[发明专利]升降叉车系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业升降叉车领域，且更具体地涉及用于将工业升降叉车保持在限定边界内的系统和方法。

背景技术

升降叉车设计成各种构造以执行各种任务。升降叉车的一个问题是它们会绕X-轴、Y-轴和Z-轴摆动或振动(参见图1)。例如，当操作者突然停车或突然改变方向或两者，升降叉车的操作人员会感觉到绕X-轴、Y-轴和Z-轴中任一轴的振动。当升降叉车桅杆垂向延伸时，这些振动会更显著。尽管这种振动运动不会使叉车倾翻，但该运动会对操作人员造成干扰。通常操作人员会减慢并允许振动自然消散，然后恢复行驶。这些不想要的振动会降低操作人员的效率和升降叉车运行的总体生产率。

现今的升降叉车的性能通常在维持可接受动态特性的努力方面受到限制。这些性能限制是不利的，且通常普遍适用而与当前运行状态无关。一个实例是根据升高高度限制车速的算法。但该算法可能没有考虑铲叉上的负载，且因此可能回到升降叉车的次优行驶速度，这可能对操作人员的生产率有相当的限制。劳动力成本是升降叉车运行成本的最大组成部分。

用于改进升降叉车性能的一种方法包括在升降叉车处于静止时进行静态重心(CG)分析，并相应地限制升降叉车运行参数(例如最大速度和转向角度)。但该静态校准没有动态地考虑升降叉车运动、变化的升降高度、或诸如行驶表面斜度等的环境因素。

消费者汽车中通常用于改进车辆稳定性的其它方法包括在车辆移动期间计算车辆CG并采用防抱死制动系统(ABS)来改进车辆的转弯能力。这些现有方法仅考虑了二维车辆运动(前后和转弯)，并没有考虑升降叉车运动的同时由于升高和降低的负载重物造成的升降叉车的三维CG变化。此外，这些方法也没有考虑将升降叉车保持在限定边界内并防止升降叉车偏离其预期路径。

如果升降叉车的振动运动可以减轻或者甚至消除，则升降叉车会能够更快行驶，为操作人员提供更舒适的驾乘并改进生产率。

需要构造成通过将升降叉车保持在限定边界内并防止升降叉车一般偏离其预期路径动态优化升降叉车性能的升降叉车。

发明内容

本发明的各实施例通过提供优化升降叉车性能的系统和方法而克服现有方法的缺点，该优化通过将升降叉车保持在容许CG边界内并将升降叉车保持在容许偏离边界内来实现。

一方面，本发明提供一种用于将升降叉车保持在限定边界内的系统和方法。传感器感测动态升降叉车性能并提供对应于所感测的升降叉车性能的反馈信号。控制器接收反馈信号并分析反馈信号，且基于所分析的反馈信号，控制器控制将升降叉车保持在限定边界内的至少一个升降叉车性能参数。限定边界包括三维参数和二维参数。

另一方面，本发明提供一种用于控制升降叉车特性的系统和方法。控制器分析实际和/或预测升降叉车特性中的至少一个，且基于分析的升降叉车特性，控制器控制至少一个升降叉车性能参数。该性能参数被控制以将升降叉车重心保持在稳定图内，该稳定图限定保持升降叉车稳定性的重心位置的三维范围。该性能参数也被控制以保持升降叉车的预定路径在容许偏离图内，该容许偏离图限定从升降叉车的预定路径容许升降叉车行驶偏离的二维包迹。

另一方面，本发明提供一种用于控制升降叉车性能参数的系统和方法。操作人员输入装置提供指令以控制转向和加速中的至少一个。控制器接收指令以控制转向和加速中的至少一个，且控制器接收各运行条件的信号，控制器分析指令和信号，且基于所分析的指令和所分析的信号，控制器控制至少一个升降叉车性能参数。该性能参数被控制以将升降叉车重心保持在稳定图内，该稳定图限定保持升降叉车稳定性的重心位置的三维范围。该性能参数也被控制以将预定升降叉车路径保持在容许偏离图内，所述容许偏离图限定从所述预定升降叉车路径容许行驶偏离的包迹。

本发明的前述和其它目的和优点会从以下详细说明书中显现出来。在该描述中，参考示出优选实施例的附图。

附图说明

图1是根据本发明各实施例的升降叉车的立体图，示出可能振动运动的轴；

图2是根据本发明各实施例的立体图，示出升降叉车关于CG位置的稳定性并示出容许CG边界；

图3和4是三轮升降叉车关于重心位置稳定性的不同视图；

图5是根据本发明各实施例的立体图，示出升降叉车关于容许CG偏离边界的稳定性；

图6是根据本发明各实施例绕Z-轴控制升降叉车停在边界内的系统的示意图。