CN101107690B

CN101107690B - 旋转控制装置

Info

Publication number: CN101107690B
Application number: CN2005800470896A
Authority: CN
Inventors: D·莫勒迪
Original assignee: Bosch Rexroth DSI SAS
Current assignee: Bosch Rexroth DSI SAS
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2025-09-26
Also published as: JP2008529144A; WO2006079695A1; EP1842216A1; US20080110742A1; ATE414984T1; JP4898708B2; EP1842216B1; FR2881268A1; DE602005011183D1; CN101107690A; FR2881268B1; CA2589859A1; US7705252B2; PL1842216T3

Abstract

本发明涉及一种设计成尤其附连至重型建筑机械的远程控制器的手柄(4)的旋转控制装置(2、24、37)，该旋转控制装置(2、24、37)包括：外壳(3)，牢固地附连至手柄(4)；可移动致动部分(5)，可相对于外壳围绕轴线(A)转动；第一装置(6)，用于根据可移动致动部分(5)的角度位置(α)产生比例控制信号(S1)，第一装置(6)包括由致动部分(5)移动的可移动部分(7)和固定至外壳的部分(8)，操作者能沿两个相反方向(DA、DB)抵抗弹性装置(9)而从静止位置(P)移动可移动致动部分(5)。该装置还包括第二装置(10、25、38)，用于产生至少一个开/关型信号(S2)，从而当致动部分(5)相对于静止位置(P)沿第一方向(DA)定向且超过第一阈值(TA)时发送第一信号值，且当致动部分(5)相对于静止位置(P)沿第二方向(DB)定向且超过第二阈值(TB)时发送第二信号值。

Description

旋转控制装置

技术领域

本发明涉及一种设计成尤其附连至重型建筑机械的远程控制器的手柄的旋转控制装置。

背景技术

已知重型建筑机械的远程控制器包括可根据相对于支承件的至少一个自由度而移动的手柄，此手柄的移动使操作者能控制在远程控制器之外的至少一个接受构件。

为了增大可受控制的接受构件的数量或者为了可改变控制器结构，实践中已知添加可由使用者的手指来控制的远程控制装置，尤其是比例型装置。

在这些装置中，实践中已知使用旋转控制装置，该旋转控制装置通常包括：

-外壳，设计成牢固地附连至手柄，

-可移动的致动部分，可相对于外壳围绕轴线转动，

-用于根据可移动致动部分的角度位置而产生控制信号的装置，该可移动致动部分包括可移动部分和牢固地附连至外壳的部分。

用于产生控制信号的装置较佳地是非接触类型的，它可包括例如可转动地附连至致动部分的磁体和霍尔效应传感器。

这种类型的控制装置还包括弹性装置，该弹性装置可使可移动致动部分回到静止位置，操作者可从该静止位置沿两个相反方向移动该部分。

这种类型的装置在正常使用条件下可满足对于接受构件的控制。

然而，希望提供通过确保信息的冗余性来保护控制装置的装置。具体地说，这种冗余性可在发送信号的导线短路的情况下识别不正确的信息。

此外，还希望沿致动方向将信息直接地供给至管理模块，该管理模块因此可阻止会引起机器翻倒的“激烈运动”。

应该注意到，控制装置还必须符合最小空间要求的限制，且可简化在远程控制器上的安装。

发明内容

本发明的目的是提供一种可解决尤其上述两个技术问题的解决方案，该解决方案通过确保信息冗余性来检测控制器的危险状况或故障，同时保持安装的简易性。

因此，本发明的主题是一种设计成尤其附连至重型建筑机械的远程控制器的手柄的旋转控制装置，包括：

-外壳，设计成牢固地附连至手柄，

-可移动致动部分，可相对于外壳围绕轴线转动，

-第一装置，用于根据可移动致动部分的角度位置产生比例控制信号，第一装置包括由致动部分移动的可移动部分和牢固地附连至外壳的部分，

操作者能沿两个相反方向抵抗弹性装置而从静止位置移动可移动致动部分，

其中，装置还包括第二装置，用于产生至少一个开/关型信号，从而当致动部分相对于静止位置沿第一方向定向且超过第一阈值时发送第一信号值，且当致动部分相对于静止位置沿第二方向定向且超过第二阈值时发送第二信号值。

由于这些设置，该装置可提供冗余的信息。由第一产生装置给出的致动部分的致动方向上的信息可与由第二产生装置提供的信息作比较，从而检测故障。

此外，为了防止激烈运动，当由第二产生装置提供的信息表示接受构件的控制正沿该移动方向实施时，可阻止对接受构件的控制。

有利的是，用于产生信号的第二装置设置在装置的外壳上。

根据一种可能性，用于产生信号的第二装置包括至少一个构件，该构件可由致动部分抵抗弹性复位装置移动而移动，尤其是平移。

有利的是，致动部分包括设计成用于移动可移动构件的至少一个斜面或支承邻接件。

有利的是，第二产生装置的输出信号包括在两个输出通道上的两个独立信号。

根据一个实施例，用于产生信号的第二装置包括至少一个按钮，该按钮可在移动可移动构件的过程中被致动。

有利的是，在装置的静止位置中，导电部件是开路的。

有利的是，导电部件包括柔性刷子，该柔性刷子在装置的至少一个位置中与至少一个电轨道作电滑动接触。

根据一个实施例，第二产生装置包括：用于检测致动部分沿第一方向相对于静止位置移动的第一装置、以及用于检测致动部分沿第二方向相对于静止位置移动的第二装置。

根据一种可能性，第二产生装置包括开关型的检测装置。

根据另一种可能性，第二产生装置包括比例型的检测装置，该检测装置与用于将由检测装置供给的值与至少一个阈值作比较的装置相关联。

根据一个实施例，比例型检测装置与用于产生比例信号的第一装置所采用的比例型检测装置是共同的。

根据另一实施例，比例型检测装置与用于产生比例信号的第一装置所采用的比例型检测装置是不同的。

有利的是，用于将由检测装置供给的值与至少一个阈值作比较的装置包括：至少一个阈值的产生器、以及将比例型检测装置的输出信号与至少一个阈值作比较的至少一个比较器。

根据一个实施例，比较器是单个比较器或磁滞比较器类型的。

有利的是，检测装置包括霍尔效应传感器。

有利的是，装置包括用于保护不受电磁干扰的过滤器。

根据一个实施例，输出信号被放大装置尤其是晶体管放大。

有利的是，当致动部分根据移动阈值而相对于中性位置沿第一方向致动时，在给定的输出通道上的各独立信号等于确定值，当致动沿相反方向发生或者沿第一方向的移动低于阈值时，各独立信号等于第二值，具体地说等于零。

附图说明

在任何情况下，借助下面的描述、参照附图将很好地理解本发明，这些附图表示了根据本发明的装置的若干实施例的非限制性例子。

图1是根据第一实施例的装置分解的立体图。

图2是附连至重型建筑机械的远程控制器手柄的图1的装置的立体图。

图3是用于产生在图1的装置使用的控制信号的装置的示意图。

图4是用于产生控制信号的第二装置的输出特性的示意图。

图5是根据第二实施例的用于产生控制信号的装置的示意图。

图6是根据第三实施例的用于产生控制信号的装置的示意图。

图7是根据第四实施例的装置的正视图。

图8、9和10是处于三个不同位置的、根据第五实施例的装置的正视图。

图11是图8的装置的导电轨道的详细示意图。

图12是用在图8的装置中的移动式构件的立体图。

具体实施方式

如图1和2所示，根据本发明的旋转控制装置2包括：

-外壳3，设计成牢固地附连至手柄4，

-可移动致动部分5，可相对于外壳3围绕轴线A转动，

-第一装置6，用于根据可移动致动部分5的角度位置产生比例控制信号S1，该第一装置6包括可移动部分7和牢固地附连至外壳的部分8，分别包含牢固地且可转动地附连至致动部分5的磁体7和第一霍尔效应传感器8。

操作者可沿两个相反的方向DA和DB来抵抗弹簧装置9将可移动致动部分6从静止位置P中移开。

根据本发明的实质特征，装置2还包括第二装置10，用于产生至少一个开/关型信号S2，从而当致动部分5相对于静止位置P沿第一方向DA定向且超过第一阈值TA时发送第一信号值，且当致动部分5相对于静止位置P沿第二方向DB定向且超过第二阈值TB时发送第二信号值。

用于产生信号的第二装置10以印刷电路板或卡12的形式设置在控制装置的外壳上，包括第一霍尔效应传感器8的第一产生装置6的固定部分也附连至该印刷电路板12。

根据第一实施例，如图3所示，卡12包括三个输入：

-第一5V电源输入E1，

-第二0V电位输入E2，

-第三电源输入E3，处于以+UV的恒定值确定的电位。

卡12还具有三个输出：

-第一输出S1，对应于由第一装置产生的比例信号，

-第二输出S2A和第三输出S2B，在两个输出通道上供给包含两个独立信号的第二产生装置10的开/关型输出信号S2。

第一产生装置6的固定部分接连包括且供给于第一输入E1和第二输入E2之间：

-设计成用于保护不受电磁干扰的第一过滤器13、或者EMI过滤器，

-霍尔效应传感器8，以及

-第二EMI过滤器14。

输出S1对应于第二EMI过滤器14的输出。该输出值是与致动部分的移动成正比的值。

具体地说，在此实施例中，输出电压处于0-5V之间，这些极端值对应于输入E1和E2的值，致动部分处于静止位置P附近的位置则对应于2.5V的静止值VR。

第二产生装置包括比例型检测装置，该比例型检测装置与用于将由检测装置供给的值和两个阈值TA及TB作比较的装置相关联。

具体地说，在此实施例中，比例型检测装置包括也被第一装置6使用以用于产生比例信号的第一霍尔传感器8。

用于将由检测装置供给的值和至少一个阈值作比较的装置包括：阈值TA和TB的产生器、以及将比例型检测装置的输出信号与两个阈值TA和TB作比较的两个磁滞比较器。

在此实施例中，阈值TA和TB具有相应的值2.2和2.7V，这些值在2.5V的静止值VR的两侧。

阈值产生器15由输入E1和E2来供给。

两个比较器16的每一个的输出信号都被放大装置放大，放大装置分别包括两个晶体管18和19，它们由输入E3来供给。

然后，各放大信号分别连接至输出S2A和S2B。

当致动部分5根据移动阈值TA、TB而相对于中性位置P沿给定的方向DA、DB致动时，输出S2A和S2B所具有的各信号值等于基本对应于输入信号E3的UV值的确定值，当致动沿相反方向发生时，各信号值等于零。

阈值TA和TB的使用可在致动部分处于其静止位置P附近时不产生输出信号。

第二产生装置10的输出特性S2，包括在两个输出通道S2A和S2B的特性，示于图4中，纵坐标表示输出值，而横坐标表示致动部分5的角度位置α，该角度位置α也对应于在包括霍尔效应传感器的检测装置的终端处的电压。

S2A的特性以虚线示出，而S2B的特性以实线示出。

因此通过使用输出S2A和S2B，卡12可确定带有开/关信号的致动方向。

根据第二实施例，根据本发明的装置2包括标有与参照图1和2所述的第一实施例中相同参考标号的相同部件，并且具有参照图4所述的相似的输出特性。

除了包括与用于产生比例信号的第一装置6所使用的霍尔效应传感器不同的、比例型第二霍尔效应传感器20的比例型检测装置之外，在图5中示出的用于产生开/关型信号的第二装置10使用了与第一实施例中相同的部件。

这种布置是有利的，因为可提供测量结果的冗余性从而可检测第一传感器的任何失效。

根据第三实施例，根据本发明的装置2包括标有与参照图1和2所述的第一实施例中相同参考标号的相同部件，并且具有参照图4所述的相似的输出特性。

然而，图6所示的第二产生装置包括开/关型检测装置，该开/关型检测装置包括：

-用于检测致动部分5相对于静止位置P沿第一方向DA移动的第一装置，包括开/关型的第一霍尔效应传感器22，以及

-用于检测致动部分相对于静止位置P沿第二方向DB移动的第二装置，包括开/关型的第二霍尔效应传感器23。

在此实施例中，比较器和阈值产生器的使用不是必须的，当致动部分的位置超过给定阈值TA、TB时，传感器发送输出信号。

因此，各开/关型霍尔效应传感器22、23的输出信号分别直接连接至晶体管18和19之一。

因此用较少数量的部件在制成的卡12可产生类似于图4的输出特性。

根据第四实施例，如图7所示，装置24以与第一实施例的装置相似的方式包括：

-外壳3，设计成牢固地附连至重型建筑机械的远程控制器的手柄，

-可移动致动部分5，可相对于外壳3围绕轴线A转动，在图7中仅仅示出了可移动致动部分包括螺柱的一部分，

-第一装置，用于根据可移动致动部分的角度位置产生比例控制信号S1，该第一装置未在图7中示出。

如同在第一实施例中一样，操作者可抵抗弹性装置而从静止位置沿两个相反方向来移动该可移动致动部分。

上面的部件类似于第一实施例中所述的部件。

装置24还包括第二装置，用于产生至少一个开/关型信号S2，从而当致动部分5相对于静止位置P沿第一方向DA定向且超过第一阈值TA时发送第一信号值，且当致动部分5相对于静止位置P沿第二方向DB定向且超过第二阈值TB时发送第二信号值。

第二信号产生装置放置在控制装置的外壳上，且包括两个对称的装置25，这两个装置25位于致动部分的两侧上，且包括：

-斜面26，在螺柱5的外部上，

-移动式构件27，一种可沿滑动方向C平移的构件，包括设计成与斜面26相互作用的第一端28、具有相对于方向C倾斜的平面29的部分以及经受复位弹簧32的作用的第二端30，

-密封的弹性波纹管33，可沿横向于方向C的方向移动，且包括设计成与移动式构件的倾斜平面相互作用的突起34，

-按钮35，和波纹管33与突起相反的表面36相互作用。

在静止位置，两个装置25的斜面26并不与移动式构件27相互作用，后者通过复位弹簧而保持在相对于密封波纹管的缩回位置，两个按钮35处于“突出”位置。

如图7所示，当致动部分5相对于静止位置P沿第一方向DA定向且超过第一阈值TA时，斜面26与移动式构件27相互作用，从而该移动式构件27抵抗弹簧32沿远离致动部分的转动轴线A的方向C移动。

倾斜的平面29与波纹管33的突起34相互作用，该波纹管抵抗其弹性回复力而向下按压，从而波纹管的表面36按压按钮35。

在此位置，第二斜面26不与第二装置25的第一移动式构件27接触，第二按钮35因此处于“突出”位置。

相反地，当致动部分5相对于静止位置P沿第二方向DB定向且超过第二阈值TB时，与第一斜面对称的第二斜面26与第二装置25的第二移动式构件27相互作用，类似地按压第二按钮35。

第一斜面26不再与第一装置的第一移动式构件接触，第一按钮因此处于“突出”位置。

形成第二产生装置的两个装置25可发出开/关型输出信号，包括在两个输出S2A和S2B处表示两个按钮35的信号的两个独立信号，输出特性因此类似于图4所示的第一实施例的装置的输出特性。

波纹管的存在可密封该装置。

根据第五实施例，如图8所示，装置37以与第一实施例的装置相似的方式包括：

-可移动致动部分5，可相对于外壳3围绕轴线A转动，在图8-10中仅仅示出了可移动致动部分包括螺柱的一部分，

-第一装置，用于根据可移动致动部分的角度位置产生比例控制信号S1，该第一装置未在图8-10中示出。

上面的部件类似于第一实施例中所述的部件。

装置37还包括第二装置38，用于产生至少一个开/关型信号S2，从而当致动部分5相对于静止位置P沿第一方向DA定向且超过第一阈值TA时发送第一信号值，且当致动部分5相对于静止位置P沿第二方向DB定向且超过第二阈值TB时发送第二信号值。

用于产生信号的第二装置38放置在控制装置的外壳上，且包括：

-支承斜面39，处于致动部分5的螺柱的外部上，在其前边缘形成支承邻接件，

-凸轮40，可相对于外壳围绕平行于致动部分5的转动轴线A的轴线B而转动，包括臂，该臂设计成通过其末端42与螺柱的支承斜面39相互作用，

-弹性密封波纹管44，可沿横向于轴线B的方向E移动，且包括设计成借助中间金属板41与凸轮40的臂的接触表面43相互作用的突起45，从而防止波纹管和凸轮之间的直接接触，这种直接接触不会具有令人满意的摩擦系数，

-移动式构件46，一种可沿滑动方向E平移的构件，包括设计成和波纹管44与突起相反的表面48相互作用的第一端47，附连至至少一对电连接的导电刷子49、50的侧部，以及经受复位弹簧53的作用的第二端52，

-至少一对导电轨道54、54，附连至外壳3平行于方向E的壁，从而能够分别与成对的刷子49、50的第一和第二刷子相接触。

复位弹簧53可使移动式构件46保持与波纹管44接触而波纹管与凸轮40接触。

通过臂42的末端，凸轮可以：

-在系统的静止位置中，与装置37的致动部分5的螺柱的支承斜面39的邻接件相接触，

-当致动部分沿方向DB移动超过阈值TB时，超过邻接件而与支承斜面接触。

当致动部分沿方向DA移动超过阈值TA时，臂不与支承斜面接触。

因此，根据致动部分与静止位置形成的角度α，滑块沿方向E移动，而成对的刷子49、50附连至移动式构件。具体地说，根据图8-11所示，当致动部分沿方向DA移动时，移动式构件46上升，而当致动部分沿方向DB移动时，移动式构件46下降。

如图11所示，第一轨道54是连续的且连接至电源输入E4。

第二轨道被分隔成两个电绝缘的部分55A和55B，这是通过不导电的带子56来隔开的，第一部分55A连接至第一输出S2A，而第二部分55B连接至第二输出S2B。

成对的刷子49、50可根据移动式构件的位置将第一轨道54连接至第二轨道的第一部分部分55A或第二部分55B，或者假如第二刷子与不导电带子56接触的话，则使电路断开。因此，根据这些结构，将在输出S2A或S2B处发出信号，或者将不发出信号。

如图8所示，在装置37的静止位置中，第二刷子50处于不导电带子56处，连接至输入E4的电路断开，从而不发出输出信号。

如图9所示，当致动部分5相对于静止位置P沿第一方向DA定向且超过第一阈值TA时，移动式构件相对于静止位置上升，第二刷子50与第二轨道的第一部分55A相接触，输入E4连接至输出S2A，从而在此输出处发出输出信号。

如图10所示，当致动部分5相对于静止位置P沿第二方向DB定向且超过第二阈值TB时，移动式构件相对于静止位置下降，第二刷子50与第二轨道的第一部分55B相接触，输入E4连接至输出S2B，从而在此输出处发出输出信号。

第二产生装置38可发出开/关型的输出信号S2，该输出信号S2由在两个输出通道S2A和S2B上的两个独立信号构成，输出特性因此类似于第一实施例的装置，如图4所示。

显然，本发明并不局限于上述的较佳实施例，而是作为非限制性的例子；相反地，它覆盖了在下面权利要求书内容中的所有的变型实施例。

Claims

1.一种设计成附连至重型建筑机械的远程控制器的手柄(4)的旋转控制装置(2、24、37)，包括：

-外壳(3)，设计成牢固地附连至所述手柄(4)，

-可移动致动部分(5)，可相对于所述外壳(3)围绕轴线(A)转动，

-第一产生装置(6)，用于根据所述致动部分(5)的角度位置(α)产生比例控制信号(S1)，所述第一产生装置(6)包括由所述致动部分(5)移动的可移动部分(7)和牢固地附连至所述外壳的部分(8)，

操作者能沿两个相反方向(DA、DB)抵抗弹性装置(9)而从静止位置(P)移动所述可移动致动部分(5)，

其特征在于，所述装置还包括第二产生装置(10、25、38)，用于产生至少一个开/关型信号(S2)，从而当所述致动部分(5)相对于所述静止位置(P)沿第一方向(DA)定向且超过第一阈值(TA)时发送第一信号值，且当所述致动部分(5)相对于所述静止位置(P)沿第二方向(DB)定向且超过第二阈值(TB)时发送第二信号值。

2.如权利要求1所述的装置(2、24、37)，其特征在于，用于产生信号(S2)的所述第二产生装置(10、25、38)设置在所述装置(2)的所述外壳(3)上。

3.如权利要求1或2所述的装置(24、37)，其特征在于，用于产生信号(s2)的所述第二产生装置(25、38)包括至少一个可移动的构件(27、46)，所述构件(27、46)由所述致动部分(5)抵抗弹性复位装置(32、53)移动。

4.如权利要求1或2所述的装置(24、37)，其特征在于，用于产生信号(s2)的所述第二产生装置(25、38)包括至少一个可平移移动的构件(27、46)，所述构件(27、46)由所述致动部分(5)抵抗弹性复位装置(32、53)移动。

5.如权利要求3所述的装置(24、37)，其特征在于，所述致动部分(5)包括设计成用于移动所述可移动构件(27、46)的至少一个斜面(26)或支承邻接件(39)。

6.如权利要求3所述的装置(24)，其特征在于，用于产生信号(s2)的所述第二产生装置(25)包括至少一个按钮(35)，所述按钮(35)可在移动所述可移动构件(27)的过程中被致动。

7.如权利要求3所述的装置(37)，其特征在于，所述可移动构件(46)包括导电部件(49、50)，所述导电部件(49、50)设计成在所述装置的至少一个位置中与至少一个导电轨道(54、55)相接触。

8.如权利要求7所述的装置(37)，其特征在于，在所述装置的所述静止位置中，所述导电部件(49、50)是开路的。

9.如权利要求7或8所述的装置(37)，其特征在于，所述导电部件包括柔性刷子(49、50)，所述柔性刷子(49、50)在所述装置的至少一个位置中与所述至少一个电轨道(54、55)作电滑动接触。

10.如权利要求1所述的装置(2、24)，其特征在于，所述第二产生装置包括：用于检测所述致动部分沿第一方向(DA)相对于所述静止位置(P)移动的第一装置(22、35)、以及用于检测所述致动部分(5)沿第二方向(DB)相对于所述静止位置(P)移动的第二装置(23、35)。

11.如权利要求1所述的装置(2、24、37)，其特征在于，所述第二产生装置(10)包括开/关型的检测装置(22、23、35、54、55)。

12.如权利要求1所述的装置(2)，其特征在于，所述第二产生装置(10)包括比例型的检测装置(8、20)，所述检测装置(8、20)与用于将由所述检测装置供给的值与第一阈值(TA)和第二阈值(TB)中的至少一个阈值作比较的装置(15、16、17)相关联。

13.如权利要求12所述的装置(2)，其特征在于，所述比例型检测装置(8)与用于产生比例信号(S1)的所述第一产生装置(6)所采用的比例型检测装置是共同的。

14.如权利要求12所述的装置(2)，其特征在于，所述比例型检测装置(20)与用于产生比例信号的所述第一产生装置(6)所采用的比例型检测装置是不同的。

15.如权利要求11-13中一项所述的装置(2)，其特征在于，用于将由所述检测装置供给的值与第一阈值(TA)和第二阈值(TB)中的至少一个阈值作比较的所述装置包括：至少一个阈值(TA、TB)的产生器(15)、以及将所述比例型检测装置(8、20)的输出信号与至少一个阈值(TA、TB)作比较的至少一个比较器(16、17)。

16.如权利要求15所述的装置(2)，其特征在于，所述比较器(16、17)是单个比较器或磁滞比较器类型的。

17.如权利要求11所述的装置(2)，其特征在于，所述检测装置包括霍尔效应传感器(8、20)。

18.如权利要求11所述的装置(2)，其特征在于，所述装置包括用于保护不受电磁干扰的过滤器(13、14)。

19.如权利要求1所述的装置(2、24、37)，其特征在于，所述信号被放大装置(18、19)放大。

20.如权利要求1所述的装置(2、24、37)，其特征在于，所述信号被晶体管(18、19)放大。

21.如权利要求1所述的装置(2、24、37)，其特征在于，所述第二产生装置(10)的所述信号(S2)包括在两个输出通道(S2A、S2B)上的两个独立信号。

22.如权利要求1所述的装置(2、24、37)，其特征在于，当所述致动部分(5)根据所述致动部分(5)的移动而相对于所述中性位置(P)沿第一方向(DA、DB)致动时，在给定的输出通道(S2A、S2B)上的各独立信号等于确定值(U)，当致动部分(5)沿相反方向(DB、DA)发生或者沿所述第一方向的移动低于第一阈值(TA)或第二阈值(TB)时，各独立信号等于第二值，具体地说等于零。