JP7249826B2 - 荷役装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷役装置に関する。

例えば物流倉庫などにおいて、収納された商品等の荷物をロボット装置によって取り出してベルトコンベアなどへ荷卸しする荷役システムが知られている。このような荷役システムにおいては、搬送後の下流での処理のため、または、搬送中の転倒防止のために、荷物を横倒しにして搬送する必要が生じる場合がある。

荷物を横倒しにする方法としては、例えばベルトコンベアの荷卸し位置に傾斜台（スロープ）を設け、荷物を傾けた状態で傾斜台へ落下させることで、荷物を横倒しにする技術が知られている。

特開２０１８－１５８８０１号公報

しかしながら、傾斜台へ落下させる際の荷物の角度によっては、障害物等の干渉またはロボット装置のアームの関節角度の制限を受けて、該角度に制御することができず、荷物を適切に横倒しすることができない場合がある。

本発明が解決しようとする課題は、荷物を適切に横倒しすることが可能な荷役装置を提供することである。

実施形態の荷役装置は、荷物を保持する保持部と、保持部を移動させるアームと、を備え、保持部により保持された荷物を、荷物を搬送するための搬送体の上に移動させた後に、保持部による保持を解放して荷物を前記搬送体へ載せる。荷役装置は、制御部を備える。制御部は、荷物を横倒しにして搬送体に搬送させる場合、搬送体の上流側に設けられた傾斜台へ荷物を載せる際の保持部の角度の候補を示す複数の角度候補の中から、一の角度候補を選択し、保持部の角度を、選択された角度候補が示す角度に制御して、保持部による保持を解放する制御を行う。

図１は、第１の実施形態の荷役システムの平面図。 図２は、第１の実施形態の荷役システムの側面図。 図３は、第１の実施形態の制御装置のハードウェア構成の一例を示す図。 図４は、第１の実施形態の制御装置が有する機能の一例を示す図。 図５は、第１の実施形態のロボット制御部の詳細な機能の一例を示す図。 図６は、第１の実施形態の荷物の高さ方向のサイズの検出方法の説明図。 図７は、第１の実施形態の荷物の移動の態様の一例を示す図。 図８は、第１の実施形態の荷卸の倒し方の説明図。 図９は、第１の実施形態の複数の角度候補の一例を示す図。 図１０は、荷物を横倒しにして搬送する態様の一例を示す図。 図１１は、第１の実施形態の制御装置の動作例を示すフローチャート。 図１２は、第２の実施形態の制御装置が有する機能の一例を示す図。 図１３は、第２の実施形態の複数の角度候補の一例を示す図。 図１４は、第２の実施形態のモードの選択方法の説明図。 図１５は、第２の実施形態のモードの選択方法の説明図。

以下、添付図面を参照しながら、実施形態に係る荷役装置を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の荷役システム１の構成の一例を示す図である。例えば荷役システム１は、物流センターなどに設置され、荷物が収容された容器（荷物格納容器）から荷物を取り出し、その取り出した荷物を、荷物を搬送するコンベアへ載せるシステムである。

図１は荷役システム１の平面図であり、図２は荷役システム１の側面図である。図１および図２に示すように、荷役システム１は、ロボット装置１０と、レーザレンジファインダ（以下、「ＬＲＦ」と称する）２０と、カメラ３０と、補助コンベア４０と、メインコンベア５０と、制御装置６０と、を含む。

ロボット装置１０は、制御装置６０の制御の下、荷物格納容器７０に格納された荷物８０を取り出し、その取り出した荷物８０を補助コンベア４０に載せる装置である。ロボット装置１０は、保持部１１と、アーム１２と、を少なくとも備える。

保持部１１は荷物８０を保持する手段である。例えば保持部１１は、１つ以上の吸着パッドを有する構成とすることができる。この場合、各吸着パッドには、該吸着パッドを真空吸引するポンプが例えばホースなどを介して接続されており、荷物８０に対して吸着パッドが押し当てられた状態で吸着パッドを吸引することで荷物８０を保持し、該吸引を停止することで保持していた荷物８０を解放して落下させることができる。なお、これに限らず、保持部１１は荷物８０を保持／解放可能な構成であればよく、公知の様々な技術を利用可能である。例えば保持部１１は、荷物８０を挟み持つ（把持する）機構などであってもよい。ここでは、「把持」は「保持」の一態様であると考えることができる。

アーム１２は、保持部１１を移動させる手段である。例えばアーム１２は多関節アームであり、複数のアーム部材と、複数のアーム部材を回動可能に連結する連結部と、を有する構成とすることができる。アーム１２の先端部は、保持部１１に接続され、保持部１１を支持している。アーム２２０は、制御装置６０の制御の下（制御装置６０から入力される、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の座標に基づき）、３次元空間の所望の位置に保持部１１を移動させることができる。ここでは、Ｘ方向およびＹ方向は水平面に沿う方向であり、互いに交差（例えば略直交）する方向である。またＺ方向は鉛直方向である。

例えば制御装置６０は、保持部１１の位置が、荷物格納容器７０に格納された荷卸し対象の荷物８０を保持可能な位置になるようにアーム１２を制御し、該位置で保持部１１の吸引を実行する制御を行うことで、荷卸し対象の荷物８０を保持部１１に保持させることができる。そして、制御装置６０は、荷物８０を保持した状態の保持部１１の位置が補助コンベア４０への荷卸し位置（荷物８０を補助コンベア４０に載せる位置）になるようにアーム１２を制御し、該荷卸し位置で保持部１１の吸引を停止する制御を行うことで、保持部１１による保持を解放して荷物８０を落下させて補助コンベア４０に載せることができる。制御装置６０の具体的な内容については後述する。

図１の説明を続ける。ＬＲＦ２０は、荷卸し対象の荷物８０の高さ方向（Ｚ方向）のサイズ検出に用いられるセンサであり、光波を用いて距離を測定するセンサである。昇降機構２１は、制御装置６０の制御の下、ＬＲＦ２０を昇降させる装置である。

カメラ３０は、３次元画像を撮像可能な３次元カメラであり、被写体（物体）の形状や大きさを三次元で捉えることができる。本実施形態では、カメラ３０は、荷物格納容器７０の上方に配置され、荷物格納容器７０に格納された荷物８０の上面を撮像する。以下の説明では、カメラ３０により撮像された画像（この例では３次元画像）を「カメラ画像」と称する場合がある。

本実施形態では、制御装置６０は、ＬＲＦ２０の測定結果およびカメラ画像から、荷卸し対象の荷物８０のサイズを検出し、その検出したサイズに基づいて、荷物８０を横倒しにして補助コンベア４０に搬送させるか否かを判断する。詳しくは後述する。この例では、ＬＲＦ２０およびカメラ３０は、荷物８０のサイズに関するサイズ情報（例えば３辺のサイズ情報）の検出に用いられる「検出装置」として機能する。

図１の説明を続ける。補助コンベア４０は、荷物８０を搬送するための「搬送体」の一例であり、ロボット装置１０から受け取った荷物８０をメインコンベア５０へ向けて搬送する。補助コンベア４０の上流側には、荷物８０を横倒しにするための傾斜台（スロープ）４１が設けられる。メインコンベア５０は、補助コンベア４０からメインコンベア５０へ排出された荷物８０を下流側に搬送する。

なお、本実施形態では、荷役システム１は、上記検出装置（ＬＲＦ２０およびカメラ３０）、ロボット装置１０、補助コンベア４０、メインコンベア５０、制御装置６０を構成要素として含む形態を例示しているが、これに限られるものではない。要するに、荷役システム１は、荷役に関する構成要素を少なくとも含む形態であればよい。例えば荷役システム１は、上記検出装置、ロボット装置１０、補助コンベア４０、制御装置６０から構成される形態（メインコンベア５０が含まれない形態）であってもよいし、上記検出装置、ロボット装置１０、制御装置６０から構成される形態（補助コンベア４０、メインコンベア５０が含まれない形態）であってもよいし、ロボット装置１０、補助コンベア４０、制御装置６０から構成される形態（上記検出装置、メインコンベア５０が含まれない形態）であってもよい。

図３は、制御装置６０のハードウェア構成の一例を示す図である。図３に示すように、制御装置６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、記憶部１０２と、Ｉ／Ｆ（Interface）部１０３と、を備える。なお、図３の例では、制御装置６０が備える最低限のハードウェア要素を例示しているが、これに限らず、制御装置６０は、他のハードウェア要素をさらに備える形態であってもよい。例えば制御装置６０は、各種の情報を表示する表示デバイスをさらに備える形態であってもよいし、ユーザによる各種の入力に用いられる入力デバイスをさらに備える形態であってもよい。

ＣＰＵ１０１は、プログラムを実行することにより、制御装置６０の動作を統括的に制御し、制御装置６０が有する各種の機能を実現する。制御装置６０が有する各種の機能については後述する。

記憶部１０２は、例えばＣＰＵ１０１が実行するプログラム等の各種データを記憶する不揮発性のメモリ（例えばＲＯＭ（Read Only Memory））、および、ＣＰＵ１０１の作業領域を有する揮発性のメモリ（例えばＲＡＭ（Random Access Memory））などを含んで構成される。

Ｉ／Ｆ部１０３は、外部装置と接続するためのインタフェースである。外部装置としては、例えばロボット装置１０、ＬＲＦ２０、昇降機構２１、カメラ３０、補助コンベア４０を駆動する駆動部（例えばモータ）、メインコンベア５０を駆動する駆動部（例えばモータ）などが挙げられる。

図４は、制御装置６０が有する機能の一例を示す図である。なお、図４の例では、本実施形態の要部に関する機能のみを例示しているが、制御装置６０が有する機能はこれらに限られるものではない。図４に示すように、制御装置６０は、昇降制御部６０１、情報取得部６０２、ロボット制御部６０３、駆動制御部６０４を有する。

昇降制御部６０１は、昇降機構２１の昇降を制御する。例えば昇降制御部６０１は、ＬＲＦ２０の測定位置を荷物格納容器７０の高さに合わせるように昇降機構２１を昇降させる制御を行うことができる。

情報取得部６０２は、ＬＲＦ２０の測定結果およびカメラ画像などの情報を取得する。情報取得部６０２により取得された情報はロボット制御部６０３へ入力される。例えば情報取得部６０２は、ＬＲＦ２０による測定が行われるたびに、ＬＲＦ２０の測定結果を取得する形態であってもよいし、一定の周期でＬＲＦ２０の測定結果を取得する形態であってもよいし、任意のタイミングでＬＲＦ２０に対して測定結果を要求し、その応答としてＬＲＦ２０の測定結果を取得する形態であってもよい。カメラ画像の取得方法についても同様である。

ロボット制御部６０３は、ロボット装置１０を制御する。図５は、ロボット制御部６０３が有する詳細な機能の一例を示す図である。図５に示すように、ロボット制御部６０３は、荷卸し対象決定部６１１、サイズ検出部６１２、横倒し決定部６１３、選択部６１４、制御部６１５を有する。なお、図５の例では、本実施形態の要部に関する機能のみを例示しているが、ロボット制御部６０３が有する機能はこれらに限られるものではない。

荷卸し対象決定部６１１は、情報取得部６０２により取得されたカメラ画像から、保持可能な荷物８０が存在するか否かを確認し、保持可能な荷物８０が存在する場合は、荷卸し対象の荷物８０を決定する。例えば荷卸し対象決定部６１１は、カメラ画像に映り込んだ荷物８０のうち、上面の高さが最も高い荷物８０を荷卸し対象の荷物８０として決定することができる。

サイズ検出部６１２は、荷卸し対象決定部６１１により決定された荷卸し対象の荷物８０のサイズを検出する。より具体的には、サイズ検出部６１２は、情報取得部６０２により取得された情報（カメラ画像およびＬＲＦ２０の測定結果）に基づいて、荷卸し対象の荷物８０の３辺のサイズを検出する。

以下、荷物８０の３辺のサイズを検出する方法について説明する。サイズ検出部６１２は、カメラ画像から、荷物８０の上面のＸ方向およびＹ方向の辺のサイズを検出することができる。次に、荷物８０の高さ方向の辺のサイズを検出する方法について説明する。サイズ検出部６１２は、荷物格納容器７０に格納された荷卸し対象の荷物８０が保持部１１により保持された後、該荷物８０の底がＬＲＦ２０の測定位置を超えるまで保持部１１が上方に移動するようにアーム１２を制御する。保持部１１により保持された荷物８０の底がＬＲＦ２０の測定位置を超えたか否かは、ＬＲＦ２０の測定結果が、ＬＲＦ２０と荷物８０との距離Ｄに相当する値を連続的に示した後に、急峻に異なる値（または測定不能を示すエラー値）に変化したか否かで判断することができる。ここでは、ＬＲＦ２０の測定結果は、荷物８０の底がＬＲＦ２０の測定位置を超えたか否かの判断に用いられる。そして、サイズ検出部６１２は、ＬＲＦ２０の測定位置Ｈ２（既知）と、荷物８０の底がＬＲＦ２０の測定位置を超えたときの保持部１１の高さＨ３との差分から、荷物８０の高さ方向の辺のサイズＨ１を検出することができる（図６参照）。

図５に戻って説明を続ける。横倒し決定部６１３は、サイズ検出部６１２により検出された荷物８０のサイズに基づいて、荷物８０を横倒しにして補助コンベア４０に搬送させるか否かを判定する。ここでは、搬送中の転倒防止のために、荷卸し対象の荷物８０の幅方向（Ｘ方向またはＹ方向）の辺に対して高さ方向（Ｚ方向）の辺が大きい場合は、該荷物８０を横倒しにして補助コンベア４０に搬送させることを決定する。この例では、横倒し決定部６１３は、荷卸し対象の荷物８０の３辺のうち、高さ方向の辺が最長辺である場合に、該荷物８０を横倒し対象として決定する。

本実施形態では、横倒し決定部６１３により、荷卸し対象の荷物８０を横倒しにして補助コンベア４０に搬送させると決定された場合、図７に示すように、ロボット制御部６０３（例えば制御部６１５でもよいし、他の機能要素であってもよい）は、保持部１１により保持された荷物８０を、傾斜台４１の上に移動させるようにアーム１２を制御する。

そして、図５に示す選択部６１４は、補助コンベア４０の上流側に設けられた傾斜台４１へ荷物を載せる際（落下させる際）の保持部１１の角度の候補を示す複数の角度候補の中から、一の角度候補を選択する。より具体的には、選択部６１４は、複数の角度候補の中から、該角度候補が示す角度になるようにアーム１２を制御する際にエラーが発生しない一の角度候補を選択する。ここでは、「エラー」には、障害物等との干渉やアーム１２の関節の角度制限を受けることなどが含まれる。つまり、選択部６１４は、複数の角度候補の中から、干渉またはアームの関節の角度制限を回避可能な一の角度候補を選択する。本実施形態では、複数の角度候補に対しては予め優先順位が設定されており、選択部６１４は、優先順位が高い角度候補から順番に、エラーが発生するか否かを判断していき、エラーが発生せず、かつ、最も優先順位が高い角度候補を選択する。

また、図８に示すように、本実施形態では、保持部１１に保持された荷卸し対象の荷物８０が有する、補助コンベア４０の搬送方向において互いに対向する２つの面８１、８２のうち、搬送方向上流側の面８１を「背面８１」と称し、搬送方向下流側の面８２を「前面８２」と称する。そして、荷物８０の背面８１を補助コンベア４０へ向けて倒すことを「後ろ倒し」と称し、荷物８０の前面８２を補助コンベア４０へ向けて倒すことを「前倒し」と称する。言い換えれば、「後ろ倒し」は、補助コンベア４０（搬送体）に規定される荷物８０の搬送方向に対し荷物８０を上流側へ倒すことであり、「前倒し」は、補助コンベア４０に規定される荷物８０の搬送方向に対し荷物８０を下流側へ倒すことである。また、本実施形態では、傾けていない状態の保持部１１の法線の角度を「０度」とし、保持部１１の角度の方向として、保持部１１の法線方向が傾斜台４１の延在方向に近づく方向（言い換えれば、保持部１１の傾きを表す直線が傾斜台４１の延在方向に近づく方向）を正の方向とし、その反対の方向を負の方向とする。ここでは、傾斜台４１の延在方向とは、傾斜台４１の傾きを表す直線の方向であり、その直線の角度が傾斜台４１の傾斜角に相当する。なお、保持部１１の角度の方向の正負の決め方は任意であり、上記と反対であってもよい。

ここで、後ろ倒しのほうが前倒しに比べて、荷物８０に対する衝撃を緩和できるため、干渉またはアーム１２の関節の角度制限を回避できるのであれば、後ろ倒しで荷物８０を補助コンベア４０に載せることが好ましい。また、後ろ倒しで荷物８０を補助コンベア４０に載せる場合、保持部１１の法線方向が、できるだけ傾斜台４１の延在方向に近くなるように保持部１１を傾けることが好ましい。荷物８０に対する衝撃を緩和しつつ確実に横倒しにすることができるためである。

そこで、本実施形態では、複数の角度候補のうち、補助コンベア４０に規定される荷物８０の搬送方向に対し荷物８０を上流側へ倒して、後ろ倒しにするための角度であって、かつ、傾斜台４１の傾斜角に近い角度（言い換えれば、保持部１１の法線方向が傾斜台４１の延在方向に近い角度）を示す角度候補ほど優先順位が高くなるように予め設定される。図９は、予め優先順位が設定された複数の角度候補の一例を示す図である。図９に示すように、後ろ倒しにするための角度であって、かつ、傾斜台４１の傾斜角に近い角度を示す角度候補ほど優先順位が高いことが分かる。図９の例では、角度が大きい順に、後ろ倒しにするための角度を試していき、後ろ倒しができない場合は、角度の絶対値が大きい順に、前倒しにするための角度を試していき、前倒しができない場合は、「０度」を示す角度候補を選択する。

なお、前倒しで荷物８０を補助コンベア４０に載せる場合は、保持部１１の角度が、傾斜台４１の斜面の法線方向に近くなるように（言い換えれば、保持部１１の傾きを表す直線が傾斜台４１の斜面の法線方向に近くなるように）保持部１１を傾けることが好ましい。つまり、保持部１１の前面８２が補助コンベア４０の上面（載置面）に近づくように、保持部１１を傾けることが好ましい（荷物８０に対する衝撃緩和のため）。図９の例では、負の値を示す角度候補（前倒しに対応する角度候補）のうち、角度の絶対値が大きい角度候補ほど優先順位が高い。具体的には、「－４０度」を示す角度候補の優先順位（３番目）は、「－２０度」を示す角度候補の優先順位（４番目）よりも高い。

図５に戻って説明を続ける。制御部６１５は、保持部１１の角度を、選択部６１４により選択された角度候補が示す角度に制御して、保持部１１による保持を解放する制御を行う。図１０（Ａ）は、選択部６１４により選択された角度候補が、後ろ倒しにするための角度を示すときに、荷物８０を補助コンベア４０に載せて搬送する様子を示す図である。図１０（Ｂ）は、選択部６１４により選択された角度候補が、前倒しにするための角度を示すときに、荷物８０を補助コンベア４０に載せて搬送する様子を示す図である。

この例では、制御部６１５は、保持部１１の吸引／停止（保持／解放）の制御、保持部１１の角度制御およびアーム１２の制御などを行うが、制御部６１５が行う制御は、上記制御に限られるものではない。以上が、ロボット制御部６０３が有する機能である。

図４に戻って説明を続ける。駆動制御部６０４は、補助コンベア４０の駆動部、および、メインコンベア５０の駆動部を制御する。駆動制御部６０４は、傾斜台４１の延在方向と、選択部６１４により選択された角度候補が示す角度に制御された保持部１１との角度（保持部の法線方向との角度）が閾値以上の場合は、保持部１１による保持を解放する際に、一定時間にわたって補助コンベア４０の駆動を停止する制御を行う。

ここでは、傾斜台４１の延在方向と、選択部６１４により選択された角度候補が示す角度に制御された保持部１１の法線方向とのなす角度が閾値以上の場合とは、例えば荷物８０を保持した保持部１１の角度を、前倒しをするための角度に制御した場合などが想定される。例えば図１０（Ｂ）に示す前倒しの場合、補助コンベア４０の回転による摩擦力が荷物８０の横倒しを阻害する方向に働くため、補助コンベア４０の駆動を一定期間にわたって停止することで、荷物８０をスムーズに横倒しすることができる。

以上に説明した制御装置６０が有する昇降制御部６０１、情報取得部６０２、ロボット制御部６０３、駆動制御部６０４の各々の機能は、図３に示すＣＰＵ１０１が記憶部１０２に格納されたプログラムを実行することにより実現される。ただし、これに限らず、例えば上述した各部の機能の一部または全部を専用のハードウェア回路（例えば半導体集積回路等）で実現することもできる。

上述したように、制御装置６０は、ロボット装置１０の保持部１１により保持された荷物８０を、荷物８０を搬送するための補助コンベア４０の上に移動させた後に、保持部１１による保持を解放して荷物８０を落下させて補助コンベアへ載せる制御を行っており、「荷役装置」の一例であると考えることができる。また、これに限らず、例えば制御装置６０とロボット装置１０との組み合わせが「荷役装置」の一例であると考えることもできる。

図１１は、本実施形態の制御装置６０の動作例を示すフローチャートである。図１１に示すように、まず昇降制御部６０１は、ＬＲＦ２０の測定位置を荷物格納容器７０の高さに合わせるように、昇降機構２１を昇降させる制御を行う（ステップＳ１）。次に、駆動制御部６０４は、補助コンベア４０に載せられた荷物８０が搬送方向に搬送されるように、補助コンベア４０の駆動部を制御する（ステップＳ２）。

次に、情報取得部６０２は、カメラ画像を取得する（ステップＳ３）。次に、荷卸し対象決定部６１１は、ステップＳ３で取得されたカメラ画像から、保持可能な荷物８０が存在するか否かを確認する（ステップＳ４）。ステップＳ４の結果が否定の場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、処理は終了する。ステップＳ４の結果が肯定の場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、荷卸し対象決定部６１１は、保持可能な荷物８０の中から、荷卸し対象の荷物８０を決定する（ステップＳ５）。

次に、サイズ検出部６１２は、ステップＳ５で決定した荷卸し対象の荷物８０のサイズを検出する（ステップＳ６）。次に、横倒し決定部６１３は、ステップＳ６で検出されたサイズに基づいて、荷物８０を横倒しにして補助コンベア４０に搬送させるか否かを判断する（ステップＳ７）。

ステップＳ７の結果が否定の場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、ロボット制御部６０３（例えば制御部６１５）は、保持部１１の位置が、荷卸し対象の荷物８０を保持可能な位置になるようにアーム１２を制御して該荷物８０を保持部１１に保持させた後、その状態の保持部１１の位置が、補助コンベア４０の上面における上流側の領域のうち、傾斜台４１が設置された領域の下流側の領域の上に位置するようにアーム１２を制御する。つまり、ロボット制御部６０３は、荷卸し対象の荷物８０を保持部１１に保持させて、補助コンベア４０の上に移動させる（ステップＳ８）。そして、ロボット制御部６０３（例えば制御部６１５）は、保持部１１による保持を解放して荷物８０を傾斜台４１へ落下させる（ステップＳ９）。

一方、ステップＳ７の結果が肯定の場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、ロボット制御部６０３（例えば制御部６１５）は、保持部１１の位置が、荷卸し対象の荷物８０を保持可能な位置になるようにアーム１２を制御して該荷物８０を保持部１１に保持させた後、その状態の保持部１１が傾斜台４１の上に位置するようにアーム１２を制御する。つまり、ロボット制御部６０３は、荷卸し対象の荷物８０を保持部１１に保持させて傾斜台４１の上に移動させる（ステップＳ１０）。次に、選択部６１４は、複数の角度候補のうち、優先順位が最も高い角度候補を選択し（ステップＳ１１）、その選択した角度候補が示す角度になるようにアーム１２を制御する際にエラーが発生するか否かを判断する（ステップＳ１２）。この判断はシミュレーションなどによって行われ、実際にアーム１２を制御して判断するものではない。

ステップＳ１２の結果が肯定の場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、選択部６１４は、ステップＳ１２で判断した角度候補の次に優先順位が高い角度候補を選択し（ステップＳ１３）、ステップＳ１２の処理を繰り返す。ステップＳ１２の結果が否定の場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、選択部６１４はそのときの角度候補を、最終的な選択結果として制御部６１５へ通知し、制御部６１５は、保持部１１の角度が、選択部６１４から通知された角度候補が示す角度になるようにアーム１２を制御する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４の後、ロボット制御部６０３は、傾斜台４１の延在方向と、ステップＳ１４で角度制御された保持部１１の法線方向とのなす角度が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。つまり、この例では、保持部１１の角度が前倒しをするための角度であるか否かを判断する。この判断は、例えば制御部６１５が行う形態であってもよいし、ロボット制御部６０３の他の機能要素が行ってもよい。

ステップＳ１５の結果が肯定の場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、ロボット制御部６０３は、その旨を駆動制御部６０４に通知し、この通知を受けた駆動制御部６０４は、補助コンベア４０の駆動を停止する制御を行う（ステップＳ１６）。そして、ロボット制御部６０３（制御部６１５）は、保持部１１による保持を解放して、荷物８０を傾斜台４１へ落下させる（ステップＳ１７）。その後、駆動制御部６０４は、一定時間にわたって補助コンベア４０の駆動を停止した後、補助コンベア４０の駆動を再開する制御を行う（ステップＳ１８）。以降は、ステップＳ３以降の処理を繰り返す。

ステップＳ１５の結果が否定の場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、例えば保持部１１の角度が後ろ倒しにするための角度である場合、ロボット制御部６０３（制御部６１５）は、保持部１１による保持を解放して、荷物８０を傾斜台４１へ落下させる（ステップＳ１９）。このとき、補助コンベア４０の駆動は継続している。以降は、ステップＳ３以降の処理を繰り返す。

以上に説明したように、本実施形態の制御装置６０は、荷物８０を横倒しにして補助コンベア４０に搬送させる場合、補助コンベア４０の上流側に設けられた傾斜台４１へ荷物８０を載せる際の保持部１１の角度の候補を示す複数の角度候補の中から、一の角度候補を選択し、その選択した角度候補が示す角度になるように保持部１１の角度を制御して、保持部１１による保持を解放する制御を行う。より具体的には、制御装置６０は、複数の角度候補の中から、該角度候補が示す角度になるようにアーム１２を制御する際にエラーが発生しない一の角度候補を選択する。これにより、荷物８０を適切に横倒しすることができる。

また、上述したように、複数の角度候補に対しては予め優先順位が設定されており、制御装置６０は、優先順位が高い角度候補から順番に、エラーが発生するか否かを判断していき、エラーが発生せず、かつ、最も優先順位が高い角度候補を選択する。これにより、干渉やアーム１２の関節の角度制限などのエラーを回避しつつ目標に近い角度で保持部１１を傾けることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。本実施形態では、荷物８０の倒し方に対応する複数のモードごとに、複数の角度候補の優先順位が予め設定され、複数のモードのうちの何れか１つのモードに紐付けられた複数の角度候補の中から、一の角度候補を選択する点で上述の第１の実施形態と相異する。以下、具体的な内容を説明する。なお、上述の第１の実施形態と共通する部分については適宜に説明を省略する。

図１２は、本実施形態のロボット制御部６０３が有する機能の一例を示す図である。図１２に示すように、ロボット制御部６０３は、第２選択部６２０をさらに有する点で上述の第１の実施形態と相異する。

第２選択部６２０は、複数のモードのうちの何れかのモードを選択する。複数のモードは、荷物８０を後ろ倒しに補助コンベア４０に載せる倒し方を優先する第１のモードと、荷物８０を前倒しに補助コンベア４０に載せる倒し方を優先する第２のモードと、を少なくとも含む。第１のモードに紐付けられた複数の角度候補は、後ろ倒しにするための角度であって、かつ、傾斜台４１の傾斜角に近い角度を示す角度候補ほど前記優先順位が高い。また、第２のモードに紐付けられた複数の角度候補は、前倒しにするための角度であって、かつ、保持部１１の角度が傾斜台４１の斜面の法線方向に近い角度を示す角度候補ほど優先順位が高い。

図１３は、各モードに紐付けられた複数の角度候補の一例を示す図である。図１３の例では、第１のモード、第２のモードに加えて、後ろ倒しか前倒しかは問わずに、絶対値の大きい角度を優先して保持部１１を傾ける倒し方に対応する第３のモードが用意されている。図１３の例では、第３のモードは、絶対値の大きい角度ほど優先順位が高い。この例では、荷物８０に対する衝撃緩和の観点から、前倒しの角度と後ろ倒しの角度の絶対値が同じ値を示す場合は、後ろ倒しの角度を優先している。ただし、これに限らず、例えば前倒しの角度を優先することもできる。

図１２に示す第２選択部６２０は、ロボット装置１０と傾斜台４１との位置関係に応じて、複数のモードのうちの何れかを選択する。この例では、第２選択部６２０は、複数のモードのうち、保持した荷物８０を傾斜台４１へ載せる際（落下させる際）の保持部１１の位置がロボット装置１０の本体（アーム１２が接続された本体）に最も近くなる倒し方に対応するモードを優先して選択する。保持部１１の位置がロボット装置１０に最も近くなる倒し方は、ロボット装置１０と傾斜台４１との位置関係に応じて変わるため、第２選択部６２０は、ロボット装置１０および傾斜台４１の設置環境に応じたモードを選択することになる。

例えば図１４に示すように、前倒しにするための角度に傾けたときの保持部１１の位置よりも、後ろ倒しにするための角度に傾けたときの保持部１１の位置の方がロボット装置１０の本体に近くなる位置関係の場合、第２選択部６２０は、荷物８０を後ろ倒しに補助コンベア４０に載せる倒し方を優先する第１のモードを選択する。また、例えば図１５に示すように、後ろ倒しにするための角度に傾けたときの保持部１１の位置よりも、前倒しにするための角度に傾けたときの保持部１１の位置の方がロボット装置１０の本体に近くなる位置関係の場合、第２選択部６２０は、荷物８０を前倒しに補助コンベア４０に載せる倒し方を優先する第２のモードを選択する。また、例えばロボット装置１０の本体に対する、前倒しにするための角度に傾けたときの保持部１１の位置と、後ろ倒しにするための角度に傾けたときの保持部１１の位置との差が基準値未満の場合（ほぼ差が無い場合）、第２選択部６２０は、絶対値の大きい角度を優先して保持部１１を傾ける倒し方に対応する第３のモードを選択する。

以上の第２選択部６２０によるモードの選択が行われた後、図１１に示す処理が開始されることになる。

以上に説明したように、本実施形態の制御装置６０は、ロボット装置１０と傾斜台４１との位置関係に応じて、保持した荷物８０を傾斜台４１へ載せる際の保持部１１の位置がロボット装置１０の本体に最も近くなる倒し方に対応するモードを選択する。そして、制御装置６０は、その選択したモードに紐付けられた複数の角度候補の中から、エラーが発生しない一の角度候補を選択する。ここで、本実施形態では、エラーとなる角度候補が少ないモードを事前に選択しているので、一の角度候補を短時間で選択することができる。そして、その選択した角度候補が示す角度になるよう保持部１１の角度を制御して、保持部１１による保持を解放する制御を行う。本実施形態によれば、ロボット装置１０および傾斜台４１の設置環境も反映させて、適切に荷物８０を横倒しする方法を選択することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述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、変更を行うことができる。これら新規な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。

以下、変形例を記載する。以下の変形例は上述の各実施形態と適宜に組み合わせることもできるし、変形例同士を適宜に組み合わせることもできる。

（１）変形例１
上述の横倒し決定部６１３は、荷卸し対象の荷物８０の３辺のうち、高さ方向の辺が最長辺である場合に、該荷物８０を横倒し対象として決定しているが、これに限られるものではない。例えば横倒し決定部６１３は、荷物８０の幅方向の辺（Ｘ方向の辺またはＹ方向の辺）のサイズＸと高さ方向の辺のサイズＨとの比を示すＸ／Ｈが基準値以下の場合に、該荷物８０を横倒し対象として決定することもできる。

（２）変形例２
上述の駆動制御部６０４は、傾斜台４１の延在方向と、選択部６１４により選択された角度候補が示す角度に制御された保持部１１との角度が閾値以上の場合は、保持部１１による保持を解放する際に、一定時間にわたって補助コンベア４０の駆動を停止する制御を行っているが、これに限られるものではない。例えば駆動制御部６０４は、傾斜台４１の延在方向と、選択部６１４により選択された角度候補が示す角度に制御された保持部１１との角度が閾値以上の場合は、保持部１１による保持を解放する際に、一定時間にわたって荷物８０の搬送方向とは逆の方向に補助コンベア４０を駆動する制御を行う。この場合、駆動制御部６０４は、補助コンベア４０に載せられた荷物８０が搬送方向とは逆の方向に搬送されるよう、補助コンベア４０の駆動部を制御する。これにより、補助コンベア４０の回転による摩擦力が荷物８０の横倒しを促進する方向に働くため、荷物８０をスムーズに横倒しすることができる。

（３）変形例３
上述の第２選択部６２０は、ロボット装置１０と傾斜台４１との位置関係に応じて、複数のモードのうちの何れかを選択しているが、これに限られるものではない。例えば第２選択部６２０は、ユーザから受け付けた指示に従って、複数のモードのうちの何れかを選択する形態であってもよい。

また、例えば第２選択部６２０は、荷卸し対象の荷物８０の特徴に関する特徴情報（例えばワレモノなどの特徴を示す情報）を取得し、その取得した特徴情報に応じて、複数のモードのうちの何れかを選択する形態であってもよい。例えば第２選択部６２０は、荷卸し対象の荷物８０の特徴情報として、ワレモノを示す特徴情報を取得した場合、荷物に対する衝撃緩和のために、後ろ倒しを優先する倒し方に対応する第１のモードを選択することができる。

なお、特徴情報の格納先は任意であり、例えば荷物格納容器７０に格納される複数の荷物８０ごとに、該荷物８０の特徴情報が対応付けられた対応情報を、制御装置６０内の記憶部１０２に記憶する形態であってもよいし、外部のサーバなどの記憶装置に記憶する形態であってもよい。例えば第２選択部６２０は、対応情報を参照して、荷卸し対象の荷物８０に対応付けられた特徴情報を取得することができる。

１ 荷役システム
１０ ロボット装置
１１ 保持部
１２ アーム
２０ ＬＲＦ
２１ 昇降機構
３０ カメラ
４０ 補助コンベア
４１ 傾斜台
５０ メインコンベア
６０ 制御装置
７０ 荷物格納容器
８０ 荷物
１０１ ＣＰＵ
１０２ 記憶部
１０３ Ｉ／Ｆ部
６０１ 昇降制御部
６０２ 情報取得部
６０３ ロボット制御部
６０４ 駆動制御部
６１１ 荷卸し対象決定部
６１２ サイズ検出部
６１３ 横倒し決定部
６１４ 選択部
６１５ 制御部
６２０ 第２選択部

Claims (10)

1. 荷物を保持する保持部と、前記保持部を移動させるアームと、を備え、前記保持部により保持された荷物を、前記荷物を搬送するための搬送体の上に移動させた後に、前記保持部による保持を解放して前記荷物を前記搬送体に載せる荷役装置であって、
   前記荷物を横倒しにして前記搬送体に搬送させる場合、前記搬送体の上流側に設けられた傾斜台へ前記荷物を載せる際の前記保持部の角度の候補を示す複数の角度候補の中から、一の角度候補を選択し、
   前記保持部の角度を、選択された前記角度候補が示す角度に制御して、前記保持部による保持を解放する制御を行う制御部を備える、
   荷役装置。
2. 前記制御部は、前記複数の角度候補の中から、該角度候補が示す角度になるように前記アームを制御する際にエラーが発生しない一の角度候補を選択する、
   請求項１に記載の荷役装置。
3. 前記複数の角度候補に対しては予め優先順位が設定されており、
   前記制御部は、前記優先順位が高い角度候補から順番に、前記エラーが発生するか否かを判断していき、前記エラーが発生せず、かつ、最も前記優先順位が高い角度候補を選択する、
   請求項２に記載の荷役装置。
4. 前記複数の角度候補のうち、前記搬送体に規定される前記荷物の搬送方向に対し前記荷物を上流側に倒して、後ろ倒しに前記搬送体に載せるための角度であって、かつ、前記傾斜台の傾斜角に近い角度を示す角度候補ほど前記優先順位が高い、
   請求項３に記載の荷役装置。
5. 前記荷物の倒し方に対応する複数のモードごとに、前記複数の角度候補の前記優先順位が予め設定され、
   前記制御部は、前記複数のモードのうちの何れかのモードを選択し、
   前記モードに紐付けられた複数の角度候補の中から、一の角度候補を選択する、
   請求項３に記載の荷役装置。
6. 前記複数のモードは、前記荷物を後ろ倒しに前記搬送体に載せる倒し方を優先する第１のモードと、前記搬送体に規定される前記荷物の搬送方向に対し前記荷物を下流側へ倒して、前倒しに前記荷物を前記搬送体に載せる倒し方を優先する第２のモードと、を含み、
   前記第１のモードに紐付けられた複数の角度候補は、前記後ろ倒しにするための角度であって、かつ、前記傾斜台の傾斜角に近い角度を示す角度候補ほど前記優先順位が高く、
   前記第２のモードに紐付けられた複数の角度候補は、前記前倒しにするための角度であって、かつ、前記保持部の角度が前記傾斜台の斜面の法線方向に近い角度を示す角度候補ほど前記優先順位が高い、
   請求項５に記載の荷役装置。
7. 前記制御部は、前記保持部及び前記アームを備えるロボット装置と前記傾斜台との位置関係に応じて、前記複数のモードのうちの何れかを選択する、
   請求項５または６に記載の荷役装置。
8. 前記搬送体はコンベアであり、
   前記コンベアの駆動を制御する駆動制御部をさらに備え、
   前記駆動制御部は、
   前記傾斜台の延在方向と、選択された前記角度候補が示す角度に制御された前記保持部との角度が閾値以上の場合は、前記保持部による保持を解放する際に、一定時間にわたって前記コンベアの駆動を停止する制御を行う、
   請求項１乃至７のうちの何れか１項に記載の荷役装置。
9. 前記搬送体はコンベアであり、
   前記コンベアの駆動を制御する駆動制御部をさらに備え、
   前記駆動制御部は、
   前記傾斜台の延在方向と、選択された前記角度候補が示す角度に制御された前記保持部との角度が閾値以上の場合は、前記保持部による保持を解放する際に、一定時間にわたって前記荷物の搬送方向とは逆の方向に前記コンベアを駆動する制御を行う、
   請求項１乃至７のうちの何れか１項に記載の荷役装置。
10. 前記制御部は、荷物のサイズに基づいて、前記荷物を横倒しにして前記搬送体に搬送させるか否かを判定する、
    請求項１乃至９のうちの何れか１項に記載の荷役装置。

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