(57)【要約】【課題】安価で構造が単純な手段を用いてフォーク１０４にかかる荷重を検出する荷重検出装置がなかった。【解決手段】本発明に係る荷重検出装置は、フォークにかかる荷重によって前輪が変形し、それに伴って前輪の外周が変化することを利用して、フォークにかかる荷重を検出する。即ち、所定荷重がフォークにかかった状態で無人搬送車が所定距離走行する間の前輪の回転数を予め測定しておき、無人搬送車に走行距離を計測する手段を設けておいて、無人搬送車が所定距離走行する間の前輪の回転数と上記予め測定された前輪の回転数とを比較してフォークにかかっている荷重を求める。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪と後輪を具備する無人搬送車の前部にマストを介して取り付けられたフォークの荷重を検出する荷重検出装置において、
上記前輪の回転数を計測する回転数カウント手段と、
上記無人搬送車の走行距離を計測する計測手段と、
所定の荷重がフォークにかかった状態で上記無人搬送車が所定距離を走行する際の上記前輪の回転数を記憶する記憶手段と、
上記計測手段にて所定の走行距離が計測されたときに、上記回転数カウント手段にて計測される回転数と、上記記憶手段に記憶された回転数とに基づいて、上記フォークにかかる荷重を検出する荷重検出手段とを備えたことを特徴とする荷重検出装置。
【請求項２】
上記計測手段は、上記後輪の回転数に基づいて走行距離を計測する請求項１に記載の荷重検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の荷重検出装置が検出した荷重に基づいて、上記マストと上記フォークのだれ量を計算し、上記無人搬送車の停止位置と上記フォークの昇降位置のうち少なくとも一方を補正する補正手段と、
上記補正手段にて補正された停止位置へと上記無人搬送車を移動させると共に、上記昇降位置に上記フォークを昇降させる制御手段とを備えた荷役動作制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無人搬送車のフォークにかかる荷重を検出する荷重検出装置と、無人搬送車の走行及びフォークの昇降を制御する荷役動作制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、荷物を搬送する際の省力化や効率化等を目的として、自動倉庫あるいは製造工場内などでは無人搬送車が用いられている。図３の側面図に示すように無人搬送車は、車体１０１の前後に前輪１１１と後輪１１２とが備えられ、車体の前部にマスト１０２がティルト可能に支持され、このマスト１０２に昇降可能に支持されたリフトブラケット１０３にフォーク１０４を支持させてある。
【０００３】
上記マスト１０２は、車体１０１にティルト可能に支持されるアウタマスト１０５とこれを案内にして昇降するインナマスト１０６から構成され、アウタマスト１０５に支持させたリフトシリンダ１０８によりインナマスト１０６を昇降させるようにしている。上記インナマスト１０６の上部には、ガイド１０７が備えられており、このガイド１０７には、一端をアウタマスト１０５に、他端をリフトブラケット１０３に連結した索条体１０９が巻き掛けられている。
【０００４】
上記リフトシリンダ１０８を伸長させると、インナマスト１０６及びガイド１０７が上昇し、索条体１０９の中間部が持上げられてリフトブラケット１０３及びフォーク１０４が上昇する。又、上記リフトシリンダ１０８を縮退すると、インナマスト１０６、ガイド１０７及び索条体１０９の中間部が下がってリフトブラケット１０３及びフォーク１０４が下降する。
【０００５】
このような無人搬送車は、基地局等からの入庫指示或いは出庫指示に従って荷役作業を行う。この入庫指示或いは出庫指示には、荷物の入庫或いは出庫対象となる棚の適正位置に荷物を載置するために、または適正位置にある荷物を取得するために無人搬送車が位置すべき停止位置、当該棚に対して荷物の入出庫を行うためのフォーク１０４の昇降位置が示されている。
【０００６】
例えば無人搬送車は、入庫指示を受信すると、荷物の入庫が行われる棚へ移動しながら、リフトシリンダ１０８を伸縮してフォーク１０４を上記昇降位置に昇降させる。そして無人搬送車は当該棚付近に移動し、フォーク１０４を上記昇降位置に昇降させたことを確認すると、上記停止位置へと移動し、リフトシリンダ１０８を縮退してフォーク１０４を下降させ荷物を適正位置に載置する。
【０００７】
同様に出庫指示を受信した場合、無人搬送車は、荷物の出庫が行われる棚へ移動しながら、フォーク１０４を上記昇降位置に昇降させる。そして無人搬送車は、出庫指示にて示される停止位置に移動して、例えばパレットの差込口にフォーク１０４を差し込み、リフトシリンダ１０８を伸長してフォーク１０４を昇降させて棚に載置された荷物を取得する。
【０００８】
ところで、フォーク１０４に荷物Ｎが載置されると、図４に示すように荷重によってフォーク１０４が下方にだれ、マスト１０２は前方にだれる。そのためフォーク１０４が昇降位置に昇降し、無人搬送車が停止位置に移動したとしても、フォーク１０４が入出庫指示にて示される昇降位置、或いは停止位置からずれた位置に位置することになる。
【０００９】
そこで、このようなずれを小さくするために、例えばフォーク１０４には、常に所定の重量の荷物が載置されていると仮定して、マスト１０２及びフォーク１０４がある程度だれているものとして、入出庫指示に含まれる昇降位置、停止位置を算出する方法が採られている場合がある。また、他の方法としては、リフトシリンダ１０８の油圧から荷重を測定する荷重センサを無人搬送車に備え、該荷重センサが検出した荷重に基づいてマスト１０２及びフォーク１０４のだれ量を算出して、入出庫指示に含まれる昇降位置、停止位置を補正する方法がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フォーク１０４に所定の重量の荷物が載置されていると仮定して、昇降位置、停止位置を算出する方法では、フォーク１０４に荷物が載置されていない場合や、仮定された重量よりも遥かに重い荷物が載置されている場合は、ずれは大きくなる。
【００１１】
また上記荷重センサに基づいてだれ量を算出するとずれは小さくなるが、無人搬送車の構造が複雑になって製造コストが高くなるばかりでなく、構造が複雑になることによってメンテナンスにも時間がかかる。
【００１２】
そこで本発明は、安価で構造が単純な手段を用いてフォーク１０４にかかる荷重を検出する荷重検出装置と、当該荷重検出装置にて検出された荷重に基づいて昇降位置と停止位置を補正し、補正した昇降位置と停止位置とに基づいて荷役動作を行う荷役動作制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る荷重検出装置は、フォークにかかる荷重によって前輪が変形し、それに伴って前輪の外周が変化することを利用して、フォークにかかる荷重を検出する。即ち、所定荷重がフォークにかかった状態で無人搬送車が所定距離走行したときの前輪の回転数を予め測定しておき、無人搬送車に走行距離を計測する手段を設けておいて、無人搬送車が所定距離走行したときの前輪の回転数と上記予め測定された前輪の回転数とを比較してフォークにかかっている荷重を求める。
【００１４】
走行距離の計測は、無人搬送車が走行位置を認識するために路面に所定の間隔で埋設された磁気棒を読み取ることで行う。上記磁気棒を読み取る手段は、従来の無人搬送車にも備えられているので、従来の無人搬送車に本発明の荷重検出装置を実装する際のコストは安価であり、本発明の荷重検出装置の構造も単純となる。
【００１５】
また、フォークの荷重の大部分は前輪にかかり、無人搬送車の操舵及び駆動を担う後輪は輪圧制御によって接地圧が一定に保たれるので、フォークにかかる荷重によって後輪が変形することはない。そのため後輪の回転数に基づいて無人搬送車の走行距離を計測してもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の荷重検出装置及び荷役動作制御装置が備えられる無人搬送車の構造は、従来の技術に記載した通りである。
【００１７】
図１に示すように、無人搬送車に備えられた受信手段５１は、基地局５０等からの入庫指示を受信すると、入庫指示を受信した旨を荷重検出装置１０に備えられた計測手段１１に通知し、荷役動作制御装置２０に備えられた制御手段２１に入庫の旨と停止位置を通知し、補正手段２２に入庫指示に含まれる昇降位置と停止位置を通知する。
【００１８】
上記制御手段２１は、入庫の旨と停止位置が通知されると、無人搬送車の操舵及び駆動を担う後輪１１２を操舵及び駆動させて、無人搬送車を停止位置へ移動させる。
【００１９】
無人搬送車が走行する路面には所定間隔で磁気棒が埋設されており、上記のように入庫指示を受信した旨を通知された後、無人搬送車が特定の磁気棒の上を通過すると、上記計測手段１１は磁気棒を読み取り、無人搬送車に備えられた回転数カウント手段１２に前輪１１１の回転数の計測を指示する（図２、Ｓ２０１）。なお、無人搬送車には、従来から走行位置を認識するために上記磁気棒を読み取る手段が備えられており、上記計測手段１１は、この読み取り手段を用いて上記磁気棒を読み取る。このように従来の無人搬送車に備えられている手段を用いることで、本発明の荷重検出装置１０を無人搬送車に実装する際のコストを抑え、荷重検出装置１０の構造を単純にすることができる。
【００２０】
上記計測手段１１からの指示を受けると、上記回転数カウント手段１２は、例えばエンコーダを用いて前輪１１１の回転数を計測する（図２、Ｓ２０２）。
【００２１】
無人搬送車が次の磁気棒上を通過すると、上記計測手段１１は、荷重検出装置１０に備えられた荷重検出手段１３に荷重検出を指示する。
【００２２】
上記荷重検出手段１３は、荷重検出が指示されると、上記回転数カウント手段１２から前輪１１１の回転数を取得し、荷重検出装置１０に備えられた記憶手段１４から前輪１１１の回転数を取得する。上記記憶手段１４に記憶された前輪１１１の回転数は、所定荷重がフォークにかかった状態で無人搬送車が所定距離走行する間の前輪の回転数であり、この回転数は例えば前輪１１１の交換時や、無人搬送車の定期点検時等に測定されたものである。本実施の形態においては上記所定距離は、磁気棒が埋設された間隔である。
【００２３】
フォーク１０４の荷重の大部分は前輪１１１にかかるので、前輪１１１はフォーク１０４にかかる荷重によって変形し、それに伴い前輪１１１の外周も変化する。従って、磁気棒から次の磁気棒まで無人搬送車が走行する間の前輪１１１の回転数は、フォーク１０４にかかる荷重によって変わる。
【００２４】
そこで、上記荷重検出手段１３は、上記回転数カウント手段１２と上記記憶手段１４とから取得した前輪の回転数との比を算出し、当該比と所定の係数或いは関数を用いてフォーク１０４にかかっている荷重を検出する（図２、Ｓ２０３）。
【００２５】
前輪１１１の外周の変化量は、フォーク１０４にかかる荷重だけでなく、前輪１１１の径の大きさ、前輪１１１の材質等様々な要因に影響される。よって、上記係数或いは関数は、各無人搬送車において、種々の重量の荷物を載置して磁気棒間を実際に走行させて求めることが好ましい。
【００２６】
なお、上記係数や関数を用いる方法以外に、例えば前輪の外周の変化量とフォーク１０４にかかる荷重との関係を対応付けた表を上記記憶手段１４に記憶させておいて、上記荷重検出手段１３は当該表に基づいてフォーク１０４にかかる荷重を検出する方法を用いてもよい。
【００２７】
以上のように、前輪の回転数と磁気棒を利用してフォーク１０４にかかる荷重を求めることで、実装コストが小さく且つ簡単な構造である荷重検出装置１０によってフォーク１０４にかかる荷重を検出することができる。
【００２８】
上記荷重検出手段１３が求めた荷重は、上記補正手段２２に転送される。
【００２９】
上記補正手段２２は、転送された荷重に基づいてマスト１０２及びフォーク１０４のだれ量を計算する。マスト１０２のだれ量は、荷物の重量だけでなくマスト１０２の大きさ、材質、フォーク１０４の昇降位置等様々な要因に影響される。同じくフォーク１０４のだれ量も、荷物の重量だけでなく、フォーク１０４の大きさ、材質、荷物が載置されている位置等、様々な要因に影響される。
【００３０】
このように様々な要因に影響されるので、マスト１０２及びフォーク１０４のだれ量は、実際にフォーク１０４に種々の重量の荷物を載置し、更にフォーク１０４を種々の高さに昇降させて、そのときのマスト１０２及びフォーク１０４のだれ量を計測して求めることが好ましい。
【００３１】
なお、フォーク１０４のだれ量は、荷物が載置される位置によって異なるが、本実施の形態においては、上記荷役動作制御装置２０をより安価で且つ単純な構造とするために、荷物が載置された位置は、上記フォーク１０４のだれ量を計算する上では考慮しないことにする。
【００３２】
上記補正手段２２は、マスト１０２とフォーク１０４のだれ量を計算すると、上記受信手段５１から転送された昇降位置と停止位置をマスト１０２とフォーク１０４のだれ量に基づいて補正する（図２、Ｓ２０４）。
【００３３】
なお、ここでは上記補正手段２２は、荷重検出手段１３から転送された荷重に基づいて昇降位置と停止位置の両方を補正することを上記したが、荷重に基づく補正は、昇降位置または停止位置のどちらか一方であってもよい。
【００３４】
昇降位置と停止位置とを補正すると、上記補正手段２２は、補正した昇降位置と停止位置を上記制御手段２１に転送する。
【００３５】
上記制御手段２１は、補正された昇降位置と停止位置を受信すると、上記のようにリフトシリンダ１０８を伸退させて、無人搬送車を走行させながらフォーク１０４を補正された昇降位置に昇降させる。
【００３６】
また、無人搬送車が入庫を行う棚付近に移動すると、上記制御手段２１は、補正された昇降位置にフォークが昇降していることを確認し、補正された停止位置に無人搬送車を移動させてフォーク１０４を少し下降させて荷物を棚に載置する。
【００３７】
以上のようにして、マスト１０２及びフォーク１０４のだれ量を考慮して補正した昇降位置及び停止位置に基づいて荷役動作が行われるので、荷物は適正位置に載置されることになる。
【００３８】
ところで、上述のようにフォーク１０４は車体１０１の前方に備えられているのでフォークの荷重の大部分は前輪が受けることになる。また無人搬送車の操舵及び駆動を担う後輪１１２は接地圧が一定になるように制御されているので、フォーク１０４に荷物が載置されることで後輪１１２が変形することはない。
【００３９】
そのため、フォーク１０４の荷重によって後輪１１２の外周は変化しないので、上記計測手段１１は無人搬送車の走行距離を後輪１１２の回転数に基づいて決定するようにしてもよい。
【００４０】
なお、上記輪圧制御とは、後輪１１２の接地圧が大きくなると、その分だけ車体１０１の後部の後輪１１２の左或いは右に備えられた図示しないキャスタの接地圧を大きくし、後輪１１２の接地圧が小さくなると、キャスタの接地圧を小さくすることである。
【００４１】
【発明の効果】
従来の無人搬送車に備えられた手段を用いることで、本発明の荷重検出装置の実装コストを安価に抑え且つ荷重検出装置の構造を単純にすることができる。更に荷重の検出に前輪の回転数を用いることで荷重の検出精度が向上するために、荷物を適正位置に載置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の機能ブロック図。
【図２】無人搬送車の平面図。
【図３】無人搬送車の側面図。
【図４】マストとフォークの側面図。
【符号の説明】
１０　荷重検出装置
１１　計測手段
１２　回転数カウント手段
１３　荷重検出手段
１４　記憶手段
２０　荷役作業制御装置
２１　制御手段
２２　補正手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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