CN108602539B

CN108602539B - 履带式多功能车辆

Info

Publication number: CN108602539B
Application number: CN201780008425.9A
Authority: CN
Inventors: 罗纳德·S·汉森
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2021-12-10
Anticipated expiration: 2037-02-06
Also published as: CN108602539A; US10464619B2; US20170225725A1; EP3411283A1; CA3012356A1; WO2017136826A1

Abstract

本发明公开了一种多功能车辆，包括：机架，包括用于支撑发动机的发动机舱，发动机和用于驱动系统的动力源被安装在发动机舱中；驾驶室，由机架支撑并被构造成为多功能车辆的操作员提供操作员站；提升臂，提升臂定位在驾驶室和发动机舱的前方，并且提升臂构造成在动力下相对于机架移动；箱，联接到机架并位于驾驶室的后方，箱位于发动机舱的至少一部分上方；第一单履带式牵引元件和第二单履带式牵引元件，各自联接到机架和联接到驱动系统的动力源，并位于机架的相反侧；以及空气清洁器和加热、通风和空气调节(HVAC)系统，各自在驾驶室前方的位置处安装到所述机架，其中空气清洁器定位在提升臂的第一侧上并且HVAC系统定位在提升臂的第二侧上。

Description

履带式多功能车辆

背景技术

本公开涉及动力机械。更具体地，本公开涉及多功能车辆。出于本讨论的目的，多功能车辆包括能够执行各种不同任务的车辆，各种不同任务包括挖掘、携带材料等。

以上讨论仅提供了大致的背景技术信息，并且不旨在用于帮助确定要求保护的主题范围。

发明内容

提供本发明内容和摘要是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的一些概念。发明内容和摘要不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征。

公开了多功能车辆式动力机械，其具有机架、单个左侧履带或单个左侧牵引元件和单个右侧履带或单个右侧牵引元件、驾驶室、朝向机架的后部支撑的箱以及朝向机架的前部支撑的提升臂。

在一个实施例中，公开了一种多功能车辆。该多功能车辆具有机架，该机架包括用于支撑发动机的发动机舱，发动机和用于驱动系统的动力源安装在发动机舱中。驾驶室由机架支撑并且构造成为多功能车辆的操作员提供操作员站。提升臂载具定位在驾驶室和发动机舱前方，提升臂可操作地联接到提升臂载具并从其向前延伸，提升臂构造成在动力下相对于机架移动。箱联接到机架并且定位在驾驶室的后方，箱定位在发动机舱的至少一部分上方。第一单履带式牵引元件和第二单履带式牵引元件各自都联接到机架和联接到驱动系统动力源，并且定位在机架的相反侧。

在其他实施例中，公开了一种多功能车辆。该多功能车辆具有机架，该机架包括用于支撑发动机的发动机舱，发动机和用于驱动系统的动力源安装在发动机舱中。驾驶室由机架支撑并且构造成为多功能车辆的操作员提供操作员站。驾驶室位于发动机舱的至少一部分的上方。提升臂以枢转的方式安装到机架并且可操作以在动力下相对于机架移动。第一牵引元件和第二牵引元件各自联接到机架和联接到驱动系统动力源，第一牵引元件和第二牵引元件定位在机架的相应的第一侧和第二侧上。用于调节驾驶室中的空气的加热、通风和空气调节系统在驾驶室前方的位置处安装到机架。

在又一个实施例中，公开了一种多功能车辆。多功能车辆具有机架和由机架支撑的驾驶室，该驾驶室具有用于多功能车辆的操作员的操作员站。提升臂载具安装到驾驶室的前方的机架的前端，提升臂载具构造成接收并以枢转的方式安装多个不同提升臂中的每一个，每个提升臂具有不同的几何形状。提升臂载具构造成在动力下移动附接的提升臂。箱联接到机架并位于驾驶室的后方。第一牵引元件和第二牵引元件联接到机架并定位在机架的相反侧。

在又一个实施例中，公开了一种动力机械。动力机械具有机架、由机架支撑的发动机、牵引系统，牵引系统可操作地联接到发动机并且选择性地操作以在支撑表面上推动动力机械。控制器与牵引系统通信以控制牵引系统的操作。控制器能够与第一操作员输入端和第二操作员输入端通信以控制动力机械的转向，并且控制器构造成选择第一操作员输入端和第二操作员输入端中的一个以控制动力机械的转向。

在又一个实施例中，公开了一种控制动力机械的转向的方法。该方法包括从第一操作员输入端和第二操作员输入端中选择用于接收来自操作员的转向控制信号的转向控制输入端。该方法然后从所选择的转向控制输入端接收转向控制信号，并向牵引系统提供转向控制信号以使动力机械转向。

附图说明

图1是示出代表性多功能车辆式动力机械的功能系统的框图，在该代表性多功能车辆式动力机械上可以有利地实施本公开的实施例。

图2是示出具有作为牵引元件的履带组件的多功能车辆的说明性实施例的右侧示意图的框图。

图3是示出具有作为牵引元件的履带组件的多功能车辆的另一实施例的右侧示意图的框图。

图4是结合了图2中所示概念的多功能车辆的图示。

图5是图4的多功能车辆的透视图，示出了移除在车辆前侧上的访问盖的情况下，露出了安装在盖后面的部件。

图6是根据一个说明性实施例的用于在此讨论的类型的多功能车辆的转向控制系统的框图。

具体实施方式

参照示例性实施例描述和图示本讨论中公开的概念。然而，这些概念在其应用方面不被限制于说明性实施例中的构造的细节和构件的装置，并且能够以各种其它方式被实践或被执行。本文中的术语用于描述并且应该不被认为是限制性的。诸如“包括”、“包括”和“具有”和如本文中使用的其变化的措辞意味着包括随后列出的项目、其等同物、以及额外的项目。

本公开涉及动力机械，动力机械具有提供操作员站的驾驶室，以及驾驶室后方的构造成拖拉或携载材料、机具或其他物品的箱。出于本讨论的目的，动力机械包括机架、至少一个工作元件、以及能够为工作元件提供动力以完成工作任务的动力源。在示例性实施例中，动力机械是多功能车辆。

图1是示出代表性动力机械100的各种部件和系统的图，在代表性动力机械100上可以实施下面讨论的实施例。图2至图3示出了这种动力机械200、300的实施例。

图1的动力机械100具有机架110、动力源120和一个或多个工作元件130。在下面描述的示例性实施例中，动力机械100包括工作元件130，工作元件130成可操作地联接在机架110的前部处或附近的提升臂的形式。在一些示例性实施例中，动力机械100还包括成提升臂载具的形式的工作元件接口115，工作元件接口115允许多个不同的工作元件，特别是多种不同类型或尺寸的提升臂，可互换地附接在动力机械100的前部处和在动力机械100的前部处操作。

因为图1中所示的动力机械100包括自行进动力机械100，自行进动力机械100也具有牵引元件140，牵引元件140本身是工作元件，该工作元件被用于使动力机械在支撑表面上移动。在示例性实施例中，牵引元件140是单个左侧牵引元件140L和单个右侧牵引元件140R(在图1中统称为牵引元件140)。

还在图1中示出操作员站150，操作员站150提供用于控制动力机械的工作元件的操作位置。在下面更详细描述的示例性实施例中，操作员站150包括由机架110支撑的驾驶室155。动力机械100的机架还在机械的后部处支撑用于携载负荷的箱112。在一些实施例中，箱112可相对于机架110移动，以允许材料从箱中倾倒。提供控制系统160以与其他系统相互作用以至少部分地响应于操作员提供的控制信号来执行各种工作任务。

某些动力机械具有能够执行专用任务的工作元件。例如，动力机械100在示例性实施例中具有提升臂，诸如铲斗的机具可通过例如销接装置附接到该提升臂。可以操纵工作元件，即提升臂以定位机具以执行任务。在一些情况下，机具可相对于工作元件定位，例如通过相对于提升臂转动铲斗，以进一步定位机具。在这种动力机械的正常操作下，铲斗旨在被附接和使用。这种动力机械可以通过拆卸机具/工作元件组合并且重新组装另一个机具来代替原始铲斗，从而能够容纳其他机具。然而，其他动力机械旨在与各种各样的机具一起使用，并且提升臂可包括机具载具，以便于将多种不同类型的机具附接到提升臂。在最基本的情况下，这种机具载具(未示出)是提升臂和机具之间的连接机构。

机架110包括如下的物理结构，该物理结构可以支撑附接到其上或定位在其上的各种其他部件。机架110可包括任何数量的单独部件。机架110支撑动力源120，动力源120能够向包括提升臂的一个或多个工作元件130和一个或多个牵引元件140提供动力，并且在一些情况下，通过提升臂上的机具接口提供动力以供附接的机具使用。来自动力源120的动力可以直接提供给工作元件130、牵引元件140和机具接口中的任何一个。或者，可以将来自动力源120的动力提供给控制系统160，控制系统160又选择性地向能够使用动力来执行工作功能的元件提供动力。用于动力机械的动力源通常包括诸如内燃机的发动机和诸如机械传动装置或液压系统的动力转换系统，机械传动装置或液压系统能够将来自发动机的输出转换成可由工作元件使用的动力的形式。其他类型的动力源可以装到动力机械中，并包括电源或动力源的组合，该组合通常称为混合动力源。

图1示出了被指示为工作元件130的单个工作元件，但是各种动力机械可以具有任何数量的工作元件。在下面更详细地讨论的示例性实施例中，提升臂的工作元件可以在动力机械的前部处附接到机架或者在动力机械的前部处附接到提升臂载具。在其他实施例中，其他工作元件可以附接到动力机械的机架或提升臂，并且在执行工作任务时可以相对于机架或提升臂移动。

另外，牵引元件140是工作元件的特殊情况，该特殊情况在于牵引元件140的工作功能通常是使动力机械100在支撑表面上移动。牵引元件140被示出为与工作元件130分开，因为许多动力机械，包括下面讨论的实施例，除了牵引元件之外还具有另外的工作元件，但情况并非总是如此。如上所述，在示例性实施例中，牵引元件140被实施为单个左侧牵引元件140L和单个右侧牵引元件140R，每个牵引元件例如刚性地或通过悬架组件(未单独示出)安装到机架。

现在参考的以方框图的形式示出的图2是多功能车辆式动力机械200的右侧示意图，多功能车辆式动力机械200是图1所示的动力机械100的示例性实施例。如图2所示，动力机械200包括具有前部和后部的机架210。单个左侧牵引元件或履带240R和单个右侧牵引元件或履带240L联接到机架。牵引元件240L未在图2的右侧视图中示出，但是，与牵引元件240R的类型相同。

牵引元件240L、240R刚性地或可移动地安装到机架210并且可选择性地操作以使动力机械200在支撑表面上移动。可以理解的是，通过可移动地安装，牵引元件240可以例如通过扭转安装件安装，以在牵引元件和机架210之间提供悬架。无论牵引元件240是刚性地还是通过悬架安装，应该理解的是，牵引元件在以下意义上刚性地安装，即牵引元件不能在操作员的控制下枢转以执行转向功能。而是，牵引元件240可以制造成彼此相对地操作，以使动力机械200在支撑表面上通过滑移而转动。机架210支撑动力源220和控制系统260，动力源220可以是上面参考动力源120讨论的任何动力源，控制系统260是控制系统160的实施例。除此之外，动力源220可操作地联接到牵引元件240以选择性地驱动牵引元件240。控制系统260包括可操作以控制动力机械的移动的操作员控制器，动力机械的移动包括行进的方向和速度。在多个实施例中，可以使用不同的合适的操作员控制器来提供信号以控制行进的方向和速度。在机架的顶部处或朝向机架的顶部，例如在机架的前端和后端之间的位置处，机架210支撑驾驶室255，操作员站设置在驾驶室255中并且在驾驶室255中可以有利地定位操作员控制器。在示例性实施例中，箱212在机架的后端处附接到机架210或由机架210支撑。箱212是上述箱112的实施例。箱212可以刚性地安装到机架上，或者能够倾斜以倾倒可以放置在箱内的材料。

在一些示例性实施例中，动力机械200包括在机架210的前部处或附近的加热、通风和空气调节(HVAC)系统280，其中发动机或其他动力源220在HVAC系统的后方。更具体地，HVAC系统280可以在发动机和动力源的前方并与之间隔开(即，在发动机舱外)。

在图2所示的实施例中，提升臂230直接以枢转的方式安装到机架210的前端和动力机械200。与单个履带牵引元件一起，这为多功能车辆提供了有利和独特的功能，允许多功能车辆执行装载机的功能，同时还提供多功能车辆的益处。例如，虽然能够执行类似于使用提升臂230的装载机所执行的工作功能，但多功能车辆200可以在多功能车辆的箱212中拖运或携载材料、工具或其他物品。此外，虽然装载机包括构造为携载单个操作员的操作员站，但是在一些实施例中，驾驶室255可以包括用于携载操作员和一个或多个另外的乘客的座位。

现在参考的以方框图的形式示出的图3是多功能车辆式动力机械300的右侧示意图，多功能车辆式动力机械200是图1所示的动力机械100的另一示例性实施例。多功能车辆式动力机械300包括与图2中所示的那些特征和部件相似编号的特征和部件，并未单独讨论那些相似编号的部件。例如，可以如上参考机架210、牵引元件240R、动力源220、驾驶室255、箱212、控制系统260和HVAC系统280描述机架310、牵引元件340R、动力源320、驾驶室355、箱312、控制系统360和HVAC系统380。

图3中所示的动力机械300包括在前端附处接到机架310或由机架310支撑的提升臂载具315。提升臂载具是图1中所示的工作元件接口115的实施例并且被构造成将不同类型、尺寸等的提升臂安装到动力机械300。如图所示，例如，使用提升臂载具315，第一尺寸或第一类型的第一提升臂330和第二尺寸或第二类型的第二提升臂335可以(一次一个地)安装到多功能车辆式动力机械的前端。提升臂载具315可以以枢转的方式安装到机架310并且构造成将提升臂刚性地安装到载具，或者提升臂载具可以刚性地安装到机架并且构造成将提升臂以枢转的方式安装到载具。通过包括提升臂载具315，不同类型或尺寸的提升臂可以可互换地联接到动力机械300并由动力源320和控制系统360驱动，以为动力机械提供广泛的功能。在装载机或其他装载机式车辆上使用的类型的提升臂通常可以在来自一个或多个致动器(例如液压缸)的动力下相对于装载机的机架移动，其中至少一个致动器安装在机械的机架上。在一些实施例中，提升臂330和335具有安装在其上的致动器，致动器也必须安装到机械的机架上。因此，提升臂载具315将被构造为容纳用于安装在其上的一个或多个致动器。另外，在提升臂上使用的类型的致动器需要诸如加压液压流体的动力源来控制致动器。提升臂载具315还包括至机械上的动力源的连接件，例如液压联接器(未示出)，以选择性地向提升臂上的致动器提供液压。

图4示出了动力机械400，其包括与图2的框图中概述的特征类似的特征。即，动力机械400具有机架410，在机架410上安装有驾驶室455、箱412和提升臂430。此外，示出了在动力机械的相反的左侧在机架410上安装牵引元件440R和另一牵引元件440L(图5中示出)。动力机械400是具有动力源(未示出)和控制系统(未示出)的多功能车辆。发动机舱至少部分地在箱412下方定位在机架410内，使得箱围绕轴线414的转动提供了对发动机舱的访问。在一些实施例中，发动机舱在驾驶室下方延伸。图4中的动力机械400示出了在机架的前侧上的一对盖416和418。盖416和418是可移除的，以允许访问该空间下方的空间。这些盖定位在提升臂430的相反侧上。各种部件有利地位于驾驶室的前方并且可通过移除这些盖而访问，如下面更详细地讨论的。提升臂载具450位于驾驶室455的前方。提升臂430和摆缸432可操作地联接到提升臂座架450。提升臂430是径向路径式提升臂。也就是说，提升臂430响应于提升臂缸(未示出)的致动而沿大致径向路径移动。在提升臂载具430上可以通过不同几何形状和/或尺寸的提升臂替换提升臂430，使得相同的多功能车辆式动力机械400可以配备有不同的提升臂。

图5示出了移除了盖416和418的动力机械400(如图5中所示)。在提升臂的一侧，HVAC系统460联接到机架。HVAC系统460有利地定位在驾驶室的前方和发动机舱的外部，以提供靠近驾驶室的以及与发动机舱中产生的热隔离的安装位置。此外，将HVAC系统460安装在驾驶室的前方减轻了对发动机舱内部的空间要求。在提升臂的另一侧是电池462和空气清洁器464。这些部件中的每一个也定位在发动机舱的外部，从而允许通过简单地移除访问盖可以方便地进行用于日常维护的访问。

图6示出了根据一个说明性实施例的用于控制动力机械400的转向的转向控制系统500。转向控制系统500包括与方向盘信号520和操纵杆信号530通信的控制器510。在一些情况下，动力机械可以具有提供给控制器510的方向盘信号和操纵杆信号中的一个或另一个，且控制器510可以配备成感测操纵杆控制信号530和方向盘信号520中的哪一个存在并且使用提供的信号来控制牵引系统540。在其他实施例中，方向盘信号520和操纵杆控制信号530都可以存在，并且可以提供模型信号550以选择转向控制信号和操纵杆控制信号中的一个或另一个，以用于控制牵引系统540以控制动力机械的转向。然后在一些实施例中，控制动力机械的转向的方法包括确定哪个操作员输入端(即操纵杆或方向盘)正在提供转向控制信号，接收转向信号并然后控制牵引系统以使机械转向。可以通过感测可以提供操作员的输入信号的第一装置和第二装置(即方向盘和操纵杆)中的一个或两个的存在来实现确定哪个操作员输入端正在提供转向控制信号。例如，可以通过感测来自任一装置或两个装置的CAN或其他串行通信来进行该感测。如果两者都存在，则该方法可以通过优先级方案(例如，方向盘可以优先于操纵杆，反之亦然)以选择一个或另一个或者通过识别来自操作员可以致动的模式开关的信号以选择一个或另一个。

虽然已经参照优选的实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将认识到可以在没有脱离本发明的精神和范围的情况下对形式和细节进行改变。

Claims

1.一种多功能车辆，包括：

机架，所述机架包括用于支撑发动机的发动机舱，发动机和用于驱动系统的动力源被安装在发动机舱中；

驾驶室，所述驾驶室由机架支撑并被构造成为多功能车辆的操作员提供操作员站；

提升臂，所述提升臂定位在驾驶室和发动机舱的前方，并且所述提升臂构造成在动力下相对于机架移动；

箱，所述箱联接到机架并位于驾驶室的后方，箱位于发动机舱的至少一部分上方；

第一单履带式牵引元件和第二单履带式牵引元件，所述第一单履带式牵引元件和第二单履带式牵引元件各自联接到机架和联接到驱动系统的动力源，并位于机架的相反侧；以及

空气清洁器和加热、通风和空气调节(HVAC)系统，所述空气清洁器和加热、通风和空气调节(HVAC)系统各自在所述驾驶室前方的位置处安装到所述机架，其中所述空气清洁器定位在提升臂的第一侧上并且HVAC系统定位在提升臂的第二侧上。

2.根据权利要求1所述的多功能车辆，还包括：

电池，所述电池在所述驾驶室前方的位置处安装到所述机架。

3.根据权利要求1所述的多功能车辆，其中，

通过滑移来实现转向。

4.一种多功能车辆，包括：

机架；

驾驶室，所述驾驶室由机架支撑并且具有用于多功能车辆的操作员的操作员站；

提升臂载具，所述提升臂载具在驾驶室前方安装到机架的前端，提升臂载具构造成接收并以枢转的方式安装多个不同提升臂中的每一个，每个提升臂具有不同的几何形状，并且其中提升臂载具包括液压联接器，用于提供至机械上的动力源，以向提升臂上的驱动器提供加压的液体流；

箱，所述箱联接到机架并位于驾驶室后方；和

第一牵引元件和第二牵引元件，所述第一牵引元件和第二牵引元件各自联接到机架并定位在机架的相反侧。

5.根据权利要求4所述的多功能车辆，其中，

所述第一牵引元件和第二牵引元件是第一单履带式牵引元件和第二单履带式牵引元件。

6.根据权利要求4所述的多功能车辆，其中，

所述提升臂载具以枢转的方式安装在机架上。

7.根据权利要求4所述的多功能车辆，其中，

所述提升臂载具被构造成接受来自所述提升臂的一个或多个驱动器用于将其安装到其上。

8.一种动力机械，包括：

机架；

由所述机架支撑的操作员舱；

由机架支撑的发动机；

牵引系统，所述牵引系统可操作地联接到发动机并且选择性地操作以在支撑表面上推动动力机械；

第一操作员输入端和第二操作员输入端，所述第一操作员输入端和第二操作员输入端中的每一个安装在所述操作员舱中，并且每一个能够提供用于控制所述动力机械转向的信号；和

控制器，所述控制器与牵引系统通信以控制牵引系统的操作，控制器构造成与所述第一操作员输入端和所述第二操作员输入端通信，其中控制器被构造为选择第一操作员输入端和第二操作员输入端中的一个以及排除第一操作员输入端和第二操作员输入端中的另一个，以用于控制动力机械的转向，所述控制器基于来自选择的一个操作员输入端的信号控制转向而忽略来自被排除的另一个操作员输入端的任何输入，

其中所述控制器通过感测所述第一操作员输入端和第二操作员输入端中的哪一个与所述控制器通信来选择所述第一操作员输入端和第二操作员输入端中的一个以用于控制所述动力机械的转向，并且

当所述控制器感测到所述第一操作员输入端和第二操作员输入端中的每一个与所述控制器通信时，所述控制器选择所述第一操作员输入端和第二操作员输入端中的一个以用于接收信号以控制动力机械的转向并忽略来自第一操作员输入端和第二操作员输入端中的另一个的信号。

9.根据权利要求8所述的动力机械，还包括：

与所述控制器通信的模式开关，所述模式开关在致动时能够向所述控制器提供信号以选择所述第一操作员输入端和第二操作员输入端中的哪一个接收转向信号。

10.一种控制具有操作员舱的动力机械的转向的方法，包括：

从第一操作员输入端和第二操作员输入端中选择用于接收来自操作员输入端的转向控制信号的转向控制输入端，其中第一操作员输入端和第二操作员输入端中的每一个定位在所述操作员舱中，并且所述第一操作员输入端和第二操作员输入端中的每一个能够独立地提供有关所述动力机械的转向控制的信号至控制器，其中当所述控制器感测到所述第一操作员输入端和第二操作员输入端中的每一个与所述控制器通信时，所述控制器选择所述第一操作员输入端和第二操作员输入端中的一个以用于接收信号以控制动力机械的转向并忽略来自第一操作员输入端和第二操作员输入端中的另一个的信号；

从所选择的转向控制输入端接收转向控制输入端信号；和

基于从所选择的第一操作员输入端和第二操作员输入端中的一个中接收的转向控制输入端信号并忽略来自第一操作员输入端和第二操作员输入端中的另一个的信号，向牵引系统提供来自控制器的转向控制信号以使动力机械转向。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

接收模式输入以选择第一操作员输入端和第二操作员输入端中的所述一个以用于接收转向控制输入端信号。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括：

选择所述第一操作员输入端和第二操作员输入端中的另一个作为用于从所述操作员接收转向控制输入端信号的转向控制输入端，以及

其中从选择的控制输入端接收转向控制输入端信号包括从新选择的转向控制输入端接收转向控制输入端信号。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括：

从第一操作员输入端和第二操作员输入端中选择包括从操控杆和转向轮中选择。