大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統

《大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統》是安徽合力股份有限公司於2015年5月15日申請的發明專利，該專利申請號為2015102452652，公布號為CN104817044A，專利公布日為2015年8月5日，發明人是欒英、邵凌凌、姚鋼、吳天福、李黎明。

《大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統》包括第一、第二泵電機控制器及第一、第二微動開關，第一微動開關的輸出端分別與第一、第二泵電機控制器連線，第二微動開關的第一輸出端通過第一延時繼電器、第一控制繼電器與第一泵電機控制器相連，第二微動開關的第二輸出端通過第二延時繼電器、第二控制繼電器與第二泵電機控制器相連，第一、第二泵電機控制器分別通過第一、第二泵電機、第一、第二油泵與多路閥相連，多路閥與起升油缸相連。由上述技術方案可知，該發明通過兩個泵電機控制器來控制泵電機，並通過微動開關及延時電路組合的電路設計來實現系統驅動功率逐級增大的分段起升動作，使門架起升速度由小到大的平穩提升。

2019年5月16日，《大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。

（概述圖為《大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統》的摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統
• 公布號：CN104817044A
• 公布日：2015年8月5日
• 申請號：2015102452652
• 申請日：2015年5月15日
• 申請人：安徽合力股份有限公司
• 地址：安徽省合肥市經開區方興大道668號
• 發明人：欒英、邵凌凌、姚鋼、吳天福、李黎明
• 代理機構：合肥天明專利事務所
• 代理人：金凱
• Int.Cl.：B66F9/22(2006.01)I
• 類別：發明專利

專利背景

截至2015年5月，中國1-3.5噸較小噸位電動叉車的門架起升普遍採用以下兩種控制方式：第一種是整車上電且起升控制開關接通後，通過接觸器或控制器給泵電機加全壓以實現門架起升動作。這種控制方式使車輛的製造成本降低，但由於開關接通後電機即全速運行使系統比較耗電，而且噪音比較大。第二種是使用控制器控制，通過感測器調節加在單個泵電機的電壓，以實現門架高速起升動作。這種控制方式比較節能且能夠較精確的定位，但成本較高。在4噸以上較大噸位的電動叉車的門架起升設計中，第一種控制方案的能耗大、噪音大的劣勢比較突出，不宜選用；又由於適用於較大噸位的集成感測器機械式多路閥成本較高，適配的感測器配件成本更高，故在4噸以上較大噸位的電動叉車的起升動作控制中也不宜選取第二種方案。

發明內容

專利目的

《大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統》的目的在於提供一種大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統，該控制系統可實現門架起升驅動功率的分段控制，使門架的起升速度由小到大的平穩提升。

技術方案

《大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統》採用了以下技術方案：包括第一、第二泵電機控制器及設定在多路閥起升閥桿上的第一、第二微動開關，第一微動開關的輸出端分別與第一、第二泵電機控制器連線，第二微動開關的第一輸出端通過第一延時繼電器、第一控制繼電器與第一泵電機控制器相連，所述第二微動開關的第二輸出端通過第二延時繼電器、第二控制繼電器與第二泵電機控制器相連，所述的第一、第二泵電機控制器的輸出端分別與第一、第二泵電機相連，第一、第二泵電機的輸出端分別與第一、第二油泵相連，第一、第二油泵的輸出端與多路閥相連，多路閥的輸出端與起升油缸相連，所述的第一、第二泵電機控制器由蓄電池供電。

所述蓄電池的正負極之間串聯有緊急斷電開關、第二保險絲和鑰匙開關，鑰匙開關的輸出端與蓄電池的負極之間並聯有第一泵電機控制器、第二泵電機控制器、直流電源轉換器和組合儀表，組合儀表中集成有欠壓繼電器。

所述緊急斷電開關的輸出端通過第一保險絲與起升接觸器的觸點輸入端連線，起升接觸器的觸點輸出端分別與第一泵電機控制器的電源接線端子BP1、第二泵電機控制器的電源接線端子BP2連線。

所述的第一泵電機控制器的晶片U1的控制連線埠NMC1、PMC1之間串接起升接觸器的線圈，組合儀表的晶片U3的控制連線埠NMC2、PMC2之間串接欠壓繼電器的線圈，欠壓繼電器的常閉觸點輸入端並聯在第一泵電機控制器的晶片U1的控制連線埠公共電源CCM1及第二泵電機控制器的晶片U2的控制連線埠公共電源CCM2上，欠壓繼電器的常閉觸點輸出端同時連線第一微動開關的輸入端、第一控制繼電器及第二控制繼電器的觸點輸入端，第一微動開關的觸點輸出端同時連線第一泵電機控制器的晶片U1的第一起升速度驅動連線埠DIG1及第二泵電機控制器的晶片U2中的第三起升速度驅動連線埠DIG3，第一控制繼電器的觸點輸出端連線第一泵電機控制器的晶片U1的第二起升速度驅動連線埠DIG2，第二控制繼電器的觸點輸出端連線第二泵電機控制器的晶片U2的第四起升速度驅動連線埠DIG4。

第二微動開關的輸入端與直流電源轉換器相連，第二微動開關的輸出端同時連線第一、第二延時繼電器的線圈正電源端及第一、第二延時繼電器的觸點輸入端，第一延時繼電器的觸點輸出端與第一控制繼電器的線圈正電源端串聯，第二延時繼電器的觸點輸出端與第二控制繼電器的線圈正電源端串聯，第一延時繼電器、第二延時繼電器、第一控制繼電器、第二控制繼電器的線圈負電源端連線蓄電池的負極。

第一泵電機控制器的功率單元接線端子U1、V1、W1分別與第一泵電機的勵磁引出線連線；第二泵電機控制器的功率單元接線端子U2、V2、W2分別與第二泵電機的勵磁引出線連線。

所述的第一、第二微動開關為常開式開關。

該發明通過並聯的第一、第二泵電機控制器來控制第一、第二泵電機，聯合驅動叉車門架起升，並通過微動開關及延時電路組合的電路設計來實現系統驅動功率逐級增大的分段起升動作，根據多路閥操縱閥桿提升的位置變化，系統驅動功率逐級增大，配合流入起升油缸的實際流量的逐漸增多，使門架起升速度由小到大的平穩提升。

改善效果

《大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統》的有益效果在於：

1）通過機械式多路閥閥口在不同開度位置時兩個微動開關按照預設的時間分別接通第一、第二泵電機控制器的驅動信號，使門架在從靜止到全速起升的過程中，兩個泵電機輸出功率耦合後按三個恆定的驅動功率驅動門架運行，系統驅動功率逐級增大，第一段起升驅動功率控制使門架低速平穩起升，系統噪音低、能耗小，實現貨叉輕鬆定位的要求；第二段起升驅動功率控制增大了門架起升的輸入功率，提高了門架起升加速率，提高了系統的工作效率；第三段起升驅動功率控制使第一、第二泵電機均以最大速度運行，隨著多路閥閥口的逐漸增大至閥口完全開放，門架達到了最大的起升速度。操作者從輕拉起升閥桿至將起升閥桿拉到最大開度的過程中，門架從靜止向全速運行，運行狀態穩定、可靠、節能、低噪。

2）系統以兩個常用的微動開關通過電路設計配合多路閥閥口開度的流量調節，代替了起升調速感測器的控制方法，達到了門架平穩起升的目的，擺脫了高質量的集成起升調速感測器的多路閥的高價位採購成本的束縛，有效地降低了整車的成本，同時不再產生適配感測器配件的較高採購成本。

3）由於起升信號均採用開關信號，泵電機控制器僅需選用數字輸出信號連線埠類型，不依賴帶模擬信號輸入連線埠類型的控制器，成品控制器的選擇範圍更廣，成本更低。

附圖說明

圖1是《大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統》的原理框圖；

圖2是該發明的電路圖。

技術領域

《大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統》涉及叉車領域，具體涉及一種大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統。

權利要求

1.《大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統》包括第一、第二泵電機控制器（2-1、2-2）及設定在多路閥（14）起升閥桿上的第一、第二微動開關（9-1、9-2），第一微動開關（9-1）的輸出端分別與第一、第二泵電機控制器（2-1、2-2）連線，第二微動開關（9-2）的第一輸出端通過第一延時繼電器（11-1）、第一控制繼電器（12-1）與第一泵電機控制器（2-1）相連，所述第二微動開關（9-2）的第二輸出端通過第二延時繼電器（11-2）、第二控制繼電器（12-2）與第二泵電機控制器（2-2）相連，所述的第一、第二泵電機控制器（2-1、2-2）的輸出端分別與第一、第二泵電機（3-1、3-2）相連，第一、第二泵電機（3-1、3-2）的輸出端分別與第一、第二油泵（4-1、4-2）相連，第一、第二油泵（4-1、4-2）的輸出端與多路閥（14）相連，多路閥（14）的輸出端與起升油缸（15）相連，所述的第一、第二泵電機控制器（2-1、2-2）由蓄電池（1）供電。

2.根據權利要求1所述的大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統，其特徵在於：所述蓄電池（1）的正負極之間串聯有緊急斷電開關（6）、第二保險絲（7-2）和鑰匙開關（8），鑰匙開關（8）的輸出端與蓄電池（1）的負極之間並聯有第一泵電機控制器（2-1）、第二泵電機控制器（2-2）、直流電源轉換器（5）和組合儀表（16），組合儀表（16）中集成有欠壓繼電器（13）。

3.根據權利要求2所述的大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統，其特徵在於：所述緊急斷電開關（6）的輸出端通過第一保險絲（7-1）與起升接觸器（10）的觸點輸入端連線，起升接觸器（10）的觸點輸出端分別與第一泵電機控制器（2-1）的電源接線端子BP1、第二泵電機控制器（2-2）的電源接線端子BP2連線。

4.根據權利要求3所述的大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統，其特徵在於：所述的第一泵電機控制器（2-1）的晶片U1的控制連線埠NMC1、PMC1之間串接起升接觸器（10）的線圈，組合儀表（16）的晶片U3的控制連線埠NMC2、PMC2之間串接欠壓繼電器（13）的線圈，欠壓繼電器（13）的常閉觸點輸入端並聯在第一泵電機控制器（2-1）的晶片U1的控制連線埠公共電源CCM1及第二泵電機控制器（2-2）的晶片U2的控制連線埠公共電源CCM2上，欠壓繼電器（13）的常閉觸點輸出端同時連線第一微動開關（9-1）的輸入端、第一控制繼電器（12-1）及第二控制繼電器（12-2）的觸點輸入端，第一微動開關（9-1）的觸點輸出端同時連線第一泵電機控制器（2-1）的晶片U1的第一起升速度驅動連線埠DIG1及第二泵電機控制器（2-2）的晶片U2中的第三起升速度驅動連線埠DIG3，第一控制繼電器（12-1）的觸點輸出端連線第一泵電機控制器（2-1）的晶片U1的第二起升速度驅動連線埠DIG2，第二控制繼電器（12-2）的觸點輸出端連線第二泵電機控制器（2-2）的晶片U2的第四起升速度驅動連線埠DIG4。

5.根據權利要求2所述的大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統，其特徵在於：第二微動開關（9-2）的輸入端與直流電源轉換器（5）相連，第二微動開關（9-2）的輸出端同時連線第一、第二延時繼電器（11-1、11-2）的線圈正電源端及第一、第二延時繼電器（11-1、11-2）的觸點輸入端，第一延時繼電器（11-1）的觸點輸出端與第一控制繼電器（12-1）的線圈正電源端串聯，第二延時繼電器（11-2）的觸點輸出端與第二控制繼電器（12-2）的線圈正電源端串聯，第一延時繼電器（11-1）、第二延時繼電器（11-2）、第一控制繼電器（12-1）、第二控制繼電器（12-2）的線圈負電源端連線蓄電池（1）的負極。

6.根據權利要求1所述的大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統，其特徵在於：第一泵電機控制器（2-1）的功率單元接線端子U1、V1、W1分別與第一泵電機（3-1）的勵磁引出線連線；第二泵電機控制器（2-2）的功率單元接線端子U2、V2、W2分別與第二泵電機（3-2）的勵磁引出線連線。

7.根據權利要求1所述的大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統，其特徵在於：所述的第一、第二微動開關（9-1、9-2）為常開式開關。

實施方式

如圖1所示的《大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統》包括第一、第二泵電機控制器2-1、2-2及設定在多路閥14起升閥桿上的第一、第二微動開關9-1、9-2，第一微動開關9-1的輸出端分別與第一、第二泵電機控制器2-1、2-2連線，第二微動開關9-2的第一輸出端通過第一延時繼電器11-1、第一控制繼電器12-1與第一泵電機控制器2-1相連，第二微動開關9-2的第二輸出端通過第二延時繼電器11-2、第二控制繼電器12-2與第二泵電機控制器2-2相連，第一、第二泵電機控制器2-1、2-2的輸出端分別與第一、第二泵電機3-1、3-2相連，第一、第二泵電機3-1、3-2的輸出端分別與第一、第二油泵4-1、4-2相連，第一、第二油泵4-1、4-2的輸出端與多路閥14相連，多路閥14的輸出端與起升油缸15相連，第一、第二泵電機控制器2-1、2-2由蓄電池1供電。第一、第二油泵4-1、4-2產生的高壓油同時注入多路閥14，經多路閥14合流後進入起升油缸15，起升油缸15運行驅動叉車門架的起升。

第一、第二微動開關9-1、9-2為常開式開關。在起升信號未到來前，第一、第二微動開關9-1、9-2是斷開的。

如圖2所示，蓄電池1的正負極之間串聯有緊急斷電開關6、第二保險絲7-2和鑰匙開關8，鑰匙開關8的輸出端與蓄電池1的負極之間並聯有第一泵電機控制器2-1、第二泵電機控制器2-2、直流電源轉換器5和組合儀表16，組合儀表16中集成有欠壓繼電器13。

緊急斷電開關6的輸出端通過第一保險絲7-1與起升接觸器10的觸點輸入端連線，起升接觸器10的觸點輸出端分別與第一泵電機控制器2-1的電源接線端子BP1、第二泵電機控制器2-2的電源接線端子BP2連線。

第一泵電機控制器2-1的晶片U1的控制連線埠NMC1、PMC1之間串接起升接觸器10的線圈，組合儀表16的晶片U3的控制連線埠NMC2、PMC2之間串接欠壓繼電器13的線圈，欠壓繼電器13的常閉觸點輸入端並聯在第一泵電機控制器2-1的晶片U1的控制連線埠公共電源CCM1及第二泵電機控制器2-2的晶片U2的控制連線埠公共電源CCM2上，欠壓繼電器13的常閉觸點輸出端同時連線第一微動開關9-1的輸入端、第一控制繼電器12-1及第二控制繼電器12-2的觸點輸入端，第一微動開關9-1的觸點輸出端同時連線第一泵電機控制器2-1的晶片U1的第一起升速度驅動連線埠DIG1及第二泵電機控制器2-2的晶片U2中的第三起升速度驅動連線埠DIG3，第一控制繼電器12-1的觸點輸出端連線第一泵電機控制器2-1的晶片U1的第二起升速度驅動連線埠DIG2，第二控制繼電器12-2的觸點輸出端連線第二泵電機控制器2-2的晶片U2的第四起升速度驅動連線埠DIG4。即多路閥14的起升閥桿上連線有第一、第二微動開關9-1、9-2，第一微動開關9-1的電源分別與第一泵電機控制器2-1的第一起升速度驅動連線埠DIG1及第二泵電機控制器2-2的第三起升速度驅動連線埠DIG3相連，控制系統給門架的第一段驅動功率；第二微動開關9-2的第一輸出端與第一延時繼電器11-1連線，經第一控制繼電器12-1將第二段起升動作指令信號輸入第一泵電機控制器2-1的第二起升速度驅動連線埠DIG2，控制系統給門架的第二段驅動功率；第二微動開關9-2的第二輸出端與第二延時繼電器11-2連線，經第二控制繼電器12-2將第三段起升動作指令信號輸入第二泵電機控制器2-2的第四起升速度驅動連線埠DIG4，控制系統給門架的第三段驅動功率。

第二微動開關9-2的輸入端與直流電源轉換器5相連，第二微動開關9-2的輸出端同時連線第一、第二延時繼電器11-1、11-2的線圈正電源端及第一、第二延時繼電器11-1、11-2的觸點輸入端，第一延時繼電器11-1的觸點輸出端與第一控制繼電器12-1的線圈正電源端串聯，第二延時繼電器11-2的觸點輸出端與第二控制繼電器12-2的線圈正電源端串聯，第一延時繼電器11-1、第二延時繼電器11-2、第一控制繼電器12-1、第二控制繼電器12-2的線圈負電源端連線蓄電池1的負極。

第一泵電機控制器2-1的功率單元接線端子U1、V1、W1分別與第一泵電機3-1的勵磁引出線連線；第二泵電機控制器2-2的功率單元接線端子U2、V2、W2分別與第二泵電機3-2的勵磁引出線連線。

該發明的工作原理如下：

蓄電池作為電源，當緊急斷電開關和鑰匙開關接通後，經第二保險絲使第一泵電機控制器的晶片U1、第二泵電機控制器的晶片U2、直流電源轉換器和組合儀表的晶片U3上電，第一泵電機控制器的控制連線埠CCM1及第二泵電機控制器的控制連線埠CCM2得電，起升接觸器的線圈得電，繼而起升接觸器的觸點吸合，則蓄電池的電源經緊急斷電開關、第一保險絲、起升接觸器接至第一泵電機控制器和第二泵電機控制器的功率接線端子BP1、BP2上，直流電源轉換器將蓄電池的電源轉換成+12V電源。

當輕拉多路閥的起升閥桿時，閥桿向上運動，多路閥的閥口隨起升閥桿的拉動緩慢開啟，液壓油注入，安裝在起升閥桿上的第一微動開關受起升閥桿第一凸台擠壓後閉合，觸發第一段起升信號，第一段起升信號經欠壓繼電器的常閉觸點將第一泵電機控制器的CCM1連線埠的電源輸入到第一泵電機控制器的第一起升速度驅動連線埠DIG1，同時將第二泵電機控制器的CCM2連線埠電源輸入到第二泵電機控制器的第三起升速度驅動連線埠DIG3上，第一泵電機控制器和第二泵電機控制器根據DIG1、DIG3連線埠的速度運行指令調節加在第一泵電機和第二泵電機上的電壓，使兩個泵電機輸出一定的轉速和扭矩，帶動第一油泵和第二油泵運轉，經過合流後使門架以第一段驅動功率運行，在這個過程中，兩個泵電機的輸出功率不變，系統的驅動功率恆定，隨著多路閥閥口的逐漸增大，注入起升油缸的實際流量逐漸增多，使門架起升速度漸大；繼續拉動起升閥桿，直至第二微動開關受起升閥桿第二凸台擠壓後閉合，使與第二微動開關連線的第一延時繼電器和第二延時繼電器的線圈得電，使線圈產生壓差，第一延時繼電器的觸點經第一延時時間後閉合接通第一控制繼電器的線圈，繼而第一控制繼電器的常開觸點閉合，經欠壓繼電器的常閉觸點，使第二段起升信號輸入第一泵電機控制器的第二起升速度驅動連線埠DIG2，驅動第一泵電機全速旋轉帶動第一油泵運行，此時第一泵電機的輸出功率由第一段功率增加到此門架運行工況下電機的最大功率，而第二泵電機在第二泵電機控制器的第一起升速度驅動連線埠DIG3的控制下保持原有的第一段控制速度運行，其輸出功率維持第一段輸出功率不變，系統的驅動功率由於第一泵電機輸出功率的增加而增大到第二個恆定值，第一油泵和第二油泵泵出的液壓油合流後以第二段恆定功率驅動門架運行，隨著多路閥閥口的逐漸增大，注入起升油缸的實際流量逐漸增多，使門架起升提速加快，速度漸大；隨著時間的推移，第二延時繼電器的觸點經第二延時時間後閉合接通第二控制繼電器線的正電源，繼而第二控制繼電器的常開觸點閉合，經欠壓繼電器的常閉觸點，使第三段起升動作信號輸入第二泵控制器的第四起升速度驅動連線埠DIG4，驅動第二泵電機全速旋轉帶動第二油泵運轉，此時第二泵電機的輸出功率由第一段功率增加到此門架運行工況下電機的最大功率，第一泵電機在第一泵電機控制器的第二起升速度驅動連線埠DIG2的控制下維持此門架運行工況下的最大輸出功率不變，系統的驅動功率由於第二泵電機輸出功率的增加而上升至第三段恆定功率且功率達到最大值，隨著多路閥閥口逐漸增至最大，注入起升油缸的實際流量也逐漸增至最大，使門架起升提速更快，速度逐漸達到最大，即門架達到全速運行。

當系統欠壓時，集成在組合儀表中的欠壓繼電器的線圈得電，使欠壓繼電器的線圈產生壓差，繼而欠壓繼電器的常開觸點斷開，使第一泵電機控制器的DIG1連線埠信號、第一泵電機控制器的DIG2連線埠信號、第二泵電機控制器的DIG3連線埠信號、第二泵電機控制器的DIG4連線埠信號被切斷，門架不能起升。第一、第二泵電機控制器與組合儀表相連，以顯示故障。

榮譽表彰

2019年5月16日，《大噸位電動叉車門架起升驅動功率控制系統》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。