CN109892032B - 一种四向侧面式电动装卸搬运车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种四向侧面式电动装卸搬运车，本叉车包括车架、驾驶室、驱动行驶系统、转向系统、制动系统、门架系统、液压系统、电气系统；采用单电机、单油泵驱动门架提升、货叉前移、侧移等多个机构以及车辆转向，行走系统采用立式电机，减少了零部件数量，洁净、低噪音；采用了防爆防静电功能设计，适合库危险场所作业。本发明的有益效果是：主要解决超长易爆物资在狭长密闭环境中堆垛、搬运，以及在室外长距离高坡度硬质路面的搬运问题，且装配简单，便于操作和维修。

Description

一种四向侧面式电动装卸搬运车

所属技术领域

本发明涉及一种长体物资装卸搬运车辆，特别涉及一种用于存储超长、超重和小型集装物资仓库作业的、可四向行驶的侧面式电动装卸搬运车。

背景技术

国内适合长体物资装卸搬运的设备主要是内燃机动力的侧面叉车，该种车辆以内燃机作动力，排放的烟雾污染大，无防爆功能，不适合在空气不流通和有防爆要求的密闭库房内作业。目前，国内尚无电动侧面叉车。该车搬运物资超长、超重，其他类型的电动叉车受自身作业稳定性和库房作业空间狭小的限制也无法满足作业。另外，若采用龙门吊装卸和拖车运输方式，必须对库房进行结构扩建改造，资金和时间投入非常巨大。

国外有多个公司生产用于装卸搬运长体物资的电动拣选式叉车和侧面叉车，但整车采用宽载物平台，高起升门架，外形尺寸大，无法通过狭窄低矮的通道；其车架分左右两部分，通过中间销轴铰接，左右两部分可相对上下摆动，保证轮胎接地，但车架载物台两端受上下摆动幅度限制，长度不能太大，一般都在5m以内，而搬运物资对承载平台长度最小要求6m以上。另外，国外同类电动车辆离地间隙小，驱动方式主要采用一个驱动轮进行单轮驱动，其通过角和驱动力不满足较大坡度或较高障碍的库房环境；驱动轮采用轮边集成电机驱动，无防爆功能，不能在有防爆防静电要求的库房中使用。

发明内容

本发明涉及一种长体物资装卸搬运车辆，特别涉及一种用于存储超长、超重和小型集装物资仓库作业的、可四向行驶的侧面式电动装卸搬运车。本发明作业环境的特征为库门窄、密闭防爆环境、库内空间紧凑、出入库房通道长、狭窄、低矮且坡度大，并具有较高的障碍。作业对象的长度大于3米，集装形式，具有一定的高度和宽度。本发明所要解决的技术问题是提供一种装卸搬运车，该车可全向行驶，适合现有的仓库的长体物资装卸运输，满足在库内狭小场地灵活作业，且无排放污染，具有防爆功能，低噪音，适合库房危险场所作业。本发明是一种三支点四向蓄电池侧面防爆叉车，其特征为外形紧凑，三级门架高举升能力，爬坡能力强，工作时间长，可装配多种属具，具有叉装、吊装、夹装多种作业方式。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种四向侧面式电动装卸搬运车，包括车架、驾驶室、驱动行驶系统、转向系统、制动系统、门架系统、液压系统、电气系统。

所述车架采用侧面叉车车架结构，车架一侧设置载货台，载货台一侧装有两个驱动前轮，另一测中心位置装有双并置从动后轮，为减少车架变形并提高整车稳定性，双并置轮一侧靠近车架两端对称弹性安装有两万向轮，在地面不甚平整时，两万向轮仍可与地面良好接触。

所述驾驶室位于车架一端，具有防静电的座椅和方向盘。驾驶室的左侧有防护装置，以避免驾驶员在操作车子时甩出座位。驾驶室内设置操纵系统，采用人体工程学设计，车辆的所有操作，如行驶、转向、制动和堆垛，以及电量显示、故障显示、大灯、转向灯、喇叭、紧急制动等在驾驶室内均可方便完成。

所述驱动行驶系统采用两个独立的驱动单元，即蓄电池分别为两防爆立式交流电机独立提供动力，经锥齿轮减速装置后，两驱动轮输出力和力矩驱动车辆行驶，速度的控制由电控来实现。

所述转向系统采用全轮转向装置，包括两前轮转向油缸、后轮转向油缸，齿轮齿条传动或连杆传动或两者结合传动。两驱动前轮都安装有相同齿轮齿条传动装置或连杆传动装置，分别将各自的前轮转向油缸的活塞杆位移转化为轮的转角，两转向油缸经过匹配处理，使其中一个转向油缸的出油口与另一油缸的仅有口相关联，从而使两油缸的位移相同，以保证两前轮的转角相同。后轮转向油缸通过安装于后轮的齿轮齿条传动装置实现后轮转向。当车辆在横向行驶时，两个驱动轮不能转向，由后轮来转向，后轮的转向角反馈给电控，控制前面两个轮子的差速，实现直行或转弯行驶；当车辆纵向行驶时，此两个驱动轮，既是驱动轮，又是转向轮，后轮纵向锁定，两驱动轮反方向转动相同角度，呈内八字或外八字转向；两驱动轮与后轮均可独立实现180°旋转。两前轮之间的转角大小相同方向相反。

所述门架系统包括货叉系统、三级门架、门架前移滑架、起升油缸、门架前移油缸、支腿推拉机构等，所述三级门架在门架前移油缸推拉下，可在门架前移滑架上前移和后退，在起升油缸作用下，通过链条滑轮等实现举升；所述货叉系统包括货叉侧移系统、货叉前移系统和货叉机构，所述货叉侧移系统由侧移油缸、侧移滑架，货叉支撑架组成，所述货叉支撑架安装在第三级门架上，利用装配在门架上的侧移油缸和侧移滑架实现左右侧移，所述货叉前移系统由前移油缸、货叉套组成，所述货叉套套装在货叉支撑架上，利用装配在货叉支撑架上的前移油缸实现前后移动，所述货叉机构安装在货叉套上，其运动为侧移装置和前移装置产生位移的矢量和，货叉机构可以是吊装属具，叉装属具和夹装属具等，货叉系统可方便叉车作业时微调货叉位置，以利于在密集堆垛条件下作业。该货叉系统的货叉机构可进行吊装、叉装或夹装作业；门架系统还采用两个支腿推拉机构，该机构包括支腿推拉油缸、立腿、安装在立腿上的辅助支撑轮。两支腿推拉机构在载货台一侧靠近车架两端对称布置。该机构在重载条件下，门架推出一定距离时，由推拉油缸将立腿推出，此时辅助支撑轮着地，着地点在车架前端两驱动轮轴线外，从而增强作业时的稳定性。当门架缩回一定距离时，推拉油缸自动将立腿收回；

所述液压系统由油泵、转向油缸、防爆电磁多路换向阀、转向器、多路阀、起升油缸、门架前移油缸、货叉前移油缸等组成。整个液压系统采用开式系统，行走、起升、转向共用一个液压泵，由电机联接带动液压泵，压力油经泵体流过电磁阀出口，可独立向转向器供油，工作油经转向器推动前轮转向油缸和、后轮转向油缸，实现前后轮转向，液压马达通过溢流阀与手动比例多路阀接，实现对货叉前移油缸、侧移油缸、门架前移油缸和起升油缸的控制；液压系统油泵电机分制工作，转向电机和提升电机公用一个电机，由电控程序进行控制。当车辆在行驶时，方向开关处于前进或倒退状态，油泵电机慢速转动，给转向器供油，实现转向行驶，当方向开关由前进或倒退状态达到空位时，电机延时工作，直至停止。当多路阀的电磁阀打开时，油泵电机全速工作，通过液压系统实现工作装置的动作；工作装置的液压系统系统与行走的液压系统是两套独立的液压系统，但它们公用一套提升电机和油泵。由于考虑到防爆，提升系统的多路阀共用一个防爆行程开关，由这个行程开关一方面触发油泵电机的工作，另外一方面输入控制器，控制电机的运行转速。

所述电气系统包括防爆直流电机、蓄电池、防爆蓄电池箱、防爆电源箱接线盒、防爆照明指示灯、防爆信号灯、液压阀控制电磁铁、传感器，为整车提供动力、控制、照明和信号指示，能够实现供电控制、行驶控制、制动控制、起升控制和限位保护、行驶起升互锁、蓄电池低电压保护、故障检测，并为驾驶室提高操纵箱功能和仪表显示，方便人机交互；

液压系统和电气系统组合，控制整车运行。其中通过操作K5、K6切换键和电控程序可以方便快速的实现车辆纵横向行驶模式的转换。车辆横向行驶模式时，后轮是转向轮。将功能切换开关打向K5，电磁阀L3、L5得电，前轮转向油缸1前腔进油，直至触发行程开关K7动作，信号保持输出，两前轮转向到位，同时K7信号输入电控，电控控制L1、L3、L4、L5失电，L2得电，转向系统处于后轮转向怠速状态，车辆即转入横向行驶模式。车辆在纵向行驶模式时，两前驱动轮是转向轮。将功能切换开关打向K6，电磁阀L1、L2、L3不得电，L4、L5得电，后轮转向油缸后腔进油至行程开关K8保持输出状态，装卸角电位器保持90°输出状态，即处于纵向，以上所有电磁阀是通过电控控制实现的。两个驱动电机转速相同，旋向相反，调速由加速器控制。

所述制动系统包括手制动器、脚制动器、电子输出转子、防爆行程开关、抱闸式制动器或钳盘式制动器、手制动软轴、制动总泵、脚制动油管、制动分泵。可实现行车脚制动、驻车手制动和再生制动。

行车制动，油压抱闸式失电制动，即脚制动。脚踩制动器21的制动踏板，压缩制动总泵41，通过管路42连接到制动分泵43，作用在抱闸39，使得抱闸39抱紧电机输出轴37锁止电机的转动，从而实现车子降速直至停车。另外再制动时，行车开关作用，使得电机失电。

停车制动，机械抱闸式失电制动，即手制动。拉动件5制动手柄，通过手制动软轴使得件3抱闸合拢，抱闸上的摩擦片抱紧电机出轴，锁止电机的转动，通过减少箱的扭矩放大，从而实现停车，保证车辆在停车制动时，不能启动车子，有行车开关2来控制。

辅助制动，即再生制动，通过交流电机的再生制动功能来实现。原先电机做功，把电转换成接线能，当释放加速踏板时，此时由于惯性的作用，电机把机械能转化成电能，作为发电机使用，从而起到降低车速的作用。再生制动的强弱可以通过控制器来设定，这样可以大大降低机械摩擦片的磨损和发热问题，延长寿命。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)作为对本发明的改进，车架载物台除门架前移部分需要空间外，其余三面均被车体包围，在搬运过程中，可有效避免碰撞到所装载的易爆物资，进一步提高安全性。

(2)本发明的装卸搬运车布置紧凑，整车高、宽尺寸小，具有多种转向方式，可全向行驶，适合现有仓库长体物资装卸运输，满足在库内狭小场地灵活作业，并具有较高的离地间隙和爬坡能力。

(3)整车一端设置有驾驶室，为确保驾驶视野和操作方便性，在车体另一端布置有摄像头，图像传输至驾驶室内。采用单电机、单油泵驱动门架提升、货叉前移、侧移等多个机构以及车辆转向，行走系统采用立式电机，减少了零部件数量，洁净、低噪音，采用了防爆防静电功能设计，适合库危险场所作业。

附图说明

图1是本发明的装卸搬运车正视图；

图2是本发明的装卸搬运车侧视图；

图3是本发明的装卸搬运车的转向系统图及其局部结构示意图；

图4是本发明的装卸搬运车的液压系统图；

图5是本发明的装卸搬运车的制动机构图；

图6是本发明的装卸搬运车的辅助支腿安装图。

具体实施方式

转向系统采用全轮转向装置，包括两前轮转向油缸30和29、后轮转向油缸28，齿轮齿条传动或连杆传动或两者结合传动。两驱动前轮1都安装有相同齿轮齿条传动装置或连杆传动装置45，分别将各自的前轮转向油缸29和30的活塞杆位移转化为轮的转角，两转向油缸29和30经过匹配处理，使其中一个转向油缸的出油口与另一油缸的仅有口相关联，从而使两油缸的位移相同，以保证两前轮的转角相同。后轮转向油缸28通过安装于后轮的齿轮齿条传动44装置实现后轮转向。当车辆在横向行驶时，两个驱动轮1不能转向，由后轮2来转向，后轮2的转向角反馈给电控，控制前面两个轮子1的差速，实现直行或转弯行驶；当车辆纵向行驶时，此两个驱动轮1，既是驱动轮，又是转向轮，后轮纵向锁定，两驱动轮反方向转动相同角度，呈内八字或外八字转向；两驱动轮与后轮均可独立实现180°旋转。两前轮之间的转角大小相同方向相反。

门架系统包括货叉系统、三级门架7、门架前移滑5架、起升油缸9、门架前移油缸6、支腿推拉机构等。三级门架在门架前移油缸6推拉下，可在门架前移滑架5上前移和后退，在起升油缸9作用下，通过链条滑轮等实现举升。门架系统还采用两个支腿推拉机构，该机构包括支腿推拉油缸25、立腿24、安装在立腿上的辅助支撑轮23。两支腿推拉机构在载货台一侧靠近车架3两端对称布置。该机构在重载条件下，门架推出一定距离时，由推拉油缸25将立腿24推出，此时辅助支撑轮23着地，着地点在车架3前端两驱动轮1轴线外，从而增强作业时的稳定性。当门架缩回一定距离时，推拉油缸25自动将立腿24收回；

液压系统油泵电机分制工作，转向电机和提升电机公用一个电机，由电控程序进行控制。当车辆在行驶时，方向开关处于前进或倒退状态，油泵电机慢速转动，给转向器31供油，实现转向行驶，当方向开关由前进或倒退状态达到空位时，电机延时工作，直至停止。当多路阀的电磁阀打开时，油泵电机全速工作，通过液压系统实现工作装置的动作。工作装置的液压系统系统与行走的液压系统是两套独立的液压系统，但它们公用一套提升电机和油泵。由于考虑到防爆，提升系统的多路阀共用一个防爆行程开关，由这个行程开关一方面触发油泵电机的工作，另外一方面输入控制器，控制电机的运行转速。

液压系统和电气系统组合，控制整车运行。其中通过操作K5、K6切换键和电控程序可以方便快速的实现车辆纵横向行驶模式的转换。车辆横向行驶模式时，后轮是转向轮。将功能切换开关打向K5，电磁阀L3、L5得电，前轮转向油缸1前腔进油，直至触发行程开关K7动作，信号保持输出，两前轮转向到位，同时K7信号输入电控，电控控制L1、L3、L4、L5失电，L2得电，转向系统处于后轮转向怠速状态，车辆即转入横向行驶模式。车辆在纵向行驶模式时，两前驱动轮是转向轮。将功能切换开关打向K6，电磁阀L1、L2、L3不得电，L4、L5得电，后轮转向油缸后腔进油至行程开关K8保持输出状态，装卸角电位器保持90°输出状态，即处于纵向，以上所有电磁阀是通过电控控制实现的。两个驱动电机转速相同，旋向相反，调速由加速器控制。

制动系统包括手制动器20、脚制动器21、电子输出转子37、防爆行程开关38、抱闸式制动器39或钳盘式制动器、手制动软轴40、制动总泵41、脚制动油管42、制动分泵43。可实现行车脚制动、驻车手制动和再生制动；行车制动，油压抱闸式失电制动，即脚制动。脚踩制动器21的制动踏板，压缩制动总泵41，通过管路42连接到制动分泵43，作用在抱闸39，使得抱闸39抱紧电机输出轴37锁止电机的转动，从而实现车子降速直至停车。另外再制动时，行车开关作用，使得电机失电；停车制动，机械抱闸式失电制动，即手制动。拉动件5制动手柄，通过手制动软轴使得件3抱闸合拢，抱闸上的摩擦片抱紧电机出轴，锁止电机的转动，通过减少箱的扭矩放大，从而实现停车，保证车辆在停车制动时，不能启动车子，有行车开关2来控制；辅助制动，即再生制动，通过交流电机的再生制动功能来实现。原先电机做功，把电转换成接线能，当释放加速踏板时，此时由于惯性的作用，电机把机械能转化成电能，作为发电机使用，从而起到降低车速的作用。再生制动的强弱可以通过控制器来设定，这样可以大大降低机械摩擦片的磨损和发热问题，延长寿命。

本发明的功能及相应的工作原理说明如下：

供电控制：合上电源总开关，操纵箱上的仪表显示叉车累计工作时间，几秒种后转为蓄电池的电量显示。累计工作时间为叉车每次开机至关机时间的累加，为叉车的使用、维护提供时间依据。

行驶控制：本叉车的行驶采用双驱动交流电机速度控制，二个驱动控制器分别控制二个驱动电机，左电机对应的控制器为主控制器，除负责左电机驱动控制外，对整车电气系统进行管理，右电机对应的控制器为副控制器负责右电机的驱动控制。行驶时，由转向轮转动的转向电位器信号经副控制器与内部程序中的转向表数据比对后，通过CAN总线传达到主控制器从而实现左右轮的电子差速。

操纵箱上装有纵向和横向选择开关。

纵向行驶时，将纵向和横向选择开关旋至纵向位置，操纵箱上的左操纵杆为前进后退请求开关，前进时将操纵杆向前推，并缓慢踩加速器，叉车向前行驶。后退时将操纵杆向后拉，缓慢踩加速器叉车向后行驶。在变换前进后退请求开关前，首先要将让速器回零。

横向行驶时，将纵向和横向选择开关旋至横向位置，此时叉车上的三个轮子将从纵向状态转向横向状态，方向盘控制二个前驱动轮。向左行驶时，将操纵箱上的左操纵杆向后拉，缓慢踩加速器，叉车向左行驶。向右行驶时，将操纵箱上的左操纵杆向前推，缓慢踩加速器，叉车向右行驶。

起升控制：叉车的起升由一个控制器来控制泵电机，采用交流电机速度控制。起升控制包含液压助力转向、门架前后移和货叉左右移。

当操纵箱上的左操纵杆向前推或向后拉时，泵电机开始工作，此时电机处于低电压低转速工作状态。由液压回路中的分配阀给叉车的转向助力送油，当拉动起升阀杆或门架前后移阀杆或货叉左右移阀杆时，泵电机全压全速运行。采用控制器控制泵电机的最大优点就是省去了一个转向助力电机，节省安装空间，同时大电机低转速噪音低、电流小。

高度限位：为防止油缸升程超出极限，叉车结构件中设计有高度限位装置，为避免油缸升顶时产生机械撞击，又在叉车门架上安装了高度限位开关，当货叉到达极限高度时起升电路将被切断。

行驶、起升互锁：为了提高叉车在作业时的安全，控制程序中设置了行驶与起升互锁功能，即采用竞争优先原则，在行驶时不能起升，在起升时不能行驶。

操纵箱功能：操纵箱上装有仪表、前进/后退请求开关、左转/右转方向灯开关、纵向/横向选择开关、喇叭按钮开关、照明灯开关。

仪表显示：操纵箱上的仪表可显示累计工作时间(开机瞬间)、蓄电池电量、低电量告警、叉车故障显示及故障代码。

低电压保护：操纵箱上的仪表在打开电源几秒种后将显示蓄电池放电量，放电量以“％”值示显，如：充满电时显示100％。

理论上，蓄电池放电超过80％属过放电，过放电将损坏电池，并降低电池寿命。因此当仪表的液晶显示接近20％时，电量告警灯开始闪烁，此时应及时充电，继续使用到达20％时，系统为保护蓄电池将叉车的起升电路切断，强迫中止运行。

制动：叉车设计有脚制动(机械制动)和手制动，脚制动为行车制动，手制动为驻停制动，手制动时，叉车的行驶失效。

由于交流电机速度控制具有很好的再生制动功能，因此，脚制动可视为辅助制动，这使得叉车更为安全。

故障监测：在叉车的控制程序中设定有各种故障监测，这些故障监测包括电气器的损坏，操作人员的操作错误及电机、控制器的过热、过流等。当叉车出现故障时，仪表右下角的故障灯点亮，液晶屏显示故障代码，程序对故障代码进行了定义，并制订了故障代码表，根据故障代码查询故障代码表可以帮助专业人员迅速查找叉车出现的问题。但需注意的是，有些故障是由于操作人员操作顺序错误或电机、控制器过热等原因叉车进入保护状态，虽然叉车可能功能失效，但并不是正真意义上的故障，待错误纠正或温度降低，叉车可重新正常动行。

Claims (4)

1.一种装卸搬运车，包括车架(3)、驾驶室(11)、驱动行驶系统、转向系统、制动系统、门架系统、液压系统、电气系统，所述的车驾(3)，采用侧面叉车车架结构，车架一侧设置载货台，载货台一侧装有两个驱动前轮(1)，另一侧中心位置装有双并置从动后轮(2)，为减少车架(3)变形并提高整车稳定性，双并置从动后轮(2)一侧靠近车架两端对称弹性安装有两万向轮(22)；所述的驾驶室(11)，位于车架(3)一端，具有防静电的座椅(19)和方向盘(13)；所述的驱动行驶系统，采用全轮转向装置，包括两前轮转向油缸(29，30)、后轮转向油缸(28)，齿轮齿条传动或连杆传动或两者结合传动，两驱动前轮(1)都安装有相同齿轮齿条传动装置或连杆传动装置(45)，分别将各自的前轮转向油缸(29，30)的活塞杆位移转化为轮的转角，两前轮转向油缸(29，30)经过匹配处理，后轮转向油缸(28)通过安装于后轮的齿轮齿条传动装置(44)实现后轮转向；所述的门架系统，包括货叉系统、三级门架(7)、门架前移滑架(5)、起升油缸(9)、门架前移油缸(6)、两支腿推拉机构；所述的门架系统，还采用两个支腿推拉机构，该机构包括支腿推拉油缸(25)、立腿(24)、安装在立腿上的辅助支撑轮(23)，两支腿推拉机构在载货台一侧靠近车架(3)两端对称布置；所述的液压系统，由油泵(27)、两前轮转向油缸(29，30)、后轮转向轮(28)、防爆电磁多路换向阀、转向器(31)、多路阀(32)、起升油缸(6)、门架前移油缸(6)、货叉前移油缸(15)组成；所述的电气系统，其特征是，包括防爆直流电机、蓄电池、防爆蓄电池箱、防爆电源箱接线盒、防爆照明指示灯、防爆信号灯、液压阀控制电磁铁、传感器；所述的制动系统，其特征是，包括手制动器(20)、脚制动器(21)、电子输出转子(37)、防爆行程开关(38)、抱闸式制动器或钳盘式制动器(39)、手制动软轴(40)、制动总泵(41)、脚制动油管(42)、制动分泵(43)，可实现行车脚制动、驻车手制动和再生制动。

2.根据权利要求1所述的一种装卸搬运车，其特征在于，所述的货叉系统包括货叉侧移系统、货叉前移系统和货叉机构，货叉侧移系统由侧移油缸(8)、侧移滑架(18)、货叉支撑架(16)组成。货叉支撑架(16)安装在第三级门架(7)上，利用装配在门架上的侧移油缸(8)和侧移滑架(18)实现左右侧移。

3.根据权利要求2所述的一种装卸搬运车，其特征在于，所述的货叉前移系统包括前移油缸(15)、货叉套(17)，货叉套(17)套装在货叉支撑架(16)上。

4.根据权利要求2所述的一种装卸搬运车，其特征在于，所述的货叉机构安装在货叉套(17)上，货叉机构是吊装属具(14)，叉装属具和夹装属具。