本發(fā)明涉及步行式堆高車諸如托盤式堆高車，并且具體地講，涉及具有舵柄轉向的步行式堆高車。

背景技術：

步行式堆高車是本領域眾所周知的并且最常見的類型為步行式托盤堆高車。此類堆高車具有一對前叉，這些前叉用于與托盤嚙合并將托盤提升離開地面。操作員使用后舵柄控制一個或多個后轉向輪而使堆高車轉向。舵柄任選地具有操作員控件，這些操作員控件用于嚙合并控制驅(qū)動馬達(如果堆高車為動力從動堆高車)、叉的操作等。

圖1示出了用于搬運托盤化且緊湊的載荷的常規(guī)步行式動力控制堆高車10。堆高車在后端14裝有轉向從動輪12。轉向經(jīng)由舵柄臂16控制。堆高車在右手側22在前端20裝有非從動腳輪18。堆高車還在左手前側26裝有非從動輪24。該非從動前輪24耦接到液壓缸28，該液壓缸使輪子24保持平行于叉30(即，呈一定角度，在本文也稱為0度)。

堆高車10裝有電動轉向件(未示出)。舵柄圍繞舵柄的垂直樞轉軸線的順時針或逆時針旋轉直接轉變?yōu)楹筝?2的轉向角，該垂直樞轉軸線大致垂直地位于后轉向從動輪12的上方。(舵柄還可圍繞水平軸線樞轉，從而允許舵柄在近似垂直位置與水平位置之間傾斜，但此類移動不會影響轉向，除非舵柄也圍繞它的垂直轉向軸線樞轉)。圖1的堆高車被配置成以第一操作模式操作，即前向和反向驅(qū)動方向朝向前端20和后端14對準，如箭頭32所指出的那樣。(如本文所使用，前向意指當堆高車處于第一操作模式時，朝向叉的端部；當堆高車處于下文所述的第二側向模式時，前向處于遠離舵柄的操作員端部的方向上，其中舵柄落后于堆高車)。

圖2示出了以第二操作模式操作時的同一堆高車。液壓缸28現(xiàn)在已使左手前輪24垂直于叉(即，90度)旋轉。左手前輪24僅具有2個位置，0度和90度。操作員可利用舵柄34上的開關選擇這2個位置中的任一個。操作員也已經(jīng)通過舵柄16將后輪12轉動90度，該舵柄現(xiàn)在大致垂直于叉30設置。右手腳輪將自由遵循行進方向。

當處于該操作模式時，堆高車可用于輕松搬運長的載荷。“前向”和“反向”行進方向現(xiàn)在也如箭頭32所指出的那樣垂直于叉。

舵柄轉向可能有些不直觀，特別是當舵柄正用于轉向安裝在堆高車一側的輪子時(如同在圖2的配置中一樣)，而不是如同在圖1的配置中一樣成為中心后轉向輪。雖然操作可通過反復試驗學習如何操縱圖2的堆高車，但在搬運任一側從叉伸出或許幾米的長載荷時，這種現(xiàn)場學習可能是危險的，這通常是其他工人和其他機械也在操作中的工業(yè)環(huán)境或作業(yè)環(huán)境。

操作員坐在固定位置的車輛的轉向裝置往往由于步行操作員的非常不同的觀點而沒有幫助，步行操作員在堆高車后面行走并認為在將堆高車向前驅(qū)動領先于他或她自己時“推動”堆高車并且利用大的物理舵柄移動而轉向。

技術實現(xiàn)要素：

提供了一種步行式堆高車，包括：

后轉向輪，所述后轉向輪大致沿所述堆高車的前后中心線設置在所述堆高車的后端；

舵柄，所述舵柄提供操作員輸入以通過使所述舵柄圍繞舵柄軸旋轉而使所述后輪轉向；

轉向控制器，所述轉向控制器用于響應于所述舵柄旋轉而使所述后輪轉向；

可控前輪，所述可控前輪設置在所述堆高車的前端并且偏向所述中心線的一側；

前腳輪，所述前腳輪設置在所述堆高車的所述前端并且偏向所述中心線的另一側；

對準機構，所述對準機構用于使所述可控前輪在所述堆高車以第一操作模式操作時與所述堆高車的前后中心線大致平行對準，或在所述堆高車以第二操作模式操作時與所述堆高車的所述前后中心線大致垂直對準；以及

驅(qū)動機構，所述驅(qū)動機構用于響應于操作員控制而沿前向方向或反向方向驅(qū)動所述堆高車的至少一個輪子；

其中所述轉向控制器可以正常轉向模式操作以使所述后轉向輪與所述舵柄旋轉在相同指向上(順時針或逆時針)轉向并且以交替轉向模式操作以使所述后轉向輪與所述舵柄旋轉在相反指向上轉向；

該堆高車還包括轉向模式選擇器，該轉向模式選擇器用于在堆高車處于第二操作模式時自動嚙合轉向控制器的交替轉向模式并且(i)舵柄與可控前輪一樣被定位在中心線的同一側上并且驅(qū)動方向?qū)е露姹I先于堆高車，或者(ii)舵柄與前腳輪一樣被定位在中心線的同一側上并且驅(qū)動方向?qū)е露姹浜笥诙迅哕嚒?/p>

與本領域已知的舵柄轉向裝置不同，本發(fā)明在堆高車處于第二模式時在特定情況下反轉舵柄與轉向輪之間的正常轉向關系(由此使得可控前輪與堆高車的前后中心線垂直)。具體地講，當舵柄領先于堆高車并且與可控前輪一樣位于中心線的同一側上，舵柄落后于堆高車并且與前腳輪一樣位于中心線的同一側上時，轉向關系反轉。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這為在舵柄后面行走的操作員提供了更直觀且更自然的轉向感覺。當堆高車處于更有用的第一操作模式時，那么轉向優(yōu)選地未反轉，而不管堆高車的行進方向如何，即，不管舵柄是領先于堆高車還是落后于堆高車。

優(yōu)選地，該堆高車還包括堆高車主體，在堆高車主體上設置有所述后轉向輪，并且在堆高車主體上安裝有所述舵柄，由此使得舵柄圍繞與后轉向輪的轉向軸線大體對準的軸線旋轉。

后轉向輪和舵柄優(yōu)選地在該主體上沿堆高車的中心線設置。

優(yōu)選地，所述堆高車主體具有一對向前延伸支腳，這對向前延伸支腳各自設置在中心線的相應一側上，并且各自承載所述前輪中的相應一個前輪。

該堆高車優(yōu)選地還包括一個或多個向前延伸叉，該一個或多個向前延伸叉可操作成升高和降低并且設置在所述向前延伸支腳之間。

優(yōu)選地，所述支腳大體平行并且彼此間隔開以限定由所述支腳在任一側上并且由所述主體在后部包含的區(qū)域，該區(qū)域在前端開口，從而允許堆高車通過驅(qū)向載荷而與載荷嚙合，由此使得載荷被接納于所述區(qū)域內(nèi)。

優(yōu)選地，所述支腳間隔開的間隙為至少800mm，更優(yōu)選地，至少1000mm，最優(yōu)選地，至少1100mm。

此類間隙的尺寸設定成容納工業(yè)中使用的更常見的托盤，并且它們限定典型的載荷尺寸。

優(yōu)選地，所述前輪被設置在所述支腳的前端或朝向所述支腳的前端，遠離堆高車主體。

優(yōu)選地，所述前輪被設置成在300mm的距離內(nèi)朝向所述支腳的前端，更優(yōu)選地相對于所述支腳的端部在150mm內(nèi)，如從車輪軸線到臂端部來測量。

優(yōu)選地，所述后輪的旋轉軸線與連接所述前輪的旋轉軸線的假想線之間的距離為至少800mm，更優(yōu)選地，至少1000mm。

優(yōu)選地，所述轉向模式選擇器被配置成脫離所述交替轉向模式并且在檢測到舵柄已經(jīng)從一側到另一側經(jīng)過中心線時重新嚙合正常轉向模式。

堆高車還包括舵柄角檢測器，該舵柄角檢測器向所述轉向控制器和/或所述轉向模式選擇器提供輸入。

優(yōu)選地，所述轉向控制器和/或所述轉向模式選擇器為處理器的已編程功能，該處理器接收舵柄轉向角以及任選地后輪當前轉向角作為輸入，并且提供轉向馬達控制信號作為輸出。

附圖簡述

本發(fā)明將參考以下僅通過示例并且參考附圖給出的本發(fā)明實施方案的描述而進行進一步說明，在附圖中：

圖1為從常規(guī)步行控制式電動叉式堆高車的下面觀察的透視圖；

圖2為圖1所示堆高車呈側向驅(qū)動模式時的視圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的堆高車的平面圖；

圖4至圖18示出了經(jīng)歷各種轉向和驅(qū)動操作的圖3的堆高車；以及

圖19為圖3的堆高車的轉向系統(tǒng)的操作的流程圖。

具體實施方式

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的堆高車50的從上方觀察的平面圖。與圖1和圖2的堆高車一樣，該堆高車50可以正常第一操作模式和(如圖3所示)第二操作模式這兩種操作模式操作。

與圖1和圖2的堆高車一樣，圖3的堆高車在后端54具有轉向從動輪52。轉向經(jīng)由舵柄臂56來控制。堆高車在右手側62在前端60裝有非從動腳輪58。堆高車還在左手側66裝有非從動輪64。前輪58、64被安裝成它們的軸與每個臂的前端60相距116mm。輪距(從后輪軸到連接前輪軸的線的距離)為1120mm。

非從動前輪64耦接到液壓缸68，該液壓缸可以使輪子64在處于第一操作模式時與叉70平行對準，或如圖3所示，在處于第二操作模式時與叉70垂直對準。0度或90度角的選擇由舵柄74上的操作員控件76進行。

在第一操作模式中，堆高車50在正常動力轉向下操作，由此使得舵柄圍繞舵柄的垂直樞轉軸線78的順時針或逆時針旋轉直接轉變?yōu)楹筝?2的轉向角。為了獲得最大直觀性，車輪52位于同一垂直軸線78上。

右手腳輪58，如圖1和圖2中一樣，將自由遵循行進方向。

操作員控件還確定了從動后輪52的驅(qū)動方向。在舵柄如圖2或圖3中一樣伸出到叉的右邊并且操作員位于舵柄后面的情況下，選擇“前向”驅(qū)動會沿左側叉的方向并且遠離操作員側向驅(qū)動堆高車，如箭頭80所指出的那樣，由此使得操作員向前走以便與堆高車齊行?！胺聪颉彬?qū)動是使堆高車沿與箭頭80相反的方向朝向操作員的驅(qū)動方向。

與傳統(tǒng)的動力轉向(或機械轉向)一樣，舵柄角不會直接控制堆高車50的后輪52的轉向角。而是，提供了轉向控制器(未示出)，該轉向控制器可以正常轉向模式操作以使后轉向輪與舵柄旋轉在相同指向上(順時針或逆時針)轉向并且以交替轉向模式旋轉以使后轉向輪與舵柄旋轉在相反指向上轉向。

轉向模式選擇器(未示出)在堆高車以第二模式操作時，并且根據(jù)舵柄在堆高車上所處的一側和驅(qū)動方向(前向或反向)而自動地嚙合轉向控制器的交替轉向模式。

對于圖3的堆高車來說，當堆高車處于第二模式，舵柄落后于堆高車(驅(qū)動機構正沿箭頭80的方向前向驅(qū)動從動輪)并且舵柄位于堆高車的與可控前輪64相對的一側上時，選擇交替轉向模式。

圖4示出了圖3的堆高車，該堆高車在處于所述操作模式時，“前向”驅(qū)動(從操作員的視角)并且朝向操作員的左邊轉向，即，堆高車遵循箭頭82所指出的逆時針彎曲路徑。轉向模式選擇器，其感測到第二模式和前向驅(qū)動方向已均被選擇，導致轉向控制器以交替轉向模式操作，由此使得后輪52遵循轉向角，該轉向角的符號與舵柄的轉向角相反。當舵柄56如圖4中的箭頭84所示逆時針轉向例如20度時，轉向輪52如箭頭86所示圍繞它的轉向軸線順時針旋轉20度。請注意，輪子的轉向角和舵柄的轉向角的量值無需完全相同。舵柄轉向角可在轉變?yōu)檐囕?2的轉向角時放大或減小。重要的是，在交替操作模式中，轉向方向的符號在舵柄與轉向輪之間相反。

圖5示出了處于相同操作模式(側向或第二模式)和相同轉向模式(交替)的同一堆高車50，但其中操作員轉向堆高車以遵循順時針曲線88。舵柄56順時針89旋轉，并且轉向輪52逆時針91旋轉，以導致堆高車遵循順時針曲線。

圖6示出了在操作員選擇反向驅(qū)動方向時再次呈第二模式的同一堆高車50，其中舵柄56處于直線向前或中性轉向位置。呈第二模式的堆高車對反向驅(qū)動方向90的選擇導致轉向模式選擇器控制轉向控制器以使其呈正常轉向模式操作，因為舵柄56現(xiàn)在領先于堆高車50，同時仍然位于與可控前輪64的側66相對的側62上。

因此，在圖7中可以看出，當操作員使舵柄56逆時針94移動時，轉向輪52遵循舵柄并且也逆時針96旋轉，并且堆高車反向轉向以遵循逆時針曲線98。

圖8示出了其中舵柄56順時針100旋轉的同一堆高車，并且轉向輪52也順時針102旋轉，由此使得堆高車以反向第二模式操作以遵循順時針曲線104。

圖9至圖14示出了同一堆高車，其中舵柄56位于與可控前輪相同的一側上，即已順時針轉過中性位置到達操作員的左手邊。在圖9至圖11中，堆高車正在前向106驅(qū)動，其中舵柄56落后于堆高車，并且因此呈正常轉向模式。因此，當操作員逆時針108(圖10)或順時針110(圖11)移動舵柄時，后輪52遵循相同的轉向角。在圖12至圖14中，堆高車正被反向112驅(qū)動，其中舵柄56領先于堆高車(圖12)并且因此堆高車呈交替轉向模式。因此，當操作員逆時針114轉向舵柄56時(圖13)，轉向輪52順時針旋轉，反之亦然(圖14)。

圖15至圖18示出了操作員和舵柄從堆高車的一側到另一側的過渡。

在圖15中，堆高車如圖4中一樣以交替模式轉向。如果操作員通常在堆高車停止時將舵柄56移動到另一側，那么隨著舵柄如圖16所示接近中心線，輪子52幾乎180度失準。這意味著當舵柄56到達中心線時(圖17)，轉向控制器已將輪子52置于180度失準并且因此再次與舵柄線對準，盡管“前向”驅(qū)動方向與預期方向相反。轉向控制器此時脫離交替轉向模式，并且重新校準輪子的驅(qū)動方向，由此使得車輪被認為與舵柄完全對準。

假設操作員沒有使選擇器從第二模式發(fā)生變化，并且繼續(xù)順時針擺動舵柄，那么輪子將在其移動到堆高車主體的左邊66時遵循舵柄(圖18)。當選擇了驅(qū)動方向時，轉向模式選擇器將通過以下操作相應地作用，即如果選擇了前向驅(qū)動，則維持正常模式，或如果選擇反向驅(qū)動，則嚙合交替模式。

雖然上面的例子假設操作員在選擇驅(qū)動方向之前使舵柄達到恰好90度，但在現(xiàn)實中這可能發(fā)生也可能不發(fā)生。該系統(tǒng)可設置成具有用于操作變化側面的鎖定件，由此在該過程中禁用驅(qū)動器，并且直到舵柄達到圖18的+90位置(在圖17中，從舵柄位于的中心線開始在正向順時針指向上測量角度)。這種鎖定件確保了轉向輪和舵柄均如圖18所示從中性位置開始(操作員可以得到以下指示，即鎖定件與例如紅燈嚙合并且例如綠燈或圖形顯示器已到達正確位置)。另選地，轉向控制器可被設置用于一旦驅(qū)動器被嚙合即初始化轉向輪52的角，由此使得如果在舵柄例如位于圖17與圖18的位置中間時選擇了反向驅(qū)動，那么轉向控制器將感測到舵柄角為例如+45度(相對于中心線)，推斷出在交替轉向模式下，轉向輪應當呈例如+135度的角，并且相應地使輪子轉向。

圖19是圖3至圖18的堆高車的轉向系統(tǒng)的操作的流程圖。在步驟120中，操作員嚙合按鍵開關以啟動堆高車。轉向控制器利用后輪引導序列而初始化(122)，由此感測到后輪相對于底盤的角度，感測到舵柄相對于底盤的角度，并且轉向馬達使這兩個角度對準。還可以檢查可控前輪是否與堆高車的前后中心線對準，即堆高車是否處于第一操作模式。如果發(fā)生故障，則清除故障(124)并且在步驟120中再次開始啟動序列。

操作具有用于選擇第一模式126或第二模式128的選擇器開關。初始化序列將堆高車置于前一種模式，并且這首先進行描述。

節(jié)流閥桿由操作員用于控制行進方向和行進速率。可將桿在不同程度上推動到中性位置之前或在不同程度上推動到中性位置之后，以通過向與后輪相關的驅(qū)動馬達發(fā)送節(jié)流閥信號而控制堆高車的速度，從而將堆高車前向130或反向132驅(qū)動。

如134處所指出的那樣，不管已經(jīng)選擇了哪個驅(qū)動方向130、132，堆高車都以正常轉向模式操作。這意味著接收節(jié)流閥驅(qū)動選擇(前向或反向)、舵柄角和選擇器開關選擇作為輸入的轉向模式選擇器(在這種情況下，選擇器開關選擇被設置為第一模式)確定輸入的組合應當導致正常轉向模式。可以看出的是，在該實施方案中，當堆高車處于第一模式時，始終選擇正常轉向模式。

轉向模式選擇器輸出被轉向控制器接收，該轉向控制器接收舵柄角傳感器信號和后輪轉向角傳感器信號作為輸入，并且提供轉向馬達控制信號作為輸出。在正常轉向模式下，轉向控制器操作反饋機制以確保轉向輪的角度與舵柄的輸入匹配并且因此當舵柄順時針或逆時針移動時，啟動轉向輪馬達以使后輪在相同指向上(順時針或逆時針)轉向，直到后輪轉向角傳感器的輸入與舵柄角傳感器的輸入匹配。舵柄和轉向輪以這種方式在反饋機制和馬達速度的限制范圍內(nèi)保持對準。

如果操作員選擇以第二模式操作，那么流程圖的過程移動到步驟128。轉向前輪圍繞它的垂直軸線旋轉90度，由此使得轉向前輪垂直于堆高車的前后中心線取向。轉向模式控制器隨后等待舵柄角輸入信號，該舵柄角輸入信號指出舵柄相對于堆高車的左側或右側的決定性移動。(左意味著舵柄順時針擺動；右意味著舵柄逆時針擺動。)

當舵柄向左移動時(136)，舵柄與可控前輪位于同一側上(參看圖9)，并且因此如果選擇了前向驅(qū)動方向(138)，那么轉向模式選擇器執(zhí)行正常轉向模式140，并且堆高車如圖10和圖11中一樣操作。如果選擇了反向驅(qū)動(142)，那么轉向模式控制器將嚙合交替轉向模式(144)并且堆高車將根據(jù)圖12至圖14操作。

相反，如果舵柄在呈第二模式(146)時移動到中心線的右側，那么在前向驅(qū)動方向(148)上，堆高車將如圖3至圖5所示以交替模式操作(150)。如果選擇了反向驅(qū)動(152)，那么堆高車將以正常模式操作(154)，如圖6至圖8所示。

每當操作員切換回第一模式，轉向輪也將與舵柄對準，并且轉向模式選擇器將重新嚙合正常模式。