CN116588859B - 一种伸缩臂叉装车稳定性控制系统及方法 - Google Patents

一种伸缩臂叉装车稳定性控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及伸缩臂叉装车技术领域,公开了一种伸缩臂叉装车稳定性控制系统及方法,系统包括力矩限制器、伸长量检测装置、变幅角度检测装置、加速度传感器、倾角传感器和称重传感器,力矩限制器获取后桥实测载荷,伸长量检测装置检测臂架伸长量,变幅角度检测装置检测臂架变幅角度,加速度传感器测量货叉移动时的加速度,倾角传感器测量工作路面坡度,称重传感器用于测量货叉上被载货物的载荷,驱动单元用于驱动臂架动作,控制单元用于接收和分析信息采集单元反馈的数据信息,并向驱动单元输出执行命令以使驱动单元驱动臂架动作。本发明所公开的系统及方法解决了伸缩臂叉装车在部分作业工况下容易发生倾翻事故的技术问题。

Description

一种伸缩臂叉装车稳定性控制系统及方法
技术领域
本发明涉及伸缩臂叉装车技术领域,具体涉及一种伸缩臂叉装车稳定性控制系统及方法。
背景技术
伸缩臂叉装车属于工程机械的细分领域,它主要替代汽车起重机和随车吊,既能实现起吊的功能,又能实现叉装的功能,相比现有工程机械,伸缩臂叉装车对狭窄场地适应性更强,挪动设备频次低,实现功能比起重机齐全,属具灵活多样,作业人数少,作业效率高,因此广泛应用于工业、建筑业等工况。
伸缩臂叉装车多处于复杂工况,工作环境恶劣,且作业对象的重量等信息无法精确判断,容易因产生操作不当而造成车辆倾翻等危险,危及操作人员和设备安全,现有大多数伸缩臂叉装车未配置防倾翻的稳定性控制结构,完全通过操作人员的作业经验来判断车辆是否处于安全状态,作业危险性较高,容易出现车辆倾翻事故。一些伸缩臂叉装车设置有力矩限制器,通过力矩限制器传输后桥载荷参数,当后桥载荷参数超过标定参数后,进行危险作业报警,但即便力矩限制器发出报警信号,也并未对伸缩臂叉装车的动作产生限制,也就是说,力矩限制器报警后,操作人员依旧能进行危险作业操作;而且,因受到外界环境、内部结构以及安装误差等多种因素的影响,力矩限制器的测量精度较低,测量效果差,存在安全风险;有时操作人员还会关闭力矩限制器或在其报警后按强制开关强行作业,导致超负载运行而造成车辆倾翻事故;其次,伸缩臂叉装车在货叉运载货物快速下落过程中,会产生较大的加速度,增加使车辆产生向前倾翻的力矩,这导致后桥载荷参数实际安全数值是低于标定的安全阈值,严重时会造成车辆向前倾翻;此外,货叉在挑起远超出其额定载荷的货物时,也容易产生较大的向前倾翻的力矩,严重时会造成车辆向前倾翻。
发明内容
本发明的目的在于提供一种伸缩臂叉装车稳定性控制系统及方法,用以解决上述现有伸缩臂叉装车未配置防倾翻的稳定性控制结构而在作业时容易发生倾翻事故的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供一种伸缩臂叉装车稳定性控制系统,所述伸缩臂叉装车包括底盘、臂架和安装于所述臂架上的货叉,所述稳定性控制系统包括:信息采集单元,用于获取所述伸缩臂叉装车的工作状态,并执行反馈,所述信息采集单元包括力矩限制器、伸长量检测装置、变幅角度检测装置、加速度传感器、倾角传感器和称重模块,所述力矩限制器安装于所述伸缩臂叉装车的后桥上以获取后桥实测载荷,所述伸长量检测装置用于检测所述臂架的伸长量,所述变幅角度检测装置用于检测所述臂架的变幅角度,所述加速度传感器安装于所述货叉并用于测量所述货叉移动时的加速度,所述倾角传感器安装于所述底盘上并用于测量所述伸缩臂叉装车工作路面坡度,所述称重模块包括称重传感器,所述称重传感器用于测量所述货叉上被载货物的载荷;驱动单元,用于驱动所述臂架实现伸缩动作和变幅动作;控制单元,用于接收和分析所述信息采集单元反馈的数据信息,并向所述驱动单元输出执行命令以使所述驱动单元驱动所述臂架动作。
本发明所提供的伸缩臂叉装车稳定性控制系统还具有以下附加技术特征:
所述货叉包括货叉座和叉刀,所述货叉座设有可上下移动的连接杆,两个所述叉刀可转动地套装于所述连接杆上,所述称重模块还包括固定块,所述固定块套装固定于所述连接杆上,所述称重传感器的一端与所述固定块连接,另一端与所述货叉座连接。
所述驱动单元包括伸缩油缸和变幅油缸,所述伸缩油缸用于驱动所述臂架实现伸缩动作,所述变幅油缸用于驱动所述臂架实现变幅动作。
所述伸缩油缸的缸筒固定于所述臂架的基本臂上,所述伸缩油缸的活塞杆与所述臂架的伸出臂固定连接,所述变幅油缸的缸筒通过第一销轴转动连接于所述底盘上,所述变幅油缸的活塞杆通过第二销轴与所述臂架转动连接。
所述稳定性控制系统还包括与所述控制单元电连接的主控制阀,所述控制单元和主控制阀分别固定于所述底盘上,所述主控制阀分别与所述伸缩油缸和所述变幅油缸通过液压管路连接,所述控制单元通过所述主控制阀控制所述伸缩油缸和所述变幅油缸动作。
所述臂架包括一级臂和可伸缩地套装在所述一级臂内的二级臂。
所述伸长量检测装置为拉绳位移传感器,所述拉绳位移传感器安装于所述一级臂的头部,所述拉绳位移传感器的拉绳与所述二级臂的头部连接。
所述变幅角度检测装置为角度传感器,所述角度传感器安装于所述臂架的基本臂的尾部,并与所述底盘连接。
本发明还提供了一种伸缩臂叉装车稳定性控制方法,应用于如前所述的伸缩臂叉装车稳定性控制系统,包括伸缩臂叉装车货叉平地起升货物时的稳定性控制操作步骤,具体如下:
启动伸缩臂叉装车,操控臂架动作以带动货叉运动至搬运准备位置,此时货叉的工作面与货物的底部接触;
货叉挑起货物的瞬时,称重传感器受到货物重力载荷,形成载荷电信号并反馈至控制单元,同时,力矩限制器、伸长量检测装置、变幅角度检测装置、加速度传感器、倾角传感器分别将所获得的后桥实测载荷、臂架伸长量、臂架变幅角度、货叉上升的瞬时加速度、工作路面坡度反馈至控制单元,控制单元根据所接收的数据信息计算得出车辆质心位置和后桥计算载荷,将后桥实测载荷与后桥计算载荷做对比后,取小值作为后桥载荷值,并将后桥载荷值与控制单元预设的安全阈值做对比,其中:当后桥载荷值大于安全阈值时,货叉继续起升货物;当后桥载荷值小于安全阈值时,控制单元通过驱动单元限制臂架伸长和向上变幅而使臂架仅能收缩和向下变幅。
进一步地,伸缩臂叉装车稳定性控制方法还包括伸缩臂叉装车货叉装载货物下落时的稳定性控制操作步骤,具体如下:
货叉装载货物下落过程中,称重传感器检测货物重力载荷,形成载荷电信号并反馈至控制单元,同时,力矩限制器、伸长量检测装置、变幅角度检测装置、加速度传感器、倾角传感器分别将所获得的后桥实测载荷、臂架伸长量、臂架变幅角度、货叉下落的加速度、工作路面坡度反馈至控制单元,控制单元根据所接收的数据信息计算得出车辆质心位置和后桥计算载荷,将后桥实测载荷与后桥计算载荷做对比后,取小值作为后桥载荷值,并将后桥载荷值与控制单元预设的安全阈值做对比,其中:当后桥载荷值大于安全阈值时,货叉以当前速度继续下落;当后桥载荷值小于等于安全阈值时,控制单元通过驱动单元降低臂架向下变幅的速度,增大后桥载荷值。
由于采用了上述技术方案,本发明至少具有以下技术效果:本发明中,可在控制单元内预设能够限制臂架动作而实现防倾翻的后桥载荷安全阈值数据。在伸缩臂叉装车作业过程中,信息采集单元实时获取伸缩臂叉装车后桥实测载荷、臂架的伸长量、臂架的变幅角度、货叉升降移动时的加速度、工作路面坡度以及货叉上被载货物的载荷等信息并反馈至控制单元,控制单元接收到信息采集单元反馈的数据信息后可以根据数据信息计算出车辆的质心位置并进一步计算出后桥计算载荷,并将后桥计算载荷与力矩限制器传输的后桥实测载荷做对比后,用后桥计算载荷与后桥实测载荷两者中较小的一方与预设的安全阈值进一步对比,以判断该工况下车辆是否处于安全稳定状态,当所取的小值处于安全范围内时,车辆所有功能可正常运作并继续当前作业,当所取的小值处于非安全范围内,控制单元可通过驱动单元限制臂架动作,达到使后桥载荷值不再减小的目的,起到保护作用,防止车辆倾翻,尤其防止车辆向前倾翻。本发明中,将控制单元根据各项数据得出的后桥计算载荷与力矩限制器给出的后桥实测载荷做对比并取小值后与安全阈值对比,弥补了外界环境、内部结构以及安装误差等多种因素造成的力矩限制器测量后桥载荷精度较低、测量效果差的缺陷,有助于提升车辆作业的安全系数,此外,控制单元在后桥计算载荷与后桥实测载荷二者中所取的小值与安全阈值对比后通过驱动单元限制臂架动作,能够防止操作人员继续操控臂架进行危险动作而造成倾翻事故,控制精度高,且安装调试方便,通用性好。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本发明所提供的伸缩臂叉装车的结构示意图一;
图2为本发明所提供的伸缩臂叉装车的结构示意图二;
图3为本发明所提供的伸缩臂叉装车的货叉的结构示意图;
图4为图3中A处结构的局部放大图;
图5为本发明所提供的称重模块结构示意图;
图6为本发明所提供的伸缩臂叉装车稳定性控制方法的流程图一;
图7为本发明所提供的伸缩臂叉装车稳定性控制方法的流程图二。
附图标记说明:
1底盘,2臂架,21一级臂,22二级臂,3货叉,31货叉座,32叉刀,33连接杆,4力矩限制器、5伸长量检测装置,6加速度传感器,7称重模块,71称重传感器,72固定块,81控制单元,82主控制阀,91伸缩油缸,92变幅油缸。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本发明的整体构思,下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
需说明,在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施方式的限制。
本发明所提供的一种伸缩臂叉装车稳定性控制系统,如图1至图5所示,伸缩臂叉装车包括底盘1、臂架2和安装于臂架2上的货叉3,稳定性控制系统包括:信息采集单元,用于获取伸缩臂叉装车的工作状态,并执行反馈,信息采集单元包括力矩限制器4、伸长量检测装置5、变幅角度检测装置、加速度传感器6、倾角传感器和称重模块7,力矩限制器4安装于伸缩臂叉装车的后桥上以获取后桥实测载荷,伸长量检测装置5用于检测臂架2的伸长量,变幅角度检测装置用于检测臂架2的变幅角度,加速度传感器6安装于货叉3并用于测量货叉3移动时的加速度,倾角传感器安装于底盘1上并用于测量伸缩臂叉装车工作路面坡度,称重模块7包括称重传感器71,称重传感器71用于测量货叉3上被载货物的载荷;驱动单元,用于驱动臂架2实现伸缩动作和变幅动作;控制单元81,用于接收和分析信息采集单元反馈的数据信息,并向驱动单元输出执行命令以使驱动单元驱动臂架2动作。
本发明中,可在控制单元81内预设能够限制臂架2动作而实现防倾翻的后桥载荷安全阈值数据。在伸缩臂叉装车作业过程中,信息采集单元实时获取伸缩臂叉装车后桥实测载荷、臂架2的伸长量、臂架2的变幅角度、货叉3升降移动时的加速度、工作路面坡度以及货叉3上被载货物的载荷等信息并反馈至控制单元81,控制单元81接收到信息采集单元反馈的数据信息后可以根据数据信息计算出车辆的质心位置并进一步计算出后桥计算载荷,并将后桥计算载荷与力矩限制器4传输的后桥实测载荷做对比后,用后桥计算载荷与后桥实测载荷两者中较小的一方与预设的安全阈值进一步对比,以判断该工况下车辆是否处于稳定状态,当所取的小值处于安全范围内时,车辆所有功能可正常运作并继续当前作业,当所取的小值处于非安全范围内时,控制单元81可通过驱动单元限制臂架2动作,达到使后桥载荷值不再减小的目的,起到保护作用,防止车辆倾翻,尤其防止车辆向前倾翻。本发明中,将控制单元81根据各项数据得出的后桥计算载荷与力矩限制器4给出的后桥实测载荷做对比并取小值后与安全阈值对比,弥补了外界环境、内部结构以及安装误差等多种因素造成的力矩限制器4测量后桥载荷精度较低、测量效果差的缺陷,有助于提升车辆作业的安全系数,此外,控制单元81在后桥计算载荷与后桥实测载荷二者中所取的小值与安全阈值对比后通过驱动单元限制臂架2动作,能够防止操作人员继续操控臂架2进行危险动作而造成倾翻事故,控制精度高,且安装调试方便,通用性好。
在优选的实施例中,如图3、图4和图5所示,货叉3包括货叉座31和叉刀32,货叉座31设有可上下移动的连接杆33,两个叉刀32可转动地套装于连接杆33上,称重模块7还包括固定块72,固定块72套装固定于连接杆33上,称重传感器71的一端与固定块72连接,另一端与货叉座31连接。本领域技术人员能够理解的是,连接杆33可上下活动能够避免叉刀32与货叉座31之间纯刚性连接,使叉刀32在实际作业中具有上下移动的工作余量,例如,当货叉3放置在地面上时,叉刀32可通过连接杆33向上移动一定距离,当货叉3起升货物时,在货叉3自重载荷以及货物载荷作用下,货叉3和连接杆33移动至最下方。因此,本发明将固定块72套装固定于连接杆33上,称重传感器71的一端与固定块72连接,另一端与货叉座31连接,当货叉3上运载货物时,货物载荷可通过叉刀32以及连接杆33传递给称重传感器71而实现称重。具体地,称重传感器71可以通过螺栓或螺钉与货叉座31固定连接,货叉座31上可设置供连接杆33上下移动的腰型槽。
在优选的实施例中,如图1和图2所示,驱动单元包括伸缩油缸91和变幅油缸92,伸缩油缸91用于驱动臂架2实现伸缩动作,变幅油缸92用于驱动臂架2实现变幅动作。伸缩油缸91伸长时驱动臂架2伸长量增加,伸缩油缸91收缩时驱动臂架2伸长量减小,变幅油缸92伸长时驱动臂架2向上转动变幅,变幅油缸92收缩时驱动臂架2向下转动变幅。
在优选的实施例中,伸缩油缸91的缸筒固定于臂架2的基本臂上,伸缩油缸91的活塞杆与臂架2的伸出臂固定连接,变幅油缸92的缸筒通过第一销轴转动连接于底盘1上,变幅油缸92的活塞杆通过第二销轴与臂架2转动连接。伸缩油缸91有杆腔进油时,活塞杆收缩并带动伸出臂回收,伸缩油缸91无杆腔进油时,活塞杆伸长并带动伸出臂伸出。变幅油缸92有杆腔进油时,活塞杆收缩并带动臂架2向下转动变幅,变幅油缸92无杆腔进油时,活塞杆伸长并带动臂架2向上转动变幅。
在优选的实施例中,如图1和图2所示,稳定性控制系统还包括与控制单元81电连接的主控制阀82,控制单元81和主控制阀82分别固定于底盘1上,主控制阀82分别与伸缩油缸91和变幅油缸92通过液压管路连接,控制单元81通过主控制阀82控制伸缩油缸91和变幅油缸92动作。具体地,控制单元81可以通过控制主控制阀82控制伸缩油缸91和变幅油缸92油路的通断以及油路内的流量大小,进而实现对臂架2的伸缩动作和变幅动作实现控制。
本发明提供了伸缩臂叉装车的臂架2包括两节臂的实施例,具体地,如图1所示,臂架2包括一级臂21和可伸缩地套装在一级臂21内的二级臂22,其中,一级臂21为基本臂,二级臂22为伸出臂。伸缩油缸92控制二级臂22自一级臂21伸出或回收。
进一步地,可以使伸长量检测装置5为拉绳位移传感器,拉绳位移传感器安装于一级臂21的头部,拉绳位移传感器的拉绳与二级臂22的头部连接。臂架2伸缩时二级臂22带动拉绳伸长或缩短,以将臂架2的伸长量反馈至拉绳位移传感器,拉绳位移传感器输出电流信号至控制单元81,实现数据传输。
在优选的实施例中,变幅角度检测装置为角度传感器,角度传感器安装于臂架2的基本臂的尾部,并与底盘1连接。角度传感器测量臂架2变幅角度后输出电流信号至控制器,实现数据传输。
本发明所提供的一种伸缩臂叉装车稳定性控制方法,应用于如前所述的伸缩臂叉装车稳定性控制系统,包括伸缩臂叉装车货叉起升货物时的稳定性控制操作步骤,参考图6所示,具体如下:
启动伸缩臂叉装车,操控臂架动作以带动货叉运动至搬运准备位置,此时货叉的工作面与货物的底部接触;
货叉挑起货物的瞬时,称重传感器受到货物重力载荷,形成载荷电信号并反馈至控制单元,同时,力矩限制器、伸长量检测装置、变幅角度检测装置、加速度传感器、倾角传感器分别将所获得的后桥实测载荷、臂架伸长量、臂架变幅角度、货叉上升的瞬时加速度、工作路面坡度反馈至控制单元,控制单元根据所接收的数据信息计算得出车辆质心位置和后桥计算载荷,将后桥实测载荷与后桥计算载荷做对比后,取小值作为后桥载荷值,并将后桥载荷值与控制单元预设的安全阈值做对比,其中:当后桥载荷值大于安全阈值时,货叉继续起升货物;当后桥载荷值小于安全阈值时,控制单元通过驱动单元限制臂架伸长和向上变幅而使臂架仅能收缩和向下变幅。
本领域技术人员能够理解的是,当货叉在挑起远超出其额定载荷的货物时,容易产生较大的向前倾翻的力矩,严重时会造成车辆向前倾翻,例如,伸缩臂叉装车的额定载荷为2t,当货叉挑起重量为7t的货物时,在货叉上挑瞬间,货物的重力载荷给伸缩臂叉装车产生较大的向前倾翻的力矩,若操作人员坚持将货物挑起,随着臂架的伸长和向上变幅,倾翻力矩逐渐增大,随着车辆的前倾,后桥载荷逐渐缩小,直至车辆后方离地造成车辆倾翻事故。因此,本方法中,通过控制单元根据所接收的数据信息计算得出车辆质心位置和后桥计算载荷,将后桥实测载荷与后桥计算载荷做对比后,取小值作为后桥载荷值,并将后桥载荷值与控制单元预设的安全阈值做对比,其中:当后桥载荷值大于安全阈值时,则说明目前车辆状态仍处于安全的工作范围内,此时货物产生的力矩不足以造成车辆倾翻,货叉可继续起升货物;当后桥载荷值小于安全阈值时,则说明目前车辆状态超出了设定的安全工作范围,继续起升货物造成车辆倾翻的可能性增大,因此,控制单元通过驱动单元限制臂架伸长和向上变幅而使臂架仅能收缩和向下变幅,操作人员无法继续控制臂架伸长和向上变幅,且随着臂架收缩和向下变幅,后桥载荷值增大,直至大于安全阈值,使车辆状态恢复至安全工作范围内,避免了倾翻事故的发生;作业过程中,控制单元可控制主控制阀中断向伸缩油缸和变幅油缸的无杆腔进油的油路,进而使伸缩油缸和变幅油缸无法继续伸长,从而限制臂架继续伸长和向上变幅。后桥计算载荷与后桥实测载荷做对比并取小值后与安全阈值对比,弥补了外界环境、内部结构以及安装误差等多种因素造成的力矩限制器测量后桥载荷精度较低、测量效果差的缺陷,有助于提升车辆作业的安全系数。
进一步地,本发明的伸缩臂叉装车稳定性控制方法还包括伸缩臂叉装车货叉装载货物下落时的稳定性控制操作步骤,参考图7所示,具体如下:
货叉装载货物下落过程中,称重传感器检测货物重力载荷,形成载荷电信号并反馈至控制单元,同时,力矩限制器、伸长量检测装置、变幅角度检测装置、加速度传感器、倾角传感器分别将所获得的后桥实测载荷、臂架伸长量、臂架变幅角度、货叉下落的加速度、工作路面坡度反馈至控制单元,控制单元根据所接收的数据信息计算得出车辆质心位置和后桥计算载荷,将后桥实测载荷与后桥计算载荷做对比后,取小值作为后桥载荷值,并将后桥载荷值与控制单元预设的安全阈值做对比,其中:当后桥载荷值大于安全阈值时,货叉以当前速度继续下落;当后桥载荷值小于等于安全阈值时,控制单元通过驱动单元降低臂架向下变幅的速度,增大后桥载荷值。
本领域技术人员能够理解的是,伸缩臂叉装车在货叉运载货物快速下落过程中,货物和货叉均会产生较大的加速度,使车辆产生较大的向前倾翻的力矩,这导致后桥载荷参数实际安全数值是低于标定的安全阈值,严重时导致车辆向前倾翻,若操作人员以此加速度下落货叉,随着臂架向下变幅,倾翻力矩逐渐增大,严重时造成车辆倾翻事故。因此,本方法中,控制单元根据所接收的数据信息计算得出车辆质心位置和后桥计算载荷,将后桥实测载荷与后桥计算载荷做对比后,取小值作为后桥载荷值,并将后桥载荷值与控制单元预设的安全阈值做对比,其中:当后桥载荷值大于安全阈值时,则说明目前车辆状态仍处于安全的工作范围内,此时货物和货叉自身的重力载荷加上加速度时产生的附加载荷所产生的力矩不足以造成车辆倾翻,货叉可以当前速度继续下落;当后桥载荷值小于安全阈值时,则说明目前车辆状态超出了设定的安全工作范围,以当前速度下落货叉会使倾翻力矩进一步增加,造成车辆倾翻的可能性增大,因此,控制单元通过驱动单元降低臂架向下变幅的速度,使货叉和货物的下落加速度和速度均减小,减小了实际载荷值,且随着臂架变幅速度的下降,后桥载荷值增大,直至大于安全阈值,起到保护作用,使车辆状态恢复至安全工作范围内,避免了倾翻事故的发生;作业过程中,控制单元可控制主控制阀减小变幅油缸的油口流量,减小变幅油缸的收缩速度,减缓臂架向下变幅的速度。
本发明所保护的技术方案,并不局限于上述实施例,应当指出,任意一个实施例的技术方案与其他一个或多个实施例中技术方案的结合,在本发明的保护范围内。虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种伸缩臂叉装车稳定性控制系统,所述伸缩臂叉装车包括底盘、臂架和安装于所述臂架上的货叉,其特征在于,所述稳定性控制系统包括:
信息采集单元,用于获取所述伸缩臂叉装车的工作状态,并执行反馈,所述信息采集单元包括力矩限制器、伸长量检测装置、变幅角度检测装置、加速度传感器、倾角传感器和称重模块,所述力矩限制器安装于所述伸缩臂叉装车的后桥上以获取后桥实测载荷,所述伸长量检测装置用于检测所述臂架的伸长量,所述变幅角度检测装置用于检测所述臂架的变幅角度,所述加速度传感器安装于所述货叉并用于测量所述货叉移动时的加速度,所述倾角传感器安装于所述底盘上并用于测量所述伸缩臂叉装车工作路面坡度,所述称重模块包括称重传感器,所述称重传感器用于测量所述货叉上被载货物的载荷;
驱动单元,用于驱动所述臂架实现伸缩动作和变幅动作;
控制单元,用于接收和分析所述信息采集单元反馈的数据信息,并向所述驱动单元输出执行命令以使所述驱动单元驱动所述臂架动作,控制单元接收到信息采集单元反馈的数据信息后可以根据数据信息计算出车辆的质心位置并进一步计算出后桥计算载荷,并将后桥计算载荷与力矩限制器传输的后桥实测载荷做对比后,用后桥计算载荷与后桥实测载荷两者中较小的一方与控制单元预设的安全阈值进一步对比,以判断该工况下车辆是否处于安全稳定状态,当所取的小值处于安全范围内时,车辆所有功能可正常运作并继续当前作业,当所取的小值处于非安全范围内时,控制单元可通过驱动单元限制臂架动作,达到使后桥载荷值不再减小的目的。
2.根据权利要求1所述的伸缩臂叉装车稳定性控制系统,其特征在于,所述货叉包括货叉座和叉刀,所述货叉座设有可上下移动的连接杆,两个所述叉刀可转动地套装于所述连接杆上,所述称重模块还包括固定块,所述固定块套装固定于所述连接杆上,所述称重传感器的一端与所述固定块连接,另一端与所述货叉座连接。
3.根据权利要求1所述的伸缩臂叉装车稳定性控制系统,其特征在于,所述驱动单元包括伸缩油缸和变幅油缸,所述伸缩油缸用于驱动所述臂架实现伸缩动作,所述变幅油缸用于驱动所述臂架实现变幅动作。
4.根据权利要求3所述的伸缩臂叉装车稳定性控制系统,其特征在于,所述伸缩油缸的缸筒固定于所述臂架的基本臂上,所述伸缩油缸的活塞杆与所述臂架的伸出臂固定连接,所述变幅油缸的缸筒通过第一销轴转动连接于所述底盘上,所述变幅油缸的活塞杆通过第二销轴与所述臂架转动连接。
5.根据权利要求3所述的伸缩臂叉装车稳定性控制系统,其特征在于,所述稳定性控制系统还包括与所述控制单元电连接的主控制阀,所述控制单元和主控制阀分别固定于所述底盘上,所述主控制阀分别与所述伸缩油缸和所述变幅油缸通过液压管路连接,所述控制单元通过所述主控制阀控制所述伸缩油缸和所述变幅油缸动作。
6.根据权利要求1所述的伸缩臂叉装车稳定性控制系统,其特征在于,所述臂架包括一级臂和可伸缩地套装在所述一级臂内的二级臂。
7.根据权利要求6所述的伸缩臂叉装车稳定性控制系统,其特征在于,所述伸长量检测装置为拉绳位移传感器,所述拉绳位移传感器安装于所述一级臂的头部,所述拉绳位移传感器的拉绳与所述二级臂的头部连接。
8.根据权利要求1所述的伸缩臂叉装车稳定性控制系统,其特征在于,所述变幅角度检测装置为角度传感器,所述角度传感器安装于所述臂架的基本臂的尾部,并与所述底盘连接。
9.一种伸缩臂叉装车稳定性控制方法,其特征在于,应用于如权利要求1-8任一项所述的伸缩臂叉装车稳定性控制系统,包括伸缩臂叉装车货叉平地起升货物时的稳定性控制操作步骤,具体如下:
启动伸缩臂叉装车,操控臂架动作以带动货叉运动至搬运准备位置,此时货叉的工作面与货物的底部接触;
货叉挑起货物的瞬时,称重传感器受到货物重力载荷,形成载荷电信号并反馈至控制单元,同时,力矩限制器、伸长量检测装置、变幅角度检测装置、加速度传感器、倾角传感器分别将所获得的后桥实测载荷、臂架伸长量、臂架变幅角度、货叉上升的瞬时加速度、工作路面坡度反馈至控制单元,控制单元根据所接收的数据信息计算得出车辆质心位置和后桥计算载荷,将后桥实测载荷与后桥计算载荷做对比后,取小值作为后桥载荷值,并将后桥载荷值与控制单元预设的安全阈值做对比,其中:当后桥载荷值大于安全阈值时,货叉继续起升货物;当后桥载荷值小于安全阈值时,控制单元通过驱动单元限制臂架伸长和向上变幅而使臂架仅能收缩和向下变幅。
10.根据权利要求9所述的伸缩臂叉装车稳定性控制方法,其特征在于,还包括伸缩臂叉装车货叉装载货物下落时的稳定性控制操作步骤,具体如下:
货叉装载货物下落过程中,称重传感器检测货物重力载荷,形成载荷电信号并反馈至控制单元,同时,力矩限制器、伸长量检测装置、变幅角度检测装置、加速度传感器、倾角传感器分别将所获得的后桥实测载荷、臂架伸长量、臂架变幅角度、货叉下落的加速度、工作路面坡度反馈至控制单元,控制单元根据所接收的数据信息计算得出车辆质心位置和后桥计算载荷,将后桥实测载荷与后桥计算载荷做对比后,取小值作为后桥载荷值,并将后桥载荷值与控制单元预设的安全阈值做对比,其中:当后桥载荷值大于安全阈值时,货叉以当前速度继续下落;当后桥载荷值小于等于安全阈值时,控制单元通过驱动单元降低臂架向下变幅的速度,增大后桥载荷值。
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