CN108383044B - 锂电池叉车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂电池叉车，包括车体，车体下部安装有驱动机构、转向机构、电控机构和液压机构，驱动机构安装在车体前部，转向机构包括转向桥和转向轮，转向桥安装在车体后侧中部，转动轮安装在转向桥上，电控机构包括锂电池箱和控制器，车体中部一侧设有安装腔，安装腔侧边开口，锂电池箱从侧边开口处装入安装腔内，液压机构中的油箱、电磁阀、齿轮泵和泵电机集中安装在车体中部另一侧，与锂电池箱并排设置。本发明在整车布局上结构紧凑合理，有利于减小整车体积。

Description

锂电池叉车
技术领域
本发明涉及叉车，尤其涉及适合小空间作业的锂电池叉车。
背景技术
叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆。
叉车需要在小空间作业，对于这一类叉车，为了操作的灵活性以及对作业空间的要求，需要尽可能减小叉车的体积，然而，叉车体积缩小，导致驾驶员的操作空间也随之减小，影响操作者的操作舒适性。另外小体积叉车因为设计空间的局限性，导致布局相对紧凑，对于检测、维修以及保养来说，也相当不便。
同时，现有采用电池供电的叉车，一般采用铅酸电池。由于铅酸电池的体积较大，电池一般设置在叉车上靠近驾驶舱的位置，位于驾驶员座位的下方。这样，一方面电池所占空间大，导致叉车的体积较大；另一方面电池的更换需要借助吊机，非常不方便。
另一方面，如图5所示，现有技术中的电动叉车一般以机械转向为主，是依托于主油路的液压助力转向，方向盘下通过万向节连接转向机构，这是目前最广泛应用的液压转向连接结构设计。转动方向盘最终带动转向器转动，直接由机械-液压-机械的方式提供助力。这样的转向方式必须依靠泵电机的动力，使得泵电机一刻不停的在工作，这样在能耗上也是很浪费的，并且手转动方向盘的扭力也是相当的大，对于长时间操作的工人来说也是相当累的。另一种是单独增加转向电机的电子助力转向。但是前者能耗过大，且操作性差，后者由于机械结构局限性，目前大多只应用于单驱动三支点叉车。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种锂电池叉车，使用锂电池供电，叉车各部件合理布局，能有效减小叉车体积。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
锂电池叉车，包括车体(1)，车体(1)前侧设有升降机构(2)，车体(1)上方设有驾驶舱(4)，驾驶舱(4)中设有固定在车体(1)上的车座(41)以及操纵机构(42)；车体(41)下部安装有驱动机构(5)、转向机构(6)、电控机构(7)和液压机构(8)；
驱动机构(5)安装在车体前部，驱动机构包括两个驱动轮(51)以及分别与两个驱动轮(51)连接的驱动变速箱(52)和驱动电机(53)；
转向机构包括转向桥(61)和转向轮(62)，转向桥(61)安装在车体(1)后侧中部，转动轮(62)安装在转向桥(61)上，转向桥(61)转动带动转动轮(62)一起转动；
电控机构(7)包括锂电池箱(71)和控制器(72)，车体(1)上设有用于安装锂电池箱的安装腔(12)，安装腔(12)左侧或右侧设有供电池箱抽拉式装入或抽出的开口；
液压机构8分为升降油路和转向油路两部分，所述升降油路为升降机构2提供动力，包括油箱81、电磁阀82、齿轮泵83和泵电机84，转向油路为转向机构6提供转向助力，转向油路包括与油箱连接的液压站86；升降油路中的各部件集中设置在车体中部的左侧或右侧，与锂电池箱左右并排设置。
作为优选，转向机构包括转向电位器(63)，转向电位器(63)与电控机构(7)连接。
作为优选，液压站设置在车体后侧靠近转向机构设置，液压站(86)从油箱(81)取油，驱动转向桥转动。
作为优选，液压站(86)与操纵机构的方向盘(421)之间通过EPS电机(64)和EPS控制器(65)配合连接。
作为优选，液压机构包括油箱加油口(85)，油箱加油口(85)设置在车体后侧，露出车体外。
作为优选，电控机构包括多个控制器分别控制驱动电机和泵电机，多个控制器集中设置在车体(1)前侧，位于驱动机构(5)的上方。
作为优选，驱动机构包括电磁制动器(54)，驱动电机(53)的输出轴连接电磁制动器(54)，操纵机构(42)与电磁制动器(54)电连接。
本发明公开的锂电池叉车，采用一体式锂电池供电，锂电池抽拉式设置在车体上的一侧，液压机构中主体部分集中设置在车体上另一侧，与锂电池并排设置，整车布局紧凑，能减小整车体积，并有利于对液压机构的故障排查。
附图说明
图1为本发明中叉车的结构示意图。
图2为本发明中叉车另一侧面的结构示意图。
图3为车体上各部件的布局示意图。
图4为本发明中驱动机构的连接结构示意图。
图5为现有技术中叉车转向的原理框图。
图6为本发明中液压助力转向的连接结构示意图。
图7为本发明中液压助力转向的原理框图。
图8为本发明中电池箱及插拔器的结构图。
图9为本发明中锁止机构的结构示意图。
图10为电池箱与电控部分之间通过插拔器连接的示意图。
图11为车体和上配重、下配重的安装示意图。
图12为图11中的D处放大图。
其中：1、车体，11、隔板，12、安装腔，121、滚轮，122、插槽，13、上配重，14、下配重，15、后侧板，16、车座支架，2、升降机构，21、起升架，22、货叉，3、安全棚，4、驾驶舱，41、车座，42、操纵机构，421、方向盘，5、驱动机构，51、驱动轮，52、驱动变速箱，53、驱动电机54、电磁制动器，6、转向机构，61、转向桥，62、转向轮，63、转向电位器，64、EPS电机，65、EPS控制器，7、电控机构，71、锂电池箱，711、台阶，712、插销，713、插销座，714、铜套，715、定位柱，716,、手柄，72、控制器，73、插拔器，731、电缆接头，74、连接电缆，75、接触器，8、液压机构，81、油箱，82、电磁阀，83、齿轮泵，84、泵电机，85、油箱加油口、86、液压站，
具体实施方式
下面结合附图对本专利的优选实施方案作进一步详细的说明。其中图中箭头所指方向为车体的前侧。
如图1和图2所示的锂电池叉车，包括车体1，车体1前侧设有升降机构2，升降机构2包括起升架21和升降设置在起升架上的货叉22。车体1上方设有驾驶舱4，驾驶舱4中设有固定在车体1上的车座41以及操纵机构42。本实施例中驾驶舱外侧设有安全棚3，安全棚3固定在车体1上方。车体41下部安装有驱动机构5、转向机构6、电控机构7和液压机构8。
本实施例中的锂电池叉车采用双前轮驱动，后并排双轮转向的三支点结构。三支点叉车是指由三个支撑点来支撑整个叉车重量的叉车，其中三个支撑点分别为两个前轮所构成的两个支撑点和车后中间部位的一个支撑点。三支点叉车相对于四支点叉车而言，具有相同的稳定性，但是三支点叉车的转向更加灵活，尤其是小空间360度转向时，更能体现灵活性。双前轮驱动动力强劲，爬坡能力强。
如图3所示，驱动机构5安装在车体前部，驱动机构包括驱动轮51以及分别与两个驱动轮51连接的驱动变速箱52、驱动电机53和电磁制动器54。驱动电机53的输出轴连接电磁制动器54和驱动变速箱52，驱动变速箱52连接驱动轮51。操纵机构42与电磁制动器54电连接，叉车采用电子助力刹车制动性能稳定且安全可靠。
如图3、6和7所示，转向机构6用于实现叉车转向功能。转向机构包括转向桥61、两个转向轮62和转向电位器63。转向桥61安装在车体1后侧中部，转向桥61在转向油缸作用下可顺时针或逆时针转动，转向油缸的左右端油口分别连接到液压机构8，由液压机构8驱动转向桥61左右转动。两个转动轮62左右并排安装在转向桥61上，转向桥61转动带动转动轮62一起转动。转向电位器63安装在转向桥61上端，转向电位器63与电控机构7连接，实时监控转向轮63的转动角度，当转向电位器63采集到转向轮方向到既定角度时，将角度信号传输到电控机构，电控机构7限定控制液压机构8溢流，从而控制转向轮62无法过度转向。一般来说，上述既定角度为90°。同时，电控机构7还可在接收到角度信号后对叉车的行驶速度进行调整，已达到转弯减速的功能。
液压机构8分为升降油路和转向油路两部分，所述升降油路包括油箱81、电磁阀82、齿轮泵83和泵电机84，液压机构8中的升降油路为升降机构2提供动力，泵电机84与齿轮泵83连接，齿轮泵83与油箱81之间通过油管连接，齿轮泵83通过电磁阀82连接到升降机构2。泵电机84带动齿轮泵83工作，齿轮泵83从油箱81取油，通过多路电磁阀82控制升降机构2工作。转向油路为转向机构6提供转向助力，转向油路包括与油箱连接的液压站86，液压站86从油箱81取油，并通过油管连接到转向机构中驱动转向桥转动的转向油缸的左右端进出油口，通过液压站86油压驱动转向桥61转动。升降油路中的各部件集中设置在车体中部的左侧或右侧，转向油路中的液压站设置在车体后侧靠近转向机构设置，液压站通过油管连接到升降油路中的油箱取油。液压机构还包括油箱加油口85，油箱加油口独立于升降油路露出车体外侧，便于通过油箱加油口箱邮箱内加油。
液压站86与操纵机构的方向盘421之间通过EPS电机64和EPS控制器65配合连接，其中，EPS电机64安装在方向盘421的转动轴上，方向盘421转动的同时带动EPS电机64转轴转动，本实施例中的EPS电机为步进电机；EPS控制器65安装在液压站86上，EPS控制器65与液压站86连接，EPS控制器65接收EPS电机64的信号，并根据该信号将油压入转向油缸的左腔室或右腔室，控制转向。本实施例中，泵电机84和液压站86分别独立控制升降机构2和转向机构6，相比于传统的机械转向叉车具有以下优点：一、泵电机84不需要时刻不停的工作，能有效降低能耗，减少噪音；二、方向盘421与转向机构6之间采用电转向连接，在操作时方向盘421的转向更为灵活。
如图4所示，电控机构7连接操纵机构42、液压机构8、转向机构6、驱动机构5和升降机构2，用于控制车体的启停、前进、后退、转向角度以及货叉的升降等功能。电控机构7包括锂电池箱71和控制器72，锂电池箱71为叉车上的电机等用电设备供电，控制器72接收转向电位器等信号采集装置的信号，并控制叉车上的电机执行相应动作。为了简化对电机的控制，电控机构设置多个控制器分别来控制驱动机构中的驱动电机53以及液压系统中的泵电机84。在安装位置上，多个控制器72集中设置在车体1前侧，位于驱动机构5的上方。这样，便于后期对控制器72进行故障排查，且能尽可能的缩小控制器72与电机之间的距离，从而缩短控制器与电机之间连接电缆74的长度，走线整齐并能减少连接电缆的使用成本。
电控机构7中的锂电池箱71设置在车体中部与液压机构中的升降油路左右并排设置，并且这两者的安装位之间通过隔板11隔开。车体上各部件紧密安装，能减小整车体积，并且，车体上设有上述液压机构中升降油路的一侧，其上侧板可打开露出升降油路中的所有部件，有利于故障排查。
如图1、2和11所示，车体1上设有用于安装锂电池箱的安装腔12，安装腔12左侧或右侧设有供电池箱抽拉式装入或抽出的开口。所述的抽拉式指的是电池箱相对车体在水平方向上相对移动装入车体的安装腔中或从安装腔中移出的方式。由于电池箱自身重量较大，为了方便将电池箱推进安装腔12或将电池箱从安装腔12中取出，电池箱与安装腔之间设有滑动导向装置。本实施例中的滑动导向装置包括设置在安装腔中底部的多个滚轮121，所述滚轮121分布在电池箱相对于安装腔12的移动路线上，电池箱装入或取出的过程中，电池箱底部与滚轮的滚动平面接触以减小电池箱与安装腔摩擦力。并且，在安装腔中设有对电池箱导向的导轨。电池箱装入安装腔后，一方面通过锁止机构实现锂电池箱71与车体1之间的机械连接，另一方面通过插拔器73实现电池箱与电控机构7的电路连接。
如图8、9、11和12所示，本实施例中的锁止机构包括设置在电池箱上的插销712和设置在车体上用于插销712卡入的插槽122，电池箱71中设有插销座713，所述插销712通过插销座713固定在电池箱71上，插销712的上端始终从电池箱71的上端面露出，电池箱的下端设有用于插销712向下穿出的开孔，插槽122位于车体上安装腔底部，电池箱完全装入安装腔12后，开孔与插槽122对准。插销712可相对插销座713上下滑动使插销712插入插槽122中或使插销从插槽122中脱出，从而实现电池箱71与车体1之间的机械锁定。作为优选，插销座713上设有铜套714，插销712插设在铜套714中。锁止机构还包括使插销712保持插入插槽122或与插槽122脱离状态的定位组件，本实施例中的定位组件包括定位柱715和设置在电池箱71上的定位槽。插销712能绕其自身轴线转动，定位柱715随插销712一起转动，与定位柱715配合的定位槽位于定位柱的转动路径上，在定位柱715卡入定位槽之前，定位柱715由于电池箱上端面的限制，抬高插销712使其保持与插槽脱离的状态；定位柱715转动至定位槽处，定位柱向下卡入定位槽中，此时插销712卡入插槽中。定位柱与定位槽过盈配合，防止叉车在动作过程中由于抖动使定位柱715从定位槽中脱出，从而保证插销712对电池箱的定位。为了便于对插销的操作，优选为在插销的上端固定有带动插销动作的手柄716，定位柱也固定在手柄上。
如图8所示，电池箱的箱体上设有对外的供电插口，供电插口在电池箱上的位置固定，供电插口与电池箱内的锂电池芯的电源线全部位于电池箱内。如图10所示，叉车上电控机构的控制器72之间正负极相互串联，控制器串联连接接触器75，车体上设有电接口，电接口中至少设有正负极触点，该正负极触点与控制器和接触器串联。所述电接口在车体上的位置固定，电接口与控制器及接触器之间的连接线全部位于车体内。
插拔器73与车体插接配合，插拔器上设有电源触头731和电控触头732，电源触头731与电池箱71上的供电插口插接配合，电控触头732与车体上的用电接口插接配合，电源触头731和电控触头732在插拔器内部导电连接，电控触头731的插接方向、电源触头732的插接方向和插拔器的插拔方向一致。由于电池箱位于车体内，电池箱上的供电插口和车体上的电接口之间在插拔器的插拔方向上存在上下错位或前后错位，相应的电控触头与电源触头之间在插拔器的插拔方向上存在上下错位或前后错位。插拔器上设有手持部。电源触头和电控触头串联使电池箱和控制器以及接触器之间形成回路，接触器控制电池箱为车体的电控机构供电。
通过设置插拔器可以一次插拔实现电池箱与控制器之间的电路连接，并且，在回路中设有接触器，通过接触器控制回路的通断。
车体1上由于驾驶舱位置较高，需要设置台阶以便驾驶员踏入驾驶舱中。作为优选，本实施例中的电池箱中成型有台阶711，这样就不需要再另外设置台阶，结构简单。
本实施例中的叉车，由于使用锂电池代替传统的铅酸电池，并且锂电池在车体上按上述结构布置，并且，车座通过车座支架16固定在车体的后侧板15上，由于车座的高度较高，车座下方与电池腔上端之间的安装空间较大。因此，如图11所示，本实施例中将配重块分为上配重13和下配重14两部分，上配重13和下配重14分别为一体式结构，上配重13设置在车体上端至车座下方的安装空间，上配重13固定在车体后侧板15前侧。下配重14固定在车体上后侧板15的后侧，下配重14上设有供转向机构6露出的缺口。本实施例将配重块分为上配重和下配重两部分，上配重充分利用了车体上车座与车体之间的安装空间，使整车结构紧凑；上配重和下配重均位于叉车的后半部分，起到了对整车受重的均衡效果。上配重和下配重直接安装在车体上作为叉车的一部分结构，其形状与叉车的整体形状配合，这样，一方面叉车的整体结构简洁美观，同时，上配重的左右外侧与叉车驾驶舱外侧相当或突出于驾驶舱外侧，这样，不需要在驾驶舱车座的外侧再设置防撞条，由于上配重的强度很大，通过上配重就能起到良好的防撞击效果，能进一步缩小叉车的宽度。
优选为，本实施例中液压机构中的液压站86固定在车座支架16的后侧，这样，液压站86与转向机构6之间的距离较小，有利于叉车上液压管的走线整齐。并且液压机构中的油箱加油口85也设置在车座支架15的后侧，油箱加油口通过加油管连接至油箱中，油箱加油口85露出车体1外部，便于向油箱内加油。本实施例中，为了使油箱加油口露出车体外部，可以在下配重上设有用于油箱加油口85露出的缺口。

Claims (7)

1.锂电池叉车，包括车体(1)，车体(1)前侧设有升降机构(2)，车体(1)上方设有驾驶舱(4)，驾驶舱(4)中设有固定在车体(1)上的车座(41)以及操纵机构(42)；车体(1)下部安装有驱动机构(5)、转向机构(6)、电控机构(7)和液压机构(8)；其特征在于，
驱动机构(5)安装在车体前部，驱动机构包括两个驱动轮(51)以及分别与两个驱动轮(51)连接的驱动变速箱(52)和驱动电机(53)；
转向机构包括转向桥(61)和转动轮(62)，转向桥(61)安装在车体(1)后侧中部，转动轮(62)安装在转向桥(61)上，转向桥(61)转动带动转动轮(62)一起转动；电控机构(7)包括锂电池箱(71)和控制器(72)，车体(1)上设有用于安装锂电池箱的安装腔(12)，安装腔(12)左侧或右侧设有供电池箱抽拉式装入或抽出的开口；
锂电池箱(71)装入安装腔后，一方面通过锁止机构实现锂电池箱(71)与车体(1)之间的机械连接，另一方面通过插拔器(73)实现锂电池箱与叉车上控制器(72)的电路连接；锂电池箱的箱体上设有对外的供电插口，供电插口在锂电池箱上的位置固定，车体上设有用电接口，用电接口在车体上的位置固定，用电接口中至少设有正负极触点，该正负极触点串联入叉车上的控制器；插拔器(73)与车体插接配合，插拔器上设有电源触头(731)和电控触头(732)，电源触头(731)与锂电池箱(71)上的供电插口插接配合，电控触头(732)与车体上的用电接口插接配合，电源触头(731)和电控触头(732)在插拔器内部导电连接，电控触头(732)的插接方向、电源触头(731)的插接方向和插拔器的插拔方向一致；
液压机构(8)分为升降油路和转向油路两部分，所述升降油路为升降机构(2)提供动力，包括油箱(81)、电磁阀(82)、齿轮泵(83)和泵电机(84)，转向油路为转向机构(6)提供转向助力，转向油路包括与油箱连接的液压站(86)；升降油路中的各部件集中设置在车体中部的左侧或右侧，与锂电池箱左右并排设置。
2.根据权利要求1所述的锂电池叉车，其特征在于，转向机构包括转向电位器(63)，转向电位器(63)与电控机构(7)连接。
3.根据权利要求1所述的锂电池叉车，其特征在于，液压站设置在车体后侧靠近转向机构设置，液压站(86)从油箱(81)取油，驱动转向桥转动。
4.根据权利要求1所述的锂电池叉车，其特征在于，液压站(86)与操纵机构的方向盘(421)之间通过EPS电机(64)和EPS控制器(65)配合连接。
5.根据权利要求4所述的锂电池叉车，其特征在于，液压机构包括油箱加油口(85)，油箱加油口(85)设置在车体后侧，露出车体外。
6.根据权利要求1所述的锂电池叉车，其特征在于，电控机构包括多个控制器分别控制驱动电机和泵电机，多个控制器集中设置在车体(1)前侧，位于驱动机构(5)的上方。
7.根据权利要求1所述的锂电池叉车，其特征在于，驱动机构包括电磁制动器(54)，驱动电机(53)的输出轴连接电磁制动器(54)，操纵机构(42)与电磁制动器(54)电连接。
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