帶自動(dòng)防潮干燥控制系統(tǒng)的舉升機(jī)控制箱設(shè)計(jì)研究

羅婷劼，劉港，吳慧

（廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530007）

舉升機(jī)是汽車維修保養(yǎng)的常用的汽車舉升設(shè)備，由于在使用汽車舉升機(jī)進(jìn)行汽車的維修和保養(yǎng)等作業(yè)的過程中，工作人員要在汽車下面或側(cè)面工作，因此汽車舉升機(jī)的安全性直接關(guān)系到操作人員的生命安全。作為控制舉升機(jī)運(yùn)行的部件控制箱，一般具備控制舉升臂上升、下降、安全鎖止、急停和電源開關(guān)的功能，這些控制功能是通過控制箱里的控制單元控制完成的，因此，控制單元是否能正常運(yùn)行，是保證舉升機(jī)正常工作的關(guān)鍵。南方的春天，氣候潮濕，會(huì)引起控制箱內(nèi)電腦板絕緣電阻的電阻值降低，導(dǎo)致控制箱絕緣性能降低，使設(shè)備工作異常，出現(xiàn)舉升機(jī)自動(dòng)上升或自動(dòng)下降的情況，增加了舉升機(jī)下工作人員傷亡的風(fēng)險(xiǎn)。目前，汽修企業(yè)廣泛使用的舉升機(jī)幾乎沒有防潮控制裝置的設(shè)計(jì)，這無疑大大增加了潮濕氣候下的舉升機(jī)使用安全隱患。針對(duì)上述情況，本文在現(xiàn)有舉升機(jī)控制箱的基礎(chǔ)上，提出了一種帶自動(dòng)防潮干燥控制系統(tǒng)的舉升機(jī)控制箱設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了舉升機(jī)控制箱的自動(dòng)循環(huán)干燥，有效防止了由于環(huán)境濕度增加而導(dǎo)致的舉升機(jī)控制線路異?，F(xiàn)象，增加了舉升機(jī)的安全性。

1 控制箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

要在潮濕環(huán)境中保證控制箱內(nèi)控制電路的正常工作，關(guān)鍵是要做好控制箱內(nèi)的溫濕度控制。目前，市場上常見溫濕度控制方面的農(nóng)業(yè)機(jī)械化產(chǎn)品大多只是簡單的定值開關(guān)控制，存在著溫濕度控制精度差、響應(yīng)速度慢、溫濕度不均勻等缺點(diǎn)。對(duì)此，本文采用了可再生的電子吸濕卡作為箱內(nèi)控制濕度的主要元件，并設(shè)計(jì)了濕度傳感器和溫度傳感器監(jiān)測箱內(nèi)環(huán)境以提高監(jiān)測和控制精度。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。在舉升機(jī)控制箱箱體與箱蓋結(jié)合處添加密封膠條，加強(qiáng)現(xiàn)有舉升機(jī)控制箱的密封性，在箱體下部設(shè)計(jì)一個(gè)干燥艙，里面設(shè)有兩個(gè)風(fēng)門，兩個(gè)風(fēng)門與箱體閉合處均設(shè)置密封膠條增加密封性。風(fēng)門由步進(jìn)電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8控制，其中干燥門6打開時(shí)，通風(fēng)門9則關(guān)閉，反之則反。電子再生吸濕卡放置在干燥門前艙，前艙上有密封蓋板，干燥門后艙上部無蓋板，與控制箱主體相通。溫度傳感器安裝在電子再生吸濕卡上方蓋板上部，在控制箱主體內(nèi)，除此之外，控制箱主體內(nèi)部還安裝了一個(gè)濕度傳感器、一個(gè)計(jì)算機(jī)控制單元和一個(gè)步進(jìn)電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。步進(jìn)電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖2所示。

圖1 一種帶自動(dòng)防潮干燥控制系統(tǒng)的舉升機(jī)控制箱結(jié)構(gòu)

圖2 步進(jìn)電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

2 控制系統(tǒng)工作原理

該自動(dòng)干燥控制系統(tǒng)中的核心元件是電子再生吸濕卡，其主要是由高效特殊吸濕材料和PTC陶瓷發(fā)熱元件組成。吸濕材料吸濕飽和后，PTC發(fā)熱元件通電發(fā)熱將其烘干即可再次循環(huán)使用。吸濕材料在PTC通電加熱烘干過程中同時(shí)具備吸濕能力，在烘干后（PTC斷電后）吸濕能力更強(qiáng)（已在單反相機(jī)干燥箱中廣泛使用）。

具體工作原理為：濕度傳感器和溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測控制箱內(nèi)的濕度和溫度，并將信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)控制單元。由于電子再生吸濕卡工作時(shí)會(huì)發(fā)熱，溫度上升也會(huì)引起絕緣電阻阻值下降，所以必須同時(shí)滿足箱內(nèi)濕度超過70%、溫度不超過50℃時(shí)，控制單元才會(huì)給電子再生吸濕卡供電，使其工作。當(dāng)濕度傳感器檢測到主控箱濕度大于70%時(shí)，電控單元首先控制步進(jìn)電機(jī)工作，關(guān)閉干燥門，阻斷外部濕氣進(jìn)入控制箱的通路，同時(shí)打開通風(fēng)門；若此時(shí)溫度傳感器檢測出溫度值在50℃以下時(shí)，電控單元即給電子再生吸濕卡通電，烘干吸濕材料，同時(shí)通過打開的通風(fēng)門，將烘干過程中產(chǎn)生的濕氣排出。當(dāng)溫度傳感器檢測到溫度上升至50℃時(shí)，控制單元即斷開電子再生吸濕卡的供電，同時(shí)控制步進(jìn)電機(jī)工作，關(guān)閉通風(fēng)門，打開干燥門，開始主控箱除濕。在箱內(nèi)濕度超過70%時(shí)，且溫度超過50℃時(shí)，控制單元不給電子再生吸濕卡供電，并實(shí)時(shí)檢測濕度值和溫度值，直至滿足條件為止，才給其供電。具體控制流程如圖3所示。根據(jù)其控制思路可見，溫度信號(hào)是判斷吸濕材料是否烘干的重要信號(hào)，因此，溫度傳感器的安裝位置必須是在靠近電子再生吸濕卡放置位置的蓋板上，用于檢測吸濕卡內(nèi)PTC材料通電后的輻射熱量。

圖3 舉升機(jī)控制箱自動(dòng)防潮干燥系統(tǒng)控制原理

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

為了滿足在維修時(shí)面對(duì)的各種情況，舉升機(jī)又有很多形式，比如，有單住、雙柱、四柱、剪式舉升機(jī)，根據(jù)舉升機(jī)的功能又有平板式和四輪定位型舉升機(jī)，而根據(jù)舉升機(jī)占用空間的情況又有地上式舉升機(jī)和地藏式舉升機(jī)。本文提供的設(shè)計(jì)方案適用于絕大部分舉升機(jī)的控制箱。

為了驗(yàn)證本設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可靠性，選取了雙柱舉升機(jī)控制箱和剪式舉升機(jī)控制箱進(jìn)行裝機(jī)實(shí)驗(yàn)。設(shè)置極端的實(shí)驗(yàn)條件，為避免通電工作狀態(tài)時(shí)，電腦板自身散發(fā)熱量而影響對(duì)自動(dòng)干燥控制裝置的效果評(píng)價(jià)，我們?cè)诃h(huán)境空氣濕度持續(xù)維持在90%以上的條件下，讓舉升機(jī)控制箱靜置5天，然后再對(duì)舉升機(jī)進(jìn)行舉升操作，此試驗(yàn)反復(fù)進(jìn)行了20次，靜置過程中均未出現(xiàn)舉升機(jī)自動(dòng)上升及下降的異?，F(xiàn)象，靜置后的操作過程中，也未出現(xiàn)操作失控的現(xiàn)象，控制箱內(nèi)部電路也未出現(xiàn)因電子吸濕卡通電時(shí)溫度升高而損壞的現(xiàn)象，滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語

本舉升機(jī)自動(dòng)防潮干燥控制箱的設(shè)計(jì)，有效解決了南方潮濕天氣下舉升機(jī)的安全使用問題，提高了汽車維修生產(chǎn)的作業(yè)安全性。