(57)【要約】【課題】無人搬送車両の姿勢の狂いを打ち消すように荷役フォークの姿勢を修正できる荷役補助装置を提供する。【解決手段】フォークリフト１は、誘導線Ｘに案内される車台２にマスト３を立ち上げ、マスト３に昇降自在に支持される昇降キャリッジ４が、荷役フォーク６を、矢印Ｗで指した車台２の車幅方向へフォーク先端５が向くように、旋回させるローテイト動作を行うと共に、昇降キャリッジ４を車幅方向へシフトさせることにより、車台２の側方に定めた荷役位置に、荷役ォーク６のフォーク先端５を到達させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導線に案内されて自律走行する車台に、マストを立ち上げ、該マストに昇降自在に支持される昇降用キャリッジが、前記車台に対して荷役フォークを旋回させると共に、該荷役フォークを前記車幅方向へシフトさせることにより、前記車台の側方に定めた荷役位置に、前記荷役フォークのフォーク先端を到達させる、フォークリフトの荷役補助装置であって、
前記車台が前記誘導線に対して傾斜する傾斜角度を検出する車台方向検出手段と、
前記荷役フォークが前記車台に対して旋回される旋回角度を検出するローテイト角検出手段と、
前記昇降キャリッジの前記車幅方向へのシフト距離を検出するシフト量検出手段と、
前記傾斜角度に基づき、前記フォーク先端が前記荷役位置へ至るように、前記荷役フォークの旋回角度及び前記昇降キャリッジのシフト距離を演算する情報処理手段と、
前記情報処理手段にて演算された前記旋回角度、及び前記シフト距離に応じて、前記荷役フォークのローテイト動作、及びシフト動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とするフォークリフトの荷役補助装置。
【請求項２】
前記車台方向検出手段が、前記車台の前後に各々配置され前記車幅方向における前記誘導線の相対位置を検出する２つの磁気ガイドセンサであることを特徴とする請求項１に記載の荷役補助装置。
【請求項３】
前記ローテイト角検出手段、及び前記シフト量検出手段が、それぞれ、前記荷役フォークの旋回角度、及び前記昇降キャリッジのシフト距離をコード化するエンコーダーであることを特徴とする請求項１又は２に記載のフォークリフトの荷役補助装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３方向スタッカーフォークリフトが、固定ステーションに荷物Ｎを置く場合、又は固定ステーションから荷物を掬い上げる場合に、同フォークリフトの荷役フォークが荷物に対して真っ直ぐになるよう制御するフォークリフトの荷役補助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォークリフト型無人搬送車両が、自動倉庫等の床面に埋め込んだ誘導線を検出しつつ自律走行する技術が周知である。図６に示すように、縦横に延びる誘導線Ｘ，Ｙが交差する箇所において、誘導線Ｙに沿って図中の上方へ向かって走行している無人搬送車両Ｖを、矢印Ｒで指した時計回りに９０°旋回させて方向転換させることがある。この旋回の直後に、無人搬送車両Ｖは必ずしも誘導線Ｘに沿って正確に直進するとは限らない。これは、車輪Ｔの僅かな滑りや床面の微妙な凹凸の影響により、プログラムに基づく車輪Ｔの操舵制御に対して、無人搬送車両Ｖが実際に旋回する軌道が多少狂っていることによる。
【０００３】
このため、旋回の直後に固定ステーションＳ１がある場合に、固定ステーションＳ１に荷物Ｎを置き、又はここに在る荷物Ｎを荷役フォークＦで掬い上げる等の荷役作業を行う際に、無人搬送車両Ｖの荷役フォークＦが、固定ステーションＳ１の荷物Ｎへ真っ直ぐに向かないことがある。そこで、荷役作業を行う直前に、無人搬送車両Ｖを一旦後退させる等してその姿勢を修正したり、又は荷役フォークＦを車幅方向にシフトさせることが試みられている。これに係る技術は下記の特許文献に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−６３７９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、無人搬送車両Ｖを一旦後退させることは時間的な無駄を伴うことになる。また、上記のように、荷役フォークＦを車幅方向にシフトさせるだけでは、荷役フォークＦを荷物Ｎの位置に一致させることはできるが、荷役フォークＦが荷物Ｎに対して傾斜することを修正することはできない。
【０００６】
更に、旋回した直後の無人搬送車両Ｖの側方に固定ステーションＳ２が位置する場合、固定ステーションＳ２に対して無人搬送車両Ｖは傾斜した姿勢となる。そして、無人搬送車両Ｖが３方向スタッカーフォークリフトであれば、荷役フォークＦを９０°旋回（ローテイト動作）してから、荷役フォークＦを固定ステーションＳ２へ向けて前進（シフト動作）させる。このまま荷役作業を行えば、固定ステーションＳ２に荷物Ｎを図示の通り斜めに置いたり、固定ステーションＳ２に置かれた荷物Ｎを荷役フォークＦで掬い上げられないという事態になる。以上の問題は、旋回直後に著しいが、誘導線Ｘに沿って直進し続ける無人搬送車両Ｖでも、床面の凹凸に起因して同様のことが起こる。
【０００７】
本発明の目的は、無人搬送車両の姿勢の狂いを打ち消すように荷役フォークの姿勢を修正できる荷役補助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、誘導線に案内されて自律走行する車台に、マストを立ち上げ、該マストに昇降自在に支持される昇降用キャリッジが、前記車台に対して荷役フォークを旋回させると共に、該荷役フォークを前記車幅方向へシフトさせることにより、前記車台の側方に定めた荷役位置に、前記荷役フォークのフォーク先端を到達させる、フォークリフトの荷役補助装置に係るものであって、前記車台が前記誘導線に対して傾斜する傾斜角度を検出する車台方向検出手段と、前記荷役フォークが前記車台に対して旋回される旋回角度を検出するローテイト角検出手段と、前記荷役フォークの前記車幅方向へのシフト距離を検出するシフト量検出手段と、前記傾斜角度に基づき、前記フォーク先端が前記荷役位置へ至るように、前記荷役フォークの旋回角度、及び前記昇降キャリッジのシフト距離を演算する情報処理手段と、前記情報処理手段にて演算された前記旋回角度及び前記シフト距離に応じて、前記荷役フォークのローテイト動作、及びシフト動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る荷役補助装置は、前記車台方向検出手段が、前記車台の前後に各々配置され前記車幅方向における前記誘導線の相対位置を検出する２つの磁気ガイドセンサであっても良い。また、前記ローテイト角検出手段、及び前記シフト量検出手段が、それぞれ、前記荷役フォークの旋回角度、及び前記昇降キャリッジのシフト距離をコード化するエンコーダーであっても良い。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係るフォークリフト１は、誘導線Ｘに案内されて自律走行する無人搬送車両の車台２に、マスト３を立ち上げ、マスト３に昇降自在に支持される昇降キャリッジ４が、車台２の走行方向の前方へフォーク先端５を突出した荷役フォーク６を、矢印Ｗで指した車台２の車幅方向へフォーク先端５が向くように、車台２に対して旋回させるローテイト動作を行うと共に、荷役フォーク６を車幅方向へシフト動作させることにより、車台２の側方に定めた荷役位置に、荷役フォーク６のフォーク先端５を到達させるよう構成したものである。
【００１１】
図３に概略を示した荷役補助装置１０は、当該フォークリフト１に搭載される。その特徴とするところは、車台２が誘導線Ｘに対して傾斜する傾斜角度θを検出する車台方向検出手段７，８と、荷役フォーク６が車幅方向へ旋回される旋回角度を検出するローテイト角検出手段９と、昇降キャリッジ４の車幅方向へのシフト距離を検出するシフト量検出手段１１と、荷役フォーク６の旋回角度及び昇降キャリッジ４のシフト距離を演算する情報処理手段１２と、荷役フォーク６のローテイト動作、及び荷役フォーク６のシフト動作を制御する制御手段１３，１４とを備えることにある。
【００１２】
図４に表したフォークリフト１は３方向スタッカーフォークリフトである。マスト３には、昇降キャリッジ４を昇降させるために、図に表れていない油圧シリンダーを設けている。昇降キャリッジ４は、前面に２本のラックギア４０を水平姿勢で固定したベースプレート４１と、荷役フォーク６を支持する本体部４２とから成る。本体部４２は、その内部に図に表れていない油圧モータ等の２つの駆動源を内装し、その一方の駆動源にラックギア４０に噛み合うピニオンを設け、このピニオンを駆動することにより、ラックギア４０に沿って荷役フォーク６と共に移動（シフト）する。他方の駆動源は、荷役フォーク６の根元を結合した回転軸ｅを回転させ、荷役フォーク６を車台２に対して旋回される。
【００１３】
回転軸ｅは荷役フォーク６が旋回する支点である。２本の荷役フォーク６のそれぞれのフォーク先端５の中点を図中の符号ｆで指している。以下の説明では、回転軸ｅから中点ｆへ至る方向を、荷役フォーク６の向きとする。また、２本の荷役フォーク６同士の間隔は任意に定める事項であるため、この間隔を無視して、２つのフォーク先端５の位置を中点ｆと同一視する。
【００１４】
情報処理手段１２は、図３に示す通りＣＰＵとメモリー部とを主体とする。このメモリー部は、ＣＰＵが適時読み込み可能な制御プログラムを記録し、更に、誘導線Ｘ上で任意に定めた車台２の停止位置、及び荷役フォーク６に係る荷役位置の座標値をデータベースとして記録するものである。この荷役位置は図２において中点ｆに一致する。
【００１５】
例えば、誘導線Ｘの側方に設置された固定ステーションＳに、図に表れていないパレットに載せた荷姿の荷物Ｎを置く場合であれば、荷役フォーク６にて支持されたパレット又は荷物Ｎが固定ステーションＳからはみ出すことのないように、荷役フォーク６を車台２の側方へ突き出す。或いは、荷物Ｎが固定ステーションＳに既に置かれている場合であれば、フォーク先端５がパレットの奥方に到達し、又はフォーク先端５がパレットを通り抜ける位置まで荷役フォーク６を車台２の側方へ突き出す。このような状態にある荷役フォーク６のフォーク先端５の位置が荷役位置である。この位置は、車台２の位置又は姿勢に関わりなく略一定である。
【００１６】
車台方向検出手段７，８は、互いに車台２が走行する方向（前後）に所定の間隔を開けて、車台２の前後部に各々配置された２つの磁気ガイドセンサである。これらは周知の技術であるため図示を省略するが、概ね車幅方向に複数の誘導コイルを一列に並べ、複数の誘導コイルの中で一の誘導線が、その真下に位置する誘導線Ｘの周囲に形成された磁界を検出することにより、所定の電圧として検出信号を送出するものである。上記の磁界を検出しない他の誘導コイルは検出信号を送出することなくオフの状態である。
【００１７】
個々の誘導コイルが誘導線Ｘを検出した時の検出信号の電圧値は相互に違えて設定されているので、この電圧値によって何れの誘導コイルが誘導線Ｘを検出しているかを情報処理手段１２が判別できる。従って、車台方向検出手段７，８が車台２に取付けられている位置は初めから決まっているので、車台方向検出手段７，８のそれぞれの誘導コイルの中の何れが誘導線Ｘを検出しているかが判れば、これに基づき、情報処理手段１２は車台２の傾斜角度θを算出することができる。
【００１８】
ローテイト角検出手段９、及びシフト量検出手段１１は、何れも周知の技術であるため具体的な図示を省略するが、これらはフォーク先端５の変位をコード化して出力する。例えば、ローテイト角検出手段９は、荷役フォーク６が旋回する角度を検出して、情報処理手段１２へ送信するエンコーダである。シフト量検出手段１１は、荷役フォーク６のシフト動作に伴ってフォーク先端５が移動した距離を検出して、情報処理手段１２へ送信するエンコーダである。
【００１９】
制御手段１３，１４は、情報処理手段１２の指令に基づき開閉するソレノイドバルブであり、昇降キャリッジ４の説明として述べた駆動源に供給される油圧を増減又は遮断するものである。また、情報処理手段１２が、油圧を発生するポンプのモータ１５の駆動又は停止を、直接に制御するようにしても良い。
【００２０】
次に、情報処理手段１２の演算に基づく荷役補助装置１０の制御について、図１乃至図３を参照しながら説明する。
【００２１】
即ち、車台２が誘導線Ｘに真っ直ぐに沿った状態（θ＝０）で、車台２の幅方向の中間に位置する昇降キャリッジ４から走行方向の前方へ突出するフォーク先端５の位置は決まっている。このようなニュートラル位置にある荷役フォーク６を、フォーク先端５が側方を向くよう９０°旋回させれば、フォーク先端５が荷役位置に真っ直ぐに向くことになる。しかしながら、従来の技術として述べた通り、車台２が誘導線Ｘに対して傾斜した姿勢（θ≠０）となるために、傾斜角度θの向きと大きさに応じて、ニュートラル位置にある荷役フォーク６のフォーク先端５の位置も移動する。この移動した位置が情報処理手段１２によって原点位置として算出される。
【００２２】
上記の原点位置は、図１の中点ｆに一致し、荷役作業を行う直前に情報処理手段１２のメモリー部に座標値として記録される。但し、荷役作業を行わない時に、荷役フォーク６が必ずしもニュートラル位置で待機する必要はなく、情報処理手段１２が制御を始める基準として荷役フォーク６の当初の位置を認識できれば足りる。従って、昇降キャリッジ４を車幅方向の片側に予めシフトさせたり、又は荷役フォーク６を予め旋回させても良い。以下では、説明の便宜により、ニュートラル位置を基準として制御が実行されるものとする。
【００２３】
上記のようにして演算された原点位置から実際に荷役フォーク６を荷役位置まで移動させるのに必要な荷役フォーク６の旋回角度及び昇降キャリッジ４のシフト距離の値を、情報処理手段１２が演算する。更に、情報処理手段１２は、この演算値に応じて制御手段１３，１４を適宜作動させ、荷役フォーク６のローテイト動作、及びそのシフト動作を各々制御する。これにより、図２に示す通り、荷役フォーク６を荷物Ｎに対して真っ直ぐに向けられるので、車台２が誘導線Ｘに対して傾斜する姿勢であっても、図５に示すように、荷物Ｎを固定ステーションＳに対して真っ直ぐな姿勢とすることができる。
【００２４】
従って、固定ステーションＳが、同図に例示しているように、コンベヤ１６の両側に、この内方へ荷物Ｎを案内するための一対の矯正ガイド１７を各々配置した普及型のものである場合に、荷物Ｎが仮想線で表したように、一対の矯正ガイド１７を跨ぐような傾斜姿勢になることはないので、荷物Ｎの出隅部が矯正ガイド１７に引っ掛かることがなく、荷物Ｎは一対の矯正ガイド１７の間からコンベヤ１６の上面へ確実に滑り落ちる。
【００２５】
また、車台２の走行方向に荷物Ｎが多少ずれた場合に、荷役補助装置１０は、このような位置ずれを完全に修正できないが、上記のように、固定ステーションＳの両側に一対の矯正ガイド１７を各々配置してておけば、荷物Ｎが固定ステーションＳから脱落したり、荷崩れする等の不都合は起こらない。
【００２６】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良，修正，変形を加えた態様で実施できるものである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係るフォークリフトの荷役補助装置によれば、車台が誘導線に対して傾斜する傾斜角度に基づき、情報処理手段がフォーク先端の位置（原点）を認識できるので、荷役フォークで支持した荷物を、例えば固定ステーション等に置く場合、又は同固定ステーション等から荷物を掬い上げるに際して、車台が誘導線に対して傾斜し、更には、車台が傾斜することに起因して車台が固定ステーション等に接近したり離反し過ぎることがあっても、荷役フォークの原点位置をその都度演算することができる。このように情報処理手段が認識したフォーク先端の位置から実際に荷役フォークが荷役を行う荷役位置まで、荷役フォークを移動させるために必要となる荷役フォークの旋回角度、及び昇降キャリッジのシフト距離の値を、情報処理手段が演算する。
【００２８】
上記の演算値に応じて、当該荷役補助装置は、荷役フォークのローテイト動作、及びそのシフト動作を制御できるので、車台の姿勢に関わらず、荷役フォークを荷物に対して真っ直ぐに向けることができる。従って、従来の技術において荷役フォークを単に９０°旋回させるだけのローテイト動作と、同荷役フォークを所定の距離だけ前進シフトさせる動作とを組み合わせた場合のような技術的課題、言い換えれば、車台が誘導線に対して傾斜するのに伴って荷役フォークも荷物に対して傾斜するという不都合が起こることはない。
【００２９】
更に、本発明に係る荷役補助装置によれば、車台方向検出手段が、車台の前後に配置された２つの磁気ガイドセンサであるので、個々の磁気ガイドセンサが誘導線を検出する相対的な車幅方向の位置、その位置が誘導線に対して車幅方向の左右の何れの向きに違えているか、及び２つの磁気ガイドセンサ同士の間隔に基づき、車体が誘導線に対して傾斜する傾斜角度を算出することができる。また、既成のフォークリフトが２つの磁気ガイドセンサを備えるものであれば、同磁気ガイドセンサから送出される検知信号をそのまま当該荷役補助装置の情報処理手段へ入力するようにさえすれば、既成のフォークリフトに殆ど手を加えることなく、当該荷役補助装置を簡単に搭載することができる。
【００３０】
更に、本発明に係る荷役補助装置によれば、ローテイト角検出手段及びシフト量検出手段が、それぞれ、荷役フォークの旋回角度、及び前記昇降キャリッジのシフト距離をコード化するエンコーダーであるので、これらを既成のフォークリフトに殆ど手を加えることなく簡単に取付けられるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る荷役補助装置を搭載したフォークリフトの走行過程を示す平面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る荷役補助装置を搭載したフォークリフトの荷役過程を示す平面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る荷役補助装置の構成を表すブロック図。
【図４】本発明の実施の形態に係る荷役補助装置を搭載したフォークリフトの全体斜視図。
【図５】本発明の実施の形態に係る固定ステーション及び荷物の載置状態を示す平面図、及びその断面図。
【図６】従来のフォークリフトの走行過程を示す平面図。
【符号の説明】
１：フォークリフト
２：車台
３：マスト
４：昇降キャリッジ
５：フォーク先端
６：荷役フォーク
７，８：車台方向検出手段
９：ローテイト角検出手段
１０：荷役補助装置
１１：シフト量検出手段
１２：情報処理手段
１３，１４：制御手段
Ｘ：誘導線
θ：傾斜角度
【図１】
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【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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