JP4214813B2 - 無人フォークリフト - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、無人フォークリフトの荷置き時の荷の引摺りを検出する構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、一般にフォークリフトの荷役作業は、荷物が載置されたパレットと同じ高さまでフォークを昇降させ、その位置でフォークの昇降動作を停止させて、車両を前方に移動させる(もしくは、リーチアウト動作を行う)。そして、フォーク先端部をパレットに挿入した後フォークでパレットを持ち上げ、車両を所定の位置(荷置き位置)まで移動させた後、フォークを昇降させ、載置されている荷物を置くという動作を繰り返されて行われている。
【0003】
荷置き位置に荷物を置いた後は、車両を後進させたりリーチ引込み動作を行う等してパレットからフォークを引き抜くことになるが、その際にフォークにパレットが引っ掛かり、パレットやパレット上の荷物の位置がズレて、荷崩れ等の原因となってしまうことがある。
【0004】
この問題を解決するために、特許文献1に示す技術が提案されている。この技術は有人フォークリフトに係るものであって、フォーク(8)を荷物から引き抜くべく車両が後進している状態において、荷検出センサ(9)が荷物を検出せず、荷確認センサ(10)が荷物を検出しているときは、荷物がフォーク(8)によって引き摺られていると判断し、警報ブザー(13)からブザー音を出力して作業者に知らせる構成となっている。荷検出センサ(9)はレバースイッチ式のセンサとされ、荷確認センサ(10)は超音波式のセンサとされている。
【0005】
【特許文献1】
特開平5−24796号公報(図1、図2、図4、段落番号0022)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、フォークリフトとして、省力化などの要請により、上位コントローラの指令に基づいて作業を行う無人フォークリフトが採用されることが近年多くなってきている。
【0007】
荷物の引摺りによるトラブル防止の要請は有人の場合も無人の場合も異ならないが、上記特許文献1の構成は、有人式のフォークリフトにおいて、安全確認のために後方を向きながら後進をしている作業者に荷物の引摺りを報せ、荷崩れ等のトラブルを防止することを目的に提案されたものである。従って、特許文献1の構成を無人式のフォークリフトに適用しようとした場合、引摺りを検知して単に警報ブザー(13)を鳴らすだけでは、荷崩れ等のトラブルを未然に防止することは不可能である。
【0008】
また、上記特許文献1の構成は、荷置き時において、荷確認センサ(10)のオンを確認した後、車両を30cm後進させた状態で更に荷確認センサ(10)がオンであれば警報ブザー(13)を鳴らす構成である。即ち、荷確認センサ(10)の状態を二回調べなければならず、制御のためのプログラムが複雑化し、製造コストが増加してしまう。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【0010】
即ち、本発明は、荷役対象物を支持するためのフォークを昇降させて当該荷役対象物を荷取り及び荷置きできるように構成した、無人フォークリフトであって、前記フォークより高い位置に配設される支持部材と、前記支持部材に取り付けられる、荷役対象物を検知するセンサと、荷置き時における荷役対象物の引摺りの有無を前記センサからの信号に基づいて判定し、引摺りがあると判定した場合には車両の荷置き動作を停止させる制御手段と、を少なくとも備えるものである。
【0011】
また、前記制御手段は、前記フォークの前記荷役対象物からの抜脱開始後かつ抜脱終了前のタイミングで前記センサの状態を調べ、前記センサが荷役対象物を検出したときに引摺りがあると判定するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る無人フォークリフトの全体的な構成を示した側面図、図2はフォークリフトの電気的な構成を示すブロック図、図3は荷置き動作の制御フローを示したフローチャート図である。
図4は荷物を積んだフォークリフトが荷置き位置の手前で停止し、リーチアウトを開始する様子を示した図、図5はリーチアウト後にリフトを下降させる様子を示した図、図6は荷物を荷置き位置に下ろした状態を示した図である。
図7は、図6の状態から所定量だけリーチ引込みを行なって、荷物の引摺りがないことを光センサが検出する様子を示す図である。図8は、図6の状態から所定量だけリーチ引込みを行なって、荷物の引摺りがあることを光センサが検出する様子を示す図である。
【0013】
本発明の一実施形態に係るリーチ式無人フォークリフト11が図1に示され、このリーチ式無人フォークリフト11は、無人倉庫内において荷役を行うためのものである。
【0014】
フォークリフト11の後部には、フォークリフトの各種動作の制御を行うための制御室12が設けられている。一方、フォークリフト車両の前部には、リーチ部13や、左右一対のマスト14や、フォーク15が設けられている。
【0015】
リーチ部13は、車両前後方向に延長した左右一対のリーチレグ16を備える。それぞれのリーチレグ16の後端部16rは制御室12の前壁部に接続される一方、各リーチレグ16の前端部16fには、前輪19が取り付けられている。これらリーチレグ16は、相互に機体左右方向に離間しながら、平行に配置されている。また、マスト14及びフォーク15をリーチレグ16に沿ってリーチさせるために、リーチ部13には図示しない油圧シリンダが備えられている。
【0016】
各リーチレグ16の機体中央側の面には、その長手方向に沿って図略のリーチレールが備えられている。左右一対のリーチレールには、それぞれ対応するマスト14の下端部が取り付けられており、一対のマスト14はこれら一対のリーチレールによって車両前後方向に摺動可能に、即ち、リーチ可能に案内支持される。
【0017】
左右一対のマスト14には、リフトブラケット20が昇降可能に取り付けられており、リフトブラケット20に左右一対の前記フォーク15が取り付けられている。即ち、左右一対のフォーク15は、リフトブラケット20とともに一対のマスト14に沿って昇降するようになっている。リフトブラケット20を昇降駆動するために、機体には図示しない油圧シリンダが備えられている。
【0018】
フォーク15は、図4に示すように、パレット41の差込穴に挿通可能とされており、パレット41上に載置した荷物42を、パレット41とともに持ち上げて運搬できるようになっている。なお本実施形態では、パレット41と荷物42を含めた全体が、「荷役対象物」に相当する。
【0019】
図1に戻って説明する。リフトブラケット20には、フォーク15に載せた荷物42が制御室12側に位置ズレするのを防止するための、バックレスト21が取り付けられている。
【0020】
更には、フォーク15の根元部には、荷物がフォーク15の根元まで差し込まれて支持されているか否かを検出する、リミットスイッチ25が備えられる。このリミットスイッチ25は接触子を上方に向けて配設されており、パレット41の差込穴の部分が前記接触子を押すことによってONするように構成されている。
【0021】
前記バックレスト21には、前後水平方向に延長された支持アーム(支持部材)32の基端部が固設される。そして、支持アーム32の先端には、荷物42を検知するための光センサ33が、その検知部を直下方に向けた状態で備えられている。
【0022】
光センサ33は、下方向の所定高さの領域(検知領域)に物体がある状態ではON信号、ない状態ではOFF信号を、後述の制御装置30に出力する。これにより、後に詳述するように、荷置き時の荷物42の引摺りの有無を検知することができる。具体的には、例えば公知の光電スイッチを、前記光センサ33として用いることができる。
【0023】
制御室12の後部には、操向輪と駆動輪とを兼ねた後輪22が支持されており、この後輪22を駆動するために、機体には図略の電動モータが取り付けられている。
【0024】
前述の制御室12には、後輪22を駆動するための前記電動モータや、リーチ部13の前記油圧シリンダや、リフトブラケット20を昇降駆動するための油圧シリンダ等を制御する、制御装置30が設けられている。更に、制御室12には、フォーク15の位置やマスト14のリーチ量を検出してその結果を制御装置30に送信する、センサ31が設けられている。なお、このセンサ31のほか、前記リミットスイッチ25や前記光センサ33も、その検出結果を制御装置30に送信できるように構成されている。
【0025】
フォークリフト11の電気的構成が図2に示される。制御装置30は、上位コントローラ35との間のインターフェースの役割を果たす通信制御部36を備えている。また制御装置30には、前記センサ31や前記光センサ33、リミットスイッチ25等が電気的に接続されている。フォークリフト11は上位コントローラ35からの指令を受信し、前記後輪22を駆動するための電動モータ37や、リーチ用の油圧シリンダ38、フォーク昇降用油圧シリンダ39等を制御して、荷取り作業や荷置き作業を行う。
【0026】
次に、本フォークリフト11の荷置き動作のための制御を、図3のフロー図を中心に、図4〜図8を適宜参照しながら説明する。
【0027】
フォークリフト11は、無線通信装置を介して上位コントローラ35とデータのやり取りが可能な構成とされており、荷物42を積んだ状態のフォークリフト11が上位コントローラ35より荷置き指令を受信すると、フォークリフト11は図3のステップS1の処理を行う。即ち、前記電動モータ37を制御して後輪22を駆動し、図4に示すように、機体を荷置き位置50のすぐ手前まで移動させて停止する。
【0028】
次に、リーチ部13の油圧シリンダ38を駆動し、マスト14を図4の太線矢印方向に移動させ、所定の位置までリーチアウトする(S2)。この結果図5に示すように、パレット41及び荷物42が、荷置き位置50の直上方に位置することになる。
【0029】
次に、図5の太線矢印に示すように、リフトブラケット20の下降を開始する(S3)。なお、リフトブラケット20の下降動作中はリミットスイッチ25の状態を監視し(S4)、リミットスイッチ25がON状態であるときはリフトブラケット20の下降を継続する(S5)。
【0030】
ステップS4〜S5のループは、図6のようにパレット41が着地してフォーク15から相対的に持ち上がり、リミットスイッチ25がOFF状態になるまで反復される。
【0031】
なお、リミットスイッチ25がOFF状態になっても、リフトブラケット20の下降は、所定の時間(あるいは距離)だけ継続する(S6)。これは、パレット41の差込穴天井面とフォーク15との間の隙間(図6に示す隙間g)を確保し、後のリーチ引込み動作でフォーク15とパレット41の差込穴が擦れて引き摺らないようにするためである。
【0032】
次に、リーチ部13の油圧シリンダを駆動して、マスト14の図6の太線矢印方向への移動を開始する。即ち、リーチ引込み動作を開始する(S7)。
【0033】
次に、ステップS8で、リーチ引込み量を前記センサ31から取得して、当該引込み量が予め定められた所定量(図7・図8に示す量x)に到達したかを判定する(S8)。引込み量が所定量x未満であるときは、リーチの引込み動作を継続する(S9)。ステップS8〜S9のループは、前記引込み量が所定量xに達するまで、反復される。
【0034】
引込み量が所定量xに達した場合は、前記光センサ33の状態が調べられる(S10)。このとき、光センサ33が荷物42を検出してON状態であるときは、リーチの引込みを直ちに停止して(S12)、エラー終了し、荷置きが正常終了できなかった旨のデータを上位コントローラ35に送信する。
【0035】
一方、光センサ33が荷物42を検出しないOFF状態であるときは、リーチの引込み動作を継続し(S11)、フォーク15をパレット41から完全に引き抜いた状態で引込みを停止する。こうして一連の荷置き動作が終了し、荷置きが正常終了した旨のデータを上位コントローラ35に送信して、上位コントローラ35からの次の指令を待機する。
【0036】
ステップS7〜S12の制御を具体的に説明する。
即ち、前記リーチ引込み動作のときに、フォーク15がパレット41を引き摺って、パレット41と荷物42の位置が荷置き位置50からズレてしまうことがある。この引摺りを検出するために、引込み量がある量xに達した瞬間(ステップS8の所定量に達した瞬間)の前記光センサ33の状態を調べるのである。
【0037】
前記所定量xや前記光センサ33の配設位置は、パレット41及び荷物42が引摺りを起こさないときは光センサ33が荷物42を検知しないように(図7参照)、また、パレット41及び荷物42が引摺りを起こしたときは光センサ33が荷物42を検知するように(図8参照)、設定されている。
【0038】
即ち、光センサ33は、荷物42をフォーク15で支持したときに、荷物42の、フォーク15引抜方向終端側の縁部を検出するように配設されており、前記所定量xだけフォーク15がパレット41から抜かれた場合は、光センサ33の検知領域に荷物42が位置しなくなるよう、その配設位置が定められている。
【0039】
従って、光センサ33のON/OFFの状態を適当なタイミングで一回だけ調べる簡素な制御により、パレット41及び荷物42の引摺りを簡単に検知し、制御装置30の負荷を低減でき、制御装置30の電気的構成を簡素化することができる。
【0040】
また、光センサ33で引摺りを検知した場合に直ちにリーチ引込み動作を停止する制御であるから(S12参照)、引摺りの程度が小さく荷崩れ等の派生的トラブルを起こす前にフォーク15の引抜きを停止でき、停止後の復旧作業を素早く行うことができる。
【0041】
以上に本発明の実施形態を示したが、本発明の技術的範囲は以上の実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、様々な変容が可能である。
【0042】
(1)例えば図9の変形例1に示すように、引摺りを検出するためのセンサとして、支持アーム32の先端に光センサ33に代えて接触式のリミットスイッチ33’を設け、その接触子が荷物42に接触するか否かで荷物の有無を検知する構成であっても良い。この場合の制御は、光センサ33の代わりにリミットスイッチ33’の状態を調べるようにすれば良く、本質的には、図3に示したフローと全く同様である。
【0043】
(2)なお、図10の変形例2に示すように、バックレスト21に前方に向けて測距式の光センサ34を配設し、マスト14が前記所定量xだけ引き込まれたタイミングで当該光センサで荷物42との距離を読み取り、光センサ34が出力する計測距離が所定の設定値を下回るときは引摺りがあったものと判定する構成も考えられる。ただし、図1や図9の構成とする方が、安価なON/OFF形式の検出センサ(光センサ33あるいはリミットスイッチ33’)を用いて荷物の引摺りを検出できる点で優れている。
【0044】
(3)前記所定量xの設定は、フォーク15の引抜き途中に光センサ33の検出結果を調べるタイミング(ステップS10の処理に入るタイミング)を設定することと、意味的に同じである。光センサ33の検出結果を調べるタイミングは、フォーク15の引抜き開始時より後でフォーク15の引抜き終了時より前の、何れかのタイミングであれば良い。
前記所定量xを小さく設定して早い段階で光センサ33の検出結果を調べる方が、荷置き時の早い段階で引摺りを検出してエラー停止できる点で望ましい。一方、荷置き位置50に対する荷物42の位置ズレ許容量が大きい場合は、所定量xを大きく設定する必要がある。
【0045】
(4)前記光センサ33の配設位置を変更できる構成にしても良い。例えば、前記支持アーム32を伸縮自在に構成したり、支持アーム32の取付け高さを変更できる構成とすることも可能である。
【0046】
(5)パレット41からフォーク15を引き抜く動作は、前述のリーチ引込み動作のほか、後輪22を駆動して機体自身を後進させることによっても可能である。この場合、ステップS8〜S9でリーチの引込み量をセンサ31で監視する代わりに、機体の適宜位置に取り付けられたロータリーエンコーダ等の距離検出手段で後進距離を計測し、この距離が所定距離xに達したタイミングで、ステップS10で光センサ33の検出結果を調べるようにすれば良い。
【0047】
(6)光センサ33は荷物42の上方に設置されているが、これに限らず、荷物42の側方に、その検知部を横に向けて光センサ33を配置することも可能である。
【0048】
(7)パレット41を使用せず、荷物42を直接荷取り/荷置きする構成にも、本発明の構成を適用することができる。このときは、荷物42が「荷役対象物」に相当する。
【0049】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【0050】
即ち、本発明は、荷役対象物を支持するためのフォークを昇降させて当該荷役対象物を荷取り及び荷置きできるように構成した、無人フォークリフトであって、前記フォークより高い位置に配設される支持部材と、検知領域内の荷役対象物の有無を検知可能な、前記支持部材に取り付けられるセンサと、荷置き時における荷役対象物の引摺りの有無を前記センサからの信号に基づいて判定し、引摺りがあると判定した場合には車両の荷置き動作を停止させる制御手段と、を少なくとも備えるので、
荷置き時のフォークによるワークの引摺りを、簡素な構成で検出することができる。また、引摺り検出時には車両の荷置き動作が自動的に停止されるので、異常を取り除く対応を素早く行え、荷崩れ等の派生的トラブルを防止することができる。
【0051】
また、前記制御手段は、前記フォークの前記荷役対象物からの抜脱開始後かつ抜脱終了前のタイミングで前記センサの状態を調べ、前記センサが荷役対象物を検出したときに引摺りがあると判定するので、
引摺りを検出する前記センサとして、検知領域に荷役対象物があるか否かを検出するのみの、安価なセンサを用いることができる。従って、製造コストを低減できる。また、所定のタイミングで前記センサの状態を1回調べるだけで引摺りの有無を判定できるから、制御手段の負荷が大きくならず、制御手段の電気的構成を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る無人フォークリフトの全体的な構成を示した側面図。
【図2】フォークリフトの電気的な構成を示すブロック図。
【図3】荷置き動作の制御フローを示したフローチャート図。
【図4】荷物を積んだフォークリフトが荷置き位置の手前で停止し、リーチアウトを開始する様子を示した図。
【図5】リーチアウト後にリフトを下降させる様子を示した図。
【図6】荷物を荷置き位置に下ろした状態を示した図。
【図7】図6の状態から所定量だけリーチ引込みを行なって、荷物の引摺りがないことを光センサが検出する様子を示す図。
【図8】図6の状態から所定量だけリーチ引込みを行なって、荷物の引摺りがあることを光センサが検出する様子を示す図。
【図9】光センサの代わりにリミットスイッチを備えた変形例1のフォークリフトを示す全体側面図。
【図10】測距式の光センサを備えた変形例2のフォークリフトを示す全体側面図。
【符号の説明】
11 無人フォークリフト
15 フォーク
30 制御装置(制御手段)
32 支持アーム(支持部材)
33 光センサ(センサ)
41 パレット(荷役対象物)
42 荷物(荷役対象物)
Claims (2)
- 荷役対象物を支持するためのフォークを昇降させて当該荷役対象物を荷取り及び荷置きできるように構成した、無人フォークリフトであって、
前記フォークより高い位置に配設される支持部材と、
検知領域内の荷役対象物の有無を検知可能な、前記支持部材に取り付けられるセンサと、
荷置き時における荷役対象物の引摺りの有無を前記センサからの信号に基づいて判定し、引摺りがあると判定した場合には車両の荷置き動作を停止させる制御手段と、
前記フォークの根元部に、接触子を上方に向けて設けられたリミットスイッチと、
を少なくとも備え、
前記センサは、前記フォークに支持された荷役対象物により当該接触子が押されているときに、当該荷役対象物を検出できるように配設されているとともに、前記フォークが所定量だけ当該荷役対象物から抜かれたときに当該センサの検知領域内に当該荷役対象物が位置しなくなるように配設されており、
前記制御手段は、前記フォークの荷役対象物からの抜脱開始後、前記フォークの機体への引込み量又は機体自身の後進量が前記所定量に達したタイミングで一回だけ前記センサの状態を調べ、前記センサが当該荷役対象物を検出したときは、引摺りがあると判定することを特徴とする無人フォークリフト。 - 前記センサは、検知部を直下方に向けた状態で備えられた光センサであって、前記フォークに支持された荷役対象物により当該接触子が押されているときに、当該荷役対象物におけるフォーク引抜方向終端側の縁部を検出できるように配設されていることを特徴とする、請求項1に記載の無人フォークリフト。
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