(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】P2023024974
(43)【公開日】2023-02-21
(54)【発明の名称】吊下げ本体部及び移動部
(51)【国際特許分類】
B25J 13/08 20060101AFI20230214BHJP
B66D 3/18 20060101ALI20230214BHJP
【ＦＩ】
B25J13/08 Z
B66D3/18 E
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022172399
(22)【出願日】2022-10-27
(62)【分割の表示】P 2022003432の分割
【原出願日】2017-10-17
(71)【出願人】
【識別番号】591156799
【氏名又は名称】ユニパルス株式会社
(72)【発明者】
【氏名】嶋本 篤
(57)【要約】
【課題】物品の移動作業を、装置のフットプリントの増大化、大型化を抑制して効率的に行うことができる物品移動装置システムの提供を課題としている。
【解決手段】物品３０を係止する係止部材８と、係止部材８の昇降を行う昇降作動部及び駆動源のモータ部と、昇降作動部に加わる重量値を出力する重量検出部と、物品３０及び係止部材８の少なくとも１つに当接する当接部材４２と、当接部材４２を移動させる移動部４０と、当接部材４２と移動部４０との間に配置されて印加力値を出力する力検出部４１と、を含む物品移動装置システム１であって、この物品移動装置システム１の制御部１０、４３は、当接部材４２が物品３０及び係止部材８に当接している状態の時に、重量値と印加力値を基に演算して制御値を生成し、制御値に基づいて物品３０をバランスするようにモータ部２を制御する。
【選択図】図１
【解決手段】物品３０を係止する係止部材８と、係止部材８の昇降を行う昇降作動部及び駆動源のモータ部と、昇降作動部に加わる重量値を出力する重量検出部と、物品３０及び係止部材８の少なくとも１つに当接する当接部材４２と、当接部材４２を移動させる移動部４０と、当接部材４２と移動部４０との間に配置されて印加力値を出力する力検出部４１と、を含む物品移動装置システム１であって、この物品移動装置システム１の制御部１０、４３は、当接部材４２が物品３０及び係止部材８に当接している状態の時に、重量値と印加力値を基に演算して制御値を生成し、制御値に基づいて物品３０をバランスするようにモータ部２を制御する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
昇降させる物品を係止する係止部材と、
前記係止部材の昇降を行う昇降作動部と、
前記昇降作動部と繋がっている駆動源のモータ部と、
前記昇降作動部に加わる重量を検出して重量値を出力する重量検出部と、
前記物品及び前記係止部材の少なくとも１つに当接するように設けられた当接部材と、
前記当接部材を動力にて移動させる移動部と、
前記当接部材と前記移動部との間に配置されて前記当接部材に加わる印加力を検出して印加力値を出力する力検出部と、
を含んで前記物品の移動を行う物品移動装置システムであって、
前記物品移動装置システムの制御を行う制御部は、
前記当接部材が前記物品及び前記係止部材の少なくとも一つに当接している状態の時に、前記重量値及び前記印加力値を基に演算して制御値を生成し、
前記制御値に基づいて前記係止部材若しくは前記物品がバランス状態となるように前記モータ部を制御することを特徴とする物品移動装置システム。
前記係止部材の昇降を行う昇降作動部と、
前記昇降作動部と繋がっている駆動源のモータ部と、
前記昇降作動部に加わる重量を検出して重量値を出力する重量検出部と、
前記物品及び前記係止部材の少なくとも１つに当接するように設けられた当接部材と、
前記当接部材を動力にて移動させる移動部と、
前記当接部材と前記移動部との間に配置されて前記当接部材に加わる印加力を検出して印加力値を出力する力検出部と、
を含んで前記物品の移動を行う物品移動装置システムであって、
前記物品移動装置システムの制御を行う制御部は、
前記当接部材が前記物品及び前記係止部材の少なくとも一つに当接している状態の時に、前記重量値及び前記印加力値を基に演算して制御値を生成し、
前記制御値に基づいて前記係止部材若しくは前記物品がバランス状態となるように前記モータ部を制御することを特徴とする物品移動装置システム。
【請求項2】
前記当接部材が前記物品及び前記係止部材の少なくとも一つに当接している状態の時に、前記制御部は、
前記力検出部から鉛直下方向の成分を含む前記印加力を得た場合は、前記重量値から前記印加力値の鉛直下方向の成分値を減算したものを前記制御値とし、
前記力検出部から鉛直上方向の成分を含む前記印加力を得た場合は、前記重量値に前記印加力値の鉛直上方向の成分値を加算したものを前記制御値とし、
前記制御値に基づいて前記係止部材若しくは前記物品がバランス状態となるように前記モータ部を制御することを特徴とする請求項１に記載の物品移動装置システム。
前記力検出部から鉛直下方向の成分を含む前記印加力を得た場合は、前記重量値から前記印加力値の鉛直下方向の成分値を減算したものを前記制御値とし、
前記力検出部から鉛直上方向の成分を含む前記印加力を得た場合は、前記重量値に前記印加力値の鉛直上方向の成分値を加算したものを前記制御値とし、
前記制御値に基づいて前記係止部材若しくは前記物品がバランス状態となるように前記モータ部を制御することを特徴とする請求項１に記載の物品移動装置システム。
【請求項3】
前記制御部は、前記移動部を前記物品若しくは前記係止部材に当接させて前記物品を移動させる時には、前記印加力値が所定値以下となるように前記移動部を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の物品移動装置システム。
【請求項4】
前記係止部材は、前記移動部による前記当接部材の移動によって前記物品を着脱する着脱部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の物品移動装置システム。
【請求項5】
前記昇降作動部が、
半円弧部とこれに繋がる直線部からなる長円形の環が交互に連接され、一端が前記係止部材に連結するリンクチェーンと、
前記リンクチェーンを巻回し、前記モータ部の駆動により回転する回転部材と、
を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の物品移動装置システム。
半円弧部とこれに繋がる直線部からなる長円形の環が交互に連接され、一端が前記係止部材に連結するリンクチェーンと、
前記リンクチェーンを巻回し、前記モータ部の駆動により回転する回転部材と、
を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の物品移動装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、製造分野の製造組立てや搬送などに用いる、物品を移動させる際にモータによるアシストで重量バランスさせ僅かな操作力で移動させる物品移動装置システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から工業製品の組立てや移送を行う工場などでは、製品、半完成品などの物品を移動させる産業用のロボットが使用されている。このような工場では生産ラインにおいて、例えば多関節のアームで構成されそのアーム先端にエンドエフェクタを有するロボットが用いられている。ロボットの関節機構は、ＡＣサーボモータやＤＣブラシレスサーボモータ等のサーボモータと、高出力のトルクを得るためにサーボモータの出力側には減速機とを有し、アームやリンク等の可動部材に接続されて構成されている。
【0003】
このようなロボットを用いて、サイズや重量が異なる物品を扱う多品種少量生産を行うことが要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平０６－２３１８６７号公報
【特許文献2】特開２００３－２６６２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
そこでサイズや重量が異なる物品を扱うために、対象とする物品に適合したロボットを複数台設置する発明が公知である（特許文献１及び特許文献２）。このようにロボットを複数台設置するとフットプリントが大きくなるという課題がある。そこでフットプリントを低減するために、ロボット台数を減らし汎用性を高めると、対象とする物品の中で最大外形、最大重量の物品に合わせたロボットを用いる必要性があり、ロボットの大型化という課題がある。
【0006】
また生産ラインにおいて、既に設置されているロボットが扱える大きさ、重量を超える物品を扱う必要性が生じた場合は、より大きなロボットへの交換を行う必要があり、フットプリントの増大に加えて生産ラインのレイアウトも変更することになり、この設置及びレイアウト変更に要する時間が多大となるという課題もあった。
【0007】
このような問題に鑑みて、本発明は様々な重量の物品の移動作業を、装置のフットプリントの増大化、大型化を抑制して効率的に行うことができる、物品移動装置システムの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
請求項１に記載の物品移動装置システムは、上記の目的を達成するために、
昇降させる物品を係止する係止部材と、
係止部材の昇降を行う昇降作動部と、
昇降作動部と繋がっている駆動源のモータ部と、
昇降作動部に加わる重量を検出して重量値を出力する重量検出部と、
物品及び係止部材の少なくとも１つに当接するように設けられた当接部材と、
当接部材を動力にて移動させる移動部と、
当接部材と移動部との間に配置されて当接部材に加わる印加力を検出して印加力値を出力する力検出部と、
を含んで物品の移動を行う物品移動装置システムであって、
物品移動装置システムの制御を行う制御部は、
当接部材が物品及び係止部材の少なくとも一つに当接している状態の時に、重量値及び印加力値を基に演算して制御値を生成し、
制御値に基づいて係止部材若しくは物品がバランス状態となるようにモータ部を制御する。
昇降させる物品を係止する係止部材と、
係止部材の昇降を行う昇降作動部と、
昇降作動部と繋がっている駆動源のモータ部と、
昇降作動部に加わる重量を検出して重量値を出力する重量検出部と、
物品及び係止部材の少なくとも１つに当接するように設けられた当接部材と、
当接部材を動力にて移動させる移動部と、
当接部材と移動部との間に配置されて当接部材に加わる印加力を検出して印加力値を出力する力検出部と、
を含んで物品の移動を行う物品移動装置システムであって、
物品移動装置システムの制御を行う制御部は、
当接部材が物品及び係止部材の少なくとも一つに当接している状態の時に、重量値及び印加力値を基に演算して制御値を生成し、
制御値に基づいて係止部材若しくは物品がバランス状態となるようにモータ部を制御する。
【0009】
請求項２に記載の物品移動装置システムは、上記の目的を達成するために、
当接部材が物品及び係止部材の少なくとも一つに当接している状態の時に、制御部は、
力検出部から鉛直下方向の成分を含む印加力を得た場合は、重量値から印加力値の鉛直下方向の成分値を減算したものを制御値とし、
力検出部から鉛直上方向の成分を含む印加力を得た場合は、重量値に印加力値の鉛直上方向の成分値を加算したものを制御値とし、
制御値に基づいて係止部材若しくは物品がバランス状態となるようにモータ部を制御する。
当接部材が物品及び係止部材の少なくとも一つに当接している状態の時に、制御部は、
力検出部から鉛直下方向の成分を含む印加力を得た場合は、重量値から印加力値の鉛直下方向の成分値を減算したものを制御値とし、
力検出部から鉛直上方向の成分を含む印加力を得た場合は、重量値に印加力値の鉛直上方向の成分値を加算したものを制御値とし、
制御値に基づいて係止部材若しくは物品がバランス状態となるようにモータ部を制御する。
【0010】
請求項３に記載の物品移動装置システムは、上記の目的を達成するために、
制御部は、移動部を物品若しくは係止部材に当接させて物品を移動させる時には、印加力値が所定値以下となるように移動部を制御する。
制御部は、移動部を物品若しくは係止部材に当接させて物品を移動させる時には、印加力値が所定値以下となるように移動部を制御する。
【0011】
請求項４に記載の物品移動装置システムは、上記の目的を達成するために、係止部材は、移動部による当接部材の移動によって物品を着脱する着脱部を有して構成されている。
【0012】
請求項５に記載の物品移動装置システムは、上記の目的を達成するために、昇降作動部が、
半円弧部とこれに繋がる直線部からなる長円形の環が交互に連接され、一端が係止部材に連結するリンクチェーンと、
リンクチェーンを巻回し、モータ部の駆動により回転する回転部材と、
を備えている。
半円弧部とこれに繋がる直線部からなる長円形の環が交互に連接され、一端が係止部材に連結するリンクチェーンと、
リンクチェーンを巻回し、モータ部の駆動により回転する回転部材と、
を備えている。
【発明の効果】
【0013】
請求項１に記載の発明の物品移動装置システムによれば、重量検出部と力検出部とからの出力を基にモータ部にて物品の重量をキャンセルするように制御部が制御していることから、容易に物品の移動を行うことができる。したがって移動部は扱う物品の重量が小さい小型のロボットで済むことから、フットプリントは小さく、大型化も抑制できる。また物品の重さが変わっても移動部はそのままでレイアウト変更をする必要が無く、生産効率を向上させることができる。
【0014】
請求項２に記載の発明の物品移動装置システムによれば、制御部は係止部材及び物品の正味の重量を演算し、これを基にモータ部にて物品の重量をキャンセルするように吊下げ本体部が制御していることから、バランスの状態を良好に保ちつつ物品の移動を行うことができる。
【0015】
請求項３に記載の発明の物品移動装置システムによれば、移動部は単独では移動可能な重量を超えた物品であっても小さな力を保って物品の移動を行うことができる。
【0016】
請求項４に記載の発明の物品移動装置システムによれば上記効果に加えて、物品と係止部材との着脱を、移動部が当接部材を軽微な力で動かすことで容易に実行することができる。
【0017】
請求項５に記載の発明の物品移動装置システムによれば上記効果に加えて、物品を吊下げ部が上方から吊下げて、移動部による物品の移動をアシストすることが可能となり、装置のフットプリントの拡大を抑制した物品移動装置システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施形態に係る物品移動装置システム全体の斜視構成図である。
【図2】本発明の実施形態に係る物品移動装置システムの吊下げ部の一部を省略した斜視構成図である。
【図3】本発明の実施形態に係る物品移動装置システムの動作を示す模式図である。
【図4】本発明の実施形態に係る物品移動装置システムの動作を示す模式図である。
【図5】本発明の実施形態に係る物品移動装置システムの動作を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施形態に係る物品移動装置システムについて、図面を基に詳細な説明を行う。図１は本発明の実施形態である物品移動装置システム全体の斜視構成図である。
【0020】
物品移動装置システム１は、物品３０の吊下げ制御を行う吊下げ本体部１１と、この吊下げ本体部１１からリンクチェーン６に沿って下方に伸びた位置にあって物品３０を吊下げて係止する係止部材８と、係止部材８に当接する当接部材４２と、当接部材４２を先端に配置して当接部材４２を移動させる移動部４０とで構成されている。吊下げ本体部１１は、天面部に吊下げ用フック９が設けられて、建物の梁などの構造物やレール３２上を水平方向に移動可能なスライドブロック３３などに吊して使用することができる（図３参照）。
【0021】
吊下げ本体部１１の内部には第１の制御部１０が収納されている。第１の制御部１０はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、その他の記憶装置及び入出力装置を備えて、リンクチェーン６を介して係止部材８の上下動の制御等を行う。
【0022】
そして吊下げ本体部１１からリンクチェーン６に沿って下方に伸びた位置に、第１の制御部１０と電気的に繋がった操作部２２が設けられている。操作部２２は吊下げ本体部１１によって上下動するリンクチェーン６と共に上下動し、作業者が係止部材８の上下動の操作等を行うためのものである。
【0023】
係止部材８は、リンクチェーン６の一端と繋がって物品３０を係止する部材である。本実施形態では、物品３０は例えば天部に鍔が設けられた容器とその中に入った部品等であり、物品３０を移動させるために、係止部材８は物品３０の鍔に係止させる略コの字型の部材と、フック形状の部材で構成されている。
【0024】
移動部４０は、例えば直列に配置されたアームとこのアーム間にてアームを回動させる６軸の移動部モータ４０ａ～４０ｆとで構成されたロボットである。移動部４０は少なくとも鉛直方向に動くものであればこれに限るものではない。
【0025】
当接部材４２は、移動部４０の先端部に設けられたいわゆるエンドエフェクタであって、本実施形態では係止部材８を挟持する構造を有している。当接部材４２はこれに限らず、係止部材８の形状によって適宜選択されるものであって、係止部材８に自在継ぎ手を介して接続される等の変形が可能である。当接部材４２は係止部材８及び物品３０の少なくとも１つに当接するように設けられており、係止部材８及び物品３０の両方に当接する形状及び構造であっても良い。
【0026】
力検出部４１は、当接部材４２と移動部４０との間に設けられて、当接部材４２に加わる少なくとも鉛直成分の印加力を検出して印加力値を出力するものである。力検出部４１は例えば多分力計であって移動部４０の動作はこれを基に制御することができる。 力検出部４１と各移動部モータ４０ａ～４０ｆとは、移動部４０内の中空部を通る配線により第２の制御部４３と電気的に繋がっていて、各種信号の通信及び電源の供給が行われる。
【0027】
第２の制御部４３は、例えば移動部４０のベースとなる部分に設けられていて、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、その他の記憶装置及び入出力装置を備えている。そして第２の制御部４３は操作部４４等と電気的に繋がっていて、各移動部モータ４０ａ～４０ｆの駆動回路も含んでいる。そして第１の制御部１０と第２の制御部４３とは、ケーブル４５で接続されて通信が可能な構成となっている。ケーブル４５は入力用の配線と出力用の配線などのように複数本の配線を有していても良い。なお図１ではケーブル４５を便宜上一本の線として示している。さらに本実施形態では吊下げ本体部１１の制御は第１の制御部１０、移動部４０の制御は第２の制御部４３のように分離して設けたが、吊下げ本体部１１側及び移動部４０側のいずれか一方にまとめた制御部として配置しても良いし、これらとは別にして外部に設けても良い。
【0028】
操作部４４は、各移動部モータ４０ａ～４０ｆによって移動部４０を手動で移動させたり、移動部４０の動きを教示させたりするためのものである。また本実施形態では吊下げ本体部１１の操作は操作部２２で行い、移動部４０の操作は操作部４４で行うように分離して設けたが、第１の制御部１０と第２の制御部４３とはケーブル４５で接続されて通信が可能な構成となっていることから、操作部４４の釦の切り換えによって操作部４４のみで操作できるようにしても良い。また本実施形態では、操作部４４は有線で第２の制御部４３に接続されているがこれに限らず、無線による接続であっても良い。
【0029】
図２は本発明の実施形態に係る物品移動装置システム１の吊下げ本体部１１のカバーを省略して本体部の内部構造を一部示したものである。
【0030】
駆動源のモータの負荷側には減速機が取り付けられてモータと共にモータ部２を構成している。このモータは例えば交流サーボモータである。
【0031】
そして減速機はモータの回転速度を所定の速度に減速している。減速機は例えば波動歯車減速機である。波動歯車減速機は外周が楕円状のウエーブジェネレータと、外周に多数の外歯が形成されウエーブジェネレータに外嵌されてウエーブジェネレータの回転により円周方向へ撓まされる位置が変化するようにした弾性変形可能なフレクスプラインと、フレクスプラインの外周側にあってフレクスプラインの外歯と嵌合する内歯を備えたサーキュラスプラインとからなる。そして動力は、フレクスプラインを回転出力として繋げた回転出力軸３に取り出されて伝達するようになっている。この装置の減速機に例えば波動歯車減速機のようなバックラッシが微小なものを使用することで、モータの正逆回転切り換えを頻繁に行って上下動作を行う時に、切り換え時の制御不能な領域をなくし、スムーズな操作感を実現できる。
【0032】
回転出力軸３は減速機にて減速された回転軸であり、昇降作動部７に連結され、昇降作動部７を連続的に正逆に回転させるものである。
【0033】
吊下げ用フック９が、吊下げ本体部１１の天面に固定されている。吊下げ用フック９は建物構造物に設けられたレール３２に、水平方向に移動可能なスライドブロック３３を介して取り付けられている（図３参照）。そしてこの吊下げ用フック９は、水平方向において吊下げ本体部１１の重心位置に近いところに設けられる。
【0034】
リンクチェーン６は、半円弧部とこれに繋がる直線部からなる長円形の環が交差して交互に連接されたものであって、一端は係止部材８に繋がっていて、他端（無負荷側）はリンクチェーン収納部１２に収納されている。
【0035】
昇降作動部７は、駆動源のモータ部２からの動力の伝達によって回転する回転部材と、係止部材８に接続されたリンクチェーン６を含んで構成される。本実施形態では昇降作動部７の回転部材は円筒の形状であって、回転出力軸３と繋がっていて、リンクチェーン６を巻回し、リンクチェーン６の巻上げ、送り出しを行う。リンクチェーン６が巻回される位置は、おおよそ吊下げ用フック９の鉛直下付近であって、吊下げ本体部１１の重心位置に近いところに設けられる。リンクチェーン６は昇降作動部７の回転部材に設けられたポケット溝に嵌入されておおよそ１８０度ほど巻回される。本実施形態では係止部材８に繋がって昇降作動部７に巻回されるものにリンクチェーン６を用いたが、これに限らずワイヤーロープであっても良い。その際、昇降作動部７はドラム形状でワイヤーロープはその一端が固定されて回転部材に巻回される。
【0036】
モータ部２の反負荷側にはモータの回転角位置を検出する位置検出部４がモータ部２に連結されている。位置検出部４はいわゆるアブソリュートエンコーダであって、光学式にてモータの回転角位置を検出して位置信号を出力する。この位置検出部４は、係止部材８の繰出し位置すなわち昇降位置を検出することができる。
【0037】
重量検出部５は昇降作動部７に巻きつけられているリンクチェーン６から伝達される力を反力として検出できるように起歪体と起歪体に貼られた歪みゲージを備えている。歪みゲージは重量に応じて起歪体に生ずる歪みを電気信号に変換するホイートストーンブリッジ回路に組み込まれ、これによって重量検出部５は昇降作動部７に加わる重量を検出して重量値を出力する。
【0038】
そして第１の制御部１０が昇降作動部７の近傍で吊下げ本体部１１内に配置されている。第１の制御部１０は、位置検出部４からの位置信号及び重量検出部５からの重量信号を基に、モータ部２を制御する。第１の制御部１０をはじめとする電装部は、吊下げ本体部１１を粉粒や水滴のかかる場所での使用も可能にするためにカバー内に配置されている。
【0039】
本実施形態では、位置検出部４はモータ部２の反負荷側に配置したがこれに限らず、減速機の出力である回転出力軸３や昇降作動部７に設けられても良く、また両方に設けられても良い。さらに光学式に限らず磁気式や静電容量式等であっても良い。
【0040】
また重量検出部５は係止部材８に加わる重量を検出できれば良く、減速機と昇降作動部７との間に設けた回転軸の捻れからトルクを検出するような回転型の構造や、モータ部２が受ける反力を検出する鼓型の構造のものであっても良い。さらに歪みゲージ式に限らず静電容量式等であっても良い。
【0041】
係止部材８は、本実施形態ではリンクチェーン６に接続されたフックと略コの字型をした部材で構成されている。略コの字型の部材天面にはフックが接続できるように例えば輪を有したボルトが取り付けられていて、一方で下方先端部には物品３０の鍔を係止するように折れ曲がった形状の着脱部１４が設けられている。物品３０は、この係止部材８を水平方向Ａに移動させることで着脱部１４と係合することができ、係止部材８と着脱することが可能となる。
【0042】
【0043】
図３は、吊下げ本体部１１が係止部材８にて床などの固定構造物３１に置かれた物品３０を持ち上げる以前の状態である。当接部材４２は係止部材８を挟持していて、移動部４０によって係止部材８を下方向へ動かそうとしている状態である。移動部４０は当接部材４２によって係止部材８を上下に移動させる力を発生させることが可能であってその荷重と向きは力検出部４１によって検出することができる。第１の制御部１０は、昇降作動部７に加わる荷重Ｗ１を重量検出部５からの出力を基に得て、第２の制御部４３は当接部材４２に加わる印加力が鉛直下方向の成分であることと、その成分値Ｐ１を力検出部４１からの出力を基に得る。第１の制御部１０は昇降作動部７に加わる荷重Ｗ１から当接部材４２に加わる印加力のうち鉛直下方向の成分値Ｐ１を減算する。第１の制御部１０は、この減算した値を制御対象の制御値として登録記憶する。そして第１の制御部１０は制御値を正味の係止部材８の荷重とみなしてモータ部２を制御する。
【0044】
一方第２の制御部４３は、当接部材４２にて発生する印加力が移動部４０で扱うことができる許容範囲内の所定値以下になるように、力検出部４１にて検出した出力を基にして移動部４０を各移動部モータ４０ａ～４０ｆによって制御する。
【0045】
したがって第１の制御部１０が演算して生成した制御値に基づいてモータ部２を制御することよって、係止部材８はバランス状態となり、移動部４０は当接部材４２を介して係止部材８を軽微な力で動かすことができる。
【0046】
図４は係止部材８が物品３０を持ち上げる直前の状態である。すなわち図３において移動部４０が当接部材４２を介して係止部材８を方向Ｂへ移動させ、係止部材８の着脱部１４は物品３０の鍔部付近に位置している。この移動に伴って、吊下げ本体部１１もスライドブロック３３によって水平移動する。この状態においては図３に示すものと同様に物品３０は持ち上げられていないが、当接部材４２は係止部材８を挟持しつつ、移動部４０によって係止部材８を上方向へ動かして、係止部材８を物品３０に係止させようとしている状態である。この時、昇降作動部７には荷重Ｗ２が加わり、当接部材４２には鉛直上方向に印加力の成分値Ｐ２が生じる。第１の制御部１０は、昇降作動部７に加わる荷重Ｗ２を重量検出部５からの出力を基に得て、第２の制御部４３は当接部材４２に加わる印加力が鉛直上方向の成分であることと、その成分値Ｐ２を力検出部４１からの出力を基に得る。第１の制御部１０は昇降作動部７に加わる荷重Ｗ２に当接部材４２に加わる印加力のうち鉛直上方向の成分値Ｐ２を加算する。第１の制御部１０は、この加算した値を制御対象の制御値として登録記憶する。そして第１の制御部１０は制御値を正味の係止部材８の荷重とみなしてモータ部２を制御する。第１の制御部１０は図３と同様の係止部材８のバランスを保つ制御を行う。なおこの移動部４０の移動操作は作業者によって操作部４４で行われても良いし、予めプログラミングされた動作に基づいて移動部４０が実行しても良い。
【0047】
図５は係止部材８及び物品３０が持ち上がった時の状態である。この後係止部材８及び物品３０は、移動部４０が係止部材８及び物品３０の少なくとも一つを当接部材４２にて当接させて動かすことで移動ができる。移動部４０及び当接部材４２により係止部材８及び物品３０を下方に移動させる場合には、第１の制御部１０は、昇降作動部７に加わる荷重Ｗ３を重量検出部５からの出力を基に得て、一方第２の制御部４３は当接部材４２に加わる印加力のうち鉛直下方向の成分値Ｐ３を力検出部４１からの出力を基に得る。そして第１の制御部１０は昇降作動部７に加わる荷重Ｗ３から当接部材４２に加わる成分値Ｐ３を減算する。
【0048】
移動部４０及び当接部材４２により係止部材８及び物品３０を上方に移動させる場合には、第１の制御部１０は、昇降作動部７に加わる荷重Ｗ４を重量検出部５からの出力を基に得て、一方第２の制御部４３は当接部材４２に加わる印加力が上向きであることと、その成分値Ｐ４を力検出部４１からの出力を基に得る。そして第１の制御部１０は昇降作動部７に加わる荷重Ｗ４に当接部材４２に加わる成分値Ｐ４を加算する。
【0049】
そして第１の制御部１０は、この減算若しくは加算した結果の値が正味の係止部材８及び物品３０の重量とみなして登録記憶し、モータ部２を制御する。したがって常に係止部材８及び物品３０はバランス状態となっていて、当接部材４２を移動部４０で軽微な力で動かすことで係止部材８及び物品３０を昇降させることが可能である。
【0050】
一方第２の制御部４３は、当接部材４２にて発生する印加力が移動部４０で扱うことができる許容範囲内の所定値以下になるように、力検出部４１にて検出した出力を基に移動部４０を制御する。したがって移動部４０は、たとえ係止部材８と物品３０が移動部４０の扱える重量範囲を越えたものであっても、移動部４０の許容範囲内での印加力の制御により物品３０の移動作業を行うことができる。
【0051】
ゆえに、移動部が扱うことができる重量を越えたものであっても、吊下げ本体部による物品の持ち上げのアシストが行われることから、移動部の大型化を必要とせずに物品の移動作業を行うことができる。そして、吊下げ本体部に重量検出部、移動部の先端の当接部材付近に力検出部をそれぞれ備えているので、移動部が係止部材及び物品に加える外力の鉛直方向の成分を除去し、正味の係止部材及び物品の重量を検出できることから、吊下げ本体部による係止部材及び物品のバランス制御が可能となる。
【0052】
以上、本発明を好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0053】
本発明の活用例として、物品の移動を行う物品移動装置への適用が可能である。
【符号の説明】
【0054】
１ ：物品移動装置システム
２ ：モータ部
３ ：回転出力軸
４ ：位置検出部
５ ：重量検出部
６ ：リンクチェーン
７ ：昇降作動部
８ ：係止部材
９ ：吊下げ用フック
１０ ：第１の制御部
１１ ：吊下げ本体部
１２ ：リンクチェーン収納部
１４ ：着脱部
２２ ：操作部
３０ ：物品
３１ ：固定構造物
３２ ：レール
３３ ：スライドブロック
４０ ：移動部
４０ａ～４０ｆ ：移動部モータ
４１ ：力検出部
４２ ：当接部材
４３ ：第２の制御部
４４ ：操作部
４５ ：ケーブル
２ ：モータ部
３ ：回転出力軸
４ ：位置検出部
５ ：重量検出部
６ ：リンクチェーン
７ ：昇降作動部
８ ：係止部材
９ ：吊下げ用フック
１０ ：第１の制御部
１１ ：吊下げ本体部
１２ ：リンクチェーン収納部
１４ ：着脱部
２２ ：操作部
３０ ：物品
３１ ：固定構造物
３２ ：レール
３３ ：スライドブロック
４０ ：移動部
４０ａ～４０ｆ ：移動部モータ
４１ ：力検出部
４２ ：当接部材
４３ ：第２の制御部
４４ ：操作部
４５ ：ケーブル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2022-10-27
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
係止部材に係止された物品を吊下げる吊下げ本体部であって、
前記係止部材の昇降を行う昇降作動部と、
前記昇降作動部と繋がっている駆動源のモータ部と、
前記昇降作動部に加わる重量を検出して重量値を出力する重量検出部と、
前記モータ部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
移動部が、当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときには、前記当接部材に加わる印加力値が所定値以下となるように前記移動部を制御するとともに、
前記重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基づいて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように前記モータ部を制御する、
ことを特徴とする吊下げ本体部。
前記係止部材の昇降を行う昇降作動部と、
前記昇降作動部と繋がっている駆動源のモータ部と、
前記昇降作動部に加わる重量を検出して重量値を出力する重量検出部と、
前記モータ部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
移動部が、当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときには、前記当接部材に加わる印加力値が所定値以下となるように前記移動部を制御するとともに、
前記重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基づいて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように前記モータ部を制御する、
ことを特徴とする吊下げ本体部。
【請求項2】
係止部材に係止された物品を吊下げる吊下げ本体部であって、
前記係止部材の昇降を行う昇降作動部と、
前記昇降作動部と繋がっている駆動源のモータ部と、
前記昇降作動部に加わる重量を検出して重量値を出力する重量検出部と、
前記モータ部を制御する制御部と、を備え、
移動部において、当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときに、前記当接部材に加わる印加力値が所定値以下となるように制御が行われている際には、
前記制御部は、前記重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基づいて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように前記モータ部を制御する、
ことを特徴とする吊下げ本体部。
前記係止部材の昇降を行う昇降作動部と、
前記昇降作動部と繋がっている駆動源のモータ部と、
前記昇降作動部に加わる重量を検出して重量値を出力する重量検出部と、
前記モータ部を制御する制御部と、を備え、
移動部において、当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときに、前記当接部材に加わる印加力値が所定値以下となるように制御が行われている際には、
前記制御部は、前記重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基づいて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように前記モータ部を制御する、
ことを特徴とする吊下げ本体部。
【請求項3】
物品及び前記物品を係止する係止部材の少なく１つに当接するように設けられた当接部材を動力で移動させる移動部であって、
前記当接部材に加わる印加力を検出して印加力値を出力する力検出部と、
前記印加力値を、前記物品を吊下げる吊下げ本体部へ送るとともに、前記動力を制御する制御部と、を備え、
前記吊下げ本体部には、前記係止部材に係止された前記物品が吊下げられ、
前記吊下げ本体部において、前記係止部材の昇降を行う昇降作動部に加わる重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基いて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように制御が行われている際には、
前記制御部は、前記当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときには、前記印加力値が所定値以下となるように制御する、
ことを特徴とする移動部。
前記当接部材に加わる印加力を検出して印加力値を出力する力検出部と、
前記印加力値を、前記物品を吊下げる吊下げ本体部へ送るとともに、前記動力を制御する制御部と、を備え、
前記吊下げ本体部には、前記係止部材に係止された前記物品が吊下げられ、
前記吊下げ本体部において、前記係止部材の昇降を行う昇降作動部に加わる重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基いて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように制御が行われている際には、
前記制御部は、前記当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときには、前記印加力値が所定値以下となるように制御する、
ことを特徴とする移動部。
【請求項4】
物品及び前記物品を係止する係止部材の少なく１つに当接するように設けられた当接部材を動力で移動させる移動部であって、
前記当接部材に加わる印加力を検出して印加力値を出力する力検出部と、
前記動力を制御する制御部と、を備え、
吊下げ本体部には、前記係止部材に係止された前記物品が吊下げられ、
前記制御部は、
前記当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときには、前記印加力値が所定値以下となるように制御するとともに、
前記吊下げ本体部において、前記係止部材の昇降を行う昇降作動部に加わる重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基いて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように制御する、
ことを特徴とする移動部。
前記当接部材に加わる印加力を検出して印加力値を出力する力検出部と、
前記動力を制御する制御部と、を備え、
吊下げ本体部には、前記係止部材に係止された前記物品が吊下げられ、
前記制御部は、
前記当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときには、前記印加力値が所定値以下となるように制御するとともに、
前記吊下げ本体部において、前記係止部材の昇降を行う昇降作動部に加わる重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基いて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように制御する、
ことを特徴とする移動部。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】
本発明は、製造分野の製造組立てや搬送などに用いる、物品を移動させる際にモータによるアシストで重量バランスさせ僅かな操作力で移動させる物品移動装置システムを構成する吊下げ本体部及び移動部に関するものである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
本発明の吊下げ本体部は、上記の目的を達成するために、
係止部材に係止された物品を吊下げる吊下げ本体部であって、
前記係止部材の昇降を行う昇降作動部と、
前記昇降作動部と繋がっている駆動源のモータ部と、
前記昇降作動部に加わる重量を検出して重量値を出力する重量検出部と、
前記モータ部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
移動部が、当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときには、前記当接部材に加わる印加力値が所定値以下となるように前記移動部を制御するとともに、
前記重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基づいて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように前記モータ部を制御する。
係止部材に係止された物品を吊下げる吊下げ本体部であって、
前記係止部材の昇降を行う昇降作動部と、
前記昇降作動部と繋がっている駆動源のモータ部と、
前記昇降作動部に加わる重量を検出して重量値を出力する重量検出部と、
前記モータ部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
移動部が、当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときには、前記当接部材に加わる印加力値が所定値以下となるように前記移動部を制御するとともに、
前記重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基づいて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように前記モータ部を制御する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
本発明の吊下げ本体部は、上記の目的を達成するために、
係止部材に係止された物品を吊下げる吊下げ本体部であって、
前記係止部材の昇降を行う昇降作動部と、
前記昇降作動部と繋がっている駆動源のモータ部と、
前記昇降作動部に加わる重量を検出して重量値を出力する重量検出部と、
前記モータ部を制御する制御部と、を備え、
移動部において、当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときに、前記当接部材に加わる印加力値が所定値以下となるように制御が行われている際には、
前記制御部は、前記重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基づいて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように前記モータ部を制御する。
係止部材に係止された物品を吊下げる吊下げ本体部であって、
前記係止部材の昇降を行う昇降作動部と、
前記昇降作動部と繋がっている駆動源のモータ部と、
前記昇降作動部に加わる重量を検出して重量値を出力する重量検出部と、
前記モータ部を制御する制御部と、を備え、
移動部において、当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときに、前記当接部材に加わる印加力値が所定値以下となるように制御が行われている際には、
前記制御部は、前記重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基づいて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように前記モータ部を制御する。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
本発明の移動部は、上記の目的を達成するために、
物品及び前記物品を係止する係止部材の少なく１つに当接するように設けられた当接部材を動力で移動させる移動部であって、
前記当接部材に加わる印加力を検出して印加力値を出力する力検出部と、
前記印加力値を、前記物品を吊下げる吊下げ本体部へ送るとともに、前記動力を制御する制御部と、を備え、
前記吊下げ本体部には、前記係止部材に係止された前記物品が吊下げられ、
前記吊下げ本体部において、前記係止部材の昇降を行う昇降作動部に加わる重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基いて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように制御が行われている際には、
前記制御部は、前記当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときには、前記印加力値が所定値以下となるように制御する。
物品及び前記物品を係止する係止部材の少なく１つに当接するように設けられた当接部材を動力で移動させる移動部であって、
前記当接部材に加わる印加力を検出して印加力値を出力する力検出部と、
前記印加力値を、前記物品を吊下げる吊下げ本体部へ送るとともに、前記動力を制御する制御部と、を備え、
前記吊下げ本体部には、前記係止部材に係止された前記物品が吊下げられ、
前記吊下げ本体部において、前記係止部材の昇降を行う昇降作動部に加わる重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基いて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように制御が行われている際には、
前記制御部は、前記当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときには、前記印加力値が所定値以下となるように制御する。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
本発明の移動部は、上記の目的を達成するために、
物品及び前記物品を係止する係止部材の少なく１つに当接するように設けられた当接部材を動力で移動させる移動部であって、
前記当接部材に加わる印加力を検出して印加力値を出力する力検出部と、
前記動力を制御する制御部と、を備え、
前記吊下げ本体部には、前記係止部材に係止された前記物品が吊下げられ、
前記制御部は、
前記当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときには、前記印加力値が所定値以下となるように制御するとともに、
前記吊下げ本体部において、前記係止部材の昇降を行う昇降作動部に加わる重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基いて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように制御する。
物品及び前記物品を係止する係止部材の少なく１つに当接するように設けられた当接部材を動力で移動させる移動部であって、
前記当接部材に加わる印加力を検出して印加力値を出力する力検出部と、
前記動力を制御する制御部と、を備え、
前記吊下げ本体部には、前記係止部材に係止された前記物品が吊下げられ、
前記制御部は、
前記当接部材を前記物品又は前記係止部材に当接させて前記物品を移動させるときには、前記印加力値が所定値以下となるように制御するとともに、
前記吊下げ本体部において、前記係止部材の昇降を行う昇降作動部に加わる重量値及び前記印加力値を基に生成した制御値に基いて、前記係止部材又は前記物品がバランス状態となるように制御する。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0013】
本発明によれば、重量検出部と力検出部とからの出力を基にモータ部にて物品の重量をキャンセルするように制御部が制御していることから、容易に物品の移動を行うことができる。したがって移動部は扱う物品の重量が小さい小型のロボットで済むことから、フットプリントは小さく、大型化も抑制できる。また物品の重さが変わっても移動部はそのままでレイアウト変更をする必要が無く、生産効率を向上させることができる。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0014】
また、制御部は係止部材及び物品の正味の重量を演算し、これを基にモータ部にて物品の重量をキャンセルするように吊下げ本体部が制御していることから、バランスの状態を良好に保ちつつ物品の移動を行うことができる。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0015】
また、移動部は単独では移動可能な重量を超えた物品であっても小さな力を保って物品の移動を行うことができる。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0016】
また、上記効果に加えて、物品と係止部材との着脱を、移動部が当接部材を軽微な力で動かすことで容易に実行することができる。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0017】
また、上記効果に加えて、物品と係止部材との着脱を、移動部が当接部材を軽微な力で動かすことで容易に実行することができる。