(57)【要約】      （修正有）【課題】車両の運転手以外に更にラバーコーン払出し及び収納をするために必要とした車体上に搭乗する作業員人員を省略でき、しかも、その作業を車両を停止させることなく連続的に行え、さらに、安価な制御手段でこれを達成できるラバーコーン払出し及び収納装置を提供する。【解決手段】トラック等の車両の荷台に設置され、ラバーコーン４を位置決めして複数個積み重ねることが可能な構造のテーブル３等のラバーコーン載置位置決め手段と、該車両に設置され、ラバーコーン検出用のセンサー及び車両の走行方向に移動可能で、かつ、その移動速度が制御可能なラバーコーン把持ハンドをその作用端に備え、路面上と前記テーブル等との間を移動自在としたセンサー付アーム部２を具備したロボットアーム１と、一連の払出し・収納の作業を制御する制御手段を具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラック等の車両の荷台に設置され、ラバーコーンを位置決めして複数個積み重ねることが可能な構造のテーブル等のラバーコーン載置位置決め手段と、該車両に設置されたものであって、ラバーコーン検出用のセンサー及び車両の走行方向に移動可能であり、かつ、その移動速度が制御可能なラバーコーン把持ハンドをその作用端に備え、路面上と前記テーブル等との間を移動自在としたセンサー付アーム部を具備したロボットアームと、払出し時においては、前記テーブル等上のラバーコーンをセンサー付アーム部のセンサーにて検出し、次いでラバーコーン把持ハンドにてラバーコーンを把持し、次いでセンサー付アーム部を路面上方に移動すると同時に降下して待機し、次いでラバーコーン把持ハンドを加速しながら移動し、次いで連続的に移動する車両の走行速度とラバーコーン把持ハンドの移動速度とが一致した段階でラバーコーン把持ハンドを開放して路面上にラバーコーンを払い出する一連のシーケンス動作を制御し、収納時おいては、路面上のラバーコーンをセンサー付アーム部のセンサーにて検出し、次いで連続的に移動する車両の走行速度とラバーコーン把持ハンドの移動速度とが一致した段階でラバーコーン把持ハンドを閉じてラバーコーンを把持し、次いでセンサー付アーム部を路面上方から移動すると同時に上昇して前記テーブル等上でラバーコーン把持ハンドを開放して収納する一連のシーケンス動作を制御するパソコン等で構成される制御手段とを具備したことを特徴とするラバーコーン払出し及び収納装置。
【請求項２】
ラバーコーン載置位置決め手段が、順次移動可能なテーブルで構成されており、かつ、該テーブルにラバーコーンの有無及びその数量を検知するためのセンサーを具備した請求項１記載のラバーコーン払出し及び収納装置。
【請求項３】
センサー付アーム部のセンサーが、非接触式センサーと接触式センサーとによって構成されている請求項１記載のラバーコーン払出し及び収納装置。
【請求項４】
ラバーコーン把持ハンドが、車両の進行方向に旋廻する形式のものによって構成されている請求項１記載のラバーコーン払出し及び収納装置。
【請求項５】
ラバーコーン把持ハンドが、車両の進行方向に車両の進行方向に水平に移動する形式のものによって構成されている請求項１記載のラバーコーン払出し及び収納装置。
【請求項６】
車両の運転席前部から突出した位置にマーカーを具備している請求項１記載のラバーコーン払出し及び収納装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両又は歩行者の通行を妨げる通行止めをする装置であって、それ自体で独立しているものであるコーン型のものの払出し及び収納装置に関するものである。具体的には、多数のラバーコーンを工事区間の道路上にライン状に所定間隔で所定距離にわたって多数の払出し及び収納する装置に関するものであり、更に詳細には、その自動化装置に関するものでる。
【０００２】
【従来の技術】
従来のラバーコーン払出し及び収納装置には、次のようなものがある。
即ち、車両の荷台に積み重ねて積載され、かつ、多数並べられたラバーコーンをラバーコーン送出機構、ラバーコーン昇降機構、ラバーコーン把持手段等を用いて工事区間の道路上に適宜間隔に設置するラバーコーン払出し手段及び道路上に設置されたラバーコーンを検出する回収センサーを備えたラバーコーン回収機構等を用いて道路上に設置されたラバーコーンを車両の荷台に収納する手段の両方を具備した装置（特許文献１参照）。
ラバーコーンを検出する回収センサーを備えたラバーコーン回収機構等を用いて道路上に設置されたラバーコーンを車両の荷台に収納する手段のみを具備した装置（特許文献２参照）。
ラバーコーン払出し及び収納装置であって、車両の荷台に移動可能なテーブル具備した装置（特許文献３参照）。
その他下記の特許文献４ないし特許文献１０参照。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−９２９２１号公報
【特許文献２】
特表２００２−５２４６７２号公報
【特許文献３】
特開平５−３１１６２２号公報
【特許文献４】
特開平５−６５７０９号公報
【特許文献５】
特開平９−２７９５３２号公報
【特許文献６】
特開平２００２−１６７７２０号公報
【特許文献７】
特開平７−７１０１１号公報
【特許文献８】
特開平４−２３７７０９号公報
【特許文献９】
特開平６−９３６０７７号公報
【特許文献１０】
特開平２００１−２９５２３４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来技術は、それぞれ、ラバーコーン払出し手段及びラバーコーン収納手段の両方を具備し、ラバーコーンの検出手段を具備した装置、ラバーコーン払出し及び収納装置であって、車両の荷台に移動可能なテーブル具備した装置等はあるが、いずれの装置も、ラバーコーン払出し及び収納の両方を車両運転者一人で達成することかできず、その両方を車両を停止させることなく連続的に達成できるものではなかった。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決しようとするもので、従来の技術では車両の運転手以外に更にラバーコーン払出し及び収納をするために車体上に搭乗した作業員をコーン払出し及び収納の両方にわたって省略できるので安全であり、しかも、その両方を車両を停止させることなく連続的に達成することができ、更に、安価な制御手段でこれを達成できるラバーコーン払出し及び収納装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、トラック等の車両の荷台に設置され、ラバーコーンを位置決めして複数個積み重ねることが可能な構造のテーブル等のラバーコーン載置位置決め手段と、該車両に設置されたものであって、ラバーコーン検出用のセンサー及び車両の走行方向に移動可能であり、かつ、その移動速度が制御可能なラバーコーン把持ハンドをその作用端に備え、路面上と前記テーブル等との間を移動自在としたセンサー付アーム部を具備したロボットアームと、払出し時においては、前記テーブル等上のラバーコーンをセンサー付アーム部のセンサーにて検出し、次いでラバーコーン把持ハンドにてラバーコーンを把持し、次いでセンサー付アーム部を路面上方に移動すると同時に降下して待機し、次いでラバーコーン把持ハンドを加速しながら移動し、次いで連続的に移動する車両の走行速度とラバーコーン把持ハンドの移動速度とが一致した段階でラバーコーン把持ハンドを開放して路面上にラバーコーンを払い出する一連のシーケンス動作を制御し、収納時においては、路面上のラバーコーンをセンサー付アーム部のセンサーにて検出し、次いで連続的に移動する車両の走行速度とラバーコーン把持ハンドの移動速度とが一致した段階でラバーコーン把持ハンドを閉じてラバーコーンを把持し、次いでセンサー付アーム部を路面上方から移動すると同時に上昇して前記テーブル等上でラバーコーン把持ハンドを開放して収納する一連のシーケンス動作を制御するパソコン等で構成される制御手段とを具備したことを特徴とするラバーコーン払出し及び収納装置して前記第１の課題解決の手段として
いる。
【０００７】
また、該ラバーコーン載置位置決め手段が、順次移動可能なテーブルで構成されており、かつ、該テーブルにラバーコーンの有無及びその数量を検知するためのセンサーを具備したラバーコーン払出し及び収納装置として、より大量のラバーコーンを取り扱うことができるという第２の課題解決の手段としている。
【０００８】
更に、センサー付アーム部のセンサーが、非接触式センサーと接触式センサーとの両方で構成したラバーコーン払出し及び収納装置として、連続的に移動する車両においてもセンサーが確実に作動するという第３の課題解決の手段としている。
【０００９】
更にまた、ラバーコーン把持ハンドの移動を特定することによってラバーコーン把持ハンドの動作を滑らかなものとすると同時に把持及び開放動作を確実なものとし、人間の感覚と制御手段の機能とを有効に相乗することによって、必要以上の制御手段への負担を軽減するという第４の課題解決の手段としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に沿って説明する。
図１に示すように、トラック等の車両の荷台には、テーブル３を具備している。このテーブル３は、その上部に被処理物であるラバーコーン４を位置決めして複数個積み重ねることが可能な構造のものである。また、このテーブル３自体も、位置決め手段により、車両の荷台上において所定の位置に位置決めされるものである。つまり、ラバーコーン載置位置決め手段を構成するものである。この点についつては、後述するロボットアーム１に設けられたラバーコーン把持ハンド６との相対位置を決定するためである。テーブル３を多数設けた場合には、図７に示すごとくチエン１５により連結して、順次回転可能なものとされる。この場合において、所定位置で停止して位置決めするための手段としては、例えば突出式のドック等を設ける。また、図８に示すように、コーナーに設けられた４個のピストン１６により押し出すことによって移動させることもできる。この場合には、テーブル１個分のスペースエリアを必要とするが、位置決め手段としては、ドック等を設けことを必要とせず、ピストン１６を兼用することができる。
【００１１】
図７及び図８には、テーブルを移動可能としたものを実施例として記載されているが、後述するロボットアームに設けられたラバーコーン把持ハンド６が作動できる範囲のものについては、固定式のものとしてもよい。なお、テーブル３には、その上積載されているラバーコーンの有無及びその数量を検知するために重量センサー等を具備している。該重量センサーについては、歪みゲージ、即ち、通称ストレーンゲージと表現されている重量の変化による歪み量の変化を電気信号に変換して検知するものが有効である。
【００１２】
本発明の場合においては、連続的な荷重の変化を検出する必要がなく、段階的な値を検出すればその目的を達成することができるからである。歪みゲージは、検出すべきものの適所に張り付けるという簡便な手法で設置することができるばかりでなく、検出手段を簡略化することにより、コンピューターにかかる負担を軽減し、処理速度を早くすることができるので、本発明のように車両を連続して走行させながら操作する装置においてはより有効である。
【００１３】
荷台には、ロボットアーム１を具備している。ロボットアーム１は、図１に示すように、センサー付アーム部２を具備している。そして、該センサー付アーム部２が、テーブル３に搭載されたラバーコーン４上は道路上の位置とを往復移動可能な機能のものである。また、道路上の位置については、車両の左右いずれにも位置することがでするものとすることが望ましい。すなわち、ラバーコーン４の払出し及び収納が、工事現場によっては、車両のいずれの側にも可能でなければならないからである。該ロボットアーム１の形式については、旋回型、往復動型等適宜選択多能であるが、ラバーコーン把持ハンドの位置が正確に制御できるばかりでなく、時間的にも正確に制御でする、すなわち、後述する車両の移動速度とのタイミングとの関連においても正確に制御できる機能を具備するものでなければならない。この点は、本発明を実施するにあたり、きわめて重要な要件である。
【００１４】
車両の運転席前部から突出した位置にマーカー５を具備している。該マーカー５を設けた目的は、後述する接触式センサー９や非接触式センサー１０の負担を少なくして、制御手段に必要以上の負担をかけないためである。その結果として制御手段であるところのコンピューターの演算速度を早くし、かつ、演算回路をより単純化することができる。該マーカー５の構造は、実施例として図１に示すごとく、Ｌ字状をした棒状のものであり、垂直に屈曲した直線状の先端部を具備したものである。運転者が、マーカー５の直線状の先端部を目視すると共に、道路上に適宜間隔に一列に配置されたラバーコーンの列を目視し、両者のラインが一致するように車両を運転することができる機能を奏するものである。その結果、車両をセンサーの検知範囲に誘導する機能を奏するものである。
【００１５】
センサー付アーム部２は、図２に示すように、ラバーコーン把持ハンド６と吸盤７と具備している。該ラバーコーン把持ハンド６は、後述するごとく車両の移動速度に連動させて移動でするものである。該吸盤７は、ラバーコーン把持ハンド６の移動に連動してラバーコーン４を把持すべく作動するものである。吸盤７は、ラバーコーン把持ハンド６が移動する機構を具備し、かつ、移動しながら作動させなければならないため、その動作に許容範囲の大きいものが要求される。そのため、一般的には、通常バキューム式と称される空気を吸引することによって作動するものが選択される。しかし、許容範囲の大きい動作ができるものであれば適宜選択可能であり、例えば、くの字の部材で取り囲むことにより把持するものであってもよい。
【００１６】
第１実施例は、図３に示すように、ラバーコーン把持ハンド６が車両の進行方向に旋回する形式のものである。センサー付アーム部２は、ラバーコーン把持ハンド旋回軸８に旋回可能に支持されたラバーコーン把持ハンド６と、その先端に装着された吸盤７と、接触式センサー旋回軸１１に旋廻可能に支持された接触式センサー９と、非接触式センサー１０とを具備している。ラバーコーン把持ハンド６のラバーコーン払出し作動は、図４に示すとおりである。
【００１７】
ラバーコーン把持ハンド６は、図４のａの位置でラバーコーン４を把持して待機している。ラバーコーン４をｂの位置で払出すにあたり、ｂの位置まで移動するまでの間に、ラバーコーン把持ハンド６を加速し、ｂの位置にラバーコーン把持ハンド６が到達した時には、車両の走行速度と一致するようにその移動速度を制御する。そして、ｂの位置において吸盤７を開放してラバーコーン４を路面上に払出す。その後、ｃの位置に到達するまでの間に徐々に減速して停止させる。
【００１８】
ラバーコーン把持ハンド６のラバーコーン収納作動は、図５に示すとおりである。即ち、ラバーコーン把持ハンド６は、図５のａの位置で吸盤７を開放して待機している。該ラバーコーンをｂの位置で収納するにあたり、ｂの位置まで移動するまでの間にラバーコーン把持ハンド６を加速し、ｂの位置とにラバーコーン把持ハンド６が到達した時には、車両の走行速度と一致するようにその移動速度を制御する。そして、ｂの位置において吸盤７を閉じラバーコーン４を路面上から収納する。その後、ｃの位置に到達するまでの間に徐々に減速して停止させる。
【００１９】
次に、センサーについて説明する。センサーは、接触式センサー９と非接触式センサー１０とを具備している。非接触式センサー１０は、画像処理手段により制御されるものである。通常は、撮像管を用いて検知した情報を画像処理して、処理された画像をその中央で、左右の画像に分断し、両方の画像の制御成分が等価となるように、該撮像管を移動させる制御信号を出すものが用いられる。
【００２０】
なお、画像をその中心を原点として直交座標の４個の象限に分割し、それらを上下、左右、斜めにそれぞれ比較する、いわゆる、ヘテロダイン方式を用いればより正確な制御をすることが可能であり実用的である。
即ち、造船所等において用いられている装置であって、数１０メートルにわたる距離を無軌条で自走する台車を用い、目的とする溶接ラインを倣うことができる装置に用いられているセンサーである。しかし、自動溶接装置のセンサーをそのまま用いたのでは、必要以上の精度のものとなるので、精度をラバーコーンが検出できる程度のものとし、検出速度についつては、高速に対応するものとして使用するのが有効である。非接触式センサー１０については、前記した光学式のものばかりでなく、ドプラー効果を利用する音響式のものであってもよい。
【００２１】
接触式センサー９については、ラバーコーンに接触すると車両進行方向は逆に旋回して退避可能としている。検出操作が終了すると、車両進行方向に旋回して元の位置に戻るようにするために、コイルスプリング等を接触式センサー旋回軸１１に設けておくことが好適である。
【００２２】
通常は、非接触式センサー１０によって、比較的遠い位置でラバーコーンを検出することによって、センサー付アーム部２の位置を時間的にゆとりも持って対応すべき位置に移動させて待機させ、次に接触式センサー９によって、正確に検出して前記したごときラバーコーン把持ハンド６の動作を開始させるように構成している。これは、動作に時間的にゆとりも持たせることにより、ロボットアーム１の構造を必要以上な機能を備えたものとする必要がなく、かつＣＰＵの演算速度も必要以上のものを要求しないので、制御に用いるコンピューターについても、汎用のものを利用できる可能性がある。例えば、工作機械の制御においては、性能との兼ね合いを考慮して、ＣＰＵの負担を軽減するとこによって、汎用のコンピューター、いわゆるパソコンを用いることに成功して、安価な制御手段の供給がすでに行われている。
【００２３】
前記においては、接触式センサー９と非接触式センサー１０との両方を使用する例を示したが、非接触式センサー９のみでも制御可能である。これらのセンサーは、テーブル３に搭載されたラバーコーンを検出する際にも使用され、センサー付アーム部２の位置を制御して、ラバーコーンを把持する。
【００２４】
第２実施例は、図６に示すように、ラバーコーン把持ハンド６が車両の進行方向に水平に移動する形式のものである。往復動アーム１２、ラック１３及びピニオン１４を備えたものであり、センサーによる検出に連動させてピニオン１４を駆動してラック１３を移動させ、ラバーコーン把持ハンド６を車速に連動させて移動すべく構成している。この実施例の場合においては、センサー付アーム部２を上下させる動作を同時にするように制御することがより好適である。
【００２５】
本発明のラバーコーン払出し及び収納装置の作用を処理順序に従って説明する。
先ず、払出し作用について説明する。運転手は、運転席前部から突出した位置にマーカー５の直線状の先端部を目視して、ラバーコーン４を載置すべき道路上のラインに沿って車両を走行させる。それと同時にロボットアーム１を作動させ、車両の荷台上において所定の位置に位置決めされたテーブル３上のラバーコーン４をセンサー付アーム部２のセンサーにて検出して、ラバーコーン把持ハンド６に設けられた吸盤７にて把持する。この際のロボットアーム１の作動領域に存在するテーブル３上にラバーコーン４が存在する場合には、テーブル３を移動させることなく、ロボットアーム１のみを作動させることが有効である。
【００２６】
ロボットアームの１作動領域に存在するテーブル３上に、ラバーコーン４が存在しないことが検知された場合には、制御手段は、テーブル３をロボットアーム１の作動領域に移動すべくチエン１５又はピストン１６に作動信号を送る。次にラバーコーン４を把持したセンサー付アーム部２は、道路上方の所定の位置に移動して待機する。予め制御手段に設定されているラバーコーン４の配置間隔に適合する目標位置に到達した時点において、第１実施例においては、前記段落〔００２０〕に記載したように、車両の走行速度とラバーコーン把持ハンド６の移動速度とが一致した段階でラバーコーン４を払出す。第２実施例においては前記段落〔００２１〕に記載したように作用する。前記目標位置は、予め制御手段に登録されている配置間隔と車両の走行速度と関係からＣＰＵが演算して決定する。
【００２７】
次に収納作用について説明する。運転手は、払出し時と同様にマーカー５の直線状の先端部を目視して、道路上に一列に配置されたラバーコーン４ラインに沿って車両を走行させる。第１実施例においては前記段落〔００２０〕に記載したごとく車両の走行速度とラバーコーン把持ハンド６の移動速度とが一致した段階でラバーコーン４を収納し、第２実施例においては前記段落〔００２１〕に記載したように作用する。その後センサー付アーム部２は、テーブル３上に移動してラバーコーン４を該テーブル３上に積み重ねて積載する。限界となる積み重個数については予め制御手段に登録しておき、所定値に達した時には、センサー付アーム部２の位置を次のテーブル３上に移動した後、積み重作業を続行する。ロボットアーム１の作動領域に積み重ね可能なテーブル３が存在しない場合には、制御手段は、テーブル３をロボットアーム１の作動領域に移動すべくチエン１５又はピストン１６に作動信号を送る。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば次のような効果が得られる。
請求項１の発明においては、従来の技術では車両の運転手以外に更にラバーコーン払出し及び収納をするために必要とした車体に搭乗した作業員を省略できることにある。そして、車両を停止させないで連続的に効率的にコーン払出し及び収納の両方を達成することができる。車両、ロボットアーム、テーブル、センサー等の構成部材については、既存のものに若干の改良を加えるだけで利用できる。
一連の動作シーケンスを制御する制御手段を構成するコンピューターについてもＣＰＵに負担がかからないような制御を採用しているので、工作機械の制御分野等において実現しているように、汎用のコンピューター、即ち、パソコンを用いることができる。
【００２９】
請求項２の発明においては、より大量のラバーコーンを取り扱うことができるという効果を奏する。
【００３０】
請求項３の発明においては、接触式センサーと非接触式センサーとに役割分担をすることにより、正確かつ敏速な検出ができるばかりでなく、総合して安価な手段を利用することが可能となる。
【００３１】
請求項４及び請求項５の発明においては、ラバーコーン把持ハンドの動作を滑らかなものとすると同時に把持及び開放動作を確実なものとする。
【００３２】
請求項６の発明においては、人間の感覚と制御手段の機能とを有効に相乗することによって、必要以上制御手段への負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るラバーコーン払出し及び収納装置の全体概念図である。
【図２】本発明に係るセンサー付アーム部の概念図である。
【図３】本発明に係るセンサー付アーム部の第１実施例の図である。
【図４】第１実施例における把持アームのラバーコーン払出し時の動作を示す図である。
【図５】第１実施例における把持アームのラバーコーン収納時の動作を示す図である。
【図６】本発明に係るセンサー付アーム部の第２実施例の図である。
【図７】本発明に係るテーブルの第１実施例の図である。
【図８】本発明に係るテーブルの第２実施例の図である。
【符号の説明】
１      ロボットアーム
２      センサー付アーム部
３      テーブル
４      ラバーコーン
５      マーカー
６      ラバーコーン把持ハンド
７      吸盤
８      ラバーコーン把持ハンド旋回軸
９      接触式センサー
１０    非接触式センサー
１１    接触式センサー旋回軸
１２    往復動アーム
１３    ラック
１４    ピニオン
１５    チエン
１６    ピストン
１７    スペースエリア
【図１】
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【図２】
2004232215.tif 000004
【図３】
2004232215.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004232215.tif 000009
【図８】
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