[发明专利]具有包括触觉反馈装置的转向系统的材料搬运车辆

说明书

本申请是名称为“具有包括触觉反馈装置的转向系统的材料搬运车辆”、国际申请日为2009年1月27日、国际申请号为PCT/US2009/032135、国家申请号为200980104175.4的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种材料搬运车辆，其具有包括触觉反馈装置的转向系统。

背景技术

美国专利No.6,564,897公开了一种用于材料搬运车辆的线控转向系统（steer-by-wire system）。车辆包括转向杆。然而，转向杆没有机械地联接至转向轮。马达或电磁制动器用于提供反作用转向阻力。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种材料搬运车辆，包括：车架，其包括驾驶室和能够产生指示操作者进入驾驶室的信号的传感器；轮，其支撑在车架上；牵引马达，其联接至轮中的一个轮，以实现该一个轮的旋转；以及线控转向系统，其与转向轮相关联，以实现转向轮绕第一轴线的角运动。该线控转向系统包括：控制把手，其能够通过操作者运动，以限定与转向轮期望的角度位置对应的转向控制信号；触觉反馈装置，其与控制把手相关联，以对控制把手产生基于可变触觉反馈装置信号而改变的反作用力；以及转向马达，其联接至转向轮，以实现转向轮绕第一轴线的角运动。车辆还可包括控制设备，该控制设备联接至传感器以从该传感器接收指示操作者进入驾驶室的信号，该控制设备联接至控制把手以接收转向控制信号，该控制设备联接至转向马达以响应于来自控制把手的转向控制信号向转向马达产生第一驱动信号、以实现转向轮绕第一轴线的角运动，该控制设备联接至牵引马达以向牵引马达产生第二驱动信号，并且该控制设备联接至触觉反馈装置以产生触觉反馈装置信号。控制设备可响应于操作者进入驾驶室增加触觉反馈装置信号，以禁止操作者经由控制把手作出急转弯请求。

控制设备可使到转向马达的第一驱动信号改变，以便在操作者进入驾驶室之后逐渐提高转向马达操作的速率。

控制设备可响应于操作者进入驾驶室增加触觉反馈装置信号预定一段时间。

当操作者在驾驶室内时，转向轮能够运动至第一角度范围内的一角度位置，而当操作者在驾驶室外时，转向轮能够运动至比第一角度范围小的第二角度范围内的一角度位置。

根据本发明的第二方面，提供一种材料搬运车辆，包括：车架，其包括驾驶室；轮，其支撑在车架上；牵引马达，其联接至轮中的一个轮，以实现该一个轮的旋转；以及线控转向系统，其与转向轮相关联，以实现转向轮绕第一轴线的角运动。线控转向系统包括能够通过操作者而运动的控制把手以及联接至转向轮以实现该转向轮绕第一轴线的角运动的转向马达。车辆还可包括控制设备，该控制设备联接至转向马达以向转向马达产生第一驱动信号，以便实现转向轮绕第一轴线的角运动，并且该控制设备联接至牵引马达以向牵引马达产生第二驱动信号，以控制牵引马达的速度。控制设备可使到转向马达的第一驱动信号根据牵引马达的速度而改变，以便改变转向马达的速度极限。

控制设备可将到转向马达的第一驱动信号改变至超出预定的牵引马达速度，以便当牵引马达的速度提高时降低转向马达的速度极限。

车辆还可包括叉。当沿叉的第一方向驱动车辆时，控制设备可减小到转向马达的第一驱动信号的值。

根据本发明的第三方面，提供一种材料搬运车辆，包括：车架，其包括驾驶室和能够产生指示操作者离开驾驶室的信号的传感器；轮，其支撑在车架上，所述轮中的至少一个轮为转向轮；以及线控转向系统，其与转向轮相关联，以实现转向轮绕第一轴线的角运动。该线控转向系统包括：控制把手，其能够通过操作者而运动，以产生与转向轮期望的角度位置对应的转向控制信号；偏压结构，其与控制把手相关联，以朝与转向轮处于直行位置对应的中心位置偏压控制把手；触觉反馈装置，其与控制把手相关联以对控制把手产生与操作者施加的力相反作用的力，该反作用力基于可变触觉反馈装置信号而改变；以及转向马达，其联接至转向轮，以实现转向轮绕第一轴线的角运动。车辆还包括控制设备，该控制设备联接至传感器以从该传感器接收指示操作者离开驾驶室的信号，控制设备联接至控制把手以接收转向控制信号，控制设备联接至转向马达以响应于来自控制把手的转向控制信号向转向马达产生第一驱动信号、以实现转向轮绕第一轴线的角运动，并且控制设备联接至触觉反馈装置以产生触觉反馈装置信号。当操作者在驾驶室内时，转向轮能够运动至第一角度范围内的一角度位置，而当操作者在驾驶室外时，转向轮能够运动至比第一角度范围小的第二角度范围内的一角度位置。