JP7410840B2 - 荷物積付装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷物積付装置に関する。

従来の荷物積付装置としては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載の荷物積付装置では、ロボットによって手荷物をコンテナ内に積み付けている。

特開平５－２４６５４６号公報

ところで、例えば空港においてスーツケース等の手荷物をコンテナ内に積み付ける際には、手荷物をコンテナの側方からコンテナ内に容易に積み付けることが要求されている。また、コンテナ内の空きスペースを低減し、コンテナ内の手荷物積付率を向上させることも要求されている。

本発明の目的は、荷物をコンテナの側方からコンテナ内に容易に積み付けることができると共に、コンテナ内の荷物積付率を向上させることができる荷物積付装置を提供することである。

本発明の一態様は、四角柱状の荷物をコンテナの側方からコンテナ内に積み付ける荷物積付装置であって、荷物を保持するロボットハンドを有する積付用ロボットと、ロボットハンドを３軸方向に移動させる動作及び／又はロボットハンドを３軸回りに回動させる動作を行う駆動部と、ロボットハンドに荷物を保持するようにロボットハンドを制御する第１制御処理を実行し、第１制御処理を実行した後、ロボットハンドをコンテナ内に移動させるように駆動部を制御する第２制御処理を実行し、第２制御処理を実行した後、ロボットハンドに保持された荷物をコンテナ内に積み付けるようにロボットハンドを制御する第３制御処理を実行する制御部とを備え、ロボットハンドは、荷物が載置されると共に荷物を移動させる第１コンベア部と、第１コンベア部に対してＬ字状に配置され、荷物が載置されると共に荷物を移動させる第２コンベア部とを有し、制御部は、第１制御処理を実行するときは、第１コンベア部及び第２コンベア部の少なくとも一方をロボットハンドの基端側に駆動するように制御し、第３制御処理を実行するときは、第１コンベア部及び第２コンベア部の少なくとも一方をロボットハンドの先端側に駆動するように制御する。

このような荷物積付装置においては、まず第１コンベア部及び第２コンベア部の少なくとも一方がロボットハンドの基端側に駆動されることで、積付用ロボットのロボットハンドに荷物が保持される。そして、駆動部によりロボットハンドがコンテナ内に移動する。そして、第１コンベア部及び第２コンベア部の少なくとも一方がロボットハンドの先端側に駆動されることで、ロボットハンドに保持された荷物がコンベア内に積み付けられる。このように第１コンベア部及び第２コンベア部により荷物をロボットハンドからコンテナに移載することにより、荷物をコンテナの側方からコンテナ内に容易に積み付けることができる。また、第２コンベア部は、第１コンベア部に対してＬ字状に配置されている。このため、例えば駆動部によりロボットハンドを第１コンベア部及び第２コンベア部の駆動方向に平行な軸回りに回動させることで、荷物の姿勢を９０度変えることが可能となる。従って、荷物を横置き状態で積み付けるだけでなく、荷物を縦置き状態で積み付けることが可能となる。これにより、コンテナ内の空きスペースを低減し、コンテナ内の荷物積付率を向上させることができる。

駆動部は、ロボットハンドを３軸方向に移動させる第１駆動部と、ロボットハンドを３軸回りに回動させる第２駆動部とを有し、制御部は、第２制御処理を実行するときは、ロボットハンドをコンテナ内に移動させるように第１駆動部を制御し、第３制御処理を実行するときは、荷物の姿勢を変える場合に、ロボットハンドを第１コンベア部及び第２コンベア部の駆動方向に平行な軸回りに回動させるように第２駆動部を制御してもよい。このような構成では、第２駆動部によりロボットハンドを第１コンベア部及び第２コンベア部の駆動方向に平行な軸回りに回動させることで、荷物の姿勢を９０度変えることが可能となる。従って、荷物を横置き及び縦置きの何れの状態でも容易に且つ確実に積み付けることができる。

ロボットハンドの基端側には、荷物を第１コンベア部及び第２コンベア部に対して第１コンベア部及び第２コンベア部の駆動方向に位置決めする壁部が設けられており、制御部は、第１制御処理を実行するときは、第１コンベア部及び第２コンベア部の少なくとも一方を壁部側に駆動するように制御し、第３制御処理を実行するときは、第１コンベア部及び第２コンベア部の少なくとも一方を壁部の反対側に駆動するように制御してもよい。このような構成では、第１コンベア部または第２コンベア部の上に載せられた荷物を壁部に突き当てることで、ロボットハンドに保持された荷物が第１コンベア部及び第２コンベア部に対して壁部を基準として位置決めされることになる。これにより、荷物をコンベア内の積付位置に高精度に積み付けることができる。

制御部は、第１制御処理を実行するときは、壁部が下側に位置する状態にロボットハンドを回動させるように第２駆動部を制御してもよい。このような構成では、荷物が第１コンベア部または第２コンベア部の上にラフに載せられた状態でも、壁部が下側に位置する状態にロボットハンドが傾斜するため、荷物の自重により荷物が壁部に突き当たる。従って、ロボットハンドに保持された荷物が第１コンベア部及び第２コンベア部の駆動方向に容易に位置決めされる。

制御部は、第１制御処理を実行するときは、第１コンベア部及び第２コンベア部の一方に載置された荷物が第１コンベア部及び第２コンベア部の他方に当たる状態にロボットハンドを回動させるように第２駆動部を制御してもよい。このような構成では、ロボットハンドに保持された荷物は、第１コンベア部及び第２コンベア部に対して、第１コンベア部及び第２コンベア部の駆動方向だけでなく、駆動方向に垂直な方向にも位置決めされることになる。これにより、荷物をコンテナ内の積付位置に更に高精度に積み付けることができる。

制御部は、第１制御処理及び第３制御処理を実行するときは、第１コンベア部及び第２コンベア部を同時に同方向に駆動するように制御してもよい。このような構成では、例えば第１コンベア部の上に載せられた荷物が第２コンベア部に当接した状態で移動するときに、荷物が第２コンベア部により擦れることが防止される。

第１コンベア部の幅寸法は、第２コンベア部の幅寸法よりも大きくてもよい。このような構成では、ロボットハンドを小型化しつつ、直方体状の荷物を横置き状態及び縦置き状態でコンテナ内に容易に積み付けることができる。

本発明によれば、荷物をコンテナの側方からコンテナ内に容易に積み付けることができると共に、コンテナ内の荷物積付率を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る荷物積付装置を示す概略構成図である。 図１に示されたロボットハンドの外観を示す斜視図である。 図２に示されたロボットハンドにより手荷物が横置き状態及び縦置き状態で保持される様子を示す斜視図である。 図２に示された第１コンベア部及び第２コンベア部の駆動方向を示す斜視図である。 図１に示された荷物積付装置の制御系構成図である。 コンテナ内に設定された複数の収容エリアを手荷物の積付順の一例と共に示す図である。 コンテナ内に設定されたアドレスを収容エリアと共に示す図である。 図２に示された積付演算部により実行される積付演算処理の手順の詳細を示すフローチャートである。 図２に示されたロボットハンドに保持された手荷物が壁部により第１コンベア部及び第２コンベア部に対して位置決めされる様子を示す側面図である。 図２に示されたコンテナ内の補助収容エリアに手荷物を積み付ける様子を示す概略側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る荷物積付装置を示す概略構成図である。図１において、本実施形態の荷物積付装置１は、例えば空港におけるバックヤードの積付場に設置されている。荷物積付装置１は、航空機に積載されるコンテナ２に搭乗者の手荷物３（荷物）を自動的に積み付ける装置である。

コンテナ２に積み付けられる手荷物３は、直方体状のスーツケースである。なお、ここでいう直方体は、完全な直方体だけでなく、例えば角部に面取り等が設けられた略直方体も含んでいる。手荷物３は、２つの主面３ａと、上面３ｂと、下面３ｃと、２つの側面３ｄとを有している。上面３ｂには、取っ手３１が設けられている。下面３ｃには、複数のキャスター３２が設けられている。

コンテナ２は、トーイングトラクタ（図示せず）により牽引される複数（ここでは２つ）の台車４上に載置されている。台車４の前端及び後端には、連結器４ａが設けられている。各台車４同士は、連結器４ａにより連結されている。

荷物積付装置１は、２つのコンテナ２に対して同時に手荷物３を積み付ける。コンテナ２の一側面には、扉（図示せず）が設けられている。荷物積付装置１は、コンテナ２の扉が開いた状態で、コンテナ２の側方からコンテナ２内に手荷物３を積み付ける。なお、トーイングトラクタの前側に位置するコンテナ２を前コンテナ２Ａとし、トーイングトラクタの後側に位置するコンテナ２を後コンテナ２Ｂとする。

荷物積付装置１は、メインコンベア５と、仕分コンベア６と、退避コンベア７と、荷受コンベア８と、プッシャー９と、ターンテーブル１０と、プッシャー１１と、バッファコンベア１２と、プッシャー１３と、プッシャー１４と、積付用ロボット１５とを備えている。

メインコンベア５は、空港側コンベア１６から受け取った手荷物３をコンテナ２に向けて搬送する。空港側コンベア１６は、空港のターミナルビルに設置された搭乗手続きカウンタからバックヤードの積付場まで手荷物３を搬送する。メインコンベア５は、手荷物３を１つずつ順送りする複数（ここでは５つ）の順送りコンベア１７から構成されている。

仕分コンベア６は、メインコンベア５よりも下流側に配置されている。仕分コンベア６は、後述する積付用ロボット１５によりコンテナ２に積み付けられない積付対象外の手荷物３、つまりスーツケース以外の手荷物３を退避コンベア７に向けて送り出す。退避コンベア７は、積付対象外の手荷物３を指定場所まで搬送する。

荷受コンベア８は、仕分コンベア６よりも下流側において退避コンベア７に対して分岐して配置されている。荷受コンベア８には、積付用ロボット１５によりコンテナ２に積み付けられる積付対象の手荷物３（スーツケース）が載置される。プッシャー９は、積付対象の手荷物３を仕分コンベア６から荷受コンベア８に向けて押し付けて移動させる。

ターンテーブル１０は、荷受コンベア８よりも下流側に配置されている。ターンテーブル１０には、積付対象の手荷物３が載置される。プッシャー１１は、積付対象の手荷物３を荷受コンベア８からターンテーブル１０に向けて押し付けて移動させる。

バッファコンベア１２は、ターンテーブル１０よりも下流側に配置されている。バッファコンベア１２には、積付対象の手荷物３が載置される。バッファコンベア１２のコンテナ２側端部には、位置決め用の壁部１８が設けられている。バッファコンベア１２のコンテナ２側端部は、バッファコンベア１２におけるターンテーブル１０とバッファコンベア１２との配列方向に垂直な方向の一端部である。プッシャー１３は、積付対象の手荷物３をターンテーブル１０からバッファコンベア１２に向けて押し付けて移動させる。

プッシャー１４は、バッファコンベア１２に載置された積付対象の手荷物３を壁部１８に突き当てるように押し付ける。プッシャー１４及び壁部１８は、バッファコンベア１２に載置された手荷物３をターンテーブル１０とバッファコンベア１２との配列方向に垂直な方向に対して位置決めする。

積付用ロボット１５は、積付対象の手荷物３をコンテナ２に積み付けるロボットである。積付用ロボット１５は、走行台車１９と、この走行台車１９に取り付けられたロボットアーム２０とを有している。

走行台車１９は、各コンテナ２の配列方向に平行に延びるレール２１に沿って走行する。レール２１は、各コンテナ２の正面側（扉側）に設置されている。ロボットアーム２０は、３軸方向に移動可能であると共に３軸回りに回動可能である（後述）。ロボットアーム２０の先端部には、バッファコンベア１２に載置された積付対象の手荷物３を保持するロボットハンド２２が設けられている。

図２は、ロボットハンド２２の外観を示す斜視図である。図２において、ロボットハンド２２は、第１コンベア部２３と、この第１コンベア部２３に対してＬ字状に配置された第２コンベア部２４とを有している。第２コンベア部２４は、第１コンベア部２３の幅方向の一側縁部に連結部２５を介して垂直に立設されている。つまり、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４は、ロボットハンド２２の正面側から見てＬ字状に設けられている。第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４としては、薄型コンベアが使用される。

第１コンベア部２３は、手荷物３が載置されると共に、手荷物３を移動させる横置き用のコンベア部である。第１コンベア部２３は、手荷物３の主面３ａと係合する。第２コンベア部２４は、手荷物３が載置されると共に、手荷物３を移動させる縦置き用のコンベア部である。第２コンベア部２４は、手荷物３の側面３ｄと係合する。

第１コンベア部２３の幅寸法Ｗ１は、第２コンベア部２４の幅寸法Ｗ２よりも大きい。第１コンベア部２３の幅寸法Ｗ１は、例えば後述する大サイズの手荷物３Ａの横寸法よりも小さい。第２コンベア部２４の幅寸法Ｗ２は、例えば大サイズの手荷物３Ａの縦寸法よりも小さい。これにより、ロボットハンド２２のコンパクト化が図られる。

ロボットハンド２２の基端部には、収容ケース２６が設けられている。ロボットハンド２２の基端部は、ロボットハンド２２におけるロボットアーム２０側の端部である。収容ケース２６は、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４にわたって設けられている。

収容ケース２６の内部には、第１コンベア部２３を駆動するモータローラ２７と、第２コンベア部２４を駆動するモータローラ２８と、モータローラ２７，２８を制御することで、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４を制御する制御基板２９とが収容されている。

収容ケース２６は、手荷物３を第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４に対して第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４の駆動方向（長手方向）に位置決めする壁部３０を有している。壁部３０は、ロボットハンド２２の基端側に設けられている。

ロボットハンド２２に手荷物３を保持するときは、図３（ａ）に示されるように、手荷物３が第１コンベア部２３に横置きされる。手荷物３が横置きされた状態は、手荷物３の２つの主面３ａが上下に位置する状態である。このとき、手荷物３は、取っ手３１が壁部３０側を向くように第１コンベア部２３に載置される。

一方、ロボットハンド２２に保持された手荷物３をコンテナ２内に積み付けるときは、図３（ａ）に示されるように、手荷物３が第１コンベア部２３に横置きされるか、或いは図３（ｂ）に示されるように、手荷物３が第２コンベア部２４に縦置きされる。手荷物３が縦置きされた状態は、手荷物３の２つの側面３ｄが上下に位置する状態である。このときも、手荷物３は、取っ手３１が壁部３０側を向くように第２コンベア部２４に載置される。

ロボットハンド２２に手荷物３を保持するときは、図４（ａ）に示されるように、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４が壁部３０側（ロボットハンド２２の基端側）に駆動される。この場合には、手荷物３が壁部３０に向かって移動する。

ロボットハンド２２に保持された手荷物３をコンテナ２内に積み付けるときは、図４（ｂ）に示されるように、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４が壁部３０の反対側（ロボットハンド２２の先端側）に駆動される。つまり、手荷物３をコンテナ２内に積み付けるときは、ロボットハンド２２に手荷物３を保持する時とは反対の方向に駆動される。この場合には、手荷物３が壁部３０から離れるように移動する。

また、積付用ロボット１５は、図５に示されるように、第１駆動部３３と、第２駆動部３４と、制御基板３５とを有している。第１駆動部３３は、ロボットハンド２２を３軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向）に移動させる駆動部である。第２駆動部３４は、ロボットハンド２２を３軸回り（Ｘ軸回り、Ｙ軸回り及びＺ軸回り）に回動させる駆動部である。制御基板３５は、第１駆動部３３及び第２駆動部３４を制御する。

Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、図１に示されるように、積付用ロボット１５の規定位置を原点としたロボット座標系で表される。規定位置は、例えばロボットアーム２０の基端位置である。Ｘ軸方向は、積付用ロボット１５の前後方向に相当する。積付用ロボット１５の前側は、ロボットアーム２０が向いている側である。Ｙ軸方向は、積付用ロボット１５の左右方向に相当する。Ｚ軸方向は、積付用ロボット１５の上下方向（高さ方向）に相当する。

また、荷物積付装置１は、図５に示されるように、上流カメラ３６と、下流カメラ３７と、積付処理ユニット３８と、制御盤３９とを備えている。

上流カメラ３６は、メインコンベア５における最も上流側に位置する順送りコンベア１７の上方に配置されている。上流カメラ３６は、メインコンベア５に載置された手荷物３を撮像し、手荷物３の撮像画像を取得する。下流カメラ３７は、ターンテーブル１０の上方に配置されている。下流カメラ３７は、ターンテーブル１０に載置された手荷物３を撮像し、手荷物３の撮像画像を取得する。

積付処理ユニット３８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等により構成されている。積付処理ユニット３８は、上流カメラ３６及び下流カメラ３７により得られた手荷物３の撮像画像を取得し、手荷物３の撮像画像に基づいて手荷物３を検知し、手荷物３の検知データと手荷物３をコンテナ２内に積み付けるような制御信号とを制御盤３９に出力する。

制御盤３９は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等により構成されている。制御盤３９は、積付処理ユニット３８からの検知データ及び制御信号に基づいて所定の処理を実行し、積付用ロボット１５に向けて手荷物３を搬送するようにプッシャー９，１１、ターンテーブル１０及びプッシャー１３，１４を制御すると共に、手荷物３をコンテナ２内に積み付けるようにバッファコンベア１２及び積付用ロボット１５を制御する。

積付処理ユニット３８は、第１手荷物検知部４１と、第２手荷物検知部４２と、積付演算部４３とを有している。

第１手荷物検知部４１は、上流カメラ３６により取得された手荷物３の撮像画像に基づいて、メインコンベア５により搬送される手荷物３の種別を検知し、その検知データを制御盤３９に送出する。第１手荷物検知部４１は、上流カメラ３６と協働して手荷物３の種別を検知する。

第２手荷物検知部４２は、下流カメラ３７により取得された手荷物３の撮像画像に基づいて、ターンテーブル１０に載置された手荷物３の寸法及び向きを検知し、その検知データを制御盤３９に送出する。第２手荷物検知部４２は、下流カメラ３７と協働して手荷物３の寸法及び向きを検知する。

積付演算部４３は、第２手荷物検知部４２により検知された手荷物３の寸法に基づいて、手荷物３をコンテナ２に積み付けるような制御信号を求め、その制御信号を制御盤３９に送出する。なお、積付演算部４３による演算処理については、後で詳述する。

制御盤３９は、移動制御部４４と、回転制御部４５と、位置制御部４６と、積付制御部４７とを有している。

移動制御部４４は、第１手荷物検知部４１の検知データに基づいて、手荷物３が積付対象（スーツケース）であるかどうかを判断し、手荷物３が積付対象であるときに、手荷物３をターンテーブル１０に移動させるようにプッシャー９，１１を制御する。

回転制御部４５は、第２手荷物検知部４２により検知された手荷物３の向きに基づいて、ターンテーブル１０に載置された手荷物３の向きが一定となるようにターンテーブル１０を制御する。このとき、回転制御部４５は、手荷物３の取っ手３１がターンテーブル１０の下流側（バッファコンベア１２側）を向くようなターンテーブル１０の回転方向及び回転量を求め、その回転方向及び回転量に応じてターンテーブル１０を制御する。

位置制御部４６は、手荷物３の向きが一定となるようにターンテーブル１０が制御された後、バッファコンベア１２において手荷物３が壁部１８に対して位置決めされるようにプッシャー１３，１４を制御する。

積付制御部４７は、積付処理ユニット３８の積付演算部４３からの制御信号に応じて、バッファコンベア１２を駆動するように制御すると共に、制御基板２９，３５を介して第１コンベア部２３、第２コンベア部２４、第１駆動部３３及び第２駆動部３４を制御する。

以上のように構成された荷物積付装置１において、手荷物３をコンテナ２に積み付ける方法について具体的に説明する。

手荷物３は、図６に示されるように、メインコンベア５により寸法に関係なくランダムに搬送されてくる。そして、手荷物３は、前コンテナ２Ａ及び後コンテナ２Ｂに搬送順に積み付けられる。

コンテナ２の扉側（図示せず）から見てコンテナ２の左右一方側（ここでは左側）には、切欠部２ｆが設けられている。切欠部２ｆは、コンテナ２の下側角部をテーパ状に切り欠いた構造を有している。コンテナ２内には、手荷物３の寸法に応じた複数（ここでは３つ）の収容エリアが設定されている。

具体的には、前コンテナ２Ａ内には、前コンテナ２Ａの主要領域の奥側に位置する奥側収容エリアＳａ１と、前コンテナ２Ａの主要領域の手前側に位置する手前側収容エリアＳａ２と、前コンテナ２Ａにおける切欠部２ｆに対応する領域に位置する補助収容エリアＳａ３とが設定されている。前コンテナ２Ａの主要領域は、前コンテナ２Ａにおける切欠部２ｆに対応する領域を除く領域である。補助収容エリアＳａ３には、手荷物３が載置される棚板５０が配置されている（図１０参照）。

奥側収容エリアＳａ１には、大サイズの手荷物３Ａが積み付けられる。手前側収容エリアＳａ２には、中サイズの手荷物３Ｂが積み付けられる。補助収容エリアＳａ３には、主として小サイズの手荷物３Ｃが積み付けられる。ここでは、補助収容エリアＳａ３には、小サイズの手荷物３Ｃと大サイズの手荷物３Ａとが積み付けられる。

後コンテナ２Ｂ内には、後コンテナ２Ｂの主要領域の奥側に位置する奥側収容エリアＳｂ１と、後コンテナ２Ｂの主要領域の手前側に位置する手前側収容エリアＳｂ２と、後コンテナ２Ｂにおける切欠部２ｆに対応する領域に位置する補助収容エリアＳｂ３とが設定されている。後コンテナ２Ｂの主要領域は、後コンテナ２Ｂにおける切欠部２ｆに対応する領域を除く領域である。補助収容エリアＳｂ３には、手荷物３が載置される棚板５０が配置されている（図１０参照）。

奥側収容エリアＳｂ１には、中サイズの手荷物３Ｂが積み付けられる。手前側収容エリアＳｂ２には、大サイズの手荷物３Ａが積み付けられる。補助収容エリアＳｂ３には、主として小サイズの手荷物３Ｃが積み付けられる。ここでは、補助収容エリアＳｂ３には、小サイズの手荷物３Ｃと大サイズの手荷物３Ａとが積み付けられる。

また、図７に示されるように、コンテナ２内には、手荷物３の積付位置を指定するためのアドレスが予め設定されている。コンテナ２の内部には、アドレスが下側から上側に向かうと共に奥側から手前側に向かって順番に設定されている。また、前コンテナ２Ａの奥側収容エリアＳａ１及び手前側収容エリアＳａ２には、アドレスが右側（補助収容エリアＳａ３の反対側）から左側（補助収容エリアＳａ３側）に向かって順番に設定されている。後コンテナ２Ｂの奥側収容エリアＳｂ１及び手前側収容エリアＳｂ２には、アドレスが右側（補助収容エリアＳｂ３の反対側）から左側（補助収容エリアＳｂ３側）に向かって順番に設定されている。

大サイズの手荷物３Ａは、前コンテナ２Ａの奥側収容エリアＳａ１及び後コンテナ２Ｂの手前側収容エリアＳｂ２にアドレス順に積み付けられる。中サイズの手荷物３Ｂは、後コンテナ２Ｂの奥側収容エリアＳｂ１及び前コンテナ２Ａの手前側収容エリアＳａ２にアドレス順に積み付けられる。小サイズの手荷物３Ｃは、前コンテナ２Ａの補助収容エリアＳａ３及び後コンテナ２Ｂの補助収容エリアＳｂ３にアドレス順に積み付けられる。

積付処理ユニット３８の積付演算部４３及び制御盤３９の積付制御部４７は、ロボットハンド２２に手荷物３を保持するようにバッファコンベア１２、第１コンベア部２３、第２コンベア部２４及び第２駆動部３４を制御する第１制御処理を実行する。積付演算部４３及び積付制御部４７は、第１制御処理を実行した後、ロボットハンド２２をコンテナ２内に移動させるように第１駆動部３３を制御する第２制御処理を実行する。積付演算部４３及び積付制御部４７は、第２制御処理を実行した後、ロボットハンド２２に保持された手荷物３をコンテナ２内に積み付けるように第１コンベア部２３、第２コンベア部２４及び第２駆動部３４を制御する第３制御処理を実行する。

積付演算部４３及び積付制御部４７は、制御基板２９，３５と協働して、第１制御処理、第２制御処理及び第３制御処理を実行する制御部を構成する。

図８は、積付演算部４３により実行される積付演算処理の手順の詳細を示すフローチャートである。本処理は、手荷物３毎の演算処理の手順を示している。

なお、本処理の実行時には、積付用ロボット１５のロボットハンド２２は、バッファコンベア１２に載置された手荷物３を保持する保持位置にある。保持位置は、バッファコンベア１２の下流側において、バッファコンベア１２からロボットハンド２２の第１コンベア部２３に手荷物３を受け渡すことが可能な位置である。このとき、第１コンベア部２３は、壁部３０側に向かって僅かに下がるように傾斜して配置されてもよい。

ロボットハンド２２は、保持位置にあるときには、バッファコンベア１２から手荷物３を受け取ることが可能な初期状態となっている。また、ロボットハンド２２の第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４は、停止した状態となっている。

図８において、積付演算部４３は、まずバッファコンベア１２を規定時間だけ駆動するような制御信号を積付制御部４７に送出する（手順Ｓ１０１）。また、積付演算部４３は、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４を同時に規定時間だけ壁部３０側に駆動するような制御信号を積付制御部４７に送出する（手順Ｓ１０２）。これにより、バッファコンベア１２が駆動されると共に、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４が壁部３０側に駆動されるため、バッファコンベア１２から第１コンベア部２３に手荷物３が移載される。

続いて、積付演算部４３は、図９に示されるように、壁部３０が下側に位置する状態にロボットハンド２２をＹ軸回りに回動させるような制御信号を積付制御部４７に送出する（手順Ｓ１０３）。これにより、ロボットハンド２２がＹ軸回りに回動し、壁部３０が下側に位置するようにロボットハンド２２が傾いた状態となる。

続いて、積付演算部４３は、第１コンベア部２３に載置された手荷物３が第２コンベア部２４に当たる状態にロボットハンド２２をＸ軸回りに回動させるような制御信号を積付制御部４７に送出する（手順Ｓ１０４）。これにより、ロボットハンド２２がＸ軸回りに回動し、手荷物３が第２コンベア部２４に当たる。

続いて、積付演算部４３は、手荷物３が積み付けられる収容エリアが前コンテナ２Ａの補助収容エリアＳａ３及び後コンテナ２Ｂの補助収容エリアＳｂ３でないかどうかを判断する（手順Ｓ１０５）。

積付演算部４３は、手荷物３が積み付けられる収容エリアが補助収容エリアＳａ３，Ｓｂ３でないと判断したときは、ロボットハンド２２を手荷物３の積付位置の手前まで移動させるような制御信号を積付制御部４７に送出する（手順Ｓ１０６）。これにより、ロボットハンド２２が手荷物３の積付位置の手前まで移動する。

続いて、積付演算部４３は、手荷物３の積付位置が横置き状態で積み付けられるアドレスに相当するかどうかを判断する（手順Ｓ１０７）。積付演算部４３は、手荷物３の積付位置が横置き状態で積み付けられるアドレスに相当すると判断したときは、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４を同時に規定時間だけ壁部３０の反対側に駆動するような制御信号を積付制御部４７に送出する（手順Ｓ１０８）。これにより、第１コンベア部２３からコンテナ２内の積付位置に手荷物３が横置き状態で移載される。

積付演算部４３は、手荷物３の積付位置が横置き状態で積み付けられるアドレスに相当しない、つまり手荷物３の積付位置が縦置き状態で積み付けられるアドレスに相当すると判断したときは、ロボットハンド２２をＸ軸回りに９０度回動させるような制御信号を積付制御部４７に送出する（手順Ｓ１０９）。これにより、ロボットハンド２２の姿勢が横置き状態から縦置き状態となる。そして、積付演算部４３は、上記の手順Ｓ１０８を実行する。これにより、第１コンベア部２３からコンテナ２内の積付位置に手荷物３が縦置き状態で移載される。

積付演算部４３は、手順Ｓ１０５で手荷物３が積み付けられる収容エリアが補助収容エリアＳａ３，Ｓｂ３であると判断したときは、図１０（ａ）に示されるように、ロボットハンド２２を手荷物３の積付位置の右上側まで移動させるような制御信号を積付制御部４７に送出する（手順Ｓ１１０）。これにより、ロボットハンド２２が手荷物３の積付位置の右上側まで移動する。

そして、積付演算部４３は、図１０（ｂ）、（ｃ）に示されるように、ロボットハンド２２をＸ軸回りに積付用ロボット１５の前方向に見て反時計回りに回動させるような制御信号を積付制御部４７に送出する（手順Ｓ１１１）。これにより、ロボットハンド２２からコンテナ２内の積付位置に手荷物３が横置き状態で移載される。なお、図１０では、ロボットハンド２２の収容ケース２６が省略されている。

積付演算部４３は、上記の手順Ｓ１０８または手順Ｓ１１１を実行した後、ロボットハンド２２を初期状態に戻して保持位置まで移動させるような制御信号を積付制御部４７に送出する（手順Ｓ１１２）。これにより、ロボットハンド２２が保持位置まで移動するため、次に搬送されてくる手荷物３を積み付けることが可能となる。

ここで、手順Ｓ１０１～Ｓ１０４，Ｓ１１２は、上記の第１制御処理に相当する。手順Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１１０は、上記の第２制御処理に相当する。手順Ｓ１０７～Ｓ１０９，Ｓ１１１は、上記の第３制御処理に相当する。

以上のような荷物積付装置１において、積付対象の手荷物３をコンテナ２に積み付けるときは、まず積付用ロボット１５のロボットハンド２２に手荷物３が保持される。具体的には、ロボットハンド２２が保持位置にある状態で、バッファコンベア１２が駆動されると共に、図４（ａ）に示されるように、ロボットハンド２２の第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４が壁部３０側に駆動することで、バッファコンベア１２からロボットハンド２２の第１コンベア部２３に手荷物３が移載される。

そして、図９に示されるように、手荷物３が下側に位置するようにロボットハンド２２がＹ軸回りに回動して傾斜することで、手荷物３が自重により第１コンベア部２３に沿って下がり、手荷物３の取っ手３１が壁部３０に突き当たる。従って、手荷物３は、第１コンベア部２３に対して壁部３０を基準として第１コンベア部２３の駆動方向に位置決めされた状態となる。

また、手荷物３が第２コンベア部２４に当たるようにロボットハンド２２がＸ軸回りに回動することで、手荷物３の側面３ｄが第２コンベア部２４に突き当たる。従って、手荷物３は、第１コンベア部２３に対して第１コンベア部２３の駆動方向に垂直な方向にも位置決めされた状態となる。

そして、その状態で、ロボットハンド２２が３軸方向に移動すると共に３軸回りに回動することで、ロボットハンド２２に保持された手荷物３がコンテナ２内における手荷物３の寸法に応じた収容エリアに積み付けられる。

手荷物３が前コンテナ２Ａに積み付けられるときは、走行台車１９は前コンテナ２Ａの手前位置で停止したままである（図１参照）。手荷物３が後コンテナ２Ｂに積み付けられるときは、走行台車１９がレール２１に沿って後コンテナ２Ｂの手前位置まで走行する。手荷物３は、取っ手３１がコンテナ２の手前側を向いた状態でコンテナ２に積み付けられる。

大サイズの手荷物３Ａは、まず前コンテナ２Ａの奥側収容エリアＳａ１及び補助収容エリアＳａ３にアドレス順に積み付けられ、続いて後コンテナ２Ｂの手前側収容エリアＳｂ２にアドレス順に積み付けられる。中サイズの手荷物３Ｂは、まず後コンテナ２Ｂの奥側収容エリアＳｂ１にアドレス順に積み付けられ、続いて前コンテナ２Ａの手前側収容エリアＳａ２にアドレス順に積み付けられる。小サイズの手荷物３Ｃは、前コンテナ２Ａの補助収容エリアＳａ３及び後コンテナ２Ｂの補助収容エリアＳｂ３にアドレス順に積み付けられる。

手荷物３Ａが奥側収容エリアＳａ１及び手前側収容エリアＳｂ２に積み付けられるときは、ロボットハンド２２が手荷物３Ａの積付位置の手前まで移動する。このとき、手荷物３Ａの積付位置が横置き状態で積み付けられるアドレスに相当する場合は、図３（ａ）、図４（ｂ）に示されるように、ロボットハンド２２の第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４が壁部３０の反対側に駆動されることで、ロボットハンド２２から積付位置に手荷物３Ａが横置き状態で移載される。

手荷物３Ａの積付位置が縦置き状態で積み付けられるアドレスに相当する場合は、図３（ｂ）に示されるように、手荷物３Ａの積付位置の手前において、ロボットハンド２２がＸ軸回りに９０度回動することで、ロボットハンド２２の姿勢が横置き状態から縦置き状態となる。なお、縦置き状態で積み付けられるアドレスは、５番、８番、２３番及び２８番である（図７参照）。その状態で、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４が壁部３０の反対側に駆動されることで、ロボットハンド２２から積付位置に手荷物３Ａが縦置き状態で移載される。

手荷物３Ａが補助収容エリアＳａ３，Ｓｂ３に積み付けられるときは、図１０（ａ）に示されるように、ロボットハンド２２が手荷物３Ａの積付位置の右上側まで移動する。そして、図１０（ｂ）、（ｃ）に示されるように、ロボットハンド２２がＸ軸回りにロボットアーム２０側から見て反時計回りに回動することで、ロボットハンド２２から手荷物３Ａが離れる。すると、手荷物３Ａは、転がりながら積付位置に横置き状態で置かれる。

手荷物３Ｂが奥側収容エリアＳｂ１及び手前側収容エリアＳａ２に積み付けられるときは、ロボットハンド２２が手荷物３Ｂの積付位置の手前まで移動する。そして、図４（ｂ）に示されるように、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４が壁部３０の反対側に駆動されることで、ロボットハンド２２から積付位置に手荷物３Ｂが横置き状態で移載される。

手荷物３Ｃが補助収容エリアＳａ３，Ｓｂ３に積み付けられるときは、図１０（ａ）に示されるように、ロボットハンド２２が手荷物３Ｃの積付位置の右上側まで移動する。そして、図１０（ｂ）、（ｃ）に示されるように、ロボットハンド２２がＸ軸回りにロボットアーム２０側から見て反時計回りに回動することで、ロボットハンド２２から手荷物３Ｃが離れ、手荷物３Ｃが転がりながら積付位置に横置き状態で載置される。

以上のように本実施形態にあっては、ロボットハンド２２の第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４がロボットハンド２２の基端側に駆動されることで、ロボットハンド２２に手荷物３が保持される。そして、第１駆動部３３によりロボットハンド２２がコンテナ２内に移動する。そして、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４がロボットハンドの先端側に駆動されることで、ロボットハンド２２に保持された手荷物３がコンテナ２内に積み付けられる。このように第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４により手荷物３をロボットハンド２２からコンテナ２に移載することにより、手荷物３をコンテナ２の側方からコンテナ２内に容易に積み付けることができる。また、第２コンベア部２４は、第１コンベア部２３に対してＬ字状に配置されている。このため、第２駆動部３４によりロボットハンド２２を第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４の駆動方向に平行なＸ軸回りに回動させることで、手荷物３の姿勢を９０度変えることが可能となる。従って、手荷物３を横置き状態で積み付けるだけでなく、手荷物３を縦置き状態で積み付けることが可能となる。これにより、コンテナ２内の空きスペースを低減し、コンテナ２内の手荷物積付率を向上させることができる。なお、コンテナ２内の手荷物積付率は、コンテナ２の容積に対する手荷物３の体積の割合である。

また、本実施形態では、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４を有するロボットハンド２２が使用されるため、ハードスーツケース、ソフトスーツケース及び段ボール等といった様々なサイズ及び形状等の手荷物３に対応可能である。従って、手荷物３のサイズ及び形状等に応じて専用のロボットハンドに交換することなく、積付用ロボット１５を取り扱うことができる。

また、本実施形態では、第２駆動部３４によりロボットハンド２２を第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４の駆動方向に平行な軸回りに回動させることで、手荷物３の姿勢を９０度変えることが可能となる。従って、手荷物３を横置き及び縦置きの何れの状態でも容易に且つ確実に積み付けることができる。

また、本実施形態では、ロボットハンド２２の基端側には、手荷物３を第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４に対して第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４の駆動方向に位置決めする壁部３０が設けられている。このため、第１コンベア部２３の上に載せられた手荷物３を壁部３０に突き当てることで、ロボットハンド２２に保持された手荷物３が第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４に対して壁部３０を基準として位置決めされることになる。これにより、手荷物３をコンテナ２内の積付位置に高精度に積み付けることができる。

また、本実施形態では、第２駆動部３４によって、壁部３０が下側に位置する状態にロボットハンド２２が回動する。このため、手荷物３が第１コンベア部２３の上にラフに載せられた状態でも、壁部３０が下側に位置するようにロボットハンド２２が傾斜するため、手荷物３の自重により手荷物３が壁部３０に確実に突き当たる。従って、ロボットハンド２２に保持された手荷物３が第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４の駆動方向に容易に位置決めされる。

また、本実施形態では、第２駆動部３４によって、第１コンベア部２３に載置された手荷物３が第２コンベア部２４に当たる状態にロボットハンド２２が回動する。このため、手荷物３は、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４に対して、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４の駆動方向だけでなく、駆動方向に垂直な方向にも位置決めされることになる。これにより、手荷物３をコンテナ２内の積付位置に更に高精度に積み付けることができる。

また、本実施形態では、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４が同時に同方向に駆動する。このため、第１コンベア部２３の上に載せられた手荷物３が第２コンベア部２４に当接した状態で移動するときに、手荷物３が第２コンベア部２４により擦れることが防止される。

また、本実施形態では、第１コンベア部２３の幅寸法Ｗ１は、第２コンベア部２４の幅寸法Ｗ２よりも大きい。このため、ロボットハンド２２を小型化しつつ、直方体状の手荷物３を横置き状態及び縦置き状態でコンテナ２内に容易に積み付けることができる。

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、ロボットハンド２２に手荷物３を保持するときは、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４が同時に壁部３０側に駆動されているが、特にその形態には限られず、第１コンベア部２３のみを壁部３０側に駆動してもよい。

また、上記実施形態では、手荷物３をコンテナ２内の奥側収容エリアＳａ１，Ｓｂ１及び手前側収容エリアＳａ２，Ｓｂ２に積み付けるときは、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４が同時に壁部３０の反対側に駆動されているが、特にそのような形態には限られない。手荷物３をコンテナ２内の奥側収容エリアＳａ１，Ｓｂ１及び手前側収容エリアＳａ２，Ｓｂ２に横置き状態で積み付けるときは、第１コンベア部２３のみを壁部３０の反対側に駆動してもよい。手荷物３をコンテナ２内の奥側収容エリアＳａ１，Ｓｂ１及び手前側収容エリアＳａ２，Ｓｂ２に縦置き状態で積み付けるときは、第２コンベア部２４のみを壁部３０の反対側に駆動してもよい。

また、上記実施形態では、制御盤３９は、移動制御部４４、回転制御部４５、位置制御部４６及び積付制御部４７を有しているが、特にそのような形態には限られない。例えば制御盤３９が設置されていない場合には、移動制御部４４、回転制御部４５、位置制御部４６及び積付制御部４７を積付処理ユニット３８に備えてもよい。

また、上記実施形態では、第１コンベア部２３の幅寸法Ｗ１は第２コンベア部２４の幅寸法Ｗ２よりも大きいが、特にその形態には限られず、第１コンベア部２３及び第２コンベア部２４の幅寸法が等しくてもよい。この場合、コンテナ２に積み付けられる手荷物３の形状としては、特に直方体状には限られず、立方体状であってもよい。つまり、手荷物３の形状としては、四角柱状であればよい。なお、四角柱状は、完全な四角柱状及び略四角柱状を含んでいる。

また、上記実施形態では、第１駆動部３３及び第２駆動部３４の動作は別々に行われているが、特にその形態には限られず、第１駆動部３３及び第２駆動部３４の動作を同時に行ってもよい。また、積付用ロボット１５は、第１駆動部３３のみを有していてもよい。この場合には、例えば作業者が手動によりロボットハンド２２を回動させてもよい。

また、上記実施形態では、左右一方の下側角部に切欠部２ｆが設けられたコンテナ２内に手荷物３が積み付けられているが、本発明は、特にその形態には限られず、例えば切欠部２ｆが無い直方体状のコンテナに荷物を積み付ける荷物積付装置にも適用可能である。また、本発明は、航空機用以外のコンテナに荷物を積み付ける荷物積付装置にも適用可能である。

１…荷物積付装置、２…コンテナ、３…手荷物（荷物）、１５…積付用ロボット、２２…ロボットハンド、２３…第１コンベア部、２４…第２コンベア部、２９…制御基板（制御部）、３０…壁部、３３…第１駆動部、３４…第２駆動部、３５…制御基板（制御部）、４３…積付演算部（制御部）、４７…積付制御部（制御部）、Ｗ１，Ｗ２…幅寸法。

Claims (7)

1. 四角柱状の荷物をコンテナの側方から前記コンテナ内に積み付ける荷物積付装置であって、
   前記荷物を保持するロボットハンドを有する積付用ロボットと、
   前記ロボットハンドを３軸方向に移動させる動作及び／又は前記ロボットハンドを３軸回りに回動させる動作を行う駆動部と、
   前記ロボットハンドに前記荷物を保持するように前記ロボットハンドを制御する第１制御処理を実行し、前記第１制御処理を実行した後、前記ロボットハンドを前記コンテナ内に移動させるように前記駆動部を制御する第２制御処理を実行し、前記第２制御処理を実行した後、前記ロボットハンドに保持された前記荷物を前記コンテナ内に積み付けるように前記ロボットハンドを制御する第３制御処理を実行する制御部とを備え、
   前記ロボットハンドは、前記荷物が載置されると共に前記荷物を移動させる第１コンベア部と、前記第１コンベア部に対してＬ字状に配置され、前記荷物が載置されると共に前記荷物を移動させる第２コンベア部とを有し、
   前記制御部は、前記第１制御処理を実行するときは、前記第１コンベア部及び前記第２コンベア部の少なくとも一方を前記ロボットハンドの基端側に駆動するように制御し、前記第３制御処理を実行するときは、前記第１コンベア部及び前記第２コンベア部の少なくとも一方を前記ロボットハンドの先端側に駆動するように制御する荷物積付装置。
2. 前記駆動部は、前記ロボットハンドを３軸方向に移動させる第１駆動部と、前記ロボットハンドを３軸回りに回動させる第２駆動部とを有し、
   前記制御部は、前記第２制御処理を実行するときは、前記ロボットハンドを前記コンテナ内に移動させるように前記第１駆動部を制御し、前記第３制御処理を実行するときは、前記荷物の姿勢を変える場合に、前記ロボットハンドを前記第１コンベア部及び前記第２コンベア部の駆動方向に平行な軸回りに回動させるように前記第２駆動部を制御する請求項１記載の荷物積付装置。
3. 前記ロボットハンドの基端側には、前記荷物を前記第１コンベア部及び前記第２コンベア部に対して前記第１コンベア部及び前記第２コンベア部の駆動方向に位置決めする壁部が設けられており、
   前記制御部は、前記第１制御処理を実行するときは、前記第１コンベア部及び前記第２コンベア部の少なくとも一方を前記壁部側に駆動するように制御し、前記第３制御処理を実行するときは、前記第１コンベア部及び前記第２コンベア部の少なくとも一方を前記壁部の反対側に駆動するように制御する請求項２記載の荷物積付装置。
4. 前記制御部は、前記第１制御処理を実行するときは、前記壁部が下側に位置する状態に前記ロボットハンドを回動させるように前記第２駆動部を制御する請求項３記載の荷物積付装置。
5. 前記制御部は、前記第１制御処理を実行するときは、前記第１コンベア部及び前記第２コンベア部の一方に載置された前記荷物が前記第１コンベア部及び前記第２コンベア部の他方に当たる状態に前記ロボットハンドを回動させるように前記第２駆動部を制御する請求項４記載の荷物積付装置。
6. 前記制御部は、前記第１制御処理及び前記第３制御処理を実行するときは、前記第１コンベア部及び前記第２コンベア部を同時に同方向に駆動するように制御する請求項１～５の何れか一項記載の荷物積付装置。
7. 前記第１コンベア部の幅寸法は、前記第２コンベア部の幅寸法よりも大きい請求項１～６の何れか一項記載の荷物積付装置。

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