[发明专利]自动工具倾斜控制系统

说明书

液压驱动吊臂的自动倾斜控制系统，所述吊臂的一端可移动地连接到作业机械的底盘，其中可倾斜的工具可连接到另一端。该系统还包括第一电子控制阀和第二电子控制阀，该第一电子控制阀用于控制流入和流出用于移动吊臂的吊臂提升缸的流体流量，该第二电子控制阀用于控制流入和流出用于倾斜工具的倾斜缸的流体流量。控制单元接收关于移动吊臂的输入信号，并基于所接收的输入信号将致动信号发送到第一电子控制阀，以移动吊臂。并行地，控制单元将倾斜信号发送到第二电子控制阀，该倾斜信号基于由用于吊臂运动的流体流量和用于工具调平的流体流量限定的预定流体流量比，以使得工具相对于水平保持其倾斜角度。

相关申请的交叉引用

本申请要求要求2019年7月22日提交的美国临时专利申请号62/876,905的权益，该申请的公开内容通过引用全文并入本文。

技术领域

本发明涉及一种例如用于伸缩臂叉车的自动倾斜控制系统，其消除了补偿缸(cylinder)或角度传感器和反馈信号，该反馈信号用于补偿当提升或降低吊臂或伸缩臂(boom)时吊臂和与其连接的工具之间的角度变化，以便保持工具相对于例如水平方向或竖直方向的倾斜角度稳定。

背景技术

下面通过一种配备有可倾斜的工具(例如叉)的伸缩臂叉车来示例性地描述本发明，该可倾斜的工具用于将载荷(例如托盘上的材料)从一个位置移动到另一个位置。然而，本发明并不限于此，并且例如还应用于拖拉机、挖掘机和配备有吊臂和附接到吊臂的自由端的可倾斜的工具的其他作业机械，例如配备有叉、铲斗或铲子的道路装载机。本发明的倾斜控制系统的另一个应用示例将是钻土机械，其中，在钻土操作期间，吊臂和螺旋钻之间的角度连续变化，然而，必须始终保持钻土方向。在所有这些应用中，必须控制并最终调整吊臂和所述工具之间的角度，即，叉、铲斗、铲子或螺旋钻的倾度，以便即使当吊臂相对于作业机械的底盘的角度改变时，例如当提升载荷或向前钻时，所述工具相对于绝对方向(例如水平方向或竖直方向)的倾度保持稳定。

铲车，特别是伸缩臂式铲车，在本领域中是公知的，并且用于在短距离内提升和移动材料。铲车已经成为制造和仓储中不可缺少的设备。铲车的额定负荷为规定的最大重量和规定的前方重心。载荷绝不能超过这些规定。

铲车的一个关键特性是其不稳定性。铲车和载荷必须被认为是随着作业机械和载荷的每次运动重心不断变化的单元，特别是伸缩臂叉车，因为吊臂也可以以伸缩的方式移动，由此增加了载荷的杠杆臂。铲车绝不能在升高载荷的情况下以一速度转弯，在这种情况下离心力和重力可能结合而导致灾难性的倾翻事故。铲车被设计成具有用于叉的载荷极限，该载荷极限随着叉升高和载荷的底切(即，当载荷没有抵接叉“L”时)而减小。用于装载参考的装载板通常位于铲车上。

作为仓库和配送中心的关键要素，铲车的结构被设计成适应有效和安全的移动是必要的。除了控制以升高和降低叉(也称为铲刀或齿)或其他工具之外，操作者能够倾斜例如仓库铲车的桅杆，以补偿载荷使铲刀朝向地面倾斜的趋势和从叉滑落的风险。为此目的，作业机械包括液压缸和倾斜缸，该液压缸用于使吊臂/桅杆相对于作业机械的底盘移动，例如用于升高或降低载荷，该倾斜缸用于将载荷保持在期望的倾度，例如保持在水平位置。吊臂移动/提升缸的一端连接到底盘，另一端连接到吊臂。在吊臂的另一端处，在吊臂的“自由端”和所述工具(例如叉)之间设置倾斜缸，用于设定/调整所述工具相对于绝对方向(例如水平方向或竖直方向)的倾斜(度)/倾度。

为了在作业机械的操作期间保持叉/工具的倾度/倾斜(度)稳定，这些作业机械(例如伸缩臂式叉车)包括倾斜补偿系统。当吊臂在(伸缩)纵向方向上升高或降低、伸出或缩回时，这种通常液压驱动的倾斜补偿系统确保了叉相对于水平的倾斜角度稳定。倾斜补偿还提供了在非水平地面上操作的能力。这种倾斜或倾度补偿系统应用于所有的作业机械，其中在作业机械的操作期间所述工具的定向/倾度必须保持恒定，无论是用于材料处理的叉还是用于将砾石装载到卡车上的铲子；或者在钻土机的情况下，必须保持钻土角度恒定。