DE4440604A1

DE4440604A1 - Vorrichtung zum Anzeigen des Neigungswinkels einer Verladeeinrichtung

Info

Publication number: DE4440604A1
Application number: DE4440604A
Authority: DE
Inventors: Dae-Geun Kang; Chang-Soo Kim
Original assignee: Samsung Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: Samsung Heavy Industries Co Ltd
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1994-11-14
Publication date: 1995-07-06
Also published as: KR100218902B1; ITMI942088A0; KR950017721A; GB2285250A; JPH07208988A; GB9420440D0; IT1276854B1; ITMI942088A1

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Das Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anzeigen eines Neigungswinkels einer Verladeeinrichtung und insbesondere auf eine solche Anzeigeeinrichtung, die in der Lage ist, den Neigungswinkel eines Hubgerüstes eines Hubstaplers anzuzeigen und dadurch das sicherere Beladen und Entladen zu erreichen.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Eine derartige Anzeigevorrichtung, die bei Verladeeinrichtungen verwendet wird, ist gut bekannt. Bei der bekannten Verladeeinrichtung wird der Neigungswinkel des Hubgerüstes angezeigt, indem der jeweilige Neigungswinkel des Hubgerüstes so angezeigt wird, daß der jeweilige Neigungswinkel eines Neigungszylinders oder der Betrag der Drehung eines Endes eines Stabes als Winkel angezeigt wird.

Aber solche Anzeigeverfahren können einen jeweiligen Neigungswinkel nicht als Neigungswinkel des Bodens, kombiniert mit dem Neigungswinkel des Hubgerüstes anzeigen, weil sie nur den Neigungszustand des Hubgerüstes und der Ladevorrichtung anzeigen, d. h. die Beziehung zwischen dem Hubgerüst und der Verladeeinrichtung, ohne daß der Zustand des Bodens, auf welchem die Verladeeinrichtung sich befindet berücksichtigt wird.

Als Folge davon entstehen verschiedene Schwierigkeiten während dem Laden und Entladen des Hubstaplers auf Grund der Differenz zwischen dem aktuellen Neigungswinkel (absoluter Neigungswinkel) welcher sich aus der Neigung des Bodens und der Neigung des Hubgerüstes zusammensetzt und dem Neigungswinkel, der angezeigt wird.

Weiter hat die oben genannte Anzeigemethode den Nachteil, daß die Anzeige des Neigungswinkels nur im Arbeitsbereich des Neigungsrohrs möglich ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Anzeigen eines Neigungswinkels einer Verladeeinrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, sicherere und bequemere Lade- und Entladearbeiten zu verrichten, indem ein Neigungswinkel angezeigt wird, welcher der Neigung des Bodens, auf dem sich die Verladeeinrichtung befindet, kombiniert mit der Neigung des Hubgerüstes bei der Lade- und Entladearbeit, entspricht.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Anzeigen eines Neigungswinkels von Verladeeinrichtungen zu schaffen, welches in der Lage ist, Neigungswinkel im Bereich von 90° vorwärts bis 90° rückwärts zu messen und anzuzeigen.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel erreicht mit einer Vorrichtung zum Anzeigen eines Neigungswinkels einer Verladeeinrichtung, welche eine Winkelfühlereinheit aufweist, die am Hubgerüst der Verladeeinrichtung montiert ist, und die mit einer drehenden Achse versehen ist, welche sich dreht, wenn sich das Hubgerüst dreht, wobei die Winkelfühlereinheit dazu dient, den absoluten Neigungswinkel des Hubgerüstes gegenüber einem horizontalen Untergrund zu bestimmen und dies in Form eines elektrischen Signals, aufgrund der Drehung der Drehachse anzuzeigen; und einer Regeleinheit, welche ausgebildet ist, das Signal, das sie von der Winkelfühlereinheit erhält in einen entsprechenden Winkel umzuwandeln und zu unterscheiden, ob der Neigungswinkel des Hubgerüstes einer Vorwärtsneigung oder einer Rückwärtsneigung entspricht, und mit einer Kontrollanzeige für den absoluten Neigungswinkel des Hubgerüstes auf der Grundlage des Ergebnisses der Unterscheidung; und mit einer Anzeigeeinheit, welche den Neigungswinkel auf der Grundlage von Anzeigedaten anzeigt, welche sie von der Regeleinheit erhalten hat.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Andere Aufgaben und Ausführungsformen der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen, mit Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich, welche zeigen:

Fig. 1 ist ein Blockschema, einer Vorrichtung zum Anzeigen von Verladeeinrichtungen nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 und 3 sind eine Frontansicht bzw. eine Seitenansicht eines Winkelfühlers nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist ein Schaltschema, das einen geeigneten Schaltkreis für einen Sensors der Winkelfühlereinheit von Fig. 3 veranschaulicht;

Fig. 5 ist das Flußdiagramm eines Regelvorgangs der Regeleinheit von Fig. 1;

Fig. 6A bis 6C sind schematische Ansichten, welche das Bestimmen eines horizontalen Zustandes eines Hubstaplers, bzw. einen Neigungswinkel nach hinten bzw. einen Neigungswinkel nach vorne veranschaulichen;

Fig. 7A bis 7C sind schematische Ansichten, welche das Bestimmen eines horizontalen Zustandes eines Hubstaplers bezogen auf einen geneigten Untergrund, bzw. einen Neigungswinkel nach hinten, bzw. einen Neigungswinkel nach vorne veranschaulichen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 ist ein Blockschema, das eine Vorrichtung zum Anzeigen des Neigungswinkels einer Verladeeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Fig. 2 und 3 sind eine Frontansicht bzw. eine Seitenansicht einer Winkelsensoreinheit nach der vorliegenden Erfindung.

Wie in den Zeichnungen gezeigt, umfaßt die Vorrichtung eine Winkelsensoreinheit 10, die am Hubgerüst der Verladeeinrichtung befestigt ist und ausgebildet ist, den absoluten Neigungswinkel des Hubgerüstes zu bestimmen, die eine Drehwaage benutzt und ein elektrisches Signal erzeugt, das den absoluten Neigungswinkel anzeigt, und mit einer Regeleinheit 20 welche dazu ausgebildet ist, das Winkelsignal von der Winkelsensoreinheit 10 in einen entsprechenden Winkel zu wandeln, wobei unterschieden wird, ob die gemessene Neigung einer Neigung nach vorne oder einer Neigung nach hinten entspricht, wobei die Anzeige gesteuert wird, welche auf dem absoluten Neigungswinkel des Hubgerüstes, gegenüber einem horizontalen Boden beruht und mit einer Anzeigeeinheit 30, welche ausgebildet ist, den Neigungswinkel auf Grund der Anzeigedaten von der Steuereinheit 20 anzuzeigen.

Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, umfaßt der Winkelsensor 10 ein Sensorgehäuse 11 und einen Sensor 15, wie z. B. ein Potentiometer, das fest am einen Ende einer Drehachse 13 montiert ist, die mit einer Unterlagscheibe 17 und einer Mutter 18 an einer festen Platte 16 befestigt ist, die im Gehäuse befestigt ist. Das Potentiometer 15 hat einen variablen Widerstand der abhängig vom Drehwinkel und der Richtung der Drehung der Drehachse 13 ist. Gegenüber dem Potentiometer 15 ist eine Drehwaage 14 am andern Ende der Drehachse 13 mit einer Schraube 12 fest montiert.

Die Winkelsensoreinheit 10, die am Hubgerüst der Verladeeinrichtung befestigt ist, wird unter Bedingungen wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, gehalten. Das Sensorgehäuse 11 ist an einer Seite des Hubgerüstes befestigt. Wenn sich das Hubgerüst neigt, wird das Sensorgehäuse 11 entsprechend geneigt. In diesem Fall jedoch dreht sich die Drehwaage 14, so daß aufgrund ihres Gewichtes, die senkrechte Lage gegenüber dem horizontalen Boden beibehalten wird. Die Drehachse 13 dreht beim Drehen der Drehwaage 14, wobei das Potentiometer 15 gedreht wird.

Wie im entsprechenden Schaltkreis von Fig. 4 gezeigt ist, enthält das Potentiometer 15 einen variablen Widerstand, der mit seinem zentralen Teil an Erde GND gelegt ist. Das Potentiometer 15 umfaßt auch einen beweglichen Anschluß, um eine Widerstandsänderung zu erzeugen, die von der Größe der Drehung der Drehachse 13 abhängt. Ein Paar von variablen Widerständen RL bzw. RR ist auf beiden Seiten des beweglichen Anschlusses definiert.

Mit einer derartigen Konstruktion kann das Potentiometer den Neigungswinkel des Hubgerüstes auf Grund einer Spannung V1 bestimmen, die am beweglichen Anschluß gemessen wird und die Spannungen V2 und V3 werden an entsprechenden Enden der variablen Widerstandsbereiche RL und RR gemessen. Das Potentiometer erzeugt ein Signal, das dem gemessenen Neigungswinkel des Hubgerüstes entspricht und sendet dieses zur Regeleinheit 20, die wiederum das erhaltene Signal in einen entsprechenden Neigungswinkel wandelt und die Anzeigeeinheit steuert, welche den Neigungswinkel anzeigt.

Die variablen Bereiche RL und RR des Potentiometers 15 haben variable Größen entsprechend dem Neigungswinkel- Meßbereich von 90° nach vorne bzw. 90° nach hinten.

Wenn das Hubgerüst, auf welchem die Winkelsensoreinheit 10 der vorliegenden Erfindung montiert ist, sich um einen gewissen Winkel neigt, neigen sich die alle Elemente der Winkelsensoreinheit 10, mit Ausnahme der Drehwaage 14 ebenso. Dann dreht sich die Drehachse 13, welche die Drehwaage 14 trägt um den Neigungswinkel des Hubgerüstes. Als Folge davon wird der verschiebbare Anschluß des Potentiometer 15 entlang dem variablen Widerstand zum einen Ende des variablen Widerstandes hin verschoben, wobei die Differenz zwischen der Spannung V1 am verschiebbaren Widerstand und der Spannung V2 an einem Ende des variablen Widerstandes und die Differenz zwischen der Spannung V1 am verschiebbaren Anschluß und der Spannung V3 am anderen Ende des variablen Widerstandes, verändert wird.

Die Regeleinheit 20 rechnet den Neigungswinkel auf Grund des Neigungswinkelsignals, das vom Potentiometer 15 erhalten wird, und steuert die Anzeigeeinheit 30 so, daß der gerechnete Neigungswinkel angezeigt wird. Diese Funktion der Regeleinheit 20 wird in Übereinstimmung mit einem Steuerungsvorgang ausgeführt, der in Fig. 5 gezeigt ist.

D.h. daß wenn die Vorrichtung eingeschaltet wird, die Regeleinheit 20 die anschlußseitige Spannung V1 und die Spannungen V2 bzw. V3 an den Enden initialisiert, so daß sie Werte annehmen, welche dem horizontalen Zustand entsprechen.

Dann vergleicht die Regeleinheit die Spannungen V2 und V3 an den Enden miteinander, um zu bestimmen, ob sie einander gleich sind. Wenn die Spannungen V2 und V3 identisch sind zueinander, bestimmt die Regeleinheit 20, daß der aktuelle Zustand der horizontalen Lage entspricht. In diesem Fall sorgt die Regeleinheit 20 dafür, daß die Anzeigeeinheit 30 "KEINE NEIGUNG" anzeigt.

Mit anderen Worten, wenn der Gabelstapler auf einem horizontalen Untergrund steht und horizontal gehalten wird, wie in Fig. 6A gezeigt, ist der bewegliche Anschluß des Potentiometers 15 in seiner zentralen Lage positioniert, so daß die Spannungen V2 und V3 an den beiden Enden gleich sind.

Wenn die Spannungen V2 und V3 an den beiden Enden voneinander verschieden sind, dann bestimmt die Regeleinheit 20, ob die gegenwärtige Bedingung einer Neigung nach vorne oder einer Neigung nach hinten entspricht. Wenn die aktuell Bedingung einer Neigung nach vorne um einen Winkel von f° entspricht, wie in Fig. 6B dargestellt, wird der Neigungswinkel [θ = f (V1, V3)] auf Grund der Spannung am beweglichen Anschluß V1 und der Spannung V3 am rechten Seitenende berechnet. Der berechnete Neigungswinkel θ wird zur Anzeigeeinheit 30 geschickt, so daß die Anzeigeeinheit 30 den Zustand der Neigung nach vorne durch den Neigungswinkel θ anzeigen kann. In diesem Fall entspricht der Neigungswinkel θ dem Winkel f°, weil der Hubstapler auf einem horizontalen Untergrund steht.

Wenn der aktuelle Zustand einer Neigung um einen Winkel von r° nach hinten entspricht, wie in Fig. 6B dargestellt, wird der Neigungswinkel θ nach einer Funktion von [θ = f (V1, V2)] auf Grund der Spannung V1 am beweglichen Anschluß und der Spannung V2 am rechten Ende bestimmt. Der berechnete Neigungswinkel θ wird an die Anzeigeeinheit 30 geschickt, so daß die Anzeigeeinheit den Neigungszustand nach hinten durch den Winkel θ anzeigen kann. In diesem Fall entspricht der Neigungswinkel 8 einem Winkel r°, weil der Gabelstapler auf einem horizontalen Untergrund steht, wie im Fall der Neigung nach vorne.

Andererseits, wenn der Untergrund, auf welchem sich der Hubstapler befindet, eine Neigung aufweist, wird der Neigungswinkel des Hubgerüstes angezeigt, indem die Neigung des Untergrundes und der Neigungswinkel des Hubstaplers berücksichtigt werden. Dies wird im Zusammenhang mit Fig. 7A bis 7C beschrieben, welche die Bedingungen veranschaulichen, wenn der Untergrund eine Neigung von g° hat. Fig. 7A zeigt den Zustand, daß der Hubstapler nach vorne geneigt ist, weil der Untergrund eine Neigung aufweist, während das Hubgerüst gegenüber der Karosserie des Hubstaplers nicht geneigt ist. In diesem Fall mißt das Potentiometer 15 einen Wert, der den Neigungswinkel g° anzeigt, um den der Hubstapler nach vorne geneigt ist. Auf Grund des gemessenen Neigungswertes wird der aktuelle Neigungswinkel des Hubgerüstes nach einer Beziehung [θ = f (V1, V2)] zum Berechnen des Neigungswinkels nach vorne bestimmt. Der berechnete Neigungswinkel θ wird dann mit der Anzeigeeinheit 30 angezeigt.

Wenn der Hubstapler um einen Winkel g° nach vorne geneigt ist, welcher der Neigung des Untergrundes entspricht, während das Hubgerüst um den Winkel f° nach vorne geneigt ist, gegenüber der Karosserie des Hubstaplers, wie in Fig. 7B dargestellt, mißt das Potentiometer 15 einen Wert, der dem Winkel g° + f° entspricht. Auf Grund der gemessenen Neigungswertes wird der effektive Neigungswinkel nach vorne (absoluter Neigungswinkel) des Hubgerüstes in der gleichen Weise, wie im Fall von Fig. 7A bestimmt und angezeigt.

Anderseits, wenn der Hubstapler nach vorne geneigt ist um den Winkel g°, welcher der Neigung des Untergrundes entspricht, während das Hubgerüst gegenüber der Karosserie des Hubstaplers nach hinten geneigt ist, um den Winkel r wie dies in Fig. 7C gezeigt ist, mißt das Potentiometer 15 einen Neigungswert, welcher dem Winkel -g°+r° entspricht. Auf Grund des gemessenen Neigungswertes wird der effektive Neigungswinkel des Hubgerüstes nach hinten bestimmt und angezeigt. Wenn die Neigung des Hubstaplers, nämlich der Winkel g° größer als die Neigung des Hubgerüstes ist, nimmt der Neigungswinkel r° des Hubgerüstes einen negativen Wert an. In diesem Fall wird der effektive Neigungswinkel des Hubgerüstes nicht angezeigt als Hinweis auf eine negative Neigung nach hinten, sondern als Anzeige der Neigung nach vorne, welche einem negativen Wert entspricht.

Es kann vorkommen, daß eine abrupte Veränderung des Neigungswinkels auftreten kann, wegen der Trägheit und Vibration des Hubstaplers. Um jeden Einfluß durch solche abrupte Änderungen des Neigungswinkels auszuschließen, liest die Regeleinheit 20 den gemessenen Wert innerhalb einer vorbestimmten Stabilisierungszeit ab, so daß nur der effektive Neigungswinkel, ohne die abrupte Veränderung des Neigungswinkels angezeigt wird.

Wie der obenstehenden Beschreibung entnommen werden kann, schafft die vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung für die Anzeige des Neigungswinkels von Verladeeinrichtungen, welche in der Lage ist, den absoluten Neigungswinkel anzuzeigen, der einer Zusammensetzung des Neigungswinkels des Hubgerüstes und des Neigungswinkel der Verladeeinrichtung entspricht, wobei die Lade- und Entladearbeit bequemer und sicherer wird.

Zudem schafft die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung bessere Ergebnisse, wo sie verwendet wird, den Neigungswinkel des Hubgerüstes eines Hubstaplers oder des Armes eines Kranes anzuzeigen.

Obschon die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung zum Zwecke des Veranschaulichens gezeigt wurden, wird der Fachmann zugestehen, daß verschiedene Modifikationen, Zusätze und Veränderungen möglich sind, ohne daß der Umfang und Geist der Erfindung, wie sie in den nachfolgenden Ansprüchen offenbart ist, verlassen wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Anzeigen des Neigungswinkels einer Verladeeinrichtung, welche umfaßt:
eine Winkelmeßeinheit (10), die am Hubgerüst der Verladeeinrichtung befestigt ist, und welche eine Drehachse (13) aufweist, welche beim Neigen des Hubgerüstes dreht, wobei die Winkelsensoreinheit (10) dazu dient, den absoluten Neigungswinkel des Hubgerüstes gegenüber dem Boden in der Form eines elektrischen Signals anzuzeigen, das von der Größe der Drehung der Drehachse abhängig ist;
eine Regeleinheit (20), welche ausgebildet ist, das von der Winkelmeßeinheit (10) erhaltene Winkelsignal umzuformen und zu unterscheiden, ob die Neigung des Hubgerüstes einer Neigung nach vorne oder einer Neigung nach hinten entspricht, und welche die Anzeige des absoluten Neigungswinkels der Hubgerüstes auf Grund des Ergebnisses der Unterscheidung steuert; und
einer Anzeigeeinheit (30), welche ausgebildet ist, den Neigungswinkel auf Grund der von der Regeleinheit (20) erhaltenen Daten anzuzeigen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Winkelmeßeinheit (10) umfaßt:
ein Sensorgehäuse (11), das am Hubgerüst montiert ist und eine feststehende Platte (16), welche die Drehachse (13) trägt;
einen Sensor (15), der am einen Ende der Drehachse (13) befestigt ist, welcher einen variablen Widerstand aufweist, der von der Größe und Richtung der Drehung der Achse (13) abhängt; und
einer Drehwaage (14), die mit ihrem oberen Ende am anderen Ende der Drehachse (13) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der Sensor (15) umfaßt:
einen variablen Widerstand (15), der mit seinem Mittelteil elektrisch geerdet (GND) ist; und
einen bewegbaren Anschluß, der ausgebildet ist, eine Veränderung des Widerstandes (15) zu erzeugen, welche der Größe der Drehung des Drehachse (13) entspricht und damit auf dem variablen Widerstand (15) ein Paar von variablen Widerstandsbereichen (RL, RR) bildet die auf beiden Seiten des bewegbaren Anschlusses liegen;
wobei der Sensor (10) als Meßsignale eine Spannung (V1), die am bewegbaren Anschluß abgenommen wird und Spannungen (V2, V3) abgibt, die an den beiden Enden der variablen Widerstandsbereiche (RL. RR) abgenommen werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die variablen Widerstandsbereiche (RL, RR) des Sensors (15) variable Bereiche haben, welche dem Neigungswinkel-Meßbereich von 90° nach vorne bzw. 90° nach hinten entsprechen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Regeleinheit (20) einen Regelvorgang durchführt um den Neigungswinkel ohne abrupte Änderungen des Neigungswinkels anzuzeigen, welche durch Trägheit oder Vibration der Verladeeinrichtung erzeugt werden.