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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schubmaststapler mit einem Überwachungssensor zur Umgebungsüberwachung ebenso wie ein Verfahren zum Betrieb eines Schubmaststaplers. Überwachungssensoren werden an Flurförderzeugen allgemein eingesetzt, um Kollisionen mit Personen und Hindernissen zu vermeiden. Bei der Umgebungsüberwachung wird insbesondere der Fahrweg des Flurförderzeugs überwacht. Eingesetzt werden kann hierzu ein 3D-Scanner. Ein 3D-Scanner kann hierbei auf technisch sehr unterschiedliche Art arbeiten, wobei Laserscanner mit einem Time of Flight-Scanner und einem Phasen-Scanner ebenso eingesetzt werden können, wie ein Projektionsscanner.
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Aus
DE 10 2008 027 701 ist ein Steuerverfahren für ein Flurförderzeug mit einem Sensor im Bereich des Lastaufnahmemittels bekannt geworden. Eine Steuerung erfasst über diesen Sensor die relative Position zu einer aufzunehmenden Last. Aus den Daten berechnet die Steuervorrichtung einen Korrekturwert zwischen der Istausrichtung des Lastaufnahmemittels und der Sollausrichtung des Lastaufnahmemittels für die Aufnahme der Last. Hierdurch wird sichergestellt, dass eine Last stets unter einem korrekten Winkel angefahren wird. Als Sensor ist ein Laserscanner vorgesehen, der im Bereich zwischen den Gabelzinken einer Lastgabel angeordnet ist. Der Laserscanner verfährt mit dem Lasttragmittel in der Höhe und kann zudem höhenverstellbar relativ zu der Lastgabel sein. Ferner ist das Flurförderzeug mit einem Umgebungssensor ausgestattet, der an einer Spitze eines Radarms angeordnet ist und nach vorne den Bereich vor dem Flurförderzeug bei einer Fahrtrichtung zur Lastgabel hin überwacht.
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Ein ebenso aufgebautes Flurförderzeug ist aus
DE 10 2008 027 695 A1 bekannt geworden. Hierbei ist der Laserscanner unterhalb der Lastgabel angebracht, um bei einem Anheben und Absenken der Last die Position der Lastgabel überwachen zu können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schubmaststapler und ein Betriebsverfahren für einen solchen bereitzustellen, der b.z.w. das auf besonders einfache und kostengünstige Art und Weise eine Umgebungsüberwachung des Fahrzeugs zulässt.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Schubmaststapler mit den Merkmalen aus Anspruch 1 und ein Betriebsverfahren nach Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der jeweiligen Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Schubmaststapler ist mit einem Überwachungssensor zur Umgebungsüberwachung ausgestattet. Ferner besitzt der Schubmast einen zwischen zwei Radarmen verfahrbar angeordneten Schubmast, der ein höhenverstellbares Lasttragmittel aufweist. Der erfindungsgemäße Schubmaststapler ist durch die Befestigung des Überwachungssensors an dem Schubmast gekennzeichnet. Die Befestigung erfolgt derart, dass der Überwachungssensor mit dem Schubmast in Fahrzeuglängsrichtung verfährt und der Überwachungssensor unabhängig von der Höhe des Lasttragmittels in einer vorbestimmten Höhe an dem Schubmast befestigt ist. Der erfindungsgemäß angebrachte Überwachungssensor ist auf einen Bereich gerichtet, der von dem Flurförderzeug und dem Schubmast fortweist. Verfährt der Schubmast in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den Radarmen, so verfährt auch der Überwachungssensor, ohne dabei seine Höhe zu ändern. Mit der Positionsänderung des Überwachungssensors ist eine zuverlässige Überwachung der Umgebung und insbesondere des Fahrweges für den Schubmaststapler möglich.
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Der Überwachungssensor besitzt in einer bevorzugten Ausgestaltung mindestens ein parametrierbares Überwachungsfeld, dessen Lage und/oder Abmessung durch Parameter vorgebbar sind. Die Parameter geben für den Überwachungssensor an, welche Lage der Überwachungsbereich relativ zu dem Sensor und damit zu dem Schubmast besitzt. Zudem können auch die Begrenzungen des Überwachungsfeldes durch Parameter angegeben werden. Beispielsweise ist es möglich, rechteckige Überwachungsfelder vorzugeben. Auch können dreieckige oder Kreissegmente als Überwachungsfelder vorgegeben werden. Die Parameter erlauben allgemein, Grenzen für das Überwachungsfeld in Entfernung und Winkel relativ zu dem Überwachungssensor festzulegen.
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Ein besonderer Vorzug des erfindungsgemäßen Schubmaststaplers besteht darin, die Parameter zur Bestimmung des Überwachungsfeldes, abhängig von der Position des Schubmasts, in Fahrzeuglängsrichtung zu bestimmen. Die positionsabhängige Parameterbestimmung für das Überwachungsfeld erlaubt es, das Überwachungsfeld in Lage und Abmessung an die Position des Schubmasts anzupassen. Eine solche Anpassung des Überwachungsfeldes gestattet es ferner, auf die Radarme Rücksicht zu nehmen und beispielsweise ein möglichst großes Überwachungsfeld unter Ausschluss der Radarme zu überwachen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein erster Satz Parameter für einen vollständig zurückgeschobenen Schubmast vorgesehen, wobei der erste Satz ein erstes Überwachungsfeld definiert, das sich zwischen den Radarmen von dem Schubmaststapler fort erstreckt. Die vollständig zurückgeschobene Position ist die Position, bei der der Schubmast am weitesten von den Spitzen der Radarme entfernt ist. Der Schubmast sitzt dann nah an dem Antriebsteil des Schubmaststaplers. Bevorzugt ist das erste Überwachungsfeld ein rechteckiges Überwachungsfeld, das den Bereich zwischen den Radarmen weitgehend ausfüllt und sich über die Radarme hinaus erstreckt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist ein zweiter Satz von Parametern für eine vollständig vorgeschobene Position des Schubmasts vorgesehen. Der zweite Satz von Parametern definiert ein zweites Überwachungsfeld, das sich von den Radarmen aus von dem Schubmaststapler fort erstreckt. Das zweite Überwachungsfeld liegt vor den Radarmen und erstreckt sich bevorzugt seitlich über die Breite der Radarme hinaus, ohne diese mit einzuschließen. Auch das zweite Überwachungsfeld kann bevorzugt als ein Rechteck ausgebildet sein, das in Breite und Länge von dem zweiten Satz von Parametern definiert ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist ein Zusatzbereich definiert, der sich von dem Überwachungssensor, ausgehend von dem Schubmaststapler, fort erstreckt und seitlich durch zwei Begrenzungslinien begrenzt ist, die beide in dem Überwachungssensor entspringen und jeweils vor einer Spitze eines der Radarme verlaufen, ohne dass der Zusatzbereich die Radarme mit einschließt. Der Zusatzbereich bildet ungefähr die Form eines Kreissegments, das in dem Überwachungssensor seinen Ursprung hat und sich dreieckig erweitert. Bevorzugt wird der Zusatzbereich zusätzlich zu dem ersten Überwachungsbereich von dem Überwachungssensor überwacht. Bei dem zusätzlichen Überwachen mit dem Zusatzbereich ist es unerheblich, ob hier die Vereinigung von zwei Überwachungsbereichen überwacht wird oder ob beide Überwachungsbereiche unabhängig voneinander überwacht werden und erst in der Auswertung deren Ergebnisse miteinander verknüpft werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung bestimmen sich die Begrenzungslinien für den Zusatzbereich nach der Position des Schubmastes zwischen der vollständig zurückgeschobenen und der vollständig vorgeschobenen Position. Die Begrenzungslinien entspringen bei jeder Position des Schubmastes in dem Überwachungssensor und verlaufen jeweils vor einer der Spitzen eines der Radarme, ohne dass der Zusatzbereich die Radarme mit einschließt. In dieser Ausgestaltung eines positionsabhängigen Zusatzbereichs wird der Zusatzbereich mit einem Vorschieben des Schubmastes vergrößert, wobei sein Öffnungswinkel sich umso mehr erweitert, umso mehr der Schubmast zur Spitze der Radarme vorgeschoben wird. Bevorzugt wird das erste Überwachungsfeld durch den sich abhängig von der Position des Schubmastes erweiternden Zusatzbereich in das zweite Überwachungsfeld überführt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine geschwindigkeitsabhängige Bestimmung des Überwachungsfeldes. Für die geschwindigkeitsabhängige Überwachung ist eine vorbestimmte Maximalgeschwindigkeit für das Fahrzeug während des Vorschubs des Schubmastes definiert. Bei einem Überschreiten der Maximalgeschwindigkeit ist vorgesehen, zu einem dritten Überwachungsfeld umzuschalten, das auch die Radarme mit erfasst. Bevorzugt wird bei einem Unterschreiten der Maximalgeschwindigkeit wieder in das erste Überwachungsfeld mit oder ohne Zusatzbereich umgeschaltet. Bei dem bevorzugten Umschalten in das dritte Überwachungsfeld werden die Radarme mit erfasst, so dass diese, obwohl zum Fahrzeug gehörig, als Hindernis erkannt werden. Eine Fahrsteuerung des Schubmaststaplers ist vorgesehen, die die Daten des Überwachungssensors empfängt und im Hinblick auf ein Hindernis auswertet. Wird beispielsweise in das dritte Überwachungsfeld umgeschaltet, so liegt ein Hindernis vor. In einer bevorzugten Weiterbildung kann die Fahrzeugsteuerung bei Auftreten eines Hindernisses in seinem Überwachungsfeld die Fahrgeschwindigkeit reduzieren und/oder einen Bremsvorgang einleiten. Die Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit oder des Bremsvorgangs ist hierbei bevorzugt abhängig von einer Beladung des Flurförderzeuges.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zum Betrieb eines Schubmaststaplers gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt dabei die Merkmale aus Anspruch 16.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorgesehen und bestimmt zum Betrieb eines Schubmaststaplers mit einem Überwachungssensor und einem zwischen zwei Radarmen verfahrbaren Schubmast, der ein höhenverstellbares Lasttragmittel aufweist. Der Überwachungssensor ist an dem Schubmast unabhängig von der Höhe des Lasttragmittels befestigt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch den Schritt gekennzeichnet, dass der Überwachungssensor gemeinsam mit dem Schubmast in Fahrzeuglängsrichtung verfahren wird. Durch das gemeinsame Verfahren kann der Überwachungssensor den Fahrweg überwachen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Überwachungssensor mindestens ein parametrierbares Überwachungsfeld besitzt, dessen Lage und/oder Abmessungen durch Parameter vorgebbar sind. Das Verfahren umfasst den Schritt: Bestimmen der Parameter zur Vorgabe des Überwachungsfelds, abhängig von der Position des Schubmasts in Fahrzeuglängsrichtung. Indem der Überwachungssensor gemeinsam mit dem Schubmast verfahren wird, können die Parameter zur Bestimmung des Überwachungsfeldes, abhängig von der Position des Schubmastes, bestimmt werden.
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In einer bevorzugten Weiterbildung wird ein erstes Überwachungsfeld derart bestimmt, dass sich das Überwachungsfeld zwischen den Radarmen von dem Schubmaststapler fort erstreckt. Das erste Überwachungsfeld besitzt also eine Breite, die nicht größer als der Abstand zwischen den Radarmen ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird ein zweites Überwachungsfeld bestimmt, das sich vor den Radarmen von dem Schubmaststapler fort erstreckt, wobei das zweite Überwachungsfeld sich seitlich über die Breite der Radarme hinaus erstreckt, ohne diese mit einzuschließen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist ein Zusatzbereich vorgesehen, der überwacht wird. Der Zusatzbereich erstreckt sich von dem Überwachungssensor ausgehend fort, seitlich durch zwei Begrenzungslinien begrenzt. Die Begrenzungslinien entspringen dabei in dem Überwachungssensor und verlaufen vor einer Spitze eines der Radarme, ohne die Radarme mit einzuschließen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das erste Überwachungsfeld durch den sich abhängig von der Position des Schubmasts erweiternden Zusatzbereichs in das zweite Überwachungsfeld überführt. Bevorzugt gehen erstes und zweites Überwachungsfeld stetig ineinander über, während der Schubmast vorgeschoben wird.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dieses auch zu einer Geschwindigkeitsüberwachung des Flurförderzeugs ausgestaltet. Diese Geschwindigkeitsüberwachung kann dabei als eine zusätzliche Geschwindigkeitsüberwachung vorgesehen sein. Für diese Aufgabe des Verfahrens ist eine vorbestimmte Maximalgeschwindigkeit für das Fahrzeug während des Vorschubs des Schubmastes definiert. Ferner wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemessen, wobei bei einem Überschreiten der Maximalgeschwindigkeit zu einem dritten Überwachungsfeld umgeschaltet wird, in dem auch die Radarme mit erfasst sind. Bevorzugt wird dann bei Auftreten eines Hindernisses in dem Überwachungsfeld die Fahrgeschwindigkeit reduziert und/oder ein Bremsvorgang eingeleitet. Dies bedeutet, dass durch das Zuschalten des dritten Überwachungsfeldes aufgrund des Überschreitens der zulässigen Maximalgeschwindigkeit die Fahrgeschwindigkeit reduziert und so die vorbestimmte Maximalgeschwindigkeit für das Fahrzeug überwacht wird. Wird die Maximalgeschwindigkeit wieder unterschritten, so wird bevorzugt in das erste Überwachungsfeld mit oder ohne Zusatzbereich zurückgeschaltet, so dass die Radarme nicht länger im Überwachungsbereich erfasst sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird bei Auftreten eines Hindernisses in dem Überwachungsfeld ein Ausweichmanöver für den Schubmaststapler eingeleitet. Das Ausweichmanöver dient dazu, eine Kollision zu vermeiden.
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In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung wird das Lasttragmittel bei aufgenommener Last nur soweit abgesenkt, dass der Überwachungssensor freie Sicht auf den Raum zwischen den Radarmen und darüber hinaus hat. Während das nichtbeladene Lasttragmittel beispielsweise vollständig abgesenkt werden kann, würde das beladene Lasttragmittel im vollständig abgesenkten Zustand die Sicht des Überwachungssensors einschränken. Daher ist vorgesehen, diesen möglichst tief am Schubmast zu befestigen und das Lasttragmittel nur soweit abzusenken, dass der Überwachungssensor freie Sicht hat.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Schubmaststapler mit vorgeschobenem Schubmast und angehobenem Lasttragmittel,
- 2 das Überwachungsfeld bei zurückgeschobenem Schubmast,
- 3 das Überwachungsfeld bei maximal vorgeschobenem Schubmast,
- 4 das Überwachungsfeld ohne Zusatzbereich und
- 5 ein Flurförderzeug mit einem dritten Überwachungsbereich zur Geschwindigkeitskontrolle.
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1 zeigt einen Schubmaststapler 10, dessen Schubmast 12 vorgeschoben ist. Der Schubmast 12 ist in einem Mastfuß 14 gehalten, der entlang der Radarme 16 verfahrbar ist. Der Schubmast 12 besitzt ferner mehrere Mastabschnitte 18, 20, 22, die teleskopierbar ineinander angeordnet sind. Der innerste Mastabschnitt 18 kann hierbei am höchsten ausgefahren werden. Entlang dem inneren Mastabschnitt 18 ist ein Lasttragmittel 24 höhenverstellbar angebracht. Das Lasttragmittel 24 besitzt zwei Gabelzinken 26, mit denen eine Last aufgenommen werden kann.
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In einem bodennahen Bereich des Schubmasts 12 ist ein Überwachungssensor 28 vorgesehen. Hierbei handelt es sich um einen 2D-Laserscanner, der ein parametrierbares Überwachungsfeld besitzt. Der Überwachungssensor 28 ist so an dem Schubmast 12 befestigt, dass dieser entlang der Radarme 16 mit dem Schubmast 12 verfährt. Durch ein Anheben des Lasttragmittels 24 oder ein Ausfahren der Mastabschnitte 20 oder 22 ändert der Überwachungssensor 28 nicht seine Position. Bei aufgenommener Last (nicht dargestellt) wird das Lasttragmittel 24 nur so weit abgesenkt, dass der Überwachungssensor 28 noch freie Sicht auf den Raum zwischen den Radarmen 16 und darüber hinaus hat.
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2 zeigt in einer schematischen Ansicht von oben den Schubmaststapler 10 mit seinen Radarmen 16 und seinem Schubmast 12. Der Überwachungssensor 28 ist schematisch als Punkt dargestellt.
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2 zeigt für den Überwachungssensor 28 zwei Überwachungsfelder. Ein erstes Überwachungsfeld 30 erstreckt sich rechtwinklig zwischen den Radarmen 16 vom Schubmaststapler fort. Dieses Überwachungsfeld 30 erfasst im Wesentlichen Gegenstände und Hindernisse, die sich unmittelbar vor dem Fahrzeug befinden, wenn dieses mit dem Schubmast voran bewegt wird. Ebenfalls in 2 zu erkennen ist der Zusatzbereich 32, der durch zwei Begrenzungslinien 34 begrenzt wird. Die Begrenzungslinien 34 sind hierbei so gewählt, dass sie im Überwachungssensor 28 entspringen und vor dem Radarmen 16 verlaufen. Der Zusatzbereich 32 deckt einen größeren Bereich vor dem Schubmaststapler ab, ohne dass die Radarme 16 in das Überwachungsfeld gelangen. Das erste Überwachungsfeld 30 und der Zusatzbereich 32 sind hierbei so logisch miteinander verknüpft, dass ein Hindernis erkannt wird, wenn dieses in dem Zusatzbereich 32 oder in dem ersten Überwachungsfeld 30 auftritt.
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3 zeigt in einer schematischen Ansicht, wie 2, den Schubmaststapler 10 mit einem vorgeschobenen Schubmast 12. Der Schubmast 12 ist hierbei so weit vorgeschoben, dass eine Rückwand 38 des Lasttragmittels ungefähr bündig mit dem freien Ende der Radarme 16 abschließt. Dieser Vorschub ist mindestens erforderlich, um eine Last vollständig mit dem Lasttragmittel 24 aufnehmen zu können. Der vorgeschobenen Position des Schubmastes zugeordnet ist ein zweites Überwachungsfeld 36, das sich vor dem Schubmaststapler 10 und vor den freien Enden der Radarme 16 erstreckt. Der zweite Überwachungsbereich 36 ist im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Ausgehend von 2 geht der Zusatzbereich 32 mit zunehmendem Vorschub in den rechteckigen Bereich 36 über, indem sich der Öffnungswinkel der Begrenzungslinien weiter öffnet.
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4 zeigt den Schubmaststapler 10 mit einem teilweise vorgeschobenen Schubmast 12, der ungefähr die halbe Strecke entlang der Radarme 16 zurückgelegt hat. Der Überwachungssensor 28 erzeugt hier ein Überwachungsgebiet 40, das zwischen den Radarmen 16 verläuft und als ein Rechteck geformt ist. Das Überwachungsgebiet 40 ist hier ohne Zusatzbereich dargestellt und verbreitert sich daher nicht mit zunehmendem Abstand von dem Flurförderzeug.
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5 zeigt eine Ausgestaltung des Flurförderzeugs 10, bei der der Schubmast 12 ebenfalls teilweise zwischen den Radarmen 16 vorgeschoben ist. Der Überwachungssensor 28 besitzt hier ein drittes Überwachungsfeld 42, das beispielsweise ähnliche Abmessungen wie das zweite Überwachungsfeld 36 des vollständig vorgeschobenen Schubmastes besitzen kann. Das Überwachungsfeld 42 erfasst die vorstehenden Enden der Radarme 16, so dass innerhalb des Überwachungsfeldes 42 ein Hindernis erkannt wird. Das Hindernis besteht in den beiden Enden der Radarme 16. In dieses Überwachungsfeld 42 wird umgeschaltet, wenn die Fahrgeschwindigkeit v größer als eine Maximalgeschwindigkeit ist. Das Umschalten in das dritte Überwachungsfeld 42 erfolgt nur dann, wenn die Fahrgeschwindigkeit v größer als eine vorbestimmte Maximalgeschwindigkeit ist. Durch das Umschalten in das dritte Überwachungsfeld 42 wird eine zweite unabhängige Geschwindigkeitskontrolle für den Schubmaststapler während des Vorschubs eingeführt. Grundsätzlich überwacht beispielsweise die Fahrzeugsteuerung, dass der Schubmast 12 nicht verfahren wird, während das Flurförderzeug mit zu großer Geschwindigkeit fährt. Unabhängig von dieser Kontrolle kann eine zweite und unabhängige Kontrolle eingeführt werden, indem bei einer zu großen Fahrgeschwindigkeit mit dem dritten Überwachungsfeld 42 eine Geschwindigkeitsreduktion an dem Flurförderzeug ausgelöst wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schubmaststapler
- 12
- Schubmast
- 14
- Mastfuß
- 16
- Radarme
- 18
- Mastabschnitt
- 20
- Mastabschnitt
- 22
- Mastabschnitt
- 24
- Lasttragmittel
- 26
- Gabelzinken
- 28
- Überwachungssensor
- 30
- erstes Überwachungsfeld
- 32
- Zusatzbereich
- 34
- Begrenzungslinien
- 36
- zweites Überwachungsfeld
- 38
- Rückwand
- 40
- Überwachungsgebiet
- 42
- drittes Überwachungsfeld
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008027701 [0002]
- DE 102008027695 A1 [0003]
