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：
本發(fā)明涉及一種工業(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(dòng)或液壓傳動(dòng)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(cè)其轉(zhuǎn)動(dòng)角度的傳感裝置，為電機(jī)之類的執(zhí)行裝置內(nèi)置有檢測(cè)其轉(zhuǎn)速和方向的傳感裝置，為轉(zhuǎn)向輪配置有檢測(cè)其方向零位的傳感裝置，三處傳感裝置向控制器輸入信號(hào)，由控制器根據(jù)設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行運(yùn)算并相應(yīng)向電機(jī)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(hào)。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(jī)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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(wèn)題。本發(fā)明利用以下技術(shù)方案實(shí)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(dòng)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(cè)所述轉(zhuǎn)向操控裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器檢測(cè)所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)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(hào)，所述轉(zhuǎn)向控制器向所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置輸入控制信號(hào)，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置跟隨所述轉(zhuǎn)向操控裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，所屬工業(yè)車輛通過(guò)所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車體轉(zhuǎn)向，所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器還實(shí)時(shí)檢測(cè)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(hào)僅來(lái)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(jìn)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(jìn)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(dòng)部分相對(duì)于固定部分的轉(zhuǎn)動(dòng)角度呈規(guī)律的對(duì)應(yīng)線性關(guān)系。作為更進(jìn)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(jìn)電機(jī)檢測(cè)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(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)自動(dòng)找零功能的第三傳感器的技術(shù)方案，本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下有益效果因?yàn)槌穗娫匆酝猓姍C(jī)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(jī)電聯(lián)接，轉(zhuǎn)向反饋傳感器既能檢測(cè)轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的初始角度位置，又能實(shí)時(shí)檢測(cè)并向轉(zhuǎn)向控制器輸入傳感信號(hào)，因此系統(tǒng)在斷電后重啟時(shí)轉(zhuǎn)向輪無(wú)需重新找零位，整個(gè)工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置和電路結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，裝置成本更低，裝卸和維修更方便，工作也更可靠。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖； 圖2為本發(fā)明電子轉(zhuǎn)向控制電路框圖； 圖3為本發(fā)明工作原理流程圖。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(dòng)齒輪盒；41-傳動(dòng)齒輪盒輸入齒輪；5-轉(zhuǎn)向控制器；6-轉(zhuǎn)向電機(jī); 7-電機(jī)減速齒輪箱；71-電機(jī)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(shí)施例方式如圖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(dòng)裝置的轉(zhuǎn)向電機(jī)6，介于轉(zhuǎn)向電機(jī)6和轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置之間的電機(jī)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(dòng)的傳動(dòng)齒輪盒4組成的轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置，其轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)軸與齒輪傳動(dòng)盒4的末級(jí)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(shí)與轉(zhuǎn)向電機(jī)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(shí)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(kāi)始即連續(xù)檢測(cè)轉(zhuǎn)向操控裝置1的角度位置，在轉(zhuǎn)向軸12轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與之固聯(lián)的精密線性電位器式轉(zhuǎn)向指令傳感器2會(huì)向轉(zhuǎn)向控制器5輸入相應(yīng)變化的電壓傳感信號(hào)；于此同時(shí)，轉(zhuǎn)向反饋傳感器3從得電開(kāi)始即連續(xù)檢測(cè)轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的角度位置，當(dāng)傳動(dòng)齒輪盒4末級(jí)齒輪中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，精密線性電位器式轉(zhuǎn)向反饋傳感器3會(huì)因其轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而向控制器5輸入相應(yīng)變化的電壓傳感信號(hào)，而由于轉(zhuǎn)向齒輪8同時(shí)通過(guò)固定聯(lián)接關(guān)系帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪軸91旋轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪9在地面上轉(zhuǎn)向并通過(guò)齒輪嚙合聯(lián)接關(guān)系帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪盒輸入齒輪41轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪盒4末級(jí)齒輪中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，故轉(zhuǎn)向反饋傳感器3反映的實(shí)際上是轉(zhuǎn)向輪9的方向位置或者說(shuō)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(huì)由轉(zhuǎn)向反饋傳感器3實(shí)時(shí)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(hào)而得到反映。按照事先設(shè)定的程序，轉(zhuǎn)向控制器5對(duì)來(lái)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(hào)進(jìn)行對(duì)比運(yùn)算，向轉(zhuǎn)向電機(jī)6發(fā)出電機(jī)控制信號(hào)，轉(zhuǎn)向電機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)減速齒輪箱7，減速齒輪箱輸出齒71帶動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪8轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪9在地面上前進(jìn)或后退時(shí)的方向角度跟隨轉(zhuǎn)向操作把11而改變?？梢?jiàn)，在上述結(jié)構(gòu)和工作過(guò)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(hào)。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(hào)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(hào)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(shí)生成，且其生成的一定大小的電壓信號(hào)直接反映一定大小的角度位移量，因此當(dāng)該工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)開(kāi)機(jī)得電且轉(zhuǎn)向操作把11不旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)向控制器5即刻獲得來(lái)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(hào)X和Y，轉(zhuǎn)向控制器5 內(nèi)設(shè)置的電路和單片機(jī)對(duì)X和Y進(jìn)行綜合對(duì)比運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果形成相應(yīng)的控制信號(hào)，發(fā)送給轉(zhuǎn)向電機(jī)6的驅(qū)動(dòng)電路，控制轉(zhuǎn)向電機(jī)6相應(yīng)地運(yùn)轉(zhuǎn)一定角度或保持靜止，需要強(qiáng)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(jiǎn)單，環(huán)節(jié)簡(jiǎn)潔，方向輪軸 91總能即時(shí)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(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)向控制器5獲得的來(lái)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(hào)X和Y 總是相等或?qū)嵸|(zhì)相等的，因此轉(zhuǎn)向電機(jī)6不必旋轉(zhuǎn)，方向輪9和方向輪軸91也沒(méi)有動(dòng)作，也就是說(shuō)，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(kāi)機(jī)時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向輪軸91與轉(zhuǎn)向軸12進(jìn)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(duì)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(kāi)機(jī)得電且轉(zhuǎn)向操作把11旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)向控制器5 即刻獲得來(lái)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(hào)X和Y，轉(zhuǎn)向控制器5內(nèi)設(shè)置的電路和單片機(jī)對(duì)X和Y進(jìn)行綜合對(duì)比運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果形成相應(yīng)的控制信號(hào)，發(fā)送給轉(zhuǎn)向電機(jī)6的驅(qū)動(dòng)電路，控制轉(zhuǎn)向電機(jī)6相應(yīng)地運(yùn)轉(zhuǎn)一定角度，轉(zhuǎn)向電機(jī)6的輸出軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)減速齒輪箱7的輸入軸，電機(jī)減速齒輪箱輸出齒輪71驅(qū)動(dòng)與之嚙合的轉(zhuǎn)向齒輪8，轉(zhuǎn)向齒輪8 —方面帶動(dòng)與之固聯(lián)的方向輪軸91轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面驅(qū)動(dòng)與之嚙合的傳動(dòng)齒輪盒4的輸入齒輪，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)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(dòng)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(shí)現(xiàn)了對(duì)電動(dòng)工業(yè)車輛行駛方向的電子控制。無(wú)論是上述系統(tǒng)開(kāi)機(jī)或系統(tǒng)動(dòng)作狀態(tài)下，該工業(yè)車輛電子轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)向控制器5對(duì)來(lái)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(hào)X和Y的綜合對(duì)比和運(yùn)算規(guī)則都是統(tǒng)一的，即，電機(jī)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(jī)獲得來(lái)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(hào)X和 Y，進(jìn)行X-Y的計(jì)算，如Χ-Υ<0，轉(zhuǎn)向控制器5控制轉(zhuǎn)向電機(jī)6拖動(dòng)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(jī)6拖動(dòng)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(wú)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(shí)，轉(zhuǎn)向控制器5控制轉(zhuǎn)向電機(jī)6停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)然，從實(shí)踐出發(fā)，考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定性要求，這里X，Y的絕對(duì)值之差只要落入一個(gè)設(shè)定的誤差范圍內(nèi)時(shí)，即可以被認(rèn)為是零， 即前述所謂實(shí)質(zhì)相等的情形。顯然，因?yàn)樵谵D(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(jī)上的預(yù)存數(shù)據(jù)，使方向輪軸91的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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(cè)所述轉(zhuǎn)向操控裝置(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器(3 )檢測(cè)所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)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(hào)，所述轉(zhuǎn)向控制器(5 )向所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置輸入控制信號(hào)，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)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(dòng)，所屬工業(yè)車輛通過(guò)所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)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(shí)時(shí)檢測(cè)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(hào)僅來(lái)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。
全文摘要
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(dòng)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(cè)轉(zhuǎn)向操控裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，轉(zhuǎn)向反饋傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)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(hào)，轉(zhuǎn)向控制器向轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置輸入控制信號(hào)，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置跟隨轉(zhuǎn)向操控裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)向反饋傳感器還實(shí)時(shí)檢測(cè)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(jiǎn)單、成本低廉、安裝調(diào)試方便、工作可靠。
文檔編號(hào)B62D6/00GK102358343SQ201110288090
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)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(qǐng)人:杭州拜特電驅(qū)動(dòng)技術(shù)有限公司