CN105264148B - 带有操作系统的机动设备 - Google Patents

Abstract

机动设备，包括主架（2）、可转动连接到该主架上的副架（1）和连接到该副架上的操作臂，其中，副架设有针对驾驶员的坐下位置和站立位置，可由驾驶员控制的操作工具（4）和连接至该操作工具的总线系统（5）；其中，主架设有起重装置（8），工具（18）可连接至该起重装置；其中，机动设备还包括用于驱动起重装置和/或工具的驱动器（7、17），以及连接至总线系统的控制单元（6、16），该控制单元用于根据来自总线系统的信号控制驱动器；这样，使用在副架中的操作工具，所述起重装置和/或工具通过总线系统是可控的。

Description

带有操作系统的机动设备

技术领域

本发明涉及机动设备领域，例如，拖拉机、挖掘机、轮式装载机、臂式割草机、旋转伸缩式起重机或它们的组合。

背景技术

带有主架和可转动副架的挖掘机，并且在可转动副架上有伸缩式起重机，是已知的。在这样的设备中，用于驱动的发动机可以设置在主架中，或者在可转动副架中，其中，电子信号可选择地通过电子总线系统连接在主架和可转动副架之间。还已知的是平台，例如，其上构造有起重机的拖拉机，其中，操作臂可以相对固定的主架旋转而无需驾驶室同向旋转。这样的平台可以在主架的一侧或多侧设有起重装置以连接工具。这些起重装置通常为一般带有动力传动轴的三点升降式。这些机械既没有可转动副架，也没有与该副架同向转动的操作臂。

传输数字信息的电子总线系统通常是已知的。在车辆中，经常使用CAN总线系统。有不同类型的总线系统，例如，CANopen和J1939标准。例如，ISOBUS是用在拖拉机和工具之间的通信和数据交换的一种标准系统。

另一设备是带有起重设备的主架和带有属于申请人所有的NL1035694中所述的操作臂的可转动副架的组合。在属于申请人所有的NL1027370中描述了又一种带有可调节控制模式的铰接臂和单操作臂的机动设备。

发明内容

本发明的优选实施例描述在附加的权利要求中。

本发明的实施例的目的在于提供一种改进的机动设备，其具有带有轮胎或履带的主架，在该主架上设有用于联接工具或稳定装置的一个或多个起重装置；还具有其上带有一个或多个操作臂的可转动副架。本发明特别涉及改进的电子控制系统，采用该电子控制系统，可以在主架中的部件和可转动副架中的部件之间传输信息。

上述目的通过权利要求1的实施例实现。

本发明的实施例基于在主架中的部件和在可转动副架中的部件之间的电子信息或数字信号的传输，因此，如机械、液压装置、气动装置和主电流等技术措施可以更简单的形式，即，这些部件以电子方式或通过总线系统提供控制信号。传感器模块可以进一步连接到该总线系统，其中，由该传感器模块测量的值可以通过总线系统反馈到控制单元，这些控制单元在操作起重装置、操作臂等的驱动时可以考虑这些反馈。在现有技术中，这些技术部件通常仍是液压驱动或机械驱动的，而灯通常是电驱动的。存在通过总线系统和一个或多个控制单元集中控制的单独的液压流或电流。根据典型的实施例，总线系统配置为通过控制器局部网(Controller Area Network，CAN)协议，例如，CANopen系统或J 1939系统，或者ISOBUS系统，进行通信。

本发明的实施例使得根据可转动副架实现主架的大量功能(起重装置、操作臂等)成为可能，其中，使用主架中的传感器，特别是，与起重装置和起重装置上的工具相关的传感器，将驾驶员操作的功能反馈到该驱动器是可能的。

本发明的实施例的巨大优势在于总线系统可以控制整个机动设备的大量功能，例如，在可转动副架上的操作臂和在主架上的一个或多个起重装置的集中控制，并且还可以分配在操作臂、起重臂上的工具，和在主架上的起重装置上的一个或多个工具之间的发动机功率和/或能量流。又一个创新方面在于，总线系统控制从可转动副架到连接到主架的工具的能量供应。

根据本发明的另一个方面，机动设备配置为通过在机动设备外部的驾驶员操作的远程控制操作起重装置的移动和在主架上的起重装置上的一个或多个工具的控制。为此，该机动设备包括接收装置，该接收装置用于从远程控制接收控制信号的，并用于通过总线系统向起重装置的驱动器的控制单元和/或连接到该起重装置的工具传送控制信号。

根据本发明的又一方面，在主架上设有额外的操作工具，这些操作工具通过总线系统与可转动副架中的主要控制部件通信，并且，通过在副架中的计算单元或计算器操作一个或多个起重装置和其中的工具。

根据实施例，机动设备具有带有轮胎或履带的主架，该主架上具有一个一个或多个起重装置，木片切削机、贴地切割器、撒盐机、割草机、货盘叉、稳定器护罩等工具可以连接到该起重装置上。许多其他的农业或林业、建筑或景观管理工具可以通过起重装置连接到主架的正面或背面。用于连接工具的起重装置的类型可以是随机的，例如，已知的三点式起重装置。带有驾驶员工作间或驾驶室和一个或多个操作臂的可转动副架通常通过垂直的或基本垂直的轴设于主架的顶部。通过操作在可转动副架上的工具和通过总线系统，驾驶员可以控制用于操作在起重装置上的工具或在主架上移动起重装置本身的能量。

该能量可以是机械的、液压的、气动的、电的或它们的组合。

本领域技术人员可以理解的是，在副架上的操作工具可以是计算器或带有若干按钮的面板，或者可以是一个或多个操纵杆或它们的组合，该操作工具，可选地通过计算单元/计算器，将驾驶员输入的命令以合适的信号的形式传送到总线系统。

从总线系统向例如起重装置或起重装置上的工具传送总线信号/命令的控制单元是，例如，所谓的控制器或I/O单元或接口或ECU，其根据总线信号控制机械的、液压的、电的、气动的能量流或它们的组合。其中的一个例子是，这样的控制器操作继电器或液压阀。电能量流来自，例如，电池或发电机。液压能量流来自，例如，液压泵。气动能量流来自，例如，压缩机。机械能量流来自，例如，旋转轴。这些可能的媒质和能量流提供起重装置或工具，或起重装置上的工具的部件的运动。

根据实施例，起重装置的控制单元(例如，控制器或I/O单元)可以放置在可转动副架中，然而，该控制单元也可能放置在主架中。

根据不同的实施例，在起重装置上的工具的驱动器的控制单元(例如，控制器或I/O单元)可以放置在可转动副架中，然而，该控制单元也可以放置在主架中。

根据不同的实施例，副架可以部分旋转，或者360度旋转。

根据不同的实施例，总线信号可以通过所谓的滑环，甚至通过无线通信装置，从可转动副架传送到主架，或者从主架传送到可转动副架。

根据可能的实施例，该起重装置设有用于将工具连接到该起重装置的快换系统。该快换系统可以具有类似于挖掘机或推土机的快换系统的几何结构，例如，Lehnhoff类型(专利DE 102006023420)、OilQuick类型、Verachtert类型或Gangl或Gangl对接系统类型。优选地，使用定位装置可调节该快换系统。这里可以设有连接到总线系统的快换控制单元，其配置为根据来自总线系统的信号，控制定位装置。

根据可能的实施例，其中，控制单元放置在主架中，它们从可转动副架中的相同总线系统接收总线信号，并向该相应的总线系统传送总线信号。

进一步的实施例通过所谓的滑环在主架和副架之间提供总线信号的传输。

进一步的实施例通过非接触式无线连接，例如，放射性方式，或者通过蓝牙，在主架和副架之间提供总线信号的传输。滑环是一种能够从固定结构向可自由旋转360度的结构传送动力和电信号的电动机械装置。

进一步的实施例提供了额外的操作工具，这些操作工具放置在主架上的某个位置，并且可以由驾驶员操作。这些操作工具传送总线信号，例如，用于起重装置的操作或在起重装置附件的动力输出轴的转动，或者，在起重装置自身中的工具的操作或控制。这些操作工具所放置的位置可以在起重装置的附近，例如，在轮子或履带的侧翼。

根据另一实施例，为了移动机动设备，连接到总线系统的控制单元提供能量源的控制，例如，柴油机、汽油机、燃气机、电动机、电池组，或者在可转动副架或主架中的其他类型的发动机或能量源。

可能的实施例是，驾驶员通过远程控制系统输入命令，这些命令通过天线和数据传送器传送到总线系统，从而控制机动设备，特别是，起重装置或在起重装置中的工具。该天线或数据传送器可以放置在副架或主架中。

进一步的实施例提供了对流向起重装置中的工具的多个能量流的控制。例如，第一能量流可以控制工具的驱动器，而另一能量流可以控制工具的调节或工具的部分操作。这些能量流可以是液压的、机械的、电的、气动的或其他类型。

进一步的实施例提供了对流至起重装置中的工具的多个能量流的控制。因此，第一能量流可以提供该工具的驱动，而另一能量流用于工具的调节或工具的部分操作。这些能量流可以是液压的、机械的、电的、气动的或其他类型。例如，能量流是在起重装置附近的旋转轴，称为动力输出轴。工具的调节还可以通过液压偶合实现。

进一步的实施例提供对流向起重装置的多个能量流的控制。因此，第一能量流可以提供起重装置向上和向下的移动，。另一能量流可以提供起重装置的角度的调节，例如，三点起重装置的角度的调节，或者上述类型的起重装置上的快换系统的角度的调节。

进一步的实施例具有连接到总线系统的传感器，这些传感器提供关于起重装置或关于该起重装置中的工具，或者关于被牵引在起重装置旁边的拖车的信息。在这后一种情况中，由于总线信号到达在可转动副架中的操作工具，连接到总线系统的一个或多个传感器将关于牵引的拖车的状态的信息提供给驾驶员。接着，通过总线信号传送涉及工具或牵引的拖车的警告信息。这些信号的例子为，例如，拖车的灯的状态，拖车的制动装置的状态。

进一步的实施例使得副架中的传感器与主架中的传感器结合用作输入成为可能。这些信号可以通过总线系统传送到连接到报警装置的计算单元，因此，在机动设备的控制中的警告信息或改变可以传达到驾驶员。一个例子是，副架的旋转角度输入，在副架上的操作臂的位置输入，和起重装置的位置输入。

进一步的实施例使得在照明的能量供应来自另一电源的同时，通过总线系统控制照明装置，如牵引的拖车的尾灯和制动灯，或者连接到主架的工具，成为可能。

进一步的实施例在副架上具有以铰接臂的形式的操作臂，该操作臂可以从铰接位置折叠到该操作臂作为单个起重臂的位置。这种短的起重臂可以从主架上的起重装置移动非常短的距离。

进一步的实施例使得驾驶员通过操作工具输入动力优先权。例如，该优先权可以给予整个机动设备的行驶速度或行驶动力，或者在主架上的起重装置中的工具，或者在操作臂上的工具。然后，计算单元优选地配置为通过总线系统向不同部件传送优先权信号。

进一步的实施例通过总线系统提供从固定的计算单元或计算器，或者从额外的计算单元，例如，移动计算器、笔记本、Apple iPad或Samsung Tab等平板电脑，到起重装置中的工具的控制单元的信号传送。因此，例如，通过总线系统，可以根据在副架中的计算器可获得的GPS信号控制在主架上的撒盐机。

进一步的实施例通过在副架中的操作工具和通过总线系统提供起重装置的操作。因此，该起重装置可以被向下推，或者向上移动，或者甚至具有浮动功能。浮动意味着在起重装置中的工具在机动设备的行驶过程中可以跟随地面起伏。接着，起重装置的驱动器的控制单元放置在主架上，或者可以放置在起重装置自身上。

附图说明

下面参照附图的描述将使得本发明的上述和其他特征和目的变得更加明显，并且有助于更好地理解本发明。

图1A为机动设备的第一实施例的侧面示意图；

图1B为机动设备的第二实施例的侧面示意图；

图1C为机动设备的第三实施例的侧面示意图；

图1D为机动设备的第四实施例的侧面示意图；

图2-14为根据本发明的机动设备的各实施例的框图。

具体实施方式

图1A展示了具有主架2和设置在主架2上的可转动副架1的机动设备的第一实施例。操作臂101设置在副架1上。在主架上设有起重装置8，例如，三点式起重装置。图1B展示了具有主架2和设置在主架2上的可转动副架1的机动设备的第二实施例，其中，为了从副架1到主架2的总线系统的穿通馈电，在副架1和主架2之间设置有滑环10，也参加图7。图1C展示了具有主架2和设置在主架2上的可转动副架1的机动设备的第三实施例，其中，在主架2上设有带有快换系统30的起重装置8。为了，定位快换系统30，该快换系统30通过旋转点31、32分别连接到起重装置8和圆筒(定位装置)33。这样的定位装置使得快换系统能够被放置在连接到工具的合适的位置。在主架2上还设有操作工具12。图1D展示了具有主架2和设置在主架2上的可转动副架1的机动设备的第四实施例，其中，主架设有动力输出轴40，该动力输出轴40用作工具的机械驱动器。

图2是可转动副架1、主架2、驾驶员在副架上的位置3、在副架上的操作工具4、连接到操作工具4上的总线系统5、在主架上的起重装置8、驱动器7(例如，起重装置8的泵或阀块)、控制驱动器7的控制单元6的示意图。驱动器的一部分7’可以可选地设置在主架2中。如果该驱动器是泵或阀块，液压管线将从副架延伸到主架2。

图3展示了进一步的实施例，其中，除了图2所示的部件，在主架中还设有在起重装置8上的工具18的驱动器17和控制单元16。该控制单元16同样连接到总线系统5，并且配置为依照操作工具4通过总线系统5传送的信号，操作驱动器17。

图4说明了在主架上还可以放置有部件6、7和16、17。在这种情况下，总线系统5延伸入主架。

图5说明了在副架1上可以放置部件6、7，在主架2上设置部件16、17。

图6说明了在副架1上可以放置部件16、17，在主架2上设置部件6、7。

图7说明了带有用于从副架向主架，并且从主架向副架传送总线信号的装置10。如上所述，这可以是所谓的滑环或无线信号的接收和传送装置。虽然本领域技术人员可以理解图7的机动设备还可以根据图6或7的变形呈现，然而该变化与图5所示的变化相同。

图8说说明了驾驶员11可以通过总线系统5通过主架上的额外的操作工具输入信号的实施例。

图9说明了带有控制单元13的能量源或发动机14放置在副架上的实施例。控制单元13连接至系统5，并且配置为通过总线系统从操作工具4、12接收信号。

图10说明带有控制单元13的能量源或发动机13放置在主架上的实施例。控制单元13连接至总线系统5，并且配置为通过总线系统从操作工具4、12接收信号。

图11说明了为了从远程控制器28接收无线命令，数据传送器26一方面连接至总线系统5，另一方面连接至天线27的实施例。这些无线命令通过数据传送器26转换为适合控制控制单元6、16的总线信号。

图12展示了类似于图11，但是数据传送器26和天线27设置在主架上的实施例。

图13说明了工具和/或起重装置的能量供应(驱动器)7、17可以通过多个能量流，如第一流(I)、第二流(II)和第三流(III)，分配能量。

图14说明了在副架和主架上放置有传感器模块23、24、25的实施例。这些传感器模块连接至总线系统，并且配置为通过总线系统将测量信息的信号传送控制单元6、16和/或操作工具4，和/或在副架和/或主架上的报警装置(未显示)。

本发明不限于上述实施例，对于本领域的普通技术人员来说，还可以做出许多变形和改进，这些都属于本发明的范围。

Claims (28)

1.一种机动设备，包括：主架(2)、可转动地连接至该主架的副架(1)和连接至该副架的操作臂，其中，所述副架设有针对驾驶员的坐下位置和站立位置，可由驾驶员控制的操作工具(4)和连接至该操作工具的总线系统(5)；

其中，所述主架设有起重装置(8)，工具(18)可连接至该起重装置；

其中，所述机动设备还包括用于驱动所述起重装置和/或所述工具的驱动器(7、17)，以及连接至所述总线系统的控制单元(6、16)，该控制单元用于根据来自所述总线系统的信号控制所述驱动器；

使用所述副架中的所述操作工具，所述起重装置和/或所述工具通过所述总线系统是可控的；

其中，所述机动设备还包括至少一个传感器模块(24)，所述至少一个传感器模块配置为测量所述起重装置和/或工具的移动和/或运作，其中，至少一个传感器模块连接至所述总线系统并且配置为在所述总线系统上传送带有测量值的信号。

2.根据权利要求1所述的机动设备，其特征在于，所述总线系统是车辆总线系统，其配置为通过控制器局部网(CAN)协议进行通信。

3.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，所述控制单元(6、16)设置在所述副架中。

4.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，所述驱动器(7、17)至少部分设置在所述副架中。

5.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，所述驱动器(7、17)包括泵和/或电动执行机构。

6.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，所述总线系统(5)从所述副架延伸至所述主架。

7.根据权利要求6所述的机动设备，其特征在于，在所述主架(2)和所述副架(1)之间设有滑环(10)，该滑环配置为传送来自所述主架和所述副架之间的总线系统(5)的信号。

8.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，所述控制单元(6、16)设置在所述主架中和/或所述驱动器(7、17)设置在所述主架中。

9.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，所述副架设有传送/接收装置，用于在所述主架(2)和所述副架(1)之间无线传输来自总线系统(5)的信号。

10.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，在所述主架(2)上设有用于所述起重装置和/或所述工具的额外的操作工具(12)。

11.根据权利要求10所述的机动设备，其特征在于，用于所述起重装置和/或所述工具的所述额外的操作工具(12)放置在所述主架(2)的轮子或履带的翼侧。

12.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，用于移动所述机动设备和控制单元(13)的能量源或发动机(14)设置在所述副架(1)或所述主架(2)中，并且所述控制单元连接至所述总线系统(5)。

13.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，所述驱动器包括至少一条线路，用于产生流向所述工具和/或所述起重装置的至少一个液压或电子流。

14.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，所述工具的驱动器包括旋转动力输出轴。

15.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，所述副架安装在所述主架上，所述副架(1)相对所述主架(2)的旋转角度为360度或更多，或者所述旋转角度在30度和360度之间。

16.根据权利要求1或2所述的机动设备，带有相对于机动设备的行驶方向而言的正面和背面，其特征在于，所述起重装置设置在所述主架(2)的所述正面或背面上。

17.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，所述起重装置为三点式起重装置类型。

18.根据权利要求1或2所述的机动设备，还包括带有连接至所述主架的照明装置的拖车，其特征在于，设有用于控制所述照明装置的控制单元(25)，该控制单元连接至所述总线系统(5)。

19.根据权利要求1或2所述的机动设备，还包括接收模块，该接收模块连接至所述总线系统并且具有天线，该接收模块配置为接收无线信号并且将所述无线信号转换为总线信号，所述起重装置和/或工具能够无线地操作。

20.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，所述起重装置设有快换系统，所述工具可连接至该快换系统。

21.根据权利要求20所述的机动设备，其特征在于，使用定位装置可调节所述快换系统，并且，设有连接至所述总线系统的快换控制单元，该快换控制单元配置为根据来自所述总线系统的信号控制所述定位装置。

22.根据权利要求21所述的机动设备，其特征在于，所述总线系统(5)从所述副架延伸至所述主架，所述快换控制单元设置在所述主架上，并且所述快换控制单元在所述主架上连接至所述总线系统。

23.根据权利要求1或2所述的机动设备，还包括至少一个另外的传感器模块(24)，所述至少一个另外的传感器模块配置为测量所述机动设备或拖车的照明和/或制动运作，其中，至少一个另外的传感器模块连接至所述总线系统并且配置为在所述总线系统上传送带有测量值的信号。

24.根据权利要求1所述的机动设备，其特征在于，所述至少一个传感器模块设置在所述主架上，并且连接至所述总线系统。

25.根据权利要求1或2所述的机动设备，还包括连接至所述总线系统的报警装置，所述报警装置配置为根据来自所述至少一个传感器模块的带有测量值的所述信号警告驾驶员。

26.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，所述控制单元配置为从所述至少一个传感器模块接收带有测量值的所述信号，并且根据所述信号，部分地控制所述起重装置和/或所述工具的所述驱动器。

27.根据权利要求1或2所述的机动设备，其特征在于，所述驱动器包括用于所述工具、用于在所述操作臂上的额外工具和用于所述机动设备的行驶的驱动装置，其中，所述操作工具配置为通过所述总线系统向所述控制单元传送优先权数据，该优先权数据与提供给所述工具、在所述操作臂上的所述额外的工具和所述机动设备的行驶的能量相关，其中，所述控制单元配置为根据所述优先权数据，控制流向用于所述工具、用于在所述操作臂上的额外工具和用于所述机动设备的行驶的所述驱动装置的能量。

28.根据权利要求1或2所述的机动设备，还包括连接到所述总线系统的带有编程代码的计算机装置，该计算机装置用于控制所述总线系统上的控制单元，和/或控制连接到所述主架(2)的拖车的额外控制单元。