CN111267948A - 一种电动叉车转向系统及应用该转向系统的叉车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动叉车转向系统，属于叉车的技术领域，其包括转向轴，且转向轴的两端转动连接有关节轴承，关节轴承与叉车后轮的转向节臂铰接相连，转向轴上通过滚珠配合有螺母，且螺母与叉车本体相对固定，叉车本体对应的转向器上还固定设置有带动螺母与转向轴相对转动、进而带动转向轴水平移动的驱动组件，本发明具有节能环保的效果。

Description

一种电动叉车转向系统及应用该转向系统的叉车

技术领域

本发明涉及叉车的技术领域，尤其涉及一种电动叉车转向系统及应用该转向系统的叉车。

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。

现有的叉车均为柴油驱动式叉车，其转向系统多为液压转向。如可参考授权公告号为CN100522722C的中国专利，其公开了一种上置式横置油缸叉车转向桥，结构特点是：壳体为V形，中部垂直连接着安装轴，横置转向油缸设于安装轴上方；V形桥体两上端分别为卧式Y形，且分别垂直贯穿设有主销，主销下端轴向连接着L形转向弯板，L形转向弯板下端连接着轮轴；左转向节臂和右转向节臂的另一端分别连接着主销中部。上述转向桥的转向摆角可达90度，特别适合双驱四支点叉车的大转向角要求。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述叉车转向系统采用的是液压油缸驱动，而液压油缸在使用时会存在漏油现象，对环境易造成污染，不够节能环保。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动叉车转向系统及应用该转向系统的叉车，达到节能环保的效果。

本发明的技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种电动叉车转向系统，包括转向轴，且转向轴的两端转动连接有关节轴承，关节轴承与叉车后轮的转向节臂铰接相连，转向轴上设置有螺母，转向轴与螺母通过滚珠连接驱动，且螺母与叉车本体相对固定，叉车本体对应的转向器上还固定设置有带动螺母相对转向轴转动、进而带动转向轴水平移动的驱动组件。

通过上述技术方案，叉车本体在进行转向时，驱动组件带动转向轴转动，转向轴与螺母通过滚珠连接驱动，并且螺母与叉车本体的转向器相对固定，因此驱动组件能够带动转向轴相对螺母水平移动，并带动关节轴承平移，进而通过关节轴承带动叉车本体的转向节臂运动，实现转向，并且采用后轮转向，在叉车低速行驶时更加灵活，相比于传统的液压驱动转向方式，本发明采用电动转向方式，解决了液压驱动中漏油、环境污染等问题，达到节能环保的效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动组件包括与叉车本体对应的转向器固定连接的电机，螺母上设置有一组啮合的蜗轮蜗杆副，通过蜗轮蜗杆副驱动螺母，其中，蜗轮蜗杆副中的蜗轮与螺母固定连接，蜗轮蜗杆副中的蜗杆的轴线与电机的输出轴平行，且电机的输出轴与蜗杆之间设置有一组啮合传动的齿轮副。

通过上述技术方案，在转向时，电机的输出轴带动一对齿轮副转动，齿轮副将动力传递给蜗轮蜗杆副，实现动力传递，接着蜗轮蜗杆副传动将动力传递给螺母，从而带动转向轴的移动，进而实现转向，多组传动副使得动力传递更加平稳，因此转向时更加平顺，使得叉车本体的操控性能提高，并且通过蜗轮蜗杆的设置使得传动方向发生改变，有利于提高驱动组件的紧凑性，使得驱动组件在安装时能够适应于叉车本体的尾部情况，提高安装稳定性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转向轴上套设有直线轴承导轨，直线轴承导轨与转向轴滑动配合，螺母与直线轴承导轨安装于壳体上，壳体在螺母与直线轴承导轨之间的部分包覆于转向轴的周向面。

通过上述技术方案，直线轴承导轨的设置能够对转向轴进行引导，提高转向轴水平移动时的稳定性，壳体对传动部分进行保护，因此使得转向轴得到包覆保护，提高了转向轴的使用可靠性，有效防止传动链被污染，确保转向的顺畅性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：叉车本体的前轮位置处设置有方向盘，所述方向盘的底部固定设置有传动轴，传动轴的底部位置处固定设置有扭矩传感器，扭矩传感器耦接有控制器，控制器的输出端与电机耦接，扭矩传感器用于接收方向盘的转动信号，并将信号传递给控制器，控制器响应于扭矩传感器传递的信号并控制电机进行运转。

通过上述技术方案，转动方向盘时，方向盘的转矩大小能够被扭矩传感器检测，扭矩传感器将检测到的转矩信号传递给控制器，控制器通过转矩信号的大小来控制电机的电机的运转速度，使得转向精度以及转向稳定性大大提高。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转向轴上固定设置有磁条，壳体正对磁条的位置处固定设置有位移传感器，转向轴在平移过程中磁条相对位移传感器移动，并将位移信号传递给控制器，且在位移传感器感应到磁条移动至端部位置处时，控制器对后轮转向角度进行限位。

通过上述技术方案，叉车本体在进行转向操作时，转向轴发生水平移动，进而带动磁条一起做水平移动，磁条相对位移传感器发生移动，位移传感器为线性霍尔元件位移传感器，当磁条相对于位移传感器有微小位移变化时，会产生变化的磁通量，引起霍尔电势的变化，因此可以通过位移传感器检测出转向角度的变化，并且位移传感器将转向角度信号传递给控制器，当转向角度接近或达到预定的极限值时，控制器控制电机低速运转或停止运转，限制过度转向。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转向轴与螺母为滚珠丝杠副。

通过上述技术方案，滚珠丝杠副具有很小的摩擦阻力，有效降低了转向阻力，因此转向灵敏度和操作便利性大大提高。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、通过采用电机作为驱动，以转向轴作为转向传递单元，相较于传统的液压转向而言，具有更高的环保性能以及灵敏度；

2、通过采用扭矩传感器检测方向盘的转动角度，反馈给控制器，控制器再通过位移传感器检测到的位移信息反馈给控制器，控制器对后轮转向角度进行限位，然后对方向盘进行扭力反馈，从而达到前后协调；

3、通过在螺母和直线轴承导轨之间设置壳体，使得转向轴在运行过程中能够得到有效防护，确保转向轴的持续转向灵敏性。

附图说明

图1为本实施例中转向系统的结构示意图；

图2为本实施例中隐藏局部外壳后旨在强调齿轮副、蜗轮蜗杆副 的结构示意图；

图3为叉车本体中旨在强调扭矩传感器安装位置的结构示意图；

图4为旨在强调位移传感器以及磁条安装位置的结构示意图。

附图标记：1、转向轴；11、关节轴承；12、壳体；2、直线轴承导轨；3、螺母；4、电机；5、蜗轮蜗杆副；6、齿轮副；7、方向盘；71、传动轴；72、扭矩传感器；8、控制器；9、位移传感器；91、磁条。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种电动叉车转向系统，如图1所示，包括设置于叉车本体后轮之间的转向轴1，转向轴1的两端连接有关节轴承11，关节轴承11与叉车本体的后轮转向节臂铰接相连（转向节臂为现有技术，在此不作赘述），转向轴1上套设有直线轴承导轨2和螺母3，其中，直线轴承导轨2与转向轴1滑动配合，转向轴1与螺母3通过滚珠连接驱动，以形成滚珠丝杠副，叉车本体在后轮对应的转向器处固定设置有带动转向轴1相对螺母3转动的电动式驱动组件。转向时，驱动组件带动转向轴1相对螺母3转动，转向轴1相对直线轴承导轨2以及螺母3均水平运动，进而通过关节轴承11带动转向节臂运动，从而实现转向，相较于现有技术中的液压转向而言，采用电动驱动组件加转向轴1的方式，能够有效避免出现漏油、环境污染问题，提高环保效果。

结合图1和图2，驱动组件包括电机4，电机4与叉车本体对应的转向器相对固定，螺母3与转向轴1采用滚珠丝杠副进行传动配合，滚珠丝杠副的传动精度较高、传动顺畅性较好，因此转向时较为顺利，螺母3上设置有一组相啮合的蜗轮蜗杆副5，通过蜗轮蜗杆副5驱动螺母3，其中，蜗轮蜗杆副5中的蜗轮与螺母3的外表面固定，蜗杆与蜗轮啮合，蜗杆与电机4的输出轴平行，且蜗杆与电机4的输出轴之间设置有一组相互啮合的齿轮副6，电机4在运转时，动力传动路线依次经过齿轮副6、蜗轮蜗杆副5以及滚珠丝杠副，从而使得转向轴1相对螺母3以及直线轴承导轨2水平左右移动，进而达到转向效果，多个传动副的配合，能够将电机4的动力输出更加平顺地传递至转向系统中，从而提高叉车本体在转向时的稳定性。

如图2所示，在螺母3与直线轴承导轨2均安装于壳体12上，且壳体12在螺母3与直线轴承导轨2之间的部分套设于转向轴1的周向面，壳体12能够对整个传动链起到很好的防护作用，降低外界尘土对转向轴1的污染和损坏。

结合图3和图4，叉车本体的前轮位置处设置有用于转向的方向盘7，方向盘7的底部位置处固定设置有传动轴71，传动轴71的底部位置处固定设置有用于检测传动轴71的转矩大小的扭矩传感器72，电机4上固定设置有控制器8，扭矩传感器72与控制器8之间通过无线或有线传递信号，转向轴1固定套设有磁条91，壳体12的对应位置处固定设置有线性霍尔元件形式的位移传感器9，位移传感器9与控制器8耦接。在执行转向操作时，驾驶员转动方向盘7，扭矩传感器72检测到方向盘7的转动信号，并将信号传递给控制器8，控制器8响应于扭矩信号并通过转矩信号的大小来控制电机4的运转速度，使得转向精度以及转向稳定性大大提高，转向轴1发生水平移动时，进而带动磁条91一起做水平移动，磁条91相对位移传感器9发生移动，当磁条91相对于位移传感器9有微小位移变化时，会产生变化的磁通量，引起霍尔电势的变化，因此可以通过位移传感器9检测出转向角度的变化，并且位移传感器9将转向角度信号传递给控制器8，当转向角度达到预定的极限值时，控制器8控制电机4低速运转或停止运转，此时转向角度到位，转动力会突然变大，限制过度转向。

本实施例的实施原理为：当叉车本体进行转向时，驾驶员转动方向盘7，扭矩传感器72检测方向盘7的扭矩变化，进而将信号传递给控制器8，控制器8控制电机4转动，电机4通过齿轮副6、蜗轮蜗杆副5以及滚珠丝杠副带动转向轴1相对螺母3转动，从而带动后轮转动，实现转向过程，转向过程中，磁条91会相对位移传感器9发生水平位移，当转向角度接近或达到预定的极限值时，控制器8控制电机4低速运转或停止运转，限制过度转向，从而达到前后协调。

实施例2

一种叉车，其采用由实施例1中所述的转向系统，能够达到提高环保性、转向稳定性的效果。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的电机扭力驱动方式、转向轴左右移动传动方式、结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动叉车转向系统，其特征在于：包括转向轴(1)，且转向轴(1)的两端转动连接有关节轴承(11)，关节轴承(11)与叉车后轮的转向节臂铰接相连，转向轴(1)上设置有螺母（3），转向轴(1)与螺母(3)通过滚珠连接驱动，且螺母（3）与叉车本体相对固定，叉车本体对应的转向器上还固定设置有带动螺母（3）与转向轴相对转动、进而带动转向轴(1)水平移动的驱动组件。

2.根据权利要求1所述的一种电动叉车转向系统，其特征在于：所述驱动组件包括与叉车本体对应的转向器固定连接的电机(4)，螺母（3）上设置有一组啮合的蜗轮蜗杆副(5)，通过蜗轮蜗杆副(5)驱动螺母（3），其中，蜗轮蜗杆副(5)中的蜗轮与螺母固定连接，蜗轮蜗杆副(5)中的蜗杆的轴线与电机(4)的输出轴平行，且电机(4)的输出轴与蜗杆之间设置有一组啮合传动的齿轮副(6)。

3.根据权利要求1所述的一种电动叉车转向系统，其特征在于：所述转向轴（1）上套设有直线轴承导轨（2），直线轴承导轨（2）与转向轴（1）滑动配合，螺母（3）与直线轴承导轨(2)安装于壳体(12)上，壳体(12)在螺母（3）与直线轴承导轨（2）之间的部分包覆于转向轴(1)的周向面。

4.根据权利要求3所述的一种电动叉车转向系统，其特征在于：叉车本体的前轮位置处设置有方向盘(7)，所述方向盘(7)的底部固定设置有传动轴(71)，传动轴(71)的底部位置处固定设置有扭矩传感器(72)，扭矩传感器(72)耦接有控制器(8)，控制器(8)的输出端与电机(4)耦接，扭矩传感器(72)用于接收方向盘(7)的转动信号，并将信号传递给控制器(8)，控制器(8)响应于扭矩传感器(72)传递的信号并控制电机(4)进行运转。

5.根据权利要求4所述的一种电动叉车转向系统，其特征在于：所述转向轴(1)上固定设置有磁条(91)，壳体(12)正对磁条(91)的位置处固定设置有位移传感器(9)，转向轴(1)在平移过程中磁条(91) 相对位移传感器(9)移动，并将位移信号传递给控制器(8)，且在位移传感器(9)感应到磁条(91)移动至端部位置处时，控制器(8)对后轮转向角度进行限位。

6.根据权利要求1所述的一种电动叉车转向系统，其特征在于：所述转向轴(1)与螺母（3）为滚珠丝杠副。

7.一种应用权利要求1-6任一所述的电动叉车转向系统的叉车。

Images