MX2015002817A - Un carro motorizado con timon. - Google Patents

Abstract

Un carro motorizado con timón tal como un transportador de paletas o carretilla elevadora que tiene una rueda direccionable controlada por timón (14) que es dirigida por un motor que tiene un controlador de motor de dirección asociado. El controlador de motor de dirección en un modo de operación normal detecta el movimiento del timón a medida que se hace girar con respecto al chasis para dirigir el carro, y emite señales de control para hacer que el motor de dirección dirija la rueda de tal manera que siga el ángulo de timón con una desviación fija, predeterminada (que puede ser cero o no cero). En un modo de operación de realineación, el controlador puede cambiar la desviación angular predeterminada, y el controlador puede alinear preferiblemente la rueda con el timón o con un eje del chasis. El carro se puede maniobrar más fácilmente dentro y fuera de espacios apretados con el operador y el timón desviados hacia el lado del camión. El timón también se puede desviar manualmente de la rueda al desacoplar el timón y la rueda, y cambiando de este modo la desviación predeterminada para la subsecuente operación.

Description

UN CARRO MOTORIZADO CON TIMÓN Campo téenico Esta invención se refiere a un carro motorizado que tiene una rueda direccionable controlada por timón. La invención es especialmente, pero no exclusivamente, aplicable a transportadores de paletas operados por peatones, carretillas elevadoras y recogedoras de pedidos.

Técnica Previa Muchos materiales se almacenan en los almacenes en paletas, ya sea en el suelo o sobre el suelo en estanterías. Los pasillos entre los materiales paletizados permiten al operador de carretillas elevadoras operadas por peatones seleccionar cualquier paleta que se requiera. Sin embargo, los pasillos deben tener un cierto ancho mínimo para permitir el funcionamiento sin restricciones de los camiones. Esto se describirá ahora con referencia a las figuras la y Ib.

La Fig. la es una vista en planta superior esquemática de una carretilla elevadora convencional operada por peatones. El carro cuenta con un chasis (10) que tiene ruedas delanteras izquierda y derecha no direccionables, no quiadas (12L), (12R), respectivamente, y una rueda guia trasera direccionable (14) dispuesta centralmente entre, pero desviada hacia atrás, con relación a las ruedas delanteras. El chasis (10) lleva un mecanismo de elevación convencional, tal como un mástil (16) y montacargas (18). En algunos camiones con timones las carretillas se sustituyen por plataformas elevadoras. La rueda trasera (14) está conectada directa o indirectamente a un timón de dirección (20) por un acoplamiento mecánico, hidráulico, eléctrico o de otro tipo. El carro se controla desde un cabezal de timón (22), montado en el extremo posterior libre del timón (20), por un operador peatonal (24). Un motor de tracción (no mostrado en las figuras, la y Ib) guia la rueda trasera direccionable (14) en direcciones hacia adelante o hacia atrás alrededor de un eje de rotación horizontal (26) bajo el control de miembros de control accionables manualmente (tampoco mostrados) en el cabezal (22).

La rueda trasera (14) es direccionable por rotación alrededor de un eje sustancialmente vertical por la rotación del timón (20). La conexión entre el timón (20) y la rueda trasera (14) es tal que cuando el timón (20) se hace girar a través de un cierto ángulo de la rueda trasera (14) sigue el juego de manera que la rueda trasera (14) está siempre en línea con el timón (20); es decir, el eje de rotación horizontal (26) de la rueda trasera (14) es siempre normal para un plano vertical que contiene el timón (20).

Las carretillas elevadoras operadas por peatones peatonales convencionales como las descritas anteriormente operan normalmente en un pasillo (30) (Fig. Ib) entre dos filas paralelas (32)de productos paletizados. Con el fin de recoger cualquier paleta particular, el carro tiene que ser posicionado inicialmente en ángulo recto a la fila (32) con el timón (20) que se extiende directamente a la parte posterior, como se muestra en la Fig. Ib. Esto significa que el pasillo (30) debe tener una anchura mínima (W) igual a la longitud total del carro. El espacio de dirección (S) requerido es el espacio de almacenamiento necesario, pero desperdiciado de manera eficaz.

Descripción de la invención Según la presente invención, se proporciona un carro motorizado con timón que comprende: (a) un chasis que tiene una pluralidad de ruedas de contacto con el suelo, al menos una de las cuales es direccionable para dirigir el carro; (b) un motor de dirección para guiar al menos una de las ruedas para mover el carro por el suelo; (c) un timón conectado de forma giratoria al chasis que puede ser balanceado de lado a lado para dirigir el carro; (d) un motor de dirección para variar el ángulo de la rueda direccionable; (e) un controlador de motor de dirección que, en un modo de operación normal, recibe como entrada una indicación del ángulo de timón y que emite en respuesta a ello una señal de control al motor de dirección para variar el ángulo de la rueda direccionable de tal manera que el ángulo entre el timón y la rueda direccionable mantenga un ángulo predeterminado desviado; en donde la desviación angular entre el timón y la rueda direccionable se puede ajustar y la desviación angular ajustada usarse posteriormente como la desviación angular predeterminada.

Esto permite una mayor maniobrabilidad en comparación con los camiones convencionales, en donde el timón está en alineación fija con la rueda de dirección. Además, permite que el carro sea conducido en linea recta hacia adelante o hacia atrás con la desviación del timón en una cantidad considerable, por ejemplo con el operador y la desviación del timón hacia el lado de la camioneta.

El controlador de motor de dirección puede ser integral con el motor de dirección o separado del mismo. Se puede implementar en hardware, firmware, o en software que se ejecuta en un aparato de procesamiento adecuado. Se puede implementar como circuiteria lógica que puede ser programable o dedicada a la tarea. Cuando el controlador de motor de dirección se implementa mediante la programación, el aparato en el que se ejecuta o en el que se programa puede realizar funciones adicionales relacionadas o no relacionadas con la dirección.

Preferiblemente, el controlador de motor de dirección es operable además, en un modo de reajuste de operación, para dirigir la rueda a fin de cambiar dicha desviación angular predeterminada.

En particular, al permitir un modo de operación de realineación del timón puede ser desviado con respecto al sentido de la dirección, o visto de otra manera, la rueda dirigida puede ser reajustada a lo largo de un eje diferente cuando el timón se coloca a un lado.

Una modalidad particularmente preferida permite la alineación automática de la rueda dirigida con cualquiera de los dos ejes principales de interés, a saber, el eje del timón y un eje principal del chasis de carro, es decir, el eje delantero-trasero normal o el eje a largo del cual el timón está alineado cuando está en una posición de dirección normal.

Preferiblemente, por lo tanto, en dicho modo de operación de realineación, el controlador de motor de dirección es operable para el cambio de dicho ángulo predeterminado entre (i) un ángulo de cero del timón en el que la rueda está alineada en paralelo al timón y (ii) un ángulo de cero de chasis en el que la rueda está alineada en paralelo a un eje del chasis y la desviación del timón en el mismo ángulo que el timón está desviado del chasis durante el modo de operación de realineación.

El eje del chasis es, como se mencionó anteriormente, preferiblemente un eje definido por el eje del timón cuando el timón se encuentra en una posición de dirección neutral. Puede ser el eje delantero-trasero, el eje izquierdo-derecho, un eje definido por horquillas provistas en el carro (por ejemplo, en un transportador de paletas o carretilla elevadora, etc.).

Preferiblemente, el controlador de motor de dirección recibe como entrada una indicación del ángulo de timón con relación a uno o más del chasis, la rueda direccionable, o el motor de dirección.

Además, preferiblemente, el controlador de motor de dirección recibe como entrada una indicación del ángulo de dirección de la rueda direccionable en relación con uno o más del chasis, el timón, o el motor de dirección.

La indicación recibida de ángulo de timón puede ser una medida absoluta o puede ser una indicación de que el ángulo se ha cambiado por una cantidad detectada.

Preferiblemente, el carro incluye además un sistema de sensor angular de uno o más sensores que detectan y emitir una indicación o indicaciones del ángulo relativo entre dos o más del timón, la rueda direccionable, el motor de dirección, y el chasis.

Cualquier sistema de sensor adecuado puede ser utilizado para proporcionar la emisión requerida. Preferiblemente, el sistema de sensor comprende uno o más codificadores giratorios que detectan el ángulo relativo entre dos o más componentes. La persona experta apreciará que si, por ejemplo, el motor de dirección se fija al chasis y se proporcionan dos sensores angulares, con un sensor proporcionando el ángulo de la rueda dirigida con relación al alojamiento del motor, y el otro proporcionando el ángulo entre el timón y el alojamiento del motor (o chasis), entonces es trivial calcular el ángulo relativo entre el timón y cambiar la rueda como una suma o diferencia de los ángulos ajustados por una desviación.

Además, preferiblemente, la emisión de indicación o indicaciones por dicho sistema de sensor angular proporciona al controlador de motor de dirección con información para determinar, durante dicho modo de operación de realineación, el ángulo entre el timón y la rueda direccionable y/o el ángulo entre la rueda direccionable y el chasis.

Más preferiblemente, cuando dicho controlador de motor de dirección opera para cambiar dicho ángulo predeterminado a un ángulo de cero de timón, se recibe como una entrada desde la información del sistema sensor angular suficiente para determinar el ángulo entre el timón y la rueda direccionable, y cuando dicho controlador de motor de dirección opera para cambiar dicho ángulo predeterminado a un ángulo de cero de chasis, se recibe como una entrada desde la información del sistema de sensor angular suficiente para determinar el ángulo entre la rueda direccionable y el chasis.

El motor de dirección es preferiblemente operable para guiar la rueda direccionable. Es operable independientemente de si la rueda está alineada con el timón o el chasis o alguna otra alineación. Puede ser opcionalmente desactivado durante el modo de operación de realineación, pero esto no es critico.

En una configuración preferida, el chasis soporta el timón en un extremo trasero y se bifurca en un extremo frontal, y la rueda dirigida está en el extremo posterior, con una o más ruedas no dirigidas (que se puedan conducir o no) en el extremo frontal.

Una configuración particularmente preferida es un carro de tres ruedas con dos ruedas delanteras que no son guiadas ni dirigidas, y una sola rueda trasera guiada, dirigida, que está situada generalmente debajo del eje de rotación del timón.

El eje de rotación de el timón es preferentemente vertical o incluye un componente vertical sustancial (>45 grados desde la horizontal, más preferiblemente >(60) grados, incluso más preferiblemente >75 grados y más preferiblemente 85 a 90 grados de la horizontal) de manera que cuando el timón se hace girar alrededor del eje se balancea de lado y no simplemente verticalmente (como lo haría alrededor de un eje horizontal).

En una modalidad preferida, el timón tiene un cabezal de timón en su extremo libre, el cabezal de timón tiene uno o más controles manuales que cuando se accionan activan el modo de operación de realineación.

En una modalidad particularmente preferida, los controles manuales pueden seleccionarse de entre al menos dos estados, a saber, un ángulo de cero de timón y un ángulo de cero de chasis como se describe anteriormente.

Preferiblemente, cuando el controlador de motor de dirección está en dicho modo de operación de realineación del timón está desacoplado de la rueda direccionable.

Preferiblemente, cuando el controlador de motor de dirección en dicho modo de operación de realineación ha completado la dirección de la rueda a fin de cambiar dicha desviación angular predeterminada, el controlador de motor de dirección vuelve a dicho modo de operación normal para dirigir dicha rueda para seguir el timón en base a la nueva desviación angular predeterminada alcanzada en el modo de realineación.

El modo de operación de realineación puede ser implementado mediante el almacenamiento de una nueva desviación angular predeterminada que el motor de dirección a continuación implementa en una operación de dirección normal al coincidir la desviación real a la nueva desviación almacenada.

En un aspecto adicional independiente de la invención, se proporciona un carro motorizado con timón operado por peatones, que tiene una rueda guía direccionable controlada por timón, en donde el timón se puede desacoplar y re-acoplar selectivamente a la rueda guía para permitir la rotación de quien la trabaja independientemente del ángulo de giro de la rueda guia, por lo que el timón se puede fijar en diferentes posiciones angulares relativas a la rueda guía.

Esto permite una mayor maniobrabilidad en comparación con los camiones convencionales, en donde el timón está en alineación fija con la rueda guía.

Preferiblemente, la rueda guía está motorizada y se puede guiar tanto con el timón alineado con la rueda como con la desviación del timón de la dirección de conducción de la rueda guía.

Esto permite que el carro maniobre en espacios reducidos, como en pasillos de almacén, con el operador y el timón en un ángulo de desviación. En particular, el carro puede ser impulsado hacia delante o hacia atrás dentro o fuera de un espacio de carga con la desviación de timón y el operador de pie al lado en lugar de en línea con la dirección de conducción.

En una modalidad preferida, el timón tiene un cabezal de timón en su extremo libre, el cabezal de timón tiene un miembro de control manual que cuando se coloca en un estado desacopla el timón de la rueda guía y cuando se coloca en un segundo estado re-acopla el timón a la rueda guía.

El carro tiene preferiblemente un motor de dirección para variar el ángulo de dirección de la rueda guía.

Además, preferiblemente, el carro tiene un controlador de motor de dirección que recibe como entrada una indicación de ángulo de timón y que emite una señal de control al motor de dirección para cambiar el ángulo de la dirección, de acuerdo con los cambios detectados en el ángulo de timón.

Preferiblemente, mientras que el timón se desacopla selectivamente de la rueda guia, los cambios en el ángulo de timón o bien no se reciben como entrada o no se convierten en señales de control de salida para el motor de dirección.

El carro comprende además preferiblemente un sensor de ángulo de timón que detecta el ángulo del timón con respecto a uno de la rueda guia y un del carro con timón y que proporciona una indicación de dicho ángulo como una entrada al controlador del motor de dirección.

El carro comprende preferiblemente además un control de dirección del operador para acoplar selectivamente el motor de dirección y variar el ángulo de dirección con respecto al timón.

En una modalidad preferida, el controlador de motor de dirección es operable para recibir como entrada una selección de una relación angular especifica entre el timón y la rueda guia y para emitir una señal de control al motor de dirección para cambiar el ángulo de la dirección a dicha selección.

Preferiblemente, el carro está provisto de una entrada de control especifica para permitir la selección de una relación angular particular entre el timón y el carro.

Preferiblemente, el controlador de motor de dirección es operable para recibir como entrada una indicación del ángulo de dirección actual y para comparar el ángulo de dirección actual con un ángulo deseado almacenado en una memoria o registro de acceso al controlador de motor de dirección, y para emitir al motor de motor una señal de control para cambiar el ángulo de dirección para que coincida con dicho ángulo deseado.

Preferiblemente, el carro comprende además dicha memoria o registro.

Además, preferiblemente, dicho ángulo deseado se ajusta para que coincida con un ángulo detectado actual cuando el timón se vuelve a acoplar a la rueda guia.

El controlador de motor de dirección puede implementarse como circuiteria de control de hardware que está diseñada para aplicarse a la o a cada función que se le asignó anteriormente, o la funcionalidad puede implementarse en circuitos lógicos o de lógica programable, o un procesador que ejecuta instrucciones de software en cualquier formato de código adecuado. Cuando se utiliza una memoria o registro para almacenar un ángulo deseado, dicha memoria o registro puede ser integral con la circuiteria de control, lógica, o procesador, o puede ser separada de y direccionable por la circuiteria de control, la lógica, o el procesador.

Preferiblemente, el timón puede ser desviado de la rueda guia en un ángulo de 75 grados o más, más preferiblemente, 90 grados o más.

El carro motorizado con timón puede ser preferiblemente una carretilla elevadora, un transportador de paletas o una recogedora de pedidos.

También se proporciona un método para maniobrar un carro motorizado con timón, que comprende los pasos de: (a) guiar el carro dentro de un pasillo con el timón sustancialmente alineado con una rueda de control de dirección de la carretilla; (b) colocar un extremo frontal del carro adyacente a un espacio en el que el carro ha de ser maniobrado a lo largo del pasillo; (c) ajustar la desviación angular entre el timón y la rueda direccionable de tal manera que la rueda direccionable esté desviada de la linea del timón en más de 45 grados; y (d) guiar el frente del carro en dicho espacio mientras se mantiene la desviación de más de 45 grados entre la rueda direccionable y el timón.

Por "sustancialmente alineado" se entiende que la rueda está alineada con el timón suficientemente para que pueda ser percibida para una dirección verdadera, es decir, no necesita estar en alineación exacta.

Una alternativa a los pasos (c) y (d) es que en el paso (c) el timón está desviado de la posición neutral de la dirección por una cantidad al menos igual al ángulo requerido para que el extremo del timón a nivel con o por delante de la parte trasera del carro, y para que la rueda para después sea alineada con el eje principal del chasis, definiendo asi un ángulo de desviación entre el timón y la rueda que se mantiene como la parte frontal del carro que es guiada en el espacio.

Preferiblemente, en los pasos (a) y (b) dicha rueda está alineada con la línea del timón dentro de 10 grados o menos, más preferiblemente 5 grados o menos, y lo más preferiblemente dentro de 3 grados o menos. Más preferiblemente, la rueda sigue sustancialmente el mismo ángulo que el timón dentro de los limites de control del motor de dirección y el controlador.

Preferiblemente en los pasos (c) y (d) la rueda direccionable está desviada de la linea del timón por (60) grados o más, más preferiblemente (80) grados o más. Una aplicación particularmente preferida del método tiene una desviación definida cuando la rueda está alineada con el chasis y el timón es girado en una cantidad suficiente para llevar el extremo del timón al nivel con o por delante del punto más posterior del cuerpo del carro.

Breve Descripción de los Dibujos Las modalidades de la invención se describirán ahora, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que: Las Figs. la y Ib (descritas anteriormente) son vistas esquemáticas en planta superior de una carretilla elevadora operada por peatones convencional.

Las Figs. 2a y 2b son vistas esquemáticas en planta superior de una modalidad de carro motorizado con timón de acuerdo con la invención como se maniobra a través de una serie típica de operaciones en un pasillo.

Las Figs. 3a a 3c son vistas en perspectiva del mecanismo de dirección del carro de la Fig 2.

La Fig. 4 es un diagrama de bloques de la circuitería de control para el carro de la Fig.2.

La Fig.5 es un diagrama de flujo de la operación de un controlador de motor de dirección para su uso en un carro motorizado con timón de acuerdo con la invención, cuando está en un modo de "alinear al timón".

La Fig. 6 es un segundo diagrama de flujo de operación de un controlador de motor de dirección para su uso en un carro motorizado con timón de acuerdo con la invención, cuando está en un modo de "alinear al chasis".

Las Figs. 7a a 7f son vistas esquemáticas en planta superior de otra modalidad de carro motorizado con timón de acuerdo con la invención, y una secuencia típica de operaciones.

Las Figs. 8 a (11) son diagramas de flujo que detallan la operación de un controlador de dirección en los diversos modos de operación.

La Fig. 12 es un diagrama de bloques de la circuiteria de control para la carretilla elevadora.

Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas En los dibujos los mismos números de referencia se han utilizado para los mismos o equivalentes componentes.

Haciendo referencia a las Figs. 2a y 2b, se muestra una carretilla elevadora operada por peatones o transportador de paletas sucesivamente en cinco posiciones denotadas 1, 2, 3, 4, 5 (la posición 3 se repite al final de la Fig. 2a y al inicio de la Fig.2b para continuidad), como se maniobra en un espacio (11) en un pasillo (30) entre dos filas de productos paletizados. El carro es generalmente de la misma configuración como se describe anteriormente en relación a las figuras, la y Ib y por lo tanto las partes similares tales como chasis (10), timón (20), la rueda direccionable (14), etc.) se indican con números de referencia iguales y no necesitan ser descritos específicamente de nuevo.

El pasillo tiene una anchura que no es mucho mayor que la longitud del carro más su carga (13), como se puede ver desde la posición 3 en las Figs.2a y 2b. Sin embargo, el carro se puede maniobrar dentro y fuera del espacio (11) con facilidad, en donde dicho espacio no permitiría que un carro convencional con timón fuera operado.

En la posición 1 (más a la izquierda en la imagen del carro en la Fig.2a), el carro está operando en un modo de funcionamiento normal, con la rueda trasera, direccionable alineada con el eje de timón (20). En forma convencional el operador maniobra el carro a la posición 2 (posición central, Fig. 2a) en donde la carga (13) está casi alineada con el espacio (11) y luego a la posición 3 (posición más a la derecha de la Fig. 2a y más a la izquierda de la figura 2b.).

Mientras que un carro convencional podría ser maniobrado en la posición 3, no podría ser guiado en el espacio (11) debido a que la dirección de giro de la rueda (14) es perpendicular a la dirección de desviación deseada.

El carro de las Fig. 2a y 2b, sin embargo, se proporciona con la funcionalidad para cambiar el ángulo entre la rueda y el timón a una desviación de no-cero. En particular, se puede cambiar a un ángulo en el que está alineada en paralelo con la dirección delantera-trasera del chasis principal, siendo esta la posición con respecto al chasis como se muestra en la posición 4 (en el centro, la Fig. 2a). El mismo eje también se puede definir como el eje en el que el timón se encuentra en una posición neutral de dirección (véase la posición 1), o el eje definido por la dirección de las horquillas.

El ángulo de desviación se puede cambiar con un motor de dirección que hace girar la rueda con respecto al chasis y/o timóm, o usando una acción de trinquete en combinación con un mecanismo para separar selectivamente el timón de la rueda y re-acoplarlo a la rueda, ambos descritos a continuación.

Al lograr la posición mostrada en la Fig.4, el operador está ahora al lado del carro con el que funciona (20) la desviación de la rueda (14) por unos 90 grados (que podrían ser más o menos). El cabezal de timón se proporciona de nuevo con los controles de accionamiento tal que cuando se activa permite que el carro sea guiado hacia adelante o hacia atrás, incluso cuando se desvía el timón. Por lo tanto, el operador acopla la guía hacia adelante y el frente del carro y su carga (13) entra en el espacio (11) en donde la carga se puede descargar.

El ángulo no necesita ser de 90 grados. Para que el carro trabaje dentro de su mínima anchura de pasillo operable, el timón debe ser girado de manera que el extremo del cabezal de timón y el timón estén a nivel con o por delante del punto más posterior del cuerpo del carro, como se puede ver en la posición 3. Dependiendo de la distribución del carro, esta cantidad mínima de rotación podría ser significativamente menor que o mayor que 90 grados.

En ningún momento en las posiciones 4 y 5 el timón debe ser enderezado, y la dirección del carro se puede ajustar y afinar de forma normal para dirigir el timón de lado a lado. El motor de dirección responde de forma normal, es decir, cuando el timón se hace girar alrededor de su eje (15) (véase la posición 3, Fig.2b) por decir 5 grados en sentido horario, el motor de dirección gira la rueda (14) también por 5 grados hacia la derecha de modo que la rueda continúa para seguir al timón, pero con un desviación angular diferente de la normal, es decir, un ángulo distinto de cero que en este caso es de unos 90 grados.

La remoción de una paleta o carga de las filas se realiza a la inversa. El carro vacío se maniobra en la fila para acoplar y recoger la carga utilizando los pasos ya descritos. Con el operador y timón al lado del carro (posición 5), el carro es conducido a la inversa para volver a la fila detrás del carro (posición 4). La rueda direccionable se hace girar entonces a la posición en la que está alineada con el timón, y de nuevo esto se puede hacer manualmente o utilizando un motor de dirección y un motor de dirección puede alinearse automáticamente con el timón o puede alinearse con el timón bajo el control del operador del motor de dirección. Cuando la rueda y el timón están alineados (posición 3) el operador tiene libertad para maniobrar el carro de regreso a las posiciones 2 y 1.

Las figuras 3a a 3c muestran el motor de tracción, motor de dirección y componentes asociados del camión. Sólo se muestra una pequeña parte del chasis del carro (10) en la que se montan estos componentes, pero el resto del carro es como se describe anteriormente.

La rueda trasera (14) es guiada| en direcciones de avance o retroceso por un motor de tracción (50) bajo el control de miembros de control (que no se muestran en las Figs. 3a a 3c, pero se muestran y se describen a continuación en relación a la Fig. 8) en el cabezal de timón (22), como se describió anteriormente. Esto es bien conocido. Aunque se prefiere guiar la rueda trasera, las ruedas adicionales o alternativas podrian ser guiadas en su lugar.

El ángulo de dirección de la rueda trasera (14) con respecto al chasis (10) se ajusta mediante la rotación de la rueda (14) alrededor de un eje vertical - esto se efectúa por un motor de dirección (52). El motor de dirección es preferiblemente un motor eléctrico en la modalidad mostrada, pero puede ser igualmente hidráulico, neumático o de cualquier otro tipo adecuado.

Un sensor (54) determina la posición angular del timón (20) con respecto al chasis (10). Un controlador de motor de dirección (60), que responde al sensor (54), acciona el motor de dirección (52), de modo que la rueda trasera (14) gira alrededor de un eje vertical en el mismo ángulo y en la misma dirección que el timón (20). En otras palabras, el ángulo de dirección de la rueda trasera (14) con respecto al chasis (10) aumenta o disminuye a medida que el ángulo del timón (20) respecto a la dirección proa popa del chasis (10) aumenta o disminuye, por la misma cantidad y en la misma dirección de rotación. De este modo se mantiene cualquier desviación angular entre el timón (20) y la rueda trasera (14) que se ha establecido previamente.

La Fig. 3a muestra el mecanismo de dirección cuando el timón (20) está en línea con la rueda trasera (14), es decir, el ángulo de desviación es cero, la Fig.3b muestra el mecanismo de dirección cuando el ángulo de desviación entre el timón (20) y la rueda trasera (14) es de 45 grados, y la Fig. 3c muestra el mecanismo de dirección cuando el ángulo de desviación es de 90 grados.

Haciendo referencia a continuación a la Fig.4, un esquema de los componentes de la dirección que se muestran en las figuras 3a a 3c se muestra como un diagrama de bloques. La rueda (14) gira sobre un eje (26) cuando se acciona mediante un motor de tracción (50) usando los controles de operador convencionales (no mostrados). La dirección alrededor de un eje vertical se lleva a cabo por el motor de dirección (52) bajo el control del controlador de motor de dirección (60). Como se ha descrito previamente el ángulo de timón con respecto al chasis se proporciona como una entrada desde el sensor de ángulo de timón (54).

El sensor de ángulo de timón puede ser cualquier sensor cuya salida sea efectiva para permitir que el controlador de motor de dirección, ya sea determine el ángulo absoluto del timón con respecto a un eje de chasis, o determine los cambios en el ángulo de timón a medida que se mueve alrededor de su eje de rotación. Asi, cuando el sensor de ángulo de timón es un codificador rotatorio, puede ser del tipo conocido como un codificador absoluto o un codificador relativo. Los sensores pueden ser digitales (por ejemplo, codificadores absolutos mecánicos), ópticos (tal como una fuente y detector que están separados por un disco estampado), magnéticos (por ejemplo, utilizando un sensor de efecto Hall para detectar tiras de material magnetizado en un disco) o analógicos (tal como un transformador de sincronización, de resolución, rotativo diferencial variable (RVDT por sus siglas en inglés) o un potenciómetro giratorio).

Un sensor angular adicional (61) se proporciona en el motor de dirección, gue detecta el ángulo del eje de salida del motor (y por lo tanto el ángulo de la rueda direccionable montada en dicho eje) con respecto al alojamiento del motor (y por tanto el chasis en el que el alojamiento está montado).

También se muestran los controles del operador que incluyen un botón de "alinear al timón" (63) y un botón de "alinear al chasis" (65), que se proporcionan normalmente en el cabezal de timón, por ejemplo, en la posición que se muestra en (40) en las figuras 3a a 3c.

Las Figs. 5 y 6 ilustran la operación del controlador de motor de dirección en una modalidad particularmente preferida que permite al operador activar cualquiera de los dos modos para alinear automáticamente la rueda dirigida, ya sea con el eje del timón en un modo, o el eje delantero-trasero principal del chasis en el otro modo (es decir, desde la posición 2 a la posición 3 en la Fig. 2b y viceversa, de conformidad con los botones de selección del operador (63) o (65)). La Fig.5 muestra la operación del controlador en el sistema de inicio y cuando está en el modo de "alinear al timón", mientras que la Fig. 6 muestra la operación del controlador en el modo de "alinear al chasis".

En la figura 5, el controlador (60) se inicia en un modo de operación normal, paso (200), y por defecto el controlador mantendrá la rueda direccionable alineada al timón, el paso (202).

El controlador ha almacenado en un registro interno o externo o una memoria accesible al mismo (no se muestra) una desviación angular predeterminada que inicialmente se pone a cero y que siempre se pone a cero cuando el controlador vuelve al modo de "alinear al timón" y el diagrama de flujo de la Fig.5 se reinicia, el paso (204), Esto significa que el controlador está configurado para mantener la rueda (14) alineada con el timón (20), es decir, con una desviación de cero grados, como se muestra en la Fig.2a por ejemplo, las posiciones 1, 2 y 3.

El controlador, después de inicializar o restablecer el valor almacenado a cero, opera en un circuito de realimentación. Este circuito puede ser interrumpido en cualquier momento por el operador pulsando el botón "alinear al botón de chasis". Para fines de la ilustración del diagrama de flujo, esta interrupción se indica por el controlador, en cada iteración, haciendo una comprobación para ver si el botón (65) ha sido operado, el paso (206). En la operación real, el circuito de realimentación usado para la dirección normal puede no explícitamente comprobar si esta entrada en el paso (206), ya que será configurado para recibir una señal de interrupción, y el circuito de realimentación de dirección comprenderá los pasos (208), (210), (212), como se describirá a continuación.

En el paso (208), se reciben las entradas del sensor de ángulo de timón y el sensor de ángulo de la rueda. En una modalidad preferida, cada sensor devolverá un valor de voltaje que varía desde un mínimo en un extremo de rotación, a través de un punto medio en la posición de marcha hacia adelante neutral (del timón o la rueda respectivamente), a un máximo en el otro extremo de rotación. Como se indicó anteriormente, este tipo de sensor es simplemente una opción que se puede utilizar. Los sensores digitales u otros analógicos pueden proporcionar parámetros igualmente en función de la posición absoluta o la cantidad de rotación del timón o la rueda con relación al otro, al chasis, o a cualquier otro componente del carro o el ambiente externo. Las entradas de los dos sensores están calibradas adecuadamente entre sí de manera que el controlador puede interpretar cada entrada como indicativa del ángulo en el que se coloca el timón o la rueda con respecto al chasis, y por simple comparación o sustracción, una de la otra.

En el paso (210) se lleva a cabo esta comparación, y la diferencia entre los ángulos se compara con la desviación almacenada que en este caso es cero. Si el timón y la rueda se desvían n un ángulo de cero, no se necesita ninguna acción, y el proceso vuelve a continuación a los pasos (206) y (208). Sin embargo, si hay una discrepancia, entonces en el paso (212) el motor de dirección es provisto de una salida para girar la rueda hasta que el ángulo coincida.

La dirección se realiza por el operador girando el timón sobre su eje vertical. Esto conducirá al controlador a detectar y corregir un desajuste entre el ángulo de timón detectado y el ángulo de la rueda. Debido a que el proceso se desarrolla en un circuito de realimentación, la rueda debe seguir de cerca el timón, excepto en los casos de movimiento violento del timón y el operador no deberla notar ningún tipo de retraso apreciable.

Por consiguiente, en el modo de operación normal, y cuando la función de alinear al timón está activada, el motor de dirección hace girar la rueda para "seguir" al timón bajo la dirección del controlador del motor de dirección. Ese controlador está continuamente tratando de mantener una desviación de grado cero predeterminada entre la rueda y el timón.

Ahora, suponiendo que el timón está alineado con la rueda, es decir, el ángulo de desviación predeterminado almacenado en la memoria es cero, enseguida veremos lo que sucede cuando el operador presiona el botón "alinear con el chasis" (65), como ocurriría cuando el operador está intentando de hacer girar la rueda de manera que ya no esté alineada con el timón (posición 3), sino que esté alineada con el chasis (posición 4). Como se indica en el paso (206) de la Fig. 6, esto interrumpe la operación de dirección normal y el controlador en su lugar comienza a ejecutar el proceso de la Fig.6.

En la Fig. 6, la alineación al modo de chasis está activa, paso (214). Aunque no se muestra en la Fig.6, una revisión de seguridad puede llevarse a cabo antes de la aplicación de la alineación a la operación del chasis. Si el carro se está moviendo a una velocidad en la que sería peligroso cambiar de repente el ángulo de la rueda de dirección (esto puede ser una función de la velocidad del motor, y, opcionalmente, el ángulo actual de timón) entonces el comando para alinear al chasis puede ser ignorado y el proceso puede volver a la Fig.5. Suponiendo sin embargo, que el carro está a una velocidad segura, es decir, una baja velocidad o detenido, el controlador en primer lugar realineará la rueda al eje de chasis y permitirá entonces la dirección normal, pero con la desviación del timón de la rueda.

Por lo tanto, en el paso (216), el controlador detecta el ángulo de la rueda (con respecto al chasis). En la mayoría de los casos, cuando esto ocurre la rueda actualmente se alineará al timón y el timón estará en un ángulo distinto de cero con respecto al eje principal delantero-trasero del chasis. El controlador de dirección vuelve a alinear la rueda mediante el acoplamiento del motor de dirección hasta que la entrada desde el sensor de ángulo de la rueda indica un ángulo cero con respecto al chasis, el paso (218). En este punto el timón puede haber permanecido en la misma posición o puede haber sido movido por el operador en una cantidad más pequeña o más grande.

En cualquier caso, una vez que el eje de la rueda y el chasis están alineados, se detecta el ángulo de timón actual con respecto al chasis, paso (220), con la intención de ahora "bloquear" la dirección de la rueda al timón con esta desviación. El ángulo detectado (o un valor tal como un voltaje o cantidad digital indicativa del ángulo) se almacena en la memoria o registro disponible para el controlador, paso (222). Este valor indica la desviación del timón con respecto a tanto el chasis como la rueda, dado que estos dos últimos están alineados.

Una vez logrado esto, el controlador realmente funciona de la misma manera como se ha descrito con respecto a la Fig.5, pasos (208), (210), (212), pero con la excepción de que en lugar de que el controlador utilice realimentación para asegurar la rueda sigue el timón con un grado de desviación de cero, el controlador en la otra operación de la Fig.6 actuará para garantizar que la rueda siga los movimientos de dirección del timón con la misma desviación constante que estaba presente cuando el motor de dirección había alineado la rueda al chasis en el paso (218).

Al igual que con la Fig. 5, la operación del controlador se puede interrumpir por la detección del comando de "alinear al timón", paso (224). También, y no se muestra para mayor claridad, la operación del controlador también puede ser interrumpida por la recepción de más comandos de "alinear al chasis". El operador, después de haber alineado la rueda al chasis y maniobrar el vehículo, puede que desee reanudar la dirección convencional, en cuyo caso el comando alinear al timón será utilizado, o puede querer alinear la rueda al chasis con una nueva desviación, tal vez más o menos extrema, o con la del timón hacia el otro lado del cuerpo del carro. Por lo tanto el comando "alinear al chasis" está disponible para realinear la rueda pesar de que el carro pueda ya estar operando en el modo de alinear al chasis.

Suponiendo que no se recibe tal interrupción en el paso (224), la operación de dirección continúa mediante la detección de los ángulos de tanto el timón como la rueda con respecto al chasis, paso (226).

De la comparación y la sustracción, el controlador determina el ángulo de desviación entre el timón y la rueda y revisa, paso (228), si la desviación es como se desea, es decir, igual al valor de desviación predeterminado almacenado en la memoria en el paso (222). Si es asi, no se necesita salida de la dirección y el proceso vuelve al paso (224). Si, sin embargo, hay una discrepancia, entonces el motor de dirección se acopla hasta que la desviación deseada se restaura o se alcanza, paso (230).

Si en el paso (224) el controlador detecta que la alineación al modo de timón se ha seleccionado, una vez más, el proceso se mueve de nuevo a la Fig.5. Esto tiene el resultado de que el ángulo de desviación actual almacenado en la memoria se sobrescribe con una desviación de cero grados (Fig. 5, paso (204)) y el controlador entonces, de acuerdo con la operación de dirección normal (pasos (208), (210), (212)) rectifica la discrepancia entre la desviación de timón-rueda detectada y la desviación de cero deseada.

La persona experta apreciará que la operación de dirección en ambas Figs.5 y 6, después de la corrección de una discrepancia como se describe inmediatamente arriba en la Fig. 5, o después de la alineación en el chasis en la Fig. 6, opera exactamente de la misma manera: tiene un valor de desviación deseada, que está tratando de mantener y responde a las entradas del timón moviendo la rueda para mantener la desviación predeterminada deseada. Al actuar de esta manera, se dice que está en un modo de operación normal, y mientras que varia el ángulo de desviación a cero con respecto al timón o al chasis, se dice que está en un modo de operación de realineación.

Una modalidad adicional se describirá ahora con referencia a las Figs. 7 a 12. La modalidad de las Figs.7 a 12 a continuación, y la modalidad de las Figs. 2 a 6 anterior, están unidas por el hecho de que, en un modo normal de operación, el controlador controla el motor de dirección para mantener una desviación angular predeterminada entre el timón y la rueda, y en que esa desviación angular entre el timón y la rueda direccionable puede ajustarse y la desviación angular ajustada se utiliza posteriormente como la desviación angular predeterminada.

Mientras que el ajuste preferible sucede automáticamente como se describe anteriormente en relación a las Figs.4, 5 y 6 y más adelante en relación a la Fig. 11, o semi-automáticamente (es decir, con mando motorizado pero bajo control manual) como se describe a continuación en relación a la Fig. 10, también se puede ocurrir manualmente como se describe a continuación en relación con las Figs.7 y 9.

Haciendo referencia a las Figs. 7a a 7e, una modalidad alternativa de carretilla elevadora operada por peatones tiene un timón (20) gue puede desacoplarse y re acoplarse selectivamente a la rueda trasera (14). Esto permite la rotación selectiva del timón (20) independientemente de la rueda trasera (14) para permitir gue el timón se fije en diferentes posiciones angulares relativas a la rueda trasera. Como se ve en las Figs.3a a 3e, el cabezal de timón (22) tiene un botón pulsador (que también puede ser situado en la posición (40) y se conoce como el botón pulsador (40)) que cuando se presiona hacia abajo desacopla el timón (20) de la rueda trasera (14) y, mientras se mantiene apretado, permite que el timón gire a través de cualquier ángulo seleccionado (dentro de los limites de diseño del carro), mientras que el ángulo de giro de la rueda trasera (14) con respecto al chasis del carro (10) permanece fijo. Cuando el operador (24) ha movido el timón a un desviación angular deseada de la rueda trasera (14), el botón (40) se libera y el timón (20) se vuelve a acoplar a la rueda trasera. Desde este punto en adelante, hasta que el botón se pulsa nuevamente (40), y como se ha descrito anteriormente, la rotación del timón (20) a través de cualquier ángulo en cualquier dirección girará la rueda trasera (14) a través del mismo ángulo en la misma dirección, al tiempo que conserva la desviación angular seleccionada.

Un panel de control más sofisticado para su uso en un cabezal de timón se describe a continuación en relación a la Fig. 12. Es de entenderse que el botón pulsador, o cualquier otra interfaz de control, no necesita necesariamente estar ubicado en el cabezal de timón, pero para comodidad del operador, es preferible ubicarlo dentro de un fácil acceso para el operador y por lo tanto se prefiere el cabezal de timón.

La Fig. 7a muestra la carretilla elevadora colocada en ángulo recto con una fila (32) de productos paletizados con la rueda trasera (14) en una posición de dirección proa-popa en linea con el timón (20) que se extiende directamente a la parte trasera. Esto es equivalente a la situación mostrada en la Fig. Ib y, como se ha descrito, el espacio de dirección S es espacio de almacenamiento desperdiciado.

En la Fig.7b, el operador (24) ha desacoplado el timón (20) de la rueda trasera (14) presionando el botón (40), y mientras mantiene pulsado el botón (40) ha movido el timón en el sentido de las manecillas del reloj a casi 90 grados. La rueda trasera (14) se mantiene en su orientación proa-popa original.

A continuación, en la Fig. 7c, el operador devuelve el camión hacia la fila (32), la rueda trasera (14) permaneciendo en la orientación proa-popa. Este movimiento se logra mediante la operación de un control (no mostrado en las Figs. 3a a 3e, pero visible en el panel de control de la Fig.12 que se describe a continuación) en el cabezal de timón para accionar un motor de guia que guia la rueda trasera (14). Ahora el carro puede acercarse la fila (32) mucho más cerca ya que el timón (20) es desplazado hacia un lado, lo que requiere un espacio de dirección mucho más pequeño. Mientras se devuelve el carro, el timón (20) puede permanecer de acoplado a la rueda trasera (14) (el control de tracción opera independientemente de si el timón y la rueda trasera están acoplados o no), o puede ser re-acoplado a la rueda trasera (14) mediante la liberación del botón (40).

Para volver a la configuración de dirección normal (es decir, la rueda trasera en linea con el timón) el timón es "elevado al máximo" de ida y vuelta a través de un pequeño ángulo, el botón (40) siendo mantenido presionado durante los movimientos en el sentido contrario de las manecillas del reloj cuando el timón se desacopla, y soltado durante los movimientos hacia la derecha cuando el timón se acopla a la rueda trasera (14). Esto traerá gradualmente a la rueda trasera (14) en linea con el timón (20), Fig.7e, después de lo cual la dirección normal de la carretilla se puede reanudar, Fig.7f.

Aunque los dibujos muestran el timón (20) estando desviado en el sentido de las manecillas del reloj con respecto a la rueda trasera (14), es capaz de ser desviado en el sentido de las manecillas del reloj o en el sentido contrario de las manecillas del reloj.

Haciendo referencia a continuación a los diagramas de flujo de las Figs.8 a 11 y el circuito de control de la Fig. 12, se muestran más detalles de la operación de un controlador del motor de dirección (60) alternativo. Las Figs.8-11 muestran en diagrama de flujo que forman la operación programada de un controlador de motor de dirección que se puede ver en la Fig. 12, en varios modos de operación.

Como se ve en la Fig.12 el controlador de motor de dirección (60) está conectado al motor de dirección (52) de tal manera que las señales de control apropiadas pueden ser emitidas desde el controlador (60) al motor de dirección (52) para girar el ángulo de dirección de la rueda (14) con respecto al timón o chasis.

Un panel de control (62), preferiblemente provisto en el cabezal de timón (no se muestra en la Figura 12) contiene cuatro áreas de control, es decir, un área de control de motor de tracción, un área de control de desacoplado/reacoplado (70); un área de dirección manual (74); y un área de control de auto-alineación (78).

El área de control de motor de tracción (64) está provista de botones de control de avance y de retroceso (66),(68) y está conectada directamente al motor de tracción. Cuando los botones (66),(68) están oprimidos, se envían señales de control al motor de tracción para guiar la rueda alrededor a su eje (26) en la dirección de avance o de retroceso, respectivamente. Aunque como se muestra el control de tracción es un control de una sola velocidad, la persona experta será consciente de que mecanismos de control que permiten el control de la velocidad gradual, por ejemplo un dial, podría emplearse permitiendo que cualquier grado de velocidad entre la velocidad completa máxima de avance y velocidad de retroceso, o un interruptor de palanca de baja velocidad se podría emplear en combinación con simples botones de control de avance/retroceso del tipo mostrado en la Fig. 12 para permitir la maniobra lenta en espacios reducidos.

Con referencia adicional a la Fig.8, se describe un modo de operación "normal", en el cual el operador está simplemente operando el área de control de tracción (64), y no las áreas de control adicionales (70), (74), (78).

En el paso (100), el carro está en el modo de operación normal. Se mantiene en este modo siempre que el modo de desacoplar no se active (decisión (102), que lleva a la Fiq. 9); el modo de dirección manual no se active (decisión (104), que lleva a la Fig. 10); y el modo de auto-alineación no se active (decisión (106), que conduce a la Fig. 11). En el modo normal, el operador utiliza los botones de avance y retroceso para guiar el carro hacia adelante y en retroceso. La dirección se realiza girando el timón sobre su eje vertical y como se ha descrito anteriormente un sensor de ángulo determina el ángulo relativo entre la rueda guia (alrededor de su eje vertical) y el timón. Esta señal es recibida en el paso (108).

Un área de registro o de memoria (no mostrada) dispuesta en o accesible por el controlador almacena un "ángulo deseado" para la señal de sensor. En la mayoría de los casos, y al iniciar el sistema, el ángulo deseado es cero, es decir, el timón y la rueda están en alineación y cualquier movimiento del timón provoca un requisito para que la rueda gire alrededor de su eje vertical para recuperar la alineación y revertir al ángulo deseado de cero.

Por lo tanto, es operado un circuito de realimentación en el que la señal del sensor se recibe en el paso (108), y se realiza una comprobación, la decisión (110), sobre si el ángulo detectado es el mismo que el ángulo deseado almacenado en la memoria. Si es asi, el paso (112), no hay salida al motor de dirección y el proceso de realimentación vuelve al paso (108).

Sin embargo, si se observa una discrepancia, es decir, el timón se ha movido a un ángulo diferente que el deseado, se proporciona una salida al motor de dirección en el paso (114) para hacer girar la rueda alrededor de su eje vertical hasta que el ángulo deseado se recupere una vez más.

Como se ha descrito anteriormente, el timón puede ser desacoplado de la rueda al presionar el botón (40) en la modalidad de las Figs.3a a 3c, o en la fig.12 si uno se refiere al área de control de desacoplar/reacoplar (70), este está provisto de un solo botón de encendido/apagado (72) que cuando se presiona desacopla de manera similar el timón de la rueda y al soltarlo vuelve a acoplar el timón a la rueda. Este botón (72) reemplaza directamente el botón (40) que se muestra en las Figs.3a a 3c.

Haciendo referencia ahora a la Fig.9, cuando el botón (72) se presiona esto resulta en una señal de "desacoplar" que está siendo recibida por el controlador (60), paso (116). El controlador entonces cancela el modo normal (es decir, la operación como se muestra en la Fig. 8), el paso (118) con el resultado de que la auto- alineación y funcionalidad manual de dirección ya no está disponible, paso (120); no hay más salida al motor de dirección, paso (122); y la entrada desde el sensor de ángulo de dirección se ignora, paso (124) (o el sensor se desactiva temporalmente hasta que el controlador vuelve a entrar en el modo normal). El carro se encuentra ahora en el modo desacoplado.

En este modo, hasta que se desactiva la señal de desacoplar, o una señal de reacoplar recibida - esto dependiendo del diseño y el mecanismo utilizado para el botón de desacoplar - el timón puede girar independientemente de la rueda. En este modo, los controles de los motores de tracción están todavía activos y no afectados. Como se describió anteriormente el timón puede de este modo desviarse con relación a la rueda y no se intenta volver a alinear la rueda con el timón, siempre y cuando los dos estén desacoplados.

Una vez que el desacoplamiento se desactiva o se recibe una señal de reacoplamiento, paso (126), la señal del sensor nuevamente se recibe y se procesa, paso (128). En la mayoría de los casos, el timón se habrá desviado en el modo desacoplado y ya no estará en el ángulo deseado. Así por ejemplo, si el ángulo inicial deseado era cero con el timón y la rueda alineada, y luego el timón se desacopla y se gira 90 grados hacia la izquierda fuera de la alineación de la rueda, el sensor reportará un ángulo de rueda de 90 grados de rotación en el sentido de las manecillas del reloj en relación al timón. Esta indicación inicial de la nueva relación angular del timón-rueda se utiliza para restablecer el ángulo deseado almacenado en la memoria a este nuevo ángulo, paso (130), y el carro se devuelve luego al modo de operación normal, paso (132).

A partir de este punto el modo de operación normal vuelve al proceso de la Fig. 8 como se describió anteriormente, pero con un ángulo deseado ahora fijado en 90 grados, de modo que el circuito de realimentación entre el sensor, controlador y motor ahora se esfuerza por mantener la desviación en este mismo ángulo de 90 grados. En otras palabras, el timón y la rueda están ahora "bloqueados" a 90 grados fuera de la alineación.

Cuando la dirección en el timón se "elevada al máximo" hacia atrás y adelante a través de un ángulo pequeño como se ha descrito anteriormente, el controlador de dirección intercambia repetidamente entre el modo normal de la Fig. 8 (botón liberado y timón bloqueado a la rueda) y el modo de desacoplamiento de la Fig. 9 (timón libre y que puede girar independientemente de la rueda), con el ángulo deseado siendo restablecido a la nueva relación angular cada vez que se libera el botón.

Haciendo referencia ahora a la Fig. 10, y adicionalmente al área de control de dirección manual (74) de la Fig. 12, se puede observar que está provisto un interruptor de palanca (76) que es empujado a una posición neutra como se muestra en la Fig. 12 pero que se puede girar en el sentido de las manecillas del reloj o en el sentido contrario de las manecillas del reloj para accionar la dirección manual de la rueda (14) (similar en acción a girar una llave en cualquier dirección en una cerradura de resorte). Cuando el interruptor se conmuta en cualquier dirección, una señal de dirección manual (en sentido de las manecillas del reloj o contrario a las manecillas del reloj dependiendo de cómo se conmuta el interruptor) es recibida por el controlador de dirección, paso (134).

El controlador cancela el modo normal, paso (136) y desactiva la funcionalidad de auto-alineación y desacoplamiento del tablero de control, paso (138). El carro está ahora en modo de dirección manual.

En este modo, las salidas del controlador de motor de dirección izquierda y derecha (o dirección en el sentido de las manecillas del reloj o contraria a las manecillas del reloj) señalan al motor de dirección durante el tiempo que se reciban las señales de dirección manuales del interruptor de palanca (76). Se apreciará que, en lugar de un simple interruptor de palanca, un volante, controles de paleta izquierda/derecha, o cualquier otro control de dirección conocido y adecuado podrían ser usados para girar independientemente de la rueda alrededor de su eje vertical.

Cuan-do la señal de dirección manual se detiene, el paso (142), se recibe una indicación del ángulo del sensor, paso (144), y el ángulo deseado se reajusta a la nueva relación angular entre el timón y la rueda, paso (146). El carro se devuelve luego al modo normal, paso (148).

Mediante el uso de este mecanismo, la rueda guía se puede rotar a un nuevo ángulo, sin elevar al máximo o manipular el timón. Esto es útil, por ejemplo, en el reajuste de la rueda con el timón. Una vez más el control de tracción está completamente activo en el modo de dirección manual.

La Fig. 11 muestra la funcionalidad del área de control de auto-alineación (78) de la fig. 12. El área de control de auto-alineación (78) está provista de tres botones a saber, un botón de "alinear al timón" (80), un botón de "90 grados a la derecha" (82) y un botón de "90 grados a la izquierda" (84). El operador puede usar estos botones para alinear la rueda automáticamente al timón o en un desviación de 90 grados a la izquierda o a la derecha. Obviamente se podrían proporcionar controles adicionales o alternativos si se desea desviar con frecuencia el timón de la rueda en diferentes ángulos tal como 45 grados, 60 grados u 80 grados. Se podría colocar adicional o alternativamente un dial o esfera de reloj con marcas angulares y permitir gue un operador seleccione un ángulo desde un rango continuo o por el intercambio de un mando giratorio con cualquiera de las varias posiciones angulares predefinidas.

En la Fig. 11, el carro está en el modo normal, paso (110), cuando uno de los tres botones (80), (82), (84) (Fig. 12) es presionado, lo que resulta en una señal de auto-alineación siendo recibida desde el panel de control, paso (150). Una señal diferente es recibida dependiendo de cuál de los tres botones es seleccionado por el operador.

El controlador de dirección cancela el modo normal, paso (152), y desactiva y las funciones de desacoplamiento y dirección manual descritas anteriormente, paso (154). A continuación, dependiendo del botón que ha sido seleccionado, decisión (156), se produce un resultado diferente. (En realidad, la lógica programada o cableada según la cual el controlador funciona puede no implementar una decisión en este punto, sino que tendrá tres funciones paralelas para los tres botones. Por supuesto cualquiera de los diagramas de flujo de las figuras 8-11 puede ser implementada en varias formas alternativas y los diagramas de flujo particulares describen el método más conocido de la aplicación de las diferentes funciones que el diseñador del sistema puede optar por utilizar, modificar o dejar de lado por completo en un producto dado.) Si se seleccionó el botón "alinear con el timón", la etapa (158), el controlador restablece el "ángulo deseado" almacenado en la memoria o en un registro asignado con ese fin, a un valor correspondiente a un ángulo de cero grados. Del mismo modo, si se ha seleccionado el botón de 90 grados a la derecha, paso (160), o el botón de 90 grados a la izquierda paso (162), el ángulo deseado es ajustado en consecuencia a un valor equivalente a la rueda que se está desviando por el ángulo seleccionado. (ya sea que la terminología utilizada sea "derecha/izquierda", "sentido de las manecillas del reloj/sentido contrario de las manecillas del reloj", una indicación gráfica del ángulo, o cualquier otra terminología, es a preferencia del diseñador del sistema, y también es la opción de la convención en cuanto a si es la dirección rotacional desviada del timón o de la rueda).

En cualquier caso, después de ajustar el ángulo deseado en los pasos (158), (160), (162), al valor adecuado para que coincida con la desviación elegida por el operador, el controlador deseado después vuelve al modo normal, el paso (164).

Suponiendo que el timón ya no está en la desviación especificada (por ejemplo, supongamos que el timón es desviado de la dirección de la rueda en 10 grados cuando el operador elige "alinear con el timón"), el efecto del modo normal es seguir los pasos (108), (110) y (114) como se describe en relación a la Fig.8 para emitir una señal al motor de dirección hasta que el ángulo detectado coincida con el ángulo almacenado en la memoria. Esto se traduce en el diagrama de flujo de la Fig. 11 que se utiliza para restablecer el ángulo deseado y el diagrama de flujo de la Fig. 8 y después hacer la corrección de la dirección hasta que el timón esté alineado con (o desviado a 90 grados, etc.) de la rueda.

La invención no está limitada a las modalidades descritas en el presente documento que se pueden modificar o variar sin apartarse del alcance de la invención.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Un carro motorizado con timón que comprende: (a) un chasis que tiene una pluralidad de ruedas de contacto con el suelo, al menos una de las cuales es direccionable para dirigir el carro; (b) un motor de dirección para guiar al menos una de las ruedas para mover el carro por el suelo; (c) un timón conectado de forma giratoria al chasis que puede ser balanceado de lado a lado para dirigir el carro; (d) un motor de dirección para variar el ángulo de la rueda direccionable; (e) un controlador de motor de dirección que, en un modo de operación normal, recibe como entrada una indicación del ángulo de timón y que emite en respuesta a ello una señal de control al motor de dirección para variar el ángulo de la rueda direccionable de tal manera que el ángulo entre el timón y la rueda direccionable mantenga una desviación angular predeterminada; en donde la desviación angular entre el timón y la rueda direccionable se puede ajustar y la desviación angular ajustada puede usarse posteriormente como la desviación angular predeterminada.

2. Un carro motorizado con timón de acuerdo con la reivindicación, en donde dicho ajuste de la desviación angular se lleva a cabo por dicho controlador de motor de dirección en un modo de operación de realinación, en el que el controlador de motor de dirección emite una señal de control al motor de dirección para dirigir la rueda a una desviación angular diferente.

3. Un carro motorizado con timón de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el controlador de motor de dirección es operable, en dicho modo de operación de realineación, para llevar a cabo la alineación automática de la rueda direccionable para ser paralela con cualquiera de los dos ejes principales de interés, a saber, el eje de timón y un eje principal del chasis de carro.

4 . Un carro motorizado con timón de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, en donde el controlador de motor de dirección es operable, en dicho modo de operación de realineación, para cambiar dicho ángulo predeterminado entre (i) un ángulo de cero del timón en el que la rueda está alineada en paralelo al timón y (ii) un ángulo de cero de chasis en el que la rueda está alineada en paralelo a un eje del chasis y la desviación del timón en el mismo ángulo que el timón está desviado del chasis durante el modo de operación de realineación.

5. Un carro motorizado con timón de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4 en donde dicho eje de chasis se selecciona de un eje definido por el eje del timón cuando el timón se encuentra en una posición de dirección neutral; un eje frontal-posterior de carro; un eje izquierdo-derecho de carro; y, en donde el carro se proporciona con carretillas, un eje definido por dichas carretillas.

6. Un carro motorizado con timón de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2-5, que además comprende uno o más controles manuales que cuando se accionan acoplan el modo de operación de realineación.

7. Un carro motorizado con timón de acuerdo con la reivindicación 6, en donde los controles manuales pueden seleccionarse entre al menos dos estados, a saber, entre (i) un ángulo de cero del timón en el que la rueda está alineada en paralelo al timón y (ii) un ángulo de cero de chasis en el que la rueda está alineada en paralelo a un eje del chasis y la desviación del timón en el mismo ángulo que el timón está desviado del chasis durante el modo de operación de realineación.

8. Un carro motorizado con timón de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, en donde el timón tiene un cabezal de timón en su extremo libre, el cabezal de timón estando provisto de dichos controles manuales.

9. Un carro motorizado con timón de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2-8, en donde cuando el controlador de motor de dirección está en dicho modo de operación de realineación el timón se desacopla de la rueda direccionable.

10. Un carro motorizado con timón de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2-9, en donde el controlador de motor de dirección está configurado para revertirse automáticamente desde dicho modo de realineación a dicho modo de operación normal después de la terminación de la operación para dirigir la rueda a fin de cambiar dicha desviación angular predeterminada, y además en donde al volver a dicho modo normal desde dicho modo de realineación, la desviación angular predeterminada se actualiza de acuerdo con la desviación lograda en el modo de realineación.

11. Un carro motorizado con timón de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde el controlador de motor de dirección recibe como entrada una indicación del ángulo de timón con relación a uno o más del chasis, la rueda direccionable, o el motor de dirección.

12. Un carro motorizado con timón de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que además comprende un sistema de sensor angular de uno o más sensores que detectan y emiten una indicación o indicaciones del ángulo relativo entre dos o más del timón, la rueda direccionable, la dirección motor, y el chasis.

13. Un carro motorizado con timón de acuerdo con la reivindicación 12, en donde la emisión de la indicación o indicaciones por dicho sistema de sensor angular proporciona al controlador de motor de dirección con información para determinar, durante un modo deoperación de realineación, el ángulo entre el timón y la rueda direccionable y/o el ángulo entre la rueda direccionable y el chasis.

14. Un carro motorizado con timón de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, en donde cuando dicho controlador de mofor de dirección está operando para cambiar dicho ángulo predeterminado a un ángulo de cero de timón lo recibe como entrada de la información del sistema de sensor angular para determinar el ángulo entre el timón y la rueda direccionable, y cuando dicho controlador de motor de dirección está operando para cambiar dicho ángulo predeterminado a un ángulo de cero de chasis que lo recibe como entrada de la información del sistema de sensor angular para determinar el ángulo entre la rueda dirigible y el chasis.

15. Un carro motorizado con timón de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que además comprende una memoria accesible para el controlador de motor de dirección en la que se almacena una indicación de dicho ángulo de desviación predeterminado.

16. Un carro motorizado con timón como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en donde el carro motorizado con timón se selecciona de una carretilla elevadora, un transportador de paletas y una recogedora de pedidos.

17. Un carro motorizado con timón de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde el chasis soporta el timón en un extremo posterior y el carro comprende además horquillas situadas en un extremo frontal del chasis, y en donde la rueda dirigida está en el extremo posterior.

18. Un carro motorizado con timón de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde el carro es un carro de tres ruedas con dos ruedas delanteras que no son guiadas y no son direccionables, y una sola rueda trasera guiada, direccionable, que generalmente se coloca debajo del eje de rotación del timón.

19. Un método para maniobrar un carro motorizado con timón, que comprende los pasos de: (a) guiar el carro dentro de un pasillo con el timón sustancialmente alineado con una rueda de control de dirección de la carretilla; (b) colocar un extremo frontal del carro adyacente a un espacio en el que el carro ha de ser maniobrado a lo largo del pasillo; (c) ajustar la desviación angular entre el timón y la rueda direccionable de tal manera que la rueda direccionable esté desviada de la línea del timón en más de 45 grados; y (d) guiar el frente del carro en dicho espacio mientras se mantiene la desviación de más de 45 grados entre la rueda direccionable y el timón.

20. El método de la reivindicación 19, en donde en los pasos (a) y (b) dicha rueda está alineada con la línea del timón a dentro de 5 grados o menos.

21. El método de la reivindicación 20, en donde en los pasos (c) y (d) la rueda direccionable es desplazada de la línea del timón por 60 grados o más, más preferiblemente 80 grados o más.