CN102111992B - 用于工作单元的控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开内容涉及一种具有动力转向的工作单元。工作单元包括：框架，其具有第一端、第二端、以及在第一端和第二端之间延伸的左侧和右侧。工作元件由框架承载。左推进元件位于框架的左侧，右推进元件位于框架的右侧。用于驱动左和右推进元件的驱动装置由框架承载。工作单元还包括从框架的第二端向外突出的隔开的左和右杠杆臂。左和右杠杆臂的至少一个操作地连接到驱动装置，从而由操作员在左或右方向上施加至左或右杠杆臂的压力导致驱动装置转动工作单元。

Description

用于工作单元的控制系统

作为PCT国际申请，本申请在2009年8月13日提交，申请人为维米尔制造公司，该公司为美国国营公司，且对除了美国之外的所有指定的国家为申请人；仅在指定美国时，美国公民Cory Mass、Curt Graham及MatthewHutchinson为申请人。本申请要求2008年8月15日提交的申请号为61/089,304的美国临时专利申请的优先权，该临时申请通过参考而全文合并于此。

技术领域

本申请公开内容一般涉及用于工作单元的控制系统。尤其是，本申请公开内容涉及用于手扶式工作单元的控制系统。

背景技术

工作单元，例如手扶式挖沟机，通常包括具有前端和后端的框架。工作元件(例如，挖沟悬臂、挖掘铲或者其他类型的附件)设置在框架的前端而操作员位置设置在框架的后端。动力源(例如内燃机)安装在框架上。动力源提供动力到驱动装置(例如液压驱动装置)。该液压驱动装置能够驱动在框架的前部的工作元件的部件，并且也能够驱动位于框架的左右两侧的推进元件(例如轮胎、履带或者其他适于在地面上推进工作设备的牵引结构)。

上面描述的一些现有技术工作单元适于手动转向。一个手动转向的工作单元的例子是维米尔制造公司所售的RT100型手扶式挖沟机。这种单元具有细长的从工作单元的框架向后突出的杠杆臂/把手。在使用过程中，操作员站在臂之间并使用所述臂手动地进行工作单元的转向。然而，工作单元经常是相当沉重的，使得操作起来不方便且困难。因此，手动转向系统的效用经常取决于操作员的块头和力量。

已经发展了用于工作单元的自动转向系统(例如，参考美国专利7059434)。这些类型的转向系统可包括设置在位于工作单元的后部的控制面板或仪表板上的推进控制把手和枢转方向盘。尽管现有的自动转向系统不依赖操作员的块头和力量，这些系统具有其他的缺点。例如，在操作所述单元期间，它们可能不允许操作员的手放在舒服或者符合人体工程学的位置，或者它们在使用上不够直观。此外，这种转向系统不允许在工作单元的向前或向后移动过程中操作员使用双手抓住杠杆臂。

需要一种工作单元，其具有改进的控制系统，例如改进的动力转向系统。

发明内容

本申请公开内容的某些方面涉及改进的用于转向及/或在其他方面操作工作单元的控制系统。

本申请公开内容的其他一些方面涉及改进的用于转向及在其他方面操作手扶式室外单元的控制系统。

本申请公开内容的另外一些方面涉及包括框架的工作单元，所述框架具有前端和后端。由该框架承载工作元件，一对杠杆臂从框架向外突出。工作单元的杠杆臂是动力转向系统的一部分，该系统允许操作员不用放开杠杆臂而对工作单元进行转向。在某些实施例中，施加到杠杆臂至少其中一个上的向左或向右的压力使工作单元的左右推进元件被驱动在不同速度下或者被驱动在相反方向，从而使工作单元如期望地转动或者枢转。

另外的各个方面将在接下来的描述中阐明。这些方面可涉及单独的特征以及特征的组合。应该理解，前述的以便描述和接下来的详细描述都仅是示例性和说明性的，并非要限制此处公开的实施例所基于的概括性的发明概念。

附图说明

图1概略地示出具有多个特征的工作单元，这些特征是依照本申请公开内容的原理的发明方面的示例；

图2示出图1的工作单元，其中工作单元的驱动装置在中间，工作单元在顺时针方向枢转；

图3示出图1的工作单元，其中工作单元的驱动装置在中间，工作单元在逆时针方向枢转；

图4示出图1的工作单元，其中工作单元的驱动装置移位到前进，工作单元被沿直线向前方向推进；

图5示出图1的工作单元，其中工作单元的驱动装置移位到前进，工作单元转到向右方向；

图6示出图1的工作单元，其中工作单元的驱动装置移位到前进，工作单元转到向左方向；

图7示出图1的工作单元，其中工作单元的驱动装置移位到后退，工作单元被推进为直线向后；

图8示出图1的工作单元，其中工作单元的驱动装置移位到后退，工作单元转到向左、向后的方向；

图9示出图1的工作单元，其中工作单元的驱动装置移位到后退，工作单元转到向右、向后的方向；

图10为具有多个特征的手扶式挖沟机的透视图，所述多个特征是依照本申请公开内容的原理的发明方面的示例；

图11为图10的挖沟机的侧视图；

图12为图10的挖沟机的俯视图；

图13为图10的挖沟机的第一后透视图；

图14为图10的挖沟机的第二后透视图；

图15为图10的挖沟机的转向控制系统的透视图，该转向控制系统的杠杆臂示出在中心位置而系统的推进控制杆示出在中间位置；

图16为图15的转向控制系统的俯视图，其中杠杆臂在中心而推进控制杆在中间位置；

图17为图15的转向控制系统的左侧视图，其中杠杆臂在中心而推进控制杆在中间位置；

图18为图15的转向控制系统的右侧视图，其中杠杆臂在中心而推进控制杆在中间位置；

图19示出图15的转向控制系统，其中杠杆臂向右枢转而推进控制杆在中间位置；

图20为图15的转向控制系统的俯视图，其中杠杆臂向右枢转而推进控制杆在中间位置；

图21为图15的转向控制系统的左侧视图，其中杠杆臂向右枢转而推进控制杆在中间位置；

图22为图15的转向控制系统的右侧视图，其中杠杆臂向右枢转而推进控制杆在中间位置；

图23示出图15的转向控制系统，其中杠杆臂向左枢转而推进控制杆在中间位置；

图24为图15结构中的转向控制系统的俯视图，其中杠杆臂向左枢转而推进控制杆在中间位置；

图25为图15结构中的转向控制系统的左侧视图，其中杠杆臂向左枢转而推进控制杆在中间位置；

图26为图15结构中的转向控制系统的右侧视图，其中杠杆臂向左枢转而推进控制杆在中间位置；

图27示出图15的转向控制系统，其中推进控制杆移到前进位置而杠杆臂在中心位置；

图28为图15的转向控制系统的俯视图，其中推进控制杆移到前进位置而杠杆臂在中心位置；

图29为图15的转向控制系统的左侧视图，其中推进控制杆移到前进位置而杠杆臂在中心位置；

图30为图15的转向控制系统的右侧视图，其中推进控制杆移到前进位置而杠杆臂在中心位置；

图31为图15的转向控制系统的透视图，其中推进控制杆在后退位置而杠杆臂在中心位置；

图32为图15的转向控制系统的顶视图，其中推进控制杆在后退位置而杠杆臂在中心位置；

图33为图15的转向控制系统的左侧视图，其中推进控制杆在后退位置而杠杆臂在中心位置；

图34为图15的转向控制系统的右侧视图，其中推进控制杆在后退方位而杠杆臂在中心位置。

具体实施方式

图1-9示出具有多个特征的工作单元20，所述多个特征是依照本申请公开内容的原理的发明概念的示例。工作单元20包括框架22，该框架具有前端24、后端26、左侧28和右侧30。工作元件32设置在框架22的前端24处，操作员位置34设置在框架22的后端26处。左右突进元件36、38(例如，轮胎、链条、皮带、连续的履带或者其他牵引元件)分别设置在框架22的左右两侧28、30。工作单元20还包括用于驱动推进元件36、38的动力源和驱动装置40，并可选地包括工作元件32。工作单元20还包括左和右杠杆臂42、44，它们用在工作单元20的转向中。例如，如下所述，杠杆臂42、44可操作地联接到动力源及驱动装置40，从而施加到杠杆臂42、44的操作员压力为工作单元20提供动力辅助转向。

仍参考图1，工作单元20还包括推进控制杆46，该控制杆46可在中间位置48、前进位置50和后退位置52之间移动。推进控制杆46优选为在不需要操作员保持控制杆在前进、中间或后退位置而留在前进、中间或后退位置。例如，推进控制杆46可以通过摩擦、棘爪或者其他结构保留在前进、中间或后退位置，从而一旦操作员已经将推进控制杆46定位在期望的位置，则推进控制杆46将能自行留在所述期望位置处，由此允许操作员使用双手来抓住左右杠杆臂42、44。当操作员希望改变推进控制杆46的位置时，操作员放开左右杠杆臂42、44的至少其中之一，并手动移动推进控制杆46到期望的位置。

杠杆臂42、44具有在直立枢转轴56处枢转地连接到工作单元20的框架22的第一端54。杠杆臂42、44还具有从框架22的后端26向后偏移的第二端58。在某些实施例中，杠杆臂42、44从框架22向后突出一段距离L(如图1所示)，该距离为至少12英寸或者在12-36英寸范围内。操作员位置34位于杠杆臂42、44之间并且大到足以允许操作员站在或者走在工作单元20后面。在一个实施例中，在杠杆臂42、44的第二端58之间限定间距S，该间距S大于18英寸或者在18-36英寸范围内。

仍参考图1，左和右杠杆臂42、44相对于挖沟机的中心轴39向外倾斜。例如，当杠杆臂42、44在中心位置时，杠杆臂42、44相对于轴39向外倾斜，角度为θ。在某些实施例中，θ大约为10度或者在5-30度范围内。在其他实施例中，θ大于5度。

应该认识到，工作单元20的工作元件32可以包括任意数量的不同类型的永久结构或者可互换附件。例如，工作元件32可包括支撑被驱动的挖沟机链条的挖沟机悬臂。在其他实施例中，工作元件32可包括岩石轮。在另外一些实施例中，工作元件32可包括挖掘铲，例如推土机铲、平地铲、犁片、振动犁或者刮铲。在又一些实施例中，工作元件32可包括推土机铲斗、扫雪铲、用于移动泥土或雪的螺钻、或者其他类型的附件/元件。在其他实施例中，工作元件可以安装在框架的后部或者在框架的中间位置处。取决于工作元件，工作单元可以在工作元件的使用过程中操作为前进或后退。例如，对于前部安装的挖沟机悬臂，典型地通过操作工作单元后退同时挖沟机悬臂拖在框架后面而操作员向后行走来完成挖沟。对于使用犁、螺钻、铲斗以及其他工作元件的情况，工作单元一般在前进方向上推进或者可选择性地工作在前进和后退两个方向。

动力源及驱动装置40可包括适于驱动推进元件36、38的任意数量的不同结构，以及如果需要的话，包括对应于工作元件32的驱动结构。例如，当工作元件32构成挖沟机时，动力源及驱动装置可用于驱动围绕挖沟机悬臂的挖沟机链条。在某些实施例中，动力源及驱动装置可包括引擎，例如内燃机，该引擎提供动力到一个或更多液压泵，以及用于驱动推进元件36、38和工作元件32的部件的液压马达。当然，可以使用其他驱动装置，例如直接驱动装置、启动驱动装置或者其他布置。

杠杆臂42、44的至少一个可包括操作员在位探测器，用于保证在工作单元20工作期间有操作员在操作员位置34处。在一个实施例中，枢轴抓握把手60可设置在杠杆臂42、44的一个上。该枢轴抓握把手操作地连接到切断开关，当推进控制杆46处于前进或后退位置上时如果操作员无法抓握把手则该切断开关禁用动力源及驱动装置。

杠杆臂42、44优选可枢转绕它们各自的枢转轴56在中心位置(例如参考图1、4和7)、顺时针转动位置(例如，图2、5和8中所示的向左枢转位置)以及逆时针转动位置(例如图3、6和9中所示的向右枢转位置)之间移动。当杠杆臂42、44处于中心位置时，杠杆臂42、44不会在左和右推进元件36、38之间产生驱动速度差。例如，当如图1所示推进控制杆46在中间位置而杠杆臂42、44处于中心位置时，工作单元20保持静止。然而，如果期望工作单元20零转动半径顺时针转动，则操作员将杠杆臂42、44从中心位置移动到图2中的位置。在图2的位置处，左和右推进元件36、38被以相同速度驱动，但是是在相反方向上。例如，左推进元件36被驱动在前进方向而右推进元件38被驱动在后退方向。这使得工作单元20在顺时针方向上绕工作单元20的枢轴70枢转。为了使工作单元20在逆时针方向上沿零转动半径枢转，杠杆臂42、44被移到图3的位置。当杠杆臂42、44处于图3的位置时，臂42、44使动力源及驱动装置在向后的方向上驱动左推进元件36，并在向前的方向驱动右推进元件38。这使得工作单元20绕枢轴70在逆时针方向上旋转。

通过将杠杆臂42、44定位在中心位置同时推进控制杆46处于前进位置，使所述动力源及驱动装置40以相同速度在前进方向驱动推进元件36、38两者。如图4所示，这使得工作单元20直线向前的方向上行进。枢转杠杆臂42、44到图5的位置同时推进控制杆46保留在前进位置，使所述动力源及驱动装置40以不同的速度驱动左和右推进元件36、38。例如，如图5所示，左推进元件36被向前推进，其速度比被向前驱动的右推进元件更快。这在工作单元向前移动的同时导致工作单元20动力辅助右转。相反，通过移动杠杆臂42、44到图6的位置同时推进控制杆46保留在前进位置，则使动力源及驱动装置在向前的方向上以快于被驱动在向前方向的左推进元件36的速度驱动右推进元件38。这在工作单元20向前移动的同时导致工作单元20动力辅助左转。

图7示出工作单元20，其中推进控制杆46在后退位置而杠杆臂42、44处于中心位置。在这种结构中，推进元件36、38两者均被以相同速度向后驱动，使工作单元在直线向后方向上移动。如果操作员希望工作单元20在顺时针方向转动同时继续在后退方向移动，则杠杆臂42、44枢转到图8所示的向左位置。当杠杆臂42、44被枢转到图8的位置，则使动力源及驱动装置以快于被在向后方向上驱动的左推进元件36的速度在向后方向上驱动右推进元件38。这使得在工作元件20继续后退的同时出现顺时针方向上的动力辅助转动。如果操作员想要在逆时针方向上转动工作单元20同时工作单元20后退移动，则杠杆臂42、44枢转到图9所示的向右位置。在图9的位置处，杠杆臂42、44使动力源及驱动装置40以快于被向后驱动的右推进元件38的速度向后驱动左推进元件36。这使得在工作元件20继续后退的同时出现逆时针方向上的动力辅助转动。

应该认识到，转动半径的锐度可直接依赖于杠杆臂42、44的位置。例如，与枢转杠杆臂42、44到满向左位置(例如，参见图2、5和8)或者满向右位置(参见图3、6和9)产生的急剧转动相比，通过稍微向左或向右移动杠杆臂42、44离开中心位置可以造成更渐进的转动。

如此处所使用的，术语“驱动”指的是移动。例如，在被驱动的轮的情况中，通过让该轮绕轮轴旋转而驱动该轮。在例如连续履带或带的结构中，当被动力源及驱动装置驱动时，所述履带或带在连续的环上旋转。

优选地，杠杆臂42、44被操作地联接到动力源及驱动装置40。“操作地联接”指的是杠杆臂42、44可被用于提供输入，该输入用于控制动力源及/或驱动装置的操作。例如，杠杆臂42、44可通过机械链系被连接到动力源及/或驱动装置，从而杠杆臂42、44的移动改变动力源及/或驱动装置的操作。在一个实施例中，机械链系可从杠杆臂42、44延伸到对应驱动装置的液压泵，使得杠杆臂42、44的绕枢转轴56的移动操纵该链系，由此造成液压泵的排量的改变以改变推进元件36、38被驱动的速度或方向。

在其他实施例中，杠杆臂42、44可通过可操作的耦合装置(例如电学耦合装置或无线耦合装置)操作地联接到动力源及/或驱动装置。例如，位置传感器可设置在杠杆臂42、44中的一个或两者上以感测臂42、44的位置。位置传感器可发出信号(例如无线信号、电学信号、光线信号或者其他类型的信号)到与动力源及/或驱动装置接合的控制器上。基于感测到的杠杆臂42、44的位置，该控制器可以让动力源及驱动装置提供操作员所期望的枢转或转动响应动作。

使用杠杆臂42、44来控制工作单元20的动力辅助转动，这提供很多优点。例如，因为转动是动力辅助的，工作单元的操作不依赖于操作员的块头或力量。另外，该结构允许操作员转向并且他或她的手处于在人体工程学意义上更好的位置，同时仍允许操作员通过升高和压下杠杆臂来辅助该机器的操作。例如，杠杆臂能被应用在那些机器可能需要得到帮助而离开例如挖沟机这样的结构的情形，或者可用于在施加向下的力到挖沟用力挖下动作或者当在硬地上开始启动铲时提供帮助。此外，使用杠杆臂42、44的动力辅助转向是直观且安全的。因为操作员位于杠杆臂42、44之间，所以防止在转向期间工作单元20过转。例如，如果工作单元20开始转动到快于操作员的移动，杠杆臂42、44中的一个将接合操作员，由此使杠杆臂42、44朝向中心位置移回，由此减慢及/或停止工作单元20的旋转。

图10-15示出具有多个特征的挖沟机120，所述多个特征是依照本申请公开内容的原理的发明方面的示例。挖沟机120包括框架122，该框架具有与后端126相反定位的前端124。框架122还包括与右侧130相反定位的左侧128。挖沟机悬臂132位于框架122的前端124，操作员位置134位于框架122的后端126。左和右连续履带136、138安装到框架122，用于推进工作单元20。履带136、138由动力源及驱动装置驱动，该动力源及驱动装置包括提供动力到一对液压泵180、181(参见图16)的内燃机141，所述液压泵用于提供液压流体压力到分别驱动履带138、136的液压马达183、184(参见图16)。内燃机141也可提供动力到另一液压泵，该液压泵提供液压流体压力到用于驱动安装在挖沟机悬臂132上的链条的液压马达。如图10所示，引擎141安装在框架22上，在前端24和后端26之间的一个位置处。

参考图10，挖沟机120包括位于紧挨操作员位置34前面的控制面板190。推进控制杆146安装在控制面板190处。推进控制杆146优选可在中间位置、前进位置和后退位置之间移动。与前面讨论的类似，推进控制杆146优选能在没有操作员帮助的情况下(例如，通过摩擦)停留在前进、中间或后退位置。额外的杆还可设置在控制面板190处。例如，油门杆147用于控制引擎141的速度，而控制杆151和153控制挖沟机的操作(例如，一个杆降低和升高挖沟机悬臂132，而另一个杆控制挖沟机链条速度)。

仍参考图10-15，左和右杠杆臂142、144安装在框架122的后端126处。杠杆臂142、144的第一端包括绕枢销157枢转的枢轴套管155。枢销157安装在耳部159，该耳部159从框架122的左和右侧向外突出。枢轴套管155枢转地安装在枢销157上并被捕获在耳部159之间。

如图15所示，左和右杠杆臂142、144被系杆191连接在一起，该系杆在杠杆臂142、144之间保持均匀的间隔。杠杆臂142、144还被定心弹簧布置193朝向中心位置偏压。定心弹簧布置193包括固定到挖沟机120的框架122的弹簧壳体195。弹簧布置193还包括在弹簧壳体195内往复滑动的活塞杆197。活塞杆197具有连接到右杠杆臂144的自由端。如上所述，弹簧布置193偏压杠杆臂142、144朝向中心位置。例如，如果杠杆臂相对于框架122枢转到向左位置，则弹簧布置193会在臂142、144释放时自动将杠杆臂142、144返回到中心位置。类似地，如果杠杆臂142、144相对于框架122枢转到向右位置，则弹簧布置193会在臂142、144释放时自动将杠杆臂142、144返回到中心位置。随着杠杆臂142、144处于中心位置，当推进控制杆146被从中间位置移到前进或后退位置时，挖沟机120将在直线方向上推进。

参考图15-19，推进控制杆146和左和右杠杆臂142、144通过机械链系布置操作地连接到液压泵180、181，该链系布置包括多个机械链系。在图15所描述的实施例中，该机械链系布置机械地连接推进控制杆146和杠杆臂142、144以控制部件200、201，所述部件200、201分别控制泵180、181(参见图16)的泵排量(例如斜盘位置)。如前所述，泵180、182提供液压流体流到用于驱动履带138、136的液压马达183、184。

再次参考图15，操纵组件300设置为机械链系布置的中心部件。操纵组件包括与底壁303相反定位的顶壁301。枢转轴304延伸在上板和下板301、303之间。枢转轴304可相对于所述板301、303绕旋转轴线306旋转。第一部件310被固定地连接到枢转轴304。第一部件310包括第一和第二移动臂310a、310b(参见图15和23)，所述第一和第二移动臂从枢转轴304的相对侧径向向外突出。第二部件312被固定地连接到枢转轴304的高于第一部件310的位置处。第二部件312形成力矩臂，该力矩臂在相对于移动臂310a、310b从枢转轴206向外突出的方向偏移大约90度的方位上从旋转轴线306向外突出。

机械链系布置包括将推进控制杆146机械地连接到操纵组件300的第一链系。第一链系包括固定地连接到操纵组件300的板325。板325包括枢转位置327，在那里板325枢转地连接到挖沟机120的框架122。枢转位置327允许板325和附接到板325的操纵组件300绕水平轴329相对于框架122枢转。板325的上端通过销331枢转地连接到板330的一端。板330的另一端由销333枢转地连接到板332。板332由销335枢转地连接到框架122，从而板332可以相对于框架122绕水平枢转轴337枢转。推进控制杆146枢转地连接到板332，从而推进控制杆146可以绕基本水平的轴340前后枢转。如图12所示，推进控制杆146突出通过限定在控制面板190中的槽189。该槽189在对应所述中间位置的槽中间位置处具有凸凹192。推进控制杆146绕轴340的枢转运动允许在杆146从后退位置移动通过中间位置到达前进位置以及从前进位置移动通过中间位置到达后退位置时，杆146跟随槽189中的所述凸凹192。

该机械链系布置还包括将操纵组件300机械连接到泵180的第二链系。参考图15，第二链系包括从力矩臂310a延伸到泵180的控制部件200的杆314。杆314的一端被枢转地连接到力矩臂310a以便允许相对于力矩臂310绕垂直枢转轴枢转移动。杆314的另一端被枢转地连接到控制部件200，以便允许相对于控制部件200绕水平枢转轴枢转移动。杆314具有平直结构。

机械链系布置还包括第三链系，其将操纵组件300机械连接到泵181。参考图15，第三链系包括从力矩臂310b延伸到泵181的控制部件201的杆316。杆316的一端枢转地连接到力矩臂310b，以便允许相对于力矩臂310b绕垂直枢转轴的枢转移动。杆316的另一端枢转地连接到控制部件201，以便允许相对于控制部件200绕水平枢转轴的枢转运动。杆316具有平直并且由凸凹部分连接的端部。当杆146处于中间位置时，杆314和杆316是共面的。

机械链系布置还包括将杠杆臂142、144机械连接到操纵组件300的第四链系。第四链系包括从力矩臂312延伸到托架321的下端的杆320。杆320的一端被枢转地连接到力矩臂312，以便允许相对于力矩臂310绕垂直枢转轴的枢转移动。杆320的另一端枢转地连接到托架321，以便允许相对于托架321绕垂直枢转轴的枢转移动。杆320是直的并且平行于杆314、316。托架321的上端被固定地连接到左杠杆臂142。

与前面的实施例类似，推进控制杆146可在前进位置、中间位置和后退位置之间移动。同样与前面的实施例类似，杠杆臂142、144可在中心位置、向左位置和向右位置之间枢转移动。当把手在中心位置而推进控制杆146在中间时，挖沟机保持静止。用于决定何时推进控制杆146处于中间位置而杠杆臂142、144处于中心位置的链系结构在图15-18中示出。在这种结构中，操纵组件300直立定向，从而枢转轴线306是垂直的而杆314、316用作定位控制部件200、201在中间位置，在所述中间位置泵180、181不提供液压流体流到它们的对应的液压马达183、184。

为了让挖沟机120在逆时针方向上以零转动半径转动，杠杆臂142、144如图19-22所示向右枢转同时推进控制杆146保持在中间。当杠杆臂142、144向右枢转时，第四链系绕枢转轴线306顺时针转动枢转轴304。由于枢转轴304枢转时，力矩臂310a使杆314向后拉动泵控制装置200而力矩臂310b使杆316向前推动泵控制装置201。当这种情况发生时，泵180、181通过液压马达183、184在相反方向驱动履带136、138，使得挖沟机在原位绕挖沟机的垂直轴线逆时针转动。

为了让挖沟机120在顺时针方向上以零转动半径转动，杠杆臂142、144如图23-26所示向左枢转同时推进控制杆146保持在中间。当杠杆臂142、144向左枢转时，第四链系绕枢转轴线306逆时针转动枢转轴304。由于枢转轴304枢转，力矩臂310a使杆314向前推动泵控制装置200而力矩臂310b使杆316向后拉动泵控制装置201。当这种情况发生时，泵180、181通过液压马达183、184在相反方向驱动履带136、138，使得挖沟机在原位绕挖沟机的垂直轴线顺时针转动。

当推进控制杆146从中间位置移到前进位置时，第一链系使操纵组件300绕水平轴线329从图15-26的直立位置枢转到图27-30所示的向前倾斜的位置。在向前倾斜的位置，当所述轴线在向上方向延伸时，枢转轴304的旋转轴线306向前延伸。当操纵组件300向前倾斜时，杆314和316在泵控制部件200、201上拉回来，使得挖沟机在直线向前方向上被推进。如果在推进控制杆146处于向前位置时，杠杆臂142、144枢转到向右位置，第四链系在顺时针方向上转动枢转轴304，这导致杆314轻微地向前推动泵控制装置200同时导致杆316轻微地向后拉动泵控制装置201。这使得液压泵180、181以及它们的对应的液压马达183、184以略微快于左履带136的速度来向前驱动右履带138，由此在挖沟机被向前推进时使挖沟机左转。类似地，如果在推进控制杆146处于向前位置时，杠杆臂142、144枢转到向左位置，则第四链系在逆时针方向上转动枢转轴304，这导致杆314轻微地向后拉动泵控制装置200同时导致杆316轻微地向前推动泵控制装置201。这使得液压泵180、181以及它们的对应的液压马达183、184以略微快于右履带138的速度来向前驱动左履带136，由此在挖沟机被向前推进时使挖沟机右转。

当推进控制杆146被从中间位置移到后退位置时，第一链系使操纵组件301绕水平轴线329从图15-26的直立位置枢转到图31-34所示的向后倾斜的位置。在所述向后倾斜的位置，由于所述轴线在向上方向上延伸，枢转轴304的转动轴线306向后延伸。当操纵组件向后倾斜时，杆314和316在泵控制部件200、201上向前推动，使得挖沟机在直线向后方向上被推进。如果杠杆臂142、144枢转到向右位置同时推进控制杆146处于向后位置，则第四链系在顺时针方向转动枢转轴304，这导致杆314轻微地向前推动泵控制装置200以及导致杆316轻微地向后拉动泵控制装置201。该动作使液压泵180、181以及它们的对应的液压马达183、184对左履带136的向后驱动要略微快于对右履带138的驱动，由此在挖沟机被向后推进时使挖沟机右转。类似地，如果杠杆臂142、144枢转到向左位置同时推进控制杆146处于前进位置，则第四链系在逆时针方向转动枢转轴304，这导致杆314轻微地向后拉动泵控制装置200以及导致杆316轻微地向前推动泵控制装置201。该动作使液压泵180、181以及它们的对应的液压马达183、184对右履带138的向后驱动要略微快于对左履带136的驱动，由此在挖沟机被向前推进时使挖沟机左转。

尽管各种枢转轴被描述为“水平的”或“垂直的”，应该理解，这些定向对应的是杠杆臂146处于中间位置的情况。此外，枢转轴可以具有容差或游隙以防止在操纵链系时太紧。

在挖沟操作期间，操作员通常降低挖沟悬臂132，然后在挖沟过程中倒退操作工作元件120。因而，在挖沟过程中，当挖沟悬臂挖掘泥土同时工作单元120被倒退推进时，操作员通常走在后面。当不进行挖沟操作时，工作单元通常被推进在前进或后退方向，以帮助操作员操控工作单元到期望的地点。

前述权利要求是要说明而非限制本申请公开内容的效用和范围。本领域技术人员应能轻易地认识到，可以不偏离本发明的本质精神和范围对上述实施例进行各种变型和改变。

Claims (21)

1.一种具有动力转向的工作单元，包括：

框架，其具有第一端和第二端和在所述第一端和第二端之间延伸的左侧和右侧；

由框架承载的工作元件；

位于所述框架的左侧的左推进元件和位于所述框架的右侧的右推进元件；

由框架承载的驱动装置，其用于驱动所述左和右推进元件；

从框架的第二端向外突出的隔开的左和右杠杆臂，所述左和右杠杆臂的至少一个操作地连接到所述驱动装置，从而由操作员在左或右方向上施加到左或右杠杆臂的压力导致所述驱动装置转动所述工作单元；

其中所述左和右杠杆臂在分开的枢转轴处可枢转地连接到框架，从而左和右杠杆臂能够相对于框架左枢转和右枢转；及

其中左和右杠杆臂被连接在一起，从而左和右杠杆臂相对于框架作为一个单元一起枢转。

2.根据权利要求1所述的工作单元，其中工作元件包括挖沟机悬臂。

3.根据权利要求1所述的工作单元，其中操作员位置限定在左和右杠杆臂之间。

4.根据权利要求1所述的工作单元，其中左和右杠杆臂从框架向外突出至少12英寸的距离。

5.根据权利要求4所述的工作单元，其中工作单元是手扶式工作单元，其中当左和右杠杆臂从框架向外突出时，左和右杠杆臂彼此远离地转动一角度或倾斜，其中工作单元构造成使得当操作员与工作单元一起行走时，操作员立在左和右杠杆臂之间。

6.根据权利要求1所述的工作单元，其中左和右杠杆臂能够相对于框架在左位置、右位置和中心位置之间枢转移动。

7.根据权利要求6所述的工作单元，其中当左和右杠杆臂处于中心位置时，在左和右杠杆臂从框架向外延伸时，左和右杠杆臂分别向左侧方向和向右侧方向向外转动一角度或向外倾斜。

8.根据权利要求6所述的工作单元，其中左和右杠杆臂由弹簧朝向中心位置加载。

9.根据权利要求1所述的工作单元，还包括位于框架的第二端的控制面板和位于控制面板处的推进控制部件，所述推进控制部件能够在前进位置、中间位置和后退位置之间移动。

10.根据权利要求9所述的工作单元，其中推进控制部件构造成在没有操作员的帮助的情况下保留在前进位置和后退位置，从而操作员能够在工作单元的前进和后退期间过程中抓握左和右杠杆臂这两者。

11.根据权利要求10所述的工作单元，还包括操作员在位探测器，其设置在左和右杠杆臂的至少一个上。

12.根据权利要求1所述的工作单元，其中左和右杠杆臂通过机械链系布置操作地连接到所述驱动装置。

13.一种具有动力转向的工作单元，包括：

框架，其具有前端、后端、左侧和右侧；

由框架承载的工作元件；

位于框架的左侧的左推进元件和位于框架的右侧的右推进元件；

由框架承载的驱动装置，其用于驱动左和右推进元件；

位于框架的后端的推进控制部件，所述推进控制部件操作地连接到驱动装置并且能够在前进位置、中间位置和后退位置之间移动，在所述前进位置驱动装置使左和右推进元件在前进方向上推进工作单元，在所述后退位置驱动装置使左和右推进元件在后退方向上推进工作单元；及

从框架的后端向后突出的隔开的左和右杠杆臂，所述左和右杠杆臂在分开的枢转轴处可枢转地连接到框架并且能够相对于框架在中心位置、左位置和右位置之间枢转地移动，左和右杠杆臂的至少一个操作地连接到驱动装置，从而左和右杠杆臂的枢转提供对工作单元的驱动装置辅助的转向。

14.根据权利要求13所述的工作单元，其中推进控制部件构造成在没有操作员帮助的情况下保留在前进位置和后退位置，从而操作员能够在工作单元前进和后退移动期间抓握左和右杠杆臂这两者。

15.根据权利要求14所述的工作单元，还包括设置在左和右杠杆臂的至少一个上的操作员在位探测器。

16.根据权利要求13所述的工作单元，其中左和右杠杆臂被连接在一起，从而左和右杠杆臂相对于框架作为一个单元一起枢转。

17.根据权利要求13所述的工作单元，其中当推进控制部件处于中间位置而左和右杠杆臂处于左位置时，驱动装置在前进方向上驱动左推进元件并在后退方向上驱动右推进元件以提供零半径的顺时针转动；其中当推进控制部件处于中间位置而左和右杠杆臂处于右位置时，驱动装置在后退方向上驱动左推进元件并在前进方向上驱动右推进元件以提供零半径的逆时针转动。

18.根据权利要求17所述的工作单元，其中当推进控制部件处于前进位置而左和右杠杆臂处于中心位置时，驱动装置以相同速度向前驱动左和右推进元件以推进工作单元直线前进；其中当推进控制部件处于前进位置而左和右杠杆臂处于左位置时，驱动装置以快于驱动右推进元件前进的速度驱动左推进元件前进使得在工作单元被向前推进时工作单元右转；其中当推进控制部件处于前进位置而左和右杠杆臂处于右位置时，驱动装置以快于驱动左推进元件前进的速度驱动右推进元件前进使得在工作单元被向前推进时工作单元左转。

19.根据权利要求18所述的工作单元，其中当推进控制部件处于后退位置而左和右杠杆臂处于中心位置时，驱动装置以相同速度驱动左和右推进元件后退以推进工作单元直线后退；其中当推进控制部件处于后退位置而左和右杠杆臂处于左位置时，驱动装置以快于驱动左推进元件后退的速度驱动右推进元件后退使得在工作单元被向后推进时工作单元左转；其中当推进控制部件处于后退位置而左和右杠杆臂处于右位置时，驱动装置以快于驱动右推进元件后退的速度驱动左推进元件后退使得在工作单元被向后推进时工作单元右转。

20.一种具有动力转向的工作单元，包括：

框架，其具有前端、后端、左侧和右侧；

由框架承载的工作元件；

位于框架的左侧的左推进元件和位于框架的右侧的右推进元件；

由框架承载的用于驱动左和右推进元件的驱动装置，所述驱动装置包括用于驱动左推进元件的第一液压泵和第一液压马达以及用于驱动右推进元件的第二液压泵和第二液压马达；

位于框架的后端的推进控制部件，所述推进控制部件操作地连接到驱动装置并且能够在前进位置、中间位置和后退位置之间移动，在所述前进位置驱动装置使左和右推进元件在前进方向上推进工作单元，在所述后退位置驱动装置使左和右推进元件在后退方向上推进工作单元；及

从框架的后端向后突出的隔开的左和右杠杆臂，所述左和右杠杆臂可枢转地连接到框架并且能够相对于框架在中心位置、左位置和右位置之间枢转地移动；

由第一链系连接到推进控制部件的操纵组件，所述操纵组件可绕第一枢转轴线枢转地连接到框架，其中推进控制部件在前进、后退和中间位置之间的移动导致操纵组件绕所述第一枢转轴线枢转；

可枢转地安装至操纵组件的枢转部件，所述枢转部件能够相对于操纵组件绕第二枢转轴线枢转地移动；

连接枢转部件到第一液压泵的第二链系和连接枢转部件到第二液压泵的第三链系，当枢转部件绕第二枢转轴线枢转时第一和第二链系在相反的方向上移动；及

连接左和右杠杆臂的至少一个到枢转部件的第四链系，其中左和右杠杆臂的枢转移动导致枢转部件绕第二枢转轴线枢转移动。

21.一种具有动力转向的工作单元，包括：

框架，其具有前端、后端、左侧和右侧；

由框架承载的工作元件；

位于框架的左侧的左推进元件和位于框架的右侧的右推进元件；

由框架承载的用于驱动左和右推进元件的驱动装置，所述驱动装置包括用于驱动左推进元件的第一液压泵和第一液压马达以及用于驱动右推进元件的第二液压泵和第二液压马达；

推进控制部件，其操作地连接到驱动装置并且能够在前进位置、中间位置和后退位置之间移动，在所述前进位置驱动装置使左和右推进元件在前进方向上推进工作单元，在所述后退位置驱动装置使左和右推进元件在后退方向上推进工作单元；及

隔开的左和右杠杆臂，所述左和右杠杆臂可枢转地连接到框架并且能够相对于框架在中心位置、左位置和右位置之间枢转地移动；

由第一链系连接到推进控制部件的操纵组件，所述操纵组件可绕第一枢转轴线枢转地连接到框架，其中推进控制部件在前进、后退和中间位置之间的移动导致操纵组件绕所述第一枢转轴线枢转；

可枢转地安装至操纵组件的枢转部件，所述枢转部件能够相对于操纵组件绕第二枢转轴线枢转地移动；

连接枢转部件到第一液压泵的第二链系和连接枢转部件到第二液压泵的第三链系，当枢转部件绕第二枢转轴线枢转时第一和第二链系在相反的方向上移动；及

连接左和右杠杆臂的至少一个到枢转部件的第四链系，其中左和右杠杆臂的枢转移动导致枢转部件绕第二枢转轴线枢转移动。

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