专利名称：一种自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于货叉自动调平技术领域，更具体地涉及货叉自动调平电子控制装 置技术领域。
背景技术：
在现有技术领域，液压伸缩臂式叉车是一种新型多功能物料搬运设备，能够以叉 车、起重机、高空作业车等多种模式，完成物资装卸载、堆码垛、集装箱装掏箱、高空或跨障 碍输送、吊装等作业，具有一机多用的显著特点，得到了越来越广泛的应用。该车的多种作业是通过伸缩臂的变幅(俯仰)来实现的，而在伸缩臂俯仰过程中， 其前端货叉的水平角度随之改变，常会发生货物滑落事故，因此，货叉调平装置是保证相关 车辆装载安全作业的重要保证。在现有技术领域，货叉调平主要有两种形式即机械式调平和电子调平。机械调平 是根据液压补偿原理达到自动调平的目的。随着电子自动控制技术的广泛应用，机械调平 设备的应用已经日渐式微。电子调平方法，是在伸缩臂销轴和货叉架销轴处设计安装若干个角位移传感器， 并与控制器和液压系统组成一个闭环控制系统，当伸缩臂变幅时，传感器采集角位移信息 并传送至控制器，控制器根据该信息指令液压系统对货叉架翻转液压缸的有杆腔或无杆腔 进行补油，控制货叉架进行相应的调整，调整信息由货叉架销轴处的传感器采集并反馈到 控制器。控制器计算比较两个销轴处的角位移信息，自动调整对翻转液压缸的补油流速， 从而在伸缩臂变幅过程中使货叉始终保持水平或预先调定的角度。该方法的优点是调平精 度高，原来，由于叉车主要用于野外作业，环境条件恶劣，其可靠性和寿命存在问题，且成本 较高，电子调平技术应用不多。随着仓储物流行业大规模采用叉车技术，电子调平货叉开始 广泛应用。现有技术还公开了一种采用水平传感器的电子调平装置。它可根据水平传感器 的输出信号，控制调平油缸的伸缩，达到货叉处于水平状态的目的，其主要结构包括调平油 缸、货叉、水平传感器、电气控制系统、拐臂、折臂和起重臂，以一个拐臂作支撑和连接体，将 调平油缸、货叉和折臂通过销轴连接在拐臂上的三个铰点中，水平传感器固定在拐臂上，由 水平传感器输出的信号控制电气控制系统工作状态，调节调平油缸伸缩，从而调平货叉。现有技术采用的信号传感装置单一，已经不能适应电动叉车技术的发展和应用要 求。目前，普通汽车普遍安装数百个传感器，大量应用电子控制技术。电动叉车工作环境和 内容都更加复杂，货叉电子调平领域需要采用耐振动和恶劣环境的新型电子传感技术。
实用新型内容本实用新型涉及一种自动控制装置，包括信号处理器、控制电路、动力装置、传动 机构、调平机构、信号采集器，其特征在于，所述信号处理器与至少两个信号采集器有电连接。所述信号处理器获取信号采集器提供的信号，通过控制电路，控制动力装置凭借传动机 构向所述调平机构做功；所述信号采集器为倾角传感器和角位移传感器；所述倾角传感器为力平衡式伺服倾角传感器；所述力平衡式伺服倾角传感器由非接触位移传感器、力矩马达、误差和放大电路、 反馈电路、悬臂质量块五部分组成，所述悬臂质量块与力矩马达的电枢连接在一起；所述非接触位移传感器检测所述质量块的位移量和方向，当整个传感器发生倾斜 时，悬臂质量块离开原来的平衡位置，非接触位移传感器检测出该变化后，将位置信号送入 所述误差和放大电路；所述位置信号经所述反馈电路送入所述力矩马达的线圈，所述力矩马达产生一个 与悬臂质量块运动方向相反、大小相等的力矩；所述角位移传感器的线圈组合包括一个初级线圈和两个对称的次级线圈、底座和 骨架；所述骨架采用圆柱形绝缘材料制成；所述自动控制装置安装在一堆货车或者运货车辆上；所述堆货车或者运货车辆优选为一蓄电池叉车。具体而言，本实用新型的核心在于安装了配载互补调平传感信号的处理器，用于 获取、处理、使用至少两个传感器的调平信号，确保操作安全。它的另一个核心在于采用了 抗高强度振动的力平衡式伺服倾角传感器。例如，它在电子调平装置中安装了附图1的信 号处理器，它采集倾角传感器和角位移传感器的信号，控制货叉调平。其中的力平衡式伺服 倾角传感器由非接触位移传感器、力矩马达、误差和放大电路、反馈电路、悬臂质量块五部 分组成。悬臂质量块与力矩马达的电枢连接在一起。非接触位移传感器用于检测质量块的位移量和方向。当整个传感器发生倾斜时， 悬臂质量块便离开原来的平衡位置，非接触位移传感器检测出该变化后，将位置信号送入 误差和放大电路，一方面传感器输出与倾角成一定比例的模拟信号；另一方面，该信号经反 馈电路送入力矩马达的线圈，此时，力矩马达会产生一个与悬臂质量块运动方向相反、大小 相等的力矩，力图使悬臂质量块回到原来的平衡位置。这样经过一定的时间后，悬臂质量块 就停留在一个新的平衡位置上。这时，传感器输出的信号才是真正有效的信号。该输出信号一般为直流电压信号， 也可内置V/I转换，输出4-20mA信号。但无论是输出电压或者电流信号，都与用度来表示 的角度值成正弦关系。也就是说，要直接以度、分、秒为计量单位来表示角度值，必须将传感 器输出的电压或电流信号进行反正弦运算。力平衡式伺服倾角传感器的精度相对于电解质原理或者是电容原理的倾角传感 器在非线性、重复性、迟滞、温度漂移和工作温度、抗冲击、振动等性能上要优越很多。本实用新型还配载一个角位移传感器，其线圈组合由一个初级线圈和两个对称的 次级线圈、底座和骨架等构成，骨架采用圆柱形绝缘材料制成，选用直径D = 0. Imm的绝缘 漆包线均勻绕制(初级线圈匝数为320，两个次级线圈的匝数均为640。三个线圈由铁芯和 底座固定，并形成磁路的一部分。偏心圆盘(相当于直线式差动变压器的铁芯)和轴固定 在一起。偏心圆盘处于中间位置时，两个次级线圈的磁感应强度相同。随着轴转动，偏心圆盘随之转动，偏心圆盘转向的那边磁感应强度大于另一边的磁感应强度，因此，输出信号随 着偏心圆盘的转动而变化。如附图2的角位移传感器控制方框图。其中，角位移传感元件的初级线圈两端分 别和位移传感器信号调理电路中的高集成度的新型差动变压器信号调节器的输入端口相 连，输入激励电压信号；两个反向连接的次级线圈两端分别与输出端口相连，产生输出电压信号。本实用新型采用AD598为核心，外围包含三大电路模块，其功能分别为由于 AD598的工作电源采用双极电源士 12V，故设计了由二极管、电解电容器、电阻器等元器件 构成的滤波保护电路模块对电源进行滤波和保护，从而使调理信号避免电源干扰；由电位 器构成信号对称电路模块可调整传感器信号调理后的正负向电压大小与对称性；由电位 器、电容器构成的信号放大电路模块对信号调理后的输出电压进行大小调整和进一步滤 波；角位移信号调节器AD598本身电路决定激励频率大小和系统频带宽度。本实用新型采用传感信号互补的方式矫正单一信号的误差，并防止高强度的振动 和抬升使传感调平控制信号丧失，对确保操作安全有一定好处。尤其在传感器价格降低，体 积缩小，性能提高，应用普及的情况下，该实用新型的设计有推广应用价值。
图1是电子调平装置基本结构图。图2是角位移传感器控制方框图。
具体实施方式
设计一种适用于叉车或者其他车辆的电子调平装置，包括附图1的信号处理器、 控制电路、动力装置、传动机构、调平机构。其中信号处理器采集倾角传感器和角位移传感 器的信号，控制调平机构调平。其中的力平衡式伺服倾角传感器由非接触位移传感器、力矩 马达、误差和放大电路、反馈电路、悬臂质量块五部分组成。悬臂质量块与力矩马达的电枢 连接在一起。非接触位移传感器检测质量块的位移量和方向。当整个传感器发生倾斜时，悬臂 质量块便离开原来的平衡位置，非接触位移传感器检测出该变化后，将位置信号送入误差 和放大电路，一方面传感器输出与倾角成一定比例的模拟信号；另一方面，该信号经反馈电 路送入力矩马达的线圈，此时，力矩马达会产生一个与悬臂质量块运动方向相反、大小相等 的力矩，力图使悬臂质量块回到原来的平衡位置。这样经过一定的时间后，悬臂质量块就停 留在一个新的平衡位置上。另外配载一个角位移传感器，其线圈组合由一个初级线圈和两个对称的次级线 圈、底座和骨架等构成，骨架采用圆柱形绝缘材料制成，选用直径D = 0. Imm的绝缘漆包线 均勻绕制(初级线圈匝数为320，两个次级线圈的匝数均为640。三个线圈由铁芯和底座固 定，并形成磁路的一部分。偏心圆盘(相当于直线式差动变压器的铁芯)和轴固定在一起。 偏心圆盘处于中间位置时，两个次级线圈的磁感应强度相同。随着轴转动，偏心圆盘随之转 动，偏心圆盘转向的那边磁感应强度大于另一边的磁感应强度，因此，输出信号随着偏心圆 盘的转动而变化。[0032]如附图2的角位移传感器控制方框图。其中，角位移传感元件的初级线圈两端分 别和位移传感器信号调理电路中的高集成度的新型差动变压器信号调节器的输入端口相 连，输入激励电压信号；两个反向连接的次级线圈两端分别与输出端口相连，产生输出电压信号。本实用新型采用AD598为核心，外围包含三大电路模块，其功能分别为由于 AD598的工作电源采用双极电源士 12V，故设计了由二极管、电解电容器、电阻器等元器件 构成的滤波保护电路模块对电源进行滤波和保护，从而使调理信号避免电源干扰；由电位 器构成信号对称电路模块可调整传感器信号调理后的正负向电压大小与对称性；由电位 器、电容器构成的信号放大电路模块对信号调理后的输出电压进行大小调整和进一步滤 波；角位移信号调节器AD598本身电路决定激励频率大小和系统频带宽度。
权利要求1.一种自动控制装置，包括信号处理器、控制电路、动力装置、传动机构、调平机构、信 号采集器，其特征在于，所述信号处理器与至少两个信号采集器有电连接；所述信号处理器 获取信号采集器提供的信号，通过控制电路，控制动力装置凭借传动机构向所述调平机构 做功。
2.根据权利要求1所述的自动控制装置，其特征在于，所述信号采集器为倾角传感器 和角位移传感器。
3.根据权利要求2所述的自动控制装置，其特征在于，所述倾角传感器为力平衡式伺 服倾角传感器。
4.根据权利要求3所述的自动控制装置，其特征在于，所述力平衡式伺服倾角传感器 由非接触位移传感器、力矩马达、误差和放大电路、反馈电路、悬臂质量块五部分组成，所述 悬臂质量块与力矩马达的电枢连接在一起。
5.根据权利要求4所述的自动控制装置，其特征在于，所述非接触位移传感器检测所 述悬臂质量块。
6.根据权利要求5所述的自动控制装置，其特征在于，所述位置信号经所述反馈电路 送入所述力矩马达的线圈。
7.根据权利要求2所述的自动控制装置，其特征在于，所述角位移传感器的线圈组合 包括一个初级线圈和两个对称的次级线圈、底座和骨架。
8.根据权利要求7所述的自动控制装置，其特征在于，所述骨架采用圆柱形绝缘材料 制成。
9.根据权利要求1至8的任一项所述的自动控制装置，其特征在于，所述自动控制装置 安装在一堆货车或者运货车辆上。
10.根据权利要求9所述的自动控制装置，其特征在于，所述堆货车或者运货车辆为一 蓄电池叉车。
专利摘要本实用新型涉及一种自动控制装置，包括信号处理器、控制电路、动力装置、传动机构、调平机构、信号采集器。所述信号处理器与至少两个信号采集器有电连接。所述信号处理器获取信号采集器提供的信号，通过控制电路，控制动力装置凭借传动机构向所述调平机构做功。本实用新型适合作为车辆调平电子控制装置使用。
文档编号B66F9/24GK201890752SQ20102015323
公开日2011年7月6日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者吴金贤, 潘呈, 王刚 申请人:杭州浙力叉车集团有限公司