【摘要】：本課題的研究對象是和企業合作共同開發的某型3T平衡重式叉車。叉車作為典型的工程車輛,其主要功能是作為搬運貨物的重要機械。應用的領域和場所也比較廣泛,其在物流、快遞中轉站、港口、倉庫等地方也很好的工作表現。但是由于叉車自身結構問題,其很容易在工作中發生側翻從而導致人員和貨物的損傷。由于側翻導致的事故發生率在叉車所有事故一直占據榜首。所以本文以叉車的橫向穩定性作為主要研究內容,同時研究門架貨叉的安全性對整車穩定性的影響。目的在于提高叉車穩定性的安全性能,減少財產損失和人員傷亡。本文的研究內容整理如下:(1)建立平衡重式叉車整車運動學模型、輪胎受力分析、前后橋的載荷和輪胎垂直作用力分析、側翻臨界條件理論判斷,綜合分析影響平衡重式叉車橫向穩定性的主要因素。(2)提出一種新的研究思路來研究叉車橫向穩定性。依據車輛動力學和運動學的相關知識,自行建立了線性二自由度叉車模型,通過建立的二自由度微分方程用Simulink仿真得到質心側偏角—質心側偏角速度相圖,根據相平面的相軌跡劃分穩定性區域作為叉車橫向穩定性研究和控制提供依據。(3)叉車側傾控制的執行機構是該項目團隊設計的一種名為三連桿液壓支承調整機構的裝置,采用橫置支撐油缸,解決了傳統垂直支撐油缸面臨的安裝空間和制造成本問題,而且能有效調整叉車側傾姿態。提出了平衡重式叉車橫向穩定性側傾分級控制策略,將叉車側傾分為一級側傾和二級側傾,采用變論域模糊控制設計側傾分級控制器;當叉車處于一級側傾時,采用一級側傾變論域模糊控制;當叉車處于二級側傾時,采用二級側傾變論域模糊控制。(4)闡述叉車門架研究的重要性,提出的控制策略:當載荷增大、高度增高時,前傾角度減小、后傾速度減慢;當載荷減小、高度降低時,前傾角度增大、后傾速度加快。該策略能夠有效的解決和減少側翻事故的發生、更好的幫助駕駛員安全駕駛,減少因駕駛員主觀錯誤判斷所引起的事故發生率。(5)實車試驗驗證設計的三連桿液壓支撐調整機構和側傾分級控制策略可以有效的提高叉車的橫向穩定性。
【學位授予單位】：合肥工業大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH242
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論1.1 課題研究背景及意義近年來我國工業發展迅速，叉車行業也在這種利好環境中快速崛起。目前，國內已有杭叉、合力、林德(中國)、龍工、諾力、臺勵福、柳工、中力等等上百家叉車制造企業。經中國機械工程工業協會下屬的工業車輛分會統計，在 2017 年，我國的工業車輛行業取得十分巨大的成就。于此同時，全世界范圍內工業叉車的銷售量達到歷史巔峰，總銷量已超過 130 萬輛，同比增長 16.2%，經權威部門預計，我國的叉車年度產量(含出口)將會達到 48 萬輛，甚至有突破 50 萬輛的可能性，相對于 2016 年的 37 萬輛產量增長 30%。同時，我國國內的叉車銷量（不含出口）將會達到 36 萬輛，比 2016 年的年銷量 26.8 萬輛增長 34.3%。2006-2016 年全球叉車銷量如圖 1.1 所示。

圖 1.4 平衡重式叉車Fig1.4 Counterbalanced forklift truck與傳統汽車的四輪驅動或者后輪驅動相比，叉車是前輪驅動后輪轉向。決定叉車這一機構的原因在于：平衡重式叉車的舉升系統位于叉車車體前部，為了高叉車的舉升工作能力，叉車前輪一邊負責驅動功能，一邊又要負責承重功能這樣叉車前輪的設計尺寸較后輪要大很多。為了達到較高的舉升高度和更強的升載重能力，叉車前輪設計成雙胎結構；于是將叉車后輪設計為轉向輪，轉向的設計要求是達到轉向輕便的效果，轉向橋（后橋）利用縱向布置的中間軸與體鉸接，車體和后橋的相對位置可隨著轉向而改變，同時還可以吸收路面傳至身的振動。車體上安裝有固定限位塊，它的作用是限制后橋的擺動角度的值，其保持在 2°~3°的范圍內，確保叉車具有良好的橫向穩定性能，避免后橋擺動過導致叉車側翻事故的發生。車架與后橋采用鉸接的連接形式，導致平衡重式叉的支撐平面和行駛平面并不在同一個平面上，存在一夾角 γ，稱為平面傾角，γ 變化范圍在 8°~13°之間[47]，如圖 1. 5 所示，平面 ABCD 為叉車的行駛平面，平

9(a) (b)圖 1.6 叉車與普通車輛穩定區域對比圖Fig1.6 Contrast diagrama of stability regiona between vehicle and forklift衡重式叉車在工業生產中應用廣泛，用量大，約占叉車總產量的 3類型叉車在各種工況下的穩定性，對其設計研究工作和客戶使用都。平衡重式叉車具有很多種類，按照叉車的支承平面的形式分類，承式（三輪式）和四點支承式（四輪式）兩種，如圖 1.7 所示。輪支承式平衡重式叉車是由兩個驅動前輪和一個轉向后輪組成，其接在車架上。三輪式平衡重式叉車的支撐平面 ABC 和行駛平面 ABC間無夾角。當叉車縱向傾翻時，傾翻軸線為 AB，橫向傾翻時，傾翻BC。輪支承式平衡重式叉車是由兩個驅動前輪和兩個轉向后輪組成，后

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本文編號：2758724