CN103318255A - 叉车的转向稳定系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种叉车的转向稳定系统和方法，包括具有可转向驱动轮胎的可转动驱动单元。第一滑动机构联接到所述可转动驱动单元，第二滑动机构安装到脚轮板。使联接到所述可转动驱动单元的转向机构运动来使所述可转向驱动轮胎转向，使所述第一滑动机构与所述第二滑动机构相互作用并且在安装到所述脚轮板的脚轮上产生向下的压力和/或减小安装到所述脚轮板的脚轮上的向下的压力。

Description

叉车的转向稳定系统和方法
技术领域
本发明涉及工业叉车领域，更具体地涉及用于改进叉车转向稳定性控制的系统和方法。
背景技术
已经做出通过在脚轮组中以高压力使用刚性弹簧来增强叉车的转向或回转稳定性的尝试以使叉车更稳定。但是，刚性弹簧的使用还通过使得操作人员感觉更颠簸而降低操作人员的舒适度。其它稳定性增强机构锁住叉车悬架以便于增强叉车在转向时的稳定性，但是具有类似的结果。
例如，参见图1，示出了叉车20的简化正视图，其使用弹簧加载的脚轮22和在两个弹簧加载的脚轮22之间间隔开的中心驱动轮胎24。所述弹簧加载的脚轮允许叉车在不平的地板26上转向和驱动同时仍然保持对驱动轮胎24的平稳的支承和良好的接触力。通常，对所述脚轮22进行调节以在两脚轮之间的驱动轮胎滑移和叉车摇摆或倾斜之间找出最佳操作。
其它种类的叉车构造使用弹簧加载的脚轮并且包括用于缓冲的吸震器30。缓冲的添加允许使用更软的弹簧，这就降低了向外摇摆的速率，但不降低摇摆的幅度。然而，当叉车急转弯时，缓冲器通过产生一力来响应于脚轮的高速运动并且可能仍然使叉车倾斜，因为缓冲器的力取决于脚轮运动，而不是叉车摇摆。当缓冲器以这种方式起作用时，其降低了操作人员舒适性并且减少了较软弹簧的优点。
参见图2，其它种类的叉车构造使用固定脚轮34和悬挂驱动轮胎36。这种构造让悬挂弹簧38提供足够的力来保持悬挂驱动轮胎36与地板接触，并且对于非常平的地板更有优势。但是，在不平的地板上，这种构造的叉车的操作人员知道几乎在每次颠簸时都会感觉摆动并且叉车可能会倾斜。还有，一个脚轮碰到物体的结果可能导致操作人员感到显著的接触和倾斜。
所有这些前述的构造相比于硬弹簧和仅限制脚轮构造的弹簧性能的叉车缓冲器至多仅改进了软弹簧与叉车倾斜(转向时摇摆或摆动)之间的权衡。如果在转向期间可以调节脚轮的弹簧张力，那叉车然后就能够没有摆动地转动并且保持操作人员的舒适性。
所需要的是通过转向时调节脚轮弹簧张力来增强转向性能但不牺牲车辆性能、回转弯能力和/或操作人员舒适性的系统和方法。
发明内容
本发明通过提供稳定性控制特征来减少或消除叉车远离一个转弯或进入一个转弯的摆动而克服了前述叉车系统和方法的缺点。
根据本发明的一个实施方式，披露了一种用于稳定叉车的系统。该系统包括可转动驱动单元，该驱动单元包括可转向驱动轮胎。第一滑动机构联接到所述可转动驱动单元。脚轮安装到脚轮板，其中第二滑动机构安装到脚轮板。转向机构联接到所述可转动驱动单元，使得当使所述转向机构运动来使可转向驱动轮胎转向时，所述第一滑动机构与所述第二滑动机构相互作用以改变脚轮上的压力。
根据本发明的另一个实施方式，披露了一种用于稳定叉车的系统。该系统包括可转动驱动单元，该驱动单元包括可转向驱动轮胎。左侧滑动机构和右侧滑动机构联接到所述可转动驱动单元。左脚轮安装到左脚轮板，右脚轮安装到右脚轮板。左脚轮滑动机构安装到左脚轮板，右脚轮滑动机构安装到右脚轮板。转向机构联接到所述可转动驱动单元，使得当使所述转向机构运动以使叉车向左转时，所述右侧滑动机构与所述右脚轮滑动机构相互作用以在右脚轮上产生向下的压力。
根据本发明的又一个实施方式，披露了一种用于稳定叉车的方法。该方法包括以下步骤：提供可转动驱动单元，该驱动单元包括可转向驱动轮胎；提供联接到所述可转动驱动单元的第一滑动机构；提供安装到脚轮板的脚轮；提供安装到脚轮板的第二滑动机构；提供联接到所述可转动驱动单元的转向机构，所述转向机构用于使所述可转向驱动轮胎转向并且使所述第一滑动机构与第二滑动机构相互作用；改变所述脚轮上的压力。
本发明的前述的和其它的目的和优点将会出现在如下的详细描述中。在该描述中，参照了图示出优选实施方式的附图。
附图说明
图1是已知的弹簧加载的脚轮构造的叉车的正视图；
图2是与图1的叉车类似的叉车的正视图，除了示出了已知的具有悬挂牵引轮的固定脚轮构造；
图3是包括本发明的实施方式的叉车的立体图；
图4是示出了本发明的实施方式的图3的叉车的俯视图；
图5是图3的叉车的正视图；
图6A和6B是图5的叉车的局部侧视图，与轴承和凸轮构造一起示出了驱动电机和驱动轮胎；
图7是叉车的俯视图，示出了本发明的附加的替代性的实施方式；
图8是叉车的俯视图，示出了本发明的又一附加的替代性的实施方式；以及
图9是图8的叉车的正视图。本发明可以以多种形式体现，而不脱离其精髓或主要特征。本发明的范围由所附的权利要求，而不是由权利要求之前的具体描述限定。因此落入这些权利要求的等同含义和范围内的所有实施方式旨在包含在这些权利要求中。
具体实施方式
将结合工业叉车的改进的转向稳定性描述本发明的各个方面。那是因为因本发明的实施方式产生的特征和优点非常适合于该目的。尽管如此，应该意识到的是本发明的各个方面同样可以适用于达到其他目的。
这里所描述的本发明的实施方式，单独的或者结合的，非常适合于提供稳定的叉车。该叉车通过构造成将由车辆转向造成的左右运动减到最小的一个或多个单独的或者结合的改进获得了改进的转向稳定性。共同的改进提供了简单的机械技术方案，并且通过允许更快的运行速度而实现了更大的生产率。
现参见这些图，尤其参见图3，示出了包含本发明的叉车50的一个实施方式。图3绘出了手推车/带司机叉车50，其具有承载叉52和转向控制机构54，所述转向控制机构54包括可动转向臂56和转向臂手柄58。该叉车50还设有驱动单元60，所述驱动单元60包括封装在电机壳体64中的牵引电机62(见图4)以及位于平台68下面的可转向驱动轮胎66(见图5)。所示出的该驱动单元60基本沿着中心线118对中。该叉车50还示出了具有稳定脚轮70以及可以由站在所述平台68上的驾驶操作人员握住的扶手72。
所述驱动单元60联接到转向机构54。该转向机构54可左右转动以改变叉车10的方向(即转向右边和左边)并且还可以在基本竖直位置与基本水平位置之间的弧内运动。在示出的叉车构造中，转向机构54朝向左边的转动会使叉车转向左边，转向机构54朝向右边的转动会使叉车转向右边。
应该意识到的是叉车以多种构造设计以执行多种任务。尽管叉车50通过示例作为手推车/带司机叉车示出，但是对于本领域技术人员显而易见的是本发明并不局限于这种车辆，还可以以各种其他类型的材料搬运和提升车辆构造来提供，包括例如码垛车、堆跺车以及前后姿态操作人员构造的叉车。这些系统和方法适合于驾驶员控制的、行人控制的和远程控制的叉车。
参见图3，4和5，手推车/带司机叉车一般构造成五轮车辆，其中两个或多个承载轮80布置为承载轴82，一个是横向转动驱动单元60(包括驱动轮胎66)，两个脚轮70(包括脚轮74)用于提供附加的稳定性。这些脚轮例如可以是固定的、弹簧加载的和/或装载有吸震器的脚轮。承载轮80和驱动单元60构成了一般的三轮车辆姿态，这些脚轮70一般放置到驱动轮胎66的侧面以减小叉车的横向倾斜。驱动单元60的横向转动经由转向机构54提供了转向功能，这些脚轮70将在叉车转向时跟随叉车的运动而转向。本发明的实施方式保留了相同的基本轮结构，但是修改了脚轮和/或驱动单元的操作以在转向时改进叉车的稳定性。
当叉车50进入转向时本发明的实施方式增加了外侧脚轮70的向下压力。这样做将阻止/减小任何叉车摆动或倾斜到外侧的可能性。替代性地，或者结合地，可以减小内侧脚轮上的拉力。本发明的实施方式利用了驱动单元60或者与转向相关的或者受转向影响的其他部件的转动，以直接触发一个或另一个或者这两个脚轮70上的压力变化。
现参见图5，可以看到每个脚轮70安装到通常水平的脚轮板86上，使得脚轮70可以从作为铰接连接部90示出的柔性或可转动连接部或者机构在叉车50的外壁或框架92处或附近朝向地板26向下枢转(见箭头88)。应该意识到的是所述铰接部可以由柔性材料或运动元件制成。脚轮板86的向上运动可以由止挡件96限制，止挡件96还可以是叉车框架92的元件，并且可以用于支承驱动单元60。可以构想到还可以设置止挡件来限制脚轮板86向下运动到最大值。止挡件96和/或脚轮板86可以结合安装到框架92或叉车50的其它部件的支架98中。
每个脚轮板86可以具有第一滑动机构，其作为凸轮装置100示出，其连接在顶表面102上使得在一个实施方式中，所述凸轮100具有从前部104到后部106部分或完全向上逐渐倾斜的倾斜表面103，正如在图6A中最清楚看出的。对于不同的应用和/或适合于操作人员的喜好可以考虑到具有不同轮廓和/或高度和/或取向的滑动机构。例如，滑动机构可以是水平和横向取向的。类似地，可以调节凸轮100的高度101以提供不同的响应。如果所述凸轮高度做得小，那将仅减小叉车倾斜的量。如果凸轮高度做得大，那叉车实际上会进入转弯而不是远离转弯。
正如在图6A和6B中可以看出的，凸轮100可以延伸穿过孔105并且在止挡件96(叉车框架92的元件)上方延伸，其中脚轮板86位于所述止挡件96下方。在图6A中示出的实施方式中，可以通过使用作为非限定性示例的焊接、铆钉和/或螺母和螺栓将所述凸轮100附连到脚轮板86。
在图6B中示出的实施方式中，可以利用作为非限定性示例的支柱110(例如钢的)将所述凸轮100附连到脚轮板86，以便于将所述止挡件96中的孔105的尺寸减到最小来适应所述凸轮100。
叉车驱动单元60的横向转动部112还可以包括第二滑动机构，当在转向期间使所述横向转动部112转动时所述第二滑动机构与第一滑动机构(例如凸轮100)接触或相互作用。在一些实施方式中，所述第二滑动机构包括接合凸轮100的轴承114，使得所述轴承114将绕自所述驱动单元60的转动中心伸出的水平轴线(见图4中的箭头116)运动。在一个实施方式中，可以使用单个轴承114，并且当转向机构54处于直的前方位置上时可以将所述轴承114放置在驱动单元60的固定轴侧120上的叉车中心线118上。具有安装到驱动单元的固定轴侧的轴承或凸轮机构在叉车转向时能够使该机构增加外侧脚轮上的压力。应该意识到的是可以考虑到其他构造，其中轴承或凸轮安装在驱动单元的固定轴侧的对面。
轴承114的使用实现了当横向转动部112转动并且轴承114接触凸轮表面103并在凸轮表面103上移动、摇摆和/或滑动时，凸轮100与轴承114之间的基本平稳的相互作用。当驱动单元转动时，轴承在铰接脚轮的顶部上接合凸轮100，将脚轮70和脚轮74向下推。这防止了叉车向外侧倾斜并且保持叉车更稳定。应该意识到的是还可以在转向时减小内侧脚轮上的向下压力以便于在转向期间影响一个或两个内侧和外侧脚轮的运动。
在图7中示出的一个替代性实施方式中，可以使用一个或多个第二滑动机构，例如轴承124和126，它们可以以预定角度远离叉车的中心线118或者相对于叉车的中心线118偏置，同样固定在驱动单元60的固定轴侧120上。使用从驱动单元伸出的两个或多个轴承124，126而不是一个轴承，使得稳定过程以更小的转向角度开始和/或允许使用更小的凸轮。
在图8和9中示出的又一个另外的替代性实施方式中，可以颠倒凸轮和轴承的相对位置。正如可以看出的，所示出的单个凸轮130联接到叉车驱动单元60的横向转动部112。所述凸轮130包括两个锥形表面132和134以分别接合轴承136和138。轴承136，138定位在脚轮板86上或脚轮板86内。可以意识到的是可以使用多于一个的凸轮来替代单个凸轮130。还可以意识到的是在任意实施方式中，第一滑动机构可以包括凸轮或轴承，第二滑动机构也可以包括凸轮或轴承。
其他实施方式可以使用许多各种不同的系统和方法来调节叉车稳定性，并且每个都可以单独使用或者与其他稳定控制措施结合使用。例如，一些实施方式可以使用致动器来调节转向时脚轮弹簧张力。在这种构造中，可以监视并控制脚轮弹簧张力来使稳定性最大化。
之前的描述是本发明的说明性实施方式的详细描述。在不脱离其精髓和范围的前提下可以做出各种修改和添加。此外，因为对于本领域技术人员来说许多修改和改变是容易进行的，所以并不旨在将本发明限定成所示出和描述的这种精确的结构和操作。例如，这里所描述的各种特征的任一个可以与根据替代性实施方式描述的一些或所有其他特征进行结合。虽然已经描述了优选实施方式，但是在不脱离由权利要求限定的本发明的前提下可以改变这些细节。
最后，可以清楚地构想到这里所描述的任何方法或步骤可以组合、省去或重新排序。因此，这种描述旨在仅是示例性的，而不是限定本发明的范围。

Claims (19)

1.一种用于稳定叉车的系统，所述系统包括：
可转动驱动单元，所述驱动单元包括可转向驱动轮胎；
第一滑动机构，所述第一滑动机构联接到所述可转动驱动单元；
脚轮，所述脚轮安装到脚轮板；
第二滑动机构，所述第二滑动机构安装到所述脚轮板；以及
转向机构，所述转向机构联接到所述可转动驱动单元，使得当使所述转向机构运动来使所述可转动轮胎转向时，所述第一滑动机构与所述第二滑动机构相互作用来改变所述脚轮上的压力。
2.如权利要求1中所述的系统，其特征在于，所述脚轮是外侧脚轮，所述第一滑动机构与所述第二滑动机构相互作用以在所述外侧脚轮上产生向下的压力。
3.如权利要求1中所述的系统，其特征在于，所述脚轮是内侧脚轮，所述第一滑动机构与所述第二滑动机构相互作用以减小所述内侧脚轮上的向下的压力。
4.如权利要求2中所述的系统，其特征在于，还包括铰接连接部以将所述脚轮板连接到所述叉车，从而铰接连接部允许所述脚轮上的向下的压力使所述脚轮能够朝向地板向下枢转。
5.如权利要求1中所述的系统，其特征在于，所述第一滑动机构包括凸轮和轴承中的一个，所述第二滑动机构包括所述凸轮和轴承中的另一个。
6.如权利要求1中所述的系统，其特征在于，所述可转动驱动单元基本位于两个脚轮之间。
7.如权利要求1中所述的系统，其特征在于，所述叉车还包括承载叉，所述承载叉包括承载轮，所述承载轮布置为承载轴。
8.如权利要求7中所述的系统，其特征在于，所述第一滑动机构安装在所述可转动驱动单元的承载轴侧上。
9.一种用于稳定叉车的系统，所述系统包括：
可转动驱动单元，所述驱动单元包括可转向驱动轮胎；
左侧滑动机构和右侧滑动机构，所述左侧滑动机构和右侧滑动机构联接到所述可转动驱动单元；
左脚轮，所述左脚轮安装到左脚轮板；
右脚轮，所述右脚轮安装到右脚轮板；
左脚轮滑动机构，所述左脚轮滑动机构安装到所述左脚轮板；
右脚轮滑动机构，所述右脚轮滑动机构安装到所述右脚轮板；以及
转向机构，所述转向机构联接到所述可转动驱动单元，使得当使所述转向机构运动来使所述叉车向左转向时，所述右侧滑动机构与所述右脚轮滑动机构相互作用以在所述右脚轮上产生向下的压力。
10.如权利要求9中所述的系统，其特征在于，还包括：
左铰接连接部以将所述左脚轮板连接到所述叉车；以及
右铰接连接部以将所述右脚轮板连接到所述叉车。
11.如权利要求9中所述的系统，其特征在于，所述转向机构联接到所述可转动驱动单元。
12.如权利要求9中所述的系统，其特征在于，所述叉车包括五轮叉车。
13.如权利要求9中所述的系统，其特征在于，所述可转动驱动单元基本位于所述左脚轮与所述右脚轮之间。
14.如权利要求9中所述的系统，其特征在于，还包括承载叉，所述承载叉包括承载轮，所述承载轮布置为承载轴。
15.如权利要求14中所述的系统，其特征在于，所述左滑动机构和所述右滑动机构安装在所述可转动驱动单元的承载轴侧。
16.一种用于稳定叉车的方法，所述方法包括：
提供可转动驱动单元，所述驱动单元包括可转向驱动轮胎；
提供联接到所述可转动驱动单元的第一滑动机构；
提供安装到脚轮板的脚轮；
提供安装到所述脚轮板的第二滑动机构；
提供联接到所述可转动驱动单元的转向机构，所述转向机构用于使所述可转向驱动轮胎转向并且使所述第一滑动机构与所述第二滑动机构相互作用；以及
改变所述脚轮上的压力。
17.如权利要求16中所述的方法，其特征在于，所述脚轮是外侧脚轮，改变所述压力包括在所述外侧脚轮上产生向下的压力。
18.如权利要求16中所述的方法，其特征在于，所述脚轮是内侧脚轮，改变所述压力包括减小所述内侧脚轮上的向下压力。
19.如权利要求16中所述的方法，其特征在于，还包括允许所述脚轮板朝向地板向下枢转。
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