JP2023046009A - 搬送車 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で搬送車の速度超過を検出する。【解決手段】本体１１０に取り付けられた車輪１２０によって走行する搬送車１００であって、車輪１２０の回転と一緒に回転するように取り付けられ、回転軸１２５の周りにおいて半周よりも長い第一部１３１と他の部分である第二部１３２とを有する被検出体１３０と、回転軸１２５基準で反転位置に配置され、第一部１３１と第二部１３２とを検出可能な第一センサ１４１、および第二センサ１４２と、第一センサ１４１による検出結果の変化から第二センサ１４２の検出結果の変化までの時間が時間閾値以下であることに基づいて速度超過と判定する速度判定部１５１を有する判定装置１５０と、を備える搬送車１００。【選択図】図２

Description

本発明は、荷物を搬送する搬送車に関する。

荷物を保持して床面を走行する搬送車等において、搬送車の駆動源であるモータのエンコーダの故障による暴走などを抑制するために、駆動源が備えるセンサとは別の速度監視ユニットを用いて搬送車の速度状態を監視する場合がある。

例えば特許文献１には、搬送車が走行する走行軌道に当接して回転するローラーを設け、ローラーとともに回転する遮蔽板の回転をセンサにより検知することで、正確に速度状態を検出する技術が記載されている。

特開平７－２７７４１６号公報

ところが、走行軌道に当接するローラーを設けると搬送車の構造が複雑になる。また、ローラーの回転軸を中心として周方向に複数の貫通孔を備えた遮蔽板などにより搬送車の速度状態を検出する場合、停止状態の搬送車が少し揺れただけで、光の遮蔽と通過とを交互に示すパルスが発生する場合がある。この場合、搬送車は、正常に停止しているにも関わらず、誤検出により異常動作が発生したとして強制的にシャットダウンするなどの不具合が発生する。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、速度状態を検出するためのローラーなどを用いることなく簡単な構造で搬送車の速度超過を検出することができ、また停止状態の搬送車が振動したとしても誤検出の発生を抑制できる搬送車の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の１つである搬送車は、本体に取り付けられた車輪によって走行する搬送車であって、前記車輪の回転と一緒に回転する第一部と第二部とを有する被検出体と、回転する前記第一部を同時に検出することができるタイミングがあり、前記第二部を同時には検出できないように前記本体にそれぞれ取り付けられる第一センサ、および第二センサと、前記第一センサによる検出結果の変化から前記第二センサの検出結果の変化までの時間が時間閾値以下であることに基づいて速度超過と判定する速度判定部を有する判定装置と、を備える。

本発明によれば、簡単な構造で搬送車の速度超過を検出することができ、停止状態の搬送車の振動による速度の誤検出を抑制することができる。

搬送車の内部を透過状態で示す斜視図である。 被検出体の近傍を示す斜視図である。 被検出体の近傍を示す正面図である。 判定装置の機能構成を示すブロック図である。 速度超過の判定の状態を示すタイミングチャートである。 センサ異常の判定の状態を示すタイミングチャートである。 被検出体とセンサの別例１を示す斜視図である。 被検出体とセンサの別例２を示す斜視図である。

以下、本発明に係る搬送車の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するために一例を挙示するものであり、本発明を限定する主旨ではない。例えば、以下の実施の形態において示される形状、構造、材料、構成要素、相対的位置関係、接続状態、数値、数式、方法における各段階の内容、各段階の順序などは、一例であり、以下に記載されていない内容を含む場合がある。また、平行、直交などの幾何学的な表現を用いる場合があるが、これらの表現は、数学的な厳密さを示すものではなく、実質的に許容される誤差、ずれなどが含まれる。また、同時、同一などの表現も、実質的に許容される範囲を含んでいる。

また、図面は、本発明を説明するために適宜強調、省略、または比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる。

また、以下では複数の発明を一つの実施の形態として包括的に説明する場合がある。また、以下に記載する内容の一部は、本発明に関する任意の構成要素として説明している。

図１は、搬送車１００の内部を透過状態で示す斜視図である。同図に示すように搬送車１００は、本体１１０に荷物を載置状に保持することができ、本体１１０に取り付けられた車輪１２０によって走行することができる走行車であり、被検出体１３０と、第一センサ１４１と、第二センサ１４２と、判定装置１５０と、を備えている。

本実施の形態の場合、搬送車１００は、独立して回転駆動可能な２つの車輪１２０と、キャスターなどの補助輪１２１とを備えている。車輪１２０にはモータ、車軸１２３を介して減速機などを含む駆動装置１２２がそれぞれ連結されている。搬送車１００が備える制御装置１２４によりそれぞれの車輪１２０の回転速度、回転方向を独立して制御することで、搬送車１００は、前進、後退、カーブ走行、ピボット回転などの動作が可能となっている。なお、搬送車１００の種類は、上記に限定されるわけではなく、四輪の車輪１２０を備えるなどでも構わない。また、搬送車１００は、無軌道車ばかりでなく、有軌道車でも構わない。

図２は、被検出体１３０の近傍を示す斜視図である。図３は、被検出体１３０の近傍を示す正面図である。これらの図に示すように、被検出体１３０は、車輪１２０の回転と一緒に回転するように取り付けられ、車輪１２０の回転軸１２５周りの所定円の半周よりも長い第一部１３１と、所定円における第一部１３１以外の部分である第二部１３２と、を有する。本実施の形態の場合、被検出体１３０は、刺し通された車軸１２３に固定するための円筒状の取付部１３３を備えている。

第一部１３１は、第一センサ１４１、および第二センサ１４２（以下、第一センサ１４１、第二センサ１４２を総称してセンサと記載する場合がある。）によって第二部１３２と区別して検出される部分である。第一部１３１の形状は、回転軸１２５周りにおいて半周よりも長ければ特に限定されるものではない。本実施の形態の場合、第一部１３１は、回転軸１２５と同軸上に配置された円筒形状であって、回転軸１２５周りの半周よりも短い部分が切り欠かれた残りの部分である。つまり、第一部１３１は、回転軸１２５周りに被検出体１３０を１回転させた場合、第一センサ１４１、および第二センサ１４２によって半周よりも長く検出され続ける部分である。

第一部１３１の長さは、回転軸１２５の周りにおいて半周よりも長ければ特に限定されるものではない。例えば、車輪１２０が停止している状態、つまり制御装置１２４によって車輪１２０が停止するように制御されている状態において、図３に示すように、第一センサ１４１、および第二センサ１４２の両方が同時に第一部１３１を検出している場合、外部から搬送車１００に加えられる振動などにより車輪１２０が振動しても第一センサ１４１、および第二センサ１４２の一方しか検出している状態が変化しない程度の長さが好ましい。例えば車輪１２０に連結される歯車のバックラッシュによる車輪１２０の揺動を考慮して第一部１３１の長さが設定される。具体的には、第一部１３１が回転軸１２５を中心とした１９０度以上、２００度以下から選定される角度範囲を占めることが好ましい。

第二部１３２は、センサによって第一部１３１と区別して検出される部分である。第二部１３２の形状は、第一部１３１と同じ円形の軌跡を描き、回転軸１２５周りにおいて半周よりも短ければ特に限定されるものではない。本実施の形態の場合、第二部１３２は、回転軸１２５と同軸上に配置された第一部１３１を含む円筒形状の切り欠かれた残りの部分である。つまり、第二部１３２は、空間であって、回転軸１２５周りに被検出体１３０を１回転させた場合、第一センサ１４１、および第二センサ１４２によって半周よりも短く検出される空間（部分）であり、第一センサ１４１、および第二センサ１４２は、何も存在していないことを検出することにより第二部１３２を検出する。

第二部１３２の長さは、回転軸１２５周りにおいて半周よりも短ければ特に限定されるものではない。具体的には、第一センサ１４１、および第二センサ１４２のいずれか一方のみが第二部１３２を検出することができる長さである。具体的には、第二部１３２が回転軸１２５を中心とした１７０度未満の角度範囲を占めることが好ましい。また、第一部１３１と第二部１３２とは同一円周上に配置されている。

第一センサ１４１、および第二センサ１４２は、第一部１３１を同時に検出できるタイミングがあり、第二部１３２は同時に検出できない位置に配置されればよい。本実施形態の場合、第一センサ１４１、および第二センサ１４２は、車輪１２０の回転軸１２５基準で反転位置、つまり回転軸１２５を中心とした１８０度位置関係に配置されて本体１１０に取り付けられ、回転する第一部１３１と第二部１３２とを交互に検出可能なセンサである。センサの種類は、被検出体１３０の第一部１３１と第二部１３２とを区別して検出できるセンサであれば、特に限定されるものではなく、被検出体１３０の種類に対応して選定される。なおセンサの種類に対応して被検出体１３０の種類を選定しても構わない。センサとしては、例えば、透過型の光電センサ、反射型の光電センサ、磁気センサ、近接センサなどを例示することができる。

本実施の形態の場合、センサは透過型の光電センサであり、回転軸１２５を中心に回転する第一部１３１の通過領域を跨いだ状態で発光部と受光部とが配置されている。また、第一センサ１４１の光軸と第二センサ１４２の光軸とが回転軸１２５を通過する一直線上になるようにセンサは配置されている。センサは、受光部に光が到達しない状態では第一部１３１を検出していることを示す信号を出力し、到達した光により受光部が反応している状態では第二部１３２を検出していることを示す信号を出力する。

図４は、判定装置１５０の機能構成を示すブロック図である。判定装置１５０は、第一センサ１４１、および第二センサ１４２による被検出体１３０の検出結果に基づき速度超過を判定する装置である。判定装置１５０は、プロセッサを備えており、プログラムをプロセッサに実行させることにより実現される処理部として速度判定部１５１を備えている。本実施の形態の場合、判定装置１５０は、異常判定部１５２と、変化検出部１５３と、オフディレイ部１５４と、を備えている。

判定装置１５０の種類は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、判定装置１５０としてＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）が採用されている。判定装置１５０は、速度超過の判定、第一センサ１４１、第二センサ１４２の異常の判定の他、安全ボタンからの信号に基づく搬送車１００の緊急停止の判定、障害物センサからの信号に基づく搬送車１００の回避行動、停止などの判定が行われている。

速度判定部１５１は、第一センサ１４１による検出結果の変化から第二センサ１４２の検出結果の変化までの時間が時間閾値以下であることに基づいて速度超過と判定する。検出結果の変化とは、センサが第一部１３１を検出している状態から第二部１３２を検出している状態となった時点、センサが第二部１３２を検出している状態から第一部１３１を検出している状態となった時点を意味している。

本実施の形態の場合、速度判定部１５１は、第一センサ１４１が第二部１３２の検出から第一部１３１を検出する変化時点から第二センサ１４２が第二部１３２の検出から第一部１３１を検出する変化時点までの時間が時間閾値以下であれば速度超過と判定し、速度超過を示す速度超過信号を制御装置１２４に出力する。また速度判定部１５１は、第二センサ１４２が第二部１３２の検出から第一部１３１を検出する変化時点から第一センサ１４１が第二部１３２の検出から第一部１３１を検出する変化時点までの時間が時間閾値以下の場合も速度超過と判定し、速度超過を示す速度超過信号を制御装置１２４に出力する。これによれば、車輪１２０の一回転に対し、速度の判定を二回実施することができ、速度超過を早期に判定することが可能となる。なお、第二部１３２の検出から第一部１３１の検出への変化時点に基づき速度超過を判定したが、第一部１３１の検出から第二部１３２の検出への変化時点に基づき速度超過を判定しても構わない。

本実施の形態の場合、センサの第二部１３２の検出から第一部１３１を検出する変化の検出（または、その逆でも良い）は、変化検出部１５３が実行している。具体的には図５のタイミングチャートに示すように、第一センサ１４１が第二部１３２の検出から第一部１３１の検出に変化した時点で変化検出部１５３は、第一センサ１４１に対応した第一変化パルスを出力する（図５の（ｂ）段）。また、第二センサ１４２が第二部１３２の検出から第一部１３１の検出に変化した時点で変化検出部１５３は、第二センサ１４２に対応した第二変化パルスを出力する（図５の（ｂ）段）。

速度判定部１５１は、第一センサ１４１による検出結果の変化から第二センサ１４２の検出結果の変化までの時間が時間閾値以下か否かで速度超過を判定しているが、時間の計測方法は、限定されるものではない。例えば、第一センサ１４１による検出結果の変化の時点からタイマーによる計時を開始し第二センサ１４２の検出結果の変化時点までの時間をタイマーにより取得して時間閾値と比較しても構わない。本実施の形態の場合、変化検出部１５３により発生したパルスを時間閾値に対応してオフディレイ部１５４が時間伸長し（図５の（ｃ）の段参照）し、一方のセンサに対応するオフディレイ信号がｏｎの間に他方のセンサの変化検出パルスが発生すると、速度判定部１５１は、速度超過信号を出力する（図５の（ｄ））。

異常判定部１５２は、第一センサ１４１、および第二センサ１４２の両方による被検出体１３０の第二部１３２の検出に基づきセンサ異常と判定する。具体的には、図６に示すように、第一センサ１４１が第二部１３２を検出していることを示す信号を異常判定部１５２が取得している状態において、第二センサ１４２が第二部１３２を検出していることを示す信号を異常判定部１５２が取得した場合、異常判定部１５２は、第一センサ１４１、および第二センサ１４２の少なくとも一方に故障、断線などの異常が発生したことを示す異常信号を出力する。

上記実施の形態に係る搬送車１００によれば、簡単な構成で車輪１２０の回転速度の超過を検出することができる。また、これに基づき搬送車１００の速度超過、搬送車１００の異常動作を検出することができる。

また、回転軸１２５を中心とする周方向において第一部１３１が占める長さを第二部１３２が占める長さよりも長くすることにより、車輪１２０が停止制御されている状態にも関わらず外乱により揺れ動いた場合でも速度超過の誤検出を抑制することができる。さらに、第二部１３２を同時に検出しないように第一センサ１４１と第二センサ１４２とを反転位置に配置することで、第二部１３２を同時に検出する信号を判定装置１５０が取得した場合、センサの異常を判定することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

例えば被検出体１３０は、図７に示すように、回転軸１２５に垂直に配置された円板であって、円板の周縁部である第一部１３１と、スリット状の切り欠きである第二部１３２とを備えても構わない。

また、図８に示すように、車軸１２３などの表面に被検出体１３０を設けても構わない。例えば、センサを反射型の光電センサとし、第一部１３１を高い反射率の表面とし、第二部１３２を比較的反射率の低い表面とするなどしても構わない。また、被検出体１３０を設ける場所は、車軸１２３に限定されず、車輪１２０などに設けても構わない。

また、搬送車１００は、空荷の際に採用される高速モードと、実荷の際に採用される低速モードとを備え、速度判定部１５１は、低速モードの場合、時間閾値として第一時間閾値を用いて速度超過を判定し、高速モードの場合、時間閾値として第一時間閾値よりも短い第二時間閾値を用いて速度超過を判定しても構わない。

また、片側（図中Ｘ＋側）の車輪１２０に対応して回転する被検出体１３０による速度超過、センサ異常の検出の場合を説明したが、本実施の形態の場合、搬送車１００は、反対側（図中Ｘ－側）の車輪１２０に対応して回転する被検出体１３０についても反転位置に配置された二つのセンサで第一部１３１と第二部１３２との変化を検出している。これによって搬送車１００の速度超過の判定に冗長性を持たせることができる。つまり、一方の車輪１２０と他方の車輪１２０のいずれか一方において速度超過を検出すれば判定装置１５０は、速度超過信号を出力しても構わない。

また、車輪１２０の外側に被検出体を取り付け、本体１１０に接続したブラケットに第一センサ１４１と第二センサ１４２とを配置してもかまわない。

また、被検出体１３０は、半径の異なる二つの円弧状の第一部１３１、第二部１３２を同軸に配置した部材でも構わない。異なる部材からなる第一部１３１、第二部１３２のそれぞれにセンサを配置しても構わない。この場合、第一部１３１、および第二部１３２は、二つのセンサが両方とも非検出にならないような位置関係、もしくは角度とする。これにより、被検出体１３０を半周より短くすること、回転軸基準で反転位置以外に設けることができる。

本発明は、荷物を保持して走行するスタッカクレーン、無人台車などの搬送車に利用可能である。

１００ 搬送車
１１０ 本体
１２０ 車輪
１２１ 補助輪
１２２ 駆動装置
１２３ 車軸
１２４ 制御装置
１２５ 回転軸
１３０ 被検出体
１３１ 第一部
１３２ 第二部
１３３ 取付部
１４１ 第一センサ
１４２ 第二センサ
１５０ 判定装置
１５１ 速度判定部
１５２ 異常判定部
１５３ 変化検出部
１５４ オフディレイ部

Claims (8)

1. 本体に取り付けられた車輪によって走行する搬送車であって、
   前記車輪の回転と一緒に回転する第一部と第二部とを有する被検出体と、
   回転する前記第一部を同時に検出することができるタイミングがあり、前記第二部を同時には検出できないように前記本体にそれぞれ取り付けられる第一センサ、および第二センサと、
   前記第一センサによる検出結果の変化から前記第二センサの検出結果の変化までの時間が時間閾値以下であることに基づいて速度超過と判定する速度判定部を有する判定装置と、
   を備える
   搬送車。
2. 前記第一部は、
   前記車輪の回転軸周りの所定円の半周よりも長く、
   前記第二部は、
   前記所定円における前記第一部以外の部分であり、
   前記第一センサ、および前記第二センサは、
   前記車輪の回転軸基準で反転位置に配置される
   請求項１に記載の搬送車。
3. 前記搬送車は、
   少なくとも二つの前記車輪と、
   前記車輪のそれぞれの回転と一緒に回転する少なくとも二つの前記被検出体と、
   前記被検出体をそれぞれ検出する少なくとも二つの前記第一センサ、および少なくとも二つの前記第二センサと、を備える
   請求項１または２に記載の搬送車。
4. 前記判定装置は、
   前記第一センサおよび前記第二センサの両方による前記被検出体の第二部の検出に基づきセンサ異常と判定する異常判定部を備える
   請求項１から３のいずれか一項に記載の搬送車。
5. 前記第一センサによる検出結果の変化に基づきパルスである第一変化パルスを発生させる変化検出部と、
   前記時間閾値に応じたオフディレイを前記第一変化パルスに基づき実行するオフディレイ部と、を備え、
   前記速度判定部は、
   前記オフディレイ部によるオフディレイがオン、かつ前記第二センサの検出結果の変化が発生した場合、速度超過と判定する
   請求項１から４のいずれか一項に記載の搬送車。
6. 前記速度判定部は、
   低速モードの場合、前記時間閾値として第一時間閾値を用いて速度超過を判定し、
   高速モードの場合、前記時間閾値として前記第一時間閾値よりも短い第二時間閾値を用いて速度超過を判定する
   請求項１から５のいずれか一項に記載の搬送車。
7. 前記速度判定部は、
   前記第二センサによる検出結果の変化から前記第一センサの検出結果の変化までの時間が前記時間閾値以下であることに基づいて速度超過と判定する
   請求項１から６のいずれか一項に記載の搬送車。
8. 前記車輪が停止している状態であって、前記第一センサおよび前記第二センサが前記被検出体の前記第一部を検出している状態において、前記車輪が振動しても前記第一センサおよび前記第二センサはともに前記第一部を安定して検出できる程度に前記第一部の周方向の長さは長い
   請求項１から７のいずれか一項に記載の搬送車。

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