修机|前移式叉车摄像系统用线束走线优化

1 存在问题

随着经济高速发展，人们对仓储空间的利用率要求越来越高，使得仓库存放货物的货架设计得越来越高。叉车向高货架上装卸货物时，驾驶员的视野受到了限制，特别是叉车货叉到达高货架上后，很难判断货物是否到位，货叉是否能准确从高货架上叉起货物。

为了提高作业效率、保证安全，叉车客户会选择在门架加装摄像头的叉车，以扩大驾驶员视野。摄像头通常安装在右货叉内侧，通过线束将摄像头传输的图像信息传递到驾驶员侧面显示屏上，使驾驶员能通过显示屏看清高处货物。

早期开发该摄像系统，传输线束采用了碳刷卷线盘的设计方案，用卷线盘伸缩实现摄像系统线束随门架升降的变化。客户反映，该种卷线盘使用一段时间后，线束容易断裂，且装有该摄像系统的某些叉车电气元件容易产生短路故障。

2 原因分析

通过分析卷线盘内部结构及工作原理可知，门架起升越高，需要拉出的线束越长，卷线盘对线束的张力就越大，线束很容易受到过大的张拉力而断裂。经过拆卸发现，这些装有该摄像系统的叉车电气元件上有碳粉，由此判断碳粉导电造成叉车电气元件短路。

3 改进措施

3.1 结构

为了解决摄像系统线束拉断和线路短路问题，必须把碳刷卷线盘取消，改用滑轮线绕式排线方法，如图 1 所示。摄像头部位的线束固定在货叉上，先绕过内门架滚轮 1 上，再通过自由提升缸上的滚轮 2，然后经过外门架上滚轮 3，最后用弹簧组件拉紧在外门架横梁上。弹簧组件作用是使线束张紧，防止线束从滑轮上脱落。该处线束沿着外门架走向车体侧，连接车体上的相关线路上。

该方案主要通过 3 个滚轮引导线束的滑动，线束会随着自由提升缸和举升缸的运动而滑动。线束在滑动过程中，因摩檫力等诸多因素引起线束拉力，所以在线束的一头用了弹簧组拉住线束以减缓拉力，从而使线束受力均衡，使用寿命更长。

3.2 原理

门架由货叉架、内门架、中门架、外门架、自由提升缸、举升缸组成。自由提升缸安装在中门架上，活塞杆拉动链条通过内门架上的滑轮带动货叉架举升。举升缸缸体安装在外门架，活塞杆安装于中门架，用于将中门架举升，摄像系统线束跟随门架起升、下降而伸缩，初始状态如图 2a 所示。

自由提升缸提升过程如图2b所示。按动提升按钮，自由提升缸伸出，带动该液压缸与货叉架连接的链条，使货叉架自由提升，直至该液压缸达到行程S₁，货叉架停止上升，内中外门架保持静止。此时，线束滚轮2随着自由提升缸行程移动S₁，货叉架提高2S₁，货叉到滚轮1的线束缩短2倍S₁，刚好补偿滚轮2移动导致的该处线束长度增加的2倍S₁。

门架提升过程如图2c 所示。自由提升缸停止运动后，继续按提升按钮，举升缸开始动作，活塞端推动中门架提升，因内门架通过链条与中门架上的定滑轮连接，所以内门架随着中门架一起提升同等行程。设举升缸行程 S₂，线束滚轮2随着中门架的提升向上移动S₂，线束滚轮2与线束滚轮3之间的线束缩短S₂，刚好补偿线束滚轮1与线束滚轮2之间增加的长度S₂。门架的回收过程线速移动距离正好相反。前移式叉车门架类型较多，提升最大高度由4.6m至12m，相对运动件较多且结构复杂，需要对各类门架的结构进行深入分析，才能确定好线束滚轮的安装位置以及走线方向，设计工作相对较难。

4 改进效果

摄像头线束由碳刷卷线盘改为3个滚轮走线方式后，不仅大大地降低了成本，也简化了装配工艺，而且解决了售后服务维修困难问题。

该种改进方案同样可以推广到叉车其他功能的应用上，比如货叉一键自动调平系统及门架提升照明等电路中。