JP7251808B2

JP7251808B2 - 搬送装置

Info

Publication number: JP7251808B2
Application number: JP2020214153A
Authority: JP
Inventors: 重典稲員; 宗一郎田志
Original assignee: 株式会社アイナックシステム
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2023-04-04
Anticipated expiration: 2040-12-23
Also published as: JP2022100027A

Description

本発明は、栽培設備から収穫した果実や、店舗や倉庫の製品等の被搬送物を搬送する搬送装置に関する。

近年、産業に限らず自動化の一環としてアーム型ロボットが普及してきている。しかし、アーム型ロボットは多用な用途を想定されているため、多関節で複雑な機構が採用されている。例えば、栽培植物が植え付けられているラインに沿って移動しながら果実を収穫する果実収穫ロボットとして、屈伸自在な多関節アームの先端に摘果ハンドを設け、多関節アームを適当に屈伸させて摘果ハンドの位置を調節するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許第３０５２４７１号公報

しかしながら、多関節アームの各アームの長さは一定であるため、使用する場所によってはアームの可動領域が不足する。図２０は上記従来の果実収穫ロボットの多関節アームの可動領域を示す説明図である。図２０に示すように、多関節アーム１００の最大可動領域Ａ１は台座１０１を中心とする円弧状となっているため、多関節アーム１００の最大可動高さＡ２内であっても台座１００中心から離れた位置（座標Ａ３）に多関節アーム１００は届かない。

したがって、座標Ａ３に多関節アーム１００を届かせるためには多関節アーム１００そのものを大きくする必要があり、その結果、重量の増加や消費電力の増加といった課題が生じてしまう。また、座標Ａ３に多関節アーム１００を届かせるために、図２１に示すように余分な可動域Ａ４が発生することになる。

そこで、本発明においては、余分な可動域を発生させることなく、栽培設備から収穫した果実や、店舗や倉庫の製品等の被搬送物を効率良く搬送することが可能な搬送装置を提供することを目的とする。

本発明の搬送装置は、台車上で鉛直軸周りに回転可能な台座と、台座から鉛直上方向に延びる第１のアームと、第１のアームに対して摺動自在に支持され、鉛直方向に移動可能なスライダーと、水平方向に延び、スライダーに対して水平方向に移動可能に支持された第２のアームであり、一端部に被搬送物を保持する保持部が設けられる第２のアームとを有するものである。本発明の搬送装置によれば、被搬送物を保持する保持部は第２のアームによって水平方向に移動可能であるとともにスライダーによって鉛直方向に移動可能であり、さらにスライダーを支持する第１のアームが台車上で鉛直軸周りに回転可能であるため、台車の走行方向に直交する面に対しては台車の中心から第２のアームおよびスライダーのそれぞれの最大移動範囲内を全てカバーすることが可能となる。

本発明の搬送装置は、さらに、第１のアームの上端部および下端部にそれぞれ回転可能に支持された第１のローラーおよび第２のローラーと、第２のアームの保持部が設けられる側と反対側の端部に回転可能に支持された第３のローラーと、スライダーの四隅部にそれぞれ回転可能に支持された４つの中間ローラーと、第２のアームの保持部が設けられる側の端部に両端が固定され、第１、第２および第３のローラーと４つの中間ローラーとに十文字状に掛け渡された第１のベルトと、第１のアームの下部または台座に設けられ、第１のローラーを回転駆動する第１のモーターと、第１のローラーと第１のモーターとに掛け渡された第２のベルトと、第１のアームの下部または台座に設けられ、第２のローラーを回転駆動する第２のモーターとを有することが望ましい。これにより、第１のモーターおよび第２のモーターによりそれぞれ第１のローラーおよび第２のローラーを互いに同一方向に回転させるとスライダーが鉛直上下方向に移動し、互いに反対方向に回転させると第２のアームが水平左右方向に移動する。

本発明の搬送装置は、さらに、台車を有し、台車は、被搬送物の搬送方向に沿って張られたワイヤーに移動方向をガイドされるワイヤーガイドを有するものであることが望ましい。これにより、被搬送物の搬送方向に沿ってワイヤーを張ることで、このワイヤーに沿って台車がワイヤーガイドにガイドされ移動する。

本発明の搬送装置は、さらに、並設された複数の搬送レーンであり、ワイヤーがそれぞれ張られる複数の搬送レーンと、ワイヤーの端部に設けられ、台車が乗り上げる高台であり、複数の搬送レーンの並ぶ方向に並設された高台とを有し、台車は、搬送レーンの延設方向と高台の並設方向とに走行方向を方向転換可能な駆動輪を有し、ワイヤーにガイドされ、駆動輪により搬送レーンの延設方向に駆動されて高台へ乗り上げ、駆動輪の走行方向を高台の並設方向に転換して隣の高台に移動した後、駆動輪の走行方向を搬送レーンの搬送方向に転換して搬送レーンの隣の搬送レーンに降り、ワイヤーの隣のワイヤーにガイドされて駆動輪により隣の搬送レーンの延設方向に駆動されるものであることが望ましい。これにより、ワイヤーにガイドされて搬送レーンを駆動輪により走行した台車がワイヤーの端部に到達すると、高台へと乗り上げ、駆動輪の走行方向を高台の並設方向に転換して隣の高台に移動した後、駆動輪の走行方向を搬送レーンの搬送方向に転換して隣の搬送レーンへ降り、隣のワイヤーにガイドされて搬送レーンを駆動輪により走行する。

第２のアームは、台車の移動の際は搬送レーンの延設方向と平行に保持されることが望ましい。これにより、台車の移動の際には第２のアームが台車の移動方向を向くため、第２のアームが搬送レーンの両脇に接触するのを防止することができる。

第２のアームの保持部が設けられる側と反対側の端部に保持部と同等の保持部または錘を有することが望ましい。これにより、水平方向に延びる第２のアームのバランスを取ることができる。

（１）台車上で鉛直軸周りに回転可能な台座と、台座から鉛直上方向に延びる第１のアームと、第１のアームに対して摺動自在に支持され、鉛直方向に移動可能なスライダーと、水平方向に延び、スライダーに対して水平方向に移動可能に支持された第２のアームであり、一端部に被搬送物を保持する保持部が設けられる第２のアームとを有する構成により、台車の走行方向に直交する面に対しては台車の中心から第２のアームおよびスライダーのそれぞれの最大移動範囲内を全てカバーすることが可能であるため、余分な可動域を発生させることなく、栽培設備から収穫した果実や、店舗や倉庫の製品等の被搬送物を効率良く搬送することが可能となる。また、稼働軸が、鉛直軸周りに回転する台座、第１のアームに対して鉛直方向に移動するスライダー、およびスライダーに対して水平方向に移動する第２のアームの３軸に限定されているため、簡易性とメンテナンス性が向上する。

（２）第１のアームの上端部および下端部にそれぞれ回転可能に支持された第１のローラーおよび第２のローラーと、第２のアームの保持部が設けられる側と反対側の端部に回転可能に支持された第３のローラーと、スライダーの四隅部にそれぞれ回転可能に支持された４つの中間ローラーと、第２のアームの保持部が設けられる側の端部に両端が固定され、第１、第２および第３のローラーと４つの中間ローラーとに十文字状に掛け渡された第１のベルトと、第１のアームの下部または台座に設けられ、第１のローラーを回転駆動する第１のモーターと、第１のローラーと第１のモーターとに掛け渡された第２のベルトと、第１のアームの下部または台座に設けられ、第２のローラーを回転駆動する第２のモーターとを有する構成により、第１のアームの下部または台座に設けられた第１のモーターおよび第２のモーターの２つのモーターにより保持部を上下左右に移動させることが可能となる。また、第１のモーターおよび第２のモーターが第１のアームの下部または台座に設けられていることから重心位置が低くなるため、第１のアームを鉛直方向へ延長してもぐらつくことなく安定し、第１のアームおよび第２のベルトを交換するだけで鉛直方向の可動域を変更することが可能となる。また、第２のアームを交換するだけで水平方向の可動域を変更することが可能となる。

（３）台車を有し、台車は、被搬送物の搬送方向に沿って張られたワイヤーに移動方向をガイドされるワイヤーガイドを有する構成により、被搬送物の搬送方向に沿ってワイヤーを張るだけで、台車の直進性が確保でき、簡単に台車の移動方向をガイドして被搬送物を安定して搬送することが可能となる。

（４）並設された複数の搬送レーンであり、ワイヤーがそれぞれ張られる複数の搬送レーンと、ワイヤーの端部に設けられ、台車が乗り上げる高台であり、複数の搬送レーンの並ぶ方向に並設された高台とを有し、台車は、搬送レーンの延設方向と高台の並設方向とに走行方向を方向転換可能な駆動輪を有し、ワイヤーにガイドされ、駆動輪により搬送レーンの延設方向に駆動されて高台へ乗り上げ、駆動輪の走行方向を高台の並設方向に転換して隣の高台に移動した後、駆動輪の走行方向を搬送レーンの搬送方向に転換して搬送レーンの隣の搬送レーンに降り、ワイヤーの隣のワイヤーにガイドされて駆動輪により隣の搬送レーンの延設方向に駆動されるものであることにより、簡単な構成により、搬送レーンを走行する台車はワイヤーにガイドされて高台に乗り上げて隣の搬送レーンへ移り、隣の搬送レーンを走行する動作を繰り返し行うことが可能となる。

（５）第２のアームが、台車の移動の際は搬送レーンの延設方向と平行に保持されることにより、第２のアームが搬送レーンの両脇に接触するのを防止することができる。

（６）第２のアームの保持部が設けられる側と反対側の端部に保持部と同等の保持部または錘を有することが望ましい。これにより、水平方向に延びる第２のアームのバランスを確保することができる。また、両端部に保持部を有する場合には２つの保持部により作業効率が向上する。

本発明の実施の形態における搬送装置本体の斜視図である。図１の搬送装置本体を走行させる搬送レーンを示す平面図である。図２の高台を正面からみた断面図である。図１の搬送装置本体の可動部分を示す説明図である。図１の搬送装置本体の駆動機構の配置を示す説明図である。図５の駆動機構を模式化した図である。保持部を水平方向に移動させる場合の駆動機構の動作を示す模式図である。保持部を鉛直方向に移動させる場合の駆動機構の動作を示す模式図である。台車の側面図である。台車の駆動機構を示す側面図である。台車の駆動機構を示す斜視図である。台車を底面側からみた斜視図である。駆動押さえ機構の説明図である。図９のワイヤーガイドの斜視図である。図９のワイヤーガイドを底面側からみた図である。台車が高台に乗り上げた状態を示す側面図である。台車が隣の高台へ移動する様子を示す説明図である。台車が高台から搬送レーンへ降りる様子を示す説明図である。本実施形態における搬送装置の台車の走行方向に直交する面に対する保持部の可動範囲を示す説明図である。従来の果実収穫ロボットの多関節アームの可動領域を示す説明図である。従来の可動領域を拡大した多関節アームを示す説明図である。本実施形態における搬送装置の搬送経路の例を示した平面図である。図２２の搬送経路を台車で移動した場合の保持部の可動域を示す斜視図である。従来の多関節アームを図２２の搬送経路に沿って移動した場合の可動域を示す斜視図である。（Ａ）は台車の移動中の第２のアームの向きを示す概略平面図、（Ｂ）は台車を停止して作業中の第２のアームの向きを示す概略平面図である。

図１は本発明の実施の形態における搬送装置本体の斜視図、図２は図１の搬送装置本体を走行させる搬送レーンを示す平面図、図３は図２の高台を正面からみた断面図、図４は図１の搬送装置本体の可動部分を示す説明図、図５は図１の搬送装置本体の駆動機構の配置を示す説明図、図６は図５の駆動機構を模式化した図である。

本発明の実施の形態における搬送装置は、図１に示す搬送装置本体１と、この搬送装置本体１が走行する図２に示す搬送レーン２Ａ，２Ｂとから構成される。搬送レーン２Ａ，２Ｂは、例えばイチゴ高設棚などの果実の栽培設備４に沿って延設される。各搬送レーン２Ａ，２Ｂには、栽培設備４から収穫された被搬送物としてのイチゴなどの果実の搬送方向に沿ってワイヤー３が張られる。各搬送レーン２Ａ，２Ｂの端部には高台５が設けられている。ワイヤー３は、図３に示すように高台５間において地面６から所定高さの位置に張られる。なお、図２に示す例では、搬送レーン２Ａ，２Ｂは２つであるが、多数の搬送レーンが並設されていても良い。

図１に示すように、搬送装置本体１は、搬送レーン２Ａ，２Ｂを走行する台車１０と、台車１０上に設けられた台座１１と、台座１１から鉛直上方向に延びる第１のアーム１２と、第１のアーム１２に対して摺動自在に支持され、鉛直方向に移動可能なスライダー１３と、水平方向に延び、スライダー１３に対して水平方向に移動可能に支持された第２のアーム１４とを有する。

台座１１は、台車１０上で鉛直軸周りに回転可能となっている。図４および図５に示すように、第１のアーム１２は台座１１上に固定されており、台座１１とともに鉛直軸周りに回転する。第１のアーム１２は、その上端部および下端部にそれぞれ回転可能に支持された第１のローラー２１および第２のローラー２２を有する。

第１のアーム１２は、この第１のアーム１２に沿って鉛直方向に延びるリニアレール１２Ａを備える。スライダー１３は、リニアレール１２Ａに対して鉛直方向に摺動自在に支持されている。すなわち、スライダー１３は、第１のアーム１２に対してリニアレール１２Ａを介して摺動自在に支持され、第１のアーム１２に対して鉛直方向に移動可能となっている。

第２のアーム１４は、スライダー１３に対して水平方向に摺動自在に支持された水平方向に延びるリニアレールである。第２のアーム１４は、一端部に被搬送物を保持する保持部１５を有する。保持部１５は、例えば栽培設備から果実を収穫するロボットハンドや、店舗や倉庫の製品を棚からピッキングするロボットアーム等である。第２のアーム１４は、保持部１５が設けられる側と反対側の端部に回転可能に支持された第３のローラー２３を有する。

スライダー１３は、図５に示すように、その四隅部にそれぞれ回転可能に支持された４つの中間ローラー２４，２５，２６，２７を有する。スライダー１３を正面からみて左側に保持部１５が配置されている状態において、中間ローラー２４はスライダー１３の左上に、中間ローラー２５は右上に、中間ローラー２６は右下に、中間ローラー２７は左下にそれぞれ位置している。

また、搬送装置本体１は、第１のローラー２１を回転駆動する第１のモーター３１と、第２のローラー２２を回転駆動する第２のモーター３２と、台座１１を回転駆動する第３のモーター３３と、第１のアーム１２および第２のアーム１４を鉛直方向および水平方向に動作させるための第１のベルト３４と、第１のローラー２１を回転動作させるための第２のベルト３５とを有する。なお、図４においては、第１のベルト３４の図示を省略している。

第１のモーター３１および第２のモーター３２は第１のアーム１２の下部に設けられている。第１のモーター３１および第２のモーター３２としては、例えばサーボモーターを使用することができる。

第１のローラー２１は、第１のアーム１２の上部を貫通して回転支持される軸２１Ａの一端部に固定されている。軸２１Ａの他端部には第４のローラー２８が固定されている。第２のベルト３５は、第１のモーター３１の回転軸に固定された第５のローラー２９と第４のローラー２８とに掛け渡されており、第１のモーター３１の回転動作を第５のローラー２９、第２のベルト３５および第４のローラー２８を介して第１のローラー２１に伝達する。

第２のローラー２２は、第２のモーター３２の回転軸に固定されており、第２のモーター３２の回転動作は第２のローラー２２に直接伝達される。なお、第２のモーター３２の回転動作は前述の第１のモーター３１と同様に別途ベルトやギヤ等を介して第２のローラー２２に伝達する構成とすることも可能である。また、第１のモーター３１および第２のモーター３２は第１のアーム１２ではなく台座１１に設けてもよい。

図６に示すように、第１のベルト３４は、第２のアーム１４の保持部１５が設けられる側の端部に両端３４Ａ，３４Ｂが固定され、第１、第２および第３のローラー２１，２２，２３と４つの中間ローラー２４，２５，２６，２７とに十文字状に掛け渡されている。

ここで、搬送装置本体１の駆動機構の動作について説明する。図７は保持部１５を水平方向に移動させる場合の駆動機構の動作を示す模式図、図８は保持部１５を鉛直方向に移動させる場合の駆動機構の動作を示す模式図である。表１は保持部１５の移動方向と第１のローラー２１および第２のローラー２２の回転方向との関係を示している。

図７に矢印Ｒ０で示すように保持部１５を水平右方向へ移動する場合、表１に示すように第１のローラー２１を時計回りに、第２のローラー２２を反時計回りに、互いに同期した状態で反対方向に回転する。すなわち、第１のモーター３１を反時計回りに、第２のモーター３２を反時計回りに、互いに同期した状態で回転駆動する。これにより、第１のベルト３４は、第１のローラー２１と中間ローラー２４との間で矢印Ｒ１方向へ、第２のローラー２２と中間ローラー２７との間で矢印Ｒ２方向へ送られ、保持部１５と中間ローラー２４，２７との間の部分の長さが短くなり、中間ローラー２５，２６と第３のローラー２３との間の部分の長さが長くなる。この結果、第２のアーム１４がスライダー１３に対して水平右方向へ移動し、保持部１５が水平右方向へ移動することになる。

一方、矢印Ｌ０で示すように保持部１５を水平左方向へ移動する場合、表１に示すように第１のローラー２１を反時計回りに、第２のローラー２２を時計回りに、互いに同期した状態で反対方向に回転する。すなわち、第１のモーター３１を時計回りに、第２のモーター３２を時計回りに、互いに同期した状態で回転駆動する。これにより、第１のベルト３４は、第１のローラー２１と中間ローラー２４との間で矢印Ｌ１方向へ、第２のローラー２２と中間ローラー２７との間で矢印Ｌ２方向へ送られ、保持部１５と中間ローラー２４，２７との間の部分の長さが長くなり、中間ローラー２５，２６と第３のローラー２３との間の部分の長さが短くなる。この結果、第２のアーム１４がスライダー１３に対して水平左方向へ移動し、保持部１５が水平左方向へ移動することになる。

図８に矢印Ｕ０で示すように保持部１５を鉛直上方向へ移動する場合、表１に示すように第１のローラー２１を反時計回りに、第２のローラー２２を反時計回りに、互いに同期した状態で同一方向に回転する。すなわち、第１のモーター３１を時計回りに、第２のモーター３２を反時計回りに、互いに同期した状態で回転駆動する。これにより、第１のベルト３４は、第１のローラー２１と中間ローラー２４との間で矢印Ｕ１方向へ、第２のローラー２２と中間ローラー２７との間で矢印Ｕ２方向へ送られ、第１のローラー２１と中間ローラー２４，２５との間の部分の長さが短くなり、第２のローラー２２と中間ローラー２６，２７との間の部分の長さが長くなる。この結果、スライダー１３が第１のアーム１２に対して鉛直上方向へ移動し、スライダー１３に保持されている第２のアーム１４とともに保持部１５が鉛直上方向へ移動することになる。

一方、図８に矢印Ｄ０で示すように保持部１５を鉛直下方向へ移動する場合、表１に示すように第１のローラー２１を時計回りに、第２のローラー２２を時計回りに、互いに同期した状態で同一方向に回転する。すなわち、第１のモーター３１を反時計回りに、第２のモーター３２を時計回りに、互いに同期した状態で回転駆動する。これにより、第１のベルト３４は、第１のローラー２１と中間ローラー２４との間で矢印Ｄ１方向へ、第２のローラー２２と中間ローラー２７との間で矢印Ｄ２方向へ送られ、第１のローラー２１と中間ローラー２４，２５との間の部分の長さが長くなり、第２のローラー２２と中間ローラー２６，２７との間の部分の長さが短くなる。この結果、スライダー１３が第１のアーム１２に対して鉛直下方向へ移動し、スライダー１３に保持されている第２のアーム１４とともに保持部１５が鉛直下方向へ移動することになる。

図９は台車の側面図、図１０は台車の駆動機構を示す側面図、図１１は台車の駆動機構を示す斜視図、図１２は台車を底面側からみた斜視図、図１３は駆動押さえ機構の説明図、図１４は図９のワイヤーガイドの斜視図、図１５は図９のワイヤーガイドを底面側からみた図、図１６は台車が高台に乗り上げた状態を示す側面図、図１７は台車が隣の高台へ移動する様子を示す説明図、図１８は台車が高台から搬送レーンへ降りる様子を示す説明図である。

図９に示すように、台車１０は、４つの自在キャスター４１を支持する底板４０（図１０参照。）を備える。４つの自在キャスター４１は底板４０の四隅に備えている。図１２に示すように、台車１０の駆動輪４２は、台車１０の底板４０の下面側に配置される。台車１０の底板４０の中央には、駆動輪４２を支持する支持軸５０（図１０参照。）が貫通する開孔（図示せず。）が設けられている。駆動輪４２は走行モーター４３により回転駆動される。

図１０および図１１に示すように、支持軸５０の上部には支持板５１が設けられている。支持軸５０は支持板５１に対して鉛直軸周りに回転自在に支持されている。また、支持板５１上には、支持軸５０の向きを変えるサーボモーター４４が設けられている。サーボモーター４４により支持軸５０の向きを変えることで、駆動輪４２による走行方向を方向転換可能となっている。

底板４０上には支柱５２が立設されている。図１３に示すように、支持板５１には支柱５２が貫通する開孔５１Ａが設けられている。支柱５２の上部にはボルト５３が締結されるネジ穴５２Ａが設けられている。ボルト５３は、支柱５２に締結されることで、支持板５１と押さえ板５４との間に設けられる弾性体５５を押圧するものである。弾性体５５は、例えばウレタン製ブロックやボルトなどである。ボルト５３と押さえ板５４との間にはワッシャー５６が設けられている。

図１３の左側はボルト５３を緩めて弾性体５５を押圧していない状態であり、図１３の右側はボルト５３を最後まで締め付けて弾性体５５を押圧した状態を示している。ボルト５３を締め付けることにより弾性体５５を押圧することで、弾性体５５の反発力が支持板５１へ伝わり、支持板５１に鉛直下向きの力が発生する。これにより、支持板５１に支持される支持軸５０を介して駆動輪４２が地面６へ押さえ付けられる。

また、台車１０の底板４０の下面にはワイヤー３に移動方向をガイドされるワイヤーガイド４５を有する。図１４および図１５に示すように、ワイヤーガイド４５は、ワイヤー３を案内する滑車４５Ａと、ワイヤー３を滑車４５Ａの溝４５Ｂに案内する一対のガイド板４５Ｃと、滑車４５Ａの軸４５Ｄを支持する支持部４５Ｅとを備える。一体のガイド板４５Ｃは水平方向の両端部の間隔が広く、滑車４５Ａの溝４５Ｂに向かって間隔が狭くなっている。ワイヤーガイド４５は、支持部４５Ｅの上面が底板４０の下面に固定される。なお、図１１および図１２においては、ワイヤーガイド４５の図示を省略している。

各ワイヤー３の端部には、図１６に示すように、台車１０が乗り上げる高台５が設けられる。高台５の上面の高さは、地面６を走行する台車１０が高台５に乗り上げたときにワイヤー３がワイヤーガイド４５から離れる高さに設定される。高台５は、図２に示すように複数の搬送レーン２Ａ，２Ｂの並ぶ方向に並設される。

台車１０は、走行方向を搬送レーン２Ａの延設方向（被搬送物の搬送方向）とした駆動輪４２によりワイヤー３にガイドされながら搬送レーン２Ａを走行し、ワイヤー３の端部に到達すると高台５へ乗り上げる。このとき、ワイヤー３はワイヤーガイド４５から離れる。次に、駆動輪４２の走行方向を高台５の並設方向に９０°転換し、図１７に示すように隣の高台５へ平行移動する。

その後、駆動輪４２の走行方向を搬送レーン２Ｂの搬送方向に９０°転換し、図１８に示すように搬送レーン２Ａの隣の搬送レーン２Ｂに降りる。台車１０が高台５から下りた際、ワイヤーガイド４５は搬送レーン２Ｂのワイヤー３を挟み、台車１０はワイヤー３にガイドされて駆動輪４２により搬送レーン２Ｂを走行する。そして、台車１０がワイヤー３の端部に到達すると高台５へ乗り上げ、同様の手順により次の搬送レーンへと移動する。

このように、本実施形態における搬送装置では、上記のような簡単な構成により、搬送レーン２Ａを走行する台車１０はワイヤー３にガイドされて高台５に乗り上げて隣の搬送レーン２Ｂへ移り、隣の搬送レーン２Ｂを走行する動作を繰り返し行うことが可能となっている。

図１９は本実施形態における搬送装置の台車の走行方向に直交する面に対する保持部１５の可動範囲を示す説明図である。図１９に示すように、上記構成の搬送装置では、被搬送物を保持する保持部１５は第２のアーム１４によって水平方向に移動可能であるとともにスライダー１３によって鉛直方向に移動可能であり、さらにスライダー１３を支持する第１のアーム１２が台車１０上で鉛直軸周りに回転可能であるため、台車１０の走行方向に直交する面（図１９に表れる面）に対しては台車１０の中心から第２のアーム１４およびスライダー１３のそれぞれの最大移動範囲内（図１９に二点鎖線で示した範囲内）を全てカバーすることが可能となっている。

すなわち、前述のように従来の多関節アーム１００では、座標Ａ３に届かせるために多関節アーム１００そのものを大きくする必要があったが、本実施形態における搬送装置では、第２のアーム１４およびスライダー１３のそれぞれの最大移動範囲内を全てカバーすることができるため、余分な可動域を発生させることなく、栽培設備から収穫した果実や、店舗や倉庫の製品等の被搬送物を効率良く搬送することが可能である。

図２２は本実施形態における搬送装置の搬送経路の例を示した平面図、図２３は図２２の搬送経路を台車１０で移動した場合の保持部１５の可動域を示す斜視図、図２４は従来の多関節アーム１００を図２２の搬送経路に沿って移動した場合の可動域を示す斜視図である。

図２２に示すように２列の栽培設備４間を台車１０で移動した場合、本実施形態における搬送装置では第２のアーム１４およびスライダー１３のそれぞれの最大移動範囲内を全てカバーすることができるため、図２３に示すように栽培設備４の上端角部までが全て保持部１５の可動域となる。一方、図２４に示すように従来の多関節アーム１００では、栽培設備４の上端角部は可動域から外れることになる。

また、本実施形態における搬送装置では、稼働軸が、鉛直軸周りに回転する台座１１、第１のアーム１２に対して鉛直方向に移動するスライダー１３、およびスライダー１３に対して水平方向に移動する第２のアーム１４の３軸に限定されているため、簡易性とメンテナンス性が向上している。

また、本実施形態における搬送装置では、第１のモーター３１および第２のモーター３２が第１のアーム１２の下部または台座１１に設けられていることから重心位置が低くなるため、第１のアーム１２を鉛直方向へ延長してもぐらつくことなく安定し、第１のアーム１２および第２のベルト３５を交換するだけで鉛直方向の可動域を変更することが可能である。また、水平方向の可動域については、第２のアーム１４を交換するだけで変更することが可能である。

また、本実施形態における搬送装置では、台車１０が、被搬送物の搬送方向に沿って張られたワイヤー３に移動方向をガイドされるワイヤーガイド４５を有することから、被搬送物の搬送方向に沿ってワイヤー３を張るだけで、台車１０の直進性が確保でき、簡単に台車１０の移動方向をガイドして被搬送物を安定して搬送することが可能となっている。

また、本実施形態における搬送装置では、第２のアーム１４の保持部１５が設けられる側と反対側の端部に保持部１５と同等の保持部または錘を有する構成とすることができる。このような構成とすることにより、水平方向に延びる第２のアーム１４のバランスを確保することが可能となる。また、両端部に保持部１５を有する構成とした場合には２つの保持部１５により作業効率が向上する。

また、本実施形態における搬送装置では、台車１０の移動の際に第２のアーム１４が搬送レーン２Ａ（２Ｂ）の延設方向と平行に保持されることが望ましい。図２５（Ａ）は台車１０の移動中の第２のアーム１４の向きを示す概略平面図、同図（Ｂ）は台車１０を停止して作業中の第２のアーム１４の向きを示す概略平面図である。

図２５（Ａ）に破線で示すように、台車１０の移動中に第２のアーム１４を搬送レーン２Ａ（２Ｂ）の延設方向（台車１０の進行方向）に対して直角に向いている場合、第２のアーム１４や保持部１５等が搬送レーン２Ａ（２Ｂ）の両脇の栽培設備４に接触してしまうことがある。そこで、図２５（Ｂ）に示すように、作業中は台車１０を停止して台座１１を回転させて第２のアーム１４の向きを変え、保持部１５を伸ばして作業を行い、台車１０の移動の際は、図２５（Ａ）に示すように第２のアーム１４が搬送レーン２Ａ（２Ｂ）の延設方向と平行に保持した状態とする。これにより、台車１０の移動中に、第２のアーム１４等が搬送レーン２Ａ（２Ｂ）の両脇に接触するのを防止することができる。

本発明の搬送装置は、栽培設備から収穫した果実や、店舗や倉庫の製品等の被搬送物を搬送する搬送装置として有用であり、特に、余分な可動域を発生させることなく、栽培設備から収穫した果実や、店舗や倉庫の製品等の被搬送物を効率良く搬送することが可能な搬送装置として好適である。

１搬送装置本体
２Ａ，２Ｂ搬送レーン
３ワイヤー
４栽培設備
５高台
６地面
１０台車
１１台座
１２第１のアーム
１２Ａリニアレール
１３スライダー
１４第２のアーム
１５保持部
２１第１のローラー
２１Ａ軸
２２第２のローラー
２３第３のローラー
２４，２５，２６，２７中間ローラー
２８第４のローラー
２９第５のローラー
３１第１のモーター
３２第２のモーター
３３第３のモーター
３４第１のベルト
３５第２のベルト
４０底板
４１自在キャスター
４２駆動輪
４３走行モーター
４４サーボモーター
４５ワイヤーガイド
４５Ａ滑車
４５Ｂ溝
４５Ｃガイド板
４５Ｄ軸
４５Ｅ支持部
５０支持軸
５１支持板
５２支柱
５３ボルト
５４押さえ板
５５弾性体
５６ワッシャー

Claims

被搬送物の搬送方向に沿って張られたワイヤーに移動方向をガイドされるワイヤーガイドを有する台車と、
前記台車上で鉛直軸周りに回転可能な台座と、
前記台座から鉛直上方向に延びる第１のアームと、
前記第１のアームに対して摺動自在に支持され、鉛直方向に移動可能なスライダーと、
水平方向に延び、前記スライダーに対して水平方向に移動可能に支持された第２のアームであり、一端部に被搬送物を保持する保持部が設けられる第２のアームと、
並設された複数の搬送レーンであり、前記ワイヤーがそれぞれ張られる複数の搬送レーンと、
前記ワイヤーの端部に設けられ、前記台車が乗り上げる高台であり、前記複数の搬送レーンの並ぶ方向に並設された高台と
を有し、
前記台車は、前記搬送レーンの延設方向と前記高台の並設方向とに走行方向を方向転換可能な駆動輪を有し、前記ワイヤーにガイドされ、前記駆動輪により前記搬送レーンの延設方向に駆動されて前記高台へ乗り上げ、前記駆動輪の走行方向を前記高台の並設方向に転換して隣の高台に移動した後、前記駆動輪の走行方向を前記搬送レーンの延設方向に転換して前記搬送レーンの隣の搬送レーンに降り、前記ワイヤーの隣のワイヤーにガイドされて前記駆動輪により前記隣の搬送レーンの延設方向に駆動されるものである搬送装置。
被搬送物の搬送方向に沿って張られたワイヤーに移動方向をガイドされるワイヤーガイドを有する台車と、
前記台車上で鉛直軸周りに回転可能な台座と、
前記台座から鉛直上方向に延びる第１のアームと、
前記第１のアームに対して摺動自在に支持され、鉛直方向に移動可能なスライダーと、
水平方向に延び、前記スライダーに対して水平方向に移動可能に支持された第２のアームであり、一端部に被搬送物を保持する保持部が設けられる第２のアームと、
前記第１のアームの上端部および下端部にそれぞれ回転可能に支持された第１のローラーおよび第２のローラーと、
前記第２のアームの前記保持部が設けられる側と反対側の端部に回転可能に支持された第３のローラーと、
前記スライダーの四隅部にそれぞれ回転可能に支持された４つの中間ローラーと、
前記第２のアームの前記保持部が設けられる側の端部に両端が固定され、前記第１、第２および第３のローラーと前記４つの中間ローラーとに十文字状に掛け渡された第１のベルトと、
前記第１のアームの下部または前記台座に設けられ、前記第１のローラーを回転駆動する第１のモーターと、
前記第１のローラーと前記第１のモーターとに掛け渡された第２のベルトと、
前記第１のアームの下部または前記台座に設けられ、前記第２のローラーを回転駆動する第２のモーターと、
並設された複数の搬送レーンであり、前記ワイヤーがそれぞれ張られる複数の搬送レーンと、
前記ワイヤーの端部に設けられ、前記台車が乗り上げる高台であり、前記複数の搬送レーンの並ぶ方向に並設された高台と
を有し、
前記台車は、前記搬送レーンの延設方向と前記高台の並設方向とに走行方向を方向転換可能な駆動輪を有し、前記ワイヤーにガイドされ、前記駆動輪により前記搬送レーンの延設方向に駆動されて前記高台へ乗り上げ、前記駆動輪の走行方向を前記高台の並設方向に転換して隣の高台に移動した後、前記駆動輪の走行方向を前記搬送レーンの延設方向に転換して前記搬送レーンの隣の搬送レーンに降り、前記ワイヤーの隣のワイヤーにガイドされて前記駆動輪により前記隣の搬送レーンの延設方向に駆動されるものである搬送装置。
前記台車は、自在キャスターを支持する底板と、前記底板を貫通して前記駆動輪を支持する支持軸と、前記支持軸を支持する支持板と、前記底板上に立設され、前記支持板を貫通する支柱と、前記支柱の上部に締結されるボルトと、前記ボルトにより押圧される押さえ板と、前記支持板と前記押さえ板との間に設けられる弾性体とを備えたものである請求項１または２に記載の搬送装置。
前記第２のアームは、前記台車の移動の際は前記搬送レーンの延設方向と平行に保持されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の搬送装置。
台車上で鉛直軸周りに回転可能な台座と、
前記台座から鉛直上方向に延びる第１のアームと、
前記第１のアームに対して摺動自在に支持され、鉛直方向に移動可能なスライダーと、
水平方向に延び、前記スライダーに対して水平方向に移動可能に支持された第２のアームであり、一端部に被搬送物を保持する保持部が設けられる第２のアームと、
前記第２のアームの前記保持部が設けられる側と反対側の端部に前記保持部と同等の保持部または錘と
を有する搬送装置。
前記第１のアームの上端部および下端部にそれぞれ回転可能に支持された第１のローラーおよび第２のローラーと、
前記第２のアームの前記保持部が設けられる側と反対側の端部に回転可能に支持された第３のローラーと、
前記スライダーの四隅部にそれぞれ回転可能に支持された４つの中間ローラーと、
前記第２のアームの前記保持部が設けられる側の端部に両端が固定され、前記第１、第２および第３のローラーと前記４つの中間ローラーとに十文字状に掛け渡された第１のベルトと、
前記第１のアームの下部または前記台座に設けられ、前記第１のローラーを回転駆動する第１のモーターと、
前記第１のローラーと前記第１のモーターとに掛け渡された第２のベルトと、
前記第１のアームの下部または前記台座に設けられ、前記第２のローラーを回転駆動する第２のモーターと
を有する請求項５記載の搬送装置。