专利名称：用于地面传送装置的驱动和转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于地面传送装置的驱动和转向装置，其具有驱动单元，所述驱动单元具有驱动马达、齿轮和驱动轮并安装在地面传送装置的与车辆固定的框架中绕竖直轴线的支承件中；转向马达，其使驱动单元绕着所述竖直轴线枢转；控制臂；角度传感器和转向控制装置，所述转向控制装置根据所述角度传感器的信号通过所述转向马达调节所述驱动轮的转向角。
背景技术：
例如，挂钩转向的地面传送装置通过这样的方式实现，即，单个驱动轮安装在承梁中绕水平轴线的支承件中，并且所述承梁的一部分绕竖直轴线可枢转地悬挂在地面传送装置的框架内。承梁还支撑用于转向轮的驱动马达，其通过齿轮有效地连接至驱动轮。因此，通过使挂钩枢转，驱动轮发生角度移位，并且由此发生转向。通常，驱动马达的控制通过位于挂钩头部的控制元件实现。毫无疑问的是，也可以提供另外一个控制臂用于转向轮的转向操作。
同样公知的是提供一种用于转向的伺服驱动装置。为此，使用转向马达，所述转向马达固定地连接在框架上，并且例如通过链条作用在与驱动马达同心布置的大齿轮上，以便分别使承梁或驱动单元枢转。同样公知的是，将挂钩固定在车辆框架的另一位置，其绕竖直轴线可枢转地安装，与转向轮之间没有机械连接。通过传感器获取转向角，其在挂钩枢转运动时移位。这一信号作为期望值输入到控制装置中。第二传感器探测转向轮的转向角，并且将此值作为实际值输入到控制装置中。借助于适当的算法，在控制装置内对实际值和实际值进行比较，并为伺服驱动装置提供电流，使得实际值更接近期望值。当两个值相等时，将伺服驱动装置关掉。
发明内容
本发明所基于的目的是提供一种用于挂钩导向的地面传送装置的紧凑型驱动和转向装置，其可以通过特别少的费用实现。此外，所述驱动和转向装置还具有能够方便地更换传统的驱动单元的特性。
该目的通过以下装置实现一种用于地面传送装置的驱动和转向装置，其具有驱动单元，所述驱动单元具有驱动马达、齿轮和驱动轮并安装在地面传送装置的车辆固定的框架中绕竖直轴线的支承件中；转向马达，其使驱动单元绕着所述竖直轴线枢转；控制臂；角度传感器和转向控制装置，所述转向控制装置根据所述角度传感器的信号通过所述转向马达调节所述驱动轮的转向角，其特征在于借助于支承部件，所述控制臂可旋转地安装在与所述驱动单元共轴线或与其轴向平行的支承件中，所述角度传感器连接在支承部件上，并且测量所述驱动单元和所述支承部件之间的相对角度，所述转向控制装置通过所述转向马达调节所述驱动单元，使得所述相对角度变为零。
在根据本发明的装置中，通过优选的环形支承部件，控制臂例如挂钩可旋转地且与驱动单元同轴线或与其轴向平行地安装到驱动单元上。优选地，环形支承部件安装在框架固定的支承环内。也可以将支承部件安装在驱动单元上。自然地，驱动单元又可旋转地安装在框架内。在根据本发明的装置中，这种可旋转的支承件没有止动部件。角度传感器固定在支承部件上，因此当控制臂绕竖直轴线枢转时，角度传感器和控制臂一起移动。传感器测量相对于驱动单元的角度。当在控制臂例如挂钩的帮助下开始转向操作时，带有角度传感器的控制臂和驱动单元之间首先产生相对运动。这一角度导致转向马达的致动，驱动单元枢转，直到在控制臂和驱动单元之间临时形成的角度变为零。换言之，存在朝向零角度差的位置控制。
在根据本发明的装置中，控制臂和驱动单元可以相对于彼此同心地安装。由此获得紧凑、经济的预装配单元，例如，所述单元还可以在没有电气线路的情况下接口兼容地更换传统的驱动单元。根据本发明，在装置中只需要一个传感器。传感器同时是发送器和旋转角度测量装置。
不同结构的可行方案也可以使传感器和驱动单元协同工作。为此，本发明的一个实施例提供了这样的方案驱动单元具有同心的环形齿轮，传感器具有与环形齿轮啮合的链轮。根据本发明的又一个实施例，具有链轮的传感器通过弹簧沿环形齿轮的方向预先张紧，以便实现公差补偿及无间隙的齿啮合。毫无疑问，环形齿轮不必是闭合的，相反，其半径通过驱动单元的旋转轴线的齿段就足够了。
当提供至伺服转向装置的电力出现故障时，本发明的又一个实施例提供了这样的方案在驱动单元上提供有止动部件，其处于控制臂的零位置两侧一定角距离处。当挂钩相对于驱动单元枢转所述一定角距离后，挂钩或其支承部件分别撞击止动部件。这样，即使出现滑行错误，也可以获得紧急转向能力。例如，挂钩的零位置与止动部件之间的角度差为大约20°。
例如可以采用非接触式磁性旋转角度传感器作为旋转角度传感器，其产生用于测得角度的正弦及余弦部分的分离的模拟信号。例如，从EP1053182A1中可以获知这样的传感器。从EP1508783A1中可以获知，采用旋转角度传感器的正弦及余弦部分计算旋转角度，并且同时进行温度修正。通过将由传感器的几何关系得到的输出信号的理想值存储在评价单元中，并通过将测得的输出信号与理想值进行比较，当测得值和理想值之间的差值达到预定量时，可以产生警报或停止信号。这样，可以有效地监测传感器的错误功能。
下面将借助如下附图对本发明进行更详细的描述图1示出了根据本发明的驱动和转向单元的侧视图，图2示出了根据本发明的驱动和转向单元的侧视图，其相对于图1旋转90°；图3示出了根据图1的装置的后视图；图4示出了沿着箭头4所示的方向从下方观看的根据图1的装置的仰视图；
图5示出了沿着箭头5所示的方向观看的根据图1的装置的俯视图；图6示出了根据图1的装置沿着线6-6的剖视图。
图7示意性地示出了图1-5中所示的装置的转向控制。
具体实施例方式
在图1、2和3中，示出了挂钩转向的地面传送装置的驱动轮10，其单侧地安装在支腿12上。在支腿12中有一齿轮(未示出)，该齿轮固定地连接至马达16的输出轴，马达16的壳体18显示在图1-3中。支腿12连接至水平板20，水平板20又通过螺栓22(图6)连接至壳体18。内部支承环24固定地连接至这些部件，所述内部支承环通过滚柱轴承26与外部环28配合工作，外部环28固定地连接在地面传送装置的框架中，地面传送装置和框架在图中均未示出。这样，马达壳体18和轮子10可以绕着竖直轴线旋转，所述竖直轴线延伸通过马达16的轴线，并通过轮子10的中心。通过一系列的螺栓30，框架固定环28连接至上部框架固定环32，上部框架固定环32通过滚柱轴承34具有内部环24。从图4中可以看出，环形轮轮或大齿轮38与之键连接，链条40环绕在环形齿轮或大齿轮38上。链条还环绕在链轮42上，所述链轮42又固定在转向马达44的驱动轴上。当转向马达致动时，其使驱动轮10和马达16绕着竖直轴线朝一个方向或另一个方向枢转，该方向取决于转向马达44的旋转方向。转向马达44借助板46与框架固定环32法兰连接。
支承部件50具有两个臂52、54(图5)，臂52、54各具有开口56，每个臂用于铰接图中未示出的挂钩。因此，挂钩安装在支承件中可绕水平轴线枢转。支承部件50连接至内部支承环36。因此，安装在支承件中可绕竖直轴线枢转。
在马达16的壳体18的圆周上，安装有齿段60，其半径通过所述竖直轴线。从图5中可以看出，齿段60相对于支承部件50偏离了大约90°角。在环36上，可枢转地安装有杆62，在所述杆62内可枢转地安装有链轮64，链轮64与齿段60相啮合。未示出的弹簧使链轮64预张紧抵靠齿段60。
链轮64致动传感器68，如上所述，特别是磁性非接触式旋转角度传感器。利用支承环36的辅助作用，当挂钩和与之一起的支承部件50绕着所述装置的竖直轴线旋转一定角度时，所述旋转角度传感器通过齿段60和链轮64被移位一定角度。在图7中，挂钩表示为70，传感器表示为68。传感器向控制装置72发出信号。控制装置72的尺寸如此确定使得它想通过触发转向马达64使测得的角度变为零。因此，控制装置通过所述驱动连接致动马达单元和驱动轮10，直到所述角度变为零。另一方面，控制过程的测量，即挂钩70和马达单元之间的相对角度的重置由传感器68探测。换言之，传感器68利用其信号连续地参数化期望值，通过转向马达44的致动，其将总被变为零。这样，获得对轮子10转向的电子控制并致动的随动控制。
在图5中，74和76为止动部件，它们与壳体18相连。内部支承环36的一部分与这些止动部件协同工作，以便实现紧急转向。当电力供应出现故障时，驱动单元和与之一起的轮子10可以通过挂钩与止动部件74、76之间的配合作用而枢转，其中，必须首先通过滑动角度来克服死路径。
权利要求
1.一种用于地面传送装置的驱动和转向装置，其具有驱动单元，所述驱动单元具有驱动马达、齿轮和驱动轮并安装在地面传送装置的车辆固定的框架中绕竖直轴线的支承件中；转向马达，其使驱动单元绕着所述竖直轴线枢转；控制臂；角度传感器和转向控制装置，所述转向控制装置根据所述角度传感器的信号通过所述转向马达调节所述驱动轮的转向角，其特征在于借助于支承部件(36)，所述控制臂可旋转地安装在与所述驱动单元共轴线或与其轴向平行的支承件中，所述角度传感器(68)连接在支承部件(36)上，并且测量所述驱动单元和所述支承部件(36)之间的相对角度，所述转向控制装置(72)通过所述转向马达(44)调节所述驱动单元，使得所述相对角度变为零。
2.如权利要求1所述的驱动和转向装置，其特征在于所述环形支承部件(36)可旋转地安装至所述驱动单元，并与所述驱动单元共轴线。
3.如权利要求1或2所述的驱动和转向装置，其特征在于所述支承部件(36)可旋转地安装在框架固定的支承环(32)内。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的驱动和转向装置，其特征在于所述驱动单元包含齿段(60)和具有链轮(64)的传感器(68)，所述链轮(64)与所述齿段(60)啮合。
5.如权利要求4所述的驱动和转向装置，其特征在于具有链轮(64)的传感器(68)通过弹簧沿齿段(60)的方向被预张紧。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的驱动和转向装置，其特征在于止动部件(74，76)设在所述驱动单元上位于控制臂的零位置的两侧一定角距离处，当挂钩相对于所述驱动单元旋转所述一定角距离时，挂钩或其支承部件分别撞击所述止动部件。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的驱动和转向装置，其特征在于设置有非接触式磁性旋转角度传感器，所述非接触式磁性角度传感器产生用于测得的角度的正弦和余弦部分的模拟信号。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的驱动和转向装置，其特征在于所述控制装置(72)具有用于所述旋转角度传感器(68)的输出信号的合理性等级。
全文摘要
一种用于地面传送装置的驱动和转向装置，其具有驱动单元，所述驱动单元具有驱动马达、齿轮和驱动轮并安装在地面传送装置的车辆固定的框架中绕竖直轴线的支承件中；转向马达，其使驱动单元绕着所述竖直轴线枢转；控制臂；角度传感器和转向控制装置，所述转向控制装置根据所述角度传感器的信号通过所述转向马达调节所述驱动轮的转向角，其特征在于借助于支承部件，所述控制臂可旋转地安装在与所述驱动单元共轴线或与其轴向平行的支承件中，所述角度传感器连接在支承部件上，并且测量所述驱动单元和所述支承部件之间的相对角度，所述转向控制装置通过所述转向马达调节所述驱动单元，使得所述相对角度变为零。
文档编号B60K17/30GK1944097SQ20061015957
公开日2007年4月11日 申请日期2006年9月27日 优先权日2005年10月6日
发明者V·普雷恩 申请人:容海因里希股份公司