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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Abstands einer Gabel eines Gabelstaplers zum Boden mittels Entfernungsmessern. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt des Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, welches das Computerprogramm speichert. Außerdem betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Schließlich betrifft die Erfindung einen Gabelstapler mit Entfernungsmessern.
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Stand der Technik
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Ein Gabelstapler weist einen Hubmast (auch Hubgerüst genannt) und eine Gabel auf, die über den Hubmast mit einem Chassis des Gabelstaplers verbunden ist. Die Höhe, in der sich die Gabel befindet, kann über eine Hubmechanik verändert werden. Hierfür ist die Gabel typischerweise an einem Gabelträger (auch Hubschlitten genannt) befestigt, der über eine Hubkette vertikal entlang des Hubmasts bewegt wird. Der Gabelträger kann daher als ein beweglicher Teil des Hubmasts angesehen werden.
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Der Hubmast selbst kann auch bewegt werden. Zum Beispiel kann der Hubmast gegenüber der Vertikalen gekippt werden. Darüber hinaus ist ein Doppelhubmast bekannt, bei dem der Hubmast geteilt ist und der einen beweglichen Teil als Fahrmast und einen festen Teil als Standmast aufweist, wobei der Fahrmast entlang des Standmasts bewegt werden kann und teleskopartig vertikal aus diesem herausbewegt werden kann. Der Gabelträger ist dann am Fahrmast befestigt. Ferner können, z. B. bei einem Duplexhubmast, weitere Fahrmasten vorgesehen sein, die als innerer Fahrmast jeweils teleskopartig aus dem vorgehenden äußeren Fahrmast vertikal herausbewegt werden können. Der Gabelträger ist dann am innersten Fahrmast, welche die größte Höhe erreichen kann, angeordnet.
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Beim Aufnehmen von Objekten, insbesondere bei Paletten, die an ihrer Unterseite Aufnahmeausnehmungen zum Einfahren der Gabel aufweisen, muss die Gabel nahe dem Boden gehalten werden, d. h. mit anderen Worten eine niedrige Höhe einnehmen, um eine Kollision mit dem Objekt bzw. der Palette zu vermeiden. Besonders bei unerfahrenen Bedienern kommt es häufig vor, dass diese die Gabel zu hoch halten und folglich mit der Gabel gegen das Objekt stoßen. Um sicherzustellen, dass die Gabel tief genug gehalten wird, um das Objekt bzw. die Palette ohne Kollision aufzunehmen, senkt der Bediener, besonders wenn dieser unerfahren ist und/oder die Gabel nur schlecht oder gar nicht einsehen kann, die Gabel oftmals so weit auf den Boden ab, dass diese über den Boden schleift, wodurch ein Schleifgeräusch entsteht, an dem sich der Bediener orientieren kann. Allerdings können empfindliche Böden, wie z. B. Messeflächen und Ähnliches, durch das Schleifen der Gabel beschädigt werden.
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Es sind optische Abstandsmessungen mittels Laser, auch Laserentfernungsmessungen genannt, bekannt. Hierbei wird je nach Typ eine Laufzeitmessung, eine Phasenlagemessung oder eine Lasertriangulation des vom Laser ausgesandten Lichts durchgeführt. Für eine Verwendung bei Gabelstaplern eigenen sich besonders die Lasertriangulation und Laserinterferometer, welche bei kurzen Entfernungen im Bereich von Mikrometern bis zu 100 Meter die besten Ergebnisse liefern.
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Offenbarung der Erfindung
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Das Verfahren betrifft einen Gabelstapler, der ein Chassis, eine Gabel als Werkzeug und einen Hubmast (auch Hubgerüst genannt) sowie eine Hubmechanik aufweist. Typischerweise weist die Gabel zwei Gabelzinken auf, mit denen ein Objekt, insbesondere eine Palette, aufgenommen wird. Die Gabel ist an einem Gabelträger (auch Hubschlitten genannt) befestigt, der über den Hubmast mit dem Chassis verbunden ist und kann mittels der Hubmechanik entlang des Hubmasts vertikal bewegt werden. Hierfür wird der Gabelträger mittels einer im Hubmast verlaufenden Hubkette (auch Hubmastkette genannt) entlang des Hubmasts vertikal bewegt. Die Hubkette wiederrum wird durch einen Hubzylinder bewegt. Die Länge der Hubkette bleibt dabei konstant. Der Gabelträger, der Hubmast und die Hubkette bilden eine kinematische Einheit und die Bewegungen dieser Komponenten sind abhängig voneinander. Vorzugsweise kann der Hubmast auch mit Hilfe von Neigezylindern geneigt werden.
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Der Hubmast besteht aus zumindest einem unbeweglichen Teil, der insbesondere direkt mit dem Chassis verbunden ist, und zumindest einem beweglichen Teil. Die Begriffe „beweglich“ und „unbeweglich“ werden hierbei verstanden als „in Bezug auf das Chassis des Gabelstaplers translatorisch verfahrbar“ bzw. „in Bezug auf das Chassis des Gabelstaplers nicht translatorisch verfahrbar“. Explizit können unbewegliche Teile geneigt werden und sie bewegen sich im Raum, wenn sich der Gabelstapler bewegt. Beispielsweise ist der Gabelträger ein beweglicher Teil des Hubmasts. Gerade bei einfachen Hubmasten ist der Gabelträger mit der Gabel der einzige in vertikaler Richtung bewegliche Teil. Bei einem geteilten Hubmast, z. B. einem Doppelmast oder einem Duplexmast, kann zudem ein Fahrmast als beweglicher Teil des Hubmasts angesehen werden und ein Standmast kann als unbeweglicher Teil angesehen werden.
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Das Verfahren dient zum Bestimmen des Abstands der Gabel des Gabelstaplers zum Boden. Es wird mit anderen Worten mittels des Verfahrens die Höhe der Gabel über dem Boden berechnet. Hierfür wird ein erster Abstand zwischen dem Boden und dem Chassis oder zwischen dem Boden und einem unbeweglichen Teil des Hubmasts durch einen ersten Entfernungsmesser gemessen. Zudem wird ein zweiter Abstand zwischen dem Chassis und einem Element im oberen Bereich des Gabelträgers oder zwischen dem unbeweglichen Teil des Hubmasts und dem Element durch einen zweiten Entfernungsmesser gemessen. Das Element kann zu diesem Zwecke zusätzlich an dem Gabelträger angeordnet werden. Alternativ kann die Messung des zweiten Abstands auch zu einem bereits vorhandenen Element am Gabelträger durchgeführt werden. Das Element wird so positioniert bzw. ausgewählt, dass es im oberen Bereich des Gabelträgers liegt. Als oberer Bereich wird ein Bereich angesehen, bei dem das Element so weit über dem Entfernungsmesser positioniert ist, dass der Entfernungsmesser den zweiten Abstand messen kann, auch wenn die Gabel auf dem Boden aufgesetzt ist oder nahe dem Boden ist. Vorzugsweise wird abhängig von der Position des zweiten Entfernungsmessers während der Montage das Element so angeordnet oder ausgewählt, dass die Messung des zweiten Abstands immer möglich ist und die Sicht des zweiten Entfernungsmessers auf das Element nicht blockiert ist.
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Alternativ wird der zweite Abstand zwischen dem Chassis und einer Umlenkrolle oder zwischen dem unbeweglichen Teil des Hubmasts und der Umlenkrolle durch einen zweiten Entfernungsmesser gemessen.
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Ein dritter Abstand zwischen dem ersten Entfernungsmesser und dem zweiten Entfernungsmesser ist konstruktionsbedingt und hängt davon ab, an welcher Position die Entfernungsmesser angeordnet sind. Damit ist der dritte Abstand bei der Konstruktion des Gabelstaplers oder bei der Montage der Entfernungsmesser vorgebbar und bekannt. Der Abstand der Gabel zum Boden, also die Höhe der Gabel über dem Boden, wird schließlich zumindest aus dem gemessenen ersten Abstand, dem gemessenen zweiten Abstand und dem bekannten dritten Abstand ermittelt, wie nachstehend noch näher erläutert wird. In die Berechnung des Abstands der Gabel zum Boden können geometrische Überlegungen einfließen. Abhängig vom Abstand der Gabel zum Boden wird dann ein Steuersignal ausgegeben, um den Gabelstapler und/oder den Hubmast und/oder die Gabel zu steuern. Als Resultat kann der Gabelstapler so gesteuert werden, dass die Gabel in einer Höhe gehalten wird, bei der zum einen die Gabel beim Aufnehmen des Objekts, insbesondere einer Palette, nicht mit diesem kollidiert und bei der zum anderen die Gabel nicht über den Boden schleift, wodurch dieser beschädigt werden würde, was besonders bei empfindlichen Böden (wie z. B. Messeflächen) vermieden werden soll.
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Vorzugsweise sind mehrere erste Entfernungsmesser vorgesehen, die neben zwei oder mehr Rädern des Gabelstaplers angeordnet sind und jeweils einen ersten Abstand zwischen dem Boden und dem Chassis messen. Wenn die ersten Abstände um mehr als einen vorgebbaren Schwellenwert voneinander abweichen, kann eine Schieflage des Gabelstaplers erkannt werden. In diesem Fall wird der kleinste gemessene erste Abstand bei der Bestimmung des Abstands der Gabel zum Boden verwendet.
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Es können auch mehrere zweite Entfernungsmesser vorgesehen sein. Der Abstand der Gabel zum Boden kann dann jeweils für ein Paar aus erstem Entfernungsmesser und zweitem Entfernungsmesser berechnet werden. Für jedes Paar aus erstem Entfernungsmesser und zweitem Entfernungsmesser, welches bei der Berechnung des Abstands verwendet wird, ist vorteilhaft der dritte Abstand zwischen dem erstem Entfernungsmesser und dem zweitem Entfernungsmesser dieses Paares bekannt. Alternativ können die anderen Entfernungsmesser verwendet werden, um die Messung zu plausibilisieren.
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Optional können der erste Entfernungsmesser und der zweite Entfernungsmesser innerhalb desselben Geräts oder derselben Einrichtung ausgeführt sein. Ebendann kann der dritte Abstand zu null gesetzt werden.
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Zudem können bei der Ermittlung weitere konstruktionsbedingte, und damit bekannte Abstände einfließen, welche die kinematische Kette zwischen dem Boden und der Gabel vervollständigen. Beispielsweise können konstruktionsbedingte Abstände zwischen unterschiedlichen beweglichen Teilen des Hubmasts berücksichtigt werden.
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Bei vielen üblichen Gabelstaplern kann der Hubmast in Richtung der Gabel oder entgegengesetzt dazu geneigt werden. Wenn der Hubmast geneigt wird, verändert sich dadurch die Höhe der Spitze der Gabel(-zinken) gegenüber dem Gabelträger. Gemäß einem Aspekt kann die Neigung des Hubmasts gegenüber der Vertikalen in Form eines Neigungswinkels bestimmt werden. Hierfür kann ein vierter Abstand zwischen dem Hubmast und dem Chassis in eine Richtung gemessen werden, die von der Richtung, in der der zweite Abstand zeigt, verschieden ist und die nicht senkrecht zur Ebene der Neigung steht. Der vierte Abstand kann durch zumindest einen dritten Entfernungsmesser gemessen werden, der am Hubmast entfernt von der Verbindungstelle zwischen Hubmast und Chassis angeordnet ist. Vorzugsweise ist der zumindest eine dritte Entfernungsmesser an der Oberseite des Hubmasts angeordnet, um einen möglichst großen Abstand zur Verbindungstelle zu erreichen. Aus diesem gemessenen vierten Abstand und einem Abstand zwischen der Verbindungsstelle und dem dritten Entfernungsmesser lässt sich mittels geometrischer Überlegungen der Neigungswinkel berechnen. Als Ergebnis lässt sich aus der gemessenen Höhe der Gabel (z. B. am Gabelträger) und der Neigung des Hubmasts der tatsächliche Abstand der Spitze der Gabel bzw. der Gabelzinken zum Boden berechnen, der für eine Aufnahme des Objekts bzw. der Palette besonders relevant ist, da hier die größte Kollisionsgefahr droht.
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Optional kann zumindest eine Abstandsmessung vom Gabelstapler nach vorne und/oder nach hinten und/oder zur Seite durch zumindest einen weiteren Entfernungsmesser durchgeführt werden. Aus der Abstandsmessung kann dann auf Unebenheiten des Bodens, wie z. B. Erhebungen und/oder Rampen, und/oder Hindernisse in der Umgebung geschlossen werden. Diese Abstandsmessungen und die gegebenenfalls ermittelten Unebenheiten bzw. Hindernisse können bei der Ausgabe des Steuersignals berücksichtigt werden, um den Gabelstapler und/oder den Hubmast und/oder die Gabelpräventiv zu steuern. Insbesondere bei Erhebungen bzw. Rampen kann der Abstand der Gabel zum Boden bereits rechtzeitig im Voraus verändert werden, um ein Schleifen der Gabel über die Erhebung bzw. die Rampe zu verhindern. Darüber hinaus können Hindernisse umfahren werden. Des Weiteren kann die Abstandsmessung nach vorne verwendet werden, um den Abstand zu einem Objekt, das aufgenommen werden soll, zu ermitteln. Damit können der Gabelstapler und/oder der Hubmast und/oder die Gabel rechtzeitig im Voraus derart gesteuert werden, um das Objekt aufzunehmen, ohne mit diesem zu kollidieren.
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Vorteilhafterweise sind die obengenannten Entfernungsmesser, also der zumindest eine erste Entfernungsmesser, der zumindest eine zweite Entfernungsmesser, der zumindest eine dritte Entfernungsmesser und/oder der zumindest eine weitere Entfernungsmesser, als Laserentfernungsmesser ausgebildet. Laserentfernungsmesser bieten eine präzise und stabile Entfernungsmessung zu einem festgelegten Punkt.
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Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere, wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät durchgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung des Verfahrens in einem herkömmlichen elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist es auf dem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert.
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Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät, wird das elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, den Abstand einer Gabel eines Gabelstaplers zum Boden zu bestimmen und abhängig vom Abstand der Gabel zum Boden ein Steuersignal auszugeben, um den Gabelstapler, den Hubmast und/oder die Gabel zu steuern.
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Es wird ferner ein Gabelstapler wie oben beschrieben vorgeschlagen, bei dem zumindest ein erster Entfernungsmesser am Chassis oder an einem unbeweglichen Teil des Hubmasts und zumindest ein zweiter Entfernungsmesser am Chassis oder am unbeweglichen Teil des Hubmasts angeordnet sind. Der erste Entfernungsmesser ist eingerichtet, einen ersten Abstand zum Boden zu messen, und der zweite Entfernungsmesser ist eingerichtet, einen zweiten Abstand zu einem Element, welches im oberen Bereich des Gabelträgers angeordnet ist, oder zu der Umlenkrolle zu messen. Der erste Entfernungsmesser und der zweite Entfernungsmesser sind in einem konstruktionsbedingten, bekannten dritten Abstand zueinander am Gabelstapler angeordnet. Mittels den gemessenen Abständen und dem bekannten dritten Abstand kann der Abstand der Gabel zum Boden, also die Höhe der Gabel über dem Boden, ermittelt werden. Hierfür wird insbesondere das oben beschriebene Verfahren verwendet.
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Die obengenannten Konstruktionsmerkmale und Vorteile können für den erfindungsgemäßen Gabelstapler übernommen werden, sodass insoweit auf das Vorstehende verwiesen wird.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Einfachhubmast-Gabelstaplers mit Entfernungsmessern gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
- 2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Doppelhubmast-Gabelstaplers mit Entfernungsmessern gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
- 3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Duplexhubmast-Gabelstaplers mit Entfernungsmessern gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
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Die 1 bis 3 zeigen jeweils eine schematische Seitenansicht von Gabelstaplern 1, welche eine Gabel 2 und einen Hubmast 3 (auch Hubgerüst oder Hubrahmen genannt) aufweisen. Die Gabel 2 weist zwei Gabelzinken 21 auf, mit denen die Gabel 2 ein Objekt 5 aufnimmt. Der Hubmast 3 besteht aus zumindest einem unbeweglichen Teil, das mit einem Chassis 4 des Gabelstaplers verbunden ist, und zumindest einem beweglichen Teil, welches in der Höhe verstellt werden kann. Die Gabel 2 ist an einem Gabelträger 30 (auch Hubschlitten genannt) befestigt und über den Hubmast 3 mit dem Chassis 4 des Gabelstaplers 1 verbunden. Mittels einer Hubkette 31, die über eine Umlenkrolle 32 zu einem Hubzylinder 33 geführt wird, mit dem Hubzylinder 33 verbunden ist und von diesem bewegt wird, können der Gabelträger 30 und somit auch die Gabel 2 können in ihrer Höhe H verändert werden. Die Höhe H der Gabel 2 ist der Abstand eines Gabelzinkens 21 (am tiefsten Punkt der Gabelzinke 21) zum Boden B. Außerdem kann der Hubmast 3 gegenüber dem Chassis 4 gekippt werden.
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Im Folgenden werden bei den unterschiedlichen Figuren gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet und auf eine erneute Beschreibung wird verzichtet.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform des Gabelstaplers 1 als Einfachhubmast-Gabelstapler mit einem einteiligen Hubmast 3, der als unbeweglicher Teil mit dem Chassis 4 verbunden ist und als beweglichen Teil nur den Gabelträger 30 aufweist. Der Hubzylinder 33 ist am unbeweglichen Teil des Hubmasts 3 angeordnet. Die Umlenkrolle 32 ist an einem Zylinderkolben 34 des Hubzylinders 32 angeordnet. Die Hubkette 31 ist einerseits an dem Gabelträger 30 befestigt, verläuft über die Umlenkrolle 32 und ist andererseits am Chassis 4 befestigt. Dabei weist die Hubkette 31 eine konstante Länge auf. Durch Auslenkung des Zylinderkolbens 34 aus dem Hubzylinder 33 wird die Umlenkrolle 32 bewegt und aufgrund der konstanten Länge der Hubkette 31 folglich die Höhe des Gabelträgers 30 verändert. Die Gabel 2 ist am Gabelträger 30 befestigt und bewegt sich mit dem Gabelträger 30 entlang des Hubmasts 3 mit, wodurch die Höhe H der Gabel 2 verändert wird.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Gabelstaplers 1 als Doppelhubmast-Gabelstapler mit einem zweiteiligen Doppelhubmast 3, der einen Standmast 36 und einen Fahrmast 37 aufweist. Der Standmast 36 ist als unbeweglicher Teil direkt mit dem Chassis 4 verbunden. Der Fahrmast 37 ist ein bewegliches Teil und bewegt sich entlang des Standmasts 36 und teleskopartig vertikal aus diesem heraus. Die Umlenkrolle 32 ist am oberen Ende des Fahrmasts 37 angeordnet. Der Hubzylinder 33 ist am unbeweglichen Teil des Hubmasts 3 angeordnet. Die Hubkette 31 ist einerseits an dem Gabelträger 30 befestigt, verläuft über die Umlenkrolle 32 und ist andererseits am Standmast 36 befestigt. Dabei weist die Hubkette 31 eine konstante Länge auf. Durch Auslenkung des Zylinderkolbens 34 aus dem Hubzylinder 33 wird die Umlenkrolle 32 bewegt und aufgrund der konstanten Länge der Hubkette 31 der Fahrmast 37 verfahren und folglich die Höhe des Gabelträgers 30 verändert. Der Gabelträger 30 stellt somit auch einen beweglichen Teil dar. Die Gabel 2 ist am Gabelträger 30 befestigt und bewegt sich mit dem Gabelträger 30 entlang des Hubmasts 3 mit, wodurch die Höhe H der Gabel 2 verändert wird.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform des Gabelstaplers 1 als Duplex-Gabelstapler mit einem dreiteiligen Duplexhubmast 3, der einen Standmast 36, einen mittleren Fahrmast 37 und einen inneren Fahrmast 38 aufweist. Der Standmast 36 ist als unbeweglicher Teil direkt mit dem Chassis 4 verbunden. Der mittlere Fahrmast 37 und der innere Fahrmast 38 sind bewegliche Teile. Der mittlere Fahrmast 37 bewegt sich entlang des Standmasts 36 und teleskopartig vertikal aus diesem heraus. Der innere Fahrmast 38 bewegt sich wiederum entlang des mittleren Fahrmasts 38 und teleskopartig vertikal aus diesem heraus. Die Umlenkrolle 32 ist am oberen Ende des inneren Fahrmasts 38 angeordnet. Der Hubzylinder 33 ist am mittleren Fahrmast 39 angeordnet. Die Hubkette 31 ist einerseits an dem Gabelträger 30 befestigt, verläuft über die Umlenkrolle 32 und über eine weitere Umlenkrolle 39, die im weiteren nicht näher betrachtet werden soll, und ist andererseits am Standmast 36 befestigt. Dabei weist die Hubkette 31 eine konstante Länge auf. Durch Auslenkung des Zylinderkolbens 34 aus dem Hubzylinder 33 wird die Umlenkrolle 32 bewegt und aufgrund der konstanten Länge der Hubkette 31 die Fahrmasten 37 und 38 verfahren und folglich die Höhe des Gabelträgers 30 verändert. Der Gabelträger 30 stellt somit auch einen beweglichen Teil dar. Die Gabel 2 ist am Gabelträger 30 befestigt und bewegt sich mit dem Gabelträger 30 entlang des Hubmasts 3 mit, wodurch die Höhe H der Gabel 2 verändert wird.
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In allen drei Ausführungsformen weist der Gabelstapler 1 typischerweise Räder 6, 6' auf. Dabei gibt es Varianten mit zwei Hinterrädern 6' und Varianten mit einem zentralen Hinterrad 6'. Neben jedem Rad 6, 6' ist ein erster Laserentfernungsmesser 70, 70' (hier nur zwei dargestellt) am Chassis 4 des Gabelstaplers 1 angeordnet, der jeweils einen ersten Abstand d1, d1' senkrecht zum Boden B misst. Der gemessene erste Abstand d1, d1' wird an ein elektronisches Steuergerät 8 des Gabelstaplers 1 übertragen. Die gemessenen ersten Abstände d1, d1' werden miteinander verglichen. Wenn zwei erste Abstände d1, d1' um mehr als einen Schwellenwert voneinander abweichen, wird eine Schieflage des Gabelstaplers 1 erkannt. In diesem Fall wird für das weitere Verfahren der kleineste erste Abstand d1 verwendet.
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In der ersten Ausführungsform in 1 ist ein zweiter Laserentfernungsmesser 71 am unbeweglichen Teil des Hubmasts 3 angeordnet. In der hier dargestellten Ausführungsform ist der zweite Laserentfernungsmesser 71 gegenüber der Verbindungsstelle des Hubmasts 3 zum Chassis 4 an der Außenseite des Hubmasts 3 angeordnet. Der zweite Laserentfernungsmesser 71 misst einen zweiten Abstand d2 zu einem Element 35, das im oberen Bereich an der Rückseite des Gabelträgers 30 angeordnet ist, genauer zur Unterkante des Elements 35, in einer Richtung parallel zum Hubmast 3. Das Element 35 ist entweder zu diesem Zweck am Gabelträger 30 angeordnet worden. Dabei wird das Element 35 so im oberen Bereich des Gabelträgers 30 platziert, dass der zweite Laserentfernungsmesser 71 den zweiten Abstand d2 zur Unterkante des Elements messen kann, auch wenn die Gabel 2 auf dem Boden B abgestellt ist oder nahe am Boden B ist. Oder das Element 35 ist bereits am Gabelträger 30 vorhanden (und erfüllt eine andere Funktion). Die Auswahl beschränkt sich auf Elemente 35, die im oberen Bereich des Gabelträgers 30 liegen und bei denen der zweite Laserentfernungsmesser 71 den zweiten Abstand d2 zur Unterkante des Elements messen kann, auch wenn die Gabel 2 auf dem Boden B abgestellt ist oder nahe am Boden B ist.
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Der gemessene zweite Abstand d2 wird an das elektronische Steuergerät 8 übertragen. Der senkrechte fünfte Abstand d5 zwischen der Unterkante des Elements 35 und der Unterkante der Gabelzinken 21 an der tiefsten Stelle wurde für jede Gabel 2, die verwendet werden soll, bei der Konstruktion festgelegt und ist ab dann bekannt. Der bekannte fünfte Abstand d5 wird dann im elektronischen Steuergerät 8 gespeichert.
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Der erste Laserentfernungsmesser 70 und der zweite Laserentfernungsmesser 71 sind an festen Positionen am Gabelstapler 1 angeordnet und bewegen sich relativ zueinander nicht; somit ist ein dritter Abstand d3 zwischen dem ersten Laserentfernungsmesser 70 und dem zweiten Laserentfernungsmesser 71 fest und verändert sich nicht. Der dritte Abstand d3 wurde bei der Konstruktion des Gabelstaplers 2 oder bei der Montage der Laserentfernungsmesser 70, 71 festgelegt und ist ab dann bekannt. Der bekannte dritte Abstand d3 und kinematische Größen werden dann im Vorhinein auf dem elektronischen Steuergerät 8 gespeichert.
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Die Höhe H der Gabel 2 über dem Boden B wird im ersten Ausführungsbeispiel ermittelt, indem der erste Abstand d1, der zweite Abstand d2 und der dritte Abstand d3 entlang der kinematischen Kette vom Boden B, über die Räder 6, entlang des Hubmasts 3 zum Gabelträger 30 vektoriell addiert werden und der fünfte Abstand d5 subtrahiert wird. Die Ermittlung der Höhe H wird durch das elektronische Steuergerät 8 durchgeführt. Weiter unten werden Besonderheiten bei der Ermittlung der Höhe H der Gabel 2 beschrieben.
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In der zweiten Ausführungsform in 2 ist ein zweiter Laserentfernungsmesser 71 am unbeweglichen Standmast 36 angeordnet. Der Gabelträger 30 in dieser Ausführungsform am Fahrmast 37 angeordnet. In der hier dargestellten Ausführungsform ist der zweite Laserentfernungsmesser 71 gegenüber der Verbindungsstelle zwischen den Standmast 36 und dem Chassis 4 an der Außenseite des Hubmasts 3 angeordnet. Der zweite Laserentfernungsmesser 71 misst einen zweiten Abstand d2 zum Element 35, das im oberen Bereich an der Rückseite des Gabelträgers 30, angeordnet ist, genauer zur Unterkante des Elements 35, in einer Richtung parallel zum Fahrmast 37. Das Element 35 entspricht jenem der ersten Ausführungsform in 1, auf deren vorstehende Beschreibung verwiesen wird.
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Auch in dieser Ausführungsform ist, wie oben bereits beschrieben, der dritte Abstand d3 zwischen dem ersten Laserentfernungsmesser 70 und dem zweiten Laserentfernungsmesser 71 fest und nach der Konstruktion des Gabelstaplers 2 oder bei der Montage der Laserentfernungsmesser 70, 71 bekannt. Ebenso ist der senkrechte fünfte Abstand d5 zwischen der Unterkante des Elements 35 und der Unterkante der Gabelzinken 21 am tiefsten Punkt nach der Konstruktion des Gabelstaplers 1 für die jeweilige Gabel 2 bekannt. Der bekannte dritte Abstand d3 und der bekannte fünfte Abstand d5 und kinematische Größen werden im Vorhinein auf dem elektronischen Steuergerät 8 gespeichert.
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Die Höhe H der Gabel 2 über dem Boden B wird im zweiten Ausführungsbeispiel ermittelt, indem der erste Abstand d1, der zweite Abstand d2, der dritte Abstand d3 entlang der kinematischen Kette vom Boden B, über die Räder 6, entlang des Standmasts 36 und des Fahrmasts 37 zum Gabelträger 30 vektoriell addiert werden und der fünfte Abstand d5 subtrahiert wird. Die Ermittlung der Höhe H wird durch das elektronische Steuergerät 8 durchgeführt. Weiter unten werden Besonderheiten bei der Ermittlung der Höhe H der Gabel 2 beschrieben.
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In der dritten Ausführungsform in 3 ist der zweite Laserentfernungsmesser 71 am unbeweglichen Standmast 36 angeordnet. (Um die Richtung der Messung in der schematischen Darstellung in 3 richtig darzustellen, sind der zweite Laserentfernungsmesser 71 und der vierte Laserentfernungsmesser 74 verschoben und die Verbindung zum Standmast 36 behelfsmäßig dargestellt.) Dies entspricht der Anordnung im zweiten Ausführungsbeispiel zu 2, auf deren Beschreibung verwiesen wird. Der Gabelträger 30 ist in dieser Ausführungsform am inneren Fahrmast 38 angeordnet. Der zweite Laserentfernungsmesser 71 misst ebenso einen zweiten Abstand d2 zum Element 35 an der Rückseite des Gabelträgers 30, genauer zur Unterkante des Elements 35, in einer Richtung parallel zum inneren Fahrmast 38. Das Element 35 entspricht ebenfalls jenem der zweiten Ausführungsform in 2, auf deren Beschreibung verwiesen wird. Der dritte Abstand d3 und der fünfte Abstand d5 sind ebenfalls bekannt und zusammen mit kinematischen Größen im Vorhinein auf dem elektronischen Steuergerät 8 gespeichert.
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Die Höhe H der Gabel 2 über dem Boden B wird im dritten Ausführungsbeispiel ermittelt, indem der erste Abstand d1, der zweite Abstand d2, der dritte Abstand d3 entlang der kinematischen Kette vom Boden B, über die Räder 6, entlang des Standmasts 36, des mittleren Fahrmasts 37 und des inneren Fahrmasts 38 zum Gabelträger 30 vektoriell addiert werden und der fünfte Abstand d5 subtrahiert wird. Die Ermittlung der Höhe H wird durch das elektronische Steuergerät 8 durchgeführt. Weiter unten werden Besonderheiten bei der Ermittlung der Höhe H der Gabel 2 beschrieben
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In weiteren, hier nicht gezeigten Ausführungsformen misst der zweite Laserentfernungsmesser 71 den zweiten Abstand d2 zur Umlenkrolle 32. Dadurch kann die Länge des ausgefahrenen Zylinderkolbens 34 des Hubzylinders 33 ermittelt werden. Die Höhe H der Gabel 2 wird dann aus dem ersten Abstand d1, dem zweiten Abstand d2 und einem Abstand zwischen der Umlenkrolle 32 und der Gabel 2 mittels bekannter kinematischer Größen berechnet.
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Da die Höhe H der Gabel 2 senkrecht zum Boden B steht, ist es bei der Ermittlung der Höhe H der Gabel ausreichend nur die Projektion des dritten Abstands d3 in Richtung der Höhe H zu verwenden. Die Projektion des dritten Abstands d3 in Richtung der Höhe H ist ebenfalls aus der Konstruktion des Gabelstaplers 2 oder der Montage der Laserentfernungsmesser 70, 71 im Vorhinein bekannt.
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In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind der erste Laserentfernungsmesser 70 und der zweite Laserentfernungsmesser 71 innerhalb desselben Geräts oder derselben Einrichtung ausgeführt. Dieses Gerät bzw. diese Einrichtung kann am Hubmast 3, beispielsweise gegenüber der Verbindungsstelle zwischen dem Hubmast 3 und dem Chassis 4 (also an der Position des zweiten Laserentfernungsmesser 71 in 1 bzw. 2 bzw. 3), angeordnet sein. Ebendann wird der dritte Abstand d3 zu null gesetzt.
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Zudem kann der Hubmast 3 gegenüber dem Chassis 4 durch einen hier nicht gezeigten Neigezylinder geneigt werden. Durch die Neigung des Hubmasts 3 wird auch die Gabel 2 geneigt. In den 1 bis 3 ist der in Richtung des Gabelstaplers 1 geneigte Hubmasts rein schematisch durch einen Schenkel eines Winkels dargestellt, wobei der andere Schenkel den vertikalen Hubmast 3 darstellt. Der Winkel wird als Neigungswinkel α bezeichnet und ist ein Maß für die Neigung. Der Hubmast 3 kann auch vom Chassis 4 weg geneigt werden. Ein dritter Laserentfernungsmesser 72 ist an der Oberseite des Hubmasts 3 angeordnet und misst einen vierten Abstand d4 zwischen dem Hubmast 3 und dem Chassis 4 senkrecht zur Richtung des Hubmasts 3 in der Ebene der Neigung.
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Da der zweite Laserentfernungsmesser 71 in allen gezeigten Ausführungsformen am Hubmast 3 angeordnet ist, wird bei der Neigung des Hubmasts 3, der zweite Laserentfernungsmesser 71 entsprechend mitgeneigt. Damit misst der zweite Laserentfernungsmesser 71 auch bei einem geneigten Hubmast 3 den zweiten Abstand weiterhin in einer Richtung parallel zum Hubmast 3.
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Der Neigungswinkel α wird aus dem vierten Abstand und einem aus der Konstruktion des Gabelstaplers 1 oder der Montage des dritten Laserentfernungsmessers 72 bekannten Abstand zwischen dem dritten Laserentfernungsmessers 72 und der Verbindungsstelle des Hubmasts 3 zum Chassis 4 berechnet (hier nicht gezeigt). Der Neigungswinkel α des Hubmasts 2 entspricht dem Neigungswinkel der Gabel 2. Mit dem Neigungswinkel α lässt sich die tatsächliche Höhe H der Spitze der Gabelzinken 21 der geneigten Gabel 2 - also der tatsächliche Abstand der Spitze der Gabelzinken 21 zum Boden B - aus der oben ermittelten Höhe der Gabel 2 am Gabelträger 30 ermitteln.
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Abhängig von der ermittelten Höhe H der Gabel 2 zum Boden B wird ein Steuersignal ausgegeben, um den Gabelstapler 1 und/oder den Hubmast 3 und/oder die Gabel 2 zu steuern, sodass die Gabel 2, insbesondere die Gabelzinken 21 nicht auf dem Boden B schleifen. Bei der Aufnahme von Objekten 5 auf einer Palette, wird der Gabelstapler 1 und/oder der Hubmast 3 und/oder die Gabel 2 so gesteuert, dass die Gabelzinken in die dafür vorgesehenen Aufnahmeausnehmungen am Boden der Palette einfahren und gleichzeitig die Gabel 2, insbesondere die Gabelzinken 21, nicht auf dem Boden B schleifen. Hierfür werden der Hubzylinder 33 und gegebenenfalls der Neigezylinder angesteuert. Diese Funktion kann von einem Bediener 9 des Gabelstaplers 1 ausgelöst werden.
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Des Weiteren ist ein vierter Laserentfernungsmesser 73 an der Vorderseite des Gabelstaplers 2 und ein fünfter Laserentfernungsmesser 74 an der Hinterseite des Gabelstaplers 2 angeordnet. Diese beiden Laserentfernungsmesser 73, 74 messen jeweils in ihre Richtung einen Abstand und dienen dazu Unebenheiten des Bodens B und/oder Hindernisse in der Umgebung festzustellen und/oder ein aufzunehmendes Objekt 5 zu erfassen. Es können weitere, hier nicht gezeigte Laserentfernungsmesser in andere Richtungen, z. B. zur Seite vorgesehen sein, welche ebenfalls dazu dienen Unebenheiten des Bodens B und/oder Hindernisse in der Umgebung festzustellen und/oder ein aufzunehmendes Objekt 5 zu erfassen. Die durch die vierten und fünften Laserentfernungsmesser 73, 74 gemessenen Abstände werden bei der Ausgabe des Steuersignals berücksichtigt, um den Gabelstapler und/oder den Hubmast 3 und/oder die Gabel 2 präventiv zu steuern. Zum Beispiel bei Unebenheiten des Bodens B wird der Hubmast 3 und/oder die Gabel 2 so angesteuert, dass die Höhe H der Gabel 2 im Vorhinein angepasst wird, oder der Gabelstapler 1 wird gestoppt. Hindernisse werden vom Gabelstapler 1 umfahren. Außerdem kann der Abstand zum aufzunehmenden Objekt 5 gemessen werden und im Voraus bei der Steuerung zur Aufnahme berücksichtigt werden, um das Objekt 5 aufzunehmen, ohne mit diesem zu kollidieren. Zudem wird ein entsprechender Warnhinweis an den Bediener 9 des Gabelstaplers ausgegeben werden.
