專利名稱：具有包括觸覺反饋裝置的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的材料搬運(yùn)車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料搬運(yùn)車輛，其具有包括觸覺反饋裝置的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
美國專利No. 6，564，897公開了一種用于材料搬運(yùn)車輛的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) (steer-by-wire system)。車輛包括轉(zhuǎn)向桿。然而，轉(zhuǎn)向桿沒有機(jī)械地聯(lián)接至轉(zhuǎn)向輪。馬 達(dá)或電磁制動器用于提供反作用轉(zhuǎn)向阻力。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種材料搬運(yùn)車輛，包括車架，其包括駕駛室和能 夠產(chǎn)生指示操作者進(jìn)入駕駛室的信號的傳感器；輪，其支撐在車架上；牽引馬達(dá)，其聯(lián)接至 輪中的一個輪，以實(shí)現(xiàn)該一個輪的旋轉(zhuǎn)；以及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其與轉(zhuǎn)向輪相關(guān)聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn) 向輪繞第一軸線的角運(yùn)動。該線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括控制把手，其能夠通過操作者運(yùn)動，以限 定與轉(zhuǎn)向輪期望的角度位置對應(yīng)的轉(zhuǎn)向控制信號；觸覺反饋裝置，其與控制把手相關(guān)聯(lián)，以 對控制把手產(chǎn)生基于可變觸覺反饋裝置信號而改變的反作用力；以及轉(zhuǎn)向馬達(dá)，其聯(lián)接至 轉(zhuǎn)向輪，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪繞第一軸線的角運(yùn)動。車輛還可包括控制設(shè)備，該控制設(shè)備聯(lián)接至傳 感器以從該傳感器接收指示操作者進(jìn)入駕駛室的信號，該控制設(shè)備聯(lián)接至控制把手以接收 轉(zhuǎn)向控制信號，該控制設(shè)備聯(lián)接至轉(zhuǎn)向馬達(dá)以響應(yīng)于來自控制把手的轉(zhuǎn)向控制信號向轉(zhuǎn)向 馬達(dá)產(chǎn)生第一驅(qū)動信號、以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪繞第一軸線的角運(yùn)動，該控制設(shè)備聯(lián)接至牽引馬達(dá) 以向牽引馬達(dá)產(chǎn)生第二驅(qū)動信號，并且該控制設(shè)備聯(lián)接至觸覺反饋裝置以產(chǎn)生觸覺反饋裝 置信號?？刂圃O(shè)備可響應(yīng)于操作者進(jìn)入駕駛室增加觸覺反饋裝置信號，以禁止操作者經(jīng)由 控制把手作出急轉(zhuǎn)彎請求。控制設(shè)備可使到轉(zhuǎn)向馬達(dá)的第一驅(qū)動信號改變，以便在操作者進(jìn)入駕駛室之后逐 漸提高轉(zhuǎn)向馬達(dá)操作的速率。控制設(shè)備可響應(yīng)于操作者進(jìn)入駕駛室增加觸覺反饋裝置信號預(yù)定一段時間。當(dāng)操作者在駕駛室內(nèi)時，轉(zhuǎn)向輪能夠運(yùn)動至第一角度范圍內(nèi)的一角度位置，而當(dāng) 操作者在駕駛室外時，轉(zhuǎn)向輪能夠運(yùn)動至比第一角度范圍小的第二角度范圍內(nèi)的一角度位置。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種材料搬運(yùn)車輛，包括車架，其包括駕駛室；輪， 其支撐在車架上；牽引馬達(dá)，其聯(lián)接至輪中的一個輪，以實(shí)現(xiàn)該一個輪的旋轉(zhuǎn)；以及線控轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)，其與轉(zhuǎn)向輪相關(guān)聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪繞第一軸線的角運(yùn)動。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括能夠通 過操作者而運(yùn)動的控制把手以及聯(lián)接至轉(zhuǎn)向輪以實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)向輪繞第一軸線的角運(yùn)動的轉(zhuǎn) 向馬達(dá)。車輛還可包括控制設(shè)備，該控制設(shè)備聯(lián)接至轉(zhuǎn)向馬達(dá)以向轉(zhuǎn)向馬達(dá)產(chǎn)生第一驅(qū)動 信號，以便實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪繞第一軸線的角運(yùn)動，并且該控制設(shè)備聯(lián)接至牽引馬達(dá)以向牽引馬 達(dá)產(chǎn)生第二驅(qū)動信號，以控制牽引馬達(dá)的速度。控制設(shè)備可使到轉(zhuǎn)向馬達(dá)的第一驅(qū)動信號 根據(jù)牽引馬達(dá)的速度而改變，以便改變轉(zhuǎn)向馬達(dá)的速度極限。
控制設(shè)備可將到轉(zhuǎn)向馬達(dá)的第一驅(qū)動信號改變至超出預(yù)定的牽引馬達(dá)速度，以便 當(dāng)牽引馬達(dá)的速度提高時降低轉(zhuǎn)向馬達(dá)的速度極限。車輛還可包括叉。當(dāng)沿叉的第一方向驅(qū)動車輛時，控制設(shè)備可減小到轉(zhuǎn)向馬達(dá)的 第一驅(qū)動信號的值。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種材料搬運(yùn)車輛，包括車架，其包括駕駛室和能 夠產(chǎn)生指示操作者離開駕駛室的信號的傳感器；輪，其支撐在車架上，所述輪中的至少一個 輪為轉(zhuǎn)向輪；以及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其與轉(zhuǎn)向輪相關(guān)聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪繞第一軸線的角運(yùn)動。 該線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括控制把手，其能夠通過操作者而運(yùn)動，以產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向輪期望的角度位 置對應(yīng)的轉(zhuǎn)向控制信號；偏壓結(jié)構(gòu)，其與控制把手相關(guān)聯(lián)，以朝與轉(zhuǎn)向輪處于直行位置對應(yīng) 的中心位置偏壓控制把手；觸覺反饋裝置，其與控制把手相關(guān)聯(lián)以對控制把手產(chǎn)生與操作 者施加的力相反作用的力，該反作用力基于可變觸覺反饋裝置信號而改變；以及轉(zhuǎn)向馬達(dá)， 其聯(lián)接至轉(zhuǎn)向輪，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪繞第一軸線的角運(yùn)動。車輛還包括控制設(shè)備，該控制設(shè)備聯(lián) 接至傳感器以從該傳感器接收指示操作者離開駕駛室的信號，控制設(shè)備聯(lián)接至控制把手以 接收轉(zhuǎn)向控制信號，控制設(shè)備聯(lián)接至轉(zhuǎn)向馬達(dá)以響應(yīng)于來自控制把手的轉(zhuǎn)向控制信號向轉(zhuǎn) 向馬達(dá)產(chǎn)生第一驅(qū)動信號、以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪繞第一軸線的角運(yùn)動，并且控制設(shè)備聯(lián)接至觸覺 反饋裝置以產(chǎn)生觸覺反饋裝置信號。當(dāng)操作者在駕駛室內(nèi)時，轉(zhuǎn)向輪能夠運(yùn)動至第一角度 范圍內(nèi)的一角度位置，而當(dāng)操作者在駕駛室外時，轉(zhuǎn)向輪能夠運(yùn)動至比第一角度范圍小的 第二角度范圍內(nèi)的一角度位置。車輛還可包括牽引馬達(dá)，其聯(lián)接至轉(zhuǎn)向輪，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪繞大致橫向于第一軸線 的第二軸線的旋轉(zhuǎn)?？刂圃O(shè)備可聯(lián)接至牽引馬達(dá)，并根據(jù)轉(zhuǎn)向輪期望的角度位置限制牽引 馬達(dá)的速度。控制設(shè)備可根據(jù)牽弓I馬達(dá)的速度改變觸覺反饋裝置信號?？刂圃O(shè)備還可根據(jù)由轉(zhuǎn)向控制信號限定的轉(zhuǎn)向輪的期望位置與轉(zhuǎn)向輪的確定實(shí) 際位置之間的誤差而改變觸覺反饋裝置信號。控制設(shè)備可使到轉(zhuǎn)向馬達(dá)的第一驅(qū)動信號根據(jù)牽引馬達(dá)的速度而改變，以便改變 轉(zhuǎn)向馬達(dá)的速度極限。觸覺反饋裝置可包括產(chǎn)生基于觸覺反饋裝置信號的量值而改變的力的電控制動 器。例如，電控制動器包括電流變裝置、磁流變裝置和電磁裝置中的一個。


圖1是結(jié)合有本發(fā)明的材料搬運(yùn)車輛的透視圖；圖IA是來自圖1所示車輛的包括地板的駕駛室的一部分的分解圖；圖2是來自圖1所示車輛的控制設(shè)備的示意性框圖；圖3-5是圖1中的車輛的動力單元的透視圖，其中蓋子從動力單元拆除；圖6是圖1所示車輛的觸覺反饋裝置的視圖；圖6A是從控制把手基部向下延伸的銷、彈簧和固定到轉(zhuǎn)向柱板上的塊的局部剖 視圖；圖7和圖8是圖1所示的車輛的控制把手的透視圖；圖9是控制把手和觸覺反饋裝置的局部剖視圖10示出當(dāng)沿動力單元第一方向操作車輛時用于基于當(dāng)前牽引馬達(dá)速度限定轉(zhuǎn) 向馬達(dá)速度極限的第一曲線C1,以及當(dāng)沿叉的第一方向操作車輛時用于基于當(dāng)前牽引馬達(dá) 速度限定轉(zhuǎn)向馬達(dá)速度極限的第二曲線C2 ；圖11示出根據(jù)期望轉(zhuǎn)向輪角度位置或計算出的實(shí)際轉(zhuǎn)向輪角度位置描繪出第一 牽引馬達(dá)速度極限或第二牽引馬達(dá)速度極限的曲線C3 ；圖IlA示出用于基于轉(zhuǎn)向輪誤差限定第三牽引馬達(dá)速度極限的曲線CA;圖IlB示出用于基于轉(zhuǎn)向速率限定第四牽引馬達(dá)速度極限的曲線CB;圖IlC示出用于基于計算出的轉(zhuǎn)向輪當(dāng)前實(shí)際角度位置確定第一加速度換算系 數(shù)RFl的曲線Cc;圖IlD示出用于基于牽引速度確定第二加速度換算系數(shù)RF2的曲線Cd ；圖12示出用于基于牽引馬達(dá)速度確定第一觸覺反饋裝置信號值的曲線C4 ；圖13示出用于基于轉(zhuǎn)向輪誤差確定第二觸覺反饋裝置信號值的曲線C5 ；以及圖14以框圖形式示出用于確定觸覺反饋裝置信號設(shè)定點(diǎn)TFDS的步驟。
具體實(shí)施例方式圖1中示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的材料搬運(yùn)車輛，其包括示出實(shí)施例中的碼垛車10。 碼垛車10包括車架20，該車架20包括駕駛室30、用于容納電池42的電池隔室40、形成動 力單元50的一部分的基部52和一對負(fù)載運(yùn)送叉60A和60B。各叉60A、60B包括對應(yīng)的負(fù) 載輪組件62A、62B。當(dāng)負(fù)載輪組件62A、62B相對于叉60A、60B樞轉(zhuǎn)時，叉60A、60B運(yùn)動至提 升位置。駕駛室30和電池隔室40與叉60A、60B —起相對于動力單元50運(yùn)動。駕駛室30由操作者靠背32、電池隔室40的側(cè)壁44和地板34限定。操作者在位 于駕駛室30內(nèi)時站在地板34上。見圖1A，在示出的實(shí)施例中，地板34沿第一邊緣部34A 經(jīng)由螺栓134A、墊圈134B、螺母134C、間隔件134D和柔性索環(huán)134E聯(lián)接至車架基部20A。 地板34的與第一邊緣部34A相對的第二邊緣部34B擱在一對彈簧135上。地板34能夠繞 軸線Afb樞轉(zhuǎn)，該軸線Afb延伸通過第一邊緣部34A和柔性索環(huán)134E。見圖IA和2，鄰近地 板34設(shè)置有接近傳感器36，用于感測地板34的位置。當(dāng)操作者站在地板34上時，該地板 34繞軸線Afb樞轉(zhuǎn)并朝接近傳感器36運(yùn)動，使得該地板34被傳感器36感測到。當(dāng)操作者 離開地板34時，由彈簧135沿離開傳感器36的方向偏壓地板34，使得地板34不再被傳感 器36感測到。因此，接近傳感器36產(chǎn)生操作者狀態(tài)信號，其指示操作者站在駕駛室30中 的地板34上或者沒有操作者站在駕駛室30中的地板34上。操作者狀態(tài)信號的變化指示 操作者已進(jìn)入或離開駕駛室30。見圖3-8，動力單元50包括基部52、側(cè)壁54和轉(zhuǎn)向柱56。基部52、側(cè)壁54和轉(zhuǎn) 向柱56固定在一起，使得轉(zhuǎn)向柱56在示出的實(shí)施例相對于側(cè)壁54或基部52不旋轉(zhuǎn)或運(yùn) 動。第一和第二腳輪(在圖1中僅示出第一腳輪58)在基部52的相對側(cè)52A和52B上聯(lián) 接至基部52。見圖4和5，動力單元50還包括安裝至基部52的驅(qū)動單元70，以便可相對于基部 52繞第一軸線A1旋轉(zhuǎn)。見圖3-5，驅(qū)動單元70包括安裝至基部52以便可相對于基部52旋 轉(zhuǎn)的支撐結(jié)構(gòu)71、安裝至支撐結(jié)構(gòu)71的牽引馬達(dá)72、和安裝至支撐結(jié)構(gòu)71的從動轉(zhuǎn)向輪 74。轉(zhuǎn)向輪74聯(lián)接至牽引馬達(dá)72，以便繞第二軸線A2 (見圖1)由牽引馬達(dá)72驅(qū)動。轉(zhuǎn)向輪74還與牽引馬達(dá)72和支撐結(jié)構(gòu)71 —起繞第一軸線A1運(yùn)動。編碼器172 (見圖2)聯(lián)接至牽引馬達(dá)72的輸出軸(未示出)，以產(chǎn)生指示牽引馬 達(dá)72的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向的信號。碼垛車10包括用于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪74繞第一軸線A1的角運(yùn)動的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)80。見 圖3、4、6和9，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)80包括控制把手90、觸覺反饋裝置100、偏壓結(jié)構(gòu)110、轉(zhuǎn)向馬 達(dá)120和轉(zhuǎn)向輪74。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)80不包括將控制把手90直接連接至轉(zhuǎn)向輪74以實(shí)現(xiàn) 輪74的轉(zhuǎn)向的機(jī)械連接結(jié)構(gòu)。術(shù)語“控制把手”用于包含在圖1中示出的控制把手90和 包括轉(zhuǎn)向桿和方向盤的類似控制把手?？刂瓢咽?0能夠通過操作者從中心位置旋轉(zhuǎn)大約+/-60度，其中中心位置對應(yīng)于 轉(zhuǎn)向輪74位于直行位置?？刂瓢咽?0聯(lián)接至觸覺反饋裝置100，該觸覺反饋裝置100繼而 經(jīng)由在圖6中示出但在圖9中未示出的螺栓101聯(lián)接至轉(zhuǎn)向柱56的板56A。螺栓101穿過 板56A中的孔，并接合觸覺反饋裝置100的在圖9中示出的凸起部106中的螺紋孔。觸覺 反饋裝置100可包括能夠產(chǎn)生與控制把手90的運(yùn)動相對的阻力或反作用力的電控制動器， 其中力基于以下將討論的觸覺反饋裝置信號的量值改變。例如，電控制動器可包括電流變 裝置、磁流變裝置、和電磁裝置中的一個。在示出的實(shí)施例中，觸覺反饋裝置100包括可從 Lord Corporation買到的產(chǎn)品代號為“RD2104-01”的裝置。如圖9中所示的，控制把手90固定地聯(lián)接至觸覺反饋裝置100的軸102，使得控 制把手90和軸102 —起旋轉(zhuǎn)。在裝置100內(nèi)設(shè)置有可磁控介質(zhì)(未示出)。磁場產(chǎn)生元 件(未示出)形成裝置100的一部分，并且能夠產(chǎn)生隨觸覺反饋裝置信號改變的可變強(qiáng)度 磁場。可磁控介質(zhì)可具有與磁場的強(qiáng)度成比例改變的剪切強(qiáng)度，并向軸102提供可變阻力 或反作用力，該力通過軸102傳遞至控制把手90。當(dāng)由觸覺反饋裝置100產(chǎn)生的可變阻力 增大時，控制把手90變得更難于由操作者旋轉(zhuǎn)。觸覺反饋裝置100還包括在圖2中示出但在圖9中未示出的控制把手位置傳感器 100A，其在示出的實(shí)施例中感測控制把手90的在大約+/-60度的角度范圍內(nèi)的角度位置。 在示出的實(shí)施例中，控制把手位置傳感器100A包括第一和第二電位計，所述第一和第二電 位計中的每個電位計感測軸102的角度位置。第二電位計產(chǎn)生冗余位置信號。因此，僅需 要單個電位計感測軸102的角度位置。軸102的角度位置對應(yīng)于控制把手90的角度位置。 操作者在示出的實(shí)施例中在大約+/-60度的角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)控制把手90，以控制轉(zhuǎn)向輪74 的運(yùn)動，該輪74在示出的實(shí)施例中能夠從中心位置旋轉(zhuǎn)大約+/-90度。當(dāng)控制把手90由 操作者旋轉(zhuǎn)時，控制把手位置傳感器100A感測該旋轉(zhuǎn)、即量值和方向，并向轉(zhuǎn)向控制模塊 或單元220產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向輪74期望的角度位置對應(yīng)的轉(zhuǎn)向控制信號。見圖6、6A和9，偏壓結(jié)構(gòu)110在示出的實(shí)施例中包括具有第一和第二端112A和 112B的螺旋彈簧112。見圖9，彈簧112圍繞觸覺反饋裝置100的凸起部106設(shè)置。在圖 6和6A中示出但在圖9中未示出的銷92從控制把手90的基部94向下延伸并與控制把手 90 一起運(yùn)動。見圖6A，當(dāng)控制把手90位于其中心位置時，銷92位于第一與第二彈簧端部 112A與112B之間并鄰近該第一和第二彈簧端部112A和112B。見圖6和6A，當(dāng)控制把手 90處于其中心位置時，彈簧端部112A和112B接合固定至轉(zhuǎn)向柱56的板56A并從該板56A 向下延伸的塊115A，并靠在該塊115A上。當(dāng)控制把手90通過操作者旋轉(zhuǎn)離開其中心位置 時，銷92接合并推到彈簧端部112A、112B中的一個上，以使該彈簧端部112A、112B運(yùn)動離
8開塊115A。響應(yīng)地，該彈簧端部112A、112B沿推壓控制把手90以回到其中心位置的方向?qū)?銷92、以及因此對控制把手90施加回復(fù)力。當(dāng)操作者不再握緊和轉(zhuǎn)動控制把手90并且由 觸覺反饋裝置100產(chǎn)生的所有阻力小于由彈簧112施加的偏壓力時，彈簧112使控制把手 90回到其中心位置。轉(zhuǎn)向柱56還包括僅在圖7和8中而未在圖6和9中示出的蓋子部56B，其覆蓋觸 覺反饋裝置100。見圖3和4，轉(zhuǎn)向馬達(dá)120包括聯(lián)接至轉(zhuǎn)向馬達(dá)輸出軸123的驅(qū)動齒輪122。驅(qū)動 單元70還包括聯(lián)接至支撐結(jié)構(gòu)71的可旋轉(zhuǎn)齒輪76，使得可旋轉(zhuǎn)齒輪76的運(yùn)動實(shí)現(xiàn)支撐 結(jié)構(gòu)71、牽引馬達(dá)72和轉(zhuǎn)向輪74繞第一軸線A1的旋轉(zhuǎn)，見圖3-5。鏈124圍繞驅(qū)動齒輪 122和可旋轉(zhuǎn)齒輪76延伸，使得轉(zhuǎn)向馬達(dá)輸出軸123和驅(qū)動齒輪122的旋轉(zhuǎn)引起驅(qū)動單元 70的旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向輪74對應(yīng)的角運(yùn)動。見圖2、3和7，車輛10還包括控制設(shè)備200，其在示出的實(shí)施例中包括牽引控制模 塊210、轉(zhuǎn)向控制模塊220和顯示模塊230。模塊210、220和230中的每個模塊包括用于實(shí) 現(xiàn)以下將討論的功能的控制器或處理器。由模塊210、220和230實(shí)現(xiàn)的功能可替代性地由 單個模塊、兩個模塊或超過三個的模塊執(zhí)行。牽引控制模塊210安裝至側(cè)壁54，轉(zhuǎn)向控制模 塊220安裝至基部52，而顯示模塊230安裝在轉(zhuǎn)向柱56內(nèi)?？刂瓢咽?0還包括形成速度控制設(shè)備96的一部分的第一和第二可旋轉(zhuǎn)速度控制 元件96A和96B。見圖2、7和8，速度控制元件96A、96B中的一個或兩者可由操作者握緊 和旋轉(zhuǎn)，以控制車輛10的運(yùn)動的方向和速度。第一和第二速度控制元件96A和96B機(jī)械 聯(lián)接到一起，使得一個元件96A、96B的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)另一元件96B、96A的旋轉(zhuǎn)。速度控制元件 96A和96B被朝中心中性位置或原始位置彈簧偏壓，并聯(lián)接至信號發(fā)生器SG，該信號發(fā)生器 SG繼而聯(lián)接至牽引控制模塊210。例如電位計的信號發(fā)生器SG形成速度控制設(shè)備96的一 部分，并且能夠向牽引控制模塊210產(chǎn)生速度控制信號。速度控制信號基于速度控制元件 96A、96B從它們的原始位置順時針或逆時針的旋轉(zhuǎn)方向在符號上改變，并基于速度控制元 件96A、96B從它們原始位置旋轉(zhuǎn)的量改變量值。如圖7中所觀察到的，當(dāng)操作者沿順時針 方向旋轉(zhuǎn)控制元件96A、96B時，向牽引控制模塊210產(chǎn)生與沿動力單元第一方向的車輛運(yùn) 動對應(yīng)的速度控制信號。如圖7中所觀察到的，當(dāng)操作者沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)控制元件96A、 96B時，向牽引控制模塊210產(chǎn)生與沿叉的第一方向的車輛運(yùn)動對應(yīng)的速度控制信號。見圖2、7和8，控制把手90還包括速度選擇開關(guān)98，其能夠在與“高速”模式對應(yīng) 的高速位置和與“低速”模式對應(yīng)的低速位置之間來回觸發(fā)?；谒俣冗x擇開關(guān)98的位 置，該速度選擇開關(guān)98向牽引控制模塊210產(chǎn)生速度選擇信號。如果開關(guān)98處于其低速 位置，則牽引控制模塊210可將車輛10沿叉的第一方向和動力單元第一方向的最高速度限 制到大約3. 5MPH。如果開關(guān)98處于其高速位置，則除非基于其他的車輛狀態(tài)另有限定，例 如見以下關(guān)于圖IlUlA和IlB的討論，否則當(dāng)沿叉的第一方向操作車輛時，牽引控制模塊 210允許以達(dá)到例如6. OMPH的第一最大車輛速度操作車輛，并且當(dāng)沿動力單元第一方向操 作車輛時，該牽引控制模塊210允許以達(dá)到例如9. OMPH的第二最大車輛速度操作車輛。應(yīng) 指出的是，當(dāng)操作者在不站在地板34上的情況下操作車輛10時，即在稱為以下進(jìn)一步討論 的“步行(walkie) ”模式下，即使開關(guān)98處于其高速位置，牽引控制模塊210也將車輛的最 高速度限制到與開關(guān)低速位置對應(yīng)的最高速度，例如大約3. 5MPH。應(yīng)指出的是，在與低速模式/步行模式、高速模式/第一最高車輛速度、和高速模式/第二最高速度中的一個對應(yīng)的 例如0-3. 5MPH、0-6. OMPH和0-9. OMPH的速率范圍內(nèi)，車輛10的速度與被旋轉(zhuǎn)的速度控制 元件96A、96B的旋轉(zhuǎn)量成比例。見圖2，轉(zhuǎn)向馬達(dá)120包括位置傳感器124。當(dāng)轉(zhuǎn)向馬達(dá)輸出軸123和驅(qū)動齒輪 122旋轉(zhuǎn)時，位置傳感器124向轉(zhuǎn)向控制單元220產(chǎn)生轉(zhuǎn)向馬達(dá)位置信號，該信號指示轉(zhuǎn)向 輪74的角度位置和轉(zhuǎn)向輪74繞第一軸線Al的旋轉(zhuǎn)速度。轉(zhuǎn)向控制單元220從轉(zhuǎn)向馬達(dá) 位置信號計算轉(zhuǎn)向輪74當(dāng)前實(shí)際的角度位置、以及轉(zhuǎn)向輪74繞第一軸線A1的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)速 度。轉(zhuǎn)向控制單元將計算出的轉(zhuǎn)向輪74當(dāng)前角度位置和轉(zhuǎn)向輪74的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)速度傳到顯 示模塊230。轉(zhuǎn)向控制單元220還從控制把手位置傳感器100A接收轉(zhuǎn)向控制信號，如上所述， 該控制把手位置傳感器100A在示出的實(shí)施例中感測控制把手90在大約+/-60度的角度范 圍內(nèi)的角度位置。轉(zhuǎn)向控制單元220將轉(zhuǎn)向控制信號傳到顯示模塊230。由于當(dāng)前轉(zhuǎn)向控 制信號對應(yīng)于控制把手90落入自大約+/-60度的范圍內(nèi)的當(dāng)前位置，而轉(zhuǎn)向輪74能夠旋 轉(zhuǎn)過+/-90度的角度范圍，所以顯示模塊230在示出的實(shí)施例中通過將當(dāng)前控制把手位置 乘以等于或大約90/60的比率，來將如由轉(zhuǎn)向控制信號所指示的當(dāng)前控制把手位置轉(zhuǎn)換成 轉(zhuǎn)向輪74對應(yīng)的期望角度位置，例如控制把手90的+60度的角度位置等于轉(zhuǎn)向輪74的 +90度的期望角度位置。顯示模塊230還利用轉(zhuǎn)向控制信號確定轉(zhuǎn)向速率、即控制把手90 在每單位時間內(nèi)角度位置的變化。例如，顯示模塊230可比較每32毫秒所確定的控制把手 90的角度位置，以確定轉(zhuǎn)向速率。如上所述，接近傳感器36產(chǎn)生操作者狀態(tài)信號，其指示操作者站在駕駛室30中的 地板34上或者沒有操作者站在駕駛室30中的地板34上。接近傳感器36聯(lián)接至牽引控 制模塊210，使得牽引控制模塊210從接近傳感器36接收操作者狀態(tài)信號。牽引控制模塊 210將操作者狀態(tài)信號發(fā)送到顯示模塊230。如由操作者狀態(tài)信號所指示的，如果操作者站 在駕駛室30中的地板34上，則顯示模塊230允許轉(zhuǎn)向輪74運(yùn)動到落入第一角度范圍內(nèi)的 角度位置，該第一角度范圍在示出的實(shí)施例中等于大約+/-90度。然而，如果操作者沒有站 在駕駛室30中的地板34上，則顯示模塊230將轉(zhuǎn)向輪74的運(yùn)動限制到第二角度范圍內(nèi)的 角度位置，該第二角度范圍在示出的實(shí)施例中等于大約+/-15度。應(yīng)指出的是，當(dāng)操作者站 在駕駛室30中的地板34上時，以諸如上述高速模式或低速模式的乘坐模式(rider mode) 操作車輛。當(dāng)操作者沒有站在駕駛室30中的地板34上時，可以“步行”模式操作車輛，其 中操作者在車輛10的旁邊行走時抓握和操縱控制把手90和第一與第二可旋轉(zhuǎn)速度控制元 件96A與96B中的一個可旋轉(zhuǎn)速度控制元件。因此，在步行模式期間將轉(zhuǎn)向輪74的旋轉(zhuǎn)限 制到第二角度范圍內(nèi)的角度位置。通常，當(dāng)車輛10以步行模式操作時，操作者不需要將控制把手90從中心位置轉(zhuǎn)動 至大于大約+/-45度的角度位置。如果要求將控制把手90旋轉(zhuǎn)至大于大約+/-45度的角 度位置，并且以步行模式操作車輛10，則顯示模塊230將命令牽引控制模塊210使車輛10 制動以停止。如果顯示模塊230使車輛10制動以停止，則在控制把手90運(yùn)動至諸如+/-40 度的預(yù)定范圍內(nèi)的位置并且第一與第二速度控制元件96A與96B返回至它們的中性位置/ 原始位置之后，顯示模塊230將允許牽引馬達(dá)72再次旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)從動轉(zhuǎn)向輪74的運(yùn)動。如上所述，轉(zhuǎn)向控制單元220將計算出的轉(zhuǎn)向輪74當(dāng)前角度位置和轉(zhuǎn)向輪74的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)速度傳到顯示模塊230。轉(zhuǎn)向控制單元220還將轉(zhuǎn)向控制信號傳到顯示模塊230， 該模塊230將轉(zhuǎn)向控制信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)向輪74對應(yīng)要求的或期望的角度位置。如由接近傳 感器36所檢測的，如果操作者站在駕駛室30中的地板34上，則顯示模塊230將轉(zhuǎn)向輪74 要求的角度位置發(fā)送到轉(zhuǎn)向控制單元220，該轉(zhuǎn)向控制單元220向轉(zhuǎn)向馬達(dá)120產(chǎn)生第一驅(qū) 動信號，以便轉(zhuǎn)向馬達(dá)120使轉(zhuǎn)向輪74運(yùn)動至要求的角度位置。如由接近傳感器36所檢 測的，如果操作者沒有站在駕駛室30中的地板34上，則顯示模塊230將確定轉(zhuǎn)向輪74要 求的角度位置是否在上述第二角度范圍內(nèi)。如果是的話，則顯示模塊230將轉(zhuǎn)向輪74要求 的角度位置發(fā)送到轉(zhuǎn)向控制單元220，該轉(zhuǎn)向控制單元220向轉(zhuǎn)向馬達(dá)120產(chǎn)生第一信號， 以便轉(zhuǎn)向馬達(dá)120使轉(zhuǎn)向輪74運(yùn)動至要求的角度位置。如果轉(zhuǎn)向輪74要求的角度位置不 在第二角度范圍內(nèi)，則顯示模塊230將發(fā)送到轉(zhuǎn)向控制單元220的轉(zhuǎn)向輪74的角度位置限 制到第二角度范圍合適的極限或外限。如上所述，編碼器172聯(lián)接至牽引馬達(dá)72的輸出軸，以產(chǎn)生指示牽引馬達(dá)72的旋 轉(zhuǎn)的速度和方向的信號。向牽引控制模塊210提供編碼器信號，該牽引控制模塊210根據(jù) 這些信號確定牽引馬達(dá)72旋轉(zhuǎn)的方向和速度。然后，牽引控制模塊210將牽引馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速 度和方向信息發(fā)送到顯示模塊230。該信息對應(yīng)于轉(zhuǎn)向輪繞第二軸線A2的旋轉(zhuǎn)的方向和速度。顯示模塊230可基于當(dāng)前牽引馬達(dá)速度利用來自一曲線的點(diǎn)之間的線性插值限 定轉(zhuǎn)向馬達(dá)上速度極限，所述點(diǎn)可存儲在查找表格中。當(dāng)沿動力單元第一方向操作碼垛車 10時，來自諸如圖10中所示的曲線C1的曲線的點(diǎn)可用于基于當(dāng)前牽引馬達(dá)速度限定轉(zhuǎn)向 馬達(dá)速度極限。當(dāng)沿叉的第一方向操作碼垛車10時，來自諸如圖10中所示的曲線C2的曲 線的點(diǎn)可用于基于當(dāng)前牽引馬達(dá)速度限定轉(zhuǎn)向馬達(dá)速度極限。見圖10中的曲線CdnC2，在 示出的實(shí)施例中，隨著牽引馬達(dá)的速度增加超過大約2000RPM，轉(zhuǎn)向馬達(dá)速度上極限降低。 結(jié)果，轉(zhuǎn)向馬達(dá)響應(yīng)性在較高的速度時有目的地降低，以便當(dāng)操作者以所述較高的速度操 作車輛10時防止“痙攣”或“過度敏感”的轉(zhuǎn)向響應(yīng)。因此，改善在較高的速度時車輛10的 駕駛性能。應(yīng)指出的是，對于叉的第一方向而言的曲線C2中的轉(zhuǎn)向馬達(dá)速度極限低于對于 動力單元第一方向而言的曲線C1中的轉(zhuǎn)向馬達(dá)速度極限。由顯示模塊230向轉(zhuǎn)向控制模 塊210提供基于當(dāng)前牽引馬達(dá)速度的合適的轉(zhuǎn)向馬達(dá)速度極限。轉(zhuǎn)向控制模塊210在向轉(zhuǎn) 向馬達(dá)120產(chǎn)生第一驅(qū)動信號時使用轉(zhuǎn)向馬達(dá)速度極限，以便將轉(zhuǎn)向馬達(dá)120的速度保持 在等于或低于轉(zhuǎn)向馬達(dá)速度極限的值，直到轉(zhuǎn)向輪74運(yùn)動至期望的角度位置。代替存儲來 自曲線C1或曲線C2的點(diǎn)，可存儲與曲線C1和C2中的每根曲線對應(yīng)的方程或多個方程，并且 所述方程或多個方程由顯示模塊230使用，以基于當(dāng)前牽引馬達(dá)速度確定轉(zhuǎn)向馬達(dá)速度極 限。如上所述，轉(zhuǎn)向控制單元220將轉(zhuǎn)向控制信號傳到顯示模塊230，該模塊230將轉(zhuǎn) 向控制信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)向輪74對應(yīng)的期望角度位置。轉(zhuǎn)向控制單元220還將計算出的轉(zhuǎn)向輪 74當(dāng)前實(shí)際角度位置傳到顯示模塊230。顯示模塊230使用轉(zhuǎn)向輪74的期望角度位置，以 利用例如來自諸如在圖11中示出的曲線C3的曲線的點(diǎn)之間的線性插值確定牽引馬達(dá)第一 上速度極限，其中所述點(diǎn)可存儲在查找表格中。顯示模塊230還利用計算出的轉(zhuǎn)向輪74實(shí) 際角度位置，以利用例如來自曲線C3的點(diǎn)之間的線性插值確定牽引馬達(dá)第二上速度極限。 代替存儲來自曲線C3的點(diǎn)，可存儲與該曲線對應(yīng)的方程或多個方程，并且所述方程或多個
11方程可由顯示模塊230使用，以基于轉(zhuǎn)向輪的期望角度位置和計算出的轉(zhuǎn)向輪當(dāng)前角度位 置確定牽引馬達(dá)第一和第二速度極限。如從圖11顯然的，牽引馬達(dá)第一 /第二速度極限隨 轉(zhuǎn)向輪74的期望角度位置/計算出的角度位置提高而降低，以便在高的轉(zhuǎn)向輪角度轉(zhuǎn)彎期 間改善車輛10的穩(wěn)定性。顯示模塊230將轉(zhuǎn)向輪74當(dāng)前期望的角度位置與轉(zhuǎn)向輪74當(dāng)前計算出的實(shí)際位 置相比較，以確定兩者之間的差等于轉(zhuǎn)向輪誤差。由于控制把手位置與轉(zhuǎn)向輪位置相互不 鎖定，所以轉(zhuǎn)向輪誤差起因于延遲，該延遲為當(dāng)操作者旋轉(zhuǎn)控制把手90以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪74的 位置改變時與轉(zhuǎn)向馬達(dá)120實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪74的對應(yīng)運(yùn)動以使轉(zhuǎn)向輪74運(yùn)動至新的角度位置 所花費(fèi)的時間之間的延遲。顯示模塊230使用轉(zhuǎn)向輪誤差，以利用例如來自諸如在圖IlA中示出的曲線Ca 的曲線的點(diǎn)之間的線性插值確定牽引馬達(dá)第三上速度極限，其中所述點(diǎn)可存儲在查找表格 中。代替存儲來自曲線的點(diǎn)，可存儲與曲線Ca對應(yīng)的方程或多個方程，并且所述方程或多 個方程可由顯示模塊230使用，以基于轉(zhuǎn)向輪誤差確定牽引馬達(dá)第三速度極限。如從圖IlA 顯然的，牽引馬達(dá)第三速度極限通常隨轉(zhuǎn)向輪誤差增大而降低。顯示模塊230使用轉(zhuǎn)向速率，以利用例如來自諸如在圖IlB中示出的曲線Cb的曲 線的點(diǎn)之間的線性插值確定牽引馬達(dá)第四上速度極限，其中所述點(diǎn)可存儲在查找表格中。 代替存儲來自曲線的點(diǎn)，可存儲與曲線Cb對應(yīng)的方程或多個方程，并且所述方程或多個方 程可由顯示模塊230使用，以基于轉(zhuǎn)向速率確定牽引馬達(dá)第四速度極限。如從圖IlA顯然 的，牽引馬達(dá)第四速度極限通常隨轉(zhuǎn)向速率增大而降低。顯示模塊230從牽引馬達(dá)第一、第二、第三和第四速度極限中確定最低的值，并將 該最低的速度極限發(fā)送到牽引控制模塊210，以便當(dāng)向牽引馬達(dá)72產(chǎn)生第二驅(qū)動信號時用 于控制牽引馬達(dá)72的速度。當(dāng)轉(zhuǎn)向控制信號對應(yīng)于轉(zhuǎn)向輪離開其直行位置大于大約+/_7度的角度位置時， 顯示模塊230可向牽引控制模塊210產(chǎn)生高的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)彎信號。當(dāng)顯示模塊230產(chǎn)生高的 轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)彎信號時，認(rèn)為車輛處于“特殊轉(zhuǎn)彎(special for turn)”模式。在示出的實(shí)施例中，牽引控制模塊210為牽引馬達(dá)72存儲多個加速度值。各加速 度值為牽引馬達(dá)72限定單個恒定的加速度速率，并對應(yīng)于單獨(dú)的車輛操作模式。例如，可 由牽引控制模塊210為車輛以下的操作模式中的每種操作模式存儲單個加速度值低速/ 步行模式，叉的第一方向；低速/步行模式，動力單元第一方向；高速模式，叉的第一方向； 高速模式，動力單元第一方向；特殊轉(zhuǎn)彎模式，叉的第一方向；和特殊轉(zhuǎn)彎模式，動力單元 第一方向。牽引控制模塊210基于車輛當(dāng)前的操作模式選擇合適的加速度值，并且在為牽 引馬達(dá)72產(chǎn)生第二驅(qū)動信號時使用該值。在示出的實(shí)施例中，顯示模塊230確定第一、第二和第三加速度換算系數(shù)RF1、RF2 禾口 RF3。如上所述，轉(zhuǎn)向控制單元220將計算出的轉(zhuǎn)向輪74當(dāng)前實(shí)際角度位置和轉(zhuǎn)向輪74 的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)速度傳到顯示模塊230。顯示模塊230可使用計算出的轉(zhuǎn)向輪74當(dāng)前實(shí)際角度 位置，以利用例如來自諸如在圖IlC中示出的曲線C。的曲線的點(diǎn)之間的線性插值確定第一 加速度換算系數(shù)RF1，其中所述點(diǎn)可存儲在查找表格中。代替存儲來自曲線的點(diǎn)，可存儲與 曲線C。對應(yīng)的方程或多個方程，并且所述方程或多個方程可由顯示模塊230使用，以確定
12第一加速度換算系數(shù)RF1。如從圖IlC顯然的，在大約10度的轉(zhuǎn)向輪角度之后，第一加速度 換算系數(shù)RFl通常隨轉(zhuǎn)向輪角度增大而線性減小。如上所述，牽引控制模塊210將牽引馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度和方向信息發(fā)送到顯示模塊 230。顯示模塊230可使用牽引馬達(dá)速度，以利用例如來自諸如在圖IlD中示出的曲線Cd的 曲線的點(diǎn)之間的線性插值確定第二加速度換算系數(shù)RF2，其中所述點(diǎn)可存儲在查找表格中。 代替存儲來自曲線的點(diǎn)，可存儲與曲線Cd對應(yīng)的方程或多個方程，并且所述方程或多個方 程可由顯示模塊230使用，以確定第二加速度換算系數(shù)RF2。如從圖IlD顯然的，第二加速 度換算系數(shù)RF2通常隨牽引馬達(dá)速度提高而減小。如上所述，操作者可旋轉(zhuǎn)第一和第二速度控制元件96A、96B中的一個或兩者，以 使信號發(fā)生器SG向牽引控制模塊210產(chǎn)生對應(yīng)的速度控制信號。牽引控制模塊210將速 度控制信號發(fā)送到顯示模塊230。同樣如上所述，速度控制信號基于速度控制元件96A、96B 從它們的原始位置的旋轉(zhuǎn)量在量值上改變。因此，速度控制信號指示速度控制元件96A、96B 的當(dāng)前位置。顯示模塊230可利用速度控制信號確定第三加速度換算系數(shù)RF3。例如，對于 與各速度控制元件96A、96B在零或原始位置與對應(yīng)于其最大旋轉(zhuǎn)位置的80%的位置之間 的位置對應(yīng)的所有速度控制信號，第三加速度換算系數(shù)RF3可等于例如10的第一預(yù)定值， 而對于與各速度控制元件96A、96B大于其最大旋轉(zhuǎn)位置的80%的位置對應(yīng)的所有速度控 制信號，第三加速度換算系數(shù)RF3可等于例如128的第二預(yù)定值。顯示模塊230確定第一、第二和第三換算系數(shù)RFl、RF2和RF3中的哪個換算系數(shù) 具有最低的值，并向牽引控制模塊210提供該換算系數(shù)。牽引控制模塊210接收選定的、在 示出的實(shí)施例中具有0與128之間的值的換算系數(shù)。模塊210用換算系數(shù)除128以確定改 變的換算系數(shù)。將改變的換算系數(shù)乘以選定的加速度值以確定更新的選定加速度值，該更 新的選定加速度值由牽引控制模塊210在向牽引馬達(dá)72產(chǎn)生第二驅(qū)動信號時使用。在除 以128之前具有最低的值的換算系數(shù)實(shí)現(xiàn)加速度值最大程度地降低。基于速度選擇開關(guān)98的位置、操作者狀態(tài)信號、是否已由顯示模塊230產(chǎn)生高的 轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)彎信號、響應(yīng)于第一和第二可旋轉(zhuǎn)速度控制元件96A和96B的操作由信號發(fā)生器 SG產(chǎn)生的速度控制信號的符號和量值、與車輛當(dāng)前操作模式對應(yīng)的加速度值、選定的加速 度換算系數(shù)、如由編碼器172所檢測到的當(dāng)前牽引馬達(dá)速度和方向、以及選定的牽引馬達(dá) 速度極限，牽引控制模塊210向牽引馬達(dá)72產(chǎn)生第二驅(qū)動信號，以便控制牽引馬達(dá)72的速 度、加速度和旋轉(zhuǎn)方向，以及因此轉(zhuǎn)向輪74繞第二軸線A2旋轉(zhuǎn)的速度、加速度和方向。代替確定第一、第二和第三換算系數(shù)、選擇最低的換算系數(shù)、用選定的換算系數(shù)除 128和將改變的換算系數(shù)乘以選定的加速度值以確定更新的選定加速度值，以下的步驟可 僅通過顯示模塊230或通過顯示模塊230與牽引控制模塊210結(jié)合實(shí)現(xiàn)。為車輛上述各操 作模式限定三根單獨(dú)的曲線。第一曲線限定基于計算出的轉(zhuǎn)向輪74當(dāng)前實(shí)際角度位置而 改變的第一加速度值。第二曲線限定基于牽引馬達(dá)速度而改變的第二加速度值。第三曲線 限定基于來自信號發(fā)生器SG的速度控制信號而改變的第三加速度值。顯示模塊和/或牽 引控制模塊利用例如來自與車輛當(dāng)前操作模式對應(yīng)的第一、第二和第三曲線中的每根曲線 的點(diǎn)之間的線性插值確定第一、第二和第三加速度值，并選擇最低的加速度值，并且當(dāng)向牽 引馬達(dá)72產(chǎn)生第二驅(qū)動信號時使用該最低的加速度值，其中所述點(diǎn)可存儲在查找表格中。如上所述，觸覺反饋裝置100能夠產(chǎn)生與控制把手90的運(yùn)動相對的阻力或反作用力，其中力基于觸覺反饋裝置信號的量值改變。在示出的實(shí)施例中，顯示模塊230為觸覺反 饋裝置信號限定設(shè)定點(diǎn)TFDSJfSSA TFDS傳送至轉(zhuǎn)向控制模塊220，而該轉(zhuǎn)向控制模塊 220向觸覺反饋裝置100產(chǎn)生對應(yīng)的觸覺反饋裝置信號、例如以毫安培(mA)為單位測量的 電流。在示出的實(shí)施例中，顯示模塊230如下限定觸覺反饋裝置信號設(shè)定點(diǎn)TFDS。顯示 模塊230不斷向牽引控制模塊210查詢牽引馬達(dá)72旋轉(zhuǎn)的速度和方向，如上所述，該信息 根據(jù)由編碼器172輸出的信號由牽引控制模塊210確定。見圖14中的步驟302，基于牽引 馬達(dá)速度，顯示模塊230利用例如來自諸如在圖12中示出的曲線C4的曲線的點(diǎn)之間的線 性插值確定第一觸覺反饋裝置信號值TFDl，其中所述點(diǎn)可存儲在查找表格中。代替存儲來 自曲線的點(diǎn)，可存儲與曲線C4對應(yīng)的方程或多個方程，并且所述方程或多個方程可由顯示 模塊230使用，以確定第一值TFDl。如從圖12所能看到的，第一值TFDl通常隨牽引馬達(dá)速 度而增大。如上所述，顯示模塊230將轉(zhuǎn)向輪74當(dāng)前期望的角度位置與轉(zhuǎn)向輪74當(dāng)前計算 出的實(shí)際位置相比較，以確定兩者之間的差等于轉(zhuǎn)向輪誤差。見圖14中的步驟302，基于轉(zhuǎn) 向輪誤差，顯示模塊230利用例如來自諸如在圖13中示出的曲線C5的曲線的點(diǎn)之間的線 性插值確定第二觸覺反饋裝置信號值TFD2，其中所述點(diǎn)可存儲在查找表格中。代替存儲來 自曲線的點(diǎn)，可存儲與曲線C5對應(yīng)的方程或多個方程，并且所述方程或多個方程可由顯示 模塊230使用，以確定第二值TFD2。如從圖13所能看到的，第二值TFD2通常隨轉(zhuǎn)向輪誤差 而增大。在示出的實(shí)施例中，見圖14中的步驟304，顯示模塊230將第一和第二值TFDl和 TFD2加到一起以確定合成的觸覺反饋裝置信號值TFDC，并且見圖14中的步驟306，該顯示 模塊230將該值乘以基于車輛10運(yùn)動方向的換算系數(shù)，以便確定觸覺反饋裝置信號設(shè)定點(diǎn) TFDS0如果沿叉的第一方向驅(qū)動車輛10，則換算系數(shù)可等于0.5。如果沿動力單元第一方 向驅(qū)動車輛10，則換算系數(shù)可等于1. 0。通常，當(dāng)車輛10沿叉的第一方向運(yùn)動時，操作者僅 將一只手放在控制把手90上。因此，當(dāng)車輛10沿叉的第一方向行進(jìn)時，0. 5的換算系數(shù)使 得操作者較容易旋轉(zhuǎn)控制把手90。顯示模塊230向轉(zhuǎn)向控制單元220提供觸覺反饋裝置信號設(shè)定點(diǎn)TFDS，該轉(zhuǎn)向控 制單元220使用該設(shè)定點(diǎn)TFDS以便為觸覺反饋裝置100確定對應(yīng)的觸覺反饋裝置信號。由 于在示出的實(shí)施例中根據(jù)來自圖12和13中的曲線C4和C5的第一和第二值TFDl和TFD2 確定觸覺反饋裝置信號，所以觸覺反饋裝置信號在量值上隨牽引馬達(dá)速度與轉(zhuǎn)向輪誤差增 大而增大。因此，當(dāng)牽引馬達(dá)速度提高并且轉(zhuǎn)向輪誤差增大時，由觸覺反饋裝置100產(chǎn)生并 施加至控制把手90的反作用力增大，因此使得操作者更加難于轉(zhuǎn)動控制把手90。被認(rèn)為 有利的是，當(dāng)牽引馬達(dá)速度提高時，增大由觸覺反饋裝置100產(chǎn)生的反作用力，以便當(dāng)車輛 10在其被在其上驅(qū)動的地面中出現(xiàn)的突出部或孔/凹陷上行進(jìn)時，減小由操作者向控制把 手90施加意外動作的可能，并增強(qiáng)操作者在車輛操作期間的穩(wěn)定性。還被認(rèn)為有利的是， 當(dāng)轉(zhuǎn)向輪誤差增大時，增大由觸覺反饋裝置100產(chǎn)生的反作用力，以便向操作者提供與轉(zhuǎn) 向輪誤差的量值相關(guān)的觸覺反饋。在另一實(shí)施例中，提供在圖2中以虛線示出的、作為聯(lián)接至叉60A和60B用于提升 叉60A和60B的液壓系統(tǒng)(未示出)的一部分的壓力變換器400。壓力變換器400向顯示模塊230產(chǎn)生指示叉60A和60B上的任何負(fù)載的重量的信號。基于叉負(fù)載，顯示模塊230可 利用例如來自一曲線(未示出)的點(diǎn)之間的線性插值確定第三觸覺反饋裝置信號值TFD3， 其中值TFD3可隨叉的負(fù)載而線性變化，使得值TFD3可隨叉60A和60B上的重量增加而增 大。顯示模塊230可將第一、第二和第三值TFD1、TFD2和TFD3加到一起以確定合成的觸 覺反饋裝置信號值TFDC，該合成的觸覺反饋裝置信號值TFDC可乘以上述基于車輛10運(yùn)動 方向的換算系數(shù)，以便確定觸覺反饋裝置信號設(shè)定點(diǎn)TFDS。顯示模塊230向轉(zhuǎn)向控制單元 220提供觸覺反饋裝置信號設(shè)定點(diǎn)TFDS，該轉(zhuǎn)向控制單元220使用該設(shè)定點(diǎn)TFDS，以便為觸 覺反饋裝置100確定對應(yīng)的觸覺反饋裝置信號。如以上所討論的，接近傳感器36向牽引控制模塊210輸出操作者狀態(tài)信號，其中 操作者狀態(tài)信號的變化指示操作者已走上或走下駕駛室30中的地板34。同樣如上所述，牽 引控制模塊210向顯示模塊230提供操作者狀態(tài)信號。顯示模塊230監(jiān)控操作者狀態(tài)信號 并確定操作者狀態(tài)信號變化是否對應(yīng)于操作者走上或走下地板34。操作者在從駕駛室走出 之前停止車輛。當(dāng)操作者離開駕駛室時，如果觸覺反饋裝置信號處于力產(chǎn)生值、例如示出實(shí) 施例中的非零值，引起觸覺反饋裝置100對控制把手90產(chǎn)生反作用力，則顯示模塊230以 例如900mA/秒的受控速率減小觸覺反饋裝置信號設(shè)定點(diǎn)TFDS，直到觸覺反饋裝置信號設(shè) 定點(diǎn)TFDS以及因此的觸覺反饋裝置信號等于零。通過以受控的速率緩慢地減小觸覺反饋 裝置信號設(shè)定點(diǎn)TFDS以及因此減小觸覺反饋裝置信號，并且假定控制把手90離開其中心 位置，則在操作者走下地板34之后，允許偏壓結(jié)構(gòu)110使控制把手90回到其中心位置、即 0度，而基本上沒有越過中心位置。觸覺反饋裝置信號設(shè)定點(diǎn)TFDS以及因此的觸覺反饋裝 置信號維持在零值預(yù)定一段時間，例如兩秒。其后，顯示模塊230確定更新的觸覺反饋裝置 信號設(shè)定點(diǎn)TFDS，并向轉(zhuǎn)向控制單元220提供該更新的觸覺反饋裝置信號設(shè)定點(diǎn)TFDS。設(shè) 想如果除操作者離開駕駛室和觸覺反饋裝置信號處于力產(chǎn)生值之外，控制把手90離開其 中心位置，則顯示模塊230可僅減小觸覺反饋裝置信號設(shè)定點(diǎn)TFDS。還設(shè)想顯示模塊230 可將觸覺反饋裝置信號設(shè)定點(diǎn)TFDS設(shè)定在零值，直到確定控制把手90已回到其中心位置。如果在監(jiān)控操作者狀態(tài)信號的同時，顯示模塊230確定操作者狀態(tài)信號變化對應(yīng) 于操作者走上地板34，則顯示模塊230立即增加觸覺反饋裝置信號設(shè)定點(diǎn)TFDS —段時間， 例如兩秒，以造成觸覺反饋裝置信號對應(yīng)的增加。觸覺反饋信號的增加足以使得觸覺反饋 裝置100對控制把手90產(chǎn)生足夠量值的反作用力，以禁止操作者在操作者剛進(jìn)入駕駛室30 之后就經(jīng)由控制把手90作出急轉(zhuǎn)彎請求。在預(yù)定時段期滿之后，顯示模塊230確定更新的 觸覺反饋裝置信號設(shè)定點(diǎn)TFDS，并向轉(zhuǎn)向控制單元220提供該更新的觸覺反饋裝置信號設(shè) 定點(diǎn)TFDS。同樣響應(yīng)于確定操作剛走上地板34并且如果操作者經(jīng)由控制把手90立即作出轉(zhuǎn) 向請求，則顯示模塊230向轉(zhuǎn)向控制模塊220提供指令，以便以例如500RPM的第一低速操 作轉(zhuǎn)向馬達(dá)120，其后在例如一秒的預(yù)定時間段內(nèi)將轉(zhuǎn)向馬達(dá)速度例如線性地提高至第二 較高的速度。第二速度由圖10中的曲線C1或C2基于當(dāng)前牽引馬達(dá)速度限定。因此，使到 轉(zhuǎn)向馬達(dá)120的第一驅(qū)動信號改變，以使得轉(zhuǎn)向馬達(dá)120的速度，即速度遞增的速率，在操 作者進(jìn)入駕駛室之后從低的值逐漸提高，以免突然的急轉(zhuǎn)彎操作。還設(shè)想不可驅(qū)動轉(zhuǎn)向輪。作為替代，將由牽引馬達(dá)72驅(qū)動形成車輛的一部分的不 同的輪。在這樣的實(shí)施例中，基于速度選擇開關(guān)98的位置、操作者狀態(tài)信號、是否已由顯示模塊230產(chǎn)生高的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)彎信號、響應(yīng)于第一和第二可旋轉(zhuǎn)速度控制元件96A和96B的 操作由信號發(fā)生器SG產(chǎn)生的速度控制信號的符號和量值、與車輛當(dāng)前操作模式對應(yīng)的加 速度值、選定的加速度換算系數(shù)、如由編碼器172所檢測到的當(dāng)前牽引馬達(dá)速度和方向、以 及選定的牽引馬達(dá)速度極限，牽引控制模塊210可向牽引馬達(dá)72產(chǎn)生第二驅(qū)動信號，以便 控制牽引馬達(dá)72旋轉(zhuǎn)的速度、加速度和方向、以及因此控制從動輪旋轉(zhuǎn)的速度、加速度和 方向。還設(shè)想假定車輛包括用于產(chǎn)生指示控制把手的角度位置和其轉(zhuǎn)向速率的信號的 控制把手位置傳感器或相似的傳感器以及用于產(chǎn)生指示轉(zhuǎn)向輪的角度位置和轉(zhuǎn)向輪繞軸 線A1的旋轉(zhuǎn)速度的信號的位置傳感器或相似的傳感器，則包括機(jī)械或流體靜力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的 車輛可包括經(jīng)由如在此陳述的牽引控制模塊210和顯示模塊230控制的牽引馬達(dá)72。盡管已示出并描述了本發(fā)明特定的實(shí)施例，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的 是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，能作出各種其他的變化和變型。因此，在所附 權(quán)利要求中意在包括在本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這樣的變化和變型。
1權(quán)利要求
一種材料搬運(yùn)車輛，包括車架，其包括駕駛室和能夠產(chǎn)生指示操作者進(jìn)入所述駕駛室的信號的傳感器；輪，其支撐在所述車架上；牽引馬達(dá)，其聯(lián)接至所述輪中的一個輪，以實(shí)現(xiàn)所述一個輪的旋轉(zhuǎn)；線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其與轉(zhuǎn)向輪相關(guān)聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)向輪繞第一軸線的角運(yùn)動，所述線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括控制把手，其能夠通過操作者運(yùn)動，以限定與所述轉(zhuǎn)向輪期望的角度位置對應(yīng)的轉(zhuǎn)向控制信號；觸覺反饋裝置，其與所述控制把手相關(guān)聯(lián)，以對所述控制把手產(chǎn)生基于可變觸覺反饋裝置信號而改變的反作用力；轉(zhuǎn)向馬達(dá)，其聯(lián)接至所述轉(zhuǎn)向輪，以實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)向輪繞所述第一軸線的角運(yùn)動；控制設(shè)備，該控制設(shè)備聯(lián)接至所述傳感器以從所述傳感器接收指示操作者進(jìn)入所述駕駛室的信號，該控制設(shè)備聯(lián)接至所述控制把手以接收所述轉(zhuǎn)向控制信號，該控制設(shè)備聯(lián)接至所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)以響應(yīng)于來自所述控制把手的所述轉(zhuǎn)向控制信號向所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)產(chǎn)生第一驅(qū)動信號、以實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)向輪繞所述第一軸線的角運(yùn)動，該控制設(shè)備聯(lián)接至所述牽引馬達(dá)以向所述牽引馬達(dá)產(chǎn)生第二驅(qū)動信號，并且該控制設(shè)備聯(lián)接至所述觸覺反饋裝置以產(chǎn)生所述觸覺反饋裝置信號；以及所述控制設(shè)備響應(yīng)于操作者進(jìn)入所述駕駛室增加所述觸覺反饋裝置信號，以禁止操作者經(jīng)由所述控制把手作出急轉(zhuǎn)彎請求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料搬運(yùn)車輛，其中，所述控制設(shè)備使到所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)的所 述第一驅(qū)動信號改變，以便在操作者進(jìn)入所述駕駛室之后逐漸提高所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)操作的速 率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料搬運(yùn)車輛，其中，所述控制設(shè)備響應(yīng)于操作者進(jìn)入所述 駕駛室而增加所述觸覺反饋裝置信號預(yù)定一段時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料搬運(yùn)車輛，其中，當(dāng)操作者在所述駕駛室內(nèi)時，所述轉(zhuǎn)向 輪能夠運(yùn)動至第一角度范圍內(nèi)的一角度位置，而當(dāng)操作者在所述駕駛室外時，所述轉(zhuǎn)向輪 能夠運(yùn)動至比所述第一角度范圍小的第二角度范圍內(nèi)的一角度位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料搬運(yùn)車輛，其中，所述一個輪與所述轉(zhuǎn)向輪包括同一輪。
6.一種材料搬運(yùn)車輛，包括 車架，其包括駕駛室； 輪，其支撐在所述車架上；牽引馬達(dá)，其聯(lián)接至所述輪中的一個輪，以實(shí)現(xiàn)所述一個輪的旋轉(zhuǎn)； 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其與轉(zhuǎn)向輪相關(guān)聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)向輪繞第一軸線的角運(yùn)動，所述線控 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括控制把手，其能夠通過操作者運(yùn)動；轉(zhuǎn)向馬達(dá)，其聯(lián)接至所述轉(zhuǎn)向輪，以實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)向輪繞所述第一軸線的角運(yùn)動； 控制設(shè)備，該控制設(shè)備聯(lián)接至所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)以向所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)產(chǎn)生第一驅(qū)動信號，以 便實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)向輪繞所述第一軸線的角運(yùn)動，該控制設(shè)備聯(lián)接至所述牽引馬達(dá)，以向所述 牽引馬達(dá)產(chǎn)生第二驅(qū)動信號，以控制所述牽引馬達(dá)的速度；以及所述控制設(shè)備使到所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)的所述第一驅(qū)動信號根據(jù)所述牽引馬達(dá)的速度而改 變，以便改變所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)的速度極限。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的材料搬運(yùn)車輛，其中，所述控制設(shè)備使到所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)的所 述第一驅(qū)動信號改變至超出預(yù)定的牽引馬達(dá)速度，以便當(dāng)所述牽引馬達(dá)的所述速度提高時 降低所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)的速度極限。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的材料搬運(yùn)車輛，還包括叉，當(dāng)沿叉的第一方向驅(qū)動所述車輛 時，所述控制設(shè)備減小到所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)的所述第一驅(qū)動信號的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的材料搬運(yùn)車輛，其中，所述一個輪與所述轉(zhuǎn)向輪包括同一輪。
10.一種材料搬運(yùn)車輛，包括車架，其包括駕駛室和能夠產(chǎn)生指示操作者離開所述駕駛室的信號的傳感器；輪，其支撐在所述車架上，所述輪中的至少一個輪為轉(zhuǎn)向輪；線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其與所述轉(zhuǎn)向輪相關(guān)聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)向輪繞第一軸線的角運(yùn)動，所述 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括控制把手，其能夠通過操作者運(yùn)動，以產(chǎn)生與所述轉(zhuǎn)向輪期望的角度位置對應(yīng)的轉(zhuǎn)向 控制信號；偏壓結(jié)構(gòu)，其與所述控制把手相關(guān)聯(lián)，以朝與所述轉(zhuǎn)向輪處于直行位置對應(yīng)的中心位 置偏壓所述控制把手；觸覺反饋裝置，其與所述控制把手相關(guān)聯(lián)以對所述控制把手產(chǎn)生與操作者施加的力相 反的反作用力，所述反作用力基于可變觸覺反饋裝置信號而改變；轉(zhuǎn)向馬達(dá)，其聯(lián)接至所述轉(zhuǎn)向輪，以實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)向輪繞所述第一軸線的角運(yùn)動；控制設(shè)備，該控制設(shè)備聯(lián)接至所述傳感器以從所述傳感器接收指示操作者離開所述駕 駛室的信號，該控制設(shè)備聯(lián)接至所述控制把手以接收所述轉(zhuǎn)向控制信號，該控制設(shè)備聯(lián)接 至所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)以響應(yīng)于來自所述控制把手的所述轉(zhuǎn)向控制信號向所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)產(chǎn)生第 一驅(qū)動信號、以實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)向輪繞所述第一軸線的角運(yùn)動，并且該控制設(shè)備聯(lián)接至所述觸 覺反饋裝置以產(chǎn)生所述觸覺反饋裝置信號；以及當(dāng)操作者在所述駕駛室內(nèi)時，所述轉(zhuǎn)向輪能夠運(yùn)動至第一角度范圍內(nèi)的一角度位置， 而當(dāng)操作者在所述駕駛室外時，所述轉(zhuǎn)向輪能夠運(yùn)動至比所述第一角度范圍小的第二角度 范圍內(nèi)的一角度位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的材料搬運(yùn)車輛，還包括牽引馬達(dá)，其聯(lián)接至所述轉(zhuǎn)向輪，以 實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)向輪繞大致橫向于所述第一軸線的第二軸線的旋轉(zhuǎn)，所述控制設(shè)備聯(lián)接至所述 牽引馬達(dá)，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)向輪期望的角度位置而限制所述牽引馬達(dá)的速度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的材料搬運(yùn)車輛，其中，所述控制設(shè)備根據(jù)所述牽引馬達(dá)的 速度而改變所述觸覺反饋裝置信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的材料搬運(yùn)車輛，其中，所述控制設(shè)備還根據(jù)由所述轉(zhuǎn)向控 制信號限定的所述轉(zhuǎn)向輪的期望位置與所述轉(zhuǎn)向輪的確定的實(shí)際位置之間的誤差而改變 所述觸覺反饋裝置信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的材料搬運(yùn)車輛，其中，所述控制設(shè)備使到所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)的 所述第一驅(qū)動信號根據(jù)所述牽引馬達(dá)的速度而改變，以便改變所述轉(zhuǎn)向馬達(dá)的速度極限。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的材料搬運(yùn)車輛，其中，所述觸覺反饋裝置包括產(chǎn)生基于所述觸覺反饋裝置信號的量值而改變的力的電控制動器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的材料搬運(yùn)車輛，其中，所述電控制動器包括電流變裝置、磁 流變裝置和電磁裝置中的一個。
全文摘要
提供一種材料搬運(yùn)車輛(10)，包括車架，其包括駕駛室(30)；支撐在車架上的輪，所述輪中的至少一個輪為轉(zhuǎn)向輪(74)；和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其與轉(zhuǎn)向輪相關(guān)聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪的角運(yùn)動。車輛還包括控制設(shè)備。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括控制把手(90)、觸覺反饋裝置(100)和轉(zhuǎn)向馬達(dá)(120)?？刂圃O(shè)備構(gòu)造成響應(yīng)于操作者進(jìn)入駕駛室增加觸覺反饋裝置信號，以便禁止操作者經(jīng)由控制把手作出急轉(zhuǎn)彎請求。取決于操作者是在駕駛室內(nèi)或在駕駛室外，轉(zhuǎn)向輪可運(yùn)動至對應(yīng)的不同角度范圍。
文檔編號B66F9/20GK101939248SQ200980104175
公開日2011年1月5日 申請日期2009年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月5日
發(fā)明者E·L·詹森, G·R·韋特雷爾, J·F·施勒默爾, M·L·克拉比爾 申請人:克朗設(shè)備公司