CN104817044A - 大吨位电动叉车门架起升驱动功率控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大吨位电动叉车门架起升驱动功率控制系统。包括第一、第二泵电机控制器及第一、第二微动开关，第一微动开关的输出端分别与第一、第二泵电机控制器连接，第二微动开关的第一输出端通过第一延时继电器、第一控制继电器与第一泵电机控制器相连，第二微动开关的第二输出端通过第二延时继电器、第二控制继电器与第二泵电机控制器相连，第一、第二泵电机控制器分别通过第一、第二泵电机、第一、第二油泵与多路阀相连，多路阀与起升油缸相连。由上述技术方案可知，本发明通过两个泵电机控制器来控制泵电机，并通过微动开关及延时电路组合的电路设计来实现系统驱动功率逐级增大的分段起升动作，使门架起升速度由小到大的平稳提升。

Description

大吨位电动叉车门架起升驱动功率控制系统

技术领域

本发明涉及叉车领域，具体涉及一种大吨位电动叉车门架起升驱动功率控制系统。

背景技术

目前，国内1-3.5吨较小吨位电动叉车的门架起升普遍采用以下两种控制方式：第一种是整车上电且起升控制开关接通后，通过接触器或控制器给泵电机加全压以实现门架起升动作。这种控制方式使车辆的制造成本降低，但由于开关接通后电机即全速运行使系统比较耗电，而且噪音比较大。第二种是使用控制器控制，通过传感器调节加在单个泵电机的电压，以实现门架高速起升动作。这种控制方式比较节能且能够较精确的定位，但成本较高。在4吨以上较大吨位的电动叉车的门架起升设计中，第一种控制方案的能耗大、噪音大的劣势比较突出，不宜选用；又由于适用于较大吨位的集成传感器机械式多路阀成本较高，适配的传感器配件成本更高，故在4吨以上较大吨位的电动叉车的起升动作控制中也不宜选取第二种方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大吨位电动叉车门架起升驱动功率控制系统，该控制系统可实现门架起升驱动功率的分段控制，使门架的起升速度由小到大的平稳提升。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括第一、第二泵电机控制器及设置在多路阀起升阀杆上的第一、第二微动开关，第一微动开关的输出端分别与第一、第二泵电机控制器连接，第二微动开关的第一输出端通过第一延时继电器、第一控制继电器与第一泵电机控制器相连，所述第二微动开关的第二输出端通过第二延时继电器、第二控制继电器与第二泵电机控制器相连，所述的第一、第二泵电机控制器的输出端分别与第一、第二泵电机相连，第一、第二泵电机的输出端分别与第一、第二油泵相连，第一、第二油泵的输出端与多路阀相连，多路阀的输出端与起升油缸相连，所述的第一、第二泵电机控制器由蓄电池供电。

所述蓄电池的正负极之间串联有紧急断电开关、第二保险丝和钥匙开关，钥匙开关的输出端与蓄电池的负极之间并联有第一泵电机控制器、第二泵电机控制器、直流电源转换器和组合仪表，组合仪表中集成有欠压继电器。

所述紧急断电开关的输出端通过第一保险丝与起升接触器的触点输入端连接，起升接触器的触点输出端分别与第一泵电机控制器的电源接线端子BP1、第二泵电机控制器的电源接线端子BP2连接。

所述的第一泵电机控制器的芯片U1的控制端口NMC1、PMC1之间串接起升接触器的线圈，组合仪表的芯片U3的控制端口NMC2、PMC2之间串接欠压继电器的线圈，欠压继电器的常闭触点输入端并联在第一泵电机控制器的芯片U1的控制端口公共电源CCM1及第二泵电机控制器的芯片U2的控制端口公共电源CCM2上，欠压继电器的常闭触点输出端同时连接第一微动开关的输入端、第一控制继电器及第二控制继电器的触点输入端，第一微动开关的触点输出端同时连接第一泵电机控制器的芯片U1的第一起升速度驱动端口DIG1及第二泵电机控制器的芯片U2中的第三起升速度驱动端口DIG3，第一控制继电器的触点输出端连接第一泵电机控制器的芯片U1的第二起升速度驱动端口DIG2，第二控制继电器的触点输出端连接第二泵电机控制器的芯片U2的第四起升速度驱动端口DIG4。

第二微动开关的输入端与直流电源转换器相连，第二微动开关的输出端同时连接第一、第二延时继电器的线圈正电源端及第一、第二延时继电器的触点输入端，第一延时继电器的触点输出端与第一控制继电器的线圈正电源端串联，第二延时继电器的触点输出端与第二控制继电器的线圈正电源端串联，第一延时继电器、第二延时继电器、第一控制继电器、第二控制继电器的线圈负电源端连接蓄电池的负极。

第一泵电机控制器的功率单元接线端子U1、V1、W1分别与第一泵电机的励磁引出线连接；第二泵电机控制器的功率单元接线端子U2、V2、W2分别与第二泵电机的励磁引出线连接。

所述的第一、第二微动开关为常开式开关。

由上述技术方案可知，本发明通过并联的第一、第二泵电机控制器来控制第一、第二泵电机，联合驱动叉车门架起升，并通过微动开关及延时电路组合的电路设计来实现系统驱动功率逐级增大的分段起升动作，根据多路阀操纵阀杆提升的位置变化，系统驱动功率逐级增大，配合流入起升油缸的实际流量的逐渐增多，使门架起升速度由小到大的平稳提升。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示的一种大吨位电动叉车门架起升驱动功率控制系统，包括第一、第二泵电机控制器2-1、2-2及设置在多路阀14起升阀杆上的第一、第二微动开关9-1、9-2，第一微动开关9-1的输出端分别与第一、第二泵电机控制器2-1、2-2连接，第二微动开关9-2的第一输出端通过第一延时继电器11-1、第一控制继电器12-1与第一泵电机控制器2-1相连，第二微动开关9-2的第二输出端通过第二延时继电器11-2、第二控制继电器12-2与第二泵电机控制器2-2相连，第一、第二泵电机控制器2-1、2-2的输出端分别与第一、第二泵电机3-1、3-2相连，第一、第二泵电机3-1、3-2的输出端分别与第一、第二油泵4-1、4-2相连，第一、第二油泵4-1、4-2的输出端与多路阀14相连，多路阀14的输出端与起升油缸15相连，第一、第二泵电机控制器2-1、2-2由蓄电池1供电。第一、第二油泵4-1、4-2产生的高压油同时注入多路阀14，经多路阀14合流后进入起升油缸15，起升油缸15运行驱动叉车门架的起升。

第一、第二微动开关9-1、9-2为常开式开关。在起升信号未到来前，第一、第二微动开关9-1、9-2是断开的。

如图2所示，蓄电池1的正负极之间串联有紧急断电开关6、第二保险丝7-2和钥匙开关8，钥匙开关8的输出端与蓄电池1的负极之间并联有第一泵电机控制器2-1、第二泵电机控制器2-2、直流电源转换器5和组合仪表16，组合仪表16中集成有欠压继电器13。

紧急断电开关6的输出端通过第一保险丝7-1与起升接触器10的触点输入端连接，起升接触器10的触点输出端分别与第一泵电机控制器2-1的电源接线端子BP1、第二泵电机控制器2-2的电源接线端子BP2连接。

第一泵电机控制器2-1的芯片U1的控制端口NMC1、PMC1之间串接起升接触器10的线圈，组合仪表16的芯片U3的控制端口NMC2、PMC2之间串接欠压继电器13的线圈，欠压继电器13的常闭触点输入端并联在第一泵电机控制器2-1的芯片U1的控制端口公共电源CCM1及第二泵电机控制器2-2的芯片U2的控制端口公共电源CCM2上，欠压继电器13的常闭触点输出端同时连接第一微动开关9-1的输入端、第一控制继电器12-1及第二控制继电器12-2的触点输入端，第一微动开关9-1的触点输出端同时连接第一泵电机控制器2-1的芯片U1的第一起升速度驱动端口DIG1及第二泵电机控制器2-2的芯片U2中的第三起升速度驱动端口DIG3，第一控制继电器12-1的触点输出端连接第一泵电机控制器2-1的芯片U1的第二起升速度驱动端口DIG2，第二控制继电器12-2的触点输出端连接第二泵电机控制器2-2的芯片U2的第四起升速度驱动端口DIG4。即多路阀14的起升阀杆上连接有第一、第二微动开关9-1、9-2，第一微动开关9-1的电源分别与第一泵电机控制器2-1的第一起升速度驱动端口DIG1及第二泵电机控制器2-2的第三起升速度驱动端口DIG3相连，控制系统给门架的第一段驱动功率；第二微动开关9-2的第一输出端与第一延时继电器11-1连接，经第一控制继电器12-1将第二段起升动作指令信号输入第一泵电机控制器2-1的第二起升速度驱动端口DIG2，控制系统给门架的第二段驱动功率；第二微动开关9-2的第二输出端与第二延时继电器11-2连接，经第二控制继电器12-2将第三段起升动作指令信号输入第二泵电机控制器2-2的第四起升速度驱动端口DIG4，控制系统给门架的第三段驱动功率。

第二微动开关9-2的输入端与直流电源转换器5相连，第二微动开关9-2的输出端同时连接第一、第二延时继电器11-1、11-2的线圈正电源端及第一、第二延时继电器11-1、11-2的触点输入端，第一延时继电器11-1的触点输出端与第一控制继电器12-1的线圈正电源端串联，第二延时继电器11-2的触点输出端与第二控制继电器12-2的线圈正电源端串联，第一延时继电器11-1、第二延时继电器11-2、第一控制继电器12-1、第二控制继电器12-2的线圈负电源端连接蓄电池1的负极。

第一泵电机控制器2-1的功率单元接线端子U1、V1、W1分别与第一泵电机3-1的励磁引出线连接；第二泵电机控制器2-2的功率单元接线端子U2、V2、W2分别与第二泵电机3-2的励磁引出线连接。

本发明的工作原理如下：

蓄电池作为电源，当紧急断电开关和钥匙开关接通后，经第二保险丝使第一泵电机控制器的芯片U1、第二泵电机控制器的芯片U2、直流电源转换器和组合仪表的芯片U3上电，第一泵电机控制器的控制端口CCM1及第二泵电机控制器的控制端口CCM2得电，起升接触器的线圈得电，继而起升接触器的触点吸合，则蓄电池的电源经紧急断电开关、第一保险丝、起升接触器接至第一泵电机控制器和第二泵电机控制器的功率接线端子BP1、BP2上，直流电源转换器将蓄电池的电源转换成+12V电源。

当轻拉多路阀的起升阀杆时，阀杆向上运动，多路阀的阀口随起升阀杆的拉动缓慢开启，液压油注入，安装在起升阀杆上的第一微动开关受起升阀杆第一凸台挤压后闭合，触发第一段起升信号，第一段起升信号经欠压继电器的常闭触点将第一泵电机控制器的CCM1端口的电源输入到第一泵电机控制器的第一起升速度驱动端口DIG1，同时将第二泵电机控制器的CCM2端口电源输入到第二泵电机控制器的第三起升速度驱动端口DIG3上，第一泵电机控制器和第二泵电机控制器根据DIG1、DIG3端口的速度运行指令调节加在第一泵电机和第二泵电机上的电压，使两个泵电机输出一定的转速和扭矩，带动第一油泵和第二油泵运转，经过合流后使门架以第一段驱动功率运行，在这个过程中，两个泵电机的输出功率不变，系统的驱动功率恒定，随着多路阀阀口的逐渐增大，注入起升油缸的实际流量逐渐增多，使门架起升速度渐大；继续拉动起升阀杆，直至第二微动开关受起升阀杆第二凸台挤压后闭合，使与第二微动开关连接的第一延时继电器和第二延时继电器的线圈得电，使线圈产生压差，第一延时继电器的触点经第一延时时间后闭合接通第一控制继电器的线圈，继而第一控制继电器的常开触点闭合，经欠压继电器的常闭触点，使第二段起升信号输入第一泵电机控制器的第二起升速度驱动端口DIG2，驱动第一泵电机全速旋转带动第一油泵运行，此时第一泵电机的输出功率由第一段功率增加到此门架运行工况下电机的最大功率，而第二泵电机在第二泵电机控制器的第一起升速度驱动端口DIG3的控制下保持原有的第一段控制速度运行，其输出功率维持第一段输出功率不变，系统的驱动功率由于第一泵电机输出功率的增加而增大到第二个恒定值，第一油泵和第二油泵泵出的液压油合流后以第二段恒定功率驱动门架运行，随着多路阀阀口的逐渐增大，注入起升油缸的实际流量逐渐增多，使门架起升提速加快，速度渐大；随着时间的推移，第二延时继电器的触点经第二延时时间后闭合接通第二控制继电器线的正电源，继而第二控制继电器的常开触点闭合，经欠压继电器的常闭触点，使第三段起升动作信号输入第二泵控制器的第四起升速度驱动端口DIG4，驱动第二泵电机全速旋转带动第二油泵运转，此时第二泵电机的输出功率由第一段功率增加到此门架运行工况下电机的最大功率，第一泵电机在第一泵电机控制器的第二起升速度驱动端口DIG2的控制下维持此门架运行工况下的最大输出功率不变，系统的驱动功率由于第二泵电机输出功率的增加而上升至第三段恒定功率且功率达到最大值，随着多路阀阀口逐渐增至最大，注入起升油缸的实际流量也逐渐增至最大，使门架起升提速更快，速度逐渐达到最大，即门架达到全速运行。

当系统欠压时，集成在组合仪表中的欠压继电器的线圈得电，使欠压继电器的线圈产生压差，继而欠压继电器的常开触点断开，使第一泵电机控制器的DIG1端口信号、第一泵电机控制器的DIG2端口信号、第二泵电机控制器的DIG3端口信号、第二泵电机控制器的DIG4端口信号被切断，门架不能起升。第一、第二泵电机控制器与组合仪表相连，以显示故障。

本发明的有益效果在于：

    1）通过机械式多路阀阀口在不同开度位置时两个微动开关按照预设的时间分别接通第一、第二泵电机控制器的驱动信号，使门架在从静止到全速起升的过程中，两个泵电机输出功率耦合后按三个恒定的驱动功率驱动门架运行，系统驱动功率逐级增大，第一段起升驱动功率控制使门架低速平稳起升，系统噪音低、能耗小，实现货叉轻松定位的要求；第二段起升驱动功率控制增大了门架起升的输入功率，提高了门架起升加速率，提高了系统的工作效率；第三段起升驱动功率控制使第一、第二泵电机均以最大速度运行，随着多路阀阀口的逐渐增大至阀口完全开放，门架达到了最大的起升速度。操作者从轻拉起升阀杆至将起升阀杆拉到最大开度的过程中，门架从静止向全速运行，运行状态稳定、可靠、节能、低噪。

2）系统以两个常用的微动开关通过电路设计配合多路阀阀口开度的流量调节，代替了起升调速传感器的控制方法，达到了门架平稳起升的目的，摆脱了高质量的集成起升调速传感器的多路阀的高价位采购成本的束缚，有效地降低了整车的成本，同时不再产生适配传感器配件的较高采购成本。

3）由于起升信号均采用开关信号，泵电机控制器仅需选用数字输出信号端口类型，不依赖带模拟信号输入端口类型的控制器，成品控制器的选择范围更广，成本更低。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种大吨位电动叉车门架起升驱动功率控制系统，其特征在于：包括第一、第二泵电机控制器（2-1、2-2）及设置在多路阀（14）起升阀杆上的第一、第二微动开关（9-1、9-2），第一微动开关（9-1）的输出端分别与第一、第二泵电机控制器（2-1、2-2）连接，第二微动开关（9-2）的第一输出端通过第一延时继电器（11-1）、第一控制继电器（12-1）与第一泵电机控制器（2-1）相连，所述第二微动开关（9-2）的第二输出端通过第二延时继电器（11-2）、第二控制继电器（12-2）与第二泵电机控制器（2-2）相连，所述的第一、第二泵电机控制器（2-1、2-2）的输出端分别与第一、第二泵电机（3-1、3-2）相连，第一、第二泵电机（3-1、3-2）的输出端分别与第一、第二油泵（4-1、4-2）相连，第一、第二油泵（4-1、4-2）的输出端与多路阀（14）相连，多路阀（14）的输出端与起升油缸（15）相连，所述的第一、第二泵电机控制器（2-1、2-2）由蓄电池（1）供电。

2.根据权利要求1所述的大吨位电动叉车门架起升驱动功率控制系统，其特征在于：所述蓄电池（1）的正负极之间串联有紧急断电开关（6）、第二保险丝（7-2）和钥匙开关（8），钥匙开关（8）的输出端与蓄电池（1）的负极之间并联有第一泵电机控制器（2-1）、第二泵电机控制器（2-2）、直流电源转换器（5）和组合仪表（16），组合仪表（16）中集成有欠压继电器（13）。

3.根据权利要求2所述的大吨位电动叉车门架起升驱动功率控制系统，其特征在于：所述紧急断电开关（6）的输出端通过第一保险丝（7-1）与起升接触器（10）的触点输入端连接，起升接触器（10）的触点输出端分别与第一泵电机控制器（2-1）的电源接线端子BP1、第二泵电机控制器（2-2）的电源接线端子BP2连接。

4.根据权利要求3所述的大吨位电动叉车门架起升驱动功率控制系统，其特征在于：所述的第一泵电机控制器（2-1）的芯片U1的控制端口NMC1、PMC1之间串接起升接触器（10）的线圈，组合仪表（16）的芯片U3的控制端口NMC2、PMC2之间串接欠压继电器（13）的线圈，欠压继电器（13）的常闭触点输入端并联在第一泵电机控制器（2-1）的芯片U1的控制端口公共电源CCM1及第二泵电机控制器（2-2）的芯片U2的控制端口公共电源CCM2上，欠压继电器（13）的常闭触点输出端同时连接第一微动开关（9-1）的输入端、第一控制继电器（12-1）及第二控制继电器（12-2）的触点输入端，第一微动开关（9-1）的触点输出端同时连接第一泵电机控制器（2-1）的芯片U1的第一起升速度驱动端口DIG1及第二泵电机控制器（2-2）的芯片U2中的第三起升速度驱动端口DIG3，第一控制继电器（12-1）的触点输出端连接第一泵电机控制器（2-1）的芯片U1的第二起升速度驱动端口DIG2，第二控制继电器（12-2）的触点输出端连接第二泵电机控制器（2-2）的芯片U2的第四起升速度驱动端口DIG4。

5.根据权利要求2所述的大吨位电动叉车门架起升驱动功率控制系统，其特征在于：第二微动开关（9-2）的输入端与直流电源转换器（5）相连，第二微动开关（9-2）的输出端同时连接第一、第二延时继电器（11-1、11-2）的线圈正电源端及第一、第二延时继电器（11-1、11-2）的触点输入端，第一延时继电器（11-1）的触点输出端与第一控制继电器（12-1）的线圈正电源端串联，第二延时继电器（11-2）的触点输出端与第二控制继电器（12-2）的线圈正电源端串联，第一延时继电器（11-1）、第二延时继电器（11-2）、第一控制继电器（12-1）、第二控制继电器（12-2）的线圈负电源端连接蓄电池（1）的负极。

6.根据权利要求1所述的大吨位电动叉车门架起升驱动功率控制系统，其特征在于：第一泵电机控制器（2-1）的功率单元接线端子U1、V1、W1分别与第一泵电机（3-1）的励磁引出线连接；第二泵电机控制器（2-2）的功率单元接线端子U2、V2、W2分别与第二泵电机（3-2）的励磁引出线连接。

7.根据权利要求1所述的大吨位电动叉车门架起升驱动功率控制系统，其特征在于：所述的第一、第二微动开关（9-1、9-2）为常开式开关。