JP2022071028A - 運搬車両を有する材料取り扱い装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書は、2016年1月11日に提出された米国仮特許出願第62/277,253号、2016年5月3日に提出された米国仮特許出願第62/331,020号、及び、2016年8月12日に提出された米国仮特許出願第62/374,218号の優先権を主張するものである。
前記出願のそれぞれを、本明細書で引用により援用する。
同様に、多くの大規模組織は、無数のアイテムが格納された広大な格納領域を有している。
数百または数千の格納領域からアイテムを手動で仕分け及び回収するには、膨大な労力を要する。
多くの分野では、人件費を削減し、顧客注文の履行に必要な時間を削減することで顧客サービスを向上させるために、自動採取(automated picking)が開発されている。
しかし、材料を自動で取り扱う既知の材料取り扱いシステムは、きわめて高価であるか、または、その有効性を損なう制限を含んでいる。
よって、さまざまな材料取扱い用途で、アイテムを自動的に仕分け及び/又は回収することが求められている。
物体は、あるコンベヤから他のコンベヤへと(例えば、搬送コンベヤから受け取りコンヤへと)運ばれる。
多くの自動材料取り扱いシステムにおいて、そのような移送は、物体が運搬経路沿いの特定の位置(例えば、物体格納位置及び/又は物体回収位置)に到達した後にのみ行われる。
物体取り扱いシステムの性能は、とりわけ、それぞれの物体が適用される位置へと移動する速度及び/又は適用される位置から移動する速度によって決定する。
この種の材料取り扱いシステムにおいて、物体がコンベヤから又はコンベヤへと移送されたことを早急及び正確に判断できないと、次の位置への運搬車両の移動が遅れる(又は妨げられる)可能性がある。
概念は、以下の発明を実施するための形態内でさらに説明がなされる。
本要約は、請求される主題の重要な特徴又は本質的な特徴を明らかにすることを意図しておらず、請求される主題の範囲を判断する助けとして用いられることを意図している。
材料取り扱いシステムは、下記にさらに説明される本発明の多くの態様のうちの1つ以上を含んでいてもよい。
材料取り扱い装置は、複数の仕分け先と、アイテムを仕分け先に運搬する複数の運搬車両と、前記運搬車両への前記アイテムの積み込みを制御するか又は前記運搬車両からの前記アイテムの排出を制御するコントローラとを含む。
前記運搬車両の動作を制御する信号を提供するコントローラが提供されている。
複数の車両移動プロファイルを格納するデータベースも、また提供されている。
前記コントローラが、アイテムごとに判断される特徴に応じて車両移動プロファイルを収し、前記コントローラが、前記回収された車両移動プロファイルに応じて運搬車両の移動を制御する。
前記車両移動プロファイルが、加速度、減速度、コーナリング速度の1つ以上を含んでいてもよい。
前記検出された特徴が、前記アイテムの製品識別コードであってもよい。
前記材料取り扱い装置は、アイテムの1つを仕分け先の1つへと運ぶ運搬車両の1台の動作を制御する信号を提供するコントローラを含んでいてもよい。
前記中央コントローラが、アイテムごとに判断される特徴に応じて運搬車両の動作を制御することで、前記判断される特徴に応じて、運搬車両が仕分け先に対して様々な位置をとってもよい。
前記材料取り扱い方法が、出力容器へと運搬されるべき運搬車両上へとアイテムを積み込むステップと、運搬車両を出力容器に移動させるステップと、を含んでいてもよい。
前記材料取り扱い方法が、アイテムを運搬車両から出力容器内へと排出するステップと、運搬車両上のアイテムの位置を監視するステップと、をさらに含んでいてもよい。
前記材料取り扱い方法が、アイテムの位置を監視するステップに基づいて、運搬車両の作を制御するステップもまた含む方法であって、運搬車両の動作を制御するステップが、運搬車両を制御して前記アイテムを運搬車両上の所望の位置へと移動を試みるステップを含んでいてもよい。
前記案内部材が面を含み、運搬車両が回転可能要素を含み、案内部材に沿って運搬車両を移動するステップが、案内部材の面に沿って回転可能要素を移動させるステップを含んでいてもよい。
前記運搬車両を移動させるステップが、垂直方向に運搬車両を移動させるステップを含んでいてもよい。
前記材料取り扱い装置は、運搬車両上へとアイテムを積み込む積み込み所を含んでいてもよい。
前記アイテムが運搬車両上へと積み込まれる前に、アイテムを解析することで、第1の特徴を検出してもよい。
再循環システムが、軌道に沿うある位置から入力所へとアイテムを再循環するために提供されてもよい。
前記仕分けシステムが、アイテムを軌道に沿って移送可能な経路を提供する再循環経路を含んでいてもよい。
前記再循環経路が、第1の端部及び第2の端部を有していてもよく、第1の端部が、第2の端部よりも垂直方向で高い位置に位置していてもよい。
前記第2の端部が、入力所に隣接して位置し、再循環経路の第1の端部上に配置されたアイテムが入力所に隣接している第2の端部に向かって下方へ移動しやすくなっていてもよい。
前記再循環経路が、ローラーベッドであってもよい。
前記再循環経路が、シュート又は斜面であってもよい。
前記再循環経路が、1つ以上の移動可能なベルト又はベルトリンクを含むコンベヤを含んでいてもよい。
前記再循環経路が、アイテムを入力所へと運び返してもよい。
前記入力所で、アイテムは、資格取得所で再処理されてもよい。
さらに、前記走査所からの、第2の特徴に関する信号に応じて、アイテムを廃棄領域へと向かわせる。
前記材料取り扱い方法は、アイテムの選択的な上昇の前記ステップの後に、再循環経路下って入力領域へとアイテムを選択的に運ぶステップもまた含んでいてもよい。
前記材料取り扱い方法は、選択的な上昇の前記ステップの後に、アイテムを選択的に仕分けるステップを含んでいてもよい。
前記材料取り扱い方法が、アイテムを走査してアイテムの第1の特徴を検出するステップを含んでいてもよい。
選択的には、材料取り扱いシステムが、アイテムを走査してアイテムの第2の特徴を検するステップを含んでいてもよい。
前記材料取り扱いシステムが、アイテムを走査して第1の特徴を検出するステップ又は記アイテムを走査して第2の特徴を検出する前記ステップに基づいて、アイテムを廃棄エリアに選択的に向かわせるステップを含んでいてもよい。
選択的には、再循環経路を下ってアイテムを選択的に運ぶステップが、アイテムを走査して第1の特徴を検出するステップ又は前記アイテムを走査して第2の特徴を検出するステップに基づいていてもよい。
さらに、前記アイテムを1つ以上の仕分け先へと選択的に仕分けるステップが、アイテムを走査して第1の特徴を検出するステップ及び前記アイテムを走査して第2の特徴を検出するステップに基づいていてもよい。
1つ以上の実施形態によると、下方に存在する物体支持表面に対する物体境界位置を感知する感知配置機構が、直線的な配列の複数の検知器と、レーザー光源と、前記レーザー光源から光学エネルギーを受け取り、前記受け取った光学エネルギーを前記複数の検知器に沿った列へとコリメートするよう寸法形成及び配置がなされているレンズシステムと、を含む。
前記下方に存在する物体支持表面上に配置されている物体が、感度閾値を超える量の光学エネルギーを吸収、反射又は屈折しない限り、前記複数の検知器の各検知器が、列状の光学エネルギーを受け取る。
前記物体支持表面上に配置されている物体が、感度閾値を超える量の光学エネルギーを吸収、反射又は屈折しない限り、前記複数の検知器の各検知器が、前記列状の光学エネルギーを受け取る。
前記第1の感知配置機構及び第2の感知配置機構のそれぞれが、直線的な配列の複数の検知器と、レーザー光源と、それぞれのレーザー光源から光学エネルギーを受け取り、前記受け取った光学エネルギーを対応する複数の検知器に沿った列へとコリメートするよう寸法形成及び配置がなされているレンズシステムと、を含む。
この特定の明細書の文脈において、特定の装置等の用語は、プログラムソフトウェアからの指示に従って特定の機能を発揮するようプログラムされた汎用コンピュータを含む。
この文脈において、動作や処理は、物理量の物理的な操作を伴う。
典型的には、必ずしも必要ではないが、そのような量は、電気的又は磁気的な信号の形態を取り、それらの信号は、格納、転送、結合、比較又はその他の操作が可能である。
主として共通使用するために、そのような信号を、ビット、データ、値、要素、シンボル、キャラクタ、用語、数、符号等と呼ぶことが便利であることが折に触れて証明されている。
しかし、これらの全て又は類似の用語は、適切な物理量と関連付けられ、単に便利な標語であることが理解されるべきである。
特に述べられない限り、後述の議論から明らかなように、本明細書を通して、「処理する」、「計算する(computing)」、「計算する(calculating)」、「判断する」等の用語を用いる議論は、特別な目的のコンピュータ又は同様に特別な目的の電子計算装置のような、特定の装置の動作又は処理を意味することを認識されたい。
したがって、本明細書の文脈において、特別な目的のコンピュータ又は同様に特別な目的の電子計算装置は、信号を操作又は変換することができる。
その信号は、典型的には、特別な目的のコンピュータ又は同様に特別な目的の電子計算装置のメモリー、レジスタもしくは他の情報格納装置、転送装置又はディスプレイ装置内の物理的な電子量又は磁気量を代表する。
それらの実施例は、添付の図面に図示されている。
可能な際は、同一の参照符号が図面を通して用いられ、同一又は同様のアイテムを意味している。
材料取り扱い装置10は、軌道110に沿って動き、かつ、出力容器190のような複数の目的地又は仕分け位置へとアイテムを運ぶ複数の運搬運搬車両200を含む。
それぞれの運搬車両200が仕分け位置へと運ばれるべきアイテムを受け取るよう、アイテムは、積み込み所310で運搬車両200へと積み込まれる。
誘導所50のような入力所は、積み込み所310に連続的にアイテムを搬送する。
運搬車両200が出力容器190へと軌道110に沿って動く際、それぞれのアイテムの1つ以上の特徴は、アイテムの処理を制御するのに用いられてもよい。
それぞれのアイテムの1つ以上の特徴は、それぞれのアイテムからわかってもよいし、システムが、アイテムを処理する際にシステムによって1つ以上の特徴が得られてもよい。
例えば、誘導所50は、アイテムの1つ以上の特徴を検出する1つ以上の走査要素を含でいてもよい。
軌道110は、水平上側レール135と、リターン区間として働く水平下側レール140を含んでいてもよい。
多くの平行な垂直軌道区間130が、水平上側レール135と下側リターン区間140の間に延在していてもよい。
出力容器190は、それらの垂直軌道区間130の間のコラム内に配置されていてもよい。
運搬車両200への部品の積み込み及び運搬車両200からの部品の排出のための、コンベヤのような積み込み/積み下ろし機構210を運搬車両は含んでいてもよい。
ある実施形態においては、材料取り扱いシステム10は、各運搬車両200の位置をたり、各運搬車両200に制御信号を提供し、軌道110に沿って運搬車両200の前進を制御する中央のコントローラを用いている。
中央のコントローラは、ゲートのような、軌道に沿う様々な要素の動作の制御もしてもよい。
そして、材料取り扱いシステムの動作方法も説明されるであろう。
特に、アイテムを運搬する方法は、アイテムの特徴に基づいて制御されてもよい。
<誘導所>
アイテムの特徴は、運搬車両200の動作制御のために用いられ得るので、材料取り扱いシステムは、アイテムの特徴を認識している必要がある。
1例において、アイテムの既知の特徴が中央データベースに格納されていてもよく、アイテムが誘導所50に到達する際にはアイテムの識別がなされているように、材料取り扱いシステムは、アイテムの進みをたどる。
このように、アイテムの識別がなされるので、アイテムの特徴に関する、データベースに格納されているデータを材料取り扱いシステム10は、回収することができる。
あるいは、アイテムは、誘導所50で走査され、それぞれのアイテムの1つ以上の特徴が識別される。
それらの特徴は、アイテムの識別を確実にするために用いられる。
一度、アイテムが識別されると、アイテムの様々な特徴が、中央データベースから回収されてもよく、アイテムの既知の特徴に基づいてアイテムが続いて処理されてもよい。
例えば、誘導所50は、バーコードの様な、製品コードを走査する走査所80を含んでてもよい。
一度、製品コードが判断されると、システムは、中央データベースから製品に関する情報を回収する。
次に、この情報は、下記でさらに議論されるように、アイテムのさらなる処理を制御するために用いられる。
例えば、誘導所50は、アイテムの長さ、高さ、及び/又は幅の様な特徴を測定してもよい。
同様に、アイテムの重さ又は形状が検出されてもよい。
これらの特徴は、誘導所50において手動で又は自動で検出されてもよい。
例えば、一続きのセンサが用いられてアイテムの長さを検出してもよく、はかりが用いられてアイテムの重量を自動的に測定してもよい。
あるいは、オペレータが、それぞれのアイテムを解析し、マウス、キーボード又はタッスクリーンの様な入力装置を介してそれぞれのアイテムに関する情報を入力してもよい。
例えば、1つ以上の質問又は選択肢を含むタッチスクリーンを、材料取り扱いシステムは、含んでいてもよい。
包装が一例となるであろう。
アイテムは、プラスチックバッグ内にあるか、ビルスターバッグ内にあるか又は無包装か?
アイテムは、平面状か、円筒状か又は湾曲しているか?
材料取り扱いシステムは、標準的な特徴を含んでいてもよい、要素の特徴が標準のものよりも多岐にわたる場合、オペレータは、要素の特徴の認識のみする必要がある。
例えば、アイテムの標準的な特徴は、平面状又は矩形形状であってもよい。
アイテムが湾曲している(例えば、球形状又は円筒状の)場合、オペレータは、アイテムが湾曲していることを示す情報を入力する。
そして、アイテムは、それに従って次に処理される。
検出された情報に基づいて、アイテムは処理される。
手動の材料取り扱いシステムにおいて、オペレータは、それぞれのアイテムの情報を入力し、入力システムが、それに応じてアイテムを運搬する。
自動入力システムでは、誘導所50は、それぞれのアイテムを走査してそれぞれのアイテムに関する情報を検出する要素を含んでいる。
そして、誘導所50は、走査された情報に従ってアイテムを運搬する。
オペレータは、IDタグの様なアイテムの情報を読み、キーボード又は他の入力装置をいてタグから材料取り扱いシステムへと情報を入力し、そして、コンベヤ上に置く。
そして、コンベヤは、部品を積み込み所310へと運搬する。
例えば、オペレータは、アイテム上に記された情報を視覚的に読んでもよい。
あるいは、オペレータは、バーコードリーダの様な電子スキャナを用いて、アイテム上のバーコード又は他のマークを読み込んでもよい。
コンベヤは、アイテムを積み込み所310に向かって運搬する際、コンベヤに沿って配置されたセンサは、部品をたどってもよい。
特に、誘導所50は、入力コンベヤ55を含んでいても良い。
入力コンベヤ55は、アイテムを受け取り、走査所80にアイテムを運搬する。
走査所80は、アイテムの1つ以上の物理的な特徴を検出可能である。
走査所80から、搬送コンベヤ70は、積み込み所310にアイテムを運搬する。
積み込み所310において、アイテムは、運搬車両200の1つに積み込まれるか、廃棄容器325へと通過する。
特に、入力コンベヤ55は、コンベア上に置かれるアイテムを受け取るよう設計されてもよい。
例えば、入力コンベヤ55は、水平コンベヤベルト又は水平ローラーベッドであってもよく、水平ローラーベルトは、全般的に水平な複数の駆動されるローラーから形成され、したがって、ローラーからコンベヤに沿ってアイテムを前進させる。
例えば、別個の供給コンベヤが、誘導所50へとアイテムを安定して流れるように運搬てもよい。
オペレータは、供給コンベヤからアイテムを連続的に選択し、アイテムを入力コンベヤ5上へと置いてもよい。
あるいは、出力容器又は他のコンテナの様な、アイテムのための大きなコンテナが、入力コンベヤ55に隣接して配置されてもよい。
オペレータは、供給容器からアイテムを一度に1つ選び、それぞれのアイテムを入力コンベヤ55上へと配置してもよい。
さらに、入力コンベヤ55は、入力コンベヤ55上へとアイテムを連続的に搬送する供給アセンブリと協働してもよい。
例えば、供給コンベヤは、入力コンベヤ55へとアイテムを連続的に流して運んでもよい。
入力コンベヤ55は、アイテムが入力コンベヤ55から運搬される際に感知するためのセンサを含んでいてもよい。
応答として、材料取り扱いシステムは、供給コンベヤと入力コンベヤ55の両方の動作を制御し、アイテムを供給コンベヤから入力コンベヤ55上へと前に送ってもよい。
このように、アイテムは、入力コンベヤ55上へとオペレータによって手動で搬送されるか、又は入力コンベヤ55にアイテムを搬送可能な別個の搬送機構によって自動で供給されてもよい。
例えば、典型的には、材料取り扱いシステムがアイテムの運搬される位置又は容器を決定可能なように、アイテムは、識別される必要がある。
これは、通常、アイテムごとに特有な製品コードを判断することでなされる。
したがって、材料取り扱いシステムが製品マーキング又は他の指示方法を用いアイテムを識別可能な場合、材料取り扱いシステムは、アイテムに対して仕分けのための資格が与えるように電子的にタグ付けしてもよい。
例えば、オペレータは、アイテム上の製品識別コードを読み、キーボードの様な入力装置を用いて材料取り扱いシステムに製品コードを入力してもよい。
オペレータが入力した製品コードが適切な製品コードと一致する場合、アイテムは、仕分けのための資格を得てもよい。
あるいは、オペレータが製品コードを誤って入力した場合、又は、製品コードが認識されたアイテムと一致しない場合、材料取り扱いシステムは、アイテムに対して資格を得ていないと電子的にタグ付けしてもよい。
例として、アイテムは、1つ以上の様々なマーキングが記されていてもよい。
様々なマーキングには、バーコード(例えば、QR又はUPCコード)の様な機械で読み込み可能な光学ラベル、印刷された英数字又は独特なグラフィック識別子を含んでいてもよいが、これらには限定されない。
走査所80は、そのようなマーキングを読み取るためのスキャナやリーダーを含んでいてもよい。
例えば、バーコードリーダ、オプティカルリーダ又はRFIDリーダーが提供され、アイテムを走査して識別マーキングを読み取ってもよい。
それらの装置は、アイテムの画像を走査し、画像データを解析し、製品識別マーキングを識別するよう試みる。
このように、オペレータは、アイテム及び/又は検出装置を操作し、アイテム上の識別マーキングを走査することができる。
あるいは、スキャナ又はリーダーは、誘導所50の中へと組み込まれている上述の装置のいずれかのようなビルトインスキャナであってもよく、アイテムは、単純にビルトインリーダーの上を通り、横切り又は通過して運搬され、製品識別マーキングが読み込まれる。
そのような装置を用いて、オペレータは、スキャナ上をアイテムを通過させてもよく、又は、アイテムが自動でスキャナを通過して運搬されてもよい。
この場合、走査所80は、アイテムを走査可能な1つ以上のオプティカルリーダを含み、アイテムの光学的な画像データを得る。
そして、材料取り扱いシステムは、光学的な画像データを処理し、製品識別マーキングの存在を検出する。
製品識別マーキングが検出された場合、材料取り扱いシステムがマーキングを解析し、製品識別番号又はコードを判断する。
アイテムが積み込み所310へと運搬される際、光学撮像要素85、88がアイテムの様々な面を走査可能なように、光学撮像要素85、88は、互いに離れて搬送コンベヤ70の周囲に配置されている。
特に、走査所80は、水平軸に沿った方向を向いた1つ以上のカメラ85を含み、アイテムの前面及び背面を走査する。
特に、走査所80は、搬送コンベヤ70の前端部に沿って配置された複数の光学撮像要素85及び搬送コンベヤ70の後端部に沿って配置された複数の光学撮像要素を含んでいてもよい。
さらに、走査所80は、垂直軸に沿った方向を向き、搬送コンベヤ70に沿ってアイテムが運搬される際にアイテムの上部を走査する1つ以上のカメラ88を含んでいてもよい。
さらに、搬送コンベヤ70がアイテムを運搬する際にアイテムの先端面及び後端面を走査する、追加の撮像要素が提供されてもよい。
さらに、検出所でアイテムの底面を走査可能なように、搬送コンベヤ70は、アイテムがその上を運搬される透明面を含んでいてもよい。
このように、走査所80は、アイテムが経路に沿って運搬されている間に走査所80がアイテムの識別マークを自動で走査可能なように、移動経路の周囲に配置されているセンサの列、読み取り要素、走査要素又は検知器を含んでいてもよい。
製品の識別物が判断された場合、材料取り扱いシステムは、次に、アイテムごとに目的地を判断してもよく、アイテムは、仕分けのための資格を与えるように電子的にタグ付けされてもよい。
同様に、運搬車両200がアイテムを取り扱うべき方法のためのパラメータもまた、製品コードごとにデータベースに格納されている情報に基づいて判断されてもよい。
反対に、製品の識別物によってアイテムが判断されない場合、アイテムは、仕分けのための資格が与えられないように電子的にタグ付けされてもよい。
例えば、走査所80は、アイテムの重量を測定するためのはかりを含んでいてもよい。
検出された重量が閾値よりも大きい場合、材料取り扱いシステムは、次に、次の処理の間の特定の扱いを要求するように、アイテムに対して電子的にタグ付けをしてもよい。
例えば、重量が閾値を超えている場合、材料取り扱いシステムは、次の処理を制御し、もろいアイテムが配置された仕分け先の容器に確実にアイテムが排出されないようにしてもよい。
あるいは、重量が(上述の閾値とは異なる)閾値を超えている場合、アイテムは、仕分けのための資格を与えられないようにタグ付けされてもよい。
同様に、走査所80は、それぞれのアイテムごとに直線寸法を測定するための1つ以上の検知器を含んでいてもよい。
例えば、走査所80は、それぞれのアイテムの長さ、幅及び/又は高さを測定してもよい。
寸法の1つが所定の閾値を超えている場合、材料取り扱いシステムは、次に、次の処理の間に特別な扱いを要求するよう、アイテムに電子的にタグ付けしてもよい。
材料取り扱いシステムは、様々な要素の内の任意のものを用いて、走査所80内でアイテムの1つ以上の直線寸法を測定してもよい。
例えば、材料取り扱いシステムは、(I/Rエミッタ及び対向するI/R検出器などの)ビームセンサを用い、アイテムの先端部及び後端部を検出してもよい。
搬送コンベヤ70の既知の速度に基づいて、アイテムの長さを測定することができる。
同様に、ビームセンサは、搬送コンベヤ70より所定高さだけ上の場所で、全般的に水方向に方向づけされてもよい。
このように、アイテムがビームセンサを遮り、したがって、アイテムの高さが所定の閾値を超えている場合、材料取り扱いシステムは、アイテムに対して仕分けの資格を与えないように電子的にタグ付けする。
例えば、入力コンベヤ55上に目盛りがマークされ、アイテムが長すぎたり、幅が広すぎたり、高すぎることをオペレータが目視した場合、許容閾値を超えている物理的な特徴をアイテムが有していることを示すボタンをオペレータが押し、仕分けのための資格をアイテムに与えないように電子的にタグ付けしてもよい。
同様に、測定ゲージを用いてアイテムの物理的な特徴を評価することが可能である。
測定ゲージの一種として、離れて配置された複数の面を有するトンネルやシュート60が挙げられる。
アイテムがシュート60の壁間に入らない場合、アイテムは、許容される高さ、長さ又は幅を超えており、仕分けのための資格を与えられないように電子的にタグ付けされる。
材料取り扱いシステムは、この材料取り扱いシステムにより検出されるか又は判断される1つ以上の特徴に基づいて資格を与えるかどうかの決定をしてもよい。
アイテムが仕分けのための資格を与えられない場合、アイテムは、廃棄エリア325に向かわされ、更なる処理を待ってもよい。
オペレータは、それぞれの部品を取り、部品を識別し、適切な目的地にアイテムを運搬する。
廃棄されたアイテムの手動による処理は、時間を消費し、かつ、労力が集約するので、廃棄エリア325に向かうアイテム数を減らすことが望ましい。
廃棄エリア325に向かうアイテムの多くは、単純に走査ミスをされた可能性がある。
充分な識別情報が無く、アイテムが仕分けられなかったが、必要な情報を次の走査の間に読み取ることが可能であっても良い。
資格を与えられていないアイテムの第1の種類は、廃棄エリア325に向かう廃棄アイテムである。
次の議論で、これらのアイテムは、廃棄アイテムと呼ばれるであろう。
資格を与えられていないアイテムの第2の種類は、仕分けのための資格を与えられないが、再処理の資格を与えられている物である。
次の議論で、これらのアイテムは、再処理アイテムと呼ばれるであろう。
この場合では、アイテムが廃棄としてタグ付けされる決定は、アイテムの物理的な特徴基になされる。
特に、アイテムが物理的な特徴のために資格を与えられない(例えば、閾値を超える高さ、幅又は長さのような直線寸法を有している)場合、材料取り扱いシステムは、アイテムを廃棄アイテムとして電子的にタグ付けし、アイテムは手動処理のために廃棄エリア325に向かう。
同様に、走査所80がはかりを含む場合、重さが重さの閾値を超えていると、アイテムは、廃棄とタグ付けされる。
一方で、物理的な特徴に基づいてアイテムが資格を与えられるが、製品識別要素を識別できない場合、アイテムを再処理し、製品識別情報を読み取るよう試みることができるように、製品識別要素は、再処理と電子的にタグ付けされる。
例えば、製品の方向によって、光学撮像要素85、88がバーコード又は他の識別マークを適切に読み取ることができなかった可能性がある。
しかし、アイテムを処理するための物理的なパラメータをアイテムが満たしていると走査所80が判断したので、再処理されるアイテムを受け入れるための容器のような代替の力先に、材料取り扱いシステムは、アイテムを運搬してもよい。
仕分けされるか又は再処理容器へと運搬されるアイテムは、オペレータがアイテムを再び投入可能なように、誘導所50に手動で戻されてもよい。
あるいは、材料取り扱いシステムは、そのようなアイテムを、材料取り扱いシステムを通過させて再誘導アセンブリに運搬してもよい。
再誘導アセンブリは、誘導所50の入力コンベヤ55にアイテムを戻す。
そうすることで、サイズ又は重量が超過しているアイテムが運搬車両200の1つによって軌道110に沿って運搬されるか又は運搬されようとした場合に起こるアイテムや材取り扱いシステムへの損失を、材料取り扱いシステムは、最小化することができる。
さらに、アイテムに運搬の資格が与えられ、しかし、仕分けの資格が与えられない場合、アイテムは、再誘導所430へと運搬され、下記に議論されるようにアイテムの再処理試みてもよい。
選択肢は、上述の構成に限定されず、追加の特徴を含んでいてもよい。
しかし、材料取り扱いシステム10に沿って配置される複数の誘導所50を組み込むことが望ましい可能性がある。
複数の誘導所50を用いることにより、部品の搬送速度が向上される。
さらに、誘導所50は、異なる種類のアイテムを処理するよう構成されてもよい。
積み込み所310は、運搬車両200上にアイテムを積み込むための入り口を提供する軌道110に沿った位置である。
積み込み所310で、運搬車両200は、搬送コンベヤ70に沿って配置され、搬送コンベヤ70から排出されたアイテムは積み込み所310に位置する運搬運搬車両200上に受け取られる。
アイテムが運搬運搬車両200上へと積み込まれた後、アイテムが輸送への資格が与えられるよう電子的にタグ付けされている場合、運搬運搬車両200は、積み込み所310から離れるよう移動する。
そして、他の運搬車両200が、積み込み所310の位置へと移動し、次のアイテムを受け取る。
アイテムが輸送への資格が与えられるよう電子的にタグ付けされていない場合、アイテムは、運搬車両200から廃棄容器325内へと排出される。
さらに、廃棄容器325は、積み込み所310で待機している運搬車両200に沿って置されている。
このように、誘導所50から廃棄容器325への明確な経路が、軌道110に沿う運搬車両200の動きを要求することなく提供されている。
<再誘導アセンブリ>
その実施形態において、輸送の資格が与えられているが仕分けの資格が与えられていないアイテムのためのオプションの再誘導システムを、材料取り扱いシステムは含む。
図4~図5において、誘導所50の詳細及び再誘導システムが、出力容器190及び軌道110の様な、仕分け所100の詳細を伴わずに示されている。
輸送の資格が与えられているアイテムは、積み込み所310から離れ、再誘導所430又は仕分け所100のどちらかへと輸送されてもよい。
特に、輸送の資格が与えられているアイテムを運ぶ運搬車両200は、軌道110に沿って上側レール135へと上方に移動する。
運搬車両200上のアイテムが再評価とタグ付けされている場合、運搬車両200は、次に、軌道110に沿って再誘導所430へと移動する。
次に、運搬車両200は、アイテムを再誘導アセンブリ410上へと排出する。
再誘導アセンブリ410は、アイテムを誘導コンベヤへと運搬し返し、アイテムに仕分けの資格を与えようと試みるよう、誘導アセンブリ410内でアイテムを再処理することができる。
再誘導アセンブリ410は、多くの運搬機構の内のいずれかを備えていてもよい。
その機構は、駆動されても静止していてもよく、モーター駆動されてもモーター駆動されなくてもよい。
しかし、この場合、再誘導アセンブリ410は、ローラーベッド440を備え、アイテムがローラーベッド440に沿って回転しやすいよう、ローラーベッド440は、下方へ角度付けされている。
特に、ローラーベッド440は、再誘導所430に上端部を有している。
アイテムが、再誘導所430でローラーベッド440の上端部に排出される際、ローラーベッド440に沿った力が重力によってアイテムに与えられやすいよう、再誘導所430は、ローラーベッド440の下端部よりも垂直方向に高い位置に位置している。
横断壁が、複数の端部案内部材の間をローラーベッド440の下端部で横切って延在し、それにより、端部壁460を形成し、アイテムがローラーベッド440の端部から離れない様保持している。
端部案内部材450の1つは、端部壁460から離れて位置している終末端部を有し、ローラーベッド440の端部にアクセス開口部455を形成している。
特に、再誘導アセンブリ410の端部は、入力コンベヤ55に隣接して位置している。
さらに、再誘導アセンブリ410の端部は、ローラーベッド440のアクセス開口部455にあるアイテムに、入力コンベヤ55にいるオペレータが容易にアクセスできるように配置されている。
例えば、上述のように、走査所80は、アイテムを走査し画像データを取得する光学撮像要素の列を含んでいてもよい。
そして、画像データは、解析され、製品識別マーキングの存在を検出する。
誘導所50は、可搬式のレーザーバーコードスキャナも含んでいてもよく、再処理の間、オペレータは、可搬式のレーザーバーコードスキャナを用い、アイテム上のバーコードを走査可能である。
このように、第1の検出要素が、第1の処理の間に用いられ、第2の検出要素が、再処理の間に用いられる。
例えば、再誘導アセンブリ410から入力コンベヤ55上へとアイテムを置く前に、オペレータは、ボタンを押してもよい。
すると、材料取り扱いシステムは、そのアイテムが前もって処理されていることを示すようにタグ付けし、材料取り扱いシステムが2回目の試みの際にアイテムを正当に処理することができない場合、アイテムが再度再処理されるようにタグ付けされるのではなく、廃棄されるようタグ付けを行う。
このように、識別を妨げるよう流れるアイテムは、再誘導アセンブリ410の通過を繰り返し続けない。
同様に、第2の走査要素が再処理の間に用いられている場合、第2の走査要素の使用は、アイテムが再処理されているという信号として働き得る。
言い換えると、第2の要素がアイテムの走査に用いられる際、材料取り扱いシステムは、アイテムを再処理されているとタグ付けしてもよい。
ローラーベッド440ではなく、代替の機構を用いることができる事が、理解されるべきである。
例えば、シュート又は平坦な斜面が用いられてもよい。
あるいは、コンベヤベルトが組み込まれ、アイテムを誘導所50に向かって運んでもよい。
さらに、上述の説明において、再誘導アセンブリ410は、全般的には直線軌道である。
しかし、再誘導アセンブリ410の排出端部が誘導所の入力コンベヤ55に隣接して位置するように、再誘導アセンブリ410は、曲部や角部を組み込んでいてもよいことが理解されるべきである。
さらに、図4~図5及び上述の説明において、再誘導所430は、積み込みコラム300の隣のコラム内に配置されている。
しかし、再誘導所430及び付随するコンベヤ440は、積み込みコラム300を含む他のコラム内に位置していてもよいことが理解されるべきである。
<仕分け所>
図1~図6を参照すると、材料取り扱いシステムは、部品を受け取る出力容器190の列のような、仕分け所100を含む。
複数の垂直区間130が、上側水平区間と下側水平区間140の間に延在している。
輸送の間、運搬車両200は、積み込み所310から上側レール135へと1組の垂直区間を上がる。
次に、運搬車両200は、適切な出力容器190又は目的地を有するコラムに到達するまで、上側レール135に沿って移動する。
次に、運搬車両200は、適切な出力容器190又は目的地に到達するまで、2つの前側垂直支柱及び平行な2つの後側支柱に沿って下方向に移動し、そして、出力容器190又は目的地エリアの中へアイテムを排出する。
次に、運搬車両200は、下側水平区間140に到達するまで、垂直区間を下り続ける。
次に、運搬車両200は、積み込み所310に向かって下側レール140を伝って戻る。
前側及び後側軌道115、120は、軌道110の周囲で協働して運搬車両200を案内する平行な軌道である。
図7に示されているように、運搬車両200のそれぞれは、4つの車輪220、すなわち、2つの前方車輪220A及び2つの後方車輪220B、を含む。
前方車輪220Aは、前側軌道115に乗っている一方で、後方車輪220Bは、後側軌道120に乗っている。
軌道110の議論において、前側軌道115及び後側軌道120は、同様に構成された対向する軌道110であり、運搬車両200の前方車輪220A及び後方車輪220Bを支持していると理解されるべきである。
したがって、前側又は後側の軌道のどちらかの一部の説明は、対向する前側軌道115又は後側の軌道120にも適用される。
積み込みコラム300は、垂直レールの前側の組305a、305b及び垂直レールの対応する後側の組で形成されている。
積み込み所310は、積み込みコラム300に沿って配置されている。
積み込み所310は、軌道110に沿った位置であり、誘導所50の搬送コンベヤ70の排出端部に沿って運搬車両200が配置される位置である。
このように、アイテムが入力所から車両へと運ばれる際、アイテムは、誘導所50から運搬車両200へと積み込まれてもよい。
米国特許第7,861,844号の開示全体を、本明細書で引用により援用する。
軌道110内の、垂直区間の1つが水平区間の1つと交差するそれぞれの点で、交差点が形成される。
それぞれの交差点は、滑らかに湾曲した内側レースと、軌道110のための駆動面の歯に対応する歯を有する平坦な外側レースと、を有する回動可能なゲートを含む。
ゲートは、第1の位置と第2の位置の間を回動する。
第1の位置では、ゲートの直線的な外側レースが交差点の直線的な外側の分岐に倣うよ、ゲートは閉じている。
第2の位置では、ゲートの湾曲した内側レースが交差点の湾曲した分岐に倣うよう、ゲートは開いている。
しかし、単純に出力容器190ではない様々な種類の仕分け先を材料取り扱いシステムは含んでもよいことが理解される。
例えば、特定の用途において、格納棚上の領域の様な、格納領域へとアイテムを仕分けることが望ましい可能性がある。
あるいは、仕分け先は、アイテムを他の位置へ運ぶ出力装置であってもよい。
出力容器190は、前壁と対向しており、底面に連結され、2つの面にかかっている後壁も有している。
このように、出力容器190は、仕分け所100から引っ張り出されることで容器からアイテムを取ることが可能な、長方形の引き出しに似た形状であってもよい。
より大きな隙間によって運搬車両200のためのより大きなクリアランススペースが設けられ、それにより、アイテムと上側の出力容器190が干渉することなく、アイテムを下側の出力容器に排出する。
しかし、より大きな隙間により、出力容器190の数や出力容器190の大きさ(すなわち、出力容器190の密度)も減少する。
したがって、隙間の大きさと出力容器190の密度の間には、妥協が存在する。
したがって、出力容器190の背面が開いている場合、運搬車両200は、出力容器190の開いている後方端部を通じて出力容器190の中に容易にアイテムを排出することができる。
しかし、出力容器190が後方端部を有していない場合、出力容器190が仕分けラックから引き出されている際、アイテムが出力容器190から外へ落ちやすくなる。
したがって、用途によっては、出力容器190は、開いている後方端部を有していてもよいし、閉じている後方端部を有していてもよい。
後方端部が閉じている場合、後壁は、前壁と同じ高さであってもよい。
あるいは、後壁は、前壁より短く、アイテムが出力容器190の中へ排出されるより大きな隙間を提供してもよい。
例えば、後壁は、前壁の半分の高さしかなくてもよい。
選択的には、後壁は、前壁の4分の1と4分の3の間の高さであってもよい。
例えば、後壁は、前壁の2分の1と4分の3の間の高さであってもよい。
あるいは、後壁は、前壁の4分の1と4分の3の間の高さであってもよい。
例えば、出力容器190の後壁は、出力容器190の底面に対して垂直に取り外し可能であってもよい。
特に、後壁は、壁を下方向に押すことにより取り外し可能であってもよい。
後壁は、出力容器190の側壁内に形成されている溝又はスロット内で取り外し可能であり、後壁を下方向に押すことにより、後壁の一部が出力容器190の底面より下に突出するように、後壁を下方向に取り外してもよい。
その様な実施形態において、後壁は、バネの様な付勢要素により上方向に付勢され、後の下端部が出力容器190の下端部よりも上方にある上方位置で後壁が留まりやすくしもよい。
後壁は、後壁への上向きの付勢力を超える力に応じて、下向きのみに動く。
取り外し可能な壁のように、折り畳み可能な壁は、折り畳み可能な壁に対して下方向に力をかけることで、下方向に移動する。
折り畳み可能な壁は、下方向への力をかけられる際に壁が下方向に折りたたむように、アコーディオンやひだ状の構成のような、多様な構成をとることができる。
折り畳み可能な壁は、壁を延びている位置へと上方向に付勢する付勢要素を含んでいてもよい。
例えば、付勢要素は、壁を延びている位置へと上方向に付勢する1つ以上のバネ又は弾性要素を含んでいてもよい。
仕分け先の1種は、出力容器190であり、第2の種類は、棚又はアイテムが格納される他の位置であり、仕分け先の第3の種類は、アイテムを違う位置へと運ぶことに用いられる出力装置である。
材料取り扱いシステムは、これらの種類又は別の種類の仕分け先のそれぞれの1つ以上を含んでいてもよい。
<運搬車両>
各運搬車両200は、運搬のためにアイテムを積み込み及び積み下ろしするための機構を含む。
材料取り扱いシステム10と共に動作する運搬車両200の実施形態は、引用により本明細書に援用される、米国特許第7,861,844号に図示及び記載されている。
しかし、代替の運搬車両200が、図7に示されている。
運搬車両200は、運搬されているアイテムの特徴を検出するための追加のセンサを含む。
さらに、積み込み/積み下ろし機構210は、特定の用途のために特別に仕立てられていてもよい。
しかし、この場合、積み込み/積み下ろし機構210は、運搬車両200の上面に沿って延在する1つ以上のコンベヤベルト212である。
コンベヤベルト212は、逆転可能である。
コンベヤベルトを第1の方向に駆動する事により、アイテムを運搬車両200の後端部に向かって動かし、ベルトを第2の方向に駆動する事により、アイテムを運搬車両200の前端部に向かって動かす。
特に、コンベヤベルト212は、運搬車両200の前端部の前方ローラー及び運搬車両200の後端部の後方ローラーの周りにかけられている。
コンベヤモータは、前方ローラーに連結され、前方ローラーを駆動し、それにより、コンベヤベルト212を動作させる。
車輪220は、平行に離れて位置している2つの車軸215に取り付けられ、車輪220の内の2つは、運搬車両200の前端部に沿って配置され、車輪220の内の2つは、運搬車両200の後端部に沿って配置される。
外側のギアは、外側のギアが取り付けられている車軸215に対して固定されている。
このように、車軸215を回転させるとギアが回転する。
したがって、運搬車両200が垂直方向に動く際、ギアは、軌道110の駆動面と協働し、運搬車両200を軌道に沿って動かす。
特に、駆動モーターは、車軸215に動作可能に連結され、車軸215を回転させる、これにより、今度は、車輪220のギア222を回転させる。
したがって、運搬車両200は、保持部を含み、運搬中に要素を運搬車両200に保持してもよい。
保持部は、アイテムを運搬車両200の上面に対してクランプする留め具であってもよい。
例えば、保持部は、回動可能な延長アームを含んでいてもよい。
バネのような付勢要素が、アームを保持部の上面に対して下側に付勢してもよい。
例えば、運搬車両200は、運搬車両200の幅にわたって互いに離れて位置している複数のセンサ230を含んでいてもよい。
図7に示されている実施形態において、複数のセンサ230は、運搬車両200の先端壁231に沿って、離れて配置されている。
先端壁231は、運搬車両200の幅から延在している延長要素であってもよい。
先端壁231は、留め具や拘束部として働き、アイテムが、運搬車両200の先端部から落ちたり排出されたりすることを制限する。
同様に、運搬車両200は、運搬車両200の幅から延在する後端壁232を含んでいてもよい。
後端壁232は、留め具や拘束部として働き、アイテムが、運搬車両200の後端部から落ちたり排出されたりすることを制限する。
運搬車両200は、後端壁232に沿って互いに離れて配置されている複数のセンサ要もまた含んでいてもよく、それらのセンサ要素は、図7の先端壁231上に示されているセンサ230に類似している。
センサ230は、多様なセンサの任意のものであってもよく、(対向通過ビームセンサは逆反射センサの様な)光電センサ又は(容量式、光電式又は誘導式の近接センサの様な)近接センサを含むが、これらに限定されない。
このようなセンサ230は、運搬車両200の幅にわたってアイテムの位置を検出するために用いられる。
特に、センサ230は、アイテムが運搬車両200の前面234又は後面236にどれ程近いかを検出可能である。
同様に、センサ230が近接センサである場合、アイテムが運搬車両200の先端部(つまり先端壁231)及び/又は運搬車両200の後端部(つまり後端壁232)にどれ程近いかを、センサ230は、検出することができる。
さらに、センサ230は、運搬車両200上のアイテムの動きを検出することができ、アイテムが運搬車両200上を動いている場合、材料取り扱いシステムは、アイテムが動いている方向を検出可能である。
例えば、アイテムを運搬車両200の上面の概して中央部に維持することが望ましい可能性がある。
材料取り扱いシステムは、多様な制御のいずれかを用いることで、運搬車両200上のアイテムの位置を制御することができる。
例えば、前述のように、運搬車両200は、アイテムの積み込み及び排出のための1つ以上のコンベヤベルトを含んでいてもよい。
その様な構成において、アイテムは、コンベヤベルト上に留まっており、センサ230から受信する信号に基づいて、前端部234又は後端部236に向かってコンベヤベルトは、アイテムを駆動することができる。
1実施例において、アイテムが前端部234よりも後端部236により近く移動していることをセンサ230からの信号が示す場合、コントローラは、モーターにコンベヤベルトを駆動する信号を送り、コンベヤベルトは、第1の方向に動き、前端部234に向かってアイテムを動かすことができる。
同様に、アイテムが後端部236よりも前端部234により近く移動していることをセンサ230からの信号が示す場合、コントローラは、モーターにコンベヤベルトを駆動する信号を送り、コンベヤベルトは、第2の方向に動きアイテムを反対方向に動かすことで、後端部236に向かってアイテムを動かすことができる。
センサ230は、連続的なフィードバックを提供し、アイテムの位置は、連続的に監視され、アイテムが移動する際に部品の位置を前端部234又は後端部236に向かって調整することができる。
このように、材料取り扱いシステムは、アイテムの位置のリアルタイム調整を提供するためのフィードバックループを提供し、アイテムを運搬車両200の上部の所望の領域内に保持する。
アイテムが先端部に近すぎたり後端部236に近すぎたりする場合、要素の検出された位置に応じて、材料取り扱いシステムは、運搬車両200の動作を制御することができる。
特に、材料取り扱いシステムは、運搬車両200の加速及び減速を制御し、検出された位置に基づいて、アイテムを先端部又は後端部236に向かって移動するよう試みてもよい。
アイテムが後端部236よりも先端部に近く位置しているとセンサ230が検出する場合、運搬車両200は、加速され(すなわち、加速度が増加され)、したがって、アイテムを後端部236に向かって付勢してもよい。
あるいは、運搬車両200は、減速され、アイテムを先端部に向かって付勢してもよい。
例えば、センサ230は、アイテムの幅の長さを検出するために用いられる。
センサ230は、アイテムの全般的な形状を検出するためにも用いられる。
この情報は、以下にさらに議論されるように、アイテムのさらなる処理の間に用いることができる。
したがって、運搬車両200は、後方壁を上方又は直立位置に保持する付勢力を打ち負かすのに充分な、後方壁への下向きの力を適用するための機構を含んでいてもよい。
例えば、運搬車両200は、ピンやロッドのような伸長可能要素を含んでいてもよい。
運搬車両200が目標運搬容器に近づく際、ピンが目標容器の後方壁を超えて伸びるよう、ピンが横方向に、運搬車両200から離れるように延びてもよい。
運搬車両200が出力容器に近づく際、伸びたピンが出力容器の後方壁の上端に係合する。
運搬車両200を下方向に動かすことで、ピンは、下方向に、後方壁に向かって動かされる。
材料取り扱いシステムは、運搬車両200の垂直方向の位置を制御し、運搬車両200を下方向へ押したり、後方壁を折りたたんだりする度合いを制御してもよい。
運搬車両200がアイテムを容器内へと排出した後、伸長可能要素は引っ込み、したがって、後方壁を解放し、付勢要素は、後方壁を上方向に上方位置へと付勢してもよい。
しかし、この場合、運搬車両200は、ドライブモータとコンベヤモータの両方のための必要電力を供給する車上電源を含む。
さらに、この場合、電力供給は、再充電可能である。
電力供給は、再充電可能バッテリの様な電源を含んでもよいが、この場合、電力供給は、1つ以上のウルトラキャパシタでできている。
さらに、運搬車両200は、ワイヤレストランシーバを含み、運搬車両200が軌道110に沿って移動している際、運搬車両200は、中央プロセッサと連続的に通信することができる。
あるいは、いくつかの用途では、軌道110に沿って配置されている複数のセンサ230又は指示器を組み込むのが望ましい可能性がある。
運搬車両200は、センサ信号及び/又は指示器を感知するためのリーダーも、中央プロセッサと同様に含んでいてもよい。
中央プロセッサは、センサ230又は指示器に応じて運搬車両200の動作を制御する。
<端部感知システム>
アイテムが運搬車両200上に積み込まれるか又は運搬車両200から排出される際、アイテムの先端部及び後端部236を検出するのもまた好ましい可能性がある。
したがって、各運搬車両200は、運搬車両200上のアイテムを検出する1つ以上のセンサを含んでいてもよい。
先端センサ230Aの内の1つは、前端部234の近くに位置していてもよく、アイテムが前端部234に積み込まれるか前端部234から排出される際、アイテムを検出してもよい。
同様に、センサ230Bの1つは、後端部236の近くに位置していてもよく、アイテムが後端部236に積み込まれるか後端部236から排出される際、アイテムを検出してもよい。
例えば、先端センサ230Aは、アイテムがビームの前を通過する際にビームが遮られるような、ビームブレークセンサであってもよい。
アイテムが運搬車両200上に積み込まれる際、アイテムの先端部が、ビームを遮るであろう。
これにより、アイテムの先端部が運搬車両200上にあることが示される。
アイテムの後端部236が先端センサ230Aを通過するまで、アイテムは、先端センサ230Aを遮り続けてもよい。
アイテムの後端部236が先端センサ230Aを通過した後、先端センサ230Aは、もはや、アイテムを検出しない。
これにより、アイテムは、運搬車両200上へと積み込まれていることが示される。
後端部236が先端センサ230Aを通過した後、コンベヤベルト212は、後端部236に向かってアイテムを動かし続けてもよく、アイテムを運搬車両200の幅に沿って中央に確実に位置取らせる。
同様に、アイテムが運搬車両200の先端壁231から排出される際、先端センサ230Aは、アイテムの先端部及び後端部236を検出してもよい。
先端センサ230Aを通過する後端部236の検出は、アイテムが運搬車両200から排出されたと信号で伝えるために用いられてもよい。
そして、運搬車両200は、排出所から離れる方向に進むよう促される。
前端部234上へと積み込まれるか又は前端部234から排出されるアイテムの先端部及び後端部236を検出する先端センサ230Aの使用についての上述の説明は、アイテムが運搬車両200の後端部上へと積み込まれるか又は後端部236から排出される際のアイテムの先端部及び後端部236を検出する際の後側センサ230Bの使用と同様に適用できる。
特定の用途において、より多くの種類のアイテムを検出する感知アセンブリを組み込むことが望ましい可能性がある。
例えば、ビームブレークセンサを用いる際、アイテムがとても薄かったり、アイテムが透明又は半透明であったりした場合、アイテムの先端部又は後端部236の検出が難しい可能性がある。
したがって、材料取り扱いシステムは、図8~図12で500と示されている、代替の感知配置機構を組み込んでもよい。
感知配置機構500は、材料取り扱いシステム10の運搬車両200と関連付けて説明れている。
しかし、アイテムが誘導所50に沿って通過する際にアイテムを検出するような材料取り扱いシステムの他の態様の中に、感知配置機構500が組み込まれてもよいと理解されるべきである。
さらに、下記の感知配置機構500は、材料取り扱い分野の分野外への試みの中で更なる用途を発見してもよく、その分野は、郵便処理又は書類処理の様な分野を含むが、これらに制限されない。
1つ以上の実施形態によると、検出面は、光学エネルギーによって定義される。
光学エネルギーは、レーザーによって放出され、レンズシステムによってコリメートされることで、検出面内を伝播する一定幅の分散ビームを形成する。
検出面を横切る任意の物体に対して、通常起こらない入射角でコリメートされた光学エネルギーが衝突するよう、検知器506の直線的な列は、レンズシステムに沿った配置を維持される。
しかし、本開示で一貫している1つ以上の実施形態によると、列状の1つ以上の検知器506によって検出される光学エネルギーの強さの変化によって、そのような物体は、容易に感知される。
例えば、光学的に不透明な物体がある場合、光学エネルギーは、吸収され、少なくとも1つの検知器506は、光の強さの低下を感知するであろう。
あるいは、光学的に透明な部分及び/又は包装を含む物体に関しては、いくらかの光は、透過し、いくらかの光は、反射又は屈折する可能性がある。
これにより、少なくとも1つの検知器506は、弱いが検出可能な光の強さの低下を感知する。
比較的薄い(0.05mmのオーダーの)物体でさえ、レンズシステム及び検知器506を適切に配置することで信頼性高く検出可能である。
後述する詳細な説明において示されている多くの詳細によって、請求されている主題を完全に理解することができる。
しかし、請求されている主題は、これらの詳細が無くとも実行されることを、当業者は、理解するであろう。
他の例において、従来技術の1つによって既知となる方法、装置又はシステムは、請求されている主題が不明瞭になることを避けるために、詳細には説明されていない。
少なくとも1つのエミッタ504が、アイテムを支持する物体支持表面Sの下方に位置している。
例えば、図10に図示されている実施形態において、エミッタ504は、物体支持表面Sの平面の下方に位置するように物体支持表面Sの位置から垂直方向に離れて位置している。
この例において、物体支持表面Sの面は、水平面であり、エミッタ504は、その物体支持表面の下にある。
このように、エミ物体支持ッタ504からのライトエミッタは、物体支持表面Sの面に対して垂直の角度で延在している。
物体支持表面Sに対してある角度で放射された光を投影することにより、光が物体支持表面Sに平行に放出される場合よりも、物体は、放射された光を突き当てるより大きな面を有することできる。
例えば、物体支持表面Sの上に置かれている1枚の紙の場合、エミッタ504からの光が物体支持表面Sと平行に放射されると、紙の横の端部のみがエミッタ504からの光を反射又は遮蔽するであろう。
紙の横の端部は、(0.05mmというように)とても薄いので、物体支持表面Sに平行な光を放射するエミッタ504を用いて検出することは難しいか又は不可能であろう。
しかし、物体支持表面Sよりも、低い位置にエミッタ504を下げ、物体支持表面Sに対してある角度で光を放射することにより、紙の全幅が、エミッタ504からの光を反射することができる。
(全般的には、508で示されている)検知器506の直線的な列は、エミッタ504に沿って配置され、物体が検出面502内に存在しない限り、放射された光は、強さが減少することなくそれぞれの検知器506のそれぞれに当たる。
その出力を効率的及び信頼性高く検出するために、エミッタ504は、検知器506のピーク感度の光又はピーク感度に近い光を放射するレーザーであってもよい。
ある実施形態によると、検知器506は、フォトトランジスタであり、例えば、350から900nmの間の周波数の範囲内の感度のスペクトル範囲及び560nmのピーク感度を有していてもよい。
そのようなフォトトランジスタの1つとして、ドイツ、レーゲンスブルグのオスラム オプトセミコンダクターズ有限会社(Osram Opto Semiconductors GmbH)が製造するSFH3710が挙げられる。
しかし、例えば、フォトダイオードのような他の検知器が、検知器506の代わりに採用されてもよいことに留意されるべきである。
ピーク感度周囲を中心とする狭い範囲の外側の光を検知器506に到達させないために、バンドパスフィルタを列508を覆うように配置することで、適切な場合、検知器506の感度への環境光の影響に対して言及することができる。
レンズ522は、レーザー源から放射された光学エネルギーを受け取るよう寸法合わせ及び配置がなされ、かつ、光ビームが主軸に沿ってカーテン502内で広がるが、非主軸に沿っては広がらないように、受け取った光学エネルギーをコリメートするように寸法合わせ及び配置がなされている。
図8及び図9Aを共に見ると理解されるように、エミッタ504のコリメートされた出は、カーテン502内を伝播し、直線列508の各検知器506にかかる線又は領域550を形成する。
光源504のコリメートされた出力が斜めの角度で物体にぶつかり、複数の検知器506が互いに離れて配置され、かつ、複数の検知器506が光の入射する位置及び/又は光が物体によって反射する位置に対して高い位置に位置している場合、薄く光学的に透過性のある(例えば、半透明な)又は反射率が高い物体でさえ、検出可能することができる。
一体型のコリメート光学系を有する1mWのレーザーを用いることで、そのような検出を実行することができる。
20度のファン角度及び2ミリラジアン(mRads)未満のビーム発散があると、その様なレーザーは、1~2mmの幅を有する5cmの線を投影することができる。
物体支持表面Sの排出端部の近傍に、しかし、わずかに下方に配置されると、光源504及び列508は、物体支持表面Sにより定義される平面を横切りかつ垂直な検出面を形する。
いくつかの実施形態において、物体支持表表面Sは、コンベヤベルトの移動面であってもよい。
他の実施形態において、物体支持表面Sは、静止又は傾いているテーブル面であってもよい。
あるいは、光カーテン502にわたる強度は、ガウス又は他の予想分布関数に従って様々であってもよい。
どちらの場合においても、本開示に一貫している実施形態は、物体が光カーテン502を横切る(又は離れる)際に、複数の検知器506のいずれかで受け取る光強度の変化を検出するよう構成されている。
それは、感度閾値を超える量の光学エネルギーが物体支持表面S上の物体により吸収、反射、屈折される際、列508の検知器506の少なくとも1つの出力が、状態の変化を示す信号を送信するということである。
逆に、状態変化を示す信号を検出しなかったということを、材料取り扱いシステム又は他のシステム内の動作制御にも用いてもよい。
例えば、所定の「タイムアウト」インターバルの後に状態変化が示されないことを、警告シークエンスの一部(例えば、人間のオペレータが聞けたり見えたりする警告のトリガー)として用いてもよい。
しかし、図8の配置において、反射鏡516を用いて光の経路を曲げることで、同等の結果を得られることがわかるであろう。
その様な配置において、列508の検知器506は、エミッタ504と共に第1の固定支持部510にオプションで取り付けられることで、一体型のエミッタ/検出器アセンブリ512を形成してもよい。
反射鏡516は、第2の固定支持部518に取り付けられてもよい。
第1の支持部510及び第2の支持部518は、例えば、2つの支持部の間に延在している支持軸520によって、固定連結されてもよい。
支持軸520は、弾性付勢されることで表面Sに対する光カーテン502の方向性を維持する一方で、物体支持表面Sの輸送に応じて光カーテン502の角度を一時的に再配置できてもよい。
エミッタ504のレンズ522から放射されるコリメートされた分散ビームは、反射鏡516の面530(図9B)により反射され、検知器506の列508を覆う投影線又は領域550を形成する。
処理される物体が1mm未満の高さから20cmを超える高さまでの様々な高さを有することが予想される用途において、線550は、例えば、約1mmから約5mmのオーダーの幅W、及び、例えば、10cmから20cmのオーダーの長さLを有していてもよい。
実施形態において、列508は、線Lの全長にわたる覆いを提供するよう構成されている。
図9Aの実施形態において、もっとも低い4つの検知器506間の空間d1は、1~5mmのオーダーであってもよく、一方で、残りの複数の検知器506の間の空間d2は、10~15mmのオーダーである。
もちろん、その様な配置は、例示的な例としてのみ本明細書に記載されている。
複数の検知器506の少なくとも1組の検知器506間の距離を、物体支持表面Sからの距離と共に単調に増やす配置、及び/又は検知器506間の距離が一定の配置、のような配置も、また本明細書内で考えられる。
検知器506の数及び配置は、本開示の精神及び範囲から離れることなく様々であると、充分に宣言することができる。
図9Bに見られるように、反射鏡516は、実質的に平らな反射面530を定義し、第2の剛性部材518に固定されている。
さらに、図8、図9A及び図9Bに示されているように、光が衝突する反射鏡516のーテンの高さは、列508の高さ(L)よりも実質的に低い。
したがって、反射鏡516の高さは、列508の高さ(L)よりも実質的に低くてもよい。
例えば、従来のベルトやローラーコンベヤの枠のような静止構造に感知配置機構が固定されている動作環境において、取り付け軸及び対応する横断穴526a及び526bは、省略されていてもよい。
さらに、光源、検知器506及び(適用可能であれば)反射鏡516を互いに及び物体支持面に対して倣って配置するための何らかの他の構造が採用されてもよい。
光のカーテンは、物体の運搬経路を横切る方向にコリメートされた光学エネルギーが伝播することにより、定義される。
図10Aで見られるように、光学エネルギー源504により放射される光は、レンズ522を含むレンズ構造によりコリメートされる。
この例では、物体O1の高さと幅は、エミッタ504からの光が反射鏡516から反射され、検知器506-2から506-10によって検出されるような寸法である。
しかし、物体O1は、検知器506-1に到達した光学エネルギーのほとんど又は全てを吸収し、検知器506-1は光を検出しないか、検知器506―1が検出する光は閾値未満になる。
同様に、物体O1の全ての部分が光のカーテンの外に出る際、検知器506-1で受け取る光学エネルギーの強度が以前の状態(例えば、論理「0」)に戻り、第2状態への移行が発生する。
例えば、物体O2は、その大きさを超えて延在している透明又は半透明な包装に収容されているブロックのようなアイテムであってもよい。
その様な物体は、不透明な部分(例えば、ブロック)及び透明又は半透明な部分(例え、ブロックを包む包装)を有していてもよい。
そして、エミッタ506が物体支持表面Sに平行な構成において、光は、透明又は半透明な部分を通過し、レンズシステムは、物体を検出しない。
この場合、エミッタ506により放射される光は、物体O2を支持する物体支持表面Sを横切るため、物体O2の透明又は半透明な部分を透過する光は屈折し、光は、検出列508に衝突しない可能性がある。
例えば、図10Bを参照すると、波Bincに沿って伝播しているような放射された光は、斜めの(普通ではない)角度で物体O2の面に衝突するであろう。
いくらかの入射光Binkは、物体O2に衝突した後、反射及び/又は屈折される。
物体O2の表面特性によっては、反射した入射光のいくらか又は全ては、波Bref2のように検知器から離れるように方向づけられてもよく、他の部分(例えば、波Bref1)は、全ての光が(例えば、波Btransに沿って)物体O2を透過してきた場合や物体が全くそこに存在しなかった場合の検知器とは異なる検知器内へと反射される。
このように、物体の半透明又は透明な部分が光を配列から離れる方向に屈折させる際、
配列は、エミッタからの光の変化を検出し、レンズシステムは、物体を検出する。
例えば、図11に転ずると、代替の運搬車両600が図示されている。
運搬車両600は、上述の運搬車両200と実質的に類似している。
しかし、運搬車両600は、上述の端部検出アセンブリ500に類似している1つ以上の端部検出アセンブリ602、604を含む。
あるいは、示されているように、各車両600は、検出アセンブリ602及び604の形態の物体の感知配置機構の組を含んでいてもよい。
各運搬車両600は、物体が運搬車両600上にある間、物体を運ぶための1つ以上のコンベヤもまた含んでいてもよい。
ベルトは、車両600上の物体を支持するための、全般的には、平らなもしくは平坦な面を形成している。
例えば、コンベヤ606は、コンベヤベルトであってもよい。
第1の検出アセンブリ602は、運搬車両600の後端部に近接して配置され、エミッタがコンベヤベルト606の上面の下方に位置していてもよい。
検出アセンブリ602の検出器は、コンベヤベルト606の面の上に位置していてもよい。
さらに、検出アセンブリは、コンベヤベルト606の後端部に近接して配置されていてもよく、コンベヤベルト606の面は、エミッタと検出アセンブリの検出器との間で延在していない。
このように、運搬車両600の後端部上を物体が通過する際、物体は、最初にエミッタと検出アセンブリ602の検出器列の間を通過するであろう。
同様に、物体が運搬車両600の後端部から排出されている際、アイテムの先端部がコンベヤの端部を通過して延在している場合、アイテムの先端部は、エミッタと検出アセンブリの検出器列との間を通過するであろう。
同様に、前側検出アセンブリ604は、運搬車両600の前端部に近接して配置され、物体が運搬車両600の先端部へと積み込まれている又は先端部から排出されている際、前側検出アセンブリ604は、物体の先端部を検出する。
その様な信号は、運搬車両600の後端部から排出されたアイテムの先端部を示すであろう。
同様に、検出アセンブリ602は、コンベヤベルト606により物体が方向Aに移動し続け、物体の後端部が第1の光カーテン検出面を出た際及び場合、論理状態の次の(例えば、第2の)変化を示す信号を出してもよい。
そのような信号は、運搬車両600の後端部から排出された物体の後端部を示すであろうし、それにより、アイテムが運搬車両600から排出されたことを示す。
同様に、検出アセンブリ604は、コンベヤベルト606により物体が第2の移送方向Bに移動し続け、物体の後端部が第2の光カーテン検出面を出る際、及びその場合、論理状態の次の(例えば、第2の)変化を示す信号を送信してもよい。
運搬経路方向Aか運搬経路方向Bのどちらかのコンベヤベルト606の移動は、いくつかの実施形態において、ベルト612を用いてコンベヤ軸611に力を伝える逆転可能な電気モーター610によってなされる。
前述の運搬車両200の動作と同様に、別個のモーターが、運搬車両600の複数の車輪(例えば、614a、614b、614c)を駆動し、それらの車輪は、軌道と係合している。
図12の実施形態において、複数の検知器は、それぞれの共通エミッタ増幅回路内で、
NPNフォトトランジスタPT1からPT10として実施されている。
レジスタR1からR10の値は、検出閾値を設定するよう選ばれる(そうすることで、例えば、所定の設備での周囲の光の複数の予想レベルを識別する)。
閾値レジスタの低い値(数千オーム)には、切り替えが起こる前に入射光が超える(すなわち、低感度の)高い閾値を設定する。
一方で、高い値には、低い(すなわち、高感度の)閾値レベルを設定する。
例えば、レーゲンスブルグのオスラム オプトセミコンダクターズ有限会社が製造するSFH3710フォトトランジスタを3.0~3.5ボルトのオーダーの電圧VBで、屋内倉庫環境に通常適用可能な状況下で用いることで、屋内光のような周囲の光源からのノイズ又は干渉によって害されない回路を、R1からR10の300オームのオーダーの抵抗値が生み出してもよい。
さらに、フォトトランジスタに到達する光を、フォトトランジスタの包絡感度内の選択された波長を中心とする比較的狭い(例えば、+/-2nmの)パスバンドに制限するフィルタ(不図示)も用いられてもよい。
図12の実施形態に一貫した1つの実施例において、各フォトトランジスタ回路の出力は、組み合わせ論理を用いて結合され、フォトトランジスタのいずれか1つの出力が感度閾値を下回る際、「0」から「1」への状態変化を感知論理652により出力してもよい。
全てのフォトトランジスタの出力が「0」に戻る際、「1」から「0」への次に起こる状態変化が感知論理652により出力される。
1実施形態において、感知論理652は、フィールドプログラマブルゲートアレイを備えていてもよい。
そして、次のサイクルにおいて、全ての検知器がもう一度高い状態の出力を出す際に、マイクロプロセッサは、感知論理652を実行する。
いくつかの実施形態において、図11の車両600の様な車両は、マイクロプロセッサを含んでいてもよく、マイクロプロセッサは、602及び604の様な感知配置機構を監視するだけでなく、コンベヤ406及び車両自身の移動も制御してもよい。
その様なシステムは、1つ以上の物体支持表面Sを定義し、1つ以上の物体移送機構をさらに含んでいてもよく、その物体移送機構は、物体支持表面Sよって支持されている単数又は複数の物体を、少なくとも1つの物体移送方向にそれぞれ移動可能である。
いくつかの実施形態において、単数又は複数の支持面は、1つ以上のベルトコンベヤの面、1つ以上のローラーコンベヤ、1つ以上の傾いたテーブル又は1つ以上の静止したテーブルによって定義されてもよい。
傾いた又は静止したテーブルが用いられている箇所では、それらの物体支持表面Sは、加圧されている空気源に対して流体連結している穴を有し、物体移送動作中の摩擦を削減してもよい。
例によると、押し棒又は他の構造によって、物体を物体支持表面Sの上へと、及び/又物体支持表面Sを横切って、及び/又は物体支持表面Sから移動させる正の力が与えられてもよい。
あるいは、物体が重力により、他の物体支持表面S上又は容器もしくは目的地のカートンの中へと移動するよう、物体支持表面Sは、物体移送機構によってふたたび方向付けされても(傾けられても)よい。
さらなる実施例によると、物体移送機構は、例えば、物体支持表面Sを定義するベルトを有するコンベヤを含んでいてもよい。
その様な実施形態において、物体が、例えば、第1の待機コンテナへと仕分けられるよう、ベルトを第1の方向に駆動し、物体移送機構の第1の排出端部へと物体を輸送してもよい。
同様に、物体が、例えば、第2の待機コンテナへと仕分けられるよう、同一のベルトを第2の方向に駆動し、物体移送機構の第2の排出端部へと物体を輸送してもよい。
ある実施形態において、図11の運搬車両600のようなコンベヤが装備された運搬車両600が、例えば、「n」個のアイテムのグループへと物体を仕分ける装置のような材料取り扱いシステムの一部として用いられてもよい。
ある実施形態において、「n」は、1と同じ又は1より大きい。
そして、各グループは、注文履行処理の一部として単一の顧客への輸送用の単一の輸送カートン内に配置される、単数又は複数の物体を含む。
各サイクルの完了は、物体が運搬車両600の物体支持表面S面から移送され、複数の容器119の1つへと移送されたことを確認することからなる。
様々な形状、大きさ及び光学的特性を有する物体の各サイクルの完了を正確に検出する能力により、各車両運搬600が、充填所及び/又は物体移送所310へと遅れることなく戻ることが可能になる。
遅れは、他の場合では、検出失敗のために起こる可能性がある。
同様に、移送が完了する前に運搬車両600が複数の出力容器190の1つに近接している仕分け先から出発するリスク、及び/又は移送が完了する前に運搬車両600が積み込み所310から出発するリスクも、また、物体の形状及び不透明度とは関係なく実質的に減少する。
<動作>
アイテムは、誘導所50で処理され、部品が仕分けされるべき位置を示すアイテムの特性が識別される。
前述のようにアイテムは、処理され、運搬車両200の1つに輸送される資格がアイテムに与えられるかどうかが、アイテムの物理的な特徴に基づいて判断されてもよい。
中央コントローラが、様々なデータを関連付けるデータを維持し、処理されるアイテムごとに仕分け先の出力容器又は位置を識別する。
手動の場合、オペレータは、部品に関する情報を手動で入力し、そして、コンベヤ上に部品を置く。
システムは、仕分け情報と共に部品を電子的にタグ付けし、コンベヤは、部品を積み込み所310に向けて運ぶ。
あるいは、誘導所50が自動システムの場合、部品は、自動的に走査され、関連した仕分け情報が識別される。
例えば、誘導所50が、バーコードスキャナの様なスキャナを用いて部品上のバーコードを読み取ってもよい。
又は、誘導所50は、OCRエンジンと関連した高速ラインスキャンカメラの様な撮像装置を含み、部品上の情報を読み取ってもよい。
運搬車両200が積み込み所310の位置内へと移動する際、ホームセンサが運搬車両200の存在を検出し、運搬車両200が積み込み所310に位置していることを示す信号を中央プロセッサに送信する。
アイテムが運搬車両200上へと運ばれる際、運搬車両200上の積み込み機構210は、アイテムを運搬車両200上へと積み込む。
特に、誘導所50は、アイテムを運び、アイテムを運搬車両200上のコンベヤベルト212へと接触させる。
コンベヤベルト212は、運搬車両200の後方側へと回転し、したがって、アイテムを運搬車両200の後方へと動かす。
アイテムが運搬車両200上へと積み込まれる際、前側の積み込みセンサ260は、アイテムの先端部を検出する。
一度、前側の積み込みセンサ260がアイテムの後端部を検出すると、運搬車両200上のコントローラは、アイテムが運搬車両200上に積み込まれたと判断し、コンベヤモータを停止させる。
さらに、車上コントローラは、後側の積み込みセンサ262から受け取る信号に応じて、コンベヤの動作を制御してもよい。
特に、後側の積み込みセンサ262がアイテムの先端部を検出する場合、アイテムの先端部が運搬車両200の後端部に近接している。
運搬車両200の後端部からアイテムがはみ出ていないことを確かめるため、一度、後側の積み込みセンサ262がアイテムの先端部を検出すると、コントローラは、コンベヤを停止させてもよい。
しかし、前側のセンサがアイテムの後端部を検出する前に、後側の積み込みセンサ262がアイテムの先端部を検出した場合、コントローラは、アイテムに問題がある(つまり、長すぎるアイテム又は重なった2つのアイテムが運搬車両200に搬送された)と判断してもよい。
その様な場合、材料取り扱いシステムは、部品を廃棄とタグ付けし、積み込み所310の背後に位置している廃棄容器325へとアイテムを排出してもよい。
このように、アイテムを運搬車両200に積み込むエラーがある場合、アイテムは、単純に廃棄容器325に排出され、そして、次のアイテムが運搬車両200に積み込まれてもよい。
特に、車上コントローラが、アイテムが運搬車両200に適切に積み込まれたと一度判断すると、車上コントローラは、駆動モーターを開始する信号を送信する。
駆動モーターは、車軸を回し、次に車輪220のギア222が回転する。
ギア222は、積み込みコラムの垂直レール305の駆動面156とかみ合い、運搬車両200を上方へと駆動する。
特に、ギア222及び駆動面156は、かみ合い、ラックとピニオンの機構のように動し、車輪220の回転動作を軌道110に沿った直線運動に変換する。
例えば、誘導所50で自動システムが用いられ、アイテムの仕分けに用いられる特徴を走査及び判断する場合、関連している特徴の判断、及び/又はその情報を中央コントローラと通信することによる目的地情報の受け取りにいくらかの処理時間がかかってもよい。
アイテムを運搬車両200上へと運搬し、そして、運搬車両200を積み込みコラムに運び上げるのにかかる時間は、典型的にはアイテムごとの関連特徴を判断するには充分な時間である。
しかし、運搬車両200が上側レール135に到達する時間までに特徴が判断されない場合、アイテムは、仕分けのための資格を与えられていないと材料取り扱いシステムが宣言してもよく、運搬車両200は、再誘導所430へと向かわされ、排出アセンブリ410上へとアイテムを排出してもよい。
再誘導所430から、運搬車両200は、第2のコラムを下側レールへと下方へ移動し、そして、積み込みコラムへと戻る。
アイテムごとの出力容器190の位置に基づいて、運搬車両200の経路は、決定される。
特に、中央のコントローラ350は、その運搬車両200のルートを決定し、アイテムが運搬される出力容器に関する情報を運搬車両200と通信する。
そして、中央のコントローラ350は、軌道110に沿うゲートを制御し、運搬車両200を適切なコラムに向かわせる。
一度、運搬車両200が適切なコラムに到達すると、運搬車両200は、コラムを下って適切な出力容器190へと移動する。
運搬車両200は、適切な出力容器190で停止し、車上コントローラは、適切な信号をコンベヤモータ255へと送信し、コンベヤベルト212を駆動する。
コンベヤベルト212は、アイテムを前方へ運び、出力容器190へと排出する。
特に、運搬車両200の上面は、適切な出力容器190と、その出力容器190のすぐ上の出力容器190の下端部との間の隙間に倣って配置される。
特に、運搬車両200が水平方向に移動する際、2つのギア付き前方車輪220は、前側軌道115の上側レール135又は下側水平レール140と協働し、2つのギア付き後方車輪220は、後側軌道120の対応する上側レール135又は下側水平レール140と協働する。
運搬車両200がゲートを通過し、そしてコラムの中へと入る際、2つのギア付き前方車輪220は、前側軌道115の垂直区間130の1組と係合し、2つのギア付き後方車輪220は、後側軌道120の対応する垂直区間と係合する。
このように、運搬車両200が軌道110に沿って移動する際、運搬車両200が、水平方向の移動と垂直方向の移動の間を変化するので、ゆがんだり傾いたりしない。
<交通制御>
後述の議論で、これは、交通制御と呼ばれる。
交通の流れを制御するための例示的な方法論は、米国特許第7,861,844号に記載されている。
例えば、積み込みコラム300は、隣接したコラムと共有されていない2つの独立したレールを有する。
したがって、運搬車両200は、積み込みコラムの隣のコラム内の運搬車両200の位に関係なく、積み込みコラムを上方へ移動することができる。
さらに、図5に示されているように、積み込みコラムの隣のコラムが2つの独立した垂直レール130を有するよう構成されことが望ましい可能性がある。
このように、運搬車両200は、積み込みコラムを上方へ、そして隣接したコラムを下
方へより自由に移動できる。
しかし、図3~図4に示されているように、材料取り扱いシステム内の出力容器190の数は、仕分け所100の後側に後方容器列を設けることにより、倍になる。
このように、運搬車両200は、出力容器190へと移動し、運搬車両200上のコンベヤを前方に回転させ、部品を前方の出力容器190の中へと排出することによって仕分け所100の前側の出力容器190へとアイテムを運搬することができる。
あるいは、運搬車両200は、出力容器190へと移動し、運搬車両200上のコンベヤを後方に回転させ、部品を後方の出力容器190の中へと排出することによって仕分け所100の後方の出力容器190にアイテムを運搬することができる。
さらに、仕分け所100は、モデュラーであり、追加部分を仕分け所100の左端部に必要に応じて取り付けるだけで、容易に拡張されることができる。
<アイテム特徴に基づく車両制御>
1.車両移動プロファイル
検出された情報は、アイテムの更なる処理を制御するために用いられてもよい。
特に、積み込み所310と出力容器190との間の運搬車両200の制御は、検出された情報に応じて様々であってもよい。
さらに、軌道に沿った運搬車両200の移動は、検出された特徴に応じて様々であってもよい。
移動の変数のリストには、加速プロファイル(つまり、運搬車両200がどれだけ急速に加速するか)、減速プロファイル(つまり、運搬車両200がどれだけ急速に減速するか)及びコーナリングスピード(つまり、運搬車両200がどれだけ速くコーナー周りを移動するか)が含まれるが、これらに限定されない。
検出された情報に応じた車両制御のもう1つの方法は、運搬車両200からのアイテムの排出方法である。
特に、運搬車両200のベルトの速度は、増加又は減少してもよく、アイテムが排出されるスピードは、様々である。
基準プロファイルの下では、運搬車両200は、軌道110に沿って第1のピーク速度、第1の加速度及び第1の減速度で移動する。
さらに、基準移動プロファイルの下では、水平から垂直への又は垂直から水平への湾曲路周辺を運搬車両200が移動する際、運搬車両200は、第1のピーク速度を有している。
基準プロファイルは、無理のない重量を有する平坦なアイテム(例えば、数オンス以上の重さの本や箱など)のような、基準特徴プロファイル内に収まる一連の特徴を有する様々なアイテムに適用されてもよい。
しかし、基準特徴プロファイル内に収まらない特徴を材料取り扱いシステムが検出する場合、材料取り扱いシステムは、運搬車両200の移動を多様に制御してもよい。
特に、材料取り扱いシステムは、第2の移動プロファイルによって移動を制御してもよい。
例えば、要素が円筒状であると材料取り扱いシステムが検出する場合、材料取り扱いシステムは、基準プロファイルとは異なる移動プロファイルに従って運搬車両200を制御してもよい。
運搬車両200は、基準プロファイルよりもゆっくりと加速し、アイテムが運搬車両200上を回転する可能性を低減してもよい。
同様に、運搬車両200は、よりゆっくりと減速し、湾曲路周辺をより低い速度で移動し、アイテムが運搬車両200上を回転する可能性を低減してもよい。
材料取り扱いシステムは、多くの移動プロファイルを格納してもよく、それぞれの移動プロファイルは、異なるパラメータに従って、軌道110に沿った運搬車両200の移動を制御する。
それぞれの移動プロファイルは、特定のアイテムの1つ以上の特徴と相関関係を有していてもよい。
このように、1つ以上の共有された特徴を有する様々なアイテムが、同一の移動プロファイルを共有してもよい。
例えば、湾曲していない脆いアイテムは、全て同一の移動プロファイルを共有してもよく、湾曲した又は円筒状の脆いアイテムは、全て同一の移動プロファイルを共有していてもよい。
特徴は、特徴を直接的に検出すること(走査、重量測定、寸法測定など)によって判断可能である。
又は、1つ以上の特徴を中央データベースに格納してもよく、製品コードのように、アイテムを識別することによって判断される。
アイテムごとの特徴についての情報を格納することに加えて、または、格納することの代わりに、アイテムごとに用いられる移動プロファイルを識別するデータをデータベースは単純に含んでいてもよい。
そのような場合、材料取り扱いシステムやオペレータは、アイテムを走査し、(バーコード又はその他の識別情報のような)製品識別特徴部を検出する。
車両移動プロファイルは、アイテムごとに中央ベース内で識別され、アイテムが識別された後、材料取り扱いシステムは、中央データベースから車両移動プロファイルデータを回収する。
2.車両目的地制御
さらに、運搬車両200の目的地は、アイテムの1つ以上の特徴に基づいて、様々であってもよい。
例えば、様々なアイテムの物理的な特徴に関する情報は、中央データベース内に格納されてもよい。
製品識別コードのごとにアイテムを走査することで、材料取り扱いシステムは、中央データベースからアイテムの物理的な特徴に関するデータを回収することができる。
このデータは、アイテムごとの予想される物理的な特徴である。
例えば、製品識別コードごとに格納されたデータに基づいて、アイテムは、5インチの長さで、3インチの幅で、8オンスの重量であると予想されてもよい。
走査所80が、アイテムは長さ8インチ及び/又は重量16オンスと測定する場合、材料取り扱いシステムは、アイテムの目的地を修正してもよい。
特に、走査された製品コードに基づいて、材料取り扱いシステムは、アイテムを容器「X」に運ぶよう運搬車両200に指示してもよい。
しかし、予想される特徴に適合しない物理的な特徴を材料取り扱いシステムが検出した際、材料取り扱いシステムは、目的地容器を変更してもよい。
上述の例において、アイテムが走査され16オンスの重量であった場合、材料取り扱いシステムは、アイテムを容器「Y」へと運搬してもよい。
容器「Y」は、より大きい代替の容器であってもよいし、又は、予想される物理的な特徴とは異なるアイテムを受け入れる、仕分け対象外の容器又は廃却容器であってもよい。
3.車両目的地制御
アイテムが脆い場合、コンベヤベルトをよりゆっくりと回転させ、アイテムを出力容器190の中へよりゆっくりと排出するよう、材料取り扱いシステムは、運搬車両200を制御してもよい。
さらに、又はあるいは、出力容器190に対する運搬車両200の位置は、検出又は判断された特徴に基づいて様々であってもよい。
例えば、アイテムが脆い場合、材料取り扱いシステムは、運搬車両200を出力容器190に対して低い位置で停止させ、アイテムを出力容器190の底部により近く位置させ、したがって、アイテムが出力容器190の中へ排出される際の垂直方向の落下を少なくしてもよい。
運搬中の運搬車両200の位置制御は、運搬容器へと仕分けられる1つ以上のアイテムの検出又は判断された特徴によって、様々であってもよい。
そして、シ材料取り扱いステムは、3つのアイテムを3つの仮想の仕分け位置へと仕分ける。
例えば、図13に示されているように、前から見ると、出力容器190は、3つの仮想の仕分け位置(位置1、位置2及び位置3)へと分割されてもよい。
図13において、単一の出力容器190は、同じ高さを有する3つの仮想位置へと分割されている。
しかし、各仮想位置の大きさは、アイテムごとに判断又は検出される1つ以上の特徴に基づいて様々であってもよい。
さらに、仮想位置は、アイテムの判断又は検出された特徴に基づいて、優先順位付けされる。
例えば、複数のアイテムが1つの出力容器190へと運搬される場合で、1つのアイテムが脆く、1つのアイテムが重い及び/又は高密度である場合、材料取り扱いシステムは、重いアイテムをまず出力容器190内へと運搬するよう優先順位付けすることによって仮想位置を優先順位付けし、脆いアイテムを2番目に出力容器190内へと運搬し、損傷の可能性を最小化してもよい。
運搬の順番を優先順位付けするために、材料取り扱いシステムは、運搬車両200の流れを制御し、脆いアイテムを輸送する運搬車両200を待機又は遅延させてもよい。
たとえば、複数のアイテムが1つの出力容器190に運搬されるが、異なるアイテムが有する物理的な特徴によって、複数のアイテムを出力容器190に配置するべき順番が決められている場合、材料取り扱いシステムは、アイテムを2つ以上の出力容器190(好ましくは隣接している容器)へと運搬してもよい。
すると、それらのアイテムは、異なる出力容器190へと仕分けされる。
脆い第1のアイテムと重い第2のアイテムの例に再び戻ると、材料取り扱いシステムがこれらの特徴を検出又は判断する際、第2のアイテムを有する運搬車両200が出力容器190に到達する前に脆いアイテムが出力容器190へと運搬される場合、材料取り扱いシステムは、1つの出力容器190ではなく2つの別個の出力容器190へとアイテムが運搬されるように、動的に再割り当てしてもよい。
2つのアイテムが2つの別個の出力容器190へと運搬された後、材料取り扱いシステムは、オペレータに信号を提供する。
その信号は、2つの別個の出力容器190内のアイテムは、2つの別個の注文ではなく1つの注文として共に回収され、扱われるべきだということを示す信号である。
例えば、図14を参照すると、第1のアイテムを出力容器190に運んでいる運搬車両200が出力容器190に到達する際、材料取り扱いシステムは、運搬車両200を制御し、運搬車両200を出力容器190の最も低い位置(例えば、図14の位置1)に倣うように前進させ、第1のアイテムが出力容器190の底に位置するようにアイテムを出力容器190へと排出する。
出力容器190に運ばれる第2のアイテムを運ぶ運搬車両200は、次に、出力容器190の2番目に低い位置(つまり、位置2)に倣って配置されるように前進させられ、第2のアイテムを第1のアイテムの上へと位置するように、運搬車両200は、アイテムを出力容器190の中へと排出する。
最後に、出力容器190に運ばれる第3のアイテムを運ぶ運搬車両200は、出力容器190の最も高い位置(つまり、位置3)に倣って配置されるように前進させられ、第3のアイテムを第1のアイテム及び第2のアイテムの上へと位置するように、運搬車両200は、アイテムを出力容器190の中へと排出する。
しかし、開いた後方壁を有するのではなく、後方壁を取り外し可能又は折り畳み可能にしてもよく、運搬車両200を出力容器190の高さに沿った様々な位置で停止させ、出力容器190の中へとアイテムを排出することが認識されるべきである。
さらに、システムは、アイテムごとに判断又は検出される特徴に基づいて運搬中にオプションで用いられる、追加の要素を含んでいてもよい。
例えば、運搬車両200は、別個の伸長可能なベルトを含んでいてもよい。
又は、コンベヤベルト212が、運搬車両200の車輪に対して配置可能なキャリッジ上へと取り付けられ、コンベヤベルト212が出力容器190に向かって外側に伸長可能又は伸縮可能であってもよい。
特に、コンベヤベルト212は、出力容器190の中へと伸長可能であってもよく、コンベヤベルト212は、前方へと回転し、コンベヤベルト212を出力容器190内に排出することができる。
コンベヤベルト212を出力容器190の中へと伸長させることにより、アイテムが出力容器190の中へと運搬される際、アイテムが落ちる高さが低くなる。
さらに、コンベヤベルト212は、このコンベヤベルト212が完全に出力容器190の中へと延びるまで、動きを開始しないよう制御されてもよい。
コンベヤベルト212は、回転され、アイテムを排出する。
コンベヤベルト212が回転している間、コンベヤベルト212は、運搬車両200に向かって引っ込まされている。
コンベヤベルト212を引っ込めている間、アイテムを排出する動作によって、アイテムは、同時に出力容器190の中へとよりやさしく落とされる。
特に、選択される特徴を有するアイテムの検出又は判断に応じて、システムは、運搬車両200を特定の出力容器へと前進させてもよい。
シュートは、ラック上に取り付けられてもよく、運搬車両200は、シュートを駆動し、アイテムがシュートを下って出力容器の中へと排出される。
例えば、前述の議論において、材料取り扱いシステムは、軌道に案内される一連の運搬車両200として記載されている。
しかし、材料取り扱いシステムは、軌道を含んでいる必要が無いことが理解されるべきである。
例えば、運搬車両200は、軌道に沿って移動するのではなく、地面に沿って移動してもよい。
運搬車両200は、1つ以上のセンサ及び/又は1つのコントローラによって地面に沿って案内されてもよい。
選択的には、運搬車両200は、他の運搬車両200からの信号及び/又はコンピュータのような中央コントローラからの信号に応じて案内されてもよい。
コンピュータのような中央コントローラは、それぞれの運搬車両200を監視し、運搬車両200の移動を制御し、運搬車両200がお互いに衝突することを防止する。
さらに、中央コントローラは、信号を提供し、各運搬車両200を格納位置又は移送位置への経路に沿って向かわせてもよい。
物理的な案内は、運搬車両200上の機構と接触することで経路に沿って運搬車両200を向かわせる。
例えば、案内アセンブリと係合する車輪、ローラー、案内タブ、ピン又は他の要素のような、1つ以上の接触要素を、運搬車両200は含んでいてもよい。
案内アセンブリは、直線レールの様な直線的な要素であってもよく、湾曲した要素であってもよい。
案内アセンブリは、平面内にレールが収まるように水平面内で湾曲していてもよい。
又、案内部材は、レールが単一の平面内に存在するよう、垂直に湾曲していてもよい。
運搬車両200が複数の垂直位置で水平に移動できるよう、案内アセンブリは、互いに垂直方向に離れて配置されている複数の案内部材やレールを含んでいてもよい。
案内部材は、垂直方向に離れて配置されている複数のレールの間で運搬車両200を移動させるエレベータもまた含んでいてもよい。
上述のように、各運搬車両200の移動は、それぞれの運搬車両200が運ぶアイテムの1つ以上の物理的な特徴の判断に応じて制御されてもよい。
さらに、方法の順番は、変更されてもよく、様々な要素が加えられ、再び順番付けされたり、結合されたり、省略されたり、又は他の方法で修正されたりしてもよい。
本明細書内に記載されている全ての実施例は、非限定的な方法で示されている。
本開示の利益を有する当業者には明らかなように、様々な修正及び変更がなされてもよい。
実施形態に応じた実現方法を、特定の実施形態の文脈において記載してきた。
これらの実施形態は、例示的あることが意図され、限定することを意図していない。
多くの変形、修正、追加及び改良があり得る。
したがって、複数の例を、本明細書内で1つの例として記載されている部品に適用してもよい。
様々な部品、動作及びデータストアの境界は、多少任意であり、特定の例示的な構成の文脈内で特定の動作が示されている。
他の機能的な配置が想像され、そして後述される請求の範囲内に収まり得る。
最後に、例示的な構成内で別個のものとして示されている構造及び機能は、組み合わさった構造及び要素として実行されてもよい。
上述及び他の変形、修正、追加及び改良は、後述の請求項内で定義される実施形態の範囲内に収まり得る。
50・・・誘導所
55・・・入力コンベヤ
60・・・シュート
70・・・搬送コンベヤ
80・・・走査所
85・・・光学撮像要素(カメラ)
88・・・光学撮像要素
100・・・仕分け所
110・・・軌道
115・・・前側軌道
120・・・後側軌道
130・・・垂直軌道区間
135・・・水平上側レール(上側レール)
140・・・下側リターン区間(下側レール、下側水平レール)
156・・・駆動面
190・・・出力容器
200・・・運搬車両
210・・・積み込み/積み下ろし機構
212・・・コンベヤベルト
215・・・車軸
220・・・前方車輪
220A・・・前方車輪220B・・・後方車輪
222・・・ギア
230・・・センサ
231・・・先端壁
232・・・後端壁
234・・・前端部
236・・・後端部
230・・・検知器
230A・・・先端センサ
230B・・・後側センサ
300・・・積み込みコラム
310・・・積み込み所
325・・・廃棄エリア(廃棄容器)
410・・・再誘導アセンブリ(排出アセンブリ)
430・・・再誘導所
440・・・ローラーベッド
450・・・端部案内部材
455・・・アクセス開口部
460・・・端部壁
500・・・感知配置機構
506・・・検知器
500・・・端部検出アセンブリ
502・・・光の「カーテン」
502・・・物体が検出面
504・・・エミッタ(光源、光学エネルギー源)
506・・・エミッタ
508・・・直線列
510・・・第1の固定支持部
512・・・一体型のエミッタ/検出器アセンブリ
516・・・反射鏡
518・・・第2の固定支持部
520・・・支持軸
522・・・レンズ
526a・・・横断穴
530・・・反射面
518・・・第2の剛性部材
600・・・運搬車両
602・・・第1の検出アセンブリ(端部検出アセンブリ)
604・・・前側検出アセンブリ(端部感知アセンブリ)
606・・・コンベヤベルト
610・・・電気モーター
611・・・コンベヤ軸
612・・・ベルト
650・・・感知状態の変化を示す信号を送信可能な回路
652・・・感知論理
S・・・アイテムを支持する表面
A・・・運搬経路方向
B・・・第2の移送方向(運搬経路方向)
Claims (1)
- 複数の仕分け先と、
アイテムを仕分け先に運搬する複数の運搬車両であって、各運搬車両が、運搬されるべきアイテムを支持する物品支持表面と、アイテムが前記運搬車両の上へと運ばれるか又は前記運搬車両から排出される際に前記アイテムの端部を検出する端部検出アセンブリと、を含み、前記端部検出アセンブリが、物品支持表面に向かってビームを放射し、前記物品支持表面の下方に配置され、前記物品支持表面を横切るようにビームを投影するエミッタと、前記ビームを検出する複数の検出器であって、前記運搬車両の物品支持表面上の物体が、前記検出器が受け取るビームに影響を与える、複数の検出器と、を含む端部検出アセンブリである、複数の運搬車両と、
前記端部検出アセンブリからの信号に基づいて、前記運搬車両の1つの上へのアイテムの積み込みを制御するか、又は、前記運搬車両からのアイテムの排出を制御するコントローラと、を備える材料取り扱い装置であって、
前記エミッタが、前記ビームを反射鏡に向かって放射し、
前記反射鏡が、前記複数の検出器に向かって前記ビームを反射する、材料取り扱い装置。
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