CN110589722A - 一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车，包括一组前轮，其为具有独立转向功能的从动轮，所述前轮居中设置在提升本体上；一组后轮，其与驱动装置连接，作为驱动轮，所述后轮设置在车身本体上；以及转向装置，其连接提升本体和车身本体。本发明通过在车身本体和提升本体之间设置具有独立转动功能的铰接装置，同时，在提升本体上设置具有转向功能的前轮，作为铰接转向和前轮转向两种转向模式，既能满足对常规货物的搬运，又能实现对超长货物在窄巷道内的搬运，有效的提高了仓储容量，提高了作业效率，提高了整个装置的适应性。

Description

一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车
技术领域
本发明涉及叉车设备技术领域，具体为一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车。
背景技术
为了使仓库的存储面积最大化，在有限的空间内提高库容量，就得将货架间距(通道或巷道)宽度减小，然而，对于叉车来说，巷道必须有足够的宽度才能满足叉车在巷道中移动，并能满足堆垛或存取货物的需求。
叉车在巷道中作业，其所需的作业空间直接影响到作业效率和仓储库容量，相对于普通叉车而言，只能适用于常规标准托盘物料的存储，不能适用于长物料的存储，作业效率低下；同时由于普通叉车整体尺寸较大，导致仓储库容量低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车，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：
一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车，包括
一组前轮，其为具有独立转向功能的从动轮，所述前轮居中的设置在提升本体上，形成前支点，用于支撑提升本体；
一对后轮，其与驱动装置动力连接，作为为驱动轮，所述后轮对称设置在车身本体上，形成两个后支点，用于驱动车体前进后退；以及
转向装置，其包括铰接主轴，所述转向装置连接提升本体和车身本体，所述转向装置上设有动力系统，所述动力系统驱动转向装置带动提升本体以铰接主轴为中心转动；
其中：在车体运动的同时发生铰接转向动作时，铰接主轴围绕前轮中心旋转，车身本体会随着铰接点位移而位移。
优选的，所述转向装置还包括：
前铰接架，用于连接提升本体；以及
后铰接架，用于连接车身本体；
以所述铰接主轴为轴心连接前铰接架和后铰接架形成铰接机构；
其中，动力系统驱动铰接主轴联动前铰接架相对后铰接架转动，从而联动提升本体相对车身本体以铰接主轴为中心转动。
优选的，所述铰接主轴与前铰接架间采用销轴连接不可转动固定，所述铰接主轴与前铰接架的连接部位布置有轴承且通过锁紧螺母锁紧，两者之间装配完成后能转动。
优选的，所述前轮为单个或多个。
优选的，所述前轮通过横轴安装在前轮架上，所述前轮架与回转支撑带齿的外圈相连，其内圈与支撑板相连，用于驱动前轮转动的前轮转向液压马达安装在支撑板上，所述前轮转向液压马达输出轴上连接有转向小链轮，所述转向小链轮通过链条与回转支撑外圈啮合。
优选的，所述动力系统包括铰接转向液压马达和传动齿轮组，所述铰接转向液压马达联动传动齿轮组，所述传动齿轮组联动铰接主轴。
优选的，所述传动齿轮组包括主动齿轮，所述主动齿轮与所述的铰接转向液压马达传动连接，与过渡齿轮的大圈啮合，过渡齿轮的小齿圈与从动齿轮啮合，从动齿轮与所述的铰接主轴连接，所述过渡齿轮通过轴承固定在过渡齿轮轴上，所述主动齿轮和过渡齿轮通过齿轮固定架固定在后铰接架上，所述从动齿轮与铰接主轴间采用键连接不可转动固定。
优选的，所述动力系统包括液压油箱、齿轮泵、电机，所述液压油箱的出油口与齿轮泵进油口连通，所述电机与齿轮泵动力连接，所述齿轮泵出油口与液压转向器进油口连通，所述液压转向器与电磁换向阀连通，所述电磁换向阀工作油口与用于驱动提升本体转向的铰接转向液压马达连通，所述电磁换向阀另一工作油口与用于驱动前轮转向的前轮转向液压马达连通，所述前轮转向液压马达与前轮动力连接，所述电机与控制器电性连接。
优选的，所述驱动装置包括驱动电机，所述后轮过齿轮箱与驱动电机联动，驱动电机电性连接驱动控制器，驱动控制器电性连接电池组。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在车身本体和提升本体之间设置具有独立转动功能的铰接装置，同时，在提升本体上设置具有转向功能的前轮，形成铰接转向和前轮转向两种转向模式，既能满足对常规货物的搬运，又能实现对超长货物在窄巷道内的搬运，有效的提高了仓储容量，提高了作业效率，提高了整个装置的适应性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的铰接转向状态示意图；
图3为本发明的铰接转向状态俯视图；
图4为本发明的前轮转向状态示意图；
图5为本发明的铰接转向状态俯视图；
图6为本发明的动力系统控制示意图；
图7为本发明的驱动形式示意图；
图8至图10为本发明叉车于通道中搬运常规物料时不同转向位置的状态图；
图11至图15为本发明叉车于通道中搬运超长物料时不同转向位置的状态图；
图16为本发明的传动齿轮组剖视图；
图17为本发明的传动齿轮组俯视图。
图中：1车身本体、2提升本体、3转向装置、31前铰接架、32后铰接架、33铰接主轴、34传动齿轮组、341主动齿轮、342齿轮固定架、343过渡齿轮、344过渡齿轮轴、345从动齿轮、346销轴、4前轮、41前轮架、42回转支撑、43支撑板、44转向小链轮、5后轮、6驱动装置、61电池组、62驱动控制器、63驱动电机、7动力系统、71液压油箱、72齿轮泵、73电机、74电磁换向阀、75铰接转向液压马达、76前轮转向液压马达、77液压转向器、78控制器。
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。
请参阅图1-17，本发明提供一种技术方案：
一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车，包括
一组前轮4，其为具有独立转向功能的从动轮，前轮4居中的设置在提升本体2上，形成前支点，用于支撑提升本体2，前轮4为单个或多个，具体数量可根据车辆载重进行设计；前轮4通过横轴安装在前轮架41上，前轮架41与回转支撑42带齿的外圈相连，其内圈与支撑板43相连，用于驱动前轮4转动的前轮转向液压马达76安装在支撑板43上，前轮转向液压马达76输出轴上连接有转向小链轮44，转向小链轮44通过链条与回转支撑42外圈啮合；
提升本体2包括包含一个门架总成，该门架总成含有多个可伸缩移动的轨道；货叉架安装在门架总成上，可沿最内侧轨道上下运动，货叉架上设有一对用于承载货物的货叉，通过操作提升控制装置驱使液压系统(如液压驱动电机、液压泵、或液压马达等)工作，给提升机构的起升、倾斜、以及叉车属具提供动力；
一对后轮5，其与驱动装置6动力连接，作为驱动轮，后轮5对称设置在车身本体1上，形成两个后支点，用于驱动车体前进后退，后轮5包含实芯轮胎；车身本体1包括座椅、转向控制装置、驱动控制踏板、提升控制装置、驻车制动装置、行车制动装置和驾驶室；用于平衡叉车的配重、向叉车各系统提供动力的电池组以及发电机、电动机、液压泵等都安装在车身本体1中；以及
转向装置3，其连接提升本体2和车身本体1，转向装置3上设有动力系统7，动力系统7驱动转向装置3带动提升本体2以铰接主轴33为中心转动，提升本体2相对于车身本体1单侧转动的最大角度为90度；
其中：在车体运动的同时发生铰接转向动作时，铰接主轴33围绕前轮4中心旋转，车身本体1会随着铰接点位移而位移。
转向装置3包括：
前铰接架31，其与提升本体2紧固连接；
后铰接架32，其与车身本体1的前部紧固连接；以及
铰接主轴33，以铰接主轴33为轴心连接前铰接架31和后铰接架32形成铰接机构；
其中，动力系统7驱动铰接主轴33联动前铰接架31相对后铰接架32转动，从而联动提升本体2相对车身本体1以铰接主轴33为中心转动，动力系统7包括铰接转向液压马达75和传动齿轮组34，铰接转向液压马达75联动传动齿轮组34，传动齿轮组34联动铰接主轴33。
传动齿轮组34包括主动齿轮341，主动齿轮341与铰接转向液压马达75传动连接，与过渡齿轮343的大圈啮合，过渡齿轮343的小齿圈与从动齿轮345啮合，从动齿轮345与铰接主轴33间采用键连接不可转动固定，铰接主轴33与前铰接架31间采用销轴346连接不可转动固定，过渡齿轮343通过轴承固定在过渡齿轮轴344上，主动齿轮341和过渡齿轮343通过齿轮固定架342固定在后铰接架32上，铰接主轴33与前铰接架31的连接部位布置有轴承且通过锁紧螺母锁紧，两者之间装配完成后能转动。转向装置3和前轮4形成铰接转向和前轮转向两种转向模式，叉车在任何状态下只能先进行铰接转向之后才能进行前轮转向模式。
动力系统7包括液压油箱71、齿轮泵72、电机73，液压油箱71的出油口与齿轮泵72进油口连通，电机73与齿轮泵72动力连接，齿轮泵72出油口与液压转向器77进油口连通，液压转向器77由方向盘进行控制，液压转向器77与电磁换向阀74连通，电磁换向阀74工作油口与用于驱动提升本体2转向的铰接转向液压马达75连通，电磁换向阀74另一工作油口与用于驱动前轮4转向的前轮转向液压马达76连通，前轮转向液压马达76与前轮4动力连接，电磁换向阀74根据转向模式的切换向铰接转向液压马达75或前轮转向液压马达76供油，电机73与控制器78电性连接，电机73和控制器78与电池组61电性连接。
驱动装置6包括驱动电机63，后轮5通过齿轮箱与驱动电机63联动，作为驱动轮，前轮4作为从动轮，驱动电机63电性连接驱动控制器62，驱动控制器62电性连接电池组61。
叉车在任何状态下只能存在一种转向模式，铰接转向是提升本体1转到车身本体1一侧至90°，在此转角范围内叉车只能存在铰接转向，通过操纵方向控制装置控制安装在后铰接架32上的带制动的铰接转向液压马达75实现叉车转向操作，同时安装在支撑板43上的带制动的前轮转向液压马达76处于锁止状态；前轮转向是当提升本体2转到车身本体1一侧至90°时，叉车可进行转向模式切换操作，控制系统将前轮4旋转90°后并进入待命状态，此时叉车只能存在前轮转向，通过操纵方向控制装置控制在支撑板43上的带制动的前轮转向液压马达76实现叉车转向操作，同时安装在后铰接架32上的带制动的铰接转向液压马达75处于锁止状态。
叉车控制器78在转向模式一(即铰接转向)是根据安装在铰接主轴33下端的转向角度传感器信号来控制叉车在转弯时的限制速度，控制器78也可以根据该信号来控制叉车转弯差速；在转向模式二(即前轮转向)是根据安装在铰接主轴33下端的转向角度传感器信号来控制叉车在转弯时的限制速度，控制器78也可以根据该信号来控制叉车转弯差速。
图8至图10示出本发明的车辆用于常规物料搬运的运行过程：叉车在货架间的巷道中对托盘处的货物进行存取操作内典型示例，叉车沿巷道行驶，提升本体2处于直行位置；当叉车接近托盘时，通过转向装置3转动提升本体2操纵叉车，使车身本体1靠近巷道一侧的货架，与托盘成一定角度，然后将提升本体2转向托盘，同时叉车由各驱动电机63向前驱动，使货叉接近托盘中，最后，货叉与巷道呈接近直角状态，然后叉车可驱动各车轮，同时调整转向装置3旋转的角度，使货叉与货架成直角的方式进入托盘，叉取货物后，按上述操作过程反之，则完成一次货物的存取操作。
当提升本体2转向至与车身本体1呈90°时，前轮4与地面接触的中心点到后轮5与地面接触的中心点的连线X-X成为叉车侧向稳定性界线，叉车无论是空载还是满载状态，都要保证此状态下的稳定性，装载在货叉上的货物重心C点相对于X-X线会产生一个力矩，为了平衡叉车所承载的负载，叉车的重心B点必须尽可能的向后，以使B点到X-X间的距离Y最大化。
当提升本体2旋转时，内侧的前轮4滚动速度将随着转向幅度的增加而减小，直到前轮4轴线与后轮5轴线交点A与内侧后轮5与地面接触中心点重合时，此时内侧后轮5处于静止，叉车围绕内侧后轮5与地面接触的中心点转动；当转向角度再超过此点时，内侧后轮5则向后滚动。
图11至图15示出本发明的车辆用于长物料或超长物料搬运的运行过程，图中示出的是叉车对巷道左侧货物存取作业状态，右侧状态则是提升本体2叉取货物后旋转至另一侧。
叉车叉取长形货物平衡放置在货叉上，以转向模式二方式控制叉车转向操作，沿主通道行驶，当叉车行驶到如图11位置时，通过调整转向幅度，使叉车和货物以最小的转弯半径(Ra、Rb)运行，直至叉车位移到如图12位置；
当叉车处于如图12位置时，仍以转向模式二方式控制叉车转向操作，通过调整转向幅度，使叉车上的货物以Rc转弯半径运行，如图13，直至叉车位移到如图14位置；
此时叉车已进入巷道中，并可以沿巷道行驶，当叉车行驶至货架对应的货物平行的位置时，叉车停止行驶，并切换转向模式二到转向模式一，此时控制系统将前轮4回转90°并进入待命状态，此时控制装置控制安装在转向装置3上的铰接转向液压马达75，同时安装在支撑板43上的前轮转向液压马达76锁止；然后叉车通过调整转向幅度，尽可能使货叉垂直于货架，将货物堆垛到相应位置后，再调整转向幅度，仍保持货叉垂直于货架，将货叉从货物底部抽出，使叉车本体回到如图14状态，此时叉车已处于无载状态，可以转向模式一方式驶出巷道，也可以转向模式二方式驶出。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车，其特征在于：包括
一组前轮(4)，其为具有独立转向功能的从动轮，所述前轮(4)居中的设置在提升本体(2)上，形成前支点，用于支撑提升本体(2)；
一对后轮(5)，其与驱动装置(6)动力连接，作为为驱动轮，所述后轮(5)对称设置在车身本体(1)上，形成两个后支点，用于驱动车体前进后退；以及
转向装置(3)，其包括铰接主轴(33)，所述转向装置(3)连接提升本体(2)和车身本体(1)，所述转向装置(3)上设有动力系统(7)，所述动力系统(7)驱动转向装置(3)带动提升本体(2)以铰接主轴(33)为中心转动；
其中：在车体运动的同时发生铰接转向动作时，铰接主轴(33)围绕前轮(4)中心旋转，车身本体(1)会随着铰接点位移而位移。
2.根据权利要求1所述的一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车，其特征在于：所述转向装置(3)还包括：
前铰接架(31)，用于连接提升本体(2)；以及
后铰接架(32)，用于连接车身本体(1)；
以所述铰接主轴(33)为轴心连接前铰接架(31)和后铰接架(32)形成铰接机构；
其中，动力系统(7)驱动铰接主轴(33)联动前铰接架(31)相对后铰接架(32)转动，从而联动提升本体(2)相对车身本体(1)以铰接主轴(33)为中心转动。
3.根据权利要求2所述的一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车，其特征在于：所述铰接主轴(33)与前铰接架(31)间采用销轴(346)连接不可转动固定，所述铰接主轴(33)与前铰接架(31)的连接部位布置有轴承且通过锁紧螺母锁紧，两者之间装配完成后能转动。
4.根据权利要求1所述的一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车，其特征在于：所述前轮(4)为单个或多个。
5.根据权利要求1所述的一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车，其特征在于：所述前轮(4)通过横轴安装在前轮架(41)上，所述前轮架(41)与回转支撑(42)带齿的外圈相连，其内圈与支撑板(43)相连，用于驱动前轮(4)转动的前轮转向液压马达(76)安装在支撑板(43)上，所述前轮转向液压马达(76)输出轴上连接有转向小链轮(44)，所述转向小链轮(44)通过链条与回转支撑(42)外圈啮合。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车，其特征在于：所述动力系统(7)包括铰接转向液压马达(75)和传动齿轮组(34)，所述铰接转向液压马达(75)联动传动齿轮组(34)，所述传动齿轮组(34)联动铰接主轴(33)。
7.根据权利要求6所述的一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车，其特征在于：所述传动齿轮组(34)包括主动齿轮(341)，所述主动齿轮(341)与所述的铰接转向液压马达(75)传动连接，与过渡齿轮(343)的大圈啮合，过渡齿轮(343)的小齿圈与从动齿轮(345)啮合，从动齿轮(345)与所述的铰接主轴(33)连接，所述过渡齿轮(343)通过轴承固定在过渡齿轮轴(344)上，所述主动齿轮(341)和过渡齿轮(343)通过齿轮固定架(342)固定在后铰接架(32)上，所述从动齿轮(345)与铰接主轴(33)间采用键连接不可转动固定。
8.根据权利要求1-5、7任意一项所述的一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车，其特征在于：所述动力系统(7)包括液压油箱(71)、齿轮泵(72)、电机(73)，所述液压油箱(71)的出油口与齿轮泵(72)进油口连通，所述电机(73)与齿轮泵(72)动力连接，所述齿轮泵(72)出油口与液压转向器(77)进油口连通，所述液压转向器(77)与电磁换向阀(74)连通，所述电磁换向阀(74)工作油口与用于驱动提升本体(2)转向的铰接转向液压马达(75)连通，所述电磁换向阀(74)另一工作油口与用于驱动前轮(4)转向的前轮转向液压马达(76)连通，所述前轮转向液压马达(76)与前轮(4)动力连接，所述电机(73)与控制器(78)电性连接。
9.根据权利要求1-5、7任意一项所述的一种三支点多转向窄巷道铰接式叉车，其特征在于：所述驱动装置(6)包括驱动电机(63)，所述后轮(5)过齿轮箱与驱动电机(63)联动，驱动电机(63)电性连接驱动控制器(62)，驱动控制器(62)电性连接电池组(61)。
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