專利名稱：工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，屬于工業(yè)車輛轉(zhuǎn)向控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電動或液壓傳動的工業(yè)車輛轉(zhuǎn)向裝置，通常配置有電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，為轉(zhuǎn)向盤、 手柄之類的轉(zhuǎn)向操縱裝置配置有檢測其轉(zhuǎn)動角度的傳感裝置，為電機之類的執(zhí)行裝置內(nèi)置有檢測其轉(zhuǎn)速和方向的傳感裝置，為轉(zhuǎn)向輪配置有檢測其方向零位的傳感裝置，三處傳感裝置向控制器輸入信號，由控制器根據(jù)設(shè)定的規(guī)則進行運算并相應(yīng)向電機之類的執(zhí)行裝置輸入決定其正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速的控制信號。上述現(xiàn)有控制系統(tǒng)，控制電路復(fù)雜，斷電后轉(zhuǎn)向輪需要重新找零位，且機械及傳感裝置裝配、拆卸和維修困難，傳感裝置調(diào)試復(fù)雜，系統(tǒng)成本高。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、安裝調(diào)試方便、工作更為可靠的工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，主要解決現(xiàn)有工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)控制裝置和電路復(fù)雜、成本較高且斷電后轉(zhuǎn)向輪需要重新找零位因此可靠性較低的技術(shù)問題。本實用新型利用以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述技術(shù)目的。工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)， 包括電源、轉(zhuǎn)向操控裝置、轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置、轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置、轉(zhuǎn)向指令傳感器、轉(zhuǎn)向反饋傳感器、轉(zhuǎn)向控制器，所述轉(zhuǎn)向指令傳感器及所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器與所述轉(zhuǎn)向控制器電路聯(lián)接， 所述轉(zhuǎn)向指令傳感器檢測所述轉(zhuǎn)向操控裝置的轉(zhuǎn)動角度，所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器檢測所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的轉(zhuǎn)動角度，所述轉(zhuǎn)向指令傳感器和轉(zhuǎn)向反饋傳感器向所述轉(zhuǎn)向控制器輸入傳感信號，所述轉(zhuǎn)向控制器向所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置輸入控制信號，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置驅(qū)動所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置跟隨所述轉(zhuǎn)向操控裝置轉(zhuǎn)動，所屬工業(yè)車輛通過所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)車體轉(zhuǎn)向，所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器還實時檢測所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的初始角度位置。作為優(yōu)選，輸入所述轉(zhuǎn)向控制器的角度傳感信號僅來自于所述轉(zhuǎn)向指令傳感器和所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器。作為進一步優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)向指令傳感器或所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器采用電位器。作為再進一步的優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)向指令傳感器和所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器都采用線性電位器。電位器輸出電壓與輸入電壓之比與電位器轉(zhuǎn)動部分相對于固定部分的轉(zhuǎn)動角度呈規(guī)律的對應(yīng)線性關(guān)系。作為更進一步的優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)向指令傳感器和所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器采用相同的線性電位器。綜上所述，相比于現(xiàn)有技術(shù)中使用磁電式編碼器甚至步進電機檢測方向輪軸旋轉(zhuǎn)方向和角度，輔之以單設(shè)的用于確定方向輪初始方向和角度位置以實現(xiàn)開機自動找零功能的第三傳感器的技術(shù)方案，本實用新型的技術(shù)方案具有如下有益效果因為除了電源以外， 電機轉(zhuǎn)向控制器僅與轉(zhuǎn)向指令傳感器、轉(zhuǎn)向反饋傳感器和轉(zhuǎn)向電機電聯(lián)接，轉(zhuǎn)向反饋傳感器既能檢測轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的初始角度位置，又能實時檢測并向轉(zhuǎn)向控制器輸入傳感信號，因此系統(tǒng)在斷電后重啟時轉(zhuǎn)向輪無需重新找零位，整個工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的機械裝置和電路結(jié)構(gòu)更為簡單，裝置成本更低，裝卸和維修更方便，工作也更可靠。
圖1為本實用新型的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；圖2為本實用新型電子轉(zhuǎn)向控制電路框圖；圖3為本實用新型工作原理流程圖。圖中1-轉(zhuǎn)向操控裝置；11-轉(zhuǎn)向操作把；12-轉(zhuǎn)向軸；2-轉(zhuǎn)向指令傳感器；3-轉(zhuǎn)向反饋傳感器；4-傳動齒輪盒；41-傳動齒輪盒輸入齒輪；5-轉(zhuǎn)向控制器；6-轉(zhuǎn)向電機; 7-電機減速齒輪箱；71-電機減速齒輪箱輸出齒輪；8-轉(zhuǎn)向齒輪；9-方向輪；91-方向輪軸； 10-電源。
具體實施方式
如圖1所示，該工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)包括如下主要組成部件電源10，轉(zhuǎn)向操作把11和轉(zhuǎn)向軸12組成的轉(zhuǎn)向操控裝置1，作為轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)向電機6，介于轉(zhuǎn)向電機6和轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置之間的電機減速齒輪箱7，轉(zhuǎn)向輪9、轉(zhuǎn)向輪軸91及與轉(zhuǎn)向輪軸91 固聯(lián)的轉(zhuǎn)向齒輪8和與轉(zhuǎn)向齒輪8嚙合傳動的傳動齒輪盒4組成的轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置，其轉(zhuǎn)動軸與轉(zhuǎn)向軸12固聯(lián)的精密線性電位器式轉(zhuǎn)向指令傳感器2，其轉(zhuǎn)動軸與齒輪傳動盒4的末級齒輪中心軸固聯(lián)的精密線性電位器式轉(zhuǎn)向反饋傳感器3，轉(zhuǎn)向控制器5。轉(zhuǎn)向控制器5同時與轉(zhuǎn)向電機6、電源10、轉(zhuǎn)向指令傳感器2及轉(zhuǎn)向反饋傳感器3電路連接。轉(zhuǎn)向指令傳感器2及轉(zhuǎn)向反饋傳感器3是相同的精密線性電位器，同時與轉(zhuǎn)向控制器5電路聯(lián)接。轉(zhuǎn)向指令傳感器2從得電開始即連續(xù)檢測轉(zhuǎn)向操控裝置1的角度位置，在轉(zhuǎn)向軸12轉(zhuǎn)動時，與之固聯(lián)的精密線性電位器式轉(zhuǎn)向指令傳感器2會向轉(zhuǎn)向控制器5輸入相應(yīng)變化的電壓傳感信號；于此同時，轉(zhuǎn)向反饋傳感器3從得電開始即連續(xù)檢測轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的角度位置，當(dāng)傳動齒輪盒4末級齒輪中心軸轉(zhuǎn)動時，精密線性電位器式轉(zhuǎn)向反饋傳感器3會因其轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動而向控制器5輸入相應(yīng)變化的電壓傳感信號，而由于轉(zhuǎn)向齒輪8同時通過固定聯(lián)接關(guān)系帶動轉(zhuǎn)向輪軸91旋轉(zhuǎn)進而帶動轉(zhuǎn)向輪9在地面上轉(zhuǎn)向并通過齒輪嚙合聯(lián)接關(guān)系帶動傳動齒輪盒輸入齒輪41轉(zhuǎn)動進而帶動傳動齒輪盒4末級齒輪中心軸轉(zhuǎn)動，故轉(zhuǎn)向反饋傳感器3反映的實際上是轉(zhuǎn)向輪9的方向位置或者說是轉(zhuǎn)向輪軸91的角度位置，而轉(zhuǎn)向輪9的方向位置或者轉(zhuǎn)向輪軸91的角度位置的任何變化都會由轉(zhuǎn)向反饋傳感器3實時持續(xù)地向轉(zhuǎn)向控制器發(fā)送相應(yīng)數(shù)值的電壓信號而得到反映。按照事先設(shè)定的程序，轉(zhuǎn)向控制器5對來自轉(zhuǎn)向指令傳感器2和轉(zhuǎn)向反饋傳感器3的電壓信號進行對比運算，向轉(zhuǎn)向電機6發(fā)出電機控制信號，轉(zhuǎn)向電機6轉(zhuǎn)動，驅(qū)動電機減速齒輪箱7，減速齒輪箱輸出齒71帶動轉(zhuǎn)向齒輪8轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪9在地面上前進或后退時的方向角度跟隨轉(zhuǎn)向操作把11而改變?？梢姡谏鲜鼋Y(jié)構(gòu)和工作過程中，轉(zhuǎn)向控制器5僅從轉(zhuǎn)向指令傳感器2及轉(zhuǎn)向反饋傳感器3獲得角度傳感信號。如圖2、圖3所示，設(shè)轉(zhuǎn)向指令傳感器2指示轉(zhuǎn)向軸12角度位置值的電壓信號是 X，轉(zhuǎn)向反饋傳感器3指示方向輪軸91角度位置值的電壓信號是Y，根據(jù)精密線性電位器工作原理，X和Y都在傳感器得電的同時生成，且其生成的一定大小的電壓信號直接反映一定大小的角度位移量，因此
4[0017]當(dāng)該工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)開機得電且轉(zhuǎn)向操作把11不旋轉(zhuǎn)時，電機轉(zhuǎn)向控制器5即刻獲得來自轉(zhuǎn)向指令傳感器2和轉(zhuǎn)向反饋傳感器3的電壓信號X和Y，轉(zhuǎn)向控制器5內(nèi)設(shè)置的電路和單片機對X和Y進行綜合對比運算，根據(jù)運算結(jié)果形成相應(yīng)的控制信號，發(fā)送給轉(zhuǎn)向電機6的驅(qū)動電路，控制轉(zhuǎn)向電機6相應(yīng)地運轉(zhuǎn)一定角度或保持靜止，需要強調(diào)的是，通常情況下，由于該工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的控制電路簡單，環(huán)節(jié)簡潔， 方向輪軸91總能即時跟隨轉(zhuǎn)向手柄11旋轉(zhuǎn)的方向和角度，所以除非存在非正常因素的影響，否則此時電機轉(zhuǎn)向控制器5獲得的來自轉(zhuǎn)向指令傳感器2和轉(zhuǎn)向反饋傳感器3的電壓信號X和Y總是相等或?qū)嵸|(zhì)相等的，因此轉(zhuǎn)向電機6不必旋轉(zhuǎn)，方向輪9和方向輪軸91也沒有動作，也就是說，該工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)在常態(tài)下是不需要在重新開機時對轉(zhuǎn)向輪軸91與轉(zhuǎn)向軸12進行找零的，也不需要在轉(zhuǎn)向指令傳感器2或轉(zhuǎn)向反饋傳感器3或轉(zhuǎn)向控制器5中設(shè)置針對轉(zhuǎn)向軸12或轉(zhuǎn)向輪軸91先前角度位置的記憶功能。當(dāng)該工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)開機得電且轉(zhuǎn)向操作把11旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)向控制器5 即刻獲得來自轉(zhuǎn)向指令傳感器2和轉(zhuǎn)向反饋傳感器3的電壓信號X和Y，轉(zhuǎn)向控制器5內(nèi)設(shè)置的電路和單片機對X和Y進行綜合對比運算，根據(jù)運算結(jié)果形成相應(yīng)的控制信號，發(fā)送給轉(zhuǎn)向電機6的驅(qū)動電路，控制轉(zhuǎn)向電機6相應(yīng)地運轉(zhuǎn)一定角度，轉(zhuǎn)向電機6的輸出軸驅(qū)動電機減速齒輪箱7的輸入軸，電機減速齒輪箱輸出齒輪71驅(qū)動與之嚙合的轉(zhuǎn)向齒輪8，轉(zhuǎn)向齒輪8 —方面帶動與之固聯(lián)的方向輪軸91轉(zhuǎn)動，另一方面驅(qū)動與之嚙合的傳動齒輪盒4的輸入齒輪，進而驅(qū)動與傳動齒輪盒4的輸出軸固聯(lián)的轉(zhuǎn)向反饋傳感器3的轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)向手柄11相同或呈其他比例關(guān)系的角度，直至方向輪軸91的角度位置與轉(zhuǎn)向軸12的角度位置一致為止，這樣，就實現(xiàn)了對電動工業(yè)車輛行駛方向的電子控制。無論是上述系統(tǒng)開機或系統(tǒng)動作狀態(tài)下，該工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的電機轉(zhuǎn)向控制器5對來自轉(zhuǎn)向指令傳感器2和轉(zhuǎn)向反饋傳感器3的電壓信號X和Y的綜合對比和運算規(guī)則都是統(tǒng)一的，即，電機轉(zhuǎn)向控制器5和轉(zhuǎn)向指令傳感器2、轉(zhuǎn)向反饋傳感器3得電， 轉(zhuǎn)向控制器5內(nèi)置單片機獲得來自轉(zhuǎn)向指令傳感器2和轉(zhuǎn)向反饋傳感器3的電壓信號X和 Y，進行X-Y的計算，如Χ-Υ<0，轉(zhuǎn)向控制器5控制轉(zhuǎn)向電機6拖動轉(zhuǎn)向輪9向左(當(dāng)讓也可以被設(shè)置成向右，下同)旋轉(zhuǎn)，如Χ-Υ>0，轉(zhuǎn)向控制器5控制轉(zhuǎn)向電機6拖動轉(zhuǎn)向輪9向右(當(dāng)讓也可以被設(shè)置成向右，下同)旋轉(zhuǎn)，無論是使轉(zhuǎn)向輪9向左還是向右旋轉(zhuǎn)，都以使X-Y=O為限，當(dāng)X-Y=O時，轉(zhuǎn)向控制器5控制轉(zhuǎn)向電機6停止轉(zhuǎn)動。當(dāng)然，從實踐出發(fā)，考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定性要求，這里X，Y的絕對值之差只要落入一個設(shè)定的誤差范圍內(nèi)時，即可以被認為是零， 即前述所謂實質(zhì)相等的情形。顯然，因為在轉(zhuǎn)向控制器5內(nèi)采用了數(shù)字技術(shù)，因此還可以根據(jù)需要修改設(shè)置在單片機上的預(yù)存數(shù)據(jù)，使方向輪軸91的轉(zhuǎn)動角度與轉(zhuǎn)動軸12的轉(zhuǎn)動角度按照任意比例關(guān)系得到調(diào)整。
權(quán)利要求1.工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，包括電源(10)、轉(zhuǎn)向操控裝置(1)、轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置(6)、 轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置、轉(zhuǎn)向指令傳感器(2)、轉(zhuǎn)向反饋傳感器(3)、轉(zhuǎn)向控制器(5)，所述轉(zhuǎn)向指令傳感器(2 )及所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器(3 )與所述轉(zhuǎn)向控制器(5 )電路聯(lián)接，所述轉(zhuǎn)向指令傳感器(2 )檢測所述轉(zhuǎn)向操控裝置(1)的轉(zhuǎn)動角度，所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器(3 )檢測所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的轉(zhuǎn)動角度，所述轉(zhuǎn)向指令傳感器(2)和轉(zhuǎn)向反饋傳感器(3)向所述轉(zhuǎn)向控制器(5)輸入傳感信號，所述轉(zhuǎn)向控制器(5 )向所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置輸入控制信號，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置驅(qū)動所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置跟隨所述轉(zhuǎn)向操控裝置(1)轉(zhuǎn)動，所屬工業(yè)車輛通過所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)車體轉(zhuǎn)向，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器(3 )還實時檢測所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的初始角度位置。
2.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于，輸入所述轉(zhuǎn)向控制器(5 )的角度傳感信號僅來自于所述轉(zhuǎn)向指令傳感器(2 )和所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器(3 )。
3.如權(quán)利要求2所述的工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向指令傳感器(2 )或所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器(3 )是電位器。
4.如權(quán)利要求3所述的工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向指令傳感器(2 )和所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器(3 )都是線性電位器。
5.如權(quán)利要求4所述的工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向指令傳感器(2)和所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器(3)是相同的線性電位器。
專利摘要工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，屬于工業(yè)車輛控制技術(shù)領(lǐng)域，它包括電源、轉(zhuǎn)向操控裝置、轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置、轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置、轉(zhuǎn)向指令傳感器、轉(zhuǎn)向反饋傳感器、轉(zhuǎn)向控制器，轉(zhuǎn)向指令傳感器及轉(zhuǎn)向反饋傳感器與轉(zhuǎn)向控制器電路聯(lián)接，轉(zhuǎn)向指令傳感器檢測轉(zhuǎn)向操控裝置的轉(zhuǎn)動角度，轉(zhuǎn)向反饋傳感器檢測轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的轉(zhuǎn)動角度，轉(zhuǎn)向指令傳感器和轉(zhuǎn)向反饋傳感器向轉(zhuǎn)向控制器輸入傳感信號，轉(zhuǎn)向控制器向轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置輸入控制信號，轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置驅(qū)動轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置跟隨轉(zhuǎn)向操控裝置轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器還實時檢測所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的初始角度位置。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、安裝調(diào)試方便、工作可靠。
文檔編號B62D5/04GK202264814SQ201120362968
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者張靜明 申請人:杭州拜特電驅(qū)動技術(shù)有限公司