叉車的定制化電氣設(shè)計

【摘? 要】本文從功能性實(shí)現(xiàn)以及人機(jī)安全角度兩個方面入手，以前后雙攝錄系統(tǒng)、紅外感應(yīng)裝置、駕駛員權(quán)限采集系統(tǒng)、三面警示燈、后大燈配置為例，分別進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計實(shí)施和性能優(yōu)化。結(jié)果表明，定制化的電器設(shè)計可以滿足特定使用環(huán)境的要求，有利于提高駕駛員的駕乘體驗(yàn)和安全性。

【關(guān)鍵詞】定制化電氣方案；前后雙攝錄系統(tǒng)；紅外感應(yīng)裝置；駕駛員權(quán)限采集系統(tǒng)；三面警示燈

中圖分類號：U463.65? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1003-8639（ 2023 ）08-0051-03

Customized Electrical Design of Forklift Trucks

ZHAO Long

（Shandong Liugong Forklift Co.，Ltd.，Linyi 276000，China）

【Abstract】The front and rear dual camera system，infrared sensor，driver authority acquisition system，three-side warning light，rear headlight configuration have been detailed designed and performance optimized respectively as examples from two aspects of functional realization and man-machine safety in the paper. The results show that the customized electrical design can meet the requirements of the specific environment，and can improve the driving experience 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

1? 引言

改革開放以來，伴隨著國內(nèi)生產(chǎn)水平的提高，人民的生活品質(zhì)在衣食住行的各個方面都得到明顯改善和極大進(jìn)步。隨著生產(chǎn)方式的進(jìn)步、生產(chǎn)效率的提高，人民對生活水平的更高層次的追求也日益增加。比如，在交通工具上，從自行車到小汽車，從多數(shù)人的奢望到現(xiàn)在的普及，汽車不僅從數(shù)量上由少變多，在配置上更是發(fā)生了翻天覆地的變化。電器配置上，CD機(jī)、收音機(jī)逐步被淘汰，取而代之的是更先進(jìn)的觸控屏、液晶儀表顯示、語音播報等車機(jī)系統(tǒng)。車燈從鹵素?zé)羯墳長ED燈，功能也從簡單的前照燈升級新增了日間行車燈、貫穿式尾燈等配置，整車用電功率降低的同時，功能更豐富。

除了乘用車領(lǐng)域，工程用車行業(yè)也發(fā)生著巨大變化。隨著工作方式的改進(jìn)，從業(yè)人員對于工作環(huán)境的舒適性要求也越來越嚴(yán)格。比如，以前的工程用車的座椅基本上都是又硬又不舒服，現(xiàn)在隨著人體工程學(xué)的應(yīng)用和實(shí)施，座椅換成半減振或者減振，座椅大小和靠背也進(jìn)行加大加寬等升級，乘坐體驗(yàn)也相應(yīng)升級。以前的工程用車的操控位置很多是露天的，風(fēng)吹日曬不僅對人不友好，也會加速車輛的老化，縮短其使用壽命。現(xiàn)在的車輛根據(jù)工況需求，很多配備了駕駛室或者雨棚，駕駛室自帶前后雨刮、風(fēng)扇、閱讀燈，選配空調(diào)、暖風(fēng)機(jī)等，極大豐富了工程用車的配置，改善了用戶使用體驗(yàn)。

為了滿足部分客戶的個性化需求以及特殊工況作業(yè)的特定要求，叉車的電氣線路往往需要進(jìn)行個性化定制。本文從后大燈的選配、紅外感應(yīng)裝置、前進(jìn)后退語音報警和影像顯示、三面警示燈4個方面進(jìn)行分析，為同行業(yè)從業(yè)人員進(jìn)行電器線路設(shè)計提供思路和借鑒。

2? 定制化電氣設(shè)計

2.1? 前后雙攝錄系統(tǒng)

叉車有別于乘用車，沒有后視鏡的預(yù)留安裝位置。后視鏡安裝在護(hù)頂架的左右兩側(cè)外沿，會嚴(yán)重影響叉車在狹窄空間的掉頭、轉(zhuǎn)彎等基本操作，無法滿足叉車搬運(yùn)貨物的倉庫、廠房、車間等常見工況的使用。后視鏡安裝在護(hù)頂架內(nèi)側(cè)，可以實(shí)現(xiàn)獲取叉車后方視野的目的，但是會阻擋車輛前方視線，也不是一個理想方案，所以后視鏡在叉車上不是標(biāo)配，在作業(yè)過程中，叉車后方屬于非常危險的視野盲區(qū)。為了解決這個問題，避免叉車駕駛員需要頻繁回頭造成的用車不便，叉車可設(shè)計配置輔助的感應(yīng)裝置，實(shí)現(xiàn)前后方視野的可視化和提前預(yù)警，減少動作的浪費(fèi)。

前后雙攝錄系統(tǒng)（圖1），相當(dāng)于借鑒乘用車的倒車影像功能，在此基礎(chǔ)上，增加了車輛前方視野的攝錄功能。由于叉車前方配置擋貨架，以及相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)起升、傾斜、側(cè)移、旋轉(zhuǎn)等操作的管線路系統(tǒng)，所以叉車前方不是一個完全開闊的清晰視野，經(jīng)常會在搬運(yùn)貨物的過程中，產(chǎn)生前方視野的遮擋，所以在叉車上有增加前方視線獲取功能的必要。攝像頭可在已有前照燈安裝位置的基礎(chǔ)上，直接在其正上方固定，避免了額外增加固定位置，引起成本的增加。通過水平向的調(diào)整，獲得攝像頭的最佳攝錄角度，最后固定攝像頭和捆扎線束即可。后方攝像頭可利用已有配置安裝板的固定孔位，單獨(dú)設(shè)計一個支架，支架上方開孔，安裝攝像頭實(shí)現(xiàn)后面攝錄。

2.2? 紅外探測系統(tǒng)

前后雙攝錄系統(tǒng)采用攝像頭、處理器、顯示屏以及配套線束，成本相對高，這在一些受成本控制的場所是不可接受的，這就需要一種既能實(shí)現(xiàn)前后障礙物信息獲取，又能節(jié)省成本的方案。

如圖2、圖3所示，前后紅外探測就是適配這種情況的一個可選項。紅外探測的原理主要是利用人體或者發(fā)動機(jī)等溫度高于周圍環(huán)境的物體，會發(fā)出波長較長的紅外光，通過采集這個波段的光，相應(yīng)做出成像或者報警等功能的實(shí)現(xiàn)。由于只能感應(yīng)溫度，在叉車作業(yè)場所溫差大的情況，該裝置的使用會受到限制，容易出現(xiàn)誤報的可能。但其成本低廉，在溫差變化不大的區(qū)域，該配置仍有一定的使用空間。

2.3? 駕駛員權(quán)限采集系統(tǒng)

操作叉車的前提，一般是要求駕駛員具備叉車行駛證，但在叉車的實(shí)際使用過程中，對該條件的要求往往沒有那么嚴(yán)格。新手或者無證駕駛員，在叉車操作過程中，存在很大的操作失誤或者失控的風(fēng)險，從而造成公司財產(chǎn)的損失或者人員安全的傷害。為了避免這種情況的發(fā)生，國家出臺了工程機(jī)械用車安全使用標(biāo)準(zhǔn)等文件，其中重要的一條是增加駕駛員用車權(quán)限的設(shè)置，并明文規(guī)定了該功能要在2023年12月1號實(shí)現(xiàn)標(biāo)配。該配置正式實(shí)施后，駕駛員只允許通過輸入密碼、指紋、面部識別、虹膜、刷卡等操作解鎖叉車使用權(quán)限，無權(quán)限人員無法直接啟動車輛，從而給叉車的使用設(shè)置了門檻，在一定程度上杜絕了叉車違規(guī)使用的問題。

駕駛員權(quán)限采集系統(tǒng)（圖4）是由密碼鎖和配套線束組成，線束插件通過與叉車電鎖對接取電，來給密碼鎖供電。密碼鎖通過設(shè)定好的密碼或者刷卡等方式，觸發(fā)內(nèi)部的開關(guān)通斷，從而輸出或者斷開整車的供電。也就是說，密碼鎖控制整車供電的通斷，從而可以獲得叉車使用的最高權(quán)限。

2.4? 三面警示燈

叉車駕駛員長時間駕駛產(chǎn)生疲勞或者作業(yè)區(qū)域存在很多視覺死角的情況下，僅僅依靠駕駛員的主動安全意識和叉車已有電氣配置，往往不能避免安全事故的發(fā)生。這種情況下，周圍人群對叉車位置、速度、動向的識別也非常關(guān)鍵，也就是通過非駕乘人員的主動安全識別、提前預(yù)警預(yù)防來提高叉車使用的安全性。

三面警示燈（圖5）就是通過燈光預(yù)警來提醒叉車周圍人員叉車位置的有效方式。通過在叉車護(hù)頂架2個側(cè)面和后面裝配藍(lán)色或者紅色警示燈，叉車開機(jī)后，可以通過燈光照亮叉車所在區(qū)域，并能通過醒目的燈光顏色，讓周圍人員能夠及時識別叉車的存在，從而采取避讓等措施，維護(hù)叉車作業(yè)區(qū)域的工作安全。

2.5? 后大燈配置

不同于乘用車，叉車、砂石運(yùn)輸車、壓路機(jī)等工程用車往往配置后大燈選項。由于工程用車經(jīng)常會在夜間或者照明不好的環(huán)境使用，而且會頻繁切換前進(jìn)后退行走模式，所以會配置后大燈來照明路況或者工況，方便駕駛員操作。

后大燈（圖6）的控制邏輯通常跟前照燈相同，因?yàn)榍罢諢糸_啟的環(huán)境，基本就會連帶用到后大燈，所以在電氣原理上可以放在一起，在開啟前照燈的同時，也啟動了后大燈。不僅如此，有的特殊訂單，可能會用到雙后大燈（圖7），也就有叉車護(hù)頂架后橫梁配置2個后大燈的情況。

3? 結(jié)論

舒適性和安全性正逐步成為顧客選擇叉車的兩個標(biāo)準(zhǔn)，安全性是前提，舒適性是提升。舒適性和安全性沒有沖突，可以說是相互關(guān)聯(lián)，兩者都是未來很長一段時間叉車功能開發(fā)的主要方向。本文通過從主動安全、被動安全、智能化提升等角度，從具體的案例實(shí)施出發(fā)，給出了叉車電氣設(shè)計的具體方案和原理。結(jié)果證明，叉車電氣可以通過具體的優(yōu)化設(shè)計，提高安全性，帶來更好的人機(jī)體驗(yàn)。

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（編輯? 凌? 波）

作者簡介

趙龍（1988—），男，碩士，工程師，主要從事叉車電器的設(shè)計與研發(fā)。