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1. (WO2018225956) APPAREIL DE TRANSPORT D'ARTICLES À CHANGEMENT DE DIRECTION
Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

4  

과제 해결 수단

5   6   7   8   9   10   11   12   13   14  

발명의 효과

15   16  

도면의 간단한 설명

17   18   19   20   21   22   23   24   25   26  

발명의 실시를 위한 형태

27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17  

도면

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

명세서

발명의 명칭 : 방향 전환이 가능한 물품 운반장치

기술분야

[1]
본 발명은 물류 처리기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이송로를 통한 물품 이송 기술에 관한 것이다.

배경기술

[2]
일반적으로, 컨베이어(conveyor)는 작업장에 고정 설치되어 물품을 기계의 동력에 의해 어느 일 방향으로 이송하여 인력을 감소시키고 작업능률을 향상시킬 수 있도록 하는 기계장치이다. 이러한 컨베이어 장치는 작업장의 자동화에 주요한 역할을 차지하고 있다.
[3]
이러한 컨베이어에 물품을 이송하는 기능 외에 이송된 물품을 미리 정해진 위치에 따라 자동 분류하거나 무질서하게 공급되는 물품들을 정렬하는 기능이 있다면 작업장의 자동화에 큰 기여가 가능할 것이다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[4]
일 실시 예에 따라, 다양한 물품을 운반하면서 동시에 정확하면서도 신속하게 분류 또는 정렬 등의 처리를 할 수 있는 물품 운반장치를 제안한다.

과제 해결 수단

[5]
일 실시 예에 따른 물품 운반장치는, 이송로에 셀 단위로 분리 배치되어, 물품을 이송시키면서 동시에 물품의 진행방향을 전환하는 다수의 운반 유닛과, 물품의 진행방향을 결정하고 결정된 진행방향에 맞추어 물품이 진행하도록 각 운반 유닛을 제어하는 제어부를 포함하며, 각 운반 유닛은 벨트 위의 물품을 운반하는 벨트 컨베이어와, 벨트의 진행방향을 전환 시켜 그 위를 지나는 물품의 진행방향을 변경시키는 방향 전환장치를 포함한다.
[6]
방향 전환장치는, 평면 상에서 회전하는 회전 모듈일 수 있다.
[7]
벨트는, 적어도 일부가 방향 전환장치를 관통하는 돌출부를 가지며, 방향 전환장치에 의해 방향이 변경되어 돌출부를 지나는 물품의 진행방향을 변경시킬 수 있다.
[8]
벨트 컨베이어는, 벨트 축에 고정된 벨트 풀리를 통하여 구동부의 동력을 전달받아 벨트가 회전하는 회전부와, 회전부를 지지하는 지지부와, 회전부로 동력을 전달하여 회전부를 구동시키는 구동부를 포함할 수 있다.
[9]
구동부는, 초기 동력을 발생시키는 모터와, 모터의 동력전달 축에 고정되어 회전하는 동력전달 휠과, 동력전달 휠을 감는 띠 모양을 한 타이밍 벨트와, 동력전달 휠과는 평행하게 일정 거리 이격되어 형성되고 타이밍 벨트에 감기어 회전하여 회전부에 동력을 전달하는 피동 휠을 포함할 수 있다.
[10]
구동부는, 서로 직교하여 회전하는 제1 자석 및 제2 자석을 이용하여 벨트를 구동할 수 있다. 이때, 구동부는, 초기 동력을 발생시키는 모터와, 모터의 동력전달 축에 고정되어 회전하는 제1 동력전달 휠과, 제1 동력전달 휠을 감은 띠 모양을 한 제1 동력전달 벨트와, 제1 동력전달 휠과는 평행하게 일정 거리 이격되어 형성되고 제1 동력전달 벨트에 감기어 회전하는 제1 피동 휠과, 제1 피동 휠의 피동 축에 고정되어 회전하는 제1 자석과, 제1 자석과는 수직으로 형성되어 제1 자석에 의해 회전하는 제2 자석과, 제2 자석과 연결된 제2 동력전달 축에 고정되어 회전하는 제2 동력전달 휠과, 제2 동력전달 휠을 감은 띠 모양을 한 제2 동력전달 벨트와, 제2 동력전달 휠과는 평행하게 일정 거리 이격되어 형성되고 제2 동력전달 벨트에 감기어 회전하여 회전부에 동력을 전달하는 제2 피동 휠을 포함할 수 있다.
[11]
벨트 컨베이어는, 제1 벨트와, 하나의 방향 전환장치 내에서 적어도 일부가 제1 벨트와 일정 거리 이격되어 나란히 일렬로 배치되는 제2 벨트를 포함할 수 있다. 벨트 컨베이어는, 제1 벨트와, 하나의 방향 전환장치 내에서 적어도 일부가 제1 벨트와 일체로 구성되는 제2 벨트를 포함할 수 있다.
[12]
각 운반 유닛은, 각 운반 유닛의 방향 전환장치가 그 위를 지나는 물품의 이송방향 및 이송속도에 맞게 순서대로 그 방향을 전환함에 따라 사전에 결정된 진행 방향으로 물품이 운반되도록 할 수 있다.
[13]
제어부는, 각 운반 유닛을 개별적으로 제어하거나 그룹으로 제어할 수 있다. 제어부는, 각 물품의 진행방향을 결정하는 물품 제어부와, 결정된 진행방향에 맞추어 각 물품이 진행하도록 각 운반 유닛의 방향 전환을 제어하는 방향 제어부와, 각 운반 유닛의 이송속도를 제어하는 속도 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는, 각 운반 유닛을 제어하여 물품을 운반하면서 정해진 위치로 분류할 수 있다. 제어부는, 각 운반 유닛을 제어하여 불규칙적으로 무질서하게 공급되는 물품들을 운반하면서 정렬할 수 있다.
[14]
물품 운반장치는, 이송되는 물품들을 대상으로 이송 방향 결정을 위한 정보를 획득하고 획득된 정보를 제어부에 제공하는 정보 제공부를 더 포함할 수 있다. 정보 제공부가 획득하여 제공하는 정보는 물품 구분정보 또는 물품의 위치 및 자세정보일 수 있다.

발명의 효과

[15]
일 실시 예에 따르면, 다양한 물품을 운반하면서 동시에 정확하면서도 신속하게 분류 또는 정렬 등의 처리를 할 수 있다. 예를 들어, 방향 전환장치를 이용하여 물품을 구분하거나 미리 정렬된 물품의 흐름을 변경할 수 있으며, 아직 정렬되지 않은 채 불규칙적으로 무질서하게 섞여 공급되는 물품들을 정렬할 수도 있다.
[16]
특히, 물품 운반 및 방향 전환을 위해 벨트를 이용함에 따라, 접촉 면적이 넓어 다양한 물품을 대상으로 처리가 가능하다. 또한, 물품 표면 마찰이 적으면 미끄러질 수 있는데, 벨트의 경우, 물품 접촉 면적이 넓어서 이러한 문제를 방지할 수 있다.

도면의 간단한 설명

[17]
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다수의 운반 유닛을 포함하는 물품 운반장치의 평면도,
[18]
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다수의 운반 유닛을 포함하는 물품 운반장치의 평면도,
[19]
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치의 사용 예를 도시한 개념도,
[20]
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단일 운반 유닛의 평면도,
[21]
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치의 구성도,
[22]
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 물품 운반장치의 구성도,
[23]
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치 내 제어부의 세부 구성도,
[24]
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치를 구성하는 운반 유닛의 세부 구조도,
[25]
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 물품 운반장치를 구성하는 운반 유닛의 세부 구조도,
[26]
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운반 유닛의 개별제어 또는 그룹제어를 통한 물품 분류의 예를 보여주는 참조도이다.

발명의 실시를 위한 형태

[27]
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
[28]
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
[29]
도 1 및 도 2는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 다수의 운반 유닛을 포함하는 물품 운반장치의 평면도이다.
[30]
도 1 및 도 2를 참조하면, 물품 운반장치(1)는 이송로(10)에 공급되는 물품들을 운반하면서 각 물품에 대한 방향 전환이 가능한 장치이다. 물품 운반장치(1)는 방향 전환을 통해 물품들을 처리한다. 처리는 물품 등록, 접수, 분류, 정렬, 보관, 검사 등을 포함한다. 예를 들어, 이송로(10)를 지나가는 각 우편물들을 수신자 별로 미리 정해진 곳으로 자동 분류한다. 다른 예로, 불규칙적으로 무질서하게 공급되는 물품들을 일렬 이상으로 자동 정렬한다. 물품들은 운반 가능한 모든 물체일 수 있는데, 예를 들어, 소포, 택배, 우편물, 검사를 목적으로 한 물체 등 다양하다. 이송로(10)는 컨베이어 벨트와 같이 물품을 이송할 수 있는 형태일 수 있으나, 고정된 형태일 수도 있다.
[31]
운반하는 물품의 방향 전환을 위해 물품 운반장치(1)는 이송로(10)에 셀(cell) 단위로 각각 분리 배치되는 다수의 운반 유닛(2)을 포함한다. 각 운반 유닛(2)은 벨트(22) 위의 물품을 운반하는 벨트 컨베이어와, 벨트(22)의 진행 방향을 전환 시키는 방향 전환장치(20)를 포함한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 방향 전환장치(20)는 평면 상에서 회전하는 회전 모듈일 수 있다. 방향 전환장치(20)가 평면 상에서 좌회전 또는 우회전함에 따라 그 위의 벨트(22)가 함께 방향 전환하게 된다. 방향 전환장치(20)는 미리 설정된 각도로 좌우 회전하는데, 미리 설정된 각도는 물품 처리 환경에 맞게 설정될 수 있다. 방향 전환장치(20)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 회전이 용이하고 차지하는 면적을 최소화하기 위해 원형일 수 있으나, 그 형태는 원형에 한정되지는 않는다.
[32]
벨트(22)는 환형으로, 물품 운반장치(1) 구동 시에 무한 반복해 회전하면서 그 위에 놓인 물품을 운반한다. 벨트(22)는 적어도 일부가 방향 전환장치(20)의 상면을 관통하는 돌출부를 가지고, 방향 전환장치(20)의 방향 전환, 예를 들어 평면 상에서 좌우로의 회전에 맞게 그 진행 방향이 전환된다. 이 경우, 벨트(22)의 돌출부를 지나는 물품의 진행 경로도 변경된다. 도 1 및 도 2의 평면도에서 방향 전환장치(20) 내에서 보이는 부분이 벨트(22)의 돌출부에 해당할 수 있다.
[33]
도 1 및 도 2는 운반 유닛(2)이 3×3 또는 3×6으로 배치된 형태를 예로 든 것이다. 도 1은 각 방향 전환장치(20) 내에서 벨트(22)가 하나의 통 벨트로 구성된 경우이고, 도 2는 각 방향 전환장치(20) 내에서 가운데가 분리되어 두 개의 벨트(22)로 구성된 경우이다. 벨트(22)의 수 및 형태는 도 1 및 도 2에 도시된 것으로 한정되는 것은 아니다. 방향 전환장치(20) 내 벨트(22)의 수는 1~2개일 수 있으나, 그 이상일 수도 있다. 형태 또한 서로 나란한 일렬 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[34]
도 1 및 도 2의 (a)와 (b)는 이송로(10) 상에서 물품이 직진할 때의 운반 유닛들의 형태를 도시한 것이다. 도 1 및 도 2의 (c)는 각 운반 유닛의 방향 전환장치(20)가 좌회전함에 따라 방향 전환장치(20) 내 벨트(22)의 방향이 좌측으로 변경될 때의 운반 유닛들의 형태를 도시한 것이다. 이때 물품은 좌측으로 분류되어 운반된다. 도 1 및 도 2의 (d)는 각 운반 유닛의 방향 전환장치(20)가 우회전함에 따라 방향 전환장치(20) 내 벨트(22)의 방향이 우측으로 변경될 때의 운반 유닛들의 형태를 도시한 것이다. 이때 물품은 우측으로 분류되어 운반된다.
[35]
운반 유닛들은, 각 운반 유닛 내 방향 전환장치(20)가 그 위를 지나는 물품의 이송방향 및 이송속도에 맞게 순서대로 그 방향을 전환함에 따라 사전에 결정된 진행 방향으로 물품이 운반되도록 할 수 있다. 하나의 운반 유닛(2)을 기준으로는 물품 A를 대상으로는 방향 전환장치(20)를 좌회전하여 물품을 좌측으로 보내고, 그 다음으로 들어오는 물품 B를 대상으로는 방향 전환장치(20)를 우회전하여 물품을 우측으로 보내는 것과 같은 일련의 동작을 반복 수행하게 된다.
[36]
물품 운반 및 방향 전환을 위해 벨트(22)를 이용함에 따라, 접촉 면적이 넓어 다양한 물품을 대상으로 처리가 가능하다. 또한, 물품 표면 마찰이 적으면 미끄러질 수 있는데, 벨트(22)의 경우, 물품 접촉 면적이 넓어서 이러한 문제를 방지할 수 있다.
[37]
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치의 사용 예를 도시한 개념도이다.
[38]
도 3을 참조하면, 이송로(10)에 물품이 공급되면, 이송로 상에서 물품이 운반되면서 처리된다. 이때, 운반 유닛은 방향 전환장치(20)의 방향 전환을 통해 벨트(22)의 진행 방향을 전환 시켜 그 위를 지나는 물품의 진행방향을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 이송로(10)의 좌측에 제1로(12)가 배치되었다고 가정한다. 이때, 물품 A가 제1로(12)로 분류되어야 하는 물품이면, 각 운반 유닛의 방향 전환장치(20)를 미리 설정된 각도로 좌회전시키면, 그에 맞게 벨트(22)의 방향이 좌측으로 변경되고, 그 위를 지나는 물품 A는 제1로(12)로 운반된다.
[39]
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단일 운반 유닛의 평면도이다.
[40]
도 4를 참조하면, 운반 유닛(2)은 방향 전환장치(20)와 벨트(22)를 포함한다. 도 4의 (a)는 방향 전환장치(20) 내 벨트(22)가 단일 개인 경우를, 도 4의 (b)는 방향 전환장치(20) 내 벨트(22)가 다수 개인 경우를 각각 도시하였다. 방향 전환장치(20)가 좌회전 또는 우회전함에 따라 그에 맞게 벨트(22)의 방향이 변경된다.
[41]
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치의 구성도이다.
[42]
도 5를 참조하면, 물품 운반장치(1)는 다수의 운반 유닛(2)과 각 운반 유닛(2)을 제어하는 제어부(3)를 포함한다.
[43]
운반 유닛(2)은 이송로에 셀 단위로 각각 분리 배치되어, 물품들을 이송시키면서 동시에 물품들의 진행방향을 전환한다. 이를 위해, 운반 유닛(2)은 벨트 컨베이어와 방향 전환장치(20)를 포함한다. 벨트 컨베이어는 그 위의 물품을 운반하는 벨트(22)를 포함하고, 방향 전환장치(20)는 벨트(22)의 방향을 전환 시켜 그 위를 지나는 물품의 진행방향을 변경시킨다.
[44]
제어부(3)는 각 물품의 진행방향을 결정하고 결정된 진행방향에 맞추어 각 물품이 진행하도록 각 운반 유닛(2)에 제어 명령을 전송한다. 제어부(3)는 컴퓨터에 위치할 수 있다. 제어부(3)는 중앙제어장치, 운영 관제서버이거나 이들의 결합 형태일 수 있다. 제어부(3)는 각 운반 유닛(2)을 제어하여 물품을 처리한다. 예를 들어, 물품을 운반하면서 정해진 곳으로 분류한다. 다른 예로, 불규칙적으로 무질서하게 공급되는 물품들을 운반하면서 정렬한다.
[45]
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 물품 운반장치의 구성도이다.
[46]
도 6을 참조하면, 물품 운반장치(1)는 도 5의 구성에 비해, 정보 제공부(4) 및 데이터베이스(5)를 더 포함한다. 정보 제공부(4)는 이송되는 물품들을 대상으로 방향 결정을 위한 정보를 획득하고 획득된 정보를 처리하여 제어부(3)에 전송한다. 이때, 방향 결정을 위한 정보는 물품의 구분정보일 수 있다. 이 경우, 제어부(3)는 물품의 구분정보를 이용하여 결정된 방향에 맞게 물품을 이송하도록 운반 유닛(2)을 제어한다.
[47]
일 실시 예에 따른 정보 제공부(4)는 정보 획득부(40)와 정보 처리부(42)를 포함하며, 위치 감지부(44)를 더 포함할 수 있다.
[48]
정보 획득부(40)는 운반장치(1)의 이송로에 놓인 물품의 구분정보를 획득하고, 정보 처리부(44)는 정보 획득부(42)를 통해 획득된 물품 구분정보를 제어부(3)에 전송한다. 정보 획득부(40)는 운반 중인 물품을 대상으로 직접 측정하는 방식을 통해 구분정보를 획득할 수 있고, 외부로부터 통신수단을 통해 입력받을 수도 있다. 이 경우, 구분정보는 물품 운반장치(1)가 물품을 싣기 전에 외부로부터 인식된다.
[49]
구분정보는 바코드, 알에프아이디(RFID) 또는 문자로 표기된 물품의 식별자 정보, 구분지 코드 또는 주소정보일 수 있다. 예를 들어, 물품이 우편물인 경우 우편물에 바코드가 인쇄 또는 부착되는데, 바코드에는 우편물 식별자 정보(ID)가 기록된다. 우편물 식별자 정보는 우편물 접수 시 우편물 관리를 위해서 우편물에 고유하게 부여한 송장번호, 접수번호와 같은 일련의 번호를 포함하는 코드이다. 바코드의 우편물 식별자 정보는 데이터베이스(5)에 저장되어, 우편물의 추적이나 참조 등을 위한 식별자로 사용된다. 또한, 우편물 접수 시에 발신자로부터 입력받은 발신자 정보와 수신자 정보가 물품 식별자 정보와 매칭되어 데이터베이스(5)에 저장된다. 발신자 및 수신자 정보는 성명, 주소, 우편번호를 포함한다. 다른 예로, 구분정보는 물품의 스타일, 색상, 사이즈, 개수 등의 정보일 수 있다.
[50]
정보 획득부(40)는 카메라, 레이저 스캐너, 알에프 리더기(RF reader), 블루투스, 지그비(Zigbee), 근거리무선통신(Near Field Communication: NFC), 비디오 코딩(video coding) 등을 이용하여 물품의 구분정보를 획득할 수 있다. 정보 획득부(40)는 운반장치(1)의 이동경로 상에 소정의 높이에 설치될 수 있고, 운반장치(1)에 장착될 수도 있다. 카메라를 예로 들면, 카메라가 운반장치(1)에 적재된 물품을 촬영하여 이미지 데이터를 획득하고 획득된 이미지 데이터로부터 구분정보를 인식한다. 레이저 스캐너의 경우, 이동하는 물품을 스캐닝하여 구분정보를 인식한다. 알에프 리더기의 경우, 물품에 부착된 알에프 태그(RFID tag)를 판독하여 구분정보를 인식한다.
[51]
데이터베이스(5)에는 각종 정보가 저장된다. 데이터베이스(5)에는 물품 구분정보와 물품 분류위치 정보가 매핑되어 저장될 수 있다. 예를 들어, 우편물의 바코드나 주소 정보에 따라 어느 이동로로 물품을 운반할지에 대한 정보가 저장된다.
[52]
정보 획득부(40)가 획득하는 정보는 물품의 위치와 자세정보일 수도 있다. 예를 들어, 물품들의 영상을 획득하고 이로부터 물품의 이동 방향을 결정할 수 있다. 이를 위해 정보 획득부(40)는 카메라일 수 있으며, 그 개수는 특별히 한정하지 않는다. 정보 획득부(40)는 이송되는 물품들 각각에 대한 영상신호를 획득하여 영상신호를 전기신호로 변환하고 이를 정보 처리부(42)에 전송한다. 정보 획득부(40)는 지지대에 의해 지지되어 이송로의 상단에 설치될 수 있으나, 그 형상은 이에 한정되지는 않는다.
[53]
정보 처리부(42)는 정보 획득부(40)에서 획득된 영상을 분석하여 물품들의 위치와 자세를 인식한다. 정보 처리부(42)는 영상 처리 및 인식기술을 이용하여 대량으로 이송하는 물품들을 대상으로 물품들의 위치를 실시간으로 판별하고 물품들의 이동위치와 자세를 추적할 수 있다. 이를 위해 정보 처리부(42)는 영상 데이터로부터 객체(object)를 검출하고 검출된 객체로부터 물품의 위치 및 자세를 검출할 수 있다. 영상을 통한 객체 인식기술은 일부 제한된 환경에서 동작한다 하더라도, 영상 인식 기술을 적용하여 자동화의 효율성을 높일 수 있다. 영상 처리는 계산량이 많으므로 실시간 처리가 쉽지 않은데, 실시간으로 측정된 결과를 바탕으로 실시간 제어를 하기 위해 병렬 처리와 함께 GPU를 이용할 수 있다. 일 실시 예에 따른 정보 처리부(42)는 인식된 각 물품에 순차적으로 번호를 할당함에 따라, 제어부(3)가 각 물품을 개별제어할 때 각 물품을 순차적으로 선별할 수 있다.
[54]
위치 감지부(44)는 이송로에서 물품의 이송지점을 감지하는데, 위치 감지센서일 수 있다. 위치 감지부(44)를 통해 물품이 위치하는 이송지점을 감지하면, 정보 획득부(40)를 통해 해당 지점 물품의 영상으로부터 보다 정확한 위치 정보를 획득할 수 있다.
[55]
제어부(3)는 정보 제공부(4)로부터 방향 결정을 위한 정보를 수신하고, 제어명령을 운반 유닛(2)에 송신한다. 이를 위해 제어부(3)는 물품들을 운반 유닛(2)을 통해 정지시키지 않고 이송하면서, 정보 제공부(4)를 통해 수신된 정보에 따라 운반 유닛(2) 내 방향 전환장치를 개별제어 또는 그룹 제어하여 물품들을 처리한다. 제어부(3)의 세부 구성은 도 7을 참조로 하여 후술한다.
[56]
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치 내 제어부의 세부 구성도이다.
[57]
도 7을 참조하면, 제어부(3)는 물품 제어부(30), 방향 전환 제어부(32) 및 이송속도 제어부(34)를 포함한다.
[58]
물품 제어부(30)는 정보 제공부(4)로부터 수신된 정보를 이용하여 물품들이 순서대로 처리되어 반출될 수 있도록 각 물품의 진행방향을 결정한다. 일 실시 예에 따른 물품 제어부(30)는 정보 제공부(4)로부터 수신된 물품 구분정보를 이용하여 각 물품의 진행방향을 결정한다. 진행 방향은 처리 목적에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 분류를 목적으로 하는 경우, 사전에 설정된 분류 조건에 따라 각 물품의 진행방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 물품 제어부(30)는 이송로를 따라 이송 중인 제1 물품이 서울로 가는 우편물인 경우, 진행방향을 좌측으로 전환하고, 제2 물품이 대전으로 가는 우편물인 경우, 진행방향을 우측으로 전환한다. 물품 제어부(30)는 각 물품이 이송될 때, 물품의 위치를 변경할 뿐만 아니라, 자세를 변경할 수 있다. 예를 들어, 물체의 좁은 면이 이송로의 전면을 향하고 긴 면이 이송로의 측면을 향하도록 자세를 변경할 수 있다.
[59]
방향 전환 제어부(32)는 물품 제어부(30)에 의해 결정된 진행방향에 맞추어 각 물품이 진행하도록 각 방향 전환장치의 방향 전환을 개별제어 또는 그룹으로 제어한다. 이송속도 제어부(34)는 각 물품의 이송속도를 제어한다. 이에 따라 이동 중인 물품의 진행방향을 변경할 수 있을 뿐만 아니라 속도를 조절할 수도 있어서 공급되는 물품의 배치 상태에 무관하게 최고의 성능을 낼 수 있다.
[60]
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 운반장치를 구성하는 운반 유닛의 세부 구조도이다.
[61]
도 8의 (a) 및 (b)는 운반 유닛(2)의 평면도를 도시한 것이고, 도 8의 (c) 및 (d)는 운반 유닛(2)을 구성하는 벨트 컨베이어(21)의 세부 구성도로서, 도 8의 (c)는 벨트 컨베이어(21)의 측면도이며, 도 8의 (d)는 벨트 컨베이어(21)의 정면도이다. 도 8은 운반 유닛(2)이 두 개의 벨트(22-1,22-2)로 구성되는 경우를 예로 들어 설명한 것으로, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시 예일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
[62]
운반 유닛(2)은 벨트 컨베이어(21)와 방향 전환장치(20)를 포함하며, 벨트 컨베이어(21)는 회전부(24), 지지부(26) 및 구동부(28)를 포함한다. 지지부(26)는 회전부(24)를 지지한다. 구동부(28)는 회전부(24)로 동력을 전달하여 회전부(24)를 구동시킨다. 구동부(28)는 도 8에 도시된 바와 같이, 타이밍 벨트(284)를 이용하여 회전부(24)에 동력을 전달할 수 있다. 회전부(24)는 구동부(28)에 의해 벨트(22-1,22-2)가 회전한다. 회전부(24)와 지지부(26) 사이에는 베어링 등의 연결 구성이 추가되나, 이는 일반적인 구조이고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되어 그 상세한 설명을 생략하였다.
[63]
도 8을 참조하면, 회전부(24)는 벨트 축(289)에 고정된 벨트 풀리(23-1,23-2)를 통하여 구동부(28)의 동력을 전달받아 벨트(22-1,22-2)가 회전한다. 구체적으로, 회전부(24)는 벨트(22-1,22-2)와, 각 벨트(22-1,22-2)에 감기어 돌아가는 벨트 풀리(23-1,23-2)와, 벨트 풀리(23-1,23-2)에 고정되는 벨트 축(289)과, 벨트 축(289)에 의해 벨트 풀리(23-1,23-2)와 연결되고 구동부(28)의 구동에 의해 회전하여 동력을 벨트 풀리(23-1,23-2)에 전달하는 벨트 휠(286)을 포함한다.
[64]
일 실시 예에 따른 구동부(28)는 회전부(24)의 벨트 축(289) 위치에 타이밍 벨트(284)를 넣고 이를 아래 쪽에서 회전하는 동력 전달 축(281)과 연결하여 동력을 전달하는 방식을 통해 회전부(24)를 구동한다. 보다 구체적으로, 구동부(28)는 초기 동력을 발생시키는 모터(280)와, 모터(280)에 고정되는 동력전달 축(281)과, 모터(280)의 동력전달 축(281)에 고정되어 동력에 의해 회전하는 동력전달 휠(282-1)과, 동력전달 휠(282-1)을 감는 띠 모양을 한 타이밍 벨트(timing belt)(284)와, 동력전달 휠(282-1)과는 평행하게 일정 거리 이격되어 형성되고 타이밍 벨트(284)에 감기어 회전하는 피동 휠(282-2)과, 피동 휠(282-2)에 고정되는 피동 축(289)을 포함한다. 이때, 피동 휠(282-2)의 회전에 의해 회전부(24)의 벨트 휠(286)이 회전하게 되어 벨트(22-1,22-2)가 회전하게 된다. 구동부(28)는 타이밍 벨트(284)의 장력을 유지하기 위한 장력 유지부(288)를 더 포함할 수 있다. 타이밍 벨트(284)는 오링 벨트 등으로 대체될 수 있다. 타이밍 벨트(284)는 두 개의 벨트(22-1,22-2) 사이에 위치하며, 동렬 전달을 위해 타이밍 벨트(284)가 약간 트위스트 되더라도 동력 전달에 문제가 없음을 이해해야 한다.
[65]
도 8의 실시 예는 벨트가 두 개(22-1,22-2)인 경우를 예로 들어 설명한 것으로, 벨트가 한 개인 경우, 타이밍 벨트(284)가 중앙에 위치하는 대신에 벨트 축(289)을 따라 옆으로 나오고, 바깥 쪽으로 타이밍 벨트(284)를 걸어서 동력을 전달하는 형태가 가능하다.
[66]
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 물품 운반장치를 구성하는 운반 유닛의 세부 구조도이다.
[67]
도 9의 (a) 및 (b)는 운반 유닛(2)의 평면도를 도시한 것이고, 도 9의 (c) 및 (d)는 운반 유닛(2)을 구성하는 벨트 컨베이어(21)의 세부 구성도로서, 도 9의 (c)는 벨트 컨베이어(21)의 측면도이며, 도 9의 (d)는 벨트 컨베이어(21)의 정면도이다. 도 9는 운반 유닛(2)이 두 개의 벨트(22-1,22-2)로 구성되는 경우를 예로 들어 설명한 것으로, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시 예일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
[68]
운반 유닛(2)은 벨트 컨베이어(21)와 방향 전환장치(20)를 포함하며, 벨트 컨베이어(21)는 회전부(24), 지지부(26) 및 구동부(28)를 포함한다. 지지부(26)는 회전부(24)를 지지한다. 구동부(28)는 회전부(24)로 동력을 전달하여 회전부(24)를 구동시킨다. 구동부(28)는 도 9에 도시된 바와 같이, 2개의 자석(912,913)을 이용하여 동력을 전달할 수 있다. 회전부(24)는 구동부(28)에 의해 벨트(22-1,22-2)가 회전한다. 회전부(24)와 지지부(26) 사이에는 베어링 등의 연결 구성이 추가되나, 이는 일반적인 구조이고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되어 그 상세한 설명을 생략하였다.
[69]
도 9를 참조하면, 회전부(24)는 벨트 축(289)에 고정된 벨트 풀리(23-1,23-2)를 통하여 구동부(28)의 동력을 전달받아 벨트(22-1,22-2)가 회전한다. 구체적으로, 회전부(24)는 벨트(22-1,22-2)와, 각 벨트(22-1,22-2)에 감기어 돌아가는 벨트 풀리(23-1,23-2)와, 벨트 풀리(23-1,23-2)에 고정되는 벨트 축(289)을 포함하며, 벨트 축(289)은 구동부(28)의 제2 피동 휠(914-2)에 연결되어 동력을 전달 받는다.
[70]
구동부(28)는 2개의 자석(912,913)을 이용하여 벨트(22-1,22-2)를 구동한다. 이때, 각 자석(912,913)은 도 9에 도시된 바와 같이 서로 직교하여 회전하는 형태일 수 있다. 각 자석(912,913)은 영구자석일 수 있다. 각 자석(912,913)은 원판형일 수 있다.
[71]
구체적으로, 구동부(28)는 초기 동력을 발생시키는 모터(900)와, 모터(900)의 동력전달 축(902)에 고정되어 회전하는 제1 동력전달 휠(904-1)과, 제1 동력전달 휠(904-1)을 감은 띠 모양을 한 제1 동력전달 벨트(906)와, 제1 동력전달 휠(904-1)과는 평행하게 일정 거리 이격되어 형성되고 제1 동력전달 벨트(906)에 감기어 회전하는 제1 피동 휠(904-2)과, 제1 피동 휠(904-2)의 피동 축(910)에 고정되어 회전하는 제1 자석(912)과, 제1 자석(912)과는 수직으로 형성되어 제1 자석(912)에 의해 회전하는 제2 자석(913)과, 제2 자석(913)과 연결된 제2 동력전달 축(916)에 고정되어 회전하는 제2 동력전달 휠(914-1)과, 제2 동력전달 휠(914-1)을 감은 띠 모양을 한 제2 동력전달 벨트(918)와, 제2 동력전달 휠(914-1)과는 평행하게 일정 거리 이격되어 형성되고 제2 동력전달 벨트(918)에 감기어 회전하여 회전부(24)에 동력을 전달하는 제2 피동 휠(914-2)을 포함한다. 제2 동력전달 벨트(918)는 두 벨트(22-1,22-2)의 중앙에 위치한다. 2개의 자석(912,913)은 서로 동일극성을 가지도록 하고, 제1 자석(912)이 제2 자석(913)을 밀어내는 힘에 의하여 제2 동력전달 휠(914-1)이 회전하여 회전부(24)를 구동할 수 있다.
[72]
도 9의 실시 예는 벨트가 두 개(22-1,22-2)인 경우를 예로 들어 설명한 것으로, 벨트가 한 개인 경우, 제2 동력전달 벨트(918)가 중앙에 위치하는 대신에 벨트 축(922)을 따라 옆으로 나오고, 바깥 쪽으로 제2 동력전달 벨트(918)를 걸어서 동력을 전달하는 형태가 가능하다.
[73]
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운반 유닛의 개별제어 또는 그룹제어를 통한 물품 분류의 예를 보여주는 참조도이다.
[74]
복수 개의 운반 유닛(2)은 셀 단위로 각각 분리되어 배치되어 개별제어 또는 그룹제어가 가능하다. 벨트(22)는 이송로 상에서 주행방향으로 회전하면서, 방향 전환장치(20)에 의해 평면 상에서 주행방향과는 상이한 방향, 예를 들어, 경사진 방향 또는 수직 방향으로 방향 전환이 가능하다. 예를 들어, 주행방향과 수직인 좌우 방향으로 물품의 진행방향을 변경할 수 있다. 이때 방향 전환은 그룹 제어 또는 개별제어가 가능하다. 도 10에 도시된 바와 같이, 방향 전환장치(20)가 평면 상에서 좌우로 회전함에 따라 그에 따라 벨트(22)가 좌우로 회전한다.
[75]
도 10을 참조로 하여, 운반 유닛(2)에 대한 제어 예를 들면, 윗 두 열의 운반 유닛 그룹 1(1001)은 운반 유닛 그룹 1(1001)의 위에 놓인 물품 A를 좌측으로 보내기 위해 방향 전환장치(20)가 좌회전하고, 그 밑 두 열의 운반 유닛 그룹 2(1002)는 운반 유닛 그룹 2(1002)의 위에 놓인 물품 B를 이송방향 그대로 진행시키며, 제일 아래 두 열의 운반 유닛 그룹 3(1003)은 운반 유닛 그룹 3(1003)의 위에 놓인 물품 C를 우측으로 보내기 위해 방향 전환장치(20)가 우회전하고 있음을 알 수 있다.
[76]
전술한 바와 같이, 방향 전환장치(20)의 개별제어 또는 그룹제어를 통해 물품들을 분류시킬 수 있다. 도 10을 참조로 한 실시 예는 서로 분리되어 상이한 라인을 따라 이송하는 물품들을 분류하는 예를 든 것으로, 동일한 라인을 따라 이송하는 물품들을 대상으로 분류 규칙에 따라 소정의 물품은 좌측으로 보내고 소정의 물품은 우측으로 보내는 방법으로 물품들을 분류하는 것도 가능하다. 그러나 전술한 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시 예일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
[77]
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

청구범위

[청구항 1]
이송로에 셀 단위로 분리 배치되어, 물품을 이송시키면서 동시에 물품의 진행방향을 전환하는 다수의 운반 유닛; 및 물품의 진행방향을 결정하고 결정된 진행방향에 맞추어 물품이 진행하도록 각 운반 유닛을 제어하는 제어부; 를 포함하며, 각 운반 유닛은 벨트 위의 물품을 운반하는 벨트 컨베이어와, 상기 벨트의 진행방향을 전환 시켜 그 위를 지나는 물품의 진행방향을 변경시키는 방향 전환장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 2]
제 1 항에 있어서, 상기 방향 전환장치는 평면 상에서 회전하는 회전 모듈인 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 3]
제 1 항에 있어서, 상기 벨트는 적어도 일부가 상기 방향 전환장치를 관통하는 돌출부를 가지며, 상기 방향 전환장치에 의해 방향이 변경되어 상기 돌출부를 지나는 물품의 진행방향을 변경시키는 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 4]
제 1 항에 있어서, 상기 벨트 컨베이어는 벨트 축에 고정된 벨트 풀리를 통하여 구동부의 동력을 전달받아 벨트가 회전하는 회전부; 상기 회전부를 지지하는 지지부; 및 상기 회전부로 동력을 전달하여 상기 회전부를 구동시키는 구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 5]
제 4 항에 있어서, 상기 구동부는 초기 동력을 발생시키는 모터; 상기 모터의 동력전달 축에 고정되어 회전하는 동력전달 휠; 상기 동력전달 휠을 감는 띠 모양을 한 타이밍 벨트; 및 상기 동력전달 휠과는 평행하게 일정 거리 이격되어 형성되고 상기 타이밍 벨트에 감기어 회전하여 상기 회전부에 동력을 전달하는 피동 휠; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 6]
제 4 항에 있어서, 상기 구동부는 서로 직교하여 회전하는 제1 자석 및 제2 자석을 이용하여 벨트를 구동하는 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 7]
제 6 항에 있어서, 상기 구동부는 초기 동력을 발생시키는 모터; 상기 모터의 동력전달 축에 고정되어 회전하는 제1 동력전달 휠; 상기 제1 동력전달 휠을 감은 띠 모양을 한 제1 동력전달 벨트; 상기 제1 동력전달 휠과는 평행하게 일정 거리 이격되어 형성되고 상기 제1 동력전달 벨트에 감기어 회전하는 제1 피동 휠; 및 상기 제1 피동 휠의 피동 축에 고정되어 회전하는 제1 자석; 상기 제1 자석과는 수직으로 형성되어 제1 자석에 의해 회전하는 제2 자석; 상기 제2 자석과 연결된 제2 동력전달 축에 고정되어 회전하는 제2 동력전달 휠; 상기 제2 동력전달 휠을 감은 띠 모양을 한 제2 동력전달 벨트; 및 상기 제2 동력전달 휠과는 평행하게 일정 거리 이격되어 형성되고 상기 제2 동력전달 벨트에 감기어 회전하여 상기 회전부에 동력을 전달하는 제2 피동 휠; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 8]
제 1 항에 있어서, 상기 벨트 컨베이어는 제1 벨트; 및 하나의 방향 전환장치 내에서 적어도 일부가 상기 제1 벨트와 일정 거리 이격되어 나란히 일렬로 배치되는 제2 벨트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 9]
제 1 항에 있어서, 상기 벨트 컨베이어는 제1 벨트; 및 하나의 방향 전환장치 내에서 적어도 일부가 상기 제1 벨트와 일체로 구성되는 제2 벨트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 10]
제 1 항에 있어서, 각 운반 유닛은 각 운반 유닛의 방향 전환장치가 그 위를 지나는 물품의 이송방향 및 이송속도에 맞게 순서대로 그 방향을 전환함에 따라 사전에 결정된 진행 방향으로 물품이 운반되도록 하는 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 11]
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 각 운반 유닛을 개별적으로 제어하거나 그룹으로 제어하는 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 12]
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 각 물품의 진행방향을 결정하는 물품 제어부; 결정된 진행방향에 맞추어 각 물품이 진행하도록 각 운반 유닛의 방향 전환을 제어하는 방향 제어부; 및 각 운반 유닛의 이송속도를 제어하는 속도 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 13]
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 각 운반 유닛을 제어하여 물품을 운반하면서 정해진 위치로 분류하는 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 14]
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 각 운반 유닛을 제어하여 불규칙적으로 무질서하게 공급되는 물품들을 운반하면서 정렬하는 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 15]
제 1 항에 있어서, 상기 물품 운반장치는 이송되는 물품들을 대상으로 이송 방향 결정을 위한 정보를 획득하고 획득된 정보를 상기 제어부에 제공하는 정보 제공부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 16]
제 15 항에 있어서, 상기 정보 제공부가 획득하여 제공하는 정보는 물품 구분정보인 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.
[청구항 17]
제 15 항에 있어서, 상기 정보 제공부가 획득하여 제공하는 정보는 물품의 위치 및 자세정보인 것을 특징으로 하는 물품 운반장치.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]

[도7]

[도8]

[도9]

[도10]