JP2024501163A - パッケージングおよびそれに関連する改善 - Google Patents
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Abstract
農産物包装装置は、エンドエフェクタを備えたロボット位置決め装置であって、ロボット位置決め装置は、梱包される農産物物品に関してエンドエフェクタを3つの軸(x、y、z)方向、またはこれらの方向のうちの少なくとも2つの組み合わせに動かすための少なくとも3つの自由度を提供し、エンドエフェクタは、農産物物品を個別にピックアップするために使用するように適合されている、ロボット位置決め装置と、ロボット位置決め装置およびエンドエフェクタに提供される複数の農産物物品の各農産物物品のサイズを判定するセンサと、センサから1つまたは複数の出力を受信し、パッケージ内の農産物物品の許容可能な積み重ね高さを達成するために、センサからの1つまたは複数の出力に基づいて、複数の農産物物品の中からピッキングされる農産物物品の選択を決定し、ロボット位置決め装置とエンドエフェクタとを移動させて、選択した農産物物品をピックアップさせ、前記パッケージ内に配置させるように構成されたコントローラと、を備える。
Description
出願
本出願は、ニュージーランド特許出願第770536号に関連して提出された仮明細書に基づいており、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、ニュージーランド特許出願第770536号に関連して提出された仮明細書に基づいており、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、物体を管内に包装するための装置、特に、果物または他の生鮮食品/食料品などの農産物物品を管内に包装するための装置に関する。
リンゴやその他の果物物品は伝統的に箱に詰められる。果物への損傷を最小限に抑えるために、通常、果物は箱内のトレイで支えられ、隣接する果物から分離される。1つの箱には1つまたは複数の果物の層が含まれ、各層はトレイで支えられている。
出願人は、リンゴを箱のトレイではなく管に詰めることにより、果物(リンゴ)を包装する新しいアプローチを導入した。各管には通常、2つ以上の果物物品、例えばリンゴが5個入っている。
管は、円筒形であってもよく、または断面が正方形、三角形、または他の形状などの形状を有していてもよい。管の内側の寸法は果物の外側の寸法と一致しており、満杯の場合、管には果物が1列または1カラム入っている。
例えば、円筒形の管の場合、管の内径は、果物の予想される最大直径よりわずかに大きいことが好ましい。果物の予想最大直径は、特定の品種および/または種類の果物の果物サイズの既知の分布に基づいている可能性がある。
果物を管に詰めると、梱包プロセスが非効率になる可能性がある。果物間の物理的な衝撃により、梱包中に果物が損傷する可能性があるため(傷)、それぞれの果物物品を管に落下投入することはできない。
また、果物を箱に詰めるのとは異なり、果物物品を1つずつ管に個別に追加する必要がある。したがって、この形式の包装/梱包プロセスは時間がかかり、労働集約的であり、梱包プロセスにさらなるコストがかかる。
果物を管に詰める際のさらなる問題は、果物の大きさの自然なばらつきにより、管の上部の空のヘッドスペースの量にばらつきが生じる可能性があることである。理想的には、果物が管内で転がったり、動きすぎたりしないように、管内の空のヘッドスペースの量を最小限に抑える必要がある。
例えば、長すぎる管(空のヘッドスペースが多すぎる管)に果物が梱包されていると、輸送中に果物が管内で大きく動き、隣接する果物に衝撃を与えて損傷する可能性がある。
いくつかの小さな果物物品が管内に一緒に詰め込まれている場合、管の上端のヘッドスペースが大きすぎる可能性があり、管が空のように見え、管内で果物が動き、結果的に果物が損傷する余地が多すぎる。
逆に、希望の数の果物物品が大きすぎて管に収まらない場合があり、管が空になったら梱包プロセスを再開する必要がある。
管内の空のヘッドスペースの量を管理するために、可変長の管が提供される場合がある。例えば、管の長さを変えるために一緒に伸縮/スライドする2つの対向部分を備えた管である。複数の部品からなる管は、果物の包装にさらなるコストや複雑さを加える可能性がある。
本明細書で引用される特許または特許出願を含むすべての参考文献は、参照により本明細書に組み込まれる。いかなる参考文献も先行技術を構成するということは認められない。参考文献の議論では、著者の主張が述べられており、出願人は引用文献の正確性と適切性について異議を唱える権利を留保する。本明細書では多くの先行技術刊行物が参照されているが、この参照は、これらの文書のいずれかが、ニュージーランドまたはその他の国における当該技術分野における共通一般知識の一部を形成していることを認めるものではないことが明確に理解されるであろう。
本発明の目的は、前述の問題の1つまたは複数に対処すること、または少なくとも公衆に有用な選択肢を提供することである。
本発明の一態様によれば、農産物包装装置であって、
エンドエフェクタを備えたロボット位置決め装置であって、
ロボット位置決め装置は、梱包される農産物物品に関してエンドエフェクタを3つの軸(x、y、z)方向、またはこれらの方向のうちの少なくとも2つの組み合わせに動かすための少なくとも3つの自由度を提供し、
エンドエフェクタは、農産物物品を個別にピックアップするために使用するように適合されている、
ロボット位置決め装置と、
ロボット位置決め装置およびエンドエフェクタに提供される複数の農産物物品の各農産物物品のサイズを判定するセンサと、
センサから1つまたは複数の出力を受信し、
パッケージ内の農産物物品の許容可能な積み重ね高さを達成するために、センサからの1つまたは複数の出力に基づいて、複数の農産物物品の中からピッキングされる農産物物品の選択を決定し、
ロボット位置決め装置とエンドエフェクタとを移動させて、選択した農産物物品をピックアップさせ、前記パッケージ内に配置させる
ように構成されたコントローラと、
を備える、農産物包装装置が提供される。
エンドエフェクタを備えたロボット位置決め装置であって、
ロボット位置決め装置は、梱包される農産物物品に関してエンドエフェクタを3つの軸(x、y、z)方向、またはこれらの方向のうちの少なくとも2つの組み合わせに動かすための少なくとも3つの自由度を提供し、
エンドエフェクタは、農産物物品を個別にピックアップするために使用するように適合されている、
ロボット位置決め装置と、
ロボット位置決め装置およびエンドエフェクタに提供される複数の農産物物品の各農産物物品のサイズを判定するセンサと、
センサから1つまたは複数の出力を受信し、
パッケージ内の農産物物品の許容可能な積み重ね高さを達成するために、センサからの1つまたは複数の出力に基づいて、複数の農産物物品の中からピッキングされる農産物物品の選択を決定し、
ロボット位置決め装置とエンドエフェクタとを移動させて、選択した農産物物品をピックアップさせ、前記パッケージ内に配置させる
ように構成されたコントローラと、
を備える、農産物包装装置が提供される。
いくつかの実施形態では、許容可能な積み重ね高さは、目標積み重ね高さおよび/または許容可能な積み重ね高さ範囲によって規定され、許容可能な積み重ね高さ範囲は、許容可能な最小積み重ね高さから許容可能な最大積み重ね高さまでである。
いくつかの実施形態では、梱包されると、各々の農産物物品がパッケージ内で所定の位置を占め、許容可能な積み重ね高さ範囲および/または目標積み重ね高さは、パッケージ内の各位置での農産物物品について規定される。
いくつかの実施形態では、コントローラが、
(i)センサからの1つまたは複数の出力に基づいて、複数の農産物物品の現在のサブセット内の各農産物物品のサイズ(高さ)を判定し、現在のサブセットから、エンドエフェクタを備えたロボット位置決め装置によってピックアップされる農産物物品の選択を決定する、
ように構成されている。
(i)センサからの1つまたは複数の出力に基づいて、複数の農産物物品の現在のサブセット内の各農産物物品のサイズ(高さ)を判定し、現在のサブセットから、エンドエフェクタを備えたロボット位置決め装置によってピックアップされる農産物物品の選択を決定する、
ように構成されている。
いくつかの実施形態では、農産物包装装置は、複数の農産物物品をロボット位置決め装置に搬送するためのコンベアを備え、現在の農産物物品のサブセットは、コンベアを横切って間隔を置いて配置された農産物物品の列である。
いくつかの実施形態では、コントローラは、農産物物品の列がコンベアに沿って搬送されるときに、農産物物品の列を追跡するように構成されている。
いくつかの実施形態では、コントローラは、複数の農産物物品の列の各農産物物品のサイズを判定し、農産物物品の列がコンベアに沿って搬送されるときに農産物物品の列を追跡するように構成されている。
いくつかの実施形態では、コントローラが、
(ii)現在のサブセット内の農産物物品の高さを評価し、許容可能な積み重ね高さ範囲内の積み重ね高さを達成するために、現在のサブセットから1つまたは複数の農産物物品のうちの1つまたは複数の選択があるかどうかを判定し、
(iii)許容可能な積み重ね高さ範囲内に1つまたは複数の農産物物品の単一の選択がある場合、ロボット位置決め装置およびエンドエフェクタに1つまたは複数の農産物物品の単一の選択をさせる
ように構成されている。
(ii)現在のサブセット内の農産物物品の高さを評価し、許容可能な積み重ね高さ範囲内の積み重ね高さを達成するために、現在のサブセットから1つまたは複数の農産物物品のうちの1つまたは複数の選択があるかどうかを判定し、
(iii)許容可能な積み重ね高さ範囲内に1つまたは複数の農産物物品の単一の選択がある場合、ロボット位置決め装置およびエンドエフェクタに1つまたは複数の農産物物品の単一の選択をさせる
ように構成されている。
いくつかの実施形態では、
(iii)(b)許容可能な積み重ね高さの範囲内にある農産物物品が選択されていない場合、かつ、
(iii)(b)(i)現在のサブセット内の農産物物品の積み重ね高さが許容可能な最大積み重ね高さより大きい場合、コントローラは、現在のサブセットから最大の農産物物品を無視する、または
(iii)(b)(ii)現在のサブセット内の農産物物品の積み重ね高さが許容可能な最小積み重ね高さよりも低い場合、コントローラは、現在のサブセットから最小の農産物物品を無視する、および
(iii)(c)現在のサブセットに複数の農産物物品が残っている場合、コントローラは、ステップ(ii)に戻る、
ように構成されている。
(iii)(b)許容可能な積み重ね高さの範囲内にある農産物物品が選択されていない場合、かつ、
(iii)(b)(i)現在のサブセット内の農産物物品の積み重ね高さが許容可能な最大積み重ね高さより大きい場合、コントローラは、現在のサブセットから最大の農産物物品を無視する、または
(iii)(b)(ii)現在のサブセット内の農産物物品の積み重ね高さが許容可能な最小積み重ね高さよりも低い場合、コントローラは、現在のサブセットから最小の農産物物品を無視する、および
(iii)(c)現在のサブセットに複数の農産物物品が残っている場合、コントローラは、ステップ(ii)に戻る、
ように構成されている。
いくつかの実施形態では、ステップ(iii)(c)において、コントローラは、
現在のサブセットに農産物物品が1つだけ残っている場合(現在のサブセットの最後の農産物物品)、かつ、
(iii)(c)(i)現在のサブセット内の最後の農産物物品が許容可能な積み重ね高さの範囲内にある場合、
ロボット位置決め装置およびエンドエフェクタに、現在のサブセット内の最後の農産物物品をピックアップさせる
ように構成されている。
現在のサブセットに農産物物品が1つだけ残っている場合(現在のサブセットの最後の農産物物品)、かつ、
(iii)(c)(i)現在のサブセット内の最後の農産物物品が許容可能な積み重ね高さの範囲内にある場合、
ロボット位置決め装置およびエンドエフェクタに、現在のサブセット内の最後の農産物物品をピックアップさせる
ように構成されている。
いくつかの実施形態では、ステップ(iii)(c)において、コントローラは、
(iii)(c)(ii)現在のサブセット内の最後の農産物物品が許容可能な積み重ね高さの範囲外にある場合、
(iii)(c)(ii)(a)センサからの1つまたは複数の出力に基づいて、1つまたは複数の次のサブセット内の各農産物物品のサイズ(高さ)を判定し、1つまたは複数の次のサブセットにおいて、最後の農産物物品とともに、許容可能な積み重ね高さの範囲内の積み重ね高さを達成するための農産物物品が存在するかどうかを判定し、かつ、
(iii)(c)(ii)(a)(i)最後の農産物物品とともに許容積み重ね高さ範囲内の積み重ね高さを達成するための農産物物品が1つまたは複数の次のサブセットに存在する場合、
ロボット位置決め装置およびエンドエフェクタに、現在のサブセット内の最後の農産物物品をピックアップさせ、
(iii)(c)(ii)(a)(ii)最後の農産物物品とともに許容積み重ね高さ範囲内の積み重ね高さを達成するための農産物物品が1つまたは複数の次のサブセットに存在しない場合、
複数の農産物物品の次のサブセットを現在のサブセットに設定し、ステップ(i)に戻る
ように構成されている。
(iii)(c)(ii)現在のサブセット内の最後の農産物物品が許容可能な積み重ね高さの範囲外にある場合、
(iii)(c)(ii)(a)センサからの1つまたは複数の出力に基づいて、1つまたは複数の次のサブセット内の各農産物物品のサイズ(高さ)を判定し、1つまたは複数の次のサブセットにおいて、最後の農産物物品とともに、許容可能な積み重ね高さの範囲内の積み重ね高さを達成するための農産物物品が存在するかどうかを判定し、かつ、
(iii)(c)(ii)(a)(i)最後の農産物物品とともに許容積み重ね高さ範囲内の積み重ね高さを達成するための農産物物品が1つまたは複数の次のサブセットに存在する場合、
ロボット位置決め装置およびエンドエフェクタに、現在のサブセット内の最後の農産物物品をピックアップさせ、
(iii)(c)(ii)(a)(ii)最後の農産物物品とともに許容積み重ね高さ範囲内の積み重ね高さを達成するための農産物物品が1つまたは複数の次のサブセットに存在しない場合、
複数の農産物物品の次のサブセットを現在のサブセットに設定し、ステップ(i)に戻る
ように構成されている。
いくつかの実施形態では、ステップ(ii)に続いて、許容可能な積み重ね高さ範囲内の積み重ね高さを達成するために、現在のサブセットからの1つまたは複数の農産物物品の複数の選択がある場合、コントローラは、
(iv)1つまたは複数の農産物物品の1つまたは複数の選択が、目標積み重ね高さに最も近い、または目標積み重ね高さと等しい積み重ね高さを達成するかどうかを判定する、および、
(iv)(a)目標積み重ね高さに最も近い、または目標積み重ね高さに等しい積み重ね高さを達成する1つまたは複数の農産物物品の選択が1つだけある場合、ロボット位置決め装置およびエンドエフェクタが選択を取得する、および、
(iv)(b)目標積み上げ高さに最も近い、または目標積み上げ高さに等しい積み上げ高さを達成する1つまたは複数の農産物物品の選択が複数ある場合、ロボット位置決め装置およびエンドエフェクタに最大または最小の農産物物品の選択をピックアップさせる
ように構成されている。
(iv)1つまたは複数の農産物物品の1つまたは複数の選択が、目標積み重ね高さに最も近い、または目標積み重ね高さと等しい積み重ね高さを達成するかどうかを判定する、および、
(iv)(a)目標積み重ね高さに最も近い、または目標積み重ね高さに等しい積み重ね高さを達成する1つまたは複数の農産物物品の選択が1つだけある場合、ロボット位置決め装置およびエンドエフェクタが選択を取得する、および、
(iv)(b)目標積み上げ高さに最も近い、または目標積み上げ高さに等しい積み上げ高さを達成する1つまたは複数の農産物物品の選択が複数ある場合、ロボット位置決め装置およびエンドエフェクタに最大または最小の農産物物品の選択をピックアップさせる
ように構成されている。
いくつかの実施形態では、1つまたは複数の農産物物品の選択の積み重ね高さが、目標積み重ね高さにしきい値をプラスまたはマイナスした値に等しい場合、選択の積み重ね高さは目標積み重ね高さと等しい。
いくつかの実施形態では、コントローラは、コントローラがロボット位置決め装置に1つまたは複数の農産物物品の前記選択をピックアップさせた後、
(v)パッケージが満杯かどうかを判定し、
(v)(a)パッケージが満杯でない場合、コントローラは、複数の農産物物品の次のサブセットを現在のサブセットに設定し、ステップ(i)に戻ってパッケージの充填を続ける
ようにさらに構成されている。
(v)パッケージが満杯かどうかを判定し、
(v)(a)パッケージが満杯でない場合、コントローラは、複数の農産物物品の次のサブセットを現在のサブセットに設定し、ステップ(i)に戻ってパッケージの充填を続ける
ようにさらに構成されている。
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタは、使用中にパッケージを保持し、エンドエフェクタが前記農産物物品をピックアップした結果として、パッケージの中に農産物物品を配置するように適合されており、ステップ(v)において、
(v)(b)パッケージが満杯の場合、現在の梱包作業は完了し、コントローラは、ロボット位置決め装置にエンドエフェクタを解放領域に移動させ、満杯のパッケージをエンドエフェクタから解放させるように構成されている。
(v)(b)パッケージが満杯の場合、現在の梱包作業は完了し、コントローラは、ロボット位置決め装置にエンドエフェクタを解放領域に移動させ、満杯のパッケージをエンドエフェクタから解放させるように構成されている。
いくつかの実施形態では、コントローラは、
(v)(c)ロボット位置決め装置にエンドエフェクタをパッケージディスペンサまで移動させ、エンドエフェクタ内に空のパッケージを受け取り、
複数の農産物物品の次のサブセットを現在のサブセットに設定し、ステップ(i)に戻って空のパッケージの充填を開始する
ように構成されている。
(v)(c)ロボット位置決め装置にエンドエフェクタをパッケージディスペンサまで移動させ、エンドエフェクタ内に空のパッケージを受け取り、
複数の農産物物品の次のサブセットを現在のサブセットに設定し、ステップ(i)に戻って空のパッケージの充填を開始する
ように構成されている。
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタは、使用中にパッケージを保持し、エンドエフェクタが前記農産物物品をピックアップした結果として、パッケージの中に農産物物品を配置するように適合されており、エンドエフェクタは、
少なくとも1つの作動可能な可動要素であって、エンドエフェクタによって保持された管の開口端に隣接するようにエンドエフェクタ上に配置され、
エンドエフェクタによって保持された管の開口端の上に少なくとも部分的に延びて、管の開口端を少なくとも部分的に塞ぐ伸長位置と、
容器の開口端が実質的に妨げられず、農産物物品を管内に受け入れることができるような収縮位置と、
の間で動作可能であるように構成された、作動可能な可動要素を備え、空の管を充填するために、
農産物物品をピックアップするために、コントローラは、作動可能な要素が収縮位置にある状態で、
A)ロボット位置決め装置を、少なくとも
xおよびy方向、または
それらの組み合わせ
で制御してエンドエフェクタを、1つまたは複数の農産物物品の前記選択の第1の農産物物品の垂直上にあるように、および、エンドエフェクタを垂直下に移動して、エンドエフェクタ内の管内の第1の農産物物品を受け取るように位置決めし、
B)作動可能な可動要素を収縮位置から伸長位置まで作動させて、パッケージ内の第1の農産物物品を保持し、
C)ロボット位置決め装置にエンドエフェクタを垂直上方に移動させ、それによって農産物物品をピックアップする、
ように構成されている。
少なくとも1つの作動可能な可動要素であって、エンドエフェクタによって保持された管の開口端に隣接するようにエンドエフェクタ上に配置され、
エンドエフェクタによって保持された管の開口端の上に少なくとも部分的に延びて、管の開口端を少なくとも部分的に塞ぐ伸長位置と、
容器の開口端が実質的に妨げられず、農産物物品を管内に受け入れることができるような収縮位置と、
の間で動作可能であるように構成された、作動可能な可動要素を備え、空の管を充填するために、
農産物物品をピックアップするために、コントローラは、作動可能な要素が収縮位置にある状態で、
A)ロボット位置決め装置を、少なくとも
xおよびy方向、または
それらの組み合わせ
で制御してエンドエフェクタを、1つまたは複数の農産物物品の前記選択の第1の農産物物品の垂直上にあるように、および、エンドエフェクタを垂直下に移動して、エンドエフェクタ内の管内の第1の農産物物品を受け取るように位置決めし、
B)作動可能な可動要素を収縮位置から伸長位置まで作動させて、パッケージ内の第1の農産物物品を保持し、
C)ロボット位置決め装置にエンドエフェクタを垂直上方に移動させ、それによって農産物物品をピックアップする、
ように構成されている。
いくつかの実施形態では、コントローラが、
D)ロボット位置決め装置にエンドエフェクタをx方向およびy方向に移動させて、1つまたは複数の農産物物品の選択においてエンドエフェクタを別の農産物物品の上に垂直に位置決めし、エンドエフェクタを垂直下方向に移動させて、第1の農産物物品を別の農産物物品に隣接または接触させて配置し、
E)作動可能な可動要素を伸長位置から収縮位置まで作動させ、
F)ロボット位置決め装置を制御して、エンドエフェクタを垂直下方向に移動し続け、エンドエフェクタ内のパッケージ内の別の農産物物品を受け取り、
G)作動可能な可動要素を収縮位置から伸長位置まで作動させて、第1の農産物物品と別の農産物物品とをパッケージ内に保持し、
H)ロボット位置決め装置がエンドエフェクタを垂直上方に移動させ、
I)ロボット位置決め装置とエンドエフェクタとが1つまたは複数の農産物物品の選択を完了するまで、ステップDからHを繰り返す、
ようにさらにプログラムされている。
D)ロボット位置決め装置にエンドエフェクタをx方向およびy方向に移動させて、1つまたは複数の農産物物品の選択においてエンドエフェクタを別の農産物物品の上に垂直に位置決めし、エンドエフェクタを垂直下方向に移動させて、第1の農産物物品を別の農産物物品に隣接または接触させて配置し、
E)作動可能な可動要素を伸長位置から収縮位置まで作動させ、
F)ロボット位置決め装置を制御して、エンドエフェクタを垂直下方向に移動し続け、エンドエフェクタ内のパッケージ内の別の農産物物品を受け取り、
G)作動可能な可動要素を収縮位置から伸長位置まで作動させて、第1の農産物物品と別の農産物物品とをパッケージ内に保持し、
H)ロボット位置決め装置がエンドエフェクタを垂直上方に移動させ、
I)ロボット位置決め装置とエンドエフェクタとが1つまたは複数の農産物物品の選択を完了するまで、ステップDからHを繰り返す、
ようにさらにプログラムされている。
いくつかの実施形態では、農産物包装装置は、エンドエフェクタを備えたロボット位置決め装置に複数の農産物物品を搬送するためのコンベアを備えており、農産物物品のサブセットは、コンベアを横切って間隔を置いて配置された農産物物品の列であり、エンドエフェクタを農産物物品の上に垂直に配置するために、コントローラは、
ロボット位置決め装置に、エンドエフェクタを農産物物品の上に垂直に移動させ、コンベアの速度で搬送方向に移動させて、エンドエフェクタが農産物物品の垂直上に留まるようにするように構成されている。
ロボット位置決め装置に、エンドエフェクタを農産物物品の上に垂直に移動させ、コンベアの速度で搬送方向に移動させて、エンドエフェクタが農産物物品の垂直上に留まるようにするように構成されている。
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタは、使用時にパッケージを保持し、エンドエフェクタが前記農産物物品をピックアップした結果として、パッケージの中に農産物物品を配置するように適合されている。
いくつかの実施形態では、農産物包装装置は、農産物物品を離間させ、ロボット位置決め装置のリーチエンベロープに個別化された農産物物品を提供するための個別化ユニットを備える。
いくつかの実施形態では、個別化ユニットは、農産物物品を2次元配列で間隔をあけて配置する。
本発明の別の態様によれば、農産物物品を管状容器に直接梱包する方法であって、
a)所定の時点で、コンベア上の個別の非可変データポイント位置で、コンベア上にある農産物物品の寸法および形状データを感知するステップと、
b)コンベア上に1つまたは複数の物品があり、管状容器の積み重ね高さの最小値から最大値までの許容可能な高さ範囲内の積み重ね高さを達成するかどうかを識別するため、ステップa)で判定された、コンベア上の農産物物品の寸法および形状データを評価するステップと、
を含む、方法、が提供される。
a)所定の時点で、コンベア上の個別の非可変データポイント位置で、コンベア上にある農産物物品の寸法および形状データを感知するステップと、
b)コンベア上に1つまたは複数の物品があり、管状容器の積み重ね高さの最小値から最大値までの許容可能な高さ範囲内の積み重ね高さを達成するかどうかを識別するため、ステップa)で判定された、コンベア上の農産物物品の寸法および形状データを評価するステップと、
を含む、方法、が提供される。
いくつかの実施形態では、本方法は、
c)ステップa)で特定された農産物物品のデータポイントの位置を使用するステップであって、
i)ロボット位置決め装置を移動して、選択された農産物物品の真上に位置を維持し、
ii)管状容器がその中に前記農産物物品を受け入れて保持できるように、エンドエフェクタを操作する、ステップ、
をさらに含む。
c)ステップa)で特定された農産物物品のデータポイントの位置を使用するステップであって、
i)ロボット位置決め装置を移動して、選択された農産物物品の真上に位置を維持し、
ii)管状容器がその中に前記農産物物品を受け入れて保持できるように、エンドエフェクタを操作する、ステップ、
をさらに含む。
いくつかの実施形態では、本方法は、
d)管状容器が所望の数の農産物物品で満たされるまで、必要に応じてステップa)からc)を繰り返すステップ、
をさらに含む。
d)管状容器が所望の数の農産物物品で満たされるまで、必要に応じてステップa)からc)を繰り返すステップ、
をさらに含む。
本発明の別の態様によれば、物品を梱包する方法であって、
a)ロボット位置決め装置を利用するステップであって、個別の農産物物品の寸法と形状を感知した後、ロボット位置決め装置上のエンドエフェクタを操作し、コンベアから個別の農産物物品をピックアップし、管状パッケージに直接配送する、ステップ、
を含む、方法、が提供される。
a)ロボット位置決め装置を利用するステップであって、個別の農産物物品の寸法と形状を感知した後、ロボット位置決め装置上のエンドエフェクタを操作し、コンベアから個別の農産物物品をピックアップし、管状パッケージに直接配送する、ステップ、
を含む、方法、が提供される。
いくつかの実施形態では、本方法は、
b)管状パッケージが満杯になるまで、ステップa)を繰り返して、さらに1つまたは複数の農産物物品をピックアップするステップ、
をさらに含む。
b)管状パッケージが満杯になるまで、ステップa)を繰り返して、さらに1つまたは複数の農産物物品をピックアップするステップ、
をさらに含む。
本発明の別の態様によれば、物品を梱包する方法であって、
a)コントローラを利用するステップであって、農産物物品が目標の積み重ね高さ内の容器内に集合的に収まるという最終結果を保証するため、選択された農産物物品の個別の寸法、または個別の寸法および形状、または個別の寸法、形状および方向と集合的な寸法、集合的な寸法および形状、または集合的な寸法、形状および方向の評価に基づいて、ロボット位置決め装置およびその上のエンドエフェクタを操作して、容器内に配置される1つまたは複数の農産物物品を選択するステップ、
を含む、方法、が提供される。
a)コントローラを利用するステップであって、農産物物品が目標の積み重ね高さ内の容器内に集合的に収まるという最終結果を保証するため、選択された農産物物品の個別の寸法、または個別の寸法および形状、または個別の寸法、形状および方向と集合的な寸法、集合的な寸法および形状、または集合的な寸法、形状および方向の評価に基づいて、ロボット位置決め装置およびその上のエンドエフェクタを操作して、容器内に配置される1つまたは複数の農産物物品を選択するステップ、
を含む、方法、が提供される。
いくつかの実施形態では、集合的な寸法、集合的な寸法および形状、または集合的な寸法、形状、および方向の評価は、農産物物品を管に詰める順序を決定するために使用される。
本発明の別の態様によれば、ロボット位置決め装置用のエンドエフェクタであって、
中に管状の容器を受け入れて保持できるフレームを備え、
前記エンドエフェクタは、伸長位置と収縮位置との間で移動できる作動可能な要素を含み、
エンドエフェクタは、(まだ開いていない場合には)伸長位置から収縮位置まで開いて、その中に新しい農産物物品を受け取るか保持するように操作され、
同時に、エンドエフェクタが収縮位置に移動する動作の直前または直後、または、新しい農産物物品を受け取るためにエンドエフェクタが下方に移動するとき、またはその開始近くに、エンドエフェクタとその中の管状容器の両方を振動させる振動機構が作動する、
ロボット位置決め装置用のエンドエフェクタ、が提供される。
中に管状の容器を受け入れて保持できるフレームを備え、
前記エンドエフェクタは、伸長位置と収縮位置との間で移動できる作動可能な要素を含み、
エンドエフェクタは、(まだ開いていない場合には)伸長位置から収縮位置まで開いて、その中に新しい農産物物品を受け取るか保持するように操作され、
同時に、エンドエフェクタが収縮位置に移動する動作の直前または直後、または、新しい農産物物品を受け取るためにエンドエフェクタが下方に移動するとき、またはその開始近くに、エンドエフェクタとその中の管状容器の両方を振動させる振動機構が作動する、
ロボット位置決め装置用のエンドエフェクタ、が提供される。
本発明の別の態様によれば、管包装作業用のセンサシステムであって、
a)少なくとも1つのセンサを備え、コンベア上の個々の農産物物品について、幅、長さ、ならびに方向情報を含む一定期間にわたる複数の測定値を追跡および記録し、
b)許容誤差範囲内で管の積み重ね高さを決定するために、支援すべき物品の最小および最大の幅/高さ寸法を計算する、
ように構成されている、管包装作業用のセンサシステム、が提供される。
a)少なくとも1つのセンサを備え、コンベア上の個々の農産物物品について、幅、長さ、ならびに方向情報を含む一定期間にわたる複数の測定値を追跡および記録し、
b)許容誤差範囲内で管の積み重ね高さを決定するために、支援すべき物品の最小および最大の幅/高さ寸法を計算する、
ように構成されている、管包装作業用のセンサシステム、が提供される。
いくつかの実施形態では、管包装作業用のセンサシステムはまた、
c)管の包装上の制約に適合しない外れ値の果物を特定し、コンベアから除去すること、および/またはロボット位置決め装置によって無視することができるように構成されている。
c)管の包装上の制約に適合しない外れ値の果物を特定し、コンベアから除去すること、および/またはロボット位置決め装置によって無視することができるように構成されている。
本明細書全体を通して、「備える」という単語、または「備え」または「備えている」などのその変形は、指定された要素、整数またはステップ、または要素の整数またはステップのグループの包含を意味するものと理解されるが、他の要素、整数、またはステップ、または要素、整数、またはステップのグループを除外するものではない。
本発明のさらなる態様および利点は、単なる例として与えられる以下の説明から明らかになるであろう。
定義
以下、「ロボット」という用語は、ロボットの1つまたは複数のエンドエフェクタが異なる位置(空間的な位置または位置)を有するように、特に並進運動および/または回転運動を実行できる1つまたは複数の関節を有するマニピュレータまたは産業用ロボットを意味すると理解されるべきである。並進運動および/または回転運動には、ロボットの部品/アーム(リンク)がガイドされる1つまたは複数のレールに沿った運動が含まれる場合がある。したがって、そのようなレールでさえ、ロボットの動きの可能性を記述する運動連鎖の意味での関節を形成する。本明細書で使用する「ロボット」という用語は、直交ロボット/ガントリーロボット、スカラロボット/水平多関節ロボット、円筒ロボット/円筒座標ロボット、球形ロボット/球座標ロボット、多関節ロボットを含む装置を意味すると理解されたい。一般に、本明細書で使用される「ロボット」または「ロボット位置決め装置」という用語は、3つの並進自由度を含む、少なくとも3つの自由度で移動するように構成された装置、または、少なくとも3つの並進自由度および少なくとも1つの回転自由度で動くように構成された装置を意味すると理解され得る。
以下、「ロボット」という用語は、ロボットの1つまたは複数のエンドエフェクタが異なる位置(空間的な位置または位置)を有するように、特に並進運動および/または回転運動を実行できる1つまたは複数の関節を有するマニピュレータまたは産業用ロボットを意味すると理解されるべきである。並進運動および/または回転運動には、ロボットの部品/アーム(リンク)がガイドされる1つまたは複数のレールに沿った運動が含まれる場合がある。したがって、そのようなレールでさえ、ロボットの動きの可能性を記述する運動連鎖の意味での関節を形成する。本明細書で使用する「ロボット」という用語は、直交ロボット/ガントリーロボット、スカラロボット/水平多関節ロボット、円筒ロボット/円筒座標ロボット、球形ロボット/球座標ロボット、多関節ロボットを含む装置を意味すると理解されたい。一般に、本明細書で使用される「ロボット」または「ロボット位置決め装置」という用語は、3つの並進自由度を含む、少なくとも3つの自由度で移動するように構成された装置、または、少なくとも3つの並進自由度および少なくとも1つの回転自由度で動くように構成された装置を意味すると理解され得る。
本明細書で使用される「柔らかい」という用語は、材料が物理的圧力に屈する能力を指す。
本明細書で使用される「弾性」という用語は、加えられた力によって変形した後に元の形状に戻る材料の能力を指す。
本明細書で使用する「管」という用語は、底部、1つまたは複数の側壁、開いた上部および中空の内部を有する細長い容器を指す。したがって、「管」と「管状」という用語は同じ意味で使用でき、いくつかの考えられる断面形状を挙げると、円形、長方形、三角形、五角形、六角形などのさまざまな断面を持つ細長い容器を指す。
本発明のさらなる態様は、添付の図面を参照しながら、単なる例として与えられる以下の説明から明らかになるであろう。
図1~図4は、果物などの農産物物品を管状パッケージに包装するための農産物包装装置またはシステム100を示す。好ましくは、果物はリンゴである。
生産包装装置またはシステム(ここでは包装装置)100は、農産物物品を管状パッケージに入れるためのエンドエフェクタ1(図3および図4を参照)を備えた少なくとも1つのロボット位置決め装置3を備える。図示の実施形態は、それぞれがエンドエフェクタ1を担持する3つのロボット位置決め装置3を有する。しかしながら、エンドエフェクタ1を備えたロボット位置決め装置3は、1つ、2つ、3つ以上であってもよい。
図示の装置100は、エンドエフェクタ1を備えたロボット位置決め装置3に提示される農産物物品を個別化(分離)するように構成された個別化ユニット101を備える。
個別化ユニット101は、農産物を少なくともラインまたは列に間隔をあけて農産物物品を分離する。
図示の実施形態では、個別化ユニット101は、ライン分割器103を介して農産物を6つのチャネルCに分離し、農産物を2次元で離間する、すなわち、2次元配列で離間する。
チャネルCに入ると、農産物は壁セクションに遭遇し、その壁によってチャネル内の先頭の農産物の前方移動がリフトセクション上で停止する。リフトセクションには果物が下流方向に向かって下向きに傾斜して置かれる上面がある。リフトセクションはチャネルCの底部を横切って広がり、壁に隣接するリード農産物を上昇させ、その傾斜した上面を介して、端にゲートGを有する下向きランプセクションC1に配送するように操作される。この持ち上げ動作は、ゲートGが開いた直後に行われ、農産物物品をホルダ108内に放出するように調整される。
農産物の降下を遅くするために、ランプは高摩擦表面のテフロンでできていることが望ましい。
前述したように、チャネルCの下流端からの農産物の放出は、アクチュエータAによって開閉されるゲートGによって制御され、チャネルC内の農産物物品を一定の間隔でホルダ108に放出することができる。これについては以下でさらに説明する。
農産物物品はx方向およびy方向に間隔をあけて配置される。
個別化ユニット101は、個別化された農産物物品をロボット位置決め装置のリーチエンベロープまたは各ロボット位置決め装置3まで輸送するためのコンベア109を備える。
コンベア109は、ロボット位置決め装置3およびエンドエフェクタ1が隣接する農産物物品に接触することなく個々の農産物物品をピックアップできるように、各農産物物品が隣接する農産物物品から十分に離間するように支持するため、コンベア109は、個別化されたコンベア109として説明される場合がある。
個別化されたコンベア109は、複数のホルダ108を担持する連続コンベアループまたはベルト110を備える。
ホルダ108は、コンベアベルト110に沿った搬送方向(y方向)に間隔をあけて配置されている。
図示の実施形態では、個別化されたコンベアは、農産物物品をロボット位置決め装置とエンドエフェクタに2次元配列で提示するために、2次元で間隔をあけて配置されるように、コンベアベルト110に沿った搬送方向に離間し、コンベアベルトを横切って搬送方向と直交する(x方向)ホルダ108を備える。
各ホルダ108は、単一の個別の農産物物品を保持し、コンベア上の(または2次元配列内の)位置を表す。
いくつかの実施形態では、1人または複数の人が農産物物品をコンベア109のホルダ108上に置くことができる。ただし、図示の実施形態では、個別化ユニット101は、送り込みコンベア102と複数のライン分割器103とを備える。
送り込みコンベアは、農産物を搬送方向に移動させるためのコンベアベルトなどの1つまたは複数の搬送装置を備えていてもよい。
送り込みコンベア102は、農産物をライン分割器103(図2)に向けて搬送し、農産物を少なくとも1つの農産物のカラムまたはレーン、好ましくは、個別化されたコンベア109を横切って間隔をあけて配置されたホルダ108の数に対応する複数の隣接する農産物のカラムに分離する。
農産物は、ライン分割器103によって画定されたカラムに沿って、分離装置104に向かって送り込みコンベア102上で搬送され続ける。
分離装置は、(各農産物物品が個別化されたコンベアのホルダ108上に受け入れられるように)長手方向または搬送方向に農産物物品を離すように構成されている。
各農産物物品がホルダ108上に置かれると、その農産物物品は他の農産物物品から分離され、その後、エンドエフェクタを備えたロボット位置決め装置によってピックアップされる準備が整う。
送り込みコンベア102、ライン分割器103、分離装置104、およびホルダ108を備えた個別化されたコンベア109を備える個別化ユニット101の例は、同時係属中の特許出願NZ763219に記載されており、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
ロボット位置決め装置3は、3次元空間内でエンドエフェクタを移動させることができる多関節ロボットアームまたは他の装置を備え得る。
ロボット位置決め装置3は、少なくとも3つの自由度の動作を提供し、その結果、ロボット位置決め装置は、エンドエフェクタをx、y、およびz並進方向に移動させて、3次元空間内にエンドエフェクタを位置決めするように適合される。最も好ましい実施形態では、ロボット位置決め装置3は、少なくとも4つの自由度の動作を提供し、その結果、ロボット位置決め装置は、エンドエフェクタをx、y、およびz並進方向に移動させるように適合され、少なくとも1つの回転方向(例えばロール)を含み、エンドエフェクタを、水平軸を中心に回転させて反転できるようにする。
例えば、水平軸を中心とした回転により管が反転し、管が上下逆の向きになる(管の開いた「上端」が実質的に下を向く)、または、開いた「上端」がほぼ垂直に上を向くように管の向きを変更する場合がある。
x方向は水平方向(例えばコンベアを横切る方向)であり、y方向はx方向に直交する水平方向(例えばコンベアの搬送方向)であり、z方向は垂直方向である。
図5および図6を参照すると、好ましい実施形態では、エンドエフェクタ1は、上部が開いた管状容器2を、容器の開いた上部が下を向いた状態で逆向きに保持するように適合されている。
エンドエフェクタ1は、エンドエフェクタ1によって保持される管2の開放端に隣接する2つの作動可能な可動要素7を有する。
作動可能な可動要素7は、エンドエフェクタ1によって保持された管2の開口端上に少なくとも部分的に延在して管の開口端を少なくとも部分的に閉塞する伸長位置と、容器の開口端2が実質的に妨げられず、農産物物品を管内に受け入れることができる収縮位置との間で動作可能に構成される。
エンドエフェクタは、好ましくは、管状容器をエンドエフェクタ1内に保持するために、管状容器を掴むように構成された保持装置10も備える。
好ましいエンドエフェクタは、同時係属中の特許出願NZ763219に記載されており、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
ただし、他のエンドエフェクタの配置も利用でき、例えば、エンドエフェクタによって運ばれない管に農産物をピックアップして配置する場合などである。
図12は、作動可能な可動要素が伸長位置にあるときにリンゴを管内に保持するリンゴ停止部分7aを有する作動可能な可動要素7を示す。作動可能な可動要素7は、作動可能な可動要素7をアクチュエータ(図示せず)に接続するために使用される開口7bを有する。使用時には、それぞれが独自のアクチュエータに接続された一対の対向する作動可能な可動要素7が存在する。作動可能な可動要素7は、青色のウレタンまたは類似の材料から作製され得る。
梱包作業
梱包作業の開始時に、管状容器2(図5~図7を参照)が、実質的に円筒形のエンドエフェクタ1のフレーム5内に受け入れられる。例えば、ロボット位置決め装置3は、エンドエフェクタ1を管ディスペンサ120(図4に示す)に移動させて、管ディスペンサ120の上端または下端からフレーム5内に管2を受け取ることができる。代替的に、人が管状容器をエンドエフェクタ1のフレーム5に挿入または配置してもよい。
梱包作業の開始時に、管状容器2(図5~図7を参照)が、実質的に円筒形のエンドエフェクタ1のフレーム5内に受け入れられる。例えば、ロボット位置決め装置3は、エンドエフェクタ1を管ディスペンサ120(図4に示す)に移動させて、管ディスペンサ120の上端または下端からフレーム5内に管2を受け取ることができる。代替的に、人が管状容器をエンドエフェクタ1のフレーム5に挿入または配置してもよい。
コントローラ(例えば、PLC)は、ロボット位置決め装置3の動きおよびエンドエフェクタ1の作動を制御するために設けられる。コントローラは、ロボット位置決め装置の内部にあってもよく、外部に(すなわち、ロボット位置決め装置から遠隔に配置されても)あってもよい。
ロボット位置決め装置は、まず、管状容器2を逆さまの位置で運ぶエンドエフェクタ1を、コンベア102上のホルダ108上に位置する選択された農産物物品の垂直上方に移動させるように制御される。ロボット位置決め装置は、ベクトル方向の性質上、3つの軸方向(x、y、z)、またはこれらの軸方向の少なくとも2つの組み合わせに移動できる。
次に、ロボット位置決め装置は、エンドエフェクタ1がコンベア上の農産物物品の垂直上方に位置決めされたままとなるように制御され、したがって、エンドエフェクタ1がコンベアと同じ速度で搬送方向(y方向)に移動し続ける。
管状容器2の開口端を農産物物品の真上に位置させ、ロボット位置決め装置3は、エンドエフェクタ1を農産物物品の上で垂直下方に移動させ、対向する一対の作動可能な可動要素7は両方とも収縮位置にあり、エンドエフェクタ1によって保持された管状パッケージ2内の農産物物品を受け取る。作動可能な可動要素7は両方ともアクチュエータ9によって駆動される。
管状パッケージ2内に受け入れられると、作動可能な要素が作動されて、農産物物品を容器2内に保持するために格納位置から伸長位置に移動し、ロボット位置決め装置3がエンドエフェクタを持ち上げ、したがって農産物物品をホルダ108から持ち上げる。
包装するために選択された次の品物が、容器内に保持されたばかりの品物に隣接している場合、ロボット位置決め装置はコンベア109の速度で搬送方向に移動し続け、次に横方向(すなわち、x方向)に移動する。
エンドエフェクタ1に受け入れられ、ホルダ108から持ち上げられると、ロボット位置決め装置3は、その後、必要に応じて移動および加速するように制御され、梱包される次の、またはさらに先の農産物物品の上にエンドエフェクタ1を位置決めすることができ、包装用に選択された次の品物と位置合わせされたら、搬送方向に移動しながら、下方、次に上方への垂直移動(すなわち、z方向)が繰り返され、その農産物物品をピックアップする。
さらなる農産物物品をピックアップするために、ロボット位置決め装置はエンドエフェクタ1を垂直下方に移動させ、すでに管内に受け入れられている最初のまたは前の農産物物品がさらなる農産物物品に隣接または接触するようにする。
作動可能な可動要素7が作動されて収縮位置に移動し、エンドエフェクタが下降して管内のさらなる農産物物品を受け取る。
管状パッケージ2内に受け入れられると、作動可能な要素が作動されて、格納位置から伸長位置に移動し、最初または前の農産物物品および次の農産物物品を管内に保持する。
ロボット位置決め装置3は、コンベア109の速度で搬送方向に移動しながら、エンドエフェクタ、したがって農産物物品を持ち上げる。
エンドエフェクタ1と、したがってパッケージ2が次の農産物物品の上で垂直下方に移動すると、次の農産物物品がそれぞれ前の農産物物品をさらに容器2内に移動させる。
エンドエフェクタ1を備えたロボット位置決め装置3は、管状容器が満杯になるまでさらなる農産物物品をピックアップし続ける。
好ましくは、エンドエフェクタを備えたロボット位置決め装置3は、所定数の農産物物品が管状容器2内に受け入れられるまで、エンドエフェクタを用いて農産物物品をピックアップし続ける。
管状容器が満杯になると、ロボット位置決め装置は、エンドエフェクタ1を倒立方向と直立方向との間で回転させることができる。ロボット位置決め装置3は、エンドエフェクタ1を解放領域121(図3、図4参照)まで移動させ、エンドエフェクタ1から管状容器2を解放する。
次に、ロボット位置決め装置3は、エンドエフェクタ1を管状容器2から持ち上げる。図示の実施形態では、解放領域121が作動して完全なパッケージを出口コンベア122上に移動させ、完全なパッケージを梱包装置100から輸送する。
図7は、5個のリンゴが入った完全な管状容器またはパッケージを示している。
管状パッケージには閉鎖端と開放端とがある。キャップまたは蓋(図示せず)を管状パッケージの開口端に取り付けてパッケージを閉じ、梱包作業を完了することができる。
梱包作業では、個別化されたコンベア109の端に到達する前に農産物物品を梱包することはできない。コンベアの端に到達した農産物物品は収集され、梱包のために再び個別されるために送り込みコンベア102に戻される。農産物物品は容器に集められ、例えば人によって送り込みコンベアに戻されてもよい。
農産物包装装置100は、個別化されたコンベア上の個別化された農産物物品において各農産物物品を感知または検出するためのセンサ装置111を備える。
装置100は、センサ装置111と通信するメモリを備えたコントローラを備える。コントローラは、農産物物品を保持するそれぞれのホルダ108に関連付けられた各農産物物品の位置のデータポイントをメモリに記憶するように構成されている。
好ましい実施形態では、個別化ユニット101は、農産物物品を2次元配列で提示し、コントローラは、2次元配列の各位置のデータポイントをメモリに記憶する。
各位置は、x、y座標で表すことができる。
コントローラは、コンベアが個別化された農産物を搬送方向に移動させるときに、各農産物物品の位置を追跡する。
ロボット位置決め装置3は、エンドエフェクタ1をホルダに移動させ、ホルダに関連付けられた農産物物品のデータポイントに基づいて農産物物品を収集する。
センサ装置111は、各農産物物品の寸法を検出するためのセンサを備える。
例えば、センサは、センサ112と各農産物物品との間の距離を決定するための距離測定センサ112(図3を参照)を備えていてもよく、そこから各農産物物品の高さ測定値を判定することができる。
好ましくは、センサ112は、コンベア上の農産物物品の列における各農産物物品の高さを一度に1列ずつ検出する。
センサの例は、飛行時間型センサ、例えば、IFM(商標)が提供するセンサのモデル番号O3D302である。
各農産物物品の高さはコントローラに送信される。コントローラは、列が梱包装置のコンベア方向に搬送されるときに、コンベア上の列の位置を追跡する。
農産物物品が個別化され、コンベアにわたって既知の間隔をあけた関係でコンベアのホルダ108によって保持されると、列がコンベアに沿って進む際に列の位置を追跡することで、コントローラは列内の各農産物物品の位置を追跡するように構成されている。
管状パッケージが1つの容器内に正しい数の農産物物品を確実に含み、容器内の農産物の望ましい積み重ね高さを達成するため、コントローラは、ロボット位置決め装置3およびエンドエフェクタ1によって各列のどの農産物物品をピックアップするかを決定する。
好ましくは、管状容器がその中に所望の数の農産物物品を収容すると、管状容器内の空のヘッドスペースの量が所望のまたは許容可能な範囲内になるように、コントローラは各農産物物品を選択する。
この選択プロセスは、輸送中に容器内の農産物物品が容器内で転がったり過度に動いたりしないようにして、
- 農産物の損傷を防ぎ、および/または
- 農産物を容器2内で所望の方向に維持し、例えば、農産物物品(例えば、リンゴ)の赤面(赤色)の面、または、容器の透明な側壁を通して農産物物品の他の望ましい特徴を示すのに役立つ。
- 農産物の損傷を防ぎ、および/または
- 農産物を容器2内で所望の方向に維持し、例えば、農産物物品(例えば、リンゴ)の赤面(赤色)の面、または、容器の透明な側壁を通して農産物物品の他の望ましい特徴を示すのに役立つ。
センサによって測定される寸法は高さまたは幅である可能性があることが理解される。例えば、農産物物品が実質的に球形である場合、またはそうではなくても、x、y、z軸に関して比較的対称的な形状をしている場合、積み重ねの高さの評価に幅を使用できる。
単一の容器内で所望の農産物の積み重ね高さを達成するために、どの農産物物品を取り出すかを決定するために梱包装置が実施する好ましい方法または一連のステップについて、図8~図10を参照して説明する。例として、リンゴを管に積み重ねる例を示すが、この方法または一連のステップを使用して、他の種類の農産物を包装することもできる。
この方法には、望ましいまたは許容可能な積み重ね高さに従って農産物物品を梱包することが含まれる。望ましいまたは許容可能な積み重ね高さは、許容可能な最小積み重ね高さ、目標積み重ね高さ、および許容可能な最大積み重ね高さによって定義される。管が充填されるときに各農産物物品に対して最小、目標、および最大の積み重ね高さが定義される。つまり、包装された各農産物物品は、管内の位置を想定するか、または配置される。管内の各位置には、最小、目標、最大積み重ね高さがある。例えば、リンゴ5個の管の場合、次の例では、リンゴ5個で満たされた管の許容可能なヘッドスペースを考慮した最小、目標、および最大積み重ね高さ(ミリメートル単位)が提供される。
この特定の例では、管状パッケージの長さは約260mmであるため、管の端のヘッドスペースの長さは最大20mmになる。
上述したように、コントローラは、列内の各リンゴのサイズ(すなわち、高さ)を示す1つまたは複数の出力をセンサ112から受け取る。図8を参照すると、ステップ201で、コントローラは、センサ112からの1つまたは複数の出力から、コンベア上の現在のリンゴの列における各リンゴの高さ測定値を決定する。この列は、ロボット位置決め装置に提示される複数の農産物物品のうちの農産物物品のサブセットである。コントローラは、列がコンベアに沿って搬送されるときに、現在の列を追跡する。
図4は、列(または農産物物品のサブセット)がコンベアに沿って移動するときにコントローラが1つまたは複数の列を追跡する追跡ウィンドウ113を示す。
ステップ202で、コントローラは、現在のリンゴの列内のリンゴの高さを評価し、許容可能な積み重ね高さの最小積み重ね高さから最大積み重ね高さまでの範囲内の積み重ね高さを達成するための、その列内の1つまたは複数のリンゴの選択の1つまたは複数の選択肢があるかどうかを判断する。
許容可能な積み重ね高さの範囲内で積み重ね高さを実現するためのリンゴの選択肢が1つしかない場合、ステップ203で、コントローラは、許容可能な積み重ね高さ範囲を達成するための1つまたは複数のリンゴの単一の選択があるかどうかを評価する。
許容可能な積み重ね高さ範囲を達成するための1つまたは複数のリンゴの選択がある場合、ステップ204で、コントローラは、ロボット位置決め装置およびエンドエフェクタに、許容可能な積み重ね高さ範囲内の積み重ね高さを達成するために1つまたは複数のリンゴを選択させる。
ステップ208で、コントローラは管に加えられたリンゴを評価して、管が満杯かどうかを判断する。管が満杯の場合、梱包作業は完了し、コントローラはロボット位置決め装置にエンドエフェクタを解放領域120に移動させ、満杯の管をエンドエフェクタから解放させる。
コントローラは、エンドエフェクタを備えたロボット位置決め装置に新しい空の管を拾わせ、新しい梱包作業を開始させることができる。
管が満杯でない場合、ステップ209で、コントローラは現在の列の評価を完了したため、現在の列を「ドロップ」し、評価のための現在の列となるコンベア上の次の列を選択する。そしてコントローラは方法の先頭に戻り、望ましい積み重ね制限範囲内で管を充填し続けるための方法を繰り返す。
ステップ203で、許容範囲内の積み重ね高さを達成するリンゴの選択が存在しない場合、次にステップ205で、積み重ね高さが最大積み重ね高さより大きい場合、コントローラは、現在のリンゴの列に対するコントローラの評価から最大のリンゴを「削除」または「ドロップ」し(つまり、コントローラは無視する)、または、積み重ねの高さが最小積み重ねの高さよりも低い場合は、コントローラは、現在のリンゴの列に対するコントローラの評価から最小のリンゴを「削除」または「ドロップ」する(つまり、コントローラは無視する)。
ステップ206で、コントローラは、選択可能なリンゴが列に複数残っているかどうかを判断する。
列内に評価のために複数のリンゴが残っている場合、コントローラはステップ202に戻る。
ステップ202で、コントローラは再び、列に残っているリンゴを選択対象として評価する。
例えば、コントローラが現在の列から1個のリンゴをドロップさせており、管に現在リンゴが入っていない場合、許容される積み重ねの高さの範囲は190mm~210mmである。繰り返しになるが、積み重ねの高さの範囲内で積み重ねの高さを実現するためのリンゴの選択肢が1つしかない場合は、コントローラは、列に残っているリンゴの積み重ねの高さが許容範囲内になるまでステップ203、205、206を繰り返し、コントローラはステップ204に進み、または、評価対象の列にリンゴが1つだけ残っている場合、コントローラはステップ207に進む。
ステップ207で、現在の列に評価用に残された最後のリンゴが許容可能な積み重ねの高さの範囲内にある場合、コントローラは、ステップ204でロボット位置決め装置およびエンドエフェクタにリンゴをピックアップさせる。
ステップ208で、管が満杯の場合、梱包作業は完了する。そうでない場合、ステップ209で、コントローラは、評価のための現在の列となるコンベア上の次の列を選択する。そしてコントローラは方法の先頭に戻り、許容可能な積み重ね制限範囲内で管を充填し続けるための方法を繰り返す。
ステップ207で、現在の列に評価用に残っている最後のリンゴが積み重ね制限範囲外にある場合、図9を参照すると、ステップ301で、コントローラは、センサ112からの1つまたは複数の出力から、コンベア上の次の3列の各リンゴの高さ測定値を決定し、そしてステップ302で、次の3列のリンゴの高さを評価して、次の3列にリンゴがあるかどうかを判断し、積み重ね高さを許容可能な積み重ね高さ範囲に戻す。次の3列にリンゴがあり、積み重ねの高さを範囲内に戻す場合、ステップ303で、コントローラはロボット位置決め装置とエンドエフェクタに現在の列から最後のリンゴを選択させる。
ステップ208を経てステップ209に進み、コントローラはコンベア上の次の列を選択して評価用の現在の列とし、コントローラは方法の先頭に戻って方法を繰り返し、許容積み重ね制限範囲内で管を充填し続ける。
説明した実施形態では、ステップ207で、コントローラは、積み重ね高さを適切範囲に戻すべきリンゴを試行により見つけるために次の3列のリンゴの高さを評価するが、いくつかの実施形態では、積み重ね高さを適切範囲に戻すべきリンゴを試行により見つけるために、コントローラが次の列のみ、または次の2列、または次の3列、または次の3列より多くを評価できることを、当業者は理解するであろう。次の3列の評価は例としてのみ提供されている。
ステップ202で、許容可能な積み重ね高さを達成するために現在のリンゴの列から1つまたは複数のリンゴを選択する選択肢が複数あるとコントローラが判断した場合、次に、図10を参照すると、ステップ401で、コントローラは、農産物物品の現在の列を評価し、現在の列にある1つまたは複数の農産物物品の選択のうちどれが目標積み重ね高さに最も近いか、または目標積み重ね高さに等しいかを判断する。
ステップ402で、コントローラは、目標積み重ね高さに最も近い、または目標積み重ね高さに等しい1つまたは複数のリンゴの複数の選択があるかどうかを判断する。
例えば、コントローラは、目標積み重ね高さに最も近い積み重ね高さ、または目標積み重ね高さに等しい積み重ね高さを判定することができ、あるいは、測定された積み重ね高さが目標積み重ね高さにしきい値をプラスまたはマイナスした値に等しいかどうかを判定することができる。
しきい値は、農産物固有の場合や調整可能な場合があり、例えば積み重ねの高さ制限のパーセンテージとして表される。目標に最も近い、または目標に等しい1つまたは複数のリンゴが1つだけ選択されている場合、次に、ステップ403で、コントローラは、エンドエフェクタを備えたロボット位置決め装置に、目標積み重ね高さに最も近い、または目標積み重ね高さと等しい積み重ね高さを有する農産物物品の選択をピックアップさせる。
ステップ402で、目標積み重ね高さに最も近い、または目標積み重ね高さと等しい積み重ね高さを有する農産物物品の選択が複数ある場合、コントローラは、ロボット位置決め装置に、最大の外れ値を含む農産物物品の選択、つまり許容可能な積み重ね高さ範囲内の積み重ね高さを有する農産物物品の選択のうち最大または最小の農産物物品をピックアップさせる。コントローラは農産物物品ごとに「外れ値スコア」を判定してもよい。外れ値スコアは、農産物物品の実際のサイズ(高さ)と公称サイズ(高さ)の差に基づいていてもよい。
外れ値スコアは、農産物物品の実際のサイズ(高さ)と公称サイズ(高さ)の2乗の差であってもよい。
再度、上記の例を参照すると、農産物物品の公称サイズは50mmである。サイズが55mmの農産物物品の場合、外れ値スコアは25である。
最大の外れ値を有する農産物物品の選択をピックアップするステップは、農産物梱包装置100がエンドエフェクタを備えた複数のロボット位置決め装置を含む場合に有用であり、梱包される農産物から最大の外れ値の農産物物品を除去すると、エンドエフェクタを備えた次のロボット位置決め装置が希望する積み重ね高さの範囲内で管を正常に充填できる可能性が向上する。
上述したように、コントローラが、エンドエフェクタを備えたロボット位置決め装置に、積み上げ高さの目標または範囲を達成するためにリンゴの選択をピックアップさせると、ステップ208で、コントローラは、管が満杯であるかどうかを判定する。
管が満杯の場合、梱包作業は完了し、コントローラはロボット位置決め装置にエンドエフェクタを解放領域120に移動させ、満杯の管をエンドエフェクタから解放させる。コントローラは、エンドエフェクタを備えたロボット位置決め装置に新しい空の管を拾わせ、新しい梱包作業を開始させることができる。次に、コントローラはコンベア上の次の列を評価用の現在の列に設定し、新しい管を充填する方法を繰り返す。
管が満杯でない場合、ステップ209で、コントローラは現在の列の評価を完了したため、現在の列を「ドロップ」し、評価のための現在の列となるコンベア上の次の列を選択する。そしてコントローラは方法の先頭に戻り、許容される積み重ね高さの範囲内で管の充填を続ける方法を繰り返す。
図11は、包装される果物の一般集団からの上位および下位の外れ値の残りの10%を除いて、管に包装される果物の90%を処理することができる、好ましい「外れ値」エンドエフェクタ1Aの断面図である。
このエンドエフェクタ1は、一対のカラー1101a、1101bおよび可撓性ジョイント1102を介して外れ値受信セクション1100に取り付けられるフレーム5を有する。可撓性ジョイントは熱可塑性プラスチックまたは他の適切な材料で作られる。
外れ値受信セクション1100は、管(図示せず)内に受け入れて保持される新しい農産物物品を受け入れている間、外れ値受信セクション1100を振動させる振動モータおよびハウジング1103を有する。
このエンドエフェクタ1Aのさらなる特徴は、管をエンドエフェクタ1A内に正確に配置するのに役立つフック1104である。
例1:外れ値の果物
発明者らは、生育期が異なると、リンゴの果物のサイズおよび/または形状の均一性が変化する可能性があることを発見した。例えば、外れ値のリンゴは、長い、ずんぐりした、葉っぱ、またはペンギンの形になる可能性がある。リンゴの平均的なサイズ/形状とのこれらのサイズおよび形状の違いは、本発明のロボット位置決め装置によるリンゴを直接容器に自動包装する際に困難を引き起こす可能性がある。
発明者らは、生育期が異なると、リンゴの果物のサイズおよび/または形状の均一性が変化する可能性があることを発見した。例えば、外れ値のリンゴは、長い、ずんぐりした、葉っぱ、またはペンギンの形になる可能性がある。リンゴの平均的なサイズ/形状とのこれらのサイズおよび形状の違いは、本発明のロボット位置決め装置によるリンゴを直接容器に自動包装する際に困難を引き起こす可能性がある。
場合によっては、形状、サイズ(直径)、および/または甘皮の粘着力により、リンゴを管に入れる際に詰まりの問題が発生する可能性がある。
本発明者らは、管充填プロセス中に動作して管を振動させるエンドエフェクタ上の振動機構を利用することにより、これらの問題の90%を克服することができた。
図11は、管2を振動させるために偏心質量を回転させるモータMを含むエンドエフェクタ1を示す。モータMは、カラーC1、C2を介してエンドエフェクタ1のフレームに取り付けられている。
管2内に収まらない極端な外れ値の果物の評価は、ロボット位置決め装置3の上流にあるコンベア109の3つのレーンLをそれぞれ同時に監視する2台のシックインスペクターPIM60スマート2Dカメラ(カメラシステム)の形態のセンサシステムによっても達成される。
カメラシステムは、リンゴの3つの位置にわたる4つの対角線上でリンゴの直径を測定でき、実際の直径からの標準偏差は0.27mmである。
測定値の約95%は実際の直径から0.54mm未満になる。萼/茎の位置を使用したリンゴの向きは、垂直から20度以内であることが特定された。
このカメラシステムは、+/-0.5mmの許容範囲で外れ値の果物を検出できる。このビジョンシステムと既存の飛行時間システムで生成された赤道直径データを使用して、各リンゴの伸長プロファイルを作成できる。自動梱包機は、それを拒否するか、管ピックの組み合わせに追加するかを決定できる。
したがって、本発明のセンサシステムは、ある期間にわたって農産物物品の複数の測定を行って、それが管内に収まるかどうかを判定することができる。果物が管内に収まらない場合は、この果物は識別される。センサシステムは、ロボット位置決め装置3のプログラミングを支援することもでき、ロボット位置決め装置3は、管内に積み重ねを形成する最小の果物を最初にピックアップし、積み重ね内の最大の果物が最後に管に入るようにすることができる。
このアプローチは、詰まりによる梱包作業の停止を軽減するのに役立つ。
いくつかの実施形態では、極端な外れ値の果物は、極端な外れ値の農産物を受け取るための適切なオーバーサイズまたはアンダーサイズの直径の管を有する追加の下流ロボット位置決め装置によってピックアップすることができる。
代替的に、またはそれに加えて、管内に収まらない不合格の農産物物品をピックアップするための、1つまたは複数の追加の下流ロボット装置があってもよい。
本発明はまた、出願の明細書において個別にまたは集合的に参照または示される部分、要素および特徴、および前記部分、要素または特徴の2つ以上の任意またはすべての組み合わせからなる、と広義に言うこともできる。
本発明の諸態様は、例としてのみ説明されており、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲から逸脱することなく、変更および追加を行うことができることを理解されたい。
1、1A エンドエフェクタ
2 管状容器
3 ロボット位置決め装置
5 フレーム
7 作動可能な可動要素
7a リンゴ停止部分
7b 開口
9 アクチュエータ
10 保持装置
100 システム
101 個別化ユニット
102 送り込みコンベア
103 ライン分割器
104 分離装置
108 ホルダ
109 コンベア
110 コンベアベルト
111 センサ装置
112 センサ
113 追跡ウィンドウ
120 管ディスペンサ
121 解放領域
122 出口コンベア
1101a、1101b カラー
1102 可撓性ジョイント
1103 ハウジング
1104 フック
1100 外れ値受信セクション
A アクチュエータ
C チャネル
C1、C2 カラー
G ゲート
L レーン
M モータ
2 管状容器
3 ロボット位置決め装置
5 フレーム
7 作動可能な可動要素
7a リンゴ停止部分
7b 開口
9 アクチュエータ
10 保持装置
100 システム
101 個別化ユニット
102 送り込みコンベア
103 ライン分割器
104 分離装置
108 ホルダ
109 コンベア
110 コンベアベルト
111 センサ装置
112 センサ
113 追跡ウィンドウ
120 管ディスペンサ
121 解放領域
122 出口コンベア
1101a、1101b カラー
1102 可撓性ジョイント
1103 ハウジング
1104 フック
1100 外れ値受信セクション
A アクチュエータ
C チャネル
C1、C2 カラー
G ゲート
L レーン
M モータ
Claims (32)
- 農産物包装装置であって、
エンドエフェクタを備えたロボット位置決め装置であって、
前記ロボット位置決め装置は、梱包される農産物物品に関して前記エンドエフェクタを3つの軸(x、y、z)方向、またはこれらの方向のうちの少なくとも2つの組み合わせに動かすための少なくとも3つの自由度を提供し、
前記エンドエフェクタは、前記農産物物品を個別にピックアップし、同時に前記農産物物品を管の形のパッケージに直接入れるために使用するように適合されている、
ロボット位置決め装置と、
前記ロボット位置決め装置および前記エンドエフェクタに提供される複数の農産物物品の各農産物物品のサイズを判定するセンサと、
前記センサから1つまたは複数の出力を受信し、
前記パッケージ内の農産物物品の許容可能な積み重ね高さを達成するために、前記センサからの1つまたは複数の出力に基づいて、複数の農産物物品の中からピッキングされる農産物物品の選択を決定し、
前記ロボット位置決め装置と前記エンドエフェクタとを移動させて、選択した農産物物品をピックアップさせ、前記管内に直接配置させる
ように構成されたコントローラと、
を備える、農産物包装装置。 - 前記許容可能な積み重ね高さは、目標積み重ね高さおよび/または許容可能な積み重ね高さ範囲によって規定され、前記許容可能な積み重ね高さ範囲は、許容可能な最小積み重ね高さから許容可能な最大積み重ね高さまでである、請求項1に記載の農産物包装装置。
- 梱包されると、各農産物物品が前記パッケージ内で所定の位置を占め、前記許容可能な積み重ね高さ範囲および/または目標積み重ね高さは、前記パッケージ内の各位置での前記農産物物品について規定される、請求項2に記載の農産物包装装置。
- 前記コントローラが、
(i)前記センサからの前記1つまたは複数の出力に基づいて、前記複数の農産物物品の現在のサブセット内の各農産物物品の前記サイズ(高さ)を判定し、前記現在のサブセットから、前記エンドエフェクタを備えたロボット位置決め装置によってピックアップされる前記農産物物品の選択を決定する、
ように構成されている、請求項1から3のいずれか一項に記載の農産物包装装置。 - 前記農産物包装装置は、前記複数の農産物物品を前記ロボット位置決め装置に搬送するためのコンベアを備え、前記現在の農産物物品のサブセットは、前記コンベアを横切って間隔を置いて配置された農産物物品の列である、請求項4に記載の農産物包装装置。
- 前記コントローラは、前記農産物物品の列が前記コンベアに沿って搬送されるときに、前記農産物物品の列を追跡するように構成されている、請求項5に記載の農産物包装装置。
- 前記コントローラは、前記複数の農産物物品の列の各農産物物品の前記サイズを判定し、前記農産物物品の列が前記コンベアに沿って搬送されるときに前記農産物物品の列を追跡するように構成されている、請求項5または6に記載の農産物包装装置。
- 前記コントローラが、
(ii)前記現在のサブセット内の前記農産物物品の前記高さを評価し、前記許容可能な積み重ね高さ範囲内の前記積み重ね高さを達成するために、前記現在のサブセットから1つまたは複数の農産物物品のうちの1つまたは複数の選択があるかどうかを判定し、
(iii)前記許容可能な積み重ね高さ範囲内に1つまたは複数の農産物物品の単一の選択がある場合、前記ロボット位置決め装置および前記エンドエフェクタに1つまたは複数の農産物物品の単一の選択をさせる
ように構成されている、請求項4から7のいずれか一項に記載の農産物包装装置。 - 前記コントローラは、
(iii)(b)前記許容可能な積み重ね高さの範囲内にある前記農産物物品が選択されていない場合、かつ、
(iii)(b)(i)前記現在のサブセット内の前記農産物物品の前記積み重ね高さが許容可能な最大積み重ね高さより大きい場合、前記現在のサブセットから最大の農産物物品を無視する、または
(iii)(b)(ii)前記現在のサブセット内の前記農産物物品の前記積み重ね高さが許容可能な最小積み重ね高さよりも低い場合、前記現在のサブセットから最小の農産物物品を無視する、および
(iii)(c)前記現在のサブセットに複数の農産物物品が残っている場合、ステップ(ii)に戻る、
ように構成されている、請求項8に記載の農産物包装装置。 - ステップ(iii)(c)において、前記コントローラは、
前記現在のサブセットに農産物物品が1つだけ残っている場合(前記現在のサブセットの最後の農産物物品)、かつ、
(iii)(c)(i)前記現在のサブセット内の最後の農産物物品が前記許容可能な積み重ね高さの範囲内にある場合、
前記ロボット位置決め装置および前記エンドエフェクタに、前記現在のサブセット内の前記最後の農産物物品をピックアップさせる
ように構成されている、請求項9に記載の農産物包装装置。 - ステップ(iii)(c)において、前記コントローラは、
(iii)(c)(ii)前記現在のサブセット内の前記最後の農産物物品が前記許容可能な積み重ね高さの範囲外にある場合、
(iii)(c)(ii)(a)前記センサからの前記1つまたは複数の出力に基づいて、1つまたは複数の次のサブセット内の各農産物物品のサイズ(高さ)を判定し、前記1つまたは複数の次のサブセットにおいて、前記最後の農産物物品とともに、前記許容可能な積み重ね高さの範囲内の積み重ね高さを達成するための農産物物品が存在するかどうかを判定し、かつ、
(iii)(c)(ii)(a)(i)前記最後の農産物物品とともに前記許容可能な積み重ね高さ範囲内の積み重ね高さを達成するための農産物物品が前記1つまたは複数の次のサブセットに存在する場合、
前記ロボット位置決め装置および前記エンドエフェクタに、前記現在のサブセット内の前記最後の農産物物品をピックアップさせ、
(iii)(c)(ii)(a)(ii)前記最後の農産物物品とともに前記許容可能な積み重ね高さ範囲内の積み重ね高さを達成するための農産物物品が前記1つまたは複数の次のサブセットに存在しない場合、
前記複数の農産物物品の次のサブセットを前記現在のサブセットに設定し、ステップ(i)に戻る
ように構成されている、請求項10に記載の農産物包装装置。 - ステップ(ii)に続いて、前記許容可能な積み重ね高さ範囲内の積み重ね高さを達成するために、前記現在のサブセットからの1つまたは複数の農産物物品の複数の選択がある場合、前記コントローラは、
(iv)前記1つまたは複数の農産物物品の1つまたは複数の選択が、目標積み重ね高さに最も近い、または前記目標積み重ね高さと等しい積み重ね高さを達成するかどうかを判定する、および、
(iv)(a)前記目標積み重ね高さに最も近い、または前記目標積み重ね高さに等しい積み重ね高さを達成する1つまたは複数の農産物物品の選択が1つだけある場合、前記ロボット位置決め装置および前記エンドエフェクタが前記選択を取得する、および、
(iv)(b)前記目標積み上げ高さに最も近い、または前記目標積み上げ高さに等しい積み上げ高さを達成する1つまたは複数の農産物物品の選択が複数ある場合、前記ロボット位置決め装置および前記エンドエフェクタに最大または最小の農産物物品の選択をピックアップさせる
ように構成されている、請求項8から11のいずれか一項に記載の農産物包装装置。 - 1つまたは複数の農産物物品の選択の積み重ね高さが、前記目標積み重ね高さにしきい値をプラスまたはマイナスした値に等しい場合、前記選択の積み重ね高さは前記目標積み重ね高さと等しい、請求項12に記載の農産物包装装置。
- 前記コントローラは、前記コントローラが前記ロボット位置決め装置に前記1つまたは複数の農産物物品の前記選択をピックアップさせた後、
(v)前記パッケージが満杯かどうかを判定し、
(v)(a)前記パッケージが満杯でない場合、複数の農産物物品の次のサブセットを現在のサブセットに設定し、ステップ(i)に戻ってパッケージの充填を続ける
ようにさらに構成されている、請求項8から13のいずれか一項に記載の農産物包装装置。 - 前記エンドエフェクタは、使用中に前記パッケージを保持し、前記エンドエフェクタが前記農産物物品をピックアップした結果として、前記パッケージの中に前記農産物物品を配置するように適合されており、ステップ(v)において、
(v)(b)前記パッケージが満杯の場合、現在の梱包作業は完了し、前記コントローラは、前記ロボット位置決め装置に前記エンドエフェクタを解放領域に移動させ、前記満杯のパッケージを前記エンドエフェクタから解放させるように構成されている、
請求項14に記載の農産物包装装置。 - 前記コントローラは、
(v)(c)前記ロボット位置決め装置に前記エンドエフェクタをパッケージディスペンサまで移動させ、前記エンドエフェクタ内に空のパッケージを受け取り、
前記複数の農産物物品の次のサブセットを前記現在のサブセットに設定し、ステップ(i)に戻って前記空のパッケージの充填を開始する
ように構成されている、請求項15に記載の農産物包装装置。 - 前記エンドエフェクタは、使用中に前記パッケージを保持し、前記エンドエフェクタが前記農産物物品をピックアップした結果として、前記パッケージの中に前記農産物物品を配置するように適合されており、前記エンドエフェクタは、
少なくとも1つの作動可能な可動要素であって、前記エンドエフェクタによって保持された前記管の開口端に隣接するように前記エンドエフェクタ上に配置され、
前記エンドエフェクタによって保持された前記管の前記開口端の上に少なくとも部分的に延びて、前記管の前記開口端を少なくとも部分的に塞ぐ伸長位置と、
容器の前記開口端が実質的に妨げられず、前記農産物物品を前記管内に受け入れることができるような収縮位置と、
の間で動作可能であるように構成された、前記作動可能な可動要素を備え、
前記農産物物品をピックアップするために、前記コントローラは、前記作動可能な要素が前記収縮位置にある状態で、空の管を充填するために、
A)前記ロボット位置決め装置を、少なくとも
xおよびy方向、または
それらの組み合わせ
で制御して前記エンドエフェクタを、1つまたは複数の農産物物品の前記選択の第1の農産物物品の垂直上にあるように、および、前記エンドエフェクタを垂直下に移動して、前記エンドエフェクタ内の前記管内の前記第1の農産物物品を受け取るように位置決めし、
B)前記作動可能な可動要素を前記収縮位置から前記伸長位置まで作動させて、前記パッケージ内の前記第1の農産物物品を保持し、
C)前記ロボット位置決め装置に前記エンドエフェクタを垂直上方に移動させ、それによって前記農産物物品をピックアップする、
ように構成されている、
請求項1から16のいずれか一項に記載の農産物包装装置。 - 前記コントローラが、
D)前記ロボット位置決め装置に前記エンドエフェクタを前記x方向および前記y方向に移動させて、1つまたは複数の前記農産物物品の選択において前記エンドエフェクタを別の農産物物品の上に垂直に位置決めし、前記エンドエフェクタを垂直下方向に移動させて、前記第1の農産物物品を前記別の農産物物品に隣接または接触させて配置し、
E)前記作動可能な可動要素を前記伸長位置から前記収縮位置まで作動させ、
F)前記ロボット位置決め装置を制御して、前記エンドエフェクタを垂直下方向に移動し続け、前記エンドエフェクタ内の前記パッケージ内の前記別の農産物物品を受け取り、
G)前記作動可能な可動要素を前記収縮位置から前記伸長位置まで作動させて、前記第1の農産物物品と前記別の農産物物品とを前記パッケージ内に保持し、
H)前記ロボット位置決め装置が前記エンドエフェクタを垂直上方に移動させ、
I)前記ロボット位置決め装置と前記エンドエフェクタとが1つまたは複数の農産物物品の前記選択を完了するまで、ステップDからHを繰り返す、
ようにさらにプログラムされている、請求項17に記載の農産物包装装置。 - 前記農産物包装装置は、前記エンドエフェクタを備えた前記ロボット位置決め装置に前記複数の農産物物品を搬送するためのコンベアを備えており、前記農産物物品のサブセットは、前記コンベアを横切って間隔を置いて配置された農産物物品の列であり、前記エンドエフェクタを前記農産物物品の上に垂直に配置するために、前記コントローラは、
前記ロボット位置決め装置に、前記エンドエフェクタを前記農産物物品の上に垂直に移動させ、前記コンベアの速度で搬送方向に移動させて、前記エンドエフェクタが前記農産物物品の垂直上に留まるようにするように構成されている、
請求項17または18に記載の農産物包装装置。 - 前記エンドエフェクタは、使用時に前記パッケージを保持し、前記エンドエフェクタが前記農産物物品をピックアップした結果として、前記パッケージの中に前記農産物物品を配置するように適合されている、請求項1から19のいずれか一項に記載の農産物包装装置。
- 前記農産物包装装置は、前記農産物物品を離間させ、前記ロボット位置決め装置のリーチエンベロープに個別化された農産物物品を提供するための個別化ユニットを備える、請求項1から20のいずれか一項に記載の農産物包装装置。
- 前記個別化ユニットは、前記農産物物品を2次元配列で間隔をあけて配置する、請求項21に記載の農産物包装装置。
- 農産物物品を管状容器に直接梱包する方法であって、
a)所定の時点で、コンベア上の個別の非可変データポイント位置で、前記コンベア上にある農産物物品の寸法および形状データを感知するステップと、
b)前記コンベア上に1つまたは複数の物品があり、管の内寸内に収まり、前記管状容器の積み重ね高さの最小値から最大値までの許容可能な高さ範囲内の積み重ね高さを達成するかどうかを識別するため、ステップa)で判定された、前記コンベア上の前記農産物物品の寸法および形状データを評価するステップと、
を含む、方法。 - c)ステップa)で特定された農産物物品のデータポイントの位置を使用するステップであって、
i)ロボット位置決め装置を移動して、選択された農産物物品の真上に位置を維持し、
ii)管状容器がその中に前記農産物物品を受け入れて保持できるように、エンドエフェクタを操作する、ステップ、
をさらに含む、請求項23に記載の農産物物品を梱包する方法。 - d)前記管状容器が所望の数の前記農産物物品で満たされるまで、必要に応じてステップa)からc)を繰り返すステップ、
をさらに含む、請求項24に記載の農産物物品を梱包する方法。 - 物品を梱包する方法であって、
a)ロボット位置決め装置を利用するステップであって、管状のパッケージ内に収まる積み重ね高さを確保するために、個別の農産物物品の寸法と形状を感知した後、前記個別の農産物物品をピックアップした結果として、前記ロボット位置決め装置上のエンドエフェクタを操作し、管状パッケージを保持する前記エンドエフェクタを介してコンベアから前記個別の農産物物品をピックアップし、前記個別の農産物物品を前記管状パッケージに直接配送する、ステップ、
を含む、方法。 - b)前記管状パッケージが満杯になるまで、ステップa)を繰り返して、さらに1つまたは複数の農産物物品をピックアップするステップ、
を含む、請求項26に記載の物品を梱包する方法。 - 物品を梱包する方法であって、
a)コントローラを利用するステップであって、農産物物品が目標の積み重ね高さ内の容器内に集合的に収まるという最終結果を保証するため、選択された農産物物品の個別の寸法、または個別の寸法および形状、または個別の寸法、形状および方向と集合的な寸法、集合的な寸法および形状、または集合的な寸法、形状および方向の評価に基づいて、ロボット位置決め装置およびその上の管を有するエンドエフェクタを操作して、管内に直接配置するためのコンベア上の1つまたは複数の農産物物品を選択する、ステップ、
を含む、方法。 - 前記集合的な寸法、前記集合的な寸法および形状、または前記集合的な寸法、形状、および方向の前記評価は、前記農産物物品を管に詰める順序を決定するために使用される、請求項28に記載の梱包する方法。
- ロボット位置決め装置用のエンドエフェクタであって、
中に管状の容器を受け入れて保持できるフレームを備え、
前記エンドエフェクタは、伸長位置と収縮位置との間で移動できる作動可能な要素を含み、
前記エンドエフェクタは、(まだ開いていない場合には)前記伸長位置から前記収縮位置まで開いて、その中に新しい農産物物品を受け取るか保持するように操作され、
同時に、前記エンドエフェクタが収縮位置に移動する動作の直前または直後、または、新しい農産物物品を受け取るために前記エンドエフェクタが下方に移動するとき、またはその開始近くに、前記エンドエフェクタとその中の管状容器の両方を振動させる振動機構が作動する、
ロボット位置決め装置用のエンドエフェクタ。 - 管包装作業用のセンサシステムであって、
a)少なくとも1つのセンサを備え、コンベア上の個々の農産物物品について、幅、長さ、ならびに方向情報を含む一定期間にわたる複数の測定値を追跡および記録し、
b)許容誤差範囲内で管の積み重ね高さを決定するのに役立つように、物品の最小および最大の幅/高さ寸法を計算する、
ように構成されている、管包装作業用のセンサシステム。 - c)前記管の包装上の制約に適合しない外れ値の果物を特定し、前記コンベアから除去すること、および/またはロボット位置決め装置によって無視することができるように構成されている、
請求項31に記載の管包装作業用のセンサシステム。
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