门架起升高度指示系统设计应用

文/何群星

1.现状

20世纪40年代，搬运军事物资的需要，促进了叉车技术的迅速发展。我国自上世纪60年代通过测绘仿制日本叉车，开创了我国的叉车事业。经过五十年的发展，我国的叉车行业技术水平已逐步达到了国际领先水平。叉车作为机动工业车辆的典型机种，由于其具有机体紧凑、轴距较短、转向灵活和偏转角大等突出优点，广泛应用于港口仓库、货物集散、货舱内堆码、拆垛作业等。

随着经济的快速发展，土地成本增高日益突显，为有效利用土地，5米以上的高位货架越来越多，有些甚至超过8米，高起升的门架，因为起升高度高，驾驶员必须仰着头操作，但即使仰着操作也会因视线不好，很难准确对准货架，进行装卸操作，经常仰着操作驾驶员也非常容易疲劳；对仓库货架的排布，灯光照明提出的要求很高，无形中削减了高位货架带来的经济利益。研究可以用于在高起升架上应用的高度指示系统越发重要，对于提高叉车的竞争力以及适应性具有重要的意义。

2.电瓶叉车高度指示系统设计思想

2.1 传统操作的缺点分析

叉车传统货物装卸操作均由操作人员肉眼确认货架位置，采取相应的起升与下降操作，这种操作在低起升的门架及光线充足的条件下完全可以实现，如若在夜间操作或者光线条件不太好的天气操作高位货架，会大大地降低操作人员的效率，同时还加速操作人员的疲劳程度。在此环境下，对于高起升的门架提出了新的要求，要对起升高度做一个精确的识别，高度指示系统被应用到叉车行业。

图1 高起升门架的结构图

图2 高度指示系统电气原理图

2.2 高度指示系统的设计理念

根据高起升门架的结构（如图1所示），其运行规律为自由缸先起升，达到设计高度L1，带到内门架以及中门架同步起升，且同步达到设计高度。考虑到内门架及中门架的同步性，以及高度相同的因素，确定测量中门架的运行高度，来测定门架的起升高度。

3.电瓶叉车高度指示系统设计

3.1 高度指示系统电气原理

由微动开关来判断内门架及中门架是否开始运行，由编码器完成对中门架当前起升高度的测量，并且通过微动开关的信号来控制PLC是否接收编码器的信号（如图2所示）。当微动开关闭合，确定内门架及中门架开始起升，编码器开始统计中门架的起升高度，PLC开始采集编码器传输过来的信号，并通过计算公式（1）来确定门架当前高度，并通过显示屏显示。

图3 高度指示系统结构图

H：当前门架起升高度；

L1：全自由缸起升的设计高度；

R：编码器内壁直径；

N：编码器转动圈数。

还有一种操作是起升一会后停止，再进行起升或下降的操作，PLC通过编码器的正反向功能来确认是起升还是下降，如果是正向的转动，则圈数在原有基础上进行叠加，如果是负向的，则在原有基础上往下减，以此来实现高度的无差别显示。

由公式（1）可以看出，此系统的最低显示高度是L1，此功能只有在门架起升高度大于L1的时候才体现出来。

3.2 高度指示系统实现的架构

图4 轮轴总成拆解图

测量就可以实现整个设想，在中门架上安装了一个联动装置（如图3）来完成对N的测量，其中主要组成部分是拉线跟轮轴总成（如图4）。将轮轴总成安装在固定的外门架中横梁上，确保轮轴总成不会随门架的运行而运动，在中门架上安装一拉线，此拉线绕过轮轴总成中的轮子（如图4），并且通过压缩弹簧来实现轮子随拉线的移动而做出相应距离的转动；而安装在轮轴总成中的编码器通过轴（如图4）与轮子保持同轴转动，从而实现对N的测量，也即完成对中门架的起升高度的测量，根据同步性，内门架的起升高度也完成测量。

另外，微动开关的动作可以通过图3中的压板与安装在外门加上横梁的微动开关实现。

4.结论

此高度指示系统其指示精度可达到0.01米，完全满足工作要求。该门架起升高度指示系统已经在我公司1-2T系列前移式叉车上试装，高度显示效果良好。