KR20200011156A - 볼 탑 컨베이어가 구비된 물품 자동 분류 시스템 및 그 분류 방법 - Google Patents

볼 탑 컨베이어가 구비된 물품 자동 분류 시스템 및 그 분류 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 볼 탑 컨베이어가 구비된 물품 자동 분류 시스템에 관한 것으로, 본 발명은 일 실시예로 복수 개의 볼이 배치된 볼 탑 컨베이어(Ball-top conveyor); 상기 볼 탑 컨베이어 하단에 위치하여, 상기 볼 탑 컨베이어 상의 볼을 구동시키는 복수 개의 방향 전환 벨트; 및 상기 방향 전환 벨트와 볼 탑 컨베이어를 고정시키는 프레임;을 포함하는 물품 분류기를 제공함으로써, 물품의 크기 내지 물성에 제약 받지 않고 물품을 분류할 수 있다는 장점이 있다.

Description

볼 탑 컨베이어가 구비된 물품 자동 분류 시스템 및 그 분류 방법{An automatic classification system of goods with ball top conveyor and Classification method thereof}
본 발명은 택배 터미널에서 사용되는 물품 자동 분류 시스템 및 분류 방법에 관한 것으로, 특히 볼 탑 컨베이어 하단에 볼의 구동 방향을 변환시키는 방향 전환 벨트를 분할하여 배치하고, 물품의 크기 내지 물품 분류 패턴에 따라 방향 전환 벨트를 구동시킴으로써, 택배 물품의 물성에 제약 받지 않고 물품을 자동으로 분류할 수 있는 시스템 및 분류 방법에 관한 것이다.
인터넷 쇼핑 등 전자상거래의 이용이 증가함에 따라 운송해야 하는 물품의 양이 급격하게 증가함에 따라 빠르고 정확하게 물품을 배송할 수 있는 방법의 필요성 및 인력 부족의 문제점 등이 대두되었고, 이에 따라 택배 업체들은 자동화 설비가 도입된 배송 물품 분류 시스템에 관심을 가지기 시작했다.
일반적인 물품 자동 분류 시스템에는 택배 트럭에서 하차된 물품들을 직선 방향으로 이송시키는 컨베이어 및 컨베이어 상에서 이송되는 물품의 방향을 전환시키는 물품 분류 장치가 구비되어 있어, 컨베이어 상의 물품들을 물품의 크기, 포장 상태, 배송 목적지 등에 따라 분류할 수 있는 것이 특징이다.
즉, 사람이 직접 수작업으로 물품을 분류하던 종래의 방식과 달리, 물품 자동 분류 시스템을 통해 인력 투입을 최소화할 수 있어 물류 터미널 운영비용을 절감하고, 오 분류를 최소화할 수 있게 되어, 고객들에게 빠르고 정확한 배송 서비스를 제공하는 것이 가능하게 되었다.
특히, 종래의 물품 분류 시스템에서는 도 1과 같이 컨베이어 상을 이동하는 물품의 이동 방향을 기 설정된 슈트(10) 방향으로 전환시키기 위한 물품 분류 장치로 틸팅(Tilting) 가능한 트레이(Tray, 12)를 활용하는 것이 일반적인데, 상기와 같이 트레이(12)를 활용하는 방식은 이동하는 트레이(12) 상에 물품을 투입시키기 위한 물품 투입 공간(Infeed line) 및 물품 분류를 위한 물품 간의 최소 간격 유지가 필수적이며, 트레이(12)보다 크기가 더 큰 물품의 경우에는 분류가 불가능하다는 문제가 있어 범용적으로 적용되기에는 한계가 있었다.
즉, 종래에 제안되었던 물품 자동 분류 시스템은 물품의 크기, 물품의 포장 상태 등에 따라 분류할 수 있는 물품의 종류에 제한이 있어, 이를 해결하기 위해서는 추가 인력이 투입될 수 밖에 없다는 문제 및 또한 물품 분류 시스템을 설치하는데 지나치게 많은 공간이 요구되어 실용성이 떨어진다는 문제가 있었는 바, 택배 물품의 물성에 따른 제약을 최소화함으로써, 물품을 좀 더 효율적으로 분류할 수 있는 새로운 물품 자동 분류 시스템이 요구되는 실정이다.
공개특허공보 (공개번호 10-2014-0084496) “물품 분류시스템”
본 발명은 볼 탑 컨베이어(Ball-top conveyor), 상기 볼 탑 컨베이어 하단에 위치하여 볼을 구동시키는 슬라이딩 벨트 및 상기 볼 탑 컨베이어 상의 물품의 이송 방향을 전환시키는 방향 전환 벨트로 구성되어, 화물의 크기, 물품의 물성에 관계 없이 물품을 분류할 수 있는 물품 자동 분류 시스템을 제공함으로써, 종래의 물품 자동 분류 시스템이 갖는 문제점을 해결하고자 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 일 실시예로 복수 개의 볼이 배치된 볼 탑 컨베이어(Ball-top conveyor); 상기 볼 탑 컨베이어 하단에 위치하여, 상기 볼 탑 컨베이어 상의 볼을 구동시키는 복수 개의 방향 전환 벨트; 및 상기 방향 전환 벨트와 볼 탑 컨베이어를 고정시키는 프레임;을 포함하는 물품 분류기 를 제공한다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 분류기는 상기 볼 탑 컨베이어 하단에 배치되는 복수 개의 슬라이딩 벨트;를 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 슬라이딩 벨트와 방향 전환 벨트는 상기 볼 탑 컨베이어 하단에 교번적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 볼 탑 컨베이어의 볼은 상기 슬라이딩 벨트 또는 방향 전환 벨트의 구동 방향과 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 방향 전환 벨트의 구동에 의해 상기 볼 탑 컨베이어 상의 물품의 이송 방향이 전환되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 분류기는 상기 방향 전환 벨트의 하단에 위치하여, 마찰 소음을 흡수하는 방음 패널을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또 다른 실시예로 분류할 물품을 이송시키는 컨베이어 벨트; 물품을 인식하여 해당 물품의 정보를 취득하는 물품 인식부; 상기 컨베이어 벨트를 통해 이송되는 물품의 이송 방향을 기 설정된 슈트 방향으로 전환시키는 물품 분류기; 및 상기 물품 인식부에서 측정된 정보를 토대로 상기 물품 분류기의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는 물품 자동 분류 시스템을 제공한다.
이 때, 상기 물품의 정보는 배송 목적지, 담당 SM, 배정된 차량, 물품의 크기, 물품의 무게, 물품 분류 코드 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 물품 분류기는 상기 물품 인식부에서 취득한 물품의 정보를 토대로 물품 분류기로 투입되는 물품의 이송 방향을 전환시켜 기 설정된 슈트 방향으로 분류하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 물품 분류기는 복수 개의 볼이 배치된 볼 탑 컨베이어; 상기 볼 탑 컨베이어 하단에 위치하여, 상기 볼 탑 컨베이어 상의 볼을 구동시키는 복수 개의 방향 전환 벨트; 및 상기 방향 전환 벨트와 볼 탑 컨베이어를 고정시키는 프레임;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 물품 분류기는 상기 볼 탑 컨베이어 하단에 배치되는 복수 개의 슬라이딩 벨트;를 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 물품 분류기는 상기 방향 전환 벨트의 하단에 위치하여, 마찰 소음을 흡수하는 방음 패널을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제어부는 상기 물품 인식부에서 취득한 물품의 정보를 토대로 상기 방향 전환 벨트를 개별적으로 제어하거나 또는 일부 방향 전환 벨트를 동기화 제어하여 물품의 이송 방향을 전환시키는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 제어부는 상기 물품 인식부에서 취득한 물품의 정보를 토대로 구동되는 방향 전환 벨트의 수 또는 방향 전환 벨트의 구동 시간을 조절하여 물품을 기 설정된 슈트 방향으로 분류하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 물품을 좌측 슈트로 분류해야 하는 경우 상기 방향 전환 벨트를 우측 방향으로 구동시키며, 물품을 우측 슈트로 분류해야 하는 경우에는 상기 방향 전환 벨트를 좌측 방향으로 구동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또 다른 실시예로 앞서 언급한 물품 자동 분류 시스템을 활용하여 물품을 자동으로 분류하는 방법에 있어서, 물품 인식부로 투입되는 물품을 인식하고, 해당 물품의 정보를 취득하는 물품 인식 단계; 및 상기 물품 인식 단계에서 취득한 물품의 정보를 토대로 복수 개의 볼이 배치된 볼 탑 컨베이어 및 상기 볼 탑 컨베이어 하단에 위치하여, 상기 볼 탑 컨베이어의 볼을 구동시키는 복수 개의 방향 전환 벨트를 포함하는 물품 분류기를 구동시켜 컨베이어 벨트 상의 물품을 기 설정된 슈트 방향으로 분류하는 물품 분류 단계;를 포함하는 물품 자동 분류 방법을 제공한다.
이 때, 상기 물품 인식 단계에서 취득하는 물품의 정보는 배송 목적지, 담당 SM, 배정된 차량, 물품의 크기, 물품의 무게, 물품 분류 코드 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 물품 분류 단계는 상기 물품 인식 단계에서 취득한 물품의 크기 내지 물품 분류 코드를 토대로 방향 전환 벨트의 구동 방향, 구동 시간 내지 구동 시점을 제어하여 물품을 기 설정된 슈트 방향으로 분류하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 물품 인식 단계는 물품을 좌측 슈트로 분류해야 하는 경우 상기 방향 전환 벨트를 우측 방향으로 구동시키고, 물품을 우측 슈트로 분류해야 하는 경우에는 상기 방향 전환 벨트를 좌측 방향으로 구동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 물품 자동 분류 시스템은 물품의 크기 내지 물성에 제약 받지 않고 물품을 분류할 수 있으므로, 정형 물품과 이형 물품을 동시에 취급하는 택배 환경에서 높은 생산성을 낼 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 자동 분류 시스템은 볼 탑 컨베이어 하단에 복수 개의 방향 전환 벨트를 분할하여 배치하고, 복수 개의 방향 전환 벨트를 개별 또는 묶음 제어함으로써, 컨베이어 상에 이송되는 물품 사이의 간극을 최소화함과 동시에 물품이 분기되는 방향과 분기되는 각도를 다양하게 설정할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 자동 분류 시스템은 방음 패널을 구비함으로써, 볼 탑 컨베이어의 특성상 나타나는 볼 마찰에 의한 소음 문제까지 해결할 수 있다.
도 1은 종래의 틸팅 가능한 트레이(Tray)를 활용하여 물품을 자동으로 분류하는 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 분류기의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 분류기의 A-A 방향으로 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 분류기의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 분류기 상에 이송되는 물품의 이송 방향을 전환하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물품 자동 분류 시스템에 대한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물품 자동 분류 방법에 대한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치한다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 출원에서, “포함하다.” 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.
먼저, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 분류기에 대해 살펴보도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 분류기의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 분류기의 A-A 방향으로 절단한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 분류기의 정면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 물품 분류기(100)는 복수 개의 볼(111)이 배치된 볼 탑 컨베이어(Ball-top conveyor, 110); 상기 볼 탑 컨베이어(110) 하단에 위치하여, 상기 볼 탑 컨베이어(110)의 볼(111)을 구동시키는 복수 개의 방향 전환 벨트(130); 및 상기 방향 전환 벨트(130) 또는 상기 볼 탑 컨베이어(110)를 고정시키는 프레임(140);을 포함한다.
이 때, 상기 볼 탑 컨베이어(110)는 상단에 복수 개의 볼(111)이 일정한 간격으로 배치되며, 모터에 의해 회전하는 컨베이어 벨트의 일종으로, 볼 탑 컨베이어(110)로 투입되는 물품들을 이송시키는 역할을 한다.
특히, 상기 볼 탑 컨베이어(110)는 기존에 물품 이송 방향 전환 수단으로 사용되던 롤러 대신 볼(111)을 사용함으로써 물품의 분기 방향 및 분기 각도를 보다 자유롭게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 구체적으로, 기존에 사용되던 롤러의 경우 회전축에 고정되도록 설치되어, 회전 방향이 회전축과 수직한 방향으로 고정된다는 제약이 있었으나, 볼(111)의 경우 회전축에 고정되지 않아 모든 방향으로 자유롭게 회전할 수 있으므로, 물품의 분기 방향 및 분기 각도 조절 시 볼(111)을 이용하는 것이 롤러를 이용할 때보다 용이하다.
이 때, 투입되는 물품의 크기가 작은 경우에도 물품의 이송 방향을 용이하게 전환시킬 수 있도록 상기 볼 탑 컨베이어(110) 상에 배치되는 복수 개의 볼(111)은 1 내지 3 cm의 간격을 갖도록 배치되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 작업 환경 내지 제조 환경에 따라 볼(111) 사이의 간격을 달리 설정할 수 있음은 당연하다.
다음으로, 볼 탑 컨베이어(110) 상에 배치된 복수 개의 볼(111)을 구동시켜 물품의 이송 방향을 전환시킴으로써, 물품을 기 설정된 슈트 방향으로 분기시킬 수 있는 방향 전환 벨트(130)에 대해 살펴 본다.
상기 방향 전환 벨트(130)는 모터에 의해 회전 구동하는 컨베이어 벨트의 일종으로 볼 탑 컨베이어(110)의 볼(111)과 접촉을 통해 상기 볼(111)을 회전시킬 수 있다.
일 실시예로 방향 전환 벨트(130)는 물품이 투입되는 방향과 수직하게 배치되며, 방향 전환 벨트(130)의 구동 방향에 따라 물품의 이송 방향을 물품 투입 방향을 기준으로 좌측 또는 우측으로 전환시킬 수 있으며, 또 다른 실시예로 물품이 투입되는 방향과 일정한 각도를 갖도록 배치되어, 물품의 이송 방향을 물품의 투입 방향 기준으로 1시 방향, 11시 방향 등으로 전환시킬 수도 있다.
이 때, 본 발명의 물품 분류기는 상기 볼 탑 컨베이어(110) 하단에 위치하여, 물품의 투입 방향과 평행한 방향으로 볼 탑 컨베이어(110)의 볼(111)을 구동시키는 복수 개의 슬라이딩 벨트(120);를 더 포함할 수 있는데,
상기 슬라이딩 벨트(120)는 상기 도 3에 도시된 바와 같이 물품이 볼 탑 컨베이어(110)로 투입되는 방향과 나란하게(평행하게) 배치되며, 슬라이딩 벨트(120)의 회전에 의해 볼 탑 컨베이어(110) 상에 배치된 복수 개의 볼(111)들이 일정한 마찰력으로 회전하게 되어, 볼 탑 컨베이어(110) 상의 물품들이 균일하게 투입된 방향과 나란한 방향으로 이송되도록 도울 수 있다.
이 때, 상기 슬라이딩 벨트(120)와 방향 전환 벨트(130)는 고무와 같이 저항계수가 높고, 방음 기능이 있는 소재로 형성되어, 볼(111)의 회전력을 높이고 마찰에 의해 발생하는 소음을 흡수할 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 슬라이딩 벨트(120)와 방향 전환 벨트(130)는 순간적은 감속 내지 가속이 용이하고, 회전 위치 제어에 용이한 서보 모터(Servo motor)를 통해 구동되는 것이 바람직하다.
다만, 반드시 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 사용 환경 내지 제조 환경에 따라 슬라이딩 벨트(120)와 방향 전환 벨트(130)를 다른 모터를 통해 구동시키거나, 슬라이딩 벨트(120)와 방향 전환 벨트(130)를 다른 소재로 형성하더라도 무관하다.
아울러, 상기 슬라이딩 벨트(120)와 방향 전환 벨트(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 볼 탑 컨베이어(110) 하단에 빈틈 없이 교번적으로 배치되어, 볼 탑 컨베이어(110)을 통해 이송되는 물품 사이의 간극을 최소화할 수 있다.
예를 들어, 물품 투입되는 공간을 기준으로 볼 탑 컨베이어(110) 하단에 제1 슬라이딩 벨트(121), 제1 방향 전환 벨트(131), 제2 슬라이딩 벨트(122), 제2 방향 전환 벨트(132)가 순서대로 배치된 경우, 볼 탑 컨베이어(110)로 첫 번째로 투입되는 물품은 제2 방향 전환 벨트(132)를 구동시켜 이송 방향을 전환시키고, 두 번째로 투입되는 물품은 제1 방향 전환 벨트(131)를 구동시켜 이송 방향을 전환시킬 수 있어, 두 물품 사이의 간극이 넓지 않더라도 볼 탑 컨베이어(110)로 투입되는 물품들을 정확하게 분리할 수 있다.
이 때, 방향 전환 벨트(130)의 구동을 통해 물품의 이송 방향을 전환시키는 과정에 대해서는 도 5를 참조하여 구체적으로 살펴보겠다.
도 5 (a)는 물품이 볼 탑 컨베이어(110) 상에 투입된 상황을 도시한 정면도이고, 도 5 (b)는 볼 탑 컨베이어(110)를 통해 방향 전환 벨트(132) 로 이송된 물품이 방향 전환 벨트(132)의 구동에 의해 물품의 이송 방향이 전환되는 과정을 도시한 정면도이다.
볼 탑 컨베이어(110)의 볼(111)은 볼 탑 컨베이어(110) 하단에 배치된 복수 개의 슬라이딩 벨트(120), 방향 전환 벨트(130)와의 접촉을 통해 회전하게 되므로, 상기 볼(111)은 슬라이딩 벨트(120) 및 방향 전환 벨트(130)의 구동 방향과 반대 방향으로 구동하게 되며, 볼 탑 컨베이어(110)에 투입된 물품은 도 5 (a)와 같이 볼 탑 컨베이어(110)의 회전에 의해 하단에 방향 전환 벨트(130)가 위치하는 볼 탑 컨베이어(110) 상의 영역까지 이송될 수 있고, 물품이 이송되어 도 5 (b)와 같이 방향 전환 벨트(130) 상단에 위치하게 되면 방향 전환 벨트(130)의 회전에 의해 볼 탑 컨베이어(110) 상의 볼(111)들이 방향 전환 벨트(130)의 구동 방향과 반대 방향으로 회전하여, 물품의 이송 방향이 방황 전환 벨트(130)의 구동 방향과 반대 방향으로 전환될 수 있다.
예를 들어, 도 5 (a)와 같이 볼 탑 컨베이어(110)가 1m/s의 속도로 구동(회전)하면 물품이 물품의 투입 방향과 동일한 방향으로 1m/s의 속도로 이송하게 되고, 방향 전환 벨트(130) 상단까지 이송된 물품은 방향 전환 벨트(130)의 구동 여부 및 구동 방향에 따라 이송 방향이 변경될 수 있다.
먼저, ⅰ) 방향 전환 벨트(130)가 구동하지 않는 경우에는 물품의 이송 방향이 변경되지 않은 채, 볼 탑 컨베이어(110)의 구동에 의해 동일한 방향으로 1m/s 속도로 계속해서 이송하게 되고, ⅱ) 방향 전환 벨트(130)가 좌측 방향(9시 방향)으로 1.5m/s 속도로 구동되는 경우에는 도 5 (b)와 같이 방향 전환 벨트(130) 상단의 볼(111)들은 반대로 우측 방향으로 1.5m/s 속도로 회전하게 되어, 물품의 이송 방향 및 속도는 전진(12시 방향) 방향의 1m/s와 우측 방향의 1.5m/s 속도의 벡터 합에 대응되도록 전환된다(물품의 이송 방향이 2시 방향으로 1.8m/s로 전환된다.).
ⅲ) 방향 전환 벨트(130)가 우측 방향(3시 방향)으로 1.5m/s 속도로 구동되는 경우에는 도 5 (b)와 반대로 방향 전환 벨트(130) 상단의 볼(111)들은 좌측 방향으로 1.5m/s 속도로 회전하게 되고, 결과적으로 물품의 이송 방향 및 속도는 10시 방향, 1.8m/s로 전환되게 된다.
이 때, 물품의 이송 방향이 급격하게 전환되면서 물품이 손상되는 것을 방지하기 위해서는 하기 식 (1)의 조건을 충족시키는 것이 바람직하나, 작업 환경에 따라 볼 탑 컨베이어(110)의 구동 속도와 방향 전환 벨트(130)의 구동 속도를 달리 설정하더라도 무관하다.
Figure pat00001
‥‥‥‥‥식 (1)
여기서, 물품의 이송 방향을 전환시키는 복수 개의 방향 전환 벨트(130)는 개별적으로 구동될 수도 있고, 복수의 방향 전환 벨트(130)가 동기화되어 구동될 수도 있으나 이에 대한 자세한 설명은 후술 한다.
이 때, 볼 탑 컨베이어(110) 하단에 방향 전환 벨트(130)와 교번적으로 배치되는 슬라이딩 벨트(120)는 앞서 언급한 바와 같이 볼 탑 컨베이어(110) 상의 복수 개의 볼(111)들이 균일하게 회전하도록 하는 역할을 하기 위해 배치된 것이나, 볼 탑 컨베이어(110)가 구동하지 않는 경우에는 물품이 투입되는 방향과 반대 방향으로 구동되어, 물품이 볼 탑 컨베이어(110)가 구동하지 않더라도 방향 전환 벨트(130)까지 이송될 수 있도록 한다.
예를 들어, 볼 탑 컨베이어(110)가 구동되지 않는 경우라도 상기 슬라이딩 벨트(120)가 물품의 투입 방향과 반대 방향으로 1m/s로 회전하면, 슬라이딩 벨트(120) 상단에 위치한 복수 개의 볼(111)들은 물품의 투입 방향과 동일한 방향으로 1m/s 회전함으로써, 볼 탑 컨베이어(110) 상의 물품들을 방향 전환 벨트(130) 상으로 이송시킬 수 있다.
또한, 방향 전환 벨트(130)의 구동 여부 및 구동 방향에 따라 방향 전환 벨트(130)까지 이송된 물품들의 이송 방향의 전환될 수 있고, 전환된 물품의 이송 방향과 속도는 슬라이딩 벨트(120)의 구동 속도와 방향 전환 벨트(130)의 구동 속도 및 방향에 의해 정해진다는 점은 앞서 볼 탑 컨베이어(110)가 구동하는 경우와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
아울러, 본 발명의 물품 분류기는 실시예에 따라 슬라이딩 벨트(120) 없이 복수 개의 방향 전환 벨트(130)로만을 포함할 수 있는데, 이 경우에도 물품의 분기 방향 및 속도는 볼 탑 컨베이어(110)의 구동 속도와 방향 전환 벨트(130)의 구동 속도에 의해 정해진다는 점은 동일하다.
또한, 본 발명의 물품 분류기(100)는 상기 슬라이딩 벨트(120) 내지 방향 전환 벨트(130) 하단에는 석고, 석면, 베니어, 섬유와 같은 흡음재 소재로 형성되어, 상기 볼(111)과 슬라이딩 벨트(120), 방향 전환 벨트(130)의 접촉 시 발생하는 마찰 소음을 흡수할 수 있는 방음 패널(150)이 배치될 수 있다.
종래의 볼 탑 컨베이어(110)의 경우 고속 회전 시 마찰에 의한 소음이 지나치게 크게 발생하여 고속 구동에 제약이 있어 물류 터미널에서 사용하기에는 부적합하다는 문제가 있었으나, 본 발명의 물품 분류기(100)는 볼 탑 컨베이어(110)에 상기 방음 패널(150)을 배치함으로써 종래의 문제점을 해결할 수 있어, 고속 구동 시에도 볼 탑 컨베이어(110)를 활용할 수 있다.
다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예인 상기 물품 분류기(100)를 구비한 물품 자동 분류 시스템에 대하여 살펴 본다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물품 자동 분류 시스템에 대한 사시도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물품 자동 분류 시스템은 분류할 택배 트럭에서 하차된 물품을 터미널 내부로 이송시키는 컨베이어 벨트(200); 투입되는 물품을 인식하여 해당 물품의 정보를 취득하는 물품 인식부(300); 상기 컨베이어 벨트(200)를 통해 이송되는 물품의 이송 방향을 기 설정된 슈트 방향으로 전환시키는 물품 분류기(100); 및 상기 물품 인식부(100)에서 측정된 정보를 토대로 상기 물품 분류기의 구동을 제어하는 제어부(미도시);를 포함한다.
여기서, 상기 물품 분류기(100)는 도 2 내지 도 3 및 앞서 설명한 내용과 같이 복수 개의 볼(111)이 배치된 볼 탑 컨베이어(110); 상기 볼 탑 컨베이어(110) 하단에 위치하여, 볼 탑 컨베이어(110) 상의 복수 개의 볼(111)을 구동시키는 복수 개의 방향 전환 벨트(130); 상기 방향 전환 벨트(130) 또는 볼 탑 컨베이어(110)를 고정시키는 프레임(140); 및 상기 방향 전환 벨트(130)의 하단에 위치하여, 볼(111)과 방향 전환 벨트(130) 사이의 마찰에 의해 발생하는 소음을 흡수할 수 있는 방음 패널(150)을 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따라 상기 물품 분류기(100)는 상기 볼 탑 컨베이어(110) 하단에 위치하여, 물품의 투입 방향과 평행한 방향으로 볼 탑 컨베이어(110)의 볼(111)을 구동시키는 복수 개의 슬라이딩 벨트(120);를 더 포함할 수도 있다. 다만, 물품 분류기(100)에 대한 설명은 앞서 설명한 바와 동일하므로, 이하에서는 물품 분류기(100)를 구성하는 요소 및 구동 방식에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 물품 자동 분류 시스템은 제어부에서 물품 인식부(300)에서 취득한 물품의 정보를 토대로 상기 물품 분류기(100)의 구동을 제어하여 물품을 기 설정된 슈트 방향으로 자동 분류할 수 있는 것이 특징이다.
이 때, 물품의 정보는 물품의 분류 방향 결정에 영향을 줄 수 있는 배송 목적지, 담당 SM, 배정된 차량, 물품의 크기, 물품의 무게, 물품 분류 코드 등과 같은 정보를 의미하며, 투입되는 물품으로부터 상기 물품의 정보를 취득할 수 있는 상기 물품 인식부(300)는 스캐너(Vision Scanner)인 것이 바람직하며, 상기 스캐너는 실시예에 따라 비전 카메라를 이용한 비전 스캐너일 수도 있고, RFID 스캐너일 수도 있으며, QR 스캐너일 수도 있다.
특히, 상기 제어부는 상기 물품 인식부(300)에서 취득한 물품의 크기, 물품 분류 코드 등의 정보를 토대로 물품 분류기(100)의 방향 전환 벨트(130)를 개별 제어하거나, 또는 일부 방향 전환 벨트(130) 그룹을 동기화 제어하여 물품 분류기(100)로 투입되는 물품의 이송 방향을 좌측 또는 우측으로 전환시킬 수 있으며, 보다 구체적으로 상기 제어부는 물품 인식부(300)에서 취득한 물품의 정보를 토대로 구동되는 방향 전환 벨트(130)의 수, 각 방향 전환 벨트(130)의 구동 방향, 구동 시간 등을 제어함으로써, 물품의 이송 방향을 전환시켜 물품을 기 설정된 슈트 방향으로 분류할 수 있다.
구체적으로, ⅰ) 상기 제어부가 방향 전환 벨트(130)를 구동시키지 않는 경우에는 물품 분류기(100)로 투입된 물품의 이송 방향이 변하지 않아, 해당 물품은 컨베이어 벨트(100)와 나란한 방향에 위치한 슈트(10)로 분류되며, ⅱ) 상기 제어부가 방향 전환 벨트(130)를 우측 방향으로 회전하도록 구동시키는 경우에는 물품의 이송 방향은 좌측으로 전환되어, 해당 물품은 좌측 슈트(10)로 분류되고, ⅲ) 반대로 상기 제어부가 방향 전환 벨트(130)를 좌측 방향으로 회전하도록 구동시키는 경우에는 물품의 이송 방향은 우측으로 전환되어, 해당 물품은 우측 슈트(10)로 분류되게 된다.
본 발명의 물품 자동 분류 시스템의 구체적인 실시예로 컨베이어 벨트(200)로 투입되는 물품의 크기 별로 물품을 분류하는 경우, 물품의 크기가 제1 설정 값 미만인 경우에는 방향 전환 벨트(130)를 우측 방향으로 구동시켜 해당 물품이 좌측 슈트(10)로 분류되도록 할 수 있고, 물품의 크기가 제1 설정 값 이상 제2 설정 값 미만인 경우에는 방향 전환 벨트(130)를 좌측 방향으로 구동시켜 해당 물품이 우측 슈트(10)로 분류되도록 할 수 있으며, 물품의 크기가 제2 설정 값 이상인 경우에는 상기 제어부가 방향 전환 벨트(130)를 구동시키지 않아 해당 물품이 중앙에 위치한 슈트(10)로 분류되도록 할 수도 있다.
또한, 본 발명의 물품 자동 분류 시스템은 실시예에 따라 컨베이어 벨트(200)로 투입되는 물품을 물품 분류 코드 별로 분류할 수도 있는데, 구체적으로 물품 분류 코드가 제1 그룹에 속하는 물품의 경우 해당 물품이 좌측 슈트(10)로 분류되도록 방향 전환 벨트(130)를 우측 방향으로 구동시킬 수 있고, 물품 분류 코드가 제2 그룹에 속하는 물품의 경우 해당 물품이 우측 슈트(10)로 분류되도록 방향 전환 벨트(130)를 좌측 방향으로 구동시킬 수 있으며, 제1 그룹, 제2 그룹에도 속하지 않는 물품의 경우에는 중앙에 위치한 슈트(10)로 분류되도록 방향 전환 벨트(130)를 구동시키지 않을 수도 있다.
아울러, 본 발명의 물품 자동 분류 시스템은 특정 시간까지 투입되는 물품들을 모두 좌측 슈트(10)로 분류되도록 제어하고, 그 이후에 투입되는 물품들은 우측 슈트(10)로 분류되도록 제어할 수도 있으며, 또 다른 예로 품품의 수량이 기 설정된 기준 값이 이하인 경우에는 좌측 슈트(10)로만 분류되도록 할 수도 있다.
다만, 상기 제어 과정은 본 발명의 물품 자동 분류 시스템의 일 실시예에 불과하므로, 이에 한정되는 것은 아니며 사용 환경 내지 작업 환경에 따라 물품이 분류되는 슈트, 물품의 분류 조건을 달리 설정할 수 있음은 당연하다.
마지막으로, 도 7을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예인 물품 자동 분류 방법에 대하여 살펴 본다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물품 자동 분류 방법에 대한 흐름도이다.
본 발명의 또 다른 실시예인 물품 자동 분류 방법은 앞서 설명한 물품 자동 분류 시스템을 활용하여 물품을 자동으로 분류하는 방법에 관한 것으로, 물품 인식부로 투입되는 물품을 인식하고, 해당 물품의 정보를 취득하는 물품 인식 단계; 및 상기 물품 인식 단계에서 취득한 물품의 정보를 토대로 복수 개의 볼이 배치된 볼 탑 컨베이어 및 상기 볼 탑 컨베이어 하단에 위치하여, 상기 볼 탑 컨베이어의 복수 개의 볼을 구동시키는 복수 개의 방향 전환 벨트를 포함하는 물품 분류기를 구동시켜 컨베이어 벨트 상의 물품을 기 설정된 슈트 방향으로 분류하는 물품 분류 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 물품 인식 단계에서 취득하는 물품의 정보는 앞서 설명한 바와 같이 물품 분류 방향을 결정하는데 영향을 줄 수 있는 배송 목적지, 담당 SM, 배정된 차량, 물품의 크기, 물품의 무게, 물품 분류 코드 등과 같은 정보를 의미한다.
상기 물품 분류 단계는 앞서 설명한 바와 같이 컨베이어 벨트로 투입되는 물품의 크기 내지 물품 분류 코드를 토대로 물품을 좌측 슈트, 우측 슈트, 중앙 슈트 중 어떤 슈트로 분류할 것인지 결정하고, 이를 토대로 물품 분류기의 방향 전환 벨트의 구동 방향, 구동 시간, 구동 시점 등을 제어하는 각기 다른 제어 신호(도 7에 도시된 제1 신호, 제2 신호 등과 같은 신호)를 생성한 후, 생성된 제어 신호를 기초로 물품 분류기를 구동시켜 물품의 이송 방향을 전환시킬 수 있다.
또한, 상기 물품 분류 단계는 물품이 투입되는 시간에 따라 특정 시간(기 설정된 시간)까지는 방향 전환 벨트를 우측 방향으로 구동시켜 물품이 좌측 슈트로 분류되도록 하고, 특정 시간 이후에는 방향 전환 벨트를 좌측 방향으로 구동시켜 물품이 우측 슈트로 분류되도록 할 수도 있다.
아울러, 상기 물품 분류 단계는 컨베이어 벨트로 투입되는 물품의 수량에 따라 물품의 수량이 기 설정된 기준 값 이하인 경우에는 투입되는 물품이 모두 좌측 슈트로 분류되도록 할 수도 있다.
정리하면, 본 발명은 상기와 같이 볼 탑 컨베이어를 구비한 물품 분류기 및 상기 물품 분류기를 활용한 물품 자동 분류 시스템, 분류 방법을 제공함으로써, 종래의 트레이를 활용한 물품 자동 분류 시스템과 달리 물품의 크기 내지 물품의 물성 특성에 따른 제약을 최소화할 수 있고, 물품의 분기 방향, 분기 각도를 다양하게 제어할 수 있으므로, 결과적으로 정형 물품과 이형 물품을 동시에 취급하는 국내 택배 환경에서 물품의 분류 자동화 확산에 크게 기여할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 슈트
12 : 트레이
100 : 물품 분류기
110 : 볼 탑 컨베이어
111 : 볼
120 : 슬라이딩 벨트
130 : 방향 전환 벨트
140 : 프레임
150 : 방음 패널
200 : 컨베이어 벨트
300 : 물품 인식부

Claims (18)

  1. 복수 개의 볼이 배치된 볼 탑 컨베이어(Ball-top conveyor);
    상기 볼 탑 컨베이어 하단에 위치하여, 상기 볼 탑 컨베이어 상의 볼을 구동시키는 복수 개의 방향 전환 벨트; 및
    상기 방향 전환 벨트와 볼 탑 컨베이어를 고정시키는 프레임;
    을 포함하는 물품 분류기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 볼 탑 컨베이어 하단에 배치되는 복수 개의 슬라이딩 벨트;
    를 더 포함하는 물품 분류기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 슬라이딩 벨트와 방향 전환 벨트는 상기 볼 탑 컨베이어 하단에 교번적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 물품 분류기.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 볼 탑 컨베이어의 볼은 상기 슬라이딩 벨트 또는 방향 전환 벨트의 구동 방향과 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 물품 분류기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 방향 전환 벨트의 구동에 의해 상기 볼 탑 컨베이어 상의 물품의 이송 방향이 전환되는 것을 특징으로 하는 물품 분류기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 방향 전환 벨트의 하단에 위치하여, 마찰 소음을 흡수하는 방음 패널;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 분류기.
  7. 분류할 물품을 이송시키는 컨베이어 벨트;
    물품을 인식하여 해당 물품의 정보를 취득하는 물품 인식부;
    상기 컨베이어 벨트를 통해 이송되는 물품의 이송 방향을 기 설정된 슈트 방향으로 전환시키는 물품 분류기; 및
    상기 물품 인식부에서 측정된 정보를 토대로 상기 물품 분류기의 구동을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 물품 자동 분류 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 물품의 정보는 배송 목적지, 담당 SM, 배정된 차량, 물품의 크기, 물품의 무게, 물품 분류 코드 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 물품 분류기는 상기 물품 인식부에서 취득한 물품의 정보를 토대로 물품 분류기로 투입되는 물품의 이송 방향을 전환시켜 기 설정된 슈트 방향으로 분류하는 것을 특징으로 하는 물품 자동 분류 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 물품 분류기는,
    복수 개의 볼이 배치된 볼 탑 컨베이어;
    상기 볼 탑 컨베이어 하단에 위치하여, 상기 볼 탑 컨베이어 상의 볼을 구동시키는 복수 개의 방향 전환 벨트; 및
    상기 방향 전환 벨트와 볼 탑 컨베이어를 고정시키는 프레임;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 자동 분류 시스템.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 물품 분류기는,
    상기 볼 탑 컨베이어 하단에 배치되는 복수 개의 슬라이딩 벨트;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 자동 분류 시스템.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 물품 분류기는,
    상기 방향 전환 벨트의 하단에 위치하여, 마찰 소음을 흡수하는 방음 패널;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 자동 분류 시스템.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 물품 인식부에서 취득한 물품의 정보를 토대로 상기 방향 전환 벨트를 개별적으로 제어하거나 또는 일부 방향 전환 벨트를 동기화 제어하여 물품의 이송 방향을 전환시키는 것을 특징으로 하는 물품 자동 분류 시스템.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 물품 인식부에서 취득한 물품의 정보를 토대로 구동되는 방향 전환 벨트의 수 또는 방향 전환 벨트의 구동 시간을 조절하여 물품을 기 설정된 슈트 방향으로 분류하는 것을 특징으로 하는 물품 자동 분류 시스템.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    물품을 좌측 슈트로 분류해야 하는 경우 상기 방향 전환 벨트를 우측 방향으로 구동시키며,
    물품을 우측 슈트로 분류해야 하는 경우에는 상기 방향 전환 벨트를 좌측 방향으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 물품 자동 분류 시스템.
  15. 제 7항 내지 제 14항 중 어느 한 항의 물품 자동 분류 시스템을 활용하여 물품을 자동으로 분류하는 방법에 있어서,
    물품 인식부로 투입되는 물품을 인식하고, 해당 물품의 정보를 취득하는 물품 인식 단계; 및
    상기 물품 인식 단계에서 취득한 물품의 정보를 토대로 복수 개의 볼이 배치된 볼 탑 컨베이어 및 상기 볼 탑 컨베이어 하단에 위치하여, 상기 볼 탑 컨베이어의 볼을 구동시키는 복수 개의 방향 전환 벨트를 포함하는 물품 분류기를 구동시켜 컨베이어 벨트 상의 물품을 기 설정된 슈트 방향으로 분류하는 물품 분류 단계;
    를 포함하는 물품 자동 분류 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 물품 인식 단계에서 취득하는 물품의 정보는 배송 목적지, 담당 SM, 배정된 차량, 물품의 크기, 물품의 무게, 물품 분류 코드 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 자동 분류 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 물품 분류 단계는,
    상기 물품 인식 단계에서 취득한 물품의 크기 내지 물품 분류 코드를 토대로 방향 전환 벨트의 구동 방향, 구동 시간 내지 구동 시점을 제어하여 물품을 기 설정된 슈트 방향으로 분류하는 것을 특징으로 하는 물품 자동 분류 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 물품 인식 단계는,
    물품을 좌측 슈트로 분류해야 하는 경우 상기 방향 전환 벨트를 우측 방향으로 구동시키고,
    물품을 우측 슈트로 분류해야 하는 경우에는 상기 방향 전환 벨트를 좌측 방향으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 물품 자동 분류 방법.
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