JP5907625B2 - 物品を分配するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、多数の別個の物品をグループ（または「バッチ」）に分けて分配するための装置および方法に関する。各グループは、前記物品を所定数だけ含む。

特定物質を含む物品を既知の分量のバッチとして分配する必要が往々にしてある。例を挙げると、キャンディー、種子または医薬錠剤を瓶、小袋または他のコンテナへと分配する用途、天然ダイヤモンドをほぼ同数のサンプルのパッケージまたはコンテナへ内に選別する用途（例えば、異なる評価器を用いて、品質および全体的価値の評価をおこなう用途）がある。

いくつかの分配タスクを通じて得られたコンテナ中に、必ず所定数の物品が含まれている必要がある。例えば、特定の錠剤を分配する用途においては、処理サイクルを完全に行うことが必要となるため、少なくとも前記所定数の物品を各コンテナ内に入れる必要がある。

一方、分配された物品は高価である場合もあるため、所定数を越える物品が多数のコンテナに含まれる場合、当該物品の供給業者またはパッキング担当組織にとって直接的損失につながる。

多くの分配用機器において、物品はコンベヤに沿って搬送され、前記コンベヤの端部においてコンテナ内に落下するかまたはコンテナ内に収集される。そのため、物品を一列でコンベヤ内に入れていく場合、簡単な計数機構または計量機構を用いれば、十分な結果を得ることが可能である。しかし、このような機構の場合、低速であることが多いため、上記のような制限を用いずに物品を自由にコンベヤ上に配置する場合よりも、より少数の物品しか分配することができない。

さらに、いくつかの分配用機器においては、所望の量に到達した後にコンベヤから物品が物理的に落下するのを防ぐために、多様な障壁が用いられる。

米国特許第５，４７３，７０３号（Ｓｍｉｔｈに付与、名称：「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｆｅｅｄ ｒａｔｅ ｏｆ ａ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｏｂｊｅｃｔ ｓｏｒｔｅｒ／ｃｏｕｎｔｅｒ」）において開示されているコントローラの場合、センサーアレイが第１の物体を感知するまで、振動器を調節してフィードボウルを所定の振幅で振動させる。その後、コントローラは振動器を調節して前記フィードボウルをより低振幅で振動させ、他の物体の感知を監視する。感知対象物体間の時間間隔が監視され、前記コントローラは前記振動器を調節してフィードボウルをより低振幅またはより高振幅で振動させて、一定送り速度を維持する。感知対象物体の計数は維持され、所定の最大カウントと比較される。物体カウント数が前記最大カウントを下回る所定数と等しくなった場合、前記コントローラは前記振動器を調節して前記フィードボウルをより低振幅で振動させて、前記送り速度を低下させる。前記物体カウント数が前記最大カウントと等しくなった場合、前記コントローラは、シュートを閉鎖するゲートを作動させる。

米国特許第６，６５９，３０４号（Ｇｅｌｔｓｅｒらに付与、名称：「Ｃａｓｓｅｔｔｅｓ ｆｏｒ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｈｉｃｈ ｆｅｅｄ， ｃｏｕｎｔ ａｎｄ ｄｉｓｐｅｎｓｅ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｏｂｊｅｃｔｓ」）において、物体計数および分配システムのための大容量カセットが開示されている。前記カセットは、特に、別個の物体を一列の様態で出口穴に向かって送る構造を含む。

米国特許第６，４４９，９２７号（Ｈｅｂｒｏｎらに付与、名称「Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｄｒｕｇ ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ａｐｐａｒａｔｕｓ」）において、特に、単一化制御が開示されている。この単一化制御は、薬剤がキャニスター内をほぼ一列の様態で移動するプロセスである。加速傾斜路および分配傾斜路の幅により、単一化制御手段が得られる。傾斜路の幅を適切にすることにより、薬剤移動がほぼ一列の様態以外の様態で行われる事態が回避される。適切な傾斜路幅は実際には１つの幅に限定されず、例えば、最大幅から最小幅へとテーパー形状にされた幅であってもよい。特定の薬剤のサイズおよび形状に基づいて、キャニスターを前記薬剤に合わせて設計することも好適である。薬剤サイズおよび形状を用いて、適切な傾斜路幅を選択することができる。単一化制御は、薬剤を水平方向に対して角度を以った様態で移動させるための加速傾斜路表面および分配用傾斜路表面を維持することにより、支援され得る。前記キャニスター中心に最も近接する傾斜路表面縁部が前記キャニスター中心から最も離隔する前記傾斜路表面縁部を横断する水平面の上方に来るように、前記角度が選択される。

Ｈｅｂｒｏｎによれば、充填時間のを最小限に抑えるために、駆動周波数がセンサーの最大検出率に近づくまで駆動周波数を上昇させる点がさらに開示されている。薬剤カウント値は、固定サンプリング時間において登録された別個の整数カウント値である。移動平均に基づいて、最終薬剤がセンサーを通過および落下するタイミングを予測する。前記薬剤カウント値が合計カウント値に近づくにつれ、充填終了までの時間が計数機構のサンプリング時間の割合として予測される。前記予測される終了時間に到達すると、振動分配器によるキャニスターまたは使い捨て箱の振動を終了させる。カウント値から１つまたは２つの固形薬剤が不足することが予測される場合、前記駆動機構を最後に使用された周波数として短時間パルス（例えば２５ミリ秒〜１００ミリ秒）にわたって再開させる。次に、少なくともの薬剤カウントが登録されるまで、前記駆動機構はオフにされる。未だに前記カウントが不足する場合、このプロセスを繰り返す。

欧州特許出願第１，８５２，３７２号（Ｏｇａｗａらに付与、名称：「Ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｂｏｗｌ， ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｂｏｗｌ ｆｅｅｄｅｒ， ａｎｄ ｖａｃｕｕｍ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｐｐａｒａｔｕｓ」）において、特に振動ボウルなどが開示されている。前記振動ボウルは、供給対象物体の数を正確に計数することができ、先導物体を外部へと単位時間毎に１つずつ正確に誘導し、送り通路上の中間点において物体の集合を簡単な整列手段によって一列に整列させる。

米国特許出願公開第２００３／０２２２９１号（Ｇｅｒｏｌｄらに付与、名称：「Ａｕｔｈｏｍａｔｅｄ ｐｉｌｌ−ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ」）において、特に、固形錠剤の自動分配のために有用に用いられる大量貯蔵ユニットが開示されている。前記大量貯蔵ユニットは、一定長さの経路と、上流端部と、下流端部とを含む。前記経路は、前記経路の振動時において、錠剤を前記経路の長さに沿って長手方向に送るように適合される。貯蔵ユニットは、ホッパーを含む。前記ホッパーは、前記経路上に配置され、錠剤を前記上流端部上に落下させるための開口部を有し、前記貯蔵ユニットは、開口位置と閉鎖位置との間で移動可能なドアを含む。前記開口位置において、単一化された錠剤が前記下流端部から落下し、前記閉鎖位置において、錠剤が前記経路から落下する事態が回避される。前記ドアは、前記閉鎖位置に近づいて前記閉鎖位置へと移動した場合、前記長手方向に対して平行に移動して、これにより、前記ドアが前記閉鎖位置に来るのとともに、前記下流端部から部分的に取り扱われる錠剤は全て前記経路上へと押し戻される。

米国特許出願公開第２０１０／０２０５００２号（Ｃｈａｍｂｅｒｓへ付与、名称）「Ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｐｉｌｌ−ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ」）において、特に、錠剤を振動フィードボウルのらせん状縁部上に送り、単一化器を通過させる点についての開示がある。概して一列の様態で送られた各錠剤は、１つずつ振動フィードボウルの出口縁部から錠剤分配経路の上部内へと落下する。前記錠剤が前記上部を通過する際、前記錠剤は、第１のセンサー対および第２のセンサー対から発射された光線中も通過する。その後、前記錠剤は、前記分配経路の下部（通常は分配シュート）を下方に通過し続ける。前記分配シュートを通過した後、前記錠剤は分配首部を通過し、錠剤分配デバイスから錠剤瓶内へと入る。所望の数の錠剤が分配された後、コントローラは信号を送って振動ベースユニットをオフにする。さらに、錠剤停止機構が前記コントローラによって活性化されることで、前記出口縁部の近隣に配置されたさらなる錠剤が全て前記分配経路の上部内へと落下する事態が回避される。

米国特許第米国特許第６，４４９，９２７号（Ｉｓｈｉｚｕｋａへ付与、「Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ ｐｉｌｌ ｃｏｕｎｔｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ」）において、特に、円筒型錠剤ホッパーを含む装置が開示されている。前記円筒型錠剤ホッパーは、ベースプレート内の錠剤出口および中央穴部と、前記円筒型錠剤ホッパー内に取り付けられかつ前記ベースプレートの中央穴部中のシャフトボーン上に取り外し可能に取り付けられた回転分離フィーダーとを含む。前記フィーダーは、上側のより小さな直径の部分と、前記錠剤ホッパーの下部の内径に近い外径を有する下側のより大きな直径の部分とを含む。多数の垂直方向の貫通穴部は、前記下側のより大きな直径の部分の外周内に形成され、複数の錠剤を垂直方向に収容する前記錠剤出口と整列され、前記複数の垂直方向の貫通穴部は、その下部において拡大され、リング形状スリットが前記下側のより大きな直径の部分の外周内のこのような位置において形成され、これにより、底部からの実質的に１つの錠剤を収容する。錠剤分離プレートが前記錠剤出口の上方の円筒型錠剤ホッパー上に取り付けられ、前記スリット内に緩く取り付けられた内側突出先端部を有する。前記装置は、前記ホッパーの円筒部の内壁の汚損および前記錠剤の汚損または破損を回避しつつ、前記錠剤を迅速かつ高精度に計数することができる。

米国特許第米国特許第４，３８２，５２７号（Ｌｅｒｎｅｒへ付与、名称：「Ａｒｔｉｃｌｅ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ」）において、特に、計量または計数された品物の分配のためのシステムが開示されている。前記システムにおいて、ボウル形状のフィーダーホッパー中の品物の制御レベルを維持するように、品物が振動コンベヤによって供給ホッパーから供給される。重量計実施形態において、品物は先ずフィーダーホッパーから排出されてから、２つの排出開口部を通過してアキュムレータバケツ内へと入る。計量ユニットは、前記バケツ中の品物の重量を監視し、前記バケツ中の品物の重量が所定の重量に近づき始めると、ドアに信号を送信して、前記排出開口部のうち１つを閉鎖させる。その後、前記バケツ中の品物の重量が前記所定の重量により近くなると、前記計量ユニットは、フィーダーホッパードライブへと信号を送って、前記フィーダーホッパードライブの送り動作を低速化させる。フィーダーホッパー排出開口部は、ドア制御開口部から高速で大量の品物が送出される位置において相互に近接して配置され、その他の開口部からは、一列のトリクルフィードが送出される。カウンターの実施形態において、単一の排出開口部を有するフィーダーホッパーを用いて、品物を一列の様態でフィーダーホッパーからカウンターユニットを通じてアキュムレータバケツへと送る。

日本特許第２，１３２，０１１号（Ｋａｚｕｍｉらに付与、名称：「Ｇｒａｎｕｌａｒ ｍａｔｅｒｉａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ」）の英文要約において、排出制御精度の向上についての開示がある。この排出制御精度の向上は、振動フィーダーを用いた医薬用定量排出デバイス中の流速が一定になるように、負荷および各振動周波数の流速の測定データに基づいた負荷変動またはフィーダーに応答した振動周波数を選択することにより、行われる。前記デバイスは、中央処理装置を含む。前記中央処理装置は、入力されたバルク材の種類（例えば、Ｄ１）に応じて、振動周波数、負荷、および流速の中から関連データを選択する。重量測定デバイスから出力された負荷信号ＳＬに基づいて、現在の負荷に対応する最適周波数がデータＤ１から選択され、周波数信号に対応するＡＣ電源が、Ｄ／Ａ変換回路、積分回路、Ｖ／Ｆ変換回路および出力駆動回路を介して電磁部へと送られる。振動フィーダーが事前設定された周波数において作動し、流速はほぼ一定となる。このような構成により、排出制御精度の向上が可能となる。

いくつかの分配およびパッキング機器は、収集された物体の実数を決定するための計数機構を含む。光源から画素化アレイ上への照明を遮る物体を監視することにより、注入される物体の計数を行うことが可能となる。

このような機構については、例えば、米国特許５，７６８，３２７号（Ｐｉｎｔｏらに付与、名称：「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ｃｏｕｎｔｉｎｇ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｏｂｊｅｃｔｓ」）に開示がある。Ｐｉｎｔｏによれば、物体カウンターは、切頭円錐形部を有する送り漏斗を含む。前記切頭円錐形部の幅狭端部は、実質的に矩形断面を有する実質的に垂直な送りチャンネルへと連結される。一対の線形光学センサーアレイが前記送りチャンネルの隣接する直交側に沿って配置され、対応する一対のコリメート光源が前記送りチャンネルの反対側の隣接側に沿って配置され、これにより、各アレイ内の各センサーは、対応する光源からの光を受け取る。前記送り漏斗内に入った物体は、前記送りチャンネル内へと落下し、前記物体が前記送りチャンネルを通過する際、前記物体の影が前記アレイ内のセンサー上に影が投影される。前記２つの線形光学アレイそれぞれからの出力は、（好適には多様な緩めの基準に従って）別個に処理される。これにより、２つの物体のカウント値が得られる。これら２つの緩めのカウント値のうちより高いカウント値が高精度カウント値として受容され、数値表示部上に表示される。別の実施形態において、４つのセンサーアレイおよび光源が設けられる。第３センサーアレイのおよび第４のセンサーアレイならびに対応する光源は、第１のアレイおよび第２のアレイの下流に配置される。前記センサーアレイそれぞれからの出力は別個に処理され、最も高い緩めのカウント値が高精度カウント値として受容され、数値表示部上に表示される。

欧州特許第１，０８３，００７号（Ｓａｔｏｒｕらに付与、名称：「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ｓｏｒｔｉｎｇ ｇｒａｎｕｌａｒ ｏｂｊｅｃｔｓ ｗｉｔｈ ａｔ ｌｅａｓｔ ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｌｅｖｅｌｓ」）において、特に、異なるサイズの物品を選別するための方法およびシステムが開示されている。前記方法およびシステムにおいて、連続的に流動している粒状物体が光によって照射される。その結果得られた固体画像デバイスからの画素信号は、第１のレベルの粒状物体の欠陥部位を検出するように決定された所定の輝度の閾値によって２値化され、前記画素信号はまた、第２のレベルの欠陥部位を検出するように決定された所定の輝度の閾値によって２値化される。前記第２のレベルは、前記第１のレベルよりも色調がより高い色を表す。前記２値化画素から欠陥画素信号が検出された場合、中央位置において欠陥粒状物体の画素が指定され、選別信号が出力されて、前記指定された中央位置における画素に対応する欠陥粒状物体の中央位置に作用する。濃い色の部位を含む粒状物体は、小さいサイズものであっても、有効に排出され得る生産物価値へ影響を与える。小さくかつ色の薄い欠陥部位を含む粒状物体を選別しないようにすることにより、選別歩留まりが向上し、生産物価値への影響も無くなる。

よって、当該分野において、所定の分量の物品の各グループへの分配を高精度、迅速かつ効率的に行うための分配装置および方法が必要とされている。

実施形態によれば、多数のコンテナそれぞれに所定数の物品が含まれるように、前記多数のコンテナ中に別個の物品を分配する方法が提供される。前記方法は、以下を含む：コンベヤ上に配置された物品が少なくとも部分的に平行してコンテナ内に落下するように前記コンベヤを作動させることであって、前記コンベヤは、前記所定数よりも少数の物品が前記コンテナ内に落下するように一定期間にわたって作動される、ことと、前記作動時において前記コンテナ内に物品が落下した後、前記作動後の慣性力に起因する前記コンテナ中の行方不明物品の数を決定することと、前記コンベヤをパルス持続時間にわたって作動させること。

いくつかの実施形態において、前記方法は、より早期の較正段階をさらに含む。前記より早期の較正段階において、前記コンベヤを作動させる期間を第１の関数に従って決定する。

いくつかの実施形態において、前記方法は、前記較正段階の前記第１の関数と関連付けられたパラメータをオンザフライで更新することをさらに含む。

いくつかの実施形態において前記方法は、前記パルスを第２の関数に従って決定することをさらに含む。

いくつかの実施形態において、前記方法は、前記較正段階の前記第２の関数と関連付けられたパラメータをオンザフライで更新することをさらに含む。

前記方法のいくつかの実施形態において、前記コンベヤは、一定の特性と共に作動する。

前記方法のいくつかの実施形態において、前記特性は、速度、振動周波数、振動振幅および傾斜からなる群から選択される。いくつかの実施形態において、前記方法は、前記行方不明の物品が前記パルス持続時間時に落下するかまたは前記パルス持続時間後に作用する慣性力に起因して落下するように前記パルス持続時間を決定することをさらに含む。

前記方法のいくつかの実施形態において、前記コンベヤは前記物品を第１の方向において搬送し、前記物品が前記第１の方向に直交する方向において少なくとも部分的に重複するように、前記コンベヤ上に２つ以上の物品が配置される。

前記方法のいくつかの実施形態において、前記物品は、システムを用いて計数される。前記システムは、１つ以上の電磁エネルギー源と、前記電磁エネルギーを受容する１つ以上のセンサーとを含む。

前記方法のいくつかの実施形態において、前記物品は、システムを用いて計数される。前記システムは、３つ以上の電磁エネルギー源と、３つ以上のセンサーとを含む。前記電磁エネルギー源のうち２つ以上から、電磁エネルギーが非垂直方向において放射される。

実施形態によれば、多数のコンテナそれぞれに所定数の物品が含まれるように前記多数のコンテナ内に別個の物品を分配するための装置がさらに提供される。前記装置は、以下を含む：物品をフィーダーから位置へと搬送するコンベヤであって、前記位置から前記物品が前記コンテナ内へと落下する、コンベヤと、前記コンテナ前記コンベヤの作動時においておよび前記作動後の慣性力に起因して前記コンベヤ内に落下した物品の数を計数するための計数機構と、前記コンベヤを制御コマンドに従って作動または停止させるアクチュエータと、前記計数機構からのカウント値を受信するコンピューティングプラットフォームであって、前記コンピューティングプラットフォームは、前記アクチュエータへと提供されるべき前記制御コマンドを生成する、コンピューティングプラットフォーム。前記コンピューティングプラットフォームは、以下を行うように構成された制御コンポーネントを実行する：必要な数よりも少数の物品が前記作動時および前記作動後の慣性力に起因して前記コンベヤから前記コンテナ内へと落下するように前記コンベヤを作動持続時間にわたって作動させるための第１のコマンドを前記アクチュエータへと生成することと、前記作動時および前記作動後の慣性力に起因して物品が前記コンテナ内に落下した後の前記コンテナ中の行方不明物品の数を決定することと、前記コンベヤをパルス作動持続時間にわたって作動させるための第２のコマンドを前記アクチュエータへと生成すること。

前記装置のいくつかの実施形態において、前記制御コンポーネントは、前記パルス作動持続時間時または前記パルス作動持続時間後に作用する慣性力に起因して前記行方不明の物品が落下するように、前記パルス作動持続時間を決定するように、さらに構成される。

前記装置のいくつかの実施形態において、前記第１のコマンドは、前記コンベヤを一定の特性と共に作動させるように構成される。

前記装置のいくつかの実施形態において、前記特性は、速度、振動周波数、振動振幅および傾斜からなる群から選択される。前記装置のいくつかの実施形態において、前記作動持続時間は、第１の関数に従って決定される。

前記装置のいくつかの実施形態において、前記パルス作動持続時間は、第２の関数に従って決定される。前記装置のいくつかの実施形態において、前記コンベヤは、前記物品を第１の方向において搬送するように構成され、前記物品が前記第１の方向に直交する方向において少なくとも部分的に重複するように、前記コンベヤ上に２つ以上の物品が配置される。前記装置のいくつかの実施形態において、前記計数機構は、１つ以上の電磁エネルギー源と、前記電磁エネルギーを受容する１つ以上のセンサーとを含む。

いくつかの実施形態において、前記装置は、３つ以上の電磁エネルギー源と、３つ以上のセンサーとをさらに含む。前記電磁エネルギー源のうち２つ以上から、電磁エネルギーが非垂直方向において放射される。

実施形態によれば、物品分配器がさらに提供される。前記物品分配器は、以下を含む：平行搬送コンベヤと、前記コンベヤの一端の下側に配置された計数機構であって、前記計数機構は、前記コンベヤから落下した物品を計数し、前記物品のうち少なくともいくつかは、前記計数機構を通じて落下する際に少なくとも部分的に水平方向において平行である、計数機構と、前記コンベヤおよび前記計数機構へと接続されたコンピューティングプラットフォームであって、前記コンピューティングプラットフォームは、現在のバッチの所望の物品カウント値にほぼ到達した旨が前記計数機構から通知されるまで前記コンベヤを連続モードで作動させ、かつ、パルスモードにおいて前記所望の物品カウント値から行方不明となっている少なくとも一定量の物品を完了するように構成され、前記パルスモードは、１つ以上のパルスにおける前記コンベヤの起動を含み、前記１つ以上のパルスの長さは、前記コンベヤの作動による直接的結果および前記パルス後の慣性力に起因する間接的結果によって一定数の物品を前記コンベヤから落下させるように事前決定される。

前記物品分配器のいくつかの実施形態において、前記コンピューティングプラットフォームは、物品分配タスクの前の較正段階において、前記パルス長さおよび前記連続作動モードの長さのうち少なくとも１つを事前決定するようにさらに構成される。

前記物品分配器のいくつかの実施形態において、前記コンピューティングプラットフォームは、複数のバッチの分配を含む分配タスク時において前記パルス長さおよび前記連続作動モードの長さのうち少なくとも１つを調節することで、後続バッチにおける前記所望の物品カウン値の整合性の精度を向上させるように、さらに構成される。

実施形態によれば、コンピュータプログラム製品がさらに提供される。前記コンピュータプログラム製品は、以下を含む：非一時的なコンピュータで読み出し可能な媒体と、必要な数よりも少数の物品が前記作動時および前記作動後の慣性力に起因して前記コンベヤからコンテナ内へと落下するように、アクチュエータにコンベヤを持続時間だけ作動させるための第１のコマンドを生成する第１のプログラム命令と、前記作動時および前記作動後の慣性力に起因して前記コンテナ内に物品が落下した後の前記コンテナ中の行方不明物品の数を決定するための第２のプログラム命令と、前記アクチュエータに前記コンベヤをパルス持続時間だけ作動させるための第２のコマンドを生成するための第３のプログラム命令。前記第１のプログラム命令、第２のプログラム命令および第３のプログラム命令は、前記非一時的なコンピュータで読み出し可能な媒体上に保存される。

例示的実施形態を参照図面に図示する。図面中に図示する要素の寸法および特徴は、主に便宜上および分かり易さのために選択されたものであるため、必ずしも縮尺通りではない。図面を以下に示す。

本発明のいくつかの例示的実施形態による物品分配のための機器の模式図である。 本発明のいくつかの例示的実施形態による分配用機器を較正するための方法におけるステップのフローチャートである。 本発明のいくつかの例示的実施形態による分配用機器を作動させるための方法におけるステップのフローチャートである。 本発明のいくつかの例示的実施形態による計数機構の光学配置構成の例示的配置構成である。 本発明のいくつかの例示的実施形態による前記計数機構の光検出器の例示的スナップショットである。 本発明のいくつかの例示的実施形態によるインコヒーレント光を用いた計数機構の例示的光学配置構成である。

以下の記載は、所定量の別個の物品（例えば、種子、宝石、医薬錠剤、キャンディー）の高精度かつ効率的分配に関連する。

本開示の方法および装置が対処する１つの技術的問題として、コンテナから物品を同一の所定数だけ別個のパッケージ内に分配するという状況がある。顧客の不満足および苦情を回避するために、前記分配は高精度で行う必要があり、前記所定数を下回る数の物品がパッケージ中に含まれないようにする必要がある。一方、前記所定数を越える数の物品がパッケージ中に含まれることは稀であり、これにより、無駄および財政的損失が回避される。

１つの技術的解法として、所定数の物品を分配するための装置および方法の提供がある。

前記装置は、フィーダー（例えば、ホッパー）を含み得る。前記フィーダー（例えば、ホッパー）は、大量の分配対象物品を含み得る。前記ホッパーは、アクチュエータによって起動されるコンベヤ上へ前記物品を放出する。前記アクチュエータは、コンピューティングプラットフォームによって制御される。

前記コンベヤは、コンベヤベルト、振動コンベヤ、振動シュート、傾斜変更型シュート、または物品搬送を経路に沿って行うための任意の類似の手段であり得る。いくつかの実施形態において、前記物品は前記フィーダーから自由に放出され、これにより、複数の物品の放出を同時または最小時間差で行うことができ、これにより、第２の物品の放出が開始する前に第１の物品の放出が完了する。

前記コンベヤは、前記物品を前記フィーダーから計数領域へと移動させる。いくつかの実施形態において、前記計数領域は、前記コンベヤの端部の下側に配置され、これにより、前記物品が前記コンベヤから充填対象コンテナ内へと落下していく際に、前記物品が計数機構によって計数される。

いくつかの実施形態において、起動時における前記コンベヤの偶発的加速および停止時の減速を回避するために、前記アクチュエータは、前記コンベヤを一定の特性と共に移動させる（例えば、速度、振動周波数、振動振幅、シュート傾斜、および／またはこれに類するもの）。

前記物品は、前記コンテナ内に落下する際に計数される。少なくとも所定数の物品が前記コンテナ内に落下した後、前記コンベヤは停止される。

いくつかの実施形態において、前記所定数はアンダーシュートである（すなわち、前記所定数は、最終的に分配すべき物品数よりも少数である。なぜならば、前記コンベヤが停止した後にも１つ以上の物品が慣性力に起因して前記コンベヤの端部から前記計数領域を通じて前記コンテナ内へと落下する可能性を考慮に入れているからである）。前記コンベヤの停止後に落下した物品（単数または複数）も計数され、前記コンテナ中の物品の合計数が決定される。

実施形態において、前記慣性が低下したときでも、分配された物品の合計数がほとんど全ての場合において最終的に必要な数よりも少数となるように、前記システムが構成される。これらの場合において、前記制御システムは前記コンベヤを必要に応じて１つ以上のパルスにおいて再起動させ、これにより、さらなる物品を前記コンベヤから落下させ、前記最終数を完了する。

パルスは短時間起動に関連し、前記パルス内において、前記コンベヤは一定速度（または他の特性）において短時間だけ作動する。いくつかのパルスをさらに短くすることもでき、その場合、前記コンベヤは、先行する一定速度に到達しない。

典型的には、パルスは数分の一秒だけ継続し得、いくつかの物品（例えば、１〜１０個の物品）を前記コンベヤから落下させる。

分配された物品の累積数を各パルス後に決定して、さらなるパルスが必要か否かを決定する。分配された物品の数が前記必要な物品数に到達した（かまたは前記必要な物品数を越えた）後、前記コンテナを取り外し、新規コンテナを配置し、前記新規コンテナが同様に充填される。

前記方法および装置において、各種類の分配タスクの較正が必要となり得る。前記較正は、前記分配された物品の特性（例えば、サイズ、形状、重量、前記コンベヤに対する摩擦係数および／またはこれに類するもの）に依存し得る。前記較正はまた、前記装置の作動パラメータ（例えば、最低速度または最高速度、加速および減速速度、物理的寸法および／またはこれに類するもの）にも依存し得る。

較正は、前記装置の起動に関連する１つ以上のパラメータ（例えば、前記物品を前記ホッパーから前記コンベヤ上へと分配する速度、前記必要な分量のうち大部分を分配するために前記制御システムによって前記コンベヤが起動される初期時間長さ、および前記所定の分量の分配を完了するために必要なパルス持続時間）を決定することを含む。いくつかの実施形態において、前記パルスの長さは、コンテナ内において未だ行方不明である物品の数に依存し得る。例えば、１つまたは２つの物品が行方不明である場合、前記コンベヤを１００ミリ秒パルスだけ起動させるように、前記装置を較正することができる。しかし、行方不明の物品が２０個である場合、前記パルス長さを５００ミリ秒と決定することができ、その後においてもまだいくつかの物品が行方不明である場合、別のパルスが必要となり得る。当然のことながら、これらの例示的値は、分配された物品の種類および／または前記装置の作動パラメータに応じて異なり得る。

いくつかの実施形態において、前記コンベヤは、各分配種類に対して異なる特性（例えば、速度、振動速度、振動振幅および／またはこれに類するもの）をとり得、これらの特性も、前記較正段階時において決定することが可能である。

新規種類の分配タスクの前に行われる較正ステップに加えて、分配タスクが実行されている最中に、較正をオンザフライで行うことが可能である。１つの物品グループの分配が終了した後、このグループを特徴付ける作動パラメータを用いて、次のグループ用のパラメータを調整することができる。例えば、初期較正においてはコンベヤで５個の物品を停止させた後に最終カウントに到達するはずであると決定されたものの、当該タスク時において前記最終カウントを越えるオーバーシュートの発生頻度が高すぎることが分かった場合、後でオンザフライで較正を行って、前記コンベヤで６個の物品を停止させた後に前記最終カウントに到達するように前記装置を設定することが可能である。同様に、所望の結果からの逸脱がいずれかの時点において検出された場合、他のパラメータの調整することが可能である。このようにして、特に分配先として多数のグループが存在する長期分配タスクにおいて、前記分配ステップに対して一定の制御がかけられ、これにより、初期較正からの逸脱が回避または少なくとも軽減される。

前記コンテナ内に落下した物品数を決定するために用いられる前記計数機構は、多様な様態で実行され得る。いくつかの例示的実施形態において、方法および配置構成において、前記物品の落下領域を横断する水平切断面上に配置された２つ以上の光源（例えば、３つの光源）が用いられ得る。各光源に向かって光電子センサーが配置され、これにより、前記光源から光が出射されかつ落下した物体が無い場合、前記センサー内のセル全てが照射される。いくつかの実施形態において、前記光源から出射される光は、非垂直方向に交差する（例えば、６０度または１２０度）。このような構成にした場合、得られたスナップショットの分析において幾何学的利点が得られる。すなわち、１つ以上の物体が落下する場合、前記物体それぞれの位置に応じて、１つ以上の暗黒領域が前記センサーのうち１つ以上上において検出される。センサー上の暗黒領域の原因となる影を発生させた物体の数を、画像分析技術によって決定することができる。しかし、各単一のセンサーについて、この数が誤っている場合がある。なぜならば、１つ以上の落下物品が他の１つ以上の他の落下物品によって全体的または部分的に被覆されている場合があるからである。このような場合は、２つ以上の物品が少なくとも若干水平方向に平行に落下した場合に発生することが多い。そのため、複数の光源および複数のセンサーを用いる。いくつかの実施形態において、物品数を決定する際、センサーのうち任意のセンサーが決定することが可能な最大物品数として決定することができる。他の実施形態において、物品数を決定する際、大多数のセンサーによって検出される物品数として決定することができる。実際に物品を決定するための方法は、要素（例えば、物品のサイズおよび形状、センサーの暗黒領域の分析を行う周波数）に基づいて決定され得る。上記において詳述した較正段階時において周波数を決定してもよい。

本開示の内容１つの技術的効果として、パッケージ内に必要な数を１００％に近い確率で高精度に含めることができかつタスクを高効率で行って利用可能なリソースを良好に利用できるように、所定数の物品をコンテナ内に高精度で分配するための方法および装置が提供される点がある。

ここで、図１を参照する。図１は、所定数の物品を高精度および高効率で分配するための装置の模式図である。

前記装置は、機器１００を含む。機器１００は、コンピューティングプラットフォーム１０４からの制御コマンドを送受信する。機器１００は、計数機構１４０を含む。計数機構１４０は、コンピューティングプラットフォーム１０４へと情報を提供し、その後制御コマンドが提供され得る。

機器１００は、コンテナ（例えば、ホッパー１１２）を含む。前記コンテナは、コンテナ内へと分配されるべき多数の物品１１６を含む。各コンテナ（例えば、コンテナ１３２）は、所定数の物品１１６を収容するためのものである。

ホッパー１１２は、物品コンテナの一例として図示されており、ゲート１１４を含み得る。ゲート１１４を上昇または下降させると、ホッパー１１２からコンベヤ１２０上へと分配される物品１１６の数が制限される。いくつかの実施形態において、ゲート１１４の高さを調整する際には、複数の物品１１６が同時にまたは部分的重複した時間枠においてコンベヤ１２０上へと分配されるように調整を行い、これにより、２つの連続する物品がホッパー１１２から退出する際の時間枠間間において時間差が生じないようにする。複数の物品を同時に取り扱うことにより、前記方法および装置において高速分配および高歩留まりが可能となる。

コンベヤ１２０は、コンベヤベルト、振動シュート、変更可能な傾斜角度を有するシュートなどであり得る。任意選択的に、コンベヤ１２０は、一定の形態（本明細書中以下「平行搬送コンベヤ」）であり、これにより、複数の物品の搬送を少なくとも部分的に平行な様態で搬送方向に対して直交方向に行うことが可能となる。

コンベヤ１２０は、アクチュエータ１２４によって制御される。アクチュエータ１２４は、コンピューティングプラットフォーム１０４からコマンドを受信する。アクチュエータ１２４は、電流、油圧、空気圧または他の任意のエネルギー源によって動作することができ、エネルギーを何らかの種類の動きに変換する。前記動きは、コンベヤ１２０へ付加される。

アクチュエータ１２４の機能は、コンベヤ１２０の特性に依存する。例えば、コンベヤ１２０がコンベヤベルトである場合、アクチュエータ１２４は前記ベルトを駆動するまたは停止させる。コンベヤ１２０が振動シュートである場合、アクチュエータ１２４は、振動エンジンを起動または停止させる。コンベヤ１２０が可変傾斜シュートである場合、アクチュエータ１２４は、前記シュートの片側を下降または上昇させる。

作動時において、物品１１６は、コンベヤ１２０に沿って進むかまたはコンベヤ１２０と共に進んで、コンベヤ端部１２８まで到達する。端部１２８において、前記物品はコンテナ１３２内に落下する。いくつかの実施形態において、中空構造（例を非限定的に挙げると、円筒型パイプ１３６）が、端部１２８またはその近隣からコンテナ１３２またはその近隣へと延びる。よって、パイプ１３６は、端部１２８、コンテナ１３２またはこれら両方に接続することもできるし、あるいはいずれにも接続しないことも可能である。他の実施形態において、パイプ１３６を省略することもでき、その場合、前記物品は、限定された空間内を落下するのではなく、自由に落下する。コンベヤ１２０上に物品を自由に配置したほとんどの状況において、前記物品のうちほとんどは、コンベヤ１２０の移動方向に対して直交方向において少なくとも部分的に重複する。換言すれば、物品を層状に重なった様態でランダムに平行に配置することができかつ／またはこれに類する様態で配置することができる。その結果、前記コンベヤにおいて、より高速な分配と、より高い歩留まりとが可能になる。

落下した物品は、計数機構１４０を通過する。計数機構１４０は、パイプ１３６と一体化され得る。あるいは、パイプ１３６を２つの部分から構成することも可能であり、この場合、１つの部分が端部１２８から計数機構１４０へと延び、他方の部分が計数機構１４０からコンテナ１３２へと延びる。

計数機構１４０によって決定された物品カウント値は、コンピューティングプラットフォーム１０４へと転送される。

以下、計数機構１４０について、図３Ａおよび図３Ｂを参照してさらに詳述する。

コンピューティングプラットフォーム１０４は、プロセッサ１４４を含み得る。プロセッサ１４４は、任意の中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、電気回路、集積回路（ＩＣ）などであり得る。あるいは、コンピューティングプラットフォームをハードウェアまたは構成可能なハードウェア（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））として実行してもよい。さらに他の代替例において、プロセッサ１４４は、特定のプロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）またはマイクロコントローラ）に合わせて書き込まれたかまたは移植されたファームウェアとして実行され得る。プロセッサ１４４は、コンピューティングプラットフォーム１０４またはコンピューティングプラットフォーム１０４の任意のサブンポーネントに必要な数学的命令、論理命令または他の任意の命令を行うために用いられ得る。

いくつかの実施形態において、コンピューティングプラットフォーム１０４は、ＭＭＩ（ヒト／機器インターフェース）モジュール１４８を含み得る。ＭＭＩモジュール１４８を用いて、機器１００、計数機構１４０またはユーザへの入力提供または機器１００、計数機構１４０またはユーザからの出力受信を行うことが可能である（例えば、装置の較正および作動に関連する特定のユーザコマンドまたはパラメータの受信、情報の保存および検索、装置性能の分析のための出力提供）。

いくつかの例示的実施形態において、コンピューティングプラットフォーム１０４は、１つ以上の記憶装置（例えば、記憶装置１５２）を含み得る。記憶装置１５２は、非一時的（不揮発性）または一時的（揮発性）であり得る。例えば、記憶装置１５２は、フラッシュディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、メモリチップ、光学記憶デバイス（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、またはレーザディスク）、磁気記憶デバイス（例えば、テープ、ハードディスク、ストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）、ネットワーク接続ストレージ貯蔵（ＮＡＳ））、半導体記憶装置（例えば、フラッシュデバイス、メモリスティック）である。いくつかの例示的実施形態において、記憶装置１５２は、以下に詳述する制御コンポーネント１６０のプログラムコードを保持し得る。前記プログラムコードが動作すると、プロセッサ１４４は、以下に詳述する図２のステップのうちいずれかと関連付けられた行為を行い、ユーザへの情報表示などを行い得る。記憶装置１５２はまた、較正結果などの情報も保持し得る。このような情報は、特定の種類の分配タスク、完成コンテナ数、各コンテナ中の物品数などに合わせて聴きを動作させるために用いられる。

コンピューティングプラットフォーム１０４は、１つ以上の入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス１５６（例えば、端末、ディスプレイ、キーボード、入力デバイス）をさらに含み得るかまたは前記１つ以上の入力／出力と関連付けられ得、これによりシステムと相互作用して、例えば前記機器の較正のための命令を提供する。

コンピューティングプラットフォーム１０４は、制御コンポーネント１６０を実行し得る。制御コンポーネント１６０は、任意選択的に較正時および任意選択的に作動時において例えば計数機構１４０から受信されたカウント値に従って、アクチュエータ１２４へと提供されるべき制御コマンドの決定および生成を行う。制御コンポーネント１６０は、１つ以上の組の相関付けられたコンピュータプログラム命令として実行され得る。前記１つ以上の組の相関付けられたコンピュータプログラム命令は、任意のプログラミング言語を用いて任意の開発環境下において開発され得る。前記コンピュータプログラム命令は、記憶装置１５２上に記憶され得、プロセッサ１４４または他の任意のプログラマブル処理装置へと提供され得、これにより機器が生成され、その結果、前記命令が前記プロセッサを介して実行すると、フローチャートまたはブロック図中に記載された機能を実行する手段が得られる。

前記コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータによって読み出し可能な非一時的媒体上にも記憶され得、これにより製造物品が生成される。以下、制御コンポーネント１６０によって行われるステップについて、図２を参照してしてさらに詳述する。

コンピューティングプラットフォーム１０４は、機器１００から遠隔位置において設けてもよいし、機器１００の一部として設けてもよいし、あるいはこれらの任意の組み合わせとして設けてもよいことが理解される。

ここで図２Ａおよび図２Ｂを参照する。図２Ａおよび図２Ｂは、物品の分配を高精度および高効率で行うことで高スループットを得るための分配用機器（例えば、図１に示すもの）の較正および作動を行うための方法におけるステップのフローチャートである。

図２Ａは、分配機器の較正段階２００の実施形態におけるステップのフローチャートである。

ステップ２０８において、コンベヤを第１の持続時間にわたって起動させる。いくつかの実施形態において、前記第１の時間間隔は、コンベヤ１２０の初期の偶発的加速期間が完了した後の物品の落下速度が実質的に均一となるくらいに十分に長い時間間隔である（前記偶発的加速期間は典型的には、数分の一秒だけ続く）。

ステップ２１２において、前記コンテナ中に落下した物品を決定する。前記落下した物品は、前記コンベヤが停止した後に慣性力に起因して落下した物品も含む。ステップ２１２は、ステップ２０８と少なくとも部分的に同時に行うことが可能であることが理解される。なぜならば、落下中の物品および／またはコンベヤ停止後の物品を計数することが可能であるからである。

ステップ２１６において、第１の関数を決定する。前記第１の関数は、起動時におけるシステムのスループットに関連する。前記第１の関数は、コンベヤ作動時におよびコンベヤ作動に起因して落下する物品数と、コンベヤの作動が必要な期間とを関連付ける。前記第１の関数は、例えば、分析的に記述することもできるし、ルックアップテーブルとして記述することもできるし、部品別関数として記述することもできる。前記第１の関数は、実質的に線形であってもよいし、実質的に線形でなくてもよく、前記第１の関数が非線形性である場合は、当該非線形性は、コンベヤの起動および停止時における偶発的加速期間および減速期間が短いことに主に起因することが理解される。

ステップ２２０において、前記コンベヤを起動させ、第２の時間間隔（パルス時間間隔と呼ぶ）にわたって作動させる。前記第２の時間間隔は、前記第１の時間間隔よりも実質的に短く、典型的には数分の一秒だけ継続することが多い。しかし、任意選択的に前記第２の時間間隔をいくつかの実施形態において数分の一秒よりも長く継続させてもよい。ステップ２２４において、前記作動時および前記作動に起因して落下した物品数を上記したステップ２１２と同様に決定する。１つのパルスは、前記コンベヤが比較的短期間にわたって一定速度（または他の特性）で作動する短い時間間隔に関連し得る。

ステップ２２０および２２４は、１回以上繰り返すことができる。なぜならば、機器の偶発的加速期間および減速期間がパルス時間全体に相対して長い場合に起因して、コンベヤを短期間だけ作動させた際のスループットの非線形性が高くなり得るからである。

ステップ２２８において、第２の関数を決定する。前記第２の関数は、パルス起動におけるシステムのスループットに関連する。前記関数は、前記コンベヤの起動時および前記コンベヤの起動に起因して落下した物品数と、前記コンベヤの起動に必要な期間とを関連付ける。前記関数は、分析的に記述してもよいし、ルックアップテーブルとして記述してもよいし、部品別関数として記述してもよいし、あるいは他の任意の様態で記述してもよい。

いくつかの実施形態において、前記第１の関数および第２の関数は、単一の（恐らくは）部品別関数として決定され得る。

前記第１の関数および第２の関数は、単一の各起動時ではなく複数の起動時において決定され得る。そのため、前記関数は、任意選択的に分析的方法を用いつつ、統計的に決定することができる。

いくつかの実施形態において、前記第１の関数および第２の関数が決定され、コンベヤが（加速時間および減速時間（例えば、速度、振動周波数、振動振幅）を除く）一定の特性下において動作する際に後で用いられる。

前記第１の関数を決定するステップは、ステップ２０８、２１２および２１６を含み、前記第２の関数を決定するステップは、ステップ２２０、２２４および２２８を含む。これらのステップは、逆の順序で行われ得る。

また、前記第１の関数および第２の関数は、物品および設定に依存し得る（すなわち、異なる物品を分配する場合、関数も異なり得る）ことが理解される。加えて、機器の他のパラメータも決定され得る（例えば、コンベヤ速度、周波数、ホッパーゲート高さ）。

ここで図２Ｂを参照する。図２Ｂは、分配機器の分配段階の実施形態におけるステップのフローチャートである。

ステップ２３２において、起動に起因して落下する物品数が各コンテナ中に分配すべき物品数に近づくように決定された一定期間にわたって、前記コンベヤを起動させる。前記持続時間は、較正段階のステップ２１６において決定された第１のスループット関数に従って決定される。いくつかの実施形態において、前記期間は、前記コンテナ内に前記必要な物品数未満の物品がほとんどの場合に含まれるように、決定される。その理由を述べると、このコンベヤの第１の作動においてより少数の物品を含めるようにすることで、物品を追加する方（過剰な数の物品を含める場合よりも）が修正が可能であり、概して望ましいからである。

ステップ２３６において、コンテナ内に落下した物品数を決定する。物品数には、コンベヤ停止後に慣性力に起因して落下した物品も含まれる。ことが理解されるいくつかの実施形態において、物品の計数は物品の落下時において行われ、このような落下は、コンベヤが動いているときと、コンベヤ移動の若干後とに発生する。

ステップ２４０において、分配すべき分量全体を完了するために、前記コンテナ内において未だに行方不明の物品があるか否かを決定する。

行方不明の物品が無い場合（このような場合は稀である）、任意選択のステップ２４２において、初期作動および１つ以上のパルス時において落下した物品数に基づいて、較正ステップ２００において設定されたスループット関数またはそのパラメータ（例えば、前記スループット関数における特定の点の値）を更新する。同様に、行方不明の物品数が較正ステップにおいてより早期に設定された数または先行分配されたグループ中の数よりも経時的に少数であるかまたは多数となった場合、前記初期作動および前記１つ以上のパルス時において落下した物品数に基づいて、前記スループット関数における特定の点の値を更新する。前記更新されたパラメータは、さらなるグループ物品を分配する際またはその後の起動の際において用いられ得る。較正パラメータのオンザフライ更新は、例えば１つのコンテナ内への物品分配後に行ってもよいし、複数のコンテナへの分配後に行ってもよいし、あるいは分配タスク全体が完了した後に行ってもよいことが理解される。前記関数またはパラメータを繰り返し更新することにより、精度が向上し、よって前記方法および装置のスループットが向上する。

前記較正パラメータの更新がオンザフライで行われるか否かにかかわらず、前記コンテナを取り外し、次のコンテナをステップ２４４において配置する。

未だに行方不明の物品がある場合、ステップ２４８において、パルスに起因して落下する物品数が必要な物品数に近くなるかまたは完了するように、前記パルス長さに対して必要な持続時間を決定する。前記持続時間は、較正段階におけるステップ２２８において決定された第２のスループット関数に従って決定される。

いくつかの実施形態において、コンテナ内の行方不明の物品数のパーセンテージが所定の値を越える場合（例えば、１０％または１０個を越える物品が行方不明である場合）、パルス長さの決定の際、パルス後に落下した物品合計数が多くの場合において必要物品数を完了できないようにして、別のパルスが必要となり得るように、パルス長さの決定を行う。このような決定により、より高い精度が得られる。すなわち、行方不明の物品数が多すぎる場合、単一の長いパルスは、複数のより短いパルスよりも低精度となり得る。しかし、行方不明の物品数が前記閾値を下回る場合、前記パルス後の物品合計数が前記必要な数に等しくなるように、パルス長さを決定する。

別の実施形態において、１つ以上の所定の長さのパルスのみをイネーブルすることで、コンテナから行方不明となっている物品がある場合、前記所定の長さのうち１つを選択することが可能となる。このような１つの所定の長さのみがイネーブルされる場合、ステップ２４８は省略可能である。

よって、ステップ２５２において、決定されたパルス長さまたは所定のパルス長さにわたってコンベヤを起動させることができる。

ステップ２５６において、落下物品数を上記のステップ２３６と同様に決定し、その後制御はステップ２４０へと戻る。

いくつかの実施形態において、分配対象物品の使用および性質に応じて、コンベヤを単一回起動させるたけで、十分に大きなパーセンテージの場合において、分配された物品数を必要数から十分な範囲内に収めることができる。しかし、より高い精度が必要な場合、オーバーシュートを最低限に抑えるために、１つ以上のパルスが必要となる。オーバーシュートは、一般的にパイプ１３６中に同時に落下する物品数（図１）に関連し得る。コンベヤ１２０の幅および／または構造は、パイプ１３６内に同時に落下する部ピン数を制限するように選択すればよい（例えば、前記物品数を最大３個に制限すればよい）。異なる実施形態において、前記物品の種類および／またはサイズに応じて、前記コンベヤの幅および／または構造によって制限される同時に落下する物品の数は異なり得る。

ここで図３Ａおよび図３Ｂを参照する。図３Ａおよび図３Ｂは、図１の計数機構１４０およびその作動モードの実施形態を示す。

図３Ａは、計数機構１４０の例示的実施形態を示す。前記機構は、光源と、落下物品の計数のために設計された光検出器との配置構成を含む。物品は、自由に落下させてもよいし、あるいは境界付き空間（例えば、図１の円筒型パイプ１３６）内において落下させてもよい。

前記配置構成は、前記パイプ内部においてパイプの２つの非連結部分間または前記物品の落下領域の周囲に配置され得る。

前記配置構成は、１つ以上の（例えば、３つの）源である電磁エネルギー３１６、３２０および３２４を含む（例えば、レーザーダイオード）と、３つの受容器３３６、３４０および３４４（例えば、光エネルギーまたは別の電磁エネルギーに対して感受性を有する光検出器）とを含む。前記源および受容器は全て、前記物品（例えば、物品３０４、３０８および３１２）の落下領域を包囲して配置され、落下方向に対して実質的に直交する一面上に実質的に設けられる。

いくつかの実施形態において、コリメート光源が用いられ得、他の実施形態において、非コリメート光源が好適であり得る。

いくつかの実施形態において、エネルギーが前記源のうち２つ以上から垂直方向において出射されるように、源３１６、３２０および３２４が配置され得る。他の実施形態において、これらの源のうち２つが垂直にならないゆおに、全ての源が配置される。例えば、３つの源を図３Ａに示すように６０度の角度で配置してもよいし、あるいは相互に１２０度で配置してもよい。

光源および光検出器はひとえに例示的なものであり、物体の存在の感知のために異なる技術が用いられ得ることが理解される。

分配装置が作動すると、各源から出射されたエネルギーが、各源に向かって配置されたセンサーによって検出される。よって、源３１６、３２０および３２４それぞれから出射されたエネルギーが、前記源に向かって配置されたセンサー（例えば、センサー３３６、３４０および３４４）それぞれによって検出される。

１つ以上の物品（例えば、物品３０４、３０８および３１２）がコンベヤ１２０の端部１２８からコンテナ１３２内へと落下すると、前記要素は計数機構１４０を通過し、前記センサーのうち１つ以上によって感知される。

いくつかの実施形態において、光エネルギーが出射されて感知されると、光源３１６、３２０および３２４から連続光が出射され、光検出器３３６、３４０および３４４がそれぞれサンプリングされる。他の実施形態において、源３１６、３２０および３２４から連続光が出射され、３３６、３４０および３４４がそれぞれサンプリングされる。光検出器３３６、３４０および３４４のサンプリングの周波数は、物品の落下速度に依存する。前記物品の落下速度は、落下端部１２８と計数機構１４０との間の距離に主に依存する。前記距離により、現時点での重力加速の達成度合いが決定する。光検出器３３６、３４０および３４４を各時間窓において少なくとも１回だけサンプリングする必要がある。前記時間窓の持続時間は、１つの物品が感知領域を通過するのに必要な時間（例えば、源３１６、３２０および３２４からの光線を通過するのに必要な時間）に等しい。そのため、各落下物品が視覚機構１４０を通じて落下する時間において少なくとも１回前記各落下物品が獲得されることが保証される。しかし、サンプリング周波数がより高い場合、同一物品が複数のスナップショット内に出現し得、２回以上計数され得る。このような計数は、１つのスナップショットの上部近隣に出現しておりかつ次のスナップショットの下部近隣に出現している物品を画像処理技術によって捨象することにより、実質的に修正することが可能である。

よって、物品が光源３１６、３２０および３２４からの光線を通じて落下するのにＴミリ秒が必要である場合、実質的にＴミリ秒毎にスナップショットを撮影すべきである。別の実施形態において、光検出器３３６、３４０および３４４をＣＣＤライン検出器として実行することができ、約５ＭＨｚ〜約１０ＭＨｚの回線周波数において連続動作される。ここで、画像がライン走査から構築および分析される。

ここで図４を参照する。図４は、図３Ａに対する代替的実施形態を示す。図４において、光源４０１は、インコヒーレント（任意選択的に白色）光を提供する。前記光は、物品３０４、３０８および３１２から反射され、レンズ（例えば、レンズ４１６、４２０および４２４）から検出器３３６、３４０および３４４上にそれぞれ収束する。

前記計数機構は、さらなるコンポーネント（例えば、源およびセンサーを接続している視覚部のうち任意のものにおける障害を回避するためのクリーニング機構）を含み得ることが理解される。前記クリーニング機構は、例えば空気を高圧で吹き出すことにより、機能し得る。

ここで図３Ｂを参照する。図３Ｂは、物品３０４、３０８および３１２が前記計数機構内を通過する際にセンサー３３６、３４０および３４４によってそれぞれ撮影された３つのスナップショット３４８、３５２および３５６の例を示す。物品３０４、３０８および３１２の影を３０４’、３０８’および３１２’によってそれぞれ示す。

画像分析技術（例えば、縁部検出）を用いて、各スナップショット内において物品を分離することが可能である。図３Ｂの例において、スナップショット３４８は３つの別個の物品を示し、スナップショット３５２は２つの別個の物品を示し、スナップショット３５６も３つの別個の物品を示す。

いくつかの実施形態において、特定の期間において落下する物品数は、前記スナップショットのうち任意のスナップショット上に示される最高数の物品として決定され得る。図３Ｂの例において、スナップショット３４８または３５６から分かるように３つの物品が落下したと決定することができる。他の例示的実施形態において、落下物品数は、大多数のスナップショット中に示される物品数として決定することができる。その結果、図３Ｂの例において、スナップショット３４８および３５６中においては３つの物品が落下しており、一方スナップショット３５２においては２つの物品のみが示されている場合がある。なぜならば、物品３０８が物品３０４の後に隠れており、源３２０の視界から見えなくなっているからである。さらなる方法を用いて、これらのスナップショットが撮影された際に落下していた物品数を決定することが可能であることが理解される。また、異なる数の源およびセンサーが利用可能であることも理解される。

いくつかのさらなる分析において、画像分析技術を用いて、前記センサー上の物品の多様な投射に従って、前記落下している物品が全体であるかまたは破損しているかを決定することができる。この機能を用いれば、破損物品を無視するかまたは物品の流れから除去することができ、これにより、コンテナ内に少なくとも必要数の適切な物品を含めることができる。あるいは、パッケージされたユニット１３２全体を捨象することもできる。

いくつかの実施形態において、スナップショットの分析と、画像数の決定とは、計数機構１４０の一部を構成するユニットまたはモジュールによって行われる。他の実施形態において、前記スナップショットは、落下物品数の処理および決定を行うためのコンピューティングプラットフォーム１０４または他の任意のコンピューティングプラットフォームへと転送することができる。

上記開示において、各コンテナ内に所定数の物品が含まれるように物品を任意選択的にコンテナ内に分配するための方法および装置について記載した。前記方法により、必要な数の物品を高パーセンテージの確率で高精度に分配することが可能となる。分配された物品数と正確な必要数とが等しくない場合、前記物品数が前記必要な数を越えかつ前記必要な数を下回らないことが保証される。実験結果により、本開示の方法を用いれば、正確な数の物品を約９９．９９％の確率で提供することが可能であることが分かっている。また、前記方法により、高効率および高スループットも可能となる。物品を一列の様態でホッパーから送出する必要が無いため、各起動においてより多数の物品を機器内に通過させることが可能となり、これにより、分配速度が全体的に向上する。

上記開示について例示的実施形態を参照して説明してきたが、当業者であれば、前記実施形態の要素において、本開示の範囲から逸脱することなく多様な変更が可能であり、均等例も代替可能であることを理解する。また、上記教示内容において、本開示の範囲から逸脱することなく特定の状況、材料、ステップまたはコンポーネントに合わせて多数の改変も可能である。よって、本開示の内容は、本発明の実施のための最適な様態として開示された特定の実施形態の開示に限定されず、以下の特許請求の範囲のみによって限定されることが意図される。

本出願の記載および特許請求の範囲において、「含む」および「有する」などの用語は、当該用語と関連付けられた部材に必ずしも限定されない。

Claims (4)

1. 物品分配器であって、
   平行搬送コンベヤと、
   前記コンベヤの一端の下側に配置された計数機構であって、前記計数機構は、前記コンベヤから落下した物品を計数し、前記物品のうち少なくともいくつかは、前記計数機構を通じて落下する際、少なくとも部分的に水平方向において平行である、計数機構と、
   前記コンベヤおよび前記計数機構へと接続されたコンピューティングプラットフォームであって、前記コンピューティングプラットフォームは、
   （ａ）所望の物品カウントの現在のバッチにほぼ到達した旨が前記計数機構によって通知されるまで前記コンベヤを連続モードで作動させ、また、前記所望の物品カウント値から行方不明となっている少なくとも一定量の物品を完了するために前記コンベヤをパルスモードで作動させるように、
   （ｂ）物品分配タスクの前の較正段階において、前記パルス長さおよび前記連続作動モードの長さのうち少なくとも１つを事前決定するように、
   構成される、コンピューティングプラットフォームと、
   を含み、
   前記パルスモードは、前記コンベヤを少なくとも１つのパルスにおいて起動させることを含み、前記少なくとも１つのパルスの長さは、前記コンベヤの作動に起因する直接的結果および前記パルス後の慣性力に起因する間接的結果によって一定数の物品が前記コンベヤから落下するように事前決定される、物品分配器。
2. 前記計数機構は、少なくとも３つの電磁エネルギー源と、少なくとも３つのセンサーとを含み、前記電磁エネルギー源のうち少なくとも２つから電磁エネルギーが非垂直方向において出射される、請求項１に記載の物品分配器。
3. 物品分配器であって、
   平行搬送コンベヤと、
   前記コンベヤの一端の下側に配置された計数機構であって、前記計数機構は、前記コンベヤから落下した物品を計数し、前記物品のうち少なくともいくつかは、前記計数機構を通じて落下する際、少なくとも部分的に水平方向において平行である、計数機構と、
   前記コンベヤおよび前記計数機構へと接続されたコンピューティングプラットフォームであって、前記コンピューティングプラットフォームは、
   （ａ）所望の物品カウントの現在のバッチにほぼ到達した旨が前記計数機構によって通知されるまで前記コンベヤを連続モードで作動させ、また、前記所望の物品カウント値から行方不明となっている少なくとも一定量の物品を完了するために前記コンベヤをパルスモードで作動させるように、
   （ｂ）複数のバッチの分配を含む分配タスク時において、前記パルス長さおよび前記連続作動モードの長さのうち少なくとも１つを調整して、後続バッチにおける前記所望の物品カウント値の整合性の精度を向上させるように、
   構成される、コンピューティングプラットフォームと、
   を含み、
   前記パルスモードは、前記コンベヤを少なくとも１つのパルスにおいて起動させることを含み、前記少なくとも１つのパルスの長さは、前記コンベヤの作動に起因する直接的結果および前記パルス後の慣性力に起因する間接的結果によって一定数の物品が前記コンベヤから落下するように事前決定される、物品分配器。
4. 前記計数機構は、少なくとも３つの電磁エネルギー源と、少なくとも３つのセンサーとを含み、前記電磁エネルギー源のうち少なくとも２つから電磁エネルギーが非垂直方向において出射される、請求項３に記載の物品分配器。
   

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