一种叉车横移旋转联动控制方法及控制系统

文档序号:297508 发布日期:2021-11-26 浏览:4次 >En<

阅读说明:本技术 一种叉车横移旋转联动控制方法及控制系统 (Transverse moving and rotating linkage control method and control system for forklift ) 是由 叶国云 夏庆超 储江 郭宏斌 金波 傅敏 于 2021-10-28 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种叉车横移旋转联动控制方法及控制系统,属于电动叉车技术领域,包括步骤:S1:对控制器输入预设横移速度Vm;S2:获取实时横移速度V1和实时旋转速度V2;S3:通过控制器对预设横移速度Vm和实时横移速度V1进行差值计算得到差值e1;S4:对实时横移速度V1'和实时旋转速度V2进行差值计算得到差值e2;S5:通过预设算法对e1和e2进行处理,得到e1'和e2';S6:判断e1'和e2'的正负;S7:判断e1'和e2'是否为0,若是,则停止对液压阀的开口大小的调整,若否,则重复步骤S2-S6。本发明通过控制器对横移速度和旋转速度进行差值计算,并根据差值控制液压油缸的运行速度,实现货叉的横移与旋转同步运行。(The invention provides a cross-sliding and rotating linkage control method and a cross-sliding and rotating linkage control system for a forklift, which belong to the technical field of electric forklifts and comprise the following steps: s1: inputting a preset traversing speed Vm into a controller; s2: acquiring a real-time traversing speed V1 and a real-time rotating speed V2; s3: calculating the difference between the preset traversing speed Vm and the real-time traversing speed V1 through the controller to obtain a difference e 1; s4: calculating the difference between the real-time traversing speed V1&#39; and the real-time rotating speed V2 to obtain a difference e 2; s5: e1 and e2 are processed through a preset algorithm to obtain e1 &#39;and e 2&#39;; s6: judging the positive and negative of e1 &#39;and e 2&#39;; s7: and judging whether e1 &#39;and e 2&#39; are 0, if so, stopping adjusting the opening size of the hydraulic valve, otherwise, repeating the steps S2-S6. According to the invention, the controller is used for calculating the difference value between the transverse moving speed and the rotating speed, and the running speed of the hydraulic oil cylinder is controlled according to the difference value, so that the synchronous operation of transverse moving and rotating of the pallet fork is realized.)

一种叉车横移旋转联动控制方法及控制系统

技术领域

本发明属于电动叉车技术领域,尤其涉及一种叉车横移旋转联动控制方法及控制系统。

背景技术

随着社会经济快速发展,现代工业物流系统已成为推动社会发展和经济建设的基础设施,对国民经济规模形成和现代工业发展具有重要意义。现代工业物流系统中物流来往的种类、频率和规模日益剧增,因此,装卸搬运工作的重要性更加显著,电动叉车凭借其高效的搬运能力和较强的作业灵活性被广泛应用于工业运输行业的各个场所。同时,能源危机和节能减排压力情况严峻,节能环保事业大力推动了电动叉车的转型升级,对电动叉车的液压系统能耗也提出了更高的标准和要求。

传统叉车液压系统仅能通过叉车的移动和旋转来实现货叉的横移和旋转,这在空间狭小的仓库中运行极为不便,往往会因为货叉在旋转过程中与货架产生干涉而行动不便,因此,急需一种叉车横移旋转联动的控制方法和控制系统,使得叉车可以进行横移旋转联动操作。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题,提出了一种可对货叉实现横移旋转联动的叉车横移旋转联动控制方法及控制系统。

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:

一种叉车横移旋转联动控制方法,包括步骤:

S1:对控制器输入预设横移速度Vm;

S2:通过位置传感器获取横移油缸的实时横移速度V1,且通过角度传感器获取旋转油缸的实时旋转速度V2;

S3:将获取到的实时横移速度V1和实时旋转速度V2传输至控制器,通过控制器对预设横移速度Vm和实时横移速度V1进行差值计算,得到差值e1;

S4:将实时横移速度V1乘以预设系数K,得到实时横移速度V1',对实时横移速度V1'和实时旋转速度V2进行差值计算,得到差值e2;

S5:通过预设算法对e1和e2进行处理,得到e1'和e2';

S6:判断e1'和e2'的正负,并根据e1'和e2'的正负来控制液压阀的开口大小,进而控制横移油缸和旋转油缸的运行速度;

S7:判断e1'和e2'是否为0,若是,则停止对液压阀的开口大小的调整,若否,则重复步骤S2-S6。

在上述的一种叉车横移旋转联动控制方法中,步骤S6具体包括:

S61:判断e1'的正负,并根据e1'的正负来控制第一液压阀的开口大小,进而控制横移油缸的运行速度;

S62:判断e2'的正负,并根据e2'的正负来控制第二液压阀的开口大小,进而控制旋转油缸的运行速度。

在上述的一种叉车横移旋转联动控制方法中,步骤S61具体包括:

S611:判断e1'的正负,当e1'为正数时,至步骤S612;当e1'为负数时,则至步骤S613;

S612:通过e1'控制第一液压阀的阀口流量增大,进而加快横移油缸的运行速度;

S613:通过e1'控制第一液压阀的阀口流量减小,进而减慢横移油缸的运行速度。

在上述的一种叉车横移旋转联动控制方法中,步骤S62具体包括:

S621:判断处理后e2'的正负,当e2'为正数时,至步骤S622;当e2'为负数时,则至步骤S623;

S622:通过e2'控制第二液压阀的阀口流量增大,进而加快旋转油缸的运行速度;

S623:通过e2'控制第二液压阀的阀口流量减小,进而减慢旋转油缸的运行速度。

在上述的一种叉车横移旋转联动控制方法中,所述预设算法为PID控制算法。

在上述的一种叉车横移旋转联动控制方法中,步骤S6中控制液压阀开口大小的具体步骤包括A:

液压阀接收控制器传输过来的控制信号,并根据控制信号控制液压阀的阀芯进行左右运动,进而控制液压阀的开口大小,最终实现液压阀流量大小的控制。

本发明的目的还在于提供一种叉车横移旋转联动控制系统,包括:

用于控制货叉横移运动的横移液压系统和用于控制货叉旋转运动的旋转液压系统,所述横移液压系统和所述旋转液压系统通过油路相连接,其中,所述横移液压系统包括横移油缸和安装于横移油缸上的位置传感器,所述旋转液压系统包括旋转油缸和安装于旋转油缸上的角度传感器,通过位置传感器和角度传感器分别获取货叉的横移速度和旋转速度,并通过上述的叉车横移旋转联动控制方法控制横移和旋转同步运行。

在上述的一种叉车横移旋转联动控制系统中,所述横移液压系统包括第一液压阀、第一安全阀,第一溢流阀、第二溢流阀、第一单向阀以及第二单向阀;

其中,所述第一液压阀的进油口连接油箱,所述第一液压阀的第一出油口连接第一单向阀的进油口,第一单向阀的出油口与横移油缸的进油口相连接,第一单向阀的两端并联有第一溢流阀,横移油缸的两端并联有第一安全阀,横移油缸的出油口连接第二溢流阀的进油口,第二溢流阀的出油口与第一液压阀的第二出油口,第二溢流阀的两端并联有第二单向阀。

在上述的一种叉车横移旋转联动控制系统中,所述旋转液压系统包括第二液压阀、第二安全阀,第三溢流阀、第四溢流阀、第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀以及第六单向阀;

其中,所述第二液压阀的进油口连接油箱,所述第二液压阀的第一出油口连接第五单向阀的进油口,第五单向阀的出油口与第三单向阀的进油口相连接,第三单向阀的出油口与旋转油缸的进油口相连接,第三单向阀的两端并联有第三溢流阀,旋转油缸的两端并联有第二安全阀,旋转油缸的出油口连接第四溢流阀的进油口,第四溢流阀的出油口连接第六单向阀的出油口,第六单向阀的进油口与第二液压阀的第二出油口,第四溢流阀的两端并联有第四单向阀。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

1、本发明通过控制器对横移速度和旋转速度进行差值计算,并根据差值控制液压阀的流量,进而控制液压油缸的运行速度,并采用实时控制方法,实时对液压阀和液压油缸进行流量控制,最终使得叉车的货叉能够实现横移与旋转同步运行,大大提高了货叉的运行灵活性,使货叉在较小的空间内即可实现横移和旋转同步运行,避免因叉车横移和旋转与货架产生干涉;

2、本发明通过简单的算法即可实现本叉车横移旋转联动控制方法,使得控制器计算速度快,反应灵敏,能实时快速的对实时横移速度和实时旋转速度进行检测和调整,最终实现货叉的横移和旋转同步运行,大大提高了叉车的控制灵敏性和实用性;

3、通过设置第一安全阀和第二安全阀,安全阀的设置使得整个液压控制系统能保持稳定工作,在油液压力过大时,可通过两安全阀进行卸流,避免因油液压力过大而导致系统运行故障。

附图说明

图1是本发明中的控制流程图。

图2是本发明中的总体步骤图。

图3是本发明中的S61具体步骤图。

图4是本发明中的S62具体步骤图。

图5是本发明中的液压原理图。

图中,100、横移液压单元;110、第一液压阀;120、第一安全阀;130、第一溢流阀;140、第二溢流阀;150、第一单向阀;160、第二单向阀;170、第一梭阀;180、第五溢流阀;200、旋转液压单元;210、第二液压阀;220、第二安全阀;230、第三溢流阀;240、第四溢流阀;250、第三单向阀;260、第四单向阀;270、第五单向阀;280、第六单向阀;290、第二梭阀;291、第六溢流阀;300、油箱;400、横移油缸;500、旋转油缸。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。

需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

实施例一

如图1至图4所示,本发明提供了一种叉车横移旋转联动控制方法,包括:

S1:对控制器输入预设横移速度Vm;

S2:通过位置传感器获取横移油缸的实时横移速度V1,且通过角度传感器获取旋转油缸的实时旋转速度V2;

S3:将获取到的实时横移速度V1和实时旋转速度V2传输至控制器,通过控制器对预设横移速度Vm和实时横移速度V1进行差值计算,得到差值e1;

S4:将实时横移速度V1乘以预设系数K,得到实时横移速度V1',对实时横移速度V1'和实时旋转速度V2进行差值计算,得到差值e2;

S5:通过预设算法对e1和e2进行处理,得到e1'和e2';

S6:判断e1'和e2'的正负,并根据e1'和e2'的正负来控制液压阀的开口大小,进而控制横移油缸和旋转油缸的运行速度;

S7:判断e1'和e2'是否为0,若是,则停止对液压阀的开口大小的调整,若否,则重复步骤S2-S6。

本发明提供的一种叉车横移旋转联动控制方法,通过控制器对横移速度和旋转速度进行差值计算,并根据差值控制液压阀的流量,进而控制液压油缸的运行速度,使得横移油缸和旋转油缸的运行速度达到一致,本发明采用实时控制方法,实时对液压阀和液压油缸进行流量控制,最终使得叉车的货叉能够实现横移与旋转同步运行,大大提高了货叉的运行灵活性,使货叉在较小的空间内即可实现横移和旋转同步运行,避免因叉车横移和旋转与货架产生干涉。

优选地,如图1至图4所示,步骤S6具体包括:

S61:判断e1'的正负,并根据e1'的正负来控制第一液压阀的开口大小,进而控制横移油缸的运行速度;

S62:判断e2'的正负,并根据e2'的正负来控制第二液压阀的开口大小,进而控制旋转油缸的运行速度。

进一步优选地,步骤S4中控制液压阀开口大小的具体步骤包括A:

液压阀接收控制器传输过来的控制信号,并根据控制信号控制液压阀的阀芯进行左右运动,进而控制液压阀的开口大小,最终实现液压阀流量大小的控制。

进一步优选地,步骤S61具体包括:

S611:判断e1'的正负,当e1'为正数时,至步骤S612;当e1'为负数时,则至步骤S613;

S612:通过e1'控制第一液压阀的阀口流量增大,进而加快横移油缸的运行速度;

S613:通过e1'控制第一液压阀的阀口流量减小,进而减慢横移油缸的运行速度。

进一步优选地,步骤S62具体包括:

S621:判断处理后e2'的正负,当e2'为正数时,至步骤S622;当e2'为负数时,则至步骤S623;

S622:通过e2'控制第二液压阀的阀口流量增大,进而加快旋转油缸的运行速度;

S623:通过e2'控制第二液压阀的阀口流量减小,进而减慢旋转油缸的运行速度。

进一步优选地,预设算法为PID控制算法。

在本实施例中,液压阀接收控制器传输过来的控制信号,并根据控制信号控制液压阀的阀芯进行左右运动,进而控制液压阀的开口大小,最终实现液压阀流量大小的控制。具体为:控制器在接收到实时横移速度V1和实时旋转速度V2,实时横移速度V1'和实时旋转速度V2时,先对其分别做差值计算,得到e1和e2,然后通过PID算法对e1和e2进行处理,得到e1'和e2',然后判断e1'和e2'的正负,来控制第一液压阀和第二液压阀的阀芯进行左右运动,同时,还通过判断e1'和e2'的值的大小来控制第一液压阀和第二液压阀开口改变的大小,实现流量控制,即e1'和e2'的值越大,第一液压阀和第二液压阀开口幅度改变得也越大,进而控制横移油缸和旋转油缸的运行速度,最终实现对货叉横移和旋转速度的控制,在e1'和e2'均为0时,即代表货叉的实时横移速度达到了预设横移速度,且实时横移速度与实时旋转速度保持一致,实现横移旋转同步运行。

在本实施例中,通过简单的减法,得到预设横移速度Vm与实时横移速度V1的差值e1以及实时横移速度V1'与实时旋转速度V2的差值e2,其中,Vm-V1=e1,V1'-V2=e2,V1'=V*K,通过将实时横移速度V乘以一个系数K,使得速度单位由线速度转换为角速度,即与实时旋转速度V2的单位保持一致,并通过PID算法对e1和e2进行处理,无需复杂的算法即可实现本实施例的控制方法,使得控制器计算速度快,反应灵敏,能实时快速的对实时横移速度和实时旋转速度进行检测和调整,最终实现货叉的横移和旋转同步运行,大大提高了叉车的控制灵敏性和实用性。

实施例二

如图5所示,本发明还提供一种叉车横移旋转联动控制系统,包括:

控制单元,用于根据预设调节信号生成对应的控制信号;

横移液压单元100,与控制单元电相连接,用于根据对应的控制信号执行对应的横移动作;

旋转液压单元200,与控制单元电相连接,与横移液压单元100油液连接,用于根据对应的控制信号执行对应的旋转动作;

所述横移液压单元100包括横移油缸400和安装于横移油缸400上的位置传感器(图中未示出),所述旋转液压单元200包括旋转油缸500和安装于旋转油缸500上的角度传感器(图中未示出),其中,通过位置传感器和角度传感器分别获取货叉的横移速度和旋转速度,并通过实施例一中所述的叉车横移旋转联动控制方法控制货叉的横移速度和旋转速度保持一致。

进一步优选地,所述横移液压系统包括第一液压阀110、第一安全阀120,第一溢流阀130、第二溢流阀140、第一单向阀150以及第二单向阀160;

其中,所述第一液压阀110的进油口连接油箱300,所述第一液压阀110的第一出油口连接第一单向阀150的进油口,第一单向阀150的出油口与横移油缸400的进油口相连接,第一单向阀150的两端并联有第一溢流阀130,横移油缸400的两端并联有第一安全阀120,横移油缸400的出油口连接第二溢流阀140的进油口,第二溢流阀140的出油口与第一液压阀110的第二出油口,第二溢流阀140的两端并联有第二单向阀160。

进一步优选地,所述旋转液压系统包括第二液压阀210、第二安全阀220,第三溢流阀230、第四溢流阀240、第三单向阀250、第四单向阀260、第五单向阀270以及第六单向阀280;

其中,所述第二液压阀210的进油口连接油箱300,所述第二液压阀210的第一出油口连接第五单向阀270的进油口,第五单向阀270的出油口与第三单向阀250的进油口相连接,第三单向阀250的出油口与旋转油缸500的进油口相连接,第三单向阀250的两端并联有第三溢流阀230,旋转油缸500的两端并联有第二安全阀220,旋转油缸500的出油口连接第四溢流阀240的进油口,第四溢流阀240的出油口连接第六单向阀280的出油口,第六单向阀280的进油口与第二液压阀210的第二出油口,第四溢流阀240的两端并联有第四单向阀260。

进一步优选地,控制单元包括PID控制器(图中未示出)。

在本实施例中,通过设置控制单元、横移液压单元100以及旋转液压单元200,使得横移液压单元100和旋转液压单元200均通过控制器统一调节,控制器中提前写入预设横移速度Vm,在操作人员启动开关后,控制器立即开始通过位置传感器和角度传感器实时监测实时横移速度V1和实时旋转速度V2,并将获取到的实时横移速度V1和实时旋转速度V2传输至控制器,通过控制器对预设横移速度Vm和实时横移速度V1进行差值计算,得到差值e1,且对实时横移速度V1'和实时旋转速度V2进行差值计算,得到差值e2,然后判断e1和e2的正负,根据e1和e2的正负来控制液压阀的开口大小,具体过程为:当e1为正数时,通过e1控制第一液压阀110的阀芯移动,使得第一液压阀110的阀口大小增加,进而增大第一液压阀110的流量,从而实现加快横移油缸400的运行速度;当e1为负数时,通过e1控制第一液压阀110的阀芯移动,使得第一液压阀110的阀口大小减小,进而减小第一液压阀110的流量,从而实现减慢横移油缸400的运行速度;当e2为正数时,通过e2控制第二液压阀210的阀芯移动,使得第二液压阀210的阀口大小增加,进而增大第一液压阀110的流量,从而实现加快横移油缸400的运行速度;当e2为负数时,通过e2控制第二液压阀210的阀芯移动,使得第二液压阀210的阀口大小减小,进而减小第二液压阀210的流量,从而实现减慢横移油缸400的运行速度。通过以上控制方法配合控制系统工作,能实时快速的对货叉的实时横移速度和实时旋转速度进行检测和调整,最终实现货叉的横移和旋转同步运行,大大提高了叉车的控制灵敏性和实用性。

在本实施例中,还设置有第一安全阀120和第二安全阀220,安全阀的设置使得整个液压控制系统能保持稳定工作,在油液压力过大时,可通过两安全阀进行卸流,避免因油液压力过大而导致系统运行故障。

进一步优选地,所述横移液压单元100还包括第一梭阀170和第五溢流阀180,所述旋转液压单元200还包括第二梭阀290和第六溢流阀291。

在本实施例中,第一梭阀170的第一进油口连接第二溢流阀140的出油口,第一梭阀170的第二进油口连接第一溢流阀130的出油口,第一梭阀170的出油口连接第一液压阀110的进油口,第二梭阀290的第一进油口连接第五单向阀270的出油口,第二梭阀290的第二进油口连接第六单向阀280的出油口,第二梭阀290的出油口连接第二液压阀210的进油口,第五溢流阀180的进油口连接油箱300,第五溢流阀180的出油口连接第一液压阀110的进油口,第六溢流阀291的进油口连接油箱300,第六溢流阀291的出油口连接第二液压阀210的进油口,梭阀的设置进一步保证了系统油液压力的稳定。横移液压单元100的中液压油的走向为:在启动开关后,液压油经油箱300流经第五溢流阀180后流进第一液压阀110的进油口,第一液压阀110的阀芯移动,液压油由第一液压阀110的第一出油口流出至第一单向阀150,经第一单向阀150的出油口流入横移油缸400的进油口,控制横移油缸400的运行速度,然后经横移油缸400的出油口流入第二溢流阀140,并经第二溢流阀140的出油口流出后流进第一液压阀110的第二出油口;旋转液压单元200的中液压油的走向为:在启动开关后,液压油经油箱300流经第六溢流阀291后流进第二液压阀210的进油口,第二液压阀210的阀芯移动,液压油由第二液压阀210的第一出油口流出至第五单向阀270,然后经第一单向阀150流入旋转油缸500的进油口,控制旋转油缸500的运行速度,然后经旋转油缸500的出油口流入第四溢流阀240,由于此时的油液压力足够大,故经第四溢流阀240流出的液压油经第六单向阀280流出至第二液压阀210的第二出油口。

在本实施例中,通过简单合理的液压油路实现货叉的横移旋转同步运行,不仅使得货叉可以灵活快捷的进行横移旋转,还使得整个油路稳定高效,大大提升了控制系统的工作效率和可靠性。

需要说明的是,在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

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