CN115876481A - 一种叉车的行车制动性能检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种叉车的行车制动性能检测系统和方法，包括台架、辊筒组件、模拟负载装置、电惯量模拟装置和控制装置；该辊筒组件与台架为可转动连接以与车轮滚动配合；该模拟负载与叉车相连以施加目标负载；该电惯量模拟装置与辊筒组件相连以在制动时施加电惯量；该控制装置与模拟负载装置和电惯量模拟装置相连以在行车制动时计算制动减速度，根据制动减速度施加电惯量和计算制动力。本发明降低了场地使用面积、缩短了整个测试环节时间、提升了检测效率，降低了天气对生产的影响性。

Description

一种叉车的行车制动性能检测系统和方法

技术领域

本发明涉及叉车领域，特别是指一种叉车的行车制动性能检测系统和方法。

背景技术

叉车是指对成件托盘货物装卸、搬运作业的轮式搬运车辆，一般分为电动叉车和内燃叉车等类型，其具有短距离高效运输的特点，被广泛地应用于港口、车站、机场和工厂车间等。

目前，叉车主机厂对电动叉车的行车制动检测中，主要是在室外试车跑道上在无载状态下进行的，占用场地面积大、整个测试环节工时较长、测试效率较低；而室外跑道测试极易受到天气的影响，因雨雪天气无法实施、酷暑及严寒天气对检测人员是个考验，且在跑道上无法实现在标准载荷状态下检测。

另外，现有的机械式凸轮连杆机构制动试验台，只能检测出疲劳性能，无法满足大部分的试验要求数据。机械式凸轮连杆机构制动试验台测量行车驻车制动疲劳性能，记录试验次数，采用机械式凸轮连杆带动制动的方法试验来回运动，负载采用圆饼状铁块叠加，链接制动负载端用铁丝固定。这种试验台测量项目比较单一，且不方便安装，安装过程中调节工作的力大小无法掌控，需要不间断的尝试确定最终位置，调节比较复杂，工作过程中因为负载大小没有有效的方法调节，经常出现超行程压坏橡皮圈，或负载不够达不到需求行程，测量精准度不高；工作过程中因为铁丝与制动发生磨损噪音较大，负载悬挂在工作台上，存在安全隐患。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中行车制动测试所需场地较大、测试效率低的缺陷，提出一种叉车的行车制动性能检测系统和方法，降低了场地使用面积、缩短了整个测试环节时间、提升了检测效率，降低了天气对生产的影响性。

本发明采用如下技术方案：

一种叉车的行车制动性能检测系统，包括台架，其特征在于：还包括辊筒组件、模拟负载装置、电惯量模拟装置和控制装置；该辊筒组件与台架为可转动连接以与车轮滚动配合；该模拟负载与叉车相连以施加目标负载；该电惯量模拟装置与辊筒组件相连以在制动时施加电惯量；该控制装置与模拟负载装置和电惯量模拟装置相连以在行车制动时计算制动减速度，根据制动减速度施加电惯量和计算制动力。

优选的，所述台架设有安装槽；所述辊筒组件包括主辊筒、副辊筒和至少一测速传感器；该主辊筒和副辊筒可同步转动地设置于安装槽内且互相平行间隔设置；该测速传感器安装于主辊筒和/副辊筒上且与控制装置相连以检测转速；所述电惯量模拟装置与主辊筒传动连接。

优选的，所述辊筒组件还包括复检辊筒，该复检辊筒可转动且平行设置于主辊筒和副辊筒之间，该复检辊筒上也设有测速传感器。

优选的，所述电惯量模拟装置包括飞轮组、同步带、扭矩传感器和第一驱动电机，该飞轮组的输出端与所述辊筒组件传动连接，该同步带绕设于飞轮组的输入端和第一驱动电机的输出端之间；该扭矩传感器安装于第一驱动电机的输出端以检测力矩。

优选的，所述模拟负载装置包括移动座、钢丝绳、挂架、测力传感器和驱动缸，该移动座可移动地安装于台架上并设有导向轮；该挂架与叉车的门架可拆卸连接，该钢丝绳一端绕过导向轮与挂架相连；该驱动缸与钢丝绳另一端相连以拉动钢丝绳实现施加目标负载；该测力传感器连接于钢丝绳和驱动缸之间以检测力矩。

优选的，所述模拟负载装置还设有第二驱动电机和丝杆；所述移动座底部设有传动部，该传动部与丝杆传动配合，该第二驱动电机连接驱动丝杆旋转从而驱使移动座沿丝杆移动。

优选的，还包括有举升装置，该举升装置安装于所述台架上且位于所述辊筒组件处以顶起或放下车轮。

优选的，还包括有显示屏和两护栏，该显示屏与所述控制装置相连；该两护栏位于所述辊筒组件左右侧；或者，还包括有若干防护桩，该防护桩位于所述辊筒组件后侧。

一种叉车的行车制动性能检测方法，其特征在于，设置有电惯量模拟装置，其可与叉车的车轮滚动配合且可对叉车施加电惯量；检测方法包括如下步骤：

1)对叉车施加目标负载，控制叉车加速到测试速度，电惯量模拟装置对应运转至匹配的速度；

2)控制叉车制动；

3)计算制动减速度，根据制动减速度计算电惯量并控制电惯量模拟装置施加电惯量；

4)判断叉车是否停止运动，若是，则进入5)，若否，则回到步骤3)；

5)根据叉车减速度计算每个时刻的制动力，根据制动力判断制动性能。

优选的，所述步骤5)中，还包括根据每个时刻的制动力生成制动力曲线，并显示最大制动力，若最大制动力大于合格值则制动合格，若小于合格值则制动不合格。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的系统和方法，在台架上设置辊筒组件、模拟负载装置、电惯量模拟装置；采用模拟负载对叉车施加目标负载，通过电惯量模拟装置在制动时施加电惯量，控制装置在行车制动时计算制动减速度，根据制动减速度施加电惯量和计算制动力，通过制动力判断制动性能，采用这种方案，可在室内完成检测，降低了场地使用面积、缩短了整个测试环节时间、提升了检测效率，降低了天气对生产的影响性。

2、本发明的系统和方法，电惯量模拟装置包括飞轮组、同步带、扭矩传感器和第一驱动电机，制动时，通过控制第一驱动电机输出的力矩以施加电惯量，通过检测力矩判断电惯量是否满足要求，利用电惯量模拟装置和辊筒组件配合实现电惯量和基础机械惯量，进一步实现叉车在路面行驶状态全模拟。

3、本发明的系统和方法，模拟负载装置包括移动座、钢丝绳、挂架、测力传感器和驱动缸，钢丝绳一端绕过导向轮与挂架相连，通过驱动缸拉动钢丝绳实现施加目标负载，并利用测力传感器检测力矩确定施加的负载，无需叉取铁块，可在标准载荷下实现形成制动检测；另外，还有第二驱动电机和丝杆，通过第二驱动电机连接驱动丝杆旋转从而驱使移动座沿丝杆移动，满足不同车型的需求。

4、本发明的系统和方法，还设有举升装置用于叉车驶入或驶出时顶起车轮，还设有显示屏和两护栏，通过显示屏显示测试过程中的相关数据；护栏、防护桩和安全拉铆台架周围合适位置，起到防护作用。

附图说明

图1为本发明系统结构图；

图2为台架结构图；

图3为模拟负载装置结构图；

图4为叉车的前轮与辊筒组件传动示意图；

图5为本发明模块图；

图6为本发明方法流程图；

其中：

10、台架，11、安装槽，20、辊筒组件，21、主辊筒，22、副辊筒，23、复检辊筒，24、举升装置，25、测速传感器，30、模拟负载装置，31、移动座，31a、传动部，32、钢丝绳，33、挂架，34、测力传感器，35、驱动缸，36、第二驱动电机，37、丝杆，38、导向轮，40、电惯量模拟装置，41、飞轮组，42、同步带，43、扭矩传感器，44、第一驱动电机，50、控制装置，51、显示屏，52、护栏，53、防护桩，54、安全拉铆，60、叉车，61、车轮，62、门架。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

本发明中，对于术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于描述中，采用了“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

参见图1至图5，一种叉车的行车制动性能检测系统，包括台架10、辊筒组件20、模拟负载装置30、电惯量模拟装置40和控制装置50等。该台架10可安装于室内或室外场地的合适位置，优选为室内。

该辊筒组件20与台架10为可转动连接以与车轮61滚动配合。具体的，台架10设有安装槽11，辊筒组件20设置于安装槽11内。其中安装槽11数量和辊筒数量与叉车60的前轮数量对应，通常为两组，并排设置。每组辊筒组件20包括主辊筒21、副辊筒22和至少一测速传感器25，该主辊筒21和副辊筒22可转动地设置于安装槽11内且互相平行间隔设置，主辊筒21和副辊筒22前后分布，且主辊筒21和副辊筒22为同步转动。

测试时，车轮61可放置于主辊筒21和副辊筒22之间，车轮61转动时，可带动主辊筒21和副辊筒22转动。测速传感器25安装于主辊筒21和/副辊筒22上，即可在主辊筒21或副辊筒22上设置测速传感器25，或者二者均设置测速传感器25，该测速传感器25可采用编码器，其可安装于主辊筒21和/副辊筒22的转轴上(图2中未示出)，用于检测辊筒转速，通过辊筒转速可得到车轮61的转速。

进一步的，辊筒组件20还包括复检辊筒23，该复检辊筒23可转动且平行设置于主辊筒21和副辊筒22之间，复检辊筒23上也设有测速传感器25以检测其转速，通过该转速可得到车轮转速。由于复检辊筒23为无动力自由滚动状态，可以始终与车轮保持一致转速，则行车过程中，当通过复检辊筒23转速得到的车轮的转速与通过主辊筒21或副辊筒22得到的车轮转速不相符时，则车轮61可能在主辊筒21或副辊筒22上发生相对滑动，需要停机保护，防止车轮61磨损过大。

进一步的，本发明还包括有举升装置24，该举升装置24安装于台架10上且位于辊筒组件20处以顶起或放下车轮61。具体的，该举升装置24可安装于主辊筒21和副辊筒22之间，其可采用气动举升装置实现。该举升装置24作用于叉车60进出过程中，当叉车60驶入或驶出辊筒组件20时，该举升装置24将车轮61顶起，检测过程中，举升装置24降落，使得叉车60的车轮61落在辊筒组件20上且与主辊筒21、副辊筒22和复检辊筒23传动接触。

在台架10上制动时，假设台架10的等效质量(所有转动部件等效到辊筒边)和叉车60质量相同，此时在台架10上无论加速和减速，所有系统测试出来的参数和路试都是相同的或者相差不多。叉车60带动台架10的辊筒组件20加速到最高速后踩制动，此时台架10的动能完全转化为制动力做的功。

在制动时，如果台架10的等效质量小于车重，可以理解为等效动能小，要想和路试结果相同，就需要有多的能量补充，可利用电机做动力，输出能量，否则车轮61会很快停止运动，测出的制动力会比实际的大；反之，如果大于车重，可理解为动能过大，电机需要拖动消耗一部分动能，否则车轮61停止减运动速度较慢，测出的制动力会比实际的小。

因此，本发明通过电惯量模拟装置40来时时模拟台架10转动惯量与整车质量的差值部分(或为正值或为负值)，以保证获取正确的行车制动。

电惯量模拟装置40与辊筒组件20相连，用于在制动时施加电惯量。电惯量模拟装置40与主辊筒21传动连接，具体的，其包括飞轮组41、同步带42、扭矩传感器43和第一驱动电机44，该飞轮组41的输出端与辊筒组件20传动连接，该同步带42绕设于飞轮组41的输入端和第一驱动电机44的输出端之间。该扭矩传感器43安装于第一驱动电机44的输出端以检测力矩。

行车状态下，车轮61带动主辊筒21转动，驱使飞轮组41转动，同步带42传动，使得第一驱动电机44的输出轴旋转，即此时电惯量模拟装置40可运转至与车轮61匹配的速度。制动时，通过控制第一驱动电机44输出的力矩以施加电惯量，通过检测力矩判断电惯量是否满足要求。

模拟负载与叉车60相连以施加目标负载。该模拟负载装置30包括移动座31、钢丝绳32、挂架33、测力传感器34和驱动缸35。该移动座31可移动地安装于台架10上并设有导向轮38，该移动座31可设置于台架10前侧，其可与主辊筒21垂直设置，导向轮38可位于靠近主辊筒21一侧。该挂架33与叉车60的门架62可拆卸连接。该钢丝绳32一端绕过导向轮38与挂架33相连；该驱动缸35与钢丝绳32另一端相连以拉动钢丝绳32，通过挂架33可对门架62施加与水平方向垂直的力，实现施加目标负载。该测力传感器34连接于钢丝绳32和驱动缸35之间以检测力矩，通过检测力矩判断施加的负载是否为目标负载。该驱动缸35可采用电动缸或油缸或气缸。

进一步的，为了满足不同车型的需求，模拟负载装置30还设有第二驱动电机36和丝杆37。移动座31底部设有传动部31a，该传动部31a与丝杆37传动配合，该第二驱动电机36连接驱动丝杆37旋转从而驱使移动座31沿丝杆37移动，确保挂架33对门架62施加与水平方向垂直的力。

控制装置50与模拟负载装置30、电惯量模拟装置40等装置相连以在行车制动时计算制动减速度，根据制动减速度施加电惯量和计算制动力。具体的，该控制装置50可与第一驱动电机44、扭矩传感器43、驱动缸35、测力传感器34和测速传感器25等相连，其可实现如下：根据测速传感器25得到车轮转速进一步得到叉车60的速度；通过控制驱动缸35输出的力矩对叉车60施加目标负载；通过控制第一驱动电机44输出的力矩来对叉车60施加电惯量；以及根据叉车60的速度可计算制动减速度和制动力。其中，施加电惯量时，其所需力矩可根据减速度计算得到。

该控制装置50还可与举升装置24和第二驱动电机36相连，用于控制举升装置24顶起或下落，以及控制第二驱动电机36动作来调整移动座31位置。

进一步的，本发明的系统还包括有显示屏51、两护栏52和若干防护桩53，该显示屏51与控制装置50相连，可用于显示测试过程中的相关数据，例如实时车速、测试速度、目标负载、制动力以及相关提示信息等，该显示屏51可位于台架10前方。该两护栏52位于辊筒组件20左右侧，该防护桩53位于辊筒组件20后侧，起到防护作用。台架10后方还可设置安全拉铆54。

基于此，参见图6，本发明还提出一种叉车的行车制动性能检测方法，采用上述的叉车的行车制动性能检测系统实现，测试前，控制举升装置24顶起，操作者将叉车60行驶至台架10处，直至前轮被举升装置24顶起，确保行驶到位，而后举升装置24下落，两前轮分别与对应的辊筒组件20传动接触。

其它检测步骤包括如下：

1)控制电动缸对叉车60施加目标负载，控制叉车60加速到测试速度，电惯量模拟装置40对应运转至匹配的速度。

该步骤中，首先，将挂架33与叉车60的门架62相连，控制装置50下发目标力矩值至第二驱动电机36，第二驱动电机36动作带动移动座31移动，使得钢丝绳32拉动挂架33，确保与挂架33相连的一段钢丝绳32与门架62垂直；控制装置50再下发指令至驱动缸35，驱动缸35拉动钢丝绳32，通过测力传感器34实时采集力矩，判断该力矩是否与目标力矩相同，若相同，则控制驱动缸35停止动作，该目标力矩即为施加的目标负载。

之后，控制装置50控制显示屏51显示信息，提示操作者控制叉车60行驶速度加速至测试速度，操作者根据提示信息踩下油门踏板进行加速，则车轮转动并带动主辊筒21、副辊筒22和复检辊筒23转动，通过测速传感器25可获取辊轮转速从而得到实时车速，并在显示屏51上实时显示。此时，主动辊轮带动飞轮组41转动，同步带42传动，使得第一驱动电机44的输出轴旋转，电惯量模拟装置40可运转至与车轮61匹配的速度。

2)控制叉车60制动。即当检测到的车速到达测试速度后，显示屏51提示操作者立即踩下行车制动踏板进行制动，则叉车60的行车制动机构开始作用。

3)计算制动减速度，根据制动减速度计算电惯量并控制电惯量模拟装置40施加电惯量。

电惯量在旋转运动中的角色相当于线性动力学中的质量，假设台架+惯量体本身惯量为I、叉车+负载的总质量为M、电机输出力矩为f、车轮加速与制动过程中的加(减)速度为a，则叉车+负载与台架之间的差异为△M＝M-I，其中惯量体也即飞轮组41。

为了模拟叉车60在路面上加速与制动的真实状态，则第一驱动电机44需要输出的力矩值为f＝△M*a，则控制装置50根据采集到的转速实时计算力矩值，并下发指令至第一驱动电机44输出该力矩值，从而实现电惯量模拟。

4)判断叉车60是否停止运动，若是，则进入5)，若否，则回到步骤3)。

该步骤中，通过采集主辊轮21和复检辊筒23上的转速，来判断叉车60是否停止运动，当测速传感器25检测到转速为零时，则判定为叉车60停止运动。

5)根据叉车60的制动减速度计算每个时刻的制动力，根据制动力判断制动性能。

该步骤中，已知叉车+负载的总质量为M，制动过程中车轮减速度a，则每个时刻的制动力为F＝M*a。控制装置50计算整个制动过程中的制动力并生成制动力曲线图，并采集、记录最大制动力输出至显示屏51，在显示屏51上显示。

制动结果以具体数值的形式显示在显示屏51上，并与后台维护的合格值进行比对。测试结果有以下情况。

序号	测试结果	评判结果
			1	测试值≥合格值	制动合格
2	测试值＜合格值	制动不合格

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种叉车的行车制动性能检测系统，包括台架，其特征在于：还包括辊筒组件、模拟负载装置、电惯量模拟装置和控制装置；该辊筒组件与台架为可转动连接以与车轮滚动配合；该模拟负载与叉车相连以施加目标负载；该电惯量模拟装置与辊筒组件相连以在制动时施加电惯量；该控制装置与模拟负载装置和电惯量模拟装置相连以在行车制动时计算制动减速度，根据制动减速度施加电惯量和计算制动力。

2.如权利要求1所述的一种叉车的行车制动性能检测系统，其特征在于：所述台架设有安装槽；所述辊筒组件包括主辊筒、副辊筒和至少一测速传感器；该主辊筒和副辊筒可同步转动地设置于安装槽内且互相平行间隔设置；该测速传感器安装于主辊筒和/副辊筒上且与控制装置相连以检测转速；所述电惯量模拟装置与主辊筒传动连接。

3.如权利要求2所述的一种叉车的行车制动性能检测系统，其特征在于：所述辊筒组件还包括复检辊筒，该复检辊筒可转动且平行设置于主辊筒和副辊筒之间，该复检辊筒上也设有测速传感器。

4.如权利要求1所述的一种叉车的行车制动性能检测系统，其特征在于：所述电惯量模拟装置包括飞轮组、同步带、扭矩传感器和第一驱动电机，该飞轮组的输出端与所述辊筒组件传动连接，该同步带绕设于飞轮组的输入端和第一驱动电机的输出端之间；该扭矩传感器安装于第一驱动电机的输出端以检测力矩。

5.如权利要求1所述的一种叉车的行车制动性能检测系统，其特征在于：所述模拟负载装置包括移动座、钢丝绳、挂架、测力传感器和驱动缸，该移动座可移动地安装于台架上并设有导向轮；该挂架与叉车的门架可拆卸连接，该钢丝绳一端绕过导向轮与挂架相连；该驱动缸与钢丝绳另一端相连以拉动钢丝绳实现施加目标负载；该测力传感器连接于钢丝绳和驱动缸之间以检测力矩。

6.如权利要求5所述的一种叉车的行车制动性能检测系统，其特征在于：所述模拟负载装置还设有第二驱动电机和丝杆；所述移动座底部设有传动部，该传动部与丝杆传动配合，该第二驱动电机连接驱动丝杆旋转从而驱使移动座沿丝杆移动。

7.如权利要求1所述的一种叉车的行车制动性能检测系统，其特征在于：还包括有举升装置，该举升装置安装于所述台架上且位于所述辊筒组件处以顶起或放下车轮。

8.如权利要求1所述的一种叉车的行车制动性能检测系统，其特征在于：还包括有显示屏和两护栏，该显示屏与所述控制装置相连；该两护栏位于所述辊筒组件左右侧；或者，还包括有若干防护桩，该防护桩位于所述辊筒组件后侧。

9.一种叉车的行车制动性能检测方法，其特征在于，设置有电惯量模拟装置，其可与叉车的车轮滚动配合且可对叉车施加电惯量；检测方法包括如下步骤：

1)对叉车施加目标负载，控制叉车加速到测试速度，电惯量模拟装置对应运转至匹配的速度；

2)控制叉车制动；

3)计算制动减速度，根据制动减速度计算电惯量并控制电惯量模拟装置施加电惯量；

4)判断叉车是否停止运动，若是，则进入5)，若否，则回到步骤3)；

5)根据叉车减速度计算每个时刻的制动力，根据制动力判断制动性能。

10.如权利要求1所述的一种叉车的行车制动性能检测方法，其特征在于，所述步骤5)中，还包括根据每个时刻的制动力生成制动力曲线，并显示最大制动力，若最大制动力大于合格值则制动合格，若小于合格值则制动不合格。

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