JP2006240873A - フォークモニタリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フォークの水平部分の傾斜角度に拘らず、モニタ画像に基づいて、フォークを正確かつ容易に位置決め可能なフォークモニタリング装置を提供する。
【解決手段】両水平部分１２ｂの先端を含み両水平部分１２ｂより先方のパレットＰを撮像するカメラ１７を、リフトブラケット１６のうち、両フォーク１２間の略中間部に該当する位置で、かつ両フォーク１２の略水平な水平部分１２ｂと略同じ高さに取り付け、モニタ１８を運転室１３に設け、さらにカメラ１７とリフトブラケット１６との間に、カメラ１７を常時水平に保持する水平保持手段１９を設けたので、フォーク１２の水平部分１２ａの傾斜角度に拘らず、モニタ画像に基づいて、フォーク１２を正確かつ容易に位置決めすることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、フォークモニタリング装置、詳しくはフォークリフトのフォークの位置決めを容易にするフォークモニタリング装置に関する。

従来、フォークリフトを用いた荷役作業おいて、両フォークの動作状況を観察するフォークモニタリング装置として、例えば特許文献１の「フォークリフト用カメラシステム」が知られている。
特許文献１は、フォークの水平部分の先端にＣＣＤ方式のカメラを固定し、カメラが撮像した画像を、ケーブルを介して運転室のモニタに表示する構成を有している。
カメラが撮像したフォークの先方の現場状況を、運転者が運転室のモニタを通して視認しながらフォークを操作する。例えば、荷物が載置されたパレットのフォーク挿入孔にフォークを挿入する。これにより、両フォークの先端が運転室から離れかつ、両マストが障害となって視界が狭められた状態でも、フォークの位置決めを容易に行うことができる。
特開２００３−２４６５９７号公報

しかしながら、特許文献１では、このようにフォークの水平部分の先端部にカメラを固定し、それが撮像した画像をモニタに表示するようにしていた。
ところで、フォークリフトのフォークは、一般的にＬ字形状を有している。すなわち、フォークは、リフトブラケットに固定される垂直部分と、垂直部分の長さ方向に長さ方向を直交にして配置される水平部分とによって構成されている。水平部分は、実際に荷物を支持する部分で、しかも先端に向かうほど徐々に上方に傾斜（上方勾配）している。このように上方勾配が付けられているため、荷物を持ち上げた際、荷物の加重で、水平部分にその先端を水平より下向きにする変形（湾曲）が発生せず、荷物の落下事故が起きにくい。

そのため、フォークをパレットのフォーク挿入孔に挿入する際、フォークの水平部分の先端にカメラを固定しただけでは、カメラの視野も垂直面を基準としたものではなく、それより若干傾いた面が基準となる。また、フォークの先方への移動は、フォークリフトを前進させることにより行われる。そのため、水平部分は上方に傾斜したまま前進する。これにより、作業者がモニタ画像を見ながら、フォークの水平部分をパレットのフォーク挿入孔に差し込む場合、水平部分の長さとその傾斜角度（反りの角度）との関係から求められる水平部分の元端と先端との高低差だけ、フォークの先端の位置が目標位置からずれてしまう。その結果、フォークの位置決めの容易性は十分とは言えなかった。
この発明は、フォークの水平部分の傾斜角度に拘らず、モニタ画像に基づいて、フォークを正確かつ容易に位置決めすることができるフォークモニタリング装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、運転室を有する車体に立設された略垂直なマストにリフトブラケットが昇降自在に取り付けられ、該リフトブラケットに、垂直部分と水平部分とからそれぞれなる１対のフォークが水平方向に離間して配設されたフォークリフトにおける両フォークの動作状況を観察するフォークモニタリング装置において、前記リフトブラケットのうち、両フォーク間の略中間部に該当する位置で、かつ両フォークの水平部分と略同じ高さに取り付けられ、両水平部分の先端を含み両水平部分より先方の被写体を撮像するカメラと、前記運転室に設けられ、前記カメラが撮像した画像を表示するモニタと、前記リフトブラケットと前記カメラとの間に設けられ、該カメラを常時水平に保持する水平保持手段とを備えたフォークモニタリング装置である。

請求項１に記載の発明によると、カメラは、リフトブラケットのうち、両フォーク間の略中間部に該当する位置で、かつ両フォークの水平部分と略同じ高さに取り付けられている。また、カメラの視野（モニタ画面）には、両フォークの水平部分の先端がそれぞれ含まれている。そのため、モニタ画面上で、両水平部分を被写体の目標位置に容易に位置決めすることができる。
しかも、カメラは、水平保持手段によって常に水平状態が保持されている。そのため、フォークの水平部分の傾斜角度（反りの角度）に拘らず、モニタ画面上で視認された目標位置（上下左右の位置）と、この視認位置からフォークリフトをそのまま前進させたときに両水平部分が到達する位置との誤差は小さくなる。その結果、モニタ画像に基づき、フォークを正確かつ容易に位置決めすることができる。例えば、フレキシブルコンテナを載せたパレットのフォーク挿入孔に両フォークを挿入する際、フォークの爪先によって、フォーク挿入孔内に垂れたフレキシブルコンテナの下端部を傷つけないように回避し易い。
この発明では、モニタ画面に両水平部分の先端が見えることが重要となる。そのため、水平保持手段によるカメラの水平制御では、両水平部分の先端が画像から外れないようにする必要がある。

フォークモニタリング装置が搭載されるフォークリフトの構成は限定されない。例えば、車体の前側に、車幅方向に離間して１対のマストが立設され、両マスト間にリフトブラケットが取り付けられ、リフトブラケットに１対のフォークが配設されたものでもよい。その他、例えば車体の前側に、車幅方向に離間して１対のマストが立設され、両マスト間に平面視してＬ字形を有するリフトブラケットが取り付けられるとともに、リフトブラケットに１対のフォークを配設したものでもよい。このとき、リフトブラケットは、両マスト間に横架される車幅方向の部分と、この部分の一端部に連結された車長方向の部分とにより構成されている。両フォークは、この車長方向の部分に配設されることになる。

マストの使用本数は限定されない。１本でもよいし、２本以上でもよい。一般的には２本である。
車体を基準とした両フォークの水平部分の長さ方向は限定されない。例えば、車長方向でもよいし、車幅方向でもよい。
カメラとしては、例えば、画像をデジタル信号に変換するＣＣＤカメラ、Ｃ−ＭＯＳセンサが内蔵されたＣ−ＭＯＳカメラなどを採用することができる。その他、ピンホール方式のカメラなどでもよい。カメラの使用台数は、例えば１台でもよいし、２台以上でもよい。また、カメラは白黒用でもよいし、カラー用でもよい。
運転室のうち、モニタが設けられる位置は限定されない。運転者がフォークリフトを運転しながらモニタ画面を見やすい位置が好ましい。モニタは１台でもよいし、複数台でもよい。カメラを複数台使用した場合、１台分のモニタ画面をカメラの台数に応じて複数に分割して表示してもよい。

カメラの具体的な取り付け高さとしては、例えばカメラのレンズの光軸（焦点）と、フォークの水平部分の先端とが合致する高さなどを採用することができる。
水平保持手段の構成は限定されない。例えば、湾曲自在な紐、ワイヤ、帯などによる吊下構造でもよいし、フレキシブルジョイントを利用した吊下構造などを採用してもよい。また、カメラの傾斜角度をセンサにより検出し、その検出値に基づき、カメラをモータにより回動させることで、カメラの姿勢を制御するようにしてもよい。
水平保持手段によるカメラの水平姿勢の制御角は限定されない。好ましくは５°程度である。この範囲であれば、例えば急勾配の路上における荷役作業であっても、両フォークの水平部分の先端が、モニタ画面から外れるおそれは少ない。

請求項２に記載の発明は、前記水平保持手段は、前記カメラが、レンズの光軸方向を水平に向けた状態で固定される取り付け基体と、該取り付け基体を、前記リフトブラケットに対して水平な仮想軸線を中心にして回動自在に吊り下げる板ばねと、前記取り付け基体に設けられた錘とを有した請求項１に記載のフォークモニタリング装置である。

請求項２に記載の発明によれば、カメラが固定された取り付け基体は、板ばねを介して、リフトブラケットに水平な仮想軸線を中心にして回動自在に吊り下げられる。しかも、取り付け基体は、錘の作用により、常時、垂直方向の下側に引っ張られている。そのため、取り付け基体に直交するカメラのレンズの光軸方向は、フォークの水平部分の反りの角度に拘らず、常に水平となる。その結果、例えば、作業者がモニタ画像を見ながら、フォークの水平部分をパレットのフォーク挿入孔に差し込むとき、フォークリフトを前進させるだけで、モニタ画像に基づき（モニタ画面から得られる位置情報通りに）、フォークの先端を目標位置に対して正確に位置決めすることができる。
板ばねの素材、厚さおよび長さは限定されない。板ばねの使用枚数も限定されない。
錘の素材、大きさ、重さは限定されない。要は、取り付け基体に固定されたカメラを、その光軸方向（焦点方向）が水平に向けられれば限定されない。

請求項３に記載の発明は、前記リフトブラケットには、前記カメラからの画像信号を無線で発信する発信部が取り付けられ、前記運転室には、前記発信部から発信された画像信号を受信する受信部が設けられ、該受信部が受信した画像信号に基づき、前記モニタに画像を表示する請求項１または請求項２に記載のフォークモニタリング装置である。

請求項３に記載の発明によれば、無線を利用した発信部および受信部により、カメラからの画像信号をモニタに送信するようにしたので、例えばフォークの昇降時などに電気配線が損傷するおそれはない。そのため、安定して画像をモニタ画面に表示することができる。

発信部のリフトブラケットにおける取り付け位置は限定されない。例えば、リフトブラケットの上部でもよし、側部でもよい。発信部は、カメラのボディと一体でもよい。
また、受信部の運転室内での取り付け位置は限定されない。例えば、モニタの近傍でもよい。受信部は、モニタと一体でもよい。

請求項４に記載の発明は、前記リフトブラケットには、前記被写体を照らす照明が取り付けられた請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載のフォークモニタリング装置である。

請求項４に記載の発明によれば、リフトブラケットに照明を取り付けたので、暗所でも両フォークの水平部分および被写体を照らして荷役作業などを安全かつ円滑に行うことができる。
照明の種類は限定されない。例えば、電球、ＬＥＤ、蛍光灯、サーチライトなどを採用することができる。照明による光の照射方向は、カメラの光軸方向とした方が好ましい。

この発明によれば、両水平部分の先端を含み両水平部分より先方の被写体を撮像するカメラを、リフトブラケットのうち、両フォーク間の略中間部に該当する位置で、かつ両フォークの略水平な水平部分と略同じ高さに取り付け、モニタを運転室に設け、さらにカメラとリフトブラケットとの間に、カメラを常時水平に保持する水平保持手段を設けたので、フォークの水平部分の傾斜角度に拘らず、モニタ画像に基づいて、フォークを正確かつ容易に位置決めすることができる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、水平保持手段として、取り付け基体と、板ばねと、錘とを有するものを採用した。そのため、例えば、作業者がモニタ画面を見ながら、フォークの水平部分をパレットのフォーク挿入孔に差し込むとき、フォークの水平部分の傾斜角度に拘らず、フォークリフトを前進させるだけで、モニタ画面から得られる位置情報の通りに、フォークの先端を目標位置に対して正確に位置決めすることができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、発信部および受信部を利用し、カメラから画像信号を無線でモニタに送信するので、フォークリフトの運転中、例えばフォークの昇降時などに、カメラとモニタとを接続したケーブルが損傷するといったおそれがない。これにより、両フォークの動作状況のカメラによるモニタリングを、安定して行うことができる。

さらに、請求項４に記載の発明によれば、リフトブラケットに照明を取り付けたので、暗い作業環境でも、両フォークの水平部分および被写体を照らして荷役作業などを安全かつ円滑に行うことができる。

以下、この発明の実施例を具体的に説明する。

図１および図２において、１０はこの発明の実施例１に係るフォークモニタリング装置で、このフォークモニタリング装置１０は、フォークリフト１１における両フォーク１２の動作状況を観察する装置である。フォークリフト１１は、運転室１３を有する車体１４の前部に、１対のマスト１５が車幅方向に所定間隔だけ離間して略垂直に立設され、両マスト間にはリフトブラケット１６が昇降自在に横架されている。しかも、リフトブラケット１６の車幅方向の両側部には、１対のフォーク（パレットフォーク）１２がそれぞれ前方に向かって突出している。両フォーク１２は、垂直部分１２ａと水平部分１２ｂとからそれぞれ構成されたＬ字形状の部材である。

この発明の特徴は、リフトブラケット１６のうち、両フォーク１２間の略中間部に該当する位置で、かつ両フォーク１２の水平部分１２ｂと略同じ高さ位置（リフトブラケット１６の下端の略中間部）に取り付けられ、両フォーク１２の水平部分１２ｂの先端を含み両水平部分１２ｂより先方の被写体を撮像するＣＣＤ方式のカメラ１７と、運転室１３に設けられ、このカメラ１７が撮像した画像を表示するモニタ１８（図７）と、リフトブラケット１６とカメラ１７との間に設けられ、カメラ１７を常時水平に保持する水平保持手段１９と、リフトブラケット１６の中間部上に取り付けられ、カメラ１７からの画像信号を無線で発信する発信部２０と、運転室１３に設けられ、発信部２０から発信された画像信号を受信する受信部２１とを備えた点である（図３）。

水平保持手段１９は、レンズ１７ａの光軸方向を水平としたカメラ１７が中央部に固定される正面視して正方形状の板である取り付け基体２２と、取り付け基体２２を、リフトブラケット１６に対して水平な仮想軸線ａを中心にして回動自在に吊り下げる短尺な板ばね２３と、取り付け基体２２の下辺の両端部に、鉤形の板片からなる１対のフック２４を介して固定された短尺なロッド形状の錘２５とを有している（図４および図５）。ここでは、カメラ１７の水平姿勢の制御範囲（傾斜角度θ）は５°である（図８）。ただし、この数値に限定されない。カメラ１７の具体的な取り付け高さは、レンズ１７ａの光軸と、両フォーク１７の水平部分１７ｂの先端とが合致する高さである。
運転室１３の上方には、門形支柱２６を介して、オペレータの保護用のヘッドガード２７が配置されている。門形支柱２５の一側部を構成する支柱の上部には、モニタ１８と受信部２１とが配設されている。ここでは、カメラ１７と発信部２０とで１つのバッテリ２８を使用し、モニタ１８と受信部２１とで別のバッテリ２８を使用している（図６）。
板ばね２３は、取り付け基体２２の上辺の中間部と、リフトブラケット１６の下辺部の中間部分とを連結している。

次に、この発明の実施例１に係るフォークモニタ１８リング装置の使用方法を説明する。
図１および図２に示すように、フォークリフト１１は、運転室１３に運転者が登場し、ハンドルを回したり、レバーを操作することで、フォークリフト１１を前後左右に走行させたり、両フォーク１２を昇降させることで、両フォーク１２の水平部分１２ｂを、荷物Ａが搭載されたパレット（被写体）Ｐの左右側のフォーク挿入孔Ｐ１と正対する位置にそれぞれ移動させる。

その後、両水平部分１２ｂの細かい位置調整を行う。この際、カメラ１７は、リフトブラケット１６のうち、両フォーク１２間の略中間部に該当する位置で、かつ両フォーク１２の水平部分１２ｂと略同じ高さに取り付けられている。そのため、カメラ１７の視野（モニタ画面）の左側下部および右側下部には、両フォーク１２の水平部分１２ｂの先端部がそれぞれ見えている（図７）。これにより、作業者がモニタ画面を見ながら、両フォーク１２の水平部分１２ｂをパレットＰの対応するフォーク挿入孔Ｐ１にそれぞれ差し込むとき、両フォーク１２の水平部分１２ｂの傾斜角度θに拘らず、フォークリフト１１を前進させるだけで、モニタ画面から得られる位置情報の通りに、両フォーク１２の先端を目標の位置に対して正確に位置決めすることができる（図８）。

しかも、カメラ１７は、取り付け基体２２と、板ばね２３と、錘２５とを有した水平保持手段１９によって常に水平状態が保持されている。そのため、上述したように両フォーク１２の水平部分１２ｂの傾斜角度（反りの角度）に拘らず、モニタ画面上で視認された目標位置（各フォーク挿入孔Ｐ１）と、この視認位置からフォークリフト１１をそのまま前進させた際、両水平部分１２ｂが到達する位置との誤差は小さくなる。これにより、モニタ画像に基づき、両フォーク１２を正確かつ容易に位置決めすることができる。その結果、例えば、両フォーク１２を、フレキシブルコンテナ（図示せず）が載置されたパレットＰのフォーク挿入孔Ｐ１に挿入する際、仮にフォーク挿入孔Ｐ１内にフレキシブルコンテナの下端部が垂れ下がっても、フォーク１２の爪先によるフレキシブルコンテナの下端部の損傷を回避し易い。

また、カメラ１７が固定された取り付け基体２２は、板ばね２３を介して、リフトブラケット１６に水平な仮想軸線ａを中心にして回動自在に吊り下げられている。しかも、取り付け基体２２は、錘２５の作用により、常時、垂直方向の下側に引っ張られている。そのため、取り付け基体２２に直交状態で配置されたカメラ１７のレンズ１７ａの光軸方向は、両フォーク１２の水平部分１２ｂの傾斜角度に拘らず、常に水平となる。その結果、例えば、作業者がモニタ画像を見ながら、両フォーク１２の水平部分１２ｂをパレットＰのフォーク挿入孔Ｐ１に差し込むとき、フォークリフト１１を前進させるだけで、モニタ画像に基づき（モニタ画面から得られる位置情報通りに）、低コストで、両フォーク１２の先端を目標位置に対して正確に位置決めすることができる。しかも、簡単な構造で、カメラ１７を水平に保持することができる。
さらに、無線を利用した発信部２０および受信部２１により、カメラ１７からの画像信号をモニタ１８に送信するようにしたので、例えばフォーク１２の昇降時などに、ケーブルを使用タイプの場合のように電気配線が損傷するおそれがない。そのため、安定して画像をモニタ画面に表示することができる。

この発明の実施例１に係るフォークモニタリング装置が搭載されたフォークリフトの使用状態の側面図である。 この発明の実施例１に係るフォークモニタリング装置が搭載されたフォークリフトの使用状態の平面図である。 この発明の実施例１に係るフォークモニタリング装置に組み込まれた水平保持手段の使用状態を示す要部拡大斜視図である。 この発明の実施例１に係るフォークモニタリング装置に組み込まれた水平保持手段の拡大正面図である。 この発明の実施例１に係るフォークモニタリング装置に組み込まれた水平保持手段の拡大側面図である。 この発明の実施例１に係るフォークモニタリング装置に組み込まれた電気機器の全体構成を示す斜視図である。 この発明の実施例１に係るフォークモニタリング装置に組み込まれたモニタの拡大正面図である。 この発明の実施例１に係るフォークモニタリング装置を使用してフォークをパレットの挿入孔に挿入した状態を示す要部縦断面図である。

符号の説明

１０ フォークモニタリング装置、
１１ フォークリフト、
１２ フォーク、
１２ａ 垂直部分、
１２ｂ 水平部分、
１３ 運転室、
１４ 車体、
１５ マスト、
１６ リフトブラケット、
１７ カメラ、
１７ａ レンズ、
１８ モニタ、
１９ 水平保持手段、
２０ 発信部、
２１ 受信部、
２２ 取り付け基体、
２３ 板ばね、
２５ 錘。

Claims (4)

1. 運転室を有する車体に立設された略垂直なマストにリフトブラケットが昇降自在に取り付けられ、該リフトブラケットに、垂直部分と水平部分とからそれぞれなる１対のフォークが水平方向に離間して配設されたフォークリフトにおける両フォークの動作状況を観察するフォークモニタリング装置において、
   前記リフトブラケットのうち、両フォーク間の略中間部に該当する位置で、かつ両フォークの水平部分と略同じ高さに取り付けられ、両水平部分の先端を含み両水平部分より先方の被写体を撮像するカメラと、
   前記運転室に設けられ、前記カメラが撮像した画像を表示するモニタと、
   前記リフトブラケットと前記カメラとの間に設けられ、該カメラを常時水平に保持する水平保持手段とを備えたフォークモニタリング装置。
2. 前記水平保持手段は、
   前記カメラが、レンズの光軸方向を水平に向けた状態で固定される取り付け基体と、
   該取り付け基体を、前記リフトブラケットに対して水平な仮想軸線を中心にして回動自在に吊り下げる板ばねと、
   前記取り付け基体に設けられた錘とを有した請求項１に記載のフォークモニタリング装置。
3. 前記リフトブラケットには、前記カメラからの画像信号を無線で発信する発信部が取り付けられ、
   前記運転室には、前記発信部から発信された画像信号を受信する受信部が設けられ、
   該受信部が受信した画像信号に基づき、前記モニタに画像を表示する請求項１または請求項２に記載のフォークモニタリング装置。
4. 前記リフトブラケットには、前記被写体を照らす照明が取り付けられた請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載のフォークモニタリング装置。

Images