CN117494398A - 一种叉车防倾倒风险评估的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及叉车防倾倒风险评估技术领域，公开了一种叉车防倾倒风险评估的方法，叉车上设有传感器，用于在运输过程中获取叉车的振动、加速度和倾角等数据，并在同一时间检测货物的高度、重心和重量等信息，这些数据随后将被传输到控制器，进一步进行处理和分析，采用多种技术和算法实现叉车防倾倒风险评估，使用了多种数据融合计算来分析和处理数据，对“综合参数A”、“综合倾角B”、“货物重心C”进行规范化处理，归一化过程中进入了校准曲线，通过A，B，C的参数进行权重计算，能够对倾倒风险进行评估，且当评估分数较高的时候，说明此时的叉车倾倒风险较高，这样给操作员一个提前预判，减少危险的发生，保护叉车的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及叉车防倾倒风险评估技术领域，特别涉及一种叉车防倾倒风险评估的方法。
背景技术
叉车是工业领域常用的一种运输车辆，广泛用于各种货物的抓取和运输，叉车在操作的过程中，可能在极端情况下，叉车失去平衡会导致其倾覆，有时会导致驾驶员死亡或致命伤害，并会产生重大危险和损害，一般情况下造成叉车倾倒的因素很多，比如装载货物不均匀、货物超载、振动摇晃、地面不平整，有货物有倾斜、突然的加速度或者急刹等一系列因素，在使用叉车运输时，每年因为操作员操作不当或安全意识不足造成的安全事故事例都很多，因为重心问题而造成的车辆侧翻、倾覆事故则是其中常见的情况之一，近年来随着工业运输领域的技术发展和各种法律法规的出台，各行业对工业运输车辆的人员安全问题越来越看重，仅靠对操作员人员的安全培训，并不能完全的避免安全事故的发生，还需要有各种安全设备或安全系统的辅助，来尽可能的减小安全风险。
在叉车抓取货物前，通常需要由操作员对货物的重心进行主观性的评估，然后按照相应的方式调整叉车状态和货物状态，以确保抓取货物时能够达到载物平衡，减少在运输过程中因货物移位、重心失衡而引发的安全问题。但是主观性的重心判断会存在误差，对操作员的专业技能要求较高，运输过程中各种因素的影响也会对货物的重心和状态造成影响，现有的叉车防倾倒都是通过人为经验判断，通过一定管理规则、安全规范约束叉车操作员的行车安全，无法准确判断，或者提前预警叉车倾倒，而且人为因素较高，每个人习惯都不一样，不确定性较高。
因此，通过一种叉车防倾倒风险评估的方法来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过振动、加速度、整车倾角、货物高度、货物平衡度、货物重量等因素实现叉车防倾倒风险评估的方法，可以在现有的叉车系统中实施，实时准确地预测叉车翻倒风险，并给出警告以确保操作员的安全。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种叉车防倾倒风险评估的方法，具体工作流程为：
S1：综合参数A在得到振动参数z和加速度参数a后计算得出；
S2：综合倾角B在得到叉臂倾角a1和车辆倾角a2后计算得出；
S3：货物重心C在得到货物高度h、货物平衡点p和货物重量w进行融合计算得出；
S4：通过得出综合参数A、综合倾角B和货物重心C的值以后，进行权重分配，就可得出综合得分，他们的权重分别是AW，BW，CW，那么最终得分等于AW*A+BW*B+CW*C，其中AW，BW，CW根据不同车型进行不同的配置，以得到最佳防止倾倒效果。
优选的，S1步骤中综合参数A，振动参数z通过3d传感器高速采集陀螺仪，进行积分运算得出各个方向（x，y，z轴）的重力值，系统检测重力值运算变化率得出。
加速度参数a：利用校准好的陀螺仪，读出前进后退的加速度值，积分平均运算后，得出加速度参数。
优选的，S1步骤中综合参数的计算方式为将a和z的参数归一化成1-100，那么A=（a*z）/100，即可得到综合参数A。
优选的，S2步骤中，通过编码器直接读出叉臂倾角a1，通过陀螺仪进行重力的三角函数运算，得出a2，那么a1和a2的数值和就是整车倾角，当整车倾角大于设定极值，B参数将为100。如果小于机制，B归一化成0-100。由于综合得分为100，所以当a2值变为80-100度之间时就表示车辆已经倾倒。
优选的，S3步骤中，货物高度h通过高度传感器得出。
货物平衡点a通过1、2、3、4应变片组合的模拟量来进行评估。
货物重量w通过称重传感器得到货物重量，如果货物重量超过设定值，则综合分数+90分（超过100分归一化成100分），这就表示货物倾倒风险极高，显示超载。
优选的，S3步骤中货物重心C的计算方式为对h、w进行归一化1-10，p归一化为0-100，则货物重心C=h*p*w/100。
本发明的技术效果和优点：
本发明适用于各类叉车，通过采用各种传感器采集数据，采用有效数据进行融合运算，得出倾倒的风险系数，减少人为主观判断，减少不同人判断的多样不确定性，通过几大重要的参数进行倾倒的评估，如角度数据，如果角度过大，在斜坡上，那么倾倒风险极高，如加速度参数，车在快速启动或急刹的情况下，都会引起加速的值增加，那么会有一定的倾倒风险；如货叉叉货的重心偏移，则在移动的过程中容易引起振动，那么倾倒风险高，本发明融合了这些参数的数据，根据不同车型给出不同模型预测的结果与实际倾倒情况吻合，此风险数据在实际应用中有非常大的参考意义。
附图说明
图1为本发明工作流程示意图。
图2为本发明传感器组结构说明示意图。
图3为本发明应变片和叉车臂装配位置示意图。
具体实施方式
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1至图3所示的一种叉车防倾倒风险评估的方法，具体工作流程为：
S1：综合参数A在得到振动参数z和加速度参数a后计算得出；
S2：综合倾角B在得到叉臂倾角a1和车辆倾角a2后计算得出；
S3：货物重心C在得到货物高度h、货物平衡点p和货物重量w进行融合计算得出；
S4：通过得出综合参数A、综合倾角B和货物重心C的值以后，进行权重分配，就可得出综合得分，他们的权重分别是AW，BW，CW，那么最终得分等于AW*A+BW*B+CW*C，其中AW，BW，CW根据不同车型进行不同的配置，以得到最佳防止倾倒效果。
值得说明的是，S1步骤中综合参数A，振动参数z通过3d传感器高速采集陀螺仪，进行积分运算得出各个方向（x，y，z轴）的重力值，系统检测重力值运算变化率得出；
加速度参数a：利用校准好的陀螺仪，读出前进后退的加速度值，积分平均运算后，得出加速度参数。
值得说明的是，S1步骤中综合参数的计算方式为将a和z的参数归一化成1-100，那么A=（a*z）/100，即可得到综合参数A。
值得说明的是，S2步骤中，通过编码器直接读出叉臂倾角a1，通过陀螺仪进行重力的三角函数运算，得出a2，那么a1和a2的数值和就是整车倾角，当整车倾角大于设定极值，B参数将为100；如果小于机制，B归一化成0-100；由于综合得分为100，所以当a2值变为80-100度之间时就表示车辆已经倾倒。
值得说明的是，S3步骤中，货物高度h通过高度传感器得出；
货物平衡点a通过1、2、3、4应变片组合的模拟量来进行评估；
货物重量w通过称重传感器得到货物重量，如果货物重量超过设定值，则综合分数+90分（超过100分归一化成100分），这就表示货物倾倒风险极高，显示超载。
值得说明的是，S3步骤中货物重心C的计算方式为对h、w进行归一化1-10，p归一化为0-100，则货物重心C=h*p*w/100。
请参阅图1和图2，振动参数z和加速度参数a是通过3d传感器陀螺仪采集而来，叉臂和车辆倾角通过倾角传感器采集而来，货物高度通过高度传感器采集，货物平衡点和货物总量通过多个称重传感器覆盖在叉臂上，计算平衡点和货重量。
请参阅图3，其中，1、2、3、4是叉车臂上的4个应变片传感器的安装位置，用于测量货物4个脚的形变，这样可得出平衡点，若1、2的形变量大于3、4，则表示货物右倾，若1、3的形变量大于2、4的形变量，则表示货物前倾，当1、2、3、4比较均匀时，则表示货物比较平衡。
其中，5、6表示称重传感器的安装位置，这样可以检测出货物的重量。
值得说明的是，编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。
平衡点指物体与地球对物体中每一微小部分引力的合力作用，达到平衡的点。
陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置，利用其他原理制成的角运动检测装置起同样功能的也称陀螺仪。
应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件。
本发明中，叉车上设有传感器，用于在运输过程中获取叉车的振动、加速度和倾角等数据，并在同一时间检测货物的高度、重心和重量等信息，这些数据随后将被传输到控制器进一步进行处理和分析，以评估叉车倾倒的风险，考虑到叉车工作过程中的多样性，对“综合参数A”、“综合倾角B”、“货物重心C”进行规范化处理，归一化过程中进入了校准曲线，此校准曲线厂家训练测试得出，通过A，B，C的参数采用多种技术和算法进行权重计算，实现叉车防倾倒风险评估，即可预测叉车翻倒风险，提高危险感知力。
值得说明的是，本发明采用7种参数进行数据采集，作为倾倒风险评估的重要依据，对叉车臂的1，2，3，4位置安装的应变片从而得出重心位置的方案，对7种参数进行归类，振动和加速度得出“综合参数A”，倾角a1和倾角a2得出“综合倾角B”，高度h、平衡点p和重量w得出“货物重心C”，采用这种归类方法，得出的风险评估数据更加准确。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种叉车防倾倒风险评估的方法，其特征在于：具体工作流程为：
S1：综合参数A在得到振动参数z和加速度参数a后计算得出；
S2：综合倾角B在得到叉臂倾角a1和车辆倾角a2后计算得出；
S3：货物重心C在得到货物高度h、货物平衡点p和货物重量w进行融合计算得出；
S4：通过得出综合参数A、综合倾角B和货物重心C的值以后，进行权重分配，就得出综合得分，他们的权重分别是AW，BW，CW，那么最终得分于AW*A+BW*B+CW*C，其中AW，BW，CW根据不同车型进行不同的配置，以得到最佳防止倾倒效果。
2.根据权利要求1所述的一种叉车防倾倒风险评估的方法，其特征在于：S1步骤中综合参数A，振动参数z通过3d传感器高速采集陀螺仪，进行积分运算得出各个方向（x，y，z轴）的重力值，系统检测重力值运算变化率得出；
加速度参数a：利用校准好的陀螺仪，读出前进后退的加速度值，积分平均运算后，得出加速度参数。
3.根据权利要求2所述的一种叉车防倾倒风险评估的方法，其特征在于：S1步骤中综合参数的计算方式为将a和z的参数归一化成1-100，那么A=（a*z）/100，即得到综合参数A。
4.根据权利要求1所述的一种叉车防倾倒风险评估的方法，其特征在于：S2步骤中，通过编码器直接读出叉臂倾角a1，通过陀螺仪进行重力的三角函数运算，得出a2，那么a1和a2的数值和就是整车倾角，当整车倾角大于设定极值，B参数将为100；如果小于机制，B归一化成0-100；由于综合得分为100，所以当a2值变为80-100度之间时就表示车辆已经倾倒。
5.根据权利要求1所述的一种叉车防倾倒风险评估的方法，其特征在于：S3步骤中，货物高度h通过高度传感器得出；
货物平衡点a通过1、2、3、4应变片组合的模拟量来进行评估；
货物重量w通过称重传感器得到货物重量，如果货物重量超过设定值，则综合分数+90分（超过100分归一化成100分），这就表示货物倾倒风险极高，显示超载。
6.根据权利要求5所述的一种叉车防倾倒风险评估的方法，其特征在于：S3步骤中货物重心C的计算方式为对h、w进行归一化1-10，p归一化为0-100，则货物重心C=h*p*w/100。
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