KR102585592B1

KR102585592B1 - 이송 로봇, 물품 분류 시스템 및 이를 이용한 물품 분류 방법

Info

Publication number: KR102585592B1
Application number: KR1020210129190A
Authority: KR
Inventors: 김호연
Original assignee: 주식회사 가치소프트
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2021-09-29
Publication date: 2023-10-06
Also published as: WO2023054760A1; US20230101013A1; KR20230046381A

Abstract

이송 로봇, 물품 분류 시스템 및 이를 이용한 물품 분류 방법이 개시된다. 일 실시 예에 따른 물품 분류 시스템은, 복수의 물품 탑재부를 구비하고, 복수의 물품 탑재부에 탑재된 복수의 물품을 이송하여 적어도 하나의 물품 분류부에 배출하는 이송 로봇과, 이송 로봇에 복수의 물품을 공급하는 물품 공급부와, 이송 로봇에 탑재된 적어도 하나의 물품이 배출되는 복수의 물품 분류부와, 물품 공급부에서 공급되는 복수의 물품을 이송 로봇의 복수의 물품 탑재부에 탑재하는 공급 제어부와, 복수의 물품이 탑재된 이송 로봇의 이동경로를 제어하면서 각 물품 분류부까지 이송하는 이송 제어부와, 이송 로봇을 통해 이송된 적어도 하나의 물품을 각 물품 분류부에 배출하여 분류하는 배출 제어부를 포함한다.

Description

이송 로봇, 물품 분류 시스템 및 이를 이용한 물품 분류 방법 {Automated Guided Vehicle, system for sorting cargo and method thereof}

본 발명은 물류 처리기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물품 이송 및 분류 기술에 관한 것이다.

택배시장 성장과 거점형 물류센터 건립에 따른 고속 물품처리 요구가 증가하고 있다. 물류센터에서의 물품 처리는 부분 자동화에서 완전 자동화로 진화하고 있다. 이에 따라 물품을 자동으로 분류하는 물품 분류 시스템에 대한 수요가 증가하고 있다.

무인 운반차(Automated Guided Vehicle: AGV)를 이용하여 물류 완전 자동화를 구축할 수 있다. 무인 운반차는 소프트웨어와 센서 기반 안내 시스템을 조합해 이동한다. 가속 및 감속, 장애물 감지 범퍼가 정밀하게 제어되며 안전하고 안정적으로 물품을 운반할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 복수의 물품을 이송 로봇을 이용하여 운반하고 이를 복수의 물품 분류부에 배출하여 분류할 수 있는 이송 로봇, 물품 분류 시스템 및 이를 이용한 물품 분류 방법을 제안한다.

일 실시 예에 따른 물품 분류 시스템은, 복수의 물품 탑재부를 구비하고, 복수의 물품 탑재부에 탑재된 복수의 물품을 이송하여 적어도 하나의 물품 분류부에 배출하는 이송 로봇과, 이송 로봇에 복수의 물품을 공급하는 물품 공급부와, 이송 로봇에 탑재된 적어도 하나의 물품이 배출되는 복수의 물품 분류부와, 물품 공급부에서 공급되는 복수의 물품을 이송 로봇의 복수의 물품 탑재부에 탑재하는 공급 제어부와, 복수의 물품이 탑재된 이송 로봇의 이동경로를 제어하면서 각 물품 분류부까지 이송하는 이송 제어부와, 이송 로봇을 통해 이송된 적어도 하나의 물품을 각 물품 분류부에 배출하여 분류하는 배출 제어부를 포함한다.

이송 로봇은, 몸체와, 몸체 상부에 장착되는 복수의 지지부와, 각 지지부를 통해 지지되고 적어도 하나의 물품을 탑재 가능한 공간을 가지며 공간 내에 적어도 하나의 물품이 탑재지는 복수의 물품 탑재부와, 몸체 하부에 장착된 복수의 바퀴를 포함할 수 있다.

각 물품 탑재부는, 준비 모드 및 이동 모드에서 수평 하거나 탑재된 물품이 떨어지지 않도록 안쪽이 낮게 기울어져 있다가, 배출 모드가 되면 바깥쪽이 낮게 기울어진 상태로 위상이 변경될 수 있다.

배출 제어부는, 배출 모드에서 각 물품 탑재부를 개별 제어하여 소정의 물품 탑재부를 틸팅 시켜 해당하는 물품 탑재부에 탑재된 적어도 하나의 물품을 소정의 물품 분류부에 배출할 수 있다.

각 이송 로봇은 복수의 홀딩 부재를 포함하고, 공급 제어부는 이송 로봇이 준비 모드일 때 복수의 물품 탑재부를 각 홀딩 부재를 통해 홀딩 시키며, 배출 제어부는 이송 로봇이 배출 모드일 때 소정의 홀딩 부재의 홀딩을 해제하여 홀딩이 해제된 물품 탑재부가 중력에 의해 바깥쪽이 낮게 기울어짐에 따라 해당 물품 탑재부 내 물품을 소정의 물품 분류부에 배출할 수 있다.

물품 이송 시스템은 이송 로봇이 복귀하는 이동경로 상에 위치하고 경사부를 포함하는 경사 가이드를 더 포함하고, 이송 로봇은 복수의 물품을 복수의 물품 분류부에 배출한 후 복귀하러 가는 이동경로 상에서 기울어진 물품 탑재부가 상기 경사부를 타고 올라가면서 밀어 올려져 준비 모드로 전환될 수 있다.

각 물품 탑재부는 내부에 슬라이딩 이동 가능한 적어도 하나의 가로 막을 포함하며, 배출 제어부는 소정의 가로 막을 슬라이딩 이동시켜서 적어도 하나의 물품을 밀어내어 소정의 물품 분류부에 배출할 수 있다.

각 물품 탑재부는, 제1 방향으로 슬라이딩 이동하는 제1 가로 막과, 제2 방향으로 슬라이딩 이동하는 제2 가로 막을 포함할 수 있다.

각 물품 탑재부는, 복수의 방향으로 슬라이딩 이동하는 제3 가로 막을 포함할 수 있다.

배출 제어부는 제3 가로 막을 이용하여 물품을 배출할 때 복수의 방향 중 소정의 방향을 선택하여 물품을 밀어낼 수 있다.

공급 제어부는, 소정의 물품 탑재부에 탑재할 물품의 크기를 판단하고 크기에 따라 해당하는 물품 탑재부 내 가로 막의 초기 위치를 변경할 수 있다.

이송 로봇은, 구동 축의 동력에 의해 회전하는 두 구동장치와, 두 구동장치를 연결하여 두 구동장치 회전 시 함께 이동하는 이동 바와, 이동 바 상에서 위상 전환하는 복수의 부속장치와, 각 부속장치의 위상 전환에 의해 세워지거나 눕혀지며, 세워졌을 때 이동 바의 이동에 맞추어 물품을 밀어내는 가로 막을 포함할 수 있다.

이송 로봇은 복수의 물품 탑재부를 포함하는 적어도 하나의 컨베이어 벨트를 포함하고, 각 물품 탑재부는 각 컨베이어 벨트의 복수의 영역을 분할하는 복수의 어태치먼트를 통해 분할될 수 있다.

배출 제어부는, 각 컨베이어 벨트의 이송 거리에 따라 물품의 배출을 선택할 수 있다.

복수의 물품 분류부는, 컨베이어 상에 복수의 어태치먼트를 통해 분할되거나, 컨베이어 상에 가상의 위치로 분할되거나, 컨베이어 상에 마련된 복수의 토트박스를 통해 분할될 수 있다.

물품 분류 시스템을 이용한 물품 분류 방법은, 물품 분류부의 컨베이어 상에 복수의 어태치먼트 또는 가상의 위치로 분할된 영역을 분류 계획에 따라 물품 분류를 위한 슈트로 동적으로 매핑하는 단계와, 상기 물품 분류부의 컨베이어 상의 분할된 위치에 물품을 분류하여 적재하는 단계와, 상기 분할된 물품 분류부에 분류 적재된 물품을 수거하기 위하여 컨베이어를 분할 단위로 이송시켜 분류된 단위별로 물품을 수거하고, 수거된 물품의 정보와 분류된 물품을 다음 처리 단계로 전달하는 단계와, 순차적으로 컨베이어 전체에 분류 적재된 물품을 분할 단위로 이송시키며 전체 라인을 비우고 필요하면 다음 분류 작업을 준비를 반복하는 단계를 포함한다.

일 실시 예에 따른 이송 로봇, 물품 분류 시스템 및 이를 이용한 물품 분류 방법에 따르면, 이송 로봇의 복수의 물품 탑재부를 이용하여 복수의 물품을 탑재 및 운반한 후 복수의 물품 분류부에 배출하여 분류할 수 있다.

이송 로봇의 각 물품 탑재부를 모터를 통해 개별 제어하는 대신에, 이송 로봇의 물품 탑재부를 기울여 물품을 배출하는 방식, 가로 막을 이용하여 물품 탑재부 내 물품을 밀어내는 방식, 이송 로봇에 복수의 어태치먼트를 장착한 컨베이어를 이용하여 물품을 배출하는 방식 등의 간단한 방법을 사용하여 물품 탑재부를 개별 제어함에 따라, 이송 로봇의 설치비용을 절감하고 장치 구성을 간단화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 분류 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 틸팅 가능한 이송 로봇을 도시한 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가로 막을 이용하는 이송 로봇을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가로 막을 이용하여 물품을 밀어내는 예를 도시한 도면,
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가로 막을 이용하여 물품을 밀어내는 예를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어태치먼트를 이용하는 이송 로봇을 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층 구조의 이송 로봇을 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨베이어 형태의 물품 분류부를 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨베이어의 이동을 통해 화물을 처리하는 예를 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특탑재 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.

이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.

그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 분류 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 물품 분류 시스템(1)은 물품 분류장치(10) 및 제어장치(12)를 포함한다. 물품 분류장치(10)는 이송 로봇(100), 복수의 물품 분류부(102) 및 물품 공급부(104)를 포함한다. 제어장치(12)는 공급 제어부(120), 이송 제어부(122) 및 배출 제어부(124)를 포함한다.

물품 공급부(104)는 이송 로봇(100)에 물품을 공급하는 장치이다. 물품 공급부(104)는 컨베이어 벨트를 통해 복수의 물품을 이송하다가 이송 로봇(100)에 물품을 공급할 수 있다. 이때, 물품 공급부(104)에 마련된 로봇 팔을 이용하여 이송 로봇(100)에 물품을 하나씩 공급할 수 있다. 물품 공급부(104)는 복수 개일 수 있다.

이송 로봇(100)은 작업장 내에서 이동이 자유로운 소형 운반차로서, 복수의 물품을 싣고 가다가 복수의 물품 분류부(102)에 떨어뜨려서 분류하는 장치이다. 이송 로봇(100)은 복수 개일 수 있다. 이송 로봇(100)은 바닥에 라인 등의 마커가 부착된 이동경로를 따라 이동할 수 있고, 자율주행으로 이동할 수도 있다.

복수의 물품 분류부(102)는 이송 로봇(100)으로부터 물품이 배출되어 분류되는 장치이다. 복수의 물품 분류부(102)는 배출 슈트, 구분 칸, 컨베이어 등일 수 있다. 복수의 물품 분류부(102)는 복수의 어태치먼트가 부착된 컨베이어 형태일 수 있고, 컨베이어 위에 복수의 토트박스가 올려진 형태일 수 있다. 복수의 물품 분류부(102)가 컨베이어 형태인 경우, 이송 로봇(100)이 컨베이어에 물품을 배출하여 분류하고, 분류작업이 종료되면 컨베이어가 이동하여 각 물품 분류부(102)에 적재된 화물을 처리할 수 있다. 복수의 물품 분류부(102)가 컨베이어 형태인 예는 도 11 및 도 12를 참조로 하여 후술한다.

이송 로봇(100)을 이용해서 단일의 물품을 이동 및 분류할 수 있으나, 물품을 하나씩 탑재하고 이동하다가 분류하는 것은 효율적이지 못하다. 본 발명의 이송 로봇(100)은 복수 개의 물품을 한 번에 탑재하여 복수의 물품 분류부(102)에 분류한 후 물품 공급부(104)가 있는 곳으로 복귀할 수 있다.

이송 로봇(100)이 로봇 팔을 달고, 복수 개의 물품을 싣고 가다가 로봇 팔을 이용하여 하나씩 꺼내어 물품 분류부(102)에 배출하는 방식도 가능하나, 이 경우 로봇의 단가가 비싸고 물품을 꺼낼 때　피킹이 쉽지 않으며 무게가 무겁다는 문제가 발생한다. 이에 따라, 본 발명은 이송 로봇(100)을 이용하여 복수 개의 개별 물품을 로봇 팔을 이용하지 않고도 간단하고 저렴하게 효율적으로 배출할 수 있는 기술을 제안한다.

제어장치(12)의 공급 제어부(120)는 물품 공급부(104)로부터 공급되는 복수의 물품을 이송 로봇(100)의 복수의 물품 탑재부에 탑재한다. 이송 제어부(122)는 복수의 물품이 탑재된 이송 로봇(100)의 이동경로를 제어하면서 각 물품 분류부(102)까지 이송한다. 배출 제어부(124)는 각 물품 분류부(102)까지 이송된 적어도 하나의 물품을 각 물품 분류부(102)에 배출하여 분류한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 틸팅 가능한 이송 로봇을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 이송 로봇(100a, 100b)은 몸체(102), 지지부(104), 복수의 물품 탑재부(106) 및 바퀴(108)를 포함한다.

이송 로봇(100a, 100b)은 준비 모드에서 복수의 물품 탑재부(106)에 복수의 물품을 탑재하고, 이동 모드가 되면 복수의 물품 탑재부(106)에 탑재된 복수의 물품을 이동하며, 배출 모드가 되면 복수의 물품을 복수의 물품 분류부에 배출한 후 복귀하여 준비 모드로 전환한다. 이송 로봇(100a, 100b)은 준비 모드 및 이동 모드에서 탑재된 물품이 떨어지지 않도록 물품 탑재부(106)가 수평 하거나 안쪽이 낮게 기울어져 있다가, 배출 모드가 되면 바깥쪽이 낮게 기울어질 수 있다.

복수의 물품 탑재부(106)는 각각 지지부(104)를 통해 지지되고 복수의 물품을 탑재 가능한 공간을 가지며 공간 내에 복수의 물품이 올려진다. 각 물품 탑재부(106)는 물품을 탑재할 수 있는 공간을 가지고 있으면 어느 형태이든 무방하다. 지지부(104)는 몸체(102) 위에 장착되어 물품 탑재부(106)를 지지한다.

각 물품 탑재부(106)는 서로 분리되며 틸팅 가능하다. 배출 제어부(124)는 각 물품 탑재부(106)를 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 개별로 제어하고, 배출 모드가 되면 소정의 물품 탑재부(106)를 바깥쪽으로 틸팅 시켜 그 안에 탑재된 적어도 하나의 물품을 물품 분류부에 배출한다. 이때, 소정의 물품 탑재부 내에 탑재된 물품이 배출되어야 할 물품 분류부에 도착하면, 배출 제어부(124)는 해당하는 물품 탑재부만 개별 제어하여 도착한 물품 분류부에 물품을 배출하고, 다른 물품 탑재부 내에 탑재된 물품은 배출되어야 할 다른 물품 분류부에 도착할 때까지 배출하지 않는다.

도 2에서는 4개의 물품 탑재부(106-1, 106-2, 106-3, 106-4)를 도시하고 있고, 도 3에서는 8개의 물품 탑재부(106-1, 106-2, 106-3, 106-4, 106-5, 106-6, 106-7, 106-8)를 도시하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 물품 탑재부의 갯수는 이에 한정되는 것은 아니다.

도 2의 이송 로봇(100a)은 각 지지부(104)에 고정된 각 물품 탑재부(106-1, 106-2, 106-3, 106-4)를 이용하여 좌우 양측 방향으로 기울어짐에 따라 좌우 양방향으로 물품을 배출할 수 있는 구조이다. 이에 비하여, 도 3의 이송 로봇(100b)은 좌측 방향으로 물품을 배출하기 위한 물품 탑재부(106-1, 106-2, 106-3, 106-4) 중 하나와 우측 방향으로 물품을 배출하기 위한 물품 탑재부(106-5, 106-6, 106-7, 106-8) 중 하나가 각각 하나의 지지부(104)에 쌍으로 장착되는 예를 도시하고 있다.

물품 탑재부(106)를 개별 제어하는 모터를 구성하면 장치가 복잡해지기 때문에, 물품 탑재부(106)를 간단히 기울어지도록 하는 기술을 제안한다. 이를 위해, 물품 탑재부(106)는 홀딩 부재(미도시)를 포함할 수 있다.

공급 제어부(120)는 각 물품 탑재부(106)에 독립적으로 적어도 하나의 물품을 탑재할 수 있다.　 배출 제어부(124)는 물품 탑재부(106)에 탑재된 소정의 물품을 물품 분류부에 탑재할 때 중력에 의해 물품 분류부를 향해 물품 탑재부(106)가 기울어지도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 물품 탑재부(106)는 무게 중심이 밖으로 되어 있기 때문에, 공급 제어부(120)가 홀딩 부재를 이용하여 적어도 하나의 물품을 탑재한 물품 탑재부(106)를 홀딩 하고 있다가, 이송 로봇(100a, 100b)이 물품 분류부에 도착하면 배출 제어부(124)가 홀딩 부재의 홀딩을 해제한다. 이에 따라, 홀딩이 해제된 물품 탑재부(106)가 중력에 의해서 바깥쪽으로 기울어져 물품 탑재부(106) 내 물품을 물품 분류부에 배출할 수 있다.

홀딩 부재는 예를 들어 걸림쇠, 전자석 등일 수 있다. 공급 제어부(120)는 이송 로봇(100a, 100b)이 준비 모드 및 이송상태일 때 물품 탑재부(106)를 걸림쇠에 걸리게 하거나 전자석에 붙어 있도록 한다. 배출 제어부(124)는 이송 로봇(100a, 100b)이 배출 모드일 때 홀딩 부재의 홀딩을 해제하여 물품 탑재부(106) 내의 물품을 물품 분류부에 떨어뜨린다. 홀딩을 해제하는 방식은 솔레노이드 혹은 전기를 흘려서 자성을 떨어뜨리는 방법, 액츄에이터로 걸림쇠를 밀어서 걸림쇠가 풀리도록 하는 방법 등이 있다.

물품을 물품 분류부에 배출하기 위해 기울어진 물품 탑재부(106)를 다시 세울 수 있다. 이를 위해, 물품 분류 시스템(1)은 이송 로봇(100a, 100b)의 이동경로에 경사 가이드(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 이송 로봇(100a, 100b)이 물품을 물품 분류부에 내려놓은 뒤 다시 물품을 탑재하기 위해 지나가는 이동경로 상에 경사 가이드(미도시)를 구비하고, 이송 로봇(100a, 100b)의 이동 중에 경사 가이드가 자동으로 물품 탑재부(106)의 기울어진 일 측을 밀어 올림에 따라 이송 로봇(100a, 100b)을 준비 모드로 전환시킨다. 경사 가이드가 이송 로봇(100a, 100b)의 물품 탑재부(106)를 밀어 올리면 걸림쇠에 걸리거나 전자석에 붙어서 다시 준비 모드가 된다.

이를 위해, 경사 가이드는 이송 로봇(100a, 100b)이 복귀하는 이동경로 상에 위치하고 경사부를 포함한다. 이송 로봇(100a, 100b)은 복수의 물품을 복수의 물품 분류부에 배출한 후 복귀하러 가는 이동경로 상에서 바깥쪽이 기울어진 물품 탑재부(106)가 경사부를 타고 올라가면서 밀어 올려져 준비 모드로 전환된다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가로 막을 이용하는 이송 로봇을 도시한 도면이다.

도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 이송 로봇(100c, 100d)은 틸팅 방식 대신 물품을 밀어내는 방식을 이용하여 물품 분류부에 배출할 수 있다. 예를 들어, 이송 로봇(100c)은 수평 상태의 물품 탑재부(106)를 포함하며, 각 물품 탑재부(106)의 내부에 수평 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 가로 막(109-1. 109-2)을 구비한다. 배출 제어부(126)는 가로 막(109-1. 109-2)을 이동시켜서 물품을 밀어내어 배출한다. 배출 제어부(126)는 도 4에 도시된 바와 같이 두 개의 가로 막(109-1, 109-2)을 나란히 구비하여 좌측 방향 및 우측 방향 따로 각각 물품을 밀어낼 수 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 가로 막(109-3)으로 좌우 양 방향을 왕복하면서 각각 물품을 밀어낼 수도 있다. 배출 제어부(126)는 하나의 가로 막(109-3)으로 물품을 배출할 때 양쪽 배출 중 특정 방향을 선택하여 물품을 밀어낼 수 있다.

공급 제어부(120)는 소정의 물품 탑재부에 탑재할 물품의 크기에 따라 가로 막(109-3)의 초기 위치를 변경할 수 있다. 예를 들어, 물품의 크기가 크면 반대방향으로 가로 막(109-3)을 밀어 둔 상태에서 크기가 큰 물품을 탑재할 수 있다. 이에 따라, 물품 탑재부의 전체 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가로 막을 이용하여 물품을 밀어내는 예를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 6을 참조하면, (a)에 도시된 바와 같이, 배출 제어부(124)는 좌측 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 제1 가로 막(109-1)을 통해 좌측에 있는 물품 분류부로 물품을 배출할 수 있고, 우측 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 제2 가로 막(109-2)을 통해 우측에 있는 물품 분류부로 물품을 배출할 수 있다. 다른 예로, (b)에 도시된 바와 같이, 배출 제어부(124)는 좌우 양측 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 제3 가로 막(109-3)을 통해 좌측에 있는 물품 분류부로 물품을 배출하거나, 우측에 있는 물품 분류부로 물품을 배출할 수 있다.

물품을 밀어낼 때는 물품 탑재부(106)의 가로 방향의 슬라이딩 가이드를 따라서 물품이 이동할 수 있도록 타이밍 벨트나 모터　스크류를 이용하여 동력을 전달하고, 슬라이딩 가이드에 가로 막(109-1, 109-2, 109-3)이 위로 결합되도록 하여 각 가로 막(109-1, 109-2, 109-3)을 각각 제어할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가로 막을 이용하여 물품을 밀어내는 예를 도시한 도면이다.

도 1, 도 7 및 도 8을 참조하면, 이송 로봇(100e)은 두 구동장치(70-1, 70-2), 이동 바(72), 부속장치(74-1, 74-2, 74-3), 가로 막(76-1, 76-2, 76-3)을 더 포함한다. 도 7 및 도 8에서는 3개의 부속장치와 3개의 가로 막이 쌍을 이루고 있으나, 부속장치 및 가로 막의 숫자는 물품 탑재부의 개수에 따라 확장 또는 축소될 수 있다. 각 물품 탑재부의 탑재공간에는 가로 막이 구비된다.

두 구동장치(70-1, 70-2)는 각각 그 내부에 형성된 기어의 외주연을 감싸며, 기어에 고정된 구동 축의 회전에 의해 회전한다. 구동장치(70-1, 70-2)는 체인이거나 벨트 형태일 수 있다. 구동장치(70-1, 70-2)가 벨트인 경우, 기어는 벨트 풀리로 대체될 수 있다.

두 구동장치(70-1, 70-2)가 구동 축을 따라 회전할 때 두 구동장치(70-1, 70-2)를 연결하는 이동 바(72)가 함께 이동한다. 복수의 부속장치(74-1, 74-2, 74-3)가 이동 바(72) 상에 간격을 가지고 형성되며, 이동 바(72) 상에서 위상 전환한다. 위상 전환은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 세워지거나 눕히는 방식으로 이루어질 수 있다. 각 가로 막(76-1, 76-2, 76-3)은 각 부속장치(74-1, 74-2, 74-3)와 연결되어 있어서, 연결되어 있는 부속장치의 위상 전환에 의해 세워지거나 눕혀지는데, 세워졌을 때 이동 바(72)의 이동에 맞추어 물품 탑재부 내 물품을 밀어낸다. 도 7에서는 제1 부속장치(74-1)의 위상 전환에 의해 제1 가로 막(76-1)이 세워진 예를 도시하고 있다. 이때, 세워지지 않은 가로 막들도 이동 바(72)의 이동에 맞추어 이동하나, 세워진 가로 막을 통해서만 해당 물품 탑재부 내 물품을 밀어낼 수 있다.

배출 제어부(124)는 복수의 가로 막(76-1, 76-2, 76-3) 중 소정의 가로 막을 선택하여 선택된 가로 막을 통해 물품을 밀어내는 방식으로 물품 분류부에 물품을 배출할 수 있다. 이를 위해, 도 7 및 도 8에 도시된 같이 배출 제어부(124)는 이동 바(72)에 장착된 부속장치(74-1, 74-2, 74-3) 중 소정의 부속장치를 세우는 방식으로 부속장치와 연결된 가로 막을 선택할 수 있다. 다른 예로, 부속장치(74-1, 74-2, 74-3) 대신에 전자석을 붙였다 떼는 방식으로 가로 막을 세우거나 눕히는 것도 가능하다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어태치먼트(attachment)를 이용하는 이송 로봇을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 9를 참조하면, 이송 로봇(100f)은 복수의 물품을 탑재하며 회전하는 복수의 컨베이어 벨트(90)를 구비한다. 도 9에서는 3개의 컨베이어 벨트(90-1, 90-2, 90-3)를 도시하고 있으나, 컨베이어 벨트(90)의 숫자는 이에 한정되지 않는다. 각 컨베이어 벨트(90)는 복수의 물품 탑재부(106)를 포함하며, 각 물품 탑재부(106)는 물품이 서로 섞이지 않도록 하기 위해 복수의 어태치먼트(92)를 이용하여 분할된다. 이때, 배출 제어부(126)는 각 컨베이어 벨트(90)의 이송 거리에 따라 물품의 배출을 선택할 수 있다. 예를 들어, 배출 제어부(126)는 어태치먼트(92) 한 칸만큼 컨베이어 벨트(90)를 우측으로 회전시켜 맨 우측 물품 하나만 소정의 물품 분류부에 배출할 수 있다. 이때, 컨베이어 벨트(90) 내 나머지 물품들은 다른 물품 분류부에 배출하기 위해서 대기하도록 할 수 있다. 이를 위해서, 이송 로봇(100f)는 엔코더나 센서 구비하여 컨베이어 벨트(90)의 이송 거리를 제어할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층 구조의 이송 로봇을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 10을 참조하면, 이송 로봇(100g)은 복수의 물품 탑재부(106)가 적층 구조로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 이층으로 배치할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨베이어 형태의 물품 분류부를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 11을 참조하면, 물품 분류 시스템(1)은 복수의 물품 공급부(104), 복수의 이송 로봇(100) 및 복수의 물품 분류부(102)를 포함한다.

물품 분류부의 개수를 늘리면 비용이 증가할 뿐 아니라, 물품 분류부에서 수거하는 비용 또한 증가한다. 따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, 복수의 물품 분류부(102)는 복수의 어태치먼트(112)가 부착된 컨베이어(110) 상에 마련될 수 있다. 다른 예로, 컨베이어(110) 상에 가상의 위치가 분할된 컨베이어 상에 마련될 수 있다. 또는 컨베이어 상에 복수의 토트박스가 올려진 컨베이어(110) 상에 마련될 수 있다. 배출 제어부(126)는 이송 로봇(100)에 탑재된 복수의 물품을 컨베이어(110) 상의 복수의 물품 분류부(102)에 배출하여 분류할 수 있다. 이 경우, 복수의 물품 분류부(102)는 컨베이어(110) 상에 복수의 어태치먼트를 통해 분할되거나, 컨베이어(110) 상에 가상의 위치로 분할되거나, 컨베이어(110) 상에 마련된 복수의 토트박스를 통해 분할될 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨베이어의 이동을 통해 화물을 처리하는 예를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 12를 참조하면, 복수의 물품 분류부(102)가 컨베이어(110)에 마련된 경우, 이송 로봇(100)은 컨베이어(110)에 물품을 분류한다. 분류 작업이 종료되면, 컨베이어(110)가 이동하면서 컨베이어(110) 내 복수의 물품 분류부(102)에 적재된 화물을 처리(예를 들어, 포장, 묶음 처리 등)한다. 이 경우, 별도의 수거과정이나 수거를 위한 이송장비가 불필요하다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 분류 시스템을 이용한 물품 분류 방법의 흐름을 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 물품 분류 시스템은 물품 분류부의 컨베이어 상에 복수의 어태치먼트 또는 가상의 위치로 분할된 영역을 분류 계획에 따라 물품 분류를 위한 슈트로 동적으로 매핑한다(1310).

이어서, 물품 분류 시스템은 물품 분류부의 컨베이어 상의 분할된 위치에 물품을 분류하여 적재한다(1320).

이어서, 물품 분류 시스템은 분할된 물품 분류부에 분류 적재된 물품을 수거하기 위하여 컨베이어를 분할 단위로 이송시켜 분류된 단위별로 물품을 수거하고, 수거된 물품의 정보와 분류된 물품을 다음 처리 단계로 전달한다(1330).

이어서, 물품 분류 시스템은 순차적으로 컨베이어 전체에 분류 적재된 물품을 분할 단위로 이송하며 전체 라인을 비운다(1340). 이때, 필요하면 다음 분류 작업을 준비를 반복 수행한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

서로 분리된 복수의 물품 탑재부를 구비하고, 복수의 물품 탑재부에 탑재된 복수의 물품을 이송하여 각 물품 탑재부에 탑재된 적어도 하나의 물품을 개별적으로 적어도 하나의 물품 분류부에 배출하는 이송 로봇;
이송 로봇에 복수의 물품을 공급하는 물품 공급부;
이송 로봇에 탑재된 적어도 하나의 물품이 배출되는 복수의 물품 분류부;
물품 공급부에서 공급되는 복수의 물품을 이송 로봇의 복수의 물품 탑재부에 탑재하는 공급 제어부;
복수의 물품이 탑재된 이송 로봇의 이동경로를 제어하면서 각 물품 분류부까지 이송하는 이송 제어부; 및
이송 로봇을 통해 이송된 적어도 하나의 물품을 각 물품 분류부에 배출하여 분류하는 배출 제어부; 를 포함하며,
배출 제어부는
소정의 물품 탑재부 내에 탑재된 물품이 배출되어야 할 물품 분류부에 도착하면, 복수의 물품 탑재부 중에서 해당하는 물품 탑재부만 개별 제어하여 도착한 물품 분류부에 물품을 배출하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
제 1 항에 있어서, 이송 로봇은
몸체;
몸체 상부에 장착되는 복수의 지지부;
각 지지부를 통해 지지되고 적어도 하나의 물품을 탑재 가능한 공간을 가지며 공간 내에 적어도 하나의 물품이 탑재지는 복수의 물품 탑재부; 및
몸체 하부에 장착된 복수의 바퀴;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
제 1 항에 있어서, 각 물품 탑재부는
준비 모드 및 이동 모드에서 수평 하거나 탑재된 물품이 떨어지지 않도록 안쪽이 낮게 기울어져 있다가, 배출 모드가 되면 바깥쪽이 낮게 기울어진 상태로 위상이 변경되는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
제 1 항에 있어서, 배출 제어부는
배출 모드에서 각 물품 탑재부를 개별 제어하여 소정의 물품 탑재부를 틸팅 시켜 해당하는 물품 탑재부에 탑재된 적어도 하나의 물품을 소정의 물품 분류부에 배출하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
제 1 항에 있어서, 각 이송 로봇은
복수의 홀딩 부재를 포함하고,
공급 제어부는 이송 로봇이 준비 모드일 때 복수의 물품 탑재부를 각 홀딩 부재를 통해 홀딩 시키며,
배출 제어부는 이송 로봇이 배출 모드일 때 소정의 홀딩 부재의 홀딩을 해제하여 홀딩이 해제된 물품 탑재부가 중력에 의해 바깥쪽이 낮게 기울어짐에 따라 해당 물품 탑재부 내 물품을 소정의 물품 분류부에 배출하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
제 1 항에 있어서, 물품 이송 시스템은
이송 로봇이 복귀하는 이동경로 상에 위치하고 경사부를 포함하는 경사 가이드; 를 더 포함하고,
상기 이송 로봇은
복수의 물품을 복수의 물품 분류부에 배출한 후 복귀하러 가는 이동경로 상에서 기울어진 물품 탑재부가 상기 경사부를 타고 올라가면서 밀어 올려져 준비 모드로 전환되는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
제 1 항에 있어서, 각 물품 탑재부는
내부에 슬라이딩 이동 가능한 적어도 하나의 가로 막; 을 포함하며,
배출 제어부는
소정의 가로 막을 슬라이딩 이동시켜서 적어도 하나의 물품을 밀어내어 소정의 물품 분류부에 배출하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
제 7 항에 있어서, 각 물품 탑재부는
제1 방향으로 슬라이딩 이동하는 제1 가로 막; 및
제2 방향으로 슬라이딩 이동하는 제2 가로 막;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
제 7 항에 있어서, 각 물품 탑재부는
복수의 방향으로 슬라이딩 이동하는 제3 가로 막;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
제 9 항에 있어서, 배출 제어부는
상기 제3 가로 막을 이용하여 물품을 배출할 때 복수의 방향 중 소정의 방향을 선택하여 물품을 밀어내는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
제 7 항에 있어서, 공급 제어부는
소정의 물품 탑재부에 탑재할 물품의 크기를 판단하고 크기에 따라 해당하는 물품 탑재부 내 가로 막의 초기 위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
복수의 물품 탑재부를 구비하고, 복수의 물품 탑재부에 탑재된 복수의 물품을 이송하여 적어도 하나의 물품 분류부에 배출하는 이송 로봇;
이송 로봇에 복수의 물품을 공급하는 물품 공급부;
이송 로봇에 탑재된 적어도 하나의 물품이 배출되는 복수의 물품 분류부;
물품 공급부에서 공급되는 복수의 물품을 이송 로봇의 복수의 물품 탑재부에 탑재하는 공급 제어부;
복수의 물품이 탑재된 이송 로봇의 이동경로를 제어하면서 각 물품 분류부까지 이송하는 이송 제어부; 및
이송 로봇을 통해 이송된 적어도 하나의 물품을 각 물품 분류부에 배출하여 분류하는 배출 제어부; 를 포함하며,
이송 로봇은
구동 축의 동력에 의해 회전하는 두 구동장치;
두 구동장치를 연결하여 두 구동장치 회전 시 함께 이동하는 이동 바;
이동 바 상에서 위상 전환하는 복수의 부속장치; 및
각 부속장치의 위상 전환에 의해 세워지거나 눕혀지며, 세워졌을 때 이동 바의 이동에 맞추어 물품을 밀어내는 가로 막;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
제 1 항에 있어서, 이송 로봇은
복수의 물품 탑재부를 포함하는 적어도 하나의 컨베이어 벨트; 를 포함하고,
각 물품 탑재부는 각 컨베이어 벨트의 복수의 영역을 분할하는 복수의 어태치먼트를 통해 분할되는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
제 13 항에 있어서, 배출 제어부는
각 컨베이어 벨트의 이송 거리에 따라 물품의 배출을 선택하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
제 1 항에 있어서, 복수의 물품 분류부는
컨베이어 상에 복수의 어태치먼트를 통해 분할되거나, 컨베이어 상에 가상의 위치로 분할되거나, 컨베이어 상에 마련된 복수의 토트박스를 통해 분할되는 것을 특징으로 하는 물품 분류 시스템.
물품 분류 시스템을 이용한 물품 분류 방법에 있어서,
물품 분류부의 컨베이어 상에 복수의 어태치먼트 또는 가상의 위치로 분할된 영역을 분류 계획에 따라 물품 분류를 위한 슈트로 동적으로 매핑하는 단계;
상기 물품 분류부의 컨베이어 상의 분할된 위치에 물품을 분류하여 적재하는 단계;
상기 분할된 물품 분류부에 분류 적재된 물품을 수거하기 위하여 컨베이어를 분할 단위로 이송시켜 분류된 단위별로 물품을 수거하고, 수거된 물품의 정보와 분류된 물품을 다음 처리 단계로 전달하는 단계; 및
순차적으로 컨베이어 전체에 분류 적재된 물품을 분할 단위로 이송시키며 전체 라인을 비우고 필요하면 다음 분류 작업을 준비를 반복하는 단계; 를 포함하며,
반복하는 단계는
서로 분리된 복수의 물품 탑재부를 구비한 이송 로봇을 통해 복수의 물품을 이송하고, 소정의 물품 탑재부 내에 탑재된 물품이 배출되어야 할 물품 분류부에 도착하면, 복수의 물품 탑재부 중에서 해당하는 물품 탑재부만 개별 제어하여 도착한 물품 분류부에 물품을 배출하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 방법.