JP2022128710A

JP2022128710A - 制御装置、制御方法、及び衣類処理装置

Info

Publication number: JP2022128710A
Application number: JP2021027079A
Authority: JP
Inventors: 勇二一丸; Yuji Ichimaru; 耕一反田; Koichi Handa; 祥平谷口; Shohei Taniguchi
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2021-02-24
Filing date: 2021-02-24
Publication date: 2022-09-05

Abstract

【課題】回転体の制御技術を向上させる。【解決手段】制御装置９００は、１以上の回転軸の周りに回転可能な回転体を目標回転位置に回転させるときに、目標回転位置に応じて、回転体を回転させる回転軸の順序、回転軸の周りに回転体を回転させる方向、及び回転体の回転位置を制御するための不感帯の幅、のうち少なくとも１つを含む制御態様を設定する制御態様設定部９６１と、設定された制御態様で、回転体の回転位置が目標回転位置になるように回転体の回転を制御する回転制御部９６２と、を備える。【選択図】図２３

Description

本開示は、回転体を制御する制御装置、制御方法、及び衣類処理装置に関する。

ロボットのアームなどを精密に制御するためには、アームなどを駆動するための駆動機構において生じるバックラッシの影響を可能な限り排除して、位置決めの精度を向上させる必要がある。例えば、特許文献１には、ブレーキにより回転軸を拘束すると、モータの駆動トルクについて、ブレーキによる拘束力を下回るトルク制限値を設定し、モータの駆動トルクがトルク制限値に達するまでモータを回転させて、バックラッシを解消することが開示されている。

特開２０１９－１４１９６９号公報

特許文献１に開示された技術では、機械式ブレーキなどの特殊な構成を搭載する必要があるので、製造コストが増大する。

本開示は、回転体の制御技術を向上させるための技術を提供する。

本開示における制御装置は、１以上の回転軸の周りに回転可能な回転体を目標回転位置に回転させるときに、目標回転位置に応じて、回転体を回転させる回転軸の順序、回転軸の周りに回転体を回転させる方向、及び回転体の回転位置を制御するための不感帯の幅、のうち少なくとも１つを含む制御態様を設定する制御態様設定部と、設定された制御態様で、回転体の回転位置が目標回転位置になるように回転体の回転を制御する回転制御部と、を備える。

本開示における制御方法は、１以上の回転軸の周りに回転可能な回転体を目標回転位置に回転させるときに、目標回転位置に応じて、回転体を回転させる回転軸の順序、回転軸の周りに回転体を回転させる方向、及び回転体の回転位置を制御するための不感帯の幅、のうち少なくとも１つを含む制御態様を設定するステップと、設定された制御態様で、回転体の回転位置が目標回転位置になるように回転体の回転を制御するステップと、を備える。

本開示における衣類処理装置は、処理対象物を保持するための保持装置と、保持装置を制御する保持装置制御部と、を備える。保持装置は、１以上の回転軸の周りに回転可能であり、保持装置制御部は、保持装置を目標回転位置に回転させるときに、目標回転位置に応じて、保持装置を回転させる回転軸の順序、回転軸の周りに保持装置を回転させる方向、及び保持装置の回転位置を制御するための不感帯の幅、のうち少なくとも１つを含む制御態様を設定する制御態様設定部と、設定された制御態様で、保持装置の回転位置が目標回転位置になるように保持装置の回転を制御する回転制御部と、を備える。

本開示の技術によれば、回転体の制御技術を向上させることができる。

実施の形態１における衣類処理装置の斜視図実施の形態１における衣類処理装置の正面概略構成図実施の形態１における衣類処理装置の側面概略構成図実施の形態１における衣類処理装置の保持部の斜視図実施の形態１における衣類処理装置の保持部のＹａｗ部の縦断面模式図実施の形態１における衣類処理装置の保持部のＨａｎｄ部の縦断面模式図実施の形態１における衣類処理装置の作業板装置の正面模式図及び側面模式図実施の形態１における衣類処理装置の撮像装置の側面模式図実施の形態１における衣類処理装置の支持部の側面模式図実施の形態１における衣類処理装置の収納装置の動作を示す模式図実施の形態１における衣類処理装置の収納装置の動作を示す正面模式図実施の形態１における衣類処理装置の制御装置のブロック図不感帯について説明するための図ギアのバックラッシについて説明するための図バックラッシと不感帯の関係について説明するための図バックラッシと不感帯の関係について説明するための図片当て制御について説明するための図保持部を模式的に示す図図１６ＡにおけるＡ矢視図Ｐｉｔｃｈ軸の不感帯について説明するための図保持部を模式的に示す図図１８ＡにおけるＢ矢視図Ｙａｗ軸の不感帯について説明するための図保持部を模式的に示す図Ｒｏｌｌ軸の位置決めについて説明するための図目標回転位置と制御態様との対応関係を定めた制御態様テーブルの例を示す図実施の形態１に係る制御装置の機能構成図実施の形態１に係る制御方法の手順を示すフローチャート

（本開示の基礎となった知見等）
本開示の衣類処理装置は、処理対象物を保持して処理するための保持部を備える。保持部は、例えば、Ｙａｗ軸、Ｐｉｔｃｈ軸、Ｒｏｌｌ軸の３つの回転軸の周りに回転可能に構成されており、各軸の周りに回転されることにより姿勢が制御される。処理対象物を適切に処理するためには、保持部の姿勢を精度良く制御する必要がある。

このような課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。本開示に係る衣類処理装置の制御装置は、保持部の目標回転位置に応じて、保持部を回転させる回転軸の順序、回転軸の周りに保持部を回転させる方向、及び保持部の回転位置を制御するための不感帯の幅、のうち少なくとも１つを含む制御態様を設定し、設定された制御態様で、保持部の回転位置が目標回転位置になるように保持部の回転を制御する。これにより、製造コストの増大を抑えつつ、保持部の姿勢を制御する精度を向上させることができる。

以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

（実施の形態１）
以下、図１～図２４を用いて、実施の形態１を説明する。なお、衣類処理装置１の３方向について、前側正面から見て、左右の幅方向を矢印で示すＸ方向（左方向Ｘ１、右方向Ｘ２）、前後の奥行き方向を矢印で示すＹ方向（前方向Ｙ１、後方向Ｙ２）、上下の高さ方向を矢印で示すＺ方向（上方向Ｚ１、下方向Ｚ２）として説明する。

［１－１．構成］
［１－１－１．衣類処理装置の全体構成］
衣類処理装置１は、変形性薄物としての処理対象物Ｔを保持、認識、折り畳み、及び、収納する装置である。図１に示されるように、衣類処理装置１は、筐体１００、及び、筐体１００内に構成される、受入部２００と、保持装置３００と、作業板装置４００と、撮像装置５００と、支持部６００と、収納装置７００と、制御装置９００と、を備える。なお、受入部２００及びその上方の処理空間が１つの筐体に構成され、収納装置７００などは別の筐体内に構成されて、それぞれの筐体が連結されて一体となるように構成されてもよい。

処理対象物Ｔは、例えば、衣類及びタオル類などの布地、フィルム、紙ならびにシートなどに代表される変形性薄物である。その形状は、タオル類のように矩形であってもよいし、Ｔシャツやランニングシャツ、長袖シャツ、ズボンのような略矩形であってもよい。

＜筐体１００＞
筐体１００は、直方体の枠を形成するフレーム１１０と、直方体の所定の面に外郭１２０が設けられて構成される。フレーム１１０と外郭１２０とは、一体に形成されてもよい。

＜受入部２００＞
受入部２００は、処理対象物Ｔを外部から受け入れる収容部である。図１から図３に示されるように、受入部２００は、上面が開口した箱型形状を有する。受入部２００は、ユーザがアクセスし易いように、衣類処理装置１における底部に配設され、奥行き方向（Ｙ方向）に出し入れ可能に配設される。例えば、受入部２００は、下部にガイドレール２１０が設けられ、前方向Ｙ１に引き出される。処理対象物Ｔは、引き出された受入部２００に上方から入れられる。受入部２００は、処理対象物Ｔが入れられると、ガイドレール２１０に沿って後方向Ｙ２に戻され、筐体１００内に収められる。

受入部２００は、処理対象物Ｔが受入部２００の底面中央付近に集まるように構成されてもよい。例えば、受入部２００の底面が、中央に向けて傾斜するように形成されてもよい。この傾斜によって、処理対象物Ｔは、受入部２００に入れられた後、底面中央付近に集められる。これにより、受入部２００に投入された処理対象物Ｔの位置が特定されやすくなり、処理の短時間化に寄与できる。

［１－１－２．保持装置の構成］
保持装置３００は、処理対象物Ｔを処理するために、処理対象物Ｔを保持する装置である。保持装置３００は、処理対象物Ｔを保持する保持部３１０と、保持部３１０を幅方向（Ｘ方向）、奥行き方向（Ｙ方向）、高さ方向（Ｚ方向）の３方向に移動させる移動機構３２０と、を含む。保持装置３００は、複数設けられ、受入部２００内に入れられた処理対象物Ｔを保持して持ち上げるとともに、処理対象物Ｔを一時的に載置できる作業板装置４００と協働して、処理対象物Ｔを持ち替えながら展開及び折り畳みを行う。

衣類処理装置１は、図１から図３に示されるように、保持装置３００として２基の保持装置３００Ａ，３００Ｂを備える。保持装置３００Ａは、保持部３１０として１つの保持部３１０Ａを有し、保持部３１０Ａを３方向に移動させる移動機構３２０Ａを有する。保持装置３００Ｂは、保持部３１０として２基の保持部３１０Ｂ，３１１Ｂを有し、保持部３１０Ｂ，３１１Ｂをそれぞれ３方向に移動させる移動機構３２０Ｂを有する。

保持部３１０Ａ，３１０Ｂ，３１１Ｂは、後述する作業板装置４００の作業板４１０に対して、幅方向、奥行き方向、高さ方向にそれぞれ相対移動可能である。例えば、移動機構３２０Ａ、３２０Ｂは、保持部３１０Ａ，３１０Ｂ，３１１Ｂが作業板４１０の縁部に沿って一列に並ぶように位置させることができる。

保持装置３００Ａ、３００Ｂは、後述する制御装置９００と有線又は無線により通信可能に接続される。そして、制御装置９００により、保持部３１０Ａ、３１０Ｂ，３１１Ｂ及び移動機構３２０Ａ、３２０Ｂの動作が制御される。

＜移動機構３２０＞
保持装置３００Ａ，３００Ｂに用いられる移動機構３２０Ａ，３２０Ｂについて、保持装置３００Ａの移動機構３２０Ａの構成を用いて説明する。保持装置３００Ｂの移動機構３２０Ｂの構成は、保持部の数を除いて保持装置３００Ａの構成と基本的に同じである。よって、保持装置３００Ｂは、保持装置３００Ａの符号中「Ａ」を「Ｂ」に置き換えた符号を用いればよく、その説明を省略する。

移動機構３２０Ａは、図２に示されるように、幅方向移動機構３３０Ａと、高さ方向移動機構３４０Ａと、奥行き方向移動機構３５０Ａと、を備える。

幅方向移動機構３３０Ａは、保持部３１０Ａを幅方向（Ｘ方向）に移動させる。幅方向移動機構３３０Ａは、保持部３１０Ａを移動させるための駆動力源となる幅方向駆動部３３２Ａ、及び、移動のガイドとなるＸガイド３３４Ａを有する。詳細は図示しないが、幅方向駆動部３３２Ａは、正転及び逆転が可能なモータであり、ピニオンギアを有する。Ｘガイド３３４Ａは、幅方向駆動部３３２Ａの動力がピニオンギアを介して伝達されるラックギア及びレールであり、その長手方向が幅方向に沿うように配置される。幅方向駆動部３３２Ａは、通電により、Ｘガイド３３４Ａに沿ってスライド移動する。幅方向駆動部３３２ＡがＸガイド３３４Ａに沿って幅方向に移動すると、幅方向駆動部３３２Ａに固定された保持部３１０Ａも幅方向に移動する。

高さ方向移動機構３４０Ａは、幅方向移動機構３３０Ａとともに保持部３１０Ａを高さ方向（Ｚ方向）に移動させる。高さ方向移動機構３４０Ａは、幅方向移動機構３３０Ａの左右両端に設けられ、幅方向移動機構３３０Ａを移動させるための駆動力源となる高さ方向駆動部３４２Ａ、及び、移動のガイドとなるＺガイド３４４Ａを有する。高さ方向駆動部３４２Ａは、正転及び逆転が可能なモータであり、ピニオンギアを有する。詳細は図示しないが、高さ方向駆動部３４２Ａは、幅方向移動機構３３０Ａの枠体の左端に固定され、右端へ駆動力を伝達する伝動シャフトを有する。左右２本のＺガイド３４４Ａは、高さ方向駆動部３４２Ａの動力がピニオンギア及び伝動シャフトを介して伝達されるラックギア及びレールであり、その長手方向が高さ方向に沿うようにして配置される。左右２本のＺガイド３４４Ａは、上端で連結され、アーチ型に構成される。高さ方向駆動部３４２Ａへの通電により、幅方向移動機構３３０Ａが高さ方向に沿って移動する。

奥行き方向移動機構３５０Ａは、保持装置３００Ａ全体（高さ方向移動機構３４０Ａ、幅方向移動機構３３０Ａ及び保持部３１０Ａ）を奥行き方向（Ｙ方向）に移動させる。奥行き方向移動機構３５０Ａは、高さ方向移動機構３４０Ａを移動させるための動力源となる奥行き方向駆動部３５２Ａ、及び、移動のガイドとなる複数のＹガイド３５４を有する。詳細は図示しないが、奥行き方向駆動部３５２Ａは、正転及び逆転が可能なモータであり、ピニオンギアを有する。奥行き方向駆動部３５２Ａは、高さ方向移動機構３４０Ａの枠体上部の連結部左端に固定され、右端へ駆動力を伝達する伝動シャフトを有する。Ｙガイド３５４は、奥行き方向駆動部３５２Ａの動力が伝達されるラックギア及びレールであり、その長手方向が奥行き方向に沿うようにして、左右のＺガイド３４４Ａそれぞれの上下端に配置される。

Ｙガイド３５４への駆動力の伝達について、上部のＹガイド３５４には、上述したように、奥行き方向駆動部３５２Ａの動力が伝動シャフトで伝達される。そして、下部のＹガイド３５４には、高さ方向移動機構３４０Ａの枠体内に設けられるギアベルトを介して上部に設けられる伝動シャフトから駆動力が伝達される。奥行き方向駆動部３５２Ａへの通電により、アーチ型の高さ方向移動機構３４０Ａが奥行き方向に沿って平行に移動し、幅方向移動機構３３０Ａ及び保持部３１０Ａも同じく移動する。

なお、本実施の形態において、２基の保持装置３００Ａ，３００Ｂは、奥行き方向（Ｙ方向）に移動するために上下左右４本のＹガイド３５４を共用する。このため、常に保持装置３００Ａは保持装置３００Ｂより後側に位置する。また、保持装置３００Ｂにおいて、２つの保持部３１０Ｂ，３１１Ｂは幅方向（Ｘ方向）に移動するためにＸガイド３３４Ｂを共用する。このため、常に保持部３１０Ｂは保持部３１１Ｂより左側に位置する。

以上、移動機構３２０について説明した。本実施の形態では、移動機構としてラック＆ピニオン式で、駆動部のモータも移動する構成としたが、これに限られない。例えば、ボールねじを利用し、モータは移動しない構成などでもよい。

＜保持部３１０＞
図４～図６を用いて、保持部３１０の構成について説明する。本実施の形態では、保持部３１０Ａ、３１０Ｂ、３１１Ｂの３つの保持部３１０が配設される。３つの保持部３１０の構成は、左右対称の部分もあるが、基本的に同じである。

図４に示すように、保持部３１０は、Ｙａｗ部３１２、Ｐｉｔｃｈ部３１３、Ｒｏｌｌ部３１４、及びＨａｎｄ部３１５の４つのユニットが、それぞれ回動シャフト３１６（図５）を介して連結して構成される。

また、図５に示すように、Ｙａｗ部３１２は、Ｈａｎｄ部３１５を奥行き方向（Ｙ方向）のＹａｗ軸を中心に回動させる駆動部が内蔵される。駆動部は、モータ３１２ａとウォームギヤを含む複数の減速ギヤ３１２ｂからなり、最終的に回動シャフト３１６を回転駆動させる。回動シャフト３１６には、位置検出センサ３１６ａが設けられる。回動シャフト３１６は管状であり、中央の穴から各ユニットへ電源線や信号線を配線することができる。また、制御基板３１２ｃがＹａｗ部３１２内部に設けられる。

減速ギヤ３１２ｂの１つに、トルクリミッタ３１２ｄが内蔵されてもよい。なんらかのエラーで指令値と異なる動作をした保持部３１０Ａが周囲のユニットに衝突したり、処理対象物Ｔがどこかに引っかかった状態で駆動しようとしたりする場合などの異常事態において、２次側がこれ以上動かない状態（ロック状態）でモータ３１２ａが駆動されるとモータ３１２ａが破損する可能性がある。そこで、所定以上の負荷がかかるとトルクリミッタ３１２ｄが空回りすることで、このような異常状態においてもモータ３１２ａの破損を防止できる。

異常状態の回避としては、駆動部を構成するいずれかひとつの軸部にトルクセンサ３１２ｅが設けられてもよい。トルクセンサ３１２ｅは、軸部が回動するときのトルクを検出する。これにより、Ｈａｎｄ部３１５が保持する処理対象物Ｔにかかる力を推定し、処理対象物Ｔへ必要以上の負荷をかけてしまうことを防止し、適切な負荷で処理対象物Ｔを保持できるとともに、異常時には停止するなどの制御が可能となる。

保持部３１０Ａは、力覚センサ３１７を有してもよい。力覚センサ３１７は、Ｈａｎｄ部３１５が保持する処理対象物Ｔにかかる力やモーメントを検出する。これにより、処理対象物Ｔへ必要以上の負荷をかけてしまうことを防止し、適切な負荷で処理対象物Ｔを保持するように制御できる。

なお、本実施の形態では、Ｙａｗ部３１２の一次側に力覚センサ３１７を構成したが、構成位置はこれに限られない。例えば、Ｒｏｌｌ部３１４とＨａｎｄ部３１５との間に構成することもできる。前者の場合、力覚センサ３１７の制御基板や配線を保持部３１０Ａの外部に構成することができるため、保持部３１０Ａの小型化が図れる。後者の場合、Ｈａｎｄ部３１５により近い位置に力覚センサ３１７が設けられるため、処理対象物Ｔにかかる力やモーメントを高い精度で検出できる。

Ｐｉｔｃｈ部３１３及びＲｏｌｌ部３１４の基本構成は、Ｙａｗ部３１２と同様である。Ｐｉｔｃｈ部３１３は、Ｈａｎｄ部３１５を幅方向（Ｘ方向）のＰｉｔｃｈ軸を中心に回動させる。Ｒｏｌｌ部３１４は、Ｈａｎｄ部３１５をＲｏｌｌ軸（Ｚ方向）中心に回動させる。

このように、保持部３１０ＡはＹａｗ軸、Ｐｉｔｃｈ軸、及びＲｏｌｌ軸の回動軸を有するため、処理対象物Ｔを自在に保持したり、保持している処理対象物Ｔに対して他の保持部３１０Ｂ、３１１Ｂでさらに保持したりして、処理対象物Ｔを自在に扱うことができる。

なお、図５に示すように、保持部３１０Ａの各ユニットのモータ駆動やセンサ値の検出を行う制御基板３１２ｃを各ユニットの中に内蔵してもよい。これにより、内蔵された制御基板３１２ｃからの短い配線で処理できるとともに、各ユニットを連結している回動シャフト３１６の穴を通る配線の本数が減り、回動シャフト３１６の大きさが抑制されて保持部３１０Ａを小型化できる。

＜Ｈａｎｄ部３１５＞
図６に示すように、Ｈａｎｄ部３１５は、処理対象物Ｔを保持するために対向する２本のフィンガ３１５ａ、及び、フィンガ３１５ａを開閉する駆動部で構成される。駆動部は、モータ３１５ｂと、複数の減速ギヤ３１５ｃと、回動ギヤ３１５ｄと、からなり、最終的に対向する２本のフィンガ３１５ａを連動させて回転駆動し、開閉させる。

フィンガ３１５ａは、最後の回動ギヤ３１５ｄに固定される付け根部分が板バネ３１５ｅで構成される。これにより、保持する処理対象物Ｔに必要以上の負荷をかけてしまうことを防止し、適切な負荷で処理対象物Ｔを保持できる。また、例えば、作業板４１０に掛けられた処理対象物Ｔをフィンガ３１５ａで作業板４１０ごと一旦保持し、次に作業板４１０から処理対象物Ｔだけを引き抜くときに、板バネ３１５ｅの付勢力によりフィンガ３１５ａを作業板４１０の厚み分だけ自動的に閉じることができ、モータ３１５ｂをさらに動作させなくても処理対象物Ｔを把持し続けることができる。

Ｈａｎｄ部３１５の駆動部には、上述した保持部３１０Ａの駆動部と同様に、トルクリミッタ３１５ｆが設けられてもよい。これにより、フィンガ３１５ａが保持する処理対象物Ｔへ必要以上の負荷をかけてしまうことを防止し、適切な負荷で処理対象物Ｔを保持できる。

［１－１－３．作業板装置の構成］
作業板装置４００は、認識処理や折り畳み処理の際に処理対象物Ｔを載置する作業板４１０を回転及び移動させる装置である。図７に示すように、作業板装置４００は、作業板４１０、回転駆動部４２０、走行駆動部４３０、及び伝動部４４０で構成される。作業板装置４００は、そのままでは作業板４１０を無限に回転させられる回転機構である。

作業板４１０は、回転駆動部４２０に設けられる回転軸４２１に固定される。回転駆動部４２０は、作業板４１０を幅方向（Ｘ方向）の回転軸４２１を中心にして回転させる。走行駆動部４３０は、作業板４１０を高さ方向に移動させる。伝動部４４０は、モータの駆動力を伝えるギヤ及びベルトなどが設けられる。

作業板装置４００は、上述した移動機構３２０と同様の移動するための機構を備える。本実施の形態において、作業板装置４００は、保持部３１０Ｂが設けられる移動機構３２０ＡのＺガイド３４４Ａを兼用して、走行駆動部４３０が組み合わされる。このため、作業板装置４００は、Ｚガイド３４４Ａにおいて、常に保持部３１０Ａの下方で上下に移動するように構成される。

＜作業板４１０＞
作業板４１０は、図２に示すように、作業平面の角部を面取りされた略矩形の板材である。作業板４１０は、角部の角がないように形成されることにより、布類などの処理対象物Ｔが引っ掛かる不具合が抑制される。

作業板４１０は、作業板４１０の長手方向、つまり、長辺の２つの縁部がそれぞれ回転軸４２１と平行になるように回転軸４２１に固定される。このため、両方の縁部を用いての処理が容易となる。なお、図７に示すように、作業板４１０が回転軸４２１に対して偏心して配置されてもよい。この場合、回転軸４２１から作業板４１０の縁部までの距離が、それぞれの縁部ごとに異なる。これにより、例えば、処理対象物Ｔを回転軸４２１からの距離が長い側の縁部に当接させることで、同じ幅、同じ傾斜角（例えば６０度）であれば、偏心していない場合に比べてより高く処理対象物Ｔを持ち上げることができ、衣類処理装置１内の限られたスペースをより有効に活用できる。

なお、図１及び図７に示すように、作業板４１０の角部を面取りする代わりに、作業板４１０の左右端面に側端板４１１が設けられてもよい。側端板４１１は、作業板４１０の長手方向両端に作業板４１０に対して直角に設けられ、角部を面取りされた平板である。これにより、側端板４１１は、作業板４１０の角部を覆うとともに、自身も丸みを帯びることにより、作業板４１０に角をなくし、処理対象物Ｔが引っ掛かる不具合をより抑制できる。さらに、作業板４１０の長辺縁部の直線部分を長くして作業性を向上できるとともに、処理対象物Ｔが作業板４１０の伝動部４４０にまで飛び出して不具合が発生することを抑制できる。

また、処理対象物Ｔの処理中、作業板４１０の作業平面及び縁部において、処理対象物Ｔを滑らせたいとき、又は、滑らせたくないとき、の両方がある。このような場合に備えて、裏表ある作業平面の一方を滑りやすい面に形成し、他方を滑りにくい面に形成してもよい。また、２つある長辺の縁部の一方を滑りやすい縁部に形成し、他方を滑りにくい縁部に形成してもよい。これらを使い分けることにより、処理対象物Ｔを自在に処理できる。

あるいは、作業平面及び縁部のいずれにおいても、滑り止めとなる突起部が出没自在の構成としてもよい。これにより、滑らせたいときには突起部が没入し、滑らせたくないときには突起部が突出して処理対象物Ｔを係止すれば、処理対象物Ｔを自在に処理できる。

さらに、作業板４１０の作業平面又は縁部において、上記した滑り止めとなるような突起部が、左右に移動するように構成されてもよい。これにより、作業板４１０上の処理対象物Ｔを移動させることができる。また、左右に分離して構成される突起部が、それぞれ外側に移動するように構成されてもよい。これにより、作業板４１０上で皺になった処理対象物Ｔを広げることができる。

＜作業板装置４００の駆動部＞
回転駆動部４２０及び走行駆動部４３０は、図示しないが、いずれも上述した保持部３１０の駆動部のように、モータ、減速ギヤ、トルクリミッタ、及びトルクセンサ等の駆動機構を組み合わせ、適切な回転速度又は移動速度になるように構成される。

回転駆動部４２０の回転用モータ４２２は、右側に設けられる。回転駆動部４２０の回転軸４２１は、中空構造であり、内部空間に走行駆動部４３０の伝動シャフト４３１が貫通して設けられる。作業板４１０を回転させる回転軸４２１は、回転位置検出センサ（図示せず）が設けられ、いずれの方向にも無限に回転できるように構成される。作業板４１０の向きを初期化する原点設定構成は、特に限られないが、例えば、図７に示すように、筐体１００内の下部に初期化機構４５０が設けられ、回転軸４２１などの回転部の円周の所定位置に突起部が設けられ、所定のタイミングでリンク等の構成により突起部により作業板４１０の回転を係止することにより行われてもよい。

走行駆動部４３０の駆動機構は、左右に設けられる。走行駆動部４３０は、詳細は図示しないが、左側に設けられた走行用モータ４３２から伝動部４４０に設けられるベルト及び伝動シャフト４３１を介して右側にも駆動力を伝達し、左右に設けられる走行ギヤを駆動する。そして、左右のアンバランスが発生しないようにして作業板４１０を上下に移動させる。また、走行位置検出センサが走行駆動部４３０に設けられる。

作業板装置４００は、保持装置３００の動きと連動して動作するように制御される。制御装置９００は、例えば、処理対象物Ｔの種類を認識する認識処理の際に、保持装置３００に保持され下方向Ｚ２に垂れ下がる処理対象物Ｔを、所定の向きに回転させた作業板４１０の表面又は縁部にまたがるように載置する。そして、処理対象物Ｔの一端を水平方向に引っ張って変位させて処理対象物Ｔを衣類処理装置１の底面から離間させつつその上下方向の長さを小さくする。これにより、大きな処理対象物Ｔであっても保持装置３００によって持ち上げて、作業板装置４００と協働して処理対象物Ｔの最下端を受入部２００の底面から離して、保持することができる。また、処理対象物Ｔを保持装置３００のみで上方向Ｚ１に持ち上げるだけの場合に比べ、衣類処理装置１の高さ寸法を小さくすることができる。また、作業板装置４００は、処理対象物Ｔを折り畳む折畳処理の際に、作業板４１０の縁部に処理対象物Ｔを引っ掛けることで、処理対象物Ｔに折り畳み線を設定できる。

［１－１－４．撮像装置の構成］
撮像装置５００は、処理対象物Ｔを受け入れた後の掴み処理、認識処理及び折り畳み処理する際に、当該処理対象物Ｔの端点等を検出する装置である。図２及び図３に示すように、撮像装置５００は、第１撮像部５１０と、第２撮像部５２０と、第３撮像部５３０と、を含む。第１撮像部５１０及び第２撮像部５２０は、例えばデジタルスチルカメラが使用され、端点検出や、処理対象物Ｔの種類の判別などに使用される。第３撮像部５３０は、例えばステレオカメラが使用され、端点検出のための奥行き方向の距離や処理対象物Ｔの幅を測定するために使用される。いずれの撮像部も正面内壁側のフレームに設けられ、レンズの向きは後方向Ｙ２である。

第１撮像部５１０及び第２撮像部５２０のデジタルスチルカメラのレンズとして、広角レンズを使用してもよい。この場合、第１撮像部５１０及び第２撮像部５２０の視野が広がるので、１つの撮像部でより大きな処理対象物Ｔを撮像できる。また、レンズとして可変焦点レンズを用いて処理対象物Ｔを任意の倍率で撮像するようにしてもよい。この場合、低倍率で広い視野を確保することができるとともに、必要に応じて高倍率の拡大撮影が可能となり、第１撮像部５１０又は第２撮像部５２０によって、処理対象物Ｔの織り目状態から処理対象物Ｔの材質を検知することができる。処理対象物Ｔの材質を把握できれば、その材質に適した把持や折り畳み等も可能になる。

図８は、各撮像部の撮像範囲の一例を示す図である。第１撮像部５１０は、受入部２００の少し上方に設けられ、レンズの向きは斜めの下方向Ｚ２である。具体的には、第１撮像部５１０は、Ａ１１～Ａ１２の範囲を撮像可能である。つまり、第１撮像部５１０は、受入部２００に入れられた処理対象物Ｔを撮像する。この処理対象物Ｔの画像データは、例えば、初めの衣類の掴み上げのための画像データを取得するために使われたり、また折り畳みの進捗をチェックするために用いられたりする。

第２撮像部５２０は、正面の中央部近傍に設けられ、Ａ２１～Ａ２２の撮像範囲を有する。図８に示すように、Ａ２１～Ａ２２の撮像範囲は広く、例えば衣類処理装置１内の天井から底までの範囲にある処理対象物Ｔを撮像する。第２撮像部５２０は、例えば、展開時及び折り畳み時の処理対象物Ｔを撮像する。撮像された画像データは、処理対象物Ｔの種類又は部位等の判別において、処理対象物Ｔを照合するための画像を撮像するために用いられる。

第３撮像部５３０は、第１撮像部５１０と第２撮像部５２０との間に設けられ、Ａ３１～Ａ３２の撮像範囲を有する。第３撮像部５３０は、例えば左右に並んだ２つのレンズを有するステレオカメラであり、処理対象物Ｔの奥行き方向の距離を測定するために用いられる。第３撮像部５３０により撮像された画像データは、折り畳み中の最下点や衣類幅等の測距データを取得するために用いられてもよい。第３撮像部５３０の撮像範囲Ａ３１～Ａ３２には、作業板４１０が含まれる。

なお、デジタルスチルカメラのイメージセンサとしては、例えば、モノクロ又はカラーのＣＣＤ又はＣＭＯＳを用いることができる。カラーのＣＣＤ又はＣＭＯＳを用いた場合は、処理対象物Ｔの認識工程において、処理対象物Ｔの「色」を認識の判断ための一要素として用いることができる。また、第３撮像部５３０は、ステレオカメラに代えて、赤外線カメラを用いて距離データを取得してもよい。

また、撮像装置５００は、座標系を安定させるため移動可能ではないが、これに限られるものではない。例えば、いくつかの撮像部は保持部３１０に設けられ、適宜、位置および角度を変えて、処理対象物Ｔを撮像できるように構成されてもよい。これにより、制御装置９００は、必要に応じて撮像部の位置を変えて必要とする画像データを取得し、処理対象物Ｔについて、より詳細に認識することができる。

＜ホコリの除去装置＞
図示しないが、衣類処理装置１の筐体内で舞うホコリ等がレンズに付着し、積層することを抑制するために、第１撮像部５１０、第２撮像部５２０、及び第３撮像部５３０のいずれか又は複数のカメラのレンズを斜めの下方向Ｚ２に向けたり、レンズ前方にレンズカバーを設けたりしてもよい。

さらに、これらのレンズ又はレンズカバーに付着したホコリを除去する除去装置が設けられてもよい。除去装置は、特に限られないが、例えば、レンズ又はレンズカバーを布類又は刷毛等で拭うワイパーでもよいし、ホコリを風で吹き飛ばすブロアでもよい。これにより、衣類処理装置１の筐体内で舞うホコリ等がレンズ又はレンズカバーに付着し、積層することをより抑制できる。特に、このような除去装置を頻繁に作動させることが望ましい。なお、ワイパーの一例として、処理対象物Ｔを処理するたびに、処理対象物Ｔが少なくとも１回はレンズ又はレンズカバーに触れるように構成されてもよい。これにより、常にレンズ又はレンズカバーへのホコリの付着が抑制され、きれいな画像を取得できる。

［１－１－５．その他の主要構成］
＜支持部６００＞
支持部６００は、処理対象物Ｔの折り畳みの際に、折り畳みラインを押さえておいたり、処理対象物Ｔの皺を伸ばしたりなど、処理対象物Ｔを支持する壁面である。例えば、支持部６００は、作業板４１０の前方に設けられる正面側支持部６１０及び後方に設けられる背面側支持部６２０のうち少なくともいずれか一方を含む。例えば、図９に示すように、折り畳みの際に、作業板４１０は、保持部３１０に保持されて垂れ下がった処理対象物Ｔを、その折り畳み線に沿うように、作業板４１０の前縁部と正面側支持部６１０とで挟んでホールドする。そして、保持部３１０が処理対象物Ｔを作業板４１０に掛けるように移動する。これにより、処理対象物Ｔは、作業板４１０の縁部を軸にして折り畳まれるため、折り畳み線で適切に折り畳むことができる。

なお、支持部６００は、衣類処理装置１で処理できる処理対象物Ｔの大きさを見極めておき、それに応じた大きさの正面側支持部６１０及び背面側支持部６２０が所定の高さ位置に設けられてもよい。あるいは、支持部６００は、高さ方向の移動機構を備え、上下に移動できるように構成されてもよい。これにより、処理対象物Ｔの長さ又は折り畳み線の位置に対して、より柔軟に対応できる。

＜収納装置７００＞
収納装置７００は、処理された処理対象物Ｔを保持装置３００から受け取って収納する。収納装置７００は、図１、図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、複数の収納部７１０、及び、処理対象物Ｔを受け取り各収納部７１０に格納する運搬部７２０を含む。収納装置７００は、受入部２００及び保持装置３００などが収納される処理空間の横に隣接して配設されており、処理空間と収納装置７００とを合わせて、衣類処理装置１が構成される。

本実施の形態において、図２に示すように、収納装置７００は、５つの収納部７１０を高さ方向に配列して備える。収納の機構及び動作は、特に限られないが、一例を簡単に説明する。例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、各収納部７１０に処理対象物Ｔを運ぶ運搬部７２０を備えてもよい。運搬部７２０は、図示しない移動装置を含み、処理対象物Ｔの折り畳みなどの処理中は、処理空間内の壁際に格納される。

図１０Ａに示すように、運搬部７２０は、３枚の挟持板７２１ａ、７２１ｂ、７２１ｃ（これらを総称して「挟持板７２１」という）と、レール７２２ａ、７２２ｂと、連結部７２３ａ、７２３ｂと、回転軸７２４と、蝶番７２５とを備える。レール７２２ａは、挟持板７２１ａ及び７２１ｂを水平方向に一体的に摺動させる。レール７２２ｂは、挟持板７２１ｃを水平方向に摺動させる。連結部７２３ａは、挟持板７２１ａと挟持板７２１ｂとを連結する。連結部７２３ｂは、挟持板７２１ａ及び７２１ｂと挟持板７２１ｃとを連結する。連結部７２３ｂにより挟持板７２１ａ及び７２１ｂと挟持板７２１ｃとが連結されているときは、３枚の挟持板７２１が一体的に移動する。連結部７２３ｂによる連結が解除されているときは、挟持板７２１ａ及び７２１ｂと挟持板７２１ｃとは独立して移動する。回転軸７２４は、挟持板７２１の長手方向に平行に設けられる。蝶番７２５は、回転軸７２４の周りで３枚の挟持板７２１を回転させる。

図１０Ａは、折り畳まれた処理対象物Ｔを挟持板７２１で挟持する手順を示す。まず、挟持板７２１を回転させて垂直に立てる。処理対象物Ｔを保持部３１０で保持し、挟持板７２１の直上から挟持板７２１ｂと挟持板７２１ｃの間に挿入する。挟持板７２１ｂは、連結部７２３ａを軸として回転可能に設けられている。これにより、処理対象物Ｔの厚みに応じて挟持板７２１ｂと挟持板７２１ｃとの間の隙間を増減させることができるので、様々な厚みの処理対象物Ｔを適切に保持することができる。挟持板７２１ｂは、挟持板７２１ｃとの間の隙間を閉じる方向に付勢されている。これにより、挟持板７２１ｂと挟持板７２１ｃとの間に処理対象物Ｔを適度な力で挟持することができる。処理対象物Ｔが挟持板７２１ｂと挟持板７２１ｃとの間に挟持されると、挟持板７２１を回転させて水平に戻す。

図１０Ｂは、挟持板７２１に挟持された処理対象物Ｔを収納部７１０に収納する手順を示す。各収納部７１０は、その処理空間側の側面に上部で支持され重力で閉じるドア７１１を有する。運搬部７２０は、制御装置９００による仕分けの指示に従って、所定の収納部７１０のドア７１１を押し開けて収納部７１０の内部に進入する。そして、運搬部７２０は、下側の挟持板７２１の進入前側を開放して処理対象物Ｔを滑り落とし、処理対象物Ｔを収納部７１０の底に載置しつつ、挟持板７２１を閉じながら退出する。

なお、上記のように収納部７１０の側面にドア７１１が設けられるのではなく、複数の収納部７１０が個別に上下して、所定の収納部７１０の上部に運搬部７２０が進入できる空間が設けられるように構成されてもよい。また、挟持板７２１は、観音開き構成で下向きに開閉する構成でもよい。あるいは、図１０Ｂの最下段に示すように、挟持板７２１ｃが水平方向に勢いよく引き抜かれる構成でもよい。この場合、連結部７２３による連結が解除され、挟持板７２１ａ及び７２１ｂは収納部７１０の内部に残り、挟持板７２１ｃのみが収納部７１０の外部に引き抜かれてもよい。処理対象物Ｔが挟持板７２１ｃとともに移動することなく収納部７１０の内部に落ちやすくするために、挟持板７２１ｂの挟持面は処理対象物Ｔが滑りにくく、挟持板７２１ｃの挟持面は処理対象物Ｔが滑りやすいように構成されてもよい。これらの構成であれば、１つの収納部７１０に複数の処理対象物Ｔをきれいに積み重ねることができる。さらに、所定の収納部７１０が処理空間に引き込まれ、保持部３１０が処理対象物Ｔを直接収納するように構成されてもよい。

＜制御装置９００＞
制御装置９００は、衣類処理装置１における各部の制御を統括する。制御装置９００は、主として、ＲＯＭ、ＲＡＭ、演算装置、及び入出力インターフェイスから構成される。ＲＯＭには、オペレーティングシステム、衣類処理装置１の各部を制御するための制御プログラム、及び、制御プログラムの実行に必要なデータが格納されている。また、演算装置は、ＲＯＭに格納されている制御プログラムをＲＡＭにロードしたり、ＲＯＭから直接実行したりするために設けられる。つまり、制御装置９００は、演算装置が制御プログラムを実行することにより、衣類処理装置１を制御できる。そして、演算装置が処理したデータは、入出力インターフェイスを介して、衣類処理装置１の各部（保持装置３００、作業板装置４００等）へ送信される。演算装置の処理に必要なデータは、衣類処理装置１の各部（撮像装置５００等）から入出力インターフェイスを介して受信される。

図１１に示すように、制御装置９００は、保持装置制御部９０１、作業板装置制御部９０２、撮像装置制御部９０３、収納装置制御部９０４、種類認識部９１０、部位検出部９１１、長さ検出部９１２、ずれ補正部９１３、特異事象検出部９１４、第１点検出部９１５、第２点検出部９１６、端点検出部９１７、を備える。

保持装置制御部９０１は、保持装置３００における保持部３１０、及びそれぞれの移動機構３２０の動作を制御する。つまり、保持装置制御部９０１が、保持部３１０における各種モータを制御することにより、Ｈａｎｄ部３１５の向きを調節、及び、対向するフィンガ３１５ａを互いに近接又は離間させ、処理対象物Ｔの把持又はその開放を行う。また、保持装置制御部９０１が移動機構３２０における幅方向移動機構３３０の動作を制御することにより、保持部３１０が幅方向（Ｘ方向）に移動する。また、保持装置制御部９０１が移動機構３２０における高さ方向移動機構３４０の動作を制御することにより、保持部３１０が高さ方向（Ｚ方向）に移動する。また、保持装置制御部９０１が移動機構３２０における奥行き方向移動機構３５０の動作を制御することにより、保持部３１０が奥行き方向（Ｙ方向）に移動する。

作業板装置制御部９０２は、作業板装置４００における回転駆動部４２０及び走行駆動部４３０の動作を制御する。つまり、作業板装置制御部９０２が回転駆動部４２０の動作を制御することにより、作業板４１０が回転するとともに所定の角度を保持する。また、作業板装置制御部９０２が走行駆動部４３０の動作を制御することにより、作業板４１０が高さ方向（Ｚ方向）に移動する。

撮像装置制御部９０３は、撮像装置５００における第１撮像部５１０、第２撮像部５２０、及び第３撮像部５３０の動作を制御する。つまり、撮像装置制御部９０３が第１撮像部５１０、第２撮像部５２０、及び第３撮像部５３０を制御することにより、所望のタイミングでデジタル画像を取得できる。取得された画像データは、ＲＡＭ等に記憶される。

収納装置制御部９０４は、収納装置７００における運搬部７２０の動作を制御する。

種類認識部９１０は、撮像装置５００における第１撮像部５１０、第２撮像部５２０、及び第３撮像部５３０で得られた画像データに基づいて処理対象物Ｔの種類等を認識する。この種類識別について説明すると、種類認識部９１０は、予め、Ｔシャツ、ランニングシャツ、スカート、タオル、ハンカチ、フィルム、紙、あるいは、シートといった多種多様な処理対象物Ｔの画像データ（学習用画像データ）から抽出された特徴量に基づき、所定の機械学習アルゴリズムを用いて学習する。種類認識部９１０は、第２撮像部５２０及び第３撮像部５３０で得られた画像データに写された、現在処理中の処理対象物Ｔの特徴量を算出する。そして、種類認識部９１０は、算出した特徴量毎に機械学習アルゴリズムを用いて当該処理対象物Ｔがある種類（例えば、Ｔシャツ、ランニングシャツ、長袖シャツ、ズボン、タオル等）に該当する確率を種類毎にパーセンテージで計算する。然る後、最も確率の高い（すなわち、パーセンテージの高い）ものを当該処理対象物Ｔの種類として認識する。また、種類認識部９１０では、処理対象物Ｔの種類毎に折り畳み方が予め決められており、各種類の折り畳み方が「折り畳み情報」として蓄積されている。

部位検出部９１１は、撮像装置５００で得られた画像データに基づいて、処理対象物Ｔの袖などの特徴的な部位を検出する。

長さ検出部９１２は、撮像装置５００で得られた画像データに基づいて、処理対象物Ｔの縦方向の長さ（例えば、Ｔシャツの着丈寸法）及び横方向の長さ（例えば、Ｔシャツの幅寸法）を得る。

ずれ補正部９１３は、処理対象物Ｔが作業板４１０に掛けられている状態で、処理対象物Ｔのずれを補正する。例えば、処理対象物Ｔが作業板４１０に掛けられている状態で、作業板４１０の長手方向（Ｘ方向）の縁と、処理対象物ＴのＸ方向の縁とが略平行でない場合、ずれが生じている。このとき、ずれ補正部９１３は、作業板４１０の長手方向（Ｘ方向）の縁と、処理対象物ＴのＸ方向の縁とが略平行になるようにずれ補正を行う。

特異事象検出部９１４は、撮像装置５００で得られた画像データに基づいて、処理対象物Ｔの折り畳み方法に影響する異常な事象を検出する。つまり、処理対象物Ｔの特異事象とは、袖及び裾などが意図せずに折り重なったりねじれたりした状態、処理対象物Ｔが想定以上に厚い状態、折り畳み途中で一部がはみ出た状態、紐などの付属的なものが垂れた状態、などを含む。

第１点検出部９１５は、受入部２００における底面に載置された処理対象物Ｔの任意の点を検出する。例えば、第１点検出部９１５は、処理対象物Ｔの最も高い位置を第１点Ｐ１として検出する。

第２点検出部９１６は、保持部３１０が保持する処理対象物Ｔに対し、端点以外の任意の点を特定する。第２点検出部９１６は、例えば、処理対象物Ｔの２つの長袖部分を特定した場合、長袖部分の中間位置を任意の点としてもよい。

端点検出部９１７は、保持部３１０が保持する処理対象物Ｔに対し、高さ方向における最下点（端点）の位置を検出する。具体的には、第３撮像部５３０により撮像された画像を用いて、高さ方向に加えて、幅方向及び奥行き方向における処理対象物Ｔの最下点の座標を取得する。

なお、衣類処理装置１の処理としては、処理対象物Ｔを保持して展開したり、種類などを認識したり、折り畳んだり、収納したりすることができるが、ここでは具体的には説明しない。各構成において、必要に応じて説明される。

［１－１－６．保持部の制御の詳細］
上述した保持部３１０の制御の詳細について説明する。

図１２は、不感帯について説明するための図である。不感帯３７０は、回転体を目標回転位置ｒ１に位置決めするときに、位置決めが完了したと判定するための条件となる回転位置の範囲を指す。図１２の例では、目標回転位置ｒ１を中心として、正方向と逆方向にそれぞれエンコーダのパルス１０個分（１パルスが０．１°に相当する場合は±１°）の幅の不感帯３７０が設定されている。回転体を９０°回転させて目標回転位置ｒ１に位置決めする場合、エンコーダから出力されるパルスの数が８９０から９１０の間に入ると位置決めが完了したと判定され、モータの回転が停止される。図１２に示すように、現在位置ｒ０から反時計回りに９０°回転させて目標回転位置ｒ１に位置決めする場合は、不感帯幅の最小値である８９０パルスでモータの回転が停止されることになり、８９°の回転位置で位置決めが完了するので、位置決めの誤差は１°となる。不感帯３７０の幅を狭く設定した方が位置決めの精度が向上する。

図１３は、ギアのバックラッシについて説明するための図である。モータ側のギア３７１と出力側のギア３７２の間には、噛み合わせのあそびとなる隙間（バックラッシ）が設けられている。停止状態からモータを回転させたとき、モータ側のギア３７１がバックラッシ３７３の分だけ回転するまでは、モータ側のギア３７１から出力側のギア３７２に動力が伝わらず、出力軸を回転させることができない。また、回転状態からモータを停止させたとき、モータ側のギア３７１が停止した後、出力側のギア３７２は慣性でバックラッシ３７３の分だけ回転してから停止する。

図１４Ａ及び図１４Ｂは、バックラッシと不感帯の関係について説明するための図である。図１４Ａ及び図１４Ｂでは、説明を簡略化するため、モータ側のギア３７１及び出力側のギア３７２が回転運動ではなく直線運動するものとする。モータ側のギア３７１及び出力側のギア３７２の位置は、それぞれ太線で示した位置で検知される。

図１４Ａは、不感帯の幅をバックラッシよりも広く設定した例を示す。ステップ（ａ）において、出力側のギア３７２を現在位置から目標位置に移動させるために、モータを駆動してモータ側のギア３７１を左に移動させる。出力側のギア３７２は、モータ側のギア３７１により左に移動される。ステップ（ｂ）において、出力側のギア３７２の位置が不感帯３７０に入るので、モータが停止される。ステップ（ｃ）において、モータ側のギア３７１は、ステップ（ｂ）において停止された位置のままであるが、出力側のギア３７２は、惰性でバックラッシ分行き過ぎてから停止する。

図１４Ｂは、不感帯の幅をバックラッシよりも狭く設定した例を示す。ステップ（ａ）からステップ（ｂ）までは、図１４Ａの例と同様である。図１４Ｂの例では、不感帯３７０の幅がバックラッシよりも狭いので、ステップ（ｃ）において、出力側のギア３７２がバックラッシ分行き過ぎたときに、出力側のギア３７２の位置が不感帯３７０から外れる。したがって、モータを逆方向に駆動してモータ側のギア３７１を右に移動させる。ステップ（ｄ）において、出力側のギア３７２の位置が不感帯３７０に入るので、モータが停止される。ステップ（ｅ）において、モータ側のギア３７１は、ステップ（ｄ）において停止された位置のままであるが、出力側のギア３７２は、惰性でバックラッシ分行き過ぎてから停止する。すると、再び出力側のギア３７２の位置が不感帯３７０から外れるので、ステップ（ｂ）に戻る。このように、不感帯３７０の幅がバックラッシより狭い場合は、正転での位置決めと逆転での位置決めを繰り返すことになり、位置決めが完了しない。

図１５は、片当て制御について説明するための図である。ステップ（ａ）において、出力側のギア３７２を現在位置から目標位置に移動させるために、モータを駆動してモータ側のギア３７１を上に移動させる。出力側のギア３７２は、モータ側のギア３７１により上に移動される。ステップ（ｂ）において、出力側のギア３７２の位置が不感帯３７０に入るので、モータが停止される。出力側のギア３７２を目標回転位置に向けて上昇させる場合は、出力軸に常に重力がかかっており、出力側のギア３７２がモータ側のギア３７１の上側に当たった状態（片当て）になっているため、ステップ（ｃ）に示すように、モータが停止した後に惰性で行き過ぎることがない。したがって、出力側に重力がかかった状態で、重力と逆向きに出力側のギア３７２を回転させて位置決めをする場合は、バックラッシの影響を排除することができるので、不感帯３７０を狭く設定しても位置決めを完了させることができる。

このように、目標回転位置に応じて、片当て制御で位置決めをすることができる場合は、不感帯幅を狭く設定して位置決めの精度を向上させることができる一方、片当て制御で位置決めをすることができない場合は、不感帯幅をバックラッシよりも広く設定する必要がある。

図１６Ａは、保持部３１０を模式的に示す。図１６Ｂは、図１６ＡにおけるＡ矢視図である。矢印Ａは、Ｐｉｔｃｈ軸に平行な方向である。保持部３１０が図１６Ａ及び図１６Ｂに示す姿勢をとっているとき、Ｐｉｔｃｈ軸の出力側は無負荷状態となる。

図１７は、Ｐｉｔｃｈ軸の不感帯について説明するための図である。Ｐｉｔｃｈ軸の周りの目標回転位置が鉛直方向から所定の角度範囲α１、α２内にある場合は、Ｐｉｔｃｈ軸の出力側に重力がほとんどかからないので、片当て制御をすることができない。Ｐｉｔｃｈ軸の周りの目標回転位置が鉛直方向から角度範囲α１、α２外の角度範囲β１、β２にある場合は、Ｐｉｔｃｈ軸の出力側に重力がかかるので、片当て制御をすることができる。したがって、目標回転位置が角度範囲α１、α２内にある場合は、角度範囲β１、β２内にある場合よりも不感帯幅を広く設定し、目標回転位置が角度範囲β１、β２内にある場合は、角度範囲α１、α２内にある場合よりも不感帯幅を狭く設定する。より具体的には、目標回転位置が角度範囲α１、α２内にある場合は、Ｐｉｔｃｈ部３１３のギアのバックラッシよりも不感帯幅を広く設定し、目標回転位置が角度範囲β１、β２内にある場合は、Ｐｉｔｃｈ部３１３のギアのバックラッシよりも不感帯幅を狭く設定する。このように、目標回転位置に応じて不感帯幅を可変に設定することにより、角度範囲α１、α２においては位置決めの実行可能性を担保しつつ、角度範囲β１、β２においては位置決めの精度を向上させることができる。

図１８Ａは、保持部３１０を模式的に示す。図１８Ｂは、図１８ＡにおけるＢ矢視図である。矢印Ｂは、Ｙａｗ軸に平行な方向である。

図１９は、Ｙａｗ軸の不感帯について説明するための図である。状態（ａ）は、Ｙａｗ軸の出力側のＰｉｔｃｈ部３１３、Ｒｏｌｌ部３１４、及びＨａｎｄ部３１５が図１８Ａ及び図１８Ｂに示した姿勢になっているときにＹａｗ軸の出力側が無負荷状態となる姿勢を示す。このときのＹａｗ軸の周りの角度範囲と不感帯幅の関係を（ｄ）に示す。目標回転位置が、無負荷状態における鉛直方向から角度範囲α１、α２内にある場合は、片当て制御ができないので不感帯幅を広く設定し、目標回転位置が、無負荷状態における鉛直方向から角度範囲β１、β２内にある場合は、片当て制御ができるので不感帯幅を狭く設定する。

状態（ｂ）は、状態（ａ）からＲｏｌｌ部３１４及びＨａｎｄ部３１５をＰｉｔｃｈ軸の周りに１８０°回転させた状態である。このとき、Ｙａｗ軸の出力側には、Ｐｉｔｃｈ部３１３、Ｒｏｌｌ部３１４、及びＨａｎｄ部３１５の重力がかかる。状態（ｃ）は、状態（ｂ）から、Ｙａｗ軸の出力側が無負荷状態となるようにＹａｗ軸の周りにＰｉｔｃｈ部３１３、Ｒｏｌｌ部３１４、及びＨａｎｄ部３１５を回転させた状態を示す。このときのＹａｗ軸の周りの角度範囲と不感帯幅の関係を（ｅ）に示す。状態（ｃ）におけるＹａｗ軸の周りの角度範囲と不感帯幅の関係（ｅ）は、状態（ａ）におけるＹａｗ軸の周りの角度範囲と不感帯幅の関係（ｄ）とは異なる。

このように、回転体が複数の回転軸の周りに回転可能に構成される場合、ある回転軸の周りに回転体を回転させるときの角度範囲と不感帯幅の関係は、別の回転軸の周りの回転位置に応じて異なりうる。したがって、本実施の形態では、ある回転軸の周りに回転体を回転させるときの不感帯の幅を、別の回転軸の周りの回転位置に応じて設定する。これにより、位置決めの精度を向上させることができる。

図２０は、保持部３１０を模式的に示す。保持部３１０が図２０に示した姿勢になっているとき、Ｒｏｌｌ軸は鉛直方向に平行である。この場合、Ｒｏｌｌ軸の周りの回転は常に無負荷状態となるので、全ての角度範囲において片当て制御をすることができない。

図２１は、Ｒｏｌｌ軸の位置決めについて説明するための図である。ステップ（ａ）においては、図２０に示したように、Ｒｏｌｌ軸が鉛直方向に平行になっている。ステップ（ｂ）において、Ｒｏｌｌ軸の周りに保持部３１０を回転させる前に、いったんＰｉｔｃｈ軸の周りに保持部３１０を９０°回転させる。これにより、Ｒｏｌｌ軸の周りの角度範囲によってはＲｏｌｌ軸の出力側に負荷がかかるようになる。ステップ（ｃ）において、Ｒｏｌｌ軸の周りで目標回転位置に位置決めし、Ｒｏｌｌ軸の周りの回転をロックする。ステップ（ｄ）において、Ｐｉｔｃｈ軸の周りに保持部３１０を回転させて、Ｐｉｔｃｈ軸の周りの姿勢を元に戻す。

このように、ある回転軸が鉛直方向とほぼ平行になるような所定の角度範囲にある場合であっても、その回転軸と鉛直方向との間の角度が所定の角度範囲から外れるように、先に別の回転軸の周りに回転体を回転させてから、その回転軸の周りで目標回転位置に位置決めをすることにより、位置決めの精度を向上させることができる。

以上の制御技術を総合すると、複数の回転軸の周りに回転可能に構成された回転体を目標回転位置に回転させるときの位置決めの精度を向上させるためには、目標回転位置に応じて、回転体を回転させる回転軸の順序、回転軸の周りに回転体を回転させる方向、及び回転体の回転位置を制御するための不感帯の幅、のうち少なくとも１つを含む制御態様を適切に設定すればよい。

図２２は、目標回転位置と制御態様との対応関係を定めた制御態様テーブルの例を示す。目標回転位置ごとに、目標回転位置に位置決めするための制御態様が規定される。制御態様は、保持部３１０を回転させる回転軸の順序と、それぞれの回転軸について回転軸の周りに保持部３１０を回転させる方向及び不感帯幅を含む。制御態様は、より多くの回転軸について、片当て制御で位置決めすることができるように算出される。目標回転位置ごとに制御態様を予め算出してテーブル化しておくことにより、簡便かつ迅速に最適な制御態様を設定して位置決めを実行することができる。

図２２に示した例では、Ｙａｗ軸、Ｐｉｔｃｈ軸、Ｒｏｌｌ軸のそれぞれについて１°ごとに制御態様が規定されているが、より大きな角度、又はより小さな角度を単位として制御態様が規定されてもよいし、回転軸ごとに異なる角度を単位として制御態様が規定されてもよい。最適な制御態様が同一である目標回転位置の角度範囲がある場合は、それらの角度範囲がまとめられてテーブルに保持されてもよい。

現在位置に更に応じて制御態様が設定されてもよい。例えば、同一の目標回転位置に位置決めするために、片当て制御により位置決めが可能な複数の制御態様がある場合、現在位置に応じて、回転体の回転量が最も少ない制御態様が設定されてもよい。

制御対象の保持部３１０以外の保持部３１０、作業板４１０、処理対象物Ｔなどと制御対象の保持部３１０との間の位置関係に応じて制御態様が設定されてもよい。例えば、目標回転位置に位置決めするための最適な制御態様にしたがって保持部３１０を回転させると、別の保持部３１０、作業板４１０、処理対象物Ｔなどに接触する場合は、別の制御態様が設定されてもよい。また、制御対象の保持部３１０と別の保持部３１０とで同一の処理対象物Ｔを保持しているときに、目標回転位置に位置決めするための最適な制御態様にしたがって保持部３１０を回転させると、処理対象物Ｔが過度に引っ張られたり、絡まったりするなど、処理対象物Ｔが不適切な状態になる場合は、別の制御態様が設定されてもよい。

図２３は、実施の形態１に係る制御装置９００の機能構成を示す。図２３では、制御装置９００の機能構成のうち、保持部３１０の位置決めを制御するための機能構成を主に示している。

制御装置９００は、目標回転位置取得部９６０、制御態様設定部９６１、回転制御部９６２、及び制御態様テーブル９６３を備える。

目標回転位置取得部９６０は、保持部３１０の目標回転位置を取得する。制御態様設定部９６１は、制御態様テーブル９６３を参照して、目標回転位置取得部９６０により取得された目標回転位置に応じた制御態様を設定する。回転制御部９６２は、制御態様設定部９６１により設定された制御態様で、保持部３１０の回転位置が目標回転位置になるように保持部３１０の回転を制御する。回転制御部９６２は、保持部３１０の回転位置を検知するためのエンコーダ３８０から取得した情報に基づいて、保持部３１０を位置決めする。

［１－２．動作］
以上のように構成された制御装置９００を備える衣類処理装置１について、以下その動作、作用を説明する。

図２４は、実施の形態１に係る制御方法の手順を示すフローチャートである。目標回転位置取得部９６０は、保持部３１０の目標回転位置を取得する（Ｓ１０）。制御態様設定部９６１は、制御態様テーブル９６３を参照して、目標回転位置取得部９６０により取得された目標回転位置に応じた制御態様を設定する（Ｓ１２）。回転制御部９６２は、制御態様設定部９６１により設定された制御態様で、保持部３１０の回転位置が目標回転位置になるように保持部３１０を位置決めする（Ｓ１４）。

［１－３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、制御装置９００は、１以上の回転軸の周りに回転可能な保持部３１０を目標回転位置に回転させるときに、目標回転位置に応じて、保持部３１０を回転させる回転軸の順序、回転軸の周りに保持部３１０を回転させる方向、及び保持部３１０の回転位置を制御するための不感帯の幅、のうち少なくとも１つを含む制御態様を設定する制御態様設定部９６１と、設定された制御態様で、保持部３１０の回転位置が目標回転位置になるように保持部３１０の回転を制御する回転制御部９６２と、を備える。これにより、製造コストの増大を抑えつつ、保持部３１０の姿勢を制御する精度を向上させることができる。

また、本実施の形態において、制御態様設定部９６１は、ある回転軸の周りに保持部３１０を回転させるときに、目標回転位置が鉛直方向から所定の角度範囲にある場合、そうでない場合よりも不感帯の幅を広く設定する。これにより、位置決めの精度を向上させることができる。

また、本実施の形態において、制御態様設定部９６１は、ある回転軸の周りに保持部３１０を回転させるときの不感帯の幅を、別の回転軸の周りの回転位置に応じて設定する。これにより、位置決めの精度を向上させることができる。

また、本実施の形態において、制御態様設定部９６１は、ある回転軸の周りの目標回転位置が鉛直方向から所定の角度範囲にある場合、その回転軸の周りの目標回転位置が鉛直方向から所定の角度範囲から外れるように、先に別の回転軸の周りに回転体を回転させるよう、回転体を回転させる回転軸の順序を設定する。これにより、位置決めの精度を向上させることができる。

また、本実施の形態において、制御態様設定部９６１は、ある回転軸と鉛直方向との間の角度が所定の角度範囲にある場合、その回転軸と鉛直方向との間の角度が所定の角度範囲から外れるように、先に別の回転軸の周りに回転体を回転させるよう、回転体を回転させる回転軸の順序を設定する。これにより、位置決めの精度を向上させることができる。

また、本実施の形態において、制御態様設定部９６１は、予め定められた目標回転位置と制御態様との対応関係を参照して、目標回転位置に応じて制御態様を設定する。これにより、簡便かつ迅速に最適な制御態様を設定して位置決めを実行することができる。

また、本実施の形態において、回転制御部９６２は、保持部３１０をある回転軸の周りで目標回転位置に回転させた後、その回転軸の周りの回転をロックする。これにより、位置決めの精度を向上させることができる。

また、本実施の形態において、制御方法は、１以上の回転軸の周りに回転可能な保持部３１０を目標回転位置に回転させるときに、目標回転位置に応じて、保持部３１０を回転させる回転軸の順序、回転軸の周りに保持部３１０を回転させる方向、又は保持部３１０の回転位置を制御するための不感帯の幅を含む制御態様を設定するステップと、設定された制御態様で、保持部３１０の回転位置が目標回転位置になるように保持部３１０の回転を制御するステップと、を備える。これにより、製造コストの増大を抑えつつ、保持部３１０の姿勢を制御する精度を向上させることができる。

また、本実施の形態において、衣類処理装置１は、処理対象物Ｔを保持するための保持部３１０と、保持部３１０を制御する制御装置９００と、を備え、保持部３１０は、１以上の回転軸の周りに回転可能であり、制御装置９００は、保持部３１０を目標回転位置に回転させるときに、目標回転位置に応じて、保持部３１０を回転させる回転軸の順序、回転軸の周りに保持部３１０を回転させる方向、及び保持部３１０の回転位置を制御するための不感帯の幅、のうち少なくとも１つを含む制御態様を設定する制御態様設定部９６１と、設定された制御態様で、保持部３１０の回転位置が目標回転位置になるように保持部３１０の回転を制御する回転制御部９６２と、を備える。これにより、製造コストの増大を抑えつつ、保持部３１０の姿勢を制御する精度を向上させることができる。

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

上述の実施の形態では、衣類処理装置１の保持部３１０を位置決めする場合について説明したが、Ｈａｎｄ部３１５、移動機構３２０、作業板４１０などの位置又は姿勢を制御する場合にも、本開示の技術を適用可能である。また、本開示の技術は、１以上の回転軸の周りに回転可能な任意の回転体を制御する場合にも適用可能である。

本開示は、衣類処理装置に利用可能である。

１衣類処理装置
ｒ０現在位置
ｒ１目標回転位置
Ｔ処理対象物
Ｘ１左方向
Ｘ２右方向
Ｙ１前方向
Ｙ２後方向
Ｚ１上方向
Ｚ２下方向
１００筐体
１１０フレーム
１２０外郭
２００受入部
２１０ガイドレール
３００保持装置
３００Ａ、３００Ｂ保持装置
３１０、３１０Ａ、３１０Ｂ、３１１Ｂ保持部
３１２Ｙａｗ部
３１２ａモータ
３１２ｂ減速ギヤ
３１２ｃ制御基板
３１２ｄトルクリミッタ
３１２ｅトルクセンサ
３１３Ｐｉｔｃｈ部
３１４Ｒｏｌｌ部
３１５Ｈａｎｄ部
３１５ａフィンガ
３１５ｂモータ
３１５ｃ減速ギヤ
３１５ｄ回動ギヤ
３１５ｅ板バネ
３１５ｆトルクリミッタ
３１６回動シャフト
３１６ａ位置検出センサ
３１７力覚センサ
３２０、３２０Ａ、３２０Ｂ移動機構
３３０、３３０Ａ、３３０Ｂ幅方向移動機構
３３２Ａ、３３２Ｂ幅方向駆動部
３３４Ａ、３３４ＢＸガイド
３４０Ａ、３４０Ｂ高さ方向移動機構
３４２Ａ、３４２Ｂ高さ方向駆動部
３４４Ａ、３４４ＢＺガイド
３５０Ａ、３５０Ｂ奥行き方向移動機構
３５２Ａ、３５２Ｂ奥行き方向駆動部
３５４Ａ、３５４ＢＹガイド
３７０不感帯
３７１ギア
３７２ギア
３７３バックラッシ
３８０エンコーダ
４００作業板装置
４１０作業板
４１１側端板
４２０回転駆動部
４２１回転軸
４２２回転用モータ
４３０走行駆動部
４３１伝動シャフト
４３２走行用モータ
４４０伝動部
４５０初期化機構
５００撮像装置
５１０第１撮像部
５２０第２撮像部
５３０第３撮像部
６００支持部
６１０正面側支持部
６２０背面側支持部
７００収納装置
７１０、７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃ、７１０ｄ、７１０ｅ収納部
７１１ドア
７２０運搬部
７２１、７２１ａ、７２１ｂ、７２１ｃ挟持板
７２２ａ、７２２ｂレール
７２３連結部
７２４回転軸
７２５蝶番
９００制御装置
９０１保持装置制御部
９０２作業板装置制御部
９０３撮像装置制御部
９０４収納装置制御部
９１０種類認識部
９１１部位検出部
９１２長さ検出部
９１３ずれ補正部
９１４特異事象検出部
９１５第１点検出部
９１６第２点検出部
９１７端点検出部
９６０目標回転位置取得部
９６１制御態様設定部
９６２回転制御部
９６３制御態様テーブル

Claims

１以上の回転軸の周りに回転可能な回転体を目標回転位置に回転させるときに、前記目標回転位置に応じて、前記回転体を回転させる回転軸の順序、前記回転軸の周りに前記回転体を回転させる方向、及び前記回転体の回転位置を制御するための不感帯の幅、のうち少なくとも１つを含む制御態様を設定する制御態様設定部と、
設定された制御態様で、前記回転体の回転位置が前記目標回転位置になるように前記回転体の回転を制御する回転制御部と、
を備える制御装置。
前記制御態様設定部は、ある回転軸の周りに前記回転体を回転させるときに、前記目標回転位置が鉛直方向から所定の角度範囲にある場合、そうでない場合よりも不感帯の幅を広く設定する
請求項１に記載の制御装置。
前記制御態様設定部は、ある回転軸の周りに前記回転体を回転させるときの不感帯の幅を、別の回転軸の周りの回転位置に応じて設定する
請求項１又は２に記載の制御装置。
前記制御態様設定部は、ある回転軸の周りの前記目標回転位置が鉛直方向から所定の角度範囲にある場合、その回転軸の周りの前記目標回転位置が鉛直方向から所定の角度範囲から外れるように、先に別の回転軸の周りに前記回転体を回転させるよう、前記回転体を回転させる回転軸の順序を設定する
請求項１から３のいずれかに記載の制御装置。
前記制御態様設定部は、ある回転軸と鉛直方向との間の角度が所定の角度範囲にある場合、その回転軸と鉛直方向との間の角度が所定の角度範囲から外れるように、先に別の回転軸の周りに前記回転体を回転させるよう、前記回転体を回転させる回転軸の順序を設定する
請求項１から４のいずれかに記載の制御装置。
前記制御態様設定部は、予め定められた前記目標回転位置と前記制御態様との対応関係を参照して、前記目標回転位置に応じて前記制御態様を設定する
請求項１から５のいずれかに記載の制御装置。
前記回転制御部は、前記回転体をある回転軸の周りで前記目標回転位置に回転させた後、その回転軸の周りの回転をロックする
請求項１から６のいずれかに記載の制御装置。
１以上の回転軸の周りに回転可能な回転体を目標回転位置に回転させるときに、前記目標回転位置に応じて、前記回転体を回転させる回転軸の順序、前記回転軸の周りに前記回転体を回転させる方向、及び前記回転体の回転位置を制御するための不感帯の幅、のうち少なくとも１つを含む制御態様を設定するステップと、
設定された制御態様で、前記回転体の回転位置が前記目標回転位置になるように前記回転体の回転を制御するステップと、
を備える制御方法。
処理対象物を保持するための保持装置と、
前記保持装置を制御する保持装置制御部と、
を備え、
前記保持装置は、１以上の回転軸の周りに回転可能であり、
前記保持装置制御部は、
前記保持装置を目標回転位置に回転させるときに、前記目標回転位置に応じて、前記保持装置を回転させる回転軸の順序、前記回転軸の周りに前記保持装置を回転させる方向、及び前記保持装置の回転位置を制御するための不感帯の幅、のうち少なくとも１つを含む制御態様を設定する制御態様設定部と、
設定された制御態様で、前記保持装置の回転位置が前記目標回転位置になるように前記保持装置の回転を制御する回転制御部と、
を備える衣類処理装置。