四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台的制作方法

四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台
【技术领域】
1.本实用新型属于实训教学技术领域，尤其涉及一种四点式电动叉车机电液一体仿真实训台。


背景技术：

2.电动叉车是以蓄电池为源动力，驱动行驶电机和油压系统电机，从而实现行驶与装卸作业的物料搬运设备。
3.而大吨位四支点式蓄电池叉车如果采用全电机制动，由于没有液压制动的参与，一旦电制动出现故障，无法保障车辆制动安全；同时大吨位四支点式蓄电池叉车的行车制动采用全液压制动，制动器频繁使用，会造成摩擦副的磨损、发热，长时间使用，制动性能下降，制动器寿命减少。
4.在四支点式电动叉车的教学实训中，需要采用仿真教学设备帮助学员掌握驾驶操作技术，但是传统的工业机械叉车教学设备只有关于内燃机以及少数技术陈旧的由直流或半交流电控的控制技术，无法满足日益多元化能源技术的控制要求，另外，传统实训台采用蓄电池作为电源供应，不仅污染环境，而且蓄电池能量密度低，过于笨重，过多占据实训台面空间，且在使用过程中需要定期保养，耗时耗力，另外，蓄电池在充电过程中存在一定的危险，存放于学生学习场所不安全。


技术实现要素：

5.本实用新型提出了四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台，目的在于解决所述背景技术中提出的问题。
6.本实用新型由以下技术方案实现的：
7.包括操作架台，所述操作架台上固定安装有：
8.动力驱动装置，包括驱动电机控制器、泵电机控制器、与驱动电机控制器连接的驱动电机、与泵电机控制器连接的泵电机、与泵电机连接的泵；
9.执行组件，与所述动力驱动装置连接，包括行车制动开关、档位开关、以及加速踏板，所述行车制动开关和档位开关与所述驱动电机控制器连接，所述加速踏板与所述泵电机控制器连接；
10.所述操作架台一侧设有变压供电装置，所述变压供电装置与所述驱动电机控制器和泵电机控制器连接，用于连接电源以提供电源电压，并将电源交流电压转变成直流电压后供给到所述驱动电机控制器和泵电机控制器中。
11.如上所述四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台，所述变压供电装置包括电源连接件以及与电源连接件连接的ac
‑
dc变压器，所述ac
‑
dc变压器内设有电容器。
12.如上所述四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台，所述操作架台上还设有：
13.转向装置，与所述驱动电机控制器、泵电机控制器以及泵连接；
14.倾斜装置，与所述泵以及泵电机控制器连接；
15.举升装置，与所述泵以及泵电机控制器连接；
16.所述执行组件与所述转向装置、举升装置、倾斜装置连接，通过操控相应的执行组件使所述动力驱动装置分别驱动所述转向装置、举升装置、倾斜装置动作。
17.如上所述四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台，所述转向装置包括与所述泵连接的转向器以及与所述转向器连接的转向油缸；所述倾斜装置包括倾斜油缸、阀门a以及与所述阀门a连接用于控制阀门a开闭的第一阀门控制器，所述阀门a的输入端与泵连接，所述阀门a的输出端与倾斜油缸连接；所述举升装置包括举升油缸、阀门b以及与所述阀门b连接用于控制阀门b开闭的第二阀门控制器，所述阀门b的输入端与泵连接，所述阀门b的输出端与举升油缸连接；所述执行组件还包括与所述转向器连接的方向盘、与所述第一阀门控制器和泵电机控制器连接的第一操纵手柄、以及与所述第二阀门控制器和泵电机控制器连接的第二操纵手柄。
18.如上所述四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台，还包括第一单向阀、第二单向阀和第三单向阀，所述泵的输出端与第三单向阀的输入端连接，所述第三单向阀的输出端分别与所述第一单向阀的输入端、第二单向阀的输入端以及转向器连接，第一单向阀的输出端与所述阀门a的输入端连接，所述第二单向阀的输出端与阀门b的输入端连接。
19.如上所述四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台，还包括节流阀，所述第三单向阀的输出端与所述转向器和节流阀的输入端连接，所述节流阀的输出端与所述第一单向阀的输入端和第二单向阀的输入端连接。
20.如上所述四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台，所述操作架台上还设有指示灯组，所述指示灯组分别与所述动力驱动装置和执行组件电连接。
21.如上所述四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台，所述操作架台上还设有倒车蜂鸣器，所述倒车蜂鸣器与所述驱动电机控制器电连接。
22.如上所述四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台，所述执行组件还包括故障设置盒，所述故障设置盒包括can底线切断开关、右转向灯电源线切断开关、右前大灯电源线切断开关、制动灯电源线切断开关、倒车蜂鸣器电源线切断开关、仪表电源线切断开关、泵电机canh线切断开关、加速器信号线切断开关、驻车制动开关电源线切断开关、座椅开关电源线切断开关、行车制动开关电源线切断开关以及后腿开关电源输出线切断开关。
23.如上所述四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台，所述执行组件还包括仪表、驻车制动开关、座椅开关、多路阀行程开关、钥匙开关、急停开关以及制动灯开关。
24.与现有技术相比，本实用新型有如下优点：
25.1、本实用新型提供了四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台，是根据实物缩小的仿真模型，各功能与实物能一一配对且平铺在同一操作架台上，用户在使用过程中更能一目了然，加深对零部件实物的认知，在操作架台上设置有动力驱动装置，动力驱动装置包括驱动电机控制器、泵电机控制器、与驱动电机控制器连接的驱动电机、与泵电机控制器连接的泵电机、与泵电机连接的泵，能够实现机电液一体综合控制的实训，在操作架台一侧设有变压供电装置，所述变压供电装置与所述驱动电机控制器和泵电机控制器连接，用于连接电源以提供电源电压，并将电源交流电压转变成直流电压后供给到所述驱动电机控制器和泵电机控制器中，当操作者拨动档位开关和行车制动开关或者按压加速踏板时，该操作信号传输至驱动电机控制器或泵电机控制器，把直流电压转换成交流电压，并供给相应的
驱动电机或泵电机上，使驱动电机或泵电机运行，准确的控制对应部件的动作，另外，本技术电源供应采用变压技术，通过电源电压直接供电，无需保养且使用更加安全高效，体积小而减少操作架台上安装蓄电池所需要占据台面空间，同时避免采用蓄电池而造成污染环境，另外，通过本实用新型，用户可从中了解和学习到变压器的使用领域以及更多的电路逻辑控制，为未来工业机械智能化控制接轨打下基础。
26.2、本技术还具有再生制动功能，由于所述驱动电机采用交流电机，因此无论按下行车制动开关或者拨动档位开关，驱动电机均会处于发电状态，其电磁转矩将成为制动性质的转矩，而且制动越强烈，再生的能量越多，再生的能量一部分持续作用直至电动叉车完全静止，另一部分会将发出制动或者换挡的指令作用于驱动电机，驱动电机此时处于发电状态，多余的一部分电荷经驱动电机控制器被电容器吸收，而且，被电容器吸收的电荷量可以被记录，所以每次操作者执行行车制动实训或者换挡实训时都可以在变压供电装置中观察到再生制动所产生的能量。
【附图说明】
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
28.图1为本实用新型四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台的框架示意图；
29.图2为本实用新型驱动电路控制逻辑的框架示意图；
30.图3为本实用新型机电液控制逻辑的框架示意图；
31.图4为本实用新型液压回路的框架示意图
【具体实施方式】
32.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.当本实用新型实施例提及“第一”、“第二”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.具体实施例，如图1
‑
3所示的四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台，包括操作架台1，所述操作架台1上固定安装有：
36.动力驱动装置2，包括驱动电机控制器22、泵电机控制器23、与驱动电机控制器22连接的驱动电机24、与泵电机控制器23连接的泵电机25、与泵电机25连接的泵26，优秀地，所述泵26采用定量齿轮泵；
37.执行组件6，与所述动力驱动装置2连接，包括行车制动开关65、档位开关67、以及加速踏板66，所述行车制动开关65和档位开关67与所述驱动电机控制器22连接，所述加速
踏板66与所述泵电机控制器23连接；
38.所述操作架台1一侧设有变压供电装置9，所述变压供电装置9与所述驱动电机控制器22和泵电机控制器23连接，用于连接电源，并将电源交流电压转变成直流电压后供给到所述驱动电机控制器22和泵电机控制器23中。是根据实物缩小的仿真模型，各功能与实物能一一配对且平铺在同一操作架台上，用户在使用过程中更能一目了然，加深对零部件实物的认知，在操作架台上设置有动力驱动装置，动力驱动装置包括驱动电机控制器、泵电机控制器、与驱动电机控制器连接的驱动电机、与泵电机控制器连接的泵电机、与泵电机连接的泵，能够实现机电液一体综合控制的实训，在操作架台一侧设有变压供电装置，所述变压供电装置一端连接电源电压，另一端与所述驱动电机控制器和泵电机控制器连接，所述变压供电装置将电源交流电压转变成直流电压后供给到所述驱动电机控制器和泵电机控制器中，当操作者拨动档位开关和行车制动开关或者按压加速踏板时，该操作信号传输至驱动电机控制器或泵电机控制器，把直流电压转换成交流电压，并供给相应的驱动电机或泵电机上，使驱动电机或泵电机运行，准确的控制对应部件的动作，另外，本技术电源供应采用变压技术，通过电源电压直接供电，无需保养且使用更加安全高效，体积小而减少操作架台上安装蓄电池所需要占据台面空间，同时避免采用蓄电池而造成污染环境，另外，通过本实用新型，用户可从中了解和学习到变压器的使用领域以及更多的电路逻辑控制，为未来工业机械智能化控制接轨打下基础。
39.具体地，所述变压供电装置9包括电源连接件93以及与电源连接件93连接的ac
‑
dc变压器91，所述ac
‑
dc变压器91采用ac 220v
‑
dc24v变压器，其内设有电容器92。所述电源连接件93连接220v交流电源电压，220v交流电通过变压器转换成24v直流电后直接供给驱动电机控制器和泵电机控制器，此时24v直流电停留在驱动电机控制器和泵电机控制器内，当操作者拨动档位开关或行车制动开关，按压加速踏板时，该操作信号传输至驱动电机控制器或泵电机控制器，把直流电压转换成交流电压，并供给相应的驱动电机或泵电机上，使驱动电机或泵电机运行，优选地，所述驱动电机采用三相交流电机。由于所述驱动电机采用交流电机，因此无论按下行车制动开关或者拨动档位开关，驱动电机均会处于发电状态，其电磁转矩将成为制动性质的转矩，而且制动越强烈，再生的能量越多，再生的能量一部分持续作用直至电动叉车完全静止，另一部分会将发出制动或者换挡的指令作用于驱动电机，驱动电机此时处于发电状态，多余的一部分电荷经驱动电机控制器被电容器吸收，而且，被电容器吸收的电荷量可以被记录，所以每次操作者执行行车制动实训或者换挡实训时都可以在变压供电装置中观察到再生制动所产生的能量。
40.另外，所述操作架台1上还设有：
41.转向装置3，与所述驱动电机控制器22、泵电机控制器23以及泵26连接；
42.倾斜装置4，与所述泵26以及泵电机控制器23连接；
43.举升装置5，与所述泵26以及泵电机控制器23连接；
44.所述执行组件6与所述转向装置3、举升装置5、倾斜装置4连接，通过操控相应的执行组件6使所述动力驱动装置2分别驱动所述转向装置3、举升装置5、倾斜装置4动作。各功能与实物能一一配对且平铺在同一操作架台上，用户在使用过程中更能一目了然，加深对零部件实物的认知，在操作架台上设置有动力驱动装置、转向装置、倾斜装置、举升装置以及执行组件，通过操控相应的执行组件使所述动力驱动装置分别驱动所述转向装置、举升
装置、倾斜装置动作，使学员能够在操作架台上操控完成四支点式电动叉车的模拟运动，方便学员快速的掌握各项知识，增强动手能力。
45.进一步地，所述转向装置3包括与所述泵26连接的转向器31以及与所述转向器31连接的转向油缸32；所述倾斜装置4包括倾斜油缸41、阀门a42以及与所述阀门a42连接用于控制阀门a42开闭的第一阀门控制器43，所述阀门a42的输入端与泵26连接，所述阀门a42的输出端与倾斜油缸41连接；所述举升装置5包括举升油缸51、阀门b52以及与所述阀门b52连接用于控制阀门b52开闭的第二阀门控制器53，所述阀门b52的输入端与泵26连接，所述阀门b52的输出端与举升油缸51连接；所述执行组件6还包括与所述转向器31连接的方向盘61、与所述第一阀门控制器43和泵电机控制器23连接的第一操纵手柄62、以及与所述第二阀门控制器53和泵电机控制器23连接的第二操纵手柄63。当转向器、阀门a以及阀门b不工作时，液压油大部分经转向器回到油箱，当转向器工作时，油液通过泵被送至转向器内供转向油缸使用。本实用新型转向油缸采用四支点转向油缸，所述泵采用定量齿轮泵；当阀门a工作时，液压油经吸油滤芯被泵输送至倾斜油缸，使倾斜油缸动作。操作者拨动第一操纵手柄打开或关闭阀门a，同时第一操纵手柄通过机械联动第一阀门控制器的信号旋钮，不同的信号旋钮位置对应输出不同的信号给泵电机控制器，进而调节泵电机的转速，在液压系统中，已知油缸运动的快慢取决于油液的流量，根据流量计算公式q流量＝q排量*n转速可知，当连接在泵电机上的定量齿轮泵排量不变时，不同的泵电机转速则对应不一样的流量，所以作用于倾斜油缸上的结果是倾斜油缸可以近乎以无极调速的效果运行，在以上的系统中，用户还可以对第一阀门控制器进行数值标定，每次标定得到的执行数值都可以不一样，这就实现了倾斜油缸的不同运行速度；优选地，倾斜油缸为两个，均由阀门a控制；当阀门b工作时，液压油经吸油滤芯被泵输送至举升油缸，使举升油缸相对运动。操作者拨动第二操纵手柄打开或关闭阀门b，同时第二操纵手柄通过机械联动第二阀门控制器的信号旋钮，不同的信号旋钮位置对应输出不同的信号给泵电机控制器，进而调节泵电机的转速，当连接在泵电机上的定量齿轮泵排量不变时，不同的泵电机转速则对应不一样的流量，所以作用于举升油缸上的结果是举升油缸可以近乎以无极调速的效果运行，在以上的系统中，用户还可以对第二阀门控制器进行数值标定，每次标定得到的执行数值都可以不一样，这就实现了举升油缸的不同运行速度。
46.更具体地，所述的四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台还包括第一单向阀71、第二单向阀72和第三单向阀73，所述泵26的输出端与第三单向阀73的输入端连接，所述第三单向阀73的输出端分别与所述第一单向阀71的输入端、第二单向阀72的输入端以及转向器31连接，第一单向阀71的输出端与所述阀门a42的输入端连接，所述第二单向阀72的输出端与阀门b52的输入端连接。通过在液压系统中设置第一单向阀71、第二单向阀72和第三单向阀73，防止油流方向流动。
47.进一步地，所述的四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台还包括节流阀74，所述第三单向阀73的输出端与所述转向器31和节流阀74的输入端连接，所述节流阀74的输出端与所述第一单向阀71的输入端和第二单向阀72的输入端连接。当转向器与阀门a或阀门b同时工作时，由于通往阀门a或阀门b的液压回路中设有节流阀的原因，油液大部分被送至转向器中供三支点转向油缸使用，使得所述电动叉车实训台在同时进行转向、举升或倾斜动作时，油液会尽量多的输送给转向器中，保证转向优先。具体地，所述泵连接有溢流阀，泵
的输出端与溢流阀的输入端连通，溢流阀的输出端分别和倾斜油缸、举升油缸以及液压油箱连通，所述转向油缸也与液压油箱连通。进一步地，所述的四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台还包括管路防爆阀和限速阀，所述管路防爆阀的输出端与所述举升气缸的输入端连接，所述限速阀的输出端与所述管路防爆阀的输入端连接，所述限速阀的输入端与所述阀门b输出端连接。
48.再进一步地，所述操作架台1上还设有指示灯组8，所述指示灯组8分别与所述动力驱动装置2和执行组件6电连接，所述指示灯组包括前组合灯、后组合灯以及警示灯，所述执行组件还包括与前组合灯连接的前灯开关、与后组合灯连接的后灯开关、与警示灯连接的警示灯开关。学员可以通过前灯开关、后灯开关、警示灯开关等灯组开关，熟悉操控电动叉车的灯光控制，有利于学员对三点式电动叉车的灯光操控学习。
49.具体地，所述操作架台1上还设有倒车蜂鸣器10，所述倒车蜂鸣器10与所述驱动电机控制器22电连接。在操控电动叉车倒车时，驱动电机控制器收到倒车信号后一方面输送至驱动电机实现倒车，另一方面输送至倒车蜂鸣器使得在倒车过程中倒车蜂鸣器发出声响提示，使得学员能够从中学习到电动叉车的plc智能化控制和编程，与未来工业智能化控制接轨打下基础。
50.更具体地，所述执行组件6还包括仪表、座椅开关、多路阀行程开关、钥匙开关、急停开关以及制动灯开关。方便学员熟悉电动叉车的各操作开关，方便学员快速的掌握电动叉车的操控。
51.进一步地，所述执行组件6还包括故障设置盒64，所述故障设置盒64包括can底线切断开关，通过切断驱动电机控制器和泵电机控制器间的通讯线，控制程序不能被接受，使全车无动作，形成can底线故障；右转向灯电源线切断开关，通过切断右转向灯电源输入线，使右转向灯电源不能形成回路，右转向灯功能失效，形成右转向灯电源线故障；右前大灯电源线切断开关，通过切断右前大灯电源输入线，使右前大灯电源不能形成回路，右前大灯功能失效，形成右前大灯电源线故障；制动灯电源线切断开关，通过切断制动灯电源输入线，使制动灯电源不能形成回路，制动灯功能失效，形成制动灯电源线故障；倒车蜂鸣器电源线切断开关，通过切断倒车蜂鸣器电源输入线，使倒车蜂鸣器电源不能形成回路，使倒车警示失效，形成倒车蜂鸣器电源线故障；仪表电源线切断开关，切断仪表电源输入线，使仪表电源不能形成回路，仪表无法显示，形成仪表电源线故障；泵电机canh线切断开关，通过切断泵电机与外界驱动电机以及仪表间的通讯线，使控制程序不能被接受，使泵电机无法工作，形成泵电机canh线故障；加速器信号线切断开关，通过切断加速器与驱动电机间的通讯线，使控制程序不能被接受，使驱动电机无法正常加速，形成加速器信号线故障；驻车制动开关电源线切断开关，通过切断驻车制动开关与驱动电机控制器间的通讯线，使加速器发出的控制信号不能被接受，使驻车制动功能失效，形成驻车制动开关电源线故障；座椅开关电源线切断开关，通过切断座椅开关电源输入线，使ops驾驶员在位功能一直失效，使ops驾驶员在位功能失效，形成座椅开关电源线故障；行车制动开关电源线切断开关，通过切断行车制动开关电源输入线，使行车制动功能一直失效，使行车制动功能失效，形成行车制动开关电源线故障；后腿开关电源输出线切断开关，通过切断后退开关电源输出线，使驱动电机控制器无法接受后退开关信号，使驱动电机后退功能失效，形成后退开关电源输出线故障。有利于学员了解学习到电动叉车发生不同故障时造成的故障现象，能够快速的找出故障部位，
更加方便、快捷、全面，更突出了科技智能化操作的先进性，为未来工业机械叉车教学实训设备的发展指明了方向。
52.本实用新型的四支点式电动叉车机电液一体仿真实训台，是根据实物缩小的仿真模型，各功能与实物能一一配对且平铺在同一操作架台上，用户在使用过程中更能一目了然，加深对零部件实物的认知，在操作架台上设置有动力驱动装置，动力驱动装置包括驱动电机控制器、泵电机控制器、与驱动电机控制器连接的驱动电机、与泵电机控制器连接的泵电机、与泵电机连接的泵，能够实现机电液一体综合控制的实训，在操作架台一侧设有变压供电装置，所述变压供电装置与所述驱动电机控制器和泵电机控制器连接，用于连接电源以提供电源电压，并将电源交流电压转变成直流电压后供给到所述驱动电机控制器和泵电机控制器中，当操作者拨动档位开关和行车制动开关或者按压加速踏板时，该操作信号传输至驱动电机控制器或泵电机控制器，把直流电压转换成交流电压，并供给相应的驱动电机或泵电机上，使驱动电机或泵电机运行，准确的控制对应部件的动作，另外，本技术电源供应采用变压技术，通过电源电压直接供电，无需保养且使用更加安全高效，体积小而减少操作架台上安装蓄电池所需要占据台面空间，同时避免采用蓄电池而造成污染环境，另外，通过本实用新型，用户可从中了解和学习到变压器的使用领域以及更多的电路逻辑控制，为未来工业机械智能化控制接轨打下基础。本技术还具有再生制动功能，由于所述驱动电机采用交流电机，因此无论按下行车制动开关或者拨动档位开关，驱动电机均会处于发电状态，其电磁转矩将成为制动性质的转矩，而且制动越强烈，再生的能量越多，再生的能量一部分持续作用直至电动叉车完全静止，另一部分会将发出制动或者换挡的指令作用于驱动电机，驱动电机此时处于发电状态，多余的一部分电荷经驱动电机控制器被电容器吸收，而且，被电容器吸收的电荷量可以被记录，所以每次操作者执行行车制动实训或者换挡实训时都可以在变压供电装置中观察到再生制动所产生的能量。
53.如上所述是结合具体内容提供的一种实施方式，并不认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明，同时由于行业命名不一样，不限于以上命名，不限于英文命名。凡与本实用新型的方法、结构等近似、雷同，或是对于本实用新型构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本实用新型的保护范围。