JP2008298431A

JP2008298431A - 重量検出方法

Info

Publication number: JP2008298431A
Application number: JP2007141303A
Authority: JP
Inventors: Hideki Ando; 英城安藤
Original assignee: Nippon Yusoki Co Ltd
Current assignee: Nippon Yusoki Co Ltd
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2008-12-11

Abstract

【課題】低コスト化を実現しつつ、荷役対象物の重量を検出することが可能な重量検出方法を提供する。
【解決手段】ＣＰＵは、最初に、記憶装置に記憶されている制御プログラムに基づいて、ステアリングモータを駆動制御する。次に、ＣＰＵは、後輪の操舵指示角と、ステアリングポテンショメータから与えられる後輪の現在の操舵角との差を算出する。続いて、ＣＰＵは、算出した上記差と、記憶装置に記憶されている重量マップとから、フォークリフトが搬送する荷役対象物の重量を検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、荷役車両により搬送される荷役対象物の重量検出方法に関する。

従来から、荷役対象物を搬送するために荷役車両（例えば、フォークリフト）が用いられている。このようなフォークリフトは、荷役対象物を例えばトラック等に積載する場合に多く用いられている。

荷役対象物の重量を測定するために、フォークリフトの所定の位置にロードセルを設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平０９−１１０３９６号公報

フォークリフトの低コスト化を図るために、ロードセルを省くことが考えられる。そのためには、荷役対象物の重量を測定する他の方法が必要不可欠である。

上記の課題に鑑みて、本発明の目的は、既成の構造を変えないことで低コスト化を実現しつつ、荷役対象物の重量を検出することが可能な重量検出方法を提供することである。

第１の発明に係る重量検出方法の要旨とするところは、無人の荷役車両により搬送される荷役対象物の重量を検出する重量検出方法であって、検出手段により検出される操舵輪の操舵角を取得する工程と、予め設定される操舵指示角と前記取得された操舵角との差を算出する工程と、算出された前記差と、予め設定され、前記差および前記荷役対象物の重量の関係を示す重量マップとに基づいて、前記荷役対象物の重量を検出する工程とを備えた重量検出方法であることにある。

第１の発明に係る重量検出方法の要旨とするところは、有人の荷役車両により搬送される荷役対象物の重量を検出する重量検出方法であって、検出手段により検出される操舵輪の操舵角を取得する工程と、運転者のハンドルの切角度を検出して得られる操舵指示角と前記取得された操舵角との差を算出する工程と、算出された前記差と、予め設定され、前記差および前記荷役対象物の重量の関係を示す重量マップとに基づいて、前記荷役対象物の重量を検出する工程とを備えた重量検出方法であることにある。

前記重量検出方法は、検出した前記重量を出力する工程をさらに備え得る。

本発明によれば、操舵輪の操舵指示角と現在の操舵角との差を算出し、算出した差と重量マップから荷役対象物の重量を検出することが可能となる。これにより、荷役対象物の重量を測定するロードセルを設ける必要がない。したがって、荷役車両の低コスト化を実現しつつ、荷役対象物の重量を検出することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る重量検出方法の詳細について図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、上記重量検出方法を用いる荷役車両の一例として、荷役対象物を搬送するフォークリフトを挙げる。

図１は、本実施の形態に係る重量検出方法を用いるフォークリフト１００の構成を示す模式的側面図である。なお、フォークリフト１００の走行方向の前方および後方を、それぞれ図中に矢印Ｆおよび矢印Ｒにより示す。また、車台（後述）の前部とは矢印Ｆの方向を向く車台の部分であり、車台の後部とは矢印Ｒの方向を向く車台の部分である。また、図１のフォークリフト１００では運転者が描かれているが、本フォークリフト１００は無人用及び有人用の双方の機能を備えたフォークリフト１００であって、本実施例では運転者が乗車して運転しない無人のフォークリフト１００として説明し、次の実施例で運転者が乗車してハンドル操作をしながら運転する有人のフォークリフト１００として説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係るフォークリフト１００は、本体部である車台１を有する。この車台１の前部には、当該車台１の上側に延出するマスト２が設けられている。

上記のマスト２は、昇降キャリッジ３を昇降可能に保持する。それにより、昇降キャリッジ３は、マスト２の長さ方向に沿って昇降される。また、昇降キャリッジ３にはフォーク４が取り付けられている。このフォーク４上に荷役対象物Ｗが載置される。このような構成により、荷役対象物Ｗはフォーク４上に載置されつつ昇降キャリッジ３により昇降される。

車台１上の前部には、後で詳述する電磁クラッチ５を収納するクラッチボックス６が設けられている。また、クラッチボックス６上には、コントロールユニット７および作業者が操作するステアリングハンドル８が設けられている。クラッチボックス６内には、ハンドルポテンショメータ８ａが設けられている。なお、上記のコントロールユニット７の構成部の詳細については後述する。

ハンドルポテンショメータ８ａは、作業者によりステアリングハンドル８が操作された場合における当該ステアリングハンドル８の切角度を検出する。

車台１の前部および後部には、それぞれ一対の前輪９および一対の後輪１０が設けられている。本実施の形態において、一対の前輪９は駆動輪であり、図示しない車軸を介して車台１に取り付けられている。また、一対の後輪１０は操舵を担う操舵輪である。

前輪９の各々には、エンコーダ９ａが取り付けられている。エンコーダ９ａは前輪９の回転数を検出する。これにより、フォークリフト１００の走行距離が得られる。

後輪１０の近傍の車台１には、ステアリングポテンショメータ（検出手段）１１が設けられている。このステアリングポテンショメータ１１は、後輪１０の操舵角（切角度）を検出する。そして、ステアリングポテンショメータ１１は検出した後輪１０の操舵角を、コントロールユニット７内の後述するＣＰＵ（中央演算処理装置）に与える。

車台１の内部にはステアリングモータ１２が設けられている。このステアリングモータ１２にはステアリング機構１３が接続されている。ステアリング機構１３は一対の後輪１０を旋回（操舵）させる動作を行う。

車台１の前部の下方にはガイドセンサ１４が取り付けられており、当該車台１の後部の下方にはガイドセンサ１５が取り付けられている。これらのガイドセンサ１４，１５は、フォークリフト１００の自動制御時（無人搬送時）に、所定の走行ガイドからの走行ズレを検出する。なお、上記走行ガイドは例えば磁石から構成され、ガイドセンサ１４，１５は当該磁石の磁力を検出する。

ここで、上記の電磁クラッチ５は、フォークリフト１００の自動制御時に、ステアリングハンドル８とステアリングモータ１２との接続を切り離す。これにより、フォークリフト１００の自動制御および手動制御が切り替えられる。

フォークリフト１００の自動制御時においては、後述のＣＰＵが制御プログラムに基づいて、ステアリングモータ１２の回転動作を制御することによって、後輪１０の旋回動作が制御される。

これに対して、フォークリフト１００の手動制御時、すなわち、作業者がフォークリフト１００を操作する場合には、ハンドルポテンショメータ８ａにより検出されたステアリングハンドル８の切角度が、後述のＣＰＵに与えられる。そして、ＣＰＵは、与えられた上記切角度に基づいてステアリングモータ１２の回転動作を制御する。これにより、自動制御時と同様に、後輪１０の旋回動作が制御される。

続いて、上述のコントロールユニット７の構成について図面を参照しながら説明する。

図２は、図１のコントロールユニット７の構成部を示すブロック図である。図２に示すように、コントロールユニット７は、ＣＰＵ７０、記憶装置７１、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）７２、およびＲＯＭ（リードオンリメモリ）７３を含む。

記憶装置７１は、ハードディスク装置等から構成され、自動制御時における後輪１０の旋回動作を制御する制御プログラム、すなわちステアリングモータ１２の回転動作を制御する制御プログラムおよび各種データ等を記憶する。

また、記憶装置７１は、重量マップおよび予め設定される操舵指示角を記憶する。ここで、重量マップとは、予め設定される後輪１０の操舵指示角とステアリングポテンショメータ１１から与えられる後輪１０の現在（リアルタイム）の操舵角との差ｘと、荷役対象物Ｗの重量との関係を示すデータである。具体的には、当該データは、差ｘ１に対応する重量ｐ１、差ｘ２に対応する重量ｐ２、および差ｘ３に対応する重量ｐ３のような差ｘと荷役対象物Ｗの重量との１対１の関係から構成されるものである。

上記現在の操舵角は、例えば０．５秒のサンプリング時間で検出される。すなわち、ＣＰＵ７０がステアリングモータ１２に駆動指示を与え、当該ステアリングモータ１２が駆動することにより後輪１０が旋回を始めてから０．５秒後における操舵角が、上記現在の操舵角として用いられる。なお、上記サンプリング時間は任意に設定することができる。また本例では、フォークリフト１００の最初の旋回のときの上記０．５秒後における操舵角を上記現在の操舵角とするものである。即ち、フォークリフト１００は走行の途中で幾つかの場所で旋回を繰り返しながら進んでいくが、本例では、最初の旋回のときに、旋回を始めてから０．５秒後のときの１回だけ重量の測定を行うものである。なお、より重量を正確に求めるために、複数箇所の旋回場所において、それぞれ旋回を始めてから０．５秒後における操舵角を上記現在の操舵角とし、複数の旋回場所で重量を測定しても良い。

上記の制御プログラムは、ＣＤ（コンパクトディスク）ドライブ、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）ドライブ、またはＦＤ（フレキシブルディスク）ドライブ等からなる記録媒体駆動装置を介して読み込まれ、記憶装置７１に記憶される。上記制御プログラムを通信回線等の通信媒体を介して記憶装置７１にダウンロードしてもよい。

ＣＰＵ７０は、記憶装置７１に記憶された上記制御プログラムをＲＡＭ７２上で実行する。ＲＯＭ７３は半導体メモリ等から構成され、フォークリフト１００のシステムプログラムを記憶する。

上述したように、ハンドルポテンショメータ８ａは、ステアリングハンドル８の切角度をＣＰＵ７０に与え、ステアリングポテンショメータ１１は、後輪１０の操舵角を検出し当該ＣＰＵ７０に与える。

次いで、フォークリフト１００の自動制御時および手動制御時におけるＣＰＵ７０の制御処理について図面を参照しながら説明する。

図３は、フォークリート１００の自動制御時におけるＣＰＵ７０の制御処理を示すフローチャートである。

図３に示すように、ＣＰＵ７０は、最初に、記憶装置７１に記憶されている制御プログラムに基づいて、ステアリングモータ１２を駆動制御する（ステップＳ１）。

次に、ＣＰＵ７０は、予め設定され記憶装置７１に記憶されている後輪１０の操舵指示角と、ステアリングポテンショメータ１１から与えられる後輪１０の現在の操舵角との差ｘを算出する（ステップＳ２）。

続いて、ＣＰＵ７０は、算出した上記差ｘと、記憶装置７１に記憶されている上述の重量マップとから、フォークリフト１００が搬送する荷役対象物Ｗの重量を検出する（ステップＳ３）。このように、ＣＰＵ７０により荷役対象物Ｗの重量が検出される。なお、重量マップの代わりに、所定の演算式に基づいて荷役対象物Ｗの重量を算出してもよい。

なお、検出された荷役対象物Ｗの重量は、フォークリフト１００に設けられた図示しない表示装置に出力される。作業者は、当該表示装置を視認することにより、荷役対象物Ｗの重量を把握することができる。また、検出された荷役対象物Ｗの重量に基づいて警報を出力してもよい。

図４は、フォークリフト１００の手動制御時におけるＣＰＵ７０の制御処理を示すフローチャートである。

図４に示すように、ＣＰＵ７０は、最初に、ハンドルポテンショメータ８ａから与えられるステアリングハンドル８の切角度に基づいて、ステアリングモータ１２を駆動制御する（ステップＳ１１）。

次に、ＣＰＵ７０は、後輪１０の操舵指示角と、ステアリングポテンショメータ１１から与えられる後輪１０の現在の操舵角との差ｘを算出する（ステップＳ１２）。ここで、手動制御の場合、自動制御の場合のように予め設定された操舵指示角がない。このため、手動制御の場合は正確性は欠けるものの、例えば９０度曲がるために運転者が回したハンドルからハンドルポテンショメータ８ａによりハンドルの切角度を得ることにより、後輪１０（操舵輪）のおよその操舵指示角を決定し、この操舵指示角と、ステアリングポテンショメータ１１から与えられる後輪１０の現在の操舵角との差ｘを算出するものである。

次いで、ＣＰＵ７０は、算出した上記差ｘと、記憶装置７１に記憶されている上述の重量マップとから、フォークリフト１００が搬送する荷役対象物Ｗの重量を検出する（ステップＳ１３）。このように、手動制御時においてもＣＰＵ７０により荷役対象物Ｗの重量が検出される。なお、上記重量マップは、自動制御（無人制御）の場合と手動制御（有人制御）の場合とで同じ重量マップを使用しても良いし、異なる重量マップを使用しても良い。

（本実施の形態における効果）

このように、本実施の形態においては、後輪１０の操舵指示角と現在の操舵角との差ｘを算出し、算出した差ｘと重量マップから荷役対象物Ｗの重量を検出することが可能となる。すなわち、ステアリング抵抗によって荷役対象物Ｗの重量が判る。これにより、荷役対象物Ｗの重量を測定するロードセルを設ける必要がない。したがって、フォークリフト１００の低コスト化を実現しつつ、荷役対象物Ｗの重量を取得することができる。

ここで、上記実施の形態においては、ステアリングポテンショメータ１１により後輪１０の操舵角を直接的に検出することとしたが、これに限定されるものではなく、ステアリングハンドル８の切り速度（操作速度）に基づいて後輪１０の操舵角を間接的に検出してもよい。

また、上記実施の形態においては、重量検出方法を、荷役車両の一例としてフォークリフト１００に用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、トラック等の貨物自動車にも同様に用いることができる。

以上、本発明に係る重量検出方法およびこれを用いた荷役車両の態様を説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づき種々の改良、修正又は変形を加えた態様で実施し得るものであり、これらの態様はいずれも本発明の技術的範囲に属するものである。

本発明に係る荷役対象物の重量検出方法は、フォークリフトを一例とする各種荷役車両に有効に利用することができる。

本実施の形態に係る重量検出方法を用いるフォークリフトの構成を示す模式的側面図である。図１のコントロールユニットの構成部を示すブロック図である。フォークリートの自動制御時におけるＣＰＵの制御処理を示すフローチャートである。フォークリフトの手動制御時におけるＣＰＵの制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１車台
２マスト
３昇降キャリッジ
４フォーク
５電磁クラッチ
６クラッチボックス
７コントロールユニット
８ステアリングハンドル
８ａハンドルポテンショメータ
９，９ｂ前輪
９ａエンコーダ
１０，１０ａ後輪
１１ステアリングポテンショメータ
１２ステアリングモータ
１３ステアリング機構
７０ＣＰＵ
７１記憶装置
１００フォークリフト
Ｗ荷役対象物

Claims

無人の荷役車両により搬送される荷役対象物の重量を検出する重量検出方法であって、
検出手段により検出される操舵輪の操舵角を取得する工程と、
予め設定される操舵指示角と前記取得された操舵角との差を算出する工程と、
算出された前記差と、予め設定され、前記差および前記荷役対象物の重量の関係を示す重量マップとに基づいて、前記荷役対象物の重量を検出する工程とを備えたことを特徴とする重量検出方法。
有人の荷役車両により搬送される荷役対象物の重量を検出する重量検出方法であって、
検出手段により検出される操舵輪の操舵角を取得する工程と、
運転者によるハンドルの切角度を検出して得られる操舵指示角と前記取得された操舵角との差を算出する工程と、
算出された前記差と、予め設定され、前記差および前記荷役対象物の重量の関係を示す重量マップとに基づいて、前記荷役対象物の重量を検出する工程とを備えたことを特徴とする重量検出方法。
検出した前記重量を出力する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の重量検出方法。