CN111183110A - 装卸机的控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制装卸机中的致动装置的控制方法，方法包括：将表示响应于移动请求信号执行或要执行的移动速度的量值与表示最大授权速度的阈值进行比较(24)；以及根据所述比较的结果来控制致动装置，以便：只要表示执行或要执行的移动速度的量值小于所述阈值，就执行或维持(25)装卸臂的移动，并且只要表示执行或要执行的移动速度的量值大于所述阈值，就阻止或停止(26)装卸臂的移动。

Description

装卸机的控制

技术领域

本发明涉及装卸机领域，装卸机包括通常用于布置在地面上的主体、用于接收必须移动的有效载荷的至少一个装卸臂以及构造成执行装卸臂相对于主体的移动的致动装置，并且本发明特别涉及可移动的装卸机。

这种装卸机特别地可以以具有伸缩臂的卡车、叉式装卸车、升降起重机、机械挖掘机、铲斗装载机或其它形式来生产。

背景技术

在装卸机领域，一些国家决定采用一标准，该标准规定制造商在监测和控制这种装卸机在其操作期间的稳定性方面遵守特定要求。

在正进行操作的装卸机的稳定性方面起作用的力涉及重力和惯性力两者，重力也称为静态载荷，即，装卸机的装卸臂、有效载荷、主体和/或其它元件的重量，惯性力也称为动态载荷，即，由于操作期间进行的移动、特别是装卸臂和有效载荷相对于主体的移动而在装卸机的装卸臂、有效载荷、主体和/或其它元件之间传递的加速度。

对惯性力的限制可以通过限制装卸机的部件的移动速度来固有地获得。因此，标题为“工业卡车-自推进式可变范围卡车的安全性”的欧洲标准EN 1459:1998规定并限制了运输臂的最大下降速度。特别是，该标准做出规定以限制该速度，使得装载有最大有效载荷的装卸臂的突然停止不会导致装卸机倾覆，同时容许装卸机的后轮暂时抬高。

然而，对速度施加永久性限制将会削弱在装卸机领域寻求的工作效率目标。因此，对速度的永久性限制不能构成对于监测和控制操作中的装卸机的稳定性问题的令人满意的一般解决方案。

用于减小由装卸臂和有效载荷施加在主体上的惯性力的另一众所周知的解决方案涉及自动减慢装卸臂的移动，特别是当所述臂接近移动位置的末端时。在出版物GB-A-1403046、US-A-4006347、EP-A-0059901、US-A-5333533、US-A-5119949和GB-A-2390595中特别描述了这种类型的解决方案。

在US-A-5333533中，通过存储在装卸机的控制单元中的工作程序来限定靠近移动末端的区域。该程序限定了装卸臂相对于装卸机主体的行进位置的末端以及在行进位置末端附近的预定区域，在该预定区域中移动自动减慢。除了提高装卸机的稳定性之外，还教导了在靠近移动末端的区域中减慢装卸臂所产生的其它益处：减小装卸臂及其液压致动器的疲劳和磨损，改善操作者的舒适度。

在EP-A-0059901中，还通过存储在装卸机的控制单元中的梯子或装卸臂的行进位置末端来限定靠近移动末端的区域。这些行进位置末端还根据由梯子或装卸臂携带的有效载荷来限定，以对应于车辆的稳定性限制。

在GB-A-140304、US-A-4006347、US-A-5119949或GB-A-2390595中，通过测量表示施加在装卸机上的力矩的载荷来限定靠近移动末端的区域。

文献EP-A-2733110以与前述文献类似的方式描述了一种装卸机，其中在紧急情况下利用自动校正措施(包括例如降低或缩短伸缩吊臂)自动地控制和修改装卸臂的移动。

文献EP-A-2736833描述了一种装卸机，其中在装卸臂的每个位置以低于预定最大移动速度的速度控制并维持装卸臂的移动。

文献EP-A-2263965描述了一种装卸机，其中测量装卸机在地面上的移动速度，以使装卸机的某些命令无效。

文献P-A-2005273262和JP-A-563114730利用上面已经描述的操作原理。

发明内容

前述现有技术具有如下缺点：至少在靠近移动末端的区域中，剥夺了操作员有效控制装卸臂的移动速度的能力，这会增加他们执行装卸臂的精确定位的难度并且可能会限制他们对经验和操作能力的获取。

本发明的一个目的是提供适于由装卸机操作员执行对移动的有效控制且同时确保对装卸机稳定性的可靠控制的控制方法和系统。

为此，本发明提供一种装卸机，包括：

主体；

装卸臂，其用于接收必须移动的载荷；

致动装置，其被构造成执行装卸臂相对于主体的移动；

控制部件，其能由使用者操作以生成用于指导致动装置的移动请求信号，以由致动装置响应于移动请求信号执行或停止装卸臂的移动，移动请求信号具有表示要执行的移动速度的属性，控制部件能由使用者操作，以便从分别表示多个速度值和停止状态的多个属性值中调整移动请求信号的属性；

控制单元，其被构造成将表示响应于移动请求信号执行或要执行的移动速度的量值与表示最大授权速度的阈值进行比较，并根据所述比较的结果来控制致动装置，以便：

只要表示执行或要执行的移动速度的量值小于所述阈值，就执行或维持装卸臂的移动；并且

只要表示执行或要执行的移动速度的量值大于所述阈值，就阻止或停止装卸臂的移动。

本发明还提供一种用于控制装卸机中的致动装置的控制方法，装卸机包括主体以及用于接收必须移动的载荷的装卸臂，致动装置被构造成执行装卸臂相对于主体的移动；

方法包括：

将表示响应于移动请求信号执行或要执行的移动速度的量值与表示最大授权速度的阈值进行比较；以及

根据所述比较的结果来控制致动装置，以便：

只要表示执行或要执行的移动速度的量值小于所述阈值，就执行或维持装卸臂的移动；并且

只要表示执行或要执行的移动速度的量值大于所述阈值，就阻止或停止装卸臂的移动。

凭借这些特征，总是依照由操作员生成的移动请求来执行由装卸机执行的装卸臂的移动，但是当操作员的请求导致或将会导致超过表示最大授权速度的阈值时，不执行或中断该移动。换言之，控制单元充当全有或全无过滤器，其执行或允许执行满足授权准则的移动请求，但是阻止或取消不满足授权准则的移动请求的执行。由于是这种情况，所以控制单元不需要修改由操作员发送的移动请求，这使他们可以有效控制这些请求，特别是在速度方面。

根据实施例，装卸机或控制方法可以包括以下特征中的一个或多个。

表示最大速度的阈值可以以各种方式来确定，特别是目的在于排除涉及过度移动量(即，装卸机不能在不产生不稳定性风险的情况下吸收或消散的移动量)的移动。

根据一个实施例，装卸机进一步包括：倾覆力矩指示传感器，倾覆力矩指示传感器用于测量指示施加在主体上的相对于倾覆轴线的倾覆力矩的量值。

这种倾覆力矩指示传感器的使用允许控制单元考虑与在给定瞬间的倾覆力矩有关的信息。这样倾覆力矩指示传感器可以以各种方式进行布置，以测量各种量值。根据一个实施例，倾覆力矩指示传感器包括引伸计，例如，对装卸机和/或装卸臂的悬架的轴的变形(轴上的两个独立极限之间的长度变化)敏感的引伸计。根据一个实施例，倾覆力矩指示传感器包括位于臂的致动装置中的压力传感器，例如，布置在致动装置的缸体上的压力传感器。根据另一实例，倾覆力矩指示传感器可以是如EP-A-1532065中提到的载荷传感器。倾覆力矩指示传感器也可以以测量系统的形式来生产，该测量系统包括：多个传感器，其测量多个物理量值；以及处理单元，其用于以指示倾覆力矩的量值的形式组合这些测量值。

根据一个实施例，装卸机进一步包括阈值确定模块，阈值确定模块被构造成根据由倾覆力矩指示传感器产生的测量信号来确定表示最大授权速度的阈值。根据一个实施例，当倾覆力矩增加时，表示最大授权速度的阈值具有下降趋势。

根据一个实施例，倾覆力矩指示传感器布置在主体的与响应于移动请求信号执行或要执行的移动的方向相反地旋转的端部上，并且由倾覆力矩指示传感器测得的量值在与倾覆力矩相反的方向上移动。这样的实施例例如在引伸计测量装卸臂朝向车辆前部延伸的装卸车辆的后轴变形的情况中示出。

根据一个实施例，倾覆力矩指示传感器布置在主体的朝向响应于移动请求信号执行或要执行的移动的方向旋转的端部上，并且由倾覆力矩指示传感器测得的量值在与倾覆力矩相同的方向上移动。这样的实施例例如在引伸计测量装卸臂也朝向车辆前部延伸的装卸车辆的前轴变形的情况中示出。

由致动装置执行的装卸臂的移动类型可以是不同的，例如使平移移动或旋转移动。根据优选实施例，致动装置被构造成执行装卸臂围绕轴线的枢转移动，轴线相对于主体基本上是水平的。

装卸臂可以相对于主体具有一个或多个自由度。当与这些相应的移动自由度相关联的多个致动装置存在若干个移动自由度时，各种致动装置不一定全部以相同的方式控制。特别地，本文中描述的控制系统优选地应用于对装卸机的稳定性有较大影响的一个或多个移动自由度。

用于控制装卸机和/或通知倾覆风险的表示速度的量值可以以各种方式来确定。

根据一个实施例，控制单元被构造成接收由控制部件生成的移动请求信号。在该情况下，控制单元可以考虑移动请求信号的属性(例如，其幅值、频率、持续时间或任何其它预定义的属性)作为表示要执行的移动速度的量值。根据一个实施例，由控制单元执行的比较是移动请求信号的属性与所述阈值之间的比较。

能由使用者操作的控制部件可以以各种方式生产，例如，以摇臂、旋转按钮、触摸屏或其它形式。能由使用者操作的控制部件联接至控制单元，以便以电信号的形式向控制单元供应移动请求信号。例如，表示请求速度的移动请求信号的属性是请求信号的电压电平、强度、频率或持续时间。

根据一个实施例，由控制单元实施的控制方法包括接收移动请求信号的步骤。

根据一个实施例，生成移动请求信号的控制部件不一定连接至控制单元，或者控制单元不一定被构造成能够接收该移动请求信号，例如，如果它是纯机械信号的话。

根据在该情况下可以使用的一个实施例，装卸机进一步包括用于测量装卸臂相对于主体的瞬时速度的测量装置。在该情况下，由控制单元执行的比较可以是所述瞬时速度与所述阈值之间的比较。

可以使用各种方法来测量装卸臂相对于主体的瞬时速度。根据一种更直接的方法，可以使用角速度传感器或线速度传感器。根据一种更间接的方法，可以测量装卸臂的相关瞬时速度量值，例如，联接至装卸臂或其它构件的可移动部件的速度。根据致动装置包括液压致动器的一个实施例，装卸机进一步包括用于测量要供应至液压致动器的液压流作为速度信息的测量装置。在该情况下，由控制单元执行的比较可以是液压流与所述阈值之间的比较。

装卸臂的一个或多个致动装置可以与各种方式生产，例如，以一个或多个电动或液压致动器的形式。

根据一个实施例，致动装置包括液压致动器以及用于调节要供应至液压致动器的液压流的可变流量装置。这样的可变流量装置可以以各种方式生产。

根据一个实施例，可变流量装置包括可变流量泵。例如，在倾斜板泵(inclinedplate pump)中，流量调节部件可以影响倾斜板的倾斜角度。根据一个实施例，可变流量装置包括比例分配器。例如，在比例分配器中，流量调节部件可以影响滑动件的位置。

根据一个实施例，能由使用者操作的控制部件功能性地(例如，机械地或液压地)被联接至可变流量装置，以便根据使用者在控制部件上的动作来移动用于调节可变流量装置的流量的部件。

在这种情况下，控制单元不一定能够通过使用者在控制部件上的动作以及得到的液压流的产生来防止可变流量装置的直接启动。

根据在该情况下可以使用的一个实施例，致动装置进一步包括布置在可变流量装置与液压致动器之间的电磁阀，其中电磁阀能由控制单元控制，以便只要表示执行或要执行的移动速度的量值大于所述阈值，就阻止或停止装卸臂的移动。

在这样的实施例中，移动请求信号可以是用于调节可变流量装置的流量的部件的移动。这样的移动可以由换能器测量并以电信号的形式供应至控制单元。然而，并非总是可以或期望在可变流量装置中提供这种换能器，特别是出于考虑可变流量装置的空间要求或成本的原因。在没有这种换能器的情况下，不能容易地向控制单元提供移动请求信号。在该情况下，控制单元可以基于对装卸臂的有效移动的测量而不是移动请求信号进行操作。

在优选实施例中，电磁阀是渐进式启动阀。渐进式启动阀的使用允许在装卸臂实现显著移动量之前获得对装卸臂的瞬时速度的可靠测量，使得如若超过授权速度阈值，则可以切断该移动而不会产生任何过度的冲击。

本发明的另一目的背后的一个思想是提供用于指示装卸机中的不稳定性风险的方法和系统，其能够协助装卸机的操作员对移动进行手动控制，而不会损害装卸机的有效性或安全性。

为此，根据第二目的，本发明还提供一种装卸机，包括：

主体；

装卸臂，其用于接收必须移动的载荷；

致动装置，其被构造成执行装卸臂相对于主体的移动；以及

控制单元，其被构造成形成倾覆风险信号，倾覆风险信号累积地包括：

实际贡献，其取决于指示施加在主体上的相对于倾覆轴线的倾覆力矩的量值；以及

虚拟贡献，其取决于表示由致动装置执行或要执行的装卸臂的移动速度的量值，其中装卸臂的移动沿与倾覆轴线不平行的方向取向。

本发明还提供一种用于指示装卸机中的倾覆风险的信号发送方法，装卸机包括主体和用于接收必须移动的载荷的装卸臂，致动装置被构造成执行装卸臂相对于主体的移动，

方法包括：

测量指示施加在主体上的相对于倾覆轴线的倾覆力矩的量值；

测量表示由致动装置执行或要执行的装卸臂的移动速度的量值，装卸臂的移动沿与倾覆轴线不平行的方向取向；以及

形成倾覆风险信号，该倾覆风险信号包括取决于指示倾覆力矩的量值的实际贡献以及取决于表示速度的量值的虚拟贡献，其中实际贡献和虚拟贡献是累积的。

凭借这些特征，可以向操作员或自动控制系统发送倾覆风险信号，该信号既以取决于指示倾覆力矩的量值的实际贡献的形式反映了重力对装卸机的不稳定性的贡献，又以取决于表示速度的量值的虚拟贡献的形式反映了惯性力对装卸机的不稳定性的贡献。然而，以虚拟的形式考虑了惯性力，而实际上没有产生所述力。因此，取决于表示速度的量值的虚拟贡献表示装卸臂将惯性力施加至装卸机的主体的能力，如果装卸臂相对于所述主体刚好不动的话。

根据实施例，装卸机或信号发送方法可以包括以下特征中的一个或多个。

根据一个实施例，指示倾覆力矩的量值由倾覆力矩指示传感器测量，该传感器例如布置在装卸机的轴上或致动装置的液压缸附近。

根据一个实施例，装卸臂相对于主体的瞬时速度被测量为表示速度的量值。

根据另一实施例，用于指导致动装置的移动请求信号的属性被确定为表示速度的量值。

根据一个实施例，方法进一步包括根据倾覆风险信号生成用于操作员的可视或可听信号。

根据一个实施例，装卸机进一步包括显示面板，显示面板连接至控制单元，以根据倾覆风险信号显示视觉标度。作为替代方案，可以显示两个单独的视觉标度，以单独地表示两个贡献。

用于装卸机的这些信号发送方法可以用于协助负责控制装卸臂的移动的操作员。它们适用于将要被供应倾覆风险信号的自动控制系统的辅助。

本发明的一些方面是基于以下思想：将装卸机的能量状态分析为重力势能贡献和动能贡献。就势能而言，装卸机在重力场中的稳定性通过将装卸机的当前状态定位在势阱底部来表达，势阱可以根据有效载荷的质量和位置而变深或变浅。就动能而言，如若装卸臂与主体之间的机械联接发生改变(例如，如若移动突然停止)，则装卸臂相对于主体的移动速度很可能表现出以相对高的产出传递到主体的能量。本发明背后的一个思想是控制和/或允许操作员控制该动能，以确保动能不超过一能量水平使得可能能够迫使装卸机从表现出稳定状态的势阱中出来。

附图说明

以下参考附图仅通过非限制性说明的方式提供了本发明的几个特定实施例，通过对这些实施例的描述，将更好地理解本发明，并且本发明的进一步的目的、细节、特征和优点将变得更加清楚，其中：

-图1是可以实施本发明实施例的伸缩式卡车的示意图；

-图2是表示可以在伸缩式卡车中使用的根据第一实施例的控制方法的步骤的图；

-图3是表示可以在伸缩式卡车中使用的根据第二实施例的控制方法的步骤的图；

-图4是可以在伸缩式卡车中使用的根据第一实施例的液压致动装置的示意图；

-图5是可以在伸缩式卡车中使用的根据第二实施例的液压致动装置的示意图；

-图6是可以在伸缩式卡车中使用的根据第三实施例的液压致动装置的示意图；

-图7是可以在伸缩式卡车中使用的信号装置的示意图；

-图8是可以在伸缩式卡车中使用的控制单元的功能示意图；

-图9是配备有可以用作倾覆力矩指示装置的引伸计的轮支撑臂的示意图。

具体实施方式

在下文中将描述装卸机的实施例，该装卸机为可移动的伸缩式卡车的形式，该伸缩式卡车支撑朝向车辆的前部伸出的装卸臂。在这种构造中，倾覆的风险表现为围绕由车辆的前轮形成的倾覆轴线沿向前方向。因而，监测和控制这种倾覆风险涉及考虑在向前方向上取向的惯性力，即，涉及在此方向上的显著移动量的移动。

在具有不同构造的装卸机中，倾覆轴线可以以不同的方式定位。于是必须根据该轴线的位置来选择要考虑的移动。

参考图1，伸缩式卡车1包括框架2，该框架2借助于前轴3和后轴4被支撑在地面上。可选地，可以部署稳定脚5用于抬高前轴3，在该情况下，稳定脚5朝前限定倾覆轴线。根据已知技术，框架2由于其构造和其所支撑的机械元件而具有相对大的质量。

装卸臂6围绕水平轴线7被铰接在框架2上。升降致动器(例如，液压缸8)在控制系统的控制下允许装卸臂6围绕水平轴线7上下移动。控制系统包括控制单元10以及可由操作员操作的控制部件12，这些在图1中示意性地画出轮廓。

图1示出了处于上方位置(如实线所示)和几个下降位置(如虚线所示)的装卸臂6和有效载荷9。在所有其它条件相同的情况下，随着装卸臂6的位置朝向水平位置下降，由装卸臂6在向前方向上施加的静态倾覆力矩增加。

可以使用可以以各种方式定位的倾覆力矩指示传感器来获得该静态倾覆力矩的指示性测量值。图1示出了根据已知技术的定位在后轴上的倾覆力矩指示传感器11。

倾覆力矩指示传感器11生成测量信号，该测量信号表示装卸机1相对于倾覆轴线的稳定性储备。

用于监测和控制倾覆风险的已知方法涉及：利用控制单元10对倾覆力矩指示传感器11的测量信号进行处理，以便一方面在装卸机的驾驶舱中、例如在布置于驾驶舱中的发光显示面板13上显示视觉稳定性的指示器，并且另一方面，当测量信号下降到预定阈值以下时，中断装卸臂6的向下移动。然而，由于因中断移动而产生惯性力，该方法需要以高的安全余量设定阈值，这限制了装卸机的能力，和/或需要在中断之前控制移动的自动减慢，这剥夺了操作员控制速度的能力。

为了避免这种情况，控制系统可以实施将参考图2和图3描述的控制方法。这些控制方法是基于允许操作员使用控制部件12来控制装卸臂6的移动的原理。具体地，控制系统根据由操作员通过激活控制部件12而生成的移动请求、特别是由使用者在控制部件12上的动作生成的并表示使用者所请求的速度水平的定量量值，来调整要执行的移动速度。例如，定量量值是控制部件12的枢转杆的倾斜角度，其中较大角度表示较高速度请求，并且零倾斜角度(中性位置)表示停止请求。控制系统响应于由操作员生成的停止请求而立即停止该移动。

图2示出了利用对装卸臂6的有效速度的测量结果的控制方法。图3示出了利用由操作员生成的速度请求的控制方法。这些方法可以由电子电路作为循环来执行。

图2的方法包括以下步骤：

步骤21：从倾覆力矩指示传感器11获取测量信号；

步骤22：根据测量信号确定授权速度阈值。该确定可以基于读取存储在存储器中且包括与测量信号的数值或测量信号的数值范围相关联的阈值的表。

步骤23：从装卸臂6的速度传感器获取测量信号。该速度传感器例如是图1中画出轮廓的角速度传感器18。

步骤24：将装卸臂6的速度与授权速度阈值进行比较。

步骤25：如果测得的速度小于授权速度阈值：则依照由操作员生成的移动请求执行或继续执行移动。

步骤26：如果测得的速度大于授权速度阈值：则尽管操作员请求，也停止或阻止装卸臂6的移动。该停止或阻止表达了这样的事实：即，相对于同一瞬间可用的稳定性储备，操作员请求了过高的移动速度。控制系统未授权该请求的执行。换言之，如果移动正在进行中，则立即停止移动，并且如果移动未在进行中，则尽管操作员发出了请求，也保持停止状态。

基于在步骤26中生成的停止状态，优选的是规定：在操作员能够再次发出移动请求(例如，具有较低速度水平的新请求)之前，由操作员做出积极的复位动作。该复位动作优选地可以借助于控制部件12通过人机工程学测量来执行。例如，复位动作涉及在使枢转杆重新向前倾斜之前，将枢转杆返回到中性位置。

在步骤22中读取的授权速度阈值可以通过测试来确定。该授权速度阈值定性地表示：如果装卸臂6的移动瞬间被停止，在装卸臂6没有倾覆的情况下所能够吸收的移动或动能的量。因此，在装卸臂6的下降移动期间，随着由倾覆力矩指示传感器11的测量结果指示的稳定性储备减小，该授权速度阈值是减小的。在另一实施例中，授权速度阈值可以通过计算来确定并存储起来，或者可以通过步骤22中的实时计算来确定。

因此，上述控制方法的一个效果在于：从图1所示的上方位置开始，如果操作员发出恒定的下降移动请求，则只要授权速度阈值保持大于该速度，就以恒定的速度执行该移动，并且当超过授权速度阈值时瞬间中断该移动。

由于控制系统同等地对给定的移动请求做出反应，并且特别是不响应于给定请求而修改所执行的移动速度，所以操作员能够通过经验获取对装卸机的响应的详细了解，并且能够根据情况最佳地调整他们的请求。

在图3中，对比图2的方法进行修改的步骤使用了相同的附图标记加100。未改变的步骤使用相同的附图标记并不再进行描述。

步骤28：获取由操作员生成的例如电信号形式的移动请求信号。

步骤123：根据移动请求信号来确定请求移动速度。例如，请求速度以移动请求信号的幅值或其它属性编码。

步骤124：将请求移动速度与授权速度阈值进行比较。

步骤25，如果请求速度小于授权速度阈值。

步骤26，如果请求速度大于授权阈值速度。

应理解的是，在这些方法中，除依照由操作员生成的移动请求的移动以外，不执行移动。

用于执行这种控制方法的控制系统可以以各种方式来实施。现在将参考图4至图6描述三个实施例。

在图4中，控制系统适于实施图2的方法。图4示出了液压缸8、液压压力源30、置于它们之间以控制要供应至液压缸8的液压流的液压分配器31、直接联接至液压分配器31的滑动件上的杆形式的控制部件12、控制单元10、连接至控制单元10的倾覆力矩指示传感器11和角速度传感器18、以及置于液压分配器31与液压缸8之间的电磁阀32。电磁阀32由控制单元10控制。

在该系统中，由于当速度太高时控制单元不能阻止液压分配器31在使用者的动作下打开，所以使用电磁阀32来中断液压流，以便在步骤26中立即停止该移动。

优选地，电磁阀32是渐进式启动阀。渐进式启动阀的使用防止操作员在复位动作之后执行的可能的重新启动该移动的操作相对于由速度传感器18进行的速度测量过快地发生。

在图5中，与图4中的元件相似或相同的元件使用相同的附图标记。在该实施例中，液压分配器31没有直接连接至控制部件12的机械控制器，而是具有液压控制器。具体地，可以通过将先导压力36输送到控制器端口35中来获得与装卸臂6的下降移动对应的液压流38。

控制部件12联接至用于控制该先导压力的控制阀34。控制单元10被构造成控制布置在控制阀34与控制端口35之间的电磁阀33。因此，在步骤26中，控制单元10可以切换电磁阀33，以使液压分配器31返回到中性位置。优选地，电磁阀33是渐进式启动阀。

在图6中，控制系统适于实施图3的方法。控制部件12生成电请求信号39，并且使用施加在控制端口37上的电信号来控制液压分配器31。控制单元10置于控制部件12与液压分配器31之间，因此在步骤25和步骤26中可以直接控制液压分配器31。用于装卸臂6的速度传感器在该实施例中不是必须的，因为控制单元10可以直接从请求信号39确定请求速度。

可以根据要控制的致动器的性质来设计其它控制系统。装卸臂6可以具有除围绕水平轴线7的枢转移动以外的其它移动自由度，特别是线性伸缩移动自由度和工具围绕水平轴线15的枢转自由度。上述控制方法可以用于控制这些移动自由度中的一个或多个。当存在若干个移动自由度时，负责执行相应移动的致动器不一定都以相同的方式控制。

图9表示伸缩式卡车1的后轴4的实施例。后轴4包括支撑后轮62的两个轮支撑臂60。轮支撑臂60中的一个或每一个配备有引伸计61，该引伸计61布置成测量轮支撑臂60的弯曲变形。更具体地，引伸计61测量轮支撑臂60上的两个独立极限之间的长度变化。引伸计61的测量信号可以例如作为两个测量信号的平均值用于形成倾覆力矩指示信号。作为替代方案，可以使用单个引伸计61来生成倾覆力矩指示信号。优选地，后轴4借助于枢轴66以振荡的方式连接至框架2，枢轴66的纵轴穿过轴的中心部件65。

参考图7，现在将描述可以在伸缩式卡车1中使用以协助操作员以安全且高效的方式控制装卸臂6的信号发送方法。

图7表示倾覆风险信号40，其可以根据伸缩式卡车1的瞬时状态以视觉标度显示在显示面板13上，以表示倾覆风险。为此，对必须显示的标度的高度(例如，必须点亮的灯的数量)进行控制的倾覆风险信号的幅值累积地包括：实际贡献41，其取决于由倾覆力矩指示传感器11生成的测量信号；以及虚拟贡献42，其取决于表示装卸臂6的移动速度(例如，如在图3的步骤123中确定的请求移动速度，或者如在图2的步骤23中测得的有效移动速度)的量值。标度的最后一个水平45例如对应于由控制单元10对移动进行的自动中断。

在一个实施例中，倾覆风险信号40的贡献可以计算如下。实际贡献41可以与通过倾覆力矩指示传感器11测得的量值成反比，并且可以以0至1的标度进行标准化，其中0对应于正常倾覆力矩值，而1对应于最大倾覆力矩值，即，即使是在低速下，也必须不再能够进一步降低装卸臂6的状态。

虚拟贡献42可以等于：

B＝(1-A)*Q

其中，A表示位于0到1之间的实际贡献41，并且Q表示在给定瞬间请求或执行的移动速度与同一瞬间的授权阈值速度之间的比率，即，根据设计保持低于1的比率。

通过以这种方式生成倾覆风险信号40，存在着用43示意性示出的最佳水平，该最佳水平对应于在不被控制单元10中断移动的情况下可以产生的最大速度。因此，操作员可以使用倾覆风险信号40作为用于调节其移动请求的视觉参考，以便在装卸臂6的向下移动期间保持接近最佳水平43。

图8是控制单元10的实施例的功能示意图。该控制单元10包括功能控制模块17和功能信号发送模块19，功能控制模块17和功能信号发送模块19可以通过两个输入信号进行操作。第一输入信号50是指示执行或要执行的移动的速度的信号，例如，由控制部件12生成的请求信号或速度传感器18的测量信号。第二输入信号51是指示装卸机的静态稳定性储备的信号，例如，倾覆力矩指示传感器11的测量信号。

功能控制模块17包括：

-速度计算模块52，其被构造成基于第一输入信号50来计算执行的或请求的速度值；

-速度阈值计算模块53，其被构造成基于第二输入信号51来确定授权速度阈值；

-比较器模块54，其用于将执行的或请求的速度值与授权速度阈值进行比较；以及

-控制模块55，其用于根据比较的结果直接地或通过控制中间控制元件(特别是阀32、阀33、分配器31)来控制升降致动器。

功能信号发送模块19包括：

-虚拟贡献计算模块56，其被构造成基于第一输入信号50来计算虚拟贡献42；

-实际贡献计算模块57，其被构造成基于第二输入信号51来计算实际贡献41；

-加法器模块58，其用于将实际贡献41和虚拟贡献42相加；以及

-控制模块59，其用于根据倾覆风险信号40来控制显示面板13。

倾覆风险信号40可以以除标度以外的视觉形式(例如，颜色代码)发送给操作员。倾覆风险信号40可以以听觉或其它形式发送给操作员。

所示的一些元件(特别是控制单元)可以借助于硬件和/或软件组件以不同的形式整体地或适度地形成。可用的硬件组件是ASIC专用集成电路、FPGA可编程逻辑阵列或微处理器。可以使用各种编程语言(例如C、C++、Java或VHDL)来编写软件组件。此列表并不是穷举的。

以上在伸缩式卡车的背景中描述的方法和系统可应用于其它装卸机。

尽管已经相对于几个特定实施例描述了本发明，但是很显然，本发明绝不限于此，并且如果落入本发明的范围内，则本发明包括所描述的装置的所有技术等同物及其组合。

动词“包括”或“包含”及其变体形式的使用不排除权利要求中所述的其它元件或步骤的存在。除非另有说明，否则将不定冠词“一”或“一个”用于元件或步骤并不排除存在多个这样的元件或步骤。

在权利要求中，括号之间的任何附图标记都不能解释为对权利要求的限制。

Claims (15)

1.一种装卸机(1)，包括：

主体(2)；

装卸臂(6)，其用于接收必须移动的载荷；

致动装置(8)，其被构造成执行所述装卸臂相对于所述主体的移动；

控制部件(12)，其能由使用者操作以生成用于指导所述致动装置(8)的移动请求信号，以由所述致动装置响应于所述移动请求信号执行或停止所述装卸臂的移动，所述移动请求信号具有表示要执行的移动速度的属性，所述控制部件(12)能由所述使用者操作，以便从分别表示停止状态和多个速度值的多个属性值中调整所述移动请求信号的所述属性；

控制单元(10)，其被构造成将表示响应于所述移动请求信号执行或要执行的移动速度的量值与表示最大授权速度的阈值进行比较，并根据所述比较的结果来控制所述致动装置，以便：

只要表示执行或要执行的移动速度的所述量值小于所述阈值，就执行或维持(25)所述装卸臂的移动；并且

只要表示执行或要执行的移动速度的所述量值大于所述阈值，就阻止或停止(26)所述装卸臂的移动。

2.根据权利要求1所述的装卸机，进一步包括：

倾覆力矩指示传感器(11)，其对指示施加在所述主体上的相对于倾覆轴线的倾覆力矩的量值敏感；以及阈值确定模块，其被构造成根据由所述倾覆力矩指示传感器(11)产生的测量信号来确定表示最大授权速度的所述阈值。

3.根据权利要求2所述的装卸机，其中，所述控制单元(10)进一步被构造成形成倾覆风险信号(40)，所述倾覆风险信号(40)累积地包括：

实际贡献(41)，其取决于由所述倾覆力矩指示传感器生成的测量信号(51)；以及

虚拟贡献(42)，其取决于表示由所述致动装置执行或要执行的所述装卸臂的移动速度的所述量值。

4.根据权利要求2或3所述的装卸机，其中，当所述倾覆力矩增加时，表示最大授权速度的所述阈值具有下降趋势。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装卸机，其中，所述致动装置(8)被构造成执行所述装卸臂围绕轴线(7)的枢转移动，所述轴线(7)相对于所述主体基本上是水平的。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装卸机，进一步包括：测量装置(18)，所述测量装置(18)用于测量所述装卸臂相对于所述主体的瞬时速度，其中所述比较是所述瞬时速度与所述阈值之间的比较。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的装卸机，其中，所述控制单元(10)被构造成接收由所述控制部件生成的移动请求信号(39，50)，并且所述比较是所述移动请求信号的所述属性与所述阈值之间的比较。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装卸机，其中，能由所述使用者操作的所述控制部件(12)联接至所述控制单元(10)，以便向所述控制单元供应电信号形式的所述移动请求信号(39，50)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装卸机，其中，所述致动装置(8)包括液压致动器以及用于调节要供应至所述液压致动器的液压流的可变流量装置(31)。

10.根据权利要求9所述的装卸机，其中，能由所述使用者操作的所述控制部件(12)功能性地联接至所述可变流量装置(31)，以便根据所述使用者在所述控制部件上的动作来移动用于调节所述可变流量装置的流量的部件，并且所述致动装置进一步包括电磁阀(32，33)，所述电磁阀(32，33)布置在所述可变流量装置(31)与所述液压致动器(8)之间或所述可变流量装置(31)与所述控制部件(12)之间，所述电磁阀(32，33)能由所述控制单元控制，以便只要表示执行或要执行的移动速度的所述量值大于所述阈值，就阻止或停止所述装卸臂的移动。

11.根据权利要求10所述的装卸机，其中，所述电磁阀(32，33)是渐进式启动阀。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的装卸机，其中，所述可变流量装置(31)包括比例分配器。

13.根据单独的或与权利要求4至12中任一项结合的权利要求3所述的装卸机，进一步包括显示面板(13)，所述显示面板(13)被连接至所述控制单元(10)，以根据所述倾覆风险信号(40)来显示视觉标度。

14.一种用于控制装卸机(1)中的致动装置(8)的控制方法，所述装卸机(1)包括主体(2)以及用于接收必须移动的载荷的装卸臂(6)，所述致动装置被构造成执行所述装卸臂相对于所述主体的移动；

所述方法包括：

将表示响应于移动请求执行或要执行的移动速度的量值与表示最大授权速度的阈值进行比较(24，124)；以及

根据所述比较的结果来控制所述致动装置，以便：

只要表示执行或要执行的移动速度的所述量值小于所述阈值，就执行或维持(25)所述装卸臂的移动；并且

只要表示执行或要执行的移动速度的所述量值大于所述阈值，就阻止或停止(26)所述装卸臂的移动。

15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括接收用于指导所述致动装置的移动请求信号的步骤(28)，以由所述致动装置来执行所述装卸臂的移动，所述移动请求信号具有表示要执行的移动速度的属性。

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