KR102275211B1 - Three-wheel electric forklift having steering type dual drive unit and, driving method thereof - Google Patents

Three-wheel electric forklift having steering type dual drive unit and, driving method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102275211B1
KR102275211B1 KR1020190092896A KR20190092896A KR102275211B1 KR 102275211 B1 KR102275211 B1 KR 102275211B1 KR 1020190092896 A KR1020190092896 A KR 1020190092896A KR 20190092896 A KR20190092896 A KR 20190092896A KR 102275211 B1 KR102275211 B1 KR 102275211B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steering
wheel
steering angle
driving
rear wheel
Prior art date
Application number
KR1020190092896A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210014889A (en
Inventor
오주영
조정우
송창헌
김건우
박진감
김정길
신민석
김대지
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020190092896A priority Critical patent/KR102275211B1/en
Publication of KR20210014889A publication Critical patent/KR20210014889A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102275211B1 publication Critical patent/KR102275211B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075Constructional features or details
    • B66F9/07568Steering arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075Constructional features or details
    • B66F9/07572Propulsion arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075Constructional features or details
    • B66F9/20Means for actuating or controlling masts, platforms, or forks
    • B66F9/24Electrical devices or systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 3륜 전동 지게차는 조향식 듀얼 드라이브 유닛을 이용하여 전륜의 좌,우륜을 구동 및 조향하고 조향 유닛을 이용하여 후륜을 조향한다. 이에 따라 좁은 공간에서 최소 선회반경 구동, 제자리 회전 구동 및, 크랩 구동을 구현할 수 있다. The three-wheel electric forklift according to the present invention drives and steers the left and right wheels of the front wheels using a steering dual drive unit, and steers the rear wheels using the steering unit. Accordingly, it is possible to implement a minimum turning radius driving, in-place rotation driving, and crab driving in a narrow space.

Description

조향식 듀얼 드라이브 유닛을 구비한 3륜 전동 지게차 및, 그 구동방법{Three-wheel electric forklift having steering type dual drive unit and, driving method thereof}Three-wheel electric forklift having steering type dual drive unit and driving method thereof

본 발명은 3륜 전동 지게차에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로는 조향식 듀얼 드라이브 유닛을 이용하여 전륜의 좌,우륜을 구동 및 조향하고 조향 유닛을 이용하여 후륜을 조향하여, 이에 따라 최소 선회반경 구동, 제자리 회전 구동 및, 크랩 구동을 구현할 수 있어서 좁은 공간에서도 효율적인 작업이 가능한 3륜 전동 지게차에 대한 것이다. The present invention relates to a three-wheel electric forklift, and more specifically, driving and steering the left and right wheels of the front wheels using a steering dual drive unit and steering the rear wheels using the steering unit, thereby driving the minimum turning radius; It is about a three-wheeled electric forklift that can efficiently work even in a narrow space by implementing in-situ rotational driving and crab driving.

아울러, 본 발명은 이러한 3륜 전동 지게차의 구동 방법을 포함한다. In addition, the present invention includes a driving method of such a three-wheel electric forklift.

전동 지게차는 전기 동력원을 사용하는 지게차로서, 공장, 물류창고 등 주로 실내에서 작업을 수행하는 물류 차량이다. An electric forklift is a forklift that uses an electric power source and is a logistics vehicle that mainly performs work indoors, such as factories and warehouses.

전동 지게차는 작업을 수행하는 포크부와 구동을 담당하는 동력전달계를 포함하는데, 포크부의 작업과 물류 운송이 용이하도록 전륜 구동의 후륜 조향 방식이 일반적으로 이용되고 있다. The electric forklift includes a fork unit for performing work and a power transmission system for driving, and a front wheel drive rear wheel steering method is generally used to facilitate work and logistics transport of the fork unit.

특히, 동력 전달계는 휠의 개수에 따라 4륜 방식과 3륜 방식으로 구분되며, 실내 물류 작업과 같은 협소한 공간에서도 운용될 수 있도록 선회 반경이 4륜 동력전달계보다 작은 3륜 동력 전달계가 적용된 지게차가 보편적으로 사용되고 있다. In particular, the power transmission system is divided into a four-wheel system and a three-wheel system depending on the number of wheels. Forklifts with a three-wheel power transmission system with a smaller turning radius than the four-wheel power transmission system can be operated in a narrow space such as indoor logistics work. is commonly used.

3륜 전동 지게차의 동력 전달계는 전륜의 듀얼 드라이브 유닛과 후륜의 조향 유닛으로 구분되며, 듀얼 드라이브 유닛은 전동지게차를 구동시키고 후륜의 조향 유닛은 지게차의 진행 방향을 결정한다. The power transmission system of the 3-wheel electric forklift is divided into a dual drive unit at the front wheel and a steering unit at the rear wheel. The dual drive unit drives the electric forklift and the steering unit at the rear determines the direction of movement of the forklift.

도 1에 나타난 바와 같이, 듀얼 드라이브 유닛의 주요 구성품은 전기모터, 기어박스 및, 휠(전륜)로 구성되어 있으며 전차축이 프레임에 고정되어 있으므로 휠(전륜)의 조향이 불가능하고 전,후진 구동만 가능하다. As shown in FIG. 1, the main components of the dual drive unit are an electric motor, a gearbox, and a wheel (front wheel), and since the front axle is fixed to the frame, steering of the wheel (front wheel) is impossible and forward and backward driving only possible

그리고, 조향 유닛은 전동 지게차의 진행 방향을 결정하는 조향 기능을 수행하며, 일반 산업 차량과 다르게 휠(후륜)이 360˚ 회전 가능하기 때문에 기존 4륜 동력전달계 보다 작은 선회 반경을 갖고 있다. In addition, the steering unit performs a steering function that determines the traveling direction of the electric forklift, and unlike general industrial vehicles, the wheel (rear wheel) can rotate 360°, so it has a smaller turning radius than the existing four-wheel power transmission system.

이와 같이, 3륜 동력 전달계는 4륜 동력전달계 보다 작은 선회 반경을 갖고 있음에도 불구하고 전차축이 프레임에 고정되어 있기 때문에 작업 공간이 협소한 경우에 효율적으로 작동하기 어렵고 다양한 구동조건을 충족하지 못하는 경우가 많다. As such, the 3-wheel power transmission system has a smaller turning radius than the 4-wheel power transmission system, but because the front axle is fixed to the frame, it is difficult to operate efficiently when the working space is narrow, and various driving conditions are not satisfied. there are many

4륜 동력전달계의 선회반경과 3륜 동력전달계의 선회 반경은 다음 식을 통해서 비교할 수 있다. 선회 반경은 전,후차축의 조향각(steering angle)과 축거(wheel base)에 따라 결정되며, 아래 식과 같다. The turning radius of the four-wheel power transmission system and the turning radius of the three-wheel power transmission system can be compared through the following equation. The turning radius is determined according to the steering angle and wheel base of the front and rear axles, and is as follows.

Figure 112019078524583-pat00001
Figure 112019078524583-pat00001

위 식에서, In the above formula,

Figure 112019078524583-pat00002
Figure 112019078524583-pat00002

도 2에 나타난 바와 같이, 4륜 동력계의 선회 반경(R4)은 전륜이 프레임이 고정되어 있으므로, 전륜 조향각은 δf=0 이고, 후륜 조향각의 sinδr에 따라서 선회 반경이 결정된다. As shown in FIG. 2 , as for the turning radius R 4 of the four-wheel dynamometer, since the frame is fixed to the front wheel, the front wheel steering angle is δ f = 0, and the turning radius is determined according to the sinδ r of the rear wheel steering angle.

Figure 112019078524583-pat00003
Figure 112019078524583-pat00003

그런데, 4륜 동력전달계는 후륜 조향각이 액슬의 구조에 의해서 최대 조향각의 제한이 되므로 sinδr의 범위가 한정된다. However, in the 4-wheel power transmission system, the range of sinδ r is limited because the rear wheel steering angle is limited to the maximum steering angle by the axle structure.

반면에, 도 3에 나타난 바와 같이, 3륜 동력계의 선회 반경(R3)은 후륜 조향각이 최대 90˚(sinδr=1)인 경우, 선회 반경은 축거와 동일한 크기를 가지므로 4륜 동력전달계보다 3륜 동력전달계의 선회 반경이 작은 것을 알 수 있다. On the other hand, as shown in Figure 3, the turning radius (R 3 ) of the three-wheel dynamometer is the same as the wheelbase when the rear wheel steering angle is up to 90˚ (sinδ r = 1), so the four-wheel power transmission system It can be seen that the turning radius of the three-wheel power transmission system is smaller.

Figure 112019078524583-pat00004
Figure 112019078524583-pat00004

이와 같이, 3륜 동력 전달계는 4륜 동력전달계 보다 작은 선회 반경을 갖고 있음에도 불구하고 전차축이 프레임에 고정되어 있기 때문에 작업 공간이 협소한 경우에 효율적으로 작동하기 어렵고 최소 선회반경 구동, 제자리 회전 구동 및, 크랩 구동과 같은 다양한 구동조건을 충족하지 못하는 경우가 많다. As such, the 3-wheel power transmission system has a smaller turning radius than the 4-wheel power transmission system, but because the front axle is fixed to the frame, it is difficult to operate efficiently when the working space is narrow, and the minimum turning radius driving and in-place rotation driving And, in many cases, various driving conditions such as crab driving are not satisfied.

따라서, 본 발명은 전륜(좌, 우륜)의 조향이 가능하고 이에 따라 협소한 작업공간에서 효율적으로 구동하고 최소 선회반경 구동, 제자리 회전 구동 및, 크랩 구동과 같은 다양한 구동조건을 충족할 수 있는 3륜 전동 지게차를 제공하는 데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention can steer the front wheels (left and right wheels) and thus efficiently drive in a narrow working space and satisfy various driving conditions such as minimum turning radius driving, in-situ rotation driving, and crab driving. It aims to provide a wheel electric forklift.

본 발명의 또 다른 목적은 이러한 3륜 전동 지게차의 구동 방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a method of driving such a three-wheeled electric forklift.

상기 과제를 이루기 위해서 본 발명에 따른 3륜 전동 지게차(200)는 조향식 듀얼 드라이브 유닛(100)을 구비한다. 조향식 듀얼 드라이브 유닛(100)은 전륜의 좌,우륜(FLW)(FRW)을 구동하고 조향한다.In order to achieve the above object, the three-wheel electric forklift 200 according to the present invention includes a steering-type dual drive unit 100 . The steering-type dual drive unit 100 drives and steers the left and right wheels FLW (FRW) of the front wheels.

조향식 듀얼 드라이브 유닛(100)은, 전륜의 좌,우륜(FLW)(FRW)에 대응되도록 각각 설치되어 구동력을 제공하는 구동용 전기모터(110); 좌,우륜(FLW)(FRW)에 각각 설치된 조향 너클(130); 및, 조향 너클(130)을 밀거나 당길 수 있도록 설치된 액츄에이터(140);를 포함한다. 액츄에이터(140)의 인입과 인출에 의해서 전륜의 조향각(δf)이 조절된다. 그리고, 후륜(RW)의 조향각(δr)은 조향 유닛에 의해 조절된다.The steering-type dual drive unit 100 includes: an electric motor 110 for driving that is respectively installed to correspond to the left and right wheels (FLW) (FRW) of the front wheels and provides a driving force; Steering knuckles 130 respectively installed on the left and right wheels (FLW) (FRW); and an actuator 140 installed to push or pull the steering knuckle 130 . The steering angle δ f of the front wheel is adjusted by the retraction and withdrawal of the actuator 140 . And, the steering angle δ r of the rear wheel RW is adjusted by the steering unit.

전륜의 최대 조향각은 90˚ 보다 작고, 바람직하게 전륜 조향각(δf)은 0˚~55˚이다.The maximum steering angle of the front wheel is less than 90˚, and preferably the front wheel steering angle (δ f ) is 0˚ to 55˚.

상기 액츄에이터(140)는 조향용 전기모터에 의해 구동되는 리니어 액츄에이터인 것이 바람직하다. 엔코더(145)는 조향용 전기모터의 회전 각도와 회전 방향을 측정하고, 이 측정된 값을 이용하여 전륜의 조향각(δf)과 조향 방향을 추정할 수 있다.The actuator 140 is preferably a linear actuator driven by an electric motor for steering. The encoder 145 may measure the rotation angle and the rotation direction of the electric motor for steering, and estimate the steering angle δ f and the steering direction of the front wheel using the measured values.

구동용 전기모터(110)의 구동력은 기어박스(120)와 유니버셜 조인트(125) 및 바퀴축(허브)을 통해서 좌륜(FLW) 또는 우륜(FRW)에 전달된다. 기어박스(120)는 구동용 전기모터(110)의 R.P.M.과 회전력을 조절하고, 유니버셜 조인트(125)는 기어박스(120)의 출력축과 연결되고 전륜 조향에 의한 동력전달 방향을 변환시킬 수 있다. The driving force of the electric motor 110 for driving is transmitted to the left wheel FLW or the right wheel FRW through the gearbox 120 and the universal joint 125 and the wheel shaft (hub). The gearbox 120 adjusts the R.P.M. and rotational force of the electric motor 110 for driving, and the universal joint 125 is connected to the output shaft of the gearbox 120 and may change the direction of power transmission by front wheel steering.

상기 3륜 전동 지게차(200)의 최소 선회반경 구동은, (a) 최소 선회반경 구동 모드를 선택하는 단계; (b) 운전자의 핸들 조작에 따라 전,후륜의 조향각(δf)(δr)이 감지되는 단계; 및, (c) 상기 (b) 이후에 최소 선회반경으로 구동하는 단계;를 포함할 수 있다. 상기 (b) 단계에서, 후륜 조향각이 55˚ 이하인 경우에는 좌,우륜의 조향각을 후륜 조향각과 동일하게 하되 조향 방향을 반대로 하고 후륜 조향각이 55˚를 초과하는 경우에는 좌,우륜의 조향각을 55˚로 하되 조향 방향을 후륜과 반대로 한다. The minimum turning radius driving of the three-wheel electric forklift 200 may include: (a) selecting a minimum turning radius driving mode; (b) detecting steering angles (δ f ) (δ r ) of the front and rear wheels according to the driver's manipulation of the steering wheel; And, (c) driving to the minimum turning radius after (b); may include. In step (b), when the rear wheel steering angle is 55˚ or less, the left and right steering angles are the same as the rear wheel steering angles, but the steering direction is reversed. When the rear wheel steering angle exceeds 55˚, the left and right steering angles are set to 55˚. However, the steering direction is opposite to that of the rear wheel.

상기 (c) 단계에서, 후륜 조향각(δr)은 70˚ 이하인 것이 바람직하다.In step (c), the rear wheel steering angle (δ r ) is preferably 70˚ or less.

상기 3륜 전동 지게차(200)의 제자리 회전은, (a) 제자리 회전모드를 선택하는 단계; (b) 아래 식을 이용하여 좌,우륜(FLW)(FRW)의 조향각(δf)을 결정하되, 좌,우륜(FLW)(FRW)의 조향각(δf)은 동일하고 조향 방향은 반대로 하는 단계; (c) 운전자가 핸들을 조작하여 후륜(RW)이 축거(Lwb)에 수직이 되도록 하는 단계; (d) 핸들의 회전 방향에 따라 회전 방향을 결정하는 단계; 및, (e) 제자리 회전 구동하는 단계;를 포함할 수 있다. The in-place rotation of the three-wheeled electric forklift 200 may include: (a) selecting an in-place rotation mode; (b), but determines the steering angle (δ f) of the left and right wheel (FLW) (FRW) using the following formula, the same is left, the steering angle (δ f) of the right wheel (FLW) (FRW) and a steering direction is to the contrary step; (c) the driver manipulates the steering wheel so that the rear wheel RW is perpendicular to the wheelbase L wb; (d) determining the rotation direction according to the rotation direction of the handle; And, (e) the step of rotating in place; may include.

[식] [expression]

Figure 112019078524583-pat00005
Figure 112019078524583-pat00005

위 식에서, In the above formula,

Lwb : 축거L wb : wheelbase

Ltread : 윤거L tread : tread

예를 들어, 핸들이 우측으로 회전되면 좌륜(FLW)의 구동용 전기모터(110)는 정방향 회전되고 우륜(FRW)의 구동용 전기모터(110)는 역방향으로 회전되어 3륜 전동 지게차(200)가 시계방향으로 회전될 수 있다. 그리고, 핸들이 좌측으로 회전되면 좌륜(FLW)의 구동용 전기모터(100)는 역방향 회전되고 우륜(FRW)의 구동용 전기모터(100)는 정방향으로 회전되어 3륜 전동 지게차가 반시계방향으로 회전될 수 있다.For example, when the handle is rotated to the right, the electric motor 110 for driving the left wheel FLW rotates in the forward direction and the electric motor 110 for driving the right wheel FRW rotates in the reverse direction to rotate the three-wheeled electric forklift 200. can be rotated clockwise. And, when the handle is rotated to the left, the electric motor 100 for driving the left wheel FLW rotates in the reverse direction and the electric motor 100 for driving the right wheel FRW rotates in the forward direction, so that the three-wheel electric forklift turns counterclockwise. can be rotated.

여기서, 구동용 전기모터(110)의 정방향 회전은 전동 지게차가 전진할 때의 회전방향이고 구동용 전기모터(110)의 역방향 회전은 전동 지게차가 후진할 때의 회전방향을 의미한다. Here, the forward rotation of the driving electric motor 110 refers to a rotation direction when the electric forklift moves forward, and the reverse rotation of the driving electric motor 110 refers to a rotation direction when the electric forklift moves backward.

상기 3륜 전동 지게차(200)의 크랩 구동은, (a) 크랩 구동모드를 선택하는 단계; (b) 핸들 회전에 대응하여 후륜의 조향각(δr)과 조향 방향이 결정되되, 후륜 조향각(δr)이 전륜의 최대 조향각(예를 들어, 55˚) 이하인 경우에는 전륜의 조향각(δf)과 조향 방향이 후륜의 조향각(δr) 및 조향 방향과 동일하게 되도록 결정되고 후륜 조향각(δr)이 최대 조향각을 초과하는 경우에는 전,후륜 조향각(δf)(δr)을 최대 조향각으로 하고 전,후륜 조향 방향을 동일하게 하는 단계; 및, (c) 크랩 구동하는 단계;를 포함할 수 있다. The crab driving of the three-wheeled electric forklift 200 may include: (a) selecting a crab driving mode; (b) The steering angle (δ r ) and steering direction of the rear wheel are determined in response to the steering wheel rotation, but when the rear wheel steering angle (δ r ) is less than or equal to the maximum steering angle of the front wheel (for example, 55˚), the steering angle of the front wheel (δ f ) and the steering direction are determined to be the same as the rear wheel steering angle (δ r ) and the steering direction, and when the rear wheel steering angle (δ r ) exceeds the maximum steering angle, the front and rear wheel steering angles (δ f ) (δ r ) are set to the maximum steering angle. and making the front and rear wheel steering directions the same; and, (c) driving the crab.

본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.The present invention has the following effects.

첫째, 전륜(좌, 우륜)의 조향이 가능하고 이에 따라 최소 선회반경 구동, 제자리 회전 구동 및, 크랩 구동과 같은 다양한 구동조건을 충족할 수 있으므로 협소한 작업공간에서 효율적으로 구동하고 실내 물류 작업 등에 용이하게 적용될 수 있다.First, it is possible to steer the front wheels (left and right wheels) and accordingly, various driving conditions such as minimum turning radius driving, in-place rotation driving, and crab driving can be satisfied. can be easily applied.

둘째, 4륜 전동지게차에 확장 작용이 가능하며, in-wheel 형식의 조향 시스템에도 확장 적용이 가능하다. Second, it can be extended to a four-wheel electric forklift, and it can also be applied to an in-wheel type steering system.

도 1은 종래 기술에 따른 3륜 전동지게차의 듀얼 드라이브 유닛을 보여주는 정면도.
도 2는 종래 기술에 따른 4륜 동력전달계의 선회반경을 보여주는 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 3륜 동력전달계의 선회반경을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 조향식 듀얼 드라이브 유닛을 구비한 3륜 전동 지게차를 보여주는 사시도.
도 5는 도 4의 정면도.
도 6은 도 4의 A 부분을 확대한 도면.
도 7은 조향식 듀얼 드라이브 유닛의 주요 구성을 보여주는 도면.
도 8은 조향식 듀얼 드라이브 유닛의 액츄에이터가 인출된 경우를 보여주는 도면.
도 9는 조향식 듀얼 드라이브 유닛의 액츄에이터가 인입된 경우를 보여주는 도면.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3륜 전동 지게차가 최소 선회반경으로 구동하는 경우를 보여주는 도면.
도 11은 전륜 조향각(δf)과 후륜 조향각(δr)에 따른 선회 반경을 보여주는 그래프.
도 12는 최소 선회반경으로 구동하기 위한 작동 순서를 보여주는 플로우 차트.
도 13은 제자리 구동하는 경우를 보여주는 도면.
도 14는 제자리 구동시, 작동 순서를 보여주는 플로우 차트.
도 15a는 크랩구동을 보여주는 도면으로서, 전,후륜의 조향각이 동일한 경우를 보여주는 도면.
도 15b는 크랩구동을 보여주는 도면으로서, 후륜 조향각이 전륜 조향각 보다 큰 경우를 보여주는 도면.
도 16은 크랩 구동시, 작동 순서를 보여주는 플로우 차트.
1 is a front view showing a dual drive unit of a three-wheeled electric forklift according to the prior art.
2 is a view showing a turning radius of a four-wheel power transmission system according to the prior art.
3 is a view showing a turning radius of a three-wheel power transmission system according to the prior art.
4 is a perspective view showing a three-wheeled electric forklift having a steered dual drive unit according to a preferred embodiment of the present invention;
Fig. 5 is a front view of Fig. 4;
Figure 6 is an enlarged view of part A of Figure 4;
7 is a view showing the main configuration of a steerable dual drive unit.
8 is a view showing a case in which the actuator of the steering-type dual drive unit is withdrawn.
9 is a view showing a case in which the actuator of the steering-type dual drive unit is retracted;
10 is a view showing a case in which a three-wheel electric forklift according to a preferred embodiment of the present invention is driven with a minimum turning radius;
11 is a graph showing a turning radius according to a front wheel steering angle (δ f ) and a rear wheel steering angle (δ r ).
Fig. 12 is a flow chart showing an operation sequence for driving with a minimum turning radius;
13 is a view showing a case of driving in place.
Fig. 14 is a flowchart showing an operation sequence when driving in place;
15A is a view showing the crab driving, showing a case where the steering angles of the front and rear wheels are the same;
15B is a view showing crab driving, and is a view showing a case in which a rear wheel steering angle is greater than a front wheel steering angle;
16 is a flowchart showing an operation sequence when the crab is driven.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Accordingly, since the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely embodiments of the present invention and do not represent all the technical spirit of the present invention, various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and examples.

I. 조향식 듀얼 드라이브 유닛을 구비한 3륜 전동 지게차의 구조I. Structure of 3 wheel electric forklift with steered dual drive unit

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3륜 전동 지게차를 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4의 정면도이며, 도 6은 도 4의 A 부분을 확대한 도면이다. 4 is a perspective view showing a three-wheeled electric forklift according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 5 is a front view of FIG. 4 , and FIG. 6 is an enlarged view of part A of FIG. 4 .

도면에 나타난 바와 같이, 3륜 전동 지게차(200)는 조향식 듀얼 드라이브 유닛(100)과 조향 유닛을 구비한다.As shown in the drawing, the three-wheel electric forklift 200 includes a steering dual drive unit 100 and a steering unit.

조향식 듀얼 드라이브 유닛(100)은 전륜(좌,우륜, FLW, FRW)을 구동하고 전륜(FLW)(FRW)의 조향각(δf)을 조절한다. 구체적으로, 조향식 듀얼 드라이브 유닛(100)은 프레임(101)과, 프레임(101)에 설치된 구동용 전기모터(110)와, 구동용 전기모터(110)의 회전 속도와 회전력을 조절하는 기어박스(120)와, 기어박스(120)의 출력축에 연결된 유니버설 조인트(125)와, 유니버설 조인트(125)에 연결된 바퀴축(허브)과, 좌,우륜(FLW)(FRW)에 각각 설치된 조향 너클(130) 및, 조향 너클(130)을 밀거나 당길 수 있도록 설치된 액츄에이터(140)를 포함한다. The steering-type dual drive unit 100 drives the front wheels (left, right, FLW, and FRW) and adjusts the steering angle δ f of the front wheels FLW (FRW). Specifically, the steering-type dual drive unit 100 includes a frame 101 , a driving electric motor 110 installed on the frame 101 , and a gearbox for controlling the rotational speed and rotational force of the driving electric motor 110 . 120, a universal joint 125 connected to the output shaft of the gearbox 120, a wheel axle (hub) connected to the universal joint 125, and a steering knuckle installed in each of the left and right wheels (FLW) (FRW) ( 130 , and an actuator 140 installed to push or pull the steering knuckle 130 .

프레임(101)은 차체의 일부분으로서, 프레임(101)에는 좌,우측의 구동용 전기모터(110)가 설치된다.The frame 101 is a part of the vehicle body, and the left and right electric motors 110 for driving are installed in the frame 101 .

구동용 전기모터(110)는 좌,우륜(FLW)(FRW)에 각각 설치된다. 우측의 구동용 전기모터(110)는 우륜(FRW)에 구동력을 제공하고, 좌측의 구동용 전기모터(110)는 좌륜(FLW)에 구동력을 제공한다. The driving electric motor 110 is installed on the left and right wheels (FLW) (FRW), respectively. The right driving electric motor 110 provides driving force to the right wheel FRW, and the left driving electric motor 110 provides driving force to the left wheel FLW.

구동용 전기모터(110)로부터 제공된 구동력은 기어박스(120)와 유니버설 조인트(125) 및 바퀴축(허브)을 거쳐서 좌륜(FLW) 또는 우륜(FRW)에 전달된다. 기어박스(120)는 회전 속도(R.P.M.)와 회전력을 조절하여 유니버설 조인트(125)에 전달하고, 유니버설 조인트(125)는 전륜(FLW)(FRW)의 조향각에 따라 동력 전달 방향을 변경하여 바퀴축(허브)에 전달한다. The driving force provided from the electric motor 110 for driving is transmitted to the left wheel FLW or the right wheel FRW through the gearbox 120 , the universal joint 125 , and the wheel shaft (hub). The gearbox 120 controls the rotational speed (RPM) and rotational force and transmits it to the universal joint 125, and the universal joint 125 changes the power transmission direction according to the steering angle of the front wheels (FLW) (FRW) to change the direction of the wheel axle (Herb) to pass.

조향 너클(130)은 좌,우륜(FLW)(FRW)에 각각 설치된다. 조향 너클(130)은 두 개의 지지대(132)에 의해 지지되고 액츄에이터(140)에 의해 그 방향(조향각)이 조절되며, 허브 베어링 등에 의해 전륜(FLW)(FRW)에 연결되므로 전륜(FLW)(FRW)이 회전되더라도 회전되지 않는다. The steering knuckles 130 are respectively installed on the left and right wheels FLW (FRW). The steering knuckle 130 is supported by two supports 132 and its direction (steering angle) is adjusted by the actuator 140, and is connected to the front wheel (FLW) (FRW) by a hub bearing or the like, so the front wheel (FLW) ( Even if FRW) is rotated, it is not rotated.

두 개의 지지대(132)는 기어박스(120)의 출력축의 상부와 하부에 설치된다. 지지대(132)의 후단은 상하 방향으로 회동 가능하도록 프레임(101)에 설치되고 지지대(132)의 전단은 좌우 방향으로 회동 가능하도록 킹핀에 의해 조향 너클(130)에 설치된다. The two supports 132 are installed on the upper and lower portions of the output shaft of the gearbox 120 . The rear end of the support 132 is installed on the frame 101 so as to be rotatable in the vertical direction, and the front end of the support 132 is installed on the steering knuckle 130 by a kingpin so that it can rotate in the left and right direction.

액츄에이터(140)는 좌,우륜(FLW)(FRW)에 각각 설치되되, 좌,우측의 액츄에이터(140)는 조향용 전기모터에 의해 구동되어 전륜(FLW)(FRW)의 조향각(δf)을 조절한다. 액츄에이터(140)의 선단은 좌우 방향으로 회동 가능하도록 조향 너클(130)에 설치되고, 액츄에이터(140)의 후단은 좌우 방향으로 회동 가능하도록 프레임(101)에 설치된다. Actuator 140 is installed on the left and right wheels (FLW) (FRW), respectively, the left and right actuators 140 are driven by an electric motor for steering, the steering angle (δ f ) of the front wheel (FLW) (FRW) Adjust. The front end of the actuator 140 is installed on the steering knuckle 130 so as to be rotatable in the left and right direction, and the rear end of the actuator 140 is installed in the frame 101 so as to be rotatable in the left and right direction.

바람직하게, 액츄에이터(140)는 리니어 액츄에이터이고 액츄에이터(140)에는 엔코더(145)가 설치된다. 도 7에 나타난 바와 같이, 운전자가 핸들을 조작하면 운전자의 조향 의지가 지령 신호(command signal)를 통해서 인버터(inverter with controller)로 전달되고, 인버터는 그에 대응하여 조향용 전기모터를 제어하여 액츄에이터(140)를 구동시킨다. 그리고, 엔코더(145)는 조향용 전기모터의 회전 각도와 회전 방향을 측정하고, 이 측정된 값을 이용하여 액츄에이터(140)의 변위(steering position)를 추정하며, 그 신호(추정된 변위)를 인버터에 전달한다. Preferably, the actuator 140 is a linear actuator and the encoder 145 is installed in the actuator 140 . As shown in FIG. 7 , when the driver manipulates the steering wheel, the driver's will to steer is transmitted to the inverter with controller through a command signal, and the inverter controls the electric motor for steering in response to the actuator ( 140) is driven. Then, the encoder 145 measures the rotation angle and the rotation direction of the electric motor for steering, estimates the steering position of the actuator 140 using the measured values, and transmits the signal (estimated displacement) transmitted to the inverter.

도 8은 액츄에이터(140)가 인출된 경우를 보여주고, 도 9는 액츄에이터(140)가 인입된 경우를 보여준다. 액츄에이터(140)와 조향 너클(130)이 연결된 구조 등과 같은 제약 조건으로 인해 전륜(FLW)(FRW)의 최대 조향각은 90˚ 보다 작고, 바람직하게 전륜(FLW)(FRW)의 조향각 범위는 0˚ ~ 55˚이다. 8 shows a case in which the actuator 140 is withdrawn, and FIG. 9 shows a case where the actuator 140 is retracted. Due to constraints such as a structure in which the actuator 140 and the steering knuckle 130 are connected, the maximum steering angle of the front wheel FLW (FRW) is less than 90˚, and preferably, the steering angle range of the front wheel FLW (FRW) is 0˚ ~ 55 degrees.

한편, 조향 유닛은 후륜(RW)의 조향각(δr)을 조절한다. 본 발명에 따른 3륜 전동 지게차(200)에서 후륜(RW)은 조향만을 담당한다. 조향 유닛으로는 EPS 등 공지의 조향 장치가 이용될 수 있다.Meanwhile, the steering unit adjusts the steering angle δ r of the rear wheel RW. In the three-wheeled electric forklift 200 according to the present invention, the rear wheel RW is responsible for only steering. As the steering unit, a well-known steering device such as EPS may be used.

II. 조향식 듀얼 드라이브 유닛을 구비한 3륜 전동 지게차의 구동 방법II. Driving method of 3-wheel electric forklift with steered dual drive unit

1. 최소 선회반경 구동1. Minimum turning radius driving

최소 선회반경 구동은, 도 10에 나타난 바와 같이, 전륜 조향각(δf)과 후륜 조향각(δr)이 동일하되 조향 방향이 반대인 경우에 이루어진다. 따라서, 위 식 (1)에서 비례 상수(ξ)는 1이 되므로 식 (1), (2)는 아래와 같이 되고 최소 선회반경은 기존 듀얼드라이브 3륜 전동지게차의 선회 반경의 1/2이 된다. The minimum turning radius driving is performed when, as shown in FIG. 10 , the front wheel steering angle δ f and the rear wheel steering angle δ r are the same but the steering directions are opposite. Therefore, in Equation (1), the proportional constant (ξ) becomes 1, so Equations (1) and (2) become as follows, and the minimum turning radius is 1/2 of the turning radius of the existing dual drive three-wheel electric forklift.

Figure 112019078524583-pat00006
Figure 112019078524583-pat00006

한편, 위에서 설명된 바와 같이, 전륜 조향각(δf)의 범위가 0˚ ~ 55˚ 인 반면에 후륜 조향각(δr)의 범위는 0˚ ~ 90˚이므로 전륜 조향각(δf)과 후륜 조향각(δr)을 0˚ ~ 55˚ 범위에서 동일한 각도로 조향한 경우의 선회 반경(R)과, 전륜의 최대 조향각(δf = 55˚)에서 후륜 조향각(δr)이 56˚~90˚일 때의 선회 반경(R)을 그래프로 나타내면 도 11과 같다.On the other hand, as described above, the range of the front wheel steering angle (δ f ) is 0˚ to 55˚, whereas the range of the rear wheel steering angle (δ r ) is 0˚ to 90˚, so the front wheel steering angle (δ f ) and the rear wheel steering angle ( The turning radius (R) when δ r ) is steered at the same angle in the range of 0˚ to 55˚, and the rear wheel steering angle (δ r ) at the maximum steering angle of the front wheel (δ f = 55˚) When the turning radius (R) when 56˚ ~ 90˚ is shown in a graph, it is as shown in FIG.

도 11에 나타난 바와 같이, 전륜 조향각(δf)이 55˚이고 후륜 조향각(δr)이 56˚~90˚인 경우에는 선회 반경에 큰 변화가 없는 것을 알 수 있는데, 이는 전륜 조향각(δf)의 영향이 후륜 조향각(δr)의 영향 보다 상대적으로 큼을 알 수 있다.11, it can be seen that there is no significant change in the turning radius when the front wheel steering angle (δ f ) is 55˚ and the rear wheel steering angle (δ r ) is 56˚ to 90˚, which is the front wheel steering angle (δ f ) is relatively larger than the effect of the rear wheel steering angle (δ r ).

또한, 후륜 조향각(δr)이 70˚ 보다 크면 선회 반경(R)이 소폭 상승하는데, 이는 지게차(200)의 회전 반경을 넘어서는 것으로서 후륜(RW)의 미끌림이 발생하기 때문이다. 따라서, 최소 선회 반경 구동시, 후륜 조향각(δr)이 70˚ 이하로 제어되어야 함을 알 수 있다. In addition, when the rear wheel steering angle δ r is greater than 70˚, the turning radius R slightly increases, because it exceeds the turning radius of the forklift 200 and slippage of the rear wheel RW occurs. Therefore, it can be seen that the rear wheel steering angle (δ r ) should be controlled to 70˚ or less when driving the minimum turning radius.

그러면, 도 12를 참조하여 최소 선회반경 구동의 각 단계를 순차적으로 설명하기로 한다. Then, each step of driving the minimum turning radius will be sequentially described with reference to FIG. 12 .

먼저, 운전자가 최소 선회반경 구동 모드를 선택한다(S10). 이어서, 운전자가 핸들을 돌리면 전륜 조향 장치와 후륜 조향 유닛이 동시에 동작하며, 전륜 조향각(δf)과 후륜 조향 유닛의 후륜 조향각(δr)을 감지한다(S20).First, the driver selects the minimum turning radius driving mode (S10). Subsequently, when the driver turns the steering wheel, the front wheel steering device and the rear wheel steering unit operate simultaneously, and the front wheel steering angle δ f and the rear wheel steering angle δ r of the rear wheel steering unit are detected ( S20 ).

위에서 설명한 바와 같이, 최소 선회반경 구동시 전,후륜 조향각(δf)(δr)이 동일하되 조향 방향이 반대이고 전륜 조향각(δf)의 범위는 0˚~55˚이다. 따라서, 후륜 조향각(δr)이 55˚ 이하이면 좌,우륜(FLW)(FRW)의 조향각(δf)을 후륜 조향각(δr)과 동일하게 하되 회전 방향을 반대로 하고(S30), 후륜 조향각(δr)이 55˚ 초과 70˚ 이하인 경우에는 좌,우륜(FLW)(FRW)의 조향각(δf)을 55˚로 하고 후륜 조향각(δr)을 실제 조향각으로 한다(S40). As described above, when the minimum turning radius is driven, the front and rear wheel steering angles (δ f ) (δ r ) are the same, but the steering directions are opposite, and the front wheel steering angle (δ f ) ranges from 0˚ to 55˚. Therefore, if the rear wheel steering angle (δ r ) is 55˚ or less, the steering angle (δ f ) of the left and right wheels (FLW) (FRW) is the same as the rear wheel steering angle (δ r ), but the rotation direction is reversed (S30), and the rear wheel steering angle If (δ r ) is greater than 55˚ and less than or equal to 70˚, the steering angle (δ f ) of the left and right wheels (FLW) (FRW) is set to 55˚, and the rear wheel steering angle (δ r ) is the actual steering angle (S40).

한편, 도 11에 나타난 바와 같이, 좌,우륜(FLW)(FRW)의 조향각(δf)이 55˚인 경우에 후륜 조향각(δr)이 70˚를 초과하면 선회 반경(R)이 약간 증가하므로, 후륜 조향각(δr)이 70˚ 이하가 되도록 한다. 예를 들어, 인버터(Inverter with controller)는 핸들의 회전 각도가 70˚를 초과하면 후륜 조향각(δr)을 70˚로 유지한다(S50). On the other hand, as shown in FIG. 11 , when the steering angle δ f of the left and right wheels FLW (FRW) is 55˚, when the rear wheel steering angle δ r exceeds 70˚, the turning radius R slightly increases. Therefore, the rear wheel steering angle (δ r ) should be 70˚ or less. For example, the inverter (Inverter with controller) maintains the rear wheel steering angle δ r at 70˚ when the rotation angle of the handle exceeds 70˚ (S50).

전,후륜 조향각(δf)(δr)이 설정된 후 인버터(Inverter with controller)가 조향용 전기모터를 구동하면 액츄에이터(140)가 인입 또는 인출되어 좌,우륜(FLW)(FRW)이 상기 설정된 조향각으로 조향되며, 이어서 구동용 전기모터(110)가 구동하여 좌,우륜(FLW)(FRW)이 구동된다(S60). When the inverter with controller drives the electric motor for steering after the front and rear wheel steering angles δ fr ) are set, the actuator 140 is drawn in or out, and the left and right wheels (FLW) (FRW) are set above. It is steered at a steering angle, and then the driving electric motor 110 is driven to drive the left and right wheels (FLW) (FRW) ( S60 ).

2. 제자리 회전 구동2. In-situ rotation drive

제자리 회전을 위해서는, 도 13에 나타난 바와 같이, 좌,우륜 조향각(δf)이 동일하되 조향 방향이 반대가 되어야 한다. In order to rotate in place, as shown in FIG. 13 , the left and right wheel steering angles δ f should be the same, but the steering directions should be opposite.

그리고, 제자리 회전을 하기 위해서는 선회 반경의 중심이 축거(Lwb)의 중심이 되도록 조향각을 선정할 필요가 있으며, 축거(Lwb, wheel base)와 윤거(Ltread, tread)를 이용하여 전륜 조향각(δf)을 계산할 수 있다. And, in order to rotate in place, it is necessary to select the steering angle so that the center of the turning radius becomes the center of the wheelbase (L wb ), and the front wheel steering angle using the wheelbase (L wb , wheel base) and the tread (L tread , tread)f ) can be calculated.

축거(Lwb)와 윤거(Ltread)가 동일한 경우, 전륜 조향각(δf)은 45˚이지만, 일반적으로 윤거(Ltread)에 비해서 축거(Lwb)가 길기 때문에 아래 식 3에 의해 전륜 조향각(δf)을 계산한다. When the wheelbase (L wb ) and the tread (L tread ) are the same, the front wheel steering angle (δ f ) is 45˚, but in general, the wheelbase (L wb ) is longer than the tread (L tread ), so the front wheel steering angle by Equation 3 below Calculate (δ f ).

[식] [expression]

Figure 112019078524583-pat00007
Figure 112019078524583-pat00007

이때, 후륜 조향각(δr)은 축거(Lwb)에 수직이 되도록 설정된다. At this time, the rear wheel steering angle (δ r ) is set to be perpendicular to the wheelbase (L wb ).

제자리 회전 구동시, 좌,우륜 구동용 전기모터(110)의 회전 방향은 서로 반대가 되어야 하며, 운전자의 핸들의 조작 방향에 따라서 회전 방향이 결정된다. 예를 들어, 전동 지게차(200)를 시계 방향(CW)으로 제자리 회전시키고자 하는 경우, 운전자가 핸들을 우측으로 회전시키면 좌륜(FLW)의 구동용 전기모터(110)는 정방향으로 회전되고 우륜의 구동용 전기모터(110)는 역방향으로 회전된다. 여기서, 정방향은 전동 지게차(200)가 전진할 때 구동용 전기모터(110)의 회전방향을 의미하고, 역방향은 전동 지게차(200)가 후진할 때 구동용 전기모터(110)의 회전방향을 의미한다. When driving in place, the rotation directions of the electric motor 110 for driving the left and right wheels should be opposite to each other, and the rotation direction is determined according to the operation direction of the driver's handle. For example, when the electric forklift 200 is intended to rotate in the clockwise direction (CW), when the driver rotates the handle to the right, the electric motor 110 for driving the left wheel FLW rotates in the forward direction and The driving electric motor 110 rotates in the reverse direction. Here, the forward direction refers to the rotation direction of the electric motor 110 for driving when the electric forklift 200 moves forward, and the reverse direction refers to the rotation direction of the electric motor 110 for driving when the electric forklift 200 moves backward. do.

그리고, 전동 지게차(200)를 반시계 방향(CCW)으로 회전시키고자 하는 경우, 운전자가 핸들을 좌측으로 회전시키면 좌륜의 구동용 전기모터(110)는 역방향으로 회전되고 우륜의 구동용 전기모터(110)는 정방향으로 회전된다. 도 13은 전동 지게차(200)가 반시계 방향(CCW)으로 회전되는 경우를 보여준다. And, when the electric forklift 200 is to be rotated counterclockwise (CCW), when the driver rotates the handle to the left, the electric motor 110 for driving the left wheel rotates in the reverse direction and the electric motor for driving the right wheel ( 110) is rotated in the forward direction. 13 shows a case in which the electric forklift 200 is rotated in a counterclockwise direction (CCW).

그러면, 도 14를 참조하여 제자리 회전 구동의 각 단계를 순차적으로 설명하기로 한다. Then, each step of the in-situ rotation driving will be sequentially described with reference to FIG. 14 .

먼저, 운전자가 제자리 회전 구동 모드를 선택한다(S110). 이어서, 인버터가 식 3을 이용하여 전륜 조향각(δf)을 계산하고 후륜(RW)을 축거에 수직이 되도록 조향시킨다(S120). 이 때, 전륜의 좌륜(FLW)과 우륜(FRW)은 동일한 조향각(δf)을 갖되 조향 방향은 반대이다. First, the driver selects the in-place rotation driving mode (S110). Then, the inverter calculates the front wheel steering angle δ f using Equation 3 and steers the rear wheel RW to be perpendicular to the wheelbase (S120). At this time, the left wheel FLW and the right wheel FRW of the front wheel have the same steering angle δ f but the steering direction is opposite.

이어서, 운전자가 핸들을 돌리면 전동 지게차(200)가 제자리 회전 구동한다(S130). 즉, 운전자가 핸들을 우측으로 회전시키면 전동 지게차(200)가 시계 방향으로 제자리 회전되고 운전자가 핸들을 좌측으로 회전시키면 전동 지게차(200)가 반시계 방향으로 제자리 회전된다. Then, when the driver turns the handle, the electric forklift 200 rotates in place (S130). That is, when the driver rotates the handle to the right, the electric forklift 200 rotates in place clockwise, and when the driver rotates the handle to the left, the electric forklift 200 rotates in place in the counterclockwise direction.

3. 크랩 구동3. Crab Drive

도 15a에 나타난 바와 같이, 크랩 구동은 전,후륜 조향각(δf)(δr)이 동일하고 동일한 조향 방향으로 구동되도록 제어하며, 후륜 조향각(δr)이 전륜 조향각(δf)을 넘지 않도록 제한되어야 한다. As shown in FIG. 15A , the crab driving controls so that the front and rear wheel steering angles δ fr ) are the same and driven in the same steering direction, and the rear wheel steering angle δ r does not exceed the front wheel steering angle δ f . should be limited

특히, 도 15b에 나타난 바와 같이, 후륜 조향각(δr)이 전륜 조향각(δf)의 범위를 넘을 경우, 차량의 진행 방향이 달라지므로 조향 유닛의 타이어가 손상되고 전동지게차의 안정성이 문제될 수 있다. In particular, as shown in FIG. 15B , when the rear wheel steering angle δ r exceeds the range of the front wheel steering angle δ f , the driving direction of the vehicle changes, so the tires of the steering unit may be damaged and the stability of the electric forklift may be problematic. have.

그러면, 도 16을 참조하여 크랩 구동의 각 단계를 순차적으로 설명하기로 한다. Then, each step of crab driving will be sequentially described with reference to FIG. 16 .

먼저, 운전자가 크랩 구동 모드를 선택한다(S210). First, the driver selects the crab driving mode (S210).

이어서, 운전자가 핸들을 돌리면 조향유닛에 의해 후륜 조향각(δr)과 조향 방향이 감지된다(S220). Then, when the driver turns the steering wheel, the rear wheel steering angle δ r and the steering direction are sensed by the steering unit ( S220 ).

이 때, 전륜 조향각(δf)은 최대값이 55˚이므로, 후륜 조향각(δr)이 최대 조향각(55˚) 이하인 경우에는 전륜 조향각(δf)과 조향 방향이 후륜 조향각(δr) 및 조향 방향과 동일하게 되도록 설정된다(S230). 그리고, 후륜 조향각(δr)이 최대 조향각(55˚)을 초과하는 경우에는 전,후륜 조향각(δf)(δr)을 최대 조향각인 55˚로 한다(S240).At this time, since the maximum value of the front wheel steering angle (δ f ) is 55˚, when the rear wheel steering angle (δ r ) is equal to or less than the maximum steering angle (55˚), the front wheel steering angle (δ f ) and the steering direction are the rear wheel steering angle (δ r ) and It is set to be the same as the steering direction (S230). And, when the rear wheel steering angle (δ r ) exceeds the maximum steering angle (55˚), the front and rear wheel steering angles (δ f ) (δ r ) are set to the maximum steering angle of 55˚ (S240).

전,후륜 조향각(δf)(δr)과 조향 방향이 결정된 후에는 크랩 구동을 시작한다(S250). After the front and rear wheel steering angles δ fr ) and the steering direction are determined, the crab driving is started ( S250 ).

100 : 조향식 듀얼 드라이브 유닛
101 : 프레임 110 : 구동용 전기모터
120 : 기어박스 125 : 유니버설 조인트
130 : 조향 너클 132 : 지지대
140 : 액츄에이터 145 : 엔코더
δf : 전륜 조향각 δr : 후륜 조향각
L, Lwb : 축거 Ltread : 윤거
R : 선회 반경 ξ : 전,후륜 조향각 사이의 비례상수
FLW : 전륜의 좌륜 FRW : 전륜의 우륜
RW : 후륜
200 : 조향식 듀얼 드라이브 유닛을 구비한 3륜 전동지게차
100: steered dual drive unit
101: frame 110: electric motor for driving
120: gearbox 125: universal joint
130: steering knuckle 132: support
140: actuator 145: encoder
δ f : Front wheel steering angle δ r : Rear wheel steering angle
L, L wb : Wheelbase L tread : Track
R : Turn radius ξ : Proportional constant between front and rear wheel steering angles
FLW : Left wheel of front wheel FRW : Right wheel of front wheel
RW: rear wheel
200: 3-wheel electric forklift equipped with a steering dual drive unit

Claims (12)

조향식 듀얼 드라이브 유닛을 구비한 3륜 전동 지게차이고,
조향식 듀얼 드라이브 유닛은,
전륜의 좌,우륜에 대응되도록 각각 설치되어 구동력을 제공하는 구동용 전기모터;
전륜의 좌,우륜에 각각 설치된 조향 너클;
조향 너클을 밀거나 당길 수 있도록 설치된 액츄에이터;
구동용 전기모터의 구동력을 전달받아서 R.P.M.과 회전력을 조절하는 기어박스;
기어박스의 출력축과 연결된 유니버셜 조인트; 및,
유니버셜 조인트에 연결되어 회전되는 바퀴축;을 포함하고,
액츄에이터의 인입과 인출에 의해서 전륜의 조향각이 조절되며, 전륜의 최대 조향각은 90˚ 보다 작고,
후륜의 조향각은 조향 유닛에 의해 제어되며,
상기 구동력은 기어박스와 유니버셜 조인트를 통해 전륜에 전달되며,
액츄에이터는 조향용 전기모터에 의해 구동되는 리니어 액츄에이터이고, 엔코더는 조향용 전기모터의 회전 각도와 회전 방향을 측정하고, 이 측정된 값을 이용하여 전륜의 조향각과 조향 방향을 추정하는 것을 특징으로 하는 3륜 전동 지게차.
It is a three-wheeled electric forklift equipped with a steered dual drive unit,
The steered dual drive unit is
an electric motor for driving that is respectively installed to correspond to the left and right wheels of the front wheel and provides driving force;
Steering knuckles installed on the left and right wheels of the front wheel respectively;
an actuator installed to push or pull the steering knuckle;
a gearbox for controlling RPM and rotational force by receiving the driving force of the electric motor for driving;
universal joint connected to the output shaft of the gearbox; and;
Including; a wheel shaft that is connected to the universal joint and rotates;
The steering angle of the front wheel is controlled by the actuator's retraction and withdrawal, and the maximum steering angle of the front wheel is less than 90˚,
The steering angle of the rear wheels is controlled by the steering unit,
The driving force is transmitted to the front wheel through the gearbox and the universal joint,
The actuator is a linear actuator driven by an electric motor for steering, and the encoder measures the rotation angle and rotation direction of the electric motor for steering, and uses the measured values to estimate the steering angle and steering direction of the front wheel. 3 wheel electric forklift.
제1항에 있어서,
전륜의 조향각은 0˚~55˚인 것을 특징으로 하는 3륜 전동 지게차.
According to claim 1,
A three-wheeled electric forklift, characterized in that the steering angle of the front wheels is 0˚ to 55˚.
삭제delete 제1항에 있어서,
전동 지게차가 최소 선회 반경으로 구동되기 위해서, 운전자의 조향 의지에 따라 전륜 조향각과 후륜 조향각이 동일하게 설정되고 전,후륜의 조향 방향은 반대가 되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 3륜 전동 지게차.
According to claim 1,
In order for the electric forklift to be driven with the minimum turning radius, the front wheel steering angle and the rear wheel steering angle are set to be the same according to the steering intention of the driver, and the steering directions of the front and rear wheels are controlled to be opposite.
조향식 듀얼 드라이브 유닛을 구비한 3륜 전동 지게차이고,
조향식 듀얼 드라이브 유닛은,
전륜의 좌,우륜에 대응되도록 각각 설치되어 구동력을 제공하는 구동용 전기모터;
전륜의 좌,우륜에 각각 설치된 조향 너클; 및,
조향 너클을 밀거나 당길 수 있도록 설치된 액츄에이터;를 포함하고,
액츄에이터의 인입과 인출에 의해서 전륜의 조향각이 조절되며, 전륜의 최대 조향각은 90˚ 보다 작고,
후륜의 조향각은 조향 유닛에 의해 제어되고,
전동 지게차의 제자리 회전을 위해서 전륜의 좌,우륜은 조향각이 동일하되 조향 방향이 반대로 제어되며, 아래 식에 의해서 전륜 조향각이 설정되고 후륜 조향각은 축거에 수직이 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 3륜 전동 지게차.
[식]
Figure 112021001926689-pat00008

위 식에서,
Lwb : 축거
Ltread : 윤거
It is a three-wheeled electric forklift equipped with a steering dual drive unit,
The steered dual drive unit is
an electric motor for driving that is respectively installed to correspond to the left and right wheels of the front wheel and provides driving force;
Steering knuckles installed on the left and right wheels of the front wheel respectively; and;
an actuator installed to push or pull the steering knuckle;
The steering angle of the front wheel is controlled by the actuator's retraction and withdrawal, and the maximum steering angle of the front wheel is less than 90˚,
The steering angle of the rear wheels is controlled by the steering unit,
For the in-place rotation of the electric forklift, the left and right wheels of the front wheel have the same steering angle but the steering direction is controlled in the opposite direction, and the front wheel steering angle is set by the following equation and the rear wheel steering angle is set to be perpendicular to the wheelbase. fork lift.
[expression]
Figure 112021001926689-pat00008

In the above formula,
L wb : wheelbase
L tread : tread
제1항에 있어서,
전동 지게차의 크랩 구동을 위해서, 전륜과 후륜의 조향각이 동일한 방향으로 구동되도록 제어되고 후륜 조향각은 전륜 조향각 보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 3륜 전동 지게차.
According to claim 1,
For the crab driving of the electric forklift, the steering angle of the front wheel and the rear wheel is controlled to be driven in the same direction, and the steering angle of the rear wheel is less than or equal to the steering angle of the front wheel.
전륜의 좌,우륜은 각각의 구동용 전기모터와 액츄에이터에 의해 구동되고 조향각이 제어되며 후륜의 조향각은 조향 유닛에 의해 제어되는 3륜 전동 지게차의 구동 방법이고,
(a) 최소 선회반경 구동 모드를 선택하는 단계;
(b) 운전자의 핸들 조작에 따라 전,후륜의 조향각이 감지되는 단계; 및,
(c) 상기 (b) 이후에 최소 선회반경으로 구동하는 단계;를 포함하고,
상기 (b)에서, 후륜 조향각이 55˚ 이하인 경우에는 좌,우륜의 조향각을 후륜 조향각과 동일하게 하되 조향 방향을 반대로 하고 후륜 조향각이 55˚를 초과하는 경우에는 좌,우륜의 조향각을 55˚로 하되 조향 방향을 후륜과 반대로 하는 것을 특징으로 하는 3륜 전동 지게차의 구동방법.
The left and right wheels of the front wheel are driven by electric motors and actuators for driving, respectively, the steering angle is controlled, and the steering angle of the rear wheel is controlled by the steering unit.
(a) selecting a minimum turning radius driving mode;
(b) detecting steering angles of the front and rear wheels according to the driver's manipulation of the steering wheel; and;
(c) driving with a minimum turning radius after (b); including,
In (b) above, when the rear wheel steering angle is 55˚ or less, the left and right steering angles are the same as the rear wheel steering angles, but the steering direction is reversed. When the rear wheel steering angle exceeds 55˚, the left and right steering angles are set to 55˚. However, a driving method of a three-wheeled electric forklift, characterized in that the steering direction is opposite to the rear wheel.
제7항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 후륜 조향각은 70˚ 이하인 것을 특징으로 하는 3륜 전동 지게차의 구동방법.
8. The method of claim 7,
In the step (c), the rear wheel steering angle is a driving method of a three-wheel electric forklift, characterized in that less than 70˚.
전륜의 좌,우륜은 각각의 구동용 전기모터와 액츄에이터에 의해 구동되고 조향각이 제어되며 후륜의 조향각은 조향 유닛에 의해 제어되는 3륜 전동 지게차의 구동 방법이고,
(a) 제자리 회전모드를 선택하는 단계;
(b) 아래 식을 이용하여 좌,우륜의 조향각(δf)을 결정하되, 좌,우륜의 조향각(δf)은 동일하고 조향 방향은 반대로 하는 단계;
(c) 운전자가 핸들을 조작하여 후륜이 축거에 수직이 되도록 하는 단계;
(d) 핸들의 회전 방향에 따라 회전 방향을 설정하는 단계; 및,
(e) 제자리 회전 구동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3륜 전동 지게차의 구동방법.
[식]
Figure 112019078524583-pat00009

위 식에서,
Lwb : 축거
Ltread : 윤거
The left and right wheels of the front wheel are driven by electric motors and actuators for driving, respectively, the steering angle is controlled, and the steering angle of the rear wheel is controlled by the steering unit.
(a) selecting an in-place rotation mode;
(b), but it determines the steering angle (δ f) of the left and right wheels by using the following formula, the left and the steering angle (δ f) is identical to the steering direction of the right wheels comprising the other hand;
(c) the driver manipulates the steering wheel so that the rear wheels are perpendicular to the wheelbase;
(d) setting the rotation direction according to the rotation direction of the handle; and;
(e) driving the three-wheeled electric forklift in place;
[expression]
Figure 112019078524583-pat00009

In the above formula,
L wb : wheelbase
L tread : tread
제9항에 있어서,
핸들이 우측으로 회전되면 좌륜의 구동용 전기모터는 정방향 회전되고 우륜의 구동용 전기모터는 역방향으로 회전되어 3륜 전동 지게차가 시계방향으로 회전되고,
핸들이 좌측으로 회전되면 좌륜의 구동용 전기모터는 역방향 회전되고 우륜의 구동용 전기모터는 정방향으로 회전되어 3륜 전동 지게차가 반시계방향으로 회전되되,
좌,우륜 구동용 전기모터의 정방향 회전은 전동 지게차가 전진할 때의 회전방향이고 역방향 회전은 전동 지게차가 후진할 때의 회전방향인 것을 특징으로 하는 3륜 전동 지게차의 구동방법.
10. The method of claim 9,
When the handle is rotated to the right, the electric motor for driving the left wheel rotates in the forward direction and the electric motor for driving the right wheel rotates in the reverse direction, causing the 3-wheel electric forklift to rotate clockwise.
When the handle is rotated to the left, the electric motor for driving the left wheel rotates in the reverse direction and the electric motor for driving the right wheel rotates in the forward direction, so that the three-wheel electric forklift rotates counterclockwise.
A method of driving a three-wheel electric forklift, characterized in that the forward rotation of the electric motor for driving the left and right wheels is the rotation direction when the electric forklift moves forward, and the reverse rotation is the rotation direction when the electric forklift moves backward.
전륜의 좌,우륜은 각각의 구동용 전기모터와 액츄에이터에 의해 구동되고 조향각이 제어되며 후륜의 조향각은 조향 유닛에 의해 제어되는 3륜 전동 지게차의 구동 방법이고,
(a) 크랩 구동모드를 선택하는 단계;
(b) 핸들 회전에 대응하여 후륜 조향각(δr)과 조향 방향이 결정되되, 후륜 조향각(δr)이 전륜의 최대 조향각 이하인 경우에는 전륜 조향각(δf)과 조향 방향이 후륜 조향각(δr) 및 조향 방향과 동일하게 되도록 결정되고 후륜 조향각(δr)이 최대 조향각을 초과하는 경우에는 전,후륜 조향각(δf)(δr)을 최대 조향각으로 하고 전,후륜 조향방향을 동일하게 하는 단계; 및,
(c) 크랩 구동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3륜 전동 지게차의 구동방법.
The left and right wheels of the front wheel are driven by electric motors and actuators for driving, respectively, the steering angle is controlled, and the steering angle of the rear wheel is controlled by the steering unit.
(a) selecting a crab driving mode;
(b) The rear wheel steering angle (δ r ) and the steering direction are determined in response to the steering wheel rotation, but when the rear wheel steering angle (δ r ) is less than or equal to the maximum steering angle of the front wheel, the front wheel steering angle (δ f ) and the steering direction are the rear wheel steering angle (δ r) ) and the steering direction, and when the rear wheel steering angle (δ r ) exceeds the maximum steering angle, the front and rear wheel steering angles (δ f ) (δ r ) are the maximum steering angles and the front and rear wheel steering directions are the same. step; and;
(c) driving the crab; a driving method of a three-wheeled electric forklift comprising: a.
제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
액츄에이터는 조향용 전기모터에 의해 구동되는 리니어 액츄에이터이고, 엔코더는 조향용 전기모터의 회전 각도와 회전 방향을 측정하고, 이 측정된 값을 이용하여 전륜의 조향각과 조향 방향을 추정하는 것을 특징으로 하는 3륜 전동 지게차의 구동방법.
12. The method according to any one of claims 7 to 11,
The actuator is a linear actuator driven by an electric motor for steering, and the encoder measures the rotation angle and rotation direction of the electric motor for steering, and uses the measured values to estimate the steering angle and steering direction of the front wheel. Driving method of 3-wheel electric forklift.
KR1020190092896A 2019-07-31 2019-07-31 Three-wheel electric forklift having steering type dual drive unit and, driving method thereof KR102275211B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190092896A KR102275211B1 (en) 2019-07-31 2019-07-31 Three-wheel electric forklift having steering type dual drive unit and, driving method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190092896A KR102275211B1 (en) 2019-07-31 2019-07-31 Three-wheel electric forklift having steering type dual drive unit and, driving method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210014889A KR20210014889A (en) 2021-02-10
KR102275211B1 true KR102275211B1 (en) 2021-07-08

Family

ID=74561333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190092896A KR102275211B1 (en) 2019-07-31 2019-07-31 Three-wheel electric forklift having steering type dual drive unit and, driving method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102275211B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230120872A (en) 2022-02-10 2023-08-17 두산산업차량 주식회사 Counterweight structure of electric powered forklift

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200177160Y1 (en) * 1999-10-15 2000-04-15 대우중공업주식회사 Steering mode control system in electromotive forklift truck
KR200344901Y1 (en) * 2003-12-23 2004-03-18 주식회사 효천 Industrial vehicle

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0122876B1 (en) * 1994-12-30 1997-11-18 석진철 Body structure of three wheel type fork lift truck
KR100655190B1 (en) * 2000-11-20 2006-12-08 티씨엠 가부시키가이샤 Forklift having lateral travel system
KR20160076657A (en) * 2014-12-23 2016-07-01 주식회사 두산 Counterweight Structure of 3 Wheel Electric Powered Forklift
KR20160076669A (en) * 2014-12-23 2016-07-01 주식회사 두산 Steer Axle Structure of 4 Wheel Type Forklift

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200177160Y1 (en) * 1999-10-15 2000-04-15 대우중공업주식회사 Steering mode control system in electromotive forklift truck
KR200344901Y1 (en) * 2003-12-23 2004-03-18 주식회사 효천 Industrial vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210014889A (en) 2021-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6476235B2 (en) Steering and control system for tricycles
JP4062085B2 (en) Electric industrial vehicle steering system
JP2013107450A (en) Four-wheel steering control system
US20110224872A1 (en) System And Method To Control Vehicle Steering
CN102991574A (en) Vehicle steering system and loading vehicle
US6675927B1 (en) Fork lift with laterally travelling system
JP6699592B2 (en) Steering control method for unmanned forklift
KR102275211B1 (en) Three-wheel electric forklift having steering type dual drive unit and, driving method thereof
CN111619699A (en) AGV moving platform and control method and control device thereof
JP3384725B2 (en) Reach type forklift
US20070175693A1 (en) Floor conveyor
WO2012153596A1 (en) Compact vehicle
JP3564612B2 (en) Control method of rear wheel steering device
JP3306353B2 (en) Reach type forklift
CN213799106U (en) Four-fulcrum electric forklift steering system applying novel steering mode
JP4817235B2 (en) Industrial vehicle steering control device
KR102620426B1 (en) Steering device
CN219524009U (en) Steering system and crane
JP4007712B2 (en) Vehicle steering control device
JP3775978B2 (en) Electric power steering device
CN112477519A (en) Four-fulcrum electric forklift steering system and method applying novel steering mode
JP7247950B2 (en) vehicle steering system
JP2002020097A (en) Drive controller of industrial vehicle
WO2023085249A1 (en) Vehicle travel control device
JP5655444B2 (en) Vehicle behavior control device

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant