CN111056493A - 堆垛机及其货叉定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种堆垛机及其货叉定位方法。该堆垛机中的提升模块用于提升载货台，具体通过钢丝绳拉动载货台沿立柱竖直升降；而载重检测模块设于钢丝绳上，能够实时检测载货台上的货物重量；而控制器能够根据货物重量计算得到货叉的形变量，再根据形变量计算出货叉需要补偿的伸出长度，从而满足货叉取放货物的正常使用需求。上述堆垛机结构简单，便于安装，能够实现对货叉伸出长度的动态补偿，减小货叉的定位误差，提高货物放置的精度。

Description

堆垛机及其货叉定位方法

技术领域

本发明涉及自动化物料运输技术领域，特别涉及一种堆垛机及其货叉定位方法。

背景技术

目前随着自动化立体仓库在物流行业中的广泛使用，堆垛机的使用需求明显提升。

堆垛机是一种自动物料搬运机器，通过货叉进行货物的搬运、堆垛，以及从高层货架上取放货物。譬如，其中双深堆垛机比较灵活，一台堆垛机可以取放左右各两排的货架的物料，通过两个货叉的灵活切换叠加，可以取到较高位置处的货物。

然而，在实际的操作过程中，具有以下问题：请参照图1，当货叉71伸出取放料时，货物72的重量会导致货叉71产生向下弯折的形变量，因为载重的不同(取料时空载，放料时重载)，货叉71的形变量也会不同。货叉71的伸缩是根据货叉位置编码器反馈的位置进行定位的，虽然货叉编码器反馈的位置一致，但实际上，由于形变量的产生，货叉71在载货时伸出的实际长度存在较大偏差，因此货叉71在立库中频繁取放料的过程中，货叉71伸出长度的偏差不断累积，货物在货叉71上的相对位置会逐渐偏移，最终导致货叉71无法准确地伸入货架的目标位置，即无法将货物72正常送入货架的仓位内。

发明内容

本发明的目的在于提供一种堆垛机，以解决现有技术中货叉的定位误差。

本发明的目的还在于提供一种堆垛机的货叉定位方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种堆垛机，包括：机座；立柱，其设于所述机座上；载货台，其设于所述立柱上用以承载货物，所述载货台上设有货叉和驱动所述货叉水平伸缩的伸缩模块；提升模块，其通过钢丝绳连接所述载货台，用以驱动所述载货台沿所述立柱升降；载重检测模块，其设于所述钢丝绳上，用于检测所述货物的重量；控制器，其均与所述伸缩模块、提升模块和载重检测模块电连接，所述控制器根据所述载重检测模块检测出的重量计算出所述货叉的形变量，并根据所述形变量计算出所述货叉在载货状态下相对于空载状态发生位置变化后距离目标位置的补偿长度，根据所述补偿长度控制所述货叉的伸出长度，以补偿所述货物引起的所述货叉与目标位置之间的距离偏差。

根据本发明的一个实施例，所述立柱的顶端上固设有至少一定滑轮；所述钢丝绳一端与所述提升模块的驱动端连接，另一端绕过所述定滑轮向下连接所述载货台，再向上延伸通过与所述载重检测模块连接以固定在所述立柱的顶端上。

根据本发明的一个实施例，所述载重检测模块包括拉力传感器和分别设于所述拉力传感器两端的吊环；所述拉力传感器与所述控制器电连接，所述拉力传感器的下端经所述吊环与所述钢丝绳连接固定，所述拉力传感器的上端经所述吊环与所述立柱连接固定。

根据本发明的一个实施例，所述拉力传感器为板环式传感器，包括拉板主体、两个销轴和紧固螺母；所述拉板主体的上下两端分别贯通设有上销孔和下销孔，两个所述销轴分别对应穿设在所述上销孔和所述下销孔中，并通过适配的紧固螺母与所述吊环形成固定连接。

根据本发明的一个实施例，所述载重检测模块包括张力传感器、紧固螺栓和压紧块；所述张力传感器与所述控制器电连接，所述张力传感器包括壳体和分别突出设于所述壳体同一侧上的两个承托部，各所述承托部上设有用于卡住所述钢丝绳的卡槽，所述压紧块套设于所述壳体的外周，并位于两所述承托部之间，所述压紧块与所述壳体之间具有供所述钢丝绳穿过的间隙，所述压紧块与所述紧固螺栓连接以箍紧所述钢丝绳。

根据本发明的一个实施例，所述载货台具有载货台主体，所述载货台主体的上表面形成一凹槽，所述伸缩模块对应收容于所述凹槽内；所述伸缩模块包括滑动部和伸缩驱动电机，所述货叉固定设于所述滑动部上，所述伸缩驱动电机连接并驱动所述滑动部运动，从而带动所述货叉伸缩，所述伸缩驱动电机与所述控制器电连接。

根据本发明的一个实施例，所述载货台上设有动滑轮和滚轮组；所述载货台主体的相对两侧分别突出形成延伸部，两所述延伸部平行间隔，两所述延伸部之间形成收容空间，两所述延伸部相对的表面上分别设有所述滚轮组，所述动滑轮固定于所述载货台主体上并位于所述收容空间中，所述钢丝绳绕设于所述动滑轮上；所述立柱上具有两个沿竖向延伸的滑轨，所述立柱穿过所述收容空间，各所述滑轨与所述滚轮组对应连接形成滑动配合。

根据本发明的一个实施例，还包括过载和松绳保护模块；所述过载和松绳保护模块的一端与所述立柱的顶端连接固定，另一端通过钢丝绳与所述载重检测模块连接固定，所述过载和松绳保护模块具有检测开关，所述检测开关分别与所述提升模块和所述载重检测模块电连接，用于在钢丝绳承受的拉力大于过载预定拉力值或者小于松绳预定拉力值时切断提升模块的电源。

根据本发明的一个实施例，所述过载和松绳保护模块包括上触动部、下固定部、连接轴、弹簧和保护开关；所述连接轴连接于所述下固定部和所述上触动部之间，所述弹簧套设于所述连接轴上，所述下固定部贴设于所述立柱上，且所述下固定部的下端与所述钢丝绳连接固定，所述检测开关为保护开关，所述保护开关设于所述上触动部旁，所述上触动部具有能够被所述保护开关抵接而触发的动触点，所述保护开关与所述提升模块电连接。

根据本发明的一个实施例，所述提升模块设于所述机座上，包括提升电机和卷筒；所述钢丝绳绕设于所述卷筒上，所述钢丝绳的一端与所述提升电机的驱动端连接，另一端绕过所述立柱的顶端以与所述载货台连接。

本实施例还提供一种堆垛机的货叉定位方法，包括以下步骤：控制器通过载重检测模块获得货物的重量；根据所述货物的重量和所述货物重量与所述货叉的形变量之间的对应关系，计算出所述货叉的形变量；根据货叉的形变量，确定所述货叉在载货状态下相对于空载状态发生位置变化后距离目标位置的补偿长度；控制所述货叉向前伸出，并使伸出的长度为所述补偿长度与所述货叉处于空载状态下的原伸出长度之和。

根据本发明的一个实施例，在控制器通过载重检测模块获得货物的重量的步骤中包括：控制器通过所述载重检测模块中的拉力传感器获取钢丝绳的拉力值，并根据所述拉力值计算出货物的重量。

根据本发明的一个实施例，所述货物的重量与所述货叉的形变量之间的对应关系近似为线性相关；所述货叉的形变量与所述货叉的补偿长度之间近似为线性相关关系。

根据本发明的一个实施例，根据货叉的形变量，确定所述货叉在载货状态下相对于空载状态发生位置变化后距离目标位置的补偿长度的步骤包括：控制器根据货物重量判断货叉是否重载；根据货物重量计算得到货叉的形变量，根据货叉的形变量确定货叉在载货状态下相对于空载状态发生位置变化后距离目标位置的补偿长度；根据补偿长度换算到电机的前进距离进行长度补偿；确定不进行长度补偿。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种堆垛机至少具有如下优点和积极效果：

该堆垛机中的提升模块用于提升载货台，具体通过钢丝绳拉动载货台沿立柱竖直升降；而载重检测模块设于钢丝绳上，能够实时检测载货台上的货物重量；而控制器能够根据货物重量计算得到货叉的形变量，再根据形变量计算出货叉需要补偿的伸出长度，从而满足货叉取放货物的正常使用需求。具体的，货叉在载货时，由于受到货物的重力会产生向下折弯的形变，在货叉的伸出长度未变的情况下，货叉呈向下倾斜状的伸出末端与指定的货物放下的目标位置之间出现间隙。而控制器根据形变量，能够算出消除该间隙的货叉的补偿长度。货叉在获得补偿长度后，其伸出的长度加长了，能够伸至目标位置，从而将货物安全地放入货架上。上述堆垛机结构简单，便于安装，能够实现对货叉伸出长度的动态补偿，减小货叉的定位误差，提高货物放置的精度。

本发明还提供一种堆垛机的货叉定位方法，包括控制器获得货物重量、确定货叉的补偿长度、控制货叉伸出的长度为补偿长度和原伸出长度之和等步骤，以有效地补偿货叉的定位误差，提高货叉的定位精度，方便用户盘点货物以及立体仓库的内部循环调度，大幅度地提高了堆垛机在复杂环境中的适应能力。

附图说明

图1为现有技术中货叉受货物的重力产生向下折弯的形变示意图。

图2为本发明实施例一中堆垛机的结构示意图。

图3为本发明实施例一中提升模块与载货台的连接示意图。

图4为本发明实施例一中载货台的结构示意图。

图5为本发明实施例一中载重检测模块的结构示意图。

图6为本发明实施例一中拉力传感器的结构示意图。

图7为本发明实施例二中堆垛机的结构示意图。

图8为本发明实施例二中载重检测模块的结构示意图。

图9为本发明实施例二中张力传感器的结构示意图。

图10为本发明实施例中堆垛机的货叉定位方法的流程图。

图11是图10对应实施例的步骤150在一实施例中的流程图。

图12是根据一示例性实施例示出的本发明的工作环境的示意图。

附图标记说明如下：100、堆垛机；1、机座；11、立柱；101、正面；102、背面；13、上横梁；15、定滑轮；17、滑轨；2、电控柜；3、提升模块；31、提升电机；33、卷筒；35、钢丝绳；4、载货台；40、载货台主体；401、凹槽；402、延伸部；403、收容空间；41、货叉；43、伸缩模块；431、滑动部；433、伸缩驱动电机；45、动滑轮；47、滚轮组；49、导向轮；5、载重检测模块；51、拉力传感器；511、拉板主体；501、上销孔；502、下销孔；513、销轴；515、紧固螺母；517、吊环；6、过载和松绳保护模块，61、上触动部；63、下固定部；65、连接轴；67、弹簧；8、载重检测模块；81、张力传感器；811、壳体；813、承托部；801、卡槽；83、紧固螺栓；85、压紧块。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

堆垛机具体实施方式一

以下将结合附图对本发明的一种堆垛机100及其货叉41定位方法加以说明。

请具体参照图2，堆垛机100主要包括机座1、立柱11、载货台4、提升模块3、载重检测模块5，以及控制器。本实施例中的堆垛机100通过提升模块3将载货台4上的货物升降，通过载重检测模块5获取货物的重量，进而通过控制器根据货物的重量和货叉41的变形量之间的对应关系，以定位货叉41的实时位置，能够补偿货叉41的伸出长度的偏差，从而提高了货叉41的定位精度及存放货物的精准度。

堆垛机100的机座1为呈长条状的中空箱型结构，因此机座1也称之为下横梁。通常机座1上还配置有走行轮和相应的驱动装置，从而实现堆垛机100整体在立体仓库内的搬运作业。

立柱11竖立于机座1上。立柱11的底端与机座1连接固定，立柱11的顶端上固设有上横梁13和定滑轮15组。上横梁13的长度方向与下横梁的长度方向一致，定滑轮15组包括两个沿上横梁13的长度方向间隔设置的定滑轮15，定滑轮15供钢丝绳35绕设。以图2的视图方向为基准，立柱11具有在机座1的长度方向上相对的两个侧面，以下为了更方便直观地描述，将这两个侧面分别称为立柱11的正面101与背面102。立柱11在靠近正面101的左右两侧分别对应设有两条滑轨17，各滑轨17沿立柱11的竖向延伸。

电控柜2固定安装在立柱11的背面102处，即在机座1上远离载货台4的一侧。电控柜2内安装有控制器、变频器、变送器等其他电气元件，其中变频器分别与控制器和提升模块3电连接，而变送器能够将传感器的测量信号转变为可被控制器识别的标准信号。控制器用于根据载货台4的升降状态发出控制信号，控制变频器驱动提升模块3。

提升模块3通过支架固定设于电控柜2的上端。提升模块3通过钢丝绳35连接载货台4，以驱动载货台4沿立柱11的滑轨17竖直升降。具体地，提升模块3主要包括提升电机31和卷筒33。钢丝绳35卷绕于卷筒33上，钢丝绳35的一端与提升电机31的驱动端连接，另一端向上延伸绕过立柱11顶端的定滑轮15，再向下延伸绕过载货台4的动滑轮45(动滑轮45的具体结构在后续的图4中出现)，最后向上延伸通过与载重检测模块5连接以固定在上横梁13。

请一并参照图3和图4，载货台4设于立柱11的正面101上。载货台4包括载货台主体40、货叉41、伸缩模块43、动滑轮45和滚轮组47。其中，货叉41具有两根平行的水平杆以共同承载货物，而伸缩模块43连接并驱动货叉41水平伸缩。

具体地，载货台主体40近似L形，其沿水平延伸的一端较长，该端的上表面凹陷形成一凹槽401，伸缩模块43对应收容于凹槽401内。伸缩模块43包括两个相对设置的滑动部431和与滑动部431传动连接的伸缩驱动电机433。伸缩驱动电机433与控制器电连接。货叉41固定设于滑动部431上。滑动部431能够在伸缩驱动电机433的驱动下，带动货叉41作伸缩运动。在本实施例中，滑动部431可以是滑块和适配的导轨。

载货台主体40具有沿竖向延伸的一端，该端的相对两侧分别突出形成延伸部402。两延伸部402平行间隔，两延伸部402之间形成一收容空间403。动滑轮45位于收容空间403中，并固定在载货台主体40与立柱11背面102相对的表面上，动滑轮45供钢丝绳35绕设。两延伸部402相对的表面上分别设有滚轮组47。且两延伸部402的顶部分别设有导向轮49。立柱11的前侧穿过收容空间403，两个滚轮组47的滚轮和导向轮49分别与立柱11的两滑轨17适配形成滑动配合。

过载和松绳保护模块6设于上横梁13上，通过钢丝绳35与载重检测模块5连接，用于防止载货台4突然坠落或者承受过重的货物。

过载和松绳保护模块6包括上触动部61、下固定部63、连接轴65、弹簧67和保护开关(图3中未示出)。连接轴65连接于下固定部63和上触动部61之间，弹簧67套设于连接轴65上。下固定部63固设于上横梁13，且下固定部63的下端与钢丝绳35连接固定。上触动部61能够上下移动，上触动部61具有能够被保护开关抵接而触发的动触点。保护开关固设于上横梁13，并靠近上触动部61。保护开关与提升电机31电连接。当保护开关触碰到上触动部61的动触点，当钢丝绳35承受的实时拉力大于货物重量过载时所预定的一拉力值时，或者钢丝绳35承受的实时拉力小于钢丝绳35处于松弛状态所预定的一拉力值时，保护开关均会触碰到上触动部61的动触点，从而自动切断提升电机31的电源，停止载货台4的升降。

请一并参照图5和图6，载重检测模块5设于钢丝绳35上，用于检测载货台4上的货物的重量。具体地，载重检测模块5主要包括拉力传感器51和分别设于拉力传感器51两端的吊环517。拉力传感器51的下端通过吊环517与钢丝绳35连接固定，以拉动下方的载货台4；拉力传感器51的上端亦通过吊环517与上横梁13连接固定。拉力传感器51与控制器电连接。

在本实施例中，拉力传感器51具体为板环式传感器，包括拉板主体511、两个销轴513和紧固螺母515。拉板主体511呈矩形板状结构，其上下两端分别贯通设有上销孔501和下销孔502。两个销轴513分别对应穿设在上销孔501和下销孔502中。各吊环517相对分离的两端分别套设于各销轴513伸出销孔的两端上。进一步地，销轴513的两端通过适配的紧固螺母515与吊环517形成固定连接。拉板主体511中间的开槽内安装有拉力传感器51的核心部件弹性体。拉板主体511两端的拉力能够传递到弹性体上，弹性体发生弹性变形，从而引起电信号的变化，进而测量出拉力的大小。

需要说明的是，由于动滑轮45的作用，载货台4和货物是由两根钢丝绳35吊起的。拉力传感器51设于单根钢丝绳35上，其测量得到的拉力值为载货台4和货物的总重量的二分之一。控制器根据拉力值算出总重量，再将总重量减去载货台4的重量，可得到货物的重量。

控制器均与伸缩模块43、提升模块3、载重检测模块5电连接。控制器能够输出控制各模块的信号，从而控制货叉41将货物在货架之间准确搬运。

由于货叉41受到货物所压产生向下折弯的形变，货叉41的伸出末端与货物的目标位置之间出现间隙。而控制器能够根据载重检测模块5检测出的重量计算出货叉41的形变量，并根据形变量，计算出货叉41在载货状态下相对于空载状态发生位置变化后距离目标位置的补偿长度，根据补偿长度通过伸缩驱动电机433控制货叉41的伸出长度，货叉41伸出的长度得以加长，补偿了货物引起货叉41的位置偏移量，货叉41能够伸至目标位置，从而将货物安全地放入货架上。

堆垛机具体实施方式二

请一并参照图7至图9，本实施例与第一个实施例不同的是：载重检测模块8主要包括张力传感器81、紧固螺栓83和压紧块85。

在本实施例中，张力传感器81包括壳体811和分别突出设于壳体811同一侧上的两个承托部813，各承托部813上设有用于卡住钢丝绳35的卡槽801，压紧块85套设于壳体811的外周，并位于两承托部813之间，压紧块85与壳体811之间具有供钢丝绳35穿过的间隙，压紧块85与紧固螺栓83连接以箍紧钢丝绳35。在工作过程中，由于紧固螺栓83的作用，钢丝绳35保持张紧状态。钢丝绳35在张紧时对承托部813具有压力，该压力对张力传感器81形成剪切力，张力传感器81采集并记录该剪切力的电信号，从而测得钢丝绳35的拉力值。张力传感器81与控制器电连接。控制器根据拉力值算出载货台4的总重量，在将总重量减去载货台4的重量，最终得到货物的重量。

控制器根据张力传感器81检测出的重量计算出货叉41的形变量，并根据形变量，计算出货叉41在载货状态下相对于空载状态发生位置变化后距离目标位置的补偿长度，根据补偿长度控制货叉41的伸出长度，货叉41在货叉41伸出的长度加长了，补偿了货物引起货叉41的位置偏移量，货叉41能够伸至目标位置，从而将货物安全地放入货架上。

需要说明的是，本发明的载重检测模块中的传感器的类型不限于上述的拉力传感器51和张力传感器81，还可以是S型拉力传感器、称重传感器等其他。

接下来请参照图10，其所示为本发明的堆垛机100的货叉定位方法的流程图，具体包括以下步骤：

步骤110：控制器通过载重检测模块5获得货物的重量。

该步骤具体为控制器通过载重检测模块5中的拉力传感器51获取货物重量对应的电流值，并根据所述电流值计算出货物的重量。

载重检测模块5中的拉力传感器51设于钢丝绳35上，能够实时采集到钢丝绳51的拉力值。该拉力值为模拟量信号，变送器将拉力值的模拟量信号转换为控制器可识别的电流模拟量信号。控制器通过模拟量模块周期性采集上述电流模拟量信号，并将该电流模拟量信号转换成数字信号，以进行后续的货物重量计算。由于动滑轮45的作用，载货台4和货物是由两根钢丝绳35吊起的。拉力传感器51设于单根钢丝绳35上，其测量得到的拉力值为载货台4和货物的总重量的二分之一，可以用公式表示F＝1/2G，其中F表示拉力值，G表示载货台和货物的总重量。控制器将拉力值的数字信号F代入上述公式可计算得到总重量G，控制器将总重量G减去载货台的重量即可得到货物的重量。

并且，货物的重量是连续型数据，控制器能够通过拉力传感器51能够连续的或者周期性的采集重量值，以便于对货物的重量进行实时或周期性的检测，从而监测货叉41在载货时与空载时的工作状态。

步骤130：根据货物的重量与货叉41的形变量之间的对应关系，计算出货叉41的形变量。

货叉在承受货物的状态下，由于货物的重力导致自身的形状发生变化，由空载状态的水平状变得向下折弯状。具体表现为，货叉的形变可以引起货叉同时发生了在高度方向上和水平方向上的位置偏移。

货物重量和货叉的形变量之间存在对应关系。例如，该对应关系可以是近似线性关系，即货叉的形变量随货物重量的增加而增加，例如，该对应关系可以用函数来表示V＝kf(g),其中，V表示货物的形变量，g表示货物重量，k表示系数，在测得重量g的情况下，控制器通过货物重量和货叉的形变量之间的关系，可以计算得到形变量的值。

步骤150：根据货叉41的形变量，确定货叉41在载货状态下相对于空载状态发生位置变化后距离目标位置的补偿长度。

请参照图11，货叉41在空载状态时近呈水平状，此时货叉41伸出的空载长度L1能够保证货叉41伸至货物的目标位置。即，控制器能够根据货叉41的空载长度L1，确定货物的目标位置。进一步地，控制器能够根据货叉41的形变量，确定货叉41的伸出端部偏移后的实际位置。控制器在确定了目标位置和实际位置后，能够计算出两个位置之间的距离，控制器再根据该距离计算出货叉41沿自身长度方向进一步地伸长的长度，即补偿长度L2，获得补偿长度L2后的货叉41能够伸至目标位置，以补偿货叉41在沿长度方向上的位移偏差值。

货叉的形变量和货叉的补偿长度之间存在对应关系。例如，该对应关系可以是近似线性关系，即货叉的补偿长度随形变量的增加而增加。例如该对应关系可以用函数L2＝nf(r)来表示，其中，L2表示货叉的补偿长度，r表示货叉的形变量，n表示系数，在测得形变量r的情况下，控制器上述函数可以计算得到补偿长度L2的值。

基于此，当货物重量为500kg，控制器能够计算出的补偿长度为1.5mm；货物重量为800kg，补偿长度为4mm；货物重量为1100kg，补偿长度为6mm。

步骤170：控制器控制货叉41向前伸出，并使伸出的长度为补偿长度与货叉41处于空载状态下的原伸出长度之和。

控制器能够根据货叉41的补偿长度进而控制货叉41的伸缩运动，即控制与货叉41对应的驱动伸缩电机的旋转运动。控制器将增加补偿长度的控制信号发送至变频器。变频器根据控制指令输出控制驱动伸缩电机的转速、转矩以及停止，从而使得货叉41能够在驱动伸缩电机的驱动下，伸入至目标位置。

在一实施例中，如图12所示，步骤150包括：

步骤1510：控制器根据货物重量判断货叉是否重载，若是，则执行步骤1530，若否，则执行步骤1550。

控制器对拉力传感器的拉力值进行分析处理，并计算得到货物重量，从而判断货叉41的工作状态是否为重载。其判断的依据是：当货物的重量较轻，比如货物的重物为2kg时，其对应的拉力值较小，控制器将该拉力值与设定的拉力值进行比较，该拉力值小于设定拉力值，则判断为此时的货叉并未重载。当货物的重量为100kg，其对应的拉力值较大，该拉力值超过设定的拉力值，货叉的位置明显地发生变化，控制器确定货叉重载，进而根据该形变量计算出补偿长度。

步骤1530：根据货物重量计算得到货叉的形变量，根据货叉的形变量确定货叉在载货状态下相对于空载状态发生位置变化后距离目标位置的补偿长度。

控制器通过货物重量和货叉的形变量之间的近似线性关系，可以计算得到货叉的形变量。控制器根据货叉的形变量与货叉的补偿长度之间的近似线性关系，可以计算得到补偿长度。

当货叉41处于重载状态，此时货叉41伸出时会因货物重力发生变形，货叉41的伸出端部与货物的目标位置之间具有距离，该距离与货叉41的补偿长度相关。控制器根据该距离计算出货叉41沿自身长度方向进一步地伸长的长度，即补偿长度L2。

步骤1550：根据补偿长度换算到电机的前进距离进行长度补偿。

控制器根据补偿长度换算到伸缩电机的前进距离，并控制伸缩电机将货叉在原有长度的基础上伸长了补偿长度L2，确保货叉伸至目标位置，以补偿货叉41在沿长度方向上的位移偏差值。

步骤1570：确定不进行长度补偿(不进行补偿长度的计算)。

在货叉处于空载时，或者在货物重量较轻的情况下，由于形变量较小，货叉41伸出的空载长度能够保证货叉41伸至货物的目标位置，无需增加补偿长度，因此控制器不会根据上述形变量计算出长度补偿。

综上所述，本发明提供的一种堆垛机100至少具有如下优点和积极效果：

其控制器能够根据货物重量计算得到货叉41的形变量，再根据形变量计算出货叉41需要补偿的伸出长度，从而满足货叉41取放货物的正常使用需求。具体的，货叉41在载货时，由于受到货物的重力会产生向下折弯的形变，在货叉41的伸出长度未变的情况下，货叉41呈向下倾斜状的伸出末端与指定的货物放下的目标位置之间出现间隙。而控制器根据形变量，能够算出消除该间隙的货叉41的补偿长度。货叉41在获得补偿长度后，其伸出的长度加长了，能够伸至目标位置，从而将货物安全地放入货架上。上述堆垛机100结构紧凑，易于加工制造，安全可靠，便于安装，能够实现对货叉41伸出长度的动态补偿，提高了货物放置时的精度，算法安全可靠，更填补了堆垛机100行业货叉41定位误差消除方案的空白。长远意义在于，随着堆垛机100在物流自动化领域应用的大幅提升，特别是对于重载堆垛机100的大量应用，通过有效地补偿货叉41的伸出长度的偏差，确保货物被准确地送入至货架上的目标位置，方便用户盘点货物以及立体仓库的内部循环调度，大幅度地提高了堆垛机100在复杂环境中的适应能力。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (14)

1.一种堆垛机，其特征在于，包括：

机座；

立柱，其设于所述机座上；

载货台，其设于所述立柱上用以承载货物，所述载货台上设有货叉和驱动所述货叉水平伸缩的伸缩模块；

提升模块，其通过钢丝绳连接所述载货台，用以驱动所述载货台沿所述立柱升降；

载重检测模块，其设于所述钢丝绳上，用于检测所述货物的重量；

控制器，其均与所述伸缩模块、提升模块和载重检测模块电连接，所述控制器根据所述载重检测模块检测出的重量计算出所述货叉的形变量，并根据所述形变量计算出所述货叉在载货状态下相对于空载状态发生位置变化后距离目标位置的补偿长度，根据所述补偿长度控制所述货叉的伸出长度，以补偿所述货物引起的所述货叉与目标位置之间的距离偏差。

2.根据权利要求1所述的堆垛机，其特征在于：

所述立柱的顶端上固设有至少一定滑轮；

所述钢丝绳一端与所述提升模块的驱动端连接，另一端绕过所述定滑轮向下连接所述载货台，再向上延伸通过与所述载重检测模块连接以固定在所述立柱的顶端上。

3.根据权利要求2所述的堆垛机，其特征在于：

所述载重检测模块包括拉力传感器和分别设于所述拉力传感器两端的吊环；

所述拉力传感器与所述控制器电连接，所述拉力传感器的下端经所述吊环与所述钢丝绳连接固定，所述拉力传感器的上端经所述吊环与所述立柱连接固定。

4.根据权利要求3所述的堆垛机，其特征在于：

所述拉力传感器为板环式传感器，包括拉板主体、两个销轴和紧固螺母；

所述拉板主体的上下两端分别贯通设有上销孔和下销孔，两个所述销轴分别对应穿设在所述上销孔和所述下销孔中，并通过适配的紧固螺母与所述吊环形成固定连接。

5.根据权利要求2所述的堆垛机，其特征在于：

所述载重检测模块包括张力传感器、紧固螺栓和压紧块；

所述张力传感器与所述控制器电连接，所述张力传感器包括壳体和分别突出设于所述壳体同一侧上的两个承托部，各所述承托部上设有用于卡住所述钢丝绳的卡槽，所述压紧块套设于所述壳体的外周，并位于两所述承托部之间，所述压紧块与所述壳体之间具有供所述钢丝绳穿过的间隙，所述压紧块与所述紧固螺栓连接以箍紧所述钢丝绳。

6.根据权利要求1所述的堆垛机，其特征在于：

所述载货台具有载货台主体，所述载货台主体的上表面形成一凹槽，所述伸缩模块对应收容于所述凹槽内；

所述伸缩模块包括滑动部和伸缩驱动电机，所述货叉固定设于所述滑动部上，所述伸缩驱动电机连接并驱动所述滑动部运动，从而带动所述货叉伸缩，所述伸缩驱动电机与所述控制器电连接。

7.根据权利要求6所述的堆垛机，其特征在于：

所述载货台上设有动滑轮和滚轮组；

所述载货台主体的相对两侧分别突出形成延伸部，两所述延伸部平行间隔，两所述延伸部之间形成收容空间，两所述延伸部相对的表面上分别设有所述滚轮组，所述动滑轮固定于所述载货台主体上并位于所述收容空间中，所述钢丝绳绕设于所述动滑轮上；

所述立柱上具有两个沿竖向延伸的滑轨，所述立柱穿过所述收容空间，各所述滑轨与所述滚轮组对应连接形成滑动配合。

8.根据权利要求1所述的堆垛机，其特征在于：

还包括过载和松绳保护模块；

所述过载和松绳保护模块的一端与所述立柱的顶端连接固定，另一端通过钢丝绳与所述载重检测模块连接固定，所述过载和松绳保护模块具有检测开关，所述检测开关分别与所述提升模块和所述载重检测模块电连接，用于在钢丝绳承受的拉力大于过载预定拉力值或者小于松绳预定拉力值时切断提升模块的电源。

9.根据权利要求8所述的堆垛机，其特征在于：

所述过载和松绳保护模块包括上触动部、下固定部、连接轴、弹簧和保护开关；

所述连接轴连接于所述下固定部和所述上触动部之间，所述弹簧套设于所述连接轴上，所述下固定部贴设于所述立柱上，且所述下固定部的下端与所述钢丝绳连接固定，所述检测开关为保护开关，所述保护开关设于所述上触动部旁，所述上触动部具有能够被所述保护开关抵接而触发的动触点，所述保护开关与所述提升模块电连接。

10.根据权利要求1所述的堆垛机，其特征在于：

所述提升模块设于所述机座上，包括提升电机和卷筒；

所述钢丝绳绕设于所述卷筒上，所述钢丝绳的一端与所述提升电机的驱动端连接，另一端绕过所述立柱的顶端以与所述载货台连接。

11.一种堆垛机的货叉定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

控制器通过载重检测模块获得货物的重量；

根据所述货物的重量和所述货物重量与所述货叉的形变量之间的对应关系，计算出所述货叉的形变量；

根据货叉的形变量，确定所述货叉在载货状态下相对于空载状态发生位置变化后距离目标位置的补偿长度；

控制所述货叉向前伸出，并使伸出的长度为所述补偿长度与所述货叉处于空载状态下的原伸出长度之和。

12.根据权利要求11所述的货叉定位方法，其特征在于，在控制器通过载重检测模块获得货物的重量的步骤中包括：

控制器通过所述载重检测模块中的拉力传感器获取货物重量对应的电流值，并根据所述电流值计算出货物的重量。

13.根据权利要求11所述的货叉定位方法，其特征在于：

所述货物的重量与所述货叉的形变量之间的对应关系近似为线性相关；所述货叉的形变量与所述货叉的补偿长度之间近似为线性相关关系。

14.根据权利要求11所述的货叉定位方法，其特征在于，根据货叉的形变量，确定所述货叉在载货状态下相对于空载状态发生位置变化后距离目标位置的补偿长度的步骤包括：

控制器根据货物重量判断货叉是否重载；

根据货物重量计算得到货叉的形变量，根据货叉的形变量确定货叉在载货状态下相对于空载状态发生位置变化后距离目标位置的补偿长度；

根据补偿长度换算到电机的前进距离进行长度补偿；

确定不进行长度补偿。

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