WO2023135690A1 - 物体処理装置 - Google Patents
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- B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
Definitions
- the technology of the present disclosure relates to an object processing device.
- the automatic recyclable sorting apparatus includes an object recognition device that determines the material and position of the recyclable waste based on the image of the recyclable waste, a gripper that grasps the recyclable waste made of a predetermined material, and a recyclable waste conveyer. an actuator for moving the gripper to be removed from the path.
- the disclosed technology has been made in view of this point, and aims to provide an object processing apparatus that prevents tilting of a lifted object.
- An object processing apparatus includes a gripping section that grips an object, a gripping section actuator that moves the gripping section, and a contact member that is movably supported with respect to the gripping section, and includes: A member contacts the grip portion of the object such that the tilt of the object is reduced when the grip portion grips the object and before the object is lifted. A second portion remote from the first portion is contacted.
- the disclosed object processing device can prevent the lifted object from tilting.
- FIG. 1 is a plan view showing an automatic recyclable sorting apparatus provided with an object processing apparatus of Embodiment 1.
- FIG. FIG. 2 is a perspective view showing an automatic recyclable sorting device.
- FIG. 3 is a side view showing the robot main body.
- FIG. 4 is a perspective view showing part of the robot main body.
- FIG. 5 is a vacuum circuit diagram showing a pad, a vacuum vessel, and a contact member actuator.
- FIG. 6 is a block diagram showing an object processing device.
- FIG. 7 is a flow chart showing the operation of moving the recyclable waste to be treated from the conveying path to the dust chute.
- FIG. 8 is a cross-sectional view showing the robot main body when the pad comes into contact with the recyclable waste to be treated.
- FIG. 9 is a perspective view showing the robot main body when the contact member comes into contact with the recyclable waste to be treated.
- FIG. 10 is a side view showing the robot main body of the object processing apparatus of the comparative example.
- FIG. 11 is a perspective view showing a compression spring of the object processing apparatus of Example 2.
- FIG. 12 is a side view showing the compression spring of the object processing apparatus of Example 2 when the contact member is arranged at the contact position.
- FIG. 13 is a side view showing the contact member when the pad grips the recyclable waste to be processed in the object processing apparatus of the second embodiment.
- FIG. 14 is a side view showing the robot main body of the object processing apparatus of Example 3.
- FIG. 15 is a plan view showing the pad, the first contact portion, and the second contact portion of the object processing apparatus of Example 3.
- FIG. FIG. 16 is a flow chart showing the operation of moving the recyclable waste to be processed from the transport path to the dust chute in the object processing apparatus of the third embodiment.
- FIG. 1 is a plan view showing an automatic recyclable sorting apparatus 2 provided with an object processing apparatus 1 of Embodiment 1.
- FIG. The recyclable automatic sorting device 2 includes a conveying device 3 and an object processing device 1 .
- the conveying device 3 is formed from a belt conveyor and comprises a belt conveyor frame 5 and a belt 6, with a belt drive not shown.
- the belt conveyor frame 5 is mounted on an installation surface 7 on which the automatic recyclable sorting device 2 is installed, and is fixed to the installation surface 7 .
- the belt 6 is made of a flexible material and formed into a loop-shaped belt.
- a transport path 8 is formed in the transport device 3 .
- the transport path 8 is along another plane parallel to the plane along which the installation surface 7 is aligned, and the straight line along which the transport path 8 is aligned is parallel to the transport direction 11 parallel to the plane along which the installation surface 7 is aligned.
- the belt 6 has a conveying path facing portion 12 .
- the conveying path facing portion 12 is arranged below the conveying path 8 and extends along the conveying path 8 .
- the belt 6 is further movably supported on the belt conveyor frame 5 via a belt drive.
- the belt driving device moves the belt 6 so that the conveying path facing portion 12 moves in the conveying direction 11 .
- the transport path 8 includes an image pickup area 14 and an object removal area 15, and an object supply area (not shown).
- the object removal area 15 is arranged downstream of the image pickup area 14 in the transport direction 11 .
- the object supply area is arranged upstream of the image pickup area 14 in the transport direction 11 .
- the object processing device 1 includes an object recognition device 21 and a robot 22.
- the object recognition device 21 is arranged near the image capturing area 14 .
- the object recognition device 21 has a camera (not shown) directed toward the image capturing area 14, and captures an image of an object arranged in the image capturing area 14 as viewed from directly above.
- the robot 22 is arranged near the object removal area 15 .
- the recyclable automatic sorting device 2 further includes a dust chute 23 .
- a dust chute 23 is arranged beside the transport device 3 and is arranged in the vicinity of the object removal area 15 .
- FIG. 2 is a perspective view showing the recyclable automatic sorting device 2.
- the robot 22 has a robot body 24 and a robot cover 25 .
- the robot cover 25 is generally box-shaped.
- the robot cover 25 is positioned over the object removal area 15 of the transport path 8 and the dust chute 23 such that the object removal area 15 of the transport path 8 and the robot body 24 are positioned inside the robot cover 25 . (see Figure 1).
- the robot cover 25 is fixed to the belt conveyor frame 5 and fixed to the installation surface 7 via the belt conveyor frame 5 .
- the robot cover 25 prevents an object handled by the robot body 24 in the object removal area 15 from scattering from the object removal area 15 .
- FIG. 3 is a side view showing the robot body 24.
- the robot body 24 includes a translational support member 32 , an X-axis actuator 33 , a pad 34 , a Z-axis actuator 35 , a vacuum device 36 and a grasping vacuum pipe 37 .
- the translational support member 32 is supported by a base 31 (see FIG. 2) fixed to the installation surface 7 so as to be translatable in parallel with the X-axis direction via an X-axis actuator 33 .
- the X-axis direction is perpendicular to the transport direction 11 and parallel to the plane along which the transport path 8 extends.
- Pad 34 is formed from an elastomer.
- a pad internal space 38 and an opening 39 are formed in the pad 34 .
- the pad internal space 38 is formed inside the pad 34 and connected to the outside of the pad 34 via the opening 39 .
- the pad 34 is supported by the translational support member 32 so as to be translatable in parallel with the Z-axis direction via the Z-axis actuator 35 .
- the Z-axis direction is perpendicular to the X-axis direction and perpendicular to the transport direction 11, ie perpendicular to the plane along which the transport path 8 runs and parallel to the vertical direction.
- the Z-axis actuator 35 translates the pad 34 parallel to the Z-axis direction with respect to the translation support member 32 .
- the pad 34 is arranged above the object removal area 15 of the transport path 8 or above the dust chute 23 by means of the translational support member 32 being translatable parallel to the X-axis direction via the X-axis actuator 33 . .
- the vacuum device 36 is fixed to the translation support member 32 .
- the grasping vacuum pipe 37 includes a flexible pipe. A flow path through which air flows is formed inside the grasping vacuum pipe 37 .
- One end of the gripping vacuum pipe 37 is connected to the vacuum device 36 , and the other end of the gripping vacuum pipe 37 is connected to the pad 34 .
- FIG. 4 is a perspective view showing part of the robot body 24.
- the robot body 24 further includes a contact member 41 and a contact member actuator 42 .
- the contact member 41 is formed in a ring shape.
- the contact member 41 is arranged along another plane parallel to the plane along which the transport path 8 runs, is supported by the pad 34 so as to be translatable in parallel with the Z-axis direction via the contact member actuator 42, and is moved to the retracted position or the placed in contact position.
- the contact member actuator 42 translates the contact member 41 parallel to the Z-axis direction.
- Contact member 41 is positioned above pad 34 as shown in FIG. 4 when contact member 41 is positioned in the retracted position.
- the contact member 41 moves toward the contact position and is arranged at the contact position by descending from the state in which the contact member 41 is arranged at the retracted position.
- FIG. 5 is a vacuum circuit diagram showing the pad 34, the vacuum chamber 36, and the contact member actuator 42.
- FIG. A nozzle 43 and a diffuser 44 are formed in the vacuum device 36, and a compressed air supply port 45, an exhaust port 46 and a suction port 47 are formed.
- the nozzle 43 discharges the compressed air supplied to the vacuum device 36 through the compressed air supply port 45 toward the diffuser 44 at high speed.
- the diffuser 44 exhausts the compressed air discharged from the nozzle 43 to the outside of the vacuum device 36 through the exhaust port 46 together with the air in the suction port 47 . That is, the vacuum device 36 sucks air from the suction port 47 by discharging the air from the suction port 47 through the exhaust port 46 while compressed air is being supplied to the compressed air supply port 45 .
- the vacuum device 36 is configured such that the air pressure at the suction port 47 is equal to the pressure at the exhaust port 46 (atmospheric pressure) when compressed air is not supplied to the compressed air supply port 45 . Allow air to flow between them.
- the suction port 47 is connected to the pad internal space 38 of the pad 34 via the gripping vacuum pipe 37 .
- the contact member actuator 42 includes a cylinder 51, a piston 52, a rod 53 and a spring 54. Inside the cylinder 51, a cylindrical space 55 is formed.
- the piston 52 is formed in a columnar shape, is fitted into the cylinder inner space 55, and is supported by the cylinder 51 so as to be able to translate in parallel to the Z-axis direction.
- a cylinder chamber 56 surrounded by the cylinder 51 and the piston 52 is formed in the contact member actuator 42 by fitting the piston 52 into the cylinder inner space 55 .
- the cylinder chamber 56 is connected to the pad internal space 38 of the pad 34 via an actuator vacuum pipe 57 .
- the rod 53 is formed in a bent bar shape. One end of the rod 53 is joined to the piston 52 and the other end of the rod 53 is joined to the contact member 41 . That is, the contact member 41 is fixed to the rod 53 and fixed to the piston 52 via the rod 53 .
- Spring 54 is formed from a compression coil spring. One end of the spring 54 is fixed to the cylinder 51 and the other end of the spring 54 is fixed to the piston 52 . The spring 54 is elastically deformed and applies an elastic force to the piston 52 so that the piston 52 rises relative to the cylinder 51, that is, the contact member 41 is translated toward the retracted position.
- FIG. 6 is a block diagram showing the object processing device 1.
- the object processing apparatus 1 further includes a compressor 61 and a control device 62 .
- the compressor 61 compresses air to generate compressed air.
- the compressor 61 is further controlled by the controller 62 to supply compressed air to the vacuum device 36 or stop supplying compressed air to the vacuum device 36 .
- the control device 62 is a computer and includes a storage device 63 and a CPU 64 (Central Processing Unit).
- a computer program installed in the control device 62 is recorded in the storage device 63, and information used by the CPU 64 is recorded.
- the CPU 64 executes computer programs installed in the control device 62 , processes information, controls the storage device 63 , and controls the object recognition device 21 , the X-axis actuator 33 , the Z-axis actuator 35 and the compressor 61 .
- the computer programs installed in the control device 62 include multiple computer programs that cause the control device 62 to implement multiple functions.
- the multiple functions include a sorting section 65 and a robot control section 66 .
- the sorting unit 65 controls the object recognition device 21 so that a dust sorting image showing a plurality of objects arranged in the image capturing area 14 of the transport path 8 is captured.
- the sorting unit 65 further controls the storage device 63 so that the dust sorting image is recorded in the storage device 63 in association with the imaging time at which the dust sorting image was taken.
- the sorting unit 65 performs image processing on the trash sorting image, selects recyclable waste to be processed from a plurality of objects appearing in the trash sorting image, and calculates the position where the recyclable waste to be processed is arranged.
- the robot control unit 66 controls the X-axis actuator 33 and the robot control unit 66 so that the recyclable waste to be processed is removed from the transport path 8 and placed on the dust chute 23. It controls the Z-axis actuator 35 and the compressor 61 .
- the operation of the recyclable automatic sorting device 2 includes an operation of conveying a plurality of pieces of garbage along the conveying path 8 and an operation of moving the recyclable garbage to be treated from the conveying path 8 to the dust chute 23 .
- the user operates the conveying device 3 to start the conveying device 3 .
- the belt drive unit of the transport device 3 moves the belt 6 so that the transport path facing portion 12 of the belt 6 is translated in the transport direction 11 at a predetermined constant transport speed. .
- the user further places a plurality of pieces of waste on the portion of the transport path facing portion 12 that faces the object supply area.
- the plurality of garbage includes recyclable garbage to be processed.
- Recyclable waste to be treated is recyclable waste that needs to be removed from the transport path 8 and recyclable waste that needs to be moved to the dust chute 23 .
- a bottle made of glass colored in a predetermined color (for example, brown) is exemplified as the recyclable waste to be treated.
- a plurality of pieces of dust placed on the conveying path facing portion 12 are conveyed in the conveying direction 11 along the conveying path 8 at a conveying speed by the translation of the belt 6 .
- a plurality of pieces of dust conveyed along the conveying path 8 are arranged in the image capturing area 14 .
- a plurality of dust particles placed in the image pickup area 14 are further transported along the transport path 8 and placed in the object removal area 15 .
- a plurality of pieces of dust placed in the object removal area 15 are further transported along the transport path 8 and placed in an area downstream of the object removal area 15 .
- FIG. 7 is a flow chart showing the operation of moving the recyclable waste to be treated from the transport path 8 to the dust chute 23.
- the operation of moving the recyclable waste to be treated from the conveying path 8 to the dust chute 23 is performed while the operation of conveying a plurality of pieces of refuse along the conveying path 8 is being performed.
- the control device 62 uses the object recognition device 21 to capture a dust sorting image in which a plurality of dusts arranged in the image capturing area 14 are captured.
- the control device 62 records the dust sorting image in the storage device 63 in association with the imaging time at which the dust sorting image was taken.
- the control device 62 performs image processing on the garbage sorting image, and selects recyclable garbage to be processed from a plurality of pieces of garbage appearing in the garbage sorting image (step S1).
- the control device 62 further calculates coordinates at the time of shooting based on the result of the image processing.
- the coordinates at the time of photographing indicate the position where the recyclable waste to be processed is placed at the time of photographing.
- the control device 62 calculates the gripping timing and the gripping preparation position based on the transport speed, the imaging time, and the coordinates at the time of imaging.
- the gripping timing indicates the timing when the recyclable waste to be treated passes through the movable range of the pad 34 .
- the gripping preparation position indicates a position above the position where the recyclable waste to be processed is arranged at the gripping timing.
- the controller 62 controls the X-axis actuator 33 to place the pad 34 at the gripping preparation position at a timing prior to the gripping timing (step S2).
- the contact member actuator 42 arranges the contact member 41 at the retracted position when the pad 34 is arranged at the grasping preparation position. That is, the pad internal space 38 of the pad 34 is open to the atmosphere when the opening 39 is not closed.
- the cylinder chamber 56 is opened to the atmosphere via the vacuum pipe 57 for the actuator because the pad inner space 38 is open to the atmosphere.
- the piston 52 is lifted by the elastic force of the spring 54 when the cylinder chamber 56 is opened to the atmosphere. As the piston 52 rises, the contact member 41 moves toward the retracted position and is arranged at the retracted position.
- the controller 62 controls the Z-axis actuator 35 to lower the pad 34 so that the pad 34 comes into contact with the recyclable waste to be treated at gripping timing (step S3). . Since the contact member 41 is arranged at the retracted position, the object processing apparatus 1, when the pad 34 is lowered, disposes of other recyclable wastes different from the processing target wastes among the plurality of wastes placed in the object removal area 15. It is possible to prevent the contact member 41 from coming into contact with dust. Since the contact member 41 is arranged at the retracted position, the object processing apparatus 1 can further prevent the contact member 41 from coming into contact with the recyclable waste to be processed when the pad 34 is lowered. The object processing apparatus 1 can appropriately bring the pad 34 into contact with the recyclable waste to be processed by preventing the contact member 41 from contacting the object when the pad 34 contacts the recyclable waste to be processed.
- FIG. 8 is a cross-sectional view showing the robot main body 24 when the pad 34 contacts the recyclable waste 71 to be treated.
- the pad inner space 38 of the pad 34 is sealed from the outside by closing the opening 39 with the recyclable waste 71 to be treated.
- the control device 62 further controls the compressor 61 to supply compressed air to the vacuum device 36 and cause the pad 34 to absorb the recyclable waste 71 (step S4). ). That is, the nozzle 43 of the vacuum device 36 discharges compressed air toward the diffuser 44 by supplying compressed air from the compressor 61 to the compressed air supply port 45 . The diffuser 44 discharges the air in the suction port 47 together with the compressed air by discharging the compressed air from the nozzle 43 toward the diffuser 44 . When the air in the suction port 47 is exhausted, the vacuum device 36 sucks the air from the pad inner space 38 of the pad 34 via the grasping vacuum pipe 37 to reduce the pressure of the pad inner space 38 . When the opening 39 is blocked by the recyclable waste 71 to be processed, the pad 34 absorbs the recyclable waste 71 to be processed and grips the recyclable waste 71 by decompressing the space 38 inside the pad. .
- the contact member actuator 42 moves the contact member 41 toward the contact position when the pad internal space 38 is decompressed (step S5). That is, the cylinder chamber 56 of the contact member actuator 42 is decompressed by sucking air through the actuator vacuum pipe 57 by decompressing the pad internal space 38 .
- the piston 52 is lowered by atmospheric pressure against the elastic force of the spring 54 when the pressure in the cylinder chamber 56 is reduced. As the piston 52 descends, the contact member 41 moves toward the contact position, and as shown in FIG. come into contact with FIG. 9 is a perspective view showing the robot main body 24 when the contact member 41 contacts the recyclable waste 71 to be treated.
- the first contact portion 73 is arranged away from the pad contact portion 75 on one side in the longitudinal direction of the recyclable waste 71 to be disposed of the pad contact portion 75 in contact with the pad 34 of the recyclable waste 71 to be disposed. It is The second contact portion 74 is arranged away from the pad contact portion 75 on the other side of the pad contact portion 75 in the longitudinal direction of the recyclable waste 71 to be treated. That is, the pad contact portion 75 that contacts the pad 34 of the recyclable waste 71 to be treated is arranged between the first contact portion 73 and the second contact portion 74 .
- the contact member actuator 42 presses the first contact portion 73 and the second contact portion 74 downward by moving the contact member 41 toward the contact position.
- the control device 62 controls the Z-axis actuator 35 to raise the pad 34 after the contact member 41 contacts the recyclable waste to be treated. As the pad 34 rises, the recyclable waste 71 to be treated is separated from the belt 6 and lifted. In the object processing apparatus 1, when the recyclable waste 71 to be processed is lifted, the first contact portion 73 and the second contact portion 74 are pressed downward, so that the recyclable waste 71 to be processed is tilted or shaken. movement can be prevented.
- the controller 62 controls the X-axis actuator 33 to move the pad 34 to the dump position above the dust chute 23 and place the pad 34 in the dump position (step S6).
- the control device 62 releases the recyclable waste 71 to be treated from the pad 34 after the pad 34 is placed at the dumping position. That is, after the pad 34 is placed on the dust chute 23, the controller 62 controls the compressor 61 to stop supplying the compressed air to the vacuum device 36 (step S7). Since the supply of compressed air to the vacuum device 36 is stopped, the vacuum device 36 supplies air from the exhaust port 46 to the pad internal space 38 to open the pad internal space 38 to the atmosphere. The recyclable waste to be treated is released from the pad 34 by opening the space 38 in the pad to the atmosphere, falls, and is placed on the dust chute 23 .
- the contact member actuator 42 moves the contact member 41 toward the retracted position when the pad internal space 38 is opened to the atmosphere (step S8). That is, the actuator vacuum pipe 57 supplies air from the pad internal space 38 to the cylinder chamber 56 by opening the pad internal space 38 to the atmosphere, thereby opening the cylinder chamber 56 to the atmosphere.
- the piston 52 is lifted by the elastic force of the spring 54 when the cylinder chamber 56 is opened to the atmosphere. As the piston 52 rises, the contact member 41 moves toward the retracted position and is arranged at the retracted position.
- control device 62 allows the plurality of recyclable pieces of recyclable waste to be processed to pass from the transport path 8 to the dust chute 23.
- the processing after step S2 is repeatedly executed so as to move one by one.
- the object processing apparatus of the comparative example has the contact member 41 and the contact member actuator 42 omitted from the object processing apparatus 1 of the first embodiment, and the other parts are the same as those described above. is the same as the object processing apparatus 1 of the first embodiment.
- FIG. 10 is a side view showing the robot main body 24 of the object processing apparatus of the comparative example.
- the lifted recyclable waste 71 tilts or swings so that the first contact portion 73 or the second contact portion 74 is positioned above the pad contact portion 75.
- problems may occur due to tilting or swinging of the lifted recyclable waste 71 to be processed.
- the inclined recyclable waste 71 is different from the waste recyclable to be processed among the plurality of wastes placed in the object removal area 15 . and contact the belt conveyor frame 5.
- the recyclable waste 71 to be treated may come off the pad 34 or be damaged by coming into contact with other objects.
- garbage that comes into contact with the recyclable garbage to be treated may move on the conveying path facing portion 12 of the belt 6 or be damaged.
- the belt conveyor frame 5 may come into contact with the recyclable waste 71 to be treated and be damaged.
- the object processing apparatus 1 prevents the recyclable waste 71 to be processed from tilting or swinging, thereby preventing such problems from occurring as compared with the object processing apparatus of the comparative example. be able to.
- the object processing apparatus 1 of the first embodiment includes a pad 34 for gripping recyclable waste 71 to be processed, an X-axis actuator 33 and a Z-axis actuator 35 for moving the pad 34, and a contact device movably supported on the pad 34.
- a member 41 is provided.
- the contact member 41 is a pad that is in contact with the pad 34 of the recyclable waste 71 to be processed while the pad 34 is gripping the recyclable waste 71 to be processed and before the recyclable waste 71 to be processed is lifted. It contacts a first contact portion 73 and a second contact portion 74 that are different from the contact portion 75 .
- the object processing apparatus 1 of the first embodiment can prevent the target recyclable waste 71 from tilting or swinging when the target recyclable waste 71 is lifted.
- the object processing apparatus 1 of Example 1 further includes a contact member actuator 42 .
- the contact member actuator 42 moves the contact member 41 toward the contact position when the pad 34 is gripping the recyclable waste 71 to be processed, and moves the contact member 41 toward the contact position when the pad 34 is not gripping the recyclable waste 71 to be processed.
- the contact member 41 is moved so that the contact member 41 is arranged at the retracted position.
- the object processing apparatus 1 of the first embodiment can prevent the contact member 41 from coming into contact with the processing target recyclable waste 71 before the pad 34 grips the processing target recyclable waste 71. Dust 71 can be properly gripped by pad 34 .
- the object processing apparatus 1 of the first embodiment further includes a vacuum device 36 that decompresses the space 38 in the pad surrounded by the pad 34 and the recyclable waste 71 to be processed when the pad 34 comes into contact with the recyclable waste 71 to be processed.
- the contact member actuator 42 includes a cylinder 51 , a piston 52 , an actuator vacuum pipe 57 and a spring 54 .
- Piston 52 is fixed to contact member 41 .
- An actuator vacuum pipe 57 connects a cylinder chamber 56 surrounded by the cylinder 51 and the piston 52 to the pad internal space 38 .
- Spring 54 urges piston 52 to move contact member 41 toward the retracted position.
- the object processing apparatus 1 of the first embodiment does not need to electrically control the contact member actuator 42, and moves the contact member 41 according to whether the recyclable waste 71 to be processed is gripped by the pad 34. It is possible to simplify the mechanism for
- the contact member actuator 42 of the object processing apparatus 1 of the first embodiment described above mechanically moves the contact member 41 according to whether or not the pad internal space 38 is decompressed.
- Other controlled contact member actuators may be substituted. That is, the controller 62 controls the contact member 41 after the pad 34 grips the recyclable waste 71 so that the contact member 41 is arranged at the retracted position before the pad 34 grips the recyclable waste 71 to be processed. controls the contact member actuator such that the moves toward the contact position. Even in such a case, the object processing apparatus can prevent the recyclable waste 71 to be slanted or shaken when the recyclable waste 71 to be processed is lifted, and the pad 34 can be prevented from being swayed. It is possible to prevent the contact member 41 from interfering with gripping the recyclable waste 71 .
- the contact member 41 of the object processing apparatus 1 of the first embodiment is formed in a ring shape so that the contact member 41 surrounds the pad 34 when the contact member 41 is arranged at the contact position. At this time, the object processing apparatus 1 of the first embodiment can reliably bring the contact member 41 into contact with the processing target recyclable waste 71 when the pad 34 grips the processing target recyclable waste 71 . In the object processing apparatus 1 of the first embodiment, the contact member 41 reliably contacts the target recyclable waste 71, so that when the target recyclable waste 71 is lifted, the target recyclable waste 71 does not tilt or swing. can be reliably prevented.
- FIG. 11 is a perspective view showing the compression spring 81 of the object processing apparatus of Example 2.
- FIG. Compression spring 81 is formed from a coil spring. One end of the compression spring 81 is fixed to the pad 34 and the other end of the compression spring 81 is fixed to the contact member 41 .
- FIG. 12 is a side view showing the compression spring 81 of the object processing apparatus of Example 2 when the contact member 41 is arranged at the contact position. The compression spring 81 elastically deforms when the contact member 41 is placed at a position different from the contact position, elastically deforms, and is elastically applied to the contact member 41 so that the contact member 41 is translated toward the retracted position. give power.
- FIG. 13 is a side view showing the contact member 41 when the pad 34 grips the recyclable waste 82 to be processed in the object processing apparatus of the second embodiment. While the pad 34 is descending, the contact member 41 moves other garbage or the recyclable garbage 82 to be treated that is different from the recyclable garbage 82 among the plurality of garbage placed in the object removal area 15 . When it touches , it moves to another position different from the contact position.
- the object processing apparatus of the second embodiment prevents the contact member 41 from interfering with the contact of the pad 34 with the recyclable waste to be processed by the movement of the contact member 41, and appropriately adjusts the pad 34 to the recyclable waste to be processed. can be contacted.
- the contact member 41 contacts the first contact portion 84 and the second contact portion 85 of the recyclable waste 82 to be processed when the pad contact portion 83 of the recyclable waste 82 to be processed is adsorbed to the pad 34 .
- Pad contact portion 83 is positioned between first contact portion 84 and second contact portion 85 .
- the compression spring 81 is configured such that the contact member 41 presses the first contact portion 84 and the second contact portion 85 downward when the contact member 41 contacts the first contact portion 84 and the second contact portion 85 . Elastic force is applied to the contact member 41 .
- the first contact portion 84 and the second contact portion 85 are pressed downward, so that the recyclable waste 82 to be processed is tilted or shaken. movement can be prevented.
- the object processing apparatus of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, except that the contact member 41 of the object processing apparatus 1 of the first embodiment is replaced with another contact member 91.
- a vertical slider 92 and a rotary actuator 93 are added to the object processing apparatus 1 of FIG.
- FIG. 14 is a side view showing the robot main body 24 of the object processing apparatus of Example 3.
- the vertical slider 92 is supported by the translational support member 32 so as to be translatable in the Z-axis direction via the Z-axis actuator 35 .
- the Z-axis actuator 35 is controlled by the control device 62 to translate the vertical slider 92 parallel to the Z-axis direction.
- Pad 34 and contact member 91 are supported by vertical slider 92 so as to be rotatable about rotary shaft 94 via rotary actuator 93 .
- the rotating shaft 94 is parallel to the Z-axis direction, crosses the pad 34 and the vertical slider 92 , and is fixed to the pad 34 and the vertical slider 92 .
- the rotary actuator 93 is controlled by the control device 62 to rotate the pad 34 and the contact member 91 around the rotary shaft 94 . Even when the pad 34 and the contact member 91 rotate around the rotary shaft 94, the pad 34 does not move relative to the vertical slider 92 because the rotary shaft 94 intersects the pad 34, and the pad 34 remains on the installation surface 7. do not move against
- the contact member 91 has a first contact portion 95 and a second contact portion 96 .
- the contact member 91 is configured such that the first contact portion 95 and the second contact portion 96 do not cross the rotation axis 94 and the first contact portion 95, the second contact portion 96 and the pad 34 are arranged on one horizontal plane. It is formed to be arranged. Further, the contact member 91 is formed so that the line segment connecting the first contact portion 95 and the second contact portion 96 is intersected by the pad 34, as shown in FIG.
- FIG. 15 is a plan view showing the pad 34, the first contact portion 95 and the second contact portion 96 of the object processing apparatus of Example 3.
- FIG. 15 is a plan view showing the pad 34, the first contact portion 95 and the second contact portion 96 of the object processing apparatus of Example 3.
- first contact portion 95 is located on one side of the pad 34 and the second contact portion 96 is located on the opposite side of the pad 34 from which the first contact portion 95 is located.
- the first contact portion 95 and the second contact portion 96 are arranged such that when the rotary actuator 93 rotates the pad 34 and the contact member 91 around the rotary shaft 94 , the rotary shaft 94 is in second contact with the first contact portion 95 . It rotates about pad 34 by not intersecting portion 96 .
- FIG. 16 is a flow chart showing the operation of moving the recyclable waste to be processed from the transport path 8 to the dust chute 23 in the object processing apparatus of the third embodiment. While the operation of conveying a plurality of pieces of dust along the conveying path 8 is being executed, the control device 62 captures a plurality of pieces of dust arranged in the image capturing area 14 in the same manner as in the process of step S1 described above.
- a garbage sorting image is captured, and recyclable garbage to be processed is selected from a plurality of pieces of garbage appearing in the garbage sorting image (step S11).
- the control device 62 calculates the photographing time coordinates at which the processing target recyclable garbage is arranged at the photographing time.
- the control device 62 further calculates the longitudinal direction 97 (see FIG. 15) of the recyclable waste to be processed based on the waste sorting image.
- the control device 62 places the pad 34 at the gripping preparation position at a timing prior to the gripping timing (step S12), similar to the process of step S2 described above.
- the control device 62 further controls the rotary actuator 93 so that the line segment connecting the first contact portion 95 and the second contact portion 96 of the contact member 91 is parallel to the longitudinal direction 97 of the recyclable waste to be treated.
- the contact member 91 is rotated (step S13).
- step S14 the control device 62 lowers the pad 34 (step S14) in the same manner as in the process of step S3, and brings the pad 34 into contact with the recyclable waste to be processed at the timing of gripping.
- the control device 62 further supplies compressed air to the vacuum device 36 and sucks the recyclable waste 71 to be treated on the pad 34 in the same manner as in the process of step S4 described above. (step S15).
- the first contact portion 95 and the second contact portion 96 of the contact member 91 are in contact with the pad 34, the first contact portion 95 and the second contact portion 96 of the object processing apparatus when the pad 34 contacts the recyclable waste to be treated. are arranged on the same plane, they come into contact with the recyclable waste to be treated.
- the control device 62 raises the pad 34 after the first contact portion 95 and the second contact portion 96 come into contact with the recyclable waste to be treated.
- the first contact portion 95 and the second contact portion 96 are in contact with the recyclable waste to be processed, so that the recyclable waste 71 to be processed is tilted. It is possible to prevent it from falling or swinging.
- the control device 62 moves the pad 34 above the dust chute 23 and moves the pad 34 above the dust chute 23 in the same manner as in step S6. Arrange at the discarding position (step S16). After the pad 34 is placed at the dumping position, the control device 62 stops supplying the compressed air to the vacuum device 36 (step S17), similarly to step S7 described above, and removes the recyclable waste 71 to be treated. release from pad 34; The recyclable waste to be treated is released from the pad 34 by opening the space 38 in the pad to the atmosphere, falls, and is placed on the dust chute 23 .
- the control device 62 allows the plurality of recyclable wastes to be processed to pass from the conveying path 8 to the dust chute 23.
- the processes after step S12 are repeatedly executed so as to move one by one.
- the object processing apparatus of the third embodiment similarly to the object processing apparatus of the above-described embodiments, by bringing the contact member 91 into contact with the recyclable waste to be processed before the recyclable waste to be processed is lifted, the object to be processed is lifted. It is possible to prevent the recyclable waste from tilting or swinging.
- the contact member 91 of the object processing apparatus of the third embodiment described above is provided with the first contact portion 95 and the second contact portion 96, it is formed so that only one contact portion is provided. may At this time, based on the garbage sorting image, the control device 62 estimates the portion of the recyclable waste to rise above the pad contact portion 75 when the recyclable waste to be processed is lifted, and the rotation actuator 93 is used to rotate the contact member so that the contact portion contacts the raised portion. Even in such a case, the object processing apparatus can prevent the recyclable waste to be disposed of from tilting or swinging due to contact of the contact portion with the recyclable waste to be disposed of.
- the contact member 91 is fixed to the pad 34, but the contact member actuator 42 is used to make contact with the pad 34 in the same manner as the contact member 41.
- the member 91 may be raised and lowered with respect to the pad 34 . Even in such a case, the object processing apparatus can prevent the recyclable waste to be processed from tilting or swinging due to the contact member 91 coming into contact with the recyclable waste to be processed.
- the pad 34 of the object processing apparatus of the above-described embodiment grips the recyclable waste to be processed by decompressing the space 38 inside the pad.
- a gripping part there is a gripping part that sandwiches and grips the recyclable waste to be treated.
- the recyclable waste to be processed is tilted by the contact members 41 and 91 coming into contact with the recyclable waste to be processed, similarly to the object processing apparatus of the above-described embodiments. or swinging can be prevented.
- the embodiments have been described above, the embodiments are not limited by the above-described contents.
- the components described above include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those within the so-called equivalent range.
- the components described above can be combined as appropriate.
- at least one of various omissions, replacements, and modifications of components can be made without departing from the gist of the embodiments.
- Object processing device 2 Recyclable automatic sorting device 3: Transfer device 21: Object recognition device 24: Robot main body 33: X-axis actuator 34: Pad 35: Z-axis actuator 36: Vacuum chamber 38: Pad inner space 41: Contact Member 42: Contact member actuator 51: Cylinder 52: Piston 54: Spring 56: Cylinder chamber 57: Vacuum piping for actuator 62: Control device 71: Recyclable waste to be treated 73: First contact part 74: Second contact part 75: Pad Contact portion 91: Contact member 93: Rotary actuator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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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
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)。
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。
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。
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。
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
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 (5)
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/000786 WO2023135690A1 (ja) | 2022-01-12 | 2022-01-12 | 物体処理装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/000786 WO2023135690A1 (ja) | 2022-01-12 | 2022-01-12 | 物体処理装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2023135690A1 true WO2023135690A1 (ja) | 2023-07-20 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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PCT/JP2022/000786 WO2023135690A1 (ja) | 2022-01-12 | 2022-01-12 | 物体処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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WO (1) | WO2023135690A1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2022
- 2022-01-12 WO PCT/JP2022/000786 patent/WO2023135690A1/ja active Application Filing
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