(57)【要約】【課題】重量物の搬送を高速化し、かつ装置をスリム化することが可能なロボットハンド装置およびロボットハンド装置を用いた搬送装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係るロボットハンド装置は、対象物を支える伸縮可能な複数のアームと、前記複数のアームを伸縮させる駆動用のモータと、前記複数のアームのうちの選択されたアームを伸縮させるために、前記モータの動力を、前記選択されたアームに伝達可能なクラッチと、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を支える伸縮可能な複数のアームと、
前記アームを伸縮させる駆動用のモータと、
前記複数のアームのうちの選択されたアームを伸縮させるために、前記モータの動力を前記選択されたアームに伝達可能なクラッチと、
を有するロボットハンド装置。
【請求項２】
前記アームは、シャフトを介して連結される複数のブロックを含む請求項１に記載のロボットハンド装置。
【請求項３】
さらに前記アーム毎に設けられ、前記アームを巻き取り又は送り出すことにより、前記アームを伸縮させるスプロケットを有する請求項１または２に記載のロボットハンド装置。
【請求項４】
前記複数のアームは、前記対象物の幅方向に沿って、かつ同一平面内に設けられ、前記対象物の幅方向と交差する方向に伸縮する請求項１乃至３のいずれか一つに記載のロボットハンド装置。
【請求項５】
前記クラッチは、前記対象物の幅に応じて、前記複数のアームのうちの選択されたアームに前記モータの動力を伝達する請求項１乃至４のいずれか一つに記載のロボットハンド装置。
【請求項６】
前記クラッチは、前記対象物の幅方向に沿う方向の位置に応じて、前記複数のアームのうちの選択されたアームに前記モータの動力を伝達する請求項１乃至５のいずれか一つに記載のロボットハンド装置。
【請求項７】
前記選択されたアームは、少なくとも２以上のアームである請求項１乃至６のいずれか一つに記載のロボットハンド装置。
【請求項８】
対象物の上面を保持する保持デバイスと、
前記対象物の下面を支える請求項１乃至７のいずれか一つに記載のロボットハンド装置と、
前記保持デバイスによって、前記対象物の上面を保持した後に、前記ロボットハンド装置によって前記対象物の下面を支えるように、前記保持デバイスと前記ロボットハンド装置の動作を制御する制御デバイスと、
を有する搬送装置。
【請求項９】
さらに前記保持デバイスおよび前記ロボットハンド装置を移動させる多関節アームを有する請求項８に記載の搬送装置。
【請求項１０】
前記制御デバイスは、多関節アームの動作を制御することによって、前記対象物の上面を保持可能な所定の保持位置に、前記保持デバイスを移動させる請求項９に記載の搬送装置。
【請求項１１】
前記制御デバイスは、多関節アームの動作を制御することによって、前記保持デバイスに保持された前記対象物を所定の高さだけ持ち上げた後に、前記ロボットハンド装置の動作を制御することによって、前記対象物の下面を前記ロボットハンド装置に支えさせる請求項８乃至１０のいずれか一つに記載の搬送装置。
【請求項１２】
さらに前記対象物を積載する搬送台車内における前記対象物の積載状態を撮像するカメラデバイスを有する請求項８乃至１１のいずれか一つに記載の搬送装置。
【請求項１３】
前記制御デバイスは、前記カメラデバイスから出力される撮像画像から得られる前記対象物の幅および前記対象物の位置の情報に基づいて、前記ロボットハンド装置の動作を制御する請求項１２に記載の搬送装置。
【請求項１４】
前記制御デバイスは、前記カメラデバイスから出力される撮像画像から得られる前記対象物の配置パターンに基づいて、前記搬送台車から、前記保持デバイスおよび前記ロボットハンド装置によって搬送される前記対象物の搬送順番を決定する請求項１２または１３に記載の搬送装置。
【請求項１５】
さらに前記対象物の複数の基準配置パターンおよび基準配置パターンに応じた搬送順番を予め記憶するメモリを有し、
前記制御デバイスは、前記撮像画像から得られる配置パターンと前記メモリに記憶される複数の基準配置パターンとを比較することにより、前記搬送順番を決定する請求項１４に記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、重量物を搬送するためのロボットハンド装置、およびロボットハンド装置を用いた搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボックスパレットから、搬送対象物を取り出し、所定の搬送台へ搬送する搬送装置が知られている。搬送装置は、吸着パッドを有する把持デバイスを用いて、搬送対象物を取り出す。しかし、従来の吸着パッドのみを有する技術では、段ボールが多孔質体でできているため、吸着圧が上がらず、重量物搬送ができないという問題を有している。さらに搬送装置は、搬送対象物の取り出し搬送を補助するためのアームとして、ベルトコンベアを有する。従って搬送装置においては、搬送対象物の取り出し搬送にタクトがかかり、かつ装置が大規模化するという問題を有している。
【０００３】
また、複数のブロックを連結して成る伸縮可能なロボットアームが生産設備内等で用いられている。しかしながら、ロボットアームでは、重量物を取り出し搬送することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−９４２８０号公報
【特許文献２】特許第５３１７３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、重量物の搬送を高速化し、かつ装置をスリム化することが可能なロボットハンド装置、およびロボットハンド装置を用いた搬送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係るロボットハンド装置は、対象物を支える伸縮可能な複数のアームと、前記複数のアームを伸縮させる駆動用のモータと、前記複数のアームのうちの選択されたアームを伸縮させるために、前記モータの動力を、前記選択されたアームに伝達可能なクラッチと、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係るロボットハンド装置、およびロボットハンド装置を用いた実施形態に係る搬送装置を模式的に示す図である。
【図２】実施形態に係るロボットハンド装置、およびロボットハンド装置を用いた実施形態に係る搬送装置を模式的に示す拡大図である。
【図３】実施形態に係るロボットハンド装置の構成を示す図である。
【図４】実施形態に係るロボットハンド装置の動作を含む構成を示す拡大図である。
【図５】実施形態に係るロボットハンド装置の動作を含む構成を示す拡大図である。
【図６】実施形態に係るロボットハンド装置の動作を含む構成を示す拡大図である。
【図７】実施形態に係るロボットハンド装置の伸縮アームが収容されている装置本体内の構造の一例を示す斜視図である。
【図８】実施形態に係るロボットハンド装置の伸縮アームを拡大して示す斜視図である
【図９】実施形態に係るロボットハンド装置の伸縮アームとスプロケットとの係合状態を示す斜視図である。
【図１０】実施形態に係る搬送装置の制御構成を示すブロック図である。
【図１１】実施形態に係る搬送装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】実施形態に係るロボットハンド装置の制御構成を示すブロック図である。
【図１３】実施形態に係るロボットハンド装置の制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。まず、実施形態によるロボットハンド装置について、図１および図２を参照して説明する。図１および図２は、実施形態によるロボットハンド装置５０、およびロボットハンド装置５０を用いた実施形態による搬送装置１を模式的に示す図である。
【０００９】
搬送装置１は、搬送台車（例えばボックスパレット）３に積載されている搬送対象物（例えば段ボール箱）４を保持して取り出し、取り出した段ボール箱４を、ボックスパレット３から、例えば所定の場所、あるいは搬送台（例えばコンベアライン）２へ搬送する搬送ロボットである。なお、搬送装置１の詳細については後述する。
【００１０】
ロボットハンド装置５０は、搬送装置１において段ボール箱４を上述のように搬送する際に、たとえば図２に示すように、段ボール箱４を後述の伸縮アーム５３に載せて下支えする装置である。
【００１１】
ロボットハンド装置５０の構成について、図３乃至図６を参照して説明する。図３は、実施形態に係るロボットハンド装置５０の構成を示す図である。図３は、図１において、ロボットハンド装置５０を上方から見た図である。ロボットハンド装置５０は、図３に示すように、伸縮アーム駆動用モータ５１、伸縮アーム駆動用クラッチ５２、伸縮アーム５３、回転軸５４、およびスプロケット５５を有する。
【００１２】
伸縮アーム駆動用モータ５１は、伸縮アーム５３を伸縮、すなわち伸長および短縮させるための回転動力を発生する駆動源である。伸縮アーム駆動用モータ５１は、正逆回転（以下、正逆回転を単に回転という）可能である。ここで、伸縮アーム５３の伸長とは、ロボットハンド装置５０の装置本体５０ａから、伸縮アーム５３が伸び出ることを意味する。また、伸縮アーム５３の短縮とは、ロボットハンド装置５０の装置本体５０ａ内に、伸縮アーム５３が入り収容されることを意味する。
【００１３】
伸縮アーム駆動用モータ５１は、たとえば正回転駆動（以下単に駆動ということがある）されることにより、伸縮アーム５３を伸長させる。伸縮アーム駆動用モータ５１は、たとえば逆回転駆動されることにより、伸縮アーム５３を短縮させる。
【００１４】
図４乃至図６は、実施形態に関わるロボットハンド装置５０の動作を含む構成を示す拡大図である。
【００１５】
回転軸５４は、図４乃至図６に示すように、第１回転軸５４ａ、第２回転軸５４ｂ、第３回転軸５４ｃ、第４回転軸５４ｄ、第５回転軸５４ｅ、および第６回転軸５４ｆを含む。
【００１６】
第１回転軸５４ａは、その一端が伸縮アーム駆動用モータ５１に伸縮アーム駆動用クラッチ５２を介することなく連結されている。第１回転軸５４ａは、伸縮アーム駆動用モータ５１が回転駆動されることにより、回転する。第１回転軸５４ａは、その他端に伸縮アーム駆動用クラッチ５２（後述の第１クラッチ５２ａ）が取付けられている。
【００１７】
第２回転軸５４ｂは、その一端に伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ａ）が取付けられている。第２回転軸５４ｂは、伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ａ）がオンされることにより、第１回転軸５４ａに接続する。従って第２回転軸５４ｂは、伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ａ）がオンされることにより、回転する第１回転軸５４ａの回転動力が伝達されて回転する。
【００１８】
さらに第２回転軸５４ｂは、伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ａ）がオフされることにより、第１回転軸５４ａとの接続が解除される。従って第２回転軸５４ｂは、伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ａ）がオフされることにより、回転する第１回転軸５４ａの回転動力が伝達されずに回転停止状態を維持する。
【００１９】
また第２回転軸５４ｂは、その他端に伸縮アーム駆動用クラッチ５２（後述の第２クラッチ５２ｂ）が取付けられている。
【００２０】
第３乃至第５回転軸５４ｃ−５４ｅは、第２回転軸５４ｂと同様の構造を有する。すなわち、第３乃至第５回転軸５４ｃ−５４ｅは、その一端に、それぞれ、伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ｂ−５２ｅ）が取付けられている。さらに第３乃至５回転軸５４ｃ−５４ｅは、その他端に、それぞれ、伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ｃ−５２ｅ）が取付けられている。また、第６回転軸５ｆは、その一端に、伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ｅ）が取付けられているが、本実施形態の場合、伸縮アーム５３は６本であるので、その他端には、伸縮アーム駆動用アーム５２が取付けられていない。以上の構成により、第３乃至第６回転軸５４ｃ−５４ｆは、それぞれの一端に取付けられた伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ｂ−５２ｅ）がオンされることにより、第２乃至第５回転軸５４ｂ−５４ｅに接続する。例えば第４回転軸５４ｄは、伸縮アーム駆動用クラッチ５２ｃがオンされることにより、第３回転軸５４ｃに接続する。従って第３乃至第６回転軸５４ｃ−５４ｆは、それぞれの一端に取付けられた伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ｂ−５２ｅ）がオンされることにより、回転する第２乃至第５回転軸５４ｂ−５４ｅの回転動力が伝達されて回転する。例えば、第４回転軸５４ｄは、伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ｃ）がオンされることにより、回転する第３回転軸５４ｃの回転動力が伝達されて回転する。またこの第４回転軸５４ｄの回転のとき、第１回転軸５４ａが回転され、かつ伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ａ，５２ｂ）がオンされていることにより、第２及び第３回転軸５４ｂ，５４ｃも回転する。
【００２１】
さらに第３乃至第６回転軸５４ｃ−５４ｆは、それぞれの一端に取付けられた伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ｂ−５２ｅ）がオフされることにより、第２乃至第５回転軸５４ｂ−５４ｅとの接続が解除される。例えば第４回転軸５４ｄは、伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ｃ）がオフされることにより、第３回転軸５４ｃとの接続が解除される。従って第３乃至第６回転軸５４ｃ−５４ｆは、それぞれの一端に取付けられた伸縮アーム駆動用クラッチ５２（５２ｂ−５２ｅ）がオフされることにより、回転する第２乃至第５回転軸５４ｂ−５４ｅの回転動力が伝達されずに回転停止状態を維持する。例えば第４回転軸５４ｄは、伸縮アーム駆動用クラッチ５２ｃがオフされることにより、回転する第３回転軸５４ｃの回転動力が伝達されずに、回転停止状態を維持する。
【００２２】
伸縮アーム駆動用クラッチ５２は、後述の第１乃至第６伸縮アーム５３ａ〜５３ｆのうちの選択された伸縮アームを伸縮させるために、伸縮アーム駆動用モータ５１の動力を、選択された伸縮アームに伝達可能である。伸縮アーム駆動用クラッチ５２は、図４乃至図６に示すように、第１クラッチ５２ａ、第２クラッチ５２ｂ、第３クラッチ５２ｃ、第４クラッチ５２ｄ、および第５クラッチ５２ｅを含む。
【００２３】
第１クラッチ５２ａは、上述したように、第１回転軸５４ａの他端、および第２回転軸５４ｂの一端に取付けられる。第１クラッチ５２ａは、オンされることにより、第１回転軸５４ａの他端と第２回転軸５４ｂの一端とを接続する。そして、第１クラッチ５２ａは、回転する第１回転軸５４ａの回転動力を、第２回転軸５４ｂに伝達する。
【００２４】
また、第１クラッチ５２ａは、オフされることにより、第１回転軸５４ａの他端と第２回転軸５４ｂ一端との接続を解除する。そして、第１クラッチ５２ａは、回転する第１回転軸５４ａの回転動力の、第２回転軸５４ｂへの伝達を切断する。
【００２５】
第２乃至第５クラッチ５２ｂ−５２ｅは、第１クラッチ５２ａと同様の構造を有する。すなわち、第２乃至第５クラッチ５２ｂ−５２ｅは、それぞれ、第２乃至第５回転軸５４ｂ−５４ｅの他端、および第３乃至第６回転軸５４ｃ−５４ｆの一端に取付けられる。第２乃至第５クラッチ５２ｂ−５２ｅは、それぞれ、オンされることにより、第２乃至第第５回転軸５４ｂ−５４ｅの他端と第３乃至第６回転軸５４ｃ−５４ｆの一端とを接続する。そして、第２乃至第５クラッチ５２ｂ−５２ｅは、回転する第２乃至第６回転軸５４ｂ−５４ｅの回転動力を、第３乃至第６回転軸５４ｃ−５４ｆに伝達する。例えば第３クラッチ５２ｃは、オンされることにより、回転する第３回転軸５４ｃの回転動力を第４回転軸５４ｄに伝達する。従って例えば回転する第１回転軸５４ａの回転動力を第２及び第３回転軸５４ｂ，５４ｃを介して第４回転軸５４ｄに伝達するために、第１乃至第３クラッチ５４ａ−５４ｃの全てがオンされる。
【００２６】
また、第２乃至第５クラッチ５２ｂ−５２ｅは、オフされることにより、第２乃至第５回転軸５４ｂの他端と第３乃至第６回転軸５４ｃ−５４ｆの一端との接続を解除する。そして、第２乃至第５クラッチ５２−５２ｃは、回転する第２乃至第５回転軸５４ｂ−５４ｅの回転動力の、第３乃至第６回転軸５４ｃ−５４ｆへの伝達を切断する。
【００２７】
スプロケット５５は、後述の第１乃至第６伸縮アーム５３ａ〜５３ｆを巻き取り、又は送り出すことにより、第１乃至第６伸縮アーム５３ａ〜５３ｆを伸縮させる。
【００２８】
具体的にはスプロケット５５は、図４乃至図６に示すように、第１スプロケット５５ａ、第２スプロケット５５ｂ、第３スプロケット５５ｃ、第４スプロケット５５ｄ、第５スプロケット５５ｅ、および第６スプロケット５５ｆを含む。
【００２９】
第１スプロケット５５ａは、第１回転軸５４ａに取付けられる。第１スプロケット５５ａは、伸縮アーム５３（後述の第１伸縮アーム５３ａ）の端部が取付けられる。
【００３０】
第１スプロケット５５ａは、第１回転軸５４ａの回転と共に回転する。第１スプロケット５５ａは、例えば逆回転することにより、伸縮アーム５３（５３ａ）を巻取る。第１スプロケット５５ａは、伸縮アーム５３（５３ａ）を巻取ることにより、伸縮アーム５３（５３ａ）を装置本体５０ａ内に収容する。第１スプロケット５５ａは、伸縮アーム５３（５３ａ）を装置本体５０ａ内に収容することにより、伸縮アーム５３（５３ａ）を短縮する。
【００３１】
第１スプロケット５５ａは、例えば正回転することにより、伸縮アーム５３（５３ａ）を、送り出す。第１スプロケット５５ａは、伸縮アーム５３（５３ａ）を送り出すことにより、装置本体５０ａから伸縮アーム５３（５３ａ）を出し伸ばす。第１スプロケット５５ａは、装置本体５０ａから伸縮アーム５３（５３ａ）を出し伸ばすことにより、伸縮アーム５３（５３ａ）を伸長する。
【００３２】
第２乃至第６スプロケット５５ｂ−５５ｆは、第１スプロケット５５ａと同様の構造を有する。すなわち、第２乃至第６スプロケット５５ｂ−５５ｆは、それぞれ、第２乃至第６回転軸５４ｂ−５４ｆに取付けられる。さらに、第２乃至第６スプロケット５５ｂ−５５ｆは、伸縮アーム５３（後述の第２乃至第６伸縮アーム５３ｂ−５３ｆ）の端部が取付けられる。
【００３３】
第２スプロケット５５ｂは、第１クラッチ５２ａがオンされて、第１および第２回転軸５４ａ，５４ｂの回転と共に回転する。第３スプロケット５５ｃは、第１クラッチ５２ａおよび第２クラッチ５２ｂがオンされて、第１乃至第３回転軸５４ａ−５４ｃの回転と共に回転する。第４スプロケット５５ｄは、第１乃至第３クラッチ５２ａ−５２ｃがオンされて、第１乃至第４回転軸５４ａ−５４ｄの回転と共に回転する。第５スプロケット５５ｅは、第１乃至第４クラッチ５２ａ−５４ｄがオンされて、第１乃至第５回転軸５４ａ−５４ｅの回転と共に回転する。第６スプロケット５５ｆは、第１乃至第５クラッチ５２ａ−５４ｅがオンされて、第１乃至第６回転軸５４ａ−５４ｆの回転と共に回転する。そして第１スプロケットと同様に、第２乃至第６スプロケット５５ｂ−５５ｆは、例えば逆回転することにより、伸縮アーム５３（５３ｂ）を巻取る。第２乃至第６スプロケット５５ｂ−５５ｆは、伸縮アーム５３（５３ｂ−５３ｆ）を巻取ることにより、伸縮アーム５３（５３ｂ−５３ｆ）を装置本体５０ａ内に収容する。第２乃至第６スプロケット５５ｂ−５５ｆは、伸縮アーム５３（５３ｂ−５３ｆ）を装置本体５０ａ内に収容することにより、伸縮アーム５３（５３ｂ−５３ｆ）を短縮する。
【００３４】
また、第２乃至第６スプロケット５５ｂ−５５ｆは、例えば正回転することにより、伸縮アーム５３（５３ｂ−５３ｆ）を送り出す。第２乃至第６スプロケット５５ｂ−５５ｆは、伸縮アーム５３（５３ｂ−５３ｆ）を送り出すことにより、装置本体５０ａから伸縮アーム５３（５３ｂ−５３ｆ）を出し伸ばす。第２乃至第６スプロケット５５ｂ−５５ｆは、装置本体５０ａから伸縮アーム５３（５３ｂ−５３ｆ）を出し伸ばすことにより、伸縮アーム５３（５３ｂ−５３ｆ）を伸長する。
【００３５】
第１乃至第６スプロケット５５ａ−５５ｆは、伸縮アーム５３の伸縮方向と直交する方向において、各間隔がたとえば等間隔になるように、第１乃至第６回転軸５４ａ−５４ｆに取付けられている。但し、搬送対象の段ボール箱４は、常に同じ大きさのものばかりとは限らないので、伸縮アーム５３の各間隔は、等間隔に限定されるものではない。
【００３６】
伸縮アーム５３は、図４乃至図６に示すように、第１伸縮アーム５３ａ、第２伸縮アーム５３ｂ、第３伸縮アーム５３ｃ、第４伸縮アーム５３ｄ、第５伸縮アーム５３ｅ、および第６伸縮アーム５３ｆを含む。
【００３７】
第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆは、同一構造を有する。第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆは、それぞれの一端が自由端である。第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆは、それぞれの他端が、上述したように、例えば等間隔の設けられる第１乃至第６スプロケット５５ａ−５５ｆに取付けられる。従って第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆは、ダンボール箱の幅４ｗ（例えば図５参照）に沿って、その各間隔が等間隔になるように、かつ同一平面内に配置される。
【００３８】
第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆは、第１乃至第６スプロケット５５ａ−５５ｆが上述したように回転することにより伸縮する。
【００３９】
以上のロボットハンド装置５０の構成において、第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆの伸長する長さ、及び短縮する長さは、伸縮アーム駆動モータ５１のたとえば回転数により制御される。すなわち伸縮アーム駆動モータ５１の回転数が制御されることにより、第１乃至第６スプロケット５５ａ−５５ｆの回転数が制御される。第１乃至第６スプロケット５５ａ−５５ｆの回転数が制御されることにより、第１乃至第６スプロケット５５ａ−５５ｆによる第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆの巻き取り量および巻き戻し量が制御される。第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆの巻き取り量および巻き戻し量が制御されることにより、第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆの伸長する長さ及び短縮する長さが制御される。
【００４０】
ロボットハンド装置５０の伸縮アーム駆動用モータ５１、および第１乃至第５クラッチ５２ａ−５２ｅは、後述の制御デバイス５６によって制御される。
【００４１】
以下に、ロボットハンド装置５０の動作の一例を、図４乃至図６を参照して説明する。
【００４２】
まずたとえば、図４において、伸縮アーム駆動用モータ５１は、駆動されていないものとする。また第１乃至第５クラッチ５２ａ−５２ｅは、全てオフされているものとする。さらに第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆは、全て、第１乃至第６スプロケット５５ａ−５５ｆにより巻取られて、短縮しているものとする。
【００４３】
次に、図４に示す上述した状態から、図５に示すように、搬送すべき段ボール箱４の幅４ｗに応じて、第１乃至第５クラッチ５２ａ−５２ｅうちの例えば第１および５２ａがオンされる。ここで、幅４ｗは、図５に示すように、第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆが等間隔で配置される方向の段ボール箱４の幅である。
【００４４】
上述のように第１クラッチ５２ａがオンされた後に、伸縮アーム駆動用モータ５１が、搬送すべき段ボール箱４の奥行長さ４ｄに対応した回転数だけ駆動される。伸縮アーム駆動用モータ５１が駆動されることによって第１回転軸５４ａが正回転される。第１回転軸５４ａが正回転されると、第１クラッチ５２ａを介して、第２回転軸５４ｂが正回転される。ここで、奥行長さ４ｄは、例えば図５に示すように、第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆの伸縮方向の長さである。
【００４５】
第１回転軸５４ａと共に第２回転軸５４ｂが正回転されると、第１および第２スプロケット５５ａ，５５ｂが正回転される。
【００４６】
第１および第２スプロケット５５ａ，５５ｂが正回転されると、第１及び第２スプロケット５５ａ，５５ｂに巻き取られていた第１及び第２伸縮アーム５３ａ，５３ｂが、段ボール箱４の奥行長さ４ｄに対応した巻き戻し量だけ、逆に巻き戻される。従って、第１および第２伸縮アーム５３ａ，５３ｂは、図５に示すように、段ボール箱４の下面に向けて、段ボール箱４の奥行長さ４ｄに対応した長さだけ伸長し、段ボール箱４を下支えする。
【００４７】
またたとえば、図４に示す上述した状態から、図６に示すように、搬送対象の段ボール箱４の幅４ｗ、および例えば段ボール箱４の位置（以下第１位置という）に応じて、第１乃至第５クラッチ５２ａ−５２ｅうちの例えば全てのクラッチがオンされる。ここで、第１位置は、第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆが等間隔で配置される方向の位置である。図６に示す場合の段ボール箱４の第１位置は、最も第６伸縮アーム５３ｆ側の位置である。
【００４８】
上述のように第１乃至第５クラッチ５２ａ−５２ｅがオンされた後に、伸縮アーム駆動用モータ５１が、搬送すべき段ボール箱４の奥行長さ４ｄ、および例えば段ボール箱４の位置（以下第２位置という）に対応した回転数だけ駆動される。伸縮アーム駆動用モータ５１が駆動されることによって第１回転軸５４ａが正回転される。第１回転軸５４ａが正回転されると、第１乃至第５クラッチ５２ａ−５２ｅを介して、第２乃至第５回転軸５４ｂ−５４ｆが正回転される。ここで、第２位置は、第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆが伸縮する方向の位置である。図６に示す場合の第２位置は、ボックスパレット３手前側または奥側（たとえば図３参照）の位置である。
【００４９】
第１回転軸５４ａと共に第２回転軸５４ｂが正回転されると、第１乃至第６スプロケット５５ａ−５５ｆが正回転される。
【００５０】
第１乃至第６スプロケット５５ａ−５５ｆが正回転されると、第１乃至第６スプロケット５５ａ−５５ｆに巻き取られていた第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆが、段ボール箱４の奥行長さ４ｄ、および段ボール箱４の第２位置に対応した巻き戻し量だけ、逆に巻き戻される。従って、第１および第２伸縮アーム５３ａ，５３ｂは、図６に示すように、段ボール箱４の下面に向けて、段ボール箱４の奥行長さ４ｄ、および段ボール箱４の第２位置に対応した長さだけ伸長し、段ボール箱４を下支えする。
【００５１】
一方、図５に示す第１及び第２伸縮アーム５３ａ，５３ｂが伸長している状態において、第１及び第２伸縮アーム５３ａ，５３ｂを短縮して装置本体５０ａ内に収容するためには、伸縮アーム駆動用モータ５１が逆回転駆動される。具体的には、第１クラッチ５２ａがオンされたままの状態で、伸縮アーム駆動用モータ５１は、第１及び第２伸縮アーム５３ａ，５３ｂが伸長している長さに対応した回転数だけ逆回転駆動される。
【００５２】
上述したように、伸縮アーム駆動用モータ５１は第１及び第２伸縮アーム５３ａ，５３ｂが逆回転駆動されると、第１回転軸５４ａと共に第２回転軸５４ｂが回転される。第１および第２回転軸５４ａ，５４ｂが回転されると、第１及び第２スプロケット５５ａ，５５ｂが第１及び第２伸縮アーム５３ａ，５３ｂが伸長している長さに対応した回転数だけ逆回転される。
【００５３】
第１及び第２スプロケット５５ａ，５５ｂが逆回転されると、第１及び第２伸縮アーム５３ａ，５３ｂが第１及び第２スプロケット５５ａ，５５ｂにより巻き取られて、図４に示すように、装置本体５０ａ内に収容される。
【００５４】
また、図６に示す第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆが伸長している状態においても、同様に、第１乃至第５クラッチがオンされたままの状態で、伸縮アーム駆動用モータ５１が逆回転駆動されて、第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆが、図４に示すように、装置本体５０ａ内に収容される。
【００５５】
次に、装置本体５０ａ内の構造を、図７を参照して説明する。図７は、伸縮アーム５３が収容されている装置本体５０ａ内の構造の一例を示す斜視図である。なお、図７において、第１及び第２伸縮アーム５３ａ，５３ｂだけが図示され、第１及び第２伸縮アーム５３ａ，５３ｂと同一の構造を有する第３乃至第６伸縮アーム５３ｃ−５３ｆは省略されている。同様の理由で、図７において、第２乃至第５クラッチ５２ｂ−５２ｅ、第３乃至第６回転軸５４ｃ−５４ｆ、および第３乃至第６スプロケット５５ｃ−５５ｆは省略されている。
【００５６】
図７に示すように、伸縮アーム駆動用モータは、装置本体５０ａ内に設けられる支持フレーム５０ｂに固定される。第１および第２回転軸５４ａ，５４ｂは、支持フレーム５０ｂに設けられている複数の軸受け５０ｃによって回転可能に支持される。
【００５７】
第１および第２スプロケット５５ａ，５５ｂに巻き付いている第１及び第２伸縮アーム５３ａ，５３ｂの動きは、支持フレーム５０ｂに設けられている補助ローラ５０ｄによって補助される。第１および第２スプロケット５５ａ，５５ｂから離れた第１及び第２伸縮アーム５３ａ，５３ｂの動きは、複数のガイドローラ５０ｅによってガイドされる。
【００５８】
次に、伸縮アーム５３の具体的構成について、図８および図９を参照して説明する。図８は、伸縮アーム５３を拡大して示す斜視図である。図９は、伸縮アーム５３とスプロケット５５との係合状態を示す斜視図である。伸縮アーム５３は、図８および図９に示すように、複数のブロック５３ｈを有する。ブロック５３ｈは、スプロケット５５の歯５５ｇに係合する。
【００５９】
たとえばブロック５３ｈは、図８に示すように、断面「コ」字状の形状を有する。ブロック５３ｈは、図９に示すように、断面「コ」字形状の凹部で、スプロケット５５の歯５５ｇに係合する。
【００６０】
複数のブロック５３ｈは、シャフト５３ｇにより連結されている。さらに複数のブロック５３ｈは、互いに連結した状態で、重力により、図８に示すストッパ部５３ｊで係合する。複数のブロック５３ｈは、図５８に示すように、シャフト５３ｇを中心に実線矢印方向（図において反時計方向）に回転可能である。また、複数のブロック５３ｈは、点線矢印方向（図において時計方向）にも回転可能であるが、ストッパ部５３ｊが働くと、点線矢印方向の回転がストッパ部５３ｊにより阻止される。
【００６１】
たとえばストッパ部５３ｊは、図８に示すように、一方のブロック５３ｈに形成された凸部と、他方のブロック５３ｈに形成された凹部とを含む。一方のブロック５３ｈの凸部は、他方のブロック５３ｈの凹部に当接して、各ブロック５３ｈの重力による点線矢印方向の回転を阻止するすなわち複数のブロック５３ｈは、重力による回転が上記ストッパ部により阻止される。従って伸縮アーム５３は、伸長あるいは短縮する際に、重力により折れ曲がることなく、真っ直ぐに動くことができる。
【００６２】
また伸縮アーム５３の自由端に位置するブロック５３ｈは、図８に示すように、テーパ部５３ｋを有する。また伸縮アーム５３は、複数の支持ローラ５３ｉを有する。支持ローラ５３ｉは、たとえば各ブロック５３ｈに一対ずつ設けられ、たとえば伸縮アーム５３の自由端のブロック５３ｈに二対設けられる。支持ローラ５３ｉは、各ブロック５３ｈにおいて、回転可能であり、伸縮アーム５３が搬送物を載せた際に搬送物を支持する。
【００６３】
次に、ロボットハンド装置５０の制御構成について、図１２を参照して説明する。図１２は、ロボットハンド装置５０の制御構成の一例を示すブロック図である。ロボットハンド装置５０は、図１２に示すように、制御デバイス５６を有する。制御デバイス５６には、伸縮アーム駆動用モータ５１および伸縮アームクラッチ５２が接続されている。さらにロボットハンド装置５０は、図１２に示すように、制御デバイス５６に接続された入力デバイス５７を有する。
【００６４】
制御デバイス５６は、ＣＰＵ５６ａ、ＲＯＭ５６ｂ、およびＲＡＭ５６ｃを含む。ＣＰＵ５６ａは、伸縮アーム駆動用モータ５１および伸縮アーム駆動用クラッチ５２を制御する。
【００６５】
ＲＯＭ５６ｂは、例えば伸縮アーム駆動用モータ５１および伸縮アーム駆動用クラッチ５２を制御するための制御プログラムを記憶している。
【００６６】
ＲＡＭ５６ｃは、例えばＲＯＭ５６ｂから読み出された制御プログラムを一時記憶する等の作業記憶エリアを提供する。
【００６７】
入力デバイス５７は、外部から、例えば第１及び第２動作指示を受ける。例えば入力デバイス５７は、搬送装置１の後述するメイン制御デバイスから、第１及び第２動作指示を受ける。
【００６８】
第１動作指示は、例えば伸縮アーム５３を伸縮させるための指示である。第１動作指示は、搬送対象の段ボール箱４の第１および第２位置、幅４ｗ、および奥行長さ４ｄに関する段ボール箱４の情報を含む。
【００６９】
第２動作指示は、伸縮アーム５３を短縮させるための指示である。
【００７０】
次に、制御プログラムに従ってＣＰＵ５６ａが行う制御処理の一例を、図１３を参照して説明する。
【００７１】
図１３に示すステップＳ１において、ＣＰＵ５６ａは、入力デバイス５７による第１動作指示の受けを待つ。このとき、ロボットハンド装置５０は、例えば初期状態である。初期状態において、伸縮アーム駆動用モータ５１は、その駆動が停止されている。また初期状態において、第１乃至第５クラッチ５２ａ−５２ｅは、全てオフされている。さらに初期状態において、第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆは、全て、第１乃至第６スプロケット５５ａ−５５ｆにより巻取られて、短縮している。ステップＳ１において、入力デバイス５７が第１動作指示を受けると、ＣＰＵ５６ａの制御処理はステップＳ２に進む。
【００７２】
ステップＳ２おいて、ＣＰＵ５６ａは、第１動作指示に含まれる搬送対象の段ボール箱４の情報を確認する。ＣＰＵ５６ａは、確認した搬送対象の段ボール箱４の情報に基づいて、第１乃至第５クラッチ５２ａ−５２ｅのうち、オンするクラッチを選択する。具多的にはＣＰＵ５６ａは、搬送対象の段ボール箱４の第１位置および／または幅４ｗに基づいて、第１乃至第５クラッチ５２ａ−５２ｅのうち、オンするクラッチを選択する。
【００７３】
ステップＳ３おいて、ＣＰＵ５６ａは、選択したクラッチだけをオンする。たとえば、図５に示す場合、ＣＰＵ５６ａは、選択した第１クラッチ５２ａをオンする。また、たとえば図６に示す場合、ＣＰＵ５６ａは、選択した第１乃至第５クラッチ５２ａ−５２ｅをオンする。
【００７４】
ステップＳ４おいて、ＣＰＵ５６ａは、確認した搬送対象の段ボール箱４の情報に基づいて、伸縮アーム駆動用モータ５１の回転数を決定する。具多的にはＣＰＵ５６ａは、搬送対象の段ボール箱４の第１位置および／または奥行長さ４ｄに基づいて、伸縮アーム駆動用モータ５１の回転数を決定する。
【００７５】
ステップＳ５おいて、ＣＰＵ５６ａは、決定した回転数だけ、伸縮アーム駆動用モータ５１を駆動する。
【００７６】
ステップＳ５までのＣＰＵ５６ａによる制御処理により、搬送対象の段ボール箱４に応じた、第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆのうちの選択されたアームだけが、伸長する。たとえば図５に示す場合、選択された第１及び第２アーム５３ａ，５３ｂだけが伸長する。たとえば図６に示す場合、選択された第１乃至第６アーム５３ａ−５３ｆが伸長する。
【００７７】
次に、ステップＳ６おいて、ＣＰＵ５６ａは、入力デバイス５７による第２動作指示の受けを待つ。入力デバイス５７が第２動作指示を受けた場合（ステップＳ６おいてＹＥＳ）、ＣＰＵ５６ａの制御処理は、ステップＳ７に進む。
【００７８】
ステップＳ７において、ＣＰＵ５６ａは、伸縮アーム駆動用モータ５１および伸縮アーム駆動用クラッチ５２を制御することにより、ロボットハンド装置５０の状態を初期状態に戻す。従って伸縮アーム５３が短縮する。
【００７９】
なお、ＣＰＵ５６ａによる制御処理は、図１３に示す処理に限定されない。たとえばステップＳ１において、入力デバイス５７が後述のカメラデバイス３０から出力される撮像画像を受け、ステップＳ２において、ＣＰＵ５６ａが、撮像画像に基づいて、搬送対象の段ボール箱４の情報を把握しても良い。
【００８０】
以上説明したように、実施形態に係るロボットハンド装置５０、第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆ、伸縮アーム駆動用モータ５１、および伸縮アーム駆動用クラッチ５２を有する。
【００８１】
第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆは、搬送対象物を支える伸縮可能な複数のアームである。伸縮アーム駆動用モータ５１は、複数のアームを伸縮させる駆動用のモータである。伸縮アーム駆動用クラッチ５２は、第１乃至第６伸縮アーム５３ａ−５３ｆのうちの選択されたアームを伸縮させるために、伸縮アーム駆動用モータ５１を切り替えることにより、選択されたアームに伸縮アーム駆動用モータ５１の動力を伝達するクラッチである。
【００８２】
従って、本実施形態よれば、重量物の搬送を高速化し、かつ装置をスリム化することが可能なロボットハンド装置を提供することができる。
【００８３】
次に、実施形態による搬送装置１の全体構成について図１および図２を参照して説明する。図１および図２は、実施形態による搬送装置１を模式的に示す図である。搬送装置１は、図１に示すように、たとえばボックスパレット３に積載されている搬送対象物（たとえば段ボール箱）４を、ボックスパレット３から、コンベアライン２へ搬送する搬送ロボットである。以下実施形態による搬送装置１を、搬送ロボットという。
【００８４】
搬送ロボット１は、図１および図２に示すように、ロボット本体１０、多関節アームデバイス２０、カメラデバイス３０、保持デバイス４０、および上述したロボットハンド装置５０を有する。
【００８５】
ロボット本体１０は、たとえば床面に固定され、多関節アームデバイス２０を支持する。ロボット本体１０は、内部に後述の主制御デバイス７０を有する。
【００８６】
多関節アームデバイス２０は、図２に示すように、第１アーム２１ａ、第２アーム２１ｂ、第３アーム２１ｃ、第４アーム２１ｄ、および第５アーム２１ｅを含む。多関節アームデバイス２０は、さらに第１関節部２２ａ、第２関節部２２ｂ、第３関節部２２ｃ、および第４関節部２２ｄを有する。
【００８７】
第１アーム２１ａは、一端がロボット本体１０に固定され、他端が第１関節部２２ａを介して第２アーム２１ｂの一端に接続される。
【００８８】
第２アーム２１ｂは、上述のように、その一端が第１関節部２２ａを介して第１アーム２１ａに接続されることにより、アームの軸方向を回転中心として、図示点線矢印の方向に回転する。第２アーム２１ｂは、上述のように回転することにより、保持デバイス４０および伸縮アームデバイス５０を、図１におけるボックスパレット３の方向へ、および／またはコンベアライン２の方向へ移動する。図１は、第１関節部２２ａにおける第２アーム２１ｂの例えば正回転により、保持デバイス４０および伸縮アームデバイス５０がボックスパレット３の方向へ移動されている状態を示している。
【００８９】
第２及び第４アーム２１ｂ−２１ｄは、それぞれ、その他端が第２乃至第４関節部２２ｂ−２２ｄを介して、第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅの一端に接続される。
【００９０】
第３及び第５アーム２１ｃ−２１ｅは、それぞれ、その一端が第２乃至第４関節部２２ｂ−２２ｄを介して、第２乃至第４アーム２１ｂ−２１ｄに接続される。そして第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅは、それぞれ、第２及び第４アーム２１ｂ−２１ｄの軸方向と直交する方向（図面の表裏方向）を回転中心として、図示点線矢印の方向に回転する。
【００９１】
第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅは、上述のように回転することにより、カメラデバイス３０と保持デバイス４０と伸縮アームデバイス５０とを、垂直方向（図面において上下方向）、および／または水平方向（図面において左右方向）に移動する。
【００９２】
また、第５アーム２１ｅは、その他端において、カメラデバイス３０を支持する。さらに第５アーム２１ｅは、その他端側の下部において、保持デバイス４０を支持する。さらに第５アーム２１ｅは、保持デバイス４０よりも第４関節部２２ｄ側の下部において、支持アーム２１ｇを介して、ロボットハンド装置５０を支持する。
【００９３】
第１関節部２２ａは、上述したように、第１アーム２１ａと第２アーム２１ｂとを接続する。第１関節部２２ａは、回転可能な第１関節部駆動用モータ２３ａ（図１０の第１モータ参照）を有する。第１関節部駆動用モータ２３ａは、回転駆動されることにより、第１アーム２１ａに対して第２アーム２１ｂを、上述したように回転する。
【００９４】
また、第２乃至第４関節部２２ｂ−２２ｄは、上述したように、第２乃至第５アーム２１ｂ−２１ｅを接続する。さらに第２乃至第４関節部２２ｂ−２２ｄは、回転可能な第２関節部駆動用モータ２３ｂ（図１０の第２乃至第４モータ参照）を有する。第２乃至第４関節部駆動用モータ２３ｂ−２３ｄは、それぞれ、回転駆動されることにより、第２乃至第４アーム２１ｂ−２１ｄに対して第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅを、上述したように回転する。
【００９５】
以上の多関節アームデバイス２０の構成において、関節部駆動用モータ２３の回転駆動および回転数は、後述の制御デバイス７０により制御される。
【００９６】
カメラデバイス３０は、第５アーム２１ｅの他端に取り付けられる。カメラデバイス３０は、例えば２個の第１および第２カメラ３１ａ，３１ｂを有する
第１カメラ３１ａは、第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅの回転により所定の第１撮像位置に移動される。第１カメラ３１ａは、第１撮像位置から、ボックスパレット３における段ボール箱４の上面側から見た積載状態を撮像する。
【００９７】
第２カメラ３１ｂは、第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅの回転により所定の第２撮像位置に移動される。第２カメラ３１ｂは、第２撮像位置から、段ボール箱４の正面（伸縮アームデバイス５０と対向する面）側から見た積載状態を撮像する。
【００９８】
なお、第１撮像位置は、段ボール箱４の上面側から見た積載状態を撮像可能な位置である。第２撮像位置は、段ボール箱４の正面側から見た積載状態を撮像可能な位置である。
【００９９】
カメラデバイス３０は、カメラ３１ａ，３１ｂによる撮像画像を、後述の制御デバイス７０へ出力する。
【０１００】
保持デバイス４０は、ボックスパレット３に積載されている段ボール箱４の上面を保持するデバイスである。保持デバイス４０は、たとえば真空吸着方式によって段ボール箱４を吸着することにより、段ボール箱４を保持する吸着デバイスである。保持デバイス４０は、真空吸着方式によって段ボール箱４を保持するデバイスに限定されない。例えば保持デバイス４０は、段ボール箱４を把持することにより、段ボール箱４を保持するデバイスでも良い。以下、保持デバイス４０を、吸着デバイスという。
【０１０１】
吸着デバイス４０は、２個の吸着パッド４１ａ，４１ｂを有する。吸着パッド４１ａ，４１ｂは、第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅの回転により所定の保持位置に移動される。吸着パッド４１ａ，４１ｂは、保持位置において、段ボール箱４の上面を吸着することにより、段ボール箱４を保持する。保持位置は、段ボール箱４の上面を吸着可能な位置である。
【０１０２】
吸着パッド４１ａ，４１ｂは、たとえば、それぞれ電磁弁（不図示）を通じて、減圧ポンプ（不図示）に接続されている。吸着デバイス４０は、たとえば、段ボール箱４のサイズあるいは表面状態に応じて、吸着パッド４１ａ，４１ｂの吸着力を調整できる。
【０１０３】
以上のように構成される搬送ロボット１は、ボックスパレット３に積載されている最上面の段ボール箱４から、一個ずつ搬送する。さらに搬送ロボット１は、最上面の段ボール箱４の搬送が終わると、次の下の面の段ボール箱４を１個ずつ搬送する。搬送ロボット１は、例えば最上面の段ボール箱４の配置パターンから決定された搬送順番に従って、各面の段ボール箱４を搬送する。
【０１０４】
以下に、搬送ロボット１による段ボール箱４の搬送動作の具体的一例を説明する。まず、多関節アームデバイス２０がボックスパレット３側に向けられ（例えば図１参照）、カメラデバイス３０による段ボール箱４の積載状態の撮像が、事前に完了しているものとする。また、伸縮アームデバイス５０は、全ての伸縮アーム５３を短縮して装置本体５０ａ内に収容しているものとする。
【０１０５】
上述した状態において、まず、多関節アームデバイス２０の第２乃至第４関節部駆動用モータ２３ｂ−２３ｄのうちの少なくとも一つのモータが回転駆動されることにより、第２乃至第４関節部２２ｂ−２２ｄのうちの少なくとも一つの関節部において、第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅのうちの少なくとも一つのアームが回転する。第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅは、第５アーム２１ｃに取付けられている吸着デバイス４０が、搬送対象の段ボール箱４の上面に位置されるまで、回転する。
【０１０６】
吸着デバイス４０は、搬送対象の段ボール箱４の上面に位置されると、動作されて吸着パッド４１ａ，４１ｂにより、搬送対象の段ボール箱４の上面に吸着する。
【０１０７】
吸着デバイス４０によって搬送対象の段ボール箱４が吸着されると、再び第２乃至第４関節部駆動用モータ２３ｂ−２３ｄのうちの少なくとも一つのモータが回転駆動されることにより、第２乃至第４関節部２２ｂ−２２ｄのうちの少なくとも一つの関節部において、第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅのうちの少なくとも一つのアームが回転する。第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅは、吸着デバイス４０によって吸着された搬送対象の段ボール箱４が所定の高さに持ち上がるまで、回転する。所定の高さとは、搬送対象の段ボール箱４と、搬送対象の段ボール箱４の下方に位置する段ボール箱４との間に、少なくとも伸縮アーム５３が挿入可能な隙間が生じる程度の高さである。
【０１０８】
搬送対象の段ボール箱４が持ち上げられた状態で、伸縮アームデバイス５０の伸縮アーム５３が、上述したように伸長し、隙間に挿入される。伸縮アーム５３は、隙間に挿入されることにより、持ち上げられた状態の搬送対象の段ボール箱４の下面を支える。
【０１０９】
搬送対象の段ボール箱４が、吸着デバイス４０によって吸着され、かつ伸縮アーム５３によって下支えされた状態で、再び第２乃至第４関節部駆動用モータ２３ｂ−２３ｄのうちの少なくとも一つのモータが回転駆動されることにより、第２乃至第４関節部２２ｂ−２２ｄのうちの少なくとも一つの関節部において、第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅのうちの少なくとも一つのアームが回転する。第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅは、搬送対象の段ボール箱４がボックスパレット３外に出るまで、回転する。
【０１１０】
搬送対象の段ボール箱４がボックスパレット３外に出されると、多関節アームデバイス２０の第１関節部駆動用モータ２３ａが逆回転駆動されることにより、第１関節部２２ａにおいて、第２アーム２１ｂが逆回転する。第２アーム２１ｂは、多関節アームデバイス２０がコンベアライン２側（図１とは反対側）に向くまで、逆回転する。
【０１１１】
多関節アームデバイス２０がコンベアライン２側に向くことによって、吸着デバイス４０によって吸着され、かつ伸縮アーム５３によって下支えされた状態の搬送対象の段ボール箱４がコンベアライン２側に搬送される。
【０１１２】
搬送対象の段ボール箱４がコンベアライン２側に搬送されると、再び第２乃至第４関節部駆動用モータ２３ｂ−２３ｄのうちの少なくとも一つのモータが回転駆動されることにより、第２乃至第４関節部２２ｂ−２２ｄのうちの少なくとも一つの関節部において、第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅのうちの少なくとも一つのアームが回転する。第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅは、吸着デバイス４０によって吸着され、かつ伸縮アーム５３によって下支えされた状態の搬送対象の段ボール箱４が、コンベアライン２の上方の近傍の位置に搬送されるまで、回転する。
【０１１３】
吸着デバイス４０によって吸着され、かつ伸縮アーム５３によって下支えされた状態の搬送対象の段ボール箱４が、コンベアライン２の上方の位置に搬送されると、伸縮アームデバイス５０の伸縮アーム５３が、上述したように短縮する。伸縮アーム５３が短縮すると、搬送対象の段ボール箱４は、コンベアライン２の上方の位置において、吸着デバイス４０のみによって持ち上げられた状態になる。
【０１１４】
搬送対象の段ボール箱４が吸着デバイス４０のみによって持ち上げられた状態になると、再び第２乃至第４関節部駆動用モータ２３ｂ−２３ｄのうちの少なくとも一つのモータが回転駆動されることにより、第２乃至第４関節部２２ｂ−２２ｄのうちの少なくとも一つの関節部において、第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅのうちの少なくとも一つのアームが回転する。第３乃至第５アーム２１ｃ−２１ｅは、搬送対象の段ボール箱４がコンベアライン２に載置されるまで、回転する。
【０１１５】
搬送対象の段ボール箱４がコンベアライン２に載置されると、吸着デバイス４０の動作が停止される。搬送対象の段ボール箱４は、吸着パッド４１ａ，４１ｂから離れる（吸着解除される）。以上により、搬送対象の１個の段ボール箱４のボックスパレット３からコンベアライン２への搬送が完了される。
【０１１６】
搬送対象の１個の段ボール箱４の搬送が完了され、かつボックスパレット３に搬送対象の段ボール箱４が残っている場合、搬送対象の段ボール箱４を搬送するために、多関節アームデバイス２０の第１関節部駆動用モータ２３ａが正回転駆動されて、第１関節部２２ａにおいて、第２アーム２１ｂが正回転する。第２アーム２１ｂは、多関節アームデバイス２０がボックスパレット３側（図１参照）に向くまで、正回転する。多関節アームデバイス２０がボックスパレット３側に向くと、搬送ロボット１は、ボックスパレット３に搬送対象の段ボール箱４が無くなるまで、上述した搬送動作を繰り返す。
【０１１７】
次に、搬送ロボット１の制御構成について、図１０を参照して説明する。図１０は、搬送ロボット１の制御構成を示すブロック図である。搬送ロボット１は、図１０に示すように、主制御デバイス７０を有する。主制御デバイス７０には、多関節アームデバイス２０、カメラデバイス３０、吸着デバイス４０、およびロボットハンド装置５０が接続されている。
【０１１８】
主制御デバイス７０は、ＣＰＵ７０ａ、ＲＯＭ７０ｂ、およびＲＡＭ７０ｃを含む。ＣＰＵ７０ａは、カメラデバイス３０を第１および第２撮像位置へ移動させるために、多関節アームデバイス２０を制御する。
【０１１９】
ＣＰＵ７０ａは、保持位置へ吸着デバイス４０を移動させるために、多関節アームデバイス２０を制御する。
【０１２０】
ＣＰＵ７０ａは、吸着デバイス４０によって吸着され、かつロボットハンド装置５０により下支えされた搬送対象の段ボール箱４をコンベアライン２へ搬送するために、多関節アームデバイス２０を制御する。
【０１２１】
ＣＰＵ７０ａは、第１及び第２撮像位置へ移動されたカメラデバイス３０を制御する。
【０１２２】
ＣＰＵ７０ａは、保持位置へ移動された吸着デバイス４０を制御する。またＣＰＵ７０ａは、コンベアライン２において、段ボール箱４の吸着を解除するために、吸着デバイス４０を制御する。
【０１２３】
またＣＰＵ７０ａは、上述したように、カメラデバイス３０から出力される撮像画像を取得する。
【０１２４】
カメラデバイス３０の第１カメラ３１ａから出力される撮像画像は、ボックスパレット３の上面（図１における上方）から見たボックスパレット３内における段ボール箱４の積載状態を示す情報を含む。
【０１２５】
カメラデバイス３０の第２カメラ３１ｂから出力される撮像画像は、ボックスパレット３の正面（図１においてボックスパレット３が搬送ロボット１に対向する面）から見たボックスパレット３内における段ボール箱４の積載状態を示す情報を含む。
【０１２６】
ＣＰＵ７０ａは、カメラデバイス３０から取得した撮像画像に基づいて、たとえばボックスパレット３内の、例えば少なくとも、最上面における段ボール箱４の配置パターンを得る。ＣＰＵ７０ａは、段ボール箱４の配置パターンに基づいて、ボックスパレット３における段ボール箱４の搬送順番を決定する。
【０１２７】
ＣＰＵ７０ａは、撮像画像に基づいて、搬送対象の段ボール箱４の情報を把握する。具体的には、ＣＰＵ７０ａは、撮像画像に基づいて、搬送対象の段ボール箱４の第１及び第２位置、幅４ｗ、および奥行長さ４ｄを、搬送対象の段ボール箱４の情報として把握する。
【０１２８】
ＣＰＵ７０ａは、ロボットハンド装置５０を制御するために、第１及び第２動作指示を、ロボットハンド装置５０へ出力する。ＣＰＵ７０ａは、例えば搬送順番従って、搬送対象の段ボール箱４の情報を含む第１動作指示を、ロボットハンド装置５０へ出力する。ＣＰＵ７０ａは、例えば１個の搬送対象の段ボール箱４の搬送が終了する毎に、第２動作指示を、ロボットハンド装置５０へ出力する。
【０１２９】
ＲＯＭ７０ｂは、多関節アームデバイス２０、カメラデバイス３０、吸着デバイス４０、およびロボットハンド装置５０を制御するための制御プログラムを記憶する。
【０１３０】
ＲＯＭ７０ｂは、ボックスパレット３内の最上面における段ボール箱４の複数の基準配置パターンと、複数の基準配置パターン毎の最適な段ボール箱４の搬送順番とを予め記憶している。ＣＰＵ７０ａは、撮像画像に基づいて得られた配置パターンと、ＲＯＭ７０ｂに記憶されている複数の基準配置パターンとを比較し、得られた配置パターンと一致した基準配置パターンの搬送順番を、段ボール箱４の搬送順番として決定する。
【０１３１】
ＲＡＭ７０ｃは、例えばＲＯＭ７０ｂから読み出される制御プログラムを一時記憶する等の作業記憶エリアを提供する。
【０１３２】
次に、制御プログラムに従ってＣＰＵ７０ａが行う制御処理の一例を、図１１を参照して説明する。
【０１３３】
まず、図１１に示すステップＳ１１において、ＣＰＵ７０ａは、カメラデバイス３０を用いて、段ボール箱４の積載状態を示す情報を含む撮像画像を取得する。
【０１３４】
具体的には、ＣＰＵ７０ａは、カメラデバイス３０を第１及び第２撮像位置へ移動させるために、多関節アームデバイス２０の関節部駆動用モータ２３を駆動する。
【０１３５】
ＣＰＵ７０ａは、第１及び第２撮像位置において、カメラデバイス３０を動作させることにより、撮像画像を取得する。
【０１３６】
ステップＳ１２において、ＣＰＵ７０ａは、ボックスパレット３内の段ボール箱４の搬送順番を決定する。
【０１３７】
具体的には、ＣＰＵ７０ａは、撮像画像に基づいて、ボックスパレット３内の最上面の段ボール箱４の配置パターンを得る。ＣＰＵ７０ａは、得られたた配置パターンと、ＲＯＭ７０ｂに記憶されている複数の基準配置パターンとを比較することにより、段ボール箱４の搬送順番を決定する。
【０１３８】
ステップＳ１３において、ＣＰＵ７０ａは、撮像画像に基づいて、ボックスパレット３内の段ボール箱４毎の第１及び第２位置、幅４ｗ、および奥行長さ４ｄを把握する。
【０１３９】
ステップＳ１４において、ＣＰＵ７０ａは、搬送順番の段ボール箱４を保持し、ロボットハンド装置５０の伸縮アーム５３で段ボール箱４の下面を支えるために、所定の高さだけ、保持した段ボール箱４を持ち上げる。
【０１４０】
具体的には、ＣＰＵ７０ａは、例えば把握した第２位置に基づいて、搬送順番の段ボール箱４の保持位置へ吸着デバイス４０を移動させる。ＣＰＵ７０ａは、保持位置へ吸着デバイス４０を移動させるために、多関節アームデバイス２０の関節部駆動用モータ２３を駆動する。
【０１４１】
ＣＰＵ７０ａは、保持位置において吸着デバイス４０を動作させることにより、段ボール箱４の上面を吸着して段ボール箱４を保持する。ＣＰＵ７０ａは、保持した段ボール箱４を所定の高さだけ持ち上げるために、多関節アームデバイス２０の関節部駆動用モータ２３を駆動する。
【０１４２】
ステップＳ１５において、ＣＰＵ７０ａは、所定の高さだけ持ち上げられた段ボール箱４の下面をロボットハンド装置５０の伸縮アーム５３によって支えるために、ロボットハンド装置５０を駆動する。
【０１４３】
具体的には、ＣＰＵ７０ａは、ロボットハンド装置５０を駆動するために、第１動作指示を、ロボットハンド装置５０へ出力する。
【０１４４】
ロボットハンド装置５０は、上述したように、第１動作指示に基づいて、伸縮アーム５３を伸長し、段ボール箱４の下面を支える。
【０１４５】
ステップＳ１６において、ＣＰＵ７０ａは、吸着デバイス４０によって吸着され、かつロボットハンド装置５０によって下支えされた段ボール箱４を、コンベアライン２へ搬送するために、多関節アームデバイス２０の関節部駆動用モータ２３を駆動する。
【０１４６】
さらにＣＰＵ７０ａは、コンベアライン２へ搬送された段ボール箱４のロボットハンド装置５０よる下支えを解除するために、ロボットハンド装置５０を駆動する。
【０１４７】
具体的には、ＣＰＵ７０ａは、ロボットハンド装置５０を駆動するために、第２動作指示をロボットハンド装置５０へ出力する。
【０１４８】
ロボットハンド装置５０は、上述したように、第２動作指示に基づいて、伸縮アーム５３を短縮し、段ボール箱４の下支えを解除する。
【０１４９】
さらにＣＰＵ７０ａは、下支えが解除され、吸着デバイス４０だけで支持されている段ボール箱４をコンベアライン２へ載置するために、多関節アームデバイス２０の関節部駆動用モータ２３を駆動する。
【０１５０】
さらにＣＰＵ７０ａは、段ボール箱４をコンベアライン２へ載置すると、吸着デバイス４０の動作を停止する。
【０１５１】
次にステップＳ１７において、ＣＰＵ７０ａは、次の搬送順番の段ボール箱４があるかを判断する。たとえば、ＣＰＵ７０ａは、コンベアライン２へ搬送した段ボール箱４が、決定した搬送順番における最終の搬送順番の段ボール箱４であるかを判断する。
【０１５２】
コンベアライン２へ搬送した段ボール箱４が、最終の搬送順番の段ボール箱４ではない場合（ステップＳ１７においてＮＯ）、ＣＰＵ７０ａの制御処理は、ステップＳ１４へ戻る。
【０１５３】
コンベアライン２へ搬送した段ボール箱４が、最終の搬送順番の段ボール箱４である場合（ステップＳ１７においてＹＥＳ）、ＣＰＵ７０ａの制御処理は、ステップＳ１８に進む。
【０１５４】
ステップＳ１８において、ＣＰＵ７０ａは、搬送ロボット１の動作を停止する。
【０１５５】
なお、ＣＰＵ７０ａによる制御処理は、図１３に示す処理に限定されない。たとえばステップＳ１５およびステップＳ１６において、ＣＰＵ７０ａは、ロボットハンド装置５０の伸縮アーム駆動用モータ５１および伸縮アーム駆動用クラッチ５２を直接駆動制御してもよい。この場合、ロボットハンド装置５０の制御デバイス５６は不要になる。
【０１５６】
以上説明したように、実施形態に係る搬送装置（搬送ロボット）１は、保持デバイス４０、ロボットハンド装置５０、および主制御デバイス７０を有する。
【０１５７】
保持デバイス４０は、搬送対象物（段ボール箱）４の上面を保持する。ロボットハンド装置５０は、搬送対象物４の下面を支える。主制御デバイス７０は、保持デバイス４０によって、搬送対象物の上面を保持した後に、ロボットハンド装置によって搬送対象物の下面を支えるように、保持デバイスとロボットハンド装置の動作を制御する。
【０１５８】
従って本実施形態によれば、重量物の搬送を高速化し、かつ装置をスリム化することが可能な搬送装置を提供することができる。
【０１５９】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【０１６０】
１  搬送装置（搬送ロボット）
２  コンベアライン
３  ボックスパレット
４  段ボール箱
１０  ロボット本体
２０  多関節アームデバイス
２１ａ〜２１ｅ  第１乃至第５アーム
２１ｇ  支持アーム
２２ａ〜２２ｄ  第１乃至第４関節部
２３  関節部駆動用モータ
２３ａ〜２３ｄ  第１乃至第４関節部駆動用モータ
３０  カメラデバイス
４０  保持デバイス（吸着デバイス）
５０  ロボットハンド装置
５０ａ  装置本体
５０ｂ  支持フレーム
５０ｃ  軸受け
５０ｄ  補助ローラ
５０ｅ  ガイドローラ
５１  伸縮アーム駆動用モータ
５２  伸縮アーム駆動用クラッチ
５２ａ〜５２ｅ  第１乃至第５クラッチ
５３  伸縮アーム
５３ａ〜５３ｆ  第１乃至第６伸縮アーム
５３ｇ  シャフト
５３ｈ  ブロック
５３ｉ  支持ローラ
５３ｊ  ストッパ部
５３ｋ  テーパ部
５４  回転軸
５４ａ〜５４ｆ  第１乃至第６回転軸
５５  スプロケット
５５ａ〜５５ｆ  第１乃至第６スプロケット
５５ｇ  歯
５６  制御デバイス
５７  入力デバイス
７０  主制御デバイス
７０ａ  ＣＰＵ
７０ｂ  ＲＯＭ
７０ｃ  ＲＡＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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