CN103803454A - 一种叉具进箱定位系统及伸缩臂叉车 - Google Patents
一种叉具进箱定位系统及伸缩臂叉车 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种叉具进箱定位系统，包括侧板为规则波形的集装箱，还包括：用于检测车体与集装箱侧板内壁距离的距离传感器，用于根据所述距离传感器检测的车体与集装箱侧板内壁的距离计算叉具进箱深度的控制器，用于实时显示所述叉具进箱深度的人机界面单元。本发明还提供了一种伸缩臂叉车。本发明通过非接触式距离传感器实时检测车体与集装箱侧板内壁的距离，由于集装箱侧板是规则的波形板，控制器根据距离传感器检测的数值和集装箱侧板内壁波形规则计算出叉具进箱深度，前方货物或门架的阻挡不再是进箱深度检测的障碍，人机界面单元实时显示叉具进箱深度，提高装卸效率，避免发生货物碰撞；同时，该技术方案实施成本低，具备良好的经济性。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，更具体而言，涉及一种叉具进箱定位系统及伸缩臂叉车。
背景技术
伸缩臂叉车进行集装箱装货工作时，叉具伸入集装箱深度无参考和指示，是影响装卸效率和发生货物碰损的一个重要影响因素。如图1所示，集装箱端部开门尺寸小，箱体径深长，叉具承载货物伸入时，驾驶员前端视野差，难以确定叉具的进箱位置。
目前，有在叉具上加装激光测距等类型传感器检测前方距离来检测叉具在集装箱内进入的深度，但受到货物体积形状的限制，应用效果不好。
因此，提供一种叉具进箱定位系统，不受货物或叉刀架等的阻挡影响地检测叉具在集装箱内的进箱深度，提高装卸效率，避免发生货物碰撞，是本发明所要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供叉具进箱定位系统，不受货物或叉刀架等的阻挡影响地检测叉具在集装箱内的进箱深度，提高装卸效率，避免发生货物碰撞。本发明还提供了一种伸缩臂叉车。
有鉴于此，本发明提供了一种叉具进箱定位系统，包括侧板为规则波形的集装箱，还包括：用于检测车体与集装箱侧板内壁距离的距离传感器，用于根据集装箱侧板内壁波形规则和所述距离传感器检测的车体与集装箱侧板内壁距离计算叉具进箱深度S的控制器，用于实时显示所述叉具进箱深度S的人机界面单元。
该技术方案中，叉具进入集装箱内作业时，通过距离传感器检测出车体与集装箱侧板内壁的距离，由于集装箱侧板是规则的波形板，控制器根据距离传感器检测的数值和集装箱侧板内壁波形规则计算出叉具进箱深度，前方货物或门架的阻挡不再是进箱深度检测的障碍，人机界面单元实时显示叉具进箱深度，提高装卸效率，避免发生货物碰撞；同时，该技术方案实施成本低，具备良好的经济性。
优选地，所述控制器包括：
采集单元，用于采集所述距离传感器测量到的数值；
图形单元，用于根据所述采集单元采集的所述距离传感器测量到的数值绘制所述车体经过的侧板内壁波形路径L；
存储单元，存储有侧板内壁波形曲线的步长Sn，以及所述距离传感器的安装位与叉具刀尖位置的距离ΔS；
判断单元，用于判断所述侧板内壁波形路径L中上升沿或下降沿的个数p；
计算单元，用于根据所述判断单元的判断结果和所述存储单元存储的数值，计算所述叉具进箱深度S。
优选地，所述距离传感器为并排安装的第一传感器与第二传感器，所述控制器包括：
采集单元，获取所述第一传感器和所述第二传感器测量到的数值；
判断单元，用于根据所述采集单元获取到的所述第一传感器和所述第二传器测量到的数值，判断所述距离传感器的安装位置经过的侧板内壁波形曲线中上升沿或下降沿的个数p2；
存储单元，存储有侧板内壁波形曲线的步长Sn，以及所述距离传感器的安装位与叉具刀尖位置的距离ΔS；
计算单元，用于根据所述判断单元的判断结果和所述存储单元存储的数值，，计算所述叉具进箱深度S。
优选地，所述存储单元还存储有集装箱侧板第一块板宽度δ。
优选地，在所述人机界面单元可手工调整所述侧板波形曲线的步长Sn。
优选地，还包括控制所述叉具动作的第二执行元件，所述第二执行元件为电磁阀，所述控制器根据叉具在集装箱内的进箱深度，向所述第二执行元件发出动作指令信号。
优选地，在所述人机界面单元可手动输入叉具目标位置S0，所述存储单元存储所述叉具目标位置S0，所述判断单元还判断所述叉具进箱深度S是否等于所述叉具目标位置S0，所述控制器根据所述判断单元的判断结果向所述第二执行元件发送动作指令信号。
优选地，所述距离传感器为偶数个，左右对称设置在所述车体上。
本发明还提供一种伸缩臂叉车，包括上述任一技术方案所述的叉具进箱定位系统。
优选地，所述距离传感器安装在伸缩臂端部。
本发明提供的技术方案，通过距离传感器检测车体与集装箱内壁侧板距离，根据集装箱侧板内壁波形间接计算叉具进箱深度，使叉具在集装箱内的进箱深度检测不受货物或叉刀架等的阻挡影响，提高装卸效率，避免发生货物碰撞；同时，该技术方案实施成本低，具备良好的经济性。
附图说明
图1是现有技术中伸缩臂叉车进入集装箱作业时的状态示意图；
图2是根据本发明的实施例的叉具进箱定位系统的结构示意图；
图3是根据本发明的实施例的集装箱侧板内壁波形示意图；
图4是根据本发明的实施例的叉具进箱定位系统工作流程图；
图5是根据本发明的又一实施例的叉具进箱定位系统示意图；
图6是根据本发明的又一实施例的侧板内壁波形路径L的示意图；
图7是根据本发明的又一实施例的叉具进箱定位系统工作流程图；
图8是根据本发明的第三个实施例的叉具进箱定位系统示意图；
图9是根据本发明的第三个实施例的叉具进箱定位系统工作流程图；
图10是根据本发明的第四个实施例的叉具进箱定位系统工作流程图。
其中，图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1集装箱侧板、2叉具、3距离传感器，4伸缩臂，5控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图2至4中所示，根据本发明的实施例提供了一种叉具进箱定位系统，包括侧板为规则波形的集装箱，还包括：用于检测车体与集装箱侧板内壁距离的距离传感器，用于根据集装箱侧板内壁波形规则和所述距离传感器检测的车体与集装箱侧板内壁距离计算叉具进箱深度S的控制器，用于实时显示所述叉具进箱深度S的人机界面单元。
图3是根据本发明的实施例的集装箱侧板内壁波形示意图。国际标准集装箱侧板通常为规则的波形板，如图3中所示，集装箱侧板内壁波形为周期曲线，一个周期的宽度即步长Sn，包括宽度为S1的上升沿，宽度为S2的波峰，宽度为S3的下降沿，以及宽度为S4的波谷，即Sn=S1+S2+S3+S4，波峰与波谷之间的高度差为H。图4是根据本发明的实施例的叉具进箱定位系统工作流程图。该实施例中，叉具进入集装箱内作业时，通过距离传感器检测出车体与集装箱侧板内壁的距离，由于集装箱侧板是规则的波形板，控制器根据距离传感器检测的数值和集装箱侧板内壁波形规则计算出叉具进箱深度，前方货物或门架的阻挡不再是进箱深度检测的障碍，人机界面单元实时显示叉具进箱深度，提高装卸效率，避免发生货物碰撞；同时，该技术方案实施成本低，具备良好的经济性。
如图5至图7中示出了根据本发明的第二个实施例。该实施例中，所述控制器包括：
采集单元，用于采集所述距离传感器测量到的数值；
图形单元，用于根据所述采集单元采集的所述距离传感器测量到的数值绘制所述车体经过的侧板内壁波形路径L；
存储单元，存储有侧板内壁波形曲线的步长Sn，以及所述距离传感器的安装位与叉具刀尖位置的距离ΔS；
判断单元，用于判断所述侧板内壁波形路径L中上升沿或者下降沿的个数，获得所述侧板内壁波形路径L的周期数p；
计算单元，用于根据所述判断单元的判断结果和所述存储单元存储的数值，计算所述叉具进箱深度S。
在该实施例中，图形单元根据采集单元采集的距离传感器的检测结果，绘制距离传感器经过的侧板内壁波形板路径L，判断单元判断该侧板内壁波形路径L中上升沿或者下降沿的个数，获得侧板内壁波形路径L的周期数p，计算单元利用存储单元存储的侧板内壁波形曲线的步长Sn乘以周期数p，即获得距离传感器在集装箱内进入的深度，距离传感器的安装位与叉具刀尖位置的距离为ΔS，计算单元计算出叉具进箱深度S=Sn×p+ΔS，人机界面单元实时显示计算结果，告知操作手叉具在集装箱内的进箱深度，提高作业效率，避免发生货物碰撞。
图8至图9中示出了根据本发明的第三个实施例。在该实施例中，所述距离传感器为并排安装的第一传感器与第二传感器，所述控制器包括：
采集单元，获取所述第一传感器和所述第二传感器测量到的数值；
判断单元，用于根据获取到的所述第一传感器和所述第二传器测量到的数值，判断所述距离传感器的安装位置经过的侧板内壁波形曲线中上升沿或下降沿的个数p；
存储单元，存储有侧板内壁波形曲线的步长Sn，以及所述距离传感器的安装位与叉具刀尖位置的距离ΔS；
计算单元，用于根据所述判断单元的判断结果和所述存储单元存储的数值，计算出所述叉具进箱深度S。
该实施例中，并排安装的第一传感器与第二传感器检测车体与集装箱侧板内壁的距离，优选地，并排安装的两个传感器的水平间距小于S1+S2或S2+S3或S3+S4或S4+S1，以便判断单元根据检测的结果判断出距离传感器的安装位置经过的侧板内壁波形是否处于上升沿或下降沿，并获得距离传感器的安装位置经过的侧板内壁波形的上升沿或下降沿的个数p2，计算单元根据距离传感器的安装位置经过的侧板内壁波形曲线中上升沿或下降沿的个数p2，计算出叉具进箱深度S，S=Sn×p2+ΔS。
优选地，所述存储单元还存储有集装箱侧板第一块板宽度δ。
如图3中所示，具体的标准集装箱结构中，集装箱侧板第一块板的宽度不同于后面周期性变化的板宽结构，该实施例中，在存储单元存储入集装箱侧板第一块板宽度δ，叉具进箱深度S=Sn×p+ΔS+δ或S=Sn×p2+ΔS+δ，进一步提高计算结果的精度，减小计算误差，实现准确定位。
优选地，在所述人机界面单元可手工调整所述侧板波形曲线的步长Sn。
该实施例中，根据实际作业情况，在进入不同规格的集装箱时，操作手还可以在人机界面单元手动调整侧板波形曲线的步长Sn，以提高本发明所提供的叉具进箱定位系统对不同类型集装箱的适应性。
上述技术方案中，优选地，还包括用于控制所述叉具动作的第二执行元件，所述控制器根据叉具在集装箱内的进箱深度对所述第二执行元件发出动作指令信号。
如图10所示，在本发明所提供的叉具进箱定位系统的第四个实施例中，还包括根据判断单元的判断结果控制叉具动作的第二执行元件，当叉具在集装箱内的伸缩位置达到目标位置时，第二执行元件根据控制器发出的动作指令信号，控制叉具的伸缩动作，达到自动作业的效果，改善操作手的劳动强度。
上述技术方案中，优选地，所述第二执行元件为电磁阀。
该实施例中，第二执行元件具体地为电磁阀，控制器向电磁阀发送动作指令信号控制叉具的动作。
上述技术方案中，优选地，在所述人机界面单元可手动输入叉具目标位置S0，所述存储单元存储所述叉具目标位置S0，所述判断单元还判断所述叉具进箱深度S是否等于所述叉具目标位置S0，所述控制器根据所述判断单元的判断结果向所述电磁阀发送动作指令信号。
该实施例中，为了进一步提高作业效率，针对具体的作业工况，可以在人机界面单元手动输入叉具的目标作业位置S0，判断单元还根据计算单元计算的叉具进箱深度S实时判断是否叉具是否伸出至目标位置，控制器根据判断单元的判断结果向电磁阀发送动作指令信号，控制叉具的伸缩动作，实现自动作业，改善操作手的劳动强度。
上述技术方案中，优选地，所述距离传感器为偶数个，左右对称设置在所述车体上。
该实施例中，在车体左右两侧对称设置了偶数个距离传感器，以进行距离传感器检测结果的互检，提高叉具进箱定位系统检测与控制的准确性。
本发明还提供一种伸缩臂叉车，包括上述任一技术方案所述的叉具进箱定位系统。本实施例所提供的伸缩臂叉车，具有上述任一技术方案所述的有益效果，在此不再赘述。
上述技术方案中，优选地，所述距离传感器安装在伸缩臂端部。
该实施例中，距离传感器具体地安装在伸缩臂端部，位于伸缩臂下方，避免伸缩臂与集装箱发生碰撞而损坏距离传感器。
本发明提供的技术方案，通过距离传感器检测车体与集装箱内壁侧板距离，根据集装箱侧板内壁波形间接计算叉具进箱深度，使叉具在集装箱内的进箱深度检测不受货物或叉刀架等的阻挡影响，提高装卸效率，避免发生货物碰撞；同时，该技术方案实施成本低，具备良好的经济性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种叉具进箱定位系统，包括侧板为规则波形的集装箱，其特征在于，还包括：用于检测车体与集装箱侧板内壁距离的距离传感器，用于根据集装箱侧板内壁波形规则和所述距离传感器检测的车体与集装箱侧板内壁距离计算叉具进箱深度S的控制器，用于实时显示所述叉具进箱深度S的人机界面单元。
2.根据权利要求1所述的叉具进箱定位系统，其特征在于，
所述控制器包括：
采集单元，用于采集所述距离传感器测量到的数值；
图形单元，用于根据所述采集单元采集的所述距离传感器测量到的数值绘制所述车体经过的侧板内壁波形路径L；
判断单元，用于判断所述侧板内壁波形路径L中上升沿或下降沿的个数，获得所述侧板内壁波形路径L的周期数p；
存储单元，存储有侧板内壁波形曲线的步长Sn以及所述距离传感器的安装位与叉具刀尖位置的距离ΔS；
计算单元，用于根据所述判断单元的判断结果和所述存储单元存储的数值，计算所述叉具进箱深度S。
3.根据权利要求1所述的叉具进箱定位系统，其特征在于，所述距离传感器为并排安装的第一传感器与第二传感器，所述控制器包括：
采集单元，获取所述第一传感器和所述第二传感器测量到的数值；
判断单元，用于根据所述采集单元获取到的所述第一传感器和所述第二传器测量到的数值，判断所述距离传感器的安装位置经过的侧板内壁波形曲线中上升沿或下降沿的个数p2；
存储单元，存储有侧板内壁波形曲线的步长Sn，以及所述距离传感器的安装位与叉具刀尖位置的距离ΔS；
计算单元，用于根据所述判断单元的判断结果和所述存储单元存储的数值，计算所述叉具进箱深度S。
4.根据权利要求2或3所述的叉具进箱定位系统，其特征在于，所述存储单元还存储有集装箱侧板第一块板宽度δ。
5.根据权利要求4所述的叉具进箱定位系统，其特征在于，在所述人机界面单元可手工调整所述侧板波形曲线的步长Sn。
6.根据权利要求4所述的叉具进箱定位系统，其特征在于，还包括控制所述叉具动作的第二执行元件，所述第二执行元件为电磁阀，所述控制器根据叉具在集装箱内的进箱深度，向所述第二执行元件发出动作指令信号。
7.根据权利要求6所述的叉具进箱定位系统，其特征在于，在所述人机界面单元可手动输入叉具目标位置S0，所述存储单元存储所述叉具目标位置S0，所述判断单元还判断所述叉具进箱深度S是否等于所述叉具目标位置S0，所述控制器根据所述判断单元的判断结果向所述第二执行元件发送动作指令信号。
8.根据权利要求1所述的叉具进箱定位系统，其特征在于，所述距离传感器为偶数个，左右对称设置在所述车体上。
9.一种伸缩臂叉车，其特征在于，包括如权利要求1至8中任意一项所述的叉具进箱定位系统。
10.根据权利要求9所述的伸缩臂叉车，其特征在于，所述距离传感器安装在伸缩臂端部。
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Effective date of registration: 20220519 Address after: 519090 first floor of office auxiliary room, No. 631, Sanhu Avenue, Pingsha Town, Jinwan District, Zhuhai City, Guangdong Province Patentee after: SANY MARINE HEAVY INDUSTRY Co.,Ltd. Patentee after: Hunan Sany Port Equipment Co., Ltd Address before: 410100 31 industrial city, Changsha economic and Technological Development Zone, Hunan Patentee before: HUNAN SANYI PORT FACILITIES CO.,LTD. |
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