專利名稱：用于工程車輛的車軸轉(zhuǎn)動角度檢測裝置及工程車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工程車輛和用于具有一可轉(zhuǎn)動車軸的工程車輛的車軸轉(zhuǎn)動角度檢測裝置。
在典型的工程車輛如叉車中，用于支承后輪的一車軸相對于車架轉(zhuǎn)動，以穩(wěn)定車架。但是，如果這種叉車被操作來轉(zhuǎn)向，由離心力產(chǎn)生的橫向力就會作用在車架上并使叉車傾斜。這種傾斜會使車架側(cè)傾并因此而使車輛不穩(wěn)定。
日本未審查的專利公開號No.58-211903描述了一種叉車，其具有一用于檢測離心力的檢測裝置。當車輛轉(zhuǎn)向時如果檢測到的離心力超過一預(yù)定值，一鎖止機構(gòu)使車軸相對于車架鎖止，以使車架的傾斜最小。這樣叉車以穩(wěn)定的方式轉(zhuǎn)向。
日本未審查的專利公開號No.58-167215描述了一種叉車，其具有一用于檢測車叉上負荷的重量和車叉高度的檢測裝置。如果檢測到的負荷重量與車叉高度超過預(yù)定的閾值，一鎖止機構(gòu)則鎖止車軸。
由本受讓人申請的日本未審查的專利公開號No.9-315125描述了如

圖12所示的一種車軸鎖止裝置。后輪91由一后軸92支承。后軸92通過一中央銷94可轉(zhuǎn)動地支承在一車架93上。一液壓阻尼器95設(shè)置在后軸92與車架93之間。一電磁閥96設(shè)置在阻尼器95上。一控制器(未示出)使閥96的線圈激磁或消磁，從而鎖止或解鎖阻尼器95。具體地說，當車叉高度與貨物重量大于預(yù)定的閾值時，控制器促使阻尼器95鎖止后軸92。阻尼器95既充當用于鎖止后軸92的一裝置，還充當一減振器。因此采用這種阻尼器就減少了裝置中部件的數(shù)量并簡化了結(jié)構(gòu)。
由于閾值是僅針對車叉高度與貨物重量來設(shè)定的，故在后軸92相對于車架93傾斜的同時也可能被鎖止。例如，即使一后輪91位于一臺階或凸起上，后軸92也可能被鎖止。當叉車此后移到平的路面上時，抬起的后輪91與路面脫離接觸。即，當叉車以相對較高的位置搬運一相對較重的負荷時，由于重心相對靠近于前輪，故由凸起抬起的后輪91還保持抬起狀態(tài)。結(jié)果，車輛僅由三個車輪支承，或者由前輪與另一后輪91支承。這使得車輛不穩(wěn)定。
此外，在一個后輪91抬起的同時解鎖后軸92會使抬起的車輪91落到路面上，這造成一很大的沖擊。這會造成由車叉搬運的貨架上的貨物移動。特別是，當后軸被鎖止時，車叉高度與貨物重量大于閾值，即所搬運的貨物較重并且保持在較高的位置。在該狀態(tài)下，解鎖后軸92會使貨物移動并影響操作。
按照申請公開號No.58-167215的鎖止機構(gòu)，其通過在車架與車軸之間插入兩個擋塊來鎖止車軸。但是，當車軸轉(zhuǎn)動時，該擋塊不能插入，因為車軸的轉(zhuǎn)動使得車軸與車架之間的空間變窄了。換言之，當抬起時，車軸不能被鎖止。因此，沒有因車輪下落而造成的隨之而來的沖擊。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于工程車輛的車軸轉(zhuǎn)動角度檢測裝置，其檢測一車軸的轉(zhuǎn)動角度，該車軸支承車輪并根據(jù)車軸的轉(zhuǎn)動角度控制車軸的鎖止。
為達到上述和其它目的，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，提供了一種用于工程車輛的車軸轉(zhuǎn)動角度檢測裝置。該車輛具有一車軸，該車軸支承有一車輪，并且繞一轉(zhuǎn)動軸線可轉(zhuǎn)動地支承在車架上。該裝置包括一檢測器，其用于檢測車軸的轉(zhuǎn)動角度，還包括一轉(zhuǎn)換器，其用于將車軸的轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)或直線運動。該檢測器位于車架或車軸上。該轉(zhuǎn)換器根據(jù)轉(zhuǎn)換的運動致動所述檢測器并與轉(zhuǎn)動軸線隔開設(shè)置。
通過結(jié)合附圖以本發(fā)明原理的示例的方式所作的下列描述，可以顯見本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點。
通過結(jié)合附圖對本發(fā)明最佳實施例的下列描述，可最好地理解本發(fā)明及其目的與優(yōu)點，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實施例、安裝在一叉車上的一車軸角度檢測裝置的局部后視圖；圖2為圖1的放大的頂視圖；圖3為圖1的一放大的視圖；圖4為用于第一實施例的叉車中的車軸轉(zhuǎn)動控制裝置的示意圖；圖5為圖4的叉車的后視原理圖；圖6為圖5的叉車的側(cè)視圖；圖7為用于圖4的叉車的車軸轉(zhuǎn)動控制中的一曲線圖；圖8為后軸轉(zhuǎn)動范圍的曲線圖9為根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的一車軸角度檢測裝置的局部后視圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的一車軸角度檢測裝置的局部后視圖；圖11為圖10的裝置的橫剖側(cè)視圖；和圖12為現(xiàn)有技術(shù)的車軸角度檢測裝置的后視圖。
現(xiàn)結(jié)合圖1～8來描述本發(fā)明的第一實施例。
圖6所示的一叉車1具有從動前輪7和轉(zhuǎn)向后輪11。一對外柱桿2設(shè)置在車架1a的前面。一對內(nèi)柱桿3設(shè)置在外柱桿2之間。一車叉4通過一鏈條和一舉升鏈輪(均未示出)連接到每一內(nèi)柱桿3上。外柱桿2通過傾斜油缸5連接到車架1a上，其中油缸5可使柱桿相對于車架1a傾斜。在每一外柱桿2的后側(cè)設(shè)置一舉升油缸6。每一舉升油缸6包括一活塞桿6a，其連接到相應(yīng)的內(nèi)柱桿3的頂端上。舉升油缸6延伸和收縮活塞桿6a，從而舉升和降低車叉4。
每一前輪7通過一差速環(huán)形齒輪(箱)8(參見圖4)和一傳動裝置(未示出)連接到一發(fā)動機9上。這樣，前輪7由發(fā)動機9驅(qū)動。如圖4和5所示，一后軸10伸過車架1a的下后部。后軸10通過一中央銷10a固定于車架1a的底部，并繞中央銷10a轉(zhuǎn)動。后輪11連接在后軸10的端部，該后輪11可被操縱，以使車輛轉(zhuǎn)向。一轉(zhuǎn)向油缸(未示出)設(shè)置于后軸10上。該轉(zhuǎn)向油缸包括一對活塞桿，每一活塞桿連接到一后輪11上。該轉(zhuǎn)向油缸由一轉(zhuǎn)向盤12控制，由此使后輪11轉(zhuǎn)向。
如圖5所示，一阻尼器(液壓油缸)13將后軸10連接到車架1a上。該阻尼器13包括一殼體13a和一活塞13b。殼體13a連接于車架1a上，而活塞13b包括一從其延伸的活塞桿13c。活塞桿13c的末端連接到后軸10上。
活塞13b在殼體13a內(nèi)限定一第一腔R1和一第二腔R2。該第一和第二腔R1、R2分別與第一和第二通道P1、P2相連。第一通道P1和第二通道P2分別使第一和第二腔R1、R2與一控制閥14相連?？刂崎y14為常閉、雙向開關(guān)閥，其具有兩個口和一個滑芯。該滑芯具有一斷開位置15和一連通位置16。第二通道P2經(jīng)一第三通道P3及一單向閥18連接到一蓄油器17。蓄油器17貯存液壓油并補償阻尼器13中的液壓油漏損。第二通道P2包括一節(jié)流閥19。
當閥14的滑芯位于關(guān)閉位置15時，如圖5所示，禁止液壓油在腔R1與R2之間流動。因此，阻尼器13被鎖止。結(jié)果，后軸10被鎖止于車架1a上，并且不能轉(zhuǎn)動。當位于連通位置16時，這是與圖5所示的斷開位置15相反的位置，滑芯允許液壓油在腔R1與R2之間流動。在該狀態(tài)下，阻尼器13沒有被鎖止并且后軸10可轉(zhuǎn)動。軸10的轉(zhuǎn)動由形成在車架1a底部的一對限位器1b限制。具體地說，限位器1b將軸10的轉(zhuǎn)動限制在±4°的范圍內(nèi)?？刂崎y14由安裝在車架1a前面的一控制器20控制。
如圖4所示，叉車1包括一轉(zhuǎn)向傳感器21，一車速傳感器22，兩個車叉高度傳感器23、24，一壓力傳感器25和一電位計26。傳感器21～25及電位計26用于車軸轉(zhuǎn)動控制，以鎖止后軸10，并且連接到控制器20上。
轉(zhuǎn)向傳感器21包括例如一陀螺儀，并且固定在車架1a前面一預(yù)定方位，以檢測叉車1的轉(zhuǎn)向速率Y(rad/sec)，或者角速度。傳感器21的陀螺儀可以是壓電型的、氣動型的或者光學型的。
車速傳感器22檢測齒輪8的轉(zhuǎn)速，由此檢測叉車1的車速V。然后傳感器22向控制器20輸出一代表叉車速度V的信號。
車叉高度傳感器23、24設(shè)置于一外柱桿2的預(yù)定高度處。傳感器23、24包括例如限位開關(guān)。車叉4的最大高度Hmax為5或6米。當車叉4的高度小于2米時，高度傳感器23關(guān)閉；而當車叉高度為2米或以上時，高度傳感器23打開。當車叉高度小于4米時，高度傳感器24關(guān)閉；而當車叉高度為4米或以上時，高度傳感器24打開。這樣，高度傳感器23、24將車叉高度分為3個高度范圍，或一低高度范圍(0～2米)、一中高度范圍(2～4米)和一高高度范圍(4米及以上)。根據(jù)來自于高度傳感器23、24的信號。控制器20判斷車叉4處于哪一高度范圍。
壓力傳感器25設(shè)置于一舉升油缸6的底部，并且檢測油缸6內(nèi)的壓力。舉升油缸6內(nèi)的壓力為車叉4上重量w的函數(shù)。這樣傳感器25間接地檢測作用于車叉4的重量w并將檢測到的值輸送給控制器20。根據(jù)輸入的值，控制器20判斷重量w是否大于一預(yù)定值w0。值w0是用于判斷重量w的一基準值。當重量w等于或小于基準值w0(w≤w0)時，控制器20則判斷重量w為相對較輕。當重量w大于基準值w0(w＞w0)時，控制器20判斷重量w相對較重。
如圖4和5所示，電位計26設(shè)置在車架1a的一側(cè)，以檢測后軸10的轉(zhuǎn)動角度。電位計26通過一連桿機構(gòu)27連接到后軸10。連桿機構(gòu)27將后軸10的轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動。電位計26檢測該旋轉(zhuǎn)運動并將檢測值輸送給控制器20。轉(zhuǎn)動角度θ是后軸相對于一水平面的角度，該水平面相對于車架1a是固定的。當后軸10平行于車架1a的該水平面時，轉(zhuǎn)動角度θ為0度，并且轉(zhuǎn)動角度的范圍為負4度到正4度(-4°≤θ≤+4°)。電位計26與連桿機構(gòu)27構(gòu)成一轉(zhuǎn)動角度檢測裝置28。
現(xiàn)結(jié)合圖1～3描述轉(zhuǎn)動角度檢測裝置28的結(jié)構(gòu)。
如圖1和2所示，一第一托架29通過螺栓30固定到車架1a的一側(cè)。該第一托架29向著后軸10傾斜地向下延伸。一U型的第二托架31通過一螺栓32固定到第一托架29上。電位計26延伸穿過第二托架31的壁并通過一支承板33固定到第二托架上。電位計26的一輸入軸26a設(shè)置在第二托架31的內(nèi)側(cè)。
一第三托架35固定到后軸10的頂表面上，其正好位于第二托架31下方。該第三托架35包括一向上延伸的壁件35a，而連桿機構(gòu)27包括一短的第一連桿37和一長的第二連桿38。第一連桿37的下端通過一銷39可轉(zhuǎn)動地連接到壁件35a上。第一連桿37的上端通過一銷40可轉(zhuǎn)動地連接到第二連桿38的下端。第二連桿38的上端固定于電位計26的輸入軸26a上。連桿機構(gòu)27將后軸10的轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)換為輸入軸26a的旋轉(zhuǎn)運動。
后軸10繞中央銷10a的轉(zhuǎn)動不是直接被檢測的。而是，電位計26檢測后軸10的運動。由于電位計26與托架35相對遠離于中央銷10a，因此由電位計26檢測到的運動相對較大。然而，如果電位計26過分靠近于后輪11，由后輪11拋出的外物可能損壞電位計26。因此，在電位計26與車輪11之間存在一安全距離。而且，第二托架31具有一面向后輪11的中間壁和一面向中央銷10a的開口。連桿37、38和電位計26的輸入軸26a位于第二托架31內(nèi)側(cè)。因此第二托架31可保護輸入軸26a與連桿37、38免受由后輪11甩出的泥沙影響。
如圖1所示，中央銷10a的軸線與第一連桿37的下端(銷39的中心)之間的距離被定義為距離A。第二連桿38的長度(輸入軸26a的軸線與銷40的中心之間的距離)被定義為距離B。如果后軸10轉(zhuǎn)動如圖3所示的一角度Δθ，輸入軸26a將轉(zhuǎn)動由角度變化量Δθ乘以大于1的一數(shù)目K所得到的角度。該數(shù)目K為距離A除以距離B所得到的商(K=A/B)。第一連桿37的下端離中央銷10a的中心盡可能遠地設(shè)置，以使數(shù)目K最大。同樣的原因，使第二連桿38的長度最小。在圖1～8的實施例中，數(shù)目K(A/B)約為4(A/B≌4)。這樣，當后軸10的角度變化量Δθ輸入給輸入軸26a時，其被放大4倍。如果數(shù)目K大于1，則角度變化量Δθ就放大。
下面描述控制器20執(zhí)行的車軸轉(zhuǎn)動控制。
控制器20包括一微計算機和一只讀存貯器(均未示出)。微機計算機以預(yù)定的時間間隔、例如每10毫秒鐘執(zhí)行一貯存于只讀存貯器(ROM)內(nèi)的車軸轉(zhuǎn)動控制程序。車軸轉(zhuǎn)動控制程序是指當叉車的行駛狀況及車叉上的負荷狀況滿足預(yù)定的條件時一鎖止后軸的控制程序。傳感器21、22檢測行駛狀況，而傳感器23、24和25檢測負荷狀況。
根據(jù)轉(zhuǎn)向速率Y的變化率ΔY/ΔT與橫向加速度Gs來判斷叉車1的行駛狀況，其中在叉車1轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向速率Y與橫向加速度Gs作用于叉車1上。橫向加速度Gs是通過車速V乘以轉(zhuǎn)向速率Y計算得到(Gs=V·Y)。轉(zhuǎn)向速率Y的變化率ΔY/ΔT是在前一路程內(nèi)轉(zhuǎn)向速率Y與當前路程內(nèi)轉(zhuǎn)向速率Y的差值的基礎(chǔ)上計算得到。當Gs或ΔY/ΔT之任一的值超過相應(yīng)的判斷值g0和y0時，則控制器20鎖止后軸10。
當由于高的車叉位置和車叉上重的負荷而使叉車的重心變高時，就滿足與負荷狀況(負荷條件)相關(guān)的鎖止條件。當滿足負荷狀況時，后軸10通常被鎖止。但是，即使?jié)M足負荷條件，如果由電位計26檢測到轉(zhuǎn)動角度θ的絕對值、或者后軸10相對于車架1a的角度超過2度(θ＞2°或θ＜-2°)，后軸10也不鎖止。即，當轉(zhuǎn)動角度θ位于圖8的自由區(qū)之一內(nèi)時，后軸10沒有被鎖止。因此當一后輪11駛過一臺階或一凸起時，可防止后軸10被鎖止。
圖7的曲線M用于判斷是否滿足負荷條件。該曲線M也用于選擇橫向加速度Gs的一閾值g0。根據(jù)曲線M，當車叉4高(H≥4m)和負荷重(W≥w0)時，后軸10被鎖止。橫向加速度具有兩個閾值(g0)。當車叉高度小于2米時，閾值g0設(shè)置為例如0.18(N)。當車叉高度等于或大于2米時，閾值g0設(shè)置為例如0.08(N)。閾值g0、y0根據(jù)道路測試或者理論計算確定，從而后軸10的鎖止可穩(wěn)定叉車。閾值y0、g0根據(jù)車型或者車輛使用的條件而變化。
在叉車1操作過程中，控制器20內(nèi)的微計算機執(zhí)行角度轉(zhuǎn)動控制。微計算機讀取轉(zhuǎn)向速率Y、車速V、車叉高度H、負荷重量w和轉(zhuǎn)動角度θ，以檢測叉車1的行駛狀況和負荷狀況。為判斷行駛狀況，微計算機在檢測值Y和V的基礎(chǔ)上計算轉(zhuǎn)向速率Y的變化率ΔY/ΔT(轉(zhuǎn)向加速度)與橫向加速度Gs(Gs=V·Y)。
橫向加速度Gs的閾值g0根據(jù)當前的負荷狀況設(shè)置為0.08或0.18。如果轉(zhuǎn)向速率Y的變化率ΔY/ΔT等于或大于閾值y0或者橫向加速度Gs等于或大于閾值g0，則后軸10被鎖止。
當叉車1在直線行駛后開始轉(zhuǎn)向時，如果ΔY/ΔT的值等于或大于y0(ΔY/Δ≥y0)，后軸10被鎖止。因此，后軸10鎖止，同時在橫向加速度Gs達到閾值g0之前仍然不轉(zhuǎn)動。如果叉車1改變方向，則轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤12并且在轉(zhuǎn)向過程中橫向加速度Gs變?yōu)?。但是，在轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤12的同時，ΔY/ΔT值保持等于或大于y0(ΔY/ΔT≥y0)。因此在改變方向的過程中后軸10保持鎖止并且叉車1保持穩(wěn)定。
當加載或卸載車叉4時，即使車軸角度θ在負2度到正2度(-2°≤θ≤+2°)的范圍內(nèi)，如果滿足負荷條件后軸10就被鎖止。因此，當車輛的重心相對較高時，叉車1不易向右或向左傾斜。即，當加載或卸載車叉4時，叉車1是穩(wěn)定的。
當加栽或卸載車叉4時，一個后輪11可能會行駛到一較大的臺階或凸起上。這會使后軸10相對于車架1a轉(zhuǎn)動一大于2度的角度(θ＞2°或θ＜-2°)。在該狀況下，即使?jié)M足進行鎖止的負荷條件，后軸10也不鎖止。而是，后軸10可自由轉(zhuǎn)動。當叉車1移到平的路面上時，后軸10的轉(zhuǎn)動允許位于臺階或凸起上的后輪11駛離該臺階或凸起并與平的路面接觸。這樣，在一后輪11從路面上抬起時，叉車1不移動。由于叉車1由4點支承，或者由2個前輪7和2個后輪11支承，在行駛到一臺階或凸起上后，叉車1穩(wěn)定。而且，位于臺階或凸起上的后輪11緩慢地移下該臺階或凸起。因此，行駛到臺階或凸起上對叉車很少產(chǎn)生沖擊。
當叉車1的一車輪行駛到一臺階或凸起上時，如果轉(zhuǎn)動角度θ的絕對值大于2度，后軸10可自由轉(zhuǎn)動。但是，后軸10的轉(zhuǎn)動幾乎不帶來問題，因為限位器1b將后軸10的角度θ限定在4度的范圍內(nèi)。此外，當轉(zhuǎn)動角度θ的絕對值大于2度時，如果滿足不等式Gs≥g0與ΔY/ΔT≥y0之一，后軸10將被鎖止。
后軸10的角度變化Δθ由連桿機構(gòu)27大約放大4倍。因此電位計26的輸入軸26a轉(zhuǎn)動4倍的角度變化Δθ。這允許精確地檢測后軸10的轉(zhuǎn)動角度θ。因此，基于后軸10的轉(zhuǎn)動角度θ的轉(zhuǎn)動角度控制程序是精確的和可靠的。
圖1～8的實施例具有下列優(yōu)點(a)電位計26與中央銷10a的軸線偏離一預(yù)定距離。后軸10的轉(zhuǎn)動角度變化量Δθ由連桿機構(gòu)27放大。因此，可精確地檢測后軸10的轉(zhuǎn)動角度θ。連桿機構(gòu)27也允許能可靠地檢測到后軸轉(zhuǎn)動角度一小的變化。因此，基于轉(zhuǎn)動角度θ的后軸10的鎖止控制程序是精確的。電位計26降低了傳感器的成本。
(b)中央銷10a的中心0與第一連桿37的固定端部之間的距離A相對于第二連桿38的長度B的比率(A/B)大于1。特別是，在圖1～8的實施例中，比率A/B近似為4(A/B≈4)。因此，當檢測時，轉(zhuǎn)動角度θ的變化放大了4倍。這允許可靠地檢測轉(zhuǎn)動角度θ的變化。
(c)轉(zhuǎn)動角度檢測裝置28位于一垂直平面內(nèi)側(cè)，該垂直平面為相應(yīng)的后輪11與中央銷10a之間的中分面。這種設(shè)置防止由后輪11飛散出的外物損壞裝置28的零部件。此外，輸入軸26a與連桿機構(gòu)27由第二托架31覆蓋。該第二托架31可保護軸26a與機構(gòu)27，免受諸如泥沙之類的外物侵蝕。因此電位計26不易失效。
(d)電位計26與控制器20支承在同一車架1a上。這樣，來自于控制器20的電線容易連接到電位計26上。
(e)當車叉4高并且負荷重時，如果后軸轉(zhuǎn)動角度θ的絕對值大于2度，則后軸10可自由轉(zhuǎn)動。因此，當一后輪11位于一臺階或凸起上時，后軸10不鎖止。當叉車1在一臺階或凸起上行駛后移到平的地方時，后軸10轉(zhuǎn)動并由此允許后輪11與路面接觸。因此叉車1以穩(wěn)定的方式裝載和卸載。
(f)當車叉4高并且負荷重時，如果后軸10的轉(zhuǎn)動角度等于或小于2度，則后軸10鎖止。因此，即使重心相對較高，車架1a也不易向右或向左傾斜。這可穩(wěn)定叉車1的裝載與卸載。
現(xiàn)結(jié)合附圖9描述本發(fā)明的第二實施例。以下主要描述與圖1～8所示實施例的區(qū)別，并且類似或相同的參考標記指示與圖1～8所示實施例相同或相應(yīng)的元件。圖9的一轉(zhuǎn)動角度檢測裝置具有不同于圖1～8所示實施例的結(jié)構(gòu)。
如圖9所示，一L型托架51通過一螺栓52固定到后軸10的頂面上。該托架51向上延伸并與中央銷10a隔開一預(yù)定距離。一行程傳感器53固定到托架51的上部。傳感器53的一輸入軸53a向車輛中心延伸并且平行于后軸10。一檢測板54通過一螺栓55固定到車架1a的一側(cè)，并且面向輸入軸53a。推使輸入軸53a從傳感器53的殼體起延伸。位于軸53a末端的一隨動觸頭53b接觸檢測板54。隨動觸頭53b的末端與中央銷10a之間的距離大于中央銷10a的軸線與后輪11同后軸10的接頭的軸線之間的距離的一半。而且，行程傳感器53足夠遠地設(shè)置于后輪11內(nèi)側(cè)，從而由后輪11飛散起的外物不會損壞傳感器53。當后軸10的轉(zhuǎn)動角度改變時，輸入軸53a的長度隨之改變。后軸10的轉(zhuǎn)動角度是基于軸53a伸長的變化而檢測的。
在圖9所示的裝置56中，觸頭53b的末端同中央銷10a的軸線與軸10和后輪11的接頭的軸線之間的中點相比，更遠離于銷10a的軸線。對于轉(zhuǎn)動角度θ的給定變化情況下，這一結(jié)構(gòu)增大了輸入軸53a長度的變化。換言之，該結(jié)構(gòu)可將后軸轉(zhuǎn)動角度θ的變化Δθ放大。因此，可精確地檢測轉(zhuǎn)動角度θ。此外，圖9所示的實施例具有圖1～8所示實施例的優(yōu)點(a)、(e)和(f)。
現(xiàn)參照圖10和11描述本發(fā)明的第三實施例。以下主要描述與圖1～8所示實施例的區(qū)別，并且相似或相同的參考標記指示圖1～8所示實施例相同或相應(yīng)的元件。圖10和11的實施例所示的一轉(zhuǎn)動角度檢測裝置69具有不同于圖1～8所示實施例的結(jié)構(gòu)。
如圖10所示，一支承件61通過螺栓62固定在后軸10的頂面上。該支承件61與中央銷10a隔開一預(yù)定距離。支承件61包括一蓋61a，其類似于一盒子型，并切去了一部分。一傳感器或者一電位計63通過一螺栓65固定在蓋61a的一側(cè)壁上，其間夾有一支承板64。
一L型桿66固定到電位計63的輸入軸63a上。該輸入軸63a可與桿66整體地轉(zhuǎn)動。當桿66的末端或者隨動觸頭端因軸10轉(zhuǎn)動時，其相對于軸10移動。桿66的水平部分插入一油缸67內(nèi)，該油缸固定在一基座支承件61b上。固定于桿66的一凸緣66a被容置在油缸67內(nèi)。一螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧68纏繞在桿66上并在凸緣66a與油缸67的一端之間延伸。彈簧68的端部分別固定在凸緣66a與油缸67上。因此彈簧68向桿66施壓，從而使該桿66向一個方向轉(zhuǎn)動。如圖10所示，彈簧68使桿66抵靠在車架1a的一側(cè)上。
桿66的末端與中央銷10a的軸線之間的距離大于中央銷10a的軸線與后輪11和后軸10間接頭的軸線之間的距離的一半。但是，電位計63足夠遠地設(shè)置在后輪11內(nèi)側(cè)，從而由后輪11飛散起的外物不會損壞電位計63。而且，蓋61a可保護輸入軸63a及相鄰的元部件，以免受由相應(yīng)的后輪11飛散起的泥沙的侵害。
在圖10和11所示的實施例中，桿66的末端與中央銷10a隔開一預(yù)定距離并且足夠遠地離開中央銷10a的軸線，以獲得足夠大的放大系數(shù)。因此，當后軸10轉(zhuǎn)動時，電位計63檢測桿66的一相對大的運動。換言之，該結(jié)構(gòu)也可放大后軸轉(zhuǎn)動角度θ的變化量Δθ。因此，可精確地檢測轉(zhuǎn)動角度θ。此外，圖10和11所示的實施例具有圖1～8所示實施例的優(yōu)點(a)、(e)和(f)。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然本發(fā)明可用許多其它具體方式來實施，并且不脫離本發(fā)明的實質(zhì)及范圍。尤其是，本發(fā)明可作如下改型當檢測后軸10相對于車架1a的運動時，轉(zhuǎn)動角度檢測裝置既可安裝于車軸10上，又可安裝于車架1a上。例如，圖1～8的實施例中的轉(zhuǎn)動角度傳感器26可支承在后軸10上。
而且，在圖9的實施例中，行程傳感器53可安裝在車架1a，并且檢測板54可安裝到后軸10上。此外，在圖10和11的實施例中，裝置69可安裝到車架1a上并且桿66可壓靠在后軸10的頂面上。在這些情形中，傳感器53、63以及控制器20一起支承在車架1a上。這樣，來自于控制器20的電線可容易地連接到傳感器53、63而無需考慮后軸10的轉(zhuǎn)動。這些結(jié)構(gòu)簡化了裝置56、69的電氣配線。
可使用檢測旋轉(zhuǎn)運動或線性運動的任何裝置。該裝置不限于檢測運動的連續(xù)變化的裝置。例如，可采用具有限位開關(guān)的裝置。在該情形中，形成諸如擋塊之類的檢測部件，它們設(shè)置成對應(yīng)于裝置的限位開關(guān)。該裝置在限位開關(guān)的打開(ON)信號和關(guān)閉(OFF)信號組合的基礎(chǔ)上檢測后軸的轉(zhuǎn)動角度。本說明書中的術(shù)語“運動”不限于具有直線軌跡的運動，只要其具有連續(xù)軌跡就行。例如，如果一傳感器的輸入軸轉(zhuǎn)動，運動軌跡就為弧形。該弧形運動包括在本說明書的“運動”的定義內(nèi)。
用于檢測叉車1的行駛狀態(tài)的傳感器不限于轉(zhuǎn)向速率傳感器21和車速傳感器22。而是，可使用任何傳感器，只要其能獲得用于計算橫向加速度Gs和轉(zhuǎn)向速率Y的變化率ΔY/ΔT的必要的值就行。例如，轉(zhuǎn)向速率傳感器21可由一轉(zhuǎn)向角傳感器來替代，該轉(zhuǎn)向角傳感器檢測后輪11的車輪角度。在該情形中，車輪角度和車速V用于計算橫向加速度Gs(=V2/r)和轉(zhuǎn)向速率Y的變化率ΔY/ΔT(=V·Δ(1/r)/ΔT)，其中“r”為根據(jù)車輪角度確定的轉(zhuǎn)向半徑。而且，可使用一加速度傳感器與該轉(zhuǎn)向速率傳感器21的組合來計算值Gs與ΔY/ΔT。
可僅根據(jù)橫向加速度Gs來確定叉車1的行駛狀態(tài)。無需使用轉(zhuǎn)向速率Y的變化率ΔY/ΔT。此外，可采用橫向加速度Gs的變化率ΔGs/ΔT來代替轉(zhuǎn)向速率Y的變化率ΔY/ΔT。
可僅根據(jù)負荷狀況來執(zhí)行車軸轉(zhuǎn)動控制。即，可省略同行駛狀態(tài)有關(guān)的鎖止條件。換言之，本發(fā)明的裝置可用于一鎖止裝置中，該鎖止裝置僅根據(jù)負荷狀況來鎖止車軸。
本說明書中的術(shù)語定義如下“轉(zhuǎn)動角度控制”用于減小車軸的轉(zhuǎn)動范圍的控制。該轉(zhuǎn)動角度控制不限于用來剛性地鎖止車軸的控制。
“工程車輛”由一駕駛員(操作者)控制并具有工作設(shè)備的產(chǎn)業(yè)車輛。該工程車輛不限于用來裝載和卸載貨物的車輛，例如鏟車；也不限于用來進行高舉作業(yè)的車輛，例如叉車。
因此，這些示例和實施例只是示范性的而非限制性的，本發(fā)明不限于在此所給出的具體細節(jié)，其可在權(quán)利要求書的范圍與等同概念內(nèi)進行改型。
權(quán)利要求
1．一種用于一工程車輛的車軸轉(zhuǎn)動角度檢測裝置，該車輛具有一車軸(10)，該車軸支承有一車輪(11)，并且繞一轉(zhuǎn)動軸線可轉(zhuǎn)動地支承在車架(1a)上，其特征是一檢測器(26)，用于檢測車軸的轉(zhuǎn)動角度，其中該檢測器置于車架或車軸上；和一轉(zhuǎn)換器(27)，用于將車軸的轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)或直線運動，其中該轉(zhuǎn)換器根據(jù)轉(zhuǎn)換后的運動致動所述檢測器，該轉(zhuǎn)換器與轉(zhuǎn)動軸線隔開設(shè)置。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是轉(zhuǎn)換器(27)包括一連桿機構(gòu)，其將車軸的運動放大并將車軸的運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動。
3．如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是檢測器(26)包括一具有一可轉(zhuǎn)動的輸入軸的電位計。
4．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是連桿機構(gòu)(27)包括一連接到車軸上的第一連桿(37)、一連接到檢測器的輸入軸(26a)上的第二連桿(38)和一連接該第一連桿和第二連桿的接頭(40)；并且其中車軸的轉(zhuǎn)動軸線與接頭(40)的軸線之間的距離(A)相對于第二連桿(38)的距離(B)的比率(A/B)大于1。
5．如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征是所述比率至少為2。
6．如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是一蓋件(31)覆蓋檢測器。
7．如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是檢測器包括一線性行程傳感器(53)，其支承在車軸(10)上，其中該行程傳感器包括一可往復(fù)的輸入軸(53a)。
8．如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征是一隨動觸頭置于輸入軸的末端，并且一板(54)連接到車架上，以與該隨動觸頭接觸，其中該隨動觸頭被壓向一個方向，以與板件接觸，并且隨著車軸的轉(zhuǎn)動該隨動觸頭往復(fù)運動；和，車軸的轉(zhuǎn)動角度根據(jù)輸入軸的往復(fù)量進行檢測。
9．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是所述轉(zhuǎn)換器包括一連接到輸入軸上的桿件(66)，并且該桿與車架接觸；和一彈簧(68)，它沿一方向推壓該桿件(66)，以與車架接觸。
全文摘要
一種工程車輛具有一車架(1a)和一車軸(10),車軸支承車輪(11)并且由車架可轉(zhuǎn)動地支承。一電位計(26)支承在車架上并且與車軸的轉(zhuǎn)動軸線隔開一預(yù)定距離。電位計檢測車軸的轉(zhuǎn)動角度。一連桿機構(gòu)(27)將車軸的轉(zhuǎn)動放大并將車軸的運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)或直線運動。然后連桿機構(gòu)(27)根據(jù)轉(zhuǎn)換的運動致動電位計(26)。
文檔編號G01B21/22GK1217262SQ98122488
公開日1999年5月26日 申請日期1998年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月18日
發(fā)明者石川和男, 藤森弘幸, 小森和雄, 鈴木正勝, 小川隆希 申請人:株式會社豐田自動織機制作所