CN113442733A - 一种基于坡度进行工作模式调节的叉车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于坡度进行工作模式调节的叉车，包括控制器，还包括：设置在叉车上且平行于水平方向的坡度传感器；控制器基于所述坡度传感器的输出获取叉车当前行驶的坡度角，并根据所述坡度角和叉车的运行方向自动调节叉车的工作模式；所述工作模式包括经济模式、标准模式和高效模式。本发明一种基于坡度进行工作模式调节的叉车，能够根据叉车当前行驶的坡度角及叉车行驶方向自动调节叉车的工作模式，给客户尤其是需要在坡度比较大的工况下作业的客户更满意的体验。

Description

一种基于坡度进行工作模式调节的叉车
技术领域
本发明涉及叉车领域，特别是一种基于坡度进行工作模式调节的叉车。
背景技术
目前市面上使用的叉车，绝大部分只给客户配置了经济模式和标准模式，当前配置的经济模式和标准模式，在坡度上加速性能和爬坡性能都比较差。对于已经配置了高效模式(高动力模式)的叉车，往往只能通过手动选择，不能根据叉车当前行驶的坡度角自动调节叉车的工作模式。这样，叉车司机一方面需要专心进行货物转移，另一方面还需要时时注意当前的路况以及时进行工作模式的切换。这无疑给叉车司机增加了操作难度，往往导致叉车司机不愿意花费多余的精力进行工作模式切换。这样，一方面导致叉车在上坡时仍然采用经济模式和标准模式，导致爬坡性能差；另一方面，当叉车进入到平路或下坡时，叉车仍然以较高的高效模式使用，导致更多的电能被转化为热能增加不必要的能耗，最终导致客户满意度降低。
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，提出一种基于坡度进行工作模式调节的叉车，能够根据叉车当前行驶的坡度角及叉车行驶方向自动调节叉车的工作模式，给客户尤其是需要在坡度比较大的工况下作业的客户更满意的体验。
本发明采用如下技术方案：
一种基于坡度进行工作模式调节的叉车，包括控制器，其特征在于，还包括：设置在叉车上且平行于水平方向的坡度传感器；控制器基于所述坡度传感器的输出获取叉车当前行驶的坡度角，并根据所述坡度角和叉车的运行方向自动调节叉车的工作模式；所述工作模式包括经济模式、标准模式和高效模式。
优选的，所述坡度传感器的输出为电流，所述控制器将所述坡度传感器输出的电流转换成传感器输出角，并将所述传感器输出角作为叉车当前行驶的坡度角。
优选的，所述坡度传感器的输出为电流，所述控制器将所述坡度传感器输出的电流转换成传感器输出角；同时，基于叉车的行驶加速度、重力加速度及所述传感器输出角，获取叉车行驶的实际坡度角，并将所述实际坡度角作为叉车当前行驶的坡度角。
优选的，所述控制器将所述坡度传感器输出的电流转换成传感器输出角，表示如下：
∠S＝ni*ki*(Ia-I0)
其中∠S表示传感器输出角，Ia表示坡度传感器输出的电流值；I0表示叉车位于的水平面时坡度传感器输出的电流值；ni表示坡度传感器的灵敏系数；ki表示电流值同角度值关系系数。
优选的，所述坡度传感器的输出为电压，所述控制器将所述坡度传感器输出的电压转换成传感器输出角，并将所述传感器输出角作为叉车当前行驶的坡度角。
优选的，所述坡度传感器的输出为电压，所述控制器将所述坡度传感器输出的电压转换成传感器输出角；同时，基于叉车的行驶加速度、重力加速度及所述传感器输出角，获取叉车行驶的实际坡度角，并将所述实际坡度角作为叉车当前行驶的坡度角。
优选的，所述控制器将所述坡度传感器输出的电压转换成传感器输出角，表示如下：
∠S＝nu*ku*(Ua-U0)
其中，∠S表示传感器输出角，Ua表示坡度传感器输出的电压值；U0表示叉车位于的水平面时坡度传感器输出的电压值；nu表示坡度传感器的灵敏系数；ku表示电压值同角度值关系系数。
优选的，所述坡度传感器的输出为坡度角，所述控制器将所述坡度传感器输出的坡度角作为叉车当前行驶的坡度角。
优选的，所述坡度传感器的输出为坡度角；同时，基于叉车的行驶加速度、重力加速度及所述传感器输出角，获取叉车行驶的实际坡度角，并将所述实际坡度角作为叉车当前行驶的坡度角。
优选的，所述基于叉车的行驶加速度、重力加速度及所述传感器输出角，获取叉车行驶的实际坡度角，表示如下：
∠F＝arc sin((g/a)*sin∠S)+∠S-90°
其中，a表示叉车的行驶加速度；g表示重力加速度；∠F表示叉车行驶的实际坡度角；∠S表示传感器输出角。
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)本发明一种基于坡度进行工作模式调节的叉车，能够根据叉车当前行驶的坡度角及叉车行驶方向自动调节叉车的工作模式，当控制器判断出叉车当前行驶的坡度角大于预设角度后，自动切换到高效模式，从而增加加速度和爬坡性能，给客户尤其是需要在坡度比较大的工况下作业的客户更满意的体验；
(2)本发明一种基于坡度进行工作模式调节的叉车，根据叉车受力，考虑到叉车行驶加速度对叉车当前行驶坡度角的影响，基于传感器输出角，获取叉车行驶的实际坡度角，并将所述实际坡度角作为叉车当前行驶的坡度角，使得检测精度高更高，调节更准确；
(3)本发明一种基于坡度进行工作模式调节的叉车，其控制器能够处理不同坡度传感器输出的电流、电压或坡度信号，并转换成对应的坡度角，在坡度传感器更换的情况下具有更强的适应能力，满足多种需求。
附图说明
图1为本发明实施例的基于坡度进行工作模式调节的叉车的结构示意图；
图2为本发明实施例一的基于坡度进行工作模式调节的叉车的控制流程图；
图3为本发明实施例二的基于坡度进行工作模式调节的叉车的控制流程图；
图4为本发明实施例三的基于坡度进行工作模式调节的叉车的控制流程图；
图5为本发明实施例四的基于坡度进行工作模式调节的叉车的控制流程图；
图6为本发明实施例五的基于坡度进行工作模式调节的叉车的控制流程图；
图7为本发明实施例六的基于坡度进行工作模式调节的叉车的控制流程图。
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。
实施例一
本发明一种基于坡度进行工作模式调节的叉车，包括：包括控制器6，还包括：设置在叉车上且平行于水平方向的坡度传感器；控制器6基于所述坡度传感器的输出获取叉车当前行驶的坡度角，并根据所述坡度角和叉车的运行方向自动调节叉车的工作模式；所述工作模式包括经济模式、标准模式和高效模式。
三种所述工作模式可以根据叉车的实际情况进行设置，本实施例中，所述高效模式具有高效耗油的特点，这种模式司机坐上去后怠速会从900rpm自动提高到1100rpm(怠速可调整)；所述标准模式耗油相对居中，这种模式低怠速和高怠速都不会变；所述经济模式相对省油，这种模式低怠速不变，高怠速降低200rpm。
具体的，所述坡度传感器可以是角度传感器5、Y轴加速度传感器或陀螺仪传感器，本实施例中，采用普通的角度传感器5，因此具有较强的性价比。所述角度传感器5可以竖直安装于前后桥轴距中心位置(前后桥轴距是水平)，且所述角度传感器5的探测面同水平面的倾斜角度不能大于5度。
所述的角度传感器5可以为一个，当然，为了提高检测精度，所述角度传感器5也可以是两个或多个。
进一步的，参见图1所示，所述叉车还包括模式自动开关3。当所述模式自动开关3开启后，叉车就进入了工作模式自动调节模式。当所述模式自动开关3关闭后，叉车恢复到手动调节工作模式。通过该模式自动开关3，实现手动调节和自动调节之间的切换，具有较大的灵活性。
所述叉车还包括变压器2、蓄电池1、接触器4、驱动模块7和驱动电机8。所述变压器2为一电源转换模块，将蓄电池1电压转换为控制器6和角度传感器5所需电源以供电。所述蓄电池1还为所述接触器4供电。所述接触器4与所述控制器6相连接用于接收所述控制器6的指令以接通/断开整车电源(电气部件)。所述驱动模块7为所述驱动电机8相连接以提供驱动(动力部件)。
本实施例中，所述坡度传感器的输出为电流，所述控制器6将所述坡度传感器输出的电流转换成传感器输出角，并将所述传感器输出角作为叉车当前行驶的坡度角。
具体的，在模式自动开关3开启后，所述角度传感器5根据叉车的的坡度状态向所述控制器6实时传递电流信号Ia。所述控制器6将收到的电流信号Ia与之前标定叉车位于的水平面时角度传感器5检测到的电流信号I0进行结合计算获得传感器输出角∠S，并将所述传感器输出角∠S作为叉车当前行驶的坡度角。
∠S的获取方式如下：
∠S＝ni*ki*(Ia-I0)
其中，ni表示坡度传感器的灵敏系数；ki表示电流值同角度值关系系数。具体的，ni和ki可由角度传感器5厂商提供，本实施例不做具体说明。
参见图2所示，本实施例中，控制器6的控制流程如下：
S201，所述控制器接收所述角度传感器发送的电流信号，基于所述电流信号，计算出传感器输出角，将所述传感器输出角作为叉车当前行驶的坡度角；
S202，所述控制器获取驱动电机的控制频率信号方向，判断驱动电机的运行方向(叉车的运行方向)，即爬坡或下坡；
S203，所述控制器基于叉车当前行驶的坡度角和运行方向，根据预设规则自动切换到不同工作模式。
如下，为本实施例的叉车爬坡时坡度角与工作模式的规则示例：
0°<前行驶的坡度角≤5°，自动选择经济模式；
5°<前行驶的坡度角≤10°，自动选择标准模式；
10°<前行驶的坡度角，自动选择高效模式。
具体的，上述角度范围可根据实际需求进行配置。当叉车的行驶方向为下坡时，可默认为经济模式。
本实施例中，当控制器6判断出叉车为爬坡且当前行驶的坡度角大于预设角度后，自动切换到高效模式，从而增加加速度和爬坡性能，给客户尤其是需要在坡度比较大的工况下作业的客户更满意的体验。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于，本实施例考虑到了叉车行驶加速度对叉车当前行驶坡度角的影响，由于加速度的影响，基于角度传感器5获取到的传感器输出角∠S将大于叉车当前行驶坡度角，角度误差将对控制器6快速正确选择相应工作模式造成影响。因此，本实施例基于根据坡度传感器输出电流信号获取到的所述传感器输出角，获取叉车行驶的实际坡度角，并将所述实际坡度角作为叉车当前行驶的坡度角，使得检测精度高更高，调节更准确。
具体的，所述坡度传感器的输出为电流，所述控制器6将所述坡度传感器输出的电流转换成传感器输出角；同时，获取叉车行驶的实际坡度角，并将所述实际坡度角作为叉车当前行驶的坡度角。
所述控制器6根据叉车受力，获取叉车行驶的实际坡度角，表示如下：
∠F＝arc sin((g/a)*sin∠S)+∠S-90°
其中，a表示叉车的行驶加速度；g表示重力加速度；∠F表示叉车行驶的实际坡度角；∠S表示传感器输出角。
上述叉车的加速度a通过△t时间内电机控制的频率差计算出，具体方法可采用现有技术，本实施例不做具体说明。
进一步的，本实施例还考虑到叉车在行驶过程中加速度可能受到抖动影响，因此，通过PT1滤波算法进行处理以得到以得到较为平稳坡道角。具体的，可以对加速度实施PT1滤波，也可以对计算出的加速度角PT1滤波，还可以对计算出的叉车当前行驶的坡度角实施PT1滤波。
参见图3所示，本实施例中，控制器6的控制流程如下：
S301，所述控制器接收所述角度传感器发送的电流信号，基于所述电流信号，计算出传感器输出角；
S302，所述控制器基于叉车的行驶加速度、重力加速度及所述传感器输出角计算出叉车当前行驶的坡度角；
S303，所述控制器获取驱动电机的控制频率信号方向，判断驱动电机的运行方向(叉车的运行方向)，即爬坡或下坡；
S304，所述控制器基于叉车当前行驶的坡度角和运行方向，根据预设规则自动切换到不同工作模式。
本实施例其他部分的具体实现同实施例一，此处不再重复表述。
实施例三
本实施例与实施例一的区别在于，本实施例的坡度传感器的输出为电压，所述控制器6将所述坡度传感器输出的电压转换成传感器输出角，并将所述传感器输出角作为叉车当前行驶的坡度角。
具体的，在模式自动开关3开启后，所述角度传感器5根据叉车的的坡度状态向所述控制器6实时传递电流信号Ua。所述控制器6将收到的电压信号Ua与之前标定叉车位于的水平面时角度传感器5检测到的电流信号U0进行结合计算获得传感器输出角∠S，并将所述传感器输出角∠S作为叉车当前行驶的坡度角。
∠S的获取方式如下：
∠S＝nu*ku*(Ua-U0)
其中，nu表示坡度传感器的灵敏系数；ku表示电压值同角度值关系系数。具体的，nu和ku可由角度传感器5厂商提供，本实施例不做具体说明。
参见图4所示，本实施例中，控制器6的控制流程如下：
S401，所述控制器接收所述角度传感器发送的电压信号，基于所述电压信号，计算出传感器输出角，将所述传感器输出角作为叉车当前行驶的坡度角；
S402，所述控制器获取驱动电机的控制频率信号方向，判断驱动电机的运行方向(叉车的运行方向)，即爬坡或下坡；
S403，所述控制器基于叉车当前行驶的坡度角和运行方向，根据预设规则自动切换到不同工作模式。
本实施例其他部分的具体实现同实施例一，此处不再重复表述。
实施例四
本实施例与实施例三的区别在于，本实施例考虑到了叉车行驶加速度对叉车当前行驶坡度角的影响，由于加速度的影响，基于角度传感器5获取到的传感器输出角∠S将大于叉车当前行驶坡度角，角度误差将对控制器6快速正确选择相应工作模式造成影响。因此，本实施例基于根据坡度传感器输出电压信号获取到的所述传感器输出角，获取叉车行驶的实际坡度角，并将所述实际坡度角作为叉车当前行驶的坡度角，使得检测精度高更高，调节更准确。
具体的，所述坡度传感器的输出为电压，所述控制器6将所述坡度传感器输出的电压转换成传感器输出角；同时，获取叉车行驶的实际坡度角，并将所述实际坡度角作为叉车当前行驶的坡度角。
所述控制器6根据叉车受力，获取叉车行驶的实际坡度角，表示如下：
∠F＝arc sin((g/a)*sin∠S)+∠S-90°
其中，a表示叉车的行驶加速度；g表示重力加速度；∠F表示叉车行驶的实际坡度角；∠S表示传感器输出角。
上述叉车的加速度a通过△t时间内电机控制的频率差计算出，具体方法可采用现有技术，本实施例不做具体说明。
进一步的，本实施例还考虑到叉车在行驶过程中加速度可能受到抖动影响，因此，通过PT1滤波算法进行处理以得到以得到较为平稳坡道角。具体的，可以对加速度实施PT1滤波，也可以对计算出的加速度角PT1滤波，还可以对计算出的叉车当前行驶的坡度角实施PT1滤波。
参见图5所示，本实施例中，控制器6的控制流程如下：
S501，所述控制器接收所述角度传感器发送的电压信号，基于所述电压信号，计算出传感器输出角；
S502，所述控制器基于叉车的行驶加速度、重力加速度及所述传感器输出角计算出叉车当前行驶的坡度角；
S503，所述控制器获取驱动电机的控制频率信号方向，判断驱动电机的运行方向(叉车的运行方向)，即爬坡或下坡；
S504，所述控制器基于叉车当前行驶的坡度角和运行方向，根据预设规则自动切换到不同工作模式。
本实施例其他部分的具体实现同实施例三，此处不再重复表述。
实施例五
本实施例与实施例一的区别在于，本实施例的坡度传感器的输出为坡度角，所述控制器6将所述坡度传感器输出的坡度角作为叉车当前行驶的坡度角。
具体的，在模式自动开关3开启后，所述角度传感器5根据叉车的的坡度状态向所述控制器6实时传递传感器输出角∠S，并将所述所述坡度传感器输出的坡度角作为叉车当前行驶的坡度角。
参见图6所示，本实施例中，控制器6的控制流程如下：
S601，所述控制器接收所述角度传感器发送的传感器输出角信号，将所述传感器输出角作为叉车当前行驶的坡度角；
S602，所述控制器获取驱动电机的控制频率信号方向，判断驱动电机的运行方向(叉车的运行方向)，即爬坡或下坡；
S603，所述控制器基于叉车当前行驶的坡度角和运行方向，根据预设规则自动切换到不同工作模式。
本实施例其他部分的具体实现同实施例一，此处不再重复表述。
实施例六
本实施例与实施例五的区别在于，本实施例考虑到了叉车行驶加速度对叉车当前行驶坡度角的影响，由于加速度的影响，基于角度传感器5获取到的传感器输出角∠S将大于叉车当前行驶坡度角，角度误差将对控制器6快速正确选择相应工作模式造成影响。因此，本实施例基于根据坡度传感器输出的所述传感器输出角，获取叉车行驶的实际坡度角，并将所述实际坡度角作为叉车当前行驶的坡度角，使得检测精度高更高，调节更准确。
具体的，所述控制器6根据叉车受力，获取叉车行驶的实际坡度角，表示如下：
∠F＝arc sin((g/a)*sin∠S)+∠S-90°
其中，a表示叉车的行驶加速度；g表示重力加速度；∠F表示叉车行驶的实际坡度角；∠S表示传感器输出角。。
上述叉车的加速度a通过△t时间内电机控制的频率差计算出，具体方法可采用现有技术，本实施例不做具体说明。
进一步的，本实施例还考虑到叉车在行驶过程中加速度可能受到抖动影响，因此，通过PT1滤波算法进行处理以得到以得到较为平稳坡道角。具体的，可以对加速度实施PT1滤波，也可以对计算出的加速度角PT1滤波，还可以对计算出的叉车当前行驶的坡度角实施PT1滤波。
参见图7所示，本实施例中，控制器6的控制流程如下：
S701，所述控制器接收所述角度传感器发送的传感器输出角信号；
S702，所述控制器基于叉车的行驶加速度、重力加速度及所述传感器输出角计算出叉车当前行驶的坡度角；
S703，所述控制器获取驱动电机的控制频率信号方向，判断驱动电机的运行方向(叉车的运行方向)，即爬坡或下坡；
S704，所述控制器基于叉车当前行驶的坡度角和运行方向，根据预设规则自动切换到不同工作模式。
本实施例其他部分的具体实现同实施例五，此处不再重复表述。
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)

1.一种基于坡度进行工作模式调节的叉车，包括控制器，其特征在于，还包括：设置在叉车上且平行于水平方向的坡度传感器；控制器基于所述坡度传感器的输出获取叉车当前行驶的坡度角，并根据所述坡度角和叉车的运行方向自动调节叉车的工作模式。
2.根据权利要求1所述的基于坡度进行工作模式调节的叉车，其特征在于，所述坡度传感器的输出为电流，所述控制器将所述坡度传感器输出的电流转换成传感器输出角，并将所述传感器输出角作为叉车当前行驶的坡度角。
3.根据权利要求1所述的基于坡度进行工作模式调节的叉车，其特征在于，所述坡度传感器的输出为电流，所述控制器将所述坡度传感器输出的电流转换成传感器输出角；同时，基于叉车的行驶加速度、重力加速度及所述传感器输出角，获取叉车行驶的实际坡度角，并将所述实际坡度角作为叉车当前行驶的坡度角。
4.根据权利要求2或3所述的基于坡度进行工作模式调节的叉车，其特征在于，所述控制器将所述坡度传感器输出的电流转换成传感器输出角，表示如下：
∠S＝ni*ki*(Ia-I0)
其中∠S表示传感器输出角，Ia表示坡度传感器输出的电流值；I0表示叉车位于的水平面时坡度传感器输出的电流值；ni表示坡度传感器的灵敏系数；ki表示电流值同角度值关系系数。
5.根据权利要求1所述的基于坡度进行工作模式调节的叉车，其特征在于，所述坡度传感器的输出为电压，所述控制器将所述坡度传感器输出的电压转换成传感器输出角，并将所述传感器输出角作为叉车当前行驶的坡度角。
6.根据权利要求1所述的基于坡度进行工作模式调节的叉车，其特征在于，所述坡度传感器的输出为电压，所述控制器将所述坡度传感器输出的电压转换成传感器输出角；同时，基于叉车的行驶加速度、重力加速度及所述传感器输出角，获取叉车行驶的实际坡度角，并将所述实际坡度角作为叉车当前行驶的坡度角。
7.根据权利要求5或6所述的基于坡度进行工作模式调节的叉车，其特征在于，所述控制器将所述坡度传感器输出的电压转换成传感器输出角，表示如下：
∠S＝nu*ku*(Ua-U0)
其中，∠S表示传感器输出角，Ua表示坡度传感器输出的电压值；U0表示叉车位于的水平面时坡度传感器输出的电压值；nu表示坡度传感器的灵敏系数；ku表示电压值同角度值关系系数。
8.根据权利要求1所述的基于坡度进行工作模式调节的叉车，其特征在于，所述坡度传感器的输出为坡度角，所述控制器将所述坡度传感器输出的坡度角作为叉车当前行驶的坡度角。
9.根据权利要求1所述的基于坡度进行工作模式调节的叉车，其特征在于，所述坡度传感器的输出为坡度角；同时，基于叉车的行驶加速度、重力加速度及所述传感器输出角，获取叉车行驶的实际坡度角，并将所述实际坡度角作为叉车当前行驶的坡度角。
10.根据权利要求3、6或9所述的基于坡度进行工作模式调节的叉车，其特征在于，所述基于叉车的行驶加速度、重力加速度及所述传感器输出角，获取叉车行驶的实际坡度角，表示如下：
∠F＝arc sin((g/a)*sin∠S)+∠S-90°
其中，a表示叉车的行驶加速度；g表示重力加速度；∠F表示叉车行驶的实际坡度角；∠S表示传感器输出角。
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