CN107161916B - 一种前移式叉车的自动调平装置和方法 - Google Patents

一种前移式叉车的自动调平装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种前移式叉车的自动调平装置和方法，包括传动机构、角度传感器、倾斜油缸和控制器；该传动机构一端与货叉架固定相连，另一端与角度传感器相连以传动；该角度传感器固定于侧移器总成上以输出与货叉架转动角度成比例关系的电信号；该倾斜油缸固定于侧移器总成上，且其推动端面向货叉架；该控制器与角度传感器和倾斜油缸相连，并在收到调平命令时，屏蔽其它倾斜命令并控制倾斜油缸动作直至货叉的水平段上表面转动至水平位置。本发明利用闭环控制原理，将角度传感器输出的电信号作为负反馈，判断货叉倾斜角度并控制倾斜油缸动作，从而实现货叉的自动水平；该控制方式简单，提高了工作效率，并且降低了货叉架在非水平状态下叉货、退出托盘时的安全风险。

Description

一种前移式叉车的自动调平装置和方法
技术领域
本发明涉及叉车领域，特别是一种前移式叉车的自动调平装置和方法。
背景技术
叉车是仓储物流行业的常见设备，广泛应用于托盘货物在室内的运输、装卸等。在叉车作业过程中，操作人员根据需要会频繁地调整货叉倾斜角度，特别是货叉即将叉取货物或即将从托盘下方退出时，需要其角度保持基本水平。但是当货叉起升高度超过驾驶室高度后，依靠手动调节货叉角度并目测其是否水平将变得困难，甚至会出现货叉还未水平就开始取货或从托盘下方退出，导致货叉撞击托盘等不安全因素，并且增加操作复杂度，工作效率大幅下降。
公布号为CN 104860236 A中国专利文件所公布的货叉自动回水平装置及其叉车，提出了一种检测货叉水平到位并提醒操作人员的装置，但并未涉及让货叉自动回到水平位的方法。
公布号为CN 105217533 A中国专利文件所公布的一种适用于工业车辆的自动调平装置，存在一定局限性，即感测装置为倾角传感器时，仅适用于车辆处于水平路面上。当车辆处于一定角度的上、下坡时，倾角传感器测量的叉体倾斜角度的参照物仍然是水平面而非坡面，这会造成当操作人员触发调平时，叉体相对于水平面水平，而非相对于车辆水平，这与操作人员的判断习惯不符。此外，当感测装置为红外线发射、接收装置时，无法解决车辆在上、下坡的工作环境中适应性不佳的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种无需手动操作操纵杆调平并肉眼判断货叉是否水平，减轻了操作复杂度，提高了工作效率，降低了安全隐患的前移式叉车的自动调平装置和方法。
本发明采用如下技术方案：
一种前移式叉车的自动调平装置，安装于货叉架和侧移器总成之间，包括倾斜油缸和控制器，该货叉架设有货叉，其特征在于：包括传动机构和角度传感器；该传动机构一端与货叉架固定相连，另一端与角度传感器相连以传动；该角度传感器固定于侧移器总成上以输出与货叉架转动角度成比例关系的电信号；该倾斜油缸固定于侧移器总成上，且其推动端面向货叉架；该控制器与角度传感器和倾斜油缸相连以接收该电信号，并在收到调平命令时，屏蔽其它倾斜命令并控制倾斜油缸动作直至货叉的水平段上表面转动至水平位置。
优选的，所述传动机构包括支架、导轨和滑块；该导轨固定于所述货叉架上，该滑块固定于所述支架一端且设有供该导轨嵌入的凹槽，该滑块与该导轨滑动配合，该支架另一端与所述角度传感器相连。
优选的，所述支架一端设有连杆，该连杆一端设有长孔，所述角度传感器转轴设有位于该孔内的滚轮。
优选的，所述导轨包括导板、第一轨和第二轨；该导板固定于所述货叉架上，该第一轨和第二轨平行地设置于该导板两端；还包括至少两滑块，且该第一轨和第二轨分别配设有至少一滑块。
优选的，所述货叉架顶部设有盖板或挡货架，所述传动机构一端与该盖板或挡货架固定相连。
优选的，所述侧移器总成包括侧移油缸和升降架，该侧移油缸固定于升降架上且其输出杆与所述货叉架相连；所述角度传感器和所述倾斜油缸固定于该升降架上。
优选的，所述升降架包括有两升降板；所述支架设有两限位挡板以限位于两升降板之间，所述角度传感器位于其中一升降板内侧。
优选的，还包括带灯跷板开关，该带灯跷板开关与所述控制器相连以输入调平命令及在货叉架调平时亮起。
优选的，还包括操纵杆，该操纵杆与所述控制器相连，所述其它倾斜命令为操纵杆输入的倾斜命令。
一种前移式叉车的自动调平方法，其特征在于：采用上述的任一一种前移式叉车的自动调平装置实现，包括如下步骤
1)输入调平命令；
5)控制器根据角度传感器的电信号得到货叉架的转动角度，判断货叉的水平段上表面是否水平，若是，则进入步骤4)，若否，则进入步骤3)；
2)屏蔽其它倾斜命令的输入，控制倾斜油缸动作驱使货叉架转动，货叉倾斜角度变化，回到步骤2)；
4)货叉停止转动，发出提醒信号并恢复其它倾斜命令的输入。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的装置和方法，在不改变原有元器件的基础上，增加传动机构和角度传感器配合实现检测货叉架的倾斜角度，利用闭环控制原理，将角度传感器输出的电信号作为负反馈，输入到控制器，由控制器自动地判断货叉倾斜角度并控制倾斜油缸动作，从而实现货叉相对地面的自动水平；该控制方法和逻辑简单，与以往手动调节货叉架并肉眼判断货叉是否水平相比，提高了工作效率，并且降低了货叉架在非水平状态下叉货、退出托盘时的安全风险。
2、本发明的装置和方法，与传统的通过操纵杆操作货叉架倾斜的方式相比，本发明通过带灯跷板开关输入调平命令控制货叉水平，并借助灯闪烁和声音提醒操作人员的方式，简化操作、控制逻辑较简单。
3、本发明的装置和方法，当控制器控制货叉架水平复位时，需要屏蔽由操纵杆输入的倾斜指令，避免操作人员在货叉自动水平复位期间意外地使用操纵杆，所造成的安全隐患；当货叉回到水平位置时，跷板开关上的指示灯闪烁，提示操作人员，并且恢复操纵杆的倾斜指令的输入。
4、本发明的装置和方法，采用角度传感器实现角度检测，该角度传感器可以是电位计、霍尔传感器等，相比倾角传感器动辄上千元的价格，角度传感器的成本在二百至三百元，成本较低。
5、本发明的装置和方法，采用侧移器总成作为参照物，通过检测货叉架相对侧移器总成的转动角度确保货叉工作面的水平，因侧移器总成安装于叉车门架内，并可相对于门架上下运动，即间接将门架作为货叉水平的参照物，符合操作人员的判断习惯。
6、本发明的装置和方法，不受使用环境影响，角度传感器检测倾斜角度的工作原理是基于货叉架和侧移器总成之间的相对运动，而非检测自身与路面等周围环境之间的角度，所以不受使用环境的影响，在凹凸不平的路面或上、下坡时均可正常使用。
7、本发明的装置和方法，适用于所有货叉架倾斜的叉车，可应用于货物周转率较高的物流仓库，冷库，商务和汽车零部件仓库等行业。
附图说明
图1为本发明安装于门架上的结构图；
图2为本发明正面结构图；
图3为本发明背面结构图；
图4为本发明部分结构示意图；
图5为本发明立体结构图；
图6为图4中A的放大图；
图7为本发明图5中B的放大图；
图8为本发明侧视图；
图9为本发明的部分结构示意图；
图10为本发明控制电路原理图；
图11为本发明控制流程图；
其中：10、货叉架，11、货叉，12、盖板，13、连接板，14、水平段，20、侧移器总成，21、侧移油缸，22、升降板，30、传动机构，31、支架，32、导板，33、第一轨，34、第二轨，35、限位挡板，36、连杆，37、长孔，38、滑块，39、凹槽，40、角度传感器，41、转轴，42、滚轮，50、控制器，60、门架，70、倾斜油缸，71、推板，72、液压阀组，80、带灯跷板开关。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
参照图1至图9，一种前移式叉车的自动调平装置，安装于货叉架10和侧移器总成20之间，包括传动机构30、角度传感器40、倾斜油缸70和控制器50。该货叉架10包括连接板13、货叉11和盖板12，该盖板12和货叉11固定于连接板13上。该盖板12也可以是其他结构，如挡货架，可固定于连接板13顶部。该货叉11为L形，其设有水平段14。该侧移器总成20包括侧移油缸21和升降架，该升降架包括两平行的升降板22，该侧移油缸21固定于两升降板22顶部且其输出杆与货叉架10的连接板13为可转动连接，该侧移油缸21可驱动货叉架10相对升降架侧移。另外，该升降板22设有滑轮与门架60上的升降轨道滑动配合，即升降架可被驱动带动货叉架10沿门架60的升降轨道上升或下降。
该传动机构30包括支架31、导轨和滑块38。该支架31位于盖板12或挡货架底面下方，支架31两端设有限位挡板35以使其限位于两升降板22之间，防止支架31相对升降架产生侧移。其一端还设有连杆36，该连杆36末端开设有长孔37，该支架31与连杆36呈一定角度或垂直。导轨包括导板32、第一轨33和第二轨34。该导板32固定于盖板12或挡货架底面且与支架31相对，该第一轨33和第二轨34平行地设置于该导板32两端，也与侧移油缸21的输出杆平行。包括有三个固定于支架31顶端的滑块38，每个滑块38内均设有凹槽39，该三个滑块38可呈三角分布，其中该第一轨33嵌入两滑块38内并与之滑动配合，该第二轨34嵌入其中一滑块38内并与之滑动配合。且该第二轨34对应的滑块38的凹槽39的开口端与第一轨33对应的滑块38的凹槽39的开口端相对。当侧移油缸21驱动货叉架10侧移时，该第一轨33和第二轨34相对滑块38滑动。
角度传感器40固定于其中一升降板22的内侧，该角度传感器40的转轴41通过连接件连接有滚轮42，该滚轮42位于连杆36的长孔37内，当货叉架10倾斜时，支架31和连杆36联动，连杆36带动滚轮42滑动并使角度传感器40的转轴41转动，从而输出与货叉架10转动角度成比例关系的电信号，该角度传感器40可以是电位计、霍尔传感器等，输出的电信号包括电压信号或电流信号等。该滚轮42直径略小于长孔37的宽度使其可沿该长孔37的长度方向滑动。该长孔37的长度应满足以下条件：货叉架10在最大倾斜角度范围之间倾斜时，滚轮42均能在长孔37内沿长度方向滑动。
倾斜油缸70固定于两升降板22上，且其推动端设有推板71，该推板71面向货叉架10的连接板13，当倾斜油缸驱动推板71前伸时，推板71推动连接板13使货叉11后倾，当推板71后退时，货叉11在自重的作用下前倾。该控制器50与角度传感器40相连以接收该电信号，并通过液压阀组72和油路与倾斜油缸70相连，在收到调平命令时，屏蔽其它倾斜命令并控制倾斜油缸70动作驱使货叉架10转动，直至货叉的水平段14的上表面处于相对地面水平位置。
另外，本发明还可包括带灯跷板开关80和操纵杆，该带灯跷板开关80与控制器50相连以输入调平命令及在货叉架10调平时亮起。该操纵杆与控制器50相连用于输入倾斜命令，控制倾斜油缸70动作驱使货叉架10倾斜，上述的其它倾斜命令为操纵杆输入的倾斜命令。
本发明的工作原理如下：
参照图10，当货叉架10相对侧移器总成20和门架60产生倾斜，则传动机构30联动使得连杆36带动滚轮42在长孔37内滑动，同时驱使角度传感器40的转轴41转动，角度传感器40输出的电信号发生变化。控制器50根据收到的不同电信号，可以判断当前货叉架10相对侧移器总成20或门架60的倾斜角度。
基于上述的装置，参照图11，本发明还提出一种前移式叉车的自动调平方法，包括如下步骤
1)按下操作面板上的带灯跷板开关80触发货叉自动水平功能，输入调平命令；
2)控制器根据角度传感器的电信号得到货叉架10相对侧移总成20的转动角度，判断货叉的水平段上表面是否水平，若是，则进入步骤4)，若否，则进入步骤3)；
3)屏蔽操纵杆的倾斜指令输入，控制器50发出电信号给液压阀组72，液压阀组72动作控制倾斜油缸70的活塞杆运动，驱使货叉架10转动，货叉倾斜角度变化，回到步骤2)；
4)控制器控制液压阀组72停止动作，货叉11停止转动，发出提醒信号来提醒操作者，并恢复操纵杆的倾斜指令的输入。该提醒信号为带灯跷板开关80闪烁或声音信号。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种前移式叉车的自动调平装置，安装于货叉架和侧移器总成之间，包括倾斜油缸和控制器，该货叉架设有货叉，其特征在于：包括传动机构和角度传感器；所述传动机构包括支架、导轨和滑块，所述支架一端设有连杆，该连杆一端设有长孔，所述角度传感器转轴设有位于该孔内的滚轮，该导轨固定于所述货叉架上，该滑块固定于所述支架一端且设有供该导轨嵌入的凹槽，该滑块与该导轨滑动配合，该支架另一端与所述角度传感器相连；该角度传感器固定于侧移器总成上以输出与货叉架转动角度成比例关系的电信号；该倾斜油缸固定于侧移器总成上，且其推动端面向货叉架；该控制器与角度传感器和倾斜油缸相连以接收该电信号，并在收到调平命令时，屏蔽其它倾斜命令并控制倾斜油缸动作直至货叉的水平段上表面转动至水平位置。
2.如权利要求1所述的一种前移式叉车的自动调平装置，其特征在于：所述导轨包括导板、第一轨和第二轨；该导板固定于所述货叉架上，该第一轨和第二轨平行地设置于该导板两端；还包括至少两滑块，且该第一轨和第二轨分别配设有至少一滑块。
3.如权利要求1所述的一种前移式叉车的自动调平装置，其特征在于：所述货叉架顶部设有盖板，所述传动机构一端与该盖板固定相连。
4.如权利要求1所述的一种前移式叉车的自动调平装置，其特征在于：所述侧移器总成包括侧移油缸和升降架，该侧移油缸固定于升降架上且其输出杆与所述货叉架相连；所述角度传感器和所述倾斜油缸固定于该升降架上。
5.如权利要求4所述的一种前移式叉车的自动调平装置，其特征在于：所述升降架包括有两升降板；所述支架设有两限位挡板以限位于两升降板之间，所述角度传感器位于其中一升降板内侧。
6.如权利要求1所述的一种前移式叉车的自动调平装置，其特征在于：还包括带灯跷板开关，该带灯跷板开关与所述控制器相连以输入调平命令及在货叉架调平时亮起。
7.如权利要求1所述的一种前移式叉车的自动调平装置，其特征在于：还包括操纵杆，该操纵杆与所述控制器相连，所述其它倾斜命令为操纵杆输入的倾斜命令。
8.一种前移式叉车的自动调平方法，其特征在于：采用权利要求1至7所述的任一一种前移式叉车的自动调平装置实现，包括如下步骤
1）输入调平命令；
2）控制器根据角度传感器的电信号得到货叉架的转动角度，判断货叉的水平段上表面是否水平，若是，则进入步骤4），若否，则进入步骤3）；
3）屏蔽其它倾斜命令的输入，控制倾斜油缸动作驱使货叉架转动，货叉倾斜角度变化，回到步骤2）；
4）货叉停止转动，发出提醒信号并恢复其它倾斜命令的输入。
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