專利名稱：理貨裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過物品支承部的升降進(jìn)行理貨(荷卞< v、)的
理貨裝置，特別是涉及理貨時的減振控制。
背景技術(shù)：
在堆垛起重機(jī)、無人搬送車和有軌臺車等搬送臺車中，通過將滑
叉或關(guān)節(jié)臂(7力，7 —厶)等的自由進(jìn)退的臂、和升降臺或升降機(jī) 等組合，來進(jìn)行理貨。并且，在橋式吊車中，通過升降臺的卡盤夾住 物品并使其上升，來進(jìn)行理貨。在這些任何一種情況下，都要求抑制
理貨時的物品的振動。如果可抑制振動則具有如下優(yōu)點可減小在理 貨時施加于物品的力，可縮短直到振動消失的等待時間，可提高理貨 時的高度精度，理貨裝置的剛性小即可，可對更重且容易損傷的物品
進(jìn)行理貨。專利文獻(xiàn)l(日本專利3526014)提出如下情況，在通過堆垛 起重機(jī)進(jìn)行的理貨中，在滑叉接觸物品之前以高速，從接觸開始時期 附近以低速使升降臺上升，從而減小滑叉與物品接觸時的沖擊。 存在的問題為
不能夠正確預(yù)測滑叉等接觸物品的時刻、 ，滑叉和升降臺中存在各種不確定因素，并且受干擾作用，因此 難以推測理貨裝置的正確的內(nèi)部狀態(tài)等， 對于這些問題，發(fā)明人研究了
-進(jìn)行穩(wěn)定的減振控制，且 可在短時間內(nèi)完成理貨的控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于理貨時的減振，特別是在短時間內(nèi)對理貨時的 振動進(jìn)行減振，且在短時間內(nèi)使物品支承部上升到目的高度。
本發(fā)明中追加目的為，對在自由升降的基座上安裝有臂的理貨裝 置進(jìn)行減振，并且進(jìn)行有效的減振控制。
本發(fā)明中追加目的為，使基座在短時間內(nèi)向正確的高度上升。 本發(fā)明中追加目的為，在升降臺和升降電動機(jī)之間存在吊持材的 理貨裝置中，對物品支承部進(jìn)行減振，并使升降臺上升到正確的位置。 本發(fā)明中追加目的為，正確推測內(nèi)部狀態(tài)，進(jìn)行可靠的控制。 本發(fā)明為一種理貨裝置，通過升降單元使用于支承物品的物品支 承部升降，其特征在于，具備傳感器，對上述物品支承部的振動進(jìn) 行檢測；內(nèi)部狀態(tài)推測單元，用于根據(jù)該傳感器的輸出來推測理貨裝 置的內(nèi)部狀態(tài)；和控制單元，以根據(jù)推測的內(nèi)部狀態(tài)在抑制物品支承 部的振動的同時使物品支承部上升的方式對升降單元進(jìn)行控制，其 中，該控制單元以在物品支承部接觸物品后到物品支承部的上升結(jié)束 為止的時間段中的初期提高對物品支承部的減振的控制增益，后期提 高對物品支承部的高度位置的控制增益的方式，使對減振的控制增益 與對高度位置的控制增益之間的比例時間上可變。
優(yōu)選設(shè)置有臂，其在水平方向自由進(jìn)退，前端為上述物品支承部， 基部安裝在通過上述升降單元自由升降的基座上， 上述臂從比物品低的位置開始上升， 在臂接觸物品之前通過前饋控制來控制升降單元， 在臂接觸物品之后由上述控制單元進(jìn)行控制。 更加優(yōu)選設(shè)置有傳感器，用于求取上述臂基部的高度位置， 上述控制單元根據(jù)臂基部的高度位置和臂前端的振動，來推測臂 和基座的內(nèi)部狀態(tài)，并通過升降單元控制基座的升降。
特別優(yōu)選為，上述升降單元具備對基座的升降進(jìn)行導(dǎo)向的支柱、 吊持基座的吊持材、和將吊持材向垂直方向輸送的升降電動機(jī)。 優(yōu)選為，上述內(nèi)部狀態(tài)推測單元具備
濾波器，用于根據(jù)上述傳感器的輸出與基于上述內(nèi)部狀態(tài)的推測
值之間的偏差，來使內(nèi)部狀態(tài)變化；
第一運算單元，用于將上述內(nèi)部狀態(tài)本身換算為該內(nèi)部狀態(tài)的變
化；
第二運算單元，用于將向升降單元的控制輸入換算為上述內(nèi)部狀 態(tài)的變化；
更新單元，用于將由上述濾波器和上述各運算單元得出的內(nèi)部狀 態(tài)的變化相加并進(jìn)行積分，來更新上述內(nèi)部狀態(tài)。
更加優(yōu)選為，上述控制單元通過非定常魯棒控制來控制上述升降 單元。
并且，在本發(fā)明的理貨裝置的控制方法中，通過升降單元使用于 支承物品的物品支承部升降，
設(shè)置有檢測上述物品支承部的振動的傳感器， 根據(jù)該傳感器的輸出，推測理貨裝置的內(nèi)部狀態(tài)， 以在物品支承部接觸物品之后到物品支承部的上升結(jié)束為止的 時間段中的初期提高對物品支承部的減振的控制增益，后期提高對物 品支承部的高度位置的控制增益的方式，使對減振的控制增益與對高 度位置的控制增益之間的比例時間上可變，并且以根據(jù)推測出的內(nèi)部 狀態(tài)對物品支承部進(jìn)行抑制振動的同時使其上升的方式控制升降單 元。
在本發(fā)明中，檢測物品支承部的振動，推測理貨裝置的內(nèi)部狀態(tài)， 對物品支承部的上升進(jìn)行控制。這里，在控制的初期將減振作為主目 標(biāo)進(jìn)行控制，在后期以高度位置的正確度為主目標(biāo)進(jìn)行控制，因此在 對由理貨產(chǎn)生的振動迅速地減振之后，可上升到正確的目標(biāo)位置。這 些的結(jié)果，可減小在理貨時施加于物品的力，并不需要等到振動消失， 因此可縮短理貨的時間。并且，可減小用于使物品即使振動也不與架 等干涉的死空間(dead space),并且可使理貨裝置的剛性比較小。
并且，設(shè)置在水平方向自由進(jìn)退的臂，在臂接觸物品之前通過前 饋控制來控制升降單元，在臂接觸物品之后，當(dāng)進(jìn)行本發(fā)明的控制時， 可簡單地進(jìn)行控制。此處，設(shè)置用于求得臂基部的高度位置的傳感器，當(dāng)根據(jù)臂基部 的高低位置和臂前端的振動進(jìn)行本發(fā)明的控制時，可對作為控制的主 目標(biāo)的減振和臂基部的高度使用實測值，因此，可進(jìn)行減振和向正確 高度位置的上升控制。
在本發(fā)明中，即使在通過吊持材來吊持基座并通過升降電動機(jī)使 其升降的理貨裝置中，也可控制從升降電動機(jī)離開的臂的振動。
用于根據(jù)傳感器的輸出與基于內(nèi)部狀態(tài)的推測值之間的偏差來
使內(nèi)部狀態(tài)變化的濾波器；用于將內(nèi)部狀態(tài)本身換算為內(nèi)部狀態(tài)的變 化的運算單元；用于將向升降單元的控制輸入換算為內(nèi)部狀態(tài)的變化 的運算單元；和用于通過將濾波器和各運算單元的內(nèi)部狀態(tài)的變化相 加并進(jìn)行積分，來更新內(nèi)部狀態(tài)的更新單元，當(dāng)通過上述單元來推測 內(nèi)部狀態(tài)時，可正確地推測內(nèi)部狀態(tài)。
并且，當(dāng)通過非定常魯棒控制一邊使控制的重心從減振向高度位 置變化一邊進(jìn)行控制時，可穩(wěn)定地對各種各樣的干擾進(jìn)行控制。


圖1是示意地表示實施例中的升降臺和滑叉以及貨架的物品的圖。
圖2是表示實施例中的從向升降電動機(jī)的指令位置到滑叉的模 型的圖。
圖3是實施例中的前饋控制器的框圖。
圖4是表示實施例的魯棒控制輸入和現(xiàn)有技術(shù)例的非控制輸入 中的升降臺的速度波形的圖。
圖5是表示實施例中的時變增益的例的圖，上段表示對自升降臺 的目標(biāo)位置的位移的增益，中段表示對滑叉的前端速度的增益，下段 表示對控制輸入的增益。
圖6是表示實施例中的評價函數(shù)的圖。
圖7是表示實施例和現(xiàn)有技術(shù)例中的控制輸入的頻率分布的圖。 圖8是表示實施例和現(xiàn)有技術(shù)例中的滑叉的前端加速度的過程
的圖。
圖9是表示實施例和現(xiàn)有例中的在滑叉的前端的加速度的頻譜 的圖。
具體實施例方式
以下表示用于實施本發(fā)明的優(yōu)選實施例。 (實施例)
在圖1 圖9中，以堆垛起重機(jī)2中的升降臺4的控制為例，表 示實施例與其特性。在各圖中，升降臺4受柱6導(dǎo)向以進(jìn)行升降，在 柱6上沿著高度方向設(shè)置直線尺8，通過設(shè)置在升降臺4上的直線傳 感器10讀取升降臺4的高度位置x0。并且，升降臺4通過同步帶、 金屬絲或繩索等吊持材12而被懸吊，并與未圖示的配重一起通過升 降電動機(jī)22進(jìn)行升降。升降電動機(jī)22由反饋控制器16和前饋控制 器18控制，通過開關(guān)20來切換使用某個控制器。切換是通過圖4的 實線的速度圖形，通過前饋控制來執(zhí)行初期的上升和其后的微速上 升，并通過反饋控制來執(zhí)行之后的上升。
24為滑叉，也可以是可在水平面內(nèi)自由進(jìn)退的關(guān)節(jié)臂等其他的 臂，25為由滑叉24的頂板構(gòu)成的物品支承部，26為設(shè)置在物品支承 部25上的傳感器。與堆垛起重機(jī)2的行進(jìn)路徑相對地設(shè)置貨架28， 29為其支柱，在貨架承托部30上載放物品32。
這里，堆垛起重機(jī)2在貨架28和未圖示的站之間，將液晶基板 的箱等重物作為物品32進(jìn)行運送。液晶基板容易損傷，為了防止理 貨中的振動，當(dāng)增加滑叉24和升降臺4的剛性時，因堆垛起重機(jī)2 大型化而是不優(yōu)選的。并且，貨架28等設(shè)置在潔凈室內(nèi)，因此需要 減小用于理貨的死空間，并從液晶顯示器的生產(chǎn)性的觀點出發(fā)，需要 縮短理貨的循環(huán)時間。
在對物品32進(jìn)行理貨時，使升降臺4停止在比物品32低例如5 20cm左右的位置，并使滑叉24前進(jìn)。然后，如圖4的實線的速度圖 形所示，在使升降臺4上升之后使其以微速進(jìn)一步上升，使物品支承
部25支承物品32。當(dāng)物品支承部25可靠地支承物品32時，使升降 臺4以稍微快的速度上升,并使其上升到比貨架承托部30高例如5 20cm左右的位置，以便處于物品32不與貨架承托部30干涉的位置。 之后，使滑叉24后退，結(jié)束理貨。該行程與滑叉24因來自物品32 的加重而彎曲的情況、和在將物品32從貨架承托部30抬起時的沖擊 和之后的上升運動中的振動的情況有關(guān)，如果可減小物品支承部25 的振動，則也可縮短行程。貨架承托部30在架28的上下設(shè)置多個， 當(dāng)使物品支承部25的振幅為±h時，在貨架承托部3之間的間隔中， 為了避免與下側(cè)的貨架承托部干涉至少需要h的余量，為了避免與上 側(cè)的貨架承托部干涉也需要至少h的余量，合計需要2h量的死空間。 在實施例中，設(shè)置有用于對滑叉24求得到物品32的剩余距離的 傳感器、和用于檢測與物品32開始接觸的傳感器，因此，到圖4中 的微速上升結(jié)束之前的期間內(nèi)，通過圖1的前饋控制器18，不使用 加速度傳感器26的信號，使升降臺4上升。另外，在前饋的期間， 也可以通過直線傳感器10檢測對目標(biāo)高度位置的誤差，并進(jìn)行反饋。 在本說明書中，使用加速度傳感器26的信號來決定是前饋控制還是 反饋控制。
當(dāng)在前饋控制中成為在應(yīng)由物品支承部25支承著物品32的時間 段時，增加升降臺4的上升速度，并且例如與此同時開始反饋控制。 當(dāng)進(jìn)一步使升降臺4升降時，使其上升幾乎停止，并進(jìn)行用于將升降 臺4的高度位置與目標(biāo)一致的控制，并且例如與此同時使滑叉24回 歸到升降臺4上?；蛘咴谏蹬_的高度控制結(jié)束之后使滑叉24向升 降臺4回歸。圖4的正規(guī)化時間從0到1的范圍為升降臺的控制期間。
圖2表示升降臺、滑叉和滑叉上的物品的控制模型。用保持水平 姿態(tài)的質(zhì)量m3的基座、和相對該基座以傾斜角e傾斜并用銷接合的 剛體(質(zhì)量m)，對升降臺進(jìn)行模型化。并且，剛體和基座通過彈簧k3 和摩擦阻力(抵抗)C3連接?；婧推渌С械奈锲酚觅|(zhì)點ml表 示，并使其與剛體之間用彈簧kl和摩擦阻力Cl連接。另外，質(zhì)點 ml的質(zhì)量根據(jù)物品的理貨而急劇變化。升降臺通過吊持材與配重(質(zhì)
點m2)連接，配重進(jìn)一步通過吊持材與升降電動機(jī)連接。使配重和升 降臺之間的吊持材的彈簧系數(shù)為k2、摩擦阻力為C2。并且，使配重 和升降電動機(jī)之間的彈簧系數(shù)為k4、摩擦阻力為C4。使升降臺的基 座的絕對高度為x0，在以xO為基準(zhǔn)的相對坐標(biāo)中，使滑叉前端的高 度為xl，配重的高度為x2,從配重到向升降電動機(jī)的指令位置為止 的高度為x3。
圖2的系統(tǒng)的狀態(tài)X可通過表示高度的4個變量、x0 x3、和 它們的時間微分、以及升降臺的傾斜角e和其時間微分來表現(xiàn)。并且, 設(shè)定變量F1 F4為與后述的卡爾曼濾波器相關(guān)的變量，通過合計14 個變量表示狀態(tài)X。并且，u為向升降電動機(jī)的控制輸入。
圖3表示實施例中的控制系統(tǒng)。目標(biāo)高度存儲部34存儲升降臺 的高度位置的目標(biāo)值，并通過差分器36求得與直線傳感器的信號x0 的差分。并且，將加速度傳感器26的信號和上述差分作為傳感器輸 入r輸入到控制系統(tǒng)。根據(jù)由控制系統(tǒng)推測的升降臺和滑叉的狀態(tài)X，
以到目標(biāo)高度的剩余距離和物品支承部的加速度作為推測值y迸行 推測，并通過差分器38求得與輸入的偏差，輸入到卡爾曼濾波器44 并求得輸出L(r-y)。卡爾曼濾波器44其本身為已知，輸入為2維、輸 出為14維。
對由14維的向量構(gòu)成的狀態(tài)X，通過乘法單元48例如將要素的 值與常量的矩陣A相乘，求得輸出AX。對l維的控制輸入u，通過 乘法單元50例如將要素的值與常量的矩陣B相乘，成為14維的向量 Bu。通過加法器40將卡爾曼濾波器44的輸出、乘法單元48的輸出、 和乘法單元50的輸出相加，求得狀態(tài)X的時間微分。另外，任何一 個向加法器40的輸入都是14維的向量。將狀態(tài)X的時間微分通過 積分單元46進(jìn)行積分，并更新狀態(tài)X的推測值。例如在時刻n+l的 狀態(tài)Xn+1 ，根據(jù)時刻n的狀態(tài)Xn等，以Xn+1 = Xn+AXn+Bun+L(r-y)n 表示，此處，下標(biāo)表示時刻。當(dāng)將各時刻間的時間間隔為A時，考慮 到2次項為止例如成為，
Xn+l=(l+A A+A2/2 A2)Xn+(B A+B2/2 A2)un
+ (Ln(r-y) A+Ln2(r-y)/2 通過時變增益處理單元56來處理狀態(tài)X，并變換為1維的控制 輸入u。在時變增益處理單元56中，反饋控制的初期，即在物品支 承部與物品接觸后并增加了升降臺的升降速度后、到使升降臺的升降 速度再次降低之前的時期，增加用于抑制滑叉前端的振動的增益，并 減小升降臺自目標(biāo)高度的位移的增益。在反饋控制的后期，即，在使 升降臺的升降速度再次減小、控制結(jié)束之前的期間中，減小與物品支 承部的減振相關(guān)的增益，并增大用于使升降臺的高度與目標(biāo)高度一致 的增益。
在圖2的模型中，xl和其時間微分，以及e和其時間微分，與 物品支承部的振動直接相關(guān)，x0和其時間微分，以及x2、 x3和它們 的時間微分，對升降臺的高度位置的影響很大。在實施例中，增益處 理單元56中的增益，在依存于時間的既定的圖形中發(fā)生變更，但是 也可以根據(jù)狀態(tài)X、或者根據(jù)傳感器輸入r和輸出y之間的偏差進(jìn)行 變更。通過控制輸入u來控制升降電動機(jī)，并且通過乘法單元50將 系統(tǒng)的狀態(tài)X的變化作為Bu進(jìn)行反饋，通過乘法單元54求得對輸 出y的作用Du。通過乘法單元52根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)X求得2維的向 量CX，并在加法器42與Du相加并作為輸出y。表1、表2表示控 制模型。
項目
物理模型自由度 內(nèi)部濾波次數(shù) 傳感器數(shù) 控制輸入u 狀態(tài)量X
表l非定常魯棒控制的項目 值及其他 內(nèi)容
<formula>formula see original document page 11</formula>
升降臺的高度位置、滑叉前端加速度 向升降電動機(jī)的指令 5X2自由度+4濾波次數(shù) 對于各自由度，將其值和時間微分作為 狀態(tài)量
輸出y 2 卡爾曼濾波器L 時變增益K
矩陣A 14行14列
矩陣B 14行1列
矩陣C 2行14列
矩陣D 2行1列
升降臺的高度位置，滑叉前端加速度
2輸入X14輸出
14輸入X1輸出 狀態(tài)X對其時間變化的作用 控制輸入u對狀態(tài)X的時間變化的作用 狀態(tài)X對輸出y的作用 控制輸入u對輸出y的作用
表2非定常魯棒控制的詳細(xì)模型 dX/dt=AX+Bu+L(r-y) y=CX +Du u=KX
J= J (uTR(t)u+XTQ(t)X)dt : J為評價函數(shù)；R(t)為向控制輸入u 的時變的權(quán)重；Q(t)為向狀態(tài)量X的時變的權(quán)重
J=X，P(t)X :將評價函數(shù)J最小化的P(t)為上式的里卡蒂(riccati)
解
K-R(t)'1 BT(t) P(t):若決定時變的權(quán)重R(t)、 Q(t)，則評價函 數(shù)J和里卡蒂解P(t)確定，增益K由結(jié)局時變的權(quán)重R(t)、 Q(t)決定。
根據(jù)系統(tǒng)的模型的運動方程式?jīng)Q定矩陣A、 B，根據(jù)狀態(tài)X和控 制輸入u狀態(tài)X變化，并根據(jù)與傳感器輸入的誤差修正狀態(tài)X。并 且，根據(jù)狀態(tài)X和控制輸入u求得輸出y，并對應(yīng)于狀態(tài)X根據(jù)時 間加變的增益K決定控制輸入u。通過反饋控制進(jìn)行H"控制的魯棒 控制，具體地說，以得到對假定的最壞干擾進(jìn)行評價函數(shù)最小化的最 佳控制輸入的方式，解里卡蒂方程式以決定增益K。特別地，對于物 品支承部的振動、升降臺的振動等系統(tǒng)固有振動，減小1次和2次的 傳遞函數(shù)，并且通過對最壞干擾進(jìn)行評價函數(shù)最小化來抑制干擾的影 響。并且由于增益可變，因此評價函數(shù)也時間性變化。
實施例的特性如圖4 圖9所示。在這些圖中，正規(guī)化時間為將 在理貨時從升降臺開始上升到上升結(jié)束為止的時間標(biāo)準(zhǔn)化為1的時 間。正規(guī)化頻率為以如下方式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的頻率根據(jù)對升降電動機(jī) 的指令輸入將向滑叉前端的加速度的傳遞函數(shù)的最大值表示為頻率 0.15左右。圖4和圖7 圖9的實線是實施例的特性，虛線是升降臺 的升降全部由前饋控制執(zhí)行后的特性。
圖4表示對升降電動機(jī)的速度指令，在正規(guī)化時間在0.15左右 之前的期間以稍微高速使升降臺上升，在時刻0.35左右之前的期間 使其以微速上升，在此期間使物品支承部與物品接觸，并再次使升降 臺以稍微快的速度上升，之后大體上停止。然后，到在時刻0.4弱之 前的微速上升為止實施前饋控制，之后切換到反饋控制。在滑叉接觸 物品之前實施反饋控制沒有意義，因此，為了使控制簡單而實施前饋 控制。并且，在時刻0.15附近之前的上升時，決定速度圖形，以便 抑制滑叉的振動。在實施例(實線)中與比較例(虛線)相比，在反 饋控制的開始時目標(biāo)速度暫時降低，在上升結(jié)束時目標(biāo)速度暫時變?yōu)?負(fù)。并且，最高上升速度比比較例大。這是根據(jù)以滑叉的減振為目的 的魯棒控制而得出的。
圖5表示增益的時間性變化的例子，時刻為將反饋控制的開始時 設(shè)為O，縱軸的權(quán)重為相對值。對升降臺的高度距目標(biāo)位置的誤差的 增益在初期小、之后增大。另一方面，對滑叉前端的速度的增益在反 饋控制的初期大、之后降低。狀態(tài)X所包含的變量可大致區(qū)分為與 升降臺的高度相關(guān)聯(lián)的、和與滑叉前端的振動相關(guān)聯(lián)的。因此，對于 對升降臺的高度影響大的變量在控制的后半期增大對增益的作用、在 前半期減小。對于對滑叉前端的振動的影響大的變量在控制的前半期 增大對增益的作用、在后半期減小。對控制輸入u的增益在初期增大，
并盡可能減小控制輸入，在中期 后期減小。根據(jù)以上情況，反饋控 制的目標(biāo)為在初期抑制滑叉的振動，在后期使升降臺停止在目標(biāo)的高 度位置。
圖6表示評價函數(shù)Y(t)的例子。Y為以導(dǎo)出范數(shù)來表現(xiàn)ir范數(shù)條 件時所使用的變量，表示對假定最壞干擾的控制的紊亂的上限。由于 在反饋控制的開始時對象的不確定性和干擾大、之后它們變小，因此
使Y的值在反饋控制的初期大、在后期減小。
圖7表示控制輸入的頻譜，在正規(guī)化頻率中0.15左右的1次模 附近的頻譜被抑制得很低，并抑制1次模引起的振動。并且可知，在 正規(guī)化頻率中在0.4以上的高頻率帶寬的控制輸入頻譜，在實施例中 與比較例為相同程度，沒有產(chǎn)生激勵高次模的信息漏失。
圖8表示滑叉前端的加速度的波形，從時刻0.2到0.4弱的稍微 平坦的區(qū)間為使升降臺以微速上升的區(qū)間。在物品支承部接觸了物品 之后，在實施例中在正規(guī)化時刻0.5之前振動大致被抑制。與此相反 在比較例中，振動持續(xù)到時刻1左右為止。因此，在正規(guī)化時間中例 如可縮短0.5左右的理貨時間，并可縮短循環(huán)時間。
圖9表示滑叉前端的加速度的頻譜，可知，抑制在正規(guī)化頻率中 0.15左右的1次模下的振動，并且在高次模下的振動也與比較例同樣 地被抑制，沒有產(chǎn)生信息漏失。因此可知可減小由于理貨時的振動而 使液晶基板受到的力和振幅。
在實施例中可得到以下效果。
1) 可以在比較例的1/2左右的時間內(nèi)抑制滑叉的振動。
2) 可使升降臺向正確的位置上升。
3) 伴隨這些，可縮短理貨的時間。
4) 可減輕在理貨時施加于物品的力。
5) 由于可減小理貨時的物品的振幅，因此可減小貨架承托部間的上 下間隔。
6) 即使在液晶基板箱等重物的理貨中，也可使升降臺和滑叉等的剛 性較小，并可防止堆垛起重機(jī)的大型化。
7) 與從升降電動機(jī)通過吊持材、升降臺進(jìn)行的控制無關(guān)，可抑制滑 叉前端的振動。
在實施例中對堆垛起重機(jī)的升降臺4進(jìn)行了說明。如果是在沿導(dǎo) 軌通過吊持材升降的升降臺上搭載有關(guān)節(jié)臂和滑叉的理貨裝置，則可 不限定于堆垛起重機(jī)而同樣地實施。并且，在將滑叉和關(guān)節(jié)臂搭載在 升降機(jī)上地進(jìn)行理貨的無人運送車、有軌臺車等臺車和移載裝置中，
也可同樣地適用實施例。并且，在通過吊持材從橋式吊車主體吊下、 并通過卡盤來支承物品的升降臺的升降控制中，也可同樣地適用實施 例。該情況下，將滑叉前端的振動與升降臺的橫方向振動置換、將堆 垛起重機(jī)中的升降臺的升降直接置換為橋式吊車中的升降臺的升降
即可。作為魯棒控制的例子使用了 H?？刂?，但是不限于此，也可使 用I^控制或p控制等。并且，濾波器的種類為任意，不限定于卡爾 曼濾波器。
也可在滑叉的前端設(shè)置檢測距物品的距離和有無來自物品的負(fù) 載的傳感器，可更加正確地推測得出狀態(tài)。并且，不限定于用直線標(biāo) 尺求得升降臺的高度，也可以用讀取升降臺的升降導(dǎo)向用的滾輪的轉(zhuǎn) 數(shù)的編碼器、和激光距離計等絕對距離傳感器來求得。
另外，對于理貨的全范圍，也可進(jìn)行反饋了加速度傳感器和升降 臺的高度傳感器的信號的、時間性可變的非定常魯棒控制。在卸貨時 也可進(jìn)行同樣的非定常魯棒控制。
權(quán)利要求
1.一種理貨裝置，通過升降單元使用于支承物品的物品支承部升降，其特征在于，具備傳感器，對上述物品支承部的振動進(jìn)行檢測；內(nèi)部狀態(tài)推測單元，用于根據(jù)該傳感器的輸出，來推測理貨裝置的內(nèi)部狀態(tài)；控制單元，根據(jù)推測的內(nèi)部狀態(tài)控制升降單元，以便在抑制物品支承部的振動的同時使物品支承部上升，該控制單元，以在物品支承部接觸物品之后到物品支承部的上升結(jié)束為止的時間段中的初期提高對物品支承部的減振的控制增益，后期提高對物品支承部的高度位置的控制增益的方式，使對減振的控制增益與對高度位置的控制增益之間的比例時間上可變。
2. 如權(quán)利要求l所述的理貨裝置，其特征在于，設(shè)置有臂，其在水平方向自由進(jìn)退，前端為上述物品支承部，基 部安裝在通過上述升降單元自由升降的基座上， 上述臂從比物品低的位置開始上升， 在臂接觸物品之前通過前饋控制來控制升降單元， 在臂接觸物品之后由上述控制單元進(jìn)行控制。
3. 如權(quán)利要求2所述的理貨裝置，其特征在于， 設(shè)置有用于求取上述臂基部的高度位置的傳感器， 上述控制單元根據(jù)臂基部的高度位置和臂前端的振動，來推測臂和基座的內(nèi)部狀態(tài)，并通過升降單元控制基座的升降。
4. 如權(quán)利要求3所述的理貨裝置，其特征在于， 上述升降單元具備對基座的升降進(jìn)行導(dǎo)向的支柱、吊持基座的吊持材、和將吊持材向垂直方向輸送的升降電動機(jī)。
5. 如權(quán)利要求l所述的理貨裝置，其特征在于， 上述內(nèi)部狀態(tài)推測單元具備 濾波器，用于根據(jù)上述傳感器的輸出與基于上述內(nèi)部狀態(tài)的推測 值的偏差，來使內(nèi)部狀態(tài)變化；第一運算單元，用于將上述內(nèi)部狀態(tài)本身換算為該內(nèi)部狀態(tài)的變化；第二運算單元，用于將向升降單元的控制輸入換算為上述內(nèi)部狀 態(tài)的變化；.更新單元，用于將上述濾波器和上述各運算單元得出的內(nèi)部狀態(tài) 的變化相加并進(jìn)行積分，來更新上述內(nèi)部狀態(tài)。
6. 如權(quán)利要求5所述的理貨裝置，其特征在于， 上述控制單元通過非定常魯棒控制來控制上述升降單元。
7. —種理貨裝置的控制方法，通過升降單元使用于支承物品的 物品支承部升降，其特征在于，設(shè)置有檢測上述物品支承部的振動的傳感器， 根據(jù)該傳感器的輸出，推測理貨裝置的內(nèi)部狀態(tài)， 以在物品支承部接觸物品之后到物品支承部的上升結(jié)束為止的 時間段中的初期提高對物品支承部的減振的控制增益提高，后期提高 對物品支承部的高度位置的控制增益的方式，使對減振的控制增益與 對高度位置的控制增益的比例時間上可變，并且以根據(jù)推測出的內(nèi)部 狀態(tài)對物品支承部進(jìn)行抑制振動的同時使其上升的方式控制升降單 元。
全文摘要
一種理貨裝置，計測滑叉的前端加速度和升降臺的高度位置，并使包括升降臺、滑叉和配重的系統(tǒng)的狀態(tài)量為X。使對滑叉的前端加速度和升降臺的位置的推測值為y，并使來自這些計測值的誤差為(r-y)，使卡爾曼濾波器為L，使控制輸入為U，使矩陣為A、B、C、D，時變的增益向量為K，通過dX/dt＝AX+BU+L(r-y)；y＝CX+DU；u＝KX，來推測X、y。時變的增益K，在初期增大向滑叉的減振的權(quán)重、在后期增大向升降臺的位置的權(quán)重?？蓽p小理貨時的滑叉的振動。
文檔編號G02F1/13GK101112932SQ20071013863
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月24日
發(fā)明者吉田和夫, 村上武 申請人:學(xué)校法人慶應(yīng)義塾;村田機(jī)械株式會社