专利名称：滑动配合机构及测量装置、测量方法、集装箱堆高机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种状态测量技术，特别涉及一种测量滑动配合机构的装置，还涉及到包括该测量装置的滑动配合机构和集装箱堆高机。
背景技术：
堆高机是当前常有的机械设备。请参考图1，该图为一种集装箱堆高机的结构示意图。该集装箱堆高机包括车体100、第一门架210、第二门架220和吊具300，第一门架210可以是外门架，第二门架220可以为内门架，外门架和内门架形成集装箱堆高机的门架机构。 第一门架210基本竖向设置并与车体100相连；第二门架220也基本竖向设置，并可滑动地安装在第一门架210外侧；通过适当的驱动机构可以使第二门架220相对于第一门架210 在竖向方向上滑动。吊具300可滑动安装在第二门架220外侧，进而吊具300能够在适当驱动机构的作用下相对于第二门架220滑动。在搬运并码放集装箱时，第二门架220相对于第一门架210滑动到最下端，吊具300相对于第二门架220向下滑动到预定位置，并与预定的集装箱相对应。使吊具300将集装箱锁住，再使第二门架220相对于第一门架210向上滑动，同时使吊具300相对于第二门架220向上滑动。吊具300的移动带动集装箱相对于车体100向上移动，实现对集装箱的提升，进而通过适当的操作可以实现对集装箱的码放及堆高。
在对集装箱进行预定作业过程中，尤其是在高层进行作业时，集装箱处于较高位置，在搬运过程中，路面不平及操作容易引起的门架机构倾斜角度变化；在倾斜角度过大时，容易导致集装箱堆高机的倾翻事故。为此，为了避免或减少倾翻事故的发生，需要确定吊具300或第二门架220的高度(一般来讲，第二门架220相对于第一门架210的滑动距离与吊具300相对于第二门架220的滑动距离之间具有预定的比例，因此，当前一般通过测量第二门架220的高度变化，再通过适当的换算获得吊具300的高度)，进而判断集装箱堆高机是否有倾翻的可能，实现对集装箱堆高机的倾翻预警。目前确定第二门架220的高度主要有激光测量、超声波测量、雷达测量等方式；上述方式均通过适当信号反射获得第二门 220的高度。上述方式不仅成本较高；且由于信号反射测量会由于阻碍物的影响而影响其使用性，在使用应用中受到很大的限制，其适应性很难满足实际需要。
将上述堆高机的第二门架220视为滑动部件，将第一门架210视为基础部件，二者形成的滑动配合机构也可以应用于其他工作机械和设备中，如大型机械的锁止销与锁止基体锁止孔配合形成的滑动配合机构，等等。在测量其他工程机械或设备中滑动配合机构的工作参数时，当前的测量方式也存在成本高，适应性不强的问题。因此，在测量滑动配合机构的工作参数时，如何在降低成本的同时，提高测量装置的适应性是当前本领域技术人员需要解决的技术问题。发明内容
为此，本发明的目的在于，提供一种测量滑动配合机构的装置和方法，该测量装置和测量方法具有较强的适应性。
在提供上述测量装置的基础上，还提供一种包括上述测量装置的滑动配合机构和包括该测量装置的集装箱堆高机。
本发明提供一种测量滑动配合机构的装置，所述滑动配合机构包括在第一参考方向上滑动配合的滑动部件和基础部件；该装置包括控制器、信号发生器和多个感应块；
所述信号发生器安装在滑动部件上；多个所述感应块安装在基础部件上、且沿第一参考方向顺序排列，相邻的所述感应块间隔预定标准距离LO ；在第一参考方向上，所述信号发生器的最大感应距离Ll小于任一所述预定标准距离LO ；在滑动部件滑动一个预定标准距离LO过程中，基于一感应块，所述信号发生器能够顺序产生至少三种感应信号；
所述控制器预设有至少三个状态参数，并能够根据所述信号发生器产生的感应信号和预定更新策略更新所述状态参数的值；还能够根据状态参数的值和预定处理策略确定滑动部件的当前位置参数。
可选的，所述信号发生器包括至少三个安装在基础部件上、且沿第一参考方向顺序排列的接近开关；在滑动部件滑动一个预定标准距离LO过程中，相应感应块能够与各所述接近开关顺序相对，所述信号发生器能够顺序产生至少三种感应信号。
可选的，所述控制器预设有至少三个状态参数Ql、Q2和Q3 ；
所述预定更新策略包括在信号发生器产生感应信号，且感应信号种类变化时，使 Q3 = Q2，使Q2 = Q1，使Ql等于预定值；在所述信号发生器感应信号变化为第一种感应信号时，预定值为Al，在所述信号发生器感应信号变化为第二种感应信号时，预定值为A2，在所述信号发生器感应信号变化为第三种感应信号时，预定值为A3。
可选的，所述控制器预设有至少三个状态参数Ql、Q2和Q3 ；
所述预定更新策略包括在信号发生器产生的感应信号为上升沿或下降沿时，使 Q3 = Q2，使Q2 = Q1，使Ql等于预定值；在所述信号发生器产生第一种感应信号时，预定值为Al，在所述信号发生器产生第二种感应信号时，预定值为A2，在所述信号发生器产生第三种感应信号时，预定值为A3。
可选的，所述控制器预设有至少五个状态参数Ql、Q2、Q3、Q4和Q5 ；
所述预定更新策略包括在使Q3 = Q2之前，使Q5 = Q4，使Q4 = Q3。
可选的，所述预定处理策略包括所述滑动部件的当前位置参数为所述滑动部件的滑动距离S，且S = S0+NXL0 ；所述SO为所述滑动部件的初始位置参数，N为整数；根据所述状态参数的值判断所述滑动部件是否滑动整数个预定标准距离L0，如果是，则更新N。
可选的，所述控制器预设有至少五个状态参数Ql、Q2、Q3、Q4和Q5 ；
所述预定处理策略包括所述滑动部件的当前位置参数为所述滑动部件的滑动距离S，且S = S0+NXL0 ；所述SO为所述滑动部件的初始位置参数，N为整数；根据所述状态参数的值判断所述滑动部件是否滑动整数个预定标准距离L0，如果是，则更新N ；
所述预定更新策略包括在信号发生器产生的感应信号为上升沿或下降沿时，使 Q3 = Q2，使Q2 = Q1，使Ql等于预定值；在所述信号发生器产生第一种感应信号时，预定值为Al，在所述信号发生器产生第二种感应信号时，预定值为A2，在所述信号发生器产生第三种感应信号时，预定值为A3 ；在更新N后，使Ql等于AO。
可选的，多个所述感应块沿第一参考方向均勻排列。
可选的，所述的测量滑动配合机构的装置还包括与控制器相连的输出装置，所述输出装置能够将所述当前位置参数输出。
本发明提供的滑动配合机构包括在第一参考方向上滑动配合的滑动部件和基础部件，还包括上述任一种测量滑动配合机构的装置。
本发明提供的集装箱堆高机包括车体、第一门架、第二门架和吊具；第一门架与车体相连；第二门架可滑动地安装在第一门架外侧；吊具可滑动安装在第二门架外侧；其特征在于，还包括上述任一种测量滑动配合机构的装置，所述滑动部件和基础部件分别为第二门架和第一门架。
可选的，所述控制器还能够根据第二门架的当前位置参数确定吊具相对于第一门架的高度。
本发明提供的测量滑动配合机构的方法中，所述滑动配合机构包括在第一参考方向上滑动配合的滑动部件和基础部件；还包括信号发生器和多个感应块；所述信号发生器安装在滑动部件上；多个所述感应块安装在基础部件上、且沿第一参考方向顺序排列，相邻的所述感应块间隔预定标准距离LO ；在第一参考方向上，所述信号发生器的最大感应距离 Ll小于任一所述预定标准距离LO ；在滑动部件滑动一个预定标准距离LO过程中，基于一感应块，所述信号发生器能够顺序产生至少三种感应信号；
所述的测量方法包括预设有至少三个状态参数；根据所述信号发生器产生的感应信号和预定更新策略更新所述状态参数的值；再根据状态参数的值和预定处理策略确定滑动部件的当前位置参数。
可选的，所述滑动部件的当前位置参数为所述滑动部件的滑动距离S，且S = S0+NXL0 ；所述SO为所述滑动部件的初始位置参数，N为整数；预设有至少五个状态参数 Q1、Q2、Q3、Q4 和 Q5 ；
所述测量方法包括如下步骤
S100，在扫描到信号发生器的感应信号为上升沿或下降沿时，使Q5 = Q4，使Q4 = Q3，使Q3 = Q2，使Q2 = Q1，使Ql等于预定值；在信号发生器产生第一种感应信号时，预定值为Al，在所述信号发生器产生第二种感应信号时，预定值为A2，在所述信号发生器产生第三种感应信号时，预定值为A3 ；
S200，根据五个状态参数Ql、Q2、Q3、Q4和Q5的值判断第二门架是否滑动一个预定标准距离LO ；如果是，则进入步骤S200 ；如果否，返回步骤SlOO ；
S300，更新 N;
S400，使 Ql 等于 AO。
可选的，所述AO为各状态参数的初始值。
本发明提供的测量滑动配合机构的装置包括控制器和信号采集装置；所述信号采集装置包括信号发生器和多个感应块；所述信号发生器安装在滑动部件上；多个所述感应块安装在基础部件上、且沿第一参考方向顺序排列；在滑动部件相对于基础部件滑动一个预定标准距离过程中，基于一感应块，所述信号发生器能够顺序产生至少三种感应信号；控制器能够根据感应信号更新预定的状态参数，进而可以根据状态参数值确定三种感应信号产生的时间顺序，进而确定信号发生器相对于预定感应块的滑动方向和滑动距离；这样根据状态参数的变化可以确定滑动部件相对于基础部件的运动状况；再根据滑动部件的运动状态获得滑动部件的当前位置参数。该测量装置不需要借助于信号反射获得滑动部件的工作参数，可以减小由于障碍物产生的不利影响，具有较强的适应性。
在进一步的技术方案中，所述信号发生器包括至少三个接近开关，通过不同接近开关与感应块的结合产生相应的感应信号；由于接近开关具有可靠性高，成本低的特点，该测量装置具有较高的可靠性和较低的成本。
在进一步的技术方案中，控制器预设有至少五个状态参数。这样，通过五个状态参数可以确定滑动部件更长时间内的运动状况，这不仅有利于提高测量装置的测量准确度， 也有利于获得更多信息，进而为获得更多当前位置参数提供前提。
由于测量装置具有上述技术效果，测量方法及包括该测量装置的滑动配合机构和集装箱堆高机也具有相对应的技术效果。
图1是一种集装箱堆高机的结构示意图2是本发明实施例提供的测量滑动配合机构的装置的原理示意图3是测量装置的一种控制器的基本工作流程，也是本发明提供的测量滑动配合机构的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应视为对本发明公开技术内容的限制。
为节省篇幅，本文件中，所述滑动部件或第二门架滑动距离，为相对于基础部件或第一门架的滑动距离；另外，在对测量装置的工作原理进行描述的同时，对本发明提供的测量方法进行描述，不再对测量方法进行单独描述。
请参考图2，该图为本发明实施例提供的测量滑动配合机构的装置的原理示意图。 图中，滑动部件可以为集装箱堆高机的第二门架220、基础部件可以为集装箱的第一门架 210，该测量装置用于测量集装箱堆高机第二门架220的位置参数。以下以第一门架210和第二门架220之间的相对滑动为例对测量装置的工作原理进描述，应当说明的是本发明提供的测量装置不限于测量第二门架220的当前位置参数。
如图2，第一门架210与第二门架220在竖向方向上滑动配合；进而，第二门架220可以在竖向方向上滑动。测量装置包括信号采集装置和控制器430，信号采集装置具体包括感应块组410和信号发生器420。
感应块组410包括若干感应块，多个感应块分别安装在第二门架220上，且在竖向方向上以一定间距顺序排列。本例中，在第一门架210上、与第二门架220的滑动配合的整个长度上，多个感应块均勻布置，即任意相邻的两个感应块之间的距离相等，该距离称为预定标准距离L0。图2中仅示出三个感应块，为了描述的方便，三个感应块分别用411、412和 413表示(图中仅示意出的感应块的尺寸，实际应用中，感应块尺寸与预定标准距离LO之间的比例很小)。
信号发生器420包括三个接近开关，三个接近开关在沿竖向方向顺序排列。本例中，三个接近开关均勻排列；为了描述方案，三个接近开关分别用421、422和423表示。两端的接近开关421和423均形成一定的感应区；如图所示之间，接近开关421形成的感应区的最上端和接近开关423形成的感应区的最下端之间的距离形成信号发生器420的最大感应距离Ll ；在感应块位于该距离范围内时，信号发生器能够产生相应的感应信号。最大感应距离Ll小于预定标准距离L0。这样，在第二门架220向上或向下滑动一个预定标准距离 LO过程中，仅会有一个感应块与信号发生器420的三个接近开关顺序相对应，并顺序通过三个接近开关的感应区，使三个接近开关顺序得电，并输出感应信号；根据输出感应信号的接近开关不同，信号发生器420可以顺序产生三种不同的感应信号。为了描述方便，设接近开关421得电输出感应信号时，信号发生器420产生第一种感应信号；接近开关422得电输出感应信号时，信号发生器420产生第二种感应信号；接近开关423得电输出感应信号时， 信号发生器420产生第三种感应信号。
控制器430与信号发生器420相连，进而能够获得，并识别信号发生器420产生的感应信号；设在信号发生器420产生第一种感应信号时，控制器430识别为Al ；信号发生器 420产生第二种感应信号时，控制器430识别为A2 ；信号发生器420产生第三种感应信号时，控制器430识别为A3。控制器430预设有至少三个状态参数，并能够根据信号发生器 420产生的感应信号和预定更新策略更新各状态参数的值。控制器430还能够根据状态参数的值判断第二门架220的运动状况，并根据预定的处理策略确定第二门架220的当前位置参数。输出装置440与控制器430相连，能够将获得的当前位置参数以适当的方式输出。
本例中，控制器430的具体工作原理如下
控制器430预设有三个状态参数Ql、Q2和Q3。上电后，控制器430能够根据预定的周期对信号发生器420产生的感应信号进行扫描，并根据预定更新策略更新状态参数Q1、 Q2和Q3。预定更新策略可以包括在信号发生器420产生感应信号，且感应信号种类变化时，控制器430对状态参数Ql、Q2和Q3进行更新；在感应信号未变化，或者无感应信号时， 均不对状态参数Ql、Q2和Q3进行更新，Ql、Q2和Q3均保持不变。更新方式为先使Q3等于Q2 ；再使Q2等于Ql ；最后使Ql等于预定值。预定值可以根据感应信号变化确定。设接近开关421得电，信号发生器420产生的感应信号变化为第一种感应信号时，预定值为Al， 设接近开关422得电，信号发生器420产生的感应信号变化为第二种感应信号时，预定值为 A2，设接近开关423，信号发生器420产生的感应信号变化为第三种感应信号时，预定值为 A3。A1、A2和A3可以分别为1、2和3。也可以为其他的具体值。
设三个状态参数初始值为AO，AO可以为零，或其他具体值。
以图2所示状态为开始状态，在第二门架220持续地向上滑动时，QU Q2和Q3如下表变化
权利要求
1.一种测量滑动配合机构的装置，所述滑动配合机构包括在第一参考方向上滑动配合的滑动部件和基础部件；其特征在于，包括控制器G30)、信号发生器(420)和多个感应块 (411,412,413)；所述信号发生器(420)安装在滑动部件上；多个所述感应块(411、412、413)安装在基础部件上、且沿第一参考方向顺序排列，相邻的所述感应块Gll、412、413)间隔预定标准距离LO ；在第一参考方向上，所述信号发生器G20)的最大感应距离Ll小于任一所述预定标准距离LO ；在滑动部件滑动一个预定标准距离LO过程中，基于一感应块011、412、413)， 所述信号发生器G20)能够顺序产生至少三种感应信号；所述控制器(430)预设有至少三个状态参数，并能够根据所述信号发生器(420)产生的感应信号和预定更新策略更新所述状态参数的值；还能够根据状态参数的值和预定处理策略确定滑动部件的当前位置参数。
2.根据权利要求1所述的测量滑动配合机构的装置，其特征在于，所述信号发生器(420)包括至少三个安装在基础部件上、且沿第一参考方向顺序排列的接近开关021、422、423)；在滑动部件滑动一个预定标准距离LO过程中，相应感应块 (411、412、413)能够与各所述接近开关(421、422、423)顺序相对，所述信号发生器(420)能够顺序产生至少三种感应信号。
3.根据权利要求1所述的测量滑动配合机构的装置，其特征在于，所述控制器(430)预设有至少三个状态参数Q 1、Q2和Q3 ；所述预定更新策略包括在信号发生器(420)产生感应信号，且感应信号种类变化时， 使Q3 = Q2，使Q2 = Q1，使Ql等于预定值；在所述信号发生器(420)感应信号变化为第一种感应信号时，预定值为Al，在所述信号发生器(420)感应信号变化为第二种感应信号时， 预定值为A2，在所述信号发生器(420)感应信号变化为第三种感应信号时，预定值为A3。
4.根据权利要求1所述的测量滑动配合机构的装置，其特征在于，所述控制器(430)预设有至少三个状态参数Ql、Q2和Q3 ；所述预定更新策略包括在信号发生器(420)产生的感应信号为上升沿或下降沿时， 使Q3 = Q2，使Q2 = Q 1，使Ql等于预定值；在所述信号发生器(420)产生第一种感应信号时，预定值为Al，在所述信号发生器(420)产生第二种感应信号时，预定值为A2，在所述信号发生器(420)产生第三种感应信号时，预定值为A3。
5.根据权利要求3或4所述的测量滑动配合机构的装置，其特征在于，所述控制器(430)预设有至少五个状态参数Ql、Q2、Q3、Q4和Q5 ；所述预定更新策略包括在使Q3 = Q2之前，使Q5 = Q4，使Q4 = Q3。
6.根据权利要求1所述的测量滑动配合机构的装置，其特征在于，所述预定处理策略包括所述滑动部件的当前位置参数为所述滑动部件的滑动距离S，且S = S0+NXL0 ；所述 SO为所述滑动部件的初始位置参数，N为整数；根据所述状态参数的值判断所述滑动部件是否滑动整数个预定标准距离L0，如果是，则更新N。
7.根据权利要求1所述的测量滑动配合机构的装置，其特征在于，所述控制器(430)预设有至少五个状态参数Ql、Q2、Q3、Q4和Q5 ；所述预定处理策略包括所述滑动部件的当前位置参数为所述滑动部件的滑动距离 S，且S = S0+NXL0 ；所述SO为所述滑动部件的初始位置参数，N为整数；根据所述状态参数的值判断所述滑动部件是否滑动整数个预定标准距离L0，如果是，则更新N ；所述预定更新策略包括在信号发生器(420)产生的感应信号为上升沿或下降沿时， 使Q3 = Q2，使Q2 = Q1，使Ql等于预定值；在所述信号发生器(420)产生第一种感应信号时，预定值为Al，在所述信号发生器(420)产生第二种感应信号时，预定值为A2，在所述信号发生器(420)产生第三种感应信号时，预定值为A3;在更新N后，使Ql等于AO。
8.根据权利要求1-7任一项所述的测量滑动配合机构的装置，其特征在于，多个所述感应块Gll、412、413)沿第一参考方向均勻排列。
9.根据权利要求1-7任一项所述的测量滑动配合机构的装置，其特征在于，还包括与控制器(430)相连的输出装置G40)，所述输出装置(440)能够将所述当前位置参数输出。
10.一种滑动配合机构，包括在第一参考方向上滑动配合的滑动部件和基础部件，其特征在于，还包括权利要求1-9任一项所述的测量滑动配合机构的装置。
11.一种集装箱堆高机，包括车体(100)、第一门架010)、第二门架(220)和吊具 (300)；第一门架(210)与车体(100)相连；第二门架(220)可滑动地安装在第一门架(210) 外侧；吊具(300)可滑动安装在第二门架(220)外侧；其特征在于，还包括权利要求1-9任一项所述测量滑动配合机构的装置，所述滑动部件和基础部件分别为第二门架(220)和第一门架(210)。
12.根据权利要求11所述的集装箱堆高机。其特征在于，所述控制器(430)还能够根据第二门架O20)的当前位置参数确定吊具(300)相对于第一门架010)的高度。
13.—种测量滑动配合机构的方法，所述滑动配合机构包括在第一参考方向上滑动配合的滑动部件和基础部件；还包括信号发生器(420)和多个感应块011、412、413)；所述信号发生器(420)安装在滑动部件上；多个所述感应块(411、412、413)安装在基础部件上、且沿第一参考方向顺序排列，相邻的所述感应块011、412、413)间隔预定标准距离L0;在第一参考方向上，所述信号发生器G20)的最大感应距离Ll小于任一所述预定标准距离LO ； 在滑动部件滑动一个预定标准距离LO过程中，基于一感应块011、412、413)，所述信号发生器(420)能够顺序产生至少三种感应信号；其特征在于，所述的测量方法包括预设有至少三个状态参数；根据所述信号发生器(420)产生的感应信号和预定更新策略更新所述状态参数的值；再根据状态参数的值和预定处理策略确定滑动部件的当前位置参数。
14.根据权利要求13所述的测量滑动配合机构的方法，其特征在于，所述滑动部件的当前位置参数为所述滑动部件的滑动距离S，且S = S0+NXL0 ；所述SO为所述滑动部件的初始位置参数，N为整数；预设有至少五个状态参数Ql、Q2、Q3、Q4和Q5 ；所述测量方法包括如下步骤S100，在扫描到信号发生器020)的感应信号为上升沿或下降沿时，使Q5 = Q4，使Q4 =Q3，使Q3 = Q2，使Q2 = Q1，使Ql等于预定值；在信号发生器(420)产生第一种感应信号时，预定值为Al，在所述信号发生器(420)产生第二种感应信号时，预定值为A2，在所述信号发生器(420)产生第三种感应信号时，预定值为A3 ；S200，根据五个状态参数Ql、Q2、Q3、Q4和Q5的值判断第二门架(220)是否滑动一个预定标准距离LO ；如果是，则进入步骤S200 ；如果否，返回步骤SlOO ；S300，更新 N ；S400，使 Ql 等于 AO。
15.根据权利要求14所述的测量滑动配合机构的方法，其特征在于，所述AO为各状态参数的初始值。
全文摘要
本发明公开一种测量滑动配合机构的装置和方法、滑动配合机构和集装箱堆高机。测量装置包括控制器和信号采集装置；信号采集装置包括信号发生器和多个感应块；信号发生器安装在滑动部件上；多个感应块安装在基础部件上、且沿第一参考方向顺序排列；基于任一感应块，信号发生器能够顺序产生至少三种感应信号；控制器能够根据感应信号更新预定的状态参数，并根据状态参数的变化可以确定滑动部件相对于基础部件的运动状况；再根据滑动部件的运动状态获得滑动部件的当前位置参数。该测量装置具有较强的适应性。
文档编号G01B21/00GK102506784SQ201110378320
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者李江涛, 石伟, 金晶 申请人:三一集团有限公司