CN114803953A - 一种电动叉车安全控制方法以及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动叉车安全控制方法，包括以下步骤：S1、整车上电，并判断门架起升高度是否超过安全高度，若没有超过安全高度，执行S2，否则执行S3；S2、前倾或后倾开关若打开，则检测门架前倾或后倾的角度是否超过安全角度，若未超过安全角度，维持正常倾斜速度，否则降低倾斜速度；S3、降低叉车行驶速度和门架起升速度，并检测压力传感器是否打开，若压力传感器未打开则执行S4，若压力传感器打开则执行S5；S4、未打开状态，则降低门架倾斜速度；S5、若门架处于后倾状态，则降低门架后倾速度；若门架处于前倾状态，则降低门架前倾速度并限制门架前倾角度，本申请具有调速和调平的功能，提高了叉车的安全性能，降低了叉车的操作难度。

Description

一种电动叉车安全控制方法以及控制系统
技术领域
本发明涉及叉车技术领域，具体是一种电动叉车安全控制方法以及控制系统。
背景技术
目前国内外的叉车数量和种类越来越多，客户对叉车的安全要求也越来越高，尤其为欧美市场的客户对整车的安全操控性和智能安全操作方面的功能要求的越来越高。
针对叉车堆垛货物时，需要通过工作人员进行门架的前后倾动作和货叉找水平等动作来完成货物的堆垛，然后现有的电动叉车在前后倾斜时，门架系统没有末端减速缓冲的功能，尤其在前倾时货物容易掉落，对操作的安全性没有更好的保护
现有叉车货叉需要人为的通过多次调整操纵阀杆来实现货叉的水平位置，因此货叉不便插入货物托盘，因此增加了工作人员取货时的困难。
当叉车进行满载高位堆垛时，现有的叉车没有整车行驶限速和门架倾角的的限制功能，对于操作不熟练的使用者容易将货物倾翻或发生危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动叉车安全控制方法以及控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电动叉车安全控制方法，包括以下步骤：
S1、整车上电，并判断门架起升高度是否超过安全高度，若没有超过安全高度，执行S2，若超过安全高度，执行S3；
S2、检测前倾或后倾开关是否打开，若打开，则检测门架前倾或后倾的角度是否超过安全角度，若未超过安全角度，维持正常倾斜速度，若超过倾斜角度，则降低倾斜速度；
S3、降低叉车行驶速度和门架起升速度，并检测压力传感器是否打开，若压力传感器未打开则执行S4，若压力传感器打开则执行S5；
S4、压力传感器处于未打开状态，则降低门架倾斜速度；
S5、检测倾斜开关状态，若门架处于后倾状态，则降低门架后倾速度；若门架处于前倾状态，则降低门架前倾速度并限制门架前倾角度。
作为本发明进一步的方案：所述S1中的安全高度为2.5m，所述S2中安全角度为4°。
作为本发明进一步的方案：所述正常倾斜速度时泵电机的转速为1000r，所述S2中门架倾斜时泵电机的转速为500r，所述S3中叉车行驶速度为不大于5km/h，泵电机的转速为500r，所述S4中泵电机的转速为500r，所述S5中泵电机的转速为300r。
作为本发明进一步的方案：所述门架前倾或后倾时检测货叉自动找平开关是否闭合，若货叉自动找平开关闭环则进行货叉找平，所述货叉自动找平包括以下步骤：
L1、检测门架倾斜方向，若门架处于后倾状态，则执行L2，若门架处于前倾状态，则执行L3；
L2、门架前倾开关闭合，门架开始向前倾斜，并通过位移传感器实时检测门架位置，直到门架处于竖直状态；
L3、门架后倾开关闭合，门架开始向后倾斜，并通过位移传感器实时检测门架位置，直到门架处于竖直状态。
作为本发明进一步的方案：所述位移传感器的输出电压为6.8V时，门架处于竖直状态，位移传感器的输出电压为6.8-9.2V时，门架处于后倾状态，位移传感器的输出电压为3.8-6.8V时，门架处于前倾状态。
作为本发明进一步的方案：所述L2中泵电机的转速的300r，所述L3中泵电机的转速为500r。
作为本发明进一步的方案：所述L2、L3中，当门架处于竖直状态时，泵电机停止工作，并且倾斜锁止阀打开，将门架锁定在竖直状态。
一种电动叉车安全控制系统，包括蓄电池1，所述蓄电池1连接有行走控制器4、泵控制器3，所述行走控制器4、泵控制器3信号连通，所述泵控制器3连接有泵电机5，所述泵控制器3连接有自动找平开关30、起升开关32、起升高度开关36、压力开关37、倾斜位移传感器38，所述行走控制器4连接有行走电机6，所述行走控制器4连接有前倾开关42、后倾开关43。
作为本发明进一步的方案：所述蓄电池1通过第三电阻14、主接触器15与所述行走控制器4、泵控制器3连通，所述蓄电池1通过并联的第一电阻11、第二电阻12连接通DC-DC转换器2，所述第二电阻12与所述DC-DC转换器12之间连接有钥匙开关13。
作为本发明进一步的方案：所述泵控制器3连接有串联布置的倾斜切断继电器34、倾斜切断阀35，所述泵控制器3连接有起升调速传感器39，所述行走控制器离连接有主接触器线圈44，所述泵控制4连接有门架自动采样开关41。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本申请能够在低位堆垛过程中，能够爱前后倾斜的过程中进行缓冲，同时当货叉处于高位时，可以限制车速，保证叉车使用过程中的安全性；
2、本申请当门架处于在高位时，且压力开关也闭合了，此时后倾不限制角度，但是前倾会限制角度，可以有效的避免前倾角度过大，货物从货叉掉掉落的情况发生；
3、本申请具有自动调平功能，在使用的过程中可以对货叉进行自动调平，降低了调平的难度，提高了工作的效率；
4、本申请对整车行驶速度和门架倾斜速度均可以调整，根据不同的工况可以设定不同的行驶速度和倾斜速度，可以有效的避免不熟练而导致的货物倾翻的情况的发生，提高了叉车的安全性能。
附图说明
图1、图2为本实施例叉车安全控制逻辑示意图；
图3、图4为本实施例门架调平逻辑示意图；
图5为本实施例控制系统结构示意图。
图中：
1-蓄电池、11-第一电阻、12-第二电阻、13-钥匙开关、14-第三电阻、15-主接触器触点；
2-DC-DC转换器；
3-泵控制器、30-自动找平开关、31-信号开关、32-起升开关、33-继电器电磁阀、34-倾斜切断继电器、35-倾斜切断阀、36-起升高度开关、37-压力开关、38-倾斜位移传感器、39-起升调速传感器；
4-行走控制器、41-门架自动采样开关、42-前倾开关、43-后倾开关、44-主接触器线圈；
5-泵电机、6-行走电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明实施例中，一种电动叉车安全控制方法，包括以下步骤：
S1、整车上电，并判断门架起升高度是否超过安全高度，若没有超过安全高度，执行S2，若超过安全高度，执行S3，其中，安全高度为2.5m；
S2、检测前倾或后倾开关是否打开，若打开，则检测门架前倾或后倾的角度是否超过安全角度，若未超过安全角度，维持正常倾斜速度，正常倾斜速度时泵电机的转速为1000r，若超过倾斜角度，则降低倾斜速度，倾斜速度为正常倾斜速度的一半，即泵电机的转速为500r，其中，安全角度为4°；
S3、降低叉车行驶速度和门架起升速度，通过行走控制器控制行走电机的转速来降低叉车的行走速度，叉车行驶速度为不大于5km/h，通过泵控制器和起升开关、调速传感器控制泵电机的转速，此时起升速度减半，即泵电机的转速为500r；
并检测压力传感器是否打开，若压力传感器未打开则执行S4，若压力传感器打开则执行S5；
S4、压力传感器处于未打开状态，则降低门架倾斜速度，泵电机的转速为500r；
S5、检测倾斜开关状态，若门架处于后倾状态，则降低门架后倾速度，并且后倾的过程中不会限制后倾的角度，泵电机的转速为500r；若门架处于前倾状态，前倾的过程中需要控制倾斜角度，并且降低倾斜速度，前倾过程中泵电机的转速为300r，当位移传感器的实时输出电压小于最大倾斜状态时的位移传感器的输出电压1V时，此时泵电机停止工作，停止前倾，同时倾斜锁止阀得电，切断前倾液压回路，如需回位，则正常后倾即可。
在本实施例中，通过位移传感器的输出电压来反应门架的倾斜状态，位移传感器的输出电压为6.8V时，门架处于竖直状态，位移传感器的输出电压为6.8-9.2V时，门架处于后倾状态，位移传感器的输出电压为3.8-6.8V时，门架处于前倾状态，门架前倾或后倾时检测货叉自动找平开关是否闭合，若货叉自动找平开关闭环则进行货叉找平，货叉自动找平包括以下步骤：
L1、检测门架倾斜方向，若门架处于后倾状态，则执行L2，若门架处于前倾状态，则执行L3；
L2、门架前倾开关闭合，门架开始向前倾斜，泵电机的转速的300r，并通过位移传感器实时检测门架位置，直到门架处于竖直状态；
L3、门架后倾开关闭合，门架开始向后倾斜，泵电机的转速为500r，并通过位移传感器实时检测门架位置，直到门架处于竖直状态。
L2、L3中，当门架处于竖直状态时，泵电机停止工作，并且倾斜锁止阀打开，将门架锁定在竖直状态。
在本实施例中，当叉车处于低位空满载时，此时货叉起升高度小于2.5m，当后倾或前倾开关闭合时且自动找平开关不闭合，且此时不处于末端缓冲区域(前倾快到头时，有一段距离开始缓冲，后倾快到头时，有一段距离开始缓冲，前倾到最大是3.8V，后倾到最大是9.2V，中间6.8V，电压值是通过门架采样开关进行采样)，前倾速度由参数设定“TILT UPFIX.SPEED(泵电机1000r)”或后倾斜速度由参数设定“TILT DOWN FIX.SPEED(泵电机1000r)，到达末端时(门架前后倾斜角度大于4°时)，此时的前后倾斜速度降为500r，在本实施例中，前后倾最大倾斜角度为8°。
当叉车处于高位时，此时货叉起升高度不小于2.5m，整车行走速度自动降速为5KM,起升泵电机转速自动降为一半1500r。
当叉车处于高位时，此时货叉起升高度不小于2.5m，并且叉车处于堆垛工况时，当起升2.5米高度开关闭合，说明此时货叉处在高位，此时如果负载开关(压力开关)是断开的，则前倾，后倾的速度降至500r。压力开关处于闭合状态时，此时后倾不限制角度，但是前倾会限制角度，前倾最大角度为：“门架垂直”状态时位于传感器输出电压减去1V，在本实施例中，门架垂直时的电压是6.8V,那么当前倾时倾斜自动找平电位器的电压减小到5.8V时，此时泵电机停止工作且倾斜锁止阀得电工作；同样，不论是开机前还是开机后，只要控制器检测到前倾开关、负载开关、起升高度开关均闭合，且倾斜找平电位器的输出电压小于或等于采样的“门架垂直”设定的电压值减去1V，此时门架不能再前倾。
当前倾开关和自动找平开关同时闭合，如果控制器测到位移传感器的输出电压大于采样的“门架垂直”设定的电压值，说明此时门架处于后倾位置，此时电机转速降至300r，由参数“BAL TILT DWN SPD”设定，随着门架往前倾，当控制器检测到位移传感器的输出电压等于采样的“门架垂直”设定的电压值，此时电机停止工作且倾斜锁止阀得电并工作，防止其它动作(比如转向)导致门架继续前倾；不论是开机前还是开机后，只要软件检测到前倾开关和自动找平开关闭合，且倾斜找平电位器的输出电压小于或等于采样的“门架垂直”设定的电压值，此时门架不能再前倾。
当后倾开关和自动找平开关同时闭合，如果控制器检测到位移传感器的输出电压小于采样的“门架垂直”设定的电压值，说明此时门架处于前倾位置，此时电机转速降至500r，由参数“BAL TILT UP SPD”设定，随着门架往后倾，当软件检测到后倾斜找平电位器的输出电压等于采样的“门架垂直”设定的电压值，此时电机停止工作且倾斜锁止阀得电并工作，防止其它动作(比如转向)导致门架继续后倾。不论是开机前还是开机后，只要软件检测到后倾开关和自动找平开关闭合，且倾斜找平电位器的输出电压大于或等于采样的“门架垂直”设定的电压值，此时门架不能再后倾。
一种电动叉车安全控制系统，包括蓄电池1，蓄电池1通过第三电阻14、主接触器15与行走控制器4、泵控制器3连通，行走控制器4、泵控制器3信号连通，泵控制器3连接有泵电机5，泵控制器3连接有自动找平开关30、起升开关32、起升高度开关36、压力开关37、倾斜位移传感器38，泵控制器3连接有串联布置的倾斜切断继电器33和34、倾斜切断阀35，泵控制器3连接有起升调速传感器39，行走控制器4连接有行走电机6，行走控制器4连接有前倾开关42、后倾开关43，行走控制器离连接有主接触器线圈44，泵控制4连接有门架自动采样开关41。
蓄电池1通过并联的第一电阻11、第二电阻12连接通DC-DC转换器2，第二电阻12与DC-DC转换器12之间连接有钥匙开关13。
自动找平的工作原理：整车钥匙开关13上电后，控制器3和4通过故障自检，自检结束无故障后主接触器15闭合，首先我们对门架进行位移传感器38的电位器采样，手动闭合门架自动采样开关41进行位移传感器38的采样，门架处于水平位置时位移传感器38的采样电压为6.8V，前倾至最大位置时位移传感器38的采样电压为3.8V，后倾至最大位置时位移传感器38的采样电压为9.2V，2s后控制器根据泵控制器2A10引脚的输入的电压值进行自动保存，以上采样电压值为本发明样机的真实值，此过程为程序第一次采样，后续批量后无需再进行采样。
若门架处于后倾状态时，操作员同时对前倾开关42和自动找平开关30同时闭合，则1A2和2A6都将接通，此泵控制器和牵引控制将进行以下运行：泵控制器3检测位移传感器38的输出电压值与设定的中间阈值6.8V做对比，若一致则货叉已处于水平状态。若位移传感器38的输出电压值在6.8-9.2V之间，则此时门架处于后倾位置，操作者向前推动阀杆泵电机5以300r的速度工作，此时门架缓慢的前倾，同时当软件检测到位移传感器38的输出电压值与采样的“门架垂直”设定的电压值一致时，此时泵控制器3使泵电机5停止工作，K5继电器触点断开，切断倾斜切断继电器34工作，切断液压油路，实现前倾自动找平功能。
若门架处于前倾状态时，操作员同时对后倾开关43和自动找平开关30同时闭合，则1A3和2A6都将接通，此泵控制器和牵引控制将进行以下运行：泵控制器3检测位移传感器38的输出电压值，若位移传感器38的输出电压值在3.8-6.8V之间，则此时门架处于前倾位置，操作者向后推动阀杆，泵电机5以500r的速度工作，此时门架缓慢的后倾，同时当软件检测到位移传感器38的2A10输出电压值与采样的“门架垂直”设定的电压值一致时，此时泵控制器3使泵电机5停止工作，K5继电器触点断开，切断倾斜切断继电器34工作，切断液压油路，实现前倾自动找平功能。
货叉处于低位时(＜2.5m)，前后倾末端缓冲原理：整车在堆垛工作时，只有前倾开关42或后倾开关43闭合时(自动找平开关30不操作时)，门架角度在﹣4°至-8°(对应的倾斜位移传感器38的2A10引脚输出电压在3.8-5V)或+4°至+8°(对应的倾斜位移传感器38的2A10引脚电压值为8-9.2V)时，此两个区间末端情况下泵电机5转速都从1000r降低至500r工作，即为末端缓冲，若门架在-4°至+4°区间(对应的倾斜位移传感器38的2A10引脚输出电压在5-8V)，倾斜速度不变。
货叉处于高位时(≥2.5m)，行驶和起升安全保护功能:此时起升高度开关36感应闭合，行走控制器4将限制行走电机6转速，使整车最高车速限制在5km/h，门架起升速度也降低至一半，无论压力37开关闭合与否，泵控制器均限制前后倾斜转速降低至500r。
货叉处于高位时(≥2.5m)时，此时起升高度开关36感应闭合，且货叉上有负载，压力开关37闭合，驾驶员操作阀杆后倾时，后倾不限制角度，若操作阀杆前倾，前倾会限制角度，前倾最大角度为：“门架垂直”电压减去1V(门架垂直时的电压是6.8V,那么当前倾时倾斜自动找平电位器的电压减小到5.8V时)此时泵电机5停止工作，K5继电器工作34断开倾斜切断阀35，导致液压回路锁死；同样不论整车时上电还是断电状态，只要泵控制器检测到前倾开关42、压力开关37、起升高度开关36均闭合状态时，且倾斜位移传感器38的输出电压小于或等于采样的“门架垂直”设定的电压值减去1V，此时电机不工作，倾斜切断阀35为断开状态，门架不能再前倾。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种电动叉车安全控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、整车上电，并判断门架起升高度是否超过安全高度，若没有超过安全高度，执行S2，若超过安全高度，执行S3；
S2、检测前倾或后倾开关是否打开，若打开，则检测门架前倾或后倾的角度是否超过安全角度，若未超过安全角度，维持正常倾斜速度，若超过倾斜角度，则降低倾斜速度；
S3、降低叉车行驶速度和门架起升速度，并检测压力传感器是否打开，若压力传感器未打开则执行S4，若压力传感器打开则执行S5；
S4、压力传感器处于未打开状态，则降低门架倾斜速度；
S5、检测倾斜开关状态，若门架处于后倾状态，则降低门架后倾速度；若门架处于前倾状态，则降低门架前倾速度并限制门架前倾角度。
2.根据权利要求1所述的一种电动叉车安全控制方法以及控制系统，其特征在于，所述S1中的安全高度为2.5m，所述S2中安全角度为4°。
3.根据权利要求1所述的一种电动叉车安全控制方法以及控制系统，其特征在于，所述正常倾斜速度时泵电机的转速为1000r，所述S2中门架倾斜时泵电机的转速为500r，所述S3中叉车行驶速度为不大于5km/h，泵电机的转速为500r，所述S4中泵电机的转速为500r，所述S5中泵电机的转速为300r。
4.根据权利要求1所述的一种电动叉车安全控制方法以及控制系统，其特征在于，所述门架前倾或后倾时检测货叉自动找平开关是否闭合，若货叉自动找平开关闭环则进行货叉找平，所述货叉自动找平包括以下步骤：
L1、检测门架倾斜方向，若门架处于后倾状态，则执行L2，若门架处于前倾状态，则执行L3；
L2、门架前倾开关闭合，门架开始向前倾斜，并通过位移传感器实时检测门架位置，直到门架处于竖直状态；
L3、门架后倾开关闭合，门架开始向后倾斜，并通过位移传感器实时检测门架位置，直到门架处于竖直状态。
5.根据权利要求4所述的一种电动叉车安全控制方法以及控制系统，其特征在于，所述位移传感器的输出电压为6.8V时，门架处于竖直状态，位移传感器的输出电压为6.8-9.2V时，门架处于后倾状态，位移传感器的输出电压为3.8-6.8V时，门架处于前倾状态。
6.根据权利要求4所述的一种电动叉车安全控制方法以及控制系统，其特征在于，所述L2中泵电机的转速的300r，所述L3中泵电机的转速为500r。
7.根据权利要求4所述的一种电动叉车安全控制方法以及控制系统，其特征在于，所述L2、L3中，当门架处于竖直状态时，泵电机停止工作，并且倾斜锁止阀打开，将门架锁定在竖直状态。
8.用于权利要求1的一种电动叉车安全控制系统，其特征在于，包括蓄电池1，所述蓄电池1连接有行走控制器4、泵控制器3，所述行走控制器4、泵控制器3信号连通，所述泵控制器3连接有泵电机5，所述泵控制器3连接有自动找平开关30、信号开关31、起升开关32、起升高度开关36、压力开关37、倾斜位移传感器38，所述行走控制器4连接有行走电机6，所述行走控制器4连接有前倾开关42、后倾开关43。
9.根据权利要求8所述的一种电动叉车安全控制系统，其特征在于，所述蓄电池1通过第三电阻14、主接触器15与所述行走控制器4、泵控制器3连通，所述蓄电池1通过并联的第一电阻11、第二电阻12连接通DC-DC转换器2，所述第二电阻12与所述DC-DC转换器12之间连接有钥匙开关13。
10.根据权利要求8所述的一种电动叉车安全控制系统，其特征在于，所述泵控制器3连接有串联布置的倾斜切断继电器34、倾斜切断阀35，所述泵控制器3连接有起升调速传感器39，所述行走控制器离连接有主接触器线圈44，所述泵控制4连接有门架自动采样开关41。
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