本发明涉及叉车技术领域，更具体地说，涉及一种电转向系统、转向控制方法及电动叉车。
背景技术：
叉车上最先使用的转向系统为机械转向系统，该系统完全依靠人力施加在方向盘上，再通过传动机构完成转向。机械转向系统虽然结构简单，价格低廉，可靠性好，但是转向费力，因此纯机械转向系统在叉车上已逐渐被淘汰。为了解决纯机械转向费力的问题，之后逐步发明了液压助力转向系统和电助力转向系统。
液压助力转向系统是利用液压泵的高压油通过转向器进入液压油缸，液压油推动液压活塞杆左右移动，从而带动转向机构实现转向。该系统在转向操纵力方面得到了很大的改善，且结构可靠安全，是目前叉车上应用最广泛的转向系统。但是，液压助力转向系统也存在着一些缺点：首先，由于液压系统的特性，只要电动叉车开机后有方向信号，电机就持续驱动齿轮泵，从而会持续产生噪音，降低了驾驶人员作业时的舒适性，且该系统能耗也较大；其次，液压助力转向对系统的密封性要求很高，由于油温的变化时常会有漏油的问题产生，对整车和环境造成污染；再次，液压助力转向还存在一定的滞后性，影响转向的跟随性和灵敏性。
电助力转向系统的作用原理为方向盘运动带动转向小齿轮旋转，转矩传感器检测出转向力矩并传递给控制单元，控制单元根据车况的综合因素计算出助力力矩，控制电机的转向和电流大小，电机通过齿轮传动装置带动转向机构实现转向，最终传向力矩为人施加在方向盘的力矩和助力力矩。相较于液压助力转向系统，电助力转向系统虽然省去了液压阀、管路、油泵、液压缸等零部件，但是电助力转向系统包括一部分机械传动部件，会占用较大的空间，由于叉车空间较为紧张，导致电助力转向系统中的机械传动部件较难布置，影响叉车整体的紧凑性。
因此，提供一种操作轻便、结构简单、占用空间小、能方便布置的叉车转向系统是本领域技术人员所希望的。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电转向系统，由电机提供全部的转向力，操作轻便，而且占用空间小，方便布置，结构简单，稳定性好。
本发明另一目的在于提供一种具有上述电转向系统的电动叉车以及转向控制方法。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电转向系统，包括：
方向盘总成；
与所述方向盘总成连接、用于检测所述方向盘总成转向信号的转向信号传感器；
通过第一减速箱和第二减速箱与转向桥总成连接、用于驱动所述转向桥总成的转向电机；
分别与所述转向信号传感器和所述转向电机电连接、用于向所述转向电机发送控制信号的转向控制器。
优选地，所述第二减速箱上还设有用于检测所述第二减速箱输出轴转动角度的角度传感器，所述角度传感器的信号输出端与用于控制行走电机的行走控制器电连接，所述行走控制器的信号输出端与行走电机电连接。
优选地，所述转向桥总成包括连接杆、驱动板、拉杆、转向臂和车轮；所述连接杆与所述第二减速箱输出轴连接；所述驱动板与所述连接杆固接，所述连接杆能够带动所述驱动板水平转动；所述拉杆与所述驱动板铰接，所述驱动板水平转动时带动所述拉杆水平运动；所述车轮通过所述转向臂与所述拉杆铰接，所述拉杆通过所述转向臂驱动所述车轮进行转向。
优选地，所述驱动板设有左铰接点和右铰接点，所述拉杆包括驱动左车轮的左拉杆和驱动右车轮的右拉杆，所述左拉杆通过所述右铰接点与所述驱动板铰接，所述右拉杆通过所述左铰接点与所述驱动板铰接。
优选地，所述左拉杆和所述右拉杆分别位于所述驱动板的两侧。
优选地，所述转向桥总成还包括上底板和下底板，所述驱动板和所述拉杆位于所述上底板和所述下底板之间，所述第二减速箱设于所述上底板上方。
一种转向控制方法，包括：转向信号传感器采集方向盘总成的转向信号，并将所述转向信号传送给转向控制器；所述转向控制器经过运算得到控制信号，并对转向电机进行控制；所述转向电机通过第一减速箱和第二减速箱驱动转向桥总成实现转向；角度传感器采集所述第二减速箱输出轴转动角度发送给行走控制器，所述行走控制器通过运算得到车轮的转角参数，转向时对行走电机进行控制。
优选地，所述转向时对行走电机进行控制具体为：当所述叉车为前双驱叉车时，所述行走控制器控制所述行走电机实现转弯差速和降速。
优选地，所述转向时对行走电机进行控制具体为：当所述叉车为前单驱叉车时，所述行走控制器控制所述行走电机实现转弯降速。
一种电动叉车，所述叉车包括上述电转向系统。
本发明提供一种电转向系统，包括：方向盘总成、转向信号传感器、转向控制器和转向电机，所述转向电机通过第一减速箱和第二减速箱与转向桥总成连接，所述转向控制器分别与所述转向信号传感器和所述转向电机电连接。所述方向盘总成转动时，所述转向信号传感器将所述方向盘总成的转向信号发送给所述转向控制器，所述转向控制器根据转向信号得到控制信号，并将控制信号发送给所述转向电机，所述转向电机通过所述第一减速箱和所述第二减速箱驱动所述转向桥总成进行转向动作。本发明提供的电转向系统，省去了电助力转向系统的机械传动部件，占用空间更小，便于布置，更有利于叉车的整体结构设计，而且转向力全部由转向电机提供，驾驶人员操作更加轻便，机械结构简单，稳定性更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例中提供的叉车电转向系统的结构示意图；
图2为本发明一个实施例中提供的叉车转向控制的原理示意图；
图3为本发明一个实施例中提供的转向桥总成的结构示意图。
附图标记：10-方向盘总成，11-转向管柱，20-转向信号传感器，30-转向控制器，40-转向电机，50-转向桥总成，51-连接杆，52-驱动板，521-左铰接点，522-右铰接点，53-左拉杆，54-右拉杆，55-转向臂，56-左车轮，57-右车轮，58-上底板，59-下底板，60-第一减速箱，70-第二减速箱，80-行走控制器，90-角度传感器，100-行走电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～3，图1为本发明一个实施例中提供的叉车电转向系统的结构示意图；图2为本发明一个实施例中提供的叉车转向控制的原理示意图；图3为本发明一个实施例中提供的转向桥总成的结构示意图。
如图1所示，一种电转向系统，包括方向盘总成10、转向信号传感器20、转向控制器30和转向电机40。
转向管柱11固定连接于方向盘总成10的中部下方，当方向盘总成10转动时带动转向管柱11同步旋转。方向盘总成10一般采用圆环形，当然也可以采用其他合适的形状，为了方便驾驶员操作，还可以在方向盘总成10的圆环上设置一操作杆。
转向信号传感器20与方向盘总成10连接，当方向盘总成10转动时，用于采集转向信号。转向信号可以为方向盘总成10转动的方向、速度以及角度等参数。转向信号传感器20采集到转向信号后，将转向信号传递给转向控制器30，由转向控制器30进一步处理。转向信号传感器20可以为现有的各类机械、光电传感器，本实施例中，转向信号传感器20为扭矩传感器，扭矩传感器与转向管柱11连接，通过检测转向管柱11的转动方向、速度以及角度等参数，从而得到方向盘总成10的相应参数。
转向控制器30通过线束分别与转向信号传感器20和转向电机40电连接。转向控制器30接收到转向信号后，经过运算得到相应的控制信号，并通过控制信号控制转向电机40。控制信号可以是电流、电压等信号。
转向电机40一方面通过线束与转向控制器30电连接，接收控制信号，另一方面与转向桥总成50连接，驱动转向桥总成50执行转向动作。本实施例中，转向电机40是通过第一减速箱60和第二减速箱70与转向桥总成50连接的。具体地，转向电机40输出轴与第一减速箱60输入轴连接，第一减速箱60的输出轴与第二减速箱70的输入轴连接，第二减速箱70的输出轴再与转向桥总成50连接。
目前，转向电机40与转向桥总成50常用的连接方式为：转向电机40的输出轴通过齿轮与转向轮轴连接。相较于上述常用的连接方式，本实施例中，转向电机40通过第一减速箱60和第二减速箱70与转向桥总成50连接，一方面可以获得更大的速比，从而减小转向电机的扭矩和功率，使得转向电机和转向桥总成的体积更小，方便进行布置，另一方面可以使转向电机工作时处于相对高的转速，从而提高了转向电机的效率。
本实施例中，电转向系统还包括行走控制器80和角度传感器90。角度传感器90设于第二减速箱70上方，用于检测第二减速箱70输出轴转动角度。行走控制器80通过线束分别与角度传感器90和行走电机100电连接，角度传感器90将采集的转动角度数据传送给行走控制器80，行走控制器80通过运算得到车轮的转角参数，从而对行走电机100进行控制。
如图2所示，一种叉车电转向控制方法，驾驶员转动方向盘总成10时，带动扭矩传感器的输入轴跟着转动，扭矩传感器通过线速与转向控制器30连接，扭矩传感器输出方向、速度以及角度的信号参数给转向控制器30，转向控制器30经过运算控制转向电机40的转动方向、转动速度和扭矩，转向电机40通过第一减速箱60和第二减速箱70驱动转向桥总成50实现转向；同时，位于第二减速箱70上方的角度传感器90采集第二减速箱70输出轴转动角度给行走控制器80，行走控制器80通过运算得到车轮的转角参数，从而对行走电机100进行控制。本实施例中的叉车电转向控制方法可以应用于前双驱电动叉车或前单驱电动叉车。如果应用于前双驱电动叉车，则行走控制器80控制行走电机100实现差速和转弯降速功能，如果应用于前单驱电动叉车，则行走控制器80控制行走电机100实现转弯降速的功能。
本实施例中的电转向系统既适用于四支点叉车，也适用于三支点叉车。如图3所示，本实施例中，叉车为四支点叉车。
具体地，转向桥总成50包括连接杆51、驱动板52、拉杆、转向臂55和车轮。连接杆51与第二减速箱70输出轴连接，驱动板52与连接杆51固接，连接杆51能够带动所述驱动板52水平转动。拉杆与驱动板52铰接，驱动板52水平转动时带动拉杆水平运动。车轮通过转向臂55与拉杆铰接，拉杆通过转向臂55驱动车轮进行转向。
现有的转向桥结构由于转角误差较大，在转向时，轮胎无法实现纯滚动的运动方式，这会给轮胎造成较大的磨损，影响轮胎的使用寿命。
为了解决上述问题，本实施例中，在转向电机40通过第一减速箱60和第二减速箱70与转向桥总成50连接的基础上，进一步对转向桥结构进行了改进。在速比增大的基础上，通过改进转向桥结构，尽量减小了转角误差，在转弯时车轮尽量以纯滚动方式运动，从而减小了轮胎磨损，提高了轮胎的寿命，并同时降低了整车的能耗。
本实施例中，在驱动板52上设有左铰接点521和右铰接点522，拉杆进一步包括驱动左车轮56的左拉杆53和驱动右车轮57的右拉杆54。左拉杆53通过右铰接点522与驱动板52铰接，右拉杆54通过左铰接点521与驱动板52铰接。通过上述结构改进，可以使两侧的车轮在转弯时的运动方式更加接近纯滚动。
进一步，由于左拉杆53与右铰接点522连接，而右拉杆54与左铰接点521连接，使得左拉杆53和右拉杆54在运动过程中可能会产生一定的干涉。为了防止左拉杆53和右拉杆54相互干涉，本实施例中，左拉杆53设于驱动板52的下方，而右拉杆54设于驱动板52的上方，即左拉杆53和右拉杆54分别设于驱动板52的两侧，从而容易地避免了相互干涉。
本实施例中，转向桥总成50还包括上底板58和下底板59。驱动板52和拉杆均位于上底板58和下底板59之间，而第二减速箱70设于上底板58上方。上底板58既对第二减速箱70形成支撑，而且上底板58和下底板59也能对驱动板52和拉杆等机构形成一定的防护。
本发明还提供一种电动叉车，包括前述的电转向系统，叉车整体结构更加紧凑，稳定性更好，转向操作更加省力。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种电转向系统，其特征在于，包括：
方向盘总成(10)；
与所述方向盘总成(10)连接、用于检测所述方向盘总成(10)转向信号的转向信号传感器(20)；
通过第一减速箱(60)和第二减速箱(70)与转向桥总成(50)连接、用于驱动所述转向桥总成(50)的转向电机(40)；
分别与所述转向信号传感器(20)和所述转向电机(40)电连接、用于向所述转向电机(40)发送控制信号的转向控制器(30)。
2.如权利要求1所述的电转向系统，其特征在于，所述第二减速箱(70)上还设有用于检测所述第二减速箱(70)输出轴转动角度的角度传感器(90)，所述角度传感器(90)的信号输出端与用于控制行走电机(100)的行走控制器(80)电连接，所述行走控制器(80)的信号输出端与所述行走电机(100)电连接。
3.如权利要求1或2所述的电转向系统，其特征在于，所述转向桥总成(50)包括连接杆(51)、驱动板(52)、拉杆、转向臂(55)和车轮；所述连接杆(51)与所述第二减速箱(70)输出轴连接；所述驱动板(52)与所述连接杆(51)固接，所述连接杆(51)能够带动所述驱动板(52)水平转动；所述拉杆与所述驱动板(52)铰接，所述驱动板(52)水平转动时带动所述拉杆水平运动；所述车轮通过所述转向臂(55)与所述拉杆铰接，所述拉杆通过所述转向臂(55)驱动所述车轮进行转向。
4.如权利要求3所述的电转向系统，其特征在于，所述驱动板(52)设有左铰接点(521)和右铰接点(522)，所述拉杆包括驱动左车轮(56)的左拉杆(53)和驱动右车轮(57)的右拉杆(54)，所述左拉杆(53)通过所述右铰接点(522)与所述驱动板(52)铰接，所述右拉杆(54)通过所述左铰接点(521)与所述驱动板(52)铰接。
5.如权利要求4所述的电转向系统，其特征在于，所述左拉杆(53)和所述右拉杆(54)分别位于所述驱动板(52)的两侧。
6.如权利要求3所述的电转向系统，其特征在于，所述转向桥总成(50)还包括上底板(58)和下底板(59)，所述驱动板(52)和所述拉杆位于所述上底板(58)和所述下底板(59)之间，所述第二减速箱(70)设于所述上底板(58)上方。
7.一种转向控制方法，其特征在于，包括：转向信号传感器(20)采集方向盘总成(10)的转向信号，并将所述转向信号传送给转向控制器(30)；所述转向控制器(30)经过运算得到控制信号，并对转向电机(40)进行控制；所述转向电机(40)通过第一减速箱(60)和第二减速箱(70)驱动转向桥总成(50)实现转向；角度传感器(90)采集所述第二减速箱(70)输出轴转动角度发送给行走控制器(80)，所述行走控制器(80)通过运算得到车轮的转角参数，转向时对行走电机(100)进行控制。
8.如权利要求7所述的转向控制方法，其特征在于，所述转向时对行走电机(100)进行控制具体为：当所述叉车为前双驱叉车时，所述行走控制器(80)控制所述行走电机(100)实现转弯差速和降速。
9.如权利要求7所述的转向控制方法，其特征在于，所述转向时对行走电机(100)进行控制具体为：当所述叉车为前单驱叉车时，所述行走控制器(80)控制所述行走电机(100)实现转弯降速。
10.一种电动叉车，其特征在于，所述叉车包括如权利要求1～6任一项中所述的电转向系统。
技术总结