CN220787967U - 具有转向反馈触觉感知系统的叉车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了具有转向反馈触觉感知系统的叉车，包括车架，所述车架下端设置有转向轮，所述车架内设置有转向齿轮箱、转向电机、转向电机编码器、触觉感知系统、转向机构总成、方向盘、转向控制器、牵引控制器、电池、车速传感器、急停开关、钥匙开关和仪表；所述转向电机编码器装配在转向电机内，所述方向盘与触觉感知系统和转向机构总成连接。本实用新型可以直接使用仪表修改参数进而实现方向盘转向阻力矩的调整，满足不同客户对方向盘操作力矩的使用需求，调整控制简单方便；当转向轮转到极限位置时，触觉感知系统会加大反馈力矩或直接锁止，进而可以让客户通过感知方向盘转向力矩的大小变化来判别叉车转向轮是否已运行到极限位置。
Description
技术领域
本实用新型涉及叉车技术领域，尤其涉及具有转向反馈触觉感知系统的叉车。
背景技术
配置电动向系统的叉车在转向时，方向盘下面的转向传感器会接受到转向信号，将信号通过CAN总线发给转向控制器，向叉车电动机控制器发出动作指令，到转向控制器中来分配电流到转向电机中，从而转向电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩，从而整车进行转向。
此方案存在以下问题：1)转向过程中的方向盘转向力矩的大小往往都是通过采用机械的方式进行调整，调整起来费时费力；2)难以根据整车速度来智能化控制转向阻力矩大小，让驾驶员实现可变阻力矩的操作体验，并提供叉车高速行驶时的安全性；3)方向盘下面的转向传感器、转向控制器和转向电机之间都是都过电源线进行连接，当转向轮转到极限位置时，方向盘可以继续转动，驾驶员手部无法通过方向盘感知转向轮已运行到极限位置的反馈信号，给客户操作体验带来不便。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出具有转向反馈触觉感知系统的叉车，可以直接使用仪表修改参数进而实现方向盘转向阻力矩的调整，满足不同客户对方向盘操作力矩的使用需求，调整控制简单方便。
根据本实用新型提出的具有转向反馈触觉感知系统的叉车，包括车架，所述车架下端设置有转向轮，所述车架内设置有转向齿轮箱、转向电机、转向电机编码器、触觉感知系统、转向机构总成、方向盘、转向控制器、牵引控制器、电池、车速传感器、急停开关、钥匙开关和仪表；所述转向电机编码器装配在转向电机内，所述方向盘与触觉感知系统和转向机构总成连接。
优选地，所述触觉感知系统包括触觉感知系统安装模块，所述触觉感知系统安装模块上设置有连接轴，所述连接轴上套设有第一轴承，所述连接轴上还设置有线包和磁流变材料，所述线包位于磁流变材料的外侧，所述触觉感知系统安装模块上还设置有霍尔传感器。
优选地，所述转向机构总成包括方向盘转向柱，所述方向盘转向柱一端设置有方向盘，所述方向盘转向柱另一端套设有转向管柱，所述转向管柱内靠近方向盘一端设置有套设在方向盘转向柱上的锁紧卡簧和第二轴承，所述转向管柱内还设置有联轴器，所述联轴器与所述方向盘转向柱一端连接，所述方向盘转向柱远离方向盘的一端设置有安装座，所述安装座与所述触觉感知系统连接。
优选地，所述方向盘转向柱通过联轴器与所述连接轴连接。
优选地，所述转向控制器、牵引控制器、仪表和触觉感知系统中电气部件均采用CAN进行信号传输。
本实用新型中的有益效果是：
(1)本实用新型可以简单使用仪表修改参数进而实现方向盘转向阻力矩的调整，满足不同客户对方向盘操作力矩的使用需求，调整控制简单方便。
(2)本实用新型可根据整车速度将其划分为多个不同的速度区间，进而可根据整车速度智能化控制转向阻力矩大小，做到驾驶员转向操作力矩与叉车速度相匹配，实现可变阻力矩的操作体验，叉车高速行驶时提高转向阻力矩，增加驾驶安全性。
(3)当转向轮转到极限位置时，触觉感知系统会加大反馈力矩或直接锁止，进而可以让客户通过感知方向盘转向力矩的大小变化来判别叉车转向轮是否已运行到极限位置，感受更直观明确，交互感更好。
附图说明
图1为本实用新型提出的具有转向反馈触觉感知系统的叉车的结构示意图；
图2为本实用新型提出的具有转向反馈触觉感知系统的叉车的电气原理图；
图3为本实用新型提出的具有转向反馈触觉感知系统的叉车的转向机构总成图；
图4为本实用新型提出的具有转向反馈触觉感知系统的叉车的触觉感知系统结构图。
图中：1-车架、2-转向轮、3-转向齿轮箱、4-转向电机、5-转向电机编码器、6-触觉感知系统、61-连接轴、62-第一轴承、63-线包、64-磁流变材料、65-霍尔传感器、66-触觉感知系统安装模块、7-转向机构总成、71-方向盘转向柱、72-锁紧卡簧、73-第二轴承、74-转向管柱、75-联轴器、76-安装座、77-固定支架、8-方向盘、9-转向控制器、10-牵引控制器、11-电池、12-车速传感器、13-急停开关、14-钥匙开关、15-仪表。
具体实施方式
参照图1和图2，具有转向反馈触觉感知系统的叉车，包括车架1，车架1下端设置有转向轮2，车架1内设置有转向齿轮箱3、转向电机4、转向电机编码器5、触觉感知系统6、转向机构总成7、方向盘8、转向控制器9、牵引控制器10、电池11、车速传感器12、急停开关13、钥匙开关14和仪表15；转向电机编码器5装配在转向电机4内，方向盘与触觉感知系统6和转向机构总成7连接；转向轮2和转向电机4通过螺栓与转向齿轮箱3进行装配连接；转向齿轮箱3通过销轴与车架1连接；当整车转向时，转向电机编码器5可实时检测输出转向电机4的转速信号；车速传感器12可实时检测车速信号，并将其传输到牵引控制器10中。
参照图4，具体地，触觉感知系统6包括触觉感知系统安装模块66，触觉感知系统安装模块66上设置有连接轴61，连接轴61上套设有第一轴承62，连接轴61上还设置有线包63和磁流变材料64，线包63位于磁流变材料64的外侧，触觉感知系统安装模块66上还设置有霍尔传感器65。磁流变材料是一种智能流体,当在其外部增加磁场时,其材质会由流体变成粘弹性固体；当外部增加的磁场消失时，所形成的粘弹性固体又再次变成流动的流体，整个过程可做到毫秒级别的响应，通过控制电流的大小可改变磁场强度，从而实现对流体屈服应力的大小进行智能控制，进而实现可变阻尼力矩的输出。
参照图3，具体地，转向机构总成7包括方向盘转向柱71，方向盘转向柱71一端设置有方向盘8，方向盘转向柱71另一端套设有转向管柱74，转向管柱74内靠近方向盘8一端设置有套设在方向盘转向柱71上的锁紧卡簧72和第二轴承73，转向管柱74内还设置有联轴器75，联轴器75与方向盘转向柱71一端连接，方向盘转向柱71远离方向盘8的一端设置有安装座76，安装座76与触觉感知系统6连接。方向盘8与方向盘转向柱71通过销钉固定连接，方向盘转向柱71与触觉感知系统6中的连接轴61通过联轴器75进行连接，从而触觉感知系统6中反馈力矩可直接传递到方向盘8中，从而被驾驶员感知；方向盘8、触觉感知系统6与转向机构总成7通过螺栓装配连接，待部件装配后与车架1进行连接，霍尔传感器65检测方向盘8的转速信号，转向控制器9、牵引控制器10、电池11、急停开关13和钥匙开关14装配在车体1相应位置；转向控制器9、牵引控制器10、仪表15和触觉感知系统6中电气部件均采用CAN进行信号传输。
恒定转向力矩的控制策略：启动钥匙开关14后，唤醒转向控制器9、牵引控制器10和仪表15，整车开始得电工作。当整车正常转向时，线包63得电产生磁场，转向控制器9检测驾驶员可通过仪表15修改转向控制器9的线包63中电流数值I0大小，控制触觉感知系统6中磁场强弱，进而磁流变材料64的粘性发生改变，当线包63电流越大，磁流变材料64的粘性越强，连接轴61的转向阻力矩增大，从而驾驶员在操作方向盘8转向时会感受到恒定阻力矩，操作更加便捷，提高驾驶舒适感。
可变转向力矩的控制策略：启动钥匙开关14后，唤醒转向控制器9、牵引控制器10和仪表15，整车开始得电工作。当整车行驶，车速传感器12可实时检测车速信号，并将其传输到牵引控制器10中。整车转向时，车速传感器12检测到整车速度0＜V≤V1，转向控制器9输入线包63电流为I1；车速传感器12检测到整车速度V1＜V≤V2，转向控制器9输入线包63电流为I2，车速传感器12检测到整车速度V2＜V≤V3，转向控制器9输入线包63电流为I3，以此类推，可根据整车速度将其划分为多个不同的速度区间，进而可根据整车速度智能化控制转向阻力矩大小，实现驾驶员转向操作力矩与叉车速度相匹配，在叉车高速行驶时提高转向阻力矩，避免整车转向速度过快带来翻车的安全隐患，提高驾驶安全性和体验感。
转向极限位置时的控制策略：当转向轮2转向到极限位置时，转向控制器9检测到转向电机电机编码器5的信号、触觉感知系统6中霍尔传感器65信号判别转向到极限位置时，转向控制器9直接给线包63通入最大电流Imax，此时磁流变材料64的粘性最大，驾驶员在操作方向盘8转向时会感受到不能再继续转动，有机械限位的触觉感知，告诉驾驶员转向轮2已到极限位置，有效的增加了转向体验；此外当转向轮2转向到极限位置时，也可通过转向控制器9向线包63通入脉冲式的电流，实现“转、停”的交互式体验。
Claims (5)
1.具有转向反馈触觉感知系统的叉车，其特征在于，包括车架(1)，所述车架(1)下端设置有转向轮(2)，所述车架(1)内设置有转向齿轮箱(3)、转向电机(4)、转向电机编码器(5)、触觉感知系统(6)、转向机构总成(7)、方向盘(8)、转向控制器(9)、牵引控制器(10)、电池(11)、车速传感器(12)、急停开关(13)、钥匙开关(14)和仪表(15)；所述转向电机编码器(5)装配在转向电机(4)内，所述方向盘与触觉感知系统(6)和转向机构总成(7)连接。
2.根据权利要求1所述的具有转向反馈触觉感知系统的叉车，其特征在于，所述触觉感知系统(6)包括触觉感知系统安装模块(66)，所述触觉感知系统安装模块(66)上设置有连接轴(61)，所述连接轴(61)上套设有第一轴承(62)，所述连接轴(61)上还设置有线包(63)和磁流变材料(64)，所述线包(63)位于磁流变材料(64)的外侧，所述触觉感知系统安装模块(66)上还设置有霍尔传感器(65)。
3.根据权利要求2所述的具有转向反馈触觉感知系统的叉车，其特征在于，所述转向机构总成(7)包括方向盘转向柱(71)，所述方向盘转向柱(71)一端设置有方向盘(8)，所述方向盘转向柱(71)另一端套设有转向管柱(74)，所述转向管柱(74)内靠近方向盘(8)一端设置有套设在方向盘转向柱(71)上的锁紧卡簧(72)和第二轴承(73)，所述转向管柱(74)内还设置有联轴器(75)，所述联轴器(75)与所述方向盘转向柱(71)一端连接，所述方向盘转向柱(71)远离方向盘(8)的一端设置有安装座(76)，所述安装座(76)与触觉感知系统(6)连接。
4.根据权利要求3所述的具有转向反馈触觉感知系统的叉车，其特征在于，所述方向盘转向柱(71)通过联轴器(75)与所述连接轴(61)连接。
5.根据权利要求1所述的具有转向反馈触觉感知系统的叉车，其特征在于，所述转向控制器(9)、牵引控制器(10)、仪表(15)和触觉感知系统(6)中电气部件均采用CAN进行信号传输。
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