全电动站驾式堆高车辅助安全系统设计

杨朝举　胡东方

摘 要：随着近年来国家对新能源方面的战略政策扶持，结合未来新能源发展的趋势，越来越多的生产堆高车相关企业纷纷开始对全电动堆高车进行相关的研究和设计。文章以全电动站驾式堆高车为研究对象，主要来分析堆高车辅助安全系统，其中以硬件电路和软件代码的架构为研究重点。

关键词：全电动；站驾式堆高车；辅助安全系统；硬件电路；软件代码

新能源战略思想已经被全球多个国家所倡导，为了缓解传统能源供应的危机，众多相关企业纷纷开始将新能源应用到相关的产品上，特别是目前占重要地位的交通工具，另外，本文所研究的堆高车也是重要的组成部分。下面我们就以全电动站驾式堆高车为研究对象，来分析其辅助安全系统方面的设计问题。

1 全电动站驾式堆高车研究现状

这几年，堆高车的相关技术越来越成熟，特别是在国外，堆高车的操作安全方面和驾驶安全方面已经比较成熟了，比如日本的丰田堆高车已经做到了以人的安全为第一要素，另外，其操作的效率也得到了大的提高。由丰田公司开发的SAS系统在驾驶员操作时的危险事故降到了最低。在国内，虽然和国外的技术相比还有很大的差距，但是同以前相比，电动堆高车的发展已经取得了很大的进步。比如，防水系统的增加使得堆高车的安全性能得到了巨大的提升，还有门架上的缓冲设计功能，使得堆高车在运输过重货物时，不至于因震荡而滑落货物，从而对货物的安生运输提供了一定的保障。但是，也有不足的地方，比如堆高车运输货物的重心位置不能通过显示屏显示出来，这样便不能保证货物在运输移动过程之中因肉眼的判断失误而出现货物滑落或倾覆，不仅对于驾驶操作员的人身安全带来了危险，对于运输移动的货物也带来了损失[1]。

2 全电动站驾式堆高车的辅助安全系统设计

辅助安全系统的设计主要是为了保证驾驶操作员在操作堆高车的时候实时高效地掌握堆高车的工作状态和性能。完美的辅助安全系统可以帮助驾驶操作员在遇到突发状况时能够正确地做出操作堆高车的行动，比如根据辅助安全系统中的相关指示灯，做出正确的操作。

本文提出的辅助安全系统设计方案主要以传统的设计为主，然后进行显示方面以及硬件电路方面的改进，从而保证显示的数据信息足够使用，另外保证占用空间尽量不大，信息的传输足够及时。

2.1 全电动站驾式堆高车辅助安全系统的功能结构设计

如图1所示，全电动站驾式堆高车辅助安全系统的功能主要由两部分组成，一部分是重物显示方面，一部分是电池系统显示方面。其中重物显示方面主要有3个方面内容的显示，一个是货物的高度显示信息，一个是货物的重心显示信息，最后一个是货物的重量显示信息。而电池系统显示方面主要包括两个方面的内容显示，一个是电池的剩余电量信息，一个是电池的健康状况方面的信息。

2.1.1 全电动站驾式堆高车的重物显示

堆高车不同于其他的运输车辆，堆高车主要用在仓储物流行业，随着物流行业的大规模发展，仓储货物的堆放不再是单层的存放，而是多层的复杂性存放，这就给堆高车带来了一定的难度，所以堆高车内货物信息方面的显示非常重要，特别是重物方面的显示，其中高度显示的信息就是非常重要的一个方面。如果不能准确无误地掌握货物的高度参数，货物在堆放和取出的时候肯定会出现这样或那样的问题，比如插齿和货架的碰撞问题、货物和工作人员的人身安全问题都有可能出现。本文提出的高度显示将采用数字直接显示出来，不仅占用显示屏的空间小，而且精度还高。

除了货物的高度显示方面以外，还有货物的中心显示信息，这也是非常重要的，特别是对于货物的安全来讲，是至关重要的，重心能否确定，直接关系到货物在取放的时候货物的安全能否得到保障。特别是对于形状不规则的货物取放的时候，显示尤为重要，驾驶操作员如果掌握了货物的重心位置，将不会出现插齿倾覆角度的大小不好把控的问题。

最后，货物的重量显示信息也是非常重要的组成部分，其实货物的重量对插齿来讲是一个考验，因为插齿的不同部分其实所能承受的重量是不一样的，如果货物过重对于插来讲是非常不利的，还有可能会造成损坏。如果驾驶操作员掌握了这一重要的信息，再结合重心的位置信息，货物的堆放将变得非常轻松[2]。

2.1.2 全电动站驾式堆高车的电池系统显示

电池作为全电动站驾式堆高车的电源供应来源，其重要性不言而喻，电池系统是否准确显示，直接影响着堆高车能否操作和驾驶的问题。通过查看电池的剩余电量可以了解到堆高车的工作时间，以方便驾驶操作员进行必要的合理安排，而通过查看电池的健康情况，可以帮助驾驶操作员更加准确地了堆高车的整体工作性能，从而对电池是否需要更换作出正确的判断。

2.2 全电动站驾式堆高车的系统组成结构

如图2所示，我们可以看出，全电动站驾式堆高车的系统主要由3部分组成，其中一个是控制器局域网络（Controller Area Network，CAN）网络通信模块，一个是控制器模块部分，最后一个是显示器模块部分。

2.2.1 CAN网络通讯模块

CAN是工业制造方面的专业术语，目前CAN已经是国际上通用的通讯总线通讯模块，CAN网络总线不仅具有良好的实用性和高可靠性，还具有非常强的灵活性和快速率的通信传播等优势。除此以外，其抗干扰能力也比较强，在产品使用出现错误时检出率也是比较高的，所以此种通信技术要比传统的其他通信技术在此方面的应用要具有更多的优势[3]。

2.2.2 控制器模块

控制器模块主要由系统控制芯片组成，为了达到最好的效果，本文主要采用意法半导体生产的STM32F103RB芯片来作为本模块的主要芯片，其最高可以达到72 MHz的工作频率。另外这种芯片的价格也具有很强的优势，在功耗方面和稳定性方面也都表现不错。目前，这种芯片在交通工具方面的应用特别广泛，比如电机驱动器和汽车方面的仪表设备领域已经非常普及了。除此以外，这种芯片本身已经具有开发好的函数库，使用者不需要另外花费时间就可以直接拿来使用，所以这种芯片的出现使得开发的时间成本得到了大大的降低，开发的周期也相应得到了缩短。

2.2.3 显示器模块

本文所设计的显示器模块，不同于传统的显示模块，传统的显示模块主要通过控制电路的接通与否，来实现指示灯的亮或灭，从而判断堆高车出现的相关信息。本文提出的这种显示器主要使用LED显示屏来实现堆高车的信息显示，另外，个别信息还可以以图像的形式被显示出来，这样显示器所显示出来的效果最直接，效果也最佳[4]。

3 结语

综上所述，不同于传统的堆高车，本文提出的是全电动站驾式堆高车的辅助安全系统问题，以传统的堆高车为起点，结合目前现存的实际问题，本文在网络通讯模块、控制器模块以及显示器模块作了部分调整和改进，特别是货物的重心位置和重量指示方面的改进对实际的应用效果非常不错。但是，本文主要是在设计方面提出了这些改进，还比较缺少实际方面的落实，所以关于全电动站驾式堆高车辅助安全系统的设计还需要在日后多多修整，以便更早地投入到实际应用当中去。

[参考文献]

[1]杨梅，徐宁.基于人机工程学的堆高车造型设计[J].包装工程，2018（18）：100-105.

[2]董心.电动堆高车安全显示系统设计[J].汽车零部件，2017（1）：22-25.

[3]董心.電动堆高车驾驶辅助信息系统设计[D].青岛：青岛理工大学，2016.

[4]王成振.电动堆高车负载检测技术研究[D].青岛：青岛理工大学，2016.