一种三支点叉车电动助力转向控制方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于电动叉车转向控制领域，尤其涉及一种三支点叉车电动助力转向控制方法。
【背景技术】
[0002]机械转向系统虽然结构简单，价格低廉，性能稳定，但对于大吨位叉车特别是当叉车满载时，转向系统受到的转向阻力矩很大，此时需要驾驶员用很大的力才能实现转向，非常费力。随着人们对叉车操纵性能的要求不断提高，这种纯机械式转向系统基本已经被淘汰。
[0003]液压助力转向系统是在机械转向系统上增加一套液压助力系统来辅助转向。虽然其有很多优点但也存在很多缺点，一方面，液压助力转向系统不仅布置复杂，密封要求高，受液压油温度影响大，存在漏油问题，对环境造成污染而且在需要转向时，受限于液压系统具有一定的迟滞性，不能立即做出反应，影响转向的灵敏性和跟随性；另一方面，液压栗一直处于待命状态，不需要时也在运转，导致能源的浪费，除此之外，液压助力转向系统提供的助力矩和驾驶员给转向盘的力是正相关的，也就是说，作用在方向盘的力矩越大，液压助力转向系统提供的助力矩就越大，与叉车的车速缺乏关联，即这种助力转向系统只具有单一的助力特性，“路感”不理想。综上所述，液压助力转向系统具有诸多影响转向性能的缺点。
【发明内容】
[0004]为了克服现有叉车转向控制方法存在的缺陷，本发明提供一种较省力、同步性较好、安全的一种三支点叉车电动助力转向控制方法。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]—种三支点叉车电动助力转向控制方法，实现该方法的控制系统包括转向轴，所述转向轴上设有转向手柄，所述控制方法包括如下过程:
[0007]当转向轮需要转向时，逆时针或顺时针旋转转向手柄，电控助力系统检测到转向轴的转角，并提供电控助力矩，同时与转向轴上的转矩一起克服转向轮的阻力矩完成转向；
[0008]而当电控助力系统无法提供电控助力矩时，在转向轴的转矩达到电控助力矩的上限值时，继续旋转转向手柄，从而触发机械助力装置，进而机械助力装置为转向轮提供一定的机械助力矩，完成转向。
[0009]进一步，所述电控助力系统包括支架、底座、扭矩传感器、控制器、助力电机、扭矩转化机构和齿轮机构，所述扭矩传感器与所述控制器连接，所述控制器与所述助力电机连接；
[0010]所述支架包括上底板、支板和下底板，所述支板的上端与所述上底板固定连接，所述支板的下端与所述下底板固定连接，所述下底板固定在所述底座的上端；
[0011]所述扭矩转化机构包括转向轴套、拨动板、用以拨动板复位的板簧、传感器轴和传感器拨动块，所述传感器轴可转动的套装于所述转向轴套内，所述上底板上开有上底板安装孔，所述转向轴套的下端固定在所述上底板安装孔内，所述转向轴位于所述转向轴套的上方，所述转向轴的下端与所述传感器轴的上端固定连接，所述传感器拨动块的上端固定在所述传感器轴的下端，所述传感器拨动块的下端与所述扭矩传感器的上端接触;所述板簧固定在所述上底板上，所述转向轴套上开有用以拨动板旋转的第一拨动槽和第二拨动槽，所述拨动板依次横穿第一拨动槽、传感器轴和第二拨动槽并固定在所述传感器轴上，所述拨动板的两端中至少一端与所述板簧的两端接触；
[0012]所述齿轮机构包括小齿轮和大齿轮，所述助力电机的动力输出轴上安装所述小齿轮，所述大齿轮可转动的安装在所述底座的下端，所述小齿轮与所述大齿轮啮合，所述大齿轮与转向轮同轴连接。
[0013]再进一步，所述机械助力装置包括用以与拨动板的两端接触并提供机械助力的限位块组件，所述限位块组件固定在所述上底板上，所述限位块组件与所述板簧分别布置在所述拨动板的两侧，所述限位块组件与所述拨动板之间留有间隙，所述限位块组件包括第一限位块和第二限位块，所述第一限位块与所述第二限位块对称布置在所述拨动板的两端远离板簧的一侧。
[0014]再进一步，所述电控助力系统提供电控助力矩时，
[0015]当扭矩传感器检测到转向轴的转角达到下限值Thmin时，控制器接收到扭矩传感器输出的开始提供助力矩的电压信号，控制助力电机开始提供电控助力矩；
[0016]当扭矩传感器检测到转向轴的转角达到上限值ThmaJt，控制器接收到扭矩传感器输出的继续提供助力矩的电压信号，控制助力电机提供电控助力矩达到最大值，并保持不变；
[0017]当扭矩传感器检测到转向轴的转角再次达到下限值Thmin时，控制器接收到扭矩传感器输出的停止提供助力矩的电压信号，控制助力电机停止提供电控助力矩。
[0018]再进一步，所述控制器的控制芯片为单片机或DSP。
[0019]再进一步，所述传感器轴通过轴承可转动的安装在所述转向轴套内。
[0020]再进一步，所述上底板呈阶梯圆柱状，所述上底板安装孔为阶梯孔。
[0021 ]再进一步，所述板簧通过固定板固定在所述上底板上，所述板簧呈弧形，所述固定板位于所述板簧与所述转向轴套之间，所述固定板朝向转向轴套的一侧呈弧形与转向轴套外壁配合并与转向轴套固定连接，所述固定板在朝向板簧一侧开有弧形槽，所述板簧的凹侧面与所述弧形槽配合并与固定板固定连接，所述固定板的下端与所述上底板固定连接。
[0022]再进一步，所述拨动板呈长方体状，所述传感器轴上径向开有用以拨动板穿过的长方形通孔，所述拨动板的中部通过螺栓固定在所述传感器轴上。
[0023]更进一步，所述底座的下端固定有法兰盘，所述法兰盘安装在轴承的内圈，所述大齿轮安装在轴承的外圈。
[0024]本发明的有益效果主要表现在:较省力、节能、结构紧凑、环保、效率高、随动性强、自动回正、质量轻、易保养、可移植性高、安全;转向手柄和转向轮的同步连接。
【附图说明】
[0025]图1是电控助力系统的结构示意图。
[0026]图2是电控助力系统的局部剖视图。
[0027]图3是板簧、拨动板和限位块的位置关系示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0029]参照图1?图3，一种三支点叉车电动助力转向控制方法，实现该方法的控制系统包括转向轴2，所述转向轴2上设有转向手柄I，其特征在于:所述控制方法包括如下过程:
[0030]当转向轮需要转向时，逆时针或顺时针旋转转向手柄，电控助力系统检测到转向轴的转角，并提供电控助力矩，同时与转向轴上的转矩一起克服转向轮的阻力矩完成转向；
[0031]而当电控助力系统无法提供电控助力矩时，在转向轴的转矩达到电控助力矩的上限值时，继续旋转转向手柄，从而触发机械助力装置，进而机械助力装置为转向轮提供一定的机械助力矩，完成转向。
[0032]进一步，所述电控助力系统包括支架、底座20、扭矩传感器8、控制器11、助力电机23、扭矩转化机构和齿轮机构，所述扭矩传感器与所述控制器连接，所述控制器与所述助力电机连接；
[0033]所述支架包括上底板7、支板和下底板14，所述支板的上端与所述上底板7固定连接，所述支板的下端与所述下底板14固定连接，所述下底板14固定在所述底座20的上端；
[0034]所述扭矩转化机构包括转向轴套3、拨动板27、用以拨动板27复位的板簧6、传感器轴25和传感器拨动块30，所述传感器轴25可转动的套装于所述转向轴套3内，所述上底板7上开有上底板安装孔，所述转向轴套3的下端固定在所述上底板7安装孔内，所述转向轴2位于所述转向轴套3的上方，所述转向轴2的下端与所述传感器轴25的上端固定连接，所述传感器拨动块30的上端固定在所述传感器轴25的下端，所述传感器拨动块30的下端与所述扭矩传感器8的上端接触;所述板簧6固定在所述上底板7上，所述转向轴套3上开有用以拨动板27旋转的第一拨动槽和第二拨动槽，所述拨动板27依次横穿第一拨动槽、传感器轴25和第二拨动槽并固定在所述传感器轴25上，所述拨动板27的两端中至少一端与所述板簧6的两端接触；
[0035]所述齿轮机构包括小齿轮16和大齿轮17，所述助力电机23的动力输出轴上安装所述小齿轮16，所述大齿轮17可转动的安装在所述底座20的下端，所述小齿轮16与所述大齿轮17啮合，所述大齿轮17与转向轮同轴连接。
[0036]进一步，所述机械助力装置包括用以与拨动板的两端接触并提供机械助力的限位块组件，所述限位块组件固定在所述上底板7上，所述限位块组件与所述板簧6分别布置在所述拨动板27的两侧，所述限位块组件与所述拨动板27之间留有间隙，所述限位块组件包括第一限位块4和第二限位块24，所述第一限位块4与所述第二限位块24对称布置在所述拨动板27的两端远离板簧的一侧。
[0037]再进一步，所述电控助力系统提供电控助力矩时，
[0038]当扭矩传感器8检测到转向轴2的转角达到下限值Thmin时，控制器11接收到扭矩传感器8输出的开始提供助力矩的电压信号，控制助力电机开始提供电控助力矩；
[0039 ]当扭矩传感器8检测到转向轴2的转角达到上限值Thmax时，控制器11接收到扭矩传感器8输出的继续提供助力矩的电压信号，控制助力电机提供电控助力矩达到最大值，并保持不变；
[0040]当扭矩传感器8检测到转向轴2的转角再次达到下限值ThmiJt，控制器接11收到扭矩传感器8输出的停止提供助力矩的电压信号，控制助力电机23停止提供电控助力矩。其中，下限值IWn=0°，上限值ThmX = 5° ο
[0041 ]再进一步，所述控制器11的控制芯片为单片机或DSP JSP为数字信号处理器。
[0042]再进一步，所述传感器轴25通过轴承可转动的安装在所述转向轴套3内。
[0043]再进一步，