WO2024039080A1 - 궤도 장치를 구비한 화물 하차 자동화 머신 - Google Patents

궤도 장치를 구비한 화물 하차 자동화 머신 Download PDF

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WO2024039080A1
WO2024039080A1 PCT/KR2023/010282 KR2023010282W WO2024039080A1 WO 2024039080 A1 WO2024039080 A1 WO 2024039080A1 KR 2023010282 W KR2023010282 W KR 2023010282W WO 2024039080 A1 WO2024039080 A1 WO 2024039080A1
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WO
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height
cargo
unloading machine
crawler
cargo unloading
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PCT/KR2023/010282
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English (en)
French (fr)
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정병진
박종삼
정병택
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주식회사 에스티씨엔지니어링
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    • B65G67/00—Loading or unloading vehicles
    • B65G67/02—Loading or unloading land vehicles
    • B65G67/24—Unloading land vehicles

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to cargo unloading automation technology.
  • the present invention is a project of the Ministry of Trade, Industry and Energy's robot industry core technology development project - pan-ministerial cooperation robot product technology (task number: 1415168943, detailed task number: 20009109, research project name: Development of a trunk cargo logistics transport vehicle unloading work system using robots , Host organization: STC Engineering Co., Ltd., Research period: 2020.05.01 ⁇ 2024.12.31).
  • the purpose of the present invention is to provide an automatic cargo unloading machine that can recognize and automatically unload cargo in a loading box.
  • An automated cargo unloading machine is a cargo unloading automated machine for unloading cargo loaded in a loading box, comprising: a main body frame; a robot arm device provided on the main body frame and configured to unload the loaded cargo; and a track device provided at a lower portion of the main body frame and moving the automated cargo unloading machine.
  • the track device may include a plurality of trackways provided at a lower portion of the main body frame and spaced apart from each other along the longitudinal direction of the automated cargo unloading machine.
  • the orbital device may further include a plurality of height adjustment units connected to the plurality of crawlers and provided to independently adjust the height of each crawler.
  • the height adjustment unit includes a support plate provided at an upper portion of the crawler and spaced apart from the crawler; Orbital connection parts provided below on both sides of the support plate and connected to the main body of the crawler track; And it may include a height adjustment unit provided vertically on the support plate and capable of adjusting the height up and down.
  • the height adjustment unit includes: a first height adjustment unit provided vertically on the support plate and capable of adjusting the height up and down; and is provided vertically on the support plate, spaced apart from the first height adjuster, an end is hinged to an end of the first height adjuster, and the height is adjusted up and down together with the first height adjuster. It may include a second height adjustment unit.
  • the automated cargo unloading machine may further include a height step sensor that detects a change in height step of the floor surface when moving through the track device.
  • the automated cargo unloading machine when a change in the height step of the floor is detected through the height step sensor while approaching the loading box, adjusts the height of the crawler located at the front in the moving direction of the track device to the change in height step. It can be adjusted to correspond, and can move forward through an endless track other than the frontmost tracked track so that the frontmost tracked track enters and settles in the loading box.
  • the orbital device further includes a moving distance measuring sensor provided to measure the distance traveled by each crawler, and the forward movement of the other crawler is determined by the frontmost crawler and the next infinite orbit. This can be done based on the distance between orbits and the distance measured by the moving distance measurement sensor.
  • the automatic cargo unloading machine sequentially adjusts the heights of the other endless tracks to correspond to the change in height step, and moves forward through another endless track other than the height-adjusted track to enter the inside of the loading box.
  • the automated cargo unloading machine further includes a conveyor device mounted on the main body frame and on which loaded cargo unloaded by the robot arm device is placed, and the height step sensor may be provided on a lower surface of the conveyor device. .
  • the automatic cargo unloading machine can check the change in height level of the floor through the height step sensor while raising the conveyor device horizontally to a certain height.
  • the automated cargo unloading machine can enter the inside of the loading box while sequentially adjusting the heights of the plurality of crawlers in response to the change in height step when a change in height step of the floor is detected through the height step sensor. there is.
  • the automatic cargo unloading machine includes a pair of robot arm devices capable of multi-axis rotation and movement, and the robot arm device includes an unloading conveyor belt, suction means, and clamp means, so that the loaded cargo is Depending on the location, loading pattern, and type of cargo, it operates in various unloading modes such as down sweep mode, side sweep mode, adsorption mode, and clamping mode, making loading cargo easy and quick. You can get off easily.
  • the automatic cargo unloading machine can easily enter the inside of the loading box through the height-adjusted crawler even if there is a height difference between the dock and the loading box of the cargo vehicle.
  • FIG. 1 and 2 are front and rear perspective views showing an automated cargo unloading machine according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a diagram showing a state in which an automated cargo unloading machine enters the inside of a loading box and unloads cargo according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a perspective view showing a robot arm device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a diagram showing each axis portion in the arm unit of the robot arm device according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 6 and 7 are perspective views showing one side and the other side of a hand unit according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 8a and 8b are diagrams showing a state in which the suction pad part is moved forward in one embodiment of the present invention.
  • 9A and 9B are diagrams showing a state in which the clamping part is moved forward in one embodiment of the present invention.
  • 10 to 16 are diagrams showing the operation of an automated cargo unloading machine to unload loaded cargo from a loading box according to an embodiment of the present invention
  • Figure 17 is a diagram showing the state in which the automated cargo unloading machine enters the loading box according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 18 is a diagram showing a height adjustment unit according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 19 is a diagram showing the height-adjusted state of the endless track in the automated cargo unloading machine according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 20a to 20c are diagrams schematically showing a state in which an automated cargo unloading machine enters the inside of a cargo vehicle's loading box according to an embodiment of the present invention.
  • directional terms such as upper side, lower side, one side, other side, etc. are used in relation to the orientation of the disclosed drawings. Since the components of embodiments of the present invention can be positioned in various orientations, the term directional is used for illustrative purposes and is not limiting.
  • FIG 1 and 2 are front and rear perspective views showing an automated cargo unloading machine according to an embodiment of the present invention.
  • the automated cargo unloading machine 100 may include a robotic arm device 102, a conveyor device 104, a track device 106, and a body frame 108.
  • the automated cargo unloading machine 100 is used to unload or transport cargo (hereinafter referred to as loaded cargo) loaded in the loading box 50.
  • the loading box 50 may be a loading box mounted on a cargo vehicle (for example, a trunk truck, etc.) or a container.
  • the automated cargo unloading machine 100 may unload the loaded cargo in the loading box at the entrance of the loading box 50, or, as shown in FIG. 3, may enter the inside of the loading box 50 and unload the loaded cargo in the loading box. there is.
  • the cargo unloading automation machine 100 recognizes the loading pattern of the cargo, the loading location of the cargo, the type of cargo, etc., and various sensor equipment (for example, a vision sensor or a lidar) to determine the unloading mode of the cargo accordingly.
  • a vision sensor for example, a lidar
  • various sensor equipment for example, a vision sensor or a lidar
  • Lidar or vision and Lidar fusion sensors, scanners, etc.
  • the robotic arm device 102 may be provided on both sides of the main body frame 108. That is, the robot arm device 102 may be provided as a pair on both sides of the main body frame 108.
  • the robotic arm device 102 can operate as a pair like a human arm to unload various types of cargo, such as boxes, plastic pouches, and gunny bags piled in bulk in a loading box.
  • the robot arm device 102 can unload the loaded cargo in the loading box toward the conveyor device 104.
  • Conveyor device 104 may be mounted on body frame 108. Conveyor device 104 may be supported by body frame 108 .
  • the conveyor device 104 may be provided along the longitudinal direction of the robot arm device 102 in the main body frame 108. The conveyor device 104 may serve to transport the loaded cargo unloaded by the robot arm device 102 to the rear of the main body frame 108.
  • the conveyor device 104 may operate in conjunction with the robot arm device 102.
  • the front end of the conveyor device 104 may be provided to adjust one or more of height and inclination according to the operation of the robot arm device 102.
  • the front end of the conveyor device 104 may have one or more of the height and inclination adjusted according to the height and position of the loaded cargo to be unloaded by the robot arm device 102.
  • the track device 106 may be provided at the lower part of the main body frame 108.
  • the track device 106 may serve to move the automated cargo unloading machine 100. That is, the track device 106 can move the cargo unloading automation machine 100 to the entrance of the loading box or allow it to enter the inside of the loading box.
  • the main body frame 108 may serve to support the automated cargo unloading machine 100.
  • the main body frame 108 can be provided in various forms capable of supporting the automated cargo unloading machine 100, and its form is not limited.
  • the body frame 108 may be provided to support the robotic arm device 102.
  • the body frame 108 may be provided to support the conveyor device 104. Additionally, the body frame 108 may be connected to the orbital device 106 at the top of the orbital device 106.
  • the main body frame 108 may be equipped with an electrical box 108a that provides power to the automated cargo unloading machine 100 and includes circuit devices that control the operation of the automated cargo unloading machine 100. Additionally, the body frame 108 may be equipped with a hydraulic tank 108b for providing hydraulic pressure to one or more of the robotic arm device 102 and the track device 106. Additionally, the main body frame 108 may be equipped with one or more monitors 108c for checking the operation of the automated cargo unloading machine 100.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the robot arm device 102 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a view showing each axis portion of the arm unit of the robot arm device 102 according to an embodiment of the present invention.
  • the robotic arm device 102 may include an arm unit 111 and a hand unit 113.
  • the robot arm device 102 may be operated in an unloading mode determined based on one or more of the loading pattern of cargo in the cargo bin, the loading location of cargo, and the type of cargo.
  • the unloading mode is an operation mode for unloading cargo in a loading box.
  • the unloading mode may include a down sweep mode, side sweep mode, adsorption mode, and clamping mode.
  • the arm unit 111 may be mounted on both sides of the main body frame 108.
  • the arm unit 111 may be provided to enable multi-axis rotation. Additionally, the arm unit 111 may be provided to enable forward and backward movement.
  • the arm unit 111 may be provided to simultaneously perform multi-axis rotation and forward or backward movement.
  • the arm unit 111 may be provided to have a six-axis degree of freedom.
  • the arm unit 111 includes a first shaft portion (111-1), a second shaft portion (111-2), a third shaft portion (111-3), a fourth shaft portion (111-4), and a fifth shaft portion (111-5). , and may include a sixth shaft portion 111-6.
  • the first shaft portion 111-1 may be mounted on the main body frame 108.
  • the first shaft portion 111-1 may be provided to be rotatable in the first direction 1.
  • the second shaft portion 111-2 may be provided connected to the first shaft portion 111-1.
  • the second shaft portion 111-2 may be provided to be rotatable in the second direction 2.
  • the third shaft portion 111-3 may be connected to the second shaft portion 111-2.
  • the third shaft portion 111-3 may be provided to move forward and backward along the third direction 3.
  • the fourth shaft portion 111-4 may be connected to the third shaft portion 111-3.
  • the fourth shaft portion 111-4 may be provided to be rotatable in the fourth direction 4.
  • the fifth shaft portion 111-5 may be connected to the fourth shaft portion 111-4.
  • the fifth shaft portion 111-5 may be provided to be rotatable in the fifth direction 5.
  • the sixth shaft portion 111-6 may be connected to the fifth shaft portion 111-5.
  • the sixth shaft portion 111-6 may be provided to be rotatable in the sixth direction 6.
  • the first to sixth directions 1 to 6 may be different directions. In this case, the arm unit 111 can move forward and backward while rotating in five axis directions.
  • the hand unit 113 may be provided connected to the end of the arm unit 111.
  • the hand unit 113 is a part that comes into contact with the loaded cargo and unloads the loaded cargo toward the conveyor device 104.
  • the hand unit 113 may be provided connected to the sixth shaft portion 111-6. Since the hand unit 113 is connected to the arm unit 111, the hand unit 113 moves forward and backward while rotating in five axes directions with the arm unit 111 according to the operation of the arm unit 111. It becomes possible. In this way, the robot arm device 102 is provided with 6-axis degrees of freedom, making it possible to unload loaded cargo by covering the entire range within the loading box.
  • FIGS 6 and 7 are perspective views showing one side and the other side of the hand unit 113 according to an embodiment of the present invention.
  • the hand unit 113 may include a conveyor belt 121, suction means 123, and clamp means 125.
  • An unloading conveyor belt 121 may be mounted on one side of the hand unit 113. When comparing the robotic arm device 102 to a human arm, one side of the hand unit 113 can be compared to a palm.
  • the unloading conveyor belt 121 may be provided along the longitudinal direction of the arm unit 111.
  • the unloading conveyor belt 121 may be provided to rotate in a certain direction. For example, the unloading conveyor belt 121 may be provided in a loop shape to rotate circularly.
  • the unloading conveyor belt 121 may be arranged to rotate toward the main body frame 108 (i.e., inward). That is, the unloading conveyor belt 121 of each hand unit 113 in the pair of robot arm devices 102 may be provided to rotate toward the main body frame 108.
  • the unloading conveyor belt 121 is used in a sweep mode, and can be used when the unloading mode of the robot arm device 102 is a down sweep mode or a side sweep mode.
  • An uneven pattern portion 121a may be formed on the surface of the unloading conveyor belt 121 to increase friction with the loaded cargo when sweeping it down.
  • the uneven pattern portion 121a may be provided in a form that protrudes from the surface of the unloading conveyor belt 121, but is not limited to this.
  • a plurality of uneven pattern portions 121a may be provided at regular intervals along the longitudinal direction of the unloading conveyor belt 121.
  • Suction means 123 and clamp means 125 may be provided on the other side of the hand unit 113, respectively.
  • the suction means 123 and the clamp means 125 may be arranged up and down, respectively.
  • the suction means 123 and the clamp means 125 may each be provided along the longitudinal direction of the hand unit 113.
  • the suction means 123 and the clamp means 125 may be mounted on the hand unit 113 via a hand bracket 127. Both sides of the hand bracket 127 may be fixed to both sides of the unloading conveyor belt 121. The hand bracket 127 may be provided between the unloading conveyor belt 121 and the suction means 123 and clamp means 125.
  • the adsorption means 123 may serve to adsorb and unload the loaded cargo in the loading box. That is, the suction means 123 can be used when the dismount mode of the robot arm device 102 is the suction mode. For example, the suction means 123 may be provided to move forward and backward along the longitudinal direction of the hand unit 113.
  • the adsorption means 123 may include an adsorption pad unit 123a and an adsorption driver unit 123b.
  • the adsorption pad portion 123a is a part that adsorbs the loaded cargo.
  • a plurality of suction pad units 123a may be provided. One end of each of the plurality of suction pad parts 123a may be fixed to the mounting plate 123a-2.
  • the mounting plate 123a-2 may be connected to the adsorption driver 123b.
  • a plurality of suction pad units 123a are provided, but the present invention is not limited thereto.
  • a suction cup 123a-1 for vacuum suction of loaded cargo may be provided at the end of the suction pad portion 123a.
  • the suction cup 123a-1 may be provided in a bellows shape so that it can be bent in various directions, but its shape is not limited to this.
  • the suction driving unit 123b may be provided to move the suction pad unit 123a forward and backward. Additionally, the adsorption driving unit 123b may include a vacuum generator so that the adsorption pad unit 123a adsorbs the loaded cargo.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams showing a state in which the suction pad portion 123a is moved forward in one embodiment of the present invention.
  • the adsorption driving unit 123b can adsorb the loaded cargo by moving the adsorption pad unit 123a forward in the adsorption mode.
  • the adsorption driving unit 123b can move the adsorption pad unit 123a, on which the adsorbed cargo is unloaded, backward and return it to its original position.
  • the suction pad portion 123a moves forward to adsorb the loaded cargo, but this is not limited to this.
  • the hand unit 111 moves toward the loaded cargo, and then the suction pad portion 123a moves forward to adsorb the loaded cargo.
  • Loaded cargo may be adsorbed through the portion 123a.
  • the clamp means 125 may serve to pick up and unload the loaded cargo in the loading box. That is, the clamp means 125 can be used when the dismount mode of the robot arm device 102 is the clamping mode.
  • the clamp means 125 may be provided to move forward and backward along the longitudinal direction of the hand unit 113.
  • the clamp means 125 may include a clamping part 125a and a clamp driving part 125b.
  • the clamping part 125a is a part that picks up the loaded cargo.
  • the type of loaded cargo may be gunny sacks. That is, the clamping part 125a may be provided to pick up a gunny sack among the loaded cargo.
  • the end of the clamping portion 125a may be provided in the shape of a tong.
  • the clamp driving unit 125b may be provided to move the clamping unit 125a forward and backward.
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams showing a state in which the clamping part 125a is moved forward in one embodiment of the present invention.
  • the clamp driving unit 125b can move the clamping unit 125a forward in the clamping mode to pick up the loaded cargo.
  • the clamp driving unit 125b can move the clamping unit 125a, which has unloaded the loaded cargo, backward and return it to its original position.
  • the clamping part 125a moves forward and picks up the loaded cargo, but it is not limited to this.
  • the hand unit 111 moves toward the loaded cargo and then clamps the clamping part 125a. It may be arranged to clamp the loaded cargo through.
  • Figures 10 to 16 are diagrams showing the operation of an automated cargo unloading machine to unload loaded cargo from a loading box according to an embodiment of the present invention.
  • the automated cargo unloading machine 100 can recognize the distance to the cargo, the loading pattern of the cargo, the loading location of the cargo, and the type of cargo through a vision sensor or the like. At this time, the automated cargo unloading machine 100 may move toward the cargo depending on the distance to the cargo. The automated cargo unloading machine 100 can sequentially unload cargo according to the height of the loaded cargo.
  • the automated cargo unloading machine 100 can adjust the height of the front end of the conveyor device 104 according to the loading height of the cargo.
  • the automated cargo unloading machine 100 can adjust the height of the front end of the conveyor device 104 based on the height of the cargo located at the top among the loaded cargo.
  • the robot arm device 102 unloads the cargo located at the top among the loaded cargo
  • the height of the front end of the conveyor device 104 can be adjusted to a height that can safely receive the cargo located at the top among the loaded cargo. You can.
  • the automated cargo unloading machine 100 may position the robot arm device 102 above the loaded cargo to unload the cargo located at the top.
  • the robot arm device 102 performs a down sweep (down sweep). By operating in sweep mode, cargo located at the top can be unloaded. At this time, the robot arm device 102 may unload the outermost cargo among the cargo located at the top of the loaded cargo in a down sweep mode, but is not limited to this.
  • the robot arm device 102 unloads the cargo located at the top among the loaded cargo toward the conveyor device 104 through a down sweep mode.
  • the down sweep mode is performed in a state in which the unloading conveyor belt 121 of the hand unit 113 is placed to face the target cargo at the top of the target cargo (i.e., the cargo to be unloaded) (i.e., the surface of the unloading conveyor belt 121
  • This may mean an operation mode in which the unloading conveyor belt 121 is rotated toward the main body frame 108 (in a state facing the upper surface of the target cargo) to sweep the target cargo downward.
  • both of the pair of unloading conveyor belts 121 may operate in the down sweep mode, or only one of them may operate in the down sweep mode. .
  • the robot arm device 102 shows a state in which loaded cargo is unloaded through a side sweep mode.
  • the robot arm device 102 unloads the outermost cargo among the cargo located at the top of the loaded cargo in the down sweep mode, and then unloads the cargo located in the middle portion in the side sweep mode. You can. However, it is not limited to this, and if the cargo located at the top of the loaded cargo is box-shaped and an entry space for the robot arm device 102 is secured on the side of the cargo located at the top, the robot arm device 102 operates in side sweep mode. The cargo can be unloaded by operating .
  • the side sweep mode positions one or more target cargoes between a pair of unloading conveyor belts 121, and moves the pair of unloading conveyor belts 121 from both sides of the target cargo (i.e., cargo to be unloaded).
  • the unloading conveyor belt 121 is arranged to face the cargo (i.e., the surface of the unloading conveyor belt 121 faces the side of the target cargo at the side of the target cargo)
  • the pair of unloading conveyor belts 121 are moved in the direction of the main body frame 108. This may mean an operation mode that rotates to the side and sweeps the target cargo downward.
  • the robotic arm device 102 can cause the hand unit 113 to enter the side space of the loaded cargo (FIG. 14A).
  • the robot arm device 102 can be arranged so that the pair of unloading conveyor belts 121 of the hand unit 113 face the side of the target cargo (FIG. 14b).
  • the robot arm device 102 can rotate the pair of unloading conveyor belts 121 toward the main body frame 108 to unload the target cargo downward (FIG. 14C).
  • the automated cargo unloading machine 100 may continue to operate in a side sweep mode while bringing the pair of robot arm devices 102 together inward as the loaded cargo is unloaded.
  • the robot arm device 102 shows a state in which loaded cargo is unloaded through clamping mode.
  • the automated cargo unloading machine 100 may operate the robotic arm device 102 in a clamping mode depending on the type of cargo to be unloaded. For example, if the type of cargo to be unloaded is cargo that can be caught through the clamp means 125, such as a gunny sack or pouch, the cargo unloading automation machine 100 operates the robot arm device 102 in clamping mode. You can do it.
  • the robot arm device 102 moves the hand unit 113 to the target cargo side and then clamps the target cargo through the clamping portion 125a of the clamp means 125. can be held ( Figure 15b). At this time, the clamping part 125a may be moved forward depending on the distance to the target cargo. Next, the robotic arm device 102 can pull the target cargo downward and unload the target cargo (FIG. 15C).
  • the robot arm device 102 shows a state in which the loaded cargo is unloaded through the adsorption mode.
  • the robotic arm device 102 may unload cargo in a suction mode depending on one or more of the loading height of the cargo and the type of cargo. For example, when the target cargo is located at the bottom or top and the cargo is in the shape of a box, the robot arm device 102 can unload the target cargo through the adsorption mode.
  • Figure 16 shows the state of unloading the cargo in adsorption mode when the target cargo is in the form of a box located at the bottom.
  • the robot arm device 102 can adsorb the target cargo through the adsorption pad portion 123a of the adsorption means 123 (FIG. 16a). At this time, the suction pad portion 123a may be moved forward depending on the distance to the target cargo. Next, the robot arm device 102 can move the target cargo to the upper part of the conveyor device 104 while adsorbing the target cargo (FIG. 16b). Next, the robot arm device 102 can detach the target cargo from the suction pad portion 123a and unload the target cargo onto the conveyor device 104 (FIG. 16c).
  • the cargo unloading automation machine 100 is provided with a pair of robot arm devices 102 capable of multi-axis rotation and movement, and the robot arm device 102 includes an unloading conveyor belt 121 and an adsorption means. (123), and by providing a clamp means (125), down sweep mode, side sweep mode, adsorption mode, etc. according to the position of the loaded cargo, the loading pattern of the cargo, and the type of cargo, etc. It operates in various unloading modes such as and clamping mode, allowing the loaded cargo to be unloaded easily and quickly.
  • Figure 17 is a diagram showing a state in which an automated cargo unloading machine enters a loading box according to an embodiment of the present invention.
  • the automated cargo unloading machine 100 can check the change in height step when entering the inside of the loading box 50 through the height step sensor 110 mounted on the lower surface of the conveyor device 104.
  • the operation of the track device 106 can be controlled according to the change in height level to enter the inside of the loading box 50. A detailed explanation of this will be provided later.
  • the height step sensor 110 may also be mounted on the lower surface of the main body frame 108.
  • the automated cargo unloading machine 100 can detect the left and right gaps when entering the loading box 50 through gap detection sensors (not shown) mounted on both sides of the conveyor device 104. That is, a gap detection sensor (not shown) may be provided to detect the gap between both side walls inside the loading box 50 and the automated cargo unloading machine 100.
  • the automated cargo unloading machine 100 can move through the track device 106 and enter the inside of the loading box.
  • the track device 106 may be provided to support the automated cargo unloading machine 100 at the lower part of the body frame 108.
  • the orbital device 106 may be provided to enable forward and backward movement and direction changes.
  • the orbiter 106 may include a first crawler 141 , a second crawler 143 , and a third crawler 145 .
  • a moving distance measuring sensor 147 may be provided in each of the first crawler 141, the second crawler 143, and the third crawler 145.
  • the moving distance measurement sensor 147 may be provided to measure the distance traveled by the corresponding endless orbit.
  • the moving distance measurement sensor 147 may be comprised of a rotary encoder, but is not limited thereto.
  • the first crawler 141, the second crawler 143, and the third crawler 145 are sequentially spaced apart from each other along the longitudinal direction of the automated cargo unloading machine 100 at the lower part of the main body frame 108. It can be provided.
  • the first crawler 141, the second crawler 143, and the third crawler 145 may be provided in pairs on both sides of the lower part of the main body frame 108, respectively.
  • the separation distance between the first crawler 141 and the second crawler 143 and the separation distance between the second crawler 143 and the third crawler 145 may be the same or may be prepared differently.
  • the first crawler 141, the second crawler 143, and the third crawler 145 may each be prepared to withstand a load of 600 kg or more.
  • the orbital device 106 is described as including three crawler pairs, but it is not limited thereto and may include various numbers of crawler pairs. Since caterpillar is a known technology, detailed description of its structure and operation will be omitted.
  • the track device 106 may further include a first height adjustment unit 151, a second height adjustment unit 153, and a third height adjustment unit 155.
  • the first height adjustment unit 151 is connected to the first crawler 141 and can independently adjust the height of the first crawler 141.
  • the second height adjustment unit 153 is connected to the second crawler 143 and can independently adjust the height of the second crawler 143.
  • the third height adjustment unit 155 is connected to the third crawler 145 and can independently adjust the height of the third crawler 145.
  • Figure 18 is a diagram showing a height adjustment unit according to an embodiment of the present invention.
  • the third height adjustment unit 155 connected to the third crawler 145 is shown as an example, and the first height adjustment unit 151 and the second height adjustment unit 153 are also the same or similar to this. It can be arranged.
  • the third height adjustment unit 155 may include a support plate 155a, a track connection portion 155b, a first height adjustment portion 155c, and a second height adjustment portion 155d. .
  • the support plate 155a may be provided on an upper portion of the third crawler 145 and spaced apart from the third crawler 145 .
  • the track connection portions 155b may be provided below on both sides of the support plate 155a and connected to the main body of the third crawler track 145.
  • the main body of the third crawler 145 may include a power device provided inside the track wheel and a frame for supporting the track wheel.
  • the first height adjustment part 155c may be provided vertically on the support plate 155a.
  • the first height adjustment unit 155c may be provided to be height-adjustable up and down.
  • the first height adjuster 155c may be provided to adjust its height up and down through a hydraulic cylinder, but is not limited to this.
  • the second height adjustment part 155d may be provided vertically on the support plate 155a.
  • the end of the second height adjustment part 155d may be hinged to the end of the first height adjustment part 155c.
  • the second height adjustment unit 155d may be provided at a certain distance from the first height adjustment unit 155c.
  • the second height adjustment unit 155d may be provided to allow height adjustment up and down.
  • the second height adjuster 155d can be adjusted up and down together with the first height adjuster 155c.
  • the second height adjustment unit 155d may be intended to assist the first height adjustment unit 155c.
  • the second height adjustment unit 155d may be provided to adjust its height up and down through a hydraulic cylinder, but is not limited to this.
  • the third height adjustment unit 155 may further include a vertical movement measurement sensor 155e.
  • the vertical movement measurement sensor 155e may be a sensor that detects the extent to which the first height adjuster 155c and the second height adjuster 155d have moved up and down.
  • the vertical movement measurement sensor 155e may be made of a wire encoder, but is not limited thereto.
  • Figure 19 is a diagram showing the height-adjusted state of the endless track in the automated cargo unloading machine according to an embodiment of the present invention.
  • the second crawler 143 is positioned higher than the first crawler 141 by the second height adjustment unit 153.
  • the third crawler 145 is positioned higher than the second crawler 145 by the third height adjustment unit 155.
  • first crawler 141 is located at a first height difference with the bottom of the main body frame 108
  • second crawler 143 is located at a second height difference (first height) with the bottom of the main body frame 108.
  • the third crawler 145 may be positioned with a third height difference (a height difference lower than the second height difference) with the bottom of the main body frame 108. In this way, each crawler (141, 143, 145) can be independently adjusted in height by each height adjustment unit (151, 153, 155).
  • Figures 20a to 20c are diagrams schematically showing a state in which an automated cargo unloading machine enters the inside of a cargo vehicle's loading box according to an embodiment of the present invention.
  • the automated cargo unloading machine 100 can access the rear of the cargo vehicle's loading box through a dock.
  • the automated cargo unloading machine 100 can approach the rear of the loading box of a cargo vehicle while raising the conveyor device 104 horizontally to a certain height.
  • the automated cargo unloading machine 100 detects a change in the height step of the floor surface into which the automated cargo unloading machine 100 enters (i.e., the conveyor device 104) through the height step sensor 110 provided on the lower surface of the conveyor device 104. ) and the change in height from the floor) can be confirmed.
  • the height step sensor 110 may be provided on the lower surface of the conveyor device 104, but is not limited thereto and may be provided on the front lower surface of the main body frame 108.
  • Each track (141, 143, 145) can approach the rear of the cargo vehicle's cargo vehicle with a preset height difference from the main body frame (108).
  • the cargo unloading automation machine 100 increases the height of the first crawler 141 by the detected height step through the first height adjustment unit 151. You can do it. Then, it can move forward through the second crawler 143 and the third crawler 145 so that the first crawler 141 enters and settles on the bottom of the loading box.
  • the forward movement of the second crawler 143 and the third crawler 145 depends on the distance measured by the moving distance measurement sensor 147 and the gap between the first crawler 141 and the second crawler 143. It can be done based on
  • the automated cargo unloading machine 100 adjusts the height of the second crawler 143 to the height of the first crawler 141 (i.e., the detected height) through the second height adjustment unit 153. It can be raised (by the level difference). Then, it can move forward through the first crawler 141 and the third crawler 145 so that the second crawler 143 enters and settles on the bottom of the loading box.
  • the automated cargo unloading machine 100 can increase the height of the third crawler 145 by the height of the first crawler 141 through the third height adjustment unit 155. Then, it can move forward through the first crawler 141 and the second crawler 143 so that the third crawler 145 enters and settles on the bottom of the loading box.
  • the automatic cargo unloading machine 100 can easily enter the inside of the loading box through the height-adjusted crawler tracks 141, 143, and 145 even when there is a height difference between the dock and the loading box of the cargo vehicle.
  • the case where the cargo vehicle's loading box is higher than the dock is shown as an example, but it is not limited to this. Even when the cargo vehicle's loading container is lower than the dock, the heights of the crawler tracks 141, 143, and 145 are sequentially adjusted according to the height difference change. Of course, it is possible to enter the inside of the cargo vehicle's cargo vehicle by adjusting it.

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Abstract

궤도 장치를 구비한 화물 하차 자동화 머신이 개시된다. 개시되는 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신은, 적재함 내에 적재된 화물을 하차시키기 위한 화물 하차 자동화 머신으로서, 본체 프레임, 본체 프레임에 마련되고 적재된 화물을 하차시키기 위한 로봇 팔 장치, 및 본체 프레임의 하부에 마련되고 화물 하차 자동화 머신을 이동시키는 궤도 장치를 포함한다.

Description

궤도 장치를 구비한 화물 하차 자동화 머신
본 발명의 실시예는 화물 하차 자동화 기술과 관련된다. 본 발명은 산업통상자원부의 로봇산업핵심기술개발사업-범부처협력로봇제품기술(과제고유번호: 1415168943, 세부과제번호: 20009109, 연구과제명: 로봇을 활용한 간선화물 물류 운송 차량 하차 작업 시스템 개발, 주관기관: 주식회사 에스티씨 엔지니어링, 연구기간: 2020.05.01~2024.12.31)의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.
최근 3년간 택배 물동량은 매년 10~13%씩 증가했으나 택배 평균 배송단가는 매년 2~3%씩 하락하고 있어 물류 산업에서 자동화는 기업의 경쟁력 유지를 위해 매우 중요한 일이 되고 있다. 현재 택배 공정 중 상당 부분은 벨트 소터 등 장비를 이용한 물류 센터 내 자동화가 적용되어 있지만 차량의 적재함에서 각종 택배 화물을 내리는 하차 작업은 수작업에 의존하고 있다.
그리고, 전국적인 1일 택배 수요량 처리를 위해 허브 터미널의 간선 화물 트럭은 통상 1대당 2천여개의 화물을 적재하여 2명의 작업자가 1시간 내에 모두 하차해야 한다. 이는 택배 허브 터미널의 여러 작업 중 가장 강도가 높아 작업자들의 기피 작업이 되고 있다. 따라서, 간선 화물 트럭의 하차 작업을 자동화할 수 있는 로봇 시스템의 개발이 요구된다.
본 발명은 적재함 내 화물을 인식하고 자동으로 하차시킬 수 있는 화물 하차 자동화 머신을 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신은, 적재함 내에 적재된 화물을 하차시키기 위한 화물 하차 자동화 머신으로서, 본체 프레임; 상기 본체 프레임에 마련되고 상기 적재된 화물을 하차시키기 위한 로봇 팔 장치; 및 상기 본체 프레임의 하부에 마련되고 상기 화물 하차 자동화 머신을 이동시키는 궤도 장치를 포함한다.
상기 궤도 장치는, 상기 본체 프레임의 하부에서 상기 화물 하차 자동화 머신의 길이 방향을 따라 상호 이격하여 마련되는 복수 개의 무한궤도를 포함할 수 있다.
상기 궤도 장치는, 상기 복수 개의 무한궤도에 연결되고 각 무한궤도의 높이를 독립적으로 조절하도록 마련되는 복수 개의 높이 조절 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 높이 조절 유닛은, 상기 무한궤도의 상부에서 상기 무한궤도와 이격되어 마련되는 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트의 양측에서 하부로 마련되어 상기 무한궤도의 본체와 연결되는 궤도 연결부; 및 상기 지지 플레이트 상에 수직하게 마련되고 상하로 높이 조절이 가능하게 마련되는 높이 조절부를 포함할 수 있다.
상기 높이 조절부는, 상기 지지 플레이트 상에 수직하게 마련되고 상하로 높이 조절이 가능하게 마련되는 제1 높이 조절부; 및 상기 지지 플레이트 상에 수직하게 마련되고, 상기 제1 높이 조절부와 이격하여 마련되며, 단부가 상기 제1 높이 조절부의 단부에 힌지 결합되고, 상기 제1 높이 조절부와 함께 상하로 높이 조절되는 제2 높이 조절부를 포함할 수 있다.
상기 화물 하차 자동화 머신은, 상기 궤도 장치를 통해 이동 시 바닥면의 높이 단차 변화를 감지하는 높이 단차 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 화물 하차 자동화 머신은, 상기 적재함으로 접근하면서 상기 높이 단차 센서를 통해 바닥면의 높이 단차 변화가 감지되는 경우, 상기 궤도 장치의 이동 방향에서 가장 앞에 위치하는 무한궤도의 높이를 상기 높이 단차 변화에 대응하도록 조절하고, 상기 가장 앞에 위치하는 무한궤도 이외의 다른 무한궤도를 통해 전진 이동하여 상기 가장 앞에 위치하는 무한궤도가 상기 적재함으로 진입하여 안착되도록 할 수 있다.
상기 궤도 장치는, 상기 각 무한궤도가 이동하는 거리를 측정하도록 마련되는 이동 거리 측정 센서를 더 포함하고, 상기 다른 무한궤도의 전진 이동은, 상기 가장 앞에 위치하는 무한궤도와 그 다음에 위치하는 무한궤도 간의 간격과 상기 이동 거리 측정 센서에 의해 측정되는 거리에 기반하여 이루어질 수 있다.
상기 화물 하차 자동화 머신은, 상기 다른 무한궤도의 높이를 상기 높이 단차 변화에 대응하도록 순차적으로 조절하되, 높이 조절된 무한궤도 이외의 다른 무한궤도를 통해 전진 이동시켜 상기 적재함 내부로 진입할 수 있다.
상기 화물 하차 자동화 머신은, 상기 본체 프레임에 장착되고, 상기 로봇 팔 장치에 의해 하차된 적재 화물이 안착되는 컨베이어 장치를 더 포함하고, 상기 높이 단차 센서는, 상기 컨베이어 장치의 하면에 마련될 수 있다.
상기 화물 하차 자동화 머신은, 상기 적재함으로 접근 시 상기 컨베이어 장치를 수평하게 일정 높이로 올린 상태에서 상기 높이 단차 센서를 통해 바닥면의 높이 단차 변화를 확인할 수 있다.
상기 화물 하차 자동화 머신은, 상기 높이 단차 센서를 통해 바닥면의 높이 단차 변화가 감지되는 경우, 상기 복수 개의 무한궤도의 높이를 상기 높이 단차 변화에 대응하여 순차적으로 조절하면서 상기 적재함 내부로 진입할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 화물 하차 자동화 머신은 다축 회전 및 이동이 가능한 한 쌍의 로봇 팔 장치를 구비하며, 로봇 팔 장치가 하차 컨베이어 벨트, 흡착 수단, 및 클램프 수단을 구비함으로써, 적재된 화물의 위치, 화물의 적재 패턴, 및 화물의 종류 등에 따라 다운 스윕(down sweep) 모드, 측면 스윕(side sweep) 모드, 흡착 모드, 및 클램핑 모드 등과 같은 다양한 하차 모드로 동작하여 적재 화물을 용이하고 신속하게 하차시킬 수 있게 된다.
또한, 한 쌍의 로봇 팔 장치의 사이에 컨베이어 장치가 마련됨으로써, 한 쌍의 로봇 팔 장치를 통해 하차시킨 화물을 컨베이어 장치를 통해 신속하게 후방으로 이송시킬 수 있게 된다.
또한, 화물 하차 자동화 머신은 도크와 화물 차량의 적재함과 높이 차이가 있는 경우에도, 높이 조절되는 무한궤도를 통해 용이하게 적재함 내부로 진입할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신을 나타낸 전면 사시도 및 배면 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신이 적재함 내부로 진입하여 화물을 하차시키는 상태를 나타낸 도면이며,
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 팔 장치를 나타낸 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 팔 장치의 암 유닛에서 각 축부를 나타낸 도면이며,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드 유닛의 일측부 및 타측부를 나타낸 사시도이고,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에서 흡착 패드부가 전진 이동되는 상태를 나타낸 도면이며,
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에서 클램핑부가 전진 이동되는 상태를 나타낸 도면이고,
도 10 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신이 적재함에서 적재 화물을 하차시키는 동작을 나타낸 도면이며,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신이 적재함 내에 진입한 상태를 나타낸 도면이고,
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 조절 유닛을 나타낸 도면이며,
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신에서 무한궤도의 높이 조절된 상태를 나타낸 도면이고,
도 20a 내지 20c는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신이 화물 차량의 적재함 내부로 진입하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명 시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.
한편, 상측, 하측, 일측, 타측 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신을 나타낸 전면 사시도 및 배면 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 로봇 팔 장치(102), 컨베이어 장치(104), 궤도 장치(106), 및 본체 프레임(108)을 포함할 수 있다.
화물 하차 자동화 머신(100)은 적재함(50) 내에 적재되어 있는 화물(이하, 적재 화물이라 지칭할 수 있음)들을 하차하거나 하차 후 운반하기 위한 것이다. 여기서, 적재함(50)은 화물 차량(예를 들어, 간선 화물차 등)에 장착되는 적재함일 수도 있고 컨테이너일 수도 있다. 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재함(50)의 입구에서 적재함 내의 적재 화물을 하차시킬 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 적재함(50)의 내부로 진입하여 적재함 내의 적재 화물을 하차시킬 수도 있다.
또한, 화물 하차 자동화 머신(100)은 화물의 적재 패턴, 화물의 적재 위치, 화물의 종류 등을 인식하고 그에 따라 화물의 하차 모드를 결정하기 위한 다양한 센서 장비(예를 들어, 비전 센서 또는 라이다(Lidar) 또는 비전 및 라이다의 융합 센서, 스캐너 등)를 포함할 수 있다.
로봇 팔 장치(102)는 본체 프레임(108)의 양측에 마련될 수 있다. 즉, 로봇 팔 장치(102)는 본체 프레임(108)의 양측에서 한 쌍으로 마련될 수 있다. 로봇 팔 장치(102)는 사람의 팔처럼 한 쌍으로 동작하여 적재함 내 벌크 형태로 쌓여 있는 박스, 비닐 파우치, 및 마대 등 다양한 형태의 화물을 하차시키도록 마련될 수 있다. 로봇 팔 장치(102)는 적재함 내 적재 화물을 컨베이어 장치(104) 측으로 하차시킬 수 있다.
컨베이어 장치(104)는 본체 프레임(108)에 장착될 수 있다. 컨베이어 장치(104)는 본체 프레임(108)에 의해 지지될 수 있다. 컨베이어 장치(104)는 본체 프레임(108)에서 로봇 팔 장치(102)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다. 컨베이어 장치(104)는 로봇 팔 장치(102)에 의해 하차된 적재 화물을 본체 프레임(108)의 후방으로 이송시키는 역할을 할 수 있다.
컨베이어 장치(104)는 로봇 팔 장치(102)와 연동하여 동작할 수 있다. 컨베이어 장치(104)의 전단부는 로봇 팔 장치(102)의 동작에 따라 높이 및 경사 중 하나 이상이 조절되도록 마련될 수 있다. 이때, 컨베이어 장치(104)의 전단부는 로봇 팔 장치(102)에 의해 하차되려고 하는 적재 화물의 높이 및 위치에 따라 높이 및 경사 중 하나 이상이 조절이 될 수 있다.
궤도 장치(106)는 본체 프레임(108)의 하부에 마련될 수 있다. 궤도 장치(106)는 화물 하차 자동화 머신(100)을 이동시키는 역할을 할 수 있다. 즉, 궤도 장치(106)는 화물 하차 자동화 머신(100)을 적재함 입구로 이동시키거나 적재함 내부로 진입하도록 할 수 있다.
본체 프레임(108)은 화물 하차 자동화 머신(100)을 지지하는 역할을 할 수 있다. 본체 프레임(108)은 화물 하차 자동화 머신(100)을 지지할 수 있는 다양한 형태로 마련될 수 있는 바, 그 형태가 한정되는 것은 아니다. 본체 프레임(108)은 로봇 팔 장치(102)를 지지하도록 마련될 수 있다. 본체 프레임(108)은 컨베이어 장치(104)를 지지하도록 마련될 수 있다. 또한, 본체 프레임(108)은 궤도 장치(106)의 상부에서 궤도 장치(106)와 연결될 수 있다.
본체 프레임(108)에는 화물 하차 자동화 머신(100)에 동력을 제공하고, 화물 하차 자동화 머신(100)의 동작을 제어하는 회로 장치들을 포함하는 전장 함(108a)이 장착될 수 있다. 또한, 본체 프레임(108)에는 로봇 팔 장치(102) 및 궤도 장치(106) 중 하나 이상에 유압을 제공하기 위한 유압 탱크(108b)가 장착될 수 있다. 또한, 본체 프레임(108)에는 화물 하차 자동화 머신(100)의 동작을 확인하기 위한 하나 이상의 모니터(108c)가 장착될 수 있다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 팔 장치(102)를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 팔 장치(102)의 암 유닛에서 각 축부를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 로봇 팔 장치(102)는 암 유닛(arm unit)(111) 및 핸드 유닛(113)을 포함할 수 있다.
로봇 팔 장치(102)는 적재함 내 화물의 적재 패턴, 화물의 적재 위치, 및 화물의 종류 중 하나 이상에 따라 결정되는 하차 모드로 동작될 수 있다. 하차 모드는 적재함 내 화물을 하차시키기 위한 동작 모드로서, 예를 들어, 하차 모드에는 다운 스윕(down sweep) 모드, 측면 스윕(side sweep) 모드, 흡착 모드, 및 클램핑 모드 등이 있을 수 있다.
암 유닛(111)은 본체 프레임(108)의 양측에 장착될 수 있다. 암 유닛(111)은 다축 회전이 가능하도록 마련될 수 있다. 또한, 암 유닛(111)은 전진 및 후진 이동이 가능하도록 마련될 수 있다. 암 유닛(111)은 다축 회전과 전진 또는 후진 이동을 동시에 수행하도록 마련될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 암 유닛(111)은 6축 자유도를 갖도록 마련될 수 있다. 암 유닛(111)은 제1 축부(111-1), 제2 축부(111-2), 제3 축부(111-3), 제4 축부(111-4), 제5 축부(111-5), 및 제6 축부(111-6)를 포함할 수 있다.
제1 축부(111-1)는 본체 프레임(108) 상에 장착될 수 있다. 제1 축부(111-1)는 제1 방향(1)으로 회전 가능하게 마련될 수 있다. 제2 축부(111-2)는 제1 축부(111-1)와 연결되어 마련될 수 있다. 제2 축부(111-2)는 제2 방향(2)으로 회전 가능하게 마련될 수 있다. 제3 축부(111-3)는 제2 축부(111-2)와 연결되어 마련될 수 있다. 제3 축부(111-3)는 제3 방향(3)을 따라 전진 및 후진 이동 가능하게 마련될 수 있다.
제4 축부(111-4)는 제3 축부(111-3)와 연결되어 마련될 수 있다. 제4 축부(111-4)는 제4 방향(4)으로 회전 가능하게 마련될 수 있다. 제5 축부(111-5)는 제4 축부(111-4)와 연결되어 마련될 수 있다. 제5 축부(111-5)는 제5 방향(5)으로 회전 가능하게 마련될 수 있다. 제6 축부(111-6)는 제5 축부(111-5)와 연결되어 마련될 수 있다. 제6 축부(111-6)는 제6 방향(6)으로 회전 가능하게 마련될 수 있다. 여기서, 제1 방향(1) 내지 제6 방향(6)은 각각 서로 다른 방향일 수 있다. 이 경우, 암 유닛(111)은 5개의 축 방향으로 회전 하면서 전진 및 후진 이동할 수 있게 된다.
핸드 유닛(113)은 암 유닛(111)의 단부에 연결되어 마련될 수 있다. 핸드 유닛(113)은 적재 화물과 접촉되는 부분으로, 적재 화물을 컨베이어 장치(104) 측으로 하차시키는 부분이다. 핸드 유닛(113)은 제6 축부(111-6)에 연결되어 마련될 수 있다. 핸드 유닛(113)이 암 유닛(111)에 연결되어 있는 바, 핸드 유닛(113)은 암 유닛(111)의 동작에 따라 암 유닛(111)과 함께 5개의 축 방향으로 회전하면서 전진 및 후진 이동할 수 있게 된다. 이와 같이, 로봇 팔 장치(102)가 6축 자유도를 가지도록 마련됨으로써, 적재함 내 모든 범위를 커버하여 적재 화물을 하차시킬 수 있게 된다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드 유닛(113)의 일측부 및 타측부를 나타낸 사시도이다. 핸드 유닛(113)은 컨베이어 벨트(121), 흡착 수단(123), 및 클램프 수단(125)을 포함할 수 있다.
핸드 유닛(113)의 일측부에는 하차 컨베이어 벨트(121)가 장착될 수 있다. 로봇 팔 장치(102)를 사람의 팔로 비유할 때 핸드 유닛(113)의 일측부는 손바닥으로 비유할 수 있다. 하차 컨베이어 벨트(121)는 암 유닛(111)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다. 하차 컨베이어 벨트(121)는 일정 방향으로 회전되도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 하차 컨베이어 벨트(121)는 순환 회전되도록 루프 형태로 마련될 수 있다.
하차 컨베이어 벨트(121)는 본체 프레임(108) 방향 측으로(즉, 안쪽 방향으로) 회전하도록 마련될 수 있다. 즉, 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)에서 각 핸드 유닛(113)의 하차 컨베이어 벨트(121)는 본체 프레임(108) 방향 측으로 회전하도록 마련될 수 있다.
한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121)가 본체 프레임(108) 방향 측으로 회전함에 따라, 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121) 사이에서 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121)와 접촉하는 적재 화물들이 본체 프레임(108) 방향 쪽으로 쓸려 내려가면서 컨베이어 장치(104) 측으로 하차되게 된다. 즉, 하차 컨베이어 벨트(121)는 스윕(sweep) 모드에 사용되는 것으로, 로봇 팔 장치(102)의 하차 모드가 다운 스윕(down sweep) 모드 또는 측면 스윕(side sweep) 모드일 때 사용될 수 있다.
하차 컨베이어 벨트(121)의 표면에는 적재 화물을 쓸어내릴 때, 적재 화물과의 마찰력을 높이기 위해 요철 패턴부(121a)가 형성될 수 있다. 요철 패턴부(121a)는 하차 컨베이어 벨트(121)의 표면에서 돌출되는 형태로 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 요철 패턴부(121a)는 하차 컨베이어 벨트(121)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 복수 개가 마련될 수 있다.
핸드 유닛(113)의 타측부에는 흡착 수단(123) 및 클램프 수단(125)이 각각 마련될 수 있다. 로봇 팔 장치(102)를 사람의 팔로 비유할 때 핸드 유닛(113)의 타측부는 손등으로 비유할 수 있다. 핸드 유닛(113)의 타측부에서 흡착 수단(123)과 클램프 수단(125)은 각각 상하로 배치될 수 있다. 흡착 수단(123) 및 클램프 수단(125)은 각각 핸드 유닛(113)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 흡착 수단(123) 및 클램프 수단(125)은 핸드 브라켓(127)을 통해 핸드 유닛(113)에 장착될 수 있다. 핸드 브라켓(127)의 양측은 하차 컨베이어 벨트(121)의 양측에 고정될 수 있다. 핸드 브라켓(127)은 하차 컨베이어 벨트(121)와 흡착 수단(123) 및 클램프 수단(125) 사이에 마련될 수 있다.
흡착 수단(123)은 적재함 내의 적재 화물을 흡착하여 하차시키는 역할을 할 수 있다. 즉, 흡착 수단(123)은 로봇 팔 장치(102)의 하차 모드가 흡착 모드인 경우 사용될 수 있다. 예를 들어, 흡착 수단(123)은 핸드 유닛(113)의 길이 방향을 따라 전진 및 후진 이동하도록 마련될 수 있다. 흡착 수단(123)은 흡착 패드부(123a) 및 흡착 구동부(123b)를 포함할 수 있다.
흡착 패드부(123a)는 적재 화물을 흡착시키는 부분이다. 흡착 패드부(123a)는 복수 개가 마련될 수 있다. 복수 개의 흡착 패드부(123a)의 일단은 각각 장착 플레이트(123a-2)에 고정될 수 있다. 장착 플레이트(123a-2)는 흡착 구동부(123b)와 연결될 수 있다. 여기서는, 흡착 패드부(123a)가 복수 개 마련되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
흡착 패드부(123a)의 단부에는 적재 화물을 진공 흡착하는 석션 컵(123a-1)이 마련될 수 있다. 석션 컵(123a-1)은 다양한 방향으로 굽힘이 가능하도록 자바라 형태로 마련될 수 있으나, 그 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
흡착 구동부(123b)는 흡착 패드부(123a)를 전진 및 후진 이동시키도록 마련될 수 있다. 또한, 흡착 구동부(123b)는 흡착 패드부(123a)가 적재 화물을 흡착하도록 진공 발생기를 포함할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에서 흡착 패드부(123a)가 전진 이동되는 상태를 나타낸 도면이다. 흡착 구동부(123b)는 흡착 모드 시 흡착 패드부(123a)를 전진 이동시켜 적재 화물을 흡착하도록 할 수 있다. 흡착 구동부(123b)는 흡착된 적재 화물을 하차시킨 흡착 패드부(123a)를 후진 이동하여 원 위치시킬 수 있다.
여기서는 흡착 패드부(123a)가 전진 이동하여 적재 화물을 흡착하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 흡착 패드부(123a)가 고정된 상태에서 핸드 유닛(111)이 적재 화물 측으로 이동한 후 흡착 패드부(123a)을 통해 적재 화물을 흡착할 수도 있다.
클램프 수단(125)은 적재함 내의 적재 화물을 집어서 하차시키는 역할을 할 수 있다. 즉, 클램프 수단(125)은 로봇 팔 장치(102)의 하차 모드가 클램핑 모드인 경우 사용될 수 있다. 예를 들어, 클램프 수단(125)은 핸드 유닛(113)의 길이 방향을 따라 전진 및 후진 이동하도록 마련될 수 있다. 클램프 수단(125)은 클램핑부(125a) 및 클램프 구동부(125b)를 포함할 수 있다.
클램핑부(125a)는 적재 화물을 집어드는 부분이다. 이때, 적재 화물의 종류는 마대 자루일 수 있다. 즉, 클램핑부(125a)는 적재 화물 중 마대 자루를 집어들도록 마련될 수 있다. 이를 위해, 클램핑부(125a)의 단부는 집게 형태로 마련될 수 있다. 클램프 구동부(125b)는 클램핑부(125a)를 전진 및 후진 이동시키도록 마련될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에서 클램핑부(125a)가 전진 이동되는 상태를 나타낸 도면이다. 클램프 구동부(125b)는 클램핑 모드 시 클램핑부(125a)를 전진 이동시켜 적재 화물을 집도록 할 수 있다. 클램프 구동부(125b)는 적재 화물을 하차시킨 클램핑부(125a)를 후진 이동하여 원 위치시킬 수 있다.
여기서는 클램핑부(125a)가 전진 이동하여 적재 화물을 집는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 클램핑부(125a)가 고정된 상태에서 핸드 유닛(111)이 적재 화물 측으로 이동한 후 클램핑부(125a)을 통해 적재 화물을 클램핑하도록 마련될 수도 있다.
도 10 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신이 적재함에서 적재 화물을 하차시키는 동작을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 비전 센서 등을 통해 화물과의 거리, 화물의 적재 패턴, 화물의 적재 위치, 및 화물의 종류 등을 인식할 수 있다. 이때, 화물 하차 자동화 머신(100)은 화물과의 거리에 따라 화물 측으로 이동할 수 있다. 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재된 화물의 높이에 따라 순차적으로 화물을 하차시킬 수 있다.
도 11을 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 화물의 적재 높이에 따라 컨베이어 장치(104)의 전단부 높이를 조절할 수 있다. 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재된 화물 중 최상단에 위치한 화물의 높이에 기반하여 컨베이어 장치(104)의 전단부 높이를 조절할 수 있다. 즉, 로봇 팔 장치(102)가 적재된 화물 중 최상단에 위치한 화물부터 하차시키게 되는 바, 적재된 화물 중 최상단에 위치한 화물을 안전하게 받아 낼 수 있는 높이로 컨베이어 장치(104)의 전단부 높이를 조절할 수 있다.
도 12를 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재된 화물 중 최상단에 위치한 화물을 하차시키기 위해 로봇 팔 장치(102)를 해당 화물의 상부로 위치시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 적재된 화물 중 최상단에 위치한 화물이 박스 형태이고 최상단에 위치한 화물의 상부에 로봇 팔 장치(102)의 진입 공간이 확보된 경우, 로봇 팔 장치(102)는 다운 스윕(down sweep) 모드로 동작하여 최상단에 위치한 화물을 하차시킬 수 있다. 이때, 로봇 팔 장치(102)는 적재된 화물에서 최상단에 위치한 화물 중 가장 바깥쪽에 위치하는 화물들을 다운 스윕 모드로 하차시킬 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 13을 참조하면, 로봇 팔 장치(102)가 다운 스윕(down sweep) 모드를 통해 적재된 화물 중 최상단에 위치한 화물을 컨베이어 장치(104) 측으로 하차시키는 상태를 나타내었다. 여기서, 다운 스윕 모드는 핸드 유닛(113)의 하차 컨베이어 벨트(121)를 대상 화물(즉, 하차시킬 화물)의 상부에서 대상 화물과 마주보도록 배치시킨 상태(즉, 하차 컨베이어 벨트(121)의 표면이 대상 화물의 상부에서 대상 화물의 상면과 마주보는 상태)에서 하차 컨베이어 벨트(121)를 본체 프레임(108) 방향 측으로 회전하여 대상 화물을 아래로 쓸어 내리도록 하는 동작 모드를 의미할 수 있다. 이때, 다운 스윕 모드를 통해 하차시킬 화물의 개수 또는 화물의 위치 등에 따라 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121)가 모두 다운 스윕 모드로 동작할 수도 있고, 그 중 어느 하나만 다운 스윕 모드로 동작할 수도 있다.
도 14a 내지 도 14c를 참조하면, 로봇 팔 장치(102)가 측면 스윕(side sweep) 모드를 통해 적재된 화물을 하차시키는 상태를 나타내었다. 예시적인 실시예에서, 로봇 팔 장치(102)는 적재된 화물에서 최상단에 위치한 화물 중 가장 바깥쪽에 위치하는 화물들을 다운 스윕 모드로 하차시킨 후, 가운데 부분에 위치하는 화물들을 측면 스윕 모드로 하차시킬 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 적재된 화물 중 최상단에 위치한 화물이 박스 형태이고 최상단에 위치한 화물의 측부에 로봇 팔 장치(102)의 진입 공간이 확보된 경우, 로봇 팔 장치(102)는 측면 스윕 모드로 동작하여 화물을 하차시킬 수 있다.
여기서, 측면 스윕 모드는 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121) 사이에 하나 이상의 대상 화물이 위치하도록 하고, 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121)를 대상 화물(즉, 하차시킬 화물)의 양측부에서 대상 화물과 마주보도록 배치시킨 상태(즉, 하차 컨베이어 벨트(121)의 표면이 대상 화물의 측부에서 대상 화물의 측면과 마주보는 상태)에서 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121)를 본체 프레임(108) 방향 측으로 회전하여 대상 화물을 아래로 쓸어 내리도록 하는 동작 모드를 의미할 수 있다.
구체적으로, 로봇 팔 장치(102)는 핸드 유닛(113)을 적재된 화물의 측부 공간으로 진입시킬 수 있다(도 14a). 다음으로, 로봇 팔 장치(102)는 핸드 유닛(113)의 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121)가 대상 화물의 측면과 마주보도록 배치할 수 있다(도 14b). 다음으로, 로봇 팔 장치(102)는 한 쌍의 하차 컨베이어 벨트(121)를 본체 프레임(108) 방향 측으로 회전하여 대상 화물을 아래로 하차시킬 수 있다(도 14c). 이때, 화물 하차 자동화 머신(100)은 적재된 화물들이 하차됨에 따라 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)를 상호 안쪽으로 모으면서 측면 스윕 모드로 계속 동작할 수 있다.
도 15a 내지 15c를 참조하면, 로봇 팔 장치(102)가 클램핑 모드를 통해 적재된 화물을 하차시키는 상태를 나타내었다. 예시적인 실시예에서, 화물 하차 자동화 머신(100)은 하차해야 할 화물의 종류에 따라 로봇 팔 장치(102)를 클램핑 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 하차해야 할 화물의 종류가 마대 자루 또는 파우치 등과 같이 클램프 수단(125)을 통해 잡을 수 있는 화물인 경우, 화물 하차 자동화 머신(100)은 로봇 팔 장치(102)를 클램핑 모드로 동작시킬 수 있다.
구체적으로, 화물의 종류가 마대 자루인 경우(도 15a), 로봇 팔 장치(102)는 핸드 유닛(113)을 대상 화물 측으로 이동시킨 후 클램프 수단(125)의 클램핑부(125a)을 통해 대상 화물을 붙잡을 수 있다(도 15b). 이때, 대상 화물과의 거리에 따라 클램핑부(125a)를 전진 이동시킬 수도 있다. 다음으로, 로봇 팔 장치(102)는 대상 화물을 아래로 잡아 당겨 대상 화물을 하차시킬 수 있다(도 15c).
도 16a 내지 16c를 참조하면, 로봇 팔 장치(102)가 흡착 모드를 통해 적재된 화물을 하차시키는 상태를 나타내었다. 예시적인 실시예에서, 로봇 팔 장치(102)는 화물의 적재 높이 및 화물의 종류 중 하나 이상에 따라 흡착 모드로 화물을 하차시킬 수 있다. 예를 들어, 대상 화물이 최하단 또는 최상단에 위치하고 화물이 박스 형태인 경우, 로봇 팔 장치(102)는 흡착 모드를 통해 대상 화물을 하차시킬 수 있다. 도 16에서는 대상 화물이 최하단에 위치하는 박스 형태인 경우 흡착 모드로 화물을 하차시키는 상태를 나타내었다.
구체적으로, 로봇 팔 장치(102)는 흡착 수단(123)의 흡착 패드부(123a)를 통해 대상 화물을 흡착할 수 있다(도 16a). 이때, 대상 화물과의 거리에 따라 흡착 패드부(123a)를 전진 이동시킬 수도 있다. 다음으로, 로봇 팔 장치(102)는 대상 화물을 흡착시킨 상태에서 대상 화물을 컨베이어 장치(104)의 상부로 이동시킬 수 있다(도 16b). 다음으로, 로봇 팔 장치(102)는 흡착 패드부(123a)에서 대상 화물을 탈착시켜 대상 화물을 컨베이어 장치(104)에 하차시킬 수 있다(도 16c).
개시되는 실시예에 의하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 다축 회전 및 이동이 가능한 한 쌍의 로봇 팔 장치(102)를 구비하며, 로봇 팔 장치(102)가 하차 컨베이어 벨트(121), 흡착 수단(123), 및 클램프 수단(125)을 구비함으로써, 적재된 화물의 위치, 화물의 적재 패턴, 및 화물의 종류 등에 따라 다운 스윕(down sweep) 모드, 측면 스윕(side sweep) 모드, 흡착 모드, 및 클램핑 모드 등과 같은 다양한 하차 모드로 동작하여 적재 화물을 용이하고 신속하게 하차시킬 수 있게 된다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신이 적재함 내에 진입한 상태를 나타낸 도면이다.
도 17을 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 컨베이어 장치(104)의 하부면에 장착되는 높이 단차 센서(110)를 통해 적재함(50) 내부로 진입 시 높이 단차 변화를 확인할 수 있다. 그리고, 높이 단차 변화에 따라 궤도 장치(106)의 동작을 제어하여 적재함(50) 내부로 진입할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다. 높이 단차 센서(110)는 본체 프레임(108)의 하부면에도 장착될 수 있다.
또한, 화물 하차 자동화 머신(100)은 컨베이어 장치(104)의 양측에 장착되는 간격 감지 센서(미도시)를 통해 적재함(50) 내부로 진입 시 좌우 간격을 감지할 수 있다. 즉, 간격 감지 센서(미도시)는 적재함(50) 내부의 양 측벽과 화물 하차 자동화 머신(100)의 간의 간격을 감지하도록 마련될 수 있다.
여기서, 화물 하차 자동화 머신(100)은 궤도 장치(106)를 통해 이동하여 적재함 내부로 진입할 수 있다. 궤도 장치(106)는 본체 프레임(108)의 하부에서 화물 하차 자동화 머신(100)을 지지하도록 마련될 수 있다. 궤도 장치(106)는 전진 및 후진 이동과 방향 전환이 가능하도록 마련될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 궤도 장치(106)는 제1 무한궤도(141), 제2 무한궤도(143), 및 제3 무한궤도(145)를 포함할 수 있다. 제1 무한궤도(141), 제2 무한궤도(143), 및 제3 무한궤도(145)에는 각각 이동 거리 측정 센서(147)가 마련될 수 있다. 이동 거리 측정 센서(147)는 해당 무한궤도가 이동한 거리를 측정하도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 이동 거리 측정 센서(147)는 로터리 엔코더(rotary encoder)로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 무한궤도(141), 제2 무한궤도(143), 및 제3 무한궤도(145)는 본체 프레임(108)의 하부에서 화물 하차 자동화 머신(100)의 길이 방향을 따라 순차적으로 상호 이격하여 마련될 수 있다. 제1 무한궤도(141), 제2 무한궤도(143), 및 제3 무한궤도(145)는 각각 본체 프레임(108)의 하부에서 양측에 한 쌍으로 마련될 수 있다.
제1 무한궤도(141)와 제2 무한궤도(143) 간의 이격 거리 및 제2 무한궤도(143)와 제3 무한궤도(145) 간의 이격 거리는 동일할 수도 있고 서로 다르게 마련될 수도 있다. 제1 무한궤도(141), 제2 무한궤도(143), 및 제3 무한궤도(145)는 각각 600kg 이상의 하중을 버틸 수 있도록 마련될 수 있다.
여기서는, 설명의 편의상 궤도 장치(106)가 3개의 무한궤도 쌍을 포함하는 것으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며 그 이외의 다양한 개수의 무한궤도 쌍을 포함할 수 있다. 무한궤도는 기 공지된 기술이므로 그 구조 및 동작에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
궤도 장치(106)는 제1 높이 조절 유닛(151), 제2 높이 조절 유닛(153), 및 제3 높이 조절 유닛(155)을 더 포함할 수 있다. 제1 높이 조절 유닛(151)은 제1 무한궤도(141)와 연결되어 제1 무한궤도(141)의 높이를 독립적으로 조절할 수 있다. 제2 높이 조절 유닛(153)은 제2 무한궤도(143)와 연결되어 제2 무한궤도(143)의 높이를 독립적으로 조절할 수 있다. 제3 높이 조절 유닛(155)은 제3 무한궤도(145)와 연결되어 제3 무한궤도(145)의 높이를 독립적으로 조절할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 조절 유닛을 나타낸 도면이다. 여기서는, 설명의 편의상 제3 무한궤도(145)와 연결된 제3 높이 조절 유닛(155)을 일 예로 도시하였으며, 제1 높이 조절 유닛(151) 및 제2 높이 조절 유닛(153)도 이와 동일 또는 유사하게 마련될 수 있다.
도 18을 참조하면, 제3 높이 조절 유닛(155)은 지지 플레이트(155a), 궤도 연결부(155b), 제1 높이 조절부(155c), 및 제2 높이 조절부(155d)를 포함할 수 있다.
지지 플레이트(155a)는 제3 무한궤도(145)의 상부에서 제3 무한궤도(145)와 이격되어 마련될 수 있다. 궤도 연결부(155b)는 지지 플레이트(155a)의 양측에서 하부로 마련되어 제3 무한궤도(145)의 본체와 연결될 수 있다. 제3 무한궤도(145)의 본체는 궤도 바퀴의 내부에 마련되는 동력 장치 및 궤도 바퀴를 지지하기 위한 프레임 등을 포함할 수 있다.
제1 높이 조절부(155c)는 지지 플레이트(155a) 상에 수직하게 마련될 수 있다. 제1 높이 조절부(155c)는 상하로 높이 조절이 가능하게 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 높이 조절부(155c)는 유압 실린더를 통해 상하로 높이 조절이 가능하게 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 높이 조절부(155d)는 지지 플레이트(155a) 상에 수직하게 마련될 수 있다. 제2 높이 조절부(155d)의 단부는 제1 높이 조절부(155c)의 단부에 힌지 결합될 수 있다. 제2 높이 조절부(155d)는 제1 높이 조절부(155c)와 일정 간격 이격되어 마련될 수 있다. 제2 높이 조절부(155d)는 상하로 높이 조절이 가능하게 마련될 수 있다.
제2 높이 조절부(155d)는 제1 높이 조절부(155c)와 함께 상하 높이 조절이 될 수 있다. 제2 높이 조절부(155d)는 제1 높이 조절부(155c)를 보조하기 위한 것일 수 있다. 제2 높이 조절부(155d)는 유압 실린더를 통해 상하로 높이 조절이 가능하게 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제3 높이 조절 유닛(155)은 상하 이동 측정 센서(155e)를 더 포함할 수 있다. 상하 이동 측정 센서(155e)는 제1 높이 조절부(155c) 및 제2 높이 조절부(155d)가 어느 정도 상하 이동하였는지를 감지하는 센서일 수 있다. 상하 이동 측정 센서(155e)는 와이어 인코더(wire encoder)로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신에서 무한궤도의 높이 조절된 상태를 나타낸 도면이다. 도 19를 참조하면, 제2 무한궤도(143)는 제2 높이 조절 유닛(153)에 의해 제1 무한궤도(141)보다 높게 위치하게 된다. 그리고, 제3 무한궤도(145)는 제3 높이 조절 유닛(155)에 의해 제2 무한궤도(145)보다 높게 위치하게 된다.
즉, 제1 무한궤도(141)는 본체 프레임(108)의 하단과 제1 높이 차를 가지고 위치하고, 제2 무한궤도(143)는 본체 프레임(108)의 하단과 제2 높이 차(제1 높이 차보다 낮은 높이 차)를 가지고 위치하며, 제3 무한궤도(145)는 본체 프레임(108)의 하단과 제3 높이 차(제2 높이 차보다 낮은 높이 차)를 가지고 위치할 수 있다. 이와 같이, 각 무한궤도(141, 143, 145)는 각 높이 조절 유닛(151, 153, 155)에 의해 독립적으로 높이 조절이 가능하다.
도 20a 내지 20c는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신이 화물 차량의 적재함 내부로 진입하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 20a를 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 도크(dock)를 통해 화물 차량의 적재함 후방에 접근할 수 있다. 화물 하차 자동화 머신(100)은 컨베이어 장치(104)를 수평하게 일정 높이로 올린 상태에서 화물 차량의 적재함 후방으로 접근할 수 있다. 이때, 화물 하차 자동화 머신(100)은 컨베이어 장치(104)의 하면에 마련된 높이 단차 센서(110)를 통해 화물 하차 자동화 머신(100)이 진입하는 바닥면의 높이 단차 변화(즉, 컨베이어 장치(104)와 바닥과의 높이 변화)를 확인할 수 있다. 높이 단차 센서(110)는 컨베이어 장치(104)의 하면에 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 본체 프레임(108)의 전단 하면에 마련될 수도 있다.
각 무한궤도(141, 143, 145)는 본체 프레임(108)과 기 설정된 높이 차를 가진 상태에서 화물 차량의 적재함 후방에 접근할 수 있다. 이때, 높이 단차 센서(110)가 높이 단차를 감지한 경우, 화물 하차 자동화 머신(100)은 제1 높이 조절 유닛(151)을 통해 제1 무한궤도(141)의 높이를 감지된 높이 단차만큼 상승시킬 수 있다. 그리고, 제2 무한궤도(143) 및 제3 무한궤도(145)를 통해 전진 이동하여 제1 무한궤도(141)가 적재함의 바닥으로 진입하여 안착되도록 할 수 있다. 제2 무한궤도(143) 및 제3 무한궤도(145)의 전진 이동은 이동 거리 측정 센서(147)에 의해 측정되는 거리 및 제1 무한궤도(141)와 제2 무한궤도(143) 간의 간격에 기반하여 이루어질 수 있다.
도 20b를 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 제2 높이 조절 유닛(153)을 통해 제2 무한궤도(143)의 높이를 제1 무한궤도(141)의 높이만큼(즉, 감지된 높이 단차만큼) 상승시킬 수 있다. 그리고, 제1 무한궤도(141) 및 제3 무한궤도(145)를 통해 전진 이동하여 제2 무한궤도(143)가 적재함의 바닥으로 진입하여 안착되도록 할 수 있다.
도 20c를 참조하면, 화물 하차 자동화 머신(100)은 제3 높이 조절 유닛(155)을 통해 제3 무한궤도(145)의 높이를 제1 무한궤도(141)의 높이만큼 상승시킬 수 있다. 그리고, 제1 무한궤도(141) 및 제2 무한궤도(143)를 통해 전진 이동하여 제3 무한궤도(145)가 적재함의 바닥으로 진입하여 안착되도록 할 수 있다.
이와 같이, 화물 하차 자동화 머신(100)은 도크와 화물 차량의 적재함과 높이 차이가 있는 경우에도, 높이 조절되는 무한궤도(141, 143, 145)를 통해 용이하게 적재함 내부로 진입할 수 있게 된다.
여기서는, 화물 차량의 적재함이 도크 보다 높은 경우를 일 예로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 화물 차량의 적재함이 도크 보다 낮은 경우에도 높이 단차 변화에 따라 무한궤도(141, 143, 145)의 높이를 순차적으로 조절하여 화물 차량의 적재함 내부로 진입할 수 있음은 물론이다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 적재함 내에 적재된 화물을 하차시키기 위한 화물 하차 자동화 머신으로서,
    본체 프레임;
    상기 본체 프레임에 마련되고 상기 적재된 화물을 하차시키기 위한 로봇 팔 장치; 및
    상기 본체 프레임의 하부에 마련되고 상기 화물 하차 자동화 머신을 이동시키는 궤도 장치를 포함하는, 화물 하차 자동화 머신.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 궤도 장치는,
    상기 본체 프레임의 하부에서 상기 화물 하차 자동화 머신의 길이 방향을 따라 상호 이격하여 마련되는 복수 개의 무한궤도를 포함하는, 화물 하차 자동화 머신.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 궤도 장치는,
    상기 복수 개의 무한궤도에 연결되고 각 무한궤도의 높이를 독립적으로 조절하도록 마련되는 복수 개의 높이 조절 유닛을 더 포함하는, 화물 하차 자동화 머신.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 높이 조절 유닛은,
    상기 무한궤도의 상부에서 상기 무한궤도와 이격되어 마련되는 지지 플레이트;
    상기 지지 플레이트의 양측에서 하부로 마련되어 상기 무한궤도의 본체와 연결되는 궤도 연결부; 및
    상기 지지 플레이트 상에 수직하게 마련되고 상하로 높이 조절이 가능하게 마련되는 높이 조절부를 포함하는, 화물 하차 자동화 머신.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 높이 조절부는,
    상기 지지 플레이트 상에 수직하게 마련되고 상하로 높이 조절이 가능하게 마련되는 제1 높이 조절부; 및
    상기 지지 플레이트 상에 수직하게 마련되고, 상기 제1 높이 조절부와 이격하여 마련되며, 단부가 상기 제1 높이 조절부의 단부에 힌지 결합되고, 상기 제1 높이 조절부와 함께 상하로 높이 조절되는 제2 높이 조절부를 포함하는, 화물 하차 자동화 머신.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 화물 하차 자동화 머신은,
    상기 궤도 장치를 통해 이동 시 바닥면의 높이 단차 변화를 감지하는 높이 단차 센서를 더 포함하는, 화물 하차 자동화 머신.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 화물 하차 자동화 머신은,
    상기 적재함으로 접근하면서 상기 높이 단차 센서를 통해 바닥면의 높이 단차 변화가 감지되는 경우, 상기 궤도 장치의 이동 방향에서 가장 앞에 위치하는 무한궤도의 높이를 상기 높이 단차 변화에 대응하도록 조절하고, 상기 가장 앞에 위치하는 무한궤도 이외의 다른 무한궤도를 통해 전진 이동하여 상기 가장 앞에 위치하는 무한궤도가 상기 적재함으로 진입하여 안착되도록 하는, 화물 하차 자동화 머신.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 궤도 장치는,
    상기 각 무한궤도가 이동하는 거리를 측정하도록 마련되는 이동 거리 측정 센서를 더 포함하고,
    상기 다른 무한궤도의 전진 이동은, 상기 가장 앞에 위치하는 무한궤도와 그 다음에 위치하는 무한궤도 간의 간격과 상기 이동 거리 측정 센서에 의해 측정되는 거리에 기반하여 이루어지는, 화물 하차 자동화 머신.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 화물 하차 자동화 머신은,
    상기 다른 무한궤도의 높이를 상기 높이 단차 변화에 대응하도록 순차적으로 조절하되, 높이 조절된 무한궤도 이외의 다른 무한궤도를 통해 전진 이동시켜 상기 적재함 내부로 진입하는, 화물 하차 자동화 머신.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 화물 하차 자동화 머신은,
    상기 본체 프레임에 장착되고, 상기 로봇 팔 장치에 의해 하차된 적재 화물이 안착되는 컨베이어 장치를 더 포함하고,
    상기 높이 단차 센서는, 상기 컨베이어 장치의 하면에 마련되는, 화물 하차 자동화 머신.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 화물 하차 자동화 머신은,
    상기 적재함으로 접근 시 상기 컨베이어 장치를 수평하게 일정 높이로 올린 상태에서 상기 높이 단차 센서를 통해 바닥면의 높이 단차 변화를 확인하는, 화물 하차 자동화 머신.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 화물 하차 자동화 머신은,
    상기 높이 단차 센서를 통해 바닥면의 높이 단차 변화가 감지되는 경우, 상기 복수 개의 무한궤도의 높이를 상기 높이 단차 변화에 대응하여 순차적으로 조절하면서 상기 적재함 내부로 진입하는, 화물 하차 자동화 머신.
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