WO2012022598A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung einer hubhöhe einer arbeitsmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bestimmung einer hubhöhe einer arbeitsmaschine Download PDF

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    • 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
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    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/20—Means for actuating or controlling masts, platforms, or forks
    • B66F9/24—Electrical devices or systems

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a lifting height of a working machine, in which a height measurement between a position along an approximately vertical axis of movement of a lifting element of the working machine and a reference point is performed.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method and apparatus for determining the lifting height, in which, despite local uneven floors always the correct is output.
  • the object is achieved in that as a reference point is the bottom on which the machine is located, and for measuring altitudes several measurement signals are determined, which are fed to an averaging, wherein the average value is used to determine the lifting height.
  • the lifting height is determined by two height measuring systems measuring one another, a first partial lifting height being determined from a first fixed point on the working machine to the lifting element and a second partial lifting height being determined from a second fixed point on the working machine to the floor.
  • the division of the measurement of the lifting height simplifies the evaluation.
  • the averaging is applied to the measurement signals for determining the second partial lift height, and for determining the lift height of the lift element above the floor, the second one is determined over the mean value
  • first fixed point on the working machine and the second fixed point on the working machine are arranged approximately at the same height, wherein the first and the second partial lifting height are added to the lifting height. Due to the agreement in the position of the two fixed points no corrections in the determination of the lifting height are necessary.
  • first fixed point and the second fixed point on the working machine are separated by an approximately vertical distance and to determine the lifting height of the lifting element above the ground, the distance between the first and the second fixed point is added to the first and second Ambihub too. This corrective action ensures that the lifting height is always correctly determined.
  • the soil is low-frequency, in particular continuously, scanned to determine the second partial lift. Due to the continuous scanning, it is ensured during the driving movement of the working machine that the lifting height is always output which corresponds to the current position of the working machine in which a lifting operation is carried out.
  • a development of the invention relates to a device for determining the lifting height of a working machine, which is determined by a height measuring system between the approximately vertical measurement of the lifting element of the machine and a reference point.
  • a height measuring system between the approximately vertical measurement of the lifting element of the machine and a reference point.
  • two height measuring systems measuring against each other are used, wherein a first height measuring system determines a first partial lifting height from a first fixed point on the working machine to the lifting element, and a second height measuring system determines a second partial lifting height from a second fixed point on the working machine to the floor, wherein the Measuring signals for determining the second Operahub Boyle be evaluated via the averaging.
  • This subdivision into two partial lift heights allows the two height measuring systems to be arranged at a position of the working machine where direct access to the power supply and communication devices is available.
  • the two height measuring systems each comprise a sensor for the wireless determination of the first and the second partial lift height.
  • the lifting heights can be determined particularly advantageously, since the sensors comprise evaluation electronics, which is why no further parts are required for the height measurement, which reduces the costs for the lifting height measurement.
  • At least one sensor is designed as a laser sensor or as an ultrasonic sensor.
  • a laser or ultrasonic sensor is a commercially available height-measuring system, which is why no research and development costs arise when using such a height-measuring system.
  • Figure 1 Schematic representation of the Hubtownnitz a working machine
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of the lifting height measurement on a working machine.
  • the working machine 1 has a lifting element 2, which is adjustable perpendicular to the direction of movement of the working machine 1.
  • the work machine 1 is located on the floor 3 spatially arranged, wherein the bottom 3 has unevenness, which are illustrated by the example of a crack 4.
  • a Hubtownnmesssystem 5 is arranged, which consists of two height measuring systems. The two height measuring systems 5 are arranged side by side at the same height on the working machine 1, which is why in FIG. 1 only one lifting height measuring system 5 can be seen.
  • the first Hubtownnmesssystem measures starting from the position on the bumper to the lifting element 2, while the second Hubeuxnmesssystem measures from the point on the bumper of the machine 1 perpendicular to the bottom 3.
  • the arrangement of two different Hub arrangementsnmesssystemen 5 on the bumper of the forklift brings the relief that the power supply of the Hub Whyn- messsysteme and the communication of Hub Whynmesssysteme can be connected without great complications directly from the machine 1 to the Hubtownnmesssysteme 5.
  • Each Hubtownnmesssystem 5 is designed as a comprehensive, an evaluation electronics sensor that emits a measuring beam, such as a laser sensor or an ultrasonic sensor.
  • the first Hubtownnmesssystem sends a measuring beam against the lifting element 2, which reflects this measuring beam.
  • the second lifting height measuring system sends the measuring beam against the
  • a plurality of measuring signals are determined in succession for the determination of the second partial lifting height II over a relatively long period of time, which are then averaged.
  • the output average value is used as the measured value for the second partial lift height II. This ensures that locally limited bumps do not distort the height measurement.
  • the continuous determination of the second partial lift height II ensures that when selecting a lift height by the operator at the push of a button, the lifting height corresponding to the local conditions always automatically adjusts without requiring manual readjustment by the operating personnel.
  • the present invention can be used advantageously not only in conventional forklifts, but also in high-bay mooring or lift platforms.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Hubhöhe einer Arbeitsmaschine, bei welcher eine Höhenmessung zwischen einer Position entlang einer annähernd senkrechten Bewegungsachse eines Hubelementes (2) der Arbeitsmaschine (1) und einem Referenzpunkt durchgeführt wird. Um eine korrekte Bestimmung der Hubhöhe auch bei inhomogener Bodenbeschaffenheit zu realisieren, dient als Referenzpunkt der Boden (3), auf welchem sich die Arbeitsmaschine (2) befindet und zur Höhenmessung mehrere Messsignale ermittelt werden, welche einer Mittelwertbildung zugeführt werden, wobei der Mittelwert zur Bestimmung der Hubhöhe herangezogen wird.

Description

Beschreibung
Titel
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR BESTIMMUNG EINER HUBHÖHE EINER ARBEITSMASCHINE
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Hubhöhe einer Ar- beitsmaschine, bei welcher eine Höhenmessung zwischen einer Position entlang einer annähernd senkrechten Bewegungsachse eines Hubelementes der Arbeitsmaschine und einem Referenzpunkt durchgeführt wird.
Bei Arbeitsmaschinen, wie z.B. einem Hochregalbestücker, wählt das Bedienper- sonal per Knopfdruck die gewünschte Hubhöhe des Hubelementes der Arbeitsmaschine aus, wodurch das Hubelement die gewünschte Hubhöhe automatisch einnimmt. Dazu ist es notwendig, dass vorher in die Steuerung der Arbeitsmaschine die Höhen der einzelnen Hochregalabschnitte eingegeben werden. An der Arbeitsmaschine sind Höhenmesssysteme angeordnet, die die Hubhöhe zwischen dem Hubelement und einem Referenzpunkt messen, wobei der Referenzpunkt üblicherweise ein Fixpunkt an dem Gehäuse der Arbeitsmaschine ist. Der Abstand des Fixpunktes zum Boden wird dabei als Festwert zu der gemessenen Hubhöhe von dem Referenzpunkt bis zum Hubelement hinzuaddiert.
Da der Abstand des Referenzpunktes zum Boden als feste Größe berücksichtigt wird, kann es infolge von inhomogenen Bodenbeschaffenheiten, z.B. durch Risse im Boden, dazu kommen, dass die Hubhöhe an der Position des Hubgeschehens nicht korrekt ist und das Hubelement des Hochregalbestückers die erforderliche Hubhöhe, um einen bestimmten Abschnitt des Hochregales zu erreichen, nicht einnimmt. Das Bedienpersonal muss dann die Hubhöhe manuell nachjustieren, was sehr zeitaufwendig ist.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Hubhöhe anzugeben, bei welchem trotz lokaler Bodenunebenheiten immer die korrekte ausgegeben wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass als Referenzpunkt der Boden dient, auf welchem sich die Arbeitsmaschine befindet, und zur Höhenmessung mehrere Messsignale ermittelt werden, welche einer Mittelwertbildung zugeführt werden, wobei der Mittelwert zur Bestimmung der Hubhöhe herangezogen wird. Dies hat den Vorteil, dass durch die Mittelwertbildung die inhomogene Bodenbeschaffenheit egalisiert wird. Somit wird bei jeder Position des Hubgeschehens die korrekte Hubhöhe ausgegeben, ohne dass das Bedienpersonal manuell nachjustieren muss. Gleichzeitig hat die Mittelwertbildung den weiteren Vorteil, das Fehlreflexionen bei einer Messung oder Sensorfehler ausgeglichen werden können.
Vorteilhafterweise wird die Hubhöhe durch zwei gegeneinander messende Hö- henmesssysteme bestimmt, wobei eine erste Teilhubhöhe von einem ersten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine bis zum Hubelement bestimmt wird und eine zweite Teilhubhöhe von einem zweiten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine bis zum Boden ermittelt wird. Durch die Teilung der Messung der Hubhöhe wird die Auswertung vereinfacht.
In einer Ausgestaltung wird die Mittelwertbildung auf die Messsignale zur Bestimmung der zweiten Teilhubhöhe angewandt und zur Bestimmung der Hubhö- he des Hubelementes über dem Boden die über den Mittelwert bestimmte zweite
Teilhubhöhe zu der ersten, mittelwertfrei ermittelten Teilhubhöhe addiert. Die Messsignale werden dabei über einen längeren Zeitraum gemittelt, damit die Bodenunebenheiten auch zuverlässig aus dem Messwert eliminiert werden. Dadurch, dass die Mittelwertbildung nur auf die Bestimmung der zweiten Teilhubhö- he vom zweiten Fixpunkt bis zum Boden benutzt wird, wird sichergestellt, dass lokal beschränkte Bodenunebenheiten die Messung der Hubhöhe nicht verfälschen.
In einer Weiterbildung sind der erste Fixpunkt an der Arbeitsmaschine und der zweite Fixpunkt an der Arbeitsmaschine annähernd in gleicher Höhe angeordnet, wobei die erste und die zweite Teilhubhöhe zur Hubhöhe addiert werden. Durch die Übereinstimmung in der Lage der beiden Fixpunkte sind keine Korrekturen bei der Bestimmung der Hubhöhe notwendig.
Alternativ sind der erste Fixpunkt und der zweite Fixpunkt an der Arbeitsmaschine durch einen annähernd senkrechten Abstand voneinander getrennt und zur Bestimmung der Hubhöhe des Hubelementes über dem Boden wird der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Fixpunkt zu der ersten und der zweiten Teilhubhöhe hinzuaddiert. Durch diese Korrekturmaßnahme wird sichergestellt, dass die Hubhöhe immer korrekt bestimmt wird.
Vorteilhafterweise wird zur Bestimmung der zweiten Teilhubhöhe der Boden niederfrequent, insbesondere kontinuierlich, abgetastet. Durch die kontinuierliche Abtastung wird bei der Fahrbewegung der Arbeitsmaschine sichergestellt, dass immer die Hubhöhe ausgegeben wird, die der aktuellen Position der Arbeitsmaschine, bei welcher ein Hubvorgang ausgeführt wird, entspricht.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Hubhöhe einer Arbeitsmaschine, welche durch ein Höhenmesssystem zwischen der annähernd senkrechten Messung des Hubelementes der Arbeitsmaschine und einem Referenzpunkt bestimmt wird. Um trotz inhomogener Bodenbeschaffenheiten eine korrekte Hubhöhe anzugeben, dient als Referenzpunkt der Boden, auf welchem sich die Arbeitsmaschine befindet und es sind Mittel vorhanden, welche zur Bestimmung der Hubhöhe mehrere Messsignale ermitteln, die zur Eliminierung von Bodenunebenheiten einer Mittelwertbildung zugeführt werden, wobei der Mittelwert die Hubhöhe charakterisiert. Dadurch wird sichergestellt, dass an jeder Position der Arbeitsmaschine während des Hubgeschehens immer die korrekte Hubhöhe automatisch ausgegeben wird und das Hubelement automatisch immer die entsprechende Etage der Hochregalanlage erreicht. Vorteilhafterweise werden zwei gegeneinander messende Höhenmesssysteme verwendet, wobei ein erstes Höhenmesssystem eine erste Teilhubhöhe von einem ersten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine bis zum Hubelement bestimmt, und ein zweites Höhenmesssystem eine zweite Teilhubhöhe von einem zweiten Fix- punkt an der Arbeitsmaschine bis zum Boden ermittelt, wobei die Messsignale zur Bestimmung der zweiten Teilhubhöhe über die Mittelwertbildung ausgewertet werden. Durch diese Unterteilung in zwei Teilhubhöhen lassen sich die beiden Höhenmesssysteme an einer Position der Arbeitsmaschine anordnen, wo ein direkter Zugriff auf die Energieversorgung und Kommunikationseinrichtungen vor- handen ist.
In einer Variante umfassen die beiden Höhenmesssysteme jeweils einen Sensor zur drahtlosen Bestimmung der ersten und der zweiten Teilhubhöhe. Dadurch lassen sich die Hubhöhen besonders vorteilhaft ermitteln, da die Sensoren eine Auswerteelektronik umfassen, weshalb keine weiteren Teile für die Höhenmessung notwendig sind, was die Kosten für die Hubhöhenmessung reduziert.
In einer Weiterbildung ist mindestens ein Sensor als Lasersensor oder als Ultraschallsensor ausgebildet. Bei einem Laser- oder Ultraschallsensor handelt es sich um kommerziell zu erwerbende Höhenmesssysteme, weshalb keine For- schungs- und Entwicklungskosten bei dem Einsatz eines solchen Höhenmess- systems entstehen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt:
Figur 1 : Prinzipdarstellung der Hubhöhenmessung einer Arbeitsmaschine
In Figur 1 ist eine Prinzipdarstellung für die Hubhöhenmessung an einer Arbeitsmaschine dargestellt. Dabei wird das Beispiel eines Gabelstaplers berücksichtigt, welcher unterschiedliche Hubhöhen einnehmen muss, um beispielsweise ein Hochregal mit mehreren Etagen zu bestücken. Die Arbeitsmaschine 1 weist da- bei ein Hubelement 2 auf, welches senkrecht zur Fortbewegungsrichtung der Arbeitsmaschine 1 verstellbar ist. Die Arbeitsmaschine 1 ist auf dem Boden 3 be- weglich angeordnet, wobei der Boden 3 Unebenheiten aufweist, die durch das Beispiel eines Risses 4 verdeutlicht sind. An der Stoßstange der Arbeitsmaschine 1 ist ein Hubhöhenmesssystem 5 angeordnet, welches aus zwei Höhenmess- systemen besteht. Die beiden Höhenmesssysteme 5 sind nebeneinander auf gleicher Höhe an der Arbeitsmaschine 1 angeordnet, weshalb in der Figur 1 nur ein Hubhöhenmesssystem 5 zu sehen ist. Das erste Hubhöhenmesssystem misst dabei ausgehend von der Position an der Stoßstange bis zum Hubelement 2, während das zweite Hubhöhenmesssystem ausgehend von dem Punkt an der Stoßstange der Arbeitsmaschine 1 senkrecht zum Boden 3 misst. Die Anordnung von zwei verschiedenen Hubhöhenmesssystemen 5 an der Stoßstange des Gabelstaplers bringt die Erleichterung, dass die Energieversorgung der Hubhöhen- messsysteme und die Kommunikation der Hubhöhenmesssysteme ohne große Komplikationen direkt aus der Arbeitsmaschine 1 an die Hubhöhenmesssysteme 5 angeschlossen werden können.
Jedes Hubhöhenmesssystem 5 ist dabei als ein, eine Auswertelektronik umfassender Sensor ausgebildet, der einen Messstrahl aussendet, wie beispielsweise ein Lasersensor oder ein Ultraschallsensor. Das erste Hubhöhenmesssystem sendet einen Messstrahl gegen das Hubelement 2, welches diesen Messstrahl reflektiert. Das zweite Hubhöhenmesssystem sendet den Messstrahl gegen die
Bodenfläche 3, wo dieser ebenfalls reflektiert wird. Der jeweils reflektierte Strahl wird dabei von dem ersten bzw. den zweiten Hubhöhenmesssystem wieder empfangen und ausgewertet. Beide Sensorsysteme arbeiten dabei nach demselben Prinzip, in dem die Zeit zwischen der Aussendung des Messstrahles und dem Empfang des reflektierten Strahles bestimmt wird. Daraus wird von dem ersten
Hubhöhenmesssystem eine erste Teilhubhöhe I ermittelt, während von dem zweiten Hubhöhenmesssystem eine zweite Teilhubhöhe II bestimmt wird.
Da lokale Bodenunebenheiten, wie der Riss 4, den Messwert der zweiten Teil- hubhöhe I verfälschen, werden für die Bestimmung der zweiten Teilhubhöhe II über einen längeren Zeitraum mehrere Messsignale nacheinander ermittelt, welche einer Mittelwertbildung zugeführt werden. Der ausgegebene Mittelwert wird als Messwert für die zweite Teilhubhöhe II verwendet. Somit wird sichergestellt, dass lokal beschränkte Bodenunebenheiten die Messung der Hubhöhe nicht ver- fälschen. Nach Ausgabe des Mittelwertes wird dieser zu der ersten Teilhubhöhe I hinzuaddiert, welcher durch das erste Höhenmesssystem in Richtung Hubelement 2 ermittelt wurde. Diese Messung erfolgte mittelwertfrei.
Durch die Mittelwertbildung haben lokale Bodenunebenheiten einen vernachläs- sigbaren Einfluss auf den Messwert der zweiten Teilhubhöhe II.
Alternativ bleiben einzelne Messsignale, die sehr stark von den üblichen Messsignalen abweichen, bei der Mittelwertbildung unberücksichtigt. Dadurch wird verhindert, dass offensichtliche Fehlmessungen oder auftretende starke Bodenu- nebenheiten den Mittelwert nicht verfälschen.
Durch die kontinuierliche Bestimmung der zweiten Teilhubhöhe II wird gewährleistet, dass bei der Auswahl einer Hubhöhe durch das Bedienpersonal per Knopfdruck sich automatisch immer die den örtlichen Bedingungen entsprechen- de Hubhöhe einstellt, ohne dass eine manuelle Nachjustierung durch das Bedienpersonal notwendig wird.
Die vorliegende Erfindung kann nicht nur bei üblichen Gabelstaplern, sondern auch bei Hochregalbestückern oder bei Hubbühnen vorteilhaft eingesetzt werden.

Claims
Verfahren zur Bestimmung einer Hubhöhe einer Arbeitsmaschine, bei welcher eine Höhenmessung zwischen einer Position entlang einer annähernd senkrechten Bewegungsachse eines Hubelementes (2) der Arbeitsmaschine
(I) und einem Referenzpunkt durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzpunkt der Boden (3) dient, auf welchem sich die Arbeitsmaschine (1) befindet, und zur Höhenmessung mehrere Messsignale ermittelt werden, welche einer Mittelwertbildung zugeführt werden, wobei der Mittelwert zur Bestimmung der Hubhöhe herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hubhöhe durch zwei gegeneinander messende Höhenmesssysteme
(5) bestimmt wird, wobei eine erste Teilhubhöhe (I) von einem ersten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine (1) bis zum Hubelement (2) bestimmt wird und eine zweite Teilhubhöhe (II) von einem zweiten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine (1) bis zum Boden (3) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelwertbildung auf die Messsignale zur Bestimmung der zweiten Teilhubhöhe (II) angewandt wird und zur Bestimmung der Hubhöhe des Hubelementes (2) über dem Boden (3) die über den Mittelwert bestimmte zweite Teilhubhöhe
(II) zu der ersten, mittelwertfrei ermittelten Teilhubhöhe (I) addiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fixpunkt an der Arbeitsmaschine (1) und der zweite Fixpunkt an der Arbeitsmaschine (1) annähernd in gleicher Höhe angeordnet sind, wobei die erste (I) und die zweite Teilhubhöhe (II) zur Hubhöhe addiert werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fixpunkt und der zweite Fixpunkt an der Arbeitsmaschine (1) durch einen annähernd senkrechten Abstand voneinander getrennt sind und zur Bestimmung der Hubhöhe des Hubelementes über dem Boden (3) der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Fixpunkt zu der ersten (I) und der zweiten Teilhubhöhe (II) hinzuaddiert wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der zweiten Teilhubhöhe (II) der Boden (3) niederfrequent, insbesondere kontinuierlich, abgetastet wird.
7. Vorrichtung zur Bestimmung der Hubhöhe einer Arbeitsmaschine, welche durch ein Höhenmesssystem zwischen einer Position entlang einer annähernd senkrechten Bewegungsachse eines Hubelementes (2) der Arbeitsmaschine (1) und einem Referenzpunkt bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzpunkt der Boden (3) dient, auf welchem sich die Arbeitsmaschine (1) befindet und Mittel vorhanden sind, welche zur Bestimmung der Hubhöhe mehrere Messsignale ermitteln, die zur Eliminierung von Bodenunebenheit (4) einer Mittelwertbildung zugeführt werden, wobei der Mittelwert der Hubhöhe entspricht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gegeneinander messende Höhenmesssysteme (5) verwendet werden, wobei das erste Höhenmesssystem eine erste Teilhubhöhe (I) von einem ersten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine (1) bis zum Hubelement (2) bestimmt und das zweite Höhenmesssystem eine zweite Teilhubhöhe (II) von einem zweiten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine (1) bis zum Boden (3) ermittelt, wobei die Messsignale zur Bestimmung der zweiten Teilhubhöhe (II) über die Mittelwertbildung ausgewertet werden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Höhenmesssysteme (5) jeweils einen Sensor zur drahtlosen Bestimmung der ersten (I) und der zweiten Teilhubhöhe (II) umfassen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor als Laser oder als Ultraschallsensor ausgebildet ist.
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