(57)【要約】  システムは、積載物を部屋の天井に隣接する位置に持ち上げるためのホイストシステムを有する。画像センサシステムは、積載物内の視覚データ及び積載物深さデータと、部屋内の周囲深さデータと、を収集している。コントローラは、ホイストシステム及び画像センサシステムに接続されている。コントローラは、ホイストシステムの運動を制御するように構成されている。ホイストシステムの運動は、部分的に部屋からの周囲深さデータにより、制御されている。
2021512033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載物を部屋の天井に隣接した位置に持ち上げるためのホイストシステムと、
前記積載物内の視覚データ及び積載物深さデータと、前記部屋内の周囲深さデータと、を収集するための画像センサシステムと、
前記ホイストシステム及び前記画像センサシステムに接続され、前記ホイストシステムの運動を制御するように構成されたコントローラと、を有し、
前記ホイストシステムの前記運動は、部分的に前記部屋からの前記周囲深さデータにより、制御されている、
システム。
【請求項２】
前記ホイストシステムは、
帯紐ガイドを支持するホイストフレームと、
帯紐スプールを支持する前記ホイストフレーム内のシャフトと、
前記シャフトを駆動するためのモーターであって、前記コントローラは、前記帯紐スプール及び帯紐ガイドを通じて帯紐の運動を制御することにより、前記ホイストシステムの前記運動を制御するべく、前記モーターを動作させている、モーターと、
を有する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ホイストシステムは、負荷検知ベアリングを更に有する請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ホイストシステムは、画像センサを更に有する請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記シャフトは、捩じりばねを支持している請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記ホイストフレームは、トルクアーム横桁を有する請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記ホイストシステムは、照明及び積載物アライメントガイドを有する統合されたフレームを含む請求項１に記載にシステム。
【請求項８】
前記照明は、積載物運動信号を生成するべく、前記コントローラによって点灯される請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記照明は、安全アラート信号を生成するべく、前記コントローラによって点灯される請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記照明は、センサ閉塞アラート信号を生成するべく、前記コントローラによって点灯される請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記画像センサシステムは、前記視覚データ及び積載物深さデータを収集するべく、積載物画像センサを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記コントローラは、積載物の物体の在庫を管理している請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記画像センサシステムは、前記周囲深さデータを収集するべく、部屋画像センサを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記積載物は、ベッドコンテナ、衣装ダンスコンテナ、及びストレージコンテナから選択される請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記天井に付着される天井マウントを更に有する請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ホイストシステムと天井マウントの間において接続されるホイストシステムマウンティングを更に有する請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記コントローラは、前記積載物の経路に近接した物体に応答して前記ホイストシステムの前記運動を停止するように構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記コントローラは、前記積載物が過負荷状態になった際に前記ホイストシステムの運動を防止するように構成されている請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１月２６日付けで出願された米国仮特許出願第６２／６２２，５７９号の優先権を主張するものであり、この特許文献の内容は、引用により、本明細書に包含される。
【０００２】
発明の分野
本出願は、一般に、家庭用品積載物のロボット制御に関する。更に詳しくは、本発明は、周囲深さデータを利用した家庭用品積載物の運動制御を伴うホイストシステムを対象としている。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
特に、都市のエリアにおいては、空間の効率的な利用を伴う住宅に対する需要が成長し続けている。従って、このような住宅内における空間のより効率的な利用に対するニーズが存在している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の概要
システムは、積載物を部屋の天井に隣接した位置に持ち上げるためのホイストシステムを有する。画像センサシステムが、積載物内の視覚データ及び積載物深さデータと、部屋内の周囲深さデータと、を収集している。コントローラが、ホイストシステム及び画像センサシステムに接続されている。コントローラは、ホイストシステムの運動を制御するように構成されている。ホイストシステムの運動は、部分的に、部屋からの周囲深さデータにより、制御されている。
【０００５】
図面の簡単な説明
本発明については、以下の添付図面との関連において提供されている以下の詳細な説明との関連において更に十分に理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態に従って構成されたシステムを示す。
【図２】本発明の一実施形態に従って構成されたホイストシステムの拡大図を示す。
【図３】図２のホイストシステムの別の図である。
【図４】異なる物理寸法を有するホイストシステムの構築された一バージョンを示す。
【図５】図４のホイストシステムの分解図である。
【図６】本発明の一実施形態に従って利用されるホイストフレーム、シャフト、及び捩じりばねを示す。
【図７】本発明の一実施形態に従って利用される帯紐ガイドを示す。
【図８】ベッドコンテナ積載物を示す。
【図９】衣装ダンスコンテナ積載物を示す。
【図１０】ストレージコンテナ積載物を示す。
【図１１】本発明の一実施形態に従って利用される帯紐、帯紐スプール、帯紐ガイド、及び積載物ウェブクランプを示す。
【図１２】本発明の一実施形態に従って利用される天井マウント及びホイストシステムマウンティングを示す。
【図１３】本発明の一実施形態と関連する天井マウントの詳細を示す。
【図１４】本発明の一実施形態と関連する天井マウントの詳細を示す。
【図１５】本発明の実施形態に従って利用される画像センサシステムを示す。
【図１６】本発明の実施形態に従って利用される画像センサシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
同一の参照符号は、図面のいくつかの図の全体を通じて、対応する部分を参照している。
【０００８】
発明の詳細な説明
図１は、本発明の一実施形態に従って構成されたシステム１００を示している。システム１００は、ホイストシステム１０２を含む。ホイストシステム１０２は、家庭用品積載物を部屋の天井に隣接した位置に持ち上げるように構成されている。家庭用品積載物は、ベッドコンテナ、衣装ダンスコンテナ、又はストレージコンテナであってよい。積載物の構成とは無関係に、ホイストシステム１０２は、積載物が使用中ではない際に、積載物を部屋のフロア空間から除去する。
【０００９】
フレーム１０４は、スタンドアロン構造であってもよく、又は、ホイストシステム１０２に内蔵されていてもよい。フレーム１０４は、以下において示されているように、統合された照明及び積載物アライメントガイドを含む。又、システム１００は、積載物１０６をも含み、積載物１０６は、上述のタイプのモジュラー型の且つ相互交換可能な積載物であってよい。又、システム１００は、画像センサシステム１０８をも含む。画像センサシステム１０８は、積載物及び部屋内から画像センサを収集している。一実施形態においては、視覚データ及び積載物深さデータが、積載物から収集され、且つ、周囲深さデータが、部屋内において収集されている。
【００１０】
ホイストシステム１０２、フレーム１０４、積載物１０６、及び画像センサシステム１０８は、コントローラ１１０に電子的に接続されており、コントローラ１１０は、本明細書において開示されている様々な動作を調整している。
【００１１】
ホイストシステム１０２は、ホイストシステムマウンティング１１２に装着され、且つ、ホイストシステムマウンティング１１２は、天井マウント１１４に装着されている。これらのコンポーネントの例示用の構成については、以下において開示されている。
【００１２】
コントローラ１１０は、入出力ポート１２０を含み、入出力ポート１２０は、要素１０２〜１０８に対する、且つ、外部コンピュータネットワーク（図示されてはいない）に対する、有線又は無線インターフェイスであってよい。又、コントローラ１１０は、バス１２５によってリンクされたマイクロプロセッサ１２２及びインターフェイスパネル１２４をも含む。又、電源１２６も、バス１２５に接続されている。電源１２６は、コントローラ１１０及び要素１０２〜１０８用の電力を管理している。又、メモリ１３０も、バス１２５に接続されている。メモリ１３０は、本明細書において開示されている動作を実装するべくマイクロプロセッサ１２２によって実行される命令を保存している。一実施形態においては、メモリ１３０は、ホイストシステム１１２によって提供される運動を変調するための運動コントローラを保存している。又、メモリ１３０は、負荷評価器１３４をも保存しており、負荷評価器１３４は、積載物１０６が過負荷状態になった際に、ホイストシステム１０２の運動を防止している。照明コントローラ１３６は、積載物移動信号、安全アラート信号、及びセンサ閉塞アラート信号などの、ホイストシステム１０２及び／又はフレーム１０４から放出される様々な照明信号を生成している。画像プロセッサ１３８は、画像センサシステム１０８からの画像を処理している。画像プロセッサ１３８は、ホイストシステム１０２が、積載物の近傍における物体の存在下において、安全に動作することを保証している。又、画像プロセッサ１３８は、積載物の物体の在庫をも管理しており、積載物の物体の在庫は、コンピュータ又はスマートフォン（図示されてはいない）などの、ネットワーク装置への供給のために、インターフェイスパネル１２４に又は入出力ポート１２０に伝達することができる。
【００１３】
図２は、ホイストシステム１０２及びフレーム１０４の一実施形態の分解上面斜視図である。ホイストシステム１０２は、シャフト端部ベアリングハウジング２０２を有する主モジュールフレーム２００を含む。シャフト端部ベアリングハウジング２０２は、駆動シャフト２０４を受け入れ、駆動シャフト２０４は、帯紐スプール２０６を支持している。駆動シャフト２０４は、直流モーターホイスト２０８によって回転し、直流モーターホイスト２０８は、関連するモーター駆動装置２１０及び電子回路２１２を有する。又、フレーム２００は、トルクアーム横桁２１４を支持している。それぞれの帯紐スプール２０６は、関連する帯紐ガイド２１６及びリミットスイッチ２１８を有する。フレーム１０４は、主モジュールフレーム２００に装着されている。フレーム１０４は、統合されたモジュラー型の照明２２０及び積載物アライメントガイド２２２を含む。一実施形態においては、統合されたモジュラー型の照明２２０は、フレーム１０４の周りにおいて均等に分散された発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）の形態を有する。
【００１４】
図３は、ホイストシステム１０２及びフレーム１０４の一実施形態の分解底面斜視図である。この図は、図２に示されているものと同一のコンポーネントを示している。この図は、積載物アライメントガイド２２２の特性をより明瞭に示しており、積載物アライメントガイド２２２は、積載物１０６に係合した後に、これをフレーム１０４との接触状態にガイドするための傾斜表面である。
【００１５】
図４は、構築されたホイストシステム１０２の一実施形態の上面斜視図である。この図は、主モジュールフレーム２００、ホイスティング駆動シャフト２０４を示しており、ホイスティング駆動シャフト２０４は、４つの帯紐スプール２０６を支持している。駆動シャフト２０４は、モーターホイスト２０８によって回転し、モーターホイスト２０８は、関連するモーター駆動装置２１０を有する。又、主モジュールフレーム２００は、４つの帯紐ガイド２１６をも支持している。従って、４つの帯紐スプール２０６は、単一のモーター２０８によって駆動される単一の積載物を制御しており、単一のモーター２０８は、単一のシャフト２０４を利用している。
【００１６】
図５は、ホイストシステム１０２及びフレーム１０４の一実施形態の分解底面斜視図である。ホイストシステム１０２及びフレーム１０４は、通常、同一のコンポーネントを有するが、物理寸法は、積載物の構成に基づいて変更される。
【００１７】
図６は、駆動シャフト２０４を支持する主モジュールフレーム２００を示しており、駆動シャフト２０４は、捩じりばね６００を含み、捩じりばね６００は、モーターホイスト２０８を支援するべく使用することができる。一実施形態においては、捩じりばね６００は、シャフト２０４に対して一定のトルクを有するように、スプーリングされている。
【００１８】
図７は、帯紐ガイド２１６を示している。捩じりピン７００が、低摩擦ブッシング７０２を支持している。テンションアーム７０４が、アーム７０５Ａ及び７０５Ｂの間において位置決めされている。ブラケット７０６が、主モジュールフレーム２００への装着のために使用されている。帯紐ガイド７０８は、統合されたロードセル７１０を有する。帯紐ガイド７０８は、その位置が、電子的な統合されたロードセル７１０によって監視されているベアリングである。統合されたロードセル７１０は、積載物が過負荷状態になった際に、警告信号を供給する。統合されたロードセル７１０は、印加された圧力に基づいて、積載物１０６を上下に運動させるべく、ユーザーの意図を検知している。
【００１９】
図８は、ベッドコンテナ積載物８００を示している。図９は、衣装ダンスコンテナ積載物９００を示しており、衣装ダンスコンテナ積載物９００は、積載物内の画像データ（視覚データ及び積載物深さデータ）を収集するべく、画像センサ９０６を含む。画像プロセッサ１３８は、衣装ダンスコンテナ９００内の物体の在庫を管理するべく、画像データを処理している。図１０は、積載物内の画像データ（視覚データ及び積載物深さデータ）を収集するべく、画像センサ１００２を有するストレージコンテナ１０００を示している。画像プロセッサ１３８は、ストレージコンテナ１０００内の物体の在庫を維持するべく、画像データを処理している。
【００２０】
図１１は、帯紐１１００を有する帯紐スプール２０６を示している。一実施形態においては、帯紐１１００は、１０００〜１００００Ｎを支持するのに十分な引張強度を有するポリエステルから製造されている。又、この図は、帯紐ガイド２１６上の張力付与ピン７００をも示している。又、この図は、帯紐ガイド７０８及び統合されたロードセル７１０をも示している。帯紐ガイド２１６は、主モジュールフレーム２００に装着され、主モジュールフレーム２００は、統合された照明２２０及び積載物アライメントガイド２２２を有する。又、この図は、積載物ウェブクランプ１１０２を有する積載物１０６をも示し、積載物ウェブクランプ１１０２は、帯紐ピン１１０４を含む。帯紐１１００は、負荷経路の両端部において調節可能である。統合されたロードセル７１０は、能動的な積載物監視のために、帯紐１１００に沿った状態にある。
【００２１】
図１２は、天井１２００と、天井レールブラケット１２０２及び天井レールブラケット取付ハードウェア１２０４を有する天井マウント１１４と、を示している。ホイストシステムマウンティング１１２は、天井レール１２０８内において、天井レール取付ハードウェア１２０６を含み、天井レール取付ハードウェア１２０６は、天井レールハードストップ１２１０を有する。天井レール１２０８は、天井レールブラケット１２０２上に摺動する。主モジュール取付ハードウェア１２１２が、天井レール１２０８に付着されている。又、この図は、主モジュールフレーム２００、統合された照明２２０、積載物アライメントガイド２２２、及び積載物１０６をも示している。
【００２２】
図１３は、天井レールブラケット取付ハードウェア１２０４、天井レール１２０８、及び天井レール端部ストップ１２１０の斜視図である。図１４は、天井レールブラケット１２０２、天井レール取付ハードウェア１２０６、及び天井レールハードストップ１２１０の分解図である。
【００２３】
図１５は、画像センサシステム１０８の一例を示している。この実施形態においては、カメラ取付プレート１５００は、ＲＧＢカメラ１５０２及び深さカメラ１５０４を有する。取付プレート１５００は、モーター取付ブラケット１５０６に装着され、モーター取付ブラケット１５０６は、関連するコンピュータ基板１５０８を有する。異なるフレームレート及び分解能をキャプチャするべく、デュアルカメラを使用することができる。画像センサシステム１０８は、衣装ダンスコンテナ９００及びストレージコンテナ１０００を覗き込むように、位置決めすることができる。
【００２４】
図１６は、画像センサシステム１０８の別の例を示している。この実施形態においては、第１深さセンサ１６００及び第２深さセンサ１６０２が、ハウジング１６０４に装着されており、ハウジング１６０４は、回路基板を封入している。深さセンサは、レーザーに基づいたもの、レーダーに基づいたもの、或いは、Ｌｉｄａｒに基づいたものであってよい。これらは、画像プロセッサ１３８によって処理される深さデータを生成するべく動作自在である。画像プロセッサ１３８は、運動する積載物１０６の経路内の物体についてチェックしている。システム１０８は、天井内において、或いは、天井に隣接する壁上の高いところにおいて、取り付けることができる。又、画像センサシステム１０８は、積載物に隣接した状態の代わりに、部屋内において取り付けることもできるが、プライバシーの懸念により、部屋内の情報を収集するべく深さセンサのみの使用が余儀なくされる場合もある。
【００２５】
一実施形態においては、画像プロセッサ１３８は、センサには可視状態である危険容積を表す３次元メッシュを生成している。危険容積とは、深さセンサの視野にマッチングされた物理空間内のゾーンである。危険容積は、積載物が運動中である際には、人々又は物体によって占有することができない。物体が危険容積内に存在している場合には、画像プロセッサ１３８は、運動コントローラ１３２に通知し、運動コントローラ１３２は、ホイストシステム１０２の運動を停止する。
【００２６】
照明コントローラ１３６は、部屋内において周辺光を提供するべく、統合された照明２２０を点灯させる。或いは、この代わりに、又はこれに加えて、照明コントローラ１３６は、例えば、フラッシングＬＥＤの形態において、積載物運動信号を生成するべく、統合された照明２２０を点灯させる。又、照明コントローラ１３６は、例えば、積載物の経路内の物体を照射する安全アラート信号を生成することもできる。又、照明コントローラ１３６は、センサ閉塞アラート信号を生成してもよく、センサ閉塞アラート信号は、指定されたＬＥＤのグループであってよい。又、このような信号は、インターフェイスパネル１２４上において表示することもできる。
【００２７】
本発明の一実施形態は、様々なコンピュータによって実装される動作を実行するべく、その上部においてコンピュータコードを有するコンピュータ可読ストレージ媒体を有するコンピュータストレージプロダクトに関する。媒体及びコンピュータコードは、本発明を目的として特別に設計及び構築されたものであってもよく、又は、これらは、コンピュータソフトウェア技術の分野における当業者には周知の且つ利用可能な種類のものであってもよい。コンピュータ可読媒体の例は、限定を伴うことなしに、ハードディスク、フロッピーディスク、及び磁気テープなどの磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、及びホログラフィック装置などの光媒体、磁気光媒体、並びに、アプリケーション固有の集積回路（「ＡＳＩＣ：Application-Specific Integrated Circuit」）、プログラム可能な論理装置（「ＰＬＤ：Programmable Logic Device」）、並びに、ＲＯＭ及びＲＡＭ装置などの、プログラムコードを保存及び実行するように特別に構成されたハードウェア装置を含む。コンピュータコードの例は、コンパイラによって生成されるものなどの機械コードと、インタープリタを使用してコンピュータによって実行される相対的にハイレベルのコードを収容するファイルと、を含む。例えば、本発明の一実施形態は、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋、又はその他のオブジェクト指向のプログラミング言語及び開発ツールを使用することにより、実装することができる。本発明の別の実施形態は、機械実行可能なソフトウェア命令の代わりに、又は、これとの組合せにおいて、配線された回路において実装することができる。
【００２８】
説明を目的として、以上の記述は、本発明の十分な理解を提供するべく、特定の専門用語を使用している。但し、当業者には、本発明を実施するべく、具体的な詳細事項が必須ではないことが明らかとなろう。従って、本発明の特定の実施形態に関する以上の記述は、例示及び説明を目的として提示されたものである。これらは、本発明のすべてを網羅することを意図したものではなく、又は、本発明を開示されている形態そのままに制限することを意図したものでもなく、上述の教示に鑑み、多くの変更及び変形が可能であることが明らかである。実施形態は、本発明の原理及びその実際的な適用について最良に説明するべく、選択及び記述されたものであり、これにより、これらは、その他の当業者が、想定される特定の使用に適する様々な変更を伴って、本発明及び様々な実施形態を最良に利用することを可能にしている。添付の請求項及びその均等物が本発明の範囲を定義するものとして解釈されたい。
【図１】
2021512033.tif 000003
【図２】
2021512033.tif 000004
【図３】
2021512033.tif 000005
【図４】
2021512033.tif 000006
【図５】
2021512033.tif 000007
【図６】
2021512033.tif 000008
【図７】
2021512033.tif 000009
【図８】
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【図９】
2021512033.tif 000011
【図１０】
2021512033.tif 000012
【図１１】
2021512033.tif 000013
【図１２】
2021512033.tif 000014
【図１３】
2021512033.tif 000015
【図１４】
2021512033.tif 000016
【図１５】
2021512033.tif 000017
【図１６】
2021512033.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】令和2年9月29日(2020.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2021512033.tif 000019
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2021512033.tif 000020
【国際調査報告】
2021512033.tif 000021