KR102386446B1 - 재활용 폐기물 로봇 선별장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 재활용 폐기물 선별장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 재활용 폐기물을 선별할 때, 재질뿐만 아니라 색상 별로 선별할 수 있어 고품질의 재활용품을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 다수의 이송 로봇에 선별 대상물을 고르게 분배하도록 하여 이송 로봇의 부하를 최소화하며, 이송 로봇의 이동 동선을 최소화함으로써, 선별 효율을 높일 수 있는 재활용 폐기물 선별장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 재활용 폐기물을 이동시키는 컨베이어와, 상기 컨베이어 상의 재활용 폐기물의 정보를 획득하는 감지부와, 상기 재활용 폐기물 중에서 선별된 제거 대상물을 상기 컨베이어에서 제거하기 위한 이송 로봇과, 상기 감지부에서 획득한 정보를 통하여 상기 재활용 폐기물 중에서 제거 대상물을 선별하고 상기 제거 대상물을 제거하도록 상기 이송 로봇을 제어하는 제어장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 재활용 폐기물을 이동시키는 컨베이어와, 상기 컨베이어 상의 재활용 폐기물의 정보를 획득하는 감지부와, 상기 재활용 폐기물 중에서 선별된 제거 대상물을 상기 컨베이어에서 제거하기 위한 이송 로봇과, 상기 감지부에서 획득한 정보를 통하여 상기 재활용 폐기물 중에서 제거 대상물을 선별하고 상기 제거 대상물을 제거하도록 상기 이송 로봇을 제어하는 제어장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 재활용 폐기물 로봇 선별장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 재활용 폐기물을 선별할 때, 재질뿐만 아니라 색상 별로 선별할 수 있어 고품질의 재활용품을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 다수의 이송 로봇에 선별 대상물을 고르게 분배하도록 하여 이송 로봇의 부하를 최소화하며, 이송 로봇의 이동 동선을 최소화함으로써, 선별 효율을 높일 수 있는 재활용 폐기물 로봇 선별장치에 관한 것이다.
일반적으로, 가정이나 공장 등에서 배출되는 혼합 폐기물은 쓰레기 집하장으로 수거되고, 캔이나 병, 플라스틱 등은 재활용품으로 선별되어 재활용되고 있다.
폐기물의 재활용 효율을 높이기 위해서는 수거된 폐기물로부터 재활용이 가능한 폐기물을 종류별로 선별 분리하는 것이 중요하다.
종래에는 폐기물 선별이 대부분 수작업으로 이루어졌다. 수작업에 의한 폐기물 선별 시, 작업자가 컨베이어의 옆쪽에 서서 운반중인 혼합 폐기물을 종류, 재질, 크기, 색깔 등에 따라 선별 분류하게 된다.
이러한 수작업 선별 방법은 작업 시간이 오래 걸리고, 작업능률이 저하되며, 인건비 등을 포함한 비용의 부담이 증가된다.
근래에는 다양한 자동화시스템이 도입되어 폐기물 선별 작업의 자동화가 이루어지고 있으나, 재활용 폐기물을 종류나 재질 별로 정확하게 자동 분류하는 시스템을 구현하는 것이 쉬운 일이 아니다.
그래서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 한국등록특허 제10-2223381호에 기재된 기술이 제안되었는데, 그 기술적 특징은 외부로부터 재활용 폐기물을 공급받아 메인 컨베이어(120)의 소정의 위치로 투입하기 위한 것으로서, 외부로부터 공급받는 재활용 폐기물에 진동을 가하여 메인 컨베이어(120)의 소정의 위치로 고르게 펴서 투입할 수 있도록 하는 진동 스크린을 포함하는 투입 유닛(110); 복수의 개구를 구비하고 상기 투입 유닛(110)으로부터 재활용 폐기물을 공급받아 이송하는 무한궤도형 이송부재를 갖는 메인 컨베이어(120); 상기 메인 컨베이어(120)에 의해 이송되는 재활용 폐기물에 광을 조사하고 재활용 폐기물로부터 반사되는 반사광을 수신하여 재활용 폐기물의 재질 및 크기를 검출하도록 상기 메인 컨베이어(120)의 재활용 폐기물 이송 경로 중에서 배치되는 광학 분석기(140); 상기 메인 컨베이어(120)의 재활용 폐기물 이송 경로 상 상기 광학 분석기(140)보다 하류에 재활용 폐기물 이송 방향을 따라 이격되어 위치하되, 재활용 폐기물을 상기 메인 컨베이어(120)의 재활용 폐기물 이송 방향과 교차하는 방향으로 이송할 수 있도록 상기 메인 컨베이어(120)의 위쪽에 배치되는 복수의 서브 컨베이어(130); 상기 메인 컨베이어(140)에 의해 이송되는 재활용 폐기물을 선택적으로 픽업하여 상기 복수의 서브 컨베이어(130) 중 적어도 어느 하나로 운반할 수 있도록 상기 메인 컨베이어(120)의 재활용 폐기물 이송 경로 중에 배치되는 운반 로봇(150, 170); 상기 무한궤도형 이송부재의 개구를 통해 상기 무한궤도형 이송부재의 바깥 쪽으로 에어를 분사하여 상기 무한궤도형 이송부재에 실려 이송되는 재활용 폐기물 중 선택된 것을 상기 복수의 서브 컨베이어(130) 중 적어도 어느 하나로 밀어 올릴 수 있도록 상기 무한궤도형 이송부재에 의해 둘러싸이는 안쪽 공간에 배치되는 에어 분사 유닛; 및 상기 광학 분석기(140)로부터 검출 신호를 수신하고, 상기 광학 분석기의 검출 신호에 따라 상기 운반 로봇 및 상기 에어 분사 유닛을 제어하는 제어부(180);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그런데, 한국등록특허 제10-2223381호에 기재된 기술은 재활용 폐기물을 선별할 때, 자동으로 선별하도록 하여 선별 효율을 높일 수 있는 장점은 있으나, 근적외선(NIR)을 이용하여 폐플라스틱의 재질만을 선별할 수 있을 뿐, 색상 별로 선별하는 것이 불가능하여 재활용된 플라스틱의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 한국등록특허 제10-2223381호에 기재된 기술은 하나의 광학 분석기(140)에 다수개의 운반 로봇(150,170)을 구비하고 있는데, 운반 로봇(150,170)에서 재활용 폐기물의 픽업을 실패할 경우, 이를 감지할 수 있는 수단이 없어 정확한 선별이 불가능한 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 컨베이어를 따라 이동하는 재활용 폐기물 중에서 광학방식의 감지부를 통하여 선별 제거하기 위한 대상물을 선정하고 이송 로봇을 통하여 제거 대상물을 제거하도록 하되, 상기 감지부는 근적외선(NIR) 파장을 감지하는 제1카메라와 RGB 값을 감지하는 제2카메라로 이루어져 재활용 폐기물의 재질뿐만 아니라 색상까지 감지할 수 있어 재활용품의 품질을 높일 수 있는 재활용 폐기물 로봇 선별장치를 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 제거 대상물을 선정하기 위한 감지부를 구성하는 제1카메라에서 대상물의 RGB 정보뿐만 아니라 depth 정보까지 확인하도록 하여, 대상물의 두께를 판단할 수 있어 대상물을 흡착 제거하기 위한 델타 로봇으로이루어지는 이송 로봇의 상하 방향인 Z 축의 위치를 정확하게 제어할 수 있어 대상물을 안정적으로 흡착 제거할 수 있는 재활용 폐기물 로봇 선별장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 하나의 감지부와 다수개의 이송 로봇과 이송로봇을 제어하는 제어장치를 하나의 세트로 하되, 상기 감지부에서 감지한 제거 대상물을 다수개의 이송 로봇에 할당할 때, 각 이송 로봇에 순차적으로 분배하여 각 이송 로봇에 과부하가 발생하는 것을 방지하고, 각 이송 로봇은 현재 위치에서 가장 인접한 대상물을 제거하도록 하여 최소 동선으로 대상물을 제거하도록 하는 재활용 폐기물 로봇 선별장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 이송 로봇이 제거 대상물을 흡착하여 컨베이어의 측부에 위치하는 수거 박스로 이동시키는 과정에서 대상물을 떨어뜨릴 경우 즉시 이를 감지하여 수거 박스까지 이동하지 않고 다음 대상물로 이동하도록 하여 동선 낭비를 줄일 수 있는 재활용 폐기물 로봇 선별장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 감지부와 다수개의 이송 로봇을 한세트로 하여 다수의 세트로 재활용 폐기물 선별장치를 구성하도록 함으로써, 앞쪽 세트에서 제거 대상물을 완전히 제거하지 못하더라도 뒷쪽 세트에서 이를 제거하도록 함으로써, 선별의 정확도를 높일 수 있는 재활용 폐기물 로봇 선별장치를 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;
재활용 폐기물을 이동시키는 컨베이어와, 상기 컨베이어 상의 재활용 폐기물의 정보를 획득하는 감지부와, 상기 재활용 폐기물 중에서 선별된 제거 대상물을 상기 컨베이어에서 제거하기 위한 이송 로봇과, 상기 감지부에서 획득한 정보를 통하여 상기 재활용 폐기물 중에서 제거 대상물을 선별하고 상기 제거 대상물을 제거하도록 상기 이송 로봇을 제어하는 제어장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 감지부는 재활용 폐기물에 빛을 조사하는 조명과, 재활용 폐기물의 RGB 정보를 획득하기 위한 제1카메라와, 재활용 폐기물의 근적외선(NIR) 파장 정보를 획득하기 위한 제2카메라로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1카메라는 상기 컨베이어의 표면에서 재활용 폐기물이 상방으로 돌출된 정도인 depth 정보를 더 획득하고, 상기 제어장치는 상기 depth 정보를 통하여 제거 대상물을 흡착하기 위한 상기 이송 로봇의 상하 높이를 제어하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 감지부의 외측에는 외부로부터 유입되는 빛을 차단하기 위한 암실이 더 설치되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 이송 로봇에는 제거 대상물을 흡착하기 위한 그립 모듈이 구비되되, 상기 그립 모듈은 내부에 음압이 형성되는 헤드 부재와, 상기 헤드 부재의 하부에 결합되는 다수개의 흡착부재와, 상기 헤드 부재의 상부에 설치되고 외부에 설치되는 링블로어와 연결되어 헤드 부재의 내부에 음압을 형성하는 넥부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 흡착부재는 자바라 형상으로 형성되고, 상단에는 상기 헤드 부재의 하부에 형성되는 관통공을 통하여 내측으로 삽입되는 제1결합부가 형성되며, 상기 헤드 부재의 내측에는 중공 형상의 고정부재가 구비되고, 상기 고정부재의 하부에는 상기 제1결합부에 삽입 고정되는 제2결합부가 하방으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 넥부재의 일측에는 내측과 연통되는 흡착 제어공이 형성되고, 상기 흡착 제어공에는 외부로부터 공기 유입을 제어하는 흡착 제어부가 연결되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 이송 로봇은 다수개가 설치되고, 상기 제어장치는 선별된 제거 대상물을 상기 이송 로봇에 순차적으로 할당하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제어장치는 각 이송 로봇에 할당된 제거 대상물 중에서 상기 그립 모듈의 현재 위치에서 가장 인접한 제거 대상물을 제거하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 그립 모듈에는 압력센서가 더 구비되어 상기 제어장치로 압력 정보를 전송하고, 상기 제어장치는 상기 그립 모듈이 제거 대상물을 이송 도중에 떨어뜨릴 경우, 압력 저하 감지하여 즉시 이송 로봇이 멈추도록 제어하고, 다시 상기 이송 로봇을 작동시켜 현재 그립 모듈의 위치에서 가장 인접한 제거 대상물을 제거하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 컨베이어를 따라 이동하는 재활용 폐기물 중에서 광학방식의 감지부를 통하여 선별 제거하기 위한 대상물을 선정하고 이송 로봇을 통하여 제거 대상물을 제거하도록 하되, 상기 감지부는 근적외선(NIR) 파장을 감지하는 제1카메라와 RGB 값을 감지하는 제2카메라로 이루어져 재활용 폐기물의 재질뿐만 아니라 색상까지 감지할 수 있어 재활용품의 품질을 높일 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 제거 대상물을 선정하기 위한 감지부를 구성하는 제1카메라에서 대상물의 RGB 정보뿐만 아니라 depth 정보까지 확인하도록 하여, 대상물의 두께를 판단할 수 있어 대상물을 흡착 제거하기 위한 델타 로봇으로이루어지는 이송 로봇의 상하 방향인 Z 축의 위치를 정확하게 제어할 수 있어 대상물을 안정적으로 흡착 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 하나의 감지부와 다수개의 이송 로봇과 이송로봇을 제어하는 제어장치를 하나의 세트로 하되, 상기 감지부에서 감지한 제거 대상물을 다수개의 이송 로봇에 할당할 때, 교대로 분배하여 각 이송 로봇에 과부하가 발생하는 것을 방지하고, 각 이송 로봇은 현재 위치에서 가장 인접한 대상물을 제거하도록 하여 최소 동선으로 대상물을 제거하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이송 로봇이 제거 대상물을 흡착하여 컨베이어의 측부에 위치하는 수거 박스로 이동시키는 과정에서 대상물을 떨어뜨릴 경우 즉시 이를 감지하여 수거 박스까지 이동하지 않고 다음 대상물로 이동하도록 하여 동선 낭비를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 감지부와 다수개의 이송 로봇을 한세트로 하여 다수의 세트로 재활용 폐기물 선별장치를 구성하도록 함으로써, 앞쪽 세트에서 제거 대상물을 완전히 제거하지 못하더라도 뒷쪽 세트에서 이를 제거하도록 함으로써, 선별의 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 재활용 폐기물 선별장치의 측면도이다.
도 2는 종래의 재활용 폐기물 선별장치의 요부의 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 재활용 폐기물 로봇 선별장치의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 재활용 폐기물 로봇 선별장치의 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 재활용 폐기물 로봇 선별장치의 그립 모듈의 분리 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 재활용 폐기물 로봇 선별장치의 블럭도이다.
도 2는 종래의 재활용 폐기물 선별장치의 요부의 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 재활용 폐기물 로봇 선별장치의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 재활용 폐기물 로봇 선별장치의 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 재활용 폐기물 로봇 선별장치의 그립 모듈의 분리 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 재활용 폐기물 로봇 선별장치의 블럭도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명에 따른 재활용 폐기물 로봇 선별장치의 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 재활용 폐기물 로봇 선별장치의 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 재활용 폐기물 로봇 선별장치의 그립 모듈의 분리 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 재활용 폐기물 로봇 선별장치의 블럭도이다.
본 발명은 재활용 폐기물 로봇 선별장치에 관한 것으로 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 그 구성은 재활용 폐기물을 이동시키는 컨베이어(200)와 상기 컨베이어(200) 상의 재활용 폐기물의 정보를 획득하는 감지부(300)와 상기 재활용 폐기물 중에서 선별된 제거 대상물을 상기 컨베이어(200)에서 제거하기 위한 이송 로봇(400)과 상기 감지부(300) 및 이송 로봇(400)을 제어하는 제어장치(600)로 이루어진다.
여기서, 상기 제어장치(600)는 상기 감지부(300)를 통하여 획득한 재활용 폐기물의 정보를 통하여 제거 대상물을 선별하고, 상기 이송 로봇(400)을 제어하여 상기 컨베이어(200)를 따라 이동하는 제거 대상물을 컨베이어(200)의 외측으로 제거하게 된다.
그래서, 본 발명의 재활용 폐기물 선별장치는 상기 컨베이어(200)에 의해 이동하는 재활용 폐기물을 자동으로 선별하여 컨베이어(200)에서 제거하도록 함으로써, 전체 공정을 자동으로 진행하도록 하여 선별 효율을 높이게 된다.
그리고, 상기 감지부(300)는 상기 컨베이어(200)를 따라 이동하는 재활용 폐기물을 선별하기 위한 정보를 획득하게 되는데, 재활용 폐기물에 빛을 조사하는 조명(330)과 재활용 폐기물의 RGB 정보를 획득하기 위한 제1카메라(310)와 재활용 폐기물의 근적외선(NIR) 파장 정보를 획득하기 위한 제2카메라(320)로 이루어진다.
여기서, 상기 제어장치(600)는 상기 제1카메라(310)로부터 수신한 재활용 폐기물의 RBG 정보를 통하여 색상을 확인할 수 있고, 상기 제2카메라(320)를 통하여 수신한 근적외선 파장 정보를 통하여 재활용 폐기물의 재질을 판단할 수 있게 된다.
이때, 상기 제어장치(600)는 인공지능(AI)이 적용되어 장시간 축적된 데이터를 통하여 재활용 폐기물의 색상 및 재질을 판단하게 되고, 머신러닝이 적용되어 보다 정확하게 색상과 재질을 판단하게 된다.
그래서, 종래에는 단순히 재질만 판단하였는데, 본 발명에서는 재질뿐만 아니라 색상까지 자동으로 확인하여 분류하도록 함으로써, 재활용되는 재품의 품질을 높일 수 있게 된다.
즉, 재활용되는 패트는 투명한 색상뿐만 아니라 다양한 색상이 포함되는데, 투명한 색상으로 재활용될 경우에는 모든 곳에 사용될 수 있으나, 색상이 혼합된 상태로 재활용될 경우에는 유색이 필요한 경우에만 활용될 수 있어 품질이 떨어지게 된다.
따라서, 본 발명에서는 색상까지 고려하여 선별하도록 하여 투명은 투명한 상태로 재활용하고 유색은 유색상태로 재활용하도록 함으로써, 재활용되는 재품의 품질을 높이게 된다.
한편, 상기 감지부(300)를 구성하는 제1카메라(310)는 전술한 바와 같이 재활용 폐기물의 색상을 판단하기 위한 RGB 정보뿐만 아니라 depth 정보를 더 획득할 수 있는데, 상기 depth 정보는 상기 컨베이어(200)의 표면에서 재활용 폐기물이 상방으로 돌출된 정도를 의미한다.
여기서, 상기 제어장치(600)는 상기 감지부(300)로부터 수신한 depth 정보를 통하여 각 제거 대상물의 높이를 계산할 수 있으며 그에 따라 델타 로봇으로 이루어지는 각 이송 로봇(400)을 제어할 때, 각 제거 대상물을 흡착하기 위한 상하 방향 높이를 정확하게 제어여 안정적으로 대상물을 흡착할 수 있게 된다.
즉, 상기 제어장치(600)가 상기 이송 로봇(400)의 흡착 높이를 과도하게 낮게 설정하여 하방으로 가압하는 힘에 의해 대상물이 위치가 변경되어 안정적으로 흡착할 수 없거나, 반대로 흡착 높이를 높게 설정하여 흡입력이 약하여 대상물을 흡착할 수 없는 것을 안정적으로 방지하게 된다.
또한, 상기 감지부(300)의 외측에는 암실(340)이 더 설치되는데, 상기 암실(340)은 외부에서부터 유입되는 빛을 차단하여 재활용 폐기물이 빛에 의해 영향받는 것을 방지하고, 상기 조명(330)에서 조사하는 빛만이 재활용 폐기물에 반사되도록 하여 보다 정확하게 색상(RGB) 정보, 근적외선 정보 및 depth 정보를 획득할 수 있게 된다.
그리고, 상기 이송 로봇(400)은 전술한 바와 같이 델타 로봇으로 이루어지고, 하단부에는 제거 대상물을 흡착하기 위한 그립 모듈(410)이 구비되는데, 상기 그립 모듈(410)은 내부에 음압이 형성되는 헤드 부재(440)와 상기 헤드 부재(440)의 하부에 결합되는 다수개의 흡착부재(450)와 상기 헤드 부재(440)의 상부에 설치되고 외부에 설치되는 넥부재(430)로 이루어진다.
여기서, 상기 넥부재(430)의 상부에는 설치 브라켓(420)이 구비되어 이송 로봇(400)의 하부에 결합되는데, 상기 설치 브라켓(420)은 상기 이송 로봇(400)의 하부에 고정되는 상부 브라켓(422)과 상기 넥부재(430)의 상부에 고정되는 하부 브라켓(424)로 이루어지며, 상기 상부 브라켓(422)과 하부 브라켓(424)은 서로 나사 결합으로 결합된다.
이때, 상기 넥부재(430)는 외부에 설치되는 링블로어(미도시)와 흡입관으로 연결되는데, 상기 링블로어에 의해 넥부재(430)의 내부에 수용된 공기를 배출하도록 함으로써, 넥부재(430)의 내부에 음압을 형성하게 되고, 그에 따라 내부가 연통되도록 설치되는 상기 헤드 부재(440) 및 흡착부재(450)에 음압을 형성하게 되어 상기 흡착부재(450)를 통하여 제거 대상물을 흡착하게 된다.
한편, 상기 헤드 부재(440)는 하부가 개방되고 내부가 비어 있는 박스 형상으로 형성되는데, 개방된 하부에는 하판(442)이 볼트 등을 통하여 착탈가능하도록 설치된다.
여기서, 상기 흡착부재(450)는 고무, 합성고무, 실리콘 등을 사용하여 자바라 형상으로 형성되는데, 상기 흡착부재(450)의 상단에는 제1결합부(452)가 상부로 돌출되도록 형성되어 상기 하판(442)에 형성되는 통공(444)을 하부에서 상부로 관통하도록 삽입된다.
이때, 상기 헤드 부재(440)의 내측에는 중공 형상의 고정부재(460)가 구비되는데, 상기 고정부재(460)의 하부에는 제2결합부(462)가 하방으로 돌출되도록 형성되고, 상기 제2결합부(462)는 상기 제1결합부(452)의 내측으로 삽입된다.
그래서, 상기 제1결합부(452)의 하단 외측에 형성되는 단턱부는 통공(444)의 하면 외측에 지지되고, 상기 제2결합부(462)의 상단 외측에 형성되는 단턱부는 통공(444)의 상면 외측에 지지됨으로써, 상기 흡착부재(450)와 고정부재(460)는 하판(442)의 상부와 하부에 위치하도록 설치된다.
또한, 상기 제2결합부(462)의 하단 외주면에는 걸림턱(464)이 더 형성되는데, 상기 걸림턱(464)은 하방으로 경사지도록 형성되어 제1결합부(452)의 내측으로 용이하게 삽입되며, 삽입된 후에는 걸림턱(464)에 의해 임의로 분리되는 것을 방지하여 상기 흡착부재(450)와 고정부재(460)가 견고하게 결합되게 된다.
이때, 상기 제1,2결합부(452,462)에도 중공이 형성되어 헤드 부재(440)의 내부 공간과 연통됨으로써, 상기 넥부재(430)에 의해 헤드 부재(440)의 내부에 음압이 형성되면 상기 흡착부재(450) 역시 내부에 음압이 형성되어 외부의 공기를 흡입하게 된다.
따라서, 상기 흡착부재(450)는 하부에 물체가 위치하게 되면 이를 흡착하여 상기 이송 로봇(400)을 통하여 물체를 흡착한 상태로 이동시킬 수 있게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 외부에 별도로 링블로어(미도시)가 구비되어 상기 넥부재(430)를 통하여 헤드 부재(440)의 내부 공기를 외부로 분사하게 되는데, 상기 넥부재(430)의 일측에는 상기 링블로어와 흡입관(미도시)을 통하여 연결되는 관연결부(432)가 측방으로 돌출 형성된다.
여기서, 상기 넥부재(430)의 타측에는 내부와 연통되도록 흡착 제어공(434)이 형성되는데, 상기 흡착 제어공(434)외부로부터 공기 유입을 제어하는 흡착 제어부(미도시)가 연결된다.
이때, 상기 흡착 제어부는 밸브 형태로 형성되어 상기 흡착부재(450)의 하부에 제거 대상물을 흡착한 상태에서는 밀폐된 상태를 유지하여 제거 대상물을 흡착한 상태로 이동시키고, 컨베이어(200)의 측부에 위치하는 수거 박스(520)에 제거 대상물이 위치할 경우 상기 흡착 제어부를 개방하여 외부의 공기가 넥부재(430)를 통하여 유입되도록 함으로써, 헤드 부재(440)의 내부 음압을 약하게 하여 흡착부재(450)이 하부에 흡착된 제거 대상물이 하부로 추락하도록 하여 수거 박스(520)에 수거되도록 한다.
또한, 상기 흡착부재(450)는 하나만 설치될 수도 있지만, 도면에 도시된 바와 같이 일정 간격으로 다수개가 설치되어 제거 대상물의 상면 각부분에 흡착되도록 한다.
이때, 제거 대상물의 형상이 평평한 형상이 아니더라도 흡착부재(450)가 전술한 바와 같이, 고무, 합성고무, 실리콘 등의 탄성재질을 사용하여 자바라 형상으로 형성됨으로써, 제거 대상물의 표면 형상에 맞도록 휘어져 안정적으로 밀착될 수 있어 견고하게 흡착하게 된다.
물론, 전술한 바와 같이 흡착부재(450)는 다수개가 설치됨으로써, 일부가 흡착되지 않더라도 하부에 위치하는 제거 대상물을 안정적으로 흡착하여 이동시킬 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 재활용 폐기물 선별장치는 하나의 감지부(300)에 다수개의 이송 로봇(400)이 할당되는데, 상황에 따라 도면에 도시된 바와 같이 두 대의 이송 로봇(400)이 설치될 수도 있고, 3대 이상의 이송 로봇(400)이 설치될 수도 있다.
여기서, 상기 제어장치(600)는 상기 감지부(300)로부터 수신한 정보를 통하여 제거 대상물을 판단하고, 각각의 이송 로봇(400)을 제어하여 제거 대상물을 제거 하게 되는데, 상기 제어장치(600)는 다수의 이송 로봇(400)에 순차적으로 선별된 제거 대상물을 할당하여 모든 이송 로봇(400)이 고르게 작동하도록 하여 특정 이송 로봇(400)에 과부하가 걸리는 것을 방지하게 된다.
한편, 상기 제어장치(600)는 도 6에 도시된 바와 같이 제1,2카메라(310,320)로부터 수신한 정보를 직접 처리하는 코어(610)와 수신한 정보를 처리하기 위한 알고리즘이 저장되는 저장부(620)와 델타 로봇으로 이루어지는 이송 로봇(400)을 직접 제어하기 위한 로봇 제어부(630)와 상기 로봇 제어부(630)와 코어(610) 사이를 중계하는 인터페이스(640)로 이루어진다.
이때, 상기 저장부(620)에는 상기 제1,2카메라(310,320)를 통하여 수신한 정보와 이를 통하여 판단한 정보까지 모두 저장되는데, 상기 코어(610)는 저장부(620)에 저장된 알고리즘을 통하여 제거 대상을 판단할 뿐만 아니라 제거 대상물의 크기 및 부피까지 판단하게 되며, 이러한 판단기준은 전술한 바와 같은 머신러닝을 통하여 학습하게 되어 보다 정확하게 판단할 수 있게 된다.
그리고, 상기 제어장치(600)는 각 이송 로봇(400)에 할당된 제거 대상물 중에서 이송 로봇(400)의 하부에 설치된 그립 모듈(410)의 현재 위치에서 가장 인접한 제거 대상물을 제거하도록 제어하도록 하여 동선을 최소화 하게 된다.
여기서, 상기 제어 장치(600)는 이송 로봇(400)을 제어하여 통상적으로는 제거 대상물을 흡착한 후, 컨베이어(200)의 측부에 위치하는 각 수거 박스(520)에 이동시키게 되는데, 이동시 제거 대상물이 떨어지지 않는다면 수거 박스(520)의 위치에서 다음 제거 대상물로 이동하게 된다.
그런데, 다양한 상황에 의해 상기 이송 로봇(400)이 제거 대상물을 흡착한 후, 수거 박스(520)로 이동시키는 과정에서 흡착부재(450)에서 제거 대상물이 떨어지더라도 이를 확인할 수 없어 수거 박스(520)까지 이동한 후, 다음 제거 대상물로 이동하기 때문에 불필요한 동선이 발생하게 된다.
그래서, 본 발명에서는 상기 그립 모듈(410)에 압력센서(미도시)를 더 구비하여 내부 압력을 실시간으로 감지하여 제거 대상물을 흡착한 상태에서의 내부 압력을 기준압력으로 설정하고, 수거 박스(520)로 이동시키는 과정에서 현재 압력이 기준압력보다 오차 범위보다 크게 변화될 경우 제거 대상물이 떨어진 것으로 판단한다.
이때, 상기 제어장치(600)는 즉시 이송 로봇(400)의 이동을 멈추도록 제어하고, 다시 상기 이송 로봇(400)을 작동시켜 현재 그립 모듈(410)의 위치에서 가장 인접한 제거 대상물을 제거하도록 제어함으로써, 동선을 최소화하여 제거 효율을 높일 수 있게 된다.
추가로, 전술한 바와 같이 컨베이어(200)와 하나의 감지부(300)와 다수개의 이송 로봇(400)과 하나의 제어장치(600)가 한 세트로 이루어지는데, 하나의 세트로만 구성할 경우, 제거를 위하여 이동시 추락하거나 너무 많은 제거 대상물에 의해 놓치는 경우가 발생할 수 있다.
그래서, 두 세트를 직렬로 연결하여 앞에 위치하는 세트에서 놓치거나 떨어뜨린 제거 대상물이 발생하더라도 뒤에 위치하는 세트에서 이를 제거하도록 하여 보다 안정적으로 재활용 폐기물을 선별 제거할 수 있게 된다.
물론, 상황에 따라 다수의 세트로 형성하는 것은 당연하다.
그리고, 상기 이송 로봇(400)은 컨베이어(200)의 측부에 설치되는 설치 프레임(500)에 각각 설치되며, 상기 설치 프레임(500)의 측부에는 보호커버(510)가 설치되어 외부에서 가해지는 충격이 이송 로봇(400)에 전달되는 것을 방지하게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 재활용 폐기물 선별장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 재활용 폐기물을 선별할 때, 재질뿐만 아니라 색상 별로 선별할 수 있어 고품질의 재활용품을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 다수의 이송 로봇에 선별 대상물을 고르게 분배하도록 하여 이송 로봇의 부하를 최소화하며, 이송 로봇의 이동 동선을 최소화함으로써, 선별 효율을 높일 수 있는 재활용 폐기물 선별장치에 관한 것이다.
200 : 컨베이어 300 : 감지부
310 : 제1카메라 320 : 제2카메라
330 : 조명 340 : 암실
400 : 이송 로봇 410 : 그립 모듈
420 : 설치 브라켓 430 : 넥부재
440 : 헤드 부재 450 : 흡착부재
500 : 설치 프레임 510 : 보호 커버
520 : 수거 박스 600 : 제어장치
610 : 코어 620 : 저장부
630 : 로봇 제어부 640 : 인터페이스
310 : 제1카메라 320 : 제2카메라
330 : 조명 340 : 암실
400 : 이송 로봇 410 : 그립 모듈
420 : 설치 브라켓 430 : 넥부재
440 : 헤드 부재 450 : 흡착부재
500 : 설치 프레임 510 : 보호 커버
520 : 수거 박스 600 : 제어장치
610 : 코어 620 : 저장부
630 : 로봇 제어부 640 : 인터페이스
Claims (10)
- 재활용 폐기물을 이동시키는 컨베이어와,
상기 컨베이어 상의 재활용 폐기물의 정보를 획득하는 감지부와,
상기 재활용 폐기물 중에서 선별된 제거 대상물을 상기 컨베이어에서 제거하기 위한 이송 로봇과,
상기 감지부에서 획득한 정보를 통하여 상기 재활용 폐기물 중에서 제거 대상물을 선별하고 상기 제거 대상물을 제거하도록 상기 이송 로봇을 제어하는 제어장치를 포함하여 이루어지고,
상기 이송 로봇에는 제거 대상물을 흡착하기 위한 그립 모듈이 구비되되, 상기 그립 모듈은 내부에 음압이 형성되는 헤드 부재와, 상기 헤드 부재의 하부에 결합되는 다수개의 흡착부재와, 상기 헤드 부재의 상부에 설치되고 외부에 설치되는 링블로어와 연결되어 헤드 부재의 내부에 음압을 형성하는 넥부재로 이루어지며,
상기 넥부재의 일측에는 내측과 연통되는 흡착 제어공이 형성되고,
상기 흡착 제어공에는 외부로부터 공기 유입을 제어하는 흡착 제어부가 연결되는 것을 특징으로 하는 재활용 폐기물 로봇 선별장치.
- 제1항에 있어서,
상기 감지부는 재활용 폐기물에 빛을 조사하는 조명과,
재활용 폐기물의 RGB 정보를 획득하기 위한 제1카메라와,
재활용 폐기물의 근적외선(NIR) 파장 정보를 획득하기 위한 제2카메라로 이루어지는 것을 특징으로 하는 재활용 폐기물 로봇 선별장치.
- 제2항에 있어서,
상기 제1카메라는 상기 컨베이어의 표면에서 재활용 폐기물이 상방으로 돌출된 정도인 depth 정보를 더 획득하고,
상기 제어장치는 상기 depth 정보를 통하여 제거 대상물을 흡착하기 위한 상기 이송 로봇의 상하 높이를 제어하는 것을 특징으로 하는 재활용 폐기물 로봇 선별장치.
- 제2항에 있어서,
상기 감지부의 외측에는 외부로부터 유입되는 빛을 차단하기 위한 암실이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 재활용 폐기물 로봇 선별장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 흡착부재는 자바라 형상으로 형성되고,
상단에는 상기 헤드 부재의 하부에 형성되는 관통공을 통하여 내측으로 삽입되는 제1결합부가 형성되며,
상기 헤드 부재의 내측에는 중공 형상의 고정부재가 구비되고,
상기 고정부재의 하부에는 상기 제1결합부에 삽입 고정되는 제2결합부가 하방으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 재활용 폐기물 로봇 선별장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 이송 로봇은 다수개가 설치되고,
상기 제어장치는 선별된 제거 대상물을 상기 이송 로봇에 순차적으로 할당하는 것을 특징으로 하는 재활용 폐기물 로봇 선별장치.
- 제8항에 있어서,
상기 제어장치는 각 이송 로봇에 할당된 제거 대상물 중에서 상기 그립 모듈의 현재 위치에서 가장 인접한 제거 대상물을 제거하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 재활용 폐기물 로봇 선별장치.
- 제9항에 있어서,
상기 그립 모듈에는 압력센서가 더 구비되어 상기 제어장치로 압력 정보를 전송하고,
상기 제어장치는 상기 그립 모듈이 제거 대상물을 이송 도중에 떨어뜨릴 경우, 압력 저하 감지하여 즉시 이송 로봇이 멈추도록 제어하고, 다시 상기 이송 로봇을 작동시켜 현재 그립 모듈의 위치에서 가장 인접한 제거 대상물을 제거하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 재활용 폐기물 로봇 선별장치.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020210131035A KR102386446B1 (ko) | 2021-10-01 | 2021-10-01 | 재활용 폐기물 로봇 선별장치 |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020210131035A KR102386446B1 (ko) | 2021-10-01 | 2021-10-01 | 재활용 폐기물 로봇 선별장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210131035A KR102386446B1 (ko) | 2021-10-01 | 2021-10-01 | 재활용 폐기물 로봇 선별장치 |
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| WO (1) | WO2023054780A1 (ko) |
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| KR102223381B1 (ko) | 2019-01-07 | 2021-03-05 | 엠엔테크(주) | 재활용 폐기물 선별장치 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102684445B1 (ko) | 2023-07-14 | 2024-07-12 | 주식회사 해동 | 재활용시스템 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023054780A1 (ko) | 2023-04-06 |
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