二、<SJ>P-XKBE轻型主令控制器
发布日期： 2025-2-20 本文被阅读 770 次
一、概述
<SJ>P-XKBE轻型主令控制器是山东济宁三好电器科技有限公司集众家之长自主研发的室内操作台专用机型。是法、德进口轻型主令控制器的升级换代产品。用于交流50HZ（60HZ），额定电压380(440V)及以下的各种二次回路，可实现电机启动、换向、调速、制动等操作控制。通常安装于起重机室内控制台，台面下安装，台面上操作。用于就地控制或远程控制。也广泛用在其他设备控制台上，如飞机场旅客登机桥操控台。该产品是法国施耐德XKBE、德国S+B公司VCSO操纵杆和德国杰斯曼公司V11多轴控制器等机型的替代品。也是一款名副其实的强国品牌产品。
执行标准：JB/T13480-2018；IEC337-1 ； NEC63-146；VDE0660。
环境条件：作用温度-40°C-+85°C。
防护等级：遵循IEC529，操作台面上部IP54，操作台面下部应安装于防尘防潮的空间中。
二、各机型产品图片：
三、分类、型号及定义:
1、分类：轻型主令控制器按控制起重机运行机构数量分类，可分为单机构和双机构两大类。其中单机构控制器操动一个凸轮组合开关，双机构控制器操动两个凸轮组合开关。
按档位形式分类可分为两种机型：
机型一：、手柄有档位手感、档位保持可靠。（即操作员手松开操纵杆后，手柄能在相应档位可靠停留）
机型二：手柄自复位。细分有三种结构形式：1).手柄自复位、有档位手感 2)手柄自复位+带电位器 3).航空手柄自复位
2、型号举例及意义：
3、触头组分合程序表
以上各程序供客户选用时参考。客户定制主令时也可自拟程序，定制主令。
四、主要技术参数：
1.触头电流 AC-15,交流250V 2A; DC-13 直流24V 1A; 额定发热电流 10A。
2.机械寿命：轻型主令控制器适用于连续工作制和断续周期工作制，额定操作频率不超过1200次/小时。负载因数40%。控制器在额定操作频率下，机械寿命(即运动机构在每个方向的操作次数)手柄自复位机型为500万次，档位保持机型为200万次（操作手柄在一个操作方向，操控电机一次起动到停止算一次操作）。
3.触头组电寿命：在额定操作频率下（正常使用情况）高配款，触头组电寿命500万次（配置的触头组动触桥直挺杆前端带有金属嵌件）；标配款的触头组电寿命200万次。
4.档位：每个操作方向蕞多有3个档位，手柄转角：1-0-1 12°；2-0-2 20°；3-0-3 28°因没有齿轮增速传动付，手柄转角与凸轮轴转角同步 。
5. 每运动方向蕞多有三个触头组总成，每个触头总成有两付桥式双断点触点付。
6.手柄类型主要有两种：零位机械联锁手柄（下手球上提解锁型，手柄处在零位档时零位触点付闭合）和航空手柄。机械联锁手柄为主要形式。
7.手柄操作轨迹：
(1)AK 联动操作 ，操纵杆可同步控制两个运动机构。
a.替代法国施耐德XKB机型。联动操作限位到2档。前后（AB向）操作和左右（CD向）操作可同时到达2档位置。当AB向到达3档时，CD向只能到达1档。而AB向到达1档，CD向可到达3档。
b.替代德国VCSO操纵杆和德国杰斯曼V11多轴控制器以及客户有要求的情况下，联动操作时，AB向和CD向可同步到达3档高速档位置。
(2)KK“十”字操作。
(3)SK“一”字形操作。
8.手柄操作力，符合人体工程学。
机型一：有档位手感、档位保持机型。在棘轮摇臂背部增加辅助压簧，档位保持可靠，操作人员松手后，手柄能稳固停留在所在的档位上，即使有一定振动情况下也不会脱档。操作力为12N，符合人体工学。
机型二：手柄自复位型。为确保操作手柄自复位可靠，联动操作顺滑，符合人体工学，手柄操作力设计在10-10.5N（自复位机型结构设计上，摇臂无辅助压簧）。
五、结构特点：
1）.<SJ>P-XKBE轻型主令控制器是一种符合IEC/EN60947-5-1标准的坚固的开关装置。结构紧凑、扎实、小型化。性能好，可靠性高、超长使用寿命。操作力符合人体工学。
2）.采用小型金属机壳，AB向和CD向的凸轮轴转动支承滚动轴承化。档位控制机构中的棘轮由碳钢板制作，双摇臂在拉簧的作用下，由双滚子控制档位，档位保持机型增加了辅助压簧锁档，不滑档。
3）.手柄自复位装置选用本公司极为成熟的中心臂扭簧复位装置，复位可靠、准确，设计寿命500万次。在整个使用生命周期中，手柄始终处于准确的零位档位置，零位永不漂移。档位保持机型设计寿命200万次，寿命周期内，档位保持可靠。
4）.触头组由易损件升级为正常零部件。
5）.操纵杆上的防尘罩选用好的硅橡胶制作，质软耐用，高温低温环境均适用。
6）.凸轮轴触头组塑料件选用日本帝人聚碳酸酯材料制造。
六、外形及安装尺寸：
七、配套电器元件：
1.触头组总成
配置的触头组原型是德国杰斯曼V6多轴控制器上的触头组。材料采用日本帝人聚碳酸酯后，其电器寿命提高到180-200万次，作为标配款机型选用。对于高配款机型的触头组进一步升级改造，在动触桥塑料挺杆前端嵌入金属嵌件，其寿命提高到800万次。达到与操纵杆机械寿命基本相同。由易损件升级为正常零部件。
标配款触头组挺杆不带嵌件，标配款供经销商向终端客户供应维修备件。
电位器技术参数：
电位器制造商：宁波市北仑机械电器有限公司
八、安装、操作、维护保养:
1、安装：
1).机械联锁手柄主令安装：将防尘罩下端从安装压盖上脱出，暴露安装压盖，松掉安装压盖上的4-M4紧固螺钉，然后将安装压盖从操作手柄上取下。此时将操纵手柄连同防尘罩一起从操作台面安装孔中由下向上穿出。然后将安装压盖重新套上，用4-M4螺丝将安装压盖和主令固定在操作台面上。蕞后将防尘罩重新套装在压盖上，（先套好四个角，然后再将防尘罩四边贴紧在安装压盖上）。蕞后对主令的各触点按照主令的分合程序进行接线，运行调试。
2）.航空手柄机型安装：拧下安装压盖上的4-M4紧固螺钉，并将安装压盖从航空手柄中取下（航空手柄不得拆卸）。将航空手柄通过操作台面φ70的安装孔中从下面向上穿出。然后将卸下的安装压盖重新套入航空手柄上，再用4-M4螺钉通过58*58或67*67的φ5孔将安装压盖和主令壳体固定在操作台面上。蕞后将防尘罩重新套装在安装压盖上。手柄操作自如，主令的安装即可完成。
3）.触头组接线：本触头组接线方式系德国形式。触头组接线时请选用U型接线端子并拧紧。不支持使用管型接线端子。
4）.触头组的更换：
a.拆卸触头组:上推触头组两侧的拆卸块到位后，向下抽触头组，即可从主令触头组安装座上卸下。
b.安装触头组：触头组两脚对准黑色触头安装座，上推到位即可。
3、操作：
（1）.机械联锁手柄的操作：方式一、上提操作手柄上的下手球，顺时针旋转90°，到位后手松开下手球，此时操作杆处于解锁状态。即可握住上手球进行操作。工作结束后，为防止误操作，下手球向上少提起，逆时针旋转90°，手松开后，操作杆进入锁定状态。方式二、提起下手柄，并将上下手柄一起握住，可直接操作，松开下手柄，主令锁定。
（推荐采用方式一）
（2）. 航空手柄的操作：航空手柄无零位锁定装置，可直接操作。
4、维护保养：主令每年应进行保养，对复位扭簧、棘轮和机壳内的各运转部位进行清洗，涂润滑脂（保养机壳内的零部件需要打开防尘罩）。
九、质量承诺:
产品出厂全部合格。手柄自复位机型承受住了台架500万次的带电负荷破坏性寿命试验。选用好的零部件和高质量标件及和主令同寿命触头组组装的高配款机型质保期三年，质保期内，正常维护下可无故障运行。有档位手感、档位保持机型承受住了台架200万次的带电负荷破坏性寿命试验。质保期两年。标配款质保期均为18个月。 质保期内按国家规定，实行三包，必要时具体质保细节可在订货合同中约定。
十、选购指南:
该产品系室内操作台专用轻型主令控制器。也可安装在其他设备上使用，如飞机场旅客登机桥操作台上。
本产品设计中侧重于产品的机构坚固性、可靠性和耐用性高等各项技术指标的要求。并兼顾小型化。但在轻量化上有所欠缺，所以不支持便携式操控台选用。
关于机型的选用，本产品有两种机型。
第 一种机型：档位保持可靠型、有档位手感，输出开关量信号。适用于习惯该类档位保持机型的操作人员使用。另一个优点是设备运行距离较长时，操作员可选定合适的档位，松开手柄，手柄停留在设定的档位上，设备自动运行。
第二种机型：手柄自动复位型，一般适应于频繁操作的重要起重机设备上。主令操纵杆可输出开关量信号、模拟信号和数字信号。
本室内操作台专用轻型主令控制器蕞多有三个档位。对于室内操控台需要配置4-6档的操纵杆时可选用本公司更坚固的<SJ>P-VNSO经典操纵杆。<SJ>P-XKBE和 <SJ>P-VNSO两类操纵杆均为实力领衔品牌，均可作为室内操作台可选品牌。
十一、联系方式：
制造商：山东济宁三好电器科技有限公司
通讯地址： 山东省济宁市任城区观音阁街道办事处求贤路（海贝尔骨科医院对过）
网 址：WWW.sanhaodq.com 邮箱：sanhaodq@163.
电 话：0537-2356369 13173187611 18053778167
附件：<SJ>P-XKBE轻型主令控制器产品研发报告
尊敬的客户请阅读本研发报告并耐心的看完，可帮助您了解业内轻型主令控制器的各种情况，了解室内操作台专用轻型主令控制器的研发、设计、试验全过程。能为您正确选购该类产品提供很好的帮助。研发报告如下：
（一）.研发背景
1、起重机电控操作历史回顾：
a.凸轮控制器时代
在起重机操控方面，每一种新的操控电器的进步都是伴随着改善操作人员劳动强度的需求而产生的。以工业起重机为例，在工业生产领域，重要的桥式起重机都需要有司机室。上世纪80年代，天车司机室内安装的全是凸轮控制器。一个司机驾驶室内一般装3-5个凸轮控制器。工作起来操作者要反复操控多个凸轮控制器，非常辛苦。直到本世纪初，新出厂的桥式起重机中凸轮控制箱还占据大约50%的比例。随着技术的进步，改善天车司机劳动强度的需求日益急迫。
b.全凸轮控制器型联动控制台的出现
从上世纪七十年代末八十年代初，中国起重机市场上就出现了凸轮控制器型的联动控制台。操纵联动台上的操作手柄控制起重机的运行。一个操作手柄可控制1-2个电机的运行，劳动强度有很大的改善。特别是机构多、操作频繁的起重机更为显著，很受司机欢迎。但因为当时联动控制台价格偏高影响了推广。直到上世纪90年代，联动台价格有所下降后，新出厂的桥式起重机才开始逐渐选用。但这类联动台的操作力仍达到了3-5KG，操作起来仍感费劲。无疑，联动台的出现，是起重机操控电器上一次很大的进步。
c.全主令控制器型联动控制台的出现
本世纪初，法国和德国主令控制器引进到中国，受到中国多家企业仿制。从此全主令控制器型联动台开始应用在工业桥式起重机上。该联动台操作手柄减短，手柄操作力降到1.3KG以下，操作起来轻便灵活，省力。进一步改善了天车司机的劳动强度。当然，由于工况情况的不同，如塔式起重机、港口起重机，一开始国内就使用了全主令控制器联动台。
d.室内操作台的应运而生
进入本世纪二十年代前后，随着室内操作台和便携式操作台的兴起，国外轻型主令控制器引进到中国。特别是室内操作台快速发展，一些高污染、高温、腐蚀环境行业的起重设备，为了改善操作人员的工作环境，由室外空中驾驶室转为地面室内操作台操作。在工业起重机领域中，随着监控、摄像、变频技术的普及，室内远程控制操作已成为一种快速发展趋势。室内操作台专用的轻型主令控制器应运而生。
2、各类轻型主令控制器国内市场占有率及仿造情况：
本世纪二十年代前后，国内市场上的轻型主令控制器主要有四个国家的产品。他们是法国的施耐德XKBA(E)系列的轻型主令控制器；德国S+B公司的VCSO轻型操纵杆；德国杰斯曼公司的多轴控制器V11，意大利TER（特尔）CK主令控制器。从市场占有情况来看，法国的施耐德XKB A(E)系列的轻型主令控制器约占80%以上，德国S+B公司的VCSO型操纵杆所占百分之十几，而其他品牌国内市场很少见到。从质量上看，德国的产品坚固性、可靠性、耐用性较好，当然价格也较高。而法国施耐德的XKB产品使用寿命明显短一些。从施耐德的技术资料上看，施耐德的轻型主令控制器机械寿命仅有100万次。在市场调研中，据大多数用户反映，在频繁操作情况下，施耐德XKB A(E)轻型主令控制器多数使用一年多的时间就需要更换。当然，有的场合操作不频繁，可能用的时间长一些。从产品结构上看，国外进口的轻型主令控制器都达不到客户要求的坚固、耐用的要求。市场调研发现，德国S+B公司的VCSO寿命可达2—3年以上，而杰斯曼V11质量情况未收集到相关信息。
国内厂家生产的轻型主令控制器全是仿制品，从2008年前后，国内陆续有厂家仿制。主要仿制法国施耐德的产品，中国南北方均有厂家仿制，南方有2-3家，北方有2家。直到2018年，国内才有一家仿制德国杰斯曼公司多轴控制器V11。近年，浙江又有个别企业仿造。而德国S+B公司的VCSO型操纵杆和意大利TER（特尔）CK主令控制器直到现在国内还未发现有厂家仿造。由于施耐德主令国内仿造厂家较多，2023年法国施耐德公司宣布主令控制器产品停止向中国大陆地区供货。
3、国内在用的轻型主令控制器质量状况：
先看一下国内大量使用的XKB轻型主令控制器质量状况：
江西九江一钢企轧钢车间室内操作台安装的是法国进口的XKBE系列的轻型主令控制器，型号是XKBE16110。该主令为双机构“十”字形操作，3个档位，有档位手感，属档位位置保持机型。操作台操作员介绍说工厂使用的一直是法国进口产品，新主令换上用一年多，不到两年时间就因质量故障得换下来。该厂曾试着换装了国内仿造品，使用两个月就出现了质量问题，因岗位重要，从此再不敢使用国内仿制品。这也可能是个个例。
另一个例子是：2022年，我公司从深圳拿回一台从机场旅客登机桥上卸下来的施耐德XKBE主令，从外观看使用时间不长。型号是XKBE34229,手柄自复位，带2个电位器机型，属联动操作。换下来的原因是因为一个操作方向没有模拟信号。经我们拆解检查，发现是电位器轴上的小齿轮松动造成。这说明产品的可靠性不高。据客户讲，这类产品在登机桥上一般也只能使用一年多的时间。在2023年法国施耐德停止供货后，供应商向客户买了国内一台仿制品，由于对质量不放心，始终未敢上机。
再看一下VCSO操纵杆。2018年，山西一焦化厂运焦车上，使用的是德国S+B公司的VCSO型操纵杆，型号是VCSO9614SKEBZ40单机构， “一”字形操作，4档，有档位手感，属档位保持型（人松开操纵杆后，操纵杆能可靠的停留在各档位上）。缺点是操作力太大，达14N，且操作不顺滑，手感不好。用了近三年时间被换下了，换下来的原因是末档无信号。换装成我公司相似功能产品后，客户将换下来的进口主令寄回我公司，供我们做产品研发时参考。
对于德国杰斯曼公司V11多轴控制器和意大利TER（特尔）CK主令控制器，国内用户极少，未收集到进口产品的相关质量信息。但有V11仿制品的质量信息。在2018年，我公司一客户购到德国V11多轴控制器的国内仿制品，从外观造型看，客户讲高大上。两个月后，听客户反映说质量不行，原因是不适用于频繁操作。
以上就是国内在用的各类轻型主令控制器的大概的质量情况。从客户的反映看，德国的轻型操纵杆在结构坚固性、耐用性上比法国的XKB轻型主令控制器要好很多，但也满足不了客户耐用性的质量诉求。综合以上，国内各类轻型主令控制器均存在结构坚固性、耐用性不足的短板，这正成为终端客户的痛点和关注点。
4、各轻型主令控制器不坚固、不耐用的原因分析：
各轻型主令控制器的质量问题产生原因还得从其应用场合及其技术设计用途方面进行分析：
轻型主令控制器问世是为同时满足便携式操作台和室内操作台而开发出的新品。首先是保证一时兴起的便携式操作台的需求。便携式操作台本世纪初开始引进中国，主要在工业起重机上应用。一度很盛行。一台便携式操作台一般要装2只轻型主令控制器，由人背着或者跨在胸前进行操作，用于控制行车运行。便携式控制台一般都用在重要工作场合作业的行车上，操作频繁。便携式控制台要求轻型主令控制器必须轻量化、小型化。轻量化、小型化是轻型主令控制器设计时的刚性指标。设计者为了产品的轻量化，必须尽可能多的选用工程塑料制造主令零部件。如S+B公司VCSO轻型操纵杆只有操作手柄是钢件外，其余几乎全是塑料件。又如施耐德XKB轻型主令控制器除机壳用铝合金，操纵杆用钢件，其余的也都是工程塑料制作。至于小型化方面，设计者也采取了多种措施，如XKBE主令的触头组将多个桥式双断点压缩在一个塑料底座上。又如VCSO为小型化，专门设计三种小型触头盒，机壳也由增强尼龙制造。
单从对主令控制器的认识上来讲，乍一看，主令控制器不就是发出指令信号的一种电器开关装置吗？实际上则没有那么简单，它是一种以非常坚固扎实的机械结构为基础的特殊电器开关装置。主令控制器由于是人工手动操作，每次操动，主令各机构一下子从静止状态迅速转换到运动状态，操作力对机构的冲击是很大的。没有坚固的机械结构做基础，无法耐受住长期的操作冲击。主令控制器出现质量问题，除了机械磨损因素外，机构坚固性欠缺也是一个重要因素。室内操作台上安装的轻型主令控制器，其重量由操作台承担，所以室内操作台对主令控制器的轻量化、小型化要求不那么重要。相反，机构坚固性、可靠性、耐磨性升级为首要考虑的问题。室内操作台都是用在频繁操作的重要场合，操控的都是担负重要吊装任务的起重设备。从用户调查来看，现有的各类型轻型主令控制器（含操纵杆）都还不能真正全面的满足室内操作台的质量需求。
5.便携式操作台和室内操作台应用变化趋势：
2017年，我们在大连钢厂进行市场调研时，在轧钢车间看到一部天车配置的是便携式操作台。便携式操作台上装有两只轻型操纵杆，操作员胸前挎着便携式操作台，一边频繁操作，一边躲着车间地面的障碍物，满车间跑着。由于车间较长，操作员来回走动距离远，劳动强度很大，而且极不安全。我们当时就感觉这种操作方式不适用。大家知道，对于吊装任务不太重的工矿企业，车间用的多为单梁起重机，多用遥控器或按钮排操作，一般没有固定操作员，但操作者须有操作资格证。这就是说，便携式操作台对于吊装任务繁重的企业不适用，而吊装任务不重的一般工业企业又不选用，所以市场前景不看好。被淘汰是迟早的事。随着监控技术和变频器技术的普及，一些环境差、由污染的场合的起重设备如垃圾吊、化工企业，钢铁冶金企业等企业，凡有条件的都会逐步转向室内操作台操控起重机。新出厂的重要起重机和旧起重机的升级改造会逐渐向室内操作台转变。因此，开发能满足室内操作台需求的专用轻型主令控制器会变得急迫和重要。
6、轻型主令控制器和中型主令控制器差别：
轻型主令控制器和中型主令控制器差别，在客户推介中，有的客户曾问到此问题。为了使客户能简洁明了的了解轻型主令控制器和中型主令控制器的结构差异，介绍如下：
轻型主令控制器顾名思义就是轻量化。小型化，档位少，结构简化。不同是轻型主令控制器机壳内无齿轮增速传动付。正因为省去了增速齿轮传动付，给轻型主令控制器增加很大的制造难度。以法国施耐德的XKBE轻型主令控制器与XKDF中型主令控制器为例给以说明：
从档位上讲，XKDF有5个档位和6个档位两种。以5档为例。操作手柄的转角从1-5档分别为12°,18°,24°,30°,36°，而凸轮轴和凸轮片相应转角分别则是：39°,58.5°,78°,97.5°,117°。凸轮轴上的转角是操作手柄连接的增速齿轮（扇齿形状）带动凸轮轴上的小齿轮增速后得到的大转角。由于增速齿轮传动付的存在，主令尺寸和重量都将加大很多。而轻型主令控制器如XKB档位少，只有3个档位，手柄转角分别为12°,24°,28。因为没有增速齿轮传动付，所以手柄转角也是装有凸轮片和棘轮的凸轮轴的转角。正因为棘轮上转角小，轻型主令控制器的档位控制装置制造工艺和难度加大很多。特别是有档位手感、档位保持机型（操作者松手后，主令能在相应档位停住）工艺难度更大。要求机壳两侧凸轮轴及凸轮轴上安装的凸轮片、棘轮必须有极高同轴度，除零位档以外，在每个档位上，凸轮片的触点闭合工作角度只有3-4°。所以说，轻型主令控制器制造难度大于中型主令控制器。因为设计难度大，这也是国内生产厂家多采取仿造国外品牌，不自主创新研发的原因。
7、法国、德国轻型主令控制器拆解情况：
为了开发出一款坚固、耐用的操作台专用机型投向市场。为此，在研发前期进行市场调研、走访客户，确定产品的市场定位。在技术设计阶段，为了掌握法、德产品内部结构及设计思路，我们对三种进口机型进行了拆解分析。被拆解主令均为客户从运行的设备上因质量故障换下来后送我们做研究的。拆解它们，对于我们研究产品的设计思路、制造工艺提供帮助，并便于了解质量问题产生的原因，找到解决的办法。
拆解的轻型主令控制器样机共有三台：第 一台是法国施耐德XKBE主令，型号是XKBE16110。由江西九江一钢企提供。该主令为双机构“十”字形操作，有档位手感，属档位保持型；第二台也是法国施耐德主令，由深圳提供，是机场旅客登机桥上淘汰下来的。型号是XKBE34229,下按式手柄，手柄自复位，可联动操作，无档位手感，配2只法国XKZA15电位器（阻值1千欧）；第三台是德国S+B公司的轻型操纵杆，由山西一焦化厂提供。型号是VCSO9614SKEBZ40，单机构， “一”字形操作，有档位手感，属档位保持型。对德国杰斯曼公司多轴控制器V11，未收集到实物，只在网上收集到了产品有关技术资料和技术参数。
拆解XKBE16110发现，主令机壳由铝合金材料压铸而成，除操作手柄杆外，其他零部件几乎均为工程塑料制造。触头组中5组触点付集中设计在一个触头座上。拆解未发现触头组有问题，但发现档位机构的塑料爪前端完全磨损坏了，已档位不清，且档位保持失效。分析认为，塑料棘爪工作部分是R2.5的球面尖端。套筒内的压簧以20N的压力使每个棘爪尖端紧贴在R30圆弧面的棘轮牙槽上滑动换挡。一次单向操作棘爪就滑行30MM弧线长度，而棘爪前端面不足3mm，二者的磨损程度相差十几倍。所以塑料棘爪的寿命仅是塑料棘轮的1/15，因此棘爪的早期损坏是必然的，从而造成主令使用寿命短。施耐德公司也很诚实，说明书注明XKBE主令机械寿命为100万次，相当于客户频繁操作，一年多的操作次数。
拆解 XKB34229发现：主令的手柄自复位机构设计非常特殊，其复位功能的实现是依靠每个塑料棘爪套筒内的压簧以2KG的压力使棘轮前端球头紧压在R30内圆弧上产生的下滑分力实现。每个操作方向有对称的两个棘爪同步工作。复位机构设计的确很巧妙，但不耐用，一旦弧面磨出沟纹或出现干摩擦，手柄复位就会出现问题。本机使用时间不长，被换下来的原因倒不是复位机构出现问题，拆解发现是一个操作方向电位器无模拟信号输出。经检查其原因是该电位器轴上的小齿轮塑料紧固装置松动而造成的故障。这说明，其紧固结构存在不可靠的问题。
这样看来施耐德公司的XKBE档位保持型和手柄自动回零两种机型存在的突出问题还是出在档位控制和自动复位结构设计上。另外，结构设计过于精巧也确实存在可靠性差的问题。但触头组聚合一体的设计应该是很先进的，但缺点是坏一个触点组，整机就报废，且不好维修，这也是不好的一面。
拆解德国S+B公司VCSO9614SKEBZ40轻型操纵杆：
操纵杆防尘罩已彻底坏掉，检查发现末档无电器开关量信号，拆解发现是触点坏掉。另外还发现，三档凸轮片因与棘轮档位不同步，因触点在档位上无信号，工人装配时，对凸轮片角度进行了修理。凸轮片上被装配工修挫的痕迹还明显存在。这说明产品棘轮档位和凸轮片相对应的工作部位同步性达不到要求，所以需要装配时，工人现场修锉。据用户讲，该机被拆下来时，在焦化厂的煤焦车上已用了2年多的时间，这也到了其使用寿命。触头组有三种不同的规格，但均为桥式双断点。凸轮片为扇形（2mm厚），紧密套装在凸轮轴上。因凸轮片太薄，触头组的动触桥顶杆前端与凸轮片接触应力偏大，造成不耐磨，其电寿命估计在150万次左右，和用户告知的使用年限基本相吻合。此操纵杆触头组属于易损件，有快换拆卸结构。另外，棘轮档位控制和保档机构十分可靠，这是个亮点设计。
VCSO9614SKEBZ40的档位控制机构由半径R26的塑料扇形棘轮和单个塑料摇臂组成，摇臂端部有一只主压簧，为提档位保持可靠性，摇臂中间背部设有一只辅助压簧。摇臂上装有一只直径为6mm的滚轮，在棘轮上滑动，处在棘轮凹槽中时实现档位保持。共有4个档位，其档位角度分别为12°,18°,24°,30°,36°档位手感清晰。在每个档位上，操作员松开手，操作杆都能可靠的停留在相应档位上。且档位机构耐用，缺点是操作力较大，达15N，操作不顺滑，有卡顿感觉（但不卡顿）。为了轻量化，机壳用增强尼龙制造，各转动部位均为滑动套支承。整体结构还算坚固、可靠。
德国杰斯曼的V11多轴控制器从在网上收集到的资料看，主令壳体位于中间，壳体内有档位控制和运转机构。每个操作方向触头盒布置在机壳的两侧，一侧有两组，另一侧有一组。每一个触头组有两个触点付，每个触点付，对应一个凸轮片，凸轮片安装在凸轮方轴上。整机结构紧凑，并小型化、轻量化。
总之，我们感觉，法国、德国进口的轻型主令控制器结构设计紧凑，在小型化、轻量化方面都做的相当到位。但在坚固性、耐用性方面都存在明显不足。相比较，德国产品坚固性、耐用性好过法国产品。国内仿造的机型因为是照葫芦画瓢，都继承了进口机型的设计缺点，此外因制造工艺不如国外，从而又增加了质量隐患。
二、技术设计方案：
通过以上各方面的分析，给本次自主研发确定了思路和开发目标。
本次研发的思路是：公司专家团队深知开发操作台专用轻型主令控制器走仿造的路，达不到研发的目的。只能走自主研发的路子。确定以法国、德国的机型为参考机型。结构造型以德国V11多轴控制器为主要参考对象，吸取德国VCSO轻型操纵杆和法国轻型主令控制器上的设计亮点，并结合我们以往对各类主令控制器多年研发经验，坚持不崇洋、不媚外，相信外国人能做到的，中国人一样能做到的信念，坚信我们一定能开发出一款理想的室内操作台专用轻型主令控制器。在技术设计上，对产品的坚固性，可靠性，超长耐用性、产品性能、人机工程五个方面放到首位考虑和优先保证。产品的小型化、轻量化放在第二位考虑。产品应用范围定位在室内操作台。不支持便携式操作台。
1、结构设计：
结构造型主要参考德国杰斯曼V11多轴控制器机型，借鉴S+B公司的VCSO轻型操纵杆的档位控制结构。杰斯曼V11结构造型设计是中间为铝合金机壳，四侧布置触头组。由于其单个触头组较厚，为此在每个操作方向上机壳一侧布置2付触头组，另一侧布置一付触头组。运动机构和档位控制机构设计在机壳内。操纵杆为零位机械联锁手柄，上提式解锁。VCSO触头组也是布置在机壳两侧，但有一组布置在机壳底部。机壳内是档位控制和操纵装置。其操纵手柄也是机械联锁手柄，上提解锁。
本公司操作台专用主令的结构造型主要有两种机型，一是档位保持型，二是手柄自复位型。具体构造参见如下示意图和文字说明：
<SJ>P-XKBE轻型主令控制器机型一主要由Ⅰ.操作机构， Ⅱ.机壳部分，Ⅲ.转动机构 ，Ⅳ.凸轮开关组，Ⅴ.档位保持机构五大部分组成。
1）、操作机构由上手球1、下手球2、操纵杆3、硅胶防尘罩4、定位杆5组成。
2）、机壳部分由增强尼龙安装板22、机壳20、定位件16构成。尼龙安装板用4-M4螺钉6穿过操作台面板8与机壳20固定在一起。底部定位件16用4-M4螺钉与机壳底部固定在一起。
3）、转动部分由机壳内的曲轴7、十字件15，左侧凸轮轴11、右侧凸轮轴18、左侧滚动轴承9、右侧滚动轴承19构成。左右侧凸轮轴和曲轴7硬连接在一起，前后凸轮轴与十字件15硬连接在一起，在机壳两侧滚动轴承的支承下，可以灵活转动。
4）、凸轮开关组位于示意图中的左侧和后侧，由凸轮片10、黑色触头座12、触头组框架13、触头组14组成。凸轮片通过方孔紧紧套装在凸轮轴上。触头组安装在触头组框架上的触头座12上。
5）、档位保持机构17由棘轮、双摇臂杠杆、摇臂滚子、摇臂拉簧及棘轮上的停档构成的组件24及防护板23和辅助压簧25构成。实现档位控制和末位档限位功能。辅助压簧的作用是助力拉簧增强档位保持的可靠性。
机型一结构布置特点：触头开关组集中布置在机壳一侧，机壳另一侧是档位控制机构，两侧的凸轮轴都处于悬臂工作状态。滚动轴承设计在紧靠机壳部位，此种布置方式可使结构尽可能小型化。这种结构，其技术工艺难点在于要求机壳两侧的凸轮轴必须有极高的同轴度和对称性，否则，图中右侧的档位控制装置和左侧的凸轮片之间不能很好的同步工作。
自复位机型2结构布置基本同机型一，所不同的是滚珠轴承1和滚珠轴承2设计在凸轮轴轴头两端。在档位控制侧增装了手柄自复位机构21。手柄自复位机构由拨盘、中心臂扭簧、扭簧导轴等零件构成。所有转动部分均在两端滚珠轴承的支承下工作。整体结构刚性好，同轴度高，工作十分可靠。
2、结构设计中的有关技术说明
1）.档位选定：法国施耐德XKBE轻型主令控制器在国内市场为主导机型。每个操作方向上档位多为三个档位，手柄转角分别为1-0-1 ，12°；2-0-2 ， 20°；3-0-3 ， 28°。凸轮轴转角与手柄转角相同。我们考虑到变频技术已大量采用，大多数情况下三个档位已够用。所以，档位和安装尺寸直接采用XKBE的数据。
2）.档位保持机型的档位控制机构：法国XKBE档位保持型主令控制机构耐用度不够，我们不予采用。我们仍选取本公司成熟的由双摇臂、滚子、钢板棘轮和拉簧组成的档位控制机构和可靠的末位档位限位装置。但此处有个难题，那就是棘轮档位角度较小，棘轮外圆直径又受限，造成棘轮的牙槽既窄又浅，摇臂滚子嵌入牙槽的深度不够，对于档位保持型，锁档牢固性不理想。操作者松手后，有脱档可能。为此我们参考德国S+B公司的VCSO在摇臂背面增加辅助压簧，增强档位保持可靠性的处理办法，我们也在棘轮摇臂杠杆背面中间部位各增加一只辅助压簧，正是在辅助压簧的帮助下，棘轮档位被可靠锁住。操作者松开手柄后，操纵杆仍能稳稳停留在各个档位上。此时手柄操作力控制在12N，操作顺滑。联动操作也不费力。符合人机工程。
3）.手柄自复位机构：手柄自复位装置开始我们研究分析了S+B的压簧复位装置和 XKDF的拉簧复位装置。经过反复比较后，蕞终还是采用我公司独创的具有自主知识产权中心臂扭簧复位装置，此处进行了小型化改进设计。复位可靠，特别耐用。实现了操作省力，回零准确，零位永不漂移。
4）.触头组：触头组原型为德国杰斯曼V6多轴控制器的触头组。德国原机上触头组属于易损件。触头组设计有快拆卸结构。为了增加触头组的使用寿命，我们对触头组做了优化改进，即在动触桥挺杆与凸轮片接触的尖端部位增加一个φ2.5的圆柱形、开口的空心金属嵌件，硬度RC35以上。这一改进，触头组电寿命在150万次的基础上猛增到800万次，达到和主令整机同寿命。
5）.凸轮片：重新设计凸轮片，凸轮片工作部位厚度为3mm,选用日本帝人聚碳酸酯制造。由于主令各档之间角度太小，只有8°，凸轮片的触点闭合工作角只有4°，因此凸轮片制造精度要求极高。凸轮片通过方孔紧密套装在8*8的凸轮方轴上，并用开口挡圈轴向限位。
6）.主令带电位器结构：电位器工作转角由凸轮轴上的增速齿轮带动电位器轴固定的小齿轮实现的，其传动比6.27.电位器工作角度±160°，传动付为钢制齿。齿轮付正确啮合不需要调整，靠有关机件的制造精度保证。
7）.精度问题：本机中金属机壳是各结构组件安装的基础件。因此在每一操作方向上，左右侧和前后侧机壳上定位孔的同轴度控制在φ0.05以内。而机壳两侧的组件均用止口与机壳上的定位孔定位，并用M4的螺钉紧固在机壳上。而机壳内的回转机构上的凸轮轴，由滚珠球轴承支承。滚珠轴承安装位置由机型决定。并确保机壳一侧凸轮方轴套装的多个凸轮片和机壳另一侧方轴上套装的棘轮（含复位导轴）同步工作。由于1-3档各档位之间只有8°，凸轮片的工作部位必须与棘轮上的档位对应。而凸轮片使触头组发出电信号的工作角度只有4°左右，两端稍微不同步或不对称，主令就不能正常工作。这也是轻型主令控制器制造工艺超高的原因所在。技术设计上我们采取了很多技术措施，确保各个零部件的制造精度和装配精度都达到技术设计标准。
（三）产品试制简介：
1、产品试制：公司产生研发操作台专用轻型操纵杆想法起始于2017年，期间国内不断的有客户向我公司求购轻型主令控制器，也有不少客户直接建议我们尽快着手研发该产品。公司深知自主研发轻型主令控制器的风险和难度，所以直到2019年，公司才蕞后下决心自主研发。并组织人员开始进行社会调研，客户访问。新产品应用市场目标定位，对新样品拆解分析，并确定技术开发路线。
2020年正式进入技术设计阶段。根据已确定的技术设计方案，按照等强度等寿命的原则，对各个零部件进行技术设计。当年就完成了第 一轮的技术设计任务。
2021年试制出几台新样机，投放到公司网站上推广。随机抽一台样机在公司专门的寿命试验台上进行带负荷200万次寿命试验，目的重点检验各零部件的强度 ，磨损情况。通过试验发现设计上存在的问题，为第二轮设计改进提供技术支持。另外，产品放到网站上，目的主要是听取市场反应。收到国内很多客户询价、求购。客户求购蕞多的是替代法国施耐德XKBE的产品。我们认为第 一轮产品还不够成熟，因此第 一轮产品，一直未向客户供货。
2022年开展了第二轮的改进设计，第二轮改动很大。2022年上半年，经过半年的优化改进设计，下半年转入小批量生产并向客户供货，。到2023年6月份，投放市场的近数百台，出厂全部合格，使用中均未出现质量问题。得到客户的深度认可，产品的质量和手感得到客户的赞同。从此各机型转入批量生产，并大量向客户供货。
2、因客户需要很多年的使用，才能考核出产品的质量可靠性和耐用性。为了更快掌握产品的各项技术指标，必须进行台架寿命试验。我们选取两种机型的各一台样机，对其做台架带负载寿命试验考核，详见产品试验记录表。
四、产品寿命试验分析表：
综合评价：
根据市场反馈，投入市场的新产品质保期内质量可靠、耐用性得到客户的深度认可和普遍好评。产品有品牌力，更有竞争力。按照公司台架试验结果，可以推断，手柄自复位型高配款轻型主令控制器在频繁操作的工况下，其正常使用年限在5年以上。档位保持机型正常使用可在2年以上。
在小型化方面档位保持机型与德国杰斯曼V11机型外形尺寸相当，手柄自复位型由于增设了中心臂扭簧自复位机构，尺寸稍有增加。在轻量化方面，由于本机追求坚固扎实、可靠耐用，实现轴承化，增加机加工件，造成轻量化上有所不足。但与中型主令控制器相比不仅外形尺寸大为减少，整机重量也下降30%-40%。综合看<SJ>P-XKBE操作台专用主令控制器在性能、人机工程学等方面达到国外机型同等先进水平。在坚固性，可靠性，超耐用性及性价比诸方面均遥遥高于国内外品牌，成为国内室内操作台可选品牌。
二零二四年九月
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