(57)【要約】【課題】操舵指示角度の補正を自動で正確に行うことができる無人リーチ式フォークリフト及び無人リーチ式フォークリフトの操舵指示角度の補正方法を提供する。【解決手段】後輪の操舵指示角度を与えるコントローラを備える。旋回動作中の機台の回転角度を検出するジャイロセンサを備える。後輪の移動量を検出する後輪用エンコーダを備える。コントローラは、機台寸法と旋回中心位置から決まる理論的な旋回中心位置と後輪との距離と、ジャイロセンサによる旋回動作中に検出した機台の回転角度と後輪用エンコーダによる後輪の移動量から算出した旋回中心位置と後輪との距離とが、一致するように後輪の操舵指示角度の補正を行う。【選択図】図５
2019034816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機台と、
前記機台の前側に設けられた左右一対の前輪と、
前記機台の後ろ側に設けられ、走行モータにより駆動されるとともに操舵可能な後輪と、
を備えた無人リーチ式フォークリフトであって、
前記後輪の操舵指示角度を与える指示手段と、
旋回動作中の前記機台の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記後輪の移動量を検出する移動量検出手段と、
機台寸法と旋回中心位置から決まる理論的な旋回中心位置と後輪との距離と、前記回転角度検出手段による旋回動作中に検出した前記機台の回転角度と前記移動量検出手段による後輪の移動量から算出した旋回中心位置と後輪との距離とが、一致するように後輪の操舵指示角度の補正を行う補正手段と、
を備えることを特徴とする無人リーチ式フォークリフト。
【請求項２】
前記回転角度検出手段は、ジャイロセンサであることを特徴とする請求項１に記載の無人リーチ式フォークリフト。
【請求項３】
機台と、
前記機台の前側に設けられた左右一対の前輪と、
前記機台の後ろ側に設けられ、走行モータにより駆動されるとともに操舵可能な後輪と、
を備えた無人リーチ式フォークリフトにおいて、
機台寸法と旋回中心位置から決まる理論的な旋回中心位置と後輪との理論距離と、実際に旋回動作中に検出した機台の回転角度と後輪の移動距離から計算した旋回中心位置と後輪との実測距離とを求める工程と、
前記理論距離と前記実測距離との偏差に応じて操舵指示角度を補正する工程と、
を有することを特徴とする無人リーチ式フォークリフトの操舵指示角度の補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人リーチ式フォークリフト及び無人リーチ式フォークリフトの操舵指示角度の補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示のフォークリフトにおいては、ハンドルの回転角度を検出する角度センサを備え、操舵輪角度演算器により、検出角度信号に基づき操舵輪の舵角を算出し、算出結果に応じた操舵輪角度信号を出力して、操舵輪角度信号に応じて操舵輪の舵角を変えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６３３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、無人リーチ式フォークリフトの旋回動作において、無人リーチ式フォークリフトは、指示された旋回条件（旋回中心位置、回転角度、回転方向）に従いその場で旋回動作を行うことが求められる。機台寸法と指示された旋回中心位置から幾何学的に決まる理論上の操舵輪の操舵角度をコントローラに指示し、旋回を行う。しかし、実際は理論上の操舵角を指示しても、以下のような理由で想定する旋回動作を行えない。操舵輪の操舵角度検出用のポテンショメータの組付誤差、検出回路のばらつき、経年劣化による設計値とのズレにより、実際の操舵角と指示した操舵角は完全に一致しない。そのため、車両の納品先の現地における調整作業として、旋回条件毎に（例えば走行路でのコーナー毎に）予め旋回動作を行い、操舵指示角度の調整作業を行っている。
【０００５】
本発明の目的は、操舵指示角度の補正を自動で正確に行うことができる無人リーチ式フォークリフト及び無人リーチ式フォークリフトの操舵指示角度の補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、機台と、前記機台の前側に設けられた左右一対の前輪と、前記機台の後ろ側に設けられ、走行モータにより駆動されるとともに操舵可能な後輪と、を備えた無人リーチ式フォークリフトであって、前記後輪の操舵指示角度を与える指示手段と、旋回動作中の前記機台の回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記後輪の移動量を検出する移動量検出手段と、機台寸法と旋回中心位置から決まる理論的な旋回中心位置と後輪との距離と、前記回転角度検出手段による旋回動作中に検出した前記機台の回転角度と前記移動量検出手段による後輪の移動量から算出した旋回中心位置と後輪との距離とが、一致するように後輪の操舵指示角度の補正を行う補正手段と、を備えることを要旨とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、補正手段により、機台寸法と旋回中心位置から決まる理論的な旋回中心位置と後輪との距離と、回転角度検出手段による旋回動作中に検出した機台の回転角度と移動量検出手段による後輪の移動量から算出した旋回中心位置と後輪との距離とが、一致するように後輪の操舵指示角度の補正が行われる。よって、操舵指示角度の補正を自動で正確に行うことができる。
【０００８】
請求項２に記載のように、請求項１に記載の無人リーチ式フォークリフトにおいて、前記回転角度検出手段は、ジャイロセンサであるとよい。
請求項３に記載の発明では、機台と、前記機台の前側に設けられた左右一対の前輪と、前記機台の後ろ側に設けられ、走行モータにより駆動されるとともに操舵可能な後輪と、を備えた無人リーチ式フォークリフトにおいて、機台寸法と旋回中心位置から決まる理論的な旋回中心位置と後輪との理論距離と、実際に旋回動作中に検出した機台の回転角度と後輪の移動距離から計算した旋回中心位置と後輪との実測距離とを求める工程と、前記理論距離と前記実測距離との偏差に応じて操舵指示角度を補正する工程と、を有することを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、機台寸法と旋回中心位置から決まる理論的な旋回中心位置と後輪との理論距離と、実際に旋回動作中に検出した回転角度と後輪の移動距離から計算した旋回中心位置と後輪との実測距離とが求められ、理論距離と実測距離との偏差に応じて操舵指示角度が補正される。よって、操舵指示角度の補正を自動で正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、操舵指示角度の補正を自動で正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】無人リーチ式フォークリフトを示す概略側面図。
【図２】無人リーチ式フォークリフトを模式的に示す平面図。
【図３】無人リーチ式フォークリフトにおけるコントローラを中心とする電気的概略構成図。
【図４】無人リーチ式フォークリフトを模式的に示す平面図。
【図５】作用を説明するためのフローチャート。
【図６】無人リーチ式フォークリフトにおける理論値の計算を説明するための平面図。
【図７】無人リーチ式フォークリフトにおける実測値の計算を説明するための平面図。
【図８】偏差に対する補正量の関係を示す説明図。
【図９】偏差に対する補正量の関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、無人リーチ式フォークリフト１０の機台１１は前方へ延出している一対のリーチレグ１３を備える。各リーチレグ１３にはそれぞれ前輪１４が設けられている。つまり、機台１１の前側に左右一対の前輪１４が設けられている。また、機台１１の後ろ側には、後輪１５とキャスター輪（図２参照）２６が設けられている。後輪１５は機台１１の左方に、キャスター輪（補助輪）２６は機台１１の右方に設けられている。本実施形態では、後輪１５が、操舵輪及び駆動輪となる。
【００１３】
機台１１は荷役装置１２を有し、荷役装置１２は、２段式のマスト１６を備える。マスト１６は、アウタマスト１７と、インナマスト１８とを備える。荷役装置１２は、インナマスト１８に連結されたリフトシリンダ１９を備える。荷役装置１２は、マスト１６に連結されたリーチシリンダ２０を備える。インナマスト１８は、リフトシリンダ１９への作動油の給排によって昇降する。マスト１６は、リーチシリンダ２０への作動油の給排によってリーチレグ１３に沿って移動する。
【００１４】
無人リーチ式フォークリフト１０は、一対のフォーク２１と、フォーク２１をマスト１６に固定するリフトブラケット２２とを備える。フォーク２１及びリフトブラケット２２は、インナマスト１８の昇降とともに昇降する。
【００１５】
無人リーチ式フォークリフト１０は、後輪１５を駆動させる走行モータ２３を備える。無人リーチ式フォークリフト１０は、機台１１に搭載されたコントローラ２４を備える。コントローラ２４は、無人リーチ式フォークリフト１０を制御するためのプログラムなどが記憶された記憶部２５を備える。無人リーチ式フォークリフト１０は、図示しない上位制御装置からの指令や記憶部２５に記憶されたプログラムに基づき走行動作及び荷役動作を行う。詳しくは、無人リーチ式フォークリフト１０は、図４に示すように床に埋設された誘導線（例えば磁気式誘導線）１００をセンサ（例えば磁気センサ）で検出しながら走行して、床に設置されたマークを検出して旋回等を行う。このとき、コントローラ２４は、後輪１５の操舵指示角度を与える。
【００１６】
図２の平面図で示すように、無人リーチ式フォークリフト１０は駆動輪である後輪１５が、車両の中心ではなく、車両の中心からずれた位置に設けられている。
図３に示すように、無人リーチ式フォークリフト１０は、マークセンサ３０、後輪用ポテンショメータ３１、後輪用エンコーダ３２、ジャイロセンサ３３、後輪操舵モータ３４、走行モータ２３を備える。コントローラ２４には、マークセンサ３０、後輪用ポテンショメータ３１、後輪用エンコーダ３２、ジャイロセンサ３３、後輪操舵モータ３４、走行モータ２３が接続されている。操舵可能な後輪１５は後輪操舵モータ３４により操舵角を調整することができる。走行モータ２３により駆動輪である後輪１５が回転駆動される。
【００１７】
マークセンサ３０は、床面に設置されたマークを検出してその結果がコントローラ２４で検知される。コントローラ２４は、後輪用ポテンショメータ３１からの信号を入力する。後輪用エンコーダ３２は後輪１５の移動量を検出するためのものである。コントローラ２４は後輪用エンコーダ３２からの信号を入力する。ジャイロセンサ３３は旋回動作中の機台１１の回転角度を検出するためのものである。ジャイロセンサ３３からの信号によりコントローラ２４において姿勢角度が検知される。コントローラ２４は、後輪操舵モータ３４を制御して操舵輪である後輪１５の向きを制御する。コントローラ２４は走行モータ２３を制御することで駆動輪である後輪１５の回転を制御する。記憶部２５には走行路（コース）についてのデータが記憶されている。マークセンサ３０からの信号により旋回角度が分かり、コースデータ及び機台寸法データにより走行路（コース）での旋回中心位置が分かる。後輪用エンコーダ３２からの信号により後輪１５の移動量ＬＯ（図７参照）が検出できる。
【００１８】
次に、作用について説明する。
図４に示すように、壁等により挟まれた走行路を、直角に曲がるカーブを走行する場合を想定している。
【００１９】
図５には、コントローラ２４が実行する操舵指示角度の補正制御処理を示す。
補正制御処理フローを説明するにあたり図６と図７を用いて概要を説明する。図６は、理論値の計算を説明するための無人リーチ式フォークリフトの平面図であり、図７は、実測値の計算を説明するための無人リーチ式フォークリフトの平面図である。
【００２０】
図６において、ｘは、機台中心線と旋回中心位置までの距離である。ＬＣは、機台中心線と操舵輪である後輪１５との距離である。ここで、ＬＣ値は、図６では後輪１５が機台中心から左側に位置しているのでマイナスの値となる。δＴは旋回に必要な操舵輪である後輪１５の角度（理論値）である。ＲＴは旋回中心位置と操舵輪である後輪１５との距離（理論値）である。
【００２１】
図７において、θＯは、回転角度（実測値）である。ＬＯは、操舵輪である後輪１５の移動量（実測値）である。ＲＯは旋回中心位置と操舵輪である後輪１５との距離（実測値）である。
【００２２】
コントローラ２４は、図５のステップＳ１００において旋回中心位置と操舵輪との距離（理論値）ＲＴを、次の式（１）により計算する。ここで、走行路のコースデータとマークとから図６での旋回中心位置が分かり、ｘ値が分かる。なお、機台寸法の情報はコントローラの記憶部２５に記憶されている。
【００２３】
【数１】
2019034816.tif 000003
・・・（１）
このようにして、機台寸法と旋回中心位置から決まる理論的な旋回中心位置と後輪との距離ＲＴが求められる。
【００２４】
コントローラ２４は、ステップＳ１０１において旋回に必要な操舵輪の角度（理論値）δＴを、次の式（２）により計算する。ここで、走行路のコースデータとマークとから旋回中心位置が分かり、ｘ値が分かる。
【００２５】
【数２】
2019034816.tif 000004
・・・（２）
コントローラ２４は、ステップＳ１０２において操舵を指示する。
【００２６】
コントローラ２４は、ステップＳ１０３において操舵完了後に後輪の駆動による旋回走行と回転角度（実測値）θＯの監視を開始する。回転角度θＯは機台に搭載したジャイロセンサ３３で検出する。
【００２７】
コントローラ２４は、ステップＳ１０４において図７での旋回中心位置と操舵輪との距離（実測値）ＲＯを、次の式（３）により計算する。操舵輪の移動量ＬＯは機台に搭載した後輪用エンコーダ３２で検出する。回転角度θＯは上述したようにジャイロセンサ３３により検出することができる。
【００２８】
【数３】
2019034816.tif 000005
・・・（３）
このようにして、ジャイロセンサ３３による旋回動作中に検出した機台１１の回転角度θＯと後輪用エンコーダ３２による後輪１５の移動量ＬＯから算出した旋回中心位置と後輪との距離ＲＯが求められる。
【００２９】
コントローラ２４は、ステップＳ１０５においてＲＴとＲＯの偏差Δを、次の式（４）により計算する。
【００３０】
【数４】
2019034816.tif 000006
・・・（４）
コントローラ２４は、ステップＳ１０６において偏差Δ（＝ＲＴ−ＲＯ）の±を判定する。そして、コントローラ２４は、偏差Δ（＝ＲＴ−ＲＯ）がゼロであり、目標通りの旋回であると、ステップＳ１０７に移行して補正量のなしであり、操舵指示角度を維持してステップＳ１１０に移行する。
【００３１】
コントローラ２４は、ステップＳ１０６において偏差Δ（＝ＲＴ−ＲＯ）がマイナスであり、目標より大きな旋回であると、即ち、図７の符号１５ａで示すように後輪１５がずれた場合には、ステップＳ１０８に移行して操舵指示角度を操舵をより切る側に補正量を加える。そして、コントローラ２４はステップＳ１１０において補正した操舵角度を指示する。
【００３２】
コントローラ２４は、ステップＳ１０６において偏差Δ（＝ＲＴ−ＲＯ）がプラスであり、目標より小さな旋回であると、即ち、図７の符号１５ｂで示すように後輪１５がずれた場合には、ステップＳ１０９に移行して操舵指示角度を操舵を切らない側に補正量を加える。そして、コントローラ２４はステップＳ１１０において補正した操舵角度を指示する。
【００３３】
なお、補正量は、図８に示すように固定の一定角度でも、図９に示すように偏差Δに応じて補正量を変更してもよい。
このステップＳ１０３からステップＳ１１０までの処理を旋回終了まで繰り返す。
【００３４】
このように、図６に示すように、機台寸法と旋回中心位置から決まる理論的な「旋回中心位置と操舵輪との距離（理論値）ＲＴ」と、図７に示すように、実際に旋回動作中にジャイロセンサ３３にて検出した回転角度と操舵輪の移動距離から計算した「旋回中心位置と操舵輪との距離（実測値）ＲＯ」とが、一致するように操舵輪である後輪１５の操舵指示角度の補正を行う。
【００３５】
このようにして、旋回条件ごと（走行路でのコーナー毎、そのカーブの大きさ毎）の指示角度調整作業を不要にすることができる。また、左右前輪の速度検出装置がない機台でも利用可能となる。さらに、左右前輪条件の違いに依存しない。
【００３６】
より詳しく説明する。
特許文献１では前輪の速度を利用するので速度検出手段が必要となる。無人リーチ式フォークリフトにおいて旋回動作が必要となり、理想的な旋回動作を行うことが望まれる。機台の寸法から旋回中心を演算すれば幾何学的に操舵角度が決まり、それに対し指示を受けて実際に旋回することになるが、後輪用ポテンショメータ３１の組付誤差、検出回路のばらつき、経年劣化等により、指示した角度で旋回を行わせようとしても合わなくなる。そのために、無人リーチ式フォークリフト１０では場所ごとに旋回角度が決まるので旋回ごとに旋回操舵角を調整している。例えば、多めに与えたり少なめに与えている。ここで、特許文献１の有人用の技術を使ってそのまま無人車に適用しようとすると、前輪速度検出装置が必要となる。ところが、設置スペースの問題等で前輪の速度検出装置の取り付けが困難な場合がある。また、車輪における速度抵抗は、左右の前輪で等しくなく、左右の前輪速度から操舵指示角度の補正を正しく行うことが困難となる懸念がある。
【００３７】
これに対し本実施形態においては、ジャイロセンサ３３を用いて角度補正を行うことにより上述した不都合を回避することができる。
特に、有人車の場合は任意の場所で旋回するのでどんな旋回をするのか分からずに旋回中心も分からないが、無人車の場合は旋回中心が予め分かっている。つまり、機台寸法が分かっているので、「旋回中心位置」、「旋回中心位置と操舵輪との距離」「回転角度」が分かっているので、操舵角の補正を行って理想の旋回を行うことができる。より詳しくは、マークにより旋回角が決まりコースデータにより旋回中心が決まる。即ち、広い場所でのコーナーではぶつからずに旋回するための旋回角は大きく、狭い場所でのコーナーではぶつからずに旋回するための旋回角は小さい。
【００３８】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）無人リーチ式フォークリフト１０の構成として、機台１１と、機台１１の前側に設けられた左右一対の前輪１４と、機台１１の後ろ側に設けられ、走行モータ２３により駆動されるとともに操舵可能な後輪１５を備える。後輪１５の操舵指示角度を与える指示手段としてのコントローラ２４を備える。旋回動作中の機台１１の回転角度を検出する回転角度検出手段としてのジャイロセンサ３３を備える。後輪１５の移動量を検出する移動量検出手段としての後輪用エンコーダ３２を備える。機台寸法と旋回中心位置から決まる理論的な旋回中心位置と後輪１５との距離と、ジャイロセンサ３３による旋回動作中に検出した機台１１の回転角度と後輪用エンコーダ３２による後輪１５の移動量から算出した旋回中心位置と後輪１５との距離とが、一致するように後輪１５の操舵指示角度の補正を行う補正手段としてのコントローラ２４を備える。よって、操舵指示角度の補正を自動で正確に行うことができる。詳しくは、旋回条件毎の指示角度調整作業を不要にできるとともに左右前輪の速度検出装置がない車両でも利用可能となり、さらに、左右前輪条件の違いに依存しない。
【００３９】
（２）回転角度検出手段は、ジャイロセンサ３３であるので、実用的である。
（３）無人リーチ式フォークリフトの操舵指示角度の補正方法として、機台寸法と旋回中心位置から決まる理論的な旋回中心位置と後輪との理論距離と、実際に旋回動作中に検出した機台１１の回転角度と後輪の移動距離から計算した旋回中心位置と後輪との実測距離とを求める工程（図５のステップＳ１００〜Ｓ１０４）を有する。理論距離と実測距離との偏差Δに応じて操舵指示角度を補正する工程（図５のステップＳ１０５〜Ｓ１０９）を有する。よって、操舵指示角度の補正を自動で正確に行うことができる。
【００４０】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  回転角度検出手段はジャイロセンサ３３に限るものではない。要は、旋回動作中の回転角度を検出するものであればよい。
【００４１】
○  本実施形態の作用として、壁等により挟まれた走行路を直角に曲がるカーブを例として示したが、作用としてはその場旋回するものであれば、壁に囲まれている必要はなく、また前進、後進どちらであってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０…無人リーチ式フォークリフト、１１…機台、１４…前輪、１５…後輪、２３…走行モータ、２４…コントローラ、３２…後輪用エンコーダ、３３…ジャイロセンサ。
【図１】
2019034816.tif 000007
【図２】
2019034816.tif 000008
【図３】
2019034816.tif 000009
【図４】
2019034816.tif 000010
【図５】
2019034816.tif 000011
【図６】
2019034816.tif 000012
【図７】
2019034816.tif 000013
【図８】
2019034816.tif 000014
【図９】
2019034816.tif 000015