CN105317070A - 操作员室结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工作机(1)的操作员室结构(10)。该室结构(10)包括具有内表面(22)和外表面(24)的顶板(12)，以及与顶板(12)相间隔的底板(14)。顶板(12)的内表面(22)的第一段(30)被定向成与底板(14)成角度。

Description

操作员室结构

技术领域

本发明涉及一种操作员室结构，具体涉及一种用于工作机的操作员室结构。

背景技术

工作机通常包括工作臂和连接到工作臂的附件。工作机可以是比如装载铲、伸缩臂叉车、挖掘机、反铲装载机等物料处理车辆的形式，带有连接到其上的铲、铲斗或叉等形式的附件。

工作机通常还包括操作员室结构，常被称为“驾驶室”，其设计成在一定条件下保护使用者。

操作员室结构可以是翻车保护结构(ROPS)的形式，其目的在于保护使用者不被工作车辆倾覆或翻车伤害；可以是下落物保护结构(FOPS)的形式，其目的在于保护使用者不被下落物伤害；或者可以是ROPS和FOPS兼容的结构。

在工作机中，操作员室结构通常位于接近工作机的发动机，室结构内的环境会非常嘈杂，因此在持续很长一段时间之后，使用者会变得不舒适。

试图降低由于发动机噪声而产生的室结构内的噪声水平的已知方式是通过多个板使室结构封闭，以便减少发动机的外部噪声进入室结构的量。依据使用者要求的可见性和可见性的方向，板件可以是看穿的(透明的)、非看穿的(不透明的)或者可以运用看穿与非看穿板的组合来封闭室结构。

但是，发动机功率的增加可导致产生的噪声的增加，这降低了板封闭室结构对衰减室结构内听到的噪声的效果。

增加板的厚度将帮助减少室结构内听到的发动机的噪声，但是这将具有增加生产成本的不利效果。

在一些情况中，已知室结构内含有衬垫，衬垫适于减少进入室结构的发动机的噪声的量。

但是，在某些条件下，在室结构内将会产生驻波，这使室结构内的噪声加剧，而衬垫和/或板则显示出对室结构内驻波的产生所引起的问题没有效果或效果有限。

此外，由于来自发动机的振动而能够产生附加噪声，引起部分室结构，比如顶板，振荡并在室结构内产生附加噪声。衬垫和/或板件的使用显示出对减少由于振动而在室结构内产生附加噪声方面没有效果或效果有限。

期望提供一种解决上述的一个或多个问题和缺点的用于工作机的操作员室结构。

发明内容

本发明的第一方案提供了一种用于工作机的操作员室结构，该操作员室结构包括：

顶板，具有内表面和外表面；以及

底板，与顶板相间隔；

其中，顶板的内表面的第一段定向成与底板成一定角度。

根据本发明，提供了一种减少室结构内发动机噪声的影响的操作员室结构。这是由于顶板的内表面的第一段定向成与底板成一定角度的事实，这意味着顶板的内表面和底板彼此不完全平行。因此，极大地降低了在室结构内形成驻波的可能性，因为波在每个表面上将会以变化的入射角反射回来。

优选地，顶板的内表面包括至少50％、优选地60％的表面积与底板成角度。

优选地，顶板的内表面的第二段定向成与顶板的内表面的第一段和底板均成一定角度。

在示例性实施例中，顶板被制造(fabricated，特制)。

在示例性实施例中，顶板包括斜顶构造。

与平顶板构造相比，这具有增加顶板的强度的益处并且还将改变顶板的固有频率。因此，顶板将不太倾向于发动机的振动引起顶板振荡，使得在室结构内产生附加噪声。

在顶板包括斜顶构造的示例性实施例中，该顶板优选地包括在5°到15°之间的倾斜角。该顶板可以包括5°到10°之间的倾斜角。

在示例性实施例中，顶板包括大约7°的倾斜角。

在示例性实施例中，其中顶板是制造的特制顶板，顶板的内表面包括弓形构造。

在示例性实施例中，顶板的内表面包括波形构造。

在示例性实施例中，顶板的内表面包括锯齿形构造。

在示例性实施例中，顶板的内表面包括梯形构造。

在示例性实施例中，顶板的外表面可以包括与顶板的内表面相同的构造。

在示例性实施例中，顶板可以包括单斜顶构造。

在示例性实施例中，顶板可以包括复斜顶构造。

在示例性实施例中，顶板可以包括双斜顶构造。

在示例性实施例中，顶板包括金属材料。该金属材料可以是任何适合的金属材料，例如钢。

在示例性实施例中，其中顶板是钢顶板，顶板可以是由钢板、优选地5-8mm厚的钢板制造。

在示例性实施例中，顶板可以包括玻璃材料。

在示例性实施例中，室结构可还包括构造成覆盖顶板的外表面的顶盖。顶盖可以由任何适合的材料制成，例如塑料材料。

在示例性实施例中，室结构可还包括位于顶板的内表面和底板之间的声学顶板衬垫。顶板衬垫可以包括泡沫材料。

在室结构包括声学顶板衬垫的示例性实施例中，在顶板衬垫和顶板内表面之间设置空气间隙。

空气间隙的深度可以调整，以在顶板衬垫和顶板的内表面之间具有预定间隔。

改变顶板衬垫与顶板之间横穿室结构的空气间隙的能力的益处在于，顶板衬垫的工作吸收频带可改变和/或增加。

在示例性实施例中，底板与顶板间隔1.5m到2m之间的距离。

根据本发明第一方案的室结构可以是翻车保护结构和/或下落物保护结构。

本发明的第二方案提供了一种包括根据本发明的第一方案的操作员室结构的工作机。

在示例性实施例中，工作机包括6缸发动机。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的实施例，在附图中：

图1是包含根据本发明的操作员室结构的工作机的示意图；

图2是根据本发明的操作员室结构的实施例的示意图；

图3是图2的操作员室结构的前视示意图；

图4a是类似于图2的操作员室结构但没有内部装饰和配件的操作员室结构的示意图；

图4b是经过室结构的中心的操作员室结构的上段的示意图；

图5是图4的结构的第一侧的示意图；

图6a和6b是具有第一构造的顶板内表面的顶板的实施例的截面轮廓的示意图；

图7a和7b是具有第二构造的顶板内表面的顶板的实施例的截面轮廓的示意图；

图8a和8b是具有第三构造的顶板内表面的顶板的实施例的截面轮廓的示意图；

图9a和9b是具有第四构造的顶板内表面的顶板的实施例的截面轮廓的示意图；

图10a和10b是具有第五构造的顶板内表面的顶板的实施例的截面轮廓的示意图；

图11a和11b是具有第六构造的顶板内表面的顶板的实施例的截面轮廓的示意图；

图12a和12b是具有第七构造的顶板内表面的顶板的实施例的截面轮廓的示意图；和

图13a和13b是具有第八构造的顶板内表面的顶板的实施例的截面轮廓的示意图。

具体实施方式

前述的本发明背景的讨论仅旨在帮助理解本发明。应理解，该讨论并不是承认和许可所涉及的任何材料是本申请的优先权日时的公知常识的一部分。

在本申请的说明书和权利要求书中，词语“包括”和“包含”以及词语的各种变型的意思是“包括但不限于”，并且不旨在(并没有)排除其它部件、整体或步骤。

在本申请的说明书和权利要求书中，除非文中另有要求，否则单数包含复数。特别是使用不定冠词时，除非文中另有要求，否则申请应被理解为意欲复数以及单数。

除非与其不兼容，否则结合本发明的具体方案、实施例或示例描述的特征、整体或特性、以及混合应被理解为可适用于本文描述的任何其它方案、实施例或示例。

在整个说明书中，词语“底板”用于表示操作员室结构的下封闭表面，而词语“顶板”用于表示操作员室结构的上封闭表面。

在整个说明书中，词语“内”用在另一个词语/特征之前以表示该词语/特征位于操作员室结构的内侧，而词语“外”用在另一个词语/特征之前以表示该词语/特征位于操作员室结构的外侧。

参考图1，图1示出包含根据本发明的操作员室结构10的工作机1的实施例。

工作机1包括工作臂2和与其连接的附件3。当工作机1以轮式装载机的形式示出时，应该理解，工作机1可以是不同的类型。

工作机1还包括位于邻近操作员室结构10的发动机4。根据工作机的需求，发动机4可以是4缸或6缸发动机。发动机通常会以大约2000-3000rpm运转且具有大约100Hz的固有频率。

参考图2至图5，操作员室结构10(下文称为“驾驶室”)包括顶板12和与顶板12相间隔的底板14。在所示实施例中，底板与顶板间隔的距离H在1.5m到2m之间。这大约相当于发动机4的固有频率的半波尺寸。因此，在驾驶室10中两个平行表面之间反射的不间断的声波可以在一段时间内形成为驻波。如上所述，驾驶室10内形成驻波是不期望的。

顶板包括内表面22和外表面24。顶板12的结构的进一步细节将会在之后更详细地描述。

驾驶室10还包括连接顶板12与底板14的多个框架结构16，以及构造成覆盖顶板12的外表面24的顶盖20。在图3至5中没有示出顶盖20。

框架结构16是制造的框架结构。在本文，词语“制造的”用于表示由制备的部件建造或制造。制造过程可包含通过本领域已知的切割、弯曲和/或装配过程来构建结构。

驾驶室结构的制造被用于工作机，以便提供强度足以满足ROPS和FOPS需求的结构。例如，用于客车和重货车中的薄钣金冲压可能不适合满足这个需求。另外，制造工作机的各个模型的体积可使生产大型冲压部件的成本过高。

顶盖20可以由任何合适的材料、例如塑料材料来制造。顶盖20被设计且构造成赋予驾驶室10的外顶部所需的美学吸引力但不放弃对顶板12的强度或结构的要求。

框架结构16与顶板12和底板14一起限定驾驶室10的内部的边界。

如图2所示，透明面板18位于框架结构16之间，以便封闭驾驶室10的内部。透明面板18可以由玻璃或塑料材料制成。应该注意到，在图3至5中没有示出透明面板18。

如图3所示，在驾驶室10的内部设置操作员的座椅50、方向盘52、驾驶杆54和设置成致动工作机的工作臂2的操纵杆组件56。

声学顶板衬垫26位于顶板12的内表面与底板14之间。顶板衬垫26可以包括任何抑制噪声的合适材料，例如顶板衬垫26可以包括泡沫材料。

顶板衬垫26位于驾驶室10内，使得在顶板衬垫26与顶板12的内表面22之间存在空气间隙28(见图4b)。

在装配阶段，顶板衬垫26的位置可调，使得空气间隙28的深度D可调，以在顶板衬垫26与顶板12的内表面22之间具有预定间隔。空气间隙28的深度D影响顶板衬垫26的工作吸收频率。空气间隙的深度D可调整成每个不同类型的工作机具有不同的间隔。也就是说，对于第一工作机(例如，反铲装载机)，其深度D可以设定为第一间隔；而对于第二工作机(例如，挖掘机)可以设定为第二间隔。这能够使顶板衬垫26的工作吸收频带根据适配的工作机而定制。顶板衬垫26的工作吸收频带通过空气间隙的调整能力来增加。

具体参照图4b，顶板12的内表面22被构造成使得顶板12的内表面22的第一段30被定向为与底板14成角度。这样，顶板12的内表面22的第一段30将不会与底板14完全平行。因为垂直传播的声波将在底板14与顶板12的内表面22之间以变化的入射角反射回来，这防止驻波形成。

由于顶板12的内表面22的第一段30被定向成与底板14成角度的事实，顶板衬垫26和顶板12内表面22的第一段30之间的部分空气间隙将具有变化的高度，这意味着在顶板12的内表面22的第一段30下方的顶板衬垫26的工作吸收频带增加。

在所示实施例中，内表面22的第一段30限定大约50％的内表面22。

图4b中可以看出，顶板12的内表面22还包括第二段32，其被定向成与顶板12的内表面22的第一段30和底板14均成角度。在所示实施例中，内表面的第二段32限定大约50％的内表面22。

第一段30和第二段32被定向为面向内(即，面向驾驶室10的中心的方向)，因此给予顶板12斜顶构造。

斜顶构造为顶板12(相较于现有技术的平顶板)增加刚度，并因此将改变顶板12的固有频率。提高顶板12的刚度意味着顶板12的固有频率增大，而使其在由发动机4产生的、引起顶板12振荡使得驾驶室10内产生附加噪声的点火频率之上。这意味着，可不需要顶板上方的、为了减少如在现有技术的驾驶室构造中的振动效果的阻尼板。

顶板的倾斜角被构造成在5°到15°之间，优选地在5°到10°之间。在所示实施例中，顶板12包括大约7°的倾斜角。

顶板12包括金属材料(优选钢)且由金属材料制造。

在图4b所示实施例中，顶板12由钢板制造，优选地由5-8mm厚的板制造，理想地是6mm厚的钢板。应理解，顶板12可以通过不同制造过程来生产。

虽然顶板12被示出为顶板12的外表面24具有与顶板12的内表面22相同的构造，但不需要如此，顶板12的外表面24可以是与顶板12的内表面22不同的构造。例如，顶板12的外表面24’可以大体上是平面的并且设置成大体上平行于底板，如图6b所示。图6a示出顶板12具有上述的斜顶构造以进行比较。图6a和6b中的顶板12的截面图不是按比例绘制的，并且仅旨在用于说明目的。

此外，虽然内表面22的第一段30和第二段32被示出为均限定大约50％的内表面22，但由第一段30限定的百分比可以是大约或小于50％。

参考图7a和7b，示出了具有根据第二构造的内表面122的顶板112的实施例。图7a和7b中顶板112的截面图不是按比例绘制的，并且仅旨在用于说明目的。

图7a示出的顶板112为，顶板112的外表面124具有与顶板112的内表面122相同的构造。在这个构造中，顶板112的内表面122只包括被定向成与底板(未示出)成角度的第一段130(限定整个内表面122)。这赋予顶板112单坡顶构造。图7a中假想地示出虚线DL以表明一平面平行于底板。

图7b示出可选的顶板112的构造，其中顶板112的外表面124’大体上是平面，且大体上平行于底板，但是顶板112的内表面122被定向成与底板成角度且具有与图7a中所示实施例相同的构造。图7b中假想地示出虚线DL以表明一平面平行于底板。

参考图8a和图8b，示出具有根据第三构造的内表面222的顶板212的实施例。图8a和8b中顶板212的截面图不是按比例绘制的且仅旨在用于说明目的。

图8a示出的顶板212为，顶板212的外表面224具有与顶板212的内表面222相同的构造。在这个构造中，顶板212的内表面222包括第一段230、第二段232、第三段234和第四段236。顶板212的内表面222的四段230、232、234、236中的每段被定向成彼此成角度，且与底板成角度(未示出)。顶板212的内表面的所有四段230、232、234、236被定向成面向内，并因此赋予顶板212复斜顶构造。

图8b示出可选的顶板212的构造，其中顶板212的外表面224’大体上是平面，且大体上平行于底板，但是顶板212的内表面222具有与图8a中所示实施例相同的构造。

参考图9a和图9b，示出具有根据第四构造的内表面322的顶板312的实施例。图9a和9b中顶板312的截面图不是按比例绘制的且仅旨在用于说明目的。

图9a示出的顶板312为，顶板312的外表面324具有与顶板312的内表面322相同的构造。在这个构造中，顶板312的内表面322包括第一段330、第二段332、第三段334和第四段336。顶板312的内表面322的这四段330、332、334、336中的每段被定向成彼此成角度且与底板成角度(未示出)。在这个构造中，顶板312的内表面322的第一段330和第四段336被定向成面向内，而第二段332和第三段334被定向成面向外(即面向远离驾驶室10的中心的方向)。这赋予顶板312双斜顶构造。

图9b示出可选的顶板312的构造，其中顶板312的外表面324’大体上是平面，且大体上平行于底板，但是顶板312的内表面322具有与图9a中所示实施例相同的构造。

参考图10a和10b，示出具有根据第五构造的内表面422的顶板412的实施例。图10a和10b中顶板412的截面图不是按比例绘制的且仅旨在用于说明目的。

图10a示出的顶板412为，顶板412的外表面424具有与顶板412的内表面422相同的构造。在这个构造中，顶板412的内表面422包括第一段430、第二段432和第三段434。顶板412的内表面422的这三段430、432、434中的每段被定向成彼此成角度。在这个构造中，顶板412的内表面422的第一段430和第三段434被定向成面向内，而第二段432被定向成大体上与底板(未示出)平行。这赋予顶板412梯形顶板构造。

顶板412的内表面422的第一段430和第三段434限定至少50％的内表面422，优选地至少60％，但是小于95％。第一段430和第三段434可以限定相同百分比的顶板412的内表面422，或者分别限定不同百分比的顶板412的内表面422。

图10b示出可选的顶板412的构造，其中顶板412的外表面424’大体上是平面，且大体上平行于底板，但是顶板412的内表面422具有与图10a中所示实施例相同的构造。

参考图11a和11b，示出具有根据第六构造的内表面522的顶板512的实施例。图11a和11b中顶板512的截面图不是按比例绘制的且仅旨在用于说明目的。

图11a示出的顶板512为，板512的外表面524具有与顶板512的内表面522相同的构造。在这个构造中，顶板512的内表面522包括弓形构造。因此，顶板512的内表面522的多个段将被定向成与底板(未示出)成角度。

图11b示出可选的顶板512的构造，其中顶板512的外表面524’大体上是平面，且大体上平行于底板，但是顶板512的内表面522具有与图11a中所示实施例相同的构造。

参考图12a和12b，示出具有根据第七构造的内表面622的顶板612的实施例。图12a和12b中顶板612的截面图不是按比例绘制的且仅旨在用于说明目的。

图12a示出的顶板612为，顶板612的外表面624具有与顶板612的内表面622相同的构造。在这个构造中，顶板612的内表面622包括波形构造。如能够看到的，内表面622的轮廓在固定的最小高度和最大高度之间规则地交替。因此，顶板612的内表面622的多个段将被定向成与底板(未示出)成角度。

图12b示出可选的顶板612的构造，其中顶板612的外表面624’大体上是平面，且大体上平行于底板，但是顶板612的内表面622具有与图12a中所示实施例相同的构造。

虽然内表面622和外表面624的波形轮廓以正弦波轮廓的形式示出，但应理解其可以是可选轮廓的形式。例如，波形轮廓可以是方波轮廓、三角波轮廓或梯形波轮廓的形式。

参考图13a和13b，示出具有根据第八构造的内表面722的顶板712的实施例。图13a和13b中顶板712的截面图不是按比例绘制的且仅旨在用于说明目的。

图13a示出的顶板712为，顶板712的外表面724具有与顶板712的内表面722相同的构造。在这个构造中，顶板712的内表面722包括锯齿形构造。在所示实施例中，内表面722的轮廓反复向上倾斜到固定最大高度，然后急剧下降到固定最小高度。因此，顶板712的内表面722的多个段将被定向成与底板(未示出)成角度。

图13b示出可选的顶板712的构造，其中顶板712的外表面724’大体上是平面，且大体上平行于底板，但是顶板712的内表面722具有与图13a中所示实施例相同的构造。

驾驶室10构造成翻车保护结构和/或下落物保护结构，并且符合相关ROPS和/或FOPS规章/规定。

虽然以上描述了许多不同的内顶板构造，其中至少内表面的第一段被定向成与底板成角度(即不与底板平行)的可选构造是可能的，但上述实施例并非旨在提供可能的内表面构造的无遗漏清单。顶板的内表面应该具有至少50％(如果可能100％)的表面积与底板成角度。

虽然顶板已经描述为包括金属材料，但应理解顶板可以包括不同材料，例如玻璃材料或复合材料(例如碳纤维)。顶板还可以构建而形成为包括部分金属材料和部分玻璃材料。

虽然上文已参考一个或多个优选实施例描述了本发明，但应理解，可进行各种改变或变更，而不背离所附权利要求书中所限定的本发明的范围。例如，上述实施例，顶板相对于底板沿驾驶室的横向(左-右)方向均成角度，然而角度可以是相对于底板沿前后方向成角度。

同时可想到，顶板还可以沿横向和前后方向均成角度(例如采用金字塔形)，但这不是优选的，因为很难将金属(比如钢)板形成为这种形式的形状。

此外，本发明并不限于任何前述实施例的细节。本发明延及申请文件(包括任何所附权利要求书、摘要和附图)中公开的特征的任何新颖特征、或任何新颖组合，或者延及所公开的任何方法或过程的任何新颖的步骤、或任何新颖的步骤组合。

Claims (20)

1.一种工作机的操作员室结构，所述操作员室结构包括：

顶板，具有内表面和外表面；以及

底板，与所述顶板相间隔；

其中，所述顶板的内表面的第一段被定向成与所述底板成角度。

2.根据权利要求1所述的室结构，其中所述顶板的内表面包括所述顶板的至少50％，优选地至少60％的表面积与所述底板成角度。

3.根据权利要求1所述的室结构，其中所述顶板的内表面的第二段被定向成与所述顶板的内表面的第一段和所述底板两者均成角度。

4.根据权利要求1所述的室结构，其中所述顶板包括斜顶构造。

5.根据权利要求1所述的室结构，其中所述顶板的内表面包括弓形构造。

6.根据权利要求1所述的室结构，其中所述顶板的内表面包括波形构造。

7.根据权利要求1所述的室结构，其中所述顶板的内表面包括锯齿形构造。

8.根据权利要求1所述的室结构，其中所述顶板的内表面包括梯形构造。

9.根据权利要求1所述的室结构，其中所述顶板包括单斜顶构造。

10.根据权利要求1所述的室结构，其中所述顶板包括复斜顶构造。

11.根据权利要求1所述的室结构，其中所述顶板包括双斜顶构造。

12.根据权利要求1所述的室结构，其中所述顶板包括金属材料。

13.根据权利要求12所述的室结构，其中所述顶板是钢顶板。

14.根据权利要求1所述的室结构，其中所述顶板包括玻璃材料。

15.根据权利要求1所述的室结构，还包括构造成覆盖所述顶板的外表面的顶盖，优选地其中所述顶盖包括塑料材料。

16.根据权利要求1所述的室结构，还包括位于所述顶板的内表面与所述底板之间的声学顶板衬垫。

17.根据权利要求16所述的室结构，其中所述顶板衬垫包括泡沫材料。

18.根据权利要求16所述的室结构，其中在所述顶板衬垫和所述顶板的内表面之间设置空气间隙。

19.根据权利要求18所述的室结构，其中所述空气间隙的深度是能调整的，以在所述顶板衬垫和所述顶板的内表面之间具有预定间隔。

20.一种包括根据权利要求1所述的操作员室结构的工作机。