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JP2007230698A - 移動棚システム - Google Patents

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JP2007230698A
JP2007230698A JP2006052940A JP2006052940A JP2007230698A JP 2007230698 A JP2007230698 A JP 2007230698A JP 2006052940 A JP2006052940 A JP 2006052940A JP 2006052940 A JP2006052940 A JP 2006052940A JP 2007230698 A JP2007230698 A JP 2007230698A
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JP2006052940A
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Inventor
Kazuyuki Tauchi
和行 田内
Naotaka Hanji
直高 判治
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
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Abstract

【課題】作業効率の低下を来すことなく移動棚同士の接触を防止することができる移動棚システムを提供する。
【解決手段】時刻t1に後続の移動棚に対して移動指令が入力されると、後続の移動棚の制御盤は、移動方向に配置されている隣接判別センサのオン/オフ状態を監視し、時刻t2に隣接判別センサがオフすることにより、先行の移動棚が移動を開始して後続の移動棚との間隔が所定の隣接距離より大きくなったことが判別されると、この時刻t2から予め設定された設定時間T2が経過するまで待機する。時刻t2から設定時間T2が経過した時刻t4に、後続の移動棚の制御盤は先行の移動棚との間に十分な間隔が形成されたと判断し、後続の移動棚の各走行モータに発進の指示を出力し、時刻t5に後続の移動棚の移動速度は所定の高速度に達する。
【選択図】図2

Description

この発明は、移動棚システムに係り、特に並置された複数の移動棚が互いに接近/離間するように左右に移動して対向する移動棚との間に選択的に作業通路を開く移動棚システムに関する。
倉庫や工場の内部において省スペースを図るために、複数の移動棚を並置し、これらの移動棚を例えば電動式で互いに接近/離間するように移動して任意の移動棚の間に選択的に作業通路を開き、フォークリフト等により荷の積み降ろしを行う移動棚システムが用いられている。
この種の移動棚システムが例えば特許文献1に記載されている。図6(a)に示されるように、一対の固定棚1及び2の間に走行路が区画され、この走行路上に複数の移動棚3〜6がそれぞれウレタンタイヤからなる走行輪により移動自在に配置されている。図6(a)には、移動棚3〜6がすべて固定棚1側に寄っている状態が示されている。
ここで、例えば移動棚3と移動棚4との間に作業通路を形成する場合には、図6(b)に示されるように、移動棚3〜6のうち固定棚2に対向している移動棚6が固定棚2の方向に走行を始め、図6(c)及び図6(d)に示されるように、移動棚5及び移動棚4が順次設定時間をおいて固定棚2の方向に走行を始める。そして、図6(e)に示されるように、移動棚6が固定棚2に隣接したところで停止し、同様に移動棚5が移動棚6に隣接したところで停止し、さらに移動棚4が移動棚5に隣接したところで停止することにより、図6(f)に示されるように、移動棚3と移動棚4との間に作業通路が形成される。
特開2002−274619号公報
しかしながら、移動棚に多量の荷が積載されると、その荷重によってウレタンタイヤの走行路に接する部分が平坦になる、いわゆるフラットスポットが形成され、移動棚を発進させるために大きな起動トルクが必要となる。
一般に、この種の移動棚システムでは、発進時の衝撃を緩和するために走行モータをインバータ駆動しているが、図7に示されるように、走行モータの駆動周波数が例えば10Hz程度の所定の周波数f0にまで上昇しないと、走行モータの発生トルクが最大にならず、最大トルクが発生するまでに所定時間t0を要することが知られている。
このため、特に移動棚の積載荷重が大きい重負荷の場合には、走行モータに発進指令が発せられてから走行モータの発生トルクがウレタンタイヤのフラットスポットに起因した起動トルクを超えて実際に移動棚が走行を開始するまでに時間を要し、また、負荷の増大化に応じてモータのすべりが大きくなるので回転速度が小さくなり、移動棚の走行速度が低下する。従って、後続の移動棚が軽負荷であると、この後続の移動棚の走行速度が先行する移動棚の走行速度を上回り、上述した特許文献1のように、時間差をおいて複数の移動棚を順次発進させても、後続の移動棚が先行の移動棚に接触するおそれを生じてしまう。
このような移動棚同士の接触を回避するために複数の移動棚を発進させる時間差を予め大きく設定すると、すべての移動棚の移動に要する時間が長大化し、作業効率が低下するという問題を来してしまう。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、作業効率の低下を来すことなく移動棚同士の接触を防止することができる移動棚システムを提供することを目的とする。
第1の発明に係る移動棚システムは、並置された複数の移動棚が互いに接近/離間するように左右に移動して対向する移動棚との間に選択的に作業通路を開く移動棚システムにおいて、各移動棚は、走行するための走行装置と、対向する移動棚との間隔が所定の隣接距離以内になったことを判別する隣接判別センサと、走行装置及び隣接判別センサに接続された制御盤とを備えており、各移動棚の制御盤は、移動指令を受けると、隣接判別センサにより発進しようとする方向に対向する移動棚との間隔が前記隣接距離より大きくなったことが判別されてから設定時間が経過した後に走行装置に発進の指示を出力するものである。
なお、設定時間は、電源周波数fp、各移動棚のモータ周波数・速度変換係数k、定格積載荷重時のモータすべりs1、無負荷時のモータすべりs0、各移動棚の走行路の全体距離Lから計算式
{L×(s1−s0)}/{(k×fp)×(1−s1)×(1−s0)}
により算出することができる。
第2の発明に係る移動棚システムは、並置された複数の移動棚が互いに接近/離間するように左右に移動して対向する移動棚との間に選択的に作業通路を開く移動棚システムにおいて、各移動棚は、走行するための走行装置と、走行量を検出する走行量検出装置と、対向する移動棚との間隔が所定の隣接距離以内になったことを判別する隣接判別センサと、走行装置、走行量検出装置及び隣接判別センサに接続された制御盤とを備えており、各移動棚の制御盤は、移動指令を受けると、隣接判別センサにより発進しようとする方向に対向する移動棚との間隔が前記隣接距離より大きくなったことが判別された後、対向する移動棚の制御盤から通信により対向する移動棚が設定距離だけ移動したことを認識した上で走行装置に発進の指示を出力するものである。
なお、これら第1の発明及び第2の発明において、各移動棚に、対向する移動棚との間隔が前記隣接距離より大きい所定の接近距離以内になったことを判別する接近判別センサを装備し、移動方向に対向する移動棚が所定の高速度で走行していない場合に、接近判別センサにより対向する移動棚との間隔が前記接近距離以内になったことが判別されると、走行中の各移動棚の制御盤が走行装置に減速の指示を出力するように構成することができる。
さらに、移動方向に対向する移動棚が停止している場合に、隣接判別センサにより対向する移動棚との間隔が前記隣接距離以内になったことが判別されると、走行中の各移動棚の制御盤が走行装置に停止の指示を出力するように構成することが好ましい。
この発明によれば、隣接判別センサにより発進しようとする方向に対向する移動棚との間隔が隣接距離より大きくなったことが判別されてから設定時間が経過した後、あるいは対向する移動棚が設定距離だけ離間したことを認識した後に走行装置に発進の指示が出力されるので、作業効率の低下を来すことなく移動棚同士の接触を防止することが可能となる。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1
図1にこの発明の実施の形態1に係る移動棚システムの構成を示す。一対の固定棚11及び12の間に走行路13が区画されると共に走行路13の後側において走行路13に沿うように直線状のガイド14が埋設されており、走行路13上に複数の移動棚15、16・・・がそれぞれガイド14に対して平行に走行可能に配置されている。移動棚15は、その長さ方向がガイド14に対して直交するように配置され、ガイド14に近接した後端部に制御盤17が設置されると共に走行路13の前側に位置する前端部に操作盤18が設置されている。
左側の固定棚11に面している移動棚15には、それぞれ走行モータ19により回転駆動される複数の駆動輪20と、複数の従動輪21とが配設されている。これら駆動輪20及び従動輪21は、それぞれウレタンタイヤから形成されている。また、移動棚15の前端部には、この前端部に配設された駆動輪20の回転角度を検出する前側エンコーダ22が取り付けられると共に、移動棚1の後端部には、この後端部に配設された駆動輪20の回転角度を検出するための後側エンコーダ23が取り付けられている。走行モータ19と駆動輪20によりこの発明の走行装置が、前側エンコーダ22及び後側エンコーダ23によりこの発明の走行量検出装置がそれぞれ構成されている。
移動棚15の前端部及び後端部の左右両側には、それぞれ対向する固定棚11及び移動棚16との間隔が所定の隣接距離以内になったことを判別してオンする隣接判別センサ24が取り付けられている。また、移動棚15の長さ方向中央部の左右両側には、それぞれ対向する固定棚11及び移動棚16との間隔が前記隣接距離より大きい所定の接近距離以内になったことを判別してオンする接近判別センサ25が取り付けられている。
各走行モータ19、前側エンコーダ22、後側エンコーダ23、各隣接判別センサ24及び各接近判別センサ25が制御盤17に接続されている。なお、制御盤17には、各走行モータ19に接続されたインバータ装置が備えられている。
移動棚15に対向する移動棚16は、移動棚15に対向する左側部に隣接判別センサ24及び接近判別センサ25を有しない点を除いて移動棚15と同一の構成を有している。さらに、図示しないが、移動棚16と右側の固定棚12との間にもそれぞれ移動棚16とまったく同一の構成を有した複数の移動棚が配置されている。そして、互いに対向する移動棚の制御盤17が通信ケーブル26により接続されており、双方の移動棚の制御盤17の間で移動棚の走行状態、隣接判別センサ24及び接近判別センサ25のオン/オフ状態を認識することができるように構成されている。
次に、図2のタイミングチャート及び図3のフローチャートを参照して実施の形態1に係る移動棚システムの動作について説明する。まず、例えば固定棚11と移動棚15との間に作業通路を形成するために、各移動棚を右側の固定棚12の方向へ移動させるものとする。
時刻t1に移動棚15に対して右側の固定棚12の方向へ移動する旨の移動指令が入力されると(ステップS1)、移動棚15の制御盤17は、移動方向、すなわち右側に配置されている隣接判別センサ24のオン/オフ状態を監視する(ステップS2)。そして、時刻t1から時間T1が経過した時刻t2に隣接判別センサ24がオフすることにより、移動棚15が発進しようとする方向に対向する移動棚16が移動を開始して移動棚15との間隔が所定の隣接距離より大きくなったことが判別されると、この時刻t2から予め設定された設定時間T2が経過するまで待機する(ステップS3)。この間に、対向する移動棚16は例えば所定の高速度で既に走行しているため、設定時間T2が経過する前の時刻t3に移動棚15と移動棚16との間隔が上記隣接距離より大きな所定の接近距離を超えて接近判別センサ25がオフ状態となる。
その後、時刻t2から設定時間T2が経過した時刻t4に、移動棚15の制御盤17は移動棚16との間に十分な間隔が形成されたと判断し、図示しないインバータ装置を介して移動棚15の各走行モータ19に発進の指示を出力する(ステップS4)。これにより、各走行モータ19の回転速度が上昇し、時刻t5に移動棚15の移動速度は所定の高速度に達する。
このように、隣接判別センサ24により発進しようとする方向に対向する移動棚16との間隔が所定の隣接距離より大きくなったことが判別されてから設定時間T2が経過した後に各走行モータ19に発進の指示が出力されるので、移動棚15と移動棚16との間に確実に十分な間隔を形成することができる。このため、移動棚16の積載荷重が大きくてウレタンタイヤにフラットスポットが形成され、走行を開始するまでに時間を要しても、後続の移動棚15が先行する移動棚16に接触することが防止される。
また、先行の移動棚16と後続の移動棚15の発進の時間差を予め大きく設定するのではなく、隣接判別センサ24がオフ状態になったことを認識してから設定時間T2が経過した後に各走行モータ19に発進の指示を出力するので、むやみに移動棚15の移動に要する時間が長大化することはなく、作業効率の低下が防止される。
時刻t5に移動棚15の移動速度が所定の高速度に達したことにより、移動棚15が先行する移動棚16に接近して時刻t6に接近判別センサ25がオン状態となっても、先行の移動棚16が高速度で走行している間は隣接判別センサ24がオンしない限り移動棚15の走行を減速させることはなく、高速度で走行を継続する。
そして、移動棚15の制御盤17は、時刻t7に先行の移動棚16が高速度から所定の低速度で減速したことを通信ケーブル26を介して認識すると、接近判別センサ25がオン状態となっているので、図示しないインバータ装置を介して移動棚15の各走行モータ19に減速の指示を出力する。これにより、各走行モータ19の回転速度が下降し、時刻t8に移動棚15の移動速度は所定の低速度に達する。
その後、移動棚15の制御盤17は、時刻t9に先行の移動棚16が停止したことを通信ケーブル26を介して認識し、さらに時刻t10に隣接判別センサ24がオン状態になると、移動棚16との間隔が所定の隣接距離以内になったと判断して各走行モータ19に停止の指示を出力し、移動棚15が停止する。
このようにすることにより、移動棚15と移動棚16の間に作業通路を形成していない場合に、これら移動棚15及び移動棚16の間隔が所定の隣接距離以内になったことを判別する隣接判別センサ24はオン状態を保持し、次の移動指令に備えることとなる。
また、何らかの原因で移動棚15と移動棚16とが互いに所定の隣接距離を超える間隔で停止していた場合には、隣接判別センサ24はオフ状態となっているが、この場合にも、例えば移動棚15に対して移動棚16の方向へ移動する旨の移動指令が入力されても、設定時間T2が経過するまで待機した後に(図3のステップS3)移動棚15の制御盤17は各走行モータ19に発進の指示を出力するので、移動棚15と移動棚16との間に十分な間隔が形成され、互いの接触を防止することが可能となる。
なお、移動棚16は移動棚15に対向する左側部に隣接判別センサ24及び接近判別センサ25を有していないので、移動棚16に移動棚15の方向に移動する旨の移動指令が入力された場合には、移動棚16の制御盤17は通信ケーブル26を介して移動棚15の隣接判別センサ24及び接近判別センサ25のオン/オフ状態を認識し、上述した移動棚15の制御盤17と同様の動作を行う。
ここで、設定時間T2の算出方法について説明する。一般に、交流3相誘導モータの回転速度fは、以下の式で表される。
f=fp×(1−s) ・・・(1)
ただし、fpは電源周波数、sはモータすべりである。
また、移動棚のモータ周波数・速度変換係数をkとすると、移動棚の移動速度Vは、
V=k×f ・・・(2)
で表されるので、定格積載荷重の場合のモータすべりをs1、無負荷の場合のモータすべりをs0とすると、式(1)及び(2)から定格積載荷重時の移動棚の移動速度V1は、
V1=k×fp×(1−s1) ・・・(3)
となり、無負荷時の移動棚の移動速度V0は、
V0=k×fp×(1−s0) ・・・(4)
となる。
ところで、移動棚が停止状態から時間Taだけ加速度αで加速して速度Vとなり、時間Tbだけ速度Vで等速走行し、時間Taだけ減速度αで減速して停止することにより走行路13の全体距離Lを移動するものとすると、
Ta=V/α ・・・(5)
L=α×Ta/2+V×Tb+α×Ta/2
=V×Tb+α×Ta ・・・(6)
と表される。上記の式(5)及び(6)から、時間Tbを求めると、
Tb=L/V−V/α
となるので、全体距離Lを走行するに要する移動時間Tは、
T=Tb+2×Ta
=L/V−V/α+2×V/α
=L/V+V/α ・・・(7)
と表される。
移動棚が走行路13の全体距離Lを移動しても台車同士が接触しないだけの待ち時間が必要であるため、定格積載荷重時の加速度をα1、無負荷時の加速度をα0とすると、式(7)から設定時間T2は、
T2=(L/V1+V1/α1)−(L/V0+V0/α0)
=L(1/V1−1/V0)+(V1/α1−V0/α0) ・・・(8)
となる。
ここで、インバータ制御により加速時間が一定となるように制御されると、
V1/α1=V0/α0
となるため、式(8)は、
T2=L(1/V1−1/V0)
=L×(V0−V1)/(V0×V1)
と表される。さらに、式(3)及び(4)を用いて変形すると、
T2={L×(s1−s0)}/{(k×fp)×(1−s1)×(1−s0)} ・・・(9)
となる。
モータ周波数・速度変換係数k、電源周波数fp、定格積載荷重時のモータすべりs1、無負荷時のモータすべりs0を事前に各移動棚の制御盤17に与えておき、走行路13の全体距離Lを各移動棚の前側エンコーダ22及び後側エンコーダ23で稼動中に検出すれば、上記の式(9)により設定時間T2を算出することができる。
実施の形態2
上記の実施の形態1では、移動方向の隣接判別センサ24がオフ状態になってから設定時間T2が経過した後に走行モータ19に発進の指示を出力したが、この実施の形態2においては、移動方向の隣接判別センサ24がオフ状態になった後、移動方向に対向する移動棚が設定距離だけ移動したことを認識した上で走行モータ19に発進の指示が出力される。実施の形態2に係る移動棚システムのタイミングチャート及びフローチャートをそれぞれ図4及び図5に示す。
時刻t1に移動棚15に対して右側の固定棚12の方向へ移動する旨の移動指令が入力されると(ステップS1)、移動棚15の制御盤17は、移動方向に配置されている隣接判別センサ24のオン/オフ状態を監視し(ステップS2)、時刻t1から時間T1が経過した時刻t2に隣接判別センサ24がオフすることにより、移動棚15が発進しようとする方向に対向する移動棚16が移動を開始して移動棚15との間隔が所定の隣接距離より大きくなったことが判別された後、先行する移動棚16が設定距離L2だけ移動するまで待機する(ステップS5)。すなわち、移動棚15の制御盤17は、通信ケーブル26を介して移動棚16の制御盤17から移動棚16の前側エンコーダ22及び後側エンコーダ23により検出された移動棚16の走行量を把握し、隣接判別センサ24がオフ状態になった時刻t2から移動棚16が設定距離L2だけ移動したか否かの監視を行う。
この間に、対向する移動棚16は例えば所定の高速度で既に走行しているため、設定時間T2が経過する前の時刻t3に移動棚15と移動棚16との間隔が上記隣接距離より大きな所定の接近距離を超えて接近判別センサ25がオフ状態となる。
その後、移動棚15の制御盤17は、時刻t4に移動棚16が設定距離L2だけ移動したことを認識すると、図示しないインバータ装置を介して移動棚15の各走行モータ19に発進の指示を出力する(ステップS4)。これにより、各走行モータ19の回転速度が上昇し、時刻t5に移動棚15の移動速度は所定の高速度に達する。その後の時刻t6以降の走行、減速及び停止に至る動作は、上述した実施の形態1の動作と同様に行われる。
このように、隣接判別センサ24により発進しようとする方向に対向する移動棚16との間隔が所定の隣接距離より大きくなったことが判別された後、先行する移動棚16が設定距離L2だけ移動したことを認識した上で各走行モータ19に発進の指示が出力されるので、移動棚15と移動棚16との間に確実に十分な間隔が形成される。このため、移動棚16の積載荷重が大きくてウレタンタイヤにフラットスポットが形成され、走行を開始するまでに時間を要しても、後続の移動棚15が先行する移動棚16に接触することが防止される。
なお、実施の形態1及び2においては、移動棚の走行量を検出する走行量検出装置として、駆動輪20の回転角度を検出する前側エンコーダ22及び後側エンコーダ23を用いたが、これに限るものではなく、従動輪21の回転角度を検出するエンコーダを用いたり、駆動輪20及び従動輪21とは別に配設された測定輪の回転角度を検出するエンコーダを用いることもできる。また、固定物に対してビームを照射してビームが帰るまでの時間に基づき距離を測定する距離測定センサ、あるいは走行路上に予め配置された複数のマークを認識することにより走行位置を検出するマーク式の位置センサ等を使用して移動棚の走行量を検出することもできる。
この発明の実施の形態1に係る移動棚システムの構成を示す図である。 実施の形態1の動作を示すタイミングチャートである。 実施の形態1の動作を示すフローチャートである。 実施の形態2の動作を示すタイミングチャートである。 実施の形態2の動作を示すフローチャートである。 移動棚システムにおける各移動棚の動きを示す図である。 インバータ駆動される走行モータの駆動周波数と発生トルクの時間的変化を示すグラフである。
符号の説明
11,12 固定棚、13 走行路、14 ガイド、15,16 移動棚、17 制御盤、18 操作盤、19 走行モータ、20 駆動輪、21 従動輪、22 前側エンコーダ、23 後側エンコーダ、24 隣接判別センサ、25 接近判別センサ、26 通信ケーブル、T2 設定時間、L2 設定距離。

Claims (5)

  1. 並置された複数の移動棚が互いに接近/離間するように左右に移動して対向する移動棚との間に選択的に作業通路を開く移動棚システムにおいて、
    各移動棚は、走行するための走行装置と、対向する移動棚との間隔が所定の隣接距離以内になったことを判別する隣接判別センサと、前記走行装置及び前記隣接判別センサに接続された制御盤とを備え、
    各移動棚の制御盤は、移動指令を受けると、前記隣接判別センサにより発進しようとする方向に対向する移動棚との間隔が前記隣接距離より大きくなったことが判別されてから設定時間が経過した後に前記走行装置に発進の指示を出力することを特徴とする移動棚システム。
  2. 前記設定時間は、電源周波数fp、各移動棚のモータ周波数・速度変換係数k、定格積載荷重時のモータすべりs1、無負荷時のモータすべりs0、各移動棚の走行路の全体距離Lから計算式
    {L×(s1−s0)}/{(k×fp)×(1−s1)×(1−s0)}
    により算出される請求項1に記載の移動棚システム。
  3. 並置された複数の移動棚が互いに接近/離間するように左右に移動して対向する移動棚との間に選択的に作業通路を開く移動棚システムにおいて、
    各移動棚は、走行するための走行装置と、走行量を検出する走行量検出装置と、対向する移動棚との間隔が所定の隣接距離以内になったことを判別する隣接判別センサと、前記走行装置、前記走行量検出装置及び前記隣接判別センサに接続された制御盤とを備え、
    各移動棚の制御盤は、移動指令を受けると、前記隣接判別センサにより発進しようとする方向に対向する移動棚との間隔が前記隣接距離より大きくなったことが判別された後、対向する移動棚の制御盤から通信により対向する移動棚が設定距離だけ移動したことを認識した上で前記走行装置に発進の指示を出力することを特徴とする移動棚システム。
  4. 各移動棚は、対向する移動棚との間隔が前記隣接距離より大きい所定の接近距離以内になったことを判別する接近判別センサを備え、
    走行中の各移動棚の制御盤は、移動方向に対向する移動棚が所定の高速度で走行していない場合に、前記接近判別センサにより対向する移動棚との間隔が前記接近距離以内になったことが判別されると前記走行装置に減速の指示を出力する請求項1〜3のいずれか一項に記載の移動棚システム。
  5. 走行中の各移動棚の制御盤は、移動方向に対向する移動棚が停止している場合に、前記隣接判別センサにより対向する移動棚との間隔が前記隣接距離以内になったことが判別されると前記走行装置に停止の指示を出力する請求項4に記載の移動棚システム。
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