具有控制多軸工具的輸入裝置的機(jī)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及具有多軸控制機(jī)器作業(yè)工具的操作員輸入裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]—些土工機(jī)械，例如，推土機(jī)、機(jī)動(dòng)平地機(jī)、輪式裝載機(jī)和雪犁，具有前置式作業(yè)工具，例如，刀片、鏟斗，或者用于推動(dòng)或者運(yùn)送物料的犁。這些作業(yè)工具能夠圍繞大致垂直于作業(yè)工具(也就是，與行進(jìn)方向一致)的第一水平軸線傾斜，并且圍繞大致平行于作業(yè)工具的第二水平軸線俯仰，以及相對(duì)于地面提升?？梢酝ㄟ^(guò)延伸位于作業(yè)工具第一側(cè)的液壓缸、同時(shí)縮回位于作業(yè)工具相對(duì)側(cè)的液壓缸完成傾斜?？梢酝瑫r(shí)通過(guò)延伸或者縮回相同方向的液壓缸完成俯仰?？梢酝ㄟ^(guò)延伸獨(dú)立的提升缸完成作業(yè)工具的提升?，F(xiàn)有液壓系統(tǒng)利用輸入裝置的不同組合來(lái)調(diào)節(jié)傾斜、俯仰和提升操作。
[0003]2012年6月I日公開的Hand等人的美國(guó)專利公布N0.2012/0152575( ’ 575公布)公開了一種典型的液壓系統(tǒng)。具體而言，’575公布公開了一種具有左右油缸和輸入裝置的液壓系統(tǒng)，其中左右油缸能夠傾斜和俯仰作業(yè)工具，輸入裝置用于控制左右油缸。輸入裝置包括圍繞水平軸線在豎直平面中樞轉(zhuǎn)的向內(nèi)傾斜的手柄(相對(duì)于操作員座椅)。當(dāng)手柄樞轉(zhuǎn)到左側(cè)或者右側(cè)時(shí)，產(chǎn)生指示需要傾斜作業(yè)工具的信號(hào)。拇指滾輪位于手柄的抓握端，當(dāng)繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生指示需要俯仰作業(yè)工具的信號(hào)。
[0004]雖然’575公布中的輸入裝置能夠?qū)嵤﹥A斜和俯仰操作，它仍然能夠進(jìn)行改進(jìn)。也就是說(shuō)，575公布中的輸入裝置對(duì)于所有用戶來(lái)說(shuō)可能不夠直觀和/或者不包括一些應(yīng)用需要的功能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型涉及一種具有控制多軸工具的輸入裝置的機(jī)器，該輸入裝置能夠直觀控制具有至少一個(gè)提升、俯仰、滾動(dòng)和偏轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)的作業(yè)工具。
[0006]在一個(gè)方面，該機(jī)器包括機(jī)架和樞轉(zhuǎn)地連接于機(jī)架的作業(yè)工具。該機(jī)器還可以包括至少一個(gè)第一油缸，其配置為相對(duì)于機(jī)架提升作業(yè)工具;至少一個(gè)第二油缸，其配置為相對(duì)于機(jī)架偏轉(zhuǎn)作業(yè)工具;第三油缸，其配置為相對(duì)于機(jī)架俯仰作業(yè)工具；以及第四油缸，其配置為使作業(yè)工具相對(duì)于機(jī)架滾動(dòng)。該機(jī)器還可以包括由機(jī)架支撐的操作員站，以及位于操作員站內(nèi)部的輸入裝置。輸入裝置可以包括手柄，手柄具有連接至機(jī)器的近端以及遠(yuǎn)端，并且配置為在第一方向樞轉(zhuǎn)以產(chǎn)生可操作地連接以致動(dòng)至少一個(gè)第一油缸的第一信號(hào)，并且在與第一方向大致正交的第二方向樞轉(zhuǎn)以產(chǎn)生可操作地連接以致動(dòng)第四油缸的第二信號(hào)。輸入裝置可以具有位于手柄遠(yuǎn)端的搖桿鈕，并且配置為在第三方向樞轉(zhuǎn)以產(chǎn)生可操作地連接以致動(dòng)至少一個(gè)第二油缸的第三信號(hào)，并且在與第三方向大致正交的第四方向樞轉(zhuǎn)以產(chǎn)生可操作地連接以致動(dòng)第三油缸的第四信號(hào)。
[0007]所述手柄定向成相對(duì)于所述第一方向和所述第二方向成斜角。
[0008]進(jìn)一步包括控制器，所述控制器與所述輸入裝置以及所述第一油缸、所述第二油缸、所述第三油缸和所述第四油缸中的每一個(gè)連接。
[0009]所述輸入裝置進(jìn)一步包括第一瞬時(shí)控制元件，所述第一瞬時(shí)控制元件配置為產(chǎn)生指示操作的第五信號(hào)，使所述控制器操作所述油缸中的至少一個(gè)來(lái)抖動(dòng)所述作業(yè)工具。
[0010]所述輸入裝置進(jìn)一步包括至少一個(gè)第二瞬時(shí)控制元件，所述至少一個(gè)第二瞬時(shí)控制元件配置為產(chǎn)生可操作的第六信號(hào)以致動(dòng)所述作業(yè)工具的履帶式平整操作。
[0011]所述搖桿鈕配置為在所述第一方向和所述第二方向之間的方向樞轉(zhuǎn)以產(chǎn)生指示需要同時(shí)俯仰和偏轉(zhuǎn)所述作業(yè)工具的混合信號(hào)。
[0012]進(jìn)一步包括大致C形推架，其樞轉(zhuǎn)地將所述作業(yè)工具的下邊緣連接到所述機(jī)架，其中，所述至少一個(gè)第一油缸包括兩個(gè)油缸，每個(gè)油缸將所述大致C形推架的腿部連接到所述機(jī)架。
[0013]所述至少一個(gè)第二油缸包括兩個(gè)油缸，每個(gè)油缸將所述作業(yè)工具的側(cè)邊緣連接到所述大致C形推架。
[0014]所述C形推架包括朝向所述作業(yè)工具的上邊緣延伸的臂；
[0015]所述第三油缸將所述作業(yè)工具的所述上邊緣連接到所述臂；以及
[0016]所述第四油缸定位成大致與所述第三油缸正交，并且將所述臂連接到作業(yè)工具在所述臂與所述側(cè)邊緣之間的點(diǎn)。
[0017]上述技術(shù)方案提供了一種其中輸入裝置的每次移動(dòng)可以與作業(yè)工具的所致移動(dòng)大體一致的系統(tǒng)。進(jìn)一步，因?yàn)樗凶鳂I(yè)工具的控制器可以共置于單獨(dú)的輸入裝置中，所以操作員可以在使用作業(yè)工具期間需要花費(fèi)很小的精力，并且操作員可以更好地能將注意力集中在手中的任務(wù)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1和圖2分別為公開的典型機(jī)器的側(cè)視插圖和俯視插圖。
[0019]圖3為可以與圖1和圖2所示的機(jī)器結(jié)合使用的公開的典型輸入裝置的插圖；以及
[0020]圖4為示出與圖1至3的機(jī)器和輸入裝置相關(guān)的公開的典型液壓系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1和圖2示出了具有多個(gè)配合完成任務(wù)的系統(tǒng)和部件的典型機(jī)器。機(jī)器10可以具體化為執(zhí)行與產(chǎn)業(yè)例如采礦、建筑、農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸或者現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它產(chǎn)業(yè)相關(guān)的某種類型的操作的移動(dòng)機(jī)器。例如，機(jī)器10可以是物料搬運(yùn)機(jī)，例如，推土機(jī)、自動(dòng)平地機(jī)、輪式裝載機(jī)、雪犁或者類似機(jī)器。機(jī)器10可以包括實(shí)施系統(tǒng)12、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16、動(dòng)力源18，以及操作員站20，其中實(shí)施系統(tǒng)12配置為移動(dòng)作業(yè)工具14，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16用于推進(jìn)機(jī)器10，動(dòng)力源18為實(shí)施系統(tǒng)12和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16提供動(dòng)力，操作員站20用于控制實(shí)施系統(tǒng)12、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16，和/或者動(dòng)力源18。
[0022]實(shí)施系統(tǒng)12可包括流體致動(dòng)器作用在其上的鏈接結(jié)構(gòu)以移動(dòng)作業(yè)工具14。具體而言，實(shí)施系統(tǒng)12可以包括大致C形推架22，大致C形推架22樞轉(zhuǎn)地在相對(duì)兩端處連接到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16并且在中心處連接到作業(yè)工具14下邊緣24(僅在圖1中示出)。第一對(duì)左右液壓缸(提升缸)26、28可以樞轉(zhuǎn)地將推架22的腿部連接到機(jī)架30，并且能夠相對(duì)于地面32提升和降低作業(yè)工具I。第二對(duì)左右液壓缸(偏轉(zhuǎn)缸)34、36可以樞轉(zhuǎn)地將推架22的腿部連接到作業(yè)工具14的相對(duì)側(cè)邊緣，并且能夠圍繞垂直軸線38偏轉(zhuǎn)作業(yè)工具14。臂40可以豎直向上延伸遠(yuǎn)離推架22的中心，朝向作業(yè)工作14的上邊緣42，液壓缸(俯仰缸)44可以樞轉(zhuǎn)地將臂40的遠(yuǎn)側(cè)末端連接到上邊緣42。俯仰缸44可以圍繞水平軸線46俯仰作業(yè)工具14，水平軸線46大致垂直于軸線38和機(jī)器10的行進(jìn)方向。附加液壓缸(滾動(dòng)缸)48可以從臂40的末端延伸到作業(yè)工具14位于臂40和側(cè)邊緣37之間的點(diǎn)。滾動(dòng)缸48可以使作業(yè)工具14圍繞水平軸線50滾動(dòng)。軸線50可以與機(jī)器10的行進(jìn)方向大體一致，并且與軸線38、46正交。
[0023]很多不同的作業(yè)工具14可以連接到單個(gè)機(jī)器10，并且可由操作員控制。作業(yè)工具14可以包括用于執(zhí)行特定任務(wù)的任何裝置，例如，刀片、鏟斗、犁或者其它本領(lǐng)域已知的任務(wù)執(zhí)行裝置。盡管作業(yè)工具14在圖1實(shí)施例中連接成在相對(duì)于機(jī)器10的機(jī)架30的豎直方向和水平方向樞轉(zhuǎn)并且相對(duì)于地面32提升，但作業(yè)工具14還可以滑動(dòng)、擺動(dòng)、打開和關(guān)閉，或者以本領(lǐng)域所知的其它方式移動(dòng)。
[0024]驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16可以包括相對(duì)的底盤組件52(僅在圖1中示出)，每個(gè)底盤組件具有動(dòng)力源18驅(qū)動(dòng)的鏈輪54以使相應(yīng)的履帶55轉(zhuǎn)動(dòng)。每個(gè)底盤組件52還可以包括基座構(gòu)件58(僅在圖1中示出)，基座構(gòu)件58可操作地連接到鏈輪54和/或者機(jī)架30以支撐推架22的端部?？梢栽O(shè)想，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16可選地包括不同于履帶55的牽引裝置，如果需要，例如，輪、帶或其它已知牽引裝置。
[0025]動(dòng)力源18可以具體化為發(fā)動(dòng)機(jī)，例如柴油機(jī)、汽油機(jī)、由氣體燃料驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)或者現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何其它類型的內(nèi)燃機(jī)?？梢栽O(shè)想，動(dòng)力源18可選地具體化為非燃燒的動(dòng)力源，例如，燃料電池、動(dòng)力儲(chǔ)存裝置或其它已知源。動(dòng)力源18可以產(chǎn)生機(jī)械輸出或電力輸出，用于通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16推進(jìn)機(jī)器10，以及能夠轉(zhuǎn)化為用于移動(dòng)液壓缸26、28、34、36、44、48的液壓動(dòng)力。
[0026]操作員站20可以包括接收來(lái)自機(jī)器操作員的輸入的裝置，該輸入指示需要操縱機(jī)器。具體而言，操作員站20包括位于座椅59(僅在圖1中示出)附近的一個(gè)或者多個(gè)輸入裝置56(圖1、圖3和圖4示出)。輸入裝置56可以由操作員來(lái)操作以通過(guò)產(chǎn)生指示需要操縱的成比例的位移信號(hào)來(lái)啟動(dòng)機(jī)器10的移動(dòng)。在所公開的實(shí)施例中，輸入裝置56是與控制作業(yè)工具14的提升、俯仰、滾動(dòng)和偏轉(zhuǎn)移動(dòng)相關(guān)的操縱桿?？梢栽O(shè)想，除了操縱桿外的輸入裝置56，例如，踏板、控制桿、方向盤和現(xiàn)有技術(shù)已知的其他設(shè)備，如果需要，還可以附加地設(shè)置在操作員