CN110182719A - 一种高自由度的叉车装置 - Google Patents
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Abstract
发明公开了一种高自由度的叉车装置，包括车体和用于上下装卸货物的起升机构，车体下部设置有用于对车体进行支撑移动和转向的转向机构；车体和起升机构之间连接有旋转架机构，旋转架机构与起升机构固定连接，旋转架机构与车体转动连接，起升机构通过旋转架机构绕车体转动，旋转架机构上开设有与车体配合的凹槽，凹槽相对两侧面上分别设置有至少一个滚轮，车体相对上下表面分别设置有环形轨道槽，所述滚轮可转动设置于环形轨道槽中，旋转架机构通过所述滚轮相对于环形轨道槽转动；通过起升机构、转向机构、旋转架机构等相配合，实现叉车的多个自由度调节，使得叉车灵活性好、避障能力强，能满足现代物流仓储复杂的搬运环境。
Description
技术领域
本发明涉及叉车搬运技术领域，尤其涉及一种高自由度的叉车装置。
背景技术
叉车是应用十分广泛的流动式装卸搬运机械，是物料搬运机械的一种。叉车是在装有动力装置的无轨轮式底盘上加装专用装卸工作装置构成的。叉车作为一种装卸及短距离运输的流动式搬运设备，不仅应用于国家基础建设行业，而且还普遍使用在港口、车站、货场、仓储、车间、油田及机场等处，另外叉车可以进入船舱和集装箱内作业，同时还广泛应用于军事部门。然而，一般的叉车前端设有门架，货叉可上下移动地设在门架上，货叉通常由链条带动实现升降。
仓储用叉车是专为仓库货物装卸、堆垛等搬运作业而设计的叉车，具有车体紧凑、移动灵活等优点而得到了仓储业的普遍应用。除部分手动托盘叉车采用人力驱动外，其它多采用液压驱动，但是，随着现代物流的发展及对搬运技术要求的不断提高，现有的仓储叉车暴露出了诸多技术问题，首先现有仓储叉车的工作装置多为两自由度的执行机构，货叉除可以小角度倾斜外，仅能进行上下运动，灵活性差，避障能力弱，难以满足现代物流仓储复杂的搬运环境。另外，现有仓储叉车的工作装置多采用液压系统实现货叉的升降，存在功率高、能耗大、可靠性差等问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高自由度的叉车装置，实现叉车的多个自由度调节，使得叉车灵活性好、避障能力强，能满足现代物流仓储复杂的搬运环境。
本发明提出的一种高自由度的叉车装置，包括车体和用于上下装卸货物的起升机构，车体下部设置有用于对车体进行支撑移动和转向的转向机构；车体和起升机构之间连接有旋转架机构，旋转架机构与起升机构固定连接，旋转架机构与车体转动连接，起升机构通过旋转架机构绕车体转动。
进一步地，旋转架机构上开设有与车体配合的凹槽，凹槽相对两侧面上分别设置有至少一个滚轮，车体相对上下表面分别设置有环形轨道槽，所述滚轮可转动设置于环形轨道槽中，旋转架机构通过所述滚轮相对于环形轨道槽转动。
进一步地，车体的外侧面上设置有环状外齿圈，该外侧面是连接车体相对上下表面的面，旋转架机构上设置有与环状外齿圈啮合的第一齿轮和驱动第一齿轮转动的旋转电机；所述滚轮包括与车体上表面的环形轨道槽配合的第一滚轮和与车体下表面的环形轨道槽配合的第二滚轮，第一滚轮穿过凹槽上侧面固定设置，第二滚轮固定于凹槽下侧内表面上。
进一步地，转向机构包括多个转向轮、驱动转向轮运动的驱动电机、带动转向轮转向的齿轮盘组和驱动齿轮盘组转动的转向电机，转向电机固定于车体下部；转向轮在靠近与车体的连接处设置有减速箱和环状的转向齿轮盘，转向齿轮盘与所述齿轮盘组啮合，驱动电机固定于车体内部下表面，驱动电机穿过车体下表面通过减速箱与转向轮动力连接。
进一步地，所述齿轮盘组包括设置于车体下部中心位置的中心齿轮盘、与中心齿轮盘啮合的中心小齿轮和与中心小齿轮啮合的转向电机齿轮，转向电机齿轮通过转向电机驱动转动，中心齿轮盘与转向齿轮盘啮合，中心齿轮盘、中心小齿轮、转向电机齿轮均固定于车体底部；中心齿轮盘中心位置开设有齿轮槽，中心小齿轮通过与齿轮槽啮合、以带动中心齿轮盘转动。
进一步地，起升机构包括相对设置的门架和设置于两门架之间的可移动的滑架，所述门架包括外门架、固定连接两外门架顶端的横梁和可移动嵌套于外门架中的内门架；滑架上固定有带动滑架沿外门架长度方向移动的第一提升机构，横梁上固定有带动内门架沿外门架长度方向移动的第二提升机构。
进一步地，所述第一提升机构包括固定于内门架长度方向的第一齿条和与第一齿条啮合传动的第一提升齿轮和驱动第一提升齿轮转动的第一提升电机，第一提升齿轮、第一提升电机均固定于滑架上。
所述第二提升机构包括固定于内门架长度方向的第二齿条和与第二齿条啮合传动的第二提升齿轮和驱动第二提升齿轮转动的第二提升电机，第二提升电机、第二提升齿轮均固定于横梁上，第一齿条和第二齿条分别固定于内门架的两垂直连接面上。
滑架上固定有控制第一提升电机的第一控制箱，第一提升电机固定于第一控制箱上，第一提升齿轮固定于第一控制箱中，横梁上固定有控制第二提升电机的第二控制箱，第二提升电机固定于第二控制箱上，第二提升齿轮固定于第二控制箱中。
进一步地，车体中设置有电源装置，转向机构、车体、起升机构均通过所述电源装置供电驱动，所述电源装置包括锂电池、电控底板、受电装置和一端固定于车体底部的底座立柱，底座立柱向远离车体底部方向延伸依次穿过受电装置的固定端和电控底板的中心，电控底板与车体底部之间形成用于放置锂电池的空腔，受电装置的接线柱端设置于旋转架机构上、并与车体外的电缆线连接，受电装置的固定端是与接线柱端相对应的一端，受电装置沿底座立柱轴向做圆周运动。
底座立柱在与受电装置的连接处设置有滑道组和开设于最大直径滑道组下部的接线孔，滑道组包括至少一个滑道，接线孔与滑道一一对应连通；底座立柱在靠近与受电装置连接处开设有线束出口，车体内与锂电池连接的电缆线伸出接线孔、并与受电装置的固定端连接。
进一步地，起升机构下端设置有支撑装置，所述支撑装置包括固定于外门架下端面的下支撑腿、固定于下支撑腿上的套嵌体和套嵌在套嵌体中的钢球，钢球最下端与转向轮最下端在同一平面内。
本发明提供的一种高自由度的叉车装置的优点在于：本发明结构中提供的一种高自由度的叉车装置，通过起升机构、转向机构、旋转架机构等相配合，实现叉车的多个自由度调节，使得叉车灵活性好、避障能力强，能满足现代物流仓储复杂的搬运环境；起升机构通过旋转架机构绕车体360度转动，使得起升机构不受车体方向的限制，旋转灵活，解决了传统叉车在装卸货物时首先需要调整车体的方向，然后进行装卸货物的缺陷，较大的提高了装卸货物的工作效率；通过电机驱动第一齿轮与环状外齿圈的啮合传动，实现了旋转架机构绕车体的自动化转动，进而使得起升机构的转到指定方位；内门架直接嵌套于外门架中，并通过电源装置驱动内门架和滑架的移动，一方面内门架可沿外门架轴向移动，改善了传统门架位于叉车前端过高，造成驾驶视野受阻的缺陷，减小了结构布置的空间，简化了结构，提高了空间利用率，另一方面省去了传统液压管路系统，省去了前后起升油缸在驾驶员视线前方的设置，进一步改善了驾驶员的视野；转向轮通过转向电机驱动转向，可以实现原地转向360度全方位移动；叉车装置的动力由锂电池和电机提供，无复杂的液压系统，节能环保、维修方便；通过至少一个受电装置对多个用电器件进行稳定供电，实现了用电器件的稳定工作。
附图说明
图1为本发明一种高自由度的叉车装置的结构示意图；
图2为本发明旋转架机构的结构示意图；
图3为本发明转向机构的结构示意图；
图4为本发明第一提升机构的结构示意图；
图5为本发明第二提升机构的结构示意图；
图6为本发明前后倾斜机构的结构示意图；
图7为本发明电源装置的结构示意图；
图8为本发明车体的结构示意图；
图9为本发明底座立柱的结构示意图；
图10为图9的A面示意图；
图11为本发明受电装置的结构示意图；
图12为本发明受电装置固定端的结构示意图；
图13为本发明支撑装置的结构示意图；
图14为本发明支撑装置中爆炸图；
其中，1、旋转架机构，2、转向机构，3、车体，4、防护罩，5、起升机构，6、锂电池，7、电控底板，8、受电装置，9、驱动电机，10、底座立柱，1-1、旋转电机，1-2、第一滚轮，1-4、第二滚轮，1-6、凹槽，2-1、中心齿轮盘，2-2、转向齿轮盘，2-3、中心小齿轮，2-4、转向电机，2-5、转向电机齿轮，2-6、减速箱，2-7、转向轮，3-1、底座，3-2、环形轨道槽，3-3、环状外齿圈，5-1、第一提升电机，5-2、第一控制箱，5-3、第一提升齿轮，5-4、第一齿条，5-5、滑架，5-6、第二提升电机，5-7、第二控制箱，5-8、第二提升齿轮，5-9、内门架，5-10、外门架，5-11、第二齿条，5-12、倾斜电机，5-13、倾斜控制箱，5-14、倾斜螺杆，5-15、下支撑腿，5-16、套嵌体，5-17、钢球，5-18、横梁，5-19、货叉架，5-20、支点，8-1、接口，8-2、T型线槽，8-3、转动孔，10-1、接线孔，10-2、滑道组，10-3、分道槽，10-4、滑道，10-5、线束出口。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一元件，它可以直接在另一元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一元件，它可以是直接连接到另一元件或者可能存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、以及类似的表述只是为了说明目的，并不表示是唯一的实施方式。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。
参照图1，本发明提出的一种高自由度的叉车装置，包括车体3和用于上下装卸货物的起升机构5，车体3下部设置有用于对车体3进行支撑移动和转向的转向机构2；车体3和起升机构5之间连接有旋转架机构1，旋转架机构1与起升机构5固定连接，旋转架机构1与车体3转动连接，起升机构5通过旋转架机构1绕车体3转动。
传统叉车在需要转弯时，首先将叉车移动到叉车转弯半径范围内的某个位置，然后通过操控叉车以进行转弯移动，本发明中的叉车通过转向机构2即可实现车体运行过程中的原地转弯移动，提高了叉车转向的高效性和易操作性。
当叉车运动到待搬运货物附近时，传统叉车需要事先调整叉车中提升机构3的位置方位，使得提升机构3面向待搬运货物的方向，然后将叉车移动到待搬运货物前面，以搬运货物；而本发明中可以直接将叉车运行到待搬运货物附近，然后通过转动旋转架机构1，直接将提升机构3旋转到待搬运货物前面，以搬运货物。节省了叉车事先调整的时间和操作，提高了叉车运行的效率。
通过以上的转向机构2和提升机构3，改善了传统叉车只能上下提升和前后倾斜的缺陷，使得叉车由传统的2个自由度提升到多个自由度，提高了叉车的运行效率。
如图2、8所示，旋转架机构1上开设有与车体3配合的凹槽1-6，凹槽1-6相对两侧面上分别设置有至少一个滚轮，车体3相对上下表面分别设置有环形轨道槽3-2，所述滚轮可转动设置于环形轨道槽3-2中，旋转架机构1通过所述滚轮相对于环形轨道槽3-2转动；车体3的外侧面上设置有环状外齿圈3-3，该外侧面是连接车体3相对上下表面的面，旋转架机构1上设置有与环状外齿圈3-3啮合的第一齿轮和驱动第一齿轮转动的旋转电机1-1。所述滚轮包括与车体3上表面的环形轨道槽3-2配合的第一滚轮1-2和与车体3下表面的环形轨道槽3-2配合的第二滚轮1-4，第一滚轮1-2穿过所述凹槽上侧面固定设置，第二滚轮1-4固定于凹槽下侧内表面上
具体地，旋转架机构1可通过滚轮在于环形轨道槽3-2中的转动，使得旋转架机构1能够环绕车体3实现360度转动，旋转架机构1的转动，带动起升机构5转动，进而带动起升机构5上的货物运动到指定位置，使得在车体3方向不变的前提下，实现货物原地转向的全方位移动，起升机构5不受车体方向的限制，进而实现货物的有效装卸，解决了传统叉车在装卸货物时首先需要调整车体的方向，然后进行装卸货物的缺陷，较大的提高了装卸货物的工作效率。
应理解，车体3的形状可以是多样的，在本实施例中设置车体3为圆柱形，车体3的外侧面是圆柱面，旋转电机1-1和第一齿轮均固定于旋转架机构1上，旋转架机构1可以通过旋转电机1-1驱动第一齿轮啮合环状外齿圈3-3转动，实现旋转架机构1的自动转动，应理解，除以上通过电机带动齿轮啮合的自动转动方式，也可以通过人工推动旋转架机构1，实现旋转架机构1环绕车体3转动。
具体地，凹槽的形状可以有不同形状，由于车体的圆柱面部分设置于凹槽中，因此优选凹槽的的槽型为与圆柱面配合的弧形。凹槽上侧面贯穿开设有与第一滚轮1-2数量对应的滚轮孔，第一滚轮1-2可转动放置于滚轮孔中，第一滚轮1-2的转动面设置于环形轨道槽3-2中，以使得第一滚轮1-2可在环形轨道槽3-2中转动；第二滚轮1-4对旋转架机构1起到支撑和导向转动的作用，第二滚轮1-4沿环形轨道槽3-2的两相对面转动。
如图3所示，转向机构2包括多个转向轮2-7、驱动转向轮2-7运动的驱动电机9、带动转向轮2-7转向的齿轮盘组和驱动齿轮盘组转动的转向电机2-4，转向电机2-4固定于车体3下部；转向轮2-7在靠近与车体3的连接处设置有减速箱2-6和环状的转向齿轮盘2-2，转向齿轮盘2-2与所述齿轮盘组啮合，驱动电机9固定于车体3的底座3-1上，驱动电机9穿过车体3的底座3-1通过减速箱2-6与转向轮2-7动力连接。
所述齿轮盘组包括设置于车体3下部中心位置的中心齿轮盘2-1、与中心齿轮盘2-1啮合的中心小齿轮2-3和与中心小齿轮2-3啮合的转向电机齿轮2-5，转向电机齿轮2-5通过转向电机2-4驱动转动，中心齿轮盘2-1、中心小齿轮2-3、转向电机齿轮2-5均固定于车体3底部；中心齿轮盘2-1中心位置开设有齿轮槽，中心小齿轮2-3通过与齿轮槽啮合、以带动中心齿轮盘2-1转动。
应理解，叉车装置通过转向轮2-7实现运动，驱动电机9驱动转向轮2-7运动，在叉车装置需要转向时，驱动电机9停止工作，此时转向电机2-4工作，带动转向电机齿轮2-5转动，进而通过一系列的齿轮啮合传动，使得转向轮2-7转向，当转到设定方向时，转向电机2-4停止工作，此时驱动电机9工作，带动转向轮2-7运动。转向轮2-7通过一系列的齿轮啮合传动实现转向的方式，简化了机械结构，提高了传动效率，使得叉车装置能快速到达指定地点。
在本实施例中，设置四个转向轮2-7，转向轮2-7均匀设置于车体3底部的四个方位，在四个转向轮2-7围成的空间中设置有一个中心齿轮盘2-1，中心齿轮盘2-1与四个转向轮2-7上的转向齿轮盘2-2均啮合，转向电机齿轮2-5通过转向电机2-4驱动转动后，带动中心小齿轮2-3转动，进而带动中心齿轮盘2-1转动，最终通过啮合传动带动四个转向轮2-7转动，实现了四个转向轮2-7的转向，最终实现了车体3的原地全方位转动。
如图4和5所示，起升机构5包括相对设置的门架和设置于两门架之间的可移动的滑架5-5，所述门架包括外门架5-10、固定连接两外门架5-10顶端的横梁5-18和可移动嵌套于外门架5-10中的内门架5-9；滑架5-5上固定有带动滑架5-5沿外门架5-10长度方向移动的第一提升机构，横梁5-18上固定有带动内门架5-9沿外门架5-10长度方向移动的第二提升机构。
应理解，旋转架机构1固定于两外门架5-10上，因此旋转架机构1的转动，带动外门架5-10转动，进而实现起升机构5的整体转动；外门架5-10可以为槽钢，内门架5-9可以为工字钢或槽钢，工字钢内门架5-9设置于槽钢外门架5-10的槽中，并沿与槽钢轴向垂直的方向上部分露出外门架5-10；两外门架5-10顶端通过横梁5-18固定连接。提升机构5上的货物通过第一提升机构和第二提升机构提升到放置位置，或者提升机构5通过第一提升机构和第二提升机构提升到待搬运货物的位置，以对货物进行搬运。第一提升机构用于提升滑架5-5（放置货物的叉车部位），第二提升机构用于调整内门架5-9相对于外门架5-10的高差，以进一步提升放置货物的叉车部位，提高了货物被提升的高度。
如图4所示，所述第一提升机构包括固定于内门架5-9长度方向的第一齿条5-4和与第一齿条5-4啮合传动的第一提升齿轮5-3和驱动第一提升齿轮5-3转动的第一提升电机5-1，第一提升齿轮5-3、第一提升电机5-1均固定于滑架5-5上；滑架5-5上固定有控制第一提升电机5-1的第一控制箱5-2，第一提升电机5-1与第一控制箱5-2信号连接；第一提升电机5-1固定于第一控制箱5-2上，第一提升齿轮5-3固定于第一控制箱5-2中，第一提升电机5-1通过带动第一提升齿轮5-3转动，以实现滑架5-5的升降。
应理解，可以通过第一控制箱5-2控制第一提升电机5-1的正反转，来控制滑架5-5的上下移动，还可以第一控制箱5-2控制第一提升电机5-1的转速，来控制滑架5-5的上下移动速度，以实现货物的稳定移动，当第一提升电机5-1工作时，第一提升齿轮5-3转动，由于第一齿条5-4与第一提升齿轮5-3啮合，而且第一齿条5-4固定于内门架5-9上，因此第一提升齿轮5-3转动时，将沿与第一齿条5-4啮合的方向移动，带动滑架5-5的移动，货物放置于滑架5-5上，因此滑架5-5的移动，使得货物实现上下移动。
如图5所示，所述第二提升机构包括固定于内门架5-9长度方向的第二齿条5-11和与第二齿条5-11啮合传动的第二提升齿轮5-8和驱动第二提升齿轮5-8转动的第二提升电机5-6，第二提升电机5-6、第二提升齿轮5-8均固定于横梁5-18上；横梁5-18上固定有控制第二提升电机5-6的第二控制箱5-7，第二提升电机5-6与第二控制箱5-7信号连接；第二提升电机5-6固定于第二控制箱5-7上，第二提升齿轮5-8固定于第二控制箱5-7中，第二提升电机5-6通过带动第二提升齿轮5-8转动，以实现内门架5-9的升降。
应理解，可以通过第二控制箱5-7控制第二提升电机5-6的正反转，来控制内门架5-9的上下移动，还可以第二控制箱5-7控制第二提升电机5-6的转速，来控制内门架5-9的上下移动速度，以实现货物的稳定移动。当第二提升电机5-6工作时，带动第二提升齿轮5-8转动，由于第二提升齿轮5-8固定于横梁5-18上，且横梁5-18是固定的，而内门架5-9是可移动的，因此通过第二提升齿轮5-8与第二齿条5-11的啮合传动，实现了内门架5-9的上下移动，进而使得滑架5-5上下移动。
具体地，如图4和5所示，第一齿条5-4和第二齿条5-11分别固定于内门架5-9的两垂直连接面上，使得结构紧凑，节省了安装空间，进而使得整个叉车小巧方便；滑架5-5和内门架5-9的上下可移动设置，提高了货物的提升高度。节省了提升空间，内门架5-9直接嵌套于外门架5-10中，，并通过电源装置驱动内门架和滑架的移动，一方面内门架可沿外门架轴向移动，改善了传统门架位于叉车前端过高，造成驾驶视野受阻的缺陷，减小了结构布置的空间，简化了结构，提高了空间利用率，另一方面省去了传统液压管路系统，省去了前后起升油缸在驾驶员视线前方的设置，进一步改善了驾驶员的视野。
如图7至10所示，车体3中设置有电源装置，转向机构2、车体3、起升机构5均通过所述电源装置供电驱动，所述电源装置包括锂电池6、电控底板7、受电装置8和一端固定于车体3底部的底座立柱10，底座立柱10向远离车体3底部方向延伸依次穿过受电装置8的固定端、电控底板7的中心，电控底板7与车体3底部之间形成用于放置锂电池6的空腔，受电装置8的接线柱端设置于旋转架机构1上、并与车体3外的电缆线连接，受电装置8沿底座立柱10轴向做圆周运动，受电装置8的固定端是与接线柱端相对应的一端，受电装置8通过圆周运动给各个外部用电器件供电。
如图9和10所示，底座立柱10在与受电装置8的连接处设置有滑道组10-2和开设于最大直径滑道组10-2下部的接线孔10-1，滑道组10-2包括至少一个滑道10-4，接线孔10-1与滑道10-4一一对应连通，底座立柱10在靠近与受电装置8连接处开设有线束出口10-5，车体内与锂电池6连接的电缆线伸出接线孔10-1，并与受电装置8的固定端连接，车体外的电缆线与受电装置8的接线柱端连接，受电装置8可能不止一个并且内置电刷。
具体地，电控底板7上可以放置用电器件，同时多个用电器件较多时，可以进行逐层叠加，在层与层之间用电控底板7隔开，节省用电器件的占用空间，同时电控底板7将锂电池6与用电器件隔开，一方面固定锂电池6，另一方面使得整个装置检修方便。同时锂电池6也可以通过电控底板7隔开而设置成多层，以实现电能需求大的叉车工作，在锂电池6设置多层时，每层均设置滑道组10-2。
应理解，叉车装置的动力由锂电池和各组电机提供，一方面节能环保，另一方面维修方便。锂电池6产生的动力通过受电装置8给用电器件供电。
锂电池6与受电装置8之间通过电缆线连接，为了美观和电缆线的固定，电缆线设置于底座立柱10的轴向空腔中，电缆线一端连接锂电池6的输出端，电缆线的另一端通过线束出口10-5接入接线孔10-1中，当外部用电器件所需供电不同时，可以设置多个滑道10-4，彼此滑道10-4之间通过分道槽10-3隔开；接线孔10-1与滑道10-4的一一对应关系，每个滑道10-4中的电缆线可以设置与受电装置8连接的不同控制作用的电缆线，该不同作用的电缆线与受电装置8接线柱端的输出一一对应，通过分道槽10-3隔开，以分离不同控制电路，实现受电装置8为不同要求的外部用电器件供电，提高了该电源装置对叉车供电的适用范围。
在本实施例中的图9和10中，底座立柱10上依次有小中大三个不同直径的滑道组10-2，每个滑道组10-2有分道槽10-3分成两个滑道10-4，所以共有六个滑道10-4，每个滑道10-4与六个接线孔10-1一一对应连通，互不干扰。
如图11、12所示，受电装置8的接线柱端设置有多个接口8-1，每个接口8-1连接到一个滑道10-4中的电缆线，受电装置8的固定端内壁与底座立柱10上的滑道10-4、分道槽10-3配合，使得受电装置8的固定端在与相应电缆线连接的同时能绕底座立柱10轴向转动；受电装置8在固定端和接线柱端之间设置有T型线槽8-2，从固定端接入接线柱端的电缆线放置于该T型线槽8-2中，实现有序布线，避免电缆线的杂乱，从而影响美观。其中受电装置8安装时，将该T型线槽8-2面向车体3底部方向设置，接线柱端的接口8-1向远离车体3底部的方向设置。在本实施例中受电装置8的固定端可以开设一转动孔8-3，转动孔8-3的内表面可以设置多个凹面与凸面交替的环状圈，一方面与底座立柱10上的滑道10-4、分道槽10-3配合转动，另一方面，通过底座立柱10与凹面与凸面交替的环状圈的接触面的电刷，将锂电池的电能传输到传起升机构5和其他外部用电器件中。
如图13和14所示，起升机构5下端设置有支撑装置，所述支撑装置包括下支撑腿5-15、套嵌体5-16和套嵌在套嵌体5-16中的钢球5-17，钢球5-17最下端与转向轮2-7最下端在同一平面内；套嵌体5-16设置成空心半球体，切除顶端，将钢球5-17嵌套在空心半球中，以防止5-17钢球脱落。
下支撑腿5-15的开设第一孔，钢球5-17能放置于该第一孔中，为了提高钢球5-17的固定强度，在钢球5-17的外表面设置一套嵌体5-16，套嵌体5-16与下支撑腿5-15接触，一方面增加钢球5-17与下支撑腿5-15的接触强度，另一方面钢球5-17通过环状的套嵌体5-16实现360度旋转，以配合转向轮2-7的转动。
下支撑腿5-15固定于外门架5-10的下端面，钢球5-17通过套嵌体5-16固定于下支撑腿5-15上，由于内门架5-9沿外门架5-10移动，外门架5-10始终保持不动，因此支撑装置不会上下移动，从而钢球5-17始终与地面相接触，钢球5-17最下端与转向轮2-7最下端在同一平面内，使得车体3的支撑点可以前移，增大车体3的杠杆比，额定载重不变的情况下，车体3的整车半径和重量可以大大减小，因此支撑装置的设置可以在叉车正常运行的情况下，减小车体3的重量和整车半径，节省成本和叉车的占用空间。
如图6所示，叉车装置还包括前后倾斜机构，所述前后倾斜机构包括倾斜螺杆5-14、驱动倾斜螺杆5-14转动的倾斜电机5-12、倾斜控制箱5-13，倾斜控制箱5-13与倾斜电机5-12信号连接，倾斜控制箱5-13安装在滑架5-5上，倾斜电机5-12和驱动倾斜螺杆5-14安装于倾斜控制箱5-13上，该倾斜电机5-12和驱动倾斜螺杆5-14在倾斜控制箱5-13上的安装位置关系可以采用现有的叉车倾斜机构进行确定。
可选地，放置货物的货叉架与滑架5-5可转动连接，倾斜螺杆5-14与货叉架成一定角度连接，倾斜控制箱5-13控制倾斜电机5-12带动倾斜螺杆5-14的转动实现起升机构5的前后倾斜。倾斜螺杆5-14的伸缩使得货叉架能绕与滑架5-5连接的支点做前后倾斜运动。
当叉车在装卸货物时，需要对起升机构5进行倾斜，以便于货物的装卸，倾斜电机5-12带动倾斜螺杆5-14转动，以实现起升机构5的倾斜。
如图1、2所示，货物装卸过程：将待装卸的货物放置于起升机构5上，旋转架机构1上的旋转电机1-1启动，驱动第一齿轮转动，通过第一齿轮与环状外齿圈3-3的啮合传动，使得旋转架机构1绕车体3转动，当转动到指定方位时，旋转电机1-1停止，实现将待装卸的货物进行在指定位置装卸，解决了传统叉车在装卸货物时首先需要调整车体的方向，然后进行装卸货物的缺陷，较大的提高了装卸货物的工作效率。
如图3、8所示，叉车转向过程：驱动电机9工作，驱动转向轮2-7运动，进而带动叉车装置运动，当运行中的叉车装置需要转向，转向电机2-4工作，驱动转向电机齿轮2-5转动，通过转向电机齿轮2-5与中心小齿轮2-3的啮合传动，使得中心小齿轮2-3转动，进而通过中心小齿轮2-3和中心齿轮盘2-1的啮合传动，使得中心齿轮盘2-1转动，最终带动转向轮3上的转向齿轮盘2-2转动，将转向轮3的运行方向进行改变，实现转向轮3向指定方向运动，通过以上电机和齿轮组的啮合传动，实现了叉车装置的运行转向，简化了结构，提高了空间利用率。
如图4所示，起升机构的滑架起升过程：第一控制箱5-2控制第一提升电机5-1工作，带动第一提升齿轮5-3转动，第一提升齿轮5-3通过与第一齿条5-4的啮合传动，带动滑架5-5上下移动，进而带动货物的上下移动。
如图5所示，内门架5-9的起升过程：第二控制箱5-7控制第二提升电机5-6工作，带动第二提升齿轮5-8转动，第二提升齿轮5-8通过与第二齿条5-11的啮合传动，带动内门架5-9的上下移动，进而带动货物的上下移动。
应理解，在以上工作过程中，动力传动均由锂电池6和电机提供，锂电池6通过受电装置8将动力电能传到各个外部用电器件，以实现给各个外部用电器件供电。车体3上部设置有可拆卸的防护罩4，防护罩4一方面可以将车体3中设置的器件遮盖，提高车体3的外观整洁性，另一方面隔绝车体3中器件与外界，避免器件运行对外界的噪音干扰或者灰尘等对器件的干扰。
信号连接包括有线连接，无线连接；有线连接包括宽带连接、光纤连接；无线连接包括WIFI连接、无线电连接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高自由度的叉车装置，包括车体（3）和用于上下装卸货物的起升机构（5），其特征在于，车体（3）下部设置有用于对车体（3）进行支撑移动和转向的转向机构（2）；
车体（3）和起升机构（5）之间连接有旋转架机构（1），旋转架机构（1）与起升机构（5）固定连接，旋转架机构（1）与车体（3）转动连接，起升机构（5）通过旋转架机构（1）绕车体（3）转动。
2.根据权利要求1所述的高自由度的叉车装置，其特征在于，旋转架机构（1）上开设有与车体（3）配合的凹槽（1-6），凹槽（1-6）相对两侧面上分别设置有至少一个滚轮，车体（3）相对上下表面分别设置有环形轨道槽（3-2），所述滚轮可转动设置于环形轨道槽（3-2）中，旋转架机构（1）通过所述滚轮相对于环形轨道槽（3-2）转动。
3.根据权利要求2所述的高自由度的叉车装置，其特征在于，车体（3）的外侧面上设置有环状外齿圈（3-3），该外侧面是连接车体（3）相对上下表面的面，旋转架机构（1）上设置有与环状外齿圈（3-3）啮合的第一齿轮和驱动第一齿轮转动的旋转电机（1-1）；
所述滚轮包括与车体（3）上表面的环形轨道槽（3-2）配合的第一滚轮（1-2）和与车体（3）下表面的环形轨道槽（3-2）配合的第二滚轮（1-4），第一滚轮（1-2）穿过凹槽（1-6）上侧面固定设置，第二滚轮（1-4）固定于凹槽（1-6）下侧内表面上。
4.根据权利要求1所述的高自由度的叉车装置，其特征在于，转向机构（2）包括多个转向轮（2-7）、驱动转向轮（2-7）运动的驱动电机（9）、带动转向轮（2-7）转向的齿轮盘组和驱动齿轮盘组转动的转向电机（2-4），转向电机（2-4）固定于车体（3）下部；
转向轮（2-7）在靠近与车体（3）的连接处设置有减速箱（2-6）和环状的转向齿轮盘（2-2），转向齿轮盘（2-2）与所述齿轮盘组啮合，驱动电机（9）固定于车体（3）内部下表面，驱动电机（9）穿过车体（3）下表面通过减速箱（2-6）与转向轮（2-7）动力连接。
5.根据权利要求4所述的高自由度的叉车装置，其特征在于，所述齿轮盘组包括设置于车体（3）下部中心位置的中心齿轮盘（2-1）、与中心齿轮盘（2-1）啮合的中心小齿轮（2-3）和与中心小齿轮（2-3）啮合的转向电机齿轮（2-5），转向电机齿轮（2-5）通过转向电机（2-4）驱动转动，中心齿轮盘（2-1）与转向齿轮盘（2-2）啮合，中心齿轮盘（2-1）、中心小齿轮（2-3）、转向电机齿轮（2-5）均固定于车体（3）底部；
中心齿轮盘（2-1）中心位置开设有齿轮槽，中心小齿轮（2-3）通过与齿轮槽啮合、以带动中心齿轮盘（2-1）转动。
6.根据权利要求1所述的高自由度的叉车装置，其特征在于，起升机构（5）包括相对设置的门架和设置于两门架之间的可移动的滑架（5-5），所述门架包括外门架（5-10）、固定连接两外门架（5-10）顶端的横梁（5-18）和可移动嵌套于外门架（5-10）中的内门架（5-9）；
滑架（5-5）上固定有带动滑架（5-5）沿外门架（5-10）长度方向移动的第一提升机构，横梁（5-18）上固定有带动内门架（5-9）沿外门架（5-10）长度方向移动的第二提升机构。
7.根据权利要求6所述的高自由度的叉车装置，其特征在于，所述第一提升机构包括固定于内门架（5-9）长度方向的第一齿条（5-4）和与第一齿条（5-4）啮合传动的第一提升齿轮（5-3）和驱动第一提升齿轮（5-3）转动的第一提升电机（5-1），第一提升齿轮（5-3）、第一提升电机（5-1）均固定于滑架（5-5）上；
所述第二提升机构包括固定于内门架（5-9）长度方向的第二齿条（5-11）和与第二齿条（5-11）啮合传动的第二提升齿轮（5-8）和驱动第二提升齿轮（5-8）转动的第二提升电机（5-6），第二提升电机（5-6）、第二提升齿轮（5-8）均固定于横梁（5-18）上；
第一齿条（5-4）和第二齿条（5-11）分别固定于内门架（5-9）的两垂直连接面上；
滑架（5-5）上固定有控制第一提升电机（5-1）的第一控制箱（5-2），第一提升电机（5-1）固定于第一控制箱（5-2）上，第一提升齿轮（5-3）固定于第一控制箱（5-2）中；
横梁（5-18）上固定有控制第二提升电机（5-6）的第二控制箱（5-7），第二提升电机（5-6）固定于第二控制箱（5-7）上，第二提升齿轮（5-8）固定于第二控制箱（5-7）中。
8.根据权利要求1-7任一所述的高自由度的叉车装置，其特征在于，车体（3）中设置有电源装置，转向机构（2）、车体（3）、起升机构（5）均通过所述电源装置供电驱动，所述电源装置包括锂电池（6）、电控底板（7）、受电装置（8）和一端固定于车体（3）底部的底座立柱（10），底座立柱（10）向远离车体（3）底部方向延伸依次穿过受电装置（8）的固定端和电控底板（7）的中心，电控底板（7）与车体（3）底部之间形成用于放置锂电池（6）的空腔，受电装置（8）的接线柱端设置于旋转架机构（1）上、并与车体（3）外的电缆线连接，受电装置（8）的固定端是与接线柱端相对应的一端，受电装置（8）沿底座立柱（10）轴向做圆周运动。
9.根据权利要求8所述的高自由度的叉车装置，其特征在于，底座立柱（10）在与受电装置（8）的连接处设置有滑道组（10-2）和开设于最大直径滑道组（10-2）下部的接线孔（10-1），滑道组（10-2）包括至少一个滑道（10-4），接线孔（10-1）与滑道（10-4）一一对应连通；
底座立柱（10）在靠近与受电装置（8）连接处开设有线束出口（10-5），车体（3）内与锂电池（6）连接的电缆线伸出接线孔（10-1）、并与受电装置（8）的固定端连接。
10.根据权利要求1-7任一所述的高自由度的叉车装置，其特征在于，起升机构（5）下端设置有支撑装置，所述支撑装置包括固定于外门架（5-10）下端面的下支撑腿（5-15）、固定于下支撑腿（5-15）上的套嵌体（5-16）和套嵌在套嵌体（5-16）中的钢球（5-17），钢球（5-17）最下端与转向轮（2-7）最下端在同一平面内。
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