CN102259816B - 内燃叉车操作安全控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种内燃叉车操作安全控制系统。本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、安全方便的内燃叉车操作安全控制系统，旨在避免不规范操作的发生，提高车辆的安全性。解决该问题的技术方案是：内燃叉车操作安全控制系统，其特征在于：它包括控制器，以及分别与该控制器引脚电连接的换档开关、座椅压力开关、制动开关、电液换向液力变速箱、电控液压多路换向阀、发动机起动马达、报警蜂鸣器及指示模块和中位及停车制动指示模块，本发明主要适用于1-10t内燃平衡重式叉车。
Description
技术领域
本发明涉及一种叉车控制系统，特别是一种内燃叉车操作安全控制系统，主要适用于1-10t内燃平衡重式叉车。
背景技术
现有技术中在某些情况下，叉车驾驶员在操作过程中经常存在以下不规范操作，例如叉车处于起动静止状态下，同时换档开关挂在前进或后退档位上，驾驶员却因某种原因离开座椅，导致叉车处于不受控状态，容易引起事故；叉车处于起动静止状态或未起动静止状态下，同时工作装置正进行起升、倾斜等相关操作，驾驶员却因某种原因离开座椅，导致叉车处于不受控状态，容易引起事故；驾驶员未正确坐在座椅上，同时停车制动未拉上，也有可能会引发事故，造成不必要的损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种结构简单、安全方便的内燃叉车操作安全控制系统，旨在避免不规范操作的发生，提高车辆的安全性。
本发明所采用的技术方案是：内燃叉车操作安全控制系统，其特征在于：它包括控制器，以及分别与该控制器引脚电连接的换档开关、座椅压力开关、制动开关、电液换向液力变速箱、电控液压多路换向阀、发动机起动马达、报警蜂鸣器及指示模块和中位及停车制动指示模块，其中：
控制器，用于接收、处理并输出控制信号；
换档开关，用于手动调整叉车档位，并将档位信号输送至控制器；
座椅压力开关，用于感应座椅上是否有压力，并将该压力信号输送至控制器；
制动开关，用于叉车制动，并将该信号输送至控制器；
电液换向液力变速箱，用于接收控制器的控制信号，实现叉车的前进或后退；
电控液压多路换向阀，用于接收控制器的控制信号，实现叉车工作装置的锁止或正常操作；
报警蜂鸣器及指示模块，用于提醒操作者叉车处于非安全操作状态；
中位及停车制动指示模块，用于直观的告知操作者叉车制动状态及档位是否处于中位。
所述换档开关共有三个档位，分别为前进档、中位和后退档。
所述电液换向液力变速箱包括前进电磁阀和后退电磁阀，并分别通过前进控制继电器和后退控制继电器与控制器电连接。
所述电控液压多路换向阀包括优先阀Y3，该优先阀的一个出油口串接起升电磁阀D3和倾斜电磁阀D4，且该出油口连接液控单向阀Y1的进油口，Y1的出油口与电控液压多路换向阀的回油口连通，Y1的控制口连接用于控制Y1通断的电磁阀D1；起升电磁阀D3的工作油口连接液控单向阀Y2的进油口，Y2的出油口连接起升油缸，Y2的控制口连接用于控制Y2通断的电磁阀D2；所述倾斜电磁阀D4的工作油口连接倾斜油缸；所述优先阀Y3的PF口连接转向器的进油口，LS口连接转向器的控制油口。
所述报警蜂鸣器及指示模块包括分别与控制器连接的蜂鸣器和报警指示灯。
所述中位及停车制动指示模块包括分别与控制器连接的中位指示灯和制动指示灯。
本发明的有益效果是：本发明利用控制器采集档位信号、座椅压力信号和制动信号，并根据不同的情况控制车辆在保证安全的前提下，执行起动、前进、后退、制动以及工作装置动作等；车辆未起动静止状态下，换档开关未挂在中位时，单片机无起动控制信号输出，车辆无法起动；车辆起动静止状态下，驾驶员未正确地坐在座椅上，座椅压力开关无信号输入，换档开关挂在前进档或后退档时，单片机无前进或后退信号输出，车辆无法前进或后退，同时单片机有报警信号输出，控制蜂鸣器报警，报警指示灯点亮；车辆在前进或后退行驶状态下，驾驶员离开座椅(座椅压力开关无信号输入)3秒以上，单片机无工作装置动作信号输出，工作装置锁止；车辆任何状态下，当驾驶员未正确地坐在座椅上，座椅压力开关无信号输入，同时制动开关未拉上，单片机有报警信号输出，控制蜂鸣器报警，报警指示灯点亮，有效避免了驾驶员的不规范操作，实现了对驾驶员及车辆周围人员的有效保护，大大提高了车辆的安全性。
附图说明
图1是本发明的系统框图。
图2是本发明的系统原理图。
图3是本发明中控制器的原理图。
图4是本发明中电控液压多路换向阀的原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例包括控制器1，以及分别与该控制器引脚电连接的换档开关2、座椅压力开关3、制动开关4，电液换向液力变速箱5、电控液压多路换向阀6、发动机起动马达7、报警蜂鸣器及指示模块8、中位及停车制动指示模块9和钥匙开关15。
所述换档开关2共有三个档位，分别为前进档、中位和后退档，用于手动调整叉车档位，并将档位信号输送至控制器1；换档开关2挂在中位时，车辆可以起动，换档开关2挂在前进档或后退档时，车辆相应的可以前进或后退。
所述座椅压力开关3，用于感应座椅上是否有压力，并将该压力信号输送至控制器1。
所述制动开关4，用于叉车的手动制动，并将该信号输送至控制器1。
所述电液换向液力变速箱5(结构与现有技术结构相同)包括前进电磁阀5-1和后退电磁阀5-2，并分别通过前进控制继电器10和后退控制继电器11与控制器1电连接，用于接收控制器1的控制信号，实现叉车的前进或后退。
如图4所示，电控液压多路换向阀6，用于接收控制器1的控制信号，实现叉车工作装置的锁止或正常操作(包括升降、倾斜、属具等相关操作)；其具体结构与专利号为200810163411.7的发明专利(集成型内燃叉车动态信号负荷传感液压转向系统)基本相同，包括优先阀Y3、起升电磁阀D3、倾斜电磁阀D4，电控液压多路换向阀6的P口(优先阀Y3的进油口)接齿轮泵，A1口(电磁阀Y2的出油口)接起升油缸，A2、B2口(电磁阀D4的出油口)分别接倾斜油缸前后腔，LS口(即优先阀Y3的LS口)接转向器的控制油口实现转向功能，T1、T2口为回油口接油箱；区别在于在所述优先阀Y3的一个出油口(用于实现起升和倾斜的工作油口，串接有起升电磁阀D3和倾斜电磁阀D4)连接一液控单向阀Y1的进油口，Y1的出油口与电控液压多路换向阀6的回油口连通，Y1的控制口连接用于控制Y1通断的电磁阀D1；起升电磁阀D3的一个出油口(用于实现起升的工作油口)连接一液控单向阀Y2的进油口，Y2的出油口为电控液压多路换向阀6的A1口，连接起升油缸，Y2的控制口连接用于控制Y2通断的电磁阀D2。该多路换向阀具备普通内燃叉车用多路换向阀的所有功能，与普通内燃叉车用多路换向阀相比，除集成了上述安全控制功能外，还集成了动态信号优先阀Y3，可与动态信号负荷传感转向器配合实现动态信号负荷传感液压转向功能。
所述报警蜂鸣器及指示模块8包括分别与控制器1连接的蜂鸣器8-1和报警指示灯8-2，用于提醒操作者叉车处于非安全操作状态；
所述中位及停车制动指示模块9包括分别与控制器1连接的中位指示灯9-1和制动指示灯9-2，用于直观的告知操作者叉车制动状态及档位是否处于中位。
上述蜂鸣器8-1、报警指示灯8-2、中位指示灯9-1和制动指示灯9-2的一端分别与控制器1相应引脚连接，另一端均连接至蓄电池的负极；座椅压力开关3和制动开关4一端分别与控制器1相应引脚连接，另一端均连接至蓄电池的正极；换档开关2一端(包括前进档和后退档触头)与控制器1相应引脚连接，另一端连接至钥匙开关15的ACC端。其中，报警蜂鸣器8-1无需钥匙开关ACC导通(钥匙开关说明如下：关闭档，B1/B2导通；运行档：B1/B2、ACC导通；启动档：B1/B2、ACC、R2导通)，报警指示灯8-2、中位指示灯9-1、制动指示灯9-2需钥匙开关ACC导通，换档开关2挂在中位、制动开关4拉上时，中位指示灯9-1、制动指示灯9-2点亮。
如图2、图3所示，所述控制器1主要包括单片机U1(型号为PIC16F914)及其外围电路，用于接收、处理并输出控制信号。其中U1的脚31、32分别与换档开关2的前进档和后退档电连接；U1的脚36、37分别与制动开关4、座椅压力开关3电连接；U1的脚15依次通过驱动电路、前进控制继电器10与电磁阀5-1电连接，U1的脚19依次通过驱动电路、后退控制继电器11与后退电磁阀5-2电连接；U1的脚21依次通过驱动电路、多路阀控制继电器12与电控液压多路换向阀6的电磁阀D1和电磁阀D2电连接；U1的脚14依次通过驱动电路、起动控制继电器13和起动继电器14与发动机起动马达7电连接；U1的脚42、43分别通过各自的驱动电路与报警指示灯8-2和蜂鸣器8-1电连接，这两个驱动电路由蓄电池直接供电，而控制器1的其余电路及芯片则利用与该蓄电池电连接的稳压芯片U2(型号为78M05)稳压后进行供电；U1的脚41、22分别通过各自的驱动电路与中位指示灯9-1和制动指示灯9-2电连接。
为优化本发明的功能，将U1的脚35预留出来，作为高低速切换开关的信号输入脚，U1的脚20预留出来，作为高低速切换控制信号的输出脚，U1的脚39、40预留出来，作为前进一档和前进二档的指示信号输出脚，U1的脚2、3预留出来，作为后退一档和后退二档的指示信号输出脚。
上述控制器1中各芯片及外围电路在将钥匙插入钥匙开关15后、车辆未起动之前均通过蓄电池直接或间接供电，处于工作或准备工作状态。
以下分三种控制状态来描述本实施例的工作原理：
1、车辆前进后退控制
a.车辆未起动静止状态下，若要起动车辆，须利用钥匙开关15导通B1/B2、ACC、R2，此时若换档开关2未挂在中位，U1的14脚无起动信号输出(控制发动机起动马达7)，起动控制继电器13和起动继电器14均处于断开状态，车辆无法起动；当换档开关2挂在中位时，U1的14脚有起动信号输出，起动控制继电器13和起动继电器14接通，车辆可以起动。
b.车辆起动静止状态下，钥匙开关的B1/B2、ACC导通，驾驶员未正确地坐在座椅上，座椅压力开关3无信号输入，换档开关2挂在前进档或后退档时，U1的脚15、19无相应的信号输出，前进控制继电器10和后退控制继电器11处于断开状态，车辆无法前进或后退，同时U1的脚42、43有报警信号输出，经驱动电路放大后控制蜂鸣器8-1报警，报警指示灯8-2点亮，提醒驾驶员车辆正处于不规范操作状态，换档开关2挂至中位后退出报警状态；驾驶员正确地坐在座椅上，座椅压力开关3有信号输入，换档开关2挂在前进档或后退档时，U1的脚15或19有相应的信号输出，前进控制继电器10或后退控制继电器11接通，从而接通前进电磁阀5-1或后退电磁阀5-2，车辆可以前进后退行驶。驾驶员离开座椅(座椅压力开关3无信号输入)3秒以上，控制状态与驾驶员未正确地坐在座椅上相同。
c.车辆在前进或后退行驶状态下，驾驶员离开座椅(座椅压力开关3无信号输入)3秒以上，U1的脚15、19无相应的信号输出，前进控制继电器10或后退控制继电器11由接通状态变为断开状态，前进电磁阀5-1或后退电磁阀5-2断开，车辆前进后退动力切断，U1的脚42、43有报警信号输出，控制蜂鸣器8-1报警，报警指示灯8-2点亮，提醒驾驶员车辆正处于不规范操作状态；当换档开关2挂回至中位，退出报警状态；驾驶员再坐下，换档开关2挂至前进或后退档，车辆前进后退动力恢复。
2、叉车工作装置控制
a.车辆起动静止状态和未起动静止状态下(未起动静止状态时，需钥匙开关ACC导通)，当驾驶员未正确地坐在座椅上，座椅压力开关3无信号输入，U1的脚21无信号输出，多路阀控制继电器12断开，同时电磁阀D1和D2均处于断电状态，此时液控单向阀Y1接通油路(Y1的进油口和出油口连通)，工作装置工作油路卸压，工作装置无法进行起升、倾斜、属具等相关操作，液控单向阀Y2切断油路(Y2的进油口和出油口断开连接)，工作装置无法进行下降操作；驾驶员正确坐在座椅上，座椅压力开关3有信号输入，U1的脚21有信号输出，多路阀控制继电器12接通，同时电磁阀D1和D2均处于通电状态，此时液控单向阀Y1切断油路(Y1的进油口和出油口断开连接)，工作装置工作油路建立压力，工作装置可进行起升、倾斜、属具等相关操作，液控单向阀Y2接通相应油路，工作装置可进行下降操作。驾驶员离开座椅(座椅压力开关3无信号输入)3秒以上，控制状态与驾驶员未正确地坐在座椅上相同。
b.车辆在前进或后退行驶状态下，驾驶员离开座椅(座椅压力开关3无信号输入)3秒以上，U1的脚21无信号输出，工作装置锁止；当驾驶员再坐下，座椅压力开关3有信号输入，U1的脚21有信号输出，工作装置可正常操作。
3、叉车停车制动控制
车辆任何状态下，当驾驶员未正确地坐在座椅上，座椅压力开关3无信号输入，同时制动开关4未拉上，U1的脚42、43有报警信号输出，控制蜂鸣器8-1报警，报警指示灯8-2点亮，提醒驾驶员车辆正处于不规范操作状态，拉上制动开关4或者驾驶员正确地坐在座椅上可退出报警状态。驾驶员离开座椅(座椅压力开关3无信号输入)3秒以上，控制状态与驾驶员未正确地坐在座椅上相同。
Claims (6)
1.一种内燃叉车操作安全控制系统，其特征在于：它包括控制器（1），以及分别与该控制器引脚电连接的换档开关（2）、座椅压力开关（3）、制动开关（4）、电液换向液力变速箱（5）、电控液压多路换向阀（6）、发动机起动马达（7）、报警蜂鸣器及指示模块（8）和中位及停车制动指示模块（9），其中：
控制器（1），用于接收、处理并输出控制信号；
换档开关（2），用于手动调整叉车档位，并将档位信号输送至控制器（1）；
座椅压力开关（3），用于感应座椅上是否有压力，并将该压力信号输送至控制器（1）；
制动开关（4），用于叉车制动，并将该叉车制动信号输送至控制器（1）；
电液换向液力变速箱（5），用于接收控制器（1）的控制信号，实现叉车的前进或后退；
电控液压多路换向阀（6），用于接收控制器（1）的控制信号，实现叉车工作装置的锁止或正常操作；
报警蜂鸣器及指示模块（8），用于提醒操作者叉车处于非安全操作状态；
中位及停车制动指示模块（9），用于直观的告知操作者叉车制动状态及档位是否处于中位。
2.根据权利要求1所述的内燃叉车操作安全控制系统，其特征在于：所述换档开关（2）共有三个档位，分别为前进档、中位和后退档。
3.根据权利要求1所述的内燃叉车操作安全控制系统，其特征在于：所述电液换向液力变速箱（5）包括前进电磁阀（5-1）和后退电磁阀（5-2），并分别通过前进控制继电器（10）和后退控制继电器（11）与控制器（1）电连接。
4.根据权利要求1所述的内燃叉车操作安全控制系统，其特征在于：所述电控液压多路换向阀（6）包括优先阀Y3，该优先阀的一个出油口串接起升电磁阀D3和倾斜电磁阀D4，且该出油口连接液控单向阀Y1的进油口，Y1的出油口与电控液压多路换向阀（6）的回油口连通，Y1的控制口连接用于控制Y1通断的电磁阀D1；起升电磁阀D3的工作油口连接液控单向阀Y2的进油口，Y2的出油口连接起升油缸，Y2的控制口连接用于控制Y2通断的电磁阀D2；所述倾斜电磁阀D4的工作油口连接倾斜油缸；所述优先阀Y3的PF口连接转向器的进油口，LS口连接转向器的控制油口。
5.根据权利要求1所述的内燃叉车操作安全控制系统，其特征在于：所述报警蜂鸣器及指示模块（8）包括分别与控制器（1）连接的蜂鸣器（8-1）和报警指示灯（8-2）。
6.根据权利要求1所述的内燃叉车操作安全控制系统，其特征在于：所述中位及停车制动指示模块（9）包括分别与控制器（1）连接的中位指示灯（9-1）和制动指示灯（9-2）。
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