EP1834922A2 - Flurförderzeug mit einem Hubmast - Google Patents

Flurförderzeug mit einem Hubmast Download PDF

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EP1834922A2
EP1834922A2 EP07004276A EP07004276A EP1834922A2 EP 1834922 A2 EP1834922 A2 EP 1834922A2 EP 07004276 A EP07004276 A EP 07004276A EP 07004276 A EP07004276 A EP 07004276A EP 1834922 A2 EP1834922 A2 EP 1834922A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
truck
lifting
load
measurement
mast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP07004276A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1834922B1 (de
EP1834922A3 (de
Inventor
Maik Manthey
Joachim Tödter
Volker Viereck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STILL GmbH
Original Assignee
STILL GmbH
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Publication date
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Application filed by STILL GmbH filed Critical STILL GmbH
Publication of EP1834922A2 publication Critical patent/EP1834922A2/de
Publication of EP1834922A3 publication Critical patent/EP1834922A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1834922B1 publication Critical patent/EP1834922B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/0755—Position control; Position detectors

Definitions

  • the invention relates to an industrial truck with a lifting mast, arranged on the lifting mast lifting device and arranged in the region of the lifting mast means for non-contact distance measurement.
  • Such vehicles such as counterbalanced forklifts, reach trucks or stackers are used for in-house goods transport, where they can pick up loads by means of a lifting mast vertically movably arranged lifting device, transport and set down again.
  • the truck operator In order to accurately position the load handling device, it is important for the truck operator to know the exact height of the load handling device and its inclination. If the height information is not correct, damage to the vehicle and / or the racking system may occur during loading or unloading of loads, for example from higher shelf areas.
  • the inclination of the load receiving means which is usually adjusted by the inclination of the lifting mast, is a safety-related information, as by falling back of the load-receiving means to the vehicle, the falling of loads should be avoided.
  • the lifting height of the load receiving means can be determined, for example, by means of friction wheels mounted on the mast, via a travel measurement on the lifting cylinder or via angular encoders on the deflection of a lifting chain.
  • Such sensors are often sensitive to environmental influences such as dirt or temperature.
  • a sensor for non-contact distance measurement at a single point is known, which is attached to the load-receiving means and aligned with the footprint.
  • sensors are also used for example in collision avoidance system and are usually based on optical or acoustic measurements.
  • unevenness or interruptions in the measurement surface often lead to falsifications or misinterpretations of the measurement result.
  • the sensors used for this purpose even if their detection range covers a larger area, react only to the nearest object and thus effectively only allow the measurement at a point whose exact position within the covered measuring range is also mostly unknown.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a truck with a mast, arranged on the mast lifting equipment and arranged in the Hubmasts means for non-contact removal measurement, which is simple and safe to operate, in particular by particularly accurate measurements of the lifting height and / or the mast tilt are enabled
  • This object is achieved in that means are provided for non-contact distance measurement between a defined point of the truck and at least three non-lying points in the area of the lifting mast.
  • a device for determining the lifting height of the load receiving means and / or the inclination of the load receiving means from the means for non-contact distance measurement determined data is provided.
  • Lifting height and / or the inclination of the load handling device are of particular importance for the safety of the truck and can be determined directly or via simple calculations from the measured data.
  • means are provided for changing the area detected by the means for non-contact distance measurement.
  • the detected region is considered to be the region defined by the straight-line connections between the positions of the measuring points on an imaginary plane, which is defined by the maximum range of the measuring device, and the means for non-contact distance measurement and this plane.
  • the detected area is changed in its position and / or size, this can be optimally adapted to the requirements in the operation.
  • a narrowing or widening as well as a change in position can be used to take measurements only at certain points and thus eliminate sources of error such as floor heels.
  • an area approximately in the direction of travel of the truck can be detected by the means for non-contact distance measurement.
  • the distance of the truck to a wall or other obstacles in the direction of travel, such as shelves, other trucks or walls can be detected. Based on these data, it is possible to surely avoid a collision.
  • approximately the area of the load-receiving means can be detected by the means for contactless distance measurement. This makes it possible to monitor the load: When the load slips, the measured distances change and it is possible to initiate countermeasures based on the measured values.
  • the means for non-contact removal measurement are arranged substantially in the region of the load-receiving means, in particular in the region of a fork carrier and / or a lifting carriage.
  • Mast tilt and lifting height can be determined so easily, since only the distance to the footprint of the truck or a vehicle-fixed reference surface must be determined to determine the sizes mentioned. If the detection area is aligned in front of the forklift in the direction of travel, the positioning of the load handling device and thus the picking up of loads can be monitored particularly well.
  • the means for non-contact distance measurement are arranged substantially in the region of the mast base.
  • the power supply and signal transmission to or from This area is particularly simple, since there are no parts moving over the lifting height. The detection of the load and the lifting height can take place simultaneously.
  • the means for non-contact distance measurement comprise at least one sensor for detecting three-dimensional environmental data, preferably a photonic mixer detector.
  • sensors allow the virtually simultaneous detection of a plurality of distance measuring points in a narrow grid (so-called 3D camera).
  • the senor for detecting three-dimensional environmental data is arranged pivotably.
  • the detection range can be changed easily.
  • the detection range can be changed from the footprint immediately in front of the truck below the lifting device to the area in front of the truck to the area of the lifting device and so the functions height measurement, collision protection and monitoring of load and load transport can be realized ,
  • the means for non-contact removal measurement are in operative connection with at least one device for warning against dangers, in particular collisions.
  • the measured values indicate the emergence and / or existence of a critical situation, for example, the risk of a collision of the truck with an obstacle or slippage of the load, a warning for the operator and / or persons located near the truck so that timely countermeasures can be taken.
  • the means for non-contact distance measurement are in operative connection with a vehicle control.
  • counterbalance forklift 1 is shown with a mast 2 and a fork-shaped load-carrying means 3.
  • the load-receiving means 3 is fastened by means of a fork carrier 4 to a lifting carriage 5, which is movably guided on the lifting mast 2.
  • a so-called 3D sensor 6 is arranged according to the invention, which detects the area A.
  • range sensors that respond to a single signal echo reflected from the nearest object
  • sensors also referred to as photonic mixer or 3D camera
  • the transit time of an infrared signal to a reflecting surface is determined and used to determine their distance.
  • the sensor 6 is connected to an evaluation electronics not shown here, which can be arranged on the lifting carriage 5 and / or in the vehicle 1. If the sensor 6, as shown in the exemplary embodiment, is aligned with a surface 7 in front of the forklift 1 below the load-carrying means 3, the measured values for determining the lifting height and the mast tilt are used by the distance from the Sensor 6 is determined to the surface 7. In a flat surface 7, as usual in a warehouse, a factory floor or other typical locations of a truck 1, also the inclination of the surface 7 relative to the sensor 6 can be determined and in turn the inclination of the lifting device 3 and the lifting mast 2 at the site at which the load-carrying means 3 is currently located.
  • These values can be communicated to the operator via a display unit 9 arranged at a driver's seat 8 or processed in a vehicle control, not shown here, in order to influence vehicle parameters such as driving speed, acceleration, lifting speed, lifting height, mast tilt or steering angle.
  • vehicle parameters such as driving speed, acceleration, lifting speed, lifting height, mast tilt or steering angle.
  • the output of warnings acoustic or optical type when approaching or exceeding critical limits for lifting height or mast tilt is conceivable, as well as a representation of the detected by the sensor Entfemungs Kunststoffs on a screen, with different distances are identified, for example, by different colors and so the operator For example, located directly in front of the truck 1 objects that would not be visible, can recognize.
  • an evaluation of the distance image can also be carried out, recognizing, for example, strong changes in the distance within the detected area A, which indicate obstacles or steps in the ground, such as parked crates, the edge of a ramp or a curb.
  • the sensor 6 is pivotably mounted on the lifting carriage 5 and can be pivoted about a horizontal, transverse to the vehicle longitudinal axis pivot axis 10 via a drive, not shown here, for example, a stepper motor.
  • a drive not shown here, for example, a stepper motor.
  • the detection range A of the 3D sensor can be changed and, for example, also detect the areas shown in FIG.
  • the sensor 6 is pivoted so that the area B is detected directly in front of the truck 1. This makes it possible to detect obstacles located in the path of the forklift 1 in time, which is otherwise difficult or impossible for the operator due to the visual obstruction by a load 12 recognize.
  • the distance of the forklift 1 can be displayed by an obstacle or a shelf.
  • the sensor is pivoted so that the area C is detected directly in front of the load-receiving means 3.
  • the sensor is pivoted so that the area C is detected directly in front of the load-receiving means 3.
  • it is possible to detect the shape and position of the load 12 and the rack 13 and to assist the operator in picking up the load 12 by risking a collision of the load receiving means 3 with the load 12 or the shelf 13 issued a warning and, where appropriate, driving and / or lifting movements of the truck 1 are prevented or in dangerous recording a signal indicating this state, is delivered.
  • This function is particularly advantageous when shooting loads in higher shelves, since the operator then has only poor visibility of the load 12 and the shelf 13.
  • the sensor 6 is pivoted so that the measuring range D includes the load-receiving means 3. In this position, the sensor 6 can be used to monitor the load 12, i. a shift of the load 12 leads to a change in the distance measurement values.
  • the sensor 6 is pivoted so that the measuring range E partially covers the load-carrying means 3 and a part of the measuring range E detects the space above the truck 1 and so the distance of the load-receiving means 3 can be determined by a building ceiling.
  • the pivoting of the sensor 6 can be both manually specified by the operator as well as be made automatically depending on the operating state of the truck 1.
  • the sensor 6, for example can be manually or automatically swiveled to the front of the vehicle 1 from the downwardly directed position (see Fig. 1) when lifting the load receiving means 3 after reaching the desired lifting height to detect area C in front of the vehicle 1 and so on To load or unload a load 12 in a high shelf space.
  • an automatic pivoting in the direction of the load-receiving means 3 which makes it possible to monitor the position of the load 12 and so to detect a shift of the load 12 in time and / or the room to detect above the truck 1, to prevent a risk of collision with obstacles above the lifting mast 2, is conceivable.
  • the interaction of the sensor 6 with a vehicle control, not shown, and a warning device means a large safety gain, as vehicle dependent parameters, such as driving speed, acceleration, lifting speed, lifting height, mast tilt or steering angle depending on the situation and the operator is informed of the presence of critical operating conditions.
  • vehicle dependent parameters such as driving speed, acceleration, lifting speed, lifting height, mast tilt or steering angle depending on the situation and the operator is informed of the presence of critical operating conditions.
  • FIG. 3 shows a counterbalance forklift 1 with a 3D sensor 6 arranged in the region of the mast base 14 as an example of an industrial truck 1 according to the invention.
  • the structure of the forklift 1 corresponds in principle to that shown in FIGS. 1 and 2, but the 3D sensor 6 was in the region of Mastfußes 14 attached to the housing 15 of the truck 1 and is aligned with the load receiving means 3, wherein the area F is detected.
  • the load-receiving means 3 can be well identified by its specific shape and its inclination and height in relation to the 3D sensor 6 and thus also to the footprint 16 of the truck 1 can be determined.
  • this arrangement Compared to an arrangement of the 3D sensor 6 on the load receiving means 3, this arrangement has the advantage that no lines for power supply and data transfer to moving parts are needed.
  • the measurement of lifting height and mast tilt is also easier in cases than when mounting the sensor 6 on the load-carrying means 3, in which there are bumps and obstacles in front of the truck, since these circumstances do not have to be considered.
  • the correct detection of the lifting device 3 is much more difficult than detecting the bottom surface 7 of FIG. 1, since the image of the lifting device 3 in the sensor 6 changes with increasing lifting height and the accuracy of the height measurement depends on the distance between the sensor. 6 and soil remains the same under all circumstances, which is not the case especially in tire wear or deformation on the vehicle.
  • the use of the 3D sensor 6 in the directly forward-facing position see Fig.
  • the change in the measuring range takes place by swiveling the sensor 6 on the one hand and selectively evaluating individual ranges within the detected range if necessary, however, other possibilities for changing the measuring range are conceivable, for example via optical systems such as Lenses or mirrors.
  • optical systems such as Lenses or mirrors.
  • the use of a sensor with a particularly large detection range or of two or more sensors is also conceivable so that the described ranges can be monitored simultaneously.
  • 3D sensor 6 which operates in the infrared range of electromagnetic radiation
  • other measuring methods for non-contact distance measurement are conceivable, for example, working in other wavelength ranges or by means of acoustic methods or other known principles.
  • detecting a larger area with a dense grid of measuring points it is also conceivable to measure only a few, but at least three measuring points not lying on a straight line.
  • Such a device is particularly simple and requires only a few expensive devices for the evaluation of the measurement results, but increases the risk of incorrect measurements.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug (1) mit einem Hubmast (2), einem am Hubmast (2) angeordneten Lastaufnahmemittel (3) und im Bereich des Hubmasts (2) angeordneten Mitteln (6) zur berührungslosen Entfernungsmessung. Im Bereich des Hubmasts (2) sind Mittel (6) zur berührungslosen Entfernungsmessung zwischen einer definierten Stelle des Flurförderzeugs (1) und mindestens drei nicht auf einer Linie liegenden Stellen vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einem Hubmast, einem am Hubmast angeordneten Lastaufnahmemittel und im Bereich des Hubmasts angeordneten Mitteln zur berührungslosen Entfernungsmessung. Derartige Fahrzeuge, beispielsweise Gegengewichtsgabelstapler, Schubmaststapler oder Hochhubwagen werden zum innerbetrieblichen Warentransport verwendet, wobei sie Lasten mittels eines an einem Hubmast vertikal beweglich angeordneten Lastaufnahmemittels aufnehmen, transportieren und wieder absetzen können.
  • Um das Lastaufnahmemittel zielgenau positionieren zu können, ist es für die Bedienperson des Flurförderzeugs wichtig, die genaue Höhe des Lastaufnahmemittels sowie dessen Neigung zu kennen. Stimmt die Höheninformation nicht, so kann es beim Ein- oder Auslagern von Lasten beispielsweise aus höhergelegenen Regalplätzen zu Beschädigungen des Fahrzeugs und/oder der Regalanlage kommen. Auch die Neigung des Lastaufnahmemittels, die zumeist über die Neigung des Hubmasts eingestellt wird, ist eine sicherheitsrelevante Information, da durch ein Zurückneigen des Lastaufnahmemittels zum Fahrzeug hin das Herunterfallen von Lasten vermieden werden soll.
  • Zur Ermittlung dieser beiden Größen sind verschiedene Messverfahren bekannt. Die Erfassung des Mastneigewinkels erfolgt beispielsweise über eine Winkelmessung am Schwenkgelenk des Mastes oder über eine Wegmessung des Neigezylinders und berücksichtigt so nicht die Durchbiegung des Mastes, die insbesondere bei großen Hubhöhen und/oder schweren Lasten dazu führen kann, dass am Ort des Lastaufnahmemittels eine deutlich andere Neigung als am Messpunkt besteht und somit bei einem laut Messwert unkritischen Mastneigewinkel das Lastaufnahmemittel eine tatsächliche Neigung aufweist, bei der die Gefahr besteht, dass die Last herunterfällt.
  • Die Hubhöhe des Lastaufnahmemittels kann beispielsweise über am Hubgerüst angebrachte Reibräder, über eine Wegemessung am Hubzylinder oder über Winkelgeber an der Umlenkung einer Hubkette ermittelt werden. Nachteilig an derartigen Sensoren ist jedoch, dass diese häufig empfindlich auf Umgebungseinflüsse wie beispielsweise Schmutz oder Temperatur reagieren.
  • Zur Bestimmung der Hubhöhe ist daher die Verwendung eines Sensors zur berührungslosen Entfernungsmessung an einem einzelnen Punkt bekannt, der am Lastaufnahmemittel angebracht und auf die Aufstandsfläche ausgerichtet ist. Derartige Sensoren werden außerdem beispielsweise bei Kollisionsverhütungssystem eingesetzt und beruhen zumeist auf optischen oder akustischen Messungen. Unebenheiten oder Unterbrechungen in der Messfläche (beispielsweise bei Messungen an der Aufstandsfläche, wenn das Fahrzeug auf einem Gitterrost steht) führen jedoch häufig zu Verfälschungen oder Fehldeutungen des Messergebnisses. Insbesondere reagieren nämlich die dazu verwendeten Sensoren, auch wenn deren Erfassungsbereich eine größere Fläche überdeckt, nur auf den nächstgelegenen Gegenstand und ermöglichen so effektiv nur die Messung an einem Punkt, dessen genaue Lage innerhalb des überdeckten Messbereichs zudem zumeist unbekannt ist.
  • Eine Ermittlung der Mastneigung mit einem derartigen Sensor ist damit jedoch ebenso wenig möglich wie eine Berücksichtigung der Neigung bei der Höhenmessung des Lastaufnahmemittels.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Flurförderzeug mit einem Hubmast, einem am Hubmast angeordneten Lastaufnahmemittel und im Bereich des Hubmasts angeordneten Mitteln zur berührungslosen Entfemungsmessung zu schaffen, das einfach aufgebaut und sicher betreibbar ist, insbesondere indem besonders genaue Messungen der Hubhöhe und/oder der Mastneigung ermöglicht werden
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Bereich des Hubmasts Mittel zur berührungslosen Entfemungsmessung zwischen einer definierten Stelle des Flurförderzeugs und mindestens drei nicht auf einer Linie liegenden Stellen vorgesehen sind. Indem die Entfernung zwischen den Mitteln zur berührungslosen Entfemungsmessung des Lastaufnahmemittels zu mindestens drei Punkten praktisch gleichzeitig ermittelt wird, wird der Abstand zur Messfläche wesentlich genauer bestimmt, da der Einfluss von Singularitäten der Messfläche, wie beispielsweise Öffnungen, abgestellten Gegenständen und ähnlichem ausgemittelt wird. Bei annähernd ebenen Messflächen kann zudem die Neigung der die Entfernung messenden Mittel gegenüber der Messfläche durch Triangulation bestimmt werden.
  • Vorteilhafterweise sind Mittel zur berührungslosen Entfemungsmessung zwischen einer definierten Stelle des Flurförderzeugs und einer Vielzahl von Stellen, insbesondere innerhalb eines flächigen Bereichs, vorgesehen. Werden die Entfernungen zu einer Vielzahl von Stellen ermittelt, wird die Bestimmung der Entfernung zur Messfläche noch wesentlich genauer. Bei hinreichend feiner Rasterung der Messpunkte ist es beispielsweise möglich, die Topographie der Messfläche zu ermitteln und somit Singularitäten und andere Besonderheiten zu erkennen und deren Einfluss auf das Messergebnis zu verringern oder ganz zu verhindern.
  • Zweckmäßigerweise ist eine Vorrichtung zur Ermittlung der Hubhöhe des Lastaufnahmemittels und/oder der Neigung des Lastaufnahmemittels aus von den Mitteln zur berührungslosen Entfernungsmessung ermittelten Daten vorgesehen. Hubhöhe und/oder der Neigung des Lastaufnahmemittels sind für die Sicherheit des Flurförderzeugs von besonderer Bedeutung und können aus den gemessenen Daten direkt oder über einfache Berechnungen ermittelt werden.
  • Vorteilhafterweise sind Mittel zur Veränderung des von den Mitteln zur berührungslosen Entfernungsmessung erfassten Bereichs vorgesehen. Als erfasster Bereich wird dabei der von den geradlinigen Verbindungen zwischen den Positionen der Messpunkte auf einer imaginären Ebene, die durch die maximale Reichweite der Messvorrichtung definiert wird, und den Mitteln zur berührungslosen Entfemungsmessung sowie dieser Ebene begrenzte Bereich betrachtet. Indem der erfasste Bereich in seiner Lage und/oder Größe verändert wird, kann dieser optimal an die Erfordernisse beim Betrieb angepasst werden. So kann eine Verengung oder Ausweitung sowie Veränderung der Lage genutzt werden, um Messungen nur an bestimmten Punkten vorzunehmen und damit Fehlerquellen wie beispielsweise Bodenabsätze auszuschalten.
  • Es ist von besonderem Vorteil, wenn von den Mitteln zur berührungslosen Entfernungsmessung ein Bereich annähernd unterhalb des Lastaufnahmemittels vor dem Flurförderzeug erfassbar ist. Dieser Bereich ist zur Bestimmung der Mastneigung und der Hubhöhe besonders geeignet. Möglicherweise die Messungen störende Gegebenheiten werden in dem genannten Bereich zudem von einer Bedienperson leicht erkannt, so dass diese bei unerwarteten Messwerten die Ursache leicht erkennen kann. Üblicherweise verläuft dort die Aufstandsfläche in gleicher Höhe wie unter dem Flurförderzeug weiter und ist so bei Messungen vom Lastaufnahmemittel aus als Referenzpunkt für Hubhöhe und Mastneigung besonders geeignet. Unebenheiten in diesem Bereich, die eine Gefahr für das Flurförderzeug darstellen können, werden so ebenfalls erkannt und es ist möglich, Gegenmaßnahmen zu ergreifen
  • In einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist von den Mitteln zur berührungslosen Entfernungsmessung ein Bereich annähernd in Fahrtrichtung vor dem Flurförderzeug erfassbar. Indem dieser Bereich erfasst wird, kann der Abstand des Flurförderzeugs zu einer Wand oder anderen in Fahrtrichtung befindlichen Hindernissen, wie Regalen, weiteren Flurförderzeugen oder Wänden erfasst werden. Aufgrund dieser Daten ist es möglich, eine Kollision sicher zu vermeiden.
  • In einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist von den Mitteln zur berührungslosen Entfernungsmessung annähernd der Bereich des Lastaufnahmemittels erfassbar. Damit ist es möglich die Ladung zu überwachen: Bei einem Verrutschen der Ladung ändern sich die gemessenen Entfernungen und es ist anhand der Messwerte möglich, Gegenmaßnahmen einzuleiten.
  • Zweckmäßigerweise sind die Mittel zur berührungslosen Entfemungsmessung im Wesentlichen im Bereich des Lastaufnahmemittels, insbesondere im Bereich eines Gabelträgers und/oder eines Hubschlittens angeordnet. Mastneigung und Hubhöhe können so besonders einfach ermittelt werden, da lediglich der Abstand zur Aufstandsfläche des Flurförderzeugs oder einer fahrzeugfesten Referenzfläche ermittelt werden muss, um die genannten Größen zu bestimmen. Ist der Erfassungsbereich in Fahrtrichtung vor dem Flurtörderzeug ausgerichtet, kann zudem die Positionierung des Lastaufnahmemittels und damit die Aufnahme von Lasten besonders gut überwacht werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Mittel zur berührungslosen Entfernungsmessung im Wesentlichen im Bereich des Mastfußes angeordnet. Die Energieversorgung und Signalübertragung zu beziehungsweise von diesem Bereich ist besonders einfach, da keine über die Hubhöhe bewegten Teile vorzusehen sind. Die Erfassung der Ladung und der Hubhöhe kann gleichzeitig stattfinden.
  • Vorteilhafterweise umfassen die Mittel zur berührungslosen Entfemungsmessung mindestens einen Sensor zum Erfassen dreidimensionaler Umgebungsdaten, vorzugsweise einen Photomischdetektor. Derartige Sensoren erlauben die praktisch gleichzeitige Erfassung einer Vielzahl von Entfernungsmesspunkten in einem engen Raster (sog. 3D-Kamera).
  • Zweckmäßigerweise ist der Sensor zum Erfassen dreidimensionaler Umgebungsdaten schwenkbar angeordnet. Dadurch kann der Erfassungsbereich auf einfache Weise verändert werden. Durch eine Schwenkung um eine horizontale Schwenkachse kann beispielsweise der Erfassungsbereich von der Aufstandsfläche unmittelbar vor dem Flurförderzeug unterhalb des Lastaufnahmemittels auf das Gebiet vor dem Flurförderzeug bis hin zum Bereich des Lastaufnahmemittels verändert werden und so die Funktionen Höhenmessung, Kollisionsschutz und Überwachung von Lastaufnahme und Lasttransport realisiert werden.
  • Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Mittel zur berührungslosen Entfemungsmessung mit mindestens einer Vorrichtung zur Warnung vor Gefahren, insbesondere Kollisionen, in Wirkverbindung stehen. Dadurch kann, wenn die Messwerte auf das Entstehen und/oder Bestehen einer kritischen Situation hindeuten, beispielsweise die Gefahr einer Kollision des Flurförderzeugs mit einem Hindernis oder ein Verrutschen der Last, eine Warnung für die Bedienperson und/oder in der Nähe des Flurförderzeugs befindliche Personen abgegeben werden, so dass rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergriffen werden können.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Mittel zur berührungslosen Entfemungsmessung mit einer Fahrzeugsteuerung in Wirkverbindung stehen. Dadurch kann das Fahrverhalten des Flurförderzeugs und/oder die ausführbaren Funktionen wie beispielsweise Heben und Senken des Lastaufnahmemittels an den Betriebszustand, wie er sich aus den Daten der Entfemungsmessung ergibt, angepasst werden, um beispielsweise in Abhängigkeit von Hubhöhe und Neigungswinkel des Lastaufnahmemittels die Fahrgeschwindigkeit zu begrenzen oder bei Gefahr einer Kollision das Fahrzeug abzubremsen.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigt
    • Figur 1
    einen Gegengewichtsgabelstapler mit einem im Bereich des Lastaufnahmemittels angeordneten 3D-Sensors als Beispiel eines erfindungsgemäßen Flurförderzeugs
    Figur 2
    eine schematische Darstellung verschiedener Messbereiche des 3D-Sensors des in Figur 1 gezeigten Gegengewichtsgabelstaplers,
    Figur 3
    einen Gegengewichtsgabelstapler mit einem im Bereich des Mastfußes angeordneten 3D-Sensors als Beispiel eines erfindungsgemäßen Flurförderzeugs.
  • In Figur 1 ist Gegengewichtsgabelstapler 1 mit einem Hubmast 2 und einem gabelförmigen Lastaufnahmemittel 3 gezeigt. Das Lastaufnahmemittel 3 ist mittels eines Gabelträgers 4 an einem Hubschlitten 5 befestigt, der am Hubmast 2 beweglich geführt ist. Am Hubschlitten 5 ist erfindungsgemäß ein so genannter 3D-Sensor 6 angeordnet, der den Bereich A erfasst. Im Gegensatz zu Entfernungssensoren, die auf ein einzelnes Signalecho reagieren, das vom nächstgelegenen Gegenstand reflektiert wird, wie beispielsweise herkömmliche Ultraschallsensoren, ermöglichen derartige Sensoren, auch als Photomischdetektoren oder 3D-Kamera bezeichnet, ein dreidimensionales Umgebungsbild in Echtzeit zu erfassen und so sowohl einzelne Objekte zu orten als auch die Entfernung zu diesen Objekten oder einer ebenen Fläche zu bestimmen. Dabei wird die Laufzeit eines Infrarot-Signals zu einer reflektierenden Fläche bestimmt und daraus deren Entfernung ermittelt.
  • Der Sensor 6 steht mit einer hier nicht dargestellten Auswerteelektronik in Verbindung, die am Hubschlitten 5 und/oder im Fahrzeug 1 angeordnet sein kann. Ist der Sensor 6, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, auf eine Fläche 7 vor dem Gabelstapler 1 unterhalb des Lastaufnahmemittels 3 ausgerichtet, werden die Messwerte zur Ermittlung der Hubhöhe und der Mastneigung verwendet, indem die Entfernung vom Sensor 6 zur Fläche 7 bestimmt wird. Bei einer ebenen Fläche 7, wie in einem Lager, einer Fabrikhalle oder anderen typischen Einsatzorten eines Flurförderzeugs 1 üblich, kann zudem die Neigung der Fläche 7 relativ zum Sensor 6 bestimmt werden und daraus wiederum die Neigung des Lastaufnahmemittels 3 beziehungsweise des Hubmasts 2 an der Stelle, an der sich das Lastaufnahmemittel 3 gerade befindet.
  • Diese Werte können der Bedienperson über eine an einem Fahrerplatz 8 angeordnete Anzeigeeinheit 9 übermittelt werden oder aber in einer hier nicht dargestellten Fahrzeugsteuerung verarbeitet werden, um Fahrzeugparameter, wie beispielsweise Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung, Hubgeschwindigkeit, Hubhöhe, Mastneigung oder Lenkwinkel zu beeinflussen. Auch die Ausgabe von Warnungen akustischer oder optischer Art bei Annäherung oder Überschreitung von kritischen Grenzwerten für Hubhöhe oder Mastneigung ist denkbar, ebenso wie eine Darstellung des vom Sensor erfassten Entfemungsbilds auf einem Bildschirm, wobei unterschiedliche Entfernungen beispielsweise durch unterschiedliche Farbgebung kenntlich gemacht werden und so die Bedienperson beispielsweise direkt vor dem Flurförderzeug 1 befindliche Gegenstände, die nicht sichtbar wären, erkennen kann.
  • Über eine geeignete Software kann auch eine Auswertung des Entfernungsbildes vorgenommen werden, die beispielsweise starke Änderungen der Entfernung innerhalb des erfassten Bereichs A erkennt, die auf Hindernisse oder Absätze im Boden, wie beispielsweise abgestellte Kisten, den Rand einer Rampe oder einen Bordstein hindeuten.
  • Der Sensor 6 ist am Hubschlitten 5 schwenkbar gelagert und kann über einen hier nicht dargestellten Antrieb, beispielsweise einen Schrittmotor, definiert um eine horizontale, quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Schwenkachse 10 verschwenkt werden. So kann der Erfassungsbereich A des 3D-Sensors verändert werden und beispielsweise auch die in Figur 2 dargestellten Bereiche erfassen.
  • In Figur 2a ist der Sensor 6 so verschwenkt, dass der Bereich B direkt vor dem Flurförderzeug 1 erfasst wird. Dies ermöglicht es, Hindernisse, die sich im Fahrweg des Gabelstaplers 1 befinden rechtzeitig zu erkennen, die für die Bedienperson aufgrund der Sichtbehinderung durch eine Last 12 ansonsten nicht oder nur schwer zu erkennen sind. Zudem kann der Abstand des Gabelstaplers 1 von einem Hindernis oder einem Regal angezeigt werden.
  • In Figur 2b ist der Sensor so verschwenkt, dass der Bereich C direkt vor dem Lastaufnahmemittel 3 erfasst wird. Bei der Aufnahme einer Last 12 aus einem Regal 13 ist es möglich, die Form und die Position der Last 12 und des Regals 13 zu erfassen und die Bedienperson beim Aufnehmen der Last 12 zu unterstützen, indem bei Gefahr einer Kollision des Lastaufnahmemittels 3 mit der Last 12 oder dem Regal 13 eine Warnung abgegeben und gegebenenfalls Fahr- und/oder Hubbewegungen des Flurförderzeugs 1 unterbunden werden oder bei gefahrioser Aufnahme ein Signal, das diesen Zustand anzeigt, abgegeben wird. Diese Funktion ist insbesondere beim Aufnahmen von Lasten in höher gelegenen Regalplätzen vorteilhaft, da die Bedienperson dann nur schlechte Sicht auf die Last 12 und das Regal 13 hat.
  • In Figur 2c ist der Sensor 6 so verschwenkt, dass der Messbereich D das Lastaufnahmemittel 3 umfasst. In dieser Stellung kann der Sensor 6 zur Überwachung der Last 12 verwendet werden, d.h. eine Verschiebung der Last 12 führt zu einer Änderung der Entfernungsmesswerte.
  • In Figur 2c ist der Sensor 6 so verschwenkt, dass der Messbereich E teilweise das Lastaufnahmemittel 3 abdeckt und ein Teil des Messbereichs E den Raum oberhalb des Flurförderzeugs 1 erfasst und so der Abstand des Lastaufnahmemittels 3 von einer Gebäudedecke bestimmt werden kann.
  • Die Verschwenkung des Sensors 6 kann sowohl manuell durch die Bedienperson vorgegeben werden als auch automatisch in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Flurförderzeugs 1 vorgenommen werden. Dadurch kann beispielsweise der Sensor 6 von der nach unten gerichteten Stellung (vgl. Fig. 1) beim Anheben des Lastaufnahmemittels 3 nach Erreichen der gewünschten Hubhöhe manuell oder automatisch nach vom geschwenkt werden, um den Bereich C vor dem Fahrzeug 1 zu erfassen und so das Ein- oder Auslagern einer Last 12 in einem hoch gelegenen Regalplatz zu erleichtern. Auch eine automatische Schwenkung in Richtung des Lastaufnahmemittels 3, die es ermöglicht, die Position der Last 12 zu überwachen und so eine Verschiebung der Last 12 rechtzeitig zu detektieren und/oder den Raum oberhalb des Flurförderzeugs 1 zu erfassen, um einer Kollisionsgefahr mit Hindernissen oberhalb des Hubmasts 2 vorzubeugen, ist denkbar.
  • Das Zusammenwirken des Sensors 6 mit einer nicht dargestellten Fahrzeugsteuerung sowie einer Wamvorrichtung bedeutet einen großen Sicherheitsgewinn, da situationsabhängig Fahrzeugparameter, wie beispielsweise Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung, Hubgeschwindigkeit, Hubhöhe, Mastneigung oder Lenkwinkel beeinflusst werden und die Bedienperson über das Vorhandensein kritischer Betriebszustände informiert wird. Indem die Fahrgeschwindigkeit beispielsweise bei drohenden Kollisionen oder bei Verrutschen der Last in geeigneter Weise notfalls bis zum Stillstand reduziert wird und/oder Lenkparameter beeinflusst werden, können Unfälle verhindert werden.
  • Figur 3 zeigt einen Gegengewichtsgabelstapler 1 mit einem im Bereich des Mastfußes 14 angeordneten 3D-Sensor 6 als Beispiel eines erfindungsgemäßen Flurförderzeugs 1. Der Aufbau des Gabelstaplers 1 entspricht prinzipiell dem in Figur 1 und 2 gezeigten, der 3D-Sensor 6 wurde jedoch im Bereich des Mastfußes 14 am Gehäuse 15 des Flurförderzeugs 1 angebracht und ist auf das Lastaufnahmemittel 3 ausgerichtet, wobei der Bereich F erfasst wird. Das Lastaufnahmemittels 3 kann anhand seiner spezifischen Form gut identifiziert werden und dessen Neigung sowie Höhe in Relation zum 3D-Sensor 6 und damit auch zur Aufstandsfläche 16 des Flurförderzeugs 1 bestimmt werden. Gegenüber einer Anordnung des 3D-Sensors 6 am Lastaufnahmemittel 3 bietet diese Anordnung den Vorteil, dass keine Leitungen für Energieversorgung und Datentransfer zu beweglichen Teilen benötigt werden. Die Messung von Hubhöhe und Mastneigung ist zudem in den Fällen einfacher als bei einer Anbringung des Sensors 6 am Lastaufnahmemittel 3, in denen sich vor dem Flurförderzeug Unebenheiten und Hindernisse befinden, da diese Umstände nicht berücksichtigt werden müssen. Allerdings ist die korrekte Erfassung des Lastaufnahmemittels 3 wesentlich schwieriger als eine Erfassung der Bodenfläche 7 gemäß Fig. 1, da sich das Bild des Lastaufnahmemittels 3 im Sensor 6 mit zunehmender Hubhöhe ändert und die Genauigkeit der Höhenmessung hängt davon ab, dass der Abstand zwischen Sensor 6 und Boden unter allen Umständen gleich bleibt, was insbesondere bei Reifenverschleiß oder Verformungen am Fahrzeug nicht der Fall ist. Der Einsatz des 3D-Sensors 6 in der direkt nach vorne gerichteten Stellung (s. Fig. 2b) als Hilfsmittel beim Aufnehmen von Lasten 12 in großen Höhen ist ebenfalls nicht möglich. Eine Verschwenkung des Sensors 6, um bei der Fahrt den Bereich vor dem Flurförderzeug 1 zu erfassen und so als Kollisionswamsystem eingesetzt zu werden, ist jedoch ebenso wie bei einem am Lastaufnahmemittel 3 angebrachten Sensor 6 möglich.
  • Bei dem gezeigten Sensor 6 erfolgt die Veränderung des Messbereichs, indem einerseits der Sensor 6 verschwenkt wird und andererseits innerhalb des erfassten Bereichs bei Bedarf einzelne Bereich selektiv ausgewertet werden können, es sind jedoch auch andere Möglichkeiten zur Veränderung des Messbereichs denkbar, beispielsweise über optische Systeme wie Linsen oder Spiegel. Anstelle eines einzelnen schwenkbaren Sensors 6 ist zudem natürlich auch die Verwendung eines Sensors mit einem besonders großen Erfassungsbereich oder von zwei oder mehr Sensoren denkbar, so dass simultan die beschriebenen Bereiche überwacht werden können.
  • Anstelle des im Ausführungsbeispiel gezeigten 3D-Sensors 6, der im Infrarot-Bereich elektromagnetischer Strahlung arbeitet, sind selbstverständlich auch andere Messmethoden zur berührungslosen Entfemungsmessung denkbar, die beispielsweise in anderen Wellenlängenbereichen arbeiten oder aber mittels akustischer Methoden oder anderen hierfür bekannten Prinzipien. Anstelle der Erfassung eines größeren Bereichs mit einem dichten Raster von Messpunkten ist auch eine Messung an nur wenigen, mindestens jedoch drei nicht auf einer Geraden liegenden Messpunkten denkbar. Eine derartige Vorrichtung ist besonders einfach aufgebaut und erfordert nur wenig aufwändige Vorrichtungen zur Auswertung der Messergebnisse, vergrößert allerdings das Risiko von Fehlmessungen.

Claims (13)

  1. Flurförderzeug (1) mit einem Hubmast (2), einem am Hubmast (2) angeordneten Lastaufnahmemittel (3) und im Bereich des Hubmasts (2) angeordneten Mitteln (6) zur berührungslosen Entfernungsmessung, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Hubmasts (2) Mittel (6) zur berührungslosen Entfernungsmessung zwischen einer definierten Stelle des Flurförderzeugs (1) und mindestens drei nicht auf einer Linie liegenden Stellen vorgesehen sind.
  2. Flurförderzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (6) zur berührungslosen Entfemungsmessung zwischen einer definierten Stelle des Flurförderzeugs (1) und einer Vielzahl von Stellen, insbesondere innerhalb eines flächigen Bereichs (A, B, C, D), vorgesehen sind.
  3. Flurförderzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur Ermittlung der Hubhöhe des Lastaufnahmemittels (3) und/oder der Neigung des Hubmasts (2) aus von den Mitteln (6) zur berührungslosen Entfernungsmessung ermittelten Daten vorgesehen ist.
  4. Flurförderzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Veränderung des von den Mitteln (6) zur berührungslosen Entfemungsmessung erfassten Bereichs vorgesehen sind.
  5. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass von den Mitteln (6) zur berührungslosen Entfernungsmessung ein Bereich (A) annähernd unterhalb des Lastaufnahmemittels (3) vor dem Flurförderzeug (1) erfassbar ist.
  6. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass von den Mitteln (6) zur berührungslosen Entfernungsmessung ein Bereich (B) annähernd in Fahrtrichtung vor dem Flurförderzeug (1) erfassbar ist.
  7. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass von den Mitteln (6) zur berührungslosen Entfernungsmessung annähernd der Bereich (C, D, E) des Lastaufnahmemittels (3) erfassbar ist.
  8. Flurtörderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (6) zur berührungslosen Entfemungsmessung im Wesentlichen im Bereich des Lastaufnahmemittels (3), insbesondere im Bereich eines Gabelträgers (4) und/oder eines Hubschlittens (5) angeordnet sind.
  9. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (6) zur berührungslosen Entfemungsmessung im Wesentlichen im Bereich des Mastfußes (14) angeordnet sind.
  10. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (6) zur berührungslosen Entfemungsmessung mindestens einen Sensor (6) zum Erfassen dreidimensionaler Umgebungsdaten, vorzugsweise einen Photomischdetektor, umfassen.
  11. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) zum Erfassen dreidimensionaler Umgebungsdaten schwenkbar angeordnet ist.
  12. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (6) zur berührungslosen Entfemungsmessung mit mindestens einer Vorrichtung zur Warnung vor Gefahren, insbesondere Kollisionen, in Wirkverbindung stehen.
  13. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (6) zur berührungslosen Entfemungsmessung mit einer Fahrzeugsteuerung in Wirkverbindung stehen.
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