特許 6974921 無人フォークリフト及びその荷役方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6974921

(24)【登録日】2021年11月9日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】無人フォークリフト及びその荷役方法

(51)【国際特許分類】

   B66F 9/24 20060101AFI20211118BHJP

【ＦＩ】

   B66F9/24 L

   B66F9/24 A

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2019-218212(P2019-218212)

(22)【出願日】2019年12月2日

(65)【公開番号】特開2021-88424(P2021-88424A)

(43)【公開日】2021年6月10日

【審査請求日】2019年12月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232807

【氏名又は名称】三菱ロジスネクスト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】特許業務法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】門地 正史

【審査官】 須山 直紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−００８３６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１８６２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１７７５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０２１０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２５５３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０１０７９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６６Ｆ ９／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷物が載置されるパレットに差し込まれると共に、昇降及び前後進する一対のフォークと、
前記フォークの動作を制御する制御部と、
前記フォークの基端面が前記パレットに当接していることを検知する在荷センサと、
前記フォークが前記パレットに差し込まれていることを検知するパレットセンサと、
前記フォークの基端部分の上面が前記パレットに当接していることを検知する抜去センサと、を備え、
前記制御部は、
前記在荷センサによって、前記フォークの基端面が前記パレットに当接しているか否かを判定する在荷判定部と、
前記パレットセンサによって、前記フォークが前記パレットに差し込まれているか否かを判定するパレット判定部と、
前記抜去センサによって、前記フォークの基端部分の上面が前記パレットに当接しているか否かを判定する抜去判定部と、を備え、
前記在荷判定部が、前記フォークの基端面は前記パレットに当接していないと判定するとき、荷引込み動作が開始して、前記パレット判定部が、前記フォークは前記パレットに差し込まれていると判定するとき、前記フォークが上昇し、
前記抜去判定部が、前記フォークの基端部分の上面は前記パレットに当接していると判定するとき、前記フォークが連続して後進、下降及び前進して、荷引込み動作が終了する
ことを特徴とする無人フォークリフト。

【請求項2】

前記パレットは、一対の差込孔と、前記一対の差込孔の間に設けられた中壁と、を備え、
前記パレットセンサは、前記各フォークの側面に対向して設けられ、前記中壁を検知する光電センサで構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の無人フォークリフト。

【請求項3】

前記パレットセンサは、前記フォークの基端部分以外の本体部分に設けられる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無人フォークリフト。

【請求項4】

前記パレットセンサは、前記フォークの基端部分から０〜１０ｃｍだけ離れて配置される
ことを特徴とする請求項３に記載の無人フォークリフト。

【請求項5】

無人フォークリフトの荷役方法であって、
前記無人フォークリフトは、
荷物が載置されるパレットに差し込まれると共に、昇降及び前後進する一対のフォークと、
前記フォークの動作を制御する制御部と、
前記フォークの基端面が前記パレットに当接していることを検知する在荷センサと、
前記フォークが前記パレットに差し込まれていることを検知するパレットセンサと、
前記フォークの基端部分の上面が前記パレットに当接していることを検知する抜去センサと、を備え、
前記制御部は、
前記在荷センサによって、前記フォークの基端面が前記パレットに当接しているか否かを判定する在荷判定部と、
前記パレットセンサによって、前記フォークが前記パレットに差し込まれているか否かを判定するパレット判定部と、
前記抜去センサによって、前記フォークの基端部分の上面が前記パレットに当接しているか否かを判定する抜去判定部と、を備え、
前記荷役方法は、
前記在荷判定部が、前記フォークの基端面は前記パレットに当接していないと判定するとき、荷引込み動作を開始して、前記パレット判定部が、前記フォークは前記パレットに差し込まれていると判定するとき、前記フォークを上昇し、
前記抜去判定部が、前記フォークの基端部分の上面は前記パレットに当接していると判定するとき、前記フォークを連続して後進、下降及び前進して、荷引込み動作を終了する
ことを特徴とする無人フォークリフトの荷役方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷物を載せたパレットをフォークで荷役する際に、フォークの動作を制御して荷役する無人フォークリフト及びその荷役方法に関する。

【背景技術】

【0002】

物流倉庫等では、効率化及び省力化を向上するために、無人フォークリフトが荷物を運搬する。無人フォークリフトの自動走行として、電磁や磁気を検知して走行する方式（電磁誘導式・磁気誘導式）がある。この方式では、無人フォークリフトは、磁気テープ等の誘導手段からの電磁や磁気等を検知して、予め設定された経路に従って自動走行する。

【0003】

また、無人フォークリフトの自動走行として、レーザーを水平に３６０度回転しながら反射板に送受信して走行する方式（レーザー式）がある。この方式では、無人フォークリフトは、倉庫内の走行経路に沿って配置された複数の反射板をレーザースキャナで認識する。無人フォークリフトは、走行中の自己位置を認識しながら、予め設定された経路に従って自動走行する。

【0004】

無人フォークリフトは、荷物の位置や荷役動作等の運行情報を記憶して、運行情報に基づいて荷役作業を行う。複数の棚が、倉庫内に設置されており、複数の荷物を保管する。無人フォークリフトは、予め設定されている荷役位置まで走行し、フォークを昇降及び前後進することで荷役動作（荷の積み降ろし動作）を行う。荷物はパレットに載置される。パレットに設けられた一対の差込孔に各フォークが差し込まれて、荷役作業が行われる（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

上記の通り、荷役作業が行われる際、無人フォークリフトが荷役位置で停止して、フォークが上昇及び前進してパレットの差込孔に差し込まれる。フォークは、先端と反対の基端側に設けられた在荷センサを備える。そして、フォークが前進して、在荷センサによって、フォークの基端面がパレットに確実に差し込まれたことを検知する。ここで、フォークの基端面がパレットに確実に差し込まれていないと、荷重バランスの関係で、パレットがフォークから落下するおそれがある。

【0006】

ところで、パレットが棚の所定位置より奥行方向（フォーク前進方向）にずれた奥行位置に載置されている場合がある。その場合、フォークが予め設定された距離だけ前進して、フォークがパレットに差し込まれるが、無人フォークリフトの停止位置と棚との間の距離及びフォークの前進可能な距離は限界があるので、在荷センサが、フォークの基端面がパレットに確実に差し込まれたことを検知しない。それにより、荷役動作が中止されることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平８−１６９６９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

そこで、本発明が解決しようとする課題は、パンフレットが所定位置よりも奥行方向にずれた奥行位置に載置されている場合でも、フォークの基端面までフォークをパレットに確実に差し込むことができる無人フォークリフト及びその荷役方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明に係る無人フォークリフトは、
荷物が載置されるパレットに差し込まれると共に、昇降及び前後進する一対のフォークと、
フォークの動作を制御する制御部と、
フォークの基端面がパレットに当接していることを検知する在荷センサと、
フォークがパレットに差し込まれていることを検知するパレットセンサと、
フォークの基端部分の上面がパレットに当接していることを検知する抜去センサと、を備え、
制御部は、
在荷センサによって、フォークの基端面がパレットに当接しているか否かを判定する在荷判定部と、
パレットセンサによって、フォークがパレットに差し込まれているか否かを判定するパレット判定部と、
抜去センサによって、フォークの基端部分の上面がパレットに当接しているか否かを判定する抜去判定部と、を備え、
在荷判定部が、フォークの基端面はパレットに当接していないと判定するとき、荷引込み動作が開始して、パレット判定部が、フォークはパレットに差し込まれていると判定するとき、フォークが上昇し、
抜去判定部が、フォークの基端部分の上面はパレットに当接していると判定するとき、フォークが連続して後進、下降及び前進して、荷引込み動作が終了する。

【0010】

好ましくは、
パレットは、一対の差込孔と、一対の差込孔の間に設けられた中壁と、を備え、
パレットセンサは、各フォークの側面に対向して設けられ、中壁を検知する光電センサで構成される。

【0011】

好ましくは、
パレットセンサは、フォークの基端部分以外の本体部分に設けられる。

【0012】

好ましくは、
パレットセンサは、フォークの基端部分から０〜１０ｃｍだけ離れて配置される。

【0013】

また、上記課題を解決するために、本発明に係る無人フォークリフトの荷役方法は、
無人フォークリフトであって、
無人フォークリフトは、
荷物が載置されるパレットに差し込まれると共に、昇降及び前後進する一対のフォークと、
フォークの動作を制御する制御部と、
フォークの基端面がパレットに当接していることを検知する在荷センサと、
フォークがパレットに差し込まれていることを検知するパレットセンサと、
フォークの基端部分の上面がパレットに当接していることを検知する抜去センサと、を備え、
制御部は、
在荷センサによって、フォークの基端面がパレットに当接しているか否かを判定する在荷判定部と、
パレットセンサによって、フォークがパレットに差し込まれているか否かを判定するパレット判定部と、
抜去センサによって、フォークの基端部分の上面がパレットに当接しているか否かを判定する抜去判定部と、を備え、
荷役方法は、
在荷判定部が、フォークの基端面はパレットに当接していないと判定するとき、荷引込み動作を開始して、パレット判定部が、フォークはパレットに差し込まれていると判定するとき、フォークを上昇し、
抜去判定部が、フォークの基端部分の上面はパレットに当接していると判定するとき、フォークを連続して後進、下降及び前進して、荷引込み動作を終了する。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る無人フォークリフト及びその荷役方法は、パレットが所定位置よりも奥行方向にずれた奥行位置に載置されている場合でも、フォークの基端面までフォークをパレットに確実に差し込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】無人フォークリフト及び棚を示す斜視図。

【図2】パレット及び荷物を示す斜視図。

【図3】無人フォークリフト及び棚を示す側面図。

【図4】（Ａ）はフォークを示す平面図、（Ｂ）はフォークを示す側面図。

【図5】無人フォークリフトの構成を示す図。

【図6】無人フォークリフトの荷引込み動作を説明する図。

【図7】無人フォークリフトの荷役動作を説明するフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面に基づいて、本発明に係る無人フォークリフト及びその荷役方法の一実施形態を説明する。

【0017】

[構成]
図１〜図５に基づいて、無人フォークリフトの構成を説明する。

【0018】

図１の通り、無人搬送システムは、荷物を保管する複数の棚Ｃと、荷物を搬送する無人フォークリフト１を備える。無人搬送システムは、各棚Ｃの間に形成される通路に敷設された磁気テープ等からなる誘導線路（不図示）を備える。無人フォークリフト１は、車体１０に磁気検出センサ（不図示）を備えており、この磁気検出センサで誘導線路に沿って自律走行する。無人フォークリフト１は、誘導線路に沿って棚Ｃの間の通路に進入して、設定された棚Ｃに対して荷物を積み降ろす荷役動作を行う。

【0019】

図２の通り、荷物ＭはパレットＰに載せられて搬送される。パレットＰは、上壁Ｐｃ及び下壁Ｐｄを備え、上下壁Ｐｃ，Ｐｄは、両側に設けられた左右壁Ｐｅと中央に設けられた中壁Ｐｂとにより支持される。これにより、パレットＰは、左右壁Ｐｅと中壁Ｐｂとの間に、一対の差込孔Ｐａが形成される。

【0020】

図３の通り、無人フォークリフト１は、一対のフォーク１１を備える。無人フォークリフト１は、フォーク１１をパレットＰの差込孔Ｐａに差し込んで荷役動作を行う。図５の通り、無人フォークリフト１は、フォーク１１を昇降する昇降機構１３と、フォーク１１を前後進する前後進機構１４を備える。昇降機構１３は、一対のマスト１２を備える。なお、フォーク１１の前進方向は、フォーク１１の先端１１１に向かう方向とし、フォーク１１の後進方向は、フォーク１１の基端面１１０に向かう方向とする（図４）。

【0021】

図４の通り、フォーク１１は、Ｌ字形状であって、水平部１１ａ及び垂直部１１ｂを備える。フォーク１１の基端面１１０は、垂直部１１ｂにおける水平部１１ａ側の面である。フォーク１１の先端１１１は、水平部１１ａにおける垂直部１１ｂと反対側の部分である。無人フォークリフト１は、フォーク１１に設けられた在荷センサ２１、パレットセンサ２２及び抜去センサ２３を備える。

【0022】

在荷センサ２１は、フォーク１１の基端面１１０がパレットＰに当接していることを検知する。在荷センサ２１は、回転軸２１０を介して、フォーク１１の垂直部１１ｂに対して回転自在に設けられた回転センサで構成される。通常時では、在荷センサ２１は、垂直部１１ｂからフォーク１１の先端１１１に向けて突出している。そして、パレットＰがフォーク１１の基端面１１０に当接すると、在荷センサ２１が所定量だけ回転することで、フォーク１１の基端面１１０がパレットＰに当接していることを検知する。

【0023】

パレットセンサ２２は、フォーク１１がパレットＰの差込孔Ｐａに差し込まれていることを検知する。一対のパレットセンサ２２は、フォーク１１の水平部１１ａに対向して設けられた光電センサ（発光素子及び受光素子）で構成される。通常時では、パレットセンサ２２は、発光素子からの発光を受光素子が受光している。そして、フォーク１１がパレットＰの差込孔Ｐａに差し込まれると、パレットセンサ２２がパレットＰの中壁Ｐｂを検知することで、フォーク１１がパレットＰの差込孔Ｐａに差し込まれていることを検知する。

【0024】

抜去センサ２３は、フォーク１１の基端面１１０から先端１１１に向かう所定範囲に規定された基端部分１１２の上面がパレットＰに当接していることを検知する。抜去センサ２３は、回転軸２３０を介して、フォーク１１の水平部１１ａに対して回転自在に設けられた回転センサで構成される。通常時では、抜去センサ２３は、水平部１１ａから上方に向けて突出している。抜去センサ２３は、基端部分１１２の上面で突出している。そして、フォーク１１の基端部分１１２の上面がパレットＰに当接すると、抜去センサ２３が所定量だけ回転することで、フォーク１１の基端部分１１２がパレットＰに当接していることを検知する。

【0025】

パレットセンサ２２は、フォーク１１の水平部１１ａの基端部分１１２以外の本体部分１１３に設けられる。そして、後述するが、パレットセンサ２２は、フォーク１１の基端部分１１２の近くがよい。具体的には、パレットセンサ２２は、フォーク１１の基端部分１１２から０〜１０ｃｍだけ離れていることが好ましい。

【0026】

図５の通り、無人フォークリフト１は、フォーク１１の昇降及び前後進の動作を制御する制御部３０を備える。制御部３０は、在荷センサ２１、パレットセンサ２２及び抜去センサ２３に接続される。制御部３０は、在荷判定部３１、パレット判定部３２及び抜去判定部３３を備える。

【0027】

在荷判定部３１は、フォーク１１がパレットＰの差込孔Ｐａに向けて前進するとき、在荷センサ２１によって、フォーク１１の基端面１１０がパレットＰに当接しているか否かを判定する。パレット判定部３２は、パレットセンサ２２によって、フォーク１１がパレットＰの差込孔Ｐａに差し込まれているか否かを判定する。抜去判定部３３は、抜去センサ２３によって、フォーク１１の基端部分１１２の上面がパレットＰに当接しているか否かを判定する。

【0028】

制御部３０は、昇降機構１３及び前後進機構１４に接続される。制御部３０は、在荷判定部３１、パレット判定部３２及び抜去判定部３３による判定結果に基づいて、昇降機構１３及び前後進機構１４を駆動してフォーク１１を昇降及び前後進し、後述の荷役動作及び荷引込み動作を行う。

【0029】

[荷役動作]
図６及び図７に基づいて、無人フォークリフトの荷役動作及び荷引込み動作を説明する。

【0030】

無人フォークリフト１は、予め設定された棚Ｃに載置されたパレットＰに対して荷役動作を行う。無人フォークリフト１は、所定の荷役位置で停止する。図６（Ａ）の通り、フォーク１１とパレットＰの差込孔Ｐａとの高さが一致するように、フォーク１１が上昇する。次に、予め設定された所定距離Ｄ１だけフォーク１１がパレットＰの差込孔Ｐａに向けて前進する（ステップＳ１）。

【0031】

在荷判定部３１が、在荷センサ２１によって、フォーク１１の基端面１１０がパレットＰに当接しているか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、パレットＰが、棚Ｃにおける予め設定された所定位置に載置されている場合、フォーク１１の基端面１１０がパレットＰに当接する。そのため、在荷判定部３１は、フォーク１１の基端面１１０がパレットＰに当接していると判定する。そして、荷役動作を続行する。

【0032】

一方、パレットＰが、棚Ｃにおける予め設定された所定位置よりも奥行方向にずれた奥行位置に載置されている場合、予め設定された所定距離Ｄ１だけフォーク１１がパレットＰに向けて前進して停止しても、図６（Ｂ）の通り、フォーク１１の基端面１１０は、パレットＰから所定距離Ｄ２（例えば３〜１０ｃｍ）だけ離れる。そのため、在荷判定部３１は、フォーク１１の基端面１１０がパレットＰに当接していないと判定する。

【0033】

そして、在荷判定部３１が、フォーク１１の基端面１１０がパレットＰに当接していないと判定した場合、次の荷引込み動作が開始される。

【0034】

パレット判定部３２は、パレットセンサ２２によって、フォーク１１がパレットＰの差込孔Ｐａに差し込まれているか否かを判定する（ステップＳ３）。パレット判定部３２が、フォーク１１がパレットＰの差込孔Ｐａに差し込まれていないと判定した場合、荷役動作が中止される。一方、パレット判定部３２が、フォーク１１がパレットＰの差込孔Ｐａに差し込まれていると判定した場合、フォーク１１が上昇する（ステップＳ４）。

【0035】

フォーク１１が上昇すると（ステップＳ４）、抜去判定部３３は、フォーク１１の基端部分１１２の上面がパレットＰに当接しているか否かを判定する（ステップＳ５）。抜去判定部３３が、フォーク１１の基端部分１１２の上面がパレットＰに当接していないと判定した場合、荷役動作が中止される。

【0036】

一方、抜去判定部３３が、フォーク１１の基端部分１１２の上面がパレットＰに当接していると判定した場合、図６（Ｃ）の通り、フォーク１１がパレットＰと共に荷物Ｍを持ち上げて所定距離Ｄ３（例えば７〜１０ｃｍ）だけ後進し（ステップＳ６）、フォーク１１を下降してパレットＰと共に荷物Ｍを載置する（ステップＳ７）。

【0037】

ここで、抜去判定部３３が、フォーク１１の基端部分１１２の上面がパレットＰに当接しているか否かを判定する理由は次の通りである。フォーク１１の基端部１１２以外の本体部分１１３がパレットＰに当接して、フォーク１１がパレットＰと共に荷物Ｍを持ち上げると、荷重バランスの関係で、パレットＰがフォーク１１から落下する危険性がある。そのため、パレット１１の基端部分１１２の上面がパレットＰに当接して、フォーク１１がパレットＰと共に荷物Ｍを持ち上げる必要がある。

【0038】

また、上記の通り、パレットセンサ２２は、フォーク１１の基端部分１１２の近くがよい理由は次の通りである。パレットセンサ２２が、フォーク１１の基端部分１１２から離れている場合、すなわち、例えば、パレットセンサ２２が、フォーク１１の先端１１１付近に配置されている場合、フォーク１１の先端１１１付近がパレットＰの差込孔Ｐａに差し込まれても、パレット判定部３２は、フォーク１１がパレットＰの差込孔Ｐａに差し込まれていると判定する。それによって、フォーク１１が上昇する（ステップＳ４）。しかし、次に、抜去判定部３３が、フォーク１１の基端部分１１２の上面がパレットＰに当接していないと判定するので（ステップＳ５）、荷役動作が中止される。すなわち、フォークの上昇（ステップＳ４）及び抜去判定（ステップＳ５）が不必要に行われないように、パレットセンサ２２は、フォーク１１の基端部分１１２の近くがよい。

【0039】

パレットＰが、棚Ｃにおける予め設定された所定位置よりも奥行方向にずれた奥行位置に載置されている場合でも、上記の通り、フォーク１１がパレットＰと共に荷物Ｍを持ち上げて所定距離Ｄ３だけ後進し（ステップＳ６）、フォーク１１を下降してパレットＰと共に荷物Ｍを載置する（ステップＳ７）。それによって、パレットＰは、奥行位置から予め設定された所定位置に載置される（荷引込み動作）。これにより、荷引込み動作が終了される。

【0040】

その後、フォーク１１がパレットＰの差込孔Ｐａに向けて前進する（ステップＳ８）。そして、在荷判定部３１が、在荷センサ２１によって、フォーク１１の基端面１１０がパレットＰに当接しているか否かを判定する（ステップＳ９）。在荷判定部３１が、フォーク１１の基端面１１０がパレットＰに当接していると判定すると、荷役動作が続行される。すなわち、フォーク１１が上昇してパレットＰと共に荷物Ｍを持ち上げ、フォーク１１が後進して、無人フォークリフト１がパレットＰと共に荷物Ｍを搬送する。

【0041】

一方、在荷判定部３１は、フォーク１１の基端面１１０がパレットＰに当接していないと判定すると、荷役動作が中止される。なお、荷役動作が中止されると、制御部３０は、荷取りエラーとしてデータログを記憶して、予め設定された次の荷役動作が実行される。

【0042】

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の構成はこれらの実施形態に限定されない。例えば、以下のように変更することもできる。
・在荷センサ２１は、光電センサ、近接センサ、圧力センサ、ＣＣＤカメラ画像による分析装置等でもよい。
・パレットセンサ２２は、光電センサ、近接センサ、ＣＣＤカメラ画像による分析装置等でもよい。
・抜去センサ２３は、光電センサ、近接センサ、圧力センサ、ＣＣＤカメラ画像による分析装置等でもよい。

【符号の説明】

【0043】

１１ フォーク
２１ 在荷センサ
２２ パレットセンサ
２３ 抜去センサ
３０ 制御部
３１ 在荷判定部
３２ パレット判定部
３３ 抜去判定部
１１０ フォークの基端面
１１１ フォークの先端
１１２ フォークの基端部分
１１３ フォークの本体部分
Ｍ 荷物
Ｐ パレット
Ｐａ 差込孔
Ｐｂ 中壁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】