«Lift by Wire». Современные концепции управления в погрузчиках нового поколения

Цель новых концепций управления, на которые сегодня постепенно переходят практически все ведущие производители вилочных погрузчиков и ричтраков, – облегчить работу оператора. Покупатели напольного транспорта уже привыкли к тому, что мини-рычаги и джойстики, чаще всего встроенные в удлиненные подлокотники, на большинстве новых моделей заменяют хорошо знакомые и привычные гидравлические рычаги. Каким образом эти концепции воплотились в жизнь у разных компаний и каковы их отличительные особенности, вы сможете узнать из этой статьи.

Электронные органы управления на новейших моделях погрузчиков Mitsubishi

Эргономика является важным аспектом при создании любой современной техники, в том числе вилочных погрузчиков. Фирмы-изготовители совершенно точно знают, что на практике производительность средств напольного транспорта зависит не только от чисто технических возможностей оборудования, но и от того, насколько физически и психологически устал оператор машины выполнять работу и как долго он сможет делать ее с достаточным вниманием и концентрацией сил. Расположение элементов управления машины играет в этом зачастую определяющую роль.

Именно по этой причине в новых поколениях средств напольного транспорта привычные рычаги управления функциями подъема и наклона мачты часто заменяют такими миниатюрными элементами управления, как джойстик или клавишные переключатели. Преимущества последних представляются очевидными. Изготовители техники, руководствуясь рекомендациями специалистов по охране труда, утверждают, что обычные элементы управления небезопасны для здоровья. Так, чтобы привести в действие традиционный рычаг, водителю надо сильно наклониться вперед. При этом плечевой пояс подвергается довольно сильным нагрузкам, а правая рука, на которую приходятся основные усилия по выполнению операций, напрягается, поскольку нет достаточной опоры. Так как водитель погрузчика за 8-часовую смену должен повторять эти движения много раз, естественно, что он быстро устает.

Концерн Jungheinrich оснащает свои модели погрузчиков и традиционными рычагами, и многофункциональными джойстиками

В этой связи представляется логичным расположить элементы управления так, чтобы рука надежно опиралась на подлокотник кресла и ее не надо было бы перемещать по горизонтали или вертикали. Разумеется, и органы управления должны получить принципиально иной вид управления и форму. Сделать это позволила электрогидравлика – новая концепция управления, получившая название «Lift by Wire» (буквально – «подъем с помощью электроники»), позволившая не только разместить элементы управления в том месте машины, где это нужно конструкторам, но и одновременно значительно снизить усилие, которое требуется затратить оператору для включения гидравлических функций.

Одна концепция – много альтернатив
Концепция «X by Wire» сразу же вдохновила ведущие компании на модернизацию оборудования. Однако разные изготовители эту в целом понятную и удачную идею реализовали по-разному, что отразилось на их производственной стратегии. Некоторые фирмы оснастили серийно выпускаемые машины клавишными переключателями, другие оказались не столь решительными в инновациях и предлагают их лишь как один из вариантов исполнения наряду с рычагами.

Характерными примерами различия в подходах может служить продукция, выпускаемая лидерами рынка. Так, ричтраки (штабелеры с выдвижной мачтой) серии Reflex от фирмы ВТ оснащены cерийно клавишными переключателями, которые, по утверждению изготовителя, делают возможным очень плавное и точное управление гидравлическими функциями и не требуют от водителя больших физических усилий. Компания Linde, напротив, предоставляет своим покупателям на выбор один из трех вариантов исполнения вилочного погрузчика с противовесом.

Одиннадцать функций в одном элементе управления: система Multi Pilot на ричтраках ETV фирмы Jungheinrich

Основную часть моделей, как и ранее, выпускают с механическим переключением гидравлических рычагов, которые, по заверению специалистов компании, обеспечивают высокочувствительное, надежное и быстрое срабатывание. Несколько меньше доля машин, оснащаемых джойстиком или четырехклавишными переключателями, которые расположены на правом подлокотнике, эргономичном, регулируемом, сиденья водителя. Доктор Райнер Бавендик, руководитель центра перспективных разработок фирмы Linde в Гамбурге, отмечает, что доля таких эргономичных вариантов исполнения в настоящее время составляет лишь около 15% общего числа выпускаемых погрузчиков, причем эта цифра со временем имеет небольшую тенденцию к увеличению. По его словам, компания и дальше намерена предлагать все три концепции управления, так как ее покупатели оказывают предпочтение той или иной альтернативе, исходя из конкретных условий применения.

Несколько иначе обстоит дело с моделями, оснащенными выдвижной мачтой, которые по сравнению с вилочными погрузчиками с противовесом значительно чаще востребованы на непрерывной 8-часовой работе. В этом классе машин также существует выбор между джойстиком и рычагами, но доля машин, выпускаемых с джойстиком, составляет около 80%, и только 20% покупателей предпочитают модели с рычажным управлением.

Один элемент управления – много функций

Кабина оператора на ричтраке RX14 Linde

Известная немецкая компания Jungheinrich одной из первых приступила к разработкам новых систем управления вилочных погрузчиков. Несколько лет назад она представила на суд потребителей напольного транспорта систему управления, получившую название Multi Pilot и представляющую собой джойстик, который является как бы продолжением консоли сиденья. Манипулируя джойстиком, оператор не должен приподнимать руку. Наряду с функциями подъема-опускания вил и наклона мачты джойстик выполняет операцию бокового сдвига каретки, включает звуковой сигнал, выбирает направление движения. Электрогидравлика допускает одновременное выполнение сразу нескольких операций, например подъема мачты и бокового сдвига каретки. Это облегчает работу оператора и увеличивает производительность машины, хотя и требует, как показала практика, определенного навыка и опыта в обращении с джойстиком.

В одном из номеров немецкого специализированного журнала F+H были опубликованы результаты испытаний модели ричтрака ЕТV 214 фирмы Jungheinrich. Разумеется, команда испытателей уделила управлению машины особое внимание. И вот какой отзыв был получен в итоге по системе Multi Pilot: «К управлению рукояткой с таким большим количеством функций на относительно небольшой площади мы должны были достаточно долго привыкать. Но «дело мастера боится», а потому мы думаем, что одновременно точно управлять двумя функциями на практике является лишь вопросом привычки». Производственник из этого заключит, что для погрузчика, на котором постоянно работает один водитель, многофункциональный блок управления даст прирост производительности, зато традиционная концепция управления является лучшим выбором для оборудования, водители которого время от времени меняются, или для арендуемых погрузчиков.

Меньше усилий

В ричтраках Forte фирмы Atlet рука водителя лежит на подвижной подставке со встроенными в нее элементами управления. Когда водитель двигает подставку, мачта поднимается или опускается

На погрузчиках фирмы Linde водитель воздействует на электронное управление рабочей гидравликой через два центральных или отдельных мини-рычага управления системы Linde-Load-Control, которые встроены в широкий регулируемый подлокотник и могут просто и точно управляться легким нажатием пальцев. Затрата физических усилий при действии Linde-Load-Control снижается по сравнению с механическим рычагами примерно на 80%, амплитуда движения руки, необходимая для включения при улучшенной чувствительности, – более чем вдвое.

Левый рычаг системы управления отвечает за подъем, опускание вил и за наклон мачты. Он выполнен как комбинированный орган управления, и потому обе функции можно задействовать одновременно. Правый рычаг управления отвечает за такие дополнительные функции, как боковой сдвиг вил и захват, и перемещается крестообразно. Одновременное их срабатывание исключено по соображениям безопасности. Как видим, Linde сознательно отказывается от возможностей одновременного включения одним органом нескольких функций в противоположность тому, что предлагает в своем «мультипилоте» Jungheinrich, и тем самым в определенном смысле продолжает развивать традиционную логику управления. По мнению конструкторов Linde, это помогает исключить вероятность ошибочных действий при управлении и позволяет водителю лучше чувствовать машину и контролировать точность исполнения операций, даже если он работает в перчатках.

Модели ричтрака RR 5200 (S) Сrown c джойстиком

Дополнительным преимуществом этой концепции Linde считает повышенную безопасность при возможном выходе управления из строя: все электронные компоненты продублированы и выполнены в отдельных контурах. Linde, как и компания ВТ, оснащает выпускаемые серийно погрузчики клавишным управлением. Аргументация проста: ни инвестиционные, ни энергетические и сервисные затраты не влияют столь сильно на срок службы погрузчика, как расходы на персонал. Чем более комфортно для водителя управление, тем продолжительнее он сможет работать с необходимой концентрацией сил и внимания, а это имеет не просто положительное, но определяющее воздействие на производительность и экономичность погрузчика.

Чувствительность управления

Компания Toyota разработала для нового «поколения 7» погрузчиков систему ОТС (Operator Total Саге) – специальный «пакет» для водителя, который должен значительно улучшить эргономику и комфорт управления. Составной частью этой концепции также является задание функций подъема с помощью мини-рычагов, которые делают возможным электронное управление гидравлическими пропорциональными клапанами. Благодаря ОТС и здесь водитель может управлять всеми гидравлическими функциями буквально одними подушечками пальцев, практически не двигая рукой. Подлокотник оснащен трехпозиционной регулировкой, с помощью которой водитель может устанавливать положение мини-рычагов по своему росту.

Регулируемый подлокотник с системой ОТС на новых 1,5-тонных моделях Toyota

Как и ВТ, Toyota серийно оснащает мини-рычагами новое поколение погрузчиков. По убеждению специалистов немецкого центра этого японского изготовителя средств напольного транспорта, тем самым повысится производительность и одновременно уровень охраны здоровья персонала складов. По данным фирмы Toyota, водители погрузчиков наиболее часто жалуются именно на боли в плечевых суставах и в позвоночнике, а искривление позвоночника является для них почти профессиональным заболеванием. Опорные регулируемые подлокотники со встроенными элементами управления могут ликвидировать причину недомоганий.

Несколько иную концепцию управления реализовала на своих ричтраках шведская фирма Atlet. Здесь опору получает не только рука, но и ладонь, которая при управлении лежит на особой подставке, в которую интегрированы органы для выполнения отдельных функций грузоподъемника, например его выдвижения и наклона мачты. Чтобы инициировать функцию выдвижения, водитель сдвигает всю подставку вперед или назад. Это хороший пример того, как удачно изготовитель подъемно-транспортной техники, используя необычные и оригинальные элементы управления, может выделиться в ряду конкурентов.

Разнообразие целей

Джим Краймер (Jim Kraimer), менеджер центра дизайна фирмы Сrown (Нью-Бремен, шт. Огайо, США), отмечает, что, создавая концепции управления, нужно обращать внимание и на то, что группа операторов, работающих на одной машине, может быть разнородной по уровню подготовки. Для решения этой проблемы Сrown разработала элементы управления, которые, по утверждению фирмы, будут максимально удобны для самых разных групп водителей погрузчиков – от неопытных временных рабочих до хорошо подготовленных профессионалов с большой практикой.

Элементы системы управления ричтрака 4500 Сrown логически выстроены так же, как на моделях других фирм, и имеют хорошо понятную символику. Слева направо – клавиши подъема и опускания вил, выдвижения грузоподъемника, наклона вил, бокового смещения каретки

Исследования, проведенные компанией, показали, что универсальные элементы управления являются важной составной частью всей концепции, если в них объединяются такие целеполагающие признаки, как логика и наивысшая производительность. Успешным примером такой разработки Краймер считает клавишные рычаги управления модели ричтрака ESR 4500, с помощью которых отдельными функциями мачты можно управлять по отдельности или сразу всеми вместе.

Наряду с новыми элементами управления мачтой на современных моделях погрузчиков представлен и ряд других инноваций в отношении эргономики. Так, чтобы избавить оператора от неприятностей с позвоночником, погрузчики оснащают все более совершенными сиденьями, со всевозможными регулировками положений и системами амортизации. Снижение уровня шума и вибраций также постоянно в центре внимания конструкторов. Увеличение объема кабины повышает комфорт, а улучшенный обзор является не только важным фактором безопасности, но и оптимизирует эргономику, поскольку водитель при обработке груза больше не должен напрягать ни мышцы шеи, ни зрение.

«Х by Wire» как фактор эргономики

Технология «Х by Wire» облегчит работу операторов не только погрузчиков и близких к ним ричтраков, но и многих других видов складского оборудования. Например, электрическое рулевое управление электротележки для комплектовочных складов Opus фирмы ВТ можно надежно осуществлять одной рукой. При этом узел рулевого управления возможно передвинуть на правую или левую сторону корпуса. Так, работник склада может, например, переместить узел рулевого управления в соответствующую сторону, чтобы иметь возможность идти рядом с оборудованием при работе в режиме пешего сопровождения. Рука комплектовщика никогда не выходит за пределы контура оборудования, так как разворот рукоятки управления на 60° вызывает поворот колеса на 100°. При отпускании рукоятка автоматически возвращается в среднее положение, что также очень удобно.

Другим аспектом, определяющим развитие элементов управления, является заметная тенденция к интеграции средств обычного напольного транспорта с автоматизированными системами штабелирования или складского хранения. В таких случаях для определения готовности техники к работе и получения информации необходимы бортовые (on board) терминалы, через которые сервисный персонал может также, например, задать и параметры работы оборудования или исключить несанкционированный доступ. Такие возможности предоставляют, в частности, штабелеры с выдвижной мачтой Reflex AC фирмы ВТ.

Компания Linde с успехом использует джойстики не только на небольших вилочных погрузчиках, но и на тяжелых контейнерных ричстакерах

Поставщики: оригинальные решения для клиентов

Не следует думать, что создание новых концепций управления – забота исключительно производителей. Новые веяния в технологиях затронули и тех поставщиков, кто разрабатывает компоненты и системы для «мест стыковки» человек–машина в средствах напольного транспорта. Обычные рычаги управления и переключатели поставщики могут привозить в неограниченном количестве. Напротив, уже с первым появлением новых элементов управления стала прослеживаться тенденция к их «индивидуализации»: каждый изготовитель хочет видеть на своих машинах оригинальный джойстик или индивидуально оформленный мини-рычаг. Изменившаяся ситуация заставляет производителей таких комплектующих перестраиваться, причем достаточно оперативно. Компании Саldaro АВ, которая поставляет элементы управления многим изготовителям погрузчиков, это удалось. Фирма предлагает широкую программу стандартных джойстиков и других элементов управления, однако преимущественно разрабатывает и изготавливает специфические конструкции.

Для создания оригинальных органов управления, по мнению Томаса Перссона (Tomas Persson), руководителя службы сбыта Саldaro АВ, у фирмы существует веская причина: «При существующей конкурентной борьбе изделие, которое водитель постоянно держит в руке и все время видит перед собой, изготовитель погрузчиков может и должен выделить так, чтобы сделать его максимально эстетичным. Такое специфичное для потребителя дизайнерское решение не должно стоить намного дороже, чем стандартное исполнение: основной принцип действия устройства остается тот же, меняется только внешний вид или электрические параметры, которые должны подгоняться индивидуально. Кроме того, посредством этих специально созданных конструкций могут быть реализованы и дополнительные функции, которые потребуются производителям техники. Например, безопасность машины можно повысить за счет того, что водитель начинает испытывать чувство уверенности с того момента, как только положит руку на джойстик, или благодаря тому, что он может выполнять определенные функции, если держит джойстик в руке. Это те дополнительные факторы, которые исключают риск аварийных ситуаций и дают технике лишние конкурентные преимущества».

Расположение органов управления в кабине электропогрузчика Jungheinrich EFG D30 с поворотной кабиной

Автомобиль как образец для подражания

Если со стороны посмотреть на эволюцию элементов управления средств напольного транспорта, можно заметить, что автомобильная промышленность выступает в роли образчика для копирования технических и дизайнерских решений. Действительно, развитие погрузочной техники в целом повторяет этапы совершенствования автомобиля. Приборы и элементы управления погрузчиков с каждым годом приобретают все большее качество и надежность. Их расположение становится более логично выстроенным так, чтобы водитель мог быстрей довести операции управления до полного автоматизма, а для приведения в действие органов управления требуются значительно меньшие физические усилия.

Как мы увидели, есть и еще одна общая тенденция: изготовители напольного транспорта стремятся воплотить в своих моделях оригинальные индивидуальные решения, которые облегчают управление настолько, чтобы «привязать» водителя погрузчика к «его» марке. Приведет ли тенденция к созданию совершенно новых концепций управления, покажет будущее. Фирма Still, например, еще несколько лет назад применила в своем концептуальном погрузчике-прототипе RХХ систему Head-up-Display, благодаря которой вся важная информация о состоянии и операциях проецировалась на лобовое стекло погрузчика. Интересно, что эту технологию лишь недавно серийно внедрили на легковых автомобилях высшего класса. Конечно, по уровню комфорта даже самые современные модели погрузочной техники для склада пока уступают новейшим «легковушкам». Во всяком случае, в одном вопросе техника для погрузки ушла дальше уличного транспорта: системы электронного управления давно стали стандартом в современном погрузочном складском оборудовании.



Новый ричтрак Forte Atlet

Atlet запустил в производство новейшее поколение известных ричтраков UNS Tergo. Эта машина, получившая имя Forte, отличается улучшенными показателями производительности, безопасности и эргономики. Ричтрак стал «сильней» и тише, а его бортовой компьютер дополнительно усовершенствован для облегчения диагностики и индивидуальной настройки рабочих параметров машины. Многочисленные улучшения в конструкции UNS Forte обеспечивают высокую скорость работы в сочетании с безопасностью, надежностью и удобством управления. Ричтраки Forte выпускаются грузоподъемностью 1400, 1600 и 2000 кг со стандартной высотой подъема до 10,8 м. Производительность машин значительно выше, чем предшественника UNS Tergo, который ранее был признан независимыми экспертами наиболее быстрой машиной на рынке. Скорость движения Forte увеличена на 16% и достигает 14 км/ч при движении с грузом. Скорость обработки груза также высокая: новая гидросистема обеспечила рост скорости подъема на 20% – до 0,7 м/с, а скорость выдвижения мачты – на 66% (0,2 м/с). Эти изменения дополнены усилением и демпфированием конструкции мачты для долговременной безаварийной работы. Во избежание повреждений при легких столкновениях «зоны риска» на шасси также были усилены. Для обеспечения безопасности усовершенствована система Stability Support System (S3). Она автоматически ограничивает скорость передвижения и подъема в зависимости от направления движения, положения рулевого колеса и высоты подъема вил. Система S3 не допускает опасных маневров и обеспечивает оптимальную производительность в сочетании с максимальной безопасностью.

Ричтраки Forte являются последними из нового поколения машин Atlet, специально предназначенных для интенсивно работающих распределительных центров и складов. В 2004–2005 гг. уже выпущены высокопроизводительные транспортировщики паллет PLP Presto и низкоуровневые комплектовщики заказов Tempo.

Публикацию подготовили В. Антонов и Л. Цинцевич