CN105329815A - 侧向稳定系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于伸缩操纵机(1)的侧向稳定系统，该伸缩操纵机(1)的伸缩吊杆(11)装备有适用于使得负载(10)侧向平移的设备(12)，该侧向稳定系统包括处理单元，该处理单元包括至少第一启动模块，该第一启动模块设置成根据一个或多个安全参数来允许或禁止所述吊杆(11)的运动；系统包括第一感测装置，用于确定负载(10)相对于所述设备(12)的中心平面(M)的位置，该第一感测装置与所述处理单元连接，其中，第一安全参数是由所述第一感测装置产生的不平衡信号的值的函数。本申请还公开了包括侧向稳定系统的机器、用于保证伸缩操纵机的侧向稳定的方法及计算机执行程序。

Description

侧向稳定系统

技术领域

本发明的目的是一种用于伸缩操纵机(telescopichandler)或其它类似机器的侧向稳定系统。

背景技术

特别是(尽管并不排他)，本发明涉及一种将用于所谓“固定”伸缩操纵机的侧向稳定系统，即用于具有固定(不旋转)平台的伸缩操纵机。

在伸缩操纵机领域中，具有已知的前部稳定系统。这样的系统包括：负载测量装置，该负载测量装置由安装在伸缩吊杆上的设备来承载；以及用于测量所述吊杆的倾角的测量装置。

根据机器的结构，能够获得曲线图或负载表，该曲线图或负载表将根据支承的负载确定伸缩吊杆允许的全部运动，而没有产生车辆前倾的任何危险。

实际上，已知负载和臂的倾角越高，倾翻的危险就越高。

通过一个时刻接一个时刻或者以编程间隔地比较所述测量装置的信号，操纵机的机载处理单元允许或禁止由操作人员通过位于驾驶室中的控制器来要求的吊杆运动。

不过，安装在伸缩吊杆的远端处的一些设备(例如叉)能够相对于竖直平面(所述吊杆布置于该竖直平面内)侧向滑动，该竖直平面在下文中称为中心平面；由于所述侧向滑动，叉能够进入它的工作位置，而不需要复杂的驱动操纵。

实际上，已经发现，一旦负载已经放置在叉上，当该叉的中心明显远离中心平面时，车辆上的、负载朝向其运动的一侧的前轮胎可能要求超过确定允许的负载指数。

当车辆在上述情况下运动时，原则上不能排除它的倾翻。

另一方面，当车辆稳定时，上述不平衡情况可能导致布置在最重负载侧的稳定器的结构性塌陷。

发明内容

因此，本发明的技术目的是提供一种侧向稳定系统，该侧向稳定系统能够克服现有技术的缺点。

该目的通过根据权利要求1的侧向稳定系统、通过根据权利要求11实施的稳定方法以及通过根据权利要求13获得的程序来实现。

附图说明

通过下面对根据本发明的侧向稳定系统的优选但非排他实施例的表示说明(因此非限定)，将更清楚本发明的其它特征和优点，该实施例如在附图中所示，附图中：

图1是伸缩操纵机在它的第一操作阶段中的正视图，本发明的目标能够用于该伸缩操纵机上，在该第一操作阶段中，负载处于中心；

图2表示了前面的附图，其中，负载偏离中心；

图3是安装在前面附图的机器上的设备的正视图；以及

图4是伸缩操纵机的负载曲线图，本发明预定用于该类型的伸缩操纵机。

具体实施方式

参考附图1，用1表示伸缩操纵机，本发明的侧向稳定系统能够预定用于该伸缩操纵机。

具体地说，尽管下文中将参考设有固定吊杆11的伸缩操纵机1来介绍提出的系统的应用，特别是该伸缩操纵机1设有设备12，该设备12有负载叉21、22，但是本发明可以用于任意其它的提升设备。

操纵机1包括支承框架，该支承框架可在车轮上运动，伸缩吊杆11通过可旋转连接件而安装在该支承框架上，该伸缩吊杆11在它的远端处有设备12，该设备12适合使得负载10侧向平移(在图1和2中半透明表示，以便更清楚地表示该设备)。

这样的设备12能够例如包括叉，该叉优选是有尖齿21、22，该尖齿21、22可通过合适的促动器23、24(例如液压缸或千斤顶)而独立地运动。在促动器23、24同步运动的情况下，获得叉21、22的侧向运动，而当促动器不同步运动时，尖齿21、22相互变窄或变宽。详细地说，机器1能够包括用于提升伸缩吊杆11的至少一个促动器、用于使得所述吊杆11伸展的至少一个促动器；以及优选是用于设备12倾斜运动的至少一个促动器。

由设备12进行平移的宽度将以中心平面M作为参考，该中心平面M实际上将所述设备12(见图3)分成两半。

当叉21、22处于其中心位置时，设备12基本相对于中心平面M对称，该中心平面M优选是竖直平面，伸缩吊杆11布置在该竖直平面内，且该中心平面M基本对应于整个操纵机1的中心平面M(见图1和2)。

这种类型的操纵机1还能够包括定位框架的调节装置，优选是液压类型的调节装置，该调节装置能够水平调节框架，为了清楚，所述调节装置将在下文中称为调平装置。

如后面更详细解释，所述定位能够借助于本发明部件来人工或自动调节。

这里提供的侧向稳定系统包括至少一个处理单元，优选是布置在操纵机1上，该处理单元再至少包括第一启动模块，该第一启动模块设置成根据至少一个安全参数来允许或禁止至少伸缩吊杆11的运动。

详细地说，所述允许或禁止操作能够通过作用在合适控制器(这种类型的机器设有该控制器)上来驱动，上述多种促动器和液压装置通过该控制器来控制。

广义地说，应当知道，在本说明书中，处理单元介绍为分成不同的功能模块，只是为了以清楚和完整的方式来介绍它们的功能。

实际上，这样的处理单元可以由单个电子装置来构成，类型也为这些机器通常设有的，并进行合适编程以便执行如上所述的功能；不同模块可以对应于包含在编程装置内的硬件和/或软件程序实体。

也可选择或者另外，这些功能可以通过多个电子装置来执行，前述功能模块能够分布在这些电子装置上。

处理单元通常可以借助于一个或多个微处理器来执行包含在存储器模块中的指令，且上述功能模块还可以根据网络结构而分布在多个本地或远处的计算机上，该计算机包含在该网络结构中。

根据本发明的重要方面，系统包括第一感测装置，该第一感测装置与所述处理单元连接，并适合确定负载10相对于所述中心平面M的侧向位置。

所述第一感测装置设计成产生输出不平衡信号，该输出不平衡信号是负载10的位置的函数，其中，所述第一参数是该不平衡信号的值的函数(或由该值构成)。

作为非限定示例，第一感测装置可以包括嵌入使得叉的尖齿21、22运动的上述促动器23、24内的位置传感器，从而感测相应缸位置；不过，人们还能够使用光学传感器等。在本发明的优选实施例中，提出的系统还包括第二感测装置，该第二感测装置与所述处理单元连接，并适用于感测由所述设备12支承的负载10的重量。

在这种情况下，启动模块也根据第二安全参数来作用，该第二安全参数是由第二装置产生的重量信号的值的函数(或由该值构成)。

所述第二感测装置可以包括测量装置，该测量装置能够测量在伸缩吊杆11的提升缸的腔室内的压力。

不过，也能够有这样的本发明实施例，其中，负载10的重量以不同方式来测量。

在优选实施例中，启动模块包括第一估计模块，该第一估计模块设置成一个时刻接一个时刻地处理第一和第二参数，以便计算相对于负载10作用在设备12上和因此作用在机器上的力矩。

更详细地说，该力矩能够通过使得负载10的重量乘以扭转臂B(见图1)的值(对应于在负载10的重心(或者它的中间中心平面的中心)和所述中心平面M中间的距离)来计算。

换句话说，用于计算扭转吊杆B(或者在任何情况下，最佳实际近似值)的方式是确定在经过两个尖齿21、22的中心的中间平面P(不管它的侧向位置)和重复提及的中间平面M之间的距离。

为此，通过以中心平面M作为具有水平轴线的参考系统的原点，计算在两个尖齿21、22之间的距离D1、D2的数学模量，然后除以2(见图3)。因此，在本发明的该优选实施例中，启动模块也包括操作子模块，这里称为安全模块，设置成根据力矩值来允许或禁止吊杆11的运动。

在这种情况下，安全模块优选是可以只允许负载10的卸载运动，例如负载10朝向中心平面M的平移运动，然后，一旦到达由处理单元分类为无危险的位置，也能够允许伸缩吊杆11运动。

因此，通过使用本发明，将完全防止过应力只作用在机器1的一侧上的危险，特别是作用在一个前部轮胎上。

这样，如在现有技术的说明中所述，将防止轮胎或稳定器受损，还完全防止操纵机1倾斜。

优选是，本发明的系统集成或在功能上与用于检测负载表(例如在图4中所示的负载表)的类型的前部防倾斜系统配合。因此，启动模块可以适用于处理其它安全参数，下文中将解释该安全参数的性质。

第三感测装置可以提供为用于确定吊杆11相对于框架(吊杆11与该框架可旋转地连接)的角位置。

所述第三装置与处理单元连接，并适用于产生倾角信号，该倾角信号是吊杆11的角位置的函数；例如，该第三装置可以包括角度定位换能器(编码器)或加速计等。

在这种情况下，启动模块将根据第三安全参数来操作，该第三安全参数是倾角信号的值的函数(或由该值构成)。

在本发明的一个实施例中，启动模块包括还一操作子模块，这里称为第二估计模块，该第二估计模块设置成处理第二和第三参数，从而一个时刻接一个时刻地确定负载10的空间位置，该空间位置是它的重量的函数(下文中为了方便而称为“空间重量位置”)，该空间位置并不产生前部不稳定，也不界定超过其就有前部不稳定的危险的空间位置。

在这种情况下，上述安全模块设置成根据力矩值和重量空间位置的值而允许或禁止吊杆11的运动。

实际上，安全模块检查力矩和重量空间位置都是无危险分类的值，用于侧部或前部稳定，且只有确认时，所述安全模块才允许伸缩吊杆11运动。

当力矩或重量空间位置分类为不可接受时，吊杆11的运动将被禁止，但是并不沿卸载方向禁止，以便将作为要求更少前部不稳定的重量空间位置。

应当知道，在本说明书中列举的所有分类也能够根据操纵机1(本发明在该操纵机1中实施)的结构、重量和构造来通过实验获得以及根据部门规定来获得。

而且，本发明可以提供在驾驶室中可用的声音和/或光学警报装置。

在这种情况下，当处理单元检测到“限制”情况时(即负载的位置尽管没有危险，但是接近引起不希望的空间结构)，所述处理单元指示所述警报装置来警告操作人员。

还能够提供第四感测装置，该第四感测装置与所述处理单元连接，并适用于确定伸缩吊杆11的抽出幅值，即可在吊杆11内轴向滑动的梁相对于护壳或固定梁的纵向位置。不过，所述第三装置能够产生与所述幅值相对应的伸展信号，该第三装置可以包括位置传感器或可选的编码器，该位置传感器或编码器相对于已知类型的辊安装，该辊与吊杆相连。

在优选实施例中，第三装置可以包括加速计。在这种情况下，启动模块根据第四安全参数来操作，该第四安全参数是伸展信号的值的函数(或由该值构成)。

在这种情况下，第二估计单元设置成用于处理第二和第三参数，从而一个时刻接一个时刻地确定重量空间位置，该重量空间位置与负载10的表(例如图4的负载表)比较。

这样，处理单元能够一个时刻接一个时刻地知道负载10是处于并不产生任何前部不稳定的重量位置还是处于重量边界位置，超过该重量边界位置将有前部不稳定的危险。

还能够提供斜坡感测装置(例如所谓的“电子水准仪”)，该斜坡感测装置与处理单元连接，并适用于产生斜坡检测信号。

在这种情况下，处理单元可以包括定位模块，该定位模块设置成根据所述斜坡信号的值来控制所述调平装置。

详细地说，调平装置适用于改变或使得所述操纵机1的框架的位置保持平行于水平方向。

由于这种优选结构，本发明能够进一步提高车辆1稳定的安全性。

不过，提出的系统也能够在设有人工调平系统(而不是自动调平系统)的车辆上操作。

如上所述，这里提供的系统的操作能够通过包含在处理单元内的计算机执行程序来驱动。

在这种情况下，程序执行将驱动提供了至少以下步骤的方法：感测第一安全参数，该第一安全参数是负载10相对于设备12的中心平面M的位置的函数；以及至少根据所述第一安全参数来允许或禁止吊杆11运动。

优选是，如前所述，该方法提供了检测第二安全参数的步骤，该第二安全参数是支承的负载10的重量的函数。

在这种情况下，根据至少第一和第二安全参数来允许或禁止伸缩吊杆11的运动。

Claims (13)

1.一种用于伸缩操纵机(1)的侧向稳定系统，所述伸缩操纵机(1)的伸缩吊杆(11)装备有适用于使得负载(10)侧向平移的设备(12)，所述侧向稳定系统包括处理单元，所述处理单元包括至少第一启动模块，所述第一启动模块设置成根据一个或多个安全参数来允许或禁止所述吊杆(11)运动；所述侧向稳定系统的特征在于：它包括第一感测装置，用于确定负载(10)相对于所述设备(12)的中心平面(M)的位置，所述第一感测装置与所述处理单元连接，其中，第一安全参数是由所述第一感测装置产生的不平衡信号的值的函数。

2.根据权利要求1所述的系统，其中：所述设备(12)包括负载叉，所述负载叉的尖齿(21、22)通过相应促动器而运动，所述第一感测装置包括用于各促动器的至少一个位置传感器。

3.根据前述至少一项权利要求所述的系统，还包括：第二感测装置，用于感测由所述设备(12)支承的负载的重量，所述第二感测装置与所述处理单元连接，其中，第二安全参数是由所述第二感测装置产生的信号的值的函数。

4.根据前述至少一项权利要求所述的系统，还包括：第三感测装置，用于确定所述吊杆(11)相对于框架的角位置，吊杆(11)自身与所述框架连接，且所述第三感测装置与所述处理单元连接，其中，第三安全参数是由所述第三感测装置产生的信号的值的函数。

5.根据前述至少一项权利要求所述的系统，还包括：第四感测装置，所述第四感测装置与所述处理单元连接，并适用于确定所述伸缩吊杆(11)的伸展，其中，第四安全参数是由所述第四感测装置产生的信号的值的函数。

6.根据前述至少一项权利要求所述的系统，其中：所述启动模块包括第一估计模块，所述第一估计模块设置成处理第一参数和第二参数，以便计算力矩，启动模块包括安全模块，所述安全模块设置成根据力矩值来允许或禁止吊杆(11)的运动。

7.根据前述权利要求所述的系统，其中：启动模块包括第二估计模块，所述第二估计模块设置成处理在第二参数、第三参数和第四参数中的至少一个或多个，并计算危险值，安全模块设置成能够根据力矩值和危险值来允许或禁止吊杆(11)的运动。

8.根据前述至少一项权利要求所述的系统，还包括：至少一个斜坡感测装置，所述斜坡感测装置与所述处理单元连接，并适用于产生斜坡信号。

9.根据前述权利要求所述的系统，还包括：调平装置，所述调平装置适用于改变或使得所述操纵机(1)的框架的位置保持平行，其中，所述处理单元包括定位模块，所述定位模块设置成根据所述斜坡信号的值来控制所述调平装置。

10.一种机器，包括框架，所述框架支承伸缩吊杆(11)，所述伸缩吊杆(11)装备有适用于负载(10)侧向平移的设备(12)，所述机器包括根据前述至少一项权利要求所述的侧向稳定系统。

11.一种用于保证伸缩操纵机(1)的侧向稳定的方法，所述伸缩操纵机(1)的伸缩吊杆(11)装备有适用于负载(10)侧向平移的设备(12)，所述方法包括以下步骤：感测第一安全参数，所述第一安全参数作为负载(10)相对于所述设备(12)的中心平面(M)的位置的函数；以及至少根据所述第一安全参数来允许或禁止所述吊杆(11)的运动。

12.根据前述权利要求所述的方法，还包括以下步骤：感测第二安全参数，所述第二安全参数作为由所述设备(12)支承的负载(10)的重量的函数，其中，至少根据所述第一安全参数和第二安全参数来允许或禁止所述吊杆(11)运动。

13.一种计算机执行程序，其驱动根据权利要求11或权利要求12的方法的步骤。