CN212246092U - 双叉臂分控式叉车及其高度水平度监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于双叉臂分控式叉车的高度水平度监控系统，所述双叉臂分控式叉车包括分别由第一驱动机构驱动以沿竖直方向移动的第一叉臂和由第二驱动机构驱动以沿竖直方向移动的第二叉臂，所述高度水平度监控系统包括第一位置传感器和第二位置传感器，构造成利用第一位置传感器和第二位置传感器来实时观测第一叉臂的高度和第二叉臂的高度。本实用新型涉及还涉及一种设有高度水平度监控系统的双叉臂分控式叉车。第一叉臂和第二叉臂的高度能够实现独立地实时测量和调整，不仅能够使得两叉臂的高度相同来托举常规目标物，而且能够使得两叉臂的高度不同来托举不规则形状的目标物或者来托举需要有预先倾斜度的目标物。

Description

双叉臂分控式叉车及其高度水平度监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种物料搬运设备，更特别地，涉及用于双叉臂分控式叉车的高度水平度监控系统，以及涉及设有高度水平度监控系统的双叉臂分控式叉车，从而实现对双叉臂单独且自动的调节。

背景技术

叉车是一种用于对货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的轮式搬运车辆，是物料搬运设备中的主力军，广泛应用于车站、港口、工厂、仓库、建筑工地等场所。

现有叉车在使用中，两个叉臂同时进行升降，对于接触面平坦的待托举的目标物而言，能够很容易完成托举任务。但是，若待托举的目标物W的形状不规则(如图2a和图2b所示)，比如与两叉臂相接触的目标物接触面之间存在高度差，要完成托举，两条叉臂必须能够单独调整以在二者之间也存在相应的高度差。当然，附图1仅显示一种示意性的不规则形状，还存在其它需要两条叉臂处于不同高度的不规则形状。另外，若需要将待托举的目标物W放置到有一定倾斜角的卸载面(如图3a和图3b所示)上，也需要两条叉臂能够单独调整，使得两条叉臂高度差相对于水平面所构成的角度与上述倾斜角相当。为此，根据工作现场的实际需要，叉车的两条叉臂需要单独控制，以使得两叉臂能够到达相同或不同的预期高度。

传统叉车在叉举形状不规则的目标物的时候，若两个叉臂承受的质量不相等，置于两个叉臂之间的目标物会产生一个倾覆力，使得目标物有滚落的可能性。如图4所示，双叉臂分控式叉车在叉举目标物 (尤其是形状不规则的目标物，尽管在图4中以相对规则的长方体目标物为示例)时，此时目标物的质心位于平衡中心的左侧，目标物存在向左侧倾翻的可能性。如果升高第一叉臂和/或降低第二叉臂(参见图5)，可以使得目标物的质心向右移回到平衡中心，从而消除倾翻的可能性。为此，操作者需要对两叉臂单独控制，以便根据工作现场的实际需要分别地改变两叉臂的高度。

然而，现有技术的叉车通常是两叉臂只能被同时自动控制，而不能单独控制。

实用新型内容

所要解决的技术问题

现有技术的叉车通常是两叉臂只能被同时自动控制，而不能单独控制。本实用新型旨在根据工作现场的实际需要对叉车的两叉臂进行单独自动控制，以使得两叉臂达到各自的预期高度。

所采用的技术手段

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高度水平度监控系统。高度水平度监控系统应用于双叉臂分控式叉车中，所述双叉臂分控式叉车包括分别由第一驱动机构驱动以沿竖直方向移动的第一叉臂和由第二驱动机构驱动以沿竖直方向移动的第二叉臂。所述高度水平度监控系统包括第一位置传感器和第二位置传感器，构造成利用第一位置传感器和第二位置传感器来实时观测第一叉臂的高度和第二叉臂的高度。

由于高度水平度监控系统，可以实现对双叉臂分控式叉车第一叉臂度和第二叉臂的高度的实时监测，以使得操作者能够知晓各叉臂的当前高度。

优选地，所述高度水平度监控系统包括设置在叉车驾驶室内的高度水平度显示仪和设置在叉车驾驶室内的控制单元，第一位置传感器用于测量第一叉臂相对于固定位置的高度、产生第一高度测量值并将其发送给控制单元；第二位置传感器用于测量第二叉臂相对于所述固定位置的高度、产生第二高度测量值并将其发送给控制单元；其中，高度水平度显示仪和控制单元操作连接，所述高度水平度显示仪实时显示第一高度测量值和第二高度测量值；所述控制单元基于接收到的第一高度测量值和第二高度测量值来控制第一叉臂的第一驱动机构和/或第二叉臂的第二驱动机构，使得相应的叉臂沿竖直方向移动以达到其相应的预定高度。

由于高度水平度监控系统，可以实现对双叉臂分控式叉车第一叉臂的高度和第二叉臂的高度的实时监测和调控，以便能够使得两叉臂达到其各自的预期高度。

优选地，控制单元根据第一高度测量值和第二高度测量值来计算表示第一叉臂和第二叉臂之间的高度差关系的相对角度，所述高度水平度显示仪实时显示关于所述相对角度的图像。

由于相对角度的图像，高度水平度显示仪提供了展示第一叉臂和第二叉臂之间的高度关系的额外方式。

优选地，相对角度通过下述等式计算：

其中，l对应于第一叉臂和第二叉臂之间的水平距离；l_传感器1对应于第一高度测量值；以及l_传感器2对应于第二高度测量值。

优选地，第一叉臂与目标物之间存在第一待接触高度，并且第二叉臂与目标物之间存在第二待接触高度，在第一待接触高度与第二待接触高度之间存在预定高度差的情况下，所述相对角度的图像呈现为非水平直线形式；以及在第一待接触高度与第二待接触高度相等的情况下，所述相对角度的图像呈水平直线形式。

在要将两叉臂调成相同高度时，利用相对角度的图像可非常直观地观察到调整进程。

第一高度测量值和第二高度测量值以数值形式显示和/或以柱状图形式显示。

操作者易于实时地获知第一叉臂和第二叉臂的当前高度。

优选地，第一位置传感器和第二位置传感器是线性位移传感器，分别设置在叉臂的门架的两个竖立部上。

优选地，所述第一位置传感器和第二位置传感器是激光传感器或红外传感器，分别设置在第一叉臂和第二叉臂上或者能随其进行相应竖直移动的部件上。

第一位置传感器和第二位置传感器实现对相应叉臂的高度的实时测量。

本实用新型提供了一种双叉臂分控式叉车，所述双叉臂分控式叉车包括如上所述的高度水平度监控系统。

双叉臂分控式叉车的两叉臂的高度能够实现独立地实时测量和调整。不仅能够使得两叉臂的高度相同来托举常规目标物，而且能够使得两叉臂的高度不同来托举不规则形状的目标物或者来托举需要有预先倾斜度的目标物。

附图说明

在附图中更详细地描述了说明本实用新型的一些实施例，附图中：

图1是根据本实用新型的双叉臂分控式叉车的示意图；

图2a是图1所示的双叉臂分控式叉车在托举不规则形状目标物时叉臂与位置传感器布局的示意图；

图2b是将不规则形状目标物放置到其卸载面上的示意图；

图3a是图1所示的双叉臂分控式叉车在托举具有预先倾斜度的目标物时叉臂与位置传感器布局的示意图；

图3b是将目标物W放置到有一定倾斜角的卸载面上的示意图；

图4是图1所示的双叉臂分控式叉车在两叉臂承载质量不相同的情况下的两叉臂与目标物的状态图；

图5是图1所示的双叉臂分控式叉车在两叉臂调整成承载质量相同的情况下两叉臂与目标物的状态图；

图6是根据本实用新型的双叉臂分控式叉车的质量传感器、控制单元和质量水平度显示仪之间的信号传输关系的示意图；

图7是根据本实用新型的双叉臂分控式叉车的质量水平度显示仪的初始化界面的示意图；

图8是质量水平度显示仪在两叉臂承载质量不相同的情形的显示界面的示意图；以及

图9是位置传感器、控制单元和高度水平度显示仪之间的信号传输的示意图；以及

图10是在双叉臂处于不同高度时高度水平度显示仪的显示图像的示意图。

具体实施方式

应当理解的是，本文附图中示出并在以下说明书中描述的特定元件仅是所公开构思的示例性实施例，其作为非限制性示例提供仅仅为了进行说明，而不应被视为限制所公开构思的范围。

图1示出了根据本实用新型的一种双叉臂分控式叉车1，所述双叉臂分控式叉车包括分别由第一驱动机构(未示出)驱动以沿竖直方向移动的第一叉臂3和由第二驱动机构(未示出)驱动以沿竖直方向移动的第二叉臂4，从而实现对两叉臂的单独控制。第一驱动机构和第二驱动机构可以是通常采用的机械、液压、气动的驱动机构，在本文不作详细描述。这种双叉臂分控式叉车1尤其适用于叉举形状不规则的目标物。双叉臂分控式叉车1还包括设置在叉车驾驶室内的显示器6和设置在叉车驾驶室内的控制单元，显示器可以包括质量水平度显示仪和/或高度水平度显示仪。

双叉臂分控式叉车1设有质心平衡系统，所述质心平衡系统包括质量传感器，所述质量传感器包括第一质量传感器14和第二质量传感器16。第一质量传感器14和第二质量传感器16可以分别设置在第一叉臂3和第二叉臂4的底表面上，或者可以分别设置在第一叉臂3和第二叉臂4的与相应驱动机构相关联的连接部处。所述质心平衡系统构造成分别利用第一质量传感器14和第二质量传感器16来测量第一叉臂的承载质量和第二叉臂的承载质量并且通过调节第一叉臂和/或第二叉臂的高度来调整第一叉臂的承载质量和第二叉臂的承载质量。

质心平衡系统还包括：设置在叉车驾驶室内的质量水平度显示仪和设置在叉车驾驶室内的控制单元。参照图6，第一质量传感器14测量第一叉臂3的承载质量、产生第一质量测量值并将其发送给控制单元。第二质量传感器16测量第二叉臂4的承载质量、产生第二质量测量值并将其发送给控制单元。控制单元接收由第一质量传感器14发送的第一高度测量值和由第二质量传感器16发送的第二质量测量值，进而将第一质量测量值和第二质量测量值直接传输到质量水平度显示仪进行实时显示。控制单元基于接收到的第一质量测量值和第二质量测量值来控制第一叉臂的第一驱动机构和/或第二叉臂的第二驱动机构，使得相应的叉臂沿竖直方向移动以使得第一质量测量值和第二质量测量值趋于大致相等或相等。

控制单元还可以根据第一质量测量值和第二质量测量值来计算表示第一叉臂和第二叉臂之间的质量承载关系的质量水平度，并且将该质量水平度传输到质量水平度显示仪进行实时显示。该质量水平度通过下述等式计算：

其中，β代表所述质量水平度；M_L对应于第一质量测量值；M_R对应于第二质量测量值；以及min(M_L,M_R)表示第一质量测量值和第二质量测量值中的最小值。

图7示出了质量水平度显示仪的初始化界面的示意图，此时，第一叉臂3和第二叉臂4都未承载质量。表示第一叉臂的承载质量的第一质量测量值显示在质量水平度显示仪的左上部，为000(单位：kg)，表示第二叉臂的承载质量的第二质量测量值显示在质量水平度显示仪的中间部，为000。同时，在质量水平度显示仪还以柱状图直观地显示了第一质量测量值和第二质量测量值。而且，质量水平度的图像呈水平直线形式。

参考图7和图8，质量水平度显示仪可以实时显示关于质量水平度的图像。在第一质量测量值和第二质量测量值相等或者为零的情况下，质量水平度的图像呈水平直线形式(如图7所示)。当第一质量测量值和第二质量测量值不相等时，质量水平度的图像呈现为非水平直线形式(如图8所示)。非水平直线的倾斜程度由上述等式确定。图8 显示的是第一叉臂的承载质量高于第二叉臂的承载质量的情形。在进行调整时，利用质量水平度可非常直观地观察到调整进程。

控制单元可以与质量水平度显示仪进行通信，根据第一质量测量值和第二质量测量值，由质量水平度显示仪显示目标物倾覆模式图像，直观地展示目标物倾覆趋势。如图8的下半部分所示，在两叉臂有承载的情况下，质量水平度显示仪还可以实时显示目标物倾覆趋势的模式信号，从而直观地显示目标物的质心偏离情况。

参照图4和图5所示的实际应用情形，双叉臂分控式叉车在叉举目标物W时，操作者可从质量水平度显示仪直接观察到第一叉臂10 和第二叉臂12的当前承载质量(单位，kg)，例如分别显示为500和 300。此时，目标物的质心位于平衡中心的左侧，目标物存在向左侧倾翻的可能性。当前情况下，质量水平度显示仪的显示如图8所示，需要对叉臂进行适当调整。在操作时，操作员需要通过升高第一叉臂和/ 或降低第二叉臂来使得目标物的质心向右移回到平衡中心(参见图 5)。为此，控制单元进行计算并发送指令使得第一叉臂在第一驱动机构的驱动下沿竖直方向向上移动和/或使得第二叉臂在第二驱动机构的驱动下沿竖直方向向下移动，直到第一质量测量值和第二质量测量值趋于相等。此时，质量水平度的图像将趋于呈水平直线形式。在调整过程中，操作者可以通过质量水平度显示仪上的数值、图形或图像的变化来监测对两叉臂的调整情况。

双叉臂分控式叉车由于设有质心平衡系统，能够实时观测到两叉臂的当前承载质量，能够将两个叉臂的承载质量调整为相等，使得目标物的质心与平衡中心重合，这样在两个叉臂之间的目标物不存在倾覆力，从而防止目标物滚落。

双叉臂分控式叉车1还可以包括高度水平度监测系统，以便于将叉臂调整到预期高度。该高度水平度监控系统构造成利用位置传感器来实时观测和控制第一叉臂的高度和第二叉臂的高度。高度水平度监控系统包括：用于测量第一叉臂3相对于固定位置的高度的第一位置传感器10(参见图1)，第一位置传感器产生第一高度测量值并将其发送给控制单元；用于测量第二叉臂4相对于固定位置的高度的第二位置传感器12(参见图1)，第二位置传感器产生第二高度测量值并将其发送给控制单元；设置在叉车驾驶室内的高度水平度显示仪，高度水平度显示仪实时显示第一高度测量值和第二高度测量值；和设置在叉车驾驶室内的控制单元，所述控制单元能够基于接收到的第一高度测量值和第二高度测量值来控制第一叉臂的第一驱动机构和/或第二叉臂的第二驱动机构，使得相应的叉臂沿竖直方向移动以达到其相应预定高度。

第一位置传感器10和第二位置传感器12可以是线性位移传感器，分别设置在叉臂的门架的竖立部上(如图1所示)。第一位置传感器和第二位置传感器可以是激光传感器或红外传感器，分别设置在第一叉臂和第二叉臂上，或者分别设置在随着第一叉臂和第二叉臂一起进行相应竖直移动的部件上。所述固定位置可以是门架5的底部面，或者是各叉臂的最低工作位置。

参照图9，第二位置传感器10设置用于测量第一叉臂3相对于固定位置的高度，产生第一高度测量值并将其发送给控制单元。第二位置传感器12设置用于测量第二叉臂4相对于固定位置的高度，产生第二高度测量值并将其发送给控制单元。控制单元接收由第一位置传感器10发送的第一高度测量值和由第二位置传感器12发送的第二高度测量值，进而将第一高度测量值和第二高度测量值传输到高度水平度显示仪进行实时显示。

如图10所示，表示第一叉臂位置的第一高度测量值(单位，mm) 显示在高度水平度显示仪的左上部，为090，表示第二叉臂位置的第二高度测量值显示在高度水平度显示仪的右上部，为000。同时，在高度水平度显示仪还以柱状图直观地显示了第一高度测量值和第二高度测量值。

控制单元可以根据第一高度测量值和第二高度测量值计算表示第一叉臂和第二叉臂之间的高度差关系的相对角度，并且将该相对角度也可以被传输到高度水平度显示仪进行显示。该相对角度通过下述等式计算：

其中，α代表所述相对角度；l对应于第一叉臂和第二叉臂之间的水平距离；l_传感器1对应于第一高度测量值；以及l_传感器2对应于第二高度测量值。

如图10所示，高度水平度显示仪还实时显示了关于相对角度的图像。当第一高度测量值和第二高度测量值不相等(即，第一叉臂和第二叉臂处于不同高度)时，所述相对角度的图像呈现为非水平直线形式。非水平直线的倾斜角度由上述等式确定。图10显示的是第一叉臂高于第二叉臂的情形。在第一高度测量值和第二高度测量值相等的情况下，相对角度的图像呈水平直线形式(参见图9)。利用相对角度的图像可非常直观地观察对两叉臂进行高度调整的进程。

在操作时，操作者可从高度水平度显示仪直接观察到第一叉臂10 和第二叉臂12的当前高度，例如都显示为020(单位：mm)。然而，针对图2a和图2b所示的现场需求，第一叉臂10与目标物W之间存在第一待接触高度(90mm)，并且第二叉臂12与目标物W之间存在第二待接触高度(0mm)。操作员输入第一待接触高度和第二待接触高度并将其发送给控制单元，控制单元进行计算并发送指令使得第一叉臂在第一驱动机构的驱动下沿竖直方向向上移动70mm，并且使得第二叉臂在第二驱动机构的驱动下沿竖直方向向下移动20mm，从而到达相应预定高度。此时，高度水平度显示仪的图像显示如图10所示。然后，操作者可以对目标物W进行叉举。

针对图3a和图3b所示的现场需求，操作员可以借助于高度水平度监控系统、根据目标物W的预期倾斜角，分别调整两条叉臂，使得两条叉臂高度差相对于水平面所构成的角度与上述倾斜角相当，然后完成叉举工作。

在调整过程中，操作者可以通过高度水平度显示仪上的数值、图形或图像的变化来实时监测对两叉臂的调整情况。

双叉臂分控式叉车设有高度水平度监控系统，由此能够实时观测到两叉臂的当前高度，能够实现对两叉臂单独调节，使其到达相应的期望位置。不仅能够使得两叉臂的高度相同来托举常规目标物，而且能够使得两叉臂的高度不同来托举不规则形状的目标物(参见图2a 和图2b)或者需要有预先倾斜度的目标物(参见图3a和图3b)。

另外，双叉臂分控式叉车在完成叉举工作之后，可以借助于高度水平度监测系统将第一叉臂和第二叉臂调回初始高度或任何期望高度。

如本领域内技术人员需要理解的是，仅仅通过阐释和举例作出前述详细描述，本实用新型不仅限于上述实施例，而是在由以下权利要求限定的实用新型构思的范围内可以有许多变型。在本实用新型构思的范围内，一个实施例的特征可以与另一个实施例的特征可以结合使用。

Claims (9)

1.一种用于双叉臂分控式叉车的高度水平度监控系统，其特征在于，所述双叉臂分控式叉车包括分别由第一驱动机构驱动以沿竖直方向移动的第一叉臂和由第二驱动机构驱动以沿竖直方向移动的第二叉臂，所述高度水平度监控系统包括第一位置传感器和第二位置传感器，构造成利用第一位置传感器和第二位置传感器来实时观测第一叉臂的高度和第二叉臂的高度。

2.根据权利要求1所述的高度水平度监控系统，其特征在于，所述高度水平度监控系统包括设置在叉车驾驶室内的高度水平度显示仪和设置在叉车驾驶室内的控制单元，

第一位置传感器用于测量第一叉臂相对于固定位置的高度、产生第一高度测量值并将其发送给控制单元；

第二位置传感器用于测量第二叉臂相对于所述固定位置的高度、产生第二高度测量值并将其发送给控制单元；

其中，高度水平度显示仪和控制单元操作连接，所述高度水平度显示仪实时显示第一高度测量值和第二高度测量值；所述控制单元基于接收到的第一高度测量值和第二高度测量值来控制第一叉臂的第一驱动机构和/或第二叉臂的第二驱动机构，使得相应的叉臂沿竖直方向移动以达到其相应的预定高度。

3.根据权利要求2所述的高度水平度监控系统，其特征在于，控制单元根据第一高度测量值和第二高度测量值计算表示第一叉臂和第二叉臂之间的高度差关系的相对角度，所述高度水平度显示仪实时显示关于所述相对角度的图像。

4.根据权利要求3所述的高度水平度监控系统，其特征在于，所述相对角度通过下述等式计算：

其中，α代表所述相对角度；l对应于第一叉臂和第二叉臂之间的水平距离；l_传感器1对应于第一高度测量值；以及l_传感器2对应于第二高度测量值。

5.根据权利要求3所述的高度水平度监控系统，其特征在于，第一叉臂与目标物之间存在第一待接触高度，并且第二叉臂与目标物之间存在第二待接触高度，

在第一待接触高度与第二待接触高度之间存在预定高度差的情况下，所述相对角度的图像呈现为非水平直线形式；以及

在第一待接触高度与第二待接触高度相等的情况下，所述相对角度的图像呈水平直线形式。

6.根据权利要求2所述的高度水平度监控系统，其特征在于，第一高度测量值和第二高度测量值以数值形式显示和/或以柱状图形式显示。

7.根据权利要求2－6中任一项所述的高度水平度监控系统，其特征在于，第一位置传感器和第二位置传感器是线性位移传感器，分别设置在叉臂的门架的两个竖立部上。

8.根据权利要求2－6中任一项所述的高度水平度监控系统，其特征在于，所述第一位置传感器和第二位置传感器是激光传感器或红外传感器，分别设置在第一叉臂和第二叉臂上或者能随其进行相应竖直移动的部件上。

9.一种双叉臂分控式叉车，所述双叉臂分控式叉车包括根据权利要求1－8中任一项所述的高度水平度监控系统。

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