CN106164385B - 具有改善的操作者可视性的机械驾驶室 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于与移动机械(10)一起使用的驾驶室(12)。该驾驶室可具有底板(36)和顶板(38)。该驾驶室还可具有至少一个相对于移动机械的前进方向位于前端处的A柱(40)和位于与至少一个A柱相对的后端处的C柱(46)。C柱可具有位于底板上的两个终端和位于顶板上的单个终端。

Description

具有改善的操作者可视性的机械驾驶室

技术领域

本公开总体上涉及一种机械驾驶室，并且具体地涉及一种具有改善的操作者可视性的机械驾驶室。

背景技术

土方作业和建筑式机械(如机动平地机、挖掘机、轮式装载机、农用拖拉机、推土机和其他类似机械)各自包括驾驶室，操作者从该驾驶室中控制机械及与其相关联的作业工具的移动。该驾驶室使得操作者免受恶劣的环境条件的影响，并且还在发生机械倾翻的情况下保护操作者不受伤害。为使操作者有效且高效地控制机械，应向操作者提供机械周围关键区域的无阻碍视图。这些区域可包括前置工具移动区域、侧置轮(或履带)位置和可发生机械碰撞的后四分之一的位置。

典型的机械驾驶室由底板、顶板和在底板和顶板之间延伸的立柱形成。根据它们在驾驶室内的位置和功能，将这些柱归类为三种类型中的其中一种类型。具体地，驾驶室通常包括A柱、B柱和C柱。A柱大体上位于操作者驾驶室的前拐角处，而C柱位于驾驶室的后拐角处。挡风玻璃安装在A柱之间，并且后壁和/或后窗安装在C柱之间。B柱位于A柱和C柱之间(即，在驾驶室的侧面处)，并用来安装驾驶室的门。

2003年4月8日授予Colliar的美国专利第6,543,840号(“′840专利”)中公开了一种示例性机械驾驶室。在′840专利中，试图通过消除如上所述的B柱来改善操作者从驾驶室的可视性。另外，C柱在靠近顶板的上部处朝向驾驶室侧面向外弯曲，以便越过相关联机械的轮舱。此构造允许C柱以更为紧凑的方式支撑后窗。

虽然′840专利的机械驾驶室可能改善了小型机械应用中的可视性，但是它可能仍然不是最佳的。特别地，′840专利的机械驾驶室可能并不适合于需要B柱提供结构强度和刚度的大型机械应用。而且，位于机械驾驶室的拐角之间的A柱和C柱可能阻止操作者有效地观察工具移动区域和如上所述的后四分之一的位置。而且，′840专利公开的机械驾驶室的结构可能给相关联的电线和HVAC导管的包装造成困难。

所公开的机械驾驶室旨在克服上文所述的一个或多个问题和/或现有技术的其他问题。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种用于机械的驾驶室。该驾驶室可包括底板和顶板。该驾驶室还可包括至少一个相对于移动机械的前进方向位于前端处的A柱以及位于与至少一个A柱相对的后端处的C柱。该C柱可具有两个位于底板处的终端和位于顶板处的单个终端。

在另一个方面，本公开涉及另一种用于机械的驾驶室。该驾驶室可包括底板、顶板和将底板连接至顶板的多个柱。所述多个柱可包括两个A柱、两个B柱和单个C柱。从驾驶室后半部分中沿前/后中心对称平面定位的内部座位标志轴线开始，提供通过未被多个柱阻碍的驾驶室拐角的四个外部视野。两个B柱的其中一个和C柱之间的从内部座位标志轴线开始的水平视角约为两个B柱的其中一个和两个A柱的其中一个之间的水平视角的1.5倍至2倍。

在另一个方面，本公开涉及另一种用于机械的驾驶室。这种驾驶室可包括底板、顶板和至少一个相对于移动机械前进方向位于前端处的A柱。该驾驶室还可包括位于与至少一个A柱相对的后端处的C柱。C柱可由两个相互分隔的平行梁制造，以在它们之间形成凹槽。空气处理管道和线束中的至少一个可安装在C柱的凹槽内。

在另一个方面，本公开涉及另一种用于机械的驾驶室。该驾驶室还可包括底板、顶板、至少一个相对于移动机械前进方向位于前端处的A柱和位于与至少一个A柱相对的后端处的C柱。C柱可由具有内向开口的三面盒状结构制造。驾驶室还可包括可移除地设置在C柱的内向开口中的空气过滤器。

附图说明

图1是示例性公开机械的等距视图；

图2是可结合图1的机械使用的示例性公开驾驶室的等距视图；

图3是图2的驾驶室的示例性部分的侧视图；

图4是图2的驾驶室的横截面顶视图；以及

图5至图7是图2的驾驶室的附加等距视图。

具体实施方式

图1示出了具有示例性驾驶室12的移动机械10，操作者可从驾驶室12中控制机械10的移动。在所示的实施例中，机械10是机动平地机。但是可以设想，机械10可以可替代地体现为另一种类型的土方和/或建筑机械，如挖掘机、轮式装载机、农用拖拉机、推土机或其他类似机械。

作为机动平地机，机械10可包括可转向前框架14和枢转地连接至前框架14的从动后框架16。前框架14可包括一对前轮18(或其他牵引装置)，并支撑驾驶室12。后框架16可包括用于容纳动力源(例如，发动机)的隔室20和相关联的冷却部件，动力源可操作地联接至后轮22(或其他牵引装置)，以便为机械10提供主要推进力。后轮22可串联设置在后框架16的相对侧。机械10的转向可以是前轮转向和前框架14相对于后框架16的铰接这两者的作用。

机械10还可包括一个或多个地面接合工具，例如可操作地连接至前框架14并由前框架14支撑的拉杆-环圈-犁板(DCM)24，以及可操作地连接至后框架16并由后框架16支撑的松土机组件26。可以设想，如果需要，DCM24和/或松土机组件26可连接至机械10的另一部分并由机械10的另一部分支撑，如通过前框架14和/或后框架16的另一部分。DCM24和松土机组件26都可经由分开的液压油缸装置而可动。液压油缸装置可配置为朝向和远离前框架14垂直移动DCM24和松土机组件26、将DCM24和松土机组件26从一侧移动至另一侧和/或围绕水平或垂直轴线转动DCM24和松土机组件26。可以设想的是，如果需要，DCM24和松土机组件26可以以另外的方式和/或不同于如上所述的方式移动。还可以设想的是，另外的、不同的和/或更少的地面接合工具可连接至机械10。

驾驶室12可容纳部件，这些部件配置为接收来自机械操作者的指示期望的机械和/或作业工具移动的输入。具体地，驾驶室12可容纳一个或多于一个的输入装置28，输入装置28例如体现为位于邻近操作者座位30处的单轴线或多轴线操纵杆。输入装置28可以是比例式控制器，其配置为通过产生指示特定方向上的期望速度和/或力的位置信号来定位或定向机械10和作业工具。可以设想，不同的输入装置可以可选地或附加地包括在驾驶室12内，例如车轮、把手、推拉装置、开关、踏板和其他本领域中已知的操作者输入装置。机械10的操作者可通过位于机械10每一侧的门32(为清楚起见，一个门32从机械10的左侧移除)进入驾驶室12(并且由此可使用输入装置28和座位30)。

在机械10的操作期间，操作者可从驾驶室12内部操控输入装置28来执行要求高精度的任务。例如，操作者可能需要将DCM24和/或松土机组件26定位在精确的位置处和精确的方向上，以在工地上产生期望的轮廓，而不会与机械10的另一部分和/或工地上的障碍物发生碰撞。类似地，操作者可能需要沿着精确的轨迹移动机械10本身。而且，为了让操作者准确且高效地完成这些移动并且还不损坏机械10或其周围环境，操作者必须清楚地看到机械10周围的关键区域。这些区域可包括例如机械10的左前拐角和右前拐角，其中车轮18和DCM24的端部在这些拐角处接合表面材料；以及机械10的左后拐角和右后拐角，其中车轮22和松土机组件26在这些拐角处接合表面材料。

图2是提供了上述关键区域的无阻碍视图的示例性驾驶室12的简化图。在该图中，为清楚起见，已经移除了输入装置28、座椅30和一个门32。示出了垂直标志轴线34，其表示从操作者的角度来看处于驾驶室12内部的位置。当操作者坐在座椅30上时，标志轴线34可表示操作者眼睛的大体位置，其中高度可变(参照图1)。标志轴线34可位于前/后对称平面(“平面”)35中，并可穿过通常由座椅30上的操作者占据的位置(即位于驾驶室12的后半部分处)。

驾驶室12可包括底板36、顶板38和从底板36延伸至顶板38的多个立柱。这些柱可由一对A柱40、单个C柱46和两个B柱48组成，一对A柱40经由板42彼此结合并相对于机械10的前进方向(由箭头44表示)位于驾驶室12的前端处，单个C柱46位于驾驶室12的相对后端处，而两个B柱48位于A柱40与C柱46之间(即在驾驶室12的相对侧)。柱40、46和48中的每一个都可单独地制造然后再结合在一起，和/或结合至底板36和顶板38(例如，通过焊接)。如果需要的话，一个或多个角板50可用来加强这些连接。门32可安装在A柱40与B柱48之间；且窗52可安装在B柱48与C柱46之间。可以设想的是，两个以约90°的角度彼此定向的分离的窗玻璃可构成窗52中的每一个，或者可根据需要使用单个角窗或拱窗。在一些实施例中，前窗54可安装在A柱40之间的板42上方的位置处。在一个实例中，前窗54可以是三角形的形状，其可进一步包括具有半径曲率的拐角。在另一个实例中，前窗54可以是梯形的形状，其中上侧边长于下侧边。大体上为三面的主体面板56(或三个分离的面板)可在窗52下方的位置处安装至C柱46。

A柱40、B柱48和C柱46中的每一个可以根据需要垂直地进行定向(例如，与平面35和/或轴线34对齐)，或者进行倾斜。例如，这些柱中的一个或多个可在顶板38处向外倾斜，使得顶板38具有较大的表面积并悬于底板36之上。这种构造可在驾驶室12内提供更大的空间并可有助于使水从驾驶室12中流出。图2和图4示出了向外倾斜的B柱48和C柱46。然而，A柱40在图3中示出为具有复合式倾斜。也就是说，A柱40位于板42与窗54之间的过渡点处的中间点58可向外延伸(即在箭头44的方向上向前)一个比在底板36和顶板38处的A柱40的任一端更大的距离。而且，A柱40的倾斜角在中间点58的上方和下方可以是不同的。特别地，每一个A柱40都可以在中间点58的上方远离垂直线倾斜约0-10°，并在中间点58的下方倾斜约5-15°。在一个实例中，每一个A柱40在中间点58上方的相对于中间点58下方的倾斜角度比值可为约.4-.6。该比值可以提供板42与前框架14的主梁之间的间隙(参照图1)，同时还提供通过A柱40之间的空间的无阻碍前方视野。

图4示出了穿过中间点58截取的向下朝向底板36定向的驾驶室12的截面图。正如从该图中可以看出的，至少五个不同的视野(包括四个主要的拐角视野)可从标志轴线34的角度提供给机械10的操作者。这些视野包括(按顺时针顺序)A柱40之间的前方视野(即通过窗54)；最右边的A柱40和位于驾驶室12的右侧的B柱48之间的右前方视野(即通过右侧门32)；右侧的B柱48和C柱46之间的右后方视野(即通过右侧窗52)；C柱46和位于驾驶室12左侧的B柱48之间的左后方视野(即通过左侧窗52)；以及左边的B柱48和最左边的A柱40之间的左前方视野(即通过左侧门32)。通过窗54的前方视野可与角度α相对应，由于窗54的三角的形状，角度α在中间点58处的大约0°至在顶板38处的大约25-35°之间变化。通过左边和右边门32的左前方视野和右前方视野可与角度β相对应，在中间点58处，角度β大约为45-50°。通过窗52的左后方视野和右后方视野可对应于角度Y，在中间点58处，角度Y大约为75-90°。在这种布置中，后拐角视野与前拐角视野的比值可为约1.5-2，同时从标志轴线34开始的总水平视角大约为260-270°。如图4的平面图所示，A柱40、B柱48和C柱46的位置可共同限定出菱形形状，当虚线在相邻的柱之间连接时，该形状是上述类型的拐角视野的特征。

返回至图2，每个A柱40可跨过平面35彼此呈镜像，并且由连续地形成或者分开地形成并且随后焊接在一起的四个不同的部分组成。这四个部分可包括基部60，其在底板36的一端连接并且大体上与平面35对齐；膝部62，其连接至基部60的远端并且朝向平面35向内成角度；中心部分64，其连接至膝部62并且大体上与平面35对齐；以及上部66，其连接在中心部分64和顶板38之间并且在顶板38处向外远离平面35成角度。板42可连接至两个A柱40的中心部分64，并且基部、膝部和中心部分60-64都可以相同的角度朝向中间点58向前倾斜。上部66也可以从顶板38朝向中间点58向前倾斜。锁扣机构(未示出)可位于这些部分中的任何一个内，并且用于将门32固定在闭合位置。

A柱40之间的间距(即板42的宽度)可设置成容纳驾驶室12内的控制器件和位于驾驶室12下方和/或前方的液压系统部件。通常，板42的宽度可与前框架14的主梁的宽度大致相同或者刚刚大于前框架14的主梁的宽度(参考图1)，从而使得板42(与A柱40一起)不会阻碍机械10的操作者可获得的视野。也就是说，如果将板42省略而可能获得的视野已经被前框架14的主梁挡住了。因此，将板42放置在这个位置以及在板42上布置驾驶室12的控制器件可能不会减少操作者可获得的视野。

每个B柱48可包括从底板36延伸至顶板38的大体上为直线的单一部分。如上所述，每个B柱48可在顶板38处向外远离平面35倾斜。可以设想的是，每个B柱48可以根据需要相对于驾驶室12的前/后方向垂直和/或向前倾斜。

A柱40和B柱48的形状和构造可以适于改善机械10外部的关键区域的无阻碍视野。例如，在一些实施例中，这些柱可具有细长的(例如，矩形)横截面，该横截面具有正交的长轴线和短轴线(参考图4)。并且为了减少对操作者视野的阻碍，柱的长轴线可定向为大体上平行于从标志轴线34开始的操作者视线。

C柱46在被连接至底板36和顶板38之前，可以是由至少四个不同的部分组成的复合子组件。如图2和图4所示，这些部分可包括底座构件68、两个大体上平行的梁70以及焊接在梁70之间的板72。底座构件68可以弯曲至大体为C形，同时其两个终端连接至底板36。梁70可以相互间隔开、在第一端连接至底座构件68的中心部分(例如，在C形的主干上)以及在第二终端连接至顶板38。在一个实施例中，板72可沿着梁70的长度焊接在梁70之间，从而两个相对的凹槽或凹坑形成在梁70之间。这些凹槽可包括内部凹槽74(示出在图2和图4中)以及外部凹槽76(示出在图4和图6中)。凹槽74、76可以是梁70具有比板72的厚度更大的宽度尺寸并且板72在大约穿过梁70的宽度的一半的位置处连接至梁70的结果。底座构件68的相对支腿和梁70可以大体上与板35平行，而底座构件68的中心部分可以大体上与底板36平行。底座构件68的支腿可在座位30的侧面处远离底板36向上延伸(参考图1)，而梁70可位于座位30后面的驾驶室12的中心处。

在可选实施例中，每个梁70可与底座构件68的一部分(例如，底座构件68的一个支腿)成为一体，从而形成椅子形状的单一结构。该实施例可由在与梁70的交叉处穿过底座构件68的虚线表示。在这种构造中，两个弯曲结构可布置为相互邻近，其中座位30后面的部分和其支腿大体上平行。这种结构中的每个将具有两个终端，一个位于底板36上，另一个位于顶板38上。这种结构可由单一的弯曲梁制造，或者如果需要，可由焊接在一起的多个部分制造。

如图5和图6所示，凹槽74和76可用于安装的目的，从而可以保留驾驶室12内部和外部的空间。具体来说，图5示出了凹槽74被用于安装电气布线78和空气处理管道80。在公开的实例中，管道80是空气回流管道，其配置成将驾驶室空气引导至位于顶板38的顶部上的HVAC单元82。布线78可与HVAC单元82或者驾驶室12中和/或上的其它部件相关联。在一些实施例中，管道80可位于布线78的顶部的上方并且封闭凹槽74。如图6所示，凹槽76可用于安装在HVAC单元82、暖气风箱(未示出)和/或空调冷凝器(未示出)之间延伸的高压冷却剂管线84。通过将管线84定位在凹槽76内，可以保护这些管线84不会受到可能损坏管线84的磨损和冲击的影响。

可选的C柱86示出在图7中。与图2至图5中的C柱46类似，C柱86可包括C形底座构件68。然而，与C柱46相反，C柱86还可以包括替代立梁70和管道80的装配式盒状结构(“结构”)88。结构88可包括背板90、前板92和相对的侧板94、96，所述侧板连接至(例如，在其间焊接)背板90和前板92，以形成具有矩形横截面的细长的封闭空间98。侧板94、96可在其底座端向外弯曲大约90°，从而变为大体上与底座构件68的上表面相切。背板90和前板92的底座端可向外扩张以大体上匹配侧板94、96的曲率。结构88可在底座构件68和顶板38之间延伸并且连接至底座构件68和顶板38(例如与其焊接)。冷却剂管线84可连接至后板90的的外表面。

除了结构88作为用于驾驶室12和冷却剂管线84的后支撑之外，由结构88封闭的空间98还可作为用于HVAC单元82的内置气流管道。开口100可形成在前板92内以容纳过滤器102，其向内面向驾驶室12。在一个实施例中，凹槽托架104可在开口100的内周边周围连接至前板92。托架104可以具有四个侧面，每个侧面具有L形的横截面。在公开的实施例中，托架104的底侧面包括槽口106，其配置为接收从过滤器102的下端突出的对应突起部或其它接合特征。锁定机构(例如，翼形螺钉-未示出)可将过滤器102的上端连接至托架104，从而可以通过转动该锁定机构并且从槽口106中提升出突起部而快速地更换过滤器102。可以设想的是，根据需要，也可以实施将过滤器102连接至结构88的其它装置。

工业实用性

所公开的驾驶室可以适用于其中空间约束和操作者可视性非常重要的任何移动机械。所公开的驾驶室特别地适用于具有作业工具、车轮以及需要密切观察的其它结构或移动部件的建筑机械和土方机械。所公开的驾驶室通过保持驾驶室的拐角没有阻碍的独特构造来提供改善的操作者可视性。尽管是设计为处理来自大型机械应用的增大的应力，但是，所公开的驾驶室也可适用于小型机械应用。另外，通过适用具有内部和外部凹槽的中心C柱，所公开的机械驾驶室可实现电气布线、HVAC管道和高压管线的改进包装。

对于本领域技术人员而言将会显而易见的是，可对所公开的机械驾驶室做出各种修改和变形，而不脱离本公开的范围。在考虑本文公开的机械驾驶室的说明书和实践的情况下，所公开的机械驾驶室的其它实施例对本领域技术人员而言将会是显而易见的。说明书和实例仅旨在视为是示例性的，本公开的真实范围由所附权利要求书及其等效物指出。

Claims (9)

1.一种用于移动机械(10)的驾驶室(12)，包括：

底板(36)；

顶板(38)；

相对于所述移动机械的前进方向位于前端处的至少一个A柱(40)；以及

位于与所述至少一个A柱相对的后端处的单个C柱(46)，所述C柱具有位于所述底板上的两个终端和位于所述顶板上的单一终端，所述C柱包括：

具有所述两个终端的C形梁(68)；以及

相互间隔开并且从所述C形梁延伸至所述顶板的两个直梁(70)，

所述驾驶室进一步包括将所述两个直梁结合在一起并且在所述两个直梁之间形成至少一个凹槽(74、76)的板(72)。

2.如权利要求1所述的驾驶室，进一步包括位于所述至少一个A柱和所述C柱之间的B柱(48)，其中所述B柱和所述C柱一起在它们之间限定出跨过大约75-95°的无阻碍拐角观察区域，并且所述无阻碍拐角观察区域仅位于所述驾驶室的上半部分。

3.如权利要求1所述的驾驶室，其中：

所述移动机械包括位于所述驾驶室内的座位(30)；

所述两个终端位于所述座位的相对侧；以及

所述单一终端位于所述座位后面。

4.如权利要求1所述的驾驶室，其中：

所述至少一个A柱包括：

第一部分(66)，其在所述移动机械的前进方向上远离所述顶板倾斜；以及

第二部分(60、62、64)，其在所述前进方向上远离所述底板倾斜以与所述第一部分交叉；以及

所述第一部分远离所述顶板在一个角度上倾斜，所述角度小于所述第二部分相对于所述底板的倾斜角度。

5.如权利要求4所述的驾驶室，其中：

所述第一部分朝向在前/后方向上经过所述驾驶室的中心对称平面(35)进一步向内倾斜；以及

所述第二部分包括：

连接至所述底板并且大体上与所述中心对称平面对齐地朝向所述顶板延伸的基部(60)

从所述基部的远端朝向所述中心对称平面延伸的膝部(62)；以及

从所述膝部大体上与所述中心对称平面对齐地朝向所述第一部分延伸的中心部分(64)。

6.如权利要求1所述的驾驶室，其中：

所述移动机械包括位于所述驾驶室内的座位(30)；以及

所述C柱在所述底板的相对的外后拐角处从所述两个终端向所述座位后面的中心位置延伸。

7.如权利要求1所述的驾驶室，其中：

所述至少一个A柱包括两个A柱；

所述驾驶室进一步包括两个B柱，每一个B柱位于所述两个A柱中的其中一个与所述C柱之间；以及

所述两个A柱，所述两个B柱和所述C柱形成具有大约260-270°的总水平视角的至少四个无阻碍拐角视野。

8.如权利要求7所述的驾驶室，其中：

所述两个A柱进一步在两者之间形成具有大约25-35°的水平视角的前方视野；以及

所述驾驶室进一步包括位于所述两个A柱之间的三角形窗(54)。

9.如权利要求7所述的驾驶室，其中，所述两个B柱的其中一个与所述C柱之间的水平视角大于所述B柱的其中一个与所述两个A柱的其中一个之间的水平视角。