JP6189253B2 - 運搬装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、運搬装置に関する。

自動生産ラインなどにおいて、箱などの定形対象物や食品などの柔軟物である不定形対象物を持ち上げたり搬送したりする場合、工作機械、多関節マニピュレータおよび産業用ロボットなどに取り付けられる把持機構により把持し運搬動作が行われる。
不定形対象物を把持する場合には把持力により対象物形状が変形するため、不定形対象物を挟むハンドの材料を弾性体で構成する手法や、環状の移載ベルトを回転させて不定形対象物を移載する手法がある。

特開２００９−７２２０９号公報 特開２０１３−１５８８８８号公報

しかしながら、弾性体で形成されるハンドにより不定形対象物を把持する場合でも、対象物の形状は変形するため、少しの変形により破裂および破損が生じるような物体である場合は利用することができない。また、環状の移載ベルトを回転させて不定形対象物を移載する場合は、カーペットなどの高摩擦が生じる場所の上にある不定形対象物を移載する場合、環状移載ベルトが摩擦により不定形対象物の下に入り込みにくく、移載が困難である。また、積層された紙など低摩擦で動きやすい場所にある不定形対象物を移載する場合は、移載時に積層された紙の方が動いてしまうため、不定形対象物の移載が困難である。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、柔軟性および難掴持性を有する不定形対象物を適切に把持し運搬することができる運搬装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る運搬装置は、第１支持部、爪部、駆動ベルト、第１移載ベルトおよび第２移載ベルトを含む。爪部は、第１回転部および第２回転部を有し、先端が突出する。駆動ベルトは、一端が前記爪部に固定され、該爪部を進行方向に沿って進行させる。第１移載ベルトは、前記駆動ベルトの第１面に沿って並設され、一端が該第１面から離れるように前記第１回転部で折り返して前記第１支持部に固定される。第２移載ベルトは、前記第１面に対向する前記駆動ベルトの第２面に沿って並設され、一端が該第２面から離れるように前記第２回転部で折り返して前記第１支持部に固定される。第１移載ベルトおよび第２移載ベルトは、駆動ベルトが進行方向に沿って進行する場合に連動して延在する。

第１の実施形態に係る運搬装置を示す図。 爪伸縮部をｘ軸方向からみた図。 第１の実施形態に係る運搬装置の運搬処理を示す図。 第１の実施形態に係る運搬装置の運搬処理に関する第１の別例を示す図。 爪部の変形例を示す図。 第１の実施形態に係る運搬装置の運搬処理に関する第２の別例を示す図。 第２の実施形態に係る運搬装置を示す図。 第２の実施形態に係る運搬装置の運搬処理を示す図。 第２の実施形態に係る運搬装置の運搬処理に関する第１の別例を示す図。 第２の実施形態に係る運搬装置の運搬処理に関する第２の別例を示す図。 第２の実施形態に係る運搬装置の運搬処理に関する第３の別例を示す図。 第３の実施形態に係る運搬装置を示すブロック図。 運搬装置の動作制御を示すフローチャート。

以下、図面を参照しながら本開示の一実施形態に係る運搬装置について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行なうものとして、重ねての説明を省略する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る運搬装置について図１を参照して説明する。図１では、運搬装置１００が載置台１５１に載置された運搬の対象となる物体である対象物１５０を運搬する例である。

対象物１５０は、柔軟性および難掴持性の少なくともどちらか一方を有する物体であり、不定形対象物とも呼ぶ。不定形対象物としては、例えば、液体または粉末が入った袋、パン生地、果物、豆腐またはこんにゃくなどの物体が挙げられ、押圧することにより変形しやすく、押圧を中止すると元の状態に戻る形態である。従って、例えば対象物１５０の対向する側面を挟みこんで把持する場合は、対象物１５０が変形するため把持するのが難しい。なお、図１では、対象物１５０が１つである場合を示すが、複数存在してもよい。

第１の実施形態に係る運搬装置１００は、マニピュレータ１０１、間隔調整部１０２、第１支持部１０３、爪伸縮部１０４、爪先端部１０５、駆動ベルト１０６、第１移載ベルト１０７、第２移載ベルト１０８、第１爪回転ローラ１０９、第２爪回転ローラ１１０および方向変更部１１１を含む。

爪伸縮部１０４は、駆動ベルト巻回部１１２、回転駆動部１１３、押圧回転ローラ１１４、第１移載ベルト巻回部１１５および第２移載ベルト巻回部１１６を含む。方向変更部１１１は、第１変更回転ローラ１１７および第２変更回転ローラ１１８を含む。
また、爪先端部１０５、第１爪回転ローラ１０９および第２爪回転ローラ１１０をあわせて爪部とも呼ぶ。

マニピュレータ１０１は、複数の関節（図示せず）を有し、これらの関節を回動または直動させることにより、各部を移動させることができる。
間隔調整部１０２は、マニピュレータ１０１に接続され、直動機構により第１支持部１０３をｘ軸方向に移動可能とする。なお、直動機構の構成は、ステップモータとボールねじとの組み合わせで構成すればよいが、これに限らず第１支持部１０３を移動可能であればよい。
第１支持部１０３は、間隔調整部１０２に接続される棒状の垂直部材であり、図１では、ｚ軸方向に沿って配置される。第１支持部１０３は、金属、シリコーン樹脂など、洗浄および消毒に耐える材質であればどのような材質でもよい。洗浄は、例えば洗浄液に浸漬して超音波洗浄する方法とブラッシングなどの機械的洗浄とを組み合わせた方法を用いることができる。また、消毒は、煮沸消毒および塩素消毒を行えばよい。

爪伸縮部１０４は、第１支持部に接続され、爪先端部１０５の進退を行う。
爪先端部１０５は、先端が突出した形状であり、第１爪回転ローラ１０９および第２爪回転ローラ１１０に接続される。爪先端部１０５は、ここではｘｙ平面に沿った三角柱状であるが、スプーン形状、シャベル形状でもよい。すなわち、爪先端部１０５が駆動ベルト１０６により進行する際に、対象物１５０の下面に潜入しやすくかつ対象物１５０を破損しない形状であれば、どのような形状でもよい。

駆動ベルト１０６は、一端が爪先端部１０５に固定され、他端が駆動ベルト巻回部１１２に巻回配置される。駆動ベルト１０６の材質は、例えばスチールベルトなどの高強度の材質を用いることが望ましいが、どのような材質でもよい。
第１移載ベルト１０７は、駆動ベルト１０６の上面（第１面）に並設され、一端が駆動ベルト１０６の上面から離れるように第１爪回転ローラ１０９で折り返して第１支持部１０３に固定され、他端が第１移載ベルト巻回部１１５に巻回配置される。第１移載ベルト１０７は、例えばテフロン（登録商標）等の合成樹脂からなる耐久性および可撓性のある材質を用いることが望ましいが、どのような材質でもよい。

第２移載ベルト１０８は、駆動ベルト１０６の下面に並設され、一端が駆動ベルト１０６の下面（第２面）から離れるように第２爪回転ローラ１１０で折り返して第１支持部１０３に固定され、他端が第２移載ベルト巻回部１１６に巻回配置される。第２移載ベルト１０８は、第１移載ベルト１０７と同様に、例えばテフロン等の合成樹脂からなる耐久性および可撓性のある材質を用いることが望ましいが、どのような材質でもよい。
また、第１移載ベルト１０７および第２移載ベルト１０８は、帯状の平面である場合を想定するが、対象物１５０を積載できればよく、紐を複数並列させたものでもよい。
第１爪回転ローラ１０９は、爪先端部１０５と接続され、爪部が進退するのに応じて回転する。これにより、第１爪回転ローラ１０９に巻かれる第１移載ベルト１０７が爪先端部１０５の進行方向に沿って進退することになる。進行方向は、対象物１５０を第１移載ベルト１０７に移動させて積載する（以下、移載ともいう）ために延伸する方向である。図１の例では、進行方向はｘ軸方向である。
第２爪回転ローラ１１０は、爪先端部１０５と接続され、爪部が進行方向に沿って進退するのに応じて回転する。これにより、第２爪回転ローラ１１０に巻かれる第２移載ベルト１０８が爪先端部１０５の進行方向に沿って進退することになる。

なお、第１移載ベルト１０７および第２移載ベルト１０８の面のうち、それぞれ第１爪回転ローラ１０９および第２爪回転ローラ１１０に接する側の面が摩擦がない材質で形成される場合は、第１爪回転ローラ１０９および第２爪回転ローラ１１０自体が回転せず、支点となる状態でもよい。

駆動ベルト巻回部１１２は、駆動ベルト１０６を巻回するローラであり、バネなどの弾性部材により駆動ベルト１０６を巻き取る方向に常にトルクが働くよう付勢巻回配置する。
回転駆動部１１３は、回転することにより駆動ベルト１０６にトルクを付加し、駆動ベルト１０６を進行方向に沿って進退させる。
押圧回転ローラ１１４は、駆動ベルト１０６を挟んで回転駆動部１１３に対向する位置に配置され、駆動ベルト１０６が進行方向に延伸する際のぶれやたわみを低減するように回転する。
第１移載ベルト巻回部１１５は、第１移載ベルト１０７を巻回するローラであり、バネなどの弾性部材により第１移載ベルト１０７を巻き取る方向に常にトルクが働くよう付勢巻回配置する。
第２移載ベルト巻回部１１６は、第１移載ベルト１０７を巻回するローラであり、バネなどの弾性部材により第２移載ベルト１０８を巻き取る方向に常にトルクが働くよう付勢巻回配置する。

第１移載ベルト１０７と駆動ベルト１０６と第２移載ベルト１０８との端部をそれぞれ付勢巻回配置することにより、爪伸縮部１０４は、より小型に構成することが可能である。

第１変更回転ローラ１１７は、第１移載ベルト１０７を所望の方向に経路変更するためのローラであり、図１では、第１移載ベルト巻回部１１５からｚ軸方向に延びる第１移載ベルト１０７をｘ軸方向に方向転換して延伸させるために設けられる。
第２変更回転ローラ１１８は、第２移載ベルト１０８を所望の方向に経路変更するためのローラであり、図１では、第２移載ベルト巻回部１１６からｚ軸方向に延びる第２移載ベルト１０８をｘ軸方向に方向転換して延伸させるために設けられる。

次に、爪伸縮部１０４について図２を参照して説明する。図２は、運搬装置１００をｘ軸方向から見た図である。
駆動ベルト巻回部１１２、押圧回転ローラ１１４、第１移載ベルト巻回部１１５および第２移載ベルト巻回部１１６は、回転駆動部１１３の回転トルクに応じて、それぞれ連動して回転する。回転駆動部１１３の回転は、例えばモータ２０１を直接接続することによりトルクを付加して動作させればよい。また、回転駆動部１１３とモータ２０１を直接接続せずに、例えば間にベルトとプーリとを介して間接的に接続してもよい。

次に、第１の実施形態に係る運搬装置１００の運搬処理について図３を参照して説明する。
図３に示すように、図３（ａ）の初期状態から回転駆動部１１３が回転することで、図３（ｂ）に示すように、駆動ベルト１０６が進行方向に沿って進行し、爪先端部１０５が第１支持部１０３から進行方向に沿って進行することになる。このとき、第１移載ベルト１０７および第２移載ベルト１０８も連動して第１支持部１０３から進行方向に沿って進行する。ここで、爪先端部１０５の進行方向に位置する対象物１５０は、爪先端部１０５が進行するに従って対象物１５０の下面と載置面１５１との間に潜入する。

さらに、爪先端部１０５が進行方向に沿って進行することにより、図３（ｃ）に示すように、対象物１５０が第１移載ベルト１０７に移載される。対象物１５０が第１移載ベルト１０７に移載されるとき、対象物１５０の下面に接する第１移載ベルト１０７の面は、次々と対象物１５０の下面に潜り込むように出てくる、すなわち、第１移載ベルト１０７が進行方向に次々と延在することになる。よって、対象物１５０と摩擦を生じず、不定形対象物のような対象物１５０でも傷つけることがなく移載できる。同様に、第２移載ベルト１０８についても、載置台１５１の面に接する第２移載ベルト１０８の面が、次々と載置台１５１の面に接するように出てくる、すなわち、第２移載ベルト１０８が進行方向に次々と延在することになる。よって、載置台１５１の面とも摩擦を生じない。これによって、爪先端部１０５がスムーズに対象物１５０の下面に進行し、対象物を容易に移載することができる。
なお、対象物１５０を積載したままマニピュレータ１０１がx−ｙ軸で形成される平面方向に移動することにより、対象物１５０を運搬できる。なお、対象物１５０の質量による負荷が駆動ベルト１０６の曲げ剛性に対して十分に小さい場合は、対象物１５０を積載したままマニピュレータ１０１をｚ軸方向につり上げることにより、対象物１５０を運搬できる。

次に、運搬装置１００の運搬処理に関する第１の別例について図４を参照して説明する。
図４（ａ）から図４（ｄ）では、対象物４０１として、例えば、曲がったパイプであり、円筒状かつ内部が空洞である物体を想定する。爪部、駆動ベルト１０６、第１移載ベルト１０７および第２移載ベルト１０８はある程度柔軟性を有するため、このような対象物４０１の内部に爪部を進行方向に沿って進行させることで、対象物４０１の形状に沿って進行させることができる。図４の例では、進行方向は、円筒形状である対象物４０１の中心軸に沿った方向である。対象物４０１の質量による負荷が駆動ベルト１０６の曲げ剛性に対して十分に小さい場合は、図４（ｄ）に示すように、対象物４０１の進入側の反対側まで爪部が進行することによりつり上げて運搬することができる。対象物４０１の質量による負荷が駆動ベルト１０６の曲げ剛性に対して大きい場合は、対象物４０１の接地面に対して対象物４０１を引きずるように運搬することが可能である。

次に、爪部の変形例について図５を参照して説明する。
図５に示す爪先端部は、爪部に表面回転ローラ５０１を含み、第１移載ベルト１０７が表面回転ローラ５０１で折り返し、爪先端部１０５の表面を覆いつつ第１支持部１０３に固定される。
表面回転ローラ５０１部分において、爪先端部１０５が対象物１５０の下面に進行する際に第１支持部１０３側に対象物１５０を移載するように、第１移載ベルト１０７に回転が発生する。これによって、より容易に対象物１５０を移載することができる。

次に、運搬装置１００の運搬処理に関する第２の別例について図６を参照して説明する。
図６（ａ）および図６（ｄ）では、爪先端部１０５が真空吸着可能な吸着機構を有し、対象物１５０を吸着することで運搬する例を示す。対象物１５０と対象物１５０が載置される載置台または床面との間の摩擦が無視できるほど小さい場合は、爪先端部１０５が対象物１５０を真空吸着して進行方向に沿って退行することで、対象物１５０を運搬することもできる。なお、吸着機構は爪先端部１０５に１個だけ配置しても良いし、複数配置しても良い。

なお、駆動ベルト１０６、第１移載ベルト１０７および第２移載ベルト１０８は、それぞれの端部を、付勢巻回配置ではなく、付勢直動配置されてもよい。さらに、回転駆動部１１３の駆動に合わせて、第１移載ベルト巻回部１１５および第２移載ベルト巻回部１１６が連動して回転可能であり、第１移載ベルト巻回部１１５および第２移載ベルト巻回部１１６の回転が制御できる場合は、付勢配置されなくてもよい。

以上に示した第１の実施形態によれば、駆動ベルト、第１移載ベルトおよび第２移載ベルトにより爪部を進行させ、対象物の下面に爪部を潜入させるように駆動することで、対象物を第１移載ベルトに移載し、運搬することができる。さらに、駆動ベルトの上面に並設される第１移載ベルトの一端が、第１支持部に固定されていることにより、柔軟性および難掴持性を有する不定形対象物を破損することなく第１移載ベルトに移載することができる。また、および第２移載ベルトの下面に並設される第２移載ベルトの一端が、第１支持部に固定されていることにより、対象物が積載される載置台の面の摩擦が大きい場合でも、摩擦を生じずにスムーズに対象物を第１移載ベルトに移載することができる。また第１移載ベルト１０７と駆動ベルト１０６と第２移載ベルト１０８との端部を付勢巻回配置することにより、爪伸縮部１０４の構成が小型で、より大きな爪先端部１０５の進行量を得ることが可能である。

なお、第1の実施例では第１支持部１０３は直方体形状としたが、円弧状形状でも良く、第１支持部１０３が円弧状形状の場合、爪先端部１０５が円弧端部に締結し、対象物１５０を駆動ベルト１０６で抱え込むようにして把持してもよい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、運搬装置が、第１支持部に対向する第２支持部と、爪部と締結する締結部とを含む点が第１の実施形態と異なる。
このようにすることで、爪部を締結部に固定でき、より安定した状態で対象物を移載および運搬することができる。

第２の実施形態に係る運搬装置について図７を参照して説明する。
第２の実施形態に係る運搬装置７００は、マニピュレータ１０１、間隔調整部１０２、第１支持部１０３、爪伸縮部１０４、爪先端部１０５、駆動ベルト１０６、第１移載ベルト１０７、第２移載ベルト１０８、第１爪回転ローラ１０９、第２爪回転ローラ１１０、方向変更部１１１、第２支持部７０１および締結部７０２を含む。
マニピュレータ１０１、第１支持部１０３、爪伸縮部１０４、爪先端部１０５、駆動ベルト１０６、第１移載ベルト１０７、第２移載ベルト１０８、第１爪回転ローラ１０９、第２爪回転ローラ１１０および方向変更部１１１は、第１の実施形態と同様の動作を行うので、ここでの説明を省略する。

間隔調整部１０２は、第１支持部１０３および第２支持部７０１をｘ軸方向に移動させ、第１支持部１０３と第２支持部７０１との間隔を調整する。

第２支持部７０１は、第１支持部１０３と同様であり、図７のｚ軸方向に沿って配置される垂直部材である。第２支持部７０１もまた、洗浄および消毒に耐える材質であればどのような材質でもよい。また、第１支持部１０３と第２支持部７０１とのどちらか一方を間隔調整部１０２に固定としてもよい。

締結部７０２は、第２支持部７０１に配置され、爪先端部１０５と結合する。例えば、爪先端部１０５の一部分が鉄製材料で形成されていれば、締結部７０２を電磁石で形成することにより、互いに磁気結合することができ、締結部７０２と爪先端部１０５とを固定することができる。なお、図５に示すように、爪先端部１０５に表面回転ローラ５０１を含む場合は、表面回転ローラ５０１を挟んで、爪先端部１０５と締結部７０２とが磁気結合して固定することもできる。これにより、運搬時において、第１移載ベルト１０７が回転することを防止できる。その他、例えば、締結部７０２の吸引機構で爪先端部１０５を吸引して締結する方法なども考えられる。

次に、第２の実施形態に係る運搬装置７００の運搬処理について図８を参照して説明する。図８（ａ）から図８（ｄ）では、対象物１５０として箱などの定形対象物を想定する。
図８（ａ）は、初期状態を示す。なお、爪先端部１０５が対象物１５０に対して進行する前に、間隔調整部１０２が第２支持部７０１を対象物１５０側に移動させ、第１支持部１０３と第２支持部７０１との間隔を調整してもよい。また、第２支持部７０１が対象物１５０の側面に接してもよい。

図８（ｂ）および図８（ｃ）は、図３（ｂ）および３図（ｃ）と同様に爪先端部１０５が進行すればよいので、ここでの説明を省略する。
図８（ｄ）では、爪先端部１０５が、締結部７０２に結合する場合を示す。このように爪先端部１０５が第２支持部７０１に固定されることにより、より安定して対象物１５０を運搬することができる。

次に、運搬装置７００の運搬処理の第１の別例について図９を参照して説明する。図９（ａ）から図９（ｄ）では、対象物１５０として柔軟性および難掴持性を有する不定形対象物を想定する。
不定形対象物に対しても、図８（ａ）から図８（ｄ）と同様の処理により、対象物１５０を第１移載ベルト１０７に移載し、爪先端部１０５が第２支持部７０１に固定されることにより、より安定して対象物１５０を運搬することができる。

次に、運搬装置７００の運搬処理の第２の別例について図１０を参照して説明する。
図１０（ａ）から図１０（ｄ）は、載置台１００１が平面ではなく、半球状である場合を想定し、載置台１００１に対象物１５０が載置されている場合を想定する。

例えば、爪先端部１０５の質量を増加させておくことにより、鉛直下方向（ｚ軸負方向）に爪先端部１０５を進行させることができる。よって、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）に示すように、載置台１００１の形状に沿って爪先端部１０５を進行させることができ、対象物１５０を第１移載ベルト１０７に移載することができる。
さらに、図８（ｄ）に示すように、対象物１５０を移載した後に爪先端部１０５が締結部７０２に締結することで、対象物１５０をつり下げて運搬できる。

次に、運搬装置７００の運搬処理の第３の別例について図１１を参照して説明する。
対象物１５０が定形対象物であり、押圧に耐性を有するものであれば、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、第１支持部１０３と第２支持部７０１とで挟持して運搬することもできる。

なお、第２の実施形態では、締結部７０２が第２支持部７０１に配置される場合を想定するが、締結部７０２が第１支持部１０３に配置されてもよい。締結部７０２が第１支持部７０１に配置される場合は、爪部が対象物１５０の下面に潜入し、対象物１５０を第１移載ベルト１０７に移載したのちに爪部が締結部７０２に締結することで、対象物１５０を駆動ベルト１０６で抱え込むようにして把持することができる。

以上に示した第２の実施形態によれば、第２支持部および締結部を有することにより、爪部を締結部に締結でき、より安定した状態で柔軟性および難掴持性を有する対象物を移載および運搬することができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、作業命令に応じて運搬装置の動作を制御する制御部を含む場合について説明する。

第３の実施形態に係る運搬装置のブロック図について図１２を参照して説明する。
第３の実施形態に係る運搬装置１２００は、動作コマンド生成部１２０１、目標指令値生成部１２０２、アクチュエータ駆動制御部１２０３、ドライバ１２０４、開閉用アクチュエータ１２０５、開閉量検出センサ１２０６、爪部進退量アクチュエータ１２０７、進退量検出センサ１２０８、締結用アクチュエータ１２０９、締結検出センサ１２１０、信号処理部１２１１、動作モード格納部１２１２および判定部１２１３を含む。動作コマンド生成部１２０１、目標指令値生成部１２０２、アクチュエータ駆動制御部１２０３、信号処理部１２１１、動作モード格納部１２１２および判定部１２１３を合わせて単に制御部とも呼ぶ。

動作コマンド生成部１２０１は、作業命令に応じて各作業プロセスで必要となる動作手順に分解し、動作手順を、開閉用アクチュエータ１２０５、爪部進退量アクチュエータ１２０７および締結用アクチュエータ１２０９に対する動作コマンドレベルの命令列に展開する。動作コマンド生成部１２０１は、実行される動作コマンドに応じた動作モード情報を判定部１２１３に送る。作業命令は、運搬装置１２００の一連の動作に関する命令であり、例えばプログラムの形態である。作業命令は、入力装置によりパネル表示された命令コマンドをユーザがタッチすることで指示してもよいし、音声により指示してもよい。また、入力装置は、運搬装置と一体であってもよいし、有線または無線で運搬装置１２００に命令を送信できるものでもよい。

目標指令値生成部１２０２は、動作コマンド生成部１２０１から各アクチュエータに対する動作コマンドレベルの命令列を受け取る。目標指令値生成部１２０２は、命令列に応じて、開閉用アクチュエータ１２０５、爪部進退量アクチュエータ１２０７および締結用アクチュエータ１２０９のそれぞれの目標軌道および目標値を算出し、各アクチュエータの駆動に関する目標指令値を生成する。
アクチュエータ駆動制御部１２０３は、目標指令値生成部１２０２から各アクチュエータの目標指令値を受け取り、目標指令値に応じて各アクチュエータを駆動するためのアクチュエータ駆動指示をそれぞれ生成する。
ドライバ１２０４は、アクチュエータ駆動制御部１２０３から各アクチュエータのアクチュエータ駆動指示を受け取り、各アクチュエータのアクチュエータ駆動出力を生成する。

開閉用アクチュエータ１２０５は、ドライバ１２０４からアクチュエータ駆動出力を受け取り、間隔調整部１０２を動作させて、第１支持部１０３および第２支持部７０１の少なくともどちらか一方を移動させる。開閉用アクチュエータ１２０５は、例えば、電磁回転モータとボールねじとを組み合わせた構成でもよいし、電磁回転モータとラックピニオン機構とを組み合わせた構成でもよい。
開閉量検出センサ１２０６は、開閉用アクチュエータ１２０５の動作をセンシングし、センサ信号を生成する。センサ信号は、例えば電圧値である。開閉量検出センサ１２０６としては、例えば、ポテンショメータ、静電容量型センサ、レーザ変位計測計またはエンコーダを用いればよい。

爪部進退量アクチュエータ１２０７は、ドライバ１２０４からアクチュエータ駆動出力を受け取り、爪伸縮部１０４を動作させ、駆動ベルト１０６により爪部を進退させる。
進退量検出センサ１２０８は、爪部進退量アクチュエータ１２０７の動作をセンシングし、センサ信号を生成する。センサ信号は、例えば電圧値である。進退量検出センサ１２０８としては、例えば、ポテンショメータ、静電容量型センサ、レーザ変位計測計、フォトセンサ、エンコーダまたはパルスコーダを用いればよい。なお、駆動ベルト巻回部１１２、第１移載ベルト巻回部１１５および第２移載ベルト巻回部１１６において、駆動ベルト１０６、第１移載ベルト１０７および第２移載ベルト１０８をそれぞれ付勢巻回配置する場合は、各巻回部の直径をフォトセンサなどで計測した値をセンサ信号としてもよい。

締結用アクチュエータ１２０９は、ドライバ１２０４からアクチュエータ駆動出力を受け取り、締結部７０２と爪先端部１０５との締結動作を調整する。
締結検出センサ１２１０は、締結用アクチュエータ１２０９の動作をセンシングし、センサ信号を生成する。センサ信号は、例えば電圧値である。締結用アクチュエータ１２０９としては、例えば、マイクロスイッチ、近接センサ、無線アンテナ、ＲＦＩＤタグ、レーザ変位計測計またはフォトセンサを用いることができる。

信号処理部１２１１は、開閉量検出センサ１２０６、進退量検出センサ１２０８および締結検出センサ１２１０から各センサ信号を受け取り、各センサ信号に対して信号増幅処理およびアナログデジタル変換処理などの信号処理を行う。

動作モード格納部１２１２は、動作モードごとに定義されたアクチュエータ動作を格納する。動作モード格納部１２１２は、対象物の形状、重量、柔軟性などの属性データも格納する。動作モードとしては、例えば、各アクチュエータの動作を停止させる動作、およびつり下げて運搬する際にサーボロックを維持して姿勢を保持する動作など、それぞれの動作モードに従って異なる処理が定義される。

判定部１２１３は、信号処理部１２１１から変換されたセンサ信号を受け取り、各変換されたセンサ信号に応じて、間隔の調整、対象物の移載、爪部の締結が行われたかどうかを判定する。また、判定部１２１３は、判定結果に応じて、動作コマンド生成部１２０１から動作モード情報を受け取り、動作モード情報に対応する動作モードに応じたアクチュエータ動作を動作モード格納部１２１２から抽出し、アクチュエータ駆動停止およびサーボロックなどのコマンドを生成する。または、動作コマンド生成部１２０１に対して目標値を修正する戻り値コマンドを生成する。戻り値コマンドにより、現状の動作に適した対応処理動作を実行でき、運搬装置全体の動作の信頼性および確実性を確保する駆動制御を行うことができる。

次に、運搬装置１２００の運搬処理について図１３のフローチャートを参照して説明する。ここでは、図８、図９および図１０に示すような運搬処理を想定する。
ステップＳ１３０１では、マニピュレータ１０１が、対象物を移載可能な位置に、運搬装置１２００を移動する。

ステップＳ１３０２では、間隔調整部１０２が、第１支持部１０３および第２支持部７０１の少なくともどちらか一方を移動させ、間隔を調整する。具体的には、開閉用アクチュエータ１２０５を駆動させることにより、第１支持部１０３および第２支持部７０１を直動駆動させる。

ステップＳ１３０３では、判定部１２１３が、第１支持部１０３および第２支持部７０１が所望位置に到達したかどうかを判定する。所望位置に到達したかどうかは、例えば開閉量検出センサ１２０６のセンサ信号により予め定められた位置情報に到達したかどうかを判定する。位置情報は、予め定められた間隔距離でもよいし、カメラなどの外部情報収集機器またはユーザが目視により確認した位置でもよいし、第１支持部１０３および第２支持部７０１に設置した接触センサからの情報でもよい。第１支持部１０３および第２支持部７０１が所望位置に到達した場合は、ステップＳ１３０４に進み、第１支持部１０３および第２支持部７０１が所望位置に到達していない場合は、ステップＳ１３０２に戻り、同様の処理を繰り返す。

ステップＳ１３０４では、間隔調整部１０２が、第１支持部１０３および第２支持部７０１の移動を停止する。具体的には、アクチュエータ駆動制御部１２０３が判定部１２１３からの駆動停止を示すコマンドを受け取り、ドライバ１２０４を介して開閉用アクチュエータ１２０５を停止させる。

ステップＳ１３０５では、駆動ベルト１０６が、爪部を対象物の下面へ進行させる。具体的には、爪部進退量アクチュエータ１２０７により回転駆動部１１３が回転し、駆動ベルト１０６が進行方向に沿って進行する。これに応じて、爪部が進行するとともに、第１移載ベルト１０７および第２移載ベルト１０８も進行方向に沿って進行する。

ステップＳ１３０６では、判定部１２１３が、爪部と締結部７０２とが締結したかどうかを判定する。締結したかどうかは、締結検出センサ１２１０からのセンサ信号により、爪部と締結部７０２とが締結しているかどうか判定すればよい。爪部と締結部７０２とが締結したと判定すればステップＳ１３０７に進み、爪部と締結部７０２とが締結していないと判定すればステップＳ１３０５に戻り、同様の処理を繰り返す。

ステップＳ１３０７では、爪部進退量アクチュエータ１２０７が、駆動ベルトの駆動を停止する。具体的には、アクチュエータ駆動制御部１２０３が判定部１２１３からの駆動停止を示すコマンドを受け取り、ドライバ１２０４を介して爪部進退量アクチュエータ１２０７を停止させる。

ステップＳ１３０８では、マニピュレータ１０１が、第１移載ベルト１０７に移載された対象物を運搬する。例えば、マニピュレータがｚ方向に移動することにより、対象物をつり下げ保持することができる。以上で運搬装置１２００の動作制御を終了する。

なお、第３の実施形態では、制御部における処理を、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を用いてメモリなどの外部記憶装置内のプログラムソフトで実現することを想定するが、ＣＰＵを用いない単独の電子回路（ハードウェア）によって実現してもよい。

以上に示した第３の実施形態によれば、制御動作により、運搬装置全体の動作の信頼性および確実性を確保しつつ、柔軟性および難掴持性を有する不定形対象物を移載および運搬することができる。

第２の実施形態および第３の実施形態では、第１支持部１０３および第２支持部７０１の２本の支持部を想定するが、対象物を移載する際の安定性を考慮して、例えば４本および６本と支持部の数を増加してもよい。例えば、４本の支持部を有する場合は、爪部が進退する第１支持部と、第１支持部に対向しかつ締結部を有する第２支持部とを１組として、長方形の各頂点に９０度ごとに第１支持部、第２支持部、第１支持部、第２支持部と位置するように２組を配置すればよい。

また、上述の実施形態では、第１移載ベルト巻回部１１５および第２移載ベルト巻回部１１６が、爪伸縮部１０４に存在する場合を示すが、爪部の第１爪回転ローラ１０９および第２爪回転ローラ１１０の位置に、第１移載ベルト巻回部１１５および第２移載ベルト巻回部１１６が存在してもよい。具体的には、第１移載ベルト１０７の一端が第１支持部１０３に固定され、第１移載ベルト１０７の他端が爪部に存在する第１移載ベルト巻回部１１５に付勢巻回配置される。同様に、第２移載ベルト１０８の一端が第１支持部１０３に固定され、第２移載ベルト１０８の他端が爪部に存在する第２移載ベルト巻回部１１６に付勢巻回配置される。よって、上述の実施形態と同様に、駆動ベルト１０６に連動して第１移載ベルト１０７および第２移載ベルト１０８も延在するように動作させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００，７００，１２００…運搬装置、１０１…マニピュレータ、１０２…間隔調整部、１０３…第１支持部、１０４…爪伸縮部、１０５…爪先端部、１０６…駆動ベルト、１０７…第１移載ベルト、１０８…第２移載ベルト、１０９…第１爪回転ローラ、１１０…第２爪回転ローラ、１１１…方向変更部、１１２…駆動ベルト巻回部、１１３…回転駆動部、１１４…押圧回転ローラ、１１５…第１移載ベルト巻回部、１１６…第２移載ベルト巻回部、１１７…第１変更回転ローラ、１１８…第２変更回転ローラ、１５０,４０１…対象物、１５１，１００１…載置台、２０１…モータ、５０１…表面回転ローラ、７０１…第２支持部、７０２…締結部、１２０１…動作コマンド生成部、１２０２…目標指令値生成部、１２０３…アクチュエータ駆動制御部、１２０４…ドライバ、１２０５…開閉用アクチュエータ、１２０６…開閉量検出センサ、１２０７…爪部進退量アクチュエータ、１２０８…進退量検出センサ、１２０９…締結用アクチュエータ、１２１０…締結検出センサ、１２１１…信号処理部、１２１２…動作モード格納部、１２１３…判定部。

Claims (8)

1. 第１支持部と、
   第１回転部および第２回転部を有し、先端が突出する爪部と、
   一端が前記爪部に固定され、該爪部を進行方向に沿って進行させる駆動ベルトと、
   前記駆動ベルトの第１面に沿って並設され、一端が該第１面から離れるように前記第１回転部で折り返して前記第１支持部に固定される第１移載ベルトと、
   前記第１面に対向する前記駆動ベルトの第２面に沿って並設され、一端が該第２面から離れるように前記第２回転部で折り返して前記第１支持部に固定される第２移載ベルトと、を具備し、
   前記第１移載ベルトおよび前記第２移載ベルトは、前記駆動ベルトが前記進行方向に沿って進行する場合に連動して延在する運搬装置。
2. 前記爪部が、前記駆動ベルトに伴って運搬対象となる対象物の下面に潜入または該対象物内部に進行することにより、前記第１移載ベルトに該対象物が移載される請求項１に記載の運搬装置。
3. 前記第１支持部に配置され、前記爪部と締結する締結部をさらに具備し、
   前記爪部は、前記第１移載ベルトに運搬対象となる対象物が移載されたのち、前記締結部に締結する請求項１または請求項２に記載の運搬装置。
4. 前記第１支持部に対向する第２支持部と、
   前記第２支持部に配置され、前記爪部と締結する締結部と、
   前記爪部は、前記第１移載ベルトに運搬対象となる対象物が移載されたのち、前記締結部に締結する請求項１または請求項２に記載の運搬装置。
5. 前記爪部と前記締結部との締結を検出するセンサ信号を生成するセンサと、
   前記センサ信号に応じて、前記駆動ベルトの駆動を停止する制御部と、をさらに具備する請求項３または請求項４のいずれか１項に記載の運搬装置。
6. 前記爪部は、少なくとも一部分が鉄製材料であり、前記締結部は、電磁石である請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の運搬装置。
7. 前記爪部は、吸引機構を有する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の運搬装置。
8. 前記駆動ベルト、前記第１移載ベルトおよび前記第２移載ベルトのそれぞれの他端は、付勢巻回配置される請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の運搬装置。