CN204124187U - 一种工业车辆用差动式助力转向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业车辆转向操作控制装置，特别涉及一种工业车辆用差动式助力转向装置。本实用新型是通过以下技术方案得以实现的：一种工业车辆用差动式助力转向装置，包括手柄转向轴、驱动转向轴、转向电机、用于固定连接所述驱动转向轴且转动套设于所述手柄转向轴外的轴套、用于检测所述手柄转向轴与所述轴套之间的相对转动幅度的角位移传感器、设于所述轴套与所述手柄转向轴之间能够由所述轴套与所述手柄转向轴之间的相对转动动作而产生为操作者所感知的变化的反馈件；所述反馈件的变化幅度受控于所述手柄转向轴与所述轴套的相对转动幅度。本实用新型有利于避免出现操作者急转弯时转向判断出现偏差的现象，且成本较低。

Description

一种工业车辆用差动式助力转向装置

技术领域

本实用新型涉及工业车辆转向操作控制装置，特别涉及一种工业车辆用差动式助力转向装置。

背景技术

现有技术中的工业车辆转向方式一般采用电子转向，如授权公告号为CN201457457U的实用新型专利所公开的一种叉车电子转向装置，其包括步进电机、电动助力转向总成、控制器、限位传感器、接近开关、显示器、交流伺服电机，方向手轮所在的旋转轴与步进电机同轴连接，步进电机与电动助力转向总成控制器信号连接，限位传感器和接近开关并列设置在方向轮的两侧并与电动助力转向总成控制器信号连接，显示器与电动助力转向总成控制器信号连接，电动助力转向总成控制器输出端与交流伺服电机信号连接，交流伺服电机的输出轴与转向机构的动力轴配合连接。

又如授权公告号CN101734280B的发明专利所公开的一种成本低日用电量小的用于叉车的电子控制转向装置，它由转向手柄、转向轴、方向轮、方向轮轴、直流电机、与叉车上的直流电源连接的转向控制器，齿轮箱、第一传动机构、第一传动机构、第一传感器、第一传感器以及第二传感器；第一传感器固定在叉车车体上且还通过第一传动机构与转向轴的下部连接；第一传感器固定在直流电机上且与转轴固定连接；第二传感器设在叉车车体与第一传动机构的被动轮之间；第一传感器，直流电机、第一传感器、第二传感器，均与转向控制器电连接。

上述电子转向技术改善了原来工业车辆采用机械或液力转向装置的缺点，转向轻便、灵活。

然而，采用电子转向装置的工业车辆，其电子助力转向机构和驱动轮机构分开安装，需要转动时助力转向机构中的传感器或电位器接收手柄转动的信号再传递到控制系统中，控制系统驱动转向电机转动以带动驱动轮机构转向；以手柄转动角度和驱动转向比例为1:1的助力转向系统为例，原则上手柄的转向角度和速度应该实时的反应在驱动轮上，由于手柄带动的电子助力转向机构是和驱动轮机构分开的，操作者在转向操作的时候可能会过快的转向，然而大多数车辆的控制器控制转向电机最高转向速度是被限定的，此时操作者转向操作的速度大于电机转向速度时，就会造成车辆的实际转向轨迹与操作者的估计不符，从而可能造成危险。

目前针对上述问题，采取的解决手段是通过增大转向电机的功率提高转向速度进而来实现手柄操作时间和驱动转向时间同步，但是这种方法需要较高的成本，不仅需要提高控制器的等级还需要高性能的转向电机；而且过快的转向速度虽然一致性提高了，但高速急弯也会产生车辆难以控制的局面而产生危险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种工业车辆用差动式助力转向装置，避免出现操作者急转弯时转向判断出现偏差的现象，且成本较低。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种工业车辆用差动式助力转向装置，包括手柄转向轴、驱动转向轴、用于带动所述驱动转向轴转动的转向电机，还包括用于固定连接所述驱动转向轴且转动套设于所述手柄转向轴外的轴套、用于检测所述手柄转向轴与所述轴套之间的相对转动幅度的角位移传感器、设于所述轴套与所述手柄转向轴之间能够由所述轴套与所述手柄转向轴之间的相对转动动作而产生为操作者所感知的变化的反馈件；所述反馈件的变化幅度受控于所述手柄转向轴与所述轴套的相对转动幅度。

通过反馈件的设置，即使操作者急转弯时，也即转向手柄操作速度大于转向电机所带动的驱动转向轴的转向速度时，操作者的转向操作速度通过反馈件受到转向电机所带动的驱动转向轴的牵制，从而解决现有技术中转向操作速度过快时，就会造成车辆的实际转向轨迹与操作者的估计不符的现象，并且也避免了在高速转弯时，由于手柄的阻力过小而使操作者无法控制自身重心的问题；同时，由于本技术方案无需对控制器及转向电机提出更高的要求，仅是对操作者直接操作的装置进行改进，因此成本较低。

作为上述技术方案的优选，该种转向装置还包括连接于所述驱动转向轴的驱动组件，所述驱动组件包括驱动轮、带动所述驱动轮转动的卧式电机，所述卧式电机的轴线平行或重合于所述驱动轮的轴线。

作为上述技术方案的优选，所述反馈件为弹簧。

作为上述技术方案的优选，所述反馈件由所述轴套与所述手柄转向轴之间的相对转动动作而产生为操作者所感知的变化是指弹簧的沿自身轴向的伸缩形变；所述弹簧的伸缩形变方向垂直于所述手柄转向轴的轴向。

作为上述技术方案的优选，所述弹簧的轴向沿所述手柄转向轴的轴向延伸；所述反馈件由所述轴套与所述手柄转向轴之间的相对转动动作而产生为操作者所感知的变化是指弹簧在垂直于自身轴向方向上的扭曲形变。

作为上述技术方案的优选，该种手柄装置还包括与所述轴套相对固定设置的支座、与所述手柄转向轴相对固定设置且具有与所述支座相对设置的竖直部的支板；所述弹簧设于所述竖直部与所述支座之间。

作为上述技术方案的优选，所述弹簧外套设有与所述支板相对固定设置或与所述支座相对固定设置的导向套。

作为上述技术方案的优选，所述弹簧始终处于压缩状态。

作为上述技术方案的优选，该种手柄装置还包括用于限制所述手柄转向轴当前最大转向幅度的限位结构。

操作者的转向操作速度通过限位结构进一步受到转向电机所带动的驱动转向轴的牵制。

作为上述技术方案的优选，该种转向装置还包括固定连接于所述驱动转向轴与所述轴套之间的连接套；所述连接套设有便于电缆穿出的缺口；所述驱动转向轴中部设有电缆出口。

所述缺口的径向跨度应等于或大于所述手柄转向轴的最大转向幅度；此种结构，使得转向时，电缆不会产生不必要的弯折，从而提高了电缆的使用寿命。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型结构简单，易于实施；能有效避免出现操作者急转弯时转向判断出现偏差的现象，且成本较低，更由于反馈件即为弹簧的设置，使本实用新型具有较强的操作手感，使操作者通过对手感的判断即可对驱动轮是否已转向至相应位置进行正确的判断；同时电缆出线方式也较为合理。

附图说明

图1是实施例示意图；

图2是实施例中差动式助力转向实现方式示意图;

图3是实施例中轴套示意图。

图中，1、手柄转向轴，11、角位移传感器，2、驱动转向轴，21、齿轮， 22、电缆，3、轴套，4、反馈件，5、支板，51、竖直部，52、水平部，6、支座， 7、导向套，8、连接套， 81、缺口，91、轮架，92、卧式电机，93、驱动轮，10、车架， 101、转向电机， 102、支架，103、定位件，1031、螺钉，1032、螺母，1033、碟簧。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：如图1-3所示，一种工业车辆用差动式助力转向装置，包括车架10，车架10上转动连接有驱动转向轴2，驱动转向轴2位于车架10的下部连接有驱动轮组件，驱动轮组件包括固定连接于驱动转向轴2的轮架91，轮架91上设有卧式电机92，卧式电机92上连接有驱动轮93；卧式电机92的轴线平行或重合于所述驱动轮93的轴线。

车架10上还固设有转向电机101，驱动转向轴2上固设有与转向电机101传动连接的齿轮21。

驱动转向轴2的上部固定连接有连接套8，连接套8的上端相对转动连接有手柄转向轴1。

驱动转向轴2的中部具有电缆出口；连接套8上开有缺口81；缺口81的径向跨度等于或大于手柄转向轴1的最大转向幅度；电缆22经电缆出口从缺口81中穿出，从而尽可能地减小由于转向动作而可能产生的对电缆的影响。

连接套8的上端固定连接有轴套3，轴套3中转动套接有手柄转向轴1；轴套3的底面固定连接有用于检测手柄转向轴1与轴套3之间的相对转动幅度的角位移传感器11；转向电机101接收角位移传感器11的角位移信号而产生相应的动作。

轴套3的侧壁上固设有两个支座6；手柄转向套1固定连接有支板5，支板5具有与手柄转向套1固定套接的水平部52及与水平部52一体连接的竖直部51，竖直部51与支座6相对设置，竖直部51的两侧与对应的支座6之间设有反馈件4，反馈件4能够由于轴套3与手柄转向轴1之间的相对转动动作而产生为操作者所感知的变化；反馈件4的变化幅度受控于手柄转向轴1与轴套3的相对转动幅度；本实施例中反馈件4为弹簧。

作为优选方案，弹簧应始终处于压缩状态。

弹簧外套设有与支板5固定连接的导向套7；当然，导向套7也可以固定连接于支座6。

反馈件4由轴套3与手柄转向轴1之间的相对转动动作而产生为操作者所感知的变化是指弹簧的沿自身轴向的伸缩形变；弹簧的伸缩形变方向垂直于手柄转向轴1的轴向。

本实施例还包括用于限制手柄转向轴1当前最大转向幅度的定位结构；定位结构包括与手柄转向轴1相对固定设置的支架102，支架102呈L形，支架102的垂直部的两侧分别设有定位件103，定位件103为贯穿支架102的螺钉1031，螺钉1031的尾端上螺接有螺母1032，螺钉1031的头端与支架102之间设有碟簧1033。

本实施例还可以通过调节弹簧初始状态的压缩程度，以使手柄转向轴1在居中时的左右最大转向幅度一致；而弹簧初始状态的压缩程度调节，可以在竖直部51与支座6之间设置一个螺杆，螺杆的一端抵触于竖直部51，另一端通过一个螺母螺接并抵触于支座，通过螺母的旋转以调节竖直部51与支座6之间的间距，也即弹簧初始状态的压缩程度；当然弹簧初始状态的压缩程度的调节方式，也可以是能够实现相同功能的其它形式。

实际工作中，随着弹簧力的增加，角位移传感器11所检测到的角度越大，然而，转向电机101会始终趋向于使角位移传感器11所检测的角度趋向于零；而限位结构限定了手柄转向轴1和轴套3之间最大的瞬间角度；因此，操作者转向操纵速度越快，其所需要付出的力量就越大，由于限位结构的设置，操作者的转向操作速度因无法超过转向电机101的跟随速度，也就避免了极短时间大幅度转向的可能；即由于限位结构的设置，使驱动轮93的转动速度1：1跟随手柄转向轴1，驱动轮93的牵制力避免了手柄转向轴1在极短时间出现大幅度转向，另一方面，由于转向速度越大，操作者付出的力也越大，也利于提高操作者的操作手感，进一步利于提高安全性；同时，当转向系统被检测出故障时，系统可以自动切换到转向系统失效模式，也就相当于回复到车辆未按照电子转向的状态，可以使操作者的操作安全性大大提高。

作为另一种可实施方式，弹簧的轴向沿手柄转向轴1的轴向延伸；弹簧由轴套3与手柄转向轴1之间的相对转动动作而产生为操作者所感知的变化是指弹簧在垂直于自身轴向方向上的扭曲形变。

Claims (10)

1.一种工业车辆用差动式助力转向装置，包括手柄转向轴（1）、驱动转向轴（2）、用于带动所述驱动转向轴（2）转动的转向电机（101）， 其特征在于，还包括用于固定连接所述驱动转向轴（2）且转动套设于所述手柄转向轴（1）外的轴套（3）、用于检测所述手柄转向轴（1）与所述轴套（3）之间的相对转动幅度的角位移传感器（11）、设于所述轴套（3）与所述手柄转向轴（1）之间能够由所述轴套（3）与所述手柄转向轴（1）之间的相对转动动作而产生为操作者所感知的变化的反馈件（4）；所述反馈件（4）的变化幅度受控于所述手柄转向轴（1）与所述轴套（3）的相对转动幅度。

2.根据权利要求1所述的一种工业车辆用差动式助力转向装置，其特征在于，该种转向装置还包括连接于所述驱动转向轴（2）的驱动组件，所述驱动组件包括驱动轮（93）、带动所述驱动轮（93）转动的卧式电机（92），所述卧式电机（92）的轴线平行或重合于所述驱动轮（93）的轴线。

3.根据权利要求1所述的一种工业车辆用差动式助力转向装置，其特征在于，所述反馈件（4）为弹簧。

4.根据权利要求3所述的一种工业车辆用差动式助力转向装置，其特征在于，所述反馈件（4）由所述轴套（3）与所述手柄转向轴（1）之间的相对转动动作而产生为操作者所感知的变化是指弹簧的沿自身轴向的伸缩形变；所述弹簧的伸缩形变方向垂直于所述手柄转向轴（1）的轴向。

5.根据权利要求3所述的一种工业车辆用差动式助力转向装置，其特征在于，所述弹簧的轴向沿所述手柄转向轴（1）的轴向延伸；所述反馈件（4）由所述轴套（3）与所述手柄转向轴（1）之间的相对转动动作而产生为操作者所感知的变化是指弹簧在垂直于自身轴向方向上的扭曲形变。

6.根据权利要求4所述的一种工业车辆用差动式助力转向装置，其特征在于，该种手柄装置还包括与所述轴套（3）相对固定设置的支座（6）、与所述手柄转向轴（1）相对固定设置且具有与所述支座（6）相对设置的竖直部（51）的支板（5）；所述弹簧设于所述竖直部（51）与所述支座（6）之间。

7.根据权利要求6所述的一种工业车辆用差动式助力转向装置，其特征在于，所述弹簧外套设有与所述支板（5）相对固定设置或与所述支座（6）相对固定设置的导向套（7）。

8.根据权利要求6所述的一种工业车辆用差动式助力转向装置，其特征在于，所述弹簧始终处于压缩状态。

9.根据权利要求6所述的一种工业车辆用差动式助力转向装置，其特征在于，该种手柄装置还包括用于限制所述手柄转向轴（1）当前最大转向幅度的限位结构。

10.根据权利要求1所述的一种工业车辆用差动式助力转向装置，其特征在于，该种转向装置还包括固定连接于所述驱动转向轴（2）与所述轴套（3）之间的连接套（8）；所述连接套（8）设有便于电缆穿出的缺口（81）；所述驱动转向轴（2）中部设有电缆出口。