JP4023080B2 - Object levitation transfer device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば音波等の放射圧を用いて物体を浮揚させた状態で搬送する物体浮揚搬送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
物体を空中に浮揚させる物体浮揚装置として、振動手段により振動される振動体からの音波の放射圧により振動体の表面上において物体を浮揚させる物体浮揚装置が特開平7−24415号公報、特開平7−137824号公報等に開示されている。これらの装置では平板状の振動体を使用し、浮揚させるべき物体の前記平板状の振動体の表面と対向する面を平面とし、振動体の振動による音波の放射圧により物体が浮揚する。また、浮揚した物体に空気を噴射したり、前記振動体で進行波を発生させて浮揚した物体を移動させる物体搬送装置も開示されている。
【0003】
また、物体を浮揚状態で搬送する方法として、台車に前記物体浮揚装置を装備して物体浮揚装置を移動させる方法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記物体浮揚装置では、物体が水平から傾いた状態では物体を所定位置に保持することは難しく、物体に対して横方向の力が作用すると、浮揚物体は容易に水平方向に移動して振動体と対向する位置から外れて落下するという問題がある。
【0005】
また、物体を浮揚状態に保持する際、物体が板状で面積が広い場合、物体を安定した状態で浮揚させるには、複数の振動板で物体に放射圧を作用させるのが好ましい。しかし、単純に複数の振動板に縦振動を発生させた場合、物体を所定の位置に保持する作用が不十分で、横方向から僅かな力が作用するだけで物体の位置ずれが発生する。
【0006】
従って、物体浮揚装置を装備した台車により、物体を浮揚状態で搬送する際、加速度又は減速度が大きいと、物体が慣性力の作用によって振動体と対向する位置からずれて落下する虞が大きく、加速や減速に時間がかかるという問題がある。また、台車の横揺れによっても物体が所定位置からずれ易く、搬送が不安定になる。
【0007】
物体の横方向への移動を規制するため、物体の周囲に規制部材を単に配置した場合は、物体を浮揚状態で物体浮揚装置から移載する際に規制部材が邪魔になるという問題がある。また、物体浮揚装置において、物体に位置ずれが発生した際にそのずれが小さい場合、物体は調和振動を行う。従って、台車の停止時に物体に僅かな位置ずれが発生すると、静止するまでに時間がかかるため荷の移載に時間がかかり、搬送効率が低下するという問題もある。
【0008】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は物体を浮揚状態で安定して搬送できる物体浮揚搬送装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、振動体を励振手段で励振させて、振動体からの音波の放射圧により振動体の表面上において物体を浮揚させる物体浮揚装置で物体を浮揚状態に保持して搬送する物体浮揚搬送装置であって、前記物体浮揚装置には前記物体をその底面が傾斜した状態で浮揚保持可能に前記振動体が配設されるとともに、前記傾斜した状態の物体の下部側において該物体に当接して物体を所定位置に保持する保持部材が配設されている。
【0010】
従って、この発明では、励振手段で励振される複数の振動体からの音波の放射圧により、振動体の表面上において物体が浮揚される。物体は底面が傾斜した状態で浮揚され、物体を所定位置で保持しようとする振動体の放射圧より、自重により物体を傾斜方向下側へ移動させようとする力の方が若干大きく、物体はその下部側が保持部材と当接した状態で所定位置に保持される。従って、物体の傾斜方向下側への移動は保持部材により規制され、傾斜方向に対して交差する方向への移動は、物体と保持部材との摩擦抵抗により規制される。その結果、物体が安定した状態で搬送される。
また、請求項1に記載の発明では、前記物体浮揚装置には、複数の励振手段と複数の振動体とが備えられており、前記振動体を振動させる振動系のインピーダンスであるとともに物体の有無によって変化するインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段が前記複数の振動体の振動子それぞれに設けられており、前記インピーダンス検出手段の検出信号に基づいて前記振動体上に浮揚する物体の有無を判断する判断手段とを備え、前記振動体の振幅を調整することで物体の底面を傾斜させる。したがって、振動体を振動させる振動系のインピーダンスがインピーダンス検出手段により検出され、その検出信号に基づいて物体の有無が判断手段によって判断される。従って、物体(荷)の有無を検出するセンサの取付スペースを特に確保する必要がなく、低コストで物体(荷)の有無を検出できる。
【0011】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記物体浮揚装置には、前記傾斜した状態の物体の両側に設けられて物体の物体浮揚装置に対する相対移動を規制する第1の規制部材と、前記保持部材と反対側に設けられて物体の物体浮揚装置に対する相対移動を規制する規制位置と物体の物体浮揚装置に対する相対移動を許容する待避位置へ移動可能な第2の規制部材とが配設されている。
【0012】
この発明では、傾斜した状態で浮揚保持される物体の周囲に装備された保持部材、第1の規制部材及び第2の規制部材により、浮揚状態の物体の物体浮揚装置に対する相対移動が規制される。従って、物体に外部から力が作用した場合や物体浮揚装置の移動が急停止された場合でも物体の落下が防止され、より安定した状態で搬送することができる。物体を物体浮揚装置から移載する際あるいは物体を物体浮揚装置上へ移載する際は、第2の規制部材が待避位置へ移動されるため、移載が円滑に行われる。
【0015】
請求項3に記載の発明では、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記物体浮揚装置は台車上に装備されている。この発明では、台車の移動により物体が浮揚状態で所定の位置まで搬送される。従って、物体浮揚装置をベルトコンベア等に取り付けて移動させる構成の搬送装置に比較して、搬送経路の自由度が高くなる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を矩形状の平板を浮揚状態で搬送するのに適した物体浮揚搬送装置に具体化した一実施の形態を図1〜図5に従って説明する。図1(a)は物体浮揚装置の模式平面図であり、図1(b)は図1(a)の一部省略A矢視図である。
【0017】
図1(a)に示すように、物体浮揚装置1は矩形板状に形成された複数(この実施の形態では5個)の振動体2a〜2d,3を備えている。各振動体2a〜2d,3は同じ大きさに形成されている。4個の振動体2a〜2dは矩形板状の物体4(鎖線で図示)の四隅と対応する位置に配設され、1個の振動体3は4個の振動体2a〜2dから等距離の位置に配設されている。各振動体2a〜2d,3には励振手段を構成するホーン5が、その先端において図示しないネジにより締結されている。図1(b)及び図2に示すように、ホーン5はほぼ円柱状に形成され、各振動体2a〜2d,3の中央に位置するように取付けられている。
【0018】
図1(b)及び図2に示すように、各ホーン5は振動体2a〜2d,3が締結される面の反対側の面において振動子6に固定されている。ホーン5の先端面は振動子6の軸方向と直交する平面に形成され、ホーン5及び振動子6の中心軸が一直線上に位置するように連結されている。
【0019】
図2に示すように、振動子6には所謂ランジュバン形振動子が使用され、一対のリング状のピエゾ素子7a,7bと、ピエゾ素子7a,7b間に配置されたリング状の電極板8と、ピエゾ素子7a,7bの外側面と当接する位置に配置された金属ブロック9a,9bとを、図示しないボルトによって締め付け固定することにより構成されている。ボルトは金属ブロック9aに形成された図示しないねじ穴に、金属ブロック9b側から螺合されている。両金属ブロック9a,9bはボルトを介して互いに導通された状態となっている。
【0020】
図2に示すように、物体浮揚装置1は台車としての搬送車10上に支持ブラケット11を介して取り付けられている。各振動子6は各振動体2a〜2d,3が物体4をその底面が傾斜した状態で浮揚保持可能に、水平面に対して所定の角度θ(図1(b)にのみ図示)で搬送車10の側方に(図2における紙面の奥に)向かって下降傾斜するように、支持ブラケット11に固定されている。角度θは、物体4の質量、振動体2a〜2d,3の面積等によって適正値は変化するが、例えば、ほぼ1°前後であり、通常3°以下である。
【0021】
図1(a)、(b)に示すように、物体浮揚装置1には傾斜した状態の物体4の下部側において物体4に当接して物体4を所定位置に保持する保持部材12が装備されている(図2では図示せず)。この実施の形態では保持部材12として2本のピンが使用され、振動体2a,2cの近傍に配設されている。保持部材12は図示しないブラケットを介して搬送車10に取り付けられている。
【0022】
また、物体浮揚装置1には傾斜した状態の物体4の物体浮揚装置1に対する、物体4の移動方向の相対移動を規制する第1の規制部材13及び第2の規制部材14が装備されている。第1の規制部材13は傾斜した状態の物体4の傾斜方向に向かって両側に設けられている。この実施の形態では第1の規制部材13として4本のピンが使用され、各振動体2a〜2dの近傍に1本ずつ配設されている。第1の規制部材13は図示しないブラケットを介して搬送車10に取り付けられている。
【0023】
第2の規制部材14は、物体4に対して保持部材12と反対側に設けられ、物体4の物体浮揚装置1に対する相対移動を規制する規制位置と、物体4の物体浮揚装置1に対する相対移動を許容する待避位置とへ移動可能に構成されている。この実施の形態では第2の規制部材14としてソレノイドが使用されている。ソレノイドは非励磁状態においてプランジャ14aが突出し、励磁状態においてプランジャ14aが引き込まれるように構成されている。第2の規制部材14は上下方向に延びるように図示しないブラケットを介して搬送車10に取り付けられている。
【0024】
図1(a)及び図2に示すように、各振動体2a〜2d,3を励振させる振動子6は、発振器15a〜15eに接続されている。図2に示すように、電極板8は配線16aを介して発振器15a〜15eと接続され、発振器15a〜15eの接地端子が配線16bを介して金属ブロック9bに接続されている。ホーン5、振動子6、発振器15a〜15eにより各振動体2a〜2d,3を励振させる励振手段が構成されている。
【0025】
発振器15a〜15eは制御装置17からの制御信号により駆動される。制御装置17は判断手段及び制御手段としてのCPU18を備えている。各振動子6には各振動体2a〜2d,3を振動させる各振動系のインピーダンスをそれぞれ検出するインピーダンス検出手段19(図1(a)にのみ図示)が装備されている。インピーダンス検出手段19はA/D変換器、インタフェース(いずれも図示せず)を介して、CPU18に接続されている。
【0026】
制御装置17は各振動子6毎にインピーダンスと物体の位置ずれ量との関係を示すマップ又は関係式が記憶されたメモリ(図示せず)を備えている。CPU18はインピーダンス検出手段19の検出信号に基づいて物体4の状態、この実施の形態では物体4(荷)の有無を判断する。即ち、インピーダンス検出手段19とCPU18とが荷検出センサの役割を果たす。
【0027】
次に物体浮揚装置1に浮揚状態で保持された物体4を、浮揚状態で移載する荷取り装置について図4,5に従って簡単に説明する。
荷取り装置は往復直線移動可能な2個の支持部としての一対のフォーク片20a,20bを有するフォーク20を備えている。フォーク20は図示しない公知の駆動手段により往復直線移動されるとともに、昇降可能に構成されている。
【0028】
図4に示すように、両フォーク片20a,20bは物体浮揚装置1の各振動体2a〜2d,3と干渉せずに物体4の下方を搬送車10の幅方向(図4の上下方向)に移動可能な間隔で設けられ、各フォーク片20a,20bは物体4の幅Wより長く形成されている。各フォーク片20a,20bは先端に向かって若干(振動体2a〜2dの傾斜角と同程度)下降傾斜するように形成され、先端には係止ピン21が突設されている。各フォーク片20a,20bの上には振動体3と同様な構成の振動体22がホーン5、振動子6及び支持ブラケット23(図5にのみ図示)を介して固定されている。各振動子はそれぞれ共通の発振器(図示せず)に接続されている。
【0029】
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
物体浮揚装置1は、搬送すべき板状の物体4を浮揚状態に保持しつつ搬送車10の移動により目的位置まで搬送される。
【0030】
図1及び図2に示すように、物体4は各エッジ4aが各振動体2a〜2dの外側のエッジに揃うように各振動体2a〜2d,3上に載置される。その状態で発振器15a〜15eの駆動により、振動子6が所定の共振周波数(例えば、20kHz前後)で励振され、ホーン5が縦振動してホーン5を介して振動体2a〜2d,3が励振されて撓み振動を行う。振動体2a〜2d,3が撓み振動を行うことにより、振動体2a〜2d,3から音波(定在波)が発生する。振動体2a〜2d,3から放射される音波の放射圧によって、物体4は振動体2a〜2d,3の表面から浮揚する。複数の振動体2a〜2d,3は表面が水平方向に対して角度θ傾いて配置されているため、物体4は傾斜状態で浮揚される。浮揚距離は数10〜数100μmである。
【0031】
物体4が傾斜状態で浮揚された際、物体4を所定位置で保持しようとする振動体2a〜2d,3の放射圧より、自重により物体4を傾斜方向下側へ移動させようとする力の方が若干大きく、物体4はその下部側が保持部材12と当接した状態で所定位置に保持される。従って、物体4の傾斜方向下側への移動は保持部材12により規制される。また、物体4と保持部材12との摩擦抵抗は、物体4の傾斜方向に対して交差する方向への移動を規制するように作用する。搬送車10の加速時あるいは減速時に物体4に対して、物体4の傾斜方向に対して交差する方向への力が作用した際、その力が前記摩擦抵抗より大きくなると、物体4は振動体2a〜2d,3に対して搬送車10の前後方向へ移動しようとする。しかし、第1の規制部材13が物体4と当接することによりその移動が規制される。また、搬送車10に横揺れが発生すると、物体4は傾斜方向に沿って移動しようとするが、保持部材12及び第2の規制部材14によりそれが規制される。その結果、物体4は搬送車10の移動によって所定の目的地まで安定した状態で搬送される。
【0032】
次に物体浮揚装置1に浮揚状態で保持された物体4を、浮揚状態で他の載置部に移載する荷取り装置の作用を説明する。搬送車10が停止し、第2の規制部材14が待避位置に配置された状態で、フォーク20が下降位置において、図4に示すように、物体4の下方の荷取り位置に移動される。次に各振動体22が励振された状態でフォーク20が所定位置まで上昇される。フォーク20には振動体2a〜2d,3と同じ振動体22が6個装備されているため、振動体22の高さが振動体2a〜2d,3の高さより若干高い位置までフォーク20が上昇されると、物体4は振動体22の作用により浮揚状態に保持される。そして、フォーク片20a,20bが先端に向かって下降傾斜しているため、物体4は係止ピン21と当接した状態でフォーク20によって浮揚状態で保持される。
【0033】
物体浮揚装置1の各振動体2a〜2d,3の放射圧の影響がほとんど無い所定高さまでフォーク20が上昇した後、フォーク20が後退して物体浮揚装置1上から物体4が移動される。そして、フォーク20が図示しない載置台と対応する所定位置まで後退した後、フォーク20が下降されて物体4が載置台上に移載される。なお、図5では物体浮揚装置1の図示を省略している。
【0034】
振動体2a〜2d,3を振動させる振動子6を所定の共振周波数で振動させた際のインピーダンスは、物体4の存在時と非存在時とで異なり、また位置ずれによっても異なる。そして、図3に示すように、インピーダンスは物体4が所定の位置に保持された状態で最大値を示し、その位置からずれるに従って値が小さくなり、完全に外れた状態、即ち荷無し状態になると小さな値で一定になる。
【0035】
CPU18は荷取り作業の際、各インピーダンス検出手段19の検出信号に基づいて物体4の状態、この実施の形態では物体4の有無を判断する。そして、物体4が無いと判断すると、物体4が荷取り装置に受け渡されて、荷が無くなったと判断して発振器15a〜15eの駆動を停止させる。
【0036】
この実施の形態では以下の効果を有する。
(1) 物体4をその底面が傾斜した状態で浮揚保持するとともに、傾斜した状態の物体4の下部側において保持部材12が該物体4に当接して物体4を所定位置に保持するようにした。従って、物体4の傾斜方向下側への移動は保持部材12との当接により規制され、傾斜方向に対して交差する方向への移動は、物体4と保持部材12との摩擦抵抗により規制される。その結果、物体4を安定した状態で搬送することができる。
【0037】
(2) 物体4はその自重により保持部材12に当接する位置に付勢されているため、搬送車の減速時や停止時に物体4が振動して停止に時間がかかることが回避され、物体4(荷)の移載作業をすぐに開始でき、搬送効率が向上する。
【0038】
(3) 傾斜した状態の物体4の両側に設けられた第1の規制部材13によって傾斜方向に交差する方向への物体4の物体浮揚装置1に対する相対移動が規制され、傾斜方向への移動は保持部材12及び第2の規制部材14とによって規制される。従って、物体浮揚装置1が横揺れしたり、搬送時の加速度又は減速度が大きくても物体4は安定した状態で搬送される。
【0039】
(4) 物体4に対して保持部材12と反対側に装備された第2の規制部材14は、物体4を規制する規制位置と物体の移動を許容する待避位置とへ移動可能に構成されている。従って、物体4を浮揚状態で物体浮揚装置1から他の載置箇所へ移載する際、第2の規制部材14を待避位置へ配置することにより、物体4の傾斜方向に傾斜した振動体22を備えたフォーク(荷取り装置)による移載作業が簡単になる。
【0040】
(5) 物体浮揚装置1は、振動体2a〜2d,3を振動させる振動系のインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段19と、該インピーダンス検出手段19の検出信号に基づいて物体4の状態を判断する判断手段(CPU18)とを備えている。従って、物体(荷)の有無を検出する光学式あるいは超音波式等のセンサが不要になり、それらの取付スペースを特に確保する必要がなく、低コストで物体4(荷)の有無を検出できる。
【0041】
(6) 物体浮揚装置1は搬送車10上に装備されている。従って、搬送車10の移動により物体4を浮揚状態で所定の位置まで搬送することができ、物体浮揚装置1をベルトコンベア等に取り付けて移動させる構成の搬送装置に比較して、搬送経路の自由度が高くなる。
【0042】
(7) 物体4が搬送車10の移動方向と直交する方向に下降傾斜するように、搬送車10に装備されているため、移動方向と直交する方向に下降傾斜する場合に比較して、物体4(荷)の移載が容易となる。
【0043】
(8) 浮揚すべき物体4は底面がフラットで、直線状のエッジ4aを有し、振動体2a〜2dは物体4を浮揚状態で保持する際、その外側のエッジが物体4の直線状のエッジ4aの近傍で該エッジ4aに沿って延びるように配置されている。従って、物体4を所定位置により安定した状態で保持できる。
【0044】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
○ 物体4を傾斜状態で浮揚保持するため、各振動体2a〜2d,3をその表面が水平方向に対して同じ所定の角度θ傾くように配設する代わりに、異なる角度又は水平に配設するとともに、振動体の振幅を調整して物体4を傾斜状態で浮揚保持するようにしてもよい。
【0045】
○ 物体4の傾斜方向は搬送車10の移動方向と直交する方向に限らず、移動方向に傾斜する状態に設けてもよい。この場合、保持部材12及び第2の規制部材14は物体4の移動方向両端に設けられ、第1の規制部材13は物体4の移動方向に向かって両側に設けられる。
【0046】
○ 物体4の搬送時の加速度及び減速度が小さいと予想される場合、即ち物体4と保持部材12との摩擦抵抗により物体4の搬送がその移動方向において安定する場合、第1の規制部材13は設けられていなくてもよい。この場合、物体浮揚装置1の構成が簡単になる。
【0047】
○ 物体4の搬送時の横揺れが小さいと予想される場合、即ち物体4の傾斜角度を物体4の形状、重量に応じて所定の角度に設定することによって、物体4の搬送がその幅方向において安定する場合、第2の規制部材14は設けられていなくてもよい。この場合、物体浮揚装置1の構成が簡単になると共に荷取り作業が容易になる。
【0048】
○ 物体浮揚装置1を搬送車10上に装備する代わりに、物体浮揚装置1をベルトコンベア等に取り付けて移動させる構成としてもよい。
○ ホーン5の形状は円柱状に限らず、扁平な直方体状や円錐台状等先端側が細くなった形状としてもよい。
【0049】
○ 矩形状の物体4を所定位置に浮揚保持する物体浮揚装置1において、各振動体2a〜2dの配設位置は、物体4の四隅と対応する位置に限らず、各辺の中央と対応する位置に配置してもよい。また、振動体2a〜2d,3の数は5個に限らず、中央に配置される振動体3を省略して4個としたり、物体4の大きさにより1〜3個としたり6個以上とする等適宜変更し、配置位置も適宜変更してもよい。
【0050】
○ 各振動子6毎に発振器12a〜12eを設けずに、1個の発振器で各振動子6を駆動するようにしてもよい。
○ 物体4(荷)の有無を振動系のインピーダンスを検出して判断する代わりに、一般のセンサで検出するようにしてもよい。
【0051】
○ 浮揚保持する物体4の形状は矩形等の四角形に限らず、三角形や他の多角形あるいは円形等任意の形状としてよい。
○ 各振動体2a〜2d等のエッジの一部が物体4のエッジ4aと対応せず、物体4がエッジからはみ出す大きさのものに適用してもよい。
【0052】
○ 振動体2a〜2d,3のホーン5への固定はネジによる締結に限らず、接着剤を使用したり、ロウ付けや溶接で固着してもよい。
○ 振動子6はランジュバン形振動子に限らず他の振動子を使用してもよい。
【0053】
○ 荷取り装置のフォーク20は2本のフォーク片20a,20bを備える代わりに1本のフォーク片を備えてもよい。
前記実施の形態から把握される技術思想について、以下に記載する。
【0054】
(1) 前記物体浮揚装置は物体が台車の移動方向と直交する方向に下降傾斜するように、台車に装備されている。
(2) 前記物体浮揚装置はベルトコンベアに装備されている。
【0055】
(3) 前記振動体は荷取り装置のフォークに装備された振動体と干渉しない位置に配置されている。
【0056】
【発明の効果】
以上詳述したように、各請求項に記載の発明によれば、物体を浮揚状態で安定して搬送できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は一実施の形態の物体浮揚装置の模式平面図、(b)は(a)の一部省略A矢視図。
【図2】 搬送車に装備された物体浮揚装置の模式正面図。
【図3】 振動子のインピーダンスと物体のずれ量の関係を示すグラフ。
【図4】 荷取り位置に配置されたフォークの模式平面図。
【図5】 同じくフォークの模式背面図。
【符号の説明】
1…物体浮揚装置、2a〜2d,3…振動体、4…物体、5…励振手段を構成するホーン、6…同じく振動子、10…台車としての搬送車、12…保持部材、13…第1の規制部材、14…第2の規制部材、15a〜15e…励振手段を構成する発振器、18…判断手段としてのCPU、19…インピーダンス検出手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an object levitating and conveying apparatus that conveys an object in a state of being levitated using a radiation pressure such as a sound wave.
[0002]
[Prior art]
As an object levitating apparatus for levitating an object in the air, an object levitating apparatus for levitating an object on the surface of the vibrating body by the radiation pressure of the sound wave from the vibrating body vibrated by the vibrating means is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-24415 and 7-137824, etc. In these devices, a flat vibrating body is used, and the surface of the object to be levitated facing the surface of the flat vibrating body is a flat surface, and the object is levitated by the radiation pressure of sound waves generated by the vibration of the vibrating body. There is also disclosed an object conveying apparatus that moves air that has been levitated by jetting air to the levitated object or generating a traveling wave with the vibrating body.
[0003]
Further, as a method of transporting an object in a levitated state, there is a method in which a bogie is equipped with the object levitating device and the object levitating device is moved.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the object levitation device, it is difficult to hold the object in a predetermined position when the object is tilted from the horizontal, and when a lateral force acts on the object, the levitation object easily moves in the horizontal direction and vibrates. There is a problem that it falls off from the position facing.
[0005]
Further, when the object is held in a floating state, if the object is plate-shaped and has a large area, it is preferable to apply a radiation pressure to the object with a plurality of diaphragms in order to float the object in a stable state. However, when longitudinal vibration is simply generated in a plurality of diaphragms, the action of holding the object in a predetermined position is insufficient, and the object is displaced only by a slight force acting from the lateral direction.
[0006]
Therefore, when the object is levitated by the carriage equipped with the object levitation device, if the acceleration or deceleration is large, the object is likely to fall off the position facing the vibrating body due to the action of inertial force. There is a problem that it takes time to accelerate and decelerate. In addition, even when the carriage rolls, the object is easily displaced from the predetermined position, and the conveyance becomes unstable.
[0007]
In order to restrict the movement of the object in the lateral direction, when a restriction member is simply arranged around the object, there is a problem that the restriction member becomes an obstacle when the object is transferred from the object levitation device in a floating state. Further, in the object levitation device, when the positional deviation occurs in the object and the deviation is small, the object performs harmonic vibration. Therefore, if a slight positional deviation occurs in the object when the carriage is stopped, it takes time until the object is stationary, so that it takes time to transfer the load, and there is a problem that the conveyance efficiency is lowered.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an object levitating and conveying apparatus capable of stably conveying an object in a levitated state.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided an object levitation apparatus in which the vibrating body is excited by the excitation means and the object is levitated on the surface of the vibrating body by the radiation pressure of the sound wave from the vibrating body. An object levitating and conveying apparatus that conveys an object while holding the object in a levitated state, wherein the object levitating apparatus is provided with the vibrator so as to be able to levitate and hold the object with the bottom surface inclined, and the tilt A holding member that contacts the object and holds the object in a predetermined position is disposed on the lower side of the object in the state of being formed.
[0010]
Therefore, in the present invention, the object is levitated on the surface of the vibrating body by the radiation pressure of the sound wave from the plurality of vibrating bodies excited by the excitation means. The object is levitated with the bottom surface tilted, and the force to move the object downward in the tilt direction by its own weight is slightly larger than the radiation pressure of the vibrating body that tries to hold the object at a predetermined position. The lower side is held at a predetermined position in contact with the holding member. Therefore, the downward movement of the object in the tilt direction is regulated by the holding member, and the movement in the direction intersecting the tilt direction is regulated by the frictional resistance between the object and the holding member. As a result, the object is conveyed in a stable state.
In the first aspect of the present invention, the object levitation apparatus includes a plurality of excitation means and a plurality of vibrating bodies, and has an impedance of a vibration system that vibrates the vibrating bodies and presence / absence of an object. Impedance detection means for detecting the impedance that varies depending on the condition is provided in each of the vibrators of the plurality of vibrators, and a determination is made to determine the presence or absence of an object that floats on the vibrator based on a detection signal of the impedance detection means And a bottom surface of the object is inclined by adjusting the amplitude of the vibrating body . Therefore, the impedance of the vibration system that vibrates the vibrating body is detected by the impedance detection means, and the presence or absence of an object is determined by the determination means based on the detection signal. Therefore, it is not necessary to secure a mounting space for a sensor for detecting the presence / absence of an object (load), and the presence / absence of an object (load) can be detected at low cost.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the object levitation device is provided on both sides of the inclined object to restrict relative movement of the object with respect to the object levitation device. And a second restriction that is provided on the opposite side of the holding member and that can be moved to a restriction position that restricts relative movement of the object to the object levitation device and to a retreat position that allows relative movement of the object to the object levitation device. And a member.
[0012]
In this invention, the relative movement of the object in the levitated state with respect to the object levitating device is restricted by the holding member, the first restricting member, and the second restricting member provided around the object that is levitated and held in an inclined state. . Therefore, even when an external force is applied to the object or when the movement of the object levitation device is suddenly stopped, the object is prevented from falling and can be transported in a more stable state. When the object is transferred from the object levitation device or when the object is transferred onto the object levitation device, the transfer is performed smoothly because the second restricting member is moved to the retracted position.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the object levitation device is mounted on a carriage. In the present invention, the object is conveyed to a predetermined position in a floating state by the movement of the carriage. Therefore, the degree of freedom of the conveyance path is higher than that of a conveyance device configured to move the object levitation device attached to a belt conveyor or the like.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an object levitating and conveying apparatus suitable for conveying a rectangular flat plate in a floating state will be described with reference to FIGS. FIG. 1A is a schematic plan view of the object levitation apparatus, and FIG. 1B is a partially omitted A view of FIG.
[0017]
As shown in FIG. 1A, the object levitation apparatus 1 includes a plurality (five in this embodiment) of
[0018]
As shown in FIGS. 1B and 2, each
[0019]
As shown in FIG. 2, a so-called Langevin-type vibrator is used as the
[0020]
As shown in FIG. 2, the object levitation apparatus 1 is attached via a
[0021]
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the object levitation apparatus 1 is equipped with a holding
[0022]
The object levitation device 1 is also equipped with a
[0023]
The second restricting
[0024]
As shown in FIGS. 1A and 2, the
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
Next, a loading device for transferring the
The loading device includes a
[0028]
As shown in FIG. 4, both
[0029]
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
The object levitation apparatus 1 is conveyed to a target position by the movement of the
[0030]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0031]
When the
[0032]
Next, an operation of the load pickup device for transferring the
[0033]
After the
[0034]
The impedance when the
[0035]
The
[0036]
This embodiment has the following effects.
(1) The
[0037]
(2) Since the
[0038]
(3) The relative movement of the
[0039]
(4) The second restricting
[0040]
(5) The object levitation apparatus 1 determines the state of the
[0041]
(6) The object levitation device 1 is mounted on the
[0042]
(7) Since the
[0043]
(8) The
[0044]
The embodiment is not limited to the above, and may be configured as follows, for example.
○ In order to float and hold the
[0045]
The tilting direction of the
[0046]
When the acceleration and deceleration during transportation of the
[0047]
○ When rolling of the
[0048]
O Instead of mounting the object levitation device 1 on the
The shape of the
[0049]
In the object levitation apparatus 1 that levitates and holds the
[0050]
O Each
○ Instead of detecting the presence of the object 4 (load) by detecting the impedance of the vibration system, it may be detected by a general sensor.
[0051]
The shape of the
A part of the edges of the vibrating
[0052]
O Fixation of the vibrating
The
[0053]
The
About technique Sube思virtual that will be grasped from the above embodiments are described below.
[0054]
(1) As before Symbol object levitating apparatus object inclined downward in a direction perpendicular to the moving direction of the carriage, it is equipped with trolley.
(2) pre-Symbol object flotation devices are equipped with a belt conveyor.
[0055]
(3) pre-Symbol vibrator is disposed in a position that does not interfere with the vibration member that is provided on the fork of the load pickup device.
[0056]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the invention described in the claims, it can be stably conveyed objects in a levitated state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic plan view of an object levitating apparatus according to an embodiment, and FIG. 1B is a partially omitted A arrow view of FIG.
FIG. 2 is a schematic front view of an object levitation device installed in a transport vehicle.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the impedance of a vibrator and the amount of deviation of an object.
FIG. 4 is a schematic plan view of a fork arranged at a loading position.
FIG. 5 is a schematic rear view of the fork.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Object levitation apparatus, 2a-2d, 3 ... Vibrating body, 4 ... Object, 5 ... Horn which comprises an excitation means, 6 ... Similarly vibrator | oscillator, 10 ... Conveyor vehicle as a trolley | bogie, 12 ... Holding member, 13 ... 1st DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 control member, 14 ... 2nd control member, 15a-15e ... Oscillator which comprises excitation means, 18 ... CPU as judgment means, 19 ... Impedance detection means.
Claims (3)
前記物体浮揚装置には前記物体をその底面が傾斜した状態で浮揚保持可能に前記振動体が配設されるとともに、前記傾斜した状態の物体の下部側において該物体に当接して物体を所定位置に保持する保持部材が配設されており、
前記物体浮揚装置には、複数の励振手段と複数の振動体とが備えられており、前記振動体を振動させる振動系のインピーダンスであるとともに前記振動体上に浮揚する物体の有無によって変化するインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段が前記複数の振動体の振動子それぞれに設けられており、前記インピーダンス検出手段の検出信号に基づいて物体の有無を判断する判断手段とを備え、
前記振動体の振幅を調整することで物体の底面を傾斜させる物体浮揚搬送装置。An object levitating and conveying apparatus that conveys an object while the object is levitated by an object levitating device that excites the vibrating body by an excitation means and levitates the object on the surface of the vibrating body by radiation pressure of sound waves from the vibrating body. ,
The object levitation device is provided with the vibrating body so as to be able to float and hold the object in a state where the bottom surface of the object is inclined, and abuts the object on a lower side of the inclined object to place the object at a predetermined position. A holding member is disposed to hold,
The object levitation apparatus includes a plurality of excitation means and a plurality of vibrating bodies, and is an impedance of a vibration system that vibrates the vibrating body and varies depending on the presence or absence of an object floating on the vibrating body. Impedance detecting means for detecting the vibration is provided in each of the vibrators of the plurality of vibrators , and comprises a judging means for judging the presence or absence of an object based on a detection signal of the impedance detecting means ,
An object levitating and conveying apparatus that tilts a bottom surface of an object by adjusting an amplitude of the vibrating body .
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