CN117940365A - 堆垛起重机系统和操作所述堆垛起重机系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本文件中公开的堆垛起重机包括：驱动车轮的驱动马达；马达编码器，所述马达编码器被连接到所述驱动马达；外部编码器，所述外部编码器通过正时皮带而被连接；以及控制器，所述控制器被连接到所述驱动马达、所述马达编码器以及所述外部编码器，其中，所述控制器可以被配置成：命令所述驱动马达移动所述堆垛起重机的位置；基于从所述马达编码器接收到的第一旋转速度信息识别命令位置；基于从所述外部编码器接收到的第二旋转速度信息识别移动位置；以及基于所述命令位置与所述移动位置之间的偏差控制所述驱动马达的操作。

Description

堆垛起重机系统和操作所述堆垛起重机系统的方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2021年10月1日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2021-0130841的优先权和权益，其公开内容在此通过引用以其整体并入。
本文公开的实施例涉及一种堆垛起重机系统及其管理。
背景技术
在物流自动化领域中扩展和应用的自动仓库系统的情况下，堆垛起重机系统用于将物品或工件移动到用于工厂或仓库中的货架的支架上。例如，堆垛起重机系统可以用于激活二次电池的过程。首先，用于检查目标的托盘(或托架)被堆垛起重机装载到检查位置，充电/放电设备被连接到检查目标，然后执行对设置在托盘中的电池组充电/放电的激活过程。在激活过程完成时，托盘被堆垛起重机卸载，并且重复地执行上述过程，直到对检查目标的所有托盘完全地执行激活过程。在这种情况下，堆垛起重机可以具有能够装载或卸载多个托盘的结构并且同时移动多个托盘，这可以提高效率。
发明内容
技术问题
当马达操作为运行堆垛起重机的车轮时，所述堆垛起重机系统可以通过使用附接到所述马达的马达编码器和设置在所述马达的外部的外部编码器来识别所述堆垛起重机的位置。例如，外部编码器连接到皮带轮，并借助于正时皮带旋转，所述堆垛起重机系统可以识别所述外部编码器的旋转值。另外，所述堆垛起重机系统可以识别马达编码器的旋转值。然而，在外部编码器的情况下，旋转值的准确性可能因为皮带轮弹簧的弹性变形而发生劣化。在马达编码器的情况下，旋转值的准确性可能由于车轮的打滑而发生恶化。
本文件中公开的实施例的技术问题不限于上述技术问题，本领域技术人员通过以下描述可以清楚地理解上文未提及的其它技术问题。
技术方案
本文件中公开的一种堆垛起重机可以包括：驱动马达，其被配置成操作车轮；马达编码器，其连接到驱动马达；外部编码器，其连接到正时皮带；以及控制器，其连接到驱动马达、马达编码器以及外部编码器，其中，所述控制器被配置成：指令所述驱动马达移动所述堆垛起重机的位置；基于从马达编码器接收到的第一旋转速度的信息来识别命令位置；基于从外部编码器接收到的第二旋转速度的信息来识别移动位置；以及基于所述命令位置与移动位置之间的偏差来控制所述驱动马达的操作。
本文件中公开的一种操作堆垛起重机的方法可以包括：指令驱动马达移动所述堆垛起重机的位置；基于从马达编码器接收到的第一旋转速度的信息来识别命令位置；基于从外部编码器接收到的第二旋转速度的信息来识别移动位置；以及基于所述命令位置与移动位置之间的偏差来所述控制驱动马达的操作。
有利效果
根据本文件中所公开实施例所述的堆垛起重机系统可以准确地确定堆垛起重机的移动位置和停止位置，并控制误差或偏差。
根据本文件中所公开实施例所述的堆垛起重机系统可以防止与止挡件的碰撞。
附图说明
图1是示出根据各种实施例所述的堆垛起重机系统的视图。
图2是根据各种实施例所述的堆垛起重机的框图。
图3是示出堆垛起重机的结构和外部编码器的结构的视图。
图4是根据各种实施例所述的用于控制驱动马达的操作流程图。
图5是示出根据各种实施例所述的操作模式的视图。
图6是根据各种实施例所述的用于控制驱动马达的操作流程图。
图7是根据各种实施例所述的用于控制驱动马达的操作流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细地描述本文件中公开的各种实施例。在本文件的附图中，相同的构成元件将由相同的附图标记指定，并且将省略相同的构成元件的重复描述。
本文件中公开的各种实施例的特定结构或功能描述仅为了解释实施例的目的而进行示例，本文件中公开的实施例可以以各种形式执行，而不应被解释为本文件限于本文件中描述的实施例。
各种实施例中使用的术语“第一”和“第二”可以与各种构成元件的顺序和/或重要性无关地使用，并且不限制对应的构成元件。例如，第一构成元件可以被命名为第二构成元件，类似地，第二构成元件也可以被命名为第一构成元件，而不背离本文件中公开的实施例的范围。
本文件中使用的术语仅用于描述特定实施例，无意限制其它实施例的范围。单数表达可以包括复数表达，除非在上下文中被清楚地描述为不同含义。
本文中使用的所有术语、包括技术或科学术语可以具有与本文件中公开的实施例所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。诸如在常用词典中定义的术语可以被解释为具有与相关技术上下文中的含义相同或相似的含义，而不应被解释为理想的或过于正式的含义，除非在本文件中明确定义。在一些实例中，不应将本文件中定义的术语解释为排除本文件中公开的实施例。
图1是示出根据各种实施例所述的堆垛起重机系统1的视图。提供图1中所示的堆垛起重机系统1仅是为了说明。组件的位置和形状不限于图1中所示的示例。
参考图1，堆垛起重机系统1可以包括堆垛起重机100，所述堆垛起重机100被构造成将物品50装载到支架10上，或者将物品50从所述支架10卸载。例如，所述堆垛起重机100可以将物品50放置在托架150上，并且通过向上、向下、向左和向右移动而定位在指定支架10上。所述堆垛起重机100可以使用货叉并将物品50放置在指定支架10上。基于相同原理，所述堆垛起重机100可以使用货叉并卸载被放置在支架10上的物品50。
图2是根据各种实施例所述的堆垛起重机100的框图，图3是示出堆垛起重机100的结构和外部编码器250的结构的视图。
驱动马达220可以操作所述堆垛起重机100的车轮210，并且移动所述堆垛起重机100或堆垛起重机100的组件。例如，如图3所示，所述驱动马达220可以操作以向上或向下移动托架150。作为另一示例，所述堆垛起重机100可以通过驱动车轮210而在平轨上沿指定方向移动。例如，所述驱动马达220可以为伺服马达。
马达编码器230可以连接至所述驱动马达220，以测量所述驱动马达220或车轮210的旋转速度。例如，当所述驱动马达220响应于控制器240的位置移动指令而操作所述车轮210时，所述马达编码器230可以测量所述驱动马达220或车轮210的旋转速度，并且将测得的第一旋转速度的信息传输到控制器240。
由所述马达编码器230测得的旋转速度可能具有由所述车轮210的打滑或所述马达编码器230的分辨率问题所引起的误差。因此，为了提高位置准确性，所述堆垛起重机100可以另外使用外部编码器250。所述外部编码器250可以被设置在所述驱动马达220的外部，并且测量所述堆垛起重机100的位置。例如，参考图3，所述外部编码器250可以连接到皮带轮225。当正时皮带205和皮带轮225彼此接合时，所述皮带轮225可以在被连接到所述正时皮带205的同时旋转。所述外部编码器250可以基于所述皮带轮225的旋转确定堆垛起重机100的位置(即，正时皮带205的移动位置)。外部编码器250可以将借助于所述皮带轮225测得的第二旋转速度的信息传输到控制器240。在这种情况下，所述外部编码器250可以包括具有预定弹性的弹性构件255(例如，弹簧)，使得可以准确地实施所述皮带轮225与正时皮带205之间的接合。在该实施例中，所述堆垛起重机100可以除了所述第一旋转速度的信息之外另外使用所述第二旋转速度的信息，或者独立于所述第一旋转速度的信息而使用所述第二旋转速度的信息。
例如，所述控制器240可以包括伺服驱动器或伺服放大器。所述控制器240可以被供电以旋转所述驱动马达220。所述控制器240可以通过在充当转换器或逆变器的同时执行频率调制来调整所述驱动马达220的旋转。所述控制器240可以连接到所述堆垛起重机100的相应组件，并且控制所述堆垛起重机100的整体操作。例如，所述控制器240可以向所述驱动马达220传输移动指令。在这种情况下，所述移动指令可以指示指定的旋转速度。所述驱动马达220响应于所述移动指令来操作所述车轮210。当所述堆垛起重机100移动时，所述控制器240可以基于从所述马达编码器230接收到的第一旋转速度的信息来识别命令位置，并且基于从所述外部编码器250接收到的第二旋转速度的信息来识别移动位置。“命令位置”可以意指基于所述驱动马达220的旋转速度而确定的所述堆垛起重机100的位置。“移动位置”可以意指基于所述正时皮带205的位置而确定的所述堆垛起重机100的位置。
在借助于所述外部编码器250识别的移动位置的情况下，所述皮带轮225和正时皮带205可能因为所述弹性构件255的弹性变形而分离或松开。当由于命令位置或移动位置的误差而不能准确地计算出所述堆垛起重机100的实际行进位置时，可能发生碰撞事故。根据实施例所述的控制器240可以识别命令位置与移动位置之间的偏差，并且控制所述驱动马达220，以使得偏差最小。在这种情况下，所述控制器240可以基于命令位置和移动位置中的一个来控制所述驱动马达220的旋转速度。
另外，所述控制器240可以考虑当前操作模式与预测操作模式之间的偏差来控制所述驱动马达220，所述当前操作模式基于命令位置或移动位置中的至少一个来被确定，所述预测操作模式基于重复的测试来被确定。
图4是根据各种实施例所述的用于控制驱动马达的操作流程图。所述操作流程图中的操作可以由所述堆垛起重机100或堆垛起重机100的构成元件(例如，控制器240)来实施。
参考图4，在操作410中，所述堆垛起重机100可以将位置移动指令传输到所述驱动马达220。
在操作420中，所述堆垛起重机100可以基于从所述马达编码器230接收到的第一旋转速度的信息来识别命令位置。
在操作430中，所述堆垛起重机100可以基于从所述外部编码器250接收到的第二旋转速度的信息来识别移动位置。
在操作440中，所述堆垛起重机100可以基于命令位置与移动位置之间的偏差来控制所述驱动马达220的操作。例如，所述堆垛起重机100可以调整所述驱动马达220的旋转速度，以减小命令位置与移动位置之间的偏差。作为示例，当命令位置与移动位置之间的偏差等于或高于(或超过)指定的临界值时，所述堆垛起重机100可以停止所述驱动马达220的操作。
图5是示出根据各种实施例所述的操作模式的视图。
参考图5，该视图示出了所示堆垛起重机100关于时间(水平轴)的操作模式。图5中所示的视图示出了速度随时间的变化，而操作模式可以指示移动距离或加速度。所示堆垛起重机100可以基于命令位置和移动位置中的至少一个来确定操作模式。预测操作模式可以是由重复的测试所预先确定的值，并且预测操作模式可以被存储为表格信息。在命令位置或移动位置产生误差时，则当前操作模式与预测操作模式之间发生偏差。在当前操作模式与预测操作模式之间的偏差等于或高于(或超过)指定的临界值时，所述堆垛起重机100(或者控制器240)可以停止所述堆垛起重机100的操作，以便确保安全性。
当前操作模式与预测操作模式之间的偏差可以根据所述堆垛起重机100的移动距离而被改变。所述偏差可能在所述堆垛起重机100移动最长距离时变为最大偏差。因此，所述堆垛起重机100可以基于测试来预先确定最大偏差(即，当偏差是最大偏差时作出的值)。在当前操作模式与预测操作模式之间的偏差为最大偏差时，所述控制器可以停止所述堆垛起重机的操作。基于相同原理，所述堆垛起重机100可以基于测试来预先确定命令位置与移动位置之间的最大偏差。在当前计算的偏差是最大偏差时，所述控制器可以停止所述堆垛起重机的操作。
图6是根据各种实施例所述的用于控制驱动马达的操作流程图。由于图6中示出的操作610至630与图4中示出的操作410至430相同，所以将省略其描述。
在操作640中，所述堆垛起重机100可以基于指定模式与基于命令位置和移动位置中的至少一个而被确定的操作模式(即，当前操作模式)之间的偏差来控制所述驱动马达220的操作。例如，在当前操作模式与指定模式之间的偏差等于或高于临界值(例如，最大偏差)时，所述堆垛起重机100可以停止所述驱动马达220的操作。作为另一示例，所述堆垛起重机100可以控制所述驱动马达220的旋转速度，以减小当前操作模式与指定模式之间的偏差。
图7是根据各种实施例所述的用于控制驱动马达的操作流程图。由于图7中示出的操作710至730与图4中图示的操作410至430相同，所以将省略其描述。
在操作740中，所述堆垛起重机100可以识别命令位置与移动位置之间的偏差是否为最大偏差(或者临界值)。在所述偏差达到最大偏差时，所述控制器240可以在操作760中将停止指令传输至所述驱动马达220。
在所述偏差等于或低于最大偏差时，所述堆垛起重机100在操作750中可以识别当前操作模式与指定操作模式之间的偏差是否等于或高于临界值(例如，最大偏差)。被用于比较操作模式的临界值可以是与被用于分析命令位置与移动位置之间的偏差的临界值相同或不同的值。在所述偏差等于或高于临界值时，所述控制器240可以在操作760中将停止指令传输至所述驱动马达220。在所述偏差等于或低于临界值时，所述堆垛起重机100可以重复操作710至750。
构成上述本文件中公开的实施例的所有构成元件可以一体地联接或通过被组合而操作，但是本文件中公开的实施例不一定限于该实施例。也就是说，构成元件中的一个或多个可以在本文件中公开的实施例的目标内被选择性地组合和操作。
另外，除非明确相反地描述，否则词语“包含”、“包括”或“具有”及变体，诸如“包含”、“包含”、“包括”、“包括”、“具有”或“具有”应被理解为暗示包括所述元件但不排除任何其它元件。除非另有定义，否则包括技术或科学术语的所有术语可以具有与本文件中公开的实施例所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。诸如在常用词典中定义的那些术语可以被解释为具有与相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且可以不被解释为理想或过度正式的含义，除非在本文件中明确定义。
以上描述仅是为了说明性地描述本实施例中公开的技术精神而给出的，并且本文件中公开的实施例所属领域的技术人员应明白，在不偏离本文件所公开的实施例的本质特征的情况下，可以进行各种变化和修改。因此，本文件中所公开的实施例仅提供用于说明目的，而无意限制在本文件中公开的实施例的技术概念。在本文件中公开的技术精神的范围不受实施例的限制。在本文件中公开的技术精神的保护范围应基于所附权利要求来解释，并且与其等效的范围内的所有技术精神应被解释为落入本文件的范围内。

Claims (10)

1.一种堆垛起重机，包括：
驱动马达，所述驱动马达被配置成操作车轮；
马达编码器，所述马达编码器被连接到所述驱动马达；
外部编码器，所述外部编码器被连接到正时皮带；以及
控制器，所述控制器被连接到所述驱动马达、所述马达编码器以及所述外部编码器，
其中，所述控制器被配置成：
指令所述驱动马达移动所述堆垛起重机的位置；
基于从所述马达编码器接收到的第一旋转速度的信息来识别命令位置；
基于从所述外部编码器接收到的第二旋转速度的信息来识别移动位置；以及
基于所述命令位置与所述移动位置之间的偏差来控制所述驱动马达的操作。
2.根据权利要求1所述的堆垛起重机，其中，所述控制器被配置成基于指定模式与操作模式之间的偏差来控制所述驱动马达的操作，所述操作模式基于所述命令位置和所述移动位置中的至少一个而被确定。
3.根据权利要求2所述的堆垛起重机，其中，所述控制器被配置成：当所述操作模式与所述指定模式之间的偏差等于或高于第一临界值或者所述命令位置与所述移动位置之间的偏差等于或高于最大偏差时，停止所述驱动马达的操作。
4.根据权利要求2所述的堆垛起重机，其中，所述操作模式与所述指定模式均指示所述堆垛起重机的移动距离、时间、速度或加速度中的至少一个。
5.根据权利要求4所述的堆垛起重机，其中，所述操作模式和所述指定模式均进一步指示相对于所述堆垛起重机的最大移动距离而言的时间、速度或加速度。
6.一种操作堆垛起重机的方法，所述方法包括如下步骤：
指令驱动马达移动所述堆垛起重机的位置；
基于从马达编码器接收到的第一旋转速度的信息来识别命令位置；
基于从外部编码器接收到的第二旋转速度的信息来识别移动位置；以及
基于所述命令位置与所述移动位置之间的偏差来控制所述驱动马达的操作。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括如下步骤：
基于指定模式与操作模式之间的偏差来控制所述驱动马达的操作，所述操作模式基于所述命令位置和所述移动位置中的至少一个而被确定。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，控制所述驱动马达的操作的步骤包括：当所述操作模式与所述指定模式之间的偏差等于或高于第一临界值或者所述命令位置与所述移动位置之间的偏差等于或高于最大偏差时，停止所述驱动马达的操作。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述操作模式与所述指定模式均指示所述堆垛起重机的移动距离、时间、速度或加速度中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述操作模式和所述指定模式均进一步指示相对于所述堆垛起重机的最大移动距离而言的时间、速度或加速度。
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