CN111204176A - 一种叉车自动调平装置、系统及其调平方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种叉车自动调平装置、系统及其调平方法，包括叉车车体，所述叉车车体内部设置有与倾角传感器通信连接的控制器，且叉车车体中安装有相互控制连接的电机、油泵和电磁阀组件，所述右偏心轴调平车轮组件和左偏心轴调平车轮组件分别通过各自组件中偏心轴的旋转来单独调整本侧的车轮的轴心离地高度。本发明不同于其他手动调平装置，此装置可同时独立的调整左、右两个前轮轴心离地高度，而且不同于其他叉车货叉的自动调平装置，本发明的调平装置在操作叉车起升、下降时，自动调整叉车车身至水平状态，很好的解决了仓储堆高车对仓库地面平整度的高标准要求的问题，大大降低仓库地坪施工成本，大大提高了仓储叉车的适应性。

Description

一种叉车自动调平装置、系统及其调平方法

技术领域

本发明涉及工业叉车技术领域，具体为一种叉车自动调平装置、系统及其调平方法。

背景技术

随着国内高位仓储叉车的普及，尤其是VNA车型的广泛使用，对仓库地面平整度要求日渐提高，大多数老旧仓库地面平整度都达不到相关叉车使用要求，老旧仓库改造，地面重造花费巨大，即使新建仓库地面建造按相关标准执行，也需投入巨大的资金，而目前国内外普遍使用的高位仓储叉车本身并不具备适应地面不平整的使用工况。

如说明书附图6和附图7所示，高位VNA叉车在窄巷道内运行，如果地面不平，左右地面高度落差为a，则门架最大起升时，门架左右偏移量为b，静态时，根据几何换算，b值约等于10倍的a值，当叉车运行时，b至还需乘以3倍的动态系数，即b值约等于30倍a值，而VNA叉车运行的巷道，货架离叉车距离很近，此种情况下，如果在较差地面平整度的仓库使用高位叉车，则需要放慢叉车速度，叉车运行效率极低，同时存在叉车高位作业时，门架、属具、货叉碰撞货架，造成货架倾翻、货物坠落等安全事故。

现有技术中，也存在可以进行叉车工作过程中调平的技术，如申请号为“201611166441.4”的一种电动叉车的货叉自动调平装置及调平方法，但其在调平过程中，仅仅只是为了调平货叉的倾斜度，而忽略了叉车车体本身整体的倾斜调平，这使得叉车在巷道的运行过程中，还是很容易存在门架、属具以及货叉的碰撞情况；又譬如申请号为“201120159846.1”的一种用于全地形叉车的整体调平前车架，但其仅仅是为了在倾斜路段保持驾驶室的水平状态，而且全程需要手动进行调节，运动地形问题的突发情况市场来不及反应，容易发生倾斜碰撞的意外。

对于上述问题，目前没有一个可以实时在线调整整车水平状态的装置，以应对地面不平整的使用工况，所以，我们提出一种可以使得叉车进行自动调平的装置、系统及其方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叉车自动调平装置、系统及其调平方法，可以提高高位仓储叉车对不平整地面的适应性、使用的安全性，降低仓库的建造成本，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：

一种叉车自动调平装置，包括叉车车体，所述叉车车体上设置有叉车门架和叉车属具及货叉；

所述叉车车体的水平支撑梁上安装有倾角传感器，所述叉车车体内部设置有与倾角传感器通信连接的控制器，且叉车车体中安装有相互控制连接的电机、油泵和电磁阀组件，所述叉车车体上分别安装有与油泵通过液压油控制连接的右偏心轴调平车轮组件和左偏心轴调平车轮组件，所述右偏心轴调平车轮组件和左偏心轴调平车轮组件结构相同且位置相互对称，所述右偏心轴调平车轮组件和左偏心轴调平车轮组件均包括有车轮以及用于安装车轮的偏心轴，所述右偏心轴调平车轮组件和左偏心轴调平车轮组件分别通过各自组件中偏心轴的旋转来单独调整本侧的车轮的轴心离地高度。

优选的，所述右偏心轴调平车轮组件和左偏心轴调平车轮组件还包括车轮架、油缸和连杆，所述油缸一端与车轮架外侧壁通过铰接方式连接，所述连杆与油缸另一端通过铰接方式连接，所述连杆上通过键连接方式连接有偏心轴，所述偏心轴上通过车轮支撑轴承连接有车轮，所述偏心轴与车轮架通过偏心轴支撑轴承连接，所述车轮支撑轴承和偏心轴支撑轴承之间通过隔套轴向定位，所述隔套通过螺钉固定于偏心轴上。

优选的，所述偏心轴靠近连杆一端安装有压板，所述压板通过螺栓及弹簧垫片固定于偏心轴上，所述偏心轴支撑轴承外连接有轴承端盖，所述轴承端盖通过螺栓及弹簧垫片固定于车轮架上。

优选的，所述控制器通信连接电机带动油泵供油、且控制器通信连接电磁阀组件进行油路切换从而分别给右偏心轴调平车轮组件和左偏心轴调平车轮组件中的油缸供油。

优选的，所述倾角传感器设置为水平仪、陀螺仪或角度传感器的一种或多种。

一种叉车自动调平方法，采用所述的一种叉车自动调平装置实现，包括以下步骤：

1)倾角传感器实时检测车身倾斜状态数据信息，并将检测数据同步发送至控制器中；

2)所述控制器对检测数据进行实时计算分析，并转换成各侧车轮轴心离地高度的目标调整量；

3)所述控制器根据目标调整量控制油泵的泵油量，通过所述油泵带动各侧安装所述车轮的偏心轴转动；

4)各侧所述车轮的轴心根据所述偏心轴的偏心量实现离地高度的调整，将车身整体实时在线调整至水平状态；

5)车身整体调整至水平状态后，车身整体继续进行运动，并回到步骤1)。

一种叉车自动调平系统，具有：

倾角传感器，用于检测叉车车身倾斜状态，并将检测信息反馈给安装在叉车车体内部的控制器；

控制器，用于接收所述倾角传感器的检测信息，并进行计算分析，将检测信息转换成左、右两侧车轮轴心离地高度的目标调整量；

执行单元，其包括电机、油泵以及电磁阀组件，所述控制器通过电磁阀组件控制不同油路的通断，且控制器同步控制电机转动从而带动油泵根据目标调整量进行泵油；

调平单元，其包括右偏心轴调平车轮组件和左偏心轴调平车轮组件，所述右偏心轴调平车轮组件和左偏心轴调平车轮组件分别根据油泵的泵油量单独调整本侧车轮的轴心离地高度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明不同于其他叉车货叉的自动调平装置，本发明的调平装置在操作叉车起升、下降时，自动调整叉车车身至水平状态，叉车门架随之一起调整至与水平面垂直，货叉与水平面平行，连同门架、属具及货叉等同时调整到水平状态，避免只调整货叉水平、而门架歪斜产生碰撞货物、货架及失载问题；

2.本发明不同于其他手动调平装置，此装置可自动检测叉车车身姿态，在叉车起升、下降作业状态时，同时独立的调整左、右两个前轮轴心离地高度，使得叉车车身达到水平状态，全过程自动完成，无需驾驶员人工介入，调整精度高；

3.本发明的高位叉车自动调平装置采用偏心轴及连杆省力机构，结构紧凑，安全可靠，响应速度高；

4.本发明的叉车自动调平装置，不同于其他只能调整单方向水平的装置，本发明可同时调整叉车前后及左右方向的车身高度，从而调整叉车整体的水平；

5.本发明中安装有自动调平装置的高位叉车，具有对不平整地面的更高的适应性，在地面不平整工况使用时具有更高的安全性，使用具有此装置的高位叉车的仓库，其地面建造成本将极大的降低，很好的解决了仓储堆高车对仓库地面平整度的高标准要求的问题，特别是使用VNA车辆的高位货架仓库，大大降低仓库地坪施工成本，大大提高了仓储高位叉车的适应性。

附图说明

图1为本发明的高位叉车整体结构示意图；

图2为本发明的右偏心轴调平车轮组件结构立体图；

图3为本发明的右偏心轴调平车轮组件结构主视图；

图4为图3中A截面剖视示意图；

图5为本发明的右偏心轴调平车轮组件结构俯视图；

图6为现有技术中VNA叉车在地面不平整的窄巷道内运行的示意图；

图7为图6中D区结构放大示意图；

图8为本发明调平方法的流程示意框图。

图中：1叉车车体、2叉车门架、3叉车属具及货叉、4倾角传感器、5控制器、6电机、7油泵、8电磁阀组件、9右偏心轴调平车轮组件、10左偏心轴调平车轮组件、11车轮架、12油缸、13连杆、14车轮、15偏心轴、16车轮支撑轴承、17压板、18隔套、19螺钉、20偏心轴支撑轴承、21轴承端盖、22螺栓及弹簧垫片。

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1-8，本发明提供一种技术方案：

一种具有自动调平装置的高位叉车，安装在高位叉车上的自动调平装置，可以自动调整叉车车身水平，进而调整叉车门架2、叉车属具及货叉3水平的装置，配备此装置的仓储叉车可更好适应地面不平整仓库的使用工况，大大提升叉车使用的安全性，极大的降低了仓库的地面建造成本，该具有自动调平装置的高位叉车包括叉车车体1，叉车车体1上设置有叉车门架2和叉车属具及货叉3，叉车车体1的水平支撑梁上安装有倾角传感器4，安装在叉车车体1水平支撑梁上的倾角传感器4用于检测叉车车体1的倾斜状态，并将检测信息反馈给安装在叉车车体1内部的控制器5，通过控制器5的计算分析，转换成左右两侧的车轮14轴心离地高度的目标调整量，叉车车体1内部设置有与倾角传感器4通信连接的控制器5，叉车车体1的倾角传感器4可设置为多种类型，如水平仪、陀螺仪、角度传感器等，其安装数量、种类及位置可也为多种形式，比如选择水平仪、陀螺仪、角度传感器的一种或者两种乃至三种的组合，安装位置也可以根据实际需求进行设计选择。

如说明书附图1所示，叉车车体1中安装有相互控制连接的电机6、油泵7和电磁阀组件8，控制器5通信连接电机6带动油泵7供油，控制器5控制电机6进行转动，从而带动油泵7进行泵油，且控制器5通信连接电磁阀组件8进行油路的切换和通断，从而分别给右偏心轴调平车轮组件9和左偏心轴调平车轮组件10中的油缸12供油。

叉车车体1上安装有结构相同但相互对称的右偏心轴调平车轮组件9和左偏心轴调平车轮组件10，右偏心轴调平车轮组件9和左偏心轴调平车轮组件10均包括有车轮14以及用于安装车轮14的偏心轴15，右偏心轴调平车轮组件9和左偏心轴调平车轮组件10分别通过各自组件中偏心轴15的旋转来单独调整本侧的车轮14的轴心离地高度，通过单独调整左、右车轮14的轴心离地高度，从而将叉车车体1调整至水平状态，进而带动叉车门架2与地面垂直，同时使得安装在叉车门架2上的叉车属具及货叉3与地面呈水平状态，避免了因为地面不平导致叉车门架2及属具等歪斜、从而造成叉车门架、属具等碰撞货架造成安全事故的情况，高位叉车尤其是VNA车辆作用最为明显，驱动车轮14调整轴心高度的机构可包含多种形式，如连杆机构带动偏心轴15旋转、采用电机直接驱动偏心轴15旋转、电动推杆推动连杆摆动等机构带动偏心轴15旋转，不论何种结构形式，其原理与本发明相同的均属于本发明保护项，在本发明中采用的优选具体实施例为油缸12带动连杆13从而控制偏心轴15转动的结构形式。

作为一个优选的实施例，由于右偏心轴调平车轮组件9和左偏心轴调平车轮组件10结构完全相同，只是位置相互对称，在本实施例中以右偏心轴调平车轮组件9的结构和工作原理为例，其中，如说明书附图4所示，右偏心轴调平车轮组件9还包括车轮架11、油缸12和连杆13，车轮架11与叉车车体1之间通过焊接方式连接，油缸12一端与车轮架11外侧壁通过铰接方式连接，连杆13与油缸12另一端通过铰接方式连接，右偏心轴调平车轮组件9中的油缸12推动安装在偏心轴15上的连杆13进行转动，带动偏心轴15转动，从而带动安装在偏心轴15上的车轮14实现摆动，进而通过偏心轴15的偏心量来调整车轮14的轴心离地高度，控制器5根据各个车轮14轴心离地高度的目标调整量来控制电磁阀组件8中的电磁阀的通断及电机6的转动，从而控制油缸12的进油量，最终调整叉车车体1整体至水平状态。

连杆13上通过键连接方式连接有偏心轴15，偏心轴15靠近连杆13一端安装有压板17，压板17通过螺栓及弹簧垫片22固定于偏心轴15上，通过压板17进一步固定连杆13和偏心轴15，偏心轴15上通过车轮支撑轴承16连接有车轮14，偏心轴15与车轮架11通过偏心轴支撑轴承20连接，车轮14与偏心轴15通过车轮支撑轴承16连接，偏心轴15与车轮架2通过偏心轴支撑轴承20连接，从而形成两个转动副，车轮支撑轴承16和偏心轴支撑轴承20之间通过隔套18轴向定位，隔套18通过螺钉19固定于偏心轴15上，偏心轴支撑轴承20外连接有轴承端盖21，轴承端盖21通过螺栓及弹簧垫片22固定于车轮架11上，轴承端盖21用于对偏心轴支撑轴承20进行限位和固定。

一种叉车自动调平方法，采用的一种叉车自动调平装置实现，包括以下步骤：

1)倾角传感器4实时检测车身倾斜状态数据信息，并将检测数据同步发送至控制器5中；

2)控制器5对检测数据进行实时计算分析，并转换成各侧车轮14轴心离地高度的目标调整量；

3)控制器5根据目标调整量控制油泵7的泵油量，通过油泵7带动各侧安装车轮14的偏心轴15转动；

4)各侧车轮14的轴心根据偏心轴15的偏心量实现离地高度的调整，将车身整体实时在线调整至水平状态；

5)车身整体调整至水平状态后，车身整体继续进行运动，并回到步骤1)。

从而实现叉车自动调平过程中的闭环控制，在叉车的运动过程中，实时在线的进行调平，如若未调平则实时反馈倾斜数据给倾角传感器4进行检测，进一步进行调平，若调平后则随着车身的继续运动也会产生倾斜，则重新进行步骤1)，倾角传感器4继续工作进行实时检测和数据反馈。

一种叉车自动调平系统，具有：

倾角传感器4，用于检测叉车车身倾斜状态，并将检测信息反馈给安装在叉车车体1内部的控制器5；

控制器5，用于接收倾角传感器4的检测信息，并进行计算分析，将检测信息转换成左、右两侧车轮14轴心离地高度的目标调整量；

执行单元，其包括电机6、油泵7以及电磁阀组件8，控制器5通过电磁阀组件8控制不同油路的通断，且控制器5同步控制电机6转动从而带动油泵7根据目标调整量进行泵油；

调平单元，其包括右偏心轴调平车轮组件9和左偏心轴调平车轮组件10，右偏心轴调平车轮组件9和左偏心轴调平车轮组件10分别根据油泵7的泵油量单独调整本侧车轮14的轴心离地高度，右偏心轴调平车轮组件9和左偏心轴调平车轮组件10均为省力机构，通过机构力臂的放大，或是采用多级减速齿轮机构，通过驱动电机或是油缸等，驱动车轮14轴心上下移动，从而带动叉车车体1安装车轮14的位置上下移动，最终实现叉车整体水平的调整。

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 (7)

1.一种叉车自动调平装置，包括叉车车体(1)，所述叉车车体(1)上设置有叉车门架(2)和叉车属具及货叉(3)，其特征在于：

所述叉车车体(1)的水平支撑梁上安装有倾角传感器(4)，所述叉车车体(1)内部设置有与倾角传感器(4)通信连接的控制器(5)，且叉车车体(1)中安装有相互控制连接的电机(6)、油泵(7)和电磁阀组件(8)，所述叉车车体(1)上分别安装有与油泵(7)通过液压油控制连接的右偏心轴调平车轮组件(9)和左偏心轴调平车轮组件(10)，所述右偏心轴调平车轮组件(9)和左偏心轴调平车轮组件(10)结构相同且位置相互对称，所述右偏心轴调平车轮组件(9)和左偏心轴调平车轮组件(10)均包括有车轮(14)以及用于安装车轮(14)的偏心轴(15)，所述右偏心轴调平车轮组件(9)和左偏心轴调平车轮组件(10)分别通过各自组件中偏心轴(15)的旋转来单独调整本侧的车轮(14)的轴心离地高度。

2.根据权利要求1所述的一种叉车自动调平装置，其特征在于：所述右偏心轴调平车轮组件(9)和左偏心轴调平车轮组件(10)还包括车轮架(11)、油缸(12)和连杆(13)，所述油缸(12)一端与车轮架(11)外侧壁通过铰接方式连接，所述连杆(13)与油缸(12)另一端通过铰接方式连接，所述连杆(13)上通过键连接方式连接有偏心轴(15)，所述偏心轴(15)上通过车轮支撑轴承(16)连接有车轮(14)，所述偏心轴(15)与车轮架(11)通过偏心轴支撑轴承(20)连接，所述车轮支撑轴承(16)和偏心轴支撑轴承(20)之间通过隔套(18)轴向定位，所述隔套(18)通过螺钉(19)固定于偏心轴(15)上。

3.根据权利要求1所述的一种叉车自动调平装置，其特征在于：所述偏心轴(15)靠近连杆(13)一端安装有压板(17)，所述压板(17)通过螺栓及弹簧垫片(22)固定于偏心轴(15)上，所述偏心轴支撑轴承(20)外连接有轴承端盖(21)，所述轴承端盖(21)通过螺栓及弹簧垫片(22)固定于车轮架(11)上。

4.根据权利要求1所述的一种叉车自动调平装置，其特征在于：所述控制器(5)通信连接电机(6)带动油泵(7)供油、且控制器(5)通信连接电磁阀组件(8)进行油路切换从而分别给右偏心轴调平车轮组件(9)和左偏心轴调平车轮组件(10)中的油缸(12)供油。

5.根据权利要求1所述的一种叉车自动调平装置，其特征在于：所述倾角传感器(4)设置为水平仪、陀螺仪或角度传感器的一种或多种。

6.一种叉车自动调平方法，其特征在于，采用权利要求1-5任意一项所述的一种叉车自动调平装置实现，包括以下步骤：

1)倾角传感器(4)实时检测车身倾斜状态数据信息，并将检测数据同步发送至控制器(5)中；

2)所述控制器(5)对检测数据进行实时计算分析，并转换成各侧车轮(14)轴心离地高度的目标调整量；

3)所述控制器(5)根据目标调整量控制油泵(7)的泵油量，通过所述油泵(7)带动各侧安装所述车轮(14)的偏心轴(15)转动；

4)各侧所述车轮(14)的轴心根据所述偏心轴(15)的偏心量实现离地高度的调整，将车身整体实时在线调整至水平状态；

5)车身整体调整至水平状态后，车身整体继续进行运动，并回到步骤1)。

7.一种叉车自动调平系统，其特征在于，具有：

倾角传感器(4)，用于检测叉车车身倾斜状态，并将检测信息反馈给安装在叉车车体(1)内部的控制器(5)；

控制器(5)，用于接收所述倾角传感器(4)的检测信息，并进行计算分析，将检测信息转换成左、右两侧车轮(14)轴心离地高度的目标调整量；

执行单元，其包括电机(6)、油泵(7)以及电磁阀组件(8)，所述控制器(5)通过电磁阀组件(8)控制不同油路的通断，且控制器(5)同步控制电机(6)转动从而带动油泵(7)根据目标调整量进行泵油；

调平单元，其包括右偏心轴调平车轮组件(9)和左偏心轴调平车轮组件(10)，所述右偏心轴调平车轮组件(9)和左偏心轴调平车轮组件(10)分别根据油泵(7)的泵油量单独调整本侧车轮(14)的轴心离地高度。

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