基于云端模型的叉车提升重量估测系统及方法技术方案

本发明专利技术揭示了一种基于云端模型的叉车提升重量估测系统及方法，所述估测系统包括至少一叉车本体、与各叉车本体配合使用的智能终端，各智能终端连接对应的叉车本体；所述估测系统还包括重量计算模块，所述重量计算模块分别连接各智能终端，或者各智能终端分别设有重量计算模块；所述叉车本体包括电机控制器，用以控制叉车本体的设定电机动作，所述叉车本体为电动叉车；所述智能终端包括提升电流获取模块，用以获取电机控制器的提升电流信息，并将其发送至重量计算模块；所述重量计算模块用以根据所述提升电流获取模块获取的提升电流信息获取叉车提升货物的重量。本发明专利技术可提高叉车的工作稳定性，且计算结果稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】
基于云端模型的叉车提升重量估测系统及方法
本专利技术属于电动叉车
，涉及一种电动叉车，尤其涉及一种基于云端模型的叉车提升重量估测系统。
技术介绍
常规电动叉车在设计之初，均在铭牌上标注了车辆的荷载吨数，告知工作人员车辆的最大提升重量。而在实际的使用过程中，驾驶员无法直接的观测到提升货物的重量，往往使得叉车处于超载的高负荷状态，使得车辆处于难以控制的不稳定状态，发生机损或货损事故，轻则叉车报废，重则人员伤亡。请参阅图1，现有的感应方式是通过对车身现有的整体结构进行改造，在外部接入重量传感器/压力变送器，通过车身自带的电压给传感器供电。另外将传感器的数据输出口与智能终端的AD采样口相互连接。整车上电时，通过车身电池管理模块分别给智能终端和传感器供电，智能终端上电后，通过其内部的电源管理模块给控制器和AD转换模块供电，随后控制器开启AD采样功能，等待信号输入并采集。传感器上电后，将所获得的压力信号转换成相应的电压信号，向智能终端不停的输入，智能终端对传感器输出的信号源源不断的进行采集，并在内部的控制器中进行比例换算成重量，最终在终端自带的显示器上进行显示。由此可见，目前在叉车的实际运用中，往往通过加装重量传感器或油压变送器的方式来对货物进行重量监测，这两种方式需要对现有的叉车系统进行改装，破坏车身现有的稳定结构，容易造成叉车工作不稳定。其次，因为需要后装相应的传感器，加大了车辆的改造成本，引入新的传感器意味着会引入了新的故障风险点，这会加大叉车的后期维护与修理。另外，因叉车的工作环境特殊，工作过程的颠簸抖动会影响到传感器的正常工作，使得传感器反映出的重量值与实际值有较大偏差，造成操作员的误判，影响操作员的工作效率。有鉴于此，如今迫切需要设计一种叉车提升重量获取方式，以便克服现有获取方式存在的上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于云端模型的叉车提升重量估测系统，可提高叉车的工作稳定性，且计算结果稳定可靠。此外，本专利技术还提供一种基于云端模型的叉车提升重量估测方法，可提高叉车的工作稳定性，且计算结果稳定可靠。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种基于云端模型的叉车提升重量估测系统，所述估测系统包括：至少一叉车本体、与各叉车本体配合使用的智能终端、云端服务器；所述云端服务器分别连接各智能终端，各智能终端连接对应的叉车本体；所述叉车本体包括车身电源模块、车身电源管理模块、电机控制器，所述电机控制器用以控制叉车本体的设定电机动作，所述叉车本体为电动叉车，设定电机为叉车提升臂驱动电机；所述车身电源模块分别连接车身电源管理模块、智能终端、电机控制器，车身电源管理模块分别连接电机控制器、智能终端；所述车身电源管理模块与电机控制器、智能终端之间设有钥匙开关；所述智能终端包括控制器、无线通讯模块、CAN通讯模块、提升电流获取模块、终端电源管路模块；所述控制器分别连接无线通讯模块、CAN通讯模块、提升电流获取模块；所述终端电源管路模块分别连接控制器、无线通讯模块、CAN通讯模块，所述智能终端通过无线通讯模块连接云端服务器；所述CAN通讯模块连接电机控制器；所述提升电流获取模块通过CAN通讯模块获取电机控制器的提升电流值；所述电机控制器上电后开始工作，叉车在提升货物的最初时候，电机控制器内的提升电流会有一段明显的上升过程，经历过一段时间后，提升电流将处于一个稳定值，在卸下货物后，提升电流会有一段明显的下降过程；不同的货物重量对应的稳定提升电流也各不相同，但提升电流与货物的重量大小两者呈线性关系；电机控制器通过高效稳定可靠的CAN通讯网络将提升电流不间断的传输给智能终端；所述智能终端上电后，其内部的终端电源管理模块分别给CAN通讯模块、控制器以及无线通讯模块供电，确保其工作正常；CAN通讯模块上电后，开始与电机控制器进行相应的数据交换，获取到电机控制器的提升电流值，并将该电流值传递给控制器，为控制器的预处理计算提供源源不断的提升电流值；所述控制器在接收到CAN通讯模块传递过来的提升电流值后，开始进行数据计算，在控制器内部，将起升电流刚开始的上升值与最后时的下降值过滤，只保留中间的一段稳定值，并以极小的时间间隔将该稳定的起升电流值分解为若干段，并计算出起升电流在稳定段内的平均值，将该平均值通过无线通讯模块输出至云端服务器；所述云端服务器包括重量计算模块、数据分析模块；所述重量计算模块通过已重构完毕的云端车辆模型，利用接收到无线通讯模块传递的起升电流值作为输入量计算货物重量，将对应的起升电流值带入到重量计算经验库进行计算，通过专家经验库推导出最符合当时工况的货物重量值；并将该值输出到数据分析模块中做进一步的分析校验；根据专家经验库计算的方法包括：因叉车工况的特殊性，同一车辆在不同条件下搬运同一重量所产生的起升电流是不一样的，专家经验库通过不同的参数信息识别，各叉车在搬运货物时所对应的起升电流与提升重量的对应关系；通过最小二乘法对专家经验库内的起升电流与提升重量进行回归预测与分析，并生成一条提升重量与起升电流之间误差最小的函数模式公式，将无线通讯模块传世的起升电流带入到该函数模型公式，得到相应的提升重量，新的一组起升电流与提升重量之间的关系，又将作为专家经验库的一个学习样本，继续完善模型公式；所述云端车辆模型是指在虚拟的云端服务器上，通过事先在云端服务器上录入车辆在不同工况下的叉车的关键运行数据，通过深度学习中的卷积神经网络算法，对关键的运行数据不断的修正与完善，拟合出一条符合车辆运行状况的最佳模型公式，随着数据量越多，算法的数据来源越丰富，深度学习的程度越集中，所拟合出的模型公式越符合真实情况；所述数据分析模块对所述重量计算模块计算所得到的重量值进行进一步的比对和校验，判断该重量值的可靠性以及正确性，若数据有误，则告知重量计算模块重新计算重量，直至数据无误；确认无误后，通过网络协议发送至智能终端，智能终端的控制器将接收的重量值显示在相应的屏幕上。一种基于云端模型的叉车提升重量估测系统，所述估测系统包括：至少一叉车本体、与各叉车本体配合使用的智能终端，各智能终端连接对应的叉车本体；所述估测系统还包括重量计算模块，所述重量计算模块分别连接各智能终端，或者各智能终端分别设有重量计算模块；所述叉车本体包括电机控制器，用以控制叉车本体的设定电机动作；所述智能终端包括提升电流获取模块，用以获取电机控制器的提升电流信息，并将其发送至重量计算模块；所述电机控制器指控制与叉车提升工作相关电机的电机控制器；所述重量计算模块用以根据所述提升电流获取模块获取的提升电流信息获取叉车提升货物的重量。作为本专利技术的一种优选方案，所述估测系统还包括比对数据库，比对数据库中存储有电机控制器的提升电流信息与叉车提升货物重量的对应数据表；所述重量计算模块根据上述比对数据库，从比对数据库中找到与获取的提升电流信息最相似的数据，并查询到对应的叉车提升货物重量。作为本专利技术的一种优选方案，所述提升电流获取模块截取所述提升电流获取模块获取的提升电流信息的设定至少一点或/和设定至少一段，计算其对应的特征值；各个特征值对应设定的提升货物重量。作为本专利技术的一种优选方案，所述智能终端还包括控制器，所述控制器连接提升电流获取模块；所述控制器在接收到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于云端模型的叉车提升重量估测系统，其特征在于，所述估测系统包括：至少一叉车本体、与各叉车本体配合使用的智能终端、云端服务器；所述云端服务器分别连接各智能终端，各智能终端连接对应的叉车本体；所述叉车本体包括车身电源模块、车身电源管理模块、电机控制器，所述电机控制器用以控制叉车本体的设定电机，所述叉车本体为电动叉车，设定电机为叉车提升臂驱动电机；所述车身电源模块分别连接车身电源管理模块、智能终端、电机控制器，车身电源管理模块分别连接电机控制器、智能终端；所述车身电源管理模块与电机控制器、智能终端之间设有钥匙开关；所述智能终端包括控制器、无线通讯模块、CAN通讯模块、提升电流获取模块、终端电源管路模块；所述控制器分别连接无线通讯模块、CAN通讯模块、提升电流获取模块；所述终端电源管路模块分别连接控制器、无线通讯模块、CAN通讯模块，所述智能终端通过无线通讯模块连接云端服务器；所述CAN通讯模块连接电机控制器；所述提升电流获取模块通过CAN通讯模块获取电机控制器的提升电流值；所述电机控制器上电后开始工作，叉车在提升货物的最初时候，电机控制器内的提升电流会有一段明显的上升过程，经历过一段时间后，提升电流将处于一个稳定值，在卸下货物后，提升电流会有一段明显的下降过程；不同的货物重量对应的稳定提升电流也各不相同，但提升电流与货物的重量大小两者呈线性关系；电机控制器通过高效稳定可靠的CAN通讯网络将提升电流不间断的传输给智能终端；所述智能终端上电后，其内部的终端电源管理模块分别给CAN通讯模块、控制器以及无线通讯模块供电，确保其工作正常；CAN通讯模块上电后，开始与电机控制器进行相应的数据交换，获取到电机控制器的提升电流值，并将该电流值传递给控制器，为控制器的预处理计算提供源源不断的提升电流值；所述控制器在接收到CAN通讯模块传递过来的提升电流值后，开始进行数据计算，在控制器内部，将起升电流刚开始的上升值与最后时的下降值过滤，只保留中间的一段稳定值，并以极小的时间间隔将该稳定的起升电流值分解为若干段，并计算出起升电流在稳定段内的平均值，将该平均值通过无线通讯模块输出至云端服务器；所述云端服务器包括重量计算模块、数据分析模块；所述重量计算模块通过已重构完毕的云端车辆模型，利用接收到无线通讯模块传递的起升电流值作为输入量计算货物重量，将对应的起升电流值带入到重量计算经验库进行计算，通过专家经验库推导出最符合当时工况的货物重量值；并将该值输出到数据分析模块中做进一步的分析校验；根据专家经验库计算的方法包括：因叉车工况的特殊性，同一车辆在不同条件下搬运同一重量所产生的起升电流是不一样的，专家经验库通过不同的参数信息识别，各叉车在搬运货物时所对应的起升电流与提升重量的对应关系；通过最小二乘法对专家经验库内的起升电流与提升重量进行回归预测与分析，并生成一条提升重量与起升电流之间误差最小的函数模式公式，将无线通讯模块传世的起升电流带入到该函数模型公式，得到相应的提升重量，新的一组起升电流与提升重量之间的关系，又将作为专家经验库的一个学习样本，继续完善模型公式；所述云端车辆模型是指在虚拟的云端服务器上，通过事先在云端服务器上录入车辆在不同工况下的叉车的关键运行数据，通过深度学习中的卷积神经网络算法，对关键的运行数据不断的修正与完善，拟合出一条符合车辆运行状况的最佳模型公式，随着数据量越多，算法的数据来源越丰富，深度学习的程度越集中，所拟合出的模型公式越符合真实情况；所述数据分析模块对所述重量计算模块计算所得到的重量值进行进一步的比对和校验，判断该重量值的可靠性以及正确性，若数据有误，则告知重量计算模块重新计算重量，直至数据无误；确认无误后，通过网络协议发送至智能终端，智能终端的控制器将接收的重量值显示在相应的屏幕上。...

【技术特征摘要】
1.一种基于云端模型的叉车提升重量估测系统，其特征在于，所述估测系统包括：至少一叉车本体、与各叉车本体配合使用的智能终端、云端服务器；所述云端服务器分别连接各智能终端，各智能终端连接对应的叉车本体；所述叉车本体包括车身电源模块、车身电源管理模块、电机控制器，所述电机控制器用以控制叉车本体的设定电机，所述叉车本体为电动叉车，设定电机为叉车提升臂驱动电机；所述车身电源模块分别连接车身电源管理模块、智能终端、电机控制器，车身电源管理模块分别连接电机控制器、智能终端；所述车身电源管理模块与电机控制器、智能终端之间设有钥匙开关；所述智能终端包括控制器、无线通讯模块、CAN通讯模块、提升电流获取模块、终端电源管路模块；所述控制器分别连接无线通讯模块、CAN通讯模块、提升电流获取模块；所述终端电源管路模块分别连接控制器、无线通讯模块、CAN通讯模块，所述智能终端通过无线通讯模块连接云端服务器；所述CAN通讯模块连接电机控制器；所述提升电流获取模块通过CAN通讯模块获取电机控制器的提升电流值；所述电机控制器上电后开始工作，叉车在提升货物的最初时候，电机控制器内的提升电流会有一段明显的上升过程，经历过一段时间后，提升电流将处于一个稳定值，在卸下货物后，提升电流会有一段明显的下降过程；不同的货物重量对应的稳定提升电流也各不相同，但提升电流与货物的重量大小两者呈线性关系；电机控制器通过高效稳定可靠的CAN通讯网络将提升电流不间断的传输给智能终端；所述智能终端上电后，其内部的终端电源管理模块分别给CAN通讯模块、控制器以及无线通讯模块供电，确保其工作正常；CAN通讯模块上电后，开始与电机控制器进行相应的数据交换，获取到电机控制器的提升电流值，并将该电流值传递给控制器，为控制器的预处理计算提供源源不断的提升电流值；所述控制器在接收到CAN通讯模块传递过来的提升电流值后，开始进行数据计算，在控制器内部，将起升电流刚开始的上升值与最后时的下降值过滤，只保留中间的一段稳定值，并以极小的时间间隔将该稳定的起升电流值分解为若干段，并计算出起升电流在稳定段内的平均值，将该平均值通过无线通讯模块输出至云端服务器；所述云端服务器包括重量计算模块、数据分析模块；所述重量计算模块通过已重构完毕的云端车辆模型，利用接收到无线通讯模块传递的起升电流值作为输入量计算货物重量，将对应的起升电流值带入到重量计算经验库进行计算，通过专家经验库推导出最符合当时工况的货物重量值；并将该值输出到数据分析模块中做进一步的分析校验；根据专家经验库计算的方法包括：因叉车工况的特殊性，同一车辆在不同条件下搬运同一重量所产生的起升电流是不一样的，专家经验库通过不同的参数信息识别，各叉车在搬运货物时所对应的起升电流与提升重量的对应关系；通过最小二乘法对专家经验库内的起升电流与提升重量进行回归预测与分析，并生成一条提升重量与起升电流之间误差最小的函数模式公式，将无线通讯模块传世的起升电流带入到该函数模型公式，得到相应的提升重量，新的一组起升电流与提升重量之间的关系，又将作为专家经验库的一个学习样本，继续完善模型公式；所述云端车辆模型是指在虚拟的云端服务器上，通过事先在云端服务器上录入车辆在不同工况下的叉车的关键运行数据，通过深度学习中的卷积神经网络算法，对关键的运行数据不断的修正与完善，拟合出一条符合车辆运行状况的最佳模型公式，随着数据量越多，算法的数据来源越丰富，深度学习的程度越集中，所拟合出的模型公式越符合真实情况；所述数据分析模块对所述重量计算模块计算所得到的重量值进行进一步的比对和校验，判断该重量值的可靠性以及正确性，若数据有误，则告知重量计算模块重新计算重量，直至数据无误；确认无误后，通过网络协议发送至智能终端，智能终端的控制器将接收的重量值显示在相应的屏幕上。2.一种基于云端模型的叉车提升重量估测系统，其特征在于，所述估测系统包括：至少一叉车本体、与各叉车本体配合使用的智能终端，各智能终端连接对应的叉车本体；所述估测系统还包括重量计算模块，所述重量计算模块分别连接各智能终端，或者各智能终端分别设有重量计算模块；所述叉车本体包括电机控制器，用以控制叉车本体的设定电机动作；所述智能终端包括提升电流获取模块，用以获取电机控制器的提升电流信息，并将其发送至重量计算模块；所述电机控制器指控制与叉车提升工作相关电机的电机控制器；所述重量计算模块用以根据所述提升电流获取模块获取的提升电流信息获取叉车提升货物的重量。3.根据权利要求2所述的基于云端模型的叉车提升重量估测系统，其特征在于：所述估测系统还包括比对数据库，比对数据库中存储有电机控制器的提升电流信息与叉车提升货物重量的对应数据表；所述重量计算模块根据上述比对数据库，从比对数据库中找到与获取的提升电流信息最相似的数据，并查询到对应的叉车提升货物重量。4.根据权利要求2或3所述的基于云端模型的叉车提升重量估测系统，其特征在于：所述提升电流获取模块截取所述提升电流获取模块获取的提升电流信息的设定至少一点或/和设定至少一段，计算其对应的特征值；各个特征值对应设定的提升货物重量。5.根据权利要求2所述的基于云端模型的叉车提升重量估测系统，其特征在于：所述智能终端还包括控制器，所述控制器连接提升电流获取模...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志龙，
申请(专利权)人：郑州嘉晨电器有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41