(57)【要約】本発明は、少なくとも１つのボウリングピン（２）を配置するための器具（１）に関する。器具（１）は、ボウリングピン（２）及びボウリングピン（２）の向きを検出するための物体認識装置と、ボウリングピン（２）を把持及び保持し、ボウリングピン（２）を所定の所望の位置（５、１２）に配置するために設計された少なくとも１つのロボットアームと、物体認識装置のデータ及び／又は信号を評価し、ボウリングピン（２）の所定の所望の位置（５、１２）及び／又はボウリングピン（２）の検出された向きに応じて、ロボットアーム（３、４）を作動させるように設計された制御ユニットと、を備え、ボウリングピン（２）の向きは、ボウリングピン（２）の縦向き及び横向きを含む。少なくとも１つのボウリングピン（２）を配置するための方法は、本発明によって提供される。
2021502204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのボウリングピン（２）を配置するための器具（１）であって、
前記ボウリングピン（２）及び前記ボウリングピン（２）の向きを検出するための物体認識装置と、
前記ボウリングピン（２）を把持及び保持し、前記ボウリングピン（２）を所定の所望の位置（５、１２）に配置するために設計された少なくとも１つのロボットアームと、
前記物体認識装置のデータ及び／又は信号を評価し、前記ボウリングピン（２）の前記所定の所望の位置（５、１２）及び／又は前記ボウリングピン（２）の検出された向きに応じて、前記ロボットアーム（３、４）を作動させるように設計された制御ユニットと、を備え、
前記ボウリングピン（２）の前記向きは、前記ボウリングピン（２）の縦向き及び横向きを含む器具。
【請求項２】
前記ロボットアーム（３、４）は、前記レーンに亘ってボウリングピンを把持及び／又は配置するために設計される、請求項１に記載の器具（１）。
【請求項３】
前記ロボットアーム（３、４）は、静止して配置され、隣接するボウリングレーン（１０）に位置するボウリングピン（２）を把持するために設計される、請求項２に記載の器具。
【請求項４】
前記ロボットアーム（３）は、移動可能に設計されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の器具。
【請求項５】
前記ロボットアーム（３）は、移動可能な車両上に又は移動可能な車両に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の器具。
【請求項６】
前記制御ユニットに接続され、前記移動可能なロボットアーム（３、４）の位置を認識するための位置センサを備え、前記制御ユニットは、前記移動可能なロボットアーム（３、４）の位置に応じて、前記移動可能なロボットアーム（３、４）を作動させるように設計されることを特徴とする、請求項４又は５に記載の器具。
【請求項７】
前記物体認識装置は、前記ボウリングピン（２）の位置を検出するために設計され、前記制御ユニットは、前記ボウリングピン（２）の検出位置に応じて、前記ロボットアーム（３、４）を作動させるように設計され、前記検出位置は、所望の位置（５、１２）及び／又は前記所望の位置（５、１２）に対して水平に移動した実際の位置（１１）を含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の器具。
【請求項８】
多数のボウリングピン（２）をピット（６）内に押し込むように設計されたプッシャーを備え、前記制御ユニットは、第１の数のボウリングピン（２）が横向きの場合、前記プッシャーが第２の数の縦向きボウリングピン（２）を含むすべてのボウリングピン（２）を前記ピット（６）内に押し込み、前記ロボットアーム（３、４）が前記第２の数の縦向きボウリングピン（２）を前記ピット（６）から把持し、それらを前記所定の所望の位置（５、１２）及び／又は前記検出位置に配置するように、前記プッシャー及び前記ロボットアーム（３、４）を作動させるように設計されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の器具（１）。
【請求項９】
前記物体認識装置は、一群のボウリングピン（２）から特定のボウリングピン（７）を認識するために設計されており、前記特定のボウリングピン（７）は、検出特徴（８）を備える、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の器具（１）。
【請求項１０】
前記物体認識装置は、ボウリングボール（９）及び前記ボウリングボール（９）の位置を検出するために設計され、
前記少なくとも１つのロボットアーム（３、４）は、前記ボウリングボール（９）を把持及び保持し、前記ボウリングボール（９）を所定の所望の位置に移動させるために設計され、
制御ユニットは、前記ボウリングボール（９）の検出位置に応じて、前記ロボットアーム（３、４）を作動させるように設計される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の器具（１）。
【請求項１１】
前記物体認識装置は、前記ロボットアーム（３、４）及び／又は前記ロボットアーム（３、４）の上方及び／又は隣に配置されることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の器具（１）。
【請求項１２】
前記物体認識装置は、移動可能に設計されることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の器具（１）。
【請求項１３】
前記ロボットアーム（３、４）は、少なくとも１つのアイドル位置と１つの把持位置とを備えることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の器具（１）。
【請求項１４】
前記ロボットアーム（３、４）を他のロボットアーム（３、４）と交換するために、前記ロボットアーム（３、４）は、非破壊的な方法で分解可能であることを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の器具（１）。
【請求項１５】
２つのロボットアーム（３、４）を備えることを特徴とする、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の器具（１）。
【請求項１６】
前記制御ユニットは、ロボットアームの動作状態に応じて、当該ロボットアーム及び／又は他のロボットアームを作動させることを特徴とする、請求項１５に記載の器具（１）。
【請求項１７】
前記物体認識装置は、センサ、レーザスキャナ、スイッチボタン、又は、カメラを備えることを特徴とする、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の器具（１）。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の器具（１）と、実質的に水平に延在するボウリングレーン（１０）と、を備えるボウリングシステム。
【請求項１９】
少なくとも２つの実質的に水平に延在するボウリングレーン（１０）を備え、前記ロボットアーム（３、４）は、前記レーンに亘りボウリングピン（２）を把持及び／又は配置するように設計される、請求項１８に記載のボウリングシステム。
【請求項２０】
移動可能な車両（３４）を備え、前記ロボットアーム（３、４）は、前記車両（３４）上に又は前記車両（３４）に配置される、請求項１９に記載のボウリングシステム。
【請求項２１】
前記車両が移動可能である少なくとも１つのレール（３６、３７）又はガイドを備える、請求項２０に記載のボウリングシステム。
【請求項２２】
前記ロボットアーム（３、４）は、前記ボウリングレーンに対して静止して配置される、請求項１９に記載のボウリングシステム。
【請求項２３】
ボウリングレーンに対する前記ロボットアームの比率は、１よりも小さい、請求項１８乃至２１のいずれか１項に記載のボウリングシステム。
【請求項２４】
ボウリングレーンに対するロボットアームの比率は、１よりも大きい、請求項１８乃至２１のいずれか１項に記載のボウリングシステム。 
【請求項２５】
請求項５を参照し、前記ボウリングレーン（１０）に沿って延在する傾斜路を備え、前記傾斜路は、前記水平面に向かって傾斜し、ボウリングボール（９）のためのガイドレールを備え、前記ロボットアーム（３、４）は、前記ボウリングボール（９）を前記傾斜路に配置するように設計される、請求項１７に記載のボウリングシステム。
【請求項２６】
少なくとも１つのボウリングピン（２）を配置するための方法であって、
前記ボウリングピン（２）及び前記ボウリングピン（２）の向きを検出するステップと、
ロボットアーム（３、４）によって前記ボウリングピン（２）を把持するステップと、
前記ロボットアーム（３、４）によって前記ボウリングピン（２）を所定の所望の位置（５、１２）に配置するステップと、を備え、
前記ボウリングピン（２）の前記向きは、前記ボウリングピン（２）の縦向き及び横向きを含む方法。
【請求項２７】
追加のステップを備え、
前記追加のステップは、
第２の数の縦向きボウリングピン（２）の位置を検出するステップと、
第１の数の横向きボウリングピン（２）と前記第２の数の縦向きボウリングピン（２）とをピット（６）内に押し込むステップと、 
前記ロボットアーム（３、４）によって、前記ピット（６）から前記第２の数のボウリングピン（２）を把持するステップと、
前記ロボットアーム（３、４）によって、検出位置に前記ボウリングピン（２）を配置するステップと、を備える、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、器具、ボウリングシステム、及び、ボウリングピンを配置するための方法に関する。ここで、ロボットアームは、ボウリングピンを所定の位置に配置するように設計される。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、ボウリングピンを配置するための異なるタイプの器具が知られている。このような装置は、ピンセッターと呼ばれることもあり、例えば、多くの倒れたボウリングピンを３０秒未満で立て所定の位置に戻す必要がある。
【０００３】
これらの既知の器具の欠点は、個々の構成部分の比較的早い摩耗及び器具の大規模なメンテナンスである。これにより、器具は、しばしば誤動作する傾向がある。さらに、交換部品は、一般的に、ボウリングレーンのトラブルなく動作させるために、常に、購入され、交換される必要がある。全体として、ボウリングピンを位置決めするためのこのような器具のメンテナンスには、コスト及び時間がかかる。ピンセッターが故障すると、ほとんどの場合、関係するボウリングレーンは、原因が改善されるまで又は修理が完了するまで、動作に戻ることはできず、再び使用することはできない。さらに、既存のピンセッターの重さは、最大１０００ｋｇ又はそれ以上である。さらに、既存のピンセッターは、かなりの騒音を引き起こすことから、それらの設置場所を著しく制限する。
【０００４】
現在まで、従来の配置器具では、利用者に簡単な方法で、任意のピン構成をボウリングレーンに配置することは不可能であった。
【０００５】
さらに、倒れたピンが取り除かれた後、投球後に移動したが立ったままのピンをレーンの同じ移動位置に戻すことは困難であることが分かっている。
【０００６】
米国特許第６５２４１９２号公報では、ボウリングピンは、多数の把持手段によって受け入れられ、その後、所定の位置に配置される。
【０００７】
国際公開第２０１２／０９１５５０号公報は、ボウリングピンを配置するための器具を開示する。ここでは、ボウリングピンは、ケーブルによってプーリに固定されている。さらに、ボウリングピンの動きを検出することができる検出手段が設けられている。
【０００８】
米国特許第６０２７４１１号公報は、プッシャーによって、ボウリングレーンから掃き出されるボウリングピンを配置するための器具を開示する。ボウリングピンは、比較的複雑な機構によって、ボウリングレーンに再び戻される。
【０００９】
さらに、米国特許出願公開第２００６／０２１１５０８号公報は、ボウリングピンを配置するための油圧駆動装置を備えた電気機械装置を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、従来技術の問題を少なくとも部分的に克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、主請求項に係る器具、独立請求項に係るボウリングシステム、及び、別の独立請求項に係る方法によって達成される。別の改良点は、以下の説明及び従属請求項によって記載される。
【００１２】
少なくとも１本のボウリングピンを配置するための器具が、本明細書によって提示される。装置は、ボウリングピン及びボウリングピンの向きを検出するための物体認識装置と、ボウリングピンを把持及び保持し、ボウリングピンを所定の所望の位置に配置するために設計された少なくとも１つのロボットアームと、物体認識装置のデータを評価し、ボウリングピンの所定の所望の位置及び／又はボウリングピンの検出された向きに応じて、ロボットアームを作動させるように設計された制御ユニットと、を備え、ボウリングピンの向きは、ボウリングピンの縦向きと横向きとを含む。
【００１３】
従来技術の既知の器具と比較して、ボウリングピンを配置するために提案される本器具の典型的な特徴は、そのコンパクトさ、省エネルギー、及び、軽量な構成である。従来、ボウリングピンの配置には複雑かつ大型の機械が必要であった。しかしながら、提案される本器具は、１つの物体認識装置、１つのロボットアーム、及び、１つの制御ユニットのみで行うことができる。
【００１４】
さらに、ロボットアームによって、ボウリングピンを所定の所望の位置に高精度に配置することができる。ボウリングゲームの場合、一般的に、１０本のボウリングピンが二等辺三角形又は正三角形に配置される。三角形の頂点は、ボウリングプレーヤの方向に向いている。ロボットアームがボウリングピンの配置に使用されることから、ボウリングピンの配置に大きな柔軟性が得られる。例えば、多数のボウリングピンを所定の配置でレーンに配置することができる。したがって、ボウリングピンを様々な幾何学形状に配置することができる。例えば、９本のボウリングピンを正方形に配置することができる。あるいは、ボウリングピンを、例えば、線に沿って配置することもできる。所定の配置を、完全な基本的な配置、又は、このような配置の部分的な配置とすることができる。完全な基本的な配置は、例えば、１０本のボウリングピンによる三角形、又は、９本のボウリングピンによる正方形である。さらに、提案される本器具によって、三角形又は正方形とは異なるように、ボウリングピンをレーンに配置することができる。これにより、ボウリングピンの数は、９本若しくは１０本であってもよいし、又は、１０本より多くてもよいし若しくは９本より少なくてもよい。したがって、提案される本器具は、レーンのボウリングピンの任意の所定の所望の位置及び配置を可能にする。この方法によって、従来の配置器具では今まで不可能であった新しいタイプのゲームでさえも設計することができる。
【００１５】
ボウリングピンが配置されるレーンの領域は、ピンデッキと呼ばれることが多い。ボウリングピンの所定の位置、又は、ボウリングピンの所定の配置、又は、ボウリングピンの数は、例えば、制御ユニットに接続された入力手段を用いて利用者によって特定され得る。例えば、利用者がボウリングピンの特定の配置で投球技術の練習を望む場合、利用者は、入力手段を用いて、ボウリングピンの所定の位置、ボウリングピンの配置、若しくは、ボウリングピンの数を入力又は変更することができる。
【００１６】
提案される本器具は、さらに、ボウリングピンを迅速に配置することができ、すなわち、器具は、３０秒以内で確実に配置することができる。好ましい実施例では、ロボットアームの重さは、最大で２００ｋｇ、最大で１７５ｋｇ、又は、最大で１５０ｋｇである。
【００１７】
本明細書におけるボウリングピンは、ボールを用いてユーザによって一般的に倒される円錐形状、円筒形状、及び／又は、棒形状の物体として理解されるべきである。したがって、「ボウリングピン」とは、特に、「ピン」、「スキットル」、「ボウリングスキットル」、及び、「ボウリングピン」を含む。ボウリングボールは、単に、ボールと呼ばれることが多い。ボウリングピンが横向きの場合、これを「倒れたボウリングピン」と呼ぶこともできる。ボウリングピンが縦向きの場合、「立っているボウリングピン」と呼ぶこともできる。
【００１８】
ボウリングレーンは、一般的に、アプローチ、ファウルライン、レーン（走行面）、ピンデッキ、ピット、及び／又は、少なくとも１つのガターを備える。
【００１９】
ここで、アプローチは、プレーヤが投球のために移動する領域である。ファウルラインは、通常、黒でマークされ、アプローチとレーンとを区切るラインである。ファウルラインは、多くの場合、光バリアによって制御ユニットに接続されている。光バリアが作動すると、Ｆ（ファウル）が記録され、倒れたピンはカウントされない。レーンは、通常、アプローチとピンデッキとの間の６０フィートの長さの領域である。この領域は、通常、プレーヤによって踏み込まれない。ボールは、ピンデッキに立っているピンへの経路のこの領域を通過する。レーンは、通常、レーンのコーティングを保護するために、領域において油が塗られている。ピンデッキは、ボウリングピンが立っている領域、又は、倒れたボウリングピンが再び配置される領域である。ピットは、縦方向へピンデッキの領域に接続する。ピットは、倒れたボウリングピンがプッシャーによって押し込まれる領域、又は、ボウリングピンがボールによって押し込まれる領域である。少なくとも１つのガターは、レーン及びピンデッキの隣で側方に（右又は左に）延在する。
【００２０】
別の改良点では、物体認識装置は、ボウリングピンの位置を検出するために設計される。特に、検出位置は、横向きボウリングピンの位置を含む。特定の状況下において、横向きボウリングピンの正確な位置を検出する必要はない。しかしながら、任意選択的に、物体認識装置によって、横向きボウリングピンの位置も検出することができる。ボウリングピンの位置は、例えば、レーン若しくはボウリングレーン又はピットのような平面へのボウリングピンの重心の位置の投影として理解することができる（下記参照）。したがって、ボウリングピンの向きは、ボウリングピンが立っているか又は横になっているかに関する情報を提供するが、ボウリングピンの位置は、ボウリングピンのレーン又はピット内の位置を特定する（下記参照）。
【００２１】
制御ユニットは、ボウリングピンの検出位置に応じて、ロボットアームを作動させるように設計され得る。検出位置は、所定の所望の位置及び／又は所望の位置に対して水平に移動した実際の位置を含むことができる。
【００２２】
ボウリングプレーヤ又は利用者は、一般的に、多数のボウリングピン（主に、１０本）を倒すために２回の投球を行う。ボウリングピンは、１回目の投球によって、倒れることなく元の位置から移動することが起こり得る。しかしながら、２回目の投球前、ボウリングピンは、１回目の投球で押し出された位置に立つ必要がある。制御ユニットは、ボウリングピンの検出位置に応じてロボットアームを作動させることができる。その結果、２回目の投球の際に、ボウリングピンが１回目の投球後に移動した位置に正確に配置されるか、又は、正確にそこに留まることを保証することができる。ケーブルピンセッターのような現在利用可能なピンセッターは、これを達成しないか、満足できる方法ではなく、又は、比較的大きな許容範囲内でのみ行う。
【００２３】
器具は、さらに、プッシャーを備えることができる。プッシャーは、例えば、レーンに配置された多数のボウリングピンを、ピット内に、例えば、ガター内に押し込むように設計され得る。
【００２４】
従来技術のプッシャーによってボウリングピンがレーン（ピンデッキ）からピット内にどのように押し込まれるかについて、以下に簡単に説明する。ボウリングボールの１回目の投球後、最初のボウリングボールが押され／投げられ、数本のボウリングピンが立ったままの状態であると、すぐに、通常、ピンサーが下方に移動し、残っているボウリングピンを把持する。ピンサーはボウリングピンを引き上げ、プッシャーはレーンにある倒れたボウリングピンを後方のピット内に押し込む。その後、ボウリングピンは、ピンサーによってレーン又はピンデッキに配置され、空のピンサーは再び上方に移動する。２回目の投球後、ピンサーは、再び下方に移動するが、ボウリングピンを把持せずに再び上方に移動する。プッシャーは、その後、２回目の投球から最後のボウリングピンを後方のピット内に押し込む。横になっているボウリングピンがピンデッキ又はガターに位置していることから、これらは、プッシャーによってピット内に押し込まれる。ピンデッキ又はガターにボウリングピンが存在しない限り、２回目の投球を直ちに行うことができる。
【００２５】
これとは対照的に、本出願の実施例によると、１回目の投球後、レーンのすべてのボウリングピン、したがって、倒れたボウリングピン及び立っているボウリングピンは、プッシャーによってピット内に押し込まれる。実施例によると、制御ユニットは、プッシャー及びロボットアームを作動させるように設計される。これにより、第１の数のボウリングピンが横向きの場合、プッシャーは、第２の数の縦向きボウリングピンを含むすべてのボウリングピンをピット内に押し込む。
【００２６】
ロボットアームは、例えば、第２の数の縦向きボウリングピンのみをピットから把持し、それらを所定の所望の位置に、又は、物体認識装置によって検出される位置に配置することができる。これにより、一般的に、どのボウリングピンがロボットアームによってピットから把持され、レーン（ピンデッキ）に戻されるかは問題ではなく、１回目の投球後に立ったままのボウリングピンの数だけが再び配置される。
【００２７】
例えば、１回目の投球後、全てのボウリングピンをレーンからピット内に押し込み、その後、ロボットアームによって個々のボウリングピンをピットから把持し、それらを配置することは、ロボットアームによって、立っているボウリングピンの間で倒れたボウリングピンを把持し、それらをピット内に置くことよりも簡単であることが分かっている。これは、場合によっては、把持時にロボットアームが立っているボウリングピンを不注意に倒してしまうからである。
【００２８】
２回目の投球後、レーンに残っている全てのボウリングピンは、プッシャーによってピット内に押し込まれる。その後、ロボットアームは、ピットからボウリングピンを把持し、ロボットアームは、再びレーンの所定の所望の位置にボウリングピンを配置する。
【００２９】
実施例では、上述のプッシャーを省略することもできる。この場合、制御ユニットは、ロボットアームを作動させる。その結果、ロボットアームは、横向きボウリングピンを引き上げ、それらをピット内に配置し、縦向きボウリングピンを立ったままにする。これにより、ロボットアームの上述の作動は、特に、ボウリングボールの１回目の投球後、ボウリングボールの２回目の投球前に行うことができる。
【００３０】
さらに、ロボットアームは、２回目の投球後、倒れたボウリングピンとピット内のボウリングピンとを所定の位置に配置し、２回目の投球後、所定の所望の位置に立ったままのボウリングピンを残すことができる。これにより、２回目の投球後、ボウリングピンを配置するために必要な時間を短縮することができる。
【００３１】
別の実施例によると、物体認識装置は、一群のボウリングピンから特定のボウリングピンを認識するために設計され得る。このために、特定のボウリングピンは、好ましくは、検出特徴を備える。器具及び特定のボウリングピンのこのような設計によって、別のゲームの変形例を考えることができる。検出特徴は、例えば、ボウリングピンの特定の色、材料選択、又は、形であってもよい。重要なことは、物体認識装置が検出特徴によって特定のボウリングピンを認識できることである。例えば、「金色のボウリングピン」は、所定の位置、例えば、最前の位置でボウリングプレーヤに対向する位置に配置され得る。競技において、利用者又はボウリングプレーヤは、金色のボウリングピンを最初に倒すことを試みることができる。
【００３２】
別の設計では、ボウリングボール及びボウリングボールの位置を検出するために設計された物体認識装置を想定することができる。物体認識装置は、さらに、ロボットアーム及び／又はロボットアームの位置及び／又はロボットアームの向き及び／又はロボットアームの回転位置（旋回位置）を検出するために設計され得る。さらに、物体認識装置は、レーン、ピット、傾斜路（下記参照）及び／又はプッシャー及び／又は人間及び／又は動物を検出するために設計され得る。別の変形例では、物体認識装置は、ボウリングレーンの物体を検出し、物体がボウリングピンであるか又はボウリングボールであるかを認識することができる。物体がボウリングボールでもボウリングピンでもなく、ロボットアームから安全距離内に存在することを物体認識装置が認識すると、制御ユニットは、ロボットアームのスイッチをオフするように設計され得る。特に、物体認識装置は、人間又は動物を認識するように設計され得る。人間又は動物がロボットアームから安全距離内に存在する場合、制御ユニットは、ロボットアームのスイッチをオフにするように設計され得る。このような安全対策によって、例えば、サービススタッフ及びロボットアームが互いに干渉することを防止することができる。
【００３３】
さらに、少なくとも１つのロボットアームは、ボウリングボールの把持及び保持、並びに、ボウリングボールを所定の所望の位置に動かすために設計され得る。さらに、制御ユニットは、ボウリングボールの検出位置に応じてロボットアームを作動するように設計され得る。
【００３４】
ロボットアーム及び／又はロボットアームの上方及び／又はロボットアームの隣に配置される物体認識装置を想定することができる。ピンデッキ又はレーンの上、上方、後、前、又は、隣に物体認識装置を配置することもできる。物体認識装置の位置は、一般的に、それぞれのボウリングレーン又はレーンの特別な状況に応じて正確に選択される。
【００３５】
実施例では、制御ユニットは、ロボットアームの現在の向き及び／又は現在の位置に応じて、ロボットアームを作動させるように設計される。例えば、ロボットアームは、少なくともアイドル位置及び把持位置を有することができる。アイドル位置におけるロボットアームがボウリングプレーヤ又は利用者の投球を阻害しないように、ロボットアームのアイドル位置を設計する必要がある。
【００３６】
ロボットアーム又はボウリングピン又はボウリングボールが物体認識装置の視界を遮断又は制限する場合、制御ユニットは、ロボットアームが別の位置に移動するようにロボットアームを作動させることができる。代替的に又は追加的に、物体認識装置を移動可能に設計することが有利である。ロボットアームが物体認識装置の視界を遮断する場合、物体認識装置は、視界が明瞭になる位置に移動することができる。このために、物体認識装置は、移動（進行）配置に配置され得る。物体認識装置は、アイドル位置から少なくとも１つの測定位置に移動することができ、戻ることができる。移動配置は、制御ユニットに接続することができ、これによって作動可能である／作動され得る。
【００３７】
通常、ロボットアームは、ボウリングピンを把持及び保持するための把持装置を備える。把持装置は、例えば、機械式、空気式、及び／又は、磁気式把持装置である。
【００３８】
磁気式把持装置の使用は、正確な把持が不要であるという点において有益である。さらに、磁気式把持装置は、通常、ボウリングピンの異なる把持点で把持することができる。このために、ボウリングピンは、少なくとも１つの磁石、及び／又は、鉄、コバルト又はニッケルのような少なくとも強磁性材料を含む必要がある。機械式又は空気式把持装置は、ボウリングピンが正確な方法で把持可能であるという点において有益であることから、ボウリングピンを所定の位置に正確に配置することができる。同様に、磁気式、機械式、及び／又は、空気式把持装置の組み合わせも考えられる。
【００３９】
把持装置は、ボウリングピン及び／又はボウリングボールの保持を認識するために設計されたセンサを備えることができる。把持装置のセンサは、制御ユニットに接続することができる。したがって、実施例において、ボウリングピン又はボウリングボールがロボットアームの把持装置によって保持されることをセンサが示すまで、ロボットアームは、制御ユニットの対応する制御によって、さらに動くことも、回転することもできない。
【００４０】
別の実施例では、ロボットアーム／把持装置を別のロボットアーム／別の把持装置と交換するために、ロボットアーム又は把持装置を非破壊的な方法で分解することができる。ロボットアーム又は把持装置のようなロボットアームの一部が故障した場合、ロボットアームを完全に又は部分的に分解し、ロボットアーム又はそれぞれの部品を交換することができる。器具は、さらに、トラブルなく動作させるために、少なくとも２つのロボットアームを備えることができる。作業中にいずれかのロボットアームが故障した場合でも、他方のロボットアーム又は別のロボットアームによってボウリングピンを配置することができる。さらに、２つ以上のロボットアームが存在する場合、ボウリングピンを配置する速度を上げることができる。実施例では、ロボットアーム及び／又はプッシャーの動きは、制御ユニットによって互いに同期又は調整される。例えば、この方法によって、ロボットアームの衝突は防止できる。
【００４１】
物体認識装置は、少なくとも１つのボウリングピン及び／又はボウリングボール及び／又はロボットアーム及び／又はピット及び／又はプッシャー及び／又はランプ及び／又は人間を認識するためのセンサ、例えば、フォトセンサ、又は、レーザスキャナ、例えば、３Ｄレーザスキャナ、スイッチボタン、又は、カメラ、又は、上述の要素のいくつかの組み合わせを含む（下記参照）。本明細書では、物体認識装置は、好ましくは、それぞれの物体の３Ｄ物体認識を可能にする。本明細書では、複数のセンサ、レーザスキャナ、及び／又は、フォトセンサ、及び／又は、カメラ、及び／又は、１つ又は複数の３Ｄレーザスキャナ、カメラ、及び、フォトセンサの組合せをさらに使用することもできる。
【００４２】
制御ユニットは、物体認識装置の上述のセンサ又は上述の複数のセンサ（レーザスキャナ、３Ｄレーザスキャナ、スイッチボタン、カメラ、フォトセンサ、又は、それらの組み合わせ）の信号又はデータを処理する又は扱うように設計され得る。
【００４３】
実施例では、ロボットアームは、１つ又は複数のレーンに亘る（１つ又は複数のボウリングレーンに延在する）ボウリングピンを把持及び／又は配置するように設計される。実施例では、ロボットアームは、少なくとも２つのボウリングレーンに位置するボウリングピンを把持するために、及び／又は、ボウリングピンを少なくとも２つの異なるボウリングレーンに配置するために設計される。特に、ロボットアームは、異なるボウリングレーンからのボウリングピンを、順番に又は交互に（したがって、複数のボウリングピンを同時にではなく）把持し、それらを保持し、それらを異なるボウリングレーンに配置することができる。本明細書における「位置する」は、一般的に、立っているボウリングピン及び横になっているボウリングピンを含む。例えば、ロボットアームは、異なるボウリングレーンからボウリングピンを把持し、及び／又は、それらを異なるレーンに配置することができるように、寸法決め可能及び／又は位置決め可能である。本明細書において、当業者は、ロボットアームの特定の寸法及び／又は位置がそれぞれのボウリングレーンの寸法に依存することを認識する。ボウリングピンの把持後、ロボットアームは、ボウリングピンを保持し、続いて、これを、特定の、所望の又は所定の位置（例えば、ボウリングレーン上又はピット内）に配置又は位置することができる。
【００４４】
実施例では、ロボットアームは静止して配置される。ロボットアームは、例えば、隣接するボウリングレーンに位置するボウリングピンを把持するために、及び／又は、隣接するボウリングレーンの１つにボウリングピンを配置するために、設計され得る。例えば、ロボットアームを２つのボウリングレーンの間に位置決めすることが考えられる。その結果、ロボットアームは、両方のボウリングレーン又は隣接するボウリングレーンのボウリングピンを把持及び／又は配置することができる。
【００４５】
別の実施例では、ロボットアームは移動可能に設計され得る。例えば、キャリッジのような移動可能な車両上又は車両に配置されるロボットアームを想定することができる。車両は、例えば、ホイール、タイヤ、又は、ローラを備えることができる。この場合、ロボットアームは、ボウリングピンが引き上げられ、所定の位置に置かれ、及び／又は、配置されるボウリングレーンに必要に応じて移動することができる。この場合、ボウリングレーンは、隣接している必要はなく、したがって、１つ又は複数のボウリングレーンをこれらのボウリングレーンの間に配置することができる。車両は、例えば、ステップモータによって移動させることができる。ステップモータは、好ましくは、制御ユニットによって作動される。
【００４６】
器具は、さらに、制御ユニットに接続され、移動可能なロボットアームの位置を認識するための位置センサを備えることができる。位置センサは、物体認識装置と異なるユニットとすることができる。このユニットは、例えば、それぞれのロボットアームに固定されるＧＰＳセンサである。位置センサをステップモータに組み込むこともできる。車両の位置／相対位置は、ステップモータのステップをカウントすることによって決定することができる。また、位置センサは、物体認識装置自体であってもよい。制御ユニットは、その実際の位置に応じて移動可能なロボットアームを、作動させるように、及び／又は、所望の位置に移動させ、その後、作動させるように、設計され得る。
【００４７】
静止又は移動可能なロボットアームは、例えば、一定の高さでボウリングレーン又はボウリングレーンの上方に配置され得る。この場合、ボウリングレーンの１つからボウリングピンを取るために、ロボットアームは下向きに把持する。この目的のために、静止ロボットアームは、一定の高さでボウリングレーン又はボウリングレーンの上方に配置されたキャリアに固定され得る。移動可能なロボットアームの車両は、例えば、一定の高さでボウリングレーン又はボウリングレーンの上方に配置されたレール又はガイド（下記参照）に連結され得る。
【００４８】
複数のロボットアームが存在する場合、制御ユニットは、ロボットアームの動作状態に応じて、このロボットアーム及び／又はそれぞれの他のロボットアーム及び／又はそれぞれの他の複数のロボットアームを作動させることができる。例えば、ロボットアームが完全に動作している又は動作していない場合、動作状態は、それぞれ、「良好」又は「不良」によって特徴付けることができる。ロボットアームが動作不可能な場合、制御ユニットは、他のロボットアーム又は他の複数のロボットアームを作動させることができる。その結果、他のロボットアーム又は他の複数のロボットアームは、動作不可能なロボットアームの動作を引き受ける。例えば、制御ユニットは、動作不可能な移動可能なロボットアーム、又は、この移動可能なロボットアームの車両、又は、車両のモータに、停止位置に移動するように指示することができる。さらに、制御ユニットは、動作不可能な静止ロボットアームに、そのアイドル位置をとるように指示することができる。さらに、制御ユニットは、動作ロボットアームに、動作不可能なロボットアームの位置をとり、その動作を引き受けるように指示することができる。動作状態は、さらに、「オン」及び「オフ」含むことができる。ロボットアームのスイッチが、例えば、オン又はオフの場合、さらなる動作状態「オン」及び「オフ」がそれぞれ存在し得る。実施例では、器具は、ロボットアームの動作状態を検出するための手段を備える。動作状態を検出するための手段は、制御ユニットに接続され得るか又は制御ユニットの一部であり得る。代替的又は追加的に、制御ユニットに接続される上述の入力手段によって、利用者は、それぞれのロボットアームの動作状態（したがって、特に、「オン」又は「オフ」、及び、「良好」又は「不良」）を特定することができる。
【００４９】
さらに、本明細書において、ボウリングシステムが提案されている。特に、ボウリングシステムは、少なくとも１つのボウリングピンを配置するための上述の器具及び／又は上述のロボットアームを備えることができる。さらに、ボウリングシステムは、実質的に水平に延在するボウリングレーンを備える。
【００５０】
ボウリングシステムは、少なくとも２つの実質的に水平に延在するボウリングレーンを備えることができる。ボウリングレーンの長軸は、好ましくは、互いに平行に整列される。実施例では、ロボットアームは、レーンに亘る（延在する）ボウリングピンを把持及び／又は配置するように設計される。少なくとも２つのボウリングレーンに位置するボウリングピンを把持するために設計されるロボットアームを想定することができる。実施例では、ロボットアームは、ボウリングレーンに対して静止して配置され、例えば、２つの隣接するボウリングレーンの上方又は間に配置される。この場合、ロボットアームは、隣接するボウリングレーンに位置するボウリングピンを、例えば、順番に又は交互に把持することができる。ロボットアームが移動可能に設計される場合、ロボットアームは、ロボットアームが隣接するボウリングレーンのボウリングピンを把持及び／又は配置できるような位置に移動することができる。
【００５１】
ボウリングシステムは、車両が移動可能なレール又はガイドを備えることができる。それにより、レールをレールシステムの一部とすることができる。ロボットアームは、レール又はガイドによって、所定の通路に沿ってのみ移動することができる。あるいは、車両は、このために想定される経路を移動可能である。経路は、通常、ボウリングレーンに隣接している。経路は、好ましくは、少なくとも２つの車両が２つの車両の衝突が発生することなく、互いに反対方向に隣り合って走行できるように寸法決めされる。車両は、自己駆動方式で設計され得る。すなわち、車両は、ロボットアームをボウリングレーンからボウリングレーンに事故なく移動させるために、適切なソフトウェア及びハードウェアを備えることができる。
【００５２】
実施例では、ボウリングレーンに対するロボットアームの比率は、１より小さい。例えば、Ｎ個のロボットアームとＭ個のボウリングレーンとが存在する場合、ＮはＭより小さい。例えば、１つのロボットアームを２つのボウリングレーンに設けることができる。本実施例によれば、コストを低減することができる。
【００５３】
別の実施例では、ボウリングレーンに対するロボットアームの比率は、１より大きい。例えば、Ｎ個のロボットアームとＭ個のボウリングレーンとが存在する場合、ＮはＭより大きい。例えば、２つ以上のロボットアームを１つのボウリングレーンに設けることができる。この場合、冗長性を提供することができる。これにより、ボウリングシステムのトラブル及び中断のない動作を保証することができる。例えば、あるボウリングレーンのロボットアームが動作不可能な場合、別のロボットアームを対応するボウリングレーンに動かすことができ、又は、隣接する静止ロボットアームが、動作不可能なロボットアームのボウリングピンを把持、保持、及び、配置することができる。これとは対照的に、従来のシステムでは、それぞれの配置器具に欠陥があれば、ボウリングレーンは完全に稼働を停止する。したがって、特に、提案された器具及び／又は提案されたボウリングシステムによって、中断することなく動作を行うことができる。さらに、ボウリングレーンのトラブル及び中断のない動作を保証するために、サービススタッフの数を減らすことができることから、冗長性によってメンテナンスコストを下げることができる。
【００５４】
ボウリングシステムは、ボウリングレーンに沿って延在する傾斜路を備えることができる。傾斜路は、例えば、水平ボウリングレーンの水平面に対して傾斜している。傾斜路は、通常、ボウリングボール用のガイドレールを備える。ロボットアームは、ボウリングボールを傾斜路に配置するように設計される。傾斜路は、さらに好ましくは、ボールテーブルまで延在する。ボウリングボールは、自重の影響でボールテーブルへ傾斜路上を転がることができる。ボールテーブルは、次の投球のために利用者によって使用され得る。
【００５５】
従来技術では、ボウリングボールは、投球後、ボール加速器の前で転がり、加速器によって高速になり、ボール保管所まで転がることが想定される。ボウリングボールは、ボール保管室の前でブレーキがかけられ、ボール保管室のハウジング内に配置された搬送ベルトによってボールテーブルに戻される。従来技術の別の変形例では、搬送ベルトとボールリフタとが設けられる。ボールリフタは、搬送ベルトに接続され、ボールを傾斜路に持ち上げる。ボウリングボールは、ボールテーブルへ傾斜路を転がる。
【００５６】
したがって、ボウリングボールを把持するロボットアームと組み合わせて傾斜路を比較的簡単に配置することにより、従来技術の欠陥が生じやすい複雑な構造（ボール加速器、搬送ベルト、ボールリフタ等）を不要とすることができる。
【００５７】
ボウリングシステムの全ての特徴は、これらの特徴が互いに矛盾したり除外されたりしない限り、器具の特徴と組み合わせることができ、逆もまた同様である。
【００５８】
さらに、本明細書では、少なくとも１つのボウリングピンを配置する方法が提示されている。この方法は、ボウリングピン及びボウリングピンの向きを検出するステップと、ロボットアームによってボウリングピンを把持するステップと、ロボットアームによって、ボウリングピンを所定の所望の位置に配置するステップと、を備え、ボウリングピンの向きは、ボウリングピンの縦向き及び横向きを含む。
【００５９】
本方法は、さらに、 ボウリングピンの位置を検出するステップと、ボウリングピンの検出位置に応じて、ロボットアームを移動させるステップと、を備える。検出位置は、所望の位置及び／又は所望の位置に対して水平に移動した実際の位置を含む。
【００６０】
さらに、この方法に関して、追加のステップを設けることができる。追加のステップは、第２の数の縦向きボウリングピンの位置を検出するステップと、第１の数の横向きボウリングピンと第２の数の縦向きボウリングピンとをピット内に押し込むステップと、ロボットアームによって、第２の数のボウリングピンを把持するステップと、ロボットアームによって、ボウリングピンを検出位置に配置するステップと、を備える。
【００６１】
本方法の実施例では、ボウリングボール及びボウリングボールの位置を検出するステップと、ロボットアームによって、ボウリングボールを把持及び保持するステップと、ロボットアームによって、ボウリングボールを所定の所望の位置に移動させるステップと、が実現される。
【００６２】
この方法は、一群のボウリングピンから特定のボウリングピンを認識するステップを備え、特定のボウリングピンは、検出特徴を備える。
【００６３】
特に、この方法は、ボウリングピンを配置するための器具を説明する上で上述した１つ以上のステップを備えることができる。この方法は、例えば、揮発性メモリ又は不揮発性メモリのようなコンピュータ可読媒体のコンピュータプログラムの形態でのコードとして実施することができる。
【００６４】
特に、この方法は、ボウリングピンを配置するための上述の器具を用いて実施することができる。上述のボウリングシステムは、同様に、上述の方法を実行するのに適している。
【００６５】
ここで、ボウリングピンを配置するための器具に関して、又は、ボウリングシステムに関してのみ言及された特徴は、ボウリングピンを配置するために言及された方法についても特許請求することができ、逆もまた同様である。
【００６６】
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。以下の図面が示されている。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１は、ボウリングピンを配置するための器具の斜視図である。
【図２】図２は、ボウリングピンを配置するための器具の別の図である。
【図３】図３は、ボウリングピンを配置するための器具の別の図である。
【図４】図４は、ボウリングピンの様々な所望の位置を示す図である。
【図５】図５は、図１〜３に係るボウリングピンを配置するための器具の概略図である。
【図６】図６は、複数のボウリングレーンを有するボウリングシステムの概略図である。
【図７】図７は、複数のボウリングレーンを有する別のボウリングシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
図面において、同じ特徴には同じ参照符号が付されている。
【００６９】
図１〜図３は、ボウリングピン２を配置するための器具１の異なる図を示している。器具１は、レベルレーン１０の一端に配置される。レベルレーン１０は、走行面１０又はボウリングレーン１０と呼ばれることもある。多くのボウリングピン２が認識される。多くのボウリングピン２は、走行レーン１０の領域１３、いわゆるピンデッキ１３に配置される又は配置され得る。ピット又はガター６として設計され、倒れたボウリングピン２が搬送され得る深溝部６は、領域１３に隣接している。プッシャー（図示せず）を設けることができる。プッシャーは、倒れた及び／又は立っているボウリングピン２をピンデッキ１３からピット６内に押し込むことができる。一般的に、ボウリングピン２は、ボウリングボール９によって倒される。一般的に、ボウリングボール９は、プラスチック材料から製造され、ボウリングボールの重さは、３．５〜７．３ｋｇである。さらに、ボウリングピン２の重さは、通常、１３００〜１６４０グラムの間であり、ボウリングピン２の高さは、約３５〜４０ｃｍ、例えば、約３８ｃｍである。ボウリングピン２は、主に、プラスチックコーティングが施された木製コアを有する。
【００７０】
器具１は、２つのロボットアーム３、４を備える。２つのロボットアームのそれぞれの重さは、約１００〜１５０ｋｇである。また、２つ以上のロボットアーム又は１つのロボットアームを設けることもできる。ロボットアーム３、４は、ボウリングピン２を把持及び保持するために設計される。さらに、ロボットアーム３、４は、ボウリングピン２を所定の所望の位置５、１２に配置するために設計される。ロボットアーム３、４を多軸ロボットにすることができる。このために、ロボットアーム３、４は、複数のアームセグメント２２、２３、２４を備えることができる。図示の実施例では、ロボットアーム３、４は、それぞれベース２０を備える。プラットフォーム２１は、垂直回転軸を中心として回転可能にベース２０に配置される。回転アームセグメント２２は、プラットフォーム２１に回転可能に配置される。別のアームセグメント２３は、回転アームセグメント２２に配置される。アームセグメント２３は、例えば、回転アームセグメントとして設計され得る。回転軸を有する把持アームセグメント２４は、別のアームセグメント２３に配置されている。把持装置２５は、把持アームセグメント２４に配置され得る。把持装置２５は、ロボットアームセグメント２２、２３、２４の移動軸の作動によって、空間を移動し、回転することができる。把持装置２５を、例えば、空気式、機械式、及び／又は、磁気式把持装置とすることができる。図１〜図３から認識できるように、ロボットアーム３、４は、さらに、ボウリングボール９を把持及び保持するために設計される。把持装置２５は、ボウリングピン２及び／又はボウリングボール９の保持を認識するために設計されたセンサを備えることができる。ロボットアーム３、４は、少なくとも１つのアイドル位置及び把持位置を有する。これにより、ロボットアーム３、４がボウリングプレーヤ又はレーン１０の利用者の投球を妨げないことを保証することができる。
【００７１】
図示の実施例では、器具１は、２つのロボットアーム３、４を備える。あるいは、１つのロボットアームだけ又は２つ以上のロボットアームを想定することもできる。ロボットアーム３、４は、好ましくは、同じ種類である。あるいは、器具１に対して２つの異なる種類のロボットアーム３、４を使用することもできる。ロボットアーム３、４及び／又は把持装置２５は、それぞれ非破壊的な方法で分解され得る。その結果、ロボットアーム及び／又は把持装置は、欠陥機能を有する場合、部分的又は完全に分解され、別のロボットアーム又は別の把持装置２５と入れ替えられ得る。
【００７２】
図示されていない傾斜路は、ボウリングレーン１０に沿って側方に延在することができる。傾斜路は、ボウリングボールのためのガイドレールを備えることができる。ロボットアーム３、４の少なくとも１つは、ボウリングボール９を傾斜路に配置するように設計され得る。傾斜路は、水平レーン１０に対して傾斜している。この手段によって、ボウリングボール９は、自重によって、レーン１０の始点に位置するボールテーブルに転がり戻る。ここで、ボウリングプレーヤは、ボールテーブルからボウリングボール９を取り出し、次のゲームに使用することができる。
【００７３】
器具１は、さらに、図示されていない物体認識装置（図５参照）を有する。物体認識装置は、ボウリングピン２及び／又はボウリングボール９及び／又はロボットアーム３、４及び／又はピット６及び／又はレーン１０及び／又は人間及び／又は動物を検出するために設計される。物体認識装置は、さらに、ボウリングピン２の向きを認識することができる。すなわち、物体認識装置は、ボウリングピン２が倒れているか又は立っているかを検出することができる。
【００７４】
物体認識装置は、さらに、レーン１０上のボウリングピン２の位置を検出するために設計され得る。物体認識装置は、例えば、ロボットアーム３、４に、及び／又は、ロボットアーム３、４の上方に、及び／又は、ロボットアーム３、４の隣に配置され得る。このために、物体認識装置は、異なる位置に配置された複数のモジュールを備えることができる。物体認識装置は、移動可能に配置され得る。その結果、物体認識装置は、ボウリングピン２の位置及び／又は向きを常に認識することができる。したがって、ロボットアーム３、４の１つが物体認識装置の視界を遮る場合は、物体認識装置を移動させる（動かす）ことができる。物体認識装置は、さらに、ロボットアーム３、４若しくはロボットアーム３、４の一部、及び／又は、ロボットアーム３、４の位置、及び／又は、ロボットアーム３、４の向き、及び／又は、ロボットアーム３、４の回転位置を検出するために設計され得る。
【００７５】
物体認識装置は、ボウリングピン２及び／又はボウリングボール９及び／又はロボットアーム３、４を検出する少なくとも１つのセンサを備える。レーザスキャナは、例えば、センサとして使用することができる。ここで、スキャナは、短い距離で複数のレーザービームを出射することができる。その結果、扇形のレーザービームが生じる。次に、検出領域、一般的に、少なくとも領域１３（ピンデッキ１３）及びピット６において、センサを回転させることによって、扇形のレーザービームは回転する。この手段によって、検出領域の空間的検出が行われる。ここで、幾何学データは、レーザービームによる距離測定によって収集される。ボウリングピン２及び／又はボウリングボール９及び／又はロボットアーム３、４を検出するためのカメラは、レーザスキャナの代わりに又はそれに加えて使用することができる。物体認識装置は、１つのボウリングレーンに１つのセンサ又は複数のセンサを備えることができる。
【００７６】
物体認識装置は、さらに、一群のボウリングピン２から特定のボウリングピン７を認識するために設計され得る。特定のボウリングピン７は、一群の他のボウリングピン２と比較して、検出特徴８を有する。特徴は、図示の実施例では、ボウリングピン７の着色された円周線８として設計される。
【００７７】
人間及び／又は動物がロボット３、４から所定の安全距離内に位置していることを物体認識装置が認識した場合、物体認識装置に接続された制御ユニットは、ロボットアーム３、４のスイッチを切るように設計され得る。このようにして、例えば、サービススタッフとロボットアーム３、４とが互いに干渉しないことを保証することができる。
【００７８】
器具１は、さらに、図示されていない制御ユニットを備える（図５参照）。制御ユニットは、物体認識装置のデータ及び／又は信号を評価し、ボウリングピン２、７の所定の所望の位置５、１２及び／又はボウリングピン２の検出された向きに応じて、ロボットアーム３、４を作動させて、ボウリングピン２、７を引き上げ、それらをボウリングレーン１０に配置するか、又は、それらをピット６内に配置するように設計される。
【００７９】
例えば、ボウリングピン２が倒れていることを物体検出装置が検出した場合、制御ユニットは、ロボットアーム３、４を作動させ、ボウリングピン２を所定の所望の位置５に再び配置する。さらに、制御ユニットは、通常、ボウリングピン２の検出位置に応じてロボットアーム３、４を作動させるように設計される。検出位置は、所望の位置５、１２及び／又は所望の位置５、１２に対して水平に移動した実際の位置１１を含む。さらに、制御ユニットは、ボウリングボール９の検出位置に応じてロボットアーム３、４を制御し、ボウリングボールを把持するように設計され得る。
【００８０】
ボウリングピン２、７は、１回目の投球によって、倒れることなく初期位置から移動することが起こり得る。この場合を図４B及び４Ｄに概説する。所望の位置１２は、図４Ｂ及び図４Ｄに破線で示されている。ボウリングプレーヤ又はレーン１０の利用者の１回目の投球後、ボウリングピン２は、ボウリングボール９によって、又は、別のボウリングピン２によって、ここで倒れることなく、新しい位置１１に移動される。ボウリングピン２、７のこの移動位置１１は、物体認識装置によって検出され、制御ユニットに転送される。しかしながら、２回目の投球前、ボウリングピン２、７は、そこに、即ち、１回目の投球によって押し出された移動位置１１に立つ必要がある。制御ユニット３、４は、ボウリングピン２、７の検出位置に応じてロボットアーム３、４を作動させることができる。その結果、２回目の投球によって、ボウリングピン２、７が１回目の投球後に押された位置に正確に配置され、又は、立ったままであることを確実にすることができる。
【００８１】
一般的に、制御ユニットは、プッシャー（図５参照）に接続され、プッシャーを作動させる。制御ユニットは、第１の数のボウリングピン２、７が倒れた場合、プッシャーが第２の数の立っているボウリングピン２を含む全てのボウリングピン２、７をピット６内に押し込むように、プッシャー及びロボットアーム３、４を作動させるように設計され得る。立っているボウリングピン２がピンデッキから持ち上げられ、倒れたボウリングピンのみがピット内に押し込まれる従来技術とは対照的に、本出願によれば、ピンデッキ１３に位置する全てのボウリングピン２は、ピット６内に押し込まれる。ロボットアーム３、４は、その後、ピット６からボウリングピン２を把持し、ボウリングピン２を物体認識装置によって検出されるボウリングピン２の位置５、１１に配置する。
【００８２】
あるいは、上述のプッシャーなしで行うこともできる。この場合、制御ユニットは、ロボットアーム３、４がボウリングレーン１０から倒れたボウリングピン２、７を回収し、それらをピット６内に搬送する一方、ロボットアーム３、４が立っているボウリングピン２、７をボウリングレーン１０に立たせたままにするように、ロボットアーム３、４を作動させることができる。特に、ロボットアーム３、４の上述した作動は、ボウリングボール９の１回目の投球後であって、ボウリングボール９の２回目の投球前に行うことができる。
【００８３】
制御ユニットは、ロボットアーム３、４を現在の向きと位置とに応じて作動させるように設計され得る。特に、ロボットアーム３、４及びプッシャーの動きが、制御ユニットによって互いに同期又は協調している場合には有利である。制御ユニットは、ロボットアーム３、４がアイドル位置に移動するように、ロボットアーム３、４を作動させることができる。さらに、物体認識装置によるボウリングピン２及びボウリングボール９の認識を改善するために、ロボットアーム３、４を作動させることができる。制御ユニットは、さらに、物体認識装置の移動位置を制御することができる。
【００８４】
別の変形例では、制御ユニットは、把持装置のセンサに接続される。
【００８５】
制御ユニットは、上述のセンサのデータ及び／又は信号を処理する及び／又は扱うためのマイクロコントローラ、プロセッサ、マイクロプロセッサ、及び／又は、デジタル信号プロセッサを備えることができる。したがって、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）は、デジタル信号、例えば、上述のセンサのデジタル信号を連続的に処理するために設計され得る。さらに、制御ユニットが上記センサのうちの１つ又は複数を作動させるように設計されることを想定することができる。
【００８６】
さらに、制御ユニットは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、磁気記憶媒体、及び／又は、光学式ドライブなどの１つ以上のメモリを備えることができる。上述のセンサ又は複数のセンサのデータ及び／又は信号を処理する又は扱うためのプログラム、例えば、ソフトウェアをメモリに格納することができる。
【００８７】
さらに、図示されておらず、制御ユニットに接続された入力手段を設けることができる（図５参照）。利用者は、ボウリングピン２、７の所定の所望の位置５、１２、又は、レーン上のボウリングピン２、７の所定の配置（三角形、長方形、菱形、線、形線など）を特定し、入力手段によって、それを制御ユニットに送ることができる。制御ユニット及び入力手段は、例えば、ガラスファイバによって光学的に、ケーブルによって電気的に、又は、無線通信装置によって互いに接続することができる。
【００８８】
ボウリングピン２、７の異なる配置の可能性を図４に示す。図４Ａによると、１０本のボウリングピン２、７、１２が二等辺三角形に配置されている。図４Ｃによると、９本のボウリングピンが正方形に配置されている。もちろん、ボウリングピン２、７、１２の多くの異なる配置が可能であり、本出願は、ボウリングピン２、７の特定の配置に限定されない。
【００８９】
少なくとも１つボウリングピン２、７を配置するための方法が本明細書によって提供される。この方法は、ボウリングピン２、７及びボウリングピン２、７の向きを検出するステップと、ロボットアーム３、４によって、ボウリングピン２、７を把持するステップと、ロボットアーム３、４によって、ボウリングピン２、７を所定の所望の位置に配置するステップと、を備え、ボウリングピン２、７の向きは、縦向き及び横向きを含む。
【００９０】
本方法は、さらに、ボウリングピン２、７の位置を検出するステップと、ボウリングピン２、７の検出位置に応じて、ロボットアーム３、４を移動させるステップと、を備え、検出位置は、所望の位置及び／又は所望の位置に対して水平に移動した実際の位置を含む。
【００９１】
本方法によって追加のステップを想定することができる。追加のステップは、第２の数の縦向きボウリングピン２、７の位置を検出するステップと、倒れたボウリングピン２、７と立っているボウリングピン２、７とをピット６内に押し込むステップと、ロボットアーム３、４によって、ピット６からボウリングピン２、７を把持するステップと、ロボットアーム３、４によって、ボウリングピン２、７を検出位置１１に配置するステップと、を備える。
【００９２】
特に、上述の方法は、上述の器具１を用いて実施することができる。
【００９３】
図５は、ボウリングピン１を配置するための器具１の概略図を示す。図５において、制御ユニット３０は、物体認識装置３１、入力手段３２、プッシャー３３、及び、ロボットアーム４に接続されている。さらに、図５では、破線により、制御ユニット３０が車両３４のステップモータ（下記参照）に接続されていることが示されている。制御ユニット３０及び物体認識装置３１、入力手段３２、プッシャー３３、ロボットアーム４及び／又は車両３４のステップモータは、例えば、ガラスファイバによって光学的に、ケーブルによって電気的に、又は、無線通信装置によって互いに接続することができる。
【００９４】
入力手段 ３２によって、ロボットアーム３、４の動作状態を制御ユニット３０に伝えることができる。欠陥のためロボットアーム３、４の一方がもはや動作していない場合、「動作不可能」又は「不良」の動作状態を、例えば、入力手段３２によって入力することができる。次に、制御ユニット３０は、この動作状態に応じて、それぞれの他のロボットアーム３、４を作動させる。その結果、他のロボットアーム３、４は、動作不可能なロボットアーム３、４の動作を想定する。入力手段３２としては、例えば、キーボード、マウス、タッチスクリーン、スマートフォン等の携帯端末を用いることができる。なお、入力手段３２は、これらに限定されるものではない。代替的に又は追加的に、ロボットアーム３、４の動作状態を検出するための手段（図示せず）を設けることができ、この手段は、それぞれのロボットアーム３、４の動作状態を表示する。上述の方法によって、これらの検出手段を制御ユニット３０に接続することもできる。
【００９５】
図６は、縦軸が互いに平行に整列された複数のボウリングレーン（レーン）１１１、１１２、１１３、１１４を備えるボウリングシステム１００の概略図を示す。４つのボウリングレーン１１１、１１２、１１３、１１４が図示の例に示されている。もちろん、４つより多い又は少ないボウリングレーンを設けることができる。ボウリングシステム１００は、ボウリングレーン１１１、１１２、１１３、１１４に対して静止して配置された５つのロボットアーム１０１、１０２、１０３、１０４、１０５を備える。例えば、少なくともロボットアーム１０２、１０３、１０４は、ボウリングレーン１１１、１１２、１１３、１１４の間に配置される。ロボットアーム１０１、１０２、１０３、１０４、１０５は、それぞれ、ボウリングレーン１１１、１１２、１１３、１１４の上方で一定の高さに配置された図示しないキャリアに固定され得る。ロボットアーム１０１、１０２、１０３、１０４、１０５は、全て制御ユニット３０に接続されている。したがって、制御ユニット３０は、ロボットアーム１０１、１０２、１０３、１０４、１０５を個別に作動させ、ロボットアームの動作シーケンスを調整することができる。中央の３つのロボットアーム１０２、１０３、１０４は、それぞれ、２つの隣接するボウリングレーンに位置するボウリングピン２を把持、保持、及び、配置するために設計される。例えば、誤作動によってロボットアーム１０１及び１０３が故障した場合、ボウリングレーン１１１、１１２のボウリングピン２は、ロボットアーム１０２によって、把持及び配置され得る。余剰のロボットアームを設けることによって、１つのロボットアーム又は複数のロボットアームが故障し、修理が必要な場合でも、ボウリングレーン１１１、１１２、１１３、１１４を確実に使用することができる。あるいは、コストを下げるために、ロボットアーム１０１、１０３、１０５なしで行うこともできる。この場合、ロボットアーム１０２及び１０４は、レーン１１１、１１２及び１１３、１１４に亘るそれぞれのボウリングピン２を、引き上げ、配置することができる。
【００９６】
図７は、互いに平行に延在する複数のボウリングレーン（レーン）２１１、２１２、２１３、２１４を備える別のボウリングシステム２００の概略図を示す。ボウリングシステム２００は、レールシステム３５及び移動可能なロボットアーム２０１、２０２、２０３、２０４及び２０５が設けられている点で、ボウリングシステム１００と異なる。あるいは、ボウリングシステム２００は、ロボットアーム２０１、２０２、２０３、２０４、２０５のための１つ又は複数のガイドを備えることができる。制御ユニット３０に接続されるロボットアーム２０１、２０２、２０３、２０４、２０５は、それぞれ、移動可能な車両３４に配置される。車両３４は、車輪、タイヤ、又は、ローラを備え、レールシステム３５に組み付けられ、レールシステム３５は、ボウリングレーン２１１、２１２、２１３、２１４と同じ高さに（例えば、ボウリングレーンの隣に）、又は、ボウリングレーン２１１、２１２、２１３、２１４の上方で一定の高さに位置され得る。レールシステム３５は、メインレール３６と、５つのサイドレール３７とを備える。メインレール３６は、例えば、それぞれのボウリングレーン２１１、２１２、２１３、２１４の長軸に対して直交するする方向に延在する。５つのサイドレール３７は、それぞれ、ボウリングレーン２１１、２１２、２１３、２１４の長軸に対して平行に延び、メインレール３６に接続される。
【００９７】
図７において、ロボットアーム２０４は、サイドレール２０４に位置することが示されている。例えば、ロボットアーム２０１が動作状態「不良」に応じて動作不可能であることが確認される場合、制御ユニット３０は、ロボットアーム２０１をサイドレール３７のうちの１つに移動させ、その後、動作状態「オフ」及び「不良」に応じて、ロボットアーム２０１のスイッチをオフすることができる。これは図７に矢印３８で示されている。現在存在しないロボットアーム２０１は、メインレール３６でロボットアーム２０２を移動させることによって補償することができる。移動可能なロボットアーム２０１、２０２、２０３、２０４、２０５の位置を認識するための位置センサを設けることができる。その結果、制御ユニット３０は、個々のロボットアーム又は車両３４がどこに位置するかを認識することができる。それぞれの位置センサは、例えば、ロボットアーム２０１、２０２、２０３、２０４、２０５又はステップモータの構成要素に固定され得る。あるいは、物体認識装置３３は、ロボットアーム２０１、２０２、２０３、２０４、２０５の位置を検出するために使用される。制御ユニット３０は、ロボットアーム２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、又は、ロボットアーム２０１、２０２、２０３、２０４、２０５の車両３４のステップモータをそれらの位置に応じて制御する。
【００９８】
図示の実施例では、ボウリングレーン２１３は、現在使用されていない。このため、関連するロボットアーム２０４は、サイドレール３７に移動され、制御ユニット３０を作動させることによって一時的にスイッチオフされる。図示の例では、したがって、その動作状態が「良好」及び「オフ」である。別のロボットアーム２０２、２０３及び２０５は、それぞれ、動作状態が「良好」及び「オン」である。
【００９９】
別の実施例では、車両３４は、このために設けられた経路（図示せず）上を移動することができる。経路は、通常、ボウリングレーン２１１、２１２、２１３、２１４に隣接している。経路は、例えば、図７に示されたレールシステム３５と同様又は同じコースを有することができる。経路は、好ましくは、少なくとも２つの車両３４が衝突することなく互いに反対方向に隣り合って動くことができるような方法で寸法決めされる。この場合、車両は、ボウリングレーン２１１、２１２、２１３、２１４の１つから他のボウリングレーン２１１、２１２、２１３、２１４の１つに事故なくロボットアーム２０１、２０２、２０３、２０４、２０５を移動させるために、自己駆動方式で設計され得る、すなわち、車両３４は、適切なソフトウェア及びハードウェアを備えることができる。
【０１００】
ここで、上述のボウリングシステム１００、２００の特徴は、互いに矛盾しないか、又は、互いに排除しない限り、器具１の特徴と組み合わせることができ、又は、上述の方法の特徴と組み合わせることができ、逆もまた同様であることが強調される。
【符号の説明】
【０１０１】
１  ボウリングピンを配置するための装置
２  ボウリングピン
３  ロボットアーム
４  ロボットアーム
５  所望の位置
６  ピット
７  所定のボウリングピン
８  検出特徴
９  ボウリングボール
１０  レーン
１１  移動位置
１２  所望の位置
１３  ピンデッキ
２０  ベース
２１  スタンド
２２  回転アームセグメント
２３  別のアームセグメント
２４  把持アームセグメント
２５  把持セグメント
３０  制御ユニット
３１  物体認識装置
３２  入力手段
３３  プッシャー
３４  車両
３５  レールシステム
３６  メインレール
３７  サイドレール
３８  矢印
１００  ボウリングシステム
１０１  ロボットアーム
１０２  ロボットアーム
１０３  ロボットアーム
１０４  ロボットアーム
１０５  ロボットアーム
１１１  ボウリングレーン
１１２  ボウリングレーン
１１３  ボウリングレーン
１１４  ボウリングレーン
２００  ボウリングシステム
２０１  ロボットアーム
２０２  ロボットアーム
２０３  ロボットアーム
２０４  ロボットアーム
２０５  ロボットアーム
２１１  ボウリングレーン
２１２  ボウリングレーン
２１３  ボウリングレーン
２１４  ボウリングレーン
【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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【国際調査報告】
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