(57)【要約】【課題】ピックの際に廃棄物選別マニピュレータの損傷等を回避すること。【解決手段】廃棄物選別マニピュレータは、作業領域内で選別されるべき１つ以上の廃棄物と相互作用するグリッパアセンブリ；該グリッパアセンブリを該作業領域に対して運動させるための少なくとも１つのサーボ；及び、該少なくとも１つのサーボと該グリッパアセンブリとの間の相対運動を可能にするための、該少なくとも１つのサーボと該グリッパアセンブリとの間に取り付けられた少なくとも１つのスライド可能連結器を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業領域内で選別されるべき１つ以上の廃棄物と相互作用するグリッパアセンブリ；
該グリッパアセンブリを該作業領域に対して運動させるための少なくとも１つのサーボ；及び
該少なくとも１つのサーボと該グリッパアセンブリとの間の相対運動を可能にするための、該少なくとも１つのサーボと該グリッパアセンブリとの間に取り付けられた少なくとも１つのスライド可能連結器
を含む、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項２】
請求項１に記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記少なくとも１つのサーボは作業領域の上方における前記グリッパアセンブリの高さを変更するよう構成されたサーボであること
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記少なくとも１つのサーボは、前記作業領域の面に対し垂直な方向において前記グリッパアセンブリを運動させること
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記グリッパアセンブリは前記作業領域の面に対し垂直な方向において前記少なくとも１つのサーボに対し相対的にスライドすること
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記少なくとも１つのスライド可能連結器は、前記グリッパアセンブリが前記少なくとも１つのサーボに向かう方向において収縮力閾値を超える力を受けると、収縮すること
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記少なくとも１つのスライド可能連結器は、前記グリッパアセンブリが前記少なくとも１つのサーボから離れる方向において伸長力閾値を超える力を受けると、伸長すること
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項７】
請求項１〜４の何れかを引用する請求項５を引用する請求項６に記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記収縮力閾値は前記伸長力閾値より小さいこと
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記少なくとも１つのスライド可能連結器の収縮の速度は、該少なくとも１つのスライド可能連結器の伸長の速度よりも大きいこと
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記少なくとも１つのスライド可能連結器は、前記グリッパアセンブリに連結された第１部分と、前記少なくとも１つのサーボに連結された第２部分を含むこと
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項１０】
請求項９に記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記第１部分と前記第２部分は、１０ｃｍ〜５０ｃｍの距離にわたって互いに対し相対的にスライドするよう構成されていること
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記第１部分はロッドであり、前記第２部分は該ロッドを受容するための中空スリーブであること
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記第１部分と前記第２部分の間にシールが形成されていること
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記少なくとも１つのスライド可能連結器は方向切換え式のボールバルブを含み、該ボールバルブは、該少なくとも１つのスライド可能連結器が収縮されるとき、前記中空スリーブからエアを逃すよう構成されていること
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れかに記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記グリッパアセンブリを前記作業領域の方へ動かすアクチュエータが設けられており、該アクチュエータは前記少なくとも１つのスライド可能連結器に連結されていること
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記少なくとも１つのスライド可能連結器は前記アクチュエータの一部を含むこと
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記アクチュエータは前記少なくとも１つのスライド可能連結器と前記少なくとも１つのサーボの間に連結されていること
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項１７】
請求項１４〜１６の何れかに記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記アクチュエータはニューマチック式アクチュエータであること
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項１８】
請求項１４〜１７の何れかに記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記アクチュエータと前記グリッパアセンブリは同じ長手軸に沿って実質的に整列されていること
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項１９】
請求項１〜１８の何れかに記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記マニピュレータは前記グリッパアセンブリが物体に係合したことを決定するための少なくとも１つのセンサを含むこと
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項２０】
請求項１９に記載の廃棄物選別マニピュレータであって、
前記少なくとも１つのセンサは前記グリッパアセンブリの加速度、速度又は位置の変化を検出するよう構成されていること
を特徴とする、廃棄物選別マニピュレータ。
【請求項２１】
フレーム、及び、
請求項１〜２０の何れかに記載の廃棄物選別マニピュレータ
を含み、
該マニピュレータは運動可能に該フレームに取り付けられており、及び、該マニピュレータは作業領域内で運動可能であること
を特徴とする、廃棄物選別ロボット。
【請求項２２】
請求項２１に記載の廃棄物選別ロボットであって、
該廃棄物選別ロボットは廃棄物選別ガントリロボットであり、前記フレームはガントリフレームであること
を特徴とする、廃棄物選別ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は廃棄物を選別するための廃棄物選別ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物管理産業では、産業及び家庭廃棄物は、有用な成分を回収及びリサイクルするために選別されることが増えている。各タイプの廃棄物、ないしは廃棄物の「フラクション」は異なる用途及び価値を有し得る。廃棄物は、選別されない場合、最終的には埋め立てられたり焼却されたりされることが多いが、これらは不所望の環境的及び経済的影響を及ぼす。
【０００３】
廃棄物の処理及び処分は時間がかかりかつ特殊な装置を要するので、産業廃棄物は廃棄物管理センタへ引き渡されるであろう。これに応じて、廃棄物管理センタは極めて貴重かつ有用なフラクションを回収するために廃棄物を選別するであろう。例えば、産業廃棄物は混在する木材及び金属フラクション（他のフラクションも）含むであろうが、選別された木材及び金属フラクションは再利用され、リサイクル業者に販売され得る。実質的に均質なフラクションに選別された廃棄物はリサイクル業者にとってより望ましくかつ経済的である。これが、新たな製品及び材料へとリサイクルされる前に材料のより少ない処理が要求される理由である。
【０００４】
家庭及び産業廃棄物を異なる方法で選別することが知られている。何年もの間、廃棄物はコンベアベルト上で手作業で選別されていた。しかしながら、廃棄物を手作業で選別することは、選別されるべき産業又は家庭廃棄物のタイプに応じて人間の選別作業員にとって煩雑かつ危険であり得る。更に、人間の選別作業員を使用する廃棄物選別プラントの中には、選別される廃棄物の生産量を増大するために多数のシフト（交替勤務）を要求するものもある。
【０００５】
廃棄物選別の安全性及び生産量を改善するための１つのアプローチは廃棄物選別の１つ以上のアスペクトを自動化することである。自動化は物理的物体と相互作用するためのマニピュレータへ制御及び運動指令を送信するコントローラを含み得る。マニピュレータへの制御指令を送信するコントローラ（と）の組み合わせは「ロボット」とも称され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＩＮ １９０６２８ Ｂ
【特許文献２】ＵＳ ２００３０１４５６７４ Ａ１
【特許文献３】ＧＢ ２３５４７５２ Ａ
【特許文献４】ＤＥ ４４４０７４８ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そのようなロボット型廃棄物選別システムの１つは、選別されるべき物体を移動するコンベアベルトの上方に懸架された「デルタ（delta）」ロボットである。コンベアベルトはデルタロボットの下方かつデルタロボットの作業領域内を通過する。ロボットの作業領域（面積）（working area）とは、ある表面上の領域であって、その内部においてロボットが物体に到達しかつ物体を操作することができる領域（面積）である。作業容積（working volume）とは、その内部においてロボットが物体を動かしかつ操作することができる物理的空間である。作業容積は、ロボットが物体を操作できる作業領域上の高さによって決定される。作業容積／領域はコンベアベルトの表面の部分ではないシュートも含み得る。
【０００８】
デルタロボットはサーボハウジングと複数のアームを含み、これらのアームは、当該アームを動かすための１つ以上のサーボに結合されている。アームは、マニピュレータに連結されているベースまでサーボハウジングから下方へ延伸する。アームはユニバーサルジョイントを介してベースに結合されている。
【０００９】
デルタロボットは小さくて軽い物体の摘まみ取りには比較的効果的であり得るが、デルタロボットは重い物体の持ち上げには好適ではない。更に、マニピュレータはサーボハウジングから懸架されているため、サーボはマニピュレータと物体を動かすために十分なパワーを有する必要がある。これは、デルタロボットに連結されるマニピュレータは、デルタロボットの最大持ち上げ能力を大きくするためには、可及的に軽量でなければならないことを意味する。
【００１０】
不利なことに、デルタロボットのための作業容積の大きさは作業スペースの幅にわたって変化する。とりわけ、作業容積は、反転した（頂部を下方に向けた）コーンの形状を有し、マニピュレータがサーボハウジングから離れて動くほどより狭くなる。このことは、実用上、デルタロボットはコンベアベルトの幅にわたり同じ高さにある物体を操作することができないこと、及び、デルタロボットは幅の狭いコンベアベルトを用いた作業にのみ好適であることを意味する。これは、複数の物体が積み重ねられていると物体を特定し摘まみ取ることがより困難になり得るため、問題であり得る。このため、廃棄物選別のためにデルタロボットを用いる場合、デザインの選択や用途が制限され得る。
【００１１】
デルタロボットは格別には頑丈ではなく、デルタロボットのユニバーサルジョイントは摩耗や誤作動に格別に敏感である。デルタロボットの他の考慮事項は、１つ以上のアームの運動が他のアームの運動を引き起こすことである。このため、デルタロボットのマニピュレータが動かされるとき各アームは動かなければならないので、デルタロボットが運動するときは常に、制御指令が各サーボへ送信されなければならない。デルタロボットの複数のアームを動かすための非線形的制御指令は、作業領域／作業容積内でデルタロボット制御し動かすために要求されるコンピュータ処理が増大することを意味する。
【００１２】
廃棄物の自動選別のための他の既知のロボットとしては「ガントリ」ロボットがある。ガントリロボットは、床に結合するフレームないしガントリと、コンベアベルトのような作業領域の上方のブリッジとを含む。ガントリは、マニピュレータと該マニピュレータが掴持する物体の質量を支える。ガントリロボットは、直線で（例えばリニアに）運動する１つ以上の制御軸を含む。通常は、ガントリロボットの制御軸は互いに対し直角に配されている。
【００１３】
ガントリロボットは、コンベアベルトから物体を摘まみ取り、摘まみ取った物体をシュート内に落下させる。シュートは、廃棄物の特定のフラクションを受容するための収容器又は他のコンベアベルトと連通する開口を含む。摘まみ取られ収容器内に又は他のコンベアベルト上に配された物体は、次いで、廃棄物処理のための他の場所又は工程へ移動されることもある。これは、ある特定の廃棄物フラクションの摘まみ取られた物体は対応するシュート内へ落下されることを意味する。既知のガントリロボットは、複数の異なるフラクションを受容するための矩形の作業スペースの４つのコーナーに配置された４つ以上のシュートを有する。
【００１４】
これらの自動選別ロボットシステムの問題は、マニピュレータがＺ軸においてコンベアに向かって移動するとき、マニピュレータはコンベアベルト又は選別されるべき物体に対し過大な力を及ぼし得ることである。これは、物体を破壊して成功ピック（成功した摘まみ取り）の可能性を低下したり、コンベアベルト又はマニピュレータを損傷したりし得る。
【００１５】
本発明の実施形態は上記の問題に対処することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一視点により、廃棄物選別マニピュレータが提供される。該廃棄物選別マニピュレータは、作業領域内で選別されるべき１つ以上の廃棄物と相互作用するグリッパアセンブリ；該グリッパアセンブリを該作業領域に対して運動させるための少なくとも１つのサーボ；及び、該少なくとも１つのサーボと該グリッパアセンブリとの間の相対運動を可能にするための、該少なくとも１つのサーボと該グリッパアセンブリとの間に取り付けられた少なくとも１つのスライド可能連結器を含む。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
【００１８】
本発明の一視点によれば、廃棄物選別マニピュレータは、作業領域内で選別されるべき１つ以上の廃棄物と相互作用するグリッパアセンブリ；該グリッパアセンブリを該マニピュレータと該作業領域の間に関して運動させるための少なくとも１つのサーボ；及び、該少なくとも１つのサーボと該グリッパアセンブリとの間の相対運動を可能にするための、該少なくとも１つのサーボと該グリッパアセンブリとの間に取り付けられた少なくとも１つのスライド可能連結器を含む。
【００１９】
これは、スライド可能連結器は、マニピュレータが例えばコンベアベルトに向かって下方へ急速に下降する際に、マニピュレータ及び廃棄物選別ロボットの他の部分を損傷から保護することを意味する。
【００２０】
任意的に、少なくとも１つのサーボは作業領域の上方におけるグリッパアセンブリの高さを変更するよう構成されたサーボである。任意的に、少なくとも１つのサーボは、作業領域の面に対し垂直な方向においてグリッパアセンブリを運動させる。任意的に、グリッパアセンブリは作業領域の面に対し垂直な方向において少なくとも１つのサーボに対し相対的にスライドする。これは、スライド可能連結器は、マニピュレータがＺ軸において急速に下降するとき、マニピュレータがコンベアと衝突することから保護することを意味する。
【００２１】
任意的に、少なくとも１つのスライド可能連結器は、グリッパアセンブリが少なくとも１つのサーボに向かう方向において収縮力閾値を超える力を受けると、収縮する。任意的に、収縮力閾値は極めて小さく、そのため、スライド可能連結器は、グリッパアセンブリが任意の物体又は廃棄物選別ロボットの他の部分に物理的に係合すると、収縮する。
【００２２】
任意的に、少なくとも１つのスライド可能連結器は、グリッパアセンブリが少なくとも１つのサーボから離れる方向において伸長力閾値を超える力を受けると、伸長する。任意的に、収縮力閾値は伸長力閾値より小さい。これは、スライド可能連結器は伸長するよりもより容易に収縮することを意味する。グリッパアセンブリがＺ軸において上昇されている場合、スライド可能連結器は、グリッパアセンブリが持ち上げられる前には、伸長しないであろう。これにより、スライド可能連結器が完全に伸長したときの突然のがたつき（痙攣的：jerky）運動が回避される。
【００２３】
任意的に、少なくとも１つのスライド可能連結器の収縮の速度は少なくとも１つのスライド可能連結器の伸長の速度よりも大きい。これは、スライド可能連結器は緩衝効果（作用）を提供すること、グリッパアセンブリは、マニピュレータの運動の仕方如何に拘わらず、痙攣的運動を経験しないことを意味する。
【００２４】
任意的に、少なくとも１つのスライド可能連結器は、グリッパアセンブリに連結された第１部分と、少なくとも１つのサーボに連結された第２部分を含む。任意的に、第１部分又は第２部分に取り付けられるベアリングが設けられる。任意的に、第１部分又は第２部分に取り付けられたベアリングは第１部分又は第２部分の他方に対してスライド可能に係合する。任意的に、第１部分と第２部分は、１０ｃｍ〜５０ｃｍの距離にわたって互いに対し相対的にスライドするよう構成されている。
【００２５】
任意的に、第１部分はロッドであり、第２部分は該ロッドを受容するための中空スリーブである。任意的に、第１部分と第２部分の間にシールが形成されている。任意的に、少なくとも１つのスライド可能連結器は方向切換え式のボールバルブ（directional ball valve）を含み、ボールバルブは、少なくとも１つのスライド可能連結器が収縮されるとき、中空スリーブからエアを逃すよう構成されている。かくして、スライド可能連結器はニューマチック式緩衝器でもある。スライド可能連結器がボールバルブを使用すること及びエアの通空スリーブの出入りの選択的制御により、スライド可能連結器の伸縮速度は制御される。
【００２６】
任意的に、マニピュレータはグリッパアセンブリが物体に係合したことを決定するための少なくとも１つのセンサを含む。任意的に、少なくとも１つのセンサはグリッパアセンブリの加速度、速度又は位置の変化を検出するよう構成されている。これは、グリッパアセンブリは、グリッパアセンブリが物体又はコンベアベルトに係合すると、Ｚ軸における運動を停止するよう制御可能であることを意味する。スライド可能連結器はサーボを停止するための待ち時間を意味する（に相当する）距離にわたってスライドするが、これは、スライド可能連結器は、サーボがグリッパアセンブリの運動を停止する前は、完全には収縮しないことを意味する。
【００２７】
任意的に、グリッパアセンブリを作業領域の方へ動かすアクチュエータが設けられており、該アクチュエータは少なくとも１つのスライド可能連結器に連結されている。任意的に、アクチュエータは少なくとも１つのスライド可能連結器と少なくとも１つのサーボの間に連結されている。任意的に、少なくとも１つのスライド可能連結器はアクチュエータの一部を含む。任意的に、アクチュエータはニューマチック式アクチュエータである。任意的に、アクチュエータとグリッパアセンブリは同じ長手軸に沿って実質的に整列されている。
【００２８】
本発明の他の視点では、廃棄物選別ロボットは、フレーム；及び、上記の何れかの実施形態に応じた廃棄物選別マニピュレータを含み、マニピュレータは運動可能にフレームに取り付けられており、及び、マニピュレータは作業領域内で運動可能である。
【００２９】
任意的に、廃棄物選別ロボットは廃棄物選別ガントリロボットであり、フレームはガントリフレームである。
【００３０】
多様な他の視点及び更なる実施形態も以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲において添付の図面を参照して説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】廃棄物選別ガントリロボットの一例の模式的斜視図。
【図２】廃棄物選別ガントリロボットの他の一例の模式的斜視図。
【図３】廃棄物選別ガントリロボットの一例の正面断面視の模式図。
【図４】グリッパアセンブリの一例の模式的断面図。
【図５ａ】グリッパアセンブリの他の一例の模式的断面図。
【図５ｂ】図５ａのグリッパアセンブリのＡ−Ａ線断面図。
【図５ｃ】グリッパアセンブリの他の一例の断面図。
【図５ｄ】グリッパアセンブリの他の一例の断面図。
【図６】グリッパアセンブリとマニピュレータの一例の模式的正面図。
【図７】グリッパアセンブリとマニピュレータの一例の模式的正面図。
【図８】グリッパアセンブリとマニピュレータの一例の模式的正面図。
【図９】グリッパアセンブリとマニピュレータの一例の模式的正面図。
【実施例】
【００３２】
図１は廃棄物選別ロボット１００の一例を模式的に斜視図で示す。ある実施形態では、廃棄物選別ロボット１００は廃棄物選別ガントリロボット１００であり得る。他の実施形態では、他のタイプの廃棄物選別ロボットが使用可能である。簡潔にするために、廃棄物選別ガントリロボットを参照して実施形態を説明するが、ロボットアーム又はデルタロボットのような他のタイプのロボットも可能である。
【００３３】
ある実施形態では、廃棄物選別ロボット１００はスカラ（Selective Compliance Assembly Robot Arm：ＳＣＡＲＡ）である。廃棄物選別ＳＣＡＲＡ１００は廃棄物選別ガントリロボットのようにＸ、Ｙ及びＺ面で運動可能であるが、アーム末端ツール、例えばグリッパアセンブリ１３２を回転するために、Ｚ面の端部でシータ（θ）軸における運動を含むことも可能である。ある実施形態では、廃棄物選別ロボット１００は、Ｚ軸の周りで回転するインナーリンクアーム（不図示）を含む４軸ＳＣＡＲＡロボット１００である。インナーリンクアームは、Ｚ肘関節（不図示）の周りで回転するアウターリンクアーム（不図示）に結合されている。Ｚ肘関節は、上下に運動し、更にＺ軸の周りで回転する手首軸（不図示）に結合されている。ある実施形態では、廃棄物選別ＳＣＡＲＡ１００は、直線Ｚ運動を第２軸として有する代替的構成を含む。
【００３４】
簡潔化のために、廃棄物選別ガントリロボット１００を参照して実施形態を説明するが、上述の他のタイプのロボットは何れも廃棄物選別ガントリロボット１００の代わりに又はそれに付加して使用可能である。
【００３５】
ある実施形態では、廃棄物選別ロボット１００はスカラ（Selective Compliance Assembly Robot Arm：ＳＣＡＲＡ）である。廃棄物選別ＳＣＡＲＡ１００は廃棄物選別ガントリロボットのようにＸ、Ｙ及びＺ面で運動可能であるが、アーム末端ツール、例えばグリッパアセンブリ１３２を回転するために、Ｚ面の端部でシータ（θ）軸における運動を含むことも可能である。ある実施形態では、廃棄物選別ロボット１００は、Ｚ軸の周りで回転するインナーリンクアーム（不図示）を含む４軸ＳＣＡＲＡロボット１００である。インナーリンクアームは、Ｚ肘関節（不図示）の周りで回転するアウターリンクアーム（不図示）に結合されている。Ｚ肘関節は、上下に運動し、更にＺ軸の周りで回転する手首軸（不図示）に結合されている。ある実施形態では、廃棄物選別ＳＣＡＲＡ１００は、直線Ｚ運動を第２軸として有する代替的構成を含む。
【００３６】
簡潔化のために、廃棄物選別ガントリロボット１００を参照して実施形態を説明するが、上述の他のタイプのロボットは何れも廃棄物選別ガントリロボット１００の代わりに又はそれに付加して使用可能である。
【００３７】
廃棄物選別ガントリロボットは、物理的物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃと相互作用するためのマニピュレータ１０４へ制御指令及び運動指令を送信するためのコントローラ１０２を含む。マニピュレータへ制御指令を送信するコントローラの組み合わせは「ロボット」と称することも可能である。コントローラ１０２はマニピュレータ１０４から遠隔して位置し、キャビネット（不図示）に収容されている。他の実施形態では、コントローラ１０２はマニピュレータ及び／又はガントリフレーム１２０と一体的に構成可能である。
【００３８】
マニピュレータ１０４は作業領域１０８に入る物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃに物理的に係合し、動かす。マニピュレータ１０４の作業領域１０８とは、その内部においてマニピュレータ１０４が物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃに到達し、相互作用できる領域である。図１に示される作業領域１０８は、明確さのために、コンベアベルト１１０上に投影されて示されている。マニピュレータ１０４は、作業領域１０８の上方において可変の高さで運動するよう構成されている。このようにして、マニピュレータ１０４は、ロボットが物体を操作することができる作業領域１０８の上方の高さで定義される作業容積の内部で運動するよう構成される。マニピュレータ１０４は、物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃに対する相対運動を引き起こす１つ以上のコンポーネントを含む。マニピュレータ１０４については以下において更に詳細に説明する。
【００３９】
物理的物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃはコンベアベルト１１０によって作業領域１０８へと移動される。コンベアベルト１１０の進行経路は作業領域１０８と交差している。これは、コンベアベルト１１０上で動いている何れの物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃも作業領域１０８を通過すること意味する。コンベアベルト１１０は、連続ベルトであるか、又は、重なり部分（複数）から形成されるコンベアベルトであり得る。コンベアベルト１１０は、単一のベルトであるか、又は代替的に、複数の隣接する運動ベルトであり得る。
【００４０】
他の実施形態では、物理的物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃは他の搬送手段を介して作業領域１０８へ搬送可能である。コンベアは、作業領域１０８へ物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを移動させるために好適な任意の手段であり得る。例えば、物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃは重力によってスライドないしシュート（不図示）を介して作業領域１０８へ供給される。他の実施形態では、物体は、エア又は水のような、作業領域を通過する流体の流れによって運ばれることも可能である。
【００４１】
コンベアベルト１１０の（搬送）方向は図１に２つの矢印で示されている。物体１０６ａ及び１０６ｂは、マニピュレータ１０４によってまだ物理的に係合（掴持）されていない選別されるべき異なるタイプの物体を代表している。これに対し、物体１０６ｃは、特定のタイプの物体へと選別（分別）された物体である。ある実施形態では、マニピュレータ１０４は一部の物体１０６ｃのみと相互作用する。例えば、廃棄物選別ガントリロボット１００は特定のタイプの物体の除去のみを行う。他のケースでは、マニピュレータ１０４は、コンベアベルト１１０上にある何れの物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃとも相互作用し、選別するであろう。
【００４２】
ある実施形態では、選別されるべき物体は廃製品（waste product）である。廃製品は任意のタイプの工業、商業、家庭［廃棄物］又は選別及び処理を必要とする他の任意の廃棄物であり得る。選別されない廃棄材料は、例えば、異なるタイプの廃棄物の複数のフラクションを含む。工業（産業）廃棄物は、金属、木材、プラスチック、ハードコア（ないし硬質物体、石、煉瓦等）及び１つ以上の他のタイプの廃棄物のフラクションを含み得る。他の実施形態では、廃棄物は、任意のタイプ又はパラメータの廃棄物から形成される任意の数の廃棄物の異なるフラクションを含み得る。フラクションは、更に、複数のより細かく分けられたカテゴリへ細別され得る。例えば、金属はスチール、鉄、アルミニウム等へ分離され得る。家庭廃棄物も、プラスチック、紙、ボール紙、金属、ガラス及び／又は有機物ごみのような廃棄物の複数の異なるフラクションを含む。
【００４３】
フラクションとは、廃棄物が廃棄物選別ガントリロボット１００によって選別されることができる廃棄物のカテゴリである。フラクションは、アルミニウムのような、材料の標準的（standard）ないし均質な（homogenous）組成（物）であり得るが、代替的に、顧客又はユーザによって定義される廃棄物のカテゴリであり得る。
【００４４】
ある実施形態では、廃棄物は任意のパラメータに応じて選別され得る。選別されていない廃棄物をフラクション（複数）へ分割するためのパラメータの非限定的リストは以下に示されるようなものである：材料、従前の目的、サイズ、質量、色、不透明度、経済的価値、純度、可燃性、物体が鉄製である（ferrous）か、又は廃棄物に関連付けられた他の任意の変数。更なる一実施形態では、フラクションは１つ以上の他のフラクションを含み得る。例えば、１つのフラクションは、可燃性フラクションであり組み合わせ可能な紙フラクション、ボール紙フラクション及び木材フラクションを含み得る。他の実施形態では、フラクションは、廃棄物体の従前の目的、例えばシリコーンシーリング材のために使用されたプラスチックチューブ、に基づいて定義され得る。ある種の廃棄物体を分離することは、これらが汚染されておりかつリサイクル不能であれば、望ましいかもしれない。
【００４５】
物体は、ホッパー（hopper）又は物体の他の蓄積源からコンベアベルトへ供給される。代替的に、廃棄物体は他のコンベアベルト（不図示）から供給され、廃棄物体の蓄積源はない。この場合、付加的コンベアベルトは、例えば掘削機（excavator）から手作業で供給され得る。任意的に、物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃはコンベアベルトに載置される前に前処理され得る。例えば、物体は、選別の前に材料を調製するために、洗浄され、ふるい分けされ、破砕され、断裂され、揺動され、振動されることができる。代替的に、廃棄物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃは他のロボット又は機械装置によって選別され得る。物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃは、任意的に、コンベアベルト１１０に載置される前に事前選別され得る。例えば、鉄製材料は、コンベアベルト１１０の近くにある磁石のそばを通過することによって、選別されていない廃棄物から除去されることができる。大きな物体は、マニピュレータ１０４によって掴持され得る好適なサイズおよび質量の材料片に破砕され得る。
【００４６】
マニピュレータ１０４は作業容積の内部で運動するよう構成されている。マニピュレータ１０４はマニピュレータ１０４を１つ以上の軸（の方向）において動かすための１つ以上のサーボを含む。ある実施形態では、マニピュレータ１０４は複数の軸に沿って可動である。ある実施形態では、マニピュレータは互いに対し実質的に直角をなす３つの軸に沿って可能である。このようにして、マニピュレータ１０４はコンベアベルト１１０の長手軸に対し平行な（「ベルト方向（beltwise）」）Ｘ軸（方向）において運動することができる。付加的に、マニピュレータ１０４は、コンベアベルト１１０の長手軸に対し直角な（「幅方向」）Ｙ軸（方向）においてコンベアベルト１１０の横断方向に運動可能である。マニピュレータ１０４は作業領域１０８及びコンベアベルト１１０に対し垂直な方向（「高さ方向」）であるＺ軸（方向）において運動可能である。任意的に、マニピュレータ１０４は１つ以上の軸の周りで回転可能である。ある実施形態では、マニピュレータ１０４に連結されたグリッパアセンブリ１３２はＷ軸の周りで回転可能である。グリッパアセンブリ１３２については以下において更に詳細に説明する。
【００４７】
Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸に沿った作業スペース内でのマニピュレータ１０４の運動の方向は破線で表した双頭矢印によって図示されている。マニピュレータ１０４はＸ軸サーボ（以下「サーボ機構」とも称する。）１１２、Ｙ軸サーボ１１４及びＺ軸サーボ１１６によって夫々Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸に沿ってコンベアベルト１１０に対して動かされる。サーボ１１２、１１４、１１６はコントローラ１０２に接続的に（接続手段により：connectively）接続され、コントローラ１０２は、作業スペース内でマニピュレータ１０４を動かすよう１つ以上のサーボ１１２、１１４、１１６を作動するための指令を発行するよう構成されている。サーボ１１２、１１４、１１６とコントローラ１０２の間の接続は一点鎖線で表されている。サーボ１１２、１１４、１１６とコントローラ１０２の間の各接続は１つ以上のデータ及び／又は電力接続を含み得る。
【００４８】
マニピュレータ１０４の運動の方向は互いに対し実質的に直角をなすため、複数の軸の１つにおけるマニピュレータ１０４の運動は他の軸から独立している。これは、マニピュレータ１０４の運動は直交座標の枠組みで定義されることができ、そのため、コントローラ１０２による運動指令の処理がより容易になることを意味する。
【００４９】
既述のように、マニピュレータ１０４はフレーム１２０に設置される。ある実施形態では、フレーム１２０はガントリフレーム１２０であり得る。他の実施形態では、フレーム１２０は作業領域１０８の上方でマニピュレータ１０４を支持するために好適な他の構造体であり得る。例えば、フレーム１２０はロッド及び／又はケーブルによって作業領域の上方でマニピュレータ１０４を懸架するための構造体であり得る。以下において、フレーム１２０についてはガントリフレーム１２０を参照するが、マニピュレータ１０４を支持するための他のフレームにも適用可能である。
【００５０】
ガントリフレーム１２０は、床又は他の実質的に水平な面に結合する垂直支柱１２２を含む。ある実施形態では、垂直支柱１２２は傾斜された直立支柱（tilted upright struts）であり得る。このようにして、傾斜直立支柱は垂直（鉛直）に対して角度が付けられている。傾斜直立支柱は、非標準的な据え付け態様でガントリフレーム１２０を床に設置するために必要であり得る。図１は水平ビーム１２４によって相互に連結された４つの垂直支柱１２２を含むガントリフレーム１２０の一例を示す。他の実施形態では、水平ビーム１２４は傾斜された横ビーム１２４であり得る。これは、廃棄物選別ガントリロボット１００が狭い又は普通でないスペースに据え付けられている場合に、必要であり得る。他の実施形態では、好適な任意の数の垂直支柱１２２が含まれ得る。ビーム１２４と支柱１２２は溶接、ボルト又は他の好適な結合手段で相互に固定されている。水平ビーム１２４はコンベアベルト１１０の上方に配置されるべきものとして図１に示されているが、他の高さのところに１つ以上の水平ビーム１２４を配置することも可能である。例えば、コンベアベルトの下側に１つ以上の水平ビーム１２４を配することも可能である。これにより、ガントリフレーム１２０の重心の位置を低くすることができ、垂直支柱１２２が床に固定されない場合であっても、廃棄物選別ガントリロボット１００全体をより安定的にすることができる。
【００５１】
ビーム１２４及び支柱１２２は耐荷重性であり、マニピュレータ１０４及びマニピュレータ１０４が把持する物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃの質量を支持する。ある実施形態では、ビーム１２４及び支柱１２２はスチール製であるが、アルミニウムのような堅固で軽量な他の材料も使用可能である。垂直支柱１２２は夫々、支柱１２２を床に固定するためにボルト（不図示）が螺合可能なプレートを含む足部１２６を含み得る。明確性のために、図１にはただ１つの足部１２６しか示していないが、各支柱１２２が足部１２６を含み得る。他の実施形態では、ガントリフレーム１２０を床に固定するための足部１２６又は結合手段は含まれない。この場合、ガントリフレームは床に載置されているが、ガントリフレームと床との間の摩擦力でも、廃棄物選別ガントリロボットを床に対して動かないようにするために十分である。
【００５２】
マニピュレータ１０４は、ガントリフレーム１２０に可動に取り付けられる少なくとも１つの可動水平ビーム１２８を含む。可動ビーム１２８はビームキャリッジ（不図示）に取り付け可能である。可動水平ビーム１２８はガントリフレーム１２０の他の固定（定置）水平ビーム１２４の１つ以上に可動に取り付けられている。可動水平ビーム１２８は、当該可動水平ビームがＸ軸（方向）において運動するときマニピュレータ１０４もＸ軸（方向）において運動するよう、Ｘ軸（方向）において可動である。可動水平ビーム１２８はＸ軸サーボ機構１１２を介して固定水平ビーム１２４に取り付けられている。ある実施形態では、サーボ１１２はベルトドライブ機構を介して可動水平ビーム１２８に連結されている。他の実施形態では、サーボはラック・ピニオン機構を介して可動水平ビームに連結されている。ある実施形態では、Ｘ軸に沿った可動水平ビームの運動を作動させる他の機構が使用可能である。例えば、可動水平ビーム１２８を動かすために、液圧式又はニューマチック式システムが使用可能である。
【００５３】
Ｘ軸サーボ１１２は可動ビーム１２８又は固定水平ビーム１２４に取り付け可能である。Ｘ軸サーボは、当該Ｘ軸サーボがそれ自身の質量を動かす力を生成する必要がないように、固定水平ビーム１２４に取り付けられることが好ましい。
【００５４】
マニピュレータキャリッジ１３０は可動水平ビーム１２８に可動に取り付けられている。マニピュレータシャトル［キャリッジ］１３０は可動水平ビーム１２８の長手軸に沿って運動可能である。このようにして、マニピュレータキャリッジ１３０はＹ軸（方向）において可動ビーム１２８に対し相対的に運動することができる。ある実施形態では、マニピュレータキャリッジ１３０はＹ軸に沿ってマニピュレータキャリッジ１３０を動かすためのＹ軸サーボ機構１１４を含む。他の実施形態では、Ｙ軸サーボ１１４はマニピュレータキャリッジ１３０に取り付けられず、マニピュレータキャリッジ１３０はＹ軸サーボに対して運動する。ある実施形態では、サーボ１１４はベルトドライブ（ベルト駆動機構）を介して可動水平ビーム１２８に連結されている。他の実施形態では、サーボ１１４はラック・ピニオン機構を介して可動水平ビーム１２８に連結されている。ある実施形態では、Ｙ軸に沿った可動水平ビームの運動を作動するために他の機構を使用することができる。例えば、マニピュレータキャリッジ１３０を動かすために、液圧式又はニューマチック式システムを使用することができる。
【００５５】
マニピュレータキャリッジ１３０がＹ軸に沿って動くとき、グリッパアセンブリ１３２もＹ軸（方向）において動く。グリッパアセンブリ１３２はマニピュレータキャリッジ１３０に可動に取り付けられている。グリッパアセンブリ１３２は、Ｚ軸方向において高さ方向にマニピュレータ１０４を動かすために、Ｚ軸（方向）において運動可能である。
【００５６】
ある実施形態では、グリッパアセンブリ１３２は、任意的に、Ｚ軸に沿ってグリッパアセンブリ１３２を動かすためのＺ軸サーボ機構１１６を含む。他の実施形態では、Ｚ軸サーボ１１４はグリッパアセンブリ１３２に取り付けられず、マニピュレータキャリッジ１３０に取り付けられている。このようにして、グリッパアセンブリ１３２はＺ軸サーボ１１６に対して運動する。ある実施形態では、サーボ１１６はベルトドライブを介してグリッパアセンブリ１３２に連結されている。他の実施形態では、サーボ１１６はラック・ピニオン機構を介してグリッパアセンブリ１３２に連結されている。ある実施形態では、Ｚ軸に沿った可動水平ビームの運動を作動するために他の機構が使用され得る。例えば、以下の図８及び図９に示されるグリッパアセンブリ１３２を動かすために液圧式又はニューマチック式システムを使用することができる。
【００５７】
既述のように、図１に示されるマニピュレータ１０４はグリッパアセンブリ１３２を含む。一実施形態では、グリッパアセンブリ１３２は物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを掴持するよう構成された一対のジョー（掴持部材）１１８を含む。一対のジョー１１８を含むグリッパアセンブリ１３２は「フィンガーグリッパ」としても知られている。グリッパジョー１１８は当該ジョー１１８を開閉するためのサーボ（不図示）によって作動される。グリッパジョー１１８のためのサーボは、コントローラ１０２がジョー１１８の開閉を作動することができるよう、コントローラ１０２に接続的に（接続手段により）連結されている。ある実施形態では、グリッパアセンブリ１３２は、当該グリッパアセンブリ１３２及び／又はグリッパジョー１１８をＷ軸の周りで回転するための回転サーボ（不図示）を更に含む。ある実施形態では、Ｗ軸とＺ軸は同軸であるが、他の実施形態では、Ｗ軸とＺ軸はずらされている（ないし互いに対し斜めに配向されている：offset）。これは、グリッパジョー１１８が、長くて薄い物体をその狭い（細い）寸法を横断する方向からより良好に掴持するために、回転されることができることを意味する。
【００５８】
より好ましい一実施形態では、追加的に又は代替的に、グリッパアセンブリ１３２は、負圧を用いて物体を掴持するための（図２に示される）吸引グリッパであり得る。吸引グリッパは、Ｚ軸に関して実質的に対称的な（形状の）吸引カップを有することができる。これは、吸引グリッパは、物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃに対する適切な配向を達成するためにＺ軸の周りで回転される必要がないことを意味する。これは、グリッパアセンブリ回転サーボは吸引グリッパには必要ないことを意味する。非対称型吸引グリッパ１３２の場合、グリッパアセンブリ１３２は、上述したようにＷ軸の周りでグリッパアセンブリ１３２を回転するための回転サーボを含む。
【００５９】
他の実施形態では、マニピュレータ１０４のグリッパアセンブリ１３２は物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃに物理的に係合し、動かすために適切な任意の手段であり得る。かくして、マニピュレータ１０４は、物体の把持、確保、掴持、切断又は串刺しのための１つ以上のツールであり得る。更なる実施形態では、マニピュレータ１０４は、電磁石又は圧縮エアを吹き付けるためのノズルのような離れたところにある物体と相互作用し、動かすよう構成されたツールであり得る。
【００６０】
既述のように、コントローラ１０２は、コンベアベルト１１０上の物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを制御し、相互作用するためにマニピュレータ１０４のサーボ１１２、１１４、１１６に指令を送信するよう構成されている。コントローラ１０２は、コンベアベルト１１０上の物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを検出するための少なくとも１つのセンサ１３４に接続的に連結されている。少なくとも１つのセンサ１３４は、物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃの検出された測定値（データ）が当該物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃが作業領域１０８に入る前にコントローラ１０２へ送信されるよう、マニピュレータ１０４の前方に（搬送方向上流側に）位置付けられている。ある実施形態では、少なくとも１つのセンサ１３４は、ＲＧＢカメラ、赤外線カメラ、金属検出器、ホールセンサ、温度センサ、可視及び／又は赤外分光検出器、３Ｄイメージングセンサ、テラヘルツイメージングシステム、放射能センサ及び／又はレーザの１つ以上であり得る。少なくとも１つのセンサ１３４は、物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃのパラメータを決定するために適切な任意のセンサであり得る。
【００６１】
図１は、少なくとも１つのセンサ１３４が１つの位置に配置されている様子を示している。少なくとも１つのセンサ１３４は当該センサ１３４を保護するためのセンサハウジング１３６内に設けられている。他の実施形態では、物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃのパラメータデータの受け取りのためにコンベアベルト１１０に沿った及びコンベアベルト１１０の周りの位置（複数）に、複数のセンサが設けられている。
【００６２】
コントローラ１０２はコンベアベルト１１０上の１つ上の物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃに対応する少なくとも１つのセンサ１３４からの情報を受け取る。コントローラ１０２は、受け取った情報に基づき１つ以上の基準に応じてマニピュレータ１０４を動かすための指令を決定する。マニピュレータ１０４を制御するためにコントローラ１０２によって採用可能な情報処理技術は種々存在する。そのような情報処理技術はＷＯ２０１２／０８９９２８、ＷＯ２０１２／０５２６１５、ＷＯ２０１１／１６１３０４、ＷＯ２００８／１０２０５２に記載されている。これらの内容は引用を以って本書に記載されているものとする。
【００６３】
マニピュレータ１０４はコントローラ１０２から指令を受け取ると、マニピュレータ１０４はその命令を実行し、グリッパアセンブリ１３２を動かして、物体１０６ｃをコンベアベルト１１０から摘まみ取る。コンベアベルト１１０上の物体の選択及び操作のプロセスは「ピック（pick）」として知られている。
【００６４】
１つのピックが完了すると、マニピュレータ１０４は物体１０６ｃをシュート１３８内に落下ないし投下する。シュート１３８内に落下された物体１０６ｃは成功ピックであるとみなされる。成功ピックとは、物体１０６ｃが選択され、当該物体１０６ｃと同じフラクションの廃棄物に関連付けられたシュート１３８へ移動された場合のものである。
【００６５】
シュート１３８は、摘まみ取った物体１０６ｃの落下のために、作業領域１０８にシュート開口部１４２を含む。シュート１３８のシュート開口部１４２は、摘まみ取った物体１０６ｃをコンベアベルト１１０からシュート開口部１４２へ搬送する際に、マニピュレータ１０４が遠くに移動する必要が無いよう、コンベアベルト１１０の近くにある。コンベアベルト１１０の近くにシュートのシュート開口部１４２を位置付けることによって、マニピュレータ１０４は、物体１０６ｃをシュート１３８内へ投下、落下、引き寄せ及び／又は押し込みをすることができる。
【００６６】
シュート１３８は、廃棄物の選別されたフラクションを受け取るためのフラクション受容器（不図示）内へ摘まみ取った物体１０６ｃを案内するためのダクトを画成する壁１４０を含む。ある実施形態では、フラクション受容器は、シュート１３８の下方において積み上げられる廃棄物の選別されたフラクションには必要とされない。図１は、マニピュレータ１０４に関連付けられた１つのシュート１３８のみを示している。他の実施形態では、コンベアベルト１１０の周囲に配置される複数のシュート１３８及び複数の関連開口部１４２を設けることができる。異なるシュート１３８の夫々の開口部１４２はマニピュレータ１０４の作業領域１０８の内部に配置されている。ダクトの壁１４０は摘まみ取った物体１０６ｃをフラクション受容器へ案内する任意の形状、サイズ又は配向を有することができる。ある実施形態では、摘まみ取りが成功した物体１０６ｃは、重力の作用の下で、シュート１３８のシュート開口部１４２からフラクション受容器へ移動する。他の実施形態では、シュート１３８は、摘まみ取りが成功した物体１０６ｃを他のコンベアベルト（不図示）又は摘まみ取りが成功した物体１０６ｃをフラクション受容器へ移動するための他の手段へ案内し得る。
【００６７】
図２を参照して、別の実施形態を説明する。図２は廃棄物選別ガントリロボット１００の一例を模式的に斜視図で示す。コンベアベルト１１０はガントリフレーム１２０の間に位置付けられている。明確性の観点から、コンベアベルト１１０上には物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃは図示されていない。
【００６８】
図２に示されるガントリフレーム１２０は図１に示されているものとは異なる構成及び構造を含む。とりわけ、ガントリフレーム１２０は２つのキャビネット２００、２０２を含む。キャビネット２００、２０２は図１に示した実施形態を参照して説明したものに類似する内部支柱及び水平ビームを含む。しかしながら、キャビネット構造体２００、２０２は、キャビネット２００、２０２の壁、頂部及び底部を提供する支柱及び水平ビームをカバーするシート材料２０４を含む。
【００６９】
キャビネット２００、２０２は、サーボ（明確性のため不図示）のようなマニピュレータ１０４のデリケートな部分のためのシールドを提供する。これは、逸脱した廃棄物による損傷からのマニピュレータの保護に役立つ。更に、キャビネット構造体２００、２０２は、可動部と人間の操作者との間のバリアを提供する。これは、人間の操作者が廃棄物選別ガントリロボットの作業領域１０８に不注意に迷い込むことができないことを意味する。ガントリフレーム１２０は少なくとも１つの筐体（enclosure）２００、２０２を含む。筐体２００、２０２はガントリフレーム１２０の少なくとも一部分を包囲する。ある実施形態では、夫々廃棄物選別ガントリロボット１００の１つ以上の部分を包囲する複数の筐体２００、２０２を備え得る。筐体２００、２０２は、ソリッドな（肉厚な）シート材料であり得るか又は廃棄物選別ガントリロボット１００の１つ以上の内部部分を視認できるよう穴が開けられ得る。筐体２０２、２０４は、例えば、シュート１３８を３つの側部で包囲する。筐体２００、２０２はマニピュレータ１０４の少なくとも一部分も包囲する。一実施形態では、筐体２００、２０２は廃棄物選別ガントリロボット１００を完全に包囲、密閉することができる。この場合、筐体２００、２０２は、作業領域１０８へ搬送されるべき廃棄物選別物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃのための開口を含む。
【００７０】
マニピュレータ１０４について図３を参照してより詳細に説明する。図３は廃棄物選別ロボット１００の一例を正面断面視で示す。図３はマニピュレータ１０４と可動水平ビーム１２８に取り付けられたマニピュレータキャリッジ１３０の拡大視状態（close up）の一例を示す。既述のように、マニピュレータキャリッジ１３０はＹ軸（方向）においてコンベアベルト１１０の横断方向にグリッパアセンブリ１３２を動かすために可動水平ビーム１２８に沿って運動可能である。
【００７１】
マニピュレータキャリッジ１３０はＺ軸（方向）においてグリッパアセンブリ１３２を動かすためのＺ軸サーボ１１６を含む。Ｚ軸サーボ１１６はコンベアベルト１１０及び作業領域１０８の上方でグリッパアセンブリ１３２の高さを変化する。Ｚ軸サーボはＺ軸（方向）においてグリッパアセンブリを動かすためのラック３００と噛合するピニオン（不図示）に連結されている。ある実施形態では、Ｚ軸サーボはグリッパアセンブリ１３２を昇降するための他の機構に連結可能である。例えば、Ｚ軸サーボはグリッパアセンブリ１３２を上下に動かすためのケーブル機構に連結可能である。ラック３００に付記された矢印は、Ｚ軸サーボが作動されたときに、グリッパアセンブリ１３２がＺ軸サーボ及びマニピュレータキャリッジ１３０に対して動く方向を示す。
【００７２】
グリッパアセンブリ１３２はコンベアベルト１１０上の異なる高さの物体１０６ａ、１０６ｂを収容するためにＺ軸（方向）において運動する。例えば、選別されるべき第１物体１０６ａは高さＨ１を有するのに対し、選別されるべき第２物体１０６ｂは高さＨ２を有する。Ｈ１はＨ２より大きく、そのため、グリッパアセンブリ１３２は、第２物体１０６ｂについては、第１物体１０６ａの場合よりも、Ｚ軸（方向）においてコンベアベルト１１０及び作業領域１０８のより近くに移動しなければならない。
【００７３】
ある実施形態では、グリッパアセンブリ１３２は、Ｚ軸に沿って完全に伸長した場合、コンベアベルト１１０の表面に物理的に係合し得る。これは、グリッパアセンブリ１３２はフラットな又はＺ軸において極めて低い輪郭形状（profile）を有する物体を摘まみ上げることができることを意味する。図３の構成は、グリッパアセンブリ１３２がＺ軸（方向）においてコンベアベルト１１０に向かって下方に距離Ｚ１を進行できることを示している。グリッパアセンブリ１３２がＺ軸サーボ１１６によってＺ軸（方向）において進行できる最大距離は５０ｃｍ〜１００ｃｍである。ある実施形態では、グリッパアセンブリ１３２はＺ軸（方向）において４０ｃｍ進行できる。他の実施形態では、グリッパアセンブリ１３２は、ガントリフレーム１２０が相応に構成されていれば、Ｚ軸（方向）において任意の距離を運動することができる。
【００７４】
図３に示したグリッパアセンブリ１３２は吸引式グリッパ１３２である。吸引式グリッパ１３２は図３に模式的に表したニューマチック式システム２２０と流体連通している。ニューマチック式システム２２０は吸引式グリッパ１３２とニューマチック式システム２２０とを結合するための少なくとも１つのホース２２２を含む。ニューマチック式システム２２０は、ガントリフレーム１２０に完全に又は部分的に収容され得るし、代替的に、ガントリフレーム１２０の遠隔に配置され得る。ある実施形態では、ホースは吸引式グリッパ１３２にエアのソースを提供するためのエアホース２２２である。
【００７５】
吸引式グリッパ１３２は、側壁、頂壁及び吸引口３０４を有する吸引カップ３０２を含む。吸引カップ３０２の吸引口３０４は選別されるべき物体１０６ａ、１０６ｂに係合するよう配置されている。吸引カップ３０２は中空構造と（Ｚ軸の横断方向に）ほぼ円形の横断面を有する。他の実施形態では、吸引カップ３０２はＺ軸に沿って長尺であり、矩形又は楕円形（卵形）の断面形状を有する。
【００７６】
既述のように、ある実施形態では、吸引カップ３０２は１つ以上の軸に関して長い及び／又は非対称的（な形状）であり得る。この場合、グリッパアセンブリ１３２は、図１を参照して既に説明したように、Ｗ軸の周りでグリッパアセンブリ１３２を回転するための回転サーボを含む。
【００７７】
ある実施形態では、吸引カップ３０２の側壁は畝状ないし蛇腹式の壁部分３０６を含む。畝状壁部分３０６は、吸引カップ３０２がＺ軸（方向）において選択的に収縮するよう、弾性的に柔軟な部分を吸引カップ３０２に形成する。このようにして、吸引カップ３０２がＺ軸の方向に降下し、物体１０６ａ、１０６ｂに係合する際、畝状壁部分３０６は衝撃力の吸収に役立ち、以って、マニピュレータ１０４を保護する。
【００７８】
吸引カップ３０２は、シリコーン、ゴム又は他の類似の材料のような弾性的に変形可能な材料から作られている。これは、吸引カップが不規則な（異形の）形状に当接する際、吸引カップ３０２は変形可能であることを意味する。かくして、吸引カップ３０２は、側壁の口縁部と摘まみ取られるべき物体１０６ａ、１０６ｂとの間により良好なシールを形成できる。
【００７９】
吸引カップ３０２は、吸引カップ３０２の内部の空間からエアを排出するための吸引管部３１０の第１エアインレット３０８と流体連通している。吸引管部３１０は長い側壁を含む。吸引管部３１０は一端部に第１エアインレット３０８を、他端部にエアアウトレット３１２を含む。吸引グリッパ１３２のための負圧は吸引グリッパ１３２の吸引カップ３０２の近くにおいて生成される。これにより、真空ホースの必要性が回避される。吸引管部３１０はエアホース２２２と流体連通する第２エアインレット３１４を含む。かくして、第２エアインレット３１４は第１エアインレット３０８とエアアウトレット３１２の間において吸引管部３１０内にエアソースを導入する。
【００８０】
グリッパアセンブリ１３２はスライド可能連結器３１６を介してＺ軸サーボに取り付けられている。ある実施形態では、グリッパアセンブリは複数のスライド可能連結器３１６を介してＺ軸サーボに取り付けられている。他の実施形態では、グリッパアセンブリ１３２とＺ軸サーボ１１６の間には任意の数のスライド可能連結器３１６を設けることができる。スライド可能連結器はグリッパアセンブリ１３２の連結されている第１部分３１８と、Ｚ軸サーボ１１６に連結されている第２部分３２０を含む。第１部分３１８はグリッパアセンブリ１３２の吸引管部３１０に固定されている。他の実施形態では、第１部分３１８はグリッパアセンブリ１３２の他の任意のコンポーネントに結合されている。第２部分３２０はＺ軸サーボ１１６のラック３００に固定されている。ある実施形態では、第１部分及び第２部分は夫々グリッパアセンブリ１３２及びＺ軸サーボ１１６機構のラック３００にボルト結合、接着、溶接、螺合等されている。
【００８１】
スライド可能連結器３１６の第１及び第２部分３１８、３２０は互いに対して（相対的に）スライドするよう配置（構成）されている。第１部分３１８と第２部分３２０の相対運動はコンベアベルト及び／又は作業領域１０８の面に対し垂直な方向で行われる。換言すれば、第１部分３１８と第２部分３２０は長尺（部材）であり、夫々、（図４に示された）長手軸Ｂ−Ｂに沿って整列された長手軸を有する。ある実施形態では、第１部分３１８と第２部分３２０はＺ軸に対して平行である。ある他の実施形態では、第１部分３１８と第２部分３２０はＺ軸に対して平行ではなく、Ｚ軸に対して傾斜されている。この場合、第１部分３１８と第２部分３２０が互いに対し相対的にスライドするとき、運動の（１つの）成分はＺ軸にある。
【００８２】
第１部分３１８と第２部分３２０はＺ軸に沿って距離Ｚ２にわたって互いに対し相対的にスライドすることができる。ある実施形態では、Ｚ２は１０ｃｍからＺ軸方向運動の全範囲、例えば４０ｃｍである。好ましくは、第１部分３１８と第２部分３２０は３０ｃｍまで、例えばＺ２＝３０ｃｍまで、互いに対し相対的にスライドする。家庭廃棄物の場合、選別されるべき大抵の物体１０６ａ、１０６ｂは、コンベアベルト１１０からの高さは凡そ３０ｃｍに過ぎないであろう。選別されるべき物体１０６ａ、１０６ｂのなかには３０ｃｍより長い寸法を有するものもあるであろうが、長くて薄い物体は得てしてコンベアベルト１１０の上で転倒して、平たく横たわっているであろう。
【００８３】
ある実施形態では、第１部分３１８はロッドであり、第２部分３２０はロッド３１８を受容するための中空スリーブ３２０である。ある実施形態では、中空スリーブ３２０とロッド３１８はアルミニウム製の押出成形部材であるが、中空スリーブ３２０とロッド３１８はスチールのような他の適切な任意の材料で製造可能である。スライド可能連結器３１６はグリッパアセンブリ１３２をＺ軸サーボ１１６に対して運動させるために適切な任意の機構であり得る。例えば、第１部分３１８は中空スリーブであり得、第２部分３２０はロッドであり得る。他の実施形態では、第１部分３１８と第２部分３２０の両方が、互いに対しスライド可能に連結された長尺の構成要素、例えばロッドであり得る。これらのロッド（不図示）は並置され、夫々の外周面に対してスライドすることができる。他の実施形態では、スライド可能連結器３１６は「マジックハンド（lazy tongs）」鋏型機構であり得る。
【００８４】
第２部分３２０に対する第１部分３１８の収縮は留め部材（catch）３２２によって制限されている。留め部材３２２は第１部分３１８の側部の下側の途中に取り付けられており、第２部分のスリーブ３２０の口縁部に係合する。追加的に又は代替的に、第２部分３２０に対する第１部分３１８の収縮は中空スリーブ３２０の端部に物理的に係合するロッド３１８によってＺ軸（方向）において制限される。
【００８５】
これに対し、第２部分３２０に対する第１部分３１８の伸長はスリーブストッパ３２４によって制限されている。スリーブストッパ３２４は中空スリーブ３２０の内側に取り付けられており、相補的なロッドストッパ３２６と係合する。スリーブストッパ３２４とロッドストッパは、スライド可能連結器３１６が完全に伸長したとき、第１部分３１８と第２部分３２０が分離しないようにするものである。
【００８６】
運転時、Ｚ軸サーボ１１６はグリッパアセンブリ１３２を摘まみ取られるべき物体１０６ａ、１０６ｂに向かって下降させる。グリッパアセンブリ１３２が物体１０６ａの表面に係合すると、スライド可能連結器３１６の第１部分３１８と第２部分３２０は互いに対し運動する。これは、コントローラ１０２がＺ軸サーボ１１６を停止するまでＺ軸サーボ１１６がグリッパアセンブリ１３２を下降し続けても、グリッパアセンブリ１３２は摘まみ取られるべき物体１０６ａ、１０６ｂ又はコンベアベルト１１０へ押し付けられない（押し込まれない）ことを意味する。従って、スライド可能連結器３１６はマニピュレータ１０４をコンベアベルト１１０又は物体１０６ａ、１０６ｂとの衝突から保護するためのショックアブソーバである。これにより、マニピュレータ１０４及び／又はコンベアベルト１１０に対する損傷は阻止される。更に、スライド可能連結器３１６はスライドするため、摘まみ取られるべき物体１０６ａ、１０６ｂは破壊されず、このため、吸引グリッパ１３２が成功ピックを成し遂げる可能性は大きくなる。
【００８７】
ある実施形態では、スライド可能連結器３１６は、スライド可能連結器３１６をカバーする（図７に示されるような）ゴム製保護スリーブ７０４を含む。そのため、ゴム製保護スリーブは、塵埃及び他のデブリがスライド可能連結機構３１６を損傷するのを阻止する。
【００８８】
図４を参照して、他の実施形態を説明する。図４に示した配置構成は図３を参照して説明した実施形態とほぼ同じである。但し、スライド可能連結器３１６の第１部分３１８と第２部分３２０が異なる態様で相互に連結されている点において相違する。上記の実施形態と同じ構成要素は同じ図面参照符号を有する。
【００８９】
第１部分のロッド３１８は第１シール４００を含み、任意的に第２シール４０２を含む。第１シール４００と第２シール４０２はロッド３１８の外周面４０６と中空スリーブ（第２部分）３２０の内周面４０４の両方に係合する。シール４００、４０２はロッド３１８の外周面４０６に固定され、シール４００、４０２は中空スリーブ３２０の内周面４０４に沿ってスライドする。代替的に、シール４００、４０２は中空スリーブの内周面４０４に固定され、ロッド３１８の外周面４０６に対してスライドすることも可能である。そのため、シール４００、４０２はロッド３１８と中空スリーブ３２０の間に気密シールを形成する。このようにして、ロッド３１８と中空スリーブ３２０はニューマチック式ショックアブソーバを構成する。中空スリーブ３２０内のエアはシール４００、４０２によってトラップされ、ピストンを形成する。
【００９０】
中空スリーブは中空スリーブ３２０の内外のエアフローを選択的に制御するためのバルブ４０８を含む。ある実施形態では、バルブ４０８は、ロッド３１８が中空スリーブ３２０内に引き込まれるときエアが中空スリーブ３２０から自由に逃れることを可能にするボールバルブ４１０である。ロッド３１８が中空スリーブ３２０から引き出されるとき、ボールバルブ４１０はエアが中空スリーブ３２０内に再流入する速さを制限する。代替的実施形態では、バルブは、中空スリーブ３２０の内部に接続する（連通する）エアホール７１０に被せられる（図７に示すような）ゴムフラップ７０６であり得る。エアが中空スリーブ３２０から流出するときは、ゴムフラップ７０６は中空スリーブ３２０から遠ざかるように撓む。ロッド３１８が中空スリーブ３２０から延出するときは、ゴムフラップ７０６はエアホールを覆い、ゆっくりとエアを中空スリーブ３２０内に流入させる。これは、中空スリーブ３２０に対してロッド３１８を延出させるために必要な閾力（力の閾値）がロッド３１８を中空スリーブ３２０内に押し込むために必要な閾力より大きいことを意味する。
【００９１】
ある実施形態では、ロッド３１８を中空スリーブ３２０内に押し込むために必要な閾力は凡そ１Ｎ（ニュートン）である。ある実施形態では、ロッド３１８が中空スリーブ３２０内へとスライドする前に吸引カップ３０２に作用するのに必要とされる最小閾値がある。これは、Ｚ軸サーボ１１６が急速にグリッパアセンブリ１３２を動かそうとしても、スライド可能連結器３１６は収縮しないことを意味する。かくして、スライド可能連結器３１６を収縮するために必要な最小閾力は、Ｚ軸サーボがグリッパアセンブリ１３２を最大加速度で動かすときにグリッパアセンブリ１３２が受ける力よりも大きい。
【００９２】
ある実施形態では、中空スリーブ３２０からロッド３１８を延出するために必要な閾力は凡そ１０Ｎ〜５０Ｎである。これは、スライド可能連結器３１６が重力下で延出するとき、グリッパアセンブリ１３２はゆっくりとＺ軸サーボ１１６から離隔するようスライドすることを意味する。スライド可能連結器３１６のスライド運動を引き起こすために必要な力の相違は、スライド可能連結器３１６は摘まみ取られるべき物体１０６ａ、１０６ｂに係合すると容易に収縮するであろうことを意味する。
【００９３】
これは、物体はグリッパアセンブリ１３２がＺ軸（方向）において当該物体に降下するときは最小の破壊力を受け、グリッパアセンブリ１３２がＺ軸（方向）において上方に動き始めると直ちに持ち上げ力が生じるであろうことを意味する。スライド可能連結器３１６によって提供される緩衝がないとすれば、すべての力が直ちに物体に作用する点である終端停止部（end stop）にスライド可能連結器３１６が衝突するまで、持ち上げ力は生じないであろう。この結果、摘み取られた物体１０６ｃは吸引グリッパ１３２から落下し得るであろう。
【００９４】
ボールバルブ４１０によって実行される「ショックアブソーバ」機能は任意的に他のコンポーネントによって達成（実現）され得る。例えば、第１部分３１８と第２部分３２０はエアシリンダ、シリコーンオイルショックアブソーバ、ゴム緩衝器及び／又は圧縮バネによって相互に連結され得る。スライド可能連結器は緩衝効果（作用）のためソフトに伸長し、そのため、摘まみ取った物体１０６ａ、１０６ｂを吸引グリッパ１３２から取り外し得るがたつき（jerky）運動は生じないであろう。
【００９５】
既述のように、スライド可能連結器３１６はグリッパアセンブリ１３２が受ける衝撃と力を吸収するための緩衝器である。ある実施形態では、グリッパアセンブリ１３２はスライド可能連結器３１６に加えて別個の緩衝器（不図示）に取り付けられ得る。このようにして、緩衝機能は付加的緩衝コンポーネントによって実行され得る。同時に、スライド機能は依然としてスライド可能連結器３１６によって提供される。緩衝器はスライド可能連結器３１６に取り付けられ得る。他の実施形態では、緩衝機能を提供するために、別個のニューマチック式アクチュエータを使用することができる。
【００９６】
図５はスライド可能連結器３１６の他の実施形態を示す。図５はグリッパアセンブリ１３２の一例を側断面図で示す。グリッパアセンブリ１３２は、スライド可能連結器３１６が異なる構造を有することを除き、図４を参照して説明した実施形態と同じである。
【００９７】
第１部分（ロッド）３１８は複数のホイール５００によって第２部分３２０にスライド可能に連結されている。ある実施形態では、ロッド３１８に沿った複数の位置においてロッド３１８の外周面に係合するよう配置（構成）された複数セットのホイール５０２、５０４が設けられる。ホイール５００の各セット５０２、５０４は、ロッド３１８を中空スリーブ３２０の長手軸に沿った整列状態に維持する複数のホイールを含む。図示のホイール５００は中空スリーブ３２０の中から外に少々突出している。尤も、一実施形態では、ホイール５００は中空スリーブ３２０の内部においてロッド３１８と中空スリーブ３２０の内周面４０４の間に設けられることができる。ホイール５００のベアリングは明確性のため図示されていない。しかしながら、ホイール５００のベアリングは中空スリーブ３２０に対するホイールの軸の回転を固定するために中空スリーブ３２０に結合されている。一実施形態では、ホイール５００のベアリングはロッド３１８に結合されている。
【００９８】
ある実施形態では、ホイール５００は一方の回転方向、例えば時計回りの方向において、他方の回転方向、例えば反時計回りの方向と比べて、より大きい摩擦力を有する。かくして、ホイールを回転するために必要な力の（大きさの）相違は、ロッド３１８を中空スリーブ３２０から延出するために必要な力（の大きさ）とロッド３１８を中空スリーブ３２０内に押し込むために必要な力（の大きさ）が異なることを意味する。
【００９９】
図５ｂと図５ｃはスライド可能連結器３１６のＡ−Ａ線断面を平面図で示す。ホイール５００はロッド３１８の外周面に沿ってロッド３１８に係合する。ある実施形態では、方形ロッド３１８の各面に夫々係合する４つのホイール５００が設けられる。ある実施形態では、ロッド３１８の断面形状は三角形状、六角形状又は任意の他の形状のような他の形状である。図５ｄはスライド可能連結器３１６の他の断面を平面図で示す。この場合、ホイールはロッド３１８のコーナー５０８を受容するための溝５０６を含む。
【０１００】
図６を参照して、他の実施形態を説明する。図６は、図３、図４、図５ａ、図５ｂ、図５ｃ、図５ｄを参照して説明したグリッパアセンブリ１３２に類似するグリッパアセンブリ１３２の一例を示す。グリッパアセンブリ１３２は、グリッパアセンブリ１３２が摘まみ取られるべき物体１０６ａ、１０６ｂに係合したことを決定するための少なくとも１つのセンサ６００を含む。ある実施形態では、少なくとも１つのセンサ６００はＺ軸サーボ１１６（の一部）である。この場合、Ｚ軸サーボ１１６はＺ軸サーボ１１６によって使用されている電流及び電圧に関する測定データを提供する。Ｚ軸サーボ１１６がグリッパアセンブリ１３２を作業領域１０８に向かって下方に動かすとき、Ｚ軸サーボ１１６は特定の電圧及び／又は電流プロファイルを有するであろう。
【０１０１】
グリッパアセンブリ１３２が摘まみ取られるべき物体に係合（接触）すると、スライド可能連結器３１６は運動（作動）し始める。そのため、スライド可能連結器３１６が下方に降下するグリッパアセンブリ１３２の運動エネルギを吸収するため、グリッパアセンブリ１３２は減速する。グリッパアセンブリ１３２が減速すると、Ｚ軸サーボ１１６の電流及び／又は電圧プロファイルは変化する。コントローラ１０２は電圧及び／又は電流の変化を検出する。この時点において、コントローラ１０２は、グリッパアセンブリ１３２が摘まみ取られるべき物体に接触しておりＺ軸サーボ１１６は停止すべきことを決定する。
【０１０２】
ある実施形態では、少なくとも１つのセンサ６００は、グリッパアセンブリ１３２の運動（状態）及び／又はグリッパアセンブリ１３２と摘まみ取られるべき物体の係合を検出するための他のセンサ６０２であり得る。例えば、少なくとも１つのセンサは吸引カップ３０２に取り付けられた加速度センサであり得る。代替的に、センサ６０２は、吸引カップ３０２と摘まみ取られるべき物体の間の接触を検出するためのカメラであり得る。
【０１０３】
Ｚ軸サーボ１１６とコントローラ１０２は、Ｚ軸サーボを停止させるとき遅延時間（レイテンシ）を有する。有利なことに、スライド可能連結器３１６は、グリッパアセンブリ１３２が摘まみ取られるべき物体に最初に接触するときとＺ軸サーボ１１６が停止するときの間の期間内にグリッパアセンブリ１３２の下降運動を吸収することができる。
【０１０４】
有利なことに、グリッパアセンブリ１３２とＺ軸サーボ１１６の間にあるスライド可能連結器３１６は、摘まみ取られるべき物体及び／又はコンベアベルト１１０の上方におけるグリッパアセンブリ１３２の高さに関するＺ軸フィードバックを提供する。かくして、Ｚ軸の次元に関してなされる必要があるマニピュレータのためのコンピュータ処理はより少なくなる。なぜなら、スライド可能に取り付けられたグリッパアセンブリ１３２の機械的配置（構成）は、吸引カップ３０２が常にグリッパアセンブリ１３２に損傷を加えることなく物体１０６ａ、１０６ｂの表面に係合するであろうことを意味するからである。
【０１０５】
従って、これは、コントローラ１０２による物体特定（識別）はコンベアベルト１１０と作業領域１０８の面において行われることだけが必要であることを意味する。コントローラ１０２は、すべての物体１０６ａ、１０６ｂがコンベアベルト１１０の面にあり、各ピックがコンベアベルト１１０のレベル（高さ）で実行されることを想定する。グリッパアセンブリ１３２がスライド可能に取り付けられているということは、コントローラ１０２は物体１０６ａ、１０６ｂのＺ軸方向における高さをコンピュータ演算する必要がないことを意味する。これは、ソフトウエアがより単純になり得ること、必要となるコンピュータ処理がより少なくなることを意味する。その結果、これは、ピックの実行における遅延時間がより短いこと、及び、廃棄物選別ロボット１００のスループットがより高いことを意味する。
【０１０６】
図７を参照して他の実施形態を説明する。図７はグリッパアセンブリ１３２の一例とマニピュレータ１０４の一例を模式的に正面図で示す。図７に示した実施形態は、スライド可能連結器が第１スライド可能連結器７００と第２スライド可能連結器７０２を含むことを除き、既述の実施形態に類似する。第１スライド可能連結器７００と第２スライド可能連結器７０２の機能は、上記実施形態を参照して説明したスライド可能連結器３１６と同じである。２つのスライド可能連結器７００、７０２を有するということは、これらのスライド可能連結器と吸引カップ３０２との間にオフセット（斜交い：offset）がないことを意味する。吸引グリッパアセンブリ１３２はこれらのスライド可能連結器７００、７０２の間に結合されたプレート７０８に取り付けられている。これは、グリッパアセンブリ１３２はよりしっかりとマニピュレータ１０４に取り付けられることを意味する。
【０１０７】
ある実施形態では、グリッパアセンブリ１３２は１つ以上のベアリング（不図示）を含む。ベアリングは適切な低摩擦材料、例えばポリオキシメチレン（ＰＯＭプラスチック）で製造される。ベアリングはスライド可能連結器７００、７０２の第２部分に取り付けられ、スライド可能連結器７００、７０２の第１部分のアルミニウムに対してスライドする。他の実施形態では、ベアリングは、代替的に、第１部分に取り付けられることができる。上記のホイールを用いる実施形態と異なり、図７に示した実施形態は、スライド可能連結器の第１部分と第２部分の間の係合が可動部を有しない（ことを意味する）。これは、スライド可能連結器７００、７０２は物体が摘まみ取りされて（ピックされて）おり、マニピュレータ１０４が緩慢に運動しているときにのみ運動することを意味する。マニピュレータ１０４が高速に運動しているときは、スライド可能連結器７００、７０２は典型的には運動していない。ある実施形態では、スライド可能連結器７００、７０２の全スライド距離は１５ｃｍである。ある実施形態では、スライド距離は必要に応じて変更され得る。
【０１０８】
スライド可能に取り付けられるグリッパアセンブリ１３２は廃棄物選別ガントリロボット又はデルタロボット又はロボットアームのような他のタイプの廃棄物選別ロボットとの組み合わせで使用可能である。他の実施形態では、図１〜図６を参照して説明したスライド可能に取り付けられるグリッパアセンブリ１３２は廃棄物選別ロボットではない他のタイプの選別ロボットと一緒に使用されることもできる。例えば、スライド可能に取り付けられるグリッパアセンブリ１３２は自動車産業、食品産業等における産業ロボットと共に使用されることができる。
【０１０９】
図８及び図９を参照して、他の実施形態を更に詳細に説明する。図８と図９は、グリッパアセンブリ１３２の一例とマニピュレータ１０４の一例を模式的に正面図で示す。図８及び図９の配置（構成）は図１〜図７を参照して説明した実施形態と同じである。しかしながら、図８及び図９に示したマニピュレータ１０４はＺ軸サーボを有しない。Ｚ軸サーボはスライド可能連結器８０２に連結されたアクチュエータ８００で置換されている。アクチュエータ８００は伸縮するよう及びグリッパアセンブリ１３２を作業領域１０８に向かって又は離れるように動かすよう配設（構成）されている。
【０１１０】
既述の実施形態と同様に、スライド可能連結器８０２はグリッパアセンブリ１３２に連結された第１部分８０４と、マニピュレータキャリッジ１３０又はＹ軸サーボ１１４に連結された第２部分８０６とを含む。
【０１１１】
スライド可能連結器８０２の長手軸Ｃ−Ｃはグリッパアセンブリ１３２の長手軸に整列されている。これは、グリッパアセンブリ１３２が物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃに係合するとき、アクチュエータ８００から生成される下向きの力は吸引カップ４００と物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃが接触する点と実質的に同一線上にあることを意味する。これは、ピック操作（オペレーション）の間に物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃに対し回転モーメントを生じる機会が減少され、これによりピックの成功が多くなることを意味する。
【０１１２】
ある実施形態では、アクチュエータ８００は既述のニューマチック式システム２２０に結合されたニューマチック式ピストン８００である。ニューマチック式システム２２０は、吸引グリッパ１３２をニューマチック式システム２２０に接続（連通）するための少なくとも１つの第１ホース２２２と、ニューマチック式ピストン８００をニューマチック式システム２２０に接続（連通）するための少なくとも１つの第２ホース８１６を含む。ニューマチック式ピストン８００の制御は既述のニューマチック式システム２２０（の制御）に類似する。図８はニューマチック式ピストン８００が同じニューマチック式システム２２０に接続（連通）されていることを示しているが、他の実施形態では、ニューマチック式ピストン８００は別のニューマチック式システム（不図示）に接続（連通）されることも可能である。
【０１１３】
図８に示されているように、ニューマチック式ピストン８００の可動ヘッド８１０はスライド可能連結器８０２の第２部分８０６に固定されており、ニューマチック式ピストン８００のボディ（シリンダ）８１２はスライド可能連結器８０２の第１部分８０４に固定されている。ニューマチック式ピストン８００が作動されると、可動ヘッド８１０はニューマチック式ピストン８００のボディ８１２から離れるように（相対的に）繰り出される。かくして、ニューマチック式ピストン８００が伸長すると、スライド可能連結器８０２の第１部分８０４と第２部分８０６は互いに対し離れる方向に運動する。
【０１１４】
図８に示されているように、第１部分８０４はインナーロッドである第２部分８０６にわたってスライドするよう配置（構成）された中空スリーブ８０４である。これは既述の実施形態に類似する。かくして、スライド可能連結器８０２は、任意的に、図１〜図７を参照して既に説明した構造の１つ以上の特徴を有することができる。
【０１１５】
運転（作動）中、既述の緩衝効果（作用）は、グリッパアセンブリ１３２が作業領域において物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃに係合するとき、第１部分８０４と第２部分８０６を互いに近づく方向にスライドさせることによって、達成することができる。任意的に、ニューマチック式ピストン８００は、グリッパアセンブリ１３２が物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃに係合するとき、ニューマチック式システム２２０の圧縮エア供給装置に接続（連通）されないよう構成される。代替的に、ニューマチック式ピストン８００内のエアは大気中に逃れさせられる。この場合、ニューマチック式ピストン８００の運転（操作）は図４〜図６に示したスライド可能連結器３１６の機能に類似する。
【０１１６】
代替的一実施形態では、緩衝効果は、吸引グリッパアセンブリが物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃに係合するとき、ニューマチック式ピストン８００を積極的に収縮させることによって、達成することができる。有利なことに、これは、吸引カップ４００と物体の間の衝突の力を緩和することができ、ピックの速さを大きくすることができることを意味する。これは、ニューマチック式ピストン８００は力を緩和するために収縮し、更に、摘まみ取った物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃをＺ軸方向において引き上げるために収縮し続けることができるからである。これは、ニューマチック式ピストン８００は既に作業領域１０８から離れる方向に運動していること、ニューマチック式ピストン８００は方向を変更する必要がないことを意味する。換言すれば、ニューマチック式ピストン８００はＺ軸アクチュエータとピック操作中のショックアブソーバという二重機能を有する。
【０１１７】
ある実施形態では、ニューマチック式ピストン８００は少なくとも１つのピストンセンサ８１４を含む。ピストンセンサ８１４はニューマチック式ピストン８００のボディ８１２に対する可動ヘッド８１０の運動、加速度及び／又は位置を検出する。ある実施形態では、ピストンセンサ８１４は以下のセンサの１つ以上である：リードスイッチ、ホールセンサ、異方性磁気抵抗センサ、巨大磁気抵抗センサ又はニューマチック式ピストン８００の状態、例えばボディ８１２に対する可動ヘッド８１０の位置、を決定するために適切な他の任意の検出器である。
【０１１８】
ピストンセンサ８１４は図１〜図７に示した実施形態に関し既述の他のセンサ６００、６０２に類似するコントローラ１０２に接続されている。従って、コントローラ１０２は、ピストンセンサ８１４から受け取った信号に依存して吸引グリッパアセンブリ１３２の位置を制御することができる。サーボ１１２、１１４及び物体１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを摘まみ取るためのニューマチック式ピストン８００の制御は図１〜図７に関して説明した既述の制御機能に類似している。
【０１１９】
他の実施形態では、アクチュエータ８００はニューマチック式ピストンではなく、機械的リンク機構である。アクチュエータ８００はスライド可能連結器８０２を作業領域１０８に向かって伸長させるために適切な任意の機構であり得る。
【０１２０】
図９を参照して他の実施形態を説明する。図９は、スライド可能連結器９００が修正されている点を除き、図８に示した配置（構成）と同じである。
【０１２１】
ニューマチック式ピストン８００自体がスライド可能連結器９００の一部を構成してる。とくに、ニューマチック式ピストン８００のボディ８１２は第１部分９０２の中空スリーブの内部に挿入され、固定されている。このように、ニューマチック式ピストン８００のボディ８１２はスライド可能連結器９００の第１部分９０２の一部分を構成する。可動ヘッド８１０はマニピュレータキャリッジ１３０又はＹ軸サーボ１１４に固定されている。このように、ニューマチック式ピストン８００の可動ヘッド８１０はスライド可能連結器９００の第２部分９０４の一部分を構成する。これは、ニューマチック式ピストン８００の可動ヘッド８１０とボディ８１２は、ニューマチック式ピストン８００が伸縮するとき、互いに対し相対的にスライドすることを意味する。
【０１２２】
他の実施形態では、２つ以上の実施形態が組み合わせられる。１つの実施形態の特徴（的構成）は他の実施形態の特徴（的構成）と組み合わせられることができる。
【０１２３】
本発明の実施形態をとりわけ図示の例を参照して説明した。しかしながら、本発明の範囲内において説明された例になされ得る種々の変形および修正が可能であることは明らかであろう。
【０１２４】
【図１】
2021519223.tif 000003
【図２】
2021519223.tif 000004
【図３】
2021519223.tif 000005
【図４】
2021519223.tif 000006
【図５ａ】
2021519223.tif 000007
【図５ｂ】
2021519223.tif 000008
【図５ｃ】
2021519223.tif 000009
【図５ｄ】
2021519223.tif 000010
【図６】
2021519223.tif 000011
【図７】
2021519223.tif 000012
【図８】
2021519223.tif 000013
【図９】
2021519223.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和3年1月27日(2021.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の第１の視点により、廃棄物選別マニピュレータが提供される。該廃棄物選別マニピュレータは、作業領域内で選別されるべき１つ以上の廃棄物と相互作用するグリッパアセンブリ；該グリッパアセンブリを該作業領域に対して運動させるための少なくとも１つのサーボ；及び、該少なくとも１つのサーボと該グリッパアセンブリとの間の相対運動を可能にするための、該少なくとも１つのサーボと該グリッパアセンブリとの間に取り付けられた少なくとも１つのスライド可能連結器を含む（形態１）。
本発明の第２の視点により、廃棄物選別ロボットが提供される。該廃棄物選別ロボットは、フレーム、及び、本発明の廃棄物選別マニピュレータを含み、該マニピュレータは運動可能に該フレームに取り付けられており、及び、該マニピュレータは作業領域内で運動可能である（形態２１）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
（形態１）上記本発明の第１の視点参照。
（形態２）形態１の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのサーボは作業領域の上方における前記グリッパアセンブリの高さを変更するよう構成されたサーボであることが好ましい。
（形態３）形態１又は２の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのサーボは、前記作業領域の面に対し垂直な方向において前記グリッパアセンブリを運動させることが好ましい。
（形態４）形態１〜３の何れかの廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記グリッパアセンブリは前記作業領域の面に対し垂直な方向において前記少なくとも１つのサーボに対し相対的にスライドすることが好ましい。
（形態５）形態１〜４の何れかの廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのスライド可能連結器は、前記グリッパアセンブリが前記少なくとも１つのサーボに向かう方向において収縮力閾値を超える力を受けると、収縮することが好ましい。
（形態６）形態１〜５の何れかの廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのスライド可能連結器は、前記グリッパアセンブリが前記少なくとも１つのサーボから離れる方向において伸長力閾値を超える力を受けると、伸長することが好ましい。
（形態７）形態１〜４の何れかに係る形態５に係る形態６の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記収縮力閾値は前記伸長力閾値より小さいことが好ましい。
（形態８）形態１〜７の何れかの廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのスライド可能連結器の収縮の速度は、該少なくとも１つのスライド可能連結器の伸長の速度よりも大きいことが好ましい。
（形態９）形態１〜８の何れかの廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのスライド可能連結器は、前記グリッパアセンブリに連結された第１部分と、前記少なくとも１つのサーボに連結された第２部分を含むことが好ましい。
（形態１０）形態９の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記第１部分と前記第２部分は、１０ｃｍ〜５０ｃｍの距離にわたって互いに対し相対的にスライドするよう構成されていることが好ましい。
（形態１１）形態９又は１０の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記第１部分はロッドであり、前記第２部分は該ロッドを受容するための中空スリーブであることが好ましい。
（形態１２）形態１１の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記第１部分と前記第２部分の間にシールが形成されていることが好ましい。
（形態１３）形態１２の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのスライド可能連結器は方向切換え式のボールバルブを含み、該ボールバルブは、該少なくとも１つのスライド可能連結器が収縮されるとき、前記中空スリーブからエアを逃すよう構成されていることが好ましい。
（形態１４）形態１〜１３の何れかの廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記グリッパアセンブリを前記作業領域の方へ動かすアクチュエータが設けられており、該アクチュエータは前記少なくとも１つのスライド可能連結器に連結されていることが好ましい。
（形態１５）形態１４の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのスライド可能連結器は前記アクチュエータの一部を含むことが好ましい。
（形態１６）形態１４又は１５の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記アクチュエータは前記少なくとも１つのスライド可能連結器と前記少なくとも１つのサーボの間に連結されていることが好ましい。
（形態１７）形態１４〜１６の何れかの廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記アクチュエータはニューマチック式アクチュエータであることが好ましい。
（形態１８）形態１４〜１７の何れかの廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記アクチュエータと前記グリッパアセンブリは同じ長手軸に沿って実質的に整列されていることが好ましい。
（形態１９）形態１〜１８の何れかの廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記マニピュレータは前記グリッパアセンブリが物体に係合したことを決定するための少なくとも１つのセンサを含むことが好ましい。
（形態２０）形態１９の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのセンサは前記グリッパアセンブリの加速度、速度又は位置の変化を検出するよう構成されていることが好ましい。
（形態２１）上記本発明の第２の視点参照。
（形態２２）形態２１の廃棄物選別ロボットにおいて、該廃棄物選別ロボットは廃棄物選別ガントリロボットであり、前記フレームはガントリフレームであることが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２４】
以下に本発明の可能な態様を付記する。
［付記１］作業領域内で選別されるべき１つ以上の廃棄物と相互作用するグリッパアセンブリ；
該グリッパアセンブリを該作業領域に対して運動させるための少なくとも１つのサーボ；及び
該少なくとも１つのサーボと該グリッパアセンブリとの間の相対運動を可能にするための、該少なくとも１つのサーボと該グリッパアセンブリとの間に取り付けられた少なくとも１つのスライド可能連結器
を含む、廃棄物選別マニピュレータ。
［付記２］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのサーボは作業領域の上方における前記グリッパアセンブリの高さを変更するよう構成されたサーボである。
［付記３］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのサーボは、前記作業領域の面に対し垂直な方向において前記グリッパアセンブリを運動させる。
［付記４］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記グリッパアセンブリは前記作業領域の面に対し垂直な方向において前記少なくとも１つのサーボに対し相対的にスライドする。
［付記５］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのスライド可能連結器は、前記グリッパアセンブリが前記少なくとも１つのサーボに向かう方向において収縮力閾値を超える力を受けると、収縮する。
［付記６］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのスライド可能連結器は、前記グリッパアセンブリが前記少なくとも１つのサーボから離れる方向において伸長力閾値を超える力を受けると、伸長する。
［付記７］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記収縮力閾値は前記伸長力閾値より小さい。
［付記８］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのスライド可能連結器の収縮の速度は、該少なくとも１つのスライド可能連結器の伸長の速度よりも大きい。
［付記９］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのスライド可能連結器は、前記グリッパアセンブリに連結された第１部分と、前記少なくとも１つのサーボに連結された第２部分を含む。
［付記１０］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記第１部分と前記第２部分は、１０ｃｍ〜５０ｃｍの距離にわたって互いに対し相対的にスライドするよう構成されている。
［付記１１］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記第１部分はロッドであり、前記第２部分は該ロッドを受容するための中空スリーブである。
［付記１２］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記第１部分と前記第２部分の間にシールが形成されている。
［付記１３］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのスライド可能連結器は方向切換え式のボールバルブを含み、該ボールバルブは、該少なくとも１つのスライド可能連結器が収縮されるとき、前記中空スリーブからエアを逃すよう構成されている。
［付記１４］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記グリッパアセンブリを前記作業領域の方へ動かすアクチュエータが設けられており、該アクチュエータは前記少なくとも１つのスライド可能連結器に連結されている。
［付記１５］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのスライド可能連結器は前記アクチュエータの一部を含む。
［付記１６］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記アクチュエータは前記少なくとも１つのスライド可能連結器と前記少なくとも１つのサーボの間に連結されている。
［付記１７］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記アクチュエータはニューマチック式アクチュエータである。
［付記１８］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記アクチュエータと前記グリッパアセンブリは同じ長手軸に沿って実質的に整列されている。
［付記１９］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記マニピュレータは前記グリッパアセンブリが物体に係合したことを決定するための少なくとも１つのセンサを含む。
［付記２０］上記の廃棄物選別マニピュレータにおいて、前記少なくとも１つのセンサは前記グリッパアセンブリの加速度、速度又は位置の変化を検出するよう構成されている。
［付記２１］フレーム、及び、上記の廃棄物選別マニピュレータを含む、廃棄物選別ロボット。
該マニピュレータは運動可能に該フレームに取り付けられており、及び、該マニピュレータは作業領域内で運動可能である。
［付記２２］上記の廃棄物選別ロボットにおいて、該廃棄物選別ロボットは廃棄物選別ガントリロボットであり、前記フレームはガントリフレームである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
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【国際調査報告】
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