門架起升高度指示系統設計應用

文/何群星

1.現狀

20世紀40年代，搬運軍事物資的需要，促進了叉車技術的迅速發展。我國自上世紀60年代通過測繪仿制日本叉車，開創了我國的叉車事業。經過五十年的發展，我國的叉車行業技術水平已逐步達到了國際領先水平。叉車作為機動工業車輛的典型機種，由于其具有機體緊湊、軸距較短、轉向靈活和偏轉角大等突出優點，廣泛應用于港口倉庫、貨物集散、貨艙內堆碼、拆垛作業等。

隨著經濟的快速發展，土地成本增高日益突顯，為有效利用土地，5米以上的高位貨架越來越多，有些甚至超過8米，高起升的門架，因為起升高度高，駕駛員必須仰著頭操作，但即使仰著操作也會因視線不好，很難準確對準貨架，進行裝卸操作，經常仰著操作駕駛員也非常容易疲勞；對倉庫貨架的排布，燈光照明提出的要求很高，無形中削減了高位貨架帶來的經濟利益。研究可以用于在高起升架上應用的高度指示系統越發重要，對于提高叉車的競爭力以及適應性具有重要的意義。

2.電瓶叉車高度指示系統設計思想

2.1 傳統操作的缺點分析

叉車傳統貨物裝卸操作均由操作人員肉眼確認貨架位置，采取相應的起升與下降操作，這種操作在低起升的門架及光線充足的條件下完全可以實現，如若在夜間操作或者光線條件不太好的天氣操作高位貨架，會大大地降低操作人員的效率，同時還加速操作人員的疲勞程度。在此環境下，對于高起升的門架提出了新的要求，要對起升高度做一個精確的識別，高度指示系統被應用到叉車行業。

圖1 高起升門架的結構圖

圖2 高度指示系統電氣原理圖

2.2 高度指示系統的設計理念

根據高起升門架的結構（如圖1所示），其運行規律為自由缸先起升，達到設計高度L1，帶到內門架以及中門架同步起升，且同步達到設計高度。考慮到內門架及中門架的同步性，以及高度相同的因素，確定測量中門架的運行高度，來測定門架的起升高度。

3.電瓶叉車高度指示系統設計

3.1 高度指示系統電氣原理

由微動開關來判斷內門架及中門架是否開始運行，由編碼器完成對中門架當前起升高度的測量，并且通過微動開關的信號來控制PLC是否接收編碼器的信號（如圖2所示）。當微動開關閉合，確定內門架及中門架開始起升，編碼器開始統計中門架的起升高度，PLC開始采集編碼器傳輸過來的信號，并通過計算公式（1）來確定門架當前高度，并通過顯示屏顯示。

圖3 高度指示系統結構圖

H：當前門架起升高度；

L1：全自由缸起升的設計高度；

R：編碼器內壁直徑；

N：編碼器轉動圈數。

還有一種操作是起升一會后停止，再進行起升或下降的操作，PLC通過編碼器的正反向功能來確認是起升還是下降，如果是正向的轉動，則圈數在原有基礎上進行疊加，如果是負向的，則在原有基礎上往下減，以此來實現高度的無差別顯示。

由公式（1）可以看出，此系統的最低顯示高度是L1，此功能只有在門架起升高度大于L1的時候才體現出來。

3.2 高度指示系統實現的架構

圖4 輪軸總成拆解圖

測量就可以實現整個設想，在中門架上安裝了一個聯動裝置（如圖3）來完成對N的測量，其中主要組成部分是拉線跟輪軸總成（如圖4）。將輪軸總成安裝在固定的外門架中橫梁上，確保輪軸總成不會隨門架的運行而運動，在中門架上安裝一拉線，此拉線繞過輪軸總成中的輪子（如圖4），并且通過壓縮彈簧來實現輪子隨拉線的移動而做出相應距離的轉動；而安裝在輪軸總成中的編碼器通過軸（如圖4）與輪子保持同軸轉動，從而實現對N的測量，也即完成對中門架的起升高度的測量，根據同步性，內門架的起升高度也完成測量。

另外，微動開關的動作可以通過圖3中的壓板與安裝在外門加上橫梁的微動開關實現。

4.結論

此高度指示系統其指示精度可達到0.01米，完全滿足工作要求。該門架起升高度指示系統已經在我公司1-2T系列前移式叉車上試裝，高度顯示效果良好。