JP4297989B2 - 商品取り出し装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商品を収納した商品収納トレイの位置を検知できる機能を有する商品取り出し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トレイ収納棚に収納され、商品を載置された複数の商品収納トレイからロボットハンド等の商品取出手段を使って商品を取り出す商品取り出し装置が提案され、無人ストアと称する店舗で利用されている。この装置では、商品取出手段を移動手段を用いてトレイ収納棚に近接、離間させて購入者に選択された商品をトレイから取り出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の商品取り出し装置は、商品収納トレイのトレイ収納棚からの突出を検知する手段を装備していないので、商品収納トレイの状態を知ることができなかった。トレイの突出を検知する手段をトレイ収納棚に設けることも考えられるが、トレイ収納棚が多数ある場合や、１つのトレイ収納棚でもトレイを収納する空間が列状に複数あると、各列毎に検知手段を設けなければならずトレイの突出を検知する手段が多くなってしまう。
トレイ収納棚に対向して装置を移動させる場合、装置の移動路に商品収納トレイが突出した状態にあることを検知できないと、装置の移動が妨げられてしまう共に、トレイと装置が干渉して両者の破損のおそれもある。このような状態となると、装置を正常に機能させることができなくなる。
【０００４】
本発明は、トレイ収納棚から突出した商品収納トレイを検知できる商品取り出し装置を提供することを１つの目的とし、商品収納トレイと装置の干渉を防止して、両者の破損をおそれを低減すると共に装置を正常に機能させることができる商品取り出し装置を提供することを今一つの目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の商品を収納する商品収納トレイと、上記商品収納トレイに収納された商品を取り出す商品取出手段と、上記商品収納トレイを複数個収納するトレイ収納棚と、上記商品取出手段を上記トレイ収納棚に対して接近、離間させる移動手段とを備えた商品取り出し装置であって、上記商品の取り出し動作に伴って上記トレイ収納棚に対向した位置を移動する移動部と、この移動部に設けられ、上記商品収納トレイの移動部側への突出を検知するトレイ突出検知手段とを有することを特徴としている。
本発明は、トレイ突出検知手段の検知結果に基づき、少なくとも上記移動部の移動を停止させる制御手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる商品取り出し装置は、複数の商品を収納する商品収納トレイを収納するトレイ収納棚に対して移動手段で商品取出手段を接近、離間させて、同トレイから商品を取り出すもので、商品の取り出し動作に伴ってトレイ収納棚に対向した位置を移動する移動部と、この移動部に設けられ、商品収納トレイの移動部側への突出を検知するトレイ突出検知手段とを有している。このようにトレイ突出検知手段を移動部に設けると、同移動部に向かって突出した商品収納トレイを検知することができる。トレイ突出検知手段を、商品収納トレイを挟むように設けると、同トレイがトレイ突出検知手段の間で検知される。
【０００７】
商品収納トレイが、複数個の商品を配置する載置部と、この載置部に摺動自在に支持されてトレイ収納棚から突出可能に設けられた商品引出部とからその要部を構成される場合、トレイ突出検知手段で商品引出部の突出を検知するようにしても良い。
【０００８】
商品収納トレイをトレイ収納棚に上下、左右に多数収納すると共に、このトレイ収納棚に対向した位置で、駆動機構を用いて移動部を水平方向に移動させ、トレイ突出検知手段を、トレイ収納棚の最上段側と最下段側で互いに対向するように移動部に設けると、移動部の移動方向に位置し、トレイ収納棚の最上段から最下段までの間で突出する商品収納トレイやその商品引出部を検知することができ、検知幅が広くなる。
【０００９】
移動部に商品取出手段を上下方向に移動させる昇降機構を設け、トレイ突出検知手段を昇降機構による商品取出手段の上下方向の移動範囲の外側に設けると、昇降機構で上下する商品取出手段とトレイ突出検知手段との干渉を防止できる。
【００１０】
移動部が、商品取出手段で取り出された商品を収納するバケットとを備えている場合には、移動部を移動させながら商品収納トレイからバケット内に商品を収納できると共に、移動方向において移動部側に突出している商品収納トレイや商品引出部を検知することができる。
【００１１】
移動手段は、商品取出手段だけをトレイ収納棚に対して近接、離間させる機構であったり、あるいは移動部全体をトレイ収納棚に対して近接、離間させる機構であっても良い。
【００１２】
トレイ突出検知手段による検知結果に基づいて、移動部の移動を停止するように制御手段で制御しても良い。このように制御手段で移動部の動作を制御すると、商品収納トレイが移動部側に突出している場合には、移動部と商品収納トレイとの干渉を防止できる。
【００１３】
【実施例】
商品取り出し装置は、図１，図２，図３に示すように、トレイ収納棚２，３に配置され、複数の商品Ｍを収納された商品収納トレイ１（以下、「トレイ１」と記す）から商品Ｍを取り出す商品取出手段としてのハンド部４、ハンド部４をトレイ収納棚（以下、「収納棚」と記す）２，３に近接、離間する移動手段としてのアーム移動機構９、移動部となる筐体５、筐体５を移動させる走行駆動機構７、ハンド部４で取り出された商品Ｍを収納するバケット６、制御手段となるコントロール部８、及びトレイ１の突出を検知するトレイ突出検知手段としてのセンサＳ１０，Ｓ１１とから主に構成されている。
【００１４】
収納棚２，３は、間隔を持って互いに平行となるように対向配置されてフロアＦに立設されている。商品取り出し装置は、この両者の間に配置されており、商品取り出し装置と対向する収納棚２，３の内側面２Ａ，３Ａを商品受取側としている。収納棚２，３は、図２に示すように、複数の側板１２と底部１３とで上下左右に複数の収納区画１４を並列形成しており、各収納空間１４内にトレイ１を水平方向に収納している。実施例では、１つのトレイ１に同種類の商品を複数収納すると共に、各トレイ毎に異なる商品を収納している。
【００１５】
トレイ１は、図４，図５に示すように、複数個の商品Ｍを載置する載置部１０に対して商品引出部１１を摺動自在に支持している。載置部１０は、矢印Ｘで示す収納区画１４の奥行き方向であり、収納棚２，３の幅方向となるＸ方向に延出形成されている。載置部１０の載置面となる底面１０ａは、Ｘ方向と交差するトレイの幅方向に凹凸状に形成されている。載置部１０は、側板１２に一対のピン１５で揺動自在に支持された一対のガイド板１６に設けたコロ１７の上に、その左右の下縁部１０ｂ，１０ｃを載せている。コロ１７は、各ガイド板１６に回転自在に支持されていて、載置部１０を摺動自在としている。ガイド板１６は、断面Ｌ字側に形成されていて、その内端１６ａを上方に向かって折り曲げて載置部１０の商品受取側へのストッパとしている。載置部１０の後面１０ｄには、ストッパ１０ｅが形成されている。
【００１６】
商品引出部１１は、断面Ｕ字状に形成された本体１１ａのＸ方向に位置する内端１１ｂと外端１１ｃに、それぞれ係合部１８と握部１９とを取付けられている。係合部１８には、矢印Ｙで示す収納棚２，３の上下方向となるＹ方向に貫通した係合溝１８ａが形成されている。各トレイ１は、通常、商品引出部１１の係合部１８だけを各収納棚２，３の内側面２Ａ，３Ａから突出するように収納空間１４にセットされている。本体１１ａは、Ｕ字状の開口部１１ｅを載置部１０に向け、内端１１ｂを商品受取側に位置させている。本体１１ａの上面１１ｄには、複数の仕切り板２０がボルト２１で固定されている。仕切り板２０は、断面形状が逆台形で載置部１０に向かって延出しており、Ｘ方向に当間隔となるように配置されている。仕切り板２０の先端２０ａは、底面１０ａの凹凸と交互に係合する凹凸状に形成されている。先端２０ａは、その両側だけが底面１０ａ上に載っていて、載置部１０に対して商品引出部１１を摺動可能としている。
【００１７】
このように先端２０ａと底面１０ａとを凹凸状に係合させると、図４に示すように、トレイ幅方向において先端２０ａと底面１０ａとの間に連続した隙間が形成されず、袋に入った薄い商品の縁部等が両者の間に挾まることが少なくなる。
【００１８】
各仕切り板２０の間に位置する上面１１ｄには、それぞれ開口２２が形成されていて、商品引出部１１の上方から商品Ｍを底面１０ａに載置できるようになっている。つまり、商品引出部１１は、その上下を開口されている。外端１１ｃは、ストッパ１０ｅよりも内側に配置されていて、矢印Ｂで示す収納棚２の外側方向に商品引出部１１を摺動させるときに当接するようになっている。このように構成すると、商品引出部１１は、矢印Ａで示す商品受取側には図６に示すように単独で摺動され、矢印Ｂ方向に移動させるときには載置部１０と一体となって摺動可能となる。商品Ｍは、仕切り板２０と底面１０ａによって形成される等間隔の空間内に水平方向に収納される。この実施例において、トレイ１における水平方向とはＸ方向を指し、収納棚２，３における水平方向とは、矢印Ｚで示す収納棚２，３の前後方向となるＺ軸方向（以下、「Ｚ方向」と記す）を指す。
【００１９】
走行駆動機構７は、図１，図２，図３に示すように、収納棚２，３の間のフロアＦにＸ方向と直交して敷設された一対の案内レール３１と、駆動モータＭ１で駆動される駆動ベルト３３を備えている。案内レール３１は、収納棚２，３の前後方向（Ｚ方向）にその両端を突出するように設けられており、レール両側にそれぞれ一対のシャフト２５，２６を固定されている。これら各シャフト２５，２６には、筐体５の底部５ａに固定したスライダ２３の一部が挿通している。駆動ベルト３３は、案内レール３１の両端に支持されたプーリ２７，２８に巻きかけられている。プーリ２８は、駆動モータＭ１で正逆回転されるようになっている。スライダ２３は、レール上に位置するベルト面に固定され、筐体５を前後方向（Ｚ方向）に移動可能に支持している。駆動モータＭ１は、Ｚ方向駆動モータを構成している。
【００２０】
筐体５には、ハンド部４をＹ方向に移動するアーム昇降機構８０とハンド部４をＸ方向に移動するアーム移動機構９が設けられている。アーム昇降機構８０は、筐体５の上下に対向してそれぞれ設けた一対のプーリ８１Ａ，８１Ｂと一対のプーリ８２Ａ，８２Ｂに駆動ベルト８３，８４をそれぞれ巻きかけている。プーリ８１Ａ，８２Ａは、駆動モータＭ４の回転を減速歯車列８５を介して伝達され、筐体５に回転自在に支持された駆動軸８６に固定されている。駆動モータＭ４は、ハンド部４のＹ方向駆動モータを構成している。
【００２１】
アーム移動機構９は、図７，図８に示すように、駆動ベルト８３，８４に固定されたベースフレーム９１の中央上部９１ａに駆動モータＭ５を配置している。駆動モータＭ５は、その出力軸Ｍ５ａを下方に向くように固定されている。出力軸Ｍ５ａには、第１リンクアーム９２の基端９２ａが固定されていて、同アーム９２を出力軸Ｍ５ａを中心に回動可能に支持している。
【００２２】
第１リンクアーム９２の回動端９２ｂには、第２リンクアーム９５の他端９５ｂがピン９７で結合されている。第２リンクアーム９５の一端９５ａは、ベースフレーム９１に固定された案内レール９３に摺動自在に支持されたスライダ９４にピン９６で結合されている。案内レール９３は、Ｘ方向に向かって延出して形成されていて、ベースフレーム９１の下部に水平に固定されている。
【００２３】
スライダ９４には、支持板９８がＸ方向と直交する筐体５の外側方向に向かって延出するように固定されている。支持板９８の先端９８ａには、ハンド部４がバケット６の中央側に位置するように固定されている。ハンド部４は、図７に２点鎖線で示す中央位置をホームポジションとしていて、駆動モータＭ５が同図において時計回り方向に回転すると収納棚３から離間する方向に移動されて収納棚２に向かって近接し、反時計回り方向に回転すると収納棚２から離間する方向に移動して収納棚３に近接されるようになってる。駆動モータＭ５は、ハンド部４のＸ方向駆動モータを構成している。
【００２４】
ハンド部４は、Ｘ方向に向かって延出した基部４Ａの両端に、係合凸部４Ｂ，４Ｃを固定している。係合凸部４Ｂは、収納棚２に収納されたトレイ１の係合溝１８ａに挿入可能に形成され、係合凸部４Ｃは収納棚３に収納されたトレイ１の係合溝１８ａに挿入可能に形成されている。
【００２５】
センサＳ１０，Ｓ１１には、図１，図２，図３に示すように、２つのセンサ部となる発光側Ｓ１０(ａ)，Ｓ１１(ａ）と受光側Ｓ１０(ｂ)，Ｓ１１(ｂ)とをそれぞれ有する光電センサが用いられている。発光側Ｓ１０(ａ)と受光側Ｓ１０(ｂ)とは、収納棚２の内側面２Ａと対面する筐体５の側面５ｂにアーム３０Ａ，３０Ｂを介して装着されている。発光側Ｓ１１(ａ)と受光側Ｓ１１(ｂ)とは、収納棚３の内側面３Ａと対面する筐体５の側面５ｃにアーム３０Ｃ，３０Ｄに介して装着されている。センサＳ１０，Ｓ１１は、筐体５よりもＺ方向に突出して各アームに固定されている。
【００２６】
発光部Ｓ１０(ａ)と受光側Ｓ１０(ｂ)とは、収納棚２側に向かって突設され、収納棚２のトレイ１の係合部１８よりも側面５ｂよりにセンサ光Ｓａが位置するように互いに対向して配置されている。発光側Ｓ１１(ａ)と受光側Ｓ１１(ｂ)とは、収納棚３側に向かって突設され、収納棚３のトレイ１の係合部１８よりも側面５ｃよりにセンサ光Ｓｂが位置するように互いに対向して配置されている。各センサの発光側Ｓ１０(ａ)，Ｓ１１(ａ）は収納棚２，３の最上段２Ｂ，３Ｂ側に、受光側Ｓ１０(ｂ)，Ｓ１１(ｂ)は収納棚２，３の最下段２Ｃ，３Ｃ側にそれぞれ配置されており、各収納棚に収納されたトレイ１をその配置間隔内に位置するように設けられている。発光側Ｓ１０(ａ)，Ｓ１１(ａ）と受光側Ｓ１０(ｂ)，Ｓ１１(ｂ)とは、それぞれ図２に示すように、アーム昇降機構８０によるハンド部４の上下方向の移動範囲Ｅの外側に配置されている。移動範囲Ｅとは、最上段２Ｂ，３Ｂから最下段２Ｃ，３Ｃまで収納されるトレイ１の係合部１８にハンド部４が係脱可能なＹ方向の範囲を示す。各センサＳ１０，Ｓ１１は、商品引出部１１が側面５ｂ，５ｃ側に突出して係合部１８等でセンサ光Ｓａ，Ｓｂを遮ると、トレイ検知信号をコントローラ部８に出力するようになっている。
【００２７】
筐体５には、バケット６を矢印Ｙで示す上下方向に移動するバケット昇降機構４０及びバケット６をＸ方向に移動するバケット摺動機構４５が設けられている。バケット昇降機構４０は、駆動モータＭ２で回転駆動されるプーリ４１と、このプーリに対向して設けた従動プーリ４２とを筐体５の上下に配置して駆動ベルト４３を巻きかけている。駆動ベルト４３には、バケット摺動機構４５が固定される。駆動モータＭ２は、バケット６のＹ方向駆動モータを構成している。
【００２８】
バケット摺動機構４５は、図９，図１０，図１１に示すように、駆動ベルト４３に固定したフレーム４６に、角形レール４７と駆動モータＭ３を取り付けられている。フレーム４６の背面４６ａには、駆動ベルト４３が一対の挟持部材４８，４９で両側から挟まれて複数のボルト５０により固定されている。
【００２９】
フレーム４６の両端に位置する両上縁部４６ｂ，４６ｃは、Ｘ方向と直交し、ベルト４３との対向側となる筐体外側に向かって屈曲されており、それぞれプーリ５１と駆動モータＭ３とを支持している。駆動モータＭ３の出力軸Ｍ３ａには、駆動プーリ５２が固定されている。プーリ５１，５２の下方には、軸受部５３，５４がそれぞれ形成されていて、プーリ５１を固定した支持軸５１ａと出力軸Ｍ３ａとをそれぞれ回動自在に支持している。プーリ５１，５２には、ベルト５５が一定の張力を与えられて巻きかけられている。
【００３０】
角形レール４７は、Ｘ方向に向かって延出していて、フレーム４６の略中央に水平に固定されている。角形レール４７には、バケット６を保持する樹脂でコの字状に形成されたバケットホルダ５６が、一対のスライダ５７Ａ，５７Ｂにボルト５８でその底部５６Ａを固定されて摺動自在に支持されている。
【００３１】
バケットホルダ５６は、筐体外側に向かってその側部５６Ｂ，５６Ｃを突出するようにスライダ５７Ａ，５７Ｂに固定されており、バケット６を筐体５から突出させて保持するようになっている。バケットホルダ５６の背面には、角形レール４７寄りに位置する駆動ベルト５５ａが一対の挟持板５９ａ，５９ｂに挟まれて複数のねじ６０で固定されている。バケットホルダ５６は、ベルト５５を回転させるとＸ方向に移動するようになっている。実施例では、駆動モータＭ３を上方から見て時計方向に回転させるとバケットホルダ５６が収納棚２に向かって移動し、反時計方向に回転すると収納棚３に向かって移動するようになっている。駆動モータＭ３はバケット６のＸ方向駆動モータを構成している。
【００３２】
バケット６は、図２に示すように、走行駆動機構７でＺ方向に向かって移動され、商品収納位置となる収納棚２，３の間から商品排出位置となる商品排出部１００の上方空間Ｔまで移動可能となっている。
【００３３】
フレーム４６の下端４６ｄには、図９に示すようにバケット６の位置を検知するホトインタラプタ型のセンサＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９が固定されている。センサＳ７は、フレーム４６の中央に配置され、その両側にセンサＳ５，Ｓ６とセンサＳ８，Ｓ９とをそれぞれ振り分けて配置されている。バケットホルダ５６の下部５６ｂには、金属製の遮蔽板２９が固定されている。この遮蔽板２９は、バケットホルダ５６が図１０に実線で示すように、中央のホームポジションに在るときに、通過センサＳ５，Ｓ６，Ｓ７を遮ぎるようになっている。
【００３４】
バケット６は、図９，図１２，図１３に示すように、複数の商品Ｍを収納できる大きさに形成された本体６１と、本体６１の底部を開閉自在とするスライダ板６２とからその要部を構成されている。本体６１は、互いに対向する前後パネル６１Ａ，６１Ｂと互いに対向するサイドパネル６１Ｃ，６１Ｄとによって形成された四角体あって、上部６Ａと下部６Ｂとを開口されている。前後の各パネル６１Ａ，６１Ｂの中間部６Ｃには、Ｘ方向に伸びるスリット６３ａ，６３ｂがそれぞれ対向して形成されている。前後の各パネル６１Ａ，６１Ｂの上部には、スリット６４ａ，６４ｂとスリット６５ａ，６５ｂがそれぞれ対向して形成されている。隣合うスリットは、略連続するように近接配置されている。
【００３５】
前パネル６１Ａと後パネル６１Ｂには、バケット６内への商品Ｍの収納個数を検知するセンサＳ１，Ｓ２と、バケット６内の商品収納量を検知するセンサＳ３とが設けられている。センサＳ１，Ｓ２は、それぞれスリット６４ａ，６４ｂ及びスリット６５ａ，６５ｂと対向するようにブラケット６６，６７を介して前パネル６１Ａと後パネル６１Ｂの上部に水平に近接して取付けられている。センサＳ３は、スリット６３ａ，６３ｂと対向するようにブラケット６８を介して前パネル６１Ａと後パネル６１Ｂとに略スリット６３ａ，６３長をカバーするように水平に取付けられている。センサＳ１，Ｓ２とセンサＳ３には、発行部と受光部とを対向配置した透過型の光学ラインセンサが用いられ、商品によって光が遮られると、通過信号と中間位置信号とをそれぞれコントロール部８に出力するようになっている。
【００３６】
前パネル６１Ａと後パネル６１Ｂの下部には、それぞれ複数のコロ６９，７０を回転自在に設けられた一対のガイド板７１，７２が、同パネルの下方まで突出するようにねじ７３，７４で固定されている。ガイド板７１の左端内面７０ａには、スライド板６２の右端６２ａに設けた突起７５と係合可能な突起７６が固定されていて、本体６１とスライド板６２とのストッパを構成している。
【００３７】
サイドパネル６１Ｃ，６１Ｄは、その上部をＸ方向に向かって末広がりに傾斜させ、中央から下部を垂直面としており、垂直面の外側間隔Ｗ１を側部５６Ｂ，５６Ｃの内寸間隔Ｗよりも幾分大きく設けられている。本体６１は、サイドパネル６１Ｃ，６１ＤをＸ方向に配置させて側部５６Ｂ，５６Ｃの間に保持されると共に、左右の傾斜部が側部５６Ｂ，５６Ｃにひっかかるようになっている。サイドパネル６１Ｃ，６１Ｄの下端６１Ｃａ、６１Ｄａは、それぞれ凹凸状に形成されている。外側間隔Ｗ１を内寸間隔Ｗよりも幾分小さく設けると、側部５６Ｂ，５６Ｃがバケット６で押し広げられて、バケット６を弾性的に保持することができる。
【００３８】
スライド板６２は、ハット状に形成されていて、互いに対向位置するつば部６２Ａ，６２Ｂの裏面をそれぞれ各コロ６９，７０に上方から当接させてガイド板７１，７２に吊り下げられて、Ｘ方向に摺動自在に支持されている。つば部６２Ａ，６２Ｂと連続するスライド板６２の底部６２Ｃは、本体６１の底部６Ｂと対応する範囲でサイドパネル６１Ｃ，６１Ｄの凹凸と交互に係合する凹凸状に形成されている。両者の凹凸は、スライド板６２をコロ６９，７０に載せた時に、互いにその先端が当接しないように形成されている。このため、摺動抵抗が少なくなると共に、スライド板６２の幅方向において底部６２Ｃとサイドパネルの下端６１Ｃａ，６１Ｄａとの間に連続した隙間が形成されず、袋に入った薄い商品の縁部が両者の間に挾まることの少ない構造となっている。
【００３９】
スライド板の底部６２Ｃの左端中央６２Ｄには、図９に示すように、孔７７ａ，７７ｂがＹ方向に貫通形成されている。孔７７ａ，７７ｂは、商品排出位置に設けたフック部９０のピン９０ａ，９０ｂの径よりも大径に設けられていて、両者の係合がスムーズに行なわれるようになっている。
【００４０】
底部左端におけるガイド板７１との近傍部６２Ｅには、Ｎ極マグネット７８Ｂが設けられている。Ｎ極マグネット７８Ｂは、サイドパネル６１Ｃに固定したＳ極マグネット７８Ａと対向するように、ブラケット７９を介して底部６２Ｃよりも上方に配置されており、両マグネットで保持手段７８を構成している。Ｓ極マグネット７８Ａ及びＮ極マグネット７８Ｂは、スライド板６２が本体６１の底部６Ｂを塞いだ時に接触するように位置決められている。
【００４１】
スライド板６２におけるガイド板７２の近傍部６２Ｆと、ガイド板７２の左端内面７２ａには、スライド板６２が本体６１に保持されたことを検出する検出手段Ｓ４が設けられている。検出手段Ｓ４は、発光側Ｓ４ａと受光側Ｓ４ｂからなる透過型の光学センサであって、スライド板６２が本体６１に保持手段７８によって吸着保持された時に受光側Ｓ４ｂが発光側Ｓ４ａからの照射光を受光するように位置決めされており、この状態となるロック信号を出力するようになっている。
【００４２】
図２に示すように、商品排出部１００の近傍には、収納棚２，３に収納された多種の商品Ｍを選択するスイッチパネル１０２がコントローラ部８と接続して設けられている。スイッチパネル１０２では、商品Ｍの種類や個数を選択指定できるようになっていて、この選択指定結果をコントロール部８に入力するようになっている。
【００４３】
コントロール部８は、図１４に示すように、周知のマイクロコンピュータからその要部を構成されていて、動作メモリ１０３とコントローラ１０４及び判断部１０５を備え電源１０７と接続している。
【００４４】
動作メモリ１０３は、コントローラ１０４と接続している。動作メモリ１０３には、商品収納モード、商品排出モード、各モードにおける各種データが記憶されている。商品収納モードは、スイッチパネル１０２での商品指定が完了すると作動し、商品排出モードは、商品回収終了時や動作中に装置が停止状態となると作動するようになっている。動作メモリ１０３には、各トレイ１の収納位置データや選択されたトレイ１と対向する商品取出位置にハンド部４を位置させるデータ、選択された商品Ｍの個数に対応したハンド部４のストローク量やハンド部４が位置されたトレイ１の下方にバケット６を位置させるデータ、商品排出モード時における商品排出位置までバケット６を移動させるデータや商品排出位置での商品排出動作を行なうデータ、判断部１０５からの判断結果に応じる各部の動作データ、及び各商品の位置や大きさが記憶されている。
【００４５】
判断部１０５には、各種センサＳ１乃至Ｓ１１が接続している。判断部１０５では、センサＳ１０，Ｓ１１からトレイ検知信号が出力されると、トレイ１が筐体５の移動路となる収納棚２，３の間に、通常時よりも突出状態であると判断する。判断部１０５では、各センサＳ１，Ｓ２間の照射光がさえぎられて通過信号が出力されると商品の通過と見做し、一定時間継続して通過信号の出力があると、商品ＭがセンサＳ１，Ｓ２間に継続して位置すると見做している。判断部１０５では、センサＳ３から中間検知信号が出力されると、バケット６内に一定量の商品Ｍが収納されたと判断し、センサＳ４の受光側Ｓ４ｂからロック信号を出力されるとスライド板６２のロック状態と判断する。
【００４６】
コントローラ１０４には、バケット６の駆動源となる駆動モータＭ２，Ｍ３とハンド部４の駆動源となる駆動モータＭ４，Ｍ５及び駆動モータＭ１やスイッチパネル１０２と判断部１０５が接続していて、スイッチパネル１０２からの選択指令や各センサからの出力に応じて動作メモリ１０３のデータを呼び出し、対応する駆動モータを駆動、制御するようになっている。
【００４７】
コントローラ１０４は、駆動モータＭ１が動作し、筐体５がＺ方向に移動する時だけ、受光側Ｓ１０ｂ，Ｓ１１ｂからのトレイ検知信号を入力可能とし、この時にトレイ検知信号が入力されると、筐体５の走行を停止すべく駆動モータＭ１の駆動を停止させる。コントローラ１０４は、センサＳ１，Ｓ２から通過信号が出力されると図示しないカウンタで個数をカウントし、同通過信号が一定時間継続して出力されると、商品回収動作を停止させトレイ１を引き出した収納棚に戻し、商品排出動作を行なうように各駆動モータを制御する。コントローラ１０４は、センサＳ３から中間位置信号が出力されると、一旦、商品回収動作を停止してトレイ１を引き出した収納棚に戻し、ジャム解消動作を行ない、その後センサＳ３からの中間位置信号が無くなると、図１２に示すセンサＳ３の検知レベルとセンサＳ１，Ｓ２の検知レベルまでの間隔Ｄ以下の大きさの商品だけを、選択された商品かの中から取り出すように各駆動モータを制御するようになっている。コントローラ１０４は、商品収納位置から商品排出位置への移動中に、センサＳ４からのロック信号が入力されないと、スライド板６２がスライドしたとして動作移動を停止するようになっている。
【００４８】
各駆動モータには、回転を検知する周知のエンコーダから構成された回転センサ１０６を付設された正逆回転可能なモータが用いられる。コントローラ１０４は、回転センサ１０６から記憶されたデータ相当のパルスを出力があると各駆動モータの動作を停止させるようになっている。
【００４９】
駆動モータＭ３は、図９に示す遮蔽板２９がセンサＳ６やセンサＳ８を通過するまでは通常よりも速い速度で駆動され、遮蔽板２９がセンサＳ６やセンサＳ８を通過し、かつ、センサＳ５やセンサＳ９を通過すると減速されるようになっており、スライド板６２とフック部９０との係合やスライド板６２の収納動作を迅速に行なうと共に、バケット６がオーバーランしないで確実にデータで指定された位置に停止できるようになっている。
【００５０】
ハンド部４とバケット６は、移動機構７のＺ方向への移動に際して、その移動を妨げないために各ホームポジションにおかれている。本実施例における商品取出位置とは、移動機構７とバケット６とが収納棚２，３の間に位置した内側面２Ａ，３Ａ近傍で、係合部１８とハンド部４とが係合して商品引出部１１で載置部１０の商品Ｍをバケット６内に収納できる位置を指す。
【００５１】
このような構成の商品取り出し装置の動作を説明する。
図２に示すスイッチパネル１０２で１種類の商品を複数個数選択したとすると、商品収納モードとなり選択商品の収納されたトレイ１に対応する位置に、ホームポジションに位置しているハンド部４とバケット６が移動される。
【００５２】
選択された商品が収納棚２側の（オ）列、（う）段に収納されているとすると、駆動モータＭ１を駆動して商品ハンド部４とバケット６がオ列と対向するまで筐体５全体をＺ方向に移動する。
【００５３】
この時、図１５に２点鎖線で示すように、収納棚２のトレイ１の商品引出部１１が、筐体５の移動方向に通常の位置よりも大きく突出しているとする。そして、筐体５の移動に伴い図１６に示すに商品引出部１１が、センサＳ１０のセンサ光Ｓａを遮ると、トレイ検知信号が出力され、駆動モータＭ１の回転駆動が停止され、筐体５の移動が停止する。従って、商品引出部１１と筐体５との衝突が回避され、両者の破損を防止できると共に、両者の破損による装置の可動停止という最悪の状態を回避でき、装置を正常に機能させることができる。
【００５４】
発光側Ｓ１０(ａ)と受光側Ｓ１０(ｂ)は、それぞれ収納棚２の最上段２Ｂと最下段２Ｃ側にそれぞれ配置されており、収納棚２に収納されたトレイ１をその配置間隔内に位置するように設けられているため、移動方向における収納棚２のどの段から商品引出部１１が突出していても検知でき、筐体５を停止させることができる。収納棚３に収納されたトレイ１の商品引出部１１が筐体５の移動方向に通常の位置よりも大きく突出しているとセンサＳ１１が検知して、筐体５の移動が停止する。各センサの発光側Ｓ１０(ａ），Ｓ１１(ａ）と受光側Ｓ１０(ｂ)，受光側Ｓ１１(ｂ)は、図２に示すように、アーム昇降機構８０によるハンド部４の上下方向の移動範囲Ｅの外側に配置されていので、ハンド部４が移動してもその動作によるセンサＳ１０，Ｓ１１の誤作動を防止できると共に、センサＳ，１０，Ｓ１１とハンド部４との干渉がなくセンサＳ１０，Ｓ１１の破損のおそれが少なくなる。筐体５が停止した場合には、装置が設置された店舗の店員により突出した商品引出部１１を収納棚２，３の中に押し戻す。
【００５５】
このように、筐体５の側面５ｂ，５ｃにその移動方向に向かってセンサＳ１０，Ｓ１１を突出させて装着することで、収納棚２，３の列毎にセンサを設けなくとも各列や段から筐体５の移動方向に向かって突出した商品引出部１１を確実に検知することができる。また、センサＳ１０，Ｓ１１を収納棚２，３の列毎に設けると、コントローラ部８との配線の取回しや制御が複雑となるので、筐体５の側面５ｂ，５ｃに１組のセンサＳ１０，Ｓ１１をそれぞれ設けて商品引出部１１を検知できることはコスト低減や配線の簡素化及び制御の簡略化を図る上で有効な構成となる。
【００５６】
駆動モータＭ２，Ｍ４が駆動されてハンド部４が（う）段に収納されたトレイ１と対向させると共に、バケット摺動機構４５を（う）段のトレイ１の下方となる高さとなるまで移動する。駆動モータＭ５，Ｍ３を駆動してハンド部４を図８に示すように対向するトレイ１の係合部１８の下方に位置させると共にバケット６をトレイ１の下方に位置させる。
【００５７】
そして、駆動モータＭ４を駆動してハンド部４全体を動作メモリに設定された量だけ上昇させて、ハンド部４の係合凹部４Ｂを係合溝１８ａに挿入して商品取出位置におき、駆動モータＭ５を逆回転させる。すると、図７に示すように第１リンクアーム９２が反時計回り方向に回転し、スライダ９４が案内レール９３上を収納棚３に向かって移動し、商品引出部１１が図１７に示す収納状態から図１８に矢印Ａで示す取出方向に引き出される。この動作により仕切り板２０の間にある載置台１０上の商品Ｍが、商品Ｍの後側に位置する仕切り板２０によって押される。そして開口部１１ｅが載置台１０からバケット６上に位置すると、仕切り板２０で押された商品Ｍがバケット６内に向かって落ちる。
【００５８】
落下する商品Ｍは、バケット６の開口６Ａ近傍の通過範囲に設けられたセンサＳ１間を通過してバケット６内に収納され、このセンサＳ１で収納個数が確認される。指定された商品Ｍが収納棚３側であれば、アーム部４及びバケット６は、同収納棚３の方向に移動されて対象となるトレイ１にアーム部４が係合し、商品引出部１１を引き出して商品Ｍをバケット６内に落下させる。この時、落下する商品ＭはセンサＳ２側を通過してその通過個数が確認される。このようにセンサＳ１，Ｓ２をバケット６の上部６Ａ側に配置することで、バケット６内に収納される商品Ｍを検知することができる。
【００５９】
ハンド部４を摺動する駆動モータＭ５の駆動は、このセンサ１またはＳ２から選択個数分の出力が行なわれると停止し、商品引出部１１を収納棚２内に戻すべく時計方向に駆動され、商品引出部１１が戻されると停止して、ハンド部４をホームポジションに戻すように駆動制御される。商品引出部１１の戻り状態やハンド部４が商品取出位置に位置した状態は、各駆動モータの回転センサ１０６の出力で判断される。そして、カウンタでカウントした値が指定した商品Ｍの個数となると収納動作を終えたとして商品排出モードとなる。
【００６０】
スイッチパネル１０２で選択された商品の種類が複数ある場合には、各商品を収納するトレイ１が収納された収納棚の列と段とに対向するように、ハンド部４とバケット６を収納棚２，３の間の商品収納位置でＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各方向に移動して多種多数の商品Ｍをバケット６内に収納する。
【００６１】
図１９に示すように、バケット６内に収納した商品Ｍがバケット６の中央に設けたセンサＳ３にかかるように収納されると中間位置信号が出力される。この状態は、商品Ｍがバケット６内に満杯になったか、あるいは同図に符号Ｍ１で示すように商品Ｍが立った状態で収納されたことを示す。このような状態となると、次の商品Ｍの収納に不具合を来すことになるため、駆動モータＭ３が連続して正逆回転されてバケット６をＸ方向に揺すってジャム解消動作が行なわれる。このように一旦バケット６を揺することにより、立った状態の商品Ｍ１を倒すことができる。
【００６２】
ジャム解消動作してセンサＳ３から中間位置信号の出力がなくなると、商品収納可能と見做され、間隔Ｄより小さい商品Ｍが選択されて収納される。バケット６のジャム解消動作を行なってもセンサＳ３から中間位置信号の出力があると、バケット６内が満杯であるとして一旦商品Ｍの回収動作を終え、商品排出モードに移る。
【００６３】
商品Ｍの収納動作中にセンサＳ１からの通過信号が継続して出力されたままの状態となると、図１９に２点鎖線で示すように開口６Ａよりも上方に商品Ｍが突出したことを示す。この状態は、バケット６内に収納する商品Ｍが多かったり、大きな商品が複数選択されて連続した場合に発生することが考えられ、バケット６内への商品収納が不可を示す。このような状態となった場合には、バケット６の駆動モータＭ２を駆動して一旦バケット６を下降し、駆動モータＭ３を連続して正逆回転してバケット６をＸ方向に揺すってジャム解消動作を行なう。
【００６４】
あるいは、バケット６を下降させず、駆動モータＭ５を連続して正逆回転駆動してハンド部４をＸ方向に移動し、商品引出部１１をＸ方向に移動して開口６Ａ近傍にひっかかった商品のジャム解消動作を行なっても良い。この場合、商品引出部１１の移動範囲は、商品Ｍを取り出して空となった範囲内で揺動させることでトレイ１内に収納された指定外の商品の不用意なバケット６内への落下を防止できる。
【００６５】
ジャム解消動作の結果、センサＳ３が作動状態でなくなれば、商品Ｍの収容可能として再度商品Ｍの収容動作を行ない、Ｓ３の作動状態が解消されなければバケット６内が満杯であるとして一旦商品Ｍ回収納作を終えて商品排出モードに移る。
【００６６】
このようにセンサＳ３をバケット６の中央に配置することで、バケット６内における商品の収納状態を検知することができる。また、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３によってバケット６内の状態を検知し、その状態によって商品Ｍの収納動作を制限することにより、商品Ｍのバケット６外への落下やひっかかりによる破損、あるいは移動機構７の故障を防止できる。
【００６７】
商品排出モードとなると、ハンド部４とバケット６が筐体５の移動時に収納棚２，３と干渉しないように駆動モータＭ３，Ｍ５がコントローラ部８で駆動制御されてホームポジションに戻される。そして、駆動モータＭ２，Ｍ４を駆動してバケット６が傾斜シュータ１０１と干渉しない部位まで上昇させつつ、駆動モータＭ１を駆動してバケット６を商品収納位置となる収納棚２，３の間から突出させて、図３に示すように傾斜シュータ１０１の上方空間Ｔでフック部９０と対向する商品排出位置まで搬送される。バケット６は、フック部９０と対向しながらその上位にスライド板６２が位置するように停止される。
【００６８】
商品排出位置にバケット６が置かれると、商品排出動作となり駆動モータＭ３が駆動されて、図２０に実線で示す商品排出位置に置かれたバケット６がバケットホルダと一緒に矢印▲１▼方向に移動する。そして、図２１に示すように、フック部９０のピン９０ａ，９０ｂとスライダ６２の孔７７ａ，７７ｂとが対向すると、矢印▲１▼で示すフック部方向への移動が停止されて、駆動モータＭ２が駆動されてバケット６が矢印▲２▼で示す下方向へ移動され、係合部のピン９０ａ，９０ｂにスライド板６２の左端に設けた孔７７ａ，７７ｂが係合したところで停止する。これらの動作は、動作メモリ１０３に記憶されたデータによって制御される。
【００６９】
スライド板６２がフック部９０と係合すると、駆動モータＭ３だけを逆回転してバケット６を図２２に矢印▲３▼で示すバケット開口方向に水平移動させる。すると、スライド板６２は、フック部９０に係止された状態であるので、保持機構７８に磁気吸着が解除されて本体６１だけが移動して、その移動方向側の底部６Ｂが開口される。本体６１がさらに移動すると、スライド板６２の底部６２Ｃ上に載っている商品Ｍが移動方向と対向するサイドパネル６１Ｃによって本体移動方向に押され、徐々にその面積を大きく形成される開口から傾斜シュータ１０１上に確実に落下する。商品Ｍが薄い場合、本体６１の移動に伴いサイドパネル６１Ｃとスライド板６２の凹凸でしごかれるので、確実にバケット６内から排出される。
【００７０】
本体６１のこの移動は、設定されたストローク量だけ行なわれ、所定量移動すると、駆動モータＭ３を正回転させてバケット６をフック部９０の方向に向かって設定されたストローク量だけ移動させて本体６１の底部６Ｂの開口を閉じる。底部６Ｂが閉じられるとスライダ板６２に設けたＮ極マグネット７８Ｂと本体６１に設けたＳ極マグネット７８Ａとが吸着してスライダ板６２が本体６１に保持される。このため、バケット移動中における本体６１とスライド板６２との離間を防止でき、搬送途中のにおける商品の落下やスライド板６２と収納棚２との干渉が防止される。スライド板６２と本体６１とが保持状態であると、センサＳ４からロック信号が出力されるので、その状態確認をできる。
【００７１】
センサＳ１，Ｓ２を収納棚２，３に収納されたトレイ１からの商品落下範囲にだけ設け、商品Ｍがほとんど通過しないバケット６の上部６Ａの中央に設けないようにすると、センサ長を短くできコストを抑えられる。センサＳ１，Ｓ２は、分割して設けているが、何れか一方のセンサを延長して上部６Ａに配置すると、制御系の簡素化でき、コスト低減となる。
【００７２】
本実施例のトレイ１は、商品Ｍを配置する載置部１０と、それに摺動自在に支持した商品引出部１１とから構成したが、トレイ１の構成はこれに限定されるものではなく、載置部１０が収納棚２，３に摺動自在に支持されたトレイであっても良い。
【００７３】
トレイ突出検知手段として光電センサを用いて説明したがこれらセンサに換えて、トレイ１の突出状態を画像検知するカメラ等の画像認識手段を用いても良い。このような画像検知する場合、その画像でトレイ１の突出量を検知できるので実施例のようなオン／オフ制御ではなく、トレイ１の突出量に応じて筐体５の動作や各部の動作を制御することが可能となる。
【００７４】
実施例の移動手段は、ハンド部４を直接Ｘ方向に移動させるアーム移動機構９としているがこれに限定されるものではなく、図１，図２に示すスライダ２３と筐体５の底部５ａとの間に、走行駆動機構７と同一構成のＸ方向走行手段をＺ方向と直交させて設け、筐体５全体をＸ方向に移動可能とする構成であっても良い。Ｘ方向走行手段としては、走行駆動機構７と同一構成のものだけでなく、駆動モータとその回転駆動を筐体５に伝達する手段を持つ構成であれば構わない。
【００７５】
このように筐体５全体をＸ方向に移動させて収納棚２，３と近接、離間させると、収納棚２，３の間隔が広い場合でも各収納棚からのトレイ１の突出を検知でき、検知範囲を広くできる。
【００７６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、トレイ突出検知手段を移動可能な移動部に設けるので、同移動部に向かって突出した商品収納トレイを検知することができる。
【００７７】
請求項２記載の発明によれば、トレイ突出検知手段を移動部に商品収納トレイを挟むように設けると、トレイ収納棚の列毎に設ける場合よりも検知手段の数を少なくでき、コストを抑えた装置となる。
【００７８】
請求項３記載の発明によれば、商品収納トレイの商品引出部の突出を検知することができる。
【００７９】
請求項４記載の発明によれば、移動部の移動方向に位置し、トレイ収納棚の最上段から最下段までの間で突出する商品収納トレイやその商品引出部を検知することができ、検知幅が広くなる。
【００８０】
請求項５記載の発明によれば、昇降機構による商品取出手段の上下方向の移動範囲の外側にトレイ突出検知手段を設けるので、昇降機構で上下する商品取出手段とトレイ突出検知手段との干渉を防止でき、検知手段の誤動作や破損を防止できる。
【００８１】
請求項６記載の発明によれば、移動部を移動させながら商品収納トレイからバケット内に商品を収納できると共に、移動方向において移動部側に突出している商品収納トレイや商品引出部を検知できる。
【００８２】
請求項７記載の発明によれば、トレイ突出検知手段による検知結果に基づいて、移動部の移動を停止するように制御手段で制御すると、商品収納トレイが移動部側に突出している場合、移動部と商品収納トレイとの干渉を防止でき、両者の破損をおそれを低減すると共に装置を正常に機能させることできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の商品取り出し装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】収納棚の構成と商品取り出し装置の構成を示す側面図である。
【図３】商品取り出し装置の概略構成とトレイ突出検知手段の配置を示す拡大平面図である。
【図４】商品収納トレイの構成を示す正面図である。
【図５】図４に示す商品収納トレイの構成を示す分解図である。
【図６】図４に示す商品収納トレイの商品排出時の動作を示す側面断面図である。
【図７】商品取出手段とその移動手段の一構成例と動作を示す一部破断平面図である。
【図８】商品取出手段とその移動手段の一構成例と動作を示す正面図である。
【図９】バケット及びその移動機構の構成を示す分解斜視図である。
【図１０】バケットの摺動機構の構成と動作を示す正面図である。
【図１１】バケットの摺動機構の構成を示す断面図である。
【図１２】バケットの構成を示す正面図である。
【図１３】図１２に示すバケットの断面図である。
【図１４】本発明で用いられる制御手段の一例を示すブロックである。
【図１５】トレイ突出検知手段によるトレイの検知状態を示す平面図である。
【図１６】トレイ突出検知手段によるトレイの検知状態を示す正面図である。
【図１７】商品収納トレイとバケットの位置関係を示す図である。
【図１８】商品収納動作における通過検知センサの商品検知状態を示す図である。
【図１９】通過検知センサ及び量検知センサによるバケット内での商品の検知状態を示す図である。
【図２０】商品排出位置へ移動するバケットの動作を示す拡大断面図である。
【図２１】バケットと係合部との係合動作を示す拡大断面図である。
【図２２】バケットの商品排出動作を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 商品収納トレイ
２，３ トレイ収納棚
２Ｂ，３Ｂ 最上段
２Ｃ，３Ｃ 最下段
４ 商品取出手段
５ 移動部
６ バケット
７ 駆動機構
８ 制御手段
９ 移動手段
１０ 載置部
１１ 商品引出部
４０ 昇降機構
Ｅ 移動範囲
Ｍ 商品
Ｓ１０，Ｓ１１ トレイ突出検知手段
Ｚ 水平方向

Claims (7)

1. 複数の商品を収納する商品収納トレイと、上記商品収納トレイに収納された商品を取り出す商品取出手段と、上記商品収納トレイを複数個収納するトレイ収納棚と、上記商品取出手段を上記トレイ収納棚に対して接近、離間させる移動手段とを備えた商品取り出し装置であって、
   上記商品の取り出し動作に伴って、上記トレイ収納棚に対向した位置を移動する移動部と、この移動部に設けられ、上記商品収納トレイの移動部側への突出を検知するトレイ突出検知手段とを有することを特徴とする商品取り出し装置。
2. 請求項１記載の商品取り出し装置において、
   上記トレイ突出検知手段は、上記商品収納トレイを挟むように設けられていることを特徴とする商品取り出し装置。
3. 請求項２記載の商品取り出し装置において、
   上記商品収納トレイは、上記複数個の商品を配置する載置部と、この載置部に摺動自在に支持されて、上記トレイ収納棚から突出可能に設けられた商品引出部とを有し、上記トレイ突出検知手段は、上記商品引出部の突出を検知するものであることを特徴とする商品取り出し装置。
4. 請求項２記載の商品取り出し装置において、
   上記トレイ収納棚は、上記商品収納トレイを上下、左右に多数収納したもので、
   上記トレイ収納棚に対向した位置で、前記移動部を水平方向に移動させる駆動機構を有し、
   上記トレイ突出検知手段は、２つのセンサ部を有し、上記トレイ収納棚の最上段側と最下段側で互いに対向するように上記移動部に設けられたことを特徴とする商品取り出し装置。
5. 請求項４記載の商品取り出し装置において、上記移動部は、上記商品取出手段を上下方向に移動させる昇降機構を有し、
   上記トレイ突出検知手段は、上記昇降機構による上記商品取出手段の上下方向の移動範囲の外側に設けられたことを特徴とする商品取り出し装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の商品取り出し装置において、
   上記移動部は、上記商品取出手段で取り出された商品を収納するバケットを有することを特徴とする商品取り出し装置。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載の商品取り出し装置において、上記トレイ突出検知手段の検知結果に基づき、少なくとも上記移動部の移動を停止させる制御手段を備えることを特徴とする商品取り出し装置。

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