(57)【要約】【課題】  本発明の課題はフォーククレーンのような簡易な物品把持機構を用いて、コンベヤ上を流れてくるダンボール箱や出荷箱等を正確に早く安全に把持し、台車等に移動して積みつけることのできる物品把持移載装置を提供すること。物品把持移載作業の安全性と作業性を格段に向上させつつ、経済効率も格段に向上させることの可能な物品把持移載装置を提供すること。【解決手段】  本発明に係る物品把持移載装置は、コンベヤに予め配置設定されている着脱自在な複数のフォーク爪と、前記フォーク爪を選択着脱することができるホルダーと、前記ホルダーをアームの略先端部に有するアームロボット（マニュピレータ、制御機構を有する）とを具備して構成される。【選択図】図８
2018176313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱自在な複数のフォーク爪と、
前記フォーク爪を選択着脱することができるホルダーと、
前記ホルダーをアームの略先端部に有するアームロボットと
を具備し、
前記フォーク爪がコンベヤに予め配置されていることに特徴を有する物品把持移載装置。
【請求項２】
コンベヤ上の物品の大きさを認識する装置の情報により前記フォーク爪を任意に選択して前記ホルダーに装着することを特徴とする請求項１に記載の物品把持移載装置。
【請求項３】
前記フォーク爪の基部が前記ホルダーに挿入され、前記認識する装置の情報により選択された前記フォーク爪の基部に抜け止め機構が装着されることを特徴とする請求項１または２に記載の物品把持移載装置。
【請求項４】
前記認識する装置の情報により選択されなかった前記フォーク爪の基部は、抜け止め機構が脱着されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の物品把持移載装置。
【請求項５】
前記抜け止め機構が電磁ホルダーであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の物品把持移載装置。
【請求項６】
前記フォーク爪上に載置された物品を押し出すエフェクタ機構（物品押し出し機構）を前記ホルダーに有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の物品把持移載装置。
【請求項７】
前記エフェクタ機構が、前記ホルダー内を左右又は上下にスライド移動することができる構造であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の物品把持移載装置。
【請求項８】
前記ホルダー又は、前記ホルダー及びアームロボットが、フォークリフト車に連接していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の物品把持移載装置。
【請求項９】
前記コンベヤが、前記複数のフォーク爪を予め配置しているローラコンベヤ又はナローベルトコンベヤであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の物品把持移載装置。
【請求項１０】
前記フォーク爪がＬ字形であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の物品把持移載装置。
【請求項１１】
前記アームロボットのアーム先端部に水平マストを有し、前記ホルダーと共に前記ホルダーに装着された前記フォーク爪及び前記エフェクタ機構が自在に水平移動できる構造であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の物品把持移載装置。
【請求項１２】
コンベヤに予め配置されている前記フォーク爪の先端部及び／若しくは前記フォーク爪基部が、コンベヤに敷設された掛かり止め機構により固定されることによって、前記フォーク爪のコンベヤ上での位置が安定化される当該フォーク爪掛かり止め機構を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の物品把持移載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を認識し把持し移載するための物品把持移載装置に関する。特に、物流集配拠点での多品種商品の配送箱等への詰め替え移載における自動移載機のロボットアームを有する物品把持移載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
商品物流拠点においては、大量に入荷される多品種商品を、仕向け先別にダンボール箱や既定の出荷容器などに仕分け包装し出荷している。この場合、ダンボール箱や既定の出荷容器などを移動台車等に積み替え作業をすることが多い。しかしながら、このような作業を人が行うとなると著しく煩雑で労力を要する作業となる。そのため、商品の出荷容器への移載作業を、高価な精密移載ロボット等を利用して行っている場合もある。
【０００３】
このような場合、他種多様な形状を有する商品の中から指定商品のみを特定し、認識し、ロボットアームを操作して商品を把持するが、このためにはカメラ画像認識装置等を用いて商品箱内を画像撮影し、特定商品のみを認識し、その商品の外形等のデータに応じてロボットアームが指定位置に移動して指定商品をアームで把持し、その後出荷容器に移動して商品を配置（移載）する。
【０００４】
しかしこの作業は、商品を画像認識により特定し且つ形状の確認を要することから、アームによる商品外形に応じた保持動作など非常に綿密なプログラムによるロボット操作が必要となり、できる限り早く効率的に大量の商品を移載することを要求される物流拠点においては、作業が遅すぎる上に、細密なプログラム制御により高価なロボットなどを必要とする等、経済的な負荷が大きく、現実的な効率化作業にまでは至っていない。
【０００５】
実際のロボットアームによる商品保持においては、真空吸引パッドを商品にあてがい真空吸着によって商品を把持する手法が開発されているが、一様に平面をもつ物品に対しては真空吸引パッドによる吸着は対応できるが、多種多様な外観形状を有する商品を逐次吸着把持する機能を発揮する技術には至っていない。また多種形状の商品をきちんと吸着把持することは非常にむずかしく、細密なプログラム及び高度な技術が要求される。
【０００６】
たとえば、特許文献１では、ロボット等を用いた物品把持の自動化システムにおいて、人の目に替わるビジョンシステムを用いて、動作毎にワーク把持位置を計算して吸着ヘッドを用いた吸引吸着による物品把持の技術思想が開示されている。しかし、この例では、物品を吸着による手法のみで把持する技術思想であるため、様々な形状である物品を認識して把持する技術には至っていない。様々な形状である物品を探りながら認識し、且つ最も把持し易い方法を選択して行う物品把持には適合できていない。
【０００７】
またその他の従来技術では、ロボット等を用いた物品把持の自動化システムにおいて、人の目に代わるビジョンシステムを用いて、動作毎にワーク把持位置を計算してロボットに移動指示を出している。この方式では、ロボットシステムを用いてワークを把持する際に、ケース及びワークの位置情報を測定しロボットに動作指示をしなければならない。この処理時間は各動作に必ず含まれる数字であり、サイクルタイム（トータル作業タイム）の拡大につながる。また、一般的なビジョンシステムは、カメラ、照明機器、コントローラにて構成され、システムの複雑化とコスト高につながっている。
【０００８】
加えて、例えばコンベヤによって流されてくる物品を、上記のような移載ロボットにより、中間移動のための移動台車（かご車）等に直接効率よく移載するための技術等も開発が成されていない。移動してくるあらゆる物品を自動把持し移載するには高度な精密機械技術及びロボット技術が必要になるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−１６９６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
精密なプログラムに基づき稼働する高価なロボットを用いずに、コンベヤ上を流れてくる物品を効率よく把持し、かご車等の移動台車に移載する物品把持移載装置を開発することが本発明の課題である。移載ロボットの場合、コンベヤ上の物品を把持するためには、画像認識等によって物品の形状を細部まで認識し、その物品形状等に適した方法でロボットのアームが物品を柔らかに把持する必要がある。このロボット把持機能は非常に高価で精密なプログラム制御が必要になる。
【００１１】
これに対し、例えばフォーククレーンのように物品全体を下からすくい上げることができれば上記のような精密な把持機構は必要とされないが、コンベヤ上を流れてきた物品を下からすくい上げるような把持をしようとするとフォーク爪等によりコンベヤを破損しかねない。つまり本発明の課題はフォーククレーンのような簡易な物品把持機構を用いて、コンベヤ上を流れてくる様々なサイズのダンボール箱や出荷容器等を正確に早く把持し、移動台車等に移動して積みつけることのできる物品把持移載装置を提供することである。（なお、以降本発明の説明においては、物品をつかみ取る機能だけではなく、フォーク爪のような機構により物品をすくい上げる機能をも「物品把持」と表現して説明する。）
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するため、本発明に係る物品把持移載装置は、
着脱自在な複数のフォーク爪と、
前記フォーク爪を選択着脱することができるホルダーと、
前記ホルダーをアームの略先端部に有するアームロボットと
を具備して構成され、
前記フォーク爪がコンベヤに予め配置されていることに特徴を有する。
【００１３】
本発明に係る物品把持移載装置の物品把持機構は、複数のフォーク爪によって物品を下からすくい上げ把持し、移載する把持移載機構を具備しており、フォーク爪が着脱自在であることに特徴を有する。フォーク爪は、ホルダーに装着され、当該ホルダーはマニュピレータと制御機構によって構成されたアームロボットに敷設されている。フォーク爪の根本は、例えばホルダーの開口部又は嵌合部に挿入されて固定されることによりホルダーと一体化してフォークリフト構造を形成する。
【００１４】
本発明に係る物品把持移載装置のフォーク爪は、例えばローラコンベヤの各ローラ間にローラと略平行に予め配置設定されており、フォーク爪の高さは各ローラの高さより若干低く設定されている。よって、ローラコンベヤ上を流れてきた物品は、配置されているフォーク爪に接触することはない。
【００１５】
本発明に係る物品把持移載装置は、ローラコンベヤ上を流されてきた物品がフォーク爪上に到達した際、アームロボットのマニピュレータが、ホルダーに挿入装着されたフォーク爪をホルダーと共に上昇させることによって、当該物品を下からすくい上げることができる。
【００１６】
本発明に係る物品把持移載装置は、コンベヤ上の物品の大きさ及び位置を認識できる例えば画像認識装置又はセンサ等を有する大きさ認識装置を有しているため、コンベヤ上の物品の大きさ認識装置の情報により複数のフォーク爪のうち必要なフォーク爪のみを選択してホルダーに装着固定することができる。よって、アームロボットの動きに従いホルダーが上昇する際、選択され装着固定されたフォーク爪のみが物品を救い上げることができる。つまり、物品の大きさに応じたフォーク爪のみを選択して物品をすくい上げることができる。
【００１７】
上記の物品の大きさ及び位置を認識できる装置は、例えば、物品に付されたＩＤ識別子を読み取ることができれば正確な大きさ、サイズ、重量まで情報を得ることができるため、物品の一外面位置を認識するだけでフォーク爪ですくい上げるために必要な情報をすべて本発明に係る物品把持移載装置に伝達することができる。
【００１８】
本発明に係る物品把持移載装置の認識装置の指示により選択されなかったフォーク爪の基部は、抜け止め機構が脱着されることを特徴とする。不要なフォーク爪はコンベヤのローラ間に残されるため、不要なフォーク爪の重量を省いた軽い状態でアームロボットは物品をすくい上げることになる。余分なエネルギーの消費を回避することができる。
【００１９】
つまり、本発明に係る物品把持移載装置のフォーク爪は、例えば、その基部がホルダーに挿入され、認識装置の物品の大きさ情報により選択されたフォーク爪の基部のみに抜け止め機構が装着される。このフォーク爪のホルダー抜け止め機構は、ホルダーからのフォーク爪の脱落を防止するための機構であって、その構造は従来技術のあらゆる方法が可能であり、本発明が抜け止め機構の構造を限定するものではない。つまり当該抜け止め機構は、電磁ホルダーによる電磁気的力によるフォーク爪着脱機構であってもよい。
【００２０】
本発明に係る物品把持移載装置は、フォーク爪上に載置された物品を押し出すエフェクタ機構（物品押出し機構）をホルダーに有することができる。本発明に係る物品把持移載装置は、アームロボットの動作によりフォーク爪上にすくい上げた物品を、移動させ、例えば、かご車のような移動台車の定められた位置に載置することができる。この際、ホルダーに設置されたエフェクタ機構（物品押出し機構）が稼働し、エフェクタ機構の押出し部が物品をフォーク爪の先端側に静かに押出すことができる。
【００２１】
本発明に係る物品把持移載装置は、エフェクタ機構が、ホルダー上を左右にスライド移動することができる。よって、エフェクタ機構はフォーク爪のように多数を必要とせず、1以上、好しくは２あればよい。物品の大きさに対応してエフェクタ機構が左右に移動し、物品をフォーク爪の前方へと押し出すことができる。つまり、本発明に係る物品把持移載装置は物品を押出す位置を選択し決定することができる。
【００２２】
本発明に係る物品把持移載装置は、ホルダー又は、ホルダーとアームロボットが、フォークリフト車に連接されていてもよい。上記までは、アームロボットの動作によりホルダー及びフォーク爪とともに物品を移載することについて説明したが、アームロボットがフォークリフト車と一体であってもよいし、アームロボットがフォークリフト車に代替してもよい。フォークリフト車が本発明に係る物品把持移載装置のホルダー及びフォーク爪構造を有することにより、全く同様の仕様で物品を把持移載することができる。
【００２３】
本発明に係る物品把持移載装置は、コンベヤが、前記複数のフォーク爪を予め配置設定しているナローベルトコンベヤであってもよい。各ナローベルトの間に複数のフォーク爪が予め配置設定されていれば上記と、全く同様の仕様で物品を把持移載することができる。ただしフォーク爪の長手方向はコンベヤの流れ方向に平行になり、アームロボットホルダーのフォーク爪はナローベルコンベヤの終点において物品をすくい上げて移載することになる。
【００２４】
本発明に係る物品把持移載装置のフォーク爪はＬ字形であってもよい。フォーク爪には物品の大きな荷重がかかるため、フォーク爪の根本をＬ字形構造にすることによって強度を向上させることができる。ただし、本発明に係る物品把持移載装置のフォーク爪の形状は移載する物品に応じて様々な形状に設定することができるため、本発明はフォーク爪の形状を限定するものではない。これらは全て本発明思想に包含される。
【００２５】
また本発明に係る物品把持移載装置は、アームロボットのアーム先端部に水平マストを有し、ホルダーと共にホルダーに装着されたフォーク爪及び前記エフェクタ機構が自在に水平移動できる構造であることを特徴とすることもできる。このように例えば複数のホルダーが水平マストを介して左右自在に移動することができることによって、各々のフォーク爪の間隔を自在に調整することができる。つまりフォーク爪幅を、移載する物品の形状に応じて変更することができる。
【００２６】
また本発明に係る物品把持移載装置は、コンベヤに予め配置されているフォーク爪の先端部及び／若しくは前記フォーク爪基部が、コンベヤに敷設された掛かり止め機構により固定されることによって、フォーク爪のコンベヤ上での配置位置が安定化されることを特徴とすることもできる。コンベヤ上に配置されたフォーク爪の位置が正確に固定されていなければ、ホルダーの嵌合部にフォーク爪基部を嵌合させる際、嵌合不具合を生ずる。よって、フォーク爪のコンベヤ上の位置は、掛かり止め機構によって固定かつ安定化されることが好ましいことは言うまでもない。
【００２７】
上記に説明した本発明に係る物品把持移載装置は、各請求項に係る機能を具体的に詳説しているが、その構造は様々な形状を考案することができることは言うまでもない。しかしこれらは全て本発明の技術的思想に包含されるものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る物品把持移載装置によれば、コンベヤ上を流れてくるあらゆる物品を、簡易なアームロボット又フォークリフト車を用いて容易に把持移載することができる。また移動台車等への載置も容易にすることができる。よって、物流集配拠点における物品の仕分け移載の安全性と作業性を格段に向上させつつ、経済効率も格段に向上させることの可能な物品把持移載装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置の全体イメージを示した概念図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置が物品をすくい上げた状態を示した側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置のフォーク爪を示した概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置のフォーク爪及びホルダーを示した断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置のフォーク爪基部の固定方法を示した概念図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置のホルダーを示した概念図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置の物品押し出し載置を示した概念図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置を示す概念斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置の水平マスト及びフォーク爪、ホルダーを示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置の全体イメージを示した概念図である。同図に示すように、物品把持移載装置２０は、ロボット本体及びロボットアームであるマニピュレータ２２と、その先端側に敷設されたホルダー２１、コンベヤ１１に予め設置された複数のフォーク爪１２から構成される。マニピュレータ２２は、ロボットアームであり前後左右上下任意に稼働することができる。ホルダー２１には、フォーク爪１２を挿入装着するための嵌合部２６が複数あり、フォーク爪基部１３が嵌合される。複数個のフォーク爪１２は、例えばローラコンベヤ１０のローラ１１の間に設定設置されており、ローラ１１の上面高さより低い高さで設置されている。図１においては、フォーク爪１２及び嵌合部２６が各々５個の場合を示している。
【００３２】
また、マニピュレータ２２には、エンドエフェクタ２３が２以上敷設されている。図１においてエンドエフェクタ２２は２つ図示されている。エンドエフェクタ２３の先端部には押出し部２４が設置されている。押出し部２４はエンドエフェクタ２３により押し出されて、物品をフォーク爪より前方に押し出す働きをする。
【００３３】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置は、コンベヤ１０の上を流れてきた物品（容器）を、フォーク爪基部１３をホルダー２１に挿入装着してフォーク爪１２とともにすくい上げ、マニピュレータ２２の動きによって移動させ、移動台車等に移載する。移動台車に載置する際は、エンドエフェクタ２３により押出し部２４を押し出して物品を柔らかに前方に移動させて移動台車等に載置する。
【００３４】
図２は、本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置が物品をすくい上げた状態を示した側面図である。同図に示すように、フォーク爪１２の上に物品２５がすくい上げられる。フォーク爪１２の基部はホルダー２１の嵌合部２６に挿入されて固定されている。ホルダー２１は、マニピュレータ２２の先端部に固定されている。エンドエフェクタ２３は物品を排出する際に前方に押出し部２４を突き出す形態となっている。
【００３５】
図３は、本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置のフォーク爪を示した概略図である。同図に示すように、フォーク爪１２の上面は一定の幅を有し、長さがコンベヤの幅より若干長い略平坦面である。また先端部までの強度を保持するため平坦面下側にリブ３３を有する。フォーク爪基部１３は、ホルダー２１の嵌合部２６に嵌合するための形状を有する。例えば図３の場合は、略円柱状の嵌合形状であり、その先端部はホルダー２１の抜け止め２８によって固定されるような凹部２７を有する。但し、図３に示したフォーク爪１２の概略形状は本発明の一実施例であって、形状、材質、大きさを限定するものではない。
【００３６】
図４は、本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置のフォーク爪及びホルダーを示した断面図である。同図に示すように、フォーク爪１２はフォーク爪基部１３をホルダー２１の嵌合部２６に嵌合される。フォーク爪１２の基部には凹部２７があり、シリンダ２９によって押し出された抜け止め２８により固定される構造となっている。詳細は図５に記載する。
【００３７】
図４に示すようにホルダー２１は、フォーク爪１２側に押出し部２４を敷設されたエンドエフェクタ２３が嵌合されている。エンドエフェクタ２３の押出し棒３１がフォーク爪側に押し出されることにより、押出し部２４がフォーク爪前方へ押し出され、これによりフォーク爪１２上に乗せられた物品は前方に押し出されて移動台車等に載置される。
【００３８】
図５は、本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置のフォーク爪基部の固定方法を示した概念図である。同図は、図４に示したフォーク爪基部１３及びシリンダ２９、抜け止め２８を図４の左側から見た概要図である。図５に示すように、シリンダ２９により抜け止め２８が下方向に押されて、フォーク爪基部１３の凹部２７に嵌合し、フォーク爪１２はホルダー２１に固定される構造となっている。ただし、図４及び図５に示したフォーク爪１２の固定構造は、本発明における一実施例であって限定するものではない。フォーク爪固定方法及び構造は公知技術によっても様々可能であり、例えば電磁的固定方法も可能である。これらは本発明の技術思想に包含されるものである。
【００３９】
図６は、本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置のホルダーを示した概念図である。同図は、図４に示したホルダー２１を図４の右側であるフォーク爪側から見た概念図である。図６に示すように、ホルダー２１は例えば略直方体形状を有し、下部側に複数のフォーク爪嵌合部２６を有する。図６においては、フォーク爪１２が５本挿入できるように５個のフォーク爪嵌合部２６が描かれている。本発明におけるフォーク爪１２及びフォーク爪嵌合部２６の数および形状は限定するものではない。よって図６は一実施例として説明する。
【００４０】
図６に示すように、ホルダー２１の上部側略中央部には、本発明の物品把持移載装置に係るロボットアームに相当するマニピュレータ２２が接続されている。上述のようにマニピュレータ２２の動きに従いホルダー２１は、前後左右上下方向に任意に移動することができる。
【００４１】
図６に示すように、ホルダー２１の上下方向略中央部にはエンドエフェクタ２３のフォーク爪側部分である押出し棒３１及び押出し部２４がある。図６に示すように、例えばホルダー２１に敷設された２個のエンドエフェクタ２３は、ホルダー２１のスライド孔３０に沿って左右に移動することができる構造となっている。フォーク爪１２によってすくい上げられた物品のサイズに合わせて、２個のエンドエフェクタ２３をスライド孔３０に沿って左右に移動させることにより、物品のホルダー側の面を均一にバランス良く押出し部２４によって押し出すことができる。
【００４２】
ただし本発明の物品把持移載装置は、エンドエフェクタ２３の数を２個のみに限定するものではない。またスライド孔による動きを左右に限定するものではない。例えば、エンドエフェクタ２３が一つであって、左右上下方向にスライド移動することができる構造であってもよい。これらの構造は全て本発明の技術的思想に包含される。
【００４３】
本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置は、コンベヤ上を流れてきた物品の形状を認識する装置を有する。この装置はコンベヤ近傍に設置されていてもよいし、図６に示すホルダー２１に敷設されていてもよい。物品形状認識装置の認識方法は光線照射センサであってもよいし、画像認識であってもよい。これらは公知技術によって対応できる。本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置は、上記物品形状認識装置によって感知し認識した物品の大きさ形状に合わせて、コンベヤ間に複数設定設置されたフォーク爪１２のなかのどのフォーク爪１２を嵌合固定するか予め設定されたアルゴリズムによって選択することができる。
【００４４】
本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置は、マニピュレータ２２によってホルダー２１を移動させて、コンベヤ間に設定設置されたフォーク爪１２のフォーク爪基部１３をフォーク爪嵌合部２６に挿入嵌合させることができる。コンベヤを流れてきた物品２５は、フォーク爪１２が設定設置されたコンベヤ上に達した際、上記物品形状認識装置によって大きさサイズを認識される。その後、その物品２５をすくい上げるために必要なフォーク爪１２のみが選択されて、選択されたフォーク爪のフォーク爪基部１３のみがシリンダ２９及び抜け止め２８によってホルダー２１に固定される。
【００４５】
ホルダー２１は、略フォーク爪基部１３の長さだけ後方へ移動することにより、固定されたフォーク爪１２はホルダー２１とともに後方へ移動し、固定されていないフォーク爪１２はコンベヤの間にそのまま残される。物品２５のすくい上げに不要なフォーク爪１２は、固定せずコンベヤ間にそのまま残すことにより、不要なフォーク爪１２の重量を移動させるエネルギーの削減ができる。また物品の大きさに合わせてフォーク爪幅を調節する煩雑さを回避することができる。固定され使用されたフォーク爪１２は、本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置の繰り返し作業のなかで再びコンベヤ間に戻され、当該作業が継続されることになる。
【００４６】
次にホルダー２１を上昇移動させることによって、選択固定されたフォーク爪１２のみが上昇し、コンベヤ上の物品２５をバランスよくすくい上げ把持することができる。ホルダー２１は、その後マニピュレータ２２の動きに従いフォーク爪上の物品２５を例えば移動台車等の上まで移動させることができる。物品２５をすくい上げ把持するフォーク爪１２は、例えば、物品２５が比較的小さな容器等であれば、その容器の底面左右を均等に位置する２個のフォーク爪１２が選択固定される。また、例えば物品２５が長さの長い容器であれば、底面左右側と中央部に位置する３個のフォーク爪１２が選択固定されて、３個のフォーク爪によってすくい上げ把持されることになる。これらの選択は、予め物品サイズとフォーク爪の選択を関連付けたアルゴリズムによるプログラムによって成されればよい。
【００４７】
図７は、本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置の物品押し出し載置を示した概念図である。同図に示すように、物品把持移載装置によって運ばれた物品２５は、例えばかご車のような移動台車３５に載置される。この際、フォーク爪１２上の物品２５は、物品２５のサイズによってスライド孔３０をスライドし、位置決めされたエンドエフェクタ２３の押出し部２４によってフォーク爪１２上を静かに移動台車側に押し出され、載置される。移動台車等の載置位置は、例えば積み付けアルゴリズム等によって本発明に係る物品把持移載装置に指示されればよい。
【００４８】
図７に示すように、エンドエフェクタ２３の押出し部２４の位置は、例えば上記のように、物品２５が容器等であれば、その容器のホルダー２１側の左右を均等に位置する２個の押出し部２４が選択されて押し出す。また、例えば物品２５が小さな容器であれば、１個の押出し部２４が選択されて押し出してもよい。これらの選択は、予め物品サイズと押出し部２４の選択を関連付けたアルゴリズムによるプログラムによって成されればよい。
【００４９】
図８は、本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置を示す概念斜視図である。同図に示すように、本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置のマニピュレータ２２は、ロボットのアームのような形態であってもよい。マニピュレータ２２は、その先端に敷設されたホルダー２１をあらゆる方向に移動させることができる。物品２５をコンベヤからすくい上げ把持し、任意の場所に移動載置することができる。
【００５０】
本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置のフォーク爪１２は物品のサイズおよびコンベヤ上の位置又は方向によって任意に選択される。図８に示すように、例えば、物品２５のコンベヤ上の位置がコンベヤ下流側であり、コンベヤ流れ方向に長い容器であり、コンベヤの奥にある場合は、コンベヤ下流側のフォーク爪と容器の長さに応じた位置のフォーク爪の２個が選択されて、その先端部近傍に物品２５がすくい上げられ把持される。
【００５１】
大きさ認識装置３３は、物品２５の大きさを画像認識してもよいし、又は左右位置を赤外線センサ感知してもよい。物品のコンベヤ上の位置と大きさ情報を本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置に伝達する。また、例えば物品２５に付されたＩＤ情報を読み取ることによって正確なサイズ及び重量情報を本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置に伝達することもできる。このような態様で本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置は有効に機能する。
【００５２】
また、図８には描かれていないが、本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置のマニピュレータ２２は図８のようなロボットアーム形態ではなく、フォークリフト車に敷設されていてもよい。フォークリフト車であれば、すくい上げ把持した物品を、より遠くへ移動させて載置することができる。その他の機能は全て同様である。
【００５３】
図９は、本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置の水平マスト及びフォーク爪、ホルダーを示した概念図である。同図に示すように本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置は、アームロボットのアームのマニピュレータ２２の先端部に水平マスト３４を有し、ホルダー２１と共にホルダー２１に装着されたフォーク爪及び前記エフェクタ機構であるエンドエフェクタ２３及び押し出し部２４が自在に水平移動できる構造であることを特徴とすることもできる。このように例えば複数のホルダー２１が水平マスト３４を介して左右自在に移動することができることによって、各々のフォーク爪の間隔を自在に調整することができる。つまりフォーク爪幅を移載する物品の形状に応じて変更することができる。また、前述のように押出し部２４とフォーク爪とは互いに異なる左右移動をすることもできる。
【００５４】
本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置に係るフォーク爪は、コンベヤがナローベルトコンベヤであれば、コンベヤの流れ方向に平行に、ナローベルトの間に設定設置することもできる。この場合は、本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置のホルダーは、ナローベルトコンベヤの終点において、コンベヤ上流方向に向いてフォーク爪を挿入装着すればよい。いずれの形態も本技術思想の範囲内のものである。
【００５５】
また本発明の一実施形態に係る物品把持移載装置は、コンベヤに予め配置されているフォーク爪の先端部及び／若しくはフォーク爪基部が、コンベヤに敷設された掛かり止め機構により固定されることによって、フォーク爪のコンベヤ上での配置位置が安定化されることを特徴とすることもできる。コンベヤ上に配置されたフォーク爪の位置が固定されていなければ、ホルダーの嵌合部にフォーク爪基部を嵌合させる際、嵌合できず不具合を生ずる。よって、フォーク爪のコンベヤ上の位置は掛かり止め機構によって固定され且つ安定化されることが好ましい。この掛かり止め機構の具体的な形態及び形状は公知技術のあらゆる手法によって具現化できる。これらの掛かり止め機構の形態及び形状は、本発明におけるフォーク爪の位置固定という目的の下に成されるものであり、その形態及び形状がいずれであっても本発明の技術思想の一部である。
【００５６】
このように、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。これらはすべて、本技術思想の一部である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
上述したように、本発明に係る物品把持移載装置によれば、コンベヤ上を流れてくるあらゆる物品を、簡易なアームロボット又フォークリフト車を用いて容易に把持移載することができる。また移動台車等への載置も容易にすることができる。よって、物流集配拠点における物品の仕分け移載の安全性と作業性を格段に向上させつつ、経済効率も格段に向上させることの可能な物品把持移載装置が実現される。
【００５８】
また、本発明は、物流集配拠点での物品把持移載に限定されることなく、あらゆる物品の把持移載の用途に対して、特に製造現場での部品搬送作業に対しても、利用・適用可能である。よって、本願は、物流業の他あらゆる産業に対して大きな有益性をもたらすものである。
【符号の説明】
【００５９】
１０  コンベヤ
１１  ローラ
１２  フォーク爪
１３  フォーク爪基部
２０  物品把持移載装置
２１  ホルダー
２２  マニピュレータ（ロボットアーム）
２３  エンドエフェクタ
２４  押出し部
２５  物品（容器）
２６  嵌合部
２７  凹部
２８  抜け止め
２９  シリンダ
３０  スライド孔
３１  押出し棒
３２  大きさ認識装置
３３  リブ
３４  水平マスト
３５  移動台車（かご車）
【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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