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原文传递一种用于叉车货叉安全的控制系统及其方法

专利名称：	一种用于叉车货叉安全的控制系统及其方法
摘要：	本发明公开了一种用于叉车货叉安全的控制系统及其方法，是通过控制器获取倾斜角度传感器检测的货叉角度信号，高度开关检测的货叉高度信号，载荷传感器检测的货叉载重信号，控制前后倾电磁阀、起升、下降电磁阀开度变化，实现货叉极限位置缓冲功能、货叉前倾角度限制功能，货叉后倾速度限制功能、货叉一键找平功能。本发明实现货叉低位缓冲控制，高位前倾角度控制、后倾速度控制，一键找平控制，从而提高驾驶人员的安全性、舒适性、便利性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	合肥工业大学
发明人：	夏光;许立平;石鹏;赵名卓;张洋;高军;杨猛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910138794.0
公开号：	CN109694020A
代理机构：	安徽省合肥新安专利代理有限责任公司
代理人：	陆丽莉;何梅生
分类号：	B66F9/22(2006.01);B;B66;B66F;B66F9
申请人地址：	230009 安徽省合肥市包河区屯溪路193号
主权项：	1.一种用于叉车货叉的安全控制系统，其特征包括：油箱(1)、油泵(2)、前倾电磁阀(3)、后倾电磁阀(4)、起升电磁阀(5)、下降电磁阀(6)、倾斜油缸(7)、起升油缸(8)、门架(9)、倾斜角度传感器(10)、高度开关(11)、载荷传感器(12)、控制器(13)、压力传感器和找平开关；所述油箱(1)分别与倾斜油缸(7)和起升油缸(8)的油路相连通，并通过所述油泵(2)给所述倾斜油缸(7)和起升油缸(8)供油；所述倾斜油缸(7)和起升油缸(8)均与所述门架(9)和叉车车身铰接；在所述倾斜油缸(7)与叉车车身铰接的位置上设置有所述倾斜角度传感器(10)，用于测量倾斜油缸的倾斜角度信号并提供给所述控制器(13)，从而得到货叉的前后倾位置角度；在所述门架(9)的上端设置有所述高度开关(11)，用于检测货叉的高度信号并提供给所述控制器(13)，从而判断货叉是否达到限定的高度；在门架(9)的底端设置有所述载荷传感器(12)，用于检测货叉的载重信号并提供给所述控制器(13)，从而得到货叉载物重量；在前后轮胎上设置有压力传感器，用于获取前后轮胎接地压力并提供给所述控制器(13)；所述前倾电磁阀(3)的下油腔与所述油泵(2)的出油口相连通，所述前倾电磁阀(3)的上油腔与所述倾斜油缸(7)一端的进油口相连通；所述后倾电磁阀(4)的下油腔与油泵(2)的出油口相连通，所述后倾电磁阀(4)的上油腔与倾斜油缸(7)另一端的进油口相连通；所述控制器(13)根据所述货叉的前后倾位置角度控制所述前倾电磁阀(3)或后倾电磁阀(4)的开度变化，使得所述油泵(2)向倾斜油缸(7)的供油速度及供油量发生相应变化，以实现货叉相应的前倾或后倾动作；所述起升电磁阀(5)的下油腔与油泵(2)的出油口相连通，所述起升电磁阀(5)的上油腔与起升油缸(8)一端的进油口相连通；所述下降电磁阀(6)的下油腔与油泵(2)的出油口相连通，所述下降电磁阀(6)的上油腔与起升油缸(8)另一端的进油口相连通；所述控制器(13)根据所述货叉的高度信号控制所述起升电磁阀(5)或下降电磁阀(6)的开度变化，使得所述油泵(2)向起升油缸(8)的供油速度及供油量发生相应变化，以实现货叉相应的起升或下降动作；所述控制器(13)根据所述货叉的前后倾位置角度控制所述前倾电磁阀(3)或后倾电磁阀(4)的开度变化，使得所述油泵(2)向倾斜油缸(7)的供油速度及供油量发生相应变化，以实现货叉极限位置缓冲动作；所述控制器(13)根据所述货叉的高度信号、载重信号、前后倾位置角度控制所述前倾电磁阀(3)或后倾电磁阀(4)的开度变化，使得所述油泵(2)向倾斜油缸(7)的供油速度及供油量发生相应变化，以实现货叉前倾角度限制和后倾速度限制动作；所述控制器(13)根据所述货叉的前后倾位置角度和找平开关信号控制所述前倾电磁阀(3)或后倾电磁阀(4)的开度变化，使得所述油泵(2)向倾斜油缸(7)的供油速度及供油量发生相应变化，以实现货叉自动工作到水平位置。 2.根据权利要求1所述的安全控制系统的货叉极限位置缓冲控制方法，其特征是按以下步骤进行：步骤1、确定货叉缓冲控制的前后倾位置角度；步骤2、判断货叉的前倾位置角度是否等于货叉的前倾极限位置缓冲角度，如果等于，则执行步骤4；反之，重复步骤3；步骤3、判断货叉的后倾位置角度是否等于货叉的后倾极限位置缓冲角度，如果等于，则执行步骤5，反之，重复步骤2；步骤4、减小前倾电磁阀(3)的开度，降低倾斜油缸(7)的充油速度，使货叉以相应的缓冲速度运动至前倾极限位置，以完成货叉的前倾极限位置的缓冲控制；步骤5、减小后倾电磁阀(4)的开度，降低倾斜油缸(7)的充油速度，使货叉以相应的缓冲速度运动至后倾极限位置，以完成货叉的后极限位置的缓冲控制。 3.根据权利要求2所述的货叉极限位置缓冲控制方法，其特征是所述货叉缓冲控制的前后倾位置角度以及相应的缓冲速度是按如下方法确定的：步骤a、设定倾斜角度传感器(10)检测货叉的前倾极限位置的角度为αa，后倾极限位置的角度为αb；货叉的最大载重量为m，试验测试重块的单位变化差值为Δm，第n1次确定的货叉铲实验重块的质量为m-n1Δm，第i1次确定的货叉铲实验重块的质量为m-i1Δm，前后倾缓冲位置角度试验测试的单位变化差值为Δα，第n2次确定的货叉前倾位置进入缓冲时的角度为αa-n2Δα，第i2次确定的货叉后倾位置进入缓冲时的角度为αb-i2Δα，货叉的全速为V，前后倾缓冲试验测试货叉速度的单位变化差值为ΔV，第n3次确定的货叉的前倾缓冲速度为V-n3ΔV，第i3次确定的货叉的前倾缓冲速度为V-i3ΔV，前倾实验测试次数为n1×n2×n3，后倾实验测试次数为i1×i2×i3；前倾实验开始时，初始化n1＝0，n2＝1，n3＝0；后倾实验开始时，初始化i1＝0，i2＝1，i3＝0；步骤b、货叉铲实验重块m-n1Δm，以全速V从水平位置前倾至αa-n2Δα位置角度，以速度V-n3ΔV从αa-n2Δα位置角度至前倾极限位置的角度αa；若实验重块m-n1Δm前移，且压力传感器测得后轮胎接地压力有阶跃变化，则令n3+1赋值给n3，并重复步骤b；若第n3次确定的货叉的前倾缓冲速度为V-n3ΔV为ΔV，实验重块m-n1Δm仍前移，且压力传感器测得后轮胎接地压力有阶跃变化，则令n2+1赋值给n2，并重复步骤b；若实验重块m-n1Δm未前移，且压力传感器测得后轮胎接地压力变化平稳，则货叉载重为m-n1Δm所对应的前倾极限缓冲位置角度为αa-n2Δα、前倾缓冲速度为V-n3ΔV，令n1+1赋值给n1，并重复步骤b；步骤c、货叉铲实验重块m-i1Δm，以全速V从水平位置后倾至αb-i2Δα位置角度，以速度V-i3ΔV从αb-i2Δα位置角度至后倾极限位置的角度αb；若实验重块m-i1Δm后移，且压力传感器测得前轮胎接地压力有阶跃变化，则令i3+1赋值给i3，并重复步骤c；若第i3次确定的货叉的后倾缓冲速度为V-i3ΔV为ΔV，实验重块m-n1Δm仍后移，且压力传感器测得前轮胎接地压力有阶跃变化，则令i2+1赋值给i2，并重复步骤c；若实验重块m-i1Δm未后移，且压力传感器测得前轮胎接地压力变化平稳，则货叉载重为m-i1Δm所对应的后倾极限缓冲位置角度为αb-i2Δα、后倾缓冲速度为V-i3ΔV，令i1+1赋值给i1，并重复步骤c。 4.根据权利要求1所述的安全控制系统的货叉前倾角度限制控制方法，其特征是按以下步骤进行：步骤1、确定高度开关(11)的安装高度；步骤2、确定货叉的前倾限制角度；步骤3、当货叉起升至限定高度、载重超过限定重量，且货叉自水平位置前倾至所述前倾限定角度时，执行步骤4；步骤4、控制器(13)发出指令使前倾电磁阀(3)关闭，油泵(2)停止向倾斜油缸(7)供油，以完成货叉前倾角度控制。 5.根据权利要求4所述的货叉前倾角度限制控制方法，其特征是所述高度开关(11)的安装高度是按如下方法确定的：货叉铲最大额定实验重块前倾至前倾极限位置，操纵起升开关使货叉缓慢上升，观测压力传感器测得后轮胎接地压力变化，当后轮胎接地压力为0时对应货叉高度为高度开关(11)的安装高度。 6.根据权利要求4所述的货叉前倾角度限制控制方法，其特征是所述货叉的前倾限制角度是按如下方法确定的：货叉铲最大额定实验重块起升至最大高度，货叉前倾的同时观测压力传感器测得后轮胎接地压力变化；若后轮胎接地压力为0对应的货叉前倾角度即为货叉高位时的前倾限制角度；设置不同重量的实验重块重复实验，以确定不同载荷时货叉的前倾限制角度。 7.根据权利要求1所述的安全控制系统的货叉后倾速度限制控制方法，其特征是按以下步骤进行：步骤1、当货叉起升到限定高度、载重超过限定重量，且货叉自水平位置后倾工作时，执行步骤2；步骤2、控制器(13)发出指令使后倾电磁阀(4)的开度减小，油泵(2)向倾斜油缸(7)供油速度降低，货叉以相应的后倾速度后倾。 8.根据权利要求7所述的货叉后倾速度限制控制方法，其特征是所述后倾速度是按如下方法确定的：步骤A、货叉的最大载重量为m，试验测试重块的单位变化差值为Δm，货叉的全速为V，试验测试货叉速度的单位变化差值为ΔV，第n4次确定的货叉铲实验重块的质量为m-n4Δm，第n5次确定的货叉的后倾速度为V-n5ΔV，后倾实验测试次数为n4×n5；后倾实验开始时，初始化n4＝0，n5＝0；步骤B、货叉铲实验重块m-n4Δm以速度V-n5ΔV从水平位置后倾至后倾极限位置；若实验重块m-n4Δm后移，且前轮胎接地压力出现阶跃变化，则令n5+1赋值给n5，并重复步骤B；反之，若实验重块m-n4Δm未后移，且前轮胎接地压力平稳变化，则货叉载重为m-n4Δm所对应的后倾速度为V-n5ΔV，令n4+1赋值给n4，并重复步骤B。 9.根据权利要求1所述的安全控制系统的货叉一键找平控制方法，其特征是按以下步骤进行：步骤1、采集倾斜角度传感器(10)的货叉角度信号；步骤2、若货叉处于前倾位置，则前倾电磁阀(3)关闭、后倾电磁阀(4)打开，油泵(2)向倾斜油缸(7)供油，货叉后倾运动至水平位置；若货叉处于后倾位置，则前倾电磁阀(3)打开、后倾电磁阀(4)关闭，油泵(2)向倾斜油缸(7)供油，货叉前倾运动至水平位置；若货叉处于水平位置时，则前倾电磁阀(3)、后倾电磁阀(4)关闭，油泵(2)停止向倾斜油缸(7)供油。
所属类别：	发明专利