CN114590748B - 堆垛机载货台载重预警标定检测装置以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种堆垛机载货台载重预警标定检测装置以及方法，由带有变速箱的电机、受力导杆、拉压双向传感器、固定座及控制端构建硬件架构，其中电机通过变速箱与链牙轮连接，受力导杆分别连接在变速箱及拉压双向传感器处，且拉压双向传感器通过固定座固定在堆垛机立柱上；在起重链条受垂直外力作用时，变速箱及其上的受力导杆同向运动，使控制端获取到拉压双向传感器的感应信号，这样便可以记录不同载重状态下的测力信号值并确定超重或失重报警阈值，从而可由实际货物重量及记录标定的参数，得到实际重量信号，并判断实际载重状态是否异常。本发明能够准确标定并检测出载货台载重状态，从而保证堆垛机的安全运行。

Description

堆垛机载货台载重预警标定检测装置以及方法

技术领域

本发明涉及卷烟制造领域，尤其涉及一种堆垛机载货台载重预警标定检测装置以及方法。

背景技术

堆垛机在高架库中按前后、上下方位寻找目标货位，然后通过货叉将货位上的货物叉放到载货台上，或者反之将载货台上的货物叉放到货位上，完成货物的取放功能。

当货物在载货台进行上下运行时会存在以下几种情况：一是当货物超过堆垛机额定重量时，会将控制载货台上下传动的起重链条拉长，轻则造成链条链牙脱扣，重则将链条拉断，导致堆垛机设备损坏的严重后果；二是即使载货台上的货物符合载重要求，但已经接近额定重量并快速提升时，在加速度的加持下，也会超过额定重量，对链条造成损害；三是载货台上的货叉在叉取或叉放货物时，如果货叉与货架横梁发生接触，此时链条处于松弛状态，堆垛机在抽回或伸出货叉时就会使货叉底部摩擦到横梁，增大了货叉驱动电机负荷，造成电机过载停机等问题；四是万一链条断开，链条不再控制载货台的下降速度，载货台将失重从高空下坠，也会造成货物和设备损坏。

因此，行业内亟需有效措施对载货台负荷进行检测，避免出现堆垛机载货台出现超载、失重的问题。

发明内容

鉴于上述，本发明旨在提供一种堆垛机载货台载重预警标定检测装置以及方法，以解决前述提及的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

第一方面、一种堆垛机载货台载重预警标定检测装置，其中包括：带有变速箱的电机、受力导杆、拉压双向传感器、固定座以及控制端；

所述电机通过所述变速箱的输出轴与起重链条的链牙轮传动连接；

所述受力导杆的一端固接在所述变速箱的一侧，所述受力导杆的另一端与所述拉压双向传感器的一端连接，所述拉压双向传感器的另一端与所述固定座连接，所述固定座固定在堆垛机立柱上；

在起重链条受垂直外力带动链牙轮被动旋转的同时，链牙轮通过所述输出轴使所述变速箱进行同向的被动旋转；且在所述变速箱被动旋转时带动所述受力导杆运动，使所述拉压双向传感器感应受力；

所述控制端用于获取对应于所述垂直外力的所述拉压双向传感器发送的测力信号以及基于测力信号进行参数标定。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述测力信号包括：0-10V或4-20mA的模拟量电信号。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述控制端包括模数转换单元、显示单元以及参数设定单元。

第二方面、一种基于上述堆垛机载货台载重预警标定检测装置的预警标定检测方法，其中包括：

在载货台降至最低位时支撑起重链条，获取起重链条不受垂直外力时的静态测力信号；

在去除支撑后，经变速箱被动旋转获取仅由载货台作用在起重链条时的空载测力信号；

在载货台上放置具有预设额定重量的标定物，经变速箱被动旋转获取额定测力信号；

根据所述额定测力信号设定超重报警阈值，根据所述空载测力信号设定失重报警阈值；

根据所述额定测力信号以及所述静态测力信号求取重量系数；

在实际运载货物时，基于货物实际重量、所述预设额定重量以及所述重量系数，计算实际重量信号值；

根据所述实际重量信号值与所述超重报警阈值以及所述失重报警阈值的关系，确定堆垛机运行状态为正常状态、超重状态或失重状态，且当处于超重状态或失重状态时，输出报警信号。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述根据所述额定测力信号设定超重报警阈值，根据所述空载测力信号设定失重报警阈值包括：

按预设第一比例分别对所述额定测力信号以及所述空载测力信号进行浮动调整后，求取对应的所述超重报警阈值以及所述失重报警阈值。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述根据所述额定测力信号以及所述静态测力信号求取重量系数包括所述重量系数为所述额定测力信号与所述静态测力信号之差。

在其中至少一种可能的实现方式中，按下述公式计算实际重量信号值：实际重量信号值＝重量系数×(预设额定重量/货物实际重量)。

在其中至少一种可能的实现方式中，按下述公式计算实际重量信号值：

实际重量信号值＝重量系数×[预设额定重量/(货物实际重量+加速度力)]；

其中，所述加速度力为堆垛机在实际运载货物时产生的加速度相关的力。

在其中至少一种可能的实现方式中，利用所述货物实际重量以及预设的第二比例求取所述加速度力。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述当处于超重状态或失重状态时，输出报警信号包括：在超重状态或失重状态的持续时间大于预设的状态持续时长后，触发输出报警信号。

本发明的主要设计构思在于，由带有变速箱的电机、受力导杆、拉压双向传感器、固定座以及控制端构建硬件架构，其中，电机通过变速箱的输出轴与起重链条的链牙轮传动连接，受力导杆分别连接在变速箱及拉压双向传感器处，且拉压双向传感器通过固定座固定在堆垛机立柱上；在起重链条受垂直外力带动链牙轮被动旋转时，变速箱及其上的受力导杆同向运动，使所述控制端获取到拉压双向传感器的感应受力信号，这样便可以记录不同载重状态下的测力信号值并确定超重或失重的报警阈值等参数，从而可以根据实际货物重量及记录标定的参数，求取实际重量信号，并由此判断出实际载重状态是否异常。本发明能够准确标定并检测出载货台载重状态，从而保证堆垛机的安全运行，且便于迅速发出异常信号至堆垛机的原机控制系统，并由原机控制系统控制堆垛机执行停机、报警等响应策略。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明实施例提供的堆垛机载货台载重预警标定检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的堆垛机载货台载重预警标定检测方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提出了一种堆垛机载货台载重预警标定检测装置的实施例，具体来说，如图1所示，其中包括：带有变速箱1的电机2、受力导杆3、拉压双向传感器4、固定座5以及控制端6；

所述电机2通过所述变速箱1的输出轴11与起重链条100的链牙轮200传动连接；

所述受力导杆3的一端固接在所述变速箱1的一侧，所述受力导杆3的另一端与所述拉压双向传感器4的一端连接，所述拉压双向传感器4的另一端与所述固定座5连接，所述固定座5固定在堆垛机立柱300上；

在起重链条100受垂直外力(如载货台、货物等对链条施加的重力)带动链牙轮200被动旋转的同时，链牙轮200通过所述输出轴11使所述变速箱1进行同向的被动旋转(可以理解地，变速箱1处于可围绕输出轴11旋转的非稳定状态，其旋转源自起重链条上由重物施加的竖直方向的力)；在所述变速箱1被动旋转时带动所述受力导杆3运动，使所述拉压双向传感器4感应受力；

所述控制端6用于获取对应于所述垂直外力的所述拉压双向传感器4的测力信号以及用于参数设定。

进一步地，所述测力信号包括：0-10V或4-20mA的模拟量电信号。

进一步地，所述控制端6包括模数转换单元、显示单元以及参数设定单元。

在前述各实施例基础上，本发明还提供了一种堆垛机载货台载重预警标定检测方法的实施例，如图2所示，可以包括：

步骤S1、在载货台降至最低位时支撑起重链条，获取起重链条不受垂直外力时的静态测力信号；

具体地，结合图1所示，可以将载货台降落至最低位，通过支撑的方式不使起重链条受力，此时由控制端获取到拉压双向传感器当前状态下的测力信号，并记录为V静态值。

步骤S2、在去除支撑后，经变速箱被动旋转获取仅由载货台作用在起重链条时的空载测力信号；

具体地，结合图1所示，可以在步骤S1完成后，撤掉支撑物以使起重链条仅受到载货台自身重量，产生向下的力f1，此时起重链条带动链牙轮顺时针旋转，链牙轮又通过输出轴使变速箱(及电机)同样处于顺时针被动旋转状态，此时安装在变速箱上的受力导杆会跟随旋转一同运动，其运动方向使得拉压双向传感器感应到向右的力f2，从而控制端可以记录此时测力信号为V空载值。

步骤S3、在载货台上放置具有预设额定重量的标定物，经变速箱被动旋转获取额定测力信号；

具体地，结合图1所示，可以在载货台上放上额定重量的砝码，起重链条上产生向下的力，此时f1增大，从而带动拉压双向传感器的力f2也随之增大，记录当前状态的测力信号为V额定值。

步骤S4、根据所述额定测力信号设定超重报警阈值，根据所述空载测力信号设定失重报警阈值；

优选地，具体在设计上述报警阈值时，并不直接采用来自拉压双向传感器的测力信号原始值，而可以基于经验按预设第一比例对所述额定测力信号以及所述空载测力信号进行浮动调整，例如但不限于：超重报警阈值＝V额定值+(V额定值×20％)，失重报警阈值＝V空载值－(V空载值×20％)。

步骤S5、根据所述额定测力信号以及所述静态测力信号求取重量系数；

例如但不限于，重量系数＝额定重量－静态重量，即V额定值－V静态值。

步骤S6、在实际运载货物时，基于货物实际重量、所述预设额定重量以及所述重量系数，计算实际重量信号值；

此环节中，本发明不再直接使用拉压双向传感器的测力信号，而是在载货台上叉取具有实际重量的真实物料时，通过计算的方式输出实际重量信号值V实际值，例如按下述公式：

实际重量信号值＝重量系数×(预设额定重量/货物实际重量)

并且可以理解地，在实际操作中，V实际值应控制在V额定值与V空载值之间，避免出现超重或失重。

此外，考虑到在堆垛机进行提升或下降操作时会产生加速度力，因而优选将该加速度力与货物实际重量叠加，也即是前述V实际值的计算公式可进一步优化为：

实际重量信号值＝重量系数×[预设额定重量/(货物实际重量+加速度力)]

关于该加速度力的计算方式可以依据经验在原始的所述货物实际重量基础上，利用预设的第二比例进行求取，例如但不限于：加速度力＝货物实际重量×15％。

步骤S7、根据所述实际重量信号值与所述超重报警阈值以及所述失重报警阈值的关系，确定堆垛机运行状态为正常状态、超重状态或失重状态，且当处于超重状态或失重状态时，输出报警信号。

最后，还可以补充的是，为了防止V实际值在超重报警阈值或失重重报警阈值的临界状态导致频繁输出报警信号，可以在V实际值满足超重或失重判断条件后，按预设的状态持续时长(如2秒)才触发输出报警信号，从而可以确保报警输出更为准确、可靠。举例来说：超重报警信号的输出条件为超重状态持续时间＞2S；失重报警信号的输出条件为失重状态持续时间＞2S。

综上所述，本发明的主要设计构思在于，由带有变速箱的电机、受力导杆、拉压双向传感器、固定座以及控制端构建硬件架构，其中，电机通过变速箱的输出轴与起重链条的链牙轮传动连接，受力导杆分别连接在变速箱及拉压双向传感器处，且拉压双向传感器通过固定座固定在堆垛机立柱上；在起重链条受垂直外力带动链牙轮被动旋转时，变速箱及其上的受力导杆同向运动，使所述控制端获取到拉压双向传感器的感应受力信号，这样便可以记录不同载重状态下的测力信号值并确定超重或失重的报警阈值等参数，从而可以根据实际货物重量及记录标定的参数，求取实际重量信号，并由此判断出实际载重状态是否异常。本发明能够准确标定并检测出载货台载重状态，从而保证堆垛机的安全运行，且便于迅速发出异常信号至堆垛机的原机控制系统，并由原机控制系统控制堆垛机执行停机、报警等响应策略。

本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于堆垛机载货台载重预警标定检测装置的预警标定检测方法，其特征在于，其中所述检测装置包括：带有变速箱的电机、受力导杆、拉压双向传感器、固定座以及控制端；所述电机通过所述变速箱的输出轴与起重链条的链牙轮传动连接；所述受力导杆的一端固接在所述变速箱的一侧，所述受力导杆的另一端与所述拉压双向传感器的一端连接，所述拉压双向传感器的另一端与所述固定座连接，所述固定座固定在堆垛机立柱上；在起重链条受垂直外力带动链牙轮被动旋转的同时，链牙轮通过所述输出轴使所述变速箱进行同向的被动旋转；且在所述变速箱被动旋转时带动所述受力导杆运动，使所述拉压双向传感器感应受力；所述控制端用于获取对应于所述垂直外力的所述拉压双向传感器发送的测力信号以及基于测力信号进行参数标定；所述测力信号包括：0-10V或4-20mA的模拟量电信号；所述控制端包括模数转换单元、显示单元以及参数设定单元；

所述检测方法包括：

在载货台降至最低位时支撑起重链条，获取起重链条不受垂直外力时的静态测力信号；

在去除支撑后，经变速箱被动旋转获取仅由载货台作用在起重链条时的空载测力信号；

在载货台上放置具有预设额定重量的标定物，经变速箱被动旋转获取额定测力信号；

根据所述额定测力信号设定超重报警阈值，根据所述空载测力信号设定失重报警阈值；

根据所述额定测力信号以及所述静态测力信号求取重量系数；

在实际运载货物时，基于货物实际重量、所述预设额定重量以及所述重量系数，计算实际重量信号值；

根据所述实际重量信号值与所述超重报警阈值以及所述失重报警阈值的关系，确定堆垛机运行状态为正常状态、超重状态或失重状态，且当处于超重状态或失重状态时，输出报警信号。

2.根据权利要求1所述的预警标定检测方法，其特征在于，所述根据所述额定测力信号设定超重报警阈值，根据所述空载测力信号设定失重报警阈值包括：

按预设第一比例分别对所述额定测力信号以及所述空载测力信号进行浮动调整后，求取对应的所述超重报警阈值以及所述失重报警阈值。

3.根据权利要求1所述的预警标定检测方法，其特征在于，所述根据所述额定测力信号以及所述静态测力信号求取重量系数包括所述重量系数为所述额定测力信号与所述静态测力信号之差。

4.根据权利要求1所述的预警标定检测方法，其特征在于，按下述公式计算实际重量信号值：实际重量信号值＝重量系数×（预设额定重量/货物实际重量）。

5.根据权利要求1所述的预警标定检测方法，其特征在于，按下述公式计算实际重量信号值：

实际重量信号值＝重量系数×［预设额定重量/（货物实际重量＋加速度力）］；

其中，所述加速度力为堆垛机在实际运载货物时产生的加速度相关的力。

6.根据权利要求5所述的预警标定检测方法，其特征在于，利用所述货物实际重量以及预设的第二比例求取所述加速度力。

7.根据权利要求1~6任一项所述的预警标定检测方法，其特征在于，所述当处于超重状态或失重状态时，输出报警信号包括：在超重状态或失重状态的持续时间大于预设的状态持续时长后，触发输出报警信号。