一种适用于工业车辆的转角信号采集装置和一种工业车辆的制作方法

1.本发明涉及自动化机械设备领域，具体涉及工业车辆转向部件设计。


背景技术：

2.工业车辆是指用来搬运、推顶、牵引、起升、堆垛或码放各种货物的动力驱动的机动车辆。常见的工业车辆有叉车、侧叉车、牵引车等等。
3.工业车辆依靠安装在车体上的转向轮进行转向，具体结构依赖与之连接的转向桥。如公开号为cn201420406140.4的中国专利文件公开了一种转向桥，其包含桥体、主轴、转向节三大部件。桥体与工业车辆的车架连接，可视为一不动件，转向节与桥体活动连接，主轴与桥体活动连接，且在竖直方向上延伸。而转向轮安装在转向节上。在实际使用过程中，如该专利说明书附图中的图所示，油缸运作，活塞杆推出，推动转向节和主轴相对桥体转动，从而使得转向轮转动，车辆行驶轨迹变向。
4.在工业车辆转向时，为了确保安全性，需要实时采集车辆的转向角度。车辆的控制系统根据转向角度来控制对应的安全速度。在现有技术中，出于空间布置的紧凑和转向取值的便利性考虑，转向信号传感器往往与主轴连接，通过主轴的转动来实时采集转向角度数值。
5.然而，该种技术方案存在一定的技术缺陷：为了能正确采集到转向数值，主轴实时转动。而主轴的转动设计一方面增加了设计、独立开模、生产的成本；另一方面，由于工业车辆的使用环境路况复杂，路面存在不平坦、坑洼的现象，且工业车辆需要运载货物，这就使得主轴这个位置的受力可靠性得到影响，易出现故障。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种适用于工业车辆的转角信号采集装置和一种工业车辆，使用了主轴固定式采集设计，能在主轴不转动的情况下实时采集转向数值，降低车辆生产成本，提高转向桥的受力稳定性，提升工业车辆的运载稳定表现。
7.本发明是通过以下技术方案得以实现的：一种适用于工业车辆的转角信号采集装置，主车架、转向桥和角度传感器，所述转向桥包含主轴、与所述主车架固定连接的桥体和与所述桥体转动连接的转向节，所述主轴与所述桥体固定连接，所述转向节上安装有拨齿架，所述拨齿架包含有齿圈；该种转角信号采集装置还包含有连接轴和与所述连接轴连接的匹配齿轮，所述匹配齿轮与所述齿圈啮合；所述角度传感器用于感应所述连接轴的旋转。
8.作为本发明的优选,所述匹配齿轮与所述齿圈布置于同一高度位置。
9.作为本发明的优选,所述转向节连接转向轮，所述匹配齿轮位于所述齿圈远离所述转向轮的一侧。
10.作为本发明的优选,所述连接轴在竖直方向上延伸，所述连接轴上安装有分别位于所述匹配齿轮上方和下方的上固定片和下承托片，所述上固定片和所述下承托片用于限定所述匹配齿轮的高度安装位置。
11.作为本发明的优选,所述下承托片上开设有用于卡入所述连接轴的卡口。
12.作为本发明的优选,所述下承托片为用于向所述匹配齿轮提供向上的弹力的蝶形卡簧。
13.作为本发明的优选,所述拨齿架包含上套部和两个位于所述上套部下方，且向所述上套部侧端伸出的侧固定部，所述侧固定部与所述转向节连接，所述齿圈位于所述上套部。
14.作为本发明的优选,所述上套部开设有用于供所述主轴套入的套轴环。
15.作为本发明的优选,所述角度传感器为角度多圈传感器，所述角度多圈传感器的内圈与所述连接轴连接。
16.作为本发明的优选,所述角度传感器包含电磁感应体和感应器磁铁，感应器磁铁与所述连接轴连接。
17.作为本发明的优选,所述连接轴包含上连接盘和连接在所述上连接盘下表面的下轴，所述下轴与所述匹配齿轮连接，所述感应器磁铁与所述上连接盘连接。
18.作为本发明的优选,所述下轴上开设有表面平整的平口，所述匹配齿轮的中心孔与所述平口匹配。
19.作为本发明的优选,还包含安装在所述主车架上的传感器支架，所述电磁感应体固定安装在所述传感器支架上。
20.一种工业车辆，包含驱动轮、转向手柄、转向油缸和转向轮，还包含适用于工业车辆的转角信号采集装置，所述转向油缸一端连接主车体，另一端连接所述转向节，所述转向节连接所述转向轮。
21.作为本发明的优选,所述转向节上设有多个轮安装栓，多个所述轮安装栓呈圆周阵列均匀环形排布。
22.综上所述，本发明具有如下有益效果：1、主轴与桥体固定连接，可一体成型，且在转动过程中自身不发生活动，其受力稳定性、结构强度、生产成本均可得到改善。
23.2、套轴孔和主轴的配合一方面使得整个部件更为紧凑，优化其在高度方向上的空间利用效率，另一方面使得拨齿架的转动轨迹得到了辅助导向，转动更为平稳。
24.3、拨齿架的三叉形设计，使得齿圈在转动过程中，依靠两个侧固定部的两个主要固定点和套轴孔的辅助定位点，得到更好更平稳的转动轨迹，为后续的转动角度测量的精密可靠提供了基础。
25.4、匹配齿轮套中心的开孔与平口匹配，增加连接轴和匹配齿轮转动的同步性，保证无相对转动。
26.5、上固定片和下承托片对匹配齿轮的夹持设计有两个作用，一是保证匹配齿轮的高度位置，从而保证匹配齿轮和齿圈的有效配合。二来是作为中介部件，利用上下摩擦力，辅助加强了连接轴和匹配齿轮3的转动同步性。
27.6、下承托片为半开口设计，便于卡入下轴72。
28.7、下承托片可以采用卡簧，其弹力方向向上，可进一步给匹配齿轮提供更充分的承托力。
29.8、电磁式感应器中，感应器磁铁与电磁感应体之间存在一定的间隙，无需物理碰
触，更能适应在车辆工作过程中产生的颠簸、震动，进一步加强角度检测的可靠性和部件使用寿命。
30.附图说明：图1是实施例1的示意图；图2是图1的零部件分解示意图；图3是拨齿架和匹配齿轮的示意图；图4是传感器支架、角度传感器和连接轴的示意图。
31.图中：1、转向桥，11、转向节，桥体，12、轮安装栓，13、主轴，2、拨齿架，21、上套部，211、齿圈，22、侧固定部，23、套轴环，3、匹配齿轮，41、上固定片，42、下承托片，卡口，5、传感器支架，6、角度传感器，61、电磁感应体，62、感应器磁铁，7、连接轴，71、上连接盘，72、下轴，721、平口，91、油缸，92、主车架。
具体实施方式
32.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
33.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
34.实施例1，一种工业车辆，其包含驱动轮、转向手柄、转向油缸和转向轮，这些部件的结构都与现有技术相同，在本技术方案中不做更改。还包含转角信号采集装置，如图1和图2所示。在转向轮转向时，主车架92可视为不动件，油缸91安装在主车架92上，推出，推动转向桥1转向。
35.转向桥1具体包含桥体、转向节11和主轴13。转向节11上设有多个成圆环均匀阵列的轮安装栓12，转向轮与轮安装栓12连接安装。转向桥1转向过程中，转动轮随之转向。
36.主轴13在竖直方向延伸，与现有技术不同的是，主轴13与桥体固定连接，即在转向过程中，主轴13、桥体、主车架92均可视为不动件，而转向桥11和转向轮则可视为转动件。由于主轴13与桥体固定连接，可一体成型，且在转动过程中自身不发生活动，其受力稳定性、结构强度、生产成本均可得到改善。拨齿架2作为转动的传动部件，将转动位移传递给匹配齿轮3。
37.具体的，如图2和图3所示，拨齿架2做了三叉形设计，包含上部的上套部21和两个在侧端延伸的侧固定部22。侧固定部22与转向桥11连接，上套部21上开设有套轴孔23，供主轴13伸入。套轴孔23和主轴13的配合一方面使得整个部件更为紧凑，优化其在高度方向上的空间利用效率，另一方面使得拨齿架2的转动轨迹得到了辅助导向，转动更为平稳。在上套部21上设有齿圈211。拨齿架2的三叉形设计，使得齿圈211在转动过程中，依靠两个侧固定部22的两个主要固定点和套轴孔23的辅助定位点，得到更好更平稳的转动轨迹，为后续的转动角度测量的精密可靠提供了基础。
38.如图2所示，主车架92上安装有传感器支架5，其上安装有角度传感器6，用于取得转向数据。具体的，传感器支架5作为一个不动件安装在主车架92上，连接轴7转动安装在传感器支架5上。如图3和图4所示，连接轴7包含上连接盘71和下轴72，下轴72上开设有平口
721，平口721表面平整。匹配齿轮3套设在下轴72上，其中心的开孔与下轴72，尤其是与平口721匹配，增加连接轴7和匹配齿轮3转动的同步性，保证无相对转动。匹配齿轮3与上套部21上的齿圈211啮合，从而将转向节11的转动动作传递给连接轴7。上固定片41和下承托片42与连接轴7连接，且一上一下将匹配齿轮3夹在预设位置上。夹持设计有两个作用，一是保证匹配齿轮3的高度位置，从而保证匹配齿轮3和齿圈211的有效配合。二来是作为中介部件，利用上下摩擦力，辅助加强了连接轴7和匹配齿轮3的转动同步性。以上设计，均是为了最后的转动角度测量的精密提供了保障。其中，下承托片42为半开口设计，其包含卡口，便于卡入下轴72。下承托片42可以采用卡簧，其弹力方向向上，可进一步给匹配齿轮3提供更充分的承托力。
39.如图4所示，在本案中，角度传感器6选用了电磁型角度传感器。具体的，电磁感应体61固定安装在传感器支架5上，感应器磁铁62与上连接盘71固定连接。在转动过程中，感应器磁铁62与电磁感应体61发生相对转动，电磁感应体61感应到的电阻值发生变化，从而检测到了正确的转向节11的转向角度数据。本实施例选用电磁式感应器是工业车辆作为一个承重部件，长时间使用在仓储物流环境中，路况复杂，有凹凸坑洼的情形。电磁式感应器中，感应器磁铁62与电磁感应体61之间存在一定的间隙，无需物理碰触。这就使得感应器更能适应在车辆工作过程中产生的颠簸、震动，进一步加强角度检测的可靠性和部件使用寿命。
40.角度传感器6、传感器支架5都位于主轴13远离转向轮的一侧，这样的空间布局方式是首先与做了上文所述的三点式辅助定位的齿圈211更好的匹配，其次使得传感器支架5、角度传感器6不会与转向轮发生干涉，再次是减少了角度传感器6的电线的走线长度。
41.实施例2：与实施例1不同的是，角度传感器6采用了角度多圈传感器。传感器的外圈与传感器支架5连接，内圈与连接轴7连接。