隨著導航控制和運動控制技術的成熟,越來越多的輸送機器人用于工業生產中,大幅提升了工業生產自動化能力.輸送機器人,往往以傳統叉車為原型,通過智能調度和運動控制,完成生產搬運任務.但這種叉車系統,在往復提升和下放貨物中,存在大量的物料勢能浪費問題;而現有能量回收再利用方法,討論了叉車舉升系統能量回收和再利用性能,而未充分考慮單臺叉車帶載提升和帶載下降并不是一個工作循環,導致能量回收系統應用較少.提出采用蓄能器回收叉車下放貨物的勢能,并通過自動調度系統協調,實現回收能量的再利用.該方法的推廣,將大幅改善叉車系統能量效率,并減少電池供電叉車的充電次數,推動輸送機器人綠色運行技術,推動行業技術進步.

 隨著工業自動化快速發展，越來越多的輸送機器人應用于工業生產中，實現貨物的搬運和存儲。這些輸送機器人，目前多以叉車為原型機進行智能化改造，增加激光導航、位置控制以及綜合調度系統，實現自動調度和行走控制。

一、工作中，叉車具有兩種典型工作模式，一種是從工位取貨并移動到倉儲區域，通過液壓缸提升貨物到達指定貨架高度，進入貨架；
    另一種是從貨架高位將貨物取出，在貨物重力作用下貨物下降，并輸出到取貨位置。這兩種工作模式中，第一種是叉車動力轉化為貨物的重力勢能，第二種是貨物的重力勢能經液壓閥消耗掉。由此，叉車系統往復工作中，貨物的大容量重力勢能往往被浪費掉，導致大量的能源消耗。對于蓄電池供電的叉車，就意味著續航能力減少和充電次數的增加，降低電池壽命；對于發動機驅動的叉車，意味著大量的燃油被浪費。為此，研究人員開展了大量關于叉車節能技術的研究。在叉車舉升系統中增設負載敏感平衡閥，降低了空載和輕載工況下降過程能量消耗。 研究了燃料電池供能的電動叉車系統，為動力源節能提供了基礎。

二、對于叉車工作裝置勢能回收，主要研究工作有液壓回收方式和電能回收方式。

研究了直接通過蓄能器回收叉車重力勢能，并通過液壓泵吸油口再利用的方案，系統節能率約為23.6%；
1、對上述方案進行了仿真，并研究了蓄能器有效工作容積與節能效率的關系，隨后開展了試驗分析，證明能量回收效率約為34%；對上述方案進行了研究，系統節能效率約為17.1%；仿真研究了這種方案，并采用主泵為蓄能器補油。由于蓄能器壓力非線性引入，直接采用蓄能器回收叉車的重力勢能要求在工作裝置下降時采用節流方式控制，或增大蓄能器壓力使其提供的力大于負載重力，并引入主動力源向有桿腔供油控制下降速度，這就導致速度控制特性相對較差。研究了增設一套液壓泵/馬達構成液壓混合動力系統，通過泵馬達將工作裝置重力勢能存入蓄能器。

2、通過在叉車系統中增設液壓泵/馬達、電動發電機和超級電容回收叉車勢能；也對上述類似方案進行了研究，獲得23.34%的勢能回收效率；針對上述方案，設計了電機轉速模糊控制和勢能回收系統控制策略，仿真結果表明勢能回收效率有很大提高，經試驗測試，增加能量回收系統的電動叉車工作時間可延長11.6%；研究了基于雙液壓馬達發電機的叉車勢能回收系統，在需求回收功率低時采用小功率的回收單元，并通過試驗證明所提方案的可行性；為了充分降低能量回收系統的復雜度，設計電動開式容積叉車驅動系統，采用主電動機和液壓泵作為能量回收單元，并研究電動機功率對能量效率的影響。

綜上所述，采用液壓回收方式，即直接采用蓄能器回收難以控制下降速度，尤其是對于單臺叉車而言，該叉車持續舉升貨物工作或者下放貨物工作，回收的能量將無處可用，同時由于蓄能器容積有限，無法每次都回收勢能，總體效果有限；采用電能回收方式，同樣也受蓄電池SOC制約，尤其能量轉換環節相對于液壓方式更復雜，總體效率有限。另外采用電動/發電機回收叉車重力勢能，能量回收效率在很大程度上受發電機工作轉速限制，轉速為600 r/min時回收效率為27.87%，而當轉速1200 r/min時回收效率可達79.29%。

本研究針對智能化工廠中常用的叉車進行了研究，設計了叉車重力勢能高效回收再利用系統，并針對叉車舉升貨物和下放貨物時空的不一致，初步給出了結合調度系統的回收能量再利用方法，獲得了如下結論：

(1) 結合現有叉車調度系統，給出了叉車能量回收和再利用調度方法；

(2) 新設計的能量回收系統，整個升降過程能量效率較高，平均系統效率80%以上；

(3) 與傳統無回收系統相比，節能比例高達76.9%。

以上是耕能液壓技術有限公司給大家帶來的關于蓄能器在叉車行業運用的研究分享。如有蓄能器需求歡迎與我們聯系。