專利名稱：防止叉車貨物跌落的方法、系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的叉車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及ー種防止叉車貨物跌落的方法、系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的叉車。背景目前，叉車用于把較重的貨物抬起并搬運(yùn)到指定位置，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，由于貨叉叉刀通常設(shè)計(jì)成容易裝卸貨物的結(jié)構(gòu)，因此，如果操作不當(dāng)貨物很容易從貨叉上跌落，造成貨物破損以及安全隱患。現(xiàn)有的防護(hù)措施主要是依靠操作手手動(dòng)控制門架后仰，防止貨物往前跌落。如果叉車堆貨行駛時(shí)突然減速或急停，為防止貨物跌落，操作手必須ー邊踩剎車ー邊手動(dòng)控制門架后仰，這通常不能及時(shí)判斷貨物的狀態(tài)，操作滯后，且作業(yè)效率低；另外，極少數(shù)叉車是 應(yīng)用專用的屬具將貨物抱緊，但專用屬具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且操作過程需要反復(fù)開合屬具，作業(yè)效率低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出ー種防止叉車貨物跌落的方法、系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的叉車，能夠自動(dòng)判斷貨物的狀態(tài)，并及時(shí)自動(dòng)控制門架后仰，有效防止貨物跌落。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供ー種防止叉車貨物跌落的方法，包括步驟1，獲取叉車的加速度a、所述叉車負(fù)載的貨物的質(zhì)量m和所述叉車的門架的傾斜角度Θ ;步驟2，根據(jù)所述加速度a和所述質(zhì)量m計(jì)算得出貨物的慣性カF’;根據(jù)所述質(zhì)量m和所述傾斜角度Θ，計(jì)算出貨物的最大靜摩擦力f ；步驟3，根據(jù)所述慣性カF’和所述傾斜角度Θ，計(jì)算出所述貨物在叉車貨叉上的滑移力F ；步驟4，比較所述滑移力與所述最大靜摩擦力的關(guān)系kf, k為預(yù)設(shè)的安全系數(shù)，則自動(dòng)控制所述叉車的門架后仰。進(jìn)ー步地，所述步驟4還包括在自動(dòng)控制所述叉車的門架后仰后，重復(fù)執(zhí)行上述步驟。進(jìn)ー步地，所述步驟4還包括若F < kf，k為預(yù)設(shè)的安全系數(shù)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟。進(jìn)ー步地，所述獲取叉車的加速度a具體為持續(xù)監(jiān)測(cè)所述叉車的瞬時(shí)行駛速度V ；根據(jù)所述瞬時(shí)行駛速度V的相鄰兩次的值，計(jì)算出所述叉車的加速度a ;或者具體為直接監(jiān)測(cè)所述叉車的加速度a。進(jìn)ー步地，在自動(dòng)控制所述叉車的門架后仰前還包括監(jiān)測(cè)是否有人工操作所述叉車的門架的手柄信號(hào)，若有，則按照手柄信號(hào)控制所述門架，若沒有，則執(zhí)行后續(xù)操作進(jìn)ー步地，所述步驟4還包括若F彡kf，則發(fā)出警報(bào)。進(jìn)ー步地，步驟I之后還包括判斷所述叉車的加速度a是否等于O ;若a=0，則監(jiān)測(cè)所述叉車負(fù)載的貨物的高度變化值A(chǔ)h，若Ahデ0，則發(fā)出警報(bào)，若Ah=O則重復(fù)執(zhí)行所述步驟I;若aデO,則轉(zhuǎn)至所述步驟2。本發(fā)明的另一方面還提供ー種防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)，包括設(shè)置在叉車上的第一監(jiān)測(cè)模塊，用于獲取所述叉車的加速度a ；
設(shè)置在所述叉車上的第二監(jiān)測(cè)模塊，用于獲取所述叉車負(fù)載的貨物的質(zhì)量m ;第二計(jì)算模塊，與所述第一監(jiān)測(cè)模塊和第二監(jiān)測(cè)模塊電連接，根據(jù)所述加速度a和所述質(zhì)量m計(jì)算出貨物的慣性カF’ ；設(shè)置在所述叉車上的第三監(jiān)測(cè)模塊，用于獲取所述叉車的門架的傾斜角度Θ ；第三計(jì)算模塊，與所述第二監(jiān)測(cè)模塊、所述第二計(jì)算模塊和所述第三監(jiān)測(cè)模塊電連接；所述第三計(jì)算模塊根據(jù)所述質(zhì)量m和所述傾斜角度Θ，計(jì)算出貨物的最大靜摩擦力f ;并根據(jù)所述慣性力F’和所述傾斜角度Θ，計(jì)算出所述貨物在叉車貨叉上的滑移力F ；比較模塊，與所述第三計(jì)算模塊電連接，比較所述滑移力與所述最大靜摩擦力的關(guān)系是否滿足F > kf，k為預(yù)設(shè)的安全系數(shù)，并根據(jù)比較結(jié)果確定是否向控制模塊發(fā)送信號(hào);控制模塊，與所述比較模塊電連接，用于在收到所述比較模塊的信號(hào)后控制所述叉車的門架的后仰。進(jìn)ー步地，所述第一監(jiān)測(cè)模塊包括速度傳感器和與所述速度傳感器電連接的第一計(jì)算模塊，其中，所述速度傳感器用于持續(xù)監(jiān)測(cè)所述叉車的瞬時(shí)行駛速度，所述第一計(jì)算模塊根據(jù)相鄰兩次的所述瞬時(shí)行駛速度的值，計(jì)算出所述叉車的加速度；或者，所述第一監(jiān)測(cè)模塊為加速度傳感器，用于直接監(jiān)測(cè)所述叉車的瞬時(shí)加速度。進(jìn)ー步地，所述第二監(jiān)測(cè)模塊為重量傳感器或壓カ傳感器，所述第二監(jiān)測(cè)模塊與所述叉車門架的舉升油缸或所述叉車的貨叉連接；所述第三監(jiān)測(cè)模塊為角度傳感器，與所述門架連接。進(jìn)ー步地，還包括第四監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)是否有人工操作所述叉車的門架的手柄信號(hào)，若有，則由人工操作控制所述門架，若沒有，則指示其他模塊繼續(xù)工作。進(jìn)ー步地，還包括報(bào)警模塊，所述報(bào)警模塊與比較模塊電連接。進(jìn)ー步地，還包括判斷模塊和與所述判斷模塊電連接第五監(jiān)測(cè)模塊，其中，所述判斷模塊與所述第一監(jiān)測(cè)模塊電連接，用于接收并判斷所述叉車的加速度a是否等于O;所述第五監(jiān)測(cè)模塊還與所述報(bào)警模塊電連接，用于監(jiān)測(cè)所述叉車負(fù)載的貨物的高度變化值A(chǔ)h，若Ah古0，且所述判斷模塊判斷出a = O吋，則激發(fā)所述報(bào)警模塊報(bào)警。本發(fā)明的另一方面還提供一種叉車，其設(shè)置有如上所述的防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)。
本發(fā)明的第一監(jiān)測(cè)模塊、第二監(jiān)測(cè)模塊和第三監(jiān)測(cè)模塊分別用于獲取叉車的加速度a、負(fù)載貨物的質(zhì)量m和叉車門架的傾斜角度Θ，并將這些信息相應(yīng)地發(fā)送至第二計(jì)算模塊和第三計(jì)算模塊進(jìn)行計(jì)算處理，得出貨物在貨叉上的最大靜摩擦力f和貨物的滑移力F，然后通過比較模塊得出F與f的關(guān)系，若滿足F > kf (k為預(yù)設(shè)的安全系數(shù))，則向控制模塊發(fā)送信號(hào)，由控制模塊控制叉車的門架后仰。因而，本發(fā)明無(wú)須專用屬具，只需傳感器檢測(cè)控制，自動(dòng)控制門架后仰，能夠很好地防止貨物突然跌落，具有安全可靠的作用，有利用保護(hù)財(cái)產(chǎn)及生命的安全，人性化作業(yè)。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)ー步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I為本發(fā)明提供的ー種防止叉車貨物跌落的方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明提供的ー種防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明的基本思想在于通過傳感器檢測(cè)叉車的加速度、貨物質(zhì)量、門架傾斜角度，并將這些數(shù)據(jù)信息作為信號(hào)傳輸出給中央處理單元，進(jìn)行計(jì)算比較，一旦達(dá)到預(yù)設(shè)條件(如貨物的滑移カ與貨物的最大靜摩擦力)就控制門架自動(dòng)后仰，防止貨物跌落。如圖I所示為本發(fā)明提供的ー種防止叉車貨物跌落的方法的實(shí)施例，包括步驟1，獲取叉車的加速度a、所述叉車負(fù)載的貨物的質(zhì)量m和所述叉車的門架的傾斜角度Θ ;步驟2，根據(jù)加速度a和質(zhì)量m計(jì)算得出貨物的慣性カF’;根據(jù)所述質(zhì)量m和所述傾斜角度Θ，計(jì)算出貨物的最大靜摩擦力f ;步驟3，根據(jù)慣性力F’和傾斜角度Θ，計(jì)算出貨物在叉車貨叉上的滑移力F ；步驟4，判斷滑移力與最大靜摩擦力的關(guān)系；若F > kf, k為預(yù)設(shè)的安全系數(shù)，則自動(dòng)控制叉車的門架后仰。上述方法執(zhí)行時(shí)，首先獲取叉車的加速度a、叉車負(fù)載貨物的質(zhì)量m和叉車門架的當(dāng)前傾斜角度Θ，由于貨物的慣性，其在叉車急?；騽x車時(shí)，會(huì)保持繼續(xù)向前趨勢(shì)，貨物的加速度與叉車的加速度大小相等、方向相反，根據(jù)慣性力公式計(jì)算得到慣性カF’，即F’=ma ;然后根據(jù)貨物質(zhì)量m和傾斜角度Θ計(jì)算出貨物在貨叉上的最大靜摩擦力f，即f =μπι ( Θ )，另外，計(jì)算出貨物的滑移力F，即慣性力F’對(duì)貨物在貨叉方向上的牽引力，F(xiàn)=F’(Θ );最后比較滑移力F與最大靜摩擦力f關(guān)系，如果滿足F > kf (k為預(yù)設(shè)的安全系數(shù))，則控制叉車門架后仰。因而，上述方法能夠自動(dòng)判斷貨物的狀態(tài)，并及時(shí)自動(dòng)控制門架后仰，有效防止貨物跌落。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，安全系數(shù)k是根據(jù)貨物、叉車以及操作等情況而設(shè)定的安全常數(shù)，其取值獨(dú)立于本發(fā)明的防止叉車貨物跌落的方法本身。作為本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明上述方法的步驟4還可以包括在自動(dòng)控制叉車的門架后仰后，重復(fù)執(zhí)行上述步驟。即本發(fā)明的方法優(yōu)選迭代執(zhí)行，以在叉車運(yùn)行過程中，能夠持續(xù)不斷地對(duì)叉車及貨物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有效防止貨物跌落。本發(fā)明的方法可以在叉車熄火后自動(dòng)停止運(yùn)行，或者由人工控制停止運(yùn)行。作為另一種可選的實(shí)施例，或者為了進(jìn)ー步完善上述優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的步驟4還可以包括若F < kf, k為預(yù)設(shè)的安全系數(shù)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟。即無(wú)論本方法比較滑移力與最大靜摩擦カ關(guān)系結(jié)果如何，均會(huì)在后續(xù)步驟中繼續(xù)重復(fù)執(zhí)行前述步驟，保證持續(xù)監(jiān)測(cè)叉車及貨物，防止貨物跌落。在上述方法中，獲取叉車的加速度a有兩種優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式，ー種是直接測(cè)得叉車的加速度a ;另一種是持續(xù)監(jiān)測(cè)叉車的瞬時(shí)行駛速度V，然后利用相鄰的前后兩次的瞬時(shí)行駛速度V計(jì)算出叉車的加速度a?？紤]到在實(shí)際的叉車運(yùn)貨過程中，大多情況下，操作員能夠發(fā)現(xiàn)貨物即將跌落并及時(shí)作出相應(yīng)的操作，在此種情況下，本發(fā)明需綜合考慮操作員的人工操作的介入對(duì)本發(fā) 明方法執(zhí)行的影響。為了尊重和實(shí)現(xiàn)操作員的人工操作的優(yōu)先權(quán)限，本發(fā)明在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，作為本發(fā)明的防止叉車貨物跌落的方法的另ー優(yōu)選實(shí)施例，在自動(dòng)控制所述叉車的門架后仰前還包括監(jiān)測(cè)是否有人工操作所述叉車的門架的手柄信號(hào)，若有，則由人工操作的手柄信號(hào)控制所述門架，若沒有，則執(zhí)行后續(xù)操作?？梢岳斫獾氖?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需求，將監(jiān)測(cè)是否有人工操作所述叉車的門架的手柄信號(hào)的操作設(shè)在上述實(shí)施例的步驟I之前執(zhí)行，也可以設(shè)在步驟3和步驟4之間執(zhí)行，只要是該監(jiān)測(cè)手柄信號(hào)及相關(guān)操作是在自動(dòng)控制所述叉車的門架后仰之前執(zhí)行即可達(dá)到預(yù)期效果。作為優(yōu)選的方案，在上述方法中，若確定F > kf，在自動(dòng)控制叉車的門架后仰的同時(shí)，可以向操作人員發(fā)出警報(bào)，例如可以發(fā)出聲音或向顯示器發(fā)出警報(bào)信號(hào)，通知操作人員貨物可能有跌落的危險(xiǎn)，以便操作人員也能夠人工做出及時(shí)的補(bǔ)救措施。上述各實(shí)施例中的防跌落的方法在叉車形式過程中能夠發(fā)揮其效果，但是在叉車裝載貨物的過程中，上述的各實(shí)施例均有待改進(jìn)。由于裝載貨物時(shí)，叉車為靜止，其加速度a=0，只有叉車的貨叉支承貨物上升，在貨叉和貨物上升過程中，為了使本發(fā)明的方法更好地適應(yīng)該過程，本發(fā)明提供另ー優(yōu)選實(shí)施例，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上增加一個(gè)步驟，即在步驟I之后還包括判斷叉車的加速度a是否等于O ;若a=0，則監(jiān)測(cè)叉車負(fù)載的貨物的高度變化值A(chǔ)h，若Ahデ0，則發(fā)出警報(bào)，若Ah=O則重復(fù)執(zhí)行步驟I ;若aデ0，則轉(zhuǎn)至步驟2。該實(shí)施例在叉車舉升貨物的過程中會(huì)持續(xù)發(fā)出警報(bào)，提示操作人員注意對(duì)門架進(jìn)行監(jiān)視或控制，直到貨物上升至預(yù)期高度后，結(jié)束發(fā)送警報(bào)；進(jìn)而叉車開始前進(jìn)或后退，叉車貨物aホ0，本實(shí)施例開始按照上述實(shí)施例中的討論，依次進(jìn)行后續(xù)步驟的執(zhí)行。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了ー種防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)實(shí)施例，如圖2所示，其包括設(shè)置在叉車上的第一監(jiān)測(cè)模塊1，用于獲取叉車的加速度a ；設(shè)置在叉車上的第二監(jiān)測(cè)模塊2，用于獲取叉車負(fù)載的貨物的質(zhì)量m ;第二計(jì)算模塊4，與第一監(jiān)測(cè)模塊I和第二監(jiān)測(cè)模塊2電連接，根據(jù)加速度a和質(zhì)量m計(jì)算出貨物的慣性カF’ ；設(shè)置在叉車上的第三監(jiān)測(cè)模塊3，用于獲取叉車的門架的傾斜角度Θ ；
第三計(jì)算模塊5，與第二監(jiān)測(cè)模塊2、第二計(jì)算模塊4和第三監(jiān)測(cè)模塊3電連接；第三計(jì)算模塊5根據(jù)質(zhì)量m和傾斜角度Θ，計(jì)算出貨物的最大靜摩擦力f ;并根據(jù)慣性力F’和傾斜角度Θ，計(jì)算出貨物在叉車貨叉上的滑移力F ；比較模塊6，與第三計(jì)算模塊5電連接，比較滑移力與最大靜摩擦力的關(guān)系是否滿足F > kf，k為預(yù)設(shè)的安全系數(shù)，并根據(jù)比較結(jié)果確定是否向控制模塊7發(fā)送信號(hào)；控制模塊7，與比較模塊6電連接，用于在收到比較模塊6的信號(hào)后控制叉車的門架的后仰。本發(fā)明的第一監(jiān)測(cè)模塊I、第二監(jiān)測(cè)模塊2和第三監(jiān)測(cè)模塊3分別用于獲取叉車的加速度a、負(fù)載貨物的質(zhì)量m和叉車門架的傾斜角度Θ，并將這些信息相應(yīng)地發(fā)送至第二計(jì)算模塊4和第三計(jì)算模塊5進(jìn)行計(jì)算處理，得出貨物在貨叉上的最大靜摩擦力f和貨物的滑移力F，然后通過比較模塊6得出F與f的關(guān)系，若滿足F > kf (k為預(yù)設(shè)的安全系數(shù))， 則向控制模塊7發(fā)送信號(hào)，由控制模塊7控制叉車的門架后仰。因而，本發(fā)明的防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)能夠自動(dòng)判斷貨物的狀態(tài)，并及時(shí)自動(dòng)控制門架后仰，有效防止貨物跌落。與本發(fā)明的方法對(duì)應(yīng)，為了能夠?qū)崿F(xiàn)該防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)監(jiān)測(cè)叉車及貨物，更有效地防止貨物跌落，控制模塊7還可以電連接第一監(jiān)測(cè)模塊I、第二監(jiān)測(cè)模塊2、第三監(jiān)測(cè)模塊3，用于控制模塊7收到比較模塊6的信號(hào)后，控制第一監(jiān)測(cè)模塊I、第二監(jiān)測(cè)模塊2和第三監(jiān)測(cè)模塊3持續(xù)工作。需要說(shuō)明的是，一方面，控制模塊7可以接收比較模塊6的信號(hào)并控制叉車的門架后仰后，繼續(xù)控制各監(jiān)測(cè)模塊工作，持續(xù)對(duì)叉車和貨物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)；另一方面，若比較模塊6比較的結(jié)果為F < kf，則向控制模塊7發(fā)送信號(hào)，指示控制模塊7直接控制各監(jiān)測(cè)模塊繼續(xù)對(duì)叉車和貨物進(jìn)行監(jiān)測(cè)并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。第一監(jiān)測(cè)模塊I優(yōu)選為加速度傳感器，以便用于直接監(jiān)測(cè)叉車的加速度。作為可選方案，第一監(jiān)測(cè)模塊I可以包括速度傳感器和與速度傳感器電連接的第ー計(jì)算模塊，其中，速度傳感器用于持續(xù)監(jiān)測(cè)叉車的瞬時(shí)行駛速度，第一計(jì)算模塊根據(jù)相鄰兩次的瞬時(shí)行駛速度的值，計(jì)算出叉車的加速度?；蛘撸梢岳貌孳嚨臅r(shí)速表的信息，處理后獲得叉車的加速度。進(jìn)ー步地，本發(fā)明的第二監(jiān)測(cè)模塊2可以為重量傳感器或壓カ傳感器，第二監(jiān)測(cè)模塊2可以與叉車門架的舉升油缸連接，通過測(cè)量舉升油缸的舉升力來(lái)確定貨物的質(zhì)量，或者，可以與叉車的貨叉連接，通過測(cè)量貨叉受到的壓カ來(lái)確定貨物的質(zhì)量；本發(fā)明的第三監(jiān)測(cè)模塊3可以為角度傳感器，與門架連接，用于監(jiān)測(cè)門架的角度信息。另外，作為另ー種優(yōu)選方案，本發(fā)明的第三監(jiān)測(cè)模塊3可以為長(zhǎng)度角度傳感器，長(zhǎng)度角度傳感器在監(jiān)測(cè)門架的傾斜角度的同吋，還可以監(jiān)測(cè)貨物的舉升高度。長(zhǎng)度角度傳感器還可以與控制模塊7電連接，這樣叉車裝載貨物過程中，當(dāng)貨物舉升到特定高度時(shí)，長(zhǎng)度角度傳感器即向控制模塊7發(fā)送信號(hào)，進(jìn)而控制門架后仰，防止裝貨過程中貨物跌落。還包括第四監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)是否有人工操作所述叉車的門架的手柄信號(hào)，若有，則由人工操作控制所述門架，若沒有，則其他模塊繼續(xù)工作，由其他模塊的一系列操作對(duì)門架進(jìn)行控制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，該第四監(jiān)測(cè)模塊可以與控制門架后仰或前傾的操作手柄相連，以獲取手柄信號(hào)。作為可選的連接方式，該第四監(jiān)測(cè)模塊還可以與上述的其他監(jiān)測(cè)模塊相連，以便在確認(rèn)沒有手柄操作信號(hào)時(shí)，直接指示其他監(jiān)測(cè)模塊正常エ作。上述防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)還可以包括報(bào)警模塊(未示出)，該報(bào)警模塊可以與比較模塊6電連接。若比較模塊6比較的結(jié)果為FSkf，則向控制模塊7發(fā)送信號(hào)的同吋，也向該報(bào)警模塊發(fā)送信號(hào)，使報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警聲音或在顯示器上顯示報(bào)警信息。該報(bào)警模塊也可以與控制模塊7電連接，由控制模塊7控制報(bào)警模塊報(bào)警。為了進(jìn)一步完善本發(fā)明的防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)，作為優(yōu)選的實(shí)施方案，該系統(tǒng)還可以包括判斷模塊和與判斷模塊電連接第五監(jiān)測(cè)模塊，其中，該判斷模塊與第一監(jiān)測(cè)模塊I電連接，用于接收并判斷叉車的加速度a是否等于O ;該第五監(jiān)測(cè)模塊還與報(bào)警模塊6電連接，用于監(jiān)測(cè)所述叉車負(fù)載的貨物的高度變化值A(chǔ)h，若Ahデ0，且判斷模塊判斷出a = O吋，則激發(fā)報(bào)警模塊報(bào)警。第五監(jiān)測(cè)模塊優(yōu)選為位移傳感器。增設(shè)判斷模塊和第五監(jiān)測(cè)模塊后，本發(fā)明的防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)能夠在叉車裝載貨物的過程中，對(duì)叉車進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并給操作人員進(jìn)行報(bào)警提示，其中的具體實(shí)現(xiàn)方式，可以參閱本發(fā)明上文對(duì)防止叉車貨物跌落的方法進(jìn)行的相應(yīng)討論。 通常叉車的門架后方會(huì)連接有擺幅油缸，控制門架的前傾和后仰，因此，上述實(shí)施例中的控制模塊可以優(yōu)選連接該擺幅油缸，通過控制油缸的伸縮，實(shí)現(xiàn)對(duì)叉車門架的控制。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種叉車，其設(shè)置有如上所述的防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)。本發(fā)明的叉車的防跌落系統(tǒng)按照本發(fā)明的上述方法自動(dòng)執(zhí)行程序，本發(fā)明無(wú)須專用屬具，只需傳感器監(jiān)測(cè)，自動(dòng)控制門架后仰，能夠很好地防止貨物突然跌落，具有安全可靠的作用，有利用保護(hù)財(cái)產(chǎn)及生命的安全，人性化作業(yè)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種防止叉車貨物跌落的方法，其特征在于，包括 步驟1，獲取叉車的加速度a、所述叉車負(fù)載的貨物的質(zhì)量m和所述叉車的門架的傾斜角度Θ ; 步驟2，根據(jù)所述加速度a和所述質(zhì)量m計(jì)算得出貨物的慣性力F’;根據(jù)所述質(zhì)量m和所述傾斜角度Θ，計(jì)算出貨物的最大靜摩擦力f ； 步驟3，根據(jù)所述慣性力F’和所述傾斜角度Θ，計(jì)算出所述貨物在叉車貨叉上的滑移力F; 步驟4，比較所述滑移力與所述最大靜摩擦力的關(guān)系；SF > kf，k為預(yù)設(shè)的安全系數(shù)，則自動(dòng)控制所述叉車的門架后仰。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防止叉車貨物跌落的方法，其特征在于，所述步驟4還包括 在自動(dòng)控制所述叉車的門架后仰后，重復(fù)執(zhí)行上述步驟；和/或 若F < kf，k為預(yù)設(shè)的安全系數(shù)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防止叉車貨物跌落的方法，其特征在于，所述獲取叉車的加速度a具體為 持續(xù)監(jiān)測(cè)所述叉車的瞬時(shí)行駛速度V ； 根據(jù)所述瞬時(shí)行駛速度V的相鄰兩次的值，計(jì)算出所述叉車的加速度a ;或者具體為 直接監(jiān)測(cè)所述叉車的加速度a。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的防止叉車貨物跌落的方法，其特征在于，在自動(dòng)控制所述叉車的門架后仰前還包括 監(jiān)測(cè)是否有人工操作所述叉車的門架的手柄信號(hào)，若有，則由人工操作的手柄信號(hào)控制所述門架，若沒有，則執(zhí)行后續(xù)操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防止叉車貨物跌落的方法，其特征在于，所述步驟4還包括若F彡kf，則發(fā)出警報(bào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的防止叉車貨物跌落的方法，其特征在于，步驟I之后還包括判斷所述叉車的加速度a是否等于O ; 若a=0，則監(jiān)測(cè)所述叉車負(fù)載的貨物的高度變化值A(chǔ)h，若Ah古O，則發(fā)出警報(bào)，若Ah=O則重復(fù)執(zhí)行所述步驟I; 若a古0，則轉(zhuǎn)至所述步驟2。
7.一種防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)，其特征在于，包括 設(shè)置在叉車上的第一監(jiān)測(cè)模塊，用于獲取所述叉車的加速度a ； 設(shè)置在所述叉車上的第二監(jiān)測(cè)模塊，用于獲取所述叉車負(fù)載的貨物的質(zhì)量m; 第二計(jì)算模塊，與所述第一監(jiān)測(cè)模塊和第二監(jiān)測(cè)模塊電連接，根據(jù)所述加速度a和所述質(zhì)量m計(jì)算出貨物的慣性力F’ ； 設(shè)置在所述叉車上的第三監(jiān)測(cè)模塊，用于獲取所述叉車的門架的傾斜角度Θ ； 第三計(jì)算模塊，與所述第二監(jiān)測(cè)模塊、所述第二計(jì)算模塊和所述第三監(jiān)測(cè)模塊電連接；所述第三計(jì)算模塊根據(jù)所述質(zhì)量m和所述傾斜角度Θ，計(jì)算出貨物的最大靜摩擦力f ;并根據(jù)所述慣性力F’和所述傾斜角度Θ，計(jì)算出所述貨物在叉車貨叉上的滑移力F ； 比較模塊，與所述第三計(jì)算模塊電連接，比較所述滑移力與所述最大靜摩擦力的關(guān)系是否滿足F > kf，k為預(yù)設(shè)的安全系數(shù)，并根據(jù)比較結(jié)果確定是否向控制模塊發(fā)送信號(hào)；控制模塊，與所述比較模塊電連接，用于在收到所述比較模塊的信號(hào)后控制所述叉車的門架的后仰。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊還電連接所述第一監(jiān)測(cè)模塊、所述第二監(jiān)測(cè)模塊、所述第三監(jiān)測(cè)模塊，用于所述控制模塊收到所述比較模塊的信號(hào)后，控制所述第一監(jiān)測(cè)模塊、所述第二監(jiān)測(cè)模塊和所述第三監(jiān)測(cè)模塊持續(xù)工作。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一監(jiān)測(cè)模塊包括速度傳感器和與所述速度傳感器電連接的第一計(jì)算模塊，其中， 所述速度傳感器用于持續(xù)監(jiān)測(cè)所述叉車的瞬時(shí)行駛速度，所述第一計(jì)算模塊根據(jù)相鄰兩次的所述瞬時(shí)行駛速度的值，計(jì)算出所述叉車的加速度； 或者， 所述第一監(jiān)測(cè)模塊為加速度傳感器，用于直接監(jiān)測(cè)所述叉車的瞬時(shí)加速度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二監(jiān)測(cè)模塊為重量傳感器或壓力傳感器，所述第二監(jiān)測(cè)模塊與所述叉車門架的舉升油缸或所述叉車的貨叉連接； 所述第三監(jiān)測(cè)模塊為角度傳感器，與所述門架連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第四監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)是否有人工操作所述叉車的門架的手柄信號(hào)，若有，則由人工操作的手柄信號(hào)控制所述門架，若沒有，則其他模塊繼續(xù)工作。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)，其特征在于，還包括報(bào)警模塊，所述報(bào)警模塊與比較模塊電連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)，其特征在于，還包括判斷模塊和與所述判斷模塊電連接第五監(jiān)測(cè)模塊，其中， 所述判斷模塊與所述第一監(jiān)測(cè)模塊電連接，用于接收并判斷所述叉車的加速度a是否等于O ; 所述第五監(jiān)測(cè)模塊還與所述報(bào)警模塊電連接，用于監(jiān)測(cè)所述叉車負(fù)載的貨物的高度變化值A(chǔ)h，若Ah古0，且所述判斷模塊判斷出a = O時(shí)，則激發(fā)所述報(bào)警模塊報(bào)警。
14.一種叉車，其特征在于，設(shè)置有如權(quán)利要求7-13中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的防止叉車貨物跌落的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防止叉車貨物跌落的方法、系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的叉車，該防止叉車貨物跌落的方法，包括如下步驟獲取叉車的加速度a、叉車負(fù)載的貨物的質(zhì)量m和叉車的門架的傾斜角度θ；根據(jù)加速度a和質(zhì)量m計(jì)算得出貨物的慣性力F’；監(jiān)測(cè)叉車的門架的傾斜角度θ；根據(jù)質(zhì)量m和傾斜角度θ，計(jì)算出貨物的最大靜摩擦力f；根據(jù)慣性力F’和傾斜角度θ，計(jì)算出貨物在叉車貨叉上的滑移力F；比較滑移力與最大靜摩擦力的關(guān)系；若F≥kf，k為預(yù)設(shè)的安全系數(shù)，則自動(dòng)控制叉車的門架后仰。因而，本發(fā)明無(wú)須專用屬具，只需傳感器監(jiān)測(cè)，自動(dòng)控制門架后仰，能夠防止貨物突然跌落，具有安全可靠的作用，有利用保護(hù)財(cái)產(chǎn)及生命的安全，人性化作業(yè)。
文檔編號(hào)B66F9/20GK102730607SQ20121020311
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者何忠亮, 唐建國(guó), 楊成勇 申請(qǐng)人:三一集團(tuán)有限公司