专利名称：数字式叉车用仪表总成的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字式叉车用仪表系统。
背景技术：
叉车在企业的物流系统中扮演着非常重要的角色，是物料搬运设备中的主力军。 广泛应用于车站、港口、机场、工厂、仓库等国民经济各部门，是机械化装卸、堆垛和短距离 运输的高效设备。
随着机械技术和信息技术的发展，作为叉车电子平台核心部件的叉车仪表，充分 吸取参考汽车工业技术的大量最新成果，采取数字化平台，通过SAE J1939总线网络收集各 节点信息，显示叉车油量、水温、转向、倾角、油压、载重、运行时间等各类工作状态，并进行 智能判断，自动调整，使得叉车运行在最优状态，维护操作者安全。
发明内容本实用新型提供一种高精度、高对比度显示技术和环境防护技术，使得仪表能够 有效显示叉车油量、水温、转向、油压等各类信号并进行数字化处理和显示的数字式叉车用 仪表总成。本实用新型是通过如下技术方案来实现的一种数字式叉车用仪表总成，包括电 源部分、主芯片部分、信号采集部分及LCD显示、开关量输入及LED指示，其主要技术特征是 电源部分为外部电源通过一保护二极管RS1M-T(D2)接入，串入功率保护电阻，同时加一瞬 态电压抑制器D3落地进行保护，经过电容C2滤波，接入到稳压块，经过两电容C4，C5滤波 后得到稳定5V电压输出；另一外部电源通过一二极管RSlM-T (Dl)接入，用两电容C4，C3进 行滤波处理，得到稳定的12V电压输出；主芯片部分采用型号为PIC16F914的单片机U2，完 成信号处理、液晶屏直接驱动功能及预留扩展功能。单片机U2第18引脚为复位端，电阻R2 上拉5V，电容Cl落地；单片机U2第16，17引脚接程序烧写端口，同时接电阻R3和电阻R4 落地；电源电压5V经电容C16和电容C17滤波后，接到单片机U2引脚7和单片机U2引脚 28，作为单片机U2电源端口 ；单片机U2的引脚19、引脚20、引脚22和引脚27为采样信号 输入端；单片机U2的引脚31和引脚32下拉电阻R26和电阻R28;单片机U2其余引脚为液 晶屏显示驱动引脚；信号采集部分及LCD显示，采用传感器阻值和上拉电阻分压，稳压管稳 压，η滤波处理；电源电压及计时电压输入采用电阻分压，稳压管稳压，η滤波处理；采集 到的信号经过单片机处理后，由单片机直接驱动半反半透式IXD，实时对油量，水温和工作 电压进行显示；开关量输入及LED指示包括左转指示、右转指示、充电指示、中位启动指示、 油压报警指示、空滤器报警指示、油水分离报警、预热指示、驻车制动指示、油温报警指示、 故障信号指示，本仪表采用外部开关量直接输入驱动相应LED的方式设计；所述的信号采集部分的油量传感器由外部传感器和上拉电阻R7分压，再经过一 电容ClO落地滤波，然后经过一限流电阻R7，用一电容Cll再次滤波；所述的信号采集部分的计时电压通过电阻R9和电阻Rll分压，分压后经过稳压管ZDl稳压 保护，再经过一电容C12落地滤波，然后经过一限流电阻R10，用一电容C13再次滤 波；所述的开关量输入及LED指示的充电指示灯由电源电压+12V通过二极管D4，经过 限流电阻R15，接到橙色发光管Li，再接到仪表护套，在橙色发光管Ll和限流电阻R15两端 反接二极管D5作静电保护，当外部开关量输入为低电平时，充电指示灯亮；右转指示灯由 右转开关信号经过限流电阻R29，接到发光管L8接到地，在发光管L8和限流电阻R29两端 反接二极管D13作静电保护，当右转开关信号为高电平时，右向指示灯亮。本实用新型具有如下技术效果该数字式叉车用仪表总成包括电源输入计时，发电机充电指示，油压报警指示，油 水分离报警指示，预热指示，驻车制动指示，油温报警指示，故障信号指示等15项功能显 示。基本实现LCD显示、多方面信号数字化采集，并具备良好的可升级能力。具有高可靠性 ①按照国家GB/T 2423标准，符合温度冲击，高温运行等6项温度性能试验以及盐雾试验， 温湿度组合循环试验；②产品的防异物性能采用的防护等级为IP5X ；③防水性能采用IP X 3防护等级；④同时还设有异常电源电压保护，过电压保护以及绝缘耐压保护功能。体积 小、重量轻，安装便利。1、整车信号中心叉车仪表作为叉车电子平台的核心部件，承担叉车运行各状态 参数的采集和处理工作，并进行数字化处理和显示，使得仪表能够有效显示叉车油量、水 温、转向、油压等各类信号，并保留符合SAE J1939总线的扩充接口，可接驳倾角传感器、负 荷传感器等，为产品升级提供保障；2、环境防护技术不像一般的汽车产品有封闭的车厢环境，叉车工作环境通常为 露天作业，仪表外围条件无法隔绝雨水、灰尘、紫外线的破坏，故产品在设计初期，充分考虑 到环境的恶劣性，采用专用的环境防护技术，满足了防水、防尘、防紫外线等要求；3、高对比度显示技术由于叉车通常露天作业，存在阳光直射的可能性，如果采用 传统的一些显示方式，操作者很难清晰观察到显示内容，设计人员针对该项特殊要求，采用 超高对比度的LED和半反半透式LCD，通过专门设计的导光器件，使得显示清晰、亮度均勻、 对比鲜明；4、高精度油量采集误差士6. 25%水温采集误差士 2°C信号采集方式总线+布尔信号工作电压DC12V工作范围DC9 16V采样周期2ms

图1为本实用新型外观结构图；图2为本实用新型电路框图；图3为本实用新型数字式叉车用仪表系统原理图。
具体实施方式
如 图1、图2所示，该数字式叉车用仪表总成包括左转指示1，油量指示符号2，电源 输入计时，发电机充电指示，油压报警指示，油水分离报警指示，预热指示，驻车制动指示， 油温报警指示，故障信号指示等15项功能显示。如图2、图3所示，本实用新型数字式叉车用仪表主芯片控制是PIC16F914为核 心部分，电源部分由保护二极管、瞬态电压抑制器、稳压块和消除干扰的滤波电容等组成， 同时提供两路电源输出，信号输入部分由油量传感器信号、水温传感器信号、电源电压信号 和计时电压信号组成，通过液晶屏显示油量、水温和工作计时，其他状态如左转、右转、充电 指示、中位启动、油压报警、空滤器报警、油水分离报警、水温、预热、驻车制动、故障信号开 关从外部线束接入仪表，通过LED显示，实现相应指示功能。
具体实施方式
如下1、电源部分要求为整个系统提供抗干扰能力强、电压稳定的电源外部电源通过一保护二极管RS1M_T(D2)接入，串入功率保护电阻，同时加一瞬态 电压抑制器(D3)落地进行保护，经过电容(C2 :330uF/50V,C7 0. luF/50V)滤波，接入到稳 压块，经过两电容(C4 :100uF/25V, C5 0. luF/50V)滤波后得到稳定5V电压输出。外部电源通过一二极管RSlM-T(Dl)接入，用两电容(C4 :100uF/50V, C3 0. 1UF/50V)进行滤波处理，为了得到稳定的12V电压输出。2、主芯片部分采用Microchip公司的PIC16F914单片机，完成信号处理、液晶屏直接驱动 功能及预留扩展功能。单片机U2(PIC16F914)第18引脚为复位端，R2 (IOK)上拉5V， C1(0. luF/50V)落地；16，17引脚接程序烧写端口，同时接R3(510K)和R4(510K)落地；电 源电压5V经C16(10uF/25V)和才C17(0. luF/50V)滤波后，接到引脚7和引脚28，作为单 片机电源端口 ；引脚19，引脚20，引脚22和引脚27为采样信号输入端；31脚和32脚下拉 R26(1K)和R28(1K)；其余引脚为液晶屏显示驱动引脚。3、信号采集部分及IXD显示要求采集稳定而且抗干扰能力强的信号直接供给单片机进行处理。传感器信号采 集采用传感器阻值和IOK上拉电阻分压，稳压管稳压，π滤波处理。现对其中油量传感器进行说明，外部传感器和上拉电阻(R7:10K)分压，再经 过一电容(CIO :0. 1UF/50V)落地滤波，然后经过一限流电阻R7 (2. 2K)，用一电容(Cll : 0. 1UF/50V)再次滤波。水温传感器电压采集与此相同。电源电压及计时电压输入采用8. 2K和3. 6K电阻分压，稳压管稳压，π滤波处理。现对其中计时电压采集进行说明，计时电压通过电阻(R9 8. 2Κ和Rll 3. 6Κ)分 压，分压后经过稳压管(ZDl :ZMM55C5V1)稳压保护，再经过一电容(C12 0. luF/50V)落地 滤波，然后经过一限流电阻R10(2. 2K)，用一电容(C13 0. luF/50V)再次滤波。电源电压采 集与此相同。采集到的信号经过单片机处理后，由单片机直接驱动半反半透式IXD，实时对油 量，水温和工作电压进行显示。具体连接方法如下将液晶屏下覆盖勻光膜装在液晶支架 上、再整体装配在线路板上，将液晶屏引脚与J3焊接。单片机通过程序点亮液晶屏上相应字符，达到相应显示效果。4、开关量输入及LED指示 包括左转指示、右转指示、充电指示、中位启动指示、油压报警指示、空滤器报警指 示、油水分离报警、预热指示、驻车制动指示、油温报警指示、故障信号指示，本仪表采用外 部开关量直接输入驱动相应LED的方式设计。采用超高对比度的LED，显示清晰、亮度均勻、 对比鲜明。现对充电指示灯进行说明，电源电压+12V通过二极管(D4 =RSlM-T)，经过限流电 阻(R15 :1K)，接到橙色发光管(Li)，再接到仪表护套，在Ll和R15两端反接二极管D5作静 电保护，当外部开关量输入为低电平时，充电指示灯亮。油压报警指示、油水分离报警、油温 报警指示、预热指示、空滤器报警指示和故障信号指示与此相同现对右转指示灯进行说明，右转开关信号经过限流电阻(R29 :1Κ)，接到发光管L8 接到地，在L8和R29两端反接二极管D13作静电保护，当右转开关信号为高电平时，右向指 示灯亮。左转指示、右转指示、中位启动指示和驻车制动指示与此相同。
权利要求1.一种数字式叉车用仪表总成，包括电源部分、主芯片部分、信号采集部分及LCD 显示、开关量输入及LED指示，其特征在于电源部分为外部电源通过一保护二极管 RSlM-T (D2)接入，串入功率保护电阻，同时加一瞬态电压抑制器D3落地进行保护，经过电 容C2滤波，接入到稳压块，经过两电容C4，C5滤波后得到稳定5V电压输出；另一外部电源 通过一二极管RSlM-T(Dl)接入，用两电容C4，C3进行滤波处理，得到稳定的12V电压输出； 主芯片部分采用型号为PIC16F914的单片机U2，完成信号处理、液晶屏直接驱动功能及预 留扩展功能；单片机U2第18引脚为复位端，电阻R2上拉5V，电容Cl落地；单片机U2第 16，17引脚接程序烧写端口，同时接电阻R3和电阻R4落地；电源电压5V经电容C16和电 容C17滤波后，接到单片机U2引脚7和单片机U2引脚28，作为单片机U2电源端口 ；单片 机U2的引脚19、引脚20、引脚22和引脚27为采样信号输入端；单片机U2的引脚31和引 脚32下拉电阻似6和电阻R28 ；单片机U2其余引脚为液晶屏显示驱动引脚；信号采集部分 及LCD显示，采用传感器阻值和上拉电阻分压，稳压管稳压，π滤波处理；电源电压及计时 电压输入采用电阻分压，稳压管稳压，η滤波处理；采集到的信号经过单片机处理后，由单 片机直接驱动半反半透式LCD，实时对油量，水温和工作电压进行显示；开关量输入及LED 指示包括左转指示、右转指示、充电指示、中位启动指示、油压报警指示、空滤器报警指示、 油水分离报警、预热指示、驻车制动指示、油温报警指示、故障信号指示，本仪表采用外部开 关量直接输入驱动相应LED的方式设计。
2.如权利要求1所述的一种数字式叉车用仪表总成，其特征在于信号采集部分的油量 传感器由外部传感器和上拉电阻R7分压，再经过一电容ClO落地滤波，然后经过一限流电 阻R7，用一电容Cll再次滤波。
3.如权利要求1所述的一种数字式叉车用仪表总成，其特征在于信号采集部分的计时 电压通过电阻R9和电阻Rll分压，分压后经过稳压管ZDl稳压保护，再经过一电容C12落 地滤波，然后经过一限流电阻R10，用一电容C13再次滤波。
4.如权利要求1所述的一种数字式叉车用仪表总成，其特征在于开关量输入及LED指 示的充电指示灯由电源电压+12V通过二极管D4，经过限流电阻R15，接到橙色发光管Li，再 接到仪表护套，在橙色发光管Ll和限流电阻R15两端反接二极管D5作静电保护，当外部开 关量输入为低电平时，充电指示灯亮；右转指示灯由右转开关信号经过限流电阻R29，接到 发光管L8接到地，在发光管L8和限流电阻似9两端反接二极管D13作静电保护，当右转开 关信号为高电平时，右向指示灯亮。
专利摘要一种数字式叉车用仪表总成，涉及一种数字式叉车用仪表系统。该数字式叉车用仪表总成包括电源输入计时，发电机充电指示，油压报警指示，油水分离报警指示，预热指示，驻车制动指示，油温报警指示，故障信号指示等15顶功能显示。基本实现LCD显示、多方面信号数字化采集，并具备良好的可升级能力。具有高可靠性①按照国家GB/T 2423标准，符合温度冲击，高温运行等6项温度性能试验以及盐雾试验，温湿度组合循环试验；②产品的防异物性能采用的防护等级为IP5X；③防水性能采用IP X 3防护等级；④同时还设有异常电源电压保护，过电压保护以及绝缘耐压保护功能。体积小、重量轻，安装便利。
文档编号G01D7/00GK201917353SQ201020692378
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者臧竞之 申请人:臧竞之