CN201647932U - 遥控无轨电动叉车的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种遥控无轨电动叉车的控制系统，它由遥控发射器、遥控接收器、第一放大电路、主动急停控制电路、或门、调速电路、行走控制驱动电路、行走电机及控制电路、第二放大电路、升降控制驱动电路、升降电机、工进控制电路、异物探测急停控制及报警电路组成。本实用新型的有益效果是：操作简单、安全可靠。

Description

遥控无轨电动叉车的控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种遥控无轨电动叉车的控制系统。

背景技术

日本研制的自动导航无人搬运车(AGV)，已在国外的车站、码头大量使用。但是AGV是一种基于导航技术的运输系统，其庞大复杂，引进价格昂贵，不适合我国现阶段大多数工矿企业使用要求和经济实力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种的遥控无轨电动叉车的控制系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案：

本实用新型由遥控发射器、遥控接收器、第一放大电路、主动急停控制电路、或门、调速电路、行走控制驱动电路、行走电机及控制电路、第二放大电路、升降控制驱动电路、升降电机、工进控制电路、异物探测急停控制及报警电路组成；

所述遥控接收器的行走方向信号输出端经第一放大电路接所述或门的一个输入端；遥控接收器的主动急停信号输出端接所述或门的另一个输入端；所述或门的输出端接行走控制驱动电路的输入端，所述行走控制驱动电路的输出端接所述行走电机及控制电路的输入端；

所述遥控接收器的行走速度信号输出端经所述调速电路接所述行走控制驱动电路的另一个输入端；

所述遥控接收器的升降信号输出端和升降刹车信号输出端经第二放大电路接所述升降控制驱动电路的输入端，所述升降控制驱动电路的输出端接所述升降电机；

所述遥控接收器的工进信号输出端接所述工进控制电路的输入端，所述工进控制电路的输出端接所述异物探测急停控制及报警电路的相应控制端；

所述异物探测急停控制及报警电路的输出端接所述行走电机及控制电路的相应输入端。

本实用新型的有益效果如下：

(1)使电动叉车具有更好的机动性、适用性和更高的安全可靠性。

(2)方便用于厂内运输、装配生产线、自动仓储系统、大型超市、车站、码头等场所。

(3)可使用在有毒、有危险等特殊环境下，实现工程机械作业的遥控操作，改善驾驶员的工作条件。

(4)本系统中的遥控行走装置亦适用于其它工程车辆的自动行走控制。

(5)操作简单，节能、环保。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型的电路原理图(不包括异物探测急停控制及报警电路)。

图3为异物探测急停控制及报警电路的电理原理图。

具体实施方式

由图1-3所示的实施例可知，它由遥控发射器、遥控接收器、第一放大电路、主动急停控制电路、或门、调速电路、行走控制驱动电路、行走电机及控制电路、第二放大电路、升降控制驱动电路、升降电机、工进控制电路、异物探测急停控制及报警电路组成；

所述遥控接收器的行走方向信号输出端经第一放大电路接所述或门的一个输入端；遥控接收器的主动急停信号输出端接所述或门的另一个输入端；所述或门的输出端接行走控制驱动电路的输入端，所述行走控制驱动电路的输出端接所述行走电机及控制电路的输入端；

所述遥控接收器的行走速度信号输出端经所述调速电路接所述行走控制驱动电路的另一个输入端；

所述遥控接收器的升降信号输出端和升降刹车信号输出端经第二放大电路接所述升降控制驱动电路的输入端，所述升降控制驱动电路的输出端接所述升降电机；

所述遥控接收器的工进信号输出端接所述工进控制电路的输入端，所述工进控制电路的输出端接所述异物探测急停控制及报警电路的相应控制端；

所述异物探测急停控制及报警电路的输出端接所述行走电机及控制电路的相应输入端。

遥控发射器IC1由3块TWH9236集成块组成；在遥控发射器AC1的控制面板上设有如下控制按键：前进键AN1、后退键AN2、右转键AN3、左转键AN4、速度控制键AN5、主动急停键AN6、工进键AN7、上升键AN8、下降键AN9、升降停键AN10。

遥控接收器IC2由3块TWH9238集成块组成；第一块TWH9238的输出端为A₁-D_I、I₀₁；第二块TWH9238的输出端为A₂-C₂、I₀₂；第三块TWH9238的输出端为A₃-C₃、I₀₃；其中共用输出端I₀₁-I₀₃连接在一起。

所述第一放大电路由运算放大器IC3-IC6组成；所述运算放大器IC3-IC6的输入端分别接所述遥控接收器IC2输出端A₁、B₁、C₁、D₁及I₀₁；

所述或门由或门IC9-IC12组成；

所述运算放大器IC3-IC6的输出端分别接所述或门IC9-IC12的一个输入端；

所述主动急停控制电路由运算放大器IC8组成；运算放大器IC8的输入端接遥控接收器IC2的输出端B₂、I₀₂；运算放大器IC8的输出端分别接所述或门IC9-IC12的另一个输入端；

所述行走控制驱动电路由第一双H桥电机驱动芯片IC13构成；

所述或门IC9-IC12的输出端分别接所述第一双H桥电机驱动芯片IC13的输入端5脚、7脚、10脚、12脚；

所述行走电机及控制电路由行走电机M1-M2、急停接触器KV1的4个联动常闭触点KV1-1-KV1-4组成；行走电机M1与常闭触点KV1-1、KV1-2串联后接在所述第一双H桥电机驱动芯片IC13的输出端2脚与3脚之间；行走电机M2与常闭触点KV1-3、KV1-4串联后接在所述第一双H桥电机驱动芯片IC13的输出端13脚与14脚之间；

所述调速电路由遥控直流调速板IC7构成；遥控直流调速板IC7的型号为DC24DP50AL；遥控直流调速板IC7的输入端接遥控接收器IC2的输出端A₂和I₀₂，其输出端接第一双H桥电机驱动芯片IC13的输入端6脚和11脚。

所述第二放大电路由运算放大器IC16-IC17、非门IC15组成；运算放大器IC16的一个输入端一路直接接遥控接收器IC2的输出端A₃，其另一端经非门IC15接遥控接收器IC2的输出端B₃；运算放大器IC16的另一个输入端接遥控接收器IC2的输出端I₀₃；

所述运算放大器IC17的输入端接遥控接收器IC2的输出端C₃和I₀₃；

所述升降控制驱动电路由第二双H桥集成电机驱动芯片IC18组成；所述第二双H桥集成电机驱动芯片IC18的输入端3脚、4脚分别接运算放大器IC16、IC17的输出端，所述第二双H桥集成电机驱动芯片IC18的输出端2脚、10脚接升降电机M3。

工进控制电路由运算放大器IC14和接触器KV2组成；所述运算放大器IC14的输入端接遥控接收器IC2的输出端C₂和I₀₂，所述接触器KV2串接在运算放大器IC14的输出端。

所述异物探测急停控制及报警电路由超声波探测电路和急停控制及声光报警电路组成；

所述超声波探测电路由超声波集放器IC19及其外围元件超声波发射器CFQ、超声波接收器CJQ、电阻R1-R5、电容C1-C9、电感L1-L2、电位器RP1-RP2、第一定时器IC21、功率放大器IC20、放大器IC22组成；第一定时器IC21及其外围元件电阻R3-R5、电容C8-C9组成40KHz的无稳态多谐振荡器，第一定时器IC21采用NE555芯片，第一定时器IC21的输出端3脚依次经电阻R5、放大器IC22接超声波集放器IC19的输入端8脚，多谐振荡器产生的一系列方波信号，用来控制超声波集放器IC19的收发工作模式，当8脚输入为“1”时，IC19处于发射模式，发射器发出40KHz的超声波；当8脚输入为“0”时，IC19处于接收模式，超声波接收器CJQ接收被反射的超声波，并将其转换成40KHz电信号输入到IC19内部进行处理。经过IC19转换后由14脚输出一个触发电平输送给急停控制及声光报警电路中的第二定时器IC23的输入端2脚。

超声波发射器CFQ、功率放大器IC20、电感L2、电容C6-C7组成超声波发射电路；超声波发射器CFQ与电感L2和电容C6组成的40KHz的输出并联谐振回路并联，电感L2的中心抽头A接功率放大器IC20的输出端，功率放大器IC20的输入端接超声波集放器IC19的输出端6脚，超声波发射器CFQ与电容C6及电感L2的节点B接地；超声波集放器IC19的9脚经电容C7接地；

超声波接收器CJQ、电容C5、电阻R2组成超声波接收电路，超声波接收器CJQ、电容C5、电阻R2依次串联后接在超声波集放器IC19的输入端5脚与4脚之间，超声波集放器IC19的5脚接地；

所述急停控制及报警电路由第二定时器IC23及其外围元件电阻R6-R7、电容C10-C11、发光二极管LED1、接触器KV2的常闭触点KV2的常闭触点KV2-1、蜂鸣器FQ、急停接触器KV1组成；第二定时器IC23采用NE555芯片组成单稳态电路，第二定时器IC23的输入端2脚接超声波集放器IC19的输出端14脚；电阻R7与发光二极管LED1串联组成的光报警支路接在第二定时器IC23的输出端3脚与地之间；

急停接触器KV1与蜂鸣器FQ并联后再与常闭触点KV2-1串联后接在第二定时器IC23的输出端3脚与地之间。

在本实施例中，各集成块及超声发射器和超声接收器的型号如下：

IC1 TWH9236，IC2 TWH9238，IC3-IC6 AD507，IC7 DC24DP50AL，IC8 AD504，IC13 L298N，IC14 AD504，IC16-IC17 AD504，IC18LMD18200，IC19 LM1812，IC20 2SB504，IC21 NE555，IC22 9018，IC23 NE555；CFQ MA40EIS，CJQ YJCSBFS。

本实施例的工作原理如下(见图1-3)：

1、叉车行走控制电路部分的原理：

按遥控发射器IC1的前进键AN1，遥控接收器IC2的A₁、C₁端输出高电平，此电平分别通过运算放大器IC3、IC5送至或门IC9、IC11的一个输入端，然后由IC9、IC11送至IC13的输入引脚5、10并使其变为高电平，此时IC13的另两个输入引脚7、12为低电平，4个输入信号经过IC13的逻辑运算后，由输出引脚2、3、13、14驱动行走电机M1、M2正转，叉车前进；

按遥控发射器IC1的后退键AN2，遥控接收器IC2的B₁、D₁端输出高电平，分别经过IC4、IC6运算放大后分别送至或门IC10、IC12的一个输入端，然后由IC10、IC12送至IC13的输入引脚7、12并使其变为高电平，此时IC13的另两个输入引脚5、10为低电平，4个输入信号经过IC13的逻辑运算，由4个输出引脚驱动行走电机M1、M2反转，叉车后退；

在叉车行进中，按IC1的右转键AN3，IC2的A₁与B₁端输出高电平，此电平经过IC3、IC4放大后分别送至IC9、IC10的一个输入端，然后由IC9、IC10分别送至IC13的引脚5、7并且使这两个引脚的电平相同，通过IC13的逻辑运算，行走电机M1停止转动，M2正常运转，实现叉车右转功能；

在叉车行走中，按IC1的左转键AN4，IC2的C₁与D₁端输出高电平，此电平经过IC5、IC6放大后分别送至IC11、IC12一个输入端，然后由IC11、IC12分别送至IC13的引脚10、12并且使这两个引脚的电平相同，通过IC13的逻辑运算，行走电机M2停止转动，M1正常运转，实现叉车左转功能；

在叉车行走中，按IC1的速度控制键AN5，IC2的A₂端输出高电平，并送到IC7的输入端，经IC7转换后将输出的PWM信号输送到IC13的速度控制输入引脚6、11，并由IC13的4个输出引脚输出调速电平，使行走电机M1、M2的转速逐渐增大，叉车行走速度逐渐变快。松开速度控制键AN5后，IC2的A₂端输出低电平，经IC7后使IC13的引脚6、11变成低电平，经IC13逻辑变换后，输出的信号使行走电机M1、M2逐渐降低转速直至停止，叉车减速至停止运行；

在叉车行走中，当按主动急停键AN6时，在IC2的B₂端输出高电平信号，该信号经IC8放大后同时送到IC9-IC12的另一个输入端，然后由IC9-IC12分别同时送至IC13的4个方向控制引脚5、7、10、12，按照IC13的逻辑关系，当4个方向输入引脚同电位时，在IC13的电路中两个行走电机的电枢相当于短接，产生“电”制动，叉车急停。

2、工进控制电路原理：

当叉车接近起运物体时，按IC1的工进AN7键，遥控接收器IC2的C₂引脚输出高电平工进信号，该信号经放大器IC14放大之后，使接触器KV2的线圈得电，异物探测急停控制及报警电路中的常闭触点KV2-1断开，急停接触器KV1和蜂鸣器FQ的电源被切断，使蜂鸣器FQ断电失声，急停接触器KV1的线圈失电，KV1的常闭触点KV1-1——KV1-4闭合，行走电机M1、M2通电转动，蜂鸣器FQ和急停控制解除，光报警电路不受工进键AN7动作的影响，此时叉车即可行进并起运货物；发光二极管LED1可以继续工作。

3、货叉升降控制电路原理：

按IC1的上升键AN8，IC2的A₃端发出高电平升控制信号，通过放大器IC16放大之后，送到IC18的方向输入引脚3上，按照IC18的逻辑使能关系，当引脚3为高电平时，由引脚2和10输出正转驱动信号，使升降电机M3正向转动，经机械传动系统带动货叉上升运动。

按IC1的下降键AN9，IC2的B₃端发出高电平降控制信号，经过非门IC15反相后输出低电平信号，此信号通过放大器IC16放大之后送到IC18的方向输入引脚3上，按照IC18逻辑使能关系，当引脚3为低电平时，由引脚2和10输出反转驱动信号，使升降电机M3反向旋转，经机械传动系统带动货叉下降运动。

当货叉到达所需位置时，按IC1的升降停键AN10，IC2的C₃端输出高电平信号，经IC17放大后送到IC18的刹车输入引脚4上，根据IC18的逻辑使能关系，此时引脚2和10输出制动信号，升降电机M3停转，货叉停止。

4、异物探测急停控制及报警电路原理(见图3)：

在叉车行走中，当叉车运行方向遇行人或障碍物时，由超声波发送器CFQ发出的超声波被人体或物体反射回来，被超声接收器CJQ接收，该信号通过IC19内部的放大、检测，从其第14脚输出一低电平送至IC23，使其触发输出高电平，发光二极管LED1发光报警。同时此电平又通过常闭触点KV2-1，使蜂鸣器FQ得电发声报警，使接触器KV1线圈得电，安装在行走驱动电路中常闭触点KV1-1——KV1-4断开，行走电机M1、M2断电停转，实现声光报警和急停防撞的功能。

IC19第1脚外接的L1、C1取决于超声波的发送或接收频率，通过IC19的17脚外接RP1、R1和C2进行抗干扰滤波。

本系统中所用芯片IC7(DC24DP50AL)、IC13(L298N)和IC18(LMD18200)本身均具有完备的保护功能，如互锁、自锁、过流、短路、欠压等保护措施。防止了信号错乱、电机烧毁等事故。

在本实施例中还设有手动升降控制方式，手动升降通过安装在起重机构支架上的操作面板控制货叉的升、降、停止。该电路设计成点动控制形式。

Claims (7)

1.一种遥控无轨电动叉车的控制系统，其特征在于它由遥控发射器、遥控接收器、第一放大电路、主动急停控制电路、或门、调速电路、行走控制驱动电路、行走电机及控制电路、第二放大电路、升降控制驱动电路、升降电机、工进控制电路、异物探测急停控制及报警电路组成；

所述遥控接收器的行走方向信号输出端经第一放大电路接所述或门的一个输入端；遥控接收器的主动急停信号输出端接所述或门的另一个输入端；所述或门的输出端接行走控制驱动电路的输入端，所述行走控制驱动电路的输出端接所述行走电机及控制电路的输入端；

所述遥控接收器的行走速度信号输出端经所述调速电路接所述行走控制驱动电路的另一个输入端；

所述遥控接收器的升降信号输出端和升降刹车信号输出端经第二放大电路接所述升降控制驱动电路的输入端，所述升降控制驱动电路的输出端接所述升降电机；

所述遥控接收器的工进信号输出端接所述工进控制电路的输入端，所述工进控制电路的输出端接所述异物探测急停控制及报警电路的相应控制端；

所述异物探测急停控制及报警电路的输出端接所述行走电机及控制电路的相应输入端。

2.根据权利要求1所述的遥控无轨电动叉车的控制系统，其特征在于遥控发射器IC1由3块TWH9236集成块组成；在遥控发射器AC1的控制面板上设有如下控制按键：前进键AN1、后退键AN2、右转键AN3、左转键AN4、速度控制键AN5、主动急停键AN6、工进键AN7、上升键AN8、下降键AN9、升降停键AN10。

3.根据权利要求2所述的遥控无轨电动叉车的控制系统，其特征在于遥控接收器IC2由3块TWH9238集成块组成；第一块TWH9238的输出端为A₁-D₁、I₀₁；第二块TWH9238的输出端为A₂-C₂、I₀₂；第三块TWH9238的输出端为A₃-C₃、I₀₃；其中共用输出端I₀₁-I₀₃连接在一起。

4.根据权利要求3所述的一种遥控无轨电动叉车的控制系统，其特征在于所述第一放大电路由运算放大器IC3-IC6组成；所述运算 放大器IC3-IC6的输入端分别接所述遥控接收器IC2输出端A1、B1、C₁、D₁及I₀₁；

所述或门由或门IC9-IC12组成；

所述运算放大器IC3-IC6的输出端分别接所述或门IC9-IC12的一个输入端；

所述主动急停控制电路由运算放大器IC8组成；运算放大器IC8的输入端接遥控接收器IC2的输出端B₂、I₀₂；运算放大器IC8的输出端分别接所述或门IC9-IC12的另一个输入端；

所述行走控制驱动电路由第一双H桥电机驱动芯片IC13构成；

所述或门IC9-IC12的输出端分别接所述第一双H桥电机驱动芯片IC13的输入端5脚、7脚、10脚、12脚；

所述行走电机及控制电路由行走电机M1-M2、急停接触器KV1的4个联动常闭触点KV1-1-KV1-4组成；行走电机M1与常闭触点KV1-1、KV1-2串联后接在所述第一双H桥电机驱动芯片IC13的输出端2脚与3脚之间；行走电机M2与常闭触点KV1-3、KV1-4串联后接在所述第一双H桥电机驱动芯片IC13的输出端13脚与14脚之间；

所述调速电路由遥控直流调速板IC7构成；遥控直流调速板IC7的型号为DC24DP50AL；遥控直流调速板IC7的输入端接遥控接收器IC2的输出端A₂和I₀₂，其输出端接第一双H桥电机驱动芯片IC13的输入端6脚和11脚。

5.根据权利要求4所述的遥控无轨电动叉车的控制系统，其特征在于所述第二放大电路由运算放大器IC16-IC17、非门IC15组成；运算放大器IC16的一个输入端一路直接接遥控接收器IC2的输出端A₃，其另一端经非门IC15接遥控接收器IC2的输出端B₃；运算放大器IC16的另一个输入端接遥控接收器IC2的输出端I₀₃；

所述运算放大器IC17的输入端接遥控接收器IC2的输出端C₃和I₀₃；

所述升降控制驱动电路由第二双H桥集成电机驱动芯片IC18组成；所述第二双H桥集成电机驱动芯片IC18的输入端3脚、4脚分别接运算放大器IC16、IC17的输出端，所述第二双H桥集成电机驱动芯片IC18的输出端2脚、10脚接升降电机M3。

6.根据权利要求5所述的遥控无轨电动叉车的控制系统，其特征在于工进控制电路由运算放大器IC14和接触器KV2组成；所述运 算放大器IC14的输入端接遥控接收器IC2的输出端C₂和I₀₂，所述接触器KV2串接在运算放大器IC14的输出端。

7.根据权利要求6所述的遥控无轨电动叉车的控制系统，其特征在于所述异物探测急停控制及报警电路由超声波探测电路和急停控制及声光报警电路组成；

所述超声波探测电路由超声波集放器IC19及其外围元件超声波发射器CFQ、超声波接收器CJQ、电阻R1-R5、电容C1-C9、电感L1-L2、电位器RP1-RP2、第一定时器IC21、功率放大器IC20、放大器IC22组成；第一定时器IC21及其外围元件电阻R3-R5、电容C8-C9组成40KHz的无稳态多谐振荡器，第一定时器IC21采用NE555芯片，第一定时器IC21的输出端3脚依次经电阻R5、放大器IC22接超声波集放器IC19的输入端8脚；

超声波发射器CFQ、功率放大器IC20、电感L2、电容C6-C7组成超声波发射电路；超声波发射器CFQ与电感L2和电容C6组成的40KHz的输出并联谐振回路并联，电感L2的中心抽头A接功率放大器IC20的输出端，功率放大器IC20的输入端接超声波集放器IC19的输出端6脚，超声波发射器CFQ与电容C6及电感L2的节点B接地；超声波集放器IC19的9脚经电容C7接地；

超声波接收器CJQ、电容C5、电阻R2组成超声波接收电路，超声波接收器CJQ、电容C5、电阻R2依次串联后接在超声波集放器IC19的输入端5脚与4脚之间，超声波集放器IC19的5脚接地；

所述急停控制及报警电路由第二定时器IC23及其外围元件电阻R6-R7、电容C10-C11、发光二极管LED1、接触器KV2的常闭触点KV2的常闭触点KV2-1、蜂鸣器FQ、急停接触器KV1组成；第二定时器IC23采用NE555芯片组成单稳态电路，第二定时器IC23的输入端2脚接起声波集放器IC19的输出端14脚；电阻R7与发光二极管LED1串联组成的光报警支路接在第二定时器IC23的输出端3脚与地之间；

急停接触器KV1与蜂鸣器FQ并联后再与常闭触点KV2-1串联后接在第二定时器IC23的输出端3脚与地之间。 

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