JPS62280200A - 無人フオ−クリフトの負荷検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無人フォ−クリフトの負荷検出装置の改良に
関し、特に無人フォークリフトのフォークを用いた荷の
積み込み及び荷下ろしを行う荷役操作時における負荷重
量を傾斜角度検出センサを用いて非接触的に検出してフ
ォークの荷役操作を自動的に制御することのできる無人
フォークリフトの負荷検出装置に関する。

〔従来技術〕

工場現場等において、予め設定したＢＭ　”Ｌ走行路に
沿って無人フォークリフトを走行させることに依って荷
の運搬、荷積み及び荷下ろしからなる荷役を行う無人フ
ォークリフトの作業システムは周知であり、この場合に
無人フォークリフトにはマイクロプロセッサ、メモリ一
手段、入出力インタフェース等からなる走行及び荷役の
制御装置、この制御装置と接続された諸装置、つまり誘
導路の検知を行う前後進ピックアップ装置、車輪軸に結
合された走行駆動モータ及びその走行制御回路からなる
駆動装置、ステアリング機構に結合されたステアリング
モータ及びステアリング制御回路からなるステアリング
制御装置、車輪の制動を制御する電磁ブレーキとブレー
キ制御回路からなる制動制御装置、フォークリフトに備
えられたフォークの昇降や前後傾動を操作する荷投手段
、即ち昇降シリンダやティルトシリンダ等の油圧シリン
ダ等とその制御用電磁パルプ、電磁バルブ制御回路から
なる荷役装置等が具備されている。また従来からの無人
フォークリフトにおいては、フォークによる荷役時に積
荷が正しくフォークの載荷面に載っているか否かを検出
するために、フォークの夫々の基端位置に検出作動部を
載荷面から上方に突出させるようにして積み荷検出器を
取付け、その両積み荷検出知器からの検出信号が共に得
られたきに、積荷は正しくフォーク上に載っているが片
方の検出信号のみのときは異常信号を発するようにした
負荷検出装置が一般に設けられている。

つまり、積み荷検出器と積荷との直接接触によって負荷
状態を検出せんとしているものである。

〔解決すべき問題点〕

然しなから、上述した従来の無人フォークリフトの負荷
検出装置では、無人操作による荷役であることから種々
の欠点、例えば作業者による調節操作がなくても常に荷
役作動時に正しく積み荷検出器の検出作動部が作動する
ように取りつけるためには取付構造が微妙に作動性能に
影響してくると言う不都合があり、またフォークの載荷
面から検出作動部が突出した構造はときには荷がその検
出作動部に引っ掛かけられて正常な荷役作業が行われな
くなるという問題点も生ずる。

依って、本発明はかかる従来の無人フォークリフトの負
荷検出装置を改善しで非接触的にしかも負荷の重量に対
応した信号を発して荷役の制御、つまり、積荷の積み込
みと荷下ろしとをフォークの正しい姿勢のもとに行うこ
とができるようにした無人フォークリフトの負荷検出装
置を提供するものである。

〔解決手段と作用〕

本発明によれば、走行路に沿って誘導自走する無人フォ
ークリフトのフォークによる荷積み、荷下ろし操作時に
負荷の検出を行って荷役制御を行う負荷検出装置におい
て、フォークリフトの車体前部に具備されたフォーク支
持体に取付られて酸フォークの前後傾角度量に応じた送
信出力を発する傾斜角度検出センサを設けると共に前記
傾斜角度量に応じた送信出力信号を受信することによっ
て前記フォークの水平位置からの前後傾斜角度量を検出
して前記フォーク支持体に結合されたティルトシリンダ
装置の作動量を制御しえ得る制御装置に該傾斜角度検出
センサを接続し、荷役操作時におけるフォークの姿勢を
常に荷役最適姿勢に維持する無人フォークリフトの負荷
検出装置を提供し、しかもフォーク支持体に取付けた傾
斜角度検出センサはフォークの載荷面とは無関係の非接
触的な作用位置に設けられているから予めフォークの水
平姿勢のときに零出力信号となるように取付けておけば
、荷役操作時におけるフォーク上への負荷の載置状況に
応じてフォークが前後に傾動すると、その傾動方向と傾
斜角度量に対応した出力信号が送出され、この出力信号
を無人フォークリフトの制御装置に接続することにより
、フォークの姿勢を調節するティルトシリンダを制御し
てフォークを最適の荷役姿勢に常時維持することができ
る。以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明す
る。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る負荷検出装置を具備した無人フォ
ークリフトの略示の外形形状を示した斜視図、第２図は
同無人フォークリフトのフォーク支持体に取付られた負
荷検出装置の配置を示した部分拡大斜視図、第３図は無
人フォークリフトに備えられた走行、荷役制御装置とこ
れに接続された諸装置の構成を示すブロック図、第４図
は本発明に係る負荷検出装置による出力信号に基づいた
積荷の荷下ろしを行う際の作用過程を示す説明図、第５
図は同作用過程における制御装置の作用を説明するフロ
ーチャート、第６図は同じく積荷の積み込み時における
作用過程を示す説明図、第７図は同作用過程のフローチ
ャートである。

さて、先ず第１図、第２図を参照すると、無人フォーク
リフトは車体１０を有し、この車体１０の前後には走行
及び操舵用の車輪１２が具備されている。車体１０上に
は、無人走行における制御の中心となる走行と荷役の制
御用の制御装置１４が具備され、図示されていないが、
同車体１０上には作業者が搭乗して運転走行することも
可能なように運転席も設けられている。運転席の前方に
はステアリング機構のステアリングホイル１６が通常の
フォークリフトと同様に設けられている。

車体１０の前面には昇降機構のマスト１８が取付られて
おり、このマスト１８に沿って昇降する昇降ブラケ−／
　ト２０に左右１対のフォーク２２ａ、２２ｂが必要に
応じて取り外し可能に取付られている。そして、左右１
対のフォーク２２　ａ、２２　ｂの先端には前方検知用
の検知センサ２２　ａ、２２　ｂが一般に取付られてい
る。上記昇降ブラケット２０は車体１０に対して上下方
向に昇降動作可能に取付られており、一般にはマスト１
８の側部に設けられた昇降シリンダの作動に応じて１対
のチェーン１８ａを介して昇降動作し、しかも揚高セン
サを具備して上下の昇降限界を感知して正しい昇降動作
をするようになっている。また、上記マスト１８自体は
昇降ブラケット２０及びフォーク２２ａ、２２ｂを伴っ
てティルトシリンダ２８の作動に従って車体１０の前後
軸線に沿い前後に傾斜動作可能になっている。そして、
その昇降ブラケット２０の一側面に、即ちフォーク２２
ａ、２２ｂの負荷載置面とは掛は離れた位置に傾斜角度
検出センサ２４が取付られている。この傾斜角度検出セ
ンサ２４の構造と取付状態とは第２図に詳細に示されて
いる。図には示されていないが、無人フォークリフトは
更に走行路に延設された微弱電流を流した構成等による
誘導路を検知する前進用ピックアップ装置、後進用ピッ
クアップ装置を備えてその検知信号が制御装置１４に印
加され、該走行路に沿って走行する従来からの制御作動
が行われるようになっている。なお、フォーク２２ａ。

２２ｂを車体前面で左右に移動させるサイドシフトシリ
ンダも設けられており、図には示されていないが、その
サイドシフトシリンダの作動量を検知する検知器の出力
信号が制御装置１４に印加され、その信号に基づいて該
制御装置１４によってスオーク２２ａ、２２ｂの横移動
量が制御されるようになっていることは従来と同様であ
る。

さて、本発明に係るフォーク２２ａ、２２ｂの傾斜角度
を検出する傾斜角度センサ２４は、第２図に示すように
、昇降ブラケット２０の側面を形成する柱部材２０ａに
適宜の取付ポルト３４を用いて取付られ、即ち、センサ
ボックス３２が該取付ボルト３４によって柱部材２０ａ
に固定され、そのセンサボックス３２内に傾斜角度セン
サ２４がブラケット等を用いて適宜に保持されている。

なお、この傾斜角度センサ２４としては、傾き角度をリ
ニアな電気出力として、つまり、傾斜角度が零の状態を
中心として千両方向の傾き角度に比例した電圧信号を送
出するものとして市販されている作動ホール素子を使用
した傾きセンサが最適利用できる。そして、このように
、傾斜角度センサ２４が昇降ブラケット２０に取付られ
ていることにより、第１図に示したティルトシリンダ２
８が作動してマスト１８共々に該昇降ブラケット２０が
車体１０の前後方向に傾動すると、その傾斜角度に対応
した出力信号を送出するのである。

勿論、この傾斜角度量はフォーク２２ａ、２２ｂの傾斜
角度にもなっていることは言うまでもない。

従って、無人フォークリフトが荷台位置で荷の下ろし及
び荷積みからなる荷役を行う際に、フォーク２２ａ、２
２ｂから荷が下ろされるときの負荷減少と荷を積み込む
際の負荷の増加による車体ｌＯ前方部における浮沈に応
じてフォークが昇降ブラケッ）２０と共に傾斜すると、
その傾斜を検出して傾斜角度に比例した出力信号を発す
る。そして、その出力信号は後述のように、無人フォー
クリフトの走行、荷役の制御装置１４へ送出されるよう
になっている。

ここで、第３図を参照すると、無人フォークリフトには
前述のように走行、荷役の制御装置１４が設けられてお
り、この制御装置１４自体は従来の無人フォークリフト
に備えられたものと同じにマイクロプロセッサ４０、メ
モリ手段４２、入出力インタフェース４４を有して構成
され、この走行制御装置１４には図示のようにバス線を
経由して走行制御回路４６、ステアリング制御回路４８
、ブレーキ制御回路５０、荷役制御回路５２が接続され
、また前進用ピックアップ装置５４、後進用ピックアッ
プ装置５６、上述の１頃斜角度センサ２４、フォーク２
２ａ、２２ｂの先端に在って前方の障碍を検出する前方
検知センサ２６、昇降ブラケット２０の昇降の上下限界
を検出する揚高センサ３０が上記入出力インタフェース
４４に接続されている。走行制御回路４６は車輪を駆動
する走行駆動モータ５８を制御する回路である。上記ブ
レーキ制御回路５０は制御装置１４からの信号に応じて
！磁ブレーキ６２を作動させ、無人フォークリフトの走
行を制動、停止させるように成っている。ステアリング
制御回路４８は操舵用のステアリング機構６６を動作さ
せるステアリングモータ６４と接続されて、そのステア
リングモータ６４の作動を制御している。また荷役制御
回路５２は既述の荷投手段７０の作動制御用に設けられ
ている電磁パルプ６８の作動を制御しているものである
。

上述の構成からなる走行、荷役の制御システムを無人フ
ォークリフトに具備すれば、従来の無人フォークリフト
における走行、荷役の制御と共に本発明に係る負荷検出
装置による確実な荷役制御を効率的にかつ円滑に実行す
ることができるのである。次に本発明に係る負荷検出装
置の作用について、第４図から第７図を参照して説明す
る。

さて、第４図は本発明に係る負荷検出装置を具備した無
人フォークリフトによる荷下ろし過程（イ）、（ロ）、
（ハ）を略示した説明図であり、過程（イ）は無人フォ
ークリフトが荷台６０から離れた一定位置で昇降ブラケ
ット２ｏとフォーク２２ａ、２２ｂとを一旦上昇させて
ワークパレット６１を介してワークＷを荷下ろしする荷
台６０より高い位置に引き上げ、そのまま荷台６ｏに向
けて前進し、荷台６０上にワークＷを下ろしにかかって
いる状態を示している。すなわち、このときにはフォー
ク２２ａ、２２ｂの傾斜角度は・ワークＷの姿勢を略水
平に維持した一定の角度θを保って荷台６０上にワーク
Ｗを下降指せつつある。

次に過程（ロ）に示すように、ワークＷがパレット６１
と共に荷台６０に載り始めると、ワークＷ゛からフォー
クに及ぶ負荷荷重が低減するから無人フォークリフトの
車輪１２におけるタイヤの変形（つぶれ）が回復し、そ
の影響で昇降ブラケット２０とフォークとは後傾（θ〉
０となる）して傾斜角度センサ２４はその傾斜角度を例
えば正の送出信号として制御装２１４へ送出する。そし
て、フォーク２２ａ、２２ｂのワークパレット６１支持
状態が解除されると、該フォークは無負荷状態になるか
ら昇降ブラケット２０とフォークとは後傾状態のまま姿
勢を維持する。即ち、傾斜角度センサ２４は一定送出信
号を″ｍ続送出する。この状態となったことを制御装置
１４によって検出すればワークＷがパレット６１と共に
荷台６ｏに載り、該パレットとフォークとは解離したも
のと判断できる。ここまでに説明した傾斜角度の検出過
程とそれに基づく制御装置１４の判断過程が第５図にお
いて、判断ステップ’ＩＪで示した過程までのフローで
ある。この判断ステップ’１４でフォーク２２ａ、２２
ｂの傾斜角度が後傾（θ＞Ｑ）状態で一定となったこと
が判断されると、その時点で制ｗＪ装置１４は荷役制御
装置５２　（第３図参照）を介して荷役手段７０による
昇降ブラケッ）２０とフォークとの降下を停止させ、さ
らにティルトシリンダ２８を作動させて、昇降ブラケッ
ト２０とフォークとの傾斜角度θをθ＝０となる水平状
態になるまで前傾動作させる。そして、第４図の過程（
ハ）で示すように水平状態を確保すれば、その後はフォ
ークとワークパレット６１とは平行になる。故にその時
点で制御装置１４はティルトシリンダ２８による前傾動
作を停止させ、無人フォークリフトの走行駆動モータ５
８　（第３図参照）を作動させて荷台６０から離れる方
向へ後進させれば、荷下ろし過程を終了することができ
るのである。上述の過程が第５図のフローチャートでは
判断ステップ”２Ｊを含めた後半部分に図示されている
。

次に第６図と第７図とは無人フォークリフトが荷台６０
から荷をフォーク２２ａ、２２ｂによって持ち上げる荷
の積み込み過程を説明しているものである。即ち、無人
フォークリフトがそのフォーク２２ａ、２２ｂを荷台６
０に接近させ（前方検出センサ２６を用いる）、該フォ
ークをワークパレッｌ−６１の下方に差し込む。この時
点では、昇降ブラケット２０及びフォークはその傾斜角
度θが水平状態の一定角度になるように保持されている
。つまり、傾斜角度センサ２４の送出信号は一定値を送
出し続けている。次に過程（ロ）で示すように昇降ブラ
ケット２０によってフォーク上にワークＷを載置すべく
昇降動作を開始すると、フォーク２２ａ、２２ｂがパレ
ット６１に係合し、ワークＷの重量によって負荷が無人
フォークリフトの車体１０に掛かるようになる。この結
果、車輪１２のタイヤに変形等の影響で無人フォークリ
フト全体が前傾（θ＜Ｏ）するから傾斜角度センサ２４
は前傾角度に対応した送出信号を発信するようになる。

やがてワークＷが荷台６０から離れると、傾斜角度セン
サ２４からの送出信号値は一定になる。制御装置１４は
、この過程で第７図の判断ステップ「１」で示す傾斜角
度の一定判断を行う。そして、傾斜角度θが一定となっ
たことが判断された時点では、ワークＷがパレット６１
と共に荷台６０を離れたことが判断される。次いで、第
６図の過程（ハ）で示すようにワークＷが荷台６０から
離れたことを示す傾斜角度センサ２４の一定送出信号が
得られたら昇降ブラケット２０とフォーク２２ａ、２２
ｂの昇降動作を荷役制御回路５２（第３図）を介して停
止させ、次いで傾斜角度θが零になるまでティルトシリ
ンダ２８の作動で後傾動作させる。この結果、フォーク
上に載置されたワークＷと荷台６０とは平行状態になる
。

この時点で制御装置１４は第７図におけるフローチャー
トの判断ステップ’２Ｊで示す判断過程を実行して上記
の傾斜角度θが零となる水平状態を得る。この傾斜角度
θ＝０が得られたら、制御装置１４はティルトシリンダ
２８による後傾動作を荷役制御回路５２を介して停止す
る。そして、この時点ではワークＷが荷台６０から完全
に浮上しているから、無人フォークリフトを荷台６０か
ら後退動作させるとき、何らの支障なく、円滑に荷積み
作業を終了できるのである。上述の過程で第７図の判断
ステップ「１」で示したようにワークＷが荷台６０から
離れたことを（填料角度センサ２４の出力値を監視する
ことによって判断できることは、その後直ちにフォーク
を水平化させるティルトシリンダ２８による後傾動作を
開始させ得ることを意味し、故に積み荷作業過程を可及
的に短時間で遂行し得ることとなる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、非接
触的に無人フォークリフトによる荷役作業時の負荷検出
を行う傾斜角度センサを備え、走行、荷役の制御装置に
より該傾斜角度センサからの負荷に対応した送出信号値
を判断して荷役制御を行うから、まず、負荷検出センサ
自体が負荷と触れ合うことがなく、損傷の危険が無いと
共に耐久性の保証が得られる。更に従来の無人フォーク
リフトにおける負荷検出センサのように荷役作業過程に
おいて検出作動部に荷が引っ掛かる危惧が回避できる。

また、荷積み時の荷の検出が確実に行え、また、荷が荷
台から離れる瞬間を検出できるから、離れた直後にフォ
ークを２＆傾動作させて、水平状態への復帰を行わせる
ことができ、無駄な昇降動作をこれによって解消し、荷
役作業時間の短縮化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る負荷検出装置を具備した無人フォ
ークリフトの略示の外形形状を示した斜視図、第２図は
同無人フォークリフトのフォーク支持体に取付られた負
荷検出装置の配置を示した部分拡大斜視図、第３図は無
人フォークリフトに備えられた走行、荷役制御装置とこ
れに接続された諸装置の構成を示すブロック図、第４図
は本発明に係る負荷検出装置による出力信号に基づいた
積荷の荷下ろしを行う際の作用過程を示す説明図、第５
図は同作用過程における制′ａ装置の作用を説明するフ
ローチャート、第６図は同じく荷の積み込み時における
作用過程を示す説明図、第７図は同作用過程のフローチ
ャート。 １０・・・車体、　１２・・・車輪、 １４・・・走行、荷役の制御装置、 １８・・・マスト、２０・・・昇降ブラケット、２２ａ
、２２ｂ・・−フォーク、 ２４・・・傾斜角度センサ、 ２８・　・　・ティルトシリンダ、 ４６・・・走行制御卸回路、 ５２・・・荷役制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、走行路に沿って誘導自走する無人フォークリフトの
   フォークによる荷積み、荷下ろし操作時に負荷の検出を
   行って荷役制御を行う負荷検出装置において、フォーク
   リフトの車体前部に具備されたフォーク支持体に取付ら
   れて該フォークの前後傾角度量に応じた送信出力を発す
   る傾斜角度検出センサを設けると共に前記傾斜角度量に
   応じた送信出力信号を受信することによって前記フォー
   クの水平位置からの前後傾斜角度量を検出して前記フォ
   ーク支持体に結合されたティルトシリンダ装置の作動量
   を制御し得る制御装置に該傾斜角度検出センサを接続し
   、荷役操作時におけるフォークの姿勢を常に荷役最適姿
   勢に維持する無人フォークリフトの負荷検出装置。 ２、前記傾斜角度検出センサはフォークの載荷面からは
   ずれた側方位置において前記フォーク支持体に固定され
   ている特許請求の範囲第１項に記載の無人フォークリフ
   トの負荷検出装置。 ３、前記フォーク支持体は前記車体の前部で昇降可能な
   ブラケット手段で構成された特許請求の範囲第１項又は
   第２項に記載の無人フォークリフトの前方検知装置。