JP2013230903A - フォークリフト - Google Patents

Abstract

【課題】走行中に荷崩れを起こす原因となるような荷物の位置ずれの判定を行うことができるフォークリフトを提供すること。
【解決手段】フォークリフト１に配設したレーザ光を掃引面内に放射状に照射して当該面内に位置する対象物までの距離及び角度を計測する２次元レーザ距離計２によって、フォークリフト１に搭載された荷物Ｗの上面Ｆ１の幅方向の両側縁Ｐ１、Ｐ２（荷物Ｗの上面Ｆ１上に、面状に照射されるレーザ光と側縁の交点）までの距離Ｌ１、Ｌ２及び角度θ１、θ２を計測することで、上面Ｆ１のフォークリフト１に対する相対的な位置を演算し、荷物Ｗの搭載位置のずれを判定する判定手段３を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、フォークリフトに関し、特に、搭載する荷物の位置ずれの判定を行うことができるフォークリフトに関するものである。

従来からフォークリフトの荷物を搭載するフォークの根元部分に、荷物を物理的に検知する検出器を配設し、搭載する荷物の位置の異常を判断するフォークリフトが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、このフォークリフトは、フォークに対して車長方向に揺動可能に取り付けられた荷位置検知レバーと、この荷位置検知レバーの揺動に連動して揺動するカムと、カムが当接することで進退するプランジャと、プランジャによって押圧された状態となったときにスイッチがオンとなるリミットスイッチとからなり、荷物がフォーク上の適切な位置に来たときに、荷位置検知レバーが揺動することでそれに連動してカムが揺動し、プランジャを押圧し、リミットスイッチがオンとなる。
そして、それ以上に荷物が機体側に移動すると、荷位置検知レバー及びカムがさらに揺動してプランジャが初期位置に戻ってリミットスイッチがオフとなり、荷位置異常と判断されるようなっている。

このため、このフォークリフトの荷物の位置検出では、フォークリフトに搭載した荷物のフォークリフトの車長方向のずれは検出できるものの、車体中心に対して左右方向の荷の位置ずれは検出できず、特に走行中に荷物が左右に位置ずれを起こし荷崩れした場合には、荷崩れした荷物が通路に散乱したり、付近の作業者に危険をおよぼすおそれがあった。
また、このフォークリフトでは、積み動作を行う際、移載対象の荷物とフォークリフトの相対的な位置関係から、荷物が移載可能な位置にあるか否かを判定することはできず、荷物の移載を自動で行う場合等において、荷物が移載可能な位置にない場合には、荷物の積み動作の際に荷物にフォークが衝突したり、正常な積み動作を行えずに移載中に荷崩れを起こす可能性があった。
さらに、荷物を下ろす位置に、既に置かれている荷物や障害物を検出する機能はなく、安全に無人運転を行ったり、有人運転の際のヒューマンエラーを防止したりすることが困難であった。

特開２００６−１９３２５５号公報

本発明は、上記従来のフォークリフトの有する問題点に鑑み、走行中に荷崩れを起こす原因となるような荷物の位置ずれの判定を行うことができるフォークリフトを提供することを第１の目的とする。
また、積み動作を行う際、移載対象の荷物が移載可能な位置にあるか否かの判定を行うことができるフォークリフトを提供することを第２の目的とする。
さらに、荷物の下ろし位置に障害物があるか否かの判定を行うことができるフォークリフトを提供することを第３の目的とする。

上記第１目的を達成するため、本発明のフォークリフトは、フォークリフトに配設したレーザ光を掃引面内に放射状に照射して当該面内に位置する対象物までの距離及び角度を計測する２次元レーザ距離計によって、フォークリフトに搭載された荷物の上面の幅方向の両側縁までの距離及び角度を計測することで、前記上面のフォークリフトに対する相対的な位置を演算し、前記荷物の搭載位置のずれを判定する判定手段を備えたことを特徴とする。

また、上記第２目的を達成するため、本発明のフォークリフトは、フォークリフトに配設したレーザ光を掃引面内に放射状に照射して当該面内に位置する対象物までの距離及び角度を計測する２次元レーザ距離計によって、フォークリフトと対向する移載対象の荷物の正面の幅方向の両側縁までの距離及び角度を計測することで、前記正面のフォークリフトに対する相対的な位置を演算し、前記荷物がフォークリフトに移載可能な位置にあるか否かを判定する判定手段を備えたことを特徴とする。

また、上記第３目的を達成するため、本発明のフォークリフトは、フォークリフトに配設したレーザ光を掃引面内に放射状に照射して当該面内に位置する対象物までの距離及び角度を計測する２次元レーザ距離計のレーザ光を照射することによって、フォークリフトに搭載されている荷物の下ろし位置までの距離及び角度を測定することで、前記下ろし位置に障害物があるか否かを判定する判定手段を備えたことを特徴とする。

これらの場合において、前記２次元レーザ距離計を、フォークリフトの車長方向の中心線を含む鉛直面に直交する揺動軸を介して揺動可能に配設することができる。

また、運転管理システムと無線通信によってデータの送受信を行う無線通信手段と、送信される運行データに基づいて、フォークリフトを無人で走行させる走行手段及び荷物の積み下ろしを無人で行う制御手段とを備えることができる。

本第１発明のフォークリフトによれば、フォークリフトに配設したレーザ光を掃引面内に放射状に照射して当該面内に位置する対象物までの距離及び角度を計測する２次元レーザ距離計によって、フォークリフトに搭載された荷物の上面の幅方向の両側縁までの距離及び角度を計測することで、前記上面のフォークリフトに対する相対的な位置を演算し、前記荷物の搭載位置のずれを判定する判定手段を備えることにより、搭載した荷物の位置のずれ、特に走行中における位置のずれを判定し、位置ずれの範囲が許容範囲を超えたとき、荷崩れを起こす前に、安全にフォークリフトの走行を停止することができる。

また、本第２発明のフォークリフトによれば、フォークリフトに配設したレーザ光を掃引面内に放射状に照射して当該面内に位置する対象物までの距離及び角度を計測する２次元レーザ距離計によって、フォークリフトと対向する移載対象の荷物の正面の幅方向の両側縁までの距離及び角度を計測することで、前記正面のフォークリフトに対する相対的な位置を演算し、前記荷物がフォークリフトに移載可能な位置にあるか否かを判定する判定手段を備えることにより、移載対象の荷物が、左右にずれていたり傾いたりした状態で移載位置に置かれている場合に、移載可能な位置にないと判定することで、荷物の積み動作の際に荷物にフォークが衝突したり、正常な積み動作を行えずに移載中に荷崩れを起こしたりすることがない。
また、移載可能な位置にないと判定されたとき、無人運転のフォークリフトであれば、車体を前進後退の際に操舵し、適切な位置となるように修正することができる。
また、有人運転の場合には、警報を装置によって、注意を喚起しヒューマンエラーを防止することができる。

また、本第３発明のフォークリフトによれば、フォークリフトに配設したレーザ光を掃引面内に放射状に照射して当該面内に位置する対象物までの距離及び角度を計測する２次元レーザ距離計のレーザ光を照射することによって、フォークリフトに搭載されている荷物の下ろし位置までの距離及び角度を計測することで、前記下ろし位置に障害物があるか否かを判定する判定手段を備えることにより、荷物を下ろす位置に、既に置かれている荷物や障害物が存在する場合、下ろし動作を中断し、安全に無人運転を行ったり、有人運転の際のヒューマンエラーを防止したりすることができる。

また、前記２次元レーザ距離計を、フォークリフトの車長方向の中心線を含む鉛直面に直交する揺動軸を介して揺動可能に配設することにより、搭載された荷物の上面を計測する場合、移載対象の荷物の正面を計測する場合又は荷物の下ろし位置までの距離及び角度を計測する場合に適した角度で計測することができる。
また、それぞれの場合において、２方向以上の角度でそれぞれの距離及び角度を計測することで、３次元的に荷物の位置を演算することができ、さらに高度な判定を行うことができる。

また、運転管理システムと無線通信によってデータの送受信を行う無線通信手段と、送信される運行データに基づいて、フォークリフトを無人で走行させる走行手段及び荷物の積み下ろしを無人で行う制御手段とを備えることにより、無人運転によって、正確かつ安全に荷物の積み下ろし作業を行うことができる。

本発明のフォークリフトの第１実施例を示す側面図である。 同平面図である。 ２次元レーザ距離計の取付方法を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は揺動させた状態の側面図である。 フォークリフトに搭載した荷物の搭載位置のずれを判定するフロー図である。 本発明のフォークリフトの第２実施例を示し、（ａ１）は移載可能位置にある荷物の判定を行っている平面図、（ａ２）は同側面図、（ｂ１）は左右方向にずれているために移載可能な位置にない荷物の判定を行っている平面図、（ｂ２）は同側面図、（ｃ１）は傾いているために移載可能な位置にない荷物の判定を行っている平面図、（ｃ２）は同側面図である。 移載対象荷物がフォークリフトに移載可能な位置にあるか否かを判定するフロー図である。 本発明のフォークリフトの第３実施例を示す側面図である。 フォークリフトに搭載されている荷物の下ろし位置に障害物があるか否かを判定するフロー図である。

以下、本発明のフォークリフトの実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図４に、本発明のフォークリフトの第１実施例を示す。
このフォークリフト１は、フォークリフト１に配設したレーザ光を掃引面内に放射状に照射して当該面内に位置する対象物までの距離及び角度を計測する２次元レーザ距離計２によって、フォークリフト１に搭載された荷物Ｗの上面Ｆ１の幅方向の両側縁Ｐ１、Ｐ２（荷物Ｗの上面Ｆ１上に、線状に照射されるレーザ光と側縁の交点）までの角度θ１、θ２に対する距離Ｌ１、Ｌ２を計測することで、上面Ｆ１のフォークリフトに対する相対的な位置を演算し、荷物Ｗの搭載位置のずれを判定する判定手段３を備えるようにしている。

２次元レーザ距離計２は、その取付位置を、特に限定するものではないが、車体１０の幅方向の中心で、かつ、上方に配設し、計測する荷物に対して上方から見下ろすように計測することができるようにしている。
また、２次元レーザ距離計２は、フォークリフト１の車体１０の車長方向の中心線Ｃを基軸（０度線）として、平面視して−Ａ度〜＋Ａ度（例えば、Ａ＝３０（度）とする場合、スキャン角度は６０度となる）の範囲に、例えば、ステップ角度０．２５度毎にレーザ光を照射し、ステップ角度毎の対象物までの距離を測定するものである。
そして、この２次元レーザ距離計２では、ステップ角度、対象物までの距離、照射するレーザ光の傾斜角度φ１（図１参照）から、対象物の位置を演算して求めることができる。

荷物Ｗの上面Ｆ１の幅方向の両側縁Ｐ１、Ｐ２は、２次元レーザ距離計２によって計測する対象物の不連続点（対象物との距離が不連続に変化する点）として認識され、係るＰ１、Ｐ２までの角度θ１、θ２に対する距離Ｌ１、Ｌ２を計測し、傾斜角度φ１を加味して、Ｐ１、Ｐ２の位置を求めることで、搭載されている荷物Ｗのフォークリフト１に対する相対的な位置を検出することができる。

具体的に、判定手段３による位置ずれの判定は、Ｌ１、Ｌ２の長さの違いと、θ１、θ２の角度の違いによって判定するようにしており、車体１０の車長方向の中心線Ｃに対して直交する方向（左右方向）へのずれは、Ｌ１、Ｌ２の長さが異なり、かつ、θ１、θ２の角度も異なるため容易に判定することができる。

長さ及び角度の違いによる位置ずれの判定においては、僅かなずれで位置ずれと判定をしないように、Ｌ１、Ｌ２の長さの違いが所定の範囲内であり、かつ、θ１、θ２の角度の違いが所定の範囲内にある場合、荷物Ｗの位置ずれがないと判定するようにしている。
そして、長さ、角度共に所定範囲内の違いである場合には、許容範囲として走行中は車体１０の前進を継続し、搭載直後の走行前においては車体１０の走行を開始する。

また、このフォークリフト１の２次元レーザ距離計２は、フォークリフト１の車長方向の中心線Ｃを含む鉛直面に直交する揺動軸２１を介して揺動可能に配設するようにしている。

具体的には、図３に示すように、２次元レーザ距離計２を載置する載置板２０ａと側板２０ｂ、２０ｂとからなるコ字状の１軸ジンバル２０と、側板２０ｂ、２０ｂから外側に向かって延設される揺動軸２１、２１を回動自在に取り付けるフランジ２２と、揺動軸２１を回動させることで２次元レーザ距離計２を揺動させる駆動機構２３とからなる。
揺動軸２１及び駆動機構２３の駆動軸には、それぞれプーリ２１ａ、２３ａを配設し、タイミングベルト２４を介して、駆動機構２３の回転を揺動軸２１に伝達するようにしている。
駆動機構２３は、保持ブレーキ付きモータを使用することができるが、これに限られるものではなく、保持トルクを発生することができるものであれば、ステッピングモータやサーボモータを使用し、保持ブレーキを省略することができる。
また、停止することなく、常時、揺動するように構成することで、荷物Ｗの上面Ｆ１を広い範囲に亘って走査することが可能であり、この場合にも、保持ブレーキを省略することができる。

これによって、荷物Ｗの左右方向のずれ、荷物Ｗの傾き、いずれの場合においても、２次元レーザ距離計２の傾斜角度φを２方向以上の角度でそれぞれの距離及び角度を計測することで、３次元的に荷物の位置を演算することができ、さらに高度な判定を行うことができる。
また、後述する、移載対象の荷物が移載可能な位置にあるか否かを判定する際に照射するレーザ光の照射角度や荷物の下ろし位置に障害物があるか否かを判定する際に照射するレーザ光の照射角度を最適な角度に変更することができる。
また、図１における２次元レーザ距離計２を、フォークリフト１の進行方向を軸として９０度回転させるとともに、鉛直方向を揺動軸とした揺動機構によって揺動可能に配設することで、同様の機能を実現することができる。ただし、この場合には荷物の両側縁を検出する分解能が揺動機構の分解能に依存するため、図１に示す向きに配設した場合より同様の機能を実現することは難しいものとなる。
なお、２次元レーザ距離計２を、異なる角度で複数台配設することで、上述した２次元レーザ距離計２を揺動させるための機構を設けた場合と同様の機能を実現することができる。

また、このフォークリフト１は、運転管理システム（図示省略）と無線通信によってデータの送受信を行う無線通信手段４と、送信される運行データに基づいて、フォークリフトを無人で走行させる走行手段５及び荷物の積み下ろしを無人で行う制御手段６とを備えることにより、無人運転によって、正確かつ安全に荷物Ｗの積み下ろし作業を行うことができるようにしている。

また、このフォークリフト１は、有人運転のフォークリフトとして、荷物Ｗを搭載した状態で走行する前の状態や、荷物Ｗを搭載した走行中に、荷物Ｗの位置ずれを判定手段３によって判定したとき、警報装置（図示省略）によって作業車に異常を知らせるようにすることもできる。

次に、このフォークリフト１において、フォークリフト１に搭載した荷物Ｗの搭載位置のずれを判定する手順を、図４に示すフロー図に基づいて説明する。
このフロー図においては、無人運転のフォークリフトで荷物Ｗの移載を行う場合を示すが、有人運転のフォークリフトにおいても、走行の停止や継続を、警報装置によって運転者に知らせることで応用することができる。

まず、ステップＳ１で、荷物Ｗの積み動作が完了した後に、ステップＳ２で荷物Ｗの位置を検出する。
このときの２次元レーザ距離計２の傾斜角度φ１は、荷物Ｗの上面Ｆ１を上方から見下ろす角度（本実施例においては、フォーク１１をマストと共に車体１０に対して進退する所謂リーチリフトを用い、搭載された荷物Ｗの位置ずれを判定する際には、荷物Ｗを載置しているフォーク１１を車体１０側に移動させているため、傾斜角度φ１は、３０〜５０度程度の範囲とする。）に設定する。

そして、荷物Ｗの上面Ｆ１の幅方向の両側縁Ｐ１、Ｐ２までの角度θ１、θ２に対する距離Ｌ１、Ｌ２を計測し、Ｌ１、Ｌ２の長さの違いが所定の範囲内であり、かつ、θ１、θ２の角度の違いが所定の範囲内にある場合、ステップＳ３に移り、車体１０の前進を開始する。

また、Ｌ１、Ｌ２の長さの違いが所定の範囲内であり、かつ、θ１、θ２の角度の違いが所定の範囲内にあると認められない場合、フォークリフト１の走行を開始すると荷物Ｗの荷崩れが生じる場合があるため、ステップＳ４に移り走行を中止し、ステップＳ５の移載中断処理を行う。

一方、ステップＳ３に移り、車体１０の前進を開始したフォークリフト１は、所定時間の走行、又は、所定距離の走行後に、荷物Ｗの移載位置（下ろし位置）に到着したか否かを判定し、移載位置に到着していない場合には、再度、荷物Ｗの位置を検出する。
なお、この検出作業は、走行中に一定間隔で、又は、車体１０に大きな振動があった場合（この場合は車体１０に振動検出器を配設する）に行うようにしてもよい。

そして、荷物Ｗの上面Ｆ１の幅方向の両側縁Ｐ１、Ｐ２までの角度θ１、θ２に対する距離Ｌ１、Ｌ２を計測し、Ｌ１、Ｌ２の長さの違いが所定の範囲内であり、かつ、θ１、θ２の角度の違いが所定の範囲内にある場合、ステップＳ３に移り、車体１０の前進を継続し移載位置に到着するまでのこれを繰り返す。
また、範囲内にあると認められない場合には、ステップＳ４に移り、車体の前進を中断し、ステップＳ５の移載中断処理を行う。

これによって、搭載した荷物Ｗの位置のずれ、特に走行中における位置のずれを判定し、位置ずれの範囲が許容範囲を超えたとき、荷崩れを起こす前に、安全にフォークリフトの走行を停止することができる。

図５〜図６に、本発明のフォークリフトの第２実施例を示す。
このフォークリフト１はフォークリフト１に配設したレーザ光を掃引面内に放射状に照射して当該面内に位置する対象物までの距離及び角度を計測する２次元レーザ距離計２によって、フォークリフト１と対向する移載対象の荷物Ｗの正面Ｆ２の幅方向の両側縁Ｐ１、Ｐ２（荷物Ｗの正面Ｆ２上に、面状に照射されるレーザ光と側縁の交点）までの角度θ１、θ２に対する距離Ｌ１、Ｌ２を計測することで、正面Ｆ２のフォークリフトに対する相対的な位置を演算し、荷物Ｗがフォークリフト１に移載可能な位置にあるか否かを判定する判定手段３を備えるようにしている。

２次元レーザ距離計２は、実施例１と同様の位置に取り付け、その機能においても同様の機能を有する距離計を使用して、移載対象の荷物Ｗの正面Ｆ２のフォークリフトに対する相対的な位置を演算し、判定手段３によって移載可能か否かを判定するようにしている。

具体的に、判定手段３による移載可能か否かの判定は、まず、Ｐ１、Ｐ２までの角度θ１、θ２に対する距離Ｌ１、Ｌ２を計測し、傾斜角度φ２を加味して、Ｐ１、Ｐ２の位置を求めることで、移載対象の荷物Ｗの正面Ｆ２のフォークリフトに対する相対的な位置を検出する。
そして、正面Ｆ２のフォークリフト１に対する相対的な位置から、フォークリフト１の車長方向の中心線Ｃを含む鉛直面と荷物Ｗの正面Ｆ２の中心点までの距離δを演算し、距離δが所定距離α（例えば、α＝５０ｍｍ）の範囲内か否か、フォークリフト１の車長方向の中心線Ｃを含む鉛直面と荷物Ｗの正面Ｆ２のなす角度Ｒを演算し、角度Ｒが所定角度（９０±β）度（例えば、β＝３度）の範囲にあるか否かを判定することで移載可能か否かを判定するようにしている。
以下、距離δとフォークリフト１の車長方向の中心線Ｃを含む鉛直面と荷物Ｗの正面Ｆ２のなす角度Ｒを求める計算方法を説明する。
座標原点Ｏは、図５（ａ１）〜図５（ａ２）に示すように、２次元レーザ距離計２の直下の床上とし、ｘ軸方向は、フォークリフト１の車長方向で、フォーク１１の側（図例左側）を正と、ｙ軸方向は、フォークリフト１の車体の幅方向であり、ｘ軸の正の方向を向いた際の左側（図例下側）を正と、ｚ軸方向は、鉛直方向であり、上方向を正とする。
２次元レーザ距離計２の取付位置を、床面から高さＨとすると、２次元レーザ距離計２は、座標（０，０，Ｈ）で表される。
また、Ｐ１、Ｐ２については、
Ｐ１＝（Ｐ１ｘ，Ｐ１ｙ，Ｐ１ｚ）
＝（Ｌ１ｃｏｓθ１ｃｏｓφ２，Ｌ１ｃｏｓθ１ｃｏｓφ２，Ｈ−Ｌ１ｃｏｓθ１
ｓｉｎφ２）
Ｐ２＝（Ｐ２ｘ，Ｐ２ｙ，Ｐ２ｚ）
＝（Ｌ２ｃｏｓθ２ｃｏｓφ２，−Ｌ２ｃｏｓθ２ｃｏｓφ２，Ｈ−Ｌ２ｃｏｓθ
２ｓｉｎφ２）
として表される。
よって、フォークリフト１の車長方向の中心線Ｃを含む鉛直面と荷物Ｗの正面Ｆ２の中心点までの距離δは、
δ＝（Ｐ１ｙ＋Ｐ２ｙ）／２
として表される。
また、フォークリフト１の車長方向の中心線Ｃを含む鉛直面と荷物Ｗの正面Ｆ２のなす角度Ｒは、
Ｒ＝ｃｏｓ^−１（（Ｐ２ｘ−Ｐ１ｘ）／（（Ｐ２ｘ−Ｐ１ｘ）^２＋（Ｐ２ｙ−Ｐ１ｙ）^２）^１／２）
として表される。

また、図５に示すように、荷物Ｗの正面Ｆ２の両側縁を超え、床面に照射されるレーザ光によって、荷物Ｗの左右の床面までの距離が測定されるとともに、左右の照射範囲が判明する。この左右の照射範囲の大きさが左右で異なる場合には、荷物Ｗが左右にずれており、移載可能な位置にないと判定することもできる。

次に、このフォークリフト１において、フォークリフト１に搭載した荷物Ｗが移載可能な位置にあるか否かを判定する手順を、図６に示すフロー図に基づいて説明する。
このフロー図においては、第１実施例と同様に、無人運転のフォークリフトで荷物Ｗが移載可能な位置にあるか否かを判定する場合を示すが、有人運転のフォークリフトにおいても、ヒューマンエラー防止の観点から、警報装置によって運転者に知らせることで応用することができる。

まず、フォークリフト１による積み動作の際には、ステップＳ１で、移載対象の荷物Ｗの前まで移動し、ステップＳ２で荷物Ｗの位置を検出する。
このときの２次元レーザ距離計２の傾斜角度φ２は、荷物Ｗのフォークリフト１と対向する正面Ｆ２を上方から見下ろす角度（本実施例においては、フォーク１１をマストと共に車体１０に対して進退する所謂リーチリフトを用い、移載対象の荷物Ｗが移載可能位置にあるか否かを判定する際には、フォーク１１を車体１０から離間する方向に移動させているため、傾斜角度φ２は、２０〜４０度程度の範囲とする。）に設定する。

そして、荷物Ｗの正面Ｆ２の幅方向の両側縁Ｐ１、Ｐ２までの角度θ１、θ２に対する距離Ｌ１、Ｌ２を計測し、傾斜角度φ２を加味して、Ｐ１、Ｐ２の位置を求めることで、移載対象の荷物Ｗの正面Ｆ２のフォークリフトに対する相対的な位置を検出することで、フォークリフト１の車長方向の中心線Ｃを含む鉛直面と荷物Ｗの正面Ｆ２の中心点までの距離δを演算し、距離δが所定距離αの範囲内か否か、フォークリフト１の車長方向の中心線Ｃを含む鉛直面と荷物Ｗの正面Ｆ２のなす角度Ｒを演算し、角度Ｒが所定角度（９０±β）度の範囲にあるか否かを判定することで移載可能か否かを判定する。
荷物Ｗの位置が、図５（ａ１）〜図５（ａ２）に示す位置の場合、δ≒０、Ｒ≒９０度であり、移載可能な位置と判定される。
また、荷物Ｗの位置が、図５（ｂ１）〜図５（ｂ２）に示す位置の場合、Ｒ≒９０度であるものの、距離δが、所定のαの範囲を超えており、移載可能な位置ではないと判定される。
さらに、荷物Ｗの位置が、図５（ｃ１）〜図５（ｃ２）に示す位置の場合、δ＜αであるものの、角度Ｒが、所定の所定角度（９０±β）度の範囲を逸脱しており、移載可能な位置ではないと判定される。
また、このとき、車体１０が前進した分だけ荷物Ｗとの距離Ｐ０ｘが縮まることを確認する。
荷物Ｗとの距離Ｐ０ｘは、車長方向の中心線Ｃ上における２次元レーザ距離計２の測定点をＰ０、その際の距離をＬ０とすると、
Ｐ０＝（Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙ，Ｐ０ｚ）＝（Ｌ０ｃｏｓφ２，０，Ｌ０ｓｉｎφ２）
として表される。
車体１０が前進したにもかかわらず、荷物Ｗとの距離Ｐ０ｘが縮まらない場合とは、フォーク１１の先端が、荷物Ｗを載置するパレットの差込口に入らず、荷物Ｗを進行方向に押していたり、対となるフォーク１１のうち一方のフォーク１１のみが差込口に入り他方が入っていない場合、他方が荷物Ｗを押し、荷物Ｗが回転したりする不具合がある異常状態だからである。
ただし、車体１０と荷物Ｗとの距離が非常に短くなると、２次元レーザ距離計２のレーザが当たる面は、荷物Ｗの正面Ｆ２から上面Ｆ１へと移る。その際には、車体１０と荷物Ｗとの距離が縮まっているかどうかの認識ができなくなるため、この判断は行わない。

移載可能な位置と判定された場合、ステップＳ３に移り、車体１０の前進を開始し、フォーク１１を、荷物Ｗを載置したパレットの差込口まで下げ、さらに車体１０を前進する。このとき、フォーク１１がパレットの差込口に完全に入った状態をもって、移載位置に到達したことを判定する。
この判定で、移載位置に到達していないと判定されたときは、再び、荷物Ｗが移載可能位置にあるか否かを判定する。

また、荷物Ｗが移載可能な位置にないと判定されたときは、ステップＳ４に移り、車体１０の前進を中断し、ステップＳ８の移載中断処理を行う。

一方、異常なく車体１０が移載位置に到達した場合、ステップＳ５に移り、フォーク１１の上昇を開始する。
そして、ステップＳ６でフォーク１１の上昇を完了（停止）し、ステップＳ７で移載の完了処理を行う。

なお、このフロー図では、移載可能な位置にないと判定されたときは、ステップＳ４からステップＳ８に移って、移載の中断処理を行うようにしているが、荷物Ｗの左右のずれや傾斜角度を加味し、一旦、車体１０を後退させるとともに、操舵して、荷物Ｗが移載可能な位置となるように、フォークリフト１を自動操舵するように構成することで、無人による自動運転を継続することができる。

図７〜図８に、本発明のフォークリフトの第３実施例を示す。
このフォークリフト１は、フォークリフト１に配設したレーザ光を掃引面内に放射状に照射して当該面内に位置する対象物までの距離及び角度を計測する２次元レーザ距離計２のレーザ光を照射することによって、フォークリフト１に搭載されている荷物Ｗの下ろし位置Ｚまでの距離を測定することで、下ろし位置Ｚに障害物があるか否かを判定する判定手段３を備えるようにしている。

２次元レーザ距離計２は、実施例１及び実施例２と同様の位置に取り付け、その機能においても同様の機能を有する距離計を使用して、搭載されている荷物Ｗの下ろし位置Ｚまでの距離を測定することで、下ろし位置Ｚに障害物があるか否かを判定するようにしている。

具体的に、判定手段３による下ろし位置Ｚに障害物があるか否かの判定は、下ろし位置の前から、２次元レーザ距離計２から照射するレーザ光の傾斜角度をφ３（図７参照）として、床面までの距離を計測する。
図７の二点破線で示すように、下ろし位置Ｚやその手前に先入れの荷物や障害物があると、床面までの距離のはずが、短い距離で計測され、障害物があると判定される。

次に、このフォークリフト１において、フォークリフト１に搭載した荷物Ｗの下ろし位置Ｚに障害物があるか否かを判定する手順を、図８に示すフロー図に基づいて説明する。
なお、このフロー図においては、下ろし位置Ｚに障害物がなく下ろし作業を完了した後に、下ろした荷物の姿勢が正しい姿勢か否か（次にこの荷物を移載する際に、移載可能な位置となっているか否か）を実施例２と同様の手順で判定するようにしている。
また、このフロー図においては、第１実施例及び第２実施例と同様に、無人運転のフォークリフトで荷物Ｗが移載可能な位置にあるか否かを判定する場合を示すが、有人運転のフォークリフトにおいても、ヒューマンエラー防止の観点から、警報装置によって運転者に知らせることで応用することができる。

まず、フォークリフト１による下ろし動作の際には、ステップＳ１で、傾斜角度φ３で下ろし位置Ｚにレーザ光が当たる位置までフォークリフト１を移動し、ステップＳ２で下ろし位置Ｚの床面までの位置を計測する。
このときの２次元レーザ距離計２の傾斜角度φ３は、荷物Ｗの下ろし位置Ｚを上方から見下ろす角度（本実施例においては、フォーク１１をマストと共に車体１０に対して進退する所謂リーチリフトを用い、搭載されている荷物Ｗの下ろし位置Ｚに障害物があるか否かを判定する際には、荷物Ｗを載置しているフォーク１１を車体１０側に移動させているため、レーザ光が床面に照射されるように傾斜角度φ３は、１０〜２５度程度の範囲とする。）に設定する。

そして、下ろし位置Ｚに障害物がないと判定されたとき、ステップＳ３に移り、車体１０を下ろし位置Ｚまで移動させ、ステップＳ４でフォーク１１の下降を開始し、ステップＳ５でフォーク１１の下降を完了する。

そしてこの状態から、実施例２における、荷物Ｗが移載可能位置にあるか否かの判定を行う。
特に、この場合においては、車体１０が後退した分だけ荷物Ｗとの距離が広がるか否かが重要で、パレットの差込口にフォーク１１が引っかかり、荷物Ｗを載置したパレットが引きずられる場合には、異常と判断され、ステップＳ１０に移り、車体１０の後退を中止し、ステップＳ１１で移載の中断処理を行う。

異常がない場合には、ステップＳ７に移り、車体１０の後退を継続し、移載終了位置へ到達した後にステップＳ８で車体１０の後退を終了し、ステップＳ９の移載完了処理を行う。

なお、本実施例のその他の構成及び作用は、上記第１実施例及び第２実施例と同様である。

以上、本発明のフォークリフトについて、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
特に、実施例１〜実施例３の全ての判定手段を備えるようにすることで、完全に無人での荷物の積み下ろし作業を行うことができる。

本発明のフォークリフトは、２次元レーザ距離計を使って、フォークリフトに搭載した荷物に位置ずれが生じ、走行中に荷崩れを起こすことを未然に防止することができるという特性を有していることから、荷物の積み下ろしを行う荷役機械の用途に用いることができ、特に、無人倉庫において、無人で荷物の積み下ろしを行うための荷役機械の用途に好適に用いることができる。

１ フォークリフト
２ ２次元レーザ距離計
３ 判定手段
４ 無線通信手段
５ 走行手段
６ 制御手段
Ｗ 荷物
Ｆ１ 上面
Ｆ２ 正面
Ｐ１ 側縁（面状に照射されるレーザ光と側縁の交点）
Ｐ２ 側縁（面状に照射されるレーザ光と側縁の交点）
Ｌ１ 距離
Ｌ２ 距離
θ１ 角度
θ２ 角度

Claims (5)

1. フォークリフトに配設したレーザ光を掃引面内に放射状に照射して当該面内に位置する対象物までの距離及び角度を計測する２次元レーザ距離計によって、フォークリフトに搭載された荷物の上面の幅方向の両側縁までの距離及び角度を計測することで、前記上面のフォークリフトに対する相対的な位置を演算し、前記荷物の搭載位置のずれを判定する判定手段を備えたことを特徴とするフォークリフト。
2. フォークリフトに配設したレーザ光を掃引面内に放射状に照射して当該面内に位置する対象物までの距離及び角度を計測する２次元レーザ距離計によって、フォークリフトと対向する移載対象の荷物の正面の幅方向の両側縁までの距離及び角度を計測することで、前記正面のフォークリフトに対する相対的な位置を演算し、前記荷物がフォークリフトに移載可能な位置にあるか否かを判定する判定手段を備えたことを特徴とするフォークリフト。
3. フォークリフトに配設したレーザ光を掃引面内に放射状に照射して当該面内に位置する対象物までの距離及び角度を計測する２次元レーザ距離計のレーザ光を照射することによって、フォークリフトに搭載されている荷物の下ろし位置までの距離を測定することで、前記下ろし位置に障害物があるか否かを判定する判定手段を備えたことを特徴とするフォークリフト。
4. 前記２次元レーザ距離計を、フォークリフトの車長方向の中心線を含む鉛直面に直交する揺動軸を介して揺動可能に配設したことを特徴とする請求項１、２又は３記載のフォークリフト。
5. 運転管理システムと無線通信によってデータの送受信を行う無線通信手段と、送信される運行データに基づいて、フォークリフトを無人で走行させる走行手段及び荷物の積み下ろしを無人で行う制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のフォークリフト。

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