JPH04341499A - 無人フォ−クリフトの荷役制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無人フォ−クリフトの荷
役制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の無人フォ−クリフトの場合、フォ
−ク上に載置された荷物の有無の判別およびフォ−ク上
に荷物が安定した状態で載置されているかどうかの判断
は、フォ−ク上面に加わる荷物の負荷を検知するリミッ
トスイッチ等よりなる荷有センサと、バックレストに設
けられたリミットスイッチ等よりなる荷確認センサとに
よって行われている。

【０００３】そして、フォ−ク上に荷物を載置した状態
より、所定の揚高位置（目標揚高位置）である、例えば
床面まで荷物を降ろす際には、前記荷有センサと荷確認
センサとによって、荷物の有無の確認と、荷物がフォ−
クに深くかつ確実に差し込まれた状態でフォ−ク上に載
置されているかどうかの確認を行った後、フォ−クを下
降させる（リフト下降動作）。

【０００４】さらに、下降するフォ−クに載置されてい
る荷物が所定の揚高位置（減速開始揚高位置）まで降下
した時点で、荷物に不要な衝撃を与えないようにフォ−
クの下降速度を減速し、緩速で停止させる荷降し動作を
行う。このリフト下降動作から荷降し動作への切換は、
荷降し動作に要するその規定されたフォ−ク下降距離に
相当する揚高位置（減速開始揚高位置）をメモリに記憶
しておき、フォ−クを下降させる時、フォ−ク揚高位置
検出装置が検出したその時の実際のフォ−ク位置と、メ
モリに記憶しておいた揚高位置（減速開始揚高位置）と
を比較して一致した時に行っている。

【０００５】また、荷物が目標揚高位置である、例えば
、床面に達したかどうかの判定は荷有センサによりフォ
−ク上面に加わる荷物の負荷が減少もしくは無くなるこ
とをもってする。また、リフト昇降動作における昇降速
度制御については、特開昭６０−２３６９９８号公報に
示されるように、フォ−クの作動速度を荷物の重量に応
じて変化させる方法、つまり、負荷が大きい程、低速作
動とする方法をとることで、荷崩れや荷物の落下を防ぎ
、安全を図ると共に作業能率を向上させていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の技術
では、リフト下降動作を妨げる障害物を検知し、それに
応じてリフト下降動作を制御する機能を有していない。 従って、例えば無人フォ−クリフトの搬送作業経路上に
人為的ミスにより置き忘れられた荷物等があったり、無
人フォ−クリフトの移載ティ−チングデ−タを誤って設
定した為に、荷物や建造物等がリフトの昇降動作経路上
に位置している場合には、フォ−クの下降動作が妨げら
れるという問題があった。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、リフト下降動作にお
いて、障害物の有無を正確かつ確実に検知してリフト下
降動作を制御することができる無人フォ−クリフトの荷
役制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、フォ−クに載置した荷物を目標揚高位置ま
で下降させる際、予め設定した目標揚高位置の手前の減
速開始揚高位置まで所定の下降速度のリフト下降動作を
行い、減速開始揚高位置に到達した後は下降速度より遅
い下降速度の荷降し動作を行って目標揚高位置まで下降
させるようにした無人フォ−クリフトの荷役制御装置に
おいて、フォ−クに設けられ、載置されている荷物が正
常に載置されているかを検出する荷物検出手段と、フォ
−クに載置された荷物の不安定状態を計時する計時手段
と、リフト下降動作時において、荷物検出手段がフォ−
クに荷物が正常に載置されていないことを検知した時、
計時手段を駆動させ、荷物検出手段が荷物の載置されて
いることを検知した時、計時手段をリセットさせるタイ
マ−駆動手段と、計時手段が予め設定した時間を計時し
た時、リフト下降動作を停止させる下降動作停止手段と
を備えた無人フォ−クリフトの荷役制御装置。

【０００９】

【作用】従って、本発明によれば、フォ−クに載置した
荷物を目標揚高位置まで下降させる際、荷物の安定状態
の検知を荷物検出手段によって行う。荷物が不安定状態
であれば計時手段を駆動し、その予め設定された時間経
過後の荷物の安定状態の如何により、リフト下降動作を
妨げる障害物の有無を判断する。そして、リフト下降動
作の継続または停止を制御する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
従って説明する。図２に示すように、無人フォ−クリフ
ト１の車体フレ−ム２には、その前端部にアウタマスト
３が前後方向に傾動可能に支持されている。ティルトシ
リンダ４は、その基端部が車体フレ−ム２の前方上面に
対し回動可能に取着され、ティルトシリンダ４のピスト
ンロッド４ａの先端は、アウタマスト３に回動可能に連
結されている。

【００１１】従って、アウタマスト３が図２で示すよう
に垂直位置にあるとき、ティルトシリンダ４のピストン
ロッド４ａが伸動されるとアウタマスト３は前方に傾動
し、反対に、ピストンロッド４ａが縮動されるとアウタ
マスト３は後方に傾動する。リフトシリンダ５はアウタ
マスト３の後側部内側に固設され、リフトシリンダ５の
ピストンロッド５ａの先端はアウタマスト３の内側に昇
降可能に装着されたインナマスト６の後面上部に連結さ
れている。

【００１２】インナマスト６の前方にはリフトブラケッ
ト７が昇降可能に装着され、リフトブラケット７にはフ
ォ−ク８が固設されている。インナマスト６の上部には
チェ−ンホイ−ル９が回動可能に装着され、チェ−ンホ
イ−ル９には、一端をリフトシリンダ５の上部に連結し
、他端をリフトブラケット７に連結したチェ−ン１０が
掛装されている。

【００１３】従って、リフトシリンダ５のピストンロッ
ド５ａが伸動されると、インナマスト６が上動すると共
にチェ−ン１０を介して、パレット１２上に荷役物１１
を載置したフォ−ク８が上昇し、反対に、リフトシリン
ダ５のピストンロッド５ａが縮動されると、フォ−ク８
が下降する。次に、無人フォ−クリフト１の電気的構成
および油圧回路について図１に従って説明する。

【００１４】タイマ−駆動手段およびリフト下降停止手
段としてのコントロ−ラ１３は、読み出し専用メモリ（
以下、ＲＯＭという）１４に記憶された制御プログラム
に従って動作し、荷役物の有無とフォ−ク揚高位置の検
知およびリフトの昇降制御等の各種動作を行う。また、
コントロ−ラ１３には読み出しおよび書換え可能なメモ
リ（以下、ＲＡＭという）１５が接続され、ＲＡＭ１５
はコントロ−ラ１３の演算処理結果等を一時記憶する。

【００１５】揚高検出用ロ−タリエンコ−ダ１６は、フ
ォ−ク８の可動部にワイヤ−１６ａで吊り下げられてマ
スト固定部に取付けられ、フォ−ク８の昇降に伴う信号
をコントロ−ラ１３に出力する。コントロ−ラ１３は揚
高検出用ロ−タリエンコ−ダ１６からの信号に基づいて
その時のフォ−ク８の揚高位置を割り出す。

【００１６】リフトシリンダ５にオイルタンク１７の作
動油を供給する油圧ポンプ１８は、電動モ−タ１９の回
転により駆動される。その電動モ−タ１９のデュ−ティ
制御は、コントロ−ラ１３からの制御信号によって行わ
れ、油圧ポンプ１８がリフトシリンダ５に供給する作動
油の流量が調整されることで、フォ−ク８の昇降速度の
制御が行われる。

【００１７】電磁制御弁２０ａ，２０ｂは、コントロ−
ラ１３からの制御信号によって制御される三方切換弁で
、リフトシリンダ５に供給または排出される作動油の流
れる方向を切り換える。すなわち、リフトシリンダ５の
ピストンロッド５ａを伸動し、フォ−ク８を上昇させる
ためには、オイルタンク１７の作動油を油圧ポンプ１８
により、電磁制御弁２０ｂを通してリフトシリンダ５に
供給する。さらに、リフトシリンダ５から排出される作
動油は電磁制御弁２０ａを通してオイルタンク１７に戻
される。

【００１８】反対に、リフトシリンダ５のピストンロッ
ド５ａを縮動し、リフトを下降させるためには、オイル
タンク１７の作動油を油圧ポンプ１８により、電気制御
弁２０ａを通してリフトシリンダ５に供給する。さらに
、リフトシリンダ５から排出される作動油は電磁制御弁
２０ｂを通してオイルタンク１７に戻される。また、荷
物検出手段としての荷有センサ２１および荷確認センサ
２２がコントロ−ラ１３に接続されている。荷有センサ
２１は、図３および図４に示すように２本のフォ−ク８
各々の内側に１個ずつ装着され、荷物がフォ−ク８上に
載置されると、その重量によりＯＮ状態となり、コント
ロ−ラ１３に荷有検知信号を出力する。

【００１９】また、荷確認センサ２２は、図３および図
４に示すように、フォ−ク８の後部に固設されるバック
レスト２３の前部に２個装着され、フォ−ク８の基端部
（フォ−ク８とバックレスト２３の固設部）までパレッ
ト１２が確実に差し込まれると、パレット１２上に載置
された荷物の負荷によりＯＮ状態となり、コントロ−ラ
１３に荷確認検知信号を出力する。

【００２０】コントロ−ラ１３は、２個の荷有センサ２
１、および、２個の荷確認センサ２２の、いずれもがＯ
Ｎ状態にあることをもって、荷物が安定した状態で確実
にフォ−ク８上に載置されていると判断する。すなわち
、荷有センサ２１または荷確認センサ２２のどれか１個
でもＯＦＦ状態にあれば、コントロ−ラ１３は、荷物が
フォ−ク８上で不安定な状態、例えば荷崩れをおこしそ
うな状態にあると判断し、フォ−ク８が下降している場
合は、下降を妨げる事態が発生したとして、フォ−ク８
の下降を停止させる。

【００２１】しかし、例えば、フォ−ク８の下降に伴う
フォ−ク８の揺れ等により、荷物が一時的にガタついた
ものの、すぐにガタつきがおさまり、元の安定した状態
に復帰した場合には、フォ−ク８の下降を停止させる必
要がなく、下降を続行させるようになっている。そのた
めに、コントロ−ラ１３内には計時手段としてのタイマ
−２４が設けられ、リフト下降時において荷有センサ２
１または荷確認センサ２２が一時的にＯＦＦ状態になっ
たものの、すぐにＯＮ状態に戻った場合は、コントロ−
ラ１３がフォ−ク８の下降を停止させないように、コン
トロ−ラ１３のリフト下降停止制御を一定時間遅延させ
る回路である。

【００２２】すなわち、タイマ−２４は、フォ−ク８の
下降時に、荷有センサ２１または荷確認センサのどれか
１個がＯＦＦ状態になると、タイマ−２４を駆動する。 そして、タイマ−２４が一定時間経過して後、荷有セン
サ２１および荷確認センサ２２が共にＯＮ状態になれば
、タイマ−２４を停止し初期値「０」に戻す。しかし、
タイマ−２４が一定時間経過した後でも、荷有センサ２
１または荷確認センサ２２のどれか１個がＯＦＦ状態で
あれば、フォ−ク８の下降を停止するようコントロ−ラ
１３に指令を与える。

【００２３】次に、このように構成した荷役制御装置の
作用を図５〜９に従って説明する。無人フォ−クリフト
１によって荷役作業を行うには、所定の揚高位置（目標
揚高位置）を予めＲＡＭ１５に記憶しておき、荷役作業
開始時のフォ−ク８の揚高位置と，ＲＡＭ１５に記憶し
ておいた目標揚高位置とを比較して、フォ−ク８を上昇
させるか、または下降させるかを判断する。

【００２４】すなわち、荷役作業開始時のフォ−ク８の
揚高位置から目標揚高位置を減算しその値がプラスであ
ればフォ−ク８を下降させ、その値がマイナスであれば
フォ−ク８を上昇させることで、荷役作業を行う。そし
て、リフトの昇降動作は、コントロ−ラ１３によって、
荷物の有無に応じた異なる２種類の制御により実行され
る（図５、図６、図７参照）。

【００２５】図５のフロ−チャ−トにおいて、ステップ
（以下、Ｓとする）１とＳ２によりフォ−ク８上に載置
されている荷役物の有無を判断し、荷無制御処理（Ｓ３
）または荷有制御処理（Ｓ４）のいずれかを選択する。 すなわち、荷有センサ２１および荷確認センサ２２が共
にＯＦＦ状態であればフォ−ク８上には荷物が載置され
ていないと判断し、荷無制御処理（Ｓ３）を行う。 また、荷有センサ２１または荷確認センサ２２のどちら
か一方がＯＮ状態であれば、フォ−ク８上に荷物が載置
されていると判断し、荷有制御処理（Ｓ４）を行う。

【００２６】図６は、リフト上昇時における電動モ−タ
１９のデュ−ティの時間変位を示したものである。荷有
制御処理Ｌ１においては荷無制御処理Ｌ２よりも電動モ
−タ１９のデュ−ティ比を高め、リフトシリンダ５へ供
給する作動油の流量を高める制御を行う。これにより、
フォ−ク８上に載置されている荷物の有無によってフォ
−ク８の上昇速度が大きく変化することがなくなり、荷
役作業に要する時間は荷役物の有無によらず一定となる
。

【００２７】また、図７は、リフト下降時における電動
モ−タ１９のデュ−ティ比の時間変位を示したものであ
る。荷無制御処理Ｌ２においては荷有制御処理Ｌ１より
も電動モ−タ１９のデュ−ティ比を高め、リフトシリン
ダ５へ供給する作動油の流量を高める制御を行う。これ
により、フォ−ク８上に載置されている荷物の有無によ
ってフォ−ク８の下降速度が大きく変化することがなく
なり、荷役作業に要する時間は荷役物の有無によらず一
定となる。

【００２８】さらに、フォ−ク８の上昇時ならびに下降
時のいずれにおいても、フォ−ク８上に載置されている
荷物の有無に応じて、電動モ−タ１９のデュ−ティ比を
より適した値に選択できることから、荷物の有無に関わ
らず単一のデュ−ティ制御を行う場合に比べて、電動モ
−タ１９を駆動するための電力の無駄が少なくなる。図
８は、荷有制御処理において、所定の揚高位置（目標揚
高位置）である床面まで荷物を降ろす際の荷物とフォ−
ク８について、リフト下降開始時、リフト下降モ−ドか
ら荷降しモ−ドへの切換時、および、荷降し終了時の各
々の状態について図示したものである。

【００２９】なお、リフト下降動作を行うリフト下降モ
−ドから、荷物に不要な衝撃を与えないようにフォ−ク
８を減速し、緩速で床面に停止させる荷降し動作を行う
荷降しモ−ドへの切換は、荷降し動作に要する予め規定
されたフォ−ク８の下降距離に相当する揚高位置（減速
開始揚高位置）をＲＡＭ１５に記憶させておき、フォ−
ク８を下降させる時、揚高検出用ロ−タリエンコ−ダ１
６が検出した、その時の実際のフォ−ク位置と、ＲＡＭ
１５に記憶させておいた揚高位置（減速開始揚高位置）
とを比較して一致した時に行う。そして、減速開始揚高
位置に到達した後は床面に荷物が着地し荷有センサ２１
がＯＦＦした時に荷降し完了と判断し、フォ−ク８をパ
レット１２から抜くために必要な一定高さだけ下降させ
た後に荷降し動作を終了する。

【００３０】図８に図示したリフト下降時における荷有
制御処理のフロ−チャ−トを図９に示す。まず、Ｓ１０
にて、揚高検出用ロ−タリエンコ−ダ１６が検出した揚
高位置とＲＡＭ１５に記憶させておいた減速開始揚高位
置とを比較して、荷降しモ−ドであるかどうかを判別す
る。そして、荷降しモ−ドでなければＳ１１へ移行する
。

【００３１】次に、Ｓ１１にて、初期状態であれば異常
フラグは立っていないのでＳ１２に進む。Ｓ１２にて、
荷有センサ２１がＯＮ状態であるかどうかを判別し、Ｏ
Ｎ状態であれば、続くＳ１３にて、荷確認センサ２２が
ＯＮ状態であるかどうかを判別する。そして、荷有セン
サ２１および荷確認センサ２２が共にＯＮ状態であれば
、荷役物がフォ−ク８上に安定した状態で載置されてい
ると判断して、続くＳ１４にてリフト下降制御処理を行
う。

【００３２】また、荷有センサ２１または荷確認センサ
２２のいずれか一方がＯＦＦ状態であれば、荷役物はフ
ォ−ク８上に安定した状態では載置されていないと判断
してＳ１６にてタイマ−２４を駆動しタイマ−動作を開
始して後、Ｓ１７にて異常フラグを立ててＳ１０へ戻る
。次に、Ｓ１０にて、荷降しモ−ドであれば、荷降し制
御処理を行い、目標揚高位置へ荷役物を降す。

【００３３】また、Ｓ１１にて異常フラグが立っていれ
ば、Ｓ１８へ移行する。そして、Ｓ１８にて荷有センサ
２１がＯＮ状態であるかどうかを判別し、ＯＮ状態であ
れば続くＳ１９にて荷確認センサ２２がＯＮ状態である
かどうかを判別する。荷有センサ２１または荷確認セン
サ２２のいずれか一方がＯＦＦ状態であれば、Ｓ２０に
進む。

【００３４】Ｓ２０にて、タイマ−２４が一定時間経過
したかどうかを判別し、未だ経過していなければＳ１０
へ戻る。しかし、一定時間経過していれば、荷物の不安
定な状態は一時的なものではなく、フォ−ク８の下降を
妨げる状況、例えば、障害物が出現したと判断し、その
下降を停止する。また、Ｓ１８にて荷有センサ２１がＯ
Ｎ状態であると判別し、続くＳ１９にて荷確認センサ２
２がＯＮ状態であると判別したら、Ｓ２２に移行してタ
イマ−を停止して初期値「０」に戻し、次のＳ２３にて
異常フラグを降す。そして、Ｓ１０へ戻る。

【００３５】すなわち、タイマ−２４が動作中に、荷物
がフォ−ク８上で不安定な状態から安定した状態になっ
た場合は、リフトの下降を妨げる状況はなくなつたと判
断して、タイマ−を止め、リフトの下降を続行する。従
って、リフト下降時における荷有制御処理において、リ
フト下降動作を妨げる障害物を検知し、それに応じてリ
フト下降動作を制御することができる。

【００３６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、リフトシリンダ５に供給される作
動油の流速調整を、電動モ−タ１９のデュ−ティ制御で
はなく、電磁制御弁２０ａ、２０ｂの開度および開閉速
度の調整によって行ってもよい。あるいは、電動モ−タ
１９のデュ−ティ制御と電磁制御弁２０ａ、２０ｂの開
度および開閉速度の調整を併用してもよい。

【００３７】また、荷有センサ２１および荷確認センサ
２２は、リミットスイッチの他に、荷物の負荷を検出す
る圧力センサや、超音波センサ等の荷物がフォ−ク上で
正常に載置されていることを検知する手段であればなん
でもよい。さらに、荷有制御処理においては、荷物の有
無だけでなく、負荷検出センサによって検知した荷物の
重量に応じて、リフトの昇降速度をリニアに変化させて
実施してもよい。

【００３８】さらに、前記実施例では荷物検出手段とし
て荷有センサ２１および荷確認センサ２２を用いたが、
そのいずれか一方のみを用いてもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、無
人フォ−クリフトにおけるリフト下降動作において、障
害物の有無を正確かつ確実に検知してリフト下降動作を
制御することができる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】無人フォ−クリフトの電気および油圧の回路構
成図である。

【図２】本発明を具体化した無人フォ−クリフトを示す
側面図である。

【図３】フォ−クおよびバックレストへのセンサの装着
箇所を示した平面図である。

【図４】フォ−クおよびバックレストへのセンサの装着
箇所を示した側面図である。

【図５】荷有制御処理と荷無制御処理とを説明するフロ
−チャ−ト図である。

【図６】リフト上昇動作時における電磁モ−タのデュ−
ティ比の時間変位を示した線図である。

【図７】リフト下降動作時における電磁モ−タのデュ−
ティ比の時間変位を示した線図である。

【図８】フォ−ク下降時の荷物の状態を示した説明図で
ある。

【図９】フォ−ク下降時の荷有制御処理を説明するフロ
−チャ−ト図である。

【符号の説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　フォ−クに載置した荷物を目標揚高位
   置まで下降させる際、予め設定した目標揚高位置の手前
   の減速開始揚高位置まで所定の下降速度のリフト下降動
   作を行い、減速開始揚高位置に到達した後は前記下降速
   度より遅い下降速度の荷降し動作を行って目標揚高位置
   まで下降させるようにした無人フォ−クリフトの荷役制
   御装置において、前記フォ−クに設けられ、載置されて
   いる荷物が正常に載置されているかを検出する荷物検出
   手段と、前記フォ−クに載置された荷物の不安定状態を
   計時する計時手段と、前記リフト下降動作時において、
   前記荷物検出手段がフォ−クに荷物が正常に載置されて
   いないことを検知した時、前記計時手段を駆動させ、荷
   物検出手段が荷物が正常に載置されていることを検知し
   た時、前記計時手段をリセットさせるタイマ−駆動手段
   と、前記計時手段が予め設定した時間を計時した時、リ
   フト下降動作を停止させる下降動作停止手段と、を備え
   た無人フォ−クリフトの荷役制御装置。