IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ ダイフク イントラロジスティクス アメリカ コーポレーションの特許一覧 ▶ 株式会社ダイフクの特許一覧

特開2024-117772トレーラ及びコンテナから製品を荷降ろし/荷広げするロボットトラックアンローダのための認識ベースロボット操作システム及び方法
(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】P2024117772
(43)【公開日】2024-08-29
(54)【発明の名称】トレーラ及びコンテナから製品を荷降ろし/荷広げするロボットトラックアンローダのための認識ベースロボット操作システム及び方法
(51)【国際特許分類】
   B65G 67/24 20060101AFI20240822BHJP
   B25J 13/08 20060101ALI20240822BHJP
   B25J 13/00 20060101ALI20240822BHJP
【FI】
B65G67/24
B25J13/08 A
B25J13/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024081991
(22)【出願日】2024-05-20
(62)【分割の表示】P 2024518674の分割
【原出願日】2022-09-26
(31)【優先権主張番号】63/248,113
(32)【優先日】2021-09-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】524110768
【氏名又は名称】ダイフク イントラロジスティクス アメリカ コーポレーション
(71)【出願人】
【識別番号】000003643
【氏名又は名称】株式会社ダイフク
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人RYUKA国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】クリスウェル、ティム
(72)【発明者】
【氏名】ウィアー、ジャストリー
(72)【発明者】
【氏名】クリスウェル、アレックス
(72)【発明者】
【氏名】ドリオティス、パブロス
(72)【発明者】
【氏名】ラジャン、サマルト
(72)【発明者】
【氏名】ミドルトン、マシュー
【テーマコード(参考)】
3C707
3F076
【Fターム(参考)】
3C707AS03
3C707BS12
3C707CS08
3C707DS01
3C707FS01
3C707FT02
3C707FT13
3C707JS02
3C707KS01
3C707KS36
3C707KT02
3C707KT06
3C707KT11
3C707LV01
3C707LV19
3C707NS02
3C707NS19
3C707WA16
3F076AA02
3F076CA02
3F076CA07
3F076DA01
3F076DB01
3F076FA02
(57)【要約】      (修正有)
【課題】移動ベース構造は、駆動サブアセンブリ、搬送サブアセンブリ、産業用ロボット、旋回前方コンベア、距離測定サブアセンブリ、及び制御サブアセンブリのための支持フレームワークを提供する。
【解決手段】移動ベース(50)構造は、駆動サブアセンブリ(52)、搬送サブアセンブリ(54)、産業用ロボット(40)、旋回前方コンベア(42)、距離測定サブアセンブリ、及び制御サブアセンブリ(62)のための支持フレームワークを提供する。制御サブアセンブリ(62)は、認識ベースロボット操作システムに基づいて、産業用ロボット(40)の選択的な関節動作による移動及び旋回前方コンベア(42)、及び、駆動サブアセンブリ(52)の作動を協調させる。ロボットトラックアンローダ(10)は、産業用ロボット(40)及び旋回前方コンベア(42)を利用して、選び取り及びすくい上げ動作を実行する。自動エラー処理も提供される。
【選択図】図2A
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の製品を荷降ろし/荷広げするためのロボットトラックアンローダであって:
第1及び第2端を有する移動ベースの構造;
前記移動ベースに連結されている駆動サブアセンブリ、前記駆動サブアセンブリは、前記移動ベースをステアリング及び駆動するための複数の車輪を含み;
前記移動ベース上に配設された搬送サブアセンブリ、前記搬送サブアセンブリは、前記第1端及び前記第2端の間で前記複数の製品を運搬するよう構成されている動力付き運搬経路を含み;
前記移動ベースの前記第2端の近くに配設されている産業用ロボット、前記産業用ロボットは、前記複数の製品を処理するよう構成されており、前記産業用ロボットはロボット到達可能空間を有し;
カメラ;
前記移動ベースの前記第2端に配設された旋回前方コンベア、前記旋回前方コンベアは、それに統合されたデッキコンベアユニットを有し、前記デッキコンベアユニットは、前記複数の製品を前記搬送サブアセンブリに運搬するよう構成されており、前記旋回前方コンベアは、前記複数の製品を処理するよう構成されており;
前記デッキコンベアユニットは複数のコンベアサブアセンブリを含み;
前記産業用ロボット、前記カメラ、前記旋回前方コンベア、及び前記デッキコンベアユニットと通信するように配置されている制御サブアセンブリ、前記制御サブアセンブリは、前記産業用ロボットの選択的な関節動作する移動を協調させ、前記制御サブアセンブリは、前記旋回前方コンベアの選択的な関節動作する移動を協調させ、前記制御サブアセンブリは、前記デッキコンベアユニットの前記複数のコンベアサブアセンブリの各々の選択的作動を協調させ;及び
前記制御サブアセンブリは、プロセッサからアクセス可能なメモリを含み、前記メモリは、実行されたとき、前記プロセッサに:
前記旋回前方コンベア上に位置する処理中の製品を識別するために前記カメラを介して前記旋回前方コンベア内の探索動作を指定させ、及び
前記処理中の製品が前記旋回前方コンベア上に位置することに応じて、自動エラー処理動作を指定させ、前記自動エラー処理動作は、前記産業用ロボットを介する、前記旋回前方コンベア上の前記処理中の製品の選択的な処理を含む、
プロセッサ実行可能命令を含む、
を備えるロボットトラックアンローダ。
【請求項2】
前記旋回前方コンベアは、前記ロボットトラックアンローダに対する旋回、伸長、及び後退の各々のために、前記ロボットトラックアンローダに固定的に固定されている、請求項1に記載のロボットトラックアンローダ。
【請求項3】
前記旋回前方コンベアは更に:
前記移動ベースの前記第2端に固定されたフレーム、前記フレームは非柔軟である;
前記フレームに接続された後方部分、及び、第1及び第2側面の間の横軸Aに沿って前記後方部分からある長さにわたって延在する前方部分を示す平面状延長ブレード;
前記平面状延長ブレードは、圧力が印加されることに応じて、前記横軸Aの周りに曲がる、
を備える、請求項1に記載のロボットトラックアンローダ。
【請求項4】
前記自動エラー処理動作は更に、前記処理中の製品の下の前記旋回前方コンベアの振動を含む、請求項1に記載のロボットトラックアンローダ。
【請求項5】
前記プロセッサ実行可能命令は、実行されるとき、前記プロセッサに、前記処理中の製品が前記旋回前方コンベア上に位置することに応じて、自動エラー処理動作を指定させ、実行されるとき、前記プロセッサに、前記処理中の製品が前記旋回前方コンベア上に位置することに応じて、前記複数のコンベアサブアセンブリのうちの少なくとも1つを前向き及び逆向きに選択的に交互に切り替えるための命令動作を指定させるプロセッサ実行可能命令を更に含む、請求項1に記載のロボットトラックアンローダ。
【請求項6】
前記プロセッサ実行可能命令は、実行されるとき、前記プロセッサに、前記処理中の製品が前記旋回前方コンベア上に位置することに応じて、自動エラー処理動作を指定させ、実行されるとき、前記プロセッサに、前記処理中の製品が前記旋回前方コンベア上に位置することに応じて、前記旋回前方コンベアを選択的に上及び下に移動させるための命令動作を指定させるプロセッサ実行可能命令を更に含む、請求項1に記載のロボットトラックアンローダ。
【請求項7】
実行されるとき、前記プロセッサに、前記探索動作を指定する前に:
前記旋回前方コンベアを用いて前記複数の製品を荷降ろしするために深いすくい上げ撤去動作を指定させ、及び
前記旋回前方コンベアを用いて前記複数の製品を荷降ろしするために浅いすくい上げ撤去動作を指定させる、
プロセッサ実行可能命令を更に含む、請求項1に記載のロボットトラックアンローダ。
【請求項8】
実行されるとき、前記プロセッサに、前記産業用ロボットを用いて前記複数の製品を荷降ろしするために撤去動作を指定させるプロセッサ実行可能命令を更に備える、請求項1に記載のロボットトラックアンローダ。
【請求項9】
前記旋回前方コンベアを監視するように位置する複数のセンサを更に備え、前記複数のセンサは、前記制御サブアセンブリと通信するように配置されている、請求項1から8のいずれか一項に記載のロボットトラックアンローダ。
【請求項10】
実行されるとき、前記プロセッサに、前記旋回前方コンベア上に配置されている処理中の製品を識別するために、前記複数のセンサを介して、前記旋回前方コンベア内の探索動作を指定させる前記プロセッサ実行可能命令は、実行されるとき、前記プロセッサに、前記複数のセンサを利用して、前記旋回前方コンベア上に配置された前記処理中の製品を識別させる、プロセッサ実行可能命令を更に備える、請求項9に記載のロボットトラックアンローダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般に、製品を処理するための機械に関し、より具体的には、小包又は箱などの製品をトレーラ及びコンテナから荷降ろし(unloading)及び荷広げ(unpacking)するよう設計されたロボットトラックアンローダを採用する、自動化された荷降ろし及び荷広げのための認識ベースロボット操作システム及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ローディングドック及びローディングベイは、大きい商業及び工業の建物において一般に見られ、トラック及びバンによって持ち運ばれる又は持ち去られる大きい荷物のための到着及び出発場所を提供する。例として、トラックは、ローディングベイのバンパがトレーラ上のバンパと接触し、ローディングベイ及びトラックの間に間隙が生成されるように、ローディングベイ内へ後退し得る。ドックレベラ又はドックプレートがトラック及び倉庫の間の間隙の橋渡しを行い、固定された実質的に水平な表面を提供する。次に、フォークリフト又はコンベアベルトなどの動力付き移動機器を利用して、倉庫からトラックへ積荷を運搬する。次に、人間の労働力により、トラック内の積荷を撤去する。これは特に、例えばトラック又は貨物コンテナからの箱又はケースなどの製品の荷降ろしに当てはまる。これらのシステムは、荷降ろしされる積荷の量を最大化する一方で、従業員を保護すること及び従業員の寿命を延ばすことの両方のために、人間の労働力の使用を最小化するよう設計されている。しかしながら、人間の労働力の削減は困難であることが分かっている。なぜなら、トラック又は貨物コンテナにおける箱の構成及びサイズを事前に容易に予測できないからである。したがって、トレーラ及びコンテナからケース及び箱などの製品を荷降ろし又は荷広げするときの人間の労働力の使用を更に削減する、改善されたトラック荷降ろしシステムの必要性が依然として存在する。
【発明の概要】
【0003】
人間の労働力を最小限に使用して又は使用することなく、トレーラ又はコンテナから完全に荷降ろしすることを可能にし、それにより、トラックから荷降ろしする時間及び人的資本の必要性を最小化する、小包又は箱などの製品の自動化された荷降ろし及び荷広げのためのシステム及び方法を実現することは有益であろう。また、変動するサイズの小包及び箱をトレーラ及び類似のコンテナから迅速に荷降ろし及び取降ろしすることによって、この問題、特に認識の課題に対処するロボットコンピュータベースの解決手段を可能にすることが望ましい。これらの懸念の1又は複数により良く対処するべく、一実施形態において、トレーラ及びコンテナから箱又はケースなどの製品を荷降ろし/荷広げするためのロボットトラックアンローダが開示されている。移動ベース構造は、駆動サブアセンブリ、搬送サブアセンブリ、産業用ロボット、旋回前方コンベア、例えばカメラを含み得る距離測定サブアセンブリ、及び制御サブアセンブリのための支持フレームワークを提供する。制御サブアセンブリは、認識ベースロボット操作システムに基づいて、産業用ロボットの選択的な関節動作による移動及び旋回前方コンベア、及び、駆動サブアセンブリの作動を協調させる。ロボットトラックアンローダは、産業用ロボット及び旋回前方コンベアを利用して、選び取り及びすくい上げ動作を実行する。自動エラー処理も提供される。
【0004】
一態様において、製品を荷降ろし/荷広げするためのロボットトラックアンローダは、駆動サブアセンブリ及び搬送サブアセンブリが固定された移動ベース構造を含む。産業用ロボット及び旋回前方コンベアは移動ベース上に配設されている。制御サブアセンブリは、産業用ロボット及び旋回前方コンベアの各々の選択的な関節動作による移動を協調させるために、産業用ロボット、旋回前方コンベア及び認識サブシステムと通信するように配置されている。プロセッサからアクセス可能なプロセッサ実行可能命令を有するメモリを含む制御サブアセンブリは、認識サブシステムが、環境から収集されたデータから探索可能空間を構築することを可能にする。探索可能空間は、候補製品接触面を決定するために探索される。ロボットトラックアンローダは次に、産業用ロボット及び旋回前方コンベアを使用する選び取り及びすくい上げ動作により製品を荷降ろしするために撤去動作を指定する。選び取り及びすくい上げ動作の選び取り部分は、例えば、掴むこと及び引くことを含み得る。ロボットトラックアンローダはまた、旋回前方コンベアを探索して旋回前方コンベア上に配置されたまま残っている処理中の製品を識別すること、及び、処理中の製品を処理ことにすることによって、自動エラー処理を実行する。
【0005】
別の態様において、製品を荷降ろし/荷広げするためのロボットトラックアンローダは、駆動サブアセンブリ及び搬送サブアセンブリが固定された移動ベース構造を含む。フレームを有する旋回前方コンベアが、移動ベース上に配設され、製品を処理するよう構成されている。旋回前方コンベアは、フレーム内に統合されたデッキコンベアユニットを含む。後方部分を示す平面状延長ブレードがフレームに接続されている。平面状延長ブレードは、第1及び第2側面の間の横軸に沿って後方部分からある長さにわたって延在する前方部分を有し得る。平面状延長ブレードは、印加された圧力に応じて、横軸を中心に曲がる。制御サブアセンブリは、産業用ロボット及び旋回前方コンベアの各々の選択的な関節動作による移動を協調させるために旋回前方コンベア及び認識サブシステムと通信するように配置され得る。プロセッサからアクセス可能なプロセッサ実行可能命令を有するメモリを含む制御サブアセンブリは、ロボットトラックアンローダが、カメラから収集されたデータ画像から探索可能空間を構築し、候補製品接触面を決定するために探索可能空間を探索し、旋回前方コンベアを用いて複数の製品を荷降ろしするために撤去動作を指定することを可能にする。
【0006】
更なる態様において、製品を荷降ろし/荷広げするためのロボットトラックアンローダは、駆動サブアセンブリ及び搬送サブアセンブリが固定された移動ベース構造を含む。産業用ロボット及び旋回前方コンベアは移動ベース上に配設されている。制御サブアセンブリは、産業用ロボット及び旋回前方コンベアの各々の選択的な関節動作による移動を協調させるために、産業用ロボット、旋回前方コンベア及び認識サブシステムと通信するように配置され得る。前に言及されたように、制御サブアセンブリは、プロセッサからアクセス可能なプロセッサ実行可能命令を有するメモリを含み、ロボットトラックアンローダが、距離測定サブアセンブリによって収集されたデータ画像から探索可能空間を構築することを可能にする。探索可能空間は、候補製品接触面を決定するために探索される。ロボットトラックアンローダは次に、産業用ロボットが前景壁(foreground wall)から製品の一部をクリア(clear)し、次に、製品をすくい上げる撤去動作を指定し得る。より具体的には、ロボットトラックアンローダは次に、産業用ロボットを用いた選び取り、それに続く、旋回前方コンベアによる2つのすくい上げ、浅いすくい上げ及び深いすくい上げを指定することによって、産業用ロボット及び旋回前方コンベアを使用する選び取り及びすくい上げ動作を用いて製品を荷降ろしするために撤去動作を指定し得る。一般に、産業用ロボットは、製品の上側部分に対してクリアを開始し、旋回前方コンベアは、製品の下側部分のクリアを開始する。
【0007】
なお更なる態様において、製品を荷降ろし/荷広げするためのロボットトラックアンローダは、駆動サブアセンブリ及び搬送サブアセンブリが固定された移動ベース構造を含む。産業用ロボット及び旋回前方コンベアは移動ベース上に配設されている。前の説明と同様に、制御サブアセンブリは、産業用ロボット及び旋回前方コンベアの各々の選択的な関節動作による移動を協調させるために、産業用ロボット、旋回前方コンベア及び認識サブシステムと通信するように配置され得る。プロセッサからアクセス可能なプロセッサ実行可能命令を有するメモリを含む制御サブアセンブリは、ロボットトラックアンローダが、カメラによって収集されたデータ画像から探索可能空間を構築することを可能にする。探索可能空間は前景壁を含む。探索可能空間は、前景壁に関して特定の関係を有する候補製品接触面を決定するために探索される。ロボットトラックアンローダは次に、産業用ロボット及び旋回前方コンベアを使用する選び取り及びすくい上げ動作により製品を荷降ろしするために撤去動作を指定する。
【0008】
したがって、本ロボットトラックアンローダを利用する、これらのシステム及び方法は、荷降ろしされる製品及び積荷の量を最大化する一方で、従業員の寿命を保護すること及びそれを延長することの両方のために人間の労働力の使用を最小化する。発明のこれら及び他の態様は、以降に記載される実施形態を参照して、明らかとなり、明瞭にされる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本発明の特徴及び利点のより完全な理解のために、ここでは、異なる図における対応する番号が対応する部分を参照する添付の図と併せて発明の詳細な説明を参照する。
【0010】
図1A】本明細書において提示される教示による、トラックのトレーラ内の製品を荷降ろしするために認識ベースロボット操作システムを利用する、第1動作構成における自動トラックアンローダの一実施形態の部分断面を有する側面図である。
図1B】第2動作構成における、図1Aに図示される自動トラックアンローダの一実施形態の部分断面を有する側面図である。
図1C】第3動作構成における、図1A及び図1Bに図示される自動トラックアンローダの一実施形態の部分断面を有する側面図である。
図1D】第4動作構成における、図1A図1B及び図1Cに図示される自動トラックアンローダの一実施形態の部分断面を有する側面図である。
図2A図1A図1Dにおいて示される自動トラックアンローダの右側面図である。
図2B図1A図1Dにおいて示される自動トラックアンローダの左側面図である。
図2C図1A図1Dにおいて示される自動トラックアンローダの前方斜視図であり、旋回前方コンベアは、例えば低位置又は最低位置であり得る第1位置において関節動作する。
図2D図1A図1Dに示される自動トラックアンローダの前方斜視図であり、旋回前方コンベアは第2位置において関節動作する。
図2E図1A図1Dに示される自動トラックアンローダの上面図である。
図2F図1A図1Dに示される自動トラックアンローダの下面図である。
図2G図1A図1Dに示される自動トラックアンローダの後方斜視図であり、旋回前方コンベアは、例として低位置において関節動作する。
図2H図1A図1Dに示される自動トラックアンローダの後方斜視図であり、旋回前方コンベアは、例として高位置において関節動作する。
図3A】自動トラックアンローダの部分を形成する旋回前方コンベアの一実施形態の前方上斜視図である。
図3B図3Aにおける旋回前方コンベアの下斜視図である。
図4】第1動作実施形態における図3A及び図3Bに図示される旋回前方コンベアの部分の側面図である。
図5】第2動作実施形態における図3A及び図3Bに図示される旋回前方コンベアの前方斜視図である。
図6】代替的動作実施形態における図3A及び図3Bに図示される旋回前方コンベアの前方斜視図である。
図7】更なる代替的動作実施形態における図3A及び図3Bに図示される旋回前方コンベアの前方斜視図である。
図8】ロボットトラックアンローダの一実施形態の機能ブロック図である。
図9】追加の詳細におけるロボットトラックアンローダの一実施形態の機能ブロック図である。
図10】ロボットトラックアンローダの部分を形成するロボットコントローラの一実施形態の機能ブロック図である。
図11】第1動作実施形態における認識ベースロボット操作システムの一実施形態の概略図である。
図12】第2動作実施形態における認識ベースロボット操作システムの一実施形態の概略図である。
図13】第3動作実施形態における認識ベースロボット操作システムの一実施形態の概略図である。
図14】第4動作実施形態における認識ベースロボット操作システムの一実施形態の概略図である。
図15】認識ベースロボット操作についての方法の一実施形態を図示するフローチャートである。
図16】製品の認識ベースロボット操作についての方法の一実施形態を図示するフローチャートである。
図17】製品を荷降ろしするロボットトラックアンローダの一動作実装を図示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の様々な実施形態の作成及び使用が下で詳細に説明されるが、本発明は、幅広い様々な特定の文脈において具現化され得る多くの適用可能な発明思想を提供することが理解されるべきである。本明細書に説明される特定の実施形態は、本発明を作成及び使用する特定の方法の単なる例示であり、本発明の範囲を画定するものではない。
【0012】
最初に図1Aを参照すると、概略的に示された、一般に10と指定された、ロボットトラックアンローダと称され得る、自動化されたロボットトラックアンローダが図示されている。このロボットトラックアンローダ10は、トレーラ、コンテナ及び同様のものの自動化されたトラック荷降ろしのためのシステム及び方法において利用される。しかしながら、本明細書において提示される概念及び教示の多くは、自動化されたトラック積込み及び荷まとめのためのシステム及び方法に適用可能であることが理解されるべきである。運転室14を有するセミトレーラトラック12が、内部端壁18、2つの側壁(番号無し)、床22、天井24、及び、開くドアに起因してアクセス可能である後方アクセス開口26を有するトレーラ16を牽引している。トレーラ16のバンパ28が、ローディングドック32のローディングベイ30まで後退され、それにより、バンパ28はローディングベイ30のバンパ34に接触する。ドックプレート36は、床22及びローディングドック32のデッキ38の間の間隙を橋渡しする。
【0013】
以下で更に詳細に記載されるように、1又は複数の距離測定サブアセンブリ、又は、ロボットトラックアンローダ10の他のコンポーネントからの情報を含み得るナビゲーション及び認識機能の監督下において、ロボットトラックアンローダ10が、製品Wの前方壁に可能な限り近い位置までトレーラ16内へ自動的に操縦及び駆動し、産業用ロボット40及び旋回前方コンベア42を利用して、選び取り及びすくい上げの小包処理動作を実行する。ロボットトラックアンローダ10は、オペレータから独立して動作し、オペレータは、特定の種類のトラブルシューティング、保守、及び同様のもののためだけに必要である。製品の流れ46を処理するべく、伸縮性コンベアユニット48がロボットトラックアンローダ10に接続され、伸縮性コンベアユニット48は、ロボットトラックアンローダ10がトレーラ16において前向き及び後ろ向きに移動するときに、トレーラ16において適切に位置調整可能及び再位置調整可能である。任意の寸法であり得る標準的なケース又は箱又は袋又は小包46a~46hの形態である製品の流れ46は、矢印Aによって示されるように、それが撤去されると、ロボットトラックアンローダによって供給されている。小包46a~46hが製品の流れ46として示されているが、製品の流れ46に含まれ得る製品の種類は限定されないことが理解されるべきである。特に、ロボットトラックアンローダ10は、箱46a~46c、及び、他のもの、例えば、内部端18に近い製品46及び床22の交差点におけるものを既に荷降ろし済みである。示されるように、ロボットトラックアンローダ10は、小包46d、46e、46f、46gを荷降ろししており、小包46h及び他の製品46が後に続く。ロボットトラックアンローダ10は、トレーラ16が製品46を少なくとも部分的に荷降ろしされるまで、及び大部分の場合に、空にされるまで、内部端18及びロボットトラックアンローダ10の間の製品46を把持する機会をより多く生成するために、製品46を荷降ろしすること及び前向きに駆動することを交互に行う。
【0014】
ここで図1A図1Dを参照すると、説明されたように、ロボットトラックアンローダ10は、産業用ロボット40及び旋回前方コンベア42を利用して、選び取り及びすくい上げの小包処理動作を実行する。図1Aにおいて、ロボットトラックアンローダ10は、位置調整されてから、産業用ロボット40を使用する選び取り動作を用いて製品を荷降ろしするために撤去動作を指定し、製品46の前景製品壁Wに配置されている小包46d、46e、46fを含む製品46を最初に選び取る。この例においては単一の選び取り動作が図示されているが、任意の数の選び取り動作が利用され得ることが理解されるべきである。
【0015】
選び取り動作は、製品46を掴んで製品46を前景製品壁Wから引くことを含み得る。選び取り動作の一部として、小包46d、46eは、前景製品壁Wの前方における退避済み前方エリアEの上の旋回前方コンベア42上に落下する。すなわち、図1Bにおいて最も良く分かるように、産業用ロボット40による選び取り動作に続いて、ロボットトラックアンローダ10は、トレーラ16から外へ搬送するために、旋回前方コンベア42を利用して製品を受け止める。図1Cに示されるように、残りの製品46gは次に、矢印Aによって示されるように、すくい上げられる。選び取り及びすくい上げ動作は、更なる処理のために、搬送を介して小包46a~46gを伸縮性コンベアユニット48へ運ぶ。図1Dにおいて最も良く分かるように、後続の1又は複数の選び取り動作中に、小包46hは旋回前方コンベア42上で動かなくなる。自動エラー処理の実行において、ロボットトラックアンローダ10は、旋回前方コンベア42上で動かない小包46hを検出し、示されるように小包46hを解放するために産業用ロボット40が再位置調整される(参照符号Rで示す)ことによる自動エラー処理動作を実行する。
【0016】
図2A図2Hは、ロボットトラックアンローダ10を更に詳細に図示する。移動ベース50は、駆動サブアセンブリ52、搬送サブアセンブリ54、産業用ロボット40、旋回前方コンベア42、位置調整サブアセンブリ58、安全サブシステム60及び制御サブアセンブリ62を支持し、制御サブアセンブリ62は、駆動サブアセンブリ52、搬送サブアセンブリ54、産業用ロボット40、旋回前方コンベア42、位置調整サブアセンブリ58、及び安全サブシステム60を相互接続する。移動ベース50は、前端64及び後端66、並びに、側部68、70、表面72、及び車台74を含む。
【0017】
駆動サブアセンブリ52は、移動ベース50の車台74に連結され、移動性が提供される。以下で更に詳細に説明されるように、駆動車輪アセンブリ76、78が、それぞれ側部68、70に近い車台74上に配設されている。汎用車輪アセンブリ80が、後端66により近い車台74上に配設され、それぞれ、側部68、70の間の中心にある。補助前方車輪82、84が旋回前方コンベア42の下に配設される。車輪アセンブリ76、78、80、82、84は、共同して、前向き及び逆向きの駆動及びステアリング、並びに、いくつかの実施形態において、横向き(traverse)の駆動及びステアリングを提供する。モータアセンブリ86、88はまた、それぞれ、端64及び側部68の交差点、並びに、端66及び側部70の交差点に近い車台74上に配設され得る。示唆されるように、トレーラ16の中へ又は外へ移動するなどの、前向き又は逆向き駆動及びステアリング動作において、駆動車輪アセンブリ76、78及び汎用車輪アセンブリ80は、作動されてローディングドック32のデッキ38又はトレーラ16の床22に接触し、モータアセンブリ86、88はそれに動力を提供している。ロボットトラックアンローダ10は、荷降ろし及び荷広げに関して記載されているが、ロボットトラックアンローダ10について本明細書において提示される教示のいくつかはまた、箱及びケースを含む製品のトレーラ内への積込み及び荷まとめにも使用され得ることが理解されるべきである。
【0018】
搬送サブアセンブリ54は移動ベース50の表面72上に配設され、ロボットトラックアンローダ10の応用及び作業割り当てによって必要とされるように、前端64から産業用ロボット40の近くの後端66へ箱、小包、及び他の製品46を測定し、分離し、運搬し、及び、積み重ねるように動作可能な動力付き運搬経路90を提供する。示されるように、動力付き運搬経路90は、動力付きローラコンベア92を含み、これはローラ要素を有し、産業用ロボット40及び旋回前方コンベア42から下流側の場所へ製品46が運ばれるときに製品46を誘導するために側方スカートプレート94、96によって挟まれている。搬送サブアセンブリ54並びに伸縮性コンベアユニット48はまた、各々、伸縮性コンベアユニット42及び搬送サブアセンブリ54を通る製品の自動的な流れの速度を調節するために、一連のエンドストップフォトアイ(end stop photo eye)を備え得る。そのような実装は、製品の安定した連続的な流れを提供し、適切な箱又は製品の分離を維持し、製品及び製品の渋滞及び詰まりの間の不必要な間隙を防止する。
【0019】
産業用ロボット40は前端64に配設され、動力付き運搬経路90及び到達可能空間102の間にエンドエフェクタ100の選択的な関節動作による移動を提供するよう適合され、それにより、産業用ロボット40は、到達可能空間102において製品46を処理するように動作可能である。一実施形態において、エンドエフェクタ100は、製品を操作するために適合されたグリッパアーム104を含み、十分な動きのレンジを提供するジョイント110において産業用ロボット40に取り付けるために支持フレーム108に固定されたグラッパプレート106を伴う。いくつかの実施形態において、支持フレーム108を伴うエンドエフェクタ100の機械設計は、産業用ロボット40が、ツールの向きに基づいて最適化され得るリーチを有し得るように角度を付けられる。
【0020】
複数の吸引カップ112がグラッパプレート106の面114に関連している。バルクヘッドフィッティング116は、複数のスプリング装填プランジャ112をグラッパプレート106の裏側118に固定する。追加的に、裏側118におけるバキュームマニホールド120は、スプリング装填プランジャ112との空気連通を提供する。吸引カップ122が、スプリング装填プランジャ112に近い面114に搭載される。動作中、バキュームが作動され、フローリストリクタ(flow restrictor)により、製品46の存在下で動作する。小包46d、46eなどの物体の存在に応じて、バキュームマニホールド120は、吸引カップ122を介して物体を把持するためのバキューム力を提供する。この構成により、エンドエフェクタは、不均一な面及び異なるサイズを呈する小包を処理することが可能である。
【0021】
しかしながら、任意の種類のエンドエフェクタ100が産業用ロボット40と共に採用され得、エンドエフェクタ100の選択は、製品46及び特定のロボットトラックアンローダ10の応用に依存することが理解されるべきである。例として、単一のグラッパプレート106を有するグリッパアーム104は、選び取りの方法を利用して箱46a~46hを荷降ろし及び荷広げすることに対して好ましい。しかしながら、製品46は、荷降ろしを必要とする他のケース入り又は非ケース入りの物体などの任意の種類の品物であり得ることが理解されるべきである。
【0022】
一実装において、産業用ロボット40は、6のジョイント150、152、154、156、158、160によって連結された7のセグメント130、132、134、136、138、140、142を含み、6の自由度を有する選択的な関節動作による移動を付与する。より具体的には、図2C及び2Dにおいて最も良く分かるように、参照される到達可能空間102は、主な鉛直軸の周りの産業用ロボット40全体の回転移動;例えばブームアームを有するセグメント132の伸長及び後退を提供するための横軸の周りのタワー構造を有するセグメント160の回転移動;ブームアームの上昇及び下降を提供するための横軸の周りのブームアームの回転移動;及び3のリスト軸の周りの選択的回転移動を含む、6軸の周りの回転を提供する産業用ロボット40の移動によって画定される。
【0023】
移動ベース50の前端64に配設された距離測定サブアセンブリ170は、距離を測定し、前端64の前方に位置する検出空間内の、機械以外の物体の存在を判定する。一実施形態において、検出空間及び到達可能空間132は少なくとも部分的に重複する。距離測定サブアセンブリ170は、例として、前向き、逆向き及び横向きの移動に関してロボットトラックアンローダ10を支援し、限定するものではないが、産業用ロボット40が動作して旋回前方コンベア42を上昇及び下降させるための空間を生成する。更に距離測定サブアセンブリ170は、産業用ロボット40及び旋回前方コンベア42の協調及び動作に関して支援する。距離測定サブアセンブリ170によって集められた距離及び測定情報は、制御サブアセンブリ62に提供される。
【0024】
距離測定サブアセンブリ170は、飛行時間測定の根拠又は原理に基づいて動作するレーザ距離測定装置、又は、適合的深度の原理に基づいて動作するカメラ又はカメラシステムであり得る。しかしながら、他の種類の距離測定は本発明の教示内にあることが理解されるべきである。例として、限定するものではないが、距離測定サブアセンブリ170は、ナビゲーションベースの機能及び認識ベースの機能を含み得る。より具体的には、距離測定サブアセンブリ170は、レーザ距離測定装置、カメラ、超音波測定装置、傾斜計及びそれらの組み合わせを含み得る。距離測定サブアセンブリ170における要素の場所及び数は、変動し得、限定されるものではないことが理解されるべきである。例として、限定するものではないが、距離測定サブアセンブリ170と同様に、それぞれ側部68、70又は他の場所に配設される距離測定サブアセンブリ172、174も提供され得る。距離測定サブアセンブリ172、174は各々、一実施形態において、ロボットトラックアンローダ10の横向きの移動の動作中に測定及び距離情報を制御サブアセンブリ62に提供するために、検出空間(示されない)を含み得る。
【0025】
安全サブシステム60は、移動ベース50に分配及び搭載される。安全サブシステム60は、ロボットトラックアンローダ10の現在のステータスの迅速なインジケーションをオペレータに提供するライトタワー180、及び、無線ネットワークを通じて個人のスマートデバイスに連絡する無線オペレータアラートシステムを含み得る。また、オペレータに追加の安全性を提供するために、オペレータプラットフォーム44の周りに手すり182が含まれ得る。瞬時及び即時のパワーダウンを提供するために、緊急停止ボタン184などの緊急ボタンがロボットトラックアンローダ10全体に配置され得る。後方安全性スキャナ190が、障害物との衝突中にロボットトラックアンローダ10、人、及び製品を保護するために使用され得る。ロボットトラックアンローダ10の安全な動作に干渉しないように、電源盤192及びユーザインタフェース194が適切に位置調整される。他の安全性の特徴がロボットトラックアンローダ10に統合され得ることが理解されるべきである。例として、限定するものではないが、いくつかの実施形態は、物体の存在を検出して衝突中に自動パワーダウンを引き起こす検出器を有する側方安全性バンパ及び後方安全性バンパを含み得る。更なる例として、ロボットトラックアンローダ10の特定の設計及び応用に必要である場合、展開可能な又は固定された安全梯子198、200がオペレータプラットフォーム44のいずれかの端に位置し得る。
【0026】
制御サブアセンブリ62は、これも移動ベース50に分配及び搭載されているが、オペレータプラットフォーム44の後端66の近くに配設されたユーザインタフェース212を有する制御ステーション210を含み得る。説明したように、駆動サブアセンブリ52、搬送サブアセンブリ54、産業用ロボット40、旋回前方コンベア42、位置調整サブアセンブリ58、及び安全サブアセンブリ60は相互接続され、隠されて収められたケーブル及びワイヤのネットワークを介して制御サブアセンブリ62と通信する。この構成により、制御サブアセンブリ62は、ロボットトラックアンローダ10の手動及び自動の動作を協調させ得る。
【0027】
メインフレーム220が、長方形のフレームワークを提供する管状セクションを含む溶接スチール管から構築されている。移動ベース50と併せた駆動サブアセンブリ52の動作に関して、駆動車輪アセンブリ76、78及び汎用車輪アセンブリ80は、ロボットトラックアンローダ10の長さ方向に沿った移動性を提供する。前向き及び逆向きの機能を提供することに加えて、一実施形態において、駆動サブアセンブリ52は、横向きの駆動システムを付与し、トレーラ又はローディングドック32又は他の場所における固定された物体に対して垂直にロボットトラックアンローダ10全体を移動させる機能を提供し得る。いくつかの他の実施形態において、ロボットトラックアンローダ10は、隣接するドックドアの間を横向きに移動し得る静的プラットフォームに固定され得る。
【0028】
ここで図3A図3B図4及び図5を参照すると、旋回前方コンベア42は、移動ベース50の前端64に配設される。旋回前方コンベア42は、製品46を処理して搬送サブアセンブリ54へ運搬するべく、それに統合されたデッキコンベアユニット230を有する。示されるように、旋回前方コンベアは、デッキ到達可能空間236によって示されるようにロボットトラックアンローダ10に対する旋回、伸長及び後退の各々について、作動サブアセンブリ234と共に移動ベース50に固定的に固定される、非柔軟であり得るフレーム232を含む。例として、作動されるサブアセンブリ234は、機械的連結を有する、油圧サブアセンブリ又はサーボ駆動リニアアクチュエータサブアセンブリを含み得る。側方スカートプレート238、240は、デッキコンベアユニット230上に、それを通じて製品46を誘導する。一実装において、側方スカートプレート238、240は、受け止め及びすくい上げ動作を改善するために、地面に接触するように、旋回前方コンベアの周りに少なくとも部分的に独立的に展開可能であり得る。側方ローラ242、244はまた、製品46の取り込み及び誘導も支援する。
【0029】
一実施形態において、旋回前方コンベア42は、フレーム232に接続された後方部分252を示す平面状延長ブレード250を含む。側面258、260の間の横軸Aに沿って、後方部分252からある長さにわたって前方部分254が延在する。平面状延長ブレード250は、例えば、スプリングスチール、又は、超高分子量ポリエチレンを含み得る。平面状延長ブレード250は、摩耗、衝突及び化学物質に対する抵抗性を提供する柔軟な材料を含み得る。平面状延長ブレード250は、製品46及び床FLの間にフィットするために、へら形態を有し得るか、又は、製品46及び床FLの間にフィットするためにパレットナイフ形態を有し得る。
【0030】
いくつかの実施形態において、長い平面のブレード250は、ブレードセグメント262、264、266、268、270、272、274、276、278、280などの複数のブレードセグメントを含む。しかしながら、ブレードセグメントの数は、いずれかが要求される場合、応用に依存して変動し得ることが理解されるべきである。追加的に、一実施形態において、長い平面のブレード250又はそのブレードセグメント262~280は、撤去及び交換され得る。図4において最も良く分かるように、平面状延長ブレード250は、圧力が印加されることに応じて、横軸Aの周りに曲がり、それに圧力を印加する床FLなどの物体の形状に適合する。
【0031】
一実施形態において、旋回前方コンベア42は、長い期間にわたって旋回前方コンベア42上に位置する処理中の製品を識別するセンサ282、284を有する。他の実施形態において、処理中の製品を検出するセンサは、例えば、位置調整サブアセンブリ58又は距離測定サブアセンブリ170に部分的に又は完全に統合されていることが理解されるべきである。そのような処理中の製品は、動かなくなり、デッキコンベアユニット230から搬送サブアセンブリ54へ進むことができないことがあり得る。処理中の製品の下の旋回前方コンベア42、又は、旋回前方コンベア42上の処理中の製品を処理している産業用ロボット40、又はそれらの組み合わせの振動によって処理中の製品を解放するために、自動エラー処理動作が生じる。振動は例えば、デッキコンベアユニット230の移動、又は、旋回前方コンベア42の上下の移動、又は、それらの組み合わせを交互に行うことを含み得る。図5に示される実施形態において、コンベアユニット286~292は、矢印M、M、M、Mに示されるように、前向き及び逆向きを交互に行う。
【0032】
図6は、動かなくなりデッキコンベアユニット230から搬送サブアセンブリ54へ進むことができないことがあり得る処理中の製品に対処するための自動エラー処理動作の更なる実施形態を図示する。示されるように、旋回前方コンベア42上の側方に位置するウイング300、302は、矢印Fで示されるように反転(flip)することが可能である。製品46などの製品が動かなくなったとき、ウイング302などのウイングが作動され、製品46を処理し、製品46が旋回前方コンベア42上で継続的に搬送されるようにし得る。更に、多くの場合において、トレーラへの入口は、トレーラの内部より狭いことがあり得る。これらの場合において、ロボットトラックアンローダ10がトレーラに入る又はそれから出るとき、ウイング300、302は、内向き及び上向きに反転され得る。トレーラ内において、ウイング300、302は、旋回前方コンベア42のリーチを改善するために展開され得る。
【0033】
ここで図7を参照すると、動かなくなりデッキコンベアユニット230から搬送サブアセンブリ54へ進むことができないことがあり得る処理中の製品に対処するための自動エラー処理動作のなお更なる実施形態が示されている。本実施形態において、処理中の製品を処理する産業用ロボット40は、製品46に接触してエラーをクリアするために利用され得る。前に言及されたように、異なるエンドエフェクタ100が利用され得る。示されるように、製品が図7に示される製品などの袋であるときに製品を処理するべく、複数のピン310が、グラッパプレート106の面114に関連している。
【0034】
図8は、ロボットトラックアンローダ10の一実施形態を図示し、ここで、送信機/受信機回路354、出力356、入力358、メモリ360、及びストレージ362が相互接続されたバス352に連結されているプロセッサ350を含むコンピュータベースのアーキテクチャを含むロボットトラックアンローダ10が概略的に図示されている。一実施形態において、制御サブアセンブリ62は、プロセッサ350からアクセス可能であるメモリ360を含む。更に、制御サブアセンブリ62は、認識サブシステムを包含し、及び、含み得、これはいくつかの実施形態において、生データを解析して意味のある情報をロボットトラックアンローダ10の残りに提供するソフトウェアを提供する。メモリ360は、実行されたときに、小包又は他の物体などの製品46の荷広げ又は荷降ろしのための命令をプロセッサ350に実行させるプロセッサ実行可能命令を含む。
【0035】
例として、限定するものではないが、メモリは、産業用ロボット及び/又は旋回前方コンベアを利用する製品の撤去を指定する第1プロセッサ実行可能命令を含み得る。プロセッサ実行可能命令は、プロセッサに、1又は複数のセンサ又はカメラを含み得る距離測定サブアセンブリ170から収集された複数のデータ画像からモデルを構築させる。モデルは、産業用ロボット及び旋回前方コンベアのうちの少なくとも1つの物理的環境の表現である。物理的環境は製品を含む。プロセッサ実行可能命令は、プロセッサに、前景壁を識別するためにモデル内の探索動作を指定させ、次に、複数の製品の少なくとも1つの候補製品に属する候補製品接触面を識別するために前景壁内の探索動作を指定させる。この結果、製品Wの前景壁の場所に基づいて、選び取り動作を実行すること、又は、再位置調整のためにロボットトラックアンローダ10を移動させることに進み得る。
【0036】
プロセッサ実行可能命令は次に、プロセッサに、産業用ロボット及び旋回前方コンベアのうちの少なくとも1つを用いて複数の製品を荷降ろしするために撤去動作を指定させ得る。一実装において、これらのプロセッサ実行可能命令は、プロセッサに、候補製品接触面において、産業用ロボットを用いて、複数の小包を含み得る製品を選び取るために撤去動作を指定させ得る。小包は次に、旋回前方コンベアによって受け止められる。別の実装において、これらのプロセッサ実行可能命令は、深いすくい上げ撤去動作及び浅いすくい上げ撤去動作を指定するなど、旋回前方コンベアを用いる複数のすくい上げ撤去動作を指定し得る。すくい上げ撤去動作は、候補製品接触面の下にある退避済み前方エリアで生じるように指定され得る。
【0037】
次に、旋回前方コンベア上に位置する処理中の製品を識別するために探索動作が指定され、処理中の製品が旋回前方コンベア上に位置することに応じて、自動エラー処理動作が指定される。自動エラー処理動作は、例えば、処理中の製品の下の旋回前方コンベア、又は、旋回前方コンベア上の処理中の製品を処理している産業用ロボットの振動を含み得る。
【0038】
例として、限定するものではないが、メモリは、カメラによって収集された複数の第1データ画像から3Dモデルを構築することに向けられる第2プロセッサ実行可能命令を含み得る。3Dモデルは、製品を含む、産業用ロボット及び旋回前方コンベアの物理的環境の表現である。命令はまた、プロセッサに、距離測定サブアセンブリ170によってキャプチャされた複数の3Dデータ画像を、フィルタリングの対象となる部分的3Dモデルに変換し、フィルタリングされた3Dモデルを提供させる。次に、製品に属する前景壁を識別するために3Dモデル内において探索動作が指定され得る。この探索動作に従って、プロセッサ実行可能命令は、製品の1又は複数の候補製品に属し得る前景壁における候補製品接触面を識別するために、別の探索動作を指定し得る。候補製品接触面に関して、より具体的には、命令はプロセッサに、加重表面積を利用して平面セグメント化を使用して3Dボクセルモデル内のセグメント化された平面を識別させ、この結果、一実施形態又は優先順位付けにおいて、前景壁の上部からずれて下に位置するT字形状の候補製品の面をもたらし得る。一実施形態において、候補製品接触面は、複数の候補製品の小包を横切る。実行される更なる命令は、候補製品を荷降ろしするための、及び、産業用ロボット及び旋回前方コンベアを使用する選び取り及びすくい上げ動作について候補製品を撤去するための命令を計算するための撤去動作を含む。
【0039】
これらの様々な命令を利用することによって、ロボットトラックアンローダは、製品が産業用ロボットによって掴まれて引かれ、旋回前方コンベアによって受け止められるように、産業用ロボットを用いて前景壁Wの上側部分内の製品の第1部分を撤去するために第1撤去動作を指定し得る。旋回前方コンベアによって受け止められると、下流の搬送が開始し得る。ロボットトラックアンローダはまた、第1撤去動作に続いて、旋回前方コンベアを用いて下側部分内の製品の第2部分をすくい上げるために第2撤去動作を指定し得る。ロボットトラックアンローダのナビゲーション及び認識機能を利用するそのような動作は、すべての製品が撤去されるまで継続し得る。追加的に、必要な場合及びとき、エラー処理動作が実行される。
【0040】
図9は、ロボットトラックアンローダ10及びそれに関連する制御信号の一実施形態を図示し、これは、例えば図8に示されるコンピュータアーキテクチャにわたって展開され得る。示されるコンポーネントは、ロボットトラックアンローダ10の様々な機能及び動作を協調させる。ユーザインタフェース194、動作環境データベース370、プログラム可能ロジックコントローラ372、ロボットコントローラ374、旋回前方コンベアコントローラ375、及び距離測定サブアセンブリ170、172、174は、採用される数に依存して、相互接続されている。示されるように、カメラ377は、距離測定サブアセンブリ170に関連付けられ、可変の位置を有し得る。すなわち、距離測定サブアセンブリ170の場所は変動し得、カメラなどのそのコンポーネントは、例えば産業用ロボット40を含む、ロボットトラックアンローダ10上の異なる場所に配置され得る。駆動サブアセンブリ52、コンベア/エレベータのためのコントロール376によって表される搬送サブアセンブリ54、及び、安全性コントローラ378は、プログラム可能ロジックコントローラ372に接続されている。最後に、産業用ロボット40及び旋回前方コンベア42は、ロボットコントローラ374に接続されている。一実装において、ユーザインタフェース212、動作環境データベース370、及びプログラム可能ロジックコントローラ372は、制御サブアセンブリ62の一部であり、ロボットコントローラ374は、産業用ロボット40、旋回前方コンベア40の一部、又はその両方の組み合わせを形成する。安全性コントローラ358は安全サブシステム60に含まれ、このサブシステムの上記のコンポーネントに動作を提供する。
【0041】
ユーザインタフェース212は、ユーザ制御及びロボットトラックアンローダ10とのインタラクションを提供する。ユーザインタフェース212は、ラベル及び/又はテキストと併せてアイコンを利用して、ナビゲーション、及び、オペレータに利用可能な情報及びアクションの全表現を提供し得る。積込み動作に加えて、ユーザインタラクションは、ロボットトラックアンローダ10を作業の順序通りに動作させ続ける、又は、トラブルの発生を防止する保守、修理及び他のルーティンアクションに関し得る。
【0042】
動作データ環境データベース370は、産業用ロボット40の到達可能空間102、旋回前方コンベア42の到達可能空間236、選び取り方法データ、掴み方法データ、引き方法データ、受け止め方法データ、及びすくい上げ方法データについてのデータを含む。製品情報及びトレーラの標準サイズについての情報は、必要ではないが、提供され得る。ロボットトラックアンローダに関する、本明細書に提示されるシステム及び方法は、本明細書において提示されるナビゲーション及び認識ベース技術を利用して、製品の個別のインスタンス(instance)がどこに位置するかに関わらず、及び、環境の事前知識(例えば、トラックの寸法)に関わらず、小包などの製品を掴むこと及び引くことを可能にする。
【0043】
格納された場合、製品情報は、動作データ環境データベース350に格納され、前に説明されたように搬送サブアセンブリ54によって集められ、又はそれらの組み合わせによって獲得され得る。例として、表I及びIIは、位置の決定及び製品の配置において自動トラックアンローダ10が利用し得るトレーラデータの種類の例示的な例を提示する。しかしながら、本明細書に提示されたロボットトラックアンローダは、表I及びIIにおいて提示されるトレーラデータなどの積込み前の情報内で動作し得る、又は、このデータ無しで動作し得ることが理解されるべきである。
表I:トレーラ寸法
【表1】
表II トレーラ寸法の続き
【表2】
プログラム可能ロジックコントローラ372は、全体の動作を協調させ、手動及び自動を含む様々な動作モードの間で切り替える。プログラム可能ロジックコントローラ372はまた、様々な品目について、自動動作中に必要な高レベルの計算及び協調を提供する。
【0044】
ロボットコントローラ374は、産業用ロボット40に有線接続された内蔵の入力及び出力を通じて産業用ロボット40の動きを制御する。プログラム可能ロジックコントローラ372は、それに有線接続された内蔵の入力及び出力を通じて旋回前方コンベア42の動きを制御する。ロボットトラックアンローダ10の制御についての特定のアーキテクチャが提示されているが、他のアーキテクチャも本発明の教示内であることが理解されるべきである。例として、ハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアの任意の組み合わせが採用され得る。更なる例として、制御の分布は、本明細書において提示されるものと異なり得る。
【0045】
1つの動作の実施形態において、プログラム可能ロジックコントローラ372は、動作環境データベース372からトレーラ16の寸法にアクセスする。オペレータは、ユーザインタフェース212を通じて、ドッキングベイ30にどの種類のトレーラが到着したかを示す。代替的に、距離測定サブアセンブリ170は、この情報を検出するように動作可能である。距離測定サブアセンブリ170、172、174は、距離及び位置データをプログラム可能ロジックコントローラ352に中継し、プログラム可能ロジックコントローラ352は、この情報を使用して、制御信号をロボットコントローラ374、駆動サブアセンブリ52、コントローラ372及び安全性コントローラ378へ送信する。追加的に、プログラム可能ロジックコントローラ372は、これらのコンポーネントの各々から、挙動プロセスへの入力である制御信号を受信する。プログラム可能ロジックコントローラ352によって、ユーザインタフェース194を通じて、オペレータに対して、定期的な更新及びステータス情報が提供される。
【0046】
図10は、ロボットトラックアンローダ10の一部を形成するロボットコントローラ372の一実施形態を図示する。ロボットコントロール372の本質は、産業用ロボット40及び旋回前方コンベア42を制御するロボットシステム又は制御プログラム380である。制御プログラム380は、オペレータによって、自動的に、ドライバ384によって動作環境データベース350、プログラム可能ロジックコントローラ372から入力データを受信する(及び、適切な場合、命令を提供する)ユーザインタフェース194と通信する動作サービス382によって動作され得る。ロボットコントローラ374の独立性は変動し得ることが理解されるべきである。一実装において、ロボットコントローラ374は、プログラム可能ロジックコントローラ374の制御下であり得る。別の実装において、示されるように、ロボットコントローラ374は、より自律的であり、ユーザインタフェース194との直接接続などの特徴を含み得る。
【0047】
一実施形態によれば、ドライバ384及び制御プログラム380の間には、ロボットの移動を制御するフレームプログラム386、及び、自動化又はイベント制御方針又は生じる状態及び信号に基づく挙動選択のためのユニット388の形態で独立のデータ処理層が提供される。フレームプログラム386におけるユーザアプリケーションプログラム、イベント制御方針選択及びセンサプログラムは、オペレータによってプログラムされ、産業用ロボットの手動及び自動制御のバランス及び実装を監視するロボットプログラム390によって指示され得る。
【0048】
図11は、認識ベースロボット操作システムの一実施形態を図示し、ここで製品は、物理的環境において積み重ねられ、46i、46j、46k、46l、46m、46n、46o、46p、46r、46s、46t、46u、46x、46y、46z、47a(図14)及び47b(図14)と標識された様々な箱を含む。動作に関して、一般に、ロボットトラックアンローダ10は、産業用ロボット40を用いて、小包を掴んで旋回前方コンベア42上に引き出すことによって、製品46を選び取り、旋回前方コンベア42は、ロボットトラックアンローダ10を通じて、図1A~1Dに提示される伸縮性コンベアユニットなどの更に外向きの搬送及び下流のシステムへの搬送を提供する。
【0049】
より具体的には、一実施形態において、オペレータは、プログラム可能ロジックコントローラ及び距離測定サブアセンブリ170を利用してロボットトラックアンローダ10を位置調整することにより、産業用ロボット40及び旋回前方コンベア42を有するロボットトラックアンローダ10をトレーラ開口46の近くに位置調整する。ロボットトラックアンローダ10は最初に、複数の3Dデータ画像400によって表される製品46の複数のデータ画像をキャプチャする。複数の3Dデータ画像400は次に、合成3Dモデル402に、次に、フィルタリングされた3Dモデル404に変換される。いくつかの実施形態において、複数の3Dデータ画像は、完全なシーンをキャプチャする。製品識別406は、物理的な小包46l、46m、46n、46r、46s、46t、46x、46t及び46zに対応する前景壁Wを識別する。いくつかの実装において、前景壁Wは、上側部分U及び下側部分Lに分割される。上側部分Uは、小包46l、46m、46r、46s、46x及び46yに対応する。下側部分Lは小包46n、46t、46zに対応する。いくつかの実装において、上側部分Uは、床FLと直接接触しない製品を含み、下側部分Lは、床FLと直接接触する製品を含む。
【0050】
候補製品接触面Tを識別するために製品ディメンショニング(dimensioning)408が生じ、これは、優先順位付けに基づき、大文字「T」の形態を有し得、小包46r、46s、46x及び46lに対応する。いくつかの実施形態において、候補製品面Tは、上側部分P内に配置される。これらの動作の一部として、候補接触表面が生成され、選び取りの成功の可能性について評価される。次に、大文字「T」の形態を有し得る、製品スループットを最適化するために空間分布に基づいて候補が優先され得る。この例において、結果の候補は、小包46r、46s、46x及び46yに対応する。産業用ロボット40は次に、小包46r、46s、46x及び46yを製品46のスタックから撤去するためのコマンドを与えられる。示されるように、図11において、産業用ロボット40は、エンドエフェクタの適合性を利用して、不均一な表面を有する異なる寸法の小包を掴み得る。産業用ロボット40は次に、小包46r、46s、46x及び46yを製品46のスタックから旋回前方コンベア42上へ引き、旋回前方コンベア42は、小包46r、46s、46x及び46yを受け止める。ロボットトラックアンローダ10は、旋回前方コンベア42の上のエリアが空になるまで、必要に応じて、産業用ロボット40の掴んで引くプロセスを利用して、選び取りを繰り返し得る。
【0051】
ここで、図12を参照すると、図11に提示される機械動作順序に継続して、小包46r、46s、46x及び46yは、産業用ロボット40によって、矢印Aによって示される掴んで引く技法を利用して旋回前方コンベア42上に選び取られ、矢印Aによって示されるように下流に進む。旋回前方コンベア42は、小包46r、46s、46x及び46yを受け止める。そのような動作は、動作410によって表され、ここで、旋回前方コンベア42における関節動作(articulation)は、すくい上げを含み得る。次に、下側部分Lにおいて最初の約数行の下位行の小包が残っている(例えば、小包46n、46t、及び46zが残っている)など、小包の指定された高さが削減されると、ロボットトラックアンローダ10は次に、必要な場合、残りの小包のために、旋回前方コンベア42にすくい上げに関節動作(articulate)させ得る。上側部分Uが撤去された下側部分Lは、旋回前方コンベア42によってすくい上げられる、候補製品接触面Tの下の退避済み前方エリア(evacuated front area)とみなされ得る。1より多くのすくい上げ動作が採用され得ることが理解されるべきである。更に、浅い及び深いなど、異なる深度のすくい上げ動作が利用され得る。
【0052】
ここで図13を参照すると、図11及び12に提示される機械動作順序に継続して、この例において、下側部分L上の残りの製品46のすくい上げの前に、ロボットトラックアンローダ10は、動作412において、自動エラー処理を利用して、小包46sが旋回前方コンベア42上で、文字Sによって示されるように、搬送を通じて進んでいないこと、及び動かないことを検出する。ロボットトラックアンローダ10の自動エラー処理機能は次に、ウイング300、302、特にウイング302を利用して、小包46sが搬送を通じて下流側に進むことを継続し得るように、小包46sを再位置調整し得る。代替的に、ロボットトラックアンローダ10の自動エラー処理機能は次に、小包46sが搬送を通じて下流に進むことを継続し得るように、旋回前方コンベア42上の小包46sに係合するために、再位置調整Rによって示されるように、産業用ロボット40に再位置調整させる。しかしながら、いくつかの実装において、更なる追加又は代替として、ロボットトラックアンローダ10の自動エラー処理機能は、旋回前方コンベア42に、小包46sを振動させ得ることが理解されるべきである。そのような振動は、旋回前方コンベア42を上及び下に移動させ、又は、旋回前方コンベア42のコンベアユニットの方向性の動作を交互に行って引き起こされ得る。図14に示されるように、小包46sが自動エラー処理によって解放されると、ロボットトラックアンローダ10は、矢印A、Aによって表されるこの下流の搬送を用いて、小包46n、46t、46zを含む、下側部分L上の残りの製品46をすくい上げる。一実施形態において、ロボットトラックアンローダ10の旋回前方コンベア42は、下側部分L上の製品46と係合するために、駆動すくい上げを伴って前向きに進む。その後、ロボットトラックアンローダ10は、再位置調整され得、必要なナビゲーション及び認識動作に続いて、産業用ロボット40は、掴むこと及び引くことを含む選び取りを実行し得、選び取られた製品を搬送する旋回前方コンベア42は次に、一連のすくい上げを実行する。図9~12に提示される、そのような機械動作順序は、トレーラの端がロボットトラックアンローダ10の認識システムによって検出されるまで継続し得る。
【0053】
図15は、認識ベースロボット操作についての方法の一実施形態を図示する。いくつかの実施形態において、ブロック420において、距離測定サブアセンブリは、製品の異なる視点からのデータをキャプチャする。より具体的には、3Dデータ画像が距離測定サブアセンブリから収集され、ブロック422において、座標変換が生じる。一実施形態において、認識データを使用して、掴む及び引くことを含む、箱を選び取る動作などの製品動作を実行するべく、1又は複数のカメラを含み得る距離測定サブアセンブリによって観察される座標が参照フレームに変換される。例として、限定するものではないが、以下の座標系が定義され得る:
・RGB-D点群データが元々表されるカメラ座標系{c}
・マニピュレータのベースに配置されるロボット座標系{r}
距離測定サブアセンブリ、及び、いくつかの実施形態において、カメラから、ロボット座標系への同次変換行列が定義され、これは、ハンド-アイ較正手順(hand-eye calibration procedure)又は他の好適な較正手順を使用して取得され得る。例として、そのような較正手順は、距離測定サブアセンブリが設置又は維持されるとき、オフラインで実行され得、結果として生じる変換は将来の使用のために格納される。カメラ座標系において元々表される点cpは次に、式1を使用して、ロボットベースに変換され得る。
【0054】
式1:rp=crH*cp
ブロック424において、3Dデータ画像は、共に繋ぎ合わされて、部分モデル、及び、一実装において、部分3D点群データモデルであり得る3Dモデルにされる。ブロック426において、世界空間モデルを生成するために、非対象のエリアは、3Dモデルにおいてフィルタリング除去される。非対象のエリアは、PLCによって提供される2つの3Dデータ点によって構築され得る側壁、天井、床及びコンベア平面を含み得る。ブロック428において、領域ベース区分アルゴリズムが採用され、前景壁が識別される。ブロック430において、より多くの壁を露出させるために旋回前方コンベアの位置が移動されるべきか、又は、現在の壁が無くなったかを判定し得る、様々な空間メトリックが計算される。決定ブロック432において、壁が無くなり、候補の選び取りが可能でない場合、方法はブロック452(下で説明される)に進み、プログラム可能ロジックコントローラに対して、有効な候補がブロックに存在しないと通信する。
【0055】
ブロック434において、有効な候補の組が決定される前に、適用可能なフィルタが適用される。候補製品接触面は少なくとも1つの候補製品に属し得、ブロック436に記載されるスライディングウィンドウ方法を使用して計算される。ブロック436において、フィルタの適用により、動的に生成されたグリッド構造に基づいて接触面を抽出し得るスライディングウィンドウ方法を使用して、候補接触面の組が生成される。続いて、ブロック438において、空間及びジオメトリの特徴に基づいて、表面の品質及び抽出成功の可能性について、各候補が評価される。その後、候補製品は、ブロック440において、空間分布に基づいて、ブロック442において、その領域において以前に何回の試行が行われたかに基づいて、ランクをつけられる。
【0056】
ブロック444において、最適な候補が選択され、これは、ブロック448において干渉チェックが実行される前にブロック446においてシミュレーションされる、産業用ロボットによって掴むこと及び引くこと、それに続いて旋回前方コンベアによって受け止めることを含む選び取り動作による製品の撤去を含み得る。ブロック450において、旋回前方コンベア位置が後続の選び取りサイクルのための修正を必要とするかどうかについて決定される。ブロック452において、産業用ロボットのエンドエフェクタを制御して、言及されたように箱又は小包であり得る製品を撤去するための命令がプログラム可能ロジックコントローラへ送信される。この命令は、追加的に、旋回前方コンベア位置を調節する又は1又は複数のすくい上げを実行して残りの製品を撤去するための指示を含み得る。ブロック454において、必要な場合、自動エラー処理が実行される。
【0057】
図16は、認識ベースのコンベア最適コンベア位置調整のための方法の一実施形態を図示する。いくつかの実施形態において、ブロック460において、距離測定サブアセンブリは、3Dデータ画像を含む製品の異なる視点からのデータをキャプチャする。ブロック462において、座標変換が生じる。一実施形態において、認識データを使用して、掴むこと及び引くことを含む、箱を選び取る動作を実行するべく、カメラによって観察された座標が参照フレームに変換される。例として、限定するものではないが、以下の座標系が定義され得る:
・RGB-D点群データが元々表されるカメラ座標系{c}
・マニピュレータのベースに配置されるロボット座標系{r}
ハンド-アイ較正手順を使用して取得され得る、カメラからロボット座標系への同次変換行列crHが定義される。これは、距離測定サブアセンブリがシステム上に設置されたカメラを含むとき、オフラインで実行され得、結果として生じる変換が将来の使用のために格納される。カメラ座標系において元々表される点cpは次に、式1を使用して、ロボットベースに変換され得る。
【0058】
式1:rp=crH*cp
ブロック464において、3Dデータ画像は、共に繋ぎ合わされて、部分モデル、及び、一実装において、部分3D点群データモデルであり得る3Dモデルにされる。ブロック466において、世界空間モデルを生成するために、非対象のエリアは、3Dモデルにおいてフィルタリング除去される。例として、限定するものではないが、非対象のエリアは、側壁、天井、床、及びコンベア平面を含み得、これらは、PLCによって提供される2つの3Dデータ点によって構築され得る。ブロック468において、領域ベース区分アルゴリズムが採用され、前景壁が識別される。次に、ブロック470において、我々の残りの部分的な3D点群モデルの最高の3D点を決定し得る様々な空間メトリックを使用して、対象の小領域が計算される。コンベア位置を決定する。
【0059】
図17は、製品を例えばトラック又はコンテナから荷降ろしするロボットトラックアンローダの一動作実装を図示する。方法は、ロボットトラックアンローダが、製品を有するトラック又はコンテナへ荷降ろしドアの近くに位置調整されるブロック502に進む前にブロック500で開始する。このステップにおいて、オペレータは、ロボットトラックアンローダを、荷降ろしドアの近くに移動させ、ロボットトラックアンローダが、安全システムの機能を含む動作の準備ができていることを確実にし得る。ブロック504において、ロボットトラックアンローダは、製品の近くに位置調整され、例えば、プログラム可能ロジックコントローラ372及び距離測定サブアセンブリ170が連携してロボットトラックアンローダを製品から指定の距離に誘導する。ブロック506において、例えば図12及び13において説明されるように、3Dモデルは、積込みされた製品及び周辺環境から構築される。
【0060】
ブロック508において、動力付き運搬経路を提供する外向きコンベアを含み得る搬送サブアセンブリは、3Dモデルを生成することによって集められたデータに基づいて、製品を処理するために適切に位置調整される。ブロック510において、ロボットトラックアンローダの産業用ロボットはまた、認識ベースモデルを生成することによって集められたデータに基づいて製品を処理するために適切に位置調整される。ブロック512において、産業用ロボットは、製品を掴み、ブロック514において、産業用ロボットは、搬送サブアセンブリへ運ぶために製品を旋回前方コンベア上へ引く。決定ブロック516において、産業用ロボットが掴み引いているエリアが空である場合、方法はブロック518に進む。他方、旋回前方コンベアの上の製品との空間が空でない場合、ブロック512及び514に記載される、掴む及び引く動作が繰り返される。すなわち、一般に、いくつかの実施形態において、方法は、すべての選び取り後にデータを再キャプチャし、次に、旋回前方コンベアが選び取りに対応するために適切に下降されるときに、空であると判定する。閾値に達すると、すくい上げが生じる。
【0061】
ブロック518において、旋回前方コンベアは、残りの製品に対応する指定の高さへ旋回前方コンベアを下に関節動作させることによって位置調整される。ブロック520において、旋回前方コンベアは、ユニットを前向きに駆動して、旋回前方コンベアの長いブレードを製品の下に配置してすくい上げることによってすくい上げを実行する。決定ブロック522において、旋回前方コンベアがすくい上げていた空間が空である場合、方法は決定ブロック524に進み、そうでなければ、ブロック518、520の関節動作及びすくい上げ動作が繰り返される。決定ブロック524において、荷降ろしする製品が残っている場合、方法はブロック504に戻る。他方で、製品が荷降ろしされる場合、方法はブロック526において終了し、ここで、ロボットトラックアンローダはトレーラ又はコンテナから出ることがあり得る。前に言及されたように、ロボットトラックアンローダに関する、本明細書に提示されるシステム及び方法は、本明細書において提示されるナビゲーション及び認識ベース技術を利用して、製品の個別のインスタンスがどこに位置するかに関わらず、及び、環境の事前知識(例えば、トラックの寸法)に関わらず、小包などの製品を掴み、引くことを可能にする。製品は、更なる運搬のために、産業用ロボットによって掴まれ、旋回前方コンベア及び搬送サブアセンブリ上に引かれる。様々な下流システムへの外向きの運搬のために進む距離を制限するべく、旋回前方コンベアの移動及び関節動作は、ロボットトラックアンローダが、製品の場所に近くなることを可能にする。
【0062】
別段の指定が無い限り、本明細書に示され記載される方法及びプロセスフローの実行又は遂行の順序は本質的ではない。すなわち、別段の指定が無い限り、方法及びプロセスフローの要素は、任意の順序で実行され得、方法は、本明細書において開示されるものより多くの又は少ない要素を含み得る。例えば、別の要素の前、それと同時に、又は、その後に特定の要素を実行又は遂行することは、すべての可能な実行順序であることが想定される。
【0063】
本発明は例示的な実施形態を参照しつつ説明してきたが、上記の説明は本発明を限定するものと解釈されることを意図したものではない。本発明の例示的な実施形態に加えて他の実施形態の様々な改良及び組み合せは、説明を参照すると当業者には明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、任意のそのような改良又は実施形態を包含することが意図される。
(他の可能な項目)
(項目1)
複数の製品(46)を荷降ろし/荷広げするためのロボットトラックアンローダ(10)であって、
第1及び第2端(64、66)を有する移動ベース(50)の構造;
前記移動ベース(50)に連結された駆動サブアセンブリ(52)、前記駆動サブアセンブリ(52)は、前記移動ベース(50)をステアリング及び駆動するための複数の車輪を含む;
前記移動ベース(50)上に配設される搬送サブアセンブリ(54)、前記搬送サブアセンブリ(54)は、前記第1端及び前記第2端(64、66)の間で前記複数の製品(46)を運搬するよう構成されている動力付き運搬経路(90)を含む;
前記移動ベース(50)の前記第2端(66)の近くに配設された産業用ロボット(40)、前記産業用ロボット(40)は、前記複数の製品(46)を処理するよう構成されており、前記産業用ロボット(40)はロボット到達可能空間(102)を有する;
前記移動ベース(50)の前記第2端(66)に配設された旋回前方コンベア(42)、前記旋回前方コンベア(42)は、それに統合されたデッキコンベアユニット(230)を有し、前記デッキコンベアユニット(230)は、前記複数の製品(46)を搬送サブアセンブリ(54)へ運搬するよう構成され、前記旋回前方コンベア(42)は、前記複数の製品(46)を処理するよう構成され、デッキ(38)はデッキ到達可能空間(236)を有し;
カメラ(377);
前記産業用ロボット(40)、前記旋回前方コンベア(42)、及び前記カメラ(377)と通信するように配置されている制御サブアセンブリ(62)、前記制御サブアセンブリ(62)は、前記産業用ロボット(40)の選択的な関節動作による移動を協調させ、前記制御サブアセンブリ(62)は、前記旋回前方コンベア(42)の選択的な関節動作による移動を協調させる;及び
前記制御サブアセンブリ(62)は、プロセッサ(350)からアクセス可能なメモリ(360)を含み、前記メモリ(360)は、実行されるときに前記プロセッサ(350)に:
前記カメラ(377)によって収集された複数のデータ画像(400)からモデル(402)を構築させ、前記モデル(402)は、前記産業用ロボット(40)及び前記旋回前方コンベア(42)のうちの少なくとも1つの物理的環境の表現であり、前記物理的環境は前記複数の製品(46)を含み、
前景壁(W)を識別するために前記モデル(402)内の探索動作を指定させ、
前記複数の製品(46)の少なくとも1つの候補製品に属する候補製品接触面を識別するために、前記前景壁(W)内の探索動作を指定させ、
前記産業用ロボット(40)及び前記旋回前方コンベア(42)の1つを用いて前記複数の製品(46)を荷降ろしするために撤去動作を指定させ、
前記旋回前方コンベア(42)上に位置する処理中の製品を識別するために、前記旋回前方コンベア(42)内の探索動作を指定させ、及び
前記処理中の製品が前記旋回前方コンベア(42)上に位置することに応じて、自動エラー処理動作を指定させる
プロセッサ実行可能命令を含む、
を備えるロボットトラックアンローダ(10)。
(項目2)
前記旋回前方コンベア(42)は更に、前記旋回前方コンベア(42)に沿ってそれぞれ側方に位置する第1及び第2ウイング(300、302)を含む、項目1に記載のロボットトラックアンローダ(10)。
(項目3)
複数の製品(46)を荷降ろし/荷広げするためのロボットトラックアンローダ(10)であって:
第1及び第2端(64、66)を有する移動ベース(50)の構造;
前記移動ベース(50)に連結されている駆動サブアセンブリ(52)、前記駆動サブアセンブリ(52)は、前記移動ベース(50)をステアリング及び駆動するための複数の車輪を含む;
前記移動ベース(50)上に配設された搬送サブアセンブリ(54)、前記搬送サブアセンブリ(54)は、前記第1端及び第2端の間で前記複数の製品(46)を運搬するように構成されている動力付き運搬経路(90)を含む;
前記移動ベース(50)の前記第2端(66)に配設されたフレームを有する旋回前方コンベア(42)、前記旋回前方コンベア(42)は、前記フレーム内に統合されたデッキコンベアユニット(230)を有し、前記デッキコンベアユニット(230)は、前記複数の製品(46)を前記搬送サブアセンブリ(54)へ運搬するよう構成され、前記旋回前方コンベア(42)は、前記複数の製品(46)を処理するように構成され、デッキ(38)はデッキ到達可能空間(236)を有する;
前記フレームに接続された後方部分を示す平面状延長ブレード(250)、前記平面状延長ブレード(250)は、第1及び第2側面(300、302)の間の横軸に沿って前記後方部分からある長さにわたって延在する前方部分を有する;
前記平面状延長ブレード(250)は、圧力の印加に応じて、前記横軸の周りに曲がる;
カメラ(377);
前記旋回前方コンベア(42)及び前記カメラ(377)と通信するように配置されている制御サブアセンブリ(62)、前記制御サブアセンブリ(62)は、前記旋回前方コンベア(42)の選択的な関節動作による移動を協調させる;及び
前記制御サブアセンブリ(62)は、プロセッサ(350)からアクセス可能なメモリ(360)を含み、前記メモリ(360)は、実行されるときに前記プロセッサ(350)に:
前記カメラ(377)によって収集された複数のデータ画像からモデルを構築させ、前記モデルは、産業用ロボット(40)及び前記旋回前方コンベア(42)のうちの少なくとも1つの物理的環境の表現であり、前記物理的環境は、前記複数の製品(46)を含み、及び
前記旋回前方コンベア(42)を用いて前記複数の製品(46)を荷降ろしするために撤去動作を指定させる
プロセッサ実行可能命令を含む、
を備えるロボットトラックアンローダ(10)。
(項目4)
前記平面状延長ブレード(250)は更に、製品及び床の間にフィットするへら形態を含む、項目3に記載のロボットトラックアンローダ(10)。
(項目5)
複数の製品(46)を荷降ろし/荷広げするためのロボットトラックアンローダ(10)であって:
移動ベース(50);
前記移動ベース(50)上に配設された産業用ロボット(40)、前記産業用ロボット(40)は、前記複数の製品(46)を選び取るよう構成され、前記産業用ロボット(40)はロボット到達可能空間(102)を有する;
前記移動ベース(50)上に配設された旋回前方コンベア(42)、前記旋回前方コンベア(42)は、前記複数の製品(46)をすくい上げるよう構成されている;
カメラ(377);
前記産業用ロボット(40)、前記旋回前方コンベア(42)、及び前記カメラ(377)と通信するように配置されている制御サブアセンブリ(62)、前記制御サブアセンブリ(62)は、前記産業用ロボット(40)の選択的な関節動作による移動を協調させ、前記制御サブアセンブリ(62)は、前記旋回前方コンベア(42)の選択的な関節動作による移動を協調させる;及び
前記制御サブアセンブリ(62)は、プロセッサ(350)からアクセス可能なメモリ(360)を含み、前記メモリ(360)は、実行されるときに前記プロセッサ(350)に:
前記カメラ(377)によって収集された複数のデータ画像からモデルを構築させ、前記モデルは、前記産業用ロボット(40)及び前記旋回前方コンベア(42)のうちの少なくとも1つの物理的環境の表現であり、前記物理的環境は前記複数の製品(46)を含む、
前景壁(W)を識別するために前記モデル内の探索動作を指定させ、
前記複数の製品(46)の少なくとも1つの候補製品に属する候補製品接触面を識別するために前記前景壁(W)内の探索動作を指定させ、前記候補製品接触面は、前記前景壁(W)の上部からずれている、
前記候補製品接触面において、前記産業用ロボット(40)を用いて、前記複数の製品(46)を選び取るために、第1撤去動作を指定させ、及び
前記第1撤去動作に続いて、前記旋回前方コンベア(42)を用いて前記複数の製品(46)をすくい上げるために、第2撤去動作を指定させる
プロセッサ実行可能命令を含む;
を備えるロボットトラックアンローダ(10)。
(項目6)
実行されるとき、前記プロセッサ(350)に、前記第1撤去動作に続いて、前記旋回前方コンベア(42)を用いて前記複数の製品(46)をすくい上げるために第2撤去動作を指定させる前記プロセッサ実行可能命令は、実行されるとき、前記プロセッサ(350)に:
前記第1撤去動作に続いて、退避済み前方エリアにおいて、前記旋回前方コンベア(42)を用いて、前記複数の製品(46)をすくい上げるために、前記第2撤去動作を指定させ、前記退避済み前方エリアは、前記候補製品接触面の下である、プロセッサ実行可能命令を更に含む、項目5に記載のロボットトラックアンローダ(10)。
(項目7)
複数の製品(46)を荷降ろし/荷広げするためのロボットトラックアンローダ(10)であって:
第1及び第2端(64、66)を有する移動ベース(50)の構造;
前記移動ベース(50)に連結された駆動サブアセンブリ(52)、前記駆動サブアセンブリ(52)は、前記移動ベース(50)をステアリング及び駆動するための複数の車輪を含む;
前記移動ベース(50)上に配設された搬送サブアセンブリ(54)、前記搬送サブアセンブリ(54)は、前記第1端及び前記第2端の間で前記複数の製品(46)を運搬するよう構成されている動力付き運搬経路(90)を含む;
前記移動ベース(50)の前記第2端(66)に配設された旋回前方コンベア(42)、前記旋回前方コンベア(42)にはデッキコンベアユニット(230)が統合され、前記デッキコンベアユニット(230)は、前記複数の製品(46)を前記搬送サブアセンブリ(54)へ運搬するよう構成され、前記旋回前方コンベア(42)は、前記複数の製品(46)を処理するよう構成されている;
前記デッキコンベアユニット(230)は複数のコンベアサブアセンブリを含み;
前記旋回前方コンベア(42)上に配置された複数の側方スカートプレート、前記複数の側方スカートプレートは、前記デッキコンベアユニット(230)を通じて前記複数の製品(46)を誘導するよう構成されている;
前記旋回前方コンベア(42)を監視するように位置調整されている複数のセンサ;
前記旋回前方コンベア(42)、前記デッキコンベアユニット(230)、及び前記複数のセンサと通信するように配置されている制御サブアセンブリ(62)、前記制御サブアセンブリ(62)は、前記旋回前方コンベア(42)の選択的な関節動作による移動を協調させ、前記制御サブアセンブリ(62)は、前記デッキコンベアユニット(230)の前記複数のコンベアサブアセンブリの各々の選択的作動を協調させる;及び
前記制御サブアセンブリ(62)は、プロセッサ(350)からアクセス可能なメモリ(360)を含み、前記メモリ(360)は、実行されるとき、前記プロセッサ(350)に:
前記旋回前方コンベア(42)上に位置する処理中の製品を識別するために、前記複数のセンサを介して前記旋回前方コンベア(42)内の探索動作を指定させ、及び
前記処理中の製品が前記旋回前方コンベア(42)上に位置することに応じて、自動エラー処理動作を指定させ、前記自動エラー処理動作は、前記デッキコンベアユニット(230)の前記複数のコンベアサブアセンブリの各々の前記選択的作動を含む、
プロセッサ実行可能命令を含む、
を備えるロボットトラックアンローダ(10)。
(項目8)
前記旋回前方コンベア(42)は更に:
前記移動ベース(50)の前記第2端(66)に固定されたフレーム、前記フレームは非柔軟である;
前記フレームに接続された後方部分、及び、第1及び第2側面の間の横軸に沿って前記後方部分からある長さにわたって延在する前方部分を示す平面状延長ブレード(250);
前記平面状延長ブレード(250)は、圧力が印加されることに応じて、前記横軸の周りに曲がる、
を備える、項目7に記載のロボットトラックアンローダ(10)。
(項目9)
複数の製品(46)を荷降ろし/荷広げするためのロボットトラックアンローダ(10)であって:
第1及び第2端(64、66)を有する移動ベース(50)の構造;
前記移動ベース(50)に連結された駆動サブアセンブリ(52)、前記駆動サブアセンブリ(52)は、前記移動ベース(50)をステアリング及び駆動するための複数の車輪を含む;
前記移動ベース(50)上に配設された搬送サブアセンブリ(54)、前記搬送サブアセンブリ(54)は、前記第1端及び前記第2端の間で前記複数の製品(46)を運搬するよう構成されている動力付き運搬経路(90)を含む;
前記移動ベース(50)の前記第2端(66)の近くに配設された産業用ロボット(40)、前記産業用ロボット(40)は、前記複数の製品(46)を処理するよう構成され、前記産業用ロボット(40)はロボット到達可能空間(102)を有する;
カメラ(377);
前記移動ベース(50)の前記第2端(66)に配設された旋回前方コンベア(42)、前記旋回前方コンベア(42)は、それに統合されたデッキコンベアユニット(230)を有し、前記デッキコンベアユニット(230)は、前記複数の製品(46)を前記搬送サブアセンブリ(54)へ運搬するよう構成され、前記旋回前方コンベア(42)は、前記複数の製品(46)を処理するよう構成され;
前記デッキコンベアユニット(230)は複数のコンベアサブアセンブリを含み;
前記産業用ロボット(40)、前記カメラ(377)、前記旋回前方コンベア(42)、及び前記デッキコンベアユニット(230)と通信するように配置されている制御サブアセンブリ(62)、前記制御サブアセンブリ(62)は、前記産業用ロボット(40)の選択的な関節動作による移動を協調させ、前記制御サブアセンブリ(62)は、前記旋回前方コンベア(42)の選択的な関節動作による移動を協調させ、前記制御サブアセンブリ(62)は、前記デッキコンベアユニット(230)の前記複数のコンベアサブアセンブリの各々の選択的作動を協調させる;
前記制御サブアセンブリ(62)は、プロセッサ(350)にアクセス可能なメモリ(360)を含み、前記メモリ(360)は、実行されるとき、前記プロセッサ(350)に:
前記旋回前方コンベア(42)上に位置する処理中の製品を識別するために、前記カメラ(377)を介する前記旋回前方コンベア(42)内の探索動作を指定させ、及び
前記処理中の製品が前記旋回前方コンベア(42)上に位置することに応じて、自動エラー処理動作を指定させ、前記自動エラー処理動作は、前記産業用ロボット(40)を介する、前記旋回前方コンベア(42)上の前記処理中の製品の選択的な処理を含む、
プロセッサ実行可能命令を含む、
を備えるロボットトラックアンローダ(10)。
(項目10)
前記旋回前方コンベア(42)は更に:
前記移動ベース(50)の前記第2端(66)に固定されたフレーム、前記フレームは非柔軟である;
前記フレームに接続された後方部分、及び、第1及び第2側面の間の横軸に沿って前記後方部分からある長さにわたって延在する前方部分を示す平面状延長ブレード(250);
前記平面状延長ブレード(250)は、圧力が印加されることに応じて、前記横軸の周りに曲がる、
を備える、項目9に記載のロボットトラックアンローダ(10)。
(項目11)
複数の製品(46)を荷降ろし/荷広げするためのロボットトラックアンローダ(10)であって:
ベース;
前記ベース上に配設されている産業用ロボット(40)、前記産業用ロボット(40)は、前記複数の製品(46)を選び取るよう構成され、前記産業用ロボット(40)はロボット到達可能空間(102)を有する;
前記ベース上に配設された旋回前方コンベア(42)、前記旋回前方コンベア(42)は、前記複数の製品(46)をすくい上げるよう構成されている;
カメラ(377);
前記産業用ロボット(40)、前記旋回前方コンベア(42)及び前記カメラ(377)と通信するように配置されている制御サブアセンブリ(62)、前記制御サブアセンブリ(62)は、前記産業用ロボット(40)の選択的な関節動作による移動を協調させ、前記制御サブアセンブリ(62)は、前記旋回前方コンベア(42)の選択的な関節動作による移動を協調させ、及び
前記制御サブアセンブリ(62)は、プロセッサ(350)からアクセス可能なメモリ(360)を含み、前記メモリ(360)は、実行されるとき、前記プロセッサ(350)に:
前記カメラ(377)によって収集された複数のデータ画像からモデルを構築させ、前記モデルは、前記産業用ロボット(40)及び前記旋回前方コンベア(42)のうちの少なくとも1つの物理的環境の表現であり、前記物理的環境は前記複数の製品(46)を含む、
前景壁(W)を識別するために、前記モデル内の探索動作を指定させ、前記前景壁(W)は、床と直接接触しない製品のインスタンスを有する上側部分を有し、前記前景壁(W)は、床と直接接触する前記複数の製品(46)の製品のインスタンスを有する下側部分を有し、
前記産業用ロボット(40)を用いて、前記上側部分内の前記複数の製品(46)の第1部分を撤去するために第1撤去動作を指定させ、及び
前記第1撤去動作に続いて、前記旋回前方コンベア(42)を用いて、前記下側部分内の前記複数の製品(46)の第2部分をすくい上げるために、第2撤去動作を指定させる、
プロセッサ実行可能命令を含む、
を備えるロボットトラックアンローダ(10)。
(項目12)
前記メモリ(360)は更に、実行されるとき、前記プロセッサ(350)に:
前記第2撤去動作に続いて、前記旋回前方コンベア(42)を用いて、前記複数の製品(46)をすくい上げるために、第3撤去動作を指定させる、
プロセッサ実行可能命令を含む、
項目11に記載のロボットトラックアンローダ(10)。
図1A
図1B
図1C
図1D
図2A
図2B
図2C
図2D
図2E
図2F
図2G
図2H
図3A
図3B
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
【外国語明細書】