四向叉车的制作方法

1.本发明属于叉车技术领域，尤其涉及四向叉车。


背景技术：

2.现有普通叉车叉取超长货物时横向稳定性差；普通叉车运输超长货物对通道要求较高，且需要多台叉车反复配合周转，安全性低；普通叉车车身长度较大，转弯半径较大，不能横向移动在仓库内堆垛货物时需求空间尺寸大，仓库利用率低；取放货物耗时长，效率低，占用人力，不能自主行走工作，特别是电动+变速箱驱动的叉车能量密度不足，驱动力有限，而且需要布置多个电机；如果是发动机+变速箱驱动的叉车，动力部件占用空间较大，噪音和尾气污染也比较突出。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种能够解决现有技术中叉车叉取和搬运超长货物时横向稳定性较差、不能横向移动、转弯半径较大、在仓库内移动不够灵活、活动空间需求较大、不能自主行走工作、电动叉车能量密度不足、内燃机叉车变速箱占用空间或噪音尾气污染等技术问题的四向叉车；本发明具有液压系统驱动、配置导航雷达可实现无人驾驶、整车三个车轮均可转向、体积小而负载能力强等优点。
4.本发明提供的技术方案为：四向叉车，包括底盘、门架和前移支架，所述底盘包括车轮、车架、驱动系统和传动系统，所述驱动系统包括电池和液压系统，所述电池为所述液压系统供电，所述驱动系统为所述传动系统提供动力，所述车架为“凹”字形结构，车架包括两个前轮架和后车座，所述前轮架端部安装有前车轮，所述后车座中部安装有后车轮，所述传动系统包括伸缩机构、带动后车轮转向的后油缸以及分别带动前车轮转向的左油缸和右油缸，所述前车轮和后车轮均连接有传动系统，所述前车轮和后车轮在所述传动系统的带动下转向，所述门架安装于所述前移支架上，所述前移支架与所述车架连接，所述前移支架位于两个所述前轮架之间。
5.可选地，所述前车轮通过前转向节和前回转支承与所述前轮架连接，所述前转向节与所述左油缸或右油缸通过前轮推臂转动连接，使得前转向节和前车轮在所述左油缸或右油缸的带动下可绕所述前回转支承的中心旋转，所述前车轮和所述后车轮均连接有与所述液压系统连接的油马达，所述前车轮和所述后车轮还连接有转角测量器和速度测量器，所述液压系统、所述转角测量器和所述速度测量器均连接至控制系统。转角测量器连接在左油缸或右油缸或后油缸上，或者转角测量器设置在前车轮或后车轮的上方。
6.可选地，所述四向叉车后侧安装有避障雷达，所述四向叉车上还安装有导航雷达，所述避障雷达和所述导航雷达均与所述控制系统连接，所述后油缸、所述左油缸和所述右油缸均与所述液压系统连接，所述后油缸、所述左油缸和所述右油缸均与车架转动连接。
7.可选地，所述前移支架通过所述伸缩机构与所述车架连接，所述前轮架包括从后向前布置的导轨和盖板，所述前移支架具有滚轮，所述滚轮被置于所述导轨中并可沿所述
导轨前后移动，所述伸缩机构位于两个所述前轮架之间，所述伸缩机构与所述前移支架连接，所述后车座上设有驾驶舱和所述驱动系统。
8.可选地，所述后车轮通过后转向节和后回转支承与所述后车座连接，所述后回转支承在所述后转向节上方，所述后转向节与后油缸通过后轮推臂转动连接，使得后转向节和后车轮在所述后油缸的带动下可绕所述后回转支承的中心旋转，两个所述前车轮和所述后车轮围绕成的圆圈圆心为车辆旋转时的旋转中心。
9.可选地，所述伸缩机构包括多级推杆或多级油缸或双向伸缩油缸，所述双向伸缩油缸包括与所述液压系统连接的两个伸缩方向相反的双作用单活塞杆液压缸，所述双作用单活塞杆液压缸并排相邻设置，所述前移支架上设有倾斜油缸，所述倾斜油缸与所述门架转动连接。
10.可选地，所述转角测量器包括相互连接的直线位移器和直线位移器销轴，所述后油缸、所述左油缸和所述右油缸的活塞杆均连接有直线位移器销轴；所述速度测量器包括相互连接的增量编码器和第二固定座，所述增量编码器连接第二联轴器，所述第二联轴器连接第二过渡轴，所述车轮上设有用于与所述第二过渡轴连接的过渡板，所述第二固定座安装于固定大板上，所述固定大板分别与所述前转向节或所述后转向节连接。
11.可选地，所述油马达的定子部分与所述前转向节或所述后转向节连接，所述油马达的转子部分与所述前车轮或所述后车轮连接，所述前轮架具有由盖板覆盖的空腔，所述左油缸和所述右油缸安装于所述空腔中，所述前车轮位于所述盖板下方，所述前回转支承与所述盖板连接，所述前回转支承位于所述前转向节与所述盖板之间。
12.可选地，所述液压系统包括齿轮泵和柱塞泵，所述齿轮泵连通所述后油缸、所述左油缸和所述右油缸，所述柱塞泵通过马达方向切换阀连通所述油马达。
13.可选地，所述前轮架前端和所述后车座的后端均设有导向轮。
14.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
15.(1)叉车行走使用的三个车轮均具有转向功能且均是有油马达驱动的主动轮，可实现叉车前后左右四向行驶，且能够以三个车轮中心点围绕所形成的圆的圆心进行原地旋转，大大降低了叉车叉取货物时对通道的要求，提高了工作效率及仓库利用率；
16.(2)使用以多级推杆或多级油缸或双向伸缩油缸等为例的伸缩机构驱动门架和前移支架移动，确保门架前后移动距离的前提下使车身总长度最小化；两个伸缩方向相反的双作用单活塞杆液压缸并排相邻布置可以达到双倍的伸缩距离，相同伸缩距离条件下相应的安装距缩小一半，
17.(3)叉车三个车轮均配有转角测量器及速度测量器，实时读取叉车行走及转向数据，使整车控制更精确，操纵更舒适，在配置导航雷达和避障雷达的情况下，本发明的叉车具有无人驾驶和手动驾驶的双重功能；
18.(4)车身前后两侧均安装有导向轮，辅助驾驶员进入轨道操作，可以通过搭配地面导轨自动修正叉车在窄巷道中行驶时的方向，导向轮还和避障雷达提供了避免擦碰车身的双重保障。
19.(5)整车采用静液压系统传动，体积小、功率大、负载能力强；配备控制系统，可实现高级辅助驾驶功能和无人驾驶模式，大大提高工作效率。
附图说明
20.图1为本发明实施例的四向叉车整车立体图；
21.图2为本发明实施例的四向叉车侧后视角立体图；
22.图3为本发明实施例的四向叉车门架前移状态下的纵向剖视图；
23.图4为本发明实施例的四向叉车底盘结构示意图；
24.图5为本发明实施例的速度测量器爆炸图。
25.附图标记：1、前转向节；2、销轴；3、左油缸；4、前轮推臂；5、前轮架；6、后轮推臂；7、后油缸；8、后转向节；9、后回转支承；10、导轨；11、电池；12、前回转支承；13、导向轮；14、前导向支架；15、护板；16、盖板；17、油马达；18、右油缸；19、后导向支架；20、避障雷达；21、导航雷达；22、后车座；23、前移支架；24、倾斜油缸；25、伸缩机构；30、门架；31、前车轮；32、轮胎；33、轮辋；40、驾驶舱；41、踏板；42、舱门；50、驱动系统；60、速度测量器；61、增量编码器；62、第二固定座；63、固定大板；64、第二联轴器；65、第二过渡轴；66、过渡板；67、防尘盖；68、后销轴70、转角测量器；71、直线位移器；72、直线位移器销轴。
具体实施方式
26.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
28.如图1至5所示的四向叉车，包括底盘、门架30和前移支架23，底盘包括车轮、车架、驱动系统50和传动系统，车轮包括两个前车轮31和一个后车轮，车轮由轮辋33和装在轮辋33上的轮胎32构成，后车轮的直径和宽度均分别大于前车轮31的直径和宽度，驱动系统50包括电池11和液压系统，电池11为控制系统、导航雷达21、避障雷达20、车灯和液压系统中的用电设备供电，驱动系统50为传动系统提供动力；车架的平面投影大体为“凹”字形结构，车架包括两个前轮架5和后车座22，前轮架5端部安装有前车轮31，后车座22后侧中部安装有一个后车轮，前轮架5优选为相对于后车座22的中间线对称，后车轮的安装位置优选为位于两个前轮架5之间的中间线上；传动系统包括伸缩机构25、带动后车轮转向的后油缸7以及分别带动前车轮31转向的左油缸3和右油缸18，后油缸7、左油缸3和右油缸18均与液压系统连接，后油缸7、左油缸3和右油缸18均与车架转动连接；前车轮31和后车轮均连接有传动系统，前车轮31和后车轮在传动系统的带动下转向，门架30安装于前移支架23上，前移支架23与车架连接，前移支架23位于两个前轮架5之间。两个前轮架5的前端设有导向轮13，导向轮13通过前导向支架14安装于前轮架5的护板15上，后车座22的后端左右两侧均设有导向轮13，该导向轮13通过后导向支架19安装于后车座22上。
29.前车轮31通过前转向节1和前回转支承12与前轮架5连接，如图1和4所示，前转向节1主体为倒l形，包括相互之间近似垂直的连接板和支撑板，连接板整体呈方形，水平设置
的连接板和竖直设置的支撑板之间还连接有斜撑板，前回转支承12位于连接板之上，斜撑板与支撑板垂直连接，斜撑板与连接板之间有一夹角且设有一个销轴2，该销轴2竖直设置于连接板靠前轮架内侧的一角；在前转向节1和左油缸3或右油缸18之间设置有前轮推臂4，前轮推臂4分别用前销轴2和后销轴68与前转向节1和左油缸3或右油缸18转动连接，使得前转向节1和前车轮31在左油缸3或右油缸18的带动下可绕前回转支承12的中心旋转，如图4所示，未显示前轮架5的盖板16的状态下可见，左油缸3或右油缸18的活塞杆与前轮推臂4通过销轴2转动连接，左油缸3或右油缸18的底座连接前轮架5；前车轮31和后车轮均连接有与液压系统连接的油马达17，通过左油缸3或右油缸18和后油缸7的活塞杆伸缩运动推或拉前轮推臂4，从而带动前车轮31和后车轮转向。前车轮31的轮辋33与油马达17的转子部分通过螺栓连接，油马达17安装于前转向节1的支撑板上，前车轮31和后车轮还连接有转角测量器70和速度测量器60，液压系统、转角测量器70和速度测量器60均连接至控制系统。
30.四向叉车后侧左右两个角上通过雷达支架各安装有一个避障雷达20，四向叉车顶部还安装有导航雷达21，导航雷达21优选为通过雷达支架安装于驾驶舱40上方，驾驶舱40顶部还装有运行警示灯和朝向四个方向的照明灯，四向叉车后侧左右还设有尾灯，运行警示灯、照明灯和尾灯均属于车灯，由前述的电池11供电，具有安全警示和指示叉车运行状态和轨迹的作用；避障雷达20和导航雷达21均与控制系统连接，控制系统内包含用于设置自动模式和手动模式的操控模式切换模块，可供操作员切换使用，在驾驶舱40内也有相应的用于展示自动模式或手动模式的指示灯或指示符号。
31.前移支架23通过伸缩机构25与车架的后车座22连接，前轮架5包括从后向前接近水平布置的导轨10和盖板16，导轨10位于前轮架5内侧，导轨10可由槽钢制作，前移支架23具有底板、侧板和位于侧板上的滚轮，滚轮被置于槽钢制成的导轨10中并可沿导轨10前后移动，伸缩机构25位于两个前轮架5之间，伸缩机构25的活塞杆与前移支架23的侧板通过销轴连接，后车座22上设有驾驶舱40和驱动系统50，驾驶舱40位于后车座22的左侧，符合我国的左驾传统，舱门42也位于叉车的左侧，驱动系统50位于后车座22的右侧，驾驶舱40位置更高，视野较好，方便观察待叉取货物和托盘位置，因此也在驾驶舱40的舱门42一侧的下方设置了踏板41以便于操作员上下叉车。
32.叉车后侧留出了供后车轮转动的空间和开放部位，方便对后车轮的维护检修，后车轮通过后转向节8和后回转支承9与后车座22连接，后回转支承9在后转向节8上方，后车座22上设有连接后回转支承9的水平钢板，由于驱动系统50位于叉车右侧，如图4所示，带动后车轮转向的后油缸7就位于叉车的左侧，驾驶舱40的下方，后油缸7的底座通过后支架6与后车座22连接，该底座与后支架6之间通过销轴转动连接，后转向节8与后油缸7的活塞杆转动连接，使得后转向节8和后车轮在后油缸7的带动下可绕后回转支承9的中心旋转，两个前车轮31和一个后车轮围绕成的圆圈圆心位于两个前轮架5或前车轮31之间的中间线上，该圆心是车辆旋转时的旋转中心，通过控制前车轮31和后车轮的转向角，叉车整体可以绕该圆圈的圆心原地旋转。若前车轮31和后车轮都转动90
°
，由于三个车轮都有油马达17驱动，则可实现叉车整体横向移动，适应于狭窄空间，仓库利用率更高，叉车运行操控更加自由。
33.伸缩机构25包括多级推杆或多级油缸或双向伸缩油缸，双向伸缩油缸包括与液压系统连接的两个伸缩方向相反的双作用单活塞杆液压缸，双作用单活塞杆液压缸并排相邻设置。前移支架23的底板上转动连接有两个倾斜油缸24，两个倾斜油缸24对称设置，倾斜油
缸24的活塞杆与门架30转动连接，当需要改变门架30倾斜角时，两个倾斜油缸24同时伸缩，即可实现门架30的前倾或后仰。
34.如图4所示，转角测量器70包括连接在左油缸3或右油缸18上的直线位移器71和直线位移器销轴72，直线位移器销轴72连接在左油缸3或右油缸18的活塞杆后伸出端。后转向节8的转角测量器安装方式与前轮相同，前转向节和后转向节转动时即可带动直线位移器的轴伸缩，从而产生数据输出给控制系统。盖板16上还可以覆盖一层防滑钢板，防滑钢板优选为花纹钢板，叉取货物后可以暂时放置于前轮架5上，防滑钢板可增加摩擦力；如图5所示，速度测量器60包括相互连接的增量编码器61和第二固定座62，增量编码器61连接第二联轴器64，第二联轴器64连接第二过渡轴65，车轮上设有用于与第二过渡轴65连接的过渡板66，第二固定座62安装于固定大板63上，固定大板63分别与前转向节1或后转向节8连接，图中为前转向节1，后转向节8的安装方式与此相同；固定大板63上设有用于安装第二固定座62的圆形孔，当增量编码器61被安装其中后，使用一个与该圆形孔适配的防尘盖67覆盖该圆形孔，防尘盖67与圆形孔粘接、卡接或螺纹连接，防止外部环境的水溅、灰尘、飞虫等导致增量编码器61损坏；前车轮和后车轮旋转时过渡板带动增量编码器的轴转动，从而产生数据输出给控制系统，实现反馈控制。
35.在另一种实施方式中，转角测量器被设置在前车轮或后车轮的上方，转角测量器包括相互连接的绝对值编码器和第一固定座，绝对值编码器连接第一联轴器，第一联轴器连接第一过渡轴，第一过渡轴分别连接前转向节或后转向节，后转向节的绝对值编码器安装方式相同，第一固定座被安装于前轮架的盖板上，盖板上设有安装第一固定座的安装孔和连接前回转支承的螺栓孔，安装孔被遮蔽板封堵，遮蔽板对于绝对值编码器也有一定的保护作用；前转向节和后转向节转动时即可带动该绝对值编码器的轴转动，从而产生数据输出给控制系统。
36.油马达17的定子部分与前转向节1或后转向节8连接，油马达17的转子部分与前车轮31或后车轮连接，前轮架5具有由盖板16覆盖的空腔，左油缸3和右油缸18安装于空腔中，前车轮31位于盖板16下方，前回转支承12与盖板16连接，前回转支承12位于前转向节1与盖板16之间。
37.在其他实施方式中，根据叉车的设计运载能力和应用需求，可以仅在后车轮上安装油马达；或者仅在两个前车轮之一上安装油马达；或者在前车轮和后车轮上各安装一个油马达。
38.液压系统包括齿轮泵和柱塞泵，为减少电机数量和提升驱动效率，齿轮泵和柱塞泵优选为双联泵并由电机驱动，齿轮泵连通后油缸7、左油缸3、右油缸18和倾斜油缸24，柱塞泵通过马达方向切换阀连通油马达17。
39.可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。