본 발명의 실시예는 화물 하차 자동화 기술과 관련된다.An embodiment of the present invention relates to a cargo unloading automation technology.
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.In the past three years, the volume of parcel delivery has increased by 10-13% each year, but the average cost of parcel delivery has decreased by 2-3% each year, so automation in the logistics industry is becoming very important for companies to maintain their competitiveness. Currently, a significant portion of the parcel delivery process is automated in logistics centers using equipment such as belt sorters, but the unloading work of unloading various parcel cargoes from the vehicle's loading compartment is still dependent on manual labor.
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 자동화 할 수 있는 로봇 시스템의 개발이 요구된다.In addition, in order to handle the nationwide daily delivery demand, trunk cargo trucks at hub terminals are usually loaded with about 2,000 pieces of cargo per truck, and two workers must unload them all within one hour. This is the most intense of the various tasks at the parcel hub terminal, and is a task that workers avoid. Therefore, the development of a robot system that can automate the unloading work of trunk cargo trucks is required.
본 발명은 적재함 내 화물을 인식하고 자동으로 하차시킬 수 있는 로봇 팔 장치 및 이를 구비하는 화물 하차 자동화 머신을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a robot arm device capable of recognizing cargo in a loading compartment and automatically unloading it, and an automatic cargo unloading machine equipped with the same.
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.Meanwhile, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs from the description below.
본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신은, 본체 프레임; 및 상기 본체 프레임의 양 측에 각각 마련되는 로봇 팔 장치를 포함하며, 상기 로봇 팔 장치는, 상기 본체 프레임의 양 측에 장착되고 다축 회전과 전진 및 후진 이동이 가능하도록 마련되는 암 유닛; 및 상기 암 유닛에 연결되고 상기 화물과 접촉하여 상기 화물을 하차시키는 핸드 유닛을 포함한다.According to one embodiment of the present invention, a cargo unloading automation machine comprises: a main body frame; and robot arm devices provided on each side of the main body frame, wherein the robot arm devices include arm units mounted on each side of the main body frame and provided to enable multi-axis rotation and forward and backward movement; and a hand unit connected to the arm units and contacting the cargo to unload the cargo.
상기 핸드 유닛은, 상기 핸드 유닛의 일측부에 마련되고, 상기 본체 프레임 측으로 회전함에 따라 상기 적재된 화물을 쓸어 내리는 하차 컨베이어 벨트; 상기 핸드 유닛의 타측부에 마련되고, 상기 적재된 화물을 흡착하여 하차시키는 흡착 수단; 및 상기 핸드 유닛의 타측부에 마련되고, 상기 적재된 화물을 집어서 하차시키는 클램프 수단을 포함할 수 있다.The hand unit may include: an unloading conveyor belt provided on one side of the hand unit and rotating toward the main body frame to sweep down the loaded cargo; an adsorption means provided on the other side of the hand unit and adsorbing and unloading the loaded cargo; and a clamp means provided on the other side of the hand unit and picking up and unloading the loaded cargo.
상기 핸드 유닛은, 상기 하차 컨베이어 벨트의 표면에 마련되어 상기 적재된 화물과의 마찰력을 높이기 위한 요철 패턴부를 더 포함할 수 있다.The above hand unit may further include a rough pattern portion provided on the surface of the above unloading conveyor belt to increase friction with the loaded cargo.
상기 흡착 수단과 상기 클램프 수단은, 상기 핸드 유닛의 타측부에서 상하로 배치되고, 상기 핸드 유닛의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다.The above-mentioned adsorption means and the above-mentioned clamp means may be arranged vertically on the other side of the hand unit and provided along the longitudinal direction of the hand unit.
상기 흡착 수단은, 단부에 상기 화물을 진공 흡착하는 하나 이상의 석션 컵이 마련되고, 상기 핸드 유닛의 길이 방향을 따라 마련되는 흡착 패드부; 및 상기 흡착 패드부와 연결되고, 상기 흡착 패드부를 전진 및 후진 이동시키도록 마련되는 흡착 구동부를 포함할 수 있다.The above suction means may include a suction pad portion provided along the length direction of the hand unit, wherein one or more suction cups for vacuum-absorbing the cargo are provided at an end portion; and a suction drive portion connected to the suction pad portion and provided to move the suction pad portion forward and backward.
상기 클램프 수단은, 단부가 상기 화물을 집도록 집게 형태로 마련되고, 상기 핸드 유닛의 길이 방향을 따라 마련되는 클램핑부; 및 상기 클램핑부와 연결되고, 상기 클램핑부를 전진 및 후진 이동시키도록 마련되는 클램프 구동부를 포함할 수 있다.The clamp means may include a clamping portion provided along the longitudinal direction of the hand unit, the end of which is provided in the form of a gripper to grasp the cargo; and a clamp driving portion connected to the clamping portion and provided to move the clamping portion forward and backward.
상기 로봇 팔 장치는, 상기 화물과의 거리, 상기 화물의 적재 패턴, 상기 화물의 적재 위치, 및 상기 화물의 종류 중 하나 이상에 따라 다운 스윕(down sweep) 모드, 측면 스윕(side sweep) 모드, 흡착 모드, 및 클램핑 모드 중 어느 하나의 하차 모드를 결정할 수 있다.The above robot arm device can determine an unloading mode among a down sweep mode, a side sweep mode, a suction mode, and a clamping mode depending on one or more of a distance from the cargo, a loading pattern of the cargo, a loading position of the cargo, and a type of the cargo.
상기 로봇 팔 장치는, 상기 다운 스윕 모드에서, 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 화물의 상부에서 상기 화물과 마주보도록 배치시킨 상태에서 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 본체 프레임 방향 측으로 회전하여 상기 화물을 아래로 쓸어 내리도록 할 수 있다.The above robot arm device, in the down sweep mode, can rotate the above-detected conveyor belt toward the main body frame to sweep the cargo downward while positioning the above-detected conveyor belt so as to face the cargo from above the cargo.
상기 로봇 팔 장치는, 상기 측면 스윕 모드에서, 상기 적재된 화물이 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트 사이에 위치하도록 하고, 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 화물의 양측부에서 상기 화물과 마주보도록 배치시킨 상태에서 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트를 상기 본체 프레임 방향 측으로 회전하여 상기 화물을 아래로 쓸어 내리도록 할 수 있다.The above robot arm device, in the side sweep mode, can position the loaded cargo between a pair of the unloading conveyor belts, and rotate the pair of the unloading conveyor belts toward the main body frame to sweep the cargo downward while positioning the pair of the unloading conveyor belts so as to face the cargo on both sides of the cargo.
상기 로봇 팔 장치는, 상기 측면 스윕 모드에서, 한 쌍의 상기 하차 컨베이어 벨트 사이에 위치한 화물들이 하차됨에 따라 한 쌍의 로봇 팔 장치를 상호 안쪽으로 모으면서 측면 스윕 모드로 연속 동작하도록 마련될 수 있다.The above robotic arm device may be arranged to continuously operate in the side sweep mode by bringing the pair of robotic arm devices inwardly as cargoes located between the pair of unloading conveyor belts are unloaded in the side sweep mode.
상기 로봇 팔 장치는, 상기 흡착 모드에서, 상기 흡착 수단을 통해 상기 화물을 흡착한 후 하차시키도록 마련될 수 있다.The above robot arm device may be arranged to, in the above suction mode, suck up the cargo through the suction means and then unload it.
상기 로봇 팔 장치는, 상기 클램핑 모드에서, 상기 클램프 수단을 통해 상기 화물을 집어든 후 하차시키도록 마련될 수 있다.The above robot arm device may be arranged to pick up and then unload the cargo through the clamping means in the clamping mode.
상기 핸드 유닛은, 상기 본체 프레임 측으로 회전함에 따라 상기 핸드 유닛과 접촉되는 화물을 쓸어 내리도록 마련되는 하차 컨베이어 벨트를 포함할 수 있다.The above hand unit may include a disembarkation conveyor belt configured to sweep down cargo that comes into contact with the hand unit as it rotates toward the main body frame.
개시되는 일 실시예에 따른 로봇 팔 장치는, 적재함 내에 적재된 화물을 하차시키기 위한 로봇 팔 장치로서, 다축 회전과 전진 및 후진 이동이 가능하도록 마련되는 암 유닛; 및 상기 암 유닛에 연결되고 상기 화물과 접촉하여 상기 화물을 하차시키는 핸드 유닛을 포함하고, 상기 핸드 유닛은, 일정 방향으로 회전함에 따라 상기 핸드 유닛과 접촉되는 화물을 쓸어 내리도록 마련되는 하차 컨베이어 벨트를 포함한다.A robot arm device according to one embodiment disclosed is a robot arm device for unloading cargo loaded in a loading compartment, the robot arm device including an arm unit configured to be capable of multi-axis rotation and forward and backward movement; and a hand unit connected to the arm unit and unloading the cargo by contacting the cargo, wherein the hand unit includes an unloading conveyor belt configured to sweep down the cargo coming into contact with the hand unit as it rotates in a certain direction.
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.According to an embodiment of the present invention, a cargo unloading automation machine has a pair of robot arm devices capable of multi-axis rotation and movement, and since the robot arm devices have an unloading conveyor belt, an adsorption means, and a clamp means, the machine operates in various unloading modes, such as a down sweep mode, a side sweep mode, an adsorption mode, and a clamping mode, depending on the position of the loaded cargo, the loading pattern of the cargo, the type of the cargo, etc., so that the loaded cargo can be unloaded easily and quickly.
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.Meanwhile, the effects obtainable from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the description below.
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 4는 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 8은 본 발명의 일 실시예에서 흡착 패드부가 전진 이동되는 상태를 나타낸 도면이며,
도 9는 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 도면이다.Figures 1 and 2 are front perspective views and back perspective views showing an automated cargo unloading machine according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a drawing showing a state in which a cargo unloading automation machine according to one embodiment of the present invention enters the interior of a loading compartment and unloads cargo.
FIG. 4 is a perspective view showing a robot arm device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a drawing showing each axis part of the arm unit of a robot arm device according to one 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 one embodiment of the present invention.
Figure 8 is a drawing showing a state in which the suction pad part moves forward in one embodiment of the present invention.
Figure 9 is a drawing showing a state in which a clamping part moves forward in one embodiment of the present invention.
FIGS. 10 to 16 are drawings showing the operation of a cargo unloading automation machine according to one embodiment of the present invention unloading loaded cargo from a loading bin.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments below. The embodiments are provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the art. Therefore, the shapes of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a clearer explanation.
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.In order to clearly explain the solution to the problem to be solved by the present invention, the composition of the invention will be described in detail based on a preferred embodiment of the present invention with reference to the attached drawings. In assigning reference numbers to components in the drawings, the same reference numbers are assigned to the same components even if they are in different drawings. It is to be noted in advance that components in other drawings may be cited when necessary when describing the drawings.
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.Meanwhile, directional terms such as upper, lower, one side, the other side, etc. are used in connection with the orientation of the disclosed drawings. Since the components of the embodiments of the present invention may be positioned in various orientations, directional terms are used for illustrative purposes and not for limitation.
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 도면이다.FIG. 1 and FIG. 2 are front perspective views and back perspective views showing an automated cargo unloading machine according to one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a drawing showing a state in which an automated cargo unloading machine according to one embodiment of the present invention enters the interior of a loading compartment and unloads cargo.
도 1 내지 도 3을 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.Referring to FIGS. 1 to 3, the cargo unloading automation machine (100) may include a robot arm device (102), a conveyor device (104), a track device (106), and a main body frame (108).
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.The cargo unloading automatic machine (100) is for unloading cargo (hereinafter, referred to as loaded cargo) loaded in a loading box (50) or transporting it after unloading. Here, the loading box (50) may be a loading box mounted on a cargo vehicle (e.g., a trunk cargo vehicle, etc.) or may be a container. The cargo unloading automatic machine (100) may unload the loaded cargo in the loading box (50) at the entrance of the loading box (50), or, as illustrated in FIG. 3, may enter the interior of the loading box (50) and unload the loaded cargo in the loading box.
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.In addition, the cargo unloading automation machine (100) may include various sensor equipment (e.g., vision sensor or Lidar or vision and Lidar fusion sensor, scanner, etc.) to recognize cargo loading pattern, cargo loading location, cargo type, etc. and determine cargo unloading mode accordingly.
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.The robot arm device (102) may be provided on both sides of the main body frame (108). That is, the robot arm devices (102) may be provided as a pair on both sides of the main body frame (108). The robot arm devices (102) may be provided to operate as a pair like human arms to unload various types of cargo, such as boxes, vinyl pouches, and sacks, that are piled in bulk form in a loading bin. The robot arm device (102) may unload the loaded cargo in the loading bin toward the conveyor device (104).
컨베이어 장치(104)는 본체 프레임(108)에 장착될 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.A conveyor device (104) may be mounted on the main body frame (108). The conveyor device (104) may be provided along the length direction of the robot arm device (102) on the main body frame (108). The conveyor device (104) may serve to transport a loaded cargo unloaded by the robot arm device (102) to the rear of the main body frame (108).
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 높이가 조절되도록 마련될 수 있다. 이때, 컨베이어 장치(104)의 전단부는 로봇 팔 장치(102)에 의해 하차되려고 하는 적재 화물의 높이에 따라 높이 조절이 될 수 있다.The conveyor device (104) can operate in conjunction with the robot arm device (102). The front end of the conveyor device (104) can be provided so that its height is adjusted according to the operation of the robot arm device (102). At this time, the front end of the conveyor device (104) can be adjusted in height according to the height of the loaded cargo to be unloaded by the robot arm device (102).
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.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 cargo unloading automation machine (100). That is, the track device (106) may move the cargo unloading automation machine (100) to the loading bay entrance or allow it to enter the loading bay.
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.The main body frame (108) can serve to support the cargo unloading automation machine (100). The main body frame (108) can be provided in various forms that can support the cargo unloading automation machine (100), and its form is not limited. The main body frame (108) can be provided to support the robot arm device (102). The main body frame (108) can be provided to support the conveyor device (104). In addition, the main body frame (108) can be connected to the track device (106) at the upper portion of the track device (106).
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.The main body frame (108) may be equipped with a power box (108a) that provides power to the cargo unloading automation machine (100) and includes circuit devices that control the operation of the cargo unloading automation machine (100). In addition, the main body frame (108) may be equipped with a hydraulic tank (108b) for providing hydraulic pressure to at least one of the robot arm device (102) and the track device (106). In addition, the main body frame (108) may be equipped with at least one monitor (108c) for checking the operation of the cargo unloading automation machine (100).
도 4는 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.FIG. 4 is a perspective view showing a robot arm device (102) according to one embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a drawing showing each axis part of an arm unit of a robot arm device (102) according to one embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 로봇 팔 장치(102)는 암 유닛(arm unit)(111) 및 핸드 유닛(113)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, the robotic arm device (102) may include an arm unit (111) and a hand unit (113).
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.The robot arm device (102) can be operated in an unloading mode determined according to one or more of a loading pattern of cargo in a loading box, a loading position of cargo, and a type of cargo. The unloading mode is an operation mode for unloading cargo in a loading box, and for example, the unloading mode can include a down sweep mode, a side sweep mode, a suction mode, and a clamping mode.
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.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. In addition, the arm unit (111) may be provided to enable forward and backward movement. The arm unit (111) may be provided to perform multi-axis rotation and forward or backward movement simultaneously.
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.In an exemplary embodiment, the arm unit (111) may be configured to have six degrees of freedom. The arm unit (111) may include a first axis portion (111-1), a second axis portion (111-2), a third axis portion (111-3), a fourth axis portion (111-4), a fifth axis portion (111-5), and a sixth axis portion (111-6).
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.The first shaft part (111-1) may be mounted on the main body frame (108). The first shaft part (111-1) may be provided to be rotatable in a first direction (①). The second shaft part (111-2) may be provided to be connected to the first shaft part (111-1). The second shaft part (111-2) may be provided to be rotatable in a second direction (②). The third shaft part (111-3) may be provided to be connected to the second shaft part (111-2). The third shaft part (111-3) may be provided to be capable of moving forward and backward along a third direction (③).
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.The fourth axis part (111-4) may be provided connected to the third axis part (111-3). The fourth axis part (111-4) may be provided so as to be rotatable in the fourth direction (④). The fifth axis part (111-5) may be provided connected to the fourth axis part (111-4). The fifth axis part (111-5) may be provided so as to be rotatable in the fifth direction (⑤). The sixth axis part (111-6) may be provided connected to the fifth axis part (111-5). The sixth axis part (111-6) may be provided so as to be rotatable in the sixth direction (⑥). Here, the first direction (①) to the sixth direction (⑥) may be different directions. In this case, the arm unit (111) can move forward and backward while rotating in the five axial directions.
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 회전 하면서 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.The hand unit (113) may be provided connected to the end of the arm unit (111). The hand unit (113) is a portion that comes into contact with the loaded cargo and is a portion that unloads the loaded cargo toward the conveyor device (104). The hand unit (113) may be provided connected to the sixth axis portion (111-6). Since the hand unit (113) is connected to the arm unit (111), the hand unit (113) can move forward and backward while rotating in five axial directions together with the arm unit (111) according to the operation of the arm unit (111). In this way, since the robot arm device (102) is provided to have six degrees of freedom, it is possible to cover the entire range within the loading box and unload the loaded cargo.
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.Figures 6 and 7 are perspective views showing one side and the other side of a hand unit (113) according to one embodiment of the present invention. The hand unit (113) may include a conveyor belt (121), an adsorption means (123), and a clamp means (125).
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.An unloading conveyor belt (121) may be mounted on one side of the hand unit (113). When the robot arm device (102) is likened to a human arm, one side of the hand unit (113) may be likened to a palm. The unloading conveyor belt (121) may be provided along the length 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 cyclically.
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.The unloading conveyor belt (121) may be arranged to rotate toward the main body frame (108) (i.e., inwardly). That is, the unloading conveyor belt (121) of each hand unit (113) of a pair of robot arm devices (102) may be arranged to rotate toward the main body frame (108).
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.As the pair of unloading conveyor belts (121) rotate toward the main body frame (108), the loaded cargoes that come into contact with the pair of unloading conveyor belts (121) between the pair of unloading conveyor belts (121) are swept toward the main body frame (108) and unloaded toward the conveyor device (104). That is, 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.
하차 컨베이어 벨트(121)의 표면에는 적재 화물을 쓸어 내릴 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.A rough pattern portion (121a) may be formed on the surface of the unloading conveyor belt (121) to increase friction with the loaded cargo when sweeping the loaded cargo. The rough pattern portion (121a) may be provided in a form that protrudes from the surface of the unloading conveyor belt (121), but is not limited thereto. A plurality of rough pattern portions (121a) may be provided at regular intervals along the length direction of the unloading conveyor belt (121).
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.The other side of the hand unit (113) may be provided with a suction means (123) and a clamp means (125), respectively. When the robot arm device (102) is likened to a human arm, the other side of the hand unit (113) may be likened to the back of the hand. The suction means (123) and the clamp means (125) may be arranged vertically, respectively, on the other side of the hand unit (113). The suction means (123) and the clamp means (125) may be provided along the longitudinal direction of the hand unit (113), respectively.
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.In an exemplary embodiment, the suction means (123) and the clamp means (125) may be mounted to 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 the clamp means (125).
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.The suction means (123) can have a role of sucking and unloading the loaded cargo in the loading box. That is, the suction means (123) can be used when the unloading mode of the robot arm device (102) is the suction mode. For example, the suction means (123) can be arranged to move forward and backward along the longitudinal direction of the hand unit (113). The suction means (123) can include a suction pad portion (123a) and a suction drive portion (123b).
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.The suction pad section (123a) is a section that absorbs the loaded cargo. A plurality of suction pad sections (123a) may be provided. One end of each of the plurality of suction pad sections (123a) may be fixed to a mounting plate (123a-2). The mounting plate (123a-2) may be connected to the suction drive section (123b). Here, the suction pad section (123a) is illustrated as being provided in a plurality of pieces, but is not limited thereto.
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.A suction cup (123a-1) for vacuum-absorbing a loaded cargo may be provided at the end of the suction pad section (123a). The suction cup (123a-1) may be provided in a Javara shape so as to be able to bend in various directions, but its shape is not limited thereto.
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.The suction drive unit (123b) may be provided to move the suction pad unit (123a) forward and backward. In addition, the suction drive unit (123b) may include a vacuum generator so that the suction pad unit (123a) absorbs the loaded cargo.
도 8은 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.Figure 8 is a drawing showing a state in which the suction pad part (123a) moves forward in one embodiment of the present invention. The suction drive part (123b) can move the suction pad part (123a) forward in the suction mode to suction the loaded cargo. The suction drive part (123b) can move the suction pad part (123a) that has unloaded the suctioned loaded cargo backward to return it to its original position.
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.Here, it is described that the suction pad part (123a) moves forward to absorb the loaded cargo, but it is not limited to this, and the hand unit (111) may move toward the loaded cargo while the suction pad part (123a) is fixed, and then the loaded cargo may be absorbed through the suction pad part (123a).
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.The clamp means (125) can play a role in picking up and unloading a loaded cargo within a loading compartment. That is, the clamp means (125) can be used when the unloading mode of the robot arm device (102) is a clamping mode. For example, the clamp means (125) can be arranged to move forward and backward along the longitudinal direction of the hand unit (113). The clamp means (125) can include a clamping portion (125a) and a clamp driving portion (125b).
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.The clamping part (125a) is a part that picks up the loaded cargo. At this time, the type of the loaded cargo may be a sack. That is, the clamping part (125a) may be provided to pick up a sack among the loaded cargo. For this purpose, the end of the clamping part (125a) may be provided in the form of a pair of tongs. The clamp driving part (125b) may be provided to move the clamping part (125a) forward and backward.
도 9는 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.Figure 9 is a drawing showing a state in which the clamping part (125a) moves forward in one embodiment of the present invention. The clamp driving part (125b) can move the clamping part (125a) forward in the clamping mode to pick up the loaded cargo. The clamp driving part (125b) can move the clamping part (125a) that has unloaded the loaded cargo backward to return it to its original position.
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.Here, it is described that the clamping part (125a) moves forward to pick up the loaded cargo, but it is not limited to this, and it may be arranged so that the hand unit (111) moves toward the loaded cargo while the clamping part (125a) is fixed and then the loaded cargo is clamped through the clamping part (125a).
도 10 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 하차 자동화 머신이 적재함에서 적재 화물을 하차시키는 동작을 나타낸 도면이다.FIGS. 10 to 16 are drawings showing the operation of a cargo unloading automation machine according to one embodiment of the present invention unloading loaded cargo from a loading bin.
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.Referring to Fig. 10, the cargo unloading automation machine (100) can recognize the distance to the cargo, the cargo loading pattern, the cargo loading position, and the type of cargo through a vision sensor, etc. At this time, the cargo unloading automation machine (100) can move toward the cargo according to the distance from the cargo. The cargo unloading automation machine (100) can sequentially unload the cargo according to the height of the loaded cargo.
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.Referring to FIG. 11, the cargo unloading automation machine (100) can adjust the front end height of the conveyor device (104) according to the loading height of the cargo. The cargo unloading automation machine (100) can adjust the front end height of the conveyor device (104) based on the height of the cargo located at the top among the loaded cargo. That is, since the robot arm device (102) unloads the cargo located at the top among the loaded cargo, the front end height 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.
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.Referring to FIG. 12, the cargo unloading automation machine (100) can position the robot arm device (102) above the cargo in order to unload the cargo located at the top among the loaded cargo. In an exemplary embodiment, if the cargo located at the top among the loaded cargo is in the shape of a box and an entry space for the robot arm device (102) is secured above the cargo located at the top, the robot arm device (102) can operate in a down sweep mode to unload the cargo located at the top. At this time, the robot arm device (102) can unload the cargo located at the outermost part among the cargo located at the top among the loaded cargo in the down sweep mode, but is not limited thereto.
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.Referring to FIG. 13, the robot arm device (102) is shown in a state in which the uppermost cargo among the loaded cargoes is unloaded toward the conveyor device (104) through the down sweep mode. Here, the down sweep mode may mean an operation mode in which the unloading conveyor belt (121) of the hand unit (113) is positioned to face the target cargo (i.e., the cargo to be unloaded) from above the target cargo (i.e., the surface of the unloading conveyor belt (121) faces the upper surface of the target cargo from above the target cargo) and the unloading conveyor belt (121) is rotated toward the main body frame (108) to sweep down the target cargo. At this time, depending on the number of cargoes to be unloaded through the down sweep mode or the location of the cargo, 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.
도 14를 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.Referring to FIG. 14, a state in which the robot arm device (102) unloads loaded cargo through a side sweep mode is illustrated. In an exemplary embodiment, the robot arm device (102) may unload cargo located at the outermost end among the loaded cargoes located at the top end in a down sweep mode, and then unload cargoes located at the center end in a side sweep mode. However, the present invention is not limited thereto, and if the loaded cargo located at the top end is in a box shape and an entry space for the robot arm device (102) is secured on the side of the loaded cargo located at the top end, the robot arm device (102) may operate in a side sweep mode to unload the cargo.
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.Here, the side sweep mode may mean an operation mode in which one or more target cargoes are positioned between a pair of unloading conveyor belts (121), and a pair of unloading conveyor belts (121) are positioned to face the target cargo (i.e., cargo to be unloaded) on both sides of the target cargo (i.e., a state in which the surface of the unloading conveyor belt (121) faces the side of the target cargo on the side of the target cargo) and the pair of unloading conveyor belts (121) are rotated toward the main body frame (108) to sweep down the target cargo.
구체적으로, 로봇 팔 장치(102)는 핸드 유닛(113)을 적재된 화물의 측부 공간으로 진입시킬 수 있다(도 14의 (a)). 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 14의 (b)). 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 14의 (c)). 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.Specifically, the robot arm device (102) can cause the hand unit (113) to enter the side space of the loaded cargo ((a) of FIG. 14). Next, the robot arm device (102) can arrange a pair of unloading conveyor belts (121) of the hand unit (113) to face the side of the target cargo ((b) of FIG. 14). Next, 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 ((c) of FIG. 14). At this time, the cargo unloading automation machine (100) can continuously operate in a side sweep mode while bringing the pair of robot arm devices (102) inward to each other as the loaded cargo is unloaded.
도 15를 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.Referring to FIG. 15, a state in which the robot arm device (102) unloads a loaded cargo through a clamping mode is illustrated. In an exemplary embodiment, the cargo unloading automation machine (100) can operate the robot arm device (102) in the clamping mode depending on the type of cargo to be unloaded. For example, if the type of cargo to be unloaded is a cargo that can be held through a clamp means (125), such as a sack or a pouch, the cargo unloading automation machine (100) can operate the robot arm device (102) in the clamping mode.
구체적으로, 화물의 종류가 마대 자루인 경우(도 15의 (a)), 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 15의 (b)). 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 15의 (c)).Specifically, when the type of cargo is a sack ((a) of FIG. 15), the robot arm device (102) can move the hand unit (113) toward the target cargo and then grab the target cargo through the clamping portion (125a) of the clamping means (125) ((b) of FIG. 15). At this time, the clamping portion (125a) can also be moved forward depending on the distance from the target cargo. Next, the robot arm device (102) can pull the target cargo down to unload the target cargo ((c) of FIG. 15).
도 16을 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.Referring to FIG. 16, a state in which a robot arm device (102) unloads a loaded cargo through an adsorption mode is illustrated. In an exemplary embodiment, the robot arm device (102) may unload a cargo through an adsorption mode depending on at least one of the loading height of the cargo and the type of the cargo. For example, when the target cargo is located at the bottom or top and the cargo is in a box shape, the robot arm device (102) may unload the target cargo through an adsorption mode. FIG. 16 illustrates a state in which a cargo is unloaded through an adsorption mode when the target cargo is in a box shape located at the bottom.
구체적으로, 로봇 팔 장치(102)는 흡착 수단(123)의 흡착 패드부(123a)를 통해 대상 화물을 흡착할 수 있다(도 16의 (a)). 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 16의 (b)). 다음으로, 로봇 팔 장치(102)는 흡착 패드부(123a)에서 대상 화물을 탈착시켜 대상 화물을 컨베이어 장치(104)에 하차시킬 수 있다(도 16의 (c)).Specifically, the robot arm device (102) can adsorb the target cargo through the adsorption pad portion (123a) of the adsorption means (123) (Fig. 16 (a)). At this time, the adsorption pad portion (123a) can also be moved forward depending on the distance from 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. 16 (b)). Next, the robot arm device (102) can detach the target cargo from the adsorption pad portion (123a) and unload the target cargo onto the conveyor device (104) (Fig. 16 (c)).
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.According to the disclosed embodiment, a cargo unloading automation machine (100) is provided with a pair of robot arm devices (102) capable of multi-axis rotation and movement, and since the robot arm devices (102) are provided with an unloading conveyor belt (121), an adsorption means (123), and a clamp means (125), the machine operates in various unloading modes, such as a down sweep mode, a side sweep mode, an adsorption mode, and a clamping mode, depending on the position of the loaded cargo, the loading pattern of the cargo, and the type of the cargo, thereby enabling the loaded cargo to be unloaded easily and quickly.
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.The above detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the above contents illustrate and explain the preferred embodiment of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, changes, and environments. That is, changes or modifications are possible within the scope of the inventive concept disclosed in this specification, the scope equivalent to the written disclosure, and/or the scope of technology or knowledge in the art. The written embodiment describes the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required for specific application fields and uses of the present invention are also possible. Therefore, the above detailed description of the invention is not intended to limit the present invention to the disclosed embodiments. In addition, the appended claims should be interpreted to include other embodiments.
100 : 화물 하차 자동화 머신
102 : 로봇 팔 장치
104 : 컨베이어 장치
106 : 궤도 장치
108 : 본체 프레임
108a : 전장함
108b : 유압 탱크
108c : 모니터
111 : 암 유닛
111-1 : 제1 축부
111-2 : 제2 축부
111-3 : 제3 축부
111-4 : 제4 축부
111-5 : 제5 축부
111-6 : 제6 축부
113 : 핸드 유닛
121 : 컨베이어 벨트
121a : 요철 패턴부
123 : 흡착 수단
123a : 흡착 패드부
123a-1 : 석션 컵
123a-2 : 장착 플레이트
123b : 흡착 구동부
125 : 클램프 수단
125a : 클램핑부
125b : 클램프 구동부100: Cargo unloading automation machine
102 : Robot arm device
104 : Conveyor device
106 : Orbital Device
108 : Body Frame
108a : Battleship
108b : Hydraulic Tank
108c : Monitor
111 : Dark Unit
111-1 : 1st Axis
111-2 : 2nd Axis
111-3 : Third Axis
111-4 : 4th Axis
111-5: 5th Axis
111-6: 6th Axis
113 : Hand Unit
121 : Conveyor belt
121a: Uneven pattern section
123 : Adsorption means
123a: Suction pad section
123a-1 : Suction Cup
123a-2 : Mounting Plate
123b : Adsorption drive unit
125 : Clamp means
125a : Clamping part
125b: Clamp drive unit
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