CN109019440B - 用于叉车导航部件的自动调平装置、叉车及调平方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于叉车导航部件的自动调平装置，包括安装盘，所述的安装盘上表面中部固接导航部件，且设有加速度计和调平仪，安装盘下表面铰接多根可伸缩调平导航部件的调平连接杆，其中，调平连接杆远离安装盘一端还设置有球铰一铰接部件，所述的调平连接杆通过内设的磁流变液机构实现调平连接杆的伸缩，本发明还公开了一种使用叉车导航部件的自动调平装置的叉车和用于叉车导航部件自动调平装置调平的方法，采用本发明的技术方案，是通过导航部件主动调整俯仰角和偏航角造成的不平衡或振动对导航部件造成的损害，从而避免垂向振动对导航部件的损坏，避免叉车的导航部件受地面状况影响导航和损坏导航部件。

Description

用于叉车导航部件的自动调平装置、叉车及调平方法
技术领域
本发明属于机械加工领域，更具体地说，本发明涉及一种用于叉车导航部件的自动调平装置、使用该自动调平装置的叉车和用于叉车导航部件自动调平装置调平的方法。
背景技术
装载反射板激光导航叉车行进途中，需要车载激光头根据反射板提供的数据进行定位，由于叉车行进在波差不小于±10mm的路面时，在此路况下高速行驶车体产生较大的垂向振动和过大车体俯仰角，导致导航部件不能读取反光板的数据，甚至会直接损害叉车的导航部件，现有技术解决该问题都是在安装架体上实施，比如中国专利CN107337153A公开一种激光导航叉车，该车体第一U型架上直接设置刚性激光头，中国专利CN205920406A公开一种混合激光导航叉车AGV，该车体在内门架上直接设置导航激光头，类似的这种技术方案，都是被动稳定导航部件，无法解决根本的调平问题，难以保证导航部件准确读取反光板的数据，从而避免垂向振动对导航部件的损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种避免叉车的导航部件受地面状况影响导航和损坏导航部件的用于叉车导航部件的自动调平装置。
本发明还公开了一种使用叉车导航部件的自动调平装置的叉车和用于叉车导航部件自动调平装置的调平方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种用于叉车导航部件的自动调平装置，包括安装盘，所述的安装盘上表面中部固接导航部件，且设有加速度计和调平仪，安装盘下表面铰接多根可伸缩调平导航部件的调平连接杆，其中，调平连接杆远离安装盘一端还设置有球铰一铰接部件，所述的调平连接杆通过内设的磁流变液机构实现调平连接杆的伸缩。
本发明公开的一种用于叉车导航部件的自动调平装置，调平连接杆包括至少一节伸缩杆和套接在伸缩杆上的作动筒，其中，与安装盘球铰接的为伸缩杆，套接在伸缩杆外的为作动筒，伸缩杆置于作动筒内的端部处设有调节作动筒移动的滑移副和磁流变液。
本发明公开的一种用于叉车导航部件的自动调平装置，安装盘的水平横截面为规则图形，调平连接杆等距间隔设置在以所述安装盘的中心为圆心的圆周上。
本发明公开的一种用于叉车导航部件的自动调平装置，安装盘为圆形，所述调平连接杆为3根，其中，调平连接杆与安装盘中心连线之间的夹角为120°。
本发明还公开了一种使用叉车导航部件的自动调平装置的叉车，包括叉车，所述的叉车上设置有用于安装所述自动调平装置的安装支架。
本发明公开的一种使用叉车导航部件的自动调平装置的叉车，包括叉车门架，所述的叉车门架靠近顶部处设置有安装支架，安装支架设有平台，其中，平台上设置有与所述作动筒端部的球铰接部件相对应的连接件能够将所述自动调平装置球铰接在所述平台上，叉车的导航部件置于所述安装盘上。
本发明公开的一种使用叉车导航部件的自动调平装置的叉车，平台的表面与叉车门架的顶部平齐，安装支架的平台的四周向上延伸形成侧壁，所述侧壁与叉车门架可拆卸连接。
本发明还公开了一种用于叉车导航部件自动调平装置调平的方法，包括自动调平装置及使用该装置的叉车，
还包括通过实时获取所述加速度计的信息进行PID控制实现纵向振动的调节；和通过实时获取所述水平仪的信息进行PID控制实现水平偏差的调节。
本发明公开的一种用于叉车导航部件自动调平装置调平的方法，纵向振动调节包括如下步骤：
叉车产生的纵向振动传导至安装盘及其上的导航部件，所述加速度计将测得的竖向加速度数值反馈给控制系统，控制系统通过PID控制磁流变液的粘度状态和流动状态，调整调平伸缩杆的伸长和缩短，实现安装盘及所载物的减振和调平。
本发明公开的一种用于叉车导航部件自动调平装置调平的方法，水平偏差调节包括如下步骤：水平偏差调节包括如下步骤：
叉车的俯仰角和偏航角位姿偏差会造成安装盘上设置的导航部件偏离原有的水平度，所述调平仪将测得的水平度转台数据反馈给控制系统，控制系统通过PID改变磁流变液的粘度状态和流动状态，调整调节伸缩杆的伸长和缩短，调节安装盘和导航部件处于水平状态。
采用本发明的技术方案，当叉车在波差不小于±10mm的路面高速行驶时，车体的俯仰角和偏航角位姿偏差会造成安装盘上设置的导航部件偏离原有的水平度，车体产生的振动会通过内门架和安装支架等传导至安装盘上的导航部件，安装盘上设置的加速度计在测到竖向加速度数值后会快速反馈数据给控制系统，控制系统通过PID输出的数据来改变磁流变液的粘度状态和流动状态，分别改变伸缩杆在调节作动筒移动的滑移副的运动状态，实现安装盘及所载物在毫秒级内快速减振，使得导航部件能及时准确读取到反光板数据，避免过大振动对导航部件造成的损害；本发明的技术方案，是通过导航部件主动调整俯仰角和偏航角造成的不平衡，从而避免车体的俯仰角和偏航角位姿偏差造成安装盘上导航部件偏离原有的水平度对导航部件造成的损坏，从根本上解决了设备使用因客观条件无法改变的难题，采用本发明的技术方案，及时对车体纵向振动或者水平偏差进行校正，保证导航部件的工作环境，保证设备部件的正常使用和运行过程中数据的准确性，避免叉车的导航部件受地面状况影响导航和损坏导航部件。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明一种使用叉车导航部件的自动调平装置的叉车的示意图；
图2为图1中I所示的本发明一种用于叉车导航部件的自动调平装置的示意图；
图3为为控制导航部件竖向加速度和水平度的模糊自适应PID控制模型。
图中标记为：1、9、13、球铰一；2、8、12、磁流变液；3、安装盘；4、加速度计；5、导航部件；6、调平仪；7、16、17、球铰；10、14、19、作动筒；11、15、18、伸缩杆。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
图1为本发明一种使用叉车导航部件的自动调平装置的叉车的示意图；图2为图1中I所示的本发明一种用于叉车导航部件的自动调平装置的示意图；如图所示的本发明一种用于叉车导航部件的自动调平装置，包括安装盘3，安装盘3上表面中部固接导航部件5，且设有加速度计4和调平仪6，安装盘3下表面铰接多根可伸缩调平导航部件的调平连接杆，其中，调平连接杆远离安装盘一端还设置有球铰一1、9、13铰接部件，调平连接杆通过内设的磁流变液机构实现调平连接杆的伸缩；调平连接杆包括至少一节伸缩杆11、15、18和套接在伸缩杆上的作动筒10、14、19，其中，与安装盘3球铰接的为伸缩杆11、15、18，套接在伸缩杆11、15、18外的为作动筒10、14、19，伸缩杆11、15、18置于作动筒10、14、19内的端部处设有调节作动筒10、14、19移动的滑移副和磁流变液2、8、12；安装盘3的水平横截面为规则图形，调平连接杆等距间隔设置在以安装盘的中心为圆心的圆周上；安装盘3的下表面对应连接伸缩杆11、15、18的位置设置有球铰座7、16、17，球铰座7、16、17与伸缩杆11、15、18的端部球铰接，本实施例中安装盘3为圆形，调平连接杆与安装盘3球铰接的球铰部分连接件设置在安装盘3下表面上，且位于与安装盘3为同心圆的圆周上，且与圆心的连线直接的夹角为120°；调平连接杆在其他实施方式中可以采用现有的磁流变液减震器；
在其他实施方式中，安装盘3可以采用其他规则形状，比如椭圆形，正方形，三角形等规则图形，调节连接杆与安装盘3的连接位置设置在所述安装盘3的下表面且到规则图形的中心的连线之间的夹角为360°/n，n大于等于2，n为所述调节连接杆的数量；或者安装盘3可以为其他不规则图形；或者在其他实施方式中，调节连接杆的数量可以为俩个或者4个或者5个以上；
本实施例中，加速度计4和调平仪6间隔设置，设置在安装盘3的上表面；磁流变液的粘度和方向调节为本领域公知常识，在此不再赘述。
本发明还公开了一种使用叉车导航部件的自动调平装置的叉车，包括叉车门架，叉车门架靠近顶部处设置有安装支架；其中，安装支架具有一个安装平台，平台的表面与叉车门架的顶部平齐，平台用于安装叉车导航部件的自动调平装置，叉车导航部件5置于自动调平装置上，具体设置在安装盘3上；优选实施例中，平台四周向上延伸形成侧壁和上方开口的容纳空间用于容纳自动调平装置，并且侧壁可与叉车门架连接，连接方式可选择可拆卸的固定连接；
本发明还公开了一种使用叉车导航部件的自动调平装置的叉车，包括叉车内门架，叉车内门架靠近顶部处设置有安装支架，安装支架设有安装盘3置于其上的平台，叉车导航部件5置于安装盘3上，安装盘3置于安装支架的平台上；平台的表面与叉车内门架的顶部平齐，安装支架的平台的两侧折叠后延伸形成侧壁，其中，侧壁与叉车内门架可拆卸连接。
考虑到目前堆垛叉车中门架的升降功能，安装支架和自动调平装置优选设置在叉车门架中不会升降的门架上，比如上级门架的外门架；在其他实施方式中，叉车的导航装置如果设置在其他位置，自动调平装置自然也可以设置在其他位置，而不限于门架上，比如类似nipper agv产品一样的货叉形叉车，其不具备门架。
图3为为控制导航部件竖向加速度和水平度的模糊自适应PID控制模型；如图所示，在该模型中，设置系统稳定值为0，也有1，初始PID值，gain为增益，integrator为积分，Derivative为微分，subtract是减法模块saturation是个限幅模块；PID模型中通过获取所述加速度计和所述水平仪的信息，调控所述调平连接杆，调平连接杆的状态变化影响所述安装盘，安装盘的变化反映在所述加速度计和所述水平仪的信息上，再获取该信息调控所述调平连接杆，反复进行调控直到所述安装盘最终水平或者几乎水平，此处的“几乎水平”本领域技术人员应该理解，主要为不影响所述导航部件实现导航功能的一种状态。PID控制模型中的算法可以采用现有算法
本发明还公开了一种用于叉车导航部件自动调平装置调平的方法，包括纵向振动的调节和水平偏差的调节，纵向振动的调节是通过实时获取加速度计4的信息PID控制实现的，水平偏差的调节是通过实时获取调平仪6的信息PID控制实现的；
纵向振动调节包括如下步骤：车体产生的纵向振动传送至自动调平装置和导航部件5，自动调平装装置中的所述加速度计4将测得的竖向加速度数值反馈给控制系统，控制系统采用PID控制模型通讯改变磁流变悬浮液2、8、12的粘度状态和流动状态，从而调整伸缩杆11、15、18在作动筒10、14、19中的运动状态，实现安装盘3及所载物在毫秒级内快速减振；
水平偏差调节包括如下步骤：叉车在不平路面行驶时，车体的俯仰角和偏航角位姿偏差会造成安装盘3上设置的导航部件5偏离原有的水平度，导航部件5通过信号通讯传输给自动调平装置中调平仪6将测得的水平度转台数据反馈给控制系统，控制系统通过与PID信号通讯改变磁流变液2、8、12的粘度状态和流动状态，调整伸缩杆11、15、18在作动筒10、14、19中的运动状态，快速调节安装盘3处于水平状态，使得导航部件5能及时准确读取反光板数据。
采用本发明的技术方案，当叉车在波差不小于±10mm的路面高速行驶时，车体的俯仰角和偏航角位姿偏差会造成安装盘3上设置的导航部件5偏离原有的水平度，车体产生的振动会通过内门架和安装支架等传导至安装盘3上的导航部件5，安装盘3上设置的加速度计4在测到竖向加速度数值后会快速反馈数据给控制系统，控制系统通过PID输出的数据来改变磁流变液2、8、12的粘度状态和流动状态，分别改变伸缩杆11、15、18在调节作动筒10、14、19移动的滑移副的运动状态，实现安装盘3及所载物在毫秒级内快速减振，使得导航部件5能及时准确读取到反光板数据，避免过大振动对导航部件5造成的损害；本发明的技术方案，是通过自动调平装置对导航部件5主动调整俯仰角和偏航角造成的不平衡，从而避免车体的俯仰角和偏航角位姿偏差造成安装盘3上导航部件5偏离原有的水平度对导航部件5造成的损坏，从根本上解决了设备使用因客观条件无法改变的难题，采用本发明的技术方案，及时对车体纵向振动或者水平偏差进行校正，保证导航部件5的工作环境，保证设备部件的正常使用和运行过程中数据的准确性。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于叉车导航部件的自动调平装置，其特征在于：包括安装盘，所述的安装盘上表面中部固接导航部件，且设有加速度计和调平仪，安装盘下表面铰接多根可伸缩调平导航部件的调平连接杆，其中，调平连接杆远离安装盘一端还设置有一球铰铰接部件，铰接部件为球铰一，所述的调平连接杆通过内设的磁流变液机构实现调平连接杆的伸缩；所述的调平连接杆包括至少一节伸缩杆和套接在伸缩杆上的作动筒，其中，与安装盘球铰接的为伸缩杆，套接在伸缩杆外的为作动筒，伸缩杆置于作动筒内的端部处设有调节作动筒移动的滑移副和磁流变液。
2.按照权利要求1所述的一种用于叉车导航部件的自动调平装置，其特征在于：所述的安装盘的水平横截面为规则图形，调平连接杆等距间隔设置在以所述安装盘的中心为圆心的圆周上。
3.按照权利要求2所述的一种用于叉车导航部件的自动调平装置，其特征在于：所述的安装盘为圆形，所述调平连接杆为3根，其中，调平连接杆与安装盘中心连线之间的夹角为120°。
4.一种使用如权利要求1～3任意一项所述的用于叉车导航部件的自动调平装置的叉车，其特征在于：包括叉车，所述的叉车上设置有用于安装所述自动调平装置的安装支架。
5.按照权利要求4所述的使用用于叉车导航部件的自动调平装置的叉车，其特征在于：包括叉车门架，所述的叉车门架靠近顶部处设置有安装支架，安装支架设有平台，其中，平台上设置有与所述作动筒端部的球铰接部件相对应的连接件能够将所述自动调平装置球铰接在所述平台上，叉车的导航部件置于所述安装盘上；所述的平台的表面与叉车门架的顶部平齐，安装支架的平台的四周向上延伸形成侧壁，所述侧壁与叉车门架可拆卸连接。
6.一种用于叉车导航部件自动调平装置的调平方法，包括权利要求1～3任意一项所述的自动调平装置或4～5任意一项所述的叉车，其特征在于：
还包括通过实时获取所述加速度计的信息进行PID控制实现纵向振动的调节；和通过实时获取所述调平仪的信息进行PID控制实现水平偏差的调节；
所述的纵向振动调节包括如下步骤：
叉车产生的纵向振动传导至安装盘及其上的导航部件，所述加速度计将测得的竖向加速度数值反馈给控制系统，控制系统通过PID控制磁流变液的粘度状态和流动状态，调整调平连接杆具有的伸缩杆的伸长或缩短，实现安装盘及所载物的减振和调平；
所述的水平偏差调节包括如下步骤：
叉车的俯仰角和偏航角位姿偏差会造成安装盘上设置的导航部件偏离原有的水平度，所述调平仪将测得的水平度状态数据反馈给控制系统，控制系统通过PID改变磁流变液的粘度状态和流动状态，调整伸缩杆的伸长或缩短，调节安装盘和导航部件处于水平状态。
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