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一种工业车辆安全起升作业的控制方法

阅读：709发布：2023-03-20

专利汇可以提供一种工业车辆安全起升作业的控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种工业车辆安全起升作业的控制方法，该方法通过智能数据采集终端，实时可靠地获取工业车辆在起升作业时的起升电流，并将重量通过CAN通讯网络传送给泵控制器，泵控制器依据载荷重量、起升高度、车辆重心位置三者之间的关系，计算货物的最大升起高度。采用以上方法，根据货物的载荷重量对货叉的起升高度进行限制，保证车辆的重心位置始终处于稳定区域，避免车辆发生倾覆，保障人身安全及财产安全。，下面是一种工业车辆安全起升作业的控制方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种工业车辆安全起升作业的控制方法，包括以下步骤：
步骤A：车辆上电后，泵电机控制器通过CAN通讯网络将起升电流不间断的传输给智能数据采集终端；
步骤B：智能数据采集终端上电工作后，通过CAN通讯网络与泵电机控制器进行数据交互，实时获取泵电机控制器传输过来的起升电流，并将该电流值传递给智能数据采集终端内部的控制器；
步骤C：智能数据采集终端内部的控制器在接收到CAN模块传递来的起升电流后，提取出起升电流稳定后的有效值，将该稳定的起升电流值分解为n段，分别计算出每一段所对应的起升重量，最终通过平均算法，计算出实际的起升重量；
步骤D：智能数据采集终端内部的控制器计算出起升重量后，将重量值通过CAN通讯模块传递给泵电机控制器；
步骤E：泵电机控制器在获取到货物的重量后，根据车辆标定的载荷高度曲线，通过载荷重量、起升高度、重心稳定区域三者的关系，对货叉的最大起升高度做出限制。
2.如权利要求1所述的工业车辆安全起升作业的控制方法，其特征在于：步骤C中起升电流的大小与货物的重量的计算公式如下：
m＝A*lnI-Error，
其中，m为起升重量，单位为千克；A为幅值，范围为2700～2800；Error为误差重量，误差范围在13000～13500，单位为千克。
3.如权利要求1所述的工业车辆安全起升作业的控制方法，其特征在于：步骤C中，稳定有效的电流值是按照如下方法获得的：智能数据采集终端得到电流后，会将后一次得到的电流与前一次得到的电流进行比较，待连续y次，所得的比较值稳定为0不变后，将当前时刻的电流值做为起升基准值，后续的电流值都将于该基准值做比较，过滤出异常值,保留正常值，为后续的计算做准备。
4.如权利要求3所述的工业车辆安全起升作业的控制方法，其特征在于：步骤C中过滤出异常，值是将偏差大于10的值过滤。
5.如权利要求3所述的工业车辆安全起升作业的控制方法，其特征在于：后一次得到的电流与前一次得到的电流之间的时间间隔为1ms的时间间隔，通过起升电流算出起升重量，直到该段起升电流全部换算，然后将每一段所得到的起升重量进行累加，换算出平均值，作为实际的起升重量。
6.如权利要求1所述的工业车辆安全起升作业的控制方法，其特征在于在步骤A之前还包括一初始步骤：闭合车辆上的钥匙开关，整车通电，泵电机控制器与智能数据采集终端开始工作。

说明书全文

一种工业车辆安全起升作业的控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种工业车辆安全起升作业的控制方法。

背景技术

[0002] 随着工业车辆应用领域的不断扩展，工业车辆的事故发生率也在逐年递增。尤其是车辆发生倾覆而引起货物跌落导致的安全事故屡见不鲜。如何保证工业车辆安全起升作业已经成为工业车辆实际应用中的重点问题。在现有的技术方案中，工业车辆通常是在车辆铭牌上标注车辆的最大荷载重量，用于告知操作者车辆的最大起升重量。但在实际的作业中，由于操作者无法准确的判断货物的重量，往往使用车辆起升超出额定荷载吨数的货物。如图1所示，当车辆对超过额定载荷的货物进行起升作业时，随着货叉高度的不断提升，车辆的重心不断发生偏移。当超过极限的稳定条件时，车辆会发生倾覆，货物将从高空处跌落，与此同时，操作者将从操作位置被甩出，极易发生被工业车辆或高空跌落的货物砸伤的事故。

[0003] 未了避免出现事故，现有的工业车辆在出厂时，通常规定需要安装护顶架，以防止货物从高处跌落砸伤操作者，保障操作者的人身安全。通过安装护顶架的方法，在一定程度上能够保护操作者安全作业，但从根本上依旧未解决车辆的倾覆问题，尤其是当车辆发生倾覆而操作者被甩出时，护顶架就无法起到任何的保护作用，操作者的安全无法得到充分保障。另外，部分的车辆会随车安装称重传感器，能够得知货物的重量，但是工业车辆的工作环境特殊，工作过程的颠簸抖动会影响到传感器的准确判断，造成操作员的误判。同样的，称重传感器依旧无法防止车辆的倾覆，操作员的安全作业依旧受到极大挑战。

发明内容

[0004] 本发明亟待解决的问题是如何提供一种安全可靠的作业升起方法，确保工业车辆升降货物时的安全性。

[0005] 为了解决上述问题，本发明提供一种工业车辆安全起升作业的控制方法，该方法通过智能数据采集终端，实时可靠地获取工业车辆在起升作业时的起升电流，并将重量通过CAN通讯网络传送给泵控制器，泵控制器依据载荷重量、起升高度、车辆重心位置三者之间的关系，具体包括以下步骤：

[0006] 步骤A：车辆上电后，泵电机控制器通过CAN通讯网络将起升电流不间断的传输给智能数据采集终端；

[0007] 步骤B：智能数据采集终端上电工作后，通过CAN通讯网络与泵电机控制器进行数据交互，实时获取泵电机控制器传输过来的起升电流，并将该电流值传递给智能数据采集终端内部的控制器；

[0008] 步骤C：智能数据采集终端内部的控制器在接收到CAN模块传递来的起升电流后，提取出起升电流稳定后的有效值，将上述提取的有效值以极小的时间间隔，将该稳定的起升电流值分解为n段，分别计算出每一段所对应的起升重量，最终通过平均算法，计算出实际的起升重量；

[0009] 步骤D：智能数据采集终端内部的控制器计算出起升重量后，将重量值通过CAN通讯模块传递给泵电机控制器；

[0010] 步骤E：泵电机控制器在获取到货物的重量后，根据车辆标定的载荷高度曲线，通过载荷重量、起升高度、重心稳定区域三者的关系，对货叉的最大起升高度做出限制。

[0011] 本发明还提供了一种工业车辆安全起升作业的控制方法，步骤C中起升电流的大小与货物的重量的计算公式如下：m＝A*lnI-Error，其中，m为起升重量，A为幅值，I为起升电流，Error为偏差值。

[0012] 本发明进一步提供了一种工业车辆安全起升作业的控制方法，步骤C中，稳定有效的电流值是按照如下方法获得的：智能数据采集终端得到电流后，会将后一次得到的电流与前一次得到的电流进行比较，待连续y次，所得的比较值稳定为0不变后，将当前时刻的电流值做为起升基准值，后续的电流值都将于该基准值做比较，过滤出异常值,保留正常值，为后续的计算做准备。

[0013] 本发明进一步提供了一种工业车辆安全起升作业的控制方法，步骤C中过滤出异常值，是将偏差大于10的值过滤。

[0014] 采用以上方法，根据货物的载荷重量对货叉的起升高度进行限制，保证车辆的重心位置始终处于稳定区域，避免车辆发生倾覆，保障人身安全及财产安全。附图说明

[0015] 图1是现有技术工业车辆出现安全事故的示意图。

[0016] 图2是实现本发明工业车辆安全起升作业控制方法的控制系统。

[0017] 图3是根据本发明工业车辆安全起升作业控制方法计算获得的货物重量与升起高度对应关系。

具体实施方式

[0018] 本发明依托智能数据采集终端，将其直接作为车辆出厂时的子部件安装在工业车辆的内部，目的是不必在使用过程中对工业车辆的整体结构进行改装。工业车辆上的智能数据采集终端能够与工业车辆的电机控制器通过CAN通讯网络进行数据交互，不受工作环境影响，能够实时可靠地获取到工业车辆在起升作业时的起升电流，通过获取到的起升电流计算得到货物的重量，并将重量通过CAN通讯网络传送给泵控制器，泵控制器依据载荷重量、起升高度、车辆重心位置三者之间的关系，计算货物的最大升起高度。具体步骤如下：

[0019] 步骤一、闭合车辆上的钥匙开关，通过车身的电池分别给智能数据采集终端和泵电机控制器供电，钥匙开关闭合后，整车通电，泵电机控制器与智能数据采集终端开始工作；

[0020] 步骤二、车辆上电后，开始进行货物起升作业。车辆在提升货物的时候，泵电机控制器内的起升电流会有一段明显的上升过程，经历过一段时间后，起升电流将接近于一个稳定的值。泵电机控制器通过高效稳定的CAN通讯网络将起升电流不间断的传输给智能数据采集终端。

[0021] 步骤三、智能数据采集终端上电工作后，通过CAN通讯网络与泵电机控制器进行数据交互，实时获取泵电机控制器传输过来的起升电流，并将该电流值传递给智能数据采集终端内部的控制器。

[0022] 步骤四：智能数据采集终端内部的控制器在接收到CAN模块传递来的起升电流后，开始对起升电流进行过滤、清洗，其中，清洗是指将数据中的无效值以及缺失值进行修复；提取出起升电流稳定后的有效值。稳定有效的电流值是按照如下方法获得的：智能数据采集终端得到电流后，将后一次得到的电流与前一次得到的电流进行比较，待连续y次，所得的比较值稳定为0不变后，将当前时刻的电流值做为起升基准值。后续的电流值都将于该基准值做比较，过滤出异常值,例如偏差大于10的，保留正常值，为后续的计算做准备。

[0023] 随后将上述提取的有效值以极小的时间间隔例如以每隔1ms的时间间隔分解为n段，通过起升电流算出起升重量，直到该段起升电流全部换算完，然后将每一段所得到的起升重量进行累加，换算出平均值，作为实际的起升重量。

[0024] 由于泵电机控制器提升不同重量的货物时，所对应稳定的起升电流也各不相同，通常而言，起升电流的大小与货物的重量大小之间呈现线性关系，计算公式如下：

[0025] m＝A*lnI-Error，

[0026] 其中，m为起升重量，单位为千克；A为幅值，范围为2700～2800(包含边界值)；Error为误差重量，误差范围在13000～13500(包含边界值)，单位为千克。

[0027] 步骤五：智能数据采集终端内部的控制器计算出起升重量后，将重量值通过CAN通讯模块传递给泵电机控制器。

[0028] 步骤六：泵电机控制器在获取到货物的重量后，根据不同型号叉车车辆标定的载荷高度曲线，通过载荷重量、起升高度、重心稳定区域三者的关系，对货叉的起升高度做出限制，规定货叉的最大起升高度，防止车辆的倾覆。此处，“最大起升高度，是根据“厂商通过实验标定出的荷载曲线公式”计算出来的。

[0029] 参见图3，以门架最大起升高度4000mm的平衡重式叉车举例：当计算出的载荷重量为1500kg时，允许的最大起升高度为500mm；当计算出的载荷重量为1450kg时，允许的最大起升高度为550mm；当计算出的载荷重量为1400kg时，允许的最大起升高度为600mm；根据厂商通过实验标定出的载荷曲线公式，依据实际的载荷重量限定最大起升高度，防止车辆倾覆。

[0030] 步骤七：当完成车辆的卸货后，回归正常状态。

[0031] 以上方法根据货物的载荷重量对货叉的起升高度进行限制，保证车辆的重心位置始终处于稳定区域，避免车辆发生倾覆，保障人身安全及财产安全。

[0032] 其他实施方式

[0033] 此外，在现有的叉车加装重力传感器会对整车的结构进行改造，也是一种实施方式。但是这样的方案不仅会增加车辆的成本，而且因引入了新设备，带来了新的故障点。同时，因工业车辆的工作环境复杂，传感器的应用容易被干扰，造成误判断，影响作业。在精度要求不高的应用场合，可以作为替代的方案。

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