JP3701004B2

JP3701004B2 - Unmanned forklift

Info

Publication number: JP3701004B2
Application number: JP2000092395A
Authority: JP
Inventors: 俊雄和田; 英城安藤; 剛和西田; 英一六角
Original assignee: 日本輸送機株式会社
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP2001278593A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の荷物を自動的に昇降運搬する無人フォークリフトに係り、特には荷物の重さに応じた適切な積み降ろし制御を行うための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、各種の荷物の運搬、積み降ろしに使用する無人フォークリフトにおいては、省力化の要請、小回り性の良さ等の利便性があることから、近年、多々活用されるようになってきている。
【０００３】
ところで、このような従来の無人フォークリフトにおいては、図１０に示すように、車体２にコントローラ３、磁気センサ５、走行エンコーダ６、昇降エンコーダ７等が設けられるとともに、車体２の前方に立設されたマスト１０にはフォーク１１が昇降可能に設けられており、コントローラ３は、床面１２上に敷設された磁性体１４を磁気センサ５で検出するとともに、走行エンコーダ６の検出出力に基づいて車体２が所定の軌道に沿って自律走行するように制御し、また、昇降エンコーダ１４の検出出力に基づいてフォーク５の昇降動作を制御するようになっている。
【０００４】
そして、たとえば、パレット１５の上に載置されている荷物１６を所定のラック１８の棚１９の上まで運搬する場合には、まず、パレット１５をフォーク１１で支持した状態で所定のラック１８が設置されている箇所まで走行し、次に、フォーク１１を昇降させて棚１９に荷物１６が置けるように所定の高さに保持しつつラック１８に接近する。
【０００５】
続いて、コントローラ３は、走行エンコーダ６の検出出力に基づいてラック１８から所定距離Ｌだけ離れた基準位置に到着したならば前進走行を停止し、次いで、フォーク１１を緩やかに下降させてパレット１５をラック１８の棚１９の上に降ろす。これにより荷物１６の運搬が終了するので、次の作業のために、車体２を後退する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような無人フォークリフトにおいて、フォーク１１に荷物１６を載置して荷取、運搬等の作業を行う場合、フォーク１１を上下動可能に支持するマスト１０は、フォーク１１に載置された荷物１６の重さに応じて変形して垂直位置よりも車体２の前方側に傾斜する。すなわち、通常、フォーク１１に荷物１６が置かれていない無負荷時には、マスト１０が床面１２に対する垂直位置よりも若干車体２側に後傾するように設定しているが、荷物１６の重さが大きい場合にはマスト１０がフォーク１１とともに垂直位置よりも車体２の前方側に傾斜する。
【０００７】
したがって、走行エンコーダ６の検出出力に基づいて車体２を停止させた場合、荷物１６の重さによってその傾斜量が異なるため、荷物１６の積み降ろし位置が区々となり、荷物１６の積み降ろし作業を円滑に行えないという不都合を生じる。
【０００８】
すなわち、マスト１０の前傾量が多いときには、荷物１６を棚１９の所定位置よりも余分に奥側に置いてしまったり、あるいは、マスト１０の前傾量が少ないときには、パレット１５にフォーク１１を差し込んで荷物１６を取り出す場合に、フォーク１１の差し込み量が不足してパレット１５を安定した状態で持ち上げられなくなる。
【０００９】
なお、従来技術では、ラック１８に対する車体２の停止位置が常に適正になるようにするために、フォーク１１の下側基端部に一種の近接センサであるラックビームセンサ２０を設け、このラックビームセンサ２０で棚１９の位置を検出した時に車体２の前進走行を停止させるようにしたものも提供されている。
【００１０】
しかしながら、このようなラックビームセンサ２０を設けた場合には、センサ２０が別途必要となってコストアップを招来する。また、フォーク１１を床面１２まで下げて荷取するような場合には、センサ２０が床面１２上の他の異物に接触してセンサ２０を損傷することがある。さらに、ラック１８が設けられていないような固定台の上に荷物１６を載置するときには、ラックビームセンサ２０では固定台を検出できないことがあり、車体２をどの位置で停止すればよいかを判断することができなくなる。
【００１１】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、フォークに載置される荷物の重さに応じて、荷物の積み降ろしに必要な車体の停止位置あるいはフォークのリーチ位置を自動的に調整して、常に適正な状態で荷物の積み降ろし作業を行うことができる無人フォークリフトを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、次のようにしている。
【００１３】
すなわち、請求項１記載の無人フォークリフトは、荷物の昇降速度を検出する速度検出手段と、この速度検出手段で検出される荷物の昇降速度の大きさに基づいて荷物の重さを算出する荷重算出手段と、この荷重算出手段で算出された荷物の重さに応じて、これに対応したマストの傾斜量を求める傾斜量算出手段と、この傾斜量算出手段で得られたマストの傾斜量に応じて、車体の走行停止位置とフォークのリーチ位置の少なくとも一方を調整する積降位置調整手段とを備えることを特徴としている。
【００１４】
これにより、フォークに載置した荷物を昇降する際、荷重が大きいときには上昇時の速度は遅くなり、逆に、下降時には速度が速くなるので、荷重の大小による昇降速度の違いから荷重の大きさを算出でき、その算出結果に基づいてマストの傾斜量を求めることができる。そして、その傾斜量の大小に応じて自動的に車体の走行停止位置あるいはフォークのリーチ位置が調整されるため、常に適正な状態で荷物の積み降ろし作業を行うことができる。
【００１５】
また、請求項２記載の無人フォークリフトは、マストが前後方向に沿って移動するリーチ型のものであって、荷物の昇降速度を検出する速度検出手段と、この速度検出手段で検出される荷物の昇降速度の大きさに基づいて荷物の重さを算出する荷重算出手段と、この荷重算出手段で算出された荷物の重さに応じて、これに対応したマストの傾斜量を求める傾斜量算出手段と、この傾斜量算出手段で得られたマストの傾斜量に応じて、フォークのリーチ位置を調整する積降位置調整手段とを備えることを特徴としている。
【００１６】
これにより、フォークに載置した荷物を昇降する際、荷重が大きいときには上昇時の速度は遅くなり、逆に、下降時には速度が速くなるので、荷重の大小による昇降速度の違いから荷重の大きさを算出でき、その算出結果に基づいてマストの傾斜量を求めることができる。そして、その傾斜量の大小に応じて自動的にマストのリーチ位置が調整されるため、常に適正な状態で荷物の積み降ろし作業を行うことができる。
【００１７】
通常、フォークリフトには、荷物を載置したフォークの昇降高さを検出するために、フォークの昇降距離に応じた個数のパルス列を発生する昇降エンコーダが設けられているので、請求項２記載のように、この既存の昇降エンコーダを速度検出手段の一部として利用すれば、特に、荷重検出用の圧力センサ等を別途設ける必要がないため都合がよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態に係る無人フォークリフトで荷物の積み降ろしを行う場合の説明図であり、図１０に示した従来技術に対応する部分には同一の符号を付す。
【００１９】
図１において、１は無人フォークリフトの全体を示し、２は車体、３はこの無人フォークリフト１を自動運転制御するためのコントローラ、３２は車体２の前方側の左右に設けられた走行輪、３３は車体２の後方に設けられた単一の駆動操舵輪、８は駆動操舵輪３３を駆動する走行駆動装置、９は駆動操舵輪３３を操舵するためのステアリング装置である。
【００２０】
１０は車体２の前方側において立設されたマスト、１１はマスト１０に昇降可能に取り付けられたフォーク、１６はフォーク１１上に載置された荷物である。また、７はフォーク１１の昇降高さを検出するための昇降エンコーダで、この昇降エンコーダ７とフォーク１１との間がワイヤ３０で連結されるとともに、ワイヤ３０の中間部分がガイドローラ３１で案内されるようになっている。２２はフォーク１１を昇降駆動する昇降モータである。
【００２１】
上記の昇降エンコーダ７としては、たとえばロータリ式エンコーダが適用され、昇降モータ２２で駆動されるフォーク１１の上昇に伴ってワイヤ３０が昇降エンコーダ７から引き出され、また、フォーク１１の下降に伴ってワイヤ３０が昇降エンコーダ７に巻き取られることにより、各動作に応じて昇降エンコーダ７が回転し、これに応じて、昇降エンコーダ７からはフォーク１１の昇降距離に応じた個数のパルス列が発生されるようになっている。
【００２２】
５は無人フォークリフト１を自律走行するために車体２に設けられた磁気センサ、１４は無人フォークリフト１の自律走行のために床面１２に埋め込まれた金属製の磁性体である。
【００２３】
図２は無人フォークリフト１における自動運転制御を行う制御系統の概略を示すブロック図である。
【００２４】
同図において、３はコントローラ、７は昇降エンコーダ、８は走行駆動装置、９はステアリング装置、２２は昇降モータである。
【００２５】
走行駆動装置８は、駆動操舵輪３３の駆動用の走行モータ２３、この走行モータ２３の回転駆動回路である走行モータ駆動部２４、および走行モータ２３の回転数から走行距離を検出するための走行エンコーダ６を備えている。
【００２６】
コントローラ３は、マイクロコンピュータなどからなるもので、メモリ２６とＣＰＵなどで構成される演算制御部２７とを含む。メモリ２６は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、あるいは外部記憶装置などで構成され、このメモリ２６には、予め、図３に示すような荷物１６の重さＷとその各荷重下でのフォーク１１の昇降速度Ｖとの関係を示すデータ、ならびに、図４に示すような荷物１６の各々の重さＷに応じたフォーク１１の昇降高さＨとマスト１０の傾斜量Δとの関係を示すデータが共にテーブル化されて記憶されている。ここで、傾斜量Δとは、図５に示すように、マスト１０が基準位置（たとえば垂直位置）から傾いたときの水平移動距離である。
【００２７】
すなわち、フォーク１１に載置された荷物１６を昇降する際、フォーク１１に大きな荷重がかかるとき、上昇時の速度は遅くなり、逆に、下降時の速度は速くなるので、このような荷物１６の上昇時と下降時の状態に対応できるように、メモリ２６には、図３に示したように、荷物１６が上昇されるときの荷重Ｗと昇降速度Ｖとの関係を示すデータ（同図中、実線で示す）と、荷物１６が下降されるときの荷重Ｗと昇降速度Ｖとの関係を示すデータ（同図中、破線で示す）とがそれぞれ記憶されている。また、マスト１０の傾斜量Δは、フォーク１１の昇降高さＨだけでなく、荷物１６の重さＷにも影響されるため、メモリ２６には、図４に示したように、荷物１６のそれぞれの重さＷ（Ｗ０，Ｗ１，Ｗ２，…）に応じたフォーク１１の昇降高さＨとマスト１０の傾斜量Δとの関係を示すデータ（同図中、破線、実線、一点鎖線などで示す）が記憶されている。
【００２８】
上記の演算制御部２７は、上記の各部８，９，２２，…を制御するものであって、荷物１６の昇降速度Ｖを検出する速度検出手段４１、この速度検出手段４１で検出される荷物１６の昇降速度Ｖの大きさに基づいて荷物１６の重さＷを算出する荷重算出手段４２、この荷重算出手段４２で算出された荷物１６の重さＷに応じて、これに対応したマスト１０の傾斜量Δを求める傾斜量算出手段４３、およびこの傾斜量算出手段４３で得られたマスト１０の傾斜量Δに応じて、車体２の走行停止位置を制御する運転制御手段４４を含んで構成されている。なお、上記の昇降エンコーダ７は速度検出手段４１の一部に含まれる。
【００２９】
次に、上記構成を有する無人フォークリフト１において、荷物１６の重さに応じて適切な荷物の積み降ろし作業を行うための制御動作について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３０】
たとえば、パレット１５の上に載置されている荷物１６を所定のラック１８の棚１９の上まで運搬する場合には、まず、パレット１５をフォーク１１で支持した状態で所定のラック１８が設置されている箇所まで走行する。この走行の際、コントローラ３は、床面１２上に敷設された磁性体１４を磁気センサ５で検出するとともに、走行エンコーダ６の検出出力に基づいて車体２が所定の軌道に沿って自律走行するように走行駆動装置８およびステアリング装置９を制御する。
【００３１】
車体２がラック１８に接近するまでの途中で、コントローラ３は、昇降モータ２２を駆動してフォーク１１を上昇あるいは下降する（ステップ１）。このフォーク１１を昇降させる際、コントローラ３は、昇降エンコーダ７の検出出力に基づいて運搬中の荷物１６の重さＷを検出する。
【００３２】
すなわち、昇降モータ２２の駆動制御によって荷物１６が載置されたフォーク１１が上昇または下降されると、これに伴って昇降エンコーダ７が回転し、昇降エンコーダ７からは図７に示すように、フォーク１１の昇降距離に応じた個数のパルス列が発生される。この場合、たとえば、図７（ａ）に示すように、単位時間Ｔ当たりのパルス数が多ければフォーク１１の昇降速度が速く、図７（ｂ）パルス数が少ないとフォーク１１の昇降速度は遅くなっている。
【００３３】
そして、このパルス列が演算制御部２７に取り込まれるので、演算制御部２７の速度検出手段４１は、昇降エンコーダ７から出力される単位時間Ｔ当たりのパルス数Ｎをカウントして（ステップ２）、次式に基づいて荷物１６の昇降速度Ｖを算出する（ステップ３）。なお、この昇降速度Ｖは、距離または時間とともに変化するため、昇降開始から所定時間経過後の速度を算出するものとしている。
Ｖ＝ｋ・Ｎ／Ｔ ▲１▼
（ただし、ｋは１パルス当たりに対応するフォークの移動距離）
【００３４】
引き続いて、演算制御部２７の荷重算出手段４２は、上記▲１▼式に基づいて得られた昇降速度Ｖの値と、メモリ２６に記憶されている図３のデータとに基づいて荷物１６の重さＷを算出する（ステップ４，５）。すなわち、荷重算出手段４２は、昇降モータ２２で荷物１６を上昇させるときには、図３の実線で示すデータを利用して▲１▼式で得られた昇降速度Ｖに対応した荷重Ｗの値を決定する。これとは逆に、昇降モータ２２で荷物１６を下降させるときには、図３の破線で示すデータを利用して▲１▼式で得られた昇降速度Ｖに対応した荷重Ｗの値を決定する。
【００３５】
また、傾斜量算出手段４３は、昇降エンコーダ７から出力されるパルス数Ｎからフォーク１１の昇降距離（＝ｋ・Ｎ）を算出し、ラック１８の所定の棚１９の上に荷物１６とパレット１５とを載せることができる高さにフォーク１１が保持された時点で、フォーク１１の基準位置からの昇降高さＨを求める（ステップ６）。
【００３６】
続いて、傾斜量算出手段４３は、フォーク１１の現在の昇降高さＨ、およびフォーク１１に載せられている荷物１６の重さＷの両値から、メモリ２６に記憶されている図４に示す各荷物１６の重さＷに応じたデータを用いてマスト１０の傾斜量Δを決定する（ステップ７，８）。
【００３７】
コントローラ３の演算制御部２７は、走行エンコーダ６の検出出力に基づいて車体２の現在の位置を常時認識しているので（ステップ９）、積降位置調整手段４４は、傾斜量算出手段４３で得られた傾斜量Δのデータを参照して、車体２がラック１８から所定の距離Ｌだけ離れた基準位置からマスト１０の傾斜量Δだけ手前の位置に到達するように走行モータ２３を再度駆動するとともに（ステップ１０）、走行エンコーダ６の検出出力を参照して（ステップ１１）、基準位置からマスト１０の傾斜量Δだけ手前の位置に到達した時点で時点で前進走行を停止する（ステップ１２，１３）。
【００３８】
次いで、コントローラ３は、昇降モータ２２を駆動してフォーク１１を緩やかに下降させて荷物１６が載せられたパレット１５をラック１８の棚１９の上に降ろす。その場合、既に、マスト１０の傾斜量Δを考慮してラック１８との距離が適切になるように調整された後であるから、マスト１０の傾斜量Δが大きいときでも荷物１６は棚１９の所定位置よりも余分に奥側に置いてしまったりすることはなく、常に適切な位置に荷物１６が降ろされる。こうして、荷物１６の運搬が終了すると、コントローラ３は、次の作業のために走行駆動装置８を制御して車体２を後退する。
【００３９】
なお、上記の説明は、荷物１６を運搬してラック１８の棚１９の上に載置する場合について説明したが、ラック１８の棚１９の上にある荷物１６を取り出して他の場所に運搬する場合についても基本的な動作は同じである。ただし、この荷取作業を行う場合、フォーク１１には未だ荷物１６が置かれていないため、マスト１０は幾分後傾していて傾斜量は負の値（−Δ）となる。したがって、車体２がラック１８から所定の距離Ｌだけ離れた基準位置からΔだけ余分にラック１８に近付いた位置に到達した時点で前進走行を停止することになる。
【００４０】
なお、上記の実施の形態では、マスト１０の傾斜量Δに応じて車体２の走行停止位置を調整するようにしたが、マスト１０の傾斜量Δに応じてフォーク１１のリーチ位置を調整するようにしてもよい。
【００４１】
ところで、無人フォークリフトには、図８に示すように、リーチキャリッジ５０の駆動によりマスト５１がリーチレール５２に沿って前後方向に移動するリーチ型のものがある。このようなリーチ型の無人フォークリフトについても本発明は適用可能である。
【００４２】
すなわち、このリーチ型の無人フォークリフトに本発明を適用する場合には、マスト５１のリーチ量を検出する必要があるため、たとえば、リーチキャリッジ５０の部分に磁気スケール５５と磁気センサ５６とからなるリーチ量検出器５４を設ける。そして、図２に示した構成の制御系統に加えて、磁気センサ５６の検出出力をコントローラ３に取り込み、フォーク１１のリーチ位置を油圧モータによるリーチシリンダの駆動にて傾斜量Δに応じて調整するようにする。具体的な制御動作を図９のフローチャートに示す。
【００４３】
図９のフローチャートにおいて、ステップ２１〜ステップ２８までは図６に示したフローチャートに基づく動作と基本的に同じで、フォーク１１の昇降速度の大小に応じて荷物１６の重さを算出し、その重さからマスト５１の傾斜量Δを求めている。こうして、マスト５１の傾斜量Δが決定されると、積降位置調整手段４４によって適正なリーチ移動距離が算出される（ステップ２９）。そして、次に図示しない油圧用モータを駆動しつつ（ステップ３０）、リーチ量検出器５４の磁気センサ５６の検出出力を取り込んで（ステップ３１）、現在のマストのリーチ位置が先に求めた適正なリーチ移動距離に到達すると（ステップ３２）、油圧用モータを停止する（ステップ３３）。
【００４４】
このようにすれば、リーチ型の無人フォークリフトにおいても、荷物１６を適正な位置に積み降ろしすることができる。また、荷物１６を段積みする場合には垂直に積み上げていくことができるため、積み上げた荷物１６の転倒等を防止できる。
【００４５】
上記の実施の形態では、昇降エンコーダ７によって単位時間Ｔ内のパルス数を検出することで荷物１６の昇降速度Ｖを検出するようにしているが、フォーク１１が一定距離Ｌを移動する時間を計測することで、昇降速度Ｖを検出することも可能である。このような場合には、上記のような昇降エンコーダ７を使用する代わりに、マスト１０に対して上下一対のリミットスイッチやフォトカプラなどを一定距離Ｌだけ離して取り付けることで速度検出手段を構成することができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果を奏する。
（１）無人フォークリフトにおいて、荷重の大小による昇降速度の違いから荷重の大きさを算出し、その算出結果に基づいてマストの傾斜量を求め、その傾斜量の大小に応じて自動的に車体の走行停止位置あるいはフォークのリーチ位置が調整されるため、常に適正な状態で荷物の積み降ろし作業を行うことができる。しかも、従来のようなラックビームセンサを特に設けなくても車体の停止位置を確実に調整することができるため、コストダウンを図ることができる。
【００４７】
（２）また、リーチ型の無人フォークリフトにおいては、荷物を適正な位置に積み降ろしすることができる。また、荷重の大小に応じてリーチストロークを調整できるため、荷取り時にリーチストロークが不足するといった不都合も無くすことができる。さらに、荷物を段積みする場合には垂直に積み上げていくことができるため、積み上げた荷物の転倒等を防止できて、安全性も高まる。
【００４８】
（３）また、通常、荷物を載置したフォークの昇降高さを検出するために設けられている既存の昇降エンコーダを速度検出手段の一部として利用すれば、荷重を直接に検出する圧力センサ等を設ける必要がなく、余分なコストアップになるのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る無人フォークリフトで荷物の積み降ろしを行う場合の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る無人フォークリフトにおいて、運転制御を行う制御系統の概略を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態において、フォークに載置された荷物の重さと、そのときのフォークの昇降速度との関係を示す特性図である。
【図４】本発明の実施の形態において、荷物の重さに応じたフォークの昇降高さとマストの傾斜量との関係を示す特性図である。
【図５】荷物の重さに応じたマストの傾斜量と昇降高さとを示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態において、荷物の重さに応じて適切な積み降ろし作業を行うための制御動作のフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態において、昇降エンコーダから出力されるパルス列の一例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態において、リーチ型の無人フォークリフトのリーチ機構部分を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態において、荷物の重さに応じた適切なリーチ量によって積み降ろし作業を行うための制御動作のフローチャートである。
【図１０】従来の無人フォークリフトにおいて、荷物の積み降ろしを行う場合の説明図である。
【符号の説明】
１無人フォークリフト
２車体
３コントローラ
６走行エンコーダ
７昇降エンコーダ
１０マスト
１１フォーク
１６荷物
２６メモリ
２７演算制御部
４１速度検出手段
４２荷重算出手段
４３傾斜量算出手段
４４積降位置調整手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an unmanned forklift that automatically lifts and conveys various kinds of luggage, and more particularly to a technique for performing appropriate loading and unloading control according to the weight of the luggage.
[0002]
[Prior art]
In general, unmanned forklifts used for transporting and unloading various types of goods have been used in recent years due to convenience such as demand for labor saving and good turning ability.
[0003]
By the way, in such a conventional unmanned forklift, as shown in FIG. 10, a controller 3, a magnetic sensor 5, a travel encoder 6, a lift encoder 7, and the like are provided on the vehicle body 2 and are erected in front of the vehicle body 2. The mast 10 is provided with a fork 11 that can be moved up and down, and the controller 3 detects the magnetic body 14 laid on the floor surface 12 with the magnetic sensor 5 and the vehicle body based on the detection output of the traveling encoder 6. 2 is controlled so as to autonomously travel along a predetermined track, and the lifting operation of the fork 5 is controlled based on the detection output of the lifting encoder 14.
[0004]
For example, when the load 16 placed on the pallet 15 is transported to the shelf 19 of the predetermined rack 18, the predetermined rack 18 is first loaded with the pallet 15 supported by the fork 11. The vehicle travels to the place where it is installed, and then approaches the rack 18 while raising and lowering the forks 11 and holding the luggage 16 on the shelf 19 at a predetermined height.
[0005]
Subsequently, the controller 3 stops forward traveling when it arrives at a reference position separated from the rack 18 by a predetermined distance L based on the detection output of the traveling encoder 6, and then gently lowers the fork 11 to lower the pallet 15 Is lowered onto the shelf 19 of the rack 18. As a result, the transportation of the luggage 16 is completed, and the vehicle body 2 is moved backward for the next operation.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such an unmanned forklift, when a load 16 is placed on the fork 11 to perform operations such as loading and transporting, the mast 10 that supports the fork 11 so as to be movable up and down is placed on the fork 11. It deforms according to the weight of the load 16 and tilts forward of the vehicle body 2 from the vertical position. That is, normally, the mast 10 is set to tilt slightly toward the vehicle body 2 from the vertical position with respect to the floor 12 when no load 16 is placed on the fork 11. When is large, the mast 10 and the fork 11 incline forward of the vehicle body 2 from the vertical position.
[0007]
Therefore, when the vehicle body 2 is stopped based on the detection output of the travel encoder 6, the amount of inclination varies depending on the weight of the load 16, so the loading / unloading positions of the load 16 vary, and the loading / unloading operation of the load 16 is performed. This causes the inconvenience that it cannot be performed smoothly.
[0008]
That is, when the amount of forward inclination of the mast 10 is large, the luggage 16 is placed on the far side beyond the predetermined position of the shelf 19, or when the amount of forward inclination of the mast 10 is small, the fork 11 is attached to the pallet 15. When inserting and taking out the load 16, the insertion amount of the fork 11 is insufficient and the pallet 15 cannot be lifted in a stable state.
[0009]
In the prior art, a rack beam sensor 20 as a kind of proximity sensor is provided at the lower base end of the fork 11 so that the stop position of the vehicle body 2 with respect to the rack 18 is always appropriate. There is also provided an apparatus in which the forward traveling of the vehicle body 2 is stopped when the position of the shelf 19 is detected by the sensor 20.
[0010]
However, when such a rack beam sensor 20 is provided, the sensor 20 is required separately, resulting in an increase in cost. Further, when the fork 11 is lowered to the floor surface 12 and picked up, the sensor 20 may come into contact with other foreign matters on the floor surface 12 to damage the sensor 20. Further, when the luggage 16 is placed on a fixed base where the rack 18 is not provided, the rack beam sensor 20 may not be able to detect the fixed base, and the position at which the vehicle body 2 should be stopped is determined. It becomes impossible to judge.
[0011]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and automatically determines the stop position of the vehicle body or the reach position of the fork necessary for loading / unloading of the load according to the weight of the load placed on the fork. It is an object of the present invention to provide an unmanned forklift that can be adjusted and adjusted and loaded and unloaded at all times.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention performs the following.
[0013]
That is, the unmanned forklift according to claim 1 includes a speed detection means for detecting the lifting speed of the load and a load calculation for calculating the weight of the load based on the magnitude of the lifting speed of the load detected by the speed detection means. According to the load amount calculated by the load calculating means, the inclination amount calculating means for determining the inclination amount of the mast corresponding to the load, and the mast inclination amount obtained by the inclination amount calculating means. And a loading / unloading position adjusting means for adjusting at least one of the travel stop position of the vehicle body and the reach position of the fork.
[0014]
As a result, when the load placed on the fork is raised or lowered, the speed when rising is slow when the load is large, and conversely, the speed becomes fast when descending. And the amount of inclination of the mast can be obtained based on the calculation result. Since the travel stop position of the vehicle body or the reach position of the fork is automatically adjusted according to the amount of inclination, the loading and unloading work can always be performed in an appropriate state.
[0015]
The unmanned forklift according to claim 2 is a reach type in which the mast moves in the front-rear direction, and includes a speed detection means for detecting the lifting / lowering speed of the luggage, and a luggage detection detected by the speed detection means. A load calculating means for calculating the weight of the load based on the magnitude of the lifting speed, and an inclination amount calculating means for determining the amount of inclination of the mast corresponding to the load weight calculated by the load calculating means. And a loading / unloading position adjusting means for adjusting the reach position of the fork according to the inclination amount of the mast obtained by the inclination amount calculating means.
[0016]
As a result, when the load placed on the fork is raised or lowered, the speed when rising is slow when the load is large, and conversely, the speed becomes fast when descending. And the amount of inclination of the mast can be obtained based on the calculation result. Since the reach position of the mast is automatically adjusted according to the amount of inclination, it is possible to always carry out the loading and unloading work in an appropriate state.
[0017]
In general, a forklift is provided with a lift encoder that generates a number of pulse trains corresponding to the lift distance of the fork in order to detect the lift height of the fork on which the load is placed. In addition, if this existing lift encoder is used as a part of the speed detection means, it is particularly convenient because it is not necessary to separately provide a pressure sensor or the like for load detection.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory diagram in the case of loading and unloading loads with an unmanned forklift according to an embodiment of the present invention, and parts corresponding to the prior art shown in FIG.
[0019]
In FIG. 1, 1 indicates the entire unmanned forklift, 2 is a vehicle body, 3 is a controller for automatically controlling the unmanned forklift 1, 32 is a traveling wheel provided on the left and right of the front side of the vehicle body 2, and 33 is A single drive steering wheel provided at the rear of the vehicle body 2, 8 is a travel drive device for driving the drive steering wheel 33, and 9 is a steering device for steering the drive steering wheel 33.
[0020]
10 is a mast erected on the front side of the vehicle body 2, 11 is a fork attached to the mast 10 so as to be movable up and down, and 16 is a load placed on the fork 11. Reference numeral 7 denotes a lift encoder for detecting the lift height of the fork 11. The lift encoder 7 and the fork 11 are connected by a wire 30, and an intermediate portion of the wire 30 is guided by a guide roller 31. It has become so. Reference numeral 22 denotes a lifting motor that drives the fork 11 up and down.
[0021]
As the lift encoder 7, for example, a rotary encoder is applied, and the wire 30 is pulled out from the lift encoder 7 as the fork 11 driven by the lift motor 22 rises. As 30 is wound around the lift encoder 7, the lift encoder 7 rotates in accordance with each operation, and in response to this, the lift encoder 7 generates a number of pulse trains corresponding to the lift distance of the fork 11. It has become.
[0022]
Reference numeral 5 denotes a magnetic sensor provided in the vehicle body 2 for autonomously running the unmanned forklift 1, and reference numeral 14 denotes a metal magnetic body embedded in the floor 12 for autonomous running of the unmanned forklift 1.
[0023]
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a control system that performs automatic operation control in the unmanned forklift 1.
[0024]
In the figure, 3 is a controller, 7 is a lift encoder, 8 is a travel drive device, 9 is a steering device, and 22 is a lift motor.
[0025]
The travel drive device 8 detects the travel distance from the travel motor 23 for driving the drive steering wheel 33, the travel motor drive unit 24 that is a rotational drive circuit of the travel motor 23, and the rotational speed of the travel motor 23. An encoder 6 is provided.
[0026]
The controller 3 is composed of a microcomputer or the like, and includes a memory 26 and a calculation control unit 27 configured by a CPU or the like. The memory 26 is composed of a ROM, a RAM, an external storage device, or the like. The memory 26 has a weight W as shown in FIG. 3 and a lifting speed V of the fork 11 under each load as shown in FIG. And the data indicating the relationship between the lifting height H of the fork 11 and the inclination amount Δ of the mast 10 according to the weight W of each load 16 as shown in FIG. Has been remembered. Here, the inclination amount Δ is a horizontal movement distance when the mast 10 is inclined from a reference position (for example, a vertical position) as shown in FIG.
[0027]
That is, when the load 16 placed on the fork 11 is moved up and down, when a large load is applied to the fork 11, the speed at the time of rising is slow, and conversely, the speed at the time of falling is fast. As shown in FIG. 3, the memory 26 stores data indicating the relationship between the load W and the lifting speed V when the load 16 is lifted so as to correspond to the rising and lowering states (see FIG. 3). And the data (indicated by the broken line in the figure) indicating the relationship between the load W and the lifting speed V when the load 16 is lowered. Further, since the inclination amount Δ of the mast 10 is influenced not only by the height H of the fork 11 but also by the weight W of the load 16, the memory 26 stores the load 16 as shown in FIG. Data indicating the relationship between the lifting height H of the fork 11 and the inclination amount Δ of the mast 10 corresponding to each weight W (W0, W1, W2,...) Is stored).
[0028]
The arithmetic control unit 27 controls each of the above-described units 8, 9, 22,..., A speed detection means 41 for detecting the ascending / descending speed V of the luggage 16, and a luggage detected by the speed detection means 41. The load calculating means 42 for calculating the weight W of the load 16 based on the magnitude of the ascending / descending speed V, and the mast 10 corresponding to the weight W of the load 16 calculated by the load calculating means 42. Inclination amount calculation means 43 for obtaining the inclination amount Δ of the vehicle body 2 and operation control means 44 for controlling the travel stop position of the vehicle body 2 in accordance with the inclination amount Δ of the mast 10 obtained by the inclination amount calculation means 43. Has been. The lift encoder 7 is included in a part of the speed detection means 41.
[0029]
Next, in the unmanned forklift 1 having the above-described configuration, a control operation for performing an appropriate loading / unloading operation according to the weight of the load 16 will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
[0030]
For example, when transporting the load 16 placed on the pallet 15 to the shelf 19 of the predetermined rack 18, the predetermined rack 18 is first installed with the pallet 15 supported by the fork 11. Drive to where you are. During this traveling, the controller 3 detects the magnetic body 14 laid on the floor surface 12 with the magnetic sensor 5, and the vehicle body 2 autonomously travels along a predetermined track based on the detection output of the traveling encoder 6. In this way, the traveling drive device 8 and the steering device 9 are controlled.
[0031]
On the way until the vehicle body 2 approaches the rack 18, the controller 3 drives the elevating motor 22 to raise or lower the fork 11 (step 1). When the fork 11 is moved up and down, the controller 3 detects the weight W of the package 16 being transported based on the detection output of the lift encoder 7.
[0032]
That is, when the fork 11 on which the load 16 is placed is raised or lowered by the drive control of the lifting motor 22, the lifting encoder 7 is rotated along with this, and the lifting encoder 7 starts to move to the fork as shown in FIG. The number of pulse trains corresponding to 11 lift distances is generated. In this case, for example, as shown in FIG. 7A, if the number of pulses per unit time T is large, the fork 11 moves up and down, and if the number of pulses is small, the fork 11 moves up and down slowly. It has become.
[0033]
Then, since this pulse train is taken into the calculation control unit 27, the speed detection means 41 of the calculation control unit 27 counts the number N of pulses per unit time T output from the lift encoder 7 (step 2). The lifting / lowering speed V of the load 16 is calculated based on the equation (step 3). In addition, since this raising / lowering speed V changes with distance or time, suppose that the speed after predetermined time progress is calculated from the raising / lowering start.
V = k · N / T (1)
(Where k is the fork travel distance per pulse)
[0034]
Subsequently, the load calculating means 42 of the arithmetic control unit 27 determines the load 16 on the basis of the value of the lifting speed V obtained based on the above equation (1) and the data of FIG. The weight W is calculated (steps 4 and 5). In other words, the load calculating means 42 determines the value of the load W corresponding to the lifting speed V obtained by the equation (1) using the data shown by the solid line in FIG. To do. On the contrary, when the load 16 is lowered by the elevating motor 22, the value of the load W corresponding to the elevating speed V obtained by the equation (1) is determined using the data shown by the broken line in FIG.
[0035]
Further, the tilt amount calculation means 43 calculates the lift distance (= k · N) of the fork 11 from the pulse number N output from the lift encoder 7, and the load 16 and the pallet 15 are placed on a predetermined shelf 19 of the rack 18. When the fork 11 is held at a height at which the fork 11 can be placed, the elevation height H from the reference position of the fork 11 is obtained (step 6).
[0036]
Subsequently, the inclination amount calculation means 43 is shown in FIG. 4 stored in the memory 26 from both values of the current elevation height H of the fork 11 and the weight W of the load 16 placed on the fork 11. An inclination amount Δ of the mast 10 is determined using data corresponding to the weight W of each load 16 (steps 7 and 8).
[0037]
Since the arithmetic control unit 27 of the controller 3 always recognizes the current position of the vehicle body 2 based on the detection output of the travel encoder 6 (step 9), the loading / unloading position adjusting means 44 is an inclination amount calculating means 43. With reference to the obtained data of the amount of inclination Δ, the travel motor 23 is driven again so that the vehicle body 2 reaches the position in front of the mast 10 by the amount of inclination Δ of the mast 10 from the reference position separated from the rack 18 by a predetermined distance L. At the same time (step 10), referring to the detection output of the travel encoder 6 (step 11), the forward travel is stopped at the point in time when the position reaches the position before the reference position by the inclination amount Δ of the mast 10 (step 12). , 13).
[0038]
Next, the controller 3 drives the elevating motor 22 to gently lower the fork 11 to lower the pallet 15 on which the load 16 is placed on the shelf 19 of the rack 18. In this case, since the amount of inclination Δ of the mast 10 has already been adjusted so that the distance from the rack 18 is appropriate, the luggage 16 is placed on the shelf 19 even when the amount of inclination Δ of the mast 10 is large. The baggage 16 is always unloaded at an appropriate position without being placed on the far side beyond the predetermined position. Thus, when the transportation of the luggage 16 is completed, the controller 3 controls the traveling drive device 8 to move the vehicle body 2 backward for the next work.
[0039]
In the above description, the case where the luggage 16 is transported and placed on the shelf 19 of the rack 18 is described. However, the luggage 16 on the shelf 19 of the rack 18 is taken out and transported to another place. The basic operation is the same for each case. However, when performing this cargo pickup operation, since the load 16 is not yet placed on the fork 11, the mast 10 is tilted somewhat backward and the amount of tilt becomes a negative value (−Δ). Therefore, the forward travel is stopped when the vehicle body 2 reaches a position that is closer to the rack 18 by Δ from the reference position that is a predetermined distance L away from the rack 18.
[0040]
In the above-described embodiment, the travel stop position of the vehicle body 2 is adjusted according to the inclination amount Δ of the mast 10. However, the reach position of the fork 11 is adjusted according to the inclination amount Δ of the mast 10. It may be.
[0041]
By the way, as shown in FIG. 8, there is a reach type of unmanned forklift in which the mast 51 moves in the front-rear direction along the reach rail 52 by driving the reach carriage 50. The present invention is also applicable to such reach type unmanned forklifts.
[0042]
That is, when the present invention is applied to this reach-type unmanned forklift, it is necessary to detect the reach amount of the mast 51. Therefore, for example, a reach comprising a magnetic scale 55 and a magnetic sensor 56 in the reach carriage 50 portion. A quantity detector 54 is provided. In addition to the control system having the configuration shown in FIG. 2, the detection output of the magnetic sensor 56 is taken into the controller 3, and the reach position of the fork 11 is adjusted according to the tilt amount Δ by driving the reach cylinder with a hydraulic motor. Like that. A specific control operation is shown in the flowchart of FIG.
[0043]
In the flowchart of FIG. 9, steps 21 to 28 are basically the same as the operations based on the flowchart shown in FIG. 6, and the weight of the load 16 is calculated according to the elevation speed of the fork 11 and the weight is calculated. From this, the inclination amount Δ of the mast 51 is obtained. Thus, when the inclination amount Δ of the mast 51 is determined, an appropriate reach movement distance is calculated by the loading / unloading position adjusting means 44 (step 29). Next, while driving a hydraulic motor (not shown) (step 30), the detection output of the magnetic sensor 56 of the reach amount detector 54 is taken in (step 31), and the current mast reach position is obtained from the appropriateness previously obtained. When the reach reach distance is reached (step 32), the hydraulic motor is stopped (step 33).
[0044]
In this way, the load 16 can be loaded and unloaded at an appropriate position even in a reach type unmanned forklift. In addition, since the packages 16 can be stacked vertically, the stacked packages 16 can be prevented from falling over.
[0045]
In the above embodiment, the lifting speed of the load 16 is detected by detecting the number of pulses in the unit time T by the lifting encoder 7, but the time for the fork 11 to move the fixed distance L is measured. By doing so, it is also possible to detect the elevation speed V. In such a case, instead of using the lift encoder 7 as described above, the speed detection means is configured by attaching a pair of upper and lower limit switches, a photocoupler, etc. to the mast 10 apart by a certain distance L. be able to.
[0046]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
(1) In an unmanned forklift, the magnitude of the load is calculated from the difference in lifting speed depending on the magnitude of the load, the amount of inclination of the mast is obtained based on the result of the calculation, and the vehicle body is automatically adjusted according to the magnitude of the amount of inclination. Since the travel stop position or the reach position of the fork is adjusted, the loading and unloading work can be performed in an appropriate state at all times. In addition, since the stop position of the vehicle body can be reliably adjusted without providing a conventional rack beam sensor, the cost can be reduced.
[0047]
(2) In a reach type unmanned forklift, it is possible to load and unload a load at an appropriate position. In addition, since the reach stroke can be adjusted according to the magnitude of the load, it is possible to eliminate the inconvenience that the reach stroke is insufficient during loading. Furthermore, since the packages can be stacked vertically when stacked, the stacked packages can be prevented from falling and the safety is also improved.
[0048]
(3) In addition, a pressure sensor that directly detects a load if an existing lift encoder that is usually provided to detect the lift height of a fork on which a load is placed is used as part of the speed detection means. It is not necessary to provide the like, and it is possible to avoid an extra cost increase.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram when loading / unloading a load with an unmanned forklift according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a control system that performs operation control in the unmanned forklift according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the weight of the load placed on the fork and the lifting speed of the fork at that time in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the height of the fork according to the weight of the load and the amount of inclination of the mast in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a mast inclination amount and an elevation height according to the weight of a load.
FIG. 6 is a flowchart of a control operation for performing an appropriate loading / unloading operation according to the weight of a load in the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a pulse train output from the lift encoder in the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing a reach mechanism portion of a reach-type unmanned forklift in the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart of a control operation for performing the loading / unloading operation with an appropriate reach amount according to the weight of the load in the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram when loading and unloading loads in a conventional unmanned forklift.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Unmanned forklift 2 Car body 3 Controller 6 Travel encoder 7 Lift encoder 10 Mast 11 Fork 16 Luggage 26 Memory 27 Calculation control part 41 Speed detection means 42 Load calculation means 43 Inclination amount calculation means 44 Unloading position adjustment means

Claims

Speed detecting means for detecting the lifting speed of the load;
Load calculating means for calculating the weight of the load based on the magnitude of the lifting speed of the load detected by the speed detecting means;
In accordance with the weight of the load calculated by the load calculating means, an inclination amount calculating means for obtaining an inclination amount of the mast corresponding thereto,
A loading / unloading position adjusting means for adjusting at least one of the travel stop position of the vehicle body and the reach position of the fork according to the inclination amount of the mast obtained by the inclination amount calculating means,
An unmanned forklift characterized by comprising:

A speed detection means for detecting a lifting speed of the load, which is a reach type in which the mast moves along the front-rear direction;
Load calculating means for calculating the weight of the load based on the magnitude of the lifting speed of the load detected by the speed detecting means;
In accordance with the weight of the load calculated by the load calculating means, an inclination amount calculating means for obtaining an inclination amount of the mast corresponding thereto,
A loading / unloading position adjusting means for adjusting the reach position of the fork according to the inclination amount of the mast obtained by the inclination amount calculating means,
An unmanned forklift characterized by comprising:

3. The unmanned forklift according to claim 1, wherein the speed detection unit includes a lift encoder that generates a number of pulse trains in accordance with a lift distance of the fork.