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原文传递一种叉车过载保护装置及方法

专利名称：	一种叉车过载保护装置及方法
摘要：	本发明公开了一种叉车过载保护装置及方法，包括货物检测单元、控制系统、过载保护执行机构、服务化数据管理系统、可视化操作界面，首先计算货物重心位置，然后计算叉车自身重心位置和合成重心位置，根据合成重心位置是否在稳定区域内判别是否超载，当出现过载时，通过执行机构调节叉车的自身重心，来改变合成重心位置，使其叉车合成重心位置在稳定区域，本发明通过实时动态检测叉车的合成重心位置，判断货物是否超载，以及通过执行机构调节叉车重心位置，使叉车的起重范围可调，提高工作效率并增加叉车稳定性，运行更加安全。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	中国矿业大学
发明人：	李中凯;马昊堃;王欣欣;孙冉
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201811505867.7
公开号：	CN109704249A
代理机构：	南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	彭雄
分类号：	B66F17/00(2006.01);B;B66;B66F;B66F17
申请人地址：	221116 江苏省徐州市铜山区大学路中国矿业大学科研院
主权项：	1.一种叉车过载保护装置，其特征在于：包括货物检测单元、控制系统、过载保护执行机构、服务化数据管理系统、可视化操作界面，其中：货物检测单元包括压力传感、角度传感器、位移传感器，压力传感器：用来测量货物的重量，作为计算货物重心的输入量；角度传感器：用来检测门架的倾角，安装在控制门架倾斜的液压系统附近，并具有自动平衡功能，能够调节矫正其自身是否水平；位移传感器：用于检测货叉的起升高度，协助处理器进行精确的计算，其安装位置安装在提升液压系统支架上；控制系统：接收处理传感器输入的数据，包括数据信号的处理装置；其作用首先计算货物的重心位置，然后根据叉车重心位置计算合成重心位置；计算结果输出到显示器，并控制执行机构进行调节，并将传感器数据发送给服务管理系统；过载保护执行机构：当货物过载时根据检测结果进行智能调控，包括两个方面，一方面控制前叉的液压系统停止工作，使其保证在稳定范围内，另一方面，通过调节叉车自身的重心位置，通过调节配重位置，大小来调节，保证其合成重心在合适范围内，进而继续进行货物搬运；服务数据管理系统：一方面储存检测装置检测到的数据，另一方面储存控制器处理数据后得到的结果，并将这些储存的数据输入到显示器上；可视化操作界面：使用车载显示器，显示叉车三个重心的实时位置以及基本信息；当过载时显示器会弹出对话框进行人机交互；显示服务管理系统传来的数据。 2.根据权利要求1所述叉车过载保护装置，其特征在于：压力传感器一共有四个，分别对称安装在货叉的四个角，用来分别检测货物底部四个位置的重量，通过每个位置受力的大小，计算货物质量和重心。 3.根据权利要求1所述叉车过载保护装置，其特征在于：叉车门架做成两级以上的，根据叉车门架的级别，安装位移传感器个数。 4.一种采用权利要求1所述叉车过载保护装置的过载保护方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，计算货物重心位置，首先在前叉所在平面建立平面坐标系，货物质量为M，货物重心在平面内的坐标为(xm，ym)，重力传感器的坐标为(xi，yi)，各重力传感器测得的数据为fi，根据力矩平衡原理，货物重心在x，y方向上的力矩分别和各传感器在x，y方向上力矩之和大小相等，方向相反，计算出物体在水平面内的重心坐标：货物总重力其中，g表示重力加速度；步骤2，进行叉车自身重心的计算；叉车出厂后，其各零部件确定后就可以确切对重心位置进行确定：式中G1-Gn——各部件或总成重力； n——被划分成的部件或总成数量重心水平位置即距前轴距：式中，是各部件或总成距前轴距离；重心高度位置即离地距离：式中hi是各部件或总成距前轴距离；步骤3，叉车合成重心位置计算：以叉车的前轴为x坐标轴，叉车的中心线为y坐标轴，垂直于前轴并交于前轴中点的竖直方向为z轴，通过计算得到的货物重心(xm’，ym’H)和叉车重心可以得到叉车的合成重心位置(X，Y，Z)：式中：Gm——货物重力；G——叉车自重；H——货物重心高度；xm’，ym’——货物重心坐标；——叉车重心y轴坐标；h0——叉车重心高度因此得到叉车合成重心(X，Y，Z)与各动态参数的关系计算公式：其中f1，f2，f2，f2—货物压力传感器参数；xm，ym—货叉坐标系重心坐标；θ—门架倾角；H1—门架提升高度；G——叉车自重；——叉车重心y轴坐标；h0——叉车重心高度；步骤4，得到合成重心位置之后，根据合成重心位置是否在稳定区域内判别是否超载，当出现过载时，通过执行机构调节叉车的自身重心，来改变合成重心位置，使其叉车合成重心位置在稳定区域。 5.根据权利要求4所述过载保护方法，其特征在于：当提升的货物重量普遍较大时，更换叉车的配重，然后通过改变配重的位置来改变叉车的重心；当货物质量比较均衡且较小时，使用质量较小的配重，然后通过改变配重的位置来动态调节叉车的重心。
所属类别：	发明专利