[发明专利]用于物料搬运车辆的电动转向辅助结构

说明书

技术领域

本发明整体涉及一种物料搬运车辆例如通常用于在大型仓库中选取库存物品的步行码垛车(walkie/riderpallettruck)，并且更加具体地涉及用于向这样的车辆提供转向辅助的系统和方法。

背景技术

步行码垛车通常包括：一组承重叉状件；动力单元，所述动力单元具有向步行码垛车提供动力的至少一个马达；能转向的轮和对应的转向控制机构，用以在运动时影响步行码垛车的行进方向；以及平台，在控制步行码垛车时，操作人员可以踩踏和搭乘在该平台上。转向控制机构通常包括可动的转向臂(也称作舵杆柄)，其机械地联接到能转向的轮。舵杆柄包括用于操作步行码垛车所需的操作控制装置，例如用于升高和降低叉状件的控制装置以及用于控制步行码垛车的速度和方向(向前或倒退)的可旋转的扭转把手或类似装置。

为了驱动步行码垛车，操作人员踩踏在平台上并且握持手柄，使转向臂运动到介于大体竖直的(上方)制动位置和大体水平的(下方)制动位置之间的步行码垛车操作位置范围内。随后操作人员致动适当的控制装置，以便选择方向(如果需要的话)并扭转可旋转的扭转把手中的一个以使步行码垛车加速。通过在大体水平的平面中使舵杆柄从一侧转移到另一侧来实现转向。如果操作人员释放手柄，则安全制动机构将迫使臂到达上方制动位置，从而致动弹簧制动器以使步行码垛车停止。操作人员还能够通过使转向臂运动到上方制动位置或下方制动位置中的任何一个来手动地致动制动器。因此，根据转向臂在规定的制动弧和操作弧内的位置，步行码垛车可以处于制动模式或者非制动模式中。

由于转向臂到能转向的轮的机械联接配置，因此在操作期间使步行码垛车转动所需的转向力会有所变化。当步行码垛车行进时，尤其是以相对较高的速度行进时，操作人员使步行码垛车转动所需的转向力相对较小。然而，当步行码垛车处于静止或者以慢速行进时，就需要相当大的转向力来使能转向的轮转动。除了步行码垛车的速度以外，所需的转向力还取决于多种其它的因素，包括例如地板的类型和状况、叉状件的长度、叉状件上的负载以及轮胎的类型。作为示例，假定典型的物料搬运车辆具有96英寸(2.44米)长的叉状件和例如在多种仓库选取应用中使用的压聚驱动轮胎，当在拉丝混凝土地板上操作时，使静止的步行码垛车的能转向的轮转动所需的转矩可以在从用于无负载状态的约100lbf-ft(135Nm)到用于8,000Lb(3,629kg)负载的约400lbf-ft(542Nm)的范围内变化。在平滑的混凝土上使静止的步行码垛车的能转向的轮转动所需的转矩可以在从用于无负载状态的约75lbf-ft(102N)到用于8000Lb(3,629kg)负载的约300lbf-ft(407N)的范围内变化。

上述示范性的转向转矩要求均假设步行码垛车并未运动。使舵杆柄转动所需的最小的力通常在舵杆柄定位在正常的操作位置时出现，该在正常的操作位置例如在手柄处于水平位置时是偏离能转向的轮的中心线2ft(61cm)的位置。然而，当手柄运动到更加竖直的位置时，例如当在狭窄的空间中转动时，由手柄限定的相对于能转向的轮的弧的半径变得更小，这导致增加了所需的转动力。因此，全天操作步行码垛车的操作人员可能会变得疲惫，这可能会造成生产率方面的问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种为物料搬运车辆提供电动转向辅助的系统。所述系统包括：传动箱；能转向的轮，所述能转向的轮联接到传动箱；转向臂，所述转向臂枢转地安装到传动箱；转向传动单元，所述转向传动单元联接到能转向的轮；输入感测装置；和控制器。转向臂操作性地构造成用以通过使转向臂在大体水平的平面中从一侧运动到另一侧来确定能转向的轮的转向方向。输入感测装置布置成用以检测由操作人员施加到转向臂的转动力，其中，提供转动力以用于改变车辆的行进角度。输入感测装置包括应变测量组件，所述应变测量组件限定转向臂和转向传动单元之间的应变敏感区域。控制器操作性地构造成用以基于来自输入感测装置的信号而控制转向传动单元以使能转向的轮转动。