JP2022514708A - ロボットデバイス試験ステーションおよび方法 - Google Patents

Abstract

自動ピッキングシステムロボットデバイス試験ステーションであって、ロボットデバイスのホイールと係合するローラと、前記ローラの回転を変化させるコントローラとを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、ロボットサービスデバイスに対する試験ステーションに関する。排他的ではないが、より具体的には、本発明は、自動ロボットピッキングシステムにおいて使用されるタイプの、ロボットデバイスのための内蔵型ローラベッド試験ステーションに関する。

いくつかの商用および工業用のアクティビティは、広大な数の異なる製品の保管および取り出しを可能にするシステムを必要としている。複数の製品ラインにおけるアイテムの保管および取り出しのための、１つの既知のタイプのシステムは、列で配置されているスタックにおいて、保管容器またはコンテナを重ねて配置することを伴っている。列の間の通路に対する必要性を取り除き、より多くのコンテナを所定のスペースにおいて保管することができるように、保管容器またはコンテナは上からアクセスされる。

列状態に積み重ねられたコンテナを取り扱う方法は、長年にわたり周知のものである。いくつかのこのようなシステムにおいて、例えば、ＵＳ２，７０１，０６５、Ｂｅｒｔｅｌにおいて説明されているように、必要とされる場合に特定のコンテナへのアクセスを依然として提供しながらも、このようなコンテナを保管することに関係付けられている保管量を低減させるために、列で配置されているコンテナの自立型のスタックを備えている。所定のコンテナへのアクセスは、所定のコンテナを積み重ね、スタックから所定のコンテナを取り出するために使用できる比較的複雑な巻上げ機構を提供することによって可能となる。しかしながら、このようなシステムのコストは、多くの状況において現実的ではなく、大型輸送コンテナの保管およびハンドリング用に主として商業化されている。

例えばＣｉｍｃｏｒｐのＥＰ０７６７１１３Ｂに記載されるような、自立型コンテナのスタックを使用して特定のコンテナを取り出し、保管するための機構を提供するコンセプトがさらに展開されてきた。‘１１３は、コンテナスタックの周囲において下げられ、スタックの任意のレベルにおいてコンテナを把持できるように構成された矩形チューブの形態のロボット荷積みハンドラを使用して、複数の積み重ねられたコンテナを取り出すための機構を開示している。このようにすることで、複数のコンテナは、スタックから一度に持ち上げられる。移動可能なチューブを使用して、１つのスタックの一番上から別のスタックの一番上まで、いくつかのコンテナを移動させるか、または、スタックから外部ロケーションへ、および、逆もまた同じように、コンテナを移動させることができる。単一のスタック中のコンテナのすべてが同一の製品を含んでいる（単一の製品スタックとして知られている）場合、このようなシステムは、特に有用であることがある。

‘１１３において説明されているシステムにおいて、最も高いコンテナのスタックを単一の動作で抜き取ることができるように、チューブの高さは、最大のコンテナのスタックの高さと少なくとも同じくらい高くなければならない。したがって、倉庫のような閉じられたスペースにおいて使用するとき、スタックの最大の高さは、荷積みハンドラのチューブに対応する必要性によって制限される。

ＥＰ１０３７８２８Ｂ１（Ａｕｔｏｓｔｏｒｅ）は、その内容が参照によってここに組み込まれており、コンテナのスタックがフレーム構造内で配置されているシステムを説明している。このタイプのシステムは、付随する図面の図１ないし図４において概略的に図示されている。ロボットの荷積み取り扱いデバイスは、スタックの最上表面上の軌道のシステムで、スタックのあちこちを制御可能に移動することができる。

ロボットの荷積み取り扱いデバイスの１つの形態は、ノルウェー特許番号第３１７３６６号においてさらに説明されており、その内容が、参照によってここに組み込まれている。図３（ａ）は、正面からの荷積み取り扱いデバイスの概略的な斜視図であり、図３（ｂ）、（ｃ）は、荷積み取り扱いデバイスの内部を示すために切断されている状態の概略的な正面斜視図である。

荷積み取り扱いデバイスのさらなる展開が、英国特許公開番号ＧＢ２，５２０，１０４Ａ１に説明されており、各ロボット荷積みハンドラが１つの格子空間のみをカバーし、したがって、荷積みハンドラのより高い密度が、およびしたがって所定サイズのシステムのより高いスループットが可能となる。

そのような容器取り扱いシステムのいくつかのインプリメンテーションでは、単一の格子上を進む非常に多数のロボット荷積み取り扱いデバイスがあることがある。これらの荷積み取り扱いデバイスは、問題を経験することがあり、有用なサービスに戻るために修理または他の介入を必要とすることがある。

ロボット荷積み取り扱いデバイスは、手動で、または英国特許公開番号ＧＢ２，５２５，３０９Ａ１に開示されるようなロボットサービスデバイスを使用して、格子から外されてもよい。

故障した荷積み取り扱いデバイスを除去することは、故障の性質に応じて、格子上のロボット荷積み取り扱いデバイスのうちのいくつかまたは全部を停止させることを必要とするかもしれない。使用中のロボット荷積みハンドラの数が多くなり、格子が大きくなればなるほど、停止して取り外さなければならないロボット荷積みハンドラの数のために、障害が発生する可能性が高くなり、各障害の結果が増大する。

本発明の目的は、ロボットデバイスが格子上に配備される前に正しく機能していることを確実にするためにロボットデバイスを試験することができる試験ステーションを提供することである。このような試験ステーションはまた、格子から取り外された欠陥のあるロボットデバイスを試験する際に、または新しいタイプのロボットデバイスの設計および開発において、有用性を有することができる。

本発明にしたがうと、ロボットデバイスのホイールを移動させるローラと、ローラの回転を変化させるコントローラとを備える自動ピッキングシステムロボットデバイス試験ステーションが提供される。

別の態様では、本発明は、試験ステーションを使用する方法であって、ローラを回転させることによってロボットデバイスのホイールのセットを移動させることを含む方法を提供する。

さらなる態様において、本発明は、試験ステーションを使用する方法を提供し、方法は、ローラの第１のセットをロボットデバイスのホイールの第１のセットと係合させることと、ローラの第２のセットをロボットデバイスのホイールの第２のセットと係合させることと、ローラの第１および第２のセットを順次または同時に回転させることとを含む。

本発明の好ましい態様を、特許請求の範囲で規定する。

このようにして、本発明は、自動ピッキングシステム内に配備される前に一連のロボットデバイスおよび機能を試験して、信頼性を向上させ、大型容器取扱システムの全体コストを低減するための内蔵型試験ステーションおよび方法を提供する。

図１は、既知の保管システムにおいて容器の複数のスタックを収容するためのフレーム構造の概略斜視図である。 図２は、図１のフレーム構造の一部の概略平面図である。 図３（ａ）は、図１および図２のフレーム構造における使用のためのロボットの荷積み取り扱いデバイスの１つの形態の、正面からの概略斜視図である。 図３（ｂ）は、ロボットの荷積み取り扱いデバイスの１つの形態の、内部を示すために切断されている状態の概略斜視図である。 図３（ｃ）は、容器を持ち上げる、ロボットの荷積み取り扱いデバイスの、内部を示すために切断されている状態の概略斜視図である。 図４は、図１および図２のフレーム構造上に取り付けられている、図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）において示されているタイプの複数の荷積みハンドラデバイスを備えている既知の保管システムの概略斜視図である。 図５は、本発明にしたがう試験ステーションおよび荷積み取り扱いデバイスの概略斜視図である。 図６は、図５の試験ステーションのさらなる概略斜視図である。 図７は、図５および６の試験ステーションのさらなる概略斜視図である。 図８は、本発明にしたがった空の試験ステーションの概略斜視図である。 図９は、本発明にしたがう代替試験ステーションの概略斜視図であり、一連のローラが移動床および荷積み取り扱いデバイスを形成する。 図１０は、図９の試験ステーションの代替概略斜視図である。 図１１は、図９および図１０の試験ステーションの代替概略斜視図である。 図１２は、図９から１１中に示す試験ステーションの概略斜視図である。

図１および図２において示しているように、容器１０として知られている積み重ね可能なコンテナは、スタック１２を形成するように、互いの最上部に積み重ねられている。スタック１２は、倉庫または製造環境において格子フレーム構造１４中で配置されている。図１は、フレーム構造１４の概略斜視図であり、図２は、フレーム構造１４内で配置されている容器１０の単一のスタック１２を示しているトップダウン図である。各容器１０は、典型的に、（示されていない）複数の製品アイテムを保持しており、容器１０内の製品アイテムは、完全に同じであるかもしれず、または、用途に依存する異なる製品タイプのものであるかもしれない。

フレーム構造１４は、水平の部材１８、２０をサポートしている複数の直立の部材１６を備えている。直立の部材１６によってサポートされている複数の水平の格子構造を形成するために、平行な水平の部材１８の第１のセットは、平行な水平の部材２０の第２のセットに直角に配置されている。部材１６、１８、２０は、典型的に、金属から製造されている。容器１０は、フレーム構造１４の部材１６、１８、２０の間で積み重ねられているので、フレーム構造１４は、容器１０のスタック１２の水平移動に対してガードし、容器１０の垂直の移動を誘導する。

フレーム構造１４の一番上のレベルは、スタック１２の一番上に渡る格子パターン２２で配置されているレール２２を含んでいる。さらに、図３および図４を参照すると、レール２２は、複数のロボットの荷積み取り扱いデバイス３０をサポートしている。平行なレール２２の第１のセット２２ａは、フレーム構造１４の一番上に渡って、第１の方向（Ｘ）における荷積み取り扱いデバイス３０の移動を誘導し、平行なレール２２の第２のセット２２ｂは、第１のセット２２ａに対して直角に配置され、第１の方向に対して直角な第２の方向（Ｙ）において、荷積み取り扱いデバイス３０の移動を誘導する。この方法において、レール２２は、Ｘ－Ｙ平面における、２次元での荷積み取り扱いデバイス３０の移動を可能にするので、荷積み取り扱いデバイス３０は、スタック１２のうちのいずれか上のポジションに移動できる。

図３において示すように、各荷積み取り扱いデバイス３０は、スタック１２の上で、フレーム構造１４のレール２２上で、Ｘ方向およびＹ方向に移動するように配置されている車両３２を備えている。車両３２の正面のホイール３４の対と、車両３２の背面のホイール３４の対とからなる、ホイール３４の第１のセットは、レール２２の第１のセット２２ａの２つの隣接レールに係合するように配置されている。同様に、車両３２の各側面のホイール３６の対からなる、ホイール３６の第２のセットは、レール２２の第２のセット２２ｂの２つの隣接するレールに係合するように配置されている。ホイールの各セット３４、３６を、上げ、下げすることができるので、ホイールの第１のセット３４、または、ホイールの第２のセット３６のいずれかは、常に、レール２２ａ、２２ｂのそれぞれのセットに係合される。

ホイール３４の第１のセットがレール２２ａの第１のセットに係合され、ホイール３６の第２のセットがレール２２から完全に持ち上げられているとき、車両３２中に収納されている駆動メカニズム（示されていない）を介して、荷積み取り扱いデバイス３０をＸ方向に移動させるために、ホイール３４を駆動することができる。Ｙ方向に荷積み取り扱いデバイス３０を移動させるために、ホイール３４の第１のセットは、レール２２から完全に持ち上げられて、ホイール３６の第２のセットは、レール２２ａの第２のセットとの係合の中に下げられる。その後、駆動メカニズムを使用して、ホイール３６の第２のセットを駆動して、Ｙ方向における移動を達成することができる。

この方法で、１つ以上のロボットの荷積み取り扱いデバイス３０は、中央ピッキングシステム（示されていない）の制御のもと、フレーム構造１４上で、スタック１２の一番上の表面をあちこち移動することができる。各ロボットの荷積み取り扱いデバイス３０は、必要とされる製品にアクセスするために、スタックから１つ以上の容器またはコンテナを持ち上げる手段３８、３９、４０とともに提供される。

この方法で、常に、格子とスタックにおける複数のロケーションから、複数の製品にアクセスすることができる。

図４は、上記で説明している典型的な保管システムを示しており、システムは、スタック１２上でアクティブな複数の荷積み取り扱いデバイス３０を有している。さらに、ロボットサービスデバイス５０が格子１４上に位置付けられている。

ロボットサービスデバイス５０は、スタック１２の上で、フレーム構造１４のレール２２上で、Ｘ方向およびＹ方向に移動するように配置されている車両５２を備えている。ロボットサービスデバイス５０は、格子、フレーム構造１４、またはロボット荷積み取り扱いデバイス３０に対して、監視、支持、支援、清掃またはサービス機能の範囲を提供することができる。いくつかのロボットサービスデバイス５０は、荷積み取り扱いデバイスをレール２２から取り外すことができる。いくつかのロボットサービスデバイス５０は、荷積み取り扱いデバイス３０を格子から取り外すことができる。

ロボットサービスデバイス５０は、レール２２の第１および第２のセット２２ａ、２２ｂとそれぞれ係合可能なホイール５４、５６の第１および第２のセットを有する車両５２を備える。

荷積み取り扱いデバイス３０の動作と同様な方法で、ロボットサービスデバイス５０のホイール１の第１および第２のセットを車両５０に対して垂直に移動させて、対応するレール２２ａ、２２ｂのセットに対してホイールを係合する、またはホイールから解放することができる。適切なホイールのセットに係合して駆動することによって、ロボットサービスデバイス５０は、フレーム構造１４の上部の水平面内でＸ方向およびＹ方向に移動することができる。

１つ以上のロボットサービスデバイス５０を設けて、１つ以上の荷積み取り扱いデバイス３０を格子から取り外すことができる。ロボットサービスデバイス５０には、ロボット荷積み取り扱いデバイス３０に解放可能にラッチするための手段が設けられる。

次に、サービスデバイス５０を使用して、荷積み取り扱いデバイス３０を押したり引いたりして、それを格子から取り外すことができる。

あるいは、サービスデバイス５０を使用して、フレーム構造１４の上部の水平面に対してＺ方向（ＸおよびＹに対して垂直）にレール２２の上方に垂直に荷積み取り扱いデバイス３０を持ち上げることができる。次いで、サービスデバイス５０は、自動ピッキングシステム内の荷積み取り扱いデバイスに対して保守、サービス、検査、監視または他の機能を実行するか、または荷積み取り扱いデバイス３０を搬送してそれを格子から取り外すように使用されてもよい。

荷積み取り扱いデバイス３０またはサービスデバイス５０の多くの形態が知られているか、または開発中であることが理解されるであろう。本発明の試験ステーションは、任意のそのようなロボットデバイスにおける故障を開発、監視、試験、または診断するために使用することができる。

図５から１２を参照して、試験ステーションの第１の形態を説明する。

図５を参照すると、第１の態様において、試験ステーション６０は、単一のロボットデバイス３０を収容するようなサイズの１つ以上の移動床６２を備える。

１つ以上の調節可能な保持アーム７０は、１つ以上のロボットデバイスを移動床６２上に位置付けるために設けられる。

好ましくは、１つ以上の移動床は、いくつかのロボットデバイスが同時に試験されることを可能にするようなサイズである。

図５に示される一態様では、移動床６２は、当技術分野で周知のように回転ローラの対によって移動される可動ベルトを備える。ベルトの移動は、ロボットデバイスの向きに応じて、ロボットデバイスのホイール３４の第１のセットまたはホイール３６の第２のセットのいずれかを移動させる。

使用時には、図５に示すようにホイール３４の第１のセットが試験され、次にロボットデバイスが移動床６２に対して９０°回転され、ホイール３６の第２のセットが試験される。

図９に示す別の態様では、移動床６２は、１つ以上のロボットデバイスのホイールと係合するように配置された一連のローラ６４を備える。

別の態様（図示せず）では、２セットのローラが提供される。順次または同時に、第１のセットは、ロボットデバイスのホイール３４の第１のセットと係合するように配置され、第２のセットは、ホイール３６の第２のセットと係合するように配置される。

試験ステーションのローラは、反時計回り、時計回りに移動され、停止され、開始され、ブレーキをかけられ、加速され、上昇され、下降され、傾斜され、または当技術分野でよく知られているコントローラ（図示せず）によって他の方法で制御されて、ロボットデバイスのホイール３４、３６を移動させて、ロボットデバイスを移動させることなく様々な格子状態をシミュレートすることができる。

試験ステーションの可動ベルトまたはローラの表面は、当技術分野でよく知られているように、ほんの一例として、グリース、グリットまたは油を使用して可動ベルトまたはローラとロボットデバイスのホイール３４、３６との間の摩擦を変化させて、こぼれ、滑り、詰まり、行き過ぎなどをシミュレートするなどして、変化させることができる。

可動ベルトまたはローラのサイズまたは表面は、格子接合部またはエッジをシミュレートするために、リッジ、バンプまたは他の形態の凹凸を含むように変更されてもよい。

ローラの間隔は、シミュレートされた表面の変化を提供するように変化させることができる。

好ましい態様では、試験ステーションは、サービスデバイスにラッチされた荷積み取り扱いデバイスを収容するようなサイズである。

図５から図１２に示されるように、試験ステーションは、内蔵型ユニットであってもよい。あるいは、試験ステーションは、格子構造に取り付けられてもよく、または格子構造内にあってもよい。

試験される荷積み取り扱いデバイスは、昇降機器７０の助けを借りてまたは借りずに手動で試験ステーションに位置付けられる。

代替の態様（図示せず）では、試験ステーションは、自動ピッキングシステムまたはロボットデバイス保管エリアにレール２２によってリンクされてもよく、ロボットデバイスを自律的にまたはサービスデバイスによって試験ステーションに搬送することができる。

使用中、試験ステーションは、自動ピッキングシステムの格子上に配備される前にロボットデバイスを試験するために使用することができる。

試験ステーションはまた、新しいロボットデバイスを設計し開発するために使用することができる。

試験ステーションはまた、サービスハンドリングデバイスを使用して手動で、またはそうでなければ自動ピッキングシステムから、回収されたロボットデバイスを試験するために使用されることができる。

ロボットデバイスは、単なる例として、サービスまたはクリーニングのため、摩耗の兆候を試験するため、または故障しているためなどの様々な理由で自動ピッキングシステムから回収されてもよい。

試験ステーションは、ほんの一例として以下のような様々な試験プロトコルで使用されることができる。

試験することは、ロボットデバイスホイールを開始させることおよび停止させることを含んでもよい。

試験することは、ロボットデバイスホイールをＸ方向に移動させることを含んでもよい。

試験することは、ロボットデバイスホイールをＹ方向に移動させることを含んでもよい。

試験することは、ロボットデバイスをＺ方向に移動させることを含んでもよい。

試験することは、ロボットデバイスのホイールを加速させることを含んでもよい。

試験することは、ロボットデバイスのホイールを減速させることを含んでもよい。

試験することは、同じスピードまたは異なるスピードでホイールを移動させることを含んでもよい。

試験することは、ホイールを同じ方向または異なる方向に移動させることを含んでもよい。

試験することは、ローラの表面を変化させて、格子接合部、詰まり、オーバーシュート、通信障害、eストップ、または緊急停止、またはこれらに類するものをシミュレートすることを含んでもよい。

試験することは、高度な機器を備えたデータコネクタを分析して、荷積み取り扱いデバイスデータのホワイトボックスフィードバックを提供することを含むことができる。

試験することは、様々な実生活または例外的な格子状態をシミュレートするために、上記の試験のうちの１つ、いずれか、いくつか、またはすべてを、単独でまたは繰り返して、あるいはそれらの任意の組合せで実行することをさらに含むことができる。

本発明は、ロボットサービスデバイスに対する試験ステーションに関する。排他的ではないが、より具体的には、本発明は、自動ロボットピッキングシステムにおいて使用されるタイプの、ロボットデバイスのための内蔵型ローラベッド試験ステーションに関する。

いくつかの商用および工業用のアクティビティは、広大な数の異なる製品の保管および取り出しを可能にするシステムを必要としている。複数の製品ラインにおけるアイテムの保管および取り出しのための、１つの既知のタイプのシステムは、列で配置されているスタックにおいて、保管容器またはコンテナを重ねて配置することを伴っている。列の間の通路に対する必要性を取り除き、より多くのコンテナを所定のスペースにおいて保管することができるように、保管容器またはコンテナは上からアクセスされる。

列状態に積み重ねられたコンテナを取り扱う方法は、長年にわたり周知のものである。いくつかのこのようなシステムにおいて、例えば、ＵＳ２，７０１，０６５、Ｂｅｒｔｅｌにおいて説明されているように、必要とされる場合に特定のコンテナへのアクセスを依然として提供しながらも、このようなコンテナを保管することに関係付けられている保管量を低減させるために、列で配置されているコンテナの自立型のスタックを備えている。所定のコンテナへのアクセスは、所定のコンテナを積み重ね、スタックから所定のコンテナを取り出するために使用できる比較的複雑な巻上げ機構を提供することによって可能となる。しかしながら、このようなシステムのコストは、多くの状況において現実的ではなく、大型輸送コンテナの保管およびハンドリング用に主として商業化されている。

例えばＣｉｍｃｏｒｐのＥＰ０７６７１１３Ｂに記載されるような、自立型コンテナのスタックを使用して特定のコンテナを取り出し、保管するための機構を提供するコンセプトがさらに展開されてきた。‘１１３は、コンテナスタックの周囲において下げられ、スタックの任意のレベルにおいてコンテナを把持できるように構成された矩形チューブの形態のロボット荷積みハンドラを使用して、複数の積み重ねられたコンテナを取り出すための機構を開示している。このようにすることで、複数のコンテナは、スタックから一度に持ち上げられる。移動可能なチューブを使用して、１つのスタックの一番上から別のスタックの一番上まで、いくつかのコンテナを移動させるか、または、スタックから外部ロケーションへ、および、逆もまた同じように、コンテナを移動させることができる。単一のスタック中のコンテナのすべてが同一の製品を含んでいる（単一の製品スタックとして知られている）場合、このようなシステムは、特に有用であることがある。

‘１１３において説明されているシステムにおいて、最も高いコンテナのスタックを単一の動作で抜き取ることができるように、チューブの高さは、最大のコンテナのスタックの高さと少なくとも同じくらい高くなければならない。したがって、倉庫のような閉じられたスペースにおいて使用するとき、スタックの最大の高さは、荷積みハンドラのチューブに対応する必要性によって制限される。

ＥＰ１０３７８２８Ｂ１（Ａｕｔｏｓｔｏｒｅ）は、その内容が参照によってここに組み込まれており、コンテナのスタックがフレーム構造内で配置されているシステムを説明している。このタイプのシステムは、付随する図面の図１ないし図４において概略的に図示されている。ロボットの荷積み取り扱いデバイスは、スタックの最上表面上の軌道のシステムで、スタックのあちこちを制御可能に移動することができる。

ロボットの荷積み取り扱いデバイスの１つの形態は、ノルウェー特許番号第３１７３６６号においてさらに説明されており、その内容が、参照によってここに組み込まれている。図３（ａ）は、正面からの荷積み取り扱いデバイスの概略的な斜視図であり、図３（ｂ）、（ｃ）は、荷積み取り扱いデバイスの内部を示すために切断されている状態の概略的な正面斜視図である。

荷積み取り扱いデバイスのさらなる展開が、英国特許公開番号ＧＢ２，５２０，１０４Ａ１に説明されており、各ロボット荷積みハンドラが１つの格子空間のみをカバーし、したがって、荷積みハンドラのより高い密度が、およびしたがって所定サイズのシステムのより高いスループットが可能となる。

そのような容器取り扱いシステムのいくつかのインプリメンテーションでは、単一の格子上を進む非常に多数のロボット荷積み取り扱いデバイスがあることがある。これらの荷積み取り扱いデバイスは、問題を経験することがあり、有用なサービスに戻るために修理または他の介入を必要とすることがある。

ロボット荷積み取り扱いデバイスは、手動で、または英国特許公開番号ＧＢ２，５２５，３０９Ａ１に開示されるようなロボットサービスデバイスを使用して、格子から外されてもよい。

故障した荷積み取り扱いデバイスを除去することは、故障の性質に応じて、格子上のロボット荷積み取り扱いデバイスのうちのいくつかまたは全部を停止させることを必要とするかもしれない。使用中のロボット荷積みハンドラの数が多くなり、格子が大きくなればなるほど、停止して取り外さなければならないロボット荷積みハンドラの数のために、障害が発生する可能性が高くなり、各障害の結果が増大する。

本発明の目的は、ロボットデバイスが格子上に配備される前に正しく機能していることを確実にするためにロボットデバイスを試験することができる試験ステーションを提供することである。このような試験ステーションはまた、格子から取り外された欠陥のあるロボットデバイスを試験する際に、または新しいタイプのロボットデバイスの設計および開発において、有用性を有することができる。

本発明にしたがうと、ロボットデバイスのホイールを移動させるローラと、ローラの回転を変化させるコントローラとを備える自動ピッキングシステムロボットデバイス試験ステーションが提供される。

別の態様では、本発明は、試験ステーションを使用する方法であって、ローラを回転させることによってロボットデバイスのホイールのセットを移動させることを含む方法を提供する。

さらなる態様において、本発明は、試験ステーションを使用する方法を提供し、方法は、ローラの第１のセットをロボットデバイスのホイールの第１のセットと係合させることと、ローラの第２のセットをロボットデバイスのホイールの第２のセットと係合させることと、ローラの第１および第２のセットを順次または同時に回転させることとを含む。

本発明の好ましい態様を、特許請求の範囲で規定する。

このようにして、本発明は、自動ピッキングシステム内に配備される前に一連のロボットデバイスおよび機能を試験して、信頼性を向上させ、大型容器取扱システムの全体コストを低減するための内蔵型試験ステーションおよび方法を提供する。

図１は、既知の保管システムにおいて容器の複数のスタックを収容するためのフレーム構造の概略斜視図である。 図２は、図１のフレーム構造の一部の概略平面図である。 図３（ａ）は、図１および図２のフレーム構造における使用のためのロボットの荷積み取り扱いデバイスの１つの形態の、正面からの概略斜視図である。 図３（ｂ）は、ロボットの荷積み取り扱いデバイスの１つの形態の、内部を示すために切断されている状態の概略斜視図である。 図３（ｃ）は、容器を持ち上げる、ロボットの荷積み取り扱いデバイスの、内部を示すために切断されている状態の概略斜視図である。 図４は、図１および図２のフレーム構造上に取り付けられている、図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）において示されているタイプの複数の荷積みハンドラデバイスを備えている既知の保管システムの概略斜視図である。 図５は、本発明にしたがう試験ステーションおよび荷積み取り扱いデバイスの概略斜視図である。 図６は、図５の試験ステーションのさらなる概略斜視図である。 図７は、図５および６の試験ステーションのさらなる概略斜視図である。 図８は、本発明にしたがった空の試験ステーションの概略斜視図である。 図９は、本発明にしたがう代替試験ステーションの概略斜視図であり、一連のローラが移動床および荷積み取り扱いデバイスを形成する。 図１０は、図９の試験ステーションの代替概略斜視図である。 図１１は、図９および図１０の試験ステーションの代替概略斜視図である。 図１２は、図９から１１中に示す試験ステーションの概略斜視図である。

図１および図２において示しているように、容器１０として知られている積み重ね可能なコンテナは、スタック１２を形成するように、互いの最上部に積み重ねられている。スタック１２は、倉庫または製造環境において格子フレーム構造１４中で配置されている。図１は、フレーム構造１４の概略斜視図であり、図２は、フレーム構造１４内で配置されている容器１０の単一のスタック１２を示しているトップダウン図である。各容器１０は、典型的に、（示されていない）複数の製品アイテムを保持しており、容器１０内の製品アイテムは、完全に同じであるかもしれず、または、用途に依存する異なる製品タイプのものであるかもしれない。

フレーム構造１４は、水平の部材１８、２０をサポートしている複数の直立の部材１６を備えている。直立の部材１６によってサポートされている複数の水平の格子構造を形成するために、平行な水平の部材１８の第１のセットは、平行な水平の部材２０の第２のセットに直角に配置されている。部材１６、１８、２０は、典型的に、金属から製造されている。容器１０は、フレーム構造１４の部材１６、１８、２０の間で積み重ねられているので、フレーム構造１４は、容器１０のスタック１２の水平移動に対してガードし、容器１０の垂直の移動を誘導する。

フレーム構造１４の一番上のレベルは、スタック１２の一番上に渡る格子パターン２２で配置されているレール２２を含んでいる。さらに、図３および図４を参照すると、レール２２は、複数のロボットの荷積み取り扱いデバイス３０をサポートしている。平行なレール２２の第１のセット２２ａは、フレーム構造１４の一番上に渡って、第１の方向（Ｘ）における荷積み取り扱いデバイス３０の移動を誘導し、平行なレール２２の第２のセット２２ｂは、第１のセット２２ａに対して直角に配置され、第１の方向に対して直角な第２の方向（Ｙ）において、荷積み取り扱いデバイス３０の移動を誘導する。この方法において、レール２２は、Ｘ－Ｙ平面における、２次元での荷積み取り扱いデバイス３０の移動を可能にするので、荷積み取り扱いデバイス３０は、スタック１２のうちのいずれか上のポジションに移動できる。

図３において示すように、各荷積み取り扱いデバイス３０は、スタック１２の上で、フレーム構造１４のレール２２上で、Ｘ方向およびＹ方向に移動するように配置されている車両３２を備えている。車両３２の正面のホイール３４の対と、車両３２の背面のホイール３４の対とからなる、ホイール３４の第１のセットは、レール２２の第１のセット２２ａの２つの隣接レールに係合するように配置されている。同様に、車両３２の各側面のホイール３６の対からなる、ホイール３６の第２のセットは、レール２２の第２のセット２２ｂの２つの隣接するレールに係合するように配置されている。ホイールの各セット３４、３６を、上げ、下げすることができるので、ホイールの第１のセット３４、または、ホイールの第２のセット３６のいずれかは、常に、レール２２ａ、２２ｂのそれぞれのセットに係合される。

ホイール３４の第１のセットがレール２２ａの第１のセットに係合され、ホイール３６の第２のセットがレール２２から完全に持ち上げられているとき、車両３２中に収納されている駆動メカニズム（示されていない）を介して、荷積み取り扱いデバイス３０をＸ方向に移動させるために、ホイール３４を駆動することができる。Ｙ方向に荷積み取り扱いデバイス３０を移動させるために、ホイール３４の第１のセットは、レール２２から完全に持ち上げられて、ホイール３６の第２のセットは、レール２２ａの第２のセットとの係合の中に下げられる。その後、駆動メカニズムを使用して、ホイール３６の第２のセットを駆動して、Ｙ方向における移動を達成することができる。

この方法で、１つ以上のロボットの荷積み取り扱いデバイス３０は、中央ピッキングシステム（示されていない）の制御のもと、フレーム構造１４上で、スタック１２の一番上の表面をあちこち移動することができる。各ロボットの荷積み取り扱いデバイス３０は、必要とされる製品にアクセスするために、スタックから１つ以上の容器またはコンテナを持ち上げる手段３８、３９、４０とともに提供される。

この方法で、常に、格子とスタックにおける複数のロケーションから、複数の製品にアクセスすることができる。

図４は、上記で説明している典型的な保管システムを示しており、システムは、スタック１２上でアクティブな複数の荷積み取り扱いデバイス３０を有している。さらに、ロボットサービスデバイスが格子１４上に位置付けられている。

ロボットサービスデバイスは、スタック１２の上で、フレーム構造１４のレール２２上で、Ｘ方向およびＹ方向に移動するように配置されている車両を備えている。ロボットサービスデバイスは、格子、フレーム構造１４、またはロボット荷積み取り扱いデバイス３０に対して、監視、支持、支援、清掃またはサービス機能の範囲を提供することができる。いくつかのロボットサービスデバイスは、荷積み取り扱いデバイスをレール２２から取り外すことができる。いくつかのロボットサービスデバイスは、荷積み取り扱いデバイス３０を格子から取り外すことができる。

ロボットサービスデバイスは、レール２２の第１および第２のセット２２ａ、２２ｂとそれぞれ係合可能なホイールの第１および第２のセットを有する車両を備える。

荷積み取り扱いデバイス３０の動作と同様な方法で、ロボットサービスデバイスのホイール１の第１および第２のセットを車両に対して垂直に移動させて、対応するレール２２ａ、２２ｂのセットに対してホイールを係合する、またはホイールから解放することができる。適切なホイールのセットに係合して駆動することによって、ロボットサービスデバイスは、フレーム構造１４の上部の水平面内でＸ方向およびＹ方向に移動することができる。

１つ以上のロボットサービスデバイスを設けて、１つ以上の荷積み取り扱いデバイス３０を格子から取り外すことができる。ロボットサービスデバイスには、ロボット荷積み取り扱いデバイス３０に解放可能にラッチするための手段が設けられる。

次に、サービスデバイスを使用して、荷積み取り扱いデバイス３０を押したり引いたりして、それを格子から取り外すことができる。

あるいは、サービスデバイスを使用して、フレーム構造１４の上部の水平面に対してＺ方向（ＸおよびＹに対して垂直）にレール２２の上方に垂直に荷積み取り扱いデバイス３０を持ち上げることができる。次いで、サービスデバイスは、自動ピッキングシステム内の荷積み取り扱いデバイスに対して保守、サービス、検査、監視または他の機能を実行するか、または荷積み取り扱いデバイス３０を搬送してそれを格子から取り外すように使用されてもよい。

荷積み取り扱いデバイス３０またはサービスデバイスの多くの形態が知られているか、または開発中であることが理解されるであろう。本発明の試験ステーションは、任意のそのようなロボットデバイスにおける故障を開発、監視、試験、または診断するために使用することができる。

図５から１２を参照して、試験ステーションの第１の形態を説明する。

図５を参照すると、第１の態様において、試験ステーション６０は、単一のロボットデバイス３０を収容するようなサイズの１つ以上の移動床６２を備える。

１つ以上の調節可能な保持アーム７０は、１つ以上のロボットデバイスを移動床６２上に位置付けるために設けられる。

好ましくは、１つ以上の移動床は、いくつかのロボットデバイスが同時に試験されることを可能にするようなサイズである。

図５に示される一態様では、移動床６２は、当技術分野で周知のように回転ローラの対によって移動される可動ベルトを備える。ベルトの移動は、ロボットデバイスの向きに応じて、ロボットデバイスのホイール３４の第１のセットまたはホイール３６の第２のセットのいずれかを移動させる。

使用時には、図５に示すようにホイール３４の第１のセットが試験され、次にロボットデバイスが移動床６２に対して９０°回転され、ホイール３６の第２のセットが試験される。

図９に示す別の態様では、移動床６２は、１つ以上のロボットデバイスのホイールと係合するように配置された一連のローラ６４を備える。

別の態様（図示せず）では、２セットのローラが提供される。順次または同時に、第１のセットは、ロボットデバイスのホイール３４の第１のセットと係合するように配置され、第２のセットは、ホイール３６の第２のセットと係合するように配置される。

試験ステーションのローラは、反時計回り、時計回りに移動され、停止され、開始され、ブレーキをかけられ、加速され、上昇され、下降され、傾斜され、または当技術分野でよく知られているコントローラ（図示せず）によって他の方法で制御されて、ロボットデバイスのホイール３４、３６を移動させて、ロボットデバイスを移動させることなく様々な格子状態をシミュレートすることができる。

試験ステーションの可動ベルトまたはローラの表面は、当技術分野でよく知られているように、ほんの一例として、グリース、グリットまたは油を使用して可動ベルトまたはローラとロボットデバイスのホイール３４、３６との間の摩擦を変化させて、こぼれ、滑り、詰まり、行き過ぎなどをシミュレートするなどして、変化させることができる。

可動ベルトまたはローラのサイズまたは表面は、格子接合部またはエッジをシミュレートするために、リッジ、バンプまたは他の形態の凹凸を含むように変更されてもよい。

ローラの間隔は、シミュレートされた表面の変化を提供するように変化させることができる。

好ましい態様では、試験ステーションは、サービスデバイスにラッチされた荷積み取り扱いデバイスを収容するようなサイズである。

図５から図１２に示されるように、試験ステーションは、内蔵型ユニットであってもよい。あるいは、試験ステーションは、格子構造に取り付けられてもよく、または格子構造内にあってもよい。

試験される荷積み取り扱いデバイスは、昇降機器７０の助けを借りてまたは借りずに手動で試験ステーションに位置付けられる。

代替の態様（図示せず）では、試験ステーションは、自動ピッキングシステムまたはロボットデバイス保管エリアにレール２２によってリンクされてもよく、ロボットデバイスを自律的にまたはサービスデバイスによって試験ステーションに搬送することができる。

使用中、試験ステーションは、自動ピッキングシステムの格子上に配備される前にロボットデバイスを試験するために使用することができる。

試験ステーションはまた、新しいロボットデバイスを設計し開発するために使用することができる。

試験ステーションはまた、サービスハンドリングデバイスを使用して手動で、またはそうでなければ自動ピッキングシステムから、回収されたロボットデバイスを試験するために使用されることができる。

ロボットデバイスは、単なる例として、サービスまたはクリーニングのため、摩耗の兆候を試験するため、または故障しているためなどの様々な理由で自動ピッキングシステムから回収されてもよい。

試験ステーションは、ほんの一例として以下のような様々な試験プロトコルで使用されることができる。

試験することは、ロボットデバイスホイールを開始させることおよび停止させることを含んでもよい。

試験することは、ロボットデバイスホイールをＸ方向に移動させることを含んでもよい。

試験することは、ロボットデバイスホイールをＹ方向に移動させることを含んでもよい。

試験することは、ロボットデバイスをＺ方向に移動させることを含んでもよい。

試験することは、ロボットデバイスのホイールを加速させることを含んでもよい。

試験することは、ロボットデバイスのホイールを減速させることを含んでもよい。

試験することは、同じスピードまたは異なるスピードでホイールを移動させることを含んでもよい。

試験することは、ホイールを同じ方向または異なる方向に移動させることを含んでもよい。

試験することは、ローラの表面を変化させて、格子接合部、詰まり、オーバーシュート、通信障害、eストップ、または緊急停止、またはこれらに類するものをシミュレートすることを含んでもよい。

試験することは、高度な機器を備えたデータコネクタを分析して、荷積み取り扱いデバイスデータのホワイトボックスフィードバックを提供することを含むことができる。

試験することは、様々な実生活または例外的な格子状態をシミュレートするために、上記の試験のうちの１つ、いずれか、いくつか、またはすべてを、単独でまたは繰り返して、あるいはそれらの任意の組合せで実行することをさらに含むことができる。

Claims (10)

1. 自動ピッキングシステムロボットデバイス試験ステーションであって、
   ロボットデバイスのホイールを移動させるローラと、
   前記ローラの回転を変化させるコントローラとを備える、試験ステーション。
2. 前記コントローラは、前記ローラのうちの１つ以上の回転の方向を変化させる、請求項１に記載の試験ステーション。
3. 前記コントローラは、前記ローラのうちの１つ以上の回転のスピードを変化させる、請求項１または請求項２に記載の試験ステーション。
4. 前記ローラは、可動ベルトを移動させる、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の試験ステーション。
5. 前記コントローラは、前記ローラまたは可動ベルトのうちの１つ以上の表面プロファイルを変化させる、請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の試験ステーション。
6. 前記ロボットデバイスのホイールの第１のセットと係合するローラの第１のセットと、前記ロボットデバイスのホイールの第２のセットと係合するローラの第２のセットとのローラの第２のセットが設けられている、請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の試験ステーション。
7. 前記ローラは、サービスデバイスにラッチされた荷積み取り扱いデバイスと係合するサイズである、請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の試験ステーション。
8. 請求項１から５または７のうちのいずれか１つに記載の試験ステーションの使用であって、
   前記ローラを回転させることによってロボットデバイスのホイールのセットを移動させる、試験ステーションの使用。
9. 前記ローラの第１のセットをロボットデバイスのホイールの第１のセットと係合させることと、前記ローラの第２のセットを前記ロボットデバイスのホイールの第２のセットと係合させることと、前記ローラの第１および第２のセットを順次回転させることとを含む、請求項６または７に記載の試験ステーションの使用。
10. 前記ローラの第１のセットをロボットデバイスのホイールの第１のセットと係合させることと、前記ローラの第２のセットを前記ロボットデバイスのホイールの第２のセットと係合させることと、前記ローラの第１および第２のセットを同時に回転させることとを含む、請求項６または７に記載の試験ステーションの使用。

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