CN113213381A - 一种电动叉车货叉能效在线监测系统 - Google Patents

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陆军伟
蒋瑜
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杭杰
余杰
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Abstract

本发明涉及一种电动叉车货叉能效在线监测系统，该系统包括：货叉对外做功/势能检测组件(1)：用于检测货叉起升过程中的对外做功大小或货叉下降过程中的势能大小；货叉能量消耗/回收检测组件(2)：用于检测货叉起升过程中的消耗能量或货叉下降过程中的回收能量；能效处理组件(3)：通信连接货叉对外做功/势能检测组件(1)以及货叉能量消耗/回收检测组件(2)，所述的能效处理组件(3)用于分别计算处理得到货叉起升过程以及货叉下降过程的能效。与现有技术相比，本发明能实现能效有效监控，直观反映节能效果。

Description

一种电动叉车货叉能效在线监测系统
技术领域
本发明涉及叉车监测技术领域，尤其是涉及一种电动叉车货叉能效在线监测系统。
背景技术
电动叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆。电动叉车有丰富的可回收势能，势能回收技术能有效提高叉车能效水平，是重要的节能技术手段。目前还未见叉车货叉系统能效的在线监测装置。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电动叉车货叉能效在线监测系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种电动叉车货叉能效在线监测系统，该系统包括：
货叉对外做功/势能检测组件：用于检测货叉起升过程中的对外做功大小或货叉下降过程中的势能大小；
货叉能量消耗/回收检测组件：用于检测货叉起升过程中的消耗能量或货叉下降过程中的回收能量；
能效处理组件：通信连接货叉对外做功/势能检测组件以及货叉能量消耗/回收检测组件，所述的能效处理组件用于分别计算处理得到货叉起升过程以及货叉下降过程的能效。
优选地，所述的货叉对外做功/势能检测组件包括：
位移传感器：用于检测货叉起升或下降位移；
压力传感器：用于监测货叉起升或下降过程中液压柱塞缸的压力；
第一处理器：用于在货叉起升过程中将货叉起升位移、液压柱塞缸的压力以及液压柱塞缸柱塞有效面积相乘得到货叉起升过程中的对外做功大小，还用于在货叉下降过程中将货叉下降位移、液压柱塞缸的压力以及液压柱塞缸柱塞有效面积相乘得到货叉下降过程中的势能大小。
优选地，所述的位移传感器设置在货叉门架底部，并对准基准平面设置。
优选地，所述的位移传感器包括激光测距传感器。
优选地，所述的货叉能量消耗/回收检测组件包括：
电压传感器：用于在货叉起升过程以及下降过程中采样货叉电池组的电压；
电流传感器：用于在货叉起升过程以及下降过程中采样货叉电机的电流；
第二处理器：用于在货叉起升过程以及下降过程中分别对采样的电压和电流进行积分处理得到起升过程中的消耗能量以及下降过程中的回收能量。
优选地，所述的能效处理组件包括主处理器，所述的主处理器用于将货叉起升过程中的对外做功大小与货叉起升过程中的消耗能量相除得到起升能效，所述的处理器还用于将货叉下降过程中的势能大小与货叉下降过程中的回收能量相除得到下降能效。
优选地，该系统还包括用于监控能效的监控单元，所述的监控单元连接能效处理组件。
优选地，所述的监控单元包括如下至少一种或多种组合：用于实时显示能效大小的显示器、用于远程监控能效变化的终端设备。
优选地，所述的终端设备包括PC机、手持移动设备。
优选地，所述的监控模块通过有线网络/无线通信模块连接能效处理组件。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明可在线对货叉系统的起升和下降过程能效进行监测，方便测量电动叉车起升效能和能量回收效率；
(2)本发明设置监控单元能对电动叉车货叉能效进行有效监控，包括现场监控以及远程监控。
附图说明
图1为本发明一种电动叉车货叉能效在线监测系统的结构框图；
图2为本发明一种电动叉车货叉能效在线监测系统中位移传感器和压力传感器的布置示意图。
图中，1为货叉对外做功/势能检测组件，11为位移传感器，12为压力传感器，13为第一处理器，2为货叉能量消耗/回收检测组件，21为电压传感器，22为电流传感器，23为第二处理器，3为能效处理组件，4为监控单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
实施例
如图1所示，本实施例提供一种电动叉车货叉能效在线监测系统，该系统包括：
一、货叉对外做功/势能检测组件1：用于检测货叉起升过程中的对外做功大小或货叉下降过程中的势能大小；
货叉对外做功/势能检测组件1包括：
位移传感器11：用于检测货叉起升或下降位移；
压力传感器12：用于监测货叉起升或下降过程中液压柱塞缸的压力；
第一处理器13：用于在货叉起升过程中将货叉起升位移、液压柱塞缸的压力以及液压柱塞缸柱塞有效面积相乘得到货叉起升过程中的对外做功大小，还用于在货叉下降过程中将货叉下降位移、液压柱塞缸的压力以及液压柱塞缸柱塞有效面积相乘得到货叉下降过程中的势能大小。
其中，如图2所示，位移传感器11设置在货叉门架底部，并对准基准平面设置，位移传感器11包括激光测距传感器，压力传感器12设置在升降液压柱塞缸上。
二、货叉能量消耗/回收检测组件2：用于检测货叉起升过程中的消耗能量或货叉下降过程中的回收能量；
货叉能量消耗/回收检测组件2包括：
电压传感器21：用于在货叉起升过程以及下降过程中采样货叉电池组的电压；
电流传感器22：用于在货叉起升过程以及下降过程中采样货叉电机的电流；
第二处理器23：用于在货叉起升过程以及下降过程中分别对采样的电压和电流进行积分处理得到起升过程中的消耗能量以及下降过程中的回收能量。
三、能效处理组件3：通信连接货叉对外做功/势能检测组件1以及货叉能量消耗/回收检测组件2，能效处理组件3用于分别计算处理得到货叉起升过程以及货叉下降过程的能效。能效处理组件3包括主处理器，主处理器用于将货叉起升过程中的对外做功大小与货叉起升过程中的消耗能量相除得到起升能效，处理器还用于将货叉下降过程中的势能大小与货叉下降过程中的回收能量相除得到下降能效。
其中，第一处理器13、第二处理器23和主处理器均为具有数据处理功能的微处理器，如单片机、DSP等。此外，也可将第一处理器13、第二处理器23进行数据处理的功能集成在主处理器上，即只需设置一个主处理器，主处理器同时进行货叉起升过程中的对外做功大小或货叉下降过程中的势能大小的计算、货叉起升过程中的消耗能量或货叉下降过程中的回收能量的计算以及货叉起升过程和下降过程中能效的计算。
四、监控单元4：用于监控能效；
监控单元4连接能效处理组件3，监控单元4包括如下至少一种或多种组合：用于实时显示能效大小的显示器、用于远程监控能效变化的终端设备。终端设备包括PC机、手持移动设备，监控模块通过有线网络/无线通信模块连接能效处理组件3。
如下具体叙述采用上述电动叉车货叉能效在线监测系统进行能效监测的具体方式。
起升过程：
压力传感器12测得的压力数据为PS帕，激光测距传感器初始位置记录位移数据为XS1米，起升结束位置记录位移数据为XS2米，起升过程电压数据为Ui(i＝1，2，3，······，n)，相对应电流数据为Ii(i＝1，2，3，······，n)，n为采样总时刻。
进而，起升重量N＝PS·S，S为液压柱塞缸柱塞有效面积；
货叉起升过程中的对外做功大小为WS＝N·(XS2-XS1)；
货叉起升过程中的消耗能量
Figure BDA0003082733800000041
Δt为电压、电流采样周期；
升能效ηS＝WS/ES。
下降过程：
压力传感器12测得的压力数据为PJ帕，激光测距传感器初始位置记录位移数据为XJ1米，起升结束位置记录位移数据为XJ2米，起升过程电压数据为Uj(j＝1，2，3，······，n)，相对应电流数据为Ij(j＝1，2，3，······，n)，n为采样总时刻。
进而，下降重量M＝PJ·S，S为液压柱塞缸柱塞有效面积；
货叉下降过程中的势能大小为ES＝M·(XJ1-XJ2)；
货叉下降过程中的回收能量
Figure BDA0003082733800000051
Δt为电压、电流采样周期；
升能效ηJ＝ES/EJ。
上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。

Claims (10)

1.一种电动叉车货叉能效在线监测系统，其特征在于，该系统包括：
货叉对外做功/势能检测组件(1)：用于检测货叉起升过程中的对外做功大小或货叉下降过程中的势能大小；
货叉能量消耗/回收检测组件(2)：用于检测货叉起升过程中的消耗能量或货叉下降过程中的回收能量；
能效处理组件(3)：通信连接货叉对外做功/势能检测组件(1)以及货叉能量消耗/回收检测组件(2)，所述的能效处理组件(3)用于分别计算处理得到货叉起升过程以及货叉下降过程的能效。
2.根据权利要求1所述的一种电动叉车货叉能效在线监测系统，其特征在于，所述的货叉对外做功/势能检测组件(1)包括：
位移传感器(11)：用于检测货叉起升或下降位移；
压力传感器(12)：用于监测货叉起升或下降过程中液压柱塞缸的压力；
第一处理器(13)：用于在货叉起升过程中将货叉起升位移、液压柱塞缸的压力以及液压柱塞缸柱塞有效面积相乘得到货叉起升过程中的对外做功大小，还用于在货叉下降过程中将货叉下降位移、液压柱塞缸的压力以及液压柱塞缸柱塞有效面积相乘得到货叉下降过程中的势能大小。
3.根据权利要求2所述的一种电动叉车货叉能效在线监测系统，其特征在于，所述的位移传感器(11)设置在货叉门架底部，并对准基准平面设置。
4.根据权利要求2所述的一种电动叉车货叉能效在线监测系统，其特征在于，所述的位移传感器(11)包括激光测距传感器。
5.根据权利要求1所述的一种电动叉车货叉能效在线监测系统，其特征在于，所述的货叉能量消耗/回收检测组件(2)包括：
电压传感器(21)：用于在货叉起升过程以及下降过程中采样货叉电池组的电压；
电流传感器(22)：用于在货叉起升过程以及下降过程中采样货叉电机的电流；
第二处理器(23)：用于在货叉起升过程以及下降过程中分别对采样的电压和电流进行积分处理得到起升过程中的消耗能量以及下降过程中的回收能量。
6.根据权利要求1所述的一种电动叉车货叉能效在线监测系统，其特征在于，所述的能效处理组件(3)包括主处理器，所述的主处理器用于将货叉起升过程中的对外做功大小与货叉起升过程中的消耗能量相除得到起升能效，所述的处理器还用于将货叉下降过程中的势能大小与货叉下降过程中的回收能量相除得到下降能效。
7.根据权利要求1所述的一种电动叉车货叉能效在线监测系统，其特征在于，该系统还包括用于监控能效的监控单元(4)，所述的监控单元(4)连接能效处理组件(3)。
8.根据权利要求7所述的一种电动叉车货叉能效在线监测系统，其特征在于，所述的监控单元(4)包括如下至少一种或多种组合：用于实时显示能效大小的显示器、用于远程监控能效变化的终端设备。
9.根据权利要求8所述的一种电动叉车货叉能效在线监测系统，其特征在于，所述的终端设备包括PC机、手持移动设备。
10.根据权利要求7所述的一种电动叉车货叉能效在线监测系统，其特征在于，所述的监控模块通过有线网络/无线通信模块连接能效处理组件(3)。
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