CN101145069A - 操纵杆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种操纵杆(10)，所述操纵杆具有手柄(12)，所述手柄在具有两种自由度的活节(14)中支撑在外壳(11)内并可从起始位置沿不同方向偏转以操作操纵件(18、19)，其中设有用于将所述手柄(12)复位到其起始位置的弹簧件(41、42)，所述操纵杆还具有功能装置，用于克服操作期间的加压点和/或用于保持所要求的操作位置。为了使这种操纵杆上具有更大数量的功能装置，而基本上无需附加的结构空间和更高的附加成本，所述功能装置通过可电控的液压装置(35)构成，所述液压装置连接于两个径向相对的所述操纵件(18、19)，所述操纵件通过所述手柄(12)可沿两个相对的运动方向操作。

Description

操纵杆
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的操纵杆。
背景技术
公知操纵杆具有万向节和用于将手柄向中间位置复位的弹簧机构。在此方面，环绕万向节通常设置四个销子式的操纵件，它们由压力弹簧压向止挡并一直达到万向节的旋转点。止挡在压向外壳的销子式操纵件上具有凸缘。手柄上安装有一直达到销子式操纵件的板。如果偏转手柄，那么板压靠操纵件并且该操纵件被施加复位力。为了在这种操纵杆上使操作者可以感觉到受控制装置上的附加功能，实现复位力跃变(克服加压点)的附加功能装置和/或将操纵件保持(止动)在预先规定位置上。在公知的纯机械操纵杆上，这种功能装置通过附加的弹性销子或者通过止推滚珠轴承实现。
此方面的缺点是，纯机械实现加压点或者止动在其数量上通常不可能不受到限制，因为每个附加的机械部件需要相应的结构空间并产生附加成本。此外，使用寿命受到这些机械部件磨损的限制。部件可变化的接合几乎是不可能的。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的操纵杆，其中能够设有更大数量的功能装置，而基本上无需更多的结构空间和更高的附加的成本。
为了实现该目的，在所述类型的操纵杆中设有权利要求1所述特征。
通过依据本发明的措施能够实现一种操纵杆，其中可以低磨损的方式实现用于克服操作期间的加压点和/或用于保持所选择操作位置的功能装置。
根据权利要求2所述的特征，以有利的方式形成一种设计上简单的结构。在此方面，便于设有根据权利要求3所述的特征。
依据本发明的第一实施方式，根据权利要求4所述的特征以简单和低成本的方式设有用于节流和/或闭锁可电磁控制的阀门。
在根据权利要求5所述特征的本发明优选第二实施例中使用磁致流变流体，所述流体以简单方式通过磁场使从一个操纵件向另一个操纵件的流量节流或闭锁。
两个实施例有利的设计来自权利要求6至8中的一项或多项的特征。
附图说明
本发明的其他细节参阅下列说明，其中借助于附图所示的实施例对本发明进行详细介绍和说明。其中：
图1示出依据本发明的优选实施例处于静止或起始位置的操纵杆纵剖面图；以及
图2示出处于多个操作位置之一上的图1的操纵杆。
具体实施方式
在依据一个优选实施例的附图中所示的操纵杆10例如用于控制工程车辆和机械，该操纵杆也称为控制杆(Joystick)。
操纵杆10具有外壳11和相对于外壳11在例如两个的多个自由度上运动或偏转的手柄12。基本上圆柱形的外壳11在中心上设有万向节14的未详细示出的固定的接头部件13，所述万向节的可移动的接头部件15设置在手柄12的板16的底面上。万向节14的固定的接头部件13固定在外壳11上的中心盲孔间隙17上部敞开的末端上。
操纵杆10在所示的实施例中具有在圆周上均匀分布设置的操纵件，其中在剖面图中仅示出两个彼此径向相对的操纵件18和19。另外两个操纵件同样彼此径向相对并以90°与操纵件18和19偏移设置。操纵件18和19以及另外未示出的操纵件按照销子的方式构成并在轴向上沉入外壳11环绕盲孔间隙17的部分25内，其中它们利用其上部自由端22、23与手柄12的板16底面的环形面21相对设置，或者它们以轴向预张紧的方式紧贴在起始位置上的该环形面上(图1)。
从外壳部分的相对于手柄12的环形面24出发，外壳部分25具有阶梯形轴向延伸的孔，所述孔如操纵件一样在圆周上均匀分布地设置并且其中仅示出两个彼此径向相对的孔26和27。从环形面24突出的轴套28、29轴向固定地装入在孔26、27的上部，它们在其内端上通过密封圈31与孔凸肩保持密封。轴套28、29以轴向可移动的方式容纳操纵件18、19。在孔26和27的直径较小且与所述轴套连接的段32内，可直接引导相关的操纵件18、19。直径更大的液压装置35的液压室33或34与所述段32连接。孔26或27的液压室33、34在外壳11的下端上敞开并具有内螺纹孔。
长形的密封套36、37旋入到液压室33、34内，其在液压室33、34中的内端38具有较小的直径并在那里由压力弹簧41或42环绕，该弹簧一端支撑在长形的密封套36、37与外螺纹相邻的凸肩43上并且另一端支撑在圆盘45上，该圆盘支撑在液压室33、34与孔部分32之间的环形凸肩上。操纵件18或19直径较小的末端44嵌入到该圆盘45内。因此每个操纵件18、19均可由压力弹簧41、42加载，使得在静止或起始位置上操纵件18、19被压靠于手柄12。
长形的密封套36、37的下端39从外壳11突出，该外壳由罐状部件47支撑，所述长形的密封套36、37伸入到所述罐状部件的空腔内并且通过连接管51相互连接。附图还至少部分示出连接管52，其设置在长形的密封套之间的旋转了90°的相应液压室内。
液压装置35在液压室33和34以及长形的密封套36和37及其连接管51内部加注液压流体。这意味着，依据图2手柄12在箭头A的方向上偏转的情况下，操纵件18被轴向地下压。因为操纵件18的末端44嵌入圆盘45内并与其一起运动，所以这两个部件在液压室33内起到液压活塞的作用，从而在液压装置35的另一端上液压油通过圆盘45压在操纵件19上并使其沿箭头B的方向向上移动。
在所示的实施例中，液压流体在液压装置35和与之旋转了90°设置的液压装置内为一种磁致流变流体。为了控制液压装置35内的液压流体流量，例如在右侧围绕液压装置35的长形的密封套37的下端39设置有电磁铁55，所述电磁铁全部或者部分地环绕密封套37或者36或者液压装置35的其他区域。通过电磁铁55的磁场可以改变磁致流变流体的粘度。换句话说，通过由电磁铁55产生的磁场和磁致流变流体在液压装置35内的共同作用形成的功能装置可以这样控制，使得在操作手柄12期间通过电磁场的建立改变粘度为使其产生人工加压点。磁致流变流体电磁影响的另一种可能性在于，以较强地提高电磁场，使得流体在电磁铁55的区域内实际上固定或凝滞，从而相当于阻断液压装置35内的流动。按照这种方式保持所选择的操作位置(例如依据图2)，因为这里左侧的压力弹簧41不能将操作部件18压入起始位置内。只有在电磁场不再存在的情况下，操作部件18、19并因此手柄12才能返回其起始位置。
明显的是，这也可以在手柄12反向运动或者手柄12与该反向运动旋转90°的运动时实现，正如从环绕连接管52或其长形的密封套并且部分示出的电磁铁56中能够看出。
依据本发明一个未详细示出的实施例，在液压装置35内使用液压油形式的常用液压流体。代替连接管51或52内的电磁铁55或56，设有节流阀和/或截止阀，利用其可以或者通过流量变小产生加压点或者通过阻断连接管保持操作位置。
明显的是，在操作部件、液压装置等方面，与所示的剖面旋转了90°的剖面中的图示保持不变。
此外明显的是，借助于由传感装置传送的信号以未示出的方式实现各个的机械功能和/或车辆功能并且这也适用如电磁铁、节流阀或截止阀等的功能装置的电气控制。

Claims (8)

1.一种操纵杆(10)，具有手柄(12)，所述手柄在具有两种自由度的活节(14)中支撑在外壳(11)内并可从起始位置沿不同方向偏转以操作操纵件(18、19)，其中设有用于将所述手柄(12)复位到其起始位置的弹簧件(41、42)，还具有功能装置，用于克服操作期间的加压点和/或用于保持所要求的操作位置，其特征在于，所述功能装置通过可电控的液压装置(35)构成，所述液压装置连接于两个优选径向相对的所述操纵件(18、19)，所述操纵件能通过所述手柄(12)沿两个相对的运动方向操作。
2.如权利要求1所述的操纵杆，其特征在于，所述液压装置(35)具有分配给每个操纵件(18、19)的液压缸(33、34)，并且两个液压缸(33、34)通过管路(36、37、51)相互连接，在管路中设置有节流机构和/或闭锁机构(55)。
3.如权利要求2所述的操纵杆，其特征在于，所述操纵件(18、19)的远离手柄(12)的末端(44)间接地或者直接地构成液压活塞。
4.如权利要求2或3所述的操纵杆，其特征在于，所述液压装置(35)加注有液压油，并且节流机构和/或闭锁机构通过优选可电磁控制的阀门构成在管路中。
5.如权利要求2或3所述的操纵杆，其特征在于，所述液压装置(35)加注有磁致流变流体，并且所述节流和/或闭锁机构具有电磁铁(55)，所述电磁铁在一个位置处至少部分地环绕管路(36、37、51)。
6.如权利要求3所述的操纵杆，其特征在于，所述液压活塞具有设置在液压缸(33、34)内的圆盘(45)，所述圆盘通过液压缸(33、34)内的压力弹簧(41、42)轴向加载支撑在液压缸的内部凸肩上并且所述圆盘通过轴向可移动的操纵件(18、19)作用。
7.如权利要求3至6中任一项所述的操纵杆，其特征在于，密封套(36、37)以流体密封的方式装入到液压缸(33、34)的远离操纵件(18、19)的末端内，被操作的操纵件(18、19)的液压活塞(45)紧贴所述密封套的内端。
8.如权利要求5和7所述的操纵杆，其特征在于，所述液压装置(35)的密封套(36、37)的从液压缸(33、34)突出的末端(39)至少部分由电磁铁(55)环绕。
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