叉车远近程互控电源总开关设计

2012-12-23王永玲杨伟伟

汽车电器 2012年8期

王永玲，杨伟伟

（大连叉车有限责任公司，辽宁大连 116036）

叉车等工程机械大部分电源总开关为单纯电控式或单纯手动机械式，而在大型工程机械的应用上，操作人员的控制位置一般远离地面，这样单纯地应用哪一种电源开关都会存在不方便和不安全的因素。为此，在广泛了解应用背景的前提下，借鉴现有技术，经多次试验，笔者成功研制出叉车及工程机械通用的远近程互控电源总开关。

1 电源总开关结构

图1为远近程互控电源总开关实物，图2为远近程互控电源总开关结构示意图。本结构所解决的技术问题是提供一种既能远程控制又能近程控制的电源总开关，开关的导向杆在电磁力或手按的作用下，在上下两交错布置弧型齿的齿圈中间沿弧面移动并转动，动一次就自动调整一次导向杆连同触点臂的高度，使触点臂接合两电极或断开两电极，实现一个开关可远近程两种控制方法，可双向各自单独控制，也可双向互相穿插控制，无论人在远程还是近地都可以控制整机总电源。

2 设计方案

通过电磁线圈和手动按钮及回位弹簧来控制电源总开关的电源触点臂与两电极的接合导通或断开。开关内部是将导向杆的导向臂置于上下2个弧形齿齿圈中间， 2个弧形齿齿圈的齿上下交错布置设计，上弧形齿齿圈的齿底高度不同（见图3），高低间隔设计。

导向杆受下端弹簧的弹力总是压在上弧形齿的齿底处，当受电磁线圈磁力或手动按钮外力作用向下时，导向杆向下随同导向臂沿下齿圈弧面滑动转动。导向臂连着导向杆沿下齿圈的弧面自转，从上齿圈的高齿根转到低齿根，实现触点臂与两电极接合导通。

电磁线圈再得电或手动再按一次，导向杆向下随同导向臂沿下齿圈弧面滑动转动，在弹簧力的作用下向上沿上弧形齿面转动到上弧形齿高齿根，此时触点臂离开两电极，实现断电。

电磁线圈得电的电磁力控制和手动按扭控制可以相互穿插控制，只要触点杆动作一次，无论是电磁力还是手动力，都会使导向杆转动调整到下一个齿底高低位置，进而使触点杆接通或断开两电极。这样远程就可以通过控制电磁线圈的得电来实现控制总电源，离地的近程位置就可以直接用手动来控制总电源。

3 动作原理过程

图4为上下弧形齿圈1～9位三维立体图，图5为开关通断剖面示意图，图6为本电源开关在叉车电气系统中应用的原理图。

圆周共有4个1～9位的动作过程， 1～9位的动作过程实现了电源的1 次接通和1次断开，一周内实现了4次接通和断开。动作可通过近端的手动控制和远端的电器按钮控制（控制电磁线圈的得电断电）来完成。

1） 1位上弧形齿齿圈高齿根处，此位置时电源处于断开状态。上弧形齿齿圈圆周内分布了4 个高齿根，如图3中3号件导向臂所示高齿根位置，即OFF 位，此4 处电源均断开。

2） 2位导向杆在手动或电磁线圈吸力的作用下，连同导向臂向下运动至对应下弧形齿齿圈上（下弧形齿齿圈为圆周均布的8个弧形斜齿，与上弧形齿齿圈于圆周上形成一定角度，齿形错开）。此过程首先克服下弹簧向上的作用力（上弹簧的K值远大于下弹簧），过程中触点臂运动至与两触点接触后即被限位，下弹簧停止被压缩，上弹簧开始在限位垫圈的作用下开始被压缩，也更紧地将触点臂压实在两电极上，此时电源已处于通电状态。

3） 3位在手动或电磁线圈吸力的继续作用下，导向臂继续下行，沿下齿面滑动且转动于3位处，此段压缩上弹簧，更加紧实地将触点臂压在两电极上，此时处于通电状态。

4） 4位手动松开或电磁线圈断电，导向杆在失去向下手动力或电磁吸力后，在上弹簧力的作用下向上运动到上弧形齿齿面上。此时上弹簧的压缩力仍大于下弹簧的力量，所以在上弹簧的力量下，触点臂仍被压实于两电极上，电源处于通电状态。

5） 5位导向臂4位时在上弹簧力的作用下，沿上弧形齿弧面划转至5位，即图3所示ON位， 1～5位实现了电源的一次接通。此时上弹簧的压缩力仍大于下弹簧的力量，触点臂压紧在两电极上，并保持不动。此时触点臂对电极的压紧力为上弹簧对触点臂的向下作用力，电源处于通电状态。

6） 6位为使电极断电，需再手按按钮或电磁线圈通电一次。此时在手动或电磁吸力的作用下，导向杆克服上弹簧的作用力，向下运动至下弧形齿齿圈弧面上，电源仍处于接通状态。

7） 7位在手动或电磁吸力的作用下继续下行，导向臂沿下弧形齿齿圈弧形划转到7位，电源处于接通状态。

8） 8位在失去手动力和电磁吸力时，导向杆在上弹簧的作用下上行至上弧形齿齿圈弧面上，此时电源仍接通。

9） 9位在弹簧力的作用下，导向臂沿弧面划转至上弧形齿齿圈高齿根。此过程中先是上弹簧基本完全恢复，后是下弹簧的弹力作用，使触点臂脱离开两电极。此时电源断开，导向臂回至OFF位。