在修改后的刚度模式下可操作的作业车辆MRF操纵杆系统技术方案

本发明专利技术涉及在修改后的操纵杆刚度模式下可操作的作业车辆磁流变流体操纵杆系统。作业车辆磁流变流体(MRF)操纵杆系统的实施方式包括具有底座壳体的操纵杆装置、可移动地安装到底座壳体的操纵杆、以及被配置为监视操纵杆移动的操纵杆位置传感器。MRF操纵杆阻力机构可受控制，以在控制器架构联接到操纵杆位置传感器和MRF操纵杆阻力机构的同时，改变抵抗操纵杆相对于底座壳体移动的操纵杆刚度。控制器架构被配置为：(i)在作业车辆操作期间，将作业车辆MRF操纵杆系统选择性地置于修改后的操纵杆刚度模式；(ii)当作业车辆MRF操纵杆系统置于修改后的操纵杆刚度模式时，命令MRF操纵杆阻力机构至少部分地基于操纵杆相对于底座壳体的移动来改变操纵杆刚度。的移动来改变操纵杆刚度。的移动来改变操纵杆刚度。

【技术实现步骤摘要】
在修改后的刚度模式下可操作的作业车辆MRF操纵杆系统


[0001]本公开涉及在修改后的操纵杆刚度模式下可操作的作业车辆磁流变流体(magnetorheological fluid，MRF)操纵杆系统。

技术介绍

[0002]操纵杆装置通常用于控制在建筑、农业、林业和采矿业内采用的作业车辆的各种操作方面。例如，在配备有动臂总成的作业车辆的情况下，操作者可利用一个或更多个操纵杆装置来控制动臂总成移动，因此控制安装至动臂总成的外部端子端部的工具或机具(implement)的移动。具有这种由操纵杆控制动臂总成的作业车辆的常见示例包括挖掘机、伐木归堆联合机、集材机、牵引机(在其上可以安装模块化前端装载机和反铲附件)、牵引机装载机、轮式装载机和各种紧凑型装载机。类似地，在推土机、平地机和配备有推土铲刀的其它作业车辆的情况下，操作者可以利用一个或更多个操纵杆来控制铲刀移动和定位。在平地机、推土机和某些装载机(诸如滑移式装载机)的情况下，操纵杆装置也通常用于操纵或以其它方式控制作业车辆底盘的定向移动。给出作业车辆内的操纵杆装置的普遍使用(结合作业车辆经常在其中进行操作的相对挑战性的动态环境)，对作业车辆操纵杆系统的设计和功能的改进存在持续需求，特别是到达这种改进可以提高作业车辆操作的安全性和效率的程度。

技术实现思路

[0003]公开了一种用于在作业车辆上使用的作业车辆磁流变流体(MRF)操纵杆系统。在实施方式中，作业车辆MRF操纵杆系统包括具有底座壳体的操纵杆装置、可移动地安装到底座壳体的操纵杆、以及被配置为监视操纵杆相对于底座壳体的移动的操纵杆位置传感器。在控制器架构联接到操纵杆位置传感器和MRF操纵杆阻力机构的同时，MRF操纵杆阻力机构可受控制以改变操纵杆刚度，操纵杆刚度抵抗操纵杆相对于底座壳体以至少一个自由度的移动。控制器架构被配置为：(i)在作业车辆操作期间，将作业车辆MRF操纵杆系统选择性地置于修改后的操纵杆刚度模式；以及(ii)当作业车辆MRF操纵杆系统被置于修改后的操纵杆刚度模式时，命令MRF操纵杆阻力机构至少部分地基于操纵杆相对于底座壳体的移动来改变操纵杆刚度。
[0004]在其它实施方式中，作业车辆MRF包括操纵杆装置、MRF阻力机构和控制器架构。操纵杆装置又包括：底座壳体；操纵杆，其可移动地安装至底座壳体；至少一个弹性元件，其在所述底座壳体内并且在所述操纵杆上施加偏置力，从而促使所述操纵杆从中心位置离开时返回到所述中心位置；以及操纵杆位置传感器，其被配置为监视所述操纵杆相对于所述底座壳体的移动。MRF操纵杆阻力机构可受控制，改变抵抗所述操纵杆相对于所述底座壳体以至少一个自由度的移动的操纵杆刚度。所述控制器架构(联接到所述操纵杆位置传感器和所述MRF操纵杆阻力机构)被配置为控制所述MRF操纵杆刚度机构：(i)当作业车辆MRF操纵杆系统在第一操纵杆刚度模式下操作时，许可操纵杆仅在偏置力的影响下返回到中心位
置；以及(ii)当作业车辆MRF操纵杆系统在第二操纵杆刚度模式下操作时，防止操纵杆仅在偏置力的影响下返回到中心位置。
[0005]在附图和以下描述中阐述了一个或更多个实施方式的细节。根据说明书、附图和权利要求，其它特征和优点将变得清楚。
附图说明
[0006]下文中，将结合以下附图来描述本公开的至少一个示例：
[0007]图1是根据本公开的示例实施方式的在作业车辆(这里是挖掘机)上并且在至少一个修改后的操纵杆刚度模式下可操作的示例磁流变流体(MRF)操纵杆系统的示意图；
[0008]图2是例示了从图1中示出的挖掘机驾驶舱内看的可以被包括在示例MRF操纵杆系统中并且被操作者用来控制挖掘机动臂总成的移动的两个操纵杆装置的立体图。
[0009]图3和图4是沿着穿过被包括在操纵杆装置中的操纵杆的垂直截面平面部分地示出和截取的示例MRF操纵杆系统的剖面示意图，例示了MRF操纵杆系统的一种可能构造。
[0010]图5是由作业车辆MRF操纵杆系统的控制器架构适当地进行以将MRF操纵杆系统选择性地置于至少一种修改后的操纵杆刚度模式的过程；
[0011]图6是例示了当MRF操纵杆系统是在修改后的操纵杆刚度模式的示例实施方式中在修改后的操纵杆刚度模式下操作时可以选择性地产生或修改的MRF止动部的操纵杆运动范围和可能位置的示例的示意图；以及
[0012]图7是以非穷举的方式例示了MRF操纵杆系统的实施方式可以被有益地集成到其中的另外的示例作业车辆的图表。
[0013]在各个附图中，类似的参考符号指示类似的元件。为了图示的简单和清楚起见，可以省略公知特征和技术的描述和细节，以避免不必要地混淆在随后详细描述中描述的本专利技术的示例和非限制性实施方式。应当进一步理解，除非另外说明，否则附图中出现的特征或元件不必按比例绘制。
具体实施方式
[0014]在以上简要描述的多个图的附图中示出了本公开的实施方式。本领域的技术人员可以在不脱离如所附权利要求阐述的本专利技术的范围的情况下想到对示例实施方式的各种修改。
[0015]概述
[0016]以下描述了在修改后的操纵杆刚度模式下可操作的作业车辆磁流变流体(MRF)操纵杆系统。如本文中出现的，术语“修改后的操纵杆刚度模式”是指以下的操作模式：MRF操纵杆系统通过受控制地产生阻碍以至少一个自由度(DOF)的操纵杆运动的MRF施加阻力来改变操纵杆装置(相对于默认操作模式)的行为。为此目的，下述的作业车辆MRF操纵杆系统的实施方式包括可操作地联接到MRF操纵杆阻力机构的处理子系统或“控制器架构”；也就是，包含磁流变流体并能够通过改变电磁(EM)场的强度来修改流体的流变性(粘度)以提供对阻碍操纵杆运动的阻力的受控制调节的机构、装置或阻尼器。该阻碍操纵杆的阻力在本文中通常被称为“MRF阻力”，而MRF阻力阻碍在特定方向或方向组合上的操纵杆运动的程度在本文中被称为“操纵杆刚度”。取决于实现方式，MRF操纵杆阻力机构可以由控制器架构控
制，以在操纵杆的任何给定运动范围(ROM)内并且通过应用抵抗力的不断变化大小来应用各种不同的抵抗效果，从而选择性地阻碍或抑制任何给定方向上的操纵杆移动。
[0017]MRF操纵杆系统的实施方式包含至少一个MRF操纵杆装置，该装置包括以至少一个DOF相对于底座壳体可移动的操纵杆。在操纵杆相对于底座壳体以多个DOF可移动的实施方式中，MRF操纵杆系统能够提高单个DOF上的操纵杆刚度，或者另选地，能够独立地增加操纵杆的多个DOF上的操纵杆刚度。例如，在给定操纵杆相对于其底座壳体绕两条垂直轴线可旋转的实现方式中，MRF操纵杆阻力机构能够独立地增加MRF阻力，从而抑制操纵杆绕操纵杆的旋转轴线中的任一者或二者的旋转(因此抑制操纵杆刚度)。因此，在这种情形下，控制器架构可以命令MRF操纵杆系统独立地改变分别抵抗操纵杆绕第一轴线和第二轴线的旋转的第一操纵杆刚度和第二操纵杆刚度，以提供所期望的抵抗效果或操纵杆行为。以这种方式，MRF操纵杆系统的控制器架构可以监视操纵杆位置，并且在某些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在作业车辆(20)上使用的作业车辆磁流变流体操纵杆系统(22)即作业车辆MRF操纵杆系统(22)，所述作业车辆MRF操纵杆系统(22)包括：操纵杆装置(52、54)，所述操纵杆装置包括：底座壳体(62)；操纵杆(60)，所述操纵杆能够移动地安装至所述底座壳体(62)；以及操纵杆位置传感器(66)，所述操纵杆位置传感器被配置为监视所述操纵杆(60)相对于所述底座壳体(62)的移动；MRF操纵杆阻力机构(56)，所述MRF操纵杆阻力机构受控制以改变操纵杆刚度，所述操纵杆刚度抵抗所述操纵杆(60)相对于所述底座壳体(62)以至少一个自由度的移动；以及控制器架构(50)，所述控制器架构联接到所述操纵杆位置传感器(66)和所述MRF操纵杆阻力机构(56)，所述控制器架构(50)被配置为：在所述作业车辆(20)操作期间，将所述作业车辆MRF操纵杆系统(22)选择性地置于修改后的操纵杆刚度模式；以及当所述作业车辆MRF操纵杆系统(22)被置于所述修改后的操纵杆刚度模式时，命令所述MRF操纵杆阻力机构(56)至少部分地基于所述操纵杆(60)相对于所述底座壳体(62)的移动来改变所述操纵杆刚度。2.根据权利要求1所述的作业车辆MRF操纵杆系统(22)，其中，所述控制器架构(50)被配置为至少部分地基于附接到所述作业车辆(20)的作业机具(26)的类型来选择性地设置所述作业车辆MRF操纵杆系统(22)。3.根据权利要求2所述的作业车辆MRF操纵杆系统(22)，其中，所述作业机具(26)的类型包括具有第一功能和第二功能的多功能机具；以及其中，所述控制器架构(50)被配置为当所述作业车辆MRF操纵杆系统(22)被置于所述修改后的操纵杆刚度模式时，命令所述MRF操纵杆阻力机构(56)将操纵杆移动限制于第一基本线性轨道和第二基本线性轨道，沿着所述第一基本线性轨道和第二基本线性轨道的操纵杆移动分别控制所述多功能机具(26)的所述第一功能和所述第二功能。4.根据权利要求1所述的作业车辆MRF操纵杆系统(22)，其中，所述操纵杆装置(52、54)包括至少一个弹性元件(124)，所述至少一个弹性元件(124)在所述操纵杆(60)被从中心位置移开时使所述操纵杆偏置以返回到所述中心位置；以及其中，所述修改后的操纵杆刚度模式包括操纵杆位置保持模式，在所述操纵杆位置保持模式下，所述控制器架构(50)命令所述MRF操纵杆阻力机构(56)以防止所述操纵杆(60)在该操纵杆(60)被从所述中心位置移开时返回到所述中心位置的方式选择性地增加所述操纵杆刚度。5.根据权利要求4所述的作业车辆MRF操纵杆系统(22)，其中，所述控制器架构(50)还被配置为响应于将所述作业车辆(20)从基于速度的操纵杆转向方案转变为基于位置的操纵杆转向方案的操作者输入，将所述作业车辆MRF操纵杆系统(22)置于所述修改后的操纵杆刚度模式。6.根据权利要求1所述的作业车辆MRF操纵杆系统(22)，其中，所述作业车辆(20)能够在多种性能模式下操作；并且其中，所述控制器架构(50)被配置为至少部分地基于将所述作业车辆(20)置于所述多
种性能模式中的一种选定模式的操作者输入数据，将所述作业车辆MRF操纵杆系统(22)选择性地置于所述修改后的操纵杆刚度模式。7.根据权利要求1所述的作业车辆MRF操纵杆系统(22)，其中，所述作业车辆(20)能够在爬行模式下操作，在所述爬行模式下，所述操纵杆装置(52、54)能够用于控制所述作业车辆(20)在至少向前方向和向后方向上的移动；并且其中，所述控制器架构(50)被配置为当所述作业车辆(20)被置于所述爬行模式时，将所述作业车辆MRF操纵杆系统(22)选择性地置于所述修改后的操纵杆刚度模式。8.根据权利要求7所述的作业车辆MRF操纵杆系统(22)，其中，当所述作业车辆MRF操纵杆系统(22)被置于所述修改后的操纵...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：