WO2023135690A1

WO2023135690A1 - 物体処理装置

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Publication number: WO2023135690A1
Application number: PCT/JP2022/000786
Authority: WO
Inventors: 義人平井; 雅信本江; 健李
Original assignee: 株式会社Pfu
Priority date: 2022-01-12
Filing date: 2022-01-12
Publication date: 2023-07-20
Also published as: JPWO2023135690A1

Abstract

物体処理装置（１）は、物体（７１）を把持する把持部（３４）と、把持部（３４）を移動させる把持部アクチュエータ（３３、３５）と、把持部（３４）に対して移動可能に支持される接触部材（４１）とを備え、接触部材（４１）は、把持部（３４）が物体（７１）を把持しているときで、かつ、物体（７１）が持ち上げられる前に、物体（７１）の傾斜が低減されるように物体（７１）のうちの把持部（３４）に接触している第１部分（７５）から離れた第２部分（７３、７４）に接触する。

Description

物体処理装置

　本開示の技術は、物体処理装置に関する。

　搬送路に沿って搬送される複数のごみを素材毎に自動的に分別する資源ごみ自動分別装置が知られている。資源ごみ自動分別装置は、ごみの画像に基づいてそのごみの素材と位置とを判定する物体認識装置と、予め定められた素材から形成される資源ごみを把持する把持部と、資源ごみが搬送路から除去されるように把持部を移動させるアクチュエータとを備えている。傾斜したワークを適切に把持するロボットハンドが知られている（特開２００１－２０５５８４号公報）。

特開２００１－２０５５８４号公報

　しかしながら、把持部により持ち上げられた資源ごみが傾斜するときに、その傾斜した資源ごみが他の物体にぶつかり、資源ごみが搬送路から適切に除去されないことがあるという問題がある。

　開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、持ち上げられた物体が傾斜することを防止する物体処理装置を提供することを目的とする。

　本開示の一態様による物体処理装置は、物体を把持する把持部と、前記把持部を移動させる把持部アクチュエータと、前記把持部に対して移動可能に支持される接触部材とを備え、前記接触部材は、前記把持部が前記物体を把持しているときで、かつ、前記物体が持ち上げられる前に、前記物体の傾斜が低減されるように前記物体のうちの前記把持部に接触している第１部分から離れた第２部分に接触する。

　開示の物体処理装置は、持ち上げられた物体が傾斜することを防止することができる。

図１は、実施例１の物体処理装置が設けられた資源ごみ自動分別装置を示す平面図である。図２は、資源ごみ自動分別装置を示す斜視図である。図３は、ロボット本体を示す側面図である。図４は、ロボット本体の一部を示す斜視図である。図５は、パッドと真空器と接触部材アクチュエータとを示す真空回路図である。図６は、物体処理装置を示すブロック図である。図７は、処理対象資源ごみを搬送路からダストシュートに移動させる動作を示すフローチャートである。図８は、パッドが処理対象資源ごみに接触したときのロボット本体を示す断面図である。図９は、接触部材が処理対象資源ごみに接触したときのロボット本体を示す斜視図である。図１０は、比較例の物体処理装置のロボット本体を示す側面図である。図１１は、実施例２の物体処理装置の圧縮ばねを示す斜視図である。図１２は、接触位置に接触部材が配置されたときの実施例２の物体処理装置の圧縮ばねを示す側面図である。図１３は、実施例２の物体処理装置においてパッドが処理対象資源ごみを把持したときの接触部材を示す側面図である。図１４は、実施例３の物体処理装置のロボット本体を示す側面図である。図１５は、実施例３の物体処理装置のパッドと第１接触部分と第２接触部分とを示す平面図である。図１６は、実施例３の物体処理装置における、処理対象資源ごみを搬送路からダストシュートに移動させる動作を示すフローチャートである。

　以下に、本願が開示する実施形態にかかる物体処理装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の記載により本開示の技術が限定されるものではない。また、以下の記載においては、同一の構成要素に同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。

　実施例１の物体処理装置１は、図１に示されているように、資源ごみ自動分別装置２に設けられている。図１は、実施例１の物体処理装置１が設けられた資源ごみ自動分別装置２を示す平面図である。資源ごみ自動分別装置２は、搬送装置３と物体処理装置１とを備えている。搬送装置３は、ベルトコンベアから形成され、ベルトコンベアフレーム５とベルト６とを備え、図示されていないベルト駆動装置を備えている。ベルトコンベアフレーム５は、資源ごみ自動分別装置２が設置される設置面７に載置され、設置面７に固定されている。ベルト６は、可撓性を有する材料から形成され、ループ状の帯に形成されている。

　搬送装置３には、搬送路８が形成されている。搬送路８は、設置面７が沿う平面に平行である他の平面に沿い、搬送路８が沿う直線は、設置面７が沿う平面に平行である搬送方向１１に平行である。ベルト６は、搬送路対向部分１２を備えている。搬送路対向部分１２は、搬送路８の下に配置され、搬送路８に沿っている。ベルト６は、さらに、ベルト駆動装置を介して、移動可能にベルトコンベアフレーム５に支持されている。ベルト駆動装置は、搬送路対向部分１２が搬送方向１１に移動するように、ベルト６を移動させる。

　搬送路８は、画像撮像領域１４と物体除去領域１５とを含み、図示されていない物体供給領域を含んでいる。物体除去領域１５は、画像撮像領域１４の搬送方向１１の下流側に配置されている。物体供給領域は、画像撮像領域１４の搬送方向１１の上流側に配置されている。

　物体処理装置１は、物体認識装置２１とロボット２２とを備えている。物体認識装置２１は、画像撮像領域１４の近傍に配置されている。物体認識装置２１は、画像撮像領域１４に向けられているカメラ（図示されていない）を備え、画像撮像領域１４に配置される物体が写る画像を、真上から見たように、撮像する。ロボット２２は、物体除去領域１５の近傍に配置されている。資源ごみ自動分別装置２は、ダストシュート２３をさらに備えている。ダストシュート２３は、搬送装置３の傍に配置され、物体除去領域１５の近傍に配置されている。

　図２は、資源ごみ自動分別装置２を示す斜視図である。ロボット２２は、ロボット本体２４とロボットカバー２５とを備えている。ロボットカバー２５は、概ね箱形に形成されている。ロボットカバー２５は、搬送路８の物体除去領域１５とロボット本体２４とがロボットカバー２５の内部に配置されるように、搬送路８の物体除去領域１５とダストシュート２３との上に配置されている（図１参照）。ロボットカバー２５は、ベルトコンベアフレーム５に固定され、ベルトコンベアフレーム５を介して設置面７に固定されている。ロボットカバー２５は、ロボット本体２４が物体除去領域１５で取り扱う物体が物体除去領域１５から飛散することを防止する。

　図３は、ロボット本体２４を示す側面図である。ロボット本体２４は、並進用支持部材３２とＸ軸アクチュエータ３３とパッド３４とＺ軸アクチュエータ３５と真空器３６と把持用真空配管３７とを備えている。並進用支持部材３２は、Ｘ軸アクチュエータ３３を介してＸ軸方向に平行に並進可能に、設置面７に固定される土台３１（図２参照）に支持されている。Ｘ軸方向は、搬送方向１１に垂直であり、かつ、搬送路８が沿う平面に平行である。パッド３４は、エラストマから形成されている。パッド３４には、パッド内空間３８と開口部３９とが形成されている。パッド内空間３８は、パッド３４の内部に形成され、開口部３９を介してパッド３４の外部に接続されている。パッド３４は、Ｚ軸アクチュエータ３５を介してＺ軸方向に平行に並進可能に並進用支持部材３２に支持されている。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向に垂直であり、かつ、搬送方向１１に垂直であり、すなわち、搬送路８が沿う平面に垂直であり、鉛直方向に平行である。Ｚ軸アクチュエータ３５は、並進用支持部材３２に対してパッド３４をＺ軸方向に平行に並進させる。パッド３４は、並進用支持部材３２がＸ軸アクチュエータ３３を介してＸ軸方向に平行に並進可能であることにより、搬送路８の物体除去領域１５の上またはダストシュート２３の上に配置される。

　真空器３６は、並進用支持部材３２に固定されている。把持用真空配管３７は、可撓性を有する配管を含んでいる。把持用真空配管３７の内部には、空気が流通する流路が形成されている。把持用真空配管３７の一端は、真空器３６に接続され、把持用真空配管３７の他端は、パッド３４に接続されている。

　図４は、ロボット本体２４の一部を示す斜視図である。ロボット本体２４は、接触部材４１と接触部材アクチュエータ４２とをさらに備えている。接触部材４１は、リング状に形成されている。接触部材４１は、搬送路８が沿う平面に平行である他の平面に沿うように配置され、接触部材アクチュエータ４２を介してＺ軸方向に平行に並進可能にパッド３４に支持され、退避位置または接触位置に配置される。接触部材アクチュエータ４２は、接触部材４１をＺ軸方向に平行に並進させる。接触部材４１は、接触部材４１が退避位置に配置されているときに、図４に示されているように、パッド３４より上に配置されている。接触部材４１は、接触部材４１が退避位置に配置されている状態から下降することにより、接触位置に向かって移動し、接触位置に配置される。

　図５は、パッド３４と真空器３６と接触部材アクチュエータ４２とを示す真空回路図である。真空器３６には、ノズル４３とディフューザ４４とが形成され、圧縮空気供給口４５と排気口４６と吸込口４７とが形成されている。ノズル４３は、圧縮空気供給口４５を介して真空器３６に供給される圧縮空気をディフューザ４４に向かって高速で放出する。ディフューザ４４は、ノズル４３から放出された圧縮空気を、吸込口４７の空気とともに排気口４６から真空器３６の外部に排気する。すなわち、真空器３６は、圧縮空気供給口４５に圧縮空気が供給されているときに、吸込口４７の空気が排気口４６から排気されることにより、吸込口４７から空気を吸引する。真空器３６は、圧縮空気供給口４５に圧縮空気が供給されていないときに、吸込口４７の気圧が排気口４６の気圧（大気圧）と等しくなるように排気口４６と吸込口４７との間に空気を流通させる。吸込口４７は、把持用真空配管３７を介してパッド３４のパッド内空間３８に接続されている。

　接触部材アクチュエータ４２は、シリンダ５１とピストン５２とロッド５３とばね５４とを備えている。シリンダ５１の内部には、円柱状に形成されたシリンダ内空間５５が形成されている。ピストン５２は、円柱状に形成され、シリンダ内空間５５に嵌め込まれ、Ｚ軸方向に平行に並進可能にシリンダ５１に支持されている。接触部材アクチュエータ４２には、ピストン５２がシリンダ内空間５５に嵌め込まれることにより、シリンダ５１とピストン５２とに囲まれたシリンダ室５６が形成されている。シリンダ室５６は、アクチュエータ用真空配管５７を介してパッド３４のパッド内空間３８に接続されている。

　ロッド５３は、屈曲した棒状に形成されている。ロッド５３の一端は、ピストン５２に接合され、ロッド５３の他端は、接触部材４１に接合されている。すなわち、接触部材４１は、ロッド５３に固定され、ロッド５３を介してピストン５２に固定されている。ばね５４は、圧縮コイルばねから形成されている。ばね５４の一端は、シリンダ５１に固定され、ばね５４の他端は、ピストン５２に固定されている。ばね５４は、弾性変形し、ピストン５２がシリンダ５１に対して上昇するように、すなわち、接触部材４１が退避位置に向かって並進するように、ピストン５２に弾性力を与えている。

　図６は、物体処理装置１を示すブロック図である。物体処理装置１は、圧縮機６１と制御装置６２とをさらに備えている。圧縮機６１は、空気を圧縮して圧縮空気を生成する。圧縮機６１は、さらに、制御装置６２に制御され、圧縮空気を真空器３６に供給したり、圧縮空気を真空器３６に供給することを停止したりする。

　制御装置６２は、コンピュータであり、記憶装置６３とＣＰＵ６４（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）とを備えている。記憶装置６３には、制御装置６２にインストールされるコンピュータプログラムが記録され、ＣＰＵ６４により利用される情報が記録される。ＣＰＵ６４は、制御装置６２にインストールされるコンピュータプログラムを実行し、情報処理し、記憶装置６３を制御し、物体認識装置２１とＸ軸アクチュエータ３３とＺ軸アクチュエータ３５と圧縮機６１とを制御する。

　制御装置６２にインストールされるコンピュータプログラムは、制御装置６２に複数の機能をそれぞれ実現させる複数のコンピュータプログラムを含んでいる。その複数の機能は、選別部６５とロボット制御部６６とを含んでいる。

　選別部６５は、搬送路８の画像撮像領域１４に配置される複数の物体が写るごみ選別用画像が撮像されるように、物体認識装置２１を制御する。選別部６５は、さらに、ごみ選別用画像が撮像された撮像時刻に対応付けてごみ選別用画像が記憶装置６３に記録されるように、記憶装置６３を制御する。選別部６５は、ごみ選別用画像を画像処理し、ごみ選別用画像に写る複数の物体から処理対象資源ごみを選択し、処理対象資源ごみが配置される位置を算出する。

　ロボット制御部６６は、選別部６５により算出された処理対象資源ごみの位置に基づいて、処理対象資源ごみが搬送路８から除去されてダストシュート２３に配置されるように、Ｘ軸アクチュエータ３３とＺ軸アクチュエータ３５と圧縮機６１とを制御する。

［資源ごみ自動分別装置２の動作］
　資源ごみ自動分別装置２の動作は、搬送路８に沿って複数のごみを搬送する動作と、処理対象資源ごみを搬送路８からダストシュート２３に移動させる動作とを備えている。搬送路８に沿って複数のごみを搬送する動作では、まず、ユーザは、搬送装置３を操作することにより、搬送装置３を起動させる。搬送装置３のベルト駆動部は、搬送装置３が起動することにより、予め定められた一定の搬送速度でベルト６の搬送路対向部分１２が搬送方向１１に並進するように、ベルト６を移動させる。

　ユーザは、さらに、搬送路対向部分１２のうちの物体供給領域に対向する部分に複数のごみを載置する。複数のごみは、処理対象資源ごみを含んでいる。処理対象資源ごみは、搬送路８から除去する必要がある資源ごみであり、ダストシュート２３に移動する必要がある資源ごみである。処理対象資源ごみとしては、予め定められた色（たとえば、茶色）に着色されたガラスから形成されたボトルが例示される。

　搬送路対向部分１２に載置された複数のごみは、ベルト６が並進することにより、搬送路８に沿って搬送速度で搬送方向１１に搬送される。搬送路８に沿って搬送される複数のごみは、画像撮像領域１４に配置される。画像撮像領域１４に配置された複数のごみは、搬送路８に沿ってさらに搬送され、物体除去領域１５に配置される。物体除去領域１５に配置された複数のごみは、搬送路８に沿ってさらに搬送され、物体除去領域１５の下流側の領域に配置される。

　図７は、処理対象資源ごみを搬送路８からダストシュート２３に移動させる動作を示すフローチャートである。処理対象資源ごみを搬送路８からダストシュート２３に移動させる動作は、搬送路８に沿って複数のごみを搬送する動作が実行される最中に実行される。制御装置６２は、物体認識装置２１を用いて、画像撮像領域１４に配置される複数のごみが写るごみ選別用画像を撮像する。制御装置６２は、ごみ選別用画像が撮像された撮像時刻に対応付けて、ごみ選別用画像を記憶装置６３に記録する。制御装置６２は、ごみ選別用画像を画像処理し、ごみ選別用画像に写る複数のごみから処理対象資源ごみを選択する（ステップＳ１）。制御装置６２は、画像処理の結果に基づいて撮影時座標をさらに算出する。撮影時座標は、撮像時刻に処理対象資源ごみが配置される位置を示している。

　制御装置６２は、搬送速度と撮影時刻と撮影時座標とに基づいて把持タイミングと把持準備位置とを算出する。把持タイミングは、パッド３４の可動域を処理対象資源ごみが通過するタイミングを示している。把持準備位置は、把持タイミングに処理対象資源ごみが配置される位置の上方の位置を示している。制御装置６２は、Ｘ軸アクチュエータ３３を制御し、把持タイミングより前のタイミングにパッド３４を把持準備位置に配置する（ステップＳ２）。

　接触部材アクチュエータ４２は、パッド３４が把持準備位置に配置されているときに、接触部材４１を退避位置に配置させている。すなわち、パッド３４のパッド内空間３８は、開口部３９が塞がれていないときに、大気開放されている。シリンダ室５６は、パッド内空間３８が大気開放されていることにより、アクチュエータ用真空配管５７を介して大気開放される。ピストン５２は、シリンダ室５６が大気開放されることにより、ばね５４の弾性力により上昇する。接触部材４１は、ピストン５２が上昇することにより、退避位置に向かって移動し、退避位置に配置される。

　制御装置６２は、パッド３４が把持準備位置に配置された後に、Ｚ軸アクチュエータ３５を制御し、把持タイミングにパッド３４が処理対象資源ごみに接触するように、パッド３４を下降させる（ステップＳ３）。物体処理装置１は、接触部材４１が退避位置に配置されていることにより、パッド３４が下降するときに、物体除去領域１５に配置される複数のごみのうちの処理対象資源ごみと異なる他のごみに接触部材４１が接触することを防止することができる。物体処理装置１は、接触部材４１が退避位置に配置されていることにより、さらに、パッド３４が下降するときに、接触部材４１が処理対象資源ごみに接触することを防止することができる。物体処理装置１は、パッド３４が処理対象資源ごみに接触するときに接触部材４１が物体に接触しないことにより、パッド３４を処理対象資源ごみに適切に接触させることができる。

　パッド３４の開口部３９は、図８に示されているように、パッド３４が処理対象資源ごみ７１に接触するときに、パッド３４が弾性変形することにより、処理対象資源ごみ７１により塞がれる。図８は、パッド３４が処理対象資源ごみ７１に接触したときのロボット本体２４を示す断面図である。パッド３４のパッド内空間３８は、開口部３９が処理対象資源ごみ７１により塞がれることにより、外部から密閉される。

　制御装置６２は、パッド３４が把持準備位置に配置された後に、さらに、圧縮機６１を制御し、真空器３６に圧縮空気を供給し、パッド３４に処理対象資源ごみ７１を吸着させる（ステップＳ４）。すなわち、真空器３６のノズル４３は、圧縮機６１から圧縮空気供給口４５に圧縮空気が供給されることにより、ディフューザ４４に向かって圧縮空気を放出する。ディフューザ４４は、圧縮空気がノズル４３からディフューザ４４に向かって放出されることにより、圧縮空気とともに吸込口４７の空気を排気する。真空器３６は、吸込口４７の空気が排気されることにより、把持用真空配管３７を介してパッド３４のパッド内空間３８から空気を吸引し、パッド内空間３８を減圧する。パッド３４は、開口部３９が処理対象資源ごみ７１により塞がれているときに、パッド内空間３８が減圧されることにより、処理対象資源ごみ７１を吸着し、処理対象資源ごみ７１を把持する。

　接触部材アクチュエータ４２は、パッド内空間３８が減圧されているときに、接触部材４１を接触位置に向かって移動させる（ステップＳ５）。すなわち、接触部材アクチュエータ４２のシリンダ室５６は、パッド内空間３８が減圧されることにより、アクチュエータ用真空配管５７を介して空気が吸引され、減圧される。ピストン５２は、シリンダ室５６が減圧されるときに、ばね５４の弾性力に逆らって大気圧により下降する。接触部材４１は、ピストン５２が下降することにより、接触位置に向かって移動し、図９に示されているように、処理対象資源ごみ７１のうちの第１接触部分７３と第２接触部分７４とに接触する。図９は、接触部材４１が処理対象資源ごみ７１に接触したときのロボット本体２４を示す斜視図である。このとき、第１接触部分７３は、処理対象資源ごみ７１のうちのパッド３４に接触するパッド接触部分７５の処理対象資源ごみ７１の長手方向の一方の側に、パッド接触部分７５から離れて配置されている。第２接触部分７４は、パッド接触部分７５の処理対象資源ごみ７１の長手方向の他方の側に、パッド接触部分７５から離れて配置されている。すなわち、処理対象資源ごみ７１のうちのパッド３４に接触するパッド接触部分７５は、第１接触部分７３と第２接触部分７４との間に配置されている。接触部材アクチュエータ４２は、接触部材４１が接触位置に向かって移動することにより、第１接触部分７３と第２接触部分７４とを下方に押し付けている。

　制御装置６２は、接触部材４１が処理対象資源ごみに接触した後に、Ｚ軸アクチュエータ３５を制御し、パッド３４を上昇させる。処理対象資源ごみ７１は、パッド３４が上昇することにより、ベルト６から離れ、持ち上げられる。物体処理装置１は、処理対象資源ごみ７１が持ち上げられたときに、第１接触部分７３と第２接触部分７４とが下方に押し付けられていることにより、処理対象資源ごみ７１が傾斜したり揺動したりすることを防止することができる。

　制御装置６２は、予め定められた高さまでパッド３４が上昇した後に、Ｘ軸アクチュエータ３３を制御し、パッド３４をダストシュート２３の上の投棄位置に移動させ、パッド３４を投棄位置に配置する（ステップＳ６）。制御装置６２は、パッド３４が投棄位置に配置された後に、処理対象資源ごみ７１をパッド３４から解放する。すなわち、制御装置６２は、パッド３４がダストシュート２３の上に配置された後に、圧縮機６１を制御し、圧縮空気が真空器３６に供給されることを停止する（ステップＳ７）。真空器３６は、圧縮空気が真空器３６供給されなくなったことにより、排気口４６からパッド内空間３８に空気を供給し、パッド内空間３８を大気開放する。処理対象資源ごみは、パッド内空間３８が大気開放されることにより、パッド３４から解放され、落下し、ダストシュート２３に配置される。

　接触部材アクチュエータ４２は、パッド内空間３８が大気開放されたときに、接触部材４１を退避位置に向かって移動させる（ステップＳ８）。すなわち、アクチュエータ用真空配管５７は、パッド内空間３８が大気開放されることにより、パッド内空間３８からシリンダ室５６に空気を供給し、シリンダ室５６を大気開放する。ピストン５２は、シリンダ室５６が大気開放されることにより、ばね５４の弾性力により上昇する。接触部材４１は、ピストン５２が上昇することにより、退避位置に向かって移動し、退避位置に配置される。

　制御装置６２は、ステップＳ１で撮像されたごみ選別用画像に写る複数のごみに複数の処理対象資源ごみが含まれているときに、複数の処理対象資源ごみが搬送路８からダストシュート２３に１つずつ移動するように、ステップＳ２以降の処理を繰り返して実行する。

　比較例の物体処理装置は、図１０に示されているように、既述の実施例１の物体処理装置１から接触部材４１と接触部材アクチュエータ４２とが省略され、他の部分は、既述の実施例１の物体処理装置１と同じである。図１０は、比較例の物体処理装置のロボット本体２４を示す側面図である。比較例の物体処理装置では、持ち上げられた処理対象資源ごみ７１は、第１接触部分７３または第２接触部分７４がパッド接触部分７５より上に配置されるように、傾斜したり、揺動したりすることがある。比較例の物体処理装置は、持ち上げられた処理対象資源ごみ７１が傾斜したり揺動したりすることにより、不具合が発生することがある。たとえば、傾斜した処理対象資源ごみ７１は、パッド３４がダストシュート２３に向かって移動しているときに、物体除去領域１５に配置される複数のごみのうちの処理対象資源ごみと異なる他のごみに接触することがあり、ベルトコンベアフレーム５に接触することがある。処理対象資源ごみ７１は、他の物体に接触することにより、パッド３４から外れたり、破損したりすることがある。さらに、物体除去領域１５に配置される複数のごみのうちの処理対象資源ごみと接触したごみは、ベルト６の搬送路対向部分１２を移動したり、破損したりすることがある。さらに、ベルトコンベアフレーム５は、処理対象資源ごみ７１に接触して破損することがある。物体処理装置１は、処理対象資源ごみ７１が傾斜したり揺動したりすることが防止されることにより、比較例の物体処理装置に比較して、このような不具合が発生することを防止することができる。

［実施例１の物体処理装置１の効果］
　実施例１の物体処理装置１は、処理対象資源ごみ７１を把持するパッド３４と、パッド３４を移動させるＸ軸アクチュエータ３３とＺ軸アクチュエータ３５と、パッド３４に対して移動可能に支持される接触部材４１とを備えている。接触部材４１は、パッド３４が処理対象資源ごみ７１を把持しているときで、かつ、処理対象資源ごみ７１が持ち上げられる前に、処理対象資源ごみ７１のうちのパッド３４に接触しているパッド接触部分７５と異なる第１接触部分７３と第２接触部分７４とに接触する。このとき、実施例１の物体処理装置１は、処理対象資源ごみ７１が持ち上げられたときに、処理対象資源ごみ７１が傾斜したり揺動したりすることを防止することができる。

　また、実施例１の物体処理装置１は、接触部材アクチュエータ４２をさらに備えている。接触部材アクチュエータ４２は、パッド３４が処理対象資源ごみ７１を把持しているときに、接触部材４１を接触位置に向かって移動させ、パッド３４が処理対象資源ごみ７１を把持していないときに、接触部材４１が退避位置に配置されるように、接触部材４１を移動させる。このとき、実施例１の物体処理装置１は、パッド３４が処理対象資源ごみ７１を把持する前に、接触部材４１が処理対象資源ごみ７１に接触することを防止することができ、処理対象資源ごみ７１をパッド３４に適切に把持させることができる。

　また、実施例１の物体処理装置１は、パッド３４が処理対象資源ごみ７１と接触するときにパッド３４と処理対象資源ごみ７１とに囲まれるパッド内空間３８を減圧する真空器３６をさらに備えている。接触部材アクチュエータ４２は、シリンダ５１とピストン５２とアクチュエータ用真空配管５７とばね５４とを備えている。ピストン５２は、接触部材４１に固定されている。アクチュエータ用真空配管５７は、シリンダ５１とピストン５２とに囲まれるシリンダ室５６をパッド内空間３８に接続している。ばね５４は、接触部材４１が退避位置に向かって移動するようにピストン５２に力を与える。このとき、実施例１の物体処理装置１は、接触部材アクチュエータ４２を電気的に制御する必要がなく、処理対象資源ごみ７１がパッド３４に把持されているか否かに応じて接触部材４１を移動させる機構を簡素化することができる。

　ところで、既述の実施例１の物体処理装置１の接触部材アクチュエータ４２は、パッド内空間３８が減圧されているか否かに応じて接触部材４１を機械的に移動させているが、電気的に制御される他の接触部材アクチュエータに置換されてもよい。すなわち、制御装置６２は、パッド３４が処理対象資源ごみ７１を把持する前に、接触部材４１が退避位置に配置されるように、パッド３４が処理対象資源ごみ７１を把持した後に、接触部材４１が接触位置に向かって移動するように、接触部材アクチュエータを制御する。このような場合でも、物体処理装置は、処理対象資源ごみ７１が持ち上げられたときに、処理対象資源ごみ７１が傾斜したり揺動したりすることを防止することができ、パッド３４が処理対象資源ごみ７１を把持することを接触部材４１が妨害することを防止することができる。

　また、実施例１の物体処理装置１の接触部材４１は、接触部材４１が接触位置に配置されているときに接触部材４１がパッド３４を囲むように、リング状に形成されている。このとき、実施例１の物体処理装置１は、パッド３４が処理対象資源ごみ７１を把持するときに、接触部材４１を処理対象資源ごみ７１に確実に接触させることができる。実施例１の物体処理装置１は、接触部材４１が処理対象資源ごみ７１に確実に接触することにより、処理対象資源ごみ７１が持ち上がったときに処理対象資源ごみ７１が傾斜したり揺動したりすることを確実に防止することができる。

　実施例２の物体処理装置は、図１１に示されているように、既述の実施例１の物体処理装置１の接触部材アクチュエータ４２が圧縮ばね８１に置換され、他の部分は、既述の実施例１の物体処理装置１と同じである。図１１は、実施例２の物体処理装置の圧縮ばね８１を示す斜視図である。圧縮ばね８１は、コイルばねから形成されている。圧縮ばね８１の一端は、パッド３４に固定され、圧縮ばね８１の他端は、接触部材４１に固定されている。図１２は、接触位置に接触部材４１が配置されたときの実施例２の物体処理装置の圧縮ばね８１を示す側面図である。圧縮ばね８１は、接触位置と異なる他の位置に接触部材４１が配置されたときに、弾性変形し、弾性変形し、接触部材４１が退避位置に向かって並進するように、接触部材４１に弾性力を与える。

　図１３は、実施例２の物体処理装置においてパッド３４が処理対象資源ごみ８２を把持したときの接触部材４１を示す側面図である。接触部材４１は、パッド３４が下降する最中で、かつ、接触部材４１が物体除去領域１５に配置される複数のごみのうちの処理対象資源ごみ８２と異なる他のごみまたは処理対象資源ごみ８２に接触したときに、接触位置と異なる他の位置に移動する。実施例２の物体処理装置は、接触部材４１が移動することにより、パッド３４が処理対象資源ごみに接触することを接触部材４１が妨害することを防止し、パッド３４を処理対象資源ごみに適切に接触させることができる。

　接触部材４１は、処理対象資源ごみ８２のうちのパッド接触部分８３がパッド３４に吸着されたときに、処理対象資源ごみ８２のうちの第１接触部分８４と第２接触部分８５とに接触する。パッド接触部分８３は、第１接触部分８４と第２接触部分８５との間に配置されている。圧縮ばね８１は、接触部材４１が第１接触部分８４と第２接触部分８５とに接触するときに、接触部材４１が第１接触部分８４と第２接触部分８５とを下方に押し付けるように、接触部材４１に弾性力を与える。処理対象資源ごみ８２は、パッド接触部分８３がパッド３４に吸着されたときに第１接触部分８４と第２接触部分８５とが下方に押し付けられることにより、処理対象資源ごみ８２が傾斜したり揺動したりすることを防止することができる。

　実施例３の物体処理装置は、図１４に示されているように、既述の実施例１の物体処理装置１の接触部材４１が他の接触部材９１に置換され、既述の実施例１の物体処理装置１に上下スライダ９２と回転アクチュエータ９３とが追加されている。図１４は、実施例３の物体処理装置のロボット本体２４を示す側面図である。上下スライダ９２は、Ｚ軸アクチュエータ３５を介してＺ軸方向に並進可能に並進用支持部材３２に支持されている。Ｚ軸アクチュエータ３５は、制御装置６２に制御され、上下スライダ９２をＺ軸方向に平行に並進させる。パッド３４と接触部材９１とは、回転アクチュエータ９３を介して回転軸９４まわりに回転可能に上下スライダ９２に支持されている。回転軸９４は、Ｚ軸方向に平行であり、パッド３４と上下スライダ９２とに交差し、パッド３４と上下スライダ９２とに対して固定されている。回転アクチュエータ９３は、制御装置６２に制御され、パッド３４と接触部材９１とを回転軸９４まわりに回転させる。パッド３４は、パッド３４と接触部材９１とが回転軸９４まわりに回転した場合でも、回転軸９４がパッド３４と交差していることにより、上下スライダ９２に対して移動しないで、設置面７に対して移動しない。

　接触部材９１は、第１接触部分９５と第２接触部分９６とを備えている。接触部材９１は、第１接触部分９５と第２接触部分９６とが回転軸９４に交差しないように、かつ、第１接触部分９５と第２接触部分９６とパッド３４とが１つの水平面上に配置されるように、形成されている。接触部材９１は、さらに、図１５に示されているように、第１接触部分９５と第２接触部分９６とを結ぶ線分にパッド３４が交差するように、形成されている。図１５は、実施例３の物体処理装置のパッド３４と第１接触部分９５と第２接触部分９６とを示す平面図である。すなわち、第１接触部分９５は、パッド３４の一方の側に配置され、第２接触部分９６は、パッド３４の第１接触部分９５が配置される側の反対側に配置されている。第１接触部分９５と第２接触部分９６とは、回転アクチュエータ９３がパッド３４と接触部材９１とを回転軸９４まわりに回転させたときに、回転軸９４が第１接触部分９５と第２接触部分９６とに交差していないことにより、パッド３４まわりに回転する。

　実施例３の物体処理装置が設けられている資源ごみ自動分別装置の動作は、既述の実施例１の物体処理装置１の資源ごみ自動分別装置２の動作のうちの処理対象資源ごみを搬送路８からダストシュート２３に移動させる動作が、他の動作に置換されている。図１６は、実施例３の物体処理装置における処理対象資源ごみを搬送路８からダストシュート２３に移動させる動作を示すフローチャートである。制御装置６２は、搬送路８に沿って複数のごみを搬送する動作が実行される最中に、既述のステップＳ１の処理と同様に、画像撮像領域１４に配置される複数のごみが写るごみ選別用画像を撮像し、ごみ選別用画像に写る複数のごみから処理対象資源ごみを選択する（ステップＳ１１）。制御装置６２は、ごみ選別用画像に基づいて、撮像時刻に処理対象資源ごみが配置される撮影時座標を算出する。制御装置６２は、ごみ選別用画像に基づいて、処理対象資源ごみの長手方向９７（図１５参照）をさらに算出する。

　制御装置６２は、既述のステップＳ２の処理と同様に、把持タイミングより前のタイミングにパッド３４を把持準備位置に配置する（ステップＳ１２）。制御装置６２は、さらに、回転アクチュエータ９３を制御し、接触部材９１の第１接触部分９５と第２接触部分９６とを結ぶ線分が処理対象資源ごみの長手方向９７と平行になるように、接触部材９１を回転させる（ステップＳ１３）。

　制御装置６２は、パッド３４が把持準備位置に配置された後に、既述のステップＳ３の処理と同様に、パッド３４を下降させ（ステップＳ１４）、把持タイミングにパッド３４を処理対象資源ごみに接触させる。制御装置６２は、パッド３４が把持準備位置に配置された後に、さらに、既述のステップＳ４の処理と同様に、真空器３６に圧縮空気を供給し、パッド３４に処理対象資源ごみ７１を吸着させる（ステップＳ１５）。接触部材９１の第１接触部分９５と第２接触部分９６とは、パッド３４が処理対象資源ごみに接触したときに、物体処理装置のパッド３４と第１接触部分９５と第２接触部分９６とが同一平面上に配置されていることにより、処理対象資源ごみに接触する。

　制御装置６２は、第１接触部分９５と第２接触部分９６とが処理対象資源ごみに接触した後に、パッド３４を上昇させる。物体処理装置１は、処理対象資源ごみ７１が持ち上げられたときに、第１接触部分９５と第２接触部分９６とが処理対象資源ごみに接触していることにより、処理対象資源ごみ７１が傾斜したり揺動したりすることを防止することができる。

　制御装置６２は、予め定められた高さまでパッド３４が上昇した後に、既述のステップＳ６の処理と同様に、パッド３４をダストシュート２３の上に移動させ、パッド３４をダストシュート２３の上の投棄位置に配置する（ステップＳ１６）。制御装置６２は、パッド３４が投棄位置に配置された後に、既述のステップＳ７と同様に、圧縮空気が真空器３６に供給されることを停止し（ステップＳ１７）、処理対象資源ごみ７１をパッド３４から解放する。処理対象資源ごみは、パッド内空間３８が大気開放されることにより、パッド３４から解放され、落下し、ダストシュート２３に配置される。

　制御装置６２は、ステップＳ１１で撮像されたごみ選別用画像に写る複数のごみに複数の処理対象資源ごみが含まれているときに、複数の処理対象資源ごみが搬送路８からダストシュート２３に１つずつ移動するように、ステップＳ１２以降の処理を繰り返して実行する。

　実施例３の物体処理装置も、既述の実施例の物体処理装置と同様に、処理対象資源ごみが持ち上げられる前から処理対象資源ごみに接触部材９１を接触させることにより、持ち上げられた処理対象資源ごみが傾斜したり揺動したりすることを防止することができる。

　ところで、既述の実施例３の物体処理装置の接触部材９１は、第１接触部分９５と第２接触部分９６とが設けられているが、１つの接触部分のみが設けられるように形成されていてもよい。このとき、制御装置６２は、ごみ選別用画像に基づいて、処理対象資源ごみが持ち上げられたときに処理対象資源ごみのうちのパッド接触部分７５より上に上昇する上昇部分を推測し、回転アクチュエータ９３を用いて、上昇部分に接触部分が接触するように、接触部材を回転させる。このような場合でも、物体処理装置は、処理対象資源ごみに接触部分が接触することにより、処理対象資源ごみが傾斜したり揺動したりすることを防止することができる。

　ところで、既述の実施例３の物体処理装置は、接触部材９１がパッド３４に対して固定されているが、既述の接触部材４１と同様に、既述の接触部材アクチュエータ４２を用いて接触部材９１をパッド３４に対して昇降させてもよい。このような場合でも、物体処理装置は、処理対象資源ごみに接触部材９１が接触することにより、処理対象資源ごみが傾斜したり揺動したりすることを防止することができる。

　ところで、既述の実施例の物体処理装置のパッド３４は、パッド内空間３８を減圧することにより処理対象資源ごみを把持しているが、他の方法で処理対象資源ごみを把持する把持部に置換されてもよい。たとえば、把持部としては、処理対象資源ごみを挟んで把持するものが例示される。このような把持部が設けられた物体処理装置も、既述の実施例の物体処理装置と同様に、処理対象資源ごみに接触部材４１、９１が接触することにより、処理対象資源ごみが傾斜したり揺動したりすることを防止することができる。

　以上、実施例を説明したが、前述した内容により実施例が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

　１　：物体処理装置
　２　：資源ごみ自動分別装置
　３　：搬送装置
　２１：物体認識装置
　２４：ロボット本体
　３３：Ｘ軸アクチュエータ
　３４：パッド
　３５：Ｚ軸アクチュエータ
　３６：真空器
　３８：パッド内空間
　４１：接触部材
　４２：接触部材アクチュエータ
　５１：シリンダ
　５２：ピストン
　５４：ばね
　５６：シリンダ室
　５７：アクチュエータ用真空配管
　６２：制御装置
　７１：処理対象資源ごみ
　７３：第１接触部分
　７４：第２接触部分
　７５：パッド接触部分
　９１：接触部材
　９３：回転アクチュエータ

Claims

　物体を把持する把持部と、
　前記把持部を移動させる把持部アクチュエータと、
　前記把持部に対して移動可能に支持される接触部材とを備え、
　前記接触部材は、前記把持部が前記物体を把持しているときで、かつ、前記物体が持ち上げられる前に、前記物体の傾斜が低減されるように前記物体のうちの前記把持部に接触している第１部分から離れた第２部分に接触する
　物体処理装置。
　前記把持部が前記物体を把持していないときに前記接触部材が退避位置に配置されるように、前記把持部が前記物体を把持するときに前記接触部材が接触位置に配置されるように、前記接触部材を移動させる接触部材アクチュエータ
　をさらに備える請求項１に記載の物体処理装置。
　前記把持部が前記物体と接触するときに前記把持部と前記物体とに囲まれる第１室を減圧する真空器をさらに備え、
　前記接触部材アクチュエータは、
　シリンダと、
　前記接触部材に固定されるピストンと、
　前記シリンダと前記ピストンとに囲まれる第２室を前記第１室に接続する真空配管と、
　前記接触部材が前記退避位置に向かって移動するように前記ピストンに力を与える付勢部とを有する
　請求項２に記載の物体処理装置。
　前記物体が写る画像を撮像する撮像部と、
　前記接触部材を回転させる回転アクチュエータと、
　前記接触部材が前記接触位置に配置されたときに前記接触部材が前記物体に接触するように、前記画像に基づいて前記回転アクチュエータを制御する制御部
　とをさらに備える請求項２に記載の物体処理装置。
　前記接触部材は、前記接触部材が前記接触位置に配置されているときに、前記接触部材が前記把持部を囲むように形成される
　請求項２に記載の物体処理装置。