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(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】P2024179499
(43)【公開日】2024-12-26
(54)【発明の名称】物品移載機構および物品管理システム
(51)【国際特許分類】
B25J 15/00 20060101AFI20241219BHJP
B25J 15/06 20060101ALI20241219BHJP
B25J 5/00 20060101ALI20241219BHJP
B25J 9/06 20060101ALI20241219BHJP
【ＦＩ】
B25J15/00 D
B25J15/06 D
B25J5/00 A
B25J9/06 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023098386
(22)【出願日】2023-06-15
(71)【出願人】
【識別番号】501387839
【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク
(74)【代理人】
【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】池田 裕
(72)【発明者】
【氏名】高橋 弘樹
(72)【発明者】
【氏名】冨山 智子
(72)【発明者】
【氏名】杉村 禎昭
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS14
3C707BS09
3C707CS08
3C707CU03
3C707DS06
3C707ES01
3C707EV27
3C707EV28
3C707FS01
3C707FT02
3C707FT11
3C707FU01
3C707GS01
(57)【要約】
【課題】
本発明の目的は、ハンド部とマニピュレータとの動作の連動を必要とせず、物品移載を短時間で効率よく行うことができる物品移載機構を提供することにある。
【解決手段】
本発明の物品移載機構は、複数の物品を載置するカセット１２０と、物品を把持して移動させる物品把持移動部１３０と、カセット１２０と物品把持移動部１３０との相対位置を変化させてカセット１２０に保持された複数の物品１０５から特定の物品を選択する物品選択移動部１４０と、を備える。物品選択移動部１４０は、カセット１２０と物品把持移動部１３０との相対位置を変化させて移載対象となる物品を選択する。物品把持移動部１４０は、選択された物品を保持して移動させる。
【選択図】図１
本発明の目的は、ハンド部とマニピュレータとの動作の連動を必要とせず、物品移載を短時間で効率よく行うことができる物品移載機構を提供することにある。
【解決手段】
本発明の物品移載機構は、複数の物品を載置するカセット１２０と、物品を把持して移動させる物品把持移動部１３０と、カセット１２０と物品把持移動部１３０との相対位置を変化させてカセット１２０に保持された複数の物品１０５から特定の物品を選択する物品選択移動部１４０と、を備える。物品選択移動部１４０は、カセット１２０と物品把持移動部１３０との相対位置を変化させて移載対象となる物品を選択する。物品把持移動部１４０は、選択された物品を保持して移動させる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の物品を載置するカセットと、
物品を把持して移動させる物品把持移動部と、
前記カセットと前記物品把持移動部との相対位置を変化させて前記カセットに保持された複数の物品から特定の物品を選択する物品選択移動部と、
を備え、
前記物品選択移動部は、前記カセットと前記物品把持移動部との相対位置を変化させて移載対象となる物品を選択し、
前記物品把持移動部は、選択された物品を保持して移動させることで物品を移載する物品移載機構。
物品を把持して移動させる物品把持移動部と、
前記カセットと前記物品把持移動部との相対位置を変化させて前記カセットに保持された複数の物品から特定の物品を選択する物品選択移動部と、
を備え、
前記物品選択移動部は、前記カセットと前記物品把持移動部との相対位置を変化させて移載対象となる物品を選択し、
前記物品把持移動部は、選択された物品を保持して移動させることで物品を移載する物品移載機構。
【請求項2】
請求項１に記載の物品移載機構において、
前記物品選択移動部は、前記カセットを移動させて前記カセットと前記物品把持移動部との相対位置を変化させる物品移載機構。
前記物品選択移動部は、前記カセットを移動させて前記カセットと前記物品把持移動部との相対位置を変化させる物品移載機構。
【請求項3】
請求項１に記載の物品移載機構において、
前記物品選択移動部は、前記物品把持移動部を移動させて前記カセットと前記物品把持移動部との相対位置を変化させる物品移載機構。
前記物品選択移動部は、前記物品把持移動部を移動させて前記カセットと前記物品把持移動部との相対位置を変化させる物品移載機構。
【請求項4】
請求項２又は３に記載の物品移載機構において、
前記カセットは、物品を保持する複数のスロットと、前記複数のスロットを構成する仕切り板と、を備え、
前記仕切り板は、移動可能に支持されてスロットサイズを変更可能に構成される物品移載機構。
前記カセットは、物品を保持する複数のスロットと、前記複数のスロットを構成する仕切り板と、を備え、
前記仕切り板は、移動可能に支持されてスロットサイズを変更可能に構成される物品移載機構。
【請求項5】
請求項２に記載の物品移載機構において、
前記物品把持移動部は、物品を把持して物品の移載方向に移動する物品把持部を備え、
前記カセットは、
物品を保持する複数のスロットと、
物品を出し入れする経路に配置され物品が前記スロットより脱落することを抑制するラッチ部材と、
前記ラッチ部材を回動可能に支持するシャフトと、
を備え、
前記ラッチ部材は、前記物品把持部の移動に連動して回動するように構成された物品移載機構。
前記物品把持移動部は、物品を把持して物品の移載方向に移動する物品把持部を備え、
前記カセットは、
物品を保持する複数のスロットと、
物品を出し入れする経路に配置され物品が前記スロットより脱落することを抑制するラッチ部材と、
前記ラッチ部材を回動可能に支持するシャフトと、
を備え、
前記ラッチ部材は、前記物品把持部の移動に連動して回動するように構成された物品移載機構。
【請求項6】
請求項２又は３に記載の物品移載機構において、
前記カセットは、物品保温装置を備える物品移載機構。
前記カセットは、物品保温装置を備える物品移載機構。
【請求項7】
請求項２又は３に記載の物品移載機構において、
前記カセットは、複数のスロットに温度検出器を備える物品移載機構。
前記カセットは、複数のスロットに温度検出器を備える物品移載機構。
【請求項8】
請求項２又は３に記載の物品移載機構において、
前記物品把持移動部は、
物品を吸着把持する吸着パッドと、
前記吸着パッドを支持して空気流路を備える吸着パッドアダプタと、
前記吸着パッドアダプタの空気流路と連結され、他端部に継ぎ手が設けられた中空シャフトと、
前記中空シャフトを前記中空シャフトの軸方向に移動させると共に、前記中空シャフトの軸まわりに回転移動させるアクチュエータと、を備える物品移載機構。
前記物品把持移動部は、
物品を吸着把持する吸着パッドと、
前記吸着パッドを支持して空気流路を備える吸着パッドアダプタと、
前記吸着パッドアダプタの空気流路と連結され、他端部に継ぎ手が設けられた中空シャフトと、
前記中空シャフトを前記中空シャフトの軸方向に移動させると共に、前記中空シャフトの軸まわりに回転移動させるアクチュエータと、を備える物品移載機構。
【請求項9】
請求項８に記載の物品移載機構において、
前記物品把持移動部は、物品が前記カセットより離脱して前記吸着パッドのみで保持された状態において、前記中空シャフトを軸まわりに回転させて物品の姿勢を変更する物品移載機構。
前記物品把持移動部は、物品が前記カセットより離脱して前記吸着パッドのみで保持された状態において、前記中空シャフトを軸まわりに回転させて物品の姿勢を変更する物品移載機構。
【請求項10】
請求項１に記載の物品移載機構と、
前記物品移載機構を位置決めする位置決め機構と、
前記位置決め機構を搭載して自律移動可能な移動体と、
物品を保管する物品保管庫と、
を備え、
複数の物品を、複数の物品保管庫の間で移載する物品管理システム。
前記物品移載機構を位置決めする位置決め機構と、
前記位置決め機構を搭載して自律移動可能な移動体と、
物品を保管する物品保管庫と、
を備え、
複数の物品を、複数の物品保管庫の間で移載する物品管理システム。
【請求項11】
請求項１０に記載の物品管理システムにおいて、
前記位置決め機構は、複数の回転軸を持つ物品管理システム。
前記位置決め機構は、複数の回転軸を持つ物品管理システム。
【請求項12】
請求項１０に記載の物品管理システムにおいて、
前記位置決め機構は、複数の直動軸と回転軸とを持つ物品管理システム。
前記位置決め機構は、複数の直動軸と回転軸とを持つ物品管理システム。
【請求項13】
請求項１０に記載の物品管理システムにおいて、
物品集配管理部を備え、
前記物品集配管理部から発信される作業指示により、複数の物品を、複数の物品保管庫の間で移載する物品管理システム。
物品集配管理部を備え、
前記物品集配管理部から発信される作業指示により、複数の物品を、複数の物品保管庫の間で移載する物品管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物品を移載する物品移載機構、および物品移載機構を備えた物品管理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、複数種類の試薬などの消耗品を分析ユニットや格納庫、廃棄容器、作業台などの間で搬送するとともに、投入や排出に関連する一連の作業を実施する自律移動ロボットが記載されている（段落００２９参照）。特許文献１の自律移動ロボットは、例えば、形状、文字、輝度、あるいは色を認識できる、カメラなどの画像入力デバイスを眼の役割として備える頭部と、自律移動ロボットを移動させるための駆動部と、物品の一時保管や処理作業を実施可能なスペースを備えた荷台部と、頭部を３６０度回転して全方位を画像入力デバイスで見渡すための回転機構と、伸縮可能なアーム部と、物品の把持やボタンの押下などを行うハンド部と、搬送品を保持する保管棚と、を備えている（段落００２９参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】ＷＯ２０２０／０２１８３７Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の自律移動ロボットは、複数の装置と、様々な物品を保管する格納庫と、搬送品を保管する保管棚と、不要品を廃棄する廃棄容器と、の間で物品を移載する際に、ハンド部が物品を把持して、物品を一つずつ移載する。また、物品を搬送する場合には、自律移動ロボットの荷台部に物品を一つずつ移載して保管棚に一時保管して搬送する。複数の物品を取り扱う場合、格納庫から保管棚へ、保管棚から装置へ、或いは保管棚から廃棄容器へ、物品を移載しようとすると、アーム（マニピュレータ）部先端に取り付けられたハンド部が繰り返し動作を行うことになる。格納庫と保管棚との間、装置と保管棚との間、或いは廃棄容器と保管棚との間を、マニピュレータが往復動作する回数が増加するにつれて（物品数が増えるにつれて）、動作時間が増大する。また、マニピュレータ動作も複雑になり、動作生成に要する時間が長くなる。さらに、ハンド部は物品の把持のみを行うため、装置、格納庫、保管棚、或いは廃棄容器に対する物品の出し入れ動作をマニピュレータが行う必要がある。特許文献１の自律移動ロボット（物品移載機構）は、ハンド部による物品単体の把持と、物品を移載する動作を担うマニピュレータと、で構成され、物品を移載するためには、ハンド部とマニピュレータの双方を連動させることが必要であった。
【0005】
本発明の目的は、ハンド部とマニピュレータとの動作の連動を必要とせず、物品移載を短時間で効率よく行うことができる物品移載機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明の物品移載機構の一例は、
複数の物品を載置するカセットと、
物品を把持して移動させる物品把持移動部と、
前記カセットと前記物品把持移動部との相対位置を変化させて前記カセットに保持された複数の物品から特定の物品を選択する物品選択移動部と、
を備え、
前記物品選択移動部は、前記カセットと前記物品把持移動部との相対位置を変化させて移載対象となる物品を選択し、
前記物品把持移動部は、選択された物品を保持して移動させることで物品を移載する。
また、物品管理システムは、前記物品移載機構と、前記物品移載機構を位置決めする位置決め機構と、前記位置決め機構を搭載して自律移動する移動体と、物品を保管する物品保管庫と、を備える。
複数の物品を載置するカセットと、
物品を把持して移動させる物品把持移動部と、
前記カセットと前記物品把持移動部との相対位置を変化させて前記カセットに保持された複数の物品から特定の物品を選択する物品選択移動部と、
を備え、
前記物品選択移動部は、前記カセットと前記物品把持移動部との相対位置を変化させて移載対象となる物品を選択し、
前記物品把持移動部は、選択された物品を保持して移動させることで物品を移載する。
また、物品管理システムは、前記物品移載機構と、前記物品移載機構を位置決めする位置決め機構と、前記位置決め機構を搭載して自律移動する移動体と、物品を保管する物品保管庫と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、ハンド部とマニピュレータとの動作の連動を必要とせず、物品移載を短時間で効率よく行うことができる物品移載機構を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明に係る第一物品移載機構を説明する斜視図。
【図2】本発明に係る第一物品移載機構を説明する側面図。
【図3】本発明に係る第一物品移載機構を説明する上面図。
【図4】本発明に係る第一カセットを説明する斜視図。
【図5】本発明に係る第一カセットのラッチ動作を説明する斜視図。
【図6】本発明に係る第一物品移載機構の第一移載部の動作を説明する斜視図。
【図7】本発明に係る第一物品移載機構の第一移載部の動作を説明する上面図。
【図8A】本発明に係る第一物品移載機構の第一移載部の動作を説明する断面図であり、吸着パッドアダプタが移載のための移動を開始する前の状態を示す図である。
【図8B】本発明に係る第一物品移載機構の第一移載部の動作を説明する断面図であり、ラッチ部材によるラッチを解除した状態を示す図である。
【図8C】本発明に係る第一物品移載機構の第一移載部の動作を説明する断面図であり、物品の第一カセットからの移載を開始した状態を示す図である。
【図9】本発明に係る第一物品管理システムを説明する図。
【図10】本発明に係る第一物品保管庫を説明する図。
【図11】本発明に係る第一物品管理システムの一連の動作を説明する図。
【図12】本発明に係る第一物品管理システムの動作フローチャート。
【図13】本発明に係る第二物品移載機構を説明する斜視図。
【図14】本発明に係る第二カセットを説明する斜視図。
【図15】本発明に係る第二物品移載機構の第二移載部の動作を説明する斜視図。
【図16】本発明に係る第二物品管理システムを説明する図。
【図17】本発明に係る第二物品保管庫を説明する図。
【図18】本発明に係る第二物品管理システムの一連の動作を説明する図。
【図19】本発明に係る物品管理システムの装置連携を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
複数の物品を効率よく交換して作業時間を少なくするためには、複数の物品を同時に取り扱う物品移載機構が有効である。そのためには、複数の物品を保持可能なカセットを有することが望ましい。複数の物品を保持可能なカセットは、物品数を増加させると、カセット自体が大型化してしまう懸念がある。この課題を解決するためには、カセットや物品移載機構を着脱可能な構造とすることが有効である。すなわち、物品数や取扱う物品種類の増加に対して、カセットまたは物品移載機構を複数用意し、自動で交換できるようにすることで、作業者業務を代替して作業負担を軽減する物品管理システムを提供することができる。また、物品移載機構は、コンパクトな構成で、シンプルな制御で運用できるため、物品管理システムの導入時の負担が軽減される。
【0010】
［実施例１］
本発明の第１実施例を図１から図１２を参照し説明する。
最初に図１から図３を参照して、第一物品移載機構１００の基本構成を説明する。
図１は本発明に係る第一物品移載機構１００を説明する斜視図である。説明で用いる方向は図１中に示す通りであり、矢印の先端方向を正方向、反対方向を負方向とする。
本発明の第１実施例を図１から図１２を参照し説明する。
最初に図１から図３を参照して、第一物品移載機構１００の基本構成を説明する。
図１は本発明に係る第一物品移載機構１００を説明する斜視図である。説明で用いる方向は図１中に示す通りであり、矢印の先端方向を正方向、反対方向を負方向とする。
【0011】
第一物品移載機構１００は、第一移載部（第一移載装置）１１０と、第一カセット１２０と、着脱治具１１１と、を備える。第一移載部１１０は、第一物品把持移動部（第一物品把持移動装置）１３０と、第一物品選択移動部（第一物品選択移動装置）１４０と、を備える。第一移載部１１０は、第一ベース１１４と連結されている。また、着脱治具１１１は、同じく第一ベース１１４と連結されている。第一カセット１２０は、第一直動ガイド１２２および第一カセットベース１２１を介して、第二ベース１１５（図２参照）と連結されている。また、第一カセット１２０は、物品１０５を搭載可能である。図１中では、物品１０５として、物品１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５eが第一カセット１２０に載置されている。物品１０５は、略直方体で、自動分析装置などに用いられる、試薬容器、検体試験管、システム水ボトル、洗浄液ボトル等であって良い。しかし、物品１０５はこれらに限定されるものでははい。
【0012】
図２は本発明に係る第一物品移載機構１００を説明する側面図である。
第一物品把持移動部１３０は、継ぎ手１３１と、中空シャフト１３２と、第一アクチュエータ１３３と、アクチュエータブラケット１３４と、吸着パッドアダプタ１３５と、吸着パッド１３６と、を備える。第一アクチュエータ１３３は、継ぎ手１３１、中空シャフト１３２、吸着パッドアダプタ１３５、および吸着パッド１３６を矢印Ａ方向（Ｙ方向）に直線的に移動させる。アクチュエータブラケット１３４は、第一アクチュエータ１３３を第一ベース１１４に取り付ける部材である。
第一物品把持移動部１３０は、継ぎ手１３１と、中空シャフト１３２と、第一アクチュエータ１３３と、アクチュエータブラケット１３４と、吸着パッドアダプタ１３５と、吸着パッド１３６と、を備える。第一アクチュエータ１３３は、継ぎ手１３１、中空シャフト１３２、吸着パッドアダプタ１３５、および吸着パッド１３６を矢印Ａ方向（Ｙ方向）に直線的に移動させる。アクチュエータブラケット１３４は、第一アクチュエータ１３３を第一ベース１１４に取り付ける部材である。
【0013】
吸着パッドアダプタ１３５は、空気流路１３５ａ（図８Ａ参照）を備え、吸着パッド１３６を支持する。中空シャフト１３２はその一端部が吸着パッドアダプタ１３５に連結され、中空シャフト１３２の中空部１３２ａ（図８Ａ参照）が吸着パッドアダプタ１３５の空気流路１３５ａと連通される。中空シャフト１３２は、他端部に継ぎ手１３１が設けられる。継ぎ手１３１には図示しない空気チューブが連結される。
【0014】
吸着パッド１３６は、空気流路に連結されて物品を吸着把持する部位であり、「物品把持部」を構成する。ここで、「把持」とは手で握ることを意味する言葉であるが、本明細書及び特許請求の範囲では、「把持」は手で握ることに限らず、例えば吸着や挟持等の手段によって物品を保持する状態又は動作を表す用語として用いる。第一物品把持移動部の「把持」も同様である。
【0015】
図３は本発明に係る第一物品移載機構１００を説明する上面図である。
第一物品選択移動部１４０は、第二アクチュエータ１４１と、第二アクチュエータ１４１の回転を伝達する伝動ベルト１４２と、第三ベース１４３と、第二アクチュエータ１４１に接続されて伝動ベルト１４２に移動力を伝えるプーリの対となるプーリ１４４と、を備える。
第一物品選択移動部１４０は、第二アクチュエータ１４１と、第二アクチュエータ１４１の回転を伝達する伝動ベルト１４２と、第三ベース１４３と、第二アクチュエータ１４１に接続されて伝動ベルト１４２に移動力を伝えるプーリの対となるプーリ１４４と、を備える。
【0016】
第一物品選択移動部１４０は、第一カセット１２０と物品把持移動部１３０との相対位置を変化させて第一カセット１２０に保持された複数の物品から特定の物品を選択する。本実施例では、物品選択移動部１４０は、カセット１２０を移動させてカセット１２０と前記物品把持移動部１３０との相対位置を変化させる。
【0017】
なお、プーリ１４４は、対となるプーリのうち、一方のプーリを図示している。第二アクチュエータ１４１およびプーリ１４４は、第三ベース１４３と連結されている。また、第三ベース１４３は、図１の第一ベース１１４に連結されている。第二アクチュエータ１４１が矢印ＢのごとくＺ方向軸まわりに回転することで、伝動ベルト１４２が矢印Ｃのごとく移動する。伝動ベルト１４２が移動すると、伝動ベルト１４２と第一カセット１２０とを連結する連結治具１４５（図７参照）が矢印Ｃのごとく移動する。
【0018】
図４および図５を参照して、第一カセット１２０について説明する。
図４は、本発明に係る第一カセット１２０を説明する斜視図である。
第一カセット１２０は、物品を保持する第一保持部１２３を有する。第一保持部１２３は、物品を保持する空間であるスロット１２５と、スロット１２５に入れられた物品の両側面を倒れないように支持する仕切り板１２４と、物品がＹ＋方向に飛び出すことを防止するラッチ部材１２６と、ラッチ部材１２６に設けた貫通孔に勘合するシャフト１２７（図５参照）と、を備える。
図４は、本発明に係る第一カセット１２０を説明する斜視図である。
第一カセット１２０は、物品を保持する第一保持部１２３を有する。第一保持部１２３は、物品を保持する空間であるスロット１２５と、スロット１２５に入れられた物品の両側面を倒れないように支持する仕切り板１２４と、物品がＹ＋方向に飛び出すことを防止するラッチ部材１２６と、ラッチ部材１２６に設けた貫通孔に勘合するシャフト１２７（図５参照）と、を備える。
【0019】
仕切り板１２４は、例えば、１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄである。これらの仕切り板の間は、スロット１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄ、１２５ｅである。これらのスロット１２５に対応して、ラッチ部材１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄ、１２６ｅが設けられ、物品のＹ＋方向への飛び出しを抑止する。なお、第一保持部１２３の背面（Ｙ－方向）端部は、Ｚ＋方向に延伸する壁を有しており、物品がＹ－方向に飛び出すことがないように、物品を安定して第一カセット１２０のスロット１２５に保持することが可能である。
【0020】
第一カセット１２０は、図１に示した第一カセットベース１２１に固定されていても良いし、図示していない着脱部材により着脱可能に支持されていても良い。第一カセット１２０が着脱可能に支持されている場合、カセット単位で物品を取扱うことができるため、物品単体で取扱う場合と比べると、移載時間が短縮される効果が期待される。また、物品を温冷保温する必要がある場合、図示していない温冷保温装置（物品保温装置）１２０ａを第一カセット１２０に搭載しても良い。また、温度管理を必要とする場合、温度検出器１２０ｂを第一カセット１２０に設けてもよい。温冷保温装置１２０ａ及び温度検出器１２０ｂは、全スロット１２５に設けても良いし、特定のスロット１２５に設けてもよい。この場合、温冷保温装置１２０ａ及び温度検出器１２０ｂは第一カセット１２０に組み付けることができる。例えば、第一カセット１２０の仕切り板１２４または底面（下面）に、温冷保温装置１２０ａ及び温度検出器１２０ｂを埋設することができる。本実施例では、仕切り板１２４に温冷保温装置１２０ａを埋設し、底面（下面）に温度検出器１２０ｂを埋設している。温冷保温装置１２０ａとして、例えば、熱媒体を流す配管または電熱線等を埋設すればよい。
【0021】
図５は、本発明に係る第一カセット１２０のラッチ動作を説明する斜視図である。
ラッチ部材１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄ、１２６ｅは、軸Ａｘ１を回転中心として回動可能に、シャフト１２７に支持されている。そのため、ラッチ部材１２６ｅのように、矢印Ｄの方向に軸Ａｘ１まわりに回動して、スロット１２５内にある物品をＹ＋方向に移動したり、外部の物品をＹ－方向へ移動したりすることが可能である。図５では、仕切り板１２４は固定されている。しかし、仕切り板１２４の位置は、矢印Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４のようにＸ方向に移動可能に支持されていても良い。また、図示していない付勢部材（例えば、ねじりばねのような弾性体やアクチュエータ）により、ラッチ部材１２６は、定常的にスロット１２５の底面より飛び出し、物品の飛び出しを抑制するように構成されている。しかし、図８で説明するラッチ機構により、矢印Ｄの両方向に移動するようにするも可能である。
ラッチ部材１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄ、１２６ｅは、軸Ａｘ１を回転中心として回動可能に、シャフト１２７に支持されている。そのため、ラッチ部材１２６ｅのように、矢印Ｄの方向に軸Ａｘ１まわりに回動して、スロット１２５内にある物品をＹ＋方向に移動したり、外部の物品をＹ－方向へ移動したりすることが可能である。図５では、仕切り板１２４は固定されている。しかし、仕切り板１２４の位置は、矢印Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４のようにＸ方向に移動可能に支持されていても良い。また、図示していない付勢部材（例えば、ねじりばねのような弾性体やアクチュエータ）により、ラッチ部材１２６は、定常的にスロット１２５の底面より飛び出し、物品の飛び出しを抑制するように構成されている。しかし、図８で説明するラッチ機構により、矢印Ｄの両方向に移動するようにするも可能である。
【0022】
図６および図７を参照して、第一物品移載機構１００の第一移載部１１０の動作について説明する。図６は、本発明に係る第一物品移載機構１００の第一移載部１１０の動作を説明する斜視図である。図７は、本発明に係る第一物品移載機構１００の第一移載部１１０の動作を説明する上面図である。
【0023】
第一カセット１２０は、第一物品選択移動部１４０により、矢印Ｆ方向に移動させることができる。物品１０５ｅの移載は、第一物品選択移動部１４０により、第一カセット１２０を軸Ａｘ２と物品１０５ｅとが略同一直線上となるように移動させる。第一物品把持移動部１３０は、Ｙ＋方向に中空シャフト１３２が移動し、物品１０５ｅを吸着してＹ＋方向に移動させることができる。また、第一物品把持移動部１３０の中空シャフト１３２は、矢印Ｍで示すように、軸Ａｘ２まわりに回転することが可能である。第一物品把持移動部１３０の中空シャフト１３２が軸Ａｘ２まわりに回転することにより、物品を把持して移載する際に物品の姿勢を変更することが可能である。中空シャフト１３２のＹ方向における移動、および軸Ａｘ２まわりの回転は、第一アクチュエータ１３３によって行われる。
【0024】
図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃを参照して、引き続き第一物品移載機構１００の第一移載部１１０の動作について説明する。
ラッチ機構１５０は、ラッチ部材押圧材１５１と、ラッチ部材押圧材１５１をＹ＋方向にガイドする押圧材ベース１５２と、吸着パッドアダプタ１３５のＹ－方向面に貼付されたマグネットキャッチ１５３と、マグネットキャッチ１５３と正対するようにラッチ部材押圧材１５１に埋め込まれて固定されたマグネット１５４と、を備える。図６および図７の状態は、マグネットキャッチ１５３とマグネット１５４とは磁力により接触保持されている。図６および図７で第一カセット１２０を移動させて、物品１０５ｅを移載する、すなわち物品を第一カセット１２０から排出する準備が整う。
ラッチ機構１５０は、ラッチ部材押圧材１５１と、ラッチ部材押圧材１５１をＹ＋方向にガイドする押圧材ベース１５２と、吸着パッドアダプタ１３５のＹ－方向面に貼付されたマグネットキャッチ１５３と、マグネットキャッチ１５３と正対するようにラッチ部材押圧材１５１に埋め込まれて固定されたマグネット１５４と、を備える。図６および図７の状態は、マグネットキャッチ１５３とマグネット１５４とは磁力により接触保持されている。図６および図７で第一カセット１２０を移動させて、物品１０５ｅを移載する、すなわち物品を第一カセット１２０から排出する準備が整う。
【0025】
図８Ａは、本発明に係る第一物品移載機構１００の第一移載部１１０の動作を説明する断面図であり、吸着パッドアダプタ１３５が移載のための移動を開始する前の状態を示す図である。
図８Ａでは吸着パッド１３６は物品１０５ｅに接触しておらず、物品１０５ｅは吸着パッド１３６によって把持されていない状態である。第一物品把持移動部１３０は、図８Ａに示す状態から吸着パッドアダプタ１３５をＹ＋方向に移動させて、吸着パッド１３６で物品１０５ｅを吸着する。これにより、吸着パッド１３６による物品１０５ｅの把持が完了する。これと同時に、マグネット１５４によってマグネットキャッチ１５３に吸着されたラッチ部材押圧材１５１は、吸着パッドアダプタ１３５と連動してＹ＋方向に移動する。このとき、ラッチ部材押圧材１５１の先端傾斜部１５１ａと、ラッチ部材１２６ｅの一端部（Ｙ－方向端部）１２６ｅ１とが接触する。
図８Ａでは吸着パッド１３６は物品１０５ｅに接触しておらず、物品１０５ｅは吸着パッド１３６によって把持されていない状態である。第一物品把持移動部１３０は、図８Ａに示す状態から吸着パッドアダプタ１３５をＹ＋方向に移動させて、吸着パッド１３６で物品１０５ｅを吸着する。これにより、吸着パッド１３６による物品１０５ｅの把持が完了する。これと同時に、マグネット１５４によってマグネットキャッチ１５３に吸着されたラッチ部材押圧材１５１は、吸着パッドアダプタ１３５と連動してＹ＋方向に移動する。このとき、ラッチ部材押圧材１５１の先端傾斜部１５１ａと、ラッチ部材１２６ｅの一端部（Ｙ－方向端部）１２６ｅ１とが接触する。
【0026】
図８Ｂは、本発明に係る第一物品移載機構１００の第一移載部１１０の動作を説明する断面図であり、ラッチ部材１２６ｅによるラッチを解除した状態を示す図である。
図８Ａの状態からさらに、吸着パッドアダプタ１３５がＹ＋方向に移動すると、ラッチ部材押圧材１５１の先端傾斜部１５１ａは、ラッチ部材１２６ｅをシャフト１２７まわりに回動させる。これにより、図８Ｂのように、ラッチ部材１２６ｅの先端（Ｙ＋方向端部）は、スロット１２５の底面１２５ｆより下方に移動する。
図８Ａの状態からさらに、吸着パッドアダプタ１３５がＹ＋方向に移動すると、ラッチ部材押圧材１５１の先端傾斜部１５１ａは、ラッチ部材１２６ｅをシャフト１２７まわりに回動させる。これにより、図８Ｂのように、ラッチ部材１２６ｅの先端（Ｙ＋方向端部）は、スロット１２５の底面１２５ｆより下方に移動する。
【0027】
図８Ｃは、本発明に係る第一物品移載機構１００の第一移載部１１０の動作を説明する断面図であり、物品１０５ｅの第一カセット１２０からの移載を開始した状態を示す図である。
【0028】
さらに、図８Ｃのように、吸着パッドアダプタ１３５がＹ＋方向に移動すると、物品１０５ｅは第一カセット１２０から移載される。このとき、シャフト１２７まわりに回動したラッチ部材１２６ｅの一端部１２６ｅ１は、第一カセット１２０の下部と接触して回動を停止する。これと同時に、ラッチ部材１２６ｅを回動させる力を付与したラッチ部材押圧材１５１は、ラッチ部材１２６ｅの一端部１２６ｅ１によりＹ＋方向への移動が止められ、吸着パッドアダプタ１３５から離間して停止する。その結果、ラッチ部材１２６ｅは、回動した状態、すなわち、物品１０５ｅを移載可能な状態に保持される。
物品１０５ｅを第一カセット１２０に挿入する場合、第一物品把持移動部１３０により物品１０５ｅを把持して第一カセット１２０のスロット内に挿入する。図８Ｂの状態になった時、吸着パッドアダプタ１３５のマグネットキャッチ１５３と、ラッチ部材１２６ｅを固定保持していたラッチ部材押圧材１５１とが接触し、磁力により吸着する。
物品１０５ｅを第一カセット１２０に挿入する場合、第一物品把持移動部１３０により物品１０５ｅを把持して第一カセット１２０のスロット内に挿入する。図８Ｂの状態になった時、吸着パッドアダプタ１３５のマグネットキャッチ１５３と、ラッチ部材１２６ｅを固定保持していたラッチ部材押圧材１５１とが接触し、磁力により吸着する。
【0029】
さらに図８Ａのように吸着パッドアダプタ１３５が移動すると、マグネット１５４を埋め込まれたラッチ部材押圧材１５１は、吸着パッドアダプタ１３５に貼付したマグネットキャッチ１５３に磁力吸着した状態で移動し、図６および図７の状態に復帰する。また、ラッチ部材１２６ｅは、図５で説明したように、図示していない付勢手段により、図５の回動状態から復帰して図４の状態となる。
【0030】
第一物品移載機構１００は、吸着パッド１３６で物品を吸着把持しても良いし、吸着パッドに代わりグリッパーを使用しても良い。吸着パッド１３６と同等に物品を把持する手段と代替することができる。
【0031】
以下、第一物品管理システム５００について説明する。
図９は、本発明に係る第一物品管理システム５００を説明する図である。
図９では、第一物品管理システム５００が２つの第一物品移載機構１００ａ，１００ｂを扱う場合を図示している。すなわち第一物品管理システム５００は、第一物品移載機構１００ａと、第一物品移載機構１００ｂと、第一物品移載機構１００ａが着脱可能に連結された第一位置決め機構５０１と、第一位置決め機構５０１を搭載して自律移動可能な第一移動体５１２と、を備える。
図９は、本発明に係る第一物品管理システム５００を説明する図である。
図９では、第一物品管理システム５００が２つの第一物品移載機構１００ａ，１００ｂを扱う場合を図示している。すなわち第一物品管理システム５００は、第一物品移載機構１００ａと、第一物品移載機構１００ｂと、第一物品移載機構１００ａが着脱可能に連結された第一位置決め機構５０１と、第一位置決め機構５０１を搭載して自律移動可能な第一移動体５１２と、を備える。
【0032】
図９では、第一物品移載機構１００ａは、物品を搭載していない状態を示し、図１０で示す第一物品保管庫４００から物品を取出し移載する準備をしている状態を示す。また、第一物品移載機構１００ｂは、第一移動体５０２上に設けられた、図示していない物品移載機構ストッカに配置されている。第一位置決め機構５０１は、第一物品移載機構１００ａを位置決めして、図示していない第一物品保管庫４００から、例えば、空となった物品を取出し、第一カセット１２０（図１参照）に物品を移載する。物品の移載を完了すると、第一位置決め機構５０１は、転回して図示していない物品移載機構ストッカに配置して、第一物品移載機構１００ａを切り離す。
【0033】
さらに第一位置決め機構５０１は、物品を搭載した第一位置決め機構１００ｂを連結して転回する。その後、第一移動体５０２により、第一物品管理システム５００は、図示していない第一物品保管庫４００へ移動する。そして、第一物品移載機構１００ｂに搭載した物品を、第一位置決め機構５０１により位置決めして移載する。第一位置決め機構５０１は、軸Ａｘ３まわりに回転する機能を有する。これにより、物品移載機構１００ａ，１００ｂの姿勢を変更することができる。第一位置決め機構５０１が軸Ａｘ３まわりに回転することにより、物品を揺動させることが可能である。一例として、物品に液体が封入されている場合、物品を揺動させることにより、物品内の液体を流動させて混ぜ合わせることが可能となる。
【0034】
第一物品管理システム５００に用いる第一位置決め機構５０１は、複数の回転軸を有する垂直多関節ロボットであっても良いし、水平多関節ロボットであっても良いし、直交ロボット（例えば、３軸とθ軸を有する）でも良い。この場合、位置決め機構５０１は複数の回転軸を持つ、或いは複数の直動軸と回転軸とを持つ。
【0035】
第一移動体５０２上に設けられた物品移載機構ストッカは、物品移載機構１００ａ，１００ｂに保持された物品を保温する機能を有しても良い。
【0036】
図１０は、本発明に係る第一物品保管庫４００を説明する図である。
図１０は、第一物品管理システム５００によって、物品１０５を取り込み、排出、および保管する第一物品保管庫４００を示している。第一物品保管庫４００は、第一物品保管スロット４０１を備える。また、第一物品保管スロット４０１は、１つ以上備えられており、複数の物品１０５を取り込み、排出、および保管することが可能である。また、第一物品保管スロット４０１は、物品１０５を矢印Ａに示す方向に出し入れできるようになっている。第一物品保管庫４００に移載された物品１０５は、図示していない、第一物品保管庫４００内の物品取り扱い手段によって好適な位置に再配置される。
図１０は、第一物品管理システム５００によって、物品１０５を取り込み、排出、および保管する第一物品保管庫４００を示している。第一物品保管庫４００は、第一物品保管スロット４０１を備える。また、第一物品保管スロット４０１は、１つ以上備えられており、複数の物品１０５を取り込み、排出、および保管することが可能である。また、第一物品保管スロット４０１は、物品１０５を矢印Ａに示す方向に出し入れできるようになっている。第一物品保管庫４００に移載された物品１０５は、図示していない、第一物品保管庫４００内の物品取り扱い手段によって好適な位置に再配置される。
【0037】
第一物品保管庫４００は、例えば冷蔵庫であっても良い。また、別の例として、物品を廃棄する廃棄ボックスであっても良い。また、別の例として、保管した物品を利用して作業を行う自動装置であっても良い。
【0038】
第一物品保管庫４００は、物品１０５のほかに、第一カセット１２０（図１参照）の取り込み、排出、および保管をしても良い。この場合、第一カセット１２０ごと移載して、別の第一物品保管庫４００へ移載するときは、物品単体ごとに移載しても良い。
【0039】
さらに、第一物品保管庫４００は、物品を搭載した第一物品移載機構１００ａ，１００ｂの取り込み、排出、および保管を行っても良い。この場合、第一物品保管庫４００は、その内部に図示していない物品移載機構ストッカを有し、第一物品移載機構１００ａ，１００ｂは図９で示した第一位置決め機構５０１により自動的に着脱される。
【0040】
第一カセット１２０や第一物品移載機構１００ａ，１００ｂを第一物品保管庫４００内で保管する場合、図示していない第一物品保管庫４００内に設けられた物品取り扱い機構により、予め第一カセット１２０に物品を搭載していても良い。この場合、第一物品保管庫４００内で物品の移載が完了しているため、物品の移載動作を省略することができる。これにより、作業時間の短縮が期待される。
【0041】
図１１は、本発明に係る第一物品管理システム５００の一連の動作を説明する図である。
（Ａ）：第一物品管理システム５００は、第一移動体５０２により、第一物品保管庫４００まで移動する。第一位置決め機構５０１により、第一物品移載機構１００は、第一物品保管スロット４０１に略正対するように位置決めされる。
（Ａ）：第一物品管理システム５００は、第一移動体５０２により、第一物品保管庫４００まで移動する。第一位置決め機構５０１により、第一物品移載機構１００は、第一物品保管スロット４０１に略正対するように位置決めされる。
【0042】
（Ｂ）：第一物品移載機構１００は、第一物品把持移動部１３０（図１参照）を動作させて物品１０５を吸着把持する。
【0043】
（Ｃ），（Ｄ）：第一物品移載機構１００は、吸着把持した物品１０５を、第一物品保管庫４００の第一物品保管スロット４０１方向に移動させる。
【0044】
（Ｅ）：第一物品移載機構１００は、物品１０５を第一物品保管スロット４０１に挿入を完了する。
【0045】
第一物品保管スロット４０１に物品１０５を挿入完了すると、第一物品移載機構１００は、第一物品把持移動部１３０を初期位置まで復帰させる。複数の物品がある場合、第一物品移載機構１００は、第一物品選択移動部１４０（図１参照）により、次の物品を選択して吸着把持する。これと略同時に、第一位置決め機構５０１は、第一物品保管庫４００の別の第一物品保管スロット４０１に略正対するように第一物品移載機構１００を位置決めする。その後、前述のように物品１０５を移載する。
【0046】
物品１０５を第一物品保管庫４００から取り出して第一物品移載機構１００の第一カセット１２０（図１参照）に移載する場合、前述の動作と逆の手順で動作させる。異なる点は、第一物品移載機構１００は、物品１０５を吸着していない状態で、第一物品把持移動部１４０を動作させて、第一物品保管スロット４０１に吸着パッド１３６（図２参照）を進入させて物品１０５を吸着させることである。また、第一物品移載機構１００への移載が完了すると、第一物品把持移動部１３０は、物品１０５の吸着把持を解除し、かつラッチ機構１５０（図８Ａ参照）が動作して、第一カセット１２０のスロット１２５（図４参照）に保持される。
【0047】
図１２は、本発明に係る第一物品管理システム５００の動作フローチャートである。
ここでは、各構成要件に対するナンバリングは行わないで説明する。物品管理システム５００は、図１９で示す物品集配管理部７００より指示を受けて動作を開始する（３０１）。物品集配管理部７００からの指示は、所定の物品保管庫から別の物品保管庫へ指定された物品を移載することである。前記指示を物品管理システム５００が受領すると、物品管理システム５００は移動体５０２により、指示された物品保管庫４００へ移動する（３０２）。次に物品保管庫４００近くの所定の位置に移動体５０２が位置決め動作を行う（３０３）。ここで、移動体５０２による位置決め動作が完了しない場合、再度位置決め動作を実施し（３０４ＮＯ）、位置決め動作が完了した場合、次の工程に移行する（３０４ＹＥＳ）。次に物品移載を開始する（３０５）。物品移載時の動作は、図１１で説明した通りである。物品移載は、（１）物品移載機構１００から物品保管庫４００へ物品を移載する、（２）物品保管庫４００から物品移載機構１００へ物品を移載する、ことを含む。次に物品が指示通りに移載されたことを確認する（３０６）。物品移載機構１００に移載すべき物品が残っている場合、物品移載が完了していないとして物品移載を継続する（３０６ＮＯ）。物品移載が完了すると次の工程に移行する（３０６ＹＥＳ）。次に作業の完了を確認する（３０７）。複数の物品保管庫４００に対して物品を移載する場合、次の物品保管庫４００へ移動する必要があるため、移動体５０２が移動する（３０７ＮＯ）。すべての指示された物品移載が完了した場合、動作を完了する（３０７ＹＥＳ）（３０８）。一連の動作中に異常が発生した場合、異常であることを示す警告音や警告灯などにより、作業者に知らせるとともに、物品管理システム５００は一時的に停止する。異常が改善された後に、物品移載を再開する。異常を検出する手段の一例として、ＲＦＩＤ技術を適用しても良い。すなわち、物品に物品情報が書き込まれたＩＣタグが貼付され、ＩＣタグの情報を電波などでワイヤレスに読み取り書き換えできる通信装置を備えることで、対象となる物品が適切に移載されたかどうかを確認することができる。この技術を使うことで、物品管理システム５００が移動中や、物品移載機構１００が物品移載中に物品を誤って落下させたりした場合に異常と検出して、作業者に知らせることができ、誤作業の発生の抑制や、作業再開の円滑な進行が期待できる。
ここでは、各構成要件に対するナンバリングは行わないで説明する。物品管理システム５００は、図１９で示す物品集配管理部７００より指示を受けて動作を開始する（３０１）。物品集配管理部７００からの指示は、所定の物品保管庫から別の物品保管庫へ指定された物品を移載することである。前記指示を物品管理システム５００が受領すると、物品管理システム５００は移動体５０２により、指示された物品保管庫４００へ移動する（３０２）。次に物品保管庫４００近くの所定の位置に移動体５０２が位置決め動作を行う（３０３）。ここで、移動体５０２による位置決め動作が完了しない場合、再度位置決め動作を実施し（３０４ＮＯ）、位置決め動作が完了した場合、次の工程に移行する（３０４ＹＥＳ）。次に物品移載を開始する（３０５）。物品移載時の動作は、図１１で説明した通りである。物品移載は、（１）物品移載機構１００から物品保管庫４００へ物品を移載する、（２）物品保管庫４００から物品移載機構１００へ物品を移載する、ことを含む。次に物品が指示通りに移載されたことを確認する（３０６）。物品移載機構１００に移載すべき物品が残っている場合、物品移載が完了していないとして物品移載を継続する（３０６ＮＯ）。物品移載が完了すると次の工程に移行する（３０６ＹＥＳ）。次に作業の完了を確認する（３０７）。複数の物品保管庫４００に対して物品を移載する場合、次の物品保管庫４００へ移動する必要があるため、移動体５０２が移動する（３０７ＮＯ）。すべての指示された物品移載が完了した場合、動作を完了する（３０７ＹＥＳ）（３０８）。一連の動作中に異常が発生した場合、異常であることを示す警告音や警告灯などにより、作業者に知らせるとともに、物品管理システム５００は一時的に停止する。異常が改善された後に、物品移載を再開する。異常を検出する手段の一例として、ＲＦＩＤ技術を適用しても良い。すなわち、物品に物品情報が書き込まれたＩＣタグが貼付され、ＩＣタグの情報を電波などでワイヤレスに読み取り書き換えできる通信装置を備えることで、対象となる物品が適切に移載されたかどうかを確認することができる。この技術を使うことで、物品管理システム５００が移動中や、物品移載機構１００が物品移載中に物品を誤って落下させたりした場合に異常と検出して、作業者に知らせることができ、誤作業の発生の抑制や、作業再開の円滑な進行が期待できる。
【0048】
［実施例２］
本発明の第２実施例を図１３から図１９を参照し説明する。
図１３は、本発明に係る第二物品移載機構２００を説明する斜視図である。
第二物品移載機構２００は、第二移載部（第二移載装置）２１０と、第二カセット２２０と、第二物品移載機構２００を第二位置決め機構５１１(図１６参照)に対して脱着を可能とする着脱治具１１１と、を備える。さらに、第二移載部２１０は、第二物品把持移動部（第二物品把持移動装置）２３０と、第二物品選択移動部（第一物品選択移動装置）２４０と、を備える。着脱治具１１１と第二物品選択移動部２４０とは、第四ベース２１４、および第四ベースと連結されている第五ベース２１５を介して連結されている。
本発明の第２実施例を図１３から図１９を参照し説明する。
図１３は、本発明に係る第二物品移載機構２００を説明する斜視図である。
第二物品移載機構２００は、第二移載部（第二移載装置）２１０と、第二カセット２２０と、第二物品移載機構２００を第二位置決め機構５１１(図１６参照)に対して脱着を可能とする着脱治具１１１と、を備える。さらに、第二移載部２１０は、第二物品把持移動部（第二物品把持移動装置）２３０と、第二物品選択移動部（第一物品選択移動装置）２４０と、を備える。着脱治具１１１と第二物品選択移動部２４０とは、第四ベース２１４、および第四ベースと連結されている第五ベース２１５を介して連結されている。
【0049】
着脱治具１１１は、実施例１で説明しているので説明を省略する。第二カセット２２０は、第二物品保持部２２３を有する。第二物品保持部２２３は、第二物品把持移動部２３０により移載される物品２０５（２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ、２０５ｅ）を保持する。第二カセット２２０については図１４で詳細を説明する。
【0050】
第二物品把持移動部２３０は、空気チューブが連結される継ぎ手２３１と、継ぎ手２３１が連結される中空シャフト２３２と、中空シャフト２３２を矢印Ｇの方向に移動させる第三アクチュエータ２３３と、第三アクチュエータ２３３を一端で固定し、他端は第五ベース２１５に固定された第二直動ガイド２２２に固定され、矢印Ｈの方向に移動する第六ベース２３４と、吸着パッドアダプタ２３５に固定される吸着パッド（物品把持部）２３６と、を備える。
【0051】
吸着パッドアダプタ２３５は、中空シャフト２３２において、継ぎ手２３１が連結された端部とは反対側の端部に固定される。吸着パッド２３６は、継ぎ手２３１、中空シャフト２３２および吸着パッドアダプタ２３５に設けられた空気流路と連通し、物品２０５を吸着把持する。
【0052】
第二物品選択移動部２４０は、第二物品把持移動部２３０を移動させる第四アクチュエータ２４１と、第四アクチュエータ２４１と連結されたプーリ２４５と、プーリ２４５と矢印Ｋの方向に対向して設けられたプーリ２４４と、プーリ２４４とプーリ２４５とを連結して第四アクチュエータ２４１の動力を伝達する伝動ベルト２４２と、第四アクチュエータ２４１とプーリ２４４を支持する図示していないシャフトとを固定する第七ベース２４３と、を備える。
【0053】
第二の物品選択移動部２４０は、第四アクチュエータ２４１が矢印Ｊの方向に回転することで、第二物品把持移動部２３０を矢印Ｋの方向に移動することができる。
【0054】
第一物品選択移動部１４０は、第一カセット１２０と物品把持移動部１３０との相対位置を変化させて第一カセット１２０に保持された複数の物品から特定の物品を選択する。本実施例では、物品選択移動部２４０は、物品把持移動部２３０を移動させてカセット２２０と物品把持移動部２３０との相対位置を変化させる。
【0055】
第二物品把持移動部２３０の中空シャフト２３２は、矢印Ｎで示すように、第三アクチュエータ２３３によりＺ方向軸まわりに回転することが可能である。中空シャフト２３２がＺ方向軸まわりに回転することにより、物品２０５を把持して移載する際に、物品２０５の姿勢を変更することが可能である。
【0056】
物品２０５の姿勢を変更できることは、移載先の様態に合わせて物品２０５を移載することを可能とする。さらに、物品２０５の姿勢を変更できることは、物品２０５を揺動させることを可能とする。一例として、物品に液体が封入されている場合、物品２０５を揺動させることにより、物品内の液体を流動させて混ぜ合わせることが可能である。物品２０５は、略直方体で、自動分析装置などに用いられる、試薬容器、検体試験管、システム水ボトル、洗浄液ボトルであって良い。しかし、物品２０５はこれらに限定されるものでははい。
【0057】
図１４は、本発明に係る第二カセット２２０を説明する斜視図である。
第二カセット２２０は、物品２０５（２０５ｃ、２０５ｄ、２０５ｅ）を安定に保持できるスロット２２５（２２５ａ、２２５ｂ）を有する。スロット２２５は、物品を安定に保持するための仕切り板２２４（２２４ａ、２２５ｂ、２２５ｃ）を有する。仕切り板２２４は通常固定されている。しかし、仕切り板２２４は、矢印Ｌが示す方向に移動可能に支持されても良く、その場合、Ｙ方向長さが異なる物品２０５を保持（混載）することも可能である。
第二カセット２２０は、物品２０５（２０５ｃ、２０５ｄ、２０５ｅ）を安定に保持できるスロット２２５（２２５ａ、２２５ｂ）を有する。スロット２２５は、物品を安定に保持するための仕切り板２２４（２２４ａ、２２５ｂ、２２５ｃ）を有する。仕切り板２２４は通常固定されている。しかし、仕切り板２２４は、矢印Ｌが示す方向に移動可能に支持されても良く、その場合、Ｙ方向長さが異なる物品２０５を保持（混載）することも可能である。
【0058】
第二カセット２２０は、第五ベース２１５に固定されていても良いし、図示していない着脱部を持って取り外し可能に支持されていても良い。第二カセット２２０が着脱可能に支持されている場合、カセット単位で物品を取扱うことができるため、物品単体で取扱う場合と比べると、移載時間が短縮される効果が期待できる。
【0059】
また、物品を温冷保温する必要がある場合、図示していない温冷保温装置（物品保温装置）を第二カセット２２０又は各スロット２２５に搭載しても良い。また、温度管理を必要とする場合、温度検出器を第二カセット２２０又は各スロット２２５に設けても良い。この場合、温冷保温装置及び温度検出器はカセット２２０に組み付けることができ、例えばカセット２２０をヒータ及び温度検出器を埋設したものとすることで実現できる。
【0060】
また、物品を温冷保温する必要がある場合、温冷保温装置（物品保温装置）２２０ａを第二カセット２２０に搭載しても良い。また、温度管理を必要とする場合、温度検出器２２０ｂを第二カセット１２０に設けてもよい。温冷保温装置２２０ａ及び温度検出器２２０ｂは、全スロット２２５に設けても良いし、特定のスロット１２５に設けてもよい。この場合、温冷保温装置２２０ａ及び温度検出器２２０ｂは第二カセット２２０に組み付けることができる。例えば、第二カセット２２０の仕切り板２２４または底面（下面）に、温冷保温装置２２０ａ及び温度検出器２２０ｂを埋設することができる。本実施例では、温冷保温装置１２０ａ及び温度検出器１２０ｂを底面（下面）に埋設した例を示す。温冷保温装置２２０ａとして、例えば、熱媒体を流す配管または電熱線等を埋設すればよい。
【0061】
図１５は、本発明に係る第二物品移載機構２００の第二移載部２１０の動作を説明する斜視図である。
図１５上左図は、第二物品移載機構２００の初期位置を示す。また、物品は第二カセット２２０に５個搭載されている。また、第二物品把持移動部２３０は、第二物品選択移動部２４０により、Ｙ－方向に移動させられている。また、第二物品移載機構２００は、図１６で説明する物品管理システム５１０の第二位置決め機構５１１により、物品移載先である第二物品保管庫のスロット近傍に位置決めされている。図１５では、物品のうち、Ｙ＋方向端にある物品の移載を例にして説明する。図１５上左図で物品移載の指示があると、第二物品選択移動部２４０は、物品を吸着把持するために矢印ＨのＹ＋方向に移動を開始する。
図１５上左図は、第二物品移載機構２００の初期位置を示す。また、物品は第二カセット２２０に５個搭載されている。また、第二物品把持移動部２３０は、第二物品選択移動部２４０により、Ｙ－方向に移動させられている。また、第二物品移載機構２００は、図１６で説明する物品管理システム５１０の第二位置決め機構５１１により、物品移載先である第二物品保管庫のスロット近傍に位置決めされている。図１５では、物品のうち、Ｙ＋方向端にある物品の移載を例にして説明する。図１５上左図で物品移載の指示があると、第二物品選択移動部２４０は、物品を吸着把持するために矢印ＨのＹ＋方向に移動を開始する。
【0062】
図１５上中図は、第二物品選択移動部２４０により、第二物品把持移動部２３０を移載対象となる物品の略直上に移動した状態である。この状態から、中空シャフト２３２を矢印ＧのＺ－方向に移動させることで、図１５上右図に示すように、第二物品把持移動部２３０は、物品を吸着把持する。次に、物品を吸着把持したまま、矢印ＧのＺ＋方向に中空シャフト２３２を移動させて、図１５下左図のように、第二カセット２２０のスロット２２５から物品を取り出す。次に第二物品選択移動部２４０が矢印ＨのＹ＋方向に移動することで、図１５下中図のように第二カセット２２０の外側に物品が移動させられる。次に矢印ＧのＺ－方向にさらに中空シャフト２３２を移動させることで、図１５下右図のように物品がＺ－方向に移動して、第二物品保管庫６００の物品保管スロット６０１（図１７参照）に移載される。物品を第二物品保管庫６００から第二物品移載機構２００に移載する場合は、前述の説明の逆順で行い、第二カセット２２０に物品を移載する。第二物品移載機構２００は、吸着パッド２３６で物品を吸着把持しても良いし、吸着パッドに代わりグリッパーを使用しても良い。吸着パッド２３６は、吸着パッド２３６と同等に物品を把持する手段と代替することができる。
【0063】
図１６は、本発明に係る第二物品管理システム５１０を説明する図である。
図１６では、第二物品管理システム５１０が２つの第二物品移載機構２００ａ，２００ｂを扱う場合を図示している。すなわち第二物品管理システム５１０は、第二物品移載機構２００ａと、第二物品移載機構２００ｂと、第二物品移載機構２００ａが着脱可能に連結された第二位置決め機構５１１と、第二位置決め機構５１１を搭載して自律移動可能な第二移動体５１２と、を備える。
図１６では、第二物品管理システム５１０が２つの第二物品移載機構２００ａ，２００ｂを扱う場合を図示している。すなわち第二物品管理システム５１０は、第二物品移載機構２００ａと、第二物品移載機構２００ｂと、第二物品移載機構２００ａが着脱可能に連結された第二位置決め機構５１１と、第二位置決め機構５１１を搭載して自律移動可能な第二移動体５１２と、を備える。
【0064】
図１６では、第二物品移載機構２００ａは、物品を搭載していない状態を示し、図１７で示す第二物品保管庫６００から物品を取出し移載する準備をしている状態を示す。また、第二物品移載機構２００ｂは、第二移動体５１２上に設けられた、図示していない物品移載機構ストッカに配置されている。第二位置決め機構５１１は、第二物品移載機構２００ａを位置決めして、図示していない第二物品保管庫６００から、例えば、空となった物品を取出し、第二カセット２２０（図１３参照）に物品を移載する。物品の移載を完了すると、第二位置決め機構５１１は、転回して図示していない物品移載機構ストッカに配置して、第二物品移載機構２００ａを切り離す。
【0065】
さらに第二位置決め機構５１１は、物品を搭載した第二位置決め機構２００ｂを連結して転回する。その後、第二移動体５１２により、第二物品管理システム５１０は、図示していない第二物品保管庫６００へ移動する。そして、第二物品移載機構２００ｂに搭載した物品を、第二位置決め機構５１１により位置決めして移載する。第二位置決め機構５１１は、軸Ａｘ４まわりに回転する機能を有する。これにより、物品移載機構２００ａ，２００ｂの姿勢を変更することができる。第二の位置決め機構５１１が軸Ａｘ４まわりに回転することにより、物品を揺動させることが可能である。一例として、物品に液体が封入されている場合、物品を揺動させることにより、物品内の液体を流動させて混ぜ合わせることが可能となる。
【0066】
第二物品管理システム５１０に用いる第二位置決め機構５１１は、複数の回転軸を有する垂直多関節ロボットであっても良いし、水平多関節ロボットであっても良いし、直交ロボット（例えば、３軸とθ軸を有する）でも良い。この場合、位置決め機構５１１は複数の回転軸を持つ、或いは複数の直動軸と回転軸とを持つ。
【0067】
第二移動体５１２上に設けられた、物品移載機構ストッカは、物品移載機構２００ａ，２００ｂに保持された物品を保温する機能を有しても良い。
【0068】
図１７は、本発明に係る第二物品保管庫６００を説明する図である。
第二物品保管庫６００は、第二物品保管スロット６０１を備える。また、第二物品保管スロット６０１は、１つ以上備えられており、複数の物品２０５を取り込み、排出、および保管することが可能である。また、第二物品保管スロット６０１は、物品２０５を矢印Ｇに示す方向に出し入れできるようになっている。第二物品保管庫６００に移載された物品２０５は、図示していない、第二物品保管庫４００内の物品取り扱い手段によって好適な位置に再配置される。
第二物品保管庫６００は、第二物品保管スロット６０１を備える。また、第二物品保管スロット６０１は、１つ以上備えられており、複数の物品２０５を取り込み、排出、および保管することが可能である。また、第二物品保管スロット６０１は、物品２０５を矢印Ｇに示す方向に出し入れできるようになっている。第二物品保管庫６００に移載された物品２０５は、図示していない、第二物品保管庫４００内の物品取り扱い手段によって好適な位置に再配置される。
【0069】
矢印Ｈは、第二物品移載機構２００ａ，２００ｂの移動方向を示す。第二物品移載機構２００ａ，２００ｂは、矢印Ｈの方向に移動しながら、第二物品保管スロット６０１に物品２０５を移載する。第二物品保管庫６００は、例えば冷蔵庫であっても良い。また、別の例として、物品を廃棄する廃棄ボックスであっても良い。また、別の例として、保管した物品を利用して作業を行う自動装置であっても良い。
【0070】
第二物品保管庫６００は、物品２０５のほかに、第二カセット２２０の取り込み、排出、および保管をしても良い。この場合、第二カセット２２０ごと移載して、別の第二物品保管庫６００へ移載するときは、物品単体ごとに移載しても良い。
【0071】
さらに、第二物品保管庫６００は、物品を搭載した第二物品移載機構２００ａ，２００ｂの取り込み、排出、および保管を行っても良い。この場合、第二物品保管庫６００は、その内部に図示していない物品移載機構ストッカを有し、第二物品移載機構２００ａ，２００ｂは図１６で示した第二位置決め機構５１１により自動的に着脱される。
【0072】
第二カセット２２０や第二物品移載機構２００ａ，２００ｂを第二物品保管庫６００内で保管する場合、第一物品保管庫６００内に設けられた、図示していない物品取り扱い機構により、予め第二カセット２２０に物品を搭載していても良い。この場合、第二物品保管庫６００内で物品の移載が完了しているため、物品の移載動作を省略することができる。これにより、作業時間の短縮が期待される。
【0073】
図１８は、本発明に係る第二物品管理システム５１０の一連の動作を説明する図である。
（Ａ）：第二物品管理システム５１０の移載時の初期位置の一例を示す。この例では物品２０５を第二物品保管スロット６０１の右奥に移載しようとしている。そのため、左奥に物品移載動作可能な空間を設けるように、第二物品管理システム５１０の第二位置決め機構５１１は第二物品移載機構２００を位置決めする。第二物品管理システム５１０および第二物品保管庫６００の説明はそれぞれ図１６および図１７で説明したので省略する。
（Ａ）：第二物品管理システム５１０の移載時の初期位置の一例を示す。この例では物品２０５を第二物品保管スロット６０１の右奥に移載しようとしている。そのため、左奥に物品移載動作可能な空間を設けるように、第二物品管理システム５１０の第二位置決め機構５１１は第二物品移載機構２００を位置決めする。第二物品管理システム５１０および第二物品保管庫６００の説明はそれぞれ図１６および図１７で説明したので省略する。
【0074】
（Ｂ）：第二物品移載機構２００は、移載対象となる物品２０５の略直上に第二物品把持移動部２３０を移動させる。
【0075】
（Ｃ）：第二物品移載機構２００は、第二物品把持移動部２３０により物品２０５を吸着把持する。
【0076】
（Ｄ）：第二物品移載機構２００は、物品２０５を第二カセット２２０より取り出す。
【0077】
（Ｅ）：第二物品移載機構２００は、第二カセット２２０より取り出した物品２０５を第二物品選択移動部２４０により、対象となる第二物品保管スロット６０１の略直上まで移動させる。
【0078】
（Ｆ）：第二物品移載機構２００は、第二物品把持移動部２３０により第二物品保管スロット６０１に物品２０５を移載する。
【0079】
第二物品保管スロット６０１に物品を移載完了すると、第二物品移載機構２００は、第二物品把持移動部２３０を初期位置まで復帰させる。図１８のように複数の物品がある場合、第二物品移載機構２００は、第二物品選択移動部２４０および第二物品把持移動部２３０により、次の物品を選択して吸着把持する。これと略同時に、第二位置決め機構５１１は、第二物品保管庫６００の別の第二物品保管スロット６０１に物品を移載可能な位置に第二物品移載機構２００を位置決めする。その後、前述のように物品２０５を移載する。
【0080】
物品２０５を第二物品保管庫６００から取り出して第二物品移載機構２００の第二カセット２２０に移載する場合、前述の動作と逆の手順で動作させる。異なる点は、第二物品移載機構２００は、物品２０５を吸着していない状態で、第二物品把持移動部２３０を動作させて、第二物品保管スロット６０１に吸着パッド２３６を進入させて物品２０５を吸着させることである。また、第二物品移載機構２００への移載が完了すると、第二物品把持移動部２３０は、物品２０５の吸着把持を解除する。また、上記動作は、実施例１で図１２を参照して説明したフローチャートのように、物品移載動作を行う。
【0081】
図１９は、本発明に係る物品管理システム５００，５１０の装置連携を説明する図である。
図１９は物品管理システムの装置連携を説明する一例として、第一物品保管庫４００と、第二物品保管庫６００と、第一物品管理システム５００と、第二物品管理システム５１０と、物品集配管理部７００と、が連携する状況を示す。
図１９は物品管理システムの装置連携を説明する一例として、第一物品保管庫４００と、第二物品保管庫６００と、第一物品管理システム５００と、第二物品管理システム５１０と、物品集配管理部７００と、が連携する状況を示す。
【0082】
物品集配管理部７００は、第一物品保管庫４００と、第二物品保管庫６００と、に入庫される物品の情報を有する。物品の情報とは、物品の種類、製造年月日、使用履歴などの物品管理に必要な情報である。物品の情報は、図１２で説明したＲＦＩＤ技術を応用して、物品情報が入ったＩＣタグを物品に貼付し、別途設けられた通信装置により通信することで読み取り、書き込みをすることで管理される。
【0083】
さらに、実施例１の図１１および実施例２の図１８で示した、それぞれの物品管理システムの一連の動作を行うために、物品集配管理部７００は、物品管理システムおよび物品保管庫と通信することで、物品の保管状況を監視する。物品が不足する場合、物品集配システム７００は、該当する物品保管庫から物品を取り出すように物品管理システム指令を発する。指令を受けた物品管理システムは、所定の物品保管庫に物品を保管する。説明してきたように、物品管理システム５００，５１０は、物品の情報に基づき、物品の集配を行う。
【0084】
上述した本発明に係る実施例は、下記特徴を有する。
（１）物品移載機構１００，２００は、
複数の物品１０５，２０５を載置するカセット１２０，２２０と、
物品１０５，２０５を把持して移動させる物品把持移動部１３０，２３０と、
カセット１２０，２２０と物品把持移動部１３０，２３０との相対位置を変化させてカセット１２０，２２０に保持された複数の物品１０５，２０５から特定の物品を選択する物品選択移動部１４０，２４０と、
を備え、
物品選択移動部１４０，２４０は、カセット１２０，２２０と物品把持移動部１３０，２３０との相対位置を変化させて移載対象となる物品１０５，２０５を選択し、
物品把持移動部１３０，２３０は、選択された物品１０５，２０５を保持して移動させることで物品を移載する。
（１）物品移載機構１００，２００は、
複数の物品１０５，２０５を載置するカセット１２０，２２０と、
物品１０５，２０５を把持して移動させる物品把持移動部１３０，２３０と、
カセット１２０，２２０と物品把持移動部１３０，２３０との相対位置を変化させてカセット１２０，２２０に保持された複数の物品１０５，２０５から特定の物品を選択する物品選択移動部１４０，２４０と、
を備え、
物品選択移動部１４０，２４０は、カセット１２０，２２０と物品把持移動部１３０，２３０との相対位置を変化させて移載対象となる物品１０５，２０５を選択し、
物品把持移動部１３０，２３０は、選択された物品１０５，２０５を保持して移動させることで物品を移載する。
【0085】
（２）物品選択移動部１４０は、カセット１２０を移動させてカセット１２０と前記物品把持移動部１３０との相対位置を変化させる。
【0086】
（３）物品選択移動部２４０は、物品把持移動部２３０を移動させてカセット２２０と物品把持移動部２３０との相対位置を変化させる。
【0087】
（４）カセット１２０，２２０は、物品を保持する複数のスロット１２５，２２５と、複数のスロット１２５，２２５を構成する仕切り板１２４，２２４と、を備え、
仕切り板１２４，２２４は、移動可能に支持されてスロットサイズを変更可能に構成される。
仕切り板１２４，２２４は、移動可能に支持されてスロットサイズを変更可能に構成される。
【0088】
（５）物品把持移動部１３０は、物品を把持して物品の移載方向に移動する物品把持部１３６を備え、
カセット１２０は、
物品を保持する複数のスロット１２５と、
物品を出し入れする経路に配置され物品がスロット１２５より脱落することを抑制するラッチ部材１２６と、
ラッチ部材１２６を回動可能に支持するシャフト１２７と、
を備え、
ラッチ部材１２６は、物品把持部１３６の移動に連動して回動するように構成される。
カセット１２０は、
物品を保持する複数のスロット１２５と、
物品を出し入れする経路に配置され物品がスロット１２５より脱落することを抑制するラッチ部材１２６と、
ラッチ部材１２６を回動可能に支持するシャフト１２７と、
を備え、
ラッチ部材１２６は、物品把持部１３６の移動に連動して回動するように構成される。
【0089】
（６）カセット１２０，２２０は、物品保温装置１２０ａ，２２０ａを備える。
【0090】
（７）カセット１２０，２２０は、複数のスロット１２５，２２５に温度検出器１２０ｂ，２２０ｂを備える。
【0091】
（８）物品把持移動部１３０，２３０は、
物品を吸着把持する吸着パッド１３６，２３６と、
吸着パッド１３６，２３６を支持して空気流路を備える吸着パッドアダプタ１３５，２３５と、
吸着パッドアダプタ１３５，２３５の空気流路１３５ａと連結され、他端部に継ぎ手１３１，２３１が設けられた中空シャフト１３２，２３２と、
中空シャフト１３２，２３２を中空シャフトの軸方向に移動させると共に、中空シャフトの軸まわりに回転移動させるアクチュエータ１３３，２３３と、を備える。
物品を吸着把持する吸着パッド１３６，２３６と、
吸着パッド１３６，２３６を支持して空気流路を備える吸着パッドアダプタ１３５，２３５と、
吸着パッドアダプタ１３５，２３５の空気流路１３５ａと連結され、他端部に継ぎ手１３１，２３１が設けられた中空シャフト１３２，２３２と、
中空シャフト１３２，２３２を中空シャフトの軸方向に移動させると共に、中空シャフトの軸まわりに回転移動させるアクチュエータ１３３，２３３と、を備える。
【0092】
（９）物品把持移動部１３０，２３０は、物品がカセット１２０，２２０より離脱して吸着パッド１３６，２３６のみで保持された状態において、中空シャフト１３２，２３２を軸まわりに回転させて物品の姿勢を変更する。
【0093】
（１０）物品管理システムは、
物品移載機構１００，２００を位置決めする位置決め機構５０１，５１１と、
位置決め機構５０１，５１１を搭載して自律移動可能な移動体５０２，５２２と、
物品を保管する物品保管庫４００，６００と、
を備え、
複数の物品を、複数の物品保管庫の間で移載する。
物品移載機構１００，２００を位置決めする位置決め機構５０１，５１１と、
位置決め機構５０１，５１１を搭載して自律移動可能な移動体５０２，５２２と、
物品を保管する物品保管庫４００，６００と、
を備え、
複数の物品を、複数の物品保管庫の間で移載する。
【0094】
（１１）位置決め機構５０１，５１１は、複数の回転軸を持つ。
【0095】
（１２）位置決め機構５０１，５１１は、複数の直動軸と回転軸とを持つ。
【0096】
（１３）物品管理システムは、物品集配管理部７００を備え、物品集配管理部７００から発信される作業指示により、複数の物品を、複数の物品保管庫４００，６００の間で移載する。
【0097】
上述した本発明に係る実施例によれば、複数の物品を効率良く交換できる物品移載機構により、作業者の負担を軽減することができる。また、複数の物品を搭載し、物品の出し入れを順次行うことができる物品移載機構により、作業時間を短縮することができる。さらに、物品を短時間で出し入れできるため、物品が周囲環境から受ける影響を小さくすることができる。さらに、複数の物品をコンパクトな構成かつシンプルな制御で実現できるため、作業者が行う物品管理システムの教示時間(物品管理システムに対して、作業者が予め一連の動作を指示する時間)を短縮することができる。
【0098】
なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【0099】
１００，２００…物品移載機構、１０５，２０５…物品、１２０，２２０…カセット、１２０ａ，２２０ａ…物品保温装置、１２０ｂ，２２０ｂ…温度検出器、１２４，２２４…仕切り板、１２５，２２５…スロット、１２６…ラッチ部材、１２７…ラッチ部材１２６を回動可能に支持するシャフト、１３０，２３０…物品把持移動部、１３１，２３１…継ぎ手、１３２，２３２…中空シャフト、１３３，２３３…アクチュエータ、１３５，２３５…吸着パッドアダプタ、１３５ａ…空気流路、１３６，２３６…物品把持部（吸着パッド）、１４０，２４０…物品選択移動部、４００，６００…物品保管庫、５００，５１０…物品管理システム、５０１，５１１…位置決め機構、５０２，５２２…移動体、７００…物品集配管理部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】