JP2023540235A - 物体及びトラフを持ち上げるためのトラフマニピュレータ及び方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、物体（２ａ、２ｂ）と、物体（２ａ、２ｂ）が内部に少なくとも部分的に配置される上向きに開いたコンテナ（３）とを持ち上げるためのマニピュレータ（１）を提示する。マニピュレータは、第１の物体（２ａ）を係合するための第１の物体係合デバイス（４ａ）と、第２の物体（２ｂ）を係合するための第２の物体係合デバイス（４ｂ）と、第１及び第２の物体係合デバイス（４ａ、４ｂ）によって係合されたときに、物体（２ａ、２ｂ）がコンテナ（３）に内力を及ぼすように、第１及び第２の物体（２ａ、２ｂ）を引き離すための分離手段（５）とを備える。本開示はまた、物体及び上向きに開いたコンテナを持ち上げるための方法を提示する。【選択図】図２

Description

本開示は、一般に、物体の自動ハンドリングの分野に関し、特に、トラフ（trough）などの上向きに開いたコンテナ内の物体を持ち上げることに関する。

背景

一般に、製造及び流通などの産業において、様々な物体の自動化された取り扱いのための解決策を提供する必要がある。

自動化された取り扱いに関して課題を提示する物体の一例は、物体だけでなくコンテナも持ち上げられるときに、上向きに開いたコンテナ内に配置される物体である。従来技術の解決策は、コンテナを確実に持ち上げることができないか、又は複雑かつ高価である。

本開示の実施形態の目的は、従来技術の上記の欠点を取り除くこと、又は少なくとも軽減することを含む。

したがって、物体と、物体が内部に少なくとも部分的に配置される上向きに開いたコンテナとを持ち上げるためのマニピュレータが提供される。マニピュレータは、第１の物体を係合するための第１の物体係合デバイスと、第２の物体を係合するための第２の物体係合デバイスと、第１及び第２の物体係合デバイスによって係合されたときに、第１及び第２の物体を引き離すための分離手段とを備える。したがって、物体はコンテナに内力を及ぼすことができる。

有利には、このようなマニピュレータによって、物体だけでなく、物体のためのコンテナも確実に持ち上げることができる。特に、物体及びコンテナは、マニピュレータがコンテナと直接係合することなく、又はコンテナと接触することなく持ち上げることができる。
このようにして、マニピュレータは、持ち上げられるコンテナよりも小さい設置面積で設計されてもよい。本発明のマニピュレータは、その構成要素、組立及び保守に関して費用効果が高い。また、信頼性が高く、頑丈である。さらに、コンテナを持ち上げるために物体自体を使用することによって、コンテナを持ち上げるための別個の手段が必要とされず、コンテナの側面の位置を知る必要がない。また、マニピュレータは、物体又はコンテナに関して高い製造公差を必要とせず、比較的大きいサイズ偏差が許容される。

物体がコンテナに内力を及ぼすと、コンテナは、物体とコンテナとの間の摩擦力によって、物体によって持ち上げることができる。

コンテナは、典型的には段ボールから作成されるトレイ又はトラフであってもよい。物体は、例えば本質的に箱状又は円筒状であってもよい。物体は、製品を収容する大型容器（carton）であってもよく、又はプラスチック又は紙で包まれた６パックの缶などの、４パックなどの多数の缶のパックであってもよい。

好ましくは、分離手段は、第１及び第２の物体を少なくとも部分的に水平方向に引き離すように構成される。

好ましくは、分離手段は、第１及び第２の物体の底部を引き離すように構成される。次いで、上向きに開いたコンテナが高い強度を有するコンテナの下部に、物体は内力を及ぼす。さらに、物体の下部１０分の１などの底部のみを囲む低い高さのコンテナも、物体によって持ち上げることができる。

好ましくは、分離手段は、第１及び第２の物体をそれぞれの水平軸、すなわち水平面内の軸の周りで回転させるように構成される。前記軸は、好ましくは物体の上方に位置付けられ、より好ましくは物体係合デバイスの上方に位置付けられる。このようにして、物体の大きな並進運動が得られる。

分離手段は、第１及び／又は第２の物体係合デバイスを並進的及び／又は回転的に移動させることによって第１及び第２の物体を引き離すように構成されてもよい。回転は、水平軸又は垂直軸の周りで行われてもよい。

分離手段は、物体のうちの少なくとも１つの重量によって少なくとも部分的に第１及び第２の物体を引き離すように構成されてもよい。物体の重量は、有利には、マニピュレータを作動させてコンテナに内力を及ぼすよう機能する。分離手段は、この理由のために可撓性であってもよく、加えて、分離手段は、物体の重量が分離手段に影響を及ぼす場所から水平方向に離れた点で吊り下げられてもよい。その結果、分離手段は、マニピュレータによって持ち上げられた物体の重量によって変形してもよい。

好ましくは、分離手段は、物体係合デバイスの少なくとも１つを担持する。物体係合デバイスは、分離手段に取り付けることができる。物体係合デバイスは、分離手段の一部の回転が物体係合デバイスの回転に伝達できるように、分離手段に回転可能にしっかりと取り付けられてもよい。好ましくは、物体係合デバイスは、分離手段がトルクを物体係合デバイスに伝達することができるように、分離手段に回転可能にしっかりと取り付けられる。分離手段の一部の回転は、分離手段の変形の結果であってもよい。

物体係合デバイスは、例えば、負圧又は磁力によって物体を係合するように構成されてもよい。好ましくは、物体係合デバイスは、物体の上側を係合するように構成され、好ましくは、物体の下側も側面も係合せず、上側のみを係合するように構成される。物体係合デバイスは、真空吸引グリッパ又は電磁石であってもよい。

好ましくは、分離手段は、マニピュレータによって持ち上げられた物体の重量によって変形するように構成された可撓性部材である。

好ましくは、マニピュレータは、分離手段を担持するように適合されたホイスト部材をさらに備える。ホイスト部材は、マニピュレータを取り扱う構造、例えばロボットにマニピュレータを接続する部材であってもよい。この理由のために、ホイスト部材は、ホイスト部材を例えばロボットに取り付けることができる取り付け手段、例えばアパーチャ又はブラケットを備えてもよい。

分離手段は、代替的に、キャリア部材又は物体係合デバイスキャリアと呼ばれてもよい。

好ましくは、マニピュレータは、マニピュレータによって持ち上げられる物体の重量によって分離手段が変形することを可能にするように、ホイスト部材と分離手段とを互いに接続する接続手段をさらに備える。分離手段は、接続手段によってホイスト部材の下に吊り下げることができる。

好ましくは、分離手段及び／又はホイスト部材は、プレート状要素である。代替として、一方又は両方は、バー形状、ロッド形状であってもよく、又はバーもしくはロッドのグリッド（grid）から形成されてもよい。

好ましくは、分離手段は、２つの直交する水平方向に延長部を有する。そのような分離手段は、物体係合デバイスのアレイを担持することができ、２つの水平方向に沿って少なくとも２つの物体係合デバイスを引き離すことができる。次いで、物体は、コンテナに対して２つの方向に内力を及ぼし、コンテナをさらにより確実に持ち上げることができる。

マニピュレータは、マニピュレータと物体との間の接触を決定するための接触センサを備えてもよい。

接触センサはまた、マニピュレータによって担持されるコンテナと、コンテナが置かれる表面との間の接触を決定してもよい。

好ましくは、接触センサは、分離手段とホイスト部材との間の距離を感知するように構成される。

接触センサは、分離手段とホイスト部材とが互いから第１の距離に位置付けられるか、それとも第２の距離に位置付けられるかを決定するように構成することができる。そのような接触センサは、頑丈で単純な設計であってもよい。接触センサは、センサ本体と、センサ本体に対して移動可能な可動センサ要素とを備えることができる。

接触センサ又はその可動センサ要素は、分離手段とホイスト部材との間に配置されてもよい。

好ましくは、マニピュレータの設置面積は、持ち上げられるコンテナの設置面積よりも小さい。このような構成により、マニピュレータは、コンテナの全ての側部に隣接して位置付けられた障害物があるときにも、物体及びコンテナを持ち上げることができる。また、マニピュレータは、物体及びコンテナを、別のコンテナ又は壁などの他のアイテムに直接隣接して配置することができる。マニピュレータは、好ましくは、少なくとも２つの物体の上側のみを係合することによって、物体及びコンテナを持ち上げることができるように構成される。

好ましくは、第１の物体は、少なくとも２つの第１の物体係合デバイスによって係合され、第２の物体は、少なくとも２つの第２の物体係合デバイスによって係合される。このような構成により、第１の物体と第２の物体とをより効果的に引き離すことができる。特に、分離手段から物体に回転を効果的に伝達することができる。さらに、物体係合デバイスは、分離手段に回転可能にしっかりと取り付けられる必要はない。

好ましくは、マニピュレータはロボットによって担持される。次いで、ロボットは、物体が少なくとも部分的に配置されている上向きに開いたコンテナと共に物体を持ち上げることができる。ロボットは、ホイスト部材に取り付けられてもよい。

さらに、物体と、物体が内部に少なくとも部分的に配置される上向きに開いたコンテナとを持ち上げるための方法が提供される。この方法は、第１の物体を係合させるステップと、第２の物体を係合させるステップと、第１及び第２の物体を引き離すことによって、コンテナを第１及び第２の物体に固定するステップと、物体及びコンテナを持ち上げるステップとを含む。

本方法の利点は、マニピュレータに関して上述したものに対応する。本方法は、マニピュレータの上述の特徴に対応するステップを含むことができる。

コンテナは、少なくとも１つの物体を回転させることによって、第１及び第２の物体に固定されてもよい。物体は、０.５から５度、好ましくは１から３度回転させることができる。
回転は、好ましくは、水平軸の周りで行われる。回転は、好ましくは、物体の上方に位置付けられた水平軸の周りで行われる。

これら及び他の態様、特徴及び利点は、添付の図面を参照して、様々な実施形態の以下の説明から明らかになり、解明されるであろう。
図１は、マニピュレータと、表面上に立つトラフの形態の上向きに開いたコンテナ内に配置された４つの物体との斜視側面図である。 図２は、図１に対応しているが、マニピュレータが物体及びトラフを持ち上げている状態を示している。 図３ａは、物体及び上向きに開いたコンテナを持ち上げるための方法を概略的な断面図で図示する。 図３ｂは、物体及び上向きに開いたコンテナを持ち上げるための方法を概略的な断面図で図示する。 図３ｃは、物体及び上向きに開いたコンテナを持ち上げるための方法を概略的な断面図で図示する。 図３ｄは、物体及び上向きに開いたコンテナを持ち上げるための方法を概略的な断面図で図示する。 図４は、代替的なマニピュレータ及び方法ステップ３ｃの代替例を概略的な断面図で概略的に図示する。 図５は、代替的なマニピュレータ及び方法ステップ３ｃの代替例を概略的な断面図で概略的に図示する。 図６は、代替的なマニピュレータ及び方法ステップ３ｃの代替例を概略的な断面図で概略的に図示する。 図７は、方法ステップ３ｃの代替例を上面図で図示する。

本発明は、ここから、以下により十分に説明される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきでなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底しており、完全であり、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるように、例として提供される。

図１及び図２は、４つの接続手段７によってホイスト部材６によって担持される分離手段５に取り付けられた８つの吸引カップ４ａ、４ｂ（そのうちの２つのみに参照番号が付されている）を備えるマニピュレータ１を図示する。２つの接触センサ８が、分離手段５とホイスト部材６との間の距離を感知するために設けられている。

マニピュレータは、上向きに開いたコンテナ３、この例ではトレイ又はトラフ、より正確には段ボールトラフを、４つの物体２ａ、２ｂ（そのうちの２つのみに参照番号が付されている）と共に持ち上げるように構成されている。

細長い箱として図示される物体２ａ、２ｂは、例えば、製品を収容する缶又はカートンの包装されたパックであってもよい。コンテナ３は、４つの物体２ａ、２ｂを収容するようにサイズ決めされたベースと、物体の高さの約半分の高さの側壁とを有する。コンテナ側壁は、垂直方向に対してわずかに傾斜して伸長する。コンテナ上部は開いており、傾斜した側壁のためにコンテナベースよりもわずかに大きく、その結果、物体２ａ、２ｂをコンテナ３内に容易に挿入することができる。理解されるように、本開示は、図１及び図２に示される物体又はコンテナの特定の形態に限定されない。特に、コンテナは、蓋を有さない又は開いた蓋を有する段ボール箱のような、開いた上部を有する箱形状であってもよい。コンテナは、代替的に、例えば、プラスチック材料又は薄壁金属で作られてもよい。

図１において、マニピュレータ１は、吸引カップ４ａ、４ｂが物体２ａ、２ｂと接触した状態で、－図１の図示の意味で－ 物体２ａ、２ｂの上方に位置付けられる。第１の左前方の物体２ａと接触する第１の左前方の吸引カップ４ａと、第２の右前方の物体２ｂと接触する第２の右前方の吸引カップ４ｂとがある。また、対応する第１及び第２の後部吸引カップ、ならびに第１及び第２の後部物体もあり、これらは前部物体と同様に機能する。図から分かるように、この例では、４つの物体２ａ、２ｂはすべて、それぞれ２つの吸引カップ４ａ、４ｂによって係合される。空気圧縮機デバイス及び吸引ホース（図示せず）によって吸引カップに圧力をかけることによって、吸引カップは物体に解放可能に取り付けられる。吸引カップは、代替的に、真空吸引グリッパと呼ばれてもよい。

物体ごとに２つ以上の吸引カップを配置することによって、物体をより確実に取り付けることができる。物体ごとに複数の吸引カップがあることは、物体が平坦でない又は予測不可能な上面形状を有する場合に特に有利であるかもしれない。

図２において、マニピュレータ１は、ロボット（図示せず）又は別の持ち上げデバイスによって上方に持ち上げられている。吸引カップ４ａ、４ｂによって、マニピュレータ１は、物体２ａ、２ｂ及びコンテナ３を持ち上げている。説明されるように、コンテナ３は、コンテナ３と相互作用する物体２ａ、２ｂによって持ち上げられている。

吸引カップ４ａ、４ｂは、この実施形態では可撓性プレートから形成される分離手段５に取り付けられる。分離手段５は、プラスチック材料、複合材料、又は薄い鋼板などの薄い金属シートで形成されてもよい。分離手段５は可撓性であり、物体２ａ、２ｂを持ち上げるときに弾性的に変形するように構成される。この変形は、図２に示されており、分離手段５の下の中央に位置する３つの矢印によって示されている。他の実施形態では、分離手段５は、バーの可撓性グリッドなどの可撓性グリッド構造で形成されてもよい。

図２の検討から理解されるように、分離手段の変形は、吸引カップ４ａ、４ｂの移動をもたらし、したがって、物体２ａ、２ｂは、コンテナ３の内部を係合するようにされる。したがって、分離手段５が持ち上げられると、コンテナ３も持ち上げられる。物体２ａ、２ｂは、物体２ａ、２ｂが垂直に持ち上げられるのと本質的に同時にコンテナ３と係合させられる。より正確には、分離手段が下方に変形又は屈曲されると、吸引カップ４ａ、４ｂは、水平軸の周りを回転し、したがって、物体２ａ、２ｂを回転及び並進させて、コンテナ３の対向する内壁に係合する。物体２ａ、２ｂは、コンテナ３と係合し、分離手段５の１回の持ち上げ動作でコンテナ３を持ち上げる。

図１及び図２（ならびに以下で説明する図３から図５）に示す実施形態では、物体２ａ、２ｂは、物体２ａ、２ｂの上方の水平軸の周りを回転する。そのような配置によって、回転は、第１及び第２の物体の底部の大きな移動をもたらす。

図１及び図２の実施形態では、分離手段５は、かなり誇張して、ボウル形状に変形されている。下から見ると、変形した分離手段５の下面は、変形したときに凸状である。これにより、分離手段５の下面に取り付けられた吸引カップ４ａ,４ｂが互いに分離される。その結果、それぞれの物体２ａ、２ｂは強制的に離され、コンテナ３の対向する内壁に押し付けられる。物体２ａ、２ｂは、水平方向に強制的に離されることによってコンテナ３と内部で係合することができる。

図２を検討することによって理解されるように、物体ごとに２つの吸引カップが設けられ、吸引カップは、分離手段の変形が主に生じる方向（分離手段の長手方向）に互いに距離を置いて配置され、分離手段５の変形は、物体２ａ、２ｂの回転に効果的に変換される。

ホイスト部材６は、ホイスト部材６の各角に配置された１つの接続手段７によって可撓性分離手段５を担持する剛性構造である。分離手段５は、ホイスト部材６に対して垂直に移動可能に吊り下げられている。より正確には、分離手段５は、以下に説明するように、第１の距離ｄ１と第２の距離ｄ２との間で垂直方向に移動可能である。

他の実施形態では、図５を参照すると、２つの接続手段７があってもよい。図１及び図２の実施形態では、三角形のパターンで配置された３つの接続手段７は、代替的な実施形態では、ホイスト部材６が分離手段５を担持するのに十分である。

図１において、分離手段５は、ホイスト部材６に近い第１の垂直位置にある。分離手段５は、物体２ａ、２ｂとの接触によってホイスト部材６に向かって押される。第１の位置では、ホイスト部材６と分離手段５との間に第１の距離ｄ１がある。

図２において、分離手段５は、ホイスト部材６からさらに離れた第２の垂直位置にある。分離手段は、重力によってホイスト部材６から引き離される。第２の位置では、ホイスト部材６と分離手段５との間に第２の距離ｄ２がある。第２の距離ｄ２は、第１の距離ｄ１よりも大きい。マニピュレータは、分離手段５を移動させてホイスト部材６と接触させることができるように構成されてもよく、これは、第１の距離ｄ１がゼロに等しくてもよいことを意味する。

マニピュレータ１が、図２に示されるように物体２ａ、２ｂ及びコンテナ３を担持し、その後、物体２ａ、２ｂ及びコンテナ３を所望の位置に配置するために下降されるとき、コンテナ３は、表面（例えば、床、パレット又は別の物体）と接触し、したがって、下降を継続すると、分離要素５は、第２の距離ｄ２から第１の距離ｄ１に移動される。

この実施形態では、接続手段（全体として参照符号７で示す）は、ボルト７ａ,７ｂで形成され、これらボルトは、下側からホイスト部材６の下側にねじ込まれ、ボルトヘッド７ｂ及びボルトシャンク７ａは、下方に突き出ている。分離手段５は、ボルトヘッド７ｂにつるされている。分離手段５には細長い溝７ｃがあり、それを通ってボルト７ａ、７ｂが延びている、図２の切り出しを参照。溝７ｃは、分離手段の長手方向の伸長が変化することを可能にする長さを有し、また、分離手段の横方向の伸長が変化することを可能にする（ボルトシャンク７ａの直径を超える）幅を有する。

図１及び図２に示す実施形態では、ホイスト部材６及び分離手段５は、両方とも、上から見てほぼ同じエリアの矩形のプレート状要素である。分離手段５は、矩形のプレート状要素の各角に配置された接続手段７によってホイスト部材６の下に吊り下げられる。溝７ｃは、分離手段５の変形に起因する分離手段５のある程度の水平移動を可能にする。より正確には、分離手段５がボウル形状に変形するにつれて、分離手段５の角のある水平移動が接続手段７によって可能になる。溝７ｃは、ボルト７ａ、７ｂに、分離手段の長手方向に沿って及び分離手段の横方向の両方に沿って、ある水平方向の遊びを提供する。溝への代替として、分離手段５は、本質的に円形の穴を備えることができ、大きなボルトヘッド、又は大きなワッシャなどが、分離手段５を支持し、分離手段５が変形することができるように必要な水平方向の遊びを提供することができる。

代替実施形態（図示せず）では、接続手段７は、別の方法で前記垂直及び水平移動を可能にするように構成されてもよく、接続手段は、例えば可撓性、例えばばねであってもよく、又は引張力を妨げることができるが、圧縮力を妨げることができない手段、例えばワイヤ、チェーン又は糸であってもよい。

引き続き図１及び図２を参照すると、マニピュレータは、マニピュレータ１と物体２ａ、２ｂとの間の接触を決定するための接触センサ（概して参照番号８で示される）をさらに備えてもよい。接触センサ８はまた、コンテナ３及びその物体２ａ、２ｂが、マニピュレータ１を下降させる際にそれらが置かれるべき表面と接触するときを決定してもよい。

より正確には、接触センサ８は、ホイスト部材６と分離手段５とが互いに第１の距離ｄ１又は第２の距離ｄ２に配置されているかどうかを決定することができる。

本実施形態では、接触センサ８は、ホイスト部材６に取り付けられている。接触センサ８は、ホイスト部材６の上部に取り付けられたセンサ本体８ａと、ホイスト部材６の貫通孔８ｃ（図２に点線で示す）を通って伸長し、ホイスト部材の下面から突出する可動センサ要素８ｂとを備える。可動センサ要素８ｂは、ホイスト部材６と分離手段５との間に位置付けられる。

本実施形態では、接触センサ８は、分離手段５の角の近くに位置付けられた接続手段よりも分離手段５の中心の近くで、接続手段７の間に水平に位置付けられる。分離手段５の各長手方向側に１つずつ、２つの接触センサ８を設けることによって、接触センサ８を使用して、ホイスト部材６に対する分離手段５の望ましくない斜めの位置決めを検出することができる。

分離手段の第１の位置（図１）では、可動センサ要素８ｂは、分離手段５によってセンサ本体８ａ内に押し込まれ、したがって、接触センサ８は、ホイスト部材６及び分離手段５が互いから第１の距離ｄ１に配置されていることを記録する。

分離手段の第２の位置（図２）では、可動センサ要素８ｂは、分離手段５と接触しておらず、したがって、センサ本体８ａ内に押し込まれておらず（任意選択で、ばね手段によってセンサ本体から外に移動されている）、したがって、接触センサ８は、ホイスト部材６及び分離手段５が互いから第２の距離ｄ２に配置されていることを記録する。

本実施形態では、２つの接触センサ８が存在する。一方（例えば左側）の可動センサ要素８ｂのみが押し込まれた場合、分離手段５の斜めの位置が検出される。

次に、図３ａから図３ｄを参照して、物体及び上向きに開いたコンテナを持ち上げるための方法について説明する。この方法は、図１及び図２において示されているマニピュレータに適用可能である。

図３ａは、第１及び第２の吸引カップ４ａ、４ｂのみが示されているマニピュレータが、コンテナ３内の第１及び第２の物体２ａ、２ｂに向かって下降される第１のステップＡを図示している。マニピュレータは、この実施形態では可撓性ロッド又はバー（図４又は図５参照）から形成されてもよい分離手段５も少なくとも備えることを理解されたい。

第１のステップＡにおいて、図１及び図２のマニピュレータ１が使用される場合、ホイスト部材６及び分離手段５は、互いから第２の距離ｄ２に配置される。

図３ｂは、吸引カップ４ａ、４ｂが負圧によって物体２ａ、２ｂに解放可能に取り付けられる第２のステップＢを図示する。第１の吸引カップ４ａは第１の物体２ａに取り付けられ、第２の吸引カップ４ｂは第２の物体２ｂに取り付けられる。

第２のステップＢにおいて、図１及び図２のマニピュレータ１が使用される場合、ホイスト部材６及び分離手段５は、互いから第１の距離ｄ１に配置される。

図３ｃは、物体２ａ、２ｂが水平軸を中心に逆回転される第３のステップＣを図示する。
第１の吸引カップ４ａ及び第１の物体２ａは時計回りに回転し、第２の吸引カップ４ｂ及び第２の物体２ｂは反時計回りに回転する。吸引カップ４ａ、４ｂは、水平軸Ｚ_ａ、Ｚ_ｂ（図面の平面に対して垂直）の周りを回転する。

これらの回転は、好ましくは、図１及び図２に関連して説明したように、物体２ａ、２ｂの重量によって、及び可撓性分離手段５によって担持されている吸引カップ４ａ、４ｂによって引き起こされてもよい。吸引カップ４ａ、４ｂの任意の持ち上げは、図３ｃに矢印で図示されている。しかしながら、マニピュレータは、他の実施形態（図示せず）では、吸引カップ４ａ、４ｂを回転又は移動させるための他の手段を備えてもよい。回転の結果として、物体２ａ、２ｂの最下縁部は、コンテナ３の下側の対向する内壁に当接し、これを押圧するようになる。また、物体２ａ、２ｂの上部内側縁部は、互いに対して当接し、押圧するようになることができる。

図３ｄは、吸引カップ４ａ、４ｂが物体２ａ、２ｂ及びコンテナ３も持ち上げる第４のステップＤを図示する。これは、図３ａから図３ｃにおいてコンテナ底部とコンテナが載置される表面との間の距離によって図３ｄに図示されている。図１及び図２のマニピュレータ１が使用される場合、ホイスト部材６及び分離手段５は、再び、互いから第２の距離ｄ２に配置される。

図３ｄは、マニピュレータ１によって持ち上げられたときにコンテナ３に作用する力を示す矢印を備えている。コンテナ３は、重力ＦＧ、物体２ａ、２ｂからの水平力ＦＯ、及び物体２ａ、２ｂのコンテナ３との係合からの垂直摩擦力ＦＦの影響を受ける。物体からの水平力ＦＯは、図示されるように、対向する内側コンテナ側壁に対して反対方向に内部的に作用する。これらの力は、図示されていないが、本開示の全ての実施形態に存在する。

次のステップ（図示せず）では、マニピュレータ１を下降させ、物体２ａ、２ｂ及びコンテナ３を表面上に配置することができる。そのようなステップにおいて、表面に接触するコンテナ３は、上述の接触センサ８（距離ｄ１）によって記録されてもよい。

図４から図７は、２つの物体２ａ、２ｂ及び２つの吸引カップ４ａ、４ｂのみが存在する実施形態を図示する。図４から図７は、主に、図３の方法ステップＣに関する代替形態を図示する役割を果たす。すなわち、物体２ａ、２ｂがコンテナ３と係合するためにどのように引き離されることができるかである。しかしながら、図４から図７はまた、本開示の概念が２つの物体に適用可能であることを実証する役割を果たし、コンテナ内に１つ以上の列又は任意の様式で配置された任意の数の物体が存在してもよいことが理解されるであろう。

図４の実施形態は、第１の吸引カップ４ａと、第２の吸引カップ４ｂと、分離手段５とを備えるマニピュレータ１を概略的に図示する。分離手段５は、可撓性バーであり、吸引カップ４ａ、４ｂを担持する。

図示されるように、分離手段５は、例えばロボットによって分離手段を持ち上げるための任意選択の中央持ち上げアタッチメント、持ち上げアイを備える。分離手段５が中央で持ち上げられるとき、分離手段５の左右端部は、物体２ａ、２ｂの重量によって下方に曲がる。次に、第１の吸引カップ４ａ及び第１の物体２ａ（図４の左側）が反時計回りに回転される一方で、第２の吸引カップ４ｂ及び第２の物体２ｂ（図４の右側）が時計回りに回転される。

図４に示される実施形態は、コンテナ３の上部対向内壁に対して押圧する物体の最上縁部を含む。そのような解決策は、いくつかの状況において有利であるかもしれず、高い側壁、例えば、コンテナの物体の最上縁と同じ高さまで伸長する側壁を有するコンテナ３で良好に機能する。図４において、コンテナ３の側壁は、物体２ａ、２ｂよりも高い。

図５の実施形態は、図１及び図２のうちの１つに対応するが、第１及び第２の物体２ａ、２ｂならびにコンテナのみを持ち上げるためのバージョンである。このマニピュレータ１は、第１の吸引カップ４ａと、第２の吸引カップ４ｂと、分離手段５と、ホイスト部材６と、２つの接続要素７とを備える。分離手段５は、可撓性ロッド、特にプラスチックロッドであり、吸引カップ４ａ、４ｂを担持する。接続要素７は、可撓性ロッドが通過する小穴して実現されてもよい。

変形されるとき、分離手段５は湾曲した形状を呈し、ロッドの中央部は下方に曲げられる。
したがって、分離手段５の下面に取り付けられた吸引カップ４ａ、４ｂは、回転及び並進の両方で互いに分離される。

図６は、吸引カップ４ａ、４ｂ及び物体２ａ、２ｂが、コンテナ３を内部で押圧して持ち上げるために回転されない実施形態を概略的に図示する。その代わりに、吸引カップ４ａ、４ｂ、したがって物体２ａ、２ｂは、コンテナ３の対向する内壁に当接するように、互いから離れて並進的に移動されるだけである。吸引カップ４ａ、４ｂは別として、マニピュレータ１の要素は示されていない。マニピュレータ１は、例えば、吸引カップ４ａ、４ｂを並進移動させる電気式又は空気圧式アクチュエータの形態の分離要素を備えることができる。

図７は、第１の吸引カップ４ａ、したがって第１の物体２ａが垂直軸の周りを回転して、コンテナ３を内部から押圧して持ち上げる実施形態を概略的に図示する。吸引カップ４ａ、４ｂは別として、マニピュレータ１の要素は示されていない。マニピュレータ１は、例えば、第１の吸引カップ４ａを回転させる電気又は空気圧式アクチュエータの形態の分離要素を備えることができる。あるいは、第１の吸引カップ４ａは、吸引カップ４ａが物体２ａの重量によって回転されるように、ねじ手段上に回転可能に軸支されてもよい。代替の実施形態として、第１及び第２の吸引カップ４ａ、４ｂの両方は、それらの垂直軸の周りで反対方向に回転される。

図１から図５に示す実施形態では、コンテナは、第１の物体と第２の物体とを強制的に引き離すことによって物体によって固定され、また、１回の持ち上げ動作で物体によって持ち上げられる。

上記の実施形態では、コンテナ上又はコンテナ内に配置された４つ又は２つの物体が示されている。理解されるように、本開示は、吸引カップによって把持されない追加の物体がコンテナ上又はコンテナ内に存在してもよいことを排除しない。

Claims (15)

1. 物体（２ａ、２ｂ）と、前記物体（２ａ、２ｂ）が内部に少なくとも部分的に配置される上向きに開いたコンテナ（３）とを持ち上げるためのマニピュレータ（１）であって、
   －第１の物体（２ａ）を係合するための第１の物体係合デバイス（４ａ）と、
   －第２の物体（２ｂ）を係合するための第２の物体係合デバイス（４ｂ）と、
   －前記第１及び第２の物体係合デバイス（４ａ、４ｂ）によって係合されたときに、前記物体（２ａ、２ｂ）が前記コンテナ（３）に内力を及ぼすように、前記第１及び第２の物体（２ａ、２ｂ）を引き離すための分離手段（５）とを備える、マニピュレータ。
2. 前記分離手段（５）は、前記第１及び第２の物体（２ａ、２ｂ）を少なくとも部分的に水平方向に引き離すように構成される、請求項１に記載のマニピュレータ。
3. 前記分離手段（５）は、前記第１及び第２の物体（２ａ、２ｂ）の底部を引き離すように構成される、請求項２に記載のマニピュレータ。
4. 前記分離手段（５）は、前記第１及び第２の物体（２ａ、２ｂ）をそれぞれの水平軸（Ｚ_ａ、Ｚ_ｂ）の周りで回転させるように構成される、請求項３に記載のマニピュレータ。
5. 前記マニピュレータ（１）は、前記水平軸が前記物体（２ａ、２ｂ）の上方に位置付けられるように構成される、請求項４に記載のマニピュレータ。
6. 前記分離手段（５）は、前記物体係合デバイス（４ａ、４ｂ）のうちの少なくとも１つを担持する、請求項４又は５に記載のマニピュレータ。
7. 前記分離手段（５）は可撓性部材であり、前記マニピュレータ（１）は、前記マニピュレータ（１）によって持ち上げられた前記物体（２ａ、２ｂ）の重量によって前記分離手段（５）が変形するように構成される、請求項６に記載のマニピュレータ。
8. 前記分離手段（５）を担持するように適合されたホイスト部材（６）をさらに備える、請求項１から７のいずれか一項に記載のマニピュレータ。
9. 前記マニピュレータ（１）によって持ち上げられた前記物体（２ａ、２ｂ）の重量によって前記分離手段（５）が変形することを可能にするように、前記ホイスト部材（６）と前記分離手段（５）とを互いに接続する接続手段（７）をさらに備える、請求項８に記載のマニピュレータ。
10. 前記分離手段（５）及び／又は前記ホイスト部材（６）は、プレート状要素、バー状要素、ロッド状要素であるか、又はバーもしくはロッドのグリッドから形成される、請求項８又は９に記載のマニピュレータ。
11. 接触センサ（８）は、前記分離手段（５）と前記ホイスト部材（６）との間の距離を感知するように構成される、請求項８から１０のいずれか一項に記載のマニピュレータ。
12. 前記マニピュレータ（１）の設置面積は、持ち上げられる前記コンテナ（３）の設置面積よりも小さい、請求項１から１１のいずれか一項に記載のマニピュレータ。
13. 前記第１の物体（２ａ）は、少なくとも２つの第１の物体係合デバイス（４ａ）によって係合され、前記第２の物体（２ｂ）は、少なくとも２つの第２の物体係合デバイス（４ｂ）によって係合される、請求項１から１２のいずれか一項に記載のマニピュレータ。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載のマニピュレータ（１）を備えるロボット。
15. 物体（２ａ、２ｂ）と、前記物体（２ａ、２ｂ）が内部に少なくとも部分的に配置される上向きに開いたコンテナ（３）とを持ち上げるための方法であって、
    －第１の物体（２ａ）を係合するステップと、
    －第２の物体（２ｂ）を係合するステップと、
    －前記第１及び第２の物体（２ａ、２ｂ）を押し離すことによって、前記コンテナ（３）を前記第１及び第２の物体（２ａ、２ｂ）に固定するステップと、
    －前記物体（２ａ、２ｂ）及び前記コンテナ（３）を持ち上げるステップとを含む、方法。

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