JP6877206B2 - 水平搬送台車 - Google Patents

Description

本発明は、建設現場などにおいて資機材などの被搬送物を水平搬送する水平搬送台車に関するものである。

従来より、建設業において労働者不足を補うために作業の自動化が求められており、中でも多くの人工がかかっている資材搬送はその筆頭である。資材搬送を自動化する上で自走台車を用いるケースは多く、特に現場条件に適した自走台車が採用される傾向にある。こうした自走台車として、例えば特許文献１に示すような台車が知られている。この台車は、カウンターウエイトを持たないシザースリフト方式の自走台車であり、台車と積載物の重量を建設現場の床耐荷重以内に抑えるようになっている。

特開平０６−３２２２７号公報

上述したように、上記の特許文献１の台車では、床耐荷重以内に台車と積載物の重量を抑えるために、カウンターウエイト方式ではなくシザースリフト方式を採用しているが、この台車では、フォークリフトのフォーク部分に資材等の被搬送物を預けて持ち上げた状態で水平搬送動作を行うため、重心が高く不安定で搬送対象物が限られるという問題がある。

このため、重心が低く安定して被搬送物を水平搬送することのできる軽量の台車が求められていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、重心が低く安定して被搬送物を水平搬送することのできる軽量の水平搬送台車を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る水平搬送台車は、被搬送物を水平搬送するための水平搬送台車であって、荷取りした搬送物を預けるための台座部と、駆動輪および操舵輪とを有する台車本体と、台車本体に取り付けられ、被搬送物を外部から台座部に荷取り／荷下ろしするためのフォークリフトと、このフォークリフトを前後方向に伸縮する伸縮機構および上下方向に昇降する昇降機構と、被搬送物を荷取り／荷下ろし中のフォークリフトが片持ち状態になることを防ぐために床面とフォークリフトの間に設けられ、展開してフォークリフトを下側から支持するシザース状のシザースリンク機構と、このシザースリンク機構を全方向に移動可能に支持する全方向移動車輪とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る他の水平搬送台車は、上述した発明において、台車本体の自己位置を推定する自己位置推定手段と、自己位置と被搬送物の位置関係を認識する位置関係認識手段と、自己位置と位置関係に基づいて、駆動輪および操舵輪による台車本体の移動と伸縮機構および昇降機構によるフォークリフトの動作を制御する制御手段とをさらに備えることを特徴とする。

また、本発明に係る他の水平搬送台車は、上述した発明において、制御手段は、無線または有線の通信手段を介して外部より遠隔制御されることを特徴とする。

また、本発明に係る他の水平搬送台車は、上述した発明において、施工現場の位置情報を表す図面データに基づいて自己位置を推定しながら自律走行可能であることを特徴とする。

本発明に係る水平搬送台車によれば、被搬送物を水平搬送するための水平搬送台車であって、荷取りした搬送物を預けるための台座部と、駆動輪および操舵輪とを有する台車本体と、台車本体に取り付けられ、被搬送物を外部から台座部に荷取り／荷下ろしするためのフォークリフトと、このフォークリフトを前後方向に伸縮する伸縮機構および上下方向に昇降する昇降機構と、被搬送物を荷取り／荷下ろし中のフォークリフトが片持ち状態になることを防ぐために床面とフォークリフトの間に設けられ、展開してフォークリフトを下側から支持するシザース状のシザースリンク機構と、このシザースリンク機構を全方向に移動可能に支持する全方向移動車輪とを備えるので、台車重量の増大を回避しながらフォークリフトの安定性を高めることができる。このため、重心が低く安定して被搬送物を水平搬送することのできる軽量の水平搬送台車を提供することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の水平搬送台車によれば、台車本体の自己位置を推定する自己位置推定手段と、自己位置と被搬送物の位置関係を認識する位置関係認識手段と、自己位置と位置関係に基づいて、駆動輪および操舵輪による台車本体の移動と伸縮機構および昇降機構によるフォークリフトの動作を制御する制御手段とをさらに備えるので、自律走行による被搬送物の荷取り／荷下ろしを実現することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の水平搬送台車によれば、制御手段は、無線または有線の通信手段を介して外部より遠隔制御されるので、水平搬送台車を遠隔操作することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の水平搬送台車によれば、施工現場の位置情報を表す図面データに基づいて自己位置を推定しながら自律走行可能であるので、水平搬送台車の自律走行を実現することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る水平搬送台車の実施の形態を示す概略斜視図（搬送モード時）である。 図２は、本発明に係る水平搬送台車の実施の形態を示す概略斜視図（荷取時）である。 図３は、図２の水平搬送台車を下面から見た概略斜視図（荷取時）である。

以下に、本発明に係る水平搬送台車の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１〜図３に示すように、本発明に係る水平搬送台車１０は、資機材などの荷（被搬送物）を水平搬送するための台車であって、台車本体１２と、フォークリフト１４とを備える。なお、各図においてはフォークリフト１４を実線ではなく一点鎖線で図示している。

台車本体１２は、側面視で略Ｌ字状断面の構造体であり、立壁部１６と、台座部１８とからなる。この台車本体１２は、フォークリフト１４を前後方向に伸縮させる伸縮機構２０と、上下方向に昇降させる昇降機構２２を有する。立壁部１６は、台座部１８の後端から上方に立ち上がった壁状の部分である。台座部１８は、フォークリフト１４で荷取りした資材を預けるための平坦な部分であり、フォークリフト１４を挟んで左側、中央側、右側の３か所の台座部１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃに分離している。それぞれの台座部１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃには、被搬送物である図示しない資材パレットの３か所の端太角が積載可能となっている。また中央側の台座部１８Ｂの前端面には、２眼カメラセンサー２４（位置関係認識手段）が取り付けられている。この２眼カメラセンサー２４は、資材パレットや資材などの被搬送物に貼付した図示しないマーカーに対しての相対距離と角度を算出するカメラセンサーである。この２眼カメラセンサー２４でマーカーを読み取ることで、被搬送物と台車本体１２の位置関係（相対位置）を検出可能であり、この検出結果を利用して台車本体１２の被搬送物への正対が可能になる。

図３に示すように、台車本体１２の下面の四隅側には、電動の駆動操舵輪２６と、操舵輪２８が設けられている。駆動操舵輪２６は、台車本体１２の下面の後側左右に位置し、水平搬送台車１０と水平搬送台車１０に積載された荷の荷重を支えながら水平搬送台車１０を自在に移動させるためのものである。操舵輪２８は、台車本体１２の下面の前側左右に位置し、水平搬送台車１０を自在に移動させるためのものである。この操舵輪２８も駆動操舵輪２６とともに、水平搬送台車１０と水平搬送台車１０に積載された荷の荷重を支える。水平搬送台車１０の自在な動きを実現するために、操舵輪２８と駆動操舵輪２６は互いに独立して操舵される。

フォークリフト１４は、図示しないヤードから荷を水平搬送台車１０に荷取り／荷下ろしするためのものであり、伸縮機構２０および昇降機構２２を介して台車本体１２に取り付けられる。このフォークリフト１４は、中央側の台座部１８Ｂの両側の溝３０に平行に配置された前後方向に延びる２本の長尺箱状のフォーク３２と、フォーク３２の後端どうしを逆Ｕ字状に連結し、伸縮機構２０および昇降機構２２に取り付けられた連結フレーム３４とを有する。

フォーク３２の下側には、２本のリンク部材３６をシザース状（Ｘ字状）に組み立てたシザースリンク機構３８が設けられる。このシザースリンク機構３８は、フォークリフト１４のフォーク３２が片持状態になることを防ぐためのものである。通常、フォーク３２が片持状態になると荷上げ時に転倒を防ぐカウンターウェイトが必要になる。これにより台車重量が増加し、水平搬送台車１０が配置される建築物の床耐荷重を超えてしまう場合がある。これに対し、本実施の形態によれば、シザースリンク機構３８によってカウンターウェイトなしでフォーク作業ができるので、台車の軽量化が可能になり、建築物の床補強なしに水平搬送台車１０を適用できる。

このシザースリンク機構３８の一方のリンク部材３６の前端下部には、全方向移動車輪４０が取り付けられている。この全方向移動車輪４０は、シザースリンク機構３８を全方向に移動可能に支持する非駆動の車輪であり、例えばオムニホイール（登録商標）などにより構成することができる。このオムニホイールとしては、車軸に取り付けられたホイール本体と、このホイール本体の周面の周方向に沿って所定間隔に配置された複数の回転自在な樽型ローラとを備えた公知の構造を用いることができる。この構造では、ホイール本体が車軸の回転方向に車軸と一体に回転可能であるとともに、樽型ローラによって車軸の軸方向にも移動可能である。

全方向移動車輪４０は、シザースリンク機構３８を含めた上載荷重の一部を支持している。この全方向移動車輪４０は、シザースリンク機構３８の前端下部が接地した状態で、水平搬送台車１０が方向転換したり、移動したりすることを可能にし、さらにシザースリンク機構３８の滑らかな展開動作・収縮動作を実現する。この全方向移動車輪４０が常時接地していることで、荷取り／荷下ろし動作から搬送動作に移行する際に、シザースリンク機構３８を引き上げて非接地状態にしたり、搬送動作から荷取り／荷下ろし動作に移行する際に、シザースリンク機構３８を下ろして接地状態にするような操作は不要となる。

なお、上記のリンク部材３６の後端上部はフォーク３２の後端下部に回動自在に固定される。他方のリンク部材３６の後端下部は、後述するように下部フレーム４４に回動自在に固定され、前端上部はフォーク３２の前端下部に回動自在に固定される。

フォークリフト１４の昇降機構２２は、中央側の台座部１８Ｂを跨いで上方に配置された門型の上部フレーム４２と、上部フレーム４２内の下部に配置された下部フレーム４４と、下部フレーム４４とフォークリフト１４の連結フレーム３４の間を上下に繋ぐシリンダー４６と、シリンダー４６を駆動する図示しない昇降駆動源とからなる。シリンダー４６下端は下部フレーム４４の上端面に固定され、シリンダー４６から上方に突出したピストンロッド４８の上端部５０は接続部材５２を介して連結フレーム３４に固定されている。この機構において、シリンダー４６からピストンロッド４８が上方に伸張すると上端部５０、接続部材５２、連結フレーム３４を介してフォーク３２が上昇する。一方、ピストンロッド４８が収縮すると連結フレーム３４を介してフォーク３２が下降する。このとき、シザースリンク機構３８はフォーク３２を支持しながらフォーク３２の上昇／下降に応じて展開変形／収縮変形する。

下部フレーム４４は、中央側の台座部１８Ｂの上面および側面に沿った逆Ｕ字状の中央部４４Ａと、中央部４４Ａの下端から溝３０内を左右方向外側に延びる側部４４Ｂとからなる。この側部４４Ｂの前側には接続部材５８が取り付けてあり、接続部材５８にはシザースリンク機構３８の片方のリンク部材３６の後端下部が回動自在に接続している。

フォークリフトの伸縮機構２０は、左側および右側の台座部１８Ａ、１８Ｃの内側面において前後方向に延設したレールと、このレールに沿って上部フレーム４２の下端を台座部１８に沿って前後方向にスライドさせる図示しないスライダーと、スライダーを駆動する図示しない伸縮駆動源とからなる。この伸縮機構２０において、上部フレーム４２がレールの後端にスライド移動すると、下部フレーム４４、連結フレーム３４も上部フレーム４２と一体として移動する。これにより、フォーク３２は収縮して台座部１８の間の溝３０に入り込んで台座部１８Ａ、１８Ｃと台座部１８Ｂの間に収まるとともに、上部フレーム４２も台車本体１２の立壁部１６の凹部１６Ａに収まる。逆に、上部フレーム４２がレールの前端にスライド移動すると、下部フレーム４４、連結フレーム３４も上部フレーム４２と一体として移動し、フォーク３２は伸張して台座部１８の間の溝３０から前方に突出した状態となる。

また、上記の水平搬送台車１０は、台車本体１２の自己位置を推定する図示しないレーザーセンサー（自己位置推定手段）と、自己位置と被搬送物の位置関係を認識する上述した２眼カメラセンサー２４（位置関係認識手段）と、推定した自己位置と認識した位置関係に基づいて、駆動操舵輪２６、操舵輪２８による台車本体１２の移動と、伸縮機構２０および昇降機構２２によるフォークリフト１４の動作を制御する図示しない制御手段とを備えている。この制御手段は、無線または有線の通信手段を介して外部より遠隔制御可能となっている。

レーザーセンサーは、レーザー光を周辺に照射することによって周辺の形状などの状態を２次元情報として取得可能なセンサーである。このセンサーにより取得した２次元情報を、水平搬送台車１０が使用される建設現場の既知の図面情報と重ね合わせて使用することで、水平搬送台車１０の現在位置を割り出すことができる。

（荷取り／荷下ろし作業）
次に、上記の水平搬送台車１０による荷取り／荷下ろし作業時のフローについて説明する。

まず、被搬送物である資材を積載する資材パレットに水平搬送台車１０を正対させる。

次に、伸縮機構２０でフォークリフト１４を前方に伸張させ、フォーク３２を資材パレットに挿し込む。続いて、昇降機構２２のピストンロッド４８を上方に伸張してフォーク３２を上昇させ、資材を資材パレットごと荷取る。ここで、シザースリンク機構３８はフォーク３２を下側より支持しながらフォーク３２の上昇動作に連動して展開する。この間、全方向移動車輪４０は接地しており、シザースリンク機構３８を支持しながら滑らかな展開動作を実現する。

次に、伸縮機構２０でフォークリフト１４を後方に収縮する。このとき、フォーク３２はシザースリンク機構３８によって下側から支持された状態で後方に収縮移動する。この間、全方向移動車輪４０は接地しており、シザースリンク機構３８を支持しながら滑らかな収縮動作を実現する。続いて、昇降機構２２でフォーク３２を下降して、資材および資材パレットを台座部１８に積み替える。収縮したシザースリンク機構３８の前端下部には全方向移動車輪４０が接地しているので、水平搬送台車１０はこの後すぐに所定の搬送先に向けて発進可能な状態となる。

このように、本実施の形態の水平搬送台車１０によれば、被搬送物の積載／搬送を行うことで、フォークリフト台車の資材への適応性を損なうことなく、搬送時の台車重心を低く保って安定した資材搬送が可能になる。また、シザースリンク機構３８の下部には全方向移動車輪４０が常時接地しているので、荷取り／荷下ろし動作と搬送動作の切り替えの際に、シザースリンク機構３８を引き上げたり、下ろしたりする操作は不要となる。

（搬送動作）
次に、上記の水平搬送台車１０の搬送動作について説明する。上述したように、水平搬送台車１０は、台車本体１２の自己位置を推定するレーザーセンサーと、自己位置と被搬送物の位置関係を認識する２眼カメラセンサー２４と、推定した自己位置と認識した位置関係に基づいて、駆動操舵輪２６、操舵輪２８による台車本体１２の移動と、伸縮機構２０および昇降機構２２によるフォークリフト１４の動作を制御する制御手段とを備えるため、建設現場の既知の図面データとレーザーセンサーによる２次元測域情報を重ね合わせることで自己位置を推定しながら自律走行可能である。このため、磁気テープなどの進路を誘導する手段を要しない。したがって、台車軌道の無軌道化を実現することができる。また、制御手段によって、自己位置を推定しながらの移動、被搬送物である荷への正対、フォークリフト１４による荷取り／荷下ろしが可能である。

例えば、荷取りをする場合には、制御手段は２眼カメラセンサー２４を介して資材パレットとの距離、角度を把握して、資材パレットに対して台車本体１２を正対させた後、昇降機構２２、伸縮機構２０を介してフォークリフト１４を動作して資材パレットを荷取りすればよい。そして、レーザーセンサーを介して自己位置を推定しながら建設現場内を移動し、所定の位置において荷下ろしをすればよい。

このように、本実施の形態によれば、建設現場における搬送作業の自動化／省人化が可能である。また、建物の床補強なしに適用できる自動搬送システムを構築することができる。さらに、低重心型のフォークリフト台車による搬送システムの安定性と安全性の向上が図られる。また、フォークリフト台車の採用による多種多様な荷への対応が可能である。さらに、台車を誘導するための磁気テープ等を床に張り付ける必要がないため、計画変更に柔軟に対応できる自動搬送システムの構築が可能である。

以上説明したように、本発明に係る水平搬送台車によれば、被搬送物を水平搬送するための水平搬送台車であって、荷取りした搬送物を預けるための台座部と、駆動輪および操舵輪とを有する台車本体と、台車本体に取り付けられ、被搬送物を外部から台座部に荷取り／荷下ろしするためのフォークリフトと、このフォークリフトを前後方向に伸縮する伸縮機構および上下方向に昇降する昇降機構と、被搬送物を荷取り／荷下ろし中のフォークリフトが片持ち状態になることを防ぐために床面とフォークリフトの間に設けられ、展開してフォークリフトを下側から支持するシザース状のシザースリンク機構と、このシザースリンク機構を全方向に移動可能に支持する全方向移動車輪とを備えるので、台車重量の増大を回避しながらフォークリフトの安定性を高めることができる。このため、重心が低く安定して被搬送物を水平搬送することのできる軽量の水平搬送台車を提供することができる。

また、本発明に係る他の水平搬送台車によれば、台車本体の自己位置を推定する自己位置推定手段と、自己位置と被搬送物の位置関係を認識する位置関係認識手段と、自己位置と位置関係に基づいて、駆動輪および操舵輪による台車本体の移動と伸縮機構および昇降機構によるフォークリフトの動作を制御する制御手段とをさらに備えるので、自律走行による被搬送物の荷取り／荷下ろしを実現することができる。

また、本発明に係る他の水平搬送台車によれば、制御手段は、無線または有線の通信手段を介して外部より遠隔制御されるので、水平搬送台車を遠隔操作することができる。

また、本発明に係る他の水平搬送台車によれば、施工現場の位置情報を表す図面データに基づいて自己位置を推定しながら自律走行可能であるので、水平搬送台車の自律走行を実現することができる。

以上のように、本発明に係る水平搬送台車は、建設現場などにおいて資機材などの被搬送物を水平搬送するのに有用であり、特に、様々な建設現場に柔軟に対応でき、安定性の高い水平搬送台車を提供するのに適している。

１０ 水平搬送台車
１２ 台車本体
１４ フォークリフト
１６ 立壁部
１６Ａ 凹部
１８，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ 台座部
２０ 伸縮機構
２２ 昇降機構
２４ ２眼カメラセンサー（位置関係認識手段）
２６ 駆動操舵輪
２８ 操舵輪
３０ 溝
３２ フォーク
３４ 連結フレーム
３６ リンク部材
３８ シザースリンク機構
４０ 全方向移動車輪
４２ 上部フレーム
４４ 下部フレーム
４４Ａ 中央部
４４Ｂ 側部
４６ シリンダー
４８ ピストンロッド
５０ 上端部
５２，５８ 接続部材

Claims (4)

1. 被搬送物を水平搬送するための水平搬送台車であって、
   荷取りした搬送物を預けるための台座部と、互いに独立して操舵される駆動輪および操舵輪とを有する台車本体と、
   台車本体に取り付けられ、被搬送物を外部から台座部に荷取り／荷下ろしするためのフォークリフトと、このフォークリフトを前後方向に伸縮する伸縮機構および上下方向に昇降する昇降機構と、被搬送物を荷取り／荷下ろし中のフォークリフトが片持ち状態になることを防ぐために床面とフォークリフトの間に設けられ、展開してフォークリフトを下側から支持するシザース状のシザースリンク機構と、このシザースリンク機構の下部に取り付けられるとともに、前記シザースリンク機構を全方向に移動可能に支持する全方向移動車輪とを備え、前記全方向移動車輪は、床面に常時接地していることを特徴とする水平搬送台車。
2. 台車本体の自己位置を推定する自己位置推定手段と、自己位置と被搬送物の位置関係を認識する位置関係認識手段と、自己位置と位置関係に基づいて、駆動輪および操舵輪による台車本体の移動と伸縮機構および昇降機構によるフォークリフトの動作を制御する制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の水平搬送台車。
3. 制御手段は、無線または有線の通信手段を介して外部より遠隔制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の水平搬送台車。
4. 施工現場の位置情報を表す図面データに基づいて自己位置を推定しながら自律走行可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の水平搬送台車。

Images