自行走电动升降车防撞系统改造研究

自行走电动升降车防撞系统改造研究

张云朋

张云朋（山东太古飞机工程有限公司；山东省济南市遥墙国际机场，250107）

中图分类号：TU7文献标识码：A文章编码：1003-2738（2012）06-0336-02

摘要：本文综述了一种自行走电动升降车的安全性能改造方案，详细介绍了改造的原理，通过改造，在确保便于使用的基础上提升了使用安全性。

关键词：自行走；电动升降车；飞机维修设施；安全触边

自行走电动升降车因其使用操作方便，可以接近飞机外表面大部分需要维修维护的区域，升降车本身具备自行走机构及升降机构，单人即可操作，使用省时省力等特点，在飞机维修领域有着广泛的应用。但该类设备，无论是美国吉尼的产品还是韩国三星的产品应用在飞机维修上，均存在安全方面的隐患。因为该类设备使用比较频繁，且经常执行靠近飞机的工作，但其本身没有相应的防撞安全装置，另外设备设计为全液压驱动，无极变速手柄控制，初始速度不宜控制，稍有不慎就可能与飞机发生碰撞刮擦，造成飞机表面损伤，造成较大的经济损失。国内飞机维修企业已多次发生自行走电动升降车撞击飞机的事件，严重危及了飞机的维修安全。虽然很多单位针对这种情况也采取了不少措施，比如从管理上加强对操作人员的培训、加强借用管理以及从升降车本身加装软性撞击防护垫层。但这些措施不能从根本上解决升降车没有防撞保护的功能缺陷，无法彻底解决使用安全问题。为此笔者通过深入研究，尝试对美国吉尼生产的GS-2046自行走电动升降车进行了技术改造，经试用验证效果不错，较好的解决了该问题。其他类似产品控制及整体构造大同小异，可采用同样的方式解决。

美国吉尼自行走电动升降车采用24伏蓄电池组提供能源，带动直流液压泵工作。使用时通过控制面板选择升降车的行走及升降功能。选择行走功能时即通过控制器选通了相应的前进或后退电磁阀，当把操作手柄向前推动时，电动升降车根据操作手柄的推进幅度开始行走，推动幅度大则行走速度快，反之则速度较慢。反方向拉动手柄时，电动升降车反方向行走。当执行转向操作时，操作手柄控制转向2位4通电磁换向阀相应导通，液压油进入转向油缸，驱动转向轮转向。选择升降功能时，控制器选通升降油缸，液压油进入泵入升降油缸，驱动剪叉式升降机构升降。该设备本身的安全保护装置较完善，配备有液压系统超压溢流装置、稳压装置，升降时设备本身判断地面是否平整的水平仪，判断防倾支板是否打开到位的传感器等，确保设备升降时的安全。

硬件的技术状况确定了安全机构改造的基础，在本改造中笔者不触动、不改变原设备任何安全防护系统，确保设备的安全保护级别不降低。而是在设备原有防护的基础上加装相应的防撞保护装置，提高了设备的安全使用级别，并把改造对设备的影响度降到了最低。

基于以上考虑，结合实际应用笔者对电动升降车加装前后防撞及上升防撞机构。加装后基本可以涵盖所有的使用场合。本次改造笔者选择了具有连续线性防护作用的安全触边，通过安全触边控制器的常闭辅助触点控制自行走电动升降车的前进、后退及上升电磁阀线圈。安全触边没有触碰障碍物时，电动升降车行走自如，一旦触碰障碍物达到一定力度时，触边触点至少有一点处闭合，安全控制器常闭辅助触点立即断开，致使电动升降车相应的电磁阀线圈断电，电动升降车停止相应动作。此时反向操作升降车，安全触边脱开障碍物，触点断开，安全控制器自动复位，电动升降车恢复初始工作状态。

安全触边由软性橡胶及橡胶内部两条平行的薄导电铜片组成，两条铜片之间有很小的间隙，如下图所示为安全触边的整个动作过程，当其没有触碰到障碍物时，整个触边相当于一个常开触点，控制器不动作，设备正常运行。当触边触碰到障碍物，但接触力没有达到额定数值时（一般小于等于6.5Kg）,触边仍相当于常开触点，控制器不动作，设备正常运行。当触碰力大于动作数值时，触边两套薄铜板接触，触边相当于一个闭合触点，控制器动作，设备停止运行。设备在惯性作用下继续向前运行一小段距离，触边仍动作，控制器控制设备停止。

图三：安全触边的结构形式

安全触边有两线式及四线式，两线式为每条铜板引出一条引线，四线式为每条铜板两端各引出一条引线。采用四线式的安全触边，在控制器的作用下可以实现自检功能。如下图所示，四线式安全触边与安全控制器正确连线后，触边的每一条铜板相当于一根导线，上电时与之相连的控制器内继电器线圈得电吸合，常开触点转变为常闭，一旦发生安全触边自身故障，导致防撞系统存在断点，致使即使发生碰撞，系统也不会起作用时，则安全控制器相应的继电器断开，设备无法正常运行，这就是基于“失效安全”的理念进行的产品设计。

图四：安全触边控制器的工作原理

图五：安全触边与控制器的接线

本改造项目中关键工作是找到控制电动升降车行走及上升相对应的电磁阀。本设备的液压控制模块构造如图六所示。经测试找到相应的控制线后，把其中一根控制线断开，断开的两个线头经处理后分别连接至相应的安全控制器11,12号触点（原理参看图七），并按照图五所示连接好电源后即可进行功能测试。本设备系统连接完毕后经测试完全可以实现当初的改造目标。目前经改造的设备已经投入生产使用一年多，未出现故障停机及其他故障现象。实践证明该改造方案稳定可靠，较好的完成了预定的改造目标。

图六：电动升降车液压控制模块

a前进及后退驱动电磁阀（外侧线圈前进，内侧线圈后退）