專利名稱：滑動配合機構及測量裝置、測量方法、集裝箱堆高機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種狀態測量技術，特別涉及一種測量滑動配合機構的裝置，還涉及到包括該測量裝置的滑動配合機構和集裝箱堆高機。
背景技術：
堆高機是當前常有的機械設備。請參考圖1，該圖為一種集裝箱堆高機的結構示意圖。該集裝箱堆高機包括車體100、第一門架210、第二門架220和吊具300，第一門架210可以是外門架，第二門架220可以為內門架，外門架和內門架形成集裝箱堆高機的門架機構。 第一門架210基本豎向設置并與車體100相連；第二門架220也基本豎向設置，并可滑動地安裝在第一門架210外側；通過適當的驅動機構可以使第二門架220相對于第一門架210 在豎向方向上滑動。吊具300可滑動安裝在第二門架220外側，進而吊具300能夠在適當驅動機構的作用下相對于第二門架220滑動。在搬運并碼放集裝箱時，第二門架220相對于第一門架210滑動到最下端，吊具300相對于第二門架220向下滑動到預定位置，并與預定的集裝箱相對應。使吊具300將集裝箱鎖住，再使第二門架220相對于第一門架210向上滑動，同時使吊具300相對于第二門架220向上滑動。吊具300的移動帶動集裝箱相對于車體100向上移動，實現對集裝箱的提升，進而通過適當的操作可以實現對集裝箱的碼放及堆高。
在對集裝箱進行預定作業過程中，尤其是在高層進行作業時，集裝箱處于較高位置，在搬運過程中，路面不平及操作容易引起的門架機構傾斜角度變化；在傾斜角度過大時，容易導致集裝箱堆高機的傾翻事故。為此，為了避免或減少傾翻事故的發生，需要確定吊具300或第二門架220的高度(一般來講，第二門架220相對于第一門架210的滑動距離與吊具300相對于第二門架220的滑動距離之間具有預定的比例，因此，當前一般通過測量第二門架220的高度變化，再通過適當的換算獲得吊具300的高度)，進而判斷集裝箱堆高機是否有傾翻的可能，實現對集裝箱堆高機的傾翻預警。目前確定第二門架220的高度主要有激光測量、超聲波測量、雷達測量等方式；上述方式均通過適當信號反射獲得第二門 220的高度。上述方式不僅成本較高；且由于信號反射測量會由于阻礙物的影響而影響其使用性，在使用應用中受到很大的限制，其適應性很難滿足實際需要。
將上述堆高機的第二門架220視為滑動部件，將第一門架210視為基礎部件，二者形成的滑動配合機構也可以應用于其他工作機械和設備中，如大型機械的鎖止銷與鎖止基體鎖止孔配合形成的滑動配合機構，等等。在測量其他工程機械或設備中滑動配合機構的工作參數時，當前的測量方式也存在成本高，適應性不強的問題。因此，在測量滑動配合機構的工作參數時，如何在降低成本的同時，提高測量裝置的適應性是當前本領域技術人員需要解決的技術問題。發明內容
為此，本發明的目的在于，提供一種測量滑動配合機構的裝置和方法，該測量裝置和測量方法具有較強的適應性。
在提供上述測量裝置的基礎上，還提供一種包括上述測量裝置的滑動配合機構和包括該測量裝置的集裝箱堆高機。
本發明提供一種測量滑動配合機構的裝置，所述滑動配合機構包括在第一參考方向上滑動配合的滑動部件和基礎部件；該裝置包括控制器、信號發生器和多個感應塊；
所述信號發生器安裝在滑動部件上；多個所述感應塊安裝在基礎部件上、且沿第一參考方向順序排列，相鄰的所述感應塊間隔預定標準距離LO ；在第一參考方向上，所述信號發生器的最大感應距離Ll小于任一所述預定標準距離LO ；在滑動部件滑動一個預定標準距離LO過程中，基于一感應塊，所述信號發生器能夠順序產生至少三種感應信號；
所述控制器預設有至少三個狀態參數，并能夠根據所述信號發生器產生的感應信號和預定更新策略更新所述狀態參數的值；還能夠根據狀態參數的值和預定處理策略確定滑動部件的當前位置參數。
可選的，所述信號發生器包括至少三個安裝在基礎部件上、且沿第一參考方向順序排列的接近開關；在滑動部件滑動一個預定標準距離LO過程中，相應感應塊能夠與各所述接近開關順序相對，所述信號發生器能夠順序產生至少三種感應信號。
可選的，所述控制器預設有至少三個狀態參數Ql、Q2和Q3 ；
所述預定更新策略包括在信號發生器產生感應信號，且感應信號種類變化時，使 Q3 = Q2，使Q2 = Q1，使Ql等于預定值；在所述信號發生器感應信號變化為第一種感應信號時，預定值為Al，在所述信號發生器感應信號變化為第二種感應信號時，預定值為A2，在所述信號發生器感應信號變化為第三種感應信號時，預定值為A3。
可選的，所述控制器預設有至少三個狀態參數Ql、Q2和Q3 ；
所述預定更新策略包括在信號發生器產生的感應信號為上升沿或下降沿時，使 Q3 = Q2，使Q2 = Q1，使Ql等于預定值；在所述信號發生器產生第一種感應信號時，預定值為Al，在所述信號發生器產生第二種感應信號時，預定值為A2，在所述信號發生器產生第三種感應信號時，預定值為A3。
可選的，所述控制器預設有至少五個狀態參數Ql、Q2、Q3、Q4和Q5 ；
所述預定更新策略包括在使Q3 = Q2之前，使Q5 = Q4，使Q4 = Q3。
可選的，所述預定處理策略包括所述滑動部件的當前位置參數為所述滑動部件的滑動距離S，且S = S0+NXL0 ；所述SO為所述滑動部件的初始位置參數，N為整數；根據所述狀態參數的值判斷所述滑動部件是否滑動整數個預定標準距離L0，如果是，則更新N。
可選的，所述控制器預設有至少五個狀態參數Ql、Q2、Q3、Q4和Q5 ；
所述預定處理策略包括所述滑動部件的當前位置參數為所述滑動部件的滑動距離S，且S = S0+NXL0 ；所述SO為所述滑動部件的初始位置參數，N為整數；根據所述狀態參數的值判斷所述滑動部件是否滑動整數個預定標準距離L0，如果是，則更新N ；
所述預定更新策略包括在信號發生器產生的感應信號為上升沿或下降沿時，使 Q3 = Q2，使Q2 = Q1，使Ql等于預定值；在所述信號發生器產生第一種感應信號時，預定值為Al，在所述信號發生器產生第二種感應信號時，預定值為A2，在所述信號發生器產生第三種感應信號時，預定值為A3 ；在更新N后，使Ql等于AO。
可選的，多個所述感應塊沿第一參考方向均勻排列。
可選的，所述的測量滑動配合機構的裝置還包括與控制器相連的輸出裝置，所述輸出裝置能夠將所述當前位置參數輸出。
本發明提供的滑動配合機構包括在第一參考方向上滑動配合的滑動部件和基礎部件，還包括上述任一種測量滑動配合機構的裝置。
本發明提供的集裝箱堆高機包括車體、第一門架、第二門架和吊具；第一門架與車體相連；第二門架可滑動地安裝在第一門架外側；吊具可滑動安裝在第二門架外側；其特征在于，還包括上述任一種測量滑動配合機構的裝置，所述滑動部件和基礎部件分別為第二門架和第一門架。
可選的，所述控制器還能夠根據第二門架的當前位置參數確定吊具相對于第一門架的高度。
本發明提供的測量滑動配合機構的方法中，所述滑動配合機構包括在第一參考方向上滑動配合的滑動部件和基礎部件；還包括信號發生器和多個感應塊；所述信號發生器安裝在滑動部件上；多個所述感應塊安裝在基礎部件上、且沿第一參考方向順序排列，相鄰的所述感應塊間隔預定標準距離LO ；在第一參考方向上，所述信號發生器的最大感應距離 Ll小于任一所述預定標準距離LO ；在滑動部件滑動一個預定標準距離LO過程中，基于一感應塊，所述信號發生器能夠順序產生至少三種感應信號；
所述的測量方法包括預設有至少三個狀態參數；根據所述信號發生器產生的感應信號和預定更新策略更新所述狀態參數的值；再根據狀態參數的值和預定處理策略確定滑動部件的當前位置參數。
可選的，所述滑動部件的當前位置參數為所述滑動部件的滑動距離S，且S = S0+NXL0 ；所述SO為所述滑動部件的初始位置參數，N為整數；預設有至少五個狀態參數 Q1、Q2、Q3、Q4 和 Q5 ；
所述測量方法包括如下步驟
S100，在掃描到信號發生器的感應信號為上升沿或下降沿時，使Q5 = Q4，使Q4 = Q3，使Q3 = Q2，使Q2 = Q1，使Ql等于預定值；在信號發生器產生第一種感應信號時，預定值為Al，在所述信號發生器產生第二種感應信號時，預定值為A2，在所述信號發生器產生第三種感應信號時，預定值為A3 ；
S200，根據五個狀態參數Ql、Q2、Q3、Q4和Q5的值判斷第二門架是否滑動一個預定標準距離LO ；如果是，則進入步驟S200 ；如果否，返回步驟SlOO ；
S300，更新 N;
S400，使 Ql 等于 AO。
可選的，所述AO為各狀態參數的初始值。
本發明提供的測量滑動配合機構的裝置包括控制器和信號采集裝置；所述信號采集裝置包括信號發生器和多個感應塊；所述信號發生器安裝在滑動部件上；多個所述感應塊安裝在基礎部件上、且沿第一參考方向順序排列；在滑動部件相對于基礎部件滑動一個預定標準距離過程中，基于一感應塊，所述信號發生器能夠順序產生至少三種感應信號；控制器能夠根據感應信號更新預定的狀態參數，進而可以根據狀態參數值確定三種感應信號產生的時間順序，進而確定信號發生器相對于預定感應塊的滑動方向和滑動距離；這樣根據狀態參數的變化可以確定滑動部件相對于基礎部件的運動狀況；再根據滑動部件的運動狀態獲得滑動部件的當前位置參數。該測量裝置不需要借助于信號反射獲得滑動部件的工作參數，可以減小由于障礙物產生的不利影響，具有較強的適應性。
在進一步的技術方案中，所述信號發生器包括至少三個接近開關，通過不同接近開關與感應塊的結合產生相應的感應信號；由于接近開關具有可靠性高，成本低的特點，該測量裝置具有較高的可靠性和較低的成本。
在進一步的技術方案中，控制器預設有至少五個狀態參數。這樣，通過五個狀態參數可以確定滑動部件更長時間內的運動狀況，這不僅有利于提高測量裝置的測量準確度， 也有利于獲得更多信息，進而為獲得更多當前位置參數提供前提。
由于測量裝置具有上述技術效果，測量方法及包括該測量裝置的滑動配合機構和集裝箱堆高機也具有相對應的技術效果。
圖1是一種集裝箱堆高機的結構示意圖2是本發明實施例提供的測量滑動配合機構的裝置的原理示意圖3是測量裝置的一種控制器的基本工作流程，也是本發明提供的測量滑動配合機構的方法的流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應視為對本發明公開技術內容的限制。
為節省篇幅，本文件中，所述滑動部件或第二門架滑動距離，為相對于基礎部件或第一門架的滑動距離；另外，在對測量裝置的工作原理進行描述的同時，對本發明提供的測量方法進行描述，不再對測量方法進行單獨描述。
請參考圖2，該圖為本發明實施例提供的測量滑動配合機構的裝置的原理示意圖。 圖中，滑動部件可以為集裝箱堆高機的第二門架220、基礎部件可以為集裝箱的第一門架 210，該測量裝置用于測量集裝箱堆高機第二門架220的位置參數。以下以第一門架210和第二門架220之間的相對滑動為例對測量裝置的工作原理進描述，應當說明的是本發明提供的測量裝置不限于測量第二門架220的當前位置參數。
如圖2，第一門架210與第二門架220在豎向方向上滑動配合；進而，第二門架220可以在豎向方向上滑動。測量裝置包括信號采集裝置和控制器430，信號采集裝置具體包括感應塊組410和信號發生器420。
感應塊組410包括若干感應塊，多個感應塊分別安裝在第二門架220上，且在豎向方向上以一定間距順序排列。本例中，在第一門架210上、與第二門架220的滑動配合的整個長度上，多個感應塊均勻布置，即任意相鄰的兩個感應塊之間的距離相等，該距離稱為預定標準距離L0。圖2中僅示出三個感應塊，為了描述的方便，三個感應塊分別用411、412和 413表示(圖中僅示意出的感應塊的尺寸，實際應用中，感應塊尺寸與預定標準距離LO之間的比例很小)。
信號發生器420包括三個接近開關，三個接近開關在沿豎向方向順序排列。本例中，三個接近開關均勻排列；為了描述方案，三個接近開關分別用421、422和423表示。兩端的接近開關421和423均形成一定的感應區；如圖所示之間，接近開關421形成的感應區的最上端和接近開關423形成的感應區的最下端之間的距離形成信號發生器420的最大感應距離Ll ；在感應塊位于該距離范圍內時，信號發生器能夠產生相應的感應信號。最大感應距離Ll小于預定標準距離L0。這樣，在第二門架220向上或向下滑動一個預定標準距離 LO過程中，僅會有一個感應塊與信號發生器420的三個接近開關順序相對應，并順序通過三個接近開關的感應區，使三個接近開關順序得電，并輸出感應信號；根據輸出感應信號的接近開關不同，信號發生器420可以順序產生三種不同的感應信號。為了描述方便，設接近開關421得電輸出感應信號時，信號發生器420產生第一種感應信號；接近開關422得電輸出感應信號時，信號發生器420產生第二種感應信號；接近開關423得電輸出感應信號時， 信號發生器420產生第三種感應信號。
控制器430與信號發生器420相連，進而能夠獲得，并識別信號發生器420產生的感應信號；設在信號發生器420產生第一種感應信號時，控制器430識別為Al ；信號發生器 420產生第二種感應信號時，控制器430識別為A2 ；信號發生器420產生第三種感應信號時，控制器430識別為A3。控制器430預設有至少三個狀態參數，并能夠根據信號發生器 420產生的感應信號和預定更新策略更新各狀態參數的值。控制器430還能夠根據狀態參數的值判斷第二門架220的運動狀況，并根據預定的處理策略確定第二門架220的當前位置參數。輸出裝置440與控制器430相連，能夠將獲得的當前位置參數以適當的方式輸出。
本例中，控制器430的具體工作原理如下
控制器430預設有三個狀態參數Ql、Q2和Q3。上電后，控制器430能夠根據預定的周期對信號發生器420產生的感應信號進行掃描，并根據預定更新策略更新狀態參數Q1、 Q2和Q3。預定更新策略可以包括在信號發生器420產生感應信號，且感應信號種類變化時，控制器430對狀態參數Ql、Q2和Q3進行更新；在感應信號未變化，或者無感應信號時， 均不對狀態參數Ql、Q2和Q3進行更新，Ql、Q2和Q3均保持不變。更新方式為先使Q3等于Q2 ；再使Q2等于Ql ；最后使Ql等于預定值。預定值可以根據感應信號變化確定。設接近開關421得電，信號發生器420產生的感應信號變化為第一種感應信號時，預定值為Al， 設接近開關422得電，信號發生器420產生的感應信號變化為第二種感應信號時，預定值為 A2，設接近開關423，信號發生器420產生的感應信號變化為第三種感應信號時，預定值為 A3。A1、A2和A3可以分別為1、2和3。也可以為其他的具體值。
設三個狀態參數初始值為AO，AO可以為零，或其他具體值。
以圖2所示狀態為開始狀態，在第二門架220持續地向上滑動時，QU Q2和Q3如下表變化
權利要求
1.一種測量滑動配合機構的裝置，所述滑動配合機構包括在第一參考方向上滑動配合的滑動部件和基礎部件；其特征在于，包括控制器G30)、信號發生器(420)和多個感應塊 (411,412,413)；所述信號發生器(420)安裝在滑動部件上；多個所述感應塊(411、412、413)安裝在基礎部件上、且沿第一參考方向順序排列，相鄰的所述感應塊Gll、412、413)間隔預定標準距離LO ；在第一參考方向上，所述信號發生器G20)的最大感應距離Ll小于任一所述預定標準距離LO ；在滑動部件滑動一個預定標準距離LO過程中，基于一感應塊011、412、413)， 所述信號發生器G20)能夠順序產生至少三種感應信號；所述控制器(430)預設有至少三個狀態參數，并能夠根據所述信號發生器(420)產生的感應信號和預定更新策略更新所述狀態參數的值；還能夠根據狀態參數的值和預定處理策略確定滑動部件的當前位置參數。
2.根據權利要求1所述的測量滑動配合機構的裝置，其特征在于，所述信號發生器(420)包括至少三個安裝在基礎部件上、且沿第一參考方向順序排列的接近開關021、422、423)；在滑動部件滑動一個預定標準距離LO過程中，相應感應塊 (411、412、413)能夠與各所述接近開關(421、422、423)順序相對，所述信號發生器(420)能夠順序產生至少三種感應信號。
3.根據權利要求1所述的測量滑動配合機構的裝置，其特征在于，所述控制器(430)預設有至少三個狀態參數Q 1、Q2和Q3 ；所述預定更新策略包括在信號發生器(420)產生感應信號，且感應信號種類變化時， 使Q3 = Q2，使Q2 = Q1，使Ql等于預定值；在所述信號發生器(420)感應信號變化為第一種感應信號時，預定值為Al，在所述信號發生器(420)感應信號變化為第二種感應信號時， 預定值為A2，在所述信號發生器(420)感應信號變化為第三種感應信號時，預定值為A3。
4.根據權利要求1所述的測量滑動配合機構的裝置，其特征在于，所述控制器(430)預設有至少三個狀態參數Ql、Q2和Q3 ；所述預定更新策略包括在信號發生器(420)產生的感應信號為上升沿或下降沿時， 使Q3 = Q2，使Q2 = Q 1，使Ql等于預定值；在所述信號發生器(420)產生第一種感應信號時，預定值為Al，在所述信號發生器(420)產生第二種感應信號時，預定值為A2，在所述信號發生器(420)產生第三種感應信號時，預定值為A3。
5.根據權利要求3或4所述的測量滑動配合機構的裝置，其特征在于，所述控制器(430)預設有至少五個狀態參數Ql、Q2、Q3、Q4和Q5 ；所述預定更新策略包括在使Q3 = Q2之前，使Q5 = Q4，使Q4 = Q3。
6.根據權利要求1所述的測量滑動配合機構的裝置，其特征在于，所述預定處理策略包括所述滑動部件的當前位置參數為所述滑動部件的滑動距離S，且S = S0+NXL0 ；所述 SO為所述滑動部件的初始位置參數，N為整數；根據所述狀態參數的值判斷所述滑動部件是否滑動整數個預定標準距離L0，如果是，則更新N。
7.根據權利要求1所述的測量滑動配合機構的裝置，其特征在于，所述控制器(430)預設有至少五個狀態參數Ql、Q2、Q3、Q4和Q5 ；所述預定處理策略包括所述滑動部件的當前位置參數為所述滑動部件的滑動距離 S，且S = S0+NXL0 ；所述SO為所述滑動部件的初始位置參數，N為整數；根據所述狀態參數的值判斷所述滑動部件是否滑動整數個預定標準距離L0，如果是，則更新N ；所述預定更新策略包括在信號發生器(420)產生的感應信號為上升沿或下降沿時， 使Q3 = Q2，使Q2 = Q1，使Ql等于預定值；在所述信號發生器(420)產生第一種感應信號時，預定值為Al，在所述信號發生器(420)產生第二種感應信號時，預定值為A2，在所述信號發生器(420)產生第三種感應信號時，預定值為A3;在更新N后，使Ql等于AO。
8.根據權利要求1-7任一項所述的測量滑動配合機構的裝置，其特征在于，多個所述感應塊Gll、412、413)沿第一參考方向均勻排列。
9.根據權利要求1-7任一項所述的測量滑動配合機構的裝置，其特征在于，還包括與控制器(430)相連的輸出裝置G40)，所述輸出裝置(440)能夠將所述當前位置參數輸出。
10.一種滑動配合機構，包括在第一參考方向上滑動配合的滑動部件和基礎部件，其特征在于，還包括權利要求1-9任一項所述的測量滑動配合機構的裝置。
11.一種集裝箱堆高機，包括車體(100)、第一門架010)、第二門架(220)和吊具 (300)；第一門架(210)與車體(100)相連；第二門架(220)可滑動地安裝在第一門架(210) 外側；吊具(300)可滑動安裝在第二門架(220)外側；其特征在于，還包括權利要求1-9任一項所述測量滑動配合機構的裝置，所述滑動部件和基礎部件分別為第二門架(220)和第一門架(210)。
12.根據權利要求11所述的集裝箱堆高機。其特征在于，所述控制器(430)還能夠根據第二門架O20)的當前位置參數確定吊具(300)相對于第一門架010)的高度。
13.—種測量滑動配合機構的方法，所述滑動配合機構包括在第一參考方向上滑動配合的滑動部件和基礎部件；還包括信號發生器(420)和多個感應塊011、412、413)；所述信號發生器(420)安裝在滑動部件上；多個所述感應塊(411、412、413)安裝在基礎部件上、且沿第一參考方向順序排列，相鄰的所述感應塊011、412、413)間隔預定標準距離L0;在第一參考方向上，所述信號發生器G20)的最大感應距離Ll小于任一所述預定標準距離LO ； 在滑動部件滑動一個預定標準距離LO過程中，基于一感應塊011、412、413)，所述信號發生器(420)能夠順序產生至少三種感應信號；其特征在于，所述的測量方法包括預設有至少三個狀態參數；根據所述信號發生器(420)產生的感應信號和預定更新策略更新所述狀態參數的值；再根據狀態參數的值和預定處理策略確定滑動部件的當前位置參數。
14.根據權利要求13所述的測量滑動配合機構的方法，其特征在于，所述滑動部件的當前位置參數為所述滑動部件的滑動距離S，且S = S0+NXL0 ；所述SO為所述滑動部件的初始位置參數，N為整數；預設有至少五個狀態參數Ql、Q2、Q3、Q4和Q5 ；所述測量方法包括如下步驟S100，在掃描到信號發生器020)的感應信號為上升沿或下降沿時，使Q5 = Q4，使Q4 =Q3，使Q3 = Q2，使Q2 = Q1，使Ql等于預定值；在信號發生器(420)產生第一種感應信號時，預定值為Al，在所述信號發生器(420)產生第二種感應信號時，預定值為A2，在所述信號發生器(420)產生第三種感應信號時，預定值為A3 ；S200，根據五個狀態參數Ql、Q2、Q3、Q4和Q5的值判斷第二門架(220)是否滑動一個預定標準距離LO ；如果是，則進入步驟S200 ；如果否，返回步驟SlOO ；S300，更新 N ；S400，使 Ql 等于 AO。
15.根據權利要求14所述的測量滑動配合機構的方法，其特征在于，所述AO為各狀態參數的初始值。
全文摘要
本發明公開一種測量滑動配合機構的裝置和方法、滑動配合機構和集裝箱堆高機。測量裝置包括控制器和信號采集裝置；信號采集裝置包括信號發生器和多個感應塊；信號發生器安裝在滑動部件上；多個感應塊安裝在基礎部件上、且沿第一參考方向順序排列；基于任一感應塊，信號發生器能夠順序產生至少三種感應信號；控制器能夠根據感應信號更新預定的狀態參數，并根據狀態參數的變化可以確定滑動部件相對于基礎部件的運動狀況；再根據滑動部件的運動狀態獲得滑動部件的當前位置參數。該測量裝置具有較強的適應性。
文檔編號G01B21/00GK102506784SQ201110378320
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月24日 優先權日2011年11月24日
發明者李江濤, 石偉, 金晶 申請人:三一集團有限公司