特開 2023-174237 パラレルリンクロボット及び物品移載装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023174237

(43)【公開日】2023-12-07

(54)【発明の名称】パラレルリンクロボット及び物品移載装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 11/00 20060101AFI20231130BHJP

   B65B 5/08 20060101ALI20231130BHJP

   B65G 47/91 20060101ALI20231130BHJP

【ＦＩ】

B25J11/00 D

B65B5/08

B65G47/91 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022086981

(22)【出願日】2022-05-27

(71)【出願人】

【識別番号】000141886

【氏名又は名称】株式会社京都製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北浦 寛斗

【テーマコード（参考）】

3C707

3E003

3F072

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707BS24

3C707BT16

3C707CV09

3C707CX01

3C707CX03

3C707CY01

3C707CY36

3C707DS01

3C707FS01

3C707FU01

3C707HS20

3C707HS27

3C707HT12

3C707HT21

3C707KS03

3C707KS16

3C707KT01

3C707KT05

3C707KT18

3C707LT06

3C707LV07

3C707MT03

3C707NS02

3C707NS06

3E003AA01

3E003AB01

3E003BC01

3E003BD04

3E003CA02

3E003CB06

3E003DA06

3F072AA06

3F072KA01

3F072KD03

3F072KD23

3F072KD26

(57)【要約】

【課題】物品の移動範囲を確保しつつ、設置面積を小さくすることができるパラレルリンクロボット及びパラレルリンクロボットを用いた物品移載装置を提供する。
【解決手段】物品Ｏｂを保持して移動させるパラレルリンクロボット１００である。パラレルリンクロボット１００は、本体部１０に径方向及び上下方向に揺動可能に支持される３個のリンク部２１と、物品Ｏｂを保持するとともに各リンク部２１の下端それぞれが回転可能に取り付けられる保持部３０と、を有する。平面視において、２個の支持部１１は、リンク部２１の揺動軸Ｓｘとリンク部２１ｂ及び２１ｃの中心線との交点Ｒ２が中心軸Ｃｘを中心とするピッチ円Ｃｐ上となるように配置され、残りのリンク部２１ａの交点Ｒ１がピッチ円Ｃｐの内側である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物品を保持して移動させるパラレルリンクロボットであって、
本体部と、
前記本体部に径方向及び上下方向に揺動可能に支持される３個のリンク部と、
前記物品を保持するとともに各前記リンク部の下端それぞれが回転可能に取り付けられる保持部と、を有し、
前記本体部は、各前記リンク部をそれぞれ支持する３個の支持部を有し、
前記支持部は、平面視において、上下に延びる中心軸を中心とする周方向に等中心角度で配列されており、
平面視において、２個の前記支持部は、前記リンク部の揺動時の中心である揺動軸と前記リンク部の中心線との交点が前記中心軸を中心とする同一半径のピッチ円上となるように配置され、残り１個の前記支持部は前記揺動軸と前記リンク部の中心線との交点が前記ピッチ円の内側となるように配置されるパラレルリンクロボット。

【請求項2】

各前記リンク部は、
一端が前記支持部に支持される上部アームと、
前記上部アームの他端と前記保持部とを連結する下部アームと、を有し、
前記下部アームの上端は前記上部アームと、下端は前記保持部とそれぞれ回転可能に接続し、
平面視において、前記揺動軸と前記リンク部の中心線との交点が前記ピッチ円の内側となるように配置された前記支持部に接続される前記リンク部のすくなくとも上部アームが、他の前記リンク部の前記上部アームよりも長い請求項１に記載のパラレルリンクロボット。

【請求項3】

各前記リンク部は、
前記上部アームを駆動する駆動部と、
前記駆動部の駆動力を伝達する駆動力伝達機構と、を有し、
全ての前記リンク部の前記駆動部は、同じ構成であり、
平面視において、前記揺動軸と前記リンク部の中心線との交点が前記ピッチ円の内側となるように配置された前記支持部に接続される前記リンク部の前記駆動力伝達機構の減速比は、他のリンク部の前記駆動力伝達機構の減速比よりも大きい請求項２に記載のパラレルリンクロボット。

【請求項4】

平面視において、前記揺動軸と前記リンク部の中心線との交点が前記ピッチ円の内側となるように配置された前記支持部は、前記中心軸に対して接近又は離間する方向に一定の移動範囲で移動可能であるとともに、移動範囲内の任意の位置で固定可能である請求項１から請求項３のいずれかに記載のパラレルリンクロボット。

【請求項5】

平面視において、揺動軸と前記リンク部の中心線との交点が前記ピッチ円の内側となるように配置された前記支持部に接続される前記リンク部は、前記物品の移動方向と交差する方向に延びる請求項１から請求項３のいずれかに記載のパラレルリンクロボット。

【請求項6】

請求項５に記載のパラレルリンクロボットと、
前記パラレルリンクロボットに近接して配置されて前記物品を搬送する搬送部と、を有し、前記搬送部にて搬送される前記物品を保持し、別途設けられた収容箱に移し替える物品移載装置であって、
平面視において、前記ピッチ円の内側となるように配置された前記支持部に接続される前記リンク部は、前記搬送部による前記物品の搬送方向に沿う方向に延びる物品移載装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物品を取り扱うパラレルリンクロボット及びパラレルリンクロボットを用いた物品移載装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、作業対象物品（以下、物品とする）の三次元空間内における、移動やハンドリングにパラレルリンクロボットの使用が増えている。パラレルリンクロボットは、互いに並列に配置された複数のアームによって下端に配置される保持部を支持するパラレルリンク機構を備える。各アームは、アクチュエータによって駆動される。パラレルリンクロボットでは、アクチュエータの動作を制御することで、各アームの角度を制御することで、保持部を三次元的に移動させることが可能となる（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

上述したパラレルリンクロボットでは、保持部で物品を保持し、保持部を移動させることで、物品の移動及びハンドリングを実行する。例えば、コンベヤの搬送方向と交差する方向に物品を移動させることができるようにパラレルリンクロボットが配置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１０４５５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のパラレルリンクロボットでは、同じ形状の３本のアームが周方向に等間隔で配置されるため、可動部の移動範囲が中心軸を中心とした円形状になる。そのため、物品の移動範囲が一方向に長い場合、移動範囲の最長の長さを直径とする円形の移動範囲を有するパラレルリンクロボットを用いる必要があり、大きな設置面積が必要になる。

【0006】

そこで、本発明は、作業に必要な可動範囲を確保しつつ、従来の構成よりも設置面積を小さくできるパラレルリンクロボットを提供することを目的とする。

【0007】

また、本発明は、設置面積が小さいパラレルリンクロボットを用いることで、設置面積を小さくできる物品移載装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために本発明にかかるパラレルリンクロボットは、物品を保持して移動させる。このパラレルリンクロボット１００は、本体部と、前記本体部に径方向及び上下方向に揺動可能に支持される３個のリンク部と、前記物品を保持するとともに各前記リンク部の下端それぞれが回転可能に取り付けられる保持部と、を有する。前記本体部は、各前記リンク部をそれぞれ支持する３個の支持部を有する。前記支持部は、平面視において、上下に延びる中心軸を中心とする周方向に等中心角度で配列される。平面視において、２個の前記支持部は、前記リンク部の揺動時の中心である揺動軸と前記リンク部の中心線との交点が前記中心軸を中心とする同一半径のピッチ円上となるように配置され、残り１個の前記支持部は前記揺動軸と前記リンク部の中心線との交点が前記ピッチ円の内側となるように配置される。

【0009】

上記構成のパラレルリンクロボットにおいて、各前記リンク部は、一端が前記支持部に支持される上部アームと、前記上部アームの他端と前記保持部とを連結する下部アームと、を有する。前記下部アームの上端は前記上部アームと、下端は前記保持部とそれぞれ回転可能に接続する。平面視において、前記揺動軸と前記リンク部の中心線との交点が前記ピッチ円の内側となるように配置された前記支持部に接続される前記リンク部のすくなくとも上部アームが、他の前記リンク部の前記上部アームよりも長い。

【0010】

上記構成のパラレルリンクロボットにおいて、各前記リンク部は、前記上部アームを駆動する駆動部と、前記駆動部の駆動力を伝達する駆動力伝達機構と、を有する。全ての前記リンク部の前記駆動部は、同じ構成である。平面視において、前記揺動軸と前記リンク部の中心線との交点が前記ピッチ円の内側となるように配置された前記支持部に接続される前記リンク部の前記駆動力伝達機構の減速比は、他のリンク部の前記駆動力伝達機構の減速比よりも大きい。

【0011】

上記構成のパラレルリンクロボットは、平面視において、前記揺動軸と前記リンク部の中心線との交点が前記ピッチ円の内側となるように配置された前記支持部は、前記中心軸に対して接近又は離間する方向に一定の移動範囲で移動可能であるとともに、移動範囲内の任意の位置で固定可能である。

【0012】

上記構成のパラレルリンクロボットは、平面視において、揺動軸と前記リンク部の中心線との交点が前記ピッチ円の内側となるように配置された前記支持部に接続される前記リンク部は、前記物品の移動方向と交差する方向に延びる。

【0013】

本発明にかかる物品移載装置は、上記構成のパラレルリンクロボットと、前記パラレルリンクロボットに近接して配置されて前記物品を搬送する搬送部と、を有する。前記物品移送装置は、前記搬送部にて搬送される前記物品を保持し、別途設けられた収容箱に移し替える。平面視において、前記ピッチ円の内側となるように配置された前記支持部に接続される前記リンク部は、前記搬送路による前記物品の搬送方向に沿う方向に延びる。

【発明の効果】

【0014】

本発明にかかるパラレルリンクロボットによれば、作業に必要な可動範囲を確保しつつ、従来の構成よりも設置面積を小さくできる。

【0015】

また、本発明にかかる物品移載装置によれば、設置面積が小さいパラレルリンクロボットを用いることで、設置面積を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明にかかるパラレルリンクロボットの正面図である。

【図2】図１に示すパラレルリンクロボットの平面図である。

【図3】図２に示すパラレルリンクロボットの可動部の底面図である。

【図4】図２に示すパラレルリンクロボットの可動部のＩＶ方向から見た側面図である。

【図5】パラレルリンクロボットの概略配置を示すブロック図である。

【図6】物品移載装置の正面図である。

【図7】物品移載装置の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるパラレルリンクロボット１００の正面図である。図２は、図１に示すパラレルリンクロボット１００の平面図である。図３は、図２に示すパラレルリンクロボット１００の可動部２０の底面図である。図４は、図２に示すパラレルリンクロボット１００の可動部２０の矢線ＩＶ方向から見た側面図である。図５は、パラレルリンクロボットの概略構成を示すブロック図である。図２では、本体部を一点鎖線で示している。

【0018】

＜パラレルリンクロボット１００＞
パラレルリンクロボット１００は、物品Ｏｂを保持して、所定の位置に配置された収容箱Ｔｂ（後述の図７参照）に移載する移載機構の一例である。図１～図５等に示すように、パラレルリンクロボット１００は、本体部１０と、可動部２０と、保持部３０と、制御部４０（図５参照）と、を有する。

【0019】

＜本体部１０＞
図２に示すように、本体部１０は、平面視において、円形である。本体部１０の下部には、３個の支持部１１が配置される。平面視において、３個の支持部１１のうち２個の支持部１１は、上下に延びる中心軸Ｃｘとの距離が等しい。また、残り１個の支持部１１は、他の支持部１１よりも中心軸Ｃｘからの距離が短い。なお、必要に応じて、中心軸Ｃｘからの距離が短い支持部１１を第１支持部１１ａとし、残りの中心軸Ｃｘからの距離が等しい２個の支持部１１を第２支持部１１ｂ、第３支持部１１ｃとして説明する場合がある。

【0020】

支持部１１には、可動部２０のリンク部２１が上下に揺動可能に支持される。支持部１１の揺動時における中心軸を、揺動軸Ｓｘとする。そして、平面視において、第２支持部１１ｂ及び第３支持部１１ｃに接続される後述する第２リンク部２１ｂ及び第３リンク部２１ｃの揺動軸Ｓｘと、第２リンク部２１ｂ及び第３リンク部２１ｃの後述する上アーム２２の中心線との交点Ｒ２は、中心軸Ｃｘを中心とするピッチ円Ｃｐ上に配置される。また、平面視において、第１支持部１１ａに接続される後述する第２リンク部２１ｂの揺動軸Ｓｘと、第２リンク部２１ｂの上アーム２２の中心線との交点Ｒ１は、ピッチ円Ｃｐの内部に配置される。

【0021】

＜可動部２０＞
可動部２０は、３個のリンク部２１を有する。３個のリンク部２１は、平面視において中心軸Ｃｘを中心とする周方向に等中心角度（ここでは、１２０度）間隔で配置される。上述のとおり、３個のリンク部２１は、必要に応じ、第１支持部１１ａに接続される第１リンク部２１ａ、第２支持部１１ｂに接続される第２リンク部２１ｂ、及び、第３支持部１１ｃに接続される第３リンク部２１ｃに分けて説明する。

【0022】

＜リンク部２１＞
次に、リンク部２１の詳細について説明する。リンク部２１は、上アーム２２と、下アーム２３と、駆動ヒンジ部２４と、上ヒンジ部２５と、下ヒンジ部２６と、アクチュエータ２７と、を有する。

【0023】

上アーム２２は、長尺状の部材であり、駆動ヒンジ部２４を介して本体部１０の下部に配された支持部１１に接続される。上アーム２２は、支持部１１に接続されることで、駆動ヒンジ部２４の中心と重なる揺動軸Ｓｘを中心に、上アーム２２の先端が径方向及び上下方向に揺動する。そして、平面視において、上アーム２２の中心線は、中心軸Ｃｘと直交する線、すなわち、中心軸Ｃｘを中心とする円の半径と重なるように配置される。

【0024】

下アーム２３は、平行に並んだ２本の長尺部材を含む。下アーム２３の一端（図１において上端）は、上アーム２２の先端に上ヒンジ部２５を介して接続される。上ヒンジ部２５は、ここでは、ユニバーサルボールジョイントであり、下アーム２３は、平行を保ちつつ、上アーム２２に対して、径方向及び周方向に移動可能である。なお、上ヒンジ部２５は、ユニバーサルボールジョイントに限定されず、径方向及び周方向に移動可能に下アーム２３を上アーム２２に接続することができる自在継手を広く採用することができる。

【0025】

下アーム２３の他端（図１において下端）は、保持部３０に下ヒンジ部２６を介して接続される。下アーム２３の他端は、保持部３０の後述する保持部本体３１の取付部３１１に下ヒンジ部２６を介して接続される。下ヒンジ部２６は、上ヒンジ部２５と同様の構成を有している。つまり、下アーム２３は、上アーム２２に対して径方向及び周方向に移動可能であるとともに、保持部３０に対して、周方向及び径方向に移動可能である。

【0026】

アクチュエータ２７は、本体部１０の支持部１１に取り付けられる。そして、アクチュエータ２７は、制御部４０によって駆動制御されている。アクチュエータ２７は、モータ２７１と、減速機２７２とを有する。モータ２７１は、ここでは、電流が供給されることで駆動する電動機であり、制御部４０によって制御される。なお、モータ２７１は、電動機に限定されず、空圧モータであってもよい。空圧モータの場合、制御部４０によって供給される空圧を調整することで、空圧モータの駆動が制御される。

【0027】

モータ２７１の不図示のモータシャフトは、揺動軸Ｓｘを中心に回転可能である。モータ２７１のモータシャフトは、減速機２７２を介して駆動ヒンジ部２４に接続される。モータ２７１の駆動力は、減速機２７２を介して、駆動ヒンジ部２４に回転可能に支持された上アーム２２に伝達される。減速機２７２から伝達される駆動力によって、上アーム２２が駆動される。パラレルリンクロボット１００では、各リンク部２１に１個の、アクチュエータ２７が設けられている。なお、アクチュエータ２７は、モータ２７１の回転軸と揺動軸Ｓｘとが重なるように、配置されているがこれに限定されず、回転軸と揺動軸Ｓｘとがずれて（例えば、上下に）配置されてもよい。この場合、ベルト、チェーン等で駆動力を伝達してもよく、減速機２７２を用いて伝達するようにしてもよい。

【0028】

図１等に示すように、可動部２０において、第２リンク部２１ｂ及び第３リンク部２１ｃは、第１リンク部２１ａの周方向の両側に、中心軸Ｃｘを中心とする等中心角度間隔（ここでは、１２０度）で配置される。

【0029】

本実施形態にかかるパラレルリンクロボット１００において、各リンク部の減速機の減速比は、例えば、同じ回転数でモータ２７１を動作させたとき、上アーム２２の先端の移動速度が略同じになるように設定する。つまり、各リンク部の減速機の減速比は、各リンク部の上アームの長さによって決定され、上アームの長さが長いほど、減速比は大きくなる。

【0030】

図４に示すとおり、第１リンク部２１ａの上アーム２２は、第２リンク部２１ｂ及び第３リンク部２１ｃの上アーム２２よりも長い（図４参照）。そのため、第１リンク部２１ａの減速機２７２の減速比は、第２リンク部２１ｂ及び第３リンク部２１ｃの減速機２７２の減速比よりも大くなるように設定される。このように構成されることで、第１リンク部２１ａの上アーム２２の先端の移動速度を第２リンク部２１ｂ及び第３リンク部２１ｃの上アーム２２の先端の移動速度に近づけることができる。これにより、アクチュエータ２７の制御を簡略化できる。上述した各リンク部の減速機の減速比の決定方法は、一例であり、これに限定されない。各リンク部の減速機の減速比は、各リンク部の設置位置、移動させる物品Ｏｂの特徴、移動する距離、方向、位置等を考慮して、設定される。

【0031】

保持部３０は、保持部本体３１と、吸着ユニット３２とを有する。保持部本体３１は、板状であり、中心軸Ｃｘを中心に、１２０度回転することで重なる３回対称体である。保持部本体３１は３個の取付部３１１を有する。３個の取付部３１１は、保持部本体３１の外縁部に、周方向に等間隔を開けて配置されている。３個の取付部３１１には、それぞれ、別のリンク部２１の下ヒンジ部２６が配置され、下アーム２３が接続される。つまり、保持部本体３１には、平面視において、中心軸Ｃｘから周方向に等間隔をなす３方向に延びるように、下アーム２３が接続されている。

【0032】

保持部３０は、下アーム２３の移動によって、保持部本体３１が水平を保った状態で、移動される。さらに説明すると、３個のリンク部２１は、それぞれ、アクチュエータ２７によって上アーム２２を動作する。このとき、上アーム２２は、上ヒンジ部２５を介して下アーム２３と接続されており、下アーム２３は、上アーム２２と連動する。また、下アーム２３は、保持部本体３１に下ヒンジ部２６を介して接続されており、つまり、各リンク部２１のアクチュエータ２７を制御することで、上アーム２２を動作させ、下アーム２３から保持部本体３１に対して力が作用する。つまり、保持部本体３１には各リンク部２１の下アーム２３からの力が作用しており、各リンク部２１の下アーム２３からの力を調整することで、保持部本体３１の移動が制御される。

【0033】

吸着ユニット３２は、保持部本体３１の下面から下方に延びる。吸着ユニット３２には、吸着機構３３（図５参照）が接続される。吸着機構３３は、吸着ユニット３２と物品Ｏｂとで密閉される空間の空気を吸引する。吸着機構３３で吸着ユニット３２の内部の空気を吸引することで、吸着ユニット３２の内部が負圧になる。これにより、吸着ユニット３２の下面は、物品Ｏｂを吸着する。また、吸着機構３３による空気の吸引を停止することで、物品Ｏｂが吸着ユニット３２から離れる。

【0034】

パラレルリンクロボット１００は、吸着ユニット３２を用いることで、物品Ｏｂを吸着して持ち上げるとともに、移動させることができる。また、保持部３０を所定の位置、例えば、収容箱Ｔｂに移動させた後、吸着機構３３による空気の吸引を停止することで、物品Ｏｂを収容箱Ｔｂに収容することができる。

【0035】

なお、本実施形態にかかるパラレルリンクロボット１００では、吸着ユニット３２で物品Ｏｂを吸着する。そのため、物品Ｏｂは、吸着ユニット３２と接触したときに、気密性を確保できる程度に滑らかな表面を有する。なお、物品Ｏｂが、気密性を保てない粗い表面である場合、例えば、保持部３０に、物品を掴む複数本の爪を有するロボットハンド機構を採用してもよい。保持部３０に物品Ｏｂを確実に保持できる保持構造を有する構成を広く採用することができる。

【0036】

＜制御部４０＞
制御部４０は、パラレルリンクロボット１００の各部の動作を制御する。図５に示すように、制御部４０は、処理回路４１と、記憶回路４２とを有する。処理回路４１は、各種情報を処理する回路であり、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算回路を有する。また、処理回路４１は、処理結果に基づいて、上述の各部の駆動を制御する。

【0037】

記憶回路４２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体メモリー、フラッシュメモリー等の可搬性を有するメモリーおよびハードディスク等の記憶媒体を含むまたは接続される回路である。記憶回路４２に制御プログラム、処理プログラム等の各種プログラムを記憶しておき、必要に応じて処理に対応したプログラムを呼び出すとともに処理回路４１でプログラムを動作させて、処理を行うようにしてもよい。

【0038】

図５に示すように、制御部４０には、例えば、各リンク部２１のアクチュエータ２７のモータ２７１と、吸着ユニット３２の吸着機構３３と、位置検出部４３と、が接続される。制御部４０は、モータ２７１の回転方向、回転速度、出力トルク等を制御する。また、制御部４０は、吸着機構３３を制御して、吸着ユニット３２による物品Ｏｂの吸着及び脱離を行う。

【0039】

位置検出部４３は、例えば、本体部１０の下面に取り付けられた撮像部４４を有する。撮像部４４は、保持部本体３１の下部に配置されて、保持部本体３１の下方を撮像する。そして、撮像画像を制御部４０に送り、位置検出部４３は、撮像画像から物品Ｏｂの位置及び保持部３０の位置を検出する。そして、位置検出部４３は、物品Ｏｂの位置及び保持部３０の位置を、制御部４０に通知する。制御部４０は、物品Ｏｂ及び保持部３０の位置に基づいて、保持部３０の吸着ユニット３２で物品Ｏｂを保持することができるように、各リンク部２１のアクチュエータ２７を制御する。

【0040】

ここで、パラレルリンクロボット１００の動作について説明する。パラレルリンクロボット１００では、１つのリンク部２１の上アーム２２が下方に揺動することで、下アーム２３が保持部本体３１を上アーム２２と反対側に押す。このとき、残りのリンク部２１の上アーム２２を上方に揺動させることで、保持部本体３１は、下方に揺動した上アーム２２と反対側に移動する。

【0041】

例えば、第１リンク部２１ａの上アーム２２を下方に移動させ、第２リンク部２１ｂ及び第３リンク部２１ｃの上アーム２２を上方に移動させる。このとき、保持部本体３１は、第１リンク部２１ａの下アーム２３によって押されるとともに、第２リンク部２１ｂ及び第３リンク部２１ｃの下アーム２３によって引かれる。そのため、保持部本体３１は、第１リンク部２１ａと反対側に押される。

【0042】

また、第２リンク部２１ｂ及び第３リンク部２１ｃの上アーム２２の揺動量を変更することで、保持部本体３１の移動方向及び移動時の角度を調整することが可能である。このように、パラレルリンクロボット１００では、３個のリンク部２１それぞれの上アーム２２の揺動量を調整することで、保持部本体３１を移動範囲Ｍｖ１内の任意の位置に移動させることができる。なお、移動範囲とは、保持部３０が円滑に、且つ、安定した姿勢を維持して移動できる範囲であり、換言すると、物品を保持して物品の移載を確実に行うことができる範囲である。移動範囲Ｍｖ１は、リンク部２１の形状によって決まる。より詳しくは、パラレルリンクロボット１００において、下アーム２３が長いほど、平面視における移動範囲Ｍｖ１が広くなる。また、上アーム２２が長いほど、上下方向の移動可能な範囲を広げることが可能である。

【0043】

例えば、従来のパラレルリンクロボットのように、支持部が中心軸から等距離であるとともに周方向に等間隔に配置される場合、保持部の平面視における移動範囲は、中心軸Ｃｘを中心とする円形である。

【0044】

本実施形態のパラレルリンクロボット１００では、平面視において、第１支持部１１ａの交点Ｒ１が、ピッチ円Ｃｐよりも内側に配置されている。そのため、第１支持部１１ａに支持される第１リンク部２１ａが保持部本体３１を押して移動させることができる範囲は、第１リンク部２１ａの上ヒンジ部２５が中心軸Ｃｘに近づく方向に狭くなる。つまり、平面視における、パラレルリンクロボット１００の移動範囲Ｍｖ１は、第２リンク部２１ｂの中心線と交差する方向に長い長円形状となる（図７参照）。

【0045】

そして、本実施形態のパラレルリンクロボット１００では、中心軸Ｃｘを中心とする中心角度が等しくなるように、リンク部２１を配置している。そのため、可動部２０全体で見たとき、３個のリンク部２１が周方向にバランスよく配置されている。そのため、移動範囲Ｍｖ１の端部であっても、可動部２０の剛性が低下しにくい。これにより、保持部３０が移動範囲Ｍｖ１の辺縁部に移動しても、振動したり、傾いたりしにくい。

【0046】

本実施形態にかかるパラレルリンクロボット１００では、第１リンク部２１ａを中心軸Ｃｘに近づけた構成であるため、平面視において、第１リンク部２１ａの延びる方向の幅が狭くなる。一方で、平面視における移動範囲Ｍｖ１の第１リンク部２１ａの延びる方向と直交する方向の長さは、全てのリンク部を周方向に等間隔で、中心から等距離となるように配置した構成に比べて遜色がない。そのため、本実施形態のパラレルリンクロボット１００では、従来のパラレルリンクロボット１００と同等に物品Ｏｂの移載が可能であるとともに、設置面積を小さくできる。

【0047】

＜物品移載装置２００＞
図６は、物品移載装置２００の正面図である。図７は、物品移載装置２００の平面図である。物品移載装置２００は、例えば、工場、倉庫等において個包装された物品Ｏｂを搬送し、搬送されてきた物品Ｏｂを箱状の収容箱Ｔｂに移載する物品移載装置２００が用いられる。つまり、物品移載装置２００は、物品搬送部３００によって搬送される物品Ｏｂを、箱搬送部４００によって搬送される収容箱Ｔｂに収容して、搬出（出荷）する装置である。物品移載装置２００は、物品Ｏｂを搬送する物品搬送部３００と、収容箱Ｔｂを搬送する箱搬送部４００と、複数機（ここでは、４機）のパラレルリンクロボット１００と、を有する。

【0048】

＜物品搬送部３００＞
本実施形態の物品移載装置２００において、物品Ｏｂは、物品搬送部３００にて搬送方向Ｔｒ１に搬送される。ここで、物品搬送部３００について説明する。物品搬送部３００は、搬送方向Ｔｒ１に沿って延びる。物品搬送部３００は、例えば、ベルトコンベヤである。

【0049】

物品搬送部３００は、ベルト３０１を有する搬送路Ｂｗの上面に搬送された物品Ｏｂを搬送する。このベルト３０１によって搬送された物品Ｏｂは、パラレルリンクロボット１００によって、保持された後、箱搬送部４００にて搬送される収容箱Ｔｂに収容される。１つの収容箱Ｔｂに、複数個の物品Ｏｂが収容される。物品Ｏｂの移載の動作の詳細については、後述する。

【0050】

＜箱搬送部４００＞
箱搬送部４００は、例えば、配送業者の配送に適した形状の収容箱Ｔｂを搬送する。なお、収容箱Ｔｂは、配送業者の配送に限定されず、別途、設けられた搬送装置による搬送に適した形状の箱であってもよい。本実施形態の物品移載装置２００において、収容箱Ｔｂとしては、例えば、段ボール等の紙で形成された蓋つきの箱を用いる。

【0051】

箱搬送部４００は、箱体である収容箱Ｔｂを搬送可能なコンベヤであり、ここでは、チェーンコンベヤである。しかしながら、箱搬送部４００は、チェーンコンベヤに限定されず、収容箱Ｔｂを正確かつ確実に搬送できる搬送機構を広く採用することができる。

【0052】

物品移載装置２００において、箱搬送部４００の収容箱Ｔｂを搬送する搬送方向Ｔｒ２は、物品搬送部３００の搬送方向Ｔｒ１に沿って延びる方向である。このようにすることで、物品Ｏｂを収容箱Ｔｂに移載する移載領域を搬送方向に沿って複数設けることができ、物品の移載の効率を高めることができる。

【0053】

図６、図７に示すように、物品移載装置２００では、物品搬送部３００及び箱搬送部４００の両方に沿って、複数機のパラレルリンクロボット１００が並んで配置されている。パラレルリンクロボット１００は、移動範囲Ｍｖ１が物品搬送部３００の搬送方向Ｔｒ１及び箱搬送部４００の搬送方向Ｔｒ２と交差する方向である。そして、物品搬送部３００によって搬送される物品Ｏｂ及び箱搬送部４００によって搬送される収容箱Ｔｂが、各パラレルリンクロボット１００の移動範囲Ｍｖ１を横切るように配置される。これにより、パラレルリンクロボット１００が、物品搬送部３００によって搬送される物品Ｏｂを確実に取り上げることができる。また、パラレルリンクロボット１００が物品Ｏｂを収容箱Ｔｂに確実に収容させることができる。

【0054】

ここで、パラレルリンクロボット１００の配列方向について説明する。４個のパラレルリンクロボット１００は、平面視において、第１リンク部２１ａが物品搬送部３００の搬送方向Ｔｒ１及び箱搬送部４００の搬送方向Ｔｒ２に沿って配置される。上述のとおり、パラレルリンクロボット１００の平面視の設置範囲は、第１リンク部２１ａが延びる方向がその方向に直交する方向に比べて狭い。そのため、上述のように４個のパラレルリンクロボット１００を配列することで、物品Ｏｂを収容箱Ｔｂに移載するための領域を小さくすることができる。これにより、物品移載装置２００の平面視の設置面積を小さくすることができる。

【0055】

なお、４個のパラレルリンクロボット１００は、すべて同じ方向に配列されることが好ましい。４個のパラレルリンクロボット１００を全て同じ方向に配列することで、隣り合うパラレルリンクロボット１００のリンク部２１同士が干渉しにくい。これにより、パラレルリンクロボット１００同士の接触を抑制し、接触による不具合の発生を抑制できる。

【0056】

図７に示すように、物品搬送部３００において、物品Ｏｂは、ベルト３０１よりも大幅に小さい。そして、物品Ｏｂは、搬送方向Ｔｒ１及び搬送方向Ｔｒ１に直交する方向にランダムに配置される場合がある。このような場合でも、パラレルリンクロボット１００は、位置検出部４３によって、物品搬送部３００上の物品Ｏｂの位置を正確に検出する。その物品の位置と物品搬送部３００の搬送速度に合わせてアクチュエータ２７を制御することでリンク部２１を動作させ、保持部３０で物品Ｏｂの動きをとらえる。そして、保持部３０の吸着ユニット３２を物品Ｏｂに接触させるとともに、空気を吸引して吸着ユニット３２で物品Ｏｂを吸着して保持する。

【0057】

そして、アクチュエータ２７を制御することでリンク部２１を動作させ、物品Ｏｂを持ち上げる。そして、持ち上げた保持部３０を収容箱Ｔｂに移動させ、収容箱Ｔｂの内部に収容する。

【0058】

物品移載装置２００において、収容箱Ｔｂに所定数の物品Ｏｂを収容した後、収容箱Ｔｂの蓋を閉じる。そして、箱搬送部４００によって、収容箱Ｔｂを装置の外部に搬出する。

【0059】

なお、収容箱Ｔｂに対する物品Ｏｂの収容数が少数の場合、箱搬送部４００が収容箱Ｔｂを搬送している状態で、物品Ｏｂを収容箱Ｔｂに収容するようにしてもよい。このとき、収容箱Ｔｂに物品Ｏｂを収容するときに、収容箱Ｔｂの搬送速度を低下させるようにしてもよい。また、収容箱Ｔｂに対する物品Ｏｂの収容数が多数の場合、箱搬送部４００を停止させた状態で、物品Ｏｂを収容箱Ｔｂに収容した後、収容箱Ｔｂを搬送させてもよい。また、箱搬送部４００は、収容箱Ｔｂの蓋部（不図示）を閉じるための閉じ機構を備えていてもよい。

【0060】

本実施形態のパラレルリンクロボット１００は、平面視における、一方向の長さが長い移動範囲Ｍｖ１を維持しつつ、設置面積を小さくできる。そのため、パラレルリンクロボット１００の設置場所の制限が少なくなる。また、設置面積を小さくしたことで、パラレルリンクロボット１００を用いた装置、例えば、物品移載装置２００の装置全体の設置面積を小さくすることができる。なお、本実施形態において、パラレルリンクロボット１００を用いる装置として、物品移載装置２００を挙げているが、これに限定されない。例えば、物品Ｏｂを搬送部に搬入する搬入装置、物品Ｏｂを処理装置に移動させる移動装置等、搬送装置に物品Ｏｂを移動させる、搬送装置から物品Ｏｂを移動させる等の装置として広く採用することができる。

【0061】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明の物品移載装置は、例えば、飲料、食品等の物品を、包装箱へ詰める箱詰装置として利用可能である。

【符号の説明】

【0063】

１０ 本体部
１１ 支持部
１１ａ 第１支持部
１１ｂ 第２支持部
１１ｃ 第３支持部
２０ 可動部
２１ リンク部
２１ａ 第１リンク部
２１ｂ 第２リンク部
２１ｃ 第３リンク部
２２ 上アーム
２３ 下アーム
２４ 駆動ヒンジ部
２５ 上ヒンジ部
２６ 下ヒンジ部
２７ アクチュエータ
２７１ モータ
２７２ 減速機
３０ 保持部
３１ 保持部本体
３１１ 取付部
３２ 吸着ユニット
３３ 吸着機構
４０ 制御部
４１ 処理回路
４２ 記憶回路
４３ 位置検出部
４４ 撮像部
１００ パラレルリンクロボット
２００ 物品移載装置
３００ 物品搬送部
３０１ ベルト
Ｂｗ 搬送路
４００ 箱搬送部
Ｔｂ 収容箱

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】