CN117105132B - 一种叉车牙叉高度的控制方法及其控制系统 - Google Patents

一种叉车牙叉高度的控制方法及其控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种叉车牙叉高度的控制方法及其控制系统，控制方法包括：根据获取到的牙叉的当前高度与目标高度的实时高度差，控制牙叉沿第一方向移动；在实时高度差位于第一预设偏差范围内时，控制牙叉停止运行；其中，第一方向为从当前高度的位置指向目标高度的位置的方向；控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行；延时第二预设时间后，确定目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第二预设偏差范围内；在延时高度差位于第一预设偏差范围外时，返回执行控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行的步骤，直至目标高度和当前高度的延时高度差位于第一预设偏差范围内。本发明可以准确的将牙叉停止在目标高度。

Description

一种叉车牙叉高度的控制方法及其控制系统
技术领域
本发明涉及叉车控制技术领域，尤其涉及一种叉车牙叉高度的控制方法及其控制系统。
背景技术
随着经济的快速发展，在工厂、物流站以及客运站等多个地方都运用到了叉车，叉车行业存在着巨大的市场前景。
叉车包括用于举升货物的牙叉，牙叉的升降控制一般采用的液压泵，存在控制延迟，运动控制器在获取卷线编码器的数值时也存在一定的延迟；控制延迟和读数的延迟会导致无法精准的将牙叉控制在需要的高度，无法满足要求。
发明内容
本发明提供了一种叉车牙叉高度的控制方法及其控制系统，可以准确的将牙叉停在需要的控制高度，以满足实际需求。
第一方面，本发明提供了一种叉车牙叉高度的控制方法，包括：根据获取到的牙叉的当前高度与目标高度的实时高度差，控制牙叉沿第一方向移动；在实时高度差位于第一预设偏差范围内时，控制牙叉停止运行；其中，第一方向为从当前高度的位置指向目标高度的位置的方向；控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行；其中，第二方向与第一方向反向；延时第二预设时间后，确定目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第一预设偏差范围内；在延时高度差位于第一预设偏差范围外时，返回执行控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行的步骤，直至目标高度和当前高度的延时高度差位于第一预设偏差范围内。
可选地，根据获取到的牙叉的当前高度与目标高度的实时高度差，控制牙叉沿第一方向移动，包括：在实时高度差位于第二预设偏差范围以外时，控制牙叉以速度增幅逐渐减小的增速趋势沿第一方向移动后保持匀速运行；在实时高度差位于第一预设偏差范围以外，且位于第二预设偏差范围以内时，控制牙叉减速运行；其中，第二预设偏差范围的边界值的绝对值大于第一预设偏差范围的边界值的绝对值。
可选地，控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行，包括：根据接收到的控制指令，控制牙叉沿第二方向运行第一预设时间后停止运行。
可选地，延时第二预设时间后，确定目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第二预设偏差范围内的步骤包括；延时第二预设时间后，读取卷线编码器的数值作为当前高度，并确定目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第二预设偏差范围内。
可选地，在根据获取到的牙叉的当前高度与目标高度的实时高度差，控制牙叉沿第一方向移动之前，控制方法包括：以固定频率实时从卷线编码器中获取牙叉的当前高度，从视觉传感器中获取牙叉的目标高度。
可选地，在以固定频率实时从卷线编码器中获取牙叉的当前高度，从视觉传感器中获取牙叉的目标高度之后，控制方法还包括：根据当前高度与目标高度的实时高度差以及牙叉的移动方向，动态设置超时时间；控制方法还包括：在牙叉开始运行后，判断经过超时时间实时高度差是否位于第一预设偏差范围内；若经过超时时间实时高度差仍位于第一预设偏差范围外，则控制牙叉停止运行，并上报超时故障。
可选地，在以固定频率实时从卷线编码器中获取牙叉的当前高度，从视觉传感器中获取牙叉的目标高度之后，还包括：判断牙叉的目标高度是否超过牙叉的上限值；在目标高度超过牙叉的上限值时不运行牙叉，并上报超限故障。
可选地，控制方法还包括：检测牙叉是否在牙叉的下限位；在牙叉位于牙叉的下限位时，判断是否存在控制任务；在不存在控制任务时，向卷线编码器发送调零指令。
第二方面，本发明提供了一种叉车牙叉高度的控制系统，包括：集成在运动控制器中的第一逻辑控制模块、第二逻辑控制模块、第三逻辑控制模块、停止运行控制模块和延时高度差确定模块；第一逻辑控制模块用于根据获取到的牙叉的当前高度与目标高度的实时高度差，控制牙叉沿第一方向移动；停止运行控制模块用于在实时高度差位于第一预设偏差范围内时，控制牙叉停止运行；其中，第一方向为从当前高度的位置指向目标高度的位置的方向；第二逻辑控制模块用于控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行；其中，第二方向与第一方向反向；延时高度差确定模块用于延时第二预设时间后，确定目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第一预设偏差范围内；第三逻辑控制模块用于在延时高度差位于第一预设偏差范围外时，返回执行控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行的步骤，直至目标高度和当前高度的延时高度差位于第一预设偏差范围内。
可选地，叉车牙叉高度的控制系统还包括卷线编码器和视觉传感器；卷线编码器和视觉传感器分别与运动控制器电连接；卷线编码器用于以固定频率实时获取牙叉的当前高度；视觉传感器用于以固定频率实时获取牙叉的目标高度。
本发明实施例提供的叉车牙叉高度的控制方法，由于运动控制器在获取卷线编码器的数值时存在一定的延迟，运动控制器在控制牙叉的升降执行器液压泵时也存在控制延迟，因此在实时高度差位于第一预设偏差范围内时，控制牙叉第一次停止运行时，当前高度与目标高度的实时高度差一定不会位于第一预设范围内。本发明通过在控制牙叉第一次停止运行之后，控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后，控制牙叉第二次停止运行，并在延时第二预设时间后，确定目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第一预设偏差范围内，在延时高度差位于第一预设偏差范围外时，返回执行控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行的步骤，直至目标高度和当前高度的延时高度差位于第一预设偏差范围内，再确定延时高度差位于第一预设偏差范围内时，停止控制牙叉运行。由于运动控制器在牙叉停止运行延时第二预设时间后，才从卷线编码器获取当前高度，因此此时卷线编码器获取的当前高度与实际高度相同，因此当前高度与目标高度的实时高度差位于第一预设范围内时，即意味着实际高度与目标高度的实际高度差也位于第一预设范围内，即本发明的控制方法可以准确的控制叉车停止在目标高度。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种叉车牙叉高度的控制方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的又一种叉车牙叉高度的控制方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的又一种叉车牙叉高度的控制方法的流程图；
图4是本发明实施例提供的又一种叉车牙叉高度的控制方法的流程图；
图5是本发明实施例提供的又一种叉车牙叉高度的控制方法的流程图；
图6是本发明实施例提供的一种叉车牙叉高度的控制系统的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种运动控制器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1是本发明实施例提供的一种叉车牙叉高度的控制方法的流程图，该方法可以由运动控制器来执行，该运动控制器可以采用软件和/或硬件的方式实现，并可集成在叉车上。
如图1所示，本实施例提供的叉车牙叉高度的控制方法具体包括如下步骤：
S101、根据获取到的牙叉的当前高度与目标高度的实时高度差，控制牙叉沿第一方向移动。
可选地，运动控制器可以以固定频率从位置传感器获取牙叉的当前高度，从控制面板上获取牙叉的目标高度，或者从视觉传感器获取牙叉的目标高度。其中，视觉传感器可以是图像传感器，本实施例中，每当预设的周期性的检测时刻到达时，根据牙叉上的位置传感器当前产生的位置信号确定牙叉在当前检测时刻的当前高度，根据牙叉上的视觉传感器当前产生的图像信号确定牙叉的目标高度。
运动控制器可以包括微控制单元。示例性的，运动控制器可以包括单片机，还可以包括数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）或者现场可编程门阵列（FieldProgrammable Gate Array，FPGA）。
位置传感器固定于牙叉上，因此位置传感器感知到的位置即牙叉的当前位置，位置传感器如拉线编码器。
在实时高度差位于第一预设偏差范围外时，控制牙叉沿第一方向移动，其中第一方向为从当前高度的位置指向目标高度的位置的方向，也就是说当目标高度大于当前高度时，第一方向为上行，当目标高度小于当前高度时，第一方向为下行。
第一预设偏差范围是运动控制器预先设定的判定是否需要控制牙叉上行或下行的范围值，是牙叉的控制精度，由于栈板留给牙叉的容错空间有限，一般在20mm以内，因此牙叉的控制精度一般要求达到+/-5mm。
在一个实施例中，目标高度减去当前高度的实时高度差大于+5mm时，控制牙叉上行，目标高度减去当前高度实时高度差小于-5mm时，控制牙叉下行。
S102、在实时高度差位于第一预设偏差范围内时，控制牙叉停止运行。
当目标高度与当前高度的差值在第一预设偏差范围内时，运动控制器控制牙叉停止运行，由于运动控制器在获取卷线编码器的数值时存在延迟，运动控制器在控制牙叉的执行机构液压泵时也存在控制延迟。因此运动控制器无法精确的让牙叉停止在目标高度上。
示例性的，当牙叉上行时，即使牙叉的实际高度与牙叉的目标高度已经位于第一预设偏差范围内，由于延迟，运动控制器获取的当前高度也会小于实际高度，因此当实际高度与目标高度的实际高度差位于第一预设偏差范围时，当前高度与目标高度的实时高度差并不位于第一预设偏差范围，运动控制器会继续控制牙叉的上行，因此牙叉上行时，牙叉停止时的实际高度与目标高度的实际高度差一定会超过第一预设偏差范围，即牙叉停止时的实际高度一定会超过目标高度。
同理牙叉下行时，即使牙叉的实际高度与牙叉的目标高度已经位于第一预设偏差范围内，由于延迟，运动控制器获取的当前高度也会大于实际高度，因此当实际高度与目标高度的实际高度差位于第一预设偏差范围时，当前高度与目标高度的实时高度差并不位于第一预设偏差范围，运动控制器会继续控制牙叉的下行，因此牙叉下行时，牙叉停止时的实际高度与目标高度的实际高度差一定会超过第一预设偏差范围，即牙叉停止时的实际高度一定会低于目标高度。
S103、控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行。
其中，第二方向与第一方向反向，也就是说第一方向为上行时，第二方向为下行；第一方向为下行时，第二方向为上行。
牙叉上行时，由于延迟，牙叉停止时的实际高度一定会超过目标高度，需要控制牙叉沿第二方向反向运动（下行）；启动牙叉反向运动第一预设时间（例如500ms）后，立刻停止牙叉运动。
牙叉下行时，由于延迟，在不是控制牙叉到零点的情况下，牙叉停止时的实际高度一定会低于目标高度，需要控制牙叉沿第二方向反向运动（上行）；启动牙叉上行第一预设时间（例如500ms）后，立刻停止牙叉运动。控制牙叉到零点的情况下，由于牙叉存在机械限位，因此可以精确的控制牙叉停在零点，在控制牙叉停止运行后，不需要牙叉沿第二方向移动第一预设时间再次控制牙叉停止运行。
S104、延时第二预设时间后，确定目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第一预设偏差范围内。
延时第二预设时间（例如200ms）后，运动控制器可以读取卷线编码器的数值作为当前高度，并确定目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第一预设偏差范围内。
可以理解的是，延时第二预设时间后，运动控制器从卷线编码器获取的当前高度等于实际高度，再确定延时高度差（即实际高度差）位于第一预设偏差范围内时，停止控制牙叉运行，在延时高度差位于第一预设偏差范围外时，返回执行控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行的步骤，直至目标高度和当前高度的延时高度差位于第一预设偏差范围内。因此，再确定延时高度差位于第一预设偏差范围内时，执行步骤S105，再确定延时高度差位于第一预设偏差范围外时，返回执行步骤S103。
S105、停止控制牙叉运行。
本发明实施例提供的叉车牙叉高度的控制方法，由于运动控制器在获取卷线编码器的数值时存在一定的延迟，运动控制器在控制牙叉的升降执行器液压泵时也存在控制延迟，因此在实时高度差位于第一预设偏差范围内时，控制牙叉第一次停止运行时，当前高度与目标高度的实时高度差一定不会位于第一预设范围内。本发明通过在控制牙叉第一次停止运行之后，控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后，控制牙叉第二次停止运行，并在延时第二预设时间后，确定目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第一预设偏差范围内，在延时高度差位于第一预设偏差范围外时，返回执行控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行的步骤，直至目标高度和当前高度的延时高度差位于第一预设偏差范围内，再确定延时高度差位于第一预设偏差范围内时，停止控制牙叉运行。由于运动控制器在牙叉停止运行延时第二预设时间后，才从卷线编码器获取当前高度，因此此时卷线编码器获取的当前高度与实际高度相同，因此当前高度与目标高度的实时高度差位于第一预设范围内时，即意味着实际高度与目标高度的实际高度差也位于第一预设范围内，即本发明的控制方法可以准确的控制叉车停止在目标高度。
图2为本发明实施例提供的又一种叉车牙叉高度的控制方法的流程图，如图2所示，该控制方法可以包括：
S201、在实时高度差位于第二预设偏差范围以外时，控制牙叉以速度增幅逐渐减小的增速趋势沿第一方向移动后保持匀速运行。
其中，第二预设偏差范围的边界值的绝对值大于第一预设偏差范围的边界值的绝对值。示例性的，第一预设偏差范围的边界值的绝对值为5mm时，第二预设偏差范围的边界值的绝对值可以为100mm。
在实时高度位于第二预设偏差范围以外时，说明当前高度与目标高度的距离较远，当牙叉的移动速度从零开始增加至表示起步的预设启动速度时，开始将驱动控制量设定为第一控制量与用于确定速度增幅（加速度）的控制变量之和，其中，第一控制量为：当牙叉的移动速度等于预设启动速度时运动控制器产生的驱动控制量，控制变量随牙叉的实时高度差的减小而逐渐减小，并且，控制变量在牙叉的当前高度相对于目标高度的实时高度差缩减至预设处理距离时减小为零，此时升降执行器产生的驱动控制量为第二控制量。其中，第二控制量为：当牙叉的速度增幅为0时运动控制器产生的驱动控制量。也就是说，当目标高度与当前高度的实时高度差的绝对值大于第二预设偏差范围的边界值的绝对值（如100mm）时，运动控制器控制牙叉先增加至预设启动速度，再增速运行一段时间，最后匀速运行一段时间，即牙叉的当前高度与目标高度之间的实时高度差越大，驱动控制量越大，可以提高叉车的控制效率。
S202、在实时高度差位于第一预设偏差范围以外，且位于第二预设偏差范围以内时，控制牙叉减速运行。
示例性的，第一预设偏差范围的边界值的绝对值为5mm，第二预设偏差范围的边界值的绝对值为100mm，在实时高度差的绝对值大于5mm且小于或者100mm时，运动控制器控制牙叉减速运行。
S203、在实时高度差位于第一预设偏差范围内时，控制牙叉停止运行。
S204、控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行。
S205、延时第二预设时间后，确定目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第一预设偏差范围内。
再确定延时高度差（即实际高度差）位于第一预设偏差范围内时，停止控制牙叉运行，在延时高度差位于第一预设偏差范围外时，返回执行控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行的步骤，直至目标高度和当前高度的延时高度差位于第一预设偏差范围内。因此，再确定延时高度差位于第一预设偏差范围内时，执行步骤S206，再确定延时高度差位于第一预设偏差范围外时，返回执行步骤S204。
S206、停止控制牙叉运行。
图3为本发明实施例提供的又一种叉车牙叉高度的控制方法的流程图，如图3所示，该控制方法可以包括：
S301、以固定频率实时从卷线编码器中获取牙叉的当前高度，从视觉传感器中获取牙叉的目标高度。
具体的，卷线编码器又称拉线编码器或者拉线位移传感器，为拉线盒与编码器的组合装置，其中拉线盒主要为可拉伸的不锈钢绳绕在一个安装有轴承的缠线轮上的组件，此缠线轮与一个编码器连接，该编码器可以是增量式编码器或绝对值编码器。拉线位移传感器的原理就是把角位移传感器（即编码器）测量的角度，利用拉线盒内部绕线轮的周长转换成直线位移。
视觉传感器是指利用光学元件和成像装置获取外部环境图像信息的仪器。一般包括一个或者两个图形传感器。视觉传感器利用物方远心镜头对被测物体成像，得到尺寸固定的光学成像；利用图像传感器采集光学成像,得到被测物体的检测图像；对检测图像进行图像分析，即可获取被测物体的高度信息（即牙叉的目标高度）。
S302、根据获取到的牙叉的当前高度与目标高度的实时高度差，控制牙叉沿第一方向移动。
可选地，根据当前高度与目标高度的实时高度差以及牙叉的移动方向，可以动态设置超时时间。示例性的，假设牙叉匀速的从当前高度向目标高度运行，速度记为V，实时高度差为H，那么超时时间T可以设置为/>，其中，delay表示预设的固定时间。
在牙叉开始运行后，判断经过超时时间实时高度差是否位于第一预设偏差范围内，若经过超时时间实时高度差仍位于第一预设偏差范围外，则控制牙叉停止运行，并上报超时故障。
示例性的，单独外设掉电时，因为当前高度与目标高度的实时高度差的绝对值一直大于第一预设偏差范围的边界值的绝对值，即经过超时时间实时高度差仍位于第一预设偏差范围外，此时需要控制牙叉停止运行，并上报超时故障。
S303、在实时高度差位于第一预设偏差范围内时，控制牙叉停止运行。
S304、根据接收到的控制指令，控制牙叉沿第二方向运行第一预设时间后停止运行。
在运动控制器控制牙叉第一次停止运行时，由于存在控制延迟和读数延迟，因此牙叉的实际高度与目标高度的实际高度差一定会超出第一预设偏差范围，此时用户可以通过按键向运动控制器下发控制指令，运动控制器根据接收到的控制指令，控制牙叉沿第二方向反向运行第一预设时间后，控制牙叉第二次停止运行。
S305、延时第二预设时间后，读取卷线编码器的数值作为当前高度，并确定目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第二预设偏差范围内。
再确定延时高度差（即实际高度差）位于第一预设偏差范围内时，停止控制牙叉运行，在延时高度差位于第一预设偏差范围外时，返回执行控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行的步骤，直至目标高度和当前高度的延时高度差位于第一预设偏差范围内。因此，再确定延时高度差位于第一预设偏差范围内时，执行步骤S306，再确定延时高度差位于第一预设偏差范围外时，返回执行步骤S304。
S306、停止控制牙叉运行。
图4是本发明实施例提供的又一种叉车牙叉高度的控制方法的流程图，如图4所示，该控制方法还可以包括：
S401、以固定频率实时从卷线编码器中获取牙叉的当前高度，从视觉传感器中获取牙叉的目标高度。
S402、判断牙叉的目标高度是否超过牙叉的上限值。
在目标高度超过牙叉的上限值时，不运行牙叉并上报超限故障；在目标高度超过未牙叉的上限值时，根据获取到的牙叉的当前高度与目标高度的实时高度差，控制牙叉沿第一方向移动。因此，在目标高度超过牙叉的上限值时，执行步骤S4031，在目标高度超过未牙叉的上限值时，执行步骤S4032。
S4031、不运行牙叉并上报超限故障。
S4032、根据获取到的牙叉的当前高度与目标高度的实时高度差，控制牙叉沿第一方向移动。
S404、在实时高度差位于第一预设偏差范围内时，控制牙叉停止运行。
S405、根据接收到的控制指令，控制牙叉沿第二方向运行第一预设时间后停止运行。
S406、延时第二预设时间后，读取卷线编码器的数值作为当前高度，并确定目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第二预设偏差范围内。
再确定延时高度差位于第一预设偏差范围内时，执行步骤S407，再确定延时高度差位于第一预设偏差范围外时，返回执行步骤S405。
S407、停止控制牙叉运行。
图5是本发明实施例提供的又一种叉车牙叉高度的控制方法的流程图，如图5所示，该控制方法可以包括：
S501、检测牙叉是否在牙叉的下限位。
可选地，在牙叉的最低点安装有接近传感器，接近传感器可以检测牙叉是否在下限位。
S502、在牙叉位于牙叉的下限位时，判断是否存在控制任务。
示例性的，当下限位的接近传感器有效（即牙叉处在最低点时），如果超过设定时间（如2秒）没有其他控制牙叉的任务下发，则进行调零，若存在控制任务，则执行控制任务对应的流程步骤，因此，若存在控制任务，则执行步骤S5032，若不存在控制任务，则执行步骤S5031。
S5031、向卷线编码器发送调零指令。
卷线编码器内部一般为增量式编码器，只能获取到相对值，而且卷线编码器可能存在物理形变或者其他原因导致编码器数值漂移的情况，因此需要调零操作。
调零时运动控制器通过与卷线编码器的接口（例如，RS232/RS485等）向卷线编码器发送调零指令，调零指令的作用是将当前位置设置为卷线编码器反馈的读数的0点。
可选地，可以手动控制牙叉降到最低点，并静置预设时间（如5秒），也可自动完成调零，当用户第一次使用叉车时，进行调零。
S5032、执行控制任务对应的流程步骤。
其中，控制任务为上述任意实施例提供的牙叉高度的控制方法对应的流程步骤。示例性的，在存在控制任务时，执行根据获取到的牙叉的当前高度与目标高度的实时高度差，控制牙叉沿第一方向移动；在实时高度差位于第一预设偏差范围内时，控制牙叉停止运行；控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行；延时第二预设时间后，确定目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第一预设偏差范围内；在延时高度差位于第一预设偏差范围外时，返回执行控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行的步骤，直至目标高度和当前高度的延时高度差位于第一预设偏差范围内的流程步骤。
图6是本发明实施例提供的一种叉车牙叉高度的控制系统的结构示意图，如图6所示，该控制系统包括：运动控制器11、升降执行器12、接近传感器13、视觉传感器14和卷线编码器15。
其中，接近传感器13、视觉传感器14和卷线编码器15分别与运动控制器11的输入端电连接；升降执行器12与运动控制器11的输出端电连接。
运动控制器11用于执行本发明实施例提供的牙叉高度的控制方法，该运动控制器可以采用软件和/或硬件的方式实现，并可集成在叉车上。
图7是本发明实施例提供的一种运动控制器的结构示意图，如图7所示，运动控制器11包括第一逻辑控制模块110、第二逻辑控制模块120、第三逻辑控制模块130、停止运行控制模块140和延时高度差确定模块150。
第一逻辑控制模块110用于根据获取到的牙叉的当前高度与目标高度的实时高度差，控制牙叉沿第一方向移动；停止运行控制模块140用于在实时高度差位于第一预设偏差范围内时，控制牙叉停止运行；其中，第一方向为从当前高度的位置指向目标高度的位置的方向；第二逻辑控制模块120用于控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行；其中，第二方向与第一方向反向；延时高度差确定模块150用于延时第二预设时间后，确定目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第一预设偏差范围内；第三逻辑控制模块130用于在延时高度差位于第一预设偏差范围外时，返回执行控制牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行的步骤，直至目标高度和当前高度的延时高度差位于第一预设偏差范围内。
可选地，运动控制器还包括传感器故障保护模块，用于在读取传感器的数据失败时，停止运行牙叉，并上报传感器故障。示例性的，连续3次读取不到有效的传感器数据时，传感器故障保护模块停止运行牙叉，并上报传感器故障。
传感器故障保护模块还用于在传感器数值持续第一预设时间不变时，上报超时故障。示例性的，在卷线编码器的拉绳断开时，卷线编码器的数值一直不会改变。
可选地，控制系统还包括急停控制模块，急停控制模块用于在急停时，控制所有外设同步停止，并上报急停故障。
升降执行器12即为牙叉升降提供动力的部件。例如：在叉车中，升降执行器包括：控制牙叉上升的液压泵电机和控制牙叉下降的比例阀门。升降执行器用于根据运动控制器输出的控制信号中的驱动控制量，驱动叉车的牙叉上升或下降。
接近传感器13安装在牙叉降到最低点的检测位上，用于检测牙叉是否在下限位。
视觉传感器14用于以固定频率实时获取牙叉的目标高度。视觉传感器14是指利用光学元件和成像装置获取外部环境图像信息的仪器。一般包括一个或者两个图形传感器。视觉传感器14利用物方远心镜头对被测物体成像，得到尺寸固定的光学成像；利用图像传感器采集光学成像，得到被测物体的检测图像；对检测图像进行图像分析，即可获取被测物体的高度信息（即牙叉的目标高度）。
卷线编码器15用于以固定频率实时获取牙叉的当前高度；卷线编码器固定于牙叉上，因此卷线编码器感知到的位置即牙叉的当前位置。卷线编码器又称拉线编码器或者拉线位移传感器，为拉线盒与编码器的组合装置，其中拉线盒主要为可拉伸的不锈钢绳绕在一个安装有轴承的缠线轮上的组件，此缠线轮与一个编码器连接，该编码器可以是增量式编码器或绝对值编码器。拉线位移传感器的原理就是把角位移传感器（即编码器）测量的角度，利用拉线盒内部绕线轮的周长转换成直线位移。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种叉车牙叉高度的控制方法，其特征在于，包括：
根据获取到的所述牙叉的当前高度与目标高度的实时高度差，控制所述牙叉沿第一方向移动；
在所述实时高度差位于第一预设偏差范围内时，控制所述牙叉停止运行；其中，所述第一方向为从所述当前高度的位置指向所述目标高度的位置的方向；
控制所述牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行；其中，所述第二方向与所述第一方向反向；
延时第二预设时间后，确定所述目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第一预设偏差范围内；
在所述延时高度差位于所述第一预设偏差范围外时，返回执行控制所述牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行的步骤，直至所述目标高度和当前高度的所述延时高度差位于所述第一预设偏差范围内；
根据所述获取到的所述牙叉的当前高度与目标高度的实时高度差，控制所述牙叉沿第一方向移动，包括：
在所述实时高度差位于第二预设偏差范围以外时，控制所述牙叉以速度增幅逐渐减小的增速趋势沿所述第一方向移动后保持匀速运行；
在所述实时高度差位于第一预设偏差范围以外，且位于第二预设偏差范围以内时，控制所述牙叉减速运行；其中，所述第二预设偏差范围的边界值的绝对值大于所述第一预设偏差范围的边界值的绝对值；
所述叉车牙叉高度的控制方法还包括：
检测所述牙叉是否在所述牙叉的下限位；
在所述牙叉位于所述牙叉的下限位时，判断是否存在控制任务；
在不存在控制任务时，向卷线编码器发送调零指令。
2.根据权利要求1所述的叉车牙叉高度的控制方法，其特征在于，所述控制所述牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行，包括：
根据接收到的控制指令，控制所述牙叉沿所述第二方向运行第一预设时间后停止运行。
3.根据权利要求1所述的叉车牙叉高度的控制方法，其特征在于，所述延时第二预设时间后，确定所述目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第二预设偏差范围内的步骤包括；
延时第二预设时间后，读取卷线编码器的数值作为所述当前高度，并确定所述目标高度和所述当前高度的延时高度差是否位于第二预设偏差范围内。
4.根据权利要求1所述的叉车牙叉高度的控制方法，其特征在于，在所述根据获取到的所述牙叉的当前高度与目标高度的实时高度差，控制所述牙叉沿第一方向移动之前，所述控制方法包括：
以固定频率实时从卷线编码器中获取所述牙叉的当前高度，从视觉传感器中获取所述牙叉的目标高度。
5.根据权利要求4所述的叉车牙叉高度的控制方法，其特征在于，在以固定频率实时从卷线编码器中获取所述牙叉的当前高度，从视觉传感器中获取所述牙叉的目标高度之后，所述控制方法还包括：
根据所述当前高度与所述目标高度的实时高度差以及所述牙叉的移动方向，动态设置超时时间；
所述控制方法还包括：
在所述牙叉开始运行后，判断经过所述超时时间所述实时高度差是否位于第一预设偏差范围内；
若经过所述超时时间所述实时高度差仍位于第一预设偏差范围外，则控制所述牙叉停止运行，并上报超时故障。
6.根据权利要求4所述的叉车牙叉高度的控制方法，其特征在于，在以固定频率实时从卷线编码器中获取所述牙叉的当前高度，从视觉传感器中获取所述牙叉的目标高度之后，还包括：
判断所述牙叉的所述目标高度是否超过所述牙叉的上限值；
在所述目标高度超过所述牙叉的上限值时不运行所述牙叉，并上报超限故障。
7.一种叉车牙叉高度的控制系统，其特征在于，包括：
集成在运动控制器中的第一逻辑控制模块、第二逻辑控制模块、第三逻辑控制模块、停止运行控制模块和延时高度差确定模块；
所述第一逻辑控制模块用于在实时高度差位于第二预设偏差范围以外时，控制牙叉以速度增幅逐渐减小的增速趋势沿第一方向移动后保持匀速运行，在实时高度差位于第一预设偏差范围以外，且位于第二预设偏差范围以内时，控制牙叉减速运行；其中，第二预设偏差范围的边界值的绝对值大于第一预设偏差范围的边界值的绝对值；
所述停止运行控制模块用于在所述实时高度差位于第一预设偏差范围内时，控制所述牙叉停止运行；其中，所述第一方向为从当前高度的位置指向目标高度的位置的方向；
所述第二逻辑控制模块用于控制所述牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行；其中，所述第二方向与所述第一方向反向；
所述延时高度差确定模块用于延时第二预设时间后，确定所述目标高度和当前高度的延时高度差是否位于第一预设偏差范围内；
所述第三逻辑控制模块用于在所述延时高度差位于所述第一预设偏差范围外时，返回执行控制所述牙叉沿第二方向移动第一预设时间后停止运行的步骤，直至所述目标高度和当前高度的所述延时高度差位于第一预设偏差范围内；
所述叉车牙叉高度的控制系统还包括接近传感器，所述接近传感器用于检测牙叉是否在下限位；所述运动控制器还用于在牙叉位于牙叉的下限位时，判断是否存在控制任务，并在不存在控制任务时向卷线编码器发送调零指令。
8.根据权利要求7所述的叉车牙叉高度的控制系统，其特征在于，还包括卷线编码器和视觉传感器；
所述卷线编码器和所述视觉传感器分别与所述运动控制器电连接；所述卷线编码器用于以固定频率实时获取所述牙叉的当前高度；
所述视觉传感器用于以固定频率实时获取所述牙叉的目标高度。
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