CN110329968A - 一种基于uwb技术的叉车门架防撞系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于UWB技术的叉车门架防撞系统及方法，系统包括：限高标签、UWB基站、非接触式磁感应开关和磁性物质；所述限高标签安装在需限制高度的区域；所述UWB基站安装在叉车上；所述非接触式磁感应开关在安装在叉车门架的固定部分；所述磁性物质安装在随货叉移动的内门架或挡货架上；当磁性物质不在非接触式磁感应开关的感应区域内且UWB基站检测到第一预设距离内有限高标签时，UWB基站输出报警信号给报警装置和/或输出信号给叉车控制器。本发明能够判断出叉车门架处于起升状态并准备通过限高区域，并输出报警信号或者实现叉车制动刹车，从而避免叉车门架在限高区域的撞击。

Description

一种基于UWB技术的叉车门架防撞系统及方法

技术领域

本发明涉及叉车安全警示领域，特别是一种基于UWB技术的叉车门架防撞系统及方法。

背景技术

在仓库工作场景中存在着叉车、行人、限高区域等多种复杂使用工况，限高区域是指如卷帘门、固定限高区域、因屋顶管道导致的高度限制等情况。运载货物的叉车在即将通过上述限高区域时，如果不能提前进行预警提示或进行减速控制等，一旦叉车门架或挡货架的高度超过限高区域的高度时，将导致叉车与限高区域进行撞击，导致货物洒落或其他严重后果。

针对限高区域的叉车防撞研究，如发明名称“一种叉车门架防撞方法及装置”，申请号CN201611175868.0的中国专利，采用超声波技术测量叉车门架顶部与叉车前/后方障碍物间距，采用超声波检测限高区域非常容易受到其他物体的干扰，比如仓库中的货架、货物等，从而引起叉车的误判断，可靠性较低。

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，提出一种基于UWB技术的叉车门架防撞系统及方法，能够判断出叉车门架处于起升状态并准备通过限高区域，并输出报警信号或者实现叉车制动刹车，从而避免叉车门架在限高区域的撞击。

本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明一种基于UWB技术的叉车门架防撞系统，包括：限高标签、UWB基站、非接触式磁感应开关和磁性物质；所述限高标签安装在需限制高度的区域；所述UWB基站安装在叉车上；所述非接触式磁感应开关在安装在叉车门架的固定部分；所述磁性物质安装在随货叉移动的内门架或挡货架上；当磁性物质不在非接触式磁感应开关的感应区域内且UWB基站检测到第一预设距离内有限高标签时，UWB基站输出报警信号给报警装置和/或输出信号给叉车控制器。

优选的，当磁性物质不在非接触式磁感应开关的感应区域内时，非接触式磁感应开关输出开关闭合信号；当磁性物质处于非接触式磁感应开关的感应区域内时，非接触式磁感应开关输出开关断开信号。

优选的，所述磁性物质为长条形金属板。

优选的，所述报警装置为声光报警器。

优选的，所述UWB基站输出PWM信号给报警装置。

优选的，所述UWB基站输出数字量或通信信号给控制叉车控制器。

优选的，所述叉车门架防撞系统还包括设置在行人身上的行人标签；当UWB基站检测到第二预设距离内有行人标签时，UWB基站输出报警信号给报警装置和/或输出信号给叉车控制器。

优选的，所述UWB基站根据配置的限高标签的内容和配置的行人标签的内容对限高标签和行人标签进行区分。

另一方面，一种基于UWB技术的叉车门架防撞方法，包括：

安装在叉车护顶架上方的UWB基站检测第一预设距离内是否有限高标签；

如果有，判断是否接收到安装在叉车外门架的横梁上的非接触式磁感应开关发送的开关闭合信号；其中，当安装在随货叉移动的内门架或挡货架上的磁性物质不在非接触式磁感应开关的感应区域内时，非接触式磁感应开关输出开关闭合信号；

如果收到，所述UWB基站输出报警信号给报警装置和/或输出信号给叉车控制器。

优选的，所述方法还包括：

UWB基站检测第二预设距离内是否有行人标签；如果有，UWB基站输出报警信号给报警装置和/或输出信号给叉车控制器。

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)本发明一种基于UWB技术的叉车门架防撞系统及方法，通过UWB基站判断出第一预设距离内将通过限高区域，通过非接触式磁感应开关判断出叉车门架处于起升状态并发送开关闭合信号给UWB基站，UWB基站输出报警信号给报警装置进行报警或者发送信息给叉车控制器实现叉车制动刹车，从而避免叉车门架在限高区域的撞击，提升了安全性；

(2)本发明一种基于UWB技术的叉车门架防撞系统及方法，除在限高区域安装限高标签外，还在行人上配置有行人标签，通过对两种标签配置不同的内容从而进行区分，以在检测到限高区域或行人时，输出不同的报警信息，以采取不同的应对措施，即能满足叉车门架防撞需求，也能满足行人防撞需求；

(3)本发明一种基于UWB技术的叉车门架防撞系统及方法，通过非接触式磁感应开关对长条形金属板的感应来检测叉车门架起升高度，因此通过更换不同长度的金属板即可实现叉车门架起升高度的阈值设定，成本低廉，使用方便。

附图说明

图1为本发明的基于UWB技术的叉车门架防撞系统的示意图；

图2为本发明实施例的基于UWB技术的叉车门架防撞系统的电气原理简图；

图3为本发明的门架起升高度检测原理图；

图4为本发明实施例的逻辑控制流程图；

图5为本发明实时例的包括行人标签的叉车门架防撞系统的示意图；

图6为本发明实施例的基于UWB技术的叉车门架防撞方法的流程图。

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。

参见图1所示，一方面，本发明一种基于UWB技术的叉车门架防撞系统，包括：限高标签1、UWB基站2、非接触式磁感应开关3和磁性物质4；所述限高标签1安装在需限制高度的区域；所述UWB基站2安装在叉车上；所述非接触式磁感应开关3在安装在叉车门架的固定部分；所述磁性物质4安装在随货叉移动的内门架或挡货架上；当磁性物质4不在非接触式磁感应开关3的感应区域内且UWB基站2检测到第一预设距离内有限高标签1时，UWB基站2输出报警信号给报警装置5和/或输出信号给叉车控制器6。

具体的，所述UWB基站2安装在叉车上叉车护顶架或门架上；所述非接触式磁感应开关3可以安装在叉车外门架横梁、外门架型钢等位置。

具体的，当磁性物质4处于非接触式磁感应开关3的照射区域时，非接触式磁感应开关3输出开关断开信号，否则输出开关闭合信号。磁性物质4处于非接触式磁感应开关3的照射区域意味着门架尚未超过设定的提升高度阈值，此时输出开关断开信号。当叉车门架起升高度超过设定阈值h时，即非接触式磁感应开关3无法照射到磁性物质4时，如果同时UWB基站2检测到在预设的距离范围L1内存在限高标签1，则表示叉车门架处于起升状态并准备通过限高区域，则此时UWB基站2输出报警信号给报警装置5，或者UWB基站2直接输出信号给叉车控制器6实现叉车制动刹车，从而避免了叉车门架与限高区域的撞击。

本实施例中，所述磁性物质4为长条形金属板。当长条形金属板处于非接触式磁感应开关3的照射区域时，非接触式磁感应开关3输出开关断开信号，否则输出开关闭合信号。当然，所述磁性物质4也可以是圆柱形金属块等。

本实施例中，所述报警装置5为声光报警器。

如图2所示，显示了UWB基站2与非接触式磁感应开关3、报警装置5以及叉车控制器6的连接。具体的，所述非接触式磁感应开关3的输出信号以数字量形式输入给UWB基站2，UWB基站2通过PWM信号输出给所述报警装置5，同时UWB基站2输出数字量或通信信号控制叉车控制器6，以实现通过报警装置5进行报警及控制叉车控制器6实现制动刹车。

需要说明的是，附图2只是本发明实施例的一种实现方式，具体实现时，可以是，UWB基站2通过PWM信号输出给所述报警装置5以实现报警，但不输出给叉车控制器6；也可以是，UWB基站2输出数字量或通信信号控制叉车控制器6以实现制动刹车，但不输出给报警装置5。

如图3所示，显示了非接触式磁感应开关3与长条形金属板的工作原理，当叉车门架无起升时，起升高度为零，此时非接触式磁感应开关3位于长条形金属板的最上方，当门架起升高度为h1时，非接触式磁感应开关3仍可以照射到长条形金属板，此时非接触式磁感应开关3位于长条形金属板的中间位置，当叉车门架继续起升至h2(h2大于阈值高度h)时，此时长条形金属板离开了非接触式磁感应开关3，非接触式磁感应开关3无法照射到长条形金属板，输出闭合信号，表示叉车门架起升高度超出设定阈值h。

如图4所示显示了UWB基站2的逻辑控制流程图，包括：

第一步，标签盘点，检测叉车周围是否存在标签；

第二步，判断检测标签是否为限高标签1，若是且基站与限高标签1之间距离小于设定阈值L1，则进入第三步，否则返回第一步；

第三步，检测非接触式磁感应开关3是否闭合，若是，则进入第四步，否则返回第一步；

第四步，报警装置5长鸣或刹车。

参见图5所示，所述叉车门架防撞系统还包括设置在行人身上的行人标签7；当UWB基站2检测到第二预设距离内有行人标签7时，UWB基站2输出报警信号给报警装置5和/或输出信号给叉车控制器6。

具体的，行人标签7配戴在行人身上，当UWB基站2检测到与行人标签7的距离小于等于设定阈值L2时，则输出PWM报警信号给报警装置5实现渐变报警，或者直接输出信号给叉车控制器6实现叉车限速或制动刹车。需要注意的是，通过配置行人标签7和限高标签1的内容可以对两种标签作处区分，比如，行人标签7首字母设置为A，限高标签1首字母设置为B。

参见图6所示，另一方面，本发明一种基于UWB技术的叉车门架防撞方法，包括：

S601，安装在叉车护顶架上方的UWB基站2检测第一预设距离内是否有限高标签1；

S602，如果有，判断是否接收到安装在叉车外门架的横梁上的非接触式磁感应开关3发送的开关闭合信号；其中，当安装在随货叉移动的内门架或挡货架上的磁性物质4不在非接触式磁感应开关3的感应区域内时，非接触式磁感应开关3输出开关闭合信号；

S603，如果收到，所述UWB基站2输出报警信号给报警装置5和/或输出信号给叉车控制器6。

所述叉车门架防撞方法还包括：

UWB基站2检测第二预设距离内是否有行人标签7；如果有，UWB基站2输出报警信号给报警装置5和/或输出信号给叉车控制器6。

一种基于UWB技术的叉车门架防撞方法的具体实现过程与一种基于UWB技术的叉车门架防撞系统一致，本发明实施例不再重复说明。

需要说明的是，本实施例中的步骤标识只是用来标识步骤，方法具体应用时，上述步骤可根据实际需要进行调整。

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 (10)

1.一种基于UWB技术的叉车门架防撞系统，其特征在于，包括：限高标签、UWB基站、非接触式磁感应开关和磁性物质；所述限高标签安装在需限制高度的区域；所述UWB基站安装在叉车上；所述非接触式磁感应开关在安装在叉车门架的固定部分；所述磁性物质安装在随货叉移动的内门架或挡货架上；当磁性物质不在非接触式磁感应开关的感应区域内且UWB基站检测到第一预设距离内有限高标签时，UWB基站输出报警信号给报警装置和/或输出信号给叉车控制器。

2.根据权利要求1所述的基于UWB技术的叉车门架防撞系统，其特征在于，当磁性物质不在非接触式磁感应开关的感应区域内时，非接触式磁感应开关输出开关闭合信号；当磁性物质处于非接触式磁感应开关的感应区域内时，非接触式磁感应开关输出开关断开信号。

3.根据权利要求1所述的基于UWB技术的叉车门架防撞系统，其特征在于，所述磁性物质为长条形金属板。

4.根据权利要求1所述的基于UWB技术的叉车门架防撞系统，其特征在于，所述报警装置为声光报警器。

5.根据权利要求1所述的基于UWB技术的叉车门架防撞系统，其特征在于，所述UWB基站输出PWM信号给报警装置。

6.根据权利要求1所述的基于UWB技术的叉车门架防撞系统，其特征在于，所述UWB基站输出数字量或通信信号给控制叉车控制器。

7.根据权利要求1所述的基于UWB技术的叉车门架防撞系统，其特征在于，所述叉车门架防撞系统还包括设置在行人身上的行人标签；当UWB基站检测到第二预设距离内有行人标签时，UWB基站输出报警信号给报警装置和/或输出信号给叉车控制器。

8.根据权利要求7所述的基于UWB技术的叉车门架防撞系统，其特征在于，所述UWB基站根据配置的限高标签的内容和配置的行人标签的内容对限高标签和行人标签进行区分。

9.一种基于UWB技术的叉车门架防撞方法，其特征在于，包括：

安装在叉车护顶架上方的UWB基站检测第一预设距离内是否有限高标签；

如果有，判断是否接收到安装在叉车外门架的横梁上的非接触式磁感应开关发送的开关闭合信号；其中，当安装在随货叉移动的内门架或挡货架上的磁性物质不在非接触式磁感应开关的感应区域内时，非接触式磁感应开关输出开关闭合信号；

如果收到，所述UWB基站输出报警信号给报警装置和/或输出信号给叉车控制器。

10.根据权利要求9所述的基于UWB技术的叉车门架防撞方法，其特征在于，所述方法还包括：

UWB基站检测第二预设距离内是否有行人标签；如果有，UWB基站输出报警信号给报警装置和/或输出信号给叉车控制器。