JP2022075464A - 物品取り分け装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】物品の傷みを抑えるとともに、所定量の物品を取り分けることができる物品取り分け装置を提供すること。【解決手段】本発明の1つの実施形態の物品取り分け装置は、少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な複数の物品保持部材と、前記複数の物品保持部材が移動可能に取り付けられた基体と、前記複数の物品保持部材を駆動する駆動機構と、を備えた物品取り分け装置であって、前記物品保持位置における前記物品保持部材の形状が前記物品保持部材の移動軌跡に沿う形状であることを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は、物品を取り分ける物品取り分け装置に関する。
近年、飲食店における従業員不足等の背景から、飲食店における業務やサービスの工程を自動化したいという要請がある。食品を取り分けて個別に盛り付ける作業についても、自動化の要請があり、従来から特許文献1~特許文献3のような技術が提案されている。
特許文献1には、複数の指32が食品に差し込まれた後、各指32の側部によって食品が挟み込まれて保持される多指ハンド30が開示されている。
特許文献2には、先端部23が基端部21及び中間部22を通る平面に対して交差するように傾斜した6つの指リンク20が食品等の保持対象に差し込まれた後、6つの指リンク20の側部の間隔が縮小されることによって保持対象が6つの指リンク20の側部に挟み込まれて保持されるロボットハンド1が開示されている。
特許文献3には、先端部が中心軸Cを向くように屈曲されている保持部材9A、9B、9Cが押圧部7によって押圧されて密度が高くなった食品等の物品群Sに差し込まれた後、保持部材9A、9B、9Cの側部の間隔が縮小されることによって物品群Sが保持部材9A、9B、9Cの側部に挟み込まれて保持される物品保持装置1が開示されている。
特開2019-25646号公報 特開2019-118999号公報 特開2019-135073号公報
上記特許文献1では、各指32の側部で食品を圧縮するものであり、指32の側部によって食品を傷めてしまう虞があった。
上記特許文献2では、各指リンク20の側部で食品等の保持対象を圧縮するものであり、指リンク20の側部によって食品等の保持対象を傷めてしまう虞があった。
上記特許文献3では、各保持部材9A、9B、9Cの側面で食品等の物品群Sを圧縮するものであり、保持部材9A、9B、9Cの側部によって食品等の物品群Sを傷めてしまう虞があった。
本発明の目的は、物品の傷みを抑えるとともに、所定量の物品を取り分けることができる物品取り分け装置を提供することにある。
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成できる。すなわち、本発明の第1の態様の物品取り分け装置は、少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な複数の物品保持部材と、
前記複数の物品保持部材が移動可能に取り付けられた基体と、
前記複数の物品保持部材を駆動する駆動機構と、
を備えた物品取り分け装置であって、
前記物品保持位置における前記物品保持部材の形状が前記物品保持部材の移動軌跡に沿う形状であることを特徴とする。
本発明の第2の態様の物品取り分け装置は、第1の態様の物品取り分け装置において、前記物品保持部材の形状は略円弧状又は略直線状の少なくとも一方を含むことを特徴とすることを特徴とする。
本発明の第3の態様の物品取り分け装置は、第2の態様の物品取り分け装置において、前記物品保持部材の少なくともいずれか2つ以上は移動動作が連動していることを特徴とする。
本発明の第4の態様の物品取り分け装置は、第1~3のいずれかの態様の物品取り分け装置において、前記基体が、前記複数の物品保持部材のそれぞれが先端から基端まで挿通される複数の保持部材挿通孔を形成された物品剥がし部材を有していることを特徴とする。
本発明の実施形態によれば、物品の傷みを抑えるとともに、所定量の物品を取り分けることができる。
本発明の実施形態1に係る物品取り分け装置の斜視図である。 図1に示す物品保持位置の物品取り分け装置を物品開放位置にする途中の状態を示す図である。 物品取り分け装置を上側から視た斜視図である。 物品取り分け装置の側面図である。 図4Aに示した物品取り分け装置のB-B線断面図である。 物品取り分け装置の動作説明図である。 物品取り分け装置の動作説明図である。 物品取り分け装置の動作説明図である。 物品取り分け装置の動作説明図である。 物品取り分け装置の動作説明図である。 物品取り分け装置の動作説明図である。 本発明の実施形態2に係る物品取り分け装置の動作説明図である。 本発明の実施形態2に係る物品取り分け装置の動作説明図である。 本発明の実施形態2に係る物品取り分け装置の動作説明図である。 本発明の実施形態2に係る物品取り分け装置の動作説明図である。 本発明の実施形態2に係る物品取り分け装置の動作説明図である。 本発明の実施形態2に係る物品取り分け装置の動作説明図である。 本発明の実施形態3に係る物品取り分け装置の斜視図である。 物品取り分け装置を上側から視た斜視図である。 本発明の実施形態4に係る物品取り分け装置の斜視図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る物品取り分け装置を説明する。但し、以下に示す実施形態は本発明の技術思想を具体化するための物品取り分け装置を例示するものであって、本発明をこれらに特定するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適用し得るものである。
[実施形態1]
本発明の実施形態1に係る物品取り分け装置について、図1乃至図4を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態1に係る物品取り分け装置の斜視図である。図2は、図1に示す物品保持位置の物品取り分け装置を物品開放位置にする途中の状態を示す図である。図3は、物品取り分け装置を上側から視た斜視図である。図4Aは、物品取り分け装置の側面図である。図4Bは、図4Aに示す物品取り分け装置のB-B線断面図である。
なお、図1及び図2においては、駆動機構を視易くするため、基部を構成する1つの支柱を取り外した状態を示している。
本実施形態の物品取り分け装置は、少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な複数の物品保持部材と、複数の物品保持部材が移動可能に取り付けられた基体と、複数の物品保持部材を駆動する駆動機構と、を備えた物品取り分け装置であって、物品保持位置における物品保持部材の形状が物品保持部材の移動軌跡に沿う形状であれば、その具体的な実施形態は、如何なるものであっても良い。
本実施形態の物品取り分け装置は、例えば、水平多関節型ロボット、垂直多関節型ロボットのアームの先端等に装着できるものであればより機能を発揮させることができる。
なお、本実施形態の物品取り分け装置が装着されるロボットは、物品取り分け装置を物品取り分け装置の軸を中心として回転させることができればさらに物品取り分け装置の機能を発揮させることができる。
また、取り分け対象の物品としては、特に限定されるものではないが、ポテトサラダ、味噌等の粘性の高い食品、あるいは、千切りキャベツ、ごぼうサラダ等、細かく分離されているが互いに絡みあって一つの塊として保持し易いものであればさらに本実施形態の物品取り分け装置の機能を発揮しやすい。
また、取り分け対象の物品としては、食品に限らず、その他の物品も含まれる。例えば繊維、綿、ジェル、粘土など、粘性のあるもの、互いに絡み合っているような素材等に対して、本実施形態の物品取り分け装置は機能を発揮しやすい。
また、本発明の物品取り分け装置は、食品を取り分ける装置として用いる場合、露出される部分にステンレス材を適用するのが好ましいが、ステンレス材に限らず取り分け対象に応じた材料、例えば、食品対応の樹脂等を適宜用いるとよい。
本実施形態の物品取り分け装置100は、少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な4本の物品保持部材110と、4本の物品保持部材110が移動可能に取り付けられた基体120と、4本の物品保持部材110を駆動する駆動機構130と、を備えている。
なお、本実施形態の物品取り分け装置100は、物品保持部材110の数が4本であるものを例示したが、物品保持部材110によって物品を保持することができれば、物品保持部材110の数は4本以外であっても構わない。例えば、物品保持部材110の数は6本であってもよい。
まず、本実施形態の物品取り分け装置100における4本の物品保持部材110について具体的に説明する。
なお、4本の物品保持部材110の形状は同様であるため、1本の物品保持部材110について説明する。
物品保持部材110は、特に限定されるものでは無いが、例えばステンレス製の角棒であり、物品保持位置における物品保持部材110の形状が物品保持部材110の移動軌跡に沿う形状になっている。
本実施形態では、物品保持部材110の移動軌跡が略円弧状であり、物品保持位置における物品保持部材110の形状がこの物品保持部材110の移動軌跡に沿う円弧状に形成されている。
物品保持部材110は、角棒に限らず丸棒であってもよいし、基端から先端に向けて先細りになる形状であっても構わない。
先細りになる物品保持部材110は、例えば、物品に差し込まれる先端部分が細く設定され、この先端から基端部に向けて漸次太く変化するように設定されることによって、先端が物品に差し込まれ易くなると共に、4本の物品保持部材110の基端部側では十分な太さに設定されているため、物品保持位置における4本の物品保持部材110の間隔を狭くなり保持された物品がこぼれ落ち難くなる。
なお、先細りになる形状は必ずしも連続的に細くするものでなくても構わない。例えば、物品保持部材110の基端部から所定の長さまでは一定の太い径を保ち、その所定長さから先端側だけが、漸次細くなるように設定してもかまわない。また、この先端から基端部に向けて漸次太く変化するように設定される場合の変化の割合は限定される必要はない。
また、4本の物品保持部材110の断面形状は、例えば略方形とすることができるが、本実施形態はこれに限定するものではなく、略多角形、略円形、略楕円形等、さまざまな形状を採用することが可能である。
次に、本実施形態の物品取り分け装置100における基体120について具体的に説明する。
基体120は、特に限定されるものでは無いが、例えばステンレス製であり、物品保持部材110、駆動機構130等、物品取り分け装置100の各部が組み込まれるフレームを含めた外装を構成する部分である。
この基体120は、ロボットアームに固定される部分と、物品剥がし部材121とを有している。
この物品剥がし部材121は、物品保持位置と物品開放位置との間で移動される4本の物品保持部材110のそれぞれが先端から基端まで挿通される4個の保持部材挿通孔121aを形成された板状の部材である。
より具体的には、物品剥がし部材121は、ロボットアームに固定される基体120の部分に連結された円盤状の部材であり、4本の物品保持部材110が各保持部材挿通孔121aに挿通されて物品保持位置への移動および物品保持位置への移動とは逆方向の物品開放位置への移動によって相対移動される。この物品剥がし部材121は、一方の面が物品保持位置における4本の物品保持部材110によって形成される物品を囲い保持する囲い空間側に向けられ、反対側の面には駆動機構130の4つの回動支持アーム134が設けられている。物品剥がし部材121は、特に限定されるものではないが例えばステンレス、食品対応の樹脂等で形成されている。食品対応の樹脂としては、例えば食品規格対応のポリアセタール樹脂、PEEK樹脂、PPSU樹脂等が挙げられ、耐薬品性及び耐熱性を考量して、適宜の樹脂が選択可能である。
次に、本実施形態の物品取り分け装置100における駆動機構130について具体的に説明する。
駆動機構130は、モータ131と、このモータ131に連結された1つのピニオンギア132と、ピニオンギア132に対して一対ずつ、ピニオンギア132の軸方向にずれた位置に噛み合う二対(4つ)の連結ギア133と、4つの連結ギア133と4本の物品保持部材110とをそれぞれ連結する4つの回動支持アーム134とを有している。4本の連結ギア133はそれぞれ円弧状であり、物品保持部材110に後述のとおり連結されている。
ピニオンギア132は、特に限定されるものはないが、例えばステンレス製であり、4つの円弧状の連結ギア133が、一対ずつ、ピニオンギア132に対してピニオンギア132の軸方向に互い違いに並んで噛み合うことができる長さに設定されている。ピニオンギア132は、歯をピニオンギア132に向けて対向配置された2つの連結ギア133が噛み合わされる上部噛合い領域132aと、歯をピニオンギア132に向けて対向配置された残りの2つの連結ギア133が噛み合わされる下部噛合い領域132bとに噛み合い領域が上下2つ分けられる長さに設けられている。
図1の上方でピニオンギア132に対して、ピニオンギア132の中心を挟んで対向するように、上部噛合い領域132aの一対の連結ギア133が噛み合っている。上部噛合い領域132aの一対の連結ギア133の噛み合い位置よりも図1の下方で、ピニオンギア132に対して、ピニオンギア132の中心を挟んで対向するように、下部噛合い領域132bの一対の連結ギア133が噛み合っている。上部噛合い領域132aの一対の連結ギア133がピニオンギア132に噛み合う位置と、下部噛合い領域132bの一対の連結ギア133がピニオンギア132に噛み合う位置とは、図1の上方、すなわち、ピニオンギア132の中心軸の上方から視て、略90度ずれている。すわなち、各連結ギア133がピニオンギア132に噛み合う位置は互いに約90度ずつずれていることになる。
これにより、1つのピニオンギア132が主動ギアとなり、4つの連結ギア133が従動ギアとなっている。
4つの連結ギア133は、特に限定されるものではないが、例えばステンレス製である。上部噛合い領域132aの一対の連結ギア133がピニオンギア132に噛み合う位置と下部噛合い領域132bの一対の連結ギア133がピニオンギア132に噛み合う位置とは、ピニオンギア132の中心軸方向で異なっているが、各連結ギア133に接続されている4つの物品保持部材110の可動範囲は同じになるように設定されている。各物品保持部材110の突出量が最も長くなる物品保持位置P1においては、各物品保持部材110が略接触するか、あるいは、接触する少し手前の位置となるように設定されている。この時、各物品保持部材110が同時に、物品保持位置P1に達するように設定されている。
物品保持位置P1においては、各物品保持部材110の先端が略接触するか、あるいは、接触する少し手前の位置となるかどうかは、各物品保持部材110の先端形状にも関連する。4つの物品保持部材110が接触した時に、ちょうど各物品保持部材110の先端が組み合わさって、各物品保持部材110が略接触した時にできる中央の空間を埋めるような形状としておくこともできる。あるいは、各物品保持部材110が略接触した時にできる中央の空間を敢えて設けておくように設計することも可能である。
また、各物品保持部材110の突出量が最も短くなる物品開放位置P2における、各物品保持部材110の突出量、及び、各物品保持部材110が物品開放位置P2となるタイミングも同一となるように設定されている。
なお、物品保持位置P1における各物品保持部材110の突出量は同一であることが望ましいが、物品開放位置P2における各物品保持部材110の突出量には、多少の違いがあっても構わない。例えば、上部噛合い領域132aの一対の連結ギア133に接続された物品保持部材110と、下部噛合い領域132bの一対の連結ギア133に接続された物品保持部材110との間で、物品開放位置P2における突出量に、多少の違いがあってもかまわない。
回動支持アーム134は、特に限定されるものでは無いが、例えばステンレス製であり、ピニオンギア132を介して回動される円弧状の連結ギア133の回転支軸となる回転支軸部134aと、連結ギア133と物品保持部材110の基端部とが連結される連結部134bと、回転支軸部134aと連結部134bとを繋ぐアーム部134cと、が設けられている。
4つの回動支持アーム134の各回転支軸部134aは、軸方向がピニオンギア132の軸方向に直交するように設けられると共に、上下2つの噛合い領域132a、132bにそれぞれ噛み合う一対の連結ギア133ごとに回転中心が同心となるように設けられている。
上下2つの噛合い領域132a、132bにおける各連結ギア133とピニオンギア132との噛み合い位置、各連結ギア133の円弧形状、回転支軸部134a、連結部134b及びアーム部134cの寸法及び配置を適切に設定することにより、上述のように各連結ギア133に接続されている4つの物品保持部材110の可動範囲を一定とすると共にその動作を同期させている。
このような駆動機構130は、物品保持位置P1における4本の物品保持部材110の基端部が円弧状の物品保持位置の半径と略等しい球体の球面上に周方向で略90度変位した位置にそれぞれ配置されるように設けられている。
本実施形態の駆動機構130に、連結ギア133の位置を検出する検出器(不図示)を設けることもできる。この検出器によって検出された位置は、4本の物品保持部材110の物品保持位置P1および物品開放位置P2に関連付けられている。
これにより、物品取り分け装置100の不図示の制御部が、検出器によって検出された連結ギア133の位置情報に基づいて、4本の物品保持部材110の位置制御を行うことができる。例えば、4本の物品保持部材110を物品保持位置P1または物品開放位置P2で停止するようにモータ131の駆動を制御することができる。
検出器としては、連結ギア133の位置を直接検出するものであってもよい。また、検出器としては、モータ131の回転量を検出するセンサであってもよい。あるいは、検出器としては、モータ131の負荷電流を検出するものであってもよい。あるいは、これらの複数種類の検出器を複数設けたものであってもよい。
例えば、検出器としては、モータ131の負荷電流を検出するものを含む場合には、負荷電流の上昇によって、物品保持位置P1および物品開放位置P2を検出できるだけでなく、モータ131の過電流を検出することによって、過負荷異常を判定し、モータ131を非常停止させるように制御することも可能である。また、各物品保持部材110の位置検出に応じた速度制御も行うことができる。また、例えばモータ131の回転速度を直接又は間接的に検出できるセンサを備えた場合には、より精密な各物品保持部材110の速度制御が可能になる。
ここで、図5A乃至図5Fを参照して、物品取り分け装置100の物品取り分け動作について説明する。
なお、以下の説明では、物品取り分け装置100が、例えば、水平多関節型ロボット、あるいは垂直多関節型ロボットのアームの先端に装着され、ロボットの制御装置によって制御されるものとするが、本実施形態のロボットアームの種類をこれらに限定するものでは無く、本実施形態はさまざまな種類のロボットアームに適用可能である。
また、図5では1つの物品保持部材110が正面となる位置から物品取り分け装置100を視ているため、3本の物品保持部材110のみ視えているが、正面の1つの物品保持部材110の裏側には残りの1本の物品保持部材110が配置されている。
まず、4本の物品保持部材110が物品を受け入れ可能な物品開放位置P2に移動された状態の物品取り分け装置100が、取り分け対象の物品B1の上方位置から取り分け対象の物品B1に向けて下降移動される(図5A参照)。
ここで、取り分け対象の物品B1に向けて下降移動された物品取り分け装置100は、4本の物品保持部材110が取り分け対象の物品B1に差し込み可能な位置に配置される。
次に、物品取り分け装置100の4本の物品保持部材110が物品開放位置P2から物品保持位置P1に移動される(図5B参照)。
ここで、物品取り分け装置100の4本の物品保持部材110が物品保持位置P1へ移動する場合にはそれぞれ異なる方向から同時に移動され、取り分け対象の物品B1に差し込まれる。
このとき、1つのピニオンギア132に噛み合う4つの連結ギア133によって4本の物品保持部材110の移動動作が連動している。
なお、4本の物品保持部材110が取り分け対象の物品B1に異なる方向から同時に差し込まれながら移動されて互いの先端が近接配置された位置が物品保持位置P1となり、4本の物品保持部材110によって所定量の物品B2が保持される囲い空間が形成される。
より具体的には、4本の物品保持部材110が物品保持位置P1に移動完了されると、4本の物品保持部材110の基端部が球面上に周方向で略90度変位した位置にそれぞれ配置されると共に、先端が略横向きとなって近接配置されることによって、4本の物品保持部材110によって半球状の囲い空間が形成され、この半球状の囲い空間に所定量の物品B2が保持される。
すなわち、4本の物品保持部材110が取り分け対象の物品B1に対して差し込み方向のみに移動されることによって、4本の物品保持部材110によって所定量の物品B2が保持される囲い空間が形成される。
なお、物品保持部材110の移動軌跡は円弧状であり、この円弧状の移動軌跡に沿って円弧状の4本の物品保持部材110が移動される。
すなわち、物品保持部材110の先端から後端までの略全体が円弧状の移動軌跡に沿って移動されることによって、物品保持部材110が物品開放位置P2から物品保持位置P1に移動される。すなわち、物品保持位置P1における物品保持部材110の形状が物品保持部材110の移動軌跡に沿う形状であるため、物品保持部材110の先端は、点によって物品に進入することになる。このとき、物品保持部材110の側面が物品を押し付けるような力は働いていない。
したがって、物品開放位置P2から物品保持位置P1に移動される4本の物品保持部材110の動作は、人の指によって物品を囲うようしてやさしくつかみ取る動作に近いものになっている。
このため、物品取り分け装置100は、4本の物品保持部材110によって物品を傷めることなく所定量保持することができる。
次に、物品取り分け装置100が、物品取り分け装置100の軸を中心として回転される(図5C参照)。
このように物品取り分け装置100がその軸を中心として回転されると、4本の物品保持部材110によって囲われた囲い空間内の物品B2が囲い空間外の物品から分離される。
物品取り分け装置100の軸を中心として回転させるときの回転方向は、一定方向であってもよいが、往復方向とすることもでき、その回転させる角度は適宜決定可能である。また、往復方向させる場合には、複数回往復動作させてもよい。
次に、物品取り分け装置100が、4本の物品保持部材110によって所定量の物品B2が保持された状態で上昇移動された後(図5D参照)、取り分け先に移動される(図5E参照)。
ここで物品がポテトサラダ等の食品である場合、取り分け先とは、例えば、顧客に食品を提供するための皿である。
最後に、物品取り分け装置100の4本の物品保持部材110が物品保持位置P1から物品開放位置P2に移動され、所定量の物品B2が取り分け先に取り分け完了される(図5F参照)。
ここで、4本の物品保持部材110が物品保持位置P1から物品開放位置P2に移動されると、各物品保持部材110が先端から基端までの略全体が保持部材挿通孔121aに挿通され、物品保持部材110に付着された物品が物品剥がし部材121の囲い空間側の面に突き当てられて剥がし落とされる。
すなわち、物品取り分け装置100は、物品剥がし部材121を駆動機構等によって動かすことなく、物品剥がし部材121に対して4本の物品保持部材110が物品保持位置P1から物品開放位置P2に移動される一連の動作の中で物品保持部材110に付着した物品を剥がし落とすことができるようになっている。
上述したような本実施形態の物品取り分け装置100は、少なくとも物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動可能な4本の物品保持部材110と4本の物品保持部材110が移動可能に取り付けられた基体120と、4本の物品保持部材110を駆動する駆動機構130と、を備えた物品取り分け装置100であって、4本の物品保持部材110は物品保持位置P1へ移動する場合にはそれぞれ異なる方向から移動され、物品保持位置P1における物品保持部材110の形状は、物品保持部材110の移動軌跡に沿う形状であることにより、4本の物品保持部材110が移動軌跡に沿って物品保持位置P1に移動して差し込まれるだけで形成された囲い空間に所定量の物品B2が保持され、4本の物品保持部材110が物品開放位置P2に移動されると、保持された物品を解放可能となるため、4本の物品保持部材110の側部によって挟み込んで物品を圧縮することなく所定量の物品B2を4本の物品保持部材110によって保持することができると共に、保持された所定量の物品B2を取り分け先に解放することができ、結果的に、物品の傷みを抑えるとともに、所定量の物品B2を取り分けることができる。
また、本実施形態の物品取り分け装置100は、物品保持部材110の形状が略円弧状を含むことにより、4本の物品保持部材110が円弧状の移動軌跡に沿って取り分け対象の物品に対して広く浅く差し込まれ、先端が略横向きとなって近接配置された半球状の囲い空間に所定量の物品B2が保持されるため、取り分け対象の物品B1に対する4本の物品保持部材110による繰り返しの物品の取り分けにおける取り分け対象の物品の深さ方向のバラツキを抑えることができ、結果的に、4本の物品保持部材110によって保持される物品の量のバラツキを抑えることができる。
また、本実施形態の物品取り分け装置100は、4本の物品保持部材110を物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動させる駆動機構130の1つのピニオンギア132が主動ギアとなり、4つの連結ギア133が従動ギアとなって、4本の物品保持部材110の移動動作が連動しているため、4本の物品保持部材110の駆動機構130を簡易な構成にすることができる。
また、本実施形態の物品取り分け装置100は、基体120が物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動される4本の物品保持部材110のそれぞれが先端から基端まで挿通される4つの保持部材挿通孔121aを形成された板状の物品剥がし部材121を有していることにより、4本の物品保持部材110が物品保持位置P1から物品開放位置P2に移動されると、各物品保持部材110が先端から基端まで保持部材挿通孔121aに挿通され、物品保持部材110に付着された物品が板状の物品剥がし部材121によって物品を保持する囲い空間側の面に突き当てられて剥がし落とされるため、4本の物品保持部材110によって保持された所定量の物品B2を確実に取り分け先に取り分けることができる。
[実施形態2]
本発明の実施形態2に係る物品取り分け装置200について、図6を参照して説明する。図6A乃至図6Fは、本発明の実施形態2に係る物品取り分け装置200の動作説明図である。
また、本発明の実施形態2に係る物品取り分け装置200は、上述した本発明の実施形態1に係る物品取り分け装置100と比較すると、4本の物品保持部材210の形状、基体220の形状、4本の物品保持部材210を駆動する不図示の駆動機構(不図示)の構成が異なっているが、その他の構成については同様であるため、上述した実施形態1の物品取り分け装置と同一の部分、部材について対応する200番台の符号を付すことにより、その重複する説明を省略する。
まず、本実施形態の物品取り分け装置200における4本の物品保持部材210について具体的に説明する。
物品保持部材210は、特に限定されるものでは無いが、例えばステンレス製の丸棒であり、物品保持位置P1における物品保持部材210の形状が物品保持部材210の移動軌跡に沿う直線形状になっている。
次に、本実施形態の物品取り分け装置200における基体220について具体的に説明する。
基体220(図示省略)は、特に限定されるものでは無いが、例えばステンレス製であり、物品保持部材210、駆動機構等、物品取り分け装置200の各部が組み込まれるフレームを含めた外装を構成する部分である。
この基体220は、ロボットアームに固定される部分(図示省略)と、物品剥がし部材221とを有している。
物品剥がし部材221は、物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動される4本の物品保持部材210のそれぞれが先端から基端まで挿通される4本の保持部材挿通孔221aを形成されたブロック状の部材である。
より具体的には、物品剥がし部材221は、ロボットアームに固定される基体220の部分に連結された部材であり、4本の物品剥がし部材221が各保持部材挿通孔221aに挿通されて物品保持位置P1への移動および物品保持位置P1への移動とは逆方向の物品開放位置P2への移動によって相対移動される。
次に、本実施形態の物品取り分け装置200における駆動機構(不図示)について説明する。
本実施形態2の物品取り分け装置200における駆動機構としては、特に限定されるものではないが、例えば、シリンダ等のリニアアクチュエータが用いられる。この駆動機構が4本の物品保持部材210に接続されて物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で4本の物品保持部材210を移動させる。なお、駆動機構は、リニアアクチュエータに限定されるものではなく、例えばリンク機構を用いたものであってもよい。
ここで、図6A乃至図6Fを参照して、物品取り分け装置200の物品取り分け動作について説明する。
なお、以下の説明では、物品取り分け装置200が、例えば、水平多関節型ロボット、あるいは垂直多関節型ロボットのアームの先端に装着され、ロボットの制御装置によって制御されるものとするが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、様々な種類のロボットアームに適用することが可能である。
また、図6では1つの物品保持部材210が正面となる位置から物品取り分け装置200を見ているため、3本の物品保持部材210のみ見えているが、正面の1つの物品保持部材210の裏側には残りの1本の物品保持部材210が配置されている。
まず、4本の物品保持部材210が物品を受け入れ可能な物品開放位置P2に移動された状態の物品取り分け装置200が、取り分け対象の物品B1の上方位置から取り分け対象の物品B1に向けて下降移動される(図6A参照)。
ここで、取り分け対象の物品B1に向けて下降移動された物品取り分け装置200は、4本の物品保持部材210が取り分け対象の物品B1に差し込み可能な位置に配置される。
次に、物品取り分け装置200の4本の物品保持部材210が物品開放位置P2から物品保持位置P1に移動される(図6B参照)。
ここで、物品取り分け装置100の4本の物品保持部材210が物品保持位置P1へ移動する場合にはそれぞれ異なる方向から移動され、取り分け対象の物品B1に差し込まれる。
なお、4本の物品保持部材210が取り分け対象の物品B1に差し込まれながら移動されて互いの先端が近接配置された位置が物品保持位置P1となり、4本の物品保持部材210によって所定量の物品B2が保持される囲い空間が形成される。
より具体的には、4本の物品保持部材210が物品保持位置P1に移動完了されると、4本の物品保持部材210の基端部が物品取り分け装置200の軸を中心とする周方向で略90度変位した位置にそれぞれ配置されると共に、先端が近接配置されることによって、4本の物品保持部材210によって囲い空間が形成され、この囲い空間に所定量の物品B2が保持される。
4本の物品保持部材210が取り分け対象の物品B1に対して差し込み方向のみに移動されることによって、4本の物品保持部材210によって所定量の物品B1が保持される囲い空間が形成される。
なお、物品保持部材210の移動軌跡は直線状であり、この直線状の移動軌跡に沿って直線状の4本の物品保持部材210が移動される。
物品保持部材210が先端から後端までの略全体が直線状の移動軌跡に沿って移動されることによって物品開放位置P2から物品保持位置P1に移動される。すなわち、物品保持位置P1における物品保持部材210の形状が物品保持部材210の移動軌跡に沿う形状となっているため、物品保持部材210の先端は、点によって物品に進入することになる。
このため、物品保持部材210の側面が物品を押し付けるような力は働いていない。
したがって、物品取り分け装置100は、4本の物品保持部材110によって物品を傷めることなく所定量保持することができる。
次に、実施形態1の図5Cと同様に、物品取り分け装置200が、物品取り分け装置200の軸を中心として回転される(図6C参照)。
このように物品取り分け装置200が軸を中心として回転されると、4本の物品保持部材210によって囲われた囲い空間内の物品が囲い空間外の物品から分離される。
次に、物品取り分け装置200が、4本の物品保持部材210によって所定量の物品B2が保持された状態で上昇移動された後(図6D参照)、取り分け先に移動される(図6E参照)。
ここで物品がポテトサラダ等の食品である場合、取り分け先とは、例えば、顧客に食品を提供するための皿である。
最後に、物品取り分け装置200の4本の物品保持部材210が物品保持位置P1から物品開放位置P2に変位され、所定量の物品B2が取り分け先に取り分け完了される(図6F参照)。
ここで、4本の物品保持部材210が物品保持位置P1から物品開放位置P2に移動されると、各物品保持部材210が先端から基端までの略全体が保持部材挿通孔221aに挿通され、物品保持部材210に付着された物品が物品剥がし部材221の4本の物品保持部材210によって囲われる囲い空間側の面に突き当てられて剥がし落とされる。
上述したような本実施形態の物品取り分け装置200は、少なくとも物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動可能な4本の物品保持部材210と4本の物品保持部材210が移動可能に取り付けられた基体220と、4本の物品保持部材210を駆動する駆動機構230と、を備えた物品取り分け装置200であって、4本の物品保持部材210は物品保持位置P1へ移動する場合にはそれぞれ異なる方向から移動され、物品保持位置P1における物品保持部材210の形状は、物品保持部材210の移動軌跡に沿う形状であることにより、4本の物品保持部材210が移動軌跡に沿って物品保持位置P1に移動して差し込まれるだけで形成された囲い空間に所定量の物品B2が保持され、4本の物品保持部材210が物品開放位置P2に移動されると、保持された物品を解放可能となるため、4本の物品保持部材210の側部によって挟み込んで物品を圧縮することなく所定量の物品B2を4本の物品保持部材210によって保持することができると共に、保持された所定量の物品B2を取り分け先に解放することができ、結果的に、物品の傷みを抑えるとともに、所定量の物品B2を取り分けることができる。
[実施形態3]
本発明の実施形態3に係る物品取り分け装置300について、図7および図8を参照して説明する。図7は、本発明の実施形態3に係る物品取り分け装置300の斜視図である。図8は、物品取り分け装置300を上側から視た斜視図である。
なお、図8においては、駆動機構330を視易くするため、基部320を構成する1つの支柱を取り外した状態を示している。
本発明の実施形態3に係る物品取り分け装置300は、上述した本発明の実施形態1に係る物品取り分け装置100と比較すると、装置に付着した物品を掃い落とす物品掃い落とし機構340をさらに有する構成が異なっているが、その他の構成については同様であるため、上述した実施形態1の物品取り分け装置100と同一の部分、部材について対応する300番台の符号を付すことにより、その重複する説明を省略する。
本実施形態の物品取り分け装置300は、少なくとも物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動可能な4本の物品保持部材310と、4本の物品保持部材310が移動可能に取り付けられた基体320と、4本の物品保持部材310を駆動する駆動機構330と、物品掃い落とし機構340と、を備えている。
なお、本実施形態の物品取り分け装置300は、物品保持部材310の数が4本であるものを例示したが、物品保持部材310によって物品を保持することができれば、その数は4本以外であっても構わない。例えば、物品保持部材310の数は6本であってもよい。
本実施形態では、物品保持部材310の移動軌跡が略円弧状であり、物品保持位置における物品保持部材310の形状がこの物品保持部材310の移動軌跡に略沿う円弧状に形成されている。なお、本実施形態において、物品保持部材310の形状は、厳密な意味で物品保持部材310の立体的な移動軌跡に沿うものではなく、遊び等も考慮して物品保持部材310の移動軌跡に略沿う形状になっていればよい。
本実施形態の物品取り分け装置300の物品掃い落とし機構340は、駆動機構330に連動して基体320に付着した物品を掃い落とすものであり、駆動機構330に連動して回転される回転軸341と、回転軸341の先端部に固定され、回転軸341の回転運動に伴って回転される回転部材342とを備えている。
<回転軸341について>
回転軸341は、特に限定されるものでは無いが、例えば、ステンレス製であり、基端部がピニオンギア332の下端部に連結され、先端部が物品剥がし部材321の物品を囲い保持する囲い空間側の面322(以下、「囲い面」という。)から突出されるように下方に向けて延在されている。
より具体的には、回転軸341は、各連結ギア333の回転支軸部334aを形成する軸ブロック335(図8参照)および物品剥がし部材321を貫通して物品剥がし部材321の囲い面322から先端部が突出されている。
なお、回転軸341は、軸ブロック335又は物品剥がし部材121の少なくともいずれか一方には軸受335aが設けられ、回転軸341は軸受335aによって軸支されている。
この回転軸341が軸方向一端側に連結されたピニオンギア332は、軸方向他端側がモータ331の軸331aに連結された両持ち支持状態になり、軸の偏心を抑えて安定して回転されるようになっている。このため、物品取り分け装置300は、ピニオンギア332と連結ギア333が安定して噛み合い易いため、ギアの噛合い寸法の許容範囲を広く設定することができる。
また、本実施形態の物品取り分け装置300には、各連結ギア333とピニオンギア332との噛み合いが維持されるように、各連結ギア333をピニオンギア332に押し付ける方向にガイドする不図示の4つのギアガイド部材を各連結ギア333のピニオンギア332との対向部に対応する位置に設けるようにしてもよい。
各ギアガイド部材は、板状の部材であり、ピニオンギア332に噛み合って動く連結ギア333を間にしてピニオンギア332に向かい合うよう基体320に固定されている。
各ギアガイド部材は、連結ギア333が負荷によって撓んでピニオンギア332との噛み合いが外れることを阻止するように、対応する連結ギア333の背面側から連結ギア333を支えるようになっている。
<回転部材342について>
回転部材342は、基体320に付着した物品を回転運動によって基体320から掃い落とすものである。
なお、本発明で意味するところの「掃い落とす」とは、特に用語を限定する意図はなく、基体320、より具体的には、物品剥がし部材321の囲い面322に付着した物品を掃い落とす、掻き落とす、剥がし落とす、あるいは、拭い落とすことを含み、基体320に付着した物品を取り除くことを意味する。
この回転部材342は、特に限定されるものでは無いが、例えばステンレス製であり、囲い面322に接する位置、あるいは、近接する位置で回転可能に回転軸341に固定されている。
回転部材342は、回転軸341の先端に固定される中心固定部342aと、この中心固定部342aから物品剥がし部材321の両縁に向けて逆方向に延在した一対の片状部342bと、を有し、回転中心となる中心固定部342aと一対の片状部342bとが直線状かつ一体的に形成されている。
すなわち、一対の片状部342bは、回転中心となる中心固定部342aを基準として対称配置されている。
この実施形態では、回転部材342は、全体的にみると細長い刃物形状をなし、両端部には、厚みを薄くするように端面に向けて下り傾斜した傾斜面が形成さている。
このような物品掃い落とし機構340は、4本の物品保持部材310を物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動させるピニオンギア332の回転運動に連動して回転軸341が回転され、この回転軸341の回転運動に伴って回転部材342が回転される。
すなわち、回転部材342は、4本の物品保持部材310を物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動させるピニオンギア332に連動して回転される。
一方、4本の物品保持部材310が、保持された物品を解放するため、物品保持位置P1から物品開放位置P2に移動される際、回転部材342が物品開放位置P2から物品保持位置P1に移動される際の回転とは逆回転のピニオンギア332の回転運動に連動して回転される。
なお、本実施形態では、4本の物品保持部材310が物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動される際、ピニオンギア332が例えば1.25回転される。このピニオンギア332の回転回数は、4本の物品保持部材310を物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動させることができれば、その他の回転回数であっても構わない。片状部342bの数が2本である場合には、最低でも180°回転するように設定される。また、片状部342bの数が4本である場合には、最低でも90°回転するように設定される。片状部342bの数が1本である場合には、最低でも360°回転するように設定される。
また、本実施形態では、回転部材342は、ステンレス製のものを例示したが、その他の金属、樹脂、金属と樹脂を組み合わせたもの、あるいは、二色成形樹脂、弾性材等、基体320に付着した物品を掃い落とすことができれば各種材質を適用することができる。例えば、金属と樹脂を組み合わせたものを用いる場合、囲い面322に対向する面に摩擦係数が小さい樹脂を設け、裏側に金属が一体成形されるようにしてもよい。また、囲い面322及び回転部材342の材質のいずれか一方の材質がステンレスである場合には、他方の材質は例えば食品対応の樹脂とすることができる。また、両者の材質がステンレスである場合には、例えば、両者の間に僅かな例えば1mm以下の隙間を設けるように、回転部材342の回転軸341は、軸ブロック335又は物品剥がし部材121の少なくともいずれか一方に軸受335aを介して軸支されている。
また、本実施形態では、回転部材342が、中心固定部342aから物品剥がし部材321の両縁に向けて逆方向に延在した一対の片状部342bを設けられたものを例示したが、回転部材342の形状は特に限定されるものでは無く、片状部342bの数は1本以上であれば何本でよい。例えば、片状部342bの数を4本に増やし、4本の片状部342bが中心固定部342aの周方向に90度間隔で設けられるようにしてもよい。なお、片状部342bの数が多すぎる場合、あるいは、片状部342bの表面積が大きすぎる場合には、片状部342b自体に物品が付着しやすくなるため、片状部342bの本数と形状(表面積等)は、物品の付着しやすさに応じて制限される。
このように4本の片状部342bが回転部材342に設けられた場合、回転部材342が少なくとも90度回転されるだけで、複数の片状部342bが、互いの回転角度領域を補完し合うように回転されるため、囲い面322に付着した物品を4本の片状部342bによって囲い面322の略全面に渡って掃い落とすことができる。
すなわち、片状部342bの数を複数本にした場合、ピニオンギア332の回転回数が1回転未満であっても、複数の片状部342bが互いの回転角度領域を補完し合うことによって、囲い面322に付着した物品を掃い落とすことができる。
一方、ピニオンギア332が少なくとも1回転以上回転される場合には、1本の片状部342bによって囲い面322に付着した物品を囲い面322の略全面に渡って掃い落とすことができるため、片状部342bの数を2本から1本に減らすことができる。
このような物品掃い落とし機構340は、ピニオンギア332と連結ギア333のギア比を調整することによって、4本の物品保持部材310が物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動される際のピニオンギア332の回転回数を調整することができる。
このため、物品掃い落とし機構340は、ピニオンギア332の回転回数、回転部材342の形状、片状部342bの本数、片状部342bの配置等を適宜調整することによって、囲い面322に付着した物品をより確実に掃い落とすことができる。
ここで、物品取り分け装置300の物品取り分け動作について説明する。
まず、物品取り分け装置300が、取り分け対象の物品の上方位置から物品に向けて下降移動されることによって、4本の物品保持部材310が取り分け対象の物品に差し込み可能な位置に配置される。
このようにして4本の物品保持部材310が物品に差し込み可能な位置に配置されると、4本の物品保持部材310が物品開放位置P2から物品保持位置P1に移動される。
ここで、4本の物品保持部材310が物品保持位置P1へ移動される場合にはそれぞれ異なる方向から同時に移動される。こうして各物品保持部材110が移動軌跡に沿って物品保持位置P1に移動して差し込まれるだけで形成された囲い空間に所定量の物品B2が保持される。
また、4本の物品保持部材110が、取り分け対象の物品に差し込まれる際、1つのピニオンギア332に噛み合う4つの連結ギア333によって4本の物品保持部材310の移動動作が連動すると共に、ピニオンギア332の回転運動に連動する回転軸341を介して回転部材342が回転される。
これにより、回転部材342が物品剥がし部材321の囲い空間側の略全面に沿うように回転され、囲い面322に付着した物品を掃い落とされる。
すなわち、物品掃い落とし機構340は、4本の物品保持部材310によって物品を保持するタイミングで回転部材342が回転され、保持された物品が物品剥がし部材321の囲い面322に付着されることが阻止される。
このようにして、物品が、例えば、ポテトサラダのような粘度が高く周りに付着し易いものであっても、基体320の一部である物品剥がし部材321に付着することなく4本の物品保持部材310によって半球状に形成された囲い空間内に保持される。
その後、物品取り分け装置300が、実施形態1の物品取り分け装置100の動作(図5C参照)と同様にして、物品取り分け装置300の軸を中心として回転され、4本の物品保持部材310によって囲われた囲い空間内の物品が囲い空間外の物品から分離される。
その後、物品取り分け装置300が、4本の物品保持部材310によって所定量の物品が保持された状態で、取り分け先に移動され、4本の物品保持部材310が物品保持位置P1から物品開放位置P2に移動されることによって、所定量の物品が取り分け先に取り分けられる。
ここで、4本の物品保持部材310が物品保持位置P1から物品開放位置P2に移動されると、各物品保持部材310の先端から基端までの略全体が保持部材挿通孔321aに挿通され、物品保持部材310に付着した物品が囲い面322に突き当てられて剥がし落とされる。
すなわち、物品取り分け装置300は、物品剥がし部材321を駆動機構等によって動かすことなく、物品剥がし部材321に対して4本の物品保持部材310が物品保持位置P1から物品開放位置P2に移動される一連の動作の中で物品保持部材310に付着した物品を剥がし落とすことができるようになっている。
さらにこの時、1つのピニオンギア332に噛み合う4つの連結ギア333によって4本の物品保持部材310が連動して移動されると共に、ピニオンギア332の回転運動に連動して回転軸341が回転される。
なお、本実施例では、4本の物品保持部材310が物品保持位置P1から物品開放位置P2に移動される際、ピニオンギア332が1.25回転され、このピニオンギア332に連動して回転される回転軸341を介して回転部材342が1.25回転される。
回転部材342が1.25回転されると、各片状部342bが回転軸341を中心として1.25回転される。
すなわち、各片状部342bが囲い面322に接する位置、あるいは、近接する位置で少なくとも一回転される。
このようにして、回転部材342が囲い面322の略全面に沿うように回転されることによって、囲い面322に付着した物品が掃い落とされ、4本の物品保持部材310によって保持された所定量の物品が余すことなく取り分け先に取り分けられる。
上述したような本実施形態の物品取り分け装置300は、本実施形態1である物品取り分け装置100と同様の効果を奏すると共に、駆動機構330によって4本の物品保持部材310が物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動されると、物品掃い落とし機構340の回転部材342が駆動機構に連動して回転されて基体320に付着した物品が掃い落とされるため、4本の物品保持部材310によって保持された所定量の物品を余すことなく取り分け先に取り分けることができ、結果的に、所定量の物品を安定して取り分け先に取り分けることができる。
また、上述したような本実施形態の物品取り分け装置300は、4本の物品保持部材310を物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動させる駆動機構330に連動して物品掃い落とし機構340の回転部材342が回転されるため、回転部材342を回転駆動させるための駆動機構を設ける必要がなく、結果的に簡易な装置構成で所定量の物品を安定して取り分け先に取り分けることができる。
[実施形態4]
本発明の実施形態4に係る物品取り分け装置400について、図9を参照して説明する。図9は、本発明の実施形態4に係る物品取り分け装置400の斜視図である。
本発明の実施形態4に係る物品取り分け装置400は、上述した本発明の実施形態3に係る物品取り分け装置300と比較すると、4本の物品保持部材450の形状が異なっているが、その他の構成については同様であるため、上述した実施形態3の物品取り分け装置300と同一の部分、部材について対応する400番台の符号を付すことにより、その重複する説明を省略する。
本実施形態の物品取り分け装置400は、少なくとも物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動可能な4本の物品保持部材310と、4本の物品保持部材450が移動可能に取り付けられた基体420と、4本の物品保持部材410を駆動する駆動機構430と、を備えている。
なお、本実施形態の物品取り分け装置400は、物品保持部材450の数が4本であるものを例示したが、物品保持部材450によって物品を保持することができれば、物品保持部材450の数は4本以外であっても構わない。例えば、物品保持部材450の数は6本であってもよい。
物品取り分け装置400の物品保持部材450は、例えば、ステンレス製の板材であり、物品保持位置P1における物品保持部材450の形状が物品保持部材450の移動軌跡に沿う形状になっている。
本実施形態では、物品保持部材450の移動軌跡が略円弧状であり、物品保持位置P1における物品保持部材450の形状がこの物品保持部材450の移動軌跡に沿う円弧状に形成されている。
この物品保持部材450は、延在方向において後端から中央部周辺までの領域A1の幅が実施形態1~3の物品保持部材110、210、310に比べて広く形成されると共に、先端部の領域A2の幅が先端に向けて漸次縮小される先細り形状に形成されている。
このように物品保持部材450は、領域A1の幅が幅広に形成されることにより、物品保持位置P1における4本の物品保持部材450の間隔が狭く抑えられ、柔らかい物品、あるいは、小さい粒が集まった流動性の高い物品であっても4本の物品保持部材210による囲い空間の外にこぼれ落ち難くなっている。
一方、先端部の領域A2は、その幅が先端に向けて漸次縮小される先細り形状に形成されることによって、物品に差し込み易くなっている。
このため、4本の物品保持部材450が物品保持位置P1へ移動される場合にはそれぞれ異なる方向から同時に移動される。こうして各物品保持部材450が、先細り形状の先端部から差し込まれて移動軌跡に沿って物品保持位置P1に移動されるだけで形成された囲い空間に所定量の物品が保持される。
なお、4本の物品保持部材450は、物品保持部材450の外面450aに付着する物品を剥がし落とすための不図示の外周カバーが設けられている。
外周カバーは、例えば、ステンレス製の略筒状の部材であり、物品剥がし部材421の上方領域、すなわち、物品取り分け装置400の駆動機構430が設けられた領域を囲うように物品剥がし部材421の外周縁面423に沿って固定されている。
この外周カバーの内周面には、4つの凹部が設けられている。この4つの凹部は、物品剥がし部材421の外周縁面423と外周カバーの内面との間に各物品保持部材450が移動可能な隙間を形成した部分である。
各物品保持部材450が物品保持位置P1と物品開放位置P2との間でされると、物品剥がし部材421の外面450aに付着した物品が外周カバーの内面に接触して剥がし落とされる。
すなわち、外周カバーは、4本の物品保持部材450が物品保持位置P1と物品開放位置P2との間で移動される際、各物品保持部材450外面に付着した物品を剥がし落とす機能を有している。
また、外周カバーは、各物品保持部材450に付着した物品が物品剥がし部材421の上方の領域、つまり、駆動機構430が設けられた領域に持ち込まれることを防止する機能を有している。
このような外周カバーにより、駆動機構430に物品が付着されることが防止され、駆動機構430の清掃が容易になるため、メンテナンス性が向上される。
なお、凹部の内面、特に物品保持部材450の出入口付近には、樹脂製、例えば食品対応の樹脂製の不図示のシール材が設けられることによって、同一材質の物品保持部材450と外周カバーとが擦れて金属粉が発生することを防ぐと共に、物品保持部材450に付着した物品を剥がし落とし易くすることができる。
上述したような本実施形態の物品取り分け装置400は、本実施形態1である物品取り分け装置100と同様の効果を奏すると共に、4本の物品保持部材450がその延在方向において、後端から中央部周辺までの領域A1の幅が広く形成されることにより、物品保持位置P1における4本の物品保持部材450の間隔が狭く抑えられるため、柔らかい物品、あるいは、小さい粒が集まった流動性の高い物品であっても、4本の物品保持部材450によって形成された囲い空間内からこぼれ落ちることを防ぎ、所定量の物品を安定して取り分け先に取り分けることができる。一方で、領域A1の幅が広い場合には例えば千切りキャベツ等の繊維状のものを掴みにくくなるおそれがある。このため、領域A1及び領域A2のそれぞれの幅や形状は、対象の食品の物性に合わせて設定することが望ましい。
なお、本発明の実施形態3および4では、回転部材342、442が駆動機構330、430に連動して基体320、420に付着した物品を基体320、420から掃い落とすものを例示したが、基体320、420に付着した物品を掃い落とすことができれば、回転部材342、442以外の構成を用いても構わない。例えば、駆動機構に連動して、物品剥がし部材321の囲い面322、422に接する位置、あるいは、近接する位置で揺動される揺動部材(不図示)、あるいは、平行移動される平行移動部材(不図示)を設けて基体320、420に付着した物品を掃い落とすようにしてもよい。
ここで、揺動部材、あるいは、平行移動部材は、例えば、駆動機構330、430に接続されたリンク機構を介して動作させる。
また、本発明の実施形態3および4では、回転部材342、442がピニオンギア332、432に連結した回転軸341、441を介して回転されるもの、すなわち、機械的な伝達によって回転部材342、442が回転されるものを例示したが、これに限らず、例えば、電気的な伝達機構(例えば機構駆動機構330、430によって発電した電力を利用して電気的な伝達によって回転部材342、442が回転されるようにした機構など)を採用してもよいし、回転部材342、442用に別途設けた駆動機構によって回転部材342、442が回転されるようにしてもよい。
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の技術思想を具体化するための物品取り分け装置を例示するものであって、本発明をこれらに特定するものではなく、その他の実施形態のものにも等しく適用し得るものであり、また、これらの実施形態の一部を省略、追加、変更することや、各実施形態の態様を組み合わせることも可能である。
なお、物品保持部材110等の材質として、ステンレス製と例示したが、各実施形態の材質を限定するものではない。物品が食品である場合には、ステンレス製またはステンレス合金製が望ましいが、特に限定されるものではなく、他の金属、金属合金、樹脂、セラミックス等、ある程度の剛性が確保できる材質で、食品対応の材質であれば、様々な材質を採用することが出来る。
100、200、300、400 ・・・物品取り分け装置
110、210、310、450 ・・・物品保持部材
450a ・・・外面
450b ・・・内面
120、220、320、420 ・・・基体
121、221、321、421 ・・・物品剥がし部材
121a、221a、321a ・・・保持部材挿通孔
322、422 ・・・囲い空間側の面
423 ・・・外周縁面
130、230、330、430 ・・・駆動機構
131、331、431 ・・・モータ
331a、431a ・・・軸
132、332、432 ・・・ピニオンギア
132a、332a、432a ・・・上部噛合い領域
132b、332b、432b ・・・下部噛合い領域
133、333、433 ・・・連結ギア
134、334、434 ・・・回動支持アーム
134a、334a ・・・回転支軸部
335 ・・・軸ブロック
335a ・・・軸受
134b、334b ・・・連結部
134c、334c ・・・アーム部
340、440 ・・・物品掃い落とし機構
341、441 ・・・回転軸
342、442 ・・・回転部材
342a、442a ・・・中心固定部
342b、442b ・・・片状部
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成できる。すなわち、本発明の第1の態様の物品取り分け装置は、少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な複数の物品保持部材と、前記複数の物品保持部材が移動可能に取り付けられた基体と、前記複数の物品保持部材を駆動する駆動機構と、を備えた物品取り分け装置であって、前記物品保持位置における前記物品保持部材の形状が前記物品保持部材の移動軌跡に沿う形状であり、前記駆動機構が、アクチュエータ、前記アクチュエータに接続された単一のピニオンギア、前記ピニオンギアと噛合する複数の連結ギア、及び、前記連結ギアの移動軌跡とは異なる位置にある支軸部に回動支持される回動支持アームを含み、前記連結ギア、前記回動支持アーム及び前記物品保持部材が一体として駆動されることを特徴とする。
本発明の第2の態様の物品取り分け装置は、少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な複数の物品保持部材と、前記複数の物品保持部材が移動可能に取り付けられた基体と、前記複数の物品保持部材を駆動する駆動機構と、を備えた物品取り分け装置であって、前記物品保持位置における前記物品保持部材の形状が前記物品保持部材の移動軌跡に沿う形状であり、前記駆動機構が、アクチュエータ、前記アクチュエータに接続された単一のピニオンギア、及び、前記ピニオンギアと噛合する複数対の連結ギアを含み、各対の連結ギアの一方の連結ギアと他方の連結ギアとが前記ピニオンギアを挟んで対向するように前記ピニオンギアに噛合し、かつ、各対の連結ギアが前記ピニオンギアの軸線方向及び周方向において異なる位置で前記ピニオンギアに噛合し、前記物品保持部材が、粘性のある食品、または、細かく分離され互いに絡み合って一つの塊として保持できる食品を定量ずつ取り分けることを特徴とする。
本発明の第3の態様の物品取り分け装置は、少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な複数の物品保持部材と、複数の前記物品保持部材が移動可能に取り付けられた基体と、複数の前記物品保持部材を駆動する駆動機構と、前記基体に付着した物品を該基体から掃い落とす物品掃い落とし機構と、を備えた物品取り分け装置であって、前記物品保持位置における前記物品保持部材の形状が前記物品保持部材の移動軌跡に沿う形状であり、前記物品掃い落とし機構が、前記基体に付着した物品を、片状部を駆動することにより、前記基体から掃い落とすことを特徴とする。
本発明の第4の態様の物品取り分け装置は、第1~3のいずれかの態様の物品取り分け装置において、前記物品保持部材の形状が略円弧状であることを特徴とする。
本発明の第の態様の物品取り分け装置は、第1~4のいずれかの態様の物品取り分け装置において、前記物品保持部材の少なくともいずれか2つ以上は移動動作が連動していることを特徴とする。
本発明の第の態様の物品取り分け装置は、第1~のいずれかの態様の物品取り分け装置において、前記基体に、物品保持部材に付着した物品を剥がし取る物品剥がし部材を設けることを特徴とする。

Claims (5)

  1. 少なくとも物品保持位置と物品開放位置との間で移動可能な複数の物品保持部材と、
    前記複数の物品保持部材が移動可能に取り付けられた基体と、
    前記複数の物品保持部材を駆動する駆動機構と、
    を備えた物品取り分け装置であって、
    前記物品保持位置における前記物品保持部材の形状が前記物品保持部材の移動軌跡に沿う形状であることを特徴とする物品取り分け装置。
  2. 前記物品保持部材の形状が略円弧状又は略直線状の少なくとも一方を含むことを特徴とすることを特徴とする請求項1に記載の物品取り分け装置。
  3. 前記物品保持部材の少なくともいずれか2つ以上は移動動作が連動していることを特徴とする請求項1または2に記載の物品取り分け装置。
  4. 前記基体に、物品保持部材に付着した物品を剥がし取る物品剥がし部材を設けることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の物品取り分け装置。
  5. 前記基体に付着した物品を該基体から掃い落とす物品掃い落とし機構を備えることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の物品取り分け装置。
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