JP7408891B2 - 物品移載装置及び物品移載システム - Google Patents

Description

本発明は、商品などの物品（段ボール、ケースなどに収容されているものも含む）をコンベヤなどから仮置棚など、及びコンベヤ・仮置棚などから台車などに移載する装置に関し、特に、物品をフォーク上に載置して移載する物品移載装置、及びそのような移載装置を含む物品移載システムに関する。

かねてより、物流施設においては、出荷指示に対して出荷すべき物品をコンベヤで搬送し、それを順序立てて台車などの搬送手段に積み込むことが行われてきている。

そのために、コンベヤ上の物品を保持して、仮置棚あるいは台車などに移載する作業が必須となっており、それに用いられる装置が考案されている。

例えば、特許文献１には、寸法が異なる多くの種類の物品に適切に対応し、移載対象の物品である対象物品の上面を吸着して対象物品を吊り下げて移載先に移動させる物品移載装置の技術思想が開示されている。

このような移載方法は広く利用されており、特に、特許文献１の方法によれば、少なくとも１つの吸着パッドを有する吸着ブロックを複数備えると共に、水平方向に沿って吸着ブロックの少なくとも１つが移動可能に構成された吸着ユニットと、対象物品の少なくとも上面の大きさに応じて吸着ブロックを移動させる制御装置とを備えることにより、適切な対象部品の移載が可能になるとされる。

しかしながら、吸着パッドによる方式であると、さまざまな工夫を施したとしても、物品の形状、重量、表面状態などによって、移載が困難となる場合もあり、確実な移載ができる方法が望まれていた。

そこで、吸着によらない方法として、略水平に延伸する複数のフォーク（上面に物品を載置できる棒状の部材）の上に載置する方法が考案された。フォークの上に物品を載置して移送することにより、先に述べた、物品の形状、重量、表面状態などによる移載の不具合の解消が期待できる。

但し、その場合においても、物品の寸法に応じて確実に物品を載置できるフォークの構造、ローラーコンベヤなどのコンベヤからフォークへの物品の移載手段、フォークから仮置棚などへの移載方法など、検討すべき問題点が多い。

また、特に、フォークに載置された物品を移送する際に、物品が滑る、あるいは最悪の場合、物品が落下するなどのトラブルの発生の恐れがあることも、検討すべき問題点である。

特開２０１３－１６９６４０号公報

本発明はこうした従来技術上の問題点を解決することを企図したものであり、サイズや重量が異なる物品をコンベヤ・仮置棚などから仮置棚・かご車（台車）などに、効率よく、確実に、かつ安全に移載することができる物品移載装置を提供することを課題とする。

また、そのような物品移載装置を用いて、コンベヤから仮置棚に一旦仮置きし、その後、積み付けロジックに従って、仮置棚からかご車に隙間なく積みつけられる物品移載システムを提供することも課題である。

かかる課題を解決するため、本発明の第１の態様に係る物品移載装置は、
コンベヤから移送された物品を上面に載置しうる、略水平方向に延伸する、中央部の固定フォークと両側の可動フォークとからなるフォーク群と、
前記フォーク群を保持するロボットハンドと、
前記フォーク群と前記ロボットハンドとの間に設けられる連続的に前記両側の可動フォーク間の間隔を調整できるフォーク間隔調整部と、
前記コンベヤから略水平状態のまま前記物品を前記フォーク群の上面に押し出す第１のプッシャと、
前記ロボットハンドを３次元の移動回転可能に保持するマニピュレータと、
前記第１のプッシャ及び前記マニピュレータを制御する制御部と
を有することを特徴とする。

このようにすると、物品を載置するフォーク群のうち、中央部の固定フォークが、物品の略中央部の底面をしっかり保持することができる。なお、ここでは、フォーク状の機構を構成する各々の部材（歯部）をフォークと呼び、複数のフォークからなる機構をフォーク群と呼ぶが、全体をフォークと称することもある。

すなわち、物品がダンボール詰めの場合など、両端のみの保持であると、物品の中央の底部が内容物の重量により下がってしまい、最悪の場合は、底部が破損して内容物が落下するなどの恐れがある場合があるが、中央部にフォークを設けることによってそれらを防止することができ、安定した移載作業が可能となる。中央部の固定フォークは、いわば物品底部破損防止機構と言ってもよい。

さらに両端のフォークは、物品の両端の位置にせず、やや内側の位置、すなわち固定フォークと合わせて物品の底面に掛かる力が分散される位置にすることで、物品の底部の変形や破損を防止している。

また、物品の寸法に応じて、両側の、少なくとも２本の可動フォークの相互の間隔を調整可能としたから、コンベヤからプッシャによって押し出された物品は、押し出される物品の直下に略面一に予め位置していて、大きな物品の場合は間隔を広げた可動フォークの上に、また、小さな物品の場合は間隔を狭められた可動フォークの上に載置されることにより、物品の確実な移載が可能となる。

更に、このような構造であると、フォーク群をコンベヤ側に差し込む必要がなく、第１のプッシャによって押し出すだけであるので、コンベヤ側も単純な構造のままで追加の機構を必要とせず、経済的にシステムを構成することができる。

なお、それらの制御は、物品を搬送してくるコンベヤへの搭載時の情報や、物品のフォーク群への移載の直前に、物品のサイズ、位置、向き、重量などを検知する検知手段からの情報に基づき、制御部によって、予め定めたプログラムを用いて、実行される。

また、フォーク群を構成するフォークの本数は３本が好適であるが、取り扱う物品などの条件によっては、それよりも多くてもよく、中央部の固定フォークが、中央部近傍の２本以上のフォークであってもよい。

ここで、中央部の固定フォークは、フォーク間隔調整部による間隔調整を行わず、固定位置であることが好適であるが、状況によっては少々の間隔調整に応じることもあり得る。

また、本発明の第２の態様に係る物品移載装置は、第１の態様の物品移載装置において、
前記フォーク群の各フォークの延伸方向の断面形状が、先端部を除き上面及び下面が略平行であることを特徴とする。

このようにすると、後述するかご車などへの物品の移載の際に、物品の傾きを少なくすることができ、効率的な積み付けが可能となる。

あるいは、本発明の第３の態様に係る物品移載装置は、第１の態様の物品移載装置において、前記フォーク群の各フォークの延伸方向の断面形状が、先端部が薄く、後端部が厚いことを特徴とする。

このようにすると、物品の重量が重い場合に、フォークの重量の増加を抑えてフォークの強度を確保することができる。

なお、上方から見たフォークの平面形状は、略細長の長方形が好適であるが、先端が尖った細長の三角形であってもよい。対象とする物品の形状によっては移載動作が良好に行える、あるいはフォークの材料費が低廉になるなどの効果がある場合もあり得る。

また、本発明の第４の態様に係る物品移載装置は、第１の態様の物品移載装置において、
前記フォーク群のうち、少なくとも可動フォークの上面に溝部を有することを特徴とする。

この溝部は、フォーク群の上に物品を移載する、あるいは積み下ろす際に、摩擦抵抗を減ずることに有効であり、更に、後述する第２のプッシャの下部に設けたローラのガイド用に用いることができる。

また、本発明の第５の態様に係る物品移載装置は、第1の態様において、更に、
前記フォーク群の全てまたは一部のフォークの物品載置面に設けた摩擦力調整機構と
を有することを特徴とする。

このようにすると、物品をフォーク群に新たに載置する場合、あるいは載置された物品を放出する場合には、低い摩擦力で物品を容易に移動でき、物品を載置した状態で移送する場合には、高い摩擦力で物品を保持することにより、移送中のずれ、滑りなどを防止することができる。

次に、本発明の第６の態様に係る物品移載装置は、第５の態様における摩擦力調整機構が、前記フォーク群の全てまたは一部のフォークの物品載置面に設けた高摩擦部と、前記フォーク群の全てまたは一部のフォークに設けた、前記高摩擦部から突出しうる滑動部材とからなることを特徴としてもよい。

ここで、高摩擦部材とは、摩擦係数の高いウレタンシート、フリクションパッド（シム）などをフォーク上面に貼付する、フォーク上面に表面加工を施して摩擦係数を高めるなどによって、当初のフォーク上面よりも摩擦係数の高い部位を形成したものであり、その形成手段はどのようなものであってもよい。

また、滑動部材とは、ホイールコンベヤ、あるいはコロ式コンベヤ好適であるが、それ以外にも、ローラコンベヤや、摩擦係数の低いテフロン（登録商標）コーティングした、あるいはテフロンシートを貼付した板材であってもよい。

更に、滑動部材が高摩擦部から突出するとは、高摩擦部が固定であり滑動部材が上下動することによって摩擦力を調整する場合と、逆に、滑動部材が固定で、高摩擦部が上下動することによって相対的に滑動部材が突出する場合とを含むものである。

このようにすると、物品をフォーク群に新たに載置する場合、あるいは載置された物品を放出する場合には、突出した滑動部材による低い摩擦力で物品を容易に移動でき、物品を載置した状態で移送する場合には、滑動部材を相対的に加工させ、高摩擦部が突出した状態で高い摩擦力で物品を保持することにより、移送中のずれ、滑りなどを防止することができる。

次に、本発明の第７の態様に係る物品移載装置は、第５の態様における摩擦力調整機構が、前記フォーク群の全てまたは一部のフォークの物品載置面に設けた気流吸排口であることを特徴としてもよい。

ここで、気流吸排口とは、ポンプなどの動力源によって、空気などの気体流を吸入したり排出したりすることができる部分である。

このようにすると、物品をフォーク群に新たに載置する場合、あるいは載置された物品を放出する場合には、気流吸排部から気流を排出し、フォーク群の物品移載面にかかる物品の荷重を減じることにより摩擦力を低下させて、低い摩擦力で物品を容易に移動でき、物品を載置した状態で移送する場合には、必要に応じて気流吸排口から吸気を行うことで、摩擦力を増加させ、高い摩擦力で物品を保持することにより、移送中のずれ、滑りなどを防止することができる。

なお、気流吸排口の周囲には、吸着あるいは高摩擦力に寄与するゴム製のパッドのような部材を設けて、更に吸着力あるいは摩擦力を増大するようにしてもよい。

また、本発明の第８の態様に係る物品移載装置は、第１の態様の物品移載装置において、
前記ロボットハンドから前記コンベヤ方向に略水平方向に延伸できる第２のプッシャと、
前記第２のプッシャの先端部に設けられた吸着パッドと
を有することを特徴とする。

ここで、第２のプッシャ及び吸着パッドは、先に述べたように、可動フォークの上部の溝部によってガイドされ、可動フォーク上を前後に移動するようになっており、更に、可動フォークのフォーク間隔調整に伴って、可動フォークと一体となって幅方向に移動するようになっていることが好適である。

また、本発明の第９の態様に係る物品移載装置は、第８の態様の物品移載装置において、前記第１のプッシャによって物品がフォークの上に移載される際に、前記第２のプッシャが、前記第１のプッシャと連動して物品を両側から把持した状態で移載することを特徴とする。

このようにすると、物品をしっかり保持できるため、より確実で、安定した姿勢での移載が可能となる。

なお、この際に、更に、第２のプッシャに設けられた吸着パッドが物品を吸着するようにしてもよく、更に確実、安定した移載が可能となる。

また、制御部が予め物品の寸法を把握している場合には、吸着パッドを含む第２のプッシャを、物品がコンベヤから移載される際に、物品の移載時の後端がフォークの先端の位置に一致するような位置に待機させておいてもよい。このようにすれば、第２のプッシャの動作が簡略化できる。

ここで、吸着パッドは、空気排気による略真空状態を生成し、それによって強い吸着力を有するようにすることが好適であり、そのようにすることで、物品の移載時に、物品を固定することで、落下や位置ずれを防止し、物品の移載位置の精度を高めることが可能となる。

なお、このような動作についても先の態様と同様に、制御部がその制御を行う

また、本発明の第１０の態様に係る物品移載装置は、第８の態様の物品移載装置において、 前記物品が前記第１のプッシャによって前記フォーク群に押し出される際に、該押し出し完了時の前記第２のプッシャの停止位置と前記フォーク群の先端との距離が、前記物品の奥行寸法と略等しいことを特徴とする。

このような動作についても先の態様と同様に、制御部がその制御を行う。このようにすると、その後の移載あるいは積み下ろし動作などにおいて、先端が揃えられている方が、動作時間の短縮などの効果が得られる。但し、システム設計の事情によっては、前記フォーク群の後端側の予め定めた位置に物品の端部を揃えるようにした方が効率がよくなる場合もあり得る。

また、本発明の第１１の態様に係る物品移載装置は、第１の態様の物品移載装置において、
更に、前記フォーク群の上に載置された物品を保管する仮置棚と
を有することを特徴とする。

ここで、仮置棚は、次工程（トラック積み込みなど）に物品を搬送するかご車（台車）などに積み込むために、物品を一時保管するためのものである。

このようにすると、仮置棚に保管した物品を、後述の積載ロジックを用いて無駄な空間を少なくして、かつ、後処理に便利なように順序立てて（順立）、搬送用のかご車（台車）に積み込むことができ、全体としての処理効率を高めることができる。

すなわち、積載ロジックで、カゴ車へ効率の良い積み付け方を計算した結果、積み付ける順番が決まるので、一旦積み付ける物品を仮置棚に一時保管し、計算した結果で取り出し、積み付けることで、効率よく積み付けが可能になる。

なお、上流に設けられた順立制御が行えるケース自動倉庫など、例えばマルチシャトル（登録商標）システムを併用することで、仮置棚をなくすことも可能である。

すなわち、仮置棚は一時保管用としたが、それに限定せず、そのものを搬送用の台車として用いるようにしてもよい。

なお、先に述べた仮置棚の下に背の低い台車式のロボットを潜り込ませてこの仮置棚を棚ごと担いで所望する場所に移動可能としてもよい。こうすれば、ロボットや仮置棚などシステムの配置を自在にすることができ、狭い場所でも有効に設置が可能である。また、仮置棚から次のカゴ車に移載する場合に積み付けの順位をロボットハンドの移動距離及び時間を浪費することなく最小の範囲で移動可能となり、よりスループットの改善に有効である。

また、本発明の第１２の態様に係る物品移載装置は、第１１の態様の物品移載装置において、
更に、前記仮置棚に上方に立ち上がる仕切板と、
前記仕切板の間に形成されるフォーク挿入溝と、
前記仕切板の上端部で形成される物品載置面と
を有することを特徴とする。

このようにすると、物品を仮置棚の物品載置面に移載する際に、物品をフォーク群に載置した状態で、物品の底面が物品載置面よりも上になるようにして仮置棚に進入させることができ、その後、フォーク群を僅かに下方に移動することで、物品の仮置棚への移載が完了し、その後、物品が載置されていない状態のフォーク群を抜去すればよく、確実で、かつ、物品を損傷することがない優しい移載が実現できる。

なお、フォーク挿入溝は、くし歯状の溝であって、仮置棚に複数の段があればそのうちの必要な段に設ければよく、また、フォーク群の間隔に合わせて適宜設ければよく、その断面形状（深さ、幅など）も、取り扱う物品なども考慮の上、適宜定めればよい。

また、本発明の第１３の態様に係る物品移載装置は、第１の態様の物品移載装置において、
更に、前記フォーク群に載置された物品を受け取り、その向き（姿勢）を変更する物品姿勢変更部と
を有することを特徴とする。

ここで、物品姿勢変更部は、後述の積載ロジックなどによる積み付けの計算結果が、元の方向のまま積むよりも向きを変えて積み付けた方が効率がよくなる場合は、向きを変えることを１つの目的とする。

なお、物品姿勢変更部は、物品を保管する仮置棚とかご車との間に設けられ、仮置棚からかご車に移載する際に、仮置棚からフォーク群に移載された物品を載置し、姿勢（向き）を変更した後、再度、物品姿勢変更部からフォーク群に載置して、かご車へと移送するように構成することが好適であるが、これに限定せず、物品が搬送されてきたコンベヤと仮置棚との間に設けるなどしてもよい。

また、物品姿勢変更部は、物品を上面に載置し、モータなどの駆動機構により略水平方向に回転し、物品の向き(姿勢)を変更するようにした回転台（ターンテーブル）が好適であるが、このような機構に限定せず、物品を載置または把持して姿勢（向き）を変更できるものであれば、例えばロボットハンドなど、どのようなものであってもよい。

なお、回転台の場合、物品を載置する上面は、回転台から屹立する複数の格子状小柱の先端部をもって構成されることが好適である。これは、ターンテーブルへの、またはターンテーブルからの物品の移載の際のフォーク群の差し込み位置を確保するためである。

このようにすると、物品をかご車（台車）に移載する際に、1つの目的である効率のよい積み付けが可能になる、あるいは、物品をかご車に搭載した際に、その他の目的である物品に貼付あるいは記入された情報を、同一側に揃えることも可能となり、後処理の際に極めて有効である。

なお、これらの制御も、コンベヤ搭載時の情報や、検知された情報に基づき、先に述べた制御部によって実行される。

また、本発明の第１４の態様に係る物品移載装置は、第１の態様の物品移載装置において、
更に、前記コンベヤと前記フォーク群との間に設けられた物品一時置台を有することを特徴とする。

物品一時置台はコンベヤの物品載置面と略同一の高さの物品載置面を有し、コンベヤから第１のプッシャによって押し出された物品を一時的に保管するものである。

この物品載置面は、物品一時置台のベース部から上方に立ち上がり、コンベヤからフォーク群の方向に延伸する複数の仕切板をもって構成されることが好適である。

ここで、仕切板の間にフォーク挿入溝が形成され、物品一時置台に載置された物品をフォーク群が移送することを可能としている。

このようにすると、予めコンベヤから物品一時置台に移載された物品を、フォーク群を挿入し、上昇させるのみでフォーク群への移載が完了することから、フォーク群への移載にかかる時間が短縮でき、装置全体の効率向上、作業時間の短縮が可能となる。

ここで、コンベヤから物品一時置台への移載は、フォーク群が物品を仮置台などに移送中に行うことができるため、作業時間増にはならない。

なお、物品一時置台の構造は、これまでに述べたものに限定されず、コンベヤからの物品を一時的に載置して、フォーク群に受け渡すことができるものであればどのようなものであってもよい。

また、物品一時置台に、載置した物品を回転などにより方向変換する機能を付加してもよく、そのようにすれば、最終的にかご車などに積み付ける姿勢で、以降の物品の移送を行わせることもできる。

また、本発明の第１５の態様に係る物品移載装置は、第１の態様の物品移載装置において、
更に、物品ずれ防止機構と
を有することを特徴とする。

物品ずれ防止機構は、例えば、フォーク群に載置された物品を移送する際に、マニピュレータによってフォーク群の上で物品の載置される平面を傾斜させるようなプログラムである。

具体的には、本発明の第１６の態様として、第１５の態様に係る物品移載装置であって、フォーク群の上で物品の載置される平面を物品載置面とすると、物品載置面が回転運動あるいは直線運動する際に、加速度（慣性力）によって載置された物品がずれることを防止する方向に傾斜させるように制御すること、及び／または、遠心力による物品のずれや落下を防止するために前記物品載置面を前記フォーク群の先端側が高く前記フォーク群の根元側が低くなるように傾斜させるように制御することを特徴とする。

あるいは、物品ずれ防止機構は、例えば、フォーク群の移動時に、その加加速度（躍度）を略一定にするようなプログラムであり、このようにすると、移送中の物品の姿勢が安定する。

あるいは、これまでに述べた物品載置面の傾斜と定加加速度とを、適宜、組合せて用いてもよい。

このようにすると、コンベヤから仮置棚、あるいは仮置棚からかご車などの移載の際に、より高速でしかもより安定して物品を移送することができるため、作業の効率化が実現できる。

また、本発明の第１７の態様に係る物品移載システムは、
第１の態様の物品移載装置と、
前記物品移載装置からの物品の移載を受けるかご車と
を有することを特徴とする。

このようにすると、第１の態様の物品移載装置の利点を享受した上で、かご車への移載を効率的に行わせることができる。

本発明の第１８の態様に係る物品移載システムは、第１１もしくは第１２の態様の物品移載装置と、前記物品移載装置からの物品の移載を受けるかご車とを有する物品移載システムであって、前記仮置棚から前記かご車への前記物品の積み付けは積載ロジックによって行われることを特徴とする。

ここで積載ロジックとは、例えば、本出願と同一の出願人による国際公開公報 ＷＯ２０１７／０６１６３２号に記載されたような物品個別識別情報と「空きスペースマップ」とを利用するロジックの応用が好適であるが、このロジックに限定されず、公知の効率よく物品を積みつける方法であればよい。

更には、これまでに収集された物品の寸法、重量などのデータに基づき、ＡＩ（人工知能）技術を活用して最適な積載ロジックを求めてもよく、引き続きデータ収集を行うことによって、その制度の向上も期待できる。

なお、ＡＩに用いる技術としては、ベイズ統計学ではナイブベイズ法、ベイズ推定法、ベイジアンネットワーク法、カルマンフィルター法、階層ベイズ法などがあり、機械学習としては、テキストマイニング法、アソシエーション分析法、協調フィルタリング法、評価関数法、Ｋ平均法、サポートベクターマシン法、決定木法、異常検知法などを用いて学習させるものであり、深層学習（ディープラーニング）としては、文字認識、画像認識などを用いて学習させるものとする。

このようにすると、ロボットハンドに結合された間隔調整可能な可動フォークと、保管段と、必要に応じて物品姿勢変更部とを有する物品移載装置と、積載ロジックとにより、極めて効率的なかご車への積み付けが行われる。

本発明の第１９の態様に係る物品移載システムは、第８から第１０のいずれか１つの態様の物品移載装置と、前記物品移載装置からの物品の移載を受けるかご車とを有する物品移載システムであって、において、前記フォーク群の上に載置した物品を前記かご車を含む被移載部の床面または前記かご車を含む被移載部に既に搭載された物品の直近の上方に移送し、前記吸着パッドによって保持しながら前記フォーク群を後退させることによって、前記物品を前記かご車を含む被移載部内に移載することを特徴とする。

このようにすると、吸着パッドによって所定の移載位置まで物品を吸着して保持した状態でフォーク群を後退させるから、物品が略垂直の状態でかご車内に移載されることになるため、かご車壁面との隙間、あるいは物品同士の隙間を少なくすることができ、積み付けの効率が向上する。

また、移載時には吸着を解除して緩やかに物品の落下を行わせることができるので、物品に与える衝撃が少なく、安全な移載が可能となる。

なお、吸着パッドについて、垂直方向に移動可能な機構とすることもでき、そのようにすれば移載完了時まで吸着保持を続けられるので、更に安全な移載が可能となる。

また、移載時には、吸着パッドによって物品を保持したまま、フォーク群を後退させるから、相対的に吸着パッドは前進することになり、このようにすると、移載時の物品の前後左右の位置精度の向上が可能となる。

すなわち、吸着を行わない単なるパッドであると、特に高速で移載動作を行う際には、物品の位置が斜めになったり、あるいは所定の位置より奥まで押し出しすぎたりという不具合が発生する恐れがある。

そこで、本発明のように、移載完了の直前まで吸着動作を行っていることで、高速の移載動作でも、精度よく移載作業を行うことができ、安全正確に処理速度の向上が図れる。

なお、上記態様の中で、かご車を含む被移載部としたのは、かご車に限らず、それ以外の移載を受ける機器、例えば仮置棚、コンベヤ、コンテナなどの場合にも同様の技術思想が応用可能であることを示したものである。

本発明の第２０の態様に係る物品移載システムは、第１７の態様の物品移載システムにおいて、前記かご車を含む被移載部の床面または前記かご車を含む被移載部に既に搭載された物品の上面を上方から検知する載置スペース確認部を有することを特徴とする。

ここで、載置スペース確認部は、フォーク群からかご車へ物品を移載する場所に設けられた略直方体の枠部と、枠部の上部に設けられた水平２軸（Ｘ－Ｙ）方向に移動可能な水平移動部と、水平移動部に取り付けられた測距儀とを有することが好適である。

このような測距儀をＸ－Ｙ方向に走査して、内部スペースを確認をするもので、測距儀は、測距計、あるいは距離計ともいい、レーザー光を利用して距離を測定するものが好ましい。

測距儀を走査させた結果、これから物品を載置しようとしている空間が確保されている、すなわち、他の物品の倒れ、位置ずれなどがないことを確認して、物品の載置を継続することになる。

なお、載置スペース確認部は、このような構成に限定されず、上方から空間を検知しうる手段であれば、どのようなものであってもよい。

本発明の第２１の態様に係る物品移載システムは、第１７の態様の物品移載システムにおいて、前記かご車の開放面に設けた荷崩れ防止部と
をさらに有することを特徴とする。

ここで、荷崩れ防止部とは、かご車の壁部のうち、開放されている壁部（通常は物品の移載を行うために開放されている面）について、下部にまとめてある複数の水平の荷崩れ防止材が、物品積み付けの進捗に合わせて、下部から1本ずつ上昇することによって、開放面に物品が倒れ込むような荷崩れを防止するものであることが好適である。

なお、荷崩れ防止材は、丸棒であることが好適であるが、それに限定されず、板状であっても、網状であっても、荷崩れを防止できる部材であれば、どのようなものであってもよい。

その他にも、既に積み込みがなされた部分を遮蔽するスライド可能な扉を設けてもよく、それに限定されず、既に積み込まれた物品の荷崩れを防止あるいは押し戻しできる手段であればどのようなものであってもよい。

このようにすると、物品の荷崩れによる物品の落下、破損、散乱などのトラブルを未然に防止することができ、安定したシステムの稼働に資する。

なお、荷崩れ防止の制御に関しても、ＡＩ（人工知能）技術を活用して荷崩れの発生を事前に予測して、適切な制御を最適な積載ロジックを求めてもよく、引き続きデータ収集を行うことによって、その制度の向上も期待できる。

ここで、ＡＩに用いる技術としては、ベイズ統計学ではナイブベイズ法、ベイズ推定法、ベイジアンネットワーク法、カルマンフィルター法、階層ベイズ法などがあり、機械学習としては、テキストマイニング法、アソシエーション分析法、協調フィルタリング法、評価関数法、Ｋ平均法、サポートベクターマシン法、決定木法、異常検知法などを用いて学習させるものであり、深層学習（ディープラーニング）としては、文字認識、画像認識などを用いて学習させるものとする。

次に、本発明の第２２の態様に係る物品移載装置は、第１の態様の物品移載装置において、 前記ロボットハンドと前記マニピュレータとの間に設けられた振動緩衝器とを、さらに有することを特徴とする。

このように、フォークを保持するロボットハンドと、ロボットハンドを３次元で移動可能とするマニピュレータとの間に振動緩衝器を設けたから、高速でロボットハンドを移動させる際に、ロボットハンドに保持されるフォーク上に載置された物品は、振動が緩衝されるため、フォーク上でのずれなどの恐れが少なくなる。

なお、移送中の物品のずれや落下などの事象の防止の制御に関しては、、ＡＩ（人工知能）技術を活用して事象の発生を事前に予測して、適切な制御方法を求めてもよく、更に、引き続きデータ収集を行うことによって、その制度の向上も期待できる。ここで、ＡＩに用いる技術については既に説明した技術を用いることができる。

次に、本発明の第２３の態様に係る物品移載装置は、
物品を上面に載置しうる第１支持部と第２支持部を備えるフォークと、
前記フォークを保持するロボットハンドと、
前記第１支持部に対する前記第２支持部の相対位置を調整できるフォーク間隔調整部と、
前記ロボットハンドの向きを移動可能に保持するマニピュレータと、
前記第１支持部に対する前記第２支持部の相対位置及び前記マニピュレータの移動を制御する制御部と備え、
前記第１支持部と前記第２支持部は物品の側面を抑えないことを特徴とする。

この態様以降の説明では、フォークとは、複数のフォークの歯からなる機構を表すものとする。

ここで、物品のフォークへの移載は、コンベヤからプッシャなどを用いる方法が好適であるが、それに限定されず、他のマニピュレータのロボットハンドによる方法や、コンベヤ搬送方向で受け取る方法や、人手によって載置する方法など、どのような方法であってもよい。

ここで、第１支持部と第２保持部とは、ロボットハンドから突出するフォークの歯のうち、両端の可動のフォークの歯であることが好適であるが、それに限定されず、少なくとも２本の支持部を有するとしたものである。

また、第１支持部及び第２保持部は、断面形状がＬ字状（一つのフォークの歯で荷物を上面と横面を同時に抑えるもの）ではなく、物品を上面に載置するものであれば、形状は平板、波型板、丸棒、角棒、三角棒、楕円板など、どのような形状であってもよい。

このようにすると、一般に、少なくとも２本のフォークの歯に物品を載置して移送する場合に、フォークの歯の間隔を物品の寸法に合わせることができるため、物品の側面を抑えなくても安定した移送状態が得られる。

次に、本発明の第２４の態様に係る物品移載装置は、
物品を上面に載置しうる第１支持部と第２支持部と第３支持部とを備えるフォークと、
前記フォークを保持するロボットハンドと、
前記第１支持部に対する前記第２支持部の相対位置を調整できるフォーク間隔調整部と、
前記ロボットハンドの向きを移動可能に保持するマニピュレータと、
前記第1支持部に対する前記第２支持部の相対位置及び前記マニピュレータの移動を制御する制御部と備え、
前記第３支持部は、前記第１支持部と前記第２支持部との間に位置し、かつ、前記第３支持部は前記ロボットハンドとの相対位置は不動であることを特徴とする。

ここで、第１支持部と第２保持部とは、ロボットハンドから突出するフォークの歯のうち、両端の可動のフォークの歯であり、第３保持部は中央部分の固定のフォークの歯であることが好適であるが、それに限定されず、少なくとも３本の支持部を有するとしたものである。

このようにすると、一般に、フォークに物品を載置して移送する場合に、第１支持部と第２支持部との間に位置する第３支持部が、物品、特に底面中央部に合せ目があって比較的強度が弱いダンボールなどの破損を防止することができる。

なお、第３支持部の位置は、中央に限定するものではなく、第１支持部と第２保持部との間であれば、どの位置であってもよく、移送する物品に合わせればよい。

また、第３支持部を有する場合は、両側の第１支持部及び第２支持部については、物品を両側から抑える断面Ｌ字状であってもよい。

次に、本発明の第２５の態様に係る押出装置は、
物品を上面に載置しうるフォークと、
前記フォークを保持するロボットハンドと、
前記ロボットハンドの向きを移動可能に保持するマニピュレータと、前記マニピュレータの移動を制御する制御部と備える物品移載装置の前記フォークの上面に物品を載置させる押出装置であって、前記フォークに載置されていない物品を前記ロボットハンドと対向する面から前記ロボットハンドに向けて押し出すことにより、前記フォークの上面に物品を載置させることを特徴とする。

なお、フォークに載置されていない物品とは、コンベヤ上に載置されている物品が好適ではあるが、机上や棚上に載置されている物品などどのような状態であってもよい。

また、フォークの歯の形態に関しても、本数、断面形状（平面状かＬ字状か）、可動か固定か、などに、特に制限はなく、どのような形態であっても適用が可能である。

このようにすると、フォークを伸長させたりロボットハンドを押し込んだりして物品を受け取る必要がなく、第１のプッシャによって、物品がコンベヤなどからフォークへと移載されるため、全体の構造が簡便になったり、処理効率が向上したりする利点がある。

本発明によれば、相互の間隔を調整可能な、物品を載置し移送する略水平方向に延伸する複数のフォークを用いることにより、サイズや重量が異なる物品をコンベヤ・仮置棚などから仮置棚・かご車（台車）などに、効率よく、確実に、かつ安全に移載することができる物品移載装置を提供することができた。

更に、コンベヤから仮置棚に一旦仮置きし、その後、積み付けロジックにしたがって保管棚からかご車に、効率よく積みつけられる物品移載システムをも提供することができた。

本発明の一実施形態の物品移載装置及び物品移載システムの斜視図である。 本発明の一実施形態の物品移載装置の一部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態の物品移載装置の一部を示す断面図である。 本発明の別の実施形態の物品移載装置の一部を示す斜視図である。 本発明の別の実施形態の物品移載装置の一部の部分斜視図である。 本発明の別の実施形態の物品移載装置の一部の斜視図である。 本発明の別の実施形態の物品移載装置の一部の断面図である。 本発明の別の実施形態の物品移載装置の摩擦力調整機構の斜視図である。 本発明の一実施形態の物品移載装置の仮置棚の正面図である。 本発明の一実施形態の物品移載装置の物品姿勢変更部の斜視図である。 本発明の一実施形態の物品移載システムのかご車の斜視図である。 本発明の一実施形態の物品移載システムの載置スペース確認部の斜視図である。 本発明の一実施形態の物品移載システムの荷崩れ防止扉の斜視図である。 本発明の一実施形態の物品移載装置の動作の説明図である。 本発明の一実施形態の物品移載装置の動作の説明図である。 本発明の一実施形態の物品移載装置のロボットハンドの動作の説明図である。 本発明の一実施形態の物品移載システムの積載ロジックの説明図である。 本発明の一実施形態の物品移載システムの移載方法の説明図である。 本発明の別の実施形態の物品移載装置及び物品移載システムの斜視図である。 本発明の別の実施形態の物品移載装置の物品一時置台の斜視図である。 本発明の更に別の実施形態の物品移載装置の衝撃緩衝器の正面図である。 本発明の更に別の実施形態の物品移載装置の衝撃緩衝器の側面図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。

図１は本発明の一実施形態の物品移載装置及び物品移載システムの斜視図であり、本発明の範囲外のローラコンベヤ９０によって搬送されてくる物品Ｇ（特に段ボールなどに梱包された物品が主であるがそれに限定されない。）を、マニュピレータ１０のアームの先端のロボットハンド１１に取り付けられた３本のフォークからなるフォーク群２０に移載し、それを仮置棚６０に仮置きする物品移載装置１を示しており、更に、この物品移載装置１と、仮置棚６０からの物品Ｇを積載するかご車１１０とを含む物品移載システムも示している。

ここで、物品Ｇは、ローラコンベヤ９０の上を、図中の矢印の方から搬送されてくる。その物品は、自動倉庫から自動的に供給されるもの、あるいは、人手やロボットなどにより、ローラコンベヤ９０に載置されて供給されるものなどが含まれる。

ローラコンベヤ９０の搬送途中には、ローラコンベヤ９０の下方に物品Ｇの重量を測定する重量計９１が設けられている。これは、ローラコンベヤ９０の一部分を独立させ、そのコンベヤの下方にロードセルを設けて重量を測定するなど、公知の技術を用いればよい。

また、同様に、ローラコンベヤ９０での搬送中に、物品Ｇの寸法を測定する才数計９２が設けられている。これは、上方からレーザー光を照射して物品の縦・横・高さの寸法を測定するものが好適であるが、それに限定せず公知の技術を用いればよい。

更に、ローラコンベヤ９０の進行方向には、ローラが斜めに取り付けられているスキュードローラコンベヤ９３が設けられており、物品Ｇを搬送方向のどちらかに幅寄せすることができる。本実施例では、ローラコンベヤ９０の進行方向に対して、後述する第１のプッシャ３０側に寄せるようになっている。

なお、幅寄せは、全体システムの構成によっては、ローラコンベヤ９０の進行方向に対して、後述する第１のプッシャ３０側と反対の方向でもよく、幅寄せ機構もスキュードローラコンベヤ９３に限定せず、バネ性のあるレバーによって行う方法などであってもよい。

ローラコンベヤ９０の終端部分には、ステーションコンベヤ９４が設けられており、この部分において、物品Ｇが移載のために適切な位置に停止される。なお、ステーションコンベヤ９４は、物品の移載が容易なように、コンベヤ進行方向の両側のガイド壁は設けていない。

ステーションコンベヤ９４の進行方向に対して一方の側に第１のプッシャ３０が設けられる。

また、他方の側には、第１のプッシャ３０によって押し出された物品Ｇを受け取るようにマニピュレータ１０によって配置されることができる３本のフォークからなるフォーク群２０を位置させることができるようになっている。なお、フォーク群２０はステーションコンベヤ９４内に延伸させる必要はなく、ステーションコンベヤ９４の外側直近に位置させればよい。

第１のプッシャ３０は、待機時にはステーションコンベヤ９４外に位置しており、ステーションコンベヤ９４の進行方向に平行に延伸する押し板３１と、押し板３１をステーションコンベヤ９４を横断して直進させることができる、エアシリンダなどからなる押圧部３２とを有している。なお、押圧部３２はエアシリンダに限定せず、直進運動が可能なものであれば電動シリンダなど公知の技術を用いればよい。

また、ロボットハンド１１には、第１のプッシャ３０と対向する位置に、第２のプッシャ５０が設けられている。第２のプッシャ５０については後に詳述する。

更に、必要に応じて、マニピュレータ１０とロボットハンド１１との間に、衝撃緩衝器５００を設けてもよい。衝撃緩衝器５００については後に詳述する。

図２は本発明の一実施形態の物品移載装置のフォーク群２０及び第２のプッシャ５０を示す斜視図である。この部分は、ロボットハンド１１の前面に設けられており、略同一水平面上を略同一方向（図中Ｙ方向）に延伸する固定フォーク２１、可動フォーク２２（両側はほぼ同一構造であるので、以下、同一符号で説明する）と、可動フォーク２２の上面に設けられた溝部２３と、第２のプッシャ５０とを有している。

更に、第２のプッシャ５０を保持するリニアガイド５１の可動部と、リニアガイド５１の可動部に固定されＹ方向に延伸するラック５１１と、ラック５１１と噛み合うピニオン５１２と、２個のピニオン５１２を図中Ｘ方向にスライド可能に保持する水平軸５１３と、水平軸５１３を両端でロボットハンド１１本体に支持するピロー５１４とを有している。

更にまた、リニアガイド５１の固定部を支持する支持台５１５と、支持台５１５に固定されＸ方向に延伸する２本のラック５１６と、両方のラック５１６と噛み合うピニオン５１７と、ピニオン５１７を回転可能に保持する垂直軸５１８とを有している。

ここで、第２のプッシャ５０には、そのＹ方向先端部に、上下２個の吸着パッド５１Ｕ、５１Ｄとその間にプッシャヘッド５２が設けられており、吸着パッド５１Ｕ、５１Ｄは先端部がゴム製のカップ状になっており、物品に押し当てられることによって気密が維持され、かつ、図示しない配管が接続され、空気の吸引吐出が可能なようになっている。

更に、第２のプッシャ５０には、そのＸ方向側面下部に車輪５３が設けられている。図３は本発明の一実施形態の物品移載装置の車輪５３と可動フォーク２２とを示すフォーク延伸方向（Ｙ方向）に垂直な断面図であり、車輪５３は、その両側を可動フォーク２２の上面に設けられたＸ方向の２本の溝部２３にはまるようにガイドされて、Ｘ方向に回転移動可能なようになっており、これにより、第２のプッシャ５０は、可動フォーク２２の上をＹ方向に前進後退が可能となっている。なお、溝部２３は２本としたが、１本の溝で車輪５３も両側に分離していなくてもよい。

なお、可動フォーク２２の材質は、上部溝を有する上部２２１を鉄材で、それ以外の本体部分２２２をアルミ材で形成することが、機能的に及びコスト的に好適であるが、それに限定するものではない。

固定フォーク２１はロボットハンド１１の本体に固定されており、その位置は変わらない。一方、２本の可動フォーク２２は、図示しない駆動源によりピニオン５１７を回転させることによってラック５１６をＸ方向に平行移動させることで、その間隔を狭めたり、拡げたりすることができる。この部分を総称してフォーク間隔調整部２５と呼ぶ。

更に、第２のプッシャ５０も、可動フォーク２２と一体となって、同様の平行移動が可能となる。

これらの平行移動のため、ラック５１１が水平軸５１３をスライドしながら移動できるよう、水平軸５１３はボールスプライン構造となっている。

なお、これらのＸ方向、Ｙ方向の直線移動機構は、これまでの説明に限定されず、周知の直線移動機構を用いることができる。

また、フォーク群２０の鉛直断面の形状は、先端のみがやや尖っているが、それ以外は上面と下面が略平行、すなわち等間隔であり、このことが、後述するかご車１１０などへの移載の際には好ましい。

なお、このフォーク群２０の鉛直断面形状は、重量物を扱うシステムの場合には、上下面は平行ではなく、保持される根元の側が太く、先端に行くほど細くなるくさび型である方が強度的に好ましい場合もある。

フォーク群２０の長さは、後述する仮置棚、かご車などの奥行に対して十分奥まで物品を移載できる寸法であることが望ましい。

フォーク群２０及び第２のプッシャ５０を保持しているロボットハンド１１は、マニピュレータ１０のアーム部に取り付けられ、多関節のマニピュレータ１０によって３次元で６軸に移動回転自在に保持される。

図４は本発明の別の実施形態の物品移載装置のフォーク群２０及び第２のプッシャ５０を示す斜視図である。この部分は、ロボットハンド１１の前面に設けられており、略同一水平面上を略同一方向（図中Ｙ方向）に延伸する固定フォーク２１、可動フォーク２２（両側はほぼ同一構造であるので、以下、同一符号で説明する）と、それぞれの可動フォーク２２の上面に設けられた高摩擦部２２３と、可動フォーク２２の上面から掘り込んだ穴部２２４の中に設けられた上昇下降が可能な滑動部材２２５と、第２のプッシャ５０とを有している。

すなわち、高摩擦部２２３と滑動部材２２５とで、摩擦力調整機構を構成している。ここで、摩擦力とは、物品とフォーク群上面との間の相対移動を阻止する摩擦係数による力である。

図５は本発明の別の実施形態の物品移載装置の可動フォーク２２の部分斜視図であり、フォーク本体の上面の高摩擦部２２３と、フォーク本体２２２の上面の中央部の穴部２２４を示している。

なお、フォーク本体２２２は、アルミニウム、鉄などの金属製であることが好適であるが、必要な強度を満たせばその他の材質であってもよい。

ここで、高摩擦部２２３は、摩擦係数の高いウレタンゴムを貼付することが好適であるが、フリクションパッド（シム）などをフォーク上面に貼付する、フォーク上面に表面加工を施して摩擦係数を高めるなどによって、当初のフォーク本体２２２の上面よりも摩擦係数の高い部位を形成したものであり、その形成手段はどのようなものであってもよい。

図６は本発明の別の実施形態の物品移載装置の滑動部材２２５の斜視図であり、可動フォーク２２の穴部２２４に上下滑動可能に嵌合される滑動部材２２５と、滑動部材２２５を上下させる上昇下降機構２２６とを示している。

滑動部材２２５は、高摩擦部２２３とは逆に、フォーク延伸方向の摩擦力を低減したものであり、ホイールコンベヤ（コロ式コンベヤ）が好適であるが、それ以外にも、ローラコンベヤや、摩擦係数の低いテフロンコーティングした、あるいはテフロンシートを貼付した板材であってもよい。

図８は本発明の別の実施形態に係る物品移送装置の摩擦力調整機構を示す斜視図であり、この実施形態においては、摩擦力調整機構が、可動フォーク２２物品載置面に設けた気流吸排口２２７である。

ここで、気流吸排口２２７とは、図示しないポンプなどの動力源と図示しない配管などによって、空気などの気体流を吸入したり排出したりすることができる部分である。

このようにすると、物品をフォーク群に新たに載置する場合、あるいは載置された物品を放出する場合には、気流吸排口２２７から気流を排出し、可動フォーク２２の物品移載面にかかる物品の荷重を減じることにより摩擦力を低下させて、低い摩擦力で物品を容易に移動でき、物品を載置した状態で移送する場合には、必要に応じて気流吸排口から吸気を行うことで、保持力あるいは摩擦力を増加させ、高い摩擦力で物品を保持することにより、移送中のずれ、滑りなどを防止することができる。

なお、気流吸排口２２７の周囲には、吸着あるいは高摩擦力に寄与するゴム製のパッド２２８のような部材を設けて、更に吸着力あるいは摩擦力を増大するようにしてもよい。

また、これまでの説明で、気流吸排口２２７を可動フォーク２２に設けるとしたが、それに併せて、あるいはそれの代わりに、固定フォーク２１にそれらを設けてもよい。状況によっては、よりよい効果を奏することもあり得る。

図７は本発明の別の実施形態の物品移載装置の滑動部材２２５の上昇下降機構２２６の断面図であり、円筒状のケース２２６１の側面に、気流の吸排口として、空気流入路２２６２、空気流出路２２６３、および必要に応じて空気の流入放出を制御する弁２２６４、２２６５が設けられている。

これらの空気流路には、適宜、図示しない空気配管が、空気供給源または外部へと接続されているものとする。

また、円筒状のケース２２６１の上面に開口部２２６６を設け、開口部２２６６を塞ぐように変形可能な薄板２２６７が設けられており、この薄板２２６７の上下動により、滑動部材２２５の上下動が実現できる。

なお、これまでの説明では、滑動部材２２５は、可動フォーク２２の上面に掘り込んだ穴部２２４に設置するとしたが、穴部２２４を設けずに、可動フォーク２２の側面に滑動部材２２５を設けるようにしてもよい。構造が単純になる利点もある。

また、上昇下降機構２２６は、空気圧と薄板とを用いるものとして説明したが、それ以外の空気圧を用いるもの、あるいはソレノイドなど電磁的な手段によるものであってもよい。

なお、滑動部材２２５が高摩擦部２２３から突出するとは、高摩擦部２２３が固定であり滑動部材２２５が上下動することによって摩擦力を調整する場合と、逆に、滑動部材２２５が固定で、高摩擦部２２３が上下動することによって相対的に滑動部材２２５が突出する場合とを含むものである。

あるいは、摩擦力調整機構として、滑動部材２２５のみを用いて、摩擦力を高めたい場合には、滑動部材２２５の滑動部分（コロ、ホイール、ローラなど）にブレーキをかけるようにしてもよい。このようにしても摩擦力調整が実現できる。

また、これまでの説明で、高摩擦部２２３と滑動部材２２５とを、可動フォーク２２に設けるとしたが、それに併せて、あるいはそれの代わりに、固定フォーク２１にそれらを設けてもよい。状況によっては、よりよい効果を奏することもあり得る。

図８は本発明の別の実施形態に係る物品移送装置の摩擦力調整機構を示す斜視図であり、この実施形態においては、摩擦力調整機構が、可動フォーク２２物品載置面に設けた気流吸排口２２７である。

ここで、気流吸排口２２７とは、図示しないポンプなどの動力源と図示しない配管などによって、空気などの気体流を吸入したり排出したりすることができる部分である。

このようにすると、物品をフォーク群に新たに載置する場合、あるいは載置された物品を放出する場合には、気流吸排口２２７から気流を排出し、可動フォーク２２の物品移載面にかかる物品の荷重を減じることにより摩擦力を低下させて、低い摩擦力で物品を容易に移動でき、物品を載置した状態で移送する場合には、必要に応じて気流吸排口から吸気を行うことで、保持力あるいは摩擦力を増加させ、高い摩擦力で物品を保持することにより、移送中のずれ、滑りなどを防止することができる。

なお、気流吸排口２２７の周囲には、吸着あるいは高摩擦力に寄与するゴム製のパッド２２８のような部材を設けて、更に吸着力あるいは摩擦力を増大するようにしてもよい。

また、これまでの説明で、気流吸排口２２７を可動フォーク２２に設けるとしたが、それに併せて、あるいはそれの代わりに、固定フォーク２１にそれらを設けてもよい。状況によっては、よりよい効果を奏することもあり得る。

なお、簡便で、製造コストが低い装置を望む場合には、摩擦力調整機構を設けないことも可能である。その場合は、摩擦力の低減の効果は得られないが、構造が簡単になる利点はある。

制御部８０は、マニピュレータ１０及びマニピュレータ１０に連結されているフォーク群２０、第２のプッシャ５０などの動作を制御する。更に、マニピュレータ１１とは連結されない第１のプッシャ３０の動作についても制御する。

更に、制御部８０は、搬送されてくる物品の重量を測定する重量計、物品の寸法を測定する才数計などからの情報を取り込むこともでき、また、物品が自動倉庫から物品が供給される場合にはそれらの情報も、ＷＭＳ（倉庫管理システム）などの物流全体の管理要素からの情報も取り込むことができる。

制御部８０は、ＣＰＵ、記憶部、入出力部、表示部などのハードウエア構成からなる、パソコン、サーバなどが好適であるが、これらの構成要素を他の制御装置と共用したり、あるいは、クラウドコンピューティングのように遠隔に分散して配置してもよい。

図９は本発明の一実施形態の物品移載装置の仮置棚６０の正面図である。仮置棚６０はステーションコンベヤ９４からフォーク群２０に移載された物品を一時的に保持し、その後の工程（例えば、かご車１１０への移載など）に供するためのものである。この図に示す仮置棚６０は６段で、各段が中央部の仕切によって左右に２分割されている。但し、これらの数には限定されず、適宜、使用目的によって増減してもよい。

仮置棚６０の枠体６１は、Ｌ字状の山形鋼を組み合わせて形成したものであり、各段の鋼板よりなる棚板６２が敷設されている。なお、このような構造に限定されるものではなく、物品を保持できるようになっていればどのような材質、形状であってもよい。

その各段の棚板６２の上には、仮置棚６０の奥行方向に延伸する、高さを有する仕切板６３が多数設けられており、隣接する仕切板６３の間隔は、フォーク群２０の進入が可能なような間隔に設定されている。この間隔部分をフォーク挿入溝部６４と呼ぶ。

また、フォーク挿入溝部６４相互の間隔も、フォーク群２０の相互の取りうる間隔に対応して定められている。

なお、仕切板６３の上端部を連ねて仮想的に構成される平面は、物品Ｇが載置される面となるので、物品載置面６５と呼ぶこととする。

仮置棚６０の各段の最奥部には、物品Ｇを載置する際に、奥に落下するのを防止するために、フォーク群２０の高さよりやや高い落下防止板６６を設ける。

本実施形態においては、仮置棚６０の各段には、左側１１本、右側１１本のフォーク挿入溝６４が設けられており、それらのフォーク挿入溝６４を用いて、左側に最大２個、右側に最大２個の物品Ｇが載置できるようになっている。

なお、フォーク挿入溝の数は、上記に限定されず、それより多くても少なくてもよく、仮置棚の寸法や運用方法によって定めればよい。同様に、仮置棚を左右に分割して各々2個ずつの物品を載置できるとしたが、仮置棚の分割や、各分割部に載置しうる物品の数にも限定はない。

図１０は本発明の一実施形態の物品移載装置の物品姿勢変更部７０の斜視図である。物品姿勢変更部７０は、仮置棚６０から次工程（かご車１１０など）に移送する際に、仮置棚６０からフォーク群２０に移載された物品を載置し、姿勢（向き）を変更した後、再度、物品姿勢変更部７０からフォーク群２０に載置して、かご車１１０へと移送するように構成することが好適であるが、これに限定せず、物品が搬送されてきたステーションコンベヤ９４と、仮置棚６０との間に設けるなどしてもよい。

物品姿勢変更部７０は、平板状の略水平に置かれる固定台７１と、固定台７１の上方で、図示しない保持機構によって固定台７１に水平方法（Ｂ方向）に回転自在に取り付けられる回転台（ターンテーブル）７２と、回転台７２の下部に取り付けられ回転を円滑に行わせるためのキャスター７３と、回転台７２の下方に設けられ回転台７２を回転するための図示しないモータとを有する。

回転台７２には、その周辺の４隅から屹立する４本の支柱７４と、その中央部付近から屹立する縦４本、横４本、計１６本の格子状小柱７５とを有する。

支柱７４と格子状小柱７５の高さは等しく、フォーク群２０の高さよりも大であるように構成される。それらの上端部を連ねて仮想的に構成される平面は、物品が載置される面となるので、物品載置面７６と呼ぶこととする。

なお、格子状小柱７５は、それらが整列する側（角度９０度ごと）から、３本のフォーク群２０を挿入できるように間隙を設けたものであり、格子状小柱７５の数についてはこれに限定されるものではなく、フォーク群２０を挿入できるように構成されればよい。

この物品姿勢変更部７０は、次工程のかご車１１０に積載する際に、隙間を少なくして積載できるように、物品の姿勢を水平で９０度回転させることができればよい。但し、物品の表面に貼付されたラベルなどを見やすい位置になるようにするなどの目的がある場合は、９０度に限定せず、その倍数である１８０度、２７０度などの角度に回転してもよい。

また、回転台７２の駆動機構はモータに限定されず、エアシリンダなどによって回転を可能とする機構であってもよい。

なお、物品姿勢変更部７０については、回転機構を有さずに、フォーク群２０を正面からだけでなく、側面から挿入できるように、マニピュレータ１０を作動させてもよい。このようにすれば、回転機構なしでも９０度の方向変換が可能となる。

更には、仮置棚６０に、側面からフォーク群２０を挿入できるように構成すれば、独立の回転台７２による機構を用いずに、物品姿勢変更部７０が実現できる。

また、回転台７２を用いない回転機構であってもよい。例えば、別に設けたロボットハンドにより、仮置棚７０に載置された状態、あるいは、フォーク群２０に載置された状態の物品の方向を変換できるようにしてもよい。

更に、物品の姿勢としては、水平方向だけでなく、垂直方向の姿勢の変更であってもよい。これも別に設けたロボットハンドによって、仮置棚７０の上の、あるいはフォーク群２０の上の物品の垂直方向の向きを変更してもよい。このようにすれば、極端に横長の物品を縦長状態として、かご車１１０に効率よく積載することも可能となる。

図１１は本発明の一実施形態の物品移載システム１００に用いられるかご車１１０の斜視図である。かご車１１０は、かご台車、ロールボックスパレット、カーゴテナーなどとも呼ばれる運搬用の台車であり、底面１１１と、底面１１１の周囲を３方向に立ち上がる３面の格子状の枠部（パネル）１１２と、底面の下側に設けられるキャスター（車輪）１１３などとを有しており、１面のみが物品の積み込み、積み下ろしのために開放されている。

本発明の物品搭載システム１００においては、仮置棚６０からの物品を積み込むためのかご車１１０の所定の位置があり、その位置は、床面に設けられた一対のレール１２０によって規定されている。

レール１２０は、それぞれ、キャスター１１３の位置を規制する凹状の溝を有して長手方向に延伸しており、その一端は凹状溝が拡がって、キャスター１１３を誘導しやすくなっている。

また、レール１２０の他の端部には、停止位置を規制するストッパ（図示せず）が設けられ、更に、ストッパ近傍には、かご車１１０の転倒を防止するロック機構(図示せず)が設けられている。これらの機構は、周知のものを用いればよい。

図１２は本発明の一実施形態の物品移載システム１００に用いられるかご車１１０の外側に設けられる載置スペース確認部１３０の斜視図である。

かご車１１０の物品を移載する所定位置において、載置スペース確認部１３０が設けられており、載置スペース確認部１３０は、かご車１１０の外側に設けられた略直方体の枠部１３１と、枠部１３１の上部に設けられた水平面内で直交する２軸（Ｘ－Ｙ）方向に移動可能なＸ方向移動部１３２、Ｙ方向移動部１３３と、Ｙ方向移動部１３３にに取り付けられた鉛直下方（Ｚ方向）への移動が可能なＺ方向移動部１３４が設けられている。

更に、Ｚ方向移動部１３４には、測距儀１３５が取付けられている。

ここで、測距儀１３５をＸ方向移動部１３２及びＹ方向移動部１３３によってＸ－Ｙ方向に走査し、また、必要に応じて、Ｚ方向移動部１３４にて上下方向へ移動させることにより、かご車１１０の内部スペースの確認をするもので、測距儀１３５は、測距計、あるいは距離計ともいい、レーザー光を利用して距離を測定し、これから物品を載置しようとしている空間を走査するものである。

ここで、かご車１１０への物品の移載の途中で、移載中または移載中の物品が荷崩れする恐れがないとは言えない。そのような事態に対応する方策があればより好ましい。

図１２には、そのような方策の一つとして、荷崩れ防止部１４０が示されている。荷崩れ防止部１４０は、かご車１１０の開放されている面（通常は物品の移載を行うために開放されている面）の両側に略鉛直に屹立する２本の柱部１４１ａ、１４１ｂと、柱部１４１に両端を保持されて、図示しない駆動部によって水平状態で上下動が可能な複数の棒状の荷崩れ防止材１４２を有している。

ここで、下部にまとめてある複数の荷崩れ防止材１４２が、物品積み付けの進捗に合わせて、下部から1本ずつ上昇することによって、開放面に物品が倒れ込むような荷崩れを防止することができる。

なお、荷崩れ防止材１４２は、丸棒であることが好適であるが、それに限定されず、板状であっても、網状であっても、荷崩れを防止できる部材であれば、どのようなものであってもよい。

次に、別の荷崩れ防止部につき説明する。図１３は本発明の一実施形態の物品移載システム１００に用いられるかご車の荷崩れ防止用の扉の斜視図であり、先に述べた荷崩れ防止部１４０として、既に積み込みがなされた部分を遮蔽するスライド可能な荷崩れ防止扉１４３を設けてもよい。

図に示すように、かご車１１０の前面（開放面）の一部分、例えば、下方約２分の１の高さ部分に、図示しない駆動機構によってスライド式に両開きできる荷崩れ防止扉１４３を設ける。なお、必要に応じて、荷崩れ防止扉１４３に図示しないセンサーを設けて、荷崩れの発生を係員に知らせるようにしてもよい。

なお、荷崩れ防止扉１４３は、1段のみでなく、積載する高さに応じて２段、３段と荷崩れ防止扉を閉じるようにしてもよい。更に精緻な制御が可能となる。

それに限定されず、既に積み込まれた物品の荷崩れを防止あるいは押し戻しできる手段であればどのようなものであってもよい。

また、荷崩れ防止の機能を実現できるものであれば、棒状や扉状のものではなく、シャッター状のものを上昇させるなどの手段でもよく、これらを総称して荷崩れ防止部とする。

次に、これまでに説明した本発明の一実施形態の物品移載装置及び物品移載システムの作用について説明する。

図１４及び図１５は本発明の一実施形態の物品移載装置の動作の説明図であり、図１４は大きめの物品Ｇ、図１５は小さめの物品ｇの移載について説明する。配送などの目的で処理される物品が、ローラコンベヤ９０の上を運搬されてくる。これらの物品は、自動倉庫、仕分装置、投入装置などから供給される。

物品の形状、寸法、重量などの情報が、供給時点で把握できており、物品の移送に伴って伝達される場合を除き、それらの情報が、ローラコンベヤ９０の周辺に設けられた、重量計９１、才数計９２などによって測定される。これらより、制御部８０は、移載されるべき物品についてのこれらの情報を記憶しておくことができる。

その後、物品Ｇ（ｇ）は、進行方向に対して傾きを有するスキューコンベヤ９３の部分を通過し、これによって、物品Ｇ（ｇ）が第１のプッシャ３０の側へと整位される。

その後、ステーションコンベヤ９４に移送された物品Ｇ（ｇ）は、図に示すように、物品の寸法によらずに定位置（物品の進行方向先端がステーションコンベヤ９４の終端近傍に来た位置）まで搬送され、停止する。

一方、ステーションコンベヤ９４の進行方向に対して第１のプッシャ３０と対向する側には、フォーク群２０（固定フォーク２１、２本の可動フォーク２２）の先端がステーションコンベヤ９４の側部に近接するように、かつ、固定フォーク２１の位置が物品Ｇ（ｇ）中央になるように制御部８０によって位置決めされる。

なお、上記の物品Ｇ（ｇ）の停止位置は、物品の搬送方向寸法などの情報から第１のプッシャ３０と物品とが均等に割り付けられる位置にステーションコンベヤ９４を停止するように、制御部８０が制御してもよい。第１のプッシャ３０の動作が安定する場合もあり得る。なお、この停止位置は、状況によってはこれらの例によらず、前後させる方がより効果がある場合もあり得る。

なお、フォーク群２０は、ステーションコンベヤ９４の領域に乗り入れる必要はないため、その機構及び制御は、簡略にすることができる。

ここで、２本の可動フォーク２２の間隔については、移載すべき物品Ｇ（ｇ）の幅寸法に応じて適切となるように、制御部８０によってフォーク間隔調整部２５を作動させて、移載される物品の幅方向（ステーションコンベヤの進行方向長さ）よりやや小さめで、両側の可動フォーク２２が物品の幅より外に出ないように設定される。更に、固定フォーク２１が、破損の可能性がある物品の底部中央部をしっかり保持する。このようにすることで、物品を安全に保持することが可能となる。

なお、可動フォーク２２の間隔は、物品の状況によっては、それよりも大、あるいは小の間隔が適切な場合もあり得る。

次に、フォーク群２０の側の第２のプッシャ５０に設けられた吸着パッド５１が、制御部８０によって、フォーク群２０の先端から物品Ｇ（ｇ）の略奥行寸法（図８ではＤ、図９ではｄ）を減じた位置まで進められる。これは移載後に物品がフォーク群２０の先端基準で揃えられるために有効であり、これにより、以降の工程が効率的に進められる。

次に、ステーションコンベヤ９４の進行方向に関して、フォーク群２０と反対側に設けられた第１のプッシャ３０が、ステーションコンベヤ９４の上の物品Ｇ（ｇ）をフォーク群２０の側へ押し出す。

物品の押し出し進行方向先端側が吸着パッド５１に到達すると、制御部８０によって、第１のプッシャ３０の押圧が解除され、かつ、第１のプッシャ３０が当初位置に戻される。また、吸着パッド５１は、内部の空気が排気され、真空状態となり、フォーク群２０の上の物品の保持を支援する。

これで物品Ｇ（ｇ）がフォーク群２０の上に移載されたことになり、また、ステーションコンベヤ９４は次の物品を受け入れることが可能となる。

なお、次工程の状況によってはこれとは異なる基準で物品を揃えることも有効な場合もあり得る。また、吸着パッド５１は、可動フォーク２２の上で待機するようにしたが、それとは違って、更に前方に進出して、第１のプッシャ３０との間に物品を挟み込むようにして、物品をフォーク群２０へと移載するようにしてもよい。これによれば、より確実な移載が実現できる可能性もあり得る。

フォーク群２０は、物品を載置した状態で、マニピュレータ１０の動作により、ロボットハンド１１の先端で略水平状態に維持されたまま、仮置棚６０の方向へ移動され、フォーク群２０の延伸方向が仮置棚６０の前面と垂直となる状態で停止する。

図１６は本発明の一実施形態の物品移載装置のロボットハンドの動作の説明図である。この図は動作を模式的に表したものであって、（ａ）は物品を載置したフォーク群２０が水平状態で、Ａ方向に回転あるいは直線運動をしている状態を示し、（ｂ）は、回転の初めの部分（Ｓ部分）ではフォーク群２０の進行方向後端部が水平より高くなっており、回転の中間部分（Ｍ部分）では水平状態に戻り、回転の終わりの部分（Ｅ部分）ではフォーク群２０の進行方向先端部が水平より高くなっているようにしたものである。（ｃ）は、回転の全域にわたりフォーク群２０の回転外周側が高くなっているようにしたものである。

図中（ａ）に示す水平状態を保ったままでは、ロボットハンド１１に回転軸を有しなくてもよいことから、機構及び制御が簡便になる利点があるが、高速で物品を移送しようとすると、物品の位置ずれや、最悪の場合、落下などの恐れもある。

ここで、図中（ｂ）のように、加速時及び減速時に加速度（慣性力）を生じる側を高くして、その影響を抑えるようにすれば、急加速、急減速を可能とした高速の物品移送が実現できる。

また、同様に、図中（ｃ）のようにすると、円運動の遠心力による外周方向への物品の移動が抑えられ、安定した高速移送が可能となる。

具体的には、図中（ｂ）及び（ｃ）の傾斜を単独で、あるいは組み合わせて適用することでより効果的に移送を行うことができる。

なお、このような技術は既に開示されているものであり、例えば、特開２００４－２１６９３には、物品が載置されるテーブルを自走式の台車に対して前後及び／又は左右に傾動可能に配備した搬送ロボットのテーブル角度制御方法において、テーブルに作用する加速度と重力との合力ベクトルがテーブルに対して垂直に作用するようにテーブルを傾動させることにより、テーブルに載置された物品の落下等を効果的に防止できるテーブル角度制御方法を提供することを課題とし、台車の移動に伴いテーブル又は台車に作用する加速度と重力の合力ベクトルがテーブルに対して垂直に作用するように、テーブルを傾動させる技術思想が開示されている。

また、台車を移動させるために台車の駆動手段へ入力される速度指令値から、テーブルに作用する加速度を推定するステップと、推定された加速度と重力との合力ベクトルを算出するステップと、得られた合力ベクトルがテーブルに対して垂直に作用するように、テーブルを傾動させるステップと、を有する技術思想も開示されている。

次に、フォーク群２０に載置されて仮置棚６０の近傍に到着した物品は仮置棚６０に移載される。ここでは、フォーク群２０の位置は、仮置棚６０の予め定められた物品を載置すべき段及び間口の、フォーク挿入溝部６４にフォーク群２０が挿入できる位置が制御される。

フォーク群２０の高さは、物品の底面がフォーク挿入溝部６４を構成する仕切板６３の上面で構成される物品載置面６５よりごく僅かに高い位置となるように制御される。

なお、物品を載置すべき段及び間口は、この工程及び次工程、更に前後に移送されてくる物品などを勘案して空きスペースの中から選択される。

次に、フォーク群２０がフォーク挿入溝部６４に挿入され、物品のフォーク群２０の後端部側が、仮置棚６０の前面と略同一位置あるいはそれより内側まで到達すると、一旦フォーク群２０を垂直下方に移動させ、物品を仕切板６３で保持させるようにしてから、フォーク２０群を抜去する。

物品は、フォーク群２０の下方移動時には、物品載置面６５とのごく僅かな空隙をフォーク群２０とともに下方に移動して、物品載置面６５に載置されるが、衝撃はなく、安全に仮置棚６０への移載が完了する。

なお、次工程を考慮すると、物品が仮置棚６０の前面側に揃えられていることが好ましいが、奥行の短いものを同一間口の奥と手前に載置するなど、前面側に揃えない載置位置であってもよい場合もあり得る。

次に、一群の、同一かご車１１０に移載されるべき物品が仮置棚６０に載置され終わると、引き続き、仮置棚６０からかご車１１０への移載を行う。なお、この移送の際にも、先に示したロボットハンド１１によるフォーク群２０の傾きの制御を適用してもよい。

ここでは、制御部８０が、内蔵する、あるいは外部にある積載ロジックのプログラムを利用して、物品の積み付け順を決定し、それに従って、移載動作を行わせる。

図１７は本発明の一実施形態の物品移載システムの積載ロジックの説明図であり、（ａ）がかご車１１０の積載面側から見た立面図、（ｂ）がかご車１１０の上方から見た平面図である。ここで、物品Ａから物品Ｆが、積載ロジックに従って、隙間を小さくするように積載される。

図１８は本発明の一実施形態の物品移載システムの移載方法の説明図であり、かご車１１０を側面から見た断面図である。ここでは、物品Ｇを載置したフォーク群２０を所定の場所（前後・左右・手前側奥側など）に近づける。図においては、最初に移載される物品であり、かご車１１０の底面１１１に移載されるが、既に物品が置かれており、その上あるいはその手前に載置する場合にも同様な制御が可能である。

まず、移載すべき物品Ｇを、吸着パッド５１に吸着された状態のまま、かご車１１０の奥行方向に関しては奥の枠部１１２（あるいは既にある物品の側面）との隙間を極小とする位置、高さ方向では底面１１１（あるいは既にある物品の上面）とフォーク群２０の下面の間隙が極小となる位置に移送する。（図中（１））

その後、フォーク群２０のみを抜去する。（図中（２））吸着パッド５１は物品Ｇを保持したまま、前方に物品を押し出すか、あるいは、その場所にとどまる。

フォーク群２０の抜去が完了したら、吸着パッド５１の真空状態を解除する。すると、物品の保持状態が解除され、物品の自重により、下方に移動し、かご車１１０の底面１１１（あるいは既にある物品の上面）に移載される。

ここで、フォーク群２０の高さ方向は、上下面が平行であるため、先端部が細く後端部が太い場合に比べて、物品底面とかご車１１０の底面１１１（あるいは既にある物品の上面）との間隔を小さくすることができるため、物品の下方への移動の衝撃も小さく、物品を安全に移載することができる。

なお、更に衝撃を少なくするために、吸着パッド５１の下方への移動を可能とする構成としてもよい。そのようにすると、物品を吸着したまま、下方への移動が完了するため、衝撃をより少なくすることができる。

そして、順次、平面方向から垂直方向へと、なるべく隙間を少なく、物品が積載される。

次に、物品の姿勢変更動作について説明する。かご車１１０での積載効率を上げるため、あるいは、物品に付与されたラベルや識別符号を正面に向けるためなどの目的で、姿勢の変更を必要とすると制御部８０によって判断された物品は、図１０に示す物品姿勢変更部７０に移送され、図中のＡ方向からフォーク群２０が格子状小柱７５の隙間へ挿入され、その後、フォーク群２０が抜去されることで、仮置棚７０と同様に、物品載置面７６に載置される。

引き続き、制御部８０によって、必要な回転角度（例えば右に９０度）が指示されて、回転台７２が所定角度回転して停止する。

次に、フォーク群２０が同じくＡ方向から格子状小柱７５の隙間に挿入され、かご車１１０へと移送される。

なお、回転角度は９０度に限定せず、例えば、裏側にある物品の表示ラベルを表側に向ける場合などのように、１８０度、２７０度（マイナス９０度）など、任意の角度で設定してもよい。

ここで、かご車１１０は、移載を受ける位置に設けられたレール１２０にキャスター１１３をガイドされるように人手あるいは自動運転にて運搬されてきており、移載位置では、人手あるいは自動でのロック機構を働かせて位置を固定することが好ましい。

なお、かご車１１０の物品を移載する所定位置に、載置スペース確認部１３０が設けられており、測距儀１３５をＸ方向移動部１３２及びＹ方向移動部１３３によってＸ－Ｙ方向に走査し、また、必要に応じて、Ｚ方向移動部１３４にて上下方向へ移動させることにより、かご車１１０の内部スペースを確認する。

具体的には、レーザー光を利用して距離を測定し、これから物品を載置しようとしている空間が確保されている、すなわち、他の物品の倒れ、位置ずれなどがないことを確認して、物品の載置を継続することになる。

物品のかご車１１０への移載が完了したら、ロックを解除して、レール１２０上を逆方向に移動させ、その後、人手によりあるいは自動で、所望の次工程へと運搬すればよい。

次に、かご車１１０における積載中の荷崩れ防止の動作につき説明する。
図１２には、そのような方策の一つとして、荷崩れ防止部１４０が示されている。荷崩れ防止部１４０は、かご車１１０の開放されている面の両側に略鉛直に屹立する２本の柱部１４１ａ、１４１ｂと、柱部１４１に両端を保持されて、図示しない駆動部によって水平状態で上下動が可能な複数の棒状の荷崩れ防止材１４２を有している。

ここで、下部にまとめてある複数の荷崩れ防止材１４２が、物品積み付けの進捗に合わせて、下部から1本ずつ上昇することによって、開放面に物品が倒れ込むような荷崩れを防止することができる。

また、別の荷崩れ防止の動作としては、図１３に示すように、かご車１１０の前面（開放面）の一部分、例えば、下方約２分の１の高さ部分に設けた荷崩れ防止扉１４３を、その部分より上まで物品が積載されたら、図示しない駆動機構によってスライド式に荷崩れ防止扉１４３を閉じる方法もある。

これにより、その下方部の物品の積載状態が崩れたとしても物品の落下、散乱、損傷などが防止できる。なお、必要に応じて、荷崩れ防止扉１４３に設けた物品検知センサーによって、荷崩れの発生を速やかに係員に知らせるようにしてもよい。

次に、図１９は本発明の別の実施形態の物品移載装置及び物品移載システムの斜視図であり、図１と共通する部分の説明は省略する。

ここで、ローラコンベヤ９０の終端部分のステーションコンベヤ９４とフォーク群２０との間に、物品一時置台１５０が設けられている。

物品一時置台１５０はステーションコンベヤ９４の物品載置面と略同一の高さの物品載置面１５１を有し、ステーションコンベヤ９４から第１のプッシャ３０によって押し出された物品Ｇを一時的に保管するものである。

図２０は本発明の別の実施形態の物品移載装置の物品一時置台１５０の斜視図であり、物品一時置台１５０は、物品移送方向（ステーションコンベヤ９４からフォーク群２０の方向）に延伸する複数（図では８本）の、基台１５２から同じ高さで屹立する、幅の狭い仕切板１５３が設けられている。

仕切板１５３の上端部を連ねて仮想的に構成される平面は、物品が載置される面（物品載置面１５１）を構成する。

ここで、それぞれの仕切板１５３の間に複数（図では７本）の略等間隔のフォーク挿入溝１５４が形成され、物品一時置台１５０の物品載置面に載置された物品をフォーク群２０に移載することを可能としている。

このような構成の実施形態の動作を説明する。移送される物品は、ステーションコンベヤ９４から物品一時置台１５０へと移送され、引き続き、フォーク群２０をフォーク挿入溝１５４に挿入し、フォーク群２０を上昇させることで、物品のフォーク群２０への移載が完了し、フォーク群２０はロボットハンド１１の動作により、仮置棚６０へと移送される。

フォーク群２０が、先行する物品を移送している間に、空になった物品一時置台１５０にステーションコンベヤ９４から次の物品が物品一時置台１５０へと移送される。

このようにすると、物品一時置台１５０を有さない先の実施形態と比べて、複数の物品を移送する場合には、ステーションコンベヤ９４から物品一時置台１５０への移送時間は、物品一時置台１５０から仮置棚６０への移送時間に隠れることと、物品一時置台１５０からフォーク群２０への移載も短時間で済みことから、サイクルタイムが短くなることが期待でき、装置全体の効率向上、作業時間の短縮が可能となる。

なお、物品一時置台１５０の構造は、これまでに述べたものに限定されず、ステーションコンベヤ９４からの物品を一時的に載置して、フォーク群２０に受け渡すことができるものであればどのようなものであってもよい。

また、物品一時置台１５０に、載置した物品を回転などにより方向変換する機能を付加してもよく、そのようにすれば、最終的にかご車などに積み付ける姿勢で、以降の物品の移送を行わせることもできる。

次に、必要に応じて設けることができる衝撃緩衝器５００について説明する。図１または図１９に示すように、マニピュレータ１０とロボットハンド１１との間に、衝撃緩衝器５００を設けてもよい。

衝撃緩衝器５００としては、特公昭３８－２３６６４に出前品運搬機として技術思想が示されるものを本発明に応用する。具体的には以下に引用するような実施形態である。

図２１は本発明の更に別の実施形態の物品移載装置の衝撃緩衝器部分の正面図、図２２は同じく側面図である。ここで、衝撃緩衝器５００は、大別して支持枠、上下動緩衝部、横振動緩衝部によって構成される。

支持枠は、正面から見て前後に２カ所配置されるコの字状の部材５０１と、それを上部で連結する上部連結部材５０２と、下部で連結する下部連結部材５０３とを有する。

上部連結部材５０２とマニピュレータ１０の先端部分とはネジなどで固定されている。

上下動緩衝部は仲縮性の上下動緩衝器５０８、伸縮連動板５０６、支板５０７、２本の上下動伝導支粁５０９、２本の案内管１０、突起１４の各部材によって構成される。

まず上下動緩衝器５０８の上部に一体となった伸縮連動板５０６の両脇にそれぞれ上端を固設した２本の上下動伝導支粁５０９は上下動緩衝器５０８を中央にして並行に垂下し、中途において上下動緩衝器５０８の下底に一体となった支板５０７の両脇に植立された案内管５１０をそれぞれ摺動自在に貫通してロボットハンド１１に達する。

突起５１４は、上端は支板５０７の下面中央部即ち上下動緩衝器５０８の下底の中央下方位置に固設され、下端は半球体を形成する。

ここで、上下動伝導支粁５０９の下端を、ロボットハンド１１の上方中央部分において、ほぼ水平状に平衡が保てる支点を支持する位置に固定する。

なお、ロボットハンド１１と上下動伝導支杵５０９とは垂直状になるよう位置せしめる。

次に前記のように下端にロボットハンド１１を固設した上下動緩衝部の突起５１４の下端を、支持枠下端の支持梁５０５（５０３）の中央部に設けた下面に向い円錐形に広げられた穴５１５の上に載置することによりロボットハンド１１を支承懸吊せしめる。

なお、鋲５１６は、その上端は穴５１５をゆるく貫通して突起５１４の下端に固設される。

次に横振動緩衝部は、支持粋上部に一体となった２個所の支持金具５１８と、支板５０７と一体をなす２個所の支持金具５１７との間に２カ所の横振動緩衝器５１９を介持せしめて構成される。

横振動緩衝器５１９は、ビニールまたはゴムのような耐水かつ耐気圧性の被幕を蛇腹型に形成せしめてなる仲縮屈椀性幕筒５２０の両端内縁と皿５２１、皿５２２の周側とをそれぞれ密着して気密室を形成せしめ、その気密室の一部に内気と外気とが連通する小気孔５２３を穿つことにより構成された一種の空気摩擦抵抗器である。

なお支持金具５１７は支持枠との間に横振動緩衝器５１９を介持するために適宜屈曲させる。

この実施例は以上によって明らかなように、上下動緩衝器５０８の上部に一体となった伸縮連動板５０６に上端を固設して上下動緩衝器５０８の伸縮作用に連動する上下動伝導支粁５０９が、互に上下動緩衝器５０８を中央に位置せしめつつ並行に垂下し、中途において上下動緩衝器５０８の下底を摺動自在に貫通して上下動緩衝部を構成し、更にその上下動伝導支杵５０９の下端は直接間接にロボットハンド１１の上方中央部分を固定し、なおかつその固定部は、ロボットハンド１１が水平状に平衡を保つ支点を互に支持する位置にあって、しかも上下動伝導支秤５０９とロボットハンド１１とは垂直であり、更に上下動緩衝器５０８の中央下方部に上端を固設した突起５１４の下方半球体下端を支持粋上に支承枢着せしめることによりロボットハンド１１を懸吊しているので、上下動緩衝部とロボットハンド１１とは一連体を形成し、その一連体は突起５１４の下端を枢着点として支持枠に対して揺動廻動自在であり、その一連体がロボットハンド１１を水平状にして平衡を保つべき重心線は突起５１４の下端を通過するから、この一連体は支持枠のどのような傾斜でも突起５１４下端を支点としてロボットハンド１１が水平になる状態で平衡を保ち、同時に上下動伝導支粁５０９も常に水平面に対する垂直線の位置を保つ。

また上下動伝導支粁５０９は突起５１４との間に上下動緩衝器５０８を介持しその伸縮動をロボットハンド１１に伝導するから、上下緩衝によるロボットハンド１１の上下動は支持枠の傾斜如何にかかわらず常に水平面に対する垂直線に沿って動作する。

次に上下動緩衝器５０８の下底と一体をなす支板５０７及び該支板と一体をなす支持金具５１７は突起５１４下端を支点として平衡を保つから、支持枠に各様な傾斜があればその傾斜に応じて支持金具５１７と支持枠に一体となった支持金具５１８との間隔に移動が生じてそれぞれ介持された横振動緩衝器５１９を伸縮せしめ、小気孔５２３を通して外気を該横振動緩衝器５１９内部へ流入または内気を排出する際に生ずる摩擦抵抗によって横振動に伴うシヨツクが緩衝される。

また急カーブなどの際に生ずる、ねじれるような廻動的な衝撃には、突起５１４下端を支点として上下動緩衝部が支持枠に対して廻動状に動き、次に横振動緩衝器５１９の持つ復元性によって上下動緩衝部が旧位置にもどる作用によって緩衝される。

なお支持梁５０５には２個所の切開域５２４が設けられていて上下動伝導支秤５０９がそれぞれきわめてゆるく貫通しており、該上下動伝導支粁５０９と支持梁５０５とは支持枠が傾斜しても接触しない。

また突起５１４は鋲５１６によって支持梁５０５をはさんでいるから、支持枠と上下動緩衝部とは離脱しない。

なお、衝撃緩衝器としては、これまで述べた実施形態に限定するものではなく、種々、出前機や振子列車などとして技術思想が開示されているものを応用してよいが、そのような衝撃緩衝器を、フォークによって物品を移送し、仮置棚などに載置し、更に仮置棚などからかご車などに再度移送して載置するという一連の作業の自動化を実現する装置に適用することは、従来にはない新規な発想であり、フォーク上の物品を、複雑なプログラム制御や追加のメカニズムを用いずに、安定して搬送できるという多大な効果を奏する。

このように、フォークを保持するロボットハンドと、ロボットハンドを３次元で移動可能とするマニピュレータとの間に振動緩衝器を設けたから、高速でロボットハンドを移動させる際に、ロボットハンドに保持されるフォーク上に載置された物品は、振動が緩衝されるため、フォーク上でのずれなどの恐れが少なくなる。

ここで、移送中の物品のずれや落下などの事象の防止の制御に関しては、ＡＩ（人工知能）技術を活用して事象の発生を事前に予測して、適切な制御方法を求めてもよく、更に、引き続きデータ収集を行うことによって、その精度の向上も期待できる。ここで、ＡＩに用いる技術については既に説明した技術を用いることができる。

なお、物品の移送に際して、衝撃を生ずる恐れが少ない場合には、衝撃緩衝器を設けなくてもよい。その分、構造が簡素化され、製造コストが低減できる。

なお、これまでのいくつかの実施形態の説明で、移載を受けるものを、かご車１１０として説明したが、底面と底面から２方向のみに立ち上がる枠部を有する、いわゆるカートラックあるいは６輪台車と呼ばれるような台車、あるいは、枠を持たない底板と押し手のみの台車であってもよい。その場合でも、本発明の物品移載システム１００により、使用目的に応じた効果が期待できる。

また、本発明では、フォーク群２０によってステーションコンベヤ９４から仮置棚６０へと移載するようにしたが、仮置棚６０に代えて、仮置き用のコンベヤを用いることも可能である。その際は、仮置コンベヤからの再移載の際に、コンベヤを正転または逆転させることで、かご車への積載順を実現することもできる。

また、本発明の一実施形態の物品移載装置では、第２のプッシャ５０は、可動フォーク２２と一体（同一位置）で、可動フォーク２２の上の溝部２３を第２のプッシャ５０の車輪５３が走行して前進後退を行えるようになっているが、これに限定されず。第２のプッシャ５０が可動フォーク２２と別体で異なる位置、例えば、フォークの間隔よりも広い間隔、または狭い間隔で設けるようにしてもよい。対象とする物品の状況によっては、より効率的な場合もあり得る。

また、本発明の一実施形態の物品移載装置では、固定フォーク２１はロボットハンド１１に固定されているとしたが、ロボットハンド１１に対して、相対的に移動可能としてもよい。その場合、可動フォーク２２もそれに応じて移動するようにしてもよい。このようにすると、仮置棚６０やかご車１１０の設置場所によっては好都合な場合もあり得る。

また、本発明の一実施形態の物品移載装置では、マニピュレータ１０を１台として説明したが、マニピュレータ１０を２台設けてステーションコンベヤ９０から仮置棚６０への移送と、仮置棚６０からかご車１１０への移送とを分担してもよい。例えば仮置棚６０の前面と背面に配置することで、効率が飛躍的に向上することもあり得る。

また、これまでの全般の説明で、コンベヤを、ローラコンベヤを例に説明したが、ローラコンベヤ以外のベルトコンベヤやその他のコンベヤを適宜使用してもよい。

なお、マニピュレータ１０を自動走行用の台車に載置するようにしてもよい。このようにすると、マニピュレータ１０を広範囲に移動させることができ、離れた位置にある仮置棚やかご車に物品を移送することができる。

このような応用は、広大な倉庫の場合や、空港における、特に乗り継ぎ客用の荷物の一時保管などに有効に利用できる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。これらはすべて、本技術思想の一部である。

このように、本発明の物品移載装置及び物品移載システムにおいては、人手を介さずに、コンベヤからかご車への効率的な積み付けが実現できるから、産業上の高い利用可能性がある。

１ 物品移載装置
１０ マニピュレータ
１１ ロボットハンド
２０ フォーク群
２１ 固定フォーク
２２ 可動フォーク
２３ 溝部
２５ フォーク間隔調整部
３０ 第１のプッシャ
５０ 第２のプッシャ
５１ 吸着パッド
５３ 車輪
６０ 仮置棚
７０ 物品姿勢変更部
８０ 制御部
９０ ローラコンベヤ
９４ ステーションコンベヤ
１００ 物品移載システム
１１０ かご車
１３０ 載置スペース確認部
１４０ 荷崩れ防止部
１５０ 物品一時置台
５００ 衝撃緩衝器
Ｇ、ｇ 物品

Claims (24)

1. コンベヤから移送された物品を上面に載置しうる、略水平方向に延伸する、中央部の固定フォークと両側の可動フォークとからなるフォーク群と、
   前記フォーク群を保持するロボットハンドと、
   前記フォーク群と前記ロボットハンドとの間に設けられる連続的に前記両側の可動フォーク間の間隔を調整できるフォーク間隔調整部と、
   前記コンベヤから略水平状態のまま前記物品を前記フォーク群の上面に押し出す第１のプッシャと、
   前記ロボットハンドを３次元の移動回転可能に保持するマニピュレータと、
   前記第１のプッシャ及び前記マニピュレータを制御する制御部と、
   前記フォーク群の全てまたは一部のフォークの物品載置面に設けた摩擦力調整機構と
   を有する物品移載装置。
2. 前記フォーク群の各フォークの延伸方向の断面形状が、先端部を除き上面及び下面が略平行であることを特徴とする請求項１に記載の物品移載装置。
3. 前記フォーク群の各フォークの延伸方向の断面形状が、先端部が薄く、後端部が厚いことを特徴とする請求項１に記載の物品移載装置。
4. 前記フォーク群のうち、少なくとも可動フォークの上面に溝部を有することを特徴とする請求項１に記載の物品移載装置。
5. 前記摩擦力調整機構が、前記フォーク群の全てまたは一部のフォークの物品載置面に設けた高摩擦部と、前記フォーク群の全てまたは一部のフォークに設けた、前記高摩擦部から突出しうる滑動部材とからなることを特徴とする請求項１に記載の物品移載装置。
6. 前記摩擦力調整機構が、前記フォーク群の全てまたは一部のフォークの物品載置面に設けた気流吸排口であることを特徴とする請求項１に記載の物品移載装置。
7. 前記ロボットハンドから前記コンベヤ方向に略水平方向に延伸できる第２のプッシャと、
   前記第２のプッシャの先端部に設けられた吸着パッドと
   を有することを特徴とする請求項１に記載の物品移載装置。
8. 前記第１のプッシャによって物品がフォークの上に移載される際に、前記第２のプッシャが、前記第１のプッシャと連動して物品を両側から把持した状態で移載することを特徴とする請求項７に記載の物品移載装置。
9. 前記物品が前記第１のプッシャによって前記フォーク群に押し出される際に、該押し出し完了時の前記第２のプッシャの停止位置と前記フォーク群の先端との距離が、前記物品の奥行寸法と略等しいことを特徴とする請求項７に記載の物品移載装置。
10. 更に、
    前記フォーク群の上に載置された物品を保管する仮置棚と
    を有することを特徴とする請求項１に記載の物品移載装置。
11. 更に、
    前記仮置棚に上方に立ち上がる仕切板と、
    前記仕切板の間に形成されるフォーク挿入溝と、
    前記仕切板の上端部で形成される物品載置面と
    を有することを特徴とする請求項１０に記載の物品移載装置。
12. 更に、前記フォーク群に載置された物品を受け取り、その向き（姿勢）を変更する物品姿勢変更部と
    を有することを特徴とする請求項１に記載の物品移載装置。
13. 更に、前記コンベヤと前記フォーク群との間に設けられた物品一時置台を有することを特徴とする請求項１に記載の物品移載装置。
14. 物品ずれ防止機構と
    を有することを特徴とする請求項１に記載の物品移載装置。
15. 前記物品ずれ防止機構は、前記フォーク群を、加速度によって物品がずれることを防止する方向に傾斜させるように制御すること及び／または、遠心力による物品のずれや落下を防止するために前記フォーク群の上で物品の載置される平面を前記フォーク群の先端側が高く前記フォーク群の根元側が低くなるように傾斜させるように制御することを特徴とする請求項１４に記載の物品移載装置。
16. 請求項１に記載の物品移載装置と
    前記物品移載装置からの物品の移載を受けるかご車と
    を有する物品移載システム。
17. 請求項１０もしくは１１に記載の物品移載装置と、前記物品移載装置からの物品の移載を受けるかご車とを有する物品移載システムであって、前記仮置棚から前記かご車への前記物品の積み付けは積載ロジックによって行われることを特徴とする物品移載システム。
18. 請求項７から請求項９のいずれか１つに記載の物品移載装置と、前記物品移載装置からの物品の移載を受けるかご車とを有する物品移載システムにおいて、前記フォーク群の上に載置した物品を前記かご車を含む被移載部の床面または前記かご車を含む被移載部に既に搭載された物品の直近の上方に移送し、前記吸着パッドによって保持しながら前記フォーク群を後退させることによって、前記物品を前記かご車を含む被移載部内に移載することを特徴とする物品移載システム。
19. 前記かご車を含む被移載部の床面または前記かご車を含む被移載部に既に搭載された物品の上面を上方から検知する載置スペース確認部を有することを特徴とする請求項１６に記載の物品移載システム。
20. 前記かご車の開放面に設けた荷崩れ防止部とをさらに有することを特徴とする請求項１６に記載の物品移載システム。
21. 前記ロボットハンドと前記マニピュレータとの間に設けられた振動緩衝器とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の物品移載装置。
22. 物品を上面に載置しうる第１支持部と第２支持部を備えるフォークと、
    前記フォークを保持するロボットハンドと、
    前記第１支持部に対する前記第２支持部の相対位置を調整できるフォーク間隔調整部と、
    前記ロボットハンドの向きを移動可能に保持するマニピュレータと、
    前記第１支持部に対する前記第２支持部の相対位置及び前記マニピュレータの移動を制御する制御部と、
    前記フォークの全てまたは一部のフォークの物品載置面に設けた摩擦力調整機構と
    を備え、
    前記第１支持部と前記第２支持部は物品の側面を抑えないことを特徴とする物品移載装置。
23. 物品を上面に載置しうる第１支持部と第２支持部と第３支持部とを備えるフォークと、
    前記フォークを保持するロボットハンドと、
    前記第１支持部に対する前記第２支持部の相対位置を調整できるフォーク間隔調整部と、
    前記ロボットハンドの向きを移動可能に保持するマニピュレータと、
    前記第1支持部に対する前記第２支持部の相対位置及び前記マニピュレータの移動を制御する制御部と、
    前記フォークの全てまたは一部のフォークの物品載置面に設けた摩擦力調整機構と
    を備え、
    前記第３支持部は、前記第１支持部と前記第２支持部との間に位置し、かつ、前記第３支持部は前記ロボットハンドとの相対位置は不動であることを特徴とする物品移載装置。
24. 物品を上面に載置しうるフォークと、前記フォークを保持するロボットハンドと、前記ロボットハンドの向きを移動可能に保持するマニピュレータと、前記マニピュレータの移動を制御する制御部と、前記フォークの全てまたは一部のフォークの物品載置面に設けた摩擦力調整機構とを備える物品移載装置の前記フォークの上面に物品を載置させる押出装置であって、前記フォークに載置されていない物品を前記ロボットハンドと対向する面から前記ロボットハンドに向けて押し出すことにより、前記フォークの上面に物品を載置させることを特徴とする押出装置。

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