JP2022138870A - 荷物区分けシステム - Google Patents

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。

実開平１－１５８４０３号公報

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の構成を示す説明図。 同荷物区分けシステムの構成の電気的接続を示す説明図。 同荷物区分けシステムに用いられる集積箱及び集積台の構成を示す斜視図。 同集積台の構成を示す斜視図。 同集積台の構成を一部切り欠いて示す斜視図。 同集積台の変形例及び同集積箱の構成を示す斜視図。 同集積台の別の変形例及び同集積箱の構成を示す斜視図。 同集積台の更に別の変形例及び同集積箱の構成を示す斜視図。 同集積箱の変形例の構成を一部切り欠いて示す斜視図。 同集積台の更に別の変形例の構成を示斜視図。

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。

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。

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。

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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
   
   

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