JP2020023373A - リーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置 - Google Patents

リーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置 Download PDF

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Abstract

【課題】リーチアウト動作を容易に行うことができるリーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置を提供する。【解決手段】リーチ式フォークリフトに搭載され、リーチ式フォークリフトのフォークの前方の作業領域を撮像するカメラと、コントローラと、表示部とを備える。コントローラは、リーチ式フォークリフトのリーチアウト量を検出する。コントローラは、検出されたリーチアウト量に応じたフォーク先端面予想位置S1およびフォーク移動軌跡としての線L1,L2を生成する。表示部は、カメラにて撮像された画像に、生成したフォーク先端面予想位置S1およびフォーク移動軌跡としての線L1,L2を重畳して表示する。【選択図】図6

Description

本発明は、リーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置に関するものである。
特許文献1に開示のフォークリフトにおける荷役作業支援装置においては、フォークリフトに前方を撮影するカメラを設け、カメラの撮影画像を表示する表示画面を有する表示装置をフォークリフトの運転席近傍に設け、フォーク断面画像をカメラの撮影画像に重畳して表示画面に表示するようにしている。
特開2007−84162号公報
ところで、リーチ式フォークリフトの荷役作業を支援するリーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置において、特許文献1の技術を用いようとすると、フォークをパレット穴に差し込むリーチアウト動作の際にフォークとパレットが干渉する懸念がある。
本発明の目的は、リーチアウト動作を容易に行うことができるリーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置を提供することにある。
上記問題点を解決するためのリーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置は、リーチ式フォークリフトの荷役作業を支援するリーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置であって、前記リーチ式フォークリフトに搭載され、前記リーチ式フォークリフトのフォークの前方の作業領域を撮像するカメラと、前記リーチ式フォークリフトのリーチアウト量を検出するリーチアウト量検出部と、前記リーチアウト量検出部で検出されたリーチアウト量に応じたフォーク先端面予想位置およびフォーク移動軌跡の少なくとも一方を生成する生成部と、前記カメラにて撮像された画像に前記生成部で生成したフォーク先端面予想位置およびフォーク移動軌跡の少なくとも一方を重畳して表示する表示部と、を備えることを要旨とする。
これによれば、リーチアウト量に応じたフォーク先端面予想位置およびフォーク移動軌跡の少なくとも一方が生成され、表示部において、カメラにて撮像された画像に対しフォーク先端面予想位置およびフォーク移動軌跡の少なくとも一方が重畳して表示される。よって、リーチアウト動作を容易に行うことができる。
また、リーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置について、前記生成部は、距離線を生成し、前記表示部は、前記カメラにて撮像された画像に前記距離線を重畳して表示するのが好ましい。
また、前記リーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置は、リーチ式フォークリフト用遠隔操作システムに用いられるものであって、前記リーチ式フォークリフト用遠隔操作システムは、前記リーチ式フォークリフトと、遠隔操作装置とを備え、前記リーチ式フォークリフトは、機台に荷役装置を備えるとともに車両通信部を有し、前記遠隔操作装置は、前記車両通信部と無線通信を行う操作装置通信部を有し、前記リーチ式フォークリフトの走行および前記荷役装置による荷役を遠隔操作するのに用いられるのが好ましい。
本発明によれば、リーチアウト動作を容易に行うことができる。
リーチ式フォークリフト用遠隔操作システムの電気的構成を示すブロック図。 リーチ式フォークリフトの概略側面図。 リーチ式フォークリフトの概略平面図。 作業場でのリーチ式フォークリフトを示す概略側面図。 作業場でのリーチ式フォークリフトとパレットの関係を説明するための概略側面図。 表示部での表示内容を説明するための図。 作業場でのリーチ式フォークリフトとパレットの関係を説明するための概略側面図。 表示部での表示内容を説明するための図。 表示部での表示内容を説明するための図。 表示部での表示内容を説明するための図。 表示部での表示内容を説明するための図。 表示部での表示内容を説明するための図。 表示部での表示内容を説明するための図。 作業場でのリーチ式フォークリフトとパレットの関係を説明するための概略平面図。 表示部での表示内容を説明するための図。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
本実施形態では、リーチ式フォークリフト用操作支援装置は、リーチ式フォークリフト用遠隔操作システムに用いられるものである。
図1に示すように、リーチ式フォークリフト用遠隔操作システム10は、リーチ式フォークリフト20と、リーチ式フォークリフト20の走行および荷役装置による荷役を遠隔操作するのに用いられる遠隔操作装置40と、を備えている。リーチ式フォークリフト20は作業場に配置される。そして、遠隔操作装置40を用いて操作室から作業場のリーチ式フォークリフト20を遠隔操作することができるようになっている、
図4に示すように、作業場においては、棚T1が設置されている。棚T1は2段にわたりパレット80および荷物Wを配置することができる。つまり、下の段においてパレット80に荷物Wが配置されるとともに、その上の段においてパレット80に荷物Wが配置される。この状態から、操作者はリーチ式フォークリフト20を遠隔操作して荷物を取りに行く。
図4において、各パレット80にはフォーク挿入用穴が形成されており、このフォーク挿入用穴にフォークが差し込まれる。
図2に示すように、リーチ式フォークリフト20の機台21には荷役装置22が設けられている。荷役装置22は前方へ延出している一対のリーチレグ23を備える。各リーチレグ23にはそれぞれ前輪24が設けられている。つまり、機台21の前側に左右一対の前輪24が設けられている。また、機台21の後ろ側には後輪25が設けられている。本実施形態では、後輪25が、操舵輪および駆動輪となる。
荷役装置22は、2段式のマスト26を備える。マスト26は、アウタマスト27と、インナマスト28とを備える。
荷役装置22は、一対のフォーク31と、フォーク31をマスト26に固定するリフトブラケット32とを備える。フォーク31およびリフトブラケット32は、インナマスト28の昇降とともに昇降する。
リーチ式フォークリフト20には各種のアクチュエータが備えられている。具体的には例えば、走行用アクチュエータとしての後輪25を駆動させる走行モータ33、昇降用アクチュエータとしてのインナマスト28に連結されたリフトシリンダ29、リーチ用アクチュエータとしてのマスト26に連結されたリーチシリンダ30等が挙げられる。インナマスト28は、リフトシリンダ29への作動油の給排によって昇降する。マスト26は、リーチシリンダ30への作動油の給排によってリーチレグ23に沿って移動する。
図1に示すように、リーチ式フォークリフト20は、フォークリフト搭載機器50として、コントローラ51と、車両通信部としての無線ユニット52と、画像処理部53と、車両通信部としての無線機54と、カメラ71を有する。
遠隔操作装置40は、コントローラ61と、操作部62と、表示部(モニタ)63と、操作装置通信部としての無線機64,65を有する。遠隔操作装置40において、操作室側機器60として、コントローラ61と操作部62と表示部(モニタ)63を備える。
遠隔操作装置40の無線機64は作業場に配置されている。また、遠隔操作装置40の無線機65は作業場に配置されている。操作室に配置されるコントローラ61は有線CW1により作業場に配置した無線機64と接続されている。コントローラ61は有線CW2により作業場に配置した無線機65と接続されている。
作業場において、遠隔操作装置40の無線機64とフォークリフト搭載機器50の無線ユニット52とは双方向に無線通信できる。また、作業場において、フォークリフト搭載機器50の無線機54から遠隔操作装置40の無線機65に無線で通信できる。
このようにして、リーチ式フォークリフト20は無線ユニット52および無線機54を有し、遠隔操作装置40は、無線ユニット52および無線機54と無線通信を行う無線機64,65を有する。
遠隔操作装置40のコントローラ61は操作部62および表示部(モニタ)63と接続されている。操作部62は、操作者によりリーチ式フォークリフト20を遠隔操作するためのものであり、操作者によるリーチ式フォークリフト20の操作内容(リフト、リーチ、ティルトの操作指令値、および、速度、加速度、操舵角の操作指令値等)がコントローラ61に送られる。コントローラ61は、リフト、リーチ、ティルトの操作指令値、および、速度、加速度、操舵角の操作指令値等の車両制御信号を、無線機64を介してフォークリフト搭載機器50の無線ユニット52に無線送信する。
フォークリフト搭載機器50において、コントローラ51と無線ユニット52と画像処理部53とは、それぞれ相互に通信(例えばCAN通信)可能に接続されている。コントローラ51は遠隔操作装置40側からの指示により走行系アクチュエータ(走行モータ33、図示しない操舵モータ等)および荷役系アクチュエータ(リフトシリンダ29、リーチシリンダ30、図示しないティルトシリンダ等)を駆動することができる。
無線ユニット52は、リーチ式フォークリフト20の車速等の車両情報、異常情報(障害物検知情報等)を、無線機64を介してコントローラ61に無線送信する。
図1において、コントローラ61は、無線機64、無線ユニット52およびコントローラ51を介してリーチ式フォークリフト20の走行および荷役装置22による荷役を遠隔操作することができるようになっている。
そして、遠隔操作装置40において、操作部62を用いて操作者が所望の操作を行うとコントローラ61により操作内容が無線機64を介してリーチ式フォークリフト20側に送られる。リーチ式フォークリフト20において、無線ユニット52で遠隔操作装置40からの操作内容が受信され、コントローラ51によりアクチュエータ部が駆動されて所望の動作が実行される。
図2および図3に示すように、リーチ式フォークリフト20において左側のフォーク31の先端部にはカメラ71が埋め込まれており、カメラ71は、リーチ式フォークリフト20のフォーク31の前方の作業領域を撮像する。
図1のリーチ式フォークリフト20において、カメラ71により撮像された画像はコントローラ51により画像処理部53および無線機54を介して遠隔操作装置40側に送られる。遠隔操作装置40において、無線機65でリーチ式フォークリフト20からのカメラ画像が受信されてコントローラ61により表示部63で表示される。操作者は表示部63におけるカメラ71の画像を見ながら操作することになる。
次に、作用について説明する。
今、図4に示すように、リーチ式フォークリフト20がパレット80に対し離れた場所に位置している。この状態から、図5に示すように、リーチ式フォークリフト20がパレット80に接近するように走行してパレット80に対し近い場所に位置する。さらに、この状態から、図7に示すように、左右のフォーク31を前方に移動させることにより左右のフォーク31を左右のパレット穴80aに差し込む。
リーチ式フォークリフト20を操作するときのリーチアウト動作によりフォーク31をパレット穴80aに差し込む際に以下の操作支援が行われる。
カメラ71において、リーチ式フォークリフト20のフォーク31の前方の作業領域を撮像する(図6参照)。コントローラ61は、リーチ式フォークリフト20のリーチアウト量を検出する。リーチアウト量は、図5においてリーチアウト動作中でのマスト26の実線で示す位置を0%とし、仮想線で示す位置を100%としている。
コントローラ61は、検出されたリーチアウト量に応じたフォーク先端面予想位置S1およびフォーク移動軌跡としての線(ガイドライン)L1,L2を生成して、表示部63において、図6に示すように、カメラ71にて撮像された画像に、生成したフォーク先端面予想位置S1およびフォーク移動軌跡としての線L1,L2が重畳して表示される。図5に示すごとくフォーク31をパレット穴80aに差し込む前においては図6に示すようにパレット穴80aの前端開口部Pfoに対しフォーク先端面が接近した画像にフォーク先端面予想位置S1およびフォーク移動軌跡としての線L1,L2が重畳して表示される。図7に示すごとくフォーク31をパレット穴80aに差し込む途中においては図8に示すようにパレット穴80aの後端開口部Proに対しフォーク先端面が接近した画像にフォーク先端面予想位置S1およびフォーク移動軌跡としての線L1,L2が重畳して表示される。
つまり、現在のリーチアウト量からリーチアウト量が100%になるまでリーチアウトしたときのフォーク先端面予想位置S1およびフォークの移動軌跡としての線L1,L2が表示される。
具体的には、図9に示すように、現在のリーチアウト量からリーチアウト量100%に至るまでの移動量に応じ、画面中央に表示されるフォーク先端面予想位置S1の画面上の大きさが変更される。また、フォーク31の右下角の線L1とフォーク31の左下角の線L2とフォーク31の左上角の線L3とフォーク31の右上角の線L4とがフォーク移動軌跡として描画することができるが、本実施形態では、図6に示すように、四角形のフォーク先端面予想位置S1、および、フォーク31の右下角の線L1とフォーク31の左下角の線L2とがフォーク移動軌跡として表示される。線L1,L2がフォーク31の予想進路のガイドラインとなる。
図6は、リーチアウト量が0%のときであり、図8はリーチアウト量が80%のときである。図6でのフォーク先端面予想位置S1、および、図8でのフォーク先端面予想位置S1は、それぞれ、リーチアウト量が100%のときのフォーク先端面予想位置(大きさ)である。
また、フォーク移動軌跡としての線L1とフォーク移動軌跡としての線L2との間の領域Z1がフォーク31の下面についての移動軌跡(移動範囲)として、色を付したり他の領域に比べ濃淡を付けたりして表示される。同様に、四角形のフォーク先端面予想位置S1の内部領域が色を付したり他の領域に比べ濃淡を付けたりして表示される。
これにより、フォーク31のパレット穴80aへの差し込み(リーチアウト動作)を容易に行うことができる。例えば、図10に示すように、線L1とパレット穴の右側壁との差W15、および、線L2とパレット穴の左側壁との差W16について、差W15と差W16が大きく異なるとフォーク31の向き(機台の向き)がずれていることが分かる。
以下、詳しく説明する。
特許文献1では左右のフォークの間の部位にカメラを設置し、フォーク前方と荷役するパレット穴を写す画像を取得する。取得した画像に、図13に示すように、フォークの垂直断面における厚さの最も厚い箇所でのフォーク断面画像100を重畳する。重畳することで、フォークがパレット穴に入るか否かを判断することができ、フォークの位置決めを支援することが可能である。
比較例として図14に示すように機台の向きとパレット穴の向きに角度θだけずれがありリーチ式フォークリフトの向きがパレット80に正対していない場合、フォーク31の垂直断面であるフォーク断面画像100がパレット穴80aに入っていることが確認できたとしても、図14に示すように、フォーク31をリーチアウトした場合、フォーク31とパレット穴内壁面とが干渉(接触)する可能性がある。つまり、図14に示すように、表示画像において、重畳断面であるフォーク断面画像100はパレット穴80aに入っているが、正対していないので、干渉してしまう。特に、カメラは左右のフォークの間の部位に設置されていることから、図15に示すように、フォーク先がパレット穴80aに入っている場合、フォーク先とパレット穴内壁面との相対関係が確認できない。また、表示画像において、フォーク先とパレット穴80aとのクリアランスが確認できない。つまり、入口だけで見ているのでパレット穴にフォークが差し込まれた時の対処はできない。
本実施形態においては、フォーク先のカメラ71でフォーク31の前後方向の移動範囲を重畳することで、パレット穴80aとフォーク31のクリアランスを確認できる。詳しくは、コントローラ61は、フォーク31のリーチアウトの状態の現在値を取得する。つまり、リーチアウト量(%)を取得する。そして、取得した値から、フォーク先端面予想位置S1(フォーク先端面の大きさ)と、フォーク31の移動軌跡を変化させ、画像に重畳させる。
その結果、図6、図8に示すように、リーチアウト動作のためのマストの前後方向によって、重畳するフォーク先端面のサイズと、フォーク31の軌道が変化するため、直感的にパレット穴内壁面とフォーク31が干渉するか否か操作者が理解できる。また、フォーク31がパレット穴80aの奥まで刺さっているか否かを理解できる。特に、パレット80とリーチ式フォークリフト20が正対していない場合の見え方について、フォーク31の軌道(線L1,L2)がパレット穴内壁面と干渉してしまうことがわかる。
以上のごとく、フォーク先が目視できること、また、フォーク31のリーチアウト状況に応じてフォーク先の断面の大きさと、フォーク31の軌道を変化させ画像に重畳させることで、リーチ式フォークリフト20がパレット80と正対していることがわかるとともに、カメラ71がフォーク先端部においてフォーク前方を撮像するように設置されているので、フォーク31がパレット穴80aの奥まで刺さっていることが分かる。さらに、フォーク31とパレット穴内壁面とのクリアランスが分かる。具体的には、図6におけるパレット穴80aの後端開口部Proとフォーク先端面予想位置S1とのクリアランス(図6の距離W1,W2,W3)やパレット穴内壁面とフォーク移動軌跡としての線L1,L2とのクリアランス(図6の距離W10,W11)が分かる。
その結果、遠隔地にいる操作者が、直感的に荷役作業を容易に行うことができる。つまり、特許文献1の技術ではフォークがパレット穴に差し込まれる前のパレット穴の入口で撮影しており、リーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置において、特許文献1の技術を用いようとすると、マストが前方に移動しリーチアウトした場合、フォークとパレットが干渉する可能性がある。本実施形態では、フォーク31のパレット穴80aへの差し込み(リーチアウト動作)をフォークとパレットとの干渉を回避しつつ容易に行うことができる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)リーチ式フォークリフト20の荷役作業を支援するリーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置の構成として、リーチ式フォークリフト20に搭載され、リーチ式フォークリフト20のフォーク31の前方の作業領域を撮像するカメラ71と、コントローラ61と、表示部63を備える。リーチアウト量検出部としてのコントローラ61は、リーチ式フォークリフトのリーチアウト量を検出する。生成部としてのコントローラ61は、検出されたリーチアウト量に応じたフォーク先端面予想位置S1およびフォーク移動軌跡としての線L1,L2を生成する。表示部63は、カメラ71にて撮像された画像に、生成したフォーク先端面予想位置S1およびフォーク移動軌跡としての線L1,L2を重畳して表示する。よって、リーチアウト動作を容易に行うことができる。
(2)リーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置は、リーチ式フォークリフト用遠隔操作システム10に用いられるものであって、リーチ式フォークリフト用遠隔操作システム10は、リーチ式フォークリフト20と、遠隔操作装置40とを備え、リーチ式フォークリフト20は、機台21に荷役装置22を備えるとともに車両通信部としての無線ユニット52および無線機54を有し、遠隔操作装置40は、車両通信部としての無線ユニット52および無線機54と無線通信を行う操作装置通信部としての無線機64,65を有し、リーチ式フォークリフト20の走行および荷役装置22による荷役を遠隔操作するのに用いられる。よって、遠隔操作する際に、リーチアウト動作を容易に行うことができる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 表示部63においてカメラ71にて撮像された画像にフォーク先端面予想位置S1およびフォーク移動軌跡としての線L1,L2を重畳して表示する際に、図6に代わり、図11に示すように、距離線L10,L11,L12も表示するようにしてもよい。つまり、距離線L10,L11,L12は距離目安線であり、前方近距離用の線L10、中距離用の線L11、遠距離用の線L12が等距離で表示される(線L10と線L11との間、および、線L11と線L12との間は等距離である)。
このように、生成部としてのコントローラ61は、距離線L10,L11,L12を生成し、表示部63は、カメラ71にて撮像された画像に距離線L10,L11,L12を重畳して表示するようにしてもよい。
○ 図6では表示部63においてカメラ71にて撮像された画像にフォーク移動軌跡としてフォーク31の右下角の線L1とフォーク31の左下角の線L2を表示したが、図12に示すように、フォーク移動軌跡としてフォーク31の左上角の線L3とフォーク31の右上角の線L4を表示してもよい。つまり、フォーク移動軌跡としての線L3とフォーク移動軌跡としての線L4との間の領域Z2がフォーク31の上面についての移動軌跡(移動範囲)となる。
○ 生成部としてのコントローラ61は、リーチアウト量検出部で検出されたリーチアウト量に応じたフォーク先端面予想位置およびフォーク移動軌跡の少なくとも一方を生成すればよく、表示部63は、カメラ71にて撮像された画像に生成部で生成したフォーク先端面予想位置S1およびフォーク移動軌跡としての線L1,L2,L3,L4の少なくとも一方を重畳して表示すればよい。
○ フォーク先端面予想位置S1及びフォーク移動軌跡(線L1,L2)は、リーチ量が100%のときのものに限られず、例えば現在のリーチ量から予め設定された所定量だけリーチアウトしたときのものを表示させるようにしてもよい。
○ リーチ式フォークリフト用操作支援装置はリーチ式フォークリフト用遠隔操作システムに用いられるものであったが、これに限るものではない。例えば、有人フォークリフトに用いてもよい。つまり、カメラを搭載した無人フォークリフトと、表示部を有する遠隔操作装置とを備えるのではなく、例えば、カメラと表示部を搭載した有人フォークリフトに適用してもよい。
10…リーチ式フォークリフト用遠隔操作システム、20…リーチ式フォークリフト、21…機台、22…荷役装置、31…フォーク、40…遠隔操作装置、52…無線ユニット、54…無線機、61…コントローラ、63…表示部、64,65…無線機、71…カメラ、80a…パレット穴、L1,L2,L3,L4…線、L10,L11,L12…距離線、S1…フォーク先端面予想位置。

Claims (3)

  1. リーチ式フォークリフトの荷役作業を支援するリーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置であって、
    前記リーチ式フォークリフトに搭載され、前記リーチ式フォークリフトのフォークの前方の作業領域を撮像するカメラと、
    前記リーチ式フォークリフトのリーチアウト量を検出するリーチアウト量検出部と、
    前記リーチアウト量検出部で検出されたリーチアウト量に応じたフォーク先端面予想位置およびフォーク移動軌跡の少なくとも一方を生成する生成部と、
    前記カメラにて撮像された画像に前記生成部で生成したフォーク先端面予想位置およびフォーク移動軌跡の少なくとも一方を重畳して表示する表示部と、
    を備えることを特徴とするリーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置。
  2. 前記生成部は、距離線を生成し、前記表示部は、前記カメラにて撮像された画像に前記距離線を重畳して表示することを特徴とする請求項1に記載のリーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置。
  3. 前記リーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置は、リーチ式フォークリフト用遠隔操作システムに用いられるものであって、
    前記リーチ式フォークリフト用遠隔操作システムは、前記リーチ式フォークリフトと、遠隔操作装置とを備え、
    前記リーチ式フォークリフトは、機台に荷役装置を備えるとともに車両通信部を有し、
    前記遠隔操作装置は、前記車両通信部と無線通信を行う操作装置通信部を有し、前記リーチ式フォークリフトの走行および前記荷役装置による荷役を遠隔操作するのに用いられることを特徴とする請求項1または2に記載のリーチ式フォークリフト用荷役作業支援装置。
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