WO2001020256A1 - Device for measuring width and position of object - Google Patents

Device for measuring width and position of object Download PDF

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WO2001020256A1
WO2001020256A1 PCT/JP1999/004944 JP9904944W WO0120256A1 WO 2001020256 A1 WO2001020256 A1 WO 2001020256A1 JP 9904944 W JP9904944 W JP 9904944W WO 0120256 A1 WO0120256 A1 WO 0120256A1
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width
detecting
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PCT/JP1999/004944
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Takashi Yoshida
Yuichi Komazawa
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Technowave, Ltd.
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/02Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring length, width or thickness

Definitions

  • This method measures the width and position of a target object by using mechanical switches and combining them. Although the reaction speed is high, there is a problem that a large number of switches are required to increase the accuracy, and the structure is complicated and difficult to handle.
  • Image recognition method
  • the connected detectors 5 and 6 move on the rods 3 and 4 along the rods 3 and 4, respectively, as the angles of the rods 3 and 4 change.
  • the height s to the fulcrums A and B, the distance y from the intersection of the detection units 5 and 6 to the fulcrums A and B, and the width L of the measurement area are known.
  • the angle between the rod 1 and the rod 2 changes, and the respective detection units 5 and 6 move.
  • distances XI from fulcrum A to detector 5 and distances X2 from fulcrum B to detector 6 are measured by detectors 5 and 6, respectively.
  • d2 L-d ⁇ -d3 dl and d3 are the distances from the end of the measurement area to each end face of the DUT, and d2 is the width of the DUT.
  • this embodiment shows a case where the angle between the plane on which the linear encoder swings and the reference plane is 90 degrees, this need not be 90 degrees.
  • the luggage 12 flows from the conveyor 10 to the conveyor 11, and the detection device of the present invention is installed at a portion (joint) between the belt conveyors 10 and 11. Have been.
  • ⁇ ( ⁇ + ⁇ ⁇ 2 - ⁇ 2 2 )
  • FIG. 10 shows a state in which a package is placed on the detection device of the present invention.
  • ⁇ 2 ⁇ 2 - ⁇ 0 d ⁇

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Abstract

A measuring device characterized in that the device has a construction in which a measuring section (5) movable along a rod (3) of a linear sensor (1) and a measuring section (6) movable along a rod (4) of a linear sensor (2) are coupled and the linear sensors (1, 2) are so crossed that the crossing is the place where the measuring sections (5, 6) are coupled, in that the linear sensor (1) is supported in the vicinity A of one end of a measurement region swingably around one end of the rod (3) whereas the linear sensor (2) is supported in the vicinity B of the other end of the measurement region swingably around the other end of that rod (4), in that when an object is placed on a reference face, the angle between the rod (3) and the rod (4) is changed and accordingly the measuring sections (5, 6) move along the rod (3) and the rod (4), respectively, and in that the width and/or position of the object are determined by using information on the positions of the measuring sections (5, 6).

Description

明 細 書  Specification
被測定物の幅及び位置検出装置 技術分野  Device for detecting the width and position of the measured object
この発明は被計測物の幅及び Z又は位置を検出する検出装置に関し、 より詳細には、リニアセンサを用いて被計測物の幅及ぴ Z又は位置を検出 する検出装置に関する。 背景技術  The present invention relates to a detection device for detecting the width and Z or position of an object to be measured, and more particularly, to a detection device for detecting the width and Z or position of an object to be measured using a linear sensor. Background art
被計測物の幅や位置を検出する方法としては、従来から様々な方法が 存する。以下に、従来の代表的な方法(装置)及びその問題点を示す。 レーザ一方式  Conventionally, there are various methods for detecting the width and position of an object to be measured. Hereinafter, a typical conventional method (apparatus) and its problems will be described. Laser type
レーザー光線を対象物に向けて照射し、スキャンする事で対象物の幅、 位置を計測する方法である。レーザ一の特性上高精度の計測が可能であ るが、処理時間の遅さ、環境的な使用条件の制約が大きい、複雑であると レ、う問題がある。 超音波方式  This method measures the width and position of an object by irradiating the object with a laser beam and scanning. Although high-precision measurement is possible due to the characteristics of lasers, there are problems with slow processing time, severe restrictions on environmental use conditions, and complexity. Ultrasonic method
超音波を対象物に向けて発振し、反射波を捕らえることで対象物までの 距離を計測する方法である。超音波の特性上温度補償等も必要であり、 精度は期待できず不安定である。また相互干渉の問題があるため、複数の 角度からの同時計測は難しいという問題がある。 赤外線方式 従来もっとも多く利用されている方式で、赤外線が対象物によって分断 されたことを検知し、複数使用する事で幅、位置を計測する方法である。接 触式同様センサが複数必要なため、高精度は望めず、また高価になりやす いという問題点がある。 メカニカルスィッチ方式 This method measures the distance to an object by oscillating ultrasonic waves toward the object and capturing the reflected waves. Temperature compensation is also required due to the characteristics of ultrasonic waves, and accuracy cannot be expected and is unstable. Another problem is that simultaneous measurement from multiple angles is difficult due to the problem of mutual interference. Infrared method This is the most widely used method in the past, and it is a method that detects that infrared rays are separated by an object, and measures the width and position by using multiple infrared rays. Since multiple sensors are required as in the case of the contact type, high accuracy cannot be expected, and there is a problem that the cost tends to be high. Mechanical switch type
メカ-カルなスィッチを使用しそれを組み合わせることで対象物の幅、位 置を計測する方法である。反応速度は速いが、精度を上げるためにはスイツ チが多数必要となり構造的にも複雑で扱いにくいという問題がある。 画像認識方式  This method measures the width and position of a target object by using mechanical switches and combining them. Although the reaction speed is high, there is a problem that a large number of switches are required to increase the accuracy, and the structure is complicated and difficult to handle. Image recognition method
対象物の画像データを基に、幅、位置を画像認識を用いて計測する方 法である。 高精度な計測をするためには、高性能のカメラ及び C PU、 多量 のメモリを必要とし、複雑かつ高価であって、速度も遅いという問題点があ る。 以上のように、従来、荷物等の被測定物の幅や位置を測定するための 検出装置には、複雑であったり、速度的に不十分であったり、使用条件の 制約が大きかったり、高価であったりと、いずれも問題があった。  This method measures the width and position using image recognition based on the image data of the object. High-precision measurements require high-performance cameras, CPUs, and large amounts of memory, and are complex, expensive, and slow. As described above, conventional detection devices for measuring the width and position of an object to be measured, such as luggage, are complicated, insufficient in speed, have large restrictions on use conditions, and are expensive. And all had problems.
そこで、本発明は、荷物等の被測定物の幅や位置を検出するための、シ ンプル、小型、高速、安価でかつ耐久性にすぐれた装置を提供する。 発明の開示  Therefore, the present invention provides a simple, compact, high-speed, inexpensive and highly durable device for detecting the width and position of an object to be measured such as luggage. Disclosure of the invention
請求の範囲 1に記載の発明は、移動自在に装着された検出部を有し、 端部から前記検出部までの間の相対的な位置関係を検出する一対のリニ ァセンサを備え、各リニアセンサを、異なる一端側を支点として揺動自在に 支持し、前記一対のリニアセンサに被測定物を載置した際に、各リニアセン サが交叉角を変化させ、これに伴う前記検出部の移動位置から、 前記被 測定物の幅及びノ又は位置を検出することを特徴とする検出装置である。 請求の範囲 2に記載の発明は、前記被測定物は、所定の幅を有する測 定領域内に供給され、前記リニアセンサの各支点を前記測定領域の境界 に設定し、検出された前記検出部の移動位置から、 当該被測定物の幅及 び Z又は前記測定領域内の位置を求めることを特徴とする請求の範囲 1に 記載の検出装置である。 The invention according to claim 1 has a detection unit movably mounted, and a pair of linear sensors for detecting a relative positional relationship from an end to the detection unit. Each linear sensor is swingably supported on a different one end as a fulcrum, and when the object to be measured is placed on the pair of linear sensors, each linear sensor changes the crossing angle. A detection device for detecting a width and a position or a position of the object to be measured from a moving position of the detection unit. The invention according to claim 2 is characterized in that the object to be measured is supplied into a measurement area having a predetermined width, each fulcrum of the linear sensor is set at a boundary of the measurement area, and the detected 2. The detection device according to claim 1, wherein a width and a Z of the object to be measured or a position in the measurement area are obtained from a movement position of the part.
請求の範囲 3に記載の発明は、リニアセンサ 1及びリニアセンサ 2を備え、 リエアセンサ 1のロッド 3にそって移動する検出部 5と、リニアセンサ 2のロッド 4 に沿って移動する検出部 6とが結合され、かつ結合された検出部を交叉点 としてリニアセンサ 1及びリニアセンサ 2とが交叉しうる構造を有し、測定領域 の一方の端近傍 Aに、リニアセンサ 1が、そのロッド 3の片端を支点として、揺 動自在に支持され、測定領域の他方の端近傍 Bに、リニアセンサ 2が、その ロッド 4の片端を支点として、前記リニアセンサ 1の回動面と平行な面に沿つ て揺動自在に支持され、被測定物が基準面上に載置されることによりロッド 3及びロッド 4により形成される角度に変化を生じ、 当該ロッド 3及びロッド 4 の角度変化に伴って検出部 5及び検出部 6がそれぞれロッド 3及びロッド 4 に沿って移動する機構を有し、 当該検出部 5及び検出部 6の位置情報を 用いて、被測定物の幅及び Z又は位置を検出することを特徴とする検出 装置である。  The invention according to claim 3 includes a linear sensor 1 and a linear sensor 2, and a detecting unit 5 that moves along a rod 3 of the rear air sensor 1 and a detecting unit 6 that moves along a rod 4 of the linear sensor 2. The linear sensor 1 and the linear sensor 2 have a structure in which the linear sensor 1 and the linear sensor 2 can intersect with each other with the coupled detecting section as an intersection. The linear sensor 2 is swingably supported with one end as a fulcrum, and near the other end B of the measurement area, a linear sensor 2 is arranged along a plane parallel to the rotation surface of the linear sensor 1 with one end of the rod 4 as a fulcrum. When the object to be measured is placed on the reference surface, the angle formed by the rods 3 and 4 changes, and the angle formed by the rods 3 and 4 changes. Detection unit 5 and detection unit 6 And a mechanism for moving along the rods 3 and 4 and detecting the width and Z or the position of the measured object using the position information of the detection units 5 and 6. It is.
本発明の位置検出装置は、リニアセンサを用いる。ここにいうリニアセンサ とは、直線的に変化する速度や移動距離を検出するセンサである。たとえ ば公知のリニアエンコーダを用いる。 たとえば図 1に示すような、 ロッド部 3と 検出部 5を有し、検出部 5とロッド部 3との相対的位置関係を検出するもの である。 図 1のリニアエンコーダ 1においては、検出部 5がロッドに沿って移動 可能であり、検出部 5によりロッド 3の端と検出部までの長さ X Iを計測するこ とができる。なお、本発明に用いられるリニアセンサが図 1に記載のものに限 定されないことは勿論である。 The position detecting device of the present invention uses a linear sensor. Here, the linear sensor is a sensor that detects a speed and a moving distance that change linearly. For example, a known linear encoder is used. For example, as shown in Fig. 1 It has a detection unit 5 and detects a relative positional relationship between the detection unit 5 and the rod unit 3. In the linear encoder 1 of FIG. 1, the detection unit 5 can move along the rod, and the detection unit 5 can measure the length XI between the end of the rod 3 and the detection unit. It is needless to say that the linear sensor used in the present invention is not limited to the one shown in FIG.
被測定物を基準面に載置したとき一対のリニアセンサに検出部を軸とし た角度が生じる機構において、各リニアセンサの端部から検出部までの長さ (距離)を検出することにより、荷物の幅と基準面の端からの距離を検出す ることができる。  In a mechanism in which a pair of linear sensors form an angle around the detection unit when the device under test is placed on the reference surface, the length (distance) from the end of each linear sensor to the detection unit is detected. The width of the package and the distance from the edge of the reference plane can be detected.
このとき、基準面とは被測定物が載置される面であるが、実際に被測定 物が載置される台はリニアセンサを揷入するために分断されていることが多 いので、本発明でいう基準面とは、仮想的な平面である。  At this time, the reference surface is the surface on which the device to be measured is mounted, but the table on which the device to be measured is actually mounted is often divided to insert the linear sensor. The reference plane in the present invention is a virtual plane.
請求の範囲 4に記載の発明は、リニアセンサ 1のロッド 3と平行又は一定 の角度を有するアーム 7と、リニアセンサ 2のロッド 4と平行又は一定の角度 を有するアーム 8とを有し、荷物が基準面上に載置されることによりアーム 7 及びアーム 8を押し下げ、これによりロッド 3及びロッド 4に角度変化を生じ、 当該ロッド 3及びロッド 4の角度変化に伴って検出部 5及び検出部 6がそれ ぞれロッド 3及びロッド 4に沿って移動する機構を有し、 当該検出部 5及び 検出部 6の位置情報を用いて、被測定物の幅及び Z又は位置を検出する ことを特徴とする請求の範囲 1乃至請求の範囲 3のいずれか 1項に記載の 検出装置である。  The invention described in claim 4 includes an arm 7 having a parallel or constant angle with the rod 3 of the linear sensor 1 and an arm 8 having a parallel or constant angle with the rod 4 of the linear sensor 2. The arm 7 and the arm 8 are pushed down by being placed on the reference surface, thereby causing the rods 3 and 4 to change their angles. 6 has a mechanism for moving along the rods 3 and 4, respectively, and detects the width and the Z or the position of the measured object using the position information of the detection unit 5 and the detection unit 6. The detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein:
被測定物と接触するアームと、 ロッドとを分ける事により、検出部が被測 定物と接触せず、検出部を衝撃から保護するとともに、より正確な測定が可 食 となる。  By separating the rod from the arm that comes into contact with the object to be measured, the detection unit does not come into contact with the object to be measured, protecting the detection unit from impact and making more accurate measurements edible.
また、 2つのロッドが平行となる状態は特異点となり、検出部の動きが不 定となるが、アームとロッドにオフセット角度をつける事により、この特異点を 避けるよう設定する事ができる。 In addition, when the two rods are parallel to each other, it becomes a singular point, and the detection unit does not move. However, by setting an offset angle between the arm and the rod, it can be set to avoid this singularity.
請求の範囲 5に記載の発明は、ベルトコンベアを用いた物流システムであ つて、制御部と、請求の範囲 1乃至請求の範囲 4のいずれか 1項に記載さ れた検出装置を有し、搬送中の荷物の幅及び Z又は位置情報を検出する ことを特徴とする物流システムである。  The invention described in claim 5 is a physical distribution system using a belt conveyor, comprising a control unit, and the detection device described in any one of claims 1 to 4, This is a logistics system that detects the width and Z or position information of the cargo being transported.
請求の範囲 6に記載の発明は、ベルトコンベアとベルトコンベアの間に、 請求の範囲 1乃至請求の範囲 4のいずれか 1項に記載された検出装置が 設置され、前記ベルトコンベアの搬送面の延長面が基準面となっていること を特徴とする請求の範囲 5に記載の物流システムである。  In the invention according to claim 6, the detection device according to any one of claims 1 to 4 is installed between a belt conveyor and the belt conveyor, and the detection surface of the conveyance surface of the belt conveyor is provided. 6. The distribution system according to claim 5, wherein the extension surface is a reference surface.
制御部としては、コンピュータ等を用いる。請求の範囲 1乃至請求の範 囲 4に記載された検出装置を物流システムに用いてコンベア上の荷物の幅 及び/位置を随時検出し、制御部において当該情報を処理することによ り、高性能の物流システムを実現できる。  A computer or the like is used as the control unit. The detection device described in claims 1 to 4 is used in a logistics system to detect the width and / or position of the package on the conveyor at any time, and the control unit processes the information. A high performance logistics system can be realized.
請求の範囲 7に記載の発明は、荷物の移動に伴って、荷物の幅及び Z 又は位置を連続的に検出することによって、荷物の形状及び Z又は姿勢を 計測することを特徴とする、請求の範囲 5又は請求の範囲 6に記載の物流 システムである。  The invention described in claim 7 is characterized in that the shape and the Z or posture of the load are measured by continuously detecting the width and the Z or the position of the load as the load moves. The logistics system according to claim 5 or claim 6.
コンベア上を移動する荷物の幅、位置を連続的に検出することにより、荷 物の幅 ·位置の経時的変化のデータが得られるので、荷物の形状.姿勢を 知ることができる。荷物の形状 ·姿勢情報を用いることで、 高度な物流シス テムが実現できる。 発明を実施するための最良の形態  By continuously detecting the width and position of the luggage moving on the conveyor, data on the change over time in the width and position of the luggage can be obtained, so that the shape and posture of the luggage can be known. An advanced logistics system can be realized by using the shape and posture information of the package. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(実施例 1 ) 図 2は、 被測定物が載置される前の状態を示す。 基準面の両端上方 に、図 1のようなリニアエンコーダ 1力 そのロッド 3の一端を、測定領域の一 方の端近傍 Aを支点として揺動自在に支持されており、もう 1つの、 同様の リニアエンコーダ 2が、そのロッド 4の一端を、測定領域の他方の端近傍 Bを 支点として揺動自在に支持されており、かつ当該一対のリニアエンコーダ 1、 2の検出部 5、 6が回転自在に結合されている。 (Example 1) FIG. 2 shows a state before the object to be measured is placed. Above both ends of the reference plane, one end of the rod 3 is linearly supported as shown in Fig. 1 and one end of the rod 3 is swingably supported around one end A of the measurement area as a fulcrum. A linear encoder 2 is pivotally supported at one end of a rod 4 around the other end B of the measurement area as a fulcrum, and the detection units 5 and 6 of the pair of linear encoders 1 and 2 are rotatable. Is joined to.
ここで、 図 3のように、リニアエンコーダ上に被測定物が載置されると、被 測定物は、その重みによりリニアエンコーダ 1、 2のロッド 3、 4を押し下げなが ら基準面まで沈むことになる。そこで、基準面と支点 Aの高さの差(支点 Bと の高さの差も同じである)により、一対のリニアエンコーダのロッド 3、 4が角度 を有するようになる。なお、支点 A、 Bにはパネ等による機構が備えられ、各リ ユアエンコーダのロッド部は、荷物により押し下げられた角度以上は下方に 移動しないようになっている。  Here, as shown in Fig. 3, when the DUT is placed on the linear encoder, the DUT sinks down to the reference plane while pushing down the rods 3 and 4 of the linear encoders 1 and 2 due to its weight. Will be. Therefore, the difference in height between the reference plane and the fulcrum A (the same is true for the fulcrum B) causes the rods 3 and 4 of the pair of linear encoders to have an angle. Note that the fulcrums A and B are provided with a mechanism such as a panel, and the rod portion of each of the retro encoders is prevented from moving downward beyond the angle depressed by the load.
このとき、連結された検出部 5、 6は、 ロッド 3、 4の角度変化に伴い、それ ぞれロッド 3、 4上を各ロッドに沿って移動する。  At this time, the connected detectors 5 and 6 move on the rods 3 and 4 along the rods 3 and 4, respectively, as the angles of the rods 3 and 4 change.
これを、側面から見ると図 4のようになる。  This is shown in Figure 4 when viewed from the side.
支点 A、 Bまでの高さ sと、検出部 5、 6の交点から支点 A、 Bまでの距離 y 及び測定領域の幅 Lは既知である。そして、被測定物が基準面上に載置 されることにより、ロッド 1とロッド 2の角度が変ィ匕し、それぞれの検出部 5、 6が 移動する。このとき、検出部 5、 6により、それぞれ支点 Aから検出部 5までの 距離 X Iと、支点 Bから検出部 6までの距離 X2が計測される。  The height s to the fulcrums A and B, the distance y from the intersection of the detection units 5 and 6 to the fulcrums A and B, and the width L of the measurement area are known. When the object to be measured is placed on the reference plane, the angle between the rod 1 and the rod 2 changes, and the respective detection units 5 and 6 move. At this time, distances XI from fulcrum A to detector 5 and distances X2 from fulcrum B to detector 6 are measured by detectors 5 and 6, respectively.
そこで、これらの数値を用いて、たとえば以下のような数式により、基準面 上にある被測定物の幅及び位置を計算することができる。このとき、 L、 sは 既知である。 XV =n2 +y~Then, using these numerical values, the width and position of the DUT on the reference plane can be calculated, for example, by the following mathematical formula. At this time, L and s are known. XV = n 2 + y ~
Figure imgf000009_0001
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これより、 yを消去する ( (式 1)  This eliminates y ((Equation 1)
XI2 -n2 =X22 -(L~n) XI 2 -n 2 = X2 2- (L ~ n)
n ^—(L2 + XI2 - X22) cos (9, = n ^ — (L 2 + XI 2 -X2 2 ) cos (9, =
X\  X \
θ、 = cos ——  θ, = cos ——
y = Xx - sin θλ y = X x -sin θ λ
以上より y  Y
s(L-n)  s (L-n)
d3  d3
y  y
d2 = L-d\-d3 dl及び d3が、 それぞれ測定領域の端から被測定物の各端面までの 距離であり、 d2が被測定物の幅である。  d2 = L-d \ -d3 dl and d3 are the distances from the end of the measurement area to each end face of the DUT, and d2 is the width of the DUT.
なお、この実施例は、リニアエンコーダが揺動する面と基準面の角度が 9 0度の場合を示しているが、これは 90度である必要はない。  Although this embodiment shows a case where the angle between the plane on which the linear encoder swings and the reference plane is 90 degrees, this need not be 90 degrees.
また、検出部 5及び検出部 6は、一体となった構造でも良い。 (実施例 2)  Further, the detection unit 5 and the detection unit 6 may have an integrated structure. (Example 2)
次に、物流関係においてベルトコンベア上を流れる荷物の幅及び位置を 検出する場合に、本発明が用いられる例を示す。  Next, an example in which the present invention is used to detect the width and position of a load flowing on a belt conveyor in a physical distribution relationship will be described.
荷物 12は、コンベア 10からコンベア 11の方向に流れ、ベルトコンベア 10 とベルトコンベア 11の間(つなぎ目)の部分に、本発明の検出装置が設置さ れている。 The luggage 12 flows from the conveyor 10 to the conveyor 11, and the detection device of the present invention is installed at a portion (joint) between the belt conveyors 10 and 11. Have been.
図 6(A)乃至図 6(C)は、被測定物である荷物 12が検出装置に到達す る以前の状態を示す。  6 (A) to 6 (C) show a state before the package 12 which is the object to be measured reaches the detection device.
図 5に示すように、リニアエンコーダ 1のロッド 3は一定の角度をもってァー ム 7を有し、 Aを支点として揺動自在とされている。アーム 7の回転は、パネに よって張力がかけられており、荷物がアーム上に載っている時以外は、 図 6 のように、基準面の上に上がった状態となっている。  As shown in FIG. 5, the rod 3 of the linear encoder 1 has an arm 7 with a fixed angle, and is swingable about A. The rotation of the arm 7 is tensioned by the panel, and when the load is not on the arm, the arm 7 is raised above the reference plane as shown in FIG.
リニアエンコーダ 2におけるロッド 4とアーム 8の関係も、 Bを支点として同様 の関係となっている。  The relationship between the rod 4 and the arm 8 in the linear encoder 2 is the same with B as a fulcrum.
荷物 12は、ベルトコンベア 10上を流れ、ベルトコンベア 11に達する際に、 アーム 7、 8の上に乗ることになる。  The luggage 12 flows on the belt conveyor 10 and gets on the arms 7 and 8 when reaching the belt conveyor 11.
この状態を表したのが、図 7(A)乃至図 7(C)及び図 8である。  This state is shown in FIGS. 7A to 7C and FIG.
荷物 12が両ァ一ム 7、 8に乗る際に引つかからないように、アーム 7、 8には 引つかかり防止カバー 13がかけられている。  Arms 7 and 8 are provided with anti-trapping covers 13 so that luggage 12 is not caught when riding on both arms 7 and 8.
荷物 12は、両アーム 7、 8に載ることによって、両アーム 7、 8を押し下げ、 両アーム 7、 8は支点 A、 Bを中心として、それぞれ下向きに回転する。そし て、これに伴って、 両ロッド 3、 4も各支点を中心に回転し、連結された各検 出部 5、 6も移動し、それぞれのロッド 3、 4上での相対的位置 XI、 X2を変 ί匕させる。  The luggage 12 pushes down on both arms 7 and 8 by resting on both arms 7 and 8, and both arms 7 and 8 rotate downward around fulcrums A and B, respectively. Then, along with this, both rods 3 and 4 also rotate around each fulcrum, and the connected detecting parts 5 and 6 also move, and their relative positions XI, on the rods 3 and 4, respectively. Transform X2.
なお、両アーム 7、 8は、前述のバネによる張力により、荷物 12によって押 し下げられた分を超えては下方に移動しない構成とされている。  In addition, both arms 7 and 8 are configured not to move downward beyond the amount pushed down by the load 12 due to the tension of the spring described above.
この状態における検出装置のロッドの角度等の状態を図 9に示す。  FIG. 9 shows the state of the detection device in this state, such as the angle of the rod.
ここで、既知の値である L、 s、 r及びリニアエンコーダ 1、 2の検出部 5、 6に より計測されるィ直 XI、 X2を用いると、 dl乃至 d3は次のように計算される。 XI2 =n2 +z2 Here, using the known values L, s, and r and the axes XI and X2 measured by the detectors 5 and 6 of the linear encoders 1 and 2, dl to d3 are calculated as follows. . XI 2 = n 2 + z 2
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0001
これより zを消去する。 (式 2)  This eliminates z. (Equation 2)
Χ ~η- = XI1 -{L-n) Χ ~ η- = XI 1- (Ln)
η=~(ΐ} +Χ\2 -Χ22) η = ~ (ΐ} + Χ \ 2 -Χ2 2 )
Figure imgf000011_0002
Figure imgf000011_0004
Figure imgf000011_0002
Figure imgf000011_0004
L-n  L-n
COS , =  COS, =
X2
Figure imgf000011_0003
r一 s COS0]
X2
Figure imgf000011_0003
r-1 s COS0 ]
sin^  sin ^
r-s cose2 rs cose 2
d3 =  d3 =
sin d2 = L-d\-d3 当該計算は、この物流システムに含まれるコンピュータにより行われる。 このように、荷物の幅及び位置を検出することが可能であり、かつ、荷物 の移動に伴ってこれらの値を連続的に計測することによって、荷物の形状 及び姿勢を知ることができる。  sin d2 = L-d \ -d3 The calculation is performed by a computer included in this distribution system. Thus, the width and position of the load can be detected, and the shape and attitude of the load can be known by continuously measuring these values as the load moves.
(実施例 3) (Example 3)
さらに、実施例 2と同様の物流システムにおいて、リニアエンコーダの口 とアームにオフセット角がつけられた本件発明の検出装置が用いる実施例 を示す。この場合において、本件発明の検出装置上に荷物が載った状態 を図 10に示す。 Further, in the same physical distribution system as in the second embodiment, an embodiment in which the detection device of the present invention in which the opening and arm of the linear encoder have offset angles is used. Is shown. In this case, FIG. 10 shows a state in which a package is placed on the detection device of the present invention.
ロッドとアームにオフセット角をつけることにより、 ロッド 3、 4が平行になる場 合に特異点が生じることを回避することができる。 当該例においては、 基準 面とロッド支点 A、 Bとが一致しているが、もちろん一致していなくてもよい。 このとき、既知の値である L、 r、 Θ 。及びリニアエンコーダ 1、 2により計測 される値 XI、 Χ2を用レ、ると、 dl乃至 d3は次のように計算される。  By providing an offset angle between the rod and the arm, it is possible to avoid a singular point when the rods 3 and 4 are parallel. In this example, the reference plane and the rod fulcrums A and B coincide with each other, but may not necessarily coincide with each other. At this time, the known values L, r, Θ. Using the values XI and Χ2 measured by the linear encoders 1 and 2, dl to d3 are calculated as follows.
(式 2)と同様にして (式 3) (Equation 3) in the same way as (Equation 2)
L2 +Χ -X22 L 2 + Χ -X2 2
θ、 - cos—  θ,-cos—
2L · X\  2L
Θつ ==
Figure imgf000012_0001
λ =θ、 -θ0
Figure imgf000012_0001
λ = θ, -θ 0
φ220 d\ φ 2 = θ 20 d \
sin  sin
r  r
d3 =  d3 =
sin  sin
d2 = L-d\-d3 産業状の利用可能性  d2 = L-d \ -d3 Industrial availability
以上のように、本件発明の位置検出装置は、被測定物の高さ、及び 色に影響されずに、その計測が可能であり、 また、 高速,高精度でリニア な反応特性を有する。また、機構がシンプルであるために小型で、かつ故 障率の低い装置が実現できる。 さらに、接触式のメカニカルな機構のた め、環境による影響が少なく、安定した計測が可能である。 図面の簡単な説明 As described above, the position detection device of the present invention can measure the object without being affected by the height and color of the object to be measured, and has a high-speed, high-accuracy, and linear response characteristic. In addition, since the mechanism is simple, a device that is small and has a low failure rate can be realized. In addition, a contact-type mechanical mechanism Therefore, stable measurement is possible with little influence from the environment. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1は、リニアエンコーダの斜視図である。  FIG. 1 is a perspective view of a linear encoder.
図 2は、本発明の検出装置の概念図(被測定物未載置状態)である。 図 3は、本発明の検出装置の概念図(被測定物載置状態)である。 図 4は、本発明の検出装置に被測定物が載置された状態における各 部の状態を示す図である。  FIG. 2 is a conceptual diagram of the detection device of the present invention (in a state in which an object to be measured is not mounted). FIG. 3 is a conceptual diagram of the detection device according to the present invention (in a state where an object to be measured is placed). FIG. 4 is a diagram showing a state of each unit in a state where the device to be measured is placed on the detection device of the present invention.
図 5は、アームの取付例を示す図である。  FIG. 5 is a diagram showing an example of mounting an arm.
図 6は、本発明の物流システムにおける実施例を示す図(被測定物未 載置状態)である。  FIG. 6 is a view showing an embodiment of the physical distribution system of the present invention (in a state where an object to be measured is not mounted).
図 7は、本発明の物流システムにおける実施例を示す図(被測定物載 置状態)である。  FIG. 7 is a diagram (in a state where an object to be measured is placed) showing an embodiment of the physical distribution system of the present invention.
図 8及び図 9は、本発明の物流システムにおける実施例において、検 出装置に被測定物が載置された状態における各部の状態を示す図であ る。  FIG. 8 and FIG. 9 are diagrams showing the state of each part in a state where the device to be measured is placed on the detection device in the embodiment of the distribution system of the present invention.
図 1 0は、 ロッドとアームにオフセット角がつけられた場合における、各部 の状態を示す図である。  FIG. 10 is a diagram showing a state of each part when an offset angle is given to the rod and the arm.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
1 . 移動自在に装着された検出部を有し、端部から前記検出部までの間 の相対的な位置関係を検出する一対のリニアセンサを備え、 1. A pair of linear sensors having a detection unit movably mounted, and detecting a relative positional relationship from an end to the detection unit,
各リユアセンサを、異なる一端側を支点として揺動自在に支持し、 前記一対のリニアセンサに被測定物を載置した際に、各リニアセンサ が交叉角を変化させ、これに伴う前記検出部の移動位置から、前記被 測定物の幅及び Z又は位置を検出することを特徴とする検出装置。  Each of the return sensors is swingably supported with a different end as a fulcrum. When an object to be measured is placed on the pair of linear sensors, each linear sensor changes the crossing angle, and the detecting section A detection device for detecting a width and a Z or a position of the object from a moving position.
2. 前記被測定物は、所定の幅を有する測定領域内に供給され、 2. The device under test is supplied in a measurement area having a predetermined width,
前記リニアセンサの各支点を前記測定領域の境界に設定し、 検出された前記検出部の移動位置から、 当該被測定物の幅及び/ 又は前記測定領域内の位置を求めることを特徴とする請求の範囲 1に 記載の検出装置。  Each fulcrum of the linear sensor is set at a boundary of the measurement region, and a width of the measured object and / or a position in the measurement region is obtained from a detected movement position of the detection unit. The detection device according to range 1.
3 . リニアセンサ 1及びリニアセンサ 2を備え、 3. Equipped with linear sensor 1 and linear sensor 2,
リニアセンサ 1のロッド 3にそって移動する検出部 5と、リニアセンサ 2の口 ッド 4に沿って移動する検出部 6とが結合され、かつ結合された検出部を 交叉点としてリニアセンサ 1及びリニアセンサ 2とが交叉しうる構造を有し、 測定領域の一方の端近傍 Aに、リニアセンサ 1が、そのロッド 3の片端 を支点として、揺動自在に支持され、  A detection unit 5 that moves along the rod 3 of the linear sensor 1 and a detection unit 6 that moves along the mouth 4 of the linear sensor 2 are connected, and the combined detection unit is used as an intersection point and the linear sensor 1 And the linear sensor 2 has a structure capable of intersecting with the linear sensor 1. Near the one end A of the measurement area, the linear sensor 1 is swingably supported with one end of the rod 3 as a fulcrum,
測定領域の他方の端近傍 Bに、リニアセンサ 2が、そのロッド 4の片端 を支点として、前記リニアセンサ 1の回動面と平行な面に沿って揺動自 在に支持され、  In the vicinity B of the other end of the measurement area, a linear sensor 2 is supported by a rocking itself along a plane parallel to the rotation surface of the linear sensor 1 with one end of the rod 4 as a fulcrum,
被測定物が基準面上に載置されることによりロッド 3及びロッド 4により 形成される角度に変化を生じ、 当該ロッド 3及びロッド 4の角度変化に伴 つて検出部 5及ぴ検出部 6がそれぞれロッド 3及びロッド 4に沿って移動 する機構を有し、 When the DUT is placed on the reference plane, the rod 3 and rod 4 A change occurs in the formed angle, and the detection unit 5 and the detection unit 6 have a mechanism for moving along the rod 3 and the rod 4 with the change in the angle of the rod 3 and the rod 4, respectively.
当該検出部 5及び検出部 6の位置情報を用いて、被測定物の幅及 び 7又は位置を検出することを特徴とする検出装置。  A detection device characterized by detecting the width and 7 or the position of the measured object using the position information of the detection unit 5 and the detection unit 6.
4. リニアセンサ 1のロッド 3と平行又は一定の角度を有するアーム 7と、 リニアセンサ 2のロッド 4と平行又は一定の角度を有するアーム 8とを有 し、 4. An arm 7 having a parallel or constant angle with the rod 3 of the linear sensor 1 and an arm 8 having a parallel or constant angle with the rod 4 of the linear sensor 2;
荷物が基準面上に載置されることによりアーム 7及びアーム 8を押し下 げ、これによりロッド 3及びロッド 4に角度変化を生じ、 当該ロッド 3及びロッ ド 4の角度変化に伴って検出部 5及び検出部 6がそれぞれロッド 3及び口 ッド 4に沿って移動する機構を有し、  When the load is placed on the reference surface, the arm 7 and the arm 8 are pushed down, thereby causing the rods 3 and 4 to change their angles. 5 and a detector 6 have a mechanism for moving along the rod 3 and the mouth 4, respectively.
当該検出部 5及び検出部 6の位置情報を用いて、被測定物の幅及 び/又は位置を検出することを特徴とする請求の範囲 1乃至請求の範 囲 3のいずれか 1項に記載の検出装置。  The width and / or the position of the device under test is detected using the position information of the detection unit 5 and the detection unit 6, wherein the width and / or the position of the object to be measured are detected. Detection device.
5. ベルトコンベアを用いた物流システムであって、制御部と、請求の範囲 1乃至請求の範囲 4のいずれか 1項に記載された検出装置を有し、搬送 中の荷物の幅及び Z又は位置情報を検出することを特徴とする物流シ ステム。 5. A logistics system using a belt conveyor, which has a control unit and the detection device according to any one of claims 1 to 4, and has a width and a Z or A logistics system characterized by detecting location information.
6. ベルトコンベアとベルトコンベアの間に、請求の範囲 1乃至請求の範囲 4のいずれか 1項に記載された検出装置が設置され、前記ベルトコンベア の搬送面の延長面が基準面となっていることを特徴とする請求の範囲 5 6. The detecting device according to any one of claims 1 to 4 is installed between the belt conveyors, and the extension surface of the conveyor surface of the belt conveyor becomes a reference surface. Claim 5 characterized in that
.記載の物流 .Logistics described
7. 荷物の移動に伴って、荷物の幅及び Z又は位置を連続的に検出する ことによって、荷物の形状及び Z又は姿勢を計測することを特徴とする、 請求の範囲 5又は請求の範囲 6に記載の物流システム。 7. Claim 5 or claim 6 characterized by measuring the shape and Z or posture of the load by continuously detecting the width and Z or position of the load as the load moves. The logistics system described in 1.
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Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4976548A (en) * 1972-11-25 1974-07-24
JPS62187206A (en) * 1986-02-13 1987-08-15 Yoshihiro Aizu Outside diameter measuring instrument
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