CN110077461A - 一种叉车驱动转向系统 - Google Patents

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张�杰
陈仕胜
马庆丰
候可为
田原
胡祝田
王彦博
袁媛
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels

Abstract

本发明公开了一种叉车驱动转向系统，包括沿车体轴线对称设置的左驱动轮以及右驱动轮，所述左驱动轮上动力连接有用于驱动左驱动轮转动的左驱动电机，所述右驱动轮上动力连接有用于驱动右驱动轮转动的右驱动电机，所述左驱动电机、右驱动电机连接有用于控制所述左驱动电机、右驱动电机的驱动机构，所述驱动机构与所述叉车内的方向盘连接，所述左驱动轮和右驱动轮沿叉车前进方向后方设有与叉车固定连接的万向轮，本申请将方向盘直接通过驱动控制器连接，保证了叉车转向的稳定性，简化了叉车转向系统，降低了叉车转向系统的控制成本和物料成本，减少了故障点。

Description

一种叉车驱动转向系统
技术领域
本发明涉及叉车技术领域，具体是一种叉车驱动转向系统。
背景技术
目前叉车市场上的主流的前轮双驱电动车的主要有两种，分别为图1中的三支点叉车和图2的四支点叉车。其中三支点驱动转向系统如图1所示，左右减速箱总成沿前桥中心线X布置于车身车体中心线Y左右对称的两侧，该组合为整机提供行驶驱动力。后转向轮7固定在转向机构8上，转向机构8布置在车体中心线Y上，转向机构仅进行对转向轮的转角输入，无驱动力输出。以上共同组成了传统三支点叉车的驱动转向系统，其工作原理为驾驶员通过方向盘9输入转角，转向控制器10接收到方向盘9输出的转角信号后向转向机构8发出转向指令，转向机构8旋转角度α并向驱动控制器输出实际转角信号，驱动控制器根据该信号实时计算出左驱动电机3与右驱动电机4各自应控制的左驱动轮1的速度V1与右驱动轮6的速度V2，确保V1/V2=R1/R2的动态实时对应，后转向轮7为从动轮，速度V3随动，以此达到了所有车轮均绕图中瞬时转向中心O做圆周运动。左驱动轮1沿左轮轨迹U行驶，右驱动轮6沿右轮轨迹V行驶，后转向轮7沿后轮轨迹W行驶，这便是传统三支点叉车驱动转向系统工作原理。该系统存在的问题是结构复杂，驾驶员的转角需求本可以通过控制双驱动轮形成速度差的而直接定义转向中心，却要在转向与差速驱动之间多了一级转向轮及其执行机构与控制器，增加了控制成本与物料成本，且增加了故障点。
另对于图2中传统四支点双前轮驱动叉车驱动转向系统存在同样的问题，并且转向执行机构8更为复杂，两个转向轮7（左转向轮与右转向轮）需要形成不同转角，传统的转向梯形结构具有不可避免的双轮转角误差，使得四轮无法始终都绕同一个转向中心滚动，进而造成转向偏差及转向轮磨损过度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种叉车驱动转向系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种叉车驱动转向系统，包括沿车体轴线对称设置的左驱动轮以及右驱动轮，所述左驱动轮上动力连接有用于驱动左驱动轮转动的左驱动电机，所述右驱动轮上动力连接有用于驱动右驱动轮转动的右驱动电机，所述左驱动电机、右驱动电机连接有用于控制所述左驱动电机、右驱动电机的驱动机构，所述驱动机构与所述叉车内的方向盘连接，所述左驱动轮和右驱动轮沿叉车前进方向后方设有与叉车固定连接的万向轮。
作为本发明进一步的方案：所述左驱动轮通过所述左轮边减速箱与所述左驱动电机动力连接。
作为本发明进一步的方案：所述右驱动轮通过所述右轮边减速箱与所述右驱动电机动力连接。
作为本发明进一步的方案：所述左驱动轮与所述右驱动轮同轴设置。
作为本发明进一步的方案：所述驱动机构包括电机控制器。
作为本发明进一步的方案：所述万向轮设有一个，所述万向轮位于所述车体中心轴线上。
作为本发明进一步的方案：所述万向轮设有两个，两个所述万向轮位于所述车体中心轴线两侧且关于所述车体中心轴线对称布置。
作为本发明进一步的方案：所述万向轮为多滚筒圆周轮结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本申请将方向盘直接通过驱动控制器连接，通过将方向盘的转角直接输入到驱动控制器内，并由驱动控制器根据方向盘的转角计算叉车的实际转角，然后根据叉车的实际转角控制两侧驱动轮的转速，通过实时控制，保证两侧车轮的转速比与驱动轮转弯半径比相同，保证两侧车轮实时绕同一瞬时转向中心进行转动，保证了叉车转向的稳定性，简化了叉车转向系统，降低了叉车转向系统的控制成本和物料成本，减少了故障点；
2、本申请的后后轮为设置在驱动轮前进方向后方的万向轮，因而在叉车转向的过程中，后轮方向随动，根据驱动轮转向自适应的转动合适的角度，保证后轮的瞬时转向中心与驱动轮的瞬时转向中心相同，而且在四支点叉车中，两次的万向轮均可转动到相应的角度，因而从根本上解决了原来主动转向时因双轮转向提醒缺陷而造成的转角误差，避免了因转向偏差造成的转向轮磨损过渡的问题。
附图说明
图1为现有三支点双前轮驱动叉车转向系统原理图；
图2为现有四支点双前轮驱动叉车转向系统原理图；
图3为本申请三支点双前轮驱动叉车转向系统原理图；
图4为本申请四支点双前轮驱动叉车转向系统原理图。
图中：1-左驱动轮、2-左轮边减速箱、3-左驱动电机、4-右驱动电机、5-右轮边减速箱、6-右驱动轮、7-后转向轮、8-转向机构、9-方向盘、10-转向控制器、11-驱动机构、12-万向轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图3，本发明实施例中，一种叉车驱动转向系统，包括左驱动轮1、左轮边减速箱2、左驱动电机3、右驱动电机4、右轮边减速箱5、右驱动轮6、方向盘9、驱动机构11、万向轮12，通过左驱动轮1、右驱动轮6、万向轮12组成叉车三点支撑结构。
左驱动轮1通过左轮边减速箱2与左驱动电机3动力连接，进而组成叉车左驱动轮边，右驱动轮6通过右轮边减速箱5与右驱动电机4连通，进而组成叉车右驱动轮边，左驱动轮边与右驱动轮边关于车体中心Y左右对称布置，且左驱动轮1与右驱动轮6同轴布置，左驱动电机3、右驱动电机4上连接有用于控制左驱动电机3、右驱动电机4实时转速的驱动机构11，同时驱动机构11与方向盘9连接，在本实施例中，驱动机构11为驱动电机控制器，同时在本技术领域中，通过驱动电机驱动车轮进行转动，如何布置驱动电机、减速器并与驱动轮动力连接是常规技术，而且电机控制器为本领域常用的一种通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路，因而对驱动装置然后进行控制以及驱动电机如何驱动车轮转动在此不再赘述；此外，在叉车车体中心Y轴线方向上还设有万向轮12，该万向轮位于叉车驱动轮前进方向后方，在叉车行驶的过程中，万向轮12能够自适应的改变行进方式，以适应叉车的转弯。
本发明在使用时，当需要进行转弯时，驾驶员通过方向盘9输入转动角度，驱动机构获取方向盘实时的转动角度，并将该角度转换成车辆所要达到的实际转角，然后通过实际转动角度计算左驱动轮1的转弯半径R1和右驱动轮6的转弯半径R2，然后通过控制左驱动电机3、左轮边减速箱2来控制左驱动轮1的实时转速以及线速度V1，通过控制右驱动电机4、右轮边减速箱5来控制右驱动轮6的实时转速以及线速度V2，并且使叉车转向的过程中V1/V2=R1/R2，确保叉车在转向的过程中，左驱动轮1和右驱动轮6均做纯滚动，同时在左驱动轮1和右驱动轮6通过速度差进行转弯的过程中，万向轮12能够自动适应叉车的转向角度并进行随动，即左驱动轮1、右驱动轮6、万向轮12均绕瞬时转向中心O做圆周运动，左驱动轮1瞬时轨迹U、右驱动轮6的瞬时轨迹V、万向轮12的瞬时轨迹W为同心圆，保证了叉车转向的稳定性。
实施例2
参阅图4，本发明实施例中，一种叉车驱动转向系统，包括左驱动轮1、左轮边减速箱2、左驱动电机3、右驱动电机4、右轮边减速箱5、右驱动轮6、方向盘9、驱动机构11、万向轮12，其中万向轮12设有两个，通过左驱动轮1、右驱动轮6、两个万向轮12组成叉车四点支撑结构，且在本实施例中，万向轮12为多滚筒圆周轮结构。
左驱动轮1通过左轮边减速箱2与左驱动电机3动力连接，进而组成叉车左驱动轮边，右驱动轮6通过右轮边减速箱5与右驱动电机4连通，进而组成叉车右驱动轮边，左驱动轮边与右驱动轮边关于车体中心Y左右对称布置，且左驱动轮1与右驱动轮6同轴布置，左驱动电机3、右驱动电机4上连接有用于控制左驱动电机3、右驱动电机4实时转速的驱动机构11，同时驱动机构11与方向盘9连接，在本实施例中，驱动机构11为驱动电机控制器，同时在本技术领域中，通过驱动电机驱动车轮进行转动，如何布置驱动电机、减速器并与驱动轮动力连接是常规技术，而且电机控制器为本领域常用的一种通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路，因而对驱动装置然后进行控制以及驱动电机如何驱动车轮转动在此不再赘述；此外，在叉车驱动轮前进方向后侧设有两个万向轮12，两个万向轮12关于车体中心轴线Y轴承布置，在叉车行驶的过程中，万向轮12能够自适应的改变行进方式，以适应叉车的转弯。
本发明在使用时，当需要进行转弯时，驾驶员通过方向盘9输入转动角度，驱动机构获取方向盘实时的转动角度，并将该角度转换成车辆所要达到的实际转角，然后通过实际转动角度计算左驱动轮1的转弯半径R1和右驱动轮6的转弯半径R2，然后通过控制左驱动电机3、左轮边减速箱2来控制左驱动轮1的实时转速以及线速度V1，通过控制右驱动电机4、右轮边减速箱5来控制右驱动轮6的实时转速以及线速度V2，并且使叉车转向的过程中V1/V2=R1/R2，确保叉车在转向的过程中，左驱动轮1和右驱动轮6均做纯滚动，同时在左驱动轮1和右驱动轮6通过速度差进行转弯的过程中，两个万向轮12能够自动转动不同的角度，以适应叉车的转向，即左驱动轮1、右驱动轮6、两个万向轮12均绕瞬时转向中心O做圆周运动，左驱动轮1瞬时轨迹U、右驱动轮6的瞬时轨迹V、两个万向轮12的中心瞬时轨迹W为同心圆，保证了叉车转向的稳定性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种叉车驱动转向系统，包括沿车体轴线对称设置的左驱动轮(1)以及右驱动轮(6)，所述左驱动轮(1)上动力连接有用于驱动左驱动轮(1)转动的左驱动电机(3)，所述右驱动轮(6)上动力连接有用于驱动右驱动轮转动的右驱动电机(4)，其特征在于，所述左驱动电机(3)、右驱动电机(3)连接有用于控制所述左驱动电机(3)、右驱动电机(4)的驱动机构(11)，所述驱动机构(11)与所述叉车内的方向盘(9)连接，所述左驱动轮(1)和右驱动轮(6)沿叉车前进方向后方设有与叉车固定连接的万向轮(12)。
2.根据权利要求1所述的一种叉车驱动转向系统，其特征在于，所述左驱动轮(1)通过所述左轮边减速箱(2)与所述左驱动电机(3)动力连接。
3.根据权利要求1所述的一种叉车驱动转向系统，其特征在于，所述右驱动轮(6)通过所述右轮边减速箱(5)与所述右驱动电机(4)动力连接。
4.根据权利要求1所述的一种叉车驱动转向系统，其特征在于，所述左驱动轮(1)与所述右驱动轮(6)同轴设置。
5.根据权利要求1所述的一种叉车驱动转向系统，其特征在于，所述驱动机构(11)包括电机控制器。
6.根据权利要求1所述的一种叉车驱动转向系统，其特征在于，所述万向轮(12)设有一个，所述万向轮位于所述车体中心轴线上。
7.根据权利要求1所述的一种叉车驱动转向系统，其特征在于，所述万向轮(12)设有两个，两个所述万向轮(12)位于所述车体中心轴线两侧且关于所述车体中心轴线对称布置。
8.根据权利要求1所述的一种叉车驱动转向系统，其特征在于，所述万向轮(12)为多滚筒圆周轮结构。
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