CN110573401A

CN110573401A - 无人搬运车

Info

Publication number: CN110573401A
Application number: CN201880027697.8A
Authority: CN
Inventors: 西泽康裕; 上野俊幸; 松下祐也
Original assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2019-12-13
Anticipated expiration: 2038-04-27
Also published as: JP6848651B2; US20200189623A1; WO2018199272A1; KR102241677B1; CN110573401B; KR20190134725A; US11452256B2; JP2018184113A

Abstract

本发明提供一种对台车(10)进行搬运的无人搬运车(20)，无人搬运车(20)设有：流体压力缸(22)，其向台车(10)的地面作用向上的上推力且在上下方向上伸缩自如；流体压力供给装置(70)，其对于流体压力缸(22)供给流体；压力调整机构(50)，其调整从流体压力供给装置(70)向流体压力缸(22)供给的流体的流体压力；控制基板(40)，其向压力调整机构(50)输出流体压力的指令值；以及压力传感器(100)，其检测向流体压力缸(22)供给的流体的流体压力，控制基板(40)计算由压力传感器(100)检测出的流体压力的微分值，基于计算出的微分值的图案来推断台车开始悬浮的时刻，并对由压力传感器(100)在推断出的时刻下检测出的流体压力乘以小于1的系数，从而计算指令值。

Description

无人搬运车

技术领域

本发明涉及无人搬运车。详细而言涉及能够稳定地对台车进行搬运的无人搬运车。

背景技术

专利文献1公开了一种牵引方式：为了将零件搬运到组装工厂的组装生产线，利用销结合将沿着铺设于工厂地面的引导路自行驶的无人搬运车(Auto Guide Vehicle：以下简称为AGV)与台车合为一体来进行牵引。即，该牵引方式如下：在台车的底面设置合体用槽，在使AGV钻入台车的底板下的状态下，将合体用销从AGV插入台车的合体用槽而进行合为一体。专利文献2、3也公开了同样的技术。

专利文献4公开了如下技术：使AGV钻入手推车之下，通过AGV配备的升降装置将手推车完全提升。提升后的手推车变成车轮离开地面的状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-105238号公报

专利文献2：日本特开2013-114307号公报

专利文献3：日本特开2004-107003号公报

专利文献4：日本特开平10-291798号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

如专利文献1、2、3那样，由于在牵引方式中改造台车的底面而设置合体用槽，因此会导致成本增加。尤其在需要改造大量的台车的工厂、物流中心尤为显著。另外，为了不使驱动轮空转，牵引方式的情况需要加重AGV的主体。

如专利文献4那样，在通过AGV配备的升降装置将台车完全提升的技术中，由于台车的车轮离开地面浮起，故当台车中的货物失衡时，存在倒落的风险。

对此，本发明的发明人们提出了相关申请(日本特愿2015-255945)。

在该相关申请中，如果将台车完全举起至20mm左右而不接通气缸的上端限位开关，则不清楚载荷平衡。

因此，当为使与台车接触的承接板成为水平而不使气缸作动时，有可能导致台车大幅倾斜或台车的货物倒塌。

另外，由于即使存在不平衡载荷也需要将气缸提升到最大冲程，因此需要选定施加给所设想的一个气缸的最大负载以及向可举起最大负载的气缸供给的压力。

用于解决技术问题的技术方案

解决上述课题的本发明的第一技术方案涉及的无人搬运车为钻入形成于台车的底面与地面之间的一定的空间来搬运所述台车的无人搬运车，其特征在于，设有：流体压力缸，其在使向上的上推力作用于所述台车的地面的上下方向上伸缩自如；流体压力供给装置，其对于所述流体压力缸供给流体；压力调整机构，其调整从所述流体压力供给装置向所述流体压力缸供给的流体的流体压力；控制基板，其向所述压力调整机构输出流体压力的指令值；以及压力传感器，其检测向所述流体压力缸供给的流体的流体压力，所述控制基板具备：微分电路，其计算由所述压力传感器检测出的流体压力的微分值；推断电路，其基于由所述微分电路计算出的微分值的图案，来推断所述台车开始悬浮的时刻；以及系数乘法电路，其对由所述压力传感器在通过所述推断电路推断出的时刻下检测出的流体压力乘以小于1的系数，从而计算所述指令值。

根据第一技术方案，解决上述技术问题的本发明的第二技术方案涉及的无人搬运车中，所述流体压力缸构成为将活塞上下移动自如地插入到缸主体，在连接于所述活塞的活塞杆的上端设有与所述台车的底面接触的承接板，并且在所述承接板设有接近开关，所述接近开关在接近了所述台车的地面一定以上时成为接通，所述推断电路在所述接近开关成为了接通的状态下，将由所述微分电路计算出的微分值上升到第一规定值以上之后、到降低到第二规定值以下之时推断作为所述台车开始悬浮的时刻。

根据第一技术方案，解决上述技术问题的本发明的第三技术方案涉及的无人搬运车中，所述推断电路在所述流体压力缸开始伸长并经过一定时间之后，将由所述微分电路计算出的微分值上升到第一规定值以上之后、到降低到第二规定值以下之时推断作为所述台车开始悬浮的时刻。

根据第一技术方案，解决上述技术问题的本发明的第四技术方案涉及的无人搬运车中，所述推断电路将由所述微分电路计算出的微分值成为大致0之时推断作为所述台车开始悬浮的时刻。

根据第一技术方案，解决上述技术问题的本发明的第五技术方案涉及的无人搬运车中，在所述流体压力缸为多个时，对于各所述流体压力缸分别设置所述压力调整机构及所述压力传感器，所述系数乘法电路向各所述压力调整机构分别输出与由各所述压力传感器检测出的压力相应的指令值。

发明效果

本发明的无人搬运车中，由压力传感器检测向流体压力缸供给的流体的流体压力，由微分电路计算检测出的流体压力的微分值，由推断电路基于由微分电路计算出的微分值的图案来推断台车开始悬浮的时刻，并通过系数乘法电路对由压力传感器在由推断电路推断出的时刻下检测出的流体压力乘以小于1的系数，从而作为指令值从控制基板向压力调整机构输出，因此，由压力调整机构调整后的流体压力的流体从流体压力供给装置向流体压力缸供给，使台车及装载于台车的货物的总重量不仅由无人搬运车的车轮分散支承，还由台车的车轮分散支承，因此能够稳定地搬运台车。

附图说明

图1是本发明的第一实施例涉及的无人搬运车的侧视图。

图2是本发明的第一实施例涉及的无人搬运车的俯视图。

图3是本发明的第一实施例涉及的无人搬运车的压力调整系统图。

图4是用于本发明的第一实施例涉及的无人搬运车的电-气调压阀的示意图。

图5是本发明的第二实施例涉及的无人搬运车的俯视图。

图6是将台车上升高度与气缸的压力进行重叠显示的曲线图。

具体实施方式

关于本发明，以下参照附图所示的实施方式进行详细说明。

实施例一

图1至图4表示本发明的第一实施例涉及的AGV。

如图1及图2所示，本实施例涉及的AGV20为钻入到台车10的底面下的空间来对台车10进行搬运的无人搬运车，该台车10在上表面装载有多个货物30。台车10从地面1到底面2具有一定的空间，并在四个角处具备脚轮11作为车轮。

AGV20在比台车10的空间低的车身21具备两个驱动轮23和两个从动轮24，两个驱动轮23具有方向转换功能，而且在前后左右的四个部位设有对台车10的底面2作用向上的上推力的气缸22。

气缸22能够上下伸缩，并在前后的气缸22的上端分别设置有水平的承接板25。即，承接板25左右配置两个。

因此，当使气缸22伸长时，承接板25与台车10接触，并经由承接板25而对台车10的底面2作用有向上的上推力。

如果本实施方式的AGV20在设定好的装载上限载荷以内，则当使气缸22上升到上端时，台车10的脚轮11离开地面。另一方面，当使气缸22下降到下端时，台车10的脚轮11与地面触地。

关于对于气缸22供给压缩空气(Air)的压缩空气供给装置及调整向气缸22供给压缩空气的压力的压力调整机构，参照图3来进行说明。图3是针对前方的两个气缸22进行说明的图。由于后方的两个气缸22也为同样的结构，因此省略其说明。

如图3所示，气缸22为如下结构：将活塞222上下移动自如地插入到缸主体221，并在缸主体221的上端设有使活塞222停止上升的止挡部223，进而使贯通止挡部223的活塞杆224的下端与活塞222连接。在活塞杆224的上端设置有与台车10的底面接触的承接板25。

在承接板25的上表面设有接近传感器225。接近传感器225在接近到与台车10的底面接触的程度时成为接通，在离开台车10的底面一定程度时成为断开。接近传感器25的接通-断开作为传感器输出而如虚线所示那样被向控制基板40输入。

缸主体221被活塞222划分为两个空气室A、B(图中将下侧的空气室作为A、将上侧的空气室作为B)，在空气室A依次连接有电-气调压阀50、气罐60、空气压缩机70，而在空气室B依次连接有减压阀80、电磁阀90。

另外，在空气室A与电-气调压阀50之间安装有压力传感器100。压力传感器100检测从电-气调压阀50向空气室A供给的压缩空气的压力(以下称为“气缸22内的压力”)。由压力传感器100检测出的压力作为传感器输出而被输入到控制基板40。

气罐60及空气压缩机70为压缩空气供给装置，空气压缩机70产生压缩空气，气罐60贮存所产生的压缩空气。

电-气调压阀50为压力调整机构，该电-气调压阀50根据基于来自控制基板40的输出信号生成的指令值，来调整向气缸22的空气室A供给的压缩空气的压力。在图3中，在进行活塞222上升的工序之际，压缩空气如图中黑色箭头所示进行流动，在进行活塞222下降的工序之际，压缩空气如图中白色箭头所示进行流动。

减压阀80根据基于来自控制基板40的输出信号(指令值)生成的指令，从气缸22的空气室B将压力减压，另外，电磁阀90基于来自控制基板40的输出信号，将压缩空气释放到外部。

输出信号从控制基板40被向电-气调压阀50、减压阀80、电磁阀90发送，并且输入信号从电-气调压阀50被向控制基板40发送。在图3中，这些电信号由虚线表示。

如图4所示，电-气调压阀50由控制电路501、供气用电磁阀502、排气用电磁阀503、压力传感器504、分支配管505构成。

分支配管505具备连接于气缸22的管路505a、连接于气罐60的管路505b和连接于排气系统的管路505c。供气用电磁阀502介装于管路505a与管路505b之间。排气用电磁阀503介装于管路505a与管路505c之间。

因此，当通过控制电路501打开供气用电磁阀502时，管路505a与管路505b连通，压缩空气从气罐60流向气缸22的空气室A。其结果是，气缸22的空气室A的压力增大，活塞222上升。

另外，当通过控制电路501打开排气用电磁阀503时，管路505a与管路505c连通，压缩空气从气缸22流向排气系统。其结果是，气缸22的空气室A的压力减小，活塞222下降。

压力传感器504与管路505a连接，检测向气缸22的空气室A内供给的压缩空气的压力。由压力传感器504检测出的压力经由控制电路501变为输出信号，并作为输入信号被向控制基板40发送。

控制电路501被赋予有作为输入信号的、来自控制基板40的输出信号，并基于由压力传感器504检测出的压力，开闭供气用电磁阀502、排气用电磁阀503，从而调整向气缸22的空气室A供给的压缩空气的压力。

控制基板40是将压缩空气的压力的指令值作为输出信号输出到作为压力调整机构的电-气调压阀22的装置，该控制基板40具备微分电路41、推断电路42及系数乘法电路43。

微分电路41是计算由压力传感器100检测出的气缸22的压力的微分值的电路。

推断电路42是基于由微分电路41计算出的微分值的图案来推断台车10开始悬浮的时刻的电路。下文叙述使用怎样的微分值的图案来如何进行推断。

在此，所谓台车10开始悬浮的时刻是指台车10的脚轮11离开地面且台车10的重量加上装载于台车10的货物30的重量的总重量仅被AGV20的气缸22支承的时刻。

例如，图6中是指台车10的高度在急剧上升之前比较缓慢上升的原野区域。

系数乘法电路43是对由压力传感器100在通过推断电路42推断出的时刻下检测出的压力乘以小于1的系数，来计算发送到供电-气调压阀22的指令值的电路。

当将如此计算出的指令值从控制基板40向电-气调压阀22输出时，台车10的重量加上装载于台车10的货物30的重量的总重量并不仅由气缸22来支承，还由触地于地面的台车10的脚轮11来支承。

其结果是，由于台车10及货物30的总重量不仅被AGV20的两个驱动轮23及两个从动轮24分散支承，还被台车10的四个脚轮11分散支承，因此能够稳定地搬运台车10。

以下，对基于控制基板40的电-气调压阀50的压力控制进行说明。

当从控制基板40以斜坡函数状赋予向电-气调压阀50的输入信号时，支承承接板25的气缸22的上升侧(空气室A)的压力升高，承接板25开始上升。气缸22内的压力在承接板25上升直到与台车10接触为止的期间大致恒定。

然后，当承接板25靠近到与台车10接触的程度时，接近传感器225成为接通状态。之后，当承接板25与台车10接触时，气缸22内的压力逐渐升高，进而在气缸22的压力上升时，台车10开始悬浮。并且，在台车10缓慢地开始悬浮的状态下，气缸22内的压力的微分值变小。即，压力呈大致恒定值。

作为一个例子，在图6中表示气缸22内的压力P与台车的上升高度H的关系。

如图6所示，当向电-气调压阀50赋予输入信号时，气缸22的上升侧的压力P在从时刻t₀到承接板25开始上升的时刻t₁的期间上升。

并且，当在时刻t₁下开始承接板25的上升时，气缸22内的压力P在从时刻t₁到承接板25与台车10接触为止的期间大致恒定。

之后，承接板25靠近到与台车10接触的程度而接近传感器225成为接通，当承接板25与台车10接触时，气缸22内的压力P逐渐增大，进而在气缸22内的压力P增大时，台车10在时刻t₂下开始悬浮。之后，台车10的上升高度H从0缓慢地变大，气缸22内的压力P在台车10开始悬浮的时刻大致恒定。因此，气缸22内的压力P的微分值在台车10开始悬浮不久后的时刻t₃成为大致0。

在此，当气缸22内的压力P的微分值成为大致0时，即使在台车10不太能通过气缸22举起的状态下，也成为仅仅通过气缸22来支承台车10的重量加上装载于台车10的货物30的重量的总重量的状态。

之后，在图6中，在将气缸22提升到最大冲程之际，气缸22内的压力P再次启动上升，并且台车10的上升高度H急剧上升而迎来最大值。在这种状态下，气缸22内的压力P的一部分被止挡部223负担。

根据上述的过程，当满足以下的(1)至(3)的条件时，推断电路42推断为台车10开始悬浮的时刻。

(1)接近传感器225为接通状态。

(2)气缸22内的压力的微分值上升到第一规定值(0.03MPa/sec等)以上。

(3)气缸22内的压力的微分值降低到第二规定值(0.05MPa/sec等)以下。

其中，设为在满足(2)的条件之后满足(3)的条件。即，满足(1)至(3)的条件是指接近传感器225为接通状态且气缸22内的压力的微分值成为了第一规定值以上之后，降低到第二规定值以下时的情况。至少微分值的图案需要满足(2)、(3)的条件。

当满足这样的(1)至(3)的条件时，系数乘法电路43向上述(3)时的压力值乘以小于1的系数(0.9倍等)而计算指令值。计算出的指令值从控制基板40被输出到电-气调压阀50。通过从电-气调压阀50向气缸22供给恒定压力的压缩空气，由此台车10的脚轮11不会离开地面而能够以适当的压力来支承台车10。

即，当将从电-气调压阀50赋予给气缸22的压力设为上述(3)时的压力值的0.9倍时，台车10及货物的总载荷的约90％由气缸22支承，剩余的约10％由台车10支承。

利用在上述(3)的时刻下得到的压力值来变更向压力值乘以的系数，由此还能够进一步地获得最佳的压力。

例如，在压力测量值(MPa)＜0.3(MPa)时将系数设为0.9，在压力测量值(MPa)＞0.3(MPa)时将系数设为0.7。

在上述动作中，还能够省略接近传感器225。例如，预先求出支承承接板25的最低压力(例如，在上述时刻t₁下的气缸22内的压力P)，并向气缸22施加最低压力，在一定时间后(几秒后)逐渐增高气缸22内的压力时，推断电路42仅仅通过上述(2)、(3)的条件也能够推断为台车10开始悬浮的时刻。

进而，也能够仅基于微分值的图案来推断台车10开始悬浮的时刻。

例如，如图6所示，气缸22内的压力P的微分值大致为0的时刻有两次。

首先，虽然从时刻t₁到时刻t₂存在有气缸22内的压力P的微分值成为0的时刻，但在该阶段中，台车10未开始悬浮。

然后，台车10在时刻t₂开始悬浮，气缸22内的压力P在时刻t₂之后成为恒定值，即，存在有压力P的微分值成为0的时刻。

因此，推断电路42将气缸22内的压力P的微分值在第二次成为0的时刻推断为台车10开始悬浮的时刻。

通过上述(3)得到的压力值能够与台车10的不平衡载荷无关地使台车10的车轮始终触地于地面且赋予搬运所需的压力，因此无论台车10内的货物的堆积方式、重心位置、重量如何，均能使台车10行驶。

在本实施例中，前侧两个气缸22、后侧两个气缸22各自通过一个电-气调压阀50来控制，但是也能够使四个气缸22分别由一个电-气调压阀50来控制。通过一个气缸22由一个电-气调压阀50进行控制，能够实现复杂的压力施加方式，从而针对不平衡载荷而稳健性变高。

如本实施例那样在驱动轮23位于靠前侧的位置的情况下，若后侧的气缸22的压力高于前侧的气缸22的压力(支承台车10的载荷大)，则驱动轮23存在空转的风险。

对此，在通过上述(3)决定前侧的气缸22的压力值之后，与前侧的气缸22相比当后侧的气缸22的压力成为恒定值(0.2MPa等)以上时，将在前侧的气缸22的压力值中加入恒定值得出的值作为后侧的气缸22的压力指令值，从而避免驱动轮23空转即可。

在各气缸22按照来自台车10的负载的50％至100％的压力来提升的情况下，即使能够赋予给气缸22的压力最高为0.7MPa，成为0.7×100(％)/50(％)＝1.4MPa，如上所述那样，当在台车10的车轮不悬浮的情况下将向压力的系数设为1时，能够搬运可以向气缸22赋予的压力的两倍(相对于0.7MPa为1.4MPa)，即使台车10的车轮不悬浮，也能够决定气缸22的压力。

实施例2

参照图5对本发明的第二实施例涉及的AGV进行说明。

本实施例相比于第一实施例的特征在于，在配置于AGV20的前后左右的各气缸22a、22b、22c、22d的每一个分别设有调整压缩空气的压力的电-气调压阀(图示省略)及压力传感器(图示省略)。其他的结构与上述的实施例相同，标注相同的附图标记并省略说明。

在本实施例中，如图5所示，适合于包含货物在内的台车10的重心位置G不位于中央的情况，即适合于包含货物在内的台车10的不平衡载荷的情况。

如图5所示，在包含货物在内的台车10的总重量的重心位置G不位于台车10的中央的情况下，其总重量并非由四个气缸22a、22b、22c、22d来均等地分担，而是离重心位置G越近，分担的比例越高。例如，在图5的例子中，示出了表示气缸22a、22b、22c、22d的○的大小越大，负担的比例越高的状态。

在这种不平衡载荷的情况下，气缸22a、22b、22c、22d离重心位置G越近，分担其总重量的比例越高，其结果是，通过分别设于各气缸22a、22b、22c、22d的压力传感器分别检测出的压力值变高。

通过微分电路(图示省略)计算由各压力传感器检测出的各气缸22a、22b、22c、22d的压力的各个微分值，并基于计算出的各个微分值的图案，通过推断电路(图示省略)推断台车10开始悬浮的时刻。

在此，台车10设为保持水平状态，无论基于任一个微分值的图案，所推断的台车10开始悬浮的时刻都相同。

然后，通过系数乘法电路(图示省略)向在推断出的相同的时刻下的、由压力传感器检测出的各气缸22a、22b、22c、22d的各压力乘以小于1的系数(全部设为相同)而计算指令值，并作为指令值从控制基板(图示省略)分别向各电-气调压阀输出。

通过如此被分别输出了指令值的、各电-气调压阀来调整的各气缸22a、22b、22c、22d的压力与分担各气缸22a、22b、22c、22d所负担的总重量的比例相对应。即，分担比例越高，压力越高。

因此，包含货物在内的台车10的总重量即使在不平衡载荷的情况下，由于不仅由AGV20的两个驱动轮(图示省略)及两个从动轮(图示省略)分散支承，还由台车10的四个脚轮(图示省略)分散支承，因此，能够在一直保持水平的状态下稳定地搬运台车10。

即，在本实施例中具有以下优点：即使在包含货物在内的台车10的不平衡载荷的情况下，也能够在一直保持水平的状态下稳定地搬运台车10。

工业方面可利用性

本发明作为能够稳定地搬运台车的无人搬运车被广泛地应用于工业。

附图标记说明

1 地面

2 底面

10 台车

11 脚轮

20 AGV(无人搬运车)

21 车身

22 气缸

23 驱动轮

24 从动轮

30 货物

40 控制基板

41 微分电路

42 推断电路

43 系数乘法电路

50 电-气调压阀

60 气罐

70 空气压缩机

80 减压阀

90 电磁阀

100 压力传感器

225 接近开关

Claims

1.一种无人搬运车，其钻入形成于台车的底面与地面之间的一定的空间，来搬运所述台车，所述无人搬运车的特征在于，设有：

流体压力缸，其使向上的上推力作用于所述台车的地面且在上下方向上伸缩自如；

流体压力供给装置，其对于所述流体压力缸供给流体；

压力调整机构，其调整从所述流体压力供给装置向所述流体压力缸供给的流体的流体压力；

控制基板，其向所述压力调整机构输出流体压力的指令值；以及

压力传感器，其检测向所述流体压力缸供给的流体的流体压力，

所述控制基板具备：

微分电路，其计算由所述压力传感器检测出的流体压力的微分值；

推断电路，其基于由所述微分电路计算出的微分值的图案，来推断所述台车开始悬浮的时刻；以及

系数乘法电路，其对由所述压力传感器在通过所述推断电路推断出的时刻下检测出的流体压力乘以小于1的系数，从而计算所述指令值。

2.根据权利要求1所述的无人搬运车，其特征在于，

所述流体压力缸构成为将活塞上下移动自如地插入到缸主体，在连接于所述活塞的活塞杆的上端设有与所述台车的底面接触的承接板，并且在所述承接板设有接近开关，所述接近开关在接近了所述台车的地面一定以上时成为接通。

所述推断电路在所述接近开关成为了接通的状态下，将由所述微分电路计算出的微分值上升到第一规定值以上之后、到降低到第二规定值以下之时推断作为所述台车开始悬浮的时刻。

3.根据权利要求1所述的无人搬运车，其特征在于，

所述推断电路在所述流体压力缸开始伸长并经过一定时间之后，将由所述微分电路计算出的微分值上升到第一规定值以上之后、到降低到第二规定值以下之时推断作为所述台车开始悬浮的时刻。

4.根据权利要求1所述的无人搬运车，其特征在于，

所述推断电路将由所述微分电路计算出的微分值成为大致0之时推断作为所述台车开始悬浮的时刻。

5.根据权利要求1所述的无人搬运车，其特征在于，

在所述流体压力缸为多个时，对于各所述流体压力缸而分别设置所述压力调整机构及所述压力传感器，

所述系数乘法电路向各所述压力调整机构分别输出与由各所述压力传感器检测出的压力相应的指令值。