JP2004307170A

JP2004307170A - 無人フォークリフト

Info

Publication number: JP2004307170A
Application number: JP2003104788A
Authority: JP
Inventors: Naotaka Hanji; 直高判治
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-09
Also published as: JP4214813B2

Abstract

【課題】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して素早く対応できる無人フォークリフトを提供する。
【解決手段】無人フォークリフト１１は、荷役対象物４２を支持するためのフォーク１５を昇降させて当該荷役対象物４２を荷取り及び荷置きできるように構成している。支持部材３２が前記フォーク１５より高い位置に配設され、この支持部材３２には、検知領域内の荷役対象物の有無を検知可能なセンサ３３が取り付けられる。フォークリフト１１が備える制御手段３０は、荷置き時における荷役対象物４２の引摺りの有無を前記センサ３３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ように制御する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【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、請求項１においては、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】
請求項２においては、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、請求項１に示すように、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】
請求項２に示すように、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

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、無人フォークリフト。
請求項１に記載の無人フォークリフトであって、
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ことを特徴とする、無人フォークリフト。