JP3051180B2 - 荷物の外形寸法及び重心を測定する方法及び装置 - Google Patents
荷物の外形寸法及び重心を測定する方法及び装置Info
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- JP3051180B2 JP3051180B2 JP9501512A JP50151297A JP3051180B2 JP 3051180 B2 JP3051180 B2 JP 3051180B2 JP 9501512 A JP9501512 A JP 9501512A JP 50151297 A JP50151297 A JP 50151297A JP 3051180 B2 JP3051180 B2 JP 3051180B2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01M1/12—Static balancing; Determining position of centre of gravity
- G01M1/122—Determining position of centre of gravity
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Balance (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Control Of Conveyors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、包装、荷物取り扱い、自動化及びロボティ
ックスに関し、特に平行六面体の物体の長さ、幅、高さ
及び重心等のパラメータを測定する方法及び装置に関す
る。
ックスに関し、特に平行六面体の物体の長さ、幅、高さ
及び重心等のパラメータを測定する方法及び装置に関す
る。
発明の背景 任意寸法の矩形荷物の取り扱い及び運搬の分野では、
そのような荷物の「パレットンを積み重ねた状態で提供
することが望まれる場合が多い。安定状態での荷物の積
み重ねを助けるため、個々の荷物の外形寸法すべてを測
定すると共に重心を概算することが好ましい。この情報
を利用して、荷物が不安定な状態に積み重ねられないよ
うにしたり、例外的な場合には全く積み重ねないように
することができる。
そのような荷物の「パレットンを積み重ねた状態で提供
することが望まれる場合が多い。安定状態での荷物の積
み重ねを助けるため、個々の荷物の外形寸法すべてを測
定すると共に重心を概算することが好ましい。この情報
を利用して、荷物が不安定な状態に積み重ねられないよ
うにしたり、例外的な場合には全く積み重ねないように
することができる。
従来の技術で、個々の物品の重心の概算が知られてい
る。例えばソビエト連邦参考文献第615373号は、プラッ
トフォーム２上に載置された物品４−をロードセル５の
上方のドラム３に載置して重心を測定することを示して
いる。国際特許第WO/06720号は、静止ベース上にある間
に容器を傾動させることによる重心の位置検出を記載し
ている。
る。例えばソビエト連邦参考文献第615373号は、プラッ
トフォーム２上に載置された物品４−をロードセル５の
上方のドラム３に載置して重心を測定することを示して
いる。国際特許第WO/06720号は、静止ベース上にある間
に容器を傾動させることによる重心の位置検出を記載し
ている。
スミス（Smith）の米国特許第5,301,544号は、コンベ
ヤに載置された荷物の重心を概算する方法及び装置を開
示している。しかし、荷物を減速して停止させる必要が
ある。
ヤに載置された荷物の重心を概算する方法及び装置を開
示している。しかし、荷物を減速して停止させる必要が
ある。
ブランドーフト（Brandorft）の米国特許第5,340,950
号は、物体がチップ点まで移動してその上で傾動するよ
うにして物体の重量を測定する方法及び装置を開示して
いる。この方法は荷物の重量を測定するが、荷物の重心
の位置を概算する移動については開示していない。
号は、物体がチップ点まで移動してその上で傾動するよ
うにして物体の重量を測定する方法及び装置を開示して
いる。この方法は荷物の重量を測定するが、荷物の重心
の位置を概算する移動については開示していない。
EP−Ａ−O 415 771は、公知の速度でコンベヤ上を移
動する矩形荷物の少なくとも２箇所の外形寸法を測定す
る装置を記載している。
動する矩形荷物の少なくとも２箇所の外形寸法を測定す
る装置を記載している。
DE−Ａ−40 27 274は、小片に切断される対象物の両
側での測定を示していると考えられる。
側での測定を示していると考えられる。
日本特許抄録第８巻，第42号（Ｐ−256）（1479）,19
84年２月23日、同抄録第６巻、第229号（Ｐ−1107）,19
82年11月16日、及び同抄録第11巻，第２号（Ｐ−532）
（2449）,1987年１月６日、はすべて、２つの相互対面
測定センサ間の対象物の測定を開示している。
84年２月23日、同抄録第６巻、第229号（Ｐ−1107）,19
82年11月16日、及び同抄録第11巻，第２号（Ｐ−532）
（2449）,1987年１月６日、はすべて、２つの相互対面
測定センサ間の対象物の測定を開示している。
上記従来技術は多くの利点を備えているが、問題点が
ある。例えば、スミス特許は、重心を決定するために重
量測定前に荷物を減速して停止させる必要がある。ブラ
ンドーフト特許は、荷物を「作動中に」重量測定するこ
とができるが、荷物の重量を決定するだけであって、重
心ではないことを理解する必要がある。
ある。例えば、スミス特許は、重心を決定するために重
量測定前に荷物を減速して停止させる必要がある。ブラ
ンドーフト特許は、荷物を「作動中に」重量測定するこ
とができるが、荷物の重量を決定するだけであって、重
心ではないことを理解する必要がある。
従って、荷物を減速または停止させることなく、また
荷物を開封したり他の損傷を与えることなく、外形寸法
を測定すると共に荷物の重心を概算する荷物コンベヤシ
ステムを提供する技術上の必要があることがわかるであ
ろう。
荷物を開封したり他の損傷を与えることなく、外形寸法
を測定すると共に荷物の重心を概算する荷物コンベヤシ
ステムを提供する技術上の必要があることがわかるであ
ろう。
発明の概要 本発明は、荷物を減速または停止させることなく外形
寸法を測定すると共に荷物の重心を概算するコンベヤシ
ステムを提供することによって従来技術の欠点を克服す
る。
寸法を測定すると共に荷物の重心を概算するコンベヤシ
ステムを提供することによって従来技術の欠点を克服す
る。
一般的に、本発明は、少なくとも１つのピークを有す
ると共に、荷物がそのピーク上で傾動するのに掛かる時
間を推定するために使用される複数のセンサを備えた傾
斜コンベヤの使用に関する。
ると共に、荷物がそのピーク上で傾動するのに掛かる時
間を推定するために使用される複数のセンサを備えた傾
斜コンベヤの使用に関する。
本発明はさらに、荷物の重心の１つの空間座標を決定
するために側部センサと組み合わせてヘリングボーンコ
ンベヤを使用することに関する。
するために側部センサと組み合わせてヘリングボーンコ
ンベヤを使用することに関する。
本発明は、荷物の重心の位置を検出する解決策を提供
している。
している。
本発明は、コンベヤ上にある間に荷物の重心の位置を
検出する解決法を提供している。
検出する解決法を提供している。
本発明は、移動中のコンベヤ上にある間に荷物の重心
の位置を検出する解決法を提供している。
の位置を検出する解決法を提供している。
本発明は、さらに荷物を損傷しないてすなわち開封し
ないで荷物の重心の位置の解決法を提供している。
ないで荷物の重心の位置の解決法を提供している。
本発明は、移動中のコンベヤ上で荷物の３つまでの外
形寸法を測定する解決法も提供している。
形寸法を測定する解決法も提供している。
本発明によって提供される他の解決法は、図面及び添
付の請求の範囲と組み合わせて本発明の好適な実施例の
以下の詳細な説明を読めば、明らかになるであろう。
付の請求の範囲と組み合わせて本発明の好適な実施例の
以下の詳細な説明を読めば、明らかになるであろう。
図面の簡単な説明 第１図Ａ及び第1B図は、傾斜コンベヤ部分19と測定部
18を含む本発明による装置10のそれぞれ上面図及び側面
図である。
18を含む本発明による装置10のそれぞれ上面図及び側面
図である。
第２図は、本発明による方法及び装置の側面説明図で
あって、３つの支持表面S1、S2及びS3と、２つの「ピー
ク」すなわち頂部C1及びC2と、軸エンコーダSEを含むコ
ンベヤに沿って荷物Ｐが移動するところを示している。
あって、３つの支持表面S1、S2及びS3と、２つの「ピー
ク」すなわち頂部C1及びC2と、軸エンコーダSEを含むコ
ンベヤに沿って荷物Ｐが移動するところを示している。
第３図は、傾斜コンベヤの第１「ピーク」に到達した
荷物の説明図である。
荷物の説明図である。
第４図は、傾斜コンベヤの２つの異なった頂部に到達
した荷物の説明図である。
した荷物の説明図である。
第５図Ａ〜第５図Ｄは、ケース“I"及びケース“II"
の連続モードにおける荷物の連続説明図である。
の連続モードにおける荷物の連続説明図である。
第６図は、頭上センサ22が荷物高さＨを決定する方法
の説明図である。
の説明図である。
第７図は、側部センサ21、23を使用して荷物幅Ｗを決
定し、ヘリングボーンコンベヤを使用して荷物の重心を
ヘリングボーンコンベヤの中心面CP上に整合させる方法
を示している。
定し、ヘリングボーンコンベヤを使用して荷物の重心を
ヘリングボーンコンベヤの中心面CP上に整合させる方法
を示している。
第８図は、荷物に関して使用される寸法の説明図であ
る。第８図は第４図の位置IIであるが、OZ軸回りに180
度回転していることに注意されたい。
る。第８図は第４図の位置IIであるが、OZ軸回りに180
度回転していることに注意されたい。
第９図は、荷物を水平面に対して角度の第１支持表
面から第１支持表面に対して角度Ψの第２支持表面へ傾
動する荷物の説明図である。
面から第１支持表面に対して角度Ψの第２支持表面へ傾
動する荷物の説明図である。
第10図は、第２表面が水平である特別な場合におい
て、荷物が第１支持表面（荷物が実線で示されている）
から第２支持表面（荷物が点線で示されている）へ進む
ところを示す説明図である。
て、荷物が第１支持表面（荷物が実線で示されている）
から第２支持表面（荷物が点線で示されている）へ進む
ところを示す説明図である。
第11図は、荷物が第１支持表面との接触位置から第２
支持表面との接触位置へ傾動中であるところを示す説明
図である。
支持表面との接触位置へ傾動中であるところを示す説明
図である。
第12図は、数学的原理を示す説明図である。I0は物体
の重心回りの慣性モーメント（ｘ′,y′座標）であり、
Ｉは物体の重心CG以外の１点回りの（x,y）座標の慣性
モーメントであることがわかるであろう。
の重心回りの慣性モーメント（ｘ′,y′座標）であり、
Ｉは物体の重心CG以外の１点回りの（x,y）座標の慣性
モーメントであることがわかるであろう。
第13図は、本発明による幾つかの部材間の信号の流路
を説明する線図である。
を説明する線図である。
好適な実施形態の詳細な説明 次に、図面を参照にして説明する。図面を通して同一
番号は同一部材を示している。
番号は同一部材を示している。
全体的作用 次に、本発明による装置10のそれぞれ上面図及び側面
図である第１図Ａ及び第１図Ｂと共に、本装置10の傾斜
コンベヤ部分19の説明側面図である第２図を参照する。
図である第１図Ａ及び第１図Ｂと共に、本装置10の傾斜
コンベヤ部分19の説明側面図である第２図を参照する。
装置10は、ヘリングボーンローラコンベヤ12と、ほぼ
水平な引き込みコンベヤ部分13と、水平面から傾斜して
いる第１支持表面S1を形成している「第１」コンベヤ部
分14と、ほぼ水平な第２支持表面S1を形成している「第
２」コンベヤ部分15と、水平面から傾斜している第３支
持表面S3を形成している「第３」コンベヤ部分16と、最
後の水平コンベヤ部分17（第１図Ａだけを参照）とを備
えている。本装置はさらに、測定アーチ24に取り付けら
れた３つの超音波センサ21、22、23（U1、U2、U3とも呼
ぶ）と、傾斜コンベヤ19に取り付けられた全通ビームフ
ォトセンサ26、27を備えている。第１及び第２マイクロ
スイッチ31、32（MS1及びMS2とも呼ぶ）も装置10の一部
として設けられている。
水平な引き込みコンベヤ部分13と、水平面から傾斜して
いる第１支持表面S1を形成している「第１」コンベヤ部
分14と、ほぼ水平な第２支持表面S1を形成している「第
２」コンベヤ部分15と、水平面から傾斜している第３支
持表面S3を形成している「第３」コンベヤ部分16と、最
後の水平コンベヤ部分17（第１図Ａだけを参照）とを備
えている。本装置はさらに、測定アーチ24に取り付けら
れた３つの超音波センサ21、22、23（U1、U2、U3とも呼
ぶ）と、傾斜コンベヤ19に取り付けられた全通ビームフ
ォトセンサ26、27を備えている。第１及び第２マイクロ
スイッチ31、32（MS1及びMS2とも呼ぶ）も装置10の一部
として設けられている。
次に、３つの支持表面S1、S2及びS3を含む19等の傾斜
コンベヤに沿って進む荷物Ｐを全般的に説明している第
２図を特に参照する。荷物Ｐの重心をCGで示す。荷物Ｐ
が支持表面S1から支持表面S2へ搬送される時、CGが紙面
に直交する垂直平面P1を通過すると直ちに、荷物が（図
面で時計回り方向に）「傾動」し始める。この傾動が完
了した後、荷物Ｐは支持表面S2の上に載る。同様に、CG
が紙面に直交する垂直平面P2を通過すると直ちに、荷物
が「傾動」し始める。明らかなように、これらの平面は
共に荷物ＰのCGを通っている。荷物に関するこれらの平
面の位置を決定することによって、荷物のCGの２次元を
決定することができる。
コンベヤに沿って進む荷物Ｐを全般的に説明している第
２図を特に参照する。荷物Ｐの重心をCGで示す。荷物Ｐ
が支持表面S1から支持表面S2へ搬送される時、CGが紙面
に直交する垂直平面P1を通過すると直ちに、荷物が（図
面で時計回り方向に）「傾動」し始める。この傾動が完
了した後、荷物Ｐは支持表面S2の上に載る。同様に、CG
が紙面に直交する垂直平面P2を通過すると直ちに、荷物
が「傾動」し始める。明らかなように、これらの平面は
共に荷物ＰのCGを通っている。荷物に関するこれらの平
面の位置を決定することによって、荷物のCGの２次元を
決定することができる。
測定アーチアセンブリと組み合わせて測定コンベヤア
センブリを使用することによって、荷物を開封すること
なく特定の荷物の長さ、幅、高さ及び重心の位置を決定
することができる。「作動中に」、言い換えると荷物を
停止させたり、それ以外に大きく加速または減速させる
ことなく、これを行うことができる。
センブリを使用することによって、荷物を開封すること
なく特定の荷物の長さ、幅、高さ及び重心の位置を決定
することができる。「作動中に」、言い換えると荷物を
停止させたり、それ以外に大きく加速または減速させる
ことなく、これを行うことができる。
詳細な説明−測定アーチアセンブリ この実施例ではほぼ水平で、中心面CPを有するヘリン
グボーンコンベヤ12を示している第１図Ａを参照する。
ヘリングボーンコンベヤ12は、公知のものであるが、下
流かつ外向きの力成分を有する複数の動力付きローラを
備え、ヘリングボーンコンベヤに接触する荷物表面が、
下流側にヘリングボーンコンベヤの中心面CPに対して外
向きに付勢されている。ヘリングボーンコンベヤのこの
中心面CPはヘリングボーンコンベヤに沿って長手方向に
延出しており、ヘリングボーンコンベヤの中心を概算し
ているが、本発明によれば他の位置を考えることもでき
る。
グボーンコンベヤ12を示している第１図Ａを参照する。
ヘリングボーンコンベヤ12は、公知のものであるが、下
流かつ外向きの力成分を有する複数の動力付きローラを
備え、ヘリングボーンコンベヤに接触する荷物表面が、
下流側にヘリングボーンコンベヤの中心面CPに対して外
向きに付勢されている。ヘリングボーンコンベヤのこの
中心面CPはヘリングボーンコンベヤに沿って長手方向に
延出しており、ヘリングボーンコンベヤの中心を概算し
ているが、本発明によれば他の位置を考えることもでき
る。
次に第１図Ｂを参照する。フレーム部材すなわちアー
ム24が、ヘリングボーンコンベヤ12の下流側端部に配置
されている。アーチ13に超音波センサ20、21および22が
取り付けられている。詳細に後述するように、荷物がア
ーチを通過する時に、センサ22を用いて荷物の高さ
「Ｈ」を決定することができる。センサ21及び23は内向
きで互いに向き合っている。後述するように、それらを
使用して荷物側面までの距離を、またそれによって荷物
の幅を測定することができる。センサ21は連続トランス
ミッタであって、公知のようなコンベヤ軸エンコーダ
（図示せず）と共に使用して荷物の長さも設定すること
ができる。
ム24が、ヘリングボーンコンベヤ12の下流側端部に配置
されている。アーチ13に超音波センサ20、21および22が
取り付けられている。詳細に後述するように、荷物がア
ーチを通過する時に、センサ22を用いて荷物の高さ
「Ｈ」を決定することができる。センサ21及び23は内向
きで互いに向き合っている。後述するように、それらを
使用して荷物側面までの距離を、またそれによって荷物
の幅を測定することができる。センサ21は連続トランス
ミッタであって、公知のようなコンベヤ軸エンコーダ
（図示せず）と共に使用して荷物の長さも設定すること
ができる。
傾斜コンベヤアセンブリ 次に、本発明による傾斜コンベヤアセンブリ19を示し
ている第１図Ｂを参照する。前述したように、アセンブ
リ19は、引き込みコンベヤ部分13と、水平面から傾斜し
ている第１支持表面S1を形成している「第１」コンベヤ
部分14と、ほぼ水平な第２支持表面S1を形成している
「第２」コンベヤ部分15と、水平面から傾斜している第
３支持表面S3を形成している「第３」コンベヤ部分16
と、最後の水平コンベヤ部分17（第１図Ａだけを参照）
とを備えている。
ている第１図Ｂを参照する。前述したように、アセンブ
リ19は、引き込みコンベヤ部分13と、水平面から傾斜し
ている第１支持表面S1を形成している「第１」コンベヤ
部分14と、ほぼ水平な第２支持表面S1を形成している
「第２」コンベヤ部分15と、水平面から傾斜している第
３支持表面S3を形成している「第３」コンベヤ部分16
と、最後の水平コンベヤ部分17（第１図Ａだけを参照）
とを備えている。
さらに、全通ビームフォトセンサ26、27（PS1及びPS2
とも呼ぶ）と、マイクロスイッチ31、32（MS1及びMS2と
も呼ぶ）も設けられている。理解されるように、全通ビ
ームフォトセンサ26、27は傾斜コンベヤアセンブリ19の
側部に配置されて、荷物が傾斜コンベヤアセンブリのそ
れぞれ第１及び第２「頂部」に到達した時に信号を発生
するように位置決めされている。第１頂部はほぼ線形で
細長く、第１及び第２支持表面S1及びS2の交差部分に位
置している。第２頂部も同様に第２及び第３支持表面S
2、S3の交差部分に位置している。好適な実施例では、
これらの頂部は互いに平行で、荷物の流れ方向に直交し
ている。
とも呼ぶ）と、マイクロスイッチ31、32（MS1及びMS2と
も呼ぶ）も設けられている。理解されるように、全通ビ
ームフォトセンサ26、27は傾斜コンベヤアセンブリ19の
側部に配置されて、荷物が傾斜コンベヤアセンブリのそ
れぞれ第１及び第２「頂部」に到達した時に信号を発生
するように位置決めされている。第１頂部はほぼ線形で
細長く、第１及び第２支持表面S1及びS2の交差部分に位
置している。第２頂部も同様に第２及び第３支持表面S
2、S3の交差部分に位置している。好適な実施例では、
これらの頂部は互いに平行で、荷物の流れ方向に直交し
ている。
実際の読み取り方法 次に、測定アーチ24の作動方法を説明する。第１図Ｂ
を参照すると、荷物が上流位置（図示せず）から第１図
Ｂの11′に示されているような位置へ搬送される。荷物
高さを測定するため、センサ22が使用されている。
を参照すると、荷物が上流位置（図示せず）から第１図
Ｂの11′に示されているような位置へ搬送される。荷物
高さを測定するため、センサ22が使用されている。
第６図にも示されているように、ヘリングボーンコン
ベヤの支持表面12S等の基準点に対するセンサの距離ｈ
を知り、センサ22を用いてセンサU2からコンベヤの上部
までの距離h1を決定することによって、荷物の高さｈを
計算式： ｈ＝Ｈ−h1 で計算することは、当業者には知られている。
ベヤの支持表面12S等の基準点に対するセンサの距離ｈ
を知り、センサ22を用いてセンサU2からコンベヤの上部
までの距離h1を決定することによって、荷物の高さｈを
計算式： ｈ＝Ｈ−h1 で計算することは、当業者には知られている。
再び第６図を参照すると、超音波センサ22は連続トラ
ンスミッタであるので、それは好都合な二重機能を果た
すことができる。すなわち、荷物の（“y"方向に沿っ
た）長さは、荷物が存在することを決定するために使用
できる一定の閾値より高い連続読取り値をセンサが発生
する間にヘリングボーンコンベヤが移動する距離を決定
することによって決定されるであろう。これが存在する
ことがわかっている間にコンベヤが移動する距離は、軸
エンコーディング（第２図のSEで行われるような）か公
知の他の手段によってベルト速度を知ることによって決
定される。
ンスミッタであるので、それは好都合な二重機能を果た
すことができる。すなわち、荷物の（“y"方向に沿っ
た）長さは、荷物が存在することを決定するために使用
できる一定の閾値より高い連続読取り値をセンサが発生
する間にヘリングボーンコンベヤが移動する距離を決定
することによって決定されるであろう。これが存在する
ことがわかっている間にコンベヤが移動する距離は、軸
エンコーディング（第２図のSEで行われるような）か公
知の他の手段によってベルト速度を知ることによって決
定される。
次に、第７図を参照しながら、荷物幅の決定方法を説
明する。第１図Ｂに関連して説明したように、荷物をヘ
リングボーンコンベヤ12に載置する。公知のように、ヘ
リングボーンコンベヤは荷物を長手方向に向けて、荷重
の重心が、ヘリングボーンコンベヤの表面に直交してコ
ンベヤの長手方向中心線を通るか、それに平行な平面CP
上にくる。
明する。第１図Ｂに関連して説明したように、荷物をヘ
リングボーンコンベヤ12に載置する。公知のように、ヘ
リングボーンコンベヤは荷物を長手方向に向けて、荷重
の重心が、ヘリングボーンコンベヤの表面に直交してコ
ンベヤの長手方向中心線を通るか、それに平行な平面CP
上にくる。
第７図に示されているように、側部センサ21、23がヘ
リングボーンコンベヤ12の荷物経路の各側に配置されて
いる。当業者には理解されるように、これらの２つのセ
ンサの「読み取り」値をセンサ間の既知の距離と比較す
ることによって、荷物の幅“w"を計算式 ｗ＝ｌ−（p1＋p2） で決定することができる。
リングボーンコンベヤ12の荷物経路の各側に配置されて
いる。当業者には理解されるように、これらの２つのセ
ンサの「読み取り」値をセンサ間の既知の距離と比較す
ることによって、荷物の幅“w"を計算式 ｗ＝ｌ−（p1＋p2） で決定することができる。
再び第７図を参照すると、（後でわかるように、荷物
の重心の１つの空間座標である）距離“a"も で位置を特定することができる。
の重心の１つの空間座標である）距離“a"も で位置を特定することができる。
次に、傾斜コンベヤアセンブリによる作動方法及び読
取り値の取り方を説明する。ここで、第１図Ａ及び第１
図Ｂを参照する。荷物の形状寸法をすべて決定した後、
荷物は第１傾斜ベルト部分14の坂を上り始める。コンベ
ヤアセンブリ19の第１頂部C1付近に位置しているフォト
センサ26が、荷物が第１支持表面14から退出し始める時
を検出する。第１頂部C1のすぐ下流側にマイクロスイッ
チ31が配置されている。マイクロスイッチ31は、荷物が
表面14に接触した瞬間を検出する。これは、横に並べた
二重コンベヤベルトを用いて、中央の長手方向「スプリ
ット」すなわち隙間からマイクロスイッチのトリガを延
出させる「スプリット」コンベヤ構造を使用することに
よって行われる。
取り値の取り方を説明する。ここで、第１図Ａ及び第１
図Ｂを参照する。荷物の形状寸法をすべて決定した後、
荷物は第１傾斜ベルト部分14の坂を上り始める。コンベ
ヤアセンブリ19の第１頂部C1付近に位置しているフォト
センサ26が、荷物が第１支持表面14から退出し始める時
を検出する。第１頂部C1のすぐ下流側にマイクロスイッ
チ31が配置されている。マイクロスイッチ31は、荷物が
表面14に接触した瞬間を検出する。これは、横に並べた
二重コンベヤベルトを用いて、中央の長手方向「スプリ
ット」すなわち隙間からマイクロスイッチのトリガを延
出させる「スプリット」コンベヤ構造を使用することに
よって行われる。
コンベヤの第２頂部C2に近接して第２フォトセンサ27
が配置されており、ある実施例では、荷物の先端縁部が
第２支持表面15から退出し始めた時にトリガされるよう
になっている。第２頂部Ｃのすぐ下流側に第２マイクロ
スイッチ32が配置されており、荷物が表面15に接触した
瞬間を検出する。これにもスプリットコンベヤを使用す
ることができる。
が配置されており、ある実施例では、荷物の先端縁部が
第２支持表面15から退出し始めた時にトリガされるよう
になっている。第２頂部Ｃのすぐ下流側に第２マイクロ
スイッチ32が配置されており、荷物が表面15に接触した
瞬間を検出する。これにもスプリットコンベヤを使用す
ることができる。
座標及び幾何学的原理 前述したように、再び第２図を参照すると、荷物の重
心を含む２平面P1、P2が定められている。荷物に対する
これらの２平面の位置を決定することによって、荷物の
CGの３座標の２つを決定することができる。
心を含む２平面P1、P2が定められている。荷物に対する
これらの２平面の位置を決定することによって、荷物の
CGの３座標の２つを決定することができる。
第２図に示されているように、２平面の位置を定める
ため、点Ｂ及びＢ′を２つのそれぞれの平面上の点とし
て定める。点Ｂは、平面P1と（コンベヤの第１支持表面
S1で支持されている）荷物の底面の両方の点である。点
Ｂ′は、平面P2と（コンベヤの第２支持表面で支持され
ている）荷物の底面の両方の点である。これらの２点Ｂ
及びＢ′を概算し、コンベヤの寸法を知ることによっ
て、平面P1及びP2の位置を定めることができる。前述し
たように、平面P1及びP2及びP3の位置を知ることによっ
て、荷物の重心のCGの３座標すべての位置を定めること
ができる。
ため、点Ｂ及びＢ′を２つのそれぞれの平面上の点とし
て定める。点Ｂは、平面P1と（コンベヤの第１支持表面
S1で支持されている）荷物の底面の両方の点である。点
Ｂ′は、平面P2と（コンベヤの第２支持表面で支持され
ている）荷物の底面の両方の点である。これらの２点Ｂ
及びＢ′を概算し、コンベヤの寸法を知ることによっ
て、平面P1及びP2の位置を定めることができる。前述し
たように、平面P1及びP2及びP3の位置を知ることによっ
て、荷物の重心のCGの３座標すべての位置を定めること
ができる。
点Ｂ及びＢ′を概算するため、「ケースＩ」及び「ケ
ースII」の作動モードにある一例の荷物の移動を示して
いる第５図Ａ〜第５図Ｄを参照する。第５図Ａに示され
ているように、ケースＩの荷物は、傾斜コンベヤの第１
頂部C1にちょうど到達したところである。この時点で、
第１フォトセンサ（第５図Ａ〜第５図Ｄには図示せず）
がトリガされる。第５図Ａにおいて、ケースIIの荷物は
傾斜コンベヤの第２頂部C2にちょうど到達したところで
ある。この時点で、第２フォトセンサ（第５図Ａ〜第５
図Ｄには図示せず）がトリガされる。
ースII」の作動モードにある一例の荷物の移動を示して
いる第５図Ａ〜第５図Ｄを参照する。第５図Ａに示され
ているように、ケースＩの荷物は、傾斜コンベヤの第１
頂部C1にちょうど到達したところである。この時点で、
第１フォトセンサ（第５図Ａ〜第５図Ｄには図示せず）
がトリガされる。第５図Ａにおいて、ケースIIの荷物は
傾斜コンベヤの第２頂部C2にちょうど到達したところで
ある。この時点で、第２フォトセンサ（第５図Ａ〜第５
図Ｄには図示せず）がトリガされる。
第５図Ｂには、ケースＩの荷物の重心CGが第１頂部の
垂直平面をまさに横切るところが示されている。この瞬
間に、荷物は不安定になり、図面において時計回りに回
転し始める。同様に、ケースIIの荷物の重心CGは第２頂
部の垂直平面をまたに横切るところである。ここで、こ
れが発生するそれぞれの瞬間を概算することの重要性を
理解することが重要であり、これらの時間の知識と、荷
物の寸法（寸法測定アーチによって決定された）及びコ
ンベヤ上の荷物の位置（フォトセンサ26、27及び軸エン
コーディングを使用することからわかる）の知識とを組
み合わせることによって、荷物のCGの三次元座標の２つ
を概算できるからである。前述したように、第３座標
は、ヘリングボーンコンベヤと側部センサ21、23を使用
することによって求められる。
垂直平面をまさに横切るところが示されている。この瞬
間に、荷物は不安定になり、図面において時計回りに回
転し始める。同様に、ケースIIの荷物の重心CGは第２頂
部の垂直平面をまたに横切るところである。ここで、こ
れが発生するそれぞれの瞬間を概算することの重要性を
理解することが重要であり、これらの時間の知識と、荷
物の寸法（寸法測定アーチによって決定された）及びコ
ンベヤ上の荷物の位置（フォトセンサ26、27及び軸エン
コーディングを使用することからわかる）の知識とを組
み合わせることによって、荷物のCGの三次元座標の２つ
を概算できるからである。前述したように、第３座標
は、ヘリングボーンコンベヤと側部センサ21、23を使用
することによって求められる。
次に、第５図Ｃは、荷物を不安定な状態を示してい
る。荷物は時計回りに回転し続けて、やがて第５図Ｄに
示されている位置に達する。前述したように、これが生
じる時間をマイクロスイッチ31、32で測定する。
る。荷物は時計回りに回転し続けて、やがて第５図Ｄに
示されている位置に達する。前述したように、これが生
じる時間をマイクロスイッチ31、32で測定する。
距離AC及びADのそれぞれは測定可能である。距離AC
は、既知のコンベヤベルト速度にフォトセンサ26（P2と
も呼ぶ）とマイクロスイッチ31（MS1とも呼ぶ）の信号
時間の測定差を掛けることによって求められる。距離AD
は、既知のコンベヤベルト速度にフォトセンサ27（P3と
も呼ぶ）とマイクロスイッチ32（MS2とも呼ぶ）の信号
時間の測定差を掛けることによって求められる。言い換
えると、 荷物と支持コンベヤとの間に運動損失がまったくない
と仮定すると、距離ABは、荷物が最初に第１頂部を通過
する時（第５図Ａ参照）から荷物が回転し始める時（第
５図Ｂ参照）までにコンベヤが移動する距離である。距
離BCは、荷物が回転して、荷物がマイクロスイッチMS1
をトリガして回転を停止するまでの間にコンベヤが移動
する追加距離である。距離ABとBCの合計が距離ACに等し
い。同じ論理で、距離AB′とＢ′Ｄの合計が距離ADに等
しいことがわかるであろう。
は、既知のコンベヤベルト速度にフォトセンサ26（P2と
も呼ぶ）とマイクロスイッチ31（MS1とも呼ぶ）の信号
時間の測定差を掛けることによって求められる。距離AD
は、既知のコンベヤベルト速度にフォトセンサ27（P3と
も呼ぶ）とマイクロスイッチ32（MS2とも呼ぶ）の信号
時間の測定差を掛けることによって求められる。言い換
えると、 荷物と支持コンベヤとの間に運動損失がまったくない
と仮定すると、距離ABは、荷物が最初に第１頂部を通過
する時（第５図Ａ参照）から荷物が回転し始める時（第
５図Ｂ参照）までにコンベヤが移動する距離である。距
離BCは、荷物が回転して、荷物がマイクロスイッチMS1
をトリガして回転を停止するまでの間にコンベヤが移動
する追加距離である。距離ABとBCの合計が距離ACに等し
い。同じ論理で、距離AB′とＢ′Ｄの合計が距離ADに等
しいことがわかるであろう。
従って、 AB＋BC＝AC AB′＋Ｂ′Ｄ＝AD であるから、荷物の底面に沿って測定した時の荷物の先
端縁部からそれぞれの平面P1、P2までの距離をｂ及びb1
とする時、 AB＝ｂ＝AC−BC AB′＝ｂ′＝AD−Ｂ′Ｄ となる。前述したように、 であり、また、ケースＩ及びケースIIの荷物の回転時間
をｔrot I及びｔrot IIとする時、 BC＝（ベルト速度）（ｔrot I） Ｂ′Ｄ＝（ベルト速度（ｔrot II） になる。よって、 ｂ＝（ベルト速度）［（tms1−tp2）−trot I］ ｂ′＝（ベルト速度）［（tms2−tp3）−trot II］ 従って、ベルト速度及びセンサ時間が前述したように
すでに計算されていると仮定すると、距離ｂ及びｂ′
は、荷物の回転時間を概算することによって概算するこ
とによって概算されることがわかるであろう。回転時間
を概算する２種類の方法を以下に詳細に説明する。
端縁部からそれぞれの平面P1、P2までの距離をｂ及びb1
とする時、 AB＝ｂ＝AC−BC AB′＝ｂ′＝AD−Ｂ′Ｄ となる。前述したように、 であり、また、ケースＩ及びケースIIの荷物の回転時間
をｔrot I及びｔrot IIとする時、 BC＝（ベルト速度）（ｔrot I） Ｂ′Ｄ＝（ベルト速度（ｔrot II） になる。よって、 ｂ＝（ベルト速度）［（tms1−tp2）−trot I］ ｂ′＝（ベルト速度）［（tms2−tp3）−trot II］ 従って、ベルト速度及びセンサ時間が前述したように
すでに計算されていると仮定すると、距離ｂ及びｂ′
は、荷物の回転時間を概算することによって概算するこ
とによって概算されることがわかるであろう。回転時間
を概算する２種類の方法を以下に詳細に説明する。
ａ、ｂ及びｂ′の値が既知である場合、重心CGのｘ、
ｙ及びｚ座標（第８図を参照）は、これらの値で定めら
れる３平面の交差部分を分析することによって定めるこ
とができる。
ｙ及びｚ座標（第８図を参照）は、これらの値で定めら
れる３平面の交差部分を分析することによって定めるこ
とができる。
OP＝ａから、平面MNPQの方程式は ｘ＝ａ である。ｙを求めるため、 OH＝PP′＝ｂ であることを理解し、αは100゜（傾斜コンベヤの角度
を10゜とする）である。
を10゜とする）である。
第８図に示されているように、線Ｐ′Ｑ′は、平面MN
PQと平面HIJKの交線であり、CGはこれらの２平面の交線
上にある。角度Ｑ′Ｐ′Ｎの角度はαに等しく、これは
100゜である。
PQと平面HIJKの交線であり、CGはこれらの２平面の交線
上にある。角度Ｑ′Ｐ′Ｎの角度はαに等しく、これは
100゜である。
平面ZPy上の線Ｐ′Ｑ′の方程式は ｙ−ｂ＝mz である。但し、 ｍ＝tan α ＝−5.67（但し、α＝100゜） であるから、 ｙ−ｂ＝−5.67（ｚ） になる。
XYZ座標（第８図を参照）において、Ｐ′Ｑ′は ｘ−ａ＝０（平面MNPQ）と ｙ＝5.67（ｚ）−＝０（平面HIJK） の交線である。
方程式:OH′＝PP″＝ｂ′ は、平面Ｈ′Ｉ′Ｊ′Ｋ′と線Ｐ″Ｑ″を定め、この線
は平面MNPQとの交線であると共に、CGを含む。
は平面MNPQとの交線であると共に、CGを含む。
zPy座標系において、線Ｐ″Ｑ″の方程式は ｙ＝ｂ′ である。
その結果、CGのｚ位置は、２線Ｐ′Ｑ′とＰ″Ｑ″の
交点であり、次のように表される。
交点であり、次のように表される。
ｙ−ｂ＝−5.67z、または ｙ＝ｂ′ 上記２方程式を解くと、 になる。
αが必ずしも100゜ではない一般的な場合では、 まとめると、XYZ座標における重心の位置は、 となる。但し、ｍは定数である。
そこで、荷物の長さ、幅及び高さは、前述のセンサU
1、U2及びU3（第１図を参照）を用いて前段階で（第１
図Ｂに示されている測定アーチ18等によって）測定され
ているので、すべての予想荷物パラメータ（長さ、幅、
高さ、重さ及びCG位置）がわかる。
1、U2及びU3（第１図を参照）を用いて前段階で（第１
図Ｂに示されている測定アーチ18等によって）測定され
ているので、すべての予想荷物パラメータ（長さ、幅、
高さ、重さ及びCG位置）がわかる。
本発明の１つの実施例において荷物の回転時間ｔ
rot I及びｔrot IIを概算するため、動的運動分析を行
うことができる。この動的運動分析には、頂部を越える
荷物の一般分析と簡略分析が含まれ、特定の「ケース
Ｉ」及び「ケースII」分析はこの一般的分析に入る一
方、簡略分析は荷物のCG位置に関して幾つかの仮定をす
ることによって導き出された有用な推定アルゴリズムを
提供する。簡略分析の推定アルゴリズムを利用して、第
５図Ａ〜第５図Ｃの距離AB及びAB′の推定を行って、そ
れによってCGの２つの空間座標の推定を行うことができ
る。
rot I及びｔrot IIを概算するため、動的運動分析を行
うことができる。この動的運動分析には、頂部を越える
荷物の一般分析と簡略分析が含まれ、特定の「ケース
Ｉ」及び「ケースII」分析はこの一般的分析に入る一
方、簡略分析は荷物のCG位置に関して幾つかの仮定をす
ることによって導き出された有用な推定アルゴリズムを
提供する。簡略分析の推定アルゴリズムを利用して、第
５図Ａ〜第５図Ｃの距離AB及びAB′の推定を行って、そ
れによってCGの２つの空間座標の推定を行うことができ
る。
一般ケース 第９図を参照に、一般分析を説明する。水平面に対し
て角度PHI（）の第１コンベヤ表面から水平面に対し
て角度PSI（＋Ψ）の第２コンベヤ表面へ進むCGを有
する荷物の運動分析を一般的に説明している。
て角度PHI（）の第１コンベヤ表面から水平面に対し
て角度PSI（＋Ψ）の第２コンベヤ表面へ進むCGを有
する荷物の運動分析を一般的に説明している。
この第９図の頂部の例をＡで示す。第９図に関する説
明において、重心は箱の高さの半分、すなわち“h/2"で
あると仮定することを理解されたい。
明において、重心は箱の高さの半分、すなわち“h/2"で
あると仮定することを理解されたい。
初期不安定点（頂部の真上）における重心がCGIで示
され、頂部Ａ回りの回転だけを考えた時、CGRで示さ
れ、初期位置CGIからの回転及び並進を考えた時の最終
位置はCGFで示される。
され、頂部Ａ回りの回転だけを考えた時、CGRで示さ
れ、初期位置CGIからの回転及び並進を考えた時の最終
位置はCGFで示される。
位置CGIの座標はxI,yIであり、所定の座標系ではそれ
ぞれ値がｏ、ｒであることがわかるであろう。位置CGR
は座標（xR,yR）で、位置CGFは座標（xF,yF）である。
ぞれ値がｏ、ｒであることがわかるであろう。位置CGR
は座標（xR,yR）で、位置CGFは座標（xF,yF）である。
xR＝rsinΨ yR＝rcosΨ であることがわかるであろう。位置CGRとCGFの間の経路
（ここでは経路“R/F"と呼ぶ）の回転セグメントについ
て、 ｘR/F＝vtcos（−Ψ） ｙR/F＝vtsin（−Ψ） であることがわかる。従って、再び第９図を参照して、 xF＝xI＋ｘR/F＝rsinΨ＋vtcos（−Ψ） yF＝yI＋ｙR/F＝rcosΨ＋vtsin（−Ψ） であることがわかる。
（ここでは経路“R/F"と呼ぶ）の回転セグメントについ
て、 ｘR/F＝vtcos（−Ψ） ｙR/F＝vtsin（−Ψ） であることがわかる。従って、再び第９図を参照して、 xF＝xI＋ｘR/F＝rsinΨ＋vtcos（−Ψ） yF＝yI＋ｙR/F＝rcosΨ＋vtsin（−Ψ） であることがわかる。
次に、第12図を参照する。トルク分析に基づいて、 Wx＝Ｉ であることがわかる。但し、Ｗは荷物の重量、ｘはＷ力
ベクトルから基準点Ｏまでの水平距離、Ioは基準点回り
の荷物の慣性モーメント、は基準点回りの角加速度で
ある。
ベクトルから基準点Ｏまでの水平距離、Ioは基準点回り
の荷物の慣性モーメント、は基準点回りの角加速度で
ある。
第12図をさらに参照すると、表から、 I0＝ICG＋mR2 R2＝x2＋y2 であることがわかる。但し、Ioは荷物のCG回りの慣性モ
ーメントで、Ｒは原点ＯからCGまでの距離で、ｍは荷物
質量である。従って、第９住に関連して述べた方程式か
ら代入して、ピーク“A"回りに回転するときの第９図の
荷物の角速度は次のように示すことができる。
ーメントで、Ｒは原点ＯからCGまでの距離で、ｍは荷物
質量である。従って、第９住に関連して述べた方程式か
ら代入して、ピーク“A"回りに回転するときの第９図の
荷物の角速度は次のように示すことができる。
２つの特別なケースがあり、それについて以下に説明
する。ケースＩは、Ψ＝（傾斜面から水平面へ傾斜す
る荷物）の混合であり、ケースIIは、＝０（水平面か
ら傾斜面へ傾斜する荷物）の場合である。
する。ケースＩは、Ψ＝（傾斜面から水平面へ傾斜す
る荷物）の混合であり、ケースIIは、＝０（水平面か
ら傾斜面へ傾斜する荷物）の場合である。
特別なケースＩ 次に、ケースＩの状況を示す第10図を参照しながら説
明するが、これは荷物が初期位置PI（水平面に対して
傾斜しており、実線で示す）から水平の最終位置PF（点
線で示す）へ傾動するところを示している。
明するが、これは荷物が初期位置PI（水平面に対して
傾斜しており、実線で示す）から水平の最終位置PF（点
線で示す）へ傾動するところを示している。
一般ケースで先に述べたように、第10図に示されてい
る荷物の重心の移動は、２種類の移動、すなわち重心の
初期位置CGIから位置CGRまで回転する移動と、最終位置
CGFまでの純粋な並進による移動の組み合わせであると
考えることができる。第10図において、この「ケース
Ｉ」の第２支持表面は水平であるため、位置CGI（ｔ＝
ｏ）とCGFの間の実際の経路に沿ったいずれの位置にお
ける移動中の重心の座標（ｘ、ｙ）の式は次のように表
される。
る荷物の重心の移動は、２種類の移動、すなわち重心の
初期位置CGIから位置CGRまで回転する移動と、最終位置
CGFまでの純粋な並進による移動の組み合わせであると
考えることができる。第10図において、この「ケース
Ｉ」の第２支持表面は水平であるため、位置CGI（ｔ＝
ｏ）とCGFの間の実際の経路に沿ったいずれの位置にお
ける移動中の重心の座標（ｘ、ｙ）の式は次のように表
される。
ｘ＝rsin＋vt ｙ＝rcos 表から、 であることがわかる。
また、R2＝x2＋y2 であることもわかる。
これらの値をトルク方程式に代入すれば、 になる。
と仮定すると、 であることがわかる。
よって、 また ここで、 とすると、 となる。これを１回微分すると、 ここで、Ｄ＋υｔ＝ｕ とすると、 となる。代入し直すと、 となる。ｇ（重力）が一定であると仮定すると、 よって、 ｔ＝０の場合、＝０であり、従って よって となる。積分すると、 となる。表から、 がわかる。
よって、 ｔ＝０の場合、角速度＝０であり、よって ケースII ケースII（第５図参照）は、荷物が第１図の点Ｃ回り
に傾動する時等、荷物が水平面から下向き傾斜表面へ傾
動している状況である。ケースＩに示されているような
計算式を適用できる。
に傾動する時等、荷物が水平面から下向き傾斜表面へ傾
動している状況である。ケースＩに示されているような
計算式を適用できる。
制御技術の簡略化のため、マイクロスイッチMS2（図
１図Ｂの＃32）を第２傾斜コンベヤ支持表面から上方へ
突出させることによって、荷物が所望角度まで傾斜した
時点でマイクロスイッチの接点が閉じるようにすること
ができ、その角度はケースＩの場合と同じ角度にするこ
とができる。
１図Ｂの＃32）を第２傾斜コンベヤ支持表面から上方へ
突出させることによって、荷物が所望角度まで傾斜した
時点でマイクロスイッチの接点が閉じるようにすること
ができ、その角度はケースＩの場合と同じ角度にするこ
とができる。
簡略分析 次に、第11図を参照しながら、ケースＩ及びIIの場合
よりも簡単な分析方法を説明する。この分析では、頂部
“O"を含む水平面からCG′までの距離の水平成分をｘ、
Ｏ回りの慣性をＩ、重量をｗ、角速度を（上記に対
応する）とすると、 Wx＝Ｉ である。
よりも簡単な分析方法を説明する。この分析では、頂部
“O"を含む水平面からCG′までの距離の水平成分をｘ、
Ｏ回りの慣性をＩ、重量をｗ、角速度を（上記に対
応する）とすると、 Wx＝Ｉ である。
小さいの場合、ベルト速度をｖ、荷物が傾動し始め
た時から荷物が傾動を完了した時までの時間をｔとする
と、 ｘ＝vt である。全質量がCGにあると仮定すると、表から Ｉ＝I0＋mR2 であることがわかる。
た時から荷物が傾動を完了した時までの時間をｔとする
と、 ｘ＝vt である。全質量がCGにあると仮定すると、表から Ｉ＝I0＋mR2 であることがわかる。
よって、再び であると仮定すると、 となる。について解くと、 となる。よって、 ここで、 とすると、 となる。ここで、 とすると、 となる。１回微分すると、 ここで、∫udv＝uv−∫vdu ct＝ｕ とすると、 となる。表から、これは に等しい。
ｔ＝０の場合、Ｃ′＝０であることがわかっている。
よって、 ｔ＝０、＝０であるから、C1＝０であり、 である。従って、 １回積分すると、 ここで、 とすると、 ここで、 １＋at2＝ｘ とすると、 となる。よって、 ここで、 とすると、 よって、 ここで、ｘ＝y2 dx＝2ydy とすると、 となる。表から、これは に等しい。
よって、 ここで、ｘ＝１＋at2 であるから、 ｔ＝０、Θ＝０、C2＝０であることがわかっており、ま
た であるから、 となる。
た であるから、 となる。
従って、結論を述べると本発明では、高さｈ、長さ
ｌ、重力の影響を受けてコンベヤ上を速度ｖで移動中で
ある箱の時間ｔにおける箱の方位を角度Θと設定した
時、CG位置を計算するために次の３つの計算式（１つの
「マスター」計算と２つの補助計算と考えられる）を利
用することができる。
ｌ、重力の影響を受けてコンベヤ上を速度ｖで移動中で
ある箱の時間ｔにおける箱の方位を角度Θと設定した
時、CG位置を計算するために次の３つの計算式（１つの
「マスター」計算と２つの補助計算と考えられる）を利
用することができる。
但し、 上記方程式は、コンピュータを使用して上記測定法で
得られる情報を処理することができる。本発明のある実
施例によれば、Θを既知の定数に設定でき、ｈ、ｌ、ｖ
及びｇの値は上記測定法でわかる。従って、ｔの値を概
算でき、これは荷物の重心が対応の頂部の平面を越えて
から荷物が第２支持表面に接触するまでに掛かる推定時
間である。この値は、前述のｔrot I及びｔrot IIに等
しいであろう。ｔがわかれば、ｔrot I及びｔrot IIの
両方にｔを代入することによって、第５図Ａ〜第５図Ｄ
の距離AB及びAB′を決定することができ、これは事実
上、CGの２つの空間座標を求めるために必要であるが不
定情報を提供することになる。
得られる情報を処理することができる。本発明のある実
施例によれば、Θを既知の定数に設定でき、ｈ、ｌ、ｖ
及びｇの値は上記測定法でわかる。従って、ｔの値を概
算でき、これは荷物の重心が対応の頂部の平面を越えて
から荷物が第２支持表面に接触するまでに掛かる推定時
間である。この値は、前述のｔrot I及びｔrot IIに等
しいであろう。ｔがわかれば、ｔrot I及びｔrot IIの
両方にｔを代入することによって、第５図Ａ〜第５図Ｄ
の距離AB及びAB′を決定することができ、これは事実
上、CGの２つの空間座標を求めるために必要であるが不
定情報を提供することになる。
例 次に、本発明に従った方法及び装置によって実際に測
定される荷物の例を挙げる。
定される荷物の例を挙げる。
例として、超音波側部センサ21と23との距離が36イン
チであると仮定し、またヘリングボーンコンベヤの中心
面CPがセンサ21および23の中心にあると仮定する。ベル
トの上方の上部超音波センサ22の高さは30インチである
と仮定する。
チであると仮定し、またヘリングボーンコンベヤの中心
面CPがセンサ21および23の中心にあると仮定する。ベル
トの上方の上部超音波センサ22の高さは30インチである
と仮定する。
荷物の高さｈを決定するため、上部超音波センサ22の
値を読み取る。例えば、センサ22の読み取り値が10イン
チである場合、第６図を参照しながら説明したように、
荷物の高さは次のように計算される。
値を読み取る。例えば、センサ22の読み取り値が10イン
チである場合、第６図を参照しながら説明したように、
荷物の高さは次のように計算される。
高さ＝（Ｈ−h1）＝（30）−（10）＝20インチ 箱の幅を決定するため、超音波側部センサ21、23の値
を読み取る。第７図を参照しながら説明したように、側
部センサ21、23の読み取り値がそれぞれ２及び３インチ
である場合、箱の幅ｗは上記式で計算される。
を読み取る。第７図を参照しながら説明したように、側
部センサ21、23の読み取り値がそれぞれ２及び３インチ
である場合、箱の幅ｗは上記式で計算される。
ｗ＝ｌ（p1＋p2） ｗ＝36−（２＋３）＝31 荷物の長さを決定するため、ベルト速度が一定である
と仮定して、センサ21からの２つの信号の値を求める。
これらの２信号は時間ベースである、すなわち第１信号
は、荷物が初めてセンサ21で感知された時間を表し、第
２信号は、センサが最後に荷物を感知した時間を表す。
これらの時間の差にベルト速度を掛けることによって、
荷物の長さＣが得られる。時間差が2.33秒であり、ベル
ト速度がやはり12インチ／秒である場合、次の長さが得
られる。
と仮定して、センサ21からの２つの信号の値を求める。
これらの２信号は時間ベースである、すなわち第１信号
は、荷物が初めてセンサ21で感知された時間を表し、第
２信号は、センサが最後に荷物を感知した時間を表す。
これらの時間の差にベルト速度を掛けることによって、
荷物の長さＣが得られる。時間差が2.33秒であり、ベル
ト速度がやはり12インチ／秒である場合、次の長さが得
られる。
長さ＝（時間差）・（ベルト速度） ＝（2.33秒）・（12インチ／秒） ＝28インチ 荷物のCGの１つの空間座標ａ（第７図を参照）を決定
するため、計算による既知の情報から以下の計算を同様
に行うことができる。
するため、計算による既知の情報から以下の計算を同様
に行うことができる。
従って、荷物が傾斜コンベヤに到達する前でもに、荷
物のCGの１つの空間座標（５インチ）と荷物の３つのす
べての外形寸法を決定することができる。しかし、CGの
残りの２つの空間座標を決定するためには、傾斜コンベ
ヤを使用しなければならない。
物のCGの１つの空間座標（５インチ）と荷物の３つのす
べての外形寸法を決定することができる。しかし、CGの
残りの２つの空間座標を決定するためには、傾斜コンベ
ヤを使用しなければならない。
前述したように、例の荷物の長さｌは28インチであ
る。高さｈは20インチである。ベルトの速度は12インチ
／秒である。
る。高さｈは20インチである。ベルトの速度は12インチ
／秒である。
従って、前述の２つのパラメータＣ、Ｄを前述の補助
計算で計算することができる。
計算で計算することができる。
「マスター」計算によって、次にｔを2.29と計算する
ことができる、すなわち、計算の推定では、荷物は第５
図Ｂに示された位置から第５図Ｄに示されている位置ま
で回転するために2.29秒掛かることを意味する。ベルト
が12インチ／秒で移動していると仮定すると、これは2
7.4インチの“x"値に変換される。AC（第５図Ａを参
照）の値が27.8インチであると仮定すると、これは重心
の１つの空間座標が荷物の前縁部から0.4インチである
ことを意味するであろう。AD（第５図Ａを参照）の値が
27.9インチであると仮定すると、 の計算から、第３空間座標の位置が定められ、この計算
によれば、0.017インチである。
ことができる、すなわち、計算の推定では、荷物は第５
図Ｂに示された位置から第５図Ｄに示されている位置ま
で回転するために2.29秒掛かることを意味する。ベルト
が12インチ／秒で移動していると仮定すると、これは2
7.4インチの“x"値に変換される。AC（第５図Ａを参
照）の値が27.8インチであると仮定すると、これは重心
の１つの空間座標が荷物の前縁部から0.4インチである
ことを意味するであろう。AD（第５図Ａを参照）の値が
27.9インチであると仮定すると、 の計算から、第３空間座標の位置が定められ、この計算
によれば、0.017インチである。
次に第13図を参照すると、公知のプロセッサコンピュ
ータ100を使用してセンサから上記信号を受け取り、荷
物の３つの外形寸法及びそれのCGの３つの空間座標に対
応した、オペレータまたはコンピュータが読み取れる出
力信号を発生する。
ータ100を使用してセンサから上記信号を受け取り、荷
物の３つの外形寸法及びそれのCGの３つの空間座標に対
応した、オペレータまたはコンピュータが読み取れる出
力信号を発生する。
変更例 測定アーチ及び傾斜コンベヤは共に、独自の電源を必
要としないで、上流側または下流側の既存の動力付きベ
ルトコンベヤ等から「借用」電力を得ることができるた
め、それらを検査のために携帯式にすることもできるこ
とを理解されたい。
要としないで、上流側または下流側の既存の動力付きベ
ルトコンベヤ等から「借用」電力を得ることができるた
め、それらを検査のために携帯式にすることもできるこ
とを理解されたい。
前記ヘリングボーンコンベヤの「中心線」は、コンベ
ヤが拡散する中央位置の線として定められるが、「中心
線」という用語は、中心線がヘリングボーンコンベヤの
長手方向中間に空間的に位置していることを必ずしも意
味していないことを理解されたい。また、測定アーチが
それの幅の測定を行う「測定場所」は、図示のようにヘ
リングボーンコンベヤの最後でもよいが、（荷物が測定
時にヘリングボーンコンベヤで適当に横方向に整合して
いると仮定して）さらに下流側で幅測定を行うこともで
きることを理解されたい。
ヤが拡散する中央位置の線として定められるが、「中心
線」という用語は、中心線がヘリングボーンコンベヤの
長手方向中間に空間的に位置していることを必ずしも意
味していないことを理解されたい。また、測定アーチが
それの幅の測定を行う「測定場所」は、図示のようにヘ
リングボーンコンベヤの最後でもよいが、（荷物が測定
時にヘリングボーンコンベヤで適当に横方向に整合して
いると仮定して）さらに下流側で幅測定を行うこともで
きることを理解されたい。
また、本発明では、荷物が特定頂部の上で不安定性の
ために傾動を開始する時を概算するためにセンサを使用
することも考えられることを理解されたい。この変更実
施例では、荷物の下表面と荷物が傾動時に離れる支持表
面との間に隙間（例えば第５図Ｃの“G"）が存在する時
を認識するセンサの配置も考えられる。そのような隙間
は、当該頂部のすぐ上流側の表面のすぐ上方にあって頂
部のすぐ上流側に経路を有するフォトセル等の連続エミ
ッタを利用して感知することができる。第１図Ｂに示さ
れているシステムを調整して、フォトセンサ26、27が図
示のように頂部に位置するのではなく、「隙間内に」位
置するようにすれば、フォトセンサ26、27は、荷物の先
端縁部の認識と荷物が当該頂部の上流側の支持表面を離
れる時の認識の二重機能を持つことができることは理解
されるであろう。あるいは、荷物がスプリットコンベヤ
を離れる時を認識するために、マイクロスイッチとスプ
リットベルトコンベヤを使用することもできる。
ために傾動を開始する時を概算するためにセンサを使用
することも考えられることを理解されたい。この変更実
施例では、荷物の下表面と荷物が傾動時に離れる支持表
面との間に隙間（例えば第５図Ｃの“G"）が存在する時
を認識するセンサの配置も考えられる。そのような隙間
は、当該頂部のすぐ上流側の表面のすぐ上方にあって頂
部のすぐ上流側に経路を有するフォトセル等の連続エミ
ッタを利用して感知することができる。第１図Ｂに示さ
れているシステムを調整して、フォトセンサ26、27が図
示のように頂部に位置するのではなく、「隙間内に」位
置するようにすれば、フォトセンサ26、27は、荷物の先
端縁部の認識と荷物が当該頂部の上流側の支持表面を離
れる時の認識の二重機能を持つことができることは理解
されるであろう。あるいは、荷物がスプリットコンベヤ
を離れる時を認識するために、マイクロスイッチとスプ
リットベルトコンベヤを使用することもできる。
上記のような「隙間認識」方法を用いる場合、第５図
Ｂに示されている点Ｂ″及びＢ′は、上記の推定アルゴ
リズムによる概算ではなく、感知プロセスによって概算
されるであろう。従って、第５図Ａ〜第５図Ｄに示され
ているような荷物が第５図Ｂに示されている位置から第
５図Ｄに示されている安定位置へ移動するために掛かる
時間（及び移動距離）を概算するために２種類の方法が
あり、１つはモデリングによるもので、もう１つは実際
の感知によるものである。
Ｂに示されている点Ｂ″及びＢ′は、上記の推定アルゴ
リズムによる概算ではなく、感知プロセスによって概算
されるであろう。従って、第５図Ａ〜第５図Ｄに示され
ているような荷物が第５図Ｂに示されている位置から第
５図Ｄに示されている安定位置へ移動するために掛かる
時間（及び移動距離）を概算するために２種類の方法が
あり、１つはモデリングによるもので、もう１つは実際
の感知によるものである。
結論 以上に本発明を開示実施例について特に詳細に説明し
てきたが、添付の請求の範囲に記載されている発明の精
神及び範囲内において様々な変更及び修正を加えること
ができることを理解されたい。
てきたが、添付の請求の範囲に記載されている発明の精
神及び範囲内において様々な変更及び修正を加えること
ができることを理解されたい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−77607（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−133309（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−151809（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−83611（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−152353（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 17/00 - 17/08 G01B 21/00 - 21/32 G01B 11/00 - 11/30
Claims (9)
- 【請求項１】底表面を有する矩形の荷物の重心点の位置
を概算する方法であって、 上向きの頂部で合流する２つの非平行支持表面を有する
コンベヤに沿って前記荷物を移送するステップと、 前記荷物が不安定になって、前記第１表面との接触位置
から離れて前記第２表面の方へ傾動し始める瞬間を概算
するステップと、 前記瞬間の概算値を利用して前記重心の位置を概算する
ステップとを含む方法。 - 【請求項２】前記瞬間は、荷物が前記不安定位置から前
記第２支持表面と接触する位置まで回転するために掛か
る時間の推定によって概算される請求の範囲第１項に記
載の方法。 - 【請求項３】前記瞬間は、前記荷物の前記第１支持表面
からの離脱の感知によって概算される請求の範囲第１項
に記載の方法。 - 【請求項４】荷物の重心の三次元座標、即ち第１、第２
及び第３の次元座標、を概算する装置であって、 前記三次元座標の１つの次元座標を決定できるように前
記荷物の重心を第一平面に沿って位置させるヘリングボ
ーンコンベヤ（12）と、 前記荷物を対の第１コンベヤ（14,15）間で第１の配向
から第２の配向へ傾動させる対の第１コンベヤ（14,1
5）と、 前記荷物を対の第２コンベヤ（15,16）間で前記第２の
配向から第３の配向へ傾動させる対の第２コンベヤ（1
5,16）と、 前記対の第１と第２コンベヤ上での傾動中に観測された
情報を比較して前記第２及び第３の次元座標を決定する
手段（100）と、 を備えている装置。 - 【請求項５】前記第１及び第２コンベヤ対は同一コンベ
ヤを共用している請求の範囲第４項に記載の装置。 - 【請求項６】前記第１及び第２コンベヤ対は４つの個別
コンベヤを含む請求の範囲第４項に記載の装置。 - 【請求項７】矩形荷物の重心点を空間３次元の２つの空
間次元を概算する装置であって、 前記荷物の重量を支持できる第１支持表面を定める第１
コンベヤ（15）と、 前記荷物の重量を支持できる第２支持表面を定める第２
コンベヤ（16）と を備えており、前記第１及び第２支持表面は非平行平面
であって、上向きの頂部で合流しており、前記第１及び
第２コンベヤ部分は、前記荷物を前記第１支持表面の上
部から前記第２支持表面の上部へ搬送することによっ
て、前記荷物を前記第１コンベヤ表面との接触位置から
前記第２コンベヤ表面との接触位置へ傾動させるように
協働する構造になっており、さらに、 前記荷物上の所定点が前記頂部を越える時間と前記荷物
が前記頂部で傾動して前記所定点が前記第２支持表面と
接触する時間との時間差を感知する時間感知手段（31,1
00）を備えている装置。 - 【請求項８】測定場所に位置する時に荷物の重心の少な
くとも１つの空間座標を概算する装置であって、 前記荷物を第１遠隔位置から前記測定場所へ押し進める
ことによって、前記測定場所に位置する時に前記荷物の
重心がほぼ中心線に位置するように構成されているヘリ
ングボーンコンベヤ（12）と、 前記中止線に対する前記荷物の側部の距離を測定する測
定手段（21,23,100）とを備えて、荷物の幅及び前記荷
物の幅に沿った荷物の重心の位置を決定できるようにし
た装置。 - 【請求項９】既知の速度で移動中の、長さ方向に延在し
たほぼ平行な第１及び第２側部を含む矩形の荷物の少な
くとも２つの外形寸法を決定する位置であって、 荷物を前記速度で経路に沿って第１位置から第２位置へ
移動させるコンベヤ手段（12）と、 前記荷物の第１側部の存在と、基準点から前記第１側部
までの距離を感知する第１側部センサ手段（21）と、 前記第１センサの方向と実質的に反対の方向を向いてい
て、基準点から既知の距離の位置にある第２基準点と相
対する荷物の第２側部の距離を感知する第２側部センサ
手段（23）と、 前記第１及び第２側部センサを利用して前記荷物の幅を
決定すると共に、前記第１センサ手段が前記荷物の存在
を感知する時点から前記第１センサが前記荷物の側部を
感知しなくなる時点までの間に前記荷物の移動する距離
を決定することによって前記荷物の長さを決定する計算
手段（100）とを備えている装置。
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|---|---|---|---|
| US47823495A | 1995-06-07 | 1995-06-07 | |
| US478,234 | 1995-06-07 | ||
| US08/478,234 | 1995-06-07 | ||
| PCT/US1996/009112 WO1996041126A1 (en) | 1995-06-07 | 1996-06-06 | Method and apparatus for measuring outside dimensions and the center of gravity of a package |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11506203A JPH11506203A (ja) | 1999-06-02 |
| JP3051180B2 true JP3051180B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=23899082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9501512A Expired - Fee Related JP3051180B2 (ja) | 1995-06-07 | 1996-06-06 | 荷物の外形寸法及び重心を測定する方法及び装置 |
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|---|---|
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| EP (2) | EP0838018B1 (ja) |
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| CA (3) | CA2222720C (ja) |
| DE (1) | DE69621019T2 (ja) |
| DK (1) | DK0838018T3 (ja) |
| ES (1) | ES2176464T3 (ja) |
| WO (1) | WO1996041126A1 (ja) |
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| US6323452B1 (en) | 1999-08-05 | 2001-11-27 | United Parcel Service Of America, Inc. | Feeding system and method for placing a plurality of objects on a tray of an automated sorting system |
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1996
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