叉车的定制化电气设计.pdf

51Designresearch/设计研究汽车电器2 0 2 3年第8 期叉车的定制化电气设计赵龙(山东柳工叉车有限公司，山东临沂2 7 6 0 0 0)【摘要】本文从功能性实现以及人机安全角度两个方面入手，以前后双摄录系统、红外感应装置、驾驶员权限采集系统、三面警示灯、后大灯配置为例，分别进行详细设计实施和性能优化。结果表明，定制化的电器设计可以满足特定使用环境的要求，有利于提高驾驶员的驾乘体验和安全性。【关键词】定制化电气方案；前后双摄录系统；红外感应装置；驾驶员权限采集系统；三面警示灯ZHAO Long中图分类号：U463.65Abstract】T h e f r o n t a n d r e a r d u a l c a me r a s y s t e m,i n f r a r e d s e n s o r,d r i v e r a u t h o r i t y a c q u i s i t i o n s y s t e m,t h r e e-side warning light,rear headlight configuration have been detailed designed and performance optimized respectively asexamples from two aspects of functional realization and man-machine safety in the paper.The results show that thecustomized electrical design can meet the requirements of the specific environment,and can improve the drivingexperience and safety of drivers.Key words customized electrical scheme;front and rear dual recording system;infrared induction device;driver authority acquisition system;warning lights on three sides作者简介赵龙（19 8 8 一），男，硕士，工程师，主要从事叉车电器的设计与研发。1引言改革开放以来，伴随着国内生产水平的提高，人民的生活品质在衣食住行的各个方面都得到明显改善和极大进步。随着生产方式的进步、生产效率的提高，人民对生活水平的更高层次的追求也日益增加。比如，在交通工具上，从自行车到小汽车，从多数人的奢望到现在的普及，汽车不仅从数量上由少变多，在配置上更是发生了翻天覆地的变化。电器配置上，CD机、收音机逐步被淘汰，取而代之的是更先进的触控屏、液晶仪表显示、语音播报等车机系统。车灯从卤素灯升级为LED灯，功能也从简单的前照灯升级新增了日间行车灯、贯穿式尾灯等配置，整车用电功率降低的同时，功能更丰富。除了乘用车领域，工程用车行业也发生着巨大变化。随着工作方式的改进，从业人员对于工作环境的舒适性要求也越来越严格。比如，以前的工程用车的座椅基本上都是又硬又不舒服，现在随着人体工程学的应用和实施，座椅换成半减振或者减振，座椅大小和靠背也进行加大加宽等升级，乘坐体验也相应升级。以前的工程用车的操控位置很多是露天的，风吹日晒不仅对人不友好，也会加速车辆的老化，缩短其使用寿命。现在的车辆根据工况需求，收稿日期：2 0 2 2-11-15文献标志码：A文章编号：10 0 3-8 6 39（2 0 2 3）0 8-0 0 51-0 3Customized Electrical Design of Forklift Trucks(Shandong Liugong Forklift Co.,Ltd.,Linyi 276000,China)置，改善了用户使用体验。为了满足部分客户的个性化需求以及特殊工况作业的特定要求，叉车的电气线路往往需要进行个性化定制。本文从后大灯的选配、红外感应装置、前进后退语音报警和影像显示、三面警示灯4个方面进行分析，为同行业从业人员进行电器线路设计提供思路和借鉴。2定制化电气设计2.1育前后双摄录系统叉车有别于乘用车，没有后视镜的预留安装位置。后视镜安装在护顶架的左右两侧外沿，会严重影响叉车在狭窄空间的掉头、转弯等基本操作，无法满足叉车搬运货物的仓库、厂房、车间等常见工况的使用。后视镜安装在护顶架内侧，可以实现获取叉车后方视野的目的，但是会阻挡车辆前方视线，也不是一个理想方案，所以后视镜在叉车上不是标配，在作业过程中，叉车后方属于非常危险的视野盲区。为了解决这个问题，避免叉车驾驶员需要频繁回头造成的用车不便，叉车可设计配置辅助的感应装置，实现前后方视野的可视化和提前预警，减少动作的浪费。前后双摄录系统（图1），相当于借鉴乘用车的倒车影像功能，在此基础上，增加了车辆前方视野的摄录功能。由于叉车前方配置挡货架，以及相应地实现起升、倾斜、侧移、旋转等操作的管线路系统，所以叉车前方不是一个完全开阔的清晰视野，经常会在搬运货物的过程中，产生前很多配备了驾驶室或者雨棚，驾驶室自带前后雨刮、风扇、阅读灯，选配空调、暖风机等，极大丰富了工程用车的配设计研究/Designresearch52AutoelectricpartsNo.08,2023么严格。新手或者无证驾驶员，在叉车操作过程中，存在很大的操作失误或者失控的风险，从而造成公司财产的损失或者人员安全的伤害。为了避免这种情况的发生，国家显示器前摄像头一固定扎带连接线束一方视野的遮挡，所以在叉车上有增加前方视线获取功能的必要。摄像头可在已有前照灯安装位置的基础上，直接在其正上方固定，避免了额外增加固定位置，引起成本的增加。通过水平向的调整，获得摄像头的最佳摄录角度，最后固定摄像头和捆扎线束即可。后方摄像头可利用已有配置安装板的固定孔位，单独设计一个支架，支架上方开孔，安装摄像头实现后面摄录。2.2红外探测系统前后双摄录系统采用摄像头、处理器、显示屏以及配套线束，成本相对高，这在一些受成本控制的场所是不可接受的，这就需要一种既能实现前后障碍物信息获取，又能节省成本的方案。如图2、图3所示，前后红外探测就是适配这种情况的一个可选项。红外探测的原理主要是利用人体或者发动机等温度高于周围环境的物体，会发出波长较长的红外光，通过采集这个波段的光，相应做出成像或者报警等功能的实现。由于只能感应温度，在叉车作业场所温差大的情况，该装置的使用会受到限制，容易出现误报的可能。但其成本低廉，在温差变化不大的区域，该配置仍有一定的使用空间。出台了工程机械用车安全使用标准等文件，其中重要的一条是增加驾驶员用车权限的设置，并明文规定了该功能要在2 0 2 3年12 月1号实现标配。该配置正式实施后，驾驶员只允许通过输入密码、指纹、面部识别、虹膜、刷卡等操作解锁叉车使用权限，无权限人员无法直接启动车辆，从而一后摄像头给叉车的使用设置了门槛，在一定程度上杜绝了叉车违规使用的问题。驾驶员权限采集系统（图4）是由密码锁和配套线束组图1叉车前后双摄录系统成，线束插件通过与叉车电锁对接取电，来给密码锁供电。密码锁通过设定好的密码或者刷卡等方式，触发内部的开关通断，从而输出或者断开整车的供电。也就是说，密码锁控制整车供电的通断，从而可以获得叉车使用的最高权限。密码锁连接线束一图4驾驶员权限采集系统2.4三面警示灯叉车驾驶员长时间驾驶产生疲劳或者作业区域存在很多视觉死角的情况下，仅仅依靠驾驶员的主动安全意识和叉车已有电气配置，往往不能避免安全事故的发生。这种情况下，周围人群对叉车位置、速度、动向的识别也非常关键，也就是通过非驾乘人员的主动安全识别、提前预警预防来提高叉车使用的安全性。三面警示灯（图5）就是通过灯光预警来提醒叉车周围4353：一字激光一警示灯图2 叉车前方红外探头图3叉车尾部红外探头2.3驾驶员权限采集系统操作叉车的前提，一般是要求驾驶员具备叉车行驶证，但在叉车的实际使用过程中，对该条件的要求往往没有那字激光警示灯固定扎带一连接线束一字激光警示灯图5三面警示灯53Designresearch/设计研究汽车电器2 0 2 3年第8 期人员叉车位置的有效方式。通过在叉车护顶架2 个侧面和后面装配蓝色或者红色警示灯，叉车开机后，可以通过灯光照亮叉车所在区域，并能通过醒目的灯光颜色，让周围人员能够及时识别叉车的存在，从而采取避让等措施，维护叉车作业区域的工作安全。2.5后大灯配置不同于乘用车，叉车、砂石运输车、压路机等工程用车往往配置后大灯选项。由于工程用车经常会在夜间或者照明不好的环境使用，而且会频繁切换前进后退行走模式，所以会配置后大灯来照明路况或者工况，方便驾驶员操作。后大灯（图6）的控制逻辑通常跟前照灯相同，因为前照灯开启的环境，基本就会连带用到后大灯，所以在电气原理上可以放在一起，在开启前照灯的同时，也启动了后大灯。不仅如此，有的特殊订单，可能会用到双后大灯（图7），也就有叉车护顶架后横梁配置2 个后大灯的情况。3结论舒适性和安全性正逐步成为顾客选择叉车的两个标准，安全性是前提，舒适性是提升。舒适性和安全性没有冲突，可以说是相互关联，两者都是未来很长一段时间叉车功能开发的主要方向。本文通过从主动安全、被动安全、智能化提升等角度，从具体的案例实施出发，给出了叉车电气设计的具体方案和原理。结果证明，叉车电气可以通过具(上接第50 页）数据处理模块作为预警系统的核心，Flink从消息中间件Kafka读取数据，从Redis中读取FlinkSQL过滤数据，将数据存人Redis，同时根据阈值条件判断是否达到预警条件。预警推送模块将预警数据结合预警消息模版生成的可读性预警信息，通过调用应用API将预警信息发送到该应用系统中。数据存储模块用于将推送的消息进行存储至Redis，便于后期历史预警信息的查询、分析统计，也是Grafana管理页面所展示的数据来源。管理平台模块用于管理数据处理模块脚本、预警推送模块推送的历史信息。4结语本文提出的基于Canal+Kafka+Flink+Flink SQL+Grafana+Prometheus实现预警功能的系统开发，解决了预警信息的灵活配置和及时发送等问题。Canal能够实现数据快速且完整的采集，Kafka能够实现高吞吐、低延迟的功能，Flink能够实现亿单位级别的实时处理，FlinkSQL能够实现减少预警消息变更和代码的耦合度，Prometheus能够实现预警消息的推送，再结合Grafana的展示，满足了预警功能系统的业务需求，增强了系统的预警能力，保证了预警的及时性，提升了平台的运行效率。参考文献：MIKA P.Flink:semantic web technology for the extractionand analysis of social networksJ.Journal of Web Se-后大灯后大灯支架连接线束支后大灯架支U图6 单后大灯体的优化设计，提高安全性，带来更好的人机体验。参考文献：1】梁秀璟。施耐德电气定制化客户服务迎接服务蓝海自动化博览，2 0 15（12)：44-45.2 金秀荣电气产品安全设计要点分析 科技与企业，2013(15):272.3 徐鹏爽：低压电气设计中应注意的问题探讨。居舍，2020(19)：10 4-10 5.4 钟文英.乘用车低压电源分配方案设计J.机电技术，2021(6):75-78,108.(编辑凌波)mantics，2 0 0 5,3(2):2 11-2 2 3.2 ZAHARIA M,CHOWDHURY M,FRANKLIN M J,etal.Spark:cluster computing with working setsCJ/Pro-ceedings of the 2nd USENIX conference on hot topicsin cloud compu-ti