CN103492292B - 物品区分输送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够在输送面上区分多个物品并将该多个物品向不同的方向输送的物品区分输送装置。物品区分输送装置（1）通过借助于弹性支承部件（5）而设置的可动体（6）振动来输送物品（9），该物品区分输送装置（1）包括：第1起振部件（71），其用于沿自铅垂方向倾斜的方向对可动体（6）施加周期性的起振力；第2起振部件（72），其用于沿与第1起振部件（71）施加的周期性的起振力交叉的方向施加周期性的起振力；以及振动控制部件（31），其用于使各个起振部件（71、72）以相同的频率同时产生周期性的起振力并使该各个起振部件（71、72）所产生的周期性的起振力具有相位差，并且使可动体（6）产生椭圆的振动轨迹，通过利用振动控制部件（31）设定可动体（6）的振动轨迹，以便向不同的方向输送摩擦系数不同的物品，从而在可动体（6）上区分并输送物品（9）。

Description

物品区分输送装置
技术领域
本发明涉及一种能够利用振动输送多个物品并将该多个物品进行区分的物品区分输送装置。
背景技术
一直以来，公知有许多利用了振动的线性送料器等物品输送装置，并公开有体现了这种技术的专利文献1那样的物品输送装置。
该物品输送装置构成为，通过对具有物品输送用的轨道的可动体施加垂直和水平方向上的同一频率的振动而使该可动体产生椭圆振动，通过根据摩擦系数设定各个方向的振动的相位差而能够使输送方向不同。通过使用该物品输送装置，能够将摩擦系数不同的两种物品同时放置在输送面上，通过施加具有与摩擦系数相应的规定的相位差的振动，能够以向相反方向输送各种物品的方式来进行区分。
另外，在专利文献2中，公开了如下结构：一种用于呈直线状移送零件的零件供给装置，其中，利用一对板簧将中间台（压电式驱动部）弹性支承于基座部（基体），并且以利用该中间台弹性支承并将该中间台夹在之中的方式连结设有在上表面上具有输送通路的可动体（振动传递部）和平衡锤。通过如此设置，即使在自中间台侧对可动体施加驱动力而产生振动的情况下，也能够以不会产生该可动体的倾斜、摆动的方式稳定地进行输送。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005－255351号公报
专利文献2：日本特开2007－168920号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在上述专利文献1的物品输送装置中，虽然合成水平和垂直这两个方向的振动成分而产生椭圆的振动轨迹，并利用该椭圆的振动轨迹对物品进行区分，但是由于振动轨迹的产生方向被限定，因此关于输送的物品的移动方向的自由度较少。因此，在将该装置组装于制造线进行使用的情况下，关于输送路径的方向的设计自由度降低。
为了解决以上那样的问题，本申请中的第1发明的目的在于提供一种在进行物品的区分的同时能够将区分后的物品分别向任意的方向输送、且能够在制造线中容易地进行使用的物品区分输送装置。
而且，即使在能够解决上述问题的情况下，由于装置的整体结构复杂化而导致大型化，并且可动体的支承变得不稳定而无法获得期望的振动轨迹，也存在物品的区分和输送变困难的可能性。
另外，在使用如上所述的物品输送装置的情况下，通常设为在作为所谓的基座的基体的下表面上设置防振弹簧并将振动装置整体弹性支承于设置面的状态，以避免该振动向设置面传播。通过如此设置，能够抑制振动向周边的装置的传递、噪声的产生，能够适当地维持周边环境。
但是，在这种结构中，当对可动体作用起振力时，在基体与可动体之间产生旋转力矩，借助于防振弹簧支承的基体的姿势成为不稳定的状态。因此，弹性支承于基体的可动体的振动也变得不稳定，有可能无法使可动体产生期望的振动轨迹。而且，可预想这种问题也明显出现在如上所述那样整体结构复杂化、大型化的情况。为了解决这种问题，即使以可动体的振动稳定化为目的欲单纯地导入专利文献2所公开的技术，也可想象是非常复杂的结构。
为了解决以上那样的问题，本申请中的第2发明的目的在于提供一种结构简单且能够使可动体产生稳定的椭圆振动、并在利用该振动稳定地进行物品的区分的同时能够分别将区分后的物品向任意的方向输送、能够在制造线中容易地进行使用的物品区分输送装置。
用于解决问题的方案
本发明为了达到该目的，提出了如下技术方案。
即，第1发明的物品区分输送装置具有借助于弹性支承部件而设置在基体上的可动体，该物品区分输送装置用于通过该可动体振动来输送被放置在可动体上的物品，其特征在于，该物品区分输送装置包括：第1起振部件，其用于沿自铅垂方向倾斜的方向对上述可动体施加周期性的起振力；第2起振部件，其用于沿与上述第1起振部件施加的周期性的起振力交叉的方向对上述可动体施加周期性的起振力；以及振动控制部件，其用于对各个上述起振部件进行控制，以使各个上述起振部件以相同的频率同时产生周期性的起振力并使该各个起振部件所产生的周期性的起振力具有相位差，并且使上述可动体产生椭圆的振动轨迹，通过利用上述振动控制部件设定上述可动体的振动轨迹，以便向不同的方向输送摩擦系数不同的物品，从而在上述可动体上区分并输送上述物品。
若如此构成，则能够向一个方向输送多个物品，并且能够根据摩擦系数的不同使输送方向不同，因此即使不使用摄像机、图像处理器等检査机器和用于进行区分的特殊的机器，也能够对上述多个物品自动地进行区分。而且，由于能够将输送面构成为平面，因此从大型的装置到小型的装置都能够利用一个机器来应对。
而且，为了能够使物品的移动方向稳定并分别将该物品向确定的方向输送，优选构成为，在上述可动体上设有用于使区分后的物品沿着规定的轨道移动的引导件。
另外，为了容易地切换将多个物品向同一方向输送的情况和将多个物品分别向不同的方向输送的情况，优选构成为，上述物品区分输送装置具有用于将上述可动体的振动轨迹切换为不同的振动轨迹的振动切换部件，在该振动切换部件的内部保存有各个上述起振部件所施加的周期性的起振力的相位差的数据，该相位差是指向不同的方向输送摩擦系数不同的物品的相位差以及向相同的方向输送摩擦系数不同的物品的相位差，并根据来自外部的信号输入切换这些相位差。
另外，第2发明的物品区分输送装置物品区分输送装置包括：基体；中间台，其利用相对于铅垂方向倾斜且设为大致平行的多个第1棒状弹簧弹性支承于上述基体；可动体，其利用与上述第1棒状弹簧大致平行地设置的第2棒状弹簧弹性支承于上述中间台，并在上部形成有放置物品并将物品进行输送的输送面；第1起振部件和第2起振部件，该第1起振部件和第2起振部件分别在与上述第2棒状弹簧的长度方向正交且相互交叉的第1方向和第2方向上自上述中间台那一侧对上述可动体施加周期性的起振力；以及振动控制部件，其对各个上述起振部件进行控制，以使各个上述起振部件以相同的频率同时产生周期性的起振力并使该各个起振部件所产生的周期性的起振力具有相位差，并且使上述可动体产生椭圆的振动轨迹，上述可动体的重心位置构成为与上述中间台的重心位置大致一致，并且通过利用上述振动控制部件设定上述可动体的振动轨迹，以便向不同的方向输送摩擦系数不同的物品，从而在上述可动体上区分并输送上述物品。
通过如此构成，能够设为简单的装置结构，并且能够以不会使输送台产生倾斜、旋转的方式稳定地产生三维的椭圆的振动轨迹，通过根据物品的性质来控制该振动，能够进行物品的区分，并且将区分后的物品分别向任意的方向输送。
而且，为了通过使上述结构更简单地具体化来使装置结构更简单，并能够谋求小型、轻量化，优选的是，上述可动体由以下构件构成：下可动台，其配置在上述中间台的下方；输送台，其配置在上述中间台的上方，并具有上述输送面；以及连结构件，其用于连结上述下可动台与上述输送台。
发明的效果
根据以上说明的第1发明，能够提供一种能够结构简单、同时能够进行多个物品的区分并将各个物品向任意的方向输送、并且也能够应对多种大小、形状的物品的物品区分输送装置。另外，根据第2发明，能够提供一种能够结构简单、同时能够利用可动体产生稳定的振动并能够利用该振动稳定地进行物品的区分、并且分别将区分后的物品向任意的方向输送、能够在制造线中容易地进行使用的物品区分输送装置。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的物品区分输送装置的系统结构图。
图2是本发明的第1实施方式的物品区分输送装置的机械装置部的立体图。
图3是本发明的第1实施方式的物品区分输送装置的机械装置部的侧视图。
图4是表示本发明的第1实施方式的物品区分输送装置的机械装置部的向K方向的动作的侧视图。
图5是表示本发明的第1实施方式的物品区分输送装置的弹簧构件的截面的图3的A－A截面向视图。
图6是表示本发明的第1实施方式的物品区分输送装置的动作原理的示意图。
图7是表示本发明的第1实施方式的物品区分输送装置中的向各个方向的周期性的起振力间的相位差与物品的输送速度之间的关系的图。
图8是表示本发明的第1实施方式的物品区分输送装置中的向水平方向的周期性的起振力的振幅与物品的输送速度之间的关系的图。
图9是例示了本发明的第1实施方式的物品区分输送装置中的输送通路的俯视图。
图10是表示本发明的第1实施方式的物品区分输送装置中的机械装置部的变形例的立体图。
图11是表示本发明的第1实施方式的物品区分输送装置中的机械装置部的不同于图10的变形例的立体图。
图12是表示本发明的第1实施方式的物品区分输送装置中的机械装置部的不同于图10和图11的变形例的立体图。
图13是本发明的第2实施方式的物品区分输送装置的系统结构图。
图14是本发明的第2实施方式的物品区分输送装置的机械装置部的立体图。
图15是本发明的第2实施方式的物品区分输送装置的机械装置部的侧视图。
图16是放大了图14中的A部周边的立体图。
图17是放大了图14中的B部周边的立体图。
图18是表示本发明的第2实施方式的物品区分输送装置的机械装置部中的支承构造的示意图。
图19是表示本发明的第2实施方式的物品区分输送装置的机械装置部的向K方向的动作的侧视图。
图20是表示构成本发明的第2实施方式的物品区分输送装置的一部分的第2棒状弹簧构件的截面的示意图。
图21是表示本发明的第2实施方式的物品区分输送装置的动作原理的示意图。
图22是例示了本发明的第2实施方式的物品区分输送装置中的输送通路的俯视图。
图23是表示在本发明的第2实施方式的物品区分输送装置中改变了起振部件的结构后的机械装置部的变形例的立体图。
图24是表示本发明的第2实施方式的机械装置部的变形例的主视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
<第1实施方式>
如图1所示，该第1实施方式的物品区分输送装置1大体来说由机械装置部2和控制系统部3构成。该控制系统部3构成为，通过如后所述对装入机械装置部2的压电元件71、72进行控制而对机械装置部2施加K、Y各个方向的周期性的起振力并产生振动。
在此，在本实施方式中，K方向是指与压电元件71向弹性支承构件52粘贴的粘贴面正交的正交方向，Y方向是指纸面垂直方向。而且，后述的X、Z方向也像图中左下方所示的坐标轴所示那样进行定义。因此，K方向可以说是与具有X方向、Z方向成分的平面、即XZ平面平行的方向。以下，按照该坐标轴来进行说明。
如图2和图3所示，机械装置部2大体来说由固定于地面的基体4、作为通过相对于基体4振动而对放置于其上的物品9一边区分一边进行输送的可动体的可动台6、以及将可动台6弹性支承于基体4的弹性支承部件5构成。如果在基体4的下方安装未图示的防振橡胶等弹簧常数较小的弹性体，则能够减少相对于所设置的地板的反作用力，因此优选。
基体4设为底面41a呈使长边朝向X方向的长方形、上表面41b呈与底面41a相同的形状、并且位置向X方向偏移的形状。因此，前表面41c、后表面41d相对于底面41a和上表面41b倾斜。
而且，在该前表面41c和后表面41d上分别设有各两个作为构成弹性支承部件5的棒状弹簧的弹簧构件52。该弹簧构件52分别利用形成为平板状的下侧安装部52b而固定于基体4的前表面41c或后表面41d，利用该安装部52b朝向与K方向和Y方向垂直的、图中左上方的方向延伸，并利用形成为平板状的上侧安装部52a与设于可动台6的下部的支承块62相连结。弹簧构件52中的、位于上侧安装部52a和下侧安装部52b之间的中间部52c形成为截面呈四边形状。
可动台6以水平配置的平板状的形态为基本、在作为输送面的上表面61上根据对应的制造线和物品9适当地形成输送通路63a。在图2中，作为例子记载了将沿输送方向左右平行的壁面63b、63c形成为引导件的情况。如上所述，在可动台6的下侧固定并设有支承块62，该支承块62与四个弹簧构件52相连结。
由于如此构成，因此四个弹簧构件52恰如平行连杆机构那样活动，可动台6能够在维持着水平状态的状态下向各个方向进行移动。
而且，作为用于使该可动台6向X、Y、Z各个方向振动的驱动部，像以下那样设有压电元件71、72。
首先，作为施加K方向的振动的第1起振部件，在弹簧构件52的中间部52c的长度方向中央以下的侧面且与X轴正交的面上粘贴有长方体状的第1压电元件71。另外，作为施加Y方向的振动的第2起振部件，在弹簧构件52的中间部52c的长度方向中央以下的侧面且与Y轴正交的面上粘贴有长方体状的第2压电元件72。这些压电元件71、72通过施加电压而能够在整个长度上产生伸长，因此，如图4中作为例子所示，能够使弹簧构件52挠曲，并使可动台6产生K方向或Y方向的位移。
在本实施方式中，如图5的（a）所示，构成为针对各个弹簧构件52分别在相对的面上各设有一对第1压电元件71a、71b和第2压电元件72a、72b的双压电晶片型。在像本实施方式那样欲利用压电元件的伸长使弹簧构件产生挠曲的情况下，当将设于相对面的压电元件的一者设定为伸长侧时需要将另一者设定为缩短侧，因此以在将一者设为伸长侧时另一者成为缩短侧的方式设定电压施加和粘贴方向。以下，关于对压电元件施加的电压，单纯作为X方向控制电压、Y方向控制电压来进行说明，向X方向和Y方向施加正的控制电压这样的情况是指施加使第1压电元件71、第2压电元件72伸缩的电压，以便在可动台6分别向X、Y的正方向移动的朝向下使弹簧构件52产生弯曲。
另外，在弹簧构件52进行变形的情况下，如图4所示那样使伸长侧和缩短侧以中间部52c的长度方向中央为界在一个面内的上下反转。因此，超过长度方向中央附近而在较广的范围内粘贴第1压电元件71、第2压电元件72反而会阻碍变形，并不优选。因此，像本实施方式这样粘贴在比长度方向中央附近靠近一端部侧的位置是有效的。
相对于如此构成的机械装置部2，控制系统部3通过对第1压电元件71和第2压电元件72分别施加正弦波状的控制电压而产生用于产生K、Y各个方向的振动的周期性的起振力。
因此，如图1所示，控制系统部3具有产生正弦电压的振荡器34，在利用放大器35将该正弦电压放大了的基础上，向各个压电元件71、72进行输出。而且，上述控制系统部3具有用于详细地调整K、Y各个方向的控制电压的振动控制部件31。另外，将利用振荡器34所产生的振动的频率设为与K、Y方向的任意的振动系统共振的频率，从而将振动放大并谋求省电。此时，为了避免双方的振动系统的振动相干扰，也可以使各个方向的固有振动频率不同。此时，各个方向的固有振动频率例如相差－10％～＋10％左右。
振动控制部件31大体来说由用于调整K、Y各个方向的控制电压的振幅的振幅调整电路31a和用于调整K、Y各个方向的控制电压的相位差的相位调整电路31b构成。在本实施方式中，构成为具有分别与K、Y方向的各个控制电压对应的振幅调整电路31a，并且针对Y方向的控制电压设有相位调整电路31b，该相位调整电路31b以K方向的控制电压的相位为基准，将Y方向的控制电压的相位调整为与K方向的控制电压的相位成为规定的相位差。
而且，控制系统部3具有对向用于施加各个方向的周期性的起振力的压电元件71、72施加的控制电压的振幅和相位进行切换的振动切换部件32，以便能够获得与所输送的物品9相应的输送方向和输送速度。该振动切换部件32为了根据来自未图示的外部的信号将物品9的输送方向适当地改变为规定的方向，确定与该方向对应的各个压电元件71、72的控制电压的振幅和相位的具体的控制值，对振幅调整电路31a、相位调整电路31b发出命令以调整为该控制值。
如上所述构成的物品区分输送装置1具体地说基于如下所述的原理对物品9发挥作用。为了使说明简而易懂，考虑将上述K方向的振动成分分解为X方向、Z方向的振动。
在此，利用如图6的示意图所示的简化后的模型来考虑本物品区分输送装置1，假定可动台6利用弹性体54、55、56在X、Y、Z各个方向上弹性支承于基体4、并且设有各个方向的起振部件74、75、76的情况。通过如此构成，能够利用设置在X、Y、Z这三个方向上的起振部件74、75、76使可动台6向三个方向动作。图6的示意图中的弹性体54、55、56相当于图1中的弹簧构件52，并且图6中的起振部件74、75、76分别相当于压电元件71、72。
针对图6所示的模型的可动台6沿Z方向施加用Z＝Z0×sinωt表示的周期性的振动位移。在此，Z0表示Z方向的振幅，ω表示角频率，t表示时间。而且，在X、Y方向上也分别像X＝X0×sin（ωt＋φx）、Y＝Y0×sin（ωt＋φy）的式子那样施加与Z方向相同频率的振动。在此，X0、Y0分别表示X方向、Y方向的振幅，φx、φy分别表示X方向、Z方向的振动相对于Z方向的振动的相位差。
这样，通过在X、Y、Z各个方向上施加正弦波状的周期性的振动位移，能够使可动台产生在可动台6上合成这些振动位移而成的、具有轨迹的振动，该轨迹是在本发明中被称作三维的振动轨迹的、相对于铅垂平面和水平面倾斜的平面内的椭圆的轨迹或平面外的立体的轨迹。例如，如图6所示，当相对于Z方向的振动成分具有φx、φy的相位差并产生X、Y方向的振动时，在XZ平面上二维产生具有将右侧设为上方的椭圆轨道的振动，在YZ平面上二维产生具有将右侧设为下方的椭圆轨道的振动。然后，通过进一步合成这两个振动，从而如图中右下方所示那样产生三维的振动轨迹即三维空间上的椭圆轨道。
而且，通过改变各个方向的振动位移的振幅和相位，能够改变XZ平面、YZ平面内的二维的椭圆轨道的大小、朝向，从而能够对应地自由改变三维空间上的椭圆轨道的大小、朝向。另外，为了如此施加向各个方向的周期性的振动位移，通过在控制方面施加向各个方向的周期性的起振力来进行应对。
像以上那样，可动台6一边描绘椭圆轨道一边进行振动，从而放置在可动台6上的物品9进行移动。而且，该移动中向X方向的移动速度成分能够利用上述XZ平面内的椭圆轨道来控制，向Y方向的移动速度成分能够利用上述YZ平面内的椭圆轨道来控制。即，通过以向Z方向的振动成分为基准改变X方向、Y方向的各个振动的振幅和相位差，能够改变向X、Y方向的移动速度成分，并向任意的方向输送。
具体地说，如以下方式进行向各个方向的移动速度成分的变更。
根据发明人的见解，参照图6并使用图7来进行说明，根据相位差φx（φy），物品9的移动速度Vx（Yy）以描绘类似于正弦波的曲线的方式发生变化，并且也根据物品9与可动台6之间的摩擦系数发生变化。即，当将作为两种物品9的W1、W2与可动台6之间的摩擦系数分别设为μ1、μ2且存在μ1<μ2的关系时，W2时的移动速度的图形成为使W1时的移动速度的曲线向相位差为正的方向偏移了的形状。因此，在将摩擦系数不同的物品9同时放置在进行椭圆振动的可动台6上的情况下，移动速度和移动方向不同。
具体地说，当将图7所示的相位差φ1设定为φx时，W1的X方向移动速度为0，W2取负值。而且，当将相位差设定在φ1～φ2之间时，W1向正方向前进，W2向负方向前进，即彼此向相反的方向前进。在相位差为φ2时，W2的速度为0，W1成为正方向的速度。而且在φ2～φ4之间，W1、W2均向正方向前进，其中，在相位差为φ3时成为相同的速度，在其前后，W1与W2的速度的大小反转。另外，若将相位差设为φ4，则W1的速度为0，W2向正方向移动。在相位差φ4～相位差φ5的范围内，W1向负方向前进，W2向正方向前进。而且，在相位差为φ5时，W2的速度为0，W1向负方向前进。另外，在相位差为φ5～π的范围内，双方均向负方向前进，其中，在相位差为φ5时也成为相同的速度，在其前后，速度反转。另外，这种关系也适用于Y方向的移动速度Vy。
另外，根据发明人的见解，参照图6并使用图8来进行说明，相位差φx（φy）与物品9的移动速度Vx（Yy）之间的关系也通过改变振幅X0（Y0）而发生变化。即，作为物品9的移动速度Vx（Yy）相对于相位差φx（φy）的类似于正弦波的曲线与振动位移的振幅X0（Y0）大致成比例地发生变化。据此，在想要将物品9的移动速度Vx（Yy）设为2倍的情况下，只要大致将X（Y）方向的振动位移的振幅设为2倍即可。为此，为了施加与此相应的起振力，只要改变控制电压的振幅即可。
通过在正交的X、Y方向上同时施加这种针对一个方向的振动控制，能够在可动台6上区分摩擦系数不同的多种物品9并向不同的方向进行输送。另外，通过如上所述进行控制以将摩擦系数不同的物品9向不同的方向输送，从而严格地说即使是摩擦系数相同的物品，对于以表面形状不同等外观上摩擦系数不同的方式获取的物品也能够使输送方向不同。例如，即使是同一物品的表面和背面，面的凹凸不同，则也符合与可动台6之间的接触面积大不相同的情况，在这种情况下也能够适当地进行区分、输送。
但是，在以一边输送多种物品9一边将多种物品9向两个方向区分、并进行输送为目的的情况下，不必分别单独具有如上所述的向三个方向的起振部件。这是因为，根据图7可知，如果不必在X方向上仅向一侧进行输送并向相反方向前进，则也可以将Z方向上的相位差设为0，即以相同相位进行驱动。由此，在本实施方式中，作为具有Z方向与X方向的振动成分的K方向的起振部件71，能够构成为一个。
与此相对，由于需要在Y方向上根据物品9的种类进行区分的功能，因此构成为能够根据物品的摩擦系数来切换相对于Z方向的周期性的起振力的相位差、即相对于K方向的周期性的起振力的相位差。
利用如此构成的本物品区分输送装置1，能够进行如图9的（a）～（c）所例示的、物品9的输送和区分。
图9的（a）是在可动台6上形成了较宽的输送通路63a、并在输送方向上形成有左右平行的壁面63b、63c的例子。壁面63b、63c作为对区分的物品的移动方向进行限制的引导件发挥作用，能够将各个物品9a、9b向确定的方向输送。图9的（a）示出了在图中的可动台6的右侧连接有混入了物品9a、9b的容器95、且从该容器95向可动台6上投入物品9a、9b的情况。而且，在来自图1中的振动切换部件32的命令下，利用振动控制部件31将向Y方向的振动的相位差设定为图7所示的φ1～φ2或φ4～φ5，图9的（a）的物品9a、9b被向图中的左方输送，并且被相对于行进方向朝向左右的壁面63b、63c区分，不久，一边分别与壁面63b、63c相接触一边被输送。即使仅是如此简单地形成输送通路和壁面，也能够容易地进行区分，在此基础上能够将各个物品向确定的方向输送，因此能够应对各种大小的物品。另外，只要如此进行特定的物品的区分输送，振动切换部件32就不是必需的，只要预先在振动控制部件31中设定预先确定的相位差就足矣。
图9的（b）是在可动台6上形成有分支为图中上侧的轨道64、下侧的轨道65的Y字形的输送通路63a的图，按照该输送通路63a将两种物品9a、9b从右侧向左侧输送。在该情况下，也通过在图1的振动切换部件32中将向Y方向的振动的相位差切换为图7所示的φ1～φ2或φ4～φ5，从而图9的（a）的物品9a、9b彼此受到相反方向的Y方向移动速度成分，一边与输送方向上的左右的壁面63b、63c相接触一边被输送。而且，自Y字的分支点分别进入轨道64、65，从而能够使输送目的地不同。
另外，在图9的（c）中，在可动台6上形成直线状的输送通路63a，具有其延长线上的轨道64和相对于输送通路63a向侧方分支的轨道65a、65b、65c。通过如此形成，通常将两种物品9a、9b向相同的方向输送，并在特定的时刻也施加Y方向的振动成分，从而能够将特定的物品9b取出到分支的轨道65a、65b、65c。为此，通常预先将物品9a、9b两者均向图的左方输送，当特定的物品9b到达应输送的任意的线65a、65b、65c时，利用图1中的振动切换部件32对振动进行切换，也能够将物品9b从分支的任意的轨道65a、65b、65c取出。为了使这样的物品9的输送中途的输送方向的变更变容易，在图1中的振动切换部件的内部预先保存用于向同一方向输送多个物品9的Y方向振动相对于Z（K）方向振动的相位差数据和用于向Y方向区分多个物品9的Y方向振动相对于Z（K）方向振动的相位差数据。然后，通过以来自未图示的外部的信号输入为信号切换双方的相位差，从而能够区分输送向同一方向前进的物品9、将区分输送的物品9以向同一方向前进的方式进行切换。
像以上那样，本实施方式的物品区分输送装置1具有借助弹性支承部件5设置在基体4上的、作为可动体的可动台6，并通过该可动台6振动来输送被放置在可动台6上的物品9，该物品区分输送装置1构成为，包括：第1起振部件71，其由沿自铅垂方向倾斜的方向对上述可动台6施加周期性的起振力的压电元件构成；第2起振部件72，其由沿与上述第1起振部件6施加的周期性的起振力71交叉的方向对上述可动台6施加周期性的起振力的压电元件构成；以及振动控制部件31，其对各个上述起振部件71、72进行控制，以使各个上述起振部件71、72以相同的频率同时产生周期性的起振力并使该起振部件71、72所产生的周期性的起振力具有相位差，并且使上述可动台6产生椭圆的振动轨迹，通过利用上述振动控制部件31设定上述可动台6的振动轨迹，以便向不同的方向输送摩擦系数不同的物品9，从而在上述可动台6上区分输送上述物品9。
由于如此构成，因此能够向一个方向输送多个物品9，并且能够根据摩擦系数的不同使输送方向不同，因此即使不使用摄像机、图像处理器等检査机器和用于进行区分的特殊的机器，也能够对其自动地进行区分。而且，由于能够将输送面61构成为平面，因此从大型的装置到小型的装置都能够利用一个机器来应对。
而且，由于构成为在上述可动台6上设有用于使区分后的物品沿着规定的轨道移动的引导件63b、63c，因此能够区分多个物品、并分别向确定的方向输送，因此能够在生产线等输送线中适当地进行使用。
而且，由于构成为该物品区分输送装置具有用于将上述可动台6的振动轨迹切换为不同的振动轨迹的振动切换部件32，在该振动切换部件32的内部保存有各个上述起振部件71、72所施加的周期性的起振力的相位差的数据，该相位差是指向不同的方向输送摩擦系数不同的物品9的相位差以及向相同的方向输送摩擦系数不同的物品9的相位差，并根据来自外部的信号输入切换这些相位差，因此能够容易地切换向相同的方向输送多个物品9和向两个方向区分并分别向不同的方向输送多个物品9。
另外，以该第1实施方式为基础，也能够以如下所述变形的方式构成。
例如，在上述第1实施方式中，将朝向各个方向的起振部件71、72构成为分别沿K、Y这两个彼此正交的方向施加起振力，但是只要能够在可动台6上生成、改变合成这些起振力而成的振动轨迹，就不必使起振部件71、72施加起振力的各个方向正交，也可以单纯使起振部件71、72施加起振力的各个方向交叉。
另外，在上述第1实施方式中，粘贴于弹簧构件52的侧面的第1压电元件71和第2压电元件72设为以粘贴于表背的两个为一组的双压电晶片型，但是如图5的（b）所示，也能够设为第1压电元件71和第2压电元件72各一个的单压电晶片型。
另外，在本实施方式中，如图2和图3所示，第1压电元件71和第2压电元件72粘贴于弹簧构件52的下半侧，但是也能够设为将其粘贴于上半侧的结构，亦能够构成为分别设于上半侧与下半侧。
另外，在上述第1实施方式中，利用四个弹簧构件52构成了弹性支承部件5，但这是为了易于维持可动台6的水平状态。因此，在Y方向的振动振幅较小、物品9的重量较小的情况下，也能够如图10所示那样在输送方向上利用前后两个弹簧构件52来构成。在该情况下，可动台6的倾斜变为基本上可以忽略的程度。
另外，在图11中表示取代上述第1实施方式的棒状的弹簧构件52而使用了板簧的结构。在该形态下，作为K方向弹簧构件，将以与K方向垂直的方式配置的一对板簧151的一端分别设于基体4，并且利用另一端支承中间台161。将中间台161设为如下结构：进一步设置两组以与Y方向垂直的方式配置的一对板簧152、152作为Y方向弹簧构件，利用这些板簧152、152支承一对块162、162、并且利用该块162、162支承可动台6。此外，在作为K方向弹簧构件的板簧151上粘贴有压电元件171，在作为Y方向弹簧构件的板簧152上粘贴有压电元件172，与上述实施方式相同，通过对这些压电元件171、172施加控制电压而能够沿K方向、Y方向施加振动。即使是这种结构，也能够通过与上述相同地进行控制而获得相同的效果，并且能够分别独立地管理K方向、Y方向的板簧151、152，因此能够容易地进行维护作业。而且，这种板簧也能够设为组合多个板簧来进行使用的结构以使维护进一步变容易。另外，通过组合平行配置的板簧，能够防止可动台6产生扭转方向的位移，能够在保持着可动台6的倾斜的状态下使其动作。
另外，在图12中表示变形为不同于上述的实施方式的例子。这采用了与图11所示的结构相同的板簧结构，并且取代压电元件而使用了电磁体173、174作为K方向、Y方向的起振部件。在该情况下，在中间台161的下表面设有磁性体的金属板163，并且在可动台6的下表面设有磁性体的金属板164。可动台6的下表面的金属板164以贯穿设于中间台161的孔部161a的方式向下方突出，因此能够以不与中间台161相干扰的方式独立地沿Y方向进行动作。以与如此设置的板163、164相对的方式在基体4上设有电磁体173、174，通过对该电磁体173、174施加电流而能够使可动台6分别产生K方向或Y方向的位移。即使是这种结构，通过控制各个方向的电流值，也能够获得与上述相同的效果，并且相对于能够利用压电元件进行K方向、Y方向的动作的情况，能够容易地获得较大的输出。
<第2实施方式>
如图13所示，该第2实施方式的物品区分输送装置201大体来说由机械装置部202和控制系统部203构成。该控制系统部203构成为，通过如后所述对装入机械装置部202的作为起振部件的压电元件281～压电元件282进行控制而对机械装置部202施加K、Y各个方向的周期性的起振力并产生振动。
在此，在本实施方式中也与上述第1实施方式相同地设为Y方向是指图中的与纸面垂直的水平方向，K方向是指与自铅垂方向倾斜设置的棒状弹簧构件272正交、并且与上述Y方向正交的方向。而且，后述的X方向是指与上述Y方向正交的水平方向，Z方向是指铅垂方向。即，将各个方向作为如图中左下方所示的坐标轴进行定义。因此，K方向与包括X方向和Z方向的成分的平面、即XZ平面平行。另外，如后所述，棒状弹簧构件272设定为相对于Z方向绕Y轴逆时针旋转旋转角度γ的方向成为长度方向。因此，表示K方向的K轴成为相对于X轴旋转了旋转角度γ的方向。以下，按照如上所述定义的坐标轴来进行说明。
如图14和图15所示，机械装置部202大体来说由作为设于地面的基体的基座204、利用第1棒状弹簧构件271～第1棒状弹簧构件271弹性支承于该基座204的中间台205以及利用第2棒状弹簧构件272～第2棒状弹簧构件272弹性支承于该中间台205的可动体206构成。在可动体206的上部形成有输送面261a，能够放置进行区分输送的物品9。
基座204由长度方向朝向X方向配置的长方形状的基座板242和固定于该基座板242上部的基座块241构成。与基座板242相同，该基座块241形成为长度方向朝向X方向配置的大致长方体的形状，并且在自X方向前后观察时，该基座块241的正面和背面分别设定为用于连接第1棒状弹簧构件271的弹簧设置面241a、241a，并形成为相对于Z方向倾斜了角度γ的平面。
与上述基座块241相同，中间台205形成为长度方向朝向X方向的大致长方体的形状，并且在自X方向前后观察时，该中间台205的正面和背面分别设定为用于连接第1棒状弹簧构件271的弹簧设置面205a、205a，并形成为相对于Z方向倾斜了角度γ的平面。另外，弹簧设置面205a、205a之间的尺寸设定为与上述基座块241中的弹簧设置面241a、241a之间的尺寸相等。
中间台205配置为在上述基座块241的上部与其大致平行，并对应地设为中间台205的弹簧设置面205a与基座块241的弹簧设置面241a平行，并且该中间台205的弹簧设置面205a与基座块241的弹簧设置面241a分别借助于两个第1棒状弹簧构件271、271相连接。第1棒状弹簧构件271、271沿着弹簧设置面241a、205a配置，从而与它们的倾斜程度相同地配置成相对于Z轴倾斜角度γ。利用如此相对于Z方向倾斜、并且相互平行设置的共计四个第1棒状弹簧构件271～第1棒状弹簧构件271，设为中间台205弹性支承于基座块241的结构。
另外，在中间台205的下表面上，设有用于如后所述调整中间台205的质量和重心位置的辅助配重件251。
在中间台205的下方且在基座块241的上方配置有构成可动体206的一部分的下可动台262。与上述基座块241、中间台205相同，下可动台262形成为长度方向朝向X方向的大致长方体的形状，并且在自X方向前后观察时，该下可动台262的正面和背面分别设定为用于连接后述的第2棒状弹簧构件272的弹簧设置面262a、262a，并形成为相对于Z方向倾斜了角度γ的平面。而且，下可动台262为了避免与上述第1棒状弹簧构件271之间的干扰而将弹簧设置面262a、262a之间的尺寸设定得比基座块241中的弹簧设置面241a、241a之间的尺寸和中间台205中的弹簧设置面205a、205a之间的尺寸稍小。
下可动台262的弹簧设置面262a与中间台205的弹簧设置面205a分别对应地设为相互平行，并夹持后述的隔离件，并且分别借助于两个第2棒状弹簧构件272、272相连接。第2棒状弹簧构件272、272沿着弹簧设置面262a、205a配置，从而与它们的倾斜程度相同地配置成相对于Z轴倾斜角度γ。利用如此相对于Z方向倾斜、并且相互平行设置的共计四个第2棒状弹簧构件272～第2棒状弹簧构件272，设为下可动台262弹性支承于中间台205的结构。通过如此构成，第2棒状弹簧构件272～第2棒状弹簧构件272成为也与第1棒状弹簧构件271～第1棒状弹簧构件271平行配置的关系。
在中间台205的上方，以与该中间台205平行的方式设有输送台261。输送台261以沿X方向延伸的方式形成为大致板状，并且上表面形成为用于放置物品9的输送面261a。输送面261a根据所输送的物品9的种类、形状以及进行区分输送的方向而能够如后所述形成为各种形态。
输送台261形成为上述下可动台262与Y方向的尺寸相同，输送台261与下可动台262借助于以从两侧夹着各个侧面的方式设置的一对连结构件263、263相连结。输送台261、下可动台262及连结构件263构成一个可动体206并一体地进行动作。
在此，基于图16和图17详细地说明上述第1棒状弹簧构件271～第1棒状弹簧构件271和第2棒状弹簧构件272～第2棒状弹簧构件272的安装构造。首先，图16是放大了图14中的A部周边的图。
第1棒状弹簧构件271和第2棒状弹簧构件272分别形成为I字形状，在上端和下端形成有矩形的平板部271a、272a。而且，除此以外的部分被设定为作为弹簧发挥作用的弹簧部271b、272b，这些弹簧部271b、272b在与长度方向正交的平面上观察时形成为具有成为大致正方形的矩形截面的形态。如此，弹簧部271b、272b形成为长方体状，并且这些弹簧部的侧面中的背面对齐的两个面分别与形成上述平板部271a、272a的表面和背面相连续。通过如此构成，第1棒状弹簧构件271和第2棒状弹簧构件272设定为弹簧部271b、272b易于在与平板部271a、272a正交的第1方向和与该第1方向正交并且与平板部271a、272a平行的第2方向这两个方向上挠曲。
像以下这样安装具有如上所述的挠曲方向特性的第1棒状弹簧构件271和第2棒状弹簧构件272。
首先，在基座块241的弹簧设置面241a上借助弹簧压板273螺纹固定有第1棒状弹簧构件271的平板部271a。以从Y方向两侧夹持该第1棒状弹簧构件271的弹簧部271b的方式配置一对矩形板状的隔离件275、275。在靠近基座块241并且配置在正上方的下可动台262的弹簧设置面262a上，隔着上述矩形板状的隔离件275、275配置第2棒状弹簧构件272的平板部272a，并借助弹簧压板螺纹固定。
隔离件275、275形成得比第1棒状弹簧构件271的弹簧部271b厚，并且配置为自该弹簧部271b离开。
通过如此构成，在第1棒状弹簧构件271的外侧，以与第1棒状弹簧构件271平行的方式配置有第2棒状弹簧构件272，并且在两者之间形成有间隙。另外，第1棒状弹簧构件271的弹簧部271b通过设为位于形成于上述矩形板状的隔离件275、275之间的开口部275a内而不会自下可动台262侧产生干扰，因此能够独立地维持中间台205（参照图17）的支承状态。另外，本实施方式中的物品区分输送装置201为了能够利用稍微的振动进行物品9的输送，将下可动台262的振动振幅设定为1mm以下足矣，上述开口部275a的内侧与第1棒状弹簧构件271的弹簧部271b之间的空隙只要在K方向和Y方向上分别为1mm左右那样小的空隙就足矣。
而且，该第1棒状弹簧构件271和第2棒状弹簧构件272的上端如图17所示那样与各部分相连接。该图17是放大了图14中的B部周边的图。
第1棒状弹簧构件271的上侧的平板部271a、矩形板状的隔离件274以及第2棒状弹簧构件272的上侧的平板部272a在重叠了的状态下借助弹簧压板273螺纹固定于中间台205的弹簧设置面205a。该隔离件274的厚度如上所述设定为使第2棒状弹簧构件272平行地配置于第1棒状弹簧构件271的外侧的关系。
通过如此连接，中间台205借助第1棒状弹簧构件271而弹性支承于基座块241（参照图14），中间台205借助第2棒状弹簧构件272而弹性支承可动体206（参照图14）。
另外，各个第1棒状弹簧构件271与第2棒状弹簧构件272分别配置为弹簧部271b、272b自Z轴倾斜了角度γ，并且弹簧部271b、272b的各个侧面成为与K方向或Y方向垂直的方向。即，第1棒状弹簧构件271与第2棒状弹簧构件272具有易于向作为第1方向的K方向侧和作为第2方向的Y方向侧挠曲的特性作为上述挠曲方向特性。因此，第1棒状弹簧构件271与第2棒状弹簧构件272分别主要作为在K方向和Y方向上进行弹性支承的弹性支承部件发挥作用。
对于这样的各个构件之间的弹性支承构造，使用图18所示的示意图进一步加以说明。
图18的（a）是作为将上述机械装置部202简化后的模型进行表示的图。对构成该模型的各个构成要素标注的附图标记是对图14～图17中使用的附图标记附加了“m”后的附图标记，以区分与实际的构件之间的对应关系。即，在此使用模型进行说明的想法同样适用于实际的机械装置部202。
根据该模型可知，在基座204m的上方配置中间台205m，并且借助于第1棒状弹簧构件271m将中间台205m弹性支承于基座204m。而且，在中间台205m的下方且比基座204m靠上方的位置配置下可动台262m，并且借助于第2棒状弹簧构件272m将下可动台262m弹性支承于中间台205m。此外，隔着中间台205m配置输送台261m，利用连结构件263m使输送台261m与下可动台262m之间一体化，从而构成了可动体206m。
如上所述构成，并且将第1棒状弹簧构件271m与第2棒状弹簧构件272m配置为相互平行并且在两者之间形成间隙。通过如此设置，能够以相互不会干扰的方式独立地进行位移。另外，将两者的位置关系构成为，使中间台205m的重心位置205g与可动体206m的重心位置206g成为大致相同的位置。另外，在此所说的大致相同的位置是指在X、Y、Z各个方向上分别大致相同。
可动体206m利用配置于中间台205m的下方的下可动台262m、配置于中间台205m的上方的输送台261以及连结下可动台262m与输送台261m的连结构件263m（，263m）形成为包围中间台205m那样的ロ字状，因此设为易于将双方的重心位置205g、206g设定为大致相同的装置结构。而且，为了辅助进行重心位置的调整，如图15所示那样在中间台205的下方设置辅助配重件251，通过调整其位置和重量而能够简单地进行重心位置205g的调整。通过如此设置，即使在各个构件的形状变更、零件的追加或者为了进行区分输送而使放置的物品9的重量较大地发生了变化的情况下，也能够容易地进行应对。
在图18的（b）中表示进一步简化了上述模型后的模型。对构成该模型的各个构成要素标注的附图标记是对图14～图17中使用的附图标记附加了附图标记“M”后的附图标记，以区分与实际的构件之间的对应关系。
这样，能够想到以下模型：作为中间台的质量体205M借助于弹簧271M弹性支承于作为固定面的基座204M，以包围在该质量体205M的外侧的方式配置作为可动体的质量体206M，并且该质量体206M借助于弹簧272M弹性支承于质量体205M。质量体206M由下侧固定台262M、输送台261M以及连结下侧固定台262M和输送台261M之间的连结构件263M、263M构成，质量体206M的重心位置206G构成为位于与作为中间台的质量体205M的重心位置205G大致相同的位置。
通过如此设置，若在质量体205M与可动体206M之间向与弹簧272M相同的方向作用有相对力，则两者以相反相位进行弹性位移。通过使用后述的起振部件沿这样的方向施加起振力而能够以上述相反相位的形态产生振动。该相反相位的方式下的振动是指当质量体205M例如位移到图的下方时质量体206M向相反的上方位移、当质量体205M位移到图的上方时质量体206M向相反的下方位移这样的方式的振动。这种振动的方式特别能够以相反相位形态（所谓的相反相位模式）下的固有振动频率高效地产生，该固有振动频率依赖于质量体205M的质量m1、质量体206M的质量m2、弹簧272M的弹簧常数k1以及弹簧271M的弹簧常数k1。为了能够高效地获得该方式的振动，优选的是，将弹簧271M的弹簧常数k2设定为弹簧272M的弹簧常数k1的1/10左右。
而且，在该图18的（b）所示的模型中将弹簧的位移方向设为Z方向，但是像更接近于实际情况的图18的（a）的模型那样，实际上是设为弹性支承于K方向和Y方向上的构造，因此在弹性支承方向与Z方向不同的基础上，不是向一个方向而是向两个方向分别独立地进行弹性位移，能够产生相反相位模式下的振动。即，在K方向和Y方向上分别设定各个棒状弹簧构件271m、272m的弹簧常数，并且在各个方向上调整材质、截面形状及长度，以将第1棒状弹簧构件271m的弹簧常数设为第2棒状弹簧构件272m的弹簧常数的1/10左右。另外，K方向和Z方向的相反相位模式下的固有振动频率为了避免共振而设定为稍微不同。
而且，返回图18的（a）进行说明，以彼此相反相位进行振动的中间台205m的重心位置205g与可动体206m的重心位置206g形成为大致相同，从而在中间台205m和可动体206m对应于起振力向各个方向进行了位移时，两者的重心位置205g、206g在朝向该振动方向的同一直线上移动，因此不会产生旋转力矩。因此，输送台206m和中间台205m不会产生倾斜、摆动，能够在维持原来的姿势的状态下沿K方向和Y方向平行地移动。
此外，虽然中间台205m与可动体206m以彼此相反相位产生振动，但是作为这些构件的整体的重心位置却成为维持着相同部位的状态，因此由这些构件进行动作引起的反作用力几乎不会作用于基座204m。因此，不会从基座204m向设置面传递多余的力、振动，也能够良好地保持设置环境。
为了如上所述简单地进行说明，利用图18的（a）、（b）的模型进行了说明，但是基于同一想法构成了图14所示的实际的机械装置部2。
本实施方式中的机械装置部202为了如图14所示那样使可动体206和中间台205产生在K、Y各个方向上相反相位形态下的振动，作为施加上述起振力的起振部件，像以下这样设有压电元件281～压电元件282。
首先，作为施加K方向的振动的第1起振部件，在第2棒状弹簧构件272的弹簧部272b的长度方向中央以下的侧面且与K轴正交的面上设有长方体状的第1压电元件81。另外，作为施加Y方向的振动的第2起振部件，在第2棒状弹簧构件272的弹簧部272b的长度方向中央以下的侧面且与Y轴正交的面上粘贴有长方体状的第2压电元件282。这些压电元件281～压电元件282通过施加电压而能够使整个长度伸长，如图19中作为例子所示，能够使第2棒状弹簧构件272产生挠曲，并使可动体206产生K方向或Y方向的位移。
另外，图19是为了易于理解位移而夸张表示的图，实际的位移如上所述设定为1mm以下，因此像该图这样，各部分不会相互干扰。另外，在本图中以卸下了连结构件263的状态进行表示，但是假定为作为可动体206的一体性未受到损害。
本图作为弹性位移的一例示出了利用第1压电元件281的作用使第2弹簧构件272产生挠曲、并在该作用下使中间台205向K方向正侧（图中的右上方）发生了位移的状态。而且，在其反作用力的作用下，可动体206向K方向负侧（图中的左下方）进行位移。这样，中间台205与可动体206以非动作时的中立位置为基点并以彼此成为相反方向的方式进行位移。另外，该中间台205与可动体206整体借助第1棒状弹簧构件271而支承于基座204，该弹簧常数设定得充分低，为第2棒状弹簧构件272的1/10左右，因此第1棒状弹簧构件271作为防振弹簧发挥作用并柔软地支承中间台205和可动体206。通过如此设置，由中间台205与可动体206的动作引起的反作用力不会向基座204传递，能够相对于设置面稳定地维持支承状态。另外，如上所述的弹性位移及支承的关系不仅在K方向上而且在Y方向上也相同地构成。
在本实施方式中，如图20的（a）所示，将各个第2棒状弹簧构件272的弹簧部272b构成为分别在相对的面上各设有一对第1压电元件281、281与第2压电元件282、282的双压电晶片型。在像本实施方式那样欲利用压电元件的伸长使第2棒状弹簧构件272产生挠曲的情况下，当将设于相对面的压电元件的一者设定为伸长侧时需要将另一者设定为缩短侧，因此以在将一者设为伸长侧时另一者成为缩短侧的方式设定电压施加和粘贴方向。以下，关于对压电元件施加的电压，单纯作为K方向控制电压、Y方向控制电压来进行说明，向K方向和Y方向施加正的控制电压这样的情况是指施加使第1压电元件281、第2压电元件282伸缩的电压，以便在可动台206分别向K、Y的正方向移动的朝向上使第2弹簧构件272产生弯曲。
另外，在弹簧部272b进行变形的情况下，如图19所示那样使伸长侧和缩短侧以长度方向中央为界在一个面内的上下反转。因此，超过长度方向中央附近而在较广的范围内粘贴第1压电元件281、第2压电元件282反而会阻碍变形，并不优选。因此，像本实施方式这样粘贴在比长度方向中央附近靠近一端部侧的位置是有效的。
相对于如此构成的机械装置部202，控制系统部203通过对第1压电元件281和第2压电元件282分别施加正弦波状的控制电压而产生用于产生K、Y各个方向的振动的周期性的起振力。
因此，如图13所示，控制系统部203具有产生正弦电压的振荡器234，在利用放大器235将该正弦电压放大了的基础上，向各个压电元件281～压电元件282进行输出。而且，上述控制系统部203具有用于详细地调整K、Y各个方向的控制电压的振动控制部件231。另外，将利用振荡器234所产生的振动的频率设为与K、Y方向的任意的振动系统共振的频率，从而将振动放大并谋求省电。另外，为了避免双方的振动系统的振动相互干扰，也可以如上所述使各个方向的固有振动频率不同。此时，各个方向的固有振动频率例如相差－10％～＋10％左右。
振动控制部件231大体来说由用于调整K、Y各个方向的控制电压的振幅的振幅调整电路231a和用于调整K、Y各个方向的相位差的相位调整电路231b构成。在本实施方式中，构成为具有分别与K、Y方向的各个控制电压对应的振幅调整电路231a，并且针对Y方向的控制电压设有相位调整电路231b，该相位调整电路231b以K方向的控制电压的相位为基准，将Y方向的控制电压的相位调整为与K方向的控制电压的相位成为规定的相位差。
而且，控制系统部203具有对向用于施加各个方向的周期性的起振力的各个压电元件281～压电元件282施加的控制电压的振幅和相位进行切换的振动切换部件232，以便能够获得与所输送的物品9相应的输送方向和输送速度。该振动切换部件232为了根据来自未图示的外部的信号将物品9的输送方向适当地改变为规定的方向，确定与该方向对应的各个压电元件281～压电元件282的控制电压的振幅和相位的具体的控制值，对振幅调整电路231a和相位调整电路231b施加命令以调整为该控制值。
如上所述构成的物品区分输送装置201与上述第1实施方式的情况一样，具体地说基于如下所述的原理对物品9发挥作用。为了使说明简而易懂，考虑将上述K方向的振动成分分解为X方向、Z方向的振动。
在此，与第1实施方式的情况相同，利用如图21的示意图所示的简化后的模型来考虑本物品区分输送装置201，假定可动体206利用弹性体276、277、278在X、Y、Z各个方向上弹性支承于基座204、并且设有各个方向的起振部件286、287、288的情况。通过如此构成，能够利用设置在X、Y、Z三个方向上的起振部件286、287、288使可动体206向三个方向动作。图21的示意图中的弹性体286、287、288相当于图13中的第2棒状弹簧构件272，并且图21中的起振部件286、287、288分别相当于压电元件281～压电元件282。
针对图21所示的模型的可动体206沿Z方向施加用Z＝Z0×sinωt表示的周期性的振动位移。在此，Z0表示Z方向的振幅，ω表示角频率，t表示时间。而且，在X、Y方向上也分别像X＝X0×sin（ωt＋φx）、Y＝Y0×sin（ωt＋φy）的式子那样施加与Z方向相同频率的振动。在此，X0、Y0分别表示X方向、Y方向的振幅，φx、φy分别表示X方向、Y方向的振动相对于Z方向的振动的相位差。
这样，通过在X、Y、Z各个方向上施加正弦波状的周期性的振动位移，能够使可动体产生在可动体206中合成这些振动位移而成的、具有轨迹的振动，该轨迹是在本发明中被称作三维的振动轨迹的、相对于铅垂平面和水平面倾斜的平面内的椭圆的轨迹或平面外的立体的轨迹。例如，如图21所示，当相对于Z方向的振动成分具有φx、φy的相位差并产生X、Y方向的振动时，在XZ平面上二维产生具有将右侧设为上方的椭圆轨道的振动，在YZ平面上二维产生具有将右侧设为下方的椭圆轨道的振动。然后，通过进一步合成这两个振动，从而如图中右下方所示那样产生三维的振动轨迹即三维空间上的椭圆轨道。
而且，通过改变各个方向的振动位移的振幅和相位，能够改变XZ平面、YZ平面内的二维的椭圆轨道的大小、朝向，从而能够对应地自由改变三维空间上的椭圆轨道的大小、朝向。另外，为了如此施加向各个方向的周期性的振动位移，通过在控制方面施加向各个方向的周期性的起振力来进行应对。
如上所述，可动体206一边描绘椭圆轨道一边进行振动，从而放置在可动体206上的物品9进行移动。而且，该移动中向X方向的移动速度成分能够利用上述XZ平面内的椭圆轨道来控制，向Y方向的移动速度成分能够利用上述YZ平面内的椭圆轨道来控制。即，通过以向Z方向的振动成分为基准改变X方向、Y方向的各个振动的振幅和相位差，能够改变向X、Y方向的移动速度成分，并向任意的方向输送。
具体地说，如以下方式进行向各个方向的移动速度成分的变更。
根据发明人的见解，参照图21并再次使用图7来进行说明，根据相位差φx（φy），物品9的移动速度Vx（Vy）以描绘类似于正弦波的曲线的方式发生变化，并且也根据物品9与可动体206之间的摩擦系数发生变化。即，当将作为两种物品9的W1、W2与可动体206之间的摩擦系数分别设为μ1、μ2且存在μ1<μ2的关系时，W2时的移动速度的图形成为使W1时的移动速度的曲线向相位差为正的方向偏移了的形状。因此，在将摩擦系数不同的物品9同时放置在进行椭圆振动的可动体206上的情况下，移动速度和移动方向不同。
具体地说，当将图7所示的相位差φ1设定为φx时，W1的X方向移动速度为0，W2取负值。而且，当将相位差设定在φ1～φ2之间时，W1向正方向前进，W2向负方向前进，即彼此向相反的方向前进。在相位差为φ2时，W2的速度为0，W1成为正方向的速度。而且在φ2～φ4之间，W1、W2均向正方向前进，其中，在相位差为φ3时成为相同的速度，在其前后，W1与W2的速度的大小反转。另外，若将相位差设为φ4，则W1的速度为0，W2向正方向移动。在相位差φ4～相位差φ5的范围内，W1向负方向前进，W2向正方向前进。而且，在相位差为φ5时，W2的速度为0，W1向负方向前进。另外，在相位差为φ5～π的范围内，双方均向负方向前进，其中，在相位差为φ5时也成为相同的速度，在其前后，速度反转。另外，这种关系也适用于Y方向的移动速度Vy。
另外，根据发明人的见解，参照图21并使用图8来进行说明，相位差φx（φy）与物品9的移动速度Vx（Vy）之间的关系也通过改变振幅X0（Y0）而发生变化。即，作为物品9的移动速度Vx（Vy）相对于相位差φx（φy）的类似于正弦波的曲线与振动位移的振幅X0（Y0）大致成比例地发生变化。据此，在想要将物品9的移动速度Vx（Vy）设为2倍的情况下，只要大致将X（Y）方向的振动位移的振幅设为2倍即可。为此，为了施加与此相应的起振力，只要改变控制电压的振幅即可。
通过在正交的X、Y方向上同时施加这种针对一个方向的振动控制，能够在可动体206上区分摩擦系数不同的多种物品9并向不同的方向进行输送。另外，通过如上所述进行控制以将摩擦系数不同的物品9向不同的方向输送，从而严格地说即使是摩擦系数相同的物品，对于以表面形状不同等外观上摩擦系数不同的方式获取的物品也能够使输送方向不同。例如，即使是同一物品的表面和背面，面的凹凸不同，则也符合与可动体206之间的接触面积大不相同的情况，在这种情况下也能够适当地进行区分、输送。
但是，在以一边输送多种物品9一边将多种物品9向两个方向区分、并进行输送为目的的情况下，不必分别单独具有如上所述的向三个方向的起振部件。这是因为，根据图7可知，如果不必在X方向上仅向一侧进行输送并向相反方向前进，则也可以将Z方向上的相位差设为0，即以相同相位进行驱动。由此，在本实施方式中，作为具有Z方向与X方向的振动成分的K方向的起振部件281（参照图14），能够构成为一个。
与此相对，由于需要在Y方向上根据物品9的种类进行区分的功能，因此构成为能够根据物品的摩擦系数来切换Z方向的周期性的起振力所具有的相位差、即K方向的周期性的起振力所具有的相位差。
利用如此构成的本物品区分输送装置201，能够进行如图22的（a）～（c）所例示的、物品9的输送和区分。
图22的（a）是在构成可动体206的一部分的输送台261上形成了较宽的输送通路261a、并在在输送方向上形成有左右平行的壁面264、265的例子。壁面264、265作为对区分的物品的移动方向进行限制的引导件发挥作用，能够将各个物品9a、9b向确定的方向输送。图22的（a）示出了在图中的输送台261的右侧连接有混入了物品9a、9b的容器295、且从该容器295向输送台261上投入物品9a、9b的情况。而且，在来自图13中的振动切换部件232的命令下，利用振动控制部件231将向Y方向的振动的相位差设定为图7所示的φ1～φ2或φ4～φ5，图22的（a）的物品9a、9b被向图中的右方输送，并且被相对于行进方向朝向左右的壁面264、265区分，不久，一边分别与壁面264、265相接触一边被输送。即使仅是如此简单地形成输送通路和壁面，也能够容易地进行区分，在此基础上能够将各个物品向确定的方向输送，因此能够应对各种大小的物品。另外，只要如此进行特定的物品的区分输送，振动切换部件232就不是必需的，只要预先在振动控制部件231中设定预先确定的相位差就足矣。
图22的（b）是在输送台261上形成有分支为图中上侧的轨道266和下侧的轨道267的Y字形的输送通路261a的图，按照该输送通路261a将两种物品9a、9b从图中的左侧向右侧输送。在该情况下，也通过在图13的振动切换部件232中将向Y方向的振动的相位差切换为图7所示的φ1～φ2或φ4～φ5，从而图22的（a）的物品9a、9b彼此受到相反方向的Y方向移动速度成分，一边与输送方向上的左右的壁面264、265相接触一边被输送。而且，自Y字的分支点分别进入轨道266、267，从而能够使输送目的地不同。
另外，在图22的（c）中，在输送台261上形成直线状的输送通路261a，具有其延长线上的轨道266和相对于输送通路261a向侧方分支的轨道267a、267b、267c。通过如此形成，通常将两种物品9a、9b向相同的方向输送，并在特定的时刻也施加Y方向的振动成分，从而能够将特定的物品9b取出到分支的轨道265a、265b、265c。为此，通常预先将物品9a、9b均向图的右方输送，当特定的物品9b到达向应输送的任意的线267a、267b、267c的分支点时，利用图13中的振动切换部件232对向Y方向的振动的相位差进行切换，也能够从目标的轨道267a、267b、267c取出。为了使这样的物品9的输送中途的输送方向的变更变容易，在图13中的振动切换部件232的内部预先保存将用于向同一方向输送多个物品9的Y方向振动相对于Z（K）方向振动的相位差数据和用于向Y方向区分多个物品9的Y方向振动相对于Z（K）方向振动的相位差数据。然后，通过以来自未图示的外部的信号输入为信号切换双方的相位差，从而能够区分输送向同一方向前进的物品9、将区分输送的物品9以向同一方向前进的方式进行切换。
像以上那样，本实施方式的物品区分输送装置201包括：作为基体的基座204；中间台205，其利用相对于铅垂方向倾斜且设为大致平行的多个第1棒状弹簧271～第1棒状弹簧271弹性支承于上述基座204；可动体206，其利用与上述第1棒状弹簧271～第1棒状弹簧271大致平行地设置的第2棒状弹簧272～第2棒状弹簧272弹性支承于上述中间台205，并在上部形成有放置物品9并将物品9进行输送的输送面261a；作为第1起振部件的第1压电元件281～第1压电元件281和作为第2起振部件的第2压电元件282～282，其分别在作为与上述第2棒状弹簧272～第2棒状弹簧272的长度方向正交且相互交叉的第1方向的K方向和作为第2方向的Y方向上自上述中间台205侧对上述可动体206施加周期性的起振力；以及振动控制部件231，其对各个上述起振部件281～起振部件282进行控制，以使各个上述起振部件281～起振部件282以相同的频率同时产生周期性的起振力并使该起振部件281～起振部件282所产生的周期性的起振力具有相位差，并且使上述可动体206产生椭圆的振动轨迹；上述可动体206的重心位置构成为与上述中间台205的重心位置大致一致，并且通过利用上述振动控制部件231设定上述可动体206的振动轨迹，以便向不同的方向输送摩擦系数不同的物品9a、9b，从而在上述可动体206上区分输送上述物品9a、9b。
由于如此构成，因此能够设为简单的装置结构，并且能够以不会使可动体206产生倾斜、旋转的方式稳定地产生三维的椭圆的振动轨迹，通过根据物品9的性质来控制该振动，能够自动地进行物品9的区分，并且将区分后的物品9分别向任意的方向进行输送。另外，由于能够将输送面261a构成为平面，因此从大型的装置到小型的装置都能够利用一个机器来应对。而且，能够使基座204相对于设置面的支承状态稳定，从而能够抑制振动向外部的传播，因此也能够适当地维持周边环境。
另外，由于上述可动体206由配置于上述中间台205的下方的下可动台262、配置于上述中间台205的上方并具有上述输送面261a的输送台261、以及连结上述下可动台262与上述输送台261的连结构件263、263构成，因此能够如上所述使用于设定重心位置的结构更简单地具体化，能够使装置整体的结构更简单，能够谋求小型、轻量化。
另外，以该第2实施方式为基础，也能够以如下所述变形的方式构成。
例如，在上述第2实施方式中，将向各个方向的起振部件281、282构成为分别沿K、Y的彼此正交的方向施加起振力，但是只要能够在可动体206上生成、改变合成这些起振力而成的振动轨迹，就不必使起振部件281、282施加起振力的各个方向正交，也可以单纯使起振部件281、282施加起振力的各个方向交叉。
另外，在上述第2实施方式中，粘贴于第2棒状弹簧构件272的侧面的第1压电元件281和第2压电元件282设为以粘贴于表背的两个为一组的双压电晶片型，但是如图20的（b）所示，也能够设为第1压电元件281和第2压电元件282各一个的单压电晶片型。
而且，在上述第2实施方式中，设为使各个棒状弹簧构件271～棒状弹簧构件271、棒状弹簧构件272～棒状弹簧构件272相互平行，但是为了能够与输送台261的形状、大小无关地取得可动体206、中间台205的重心平衡并提高支承稳定性，也优选使倾斜角度变更为不损害振动的控制性的程度。具体地说，也能够设为以使第1棒状弹簧构件271～第1棒状弹簧构件271的间隔、第2棒状弹簧构件272～第2棒状弹簧构件272的间隔在上方和下方发生变化的方式使各个棒状弹簧构件271～棒状弹簧构件272的倾斜角度在±5°的范围内发生变更的结构，如此稍微改变了倾斜角度的结构也包含在本发明所说的“大致平行”的范围内。
另外，在上述第2实施方式中，如图14和图15所示，第1压电元件281和第2压电元件282粘贴于比第2棒状弹簧构件272的长度方向中央附近靠近下端部侧的位置，但是也能够设为将其粘贴于相反的上端部侧的结构，亦能够构成为分别设于下端部侧与上端部侧。
另外，在图23和图24中表示使用除压电元件以外的构件分别构成了上述第2实施方式中的第1起振部件和第2起振部件的变形例。在这些图中标注了与上述实施方式相同的附图标记的部分表示与其相同的构件。该变形例取代压电元件而使用了电磁体381a、382a作为K方向、Y方向的起振部件。
具体地说，作为用于施加K方向的周期性的起振力的第1起振部件，在中间台305的下表面305b上借助于L字形的支架381b以磁极面朝向X方向的方式设置电磁体381a，并且设置为使磁性板381c与上述磁极面相对并自下可动台262的上表面262b立起。通过如此设置，在对电磁体381a施加电流的情况下，与由第2棒状弹簧构件272支承的支承方向相辅相成地能够在中间台205与可动体206之间产生K方向的相对位移。而且，作为用于施加Y方向的周期性的起振力的第2起振部件，在中间台305的下表面305b上借助于L字形的支架382b以磁极面朝向Y方向的方式设置电磁体382a，并且设置为使磁性板382c与上述磁极面相对并自输送台261的下表面261b向下方延伸。在固定台305上，在与磁性板382c对应的位置形成有开口部382c，设为两者不会相干扰。通过如此设置，在对电磁体382a施加电流的情况下，与由第2棒状弹簧构件272支承的支承方向相辅相成地能够在中间台205与可动体206之间产生Y方向的相对位移。
即使在如此使用电磁体381a、382a构成了各个起振部件的情况下，通过控制各个方向的电流值，能够获得与上述相同的效果，并且相对于利用压电元件进行K方向、Y方向的动作的情况，能够容易地获得较大的输出。
另外，各部分的具体结构并不仅仅限定于上述第1实施方式和第2实施方式以及这些实施方式的变形例。
例如，在上述第1和第2实施方式中，着眼于各个物品9的摩擦系数，构成为以摩擦系数为基准进行物品9的区分、输送，但是如上所述，有时对于由于物品9的表面形状导致局部的摩擦系数相同但外观上摩擦系数不同的物品来进行处理也没有障碍。另外，有时由于较大地改变物品9的表面形状，在可动台6（在第2实施方式的情况下为输送台261）上进行转动、摆动，也无法有效地利用摩擦进行推力的传递。而且，根据可动台6（输送台261）的表面的硬度与物品9的重量和硬度之间的关系而产生的几何学的形状变化也给施加于物品9的推力带来了影响。因此，除了通常意义的摩擦系数以外，还包括由物品9和可动台6（输送台261）的表面形状、表面粗糙度以及重量、硬度引起的形状变化等的影响，现实是将在水平方向上作用于物品9的推力视作广义的摩擦力，以该广义的摩擦力为基准进行各个方向的振动成分的控制，也能够进行物品9的区分、输送。只要采用这种观点，在为了进行物品9的区分、输送而作为基准使用的摩擦系数中，就也能够采取上述广义的摩擦力的观点。即，将用上述广义的摩擦力除以可动台6（在第2实施方式的情况下为可动体206）相对于物品9的垂直阻力而得到的系数作为广义的摩擦系数，通过用其替换一般的摩擦系数并作为基准进行使用，从而能够进行多种物品9的区分、输送，本发明中的目的也包括这些内容。另外，在上述第1和第2实施方式中，通过以摩擦系数为基准来进行控制，能够改变对各个物品9的推力而进行物品9的区分、输送，但是只要如上所述通过改变广义的摩擦力而使得推力能够改变，就也能够构成为即使替换摩擦系数并以不同的参数为基准进行使用也产生相同的作用效果的物品区分输送装置，这些结构也包含在本发明的均等的范围内。
其他结构也能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形。
产业上的可利用性
根据以上详细说明的第1发明，能够提供一种结构简单、同时能够进行多个物品的区分并将各个物品向任意的方向输送、并且也能够应对多种大小、形状的物品的物品区分输送装置。另外，根据第2发明，能够提供一种能够结构简单、同时能够利用可动体产生稳定的振动并利用该振动稳定地进行物品的区分、并且分别将区分后的物品向任意的方向输送、能够在制造线中容易地进行使用的物品区分输送装置。
附图标记说明
1…物品区分输送装置；4…基体；5…弹性支承部件；6…可动台（可动体）；9、9a、9b…物品；31…振动控制部件；32…振动切换部件；34…振荡器；52…弹簧构件；71…第1压电元件（第1起振部件）；72…第2压电元件（第2起振部件）；201…物品区分输送装置；204…基座（基体）；205…中间台；205g、205G…（中间台的）重心位置；206…可动体；206g、206G…（可动体的）重心位置；231…振动控制部件；232…振动切换部件；261…输送台；261a…输送面；262…下可动台；263…连结构件；271…第1棒状弹簧构件；272…第2棒状弹簧构件；281…第1压电元件（第1起振部件）；282…第2压电元件（第2起振部件）。

Claims (5)

1.一种物品区分输送装置，其具有借助于弹性支承部件而设置在基体上的可动体，该物品区分输送装置用于通过该可动体振动来输送被放置在可动体上的物品，其特征在于，
该物品区分输送装置包括：第1起振部件，其用于沿自铅垂方向倾斜的方向对上述可动体施加周期性的起振力；第2起振部件，其用于沿与上述第1起振部件施加的周期性的起振力交叉的方向对上述可动体施加周期性的起振力；以及振动控制部件，其用于对各个上述起振部件进行控制，以使各个上述起振部件以相同的频率同时产生周期性的起振力并使该各个起振部件所产生的周期性的起振力具有相位差，并且使上述可动体产生椭圆的振动轨迹；
通过利用上述振动控制部件设定上述可动体的振动轨迹，以便向不同的方向输送摩擦系数不同的物品，从而在上述可动体上区分并输送上述物品。
2.根据权利要求1所述的物品区分输送装置，其特征在于，
在上述可动体上设有用于使区分后的物品沿着规定的轨道移动的引导件。
3.根据权利要求1或2所述的物品区分输送装置，其特征在于，
上述物品区分输送装置具有用于将上述可动体的振动轨迹切换为不同的振动轨迹的振动切换部件，在该振动切换部件的内部保存有各个上述起振部件所施加的周期性的起振力的相位差的数据，该相位差是指向不同的方向输送摩擦系数不同的物品的相位差以及向相同的方向输送摩擦系数不同的物品的相位差，并根据来自外部的信号输入切换这些相位差。
4.一种物品区分输送装置，其特征在于，该物品区分输送装置包括：
基体；
中间台，其利用相对于铅垂方向倾斜且设为大致平行的多个第1棒状弹簧弹性支承于上述基体；
可动体，其利用与上述第1棒状弹簧大致平行地设置的第2棒状弹簧弹性支承于上述中间台，并在上部形成有放置物品并将物品进行输送的输送面；
第1起振部件和第2起振部件，该第1起振部件和第2起振部件分别在与上述第2棒状弹簧的长度方向正交且相互交叉的第1方向和第2方向上自上述中间台那一侧对上述可动体施加周期性的起振力；以及
振动控制部件，其对各个上述起振部件进行控制，以使各个上述起振部件以相同的频率同时产生周期性的起振力并使该各个起振部件所产生的周期性的起振力具有相位差，并且使上述可动体产生椭圆的振动轨迹，
上述可动体的重心位置构成为与上述中间台的重心位置大致一致，
并且通过利用上述振动控制部件设定上述可动体的振动轨迹，以便向不同的方向输送摩擦系数不同的物品，从而在上述可动体上区分并输送上述物品。
5.根据权利要求4所述的物品区分输送装置，其特征在于，
上述可动体由以下构件构成：
下可动台，其配置在上述中间台的下方；
输送台，其配置在上述中间台的上方，并具有上述输送面；以及
连结构件，其用于连结上述下可动台与上述输送台。
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