(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マストに対して上下に移動する荷物昇降用キャリッジと、このキャリッジに水平にシフト移動可能に装着されたターレットヘッドと、このターレットヘッドの軸に対して左右旋回可能に装着されたフォークとから成る荷物昇降装置において、
荷物の昇降速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段により検出される荷物の昇降速度の大きさから荷物の重さを検出する荷重検出手段と、
荷物の高さを検出する高さ検出手段と、
前記荷重検出手段により検出される荷物の重さ、及び前記高さ検出手段により検出される荷物の高さに応じ、これに対応したマストのたわみ量を導出するたわみ量導出手段と、
前記たわみ量導出手段により導出されるたわみ量に応じて前記ターレットヘッドのシフトアウト量を調整するシフトアウト量調整手段と
を備えていることを特徴とする荷物昇降装置。
【請求項２】
前記たわみ量導出手段が予め導出された荷物の各々の重さにおける荷物の各高さごとのたわみ量データを格納した格納部を備え、前記荷重検出手段により検出される荷物の重さ、及び前記高さ検出手段により検出される荷物の高さに対応したたわみ量を前記格納部から読み出して導出することを特徴とする請求項１に記載の荷物昇降装置。
【請求項３】
前記シフトアウト量調整手段は、前記たわみ量導出手段により導出されるたわみ量が大きいときにはシフトアウト量を小さく調整することを特徴とする請求項１または２に記載の荷物昇降装置。
【請求項４】
前記速度検出手段は、前記キャリッジの昇降距離に応じた数のパルスを発生するエンコーダと、所定時間当りの前記パルス数をカウントして昇降速度を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の荷物昇降装置。
【請求項５】
前記高さ検出手段は、前記速度検出手段のエンコーダからのパルス数に基づく前記キャリッジの昇降距離から荷物の高さを導出することを特徴とする請求項４に記載の荷物昇降装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、少なくともマストに対して上下に移動する荷物昇降用キャリッジと、このキャリッジに水平にシフト移動可能に装着されたターレットヘッドと、このターレットヘッドの軸に対して左右旋回可能に装着されたフォークとから成る荷物昇降装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ラックフォークは、図７及び図８に示すように構成されている。即ち、図７及び図８に示すように、ラックフォーク１は、マスト２内に昇降可能に荷物昇降用キャリッジ３が設けられ、このキャリッジ３に左右にシフト移動可能にターレットヘッド４が装着されると共に、このターレットヘッド４の軸に対して左右旋回可能にフォーク５が装着されて構成されている。
【０００３】
そして、指定されたラックの位置まで走行すると、そのラックにパレットごと荷物６の積み卸しをするために、フォーク５がラックに対向するようにフォーク５を旋回すると共に、ターレットヘッド４を所定のシフトアウト量だけラック方向に移動し、荷物６の積み卸しを行っている。
【０００４】
このとき、無人ラックフォークの場合、床面の軌道に沿って埋設された磁性体を車体に設けた磁気センサにより検知し、走行位置を検出しながら自律走行するように制御し、所定の停止位置に到達したときに停止制御され、上記したような荷物の積み卸し制御が行われる。
【０００５】
ところで、このようなラックフォークでは、図９（ａ）に示すように、ラック８の指定の棚に荷物６の積み卸しを行う場合に、図９（ｂ）に示すように、荷物６の重さと、積み卸しを行うときの高さに応じてマスト２がたわむため、荷物６の積み卸し位置がそのたわみ量Δに応じてばらつき、円滑な積み卸し作業を行うことができない。
【０００６】
即ち、マスト２のたわみが大きいときには、図９（ｃ）に示すように、荷物６をラック８の棚の所定位置よりも余分に奥側に置いてしまったり、或いはマスト２のたわみ量が少ないときには、パレットにフォーク５を差し込んで荷物６を取り出す場合に、フォーク５の差込量が不足して荷物６をパレットごと安定して持ち上げることができなくなるおそれがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のラックフォーク１では、このようなマスト２のたわみを考慮してターレットヘッド４のシフトアウト量を調整する制御機能は設けられていないことから、ラックフォーク１により荷物６の積み卸しを安定して行うことができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、マストのたわみ量を検出してターレットヘッドのシフトアウト量を調整し、常に適正な荷物の積み卸しを安定して実現できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、マストに対して上下に移動する荷物昇降用キャリッジと、このキャリッジに水平にシフト移動可能に装着されたターレットヘッドと、このターレットヘッドの軸に対して左右旋回可能に装着されたフォークとから成る荷物昇降装置において、荷物の昇降速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段により検出される荷物の昇降速度の大きさから荷物の重さを検出する荷重検出手段と、荷物の高さを検出する高さ検出手段と、前記荷重検出手段により検出される荷物の重さ、及び前記高さ検出手段により検出される荷物の高さに応じ、これに対応したマストのたわみ量を導出するたわみ量導出手段と、前記たわみ量導出手段により導出されるたわみ量に応じて前記ターレットヘッドのシフトアウト量を調整するシフトアウト量調整手段とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、荷重検出手段により検出される荷物の重さ、及び高さ検出手段により検出される荷物の高さに対応したマストのたわみ量がたわみ量導出手段により導出され、導出されたマストのたわみ量に応じてターレットヘッドのシフトアウト量がシフトアウト量調整手段により調整されるため、従来のような荷物の積み卸しの位置ずれが生じることもなく、常に適正な荷物の積み卸しを安定して実現できる。
【００１１】
また、本発明は、前記たわみ量導出手段が予め導出された荷物の各々の重さにおける荷物の各高さごとのたわみ量データを格納した格納部を備え、前記荷重検出手段により検出される荷物の重さ、及び前記高さ検出手段により検出される荷物の高さに対応したたわみ量を前記格納部から読み出して導出することを特徴としている。
【００１２】
このような構成によれば、荷重検出手段により検出される荷物の重さ、及び高さ検出手段により検出される荷物の高さに対応したマストのたわみ量を的確に導出することができる。
【００１３】
また、本発明は、前記シフトアウト量調整手段は、前記たわみ量導出手段により導出されるたわみ量が大きいときにはシフトアウト量を小さく調整することを特徴としている。
【００１４】
このような構成によれば、マストのたわみが大きいときには、シフトアウト量が小さく調整されるため、この調整を行わない従来のように、荷物をラックの棚の所定位置よりも余分に奥側に置いてしまうこともない。一方、マストのたわみ量が少なければ大きいときに比べてシフトアウト量は大きく調整されるため、フォークを差し込んで荷物を取り出す場合に、フォークの差込量が不足することもない。
【００１５】
また、本発明は、前記速度検出手段は、前記キャリッジの昇降距離に応じた数のパルスを発生するエンコーダと、所定時間当りの前記パルス数をカウントして昇降速度を算出することを特徴としている。
【００１６】
このような構成によれば、荷物の昇降速度を検出することができ、こうして検出した昇降速度の大きさから荷物の重さを精度よく検出することができる。
【００１７】
また、本発明は、前記高さ検出手段は、前記速度検出手段のエンコーダからのパルス数に基づく前記キャリッジの昇降距離から荷物の高さを導出することを特徴としている。このような構成によれば、荷物の高さを精度よく導出することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明を無人ラックフォークに適用した場合の一実施形態について図１ないし図６を参照して説明する。但し、図１は制御系統のブロック図、図２ないし図５は動作説明図、図６は動作説明用フローチャートである。
【００１９】
尚、本実施形態におけるラックフォークは、自動運転をするために運転席がない点を除いて図７及び図８に示す構成と基本的に同じであるため、以下の説明では外観構成の説明は図７及び図８を参照することとし、主として制御系統の構成及びその動作について説明する。
【００２０】
本実施形態における無人ラックフォークの制御系統は、図１に示すように、走行モータ等を制御する走行駆動装置１１、駆動操舵輪（図示せず）を操舵するステアリング装置１２と、キャリッジ３の昇降駆動装置１３と、ターレットヘッド４のシフト駆動装置１４と、フォーク５の旋回駆動装置１５と、これら全体のコントローラ１６とにより構成される。
【００２１】
走行駆動装置１１は、駆動操舵輪（図示せず）の駆動用の走行モータ１１１、この走行モータ１１１を駆動する走行駆動部１１２、及び走行モータ１１１の回転数から走行距離を導出するための走行エンコーダ１１３を備えている。
【００２２】
このとき、図示はされていないが、床面の軌道に沿って埋設された磁性体を車体に設けた磁気センサにより検知して走行位置を検出しながら自律走行し、所定の停止位置に到達したときに停止制御されるように、コントローラ１６により走行モータ駆動部１１２が制御される。
【００２３】
昇降駆動装置１３は、キャリッジ３の昇降用モータ１３１と、コントローラ１６からの昇降制御信号に基づき昇降用モータ１３１を駆動する昇降駆動部１３２と、昇降用モータ１３１によるキャリッジ３の昇降距離に応じた数のパルスを発生する昇降エンコーダ１３３とを備え、この昇降エンコーダ１３３による所定時間当りのパルス数がコントローラ１６によりカウントされて昇降速度が算出される。
【００２４】
このとき、昇降エンコーダ１３３は、例えばロータリエンコーダから成り、キャリッジ３にワイヤ或いはチェーンの一端が固定され、マスト２の上端部においてガイドローラによりその中間部が案内されたワイヤ或いはチェーンの他端側が昇降用モータ１３１の回転により巻き取り或いは繰り出されてキャリッジ３が昇降され、その際の昇降用モータ１３１の回転によるキャリッジ３の昇降距離に応じた個数のパルスを発生する。
【００２５】
シフト駆動装置１４は、ターレットヘッド４の駆動用モータ１４１と、コントローラ１６からのシフト制御信号に基づき駆動用モータ１４１を駆動するシフト駆動部１４２とを備えている。このシフト駆動装置１４はコントローラ１６と共にシフトアウト量調整手段を構成する。
【００２６】
旋回駆動装置１５は、フォーク５の旋回用モータ１５１と、コントローラ１６からの旋回制御信号に基づき旋回用モータ１５１を駆動する旋回駆動部１５２とを備えている。
【００２７】
また、コントローラ１６は、制御プログラムを格納したＲＯＭ、データの記憶用ＲＡＭ等から成るメモリＭ、並びに演算処理部を備えたマイクロコンピュータから成る。ここで、メモリＭは、図１に示すような内蔵メモリ以外に、外部記憶装置により構成されていてもよい。
【００２８】
そして、メモリＭには、格納部として、図２に示すような荷物６の重さＷとその各荷重下での荷物６の昇降速度Ｖとの関係を示すデータ、並びに図３に示すような荷物６の各々の重さＷにおける荷物６の高さＨごとのマスト２のたわみ量Δとの関係を示すデータを、テーブル化して予め格納されている。このとき、たわみ量Δとは、例えば荷重がゼロ、つまり荷物がないときのマスト２のたわみ量を基準とした水平移動距離である。
【００２９】
即ち、フォーク５に載置された荷物６を昇降する際、フォーク５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６の上昇時と下降時の状態に対応できるように、コントローラ１６のメモリＭには、図２に示すように、荷物６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（同図中の実線）と、荷物６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（同図中の破線）とがそれぞれ記憶されている。
【００３０】
また、マスト２のたわみ量Δは、荷物６の高さＨだけでなく荷物の重さＷにも影響されるため、コントローラ１６のメモリＭには、図３に示すように、それぞれの重さＷ（Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２、…）に応じた荷物６の高さＨとたわみ量Δとの関係を示すデータ（同図中の破線、実線、一点鎖線などで示す）が記憶されている。
【００３１】
ところで、コントローラ１６は、所定時間Ｔ当りに昇降エンコーダ１３３から発生されるパルス数をカウントするカウンタを備え、このカウンタによりカウントされる所定時間Ｔ当りのパルス数から荷物６の昇降速度Ｖを算出する。また、コントローラ１６は、上記したように算出した昇降速度Ｖの大きさに対応する荷物６の重さＷをメモリＭから読み出す。
【００３２】
例えば、図４（ａ）に示すように、所定時間Ｔに発生されるパルス数が多いときには昇降速度は速く、図４（ｂ）に示すように、所定時間Ｔに発生されるパルス数が少ないときには昇降速度は遅い。このコントローラ１６による速度算出処理が速度検出手段に相当し、コントローラ１６による重さＷの導出処理が荷重検出手段に相当する。
【００３３】
更に、コントローラ１６は、昇降エンコーダ１３３から発生されるパルスの総数をカウントするカウンタも備え、このカウンタによりカウントされるパルス数に基づくキャリッジ３の昇降距離から荷物６の高さＨを導出する。このとき、昇降エンコーダ１３３から１パルス当りのキャリッジ３の昇降距離は予め対応づけられているため、パルスの総数をカウントすればキャリッジ３の昇降距離がわかり、基準位置からの昇降距離に基づき荷物のどの高さにあるかがわかる。このコントローラ１６による高さ検出処理が高さ検出手段に相当する。
【００３４】
そして、ラック８の指定の棚に荷物６の積み卸しを行う場合に、図５（ａ）に示すように、荷物６の重さＷと、そのときの荷物６の高さＨに応じてマスト２がたわむが、これら重さＷ及び高さＨがコントローラ１６によりそれぞれ検出され、検出された重さＷ及び高さＨに対応するたわみ量ΔがメモリＭから読み出され、読み出されたたわみ量Δに応じてターレットヘッド４のシフトアウト量が調整され、図５（ｂ）に示すように、適正な状態で荷物６の積み卸しが行われるのである。このような、コントローラ１６によるたわみ量Δの導出処理がたわみ量導出手段に相当する。
【００３５】
このとき、コントローラ１６により導出されるたわみ量Δが大きいときには、ターレットヘッド４のシフトアウト量が小さく調整され、逆にたわみ量Δが小さければ大きいときに比べてシフトアウト量は大きく調整される。
【００３６】
次に、動作について図６のフローチャートを参照して説明する。いま、ラック８の指定の棚に荷物６の積み卸しを行う場合、図６に示すように、所定の位置まで走行する間に昇降駆動部１３２により昇降用モータ１３１が駆動され（Ｓ１）、キャリッジ３が指定の棚の高さまで上昇或いは下降される。このようにキャリッジ３を昇降する間に、コントローラ１６により昇降エンコーダ１３３から発生されるパルスに基づいて運搬中の荷物６の重さが検出される。
【００３７】
即ち、昇降エンコーダ１３３から発生されるパルスがコントローラ１６により取り込まれ、所定時間Ｔ当りのパルス数Ｎがカウンタによりカウントされ（Ｓ２）、
▲１▼Ｖ＝ｋ・Ｎ／Ｔ（但し、ｋは１パルス当りに対応する昇降距離）
の式に従い、荷物６の昇降速度Ｖが算出される（Ｓ３）。
【００３８】
続いて、コントローラ１６により算出された昇降速度Ｖと、メモリＭに記憶されている図２のデータとに基づいて荷物６の重さＷが算出される（Ｓ４、Ｓ５）。つまり、昇降モータ１３１により荷物６を上昇させるときには、図２中の実線で示すデータを利用して上記した▲１▼式による昇降速度Ｖに対応した荷重Ｗの値が決定される。一方、昇降モータ１３１により荷物６を下降させるときには、図２中の破線で示すデータを利用して上記した▲１▼式による昇降速度Ｖに対応した荷重Ｗの値が決定される。
【００３９】
また、コントローラ１６により、昇降エンコーダ１３３から出力されるパルス数Ｎから、キャリッジ３の昇降距離（＝ｋ・Ｎ）が算出され、ラック８の指定の棚上に荷物６をパレットごと載せることができる高さにフォーク５が保持された時点で、荷物６の基準位置からの高さＨが求められる（Ｓ６）。
【００４０】
更に、コントローラ１６により、導出された荷物６の重さＷ及び高さＨから、メモリＭに記憶されている図３に示すデータのうち、該当する荷物６の重さＷにおけるそのときの高さＨに対応するたわみ量Δが読み出され、マスト２のたわみ量Δが決定され（Ｓ７、Ｓ８）、コントローラ１６により、決定されたたわみ量Δに応じてターレットヘッド４のシフトアウト量が調整される（Ｓ９）。
【００４１】
このようにすると、マスト２のたわみ量Δが大きいときには、シフトアウト量が小さく調整されるため、荷物６をラック８の棚の所定位置よりも余分に奥側に置いてしまうこと未然に防げる。一方、マストのたわみ量が少なければ大きいときに比べてシフトアウト量は大きく調整されるため、パレットにフォーク５を差し込んで荷物６を取り出す場合に、フォーク５の差込量が不足して荷物６をパレットごと安定して持ち上げられなくなることを防止できる。
【００４２】
従って、上記した実施形態によれば、荷物の重さＷ、及び荷物の高さＨに対応したマスト２のたわみ量Δが導出され、導出されたたわみ量Δに応じてターレットヘッド４のシフトアウト量が調整されるため、従来のように荷物６の積み卸しの位置ずれが生じることもなく、常に適正な荷物６の積み卸しを安定して実現できる。
【００４３】
また、キャリッジ３の昇降距離に応じて昇降エンコーダ１３３から発生される所定時間当りのパルス数をカウントして昇降速度Ｖを算出し、この昇降速度Ｖから荷物６の重さＷを算出するため、荷物６の重さを精度よく検出することができる。
【００４４】
更に、昇降エンコーダ１３３から発生されるパルス総数に基づくキャリッジ４の昇降距離から荷物６の高さＨを求めるため、荷物６の高さを精度よく導出することができる。
【００４５】
なお、上記した実施形態では、昇降エンコーダ１３３からのパルスに基づいて昇降速度Ｖ、荷物の重さＷ、高さＨを検出するようにした場合について説明しているが、その他の手段によりこれら昇降速度Ｖ、荷物の重さＷ、高さＨをそれぞれ検出してもよいのは勿論である。
【００４６】
更に、上記した実施形態では、無人ラックフォークを例とした場合について説明しているが、無人式でない場合であってもこの発明を同様に適用することができて上記した実施形態と同等の効果を得ることができる。
【００４７】
要するに、本発明は、少なくともマストに対して上下に移動する荷物昇降用キャリッジと、このキャリッジに水平にシフト移動可能に装着されたターレットヘッドと、このターレットヘッドの軸に対して左右旋回可能に装着されたフォークとから成る荷物昇降装置であれば適用可能であり、特に走行機能を備えていなくても構わない。
【００４８】
また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、荷重検出手段により検出される荷物の重さ、及び高さ検出手段により検出される荷物の高さに対応したマストのたわみ量がたわみ量導出手段により導出され、導出されたたわみ量に応じてターレットヘッドのシフトアウト量がシフトアウト量調整手段により調整されるため、従来のような荷物の積み卸しの位置ずれが生じることもなく、常に適正な荷物の積み卸しを安定して実現することができ、信頼性の優れたラックフォークなどの荷物昇降装置を提供することが可能になる。
【００５０】
また、請求項２に記載の発明によれば、荷重検出手段により検出される荷物の重さ、及び高さ検出手段により検出される荷物の高さに対応したマストのたわみ量を的確に導出することが可能になる。
【００５１】
また、請求項３に記載の発明によれば、マストのたわみが大きいときには、シフトアウト量が小さく調整されるため、この調整を行わない従来のように、荷物をラックの棚の所定位置よりも余分に奥側に置いてしまうこともない。一方、マストのたわみ量が少なければ大きいときに比べてシフトアウト量は大きく調整されるため、フォークを差し込んで荷物を取り出す場合に、フォークの差込量が不足することもない。
【００５２】
また、請求項４に記載の発明によれば、荷物の昇降速度を検出することができ、こうして検出した昇降速度の大きさから荷物の重さを精度よく検出することが可能になる。
【００５３】
また、請求項５に記載の発明によれば、荷物の高さを精度よく導出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態における制御系統のブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態の動作説明図である。
【図３】この発明の一実施形態の動作説明図である。
【図４】この発明の一実施形態の動作説明図である。
【図５】この発明の一実施形態の動作説明図である。
【図６】この発明の一実施形態の動作説明用フローチャートである。
【図７】従来例の外観構成を示す側面図である。
【図８】従来例の外観構成を示す平面図である。
【図９】従来例の動作説明図である。
【符号の説明】
１    ラックフォーク
２    マスト構造
３    キャリッジ
４    ターレットヘッド
５    フォーク
６    荷物
１３  昇降駆動装置１３
１６  コントローラ（速度検出手段、荷重検出手段、高さ検出手段、たわみ量導出手段、シフトアウト量調整手段）
１３１  昇降用モータ
１３２  昇降駆動部
１３３  昇降エンコーダ
【図１】
0003701843.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003701843.tif 000008
【図８】
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【図９】
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