用于工業升降式裝卸車的振動控制系統和方法技術方案

揭示了用于工業升降式裝卸車的振動控制系統和方法。一種升降式裝卸車包括用于改善振動控制的系統和方法。偏擺校正輸入機構減少或消除了升降式裝卸車的繞Z軸的扭轉振動運動。一些實施例可包括單獨的或組合的驅動輪控制和負載輪控制。

【技術實現步驟摘要】
相關申請的交叉引用不適用。 關于聯邦資助的研發的聲明
本專利技術涉及工業升降式裝卸車領域，更具體的，涉及用于改善升降式裝卸車振動控制的系統和方法。
技術介紹
升降式裝卸車設計為各種各樣的結構，以執行各種各樣的任務。升降式裝卸車的一個問題是它們會繞著X軸、Y軸、Z軸中的任一個振蕩或振動(參見附圖1)。例如，當操作員突然停止裝卸車或者突然改變方向，或者兩者都有時，升降式裝卸車操作員可以感受到繞著Z軸的扭轉振動運動(也稱為偏擺)。當該升降式裝卸車的桅桿垂直延伸時，該振動更加顯著。盡管這樣的扭轉運動不會傾斜裝卸車，該運動會使操作員不安。通常，操作員會減速并允許該振動運動在恢復行駛之前自然地消散。這些不期望的振動會降低操作員的效率以及升降式裝卸車操作的整體生產率。在整個試驗基地中行駛的升降式裝卸車的另一個問題是它們會遭遇地上的碎片以及不平坦的地面。它們的形式可以是膨脹接合處、地面裂縫或人造物體，例如建筑物之間或進入牽引拖車的斜坡。輪胎和/或地面的不均勻也會導致周期性的振動，其能夠傳遍裝卸車的車架。地面狀況導致的振動會減低裝卸車上傳感裝備的有效性和/或精確度，并由此使得裝卸車必須以更慢的速度來操作以減輕地面狀況的作用。更低的操作速度等同于整體裝備生產率不期望地降低了。先前使用的大多數使振動消散的方法僅試圖解決縱向的振動，并不解決扭轉振動。試圖解決扭轉振動的方法由于將桅桿從車廂上拆卸下來而給升降式裝卸車增加了不必要的復雜度。這增加了成本和重量，以及用于機械物體的更多區域。如果裝卸車的振動運動可以緩和或者甚至消除，那么裝卸車就能行駛得更快，不對部件造成潛在的損害或導致裝卸車數據的丟失或變差，且伴隨操作者更舒適的乘坐。需要的是，升降式裝卸車構造為改善對繞Z軸振動的緩和，由此為操作者提供更加舒適的乘坐并提高生產率。
技術實現思路
本專利技術的實施例克服了先前方法的缺陷，提供用于改善升降式裝卸車振動控制的系統和方法，通過提供額外的穩定控制特征來減少或者消除繞Z軸的裝卸車振動運動。本專利技術的實施例引起反力矩，以有效地消除或抑制扭轉振動，例如，尤其是在具有高桅桿的升降式裝卸車中以及能夠提供直角堆棧的升降式裝卸車中。反力矩系統和方法可以提供更加平滑的乘坐特征且通過為操作者提供更加穩定的乘坐而使改善的負載處理更容易。在一個方面，本專利技術提供了一種用于緩和繞升降式裝卸車Z軸扭轉振動的系統。該系統包括牽引單元；相對于牽引單元安裝的桅桿，該桅桿包括垂直可延伸的桅桿部分。垂直可移動的平臺與可延伸的桅桿部分連接，該平臺與可延伸的桅桿部分可在上部位置和下部位置之間垂直移動。第一傳感器位于桅桿頂部或附近，該第一傳感器測量桅桿頂部或附近繞Z軸的偏擺。當測量的在桅桿頂部或附近繞Z軸的偏擺超過預定值時，偏擺校正輸入機構在固定的底部或附近引起反力矩，所引起的反力矩抑制測量的在桅桿頂部或附近繞Z軸的偏擺。在另一個方面，本專利技術提供一種用于緩和繞升降式裝卸車Z軸扭轉振動的方法，該升降式裝卸車包括桅桿。該方法包括的步驟有測量在桅桿頂部或附近繞Z軸的偏擺；以及當測量的桅桿頂部或附近繞Z軸的偏擺超過預定值時，使用偏擺校正輸入機構在桅桿固定的底部或附近引起反力矩，反力矩抑制測量的桅桿頂部或附近繞Z軸的偏擺。在又一個方面，本專利技術提供一種用于緩和升降式裝卸車中振動的方法。該方法包括的步驟有:監測至少一個操作員輸入和升降式裝卸車參數；確定轉向角是否大致恒定；測量升降式裝卸車中繞Z軸的扭轉振動；確定測量的扭轉振動是否處于預定極限或超過預定極限；以及指示偏擺校正輸入機構生成升降式裝卸車底部或附近的偏擺校正輸入，該偏擺校正輸入用于減少所述測量的扭轉振動。本專利技術前述和其他目標和優勢將在下述詳細的描述中出現。在描述中，參考示出優選實施例的附圖。【附圖說明】圖1是升降式裝卸車的透視圖，示出了可能振動運動的三個軸；圖2是升降式裝卸車的簡化圖，并示出了偏擺校正輸入機構的一個實施例；圖3和4是升降式裝卸車的仰視圖，類似于附圖1，并示出了偏擺校正輸入機構的另一個實施例；圖5是制動器的透視圖，可與本專利技術的實施例使用；圖6是根據本專利技術實施例的用于控制繞Z軸升降式裝卸車扭轉振動的系統；以及圖7是根據本專利技術實施例算法的流程圖，該算法適用于根據本專利技術實施例的用于控制繞Z軸升降式裝卸車扭轉振動的系統。本專利技術可以若干種形式實施，不脫離其精神或本質特征。本專利技術的范圍限定在所附的權利要求中，而不是在它們之前的詳細描述中。因此，落入權利要求等同的含義和范圍內的所有實施例意欲包含在權利要求中。【具體實施方式】本專利技術的多個方面將結合改進的工業升降式裝卸車的振動控制進行描述。那是因為本專利技術實施例帶來的特征和優勢正好適用于該目的。然而，應該理解的是，本專利技術的多個方面也可以用于實現其他目標。盡管本專利技術的【具體實施方式】和附圖主要涉及載人式貨物揀取(man-uporderpicker)類型的升降式裝卸車，可以理解的是，本專利技術的實施例可以應用于控制任何升降式裝卸車結構上的不期望的扭轉振動。可從本專利技術的實施例獲益的其他車輛包括伸展式裝卸車、升降車、平衡重式裝卸車以及擺動揀取(swing-reach)裝卸車，作為非限制性的實施例。參見附圖1，升降式裝卸車20包括牽引單元30，與桅桿32連接。桅桿32垂直可延伸，并包括操作員車廂34和/或平臺38，其可包括叉40并且可以沿著桅桿32垂直可移動以將負載36在上部位置42和下部位置44之間升起并降下。桅桿32可以連接至裝卸車20的底部支架46。附圖1示出了一個示例性的載人式貨物揀取類型升降式裝卸車20并定義了坐標軸。扭轉或者偏擺振動可繞Z軸50發生。扭轉振動會導致操作員的焦慮，并導致生產率下降。此外，在一些情況下，當扭轉振動時，升降式裝卸車20的平臺38和/或叉40會接觸機架(未示出)。滾動會繞X軸52出現，傾斜會繞Y軸54出現，每個均會被操作員56感受到，產生不適感。作為示例，扭轉振動源可以是地面不規則、操作員轉向輸入和/或操作員在車廂34和夾層或者機架之間的移動。本專利技術的實施例可以測量和/或比較桅桿60頂部或附近的偏擺或偏擺率與桅桿62底部或附近的偏擺或偏擺率，或兩者之間的任何地方。本專利技術的實施例通過引入反偏擺校正輸入施加反力矩，例如在桅桿62底部或附近，可以解決測量的扭轉振動。由于桅桿32的相對剛度在所有軸上是有限的，桅桿60頂部或附近的偏擺，例如在上升位置42時的車廂34處，不必要與牽引單元30的偏擺相同。兩個偏擺測量值之間的差值可以是若干參數和操作條件的函數，包括桅桿高度、桅桿剛度以及叉40上的負載36。當車廂34開始扭轉振動時，桅桿60頂部和牽引單元30之間的相對偏擺或偏擺率可被測量，并且一合適的反偏擺校正輸入可通過偏擺校正輸入機構施加給升降式裝卸車20。偏擺校正輸入機構可以在裝卸車機架46處或附近和/或桅桿的底部引入偏擺校正，可以引起反偏擺力矩，以有效地消除或抑制桅桿60頂部或附近以及沿著桅桿32的扭轉振動。該結構可根據偏擺校正輸入機構而改變。參見圖2，在一個實施例中，偏擺校正輸入機構70包括電機72和/或牽引輪74 (也稱為轉向輪)。在該實施例中，如果偏擺反力矩可用來消除桅桿60頂部或附近的扭轉振動，控制器76可以將一轉向輸入命令給電機72以轉動牽引輪7本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于緩和繞升降式裝卸車的Z軸的扭轉振動的系統，該系統包括：牽引單元；相對于牽引單元安裝的桅桿，該桅桿包括固定的底部和垂直可延伸的桅桿部分；與所述可延伸的桅桿部分連接的垂直可移動的平臺，該平臺與所述可延伸的桅桿部分在上部位置和下部位置之間垂直可移動；位于所述桅桿頂部或附近的第一一傳感器，該第一傳感器測量在所述桅桿頂部或附近繞Z軸的偏擺；偏擺校正輸入機構，當測量的在所述桅桿頂部或附近的繞Z軸的偏擺超過預定值時，該偏擺校正輸入機構在所述固定的底部或附近引起反力矩，所引起的反力矩抑制測量的在所述桅桿頂部或附近的繞Z軸的偏擺。

【技術特征摘要】
2013.02.07 US 13/761,7831.一種用于緩和繞升降式裝卸車的Z軸的扭轉振動的系統，該系統包括: 牽引單元； 相對于牽引單元安裝的桅桿，該桅桿包括固定的底部和垂直可延伸的桅桿部分； 與所述可延伸的桅桿部分連接的垂直可移動的平臺，該平臺與所述可延伸的桅桿部分在上部位置和下部位置之間垂直可移動； 位于所述桅桿頂部或附近的第一一傳感器，該第一傳感器測量在所述桅桿頂部或附近繞Z軸的偏擺； 偏擺校正輸入機構，當測量的在所述桅桿頂部或附近的繞Z軸的偏擺超過預定值時，該偏擺校正輸入機構在所述固定的底部或附近引起反力矩，所引起的反力矩抑制測量的在所述桅桿頂部或附近的繞Z軸的偏擺。2.如權利要求1所述的系統: 進一步包括位于所述固定的底部或附近的第二傳感器，該第二傳感器測量在所述固定的底部或附近的繞 Z軸的偏擺。3.如權利要求2所述的系統: 進一步包括控制器，以將測量的在所述桅桿的頂部或附近的繞Z軸的偏擺與測量的在所述固定的底部或附近的繞Z軸的偏擺進行比較。4.如權利要求1所述的系統: 進一步包括控制器以控制所述偏擺校正輸入機構，該控制器以所引起的反力矩的大小指示所述偏擺校正輸入機構。5.如權利要求1所述的系統: 其中，位于桅桿頂部或附近的第一傳感器測量所述桅桿的頂部或附近的繞Z軸的偏擺率。6.如權利要求2所述的系統: 其中，位于固定的底部或附近的第二傳感器測量在所述固定的底部或附近的繞Z軸的偏擺率。7.如權利要求6所述的系統: 其中，所述控制器將測量的在所述桅桿的頂部或附近的繞Z軸的偏擺率與測量的在所述固定的底部或附近的繞Z軸的偏擺率進行比較。8.如權利要求1所述的系統: 其中，當所述垂直可移動的平臺處于所述上部位置時，位于桅桿頂部或附近的第一傳感器測量所述桅桿的頂部或附近的繞Z軸的偏擺。9.如權利要求1所述的系統: 其中，所述偏擺校正輸入機構包括轉向輪，該轉向輪接收來自所述控制器的轉向輸入，以調整轉向角度，而沒有升降式裝卸車操作員的輸入，來自所述控制器的轉向輸入引起反力矩，以抑制測量的在所述桅桿的頂部或附近的繞Z軸的偏擺。10.如權利要求1所述的系統: 其中，所述偏擺校正輸入機構包括致動器，與電機車廂耦合，該致動器可從第一位置延伸至一延伸位置，該致動器將牽引支架從第一牽引機架位置延伸至第二牽引機架位置，由此產生偏擺力矩，以...

【專利技術屬性】
技術研發人員：F·D·貢薩爾維斯，J·B·柯克，S·J·麥德溫，
申請(專利權)人：雷蒙德股份有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US