JP6914528B2 - タイヤ移動装置および廃タイヤ処理システム - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ移動装置および廃タイヤ処理システムに関する。

従来の廃タイヤのビードワイヤ除去装置が特許文献１に開示されている。このビードワイヤ除去装置は、ベルトコンベヤによって廃タイヤを順次タイヤ供給部に搬送する。タイヤ供給部は、廃タイヤを転動可能に立てた状態で一時保留したのち、順にタイヤ保持手段に送る。タイヤ保持手段は、廃タイヤを転動可能な状態で立った姿勢にして保持し、両側からフック本体を廃タイヤのビードに係合させて引き抜く。そして、ビードを引き抜いたあとの廃タイヤを下方に落下させて破砕機の入口ホッパーに投入し、破砕処理を行う。

特開２００３−２２０６１０号公報

しかしながら、廃タイヤはベルトコンベヤへの載せ方をあやまると、あらぬ方向に転がっていったり、搬送途中で落下したりしてしまうことがある。廃タイヤをベルトコンベヤに載せる作業を機械で代替することは難しく、人手によらざるを得なかった。そして、廃タイヤをベルトコンベヤに載せる作業は重労働であることから連続した作業をすることができず、作業効率の改善が求められていた。

本発明は、廃タイヤを適切にベルトコンベヤに載せることができるタイヤ移動装置およびこのタイヤ移動装置を有する廃タイヤ処理システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様のタイヤ移動装置は、ロボットハンドと、集積場所の廃タイヤを掴み上げてベルトコンベヤまで移動するようにロボットハンドを制御する制御部と、ロボットハンドが掴み上げた廃タイヤを撮影する手元カメラと、を有し、制御部が、手元カメラの画像に基づいて廃タイヤの姿勢を取得し、当該姿勢に応じた位置で廃タイヤを離すようにロボットハンドを制御する。

本発明のタイヤ移動装置によれば、廃タイヤを掴み上げ、その姿勢に応じた位置で廃タイヤを離す。このようにしたことから、姿勢に応じて、例えば、（１）廃タイヤを直接ベルトコンベヤに落としたり、（２）ベルトコンベヤにホッパーが設置されている構成であれば、ホッパーに当てて姿勢を変えてからベルトコンベヤに落としたり、（３）廃タイヤを落とす高さを変えたりすることができる。そのため、ベルトコンベヤに落ちるときの廃タイヤの姿勢をおおむね一定にすることができ、または、廃タイヤをベルトコンベヤに近づけてから離すことで衝撃を比較的少なくして落とすことができ、廃タイヤを適切にベルトコンベヤに載せることができる。

本発明においては、廃タイヤの姿勢が、中心軸を水平とする縦姿勢、および、中心軸を垂直とする横姿勢を含み、制御部が、縦姿勢のとき、廃タイヤをベルトコンベヤに設置されたホッパーの際でかつ直接ベルトコンベヤに落ちる位置で離し、横姿勢のとき、廃タイヤの一部分がホッパーに当たったのち当該一部分とは別の他部分を下にしてベルトコンベヤに落ちる位置で離すようにロボットハンドを制御することが好ましい。このようにすることで、縦姿勢および横姿勢のいずれでも廃タイヤのトレッド部を下にしてベルトコンベヤに落とすことができ、廃タイヤをより適切にベルトコンベヤに載せることができる。また、比較的高い位置から廃タイヤを落とすことができるので、廃タイヤの移動距離を少なくすることができる。

本発明においては、ホッパーが、複数のローラで構成されていることが好ましい。このようにすることで、ホッパーに当たった廃タイヤが途中で引っかかることを抑制して、トレッド部から下方に滑り落ちるので、廃タイヤをより適切にベルトコンベヤに載せることができる。

本発明においては、集積場所の廃タイヤを撮影する全体カメラをさらに備え、制御部が、全体カメラの画像に基づいて集積場所の廃タイヤの高さ位置を取得し、当該高さ位置に基づいてロボットハンドで掴み上げる廃タイヤを選択することが好ましい。このようにすることで、集積場所に積み上げられた廃タイヤのうちの比較的高い位置にあるものから掴み上げることができ、そのため、積み上げられた廃タイヤを大きく崩してしまうことなく、効率よく移動することができる。

上記目的を達成するために、本発明の他の一態様の廃タイヤ処理システムは、ベルトコンベヤと、ベルトコンベヤの下流に配置された廃タイヤ破砕装置と、上述したタイヤ移動装置と、を有することを特徴とする。本発明によれば、上記タイヤ移動装置を有しているので、廃タイヤを適切にベルトコンベヤに載せることができる。

本発明によれば、廃タイヤを適切にベルトコンベヤに載せることができるので、作業効率を効果的に高めることができる。

本発明の一実施形態に係る廃タイヤ処理システムの概略構成を示す図である。 図１の廃タイヤ処理システムが有するタイヤ移動装置を説明する図である。 図２のタイヤ移動装置の制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 図２のタイヤ移動装置が廃タイヤを掴み上げたときの姿勢の例を説明する図である。 縦姿勢の廃タイヤをホッパーに投入する場合の一例を示す図である。 横姿勢の廃タイヤをホッパーに投入する場合の一例を示す図である。 横姿勢の廃タイヤをホッパーに投入する場合の他の一例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る廃タイヤ処理システムについて、各図を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る廃タイヤ処理システムの概略構成を示す図である。図１（ａ）は上方から見た図であり、図１（ｂ）は側方から見た図である。図２は、図１の廃タイヤ処理システムが有するタイヤ移動装置を説明する図である。図２（ａ）はタイヤ移動装置が有するロボットハンドを側方から見た図である。図２（ｂ）はロボットハンドを正面から見た図である。図２（ｃ）はタイヤ移動装置の機能ブロック図である。

本実施形態の廃タイヤ処理システム１は、搬送部２と、搬送装置１０、１０と、廃タイヤ破砕装置１８と、タイヤ移動装置２０、２０とを有している。

搬送部２は、第１搬送コンベヤ３と、その下流に搬送方向が直角に曲がるように配置された第２搬送コンベヤ４とを有している。第１搬送コンベヤ３は、図示しないホイールローダによって積載された廃タイヤＴを搬送して第２搬送コンベヤ４上に落下させる。第２搬送コンベヤ４は、廃タイヤＴが集積されると後述するタイヤ移動装置２０まで搬送する。第２搬送コンベヤ４は集積場所に相当する。

搬送装置１０は、ベルトコンベヤ１１と、ホッパー１２と、ガイド部１５とを有している。

ベルトコンベヤ１１は、サイドウォール部Ｔｂを下にして載せられた廃タイヤＴを１つずつ廃タイヤ破砕装置１８に搬送する。

ホッパー１２は、ベルトコンベヤ１１の上流側端部に配置されており、後述するタイヤ移動装置２０により廃タイヤＴが投入される。ホッパー１２は、ベルトコンベヤ１１の上流端に配置された上流端壁部１３と、ベルトコンベヤ１１の両側に配置された側壁部１４、１４とを有している。上流端壁部１３および側壁部１４、１４によって、ベルトコンベヤ１１の上流側端部は三方を囲まれている。上流端壁部１３および側壁部１４、１４は、複数のローラで構成されている。これら複数のローラは、回転軸がベルトコンベヤ１１と平行でかつ上方から下方に向かうにしたがって徐々にベルトコンベヤ１１に近づく傾斜状に並べて配置されている。

ガイド部１５は、ホッパー１２の下流側に隣接して配置されており、外にはみ出た廃タイヤＴがガイド部１５に接しながら下流に移動することによりベルトコンベヤ１１上に戻す。ガイド部１５は、ベルトコンベヤ１１の両側に配置された複数のローラで構成されている。これら複数のローラは、回転軸がベルトコンベヤ１１と直交しかつ上流から下流に向かうにしたがって徐々にベルトコンベヤ１１に近づくように並べて配置されている。

廃タイヤ破砕装置１８は、搬送装置１０によって搬送されてきた廃タイヤＴのビードワイヤを引き抜いてゴム部分と分離し、ゴム部分をチップ状に破砕する。

タイヤ移動装置２０は、第２搬送コンベヤ４上に集積された廃タイヤＴを１つずつベルトコンベヤ１１に移動する。タイヤ移動装置２０は、ロボットハンド２１と、手元カメラ２５と、全体カメラ２７と、制御部２８とを有している。

ロボットハンド２１は、旋回部２２と、その上面に立設された多関節のアーム部２３と、アーム部２３の先端に設けられ、廃タイヤＴを掴むハンド部２４とを有している。旋回部２２の旋回機構、アーム部２３の関節機構およびハンド部２４の開閉機構は、サーボモータなどのアクチュエータ２６を有している。ロボットハンド２１は、アクチュエータ２６によって旋回動作、関節曲げ伸ばし動作および開閉動作を行う。

手元カメラ２５は、ロボットハンド２１のアーム部２３に取り付けられており、ハンド部２４により掴んだ廃タイヤＴを撮影する。

全体カメラ２７は、ロボットハンド２１の正面に第２搬送コンベヤ４を挟んで設置されている。全体カメラ２７は、第２搬送コンベヤ４上のロボットハンド２１の作業範囲（ハンド部２４が届く範囲）全体を撮影する。

制御部２８は、コンピュータを有して構成されている。制御部２８は、タイヤ移動装置２０全体の動作を司る。制御部２８は、アクチュエータ２６、手元カメラ２５および全体カメラ２７に接続されている。なお、制御部２８は、１つのコンピュータで構成されていてもよく、または、ロボットハンド２１および全体カメラ２７にそれぞれ設けられた複数のコンピュータで構成されていてもよい。

ここで、制御部２８が行う処理および廃タイヤＴをホッパー１２に投入した場合の廃タイヤＴの様子について、図３〜図７を参照して説明する。

図３は、制御部２８が実行するタイヤ移動処理の一例を示すフローチャートである。図４は、廃タイヤＴを掴み上げたときの姿勢の例を説明する図である。図４（ａ）〜（ｆ）において、上の図はロボットハンド２１の旋回部２２側からハンド部２４を見たときの図であり、下の図はそのときの廃タイヤＴを手元カメラで撮影した画像の一例である。

図４（ａ）は、廃タイヤＴの中心軸Ｐが水平となる縦姿勢である。図４（ｂ）は、廃タイヤＴの中心軸が垂直となりかつ全体が左寄りにある左寄り横姿勢である。図４（ｃ）は、廃タイヤＴの中心軸Ｐが垂直となりかつ全体が右寄りにある右寄り横姿勢である。図４（ｄ）は、廃タイヤＴの中心軸Ｐが水平に対し左上がり１５度に傾斜した姿勢である。図４（ｅ）は、廃タイヤＴの中心軸Ｐが水平に対し左上がり４５度に傾斜した姿勢である。図４（ｆ）は、廃タイヤＴの中心軸Ｐが水平に対し右上がり４５度に傾斜した姿勢である。なお、ここで左右とは、ロボットハンド２１の旋回部２２側からハンド部２４を見たときのことをいう。本実施形態において、廃タイヤＴの中心軸Ｐが水平に対し４５度以上のとき横姿勢として扱い、４５度未満のとき縦姿勢として扱う。この横姿勢および縦姿勢とするしきい値（本実施形態では４５度）は、廃タイヤ処理システム１の構成などに応じて任意に設定可能である。

図５〜図７は、廃タイヤをホッパーに投入する場合の例を示す図であって、図５は縦姿勢、図６は左寄り横姿勢、図７は右寄り横姿勢の場合を示す。

始めに、制御部２８は、全体カメラ２７が撮影した画像を解析して、第２搬送コンベヤ４上に集積された複数の廃タイヤＴの高さ位置を取得し、最も高い位置にある廃タイヤＴを特定する（ステップＳ１１０）。

次に、制御部２８は、アクチュエータ２６に対して制御信号を送信し、特定した廃タイヤＴを移動対象として選択し、当該廃タイヤＴをハンド部２４で掴むとともにアーム部２３で持ち上げる（ステップＳ１２０）。

次に、制御部２８は、手元カメラ２５が撮影した画像を解析して、掴み上げた廃タイヤＴの姿勢を取得する（ステップＳ１３０）。なお、廃タイヤＴの姿勢を取得する画像解析方法として、例えば、エッジを検出して予め用意された画像と比較することにより姿勢を検出したり、異なる姿勢の画像を多数入力して機械学習を行うことにより生成した学習データを用いて姿勢を検出したりするなど、各種画像解析方法を用いることができる。

そして、制御部２８は、アクチュエータ２６に対して制御信号を送信し、旋回部２２を旋回してハンド部２４をホッパー１２の上方まで移動し、廃タイヤＴを離してホッパー１２に投入する。

詳細には、図５（ａ）に示すように、廃タイヤＴが縦姿勢であれば（ステップＳ１４０で縦姿勢）、ハンド部２４をベルトコンベヤ１１における上流端壁部１３の際の上方まで移動する。そして、図５（ｂ）に示すように、トレッド部Ｔａを下にして廃タイヤＴをベルトコンベヤ１１に直接落とす（ステップＳ１５０）。その後、図５（ｃ）〜（ｅ）に示すように、ベルトコンベヤ１１に落ちた廃タイヤＴは、上流端壁部１３に倒れるとともにベルトコンベヤ１１により下流側に引きずられ、サイドウォール部Ｔｂを下にしてベルトコンベヤ１１に載せられて下流に向けて搬送される。

または、図６（ａ）に示すように、廃タイヤＴが左寄り横姿勢であれば（ステップＳ１４０で左寄り横姿勢）、ハンド部２４をベルトコンベヤ１１における上流端壁部１３の際よりやや下流の位置の上方まで移動させ、サイドウォール部Ｔｂを下に向けて廃タイヤＴを離す（ステップＳ１６０）。このとき、図６（ｂ）に示すように、廃タイヤＴの左側部分は上流端壁部１３の上方にあり、左側部分が上流端壁部１３に当たることにより廃タイヤＴが姿勢を変えて右側部分のトレッド部Ｔａを下にしてベルトコンベヤ１１に落ちる。その後、図６（ｃ）〜（ｅ）に示すように、ベルトコンベヤ１１に落ちた廃タイヤＴは、上流端壁部１３にサイドウォール部Ｔｂを重ね、ベルトコンベヤ１１により下流側に引きずられ、サイドウォール部Ｔｂを下にしてベルトコンベヤ１１に載せられて下流に向けて搬送される。

または、図７（ａ）に示すように、廃タイヤＴが右寄り横姿勢であれば（ステップＳ１４０で右寄り横姿勢）、ハンド部２４を上流端壁部１３の上方まで移動させ、サイドウォール部Ｔｂを下に向けて廃タイヤＴを離す（ステップＳ１７０）。このとき、図７（ｂ）に示すように、廃タイヤＴの左側部分は上流端壁部１３の上方にあり、左側部分が上流端壁部１３に当たることにより廃タイヤＴが姿勢を変えて右側部分のトレッド部Ｔａを下にしてベルトコンベヤ１１に落ちる。その後、図７（ｃ）〜（ｅ）に示すように、ベルトコンベヤ１１に落ちた廃タイヤＴは、上流端壁部１３にサイドウォール部Ｔｂを重ね、ベルトコンベヤ１１により下流側に引きずられ、サイドウォール部Ｔｂを下にしてベルトコンベヤ１１に載せられて下流に向けて搬送される。

このようにして、タイヤ移動装置２０は、掴み上げた廃タイヤＴの姿勢に応じた位置で離すことにより、廃タイヤＴをトレッド部Ｔａからベルトコンベヤ１１に落とすことができる。

以上より、本実施形態の廃タイヤ処理システム１によれば、タイヤ移動装置２０が、廃タイヤＴを掴み上げ、その姿勢に応じた位置で廃タイヤＴを離す。このようにしたことから、姿勢に応じて、廃タイヤＴを直接ベルトコンベヤ１１に落としたり、ホッパー１２に当てて姿勢を変えてからベルトコンベヤ１１に落としたりすることができる。そのため、ベルトコンベヤ１１に落ちるときの廃タイヤＴの姿勢をおおむね一定にすることができ、廃タイヤＴを適切にベルトコンベヤ１１に載せることができる。

また、廃タイヤＴの姿勢が、中心軸を水平とする縦姿勢、および、中心軸を垂直とする横姿勢を含む。そして、縦姿勢のとき、廃タイヤＴをベルトコンベヤ１１に設置されたホッパー１２の上流端壁部１３の際でかつ直接ベルトコンベヤ１１に落ちる位置で離し、横姿勢のとき、廃タイヤＴの左側部分がホッパー１２の上流端壁部１３に当たったのち当該左側部分とは別の右側部分を下にしてベルトコンベヤ１１に落ちる位置で離す。このようにすることで、縦姿勢および横姿勢のいずれでも廃タイヤＴのトレッド部Ｔａを下にしてベルトコンベヤ１１に落とし上流端壁部１３に重なるようにすることができる。これにより、上流端壁部１３に重なっている廃タイヤＴをベルトコンベヤ１１で引きずって倒すことにより、廃タイヤＴをより適切にベルトコンベヤに載せることができる。また、比較的高い位置から廃タイヤＴを落とすことができるので、廃タイヤＴの移動距離を少なくすることができ、作業効率を効果的に高めることができる。

また、ホッパー１２の上流端壁部１３および側壁部１４、１４が、複数のローラで構成されている。このようにすることで、上流端壁部１３に当たった廃タイヤＴが途中で引っかかることを抑制して、トレッド部Ｔａから下方に滑り落ちるので、廃タイヤＴをより適切にベルトコンベヤ１１に載せることができる。また、側壁部１４、１４に当たった廃タイヤＴについても、途中で引っかかることを抑制して、下方に滑り落ちる。

また、全体カメラ２７の画像に基づいて第２搬送コンベヤ４に集積された廃タイヤＴの高さ位置を取得し、当該高さ位置に基づいてロボットハンドで掴み上げる廃タイヤを選択する。このようにすることで、第２搬送コンベヤ４に積み上げられた廃タイヤＴのうちの比較的高い位置にあるものから掴み上げることができ、そのため、積み上げられた廃タイヤＴを大きく崩してしまうことなく、効率よく移動することができる。

上述した実施形態では、廃タイヤＴの中心軸Ｐが水平に対し４５度以上のとき横姿勢として扱い、４５度未満のとき縦姿勢として扱って、横姿勢および縦姿勢に応じた位置で離すものであったが、これに限定するものではない。例えば、廃タイヤＴの中心軸Ｐの水平に対する角度に応じた位置で廃タイヤＴを離す構成としてもよい。このようにすることで、よりきめ細かく位置を調整して、より適切な位置で廃タイヤＴを離すことができるので、ベルトコンベヤ１１に落ちるときの廃タイヤＴの姿勢のばらつきをさらに抑制して一定にすることができ、廃タイヤＴをより適切にベルトコンベヤ１１に載せることができる。または、姿勢に応じて、廃タイヤＴをベルトコンベヤ１１にできるだけ近づけてから離すようにしてもよい。このようにすることで、衝撃を比較的少なくして落とすことができ、廃タイヤＴを適切にベルトコンベヤ１１に載せることができる。

また、上述した実施形態では、ホッパー１２の上流端壁部１３および側壁部１４、１４を複数のローラで構成したものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、各壁部を、ローラに代えて鉄板や鉄棒などで構成してもよい。

上記に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１…廃タイヤ処理システム、２…搬送部、３…第１搬送コンベヤ、４…第２搬送コンベヤ、１０…搬送装置、１１…ベルトコンベヤ、１２…ホッパー、１３…上流端壁部、１４…側壁部、１５…ガイド部、１８…廃タイヤ破砕装置、２０…タイヤ移動装置、２１…ロボットハンド、２２…旋回部、２３…アーム部、２４…ハンド部、２５…手元カメラ、２６…アクチュエータ、２７…全体カメラ、２８…制御部、Ｔ…廃タイヤ

Claims (5)

1. ロボットハンドと、
   集積場所の廃タイヤを掴み上げてベルトコンベヤまで移動するようにロボットハンドを制御する制御部と、
   ロボットハンドが掴み上げた廃タイヤを撮影する手元カメラと、を有し、
   制御部が、手元カメラの画像に基づいて廃タイヤの姿勢を取得し、当該姿勢に応じた位置で廃タイヤを離すようにロボットハンドを制御することを特徴とするタイヤ移動装置。
2. 廃タイヤの姿勢が、中心軸を水平とする縦姿勢、および、中心軸を垂直とする横姿勢を含み、
   制御部が、
   縦姿勢のとき、廃タイヤをベルトコンベヤに設置されたホッパーの際でかつ直接ベルトコンベヤに落ちる位置で離し、
   横姿勢のとき、廃タイヤの一部分がホッパーに当たったのち当該一部分とは別の他部分を下にしてベルトコンベヤに落ちる位置で離すようにロボットハンドを制御することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ移動装置。
3. ホッパーが、複数のローラで構成されていることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ移動装置。
4. 集積場所の廃タイヤを撮影する全体カメラをさらに備え、
   制御部が、全体カメラの画像に基づいて集積場所の廃タイヤの高さ位置を取得し、当該高さ位置に基づいてロボットハンドで掴み上げる廃タイヤを選択することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のタイヤ移動装置。
5. ベルトコンベヤと、ベルトコンベヤの下流に配置された廃タイヤ破砕装置と、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のタイヤ移動装置と、を有することを特徴とする廃タイヤ処理システム。
   

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