机械设计与处理技术在叉车性能优化中的应用研究

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摘要：叉车在货物码垛、转移等过程中有着重要的作用，叉车市场的激烈竞争促进了叉车技术的发展，现代叉车设计中正在大量地、不断地应用各种新技术，提高产品的性能和品质，以满足市场的需要。如何将机械产品设计知识及技术应用于叉车设计和生产中，提高叉车工作性能，今后叉车生产与设计中的重要内容之一。基于此，本文将应用机械设计知识和技术，从叉车舒适性、安全性以及智能化等方面对叉车性能优化进行相同探讨分析，以供参考。
关键词：机械设计;处理技术;叉车;安全性
随着现代社会文明的发展，叉车使用的普及率越来越高，它已广泛应用于整个社会的各行各业，成为当今社会生产和人们生活中不可缺少的工具，根据有关资料统计，目前我国叉车的保有量在上百万台左右。在中国，叉车的市场是很大的。叉车市场的激烈竞争促进了叉车技术的发展，现代叉车设计中正在大量地、不断地应用各种机械产品设计技术，提高产品的性能和品质，以满足市场的需要。
一、提高叉车舒适性
目前大多数厂商对提高叉车舒适性投入了大量的研究。又车设计者对人的关怀渗透到各个细节。外观简洁而驾驶空间宽敞，悬浮式座椅的高度、前后位置、靠背角度都可以调节，还可以根据驾驶员体重设定缓冲，长时间操作也不会疲劳。方向盘直径经过严格的计算与测试，其角度与高度也可根据驾驶员的身材不同而自由调整。研究表明，驾驶室内壁的精巧布置有利于提高生产率。如果所有的控制都能按人机工程学进行布置，驾驶员操纵就更加舒适，更能集中精力工作。现代叉车驾驶室的每一个设计细节都充分考虑了工作效率和安全性，更符合人机工程学原理。操作空间加大，使操作者的手、脚、腿、头、背部有更大的活动空间。座椅和方向盘均可在三个自由度范围内根据司机身高、体重和习惯任意调节。座椅为全悬浮式和司机约束座椅，座椅右侧有带衬垫的可调手臂托架，托架前端布置有电气控制式集成液压操作杆或指尖操作杆。仪表盘置于方向盘下方，随方向盘摆动。喇叭、灯开关、紧急断电开关等操作手柄和按钮集中置于托架或仪表盘上，操作和控制更加方便。这一系列措施可确保每一位司机工作在最佳位置。各叉车公司不断优化改进叉车人机界面，使操纵简便省力、迅速准确，充分发挥人机效能。例如，配备醒目的数字化仪表、报警装置，实现工况的在线监控;采用浮动驾驶室，使操纵者获得全方位视野;以集中手柄控制替代多个手柄控制，电控替代手控;逐渐将电子监测器和高度显示器作为高升程叉车的标准配置等。
二、改善叉车安全性
保证叉车驾驶员的安全一直是设计人员重点考虑的问题。除停车、行车制动等基本安全措施外，通过配备功能齐全的监控系统、动力制动系统、防侧翻系统，以及采用电控、液压、机械3套独立制动系统，可大大提高叉车整车的安全可靠性。同时，电子技术的发展与运用，使对叉车安全性研究向智能化方向发展。采用先进的液晶信息管理系统取代了传统的仪表盘，最新的巡航控制技术与弯道控制技术，在斜坡上自动感应刹车，防止重力下滑，在转弯时也会根据弯角与速度自动计算并减速，极好地保证了侧向平衡，防止侧翻。
三、叉车设计智能化
现代叉车普遍采用电气动力转向和电液压动力转向。这2种转向均由电脑控制，由输入轴、输出轴、转向轮、转向电机和传感器等组成。在方向柱下装有1个固态逻辑单元，它可以检测转向角的差值，并将其输入到电气控制系统中来控制转向电机，使其与转向力成正比。当方向盘不转动时，转向电机不工作，而传统的转向电机一直旋转，噪声和能耗较大，容易造成电机和齿轮泵的磨损。方向盘转动时，车轮的转向角度通過转向传感器同步反馈给控制器，自动补偿并修正定位，使叉车的转向操作更为精确，实现了方向盘的自动精确定位。门架下降采用负载势能回收技术可实现门架下降的无级调速，还可节约5%的能量。
四、叉车人性化设计未来发展趋势
（一）基于RFID模块技术的仓弓鳍智能导航
大型仓储中心物资吞叶量每日可多达5万单，由于物品分类繁杂、库房数目众多、道路情况复杂，搬运叉车驾驶员在寻找目标货架时只能凭借记忆或路牌指引，既费时费力又极易出错。针对这一现状，本文提出了一种基于RFID的室内定位导航方法，通过车载射频天线读取地面标签信息，建立运输车辆与所在仓库地图的坐标关系，实现对车辆的实时追踪定位，进而由车载运算终端生成最优行驶路径，并协同主机解决多车辆的任务分派、协同调度等问题。其系统由调度主机、RFID模块还有车载终端组成，一方面通过无线网络由主机发送调度命令，一方面通过上行数据反馈叉车的位置。
（二）未来叉车将广泛采用电子燃烧喷射和共轨技术
发动机净化技术、尾气催化的发展将有效降低微粒的排放和有害气体。混合动力叉车和LPG、CNG等燃料叉车将进一步发展。新型电瓶燃料电池在各大公司的共同努力下，将克服价格方面的劣势，批量进入市场，如：林德采用德龙智能型充电机，具有自我诊断功能、全自动功能、节能性好、充电效率高、电压匹配性好、质量可靠、使用寿命长等特点，在正常使用（每次放电量达80%）及良好的保养条件下，电池可反复充放电1500次（相当于6年）。目前林德电池的使用寿命可达8年以上。目前全球汽车巨人正联合致力于电动汽车的研究，电动汽车的传动、动力、安全、控制等技术在叉车上的应用，将会使电动叉车整机性能有一个质的变化。
五、结语
用户的需求推动了叉车技术的发展，21世纪的叉车有着广阔的市场前景，而叉车制造业内部的竞争将越来越激烈，企业只有不断地进行技术创新，适时地推出新产品，接受市场的考验，并不断地进行改进，才能发展壮大，在激烈的市场竞争中立于不败之地。
参考文献：
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