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JP2009001388A - 産業車両の走行安全装置 - Google Patents

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JP2009001388A JP2007164438A JP2007164438A JP2009001388A JP 2009001388 A JP2009001388 A JP 2009001388A JP 2007164438 A JP2007164438 A JP 2007164438A JP 2007164438 A JP2007164438 A JP 2007164438A JP 2009001388 A JP2009001388 A JP 2009001388A
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Norimitsu Takahara
典満 高原
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Toyota Industries Corp
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Abstract

【課題】本願発明の目的は産業車両と対象物との接近を簡単な構成で確実に検出できる走行安全装置を提供することにある。
【解決手段】フォークリフトの前進時、制御装置12は操舵角検出装置13からの信号に基づき、直進・旋回切替スイッチ19に直進時用アンテナ18との接続指令を送信する。これにより、RFIDリーダ9は直進時用アンテナ18と接続し、前方の通信エリア内及び後方の通信エリア内の通信を開始する。旋回時は操舵角検出装置13からの信号に基づき、制御装置12が直進・旋回切替スイッチ19に旋回時用アンテナ8との接続指令を送信するため、フォークリフトの周囲全域の通信エリア内の通信を開始する。従って、フォークリフトの走行の種類により特定の通信エリアでのみ通信を行うため、誤検出を発生することが無く、対象物の検出を確実に行うことができる。
【選択図】図3

Description

本願発明は、工場又は倉庫等の構内あるいは構外において走行するフォークリフト及び牽引車等の産業車両の走行安全装置に関するものである。
従来、フォークリフトが走行中に作業者あるいは他の産業車両等の対象物と接触する事故発生を防止するために、フォークリフトに無線通信装置を備えて対象物を検出したり、フォークリフトの接近を対象物に知らせたりする方法が実施されている。
例えば、特許文献1の図1及び図2に示された従来技術では、フォークリフト1に搭載した無線送信機2から全方向に送信される信号を作業者に持たせた無線受信機5が受信し、無線受信機5に内蔵したブザー9を鳴らすことによってフォークリフト1が接近していることを作業者に知らせている。
特許文献2では、図3で示されるように、RFID(Radio Frequency Identificationの略。以下同じ)リーダライタ25と接続するアンテナ22をフォークリフト30の周囲に少なくとも7箇所配設し、各アンテナ22の通信エリア23の総和によってフォークリフト30の周囲を漏れなくカバーする。また人物あるいは物品等の対象物26にはRFIDタグ26aが備えられている。従って、フォークリフト30の周囲の通信エリア23内に対象物26が存在するとアンテナ22とRFIDタグ26aとの間の相互通信によりRFIDリーダライタ25が対象物26を検知し、制御部11に検知信号を入力する。制御部11では検知した対象物26までの距離測定などの方法により対象物26が危険区域に存在するか否かを判断し、その状況を表示するようにしている。
特開2003−317163号公報 特開2006−188353号公報
フォークリフトは周知のように、前進、後進及び旋回を頻繁に繰り返し、荷の搬送作業を行っている。また、前進及び後進時は比較的早い速度で走行し、旋回時では低速度で走行するのが一般的である。このため、全方向に信号を送信する特許文献1に開示された方法では、特に詳細な説明をしていないが、作業者との接触防止のために、無線送信機2の通信エリアを前進及び後進時の速い速度に適合するように、即ち比較的遠方の位置にいる作業者の無線受信機5が信号を受信できるように設定しておく必要がある。しかし、フォークリフトが前進及び後進など直進する場合、フォークリフトの側方における作業者の危険領域は比較的狭い範囲に限られている。従って、フォークリフトが直進する通路の側方にいる作業者は、フォークリフトとの間で危険が無いにもかかわらず、無線送信機2からの信号を受信し、その都度ブザー9が鳴るために大きな煩わしさを感じるばかりか、作業への影響も生じる恐れがある。
特許文献2に開示された方法はRFIDリーダライタ25とRFIDタグ26aとの間で双方向の通信を行い、対象物26との距離を測定して危険か否かの判断をしているが、フォークリフト30の周囲全体をカバーするように通信エリア23を形成する方法であるため、フォークリフト30の直進時に特許文献1と同様の問題を有するものである。即ち、フォークリフト30の側方における対象物26の危険領域は極めて狭い範囲に限られ、直進時の危険領域と大きく異なるものであるため、どのアンテナ22からの受信信号の場合に危険であるか否かの判断基準を全てのアンテナに対して設定しておかなければならず、その制御のための構成が極めて複雑にならざるを得ない。また、このような設定がシビアに行われていないと、フォークリフト30の直進時に側方の本来危険領域外の対象物26を危険領域内と誤検出する問題が生じる。
本願発明の目的は、産業車両と対象物との接近を簡単な構成で確実に検出できる走行安全装置を提供することにある。
請求項1に記載の本願発明は、対象物が持つRFIDタグとの間で通信可能なアンテナを備えたRFIDリーダを車体の一部に配設した産業車両において、前記RFIDリーダのアンテナとして前記産業車両の直進時用の指向性アンテナと旋回時用のアンテナとを備え、前記産業車両の直進時又は旋回時に前記直進時用の指向性アンテナと旋回時用のアンテナとを切り替えて前記RFIDリーダに接続する切替え装置を設けたことを特徴とする。
請求項1記載の本願発明によれば、産業車両がどのような場所でどのような走行状態にあっても対象物の接近を確実に検出することができる。
請求項2に記載の本願発明は、前記切替え装置は前記産業車両の操舵角検出装置から予め設定された一定の操舵角以上の検出信号が発信された時前記直進時用の指向性アンテナから旋回時用のアンテナに切り替えることを特徴とするため、直進時用の指向性アンテナと旋回時用のアンテナとの切り替えを簡単な構成で確実に行うことができる。
請求項3に記載の本願発明は、前記旋回時用のアンテナは無指向性アンテナで構成したことを特徴とするため、産業車両の旋回時に必要な通信領域を確実にカバーすることができる。
請求項4に記載の本願発明は、前記旋回時用のアンテナは前記産業車両の側方に向けた2つの指向性アンテナで構成したことを特徴とするため、産業車両の旋回に必要な通信領域を実質的にカバーすることができる。
請求項5に記載の本願発明は、前記直進時用の指向性アンテナは前進時用と後進時用に個別の指向性アンテナで構成され、前記切替え装置は前記産業車両の前進時又は後進時に前記指向性アンテナを切り替えて前記RFIDリーダに接続することを特徴とするため、直進時に不要な方向の通信エリア、即ち前進時では後方のエリア、後進時では前方のエリアへの通信を無くし、誤検出を確実に無くすとともに無駄な通信を無くすことができる。
請求項6に記載の本願発明は、前記RFIDリーダは制御装置に接続し、前記制御装置は前記RFIDリーダからのRFIDタグ検出信号に基づき産業車両に配設した警報器に警報信号を送信することを特徴とするため、対象物との接近を産業車両の運転者に正確に知らせることができる。
本願発明は、産業車両の走行時に産業車両と対象物との接近を簡単な構成で確実に検出することができる。
(第1の実施形態)
以下、リーチ式フォークリフトに実施した第1の実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。
図1において、リーチ式フォークリフト1(以下、単にフォークリフト1という)はフォーク2、ハンドル3及びヘッドガード4等を備えた一般的な構造の概観を示している。また、ヘッドガード4上面にはRFIDユニット5が設置されている。
RFIDユニット5は図2に示すように、フォークリフト1の前進及び後進を含む直進時用として形成された平面型の指向性のある直進時用アンテナ18及び無指向性の棒状の旋回時用アンテナ8から構成されている。また、RFIDユニット5には図3に示したRFIDリーダ9が組み込まれている。直進時用アンテナ18はフォークリフト1の直進時の前進速度に見合った前方領域をカバーする通信エリア18a及び後進速度に見合った後方領域をカバーする通信エリア18bを有し、フォークリフト1の前後領域を同時に通信可能である。通信エリア18a、18bは比較的遠方の領域をカバーしている。また、旋回時用アンテナ8はフォークリフト1の旋回時の速度に見合った比較的狭い領域でフォークリフト1の全方位をカバーする通信エリア8aを有する。
図3においてブロック図で示した各機器の関係を説明する。直進時用アンテナ18は直進・旋回切替スイッチ19の端子19aと接続し、旋回時用アンテナ8は端子19bと接続する。また、直進・旋回切替スイッチ19の端子19cはRFIDリーダ9と接続する。フォークリフト1に搭載した制御装置12は直進・旋回切替スイッチ19及びRFIDリーダ9に接続している。制御装置12にはその他、ハンドル3に繋がるステアリング(図示せず)に配設したエンコーダ等からなる操舵角検出装置13、前後進レバー(図示せず)の位置を検出する前後進検出装置14及びフォークリフト1の運転席近傍に配設した警報器15が接続している。
操舵角検出装置13はハンドル3を左方あるいは右方へ回転した時、その回転量に応じた操舵角信号を制御装置12へ出力することができる。制御装置12には、一定の操舵角まではフォークリフト1の直進時と判断し、一定の操舵角以上になるとフォークリフト1の旋回時と判断するように予め操舵角が設定されている。なお、対象物に相当する作業者16は直進時用アンテナ18及び旋回時用アンテナ8のいずれとも双方向通信可能なRFIDタグ17を常時携帯している。RFIDタグ17に内蔵されているアンテナは無指向性であることが望ましいが、指向性であっても良い。また、本実施形態において、RFIDリーダ9はRFIDタグ17から発信される信号の電波強度を検出し、RFIDタグ17の存在を認識することができるものとする。
以上の構成を有する第1の実施形態の作用を以下に説明する。
フォークリフト1の運転者が前方へ直進するために操作レバー(図示せず)を前進位置へ操作した時、運転者はハンドル3の回転操作をしていないため、操舵角検出装置13からは直進時に該当する操舵角信号が制御装置12へ送信されている。制御装置12は直進時の操舵角信号に基づいて、直進・旋回切替スイッチ19に端子19aとの接続指令を送信する。従って、直進・旋回切替スイッチ19は実線で示したように、端子19aと端子19cを接続するため、RFIDリーダ9は直進時用アンテナ18と接続し、フォークリフト1の前方及び後方の通信エリア18a、18bをカバーする通信を開始する。
例えば、フォークリフト1の前進中に、仮に作業者16が通信エリア18a内に入ると、RFIDタグ17はRFIDリーダ9の通信を受信し、その存在を示す適当な信号又はID信号等の作業者確認信号を発信する。この信号は直進時用アンテナ18で受信され、RFIDリーダ9に入力されるため、RFIDリーダ9は作業者確認信号を制御装置12に出力する。制御装置12は入力された作業者確認信号に基づいて直ちに警報器15に警報信号を入力する。警報器15は例えばブザーを鳴らし、フォークリフト1の運転者に作業者16の確認を知らせる。なお、警報の仕方としてはさまざまな方法があり、ブザーの他にもランプを点灯あるいは点滅したり、モニター上に表示したり、これらの方法を適宜組み合わせて使用することなどが挙げられる。フォークリフト1の運転者は警報器15によって作業者16の存在を知らされると、減速しながら作業者16を確認し、最も安全な対応を事前にとることができる。一方、フォークリフト1の進行方向以外の領域、即ち、側方の危険でない領域は直進時用アンテナ18の通信エリア18a外となるため、誤検出を発生することが無い。従って、安全確認の必要な前方領域の検出を確実に行うことができる。
また、運転者がフォークリフト1を一旦停車し、後方に直進移動する場合も、ハンドル3は前進時と同様に回転操作をされないので、操舵角検出装置13からは直進時の操舵角信号が送信され、制御装置12は直進・旋回切替スイッチ19に端子19aとの接続信号を送信する。直進・旋回切替スイッチ19は端子19aと端子19cが接続するため、RFIDリーダ9は直進時用アンテナ18と接続した状態を維持し、フォークリフト1の前方領域及び後方領域をカバーする通信エリア18a、18bへの通信が継続される。通信エリア18b内に作業者16が存在した場合の処置は前記した前進時の場合と全く同様である。フォークリフト1の後進時に危険な領域とならない側方への通信は存在しないため、前進時と同様に誤検出などの無駄がなく、後方の安全を確実に図ることができる。
荷積み位置や荷降ろし位置での作業のためにフォークリフト1を旋回させる場合、運転者はハンドル3を大きく回転させるため、操舵角検出装置13から予め設定してある操舵角以上の操舵角信号が制御装置12に送信される。制御装置12は入力された操舵角信号が予め設定してある操舵角以上であれば旋回時と判断し、直進・旋回切替スイッチ19に端子19bとの接続信号を出力する。従って、直進・旋回切替スイッチ19は仮想線で示したように端子19bと端子19cが接続されるため、RFIDリーダ9は旋回時用アンテナ8と接続し、図2に仮想線で示したフォークリフト1の周囲全域をカバーする通信エリア8a内の通信を開始する。通信エリア8a内に作業者16が存在した場合は前記した直進時の場合と全く同様に処置される。また、遠方の領域をカバーする前方や後方の通信エリア18a、18bでの通信は行われないので、誤検出などの無駄がなく、旋回位置の安全を確実に図ることができる。
第1の実施形態では1つのアンテナでフォークリフト1の前方及び後方の通信エリア18a、18bを確保することができるので、構成を簡略化することができるとともに直進時に前後方向の安全を確保することができる。
(第2の実施形態)
図4及び図5に示す第2の実施形態は、第1の実施形態における直進時用アンテナ18を変更したもので、第1の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
RFIDユニット5は図4に示すように、フォークリフト1の直進時用アンテナとして形成された平面型の指向性のある前進用アンテナ6及び後進用アンテナ7及び両アンテナ6、7間に配置した無指向性の旋回時用アンテナ8から構成されている。前進用アンテナ6はフォークリフト1の直進時の前進速度に見合った比較的遠方の前方領域をカバーする通信エリア6aを有し、後進用アンテナ7は後進速度に見合った比較的遠方の後方領域をカバーする通信エリア7aを有する。また、旋回時用アンテナ8はフォークリフト1の旋回時の速度に見合った比較的狭い領域でフォークリフト1の全方位をカバーする通信エリア8aを有する。
図5においてブロック図で示した各機器の関係を説明する。前進用アンテナ6及び後進用アンテナ7はそれぞれ前後進切替スイッチ10の端子10a、10bに接続する。前後進切替スイッチ10の端子10cはさらに直進・旋回切替スイッチ11の端子11aに接続する。一方、旋回時用アンテナ8は直進・旋回切替スイッチ11の端子11bに接続する。また、直進・旋回切替スイッチ11の端子11cはRFIDリーダ9に接続している。フォークリフト1に搭載した制御装置12は前後進切替スイッチ10、直進・旋回切替スイッチ11及びRFIDリーダ9に接続している。
対象物に相当する作業者16は前進用アンテナ6、後進用アンテナ7及び旋回時用アンテナ8のいずれとも通信可能なRFIDタグ17を常時携帯している。
以上の構成を有する第2の実施形態の作用を以下に説明する。
フォークリフト1の運転者が前方へ直進するために操作レバー(図示せず)を前進位置へ操作すると、前後進検出装置14が前進位置を検出し、前進位置信号を制御装置12へ送信する。また、運転者はハンドル3の回転操作をしていないため、操舵角検出装置13からは直進時に該当する操舵角信号が制御装置12へ送信されている。制御装置12は前進位置信号及び直進時の操舵角信号に基づいて、前後進切替スイッチ10に端子10aとの接続指令を送信するとともに直進・旋回切替スイッチ11に端子11aとの接続指令を送信する。従って、前後進切替スイッチ10及び直進・旋回切替スイッチ11はそれぞれ実線で示したように、端子10aと端子10c及び端子11aと端子11cが接続されるため、RFIDリーダ9は前進用アンテナ6と接続し、フォークリフト1前方の通信エリア6aをカバーする通信を開始される。
フォークリフト1の前進中に、仮に作業者16が通信エリア6a内に入ると、RFIDタグ17はRFIDリーダ9の通信を受信し、その存在を示す適当な信号又はID信号等の作業者確認信号を発信する。この信号は前進用アンテナ6で受信され、RFIDリーダ9に入力されるため、RFIDリーダ9は作業者確認信号を制御装置12に出力する。制御装置12は入力された作業者確認信号に基づいて直ちに警報器15に警報信号を入力する。警報器15は例えばブザーを鳴らし、フォークリフト1の運転者に作業者16の確認を知らせる。フォークリフト1の運転者は警報器15によって作業者16の存在を知らされると、減速しながら作業者16を確認し、最も安全な対応を事前にとることができる。一方、フォークリフト1の進行方向以外の領域、即ち、側方や後方等の危険でない領域は前進用アンテナ6の通信エリア6a外となるため、誤検出を発生することが無い。従って、安全確認の必要な前方領域の検出を確実に行うことができる。
次に、運転者がフォークリフト1を一旦停車し、後方に直進移動する場合、運転者が前後進レバー(図示せず)を後進位置に操作すると、前後進検出装置14は後進位置信号を制御装置12に送信する。この場合、ハンドル3は前進時と同様に回転操作をされないので、操舵角検出装置13からは直進時の操舵角信号が送信され、制御装置12は前後進切替スイッチ10に端子10bとの接続信号を送信する。前後進切替スイッチ10は仮想線で示したように端子10bと端子10cが接続されるため、RFIDリーダ9は後進用アンテナ7と接続し、フォークリフト1の後方領域をカバーする通信エリア7aへの通信が開始される。通信エリア7a内に作業者16が存在した場合の処置は前記した前進時の場合と全く同様である。フォークリフト1の後進時に危険な領域とならない前方や側方への通信は存在しないため、前進時と同様に誤検出などの無駄がなく、後方の安全を確実に図ることができる。
第2の実施形態では、直進時において前進用アンテナ6及び後進用アンテナ7を個別に配設したため、例えばフォークリフト1が前進する場合、後方領域は通常安全領域であるので、不要な通信を行わなくて済み、省エネに寄与することができる。
荷積み位置や荷降ろし位置での作業のためにフォークリフト1を旋回させる場合は、運転者がハンドル3を大きく回転させるため、第1の実施形態と同様に、操舵角検出装置13から大きな角度の操舵角信号が制御装置12に送信される。制御装置12は入力された操舵角信号が予め設定してある操舵角以上のため旋回時と判断し、直進・旋回切替スイッチ11に端子11bとの接続信号を出力する。従って、直進・旋回切替スイッチ11は仮想線で示したように、端子19bと端子19cとが接続され、RFIDリーダ9は旋回時用アンテナ8と接続し、フォークリフト1の周囲全域をカバーする通信エリア8a内の通信を開始する。
(第3の実施形態)
図6に示す第3の実施形態は、第2の実施形態における旋回時用アンテナ8を変更したもので、第1の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
ヘッドガード4の上面に配設されるRFIDユニット5は第1の実施形態と同じ前進用アンテナ6及び後進用アンテナ7を備え、旋回時用アンテナとして平面型に形成した指向性のある左側アンテナ20及び右側アンテナ21の個別のアンテナを備えている。左側及び右側アンテナ20、21は図示したようにフォークリフト1の側方の距離が狭く、前後方向の距離が広くされた通信エリア20a、21aを形成するように設定されている。従って、旋回時用アンテナは指向性のある複数のアンテナをフォークリフト1の両側に配設した構成であっても第1及び第2のの実施形態と実質的に同一の作用効果を得ることができる。
本願発明は、前記した各実施形態の構成に限定されるものではなく本願発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、次のように実施することができる。
(1)前記各実施形態では本願発明の対象物として作業者16を例にして説明したが、対象物には他のフォークリフトも含むことができる。
(2)前記各実施形態におけるRFIDリーダ9は対象物のRFIDタグ17から送信される信号の電波強度を検出する方式で説明したが、RFIDタグ17と直進時用アンテナ6、7、18あるいは旋回時用アンテナ8、20、21との間の距離を測定する方式で実施することができる。
(3)前記各実施形態では、RFIDリーダ9及びRFIDタグ17における通信方法は共に双方向通信可能な構成で説明したが、RFIDタグ17を一方向通信可能な構成とし、RFIDリーダ9を受信のみ可能な構成として通信を行っても本願発明の実施が可能である。
(4)直進・旋回切替スイッチ11、19を切り替えるための検出信号として操舵角検出装置13の操舵角信号を用いているが、フォークリフト1の操舵角と車輪間隔に基づいて計算される旋回半径に基づく信号を使用してもよい。
(5)図3に示した直進・旋回切替スイッチ19及び図4に示した前後進切替スイッチ10及び直進・旋回切替スイッチ11は制御装置12の指令によって動作するように構成されているが、RFIDリーダ9からの指令によって動作するように構成してもよい。
(6)RFIDリーダ9、直進時用アンテナである前進用アンテナ6及び後進用アンテナ7、旋回時用アンテナ8、直進時用アンテナ18はRFIDユニット5によりユニット化された構成であるが、各アンテナは適宜位置に個別に配設した構成であってもよい。
(7)直進時用アンテナ6、7、18及び旋回時用アンテナ8は全てヘッドガード4上面に配設する構成で説明したが、一部のアンテナあるいは全てのアンテナをヘッドガード4以外の適宜位置に配設する構成とすることができる。
(8)本願発明はリーチ式フォークリフトやカウンター式フォークリフト等のフォークリフト及び牽引車等の産業車両において実施することができる。
リーチ式フォークリフトの概略図である。 第1の実施形態における通信エリアを示すリーチ式フォークリフトの上面図である。 第1の実施形態を示す制御ブロック図である。 第2の実施形態における通信エリアを示すリーチ式フォークリフトの上面図である。 第2の実施形態を示す制御ブロック図である。 第3の実施形態における通信エリアを示すリーチ式フォークリフトの上面図である。
符号の説明
1 フォークリフト
3 ハンドル
4 ヘッドガード
5 RFIDユニット
6 前進用アンテナ
6a、7a、8a、18a、18b、20a、21a 通信エリア
7 後進用アンテナ
8 旋回時用アンテナ
9 RFIDリーダ
10 前後進切替スイッチ
11、19 直進・旋回切替スイッチ
12 制御装置
13 操舵角検出装置
14 前後進検出装置
15 警報器
16 作業者
17 RFIDタグ
18 直進時用アンテナ
20 左側アンテナ
21 右側アンテナ

Claims (6)

  1. 対象物が持つRFIDタグとの間で通信可能なアンテナを備えたRFIDリーダを車体の一部に配設した産業車両において、
    前記RFIDリーダのアンテナとして前記産業車両の直進時用の指向性アンテナと旋回時用のアンテナとを備え、前記産業車両の直進時又は旋回時に前記直進時用の指向性アンテナと旋回時用のアンテナとを切り替えて前記RFIDリーダに接続する切替え装置を設けたことを特徴とする産業車両の走行安全装置。
  2. 前記切替え装置は前記産業車両の操舵角検出装置から予め設定された一定の操舵角以上の検出信号が発信された時前記直進時用の指向性アンテナから旋回時用のアンテナに切り替えることを特徴とする請求項1に記載の産業車両の走行安全装置。
  3. 前記旋回時用のアンテナは無指向性アンテナで構成したことを特徴とした請求項1又は請求項2に記載の産業車両の走行安全装置。
  4. 前記旋回時用のアンテナは前記産業車両の側方に向けた2つの指向性アンテナで構成したことを特徴する請求項1又は請求項2に記載の産業車両の走行安全装置。
  5. 前記直進時用の指向性アンテナは前進用と後進用に個別の指向性アンテナで構成され、前記切替え装置は前記産業車両の前進時又は後進時に前記指向性アンテナを切り替えて前記RFIDリーダに接続することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の産業車両の走行安全装置。
  6. 前記RFIDリーダは制御装置に接続し、前記制御装置は前記RFIDリーダからのRFIDタグ検出信号に基づき産業車両に配設した警報器に警報信号を送信することを特徴する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の産業車両の走行安全装置。
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