专利名称：对叉车的改进的制作方法
技术领域：
本发明涉及到叉式升降车或叉车领域。具体而言，本发明涉及到一种用于叉车上的高度测量系统，虽然在叉车的行进表面上存在高低不平，但该系统仍然能够对桅杆的垂直度进行控制。
背景技术：
叉车一般用于在仓库中将载荷从一个位置移动到另一位置上。这些载荷通常存放在位于高处的上架装置上，而且在密度较高的情况下，这些位置一般由上架装置构成，这些上架装置彼此间隔很小，目的是使存储空间达到最大，而且这些位置能够高达15米或更高。叉车用于进入位于货架内的位置并设置有能够达到上限高度的桅杆，以将货物和通常存放在托架上的设备存放起来和取出。在许多情况下，叉车的操作人员要随着叉车一起移动到不同的高度位置上，以便于进行拾取。
在仓库的环境下，需要叉车保持在下述状态下使其桅杆在搭架的立柱之间处于垂直位置上。叉车与搭架之间的间隙一般被限制到100毫米，此前，支撑着叉车的地面要以高度的平整度和水平度进行安装，以减小叉车桅杆的摆动量，目的是将其保持在搭架的立柱内。应该知道如果叉车的桅杆相对高度为15米的搭架操作100毫米，那么其相对立柱的角度必须不足一度。总之，当桅杆被提升到搭架的较高位置上时，就需要提高在垂直度方面的要求。
在高密度的上架装置中，叉车一般被束缚在货架的货运走廊内，而且据说沿一定路线在以规定的所选存放位置内移动。这些规定的路线表示叉车车轮的设定位置，而且叉车总是沿着相同的路线行进。在现有的系统中，要求规定路线的表面均匀，这样当叉车在各个货运走廊内操作时，就能够对叉车桅杆的垂直稳定性进行控制。
材料搬运操作的安全性和效率决定于地面的平整度和水平度，因为叉车没有悬挂装置或能够消除地面不平整的部件。实际上，为叉车设置公知类型的悬挂装置能够使其根据载荷的大小而适当倾斜，这样就使问题更加严重。地面的不平整将使现有的叉车朝向货架倾斜，而且在许多情况下，叉车的速度被限制在能够降低在不平整表面上进行操作的动态效果的程度。某些叉车的结构由于可能与货架发生碰撞而根本不能工作。
对于建筑工业而言，目前需要将地面精加工到极难达到的平整度和水平度。在许多情况下，这一点仅能够通过在地面建成后对其进行研磨的方式才能实现，这种工作既费时，成本又高。
公知的系统还包括用于测定固定式叉车的高度并使其保持稳定的系统，但这些系统不能被应用到动态的移动条件下。WO00/07925公开了用于测量固定式叉车的高度并使其保持稳定的框架式系统。
发明内容
本发明的目的在于通过提供一种结构比较简单、成本比较低廉并能够动态应用于活动条件下的系统来克服现有系统中存在的缺陷。
根据第一方面，本发明提供一种用于运送载荷的叉车，其包括一个用于携带载荷的承载部件，其中该叉车包括当叉车沿着一个相对水平面具有不同平整度的表面行进时，用于对承载部件的垂直轴线进行调节、以使其基本平行于载荷上的重力作用轴线的部件。
本发明提供一种在叉车在高位上确定存放位置并在狭窄的走廊内将货物摆放到货架上的过程中当以不同的速度遇到动态影响并对动态影响作出响应同时进行主动操作时，能够保持叉车的水平度及其桅杆的垂直度的系统。
最好提供一种用于当叉车在不平整和不规则的表面上行进时，使叉车的桅杆保持沿垂直方向定位的系统，该系统一般可通过自动调整一个或多个车轮的行进高度来补偿地面的不平整及相关的动态力作用，这样就能够对位于车轮轨道之间的叉车的倾斜度及前后轴之间的高度差进行控制。
该叉车最好安装有一个主动式伺服系统辅助控制悬挂系统，该系统能够使叉车的车轮至少具有一定程度的高度自动调节能力。这样，当叉车碰到隆起或凹入部分时，就能够对车轮的行进高度进行调节，以补偿这种不平整，从而确保车辆保持在一定高度上，以使桅杆保持垂直于其水平轴线。一般情况下，通过调节一个或多个车轮，就能够对地面的不平整进行补偿并使桅杆的两个轴线均保持垂直。
其它优选特征如从属权利要求所述。
下面参照附图，通过实例对本发明的实施例加以说明，其中附图图1A为根据现有技术的常规型叉车的主要零部件的示意性侧视图；图1B为图1A所示的叉车的平面图；图2以极其简化的方式示出了根据本发明第一实施例的叉车之车轮的结构布置方式；图3为前轮的剖视图，该前轮被变换成如图2所示的根据本发明第一实施例的主动式悬挂系统；图4A为本发明第二实施例的前轮的侧视图；图4B为图4A所示的叉车部分的平面图；图5为根据本发明第三实施例的悬挂装置的透视图；图6为第三实施例的水平剖视图；图7为第三实施例的垂直剖视图；图8为根据本发明第四实施例的悬挂装置的透视图；图9为第四实施例的水平剖视图；图10为第四实施例的垂直剖视图。
对实施例的详细说明实例1参照图1A和1B，图中示出了一种常规的叉车组件被支撑在车轮1上。底盘为刚性结构，车轮没有安装悬挂装置。车叉2可随叉车的桅杆3一起升高，以达到更高的位置上。
图2为根据本发明一个实施例的叉车的底盘3的简化平面图。多个传感器4被固定到底盘上并能够得出前后轴6与7之间的高度差。此外，传感器5被固定到位于右轮轨道和左轮轨道之间的底盘轴6上，以能够得出前轮1之间的高度差。
图3为支撑着叉车前轮的支臂的视图。前轮1支撑在悬臂8上，而悬臂8又通过枢轴轴承9固定到叉车底盘上，这样就能够将每个前轮1都悬挂起来。可借助于一个通过电动单元与悬臂8相连接的枢轴轴承和通过连杆11和枢轴轴承12/13与悬臂相连接的伺服阀15对已经被悬挂起来的前轮1进行高度调节。电驱动单元通过曲柄轴承14与连杆11相连接。
这样，就可以利用电动伺服阀15以很小的公差对前轮1的高度进行调节。曲柄轴承14允许伺服阀15移动，而这种移动又被转换成车轮1的少量垂直移动，这样，前轮就能够非常敏感地移动。
这种悬挂系统被独立固定到叉车的每个前轮1上，而且通过一个伺服系统由能够对前后轴6与7之间的高度差进行控制的传感器4和一个被固定到前轴5上并能够控制前轮轨道与后轮轨道之间的高度差的传感器来驱动。
传感器4促使位于其中一个前轮1上的悬挂系统开始工作，目的是对后轴与前轮1之间的高度差进行控制。同时，传感器5促使位于另一前轮1上的系统开始工作，以使前轮1之间保持合适的高度差。
通过控制前后轴之间的高度差以及前轮轨道之间的高度差，就能够将该系统设计成能够在叉车处于静止和运动状态下时，将叉车底盘保持在水平状态下的结构形式。这样就允许在实例2中存在少量的波动。
实例2在如图4A和4B所示的另一实施例中，升降式叉车设置有一个存储器单元，对应于待行进路面平整度变化的数据可被存储在该存储器中。当叉车在这种路线上行进时，叉车会通过将信号从存储器传送给液压活塞而以液压方式自动升起，以补偿平整度的变化，其中液压活塞将叉车的前轮单元与车体连接在一起。这样，即使在一个相对水平面具有不同程度的平整度的表面上行进时，叉车仍然能够安全而稳定地沿该路线运送载荷，例如在位于两个货架单元之间的走廊内运送载荷。
在该实施例中，叉车具有两个特殊的部件，即一个能够将表面的不规则性记录下来的电子仿形器和一个主动悬挂单元，该主动悬挂单元可利用合适的运算法则进行操作，以补偿由存储在电子仿形器内的数据所反映出来的不规则表面，其中该数据中包含有有关所有走廊的信息。这些数据可被存储在可擦除式数据存储介质例如闪卡内。一个专用于每条走廊的转速表可在每个走廊的起始处和结尾处自动打开和关闭。
一个在电路板上设置有倾角仪和相关的测量用电子部件的模拟叉车可用于产生存储在闪卡上的数据。然后，就可以将其从模拟器上拆下并插入到一个设置在叉车上的合适插座内。
该叉车和模拟器能够通过一些方法确定出它们的位置。GPS单元能够确定位置，但用于非军事领域的现有单元其精确度根本不够。可以见到或以其它方式检测到的标记可以分布在仓库的周围，例如设置在走廊内或走廊上方，或者设置在天花板上，安装在叉车/模拟器上的合适的光学或其它检测器可以对其进行检测或从它们那接收信号。此外，还可以对车轮的转动进行监控，以检测出叉车已经移动的距离；通过对叉车的车轮进行监控，还可以检测出叉车两侧的转向。当然，也可以将这些方法组合起来进行使用。
图4A和4B示出了设置有另外一种悬挂装置的升降式叉车的一个固定主架16。前轮18被安装在一个附架19上，该付架可围绕一个螺栓17回转。付架19相对底盘的位置可由液压活塞20来控制，而液压活塞20可根据地面的局部高度而动作。应该知道这种悬挂装置可与第一实例接合使用，而且，第一实例的悬挂装置也可与该实例接合使用。
在上述的实例中，车轮的垂直高度是可调的，目的是使叉车的底盘保持在水平状态下。当然，也可以在叉车塔与底盘之间设置一种悬挂装置，以此来替代设置在底盘与车轮之间的悬挂装置，或者除了底盘与车轮之间的悬挂装置外，还设置有这种悬挂装置。这样，在这种结构中，叉车整体处于非悬挂状态下，而且不能保持在水平状态下，但与此相反，通过对叉车塔进行调节，就能够使其保持在一个基本垂直或其它固定位置上。
总之，本发明提供了一种能够沿不平整或不规则的表面行进并能够对这种不平整作出动态响应、同时还能够使桅杆保持垂直的升降式叉车。这样就可避免花费很多时间和精力使仓库地面达到水平状态。
参照图5、6和7，图中示出了第三实施例，在该实施例中，示出了一种可应用于上述悬挂系统中的悬挂结构。图中示出了构成叉车底盘的一部分的支臂100和一个设置在该支臂附近的车轮102，该车轮安装在一个轴104上，该轴穿过车轮102的中心并穿过一个设置在支臂100上的孔106。
轴104为非直线状。一个大体上为直线状的第一部分108通过一个曲柄112与一个大体上为直线状的第二部分110连接在一起。这样，轴部108、110就会相互平行并略微移动。这种移动的幅度可以基本相同，但略大于地面高度的可能变化值，例如可介于1和10毫米之间。实际上，5毫米是一个合适的值。
车轮102能够例如合适的滚珠轴承座圈114等围绕轴104的部分108旋转。类似地，位于底盘支臂100内的轴104之部分110可通过第二组合适的孔形座圈等116在孔106内旋转。这样，车轮102就能够实现两种独立的运动形式。当车轮102围绕轴104旋转时，叉车能够前移。当轴104在支臂100的孔106内旋转时，车轮102就会沿着一个圆形轨迹运动，这样，就使其高度成正弦曲线状变化。
为将这种结构应用到本发明中，一个固定支臂沿横向从位于支臂100内侧的轴104上伸出。该支臂被可靠地固定到轴104上，这样，杠杆118的运动就能够使轴104在支臂100内转动并相应地调节车轮102的高度。一个以液压方式进行控制的活塞120其一端在122处被固定到支臂100上，其另一端通过一个合适的转动销124与杠杆连接在一起。这样，当液压缸120受到驱动时，杠杆118的端部就会移动并围绕轴104的相关部分110勾画出一个圆弧，这样就会使轴104在位于支臂100内的孔106中转动并使车轮102的中心升高或下降。这样，液压缸120就能够有效地对车轮102进行非常精密地控制并能够对车轮102进行调节，以补偿行进路面的表面。
下面将参照图8、9和10对第四实施例加以说明。许多部件都与图5、6和7所示的第三实施例共用，因此，用相应的附图标记来表示。构成叉车底盘一部分的支臂200支撑着一个车轮202。该车轮202支撑在一个曲轴204上，而该曲轴204又支撑在一个设置在支臂200上的孔206内。与前相同，轴204也设置又一个位于车轮202内的第一直线状部分208和一个位于支臂200内的第二直线状部分210，但他们通过一个曲柄部分212连接在一起，而且轴部208和210相互平行并可在一个介于1至10毫米的范围内移动。
在该实施例中，枢装在支臂200上的轴部206设置有一个可从外部进入的嵌齿轮226。实际上，它也可以是一个围绕轴104在360度范围内延伸的完整嵌齿轮，或者它也可以是一个具有所需外部结构的局部嵌齿轮(如图8所示)。
此外，还设置有一个电机228，其最终的输出轴安装有一个小齿轮230，该小齿轮与嵌齿轮226相啮合。这样，当电机228受到驱动时，小齿轮230就会驱动嵌齿轮226并使轴204在其设置在支臂200上的孔206内旋转。这样就可以调整车轮202的高度。如图8、9和10所示，嵌齿轮与小齿轮的组合结构为电机228的输出提供了一种合适的后向齿轮系(backward gearing)，这样就能够以足够的敏感度对车轮202的位置进行垂直调整。如果需要，如图8、9和10所示，在电机228与小齿轮230之间可设置一个齿轮箱232，以提供另外一个后向齿轮系并具有更高的敏感度。当然，齿轮箱232可以与小齿轮230及嵌齿轮226接合使用或者将其替换下来。
当然，应该知道在本发明的保护范围内，还可以对上述实施例作出多种变形。
权利要求
1.一种用于移动载荷的升降式叉车，其包括一个用于携带载荷的承载部件，其中，该叉车包括用于当叉车在一个相对水平面具有不同平整度的表面上行进时，能够对承载部件的垂直轴线进行调节、以使其保持基本平行于作用于载荷上的重力轴线方向的部件。
2.根据权利要求1的升降式叉车，其特征在于所述承载部件包括一个由车轮进行支撑的叉车底盘。
3.根据权利要求1的升降式叉车，其特征在于所述承载部件包括一个车轮组件。
4.根据权利要求1或2的升降式叉车，包括一个或多个用于检测叉车车轮之间的高度差的传感器和一个或多个用于接收来自传感器的信号并用于根据检测到的高度差对承载部件的垂直轴线进行调节的控制部件。
5.根据权利要求4的升降式叉车，其特征在于所述控制部件包括一个主动式伺服辅助悬挂系统，该系统用于使叉车车轮能够自动进行高度调节。
6.根据权利要求1的升降式叉车，其特征在于所述控制部件包括一个用于使叉车车轮能够自动进行高度调节的液压辅助悬挂系统。
7.根据权利要求5或6的升降式叉车，其特征在于多个叉车车轮具有独立的高度调节能力。
8.根据上述权利要求之一的升降式叉车，其特征在于由车轮进行支撑的叉车底盘的主动式悬挂装置增设有一个存储器单元，在该存储器单元内，预先存储有与待行进表面的平整度变化量相对应的数据，来自所述存储器的信号在使用过程中可根据已存变化量对每个车轮的高度进行调节。
9.根据权利要求8的升降式叉车，其特征在于所述数据最初被存储在一个可拆卸的数据存储部件内，该部件可被插到存储器单元内。
10.根据上述权利要求之一的升降式叉车，其特征在于所述承载部件被安装在一个非直线状的轴上，而且承载部件的垂直位置可通过该轴的转动而得以调节。
11.根据权利要求10的升降式叉车，其特征在于所述轴设置有一个固定有承载部件的第一直线状部分和一个固定在叉车底盘部分上的第二直线状部分，这两个直线状部分均设置有彼此平行但偏移一定距离的轴。
12.根据权利要求11的升降式叉车，其特征在于所述偏移量介于1至10毫米之间。
13.根据权利要求10至12之一的升降式叉车，其特征在于所述轴设置有一个沿横向突出的杠杆，这样就能够帮助轴进行转动。
14.根据权利要求10至12之一的升降式叉车，其特征在于一个齿轮被安装在该轴上，以帮助其转动。
15.一种如图2-4B所示的升降式叉车。
全文摘要
一种用于移动载荷的升降式叉车，其包括一个用于携带载荷的承载部件(3)，其中，该叉车包括用于当叉车在一个相对水平面具有不同平整度的表面上行进时，能够对承载部件的垂直轴线进行调节、以使其保持基本平行于作用于载荷上的重力轴线方向的部件(4，5，15，19)。
文档编号B66F17/00GK1771187SQ200480003444
公开日2006年5月10日 申请日期2004年1月19日 优先权日2003年2月4日
发明者詹姆斯·伦纳德·贝克特 申请人:詹姆斯·伦纳德·贝克特