JP6284929B2 - 物を分別するための装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は物を分別するための装置に関する。さらに、本発明は物を分別するための方法に関する。最終的に、本発明は、プロセッサによって実行される物を分別するための方法を実行するためのコンピュータ可読命令を格納したコンピュータ可読媒体に関する。

多くの産業、園芸及び農業の用途では、さらに個別処理が必要な物が大量に発生する。これらの物を手で分別すると時間がかかることがある。しかし、そのように分別することを自動化するのはきわめてコストがかかる虞がある。さらに、大量の物を分別することによって、さらに価値を与える他の処理に使用可能なスペースがかなり取られるのは望ましくない。最終的には、種々の物を分別できる１台の装置であると同時に、同じ装置でさまざまな用途に使用できることが望ましい。

本発明の目的は、限られたスペースを取るものの、時間的にもコスト的にも効率的な方法で物を分別するための装置を提供することである。
このために、本発明の実施形態は、物を分別するための装置であって、２つのローラに無限ループとして巻回され、複数の物を受けるように実質的に水平に構成される物受け面を有するコンベアベルトを含むコンベア構成と、モータに連結可能な駆動軸であって、モータが駆動軸の回転運動を可能にする駆動軸と、作動機構と、駆動軸の回転運動から作動機構が物受け面に対して実質的に垂直方向に運動するように変換するために作動機構に駆動軸を連結する連結構造とを備えたアクチュエータとを含み、作動機構は、物受け面に対して実質的に垂直方向に受け面を運動させるようにコンベアベルトの下に配置され、コンベア構成及びアクチュエータは独立して制御可能である装置に関する。

作動機構は、受け面が不規則運動するように構成してもよい。そのような不規則運動によって、物は振動し、互いに解きほぐされて分別するようになる。
コンベアベルトは、２つのローラの少なくとも１つが作動することによって、互いに反対の２つの方向に制御可能に運動してもよい。直線運動によって、受け面の一端から他端に向かって物を移動してもよく、受け面を加速及び／又は減速することによって、物を受け面上に広げてもよい。

いくつかの実施形態では、装置は、作動機構に旋回可能に連結するアームに取り付けられるベルトテンションローラをさらに含む。ベルトテンションローラは、作動機構の動作時にベルトの張りを維持するようにすることから、ローラの作動時にコンベアベルトの前進方向及び後進方向に対して実質的に垂直面方向にベルトが動くのを抑えることができる。

他のいくつかの実施形態では、作動機構は、ベルトテンションローラから外側の作動機構側の位置で連結するガイドローラをさらに含む。ガイドローラを用いることによって、ベルトと作動機構の裏側との間の摩擦によって引き起こされるベルトの摩耗を減らす。

いくつかの実施形態では、コンベア構成はコンベアベルトの物受け面を支持するように、２つのローラ間にプレートをさらに含む。支持プレートを用いることによって、ローラ間の物受け面のたるみを抑える。複数の穴をプレートに設けてもよい。穴は、作動機構の上方移動時に、物受け面の下方が正常圧以下となることを抑制し、さらには、その正常圧以下になることを防ぐことも可能である。

いくつかの実施形態では、穴は、コンベアベルトの運動方向に実質的に平行方向に配置されるスリットの形態を取る。そのような配置によって、ベルトの破断を引き起こしうる方向に穴の縁部で擦れることによるコンベアベルトの摩耗を減らす。穴の縁部によって引き起こされる摩耗をさらに減らすために、そのようなスリット形状の穴を丸端にしてもよい。

いくつかの実施形態では、作動機構は、コンベアベルトの幅全体に延伸する。コンベアベルトの幅全体に延伸する作動機構を用いることによって、コンベアベルトの運動方向に対して実質的に垂直面内方向にベルトが運動しようとするのを抑える。
アクチュエータの構造的完全性を高めるために、作動機構はＵ字状に形成してもよい。

いくつかの実施形態では、コンベアベルトの物受け面に対して実質的に垂直方向の運動範囲は調整可能である。そのような調整機能によって、オペレータは分別する物の特性を考慮して分別装置の性能を最適化することができる。例えば、柔らかい物又はゴムのような物に対しては、十分に分別できるように、硬質金属又はプラスチックの物に比して大きな垂直運動が必要となると考えられる。

本発明の実施形態では、装置は、物受け面の複数の物の１つ又は複数の画像を得るために、１つ又は複数のカメラを備えたカメラシステムをさらに含むことが好ましい。そのような画像によって、コンベアベルト及び／又は作動ユニットを動作させる必要があるか否か、どのような方法で動作させるのかを評価するようにしてもよい。

好ましい実施形態では、装置は、さらに処理するために物受け面から個々の物を収集するように、１つ又は複数の把持部を設けた把持システムを備えたロボットをさらに含む。その場合、個々の物は、カメラシステムによって取得された１つ又は複数の画像から得られる情報に基づいて収集するのが好ましい。

いくつかの実施形態では、コンベアベルト及びアクチュエータの動作は、制御装置によって独立して制御される。装置は、カメラシステムをさらに含むことが好ましく、ロボットも含むことが最も好ましい。その場合、制御装置は、カメラシステムによって得られた１つ又は複数の画像から得られた情報に基づいて制御ステップを実行するのが好ましい。

いくつかの実施形態では、装置は物受け面の下部に配置される光源をさらに含み、コンベアベルトは光源からの発光に対して実質的に透明な材料で作製される。そのような構成は、分別する物が実際に高反射性である場合に特に有用である。
特に好ましい実施形態では、装置は、前述したようにコンベア構成と、作動機構を含むアクチュエータと、カメラシステムと、ロボットと、制御装置とを含む。

本発明のいくつかの実施形態は、上に記載したような物を分別するための装置に複数の物を供給し、複数の物を分別するようにコンベアベルト及び作動機構の動作を独立して制御することを含む物を分別する方法に関する。
装置が１つ又は複数のカメラを備えたカメラシステムを含む実施形態では、カメラシステムによって得られた１つ又は複数の画像の解析に基づいて、コンベアベルト及びアクチュエータの動作を独立して制御してもよい。

装置がカメラシステムと、物受け面から個々の物を収集するように、１つ又は複数の把持部を設けた把持システムを備えたロボットとを含む実施形態では、方法は、カメラシステムで得られた１つ又は複数の画像によって個別に収集するのに適した複数の物の中で個々の物を識別し、さらに処理するためにロボットによって識別された物を収集することをさらに含んでもよい。
装置が動作プログラムを備えた制御装置を含む実施形態では、制御装置が動作プログラムを起動することによって、コンベアベルト及び作動機構の動作を独立して制御してもよい。

最終的に、本発明のいくつかの実施形態は、上で定義したようにプロセッサによって実行されると物を分別するための方法を実行するためのコンピュータ可読命令を格納したコンピュータ可読媒体に関する。この実施形態は、装置が１つ又は複数のカメラ及び／又は物を把持するためのロボットを含むことが特に好ましい。
本発明のさまざまな態様については、図面に示す実施形態を参照してさらに説明する。

図１ａは、本発明の実施形態による物を分別するための装置の一部を示す立体上面図である。 図１ｂは、コンベア構成の側面図である。 図２ａは、コンベア構成の一部を示す立体図である。 図２ｂは、受け面の不規則運動のための駆動機構の図である。 図２ｃは、ある時点におけるコンベア表面の局部変形を引き起こすための機構の立体側面図である。 図２ｄは、図２ｃと異なる時点におけるコンベア表面の局部変形を引き起こすための機構の立体側面図である。 図３は、物を分別するための装置の側面図である。 図４ａは、ある方向からみたベルトテンションローラを備えたアクチュエータの立体図である。 図４ｂは、図４ａとは異なる方向からみたベルトテンションローラを備えたアクチュエータの立体図である。 図５は、コンベアベルトがない装置の立体上面図である。 図６ａは、ある時点におけるコンベア表面の局部変形を引き起こすための別の機構の立体側面図である。 図６ｂは、図６ａとは異なる時点におけるコンベア表面の局部変形を引き起こすための別の機構の立体側面図である。 図７ａは、ある時点における図６ａ及び６ｂの機構の側面図である。 図７ｂは、図７ａとは異なる時点における図６ａ及び６ｂの機構の側面図である。 図７ｃは、図７ａ及び７ｂとは異なる時点における図６ａ及び６ｂの機構の側面図である。 図８は、本発明の実施形態による物を分別するための装置の図である。 図９は、培養ユニットに植物の挿し木を配置するための装置の立体図である。

以下に、本発明のさまざまな実施形態をほんの一例として図面を参照しながら説明する。
図１ａは、本発明の実施形態による物を分別するための装置の一部を示す立体上面図である。一実施形態では、装置は、農業／園芸の用途に用いられる。別の実施形態では、装置は、そのような用途に使用せず、金属、プラスチック、ゴム及び紙などの無機物を分別するために使用される。

特に図１ａは、図１ｂにさらに詳細に示すコンベア構成１の上面５を示す。コンベア構成１は、２つのローラ２１、２２に無限ループとして配置されたコンベアベルト１０を備える。コンベアベルトには、複数の物を受けるように実質的に水平に構成される表面、すなわち上面５があり、以下、この上面５を「物受け面５」と呼ぶ。

コンベアベルト１０は、２つのローラ２１、２２の周りを回転することによって、図１ａでｘ方向を示す所定の方向に運動可能である。ローラ２１、２２の一方又は両方は、例えば、軸を介してローラの中心に連結するエンジンによって作動してもよい。ローラ２１、２２の一方又は両方の動作時に、コンベアベルト１０は、図１ｂで示す互いに反対の２つの方向、すなわち＋ｘ及び−ｘに運動することができる。以下、ｘ方向及び−ｘ方向はそれぞれ、前進方向及び後進方向と呼ぶことがある。

コンベア構成１は、１つ又は複数の側壁１１及び端壁１２を含んでもよく、物受け面５と共に分別する物を収納するために容器を形成する。１つ又は複数の側壁及び／又は端壁１２は、物受け面５によって支持された物が少なくとも部分的に落下する可能性を低くし、ハウジングで囲んで汚染を抑える。さらに、物受け面５によって支持された物が物を分別する方法の実行時に落下しないことを確実にするために、コンベアベルトの物受け面５は、そのようなハウジング内に配置して側壁１１及び端壁１２を有してもよい。

本発明の実施形態による分別するための装置によって分別する物は、一般に大量の生産物であり、産業、園芸及び農業に関する物が挙げられるが、これに限定されない。大量の物の例として、植物の挿し木、ボルト、ナット、射出成形物、ブランキングキャップ及び歯ブラシハンドルが挙げられるが、これに限定されない。

図２ａは、図１ｂのコンベア構成などのコンベア構成の一部を示す立体図である。特に図２ａは、物受け面５に対して実質的に垂直方向の表面運動を生成するため、すなわち、表面がｘ−ｙ面にある場合にｚ方向の運動を生成するためのアクチュエータ３０を備えた物受け面５に隣接する側壁１１を示す。ｚ方向の運動は非直線運動であるのが好ましい。

図２ｂは、図２ａのアクチュエータ３０などのアクチュエータによって適用されるような受け面の不規則運動のための駆動機構の概要図である。この機構によって生成される不規則運動は、受け面に対して実質的に垂直方向の非直線運動である。図２ｂに示す機構では、駆動ユニット、例えば、電気モータは、駆動軸３１を駆動して回転運動させるように構成される。駆動軸３１は底面の作動機構３２に連結する。駆動軸３１及び作動機構３２は、剛性の連結ユニット３３によって互いに連結する。

図２ａからわかるように、連結ユニット３３は偏心位置で駆動軸３１に連結する。この偏心連結の結果、駆動軸３１の回転運動は、作動機構３２が物受け面５に対して実質的に垂直方向、すなわちｚ方向に運動するように変換される。ｚ方向の運動の結果、物は「振動」し、物受け面５に分散することができる。その運動によって、複数の物をさらに良好に解きほぐして分別し、さらに処理するのに適した個々の物を得ることができる。いくつかの実施形態では、非円形断面、例えば、楕円断面の駆動軸を用いることによって、底面の運動をさらに不規則にすることができる。

物受け面５に対して実質的に垂直方向に作動機構３２が運動するため、作動機構３２に対して物受け面５の水平方向運動が原因となる作動機構３２と物受け面５との間の摩擦は最小限に減らす。作動機構３２が作動していても、物受け面がローラ２１、２２のいずれか１つによって駆動していない場合には、そのような摩擦は全く発生しない。そのため、摩耗摩擦によるコンベアベルト１０の耐用年限の減少が抑えられる。上記の摩擦は、コンベアベルト及び作動機構の両方が作動している場合、Ｕ字状のものの代わりにローラを備えた作動機構３２を用いることによってさらに抑えることができる。

作動機構３２は、コンベアベルト１０の幅全体に延伸するのが好ましい。幅全体に不規則運動が分散することによって、前進方向又は後進方向に対して垂直面方向、すなわちｙ方向側にベルトが運動するのが抑えられる。
作動機構３２はＵ字状であるのが好ましい。Ｕ字の底部は、物受け面５を運動させるのに用いるのが最も好ましい。Ｕ字状のものを用いることによって構造が強化されることから、装置の信頼性が改善される。

図２ｃ及び２ｄは、使用時のさまざまな時点におけるコンベア表面の局所的な変形を引き起こすための機構の立体側面図である。作動機構３２は、図２ｃでは、最も低い位置にあるが、図２ｄでは、最も高い位置にある。対応するピン２０１を収容するように構成される１つ又は複数の穴を備えたガイド体２００を用いることによって、コンベア表面に対して実質的に垂直方向の運動が得られる。ピン２０１は、好ましくは固定して連結するように、作動機構３２に連結して実質的に垂直方向、すなわちｚ方向に延伸する。コンベア表面と同一面内方向への作動機構３２の運動は、連結ユニット３３を好適な軸受連結部２０２ａによって、作動機構３２に、さらには好適な軸受連結部２０２ｂによって、駆動軸３１に旋回可能に連結することで抑制することができる。図２ｂを参照して説明したように、軸受連結部２０２ｂは偏心位置で駆動軸３１に係合する。

コンベアベルト１０の物受け面５に対して、実質的に垂直方向の運動範囲は、調整可能であることが好ましい。そのような調整機能によって、オペレータは、分別する物の特性を考慮して分別装置の性能を最適化することができる。例えば、オペレータは、分別する物の重量を考慮して、図２ｂにおけるｚ方向の運動範囲を調整してもよい。同様に、柔らかい物又はゴムのような物に対しては、十分に分別できるように、硬質金属又はプラスチックの物より大きな垂直運動が必要となると考えられる。図２ａ〜２ｄに示す実施形態では、連結ユニット３３を長くしたり短くしたりすることによって、ｚ方向の運動範囲を調整してもよい。

図３は、本発明の一実施形態による物を分別するための装置の側面図である。この実施形態では、コンベアベルト１０は、ベルト２６によってローラ２２に連結した駆動プーリ又は駆動ローラ２５を介して駆動する。他方のローラ２１は空転している。図３に示す装置の実施形態は、作動機構３２に旋回可能に連結したアーム４１に取り付けられるベルトテンションローラ４０をさらに含む。そのような構成は、図４ａ及び４ｂにさらに詳細に示す。

作動機構３２による不規則運動が作動している場合、ベルトテンションローラ４０は、作動機構３２に連結する場所の周りを旋回する。その結果、ベルトテンションローラ４０は、ベルト１０の張りを維持し、前進方向及び後進方向に対して実質的に垂直方向にベルトが運動するのを抑えることができる。そのような水平方向運動は、分別するための装置の性能を低下する虞がある。
作動機構３２の配置は、図２ｂに示す配置と異なる点に留意されたい。しかし、図４ａ及び４ｂに示すように、作動機構３２は同じように運動する。

作動機構３２は、ガイドローラ４５にさらに連結するのが好ましい。ガイドローラ４５は、ベルトテンションローラ４０から外側の作動機構３２側の位置で連結する。ガイドローラ４５は、作動機構３２との接触を防ぐか、あるいは少なくとも抑えるために、作動機構３２を超えてコンベアベルト１０を案内するように構成される。そのような接触を抑え、好ましくは防ぐことによって、コンベアベルト１０は、摩擦をさらに減らし、耐用年限を延ばす。

図４ａ及び４ｂは、ベルトテンションローラ４０を備えたアクチュエータ３０のさまざまな立体図である。図４ａ及び４ｂからわかるように、作動機構３２はモータ３４によって間接的に駆動する。モータ３４は、ベルト３６を介して駆動軸３５に連結する駆動軸３１をさらに駆動する。その場合、駆動軸３５は、図２ｂを参照して示した方法と同じような方法で作動機構３２を作動してもよい。

図４ａ及び４ｂに示す実施形態では、ベルト３６は複数の歯又はノッチ３７を備える。歯又はノッチを備えたベルトを用いると、プーリを摺動するベルトに比して振動を抑えることができる。
図５は、コンベアベルトがない物を分別するための装置の一実施形態の立体上面図である。図５の実施形態に示す一例のように、コンベア構成はコンベアベルトの物受け面を支持するように、２つのローラ２１、２２間にプレート５０をさらに含むのが好ましい。そのようなプレートは、ローラ２１、２２間で物受け面５が弛むのを抑える。プレートは、作動機構３２が適切に作動できるようにするために、ローラ２１、２２間の長さ全体では受け面５を支持しない。

プレート５０は、複数の穴５１を備えるのが好ましい。特に、プレート５０が物受け面５の大部分を支持する場合は、作動機構３２の影響を受けて、受け面５がｚ方向に運動すると、受け面５の下側で異常低圧を引き起こすことがある。そのような異常低圧となると、物受け面５にある物が受け面５の下側に吸い込まれる恐れがある。穴５１が存在することによって、そのような異常低圧の発生を抑え、好ましくは防ぐ。

穴５１は、好ましくは、コンベアベルト１０の前進方向及び後進方向の運動方向に配置されるスリットの形態を取る。穴５１は比較的大きく、穴５１の縁部とコンベアベルト１０との間で接触するが、ベルト破断を引き起こしにくい方向の擦傷がコンベアベルト１０に発生するにすぎない。その結果、コンベアベルト１０の耐用年限を延ばすことができる。穴の縁部によって引き起こされる摩耗をさらに減らすために、スリット状の穴５１を丸端にしてもよい。

図６ａ及び６ｂは、さまざまな時点におけるコンベア表面の局部変形を引き起こすための別の機構の立体側面図である。作動機構３２は、図６ａでは最も低い位置にあるが、図６ｂでは最も高い位置にある。
図６ａ及び６ｂに示す構成では、駆動軸３１は、図４ａ及び４ｂに示すのと同じような方法でベルト３６を介して他の駆動軸３５に連結される。しかし当然のことながら、図２ａ〜２ｄに示すような単一の駆動軸３１のみ有する駆動機構を用いてもよい。

コンベア表面に対して実質的に垂直方向の運動は、図２ａ〜２ｄに示し、参照して説明した機構と異なる方法で得られる。図６ａ及び６ｂの構成では、相互作用構造３２は、実質的に垂直方向、すなわちｚ方向と、コンベアベルトの運動に方向に対して実質的に平行方向、すなわち、ｘ方向とに延伸するプレート２０５に連結する。プレート２０５は、水平方向、すなわちｘ方向に対して実質的に平行に延伸するスリット２０６を備える。スリットは、プラグ２０８を収容するように構成される。プラグは偏心位置で他の駆動軸３５に連結する。その結果、プラグ２０８は、自由に運動可能である場合、他の駆動軸３５の回転によって円運動を行う。しかし、プラグ２０８はスリット２０６によって垂直方向に自由に運動できないため、プレート２０５は上下に運動するが、プラグがスリットの中を左右に運動する。そのため、他の駆動軸３５の回転運動は、作動機構３２がコンベアベルトの物受け面に対して実質的に垂直方向に運動するように変換される。

図６ａ及び６ｂに示すように、プレート２０５は、好適なガイド構造２１０を用いることによってｚ方向にさらに案内してもよい。そのようなガイド構造２１０を用いることによって、構成のロバスト性及び信頼性を高める。

図７ａ、７ｂ及び７ｃは、さまざまな時点における図６ａ及び６ｂの機構の側面図である。この３つの図例には、プレート２０５のスリット２０６を通るプラグ２０８の実質的に水平方向の運動を組み合わせた作動機構３２及びプレート２０５の前述した上下運動を示す。図７ａには、作動機構３２はコンベアベルト１０に接している。この例では、プラグ２０８はスリット２０６の中央に位置し、プレート２０５は最も低い位置にある。図７ｂでは、プラグ２０８が左に移動し、プレート２０５は上方に移動した結果、作動機構３２によって、コンベアベルト１０が持ち上がる。図７ｃでは、プラグ２０８は再度スリット２０６の中央に位置するが、プレートは最も高い位置にある。そのため、コンベアベルト１０は作動機構３２によってさらに高く持ち上がる。

コンベアベルト１０の物受け面５に対して実質的に垂直方向の運動範囲は、調整可能であるのが好ましい。図６ａ、６ｂ及び７ａ〜７ｃに示す実施形態では、プラグ２０８が他の駆動軸３５に連結する位置の偏心度を変えることによって、ｚ方向の運動範囲を調整することができる。

図８は、本発明の実施形態による物を分別するための装置の図である。装置は、図１ｂを参照して説明するようにコンベア構成を含む。つまり、コンベア構成は、２つのローラ２１、２２に無限ループとして配置されたコンベアベルト１０を含み、複数の物を受けるように実質的に水平に構成される物受け面５を有する。装置は、例えば、前述した方法で物受け面５に対して実質的に垂直方向の表面運動を生成するためのアクチュエータ３０をさらに含む。

そのため、物受け面５は、アクチュエータ３０によってｚ方向に、かつ２つのローラ２１、２２の少なくとも１つによってｘ方向に運動することができる。物受け面５のｘ方向の運動を組み合わせて、アクチュエータ３０を駆動して物受け面５が実質的に垂直方向に運動されることによって、制御可能な方法で不規則運動を生成することができる。ｘ方向及びｚ方向の不規則運動の結果、物受け面５に供給された物は分別することができる。

そのため、物受け面５は以下のいずれかの方法で運動してもよい。第１として、物受け面５は、２つのローラ２１、２２の少なくとも１つによって、第１の水平方向、例えば、＋ｘ方向、つまり「前進方向」に運動し、かつ、アクチュエータ３０によって物受け面に対して実質的に垂直方向、すなわちｚ方向に運動してもよい。第２として、物受け面５は、２つのローラ２１、２２の少なくとも１つによって第２の水平方向、例えば、−ｘ方向、つまり「後進方向」に運動し、かつ、アクチュエータ３０によって物受け面に対して実質的に垂直方向、すなわちｚ方向に運動してもよい。

第３として、物受け面５は、第１又は第２の水平方向に運動するが、アクチュエータ３０は、物受け面に対して、実質的に垂直方向、すなわちｚ方向の運動を生成しなくてもよい。これは、アクチュエータの作動を停止、例えば、駆動軸３１の駆動を停止することによって実施してもよい。アクチュエータの作動は、駆動軸３１から作動機構３２の分別することによって停止してもよい。

最後として、物受け面５は、水平位置を保持したまま、アクチュエータ３０によって、物受け面に対して、実質的に垂直方向、すなわちｚ方向に運動してもよい。一方では、２つのローラ２０、２１の少なくとも１つによる物受け面５の水平方向の運動と、他方ではアクチュエータ３０による物受け面５の実質的に垂直方向の運動とを独立して制御すれば、物受け面５にある物を解きほぐして分別する運動体系を最適化する可能性が開かれる。前述した運動の種類のほかに、さまざまな運動の速度及び加速／減速も制御してもよい。当然のことながら、ローラ２０、２１はアクチュエータ３０の駆動軸３１と異なる回転速度で運動してもよい。設計の自由度によって、多くのさまざまな種類の物を最適に解きほぐし、かつ／あるいは分別する方法を創造することができる。

さらに、装置は、コンベアベルト１０の物受け面５の物の分散を確認するためのカメラシステム６０と、カメラシステム６０から得られた物の分布情報に基づいてコンベアベルト１０及び作動機構の運動を独立して制御するための制御装置とを含む。

いくつかの実施形態において、装置は、光を放出するようにコンベアベルト１０の下部に配置される光源をさらに含み、コンベアベルト１０は、光源によって放出される光に対して、少なくとも部分的に透明である。光源と透明なコンベアベルト１０とのそのような組合せは、分別する物が実際に反射性である場合に、特に有用であると考えられる。光を容易に反射する物を特定するのは難しいと考えられるのは、反射によって物の位置が不正確になる影響が出る恐れがあるためである。光源と透明なコンベアベルトとのそのような組合せは、物の形状に基づいてパターン認識技術を利用して、カメラシステムで得られた画像を解析する場合に有用であると考えられる。

いくつかの用途では、カメラシステム６０は、ピックアップツール又はロボット７０によって個別に収集するのに適した物を特定するのに用いられる。ロボット７０は、特定された物を収集してさらに処理するために、その物を別の場所に移してもよい。そのようなロボットが用いられる用途の一例は、挿し木用培養媒体に個々の挿し木を植栽するシステムに関し、図９を参照して説明する。

カメラシステム６０は、１つ又は複数のカメラ６２を含んでもよい。１つ又は複数のカメラ６２で得られた画像に基づいて、物を分散し、かつ／あるいは個別に収集するために物を識別してもよい。このために、パターン認識技術を用いてもよい。カメラシステム６０によって得られた画像は、２次元画像及び３次元画像を含むあらゆるタイプの好適な画像であってよい。３次元画像場合は一般に、カメラシステム６０は２つ以上のカメラ６２を含む。

表面移動と一時的な表面変形は、制御装置８０によって制御可能であってよい。制御装置８０は、コンピュータ又は当業者に知られている他のあらゆる好適な制御デバイスの形態を取ることができる。制御装置８０は、プログラムを実行するように命令してもよい。制御装置８０は、コンベアベルト１０及びアクチュエータ３０の一部である作動機構３２などの作動機構との運動を独立して制御するように構成される。このために、制御装置８０は、ローラ２１、２２の少なくとも１つを駆動するために、図８に示すようにアクチュエータ３０と駆動ユニット９０と、に通信可能に接続してもよい。

制御装置８０は、カメラシステム６０と通信可能に接続する。制御装置８０は、カメラシステム６０から得られた情報に基づいたコンベアベルト１０及びアクチュエータ３０の作動機構との運動の基点にしてもよい。

制御装置８０は、前述した装置を使用して分別するための方法を実施できるようにするために、周辺機器を設けたプロセッサを備えたコンピュータシステムを含んでもよい。プロセッサは、命令及びデータを格納するように構成される１つ又は複数の記憶装置、１つ又は複数の読取装置、キーボード、タッチスクリーン又はマウスなどの１つ又は複数の入力デバイス及び１つ又は複数の出力デバイス、例えば、モニタに接続してもよい。さらに、ネットワークと接続するために、ネットワーク入出力（Ｉ／Ｏ）デバイスを備えてもよい。

プロセッサは、当業者に知られているように、並列処理する数個の処理装置又は１つのメインプロセッサによって制御される数個の処理装置を含んでもよく、これらの処理装置は互いに遠隔に配置してもよく、場合によっては、ローカルエリアネットワークの上に分散してもよい。

本発明の機能性は、ハードウェアコンポーネント及びソフトウェアコンポーネントを組み合わせることによって達成してもよい。ハードウェアコンポーネントは、アナログであろうとデジタルであろうと、プロセッサ内に存在してよく、プロセッサとインターフェースで接続する別個の回路として存在してもよい。さらに、プロセッサによって実行可能なソフトウェアコンポーネントはプロセッサのメモリ領域に存在してもよいことを当業者は理解することができる。

制御装置８０は、カメラシステム６０で得られた１つ又は複数の画像に基づいて不規則運動可能な物受け面５に適用される動作プログラムを実行するように構成してもよい。例えば、いくつかの用途では、カメラシステム６０は、不規則運動可能な受け面５上の個々の物を十分に検知できない場合、さらに物を個別化する制御可能な方法で物を振動させるために、動作プログラムを実行するように制御装置８０に命令してもよい。

そのような動作プログラムは、コンピュータ可読媒体に格納可能なコンピュータ可読命令を含んでいる。動作プログラムを格納したコンピュータ可読媒体は、前述したように、制御装置８０のプロセッサによって実行されると不規則運動可能な物受け面５を制御可能に運動させるための動作プログラム実行するために、制御装置８０に提供してもよい。

当然のことながら、コンベア構成１及びアクチュエータ３０は物を分別するための装置の基礎を形成し、別個の製品を形成してもよい。さらに物を分別するための装置の機能性を高めるために、他のコンポーネント、すなわち、カメラシステム６０、ロボット７０及び制御装置８０の１つ又は複数を追加してもよい。

物を分別するための装置の実施形態は、多くの用途で使用してもよい。好適な用途は、自動的に培養媒体に配置される植物の挿し木を分別する用途であると考えられる。図９は、本発明の実施形態による物を分別するための装置１００を使用する培養媒体に植物の挿し木を配置するための装置の立体図である。

植物の挿し木は、あらゆる種類の挿し木であってよく、茎の挿し木とさらに呼ばれる茎と１つ又は複数の葉を有する挿し木と、葉の挿し木とさらに呼ばれる主に葉で成る挿し木と、株の挿し木とさらに呼ばれる株を有する挿し木とを挙げることができる。茎の挿し木の例としては、キク、ポインセチア、ツゲ、ベニウチワ（「アンスリウム」）及びツキトジ（「カランコエ」）の挿し木が挙げられるが、これに限定されない。葉の挿し木の例としては、シャコバサボテン及び針葉樹の挿し木が挙げられるが、これに限定されない。株の挿し木の例としては、フウロソウ（「ゼラニウム」）の挿し木が挙げられるが、これに限定されない。

装置１００は、多くの挿し木を供給する挿し木受け面５を備えたコンベア装置を含む。挿し木は、オペレータによって手動で、あるいは例えば、他のコンベアベルトによって自動で入口から供給してもよく、上からこの受け面５に落下させてもよい。
挿し木受け面５は、側壁１１及び端壁１２で囲むのが好ましい。側壁１１及び端壁１２は、挿し木が落下しないのを確実にする。

装置１００は、複数の挿し木の中から個別で収集するのに適した挿し木を識別するために、図８に示すカメラシステム６０などのカメラシステムをさらに含む。カメラシステムは、図８に示すカメラ６２などの１つ又は複数のカメラを含む。１つ又は複数のカメラで得られた画像に基づいて、個別に収集するのに適した挿し木はパターン認識技術を用いて識別される。例えば、茎の挿し木の場合、カメラシステムは、挿し木供給システムの底部に配置される茎の挿し木の個々の茎に対応するパターン認識に基づいて個々の茎を識別するように構成してもよい。カメラシステムによって得られた画像は、２次元画像及び３次元画像を含むあらゆるタイプの適した画像であってよい。３次元画像場合は一般に、カメラシステムは２つ以上のカメラ６２を含む。

装置は、ピックアップツール又はロボット７０をさらに含む。ピックアップツール７０は、図８に示すように、カメラシステムに通信可能に接続する。ピックアップツール３０は、複数の挿し木からカメラシステムによって識別された挿し木を収集して、植栽システム１１０に適切に配置するように構成される。

ピックアップツール７０は１つ又は複数の把持構成７１を備え、各把持構成７１は１つ又は複数の把持部を含むのが好ましい。「把持部（gripper）」という用語は、あらゆる種類の把持部を含むと解釈すべきであるが、機械把持部及び吸着カップに限定されない。

ピックアップツール７０は、植栽システム１１０に収集した挿し木を適切に配置できるようにするために、十分な自由度のロボットアーム７２を含んでもよい。いくつかの用途では、ロボットアーム７２は、４つの自由度、すなわち、３つの回転軸を有し、１つの軸がそれ自体の軸に沿って（挿し木受け面５に対して実質的に垂直な方向が好ましい）移動可能となるように構成されていれば十分である。他の用途では、さらに高機能のロボットアーム７２、例えば、３Ｄ画像を用いて全種類の三次元（３Ｄ）定位で挿し木を収集できるロボットアーム７２が必要となる。さらに高機能のロボットアーム７２は、６つの自由度で作動するように構成してもよい。

ロボットアーム７２は、受け面５の好適な挿し木に対して、１つ又は複数の把持部を動作させ、適切な把持位置に把持構成７１の把持部を持って来るようにプログラミングされる。このために、挿し木の位置（例えば、当業者によって理解されているようにｘ、ｙ座標を使用）及び向きは入力値として用いられ、これらのパラメータはカメラシステムを用いて得られる。把持部は、この把持位置から所定の把持操作を実行するように構成される。

植栽システム１１０は、培養媒体に複数の挿し木を同時に植栽するように構成されるのが好ましい。ピックアップツール７０は、同時に植栽する複数の挿し木を供給するために、受け面５と植栽システム１１０との間を前後に移動させてもよい。植栽システム１１０は、植栽ユニット１１２及び／又は圧痕ユニット１１４を含んでもよい。植栽ユニット１１２は、所定の配置で複数の挿し木に収容するように構成される。圧痕ユニット１１４は、培養媒体に圧痕を作るように構成され、すなわち、植栽する挿し木を収容するのに適した大きさ及び形状の穴を作る。圧痕ユニット１１４は、圧痕に挿し木を植栽する前に、培養媒体に圧痕を作るように構成される。植栽ユニット１１２及び圧痕ユニット１１４は、培養媒体に作られた穴と植栽ユニットの部品とを簡単に調整して挿し木の植栽を配置するために、例えば、共通のフレームに連結することによって互いに固定して連結してもよい。

装置１００は、培養媒体を供給するための培養媒体供給ユニット１２０をさらに含んでもよい。培養媒体は、所定の形態で例えば、好適な寸法（例えば、縦×横×高さが４０ｍｍ×４０ｍｍ×３０ｍｍ）の土キューブの形態で供給してもよい。培養媒体は、挿し木を培養するのに適したあらゆる媒体であってもよい。適切な培養媒体の例としては、土ブロック、土キューブ、ロックウール及び花土が挙げられるが、これに限定されない。

培養媒体供給ユニット１２０は、コンベアベルト１２２の形態を取るのが好ましい。コンベアベルト１２２は、圧痕ユニット１１４及び植栽ユニット１１２と連携してもよい。いくつかの実施形態では、そのような連携とは、コンベアベルト１２２が、植栽ユニット１１２によって培養媒体に作られた穴に挿し木を配置する位置に向かって、圧痕ユニット１１４によって圧痕される培養媒体の一部を移動させることを意味する。

側壁１１及び／又は端壁１２は非透過性のものであってよい。あるいは、少なくとも１つの側壁１１又は端壁１２が少なくとも部分的に透過性のものであってよい。例えば、図９に示す実施形態では、植栽システム１１０に面する側壁１２ａは複数のブラシを含む。そのようなブラシは、ピッキングツール７０から破片を払いのけることができる。特に、ピックアップツール７０のロボットアーム７２は、植栽システム１１０に挿し木を配置した後に把持部をブラシに通してきれいにしてもよい。

無機物を分別するための装置が類似の方法で使用できることは当業者によって理解される。そのような場合、例えば、植栽ユニットは、所定の数の物で容器を満たすためのユニットであってよく、培養媒体供給ユニットは、そのような容器を移動させるコンベアであってよい。また、装置の他の類似の用途を考えることができることは言うまでもない。

前述した特定の実施形態を参照して本発明を説明してきた。これらの実施形態には、本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、当業者によく知られているさまざまな変形例及び他の形態が含まれることが認められる。したがって、特定の実施形態について説明してきたが、これらは単なる例示にすぎず、本願の特許請求の範囲に定義する本発明の範囲を限定するものではない。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ ２つのローラ（２１、２２）に無限ループとして配置され、複数の物を受けるように実質的に水平に構成される物受け面（５）を有するコンベアベルト（１０）を含むコンベア構成（１）と、
回転運動を可能にするために、モータに連結する駆動軸（３１、３５）と、作動機構（３２）と、前記駆動軸（３１）の回転運動から前記作動機構（３２）が前記物受け面に対して実質的に垂直方向に運動するように変換するために前記作動機構に前記駆動軸を連結する連結構造（３３、２０１、２０２ａ、２０２ｂ、２０５、２０６、２０８）と、を備えたアクチュエータ（３０）と、を備え、
前記作動機構は、前記物受け面に対して実質的に垂直方向に前記受け面（５）を運動させるように前記コンベアベルトの下に配置され、前記コンベア構成及び前記アクチュエータは独立して制御可能であることを特徴とする物を分別する装置。
［２］ 前記作動機構は、前記物受け面が不規則運動するように構成される［１］に記載の装置。
［３］ 前記コンベアベルトは、前記２つのローラの少なくとも１つが作動することによって、互いに反対の２つの方向に制御可能に運動する［１］又は［２］に記載の装置。
［４］ 前記作動機構に旋回可能に連結するアーム（４１）に取り付けられるベルトテンションローラ（４０）をさらに含む［１］乃至［３］のうちのいずれか１項に記載の装置。
［５］ 前記作動機構は、前記ベルトテンションローラから外側の前記作動機構側の位置で連結するガイドローラ（４５）をさらに含む［３］に記載の装置。
［６］ 前記コンベア構成は、前記コンベアベルトの前記物受け面を支持するように、２つのローラの間にプレート（５０）をさらに含む［１］乃至［５］のうちのいずれか１項に記載の装置。
［７］ 前記プレートは、複数の穴（５１）を備えた［６］に記載の装置。
［８］ 前記穴は、前記コンベアベルトの運動方向に実質的に平行方向に配置されるスリットの形態を取る［７］に記載の装置。
［９］ 前記スリットは、丸端を備えた［８］に記載の装置。
［１０］ 前記作動機構は、前記コンベアベルトの幅全体に延伸する［１］乃至［９］のうちのいずれか１項に記載の装置。
［１１］ 前記作動機構は、Ｕ字状である［１０］に記載の装置。
［１２］ 前記コンベアベルトの前記物受け面に対して実質的に垂直方向の運動範囲は、調整可能である［１］乃至［１１］のうちのいずれか１項に記載の装置。
［１３］ 前記物受け面の前記複数の物の１つ又は複数の画像を得るように、１つ又は複数のカメラ（６２）を備えたカメラシステム（６０）をさらに含む［１］乃至［１２］のうちのいずれか１項に記載の装置。
［１４］ 前記物受け面の下に配置される光源をさらに含み、前記コンベアベルトは前記光源からの発光に対して実質的に透明な材料で作製される［１３］に記載の装置。
［１５］ 前記カメラシステムによって得られた前記１つ又は複数の画像から得られた情報に基づいてさらに処理するために前記物受け面から個々の物を収集するように、１つ又は複数の把持部を設けた把持システム（７１）を備えたロボット（７０）をさらに含む［１３］又は［１４］に記載の装置。
［１６］ 前記カメラシステムによって得られた前記１つ又は複数の画像から得られた情報に基づいて前記コンベアベルト及び前記アクチュエータの動作を独立して制御するための制御装置（８０）をさらに含む［１３］乃至［１５］のうちのいずれか１項に記載の装置。
［１７］ 物を分別する方法であって、
［１］乃至［１６］のうちのいずれか１項に記載の物を分別するための装置に複数の物を供給し、
前記コンベアベルト（１０）及び前記作動機構（３２）を独立して制御して前記複数の物を分別することを含む方法。
［１８］ 前記装置は、前記物受け面の前記複数の物の１つ又は複数の画像を得るように、１つ又は複数のカメラ（６２）を備えたカメラシステム（６０）をさらに含み、前記１つ又は複数の画像の解析に基づいて前記コンベアベルト及び前記アクチュエータの動作が独立して制御される［１７］に記載の方法。
［１９］ 前記装置は、前記物受け面（５）から個々の物を収集するように、１つ又は複数の把持部を設けた把持システム（７１）を備えたロボット（７０）をさらに含み、
前記方法は、前記カメラシステムで得られた前記１つ又は複数の画像によって個別に収集するのに適した前記複数の物の中で個々の物を識別し、
さらに処理するために前記ロボットによって識別された物を収集することをさらに含む［１８］に記載の方法。
［２０］ 前記装置は、動作プログラムを備えた制御装置をさらに含み、前記制御装置が前記動作プログラムを起動することによって、前記コンベアベルト及び前記作動機構の動作を独立して制御することを含む［１７］乃至［１９］のうちのいずれか１項に記載の方法。
［２１］ プロセッサによって実行されると［１７］乃至［２０］のうちのいずれか１項に記載の方法を実行するためのコンピュータ可読命令を格納したコンピュータ可読媒体。

１…コンベア構成、５…物受け面（挿し木受け面）、１０，１２２…コンベアベルト、１１…側壁、１２…端壁、１２ａ…側壁、２０，２１，２２…ローラ、２５…駆動ローラ、２６，３６…ベルト、３０…アクチュエータ（ピックアップツール）、３１，３５…駆動軸、３２…作動機構、３３…連結ユニット、３４…モータ、３７…ノッチ、４０…ベルトテンションローラ、４１…アーム、４５…ガイドローラ、５０…プレート、５１…穴、６０…カメラシステム、６２…カメラ、７０…ピッキングツール（ピックアップツール）、７０…ロボット、７１…把持構成、７２…ロボットアーム、８０…制御装置、９０…駆動ユニット、１００…装置、１１０…植栽システム、１１２…植栽ユニット、１１４…圧痕ユニット、１２０…培養媒体供給ユニット、２００…ガイド体、２０１…ピン、２０２ａ…軸受連結部、２０２ｂ…軸受連結部、２０５…プレート、２０６…スリット、２０８…プラグ、２１０…ガイド構造。

Claims (18)

1. ２つのローラ（２１、２２）に無限ループとして配置され、複数の物を受けるように実質的に水平に構成される物受け面（５）を有するコンベアベルト（１０）を含むコンベア構成（１）と、
   駆動軸の回転運動を可能にするために、モータに連結する駆動軸（３１、３５）と、作動機構（３２）と、前記駆動軸（３１）の回転運動から前記作動機構（３２）が前記物受け面に対して実質的に垂直方向に運動するように変換するために前記作動機構に前記駆動軸を連結する連結構造（３３、２０１、２０２ａ、２０２ｂ、２０５、２０６、２０８）と、を備え、前記作動機構は、前記物受け面に対して実質的に垂直方向に前記受け面（５）を運動させるように前記コンベアベルトの下に配置された、アクチュエータ（３０）と、
   前記物受け面の前記複数の物の１つ又は複数の画像を得るように、１つ又は複数のカメラ（６２）を備えたカメラシステム（６０）と、を備え、
   前記コンベア構成及び前記アクチュエータは独立して制御可能であり、
   前記カメラシステムによって得られた前記１つ又は複数の画像から得られた情報に基づいて前記コンベアベルト及び前記アクチュエータの動作を独立して制御するための制御装置（８０）をさらに含む、
   ことを特徴とする物を分別する装置。
2. 前記作動機構は、前記物受け面が不規則運動するように構成される請求項１に記載の装置。
3. 前記コンベアベルトは、前記２つのローラの少なくとも１つが作動することによって、互いに反対の２つの方向に制御可能に運動する請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記作動機構に旋回可能に連結するアーム（４１）に取り付けられるベルトテンションローラ（４０）をさらに含む請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の装置。
5. 前記作動機構は、前記ベルトテンションローラから外側の作動機構側の位置で連結するガイドローラ（４５）をさらに含む請求項４に記載の装置。
6. 前記コンベア構成は、前記コンベアベルトの前記物受け面を支持するように、２つのローラの間にプレート（５０）をさらに含む請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の装置。
7. 前記プレートは、複数の穴（５１）を備えた請求項６に記載の装置。
8. 前記穴は、前記コンベアベルトの運動方向に実質的に平行方向に配置されるスリットの形態を取る請求項７に記載の装置。
9. 前記スリットは、丸端を備えた請求項８に記載の装置。
10. 前記作動機構は、前記コンベアベルトの幅全体に延伸する請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の装置。
11. 前記作動機構は、Ｕ字状である請求項１０に記載の装置。
12. 前記コンベアベルトの前記物受け面に対して実質的に垂直方向の運動範囲は、調整可能である請求項１乃至１１のうちのいずれか１項に記載の装置。
13. 前記物受け面の下に配置される光源をさらに含み、前記コンベアベルトは前記光源からの発光に対して実質的に透明な材料で作製される請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載の装置。
14. 前記カメラシステムによって得られた前記１つ又は複数の画像から得られた情報に基づいてさらに処理するために前記物受け面から個々の物を収集するように、１つ又は複数の把持部を設けた把持システム（７１）を備えたロボット（７０）をさらに含む請求項１乃至１３のうちのいずれか１項に記載の装置。
15. 物を分別する方法であって、
    請求項１乃至１４のうちのいずれか１項に記載の物を分別するための装置に複数の物を供給し、
    前記コンベアベルト（１０）及び前記作動機構（３２）を独立して制御して前記複数の物を分別することを含み、ここにおいて、
    前記装置は、前記物受け面の前記複数の物の１つ又は複数の画像を得るように、１つ又は複数のカメラ（６２）を備えたカメラシステム（６０）をさらに含み、前記１つ又は複数の画像の解析に基づいて前記コンベアベルト及び前記アクチュエータの動作が独立して制御される、
    方法。
16. 前記装置は、前記物受け面（５）から個々の物を収集するように、１つ又は複数の把持部を設けた把持システム（７１）を備えたロボット（７０）をさらに含み、
    前記方法は、前記カメラシステムで得られた前記１つ又は複数の画像によって個別に収集するのに適した前記複数の物の中で個々の物を識別し、
    さらに処理するために前記ロボットによって識別された物を収集することをさらに含む請求項１５に記載の方法。
17. 前記装置は、動作プログラムを備えた制御装置をさらに含み、前記制御装置が前記動作プログラムを起動することによって、前記コンベアベルト及び前記作動機構の動作を独立して制御することを含む請求項１５または１６に記載の方法。
18. プロセッサによって実行されると請求項１５乃至１７のうちのいずれか１項に記載の方法を実行するためのコンピュータ可読命令を格納したコンピュータ可読媒体。

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