JP2005001844A - フォークリフトの荷役補助装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フォークリフト1は、誘導線Xに案内される車台2にマスト3を立ち上げ、マスト3に昇降自在に支持される昇降キャリッジ4が、荷役フォーク6を、矢印Wで指した車台2の車幅方向へフォーク先端5が向くように、旋回させるローテイト動作を行うと共に、昇降キャリッジ4を車幅方向へシフトさせることにより、車台2の側方に定めた荷役位置に、荷役ォーク6のフォーク先端5を到達させる。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、3方向スタッカーフォークリフトが、固定ステーションに荷物Nを置く場合、又は固定ステーションから荷物を掬い上げる場合に、同フォークリフトの荷役フォークが荷物に対して真っ直ぐになるよう制御するフォークリフトの荷役補助装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
フォークリフト型無人搬送車両が、自動倉庫等の床面に埋め込んだ誘導線を検出しつつ自律走行する技術が周知である。図6に示すように、縦横に延びる誘導線X,Yが交差する箇所において、誘導線Yに沿って図中の上方へ向かって走行している無人搬送車両Vを、矢印Rで指した時計回りに90°旋回させて方向転換させることがある。この旋回の直後に、無人搬送車両Vは必ずしも誘導線Xに沿って正確に直進するとは限らない。これは、車輪Tの僅かな滑りや床面の微妙な凹凸の影響により、プログラムに基づく車輪Tの操舵制御に対して、無人搬送車両Vが実際に旋回する軌道が多少狂っていることによる。
【0003】
このため、旋回の直後に固定ステーションS1がある場合に、固定ステーションS1に荷物Nを置き、又はここに在る荷物Nを荷役フォークFで掬い上げる等の荷役作業を行う際に、無人搬送車両Vの荷役フォークFが、固定ステーションS1の荷物Nへ真っ直ぐに向かないことがある。そこで、荷役作業を行う直前に、無人搬送車両Vを一旦後退させる等してその姿勢を修正したり、又は荷役フォークFを車幅方向にシフトさせることが試みられている。これに係る技術は下記の特許文献に開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開2003−63790号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、無人搬送車両Vを一旦後退させることは時間的な無駄を伴うことになる。また、上記のように、荷役フォークFを車幅方向にシフトさせるだけでは、荷役フォークFを荷物Nの位置に一致させることはできるが、荷役フォークFが荷物Nに対して傾斜することを修正することはできない。
【0006】
更に、旋回した直後の無人搬送車両Vの側方に固定ステーションS2が位置する場合、固定ステーションS2に対して無人搬送車両Vは傾斜した姿勢となる。そして、無人搬送車両Vが3方向スタッカーフォークリフトであれば、荷役フォークFを90°旋回(ローテイト動作)してから、荷役フォークFを固定ステーションS2へ向けて前進(シフト動作)させる。このまま荷役作業を行えば、固定ステーションS2に荷物Nを図示の通り斜めに置いたり、固定ステーションS2に置かれた荷物Nを荷役フォークFで掬い上げられないという事態になる。以上の問題は、旋回直後に著しいが、誘導線Xに沿って直進し続ける無人搬送車両Vでも、床面の凹凸に起因して同様のことが起こる。
【0007】
本発明の目的は、無人搬送車両の姿勢の狂いを打ち消すように荷役フォークの姿勢を修正できる荷役補助装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、誘導線に案内されて自律走行する車台に、マストを立ち上げ、該マストに昇降自在に支持される昇降用キャリッジが、前記車台に対して荷役フォークを旋回させると共に、該荷役フォークを前記車幅方向へシフトさせることにより、前記車台の側方に定めた荷役位置に、前記荷役フォークのフォーク先端を到達させる、フォークリフトの荷役補助装置に係るものであって、前記車台が前記誘導線に対して傾斜する傾斜角度を検出する車台方向検出手段と、前記荷役フォークが前記車台に対して旋回される旋回角度を検出するローテイト角検出手段と、前記荷役フォークの前記車幅方向へのシフト距離を検出するシフト量検出手段と、前記傾斜角度に基づき、前記フォーク先端が前記荷役位置へ至るように、前記荷役フォークの旋回角度、及び前記昇降キャリッジのシフト距離を演算する情報処理手段と、前記情報処理手段にて演算された前記旋回角度及び前記シフト距離に応じて、前記荷役フォークのローテイト動作、及びシフト動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【0009】
本発明に係る荷役補助装置は、前記車台方向検出手段が、前記車台の前後に各々配置され前記車幅方向における前記誘導線の相対位置を検出する2つの磁気ガイドセンサであっても良い。また、前記ローテイト角検出手段、及び前記シフト量検出手段が、それぞれ、前記荷役フォークの旋回角度、及び前記昇降キャリッジのシフト距離をコード化するエンコーダーであっても良い。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1及び図2に示すように、本実施の形態に係るフォークリフト1は、誘導線Xに案内されて自律走行する無人搬送車両の車台2に、マスト3を立ち上げ、マスト3に昇降自在に支持される昇降キャリッジ4が、車台2の走行方向の前方へフォーク先端5を突出した荷役フォーク6を、矢印Wで指した車台2の車幅方向へフォーク先端5が向くように、車台2に対して旋回させるローテイト動作を行うと共に、荷役フォーク6を車幅方向へシフト動作させることにより、車台2の側方に定めた荷役位置に、荷役フォーク6のフォーク先端5を到達させるよう構成したものである。
【0011】
図3に概略を示した荷役補助装置10は、当該フォークリフト1に搭載される。その特徴とするところは、車台2が誘導線Xに対して傾斜する傾斜角度θを検出する車台方向検出手段7,8と、荷役フォーク6が車幅方向へ旋回される旋回角度を検出するローテイト角検出手段9と、昇降キャリッジ4の車幅方向へのシフト距離を検出するシフト量検出手段11と、荷役フォーク6の旋回角度及び昇降キャリッジ4のシフト距離を演算する情報処理手段12と、荷役フォーク6のローテイト動作、及び荷役フォーク6のシフト動作を制御する制御手段13,14とを備えることにある。
【0012】
図4に表したフォークリフト1は3方向スタッカーフォークリフトである。マスト3には、昇降キャリッジ4を昇降させるために、図に表れていない油圧シリンダーを設けている。昇降キャリッジ4は、前面に2本のラックギア40を水平姿勢で固定したベースプレート41と、荷役フォーク6を支持する本体部42とから成る。本体部42は、その内部に図に表れていない油圧モータ等の2つの駆動源を内装し、その一方の駆動源にラックギア40に噛み合うピニオンを設け、このピニオンを駆動することにより、ラックギア40に沿って荷役フォーク6と共に移動(シフト)する。他方の駆動源は、荷役フォーク6の根元を結合した回転軸eを回転させ、荷役フォーク6を車台2に対して旋回される。
【0013】
回転軸eは荷役フォーク6が旋回する支点である。2本の荷役フォーク6のそれぞれのフォーク先端5の中点を図中の符号fで指している。以下の説明では、回転軸eから中点fへ至る方向を、荷役フォーク6の向きとする。また、2本の荷役フォーク6同士の間隔は任意に定める事項であるため、この間隔を無視して、2つのフォーク先端5の位置を中点fと同一視する。
【0014】
情報処理手段12は、図3に示す通りCPUとメモリー部とを主体とする。このメモリー部は、CPUが適時読み込み可能な制御プログラムを記録し、更に、誘導線X上で任意に定めた車台2の停止位置、及び荷役フォーク6に係る荷役位置の座標値をデータベースとして記録するものである。この荷役位置は図2において中点fに一致する。
【0015】
例えば、誘導線Xの側方に設置された固定ステーションSに、図に表れていないパレットに載せた荷姿の荷物Nを置く場合であれば、荷役フォーク6にて支持されたパレット又は荷物Nが固定ステーションSからはみ出すことのないように、荷役フォーク6を車台2の側方へ突き出す。或いは、荷物Nが固定ステーションSに既に置かれている場合であれば、フォーク先端5がパレットの奥方に到達し、又はフォーク先端5がパレットを通り抜ける位置まで荷役フォーク6を車台2の側方へ突き出す。このような状態にある荷役フォーク6のフォーク先端5の位置が荷役位置である。この位置は、車台2の位置又は姿勢に関わりなく略一定である。
【0016】
車台方向検出手段7,8は、互いに車台2が走行する方向(前後)に所定の間隔を開けて、車台2の前後部に各々配置された2つの磁気ガイドセンサである。これらは周知の技術であるため図示を省略するが、概ね車幅方向に複数の誘導コイルを一列に並べ、複数の誘導コイルの中で一の誘導線が、その真下に位置する誘導線Xの周囲に形成された磁界を検出することにより、所定の電圧として検出信号を送出するものである。上記の磁界を検出しない他の誘導コイルは検出信号を送出することなくオフの状態である。
【0017】
個々の誘導コイルが誘導線Xを検出した時の検出信号の電圧値は相互に違えて設定されているので、この電圧値によって何れの誘導コイルが誘導線Xを検出しているかを情報処理手段12が判別できる。従って、車台方向検出手段7,8が車台2に取付けられている位置は初めから決まっているので、車台方向検出手段7,8のそれぞれの誘導コイルの中の何れが誘導線Xを検出しているかが判れば、これに基づき、情報処理手段12は車台2の傾斜角度θを算出することができる。
【0018】
ローテイト角検出手段9、及びシフト量検出手段11は、何れも周知の技術であるため具体的な図示を省略するが、これらはフォーク先端5の変位をコード化して出力する。例えば、ローテイト角検出手段9は、荷役フォーク6が旋回する角度を検出して、情報処理手段12へ送信するエンコーダである。シフト量検出手段11は、荷役フォーク6のシフト動作に伴ってフォーク先端5が移動した距離を検出して、情報処理手段12へ送信するエンコーダである。
【0019】
制御手段13,14は、情報処理手段12の指令に基づき開閉するソレノイドバルブであり、昇降キャリッジ4の説明として述べた駆動源に供給される油圧を増減又は遮断するものである。また、情報処理手段12が、油圧を発生するポンプのモータ15の駆動又は停止を、直接に制御するようにしても良い。
【0020】
次に、情報処理手段12の演算に基づく荷役補助装置10の制御について、図1乃至図3を参照しながら説明する。
【0021】
即ち、車台2が誘導線Xに真っ直ぐに沿った状態(θ=0)で、車台2の幅方向の中間に位置する昇降キャリッジ4から走行方向の前方へ突出するフォーク先端5の位置は決まっている。このようなニュートラル位置にある荷役フォーク6を、フォーク先端5が側方を向くよう90°旋回させれば、フォーク先端5が荷役位置に真っ直ぐに向くことになる。しかしながら、従来の技術として述べた通り、車台2が誘導線Xに対して傾斜した姿勢(θ≠0)となるために、傾斜角度θの向きと大きさに応じて、ニュートラル位置にある荷役フォーク6のフォーク先端5の位置も移動する。この移動した位置が情報処理手段12によって原点位置として算出される。
【0022】
上記の原点位置は、図1の中点fに一致し、荷役作業を行う直前に情報処理手段12のメモリー部に座標値として記録される。但し、荷役作業を行わない時に、荷役フォーク6が必ずしもニュートラル位置で待機する必要はなく、情報処理手段12が制御を始める基準として荷役フォーク6の当初の位置を認識できれば足りる。従って、昇降キャリッジ4を車幅方向の片側に予めシフトさせたり、又は荷役フォーク6を予め旋回させても良い。以下では、説明の便宜により、ニュートラル位置を基準として制御が実行されるものとする。
【0023】
上記のようにして演算された原点位置から実際に荷役フォーク6を荷役位置まで移動させるのに必要な荷役フォーク6の旋回角度及び昇降キャリッジ4のシフト距離の値を、情報処理手段12が演算する。更に、情報処理手段12は、この演算値に応じて制御手段13,14を適宜作動させ、荷役フォーク6のローテイト動作、及びそのシフト動作を各々制御する。これにより、図2に示す通り、荷役フォーク6を荷物Nに対して真っ直ぐに向けられるので、車台2が誘導線Xに対して傾斜する姿勢であっても、図5に示すように、荷物Nを固定ステーションSに対して真っ直ぐな姿勢とすることができる。
【0024】
従って、固定ステーションSが、同図に例示しているように、コンベヤ16の両側に、この内方へ荷物Nを案内するための一対の矯正ガイド17を各々配置した普及型のものである場合に、荷物Nが仮想線で表したように、一対の矯正ガイド17を跨ぐような傾斜姿勢になることはないので、荷物Nの出隅部が矯正ガイド17に引っ掛かることがなく、荷物Nは一対の矯正ガイド17の間からコンベヤ16の上面へ確実に滑り落ちる。
【0025】
また、車台2の走行方向に荷物Nが多少ずれた場合に、荷役補助装置10は、このような位置ずれを完全に修正できないが、上記のように、固定ステーションSの両側に一対の矯正ガイド17を各々配置してておけば、荷物Nが固定ステーションSから脱落したり、荷崩れする等の不都合は起こらない。
【0026】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良,修正,変形を加えた態様で実施できるものである。
【0027】
【発明の効果】
本発明に係るフォークリフトの荷役補助装置によれば、車台が誘導線に対して傾斜する傾斜角度に基づき、情報処理手段がフォーク先端の位置(原点)を認識できるので、荷役フォークで支持した荷物を、例えば固定ステーション等に置く場合、又は同固定ステーション等から荷物を掬い上げるに際して、車台が誘導線に対して傾斜し、更には、車台が傾斜することに起因して車台が固定ステーション等に接近したり離反し過ぎることがあっても、荷役フォークの原点位置をその都度演算することができる。このように情報処理手段が認識したフォーク先端の位置から実際に荷役フォークが荷役を行う荷役位置まで、荷役フォークを移動させるために必要となる荷役フォークの旋回角度、及び昇降キャリッジのシフト距離の値を、情報処理手段が演算する。
【0028】
上記の演算値に応じて、当該荷役補助装置は、荷役フォークのローテイト動作、及びそのシフト動作を制御できるので、車台の姿勢に関わらず、荷役フォークを荷物に対して真っ直ぐに向けることができる。従って、従来の技術において荷役フォークを単に90°旋回させるだけのローテイト動作と、同荷役フォークを所定の距離だけ前進シフトさせる動作とを組み合わせた場合のような技術的課題、言い換えれば、車台が誘導線に対して傾斜するのに伴って荷役フォークも荷物に対して傾斜するという不都合が起こることはない。
【0029】
更に、本発明に係る荷役補助装置によれば、車台方向検出手段が、車台の前後に配置された2つの磁気ガイドセンサであるので、個々の磁気ガイドセンサが誘導線を検出する相対的な車幅方向の位置、その位置が誘導線に対して車幅方向の左右の何れの向きに違えているか、及び2つの磁気ガイドセンサ同士の間隔に基づき、車体が誘導線に対して傾斜する傾斜角度を算出することができる。また、既成のフォークリフトが2つの磁気ガイドセンサを備えるものであれば、同磁気ガイドセンサから送出される検知信号をそのまま当該荷役補助装置の情報処理手段へ入力するようにさえすれば、既成のフォークリフトに殆ど手を加えることなく、当該荷役補助装置を簡単に搭載することができる。
【0030】
更に、本発明に係る荷役補助装置によれば、ローテイト角検出手段及びシフト量検出手段が、それぞれ、荷役フォークの旋回角度、及び前記昇降キャリッジのシフト距離をコード化するエンコーダーであるので、これらを既成のフォークリフトに殆ど手を加えることなく簡単に取付けられるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る荷役補助装置を搭載したフォークリフトの走行過程を示す平面図。
【図2】本発明の実施の形態に係る荷役補助装置を搭載したフォークリフトの荷役過程を示す平面図。
【図3】本発明の実施の形態に係る荷役補助装置の構成を表すブロック図。
【図4】本発明の実施の形態に係る荷役補助装置を搭載したフォークリフトの全体斜視図。
【図5】本発明の実施の形態に係る固定ステーション及び荷物の載置状態を示す平面図、及びその断面図。
【図6】従来のフォークリフトの走行過程を示す平面図。
【符号の説明】
1:フォークリフト
2:車台
3:マスト
4:昇降キャリッジ
5:フォーク先端
6:荷役フォーク
7,8:車台方向検出手段
9:ローテイト角検出手段
10:荷役補助装置
11:シフト量検出手段
12:情報処理手段
13,14:制御手段
X:誘導線
θ:傾斜角度
Claims (3)
- 誘導線に案内されて自律走行する車台に、マストを立ち上げ、該マストに昇降自在に支持される昇降用キャリッジが、前記車台に対して荷役フォークを旋回させると共に、該荷役フォークを前記車幅方向へシフトさせることにより、前記車台の側方に定めた荷役位置に、前記荷役フォークのフォーク先端を到達させる、フォークリフトの荷役補助装置であって、
前記車台が前記誘導線に対して傾斜する傾斜角度を検出する車台方向検出手段と、
前記荷役フォークが前記車台に対して旋回される旋回角度を検出するローテイト角検出手段と、
前記昇降キャリッジの前記車幅方向へのシフト距離を検出するシフト量検出手段と、
前記傾斜角度に基づき、前記フォーク先端が前記荷役位置へ至るように、前記荷役フォークの旋回角度及び前記昇降キャリッジのシフト距離を演算する情報処理手段と、
前記情報処理手段にて演算された前記旋回角度、及び前記シフト距離に応じて、前記荷役フォークのローテイト動作、及びシフト動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とするフォークリフトの荷役補助装置。 - 前記車台方向検出手段が、前記車台の前後に各々配置され前記車幅方向における前記誘導線の相対位置を検出する2つの磁気ガイドセンサであることを特徴とする請求項1に記載の荷役補助装置。
- 前記ローテイト角検出手段、及び前記シフト量検出手段が、それぞれ、前記荷役フォークの旋回角度、及び前記昇降キャリッジのシフト距離をコード化するエンコーダーであることを特徴とする請求項1又は2に記載のフォークリフトの荷役補助装置。
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