CN108793013A - 叉车系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的示例性实施例提供一种叉车系统。该系统包括：叉车的车身；叉，被配置成在车身的一侧竖直地可移动；传感器单元；以及控制单元。传感器单元被配置成设置在叉的前端部分处以检测外部对象。控制单元被配置成根据传感器单元产生的检测信号控制车身的移动或叉的位置。

Description

叉车系统及其控制方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年4月28日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2017-0055050的韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种叉车系统及其控制方法，该叉车系统及其控制方法可以使叉车的叉精准地插入到货盘中。
背景技术
通常，当通过叉车运送货物时，用于支撑货物的货盘被广泛地使用。
然而，当通过叉车运送货物时，可能发生由于叉车驾驶员的操作错误而引发的事故。近来，为了解决这种问题、减少人力、提高生产率并改善工作环境，正在开发自主引导车辆。
然而，由于传统的自主引导车辆在这样的假设下操作：货盘处于设定的位置和姿势，当货盘的位置和姿势偏离设定的位置和姿势时，其无法操作。此外，尽管考虑到货盘的位置和姿势变化正在开发识别货盘的特征信息的方法作为自主引导车辆的工作方法，但是在识别货盘的特征信息方面可能根据工作场所的环境而存在限制。
在本背景技术部分公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景的理解，并且因此它可以包括对本领域的普通技术人员来说不构成公知的现有技术的信息。
发明内容
本发明已经致力于提供一种叉车系统及其控制方法，其可以在将叉车的叉插入到货盘的叉插入孔中时，使叉精准地插入叉插入孔的中心。
本发明的示例性实施例提供一种叉车系统，其包括：叉，被配置成在车身的一侧处竖直地可移动；传感器单元，被配置成设置在叉的前端部分处以检测外部对象；以及控制单元，被配置成根据传感器单元产生的检测信号控制车身的移动或叉的位置。
传感器单元可以包括：传感器主体，被配置成固定到叉的前端部分；接触式传感器，被配置成接触前方对象并且设置在传感器主体处以检测外部对象；以及非接触式传感器，被配置成设置在传感器主体处并且在检测外部对象时发射信号。
接触式传感器可以包括：接触部分，被配置成接触外部对象；以及接触传感器，被配置成连接到接触部分。
叉车系统可以进一步包括：弹性构件，被配置为插置在接触部分和接触传感器之间。
非接触式传感器可以是通过形成在接触部分中的检测路径检测前方对象的光电传感器。
接触部分可以包括相对于叉的中心分别形成在传感器单元的左侧和右侧处的左接触部分和右接触部分，并且接触传感器可以包括对应于左接触部分的左接触传感器和对应于右接触部分的右接触传感器。
当非接触式传感器在检测外部对象而发射信号时，控制单元可以使车身向后移动。
当接触式传感器的左接触部分产生信号时，控制单元可以使车身向右旋转预定角度。
当接触式传感器的右接触部分产生信号时，控制单元可以使车身向左旋转预定角度。
叉车系统可以进一步包括：导航传感器，被配置成设置在车身的一侧处以检测车身的位置；以及激光传感器，被配置成设置在一对叉之间以检测固定叉的货盘的位置。
本发明的另一实施例提供一种设置在叉的前端部分处用于检测外部对象的叉的传感器单元，叉的传感器单元包括：传感器主体，被配置成固定到叉的前端部分；接触式传感器，被配置成接触前方对象并且设置在传感器主体处以检测外部对象；以及非接触式传感器，被配置成设置在传感器主体处并且在检测外部对象时向外发射光。
接触式传感器可以进一步包括：接触部分，被配置成接触外部对象；以及接触传感器，被配置成连接到接触部分。
叉的传感器单元可以进一步包括：弹性构件，被配置成插置在接触部分和接触传感器之间。
非接触式传感器可以是通过使用通过形成在接触部分中的检测路径在叉的前方发射的波长来检测前方对象的光电传感器。
接触部分可以包括相对于叉的中心分别形成在左侧和右侧的左接触部分和右接触部分。接触传感器可以包括分别对应于左接触部分和右接触部分的左接触传感器和右接触传感器。
本发明的又一实施例提供一种叉车的控制方法，叉车具有两个叉，该方法包括：通过使用激光传感器检测目标货盘的形状和到目标货盘的距离；使车身靠近货盘；检测货盘的货盘中心线和车身的车身中心线之间的角度(θ)；以及控制车身的位置，使得角度(θ)在预定数值内。
叉车的控制方法可以进一步包括：检测货盘的前表面线和叉的前端连接线之间的角度(θ')；以及控制车身的位置，使得角度(θ')在预定数值内。
叉车的控制方法可以进一步包括：通过使用激光传感器的激光测量形成在货盘中的叉插入孔之间的距离；以及根据叉插入孔之间的距离调节叉之间的距离。
叉车的控制方法可以进一步包括：使车身移动，以便使叉插入到形成在货盘中的叉插入孔中。
叉车的控制方法可以进一步包括：检测由设置在叉车的叉的前端处的传感器单元产生的信号；以及通过使用该信号控制叉车的移动。
叉车的控制方法可以进一步包括：当设置在传感器单元处的非接触式传感器在检测外部对象而产生信号时，使车身向后移动，并且当设置在传感器单元处的接触式传感器在接触前方对象以检测外部对象而产生信号时，使车身向右或向左旋转预定角度。
附图说明
图1示出了根据本发明的示例性实施例的包括叉的传感器单元的自主引导叉车的俯视平面图。
图2示出了根据本发明的示例性实施例的叉的传感器单元的内部的俯视平面图。
图3示出了根据本发明的示例性实施例的叉的传感器单元的前视图。
图4示出了由根据本发明的示例性实施例的包括叉的传感器单元的自主引导叉车的控制系统执行的方法的流程图。
图5示出了根据本发明的示例性实施例的包括叉的传感器单元的自主引导叉车的控制系统的示意图。
图6是用于示出根据本发明的示例性实施例的自主引导叉车和货盘之间的控制因素的示意性俯视平面图。
图7示出了根据本发明的示例性实施例的自主引导叉车的控制方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施例。
图1示出了根据本发明的示例性实施例的包括叉的传感器单元的自主引导叉车的俯视平面图。
参照图1，自主引导叉车100包括车身105、竖直移动构件122、叉120、导航传感器110、激光传感器135以及传感器单元130。
导航传感器110设置在车身105的一个上侧处，并且检测自主引导叉车100的位置。
竖直移动构件122设置在车身105的前方，并且一对叉120水平地设置在竖直移动构件122的前方。传感器单元130设置在每一个叉120的前端处。
激光传感器135在叉120之间设置在竖直移动构件122处，并且可以检测例如货盘前方的对象的形状和位置。
参照图2，将描述叉的传感器单元130的具体结构。
图2示出了根据本发明的示例性实施例的叉的传感器单元的内部的俯视平面图。
参照图2，传感器单元130包括作为构成元件的左接触部分200、左接触表面210、检测路径220、右接触表面215、右接触部分205、弹性构件225、连接杆230、右接触传感器240、传感器主体250、光电传感器260、支撑构件270、传感器支架280以及左接触传感器235。
传感器支架280固定到传感器主体250的后端，并且传感器主体250通过传感器支架280安装在叉120的前端部分上。
支撑构件270固定在传感器支架280的前方，并且左接触传感器235和右接触传感器240设置在支撑构件270的前方。左接触传感器235和右接触传感器240由支撑构件270支撑。
左接触部分200设置在左接触传感器235的前方，连接杆230设置在左接触传感器235和左接触部分200之间，并且弹性构件225沿连接杆230设置。
当左接触部分200与障碍物或货盘接触时，弹性构件225被压缩并且压缩力通过连接杆230被传递到左接触传感器235。
右接触部分205设置在右接触传感器240的前方，连接杆230设置在右接触传感器240和右接触部分205之间，并且弹性构件225沿连接杆230设置。弹性构件225是一种螺旋弹簧，并且连接杆230穿过螺旋弹簧的中心。
当右接触部分205与障碍物或货盘接触时，弹性构件225被压缩并且压缩力被传递到右接触传感器240。
倾斜的右接触表面215形成在右接触部分205的边缘处，并且倾斜的左接触表面210形成在左接触部分200的边缘处。
图3示出了根据本发明的示例性实施例的叉的传感器单元130的前视图。
参照图3，检测路径220通过被设置在光电传感器260的前方的左接触部分200和右接触部分205形成在光电传感器260的前方。此外，光电传感器260设置在左接触传感器235和右接触传感器240之间，并且光电传感器260通过检测路径220对其前方进行拍照。
图4示出了由根据本发明的示例性实施例的包括叉的传感器单元的自主引导叉车的控制系统执行的方法的流程图。
参照图4，在步骤S400开始对接重试(docking retry)逻辑。此处，对接可以指叉120进入货盘(未示出)的叉插入孔(未示出)中，并且对接重试逻辑可以是尝试将叉120插入到货盘的叉插入孔中的逻辑。
当叉120的光电传感器260产生感测信号时(S405)，控制单元500使车身105向正后方移动(S420)。当叉120的光电传感器260未产生感测信号时(S435)，执行步骤S460。对接重试逻辑在步骤S460结束。
当叉120的左接触传感器235和右接触传感器240产生检测信号时(S410)，控制单元500使车身105向正后方移动(S425)。当叉120的左接触传感器235和右接触传感器240未产生检测信号时(S440)，执行步骤S460。
当叉120的左接触传感器235或右接触传感器240产生检测信号时(S415)，控制单元500将车身105向右方或向左方旋转(S430)。当叉120的左接触传感器235和右接触传感器240未产生检测信号时(S450)，执行步骤S460。
图5示出了根据本发明的示例性实施例的包括叉的传感器单元的自主引导叉车的控制系统的示意图。
参照图5，自主引导叉车的控制系统包括控制单元500、驱动单元510以及感测单元520，并且驱动单元510包括转向驱动单元530、叉驱动单元540以及行驶驱动单元550。
转向驱动单元530可以控制车身105的移动方向和旋转，并且叉驱动单元540可以控制叉120之间的距离以及叉120的竖直高度和纵向角。这里，由于转向装置、叉操作装置以及行驶装置在本领域中是公知的，因此将省略对其的详细描述。
控制单元500可以通过由预定程序操作的一个或多个处理器来实施，并且预定程序可以包括用于执行根据本发明的示例性实施例的方法的一系列命令。
感测单元520包括导航传感器110、激光传感器135以及传感器单元130，并且控制单元500可以通过使用由感测单元520的构成元件感测的信号来控制驱动单元510的构成元件。
在本发明的示例性实施例中，光电传感器可以是可以向前发射光或对前方对象拍照的非接触式传感器，并且左接触传感器和右接触传感器可以是接触式传感器。
图6是用于示出根据本发明的示例性实施例的自主引导叉车和货盘之间的控制因素的示意性俯视平面图。比较图1至图5的示例性实施例的同时，将描述特征差异。
参照图6，示出了连接叉120的前端的叉前端连接线605，并且示出了沿货盘600的前表面的货盘前表面线615。
控制单元500检测叉前端连接线605和货盘前表面线615之间形成的角度(θ')，并且可以控制车身105的移动，使得该角度被包括在设定的预定值内。
此外，示出了货盘600的货盘中心线635和自主引导叉车100的车身中心线640。
控制单元500检测货盘中心线635和车身中心线640之间形成的角度(θ)，并且可以控制车身105的移动，使得该角度被包括在设定的预定值内。
控制单元500可以通过激光传感器135检测距离位于其前方的货盘600的距离610及货盘600的形状，可以控制车身105靠近货盘600时的移动，并且然后可以控制车身105和叉120的移动，使得叉120可以插入到货盘600中形成的叉插入孔620中。
图7示出了根据本发明的示例性实施例的自主引导叉车的控制方法的流程图。
参照图7，通过使用激光传感器135搜索处于行驶状态的自主引导叉车前方的目标货盘600(S300)。此外，控制车身105在靠近目标货盘600时的移动(S310)。
检测穿过货盘600中心的货盘中心线635和叉车的车身中心线640之间的角度(θ)(S320)。此外，控制车身105的移动，并且如果需要，则校正角度(θ)，使得角度(θ)可以被包括在设定的预定值内(S330)。
使车身105更靠近货盘600(S340)。检测沿货盘600的前表面示出的货盘前表面线615和连接叉车的叉120的前端的叉前端连接线605之间的角度(θ')(S350)。此外，控制车身105的移动，并且如果需要，则校正角度(θ')，使得角度(θ')可以被包括在设定的预定值内(S360)。
激光传感器135测量货盘600中形成的叉插入孔620之间的距离630(S370)。此外，控制单元500调节叉车的叉120的间隔(图中叉之间的距离)(S380)。
控制单元500使车身105移动以执行对接，使得每个叉120插入到货盘600的叉插入孔620中(S390)。
在本发明的示例性实施例中，当在步骤S390执行对接时，如图4所描述的，对接重试逻辑可以被执行。在这种情况下，设置在叉120的前端处的传感器单元130进行操作。如图4所示，控制单元500可以根据检测的信号控制叉车的车身105的移动。
根据本发明的示例性实施例，当通过叉的传感器单元130的非接触式传感器检测到前方对象时，可以通过使车辆向后移动来提高货盘和叉之间的对接精准度。此外，当检测到来自左接触传感器的信号时通过向右方旋转车身，以及当检测到来自右接触传感器的信号时通过向左方旋转车身，可以容易地将叉插入货盘的叉插入孔的中心，从而提高对接精准度。进一步地，通过使用接触式传感器和非接触式传感器，可以使叉有效地检测障碍物，从而提高叉和货盘之间的对接精准度。
尽管已经结合目前被认为是实际的示例性实施例描述了本发明，但是应理解的是，本发明不限于公开的实施例。相反地，其旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等同设置。

Claims (20)

1.一种叉车系统，包括：
叉，被配置成在叉车的车身的一侧竖直地可移动；
传感器单元，被配置成设置在所述叉的前端部分处以检测外部对象；以及
控制单元，被配置成根据所述传感器单元产生的检测信号控制所述车身的移动或所述叉的位置。
2.根据权利要求1所述的叉车系统，其中
所述传感器单元包括：
传感器主体，被配置成固定到所述叉的前端部分；
接触式传感器，被配置成接触前方对象并且设置在所述传感器主体处以检测外部对象；以及
非接触式传感器，被配置成设置在所述传感器主体处并且在检测外部对象时发射信号。
3.根据权利要求2所述的叉车系统，其中
所述接触式传感器包括：
接触部分，被配置成接触所述外部对象；以及
接触传感器，被配置成连接到所述接触部分。
4.根据权利要求3所述的叉车系统，进一步包括
弹性构件，被配置成插置在所述接触部分和所述接触传感器之间。
5.根据权利要求3所述的叉车系统，其中
所述非接触式传感器是通过形成在所述接触部分中的检测路径检测前方对象的光电传感器。
6.根据权利要求3所述的叉车系统，其中
所述接触部分包括相对于所述叉的中心分别形成在所述传感器单元的左侧和右侧处的左接触部分和右接触部分，并且
所述接触传感器包括对应于所述左接触部分的左接触传感器和对应于所述右接触部分的右接触传感器。
7.根据权利要求3所述的叉车系统，其中
当所述非接触式传感器在检测外部对象而发射信号时，所述控制单元使所述车身向后移动。
8.根据权利要求6所述的叉车系统，其中
当所述接触式传感器的左接触部分产生信号时，所述控制单元使所述车身向右旋转预定角度，并且
当所述接触式传感器的右接触部分产生信号时，所述控制单元使所述车身向左旋转预定角度。
9.根据权利要求1所述的叉车系统，进一步包括：
导航传感器，被配置成设置在所述车身的一侧以检测所述车身的位置；以及
激光传感器，被配置成设置在一对叉之间以检测固定所述叉的货盘的位置。
10.一种叉的传感器单元，被设置在叉的前端部分处以检测外部对象，包括：
传感器主体，被配置成固定到所述叉的前端部分；
接触式传感器，被配置成接触前方对象并且设置在所述传感器主体处以检测外部对象；以及
非接触式传感器，被配置成设置在所述传感器主体处并且在检测外部对象时向外发射光。
11.根据权利要求10所述的叉的传感器单元，其中
所述接触式传感器包括：
接触部分，被配置成接触所述外部对象；以及
接触传感器，被配置成连接到所述接触部分。
12.根据权利要求11所述的叉的传感器单元，进一步包括
弹性构件，被配置成插置在所述接触部分和所述接触传感器之间。
13.根据权利要求11所述的叉的传感器单元，其中
所述非接触式传感器是通过使用通过形成在所述接触部分中的检测路径在所述叉的前方发射的波长来检测前方对象的光电传感器。
14.根据权利要求11所述的叉的传感器单元，其中
所述接触部分包括相对于所述叉的中心分别形成在左侧和右侧的左接触部分和右接触部分，并且
所述接触传感器包括分别对应于所述左接触部分和所述右接触部分的左接触传感器和右接触传感器。
15.一种叉车的控制方法，所述叉车具有两个叉，所述方法包括：
通过使用激光传感器检测目标货盘的形状和到目标货盘的距离；
使车身靠近所述货盘；
检测所述货盘的货盘中心线和所述车身的车身中心线之间的角度θ；以及
控制所述车身的位置，使得所述角度θ在预定数值内。
16.根据权利要求15所述的叉车的控制方法，进一步包括：
检测所述货盘的前表面线和所述叉的前端连接线之间的角度θ'；以及
控制所述车身的位置，使得所述角度θ'在预定数值内。
17.根据权利要求15所述的叉车的控制方法，进一步包括：
通过使用所述激光传感器测量形成在所述货盘中的叉插入孔之间的距离；以及
根据所述叉插入孔之间的距离调节所述叉之间的距离。
18.根据权利要求16所述的叉车的控制方法，进一步包括：
使所述车身移动，以便使所述叉插入到形成在所述货盘中的叉插入孔中。
19.根据权利要求15所述的叉车的控制方法，进一步包括：
检测由设置在所述叉车的叉的前端处的传感器单元产生的信号；以及
通过使用所述信号控制所述叉车的移动。
20.根据权利要求19所述的叉车的控制方法，其中
当设置在所述传感器单元处的非接触式传感器在检测外部对象而产生信号时，使所述车身向后移动，并且
当设置在所述传感器单元处的接触式传感器在接触前方对象以检测外部对象而产生信号时，使所述车身向右或向左旋转预定角度。
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