(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定端および自由端を有し、感度方向の力の大きさに応じたセンシング信号を出力する力センサと、
吸引されるエアを通過させる吸引路と、
前記固定端を固定するベース部と、
前記自由端に固定され、かつ、前記吸引路の一端が接続されており、前記エアが吸引されることで物品を保持する物品保持部と、
前記センシング信号に基づいて前記物品の質量を算出する算出部と、
を備える質量計測装置であって、
前記感度方向をｘ軸方向、前記ｘ軸方向に直交する方向をｙ軸方向、前記ｘ軸方向および前記ｙ軸方向の双方に直交する方向をｚ軸方向、としたときに、前記吸引路が前記物品保持部に及ぼす力のｘ軸方向成分、ｙ軸方向成分、および、ｚ軸方向成分のうち、前記ｘ軸方向成分が最も小さくなるように、前記力センサおよび前記吸引路が配置されており、
前記吸引路は、前記ベース部を経由するよう配置されている、
質量計測装置。
【請求項２】
前記吸引路は、前記ｙ軸方向および前記ｚ軸方向に広がるｙｚ平面内に配置されたホースを有する、
請求項１に記載の質量計測装置。
【請求項３】
前記吸引路は、前記ｙ軸方向および前記ｚ軸方向に広がるｙｚ平面内に配置された剛性パイプを有する、
請求項１または２に記載の質量計測装置。
【請求項４】
前記吸引路は、隙間を隔てて離間する一対の剛性パイプを有する、
請求項１または２に記載の質量計測装置。
【請求項５】
前記吸引路は、一方が他方に挿入された、径の大きさが異なる一対の剛性パイプを有する、
請求項１または２に記載の質量計測装置。
【請求項６】
前記吸引路が前記物品保持部に及ぼす前記力は、エア吸引中の前記吸引路の脈動、もしくは、エア吸引の開始または終了に起因する前記吸引路の動きによって生じる、
請求項１〜５のいずれか１つに記載の質量計測装置。
【請求項７】
前記ベース部を移動させるロボット、
をさらに備える、
請求項１〜６のいずれか１つに記載の質量計測装置。
【請求項８】
前記感度方向における、前記物品保持部の加速度の大きさに応じた加速度信号を出力する加速度センサ、
をさらに備え、
前記算出部は、
前記ベース部が前記感度方向に移動するときに前記力センサが出力する前記センシング信号と、
前記ベース部が前記感度方向に移動するときに前記加速度センサが出力する前記加速度信号と、
に基づいて、前記物品の前記質量を算出する、
請求項１〜７のいずれか１つに記載の質量計測装置。
【請求項９】
前記感度方向は水平方向である、
請求項１〜８のいずれか１つに記載の質量計測装置。
【請求項１０】
前記感度方向は鉛直方向である、
請求項１〜８のいずれか１つに記載の質量計測装置。
【請求項１１】
前記力センサは、歪みゲージ式ロードセルである、
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の質量計測装置。
【請求項１２】
前記吸引路に連通する真空ポンプ、
をさらに備える、
請求項１〜１１のいずれか１つに記載の質量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアを吸引することで物品を吸着する物品保持部を用いてその物品の質量を測定する様々な装置が考案されている。特許文献１（特開２０１３−７９９３１号公報）が開示する質量測定装置は、エアを吸引する「ロボットハンド」と呼ばれる物品保持部を用いている。ロボットハンドに保持された物品の重量は、当該ロボットハンドの近傍に設置されたセンサの出力信号から算出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
エアを吸引するためには、例えば、真空ポンプ、および、当該真空ポンプと物品保持部を連通する吸引路が必要になると考えられる。しかし、吸引路が柔軟なホースによって構成されている場合、吸引路はエア吸引動作中に脈動したり、エア吸引動作の開始や終了の瞬間に動いたりしかねない。このような吸引路の動きは、物品の質量を測定するセンサのセンシング動作に悪影響を与えるおそれがある。一方、吸引路を剛性のあるパイプによって構成すると、質量測定装置に設けられた、センシング動作に用いられる可動部の動きを妨げてしまうおそれがある。
【０００４】
本発明の課題は、質量測定装置において、エア吸引動作に起因する測定誤差を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１観点に係る質量計測装置は、力センサと、吸引路と、ベース部と、物品保持部と、算出部と、を備える。力センサは、固定端および自由端を有し、感度方向の力の大きさに応じたセンシング信号を出力する。吸引路は、吸引されるエアを通過させる。ベース部は、固定端を固定する。物品保持部は、自由端に固定され、かつ、吸引路の一端が接続されており、エアが吸引されることで物品を保持する。算出部は、センシング信号に基づいて物品の質量を算出する。感度方向をｘ軸方向、ｘ軸方向に直交する方向をｙ軸方向、ｘ軸方向およびｙ軸方向の双方に直交する方向をｚ軸方向、としたときに、吸引路が物品保持部に及ぼす力のｘ軸方向成分、ｙ軸方向成分、および、ｚ軸方向成分のうち、ｘ軸方向成分が最も小さくなるように、力センサおよび吸引路が配置されている。
【０００６】
この構成によれば、吸引路が物品保持部に及ぼす力のｘ軸方向成分は、ｙ軸方向成分およびｚ軸方向成分のどちらよりも小さくなるので、当該力の感度方向の成分は低減される。その結果、エア吸引動作に起因する測定誤差は低減される。
【０００７】
本発明の第２観点に係る質量計測装置は、第１観点に係る質量計測装置において、吸引路が、ベース部を経由するよう配置されている。
【０００８】
この構成によれば、吸引路は、物品保持部およびベース部という２点で支持される。この結果、エア吸引中の吸引路の動きがより抑制される。
【０００９】
本発明の第３観点に係る質量計測装置は、第１観点または第２観点に係る質量計測装置において、吸引路が、ｙ軸方向およびｚ軸方向に広がるｙｚ平面内に配置されたホースを有する。
【００１０】
この構成によれば、吸引路のホースはｘ軸方向に延びない。この結果、エア吸引中の吸引路のｘ軸方向の動きがより抑制される。
【００１１】
本発明の第４観点に係る質量計測装置は、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る質量計測装置において、吸引路が、ｙ軸方向およびｚ軸方向に広がるｙｚ平面内に配置された剛性パイプを有する。
【００１２】
この構成によれば、吸引路は剛性を有し、かつ、ｘ軸方向に延びない。この結果、エア吸引中の吸引路のｘ軸方向の動きはより抑制される。
【００１３】
本発明の第５観点に係る質量計測装置は、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る質量計測装置において、吸引路が、隙間を隔てて離間する一対の剛性パイプを有する。
【００１４】
この構成によれば、隙間の存在により、一対の剛性パイプは互いに対して動くことができる。この結果、センシング動作に用いられる可動部の動きが妨げられにくい。
【００１５】
本発明の第６観点に係る質量計測装置は、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る質量計測装置において、吸引路が、一方が他方に挿入された、径の大きさが異なる一対の剛性パイプを有する。
【００１６】
この構成によれば、径の大きさに差異があるため、一対の剛性パイプは互いに対して所定の距離だけ動くことができる。この結果、センシング動作に用いられる可動部の動きが妨げられにくい。
【００１７】
本発明の第７観点に係る質量計測装置は、第１観点から第６観点のいずれか１つに係る質量計測装置において、吸引路が物品保持部に及ぼす力が、エア吸引中の吸引路の脈動、もしくは、エア吸引の開始または終了に起因する吸引路の動きによって生じる。
【００１８】
この構成によれば、エア吸引中の吸引路の脈動、もしくは、エア吸引の開始または終了に起因する吸引路の動きによって、測定誤差が誘発されてしまうことを抑制できる。
【００１９】
本発明の第８観点に係る質量計測装置は、第１観点から第７観点のいずれか１つに係る質量計測装置において、ベース部を移動させるロボット、をさらに備える。
【００２０】
この構成によれば、質量計測の対象である物品を移動させることができる。
【００２１】
本発明の第９観点に係る質量計測装置は、第１観点から第８観点のいずれか１つに係る質量計測装置において、感度方向における、物品保持部の加速度の大きさに応じた加速度信号を出力する加速度センサ、をさらに備える。算出部は、ベース部が感度方向に移動するときに力センサが出力するセンシング信号と、ベース部が感度方向に移動するときに加速度センサが出力する加速度信号と、に基づいて、物品の質量を算出する。
【００２２】
この構成によれば、力センサのセンシング信号に加えて、加速度信号を質量の算出に用いることができる。この結果、物品の移動中に、当該物品の質量の測定を行うことができる。
【００２３】
本発明の第１０観点に係る質量計測装置は、第１観点から第９観点のいずれか１つに係る質量計測装置において、感度方向が水平方向である。
【００２４】
この構成によれば、水平方向の力を検出することにより、測定を行うことができる。この結果、水平方向に移動する物品の質量などを測定することができる。
【００２５】
本発明の第１１観点に係る質量計測装置は、第１観点から第９観点のいずれか１つに係る質量計測装置において、感度方向が鉛直方向である。
【００２６】
この構成によれば、鉛直方向の力を検出することにより、測定を行うことができる。この結果、鉛直方向に移動する物品の質量を測定することができる。あるいは、物品にかかる重力を検出することによって、静止した物品の質量を測定することができる。
【００２７】
本発明の第１２観点に係る質量計測装置は、第１観点から第１１観点のいずれか１つに係る質量計測装置において、力センサが、歪みゲージ式ロードセルである。
【００２８】
この構成によれば、高い精度を有し、温度変化の影響を受けにくい質量測定装置を構成することができる。
【００２９】
本発明の第１３観点に係る質量計測装置は、第１観点から第１２観点のいずれか１つに係る質量計測装置において、吸引路に連通する真空ポンプ、をさらに備える。
【００３０】
この構成によれば、真空ポンプにより物品の吸引力を作り出すことができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る質量計測装置を用いれば、エア吸引動作に起因する測定誤差は低減される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る質量測定装置を搭載した箱詰め装置の側面図である。
【図２】図１に示した箱詰め装置の内部構成を示す図である。
【図３】図１に示した箱詰め装置の平面図である。
【図４】図１に示した箱詰め装置に用いられるエア吸引機構を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る質量測定装置を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る質量測定装置を示す斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る質量測定装置に搭載されている力センサを示す拡大図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る質量測定装置の信号処理回路のブロック図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る質量測定装置を搭載した箱詰め装置の内部構成を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る質量測定装置を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る質量測定装置を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の第１変形例２Ａに係る質量測定装置を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の第１変形例２Ａに係る質量測定装置に搭載されている力センサを示す拡大図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の第２変形例２Ｂに係る質量測定装置を示す斜視図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る質量測定装置を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る質量測定装置を示す斜視図である。
【図１７】本発明の第５実施形態に係る質量測定装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
＜第１実施形態＞
（１）箱詰め装置
（１−１）箱詰め装置の構成および動作
図１は、本発明の第１実施形態に係る質量測定装置を搭載した箱詰め装置１の外観を示している。この箱詰め装置１は、複数の物品５を梱包箱６に収容するための装置である。
【００３４】
箱詰め装置１が有するフレーム１０には、物品５を取り込むための入口エリア１１、および、複数の物品５を収容し終えた梱包箱６を排出するための出口エリア１２が設けられている。さらに、フレーム１０には、パラレルリンクロボット３と、箱詰めロボット４が設置されている。
【００３５】
図２は、箱詰め装置１の内部構成を示す。
【００３６】
入口エリア１１からは、物品５が入れられる。この物品５は、第１コンベア２１によって所定の距離だけ搬送された後、パラレルリンクロボット３に持ち上げられる。パラレルリンクロボット３のヘッド３１には、筒状の吸着具３２が設けられており、そこからエアが吸引されることによって、ヘッド３１は物品５を保持することができる。パラレルリンクロボット３は、物品５を移動および回転させて第２コンベア２２の上に置き、所定の数の物品５からなる物品群５０を作る。物品群５０は、第２コンベア２２によって箱詰めロボット４の近くまで搬送され、そこで待機する。
【００３７】
空の梱包箱６は、梱包箱第１入口エリア１５および梱包箱第２入口エリア１６のいずれかから箱詰め装置１に投入される。その後、梱包箱６は、コンベアローラ８１の上を移動し、箱移動機構７１によって第３コンベア２３の方へ押し出される。この第３コンベア２３は、第１コンベア２１の下方に配置されている。第３コンベア２３の搬送方向下流の端部は、第１コンベアの搬送方向下流の端部よりも、さらに下流側に延びている。梱包箱６は、第３コンベア２３によって箱詰めロボット４の下方に位置する梱包箱待機部２４まで搬送され、そこで待機する。
【００３８】
箱詰めロボット４のヘッド４１にも、筒状の吸着具４２が設けられており、そこからエアが吸引されることによって、ヘッド４１は物品群５０を一度に保持することができる。箱詰めロボット４は、まず、物品群５０を第２コンベア２２から持ち上げ、水平方向に移動させて、梱包箱待機部２４で待機している空の梱包箱６の上方まで運ぶ。次に、箱詰めロボット４は、物品群５０を下方へ降ろし、梱包箱６の中へ収容する。箱詰めロボット４は、この作業を繰り返し、所定の数の物品群５０を梱包箱６の中で積み重ねる。
【００３９】
最後に、所定の個数の物品５を収容し終えた梱包箱６は、第３コンベア２３によって搬送され、出口エリア１２から排出される。
【００４０】
図３は、箱詰め装置１の平面図である。本図は、物品５や物品群５０が、パラレルリンクロボット３や箱詰めロボット４によって、どのように搬送されるかを示している。
【００４１】
（１−２）エア吸引機構
図２に示すように、パラレルリンクロボット３の吸着具３２は、ヘッド３１に接続されたホース３５と連通しており、箱詰めロボット４の吸着具４２は、ヘッド４１に接続されたホース４６と連通している。
【００４２】
図４に示すように、ホース３５およびホース４６は、真空ポンプＶＰと連通している。真空ポンプＶＰは、物品５や物品群５０を保持するための吸引力を発生させる。
【００４３】
（２）質量測定装置の構成
本発明の第１実施形態に係る質量測定装置は、箱詰めロボット４のヘッド４１、ホース４６、真空ポンプＶＰ、後述する検出部ＤＴ（図８）および算出部ＣＯＭ（図８）などから構成される。
【００４４】
（３）ヘッド４１の構成
（３−１）全体構成
図５は、ヘッド４１の外観を示す。ヘッド４１は、箱詰めロボット４のマスト４３に取り付けられている。ヘッド４１は、内部の機構を覆うカバー４７を有する。カバー４７の内部寸法は、後述するベース部４０１および可動部４０２の相対的な位置の変化を妨げないように、それらの外形寸法より大きく作られている。なお、このカバー４７は、必ずしも設けなくともよい。
【００４５】
図６は、カバー４７を取り除いたヘッド４１を示す。ヘッド４１は、ベース部４０１、物品保持部４０５、力センサＦＳ、加速度センサＡＳを有している。
【００４６】
（３−２）ベース部４０１
ベース部４０１は、例えば金属などの剛性部材からなり、図６に示すとおり、箱詰めロボット４のマスト４３の先端に固定されている。ベース部４０１は、ベース延出部４０３を有している。
【００４７】
（３−３）物品保持部４０５
物品保持部４０５は、吸着具４２、吸着具支持部４８、可動部４０２を含む。
【００４８】
吸着具４２は、弾力性のある筒状の部材である。吸着具４２の内部空間は、エアの流路として使われる。吸着具４２は、物品５に押し付けられたときに変形し、物品５と密着する。
【００４９】
吸着具支持部４８は、中空の部材であり、複数の吸着具４２が固定されている。吸着具支持部４８の内部空間は、各々の吸着具４２の内部空間と連通している。
【００５０】
可動部４０２は、例えば金属などの剛性部材からなり、吸着具支持部４８およびホース４６と固定されている。可動部４０２は、吸着具支持部４８の内部空間とホース４６とを連通させるための、図示しないエア通路を有している。さらに、可動部４０２は、可動延出部４０４を有している。
【００５１】
（３−４）力センサＦＳ
図７は、力センサＦＳおよびその周辺の構造の拡大図である。力センサＦＳは、感度方向Ｓに加わった力を測定できる素子である。本実施形態においては、力センサＦＳは、歪みゲージ式ロードセルによって構成されている。したがって、感度方向Ｓの力センサＦＳの歪みの大きさに応じて、力センサＦＳの抵抗値などの物理的特性が変化する。この物理的特性がセンシング信号として用いられる。
【００５２】
図７に示すとおり、力センサＦＳは、固定端ＥＦＸおよび自由端ＥＦＲを持つ。固定端ＥＦＸはベース延出部４０３に固定されている。自由端ＥＦＲは可動延出部４０４に固定されている。
【００５３】
力センサＦＳの感度方向Ｓは、図７に示した互いに直交するｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向のうちの、ｘ軸方向と一致する。本実施形態においては、感度方向Ｓと一致するｘ軸方向は、水平方向であり、ｚ軸方向は鉛直方向である。
【００５４】
（３−５）加速度センサＡＳ
図６に戻り、加速度センサＡＳは可動部４０２に設置されており、可動部４０２のｘ軸方向、すなわち、力センサＦＳの感度方向Ｓの加速度に応じた加速度信号を出力する。加速度センサＡＳは、自由端におもりを付けた歪みゲージ式ロードセル、ＭＥＭＳ型の小型加速度センサ、または、一般的な市販の加速度センサなどによって構成することができる。
【００５５】
（４）質量測定装置の動作
図６に示すヘッド４１が物品群５０を保持しながらｘ軸方向に動いた場合、可動延出部４０４がベース延出部４０３に対して相対的にｘ軸方向に動く。これにより、力センサＦＳには、ｘ軸方向と一致する感度方向Ｓの歪みが生じる。力センサＦＳは、その歪みの大きさに相当するセンシング信号を出力する。
【００５６】
力センサＦＳの歪みの大きさは、可動延出部４０４に印加されていると考えられる力Ｆ（図７）と対応する。この力Ｆは、保持された物品群５０の質量、および、ヘッド４１のｘ軸方向の加速度に応じて増減する。したがって、力センサＦＳが出力するセンシング信号は、力Ｆの大きさに依存する。
【００５７】
図８は、本発明の第１実施形態に係る質量測定装置の信号処理回路のブロック図である。力センサＦＳが出力するセンシング信号と、加速度センサＡＳが出力する加速度信号は、検出部ＤＴによって検出され、算出部ＣＯＭへ送られる。算出部ＣＯＭは、センシング信号から、あるいは、センシング信号と加速度信号から、ヘッド４１が保持している物品群５０の質量を算出して、それを出力する。
【００５８】
（５）特徴
図６に示すように、ホース４６はｙｚ平面内を走り、ｘ軸方向の位置をあまり変えないように配置されている。このｙｚ平面は、力センサＦＳの感度方向Ｓと直交している。
【００５９】
真空ポンプＶＰの作動によってエアの吸引動作が行われている間、柔軟なホース４６は脈動することがある。また、真空ポンプＶＰが制御されることによってエアの吸引動作が開始または終了する瞬間に、ホース４６は動くことがある。これらのようなホース４６の動きにより、ホース４６が物品保持部４０５に力を及ぼしてしまう場合がありうる。
【００６０】
この力をｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向に分解すると、ホースがｙｚ平面内を走っているため、この３成分の中で感度方向Ｓの力に相当するｘ軸方向成分が最も小さいと考えられる。したがって、エアの吸引動作に起因するホース４６の動きが、力センサＦＳや加速度センサＡＳの測定に与える影響は抑制される。
【００６１】
＜第２実施形態＞
（１）箱詰め装置
図９は、本発明の第２実施形態に係る質量測定装置を搭載した箱詰め装置１の内部構成を示す。第２実施形態は、箱詰めロボット４のヘッド４１ａの構造が第１実施形態のヘッド４１の構造とは異なっているが、それ以外の要素は第１実施形態と同じである。すなわち、第２実施形態では、箱詰めロボット４のヘッド４１ａの吸着具４２から吸引されたエアは、一旦ヘッド４１ａの外へ出てホース４６を通過した後、再びヘッド４１ａに戻り、その後、マスト４３の内部空間を通過して真空ポンプＶＰ（図３）へ向かう。
【００６２】
（２）質量測定装置の構成
本発明の第２実施形態に係る質量測定装置もまた、箱詰めロボット４のヘッド４１ａ、ホース４６、真空ポンプＶＰ、検出部ＤＴ、算出部ＣＯＭなどから構成される。
【００６３】
（３）ヘッド４１ａの構成
（３−１）全体構成
図１０は、ヘッド４１ａの外観を示す。ヘッド４１ａは、箱詰めロボット４のマスト４３に取り付けられている。ヘッド４１ａは、内部の機構を覆うカバー４７を有する。カバー４７の内部寸法は、後述するベース部４０１および可動部４０２の相対的な位置の変化を妨げないように、それらの外形寸法より大きく作られている。なお、このカバー４７は、必ずしも設けなくともよい。
図１１は、カバー４７を取り除いたヘッド４１ａを示す。ヘッド４１ａは、ベース部４０１、物品保持部４０５、力センサＦＳ、加速度センサＡＳを有している。また、２本のホース４６が、ベース部４０１と可動部４０２とを連結している。
【００６４】
（３−２）ベース部４０１
ベース部４０１は、例えば金属などの剛性部材からなり、図１１に示すとおり、箱詰めロボット４のマスト４３の先端に固定されている。さらに、ベース部４０１は、ベース延出部４０３を有している。ヘッド４１ａのベース部４０１は、マスト４３の内部空間と、各々のホース４６の一端とを連通するための、図示しないエア通路を有している。
【００６５】
（３−３）物品保持部４０５
物品保持部４０５は、吸着具４２、吸着具支持部４８、可動部４０２を含む。
【００６６】
吸着具４２は、弾力性のある筒状の部材である。吸着具４２の内部空間は、エアの流路として使われる。吸着具４２は、物品５に押し付けられたときに変形し、物品５と密着する。
【００６７】
吸着具支持部４８は、中空の部材であり、多数の吸着具４２と固定されている。吸着具支持部４８の内部空間は、吸着具４２の内部空間と連通している。
【００６８】
可動部４０２は、例えば金属などの剛性部材からなり、吸着具支持部４８およびホース４６と固定されている。可動部４０２は、吸着具支持部４８の内部空間とホース４６とを連通させるための、図示しないエア通路を有している。さらに、可動部４０２は、可動延出部４０４を有している。
【００６９】
（３−４）力センサＦＳ
力センサＦＳは、第１実施形態と同様、図７に示す構造によって設置されている。すなわち、力センサＦＳの固定端ＥＦＸおよび自由端ＥＦＲは、それぞれ、ベース延出部４０３および可動延出部４０４に固定されている。力センサＦＳの感度方向Ｓは、水平方向であるｘ軸方向である。
【００７０】
（３−５）加速度センサＡＳ
図１１に戻り、加速度センサＡＳは、第１実施形態と同様、可動部４０２に設置されている。加速度センサＡＳは、可動部４０２のｘ軸方向、すなわち、力センサＦＳの感度方向Ｓの加速度に応じた加速度信号を出力する。
【００７１】
（４）質量測定装置の動作
第２実施形態に係る質量測定装置の動作原理は、第１実施形態のものと同様である。
【００７２】
（５）特徴
第１実施形態と同様、図１１に示すように、ホース４６はｙｚ平面内を走り、ｘ軸方向の位置をあまり変えないように配置されている。このｙｚ平面は、力センサＦＳの感度方向Ｓと直交している。
【００７３】
加えて、第２実施形態では、１つのホース４６がベース部４０１と可動部４０２の２点で支持されている。
【００７４】
したがって、エアの吸引動作に起因するホース４６の動きが、力センサＦＳや加速度センサＡＳの測定に与える影響はさらに抑制される。
【００７５】
（６）変形例
（６−１）第１変形例２Ａ
図１２は、本発明の第２実施形態の第１変形例２Ａに係る質量測定装置のヘッド４１ｂを示す。本図では、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の方向が図１１とは異なっており、ｘ軸方向が鉛直方向となっている点に留意されたい。第２実施形態の第１変形例２Ａに係る質量測定装置は、ｘ軸と一致する力センサＦＳの感度方向Ｓが、第２実施形態（図１１）とは異なり鉛直方向である。
【００７６】
図１３は、第２実施形態の第１変形例２Ａにおける、力センサＦＳおよびその周辺の構造の拡大図である。可動延出部４０４はベース延出部４０３に対して相対的にｘ軸方向に動く。この時、力センサＦＳは、鉛直方向の力Ｆに応じて、ｘ軸方向と一致する感度方向Ｓの歪みを受け、その歪みの大きさに相当するセンシング信号を出力する。
【００７７】
図１２に戻り、加速度センサＡＳもまた、鉛直方向であるｘ軸方向の加速度を検出する。
【００７８】
２本のホース４６は、力センサＦＳおよび加速度センサＡＳに影響を与えないように、感度方向Ｓに直交する水平なｙｚ平面内を走っている。
【００７９】
この構成によれば、感度方向Ｓが鉛直方向であるので、力センサＦＳが出力するセンシング信号を用いて、ヘッド４１の停止中に物品の質量を測定することができる。さらに、力センサＦＳが出力するセンシング信号と、加速度センサＡＳが出力する加速度センサの両方を用いて、ヘッド４１のｘ方向の移動中に物品の質量を測定することもできる。
【００８０】
（６−２）第２変形例２Ｂ
図１４は、本発明の第２実施形態の第２変形例２Ｂに係る質量測定装置のヘッド４１ｃを示す。本図では、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の方向が図１１とは異なっており、ｘ軸方向が鉛直方向となっている点に留意されたい。本発明の第２実施形態の第１変形例２Ｂに係る質量測定装置のヘッド４１ｃは、力センサＦＳに対するホース４６の相対的な配置が本発明の第２実施形態の第１変形例２Ａに係るヘッド４１ｂとは異なるが、動作原理は当該ヘッド４１ｂと同じである。
【００８１】
＜第３実施形態＞
図１５は、本発明の第３実施形態に係る質量測定装置のヘッド４１ｄを示す。本図では、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の方向は図１１と同じであり、ｚ軸方向が鉛直方向となっている点に留意されたい。この第３実施形態のヘッド４１ｄでは、第２実施形態に係るヘッド４１ａ（図１１）の一対のホース４６に代えて、ベース部側剛性パイプ４６１、ホース４６２、可動部側剛性パイプ４６３からなるセットが２組採用されている。その他の点では、第３実施形態に係るヘッド４１ｄは、第２実施形態に係るヘッド４１ａと同様である。
【００８２】
ベース部側剛性パイプ４６１および可動部側剛性パイプ４６３は、金属などの、剛性を持つ材料からなるので、吸引動作中においても脈動しない。ホース４６２は、ベース部側剛性パイプ４６１と可動部側剛性パイプ４６３を連結している。
【００８３】
センサの感度方向Ｓは、水平なｘ軸方向である。柔軟なホース４６２の存在により、可動部４０２はベース部４０１に対してｘ軸方向に相対的に動くことができる。このため、力センサＦＳの動作に支障をきたさない。
【００８４】
ベース部側剛性パイプ４６１、ホース４６２、可動部側剛性パイプ４６３のセットは、感度方向Ｓに直交するｙｚ平面内に配置されているので、力センサＦＳおよび加速度センサＡＳに影響を与えにくい。
【００８５】
＜第４実施形態＞
図１６は、本発明の第４実施形態に係る質量測定装置のヘッド４１ｅを示す。本図では、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の方向は図１１と同じであり、ｚ軸方向が鉛直方向となっている点に留意されたい。第４実施形態のヘッド４１ｅでは、第２実施形態に係るヘッド４１ａ（図１１）の一対のホース４６に代えて、ベース部側剛性パイプ４６４と可動部側剛性パイプ４６５からなるセットが２組採用されている。その他の点では、第４実施形態に係るヘッド４１ｅは、は第２実施形態に係るヘッド４１ａと同様である。
【００８６】
ベース部側剛性パイプ４６１と可動部側剛性パイプ４６５の間には、吸引性能を損なわない程度の隙間Ｇが設けられている。
【００８７】
センサの感度方向Ｓは、水平なｘ軸方向である。隙間Ｇの存在により、可動部４０２はベース部４０１に対してｘ軸方向に相対的に動くことができる。このため、力センサＦＳの動作に支障をきたさない。
【００８８】
ベース部側剛性パイプ４６４と可動部側剛性パイプ４６５のセットは、感度方向Ｓに直交するｙｚ平面内に配置されているので、力センサＦＳおよび加速度センサＡＳに影響を与えにくい。
【００８９】
＜第５実施形態＞
図１７は、本発明の第５実施形態に係る質量測定装置のヘッド４１ｆを示す。本図では、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の方向は図１１と同じであり、ｚ軸方向が鉛直方向となっている点に留意されたい。第５実施形態のヘッド４１ｆでは、第２実施形態に係るヘッド４１ａ（図１１）の一対のホース４６に代えて、ベース部側剛性パイプ４６６と可動部側剛性パイプ４６７からなるセットが２組採用されている。その他の点では、第５実施形態に係るヘッド４１ｆは、第２実施形態に係るヘッド４１ａと同様である。
【００９０】
ベース部側剛性パイプ４６６は、吸引性能を損なわないように、可動部側剛性パイプ４６７に挿入されている。
【００９１】
センサの感度方向Ｓは、水平なｘ軸方向である。可動部側剛性パイプ４６７の内径は、ベース部側剛性パイプ４６６の外径よりも大きいので、可動部４０２はベース部４０１に対してｘ軸方向に相対的に動くことができる。このため、力センサＦＳの動作に支障をきたさない。
【００９２】
ベース部側剛性パイプ４６６と可動部側剛性パイプ４６７のセットは、感度方向Ｓに直交するｙｚ平面内に配置されているので、力センサＦＳおよび加速度センサＡＳに影響を与えにくい。
【００９３】
＜その他の改変＞
本発明に係る質量測定装置の力センサＦＳは、歪みゲージ式ロードセルに限られず、それ以外の、力を検出できる素子や装置によって構成してもよい。例えば、力センサＦＳは、静電容量式ロードセル、磁歪式ロードセル、または、フォースバランス式秤であってよい。
【００９４】
本発明に係る質量測定装置の搭載先は、箱詰めロボット４に限られず、パラレルリンクロボット３であってもよい。
【００９５】
あるいは、本発明に係る質量測定装置を、パラレルリンクロボット３と箱詰めロボット４の双方に搭載してもよい。その場合には、物品の質量のダブルチェックによって、より正確な計測を行うことができる。さらに、質量測定装置の動作異常の判断を行うこともできる。
【符号の説明】
【００９６】
１      箱詰め装置
３      パラレルリンクロボット
４      箱詰めロボット
５      物品
６      梱包箱
１０    フレーム
１１    入口エリア
１２    出口エリア
１５    梱包箱第１入口エリア
１６    梱包箱第２入口エリア
２１    第１コンベア
２２    第２コンベア
２３    第３コンベア
２４    梱包箱待機部
３１    ヘッド
３２    吸着具
３５    ホース
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ  ヘッド
４２    吸着具
４３    マスト
４６    ホース
４７    カバー
４８    吸着具支持部
５０    物品群
７１    箱移動機構
８１    コンベアローラ
４０１  ベース部
４０２  可動部
４０３  ベース延出部
４０４  可動延出部
４０５  物品保持部
４６１  ベース部側剛性パイプ
４６２  ホース
４６３  可動部側剛性パイプ
４６４  ベース部側剛性パイプ
４６５  可動部側剛性パイプ
４６６  ベース部側剛性パイプ
４６７  可動部側剛性パイプ
ＦＳ    力センサ
ＥＦＸ  固定端
ＥＦＲ  自由端
ＡＳ    加速度センサ
Ｇ      隙間
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９７】
【特許文献１】特開２０１３−７９９３１号公報
【図１】
0006426415.tif 000002
【図２】
0006426415.tif 000003
【図３】
0006426415.tif 000004
【図４】
0006426415.tif 000005
【図５】
0006426415.tif 000006
【図６】
0006426415.tif 000007
【図７】
0006426415.tif 000008
【図８】
0006426415.tif 000009
【図９】
0006426415.tif 000010
【図１０】
0006426415.tif 000011
【図１１】
0006426415.tif 000012
【図１２】
0006426415.tif 000013
【図１３】
0006426415.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0006426415.tif 000016
【図１６】
0006426415.tif 000017
【図１７】
0006426415.tif 000018