JPH10273296A - 無人フォークリフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】床面に敷設した走行誘導路に沿って走行する無
人フォークリフトにおいて、前後進走行を可能とし、走
行誘導線に沿うように姿勢制御する際、旋回中心を任意
に設定でき、ワークを安定に搬送するとともに狭隘な走
行場所においても走行可能な無人フォークリフトとその
走行制御装置を提供することを目的とする。 【解決手段】無人フォークリフト１の台車本体２には操
舵機構付き駆動輪４と走行制御装置２０と、ガイドセン
サ３ａ、３ｂとで構成されている。走行制御装置２０
は、無人フォークリフト１の下面に設置した走行誘導線
ｂを検出するガイドセンサ３ａ、３ｂからの信号を受信
して、無人フォークリフト１がその走行誘導線２から逸
脱しないように操舵機構付き駆動輪４にその操舵量を演
算調整出力し姿勢制御するとともに、方向転換の際、回
転半径指令を出力し、任意点での回転が可能となるよう
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パレットに搭載し
たワークを走行用誘導線に沿って搬送する無人フォーク
リフトとその走行制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】はじめに無人フォークリフトの走行誘導
方式と駆動制御方式について説明する。無人フォークリ
フトの走行誘導方式には、床面に貼り付けた磁気テープ
の磁界を無人フォークリフトに搭載したガイドセンサで
検出して無人フォークリフトを、その磁気テープに沿っ
て走行させる方式（磁気誘導方式）や、地中に埋設した
誘導線に電流を流すことによって発生した磁界を検出
し、その誘導線に沿って走行させる方式（電磁誘導方
式）、あるいは床面に貼り付けた反射テープを光学的に
検出して、その反射テープに沿って走行させる方式（光
学誘導方式）のもの等がある。

【０００３】無人フォークリフトの駆動制御方式として
は、詳細は後述するが、台車本体の概ね中央部に一個の
操舵機構付き走行駆動輪を備え、フォーク部に固定キャ
スターを備えて、無人フォークリフトの操舵角度を調整
して前後方向に走行させる方式（前輪操舵方式）や、台
車本体左右に一対の走行駆動輪を備え、フォーク部左右
にフリーキャスターを備えて、左右の走行駆動輪の回転
速度差により操舵して前後方向に走行させる方式（二輪
速度差方式）がある。

【０００４】無人フォークリフトは、床面に貼付した磁
気テープ、反射テープあるいは地中に敷設した電流誘導
線などを走行誘導線として、それらからの磁界や反射光
を検出しながら、その走行誘導線に沿って走行し、かつ
走行誘導線の分岐点や任意の地点、走行距離などを予め
設定されたプログラムに従って方向転換、停止、発進等
を行いながら走行するようにされている。

【０００５】これら走行のための駆動輪には一般に走行
用サーボモータ、操舵用サーボモータが組み込まれてお
り、走行制御装置がこれらのサーボモータの駆動源とな
る各サーボドライバに対して制御出力している。以下、
ここでは説明を解りやすくするために、一々のサーボモ
ータ、サーボドライバの記載は省略し簡易的に走行制御
装置が直接駆動輪を制御しているかの如く説明する。

【０００６】走行制御装置は、無人フォークリフトの台
車本体の下面に設置した走行誘導線を検出するガイドセ
ンサからの信号を受信して、無人フォークリフトがその
走行誘導線から逸脱しないように駆動輪にその操舵量を
演算調整出力し姿勢制御するとともに、予め設定記憶さ
れた走行プログラム、例えば停止点の指定、方向転換点
の指定、走行速度の指定に従って駆動輪に駆動制御出力
をする。

【０００７】無人フォークリフトがカーブ走行すると
き、方向転換するときあるいは走行誘導線から逸脱しな
いよう姿勢制御する際、無人フォークリフトは、前輪操
舵方式では、フォーク部固定キャスターの中央、また前
記二輪速度差方式では、台車左右の走行駆動輪の中央を
旋回中心として姿勢制御しながら走行する。いずれの方
式も旋回中心は一箇所に固定されている。

【０００８】これら従来の無人フォークリフトおよび走
行制御方式について以下に詳細に説明する。図４は前輪
操舵方式の無人フォークリフト１を示すもので、同図に
示すように無人フォークリフト１は、台車本体２とフォ
ーク２ａより構成されており、台車本体２には、概ね中
央部に１個の走行駆動輪１２とその走行駆動輪１２を駆
動する走行用サーボモータ１３ａおよび走行駆動輪１２
を操舵する操舵用サーボモータ１５ａからなり、ガイド
センサ３ａとも一体に構成した操舵機構付き駆動輪４が
取り付けられ、また、その走行用サーボモータ１３ａお
よび操舵用サーボモータ１５ａの駆動源となる走行用サ
ーボドライバ１４ａおよび操舵用サーボドライバ１６ａ
と、これらの走行用サーボドライバ１４ａと操舵用サー
ボドライバ１６ａの両ドライバを一括して制御する走行
制御装置２０とが備えられている。フォーク２ａには、
フォークの概ね先端部分に固定キャスター５ｃ、５ｄが
取り付けられている。走行制御装置２０は、走行用サー
ボドライバ１４ａを通して走行用サーボモータ１３ａを
駆動し、無人フォークリフト１の速度と加減速度を所定
の値に制御するとともに、走行誘導線ｂを検出するガイ
ドセンサ３ａからの検出信号を受信し、操舵用サーボド
ライバ１６ａを通して操舵用サーボモータ１５ａで操舵
角を調整制御している。この調整制御は、例えばカーブ
走行するときには、フォーク部固定キャスター５ｃ、５
ｄの中央ａ点を旋回中心として走行誘導線ｂに沿うよう
姿勢を保つようにされるものであり、このようにして無
人フォークリフト１は、ガイドセンサ３ａにより走行誘
導線ｂを検出してその走行誘導線ｂに沿って前進走行す
る。

【０００９】図５は二輪速度差方式の無人フォークリフ
ト１を示すもので、この無人フォークリフト１は、その
台車本体２のほぼ中央部に走行誘導線ｂに沿う走行方向
に対して左右に一対の走行駆動輪１２ａ、１２ｂと、そ
の走行駆動輪１２ａ、１２ｂをそれぞれ駆動する走行用
サーボモータ１３ａ、１３ｂが取り付けられ、また、こ
の走行用サーボモータ１３ａ、１３ｂのそれぞれの駆動
源として個々に走行用サーボドライバ１４ａ、１４ｂ
と、これら走行用サーボドライバ１４ａ、１４ｂの両ド
ライバを一括して制御する走行制御装置２０とが備えら
れている。フォーク２ａには、フォークの概ね先端部分
にフリーキャスター５ａ、５ｂが取り付けられている。
また、ガイドセンサ３ａ、３ｂが無人フォークリフト１
の中心線を通る台車本体２とフォーク２ａの両先端部分
にそれぞれ取り付けられている。走行制御装置２０は、
走行誘導線ｂを検出するガイドセンサ３ａ、３ｂからの
検出信号を受け、無人フォークリフト１が、その走行誘
導線ｂに沿って、かつ所定の速度と加減速度で走行する
ように、走行用サーボドライバ１４ａ、１４ｂに対し駆
動制御出力を行っている。無人フォークリフト１の操舵
角の調整制御は、走行駆動輪１３ａ、１３ｂの回転速度
差により行われている。この二輪速度差方式では、例え
ばカーブ走行するときには台車本体に固設した一対の走
行駆動輪１２ａ、１２ｂの中央ａ点を旋回中心として走
行誘導線ｂに沿うよう姿勢を保つよう走行することにな
る。

【００１０】なお、いずれの駆動方式の無人フォークリ
フト１も予めプログラム設定された経路、距離に従って
走行する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記図４に示す前輪操
舵方式の無人フォークリフト１は、カーブ走行、方向転
換、走行誘導線からのズレを姿勢制御をする際、固定キ
ャスター５ｃ、５ｄの中心ａを旋回中心とし走行する。
このため台車本体２は、走行誘導線ｂに沿って走行する
ものの、フォーク２ａは走行誘導線ｂの内側を通ること
になり、無人フォークリフト１がカーブ走行するとき走
行領域を広く取る必要がある。そのため前輪操舵方式の
無人フォークリフト１は走行誘導線ｂに沿って前進走行
することは可能なものの、走行誘導線ｂに沿っての後進
走行は困難である。

【００１２】上記図５に示す二輪速度差方式の無人フォ
ークリフト１は、カーブ走行、方向転換、走行誘導線ｂ
からの姿勢制御をする際、台車本体２の走行駆動輪１２
ａ、１２ｂの中心ａを旋回中心として姿勢制御しながら
走行する。このため台車本体２を、走行誘導線ｂに沿っ
てカーブを走行させる場合、カーブ半径は大きくなるか
ら、小回りの利かない走行を設定しなければならない。
また、この二輪速度差方式では、前後進が可能なもの
の、カーブ走行時や方向転換時、両走行駆動輪１２ａ、
１２ｂの中心ａが旋回中心であるためワークＡの中心と
の距離が大きく、ワークＡの搭載がより不安定となる。

【００１３】いずれの駆動方式も、カーブ走行時、方向
転換時、走行誘導線に沿うように姿勢制御する際、旋回
中心が一箇所に固定されているため、広い走行領域を必
要としたり、走行方向が限られたり、ワークが不安定と
なるという問題がある。

【００１４】本発明は、床面に敷設した走行誘導路に沿
って走行する無人フォークリフトにおいて、従来の駆動
方式の欠点を除去し台車の前後進走行を可能とし、か
つ、カーブ走行時、方向転換時、走行誘導線に沿うよう
に姿勢制御する際、旋回中心を任意に設定でき、ワーク
を安定に搬送するとともに狭隘な走行場所においても走
行可能な無人フォークリフトを提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、床面
に敷設した走行誘導路に沿って走行する無人フォークリ
フトにおいて、底部左右に一つの走行駆動輪と走行用サ
ーボモータと操舵用サーボモータとからなる操舵機構付
き駆動輪を一対設けた台車本体と、先端の底部にフリー
キャスターを設けたフォークと、前記台車本体と前記フ
ォークのそれぞれの端部中央に設けたガイドセンサと、
前記台車本体に搭載した前記操舵機構付き駆動輪を走行
および操舵制御する走行制御装置と、走行用サーボドラ
イバと、操舵用サーボドライバとを備えたことを特徴と
する。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１記載の無人フ
ォークリフトの走行制御装置において、ガイドセンサよ
りの入力を受信し、予め設定された走行経路および走行
条件に合わせた走行、停止、操舵の制御出力をする主制
御部と、前記主制御部よりの制御出力を受けて走行の起
動・完了の制御出力をする速度／加減速度調整部と、前
記主制御部よりの制御出力を受けて操舵の制御出力をす
る操舵角調整部とを備えたことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例について図
面に基づき説明する。

【００１８】図１に本発明の無人フォークリフトの実施
例を示す。図１において、無人フォークリフト１は、台
車本体２の底部に走行誘導線ｂに対して左右に一対の操
舵機構付き駆動輪４を設け、また同時にその操舵機構付
き駆動輪４をそれぞれ駆動制御する走行用サーボドライ
バ１４ａ、１４ｂおよび操舵用サーボドライバ１６ａ、
１６ｂと、これら走行用サーボドライバ１４ａ、１４ｂ
および操舵用サーボドライバ１６ａ、１６ｂを一括制御
する走行制御装置２０を搭載している。また、台車本体
２のほぼ中央にはガイドセンサ３ａが取り付けられてい
る。操舵機構付き駆動輪４は一つの走行駆動輪１２とこ
れを駆動する走行用サーボモータ１３と操舵用サーボモ
ータ１５で構成され、図１に示す場合では、無人フォー
クリフト１の右側車輪となる側と左側車輪となる側とは
互いに勝手違いの配置となっている。しかし、左右同一
配置構成のものを用いても何等問題はない。フォーク２
ａには、その底部の概ね先端部にそれぞれフリーキャス
ター５ａ、５ｂを取り付け、走行誘導線ｂ検出用のガイ
ドセンサ３ｂが中央部に取り付けられている。走行制御
装置２０は、無人フォークリフト１の台車本体２の下面
に設置した走行誘導線ｂを検出するガイドセンサ３ａ、
３ｂからの信号を受信して、無人フォークリフト１がそ
の走行誘導線ｂから逸脱しないように左右の操舵機構付
き駆動輪４にその操舵量を演算調整出力し姿勢制御する
とともに、予め設定記憶された走行プログラム、例えば
停止点の指定、方向転換点の指定、旋回中心点の指定、
走行速度の指定に従って左右の操舵機構付き駆動輪４に
駆動制御出力を行う。Ａはパレットに搭載したワークを
示す。

【００１９】このように構成した無人フォークリフト１
は、台車本体２の左右に配置した操舵機構付き駆動輪４
により前後進が可能であり、このような操舵機構を有す
ることでカーブ走行時、方向転換時、走行誘導線ｂに沿
うように姿勢制御する時、無人フォークリフト１の旋回
中心を任意に選定可能となる。例えば、図２に示すよう
に、方向転換時の旋回中心をａとすると、旋回中心ａと
操舵機構付き駆動輪４を結ぶ曲率半径ｒと直角になるよ
うに操舵機構付き駆動輪４の操舵角を調整することによ
って実現できる。操舵角の調整は、予め設定記憶された
走行プログラムに従って走行制御装置２０が行う。

【００２０】図３は本発明の上記実施例における無人フ
ォークリフト１の走行制御装置２０のブロック図であ
る。走行制御装置２０は、主制御部２１、速度／加減速
度調整部２２、操舵角調整部２３で構成されている。主
制御部２１は、無人フォークリフト１の走行条件に基づ
いて予め設定された走行速度、回転中心点、停止点、方
向転換点および走行経路を記憶し、次段の速度／加減速
度調整部２２および操舵角調整部２３よりフィードバッ
クされる無人フォークリフト１の実際の走行速度および
操舵角度を受信して、リアルタイムに次の演算処理をし
て、次段の速度／加減速度調整部２２および操舵角調整
部２３へ、その制御出力を行う。

【００２１】無人フォークリフト設定時には、無人フォ
ークリフト１のスタート位置が主制御部２１に記憶さ
れ、走行経路上の任意の位置が設定される。このスター
ト位置設定は任意にリスタート設定可能である。また、
リスタート位置設定は無人フォークリフトの慣性により
設定速度に達するまでに時間を要するから、停止点また
は方向転換点に取ることが好ましい。

【００２２】主制御部２１の第１の演算処理は、設定さ
れたスタート位置を起点として、入力された実際の走行
速度および操舵角度の積算演算による無人フォークリフ
ト１の現在位置検出である。それに基づいて設定入力さ
れた停止点、方向転換点の到達を判定し、到達時に次段
の速度／加減速度調整部２２および操舵角調整部２３に
停止あるいは方向転換の指令が出されるようになってい
る。この時方向転換点では予め設定された回転中心点と
なる回転半径指令が操舵角調整部２３に出力され、完了
指令が主制御部２１に返された後、回転角度指令が速度
／加減速度調整部２２に出され、完了指令が主制御部２
１に返される。また、走行区間中は所定の走行速度指令
および走行誘導線ｂに沿うよう操舵角指令が次段の速度
／加減速度調整部２２および操舵角調整部２３に出力さ
れている。

【００２３】速度／加減速度調整部２２は前段の主制御
部２１よりの走行速度、回転中心、停止、方向転換の各
指令を受けて走行用サーボドライバ１４ａ、１４ｂに対
して次の演算処理出力を行う。

【００２４】走行速度指令中は、基本的には、その所定
の走行速度指令を走行用サーボドライバ１４ａ、１４ｂ
に指令出力される。しかし、走行誘導線ｂが曲線の場合
ならびに無人フォークリフトが擾乱により走行誘導線ｂ
より逸脱せんとする場合、以下に説明する操舵角調整部
２３の操舵制御には拘らず走行用サーボドライバ１４
ａ、１４ｂに対し、それぞれ微少の走行速度差を付けた
指令出力をし、無人フォークリフト１の姿勢微調整を行
うようになっている。停止指令を受信すると次の走行速
度指令もしくは方向転換指令を受信するまで走行用サー
ボドライバ１４ａ、１４ｂに対する指令出力を停止す
る。方向転換指令受信により、走行用サーボドライバ１
４ａ、１４ｂに対し停止指令を出力した後、受信した回
転角度指令に対応する時間、走行用サーボドライバ１４
ａ、１４ｂに走行指令を出力した後、完了指令が主制御
部２１に返される。

【００２５】操舵角調整部２３は前段の主制御部２１よ
りの方向転換指令、回転指令および操舵角指令を受けて
操舵用サーボドライバ１６ａ、１６ｂに対して次の演算
処理出力を行う。

【００２６】方向転換指令受信により、受信した回転半
径指令に基づき、操舵用サーボドライバ１６ａ、１６ｂ
に駆動指令を出力した後、完了指令が主制御部２１に返
される。走行区間中に走行誘導線ｂに沿うよう操舵角指
令を受信すると、操舵用サーボドライバ１６ａ、１６ｂ
に対し、それぞれ指令出力をし、走行中の無人フォーク
リフト１の姿勢調整を行うようになっている。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
床面に敷設した走行誘導路に沿って走行する無人フォー
クリフトにおいて、従来の駆動方式では、カーブ走行
時、方向転換時、走行誘導線に沿うように姿勢制御する
際、旋回中心が一箇所に固定されているため、広い走行
領域を必要としたり、走行方向が限られたり、ワークが
不安定となるという欠点を除去し、台車の前後進走行を
可能とし、かつ、カーブ走行時、方向転換時、誘導線に
沿うように姿勢制御する際、旋回中心を任意に設定で
き、ワークを安定に搬送するとともに狭隘な走行場所に
おいても走行可能となり、極めて実用性の高い無人フォ
ークリフトである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる無人フォークリフトの構成例で
ある。

【図２】本装置による無人フォークリフトの方向転換例
である。

【図３】無人フォークリフトの走行制御装置ブロック図
の一例である。

【図４】前輪ステアリング方式無人フォークリフトの構
成例である。

【図５】二輪速度差方式無人フォークリフトの構成例で
ある。

【符号の説明】

１ 無人フォークリフト ３ａ、３ｂ ガイドセンサー ４ 操舵機構付き駆動輪 ５ａ、５ｂ フリーキャスター ５ｃ、５ｄ 固定キャスター １２ａ、１２ｂ 走行駆動輪 １３ａ、１３ｂ 走行用サーボモータ １４ａ、１４ｂ 走行用サーボドライバ １５ａ、１５ｂ 操舵用サーボモータ １６ａ、１６ｂ 操舵用サーボドライバ ２０ 走行制御装置 ２１ 主制御部 ２２ 速度／加減速度調整部 ２３ 操舵角調整部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 床面に敷設した走行誘導路に沿って走行
   する無人フォークリフトにおいて、底部左右に、一つの
   走行駆動輪と走行用サーボモータと操舵用サーボモータ
   とからなる操舵機構付き駆動輪を一対設けた台車本体
   と、先端の底部にフリーキャスターを設けたフォーク
   と、前記台車本体と前記フォークのそれぞれの端部中央
   に設けたガイドセンサと、前記台車本体に搭載した前記
   操舵機構付き駆動輪を走行および操舵制御する走行制御
   装置と、走行用サーボドライバと、操舵用サーボドライ
   バとを備えたことを特徴とする無人フォークリフト。
2. 【請求項２】 請求項１記載の走行制御装置が、ガイド
   センサよりの入力を受信し、予め設定された走行経路お
   よび走行条件に合わせた走行、停止、操舵の制御出力を
   する主制御部と、前記主制御部よりの制御出力を受けて
   走行の起動・完了の制御出力をする速度／加減速度調整
   部と、前記主制御部よりの制御出力を受けて操舵の制御
   出力をする操舵角調整部とを備えたことを特徴とする無
   人フォークリフト。