 구비되어 모바일 모듈(131)의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다.
이와 같이 제1 휠(131b)은 무한궤도(Caterpillar)와 유사한 구조로 이루어질 수 있다. 또한 제1 휠(131b)에는 아이들러와 같이 주행용 제2 풀리 벨트(131b1)의 장력을 조절하는 장치들이 추가적으로 구비되어, 접지력이 조절 가능하도록 이루어질 수 있다.
제2 휠(131c)과 제3 휠(131d)은, 제1 휠(131b)과 함께 방향 전환 레일(122) 및/또는 직선형 레일(110)의 어느 일면에 각각 접지되도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 휠(131d)은 방향 전환 레일(122) 및/또는 직선형 레일(110)의 어느 일면에 각각 접지된 상태에서 회전 가능하도록 이루어질 수 있다. 또한, 모바일 모듈(131)은 제2 휠(131c)과 제3 휠(131d)이 장착되는 공간을 제공하는 주행용 휠 베이스(131f)를 구비할 수 있다. 주행용 휠 베이스(131f)는 모바일 모듈 바디(131e)로부터 일정 간격 이격되게 형성될 수 있다.
제2 휠(131c)은 제1 휠(131b)과의 상대 간격을 조절 가능하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 휠(131c)은 주행용 휠 베이스(131f)에 장착될 수 있으며, 주행용 휠 베이스(131f)에는 모바일 모듈 바디(131e)와 체결되어, 주행용 휠 베이스(131f)를 모바일 모듈 바디(131e)와 가까워지거나 멀어지게 이동시키도록 이루어지는 제2 휠 간극 조절 부재(131c1)가 구비될 수 있다. 제2 휠 간극 조절 부재(131c1)는 예를 들어 볼트 구조로 이루어질 수 있다.
제3 휠(131d)은 측방향으로의 돌출 정도를 조절 가능하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 휠(131d)은 제2 휠(131c)과 함께 주행용 휠 베이스(131f)에 장착될 수 있다. 여기에서, 제3 휠(131d)은 주행용 휠 베이스(131f) 상에서 측방향으로 이동 가능하게 형성될 수 있으며, 주행용 휠 베이스(131f)에는 주행용 휠 베이스(131f)에 체결되어 제3 휠(131d)의 측방향으로의 위치를 조절 가능하도록 형성되는 제3 휠 간극 조절 부재(131d1)가 구비될 수 있다. 제3 휠 간극 조절 부재(131d1)는 예를 들어 볼트 구조를 갖도록 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 도면에서는 도시되지 않았으나 모바일 모듈(131)은 마그넷을 이용하여 직선형 레일(110)과 방향 전환 레일(122)에 각각 맞닿은 상태로 이동 가능하도록 구성될 수도 있다.
이하, 이동 로봇(130)의 회전 모듈(132)에 대하여 설명한다.
회전 모듈(132)은 모바일 모듈(131)에 상대 회전 가능하게 결합될 수 있다. 회전 모듈(132)은 상대 회전 시에 고정 플레이트(121)에 걸림되어 회전이 제한되고, 회전이 제한된 이후에는 모바일 모듈(131)과, 모바일 모듈(131)과 맞물린 방향 전환 레일(122)을 함께 회전시키도록 이루어질 수 있다. 상대 회전하는 회전 모듈(132) 및 모바일 모듈(131) 사이에는 회전 모듈용 크로스 롤러 베이링(132d)이 구비될 수 있다. 또한, 회전 모듈용 크로스 롤러 베어링(132d)에는 회전 모듈(132)과 모바일 모듈(131)의 회전 위치를 검지하도록 형성되는 위치센서(131g)가 마련될 수 있다. 위치센서(131g)는 예를 들어, 절대 엔코더로 형성될 수 있으며, 회전 모듈(132) 및 모바일 모듈(131)의 기계적인 위치 변화, 방향, 회전 각도 등을 검출 가능하도록 이루어질 수 있다.
회전 모듈(132)은 회전용 구동유닛(132a), 웜기어 유닛(132b) 및 회전 베이스 유닛(132c)을 포함할 수 있다.
회전용 구동유닛(132a)은 모바일 모듈(131)에 장착되어 웜기어 유닛(132b)의 회전에 필요한 구동력을 제공하도록 형성될 수 있다. 회전용 구동유닛(132a)은 모바일 모듈(131)의 모바일 모듈 바디(131e) 상에 장착될 수 있다.
회전용 구동유닛(132a)은 회전력을 발생시키는 모터로 이루어질 수 있다. 그리고, 회전용 구동유닛(132a)에는 회전용 구동유닛(132a)으로부터 웜기어 유닛(132b)의 회전에 필요한 구동력으로 사용되는 회전력을 전달받는 회전용 제1 풀리(132a1)가 구비될 수 있다.
웜기어 유닛(132b)은 모바일 모듈(131) 상에서 회전 가능하게 설치될 수 있다. 웜기어 유닛(132b)은 제1 회전축(132b1)을 중심으로 회전되게 형성될 수 있다. 상기 제1 회전축(132b1)은 본 발명의 도면에 표시된 Y축 방향을 의미할 수 있다. 웜기어 유닛(132b)은 회전용 구동유닛(132a)으로부터 구동력을 전달받도록 회전용 구동유닛(132a)과 연결될 수 있다.
웜기어 유닛(132b)에는 회전용 제2 풀리(132b2)가 연결될 수 있다. 회전용 제2 풀리(132b2)는 상기 제1 회전축(132b1)을 중심으로 웜기어 유닛(132b)과 함께 회전되도록 이루어질 수 있다. 여기서 회전용 제2 풀리(132b2)는 상기 회전용 제1 풀리(132a1)와 회전용 풀리 벨트(132a2)에 의해 연결되어 회전용 구동유닛(132a)의 회전력을 전달받도록 형성될 수 있다.
회전 베이스 유닛(132c)은 웜기어 유닛(132b)과 치합되는 웜휠(132c2)을 구비할 수 있다. 회전 베이스 유닛(132c)은 십자형 레일(120)에 도킹된 상태에서 소정 각도만큼 회전 시에 고정 플레이트(121)에 걸림되어 회전이 제한되도록 이루어질 수 있다. 웜휠(132c2)은 제2 회전축(132c2a)을 중심으로 회전되게 형성될 수 있다. 여기서 상기 제2 회전축(132c2a)은 본 발명의 도면에 표시된 X축 방향을 의미할 수 있다. 회전 베이스 유닛(132c)은 모바일 모듈 바디(131e)의 중공부(131e1)에 삽입되게 형성될 수 있다.
또한, 회전 베이스 유닛(132c)은 회전 베이스 유닛 바디(132c1)를 구비할 수 있으며, 웜휠(132c2)은 상기 회전 베이스 유닛 바디(132c1) 상에 형성될 수 있다. 또한, 이동 로봇(130)의 로봇암(133)은 회전 베이스 유닛(132c)에 장착될 수 있다. 예를 들어 로봇암(133)은 회전 베이스 유닛(132c)의 회전 베이스 유닛 바디(132c1) 상에 형성될 수 있다.
한편, 고정 플레이트(121)에 구비되는 복수의 스토퍼(121b)는 상기 회전 베이스 유닛(132c)과 마주하는 일면에서 각각 돌출 형성되며, 일정 간격을 두고 서로 이격 배치될 수 있다.
또한, 이동 로봇(130)은 복수의 걸림 돌기(132c3)를 더 포함할 수 있다. 복수의 걸림 돌기(132c3)는 예를 들어, 회전 베이스 유닛(132c)에 구비될 수 있다. 회전 베이스 유닛(132c)에는 복수의 걸림 돌기(132c3)의 장착 공간을 형성하는 걸림 돌기 베이스(132c4)가 구비될 수 있다. 걸림 돌기 베이스(132c4)는 회전 베이스 유닛 바디(132c1)로부터 일정 거리 이격되게 배치될 수 있으며, 걸림 돌기 베이스(132c4)는 복수의 연장부재(132c5)에 의해 회전 베이스 유닛 바디(132c1)로부터 일정 거리 이격된 상태로 회전 베이스 유닛 바디(132c1)에 결합될 수 있다.
복수의 걸림 돌기(132c3)는 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120)에 도킹된 상태에서 복수의 스토퍼(121b) 중 인접하는 두 스토퍼(121b) 사이에 배치될 수 있다. 여기에서 복수의 걸림 돌기(132c3)는 이동 로봇(130)이 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동 시에는 상기 두 스토퍼(121b) 사이를 통과하고, 회전 베이스 유닛(132c)이 소정 각도만큼 회전 시에는 상기 두 스토퍼(121b) 중 어느 하나에 걸림되도록 이루어질 수 있다. 복수의 걸림 돌기(132c3)가 스토퍼(121b)에 걸림되는 과정에 대한 보다 상세한 설명은 관련 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
또한, 복수의 걸림 돌기(132c3)는 복수의 스토퍼(121b) 중 인접하는 두 스토퍼(121b) 사이에 배치되되, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로는 이동 가능하게 형성되는 제1 내지 제4 걸림 돌기(132c3a,132c3b,132c3c,132c3d)를 포함할 수 있다.
또한, 웜기어 유닛(132b)의 제1 회전축(132b1)과 웜휠(132c2)의 제2 회전축(132c2a)은 서로 직교하도록 형성될 수 있다. 한편, 제1 회전축(132b1)과 제2 회전축(132c2a)은 서로 직교하는 구조가 아닌 서로 나란하게 배치되는 회전축을 형성하도록 이루어질 수도 있다. 즉 웜기어 유닛(132b)과 웜휠(132c2)은 각각의 회전축이 서로 수직하는 일반적인 웜기어 구조가 아닌 다른 구조의 기어로 이루어질 수도 있다.
한편, 도 21 및 도 22는 다른 실시 예에 따른 이동 로봇(130)을 도시하고 있다. 도 21 및 도 22에 도시된 이동 로봇(130)은 본 발명의 다른 도면들에 도시된 이동 로봇(130)과 주행용 구동유닛(131a)과 같이 모바일 모듈(131)의 주행과 관련된 구성들의 배치 구조 등이 다르다는 차이점이 있다. 도 21 및 도 22는 이동 로봇(130)의 모바일 모듈(131)에 대한 여러 가지 실시 예를 보이기 위한 것으로, 도 21 및 도 22에 도시된 이동 로봇(130)의 기술적 특징들은 위에서 설명한 내용들과 대부분 동일하거나 유사하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이하, 이동 로봇(130)의 로봇암(133)에 대하여 도 23 및 도 24를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 23은 도 12에 도시된 로봇암(133)을 보인 사시도이다. 도 24는 도 1에 도시된 적재트레이(102)를 보인 사시도이다.
도 23 및 도 24를 참조하면, 로봇암(133)은 지면에 수직한 복수의 회전축을 갖도록 형성될 수 있다. 로봇암(133)은 SCARA(Selective Compliance Articulated Robot Arm) 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 로봇암(133)은 지면에 수직한 제1 축(133b1a), 제2 축(133b2a) 및 제3 축(133b3a)을 구비할 수 있다.
로봇암(133)은 제1 내지 제3 링크(133a1,133a2,133a3)를 구비할 수 있다.
제1 링크(133a1)의 일단부(133a1a)는 상기 회전 베이스 유닛(132c)의 로봇암 장착부(132c6)에 장착될 수 있으며, 제1 링크(133a1)의 타단부는 제2 링크(133a2)의 일단부와 함께 제1 축(133b1a)을 갖도록 제2 링크(133a2)의 일단부에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 제2 링크(133a2)의 타단부는 제3 링크(133a3)의 일단부와 함께 제2 축(133b2a)을 갖도록 제3 링크(133a3)의 일단부에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 그리고 제3 링크(133a3)의 타단부에는 적재트레이(102)의 픽업을 위한 그립퍼가 마련될 수 있다. 그립퍼는 상기 제3 축(133b3a)을 중심으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 적재트레이(102)에는 그립퍼가 도킹되는 로봇암 도킹부재(102b)가 구비될 수 있으며, 로봇암 도킹부재(102b)에는 그립퍼가 삽입되는 도킹 슬롯(102b1)이 형성될 수 있다. 로봇암 도킹부재(102b)는, 물품(G)의 수용 공간을 형성하는 적재트레이(102)의 트레이 바디(102a)에 장착될 수 있다.
또한, 로봇암(133)은 제1 카메라(133d1)와 제2 카메라(133d2)를 구비할 수 있다. 제1 및 제2 카메라(133d1,133d2)는 AprilTag, 바코드(barcode) 또는 QR 코드 등을 인식하도록 이루어질 수 있다. 상기 AprilTag, 바코드(barcode) 또는 QR 코드는 이동 플랫폼(100)의 운영과 관련된 여러 가지 정보들을 포함할 수 있다. 또한 상기 AprilTag, 바코드(barcode) 또는 QR 코드는 선반(101), 적재트레이(102), 지상로봇(140) 등에 배치될 수 있다.
제1 카메라(133d1)는 선반(101)에 대한 이동로봇의 상대적인 위치를 인식 가능하도록 이루어질 수 있다. 선반(101)에는 선반(101)의 위치 정보들이 기록된 상기 AprilTag, 바코드(barcode) 또는 QR 코드가 부차될 수 있다. 한편, 제1 카메라(133d1)는 제1 링크(133a1) 상에 장착될 수 있다. 또한, 제1 카메라(133d1)는 연장부재(133d1b)의 일단부에 배치될 수 있다. 상기 연장부재(133d1b)는 제1 링크(133a1)에 장착되며 지면에 수직한 방향으로 연장 형성될 수 있다.
제2 카메라(133d2)는 적재트레이(102)와 관련된 정보들을 인식 가능하도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 적재트레이(102)와 관련된 정보들은 적재트레이(102)의 위치 정보, 적재트레이(102)에 담긴 물품(G)에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 적재트레이(102)에는 적재트레이(102)의 위치 정보, 적재트레이(102)에 담긴 물품(G)에 관한 정보들이 기록된 상기 AprilTag, 바코드(barcode) 또는 QR 코드를 붙일 수 있는 고정 브래킷(102c)이 마련될 수 있다.
제1 카메라(133d1)와 제2 카메라(133d2)는 각각 제1 틸트축(133d1a)과 제2 틸트축(133d2a)을 중심으로 회전 가능하게 형성될 수 있다.
또한, 로봇암(133)은 상기 제1 내지 제3 축(133b1a,133b2a,133b3a)과 제1 및 제2 틸트축(133d1a,133d2a)을 회전시키는 제1 내지 제3 조인트(133b1,133b2,133b3)를 구비할 수 있다.
이하, 이동 로봇(130)의 이동 경로 상에 형성되는 교차 영역에서, 이동 로봇(130)의 이동 방향을 상기 제1 방향 또는 제2 방향으로 전환하는 방향 전환 메커니즘에 대하여 도 1 내지 도 24와 함께 도 25 내지 도 32를 참조하여 설명한다.
도 25는 도 13에 도시된 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 상에 위치한 모습을 보인 사시도이다. 도 26은 도 25에 도시된 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 상에 위치한 모습의 정면도이다. 도 27은 도 25에 도시된 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 상에 위치한 모습의 측면도와 부분 확대도이다. 도 28은 도 25에 도시된 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 상에 위치한 모습의 저면도와 부분 확대도이다. 도 29는 도 25에 도시된 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 상에 위치한 상태에서 모바일 유닛을 제외한 모습을 보인 사시도이다. 도 30은 도 29에 도시된 이동 로봇(130)과 십자형 레일(120)에서 방향 전환 레일(122)을 제외한 모습의 일부분을 확대하여 보인 사시도이다. 도 31은 도 25에 도시된 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 상에서 반시계 방향으로 방향을 전환하는 과정을 보인 개념도이다. 도 32는 도 25에 도시된 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 상에서 시계 방향으로 방향을 전환하는 과정을 보인 개념도이다.
도 25 내지 도 32을 참조하면, 이동 로봇(130)은 직선형 레일(110) 및/또는 십자형 레일(120)에 의해 형성되는 이동 경로를 따라 이동 가능하게 형성되며, 십자형 레일(120) 또는 방향 전환 레일(122)에 도킹된 상태에서 방향 전환 레일(122)을 회전시키도록 이루어질 수 있다.
이하, 도 31 및 도 32를 참조하여, 이동 로봇(130)이 상기 제1 방향으로 이동 중에 이동 경로의 교차 영역에서 반시계 방향 또는 시계 방향으로 회전하여 상기 제2 방향으로 방향을 전환하는 과정에 대하여 설명한다.
먼저 이동 로봇(130)이 이동 경로의 교차 영역에서 반시계 방향으로 회전하는 일 예에 대하여 설명하면, 이동 로봇(130)은 도 31의 (a) 도시된 바와 같이, Z축 방향를 의미하는 상기 제1 방향으로 이동하는 중에 십자형 레일(120) 또는 방향 전환 레일(122)의 중앙부에 위치하면서 도킹된 상태에 놓이게 된다. 여기서 이동 로봇(130)의 도킹된 상태는 위에서 간략하게 설명한 바와 같이 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 또는 고정 플레이트(121) 상에 놓인 상태에서 이동 로봇(130)의 일부에 대한 회전 동작이 제한된 상태를 의미한다.
예를 들어, 이동 로봇(130)의 도킹은, 이동 로봇(130)의 소정 각도 회전 시에 고정 플레이트(121)에 구비되는 복수의 스토퍼(121b) 중 인접하는 두 스토퍼(121b) 사이에 위치하는 이동 로봇(130)의 복수의 걸림 돌기(132c3)가 상기 두 스토퍼(121b) 중 어느 하나에 걸림됨에 따라 이루어질 수 있다. 여기서 상기 복수의 걸림 돌기(132c3)는 회전 모듈(132)의 회전 베이스 유닛(132c)에 마련될 수 있다. 또한, 상기 복수의 걸림 돌기(132c3)는 상기 제1 또는 제2 방향으로 이동 로봇(130)이 이동하는 중에는 복수의 스토퍼(121b) 중 인접하는 상기 두 스토퍼(121b) 사이를 통과하도록 이루어질 수 있다. 즉, 복수의 걸림 돌기(132c3)는, 이동 로봇(130)의 방향 전환 시에만 상기 두 스토퍼(121b) 중 어느 하나의 일단부에 걸림되어 회전이 제한되며, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동 시에는 상기 두 스토퍼(121b) 사이의 간격(D)에 의해 형성되는 공간을 통해 통과하여 이동 로봇(130)의 주행을 허용하도록 이루어질 수 있다.
도 31의 (a)에서는 회전 모듈(132)의 회전 베이스 유닛(132c)이 시계 방향으로 회전되는 모습을 보이고 있다. 이때, 회전 베이스 유닛(132c)에 구비되는 웜휠(132c2)도 함께 시계 방향으로 소정 각도 회전한 다음 고정 플레이트(121)에 걸림되어 회전이 제한되도록 이루어진다.
다음으로, 도 31의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 십자형 레일(120) 또는 고정 플레이트(121) 상에서 이동 로봇(130)이 도킹 상태에 놓인 이후에는, 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120)의 방향 전환 레일(122)을 회전시키도록 이루어진다. 예를 들어, 이동 로봇(130)의 회전 모듈(132)은, 이동 로봇(130)의 도킹된 상태에서 고정 플레이트(121)에 걸림되어 회전이 제한되도록 이루어질 수 있다. 이후 회전 모듈(132)은 회전이 제한된 상태에서 모바일 모듈(131)과 모바일 모듈(131)에 맞물린 방향 전환 레일(122)을 함께 회전시키도록 이루어질 수 있다.
보다 구체적으로, 회전 모듈(132)은 위에서 설명한 회전용 구동유닛(132a), 웜기어 유닛(132b) 및 회전 베이스 유닛(132c)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 회전 베이스 유닛(132c)에는 웜기어 유닛(132b)과 치합되는 웜휠(132c2)에 마련될 수 있다. 여기에서, 웜기어 유닛(132b)은, 이동 로봇(130)이 도킹되어 상기 웜휠(132c2)의 회전이 제한된 상태에서, 웜휠(132c2)의 외주를 따라 이동하여 모바일 모듈(131)과, 모바일 모듈(131)과 맞물린 상기 방향 전환 레일(122)을 함께 회전시키도록 이루어질 수 있다.
도 31의 (b)에서는 회전 베이스 유닛(132c)이 시계 방향으로 소정 각도 회전된 이후 회전이 제한된 상태에서, 웜기어 유닛(132b)이 웜휠(132c2)을 회전축으로 하여 반시계 방향으로 회전하는 모습을 보이고 있다. 이때, 이동 로봇(130)의 모바일 모듈(131) 상에 회전 가능하게 설치되는 웜기어 유닛(132b)은 모바일 모듈(131)과 모바일 모듈(131)에 맞물인 방향 전환 레일(122)을 함께 반시계 방향으로 회전시키도록 이루어질 수 있다.
다음으로 도 31의 (c)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(130)은 처음 회전되기 전 상태에서 반시계 방향으로 90도 회전하여, 상기 제2 방향으로 방향이 전환된다. 여기서 상기 제2 방향은 도 31에 도시된 Y축 방향을 의미한다.
한편, 도 32는 이동 로봇(130)의 이동 경로의 교차 영역에서 시계 방향으로 회전하는 과정의 일 예를 보이고 있다. 참고로, 도 32에 도시된 이동 로봇(130)은 방향 전환 시에 회전하는 방향이 도 31에 도시된 이동 로봇(130)과 반대로 이루어지며, 이와 관련된 상세한 설명은 도 31에서 설명한 내용과 중복되어 생략하기로 한다.
먼저 도 32의 (a)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(130)은 상기 제1 방향으로 이동하는 중에 십자형 레일(120) 또는 방향 전환 레일(122)의 중앙부에 위치하여 도킹된 상태에 놓이게 된다. 이때, 회전 모듈(132)의 회전 베이스 유닛(132c)이 반시계 방향으로 회전되고, 회전 베이스 유닛(132c)에 구비되는 웜휠(132c2)도 함께 반시계 방향으로 소정 각도 회전한 이후 고정 플레이트(121)에 걸림되어 회전이 제한되도록 이루어진다.
다음으로, 도 32의 (b)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(130)은 십자형 레일(120) 또는 고정 플레이트(121) 상에서 도킹 상태에 놓인 다음, 십자형 레일(120)의 방향 전환 레일(122)을 시계 방향으로 회전시키도록 이루어진다. 여기서, 회전 베이스 유닛(132c)이 반시계 방향으로 소정 각도 회전된 이후 그 회전이 제한된 상태에서, 웜기어 유닛(132b)이 웜휠(132c2)을 회전축으로 하여 시계 방향으로 회전한다. 이때, 웜기어 유닛(132b)은 모바일 모듈(131)과 모바일 모듈(131)에 맞물인 방향 전환 레일(122)을 함께 시계 방향으로 회전시키도록 이루어진다.
마지막으로, 도 32의 (c)에 도시된 바와 같이 이동 로봇(130)은 처음 회전되기 전 상태에서 시계 방향으로 90도 회전하여, 상기 제2 방향으로 방향이 전환되도록 이루어진다.
한편, 도 31 및 도 32를 참조하면, 이동 로봇(130)의 방향이 전환되는 동안 회전 베이스 유닛(132c)은 모바일 모듈(131)과 함께 회전하지 않고, 회전이 제한된 상태를 유지하도록 이루어진다. 이에 따라, 회전 베이스 유닛(132c)에 장착되는 로봇암(133)의 수평 상태가 바뀌지 않고 안정적으로 유지될 수 있다. 여기서 로봇암(133)은 지면에 수직한 복수의 회전축을 갖는 SCARA(Selective Compliance Articulated Robot Arm) 구조로 이루어질 수 있으며, 이동 로봇(130) 상에서 수평되게 배치된 상태가 안정적으로 유지되어 물품(G)을 픽업하는 주요 기능을 안정적으로 수행할 수 있다.
한편, 도 28을 참조하면, 모바일 모듈(131)의 제1 내지 제3 휠(131d)은 방향 전환 레일(122)의 베이스부(122b), 돌출부(122c) 및 커버부(122d)의 어느 일면에 접지되게 형성될 수 있다.
제1 휠(131b)은 커버부(122d)의 외측면에 접지되어 회전되도록 형성될 수 있다. 제1 휠(131b)은 도 28에 도시된 Y축 방향으로 형성되는 회전축을 갖도록 이루어질 수 있다.
제2 휠(131c)은 커버부(122d)의 내측면에 접지되어 회전되도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 휠(131c)은 커버부(122d)를 사이에 두고 제1 휠(131b)의 반대편에 배치될 수 있다. 제2 휠(131c)은 제1 휠(131b)과 같이 도 28에 도시된 Y축 방향으로 회전축을 형성할 수 있다.
제3 휠(131d)은 돌출부(122c)의 내측면에 접지되어 회전되도록 형성될 수 있다. 제3 휠(131d)은 제1 및 제2 휠(131c)과 달리, 도 28에 도시된 X축 방향으로 회전축을 형성하도록 이루어질 수 있다.
이와 같은 제1 내지 제3 휠(131d) 및 방향 전환 레일(122)의 구조에 의하면, 모바일 모듈(131)의 제1 내지 제3 휠(131d)이 방향 전환 레일(122)을 형성하는 복수의 영역들에 각각 접지되도록 형성되어, 이동 로봇(130)이 레일 상에서 이탈되지 않고 안정적으로 주행할 수 있다. 이에 따라, 이동 로봇(130)이 레일(110,120)에서 이탈되는 상황을 방지하여, 이동 로봇(130)의 이탈에 의한 손상을 예방하는 한편, 이동 플랫폼(100)을 보다 안정적으로 운영할 수 있다.
위에서 설명한 이동 플랫폼(100)의 구성에 의하면, 이동 로봇(130)은 하나의 선들로 연결된 상기 이동 경로를 따라 이동 가능하며, 이동 경로의 교차 영역에서는 제1 방향 또는 제2 방향으로 전환 가능하도록 이루어진다. 이에 따라, 이동 로봇(130)의 이동 경로를 보다 간결하게 디자인하는 것이 가능해져, 직선형 레일(110)과 십자형 레일(120)로 이루어지는 레일 구조의 자유도를 보다 높일 수 있다. 결과적으로, 레일이 설치되는 선반(101)의 디자인적 제약 사항을 줄일 수 있다. 아울러, 이동 경로를 형성하는 레일의 구조가 보다 간결해짐으로써 레일 구조를 따라 이동하는 이동 로봇(130)의 액추에이터와 같은 관련 구성들도 함께 간소화될 수 있어, 상대적으로 설치 공간이 협소한 조건에서도 이동 플랫폼(100)을 구현하는 것이 가능해질 수 있다.
또한, 이동 로봇(130)의 이동 경로가 제1 방향 또는 제2 방향으로 전환되는 십자형 레일(120)의 방향 전환 레일(122)이 십자 형상을 갖도록 형성되며, 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 또는 고정 플레이트(121)에 도킹된 상태에서 방향 전환 레일(122)을 회전시키도록 이루어진다. 이에 따라, 이동 플랫폼(100)은, 방향 전환 레일(122)을 실질적으로 회전시키기 위한 구성을 별도로 구비하지 않고, 십자형 레일(120)의 방향 전환 레일(122)을 이동 로봇(130)이 회전시키는 방식으로 이동 로봇(130)의 이동 경로를 보다 효과적으로 전환시킬 수 있다. 아울러, 방향 전환 레일(122)이 회전되어 이동 로봇(130)의 이동 경로가 전환된 다음에도 교차 영역에서의 상기 이동 경로가 차단되지 않고 연결된 상태를 유지하여, 이동 플랫폼(100)에서 상기 이동 경로를 따라 이동하는 이동 로봇(130)을 동시에 여러 대 운용하는 것이 가능해진다.
이하 도 33 내지 도 49를 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 플랫폼(1100)에 대하여 설명한다.
먼저 도 33은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 플랫폼(1100)을 보인 사시도이다. 도 34는 도 33에 도시된 이동 로봇(1130)이 직선형 레일(1110) 상에 위치한 모습의 저면도이다. 도 35는 도 34에 도시된 A의 부분의 확대도이다. 도 36은 도 33에 도시된 이동 로봇(1130)의 배면도이다. 도 37은 도 36에 도시된 이동 로봇(1130)의 레일고정모듈(1131a)의 측면도이다. 도 38은 도 37에 도시된 레일고정모듈(1131a)의 정면을 개념적으로 보인 도면이다. 도 39는 도 33에 도시된 직선형 레일(1110)의 측면도이다. 도 40은 도 39에 도시된 직선형 레일(1110)의 정면을 개념적으로 보인 도면이다. 도 41은 도 39에 도시된 직선형 레일(1110)의 저면도이다.
도 33 내지 도 41을 참조하면, 이동 플랫폼(1100)은 직선형 레일(1110), 십자형 레일(1120), 이동 로봇(1130), 급전레일(1140) 및 수전롤러(1150)를 포함한다.
직선형 레일(1110)은 일 방향을 따라 연장 형성되어 이동 로봇(1130)의 이동 경로를 형성할 수 있다. 직선형 레일(1110)은 복수로 구비될 수 있다. 복수의 직선형 레일(1110)은 교차 영역을 기준으로 제1방향(D1)과, 상기 제1방향(D1)에 수직한 제2방향(D2)으로 각각 연장될 수 있다.
이동 로봇(1130)은 직선형 레일(1110) 및 십자형 레일(1120)을 따라 이동 가능하게 형성된다. 그리고 이동 로봇(1130)은 십자형 레일(1120)에 도킹된 상태에서 방향이 전환 가능하도록 이루어질 수 있다. 이동 로봇(1130)의 방향 전환 메커니즘의 일 예에 대해서는 후술하기로 한다.
십자형 레일(1120)은 직선형 레일(1110)과 연결되어 이동 로봇(1130)의 이동 경로를 형성한다. 십자형 레일(1120)은 회전 가능하게 형성되어 이동 경로를 제1방향(D1) 또는 제2방향(D2)으로 전환시키도록 구성된다. 십자형 레일(1120)에 대한 보다 상세한 구조에 대해서는 후술하기로 한다.
급전레일(1140)은 직선형 레일(1110)에 설치되고 직선형 레일(1110)을 따라 연장된다. 여기에서, 급전레일(1140)은 전원을 공급하도록 이루어진다. 급전레일(1140)은 이동 로봇(1130)의 동작 수행에 필요한 전원을 공급하도록 이루어질 수 있다. 급전레일(1140)은 도 40에 도시된 바와 같이 하나로 구성되어 직선형 레일(1110)을 따라 끊김 없이 연속되게 형성될 수 있다. 이와 달리, 급전레일(1140)은 직선형 레일(1110)을 따라 연장 형성되되, 복수로 구성되며 서로 마주하는 일단부가 인접하게 배치되어, 복수의 구간을 이루도록 구성될 수도 있다.
그리고, 급전레일(1140)은, VCC(Voltage of Common Collector)를 형성하는 전원레일부(1141)와, GND(Ground)를 형성하는 접지레일부(1142)를 포함할 수 있다. 여기에서, VCC는 + 전원, 공급전압 또는 인가전압을 의미할 수 있다. 그리고, GND는 접지, OV(ground)에 연결되는 전원을 의미할 수 있다.
또한, 전원레일부(1141)와 접지레일부(1142) 각각은 절연레일(1141a,1142a) 및 레일단자(1141b,1142b)를 포함할 수 있다.
절연레일(1141a,1142a)은 절연체로 이루어지고, 상기 직선형 레일(1110)의 일면을 덮도록 배치될 수 있다. 직선형 레일(1110)과 십자형 레일(1120)의 적어도 일부는 전도성을 갖는 소재로 이루어질 수 있다. 절연레일(1141a,142a)은 레일단자(1141b,1142b)를 흐르는 전류가 직선형 레일(1110) 또는 십자형 레일(1120)로 통하여 흐르는 현상을 방지하는 절연 역할을 할 수 있다. 절연레일(1141a,1142a)은 예를 들어, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 소재로 이루어질 수 있다.
레일단자(1141b,1142b)는 전도체로 이루어져 상기 절연레일(1141a,1142a)에 장착되고, 전원연결 및 접지연결될 수 있다. 예를 들어, 레일단자는 구리 소재를 포함하도록 이루어질 수 있다. 레일단자(1141b,1142b)에는 전원연결 또는 접지연결 시 결선을 위한 결선홀(1141b1,1142b1)이 구비될 수 있다.
한편, 직선형 레일(1110)의 일면에는 홀(1110a)이 구비될 수 있다. 그리고 절연레일(1141a,1142a)에는 직선형 레일(1110)의 일면에 형성되는 홀(1110a)과 연통되는 연통홀(1141a1,1142a1)이 구비될 수 있다. 여기에서, 레일단자(1141b,1142b)는 연통홀(1141a1,1142a1)과 홀(1110a)을 통해 전원케이블과 전원연결되거나 접지부와 접지연결되도록 이루어질 수 있다.
수전롤러(1150)는 이동 로봇(1130)에 설치될 수 있다. 수전롤러(1150)는 이동 로봇(1130)이 직선형 레일(1110)을 따라 이동 시에 급전레일(1140)에 구름 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어진다. 즉, 수전롤러(1150)는 급전레일(1140)에 구름 접촉되면서 연속적으로 접점을 형성하도록 이루어질 수 있다.
이동 로봇(1130)은 모바일 모듈(1131) 및 레일고정모듈(1131a)을 포함할 수 있다.
모바일 모듈(1131)은 직선형 레일(1110) 및 십자형 레일(1120)을 따라 주행 가능하게 구성될 수 있다.
레일고정모듈(1131a)은 모바일 모듈(1131)에 장착되고, 직선형 레일(1110)에 맞물리게 형성될 수 있다.
모바일 모듈(1131)은 주행용 구동유닛(1131b) 및 제1휠(1131a1)을 구비하고, 레일고정모듈(1131a)은 제2휠(1131a2) 및 제3휠(1131a3)을 포함할 수 있다.
주행용 구동유닛(1131b)은 제1휠(1131a1)의 구동을 위한 구동력을 제공하도록 이루어질 수 있으며, 모바일 모듈(1131)에 장착될 수 있다. 주행용 구동유닛(1131b)은 예를 들어 모터로 이루어질 수 있다. 주행용 구동유닛(1131b)에는 주행용 제1풀리벨트(1131b1)가 연결될 수 있으며, 주행용 제1풀리벨트(1131b1)는 주행용 구동유닛(1131b)으로부터 구동을 위한 구동력으로 사용되는 회전력을 전달 받도록 형성될 수 있다.
또한, 주행용 제1풀리벨트(1131b1)는 주행용 제2풀리벨트(1131a1a)와 연결되어, 주행용 제2풀리벨트(1131a1a)를 회전시키도록 이루어질 수 있다. 여기서, 주행용 제2풀리벨트(1131a1a)는 방향 전환 레일(1122) 및/또는 직선형 레일(1110)의 어느 일면에 접하도록 형성될 수 있다.
이와 같이 제1휠(1131a1)은 무한궤도(Caterpillar)와 유사한 구조로 이루어질 수 있다. 또한 제1휠(1131a1)에는 아이들러와 같이 주행용 제2풀리벨트(1131a1a)의 장력을 조절하는 장치들이 추가적으로 구비되어, 접지력이 조절 가능하도록 이루어질 수 있다.
제2휠(1131a2)과 제3휠(1131a3)은, 제1휠(1131a1)과 함께 방향 전환 레일(1122) 및/또는 직선형 레일(1110)의 어느 일면에 각각 접지되도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3휠(1131a1,1131a2,1131a3)은 방향 전환 레일(1122) 및/또는 직선형 레일(1110)의 어느 일면에 각각 접지된 상태에서 회전 가능하도록 이루어질 수 있다.
제2휠(1131a2)은 제1휠(1131a1)과의 상대 간격을 조절 가능하게 형성될 수 있다.
제3휠(1131a3)은 측방향으로의 돌출 정도를 조절 가능하게 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 도면에서는 도시되지 않았으나 모바일 모듈(1131)은 마그넷을 이용하여 직선형 레일(1110)과 방향 전환 레일(1122)에 각각 맞닿은 상태로 이동 가능하도록 구성될 수도 있다.
여기에서, 수전롤러(1150)는 레일고정모듈(1131a)에 설치될 수 있다.
그리고, 레일고정모듈(1131a)에는, 직선형 레일(1110)에 의해 형성되는 이동 경로를 따라 이동 가능하도록 직선형 레일(1110) 또는 십자형 레일(1120)의 내측면에 접지되는 복수의 휠(1131a2,1131a3)이 구비될 수 있다. 여기에서, 수전롤러(1150)는 상기 복수의 휠(1131a2,1131a3) 사이에 배치될 수 있다. 이와 같은 수전롤러(1150)의 배치 구조에 의하면, 이동 로봇(1130)에 수전롤러(1150)의 설치를 위한 별도의 공간을 구비하지 않더라도 복수의 수전롤러(1150)를 이동 로봇(1130)에 배치하는 것이 가능하다. 이에 따라, 수전롤러(1150)가 설치되는 이동 로봇(1130)의 크기를 보다 컴팩트하게 디자인하는 것이 가능해 진다.
또한, 수전롤러(1150)는 전원레일부(1141)에 구름 접촉되는 전원용 수전롤러부(1151)와, 접지레일부(1142)에 구름 접촉되는 접지용 수전롤러부(1152)를 포함할 수 있다. 그리고, 전원용 수전롤러부(1151)와 접지용 수전롤러부(1152)는 전도체로 이루어지며, 예를 들어 적어도 일부가 구리 소재로 이루어질 수 있다.
그리고, 수전롤러(1150)는 롤러바디부(1153)를 더 포함할 수 있다.
롤러바디부(1153)는, 상기 이동 로봇(1130)에 장착되고, 전원용 수전롤러부(1151)와 접지용 수전롤러부(1152) 사이에 개재되는 절연 재질, 즉 절연 소재로 형성될 수 있다. 롤러바디부(1153)는 예를 들어, 적어도 일부가 PEEK(Polyetheretherketone) 소재로 이루어질 수 있다.
또한, 수전롤러(1150)는 탄성부재(1154)를 더 포함할 수 있다.
탄성부재(1154)는, 전원용 수전롤러부(1151)와 접지용 수전롤러부(1152)가 전원레일부(1141)와 접지레일부(1142)에 각각 탄성 가압되도록, 롤러바디부(1153)와 이동 로봇(1130) 사이에 개재되어 롤러바디부(1153)에 외측으로 작용하는 탄성력을 부여하도록 형성될 수 있다. 탄성부재(1154)는 예를 들어 스프링으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 탄성부재(1154)의 구성에 의하면, 전원용 수전롤러부(1151)와 접지용 수전롤러부(1152)가 전원레일부(1141) 및 접지레일부(1142)에 접촉된 상태를 보다 안정적으로 유지하여, 이동 로봇(1130)이 직선형 레일(1110) 또는 십자형 레일(1120) 상에서 정지해 있거나 지속적으로 이동하는 경우에도 전원 공급이 끊김 없이 안정적으로 이루어질 수 있다.
한편, 직선형 레일(1110)의 양측에는 제1고정부(1122a1)와 제2고정부(1122a2)가 각각 구비될 수 있다.
제1고정부(1122a1)와 제2고정부(1122a2)는, 상기 이동 로봇(1130)의 일부가 맞물리도록 ㄷ자 형태로 절곡되게 형성될 수 있다. 제1 및 제2고정부(1122a1,1122a2)는 C자 형태로 절곡 형성될 수 있다.
여기에서, 상기 전원레일부(1141)는 직선형 레일(1110)의 일측에 구비되는 제1고정부(1122a1)의 내측에 설치될 수 있다. 또한, 접지레일부(1142)는 직선형 레일(1110)의 타측에 구비되는 제2고정부(1122a2)의 내측에 설치될 수 있다. 즉, 전원레일부(1141)와 접지레일부(1142)는 제1고정부(1122a1)와 제2고정부(1122a2) 사이의 이격된 거리만큼 상호 이격된 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 전원레일부(1141)와 접지레일부(1142) 사이의 절연이 되지 않을 경우 발생할 수 있는 쇼트(1short) 현상을 방지하여, 보다 안정적인 전원 공급 환경을 제공할 수 있다.
또한, 전원레일부(1141)와 접지레일부(1142)는, 도 41에 도시된 바와 같이 상호 마주하는 제1 및 제2고정부(1122a1,1122a2)의 일면에 각각 구비되되, 상호 마주하지 않도록 서로 다른 높이(h1,h2)에 각각 배치될 수 있다.
여기에서, 수전롤러(1150)의 전원용 수전롤러부(1151)와 접지용 수전롤러부(1152)는 한쌍을 이루며, 제1고정부(1122a1) 측 또는 제2고정부(1122a2) 측에 배치될 수 있다. 이때, 제1고정부(1122a1) 또는 제2고정부(1122a2) 중 어느 한 측에 배치되는 수전롤러(1150)는, 전원용 수전롤러부(1151)와 접지용 수전롤러부(1152)가 상기 전원레일부(1141) 및 접지레일부(1142)와 각각 대응되는 높이(h1,h2)에 위치하도록 형성될 수 있다.
한편, 이동 플랫폼(1100)은 직선형 레일(1110), 전원레일부(1141), 접지레일부(1142), 이동 로봇(1130), 전원용 수전롤러부(1151) 및 접지용 수전롤러부(1152)를 포함한다.
직선형 레일(1110)은 양측에 ㄷ자 형태로 절곡된 제1고정부(1122a1)와 제2고정부(1122a2)를 각각 구비할 수 있다.
전원레일부(1141)는 제1고정부(1122a1)의 내측에 설치될 수 있다.
접지레일부(1142)는 제2고정부(1122a2)의 내측에 설치되되, 상호 마주하지 않도록 서로 다른 높이(h1,h2)에 배치될 수 있다.
이동 로봇(1130)은 제1고정부(1122a1)와 제2고정부(1122a2)에 맞물려 상기 직선형 레일(1110)을 따라 이동 가능하게 형성될 수 있다.
전원용 수전롤러부(1151)는 이동 로봇(1130)에 설치되고, 전원레일부(1141)에 구름 접촉될 수 있다. 그리고, 접지용 수전롤러부(1152)는 이동 로봇(1130)에 설치되며, 접지레일부(1142)에 구름 접촉될 수 있다.
그리고, 이동 플랫폼(1100)의 직선형 레일(1110), 전원레일부(1141), 접지레일부(1142), 이동 로봇(1130), 전원용 수전롤러부(1151) 및 접지용 수전롤러부(1152)는 이들 구성들에 대하여 위에서 설명한 특징들이 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다.
한편, 레일 전원 시스템은, 직선형 레일(1110), 전원레일부(1141) 및 접지레일부(1142)를 포함할 수 있다.
직선형 레일(1110)은 양측에 ㄷ자 형태로 절곡된 제1고정부(1122a1)와 제2고정부(1122a2)를 각각 구비할 수 있다.
상기 전원레일부(1141)는 제1고정부(1122a1)의 내측에 설치될 수 있다.
상기 접지레일부(1142)는 제2고정부(1122a2)의 내측에 설치되되, 상호 마주하지 않도록 서로 다른 높이(h1,h2)에 배치될 수 있다.
여기에서, 전원레일부(1141)와 접지레일부(1142) 각각은 절연레일(1141a,1142a) 및 레일단자(1141b,1142b)를 포함한다.
절연레일(1141a,1142a)은 절연체로 이루어지고, 직선형 레일(1110)의 일면을 덮도록 배치될 수 있다.
레일단자(1141b,1142b)는 전도체로 이루어져 상기 절연레일(1141a,1142a)에 장착되고, 전원연결 및 접지연결될 수 있다. 레일단자(1141b,1142b)는 예를 들어, 구리 소재를 포함하도록 이루어질 수 있다. 레일단자(1141b,1142b)에는, 전원연결 또는 접지연결 시 결선을 위한 결선홀(1141b1,1142b1)이 구비될 수 있다.
그리고, 직선형 레일(1110)에는 홀이 구비되고, 절연레일(1141a,1142a)에는 홀(1110a)과 연통되는 연통홀(1141a1,1142a1)이 구비될 수 있다. 여기에서, 레일단자(1141b,1142b)는 연통홀(1141a1,1142a1)과 홀(1110a)을 통해 전원케이블과 전원연결되거나 접지부와 접지연결될 수 있다.
이상에서 설명한 이동 플랫폼(1100)의 구성에 의하면, 이동 로봇(1130)에 별도의 배터리가 탑재되지 않으며, 이동 로봇(1130)이 직선형 레일(1110)을 따라 이동하는 동안 또는 직선형 레일(1110) 위에 있는 동안 급전레일(1140)을 통해 전원을 상시 안정적으로 공급받을 수 있다. 이에 따라, 이동 플랫폼(1100)은 배터리의 충전을 위한 충전 시스템을 구비하는 것에 따른 부품 수 증가 및 유지 보수 시간 및 비용 증대와, 배터리 충전 시 이동 로봇(1130)의 대기 시간 발생 등과 같이, 배터리를 탑재하는 전원 공급 방식에 따른 단점들을 개선할 수 있다.
이하, 도 33에 도시된 십자형 레일(1120) 상에서의 전원 공급 메커니즘에 대하여 도 33 내지 도 41과 함께 도 42 내지 도 49를 더 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 42는 도 33에 도시된 십자형 레일(1120)의 정면도이다. 도 43은 도 42에 도시된 십자형 레일(1120)의 측면도이다. 도 44는 도 43에 도시된 십자형 레일(1120)의 배면도이다. 도 45는 도 42에 도시된 십자형 레일(1120)의 고정 플레이트(1121)와 방형 전환 레일이 분리된 모습을 보인 사시도이다. 도 46은 도 45에 도시된 십자형 레일(1120)을 배면에서 바라본 사시도이다. 도 47은 도 45에 도시된 방향 전환 레일(1122)의 분해 사시도이다. 도 48은 도 45에 도시된 고정 플레이트(1121)의 분해 사시도이다. 도 49는 도 42에 도시된 십자형 레일(1120)의 조립된 상태에서, 고정 플레이트(1121)만 제외한 모습을 개념적으로 보인 배면 사시도이다.
도 42 내지 도 49를 참조하면, 이동 로봇(1130)은 복수의 직선형 레일(1110), 십자형 레일(1120), 이동 로봇(1130), 급전롤러(1160), 급전레일부(1170) 및 수전롤러(1150)를 포함한다.
복수의 직선형 레일(1110)은 위에서 설명한 복수의 직선형 레일(1110)과 동일하거나 유사한 특징을 갖도록 이루어질 수 있다.
십자형 레일(1120)은 고정 플레이트(1121) 및 방향 전환 레일(1122)을 구비할 수 있다.
고정 플레이트(1121)는 복수의 직선형 레일(1110)에 의해 형성되는 제1 및 제2방향(D1,D2)을 가지는 교차 영역에 배치된다. 고정 플레이트(1121)는 회전 가능한 구조 없이 고정된 상태를 유지하도록 형성될 수 있다. 고정 플레이트(1121)에는 방향 전환 레일(1122)과 결합되어 회전축을 형성하는 회전중심부(1121c)가 형성될 수 있다. 회전 중심부는 방향 전환 레일(1122)과 마주하는 일면에서 돌출 형성될 수 있다.
고정 플레이트(1121)는 상기 회전중심부(1121c) 내에 일정 간격을 두고 서로 이격 배치되는 복수의 스토퍼(1121d)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 복수의 스토퍼(1121d)는 4개로 구성되어 십자형 레일(1120)의 중심부에 90도마다 이격되게 배치될 수 있다.
방향 전환 레일(1122)은 고정 플레이트(1121)에 대하여 회전 가능하게 형성되어 직선형 레일(1110)과 연결되는 이동 경로를 형성한다.
이동 로봇(1130)은 직선형 레일(1110) 및 방향 전환 레일(1122)을 따라 이동 가능하게 형성될 수 있다. 그리고, 이동 로봇(1130)은 십자형 레일(1120)에 도킹된 상태에서 방향 전환 레일(1122)을 회전시키도록 이루어질 수 있다.
한편, 방향 전환 레일(1122)은 고정 플레이트(1121)에 대하여 회전되어 제1 및 제2방향(D1,D2)으로 이동 경로를 형성한 다음, 회전된 위치를 안정적으로 유지하는 것이 필요하다. 이하, 방향 전환 레일(1122)의 회전된 위치를 유지하기 위하여 십자형 레일(1120)에 구비되는 홈(1122b) 및 볼 플런저(1123)에 대하여 설명한다.
홈은 고정 플레이트(1121)와 방향 전환 레일(1122) 중 어느 하나에 형성될 수 있다. 홈(1122b)은 고정 플레이트(1121)와 방향 전환 레일(1122)의 서로 마주하는 일면에 형성될 수 있다. 본 발명의 도면에는 홈(1122b)이 방향 전환 레일(1122) 측에 형성되는 일 예를 도시하고 있다. 예를 들어, 홈(1122b)은 방향 전환 레일(1122)의 일면에 형성될 수 있다. 또한 상기 홈(1122b)은 90도마다 이격되게 배치될 수 있다. 여기서 홈(1122b)은 방향 전환 레일(1122)의 회전 중심을 기준으로 배치될 수 있다.
볼 플런저(1123)는 고정 플레이트(1121)와 방향 전환 레일(1122) 중 다른 하나에 설치될 수 있으며, 상기 홈 각각에 삽입 가능하게 형성될 수 있다. 본 발명의 도면에는 볼 플런저(1123)가 고정 플레이트(1121) 측에 설치되는 일 예를 도시하고 있다.
볼 플런저(1123)는, 홈(1122b)에 삽입된 상태에서는 방향 전환 레일(1122)을 고정 플레이트(1121)에 대하여 고정시키고, 방향 전환 레일(1122)을 고정 플레이트(1121)에 대하여 회전시키기 위한 외력에 의해 상기 홈(1122b)에서 이탈된 상태에서는, 고정 플레이트(1121)와 방향 전환 레일(1122) 중 어느 하나에 구름 접촉되도록 이루어질 수 있다.
예를 들어, 볼 플런저(1123)는 상기 홈(1122b)에 대응되게 형성되는 볼을 구비하고, 상기 방향 전환 레일(1122)의 회전 시, 상기 볼이 탄성력에 의해 가압된 상태에서 홈(1122b)에 위치할 때 가압되기 전 상태로 복원되어 홈(1122b)에 삽입되도록 이루어질 수 있다.
이하, 이동 로봇(1130)의 회전 모듈(1132)에 대하여 설명한다.
회전 모듈(1132)은 모바일 모듈(1131)에 상대 회전 가능하게 결합될 수 있다. 회전 모듈(1132)은 상대 회전 시에 고정 플레이트(1121)에 걸림되어 회전이 제한되고, 회전이 제한된 이후에는 모바일 모듈(1131)과 맞물린 방향 전환 레일(1122)을 함께 회전시키도록 이루어질 수 있다.
회전 모듈(1132)은 회전용 구동유닛(1132a), 웜기어 유닛(1132b) 및 회전 베이스 유닛(1132c)을 포함할 수 있다.
회전용 구동유닛(1132a)은 모바일 모듈(1131)에 장착되어 웜기어 유닛(1132b)의 회전에 필요한 구동력을 제공하도록 형성될 수 있다.
회전용 구동유닛(1132a)은 회전력을 발생시키는 모터로 이루어질 수 있다. 그리고, 회전용 구동유닛(1132a)에는 회전용 구동유닛(1132a)으로부터 웜기어 유닛(1132b)의 회전에 필요한 구동력으로 사용되는 회전력을 전달받는 회전용 풀리벨트(1132a1)가 구비될 수 있다.
웜기어 유닛(1132b)은 모바일 모듈(1131) 상에서 회전 가능하게 설치될 수 있다. 웜기어 유닛(1132b)은 회전용 구동유닛(1132a)으로부터 구동력을 전달받도록 회전용 구동유닛(1132a)과 연결될 수 있다.
회전 베이스 유닛(1132c)은 웜기어 유닛(1132b)과 치합되는 웜휠(1132c1)을 구비할 수 있다. 회전 베이스 유닛(1132c)은 십자형 레일(1120)에 도킹된 상태에서 소정 각도만큼 회전 시에 고정 플레이트(1121)에 걸림되어 회전이 제한되도록 이루어질 수 있다.
한편, 고정 플레이트(1121)에 구비되는 복수의 스토퍼(1121d)는 회전 베이스 유닛(1132c)과 마주하는 일면에서 각각 돌출 형성되며, 일정 간격을 두고 서로 이격 배치될 수 있다.
또한, 회전 모듈(1132)은 복수의 걸림 돌기(1132c2)를 더 포함할 수 있다. 복수의 걸림 돌기(1132c2)는 예를 들어, 회전 베이스 유닛(1132c)에 구비될 수 있다. 회전 베이스 유닛(1132c)에는 복수의 걸림 돌기(1132c2)의 장착 공간을 형성하는 걸림 돌기 베이스(1132c3)가 구비될 수 있다. 걸림 돌기 베이스(1132c3)는 복수의 연장부재(1132c4)에 의해 회전 모듈(1132)의 일단부로부터 일정 거리 이격된 위치에 배치될 수 있다.
복수의 걸림 돌기(1132c2)는 이동 로봇(1130)이 십자형 레일(1120)에 도킹된 상태에서 복수의 스토퍼(1121d) 중 인접하는 두 스토퍼(1121d) 사이에 배치될 수 있다. 여기에서 복수의 걸림 돌기(1132c2)는 이동 로봇(1130)이 제1방향(D1) 또는 상기 제2방향(D2)으로 이동 시에는 상기 두 스토퍼(1121d) 사이를 통과하고, 회전 베이스 유닛(1132c)이 소정 각도만큼 회전 시에는 상기 두 스토퍼(1121d) 중 어느 하나에 걸림되도록 이루어질 수 있다.
또한, 복수의 걸림 돌기(1132c2)는 복수의 스토퍼(1121d) 중 인접하는 두 스토퍼(1121d) 사이에 배치되되, 제1방향(D1) 또는 상기 제2방향(D2)으로는 이동 가능하게 형성될 수 있다.
이하, 이동 로봇(1130)이 제1방향(D1)으로 이동 중에 이동 경로의 교차 영역에서 반시계 방향 또는 시계 방향으로 회전하여 제2방향(D2)으로 방향을 전환하는 과정에 대하여 설명한다.
예를 들어, 이동 로봇(1130)이 이동 경로의 교차 영역에서 반시계 방향으로 회전하는 일 예에 대하여 설명하면, 이동 로봇(1130)은 제1방향(D1)으로 이동하는 중에 십자형 레일(1120) 또는 방향 전환 레일(1122)의 중앙부에 위치하면서 도킹된 상태에 놓이게 된다. 여기서 이동 로봇(1130)의 도킹된 상태는 이동 로봇(1130)이 십자형 레일(1120) 또는 고정 플레이트(1121) 상에 놓인 상태에서 이동 로봇(1130)의 일부에 대한 회전 동작이 제한된 상태를 의미한다.
예를 들어, 이동 로봇(1130)의 도킹은, 이동 로봇(1130)의 소정 각도 회전 시에 고정 플레이트(1121)에 구비되는 복수의 스토퍼(1121d) 중 인접하는 두 스토퍼(1121d) 사이에 위치하는 이동 로봇(1130)의 복수의 걸림 돌기(1132c2)가 상기 두 스토퍼(1121d) 중 어느 하나에 걸림됨에 따라 이루어질 수 있다. 여기서 상기 복수의 걸림 돌기(1132c2)는 회전 모듈(1132)의 회전 베이스 유닛(1132c)에 마련될 수 있다. 또한, 상기 복수의 걸림 돌기(1132c2)는 제1 또는 제2방향(D2)으로 이동 로봇(1130)이 이동하는 중에는 복수의 스토퍼(1121d) 중 인접하는 상기 두 스토퍼(1121d) 사이를 통과하도록 이루어질 수 있다. 즉, 복수의 걸림 돌기(1132c2)는, 이동 로봇(1130)의 방향 전환 시에만 상기 두 스토퍼(1121d) 중 어느 하나의 일단부에 걸림되어 회전이 제한되며, 제1방향(D1) 또는 제2방향(D2)으로 이동 시에는 상기 두 스토퍼(1121d) 사이의 간격에 의해 형성되는 공간을 통해 통과하여 이동 로봇(1130)의 주행을 허용하도록 이루어질 수 있다.
이동 로봇(1130)의 반시계 방향으로의 방향 전환 과정은 먼저, 회전 모듈(1132)의 회전 베이스 유닛(1132c)이 시계 방향으로 회전한다. 이때, 회전 베이스 유닛(1132c)에 구비되는 웜휠(1132c1)도 함께 시계 방향으로 소정 각도 회전한 다음 고정 플레이트(1121)에 걸림되어 회전이 제한되도록 이루어진다.
다음으로, 십자형 레일(1120) 또는 고정 플레이트(1121) 상에서 이동 로봇(1130)이 도킹 상태에 놓인 이후에는, 이동 로봇(1130)이 십자형 레일(1120)의 방향 전환 레일(1122)을 회전시키도록 이루어진다. 예를 들어, 이동 로봇(1130)의 회전 모듈(1132)은, 이동 로봇(1130)의 도킹된 상태에서 고정 플레이트(1121)에 걸림되어 회전이 제한되도록 이루어질 수 있다. 이후 회전 모듈(1132)은 회전이 제한된 상태에서 모바일 모듈(1131)과 모바일 모듈(1131)에 맞물린 방향 전환 레일(1122)을 함께 회전시키도록 이루어질 수 있다.
보다 구체적으로, 회전 모듈(1132)은 위에서 설명한 회전용 구동유닛(1132a), 웜기어 유닛(1132b) 및 회전 베이스 유닛(1132c)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 회전 베이스 유닛(1132c)에는 웜기어 유닛(1132b)과 치합되는 웜휠(1132c1)에 마련될 수 있다. 여기에서, 웜기어 유닛(1132b)은, 이동 로봇(1130)이 도킹되어 상기 웜휠(1132c1)의 회전이 제한된 상태에서, 웜휠(1132c1)의 외주를 따라 이동하여 모바일 모듈(1131)과 맞물린 상기 방향 전환 레일(1122)을 함께 회전시키도록 이루어질 수 있다.
다음으로 회전 베이스 유닛(1132c)이 시계 방향으로 소정 각도 회전된 이후 회전이 제한된 상태에서, 웜기어 유닛(1132b)이 웜휠(1132c1)을 회전축으로 하여 반시계 방향으로 회전한다. 이때, 이동 로봇(1130)의 모바일 모듈(1131) 상에 회전 가능하게 설치되는 웜기어 유닛(1132b)은 모바일 모듈(1131)과 모바일 모듈(1131)에 맞물인 방향 전환 레일(1122)을 함께 반시계 방향으로 회전시키도록 이루어질 수 있다.
마지막으로, 이동 로봇(1130)은 처음 회전되기 전 상태에서 반시계 방향으로 90도 회전하여, 제2방향(D2)으로 방향이 전환된다.
한편, 급전롤러(1160)는 고정 플레이트(1121)에 설치되어 전원을 공급하도록 형성될 수 있다.
급전레일부(1170)는 방향 전환 레일(1122)에 설치되고, 급전롤러(1160)에 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어질 수 있다.
급전레일부(1170)는 방향 전환 레일(1122)에 설치되고, 급전롤러(1160)에 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어진다.
수전롤러(1150)는 이동 로봇(1130)에 설치되고, 이동 로봇(1130)이 상기 방향 전환 레일(1122)을 따라 이동 시에 상기 급전레일부(1170)에 구름 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어질 수 있다.
한편, 급전레일부(1170)는 제1급전레일(1171)과 제2급전레일(1172)을 포함할 수 있다.
제1급전레일(1171)은 상기 방향 전환 레일(1122)의 회전 시에 급전롤러(1160)와 지속적으로 구름 접촉되도록, 방향 전환 레일(1122)의 배면에 링 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 제1급전레일(1171)은 제1전원레일부(1171a) 및 제1접지레일부(1171b)를 포함할 수 있다.
제1전원레일부(1171a)는 상기 방향 전환 레일(1122)의 중심을 기준으로 링 형태로 형성될 수 있다.
제1접지레일부(1171b)는 제1전원레일부(1171a)와 동심의 링 형태로 형성될 수 있다. 즉, 제1접지레일부(1171b)와 제1전원레일부(1171a)는 끊김없이 연속되게 형성되는 링 형태를 갖도록 이루어질 수 있다. 제1접지레일부(1171b)는 제1전원레일부(1171a)는 방향 전환 레일(1122)이 회전되는 경로를 따라 연장 형성될 수 있다. 그리고, 제1접지레일부(1171b)와 제1전원레일부(1171a) 중 어느 하나는 내측에 배치되고 다른 하나는 외측에 배치될 수 있다. 본 발명의 도면에서는 제1전원레일부(1171a)가 내측에 배치되고 제1접지레일부(1171b)가 외측에 배치되는 구성에 대한 모습을 일 예로 도시하고 있다.
제2급전레일(1172)은 방향 전환 레일(1122)의 직선형 레일부(1122a)에 설치되고, 상기 제1급전레일(1171)과 전기적으로 연결되며, 상기 수전롤러(1150)가 구름 접촉되도록 형성될 수 있다.
여기에서, 급전롤러(1160)는 전원용 급전롤러부(1161) 및 접지용 급전롤러부(1162)를 포함할 수 있다. 전원용 급전롤러부(1161) 및 접지용 급전롤러부(1162)는 전도체로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전원용 급전롤러부(1161) 및 접지용 급전롤러부(1162)는 구리 소재를 적어도 일부 포함하도록 이루어질 수 있다.
전원용 급전롤러부(1161)는 제1전원레일부(1171a)에 구름 접촉될 수 있다.
접지용 급전롤러부(1162)는 제1접지레일부(1171b)에 구름 접촉될 수 있다.
그리고, 전원용 급전롤러부(1161)와 접지용 급전롤러부(1162)는 서로 반대측을 향하도록 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 전원용 급전롤러부(1161)는 방향 전환 레일(1122)의 외측을 향하도록 배치되고, 접지용 급전롤러부(1162)는 방향 전환 레일(1122)의 내측을 향하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 전원용 급전롤러부(1161)와 접지용 급전롤러부(1162)는 서로 간에 일정 크기의 이격된 공간을 확보하여 서로 간에 통전이 발생하는 경우를 방지할 수 있다.
전원용 급전롤러부(1161)와 접지용 급전롤러부(1162) 각각은, 복수로 구비되고, 제1접지레일부(1171b)와 제1전원레일부(1171a)를 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 그리고, 전원용 급전롤러부(1161)와 접지용 급전롤러부(1162)는 일정 간격을 두고 서로 이격 배치될 수 있다. 또한, 전원용 급전롤러부(1161)와 접지용 급전롤러부(1162)는 번갈아 가며 배치될 수 있다. 즉, 전원용 급전롤러부(1161)의 양측에는 접지용 급전롤러부(1162)가 배치되고, 접지용 급전롤러부(1162)의 양측에는 전원용 급전롤러부(1161)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 전원용 급전롤러부(1161)와 접지용 급전롤러부(1162)는 서로 간에 물리적 이격 거리를 확보하여, 제1접지레일부(1171b)와 제1전원레일부(1171a)와의 구름 접촉 시에 상호 간에 간섭 발생을 최소화할 수 있다.
한편, 제1급전레일(1171)은 절연바디(1171c)를 더 포함할 수 있다.
절연바디(1171c)는 방향 전환 레일(1122)의 배면에 링 형태로 형성된 리세스부에 설치되고, 절연 재질로 형성된다.
그리고 절연바디(1171c)는 제1전원레일부 장착홈(1171c1), 제1접지레일부 장착홈(1171c2) 및 리브(1171c3)를 포함할 수 있다.
제1전원레일부 장착홈(1171c1)은 제1전원레일부(1171a)가 장착 가능하게 형성된다.
제1접지레일부 장착홈(1171c2)은 제1접지레일부(1171b)가 장착 가능하게 형성된다.
리브(1171c3)는 제1전원레일부(1171a)와 상기 제1접지레일부(1171b)의 통전을 방지하도록, 제1전원레일부 장착홈(1171c1)과 상기 제1접지레일부 장착홈(1171c2) 사이에서 돌출 형성되는 링 형태를 갖도록 형성된다.
이와 같은 절열바디(1171c)의 구조에 의하면, 제1전원레일부(1171a)와 제1접지레일부(1171b)가 각각 절연바디(1171c)의 외측으로 돌출되는 부분 없이 제1전원레일부 장착홈(1171c1)과 제1접지레일부 장착홈(1171c2)에 안정적으로 배치되어, 기설정된 위치에서 이탈되는 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 리브(1171c3)의 구조에 의해, 제1전원레일부(1171a)와 제1접지레일부(1171b)가 일정 간격을 두고 서로 이격 배치되어, 제1전원레일부(1171a)와 제1접지레일부(1171b)가 접속되는 쇼트(1short) 현상의 발생을 방지할 수 있다.
한편, 전원용 급전롤러부(1161)는 고정 플레이트(1121)에서 상기 제1전원레일부(1171a)의 일부와 오버랩되는 제1연통홀(1121a)에 설치될 수 있다. 그리고, 접지용 급전롤러부(1162)는 고정 플레이트(1121)에서 제1접지레일부(1171b)의 일부와 오버랩되는 제2연통홀(1121b)에 설치될 수 있다.
그리고, 급전롤러(1160)는, 각각 절연 소재로 형성되며, 전원용 급전롤러부(1161)와 접지용 급전롤러부(1162)에 결합되어 고정 플레이트(1121)의 제1연통홀(1121a)과 제2연통홀(1121b)에 고정시키도록 형성되는 롤러바디부(1161a,1162a)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 직선형 레일부(1122a)의 양측에는, 상기 이동 로봇(1130)의 일부가 맞물리도록 ㄷ자 형태로 절곡된 제1고정부(1122a1)와 제2고정부(1122a2)가 각각 구비될 수 있다.
여기에서, 제2급전레일(1172)은 제2전원레일부(1172a) 및 제2접지레일부(1172b)를 포함할 수 있다.
제2전원레일부(1172a)는 제1고정부(1122a1)의 내측에 설치된다.
제2접지레일부(1172b)는 제2고정부(1122a2)의 내측에 설치된다.
그리고, 제2전원레일부(1172a)와 제2접지레일부(1172b) 각각은, 절연레일(1172a1,1172b1) 및 레일단자(1172a2,1172b2)를 포함할 수 있다.
절연레일(1172a1,1172b1)은, 절연체로 이루어지고, 상기 직선형 레일(1110)의 일면을 덮도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 절연레일(1172a1,1172b1)은 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 소재로 이루어질 수 있다.
레일단자(1172a2,1172b2)는 전도체로 이루어져 상기 절연레일(1172a1,1172b1)에 장착되고, 전원연결 및 접지연결될 수 있다. 레일단자(1172a2,1172b2)는 예를 들어, 구리 소재로 이루어질 수 있다. 레일단자(1172a2,1172b2)에는 전원연결 또는 접지연결 시 결선을 위한 결선홀(1172a2a,1172b2a)이 각각 구비될 수 있다.
그리고, 제2전원레일부(1172a)와 제2접지레일부(1172b)는 서로 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 42를 참조하면, 방향 전환 레일(1122)을 정면에서 바라보았을 때를 기준으로 방향 전환 레일(1122)을 4분면으로 가정하여 구분하면, 1사분면과 3사분면에는 제2접지레일부(1172b), 즉 GND가 배치되고, 2사분면과 4사분면에는 제1접지레일부(1171b), 즉 VCC가 배채되도록 이루어질 수 있다. 제2전원레일부(1172a)와 제2접지레일부(1172b)가 이와 같이 배치되는 경우에는, 제1급전레일(1171)과의 전기적 연결을 위한 결선 작업 시, 사분면의 각각의 영역에서 동일한 종류의 극(pole) 또는 접지(ground)가 배치되어 작성 편의성을 향상시킬 수 있다.
이와 달리, 방향 전환 레일(1122)의 사분면 각 영역에 서로 다른 종류의 극(pole) 또는 접지(ground)가 배치되는 경우, 제1 및 제2급전레일(1171,1172)의 결선과 같은 전기적 연결을 위한 작업의 효율이 저하될 수 있다.
다만, 제2전원레일부(1172a)와 제2접지레일부(1172b)의 배치는 도 42에 도시된 배치 구조에만 한정되는 것은 아니다. 제2전원레일부(1172a)와 제2접지레일부(1172b)는, 어느 하나의 직선형 레일부(1122a)에 구비되는 제1 및 제2고정부(1122a1,1122a2)에 각각 배치되되, 도 42의 배치 구조와 다르게 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제1사분면의 일측에는 제2전원레일부(1172a)가 배치되고 타측에는 제2접지레일부(1172b)가 배치될 수 있다. 그리고, 제1사분면의 상기 제2전원레일부(1172a)와 대응되는 제2사분면의 일측에는 제2접지레일부(1172b)가 배치되고, 제2 사분면의 타측에는 제2전원레일부(1172a)가 배치될 수 있다. 제2전원레일부(1172a)와 제2접지레일부(1172b)는 제3사분면과 제4사분면에서도 위와 같은 방식으로 배치되도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 방향 전환 레일(1122)에서 상기 제1 및 제2고정부(1122a1,1122a2)의 외측에는 상기 제1급전레일(1171)의 일부가 노출되는 제1홀(1122a3)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2고정부(1122a1,1122a2)의 측벽에는 상기 제2급전레일(1172)의 일부가 노출되는 제2홀(1122a1a,1122a2a)이 구비될 수 있다.
여기에서, 제1급전레일(1171)과 상기 제2급전레일(1172)은 상기 제1홀(1122a3)과 상기 제2홀(1122a1a,1122a2a)을 통과하는 연결배선에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 이동 플랫폼(1100)은 교차형 레일, 이동 로봇(1130), 급전롤러(1160), 급전레일부(1170) 및 수전롤러(1150)를 포함할 수 있다.
상기 교차형 레일은 고정 플레이트(1121)와, 상기 고정 플레이트(1121)에 대하여 회전 가능하게 형성되는 방향 전환 레일(1122)을 구비할 수 있다. 상기 교차형 레일은 서로 다른 복수의 방향으로 이동 경로가 전환 가능하게 형성될 수 있다. 예를 들어 교차형 레일은 제1방향(D1)과 제2방향(D2)으로 이동 경로가 전환 가능하게 형성되는 상기 십자형 레일(1120)로 이루어질 수 있다.
그리고, 이동 플랫폼(1100)의 이동 로봇(1130), 급전롤러(1160), 급전레일부(1170) 및 수전롤러(1150)에 대한 특징은 위에서 설명한 내용이 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다.
한편, 레일 전원 시스템은 복수의 직선형 레일(1110), 십자형 레일(1120), 급전롤러(1160) 및 급전레일부(1170)를 포함한다.
복수의 직선형 레일(1110)은 교차 영역을 기준으로 제1방향(D1)과, 상기 제1방향(D1)에 수직한 제2방향(D2)으로 각각 연장될 수 있다.
십자형 레일(1120)은 상기 교차 영역에 배치되는 고정 플레이트(1121)와, 고정 플레이트(1121)에 대하여 회전 가능하게 형성되어 직선형 레일(1110)과 연결되는 이동 경로를 형성하는 방향 전환 레일(1122)을 구비할 수 있다.
급전롤러(1160)는 고정 플레이트(1121)에 설치되어 전원을 공급하도록 형성될 수 있다.
급전레일부(1170)는, 방향 전환 레일(1122)에 설치되고, 급전롤러(1160)에 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어질 수 있다.
한편, 급전레일부(1170)는 제1급전레일(1171) 및 제2급전레일(1172)을 포함할 수 있다.
제1급전레일(1171)은 상기 방향 전환 레일(1122)의 회전 시에 상기 급전롤러(1160)와 지속적으로 구름 접촉되도록, 상기 방향 전환 레일(1122)의 배면에 링 형태로 형성될 수 있다.
제2급전레일(1172)은 방향 전환 레일(1122)의 직선형 레일부(1122a)에 설치되고, 상기 제1급전레일(1171)과 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 방향 전환 레일(1122)의 직선형 레일부(1122a)의 양측에는, ㄷ자 형태로 절곡된 제1고정부(1122a1)와 제2고정부(1122a2)가 각각 구비될 수 있다.
또한, 제2급전레일(1172)은 제2전원레일부(1172a) 및 제2접지레일부(1172b)를 포함할 수 있다.
제2전원레일부(1172a)는 제1고정부(1122a1) 내측에 설치될 수 있다.
제2접지레일부(1172b)는 제2고정부(1122a2)의 내측에 설치될 수 있다.
여기에서, 상기 방향 전환 레일(1122)에서 상기 제1 및 제2고정부(1122a1,1122a2)의 외측에는 상기 제1급전레일(1171)의 일부가 노출되는 제1홀(1122a3)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2고정부(1122a1,1122a2)의 측벽에는 상기 제2급전레일(1172)의 일부가 노출되는 제2홀(1122a1a,1122a2a)이 구비될 수 있다. 여기에서, 상기 제1급전레일(1171)과 상기 제2급전레일(1172)은 상기 제1홀(1122a1a)과 제2홀(1122a2a)을 통과하는 연결배선에 전기적으로 연결되도록 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 이동 플랫폼(1100)의 구성에 의하면, 이동 로봇(1130)의 이동 경로 중 직선형 레일(1110)과 같이 방향 전환이 없는 구간뿐만 아니라, 방향 전환 레일(1122)과 같이 이동 로봇(1130)의 이동 방향이 전환되는 교차 지점에서도 전원 공급이 끊김 없이 지속 가능하도록 이루어진다. 결과적으로 이동 로봇(1130)의 동작 수행을 위한 전원 공급이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (20)

  1. 교차 영역을 기준으로 제1 방향과, 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 각각 연장되는 복수의 직선형 레일;
    상기 교차 영역에 배치되는 고정 플레이트와, 상기 고정 플레이트에 대하여 회전 가능하게 형성되어 상기 직선형 레일과 연결되는 이동 경로를 형성하는 방향 전환 레일을 구비하는 십자형 레일; 및
    상기 이동 경로를 따라 이동 가능하게 형성되고, 상기 십자형 레일에 도킹된 상태에서 상기 방향 전환 레일을 회전시키도록 이루어지는 이동 로봇을 포함하는 이동 플랫폼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동 로봇은,
    상기 직선형 레일 및 상기 방향 전환 레일과 맞물리게 형성되며, 상기 이동 경로를 따라 주행하도록 이루어지는 모바일 모듈; 및
    상기 모바일 모듈에 상대 회전 가능하게 결합되고, 상기 상대 회전 시에 상기 고정 플레이트에 걸림되어 회전이 제한된 이후에는 상기 모바일 모듈과 상기 모바일 모듈과 맞물린 상기 방향 전환 레일을 함께 회전시키도록 이루어지는 회전 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전 모듈은,
    상기 모바일 모듈에 장착되는 회전용 구동유닛;
    상기 모바일 모듈 상에서 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전용 구동유닛으로부터 구동력을 전달받도록 연결되는 웜기어 유닛; 및
    상기 웜기어 유닛과 치합되는 웜휠을 구비하고, 상기 십자형 레일에 도킹된 상태에서 소정 각도만큼 회전 시에 상기 고정 플레이트에 걸림되어 회전이 제한되도록 이루어지는 회전 베이스 유닛을 포함하는 이동 플랫폼.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 웜기어 유닛은, 상기 웜휠의 회전이 제한된 상태에서 상기 웜휠의 외주를 따라 이동하여 상기 모바일 모듈과 상기 모바일 모듈과 맞물린 상기 방향 전환 레일을 함께 회전시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 고정 플레이트는, 상기 이동 로봇이 상기 십자형 레일에 도킹된 상태에서 상기 회전 베이스 유닛과 마주하는 일면에서 각각 돌출 형성되며 일정 간격을 두고 서로 이격 배치되는 복수의 스토퍼를 구비하며,
    상기 회전 베이스 유닛은, 상기 이동 로봇이 상기 십자형 레일에 도킹된 상태에서 상기 복수의 스토퍼 중 인접하는 두 스토퍼 사이에 배치되어, 상기 제1 또는 제2 방향으로 이동 시에는 상기 두 스토퍼 사이를 통과하고, 소정 각도만큼 회전 시에는 상기 두 스토퍼 중 어느 하나에 걸림되도록 이루어지는 복수의 걸림 돌기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정 플레이트와 상기 방향 전환 레일 중 어느 하나에는 90도마다 이격되게 홈이 형성되고,
    상기 고정 플레이트와 상기 방향 전환 레일 중 다른 하나에는 상기 홈 각각에 삽입 가능하게 형성되는 볼 플런저가 설치되며,
    상기 볼 플런저는, 상기 홈에 삽입된 상태에서는 상기 방향 전환 레일을 상기 고정 플레이트에 대하여 고정시키고, 상기 방향 전환 레일을 상기 고정 플레이트에 대하여 회전시키기 위한 외력에 의해 상기 홈에서 이탈된 상태에서는 상기 어느 하나에 구름 접촉되는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  7. 고정 플레이트;
    상기 고정 플레이트에 대하여 회전 가능하게 형성되는 방향 전환 레일; 및
    상기 방향 전환 레일에 장착되어 주행 가능하게 형성되고, 상기 고정 플레이트에 도킹된 상태에서 상기 방향 전환 레일을 회전시키도록 이루어지는 이동 로봇을 포함하는 이동 플랫폼.
  8. 직선형 레일;
    상기 직선형 레일을 따라 이동 가능하게 형성되는 이동 로봇;
    상기 직선형 레일에 설치되어 상기 직선형 레일을 따라 연장되며, 전원을 공급하도록 이루어지는 급전레일; 및
    상기 이동 로봇에 설치되고, 상기 이동 로봇이 상기 직선형 레일을 따라 이동 시에 상기 급전레일에 구름 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어지는 수전롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 급전레일은, VCC(Voltage of Common Collector)를 형성하는 전원레일부와, GND(Ground)를 형성하는 접지레일부를 포함하고,
    상기 수전롤러는, 상기 전원레일부에 구름 접촉되는 전원용 수전롤러부와, 상기 접지레일부에 구름 접촉되는 접지용 수전롤러부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 직선형 레일의 양측에는, 상기 이동 로봇의 일부가 맞물리도록 ㄷ자 형태로 절곡된 제1고정부와 제2고정부가 각각 구비되고,
    상기 전원레일부는 상기 직선형 레일의 일측에 구비되는 상기 제1고정부의 내측에 설치되고,
    상기 접지레일부는 상기 직선형 레일의 타측에 구비되는 상기 제2고정부의 내측에 설치되는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 수전롤러는, 상기 이동 로봇에 장착되고, 상기 전원용 수전롤러부와 상기 접지용 수전롤러부 사이에 개재되는 절연 재질의 롤러바디부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 전원레일부와 상기 접지레일부 각각은,
    절연체로 이루어지고, 상기 직선형 레일의 일면을 덮도록 배치되는 절연레일; 및
    전도체로 이루어져 상기 절연레일에 장착되고, 전원연결 및 접지연결되는 레일단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  13. 양측에 ㄷ자 형태로 절곡된 제1고정부와 제2고정부를 각각 구비하는 직선형 레일;
    상기 제1고정부의 내측에 설치되는 전원레일부;
    상기 제2고정부의 내측에 설치되되, 상호 마주하지 않도록 서로 다른 높이에 배치되는 접지레일부;
    상기 제1 및 제2고정부에 맞물려 상기 직선형 레일을 따라 이동 가능하게 형성되는 이동 로봇;
    상기 이동 로봇에 설치되고, 상기 전원레일부에 구름 접촉되는 전원용 수전롤러부; 및
    상기 이동 로봇에 설치되며, 상기 접지레일부에 구름 접촉되는 접지용 수전롤러부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  14. 양측에 ㄷ자 형태로 절곡된 제1고정부와 제2고정부를 각각 구비하는 직선형 레일;
    상기 제1고정부의 내측에 설치되는 전원레일부; 및
    상기 제2고정부의 내측에 설치되되, 상호 마주하지 않도록 서로 다른 높이에 배치되는 접지레일부를 포함하며,
    상기 전원레일부와 상기 접지레일부 각각은,
    절연체로 이루어지고, 상기 직선형 레일의 일면을 덮도록 배치되는 절연레일; 및
    전도체로 이루어져 상기 절연레일에 장착되고, 전원연결 및 접지연결되는 레일단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 전원 시스템.
  15. 교차 영역을 기준으로 제1 방향과, 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 각각 연장되는 복수의 직선형 레일;
    상기 교차 영역에 배치되는 고정 플레이트와, 상기 고정 플레이트에 대하여 회전 가능하게 형성되어 상기 직선형 레일과 연결되는 이동 경로를 형성하는 방향 전환 레일을 구비하는 십자형 레일;
    상기 직선형 레일 및 상기 방향 전환 레일을 따라 이동 가능하게 형성되고, 상기 십자형 레일에 도킹된 상태에서 상기 방향 전환 레일을 회전시키도록 이루어지는 이동 로봇;
    상기 고정 플레이트에 설치되어 전원을 공급하도록 형성되는 급전롤러;
    상기 방향 전환 레일에 설치되고, 상기 급전롤러에 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어지는 급전레일부; 및
    상기 이동 로봇에 설치되고, 상기 이동 로봇이 상기 방향 전환 레일을 따라 이동 시에 상기 급전레일부에 구름 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어지는 수전롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 급전레일부는,
    상기 방향 전환 레일의 회전 시에 상기 급전롤러와 지속적으로 구름 접촉되도록, 상기 방향 전환 레일의 배면에 링 형태로 형성되는 제1급전레일; 및
    상기 방향 전환 레일의 직선형 레일부에 설치되고, 상기 제1급전레일과 전기적으로 연결되며, 상기 수전롤러가 구름 접촉되도록 형성되는 제2급전레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1급전레일은,
    상기 방향 전환 레일의 중심을 기준으로 링 형태로 형성되는 제1전원레일부; 및
    상기 제1전원레일부와 동심의 링 형태로 형성되는 제1접지레일부를 포함하며,
    상기 급전롤러는,
    상기 제1전원레일부에 구름 접촉되는 전원용 급전롤러부; 및
    상기 제1접지레일부에 구름 접촉되는 접지용 급전롤러부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1급전레일은,
    상기 방향 전환 레일의 배면에 링 형태로 형성된 리세스부에 설치되고, 절연 재질로 형성되는 절연바디를 더 포함하며,
    상기 절연바디는,
    상기 제1전원레일부가 장착 가능하게 형성되는 제1전원레일부 장착홈;
    상기 제1접지레일부가 장착 가능하게 형성되는 제1접지레일부 장착홈; 및
    상기 제1전원레일부와 상기 제1접지레일부의 통전을 방지하도록, 상기 제1전원레일부 장착홈과 상기 제1접지레일부 장착홈 사이에서 돌출 형성되는 링 형태의 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  19. 고정 플레이트와, 상기 고정 플레이트에 대하여 회전 가능하게 형성되는 방향 전환 레일을 구비하는 교차형 레일;
    상기 방향 전환 레일의 직선형 레일부를 따라 이동 가능하게 형성되고, 상기 교차형 레일에 도킹된 상태에서 상기 방향 전환 레일을 회전시키도록 이루어지는 이동 로봇;
    상기 고정 플레이트에 설치되어 전원을 공급하도록 형성되는 급전롤러;
    상기 방향 전환 레일에 설치되고, 상기 급전롤러에 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어지는 급전레일부; 및
    상기 이동 로봇에 설치되고, 상기 이동 로봇이 상기 방향 전환 레일을 따라 이동 시에 상기 급전레일부에 구름 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어지는 수전롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 플랫폼.
  20. 교차 영역을 기준으로 제1 방향과, 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 각각 연장되는 복수의 직선형 레일;
    상기 교차 영역에 배치되는 고정 플레이트와, 상기 고정 플레이트에 대하여 회전 가능하게 형성되어 상기 직선형 레일과 연결되는 이동 경로를 형성하는 방향 전환 레일을 구비하는 십자형 레일;
    상기 고정 플레이트에 설치되어 전원을 공급하도록 형성되는 급전롤러; 및
    상기 방향 전환 레일에 설치되고, 상기 급전롤러에 접촉되어 전원을 전달받도록 이루어지는 급전레일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 전원 시스템.
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