JP7282589B2 - 搬送システム用物品サイズ検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送システム用物品サイズ検出装置に関する。例えば移載装置によって搬送された物品を積み込み装置で持ち上げて搬送する搬送システムで使用される搬送システム用物品サイズ検出装置に関する。

特許文献１には、積み込み装置に向けてコンベヤで搬送される物品をコンベヤの左右方向中央にセンタリングする構成を有する搬送装置が開示されている。物品がセンタリングされることで、積み込み装置によって積み込み作業がスムーズになり、積み込み作業の迅速化を図ることができる。

搬送システムは、例えば空港の搭乗手続きカウンターで航空機の搭乗者から預かった手荷物（物品）を航空機の貨物室まで搬送する際に使用される。搭乗手続きカウンターで預かった手荷物は、コンベヤによってバックヤードに設置されたループ形のメイクコンベヤに搬送される。メイクコンベヤ上の手荷物は、手荷物の大きさごとに分配しつつコンテナ内に積み込まれる。コンテナは、航空機へ運ばれて航空機の貨物室内に積み込まれる。従来、作業者の手作業により手荷物がコンテナ内に積み込まれていた。この積み込み作業を手作業から自動化にして積み込み作業の迅速化や無人化を図ることが望まれていた。

積み込み装置によって手荷物をコンテナに積み込む際には、手荷物をコンテナ内に効率良く配置する必要がある。例えばセンタリングされた手荷物を積み込み装置が保持することで積み込み作業の迅速化が図られて効率が良くなる。例えば手荷物をコンテナ内に隙間なく密着させて積み込むことでコンテナ内の空間を有効に活用でき、荷崩れ等も防止できる。しかし個々の手荷物のサイズにはばらつきがある。手荷物をコンテナ内に効率良く配置するためには、手荷物の正確なサイズを積み込み作業の前に認識する必要がある。

特開平７－２３６７号公報

手荷物のサイズを認識する手段として、例えばカメラやレーザを使った画像処理による認識手段がある。この手段によれば積み込みロボットが保持する時の手荷物の位置と姿勢を同時に認識できる。かくして積み込み作業の迅速化が図れる。しかし画像処理による認識手段の場合、手荷物の表面状態や作業現場の明るさ等によって画像情報に誤差が生じる場合がある。

そこで物品のサイズを正確かつ迅速に検出することで、積み込み作業の自動化を図ることを促進するサイズ検出装置が従来必要とされている。

本開示の一つの特徴によると物品サイズ検出装置は、移載装置によって搬送された物品を積み込み装置で持ち上げて搬送する搬送システムで使用される。物品サイズ検出装置は、基台と一対のクランプ部材と駆動機を有する。基台は、移載装置によって搬送された物品が載置される。一対のクランプ部材は、基台に対して移動可能に設けられる。駆動機は、一対のクランプ部材を同期して物品に向けて移動させることで物品を所定の角度にて把持しつつ基台の中心位置に合わせて移動させる。さらに物品サイズ検出装置は、位置検知機と物品サイズ決定回路を有する。位置検知機は、一対のクランプ部材の位置を検知または算出する。物品サイズ決定回路は、一対のクランプ部材による物品の把持力を解除した際に位置検知機からの信号に基づいて物品の大きさを決定する。

したがって物品は、一対のクランプ部材に挟み込まれた把持力で弾性変形してわずかに小さくなる。把持力を解除すると、物品が弾性力によって本来のサイズに戻る。この時に、物品サイズ決定回路が物品のサイズを検出する。したがって物品の本来のサイズを精度良く検出できる。しかも物品のサイズは、一対のクランプ部材で測定する。そのため手荷物の表面状態や作業現場の明るさ等に依らずに物品のサイズを正確に測定できる。さらに物品は、一対のクランプ部材で把持した際に、クランプによって所定の向きに回転する。そのため物品は、積み込みロボットが保持するのに適した位置と姿勢に配置される。例えば搬送方向に平行となるように物品の向きが決定されると同時に物品が一対のクランプ部材の略中央に配置される。これにより積み込みロボットが迅速に物品を把持することができる。

本開示の他の一つの特徴によると駆動機は、サーボモータと、サーボモータの回転力を一対のクランプ部材の直線移動に変換する力変換機構を有する。位置検知機は、サーボモータを制御するモータ制御回路と、モータ制御回路によるサーボモータの制御値から一対のクランプ部材の位置を算出する位置算出回路を有する。

したがってサーボモータの回転力によって一対のクランプ部材が互いに接近または離間する。一対のクランプ部材は、互いに接近することで物品を把持し、互いに離間することで物品の把持を解除する。サーボモータの制御値から一対のクランプ部材の位置を算出することで、把持が解除された際の物品のサイズを検出できる。

本開示の他の一つの特徴によると一対のクランプ部材の少なくとも１つには、物品と接する圧力を検出するロードセルが設けられる。ロードセルからの検知信号に基づいて物品に接する圧力が所定値以下であると判断した際に、一対のクランプ部材の位置から物品サイズ決定回路が物品の大きさを決定する。

したがって物品と直に接するクランプ部材にロードセルが設けられることで、クランプ部材が物品と接する圧力を精度良く検知できる。一対のクランプ部材による物品の把持が解除されるタイミングは、圧力をロードセルが検知することにより高精度で判断できる。かくして把持力を受けていない物品の本来のサイズを精度良く検出できる。

本開示の他の一つの特徴によるとロードセルは、一対のクランプ部材の第１クランプに設けられた第１ロードセルと、一対のクランプ部材の第２クランプに設けられた第２ロードセルを有する。物品サイズ決定回路は、第１ロードセルからの信号に基づいて第１クランプの物品に接する圧力が所定値以下になった際に、第１クランプの第１位置を記憶する。そして第２ロードセルからの信号に基づいて第２クランプの物品に接する圧力が所定値以下になった際に、物品サイズ決定回路が第２クランプの第２位置を記憶する。物品サイズ決定回路は、第１位置と第２位置から物品の大きさを決定する。

物品を把持する力が物品から解除されるタイミングが各クランプで差が生じる場合がある。例えば物品がスーツケースの場合、下面にキャリアがあり、上面にハンドルがある。一般にスーツケースは、下面が固く弾性変形量が小さく、上面が柔らかく弾性変形量が大きい。物品を押すクランプを物品から離す際、物品の弾性変形量を超えるとクランプが物品から離れる。したがってスーツケースの下面を押す第１クランプが下面から離れた後に、上面を押す第２クランプが上面から離れる。その結果、各クランプの物品から離れるタイミングに差が生じた際でも物品の本来のサイズを精度良く検出できる。

本開示の他の一つの特徴によると駆動機は、第１エア室と第２エア室を具備するエアシリンダと、エアシリンダとエア圧供給装置の間に設けられる切り換え弁を有する。切り換え弁は、第1経路と第２経路と第３経路に切り換えることができる構成である。第１経路は、第１エア室とエア圧供給装置を連結する。第２経路は、第２エア室とエア圧供給装置を連結する。第３経路は、第１エア室と第２エア室を開放する。位置検知機は、切り換え弁が第３経路を選択した時における一対のクランプ部材の位置に基づいて物品の大きさを決定する。

したがって切り換え弁が第１経路を選択した時に、一対のクランプ部材は物品を把持する。切り換え弁が第３経路を選択した時に、一対のクランプ部材は物品の把持を解除する。物品の把持が解除される際に、一対のクランプ部材の位置に基づいて把持力を受けていない物品の本来のサイズを精度良く検出できる。切り換え弁が第２経路を選択した時に、一対のクランプ部材が物品から離れる。エアシリンダは比較的安価なので、物品サイズ検出装置の製造コストが抑えられる。加えてエアシリンダは比較的動作が速いため、物品のサイズを迅速に検知できる。

第１実施形態に係る搬送装置の平面図である。 図１中矢印ＩＩ方向から見た搬送装置の側面図である。 第１実施形態に係る物品サイズ検出装置の側面図である。 物品サイズ検出装置の平面図である。 物品サイズ検出装置の正面図である。 手荷物に一対のクランプ部材を接近させた際の物品サイズ検出装置の正面図である。 手荷物を一対のクランプ部材で把持した際の物品サイズ検出装置の正面図である。 一対のクランプ部材による手荷物の把持を解除した際の物品サイズ検出装置の正面図である。 手荷物から一方のクランプ部材が離間した際の物品サイズ検出装置の正面図である。 手荷物から双方のクランプ部材が離間した際のサイズ検出装置の正面図である。 物品サイズ検出装置の制御部品のブロック図である。 物品サイズ検出装置による手荷物の位置決めとサイズ決定のフローチャートである。 第２実施形態に係る物品サイズ検出装置の正面図である。 手荷物に一対のクランプ部材を接近させた際の物品サイズ検出装置の正面図である。 手荷物を一対のクランプ部材で把持した際の物品サイズ検出装置の正面図である。 一対のクランプ部材による手荷物の把持を解除した際の物品サイズ検出装置の正面図である。 物品サイズ検出装置による手荷物の位置決めとサイズ決定のフローチャートである。 第３実施形態に係る物品サイズ検出装置の平面図である。 物品サイズ検出装置の正面図である。 手荷物に一対のクランプ部材を接近させた際の物品サイズ検出装置の空気圧回路図である。 一対のクランプ部材による手荷物の把持を解除した際の物品サイズ検出装置の空気圧回路図である。 手荷物から一対のクランプ部材が離間した際のサイズ検出装置の空気圧回路図である。 物品サイズ検出装置による手荷物の位置決めとサイズ決定のフローチャートである。

［第１実施形態］
第１実施形態を図１～図１２に基づいて説明する。図１，２に示すように搬送装置１は、例えば空港で利用され、図示省略の搭乗手続きカウンターで預かった搭乗者の手荷物（物品）５を航空機４の貨物室まで搬送する。搬送装置１は、上流搬送経路１ａと下流搬送経路１ｂを備える。上流搬送経路１ａは、メイクコンベヤとも称される長円形のループ状のコンベヤ２を含む。コンベヤ２は、図１中白抜き矢印で示す反時計回り方向に複数の手荷物５を搬送する複数の板と、複数の板を移動させるモータを有する。手荷物５は、例えばキャスタ付きのスーツケース（旅行鞄）である。

図１，２に示すようにコンベヤ２の図示右側領域（下流搬送経路１ｂに近い領域）の上方に搬送状態認識手段７が配置される。搬送状態認識手段７は、コンベヤ２を跨ぐ搬送フレーム６に取付けられ、コンベヤ２上の手荷物５を上方から認識する。搬送状態認識手段７は、例えば２Ｄカメラや３Ｄカメラと、カメラから得た画像情報を処理する画像処理回路を有する。搬送状態認識手段７は、画像情報を得て画像情報からコンベヤ２上の手荷物５の位置、大きさ（幅、長さ、高さ）及び搬送方向に対する姿勢（傾き）等に関する視覚情報を得る。

図１，２に示すように搬送フレーム６は、ピッキング装置（移載装置）１０を前後左右方向に移動させるために前後フレーム６ａ，６ｂと左右フレーム６ｄ，６ｅを有する。前後フレーム６ａ，６ｂは、左右方向に沿って延びる。後フレーム６ａは、ループ形状のコンベヤ２の略中央に収まるように配置される。前フレーム６ｂは、コンベヤ２の前側、すなわち下流搬送経路１ｂ側に配置される。前後フレーム６ａ，６ｂを架橋するように左右方向移動機構６ｃが設けられる。左右方向移動機構６ｃは、例えばモータを具備し、モータの駆動によって前後フレーム６ａ，６ｂに沿って左右方向に移動可能である。左右方向移動機構６ｃは、前後フレーム６ａ，６ｂを架橋する左右フレーム６ｄ，６ｅを有する。左右フレーム６ｄ，６ｅは、左右方向に並設される。左右フレーム６ｄ，６ｅを架橋するように前後方向移動機構６ｆが設けられる。前後方向移動機構６ｆは、例えばモータを具備し、モータの駆動によって左右フレーム６ｄ，６ｅに沿って前後方向に移動可能である。

図１，２に示すように前後方向移動機構６ｆの下部にピッキング装置１０を昇降させる昇降機構６ｇが設けられる。昇降機構６ｇは、前後方向移動機構６ｆから下方に伸びる保持部６ｈと、保持部６ｈに沿って昇降可能なスライダ６ｉを有する。図２に示すようにスライダ６ｉが保持部６ｈの下部に位置する時、ピッキング装置１０がコンベヤ２上の手荷物５と略平行になる上下角度で支持される。スライダ６ｉが上昇して保持部６ｈの上部に位置する時、ピッキング装置１０が略水平になり、サイズ別コンベヤ３０と略水平な姿勢になる。これによりピッキング装置１０からサイズ別コンベヤ３０に手荷物５が円滑に搬送される。

図１，２に示すようにピッキング装置１０は、搬送状態認識手段７の搬送方向の下流側（図示上側）に配置される。ピッキング装置１０は、手荷物５をエアの負圧で吸着するための開口部が形成された吸着部を有する。吸着部にホースが連結され、ホースが負圧を発生させる負圧発生装置に連結される。吸着部が手荷物５の上面に当接されて、手荷物５が負圧を利用してピッキング装置１０に保持される。

図１，２に示すようにサイズ別コンベヤ３０は、コンベヤ２の図示右側上方に配置される。サイズ別コンベヤ３０は、並列配置された４つの分配コンベヤ３１～３４を有する。各分配コンベヤ３１～３４の搬送方向下流側の端部には、手荷物５の移動を規制する可動式のストッパ３５と回転機構が設けられる。ストッパ３５は、回転可能に分配コンベヤ３１～３４に連結される。回転機構は、ストッパ３５を上方の閉じ位置と下方の開放位置の間で回転させる。

図１，２に示すように分配コンベヤ３１～３４の下流には、待機コンベヤ（トラバーサ）３６が配置される。待機コンベヤ３６は、図１中白抜き矢印で示すように分配コンベヤ３１～３４の搬送方向と交差する左右方向に延出するレール５１ｄ（図３，５参照）に移動可能に設置される。待機コンベヤ３６は、大型の手荷物５を搬送可能な搭載面積を有する。モータ等の動力によって待機コンベヤ３６がレール５１ｄに沿って移動する。モータは、待機コンベヤ３６に設けられた制御手段（コントローラ）によって移動量が決定される。

図２，３に示すように待機コンベヤ３６は、手荷物５を挟むことで手荷物５を測定する物品サイズ検出装置５０を有する。物品サイズ検出装置５０は、水平な基台５１と、基台５１に沿って前方に進行するベルトコンベヤ５１ａを有する。ベルトコンベヤ５１ａは、基台５１に設けられた前後一対のベルト駆動ローラ５１ｆによって回転する。これによりベルトコンベヤ５１ａ上の手荷物５が前方に進行する。以下の説明においてサイズ別コンベヤ３０の進行方向を前方とし、進行方向前方を基準にして上下左右方向を規定する。

図４，５に示すように物品サイズ検出装置５０は、一対のクランプ部材５２と、一対のクランプ部材５２をそれぞれスライド可能に支持する凸形レール５６ｅ，５６ｆを有する。左右一対のクランプ部材５２は、右方の第１クランプ５２ａと左方の第２クランプ５２ｂを有する。第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂは、前後方向に長く、左右方向に厚みを有する板状部材である。第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂは、それぞれ左右方向に面する当接面を有し、当接面には受けた力を検出する第１ロードセル５３ａと第２ロードセル５３ｂが設けられる。

図４，５に示すように第１クランプ５２ａ，第２クランプ５２ｂの後部は、起立する柱状の一対のクランプ支持部５２ｃの下部に片持ち梁状に支持される。各クランプ支持部５２ｃの上部にクランプ基部５２ｄ，５２ｅが連結される。各クランプ基部５２ｄ，５２ｅは、左右方向に延びた凹形レール５２ｆ，５２ｇを有する。

図３～５に示すように基台５１は、ベルトコンベヤ５１ａの左右両端のより外方にて立設する一対の駆動機支持部５１ｂを有する。一対の駆動機支持部５１ｂの上部は左右方向に延在するリニアガイド５６ｃによって互いに連結される。リニアガイド５６ｃは、ベルトコンベヤ５１ａに運ばれる手荷物５の高さよりも上方に配置される。リニアガイド５６ｃの前面には、リニアガイド５６ｃに沿って左右方向に延在する凸形レール５６ｅ，５６ｆが左右に並設される。

図４，５に示すように凸形レール５６ｅ，５６ｆにクランプ基部５２ｄ，５２ｅに形成された凹形レール５２ｆ，５２ｇがスライド可能に係合する。クランプ基部５２ｄ，５２ｅにクランプ支持部５２ｃの上部が連結され、各クランプ支持部５２ｃの下部に第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂが連結される。すなわち第１クランプ５２ａ，第２クランプ５２ｂは、クランプ基部５２ｄ，５２ｅのそれぞれに一体に設けられ、各クランプ基部５２ｄ，５２ｅの下方で支持される。第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂは、左右方向に移動した際にベルトコンベヤ５１ａ上の手荷物５を挟み込むことができる高さに位置する。

図５に示すように駆動機支持部５１ｂの上部には、一対のクランプ部材５２を同期して移動させる駆動機５４が設けられる。駆動機５４は、一対のサーボモータ５５と力変換機構５６を有する。力変換機構５６は、一対のサーボモータ５５それぞれの回転力を一対のクランプ部材５２の直線移動に変換する。力変換機構５６は、クランプ基部５２ｄ，５２ｅそれぞれに左右方向に貫通される雌ねじ５２ｈ，５２ｉと、ねじ軸５６ａ，５６ｂを有する。

図５に示すようにねじ軸５６ａ，５６ｂを支持する中央張出部５６ｄが、リニアガイド５６ｃの左右方向の略中央から上方に張り出す。ねじ軸５６ａ，５６ｂは、リニアガイド５６ｃの上方で左右方向に延在する。ねじ軸５６ａの左端は、中央張出部５６ｄに回転可能に支持される。ねじ軸５６ａは、クランプ基部５２ｄの雌ねじ５２ｈに螺合される。クランプ基部５２ｄから右方に突出したねじ軸５６ａの右端には、第１サーボモータ５５ａが設けられる。第１サーボモータ５５ａを作動させることでねじ軸５６ａが軸回りに回転する。

図５に示すようにねじ軸５６ｂの右端は、中央張出部５６ｄによって回転可能に支持される。ねじ軸５６ｂは、クランプ基部５２ｅの雌ねじ５２ｉに螺合される。クランプ基部５２ｅから左方に突出したねじ軸５６ｂの左端には、ねじ軸５６ｂを軸回りに回転させる第２サーボモータ５５ｂが設けられる。

図５，１１に示すように物品サイズ検出装置５０を制御する制御装置５７は、位置検知機５７ａと物品サイズ決定回路５７ｄを有する。位置検知機５７ａは、モータ制御回路５７ｂと位置算出回路５７ｃを有する。モータ制御回路５７ｂは、第１サーボモータ５５ａと第２サーボモータ５５ｂをそれぞれ独立して制御する。位置算出回路５７ｃは、第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂの左右方向の位置を算出する。第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂの位置は、第１サーボモータ５５ａと第２サーボモータ５５ｂそれぞれの回転量と、第１ロードセル５３ａと第２ロードセル５３ｂがそれぞれ検出する力の大きさに基づいて算出される。

図５，１１に示すように物品サイズ検出装置５０は、物品サイズ決定回路５７ｄを有する。物品サイズ決定回路５７ｄは、第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂの間に位置する手荷物５の左右方向の大きさを決定する。手荷物５の大きさは、位置算出回路５７ｃにより算出された第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂの左右方向の位置に基づいて決定される。

図３に示すようにベルトコンベヤ５１ａの前方には、手荷物５の移動を規制する可動式のストッパ５１ｃと回転機構が設けられる。ストッパ５１ｃは、回転可能に基台５１に連結される。回転機構は、ストッパ５１ｃを上方の閉じ位置と下方の開放位置の間で回転させる。ストッパ５１ｃの後部にはバンパ５１ｇが設けられる。バンパ５１ｇの下部は、バンパ支軸５１ｈに回転可能に連結される。バンパ５１ｇは、基台５１に設けられた付勢部材によって後方上向きに付勢される。バンパ５１ｇは、ベルトコンベヤ５１ａに運ばれる手荷物５の前部と接触可能な高さを有する。バンパ５１ｇは、前方への回転を検知する検知機構５１ｉとして例えばリードスイッチを有する。

図３，５に示すように２本のレール５１ｄが基台５１の下方に配設される。２本のレール５１ｄは、前後に並設され、図１に示す分配コンベヤ３１～３４の左右両端よりも長く左右方向に延在する。ベルトコンベヤ５１ａの下方にレール係合部５１ｅが設けられる。レール係合部５１ｅは、基台５１の左右両側に２つずつ設けられる。計４つのレール係合部５１ｅは、２本のレール５１ｄに対して２つずつ係合する。これにより待機コンベヤ３６は、２本のレール５１ｄの延在する左右方向に平行移動可能である。

図１，２に示すようにサイズ別コンベヤ３０と待機コンベヤ３６の下方には、コンテナ３を搬出入する下流搬送経路１ｂが設けられる。待機コンベヤ３６の前方には、待機コンベヤ３６からコンテナ３内に手荷物５を積み込む積み込みロボット（積み込み装置）４０が設けられる。積み込みロボット４０は、多関節のロボットアームと、ロボットアームの先端で手荷物５を保持するロボットハンドを有する。積み込みロボット４０は、テーブル４５上に水平移動可能に載置される。

図１～１２に基づいて搭乗手続きカウンターで預かった手荷物５を航空機４の貨物室４ａ内に積み込むまでの一連の流れを説明する。図１，２に示すように搭乗者の手荷物５がコンベヤ２へ順次搬入される。搬送状態認識手段７と画像処理回路によって、コンベヤ上の手荷物５の位置、大きさ及び搬送方向に対する傾き等に関する視覚情報が得られる。搬送状態認識手段７によって得られた手荷物５に関する情報はピッキング装置１０に提供される。

図１，２に示すようにピッキング装置１０は、コンベヤ２上で移動する手荷物５の上方に同期するように左右方向移動機構６ｃと前後方向移動機構６ｆによって移動する。昇降機構６ｇでピッキング装置１０を下降させて手荷物５の上面にピッキング装置１０の吸着部を当てる。負圧発生装置で負圧を発生させることによって手荷物５の上面を吸着部が保持する。

図１，２に示すように昇降機構６ｇがピッキング装置１０を上昇させることで手荷物５の上面と吸着部の吸着面が略平行となる。ピッキング装置１０が保持した手荷物５は、サイズ別コンベヤ３０に搬送される。ピッキング装置１０は、搬送状態認識手段７からの手荷物５に関する情報に基づいて手荷物５を各分配コンベヤ３１～３４にサイズ毎に分配する。例えば、手荷物５は、Ｓサイズ、Ｍ１サイズ、Ｍ２サイズ、Ｌサイズの４種類に分配して各分配コンベヤ３１～３４に分配される。分配コンベヤ３１～３４は、分配された手荷物５を前方へ移動させ、前端に設けられたストッパ３５で手荷物５を停止させる。ストッパ３５は、待機コンベヤ３６の制御手段からの信号によって得られた待機コンベヤ３６の左右位置に基づいて開閉する。

図１，３，５に示すようにレール係合部５１ｅに支持された待機コンベヤ３６は、レール５１ｄに沿って左右方向に水平移動可能である。待機コンベヤ３６は、制御手段に制御されることでコンテナ３への積み込みに好適な搬送対象サイズの分配コンベヤ３１～３４の前方に移動される。前方に待機コンベヤ３６が移動していない分配コンベヤ３１～３４に備えられたストッパ３５は、閉じ位置に保持される。閉じ位置のストッパ３５によって手荷物５は分配コンベヤ３１～３４上で滞留する。前方に待機コンベヤ３６が移動している分配コンベヤ３１～３４に備えられたストッパ３５は、閉じ位置から開放位置に回転する。ストッパ３５が開放位置に回転することで、手荷物５をサイズ別コンベヤ３０から待機コンベヤ３６に搬送できる。

図１２に示すステップ（以下、ＳＴと略記する）０１で図１に示すサイズ別コンベヤ３０から図３～５に示すベルトコンベヤ５１ａ上に手荷物５が搬送される。ベルトコンベヤ５１ａ上に載せられた手荷物５は、ベルトコンベヤ５１ａの進行方向（前方）に搬送される。手荷物５は、上方の閉じ位置に保持されたバンパ５１ｇに当たるまで前進する。バンパ５１ｇが前方に回転していない場合、検知機構５１ｉはオフ状態になっている。手荷物５が当たってバンパ５１ｇが前方にわずかに回転すると、検知機構５１ｉの近傍に設けられた磁石と検知機構５１ｉが接近して、検知機構５１ｉがオン状態になる。検知機構５１ｉがオン状態になるとベルト駆動ローラ５１ｆが停止される。これにより手荷物５は、待機位置にある一対のクランプ部材５２の間で停止する（ＳＴ０２）。

図５に示すように第１サーボモータ５５ａが作動してねじ軸５６ａが回転すると、雌ねじ５２ｈとねじ軸５６ａの螺合によってクランプ基部５２ｄが左右方向に平行移動する。第２サーボモータ５５ｂが作動してねじ軸５６ｂが回転すると、同様にしてクランプ基部５２ｅが左右方向に平行移動する。クランプ基部５２ｄ，５２ｅは、雌ねじ５２ｈ，５２ｉ及びねじ軸５６ａ，５６ｂのピッチと、ねじ軸５６ａ，５６ｂそれぞれの回転方向及び回転量に応じて左右方向に移動する。図５，６に示すように一対のサーボモータ５５を作動させてクランプ基部５２ｄ，５２ｅが移動することで、一対のクランプ部材５２が互いに接近する（ＳＴ０３）。第１クランプ５２ａは手荷物５に向かって左方へと移動し、第２クランプ５２ｂは手荷物５に向かって右方へと移動する。

図７に示すように互いに接近する第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂは、手荷物５の左右両側面を把持する。把持されることで手荷物５の左右両側面は、第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂの延在する前後方向と平行になる。これにより手荷物５の側面が搬送方向と平行になる。第１ロードセル５３ａと第２ロードセル５３ｂは、第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂがそれぞれ左右方向に受ける力を検知する。第１ロードセル５３ａと第２ロードセル５３ｂの双方が検知する力が所定値（例えば３００Ｎ）になるまで、一対のクランプ部材５２は互いに接近する。手荷物５に接近した一対のクランプ部材５２は、手荷物５を把持しつつ移動させる。これにより、手荷物５の中心５ａが基台５１の左右方向の中心位置Ｃに移動する。第１ロードセル５３ａと第２ロードセル５３ｂの双方が検知する力が所定値以上になると、一対のクランプ部材５２が左右方向に互いに離間する（ＳＴ０４）。

図５に示す第１サーボモータ５５ａと第２サーボモータ５５ｂをＳＴ０３と反対方向に回転させる。これにより図８に示すように一対のクランプ部材５２が左右方向に互いに離間して、一対のクランプ部材５２による手荷物５の把持が解除される（ＳＴ０５）。第１クランプ５２ａは手荷物５から右方に移動し、左方の第２クランプ５２ｂは手荷物５から左方に移動する。第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂは、互いに独立して移動可能である。一対のクランプ部材５２が手荷物５から離間する際、第１ロードセル５３ａと第２ロードセル５３ｂは、第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂがそれぞれ左右方向に受ける力を検知する。

図７に示すように一対のクランプ部材５２に挟み込まれた手荷物５は、把持力によって弾性変形して左右方向の大きさがわずかに小さくなる。図８に示すように把持力を解除すると、手荷物５が弾性力によって本来のサイズに戻る。手荷物５が本来のサイズに戻る場合、把持力によって手荷物５が弾性変形していた場合よりも一対のロードセル５３それぞれが検出する力の大きさは小さくなる。例えば一対のクランプ部材５２が手荷物５を把持する場合に、一対のロードセル５３はそれぞれ約３００Ｎの力を検出する。一対のクランプ部材５２が手荷物５から離間する際に、一対のロードセル５３それぞれが検出する力が３０Ｎまで減少するタイミングがある。例えばこのタイミングを一対のクランプ部材５２が手荷物５の把持を解除した時として、把持が解除された状態の手荷物５の大きさを測定する。

図８，９に示すように手荷物５から離間するタイミングが第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂで差が生じる場合がある。例えば手荷物５がスーツケースの場合、弾性変形が比較的小さく固い下面と、弾性変形が比較的大きく柔らかい上面を有する。手荷物５の下面にキャリアが設けられ、上面にハンドルが設けられる。一対のクランプ部材５２を互いに離間させる際、手荷物５の弾性変形量を超えると一対のクランプ部材５２が物品から離れる。例えば第１クランプ５２ａがスーツケースの下面を押し、第２クランプ５２ｂが上面を押す場合、第１クランプ５２ａが下面から離れた後に第２クランプ５２ｂが上面から離れる。

図９は第１クランプ５２ａが第２クランプ５２ｂよりも先に手荷物５から離間する場合を示す。第１ロードセル５３ａが検知する力が所定値（例えば３０Ｎ）以下になった場合（ＳＴ０６）、第１ロードセル５３ａから図１１に示す位置算出回路５７ｃに検知信号が送られる。位置算出回路５７ｃによって第１クランプ５２ａの左右方向の第１位置Ｐ１が算出される。第１位置Ｐ１は、第１サーボモータ５５ａが制御される回転量に基づいて位置算出回路５７ｃによって算出される（ＳＴ０７）。第２ロードセル５３ｂが検知する力が所定値（例えば３０Ｎ）以下になった場合（ＳＴ０８）、第２ロードセル５３ｂから位置算出回路５７ｃに検知信号が送られ、第２クランプ５２ｂの左右方向の第２位置Ｐ２が算出される。第２位置Ｐ２は、第２サーボモータ５５ｂが制御される回転量に基づいて位置算出回路５７ｃによって算出される（ＳＴ０９）。

第１位置Ｐ１の検出（ＳＴ０７）と第２位置Ｐ２の検出（ＳＴ０９）は両方行われる（ＳＴ１０）。位置検出が両方行われるまで一対のクランプ部材５２は互いに左右方向に離間する（ＳＴ０５）。ＳＴ０７，０９における位置検出において最初に検出された時の位置が、各クランプによる手荷物５の把持が解除された時の第１位置Ｐ１及び第２位置Ｐ２として記憶される。

ＳＴ０７，０９において検出した一対のクランプ部材５２の第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２に基づいて、図１１に示す物品サイズ決定回路５７ｄによって手荷物５の左右方向の大きさが決定される（ＳＴ１１）。図１０に示すように一対のクランプ部材５２は、手荷物５からさらに左右方向に離間して、手荷物５を把持する前の待機位置まで戻る（ＳＴ１２）。以上により物品サイズ検出装置５０による手荷物５の位置決め及び手荷物５の大きさの測定が終了する（ＳＴ１３）。

図２，３に示すように積み込みロボット４０は、物品サイズ検出装置５０によって得られた手荷物５に関する情報（位置、姿勢、大きさ）を受けて積み込みロボット４０を制御する制御回路を有する。ＳＴ１３が終了した待機コンベヤ３６は、手荷物５を積み込みロボット４０に送り出す積み込み待機位置にレール５１ｄに沿って移動する。待機コンベヤ３６が積み込み待機位置に移動すると、ストッパ５１ｃが閉じ位置から下方の開放位置に回転する。

図２に示すように積み込みロボット４０によって待機コンベヤ３６からコンテナ３に手荷物５が積み込まれる。積み込みロボット４０のロボットハンドには、コンテナ３内の情報を得るために例えば３Ｄカメラが設けられる。コンテナ３の内部情報と物品サイズ検出装置５０による手荷物５の大きさに基づいて積み込みロボット４０は、効率良く手荷物５をコンテナ３内に積み込む。例えば手荷物５の大きさより少し大きいコンテナ３のスペースに手荷物５が搬送される。

積み込み動作は分配コンベヤ３１～３４ごとに繰り返されて大小全ての手荷物５がコンテナ３内に積み込まれる。この間にも、ピッキング装置１０によりコンベヤ２から手荷物５がサイズ別コンベヤ３０へ分配搬送される。コンテナ３への手荷物５の積み込みが完了すると、コンテナ３が牽引車により航空機４へ搬送され、コンテナ３が航空機４の貨物室４ａに積み込まれる。

上述するように物品サイズ検出装置５０は、図２に示すようにピッキング装置１０によって搬送された手荷物５を積み込みロボット４０で持ち上げて搬送する搬送システムで使用される。図５に示すように物品サイズ検出装置５０は、基台５１と一対のクランプ部材５２と駆動機５４を有する。基台５１は、ピッキング装置１０から搬送された手荷物５が載置される。一対のクランプ部材５２は、基台５１に対して左右方向に水平移動可能に設けられる。駆動機５４は、一対のクランプ部材５２を同期して手荷物５に向けて移動させることで手荷物５を所定の角度にて把持しつつ基台５１の中心位置Ｃに合わせて移動させる。さらに物品サイズ検出装置５０は、位置検知機５７ａ（図１１参照）と物品サイズ決定回路５７ｄを有する。位置検知機５７ａは、一対のクランプ部材５２の位置を検知または算出する。物品サイズ決定回路５７ｄは、一対のクランプ部材５２による手荷物５の把持力を解除した際に位置検知機５７ａからの信号に基づいて手荷物５の大きさを決定する。

したがって手荷物５は、一対のクランプ部材５２に挟み込まれた把持力で弾性変形してわずかに小さくなる。把持力を解除すると、手荷物５が弾性力によって本来のサイズに戻る。この時に、物品サイズ決定回路５７ｄが手荷物５の左右方向の大きさを検出する。したがって手荷物５の本来のサイズを精度良く検出できる。しかも手荷物５のサイズは、一対のクランプ部材５２で測定する。そのため手荷物５の表面状態や作業現場の明るさ等に依らずに手荷物５のサイズを正確に測定できる。さらに手荷物５は、一対のクランプ部材５２で把持した際に、一対のクランプ部材５２の長手方向に倣って回転する。そのため手荷物５は、積み込みロボット４０が保持するのに適した位置と姿勢に配置される。例えば搬送方向に平行となるように手荷物５の向きが決定されると同時に手荷物５が基台５１の略中央に配置される。これにより積み込みロボット４０が迅速に手荷物５を把持することができる。

図５に示すように駆動機５４は、一対のサーボモータ５５と、一対のサーボモータ５５の回転力をそれぞれ一対のクランプ部材５２の直線移動に変換する力変換機構５６を有する。図１１に示すように位置検知機５７ａは、一対のサーボモータ５５をそれぞれ制御するモータ制御回路５７ｂと、モータ制御回路５７ｂによる一対のサーボモータ５５の制御値から一対のクランプ部材５２のそれぞれの位置を算出する位置算出回路５７ｃを有する。

したがって一対のサーボモータ５５の回転力によって一対のクランプ部材５２が互いに接近または離間する。一対のクランプ部材５２は、互いに接近することで手荷物５を把持し、互いに離間することで手荷物５の把持を解除する。一対のサーボモータ５５の制御値から一対のクランプ部材５２の位置を算出することで、把持が解除された際の手荷物５のサイズを検出できる。

図８，９に示すように第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂは、手荷物５と接する圧力を検出する第１ロードセル５３ａと第２ロードセル５３ｂをそれぞれ有する。物品サイズ決定回路５７ｄ（図１１参照）は、第１ロードセル５３ａからの信号に基づいて第１クランプ５２ａの手荷物５に接する圧力が所定値以下になった際に、第１クランプ５２ａの第１位置Ｐ１を記憶する。そして第２ロードセル５３ｂからの信号に基づいて第２クランプ５２ｂの手荷物に接する圧力が所定値以下になった際に、物品サイズ決定回路５７ｄが第２クランプ５２ｂの第２位置Ｐ２を記憶する。物品サイズ決定回路５７ｄは、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２から手荷物５の大きさを決定する。

したがって手荷物５と直に接する一対のクランプ部材５２に一対のロードセル５３がそれぞれ設けられる。これにより一対のクランプ部材５２それぞれが手荷物５と接する圧力を精度良く検知できる。一対のクランプ部材５２による手荷物５の把持が解除されるタイミングは、圧力を一対のロードセル５３が検知することにより高精度で判断できる。かくして把持力を受けていない手荷物５の本来のサイズを精度良く検出できる。

把持力が手荷物５から解除されるタイミングが第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂで差が生じる場合がある。例えば手荷物５がスーツケースの場合、一般に下面が固く弾性変形量が小さく、上面が柔らかく弾性変形量が大きい。スーツケースは下面にキャリアを有し、上面にハンドルを有する。手荷物５を押す一対のクランプ部材５２を離間させる際、手荷物５の弾性変形量を超えると一対のクランプ部材５２が物品から離れる。したがってスーツケースの下面を押す第１クランプ５２ａが下面から離れた後に、上面を押す第２クランプ５２ｂが上面から離れる。その結果、第１クランプ５２ａと第２クランプ５２ｂそれぞれが手荷物５から離れるタイミングに差が生じた際でも手荷物５の本来のサイズを精度良く検出できる。

［第２実施形態］
第２実施形態を図１３～１７に基づいて説明する。図１３に示すように物品サイズ検出装置６０は、図５に示す第１実施形態の物品サイズ検出装置５０に代えて待機コンベヤ３６の上部に設けられる。物品サイズ検出装置６０は、図５に示す一対のクランプ部材５２と凸形レール５６ｅ，５６ｆに代えて、一対のクランプ部材６２と凸形レール６６ｃ，６６ｄを有する。一対のクランプ部材６２は、それぞれ凸形レール６６ｃ，６６ｄにスライド可能に支持される。一対のクランプ部材６２は、前後方向に延在して左右方向に厚みを有する板状部材である右方の第１クランプ６２ａと左方の第２クランプ６２ｂを有する。第１クランプ６２ａには、第１クランプ６２ａの左右方向の当接面が受ける力を検出するロードセル６３が設けられる。

図１３に示すように第１クランプ６２ａ，第２クランプ６２ｂの後部は、起立する柱状の一対のクランプ支持部６２ｃの下部に片持ち梁状に支持される。各クランプ支持部６２ｃの上部にクランプ基部６２ｄ，６２ｅが連結される。各クランプ基部６２ｄ，６２ｅは、左右方向に延びた凹形レール６２ｆ，６２ｇを有する。

図１３に示すように一対の駆動機支持部５１ｂの上部は左右方向に延在するリニアガイド６６ｂによって互いに連結される。リニアガイド６６ｂの前面には、リニアガイド６６ｂに沿って左右方向に延在する凸形レール６６ｃ，６６ｄが左右に並設される。凸形レール６６ｃ，６６ｄに凹形レール６２ｆ，６２ｇがスライド可能に係合する。第１クランプ６２ａ，第２クランプ６２ｂは、クランプ基部６２ｄ，６２ｅのそれぞれに一体に設けられ、各クランプ基部６２ｄ，６２ｅの下方で支持される。

図１３に示すように駆動機支持部５１ｂの上部には、一対のクランプ部材６２を同期して移動させる駆動機６４が設けられる。駆動機６４は、クランプ基部６２ｄの右方に設けられたサーボモータ６５と、力変換機構６６を有する。力変換機構６６は、各クランプ基部６２ｄ，６２ｅに左右方向に貫通される雌ねじ６２ｈ，６２ｉと、ねじ軸６６ａを有する。ねじ軸６６ａは、雌ねじ６２ｈ，６２ｉのそれぞれに螺合されて左右方向に延在する。雌ねじ６２ｈ，６２ｉは、ピッチが同じであり、かつねじ切り方向が互いに逆方向である。ねじ軸６６ａは、雌ねじ６２ｈ，６２ｉと螺合するように左右両側のねじ切り方向が互いに逆方向である。

図１３に示すサーボモータ６５は、図１１に示すモータ制御回路５７ｂによって制御される。図１１に示す位置算出回路５７ｃは、図１３に示すサーボモータ６５の回転量と、ロードセル６３が検出する力の大きさに基づいて第１クランプ６２ａの左右方向の位置を算出する。第２クランプ６２ｂの左右方向の位置は、第１クランプ６２ａの左右方向の位置に基づいて算出される。

図１３～１７に基づいて物品サイズ検出装置６０による手荷物５の位置決め及び手荷物５の大きさの測定の一連の流れを説明する。図１４に示すように手荷物５がベルトコンベヤ５１ａの進行方向（前方）に搬送され（ＳＴ２１）、待機位置にある一対のクランプ部材６２の間で停止する（ＳＴ２２）。サーボモータ６５が作動してねじ軸６６ａが回転する。力変換機構６６によってサーボモータ６５の回転力がクランプ基部６２ｄ，６２ｅの直線移動に変換される。クランプ基部６２ｄと一体である第１クランプ６２ａと、クランプ基部６２ｅと一体である第２クランプ６２ｂは、左右方向に移動して互いに手荷物５に接近する（ＳＴ２３）。

図１５に示すように互いに接近する第１クランプ６２ａと第２クランプ６２ｂは、手荷物５の左右両側面を把持する。把持されることで手荷物５の左右両側面は、第１クランプ６２ａと第２クランプ６２ｂの延在する搬送方向（前後方向）と平行になる。ロードセル６３が検知する力が所定値（例えば３００Ｎ）になるまで、一対のクランプ部材６２は互いに接近する。一対のクランプ部材６２は、手荷物５の中心５ａが基台５１の左右方向の中心位置Ｃに来るように手荷物５を移動させる。ロードセル６３が検知する力が所定値以上になると、一対のクランプ部材６２が左右方向に互いに離間する（ＳＴ２４）。一対のクランプ部材６２に挟み込まれた手荷物５は、把持力によって弾性変形して左右方向の大きさがわずかに小さくなる。

図１５に示すように手荷物５の位置決めをした後に、図１３に示すサーボモータ６５を反対方向に回転させる。図１６に示すように一対のクランプ部材６２が左右方向に互いに離間して、一対のクランプ部材６２による手荷物５の把持が解除される（ＳＴ２５）。把持力が解除された手荷物５は、弾性力によって本来のサイズに戻る。ロードセル６３は、第１クランプ６２ａが左右方向に受ける力を検出する。

図１６に示すように一対のクランプ部材６２が手荷物５から離間する際に、ロードセル６３が検知する力が所定値（例えば３０Ｎ）以下になった場合（ＳＴ２６）、ロードセル６３から図１１に示す位置算出回路５７ｃに検知信号が送られる。位置算出回路５７ｃによって第１クランプ６２ａの左右方向の第１位置Ｐ１が算出される（ＳＴ２７）。第１位置Ｐ１は、サーボモータ６５が制御される回転量に基づいて位置算出回路５７ｃによって算出される。第２クランプ６２ｂの左右方向の第２位置Ｐ２は、中心位置Ｃを中心とした第１位置Ｐ１の左右方向の対称位置として位置算出回路５７ｃによって算出される。算出した第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２に基づいて、図１１に示す物品サイズ決定回路５７ｄによって手荷物５の左右方向の大きさが決定される（ＳＴ２８）。一対のクランプ部材６２は、手荷物５からさらに左右方向に離間して、手荷物５を把持する前の待機位置まで戻る（ＳＴ２９）。以上により物品サイズ検出装置６０による手荷物５の位置決め及び大きさの測定が終了する（ＳＴ３０）。

上述するように物品サイズ検出装置６０は、図１３に示すように第１クランプ６２ａが左右方向に受ける力を検出するロードセル６３を有する。物品サイズ検出装置６０は、クランプ基部６２ｄの右方にサーボモータ６５を有する。サーボモータ６５の回転力によって一対のクランプ部材６２が左右方向に平行移動する。図１１に示す物品サイズ決定回路５７ｄは、ロードセル６３からの信号に基づいて第１クランプ６２ａの手荷物５に接する圧力が所定値以下になった際に、図１６に示す第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２を算出する。図１１に示す物品サイズ決定回路５７ｄは、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２から手荷物５の大きさを決定する。

したがって１つのサーボモータ６５によって一対のクランプ部材６２がそれぞれ左右方向に移動可能である。しかも１つのロードセル６３による力の検出に基づいて第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２を算出でき、手荷物５の大きさを比較的精度良く決定できる。そのためロードセルとサーボモータを減らして製造コストを抑えることができる。

［第３実施形態］
第３実施形態を図１８～２３に基づいて説明する。図１９に示すように物品サイズ検出装置７０は、図５に示す第１実施形態の物品サイズ検出装置５０に代えて待機コンベヤ３６の上部に設けられる。物品サイズ検出装置７０は、図５に示す一対のクランプ部材５２と凸形レール５６ｅ，５６ｆに代えて、一対のクランプ部材７２と一対の凸形レール７６ｅを有する。一対のクランプ部材７２は、それぞれ凸形レール７６ｅにスライド可能に支持される。一対のクランプ部材７２は、前後方向に延在して左右方向に厚みを有する板状部材である。

図１８，１９に示すように各クランプ部材７２の後部は、起立する柱状の一対のクランプ支持部７２ａの下部に片持ち梁状に支持される。各クランプ支持部７２ａの上部に右方のクランプ基部７２ｂと左方のクランプ基部７２ｃが連結される。各クランプ基部７２ｂ，７２ｃは、左右方向に延びた凹形レール７２ｄを有する。

図１９に示すように一対の駆動機支持部５１ｂの上部は左右方向に延在するリニアガイド７６ｄによって互いに連結される。リニアガイド７６ｄの前面には、リニアガイド７６ｄに沿って左右方向に延在する一対の凸形レール７６ｅが左右に並設される。各凹形レール７２ｄが凸形レール７６ｅにスライド可能に係合する。一対のクランプ部材７２は、各クランプ基部７２ｂ，７２ｃと一体に設けられ、各クランプ基部７２ｂ，７２ｃの下方で支持される。

図１９に示すように駆動機支持部５１ｂの上部には、一対のクランプ部材７２を同期して移動させる駆動機７４が設けられる。駆動機７４は、左方のクランプ基部７２ｂの上方に設けられたエアシリンダ７５と、力伝達機構７６を有する。エアシリンダ７５は、クランプ基部７２ｃが左右方向に移動するように付勢する。

図１９に示すように力伝達機構７６は、リニアガイド７６ｄの略中央に設けられたピニオン７６ａと、各クランプ基部７２ｂ，７２ｃに設けられたラック７６ｂ，７６ｃを有する。ピニオン７６ａは、前後方向に延びる軸回りに回転可能にリニアガイド７６ｄに支持される。ラック７６ｂ，７６ｃは、各クランプ基部７２ｂ，７２ｃからピニオン７６ａに向かって左右方向に延在する。クランプ基部７２ｂから延在するラック７６ｂがピニオン７６ａの下部で噛み合い、クランプ基部７２ｃから延在するラック７６ｃがピニオン７６ａの上部で噛み合う。ピニオン７６ａに対してラック７６ｃが左右方向に移動すると、ピニオン７６ａが回転する。ピニオン７６ａの回転によってラック７６ｂが左右方向に移動する。

図１９に示すように左方の駆動機支持部５１ｂには、ワイヤエンコーダ（位置検知機）７９が設けられる。ワイヤエンコーダ７９の端部７９ｂは、ラック７６ｃの先端（右端）に取り付けられる。ワイヤエンコーダ７９によって端部７９ｂの左右方向に移動距離が測定される。ワイヤエンコーダ７９は、物品サイズ決定回路７９ａと電気的に接続されて測定した端部７９ｂの移動距離についての信号を物品サイズ決定回路７９ａに送る。

図２０～２２に示すようにエアシリンダ７５には、切り換え弁７８を介してエア圧供給装置７７から圧縮エアが供給される。エアシリンダ７５は、第１エア室７５ａが拡張することでピストン軸が張り出し、第２エア室７５ｂが拡張することでピストン軸が引込む。切り換え弁７８は、第１経路７８ａと第２経路７８ｂと第３経路７８ｃに切り換えることができる。図２０に示すように第１経路７８ａは、速度制御弁７８ｄを介してエア圧供給装置７７と第１エア室７５ａを連結し、第２エア室７５ｂを大気に対して開放する。図２２に示すように第２経路７８ｂは、速度制御弁７８ｅを介してエア圧供給装置７７と第２エア室７５ｂを連結し、第１エア室７５ａを大気に対して開放する。図２１に示すように第３経路７８ｃは、第１エア室７５ａと第２エア室７５ｂを大気に対して開放する。

図１８～２３に基づいて物品サイズ検出装置７０による手荷物５の位置決め及び手荷物５の大きさの測定の一連の流れを説明する。図１８に示すように手荷物５がベルトコンベヤ５１ａの進行方向に搬送され（ＳＴ３１）、待機位置にある一対のクランプ部材７２の間で停止する（ＳＴ３２）。図２０に示すように切り換え弁７８が第１経路７８ａに切り換えられて、エア圧供給装置７７から第１エア室７５ａに圧縮エアが供給される（ＳＴ３３）。図１９に示すようにエアシリンダ７５のピストン軸が張り出してクランプ基部７２ｃが左方に移動する。クランプ基部７２ｃと一体であるラック７６ｃが左方に移動することで、ピニオン７６ａが回転し、ラック７６ｂと一体であるクランプ基部７２ｂが右方に移動する。一対のクランプ部材７２は、左右方向に移動して互いに手荷物５に接近する（ＳＴ３４）。

図１９に示すように互いに接近する一対のクランプ部材７２は、手荷物５の左右両側面を把持する。把持されることで手荷物５の左右両側面は、一対のクランプ部材７２の延在する搬送方向（前後方向）と平行になる。エアシリンダ７５の付勢力によって一対のクランプ部材７２は、左右方向に略対称に移動する。そ第１エア室７５ａの圧力が所定値になるまで、一対のクランプ部材７２は互いに接近する。一対のクランプ部材７２は、手荷物５の中心５ａが基台５１の左右方向の中心位置Ｃに来るように手荷物５を移動させる。第１エア室７５ａの圧力が所定値以上になると、一対のクランプ部材７２が左右方向に互いに離間する（ＳＴ３５）。一対のクランプ部材７２に挟み込まれた手荷物５は、把持力によって弾性変形して左右方向の大きさがわずかに小さくなる。

図２１に示すように切り換え弁７８が第３経路７８ｃに切り換えられて第１エア室７５ａと第２エア室７５ｂが大気開放される。これによりエアシリンダ７５の付勢力が解除されて、一対のクランプ部材７２による手荷物５の把持が解除される（ＳＴ３６）。把持力が解除された手荷物５は、弾性力によって本来のサイズに戻る。ＳＴ３５に代えて、図２０に示すように第１経路７８ａによる第１エア室７５ａへエア供給する時間を測定するタイマを設け、所定時間経過すると図２１に示すように切り換え弁７８が第３経路７８ｃに切り換えられるステップとしても良い。

図２１に示す第１エア室７５ａの圧力が所定値（例えば大気圧）以下になった場合（ＳＴ３７）、図１９に示すワイヤエンコーダ７９から物品サイズ決定回路７９ａに端部７９ｂが左右方向に移動した距離の検知信号が送られる。一対のクランプ部材７２は、互いに端部７９ｂと略同じだけ左右方向に移動している。そのため端部７９ｂの移動距離を２倍にすることで一対のクランプ部材７２の間隔を測長できる。かくして手荷物５の左右方向の大きさが物品サイズ決定回路７９ａで決定される（ＳＴ３８）。

手荷物５の左右方向の大きさが決定されると、図２２に示すように切り換え弁７８が第２経路に切り換えられる。エア圧供給装置７７から第２エア室７５ｂに圧縮エアが供給されて、エアシリンダ７５のピストン軸が引込む。図１９に示すクランプ基部７２ｃと、クランプ基部７２ｃと一体であるラック７６ｃが右方に移動することで、ピニオン７６ａが回転し、ラック７６ｂと一体であるクランプ基部７２ｂが左方に移動する。一対のクランプ部材７２は、左右方向に移動して互いに手荷物５から離間する（ＳＴ３９）。一対のクランプ部材７２は、手荷物５を把持する前の待機位置まで戻る（ＳＴ４０）。以上により物品サイズ検出装置７０による手荷物５の位置決め及び大きさの測定が終了する（ＳＴ４１）。

上述するように駆動機７４は、図２０～２２に示すように第１エア室７５ａと第２エア室７５ｂを具備するエアシリンダ７５と、エアシリンダ７５とエア圧供給装置７７の間に設けられる切り換え弁７８を有する。切り換え弁７８は、第１経路７８ａと第２経路７８ｂと第３経路７８ｃに切り換えることができる。第１経路７８ａは、第１エア室７５ａとエア圧供給装置７７を連結する。第２経路７８ｂは、第２エア室７５ｂとエア圧供給装置７７を連結する。第３経路７８ｃは、第１エア室７５ａと第２エア室７５ｂを開放する。ワイヤエンコーダ７９と物品サイズ決定回路７９ａは、切り換え弁７８が第３経路７８ｃを選択した時における一対のクランプ部材７２の位置に基づいて手荷物５の大きさを決定する。

したがって切り換え弁７８が第１経路７８ａを選択した時に、一対のクランプ部材７２は手荷物５を把持する。切り換え弁７８が第３経路７８ｃを選択した時に、一対のクランプ部材７２は手荷物５の把持を解除する。手荷物５の把持が解除される際に、一対のクランプ部材７２の左右方向の位置に基づいて把持力を受けていない手荷物５の本来のサイズを精度良く検出できる。切り換え弁７８が第２経路７８ｂを選択した時に、一対のクランプ部材７２が手荷物５から離れる。エアシリンダ７５は比較的安価なので、物品サイズ検出装置７０の製造コストが抑えられる。加えてエアシリンダ７５は比較的動作が速いため、手荷物５のサイズを迅速に検知できる。

以上説明した物品サイズ検出装置５０，６０，７０には種々変更を加えることができる。例えば、搬送対象の物品として航空機搭乗者のキャスタ付きのスーツケース（手荷物５）を例示したが、段ボール箱、プラスチックケース等の箱形の物品等を搬送対象とすることもできる。空港ターミナルビルにおいて搭乗客の手荷物５をコンテナ３に密着させて積み込んで航空機４の貨物室４ａに載せるまでの搬送経路を例示したが、例えば宅配荷物の集荷場等における搬送経路に例示した物品サイズ検出装置を適用しても良い。

例えば一対のクランプ部材それぞれにロードセルを設け、１つのサーボモータで一対のクランプ部材を左右方向に移動させる構成としても良い。例えば一対のクランプ部材の一方にロードセルを設け、一対のサーボモータで各クランプ部材をそれぞれ個別に左右方向に移動させる構成としても良い。動作を切り換える際の判断基準としてのクランプ部材が左右方向に受ける力の所定値や第１エア室７５ａのエア圧の所定値等について、例示した値に限らず適宜変更しても良い。一対のロードセル５３ａの双方が所定置以上の力を検知する場合に代えて、一対のロードセル５３のいずれか一方が所定値以上の力を検知する場合に、一対のクランプ部材５２を離間させ始める構成としても良い。手荷物５として例えば弾性力の大きいハードケースや弾性力が比較的小さいソフトケース等がある。図２に示す搬送状態認識手段７で手荷物５の種類についての情報を取得し、その情報に基づいて各所定値を適宜切り換える構成としても良い。

手荷物５のサイズを決定し、かつベルトコンベヤ５１ａ上で手荷物５を位置決めする物品サイズ検出装置を例示したが、手荷物５のサイズ決定のみを行う物品サイズ検出装置に変更しても良い。例えば手荷物５の把持を解除した際の一対のクランプ部材の位置を記憶して、積み込みロボット４０の保持部を一対のクランプ部材の位置に合わせて移動させて手荷物を保持する構成としても良い。手荷物５の中心５ａをセンタリングする位置は、基台５１の中心位置Ｃに限らず適宜変更しても良い。例えば物品サイズ検出装置６０において雌ねじ６２ｈ，６２ｉのピッチを互いに異なる構成にして第１クランプ６２ａと第２クランプ６２ｂの移動速度を互いに異なるものとしても良い。

１…搬送装置、１ａ…上流搬送経路、１ｂ…下流搬送経路
２…コンベヤ（メイクコンベヤ）
３…コンテナ
４…航空機、４ａ…貨物室
５…手荷物（物品）、５ａ…（手荷物の）中心
６…搬送フレーム、６ａ…後フレーム、６ｂ…前フレーム、６ｃ…左右方向移動機構
６ｄ，６ｅ…左右フレーム、６ｆ…前後方向移動機構
６ｇ…昇降機構、６ｈ…保持部、６ｉ…スライダ
７…搬送状態認識手段
１０…ピッキング装置（移載装置）
３０…サイズ別コンベヤ、３１～３４…分配コンベヤ、３５…ストッパ
３６…待機コンベヤ（トラバーサ）
４０…積み込みロボット（積み込み装置）、４５…テーブル
５０…物品サイズ検出装置（第１実施形態）
５１…基台、５１ａ…ベルトコンベヤ、５１ｂ…駆動機支持部、５１ｃ…ストッパ
５１ｄ…レール、５１ｅ…レール係合部、５１ｆ…ベルト駆動ローラ
５１ｇ…バンパ、５１ｈ…バンパ支軸、５１ｉ…検知機構（リードスイッチ）
５２…クランプ部材
５２ａ…第１クランプ、５２ｂ…第２クランプ、５２ｃ…クランプ支持部
５２ｄ，５２ｅ…クランプ基部、５２ｆ，５２ｇ…凹形レール、５２ｈ，５２ｉ…雌ねじ
５３…ロードセル、５３ａ…第１ロードセル、５３ｂ…第２ロードセル
５４…駆動機
５５…サーボモータ、５５ａ…第１サーボモータ、５５ｂ…第２サーボモータ
５６…力変換機構、５６ａ，５６ｂ…ねじ軸
５６ｃ…リニアガイド、５６ｄ…中央張出部、５６ｅ，５６ｆ…凸形レール
５７…制御装置、５７ａ…位置検知機
５７ｂ…モータ制御回路、５７ｃ…位置算出回路、５７ｄ…物品サイズ決定回路
６０…物品サイズ検出装置（第２実施形態）、６０ａ，６０ｂ…支持部
６２…クランプ部材、６２ａ…第１クランプ、６２ｂ…第２クランプ
６２ｃ…クランプ支持部、６２ｄ，６２ｅ…クランプ基部、６２ｆ，６２ｇ…凹形レール
６２ｈ，６２ｉ…雌ねじ
６３…ロードセル
６４…駆動機
６５…サーボモータ
６６…力変換機構
６６ａ…ねじ軸、６６ｂ…リニアガイド、６６ｃ，６６ｄ…凸形レール
７０…物品サイズ検出装置（第３実施形態）、７０ａ，７０ｂ…支持部
７２…クランプ部材
７２ａ…クランプ支持部、７２ｂ，７２ｃ…クランプ基部、７２ｄ…凹形レール
７４…駆動機
７５…エアシリンダ、７５ａ…第１エア室、７５ｂ…第２エア室
７６…力伝達機構、７６ａ…ピニオン、７６ｂ，７６ｃ…ラック
７６ｄ…リニアガイド、７６ｅ…凸形レール
７７…エア圧供給装置
７８…切り換え弁、７８ａ…第１経路、７８ｂ…第２経路、７８ｃ…第３経路
７８ｄ，７８ｅ…速度制御弁
７９…ワイヤエンコーダ（位置検知機）、７９ａ…物品サイズ決定回路、７９ｂ…端部
Ｃ…（基台の左右方向の）中心位置
Ｐ１…第１位置、Ｐ２…第２位置

Claims (3)

1. 移載装置によって搬送された物品を積み込み装置で持ち上げて搬送する搬送システムで使用される搬送システム用物品サイズ検出装置であって、
   前記移載装置からされた前記物品が載置される基台と、
   前記基台に対して移動可能に設けられる一対のクランプ部材と、
   前記一対のクランプ部材を同期して前記物品に向けて移動させることで前記物品を把持しつつ前記基台の中心位置に合わせて移動させる駆動機と、
   前記一対のクランプ部材の位置を検知または算出する位置検知機と、
   前記一対のクランプ部材による前記物品の把持力を解除した際に前記位置検知機からの信号に基づいて前記物品の大きさを決定する物品サイズ決定回路を有し、
   前記一対のクランプ部材の少なくとも１つには、前記物品と接する圧力を検知するロードセルが設けられ、
   前記ロードセルからの検知信号に基づいて前記物品に接する圧力が所定値以下であると判断した際に、前記一対のクランプ部材の位置から前記物品サイズ決定回路が前記物品の大きさを決定し、
   前記ロードセルは、前記一対のクランプ部材の第１クランプに設けられた第１ロードセルと、前記一対のクランプ部材の第２クランプに設けられた第２ロードセルを有し、
   前記物品サイズ決定回路は、
   前記第１ロードセルからの信号に基づいて前記第１クランプの前記物品に接する圧力が所定値以下になった際に、前記第１クランプの第１位置を記憶し、
   前記第２ロードセルからの信号に基づいて前記第２クランプの前記物品に接する圧力が所定値以下になった際に、前記第２クランプの第２位置を記憶し、
   前記第１位置と前記第２位置から前記物品の大きさを決定する物品サイズ検出装置。
2. 請求項１に記載の搬送システム用物品サイズ検出装置であって、
   前記駆動機は、サーボモータと、前記サーボモータの回転力を前記一対のクランプ部材の直線移動に変換する力変換機構を有し、
   前記位置検知機は、前記サーボモータを制御するモータ制御回路と、前記モータ制御回路による前記サーボモータの制御値から前記一対のクランプ部材の位置を算出する位置算出回路を有する搬送システム用物品サイズ検出装置。
3. 移載装置によって搬送された物品を積み込み装置で持ち上げて搬送する搬送システムで使用される搬送システム用物品サイズ検出装置であって、
   前記移載装置からされた前記物品が載置される基台と、
   前記基台に対して移動可能に設けられる一対のクランプ部材と、
   前記一対のクランプ部材を同期して前記物品に向けて移動させることで前記物品を把持しつつ前記基台の中心位置に合わせて移動させる駆動機と、
   前記一対のクランプ部材の位置を検知または算出する位置検知機と、
   前記一対のクランプ部材による前記物品の把持力を解除した際に前記位置検知機からの信号に基づいて前記物品の大きさを決定する物品サイズ決定回路を有し、
   前記駆動機は、第１エア室と第２エア室を具備するエアシリンダと、前記エアシリンダとエア圧供給装置の間に設けられる切り換え弁を有し、
   前記切り換え弁は、前記第１エア室と前記エア圧供給装置を連結する第１経路と、前記第２エア室と前記エア圧供給装置を連結する第２経路と、前記第１エア室と前記第２エア室を開放する第３経路に切り換えることができる構成であり、
   前記位置検知機は、前記切り換え弁が前記第３経路を選択した時における前記一対のクランプ部材の位置に基づいて前記物品の大きさを決定する搬送システム用物品サイズ検出装置。
   
   

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