JP5448120B2 - 搬送車及び搬送方法 - Google Patents

Description

この発明は搬送車に関し、特に荷物を搬送車のアームに引っ掛けずに、荷物を棚との間で移載できる搬送車に関する。

特許文献１：JPH11-278607Aは、左右一対のアームを備え、アームの前後両端のフックを荷物に当接させて、棚との間で荷物を移載する搬送車を開示している。さらに特許文献１は、アームを搬送車の走行方向に沿って移動させ、アーム間の間隔を調整することを開示している。ところで発明者は、荷物を位置決めするため、アームで荷物をクランプすると、アームに荷物が引っ掛かり、荷物を傷つけることがあることを見出した。しかしこれを避けるためアームと荷物との間に隙間を設けると、荷物を移載する位置が不正確になる。そこで荷物をアームに引っ掛けずに、荷物を所定の位置に移載する技術が必要である。

JPH11-278607A

この発明の課題は、荷物をアームに引っ掛けず、かつ荷物を位置決めして搬送車へ引き込むことにある。
この発明の補助的な課題は、搬送車上での荷物の位置ずれ、あるいは搬送車からのはみ出しを防ぐことにある。
この発明の補助的な課題は更に、荷物をアームに引っ掛けずに、正確な位置へ荷下ろしすることにある。

この発明は、出退自在な左右一対のアームを備えた搬送車であって、
前記左右一対のアームは、アームの前後両端に開閉自在なフックを備え、
前記搬送車は、前記左右一対のアームの間隔を変更するアーム開閉機構と、
アームとアーム開閉機構及びフックを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、荷掴み時に、
搬送車側から見て荷掴み方向に沿って先端側のフックを開いている状態に制御しながら、先端側のフックが荷物を越える位置まで、左右一対のアームを搬送車から突き出すように前進させるようにアームを制御し、
前進した左右一対のアームを閉じて荷物をクランプし、クランプ後に左右一対のアームを開くことにより、荷物と左右一対のアームの少なくとも一方の間に隙間を空けるようにアーム開閉機構を制御し、
荷物を搬送車上へ引き込むため、前記先端側のフックを閉じている状態に制御しながら、左右一対のアームを後退させるようにアームを制御するように構成されていることを特徴とする。

先端側のフックは、荷物のクランプから引き込み開始までの間に閉じれば良い。左右一対のアームを共に搬送車の走行方向に沿って移動自在にしても、一方のアームのみを移動自在にしても良い。

この発明では、荷物を引き込む前にアームで荷物をクランプするので、アームに対し荷物が位置決めされる。この状態からアームを開き、先端側のフックを当接させて荷物を引き込むので、荷物がアームに引っ掛かる、言い換えるとアームが荷物に強く当たり、荷物を傷つけることが無い。

好ましくは、前記コントローラは、搬送車の走行中は左右一対のアームにより荷物をクランプするように、アーム開閉機構を制御するように構成されている。
このようにすると、走行中の荷物の位置ずれ、振動等を抑制できる。

また好ましくは、前記コントローラは、搬送車の走行中は、前後のフックを閉じるようにフックを制御するように構成されている。このようにすると、走行中に荷物が搬送車からはみ出すことを防止でき、特に荷物の落下を防止できる。フックを閉じる動作はコントローラの制御で行うが、アームを引き込み終わると、コントローラからの指令無しでに自動的にフックを閉じるようにしても良い。

特に好ましくは、前記コントローラは荷下ろし時に、左右一対のアームの少なくとも一方と荷物との間に隙間を空けるようにアーム開閉機構を制御し、搬送車から見て荷下ろし方向に沿って基端側のフックを閉じている状態に制御し、かつ左右一対のアームを搬送車から突き出すように前進させるように左右一対のアームを制御するように構成されている。このようにすると、荷下ろし時に荷物がアームに引っ掛かることがない。なお走行中に荷物をアームでクランプしておくと、荷物は搬送車に対し位置決め済みで、荷下ろし時に荷物とアームの間に隙間を設けても、棚の目標位置に荷下ろしできる。仮に走行中に荷物をクランプしない場合でも、荷物を搬送車へ引き込む際に、仮に荷物をクランプすることにより、荷物は搬送車に対し位置決め済みである。従って何れの場合も、荷物を正確な位置へ荷下ろしできる。

この発明はまた、前後両端に開閉自在なフックを備え、かつ出退自在な左右一対のアームとコントローラとを備えた搬送車による荷物の搬送方法であって、
荷掴み時に、搬送車側から見て荷掴み方向に沿って先端側のフックを開いた状態で、先端側のフックが荷物を越える位置まで、左右一対のアームを搬送車から突き出すように前進させるステップと、
次いで左右一対のアームを閉じて荷物をクランプするステップと、
クランプ後に左右一対のアームを開き、荷物と左右一対のアームの少なくとも一方の間に隙間を空け、更に前記先端側のフックを閉じた状態で、左右一対のアームを後退させることにより、荷物を搬送車上へ引き込むステップとを、前記コントローラの制御下に実行することを特徴とする。

好ましくは、荷下ろし時に、左右一対のアームの少なくとも一方と荷物との間に隙間を空け、搬送車から見て荷下ろし方向に沿って基端側のフックが閉じている状態で、左右一対のアームを搬送車から突き出すように前進させるステップを、前記コントローラの制御下に実行する。

実施例の搬送車と左右の棚とを示す平面図 搬送車のコントローラとモータ、及び倉庫コントローラのブロック図 実施例での荷掴みアルゴリズムを示すフローチャート 搬送車が荷掴み位置に停止した姿を示す平面図 搬送車がアームを伸ばした姿を示す平面図 搬送車がアームを閉じて荷物をクランプする姿を示す平面図 搬送車がアームを開き、荷物の引き込みを開始する姿を示す平面図 搬送車に引き込まれた荷物を示す平面図 荷下ろしアルゴリズムを示すフローチャート 搬送車が走行中の荷物を示す平面図 荷下ろし位置に停止した搬送車と荷物を示す平面図 搬送車から棚へ荷下ろし中の荷物を示す平面図 荷下ろしが完了した荷物と搬送車とを示す平面図

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。

図１〜図１３に、実施例の搬送車４とその動作とを示す。搬送車４は左右一対の棚６、７の間を走行し、例えば棚６，７に走行レール８が設けられ、搬送車４の車輪９と走行モータ１０とにより、走行レール８上を走行する。実施例では、棚６，７を高さ方向に多段に設け、各段毎に搬送車４を設けるが、例えば搬送車４に昇降台を設けて、高さレベルの異なる複数の棚との間で物品の受け渡しを自在にしてもよい。また棚６，７は、搬送車４の左右少なくとも一方にあればよい。搬送車４と棚６，７の全体で自動倉庫２を構成する。

搬送車４は左右一対のアーム出退機構１１ａ，ｂを備え、１２，１３はそのトップアームで、アーム１２，１３は前後両端にそれぞれ一対のフック１４，１５を備えている。なおアームの前後方向とは、搬送車４から見ると左右の方向である。またトップアーム１２，１３間の間隔を変更する方向をアームの開閉方向（搬送車４の走行方向）と呼び、搬送車４の左右方向をアームの出退方向と呼ぶ。アーム出退機構１１ａ，ｂは、ベースに対しミドルアーム１９，１９を移動させ、ミドルアーム１９，１９に対しトップアーム１２，１３を移動させる３段のアームであるが、２段、あるいは４段等のアームでも良い。１６はアーム開閉モータで、アーム出退機構１１ｂを搬送車４の走行方向に沿って前後させることにより、トップアーム１２，１３間の間隔を変更する。アーム出退機構１１ａ，ｂの双方を搬送車４の走行方向に沿って前後させても良い。１７はナットで、アーム出退機構１１ｂに固定され、アーム開閉モータ１６はナット１７と噛み合ったねじ軸１８を回転させることにより、アーム出退機構１１ｂを移動させる。

図２は、搬送車４の制御系を示し、搬送車４のコントローラ２６が走行モータ１０，アーム開閉モータ１６，アーム出退モータ２２，及びフック開閉モータ２４を制御する。アーム出退モータ２２は、一対のアーム出退機構１１ａ，ｂのそれぞれに設けられ、フック開閉モータ２４は４個のフック１４，１４，１５，１５のそれぞれに設けられて、フック１４，１５を開閉する。荷物センサ２０はトップアーム１２，１３が荷物をクランプしたかどうかを検出し、例えばアーム開閉モータ１６を一定速度で閉じる際に、出力トルクが荷物との接触により急増することを検出する。あるいは一定電流でアーム開閉モータ１６を駆動する際に、モータ１６の回転数が荷物との接触により急減することを検出する。

コントローラ２６は、図３以降に示すアルゴリズムに従い、走行モータ１０〜フック開閉モータ２４を制御し、自動倉庫２の全体を管理する倉庫コントローラ２８との間で通信し、倉庫コントローラ２８から物品の搬送に関する指令を受ける。倉庫コントローラ２８は棚ファイル３０を備え、棚ファイル３０は棚６，７のどの位置にどのサイズの荷物が存在するかを記憶しており、荷物の位置として棚の長手方向に沿った荷物の基端位置を記憶し、荷物のサイズと棚の長手方向に沿った荷物の幅と奥行きとを記憶する。これ以外に、荷物のID等も記憶する。棚ファイル３０のデータによって、コントローラ２６はどの位置で、どれだけの幅のある荷物を荷掴みするかを把握できる。またコントローラ２６は荷下ろしをすると、荷下ろしをした荷物の基端位置と、その幅と、及び荷物のID等を倉庫コントローラ２８へ報告し、倉庫コントローラ２８はこのデータに従って棚ファイル３０を更新する。荷物の幅は報告しなくても良い。

図３は荷掴みのアルゴリズムを示し、図４〜図８にトップアーム１２，１３の動作を模式的に示す。図３のアルゴリズムはコントローラ２６の制御下で実行する。搬送車は、荷掴みを行う荷物３２の、棚６，７の長手方向に沿った基端位置と荷物３２の幅とを倉庫コントローラから通知され、荷掴みに適した位置で停止する。このときトップアーム１２，１３の間隔を荷物幅よりもやや大きめにセットし、フック１４，１５をいずれも開き、少なくとも荷物３２側（先端側）のフック１４を開いておく。このときの荷物幅に対するトップアーム１２，１３の間隔のゆとりは、例えば５〜３０mm程度である(図４）。

搬送車４が停止すると、トップアーム１２，１３を前進させて搬送車４から突き出させ、このときトップアーム１２，１３の間隔は荷物３２の幅より大きいので、アーム１２，１３と荷物３２とが引っかかることがない(図５）。次いで図６のように、トップアーム１２，１３間の間隔を狭め、荷物３２をクランプする。そして荷物センサでクランプを検出すると、アーム開閉モータを停止させ、荷物に過大な圧力が加わらないようにする。例えばこれと同時に、少なくとも荷下ろし方向先端側のフック１４，１４を閉じる（図６）。

以上のようにして、荷物３２に対して、トップアーム１２，１３を位置合わせすると、トップアーム１２，１３間の間隔をわずかに、例えば３〜１５mm程度開き、荷物３２との間に隙間をあける(図７）。そして図８のようにトップアーム１２，１３を搬送車４上へ引き込むと、荷掴みが完了する。なおフック１４を閉じるタイミングは、トップアーム１２，１３の引き込みを開始するまでであれば、任意である。以上のようにして荷掴みを行うと、荷物３２がトップアーム１２，１３に引っかかることがなく、荷物３２の損傷あるいはトップアーム１２，１３の損傷などを防止できる。また搬送車４上で、荷物３２の位置はほぼ正確に位置決めされている。

図９に荷下ろしのアルゴリズムを示し、図１０〜図１３に荷下ろし過程でのトップアーム１２，１３の動作を模式的に示す。なお図９のアルゴリズムはコントローラ２６の制御下で実行する。荷掴みを完了すると、搬送車４は荷下ろし位置へと走行し、この位置は倉庫コントローラ２８から通知されている。走行中に荷物３２が揺れたり、搬送車４から左右にはみ出したりすることがないように、左右のフック１４，１４，１５，１５をいずれも閉じ、またトップアーム１３を荷物３２側へ移動させて、荷物３２をトップアーム１２，１３でクランプする。

荷下ろし位置への到着直前に、例えば荷下ろし位置での停止へ向けて搬送車４が減速を開始した後に、より好ましくは所定の速度以下に低下した際に、トップアーム１３を走行方向後方へ移動させて、荷物３２との間に例えば３〜１５mm程度の隙間を空ける(図１１)。次いで荷下ろし方向先端側のフック１５を開き、トップアーム１２，１３を、搬送車４から突き出すように、荷下ろし方向へと移動させる(図１２)。このとき荷物３２の幅よりも、トップアーム１２，１３間の間隔がわずかに広いので、荷物３２がトップアーム１２，１３に引っかかることがない。なお荷下ろし方向先端側のフック１５は、例えばトップアーム１２，１３が後退を開始するまでに開けば良く、厳密にはトップアーム１２，１３の後退時に、フック１５が荷物３２の位置を通過するまでに開けばよい。

荷物３２を荷下ろしする棚７などへの移動が完了すると、例えば各フック１４，１５を開いた状態で、トップアーム１２，１３を搬送車４上へ後退させる。またフック１４は、次に荷掴みを行う位置が、前回の荷下ろしと同じ棚７であれば、開いていても閉じていても良い。次に荷掴みを行う位置が、前回の荷下ろしとは逆の棚６であれば、次の荷掴み動作までに、フック１４を開き、例えばトップアーム１２，１３の後退と同時に開放する。これは、フック１４が荷物３２と接触した状態でフック１４を開くと、荷物と擦れるおそれがあるからである。

以上のようにすると、荷下ろし時に物品３２がトップアーム１２，１３に引っかかることがない。また走行中は荷物がトップアーム１２，１３でクランプされるため、位置がずれたり振動したりすることがない。さらにフック１４，１５を閉じるため、荷物が搬送車４からはみ出すことがない。また走行中のクランプにより位置決め済みの荷物を荷下ろしするので、正確な位置に荷下ろしでき、荷物の位置が曖昧にならない。

２ 自動倉庫 ４ 搬送車 ６，７ 棚 ８ 走行レール
９ 車輪 １０ 走行モータ １１ａ，ｂ アーム出退機構
１２，１３ トップアーム １４，１５ フック
１６ アーム開閉モータ １７ ナット １８ ネジ軸
１９ ミドルアーム ２０ 荷物センサ
２２ アーム出退モータ ２４ フック開閉モータ
２６ コントローラ ２８ 倉庫コントローラ
３０ 棚ファイル ３２ 荷物

Claims (6)

1. 出退自在な左右一対のアームを備えた搬送車であって、
   前記左右一対のアームは、アームの前後両端に開閉自在なフックを備え、
   前記搬送車は、前記左右一対のアームの間隔を変更するアーム開閉機構と、
   アームとアーム開閉機構及びフックを制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、荷掴み時に、
   搬送車側から見て荷掴み方向に沿って先端側のフックを開いている状態に制御しながら、先端側のフックが荷物を越える位置まで、左右一対のアームを搬送車から突き出すように前進させるようにアームを制御し、
   前進した左右一対のアームを閉じて荷物をクランプし、クランプ後に左右一対のアームを開くことにより、荷物と左右一対のアームの少なくとも一方の間に隙間を空けるようにアーム開閉機構を制御し、
   荷物を搬送車上へ引き込むため、前記先端側のフックを閉じている状態に制御しながら、左右一対のアームを後退させるようにアームを制御するように構成されていることを特徴とする、搬送車。
2. 前記コントローラは、搬送車の走行中は左右一対のアームにより荷物をクランプするように、アーム開閉機構を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項１の搬送車。
3. 前記コントローラは、搬送車の走行中は、前後のフックを閉じるようにフックを制御するように構成されていることを特徴とする、請求項２の搬送車。
4. 前記コントローラは荷下ろし時に、左右一対のアームの少なくとも一方と荷物との間に隙間を空けるようにアーム開閉機構を制御し、搬送車から見て荷下ろし方向に沿って基端側のフックを閉じている状態に制御し、かつ左右一対のアームを搬送車から突き出すように前進させるように左右一対のアームを制御するように構成されている、ことを特徴とする、請求項１の搬送車。
5. 前後両端に開閉自在なフックを備え、かつ出退自在な左右一対のアームとコントローラとを備えた搬送車による荷物の搬送方法であって、
   荷掴み時に、搬送車側から見て荷掴み方向に沿って先端側のフックを開いた状態で、先端側のフックが荷物を越える位置まで、左右一対のアームを搬送車から突き出すように前進させるステップと、
   次いで左右一対のアームを閉じて荷物をクランプするステップと、
   クランプ後に左右一対のアームを開き、荷物と左右一対のアームの少なくとも一方の間に隙間を空け、更に前記先端側のフックを閉じた状態で、左右一対のアームを後退させることにより、荷物を搬送車上へ引き込むステップとを、前記コントローラの制御下に実行することを特徴とする、搬送車による荷物の搬送方法。
6. 荷下ろし時に、左右一対のアームの少なくとも一方と荷物との間に隙間を空け、搬送車から見て荷下ろし方向に沿って基端側のフックが閉じている状態で、左右一対のアームを搬送車から突き出すように前進させるステップを、前記コントローラの制御下に実行することを特徴とする、請求項５の搬送車による搬送方法。

Images