一种载车平台及其车辆轴距检测设备的制作方法
【专利摘要】一种载车平台及其车辆轴距检测设备，该载车平台设置于全自动仓储车库，该车辆轴距检测设备包括多个称重平台，分别对应于待存取车辆的车轮位置设置于所述载车平台上，且每个所述称重平台的上表面与所述载车平台的上表面平齐；多个称重传感器，分别对应设置于每个所述称重平台的底面上，用于采集所述待存取车辆的重量信息，并将所述重量信息转换为模拟量电信号后放大输出；数据采集处理系统，与所述多个称重传感器连接，用于接收所述模拟量电信号，利用转矩平衡原理计算出每个所述待存取车辆的车轮着力中心点位置，并根据每个所述车轮着力中心点位置计算出所述待存取车辆的车辆轴距。
【专利说明】一种载车平台及其车辆轴距检测设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及全自动仓储车库的车辆存储设备，特别是一种可提高车库整体存取车效率的车辆轴距检测设备。
【背景技术】
[0002]在目前各种形式的自动化立体仓储车库中，欠缺对车辆轴距检测的设备或装置，仅靠搬运器的适应性来强制搬运车辆，其核心均是通过搬运器机构与车辆轮胎的接触，实现车辆在车库内的自动搬运作业，然而搬运器机构本身存在结构极限，再加上车辆外形多种多样且不断出新，在未知轴距的情况下，搬运过程中极易对车辆造成损坏，尤其对于夹持式搬运器。
[0003]对于某一台具体车辆而言，其轴距尺寸是固定不变的，但如果采用推杆轴距检测装置来检测其轴距，其是通过设置一个档位值来代表一个轴距范围(即只要车辆实际轴距尺寸在这个范围内，则均使用这一个档位来表示)，也可以说这个档位值是这一轴距范围的中间值，而这个范围的允许大小是取决于搬运器机构的夹持适应能力。如图1所示，可在自动化立体仓储车库的进车厅载车台上或车厅升降机载车台上加装轴距检测推杆10，轴距检测推杆10上均匀布置多个检测开关20，轴距检测推杆10通过安装在其上的活动压板40直接推压在车轮30侧面使被压到的检测开关20动作，来粗略计算出车辆轴距档位(即一个范围值，图示为3个档位L1、L2、L3的情况，图中箭头为推杆运动方向)，这个范围值大小依靠检测开关20在有限的长度上布置的数量，数量越多范围值越小，即测得的轴距越精确。目前这种方法能够实现对轴距的检测，但存在以下问题:
[0004]I)受限于检测开关本体尺寸以及推杆上安装空间尺寸的大小，往往不能布置很多，导致测量出的轴距范围值较大，不够精确，导致搬运器仍然存在对车辆搬运损坏的风险；
[0005]2)推杆直接推压车轮侧面，对车轮表面会有轻微损坏，对车主会造成不适感。
[0006]因此对车辆的轴距尺寸进行自动检测是必不可少的，如果车辆轴距过大或者过小，则搬运器不能有效将车辆搬运器，同时会损伤车辆。而对于抱轮式或者夹持式搬运器，其不仅需要知道当前车辆轴距是否超出其搬运极限，其还需要知道车辆轴距的准确尺寸，这样才能正确调整前后轮夹持臂之间的长度，实现安全加持或抱轮，避免对车辆造成损伤。
实用新型内容
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能对车辆轴距进行高精度检测且检测过程可避免对车辆造成损伤的载车平台及其车辆轴距检测设备。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种车辆轴距检测设备，设置在全自动仓储车库的载车平台上，其中，包括:
[0009]多个用于支撑所述待存取车辆的车轮的称重平台，分别对应于待存取车辆的车轮位置设置于所述载车平台上，且每个所述称重平台的上表面与所述载车平台的上表面平齐；
[0010]多个用于采集所述待存取车辆的重量信息，并将所述重量信息转换为模拟量电信号后放大输出的称重传感器，分别对应设置于每个所述称重平台的底面上；以及
[0011]用于接收所述模拟量电信号，利用转矩平衡原理计算出每个所述待存取车辆的车轮着力中心点位置，并根据每个所述车轮着力中心点位置计算出所述待存取车辆的车辆轴距的数据采集处理系统，与所述多个称重传感器连接。
[0012]上述的车辆轴距检测设备，其中，所述多个称重平台包括4块矩形平板，每个所述矩形平板的底面对称设置4个称重传感器。
[0013]上述的车辆轴距检测设备，其中，所述4个称重传感器分别设置在所述矩形平板的4个矩形角处。
[0014]上述的车辆轴距检测设备，其中，所述多个称重平台包括4块三角形平板，每个所述三角形平板的底面设置3个称重传感器，所述3个称重传感器分别设置在所述三角形平板的三个角上。
[0015]上述的车辆轴距检测设备，其中，所述数据采集处理系统包括:
[0016]用于接收所述模拟量电信号并转换为数字量电信号输出的数据采集模块；
[0017]用于对所述数字量电信号进行运算并利用转矩平衡原理计算出每个所述待存取车辆的车轮着力中心点位置，并根据每个所述车轮着力中心点位置计算出所述待存取车辆的车辆轴距的数据处理模块；
[0018]根据所述数据处理模块的运算结果输出车辆轴距信息或检测通过信息的输出模块；以及
[0019]显示所述车辆轴距信息或检测通过信息的显示模块。
[0020]上述的车辆轴距检测设备，其中，所述数据采集处理系统还包括:
[0021]所述输出模块输出检测未通过信息或检测出错信息时予以报警的报警模块。
[0022]上述的车辆轴距检测设备，其中，所述称重平台与所述载车平台之间具有一缝隙。
[0023]上述的车辆轴距检测设备，其中，所述缝隙为2-10毫米。
[0024]上述的车辆轴距检测设备，其中，所述缝隙为5毫米。
[0025]为了更好地实现上述目的，本实用新型还提供了一种载车平台，设置于全自动仓储车库，其中，包括上述的车辆轴距检测设备。
[0026]本实用新型的技术效果在于:
[0027]本实用新型最终的检测结果是以实际距离单位毫米显示的，不存在档位之分，反映的是实际车辆轴距。故能对车辆轴距进行高精度检测且检测过程可避免对车辆造成损伤，如在进车厅外设置有存车停止等待区域，亦可在该区域设置该车辆轴距检测设备，实现在进入进车厅前的轴距检测工作，如车辆轴距超出停车设备搬运尺寸极限，还可提前提示车主或车库管理员该车辆不能进入车库，避免对车辆的搬运损伤，提高车库整体存取车效率。
[0028]以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为现有技术在设备上加装推杆的示意图；
[0030]图2为本实用新型一实施例的载车平台及车辆轴距检测设备示意图；
[0031]图3为图2的A-A局部剖视图；
[0032]图4为本实用新型一实施例的车辆轴距检测原理图；
[0033]图5为本实用新型一实施例的数据采集处理系统结构框图。
[0034]其中，附图标记
[0035]现有技术
[0036]10轴距检测推杆
[0037]20检测开关
[0038]30 车轮
[0039]40活动压板
[0040]LI 档位 I
[0041]L2 档位 2
[0042]L3 档位 3
[0043]本实用新型
[0044]I载车平台
[0045]2称重平台
[0046]21称重平台A
[0047]22称重平台B
[0048]23称重平台C
[0049]24称重平台D
[0050]25安装支架
[0051]3称重传感器
[0052]4数据采集处理系统
[0053]41数据采集模块
[0054]42数据处理模块
[0055]43输出模块
[0056]44显示模块
[0057]45报警模块
[0058]5信号放大器
[0059]6 车轮
[0060]Z1前轮轴中心点
[0061]Z2后轮轴中心点
[0062]A右前轮中心着力点
[0063]B左前轮中心着力点
[0064]C左后轮中心着力点
[0065]D右后轮中心着力点
[0066]E称重传感器着力点
[0067]M 缝隙
【具体实施方式】
[0068]下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述:
[0069]参见图2，图2为本实用新型一实施例的载车平台及车辆轴距检测设备示意图。本实用新型的载车平台1，设置于全自动仓储车库，该载车平台I的其他部分结构、连接关系及其功用等均为较成熟的现有技术，故在此不做赘述，下面仅对本实用新型的车辆轴距检测设备和方法予以详细说明。
[0070]参见图3及图4，图3为图2的A-A局部剖视图，图4为本实用新型一实施例的车辆轴距检测原理图。本实用新型的车辆轴距检测设备，设置在全自动仓储车库的载车平台I上，包括:多个称重平台2，分别对应于待存取车辆的车轮6位置设置于所述载车平台I上，且每个所述称重平台2的上表面与所述载车平台I的上表面平齐，用于支撑所述待存取车辆的车轮6，称重平台2刚性需满足载车要求且与载车平台I无剐蹭；多个称重传感器3，分别对应设置于每个所述称重平台2的底面上，用于采集所述待存取车辆的重量信息，并将所述重量信息转换为模拟量电信号后通过信号放大器5放大输出(优选模拟量4-20mA)，称重传感器3结构要与安装方式配合选型，本实用新型优选悬臂式称重传感器3，但只要能满足对重量信息的采集要求即可，对称重传感器3的结构并无限制；数据采集处理系统4，与所述多个称重传感器3连接，用于接收所述模拟量电信号，利用转矩平衡原理计算出每个所述待存取车辆的车轮6着力中心点位置，并根据每个所述车轮6着力中心点位置计算出所述待存取车辆的车辆轴距。
[0071]本实施例中，所述多个称重平台2包括4块矩形平板(即称重平台A21、称重平台B22、称重平台C23、称重平台D24)，每个所述矩形平板的底面对称设置4个称重传感器3。其中，所述4个称重传感器3分别优选设置在所述矩形平板的4个矩形角处。在本实用新型的另一实施例中，所述多个称重平台2包括4块三角形平板，每个所述三角形平板的底面设置3个称重传感器3，所述3个称重传感器3优选分别设置在所述三角形平板的三个角上(图未示)。
[0072]参见图5，图5为本实用新型一实施例的数据采集处理系统4结构框图。本实施例中，所述数据采集处理系统4可为可编程逻辑控制器(即PLC)或嵌入式单片机，包括:数据采集模块41，用于接收所述模拟量电信号并转换为数字量电信号输出；数据处理模块42，用于对所述数字量电信号进行运算并利用转矩平衡原理计算出每个所述待存取车辆的车轮6着力中心点位置，并根据每个所述车轮6着力中心点位置计算出所述待存取车辆的车辆轴距；输出模块43，根据所述数据处理模块42的运算结果，输出车辆轴距信息或检测通过信息；以及显示模块44 (例如可为指示灯箱或显示屏等)，用于显示所述车辆轴距信息或检测通过信息。所述数据采集处理系统4还可包括报警模块45 (例如可为指示灯、蜂鸣器或显示屏等)，用于当所述输出模块43输出检测未通过信息或检测出错信息时予以报警。
[0073]首先，可设置多个称重平台2，分别对应于待存取车辆的车轮6位置在载车平台I上设置多个称重平台2，每个所述称重平台2的上表面与所述载车平台I的上表面平齐。然后，设置多个称重传感器3，分别在每个所述称重平台2的底面上对称设置4个称重传感器3，用于采集所述待存取车辆的重量信息，并将所述重量信息转换为模拟量电信号后放大输出；
[0074]本实施例中，具体可为，在载车平台I上首先划定车辆4个车轮6的最大停放区域，停放区域划定好后，先将这4个区域覆盖的平台钢板切割下来磨边后作为称重平台2，然后在每个称重平台2的4个角，分别通过安装支架与载车平台I连接，每个安装支架上可设置一个最大量程例如为1000KG的称重传感器3，每个称重平台2设置4个称重传感器3，整个车辆轴距检测设备的4个称重平台2共计设置16个称重传感器3，称重传感器3安装好后，将其信号线接入数据采集处理系统4 (例如PLC系统)。需要保证这4张称重平台2完全水平放置在其对应的4个称重传感器3上，且称重平台2的钢板平面与载车平台I的上表面平齐，二者相互之间具有一缝隙M，该缝隙M约有2-10毫米，优选为5mm，以保证二者之间没有刮蹭。
[0075]之后，进行数据采集与处理，根据所述称重传感器3输出的所述模拟量电信号，利用转矩平衡原理计算出每个所述待存取车辆的车轮6着力中心点位置，并根据每个所述车轮6着力中心点位置计算出所述待存取车辆的车辆轴距。其中，以载车平台I上任何一点为原点(最好为中心点)，建立二位坐标体系，以毫米为单元格，则任一称重平台2上的每个称重传感器3着力点都有自己的坐标值，设每个称重传感器3着力点对应的坐标值为(X1,Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)、(X4，Y4);
[0076]设定任一车轮6中心点的坐标为(Xa，Ya)，则4个称重传感器3检测到称重值Wla、w2a> w3a、W4a,则所述车轮6的重量为Wa = Wla+ff2a+ff3a+W4a,因此:
[0077]X 轴方向转矩平衡=WaXXa = WlaXX^ff2aXX2+ff3aXx3+ff4aXX4
[0078]Y 轴方向转矩平衡:WaXYa = WlaX Y^ff2aX Y2+ff3aX Y3+W4aX Y4
[0079]从而得出所述车轮6中心着力点具体坐标值，如下:
[0080]Xa = (Wla X X^W2a X X2+W3a X X3+W4a X X4) /Wa[0081 ] Ya = (Wla X VW2a X Y2+W3a X Y3+W4a X Y4) /Wa
[0082]步骤S303、求出另外3个车轮6中心着力点的具体坐标值(Xb，Yb)、(Xc, Yc)及(Xd，Yd)；
[0083]步骤S304、前轮轴中点Z1与后轮轴中点Z2之间的距离即为汽车轴距长度，
[0084]前轮轴中心Z1点的坐标为:(XU ^ Xb， Ya ^仆);
Xe+ Xd Yc+Yd
[0085]后轮轴中心Z2点的坐标为:(2^2^ )
[0086]Z1点与Z2点之间的距离:
[--87] Z= ?(Α," + 沿)(及.+ ^)]2 , Γ(Γα + Yb) iYc + Yd)~\
2 2 」+L ^2 2^_
[0088]还可包括:显示车辆轴距信息或检测通过信息。以及，当检测未通过或检测出错时予以报警。即如果计算出的轴距超出停车设备搬运尺寸极限，则数据采集处理系统4，输出相应的报警提示信息，告知车主或车库管理员该车辆轴距超限不能存入车库。
[0089]下面以称重平台A21的4个称重传感器3着力点为例进行说明，4个称重传感器着力点E的坐标分别是(X1, Y1)、(X2, Y2)、(X3, Y3)、(X4，Y4)，当车轮6停止在称重平台A21上时，设定车轮6中心点的坐标为(Xa，Ya)，此时4个称重传感器3检测到称重值Wla、W2a、w3a、W4a(单位KG)，根据作用力与反作用相等，则右前轮作用给称重平台A21的重量为Wa =Wla+W2a+W3a+W4a，同时整个平台是静止不动的，根据转矩平衡原理，5个作用力点对于设定的坐标原点是平衡的，即以下两个公式是成立的:
[0090]X 轴方向转矩平衡:WaXXa = WlaXX^ff2aXX2+ff3aXX3+W4aXX4
[0091]Y 轴方向转矩平衡:WaXYa = WlaX Y^ff2aX Y2+ff3aX Y3+W4aX Y4
[0092]从而得出右前轮中心着力点A的具体坐标值，如下:
[0093]Xa = (Wla X X^w2a X x2+w3a X X3+W4a X X4) /Wa
[0094]Ya = (Wla X VW2a X VW3a X VW4a X Y4) /Wa
[0095]同理，可以求出称重平台B22、称重平台C23和称重平台D24的另外3个车轮6中心着力点的具体坐标值:
[0096]左前轮中心着力点B (Xb，Yb)；
[0097]左后轮中心着力点C(X。，Y。)；
[0098]右后轮中心着力点D (Xd, Yd)。
[0099]因汽车4个轮胎的着力点为正方向或是等腰梯形，则汽车轴距长度即为前轮轴中点Z1与后轮轴中点Z2之间的距离。
[0100]前轮轴中心Z1点的坐标为:(ka^xb， Ya + Yb )；
Yr I yr] vr _L VA
[0101]后轮轴中心Z2点的坐标为:(~~}
[0102]Z1点与Z2点之间的距离，即汽车的轴距，根据勾股定理得出:
[。刺 Z= I「(办 + 圳{^ + Xd)~f UYa+ Yb) (yc + yj)f
yL 2 2 」L ~2^ ~~2_
[0104]因坐标单元格采用毫米，经试验检测，该检测设备得到的车辆轴距精度达到5mm以内，极大地提高了轴距测量精度，避免了对车辆造成任何损伤。
[0105]同理，采用类似的计算方法，可以计算出车辆的前轮据、后轮距、车辆中心与载车平台I中心线之间的夹角值。
[0106]当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种车辆轴距检测设备，设置在全自动仓储车库的载车平台上，其特征在于，包括: 多个用于支撑所述待存取车辆的车轮的称重平台，分别对应于待存取车辆的车轮位置设置于所述载车平台上，且每个所述称重平台的上表面与所述载车平台的上表面平齐；多个用于采集所述待存取车辆的重量信息，并将所述重量信息转换为模拟量电信号后放大输出的称重传感器，分别对应设置于每个所述称重平台的底面上；以及 用于接收所述模拟量电信号，利用转矩平衡原理计算出每个所述待存取车辆的车轮着力中心点位置，并根据每个所述车轮着力中心点位置计算出所述待存取车辆的车辆轴距的数据采集处理系统，与所述多个称重传感器连接。
2.如权利要求1所述的车辆轴距检测设备，其特征在于，所述多个称重平台包括4块矩形平板，每个所述矩形平板的底面对称设置4个称重传感器。
3.如权利要求2所述的车辆轴距检测设备，其特征在于，所述4个称重传感器分别设置在所述矩形平板的4个矩形角处。
4.如权利要求1所述的车辆轴距检测设备，其特征在于，所述多个称重平台包括4块三角形平板，每个所述三角形平板的底面设置3个称重传感器，所述3个称重传感器分别设置在所述三角形平板的三个角上。
5.如权利要求3或4所述的车辆轴距检测设备，其特征在于，所述数据采集处理系统包括: 用于接收所述模拟量电信号并转换为数字量电信号输出的数据采集模块； 用于对所述数字量电信号进行运算并利用转矩平衡原理计算出每个所述待存取车辆的车轮着力中心点位置，并根据每个所述车轮着力中心点位置计算出所述待存取车辆的车辆轴距的数据处理模块； 根据所述数据处理模块的运算结果输出车辆轴距信息或检测通过信息的输出模块；以及 显示所述车辆轴距信息或检测通过信息的显示模块。
6.如权利要求5所述的车辆轴距检测设备，其特征在于，所述数据采集处理系统还包括: 所述输出模块输出检测未通过信息或检测出错信息时予以报警的报警模块。
7.如权利要求1、2、3、4或6中任意一项所述的车辆轴距检测设备，其特征在于，所述称重平台与所述载车平台之间具有一缝隙。
8.如权利要求7所述的车辆轴距检测设备，其特征在于，所述缝隙为2-10毫米。
9.如权利要求8所述的车辆轴距检测设备，其特征在于，所述缝隙为5毫米。
10.一种载车平台，设置于全自动仓储车库，其特征在于，包括上述权利要求1-9中任意一项所述的车辆轴距检测设备。
【文档编号】G01B21/16GK203964897SQ201420434171
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】岳超, 傅荣锋, 段辉 申请人:深圳中集天达空港设备有限公司, 中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司