DE102004034742A1 - Steuerdeichsel für einen Palettenhubwagen mit Winkeldetektor zur Geschwindigkeitswahl - Google Patents
Steuerdeichsel für einen Palettenhubwagen mit Winkeldetektor zur Geschwindigkeitswahl Download PDFInfo
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Abstract
Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft Materialtransportfahrzeuge und insbesondere ein Materialtransportfahrzeug, welches durch eine Lenkdeichsel bzw. Steuerdeichsel gelenkt wird, die einen Winkeldetektor zum Begrenzen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf Grundlage der Winkelstellung der Steuerdeichsel umfasst.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Industrielle Materialtransportfahrzeuge, wie etwa Gabelstapler oder motorisierte Handhubwagen finden sich üblicherweise in Warenhäusern, Fertigungsstätten, Auslieferungshöfen und üblicherweise dort, wo Paletten, Pakete oder Güterlasten von einem Ort zum anderen transportiert werden müssen. Palettenhubwagen umfassen typischerweise eine Lasttragegabel bzw. einen Hubarm zum Anheben von Paketen oder Paletten auf eine Höhe, die für den Transport ausreicht, einen elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben der Fahrzeuge, einen Lenksteuermechanismus und eine Bremse. Diese Fahrzeuge können eine Bedienpersonplattform umfassen, auf welcher die Bedienperson steht, wenn der Palettenhubwagen sich bewegt, oder diese Fahrzeuge können so ausgelegt sein, dass die Bedienperson hinter dem Fahrzeug am Ende gegenüberliegend zu den Gabeln laufen kann.
- Der Lenkmechanismus für eine übliche Art eines Palettenhubwagens umfasst einen beweglichen Arm bzw. eine bewegliche Deichsel und einen Steuerhandgriff, der am Ende der Deichsel angebracht ist. Die Deichsel ist zum Lenken der Fahrzeugs nach links und rechts verschwenkbar, während ein drehbares Daumenrad bzw. Verdrehgriffe an dem Handgriff die Geschwindigkeit und Richtung des Wagens unter einer Wahl zwischen einer Vorwärts- und einer Rückwärtsrichtung steuern. Um die Bewegung des Wagens zu verhindern, wenn die Bedienperson das Fahrzeug verlassen hat, ist die Steuerdeichsel typischerweise federvorgespannt. Wenn die Deichsel losgelassen wird, wird sie durch die Feder nahe an eine vertikale Stellung außerhalb eines definierten Betätigungsbogens zwangsbewegt. In der vertikalen Stellung wird ein federvorgespannter "Sicherheits"-Bremsmechanismus automatisch aktiviert, um eine weitere Bewegung des Wagens zu verhindern.
- Um die Sicherheitbremse rasch zu aktivieren und die Nutzung des Fahrzeugs zu begrenzen, wenn die Deichsel sich in einer nahezu vertikalen Stellung befindet, in welcher der mechanische Vorteil eines Lenkvorgangs typischerweise unzureichend ist und die potentielle Geschwindigkeit des Fahrzeugs dessen ungeachtet relativ hoch ist, wurden Materialtransportfahrzeuge konstruiert, die erfordern, dass die Steuerdeichsel um einen relativ großen Winkel aus der vertikalen Stellung heraus bewegt werden muss, um die Bremse frei zu geben. Der Lenkarm bzw. die Steuerdeichsel musste deshalb eine merkliche Strecke in Richtung auf die Horizontale gezogen werden, bevor eine Betätigung des Fahrzeugs möglich war. Die eingeschränkte Betätigung in dieser Weise bringt jedoch Probleme für Palettenhubwagen mit sich, die in schmalen Gängen bzw. Bahnen verwendet werden und in einer zunehmend üblich werdenden Betriebsart innerhalb von Lastwägen und anderen großen Containern zum Transportieren von Gütern. Bei diesen Anwendungsfällen ist der zum Verschwenken der Deichsel nach rechts und links zur Verfügung stehende Platz innerhalb des Betätigungsbogens be schränkt, und es kann deshalb schwierig sein, das Fahrzeug zu lenken, wenn die Deichsel zu weit weg aus der vertikalen Stellung gezogen wird. Bei derartigen Anwendungsfällen besteht deshalb ein Bedarf daran, dass das Fahrzeug mit der Deichsel in nahezu vertikaler Stellung steuerbar ist bzw. bleibt.
- Eine Lösung dieses Problems sah bislang Schalter in Verbindung mit der Lenkdeichsel vor, die aktiviert werden, um einen Übergang in einen ersten Winkel anzuzeigen, in welchem in eine langsame Betriebsart eingetreten wird, und in einem zweiten Winkel, in welchem in eine schnelle Betriebsart eingetreten wird. In diesen Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik erfolgen Übergänge des Palettenhubwagens in eine langsame Betriebsart, in welcher die maximale Geschwindigkeit des Fahrzeugs immer dann begrenzt ist, wenn der erste Schalter aktiviert ist, und in eine schnelle Betriebsart, in welcher der zweite Schalter aktiviert ist, ungeachtet der Stellung des anderen Schalters. Während typischerweise die geeigneten Funktionen bereitgestellt werden, leiden diese Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik an einer Anzahl von Nachteilen. Wenn diese Art eines Schaltsystems verwendet wird, ist es insbesondere möglich, ausschließlich drei Antriebszustände zu identifizieren, obwohl zwei Bremszustände, eine schnelle und eine langsame Betriebsart erforderlich sind. Eine Zustandsänderung tritt ungeachtet der Stellung des anderen Schalters auf, was es außerdem schwierig macht, festzustellen, wenn eine Störung aufgetreten ist, oder in angemessener Weise Änderungen der Antriebszustände zu überwachen.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Gemäß einem Aspekt stellt die Erfindung ein Materialtransportfahrzeug bereit, aufweisend ein Antriebssystem, eine mit dem Antriebssystem verbundene Bremse, um eine Bewegung des Materialtransportfahrzeugs zu verhindern, und einen Lenkmechanismus zum Wählen einer Bewegungsrichtung. Der Lenkmechanismus ist entlang einem Bogen zwischen einer im wesentlichen horizontalen Stellung und einer im wesentlichen vertikalen Stellung beweglich. Eine Winkelpositionsanzeigeeinrichtung wird durch den Lenkmechanismus aktiviert, wenn der Lenkmechanismus gedreht wird, und er stellt ein Steuersignal bereit, welches den Drehwinkel des Lenkmechanismus anzeigt. Eine Steuereinheit empfängt das Steuersignal und versetzt den Palettenhubwagen wahlweise in einen von mehreren aufeinander folgenden Antriebszuständen auf Grundlage des Drehwinkels. Die Antriebszustände umfassen typischerweise eine vertikale Bremsbetriebsart, eine langsame Geschwindigkeitsbetriebsart, und eine untere (horizontale) Bremsbetriebsart.
- Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Palettenhubwagen bereit, bei welchem der Lenkmechanismus eine Nockenfläche aufweist, die wahlweise eine Umschalteinrichtung aktiviert, um ein Steuersignal zu erzeugen, welches zumindest einen ersten, einen zweiten und einen dritten Drehwinkel des Lenkmechanismus anzeigt. Eine Steuereinheit empfängt das Steuersignal und ändert einen Antriebszustand des Palettenhubwagens progressiv ausgehend von einer oberen Bremsbetriebsart in eine Langsamgeschwindigkeits-Betriebsart, eine Schnellgeschwindigkeit-Betriebsart, und eine Untere-Brems-Betriebsart, wenn der Lenkmechanismus aus der vertikalen in die horizontale Stellung gedreht wird. Während der Übergänge überwacht die Steuereinheit die Änderungen, um zu ermitteln, ob ein gültiger Übergang stattgefunden hat, und er aktiviert die Bremse, wenn der Übergang ungültig ist.
- Gemäß noch einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Palettenhubwagen bereit, der erste und zweite Umschalteinrichtungen umfasst, die jeweils selektiv aktiviert werden durch den Lenkmechanismus, wenn der Lenkmechanismus in eine Vertikalebene gedreht wird, um einen Zwei-Bit-Zustandscode zu erzeugen, wobei der Zwei-Bit-Zustandscode vier mögliche aufeinanderfolgende Antriebszustände bereitstellt. Eine Steuereinheit ist elektrisch mit den Umschalteinrichtungen verbunden, empfängt den Zwei-Bit-Zustandscode, vergleicht den Zwei-Bit-Code mit dem aktuellen Antriebszustandscode, ermittelt, ob der Übergang in den Zustand, der durch den Zwei-Bit-Zustand dargestellt ist, ein sequenzieller bzw. in Abfolge stattfindender Übergang ist, und die Einheit tritt in eine Fehlerbetriebsart ein, wenn der Übergang kein sequenzieller Übergang ist. Wenn der Übergang sequenziell ist, geht die Steuereinheit in den Antriebszustand über, welcher durch den Zwei-Bit-Code dargestellt ist.
- Diese und weitere Aspekte der Erfindung erschließen sich aus der nachfolgenden Beschreibung. In der Beschreibung wird auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Beschreibung bilden, und in den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Diese Ausführungsform stellt nicht notwendigerweise den vollen Umfang der Erfindung dar, und diesbezüglich wird auf die Ansprüche Bezug genommen, um den Umfang der Erfindung festzulegen bzw. auszulegen.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Palettenhubwagens; -
2 zeigt perspektivisch die Einzelheiten eines Lenkhandgriffs für einen Hand/Fahrwagen; -
3 zeigt eine Explosionsansicht einer Steuerdeichsel sowie von zugeordneten Schaltern; -
4 zeigt eine Seitenansicht der Steuerdeichsel von1 ; -
5 zeigt eine Rückansicht der Steuerdeichsel von4 ; -
6 zeigt eine Schnittansicht der Steuerdeichsel von5 entlang der Linie 6-6; -
7 zeigt eine Schnittansicht der Steuerdeichsel von5 entlang der Linie 7-7; -
8 zeigt eine Explosionsansicht einer Steuerdeichsel und zugeordneter Nockenflächen; -
9 zeigt ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung des Palettenhubwagens von1 ; -
10 zeigt ein Flussdiagramm unter Darstellung von Übergängen zwischen Antriebszuständen, die durch die Steuerschaltung von9 bereitgestellt werden; -
11 zeigt ein Flussdiagramm einer Fehlerabprüfung auf ein Rückstellen des Palettenhubwagens in einen Bremszustand, wenn er gestoppt ist; und -
12 zeigt eine Seitenansicht des Palettenhubwagens von1 unter Darstellung eines Antriebsbogens der Steuerdeichsel und zugeordneter Winkel zum Ändern von Antriebszuständen. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- In den Figuren und insbesondere in
1 ist ein Palettenhubwagen10 gezeigt, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Der Palettenhubwagen10 umfasst sich in Vorwärtsrichtung erstreckende Gabeln12 , einen Antriebsmotor (9 ), der in einem Motorabteil14 vorgesehen ist, eine Batterie (9 ), die in einem Batterieabteil16 vorgesehen ist, und ein Lenkrad18 . Das Lenkrad18 ist mit einem Lenkmechanismus23 verbunden, welcher eine Steuerdeichsel22 und einen Bedienpersonsteuerhandgriff24 umfasst. Der Lenkmechanismus23 ist zur Änderung der Richtung des Palettenhubwagens nach rechts und links drehbar und außerdem entlang einem Bogen zwischen einer im wesentlichen vertikalen Stellung und einer im wesentlichen horizontalen Stellung beweglich. Wenn er sich entweder in der im wesentlichen horizontalen Stellung oder in der im wesentlichen vertikalen Stellung befindet, wird eine Sicherheits-Bremse84 (9 ) aktiviert, wie nachfolgend erläutert. Um sicherzustellen, dass der Wagen10 gestoppt wird, wenn die Bedienperson das Fahrzeug verlässt, ist der Lenkmechanismus23 derart federvorgespannt, dass er, wenn er freigegeben wird, in vertikale Stellung zwangsweise bewegt wird. - Wie in
1 und2 gezeigt, ist die Steuerdeichsel22 schwenkbar an einer Schwenkhalterung27 angebracht, die mit dem Getriebe, einschließlich dem Lenkrad18 des Palettenhubwagens10 , verbunden ist. Die Steuerdeichsel22 vermag die Schwenkhalterung27 nach rechts und links zu verschwenken, wodurch die Bedienperson die Richtung des Gabelstaplers10 durch Bewegen des Lenkrads18 ändern kann. Die Steuerdeichsel22 ist außerdem um eine Schwenkachse26 verschwenkbar und entlang einem "Antriebsbogen" beweglich, der sich von einer im wesentlichen horizontalen bis zu einer im wesentlichen vertikalen Achse erstreckt, und zwar um diese Achse, wie in12 gezeigt. Wie in3 und4 gezeigt, ist ein unteres distales Ende28 der Steuerdeichsel22 benachbart zu einem Rahmenelement24 angebracht, welches erste und zweite Schalter36 und37 trägt. Die Oberfläche der Steuerdeichsel22 an dem distalen Ende28 ist mit Nocken versehen, um die Schalter36 und37 wahlweise zu aktivieren, wenn die Steuerdeichsel22 um den Schwenkpunkt26 gedreht wird, um eine Anzeige des Drehwinkels bereitzustellen, und um zwischen Antriebszuständen umzuschalten, wie nachfolgend erläutert. Jede der Nockenflächen30 und32 ist benachbart zu einem Hebelarm60 mit einer Rollenaktiviereinrichtung zum Aktivieren des jeweiligen Schalters angeordnet. Obwohl verschiedene Hebel- und Rolleraktivierte Schalter zur Verfügung stehen, handelt es sich bei einem in der vorliegenden Erfindung nützlichen Schalter um Mikroschalter der V4N-Schnappwirkungsserie, die kommerziell von Saia-Burgess USA, Vandalia, OH erhältlich sind. - Wie in
4 gezeigt, umfasst die Steuerdeichsel22 einen Durchbruch 31 zum Aufnehmen einer Welle zur Drehung des Arms22 um die Achse26 . Am unteren distalen Ende28 der Steuerdeichsel22 benachbart zum Durchbruch31 ist die Steuerdeichsel22 allgemein zylinderförmig; sie umfasst jedoch, wie vorstehend erläutert, eine Nockenfläche zum Aktivieren des Schalters. Zusätzlich unter Bezug auf5 umfasst die Unterseite des distalen Endes28 der Steuerdeichsel22 eine erste Nockenfläche20 , die entlang einer ersten Seite der Steuerdeichsel22 vorgesehen ist, und eine zweite Nockenfläche22 , die entlang der gegenüberliegenden Seite der Steuerdeichsel22 vorgesehen ist. Die Nockenflächen30 und32 sind derart bemessen und dimensioniert, dass sie wahlweise die benachbarten Schalter36 und37 (2 und3 ) in gewählten Winkeln aktivieren, wenn die Steuerdeichsel22 zwischen einem horizontalen und einem vertikalen mechanischen Anschlagpunkt (nicht gezeigt) bewegt wird, wodurch eine im wesentlichen horizontale und im wesentlichen vertikale Stellung der Steuerdeichsel22 bereitgestellt wird. Der EIN-/AUS-Schaltzustand der Schalter wird durch das Steuersystem (9 ) des Palettenhubwagens10 überwacht, um zwischen vier Betriebsarten bzw. Betriebszuständen umzuschalten, die durch einen Zwei-Bit-Code angezeigt sind, der durch die Schalter /(37/36) wie folgt erzeugt wird: Eine obere Bremsbetriebsart (0/0), eine untere Bremsbetriebsart (1/0), eine langsame Betriebsart (0/1) und eine schnelle Betriebsart (1/1), wie nachfolgend erläutert. Die Nockenflächen30 und32 sind so konfiguriert, dass sie die Schalter36 und37 in der vorgegebenen oberen Bremsbetriebsart (0/0) ausschalten, bei der es sich hierbei um die Betriebsart mit der größten Störwahrscheinlichkeit für die Schalter handelt. Die schnelle Betriebsart ist dem (1/1)-Zustand zugeordnet, dem Zustand mit der geringsten Wahrscheinlichkeit für einen Ausfall. Störungen bzw. Ausfälle der Schalteinrichtungen36 und37 werden durch Evaluieren des sequenziellen Laufs durch die Antriebszustände, wie nachfolgend erläutert identifiziert. - In
6 ist eine Schnittansicht der Steuerdeichsel22 entlang der Linie 6-6 von5 gezeigt, und zwar unter Darstellung der Nockenflächen bzw. der mit Nocken versehenen Fläche30 . Die Nockenfläche30 erstreckt sich ausgehend von einem (nicht gezeigten) vertikalen mechanischen Anschlag zu einem Ende50 (im wesentlichen der vertikalen Steuerdeichselstellung) auf einer Vorderseite der Steuerdeichsel22 zu einem (nicht gezeigten) horizontalen mechanischen Anschlag am Ende48 (eine im wesentlichen horizontale Deichselposition) auf der Rückseite des Deichselarms22 . Ausgehend von dem mechanischen Anschlag erstreckt sich die Nockenfläche30 einwärts in Richtung auf die vertikale Mittenlinie40 mit einem Radius, der so gewählt ist, dass er eine Betätigung des zuge ordneten Schalters verhindert, und sie erstreckt sich aufwärts am Übergangspunkt46 zu einem Radius57 , der so gewählt ist, dass der Schalter37 aktiviert wird. Die Nockenfläche40 folgt dem Radius47 zu einem zweiten Übergang44 , in welchem der Radius verringert ist, um den Schalter zu deaktivieren. Der Radius47 stellt deshalb einen Teil der Nockenfläche40 dar, während welcher der Schalter37 aktiv ist. - In
7 ist eine Schnittansicht der Steuerdeichsel22 entlang der Linie 7-7 von5 gezeigt, und zwar unter Darstellung der Nockenfläche bzw. der mit Nocken versehenen Fläche32 . Ähnlich der Nockenfläche30 erstreckt sich die Nockenfläche32 zwischen dem horizontalen mechanischen Anschlag am Ende48 und dem vertikalen mechanischen Anschlag am Ende50 . Ausgehend vom Ende48 erstreckt sich die Nockenfläche in Richtung auf die vertikale Mittenlinie40 mit einem Radius, der so gewählt ist, dass eine Aktivierung des Schalters verhindert wird, und sie erstreckt sich daraufhin rampenförmig aufwärts bis zu einem Übergangspunkt54 . Ausgehend vom Übergangspunkt54 zu einem gegenüberliegenden Übergangspunkt51 folgt die Nockenfläche32 einem Radius53 , der so gewählt ist, dass der zugeordnete Schalter36 aktiviert wird. - In
8 ist eine Seitenansicht der Steuerdeichsel22 gezeigt, und zwar unter Darstellung der ausgerichteten bzw. fluchtenden Nockenflächen30 und32 . Sich vom ersten Ende50 erstreckend, hält jede der Nockenflächen30 und32 den zugeordneten Schalter37 bzw.36 in ausgeschalteter Stellung unter Bereitstellung der oberen Bremsbetriebsart116 . Im Übergangspunkt51 aktiviert die Nockenfläche32 den Schalter36 und die Langsam-Geschwindigkeits-Betriebsart120 wird gestartet. Die Langsam-Geschwindigkeits-Betriebsart120 dauert bis zum Übergangspunkt46 an, in welchem die Nockenfläche30 den Schalter37 aktiviert, um in die schnelle Betriebsart122 einzutreten. Die schnelle Betriebsart122 dauert bis zum Übergangspunkt54 an, in welchem die Nockenfläche32 den Schalter36 aktiviert, um in die untere Bremsbetriebsart124 einzutreten. Die Nockenflächen30 und32 wirken deshalb zusammen, um eine Anzeige der Veränderungen der Winkelstellung der Deichsel bereitzustellen, die daraufhin mit den Antriebszuständen des Fahrzeugs verbunden sind. - In
9 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems eines Palettenhubwagens10 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Den Palettenhubwagen10 wird durch Aktivierung eines Haupt-Ein/Aus-Schalters76 und eines Tastenschalters74 Strom zugeführt, wodurch der Steuerhandgriff24 aktiviert wird. Das Steuersystem umfasst eine Steuereinheit106 , welche Eingangssteuersignale von jedem der Schalter36 und37 sowie von dem Steuerhandgriff24 über ein CAN(Controller Area Network)-Bus104 empfängt. Der Steuerhandgriff24 umfasst außerdem eine Steuereinheit107 , welche mit dem CAN-Bus verbunden ist, sowie Schalter und Aktivatoren bzw. Aktivierungseinrichtungen zur Bereitstellung von Hub-70- und Absenk-68-Steuervorgängen für die Gabel12 (1 ), eine Notfallrückstelltaste64 , einen Hupenschalter62 zum Aktivieren der Hupe88 und eine Anzeige72 , die Information bereitzustellen vermag, wie etwa den Batterie-Ladezustand, einen Stundenzähler oder andere Betriebsinformation sowie Fehler- bzw. Störungsinformation, wie nachfolgend erläutert. - Ferner umfasst der Steuerhandgriff
24 eine Richtungs- und Geschwindigkeitssteuerung, bevorzugt in Form eines Daumenrads oder Verdrehgriffs66 , das bzw. der durch eine Bedienperson in einer ersten Richtung wahlweise aktiviert wird, um ein Steuersignal zur Bewegung der Gabel in einer ersten Richtung bereitzustellen und in einer zweiten Richtung, um ein Steuersignal zur Bewegung in Gabelnacheilrichtung bereitzustellen. - Auf Grundlage der empfangenen Eingangssignale aktiviert die Steuereinheit
106 eine Hupe88 , ein Liftmotorsolenoid82 , ein Gabelabsenkventilsolenoid86 , eine Sicherungsbremswicklung84 und eine Hauptsteuerkontakteinrichtung80 . Die Steuereinheit106 steuert außerdem eine elektrische Antriebsbetriebsart90 durch Anlegen einer ausgewählten Spannung an Feldwicklungen bzw. Feldspulen92 , wie nachfolgend erläutert. - Der Tastenschalter
74 wird aktiviert, um an den Steuerhandgriff24 Strom anzulegen und dem Palettenhubwagen10 in eine Betriebsart zu versetzen. Sobald der Tastenschalter74 aktiviert ist, vermag die Bedienperson richtungsmäßige und funktionale Steuerinformation für den Palettenhubwagen10 durch die Steuerungen auf dem Steuerhandgriff24 bereitzustellen, wie vorstehend erläutert. Bei einer Stromanforderung zieht die Steuereinheit106 das Hauptkontaktgabelsolenoid80 an und schließt den normalerweise offenen Kontakt100 , wodurch Strom der Schaltung ausgehend von der Batterie96 zugeführt werden kann. - Wie in
10 gezeigt, überwacht die Steuereinheit 106 im Betrieb Eingangssignale von jedem der Steuerschalter36 und37 und gibt auf Grundlage der Zustände dieser Schalter den Antrieb frei. Anfänglich überwacht bei Aktivierung des Tastenschalters74 (Schritt110 ) die Steuereinheit106 beide der Schalter36 und37 , und zur Ermittlung, ob beide Schalter36 und37 ausgeschaltet sind (Schritt112 ), und der Wagen befindet sich deshalb in der oberen Bremsbetriebsart116 . Falls dies nicht der Fall ist, hält die Steuereinheit die Bremse angelegt84 und stellt eine Fehlermitteilung auf der Anzeige72 bereit. Die Steuereinheit106 geht daraufhin in die Verzögerungsbetriebsart über und verhindert eine weitere Aktion durch den Wagen10 , bis die Steuerdeichsel22 in die vertika le Stellung (114 ) rückgeführt ist, und sie tritt daraufhin erneut in die obere Bremsbetriebsart (116 ) ein. - Wenn beide Schalter
36 und37 ausgeschaltet sind, wie in9 und10 gezeigt, tritt der Palettenhubwagen10 in den oberen Bremszustand116 ein. Ausgehend von der oberen Bremsbetriebsart116 überwacht die Steuereinheit106 die Zustände der Schalter36 und37 . Wie vorstehend erläutert, stellen während des Betriebs die Nockenflächen30 und32 sicher, dass, unter Unterbindung einer Störung bzw. eines Ausfalls, Übergangszustände in einer gegebenen Abfolge bzw. Sequenz auftreten, insbesondere ausgehend vom oberen Bremszustand116 (0/0) in die langsame Betriebsart (0/1)120 , in die schnelle Betriebsart (1/1)122 , in den unteren Bremszustand (1/0)124 , wenn die Steuerdeichsel22 sich ausgehend von der im wesentlichen vertikalen in die im wesentlichen horizontale Stellung entlang dem Antriebsbogen bewegt wird. Ausgehend von der standardmäßigen oberen Bremsbetriebsart116 beispielsweise muss der Palettenhubwagen10 als nächstes in den langsamen Zustand120 eintreten, wie durch den Übergang des Schalters36 ausgehend von einem Ausschaltzustand in einen Einschaltzustand gezeigt. Wenn die Schalter36 und37 jedoch einen Übergang ausgehend von der oberen Bremsbetriebs116 in die schnelle Betriebsart122 oder die untere Bremsbetriebsart124 anzeigen, ermittelt die Steuereinheit106 , dass ein ungültiger Übergang stattgefunden hat, und die Steuereinheit106 tritt in einen Abfolge- bzw. Sequenzfehlerzustand118 ein, legt die Brems84 an und stellt eine Frequenzfehlermeldung auf der Anzeige72 bereit. - Wenn jeder der Schalter
36 und37 ausgeschaltet ist, wie vorstehend erläutert, befindet sich der Wagen10 in dem oberen Bremszustand116 und die Steuereinheit106 deaktiviert die Bremse84 durch Entfernen der Spannung direkt über der Brems spule84 , wodurch eine Bewegung des Palettenhubwagens10 verhindert wird. Wenn der Schalter36 eingeschaltet und der Schalter37 ausgeschaltet ist, ermittelt die Steuereinheit106 , ob es sich bei dem vorausgehenden Zustand, wie erwartet, um den oberen Bremszustand116 gehandelt hat. Wenn der Übergangszustand korrekt ist, hat sich die Steuerdeichsel22 aus der vertikalen Position heraus bewegt, befindet sich jedoch noch unter einem relativ steilen bzw. hohen Winkel, und die Steuereinheit106 erlaubt einen Übergang in die langsame Betriebsart120 . In der langsamen Betriebsart begrenzt die Steuereinheit die maximale Geschwindigkeit des Palettenhubwagens10 auf ungefähr 1 Meile pro Stunde. Geschwindigkeitssignale, die von dem Handgriff66 auf den Steuerhandgriff24 entfallen und zu der Steuereinheit106 über den CAN-Bus104 übertragen werden, werden deshalb durch die Steuereinheit106 installiert, um die Geschwindigkeit des Palettenhubwagens10 auf die vorher gewählte maximale Geschwindigkeit zu beschränken, und eine geeignete Spannung wird an den Feldspulen92 angelegt, um den Antriebsmotor90 mit der gewählten Geschwindigkeit anzutreiben. - Ausgehend von der langsamen Betriebsart
120 , ist dann, wenn der Schalter37 aktiviert ist, die Steuerdeichsel22 in eine Position gedreht worden, die näher an der Horizontalen liegt, in welcher der Lenkvorgang einfacher ist, und die Steuereinheit106 erlaubt dem Betrieb des Palettenhubwagens10 in einer schnellen Betriebsart. Die Steuereinheit106 erlaubt dabei, dass der Palettenhubwagen10 sich bis hin zu einer vorbestimmten maximalen Geschwindigkeit, typischerweise 3,5 Meilen pro Stunde, bewegt. Die Steuereinheit106 skaliert erneut die Eingangssignale, die von dem CAN-Bus104 empfangen werden, und legt an die Feldspule92 eine Spannung an, um den Motor90 mit der gewählten Geschwindigkeit anzutreiben. Aus der langsamen Betriebsart120 kann die Steuerdeichsel22 zu rück in eine vertikale Stellung gedreht werden, indem der Schalter36 deaktiviert wird, und der Palettenhubwagen10 in die obere Bremsbetriebsart116 rückgeführt wird. Andere Übergänge resultieren in einem Sequenzfehler bzw. Steuerabfolgefehler118 . - Aus der schnellen Betriebsart zeigt eine Deaktivierung des Schalters
36 an, dass die Steuerdeichsel22 in eine nahezu horizontale Stellung bewegt worden ist, was in einem Übergang in die untere Bremsbetriebsart124 resultiert, in der die Steuereinheit106 die Bremse84 anlegt. Die Deaktivierung des Schalters37 zeigt andererseits an, dass die Steuerdeichsel22 in Richtung auf die Vertikale bewegt worden ist, was in einem Übergang in die langsame Betriebsart120 resultiert. Ausgehend von dem unteren Bremszustand124 kann die Steuerdeichsel22 ausschließlich in Richtung auf die Vertikale bewegt werden, was in einer Betätigung des Schalters36 resultiert und in einen Eintritt in die schnelle Betriebsart122 . Jeglicher andere Übergang resultiert in einem Sequenzfehler118 . - Wenn die Steuereinheit
106 , wie vorstehend erläutert, zu jedem Zeitpunkt ermittelt, dass ein Übergang von einem Antriebszustand in einen anderen Antriebszustand nicht korrekt ist, ist ein Sequenzfehler118 aufgetreten, und die Steuereinheit106 legt die Bremse84 an und stellt eine Fehlermitteilung auf der Anzeige72 über den CAN-Bus104 bereit, wie vorstehend erläutert. Typischerweise wird der Fehler durch einen Ausfall bzw. eine Störung von einem der Schalter36 und37 hervorgerufen und kann bei der Wartung beseitigt werden. - Wie in
11 gezeigt, vermag die Steuereinheit107 während des Betriebs außerdem die Eingangssteuersignale von dem CAN-Bus104 kontinuierlich zu überwachen (Schritt130 ), um zu er mitteln, ob der Palettenhubwagen10 noch aktiv ist oder gestoppt hat. Die Steuereinheit überwacht den Antriebszustand (Schritt132 ), und wenn kein Antrieb stattfindet, inkrementiert die Steuereinheit107 einen Zähler, der die Zeit berechnet, für die der Palettenhubwagen inaktiv oder ausgeschalten war (Schritt134 ), und sie vergleicht die Ausschaltzeit bis zu einer vorbestimmten Stoppzeit (Schritt136 ), die empirisch als repräsentativ für ein unbemanntes Fahrzeug gewählt ist. Wenn die Ausschaltzeit größer oder gleich der vorbestimmten Stoppzeit ist, ermittelt die Steuereinheit107 , dass der Palettenhubwagen10 unbemannt ist und überprüft die Schalter36 und37 , um zu verifizieren, dass die Steuerdeichsel22 in die vertikale Stellung rückgeführt worden ist. Wenn der Wagen10 unbemannt ist und die Steuerdeichsel22 nicht in die obere Bremsbetriebs116 rückgeführt worden ist, tritt die Steuereinheit107 in eine statische Rückführung in einer Ausschalt-Betriebsart ein (Schritt130 ), legt die Bremse84 an und stellt auf der Anzeige72 eine Fehlermitteilung bereit. Wenn die Steuerdeichselfeder vorgespannt ist, sollte sie automatisch in die obere Bremsbetriebsart116 zurückkehren, und für den Fall, dass dies nicht der Fall ist, kann dies auch ein mechanisches Problem durch die zugeordnete Feder oder eine andere Komponente verursacht sein. Wenn Antrieb stattfindet, setzt die Steuereinheit107 die Ausschaltzeit auf Null zurück (Schritt140 ). - In
12 ist eine Seitenansicht des Palettenhubwagens10 unter Darstellung bevorzugter Winkel zum Umschalten zwischen Antriebszuständen gezeigt. Wie vorstehend angesprochen, ist die Steuerdeichsel22 über einen Antriebsbogen auf- und abbeweglich, der von einer nahezu horizontalen Stellung bis zu einer im wesentlichen vertikalen Stellung reicht, und sie ist federvorgespannt, um den Lenkarm22 in eine Standardstellung im wesentlichen vertikaler Stellung zu treiben. In einer be vorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerdeichsel22 zwischen mechanischen Anschlägen beweglich, die bei Winkeln von –5° und 80° vorgesehen sind, gemessen in Bezug auf eine Linie, die durch das Zentrum der Steuerdeichsel22 zu dem Steuerhandgriff24 gezogen ist. Die Nockenflächen30 und32 sind so positioniert, dass sie Winkel anzeigen zum Umschalten des Betriebs des Fahrzeugs zwischen der unteren (horizontalen) Bremsstellung124 , einer schnellen Geschwindigkeitsbetriebsart22 , einer langsamen Geschwindigkeitsbetriebsart120 und einer oberen (vertikalen) Bremsbetriebsart umzuschalten, wie vorstehend erläutert. - Ausgehend von dem vertikalen mechanischen Anschlag bei –5° wird jeder der Schalter
36 und37 in einer Ausschaltstellung gehalten, bis die Steuerdeichsel22 auf einen Winkel von ungefähr 100 gedreht ist. Wenn ein Winkel größer 0° gedreht wird, aktiviert die Nockenfläche32 den Schalter36 und der Palettenhubwagen10 tritt in die langsame Betriebsart120 ein, in welcher die maximale Geschwindigkeit des Palettenhubwagens begrenzt ist, bevorzugt auf eine Geschwindigkeit von ungefähr 1 Meile pro Stunde. Wenn die Steuerdeichsel22 um einen Winkel von etwa 40° weiter gedreht wird, wird der Schalter37 durch die Nockenfläche30 aktiviert und die Steuereinheit106 überführt den Palettenhubwagen10 aus der langsamen Betriebsart120 in die schnelle Betriebsart122 . Die Geschwindigkeitsbegrenzung des Fahrzeugs fällt dabei, und die Steuereinheit106 erlaubt es dem Palettenhubwagen, bis zur maximalen Geschwindigkeit exakt angetrieben zu werden, die ungefähr 3,5 Meilen/h beträgt. Wenn die Steuerdeichsel22 nach unten um einen Winkel von etwa 70° weiter bewegt wird, wird der Schalter36 deaktiviert und der untere Bremszustand24 wird gestartet, in welchem die Steuereinheit106 erneut die Bremse84 anlegt. Schließlich bei 80° wird ein mechanischer unterer Anschlag erreicht. - Obwohl bevorzugt Umschaltwinkel und Geschwindigkeitspegel angesprochen wurden, können die Nockenflächen
30 und32 so konfiguriert sein, dass sie ein Umschalten bei einer Vielzahl von Winkeln ermöglichen. Obwohl spezifische Geschwindigkeitspegel angesprochen wurden, können offensichtlich Veränderungen an den gewählten Geschwindigkeitspegeln vorgenommen werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Obwohl eine spezifische Schalterart erläutert wurde, ist offensichtlich, dass verschiedene Schalter sowie andere Arten von Stellorganen ebenfalls verwendet werden können. Außerdem sind dem Fachmann andere Verfahren zum Ermitteln eines Drehwinkels eines Lenkmechanismus zum Bereitstellen eines Steuersignals geläufig. - Obwohl die Erfindung zur Verwendung mit einem Vier-Zustands-Steuersystem erläutert wurde, kann das Prinzip der Erfindung offensichtlich auf verschiedene Antriebsfunktionen mit verschiedenen zusätzlichen Winkeln angewendet werden. Beispielsweise kann ein Palettenwagen so konstruiert sein, dass er mehrere unterschiedliche Geschwindigkeitsbereiche umfasst, wenn der Lenkmechanismus gedreht wird, sowie eine oder mehrere Stoppstellungen.
- Obwohl die Erfindung in Bezug auf einen Palettenhubwagen erläutert worden ist, können die beschriebenen Prinzipien auch auf verschiedene andere Arten von Materialtransportfahrzeugen zur Anwendung gelangen.
- Die Erfindung ist im einzelnen unter Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen erläutert worden, die jedoch verschiedenen Abhandlungen und Modifikationen zugänglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
- Zusammenfassend umfasst ein motorisierter Palettenwagen eine Winkelanzeigeeinrichtung auf einem Lenkarmmechanismus, der eine interne Steuereinheit mit einer Winkelposition des Lenkarms bzw. einer Steuerdeichsel bereitstellt. Die Steuereinheit legt eine Bremse an, wenn die Deichsel sich entweder in einer im wesentlichen vertikalen oder einer im wesentlichen horizontalen Stellung befindet, sie begrenzt die Geschwindigkeit des Wagens für eine vorbestimmte Drehbewegung aus der vertikalen Stellung, und sie erlaubt volle Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wenn die Steuerdeichsel entlang eines vorher festgelegten schnellen Antriebsbogens gezogen wird.
Claims (25)
- Materialtransportfahrzeug, aufweisend: Ein Antriebssystem, das durch die Bedienperson gesteuert wird, um das Materialtransportfahrzeug in einer gewählten Richtung anzutreiben, einen Lenkmechanismus, der mit dem Antriebssystem verbunden ist und durch die Bedienperson gesteuert wird, um eine Bewegungsrichtung zu wählen, wobei der Lenkmechanismus über einen Bogen zwischen einer im wesentlichen horizontalen Stellung und einer im wesentlichen vertikalen Stellung beweglich ist, eine Bedienpersonsteuerung zum Wählen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Bremse, die mit dem Antriebssystem verbunden ist, um eine Bewegung des Materialtransportfahrzeugs zu verhindern, eine Winkelpositionsanzeigeeinrichtung, die durch den Lenkmechanismus aktiviert wird, wenn der Lenkmechanismus über den Bogen bewegt wird, und zum Bereitstellen eines Steuersignals, das den Bewegungswinkel des Lenkmechanismus anzeigt, und eine Steuereinheit zum Empfangen des Steuersignals und zum selektiven Positionieren des Materialtransportfahrzeugs in einem von mehreren aufeinander folgenden Antriebszuständen auf Grundlage des Bewegungsvehikels des Lenkmechanismus.
- Materialtransportfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Antriebszustände zumindest eine obere Bremsbetriebsart, eine langsame Geschwindigkeitsbetriebsart, eine schnelle Geschwindigkeitsbetriebsart und eine untere Bremsbetriebsart umfassen.
- Materialtransportfahrzeug nach Anspruch 1, wobei zumindest zwei der Antriebszustände Bremszustände sind, und die Steuereinheit die Sicherheitsbremse in den Bremszuständen anlegt.
- Materialtransportfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Winkelpositionsanzeige erste und zweite Schalter umfasst und das Steuersignal ein Zwei-Bit-Code ist.
- Materialtransportfahrzeug nach Anspruch 4, wobei ein erster Winkel durch Aktivieren des ersten Schalters angezeigt ist, wobei ein zweiter Winkel durch Aktivierung des zweiten Schalters angezeigt ist, und wobei ein dritter Winkel durch Deaktivierung des ersten Schalters angezeigt ist.
- Materialtransportfahrzeug nach Anspruch 4, wobei der Lenkmechanismus eine Nockenfläche zum wahlweisen Aktivieren und Deaktivieren von jedem der ersten und zweiten Schalter umfasst, wenn der Lenkmechanismus über den Boden bewegt wird.
- Materialtransportfahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit die Geschwindigkeit des Materialtransportfahrzeugs auf ungefähr eine Meile pro Stunde begrenzt, wenn das Materialtransportfahrzeug sich in der langsamen Geschwindigkeitsbetriebsart befindet.
- Materialtransportfahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit die Geschwindigkeit des Materialtransportfahrzeugs auf ungefähr drei und halbe Meile pro Stunde begrenzt, wenn das Materialtransportfahrzeug sich in der schnellen Geschwindigkeitsbetriebsart befindet.
- Materialtransportfahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit die von der Bedienpersonsteuerung empfangene Geschwindigkeit auf ein vorbestimmtes Maximum skaliert, wenn das Materialtransportfahrzeug sich in der langsamen Geschwindigkeitsbetriebsart befindet.
- Materialtransportfahrzeug nach Anspruch 5, wobei die Bremsbetriebsart in einem ersten Winkel aktiviert wird, wenn der Lenkmechanismus in Richtung auf die Vertikale gedreht wird, und in einem zweiten Winkel, wenn der Lenkmechanismus in Richtung auf die Horizontale gedreht wird.
- Materialtransportfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit außerdem die Bedienpersonsteuerung und den Antriebsmotorbetrieb für eine Antriebsverzögerung überwacht und die Bremse anlegt, wenn für eine Zeitdauer kein Antrieb stattfindet, die größer als eine ausgewählte Zeitdauer ist.
- Materialtransportfahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit den Antriebszustand ausgehend von der Bremsbetriebsart in die langsame Betriebsart, in die schnelle Betriebsart und zurück in die Bremsbetriebsart überführt, wenn der Lenkmechanismus zwischen einer im wesentlichen vertikalen und einer im wesentlichen horizontalen Stellung bewegt wird.
- Materialtransportfahrzeug nach Anspruch 11, wobei die Steuereinheit verifiziert, dass jeder Übergang zwischen aufeinander folgenden Antriebszuständen ein gültiger Übergang ist, und zwar auf Grundlage der vorausgehenden Antriebsbetriebsart des Materialtransportfahrzeugs, wenn der Lenkmechanismus bewegt wird.
- Palettenhubwagen, aufweisend: Einen Lenkmechanismus, der über einen Bogen zwischen einer im wesentlichen horizontalen und einer im wesentlichen vertikalen Stellung beweglich ist, wobei der Nockenmechanismus eine mit Nocken versehene Fläche bzw. eine Nockenfläche umfasst, ein Antriebssystem, welches mit dem Lenkmechanismus verbunden ist, um den Gabelstapler in eine gewählte Richtung anzutreiben, eine variable Geschwindigkeitssteuereinrichtung zum Wählen einer Geschwindigkeit des Antriebssystems, eine Bremse, die mit dem Antriebssystem zur Verhinderung einer Bewegung des Gabelstaplers verbunden ist, eine Umschalteinrichtung, welche durch die Nockenfläche des Lenkmechanismus aktiviert wird, um ein Steuersignal zu erzeugen, welches zumindest einen ersten, einen zweiten und einen dritten Drehwinkel des Lenkmechanismus anzeigt, eine Steuereinheit zum Empfangen des Steuersignals und zum Ändern eines Antriebszustands des Palettenhubwagens progressiv ausgehend von einer oberen Bremsbetriebsart in eine langsame Geschwindigkeitsbetriebsart, in eine schnelle Geschwindigkeitsbetriebsart und in eine untere Bremsbetriebsart, wenn der Lenkmechanismus aus der vertikalen in die horizontale Stellung bewegt wird.
- Palettenhubwagen nach Anspruch 11, wobei die Umschalteinrichtung einen ersten und einen zweiten Schalter umfasst.
- Palettenhubwagen nach Anspruch 14, wobei der erste Schalter in dem ersten Winkel aktiviert wird, der zweite Schalter in dem zweiten Winkel aktiviert wird, und der erste Schalter in dem dritten Winkel deaktiviert wird, um das Steuersignal zu erzeugen.
- Palettenhubwagen nach Anspruch 14, wobei die Steuereinheit die Änderung der Antriebszustände überwacht, um zu ermitteln, ob ein Übergang zwischen den Zustände gültig ist, und die Bremse anlegt, wenn ein Fehler aufgetreten ist.
- Palettenhubwagen nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit außerdem die variable Geschwindigkeitssteuereinrichtung überwacht und die Bremse anlegt, wenn von der variablen Geschwindigkeitssteuereinrichtung über eine gewählte Zeitdauer keine Geschwindigkeitsanfrage empfangen wird.
- Palettenhubwagen nach Anspruch 15, wobei der Lenkmechanismus federvorgespannt ist, um ihn in eine Bremsstellung rückzuführen.
- Palettenhubwagen, aufweisend: Einen Lenkmechanismus, der über einen Bogen zwischen einer im wesentlichen horizontalen und einer im wesentlichen vertikalen Stellung beweglich ist, ein Antriebssystem, welches mit dem Lenkmechanismus verbunden ist, um den Palettenhubwagen in einer gewählte Richtung anzutreiben, eine Bremse, die mit dem Antriebssystem verbunden ist, um eine Bewegung des Gabelstaplers zu verhindern, eine erste Umschalteinrichtung, wobei die Umschalteinrichtung durch Lenkmechanismus aktiviert wird, wenn der Lenkmechanismus zur Erzeugung eines ersten binären Steuersignals bewegt wird, eine zweite Umschalteinrichtung, die durch den Lenkmechanismus aktiviert wird, wenn der Lenkmechanismus zur Erzeugung eines zweiten binären Steuersignals bewegt wird, wobei die ersten und zweiten Umschalteinrichtungen ge meinsam einen Zwei-Bit-Zustandscode erzeugen, wobei der Zwei-Bit-Zustandscode vier mögliche sequenzielle Antriebszustände bereitstellt, eine Steuereinheit, die elektrisch mit den ersten und zweiten Umschalteinrichtungen verbunden ist, um den Zwei-Bit-Code zu empfangen, wobei die Steuereinrichtung den Zwei-Bit-Code mit dem aktuellen Antriebszustandscode vergleicht, ermittelt, ob der Übergang ein sequenzieller Übergang ist, die Bremse anlegt, wenn der Übergang nicht sequenziell ist, und in den Antriebszustand eintritt, bei der durch den Zwei-Bit-Code dargestellt ist, wenn der Übergang sequenziell ist.
- Palettenhubwagen nach Anspruch 20, wobei die Antriebszustände eine vertikale Bremsbetriebsart, eine langsame Geschwindigkeitsbetriebsart, eine schnelle Geschwindigkeitsbetriebsart und eine horizontale Bremsbetriebsart sind.
- Palettenhubwagen nach Anspruch 20, wobei die Steuereinheit außerdem Eingangssignale von der Bedienpersonsteuerung evaluiert, um zu ermitteln, ob der Palettenhubwagen gestoppt hat.
- Palettenhubwagen nach Anspruch 22, wobei die Steuereinheit ermittelt, dass der Palettenhubwagen gestoppt hat, wenn keine Steuersignale von der Umschalteinrichtung oder der Bedienpersonsteuerung für eine ausgewählte Zeitdauer empfangen werden.
- Palettenhubwagen nach Anspruch 20, wobei der Lenkmechanismus erste und zweite Nockenflächen bzw, mit Nocken versehene Flächen zum Aktivieren der ersten und zweiten Schalter umfasst.
- Palettenhubwagen nach Anspruch 20, wobei die Steuereinheit die Bremse in den vertikalen und horizontalen Bremsbetriebsarten anlegt, eine Bewegung innerhalb eines Hochgeschwindigkeitsbereichs in der schnellen Betriebsart zulässt und eine Bewegung in einem niedrigen Geschwindigkeitsbetriebsbereich in der niedrigen Geschwindigkeitsbetriebsart zulässt.
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