WO2011158422A1

WO2011158422A1 - 移載装置および移載方法

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Publication number: WO2011158422A1
Application number: PCT/JP2011/002372
Authority: WO
Inventors: 和彦小川
Original assignee: 村田機械株式会社
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2011-12-22
Also published as: TW201206795A; JP5598543B2; JPWO2011158422A1; TWI483881B

Abstract

　本発明は、伸縮するアーム（１１０）を伸長させた後に、アーム（１１０）の先端部に備えられた爪（１０２）を第一載置場所（３００）に置かれた荷物（２００）の後端に当接させてアーム（１１０）を縮めることで、荷物（２００）を第二載置場所に取り込むことのできる移載装置（１００）に関し、荷物（２００）の後端を検出することのできる検出器（１０５）をアーム（１１０）に備え、荷物（２００）を第二載置場所（１５０）に取り込む際に、（ａ）アーム（１１０）を所定の距離（Ｌ１）だけ第一速度で伸長させた後に、アーム（１１０）の伸長速度を第一速度よりも低速な第二速度に変化させ、（ｂ）アーム（１１０）の伸長速度を第二速度に変化させた後に、検出器（１０５）による荷物（２００）の後端（Ｌ２）の検出結果に基づいて、アーム（１１０）の伸長を停止させることで、爪（１０２）を荷物の後端よりも後方に位置させることに特徴を有する。

Description

移載装置および移載方法

　本発明は、荷物を保持するラック等に対する荷物の移載を行う移載装置に関する。

　従来、荷物を保持するラックと荷物を搬送する搬送台車との間で荷物を移載するために、搬送台車には荷物の移載装置が備えられている。

　このような、荷物を第一の載置場所と第二の載置場所との間で移載する方式としては、フォークで荷物をすくい上げて移載するフォーク方式、ピックアップベルトで荷物をずり動かして移載するピックアップベルト方式、荷物の両側を挟んで保持し移載するクランプ方式、および、伸縮するアームに設けられた爪により荷物の押し出しおよび引き込みを行うことで荷物の移載を行うプッシュプル方式などを例示することができる。

　また、このような移載装置が安全に荷物の移載を行うための各種の技術も開示されている。

　例えば、特許文献１によれば、荷物を棚に載置する際に、荷物が当該棚の前端に近い位置に載置されるようにスライドフォークを制御する。これにより、スライドフォークの先端に備えられた光センサによる、当該棚についての荷物の存否確認の確実性を向上させることができる。

特開平５－２０８７０８号公報

　上述のように、移載装置に採用される移載方式は様々であり、それぞれの方式には、当該方式に応じた、荷物の安全かつ効率のよい移載のための技術が必要である。

　例えば、上述のプッシュプル方式を採用した移載装置の場合、アームの伸長速度を高速化することで、荷物の移載効率を向上させることができる。

　また、当該移載装置が荷物を取り込む場合、伸ばした状態のアームを縮めて、アームの先端部に設けられた爪を荷物の後端に当接させる。そのためアームを縮める際に、荷物にダメージを与えないようになるべく低速で荷物の後端に爪を当接させることが望まれる。また、このような動作を行うためには、取り込み対象の荷物の後端を精度よく検出する必要がある。

　そこで、このような移載装置では、荷物の後端の検出のために、例えばアームに荷物の後端を検出するための光電センサ等の検出器が備えられる。また、荷物の取り込みのためにアームが伸ばされている最中に、この検出器により荷物の後端が検出される。

　当該移載装置では、アームを縮める際に、この検出器による検出結果に基づいて、爪が荷物の後端に当接する直前にアームの縮み速度を減速させることで、爪を低速で荷物の後端に当接させる。

　しかしながら、上述のように、荷物の移載効率の向上のためにアームは高速で伸ばされる。従って、検出器は高速で前進している間に荷物の後端を検出することになる。

　この場合、検出器の入力に対する応答時間、および、検出器からの出力値に演算処理を行うコントローラの処理時間に起因する遅れが生じるため、検出器による検出結果に、無視できない程度の誤差が生じる場合がある。このため、当該移載装置における動作制御に問題が生じる。

　例えば、荷物の取り込みの際の、アームの縮み速度の減速開始タイミングは、検出器による検出結果に基づく荷物の後端位置に応じて決定される。そのため、爪の移動速度が荷物にとって安全な速度まで落ちていない状態で爪が荷物に当接するおそれがある。

　もちろん、このような問題の発生を防止するために、アームの伸び縮みをともに低速で行うことも考えられるが、これは、荷物の移載効率を低下させることとなり現実的ではない。

　本発明は、上記従来の課題を考慮し、アームの先端部に備えられた爪で荷物を取り込むことのできる移載装置および移載方法であって、荷物を安全かつ効率よく移載することのできる移載装置および移載方法を提供することを目的とする。

　上記従来の課題を解決するため、本発明の一態様に係る移載装置は、伸縮するアームを伸長させた後に、前記アームの先端部に備えられた爪を第一載置場所に置かれた荷物の後端に当接させて前記アームを縮めることで、前記荷物を第二載置場所に取り込むことのできる移載装置であって、前記アームの動作を制御するコントローラと、前記アームに備えられ、前記荷物の後端を検出することのできる検出器とを備え、前記コントローラは、前記荷物を前記第二載置場所に取り込む際に、（ａ）前記アームを所定の距離だけ第一速度で伸長させた後に、前記アームの伸長速度を前記第一速度よりも低速な第二速度に変化させ、（ｂ）前記アームの伸長速度を前記第二速度に変化させた後に、前記検出器による前記荷物の後端の検出結果に基づいて、前記アームの伸長を停止させることで、前記爪を前記荷物の後端よりも後方に位置させる。

　この構成によれば、荷物の取り込みが行われる際に、アームを高速で伸長させることができ、かつ、その途中でアームの伸長速度を低速に変化させることができる。また、アームの伸長が低速に変化した後に、荷物の後端を検出器により検出させることができる。

　そのため、本態様の移載装置によれば、アームは効率よく伸長され、かつ、荷物の後端の高精度な検出が可能である。

　また、アームの伸長速度が低速である状態からアームの伸長を停止させるため、爪と荷物の後端との間隔が非常に短い状態でアームの伸長を停止することが可能である。つまり、荷物の取り込みのためのアームの伸長量を最小化することが可能である。

　このように、本態様の移載装置によれば、荷物を効率よくかつ安全に移載することができる。

　また、本発明の一態様に係る移載装置において、前記コントローラは、前記爪を前記荷物の後端よりも後方に位置させた後に、（ｃ）前記アームを第三速度で縮めることで、前記爪を前記荷物の後端に接近させ、（ｄ）前記アームの縮み速度が、前記爪が前記荷物の後端に当接した後に前記第三速度よりも高速な第四速度になるように、前記アームの動作を制御するとしてもよい。

　この構成によれば、荷物を取り込むための爪を低速で荷物の後端に当接させることができ、かつ、その後に高速で荷物を取り込むことができる。

　また、上述のように、爪と荷物の後端との間隔が非常に短い状態でアームの伸長が停止される。そのため、爪を低速で荷物の後端に接近させても、アームが低速で縮む期間は非常に短く、移載作業全体の効率を低下させることはない。また、アームを縮める際に、例えば最初は高速で縮め、爪が荷物に当接する直前で減速するといった複雑な制御を行う必要もない。

　また、本発明の一態様に係る移載装置において、前記コントローラは、前記アームの伸長を停止させる場合、前記検出器が前記荷物の後端を検出してから、前記移載装置における前記爪の位置と前記検出器の位置とに応じた距離だけ前記アームが伸長した状態で前記アームの伸長を停止させるとしてもよい。

　この構成によれば、アームの伸長が停止された状態における荷物の後端と爪との間隔は、当該荷物の奥行き寸法の大小に依存せず一定となる。これにより、その後のアームを縮ませるための制御が、取り込み対象の荷物の奥行き寸法の大小に関わらず共通化され、かつ容易化される。

　また、本発明の一態様に係る移載装置において、前記コントローラは、前記爪を前記荷物の後端よりも後方に位置させた後に、前記爪の位置と前記検出器の位置とに応じた距離以上の予め定められた距離だけ前記第三速度で前記アームを縮めることで、前記爪を前記荷物の後端に接近させるとしてもよい。

　この構成によれば、奥行き寸法が互いに異なる複数の荷物を順次取り込む場合に、アームの伸長動作の完了後、常に一定量だけアームを縮めることで、それぞれの荷物に対し、爪を安全に接近させることができる。

　つまり、アームを縮める際に、個々の荷物の奥行き寸法に応じた互いに異なる制御をする必要はなく、簡単な制御で安全かつ効率のよい荷物の移載が可能となる。

　また、本発明は、上記いずれかの態様に係る移載装置を備える搬送台車として実現することができる。

　また、本発明の一態様に係る移載方法は、上記いずれかの態様に係る移載装置によって実行される移載方法であって、前記荷物を前記第二載置場所に取り込む際に、前記アームを所定の距離だけ第一速度で伸長させた後に、前記アームの伸長速度を前記第一速度よりも低速な第二速度に変化させ、前記アームの伸長速度を前記第二速度に変化させた後に、前記検出器による前記荷物の後端の検出結果に基づいて、前記アームの伸長を停止させることで、前記爪を前記荷物の後端よりも後方に位置させる。

　また、本発明は、当該移載方法が含む各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現すること、および、そのプログラムが記録された記録媒体として実現することもできる。そして、そのプログラムをインターネット等の伝送媒体又はＤＶＤ等の記録媒体を介して配信することもできる。

　本発明によれば、アームの先端部に備えられた爪で荷物を取り込むことのできる移載装置および移載方法であって、荷物を効率よくかつ安全に移載することのできる移載装置および移載方法を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態における移載装置の構成概要を示す図である。図２は、実施の形態における移載装置がラックに荷物を載置する際の動作を示す図である。図３は、実施の形態における移載装置が荷物を取り込む際の動作を示す図である。図４は、実施の形態における移載装置の動作の制御系統に関するブロック図である。図５は、実施の形態における移載装置が荷物を取り込む際のアームの伸長動作を示す図である。図６は、実施の形態の移載装置による荷物の取り込み動作におけるアームの伸長速度の変化の例を示す図である。図７は、実施の形態における移載装置が荷物を取り込む際のアームを縮める動作を示す図である。図８は、実施の形態の移載装置による荷物の取り込み動作におけるアームの縮み速度の変化の例を示す図である。図９は、実施の形態の移載装置がアームの伸縮方向の双方に対して荷物の移載を行う場合の構成例を示す図である。

　本発明の実施の形態における移載装置について、図面を参照しながら説明する。

　図１は、本発明の実施の形態における移載装置の構成概要を示す図である。

　図１に示す、移載装置１００は、アーム１１０と、アーム１１０の先端部に設けられた爪１０２と、アーム１１０に設けられた検出器１０５と、アーム１１０の動作を制御するコントローラ１０８とを備える。

　なお、本実施の形態においては、移載装置１００は、並行して設置された２本のレールで構成された走行路１６０を走行する搬送台車１５０に設置されている。つまり、移載装置１００は、搬送台車１５０が走行路１６０に沿って移動することで、搬送台車１５０の前方に配置されたラック（図１に図示せず）が有する複数の棚のそれぞれに対する荷物の移載を行うことができる。

　また、移載装置１００は、２つのアーム１１０を備え、これらは左右方向（Ｘ軸方向）に所定の間隔をあけて配置されている。これらアーム１１０には、上記の先端部の爪１０２に加え、後端部の爪１０３も備えられている。

　先端部の爪１０２および後端部の爪１０３はそれぞれ、Ｙ軸方向に平行な回動軸を中心に回動することで、アーム１１０から出退することができる。

　また、アーム１１０は、トップ部１１１と、ミドル部１１２と、ベース部１１３とを有し、これらによって、テレスコピック構造が構成されている。つまり、駆動装置（図示せず）によってベース部１１３に対してミドル部１１２を突出するようにスライドさせると、当該動作に連動してトップ部１１１がミドル部１１２に対して突出するようにスライドする。これにより、アーム１１０は全体として伸長する。

　また、伸長したアーム１１０を縮める場合、駆動装置によって、ベース部１１３に対してミドル部１１２を収めるようにスライドさせると、当該動作に連動してトップ部１１１もミドル部１１２に対して収まるようにスライドする。これにより、伸長したアーム１１０は縮められる。

　このように伸縮するアーム１１０の動作は、上記のようにコントローラ１０８によって制御される。コントローラ１０８は例えば、情報の入出力を行うインタフェース、並びに、制御プログラムを実行するためのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）およびメモリ等を備えるコンピュータによって実現される。

　また、コントローラ１０８は、アーム１１０とともに搬送台車１５０に備えられていてもよく、例えば搬送台車１５０と有線または無線のネットワークを介して接続された通信装置に備えられていてもよい。

　検出器１０５は、移載装置１００が移載する荷物を検出する装置であり、例えば光電センサにより実現される。具体的には、検出器１０５は、移載装置１００が荷物を取り込む際に、当該荷物の後端を検出する。

　コントローラ１０８は、検出器１０５による検出結果に基づいて、アーム１１０の動作を制御する。コントローラ１０８による具体的な制御内容は、図５～図８を用いて後述する。

　次に、移載装置１００の基本的な動作を図２および図３を用いて説明する。

　なお、２つのアーム１１０はともに同じ動作を行うため、以下、１つのアーム１１０についてのみ説明する。

　図２は、実施の形態における移載装置１００がラック３００に荷物を載置する際の動作を示す図である。

　図２に示すように、アーム１１０の後端部の爪１０３が荷物２００の方向に突出した状態で、アーム１１０が伸ばされる。これにより、搬送台車１５０上に載置されていた荷物２００は、ラック３００が備える棚まで押し出される。

　図３は、実施の形態における移載装置１００が荷物を取り込む際の動作を示す図である。

　図３に示すように、アーム１１０の先端部の爪１０２が、荷物２００の後端（図３における荷物２００の下端）より後方に位置する状態まで、アーム１１０が伸長された後、爪１０２が荷物２００の方向に突出される。

　また、この状態で、アーム１１０が縮められる。これにより、爪１０２を荷物２００の後端に当接させながら荷物２００をラック３００の棚（第一移載場所）から、搬送台車１５０上の所定の場所（第二移載場所）に取り込むことができる。

　なお、このように荷物の後端に爪を引っ掛けて取り込む方式は、リアフック方式とも呼ばれる。

　移載装置１００が、このような動作で荷物２００を取り込む場合、上述のように、検出器１０５の検出結果を用いてアーム１１０の動作が制御される。

　図４は、実施の形態における移載装置１００の動作の制御系統に関するブロック図である。

　移載装置１００では、検出器１０５が、取り込み対象の荷物の後端を検出し検出結果をコントローラ１０８に通知する。具体的には、荷物の取り込みのためにアーム１１０が伸長する際に、検出器１０５により当該荷物の後端が検出される。

　コントローラ１０８は、検出器１０５から通知された検出結果に基づいて、アーム１１０の伸長を停止させる。

　また、コントローラ１０８は、アーム１１０が伸長する途中でアーム１１０の伸長速度を低下させ、伸長速度が低下した状態で、検出器１０５に当該荷物の後端を検出させる。

　このように、実施の形態における移載装置１００は、コントローラ１０８によるアーム１１０の動作制御に特徴を有している。そこで、コントローラ１０８によるアーム１１０の動作制御について図５～図８を用いて具体的に説明する。

　図５は、実施の形態における移載装置１００が荷物を取り込む際のアーム１１０の伸長動作を示す図である。

　図５に示すように、移載装置１００では、荷物２００の後端を検出するためのエリアである後端検出エリアが規定される。

　具体的には、移載装置１００が取り込むべき複数の荷物の奥行き寸法（荷物のＹ軸方向の長さ）の最大値および最小値を用いて、当該複数の荷物それぞれの後端位置の範囲が算出される。

　その結果、図５において「後端位置Ｍｉｎ」と表記された位置から「後端位置Ｍａｘ」と表記された位置までの範囲が、当該複数の荷物それぞれの後端位置が分布する範囲である後端検出エリアとして決定される。

　なお、移載装置１００が取り込むべき複数の荷物のそれぞれは、それぞれが置かれている棚の前端を基準として置かれている。つまり、複数の荷物のそれぞれと棚の前端との距離は一定である。そのため、移載装置１００が取り込むべき複数の荷物それぞれの奥行き寸法のみで後端検出エリアの決定が可能である。

　また、各荷物と棚の前端との距離が一定でなくてもよい。この場合は、例えば、各荷物と棚の前端との距離を、例えば各荷物の棚への載置の際に取得し記憶しておけば、記憶された距離と、各荷物それぞれの奥行き寸法とにより、後端検出エリアの決定を行うことができる。

　また、「後端位置Ｍｉｎ」と表記された位置は、具体的には、移載装置１００が取り込むべき複数の荷物うちの奥行き寸法が最小の荷物の後端よりも手前（荷物の取り込み方向）になるように設定される。これにより、奥行き寸法が最小の荷物を取り込む場合でも、当該荷物の後端は確実に検出される。

　また、後端検出エリアは、例えばコントローラ１０８が、移載装置１００が取り込むべき複数の荷物それぞれの奥行き寸法等の情報を取得し、取得した情報から算出してもよい。

　また、コントローラ１０８は、予め生成された後端検出エリアを示す情報を、例えばネットワーク経由で取得してもよい。

　検出器１０５は、図５に示すように、光を発する投光器１０５ｂと、投光器１０５ｂから発せられた光を検出する受光器１０５ａとから構成されている。また、検出器１０５は光軸が、アーム１１０の伸縮方向（Ｙ軸方向）と直交するように、つまりＸ軸方向と平行になるようにアーム１１０の先端部に配置されている。

　なお、本実施の形態では、検出器１０５は爪１０２の手前側（図５における上側）であって、かつ、爪１０２の近傍に配置されている。

　従って、荷物２００が、図５に示すようにラック３００の棚に載置されており、アーム１１０が縮められた状態から伸長された場合、投光器１０５ｂからの光は一旦荷物２００に遮断され、その後、受光器１０５ａは投光器１０５ｂからの光を検出する。これにより、荷物２００の後端は検出器１０５に検出される。

　移載装置１００のコントローラ１０８は、このように規定された後端検出エリアに検出器１０５が進入するまでの間は高速でアーム１１０を伸長させ、その後、低速でアーム１１０を伸長させる。

　具体的には、コントローラ１０８は、図５に示すように、アーム１１０を所定の距離（Ｌ１）だけ第一速度で伸長させる。その後、コントローラ１０８は、アーム１１０の伸長速度を第一速度よりも低速な第二速度に変化させる。

　その後、低速な第二速度で伸長するアーム１１０が、Ｌ２だけ伸長したタイミングで、検出器１０５は、荷物２００の後端を検出する。具体的には、受光器１０５ａが、それまで荷物２００によって遮断されていた投光器１０５ｂからの光を検出する。

　検出器１０５は、当該検出結果を示す信号をコントローラ１０８に送信する。コントローラ１０８は、当該検出結果に基づいて、アーム１１０の伸長を停止させる。

　その結果、検出器１０５により荷物２００の後端が検出されてからＬ３だけ伸長した状態でアーム１１０の伸長は停止する。つまり、荷物２００の後端と爪１０２との距離がＬ３である状態で、アーム１１０の伸長は停止される。

　このＬ３は、具体的には、爪１０２の位置と検出器１０５の位置とに応じた距離である。例えば、本実施の形態では、図５に示すように、検出器１０５は、爪１０２の手前（図５における上方）に配置されている。つまり、爪１０２の手前における荷物２００の存否を確認すように検出器１０５が配置されている。

　従って、アーム１１０が伸長している途中で、受光器１０５ａが投光器１０５ｂからの光を検出した時点では、爪１０２は確実に荷物２００の後端位置を通過している。

　そこで、コントローラ１０８は、例えば最短時間でアーム１１０の伸長が停止するよう、アーム１１０の速度パターンに応じた停止制御を行う。具体的には、第二速度で伸長しているアーム１１０を安全かつ最短時間で停止させるための所定の制御信号を、アーム１１０を駆動する駆動装置に送信する。

　また、仮に、検出器１０５が、爪１０２の後方（図５における下方）の荷物２００の存否を検出するように設けられている場合、検出器１０５が荷物２００の後端を検出した時点では爪１０２は荷物２００の後端位置を通過していない。

　そこで、コントローラ１０８は、検出器１０５が荷物２００の後端を検出した時点から、第二速度に応じた所定の時間だけ経過した後に、例えば最短時間でアーム１１０の伸長が停止するよう、アーム１１０の速度パターンに応じた停止制御を行う。

　要するに、コントローラ１０８は、爪１０２が荷物２００の後端位置を通過するタイミングから最短時間でアーム１１０の伸長が停止するように、アーム１１０の動作を制御する。

　その結果、Ｌ３は、移載装置１００における爪１０２の位置と検出器１０５の位置とに応じた距離となり、取り込み対象の荷物の奥行き寸法の大小に関わらず一定である。

　このように、実施の形態におけるコントローラ１０８は、検出器１０５が荷物２００の後端を検出してから、移載装置１００における爪１０２の位置と検出器１０５の位置とに応じた距離だけアーム１１０が伸長した状態でアーム１１０の伸長を停止させる。

　なお、本実施の形態では、上述のように、検出器１０５は、爪１０２の近傍に配置されている。そのため、検出器１０５における光の検出位置と、爪１０２の前面（荷物２００の後端に当接する面）の位置とは厳密には一致しない場合もある。

　しかし、このような場合であっても、これらの位置間のＹ軸方向の距離が無視できるほど微小であれば、検出器１０５の受光器１０５ａによる光の検出タイミングが、爪１０２が荷物２００の後端位置を通過したタイミングであると擬制できる。つまり、Ｌ３は、アーム１１０が伸長を完了した状態における荷物２００の後端と爪１０２との距離であると擬制することができる。

　また、例えば、検出器１０５における光の検出位置と、爪１０２の前面の位置とのＹ軸方向の距離に応じた補正を、現実のＬ３に加え、その補正後のＬ３を、荷物２００の後端と爪１０２との距離として扱ってもよい。

　例えば、検出器１０５が爪１０２の手前に配置され、かつ、検出器１０５における光の検出位置と、爪１０２の前面とのＹ軸方向の距離が、Ｍｍｍであった場合を想定する。また、検出器１０５が荷物２００の後端を検出してから、Ｌ３＝Ｎｍｍだけアーム１１０が伸長し停止する場合を想定する。

　この場合、（Ｎ＋Ｍ）ｍｍを補正後のＬ３（荷物２００の後端と爪１０２との距離）として扱うことができる。

　以上説明した、アーム１１０の伸長時のアーム１１０の伸長速度の変化を、図６を用いて説明する。

　図６は、実施の形態の移載装置１００による荷物の取り込み動作におけるアーム１１０の伸長速度の変化の例を示す図である。

　なお、図６では、奥行き寸法が異なる３つの荷物に対して取り込み動作を行う場合の、それぞれのアーム１１０の伸長速度の変化を示すグラフが記載されている。

　これらグラフに示すように、いずれの荷物に対しても、コントローラ１０８は、アーム１１０を、まず、Ｌ１だけ第一速度（Ｖ１）で伸長させる。このＶ１は、例えば、荷物の負荷がない状態におけるアーム１１０最高伸長速度（空荷最高速度）である。

　具体的には、コントローラ１０８は、アーム１１０を所定の加速度で伸長させ、伸長速度をＶ１に到達させる。

　その後、コントローラ１０８は、アーム１１０の伸長距離がＬ１になるタイミングで伸長速度が第二速度（Ｖ２）になるように、アーム１１０の伸長を減速させる。このＶ２としては、検出器１０５の応答遅延等を考慮した場合であっても検出器１０５の検出精度に実質的に支障がない速度（検出用速度）が設定される。

　このように、コントローラ１０８は、アーム１１０をＬ１だけ空荷最高速度Ｖ１で伸長させた後に、アーム１１０の伸長速度をＶ１よりも低速な検出用速度Ｖ２に変化させる。

　このような制御によりアーム１１０の伸長速度が検出用速度Ｖ２に変化した後に、検出器１０５により、精度よく荷物の後端が検出される。

　検出器１０５により荷物の後端が検出されると、当該検出結果を取得したコントローラ１０８は、最短時間でアーム１１０が伸長を停止するようにアーム１１０を制御する。これにより、アーム１１０の伸長は減速し停止する。

　このように、コントローラ１０８は、アーム１１０の伸長速度をＶ２に変化させた後に、検出器１０５による荷物の後端の検出結果に基づいて、アーム１１０の伸長を停止させることで、爪１０２を当該荷物の後端よりも後方に位置させる。

　以上のように、移載装置１００が荷物を取り込む場合、荷物の奥行き寸法の大小に関わらず、アーム１１０に対し同じ内容の制御を加える。荷物の奥行き寸法の大小により異なるのは、検出器１０５による荷物の後端の検出タイミングだけである。

　従って、図６の各グラフに示すように、アーム１１０が低速なＶ２で伸長する距離Ｌ２のみが、荷物の奥行き寸法の大小により異なり、荷物の後端が検出されてから停止するまでの距離Ｌ３は、荷物の奥行き寸法の大小に関わらず一定である。

　移載装置１００では、このような制御によりアーム１１０を伸長させた後、爪１０２を荷物の方向に突出させ、アーム１１０を縮めることで、当該荷物を搬送台車１５０に取り込む。

　図７および図８を用いて、移載装置１００においてアーム１１０を縮める際の、アーム１１０の動作制御を説明する。

　図７は、実施の形態における移載装置１００が荷物を取り込む際のアーム１１０を縮める動作を示す図である。

　移載装置１００のコントローラ１０８は、爪１０２を荷物２００の後端よりも後方に位置させた後に、アーム１１０を縮める。これにより、爪１０２は荷物２００の後端に当接する。

　具体的には、コントローラ１０８は、アーム１１０を低速な第三速度で縮めることで、爪１０２を荷物２００の後端に接近させる。

　また、上述のように、アーム１１０が伸長を完了した状態では、爪１０２と荷物２００の後端との距離はＬ３であることから、コントローラ１０８は、アーム１１０をＬ３だけ第三速度で縮める。なお、コントローラ１０８は、アーム１１０を、上述の補正後のＬ３だけ第三速度で縮めてもよい。

　このように、アーム１１０がＬ３だけ縮められることで、爪１０２は、荷物２００の後端に当接する。または、荷物２００の後端の近傍（その後にアーム１１０が縮められた場合であっても、爪１０２が荷物２００にダメージを与えない程度に爪１０２と荷物２００の後端とが近い位置）まで爪１０２が移動する。

　その後、コントローラ１０８は、アーム１１０の縮み速度が、爪１０２が荷物２００の後端に当接した後に第三速度よりも高速な第四速度になるように、アーム１１０の動作を制御する。これにより、コントローラ１０８は、アーム１１０をＬ４だけ縮める。

　その結果、ラック３００の棚に載置されていた荷物２００は、搬送台車１５０に取り込まれる。

　図８は、実施の形態の移載装置１００による荷物の取り込み動作におけるアーム１１０の縮み速度の変化の例を示す図である。

　なお、図８では、図６と同じく、奥行き寸法が異なる３つの荷物に対して取り込み動作を行う場合の、それぞれのアーム１１０の縮み速度の変化を示すグラフが記載されている。

　これらグラフに示すように、いずれの荷物に対しても、コントローラ１０８は、アーム１１０を、Ｌ３だけ第三速度（Ｖ３）で縮ませる。このＶ３は、爪１０２が荷物に接触した場合であっても当該荷物にダメージを与えることのない程度に低い速度（接触速度）である。

　ここで、上述のように、荷物の奥行き寸法の大小によらず、Ｌ３は一定である。従って、コントローラ１０８は、爪１０２を荷物に接近させる際の制御において、取り込み対象の荷物の奥行き寸法を考慮することなく、アーム１１０をＬ３だけ縮める制御を行う。また、このときの速度は上述のように低速な接触速度Ｖ３であり、爪１０２が荷物を破損することがない。

　また、Ｌ３は、図６に示すように、アーム１１０の伸長速度が低速な検出用速度Ｖ２からゼロに変化する際の制動距離である。つまり、Ｌ３は非常に短い距離であり、低速な接触速度Ｖ３でアーム１１０を縮めた場合であっても、Ｌ３だけ縮めるために要する時間は非常に短いものである。

　なお、アーム１１０を接触速度Ｖ３で縮ませる距離は厳密にＬ３と一致しなくてもよい。

　具体的には、荷物の取り込みの際にアーム１１０を縮める場合、Ｌ３以上の予め定められた距離だけ接触速度Ｖ３でアーム１１０を縮めればよい。また、アーム１１０を縮める距離をＬ３からどれだけ伸ばすかについては、検出器１０５の応答速度、または、爪１０２および荷物の後端の間の距離と、Ｌ３との差分の実測値等を用いて決定すればよい。

　その後、コントローラ１０８は、高速な第四速度（Ｖ４）でアーム１１０が縮むように、アーム１１０の動作を制御する。このＶ４は、例えば、荷物の負荷がある状態におけるアーム１１０最高伸長速度（実荷最高速度）である。

　また、コントローラ１０８は、当該荷物を搬送台車１５０まで移動させるために必要な距離Ｌ４だけアーム１１０を縮める。これにより、爪１０２が当接した状態の荷物２００は、実荷最高速度Ｖ４で搬送台車１５０に取り込まれる。

　なお、Ｌ４は、例えば、コントローラ１０８が、図６に示したアーム１１０の伸長動作の際に取得した荷物の後端位置を用いて求める。この場合、例えばＬ４＝Ｌ１＋Ｌ２である。

　また、コントローラ１０８は、予め取得している当該荷物の奥行き寸法に所定の値だけ加えた値をＬ４としてもよい。

　このように、実施の形態の移載装置１００は、荷物を取り込む際に、アーム１１０をまずＬ１だけ高速な空荷最高速度Ｖ１で伸長させ、検出器１０５が後端検出エリアに進入した後は、伸長速度が低速な検出用速度Ｖ２となるようにアーム１１０を制御する。

　これにより、アーム１１０の伸長動作の効率化と、取り込み対象の荷物検出の高精度化とを両立させている。

　移載装置１００はさらに、荷物の後端と爪１０２との距離が、爪１０２の位置と検出器１０５の位置とに応じた距離Ｌ３（上記補正後のＬ３も含む、以下同じ）である状態で、アーム１１０の伸長を停止する。

　つまり、取り込み対象の荷物の奥行き寸法の大小に依存せず、荷物の後端と爪１０２との距離は、常にＬ３であり、Ｌ３は低速伸長時の制動距離と実質的に同一であるため非常に短い距離である。

　その後、移載装置１００は、アーム１１０を低速な接触速度Ｖ３で縮めることで爪１０２を荷物の後端に接近させ、その後、アーム１１０の縮み速度を高速な実荷最高速度Ｖ４に変化させて荷物を搬送台車１５０に取り込む。

　これにより、荷物の取り込みの際の、爪１０２と荷物の後端との接触時の衝撃が緩和され、荷物の破損等が防止される。

　また、Ｌ３は上述のように非常に短い距離である。そのためアーム１１０をＬ３だけ縮めるための所要時間は非常に短い。さらに、例えば最初にアーム１１０を高速で縮めた後に、爪１０２が荷物の後端に近づいた時点で低速に変化させるといった複雑な制御は不要である。

　また、アーム１１０をＬ３だけ縮めた後に、アーム１１０の縮み速度は実荷最高速度Ｖ４まで向上される。つまり、実質的に荷物になんらダメージを与えることなく、高速な荷物の取り込みが実現される。

　以上説明したように、実施の形態の移載装置１００によれば、荷物を効率よくかつ安全に移載することができる。

　なお、本実施の形態では、図５および図７に示すように、移載装置１００は、アーム１１０の伸縮方向（Ｙ軸方向）の一方に対してのみに荷物の移載を行うとした。

　しかしながら、アーム１１０が前方のみならず後方に対しても伸長可能である場合、移載装置１００は、アーム１１０の伸縮方向の双方に対して荷物の移載を行ってもよい。

　図９は、実施の形態の移載装置１００がアーム１１０の伸縮方向の双方に対して荷物の移載を行う場合の構成例を示す図である。

　図９では、移載装置１００を挟んでラック３００とラック３０１とが配置されている。

　また、図９に示す移載装置１００では、アーム１１０の後端部の爪１０３の近傍にも検出器１０５が備えられている。

　つまり、図９に示す移載装置１００は、後方（図９における上方）のラック３０１に対しても荷物２００の移載を行うことができる。

　具体的には、搬送台車１５０上の荷物２００をラック３０１に載置する場合、アーム１１０の先端部の爪１０２が、荷物２００を押し出す要素として機能する。また、ラック３０１に載置された荷物２００を取り込む場合は、アーム１１０の後端部の爪１０３が、荷物２００の取り込みを行う要素として機能する。

　さらに、図５～図８を用いて説明したアーム１１０に対する動作制御と同様に、爪１０３の近傍の検出器１０５の検出結果に基づくアーム１１０の動作制御がコントローラ１０８により行われる。

　つまり、移載装置１００は、後方のラック３０１に対しても、荷物２００を効率よくかつ安全に移載することができる。

　また、本実施の形態では、移載装置１００は、走行路１６０に沿って移動する搬送台車１５０に設置されているとした。しかしながら、移載装置１００は他の種類の台車等に設置されてもよい。

　移載装置１００は、例えば特定の走行軌道を有しない無人搬送車に備えられてもよい。また、移載装置１００は、例えば自動倉庫において荷物の搬送および移載を行うスタッカクレーンの昇降台に備えられてもよい。

　つまり、移載装置１００は、荷物の移載機能を必要とし、かつ、アーム１１０の先端部に備えられた爪１０２で荷物を取り込む方式が許容される設備に配置されればよく、当該設備の種類は特定のものに限定されない。

　また、移載装置１００は左右一対のアーム１１０を備えるとしたが、少なくとも１つのアーム１１０を備えていれば、扱う荷物の寸法等によっては、荷物の安全かつ効率のよい移載は可能である。

　また、移載装置１００において、アーム１１０が荷物の上方または下方に進出するように、アーム１１０が備えられていてもよい。つまり、移載装置１００は、アーム１１０の爪１０２を荷物の後端に引っ掛けて取り込む方式を採用しており、荷物における爪１０２が引っ掛けられる位置は、荷物の右または左の端部でなくてもよい。

　また、移載装置１００は、荷物の取り込みのためにアーム１１０を縮める場合、例えば検出器１０５からの検出結果に従って、縮み速度をＶ３からＶ４に変化させてもよい。

　具体的には、検出器１０５が、図５等に示すように、爪１０２の手前側かつ近傍に配置されている場合、伸長されたアーム１１０が縮められると、検出器１０５は、爪１０２が荷物の後端に当接する直前のタイミングで荷物の後端を検出する。

　コントローラ１０８は、当該検出結果を受け取ることで、アーム１１０の縮み速度がＶ３からＶ４に変化するようにアーム１１０の動作を制御する。

　こうすることでも、荷物に実質的にダメージを与えることなく、当該荷物を効率よく取り込むことができる。

　また、このように、アーム１１０の縮み動作の制御のための検出器を、上述の検出器１０５とは別に備えてもよい。

　さらに当該別の検出器は、爪１０２と荷物との接触を検出する接触検出器であってもよい。この場合、爪１０２と荷物との接触の後に、アーム１１０の縮み速度をＶ３からＶ４に変化させるための制御が開始される。しかしながらこの場合においても、低速な接触速度Ｖ３で爪１０２が荷物の後端に当接するため、荷物の安全かつ効率のよい移載が可能である。

　また、アーム１１０は、トップ部１１１、ミドル部１１２、およびベース部１１３を有し、これらによって、テレスコピック構造が構成されているとした。しかしながら、アーム１１０は、荷物の移載方向に対して伸縮可能であれば、伸縮のための構造は特定の構造に限定されない。

　また、アーム１１０は、荷物の移載方向に対して直線的に伸縮するのではなく、回動することで荷物の移載方向に対して伸縮してもよい。

　また、検出器１０５は、光電センサ以外の種類のセンサによって実現されてもよい。つまり、取り込み対象の荷物の後端を検出できるのであれは、検出器１０５が採用する検出方法は、音を用いた方法、または、映像解析による方法などでもよく、特定の方法に限定されない。

　以上、本発明の移載装置および移載方法について、実施の形態に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも、あるいは、上記説明された複数の構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

　本発明の移載装置は、アームの先端部に備えられた爪で荷物を取り込むことのできる移載装置であって、荷物を効率よくかつ安全に移載することのできる移載装置である。従って、本発明は、工場および物流倉庫等で荷物の搬送を行う搬送台車に備えられる移載装置および、物流倉庫等で荷物の移載を行うための移載方法等として有用である。

　　１００　　移載装置
　　１０２、１０３　　爪
　　１０５　　検出器
　　１０５ａ　受光器
　　１０５ｂ　投光器
　　１０８　　コントローラ
　　１１０　　アーム
　　１１１　　トップ部
　　１１２　　ミドル部
　　１１３　　ベース部
　　１５０　　搬送台車
　　１６０　　走行路
　　２００　　荷物
　　３００、３０１　　ラック

Claims

　伸縮するアームを伸長させた後に、前記アームの先端部に備えられた爪を第一載置場所に置かれた荷物の後端に当接させて前記アームを縮めることで、前記荷物を第二載置場所に取り込むことのできる移載装置であって、
　前記アームの動作を制御するコントローラと、
　前記アームに備えられ、前記荷物の後端を検出することのできる検出器とを備え、
　前記コントローラは、前記荷物を前記第二載置場所に取り込む際に、（ａ）前記アームを所定の距離だけ第一速度で伸長させた後に、前記アームの伸長速度を前記第一速度よりも低速な第二速度に変化させ、（ｂ）前記アームの伸長速度を前記第二速度に変化させた後に、前記検出器による前記荷物の後端の検出結果に基づいて、前記アームの伸長を停止させることで、前記爪を前記荷物の後端よりも後方に位置させる
　移載装置。
　前記コントローラは、前記爪を前記荷物の後端よりも後方に位置させた後に、（ｃ）前記アームを第三速度で縮めることで、前記爪を前記荷物の後端に接近させ、（ｄ）前記アームの縮み速度が、前記爪が前記荷物の後端に当接した後に前記第三速度よりも高速な第四速度になるように、前記アームの動作を制御する
　請求項１記載の移載装置。
　前記コントローラは、前記アームの伸長を停止させる場合、前記検出器が前記荷物の後端を検出してから、前記移載装置における前記爪の位置と前記検出器の位置とに応じた距離だけ前記アームが伸長した状態で前記アームの伸長を停止させる
　請求項２記載の移載装置。
　前記コントローラは、前記爪を前記荷物の後端よりも後方に位置させた後に、前記爪の位置と前記検出器の位置とに応じた距離以上の予め定められた距離だけ前記第三速度で前記アームを縮めることで、前記爪を前記荷物の後端に接近させる
　請求項３記載の移載装置。
　伸縮するアームを伸長させた後に、前記アームの先端部に備えられた爪を第一載置場所に置かれた荷物の後端に当接させて前記アームを縮めることで、前記荷物を第二載置場所に取り込むことのできる移載装置によって実行される移載方法であって、
　前記移載装置は、前記アームに備えられ、前記荷物の後端を検出することのできる検出器を備え、
　前記移載方法は、
　前記荷物を前記第二載置場所に取り込む際に、前記アームを所定の距離だけ第一速度で伸長させた後に、前記アームの伸長速度を前記第一速度よりも低速な第二速度に変化させ、
　前記アームの伸長速度を前記第二速度に変化させた後に、前記検出器による前記荷物の後端の検出結果に基づいて、前記アームの伸長を停止させることで、前記爪を前記荷物の後端よりも後方に位置させる
　移載方法。