(57)【要約】【課題】薬剤使用単位の搬送および保管システム（２００）に用いるロボットアーム（１０）を提供する。【解決手段】ロボットアームは、第１カム軌道区間（２８）と、第２カム軌道区間（３４）を有する基板（２６）を備えている。第１アームセグメント（６２）は、基板（２６）に回転可能に取り付けられている。また、第２アームセグメント（９６）は、第１アームセグメント（６２）に回転可能に取り付けられており、第１および第２カム軌道区間（２８、３４）と係合して、第２アームセグメント（９６）の動きを案内するカム軌道従動子（１０８）を備えている。プラットホーム（１４８）は、第２アームセグメント（９６）の端部に固定され、製品（２０８）と係合する。アーム（１０）が退縮した位置から伸展した位置へ伸展する際、一連の方位スプロケット（８、１２９０、１２２、１３８）および駆動チェーン（１５４、１５６）は協働し、プラットホーム（１４８）の方位を背面方向に維持する。【選択図】なし
2008520449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の保管および払い出しシステムにおいて製品を搬送するロボットアームであって、
弓状の溝を提供する基板と、
前記基板に回転可能に取り付けられた第１アームセグメントと、
前記弓状の溝に摺動可能に係合した第１部分と、前記第１アームセグメントに回転可能に取り付けられた第２部分と、を有する第２アームセグメントであって、
前記第１アームセグメントが第１の位置から第２の位置に回転するとき、実質的に退縮した位置から部分的に伸展した位置へ移動し、前記第１アームセグメントが前記第２の位置から第３の位置へ回転するとき、部分的に伸展した位置から更に完全に伸展した位置へ移動する第２アームセグメントと、
前記第２アームセグメントに固定された係合機構と、を備えるロボットアーム。
【請求項２】
前記係合機構は、前記第２アームセグメントの第３部分に固定される請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項３】
前記溝は、カム軌道であって、第１の区間と第２の区間とを含み、
前記第１アームセグメントの前記第１の位置から前記第２の位置への回転により、前記第２アームセグメントの１つの点は湾曲した経路に追従し、かつ、前記第２アームセグメントを前記経路の接線方向に保つように、前記第２アームセグメントの前記第１部分は第１の軌道区間に追従する請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項４】
前記第１アームセグメントの前記第２の位置から前記第３の位置への回転により、前記第２アームセグメントの前記第１部分は、第２の軌道区間に追従する請求項３に記載のロボットアーム。
【請求項５】
前記第１の軌道区間および前記第２の軌道区間の各々は、一定の曲率半径を有する請求項４に記載のロボットアーム。
【請求項６】
前記係合機構は、複数の歯を有するプラットホームを含む請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項７】
前記第１アームセグメントが前記第１の位置から前記第２の位置へ、および前記第２の位置から前記第３の位置へ回転する間、前記プラットホームの前記歯は、実質的に第２軸と平行である請求項６に記載のロボットアーム。
【請求項８】
前記第１アームセグメントを回転させるモータを更に備える請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項９】
前記モータは、前記基板より下に固定され、前記基板より上に位置しかつ前記第１アームセグメントに係合する駆動ギアに、駆動可能に連結されたサーボモータである請求項８に記載のロボットアーム。
【請求項１０】
前記第１アームセグメントの位置を示すためのエンコーダを更に備える請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項１１】
前記エンコーダは、前記システムが最初に稼動するとき、前記第１アームセグメントの位置を示す請求項１０に記載のロボットアーム。
【請求項１２】
前記アームを製品の保管キャビネット内で垂直または水平に移動させるための駆動アセンブリを更に備える請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項１３】
前記第１アームセグメントおよび前記第２アームセグメントが退縮した位置から伸展した位置へ移動する際、前記係合機構の横方向移動を阻止するために、前記駆動アセンブリを移動させる制御システムを更に備える請求項１２に記載のロボットアーム。
【請求項１４】
前記第２アームセグメントは、前記退縮した位置にあるときは前記ロボットアームの第１軸と実質的に平行であり、前記部分的に伸展した位置にあるときは前記ロボットアームの第２軸と実質的に平行である請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項１５】
前記第１軸は横軸であり、前記第２軸は縦軸である請求項１４に記載のロボットアーム。
【請求項１６】
製品の保管および払い出しシステムにおいて製品を搬送するロボットアームであって、
弓状の溝を提供する基板と、
前記基板に回転可能に取り付けられた第１アームセグメントと、
前記弓状の溝に摺動可能に係合した第１部分と、前記第１アームセグメントに回転可能に取り付けられた第２部分と、を有する第２アームセグメントであって、
前記第１アームセグメントが第１の位置から第２の位置に回転するとき、前記ロボットアームの第１軸と実質的に平行な位置から前記ロボットアームの第２軸と実質的に平行な位置へ移動し、前記第１アームセグメントが前記第２の位置から第３の位置に回転するとき、前記第２軸と実質的に平行のままで、前記基板の縁部を越えて伸展する第２アームセグメントと、
前記第２アームセグメントの第３部分に固定された、製品と係合するための係合機構と、を備えるロボットアーム。
【請求項１７】
前記溝は、カム軌道であって、第１の区間と第２の区間とを含み、
前記第１アームセグメントの前記第１の位置から前記第２の位置への回転により、前記第２アームセグメントの１つの点は湾曲した経路に追従し、かつ、前記第２アームセグメントを前記経路の接線方向に保つように、前記第２アームセグメントの前記第１部分は第１の軌道区間に追従する請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項１８】
前記第１アームセグメントの前記第２の位置から前記第３の位置への回転により、前記第２アームセグメントの前記第１部分は、第２の軌道区間に追従する請求項１７に記載のロボットアーム。
【請求項１９】
前記第１の軌道区間および前記第２の軌道区間の各々は、一定の曲率半径を有する請求項１８に記載のロボットアーム。
【請求項２０】
前記係合機構は、複数の歯を有するプラットホームを含む請求項１６のロボットアーム。
【請求項２１】
前記第１アームが前記第１の位置から前記第２の位置へ、および前記第２の位置から前記第３の位置へ回転する間、前記プラットホームの前記歯は、実質的に前記第２軸と平行である請求項２０に記載のロボットアーム。
【請求項２２】
前記第１アームセグメントを回転させるモータを更に備える請求項１６に記載のロボットアーム。
【請求項２３】
前記モータは、前記基板より下に固定され、前記基板より上に位置しかつ前記第１アームセグメントに係合する駆動ギアに、駆動可能に連結されたサーボモータである請求項２２に記載のロボットアーム。
【請求項２４】
前記第１アームセグメントの位置を示すためのエンコーダを更に備える請求項１６に記載のロボットアーム。
【請求項２５】
前記エンコーダは、前記システムが最初に稼動するとき、前記第１アームセグメントの位置を示す請求項２４に記載のロボットアーム。
【請求項２６】
前記アームを製品保管キャビネット内で垂直または水平に移動させるための駆動アセンブリを更に備える請求項１６に記載のロボットアーム。
【請求項２７】
前記第１アームセグメントおよび前記第２アームセグメントが退縮した位置から伸展した位置へ移動する際、前記係合機構の横方向移動を阻止するために、前記駆動アセンブリを移動させる制御システムを更に備える請求項２６に記載のロボットアーム。
【請求項２８】
前記第１軸は横軸であり、前記第２軸は縦軸である請求項１６に記載のロボットアーム。
【請求項２９】
製品の保管および払い出しシステムにおいて、製品を搬送するためのロボットアームであって、
弓状のカム軌道を提供する基板と、
前記基板に固定された第１方位スプロケットと、
前記基板に回転可能に取り付けられた第１アームセグメントと、
前記第１アームセグメントに回転可能に固定された第２アームセグメントであって、
前記カム軌道に追従するために前記第２アームセグメントの第１部分へ固定されたカム従動子を備え、前記第１アームセグメントの第１の位置から第２の位置への回転により、前記ロボットアームの第１軸と実質的に平行な位置から前記ロボットアームの第２軸と実質的に平行な位置へ移動し、前記第１アームセグメントの前記第２の位置から第３への位置に回転により、前記第２軸と実質的に平行のままで、前記基板の縁部を越えて伸展する第２アームセグメントと、
前記第１アームセグメントの第２部分に回転可能に固定された第２方位スプロケットと、
前記第２アームセグメントの第３部分に回転可能に固定され、前記第２方位スプロケットに固定された第３方位スプロケットと、
前記第１方位スプロケットと前記第２方位スプロケットとをつなぐための第１駆動チェーンと、
前記第２アームセグメントの第４部分に旋回可能に固定された、製品と係合するためのプラットホームであって、このプラットホームに固定して取り付けられた第４の方位スプロケットを含むプラットホームと、
前記第３方位スプロケットと前記第４方位スプロケットとをつなぐための第２駆動チェーンと、を備えるロボットアーム。
【請求項３０】
前記基板に固定され、前記第１アームセグメントに、駆動可能に連結された電気モータを更に備える請求項２９に記載のロボットアーム。
【請求項３１】
前記モータは、前記基板より下に固定され、前記基板より上に位置しかつ前記第１アームセグメントに係合する駆動ギアに、駆動可能に連結されたサーボモータである請求項３０に記載のロボットアーム。
【請求項３２】
前記第１アームセグメントの位置を示すためのエンコーダを更に備える請求項２９に記載のロボットアーム。
【請求項３３】
前記エンコーダは、前記システムが最初に稼動するとき、前記第１アームセグメントの位置を示す請求項３２に記載のロボットアーム。
【請求項３４】
前記アームを製品の保管キャビネット内で垂直または水平に移動させるための駆動アセンブリを更に備える請求項２９に記載のロボットアーム。
【請求項３５】
前記第１アームセグメントおよび前記第２アームセグメントが退縮した位置から伸展した位置へ移動する際、前記係合機構の横方向移動を阻止するために、前記駆動アセンブリを移動させる制御システムを更に備える請求項３４に記載のロボットアーム。
【請求項３６】
前記第１軸は横軸であり、前記第２軸は縦軸である請求項２９に記載のロボットアーム。
【請求項３７】
製品の保管および払い出しシステムにおいて製品を搬送するロボットアームであって、
各々が一定の曲率半径を有する第１の弓状の軌道区間と第２の弓状の軌道区間とを有するカム軌道を提供する基板と、
前記基板に固定され、前記基板を貫いて伸びる基準旋回軸と、
前記基準旋回軸の端部に、前記基板から離して、固定された第１方位スプロケットと、
前記基準旋回軸の前記基板と前記第１方位スプロケットとの間に、回転可能に取り付けられた第１端部を有する第１アームセグメントと、
前記第１アームセグメントの第２端部に回転可能に固定された腕旋回軸と、
前記腕旋回軸に回転可能に固定された第２アームセグメントであって、
前記カム軌道に係合し追従するために、この第２アームセグメントの第１端部に回転可能に固定されたカム従動子を備え、前記第１アームセグメントの前記第１の位置から前記第２の位置への回転により、前記腕旋回軸が湾曲した経路に追従する一方で、前記経路に対してその向きを接線方向に保ちつつ、前記ロボットアームの横軸に実質的に平行な位置から前記ロボットアームの縦軸に実質的に平行な位置に移動し、前記第１アームセグメントの前記第２の位置から前記第３の位置への回転により、実質的に前記縦軸と平行のままで、前記基板の後縁を越えて伸展する第２アームセグメントと、
前記腕旋回軸の上端部へ固定された第２方位スプロケットと、
前記腕旋回軸の底端部へ固定された第３方位スプロケットと、
前記第１方位スプロケットと前記第２方位スプロケットとをつなぐための第１駆動チェーンと、
製品を支持するための複数の歯を有するプラットホームであって、
前記第２アームセグメントの第２端部に旋回可能に固定され、このプラットホームに固定して取り付けられた第４方位スプロケットを含むプラットホームと、
前記第３方位スプロケットと前記第４方位スプロケットとをつなぐための第２駆動チェーンと、
前記基板に固定され、前記第１アームセグメントに駆動可能に連結された電気モータと、
前記第１アームセグメントの位置を指示するためのエンコーダと、を備えるロボットアーム。
【請求項３８】
製品保管キャビネット内で、前記アームを垂直および水平に移動させるための駆動アセンブリを更に備える請求項３７に記載のロボットアーム。
【請求項３９】
前記第１アームセグメントおよび前記第２アームセグメントが退縮した位置から伸展した位置へ移動する際、前記係合機構の横方向移動を阻止するために、前記駆動アセンブリを移動させる制御システムを更に備える請求項３８に記載のロボットアーム。
【請求項４０】
製品を保管し、払い出すための保管および払い出しシステムであって、
実質的に囲われたキャビネットと、
前記キャビネット内に据えられた、少なくとも１つの製品を保持するように構成された複数の製品フォルダと、
前記キャビネットに保管する製品を受取るための送り込みコンベアと、
前記キャビネとから払い出す製品を受取るための送り出しコンベアと、
前記キャビネットに製品を保管または前記キャビネットから製品を払い出すために、前記送り込みコンベアと前記製品フォルダとの間、および、前記製品フォルダと前記送り出しコンベアとの間で製品を搬送するために、前記キャビネットに囲われ、前記キャビネット内で移動可能な搬送装置であって、
第２アームセグメントに回転可能に取り付けられる第１アームセグメントを有するロボットアームを備え、前記第１アームセグメントの前記第１の位置から前記第２の位置への回転により、前記第２アームセグメントを前記アームの第１軸に実質的に平行な位置から前記アームの第２軸に実質的に平行な位置へ移動させ、前記第１アームセグメントの前記第２の位置から前記第３の位置への回転により、前記第２アームセグメントを前記第２軸と平行のままで、前記キャビネットの背面方向に伸展させる搬送装置と、
前記送り込みコンベア、前記送り出しコンベア、および前記搬送装置の動作を制御する制御システムとを備える保管および払い出しシステム。
【請求項４１】
前記制御システムは、前記第２アームセグメントの端部の横方向移動を阻止するために搬送装置を移動させ、前記第１および第２アームセグメントが移動する際、前記端部を横方向に移動させない請求項４０に記載の保管および払い出しシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は同時係続中の米国特許出願「ＦＯＲＫ  ＢＡＳＥＤ  ＴＲＡＮＳＰＯＲＴ  ＳＴＯＲＡＧＥ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ  ＵＮＩＴ  ＯＦ  ＵＳＥ  ＤＩＳＰＥＮＳＥＲ（薬剤使用単位払い出し装置用のフォーク式搬送保管システム）」（出願番号１０／８９６，４７７、出願日２００４年７月２２日）、および「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ  ＤＩＳＰＥＮＳＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＵＮＩＴ  ＭＥＤＩＣＡＭＥＮＴ  ＰＡＣＫＡＧＥＳ（単位医薬品パッケージの自動払い出しシステム）」（出願番号０９／４５７，２８６、出願日１９９９年１２月８日）に関連するものであり、これらは参照として本明細書に組み込まれる。
（技術分野）
本発明は医薬品払い出しシステムの分野に関する。更に詳細には本発明は、予め包装された医薬品などの製品を自動的に保管し、払い出すシステムに用いるロボットアームであって、棚間隔が狭く収納密度が高い製品棚に適したロボットアームに関する。
【０００２】
（背景技術および同時係続中の出願）
薬剤師が、医薬品や薬剤の正しい使用や取扱いを患者に説明する時間が増えてきている。患者にカウンセリングを行う時間が更に増加するというこの傾向により、医薬品に対する患者の理解が深まり、間違った使用が少なくなってきているが、薬剤師が医薬品を調剤したり払い出したりするための時間が減っている。
【０００３】
米国特許第５，３３７，９１９号（以下「９１９特許」と略す）に記載のシステムなどの自動医薬品払い出しシステムは、薬剤師の処方薬の調剤および払い出しを助け、それによって患者へのカウンセリングの時間を多く持てるようにするために開発されている。「９１９特許」に記載されているシステムは、錠剤やカプセルの形状の医薬品を調合および払い出すのに非常に効率が良いが、より大きな事前包装薬剤の払い出し用には設計されていない。多くの地域では、薬剤師は、大量の事前包装箱および／または瓶の医薬品を払い出しており、現在、これらの品目を手動で探して払い出さなければならないため、薬剤師が患者に対するカウンセリングを行う時間が少なくなってしまう。
【０００４】
事前包装された薬剤を手動で探して払い出す場合のもう１つの問題は、ときどき間違いが起こることである。例えば、たとえ中味の医薬品の強度や量が異なっていても、多数の事前包装された薬剤の箱は、同じように見えてしまう。このため、薬剤師は、時として、間違った箱を探して払い出してしまう。このような間違いが製品を受取る患者に重大な結果をもたらすことは明らかである。
【０００５】
また、薬剤パッケージのいくつかは、それぞれサイズおよび／または形が異なり、機械的装置が個々のパッケージを掴むことは、しばしば困難である。さらに、パッケージを掴む場合、機械的装置は、他のパッケージを乱れさせ、それらの乱されたパッケージを次に取り出すのがさらに困難になる。
【０００６】
製品をより効率的に棚に保管するための自動システムが開発されている。そのような医薬品保管システムとしては、参照として本明細書に組み込まれる同時係続中の米国出願、「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ  ＤＩＳＰＥＮＳＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＵＮＩＴ  ＭＥＤＩＣＡＭＥＮＴ  ＰＡＣＫＡＧＥＳ（単位医薬品パッケージの自動払い出しシステム）」（出願番号０９／４５７，２８６、出願日１９９９年１２月８日）に開示されるものがある。このシステムはコンベアベルトを有する製品搬送装置を備える。搬送装置のコンベアベルトの端部が、例えば、送り込みコンベアベルトの端部に近接して位置決めされ、搬送装置が製品を取得する。送り込みコンベアベルトと搬送装置のコンベアベルトとが同一方向に回転し、製品は送り込みコンベアベルトから搬送装置のコンベアベルトへ搬送され、製品が送り込みベルトの端部に達すると搬送装置コンベアに係合される。このシステムはある種の製品に用いるには有効であるが、細いパッケージに詰められた製品に用いると、１つのベルトから他のベルトへ引き渡すときに狭い隙間が発生し、揺れたり、転覆したりする可能性があるために理想的とはいえない。
【０００７】
さらに、「９１９特許」に開示されているようなシステムは、製品を密に近接して保管するように、棚に製品を保管するのに適していない。「９１９特許」の操作アームおよび挟持フィンガーなどの挟持アーム機構は、棚の上、特に奥行きの深い棚の上まで届いて製品を配置したり取り出したりすることには適していない。例えば、「９１９特許」のアームは、棚の背面方向の部分に製品を配置したり取り出したりするには長さが十分ではない。長さが長い同様のアームを用いて遠い棚に届くようにすることもできるが、そのような設計は、棚に保管できる製品の数を少なくすることになる。リーチの長いアームを操作するには図１に示すように、製品同士を離して保管しなければならず、棚の横方向により広いスペースが必要になる。アームの長さが長くなると、アームの端部が追従する経路の曲率半径が大きくなる。同様に、アームが棚から上に離れて旋回するように作られていると、棚同士を離間して配置し、アームの旋回経路を確保しなければならない。これらのシステムで、操作スペースを増加させると、製品の収納密度が下がり、製品棚間のスペースが広くなり、および／または棚の奥行きが浅くなる。
【０００８】
したがって、先行技術のこれらの制限を克服することのできる改良された医薬品払い出しシステムが求められている。特に、各種の事前包装薬剤箱および／または瓶および他の製品を自動的に保管し、払い出す医薬品払い出しシステムであって、また棚の奥行きを犠牲にすることなく、密に近接して配置され、製品を高密度に収容する棚に製品を保管することにより、棚スペースを有効に使用するシステムが求められている。
【発明の開示】
【０００９】
本発明は上述の問題を解決し、自動医薬品払い出しシステムの分野に顕著な進歩を提供する。特に、本発明は、各種の事前包装された薬剤を保管し、払い出すために構成される医薬品払い出しシステムであって、製品が占める棚の上に届くのに適したロボットアームを有し、一方、操作のための横方向および垂直方向のスペースは非常に少なくてすみ、これによって、製品を互いに密に近接して、密に配置された棚上に保管することができるシステムを提供する。本発明のシステムは、ＳｃｒｉｐｔＰｒｏ  ＬＬＣ  ｏｆ  Ｍｉｓｓｉｏｎ社（Ｋａｎｓａｓ）が製造販売しているＳＰ２００医薬品払い出しシステムなどの自動医薬品払い出しシステムによって事前調剤された瓶または調剤された医薬品の薬瓶（バイアル）を保管し、払い出すために用いることもできる。
【００１０】
１つの実施例では、本発明は、製品を保管し、払い出すシステムにおいて製品を搬送するためのロボットアームを含む。このアームは、弓状の溝を提供する基板と、基板に回転可能に取り付けられた第１アームセグメントと、第２アームセグメントとを備える。第２アームセグメントの第１部分は弓状の経路に摺動可能に係合し、第２部分は第１アームセグメントに回転可能に取り付けられる。第１アームセグメントが第１の位置から第２の位置へ回転するとき、第２アームセグメントはロボットアームの第１軸に実質的に平行な位置からロボットアームの第２軸に実質的に平行な位置に移動する。第１アームセグメントが第２の位置から第３の位置へ回転するとき、第２アームセグメントは第２軸に実質的に平行のままで、基板の縁部を越えて伸展する。ロボットアームは製品と係合するための係合機構を更に含み、この係合機構は第２アームセグメントの第３部分に固定される。
【００１１】
他の実施例では、ロボットアームは、弓状のカム軌道を提供する基板と、基板に固定された第１方位スプロケットと、基板に回転可能に取り付けられた第１アームセグメントと、第１アームセグメントに回転可能に固定された第２アームセグメントと、を備える。第１アームセグメントの第１の位置から第２の位置へ回転により、第２アームセグメントがロボットアームの第１軸に実質的に平行な位置からロボットアームの第２軸に実質的に平行な位置に移動し、第１アームセグメントの第２の位置から第３の位置へ回転により、第２アームセグメントが第２軸に実質的に平行のままで、基板の縁部を越えて伸展するように、カム軌道に追従するためのカム従動子は、第２アームセグメントの第１部分に固定される。
【００１２】
このアームは、第１アームセグメントの第２部分に回転可能に固定された第２方位スプロケットと、第２アームセグメントの第３部分に回転可能に固定され、かつ、第２方位スプロケットに固定された第３方位スプロケットと、製品と係合するプラットホームとを更に備える。プラットホームは第２アームセグメントの第４部分に旋回可能に固定され、第４方位スプロケットに固定して取り付けられている。第１駆動チェーンは第１方位スプロケットおよび第２方位スプロケットをつなぎ、第２駆動チェーンは第３方位スプロケットおよび第４方位スプロケットをつないでいる。
【００１３】
他の実施例では、ロボットアームは第１の弓状の軌道区間と第２の弓状の軌道区間とを有するカム軌道を提供する基板を備え、各軌道部は一定の曲率半径を有する。基準旋回軸は基板に固定され、基板を貫いて伸び、第１方位スプロケットは、基板から離れた、基準旋回軸の端部に固定される。第１アームセグメントの第１端部は、基準旋回軸の基板と第１方位スプロケットとの間に回転可能に取り付けられ、腕旋回軸は第１アームセグメントの第２端部へ回転可能に固定される。
【００１４】
第２アームセグメントは腕旋回軸に回転可能に固定され、また、第２アームセグメントの第１端部に回転可能に固定された、カム軌道に係合して追従するためのカム従動子を含む。第１アームセグメントの第１の位置から第２の位置への回転により、第２アームセグメントがその向きを経路に対して接線方向に保ちつつ、ロボットアームの横軸に実質的に平行な位置からロボットアームの縦軸に実質的に平行な位置に移動する一方、腕旋回軸は湾曲した経路に追従する。前記第１アームセグメントの前記第２の位置から前記第３の位置への回転により、第２アームセグメントは実質的に前記縦軸と平行のままで、前記基板の後縁を越えて伸展する。
【００１５】
第２方位スプロケットは腕旋回軸の上端部に固定される。第３方位スプロケットは腕旋回軸の底端部に固定される。プラットホームは、第２アームセグメントの第２端部に旋回可能に固定され、製品を支持するための複数の歯を備える。第４方位スプロケットはプラットホームに固定して取り付けられる。第１駆動チェーンは第１方位スプロケットおよび第２方位スプロケットをつなぎ、第２駆動チェーンは第３方位スプロケットおよび第４方位スプロケットをつなぐ。電気モータは、基板に固定され、第１アームセグメントに駆動可能に接続される。エンコーダは第１アームセグメントの位置を指示する。
【００１６】
他の実施例では、本発明は製品を保管し、払い出すための保管および払い出しシステムを含む。このシステムは、建物内に据えつける構成および大きさを有する、実質的に囲われたキャビネットと、キャビネット内に据えられた複数の棚とを備える。各棚は少なくとも１つの製品を保持するように構成されている。送り込みコンベアはキャビネット内に保管する製品を受取り、送り出しコンベアはキャビネットから払い出す製品を受取る。
【００１７】
搬送装置は、キャビネットに囲われ、キャビネット内で移動可能である。搬送装置は、キャビネット内に製品を保管またはキャビネットから製品を払い出すために、送り込みコンベアと棚との間、および、棚と送り出しコンベアとの間で製品を搬送する。搬送装置は、第２アームセグメントに回転可能に取り付けられる第１アームセグメントを有するロボットアームを備える。第１アームセグメントの第１の位置から第２の位置への回転により、第２アームセグメントは、アームの第１軸に実質的に平行な位置からアームの第２軸に実質的に平行な位置へ移動する。第１アームセグメントの第２の位置から第３の位置への回転により、第２アームセグメントは、第２軸に実質的に平行なままで、キャビネットの背面方向に伸展する。制御システムが送り込みコンベア、送り出しコンベア、および搬送装置の動作を制御する。
【００１８】
以下に本発明の主な実施態様について、図面を参照して更に詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
先ず、図２から４に本発明の原理を採用する例示的なロボットアームを示し、全体として参照番号１０を付す。アーム１０は、おおまかに言えば、製品を保管し、払い出すシステムの一部として、製品を係合し、搬送する。アーム１０は、おおまかに、基板取り付けブラケット１２と、第１カム軌道区間１６および第２カム軌道区間１８を有する基板１４と、第１端部２２および第２端部２４を有する第１アームセグメント２０と、第１端部２８および第２端部３０を有する第２アームセグメント２６と、モータ３２と、エンコーダ３４と、プラットホーム３６と、を備える。アーム１０の横軸３８および縦軸４０を図３に示す。
【００２０】
ロボットアーム１０の各構成要素は、図５の分解透視図に更に詳細に図示されている。基板取り付けブラケットは、おおまかに言えば、基板１４を製品保管および搬送システム２００の駆動アセンブリ２０２、または他の構造要素に固定する（図６参照）。図示された基板取り付けブラケット１２は、垂直ブラケット部４２および水平ブラケット部４４を備え、ブラケット１２が全体としてＬ字形の断面を呈するように、垂直ブラケット部４２の縁部は水平ブラケット部４４の縁部と一体化して接合される。垂直ブラケット部４２は、垂直ブラケット部４２を駆動アセンブリ２０２に取り付けるための１つまたは複数の孔を提供し、水平ブラケット部４４は、水平ブラケット部４４を基板１４に取り付けるための１つまたは複数の孔を提供する。水平ブラケット部４４は、水平ブラケット部４４を基板１４に案内し、基板１４との位置合わせを確実に行うための複数の柱４６を更に備える。
【００２１】
１つまたは複数の基板取り付けブラケット留め具４８は、基板取り付けブラケット１２を基板１４に固定する。留め具４８は、基板１４の取り付けブラケット留め具受け入れ部５０と水平ブラケット部４４の孔とを貫いて伸びるボルトであることが好ましい。各留め具４８は、留め具４８が基板１４と取り付けブラケット１２に固定されたときに、基板１４の上部表面５２より下に位置する頭部分を有する。これにより、留め具４８は、例えば、第１アームセグメント２０および第２アームセグメント２６の動きを邪魔しない。なお、本発明は、ここに記載および図示した好ましい基板取り付けブラケット１２に限定されるものではなく、例えば、ボルト留め、リベット留め、および／または溶接など任意の手段によって基板１４に固定される、各種の大きさおよび形の、１つまたは複数の取り付けブラケットを含むものである。
【００２２】
基板は、おおまかに言えば、その上にロボットアーム１０の他の構成要素が存在し、さらに、第２アームセグメント２６の動きを案内する基礎を提供する。図示された基板１４は、おおまかには、第１カム軌道区間１６および第２カム軌道区間１８を有するカム軌道と、複数の取り付けブラケット留め具受け入れ部５０と、エンコーダ受け入れ部５４と、モータ受け入れ部５６と、旋回軸受け入れ部５８とを備える。
【００２３】
第１カム軌道区間１６は一定の曲率半径がおよそ３と１／２インチの湾曲した経路をなぞったものであり、第２カム軌道区間１８は一定の曲率半径がおよそ３インチの湾曲した経路をなぞったものである。第１カム軌道区間１６の第１端部６０は、基板１４の前縁部６２からおよそ１と１／４インチに位置し、第１カム軌道区間１６の第２端部６４は前縁部６２からおよそ２と３／４インチに位置する。第２カム軌道区間１８の第１端部６６は、第１カム軌道区間１６の第２端部６４と一致し、第２カム軌道区間の第２端部６８は基板１４の前縁部６２からおよそ５インチに位置する。
【００２４】
おおまかに言えば、カム軌道区間１６、１８は、プラットホーム３６が退縮した位置（図９参照）から伸展した位置（図１９参照）へ、横方向の動きを最小にして移動するように、第２アームセグメント２６の動きを案内する。さらに詳細には、第１アームセグメント２０が第１の位置から第２の位置へ回転するとき、第２アームセグメント２６が、図９に示すロボットアーム１０の横軸３８に実質的に平行で、基板１４の側縁部７０を越えて伸展する位置から、図１６に示すロボットアーム１０の縦軸４０に実質的に平行で、基板１４の後縁部７２を越えて伸展する位置へ移動するように、第１カム軌道区間１６は、第２アームセグメント２６の動きを案内する。第１アームセグメント２０が第２の位置から第３の位置へ回転するとき、第２アームセグメント２６が基板１４の縦軸４０と実質的に向きを合わせたままで、第２アームセグメント２６の第２端部３０が基板１４の後縁部７２を越えて更に遠くに伸展するように、第２カム軌道区間１８は、第２アームセグメント２６を案内する。アームセグメント２０、２６の動きについては後で更に詳細に記載する。
【００２５】
取り付けブラケット留め具受け入れ部５０は、基板取り付けブラケット留め具４８を受け入れ、留め具４８は、基板取り付けブラケット１２の孔に挿入され、ブラケット１２を基板１４に固定する。受け入れ部５０の各々は、留め具４８を所定の位置に固定する際に留め具の頭部を当接させるための窪みのある環状肩部を含み、留め具の頭部は、例えば、第１アームセグメント２０および第２アームセグメント２６の動きを邪魔しないように、基板１４の上部表面５２と同一面またはそれ以下となることが好ましい。柱受け入れ部７４は、基板取り付けブラケット１２を基板１４と適切に位置合わせした位置に保つために、基板取り付けブラケット１２の柱４６と係合する。
【００２６】
旋回軸受け入れ部５８は基準旋回軸７６を受け入れ（詳細は後述する）、基準旋回軸７６を基板１４に対して固定した位置に維持し、第１アームセグメント２０は基準旋回軸７６と係合し、基準旋回軸７６を中心として旋回する。旋回軸受け入れ部５８は窪みのある環状肩部を有し、環状肩部にはブッシュやベアリングアセンブリなどの要素が配置される。旋回軸受け入れ部５８の中心は基板１４の前縁部６２からおよそ４と３／８インチ、側縁部７０からおよそ４と１／８インチに位置する。
【００２７】
エンコーダ受け入れ部５４はエンコーダ３４を受け入れ、エンコーダ３４を基板１４に対して固定した位置に保つ。その際、後で詳述するように、エンコーダギア７８は、基板１４の上部表面５２より上の、第１アームセグメント２０のギア８０に係合するための位置に固定される。４つのエンコーダ留め具受け入れ部が、エンコーダ受け入れ部５４の周囲に等間隔で配置され、ボルトやネジなどのエンコーダ留め具を受け入れる。エンコーダ留め具受け入れ部は取り付けブラケット留め具受け入れ部５０と同様であるが、サイズが小さい。
【００２８】
モータ受け入れ部５６はモータ３２を受け入れ、モータ３２を基板１４に対して固定する位置に保つ。その際、後で詳述するように、モータ３２の駆動ギア８２は、基板１４の上部表面５２より上の、第１アームセグメント２０のギア８０に係合するため位置に固定される。４つのモータ留め具受け入れ部が、モータ受け入れ部５６の周囲に等間隔に配置され、ボルトやネジなどのモータ留め具を受け入れる。なお、本発明はここで記載および図示した好ましい基板１４に限定されるものではなく、例えば、曲率半径が一定でない１つ、または複数のカム軌道区間を有する基板も含む。
【００２９】
第１アームセグメントは、おおまかに言えば、モータ３２の動作に応答して基準旋回軸７６の周りを旋回し、第２アームセグメント２６を第１および第２カム軌道区間１６、１８に沿って移動させる。図示した第１アームセグメント２０は、第１旋回軸受け入れ部８４を有する第１端部２２と、第２旋回軸受け入れ部８６を有する第２端部２４と、第１端部２２に固定されたギア８０とを備える。第１旋回軸受け入れ部８４は、第１アームセグメント２０の上部からギア８０に延在する円筒形の側壁によって定義される。第２旋回軸受け入れ部８６は同様に、円筒形の側壁によって定義され、上側環状肩部と、下側環状肩部（図示されていない）とを備え、それぞれの肩部は、例えば、ブッシュ、ワッシャ、押止ベアリングなどを受け入れるために、側壁内に凹所を作る。第１旋回軸受け入れ部８４の中心は、第２旋回軸受け入れ部８６の中心からおよそ３インチである。ギア８０は、ギア８０内のどこかに等間隔に配置されるギア留め具受け入れ部によってギアをアームセグメント２０に固定する複数のギア留め具を用いて、第１端部２２の底部に固定される。
【００３０】
基準旋回軸は、おおまかに言えば、第１アームセグメント２０を基板１４に旋回可能に固定し、第１アームセグメント２０がその第１端部２２の周りを旋回することを許す。図示された基準旋回軸７６は、第１端部８８と、第２端部９０と、第１端部８８の近くに位置するフランジ９２とを備える。第１端部８８は、フランジ９２が受け入れ部５８の窪みのある環状肩部に当接して受け入れ部５８内に配置されるように、基板１４の上部表面５２から旋回軸受け入れ部５８に挿入される。旋回軸７６は、旋回軸７６の第１端部８８に螺合されるナット９４により所定の位置に固定される。次に、旋回軸７６の第２端部９０上で第１旋回軸受け入れ部８４を摺動させることによって、第１アームセグメント２０は旋回軸７６にはめられる。旋回軸７６周りのアームセグメント２０の動きを案内し、摩擦を低減するために、シールドボールベアリング９６、９８などのベアリング、ブッシュ、またはその他の同様の要素が含まれてもよい。スナップリング１００は、第１アームセグメント２０を旋回軸７６に固定する。第１方位スプロケット１０２は、スプロケット１０２の方位が基板１４に対して固定して維持されるように、旋回軸７６の第２端部９０に固定して取り付けられる。スプロケット１０２の機能は後で詳述する。
【００３１】
第２アームセグメントは、おおまかに言えば、プラットホーム３６を搬送するもので、第１アームセグメント２０によって駆動され、その動きがカム軌道区間１６、１８によって案内される。図示した第２アームセグメント２６は、案内棒１０４を呈する第１端部２８と、第１端部２８近くの第１旋回軸受け入れ部１０６と、第２旋回軸受け入れ部１０８を有する第２端部３０と、第１端部２８に回転可能に固定されるカム軌道従動子１１０と、を備える。第１旋回軸受け入れ部１０６は、円筒形の側壁によって定義され、ブッシュ、ベアリング、または他の同様の要素がはめられる窪みのある環状肩部を提供する。後で詳述するように、第１旋回軸受け入れ部１０６は腕旋回軸１１２を受け入れる。第２旋回軸受け入れ部１０８は、円筒形の側壁によって定義され、ブッシュ、ベアリング、または他の同様の要素がはめられる窪みのある環状肩部を提供し、後で詳述するように、プラットホーム旋回軸１１４を受け入れる。第１旋回軸受け入れ部１０６の中心は、第２旋回軸受け入れ部１０８の中心からおよそ９インチ離間される。アームセグメント２６が基板１４の上部表面５２より上に離間される一方、カム軌道従動子１１０は、案内棒１０４の端部に回転可能に固定され、カム軌道区間１６、１８に係合するために下側に伸びている。アームセグメント２６が基板１４を基準にして移動する際、アームセグメント２６の第１端部は、カム軌道従動子１１０により、軌道区間１６、１８を追従する。
【００３２】
腕旋回軸は、おおまかに言えば、第１アームセグメント２０を第２アームセグメント２６に旋回可能に固定する。図示した旋回軸１１２は、第１端部１１４と第２端部１１６とを有する管状の側壁によって定義される。旋回軸１１２が、おおまかに、フランジ１１８とシャンク１２０とを有する円筒形を呈するように、フランジ１１８は第２端部１１６の近くに配置される。組み立ての際、腕旋回軸１１２の第１端部１１４は、例えば、押止ベアリングや押止ワッシャなどを備える下側腕旋回アセンブリ１２２に挿入される。次に第１端部１１４は第２アームセグメント２６の第１旋回軸受け入れ部１０６の底部に挿入され、フランジ１１８の上部が旋回アセンブリ１２２に当接し、旋回アセンブリ１２２は第１旋回軸受け入れ部１０６の下側環状肩部に当接するようにはめられ、同時に、旋回軸１１２のシャンク１２０は第２アームセグメント２６の上部より上に伸びる。第２方位スプロケット１２４は、ワッシャおよび／またはベアリングを有し、旋回軸１１２の第１端部１１４上を摺動して、第１アームセグメント２０の第２旋回軸受け入れ部８６の上側環状肩部に当接して配置される。第３方位スプロケット１２６は、フランジ１１６の底部に当接するように、旋回軸１１２の第２端部１１６の上に嵌着される。ボルト１２８は第２方位スプロケット１２４、旋回軸１１２、および第３方位スプロケット１２６に挿入され、ナット１３０によって所定の位置に固定される。
【００３３】
なお、本発明は、ここで記載および図示した好ましいアームセグメント２０、２６および旋回軸７６、１１２、１３８に限定されるものではなく、例えば、各種長さおよび各種形状のアームセグメントであって、それらが各種の関節ポイントで、例えば１つまたは複数の球形自在接手を含む各種の方法で相互接続されているものを含む。
【００３４】
プラットホームは、おおまかに言えば、製品と係合し、搬送の間、その製品を保持する。図示したプラットホーム３６は、背板１３２と、背板１３２から伸びる一連の歯１３４とを備える。背板１３２は、プラットホーム３６を第２アームセグメント２６の第２端部３０に旋回可能に固定し、さらに、製品または他の物が接してもよい隔壁を提供する。背板１３２は、後で詳述するように、背板をプラットホーム旋回軸１３８に固定するための孔とボルト１３６を備える。
【００３５】
図示した複数の歯１３４は、実質的に平行であり、単位製品の保管および搬送システム２００の棚２０６（図７参照）の複数の垂直壁２０４の間に適合して離間されている。壁２０４の間かつ製品より下で歯を滑らせ、次に、製品を壁２０４から離して持ち上げるために歯を上昇させることによって、プラットホーム３６が製品と係合するように、製品は壁２０４上に保管されている。このプロセスは図９から１９に図示されている。製品が歯１３４上に載っているとき、アームセグメント２０、２６および／または駆動アセンブリ２０２によってプラットホーム３６を移動させることによって、製品は搬送される。なお本発明は、ここに記載および図示した好ましいプラットホーム３６に限定されるものではなく、例えば、１つまたは複数の製品を挟持する機構を含む。
【００３６】
背板１３２は、プラットホーム旋回軸１３８に固定され、旋回軸１３８は、腕旋回軸１１２の場合と実質的に同様の方法で、第２アームセグメント２６の第２旋回軸受け入れ部１０８に回転可能に固定される。プラットホーム旋回軸１３８は、例えば、押止ベアリング、ブッシュ、および／または他の要素を含む旋回アセンブリ１４０と係合して、回転を案内し、摩擦を低減することができる。第４方位スプロケット１４２および、対応するワッシャおよび／またはベアリングも第２アームセグメント２６より下で旋回軸１３８に接続する。ボルト１４４およびナット１４６は、旋回軸１３８と、旋回アセンブリ１４０と、方位スプロケット１４２と、を第２アームセグメント２６の第２端部３０に固定する。
【００３７】
歯１３４がロボットアーム１０の縦軸４０と向きが一致するように、各種方位スプロケット、１０２、１２４、１２６、１４２はプラットホーム３６を所定の位置に維持するように機能する。第１方位スプロケット１０２は、上述のように、基板１４に対して固定されたままであり、また第４方位スプロケット１４２は、プラットホーム３６に対して固定されている。第２方位スプロケット１２４は、腕旋回軸１１２によって第３方位スプロケット１２６に対して固定されている。第１駆動チェーン１４８は、第２スプロケット１２４が第１スプロケット１０２に対して固定された方位を維持するように、第１および第２方位スプロケット１０２、１２４をつなげる。第２駆動チェーン１５０は、第４スプロケット１４２が第３スプロケット１２６に対して固定された方位を維持するように、第３および第４方位スプロケット１２６、１４２をつなげる。このように、アームセグメント２０、２６が回転する際、第４スプロケット１４２は、第１スプロケット１０２に対して固定された方位を維持する。第１スプロケット１０２が基板１４に対して固定されており、また第４スプロケット１４２がプラットホーム３６に対して固定されているので、アームセグメント２０、２６が回転する際、プラットホーム３６は基板１４に対して固定された方位を維持する。１つまたは複数の駆動チェーンガードを用いて、駆動チェーンを製品や異物などの落下物から保護することもできる。
【００３８】
モータは、おおまかに言えば、第１アームセグメント２０を駆動するための２つの方向のうちの１つの方向にモータ駆動ギア８２を回転させることによって、制御信号に応答する。図示したモータ３２は、モータ駆動ギア８２が基板１４の上部表面５２より上に固定され、第１アームセグメント２０のギア８０と係合するように、複数のモータ留め具によって基板１４に固定されたサーボモータである。電気的接触部は、モータ３２との間で電源と制御信号の送受信を行うための経路を提供する。本発明では各種タイプのモータを用いることができるが、デジタル制御信号で制御されるサーボモータが備える正確さのため、サーボモータはロボットアーム１０に用いるのに特に適している。
【００３９】
エンコーダは、おおまかに言えば、第１アームセグメント２０の現在位置を指示することによって、製品の保管および搬送システム２００（図６参照）の制御システム２０８をロボットアーム１０と連動させる。図示したエンコーダ３４は、絶対ロータリーエンコーダであって、エンコーダギア７８が基板１４の上部表面５２より上に固定され、第１アームセグメント２０のギア８０と係合する一方、エンコーダ３４がおおまかに基板１４より下に配置されるように、複数のエンコーダ留め具によって基板１４に固定される。エンコーダ３４は、エンコーダギア７８の各角度位置に対して、したがって、第１アームセグメント２０の各角度位置に対して、正確でかつ一意の位置の値を割当てることができる。
【００４０】
第１アームセグメント２０が基準旋回軸７６の周りを回転すると、アームセグメント２０のギア８０により、エンコーダギア７８は回転する。これにより、エンコーダ３４は、エンコーダギア７８の位置に従い第１アームセグメント２０の位置を決定し、第１アームセグメント２０の位置を制御システム２０８に報告する。これは、例えば、ロボットアーム１０の稼動開始のために、制御システム２０８が第１アームセグメント２０の位置に関するデータを必要とする起動時などに特に有用である。なお、第１アームセグメント２０および／または第２アームセグメント２６の位置を決定するために用いる方法は、例えば、触覚式、または電子式トリップスイッチなどを含む様々な方法を用いることができることはいうまでもない。
【００４１】
第１カム軌道区間１６および第２カム軌道区間１８の外縁にカム軌道従動子１１０を付勢するために、付勢ばね１５２は用いられる。ばね１５２は、旋回軸受け入れ部５８の近くの基板１４に据えられた第１ばねポスト１５４と、第１旋回軸受け入れ部１０６の近くの第２アームセグメント２６に据えられた第２ばねポスト１５６との間に延在する引張ばねであることが好ましい。付勢ばね１５２は、第２アームセグメント２６を腕旋回軸１１２周りに反時計回りに回すように、第２アームセグメント２６を引っ張る。腕旋回軸１１２は、カム軌道従動子１１０をカム軌道区間１６、１８の外縁に押し付ける。本発明では、カム軌道従動子１１０をカム軌道区間１６、１８の縁に付勢する方法として、例えば、ねじりばねを第２アームセグメント２６に固定し、腕旋回軸１１２に係合させる方法など任意の各種の方法を用いることができる。
【００４２】
ロボットアームアセンブリ１０は、図６から８に示す、薬剤使用単位払い出し装置用の搬送管理システム２００の一部として用いられることが好ましい。この保管システム２００については、米国特許出願「ＦＯＲＫ  ＢＡＳＥＤ  ＴＲＡＮＳＰＯＲＴ  ＳＴＯＲＡＧＥ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ  ＵＮＩＴ  ＯＦ  ＵＳＥ  ＤＩＳＰＥＮＳＥＲ（薬剤使用単位払い出し装置用のフォーク式搬送保管システム）」（出願番号１０／８９６，４７７、出願日２００４年７月２２日、参照として本明細書に組み込まれる）に詳しく記載されている。上述の駆動アセンブリ２０２、棚２０６、および制御システム２０８に加え、保管システム２００は、おおまかに、棚２０６を囲むキャビネット２１０、製品２１４をキャビネット２１０に搬送する送り込みコンベア２１２、およびキャビネット２１０から製品２１４を搬送する送り出しコンベア２１６を備える。駆動アセンブリ２０２は、キャビネット２１０内を移動可能であり、製品２１４を棚２０６と送り込みおよび送り出しコンベア２１２、２１６との間で搬送する。制御システム２０８は、ホストコンピュータ２１８から処方箋を受取るとそれに応答し、コンベア２１２、２１６および駆動アセンブリ２０２の動作を制御する。駆動アセンブリ２０２とロボットアーム１０とは、一緒になって１つの輸送装置を構成する。これらの要素の構成および機能は上述の同時係続中の特許出願に詳しく記載されている。
【００４３】
使用の際、オペレータは、制御システム２０８を用いて、積載のみ、保管のみ、払い出しのみ、払い出しと保管、払い出しと積載、など各種の動作モードから所望のモードを選択する。積載のみの動作モードでは、システム２００は、キャビネット２１０内で保管する製品２１４を受取り、それらの製品を送り込みコンベア２１２の上に保持する。保管のみの動作モードでは、システムは、製品を送り込みコンベア２１２から取り出し、それらの製品を棚２０６の上に配置する。払い出しのみの動作モードでは、ホストコンピュータ２１８から処方箋を受取ると、システム２００は、それに応答して、棚２０６から製品をとり、それらの製品を送り出しコンベア２１６の上に載せる。払い出しと保管の動作モードでは、製品の保管の前に製品の払い出しが行われる。システム２００が払い出す処方箋を有する場合、調剤可能な処方箋のすべてに応答して、製品２１４の払い出しを実行する。保管中に処方箋がきた場合、保管を延期し、その処方箋が調剤される。払い出しと積載との動作モードでは、システム２００は、積載に駆動アセンブリ２０２を用いる必要がないので、払い出しと積載を同時に行う。保守モードでは、オペレータはキャビネット２１０から製品を選択的に除去したりすることができる。
【００４４】
次に、図９から１９を参照する。ロボットアーム１０が退縮した位置から伸展した位置へ伸展するところが図示されている。退縮した位置から伸展した位置へ移動する際のアーム１０の動きは、図９から１６に示す第１伸展段階と、図１６から１９に示す第２伸展段階の２つの段階に分けることができる。図９は、完全に退縮した位置にあるロボットアーム１０を示している。退縮した位置では、第１アームセグメント２０は基板１４の縦軸４０に実質的に平行な第１の位置にあり、アームセグメント２０の第２端部２４は基板１４の前縁部６２の近くにある。第２アームセグメント２６は基板１４の横軸３８に実質的に平行であり、アームセグメント２６の第２端部３０は基板１４の側縁部７０を越えて伸展している。歯１３４が縦軸４０に実質的に平行であり、かつ、第２アームセグメント２６に直角であり、かつ、背後方向を指すように、プラットホーム３６は配置されている。カム軌道従動子１１０は、第１カム軌道区間１６の第１端部６０の近くに配置されている。
【００４５】
ロボットアーム１０は、アイドル状態の間、および、製品棚からまたは製品棚に製品を搬送している間、退縮した位置を維持する。なお、アーム１０が退縮した位置にあるときは、縦方向の動作空間をほとんど必要としない、すなわち、縦軸４０の方向の動作空間をほとんど必要としないことはいうまでもない。アーム１０の動作に必要なスペースがよりすくなくなるので、ユーザはより多くのスペースを製品棚（すなわち、より奥行きのある棚）として使うことができる、またはキャビネット２１０全体の奥行きを低減することができる。
【００４６】
特に図９から１６を参照すると、第１伸展段階の間、第１アームセグメント２０は、第１の位置から、横軸３８と実質的に平行な第２の位置まで、反時計回りにおよそ９０度回転する。これによって、第２アームセグメント２６のカム軌道従動子１１０が第１カム軌道区間１６の第１端部６０から第２端部６４まで追従するように、第２アームセグメント２６は回転する。モータ駆動ギア８２が時計回りに回転するようにモータ３２が作動するとき、アームセグメント２０、２６は、このように回転する。駆動ギア８２により、第１アームセグメント２０は、基準旋回軸７６周りを反時計回りに回転する。第１アームセグメント２０が回転するとき、カム軌道従動子１１０が第２アームセグメント２６の第１端部２８の動きを案内すると同時に、第２アームセグメント２６は、第１アームセグメント２０とともに回転する。
【００４７】
好ましい実施例では、図からわかるように、第２アームセグメント２６が第１アームセグメント２０に対して直角を維持するように、第１カム軌道区間１６は第２アームセグメント２６を案内する。第１アームセグメント２０が回転すると、第２アームセグメント２６は、横軸３８（図９参照）に実質的に平行な位置から、縦軸４０（図１６参照）に実質的に平行な位置まで移動する。アーム伸展の第１段階の間の、第２アームセグメント２６の動きは、第２アームセグメント２６の点（この場合、腕旋回軸１１２に対応する）が湾曲した経路に追従し、同時にアームセグメント２６が湾曲した経路の接線方向にあると、別の方法で、説明することもできる。この場合、湾曲した経路は、第１アームセグメント２０が基準旋回軸７６の周りを旋回する際の、第１アームセグメント２０の第２端部２４の動きによって定義される一定の半径の弧に対応する。図からわかるように、アーム１０が第１伸展段階を通過する際、第２アームセグメント２６は、プラットホーム３６の両側に配置された製品を邪魔しない。
【００４８】
本発明は上述した基板およびアームセグメントに限定されるわけではなく、各種の大きさ、形状、および／または機能を有するアームセグメントを含む。本発明は、例えば、アーム伸展の第１段階の間、第１アームセグメントに直角でなく、アーム伸展の第２段階の間、縦軸に実質的に平行でない第２アームセグメントも含む。
【００４９】
図１６から１９を参照すると、第２伸展段階の間、第１アームセグメント２０は第２の位置から第３の位置へ反時計回りにおよそ４５度回転し、第２端部２４は基板１４の後縁部７２を越えて伸展する。これによって、第２アームセグメント２６のカム軌道従動子１１０が第２カム軌道区間１８の第１端部６６から第２端部６８まで追従するように、第２アームセグメント２６は移動する。このようにアームセグメント２０、２６が回転する際、第２アームセグメント２６は、縦軸４０に実質的に平行な向きのままで、基板１４の側縁部７０から離れ、プラットホーム３６が基板１４から離れて図１９に示される完全に伸展した位置に向かって移動するように、基板１４の後縁部７２を越えて伸展する。第２段階の間、プラットホーム３６は、基板１４から離れ、キャビネット２１０の背面かつ製品２１４の下方に移動する。プラットホーム３６が製品２１４の下方に位置したならば、プラットホーム３６を持ち上げ製品２１４と係合させるために、駆動アセンブリ２０２は、アーム１０を上方、またはキャビネット２１０の上部方向に持ち上げる。製品２１４をプラットホーム３６上に載せたまま、アーム１０は、製品棚２０６の垂直壁２０４から立ち去るために退縮してもよく、駆動アセンブリ２０２は、アーム１０を、垂直、横、および／または水平方向に動かし、製品２１４を新しい位置に搬送することができる。
【００５０】
第１および第２伸展段階の間、プラットホーム３６は、歯１３４が縦軸４０に実質的に平行であるように、方位を維持する。各種方位スプロケット１０２、１２４、１２６、１４２および駆動チェーン１４８、１５０は、上述のように、協働して、歯１３４の背面への方位を維持する。なお、アーム１０の好ましい使用方法において、プラットホーム３６が背面方向かつ製品の下方に移動する際、複数の歯１３４を複数の垂直壁２０４の間の隙間と一線上に合わせるために、歯１３４の方位が背面方向を向いていることは必須である。なお、第２アームセグメント２６およびプラットホーム３６の横方向動作スペースを最小とすることにより、製品は互いに近接して保管され、したがって、製品をより密度高く詰め込むことができる。
【００５１】
さらに、図９から１９よりわかるように、アームセグメント２０、２６が退縮した位置から伸展した位置へ移動する間、プラットホーム３６は横方向に移動しないので、プラットホーム３６の複数の歯１３４は、棚２０６の複数の垂直壁２０４の間に適合している。これは、システム２００に実装する、駆動アセンブリ２０２がプラットホーム３６の全ての横方向移動を阻止するよう、コンピュータに命令する制御ソフトウエアによって実現される。例えば、ロボットアーム１０が図９から１６に示される第１伸展段階を実行する際、プラットホーム３６は基板１４を基準として、縦軸４０の方向に移動する。プラットホーム３６の横方向移動を阻止するため、駆動アセンブリ２０２は、プラットホームが正味横方向に動かないように、基板１４をプラットホーム３６の横方向の動きと反対の方向に動かす。
【００５２】
第２アームセグメント２６のカム軌道従動子１１０が第１カム軌道区間１６の第１端部６０までカム軌道に追従するように、第１アームセグメント２０が時計回りに回るとき、アーム１０は伸展した位置から退縮した位置に退縮する。これは、駆動ギア８２が反時計回りに回転するように、モータ３２を作動させることによって達成される。アーム１０が退縮する際の動きは、アーム１０が退縮した位置から伸展した位置へ伸展する際の動きと実質的に反対の動きであり、したがって、詳述は省略する。
【００５３】
以上本発明の好ましい実施態様について記載してきたが、新規として特許証による保護を希望する請求項は以下のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、先行技術のロボットアームの平面図である。
【図２】図２は、本発明の好適実施態様に従って構成されたロボットアームの透視図である。
【図３】図３は、図２のロボットアームの平面図である。
【図４】図４は、図２のロボットアームの側面図である。
【図５】図５は、図２のロボットアームの分解透視図である。
【図６】図６は、図２のロボットアームと共に用いるのに適した薬剤使用単位の搬送および保管システムの透視図である。
【図７】図７は、図２のロボットアームの平面図であり、アームが図６の搬送および管理システムの棚に位置合わせされ、棚の上に配置される製品を運んでいる図である。
【図８】図８は、図７のロボットアーム、製品および棚の側面図である。
【図９】図９は、図２のロボットアームが退縮した位置にある平面図であり、アームのプラットホームが図６の搬送および保管システムと位置合わせされている。
【００５５】
【図１０】図１０は、図９のロボットアームおよび棚の平面図であり、アームが図９の退縮した位置と、図１９の伸展した位置との間の第１中間位置にあり、アームのプラットホームが棚にある製品と係合するために棚と位置合わせされている。
【図１１】図１１は、図９のロボットアームおよび棚の平面図であり、アームが図９の退縮した位置と、図１９の伸展した位置との間の第２中間位置にあり、アームのプラットホームが棚にある製品と係合するために棚と位置合わせされている。
【図１２】図１２は、図９のロボットアームおよび棚の平面図であり、アームが図９の退縮した位置と、図１９の伸展した位置との間の第３中間位置にあり、アームのプラットホームが棚にある製品と係合するために棚と位置合わせされている。
【図１３】図１３は、図９のロボットアームおよび棚の平面図であり、アームが図９の退縮した位置と、図１９の伸展した位置との間の第４中間位置にあり、アームのプラットホームが棚にある製品と係合するために棚と位置合わせされている。
【図１４】図１４は、図９のロボットアームおよび棚の平面図であり、アームが図９の退縮した位置と、図１９の伸展した位置との間の第５中間位置にあり、アームのプラットホームが棚にある製品と係合するために棚と位置合わせされている。
【００５６】
【図１５】図１５は、図９のロボットアームおよび棚の平面図であり、アームが図９の退縮した位置と、図１９の伸展した位置との間の第６中間位置にあり、アームのプラットホームが棚にある製品と係合するために棚と位置合わせされている。
【図１６】図１６は、図９のロボットアームおよび棚の平面図であり、アームが図９の退縮した位置と、図１９の伸展した位置との間の第７中間位置にあり、アームのプラットホームが棚にある製品と係合するために棚と位置合わせされている。
【図１７】図１７は、図９のロボットアームおよび棚の平面図であり、アームが図９の退縮した位置と、図１９の伸展した位置との間の第８中間位置にあり、アームのプラットホームが棚にある製品と係合するために棚と位置合わせされている。
【図１８】図１８は、図９のロボットアームおよび棚の平面図であり、アームが図９の退縮した位置と、図１９の伸展した位置との間の第９中間位置にあり、アームのプラットホームが棚にある製品と係合するために棚と位置合わせされている。
【図１９】図１９は、図９のロボットアームおよび棚の平面図であり、アームが伸展した位置にあり、プラットホームが棚の製品の下方に位置している。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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