CN111362198A - 货叉控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述货叉控制方法，是在驱动电机输出轴上、与驱动链轮同轴地套设一码盘，码盘的边缘带有数个沿圆周均匀分布的缺口；在码盘对向安装接近开关；在下叉叉体上，安装中位左检测开关、左到位检测开关、右到位检测开关和中位右检测开关；中位左检测开关与中位右检测开关沿下叉叉体的横向中心线对称地安装，左到位检测开关、右到位检测开关与下叉叉体的横向中心线的距离相等；在中叉叉体上，安装右到位检测块、中位检测条和左到位检测块；右到位检测块、左到位检测块与中叉叉体的横向中心线的距离相等；中位检测条的横向中心线与中叉叉体的横向中心线重合。接近开关的检测信号因被码盘遮挡而形成带有间隔的信号组，通过信号组中间隔数量与间隔时间计算得到如下出叉速度与伸叉长度。

Description

货叉控制方法

技术领域

本发明涉及应用于水平或垂直输送设备的货叉控制方法的改进，属于物流仓储领域。

背景技术

随着电商物流与生产自动化技术的快速发展，货物分拣与输送线系统规模越来越大。在立体仓库水平或垂直输送设备中，普遍地使用货叉进行货物转运。例如巷道堆垛机，采用货叉将货物托起并转移至载货台，在到达存储工作位高度后，再由货叉将货物移至对接设备或货位处，从而实现不同工位之间的转运。

现有载货转运设备中使用的货叉，较多地采用编码器监控货叉伸缩速度与定位极限，此类数据式信息化监控系统的成本较高，对于安装部位与邻近部件的防震与降噪要求均较高，而且数据设备需定时检修维护，使用成本也较高。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明所述的货叉控制方法，在于解决上述现有技术存在的问题而针对货叉采用改进的速度与定位监控方法，以期代替现有编码器检测方式，实现在保证监控精度与响应速度的同时，在达到减少设备与使用成本、降低对安装部位与结构布局的限制要求，提高货叉应用的经济效益。

为实现上述设计目的，本申请货叉控制方法如下设计：

货叉包括由驱动单元依次驱动连接的下叉单元、中叉单元和上叉单元。

与现有技术的区别之处在于，在所述驱动单元的驱动电机输出轴上、与驱动链轮同轴地套设一码盘，码盘的边缘带有数个沿圆周均匀分布的缺口；

在码盘对向安装接近开关；

在下叉叉体上，安装中位左检测开关、左到位检测开关、右到位检测开关和中位右检测开关；中位左检测开关与中位右检测开关沿下叉叉体的横向中心线对称地安装，左到位检测开关、右到位检测开关与下叉叉体的横向中心线的距离相等；

在中叉叉体上，安装右到位检测块、中位检测条和左到位检测块；右到位检测块、左到位检测块与中叉叉体的横向中心线的距离相等；中位检测条的横向中心线与中叉叉体的横向中心线重合。

接近开关的检测信号因被码盘遮挡而形成带有间隔的信号组，通过信号组中间隔数量与间隔时间计算得到如下出叉速度与伸叉长度；

伸叉长度L＝n1/n2×π×d×p×2；

伸叉速度v＝n△/n2×π×d×p×2/t△。

进一步地，货叉控制方法包括以下具体的实施步骤：

货叉初始处于中位，此时中位检测条和右到位检测块、左到位检测块均未遮挡任何一个检测开关，未接收到检测信号；

货叉向右伸出过程中，中位右检测开关被遮挡，中位左检测开关一直无遮挡；

货叉向左伸出过程中，中位左检测开关被遮挡，中位右检测开关一直无遮挡；

通过码盘与接近开关之间产生的检测信号计算出伸叉的长度与速度值；

在右到位检测块(或左到位检测块)触发右到位检测开关(或左到位检测开关)时，触发右到位信号(或左到位信号)，驱动电机停止运转，实现货叉右到位(或左到位)。

综上内容，本申请货叉控制方法具有以下优点：

1、改进后的货叉可应用于多种输送设备，对于输送设备的安装空间与连接结构具有较低的技术要求，适用性较强。

2、实现一种简便实用性的速度与定位监控机构与方法，监控精度较高，货叉伸缩速度与极限到位的控制准确度较高。

3、监控设备扩震与抗干扰性能较高，应用经济效益较高。

附图说明

现结合以下附图来进一步地说明本发明。

图1是本申请应用于立体仓库巷道堆垛机的示意图；

图2是本申请所述货叉的结构示意图；

图3是驱动单元结构示意图；

图4是下叉单元结构示意图；

图5是下叉单元仰视简化示意图；

图6是中叉单元结构示意图；

图7是中叉单元仰视简化示意图；

图8是货叉整体的仰视示意图；

图9是货叉开关与检测点布置以及三种到位状态的对比示意图；

具体实施方式

实施例1，如图1所示，采用本申请所述货叉控制方法的立体仓库巷道堆垛机，该立体仓库巷道堆垛机包括有下横梁与地轨组件组件100和上横梁与天轨组件组件400，一组相对设置的前立柱200和后立柱500，活动地连接于前立柱200和后立柱500之间、可沿垂向升降的载货台300，设置于载货台300并可沿水平往复输送货物的货叉600。

根据货物进出堆垛机的不同输送方向，在载货台300上安装有两组结构相同的、可向两侧分别出叉控制(包括向左伸叉与缩叉、向右伸叉与缩叉)的货叉600。

如图2所示，所述的货叉600，包括由驱动单元1依次驱动连接的下叉单元2、中叉单元3和上叉单元4。其中，

下叉单元2安装于载货台300，中叉单元3驱动连接于下叉单元2，上叉单元4驱动连接于中叉单元3。

如图3所示，所述驱动单元1的电机安装支架12安装于下叉单元2底部，通过电机安装支架12安装驱动电机11，在驱动电机11输出轴上套设有驱动链轮13，在中叉单元3上的链轮与驱动链轮13之间缠绕驱动链条17；

同样地，在中叉单元3与上叉单元4的链轮之间也缠绕有链条(图中未示出，因链轮链条的结构与传动方式相同，故在此不再赘述)。

在驱动电机11的驱动下，驱动链轮13通过链条17向前推动中叉单元3伸出(包括向左伸出或向右伸出)，中叉单元3运动的同时通过与上叉单元4之间连接的链轮链条结构而带动上叉单元4伸出，由此货叉600完成伸叉动作直至极限位置。

当驱动电机11的输出轴反向旋转时，又将通过驱动链轮13、驱动链条17依次地将中叉单元3、上叉单元4缩回(包括向左缩回或向右缩回)。

在驱动电机11的输出轴上、与驱动链轮13同轴地套设有一码盘14，相应地，在电机安装支架12上安装有接近开关支架16和接近开关15，码盘14与接近开关15相对地设置，码盘14设计为一个边缘带有数个缺口的花瓣状圆盘。

如图4所示，所述的下叉单元2包括下叉叉体21，设置在下叉叉体21上的中位左检测开关22、左到位检测开关23、右到位检测开关24和中位右检测开关25；

并且，中位左检测开关22与中位右检测开关25沿下叉叉体21的横向中心线对称地安装，左到位检测开关23、右到位检测开关24与下叉叉体21的横向中心线的距离相等。

在图5所示的下叉单元2的仰视简化图中，可以更为清晰地观察到上述检测开关之间的安装位置关系。

如图6所示，所述的中叉单元3包括中叉叉体31，设置在中叉叉体31上的右到位检测块32、中位检测条33和左到位检测块34；

并且，右到位检测块32、左到位检测块34与中叉叉体31的横向中心线的距离相等；中位检测条33的横向中心线与中叉叉体31的横向中心线重合。

在如图7所示的中叉单元3的仰视简化图中，可以更为清晰地观察到上述检测块/检测条之间的安装位置关系。

如图8所示，在所述货叉整体的仰视示意图中；下叉单元2安装于载货台300而固定不动，驱动单元1通过电机安装支架12连接到下叉单元2底部，驱动电机11带动驱动链轮13转动，驱动链轮13通过驱动链条17将力传递给中叉单元3，中叉单元3做直线运动。中叉单元3直线运动的同时，通过链条带动上叉单元4做直线运动。

结合图1至图8，由于码盘14为一个边缘带有数个均匀分布缺口的花瓣状圆盘，接近开关15的检测信号被码盘14遮挡时会相应地被接收到。由于边缘缺口的存在，接近开关15的检测信号时断时续，因而形成一连串带有间隔的数据组或检测波。

码盘14边缘上缺口的数量越多，检测数据组中间隔信号数量越多、间隔时间越短，则形成检测结果的数据越多、速度与定位计算的精度越高。

在时间单位中，接近开关15检测到的信号间隔数量、以及间隔时间值，直接反映出驱动电机11输出轴的旋转速度与转数。由于驱动链轮13的直径是已知值，由驱动链轮13的转数和速度可计算出驱动链条17的运行速度与距离，最终可获知中叉单元3和上叉单元4的出叉速度与伸叉长度。

通过应用上述检测机构得出的伸叉长度计算公式如下：

L＝n1/n2×π×d×p×2；

伸叉速度的计算公式如下：

v＝n△/n2×π×d×p×2/t△

其中，n1是检测到的信号总数量，n2是码盘14边缘缺口数量，d是驱动链轮13的节圆直径，p是驱动链轮的节距，t△是时间增量，n△是t△时间内检测到的信号数量。

如图9所示的是货叉检测点设置应用于三种到位状态的对比。

在所述货叉初始、未工作状态下，即处于图中的中位，此时中位检测条33和右到位检测块32、左到位检测块34均未遮挡任何一个检测开关，未接收到检测信号。

如图中所示的右到位，当货叉向右伸出时，中位右检测开关25被遮挡，只要货叉处于向右伸出状态，中位右检测开关25就一直被遮挡，此过程中中位左检测开关22一直无遮挡；

如图中所示的左到位，当货叉向左伸出时，中位左检测开关22被遮挡，只要货叉处于向左伸出状态，中位左检测开关22就一直被遮挡，此过程中中位右检测开关25一直无遮挡；

驱动电机11持续地运行，驱动电机11输出轴上的码盘14旋转，通过码盘14旁边的接近开关15给出的信号数量可计算出向右或向左伸叉的长度与速度，由此可通过驱动电机11的运行频率加以控制。

根据上述运行控制原理，在中叉叉体31伸出的过程中，其上的右到位检测块32(或左到位检测块34)触发右到位检测开关24(或左到位检测开关23)的时候，则相应触发右到位信号(或左到位信号)，到位信号导致驱动电机11停止运转，实现货叉右到位(或左到位)。

在应用上述货叉结构设计的基础上，本申请提出了如下货叉控制方法：

在驱动电机11的输出轴上、与驱动链轮13同轴地套设一码盘14，码盘14设计为一个边缘带有数个缺口的花瓣状圆盘；

相应地，在码盘14对向安装接近开关15。

在下叉单元2的下叉叉体21上，安装中位左检测开关22、左到位检测开关23、右到位检测开关24和中位右检测开关25；并且，中位左检测开关22与中位右检测开关25沿下叉叉体21的横向中心线对称地安装，左到位检测开关23、右到位检测开关24与下叉叉体21的横向中心线的距离相等。

在中叉单元3的中叉叉体31上，安装右到位检测块32、中位检测条33和左到位检测块34；并且，右到位检测块32、左到位检测块34与中叉叉体31的横向中心线的距离相等；中位检测条33的横向中心线与中叉叉体31的横向中心线重合。

结合图1至图8，结合上述检测部件的设置，接近开关15的检测信号被码盘14遮挡时会相应地被接收到。由于边缘缺口的存在，接近开关15的检测信号时断时续，因而形成一连串带有间隔的数据组。

在时间单位内，接近开关15检测到的信号间隔数量、以及间隔时间值，直接反映出驱动电机11输出轴的旋转速度与转数。由于驱动链轮13的直径是已知值，由驱动链轮13的转数和速度可计算出驱动链条17的运行速度与距离，最终可获知中叉单元3和上叉单元4的出叉速度与伸叉长度。

具体地，伸叉长度计算公式是，L＝n1/n2×π×d×p×2；

伸叉速度的计算公式是，v＝n△/n2×π×d×p×2/t△；

其中，n1是检测到的信号总数量，n2是码盘14边缘缺口数量，d是驱动链轮13的直径，p是驱动链轮的节距，t△是时间增量，n△是t△时间内检测到的信号数量。

所述货叉控制方法包括下述检测步骤：

货叉初始处于中位，此时中位检测条33和右到位检测块32、左到位检测块34均未遮挡任何一个检测开关，未接收到检测信号；

货叉向右伸出过程中，中位右检测开关25被遮挡，中位左检测开关22一直无遮挡；

货叉向左伸出过程中，中位左检测开关22被遮挡，中位右检测开关25一直无遮挡；

通过码盘14与接近开关15之间产生的检测信号计算出伸叉的长度与速度值；

在中叉叉体31上的右到位检测块32(或左到位检测块34)触发右到位检测开关24(或左到位检测开关23)时，触发右到位信号(或左到位信号)，驱动电机11停止运转，实现货叉右到位(或左到位)。

综上内容，结合附图中给出的实施例仅是优选方案。对于所属领域技术人员来说可以据此得到启示，而直接推导出符合本发明设计构思的其他替代结构，也应属于本发明所述的方案范围。

Claims (2)

1.一种货叉控制方法，其特征在于：货叉包括由驱动单元依次驱动连接的下叉单元、中叉单元和上叉单元；

在所述驱动单元的驱动电机输出轴上、与驱动链轮同轴地套设一码盘，码盘的边缘带有数个沿圆周均匀分布的缺口；

在码盘对向安装接近开关；

在下叉叉体上，安装中位左检测开关、左到位检测开关、右到位检测开关和中位右检测开关；中位左检测开关与中位右检测开关沿下叉叉体的横向中心线对称地安装，左到位检测开关、右到位检测开关与下叉叉体的横向中心线的距离相等；

在中叉叉体上，安装右到位检测块、中位检测条和左到位检测块；右到位检测块、左到位检测块与中叉叉体的横向中心线的距离相等；中位检测条的横向中心线与中叉叉体的横向中心线重合。

接近开关的检测信号因被码盘遮挡而形成带有间隔的信号组，通过信号组中间隔数量与间隔时间计算得到如下出叉速度与伸叉长度；

伸叉长度L＝n1/n2×π×d×p×2；

伸叉速度v＝n△/n2×π×d×p×2/t△。

2.根据权利要求1所述的货叉控制方法，其特征在于：包括下述检测步骤，

货叉初始处于中位，此时中位检测条和右到位检测块、左到位检测块均未遮挡任何一个检测开关，未接收到检测信号；

货叉向右伸出过程中，中位右检测开关被遮挡，中位左检测开关一直无遮挡；

货叉向左伸出过程中，中位左检测开关被遮挡，中位右检测开关一直无遮挡；

通过码盘与接近开关之间产生的检测信号计算出伸叉的长度与速度值；

在右到位检测块(或左到位检测块)触发右到位检测开关(或左到位检测开关)时，触发右到位信号(或左到位信号)，驱动电机停止运转，实现货叉右到位(或左到位)。

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