CN101128354A - 牵引杆头 - Google Patents

Abstract

一种牵引杆头，带有用来操纵地面输送机械的举升装置的开关系统，其中，开关系统包括装在牵引杆头上的具有一执行器和一传感器的操纵机构，传感器与执行器非接触地作用连接，并且在操作操纵机构时其电气特性如电感、电容或电压发生改变。

Description

牵引杆头

本发明涉及一种牵引杆头(Deichselkopf)，带有用来操纵地面输送机械的举升装置的系统。

带有行走机构的起重小车或升降装载机具有一牵引杆，地面输送机械与它铰接。牵引杆铰接在用于地面输送机械的可回转的驱动轮的支架上。在牵引杆的自由端上设置一牵引杆头，它具有用于运行地面输送机械的操纵机构。后者还包括一驾驶开关以及一用来操纵地面输送机械的举升装置的开关系统。

由DE 195 23 921 A1已知一种上述类型的带有牵引杆头的牵引杆。该牵引杆头包括设置在牵引杆柄延长部上的尖头(Horn)以及在尖头两侧近似横向于尖头延伸的杆状把手，它们通过连接在把手外端上的近似于平行于尖头延伸的臂段和通过与臂段连接的基体段与尖头或杆柄连接。臂段和基体段构成一带有把手孔的保护环。在把手和尖头之间设置一驾驶开关把手，它近似于可绕把手轴线回转地支承在尖头上。在尖头的每侧设置有多个开关按钮，用以操纵地面输送机械的举升装置，按钮可用使用者的手指进行按压操作，开关按钮与设置在牵引杆头内的微型开关机械连接。

这种牵引杆头的缺点在于，采用开关按钮是需要在牵引杆头壳体上开缺口的，它们必须被密封，以防止湿气或污物进入牵引杆头内部。为此所需要的橡胶密封件制造成本很高，而且还容易损坏，因为在频繁操作后在萎陷区内可能形成裂缝，从而不密封。特别是如果这种具有不密封的地面输送机械经受雨淋或者用蒸汽喷射设备来清洗的话，潮湿就有可能进入到牵引杆头内部，而损坏牵引杆头中的电气构件。

因此本发明的目的是，提供一种牵引杆头，它对潮湿和污物不敏感，而且可以廉价地制造。

上述目的通过在权利要求1中记述的牵引杆头得以实现。

在本发明的牵引杆头中，用来操纵举升装置的开关系统包括一装在牵引杆头上的操纵机构，它具有一执行器，通过该执行器可以非接触地改变一传感器的电气特性，如电感、电容或电压，并设置一相应的传感器，它与执行器作用连接，从而非接触地产生用于举升装置的操纵信号。因此传感器可以设置在牵引杆头的封闭的壳体内，而操纵机构可以安装在这个壳体之外。因此能够实现牵引杆头壳体的一种全封闭结构。

传感器最好设计为磁场传感器，特别优选为霍尔传感器。相应地，执行器最好包括至少一个磁场源。已知，产生霍尔电压的霍尔传感器(霍尔电压的大小取决于它穿过的磁场的强度)有很多种实施形式并且是市场上常见的。如果地面输送机械的使用者操作操纵机构，则在霍尔传感器位置处的磁场强度便发生变化，从而改变霍尔电压，其可以用作对于使用者所希望的举升装置的运行状态的特征值。

如果操纵机构-如特别优选的那样-包括可绕一轴线回转地支承在牵引杆头上的操纵等臂杆，该操纵等臂杆尤其是通过一弹簧元件支承在牵引杆头上，那么例如可以通过这样的方式触发“抬升”指令，即，将操纵等臂杆在一个侧端从由弹簧元件所给定的操纵等臂杆的静止位置克服弹簧力的作用向下压。为外，在霍尔传感器后面可以连接一微处理器，它将根据操纵等臂杆的位置产生的霍尔电压转变成用于操纵举升装置的控制信号。然后若将由霍尔传感器在未操作操纵等臂杆时产生的起始电压算作控制信号，则其对应于“未操作举升装置”的运行状态。合乎逻辑地，若在另一侧端向上操作操纵等臂杆造成起始电压改变，其就会被微处理器转变成“使举升装置放下”的信号。

特别优选的是牵引杆头的这样一种发展设计，其中，弹簧元件设置在轴线的两侧。如果这些弹簧元件-如特别优选的那样-设计为：当操纵等臂杆在其静止位置时，两侧弹簧元件都处于不受力状态，那么即使在其中的一个弹簧元件例如由于断裂而失效时也不会导致举升装置不受控的运行状态。

操纵等臂杆绕其可回转地支承的轴线最好是沿牵引杆头的纵向布置。这里所说的纵向是指横向于尖头延伸的方向。因此，所述操纵等臂杆与已知的开关按钮以同样的方式操作，故而不需要习惯于传统牵引杆头的人员改变习惯。

微处理器的特性最好这样选择，即，随着操纵机构从其静止位置的偏离加大，灵敏度也逐步增大。通过这种措施促使：在小的抬升或下降速度时可以特别灵敏地操纵举升装置。通过这个措施，用地面输送机械抬升的例如要放在高架货柜内的重物的高度精确的定位变得容易得多。

在本发明牵引杆头的一种特别优选的实施形式中，操纵等臂杆具有一横向于由轴线所确定的操作方向延伸的凹槽，磁性传感器伸入此凹槽内。

在磁性传感器两侧，永久磁铁可用作磁场源，它们大致按相反的方向布置，亦即以同性的极大致相互面对面。通过这个措施，可以使霍尔传感器大致设置在两永久磁铁的中心，并以其面延伸方向大致垂直于永久磁铁之间的连线。通过这个措施，一方面达到在霍尔传感器位置处的特别高的磁场密度，并且在操作操纵等臂杆时霍尔电压产生大的变化。另一方面对于霍尔传感器可以采用所谓的SMD-技术，其中，真正的传感器模块可以直接安装和固定在电路板上，同时建立起必要的导电接通。通过这个措施，实现了霍尔传感器更高的定位精度和对于机械载荷的更大承受能力，其例如是由相于对这些结构的振动所引起的，其中，霍尔传感器通过其导电接线柱固定在电路板上。此外，这种结构由于磁力线分布而能特别良好地防护外部干扰的影响。如果采用这样的霍尔传感器，它在操纵等臂杆不受载的中间位置电压为约2.5伏，在朝向使用者的一侧向下操作等臂杆时电压上升到5伏，而在操作人员一侧从不受载的静止位置向上操作操纵等臂杆时霍尔电压下降到接近1伏，那么霍尔传感器可以直接连接在微处理器上，而不必中间连接对干扰敏感的放大级。

如果微处理器-如特别优选的那样-与一A/D转换器相连，该A/D转换器将操纵信号作为串行通信协议输出，那么在牵引杆头内产生的信号到位于地面输送机械内的功率单元如行驶驱动装置、举升装置的驱动装置等等的传输可以通过少量的例如三条电缆实现。

本发明牵引杆头的这样一种实施形式运行特别可靠，其中，在操纵等臂杆的轴线的两侧设置由执行器和传感器组成的单元。这样，微处理器便可以按下述方式设计和编程：始终对由传感器测量的信号进行合理性检验，并且一旦测出预示差错的不合理信号，举升装置便停止运行。通过这种改进设计提高了配备本发明牵引杆头的地面输送机械的运行可靠性。

在附图中示意表示出本发明牵引杆头的一个实施例。其中：

图1以俯视图表示本发明牵引杆头的一个实施例；

图2示意表示出用来操纵举升装置的开关系统的优选实施形式的局部剖侧视图；以及

图3定性表示按图2的开关系统的磁力线分布。

牵引杆头11具有一个构成图中未画出的牵引杆柄延长部的尖头12，支承段13，14从它出发侧向伸出地延伸。在支承段的末端上形成弯曲区域15，16，它们过渡到大致垂直于尖头12分布的把手17，18。在两个把手17，18的延长线上，在尖头12上设置一种已知驾驶开关21的两个相互连接的部分19，20，该驾驶开关例如可以用操作人员的拇指进行操作。

此外，在牵引杆头11的尖头12的两侧，在支承段的朝向操作人员的区域内设置开关系统22，23，它们用来操作地面输送机械的举升装置。两开关系统22，23分别包括一个操纵等臂杆3，它可以通过按压末端区域绕轴线5回转。按压在图1左面所示的末端区域意味着举升装置的抬升，按压右面所示的末端区域意味着相应地下降。

在图2中示意表示了两个构造得一样的开关系统之一。在牵引杆头11的封闭的壳体1上，设置可绕轴线5回转的操纵等臂杆3。它在其在图中右面所示的末端区域上通过一弹簧元件4支承于壳体1上。

操纵等臂杆3的在图中左面所示的末端区域这样地分叉，使得在“叉齿”之间形成一横向于由轴线所确定的操作方向延伸的凹槽，设计为霍尔传感器8的磁性传感器7伸入此凹槽内。该磁性传感器7完全被壳体1包围，为此，壳体具有一突入凹槽10内的突起部6。在两个“叉齿”的末端区域内分别设置一个永久磁铁2，2′，使磁性传感器7的顶面朝向上部永久磁铁的南极，以及使磁性传感器7的底面同样朝向下部永久磁铁的南极。

如由图3可见，它定性表示了在操纵等臂杆处于静止位置时的磁力线分布，磁性传感器7在这个位置被方向相反的磁力线大致以相同的密度穿过。现在如果操纵等臂杆偏离其静止位置，这导致永久磁铁沿双箭头P方向移动，则在传感器位置处一个方向的磁力线的磁通量占优势，并改变了由其发出的信号。

由磁性传感器根据两个永久磁铁2，2′的位置产生的电信号-在所示实施例的情况下是霍尔电压-被输送给微处理器9，该微处理器根据这个输入信号产生一个用于在图中未画出的地面输送机械的举升装置的驱动装置的控制信号。

在图中表示出操纵等臂杆3的中性位置，在弹簧元件4不受力时操纵等臂杆占据这个位置。这个中性位置在霍尔传感器8内产生一霍尔电压，其取决于磁场强度以及两永久磁铁2，2′分别离霍尔传感器的相互面对的侧面的距离。在这个位置的霍尔电压例如可以为2.5V。现在如果在图中左面所示的操纵等臂杆3的朝向使用者的末端向下运动，那么霍尔电压连续地提高，例如直至5V，如果操纵等臂杆3的朝向使用者的末端处于其下极限位置的话。微处理器9是这样标定的，即，使它在霍尔电压为2.5V的情况下向举升装置的驱动装置发出一促使驱动装置停止的控制信号。在霍尔电压为5V的情况下，由微处理器9控制驱动装置，使举升装置以最大上升速度运行。霍尔电压的中间值对应于升降速度的中间值，其中，微处理器具有渐进特性，这样，驱动速度的变化相对于操纵等臂杆3从其静止位置的偏离超比例地增加。

如果操纵等臂杆的在图中右面所示的一侧端克服由弹簧元件4传入的弹力向下运动，则在操纵等臂杆到达终端位置时霍尔电压下降到例如2.5V。微处理器9根据上面的说明对驱动装置进行控制，只是方向相反，从而使举升装置下降。为了避免重复，可以参照对于在举升装置抬升方向上操作操纵等臂杆时所作的说明。

微处理器9可以设置在一个图中未画出的中央印刷电路板上。此外，该印刷电路板还可包括用于专门标定开关系统的元件，为了使由微处理器9发出的对应于举升装置的驱动装置的静止位置的信号与霍尔传感器8在操纵等臂杆3处于静止位置时由于加工误差造成的特殊的输出电压相匹配，它们是必需的。此外，在中央印刷电路板上还可以设置用于协调关于开关系统的开关行程的灵敏度曲线的元件。最后，可以设置A/D转换器，它们将微处理器9的输出信号转变成串行通信协议。

附图标记表

1       壳体

2       永久磁铁

3       操纵等臂杆

4       弹簧元件

5       轴线

6       突起部

7       磁性传感器

8       霍尔传感器

9       微处理器

10      凹槽

11      牵引杆头

12      尖头

13，14  支承段

15，16  区域

17，18  把手

19，20  部分

21      驾驶开关

22，23  开关系统

Claims (14)

1.牵引杆头，带有用来操纵地面输送机械的举升装置的开关系统，

其特征为：

所述开关系统包括一安装在牵引杆头上的操纵机构，

所述操纵机构具有一执行器，并且

所述开关系统包括一传感器，它与传感器非接触地作用连接，并且在操作操纵机构时其电气特性如电感、电容或电压发生改变。

2.按权利要求1所述的牵引杆头，其特征为：所述传感器是一磁场传感器(7)，所述执行器包括至少一个磁场源，并且，磁场传感器和磁场源这样设置，即，使得所述磁场传感器被由所述磁场源产生的磁力线穿过。

3.按权利要求2所述的牵引杆头，其特征为：所述磁场传感器(7)设计为霍尔传感器(8)。

4.按权利要求1至3之任一项所述的牵引杆头，其特征为：所述操作机构包括可绕一轴线(5)回转地支承在牵引杆头上的操纵等臂杆(3)。

5.按权利要求4所述的牵引杆头，其特征为：所述轴线(5)大致沿牵引杆头的纵向延伸。

6.按权利要求4或5所述的牵引杆头，其特征为：设置至少一个弹簧元件(4)，操纵等臂杆(3)通过它支承在牵引杆头上。

7.按权利要求6所述的牵引杆头，其特征为：在所述轴线两侧设置所述弹簧元件。

8.按权利要求7所述的牵引杆头，其特征为：当操纵等臂杆位于其静止位置时，两侧弹簧元件都处于不受力状态。

9.按权利要求4至8之任一项所述的牵引杆头，其特征为：所述操纵等臂杆(3)包括一横向于由所述轴线(5)确定的操作方向延伸的凹槽(10)，磁性传感器(7)伸入此凹槽内。

10.按权利要求9所述的牵引杆头，其特征为：在磁性传感器(7)的两侧设置永久磁铁(2，2′)。

11.按权利要求10所述的牵引杆头，其特征为：所述永久磁铁设置为使同性的极大致相互面对面布置。

12.按权利要求1至11之任一项所述的牵引杆头，其特征为：所述传感器与一微处理器(9)相连，微处理器将传感器的电气特性转变成用于举升装置的操纵信号。

13.按权利要求12所述的牵引杆头，其特征为：所述微处理器(9)与一A/D转换器相连，该A/D转换器将操纵信号作为串行通信协议按比例地或者作为开/关信号输出。

14.按权利要求4至13之任一项所述的牵引杆头，其特征为：在所述操纵等臂杆的轴线(5)的两侧设置由所述执行器和所述传感器组成的单元。

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