JP2022138870A - 荷物区分けシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】システムの停止、及び、稼働率の低下を防止できる荷物区分けシステムを提供すること。【解決手段】実施形態によれば、荷物区分けシステムは、集積箱と、複数の重量検知デバイスと、制御部と、を備える。前記集積箱は、荷物を集積する。前記複数の重量検知デバイスは、前記集積箱の下面に加わる荷重を検知する。前記制御部は、前記複数の重量検知デバイスの検知結果に基づいて前記下面に加わる荷重の不均一さを検出する。【選択図】 図1
Description
本発明の実施形態は、荷物区分けシステムに関する。
従前から、荷物をソータにより搬送して荷物の搬送先に応じたシュートに投入し、集積箱に荷物を集積する荷物区分けシステムが知られている。この種の荷物区分けシステムでは、集積箱に集積された荷物の重さが上限値となると、AGV(Automatic Guided Vehicle)等の搬送ロボットにより、集積箱を受け渡し先に搬送することが行われている。
本発明が解決しようとする課題は、システムの停止、及び、稼働率の低下を防止できる荷物区分けシステムを提供することである。
実施形態によれば、荷物区分けシステムは、集積箱と、複数の重量検知デバイスと、制御部と、を備える。前記集積箱は、荷物を集積する。前記複数の重量検知デバイスは、前記集積箱の下面に加わる荷重を検知する。前記制御部は、前記複数の重量検知デバイスの検知結果に基づいて前記下面に加わる荷重の不均一さを検出する。
一実施形態に係る荷物区分けシステム1を、図1乃至図5を用いて説明する。
図1は、荷物区分けシステム1の構成を示す説明図である。図2は、荷物区分けシステム1の構成の電気的接続を示す説明図である。図3は、荷物区分けシステム1に用いられる集積箱40及び集積台30の構成を示す斜視図である。図4は、集積台30の構成を示す斜視図である。図5は、集積台30の構成を一部切り欠いて示す斜視図である。
図1に示すように、荷物区分けシステム1は、ソータ10と、複数のシュート20と、複数のシュート20に設けられる複数の集積台30と、複数の重量検知デバイス32と、複数の集積台30に載置可能な複数の集積箱40と、複数の搬送ロボット50と、制御装置60と、を備えている。
荷物区分けシステム1は、荷物100をソータ10で搬送して荷物100の搬送先に応じたシュート20へ投入することで、荷物100を集積箱40に集積する。そして、荷物区分けシステム1は、集積箱40に所定量の荷物100が集積されると、搬送ロボット50により、コンベア、作業者、トラック、昇降機等の受け渡し先110に集積箱40を搬送する。本実施形態の例では、荷物区分けシステム1は、荷物100として郵便物以外の荷物を区分けする。
ソータ10は、荷物100を搬送し、荷物100の搬送先に応じたシュート20に荷物100を投入可能に構成されている。ソータ10は、例えば、物流ソータである。ソータ10は、荷物100が載置される搬送路11を備えている。搬送路11は、例えば環状に形成されている。搬送路11は、駆動源により移動される。
複数のシュート20は、ソータ10の搬送路11に設けられている。シュート20の上面21は、搬送路11から下方に向かって傾斜しており、例えば一方向に延びる傾斜面に形成されている。上面21は、荷物100が移動する搬送路を構成している。上面21の傾斜角度は、荷物100が自重によって上面21を滑走できる角度である。
集積台30は、シュート20の上面21の下端22の近傍で、シュート20を滑走した荷物100が集積箱40に進入可能な位置に設けられている。
図3及び図4に示すように、集積台30は、集積箱40を、集積箱40の下面41が水平方向に平行となる姿勢で載置可能に構成されている。集積台30は、例えば、台本体31と、転倒防止装置33と、を備えている。
台本体31は、集積箱40を、集積箱40の下面41が水平方向に平行となる姿勢で載置可能に構成されている。台本体31は、例えば、基部34と、載置部35と、脱落防止部36と、を備えている。
基部34は、荷物区分けシステム1が設置される現場の、例えば床に固定されている。基部34は、搬送ロボット50上に配置された集積箱40を載置部35に載置可能、及び、載置部35に載置された集積箱40を搬送ロボット50上に配置可能となるよう、搬送ロボット50の少なくとも一部を内側に配置可能に構成されている。
基部34は、例えば、搬送ロボット50が侵入及び退出可能な開口34aを有し、内側に搬送ロボット50を配置可能な枠状、具体例として矩形の枠形状に構成されている。
ここで、集積台30について、前後方向、上下方向、及び、幅方向の一例を設定する。開口34aから基部34の内側に進入する方向を前方向として前後方向を設定する。重力が作用する方向を下方向として上下方向を設定する。上下方向及び前後方向の双方に直交する方向を幅方向として設定する。
基部34の下端縁には、外側に延出する延出部34bが形成されている。延出部34bは、基部34を設置場所に設置すると、設置面に面接触することで、設置面に対する集積台30の安定させることが可能に構成されている。
載置部35は、基部34の上部に設けられている。載置部35は、集積箱40が載置可能な載置面35aを有している。載置面35aは、水平方向に平行な平面に形成されている。載置面35aは、例えば、集積箱40の下面よりわずかに大きい面積を有している。
ここで、わずかに大きいとは、搬送ロボット50により集積台30に対して集積箱40を出し入れする際に、後述する脱落防止部36との集積箱40と間に、集積箱40の出し入れを可能な程度の隙間を有する大きさである。
載置部35は、また、基部34の内側に収容された搬送ロボット50の昇降部52を配置可能な開口部35bを有している。
このような載置部35は、例えば、基部34の上端に一対の支持壁部35cを固定することで構成されている。支持壁部35cは、例えば矩形の板状に形成されている。一対の支持壁部35cは、主面を上方に向けた姿勢で、基部34の上端に幅方向に離間して配置され、固定されている。一対の支持壁部35cによって、開口部35bが構成されている。一対の支持壁部35cの上面によって、載置面35aが構成されている。
脱落防止部36は、載置部35から集積箱40が脱落することを防止可能に構成されている。脱落防止部36は、例えば、一対の支持壁部35cのそれぞれの、前縁、幅方向外縁、後縁に設けられた縦壁である。なお、脱落防止部36の、支持壁部35cの後縁に設けられた部分36aの高さは、搬送ロボット50の昇降部52上に載置された集積箱40が通過可能な高さに設定されている。脱落防止部36の、部分36a以外の部位は、例えば、部分36aより高い高さを有している。
また、載置部35は、後述するリンク機構39を支持する為の突起35dを備えている。突起35dは、例えば、脱落防止部36の幅方向で外側の面に設けられている。
転倒防止装置33は、載置部35に設置された集積箱40が転倒することを防止可能に構成されている。ここで言う転倒を防止するとは、主に、集積箱40に投入された荷物100が集積箱40の内面に当接する衝撃による転倒の防止である。
転倒防止装置33は、例えば、ストッパ37と、駆動装置38と、を備えている。
ストッパ37は、例えば、バーである。
駆動装置38は、ストッパ37を、第1位置P1及び第2位置P2の間で移動する。駆動装置38は、例えば水平方向に平行な姿勢で移動可能に構成されている。
第1位置P1は、図3に示すように、集積台30に載置された集積箱40に対して後ろ側、すなわちシュート20と反対側となる位置であり、集積箱40と前後方向で対向する位置である。換言すると、第1位置P1は、集積台30に載置された集積箱40が後方に移動するとストッパ37が集積箱40に当接することで、集積箱40が集積台30から転倒することを防止する位置である。第1位置P1は、例えば、集積箱40の上部と前後方向で対向する位置である。なお、第1位置P1は、集積箱40に当接する位置であってもよい。または、第1位置P1は、集積箱40と離間する位置であってもよい。
第2位置P2は、図4に示すように、集積箱40と前後方向で対向する位置から退避した位置である。本実施形態の例では、集積箱40は、搬送ロボット50により載置部35より高い位置に保持された状態で、載置部35上に搬入され、または、集積箱40から搬出される。この為、第2位置P2は、本実施形態の例では、集積台30に搬入または搬出される際の集積箱40と前後方向で対向しない位置に設定されている。
駆動装置38は、図3乃至図5に示すように、例えば、可動部38aと、リンク機構39と、を備えている。可動部38aは、載置部35に設けられ、集積台30に集積箱40が載置されると、集積箱40から荷重が入力されることで移動可能に構成される。
可動部38aは、図5に示すように、載置部35の支持壁部35cに形成された孔に一部が配置された第1部材38bと、第1部材38bをリンク機構39に固定する第2部材38cと、第1部材38bを上方に付勢する付勢部材38dと、を備えている。支持壁部35cに形成された孔は、支持壁部35cの、基部34より幅方向で外側の部分に形成されている。
第1部材38bは、上下方向に長い棒状に形成されている。第1部材38bの上端は、支持壁部35cより上方に配置されている。第1部材38bの上端にはフランジ38eが形成されている。第1部材38bの下端は、支持壁部35cの下方に配置されている。
第2部材38cは、第1部材38bの下端に固定されている。第2部材38cは、幅方向で外側に延出している。
第2部材38cは、第1部材38bの下端に固定されている。第2部材38cは、幅方向で外側に延出している。
付勢部材38dは、載置部35及びフランジ38eの間に設けられている。付勢部材38dは、第1部材38bを上方に付勢する。付勢部材38dは、例えばコイルばねである。
リンク機構39は、可動部38aによって駆動されてストッパ37を第2位置P2から第1位置に移動可能に構成されている。リンク機構39は、第1リンク39aと、第2リンク39bと、第3リンク39cと、を備えている。
第1リンク39aは、一方向に長い形状に形成されている。第1リンク39aの一端部には、載置部35の突起35dを移動可能に配置する長孔39dが形成されている。長孔39dは、第1リンク39aの延びる方向に沿う長孔である。第1リンク39aは、突起35dが長孔39d内に配置されることで、載置部35に対して移動可能に支持されている。
また、第1リンク39aの、長孔39d側の端部には、第2部材38cが固定されている。第1リンク39aは、可動部38aの第1部材38bの上下方向の移動に合わせて、上下方向に移動する。
第2リンク39bは、一方向に長い形状に形成されている。第2リンク39bの端部は、第1リンク39aよりシュート20側で、脱落防止部36に、幅方向に平行な回転軸回りに回転可能に連結されている。
第3リンク39cは、一方向に長い形状に形成されている。第3リンク39cの一端側には、第1リンク39aの他端部及び第2リンク39bの他端部のそれぞれが、幅方向に平行な回転軸回りに回転可能に連結されている。第3リンク39cの他端部には、ストッパ37が固定されている。
このように構成された転倒防止装置33は、集積台30に集積箱40が載置されていない状態、及び集積箱40を集積台30に搬入または搬出する状態では、可動部38aが付勢部材38dにより上方に付勢されることで第1リンク39aが上方に移動され、ストッパ37を第2位置P2に移動するとともに第2位置P2に維持する。
集積箱40が集積台30に載置されると、集積箱40の重さにより可動部38aが下方に移動することで第1リンク39aが下方に移動され、ストッパ37を第1位置P1に移動するとともに第1位置P1に維持する。
複数の重量検知デバイス32は、集積箱40の下面41の複数個所に加わる荷重を検出する。本実施形態の例では、複数の重量検知デバイス32は、載置面35aに設けられている。下面41及び載置面35aは、本実施形態の例では、略同じ大きさを有している。この為、載置面35aの複数個所に加わる荷重を検知することで、下面41の複数個所に加わる荷重を検知することができる。
重量検知デバイス32は、検知結果に応じた電流値を出力する。重量検知デバイス32は、例えば、ロードセル、または、感圧シートである。感圧シートは、例えば複数を一枚のシート状に構成することが可能である。
図5に示すように、載置面35a上には、複数の重量検知デバイス32を覆う、覆い部材32aが設けられてもよい。重量検知デバイス32としてロードセルが用いられる場合、覆い部材32aは、検知部皿が用いられる。検知部皿は、ロードセルに固定される。検知部皿の上面は、集積箱40が載置されていない状態では上下方向に直交する平面である。集積箱40の重さは、検知部皿を介して、複数のロードセルに作用する。
重量検知デバイス32として感圧シートが用いられる場合、覆い部材32aとして、保護シートが設けられる。保護シートは、感圧シートを保護する。
複数の重量検知デバイス32は、例えば、載置面35aの4隅のそれぞれに1つずつ設けられている。すなわち、複数の重量検知デバイス32は、下面41の4隅のそれぞれに加わる荷重を検知する。
集積箱40は、上端が開口する有底筒状に形成されている。本実施形態の例では、集積箱40は、矩形の有底筒状に形成されている。集積箱40の下面41は、載置面35aと略同じ面積を有している。
搬送ロボット50は、集積台30及び受け渡し先110の間で、集積箱40を搬送可能に構成されている。搬送ロボット50は、例えば走行可能に構成されている。搬送ロボット50は、例えばAGV(Automatic Guided Vehicle)である。搬送ロボット50は、本体51と、昇降部52と、を備えている。
本体51は、車輪等の走行部を備えている。
昇降部52は、本体51の上部に設けられている。昇降部52は、集積箱40を載置可能に構成されている。昇降部52は、集積箱40を、集積台30の基部34内に進入可な高さまで上昇可能に構成されている。即ち、搬送ロボット50は、集積箱40を載置した状態で集積台30の基部34内に開口34aを介して侵入する際に、集積箱40が、載置部35、脱落防止部36、及び可動部38aに干渉しない高さまで上昇可能に構成されている。
昇降部52は、本体51の上部に設けられている。昇降部52は、集積箱40を載置可能に構成されている。昇降部52は、集積箱40を、集積台30の基部34内に進入可な高さまで上昇可能に構成されている。即ち、搬送ロボット50は、集積箱40を載置した状態で集積台30の基部34内に開口34aを介して侵入する際に、集積箱40が、載置部35、脱落防止部36、及び可動部38aに干渉しない高さまで上昇可能に構成されている。
制御装置60は、図2に示すように、複数の重量検知デバイス32の検知結果に基づいて、ソータ10及び搬送ロボット50を制御する。制御装置60は、例えば、1台のコンピュータまたは複数台のコンピュータを組み合わせて実現することができる。本実施形態の例では、制御装置60は、複数台のコンピュータを組み合わせて実現されており、具体的には、システム管理装置61と、ソータ管理装置62と、台管理装置63と、搬送ロボット管理装置64と、を備えている。
システム管理装置61は、ソータ管理装置62、台管理装置63、及び搬送ロボット管理装置64を制御する。システム管理装置61は、記憶部と制御部とを備えている。システム管理装置61の記憶部は、搬送開始重量と、閾値と、を記憶している。
搬送開始重量は、集積台30に載置された集積箱40を集積台30から搬送する、集積箱40に集積された荷物100の重量である。システム管理装置61の記憶部は、搬送開始重量として、第1重量と、第2重量と、を記憶している。
第1重量は、搬送ロボット50で搬送可能な重量であり、例えば、搬送ロボット50の最大積載重量、及び、集積箱40の集積できる重量のうち、少ない方である。
第2重量は、第1重量より小さい重量である。第2重量は、集積箱40の下面41に加わる荷重に偏在があっても、すなわち、下面41に加わる荷重に不均一さがあっても、搬送ロボット50による集積箱40の搬送中に集積箱40が搬送ロボット50から転倒しにくい重量である。
閾値は、搬送開始重量の設定に用いられる閾値である。
システム管理装置61の制御部は、複数の重量検知デバイス32の検知結果に基づいて、集積箱40の下面41に加わる荷重の不均一さを検出する。システム管理装置61の制御部は、下面41に加わる荷重の不均一さに応じて、搬送ロボット50を制御する。
システム管理装置61の制御部は、制御の一例として、下面41に加わる荷重の不均一さに応じて、搬送開始重量を設定する。システム管理装置61の制御部は、本実施形態の例では、下面41に加わる荷重の不均一さに応じて、搬送開始重量として、第1重量または第2重量を設定する。
システム管理装置61の制御部は、具体的には、台管理装置63から受信した、集積箱40の下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値が閾値未満であると、搬送開始重量として第1重量を設定し、不均一さに基づく値が閾値以上であると、搬送開始重量として第2重量を設定する。
ソータ管理装置62は、ソータ10を制御する。
台管理装置63は、記憶部と制御部とを備えている。台管理装置63の制御部は、複数の重量検知デバイス32の検知結果に基づいて、集積箱40内に集積された荷物100の重さを算出する。また、台管理装置63の制御部は、複数の重量検知デバイス32の検知結果に基づいて、集積箱40の下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値を検出する。
台管理装置63は、記憶部と制御部とを備えている。台管理装置63の制御部は、複数の重量検知デバイス32の検知結果に基づいて、集積箱40内に集積された荷物100の重さを算出する。また、台管理装置63の制御部は、複数の重量検知デバイス32の検知結果に基づいて、集積箱40の下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値を検出する。
ここで、下面41の複数個所に加わる荷重の不均一さとは、集積箱40内に集積された荷物100の重さの合計が、下面41に均一に加わっていない状態、すなわち不均一に加わっている状態での、その不均一の程度である。
不均一さに基づく値としては、例えば、集積箱40内に集積された荷物100の重さを重量検知デバイス32の数で等分した値から、各重量検知デバイス32に加わる荷重を減算した値である。
例えば、集積箱40内に集積された荷物100の重さの合計が10Kgである場合、この重さを重量検知デバイス32の数で等分した値は、2.5Kgとなり、この値を便宜上第1値とする。そして、右前方に設けられた重量検知デバイス32が検出した荷重が4Kg、左前方に設けられた重量検知デバイス32が検出した荷重が2Kg、右後方に設けられた重量検知デバイス32が検知した荷重が2Kg、左後方に設けられた重量検知デバイス32が検知した荷重が2Kgである場合、第1値からそれぞれの検知値を引いた値を便宜上第2値とすると、第2値は、-1.5Kg、0.5Kg、0.5Kg、0.5Kgとなる。
本実施形態の例では、載置面35aは、集積箱40の下面41と略一致する。この為、下面41の重量検知デバイス32と対向する位置、すなわち4隅に加わる荷重が異なっており、さらに、下面41に加わる荷重の不均一さの程度がわかる。
台管理装置63の制御部は、記憶部に第2値を記憶する。台管理装置63の制御部は、システム管理装置61に、不均一さに基づく値として、第2値を送信する。
または、集積箱40の下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値の他の例は、下面41に均一に荷重が加わっている状態での下面41の重心位置に対する、重心位置までの距離である。台管理装置63の記憶部は、下面41に均一に荷重が加わっている状態の重心位置の情報を有している。
台管理装置63の制御部は、複数の重量検知デバイス32の検知結果に基づいて、下面41の重心位置を推定する。そして、台管理装置63の制御部は、下面41に均一に荷重が加わっている状態での下面41の重心位置から、推定した下面41の重心位置までの距離を算出し、台管理装置63の記憶部に記憶する。
台管理装置63の制御部は、不均一さに基づく値として、記憶部に記憶した、下面41に均一に荷重が加わっている状態での下面41の重心位置から、下面41の推定した重心位置までの距離を、システム管理装置61に送信する。
または、下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値は、複数の重量検知デバイス32のそれぞれの検知結果の差であってもよい。この差は、1つの重量検知デバイス32、及び、他の全ての重量検知デバイス32のそれぞれとの差である。
台管理装置63の制御部は、左前方の重量検知デバイス32の検知結果、及び、他3つの重量検知デバイス32のそれぞれとの差を求める。同様に、右前方、左後方、右後方のそれぞれの重量検知デバイス32に対しても、他の3つの重量検知デバイス32のそれぞれとの差を求める。そして、台管理装置63は、求めた差の値を記憶部に記憶する。台管理装置63は、記憶部に記憶した差の値を、不均一さに基づく値としてシステム管理装置61に送信する。
または、不均一さに基づく値は、1つの重量検知デバイス32の検知結果に対する、他の3つの重量検知デバイス32のそれぞれの検知結果の比率であってもよい。すなわち、4つの重量検知デバイス32のそれぞれの検知結果を、A、B、C、D、Eとすると、Aに対して、B/A、C/A、D/A、E/Aを算出する。残りのB、C、D、Eに対しても同様に算出する。これら比率と閾値を比較する。
なお、下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値は、上述に限定されるものではない。適宜、適切な値を用いることができる。
搬送ロボット管理装置64は、搬送ロボット50を制御する。搬送ロボット管理装置64は、記憶部と制御部とを備えている。
搬送ロボット管理装置64の記憶部は、搬送ロボット50を走行する為のプログラム等が記憶されている。このプログラムでは、例えば、搬送ロボット50は、所定の速度で走行するよう設定されている。
制御装置60を構成する、管理装置61、62、63、64は、それぞれ、上述のように、制御部と記憶部とを備えている。制御部は、例えば、プロセッサである。プロセッサは、例えば、CPU(Central Processing Unit)により構成される。
記憶部は、例えば、メモリや、ストレージである。メモリは、読み出し専用のデータメモリであるROM(Read Only Memory)又はデータを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)を含む。ストレージは、HDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)などの大容量ストレージであってよい。メモリ又はストレージは、制御プログラムや各種データを記憶している。プロセッサは、メモリ又はストレージに記憶されているプログラム等に基づいて種々の処理を行う。
つまり、プロセッサは、ソフトウェア機能部として各種プログラムを実行する。制御部は、CPUに代わって、ハードウェア機能部としてのASIC(Application Specific Integrated Circuit)又はFPGA(Field Programmable Gate Array)などが用いられてもよい。
次に、荷物区分けシステム1の動作の一例を説明する。
ソータ10は、ソータ管理装置62の制御により、搬送路11に載置された荷物100を搬送先に応じたシュート20に投入する。
シュート20に投入された荷物100は、シュート20の上面21を摺動し、集積箱40に投入される。集積箱40に荷物100が投入されることで、集積箱40の下面41に荷物100の重さが加わる。
また、集積箱40に投入された荷物100は、集積箱40の内部空間の後面、すなわち第1位置P1にあるストッパ37側の面に衝突する場合がある。この衝突により集積箱40が後方に移動すると、集積箱40がストッパ37に当接することで、それ以上後方への移動が規制される。この為、集積箱40が集積台30から転倒することが防止される。
集積台30の載置部35の載置面35aに設けられた複数の重量検知デバイス32は、下面41に加わった荷重に応じた電流値を台管理装置63に送信する。
台管理装置63の制御部は、複数の重量検知デバイス32の検知結果の合計値を、集積箱40内に集積された荷物100の重さ、及び、集積箱40の重さの合計として計算する。なお、集積箱40の重さは、予め記憶されており、この合計値、及び、集積箱40の重さに基づいて、集積箱40に集積された荷物100重さが計算される。
また、台管理装置63の制御部は、下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値を検出する。台管理装置63の制御部は、下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値を、システム管理装置61に送信する。
なお、台管理装置63の制御部は、荷物100が集積箱40に投入された直後の、重量検知デバイス32の検知結果は用いず、荷物100の投入後、出力が不安定な期間経過後、例えば数ミリ秒または数マイクロ秒経過後の検知結果に基づいて、上述の検出を行う。集積箱40に荷物100が投入された直後では、荷物100が集積箱40内に落下した衝撃により、重量検知デバイス32の出力が安定しない為である。
システム管理装置61は、台管理装置63が検出した、下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値と閾値とを比較し、不均一さに基づく値が閾値未満であると、搬送開始重量として第1重量を設定し、不均一さに基づく値が閾値以上であると、搬送開始重量として第2重量を設定する。
下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値が閾値以上であることで、搬送ロボット50の昇降部52に載置された荷物100は、比較的不安定になりやすい。しかしながら、集積箱40内の重量が、第1重量より少ない第2重量であることで、搬送ロボット50の走行中に搬送ロボット50から集積箱40が転倒することが防止される。
また、システム管理装置61の制御部は、集積箱40に集積された荷物100の重さが搬送開始重量以上となると、ソータ管理装置62に対し、当該集積箱40に荷物100を案内するシュート20への荷物100の投入を禁止する指示をし、搬送ロボット管理装置64に対し、集積箱40を集積台30から受け渡し先110へ搬送するよう、指示をする。
搬送ロボット管理装置64は、昇降部52を昇降することで集積箱40を載置部35に載置された状態から上方に移動する。
集積箱40が上方に移動されることで可動部38aに入力された荷重が解除される。この為、リンク機構39の第1リンク39aが上方に移動されて、ストッパ37が第1位置P1から第2位置P2に移動する。
搬送ロボット50は、集積台30から出て、受け渡し先110まで集積箱40を搬送する。
搬送ロボット管理装置64は、搬送ロボット50が集積台30から出ると、例えば、空の集積箱40が載置された別の搬送ロボット50を、集積台30に移動させる。空の集積箱40を載置した搬送ロボット50は、基部34の開口34aから基部34の内側に進入し、昇降部52を降下させることで集積箱40を載置部35に載置する。
集積箱40が載置部35に載置されると、リンク機構39によりストッパ37が第2位置P2位置から第1位置P1に移動する。
荷物区分けシステム1は、これらの工程を繰り返すことで、ソータ10に投入された荷物100を、受け渡し先110に搬送する。
このように、荷物区分けシステム1によれば、複数の重量検知デバイス32の検知結果に基づいて、集積箱40の下面41に加わる荷重の不均一さを検出する。この検出結果を利用することで、集積箱40が転倒することを防止できる。万が一、集積箱40が転倒すると、例えば作業員により修復作業がなされる為、その間、荷物区分けシステム1を停止することとなる。結果、荷物区分けシステム1の稼働率が低下する。
しかしながら、本実施形態では、集積箱40が転倒することを防止できることで、荷物区分けシステム1を停止すること、及び荷物区分けシステム1の稼働率の低下を防止できる。
さらに、荷物区分けシステム1は、下面41に加わる荷重の不均一さに応じて搬送ロボット50を制御することで、搬送ロボット50によって集積箱40を搬送しているときに集積箱40が転倒することを防止できる。搬送ロボット50の走行中に集積箱40が転倒することで、荷物100が周囲に散らばる虞がある。荷物100が散らばることで回収作業に時間がかかり、荷物区分けシステム1を停止する時間が長くなる。しかしながら、搬送ロボット50からの集積箱40の転倒を防止できることで、荷物区分けシステム1を停止すること、及び荷物区分けシステム1の稼働率の低下を防止できる。
さらに、荷物区分けシステム1は、下面41に加わる荷重の不均一さに応じて、集積箱40を集積台30から搬送する搬送開始重量を設定する。この為、集積箱40が搬送ロボット50から転倒することを、より一層防止できる。
さらに、荷物区分けシステム1は、集積箱40の下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値を算出し、この算出値と閾値との比較により、搬送開始重量を第1重量または第2重量に設定する。この為、搬送開始重量を簡単に設定できる。
さらに、集積台30は、転倒防止装置33を備えることで、集積台30に載置された集積箱40の転倒を防止できる。特に、ストッパ37が、集積箱40に対してシュート20と反対側に配置されることで、集積箱40に荷物100が投入されたときに生じる衝撃に伴う転倒を防止することができる。結果、集積箱40の転倒を防止できることで、荷物区分けシステム1を停止すること、及び稼働率の低下を防止できる。
さらに、ストッパ37は、第1位置P1として、集積箱40の上部と前後方向で対向する位置が設定されている。この為、より一層、集積箱40の転倒を防止できる。
さらに、転倒防止装置33は、ストッパ37及び駆動装置38を備えている。駆動装置38は、集積箱40の重さを利用してストッパ37を移動する構成であり、モータ等のアクチュエータやセンサを使用しない構成である。この為、転倒防止装置33は、製造コストを抑えることができる。
さらに、重量検知デバイス32は、4つ用いられている。この為、下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値の計算を簡単に行うことができる。
このように、この実施形態によれば、集積箱40の下面41に加わる荷重の不均一さを検出することで、この検出結果を用いることができ、結果、荷物区分けシステム1を停止すること、及び稼働率の低下を防止できる。
なお、荷物区分けシステム1は、上述の実施形態に限定されない。
例えば、第1位置P1は、集積台30に載置された集積箱40に常時当接する位置であってもよい。ストッパ37が集積箱40に常時当接することで、集積箱40がストッパ37に支持されるので、集積箱40に荷物100が投入されたことで集積箱40が振動しても、この振動が早期に収まる。結果、重量検知デバイス32の出力が早期に安定期間となる。
また、上述の例では、集積箱40の下面41に加わる荷重の不均一さに応じて搬送ロボット50を制御する構成として、搬送開始重量を設定する構成が一例として説明されたが、これに限定されない。
他の例では、搬送ロボット50の最高速度を設定する構成であってもよい。この一例として、システム管理装置61の記憶部に、搬送ロボット50の最高速度として第1速度、及び第1速度より小さい第2速度と、最高速度の設定に用いる閾値と、が記憶されている。この例では、搬送開始重量は、一定の重量が設定されている。第1速度は、例えば、搬送ロボット50から集積箱40が転倒しにくい速度のうち最高速度である。第2速度は、下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値が閾値以上となる場合であっても、搬送ロボット50から集積箱40が転倒しにくい速度のうち、例えば最高速度である。
システム管理装置61の制御部は、台管理装置63から受信した、下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値が閾値未満であると、第1速度を設定する。台管理装置63は、下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値が閾値以上であると、第2速度を設定する。
下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値が閾値以上である場合では、搬送ロボット50による集積箱40の搬送速度の最高速度が第2の速度に設定されることで、搬送ロボット50から比較的転倒しやすい集積箱40であっても、転倒が防止される。
または、搬送ロボット50の加速度を設定する構成であってもよい。この一例として、システム管理装置61の記憶部に、搬送ロボット50の加速度として第1加速度、及び第1加速度より小さい第2加速度と、加速度の設定に用いる閾値と、が記憶されている。この例では、搬送開始重量は、一定の重量が設定され、搬送ロボット50の最高速度は、一定の速度が設定される。
第1加速度は、例えば、搬送ロボット50から集積箱40が転倒しにくい加速度のうち最高加速度である。第2加速度は、下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値が閾値以上となる場合であっても搬送ロボット50から集積箱40が転倒しにくい加速度のうち、例えば最高加速度である。
システム管理装置61の制御部は、台管理装置63から受信した、下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値が閾値未満であると、第1加速度を設定する。台管理装置63は、下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値が閾値以上であると、第2加速度を設定する。なお、加速度は、速度を増速する加速度、及び、速度を減速する加速度を含む。
下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値が閾値以上である場合では、第2加速度が設定されることで、搬送ロボット50による集積箱40の搬送速度は、緩やかに加速されるとともに、緩やかに減速される。この為、搬送ロボット50から比較的転倒しやすい集積箱40であっても、転倒が防止される。
または、搬送開始重量を設定すること、搬送ロボット50の最高速度を設定すること、及び、搬送ロボット50の加速度を設定することの2以上を行ってもよい。
また、上述の例では、転倒防止装置33は、ストッパ37としてバーが用いられる構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、図6に示すように、ストッパ37は、第1位置P1及び第2位置P2の間で開閉する扉部材であってもよい。図6中、閉じた状態の扉部材を実線で示しており、開いた状態の扉部材を2点鎖線で示している。
また、上述の例では、駆動装置38は、モータ等のアクチュエータを用いない構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、駆動装置38は、モータ等のアクチュエータを備える構成であってもよい。
また、上述の例では、載置面35aの形状は、集積箱40の下面41と略同じ形状であり、それゆえ、複数の重量検知デバイス32が設けられる位置に基づいて、下面41の複数個所の位置を推定することができる。すなわち、載置面35aに対する下面41の位置を特定することがない。
他の例では、載置面35aに対する下面41の位置を特定することを行ってもよい。例えば、図7に示す変形例のように、集積台30が脱落防止部36を備えてない構成の場合、載置面35aに対する集積箱40の位置が、集積箱40を集積台30に載置する度に異なることが想定される。このような場合、例えば、載置面35aに設けられる複数の重量検知デバイス32の検知結果に基づいて載置面35aに対する集積箱40の位置を検出し、その上で、集積箱40の下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値を検出する。
または、図8に示す変形例のように、集積箱40の下面41の大きさが、載置面35aよりも小さい場合では、載置面35aに対する集積箱40の位置が、集積箱40を集積台30に載置する度に異なることが想定される。例えば、載置面35aに設けられる複数の重量検知デバイス32の検知結果に基づいて載置面35aに対する集積箱40の位置を検出し、その上で、集積箱40の下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値を検出する。
このように、載置面35aに対する下面41の位置を検出する構成では、複数の重量検知デバイス32は、集積箱40の下面41の位置を特定できる数が用いられる。
また、上述の例では、集積箱40の下面41の複数個所に加わる荷重を検知する構成として、集積台30の載置面35aに複数の重量検知デバイス32が設けられる構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、図9に示すように、集積箱40の下面41に複数の重量検知デバイス32設けられてもよい。
この構成の場合、集積箱40は、複数の重量検知デバイス32の検知結果を無線で台管理装置63に装置する送信部42を備える。
または、この構成の場合、図10に示すように、集積台30に、集積箱40の重量検知デバイス32と電気的に接続される端子部120が設けられてもよい。そして、集積台30が備える送信部から、台管理装置63に情報を送信してもよい。
また、上述の例では、荷物区分けシステム1は、郵便物以外の荷物100を区分ける構成が一例として説明されたが、これに限定されない。荷物区分けシステム1は、郵便物を区分ける構成であってもよい。
また、上述の例では、制御装置60が、システム管理装置61、ソータ管理装置62、台管理装置63、及び搬送ロボット管理装置64を備える構成が一例として説明されたが、これに限定されない。制御装置60は、1つの制御装置であってもよい。すなわち、制御装置60は、1つの制御部であってもよい。
また、上述の例では、搬送ロボット50は、AGVが用いられる構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、搬送ロボット50は、ピッキングロボットであってもよい。ピッキングロボットが用いられる場合、下面41に加わる荷重の不均一さに応じて、ピッキングロボットによる荷物100の把持位置が設定されてもよい。
また、荷物区分けシステム1は、下面41に加わる荷重の不均一さに応じて、警告を出す構成であってもよい。例えば、ランプやスピーカにより、警告を出す構成でもよい。
また、上述の例では、1つの閾値が用いられる構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、3以上の搬送開始重量が記憶部に記憶され、これら3以上の搬送開始重量から1の搬送開始重量を設定する為の、複数の閾値が用いられてもよい。搬送ロボット50の最高速度を設定する構成、搬送ロボット50の加速度を設定する構成であっても同様である。
また、上述の例では、閾値は、1つの固定値が用いられる構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、閾値は、集積箱40に集積された荷物100の重量に応じた可変値であってもよい。
この一例について、下面41に加わる荷重の不均一さに基づく値として、下面41に均一に荷重が加わっている状態での下面41での重心位置に対する、複数の重量検知デバイス32の検知結果から基づいて推定される重心位置までの距離を用いる構成について、説明する。ここで、この距離をLとする。
例えば、集積箱40に集積される荷物100の重さが比較的小さい場合は、距離Lが大きくても、集積箱40は、転倒しにくい。逆に、集積箱40に集積される荷物100の重さが比較的大きい場合は、距離Lが小さくても、転倒する虞がある。
この為、集積箱40に集積された荷物100の重さが小さい場合は、閾値として大きい値を設定し、集積箱40に集積された荷物100の重さが大きくなるにつれて、閾値を小さい値に設定することで、より適切な閾値を設定することが可能となる。
また、上述の例では、重量検知デバイス32は、ロードセルまたは感圧シートが用いられる構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、重量検知デバイス32は、集積箱40が集積台30に載置されると変形するばねを用い、このばねの変形量から荷重を検出できる構成であってもよい。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、複数の重量検知デバイス32の検知結果に基づいて集積箱40の下面41に加わる荷重の不均一さを検出することで、この検出結果を用いて集積箱40の転倒を防止できるので、システムの停止、及び、稼働率の低下を防止できる荷物区分けシステムを提供することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…荷物区分けシステム、10…ソータ、11…搬送路、20…シュート、30…集積台、31…台本体、32…重量検知デバイス、33…転倒防止装置、34…基部、35…載置部、35a…載置面、35b…開口部、35c…支持壁部、36…脱落防止部、37…ストッパ、38…駆動装置、38a…可動部、39…リンク機構、40…集積箱、50…搬送ロボット、60…制御装置、61…システム管理装置、62…ソータ管理装置、63…台管理装置、64…搬送ロボット管理装置、100…荷物、120…端子部、P1…第1位置、P2…第2位置。
Claims (9)
- 荷物を集積する集積箱と、
前記集積箱の下面に加わる荷重を検知する複数の重量検知デバイスと、
前記複数の重量検知デバイスの検知結果に基づいて前記下面に加わる荷重の不均一さを検出する制御部と、
を備える荷物区分けシステム。 - 前記集積箱を載置する集積台と、
前記集積箱を前記集積台から搬送する搬送ロボットと、
を備え、
前記制御部は、前記不均一さに応じて、前記搬送ロボットを制御する、
請求項1に記載の荷物区分けシステム。 - 前記制御部は、前記集積台から前記集積箱を搬送する、前記集積箱内の前記荷物の重量である搬送開始重量を、前記不均一さに応じて設定する、請求項2に記載の荷物区分けシステム。
- 前記搬送開始重量として第1重量、及び前記第1重量より小さい第2重量、並びに、前記搬送開始重量の設定に用いる閾値を記憶した記憶部を備え、
前記制御部は、前記不均一さに基づく値を算出し、前記値が前記閾値未満であると、前記搬送開始重量として前記第1重量を設定し、前記値が前記閾値以上であると、前記搬送開始重量として前記第2重量を設定する、
請求項3に記載の荷物区分けシステム。 - 前記制御部は、前記搬送ロボットによる前記集積箱の搬送時の最高速度を、前記不均一さに応じて設定する、請求項2に記載の荷物区分けシステム。
- 前記最高速度として、第1速度、及び前記第1速度より小さい第2速度、並びに、前記搬送ロボットによる前記集積箱の搬送時の最高速度の設定に用いる閾値を記憶した記憶部を備え、
前記制御部は、前記不均一さに基づく値を算出し、前記値が前記閾値未満であると、最高速度として前記第1速度を設定し、前記値が前記閾値以上であると、最高速度として前記第2速度を設定する、請求項5に記載の荷物区分けシステム。 - 前記制御部は、前記搬送ロボットによる前記集積箱の搬送時の加速度を、前記不均一さに応じて設定する、請求項2に記載の荷物区分けシステム。
- 前記加速度として、第1加速度、及び前記第1加速度より小さい第2加速度、並びに、前記搬送ロボットによる前記集積箱の搬送時の加速度の設定に用いる閾値を記憶した記憶部を備え、
前記制御部は、前記不均一さに基づく値を算出し、前記値が前記閾値未満であると、加速度として前記第1加速度を設定し、前記値が前記閾値以上であると、加速度として前記第2加速度を設定する、請求項7に記載の荷物区分けシステム。 - 荷物が載置される搬送路を有し、前記荷物を搬送するソータと、
集積箱が載置される集積台と、
前記集積箱の下面に加わる荷重を検知する複数の重量検知デバイスと、
前記搬送路から下方に向かって傾斜して前記集積台側まで延びる傾斜面を有し、前記荷物を前記集積台に載置された前記集積箱まで案内するシュートと、
前記集積箱を前記集積台から搬送する搬送ロボットと、
前記複数の重量検知デバイスの検知結果に基づいて前記下面に加わる荷重の不均一さを検出する制御部と、
を備える荷物区分けシステム。
Priority Applications (1)
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JP2021038984A Pending JP2022138870A (ja) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | 荷物区分けシステム |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2022138870A (ja) |
-
2021
- 2021-03-11 JP JP2021038984A patent/JP2022138870A/ja active Pending
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