CN109074116A - 用于工业车辆的控制箱和操作者界面 - Google Patents

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Abstract

一种用于工业车辆控制箱和操作者界面，包括：左拇指操纵杆控制器；右拇指操纵杆控制器；和集成手柄，其相应地邻近所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器定位。所述集成手柄相对于所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器符合人体工程学地定位，使得当操作者抓握所述把手时，所述操作者的拇指相应地自然地邻近所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器定位。启用机构与每个所述集成手柄关联，并包括开关，所述开关用于启动所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器的操作功能。

Description

用于工业车辆的控制箱和操作者界面
对相关申请的交叉引用
本申请要求2016年4月7日提交的美国临时专利申请62/319,608的权益，其全部内容通过引用并入本文。
关于联邦资助研究或开发计划的声明
(不适用)
技术领域
本发明涉及控制箱的设计和操作者界面结构，可用于工业车辆，例如空中作业平台(AWP)，特别是吊臂起重机。
背景技术
本发明解决与传统箱布局相关的多个问题。现有的布局易于因操作者倚靠控制器或者控制器卡到操作者外套等中而发生控制器的意外操作。现有的布局在人体工程学方面设置不佳。此外，操作者常使用操纵杆试图稳定其自身，这对操作质量有负面影响。更进一步地，解释机器操作细节的标贴典型地成角度地安置而使其难以读取，等等。AWP的客户/用户可能还想要对辅助功能(例如望远镜、起重臂、下吊臂(塔))进行改进的适当的控制。通过现有设计，这些控制需要额外的大型操纵杆和各控制的特有布局。
发明内容
参见附图，所述实施例提供针对传统设计的各种优点。示例性的优点包括：主控制操纵杆的防护位置、与启用机构和操纵杆集成的抓握把手、用于对不同高度操作者改进可视性的开放中心设计、用于图像信息的集成显示表面、集成工具储存、辅助操纵杆的防护性的符合人体工程学的安置、集成不同尺寸和功能显示器的能力等等。所提出的思路提供用于辅助功能的迷你操纵杆的新的配置，并在保持常用布局的情况下允许使用开关(开启－关闭操作)或适当的迷你操纵杆。驱动和转向控制可通过具有操纵杆的单个拇指操纵杆实现，因而在操纵杆释放之后轮返回中心。所述实施例提供新的特征和改进，但保持对现有机器中公知的控制的传统分组，因而允许容易地过渡到改进设计。
在示例性实施例中，一种用于工业车辆的控制箱和操作者界面，包括：左拇指操纵杆控制器；右拇指操纵杆控制器；集成手柄，其相应地邻近所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器定位。所述集成手柄相对于所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器符合人体工程学地定位，使得当操作者抓握所述把手时，所述操作者的拇指相应地自然地邻近所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器定位。启用机构与每个所述集成手柄关联，并且包括开关，所述开关用于启动所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器的操作功能和/或其它控制箱功能。启用机构可替代足部开关，并且可以直接与其相应的拇指操纵杆关联或者不关联。
控制箱可包括围绕中心开口的外周边；其中，所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器相应地位于所述外周边的左上部分和右上部分中。辅助功能开关可设置在所述外周边中。在一些实施例中，所述辅助功能开关被防护在所述辅助功能开关的操作者侧。左手握操纵杆控制器和右手握操纵杆控制器可从所述外周边的下部分延伸到所述中心开口中。显示屏可位于所述中心开口中。
在一些实施例中，所述工业车辆是空中作业平台；其中，所述左拇指操纵杆控制器与(1)提升和摆动以及(2)驱动和转向中的一者关联；并且其中，所述右拇指操纵杆控制器与(1)提升和摆动以及(2)驱动和转向中的另一者关联。
范围传感器可以被设置成探测接近于所述控制箱的操作者和物体中的至少一者。
在另一示例性实施例中，一种用于工业车辆的作业平台，包括：平台护栏，其包括控制箱区域；和控制箱和操作者界面，其在所述控制箱区域中紧固到所述平台护栏。所述控制箱和操作者界面包括：左拇指操纵杆控制器；右拇指操纵杆控制器；集成手柄，其相应地邻近所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器定位。所述集成手柄相对于所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器符合人体工程学地定位，使得当操作者抓握所述把手时，所述操作者的拇指相应地自然地邻近所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器定位。启用机构与每个所述集成手柄关联，并包括开关，所述开关用于启动所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器的操作功能和/或其它控制箱功能。启用机构可替代足部开关，并且可以直接与相应的拇指操纵杆关联或者不关联。
所述控制箱在所述控制箱区域中的位置相对于所述平台护栏能够调节。在此应用环境中，所述控制箱的外上端围绕枢转轴线可被枢转地紧固到所述平台护栏。高度可调节联结件可被紧固到所述控制箱的外下端与所述作业平台的底板之间。
作业平台可另外包括红外传感器光束成套工具，其在所述控制箱的相对侧上紧固到所述平台护栏。
所述控制箱可包括围绕中心开口的外周边；其中所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器相应地位于所述外周边的左上部分和右上部分中。辅助功能开关可设置在所述外周边中。
附图说明
这些和其它方面和优点将参照附图详细描述，其中：
图1是所述实施例的用于工业车辆的控制箱和操作者界面的立体图；
图2示出紧固到作业平台上的示例性控制箱；
图3示出可替代的示例性控制箱，其包含传统的手抓紧操纵杆；
图4和5示出用于控制箱的可调节的安装布置；
图6是控制箱的示例性的构造，其包括用于操作者安全的红外传感器光束成套工具；
图7和8示出控制箱中包含的示例性特征，用于操作者安全和避免碰撞；和
图9示出所述实施例的用于控制箱的可替代设计。
具体实施方式
图1显示出示例性的控制箱和操作者界面10(在下文中为控制箱)的立体图。控制箱10将参照其在空中作业平台(AWP)(特别是吊臂起重机)的应用而描述。然而，这不意味着控制箱被限制到所述应用，而是可适合地适用于可替代的工业车辆。
控制箱10整体上设置有围绕中心开口14的总体外周边12。中心开放设计改善了不同高度操作者的可视性。控制箱10优选地由轻质塑料材料构造，并可使用模制部件组装。可替代的轻质材料也可用于控制箱。为了易于引用，控制箱10和外周边12可在概念上分为上部分和下部分(分别在图1中的线X的上方和下方)以及左部分和右部分(分别在图1中的线Y的左方和右方)。
控制箱10包括左拇指操纵杆控制器16和右拇指操纵杆控制器18。集成手柄20相应地邻近左拇指操纵杆控制器16和右拇指操纵杆控制器18定位。集成手柄20相对于左和右拇指操纵杆控制器16、18以符合人体工程学的方式定位，使得当操作者抓握把手20时，操作者的拇指自然地相应地邻近于左和右拇指操纵杆控制器16、18定位。操作者可以使用集成手柄20用于在车辆的使用和操作过程中进行支撑。在关于空中作业平台的示例性应用中，左拇指操纵杆控制器16可以与吊臂的提升和摆动功能关联，而右拇指操纵杆控制器18可以与车辆的驱动和转向功能关联。当然，此功能可以颠倒。通过拇指操纵杆控制器16、18，驱动和转向控制可通过单个操纵杆控制器实现。在一些实施例中，拇指操纵杆控制器16、18被偏置而当释放时返回中心。这样，当释放与驱动和转向控制相关联的拇指操纵杆控制器时，车辆停止，并且轮返回中心，即，直线取向。
启用机构22与每个集成手柄20关联。在一些实施例中，启用机构包括：开关，其用于启动左和右拇指操纵杆控制器16、18的操作功能。开关可为机械的、膜、电容等，并且可以包括生物识别，例如指纹识别。启用机构22有助于防止机器的意外操作，例如当操作者未固持把手时。
继续参见图1，左和右拇指操纵杆控制器16、18分别基本位于外周边12的左上部分和右上部分中。多个辅助功能开关24也可设置在外周边12中。示例性辅助功能开关24控制机器的各种特征，且在空中作业平台的应用环境中可用于启动吊臂和/或起重臂功能。辅助功能开关的其它用途可以例如包括：启动行进速度设定、转台取向确认、引擎起动停止、辅助动力、各种警报和传感器系统超控、转向模式选择、燃料/动力选择、喇叭、平台高度等。至少一些辅助功能开关24包括开关防护体26，并且其它辅助功能开关可以取向而背向操作者以避免意外操作或操作者混淆。
外周边12还可以包括指示面板25，示出多个机器操作特征的机器状态。示例性的指示可以例如包括：吊臂控制系统指示器、过力矩警告、倾斜警告、足部开关指示器、机器启用指示器、蠕变指示器、电热塞指示器、系统故障指示器、电缆破损指示器、检修绳指示器、平台容量模式指示器、平台过载指示器、起重臂锁定指示器、软接触超控指示器、SkyGuardTM指示器、燃料水平指示器、驱动取向指示器、LSS警告、发电机开启指示器、轴使用/锁定指示器、履带驱动锁定指示器等。箱结构也可以提供用于图形信息和/或集成工具储存器的集成显示表面27。集成显示表面被定位而使得信息标贴易于被操作者读取，并且操作者可立刻确定指示面板25上呈现的机器状态信息的含义。
参见图2，显示屏28可位于中心开口14中。显示屏28可以被构造成用于显示例如系统诊断和分析器输出、各种传感器系统输出和视觉化、吊臂位置指示器、系统通知和警告、相机馈送等。
图3显示出控制箱的变例，其包括从外周边12的下部分延伸到中心开口14中的左手握操纵杆控制器30和右手握操纵杆控制器32。手握操纵杆30、32提供用于对机器主要功能进行更传统的控制的用户选项。在示例性结构中，左手握操纵杆30与提升和摆动功能关联，而右手握操纵杆32与驱动和转向功能关联。
图4和5显示出控制箱10安装到空中作业平台40上。平台40包括具有控制箱区域44的平台护栏42。控制箱10在控制箱区域44中紧固到平台护栏42。在一些实施例中，控制箱10在控制箱区域44中的位置可相对于平台护栏42调节。在图4中所示的示例性结构中，控制箱10的外上端围绕枢转轴线46被枢转地紧固到平台护栏42。平台40可设置有：被紧固在控制箱10的外下端与作业平台40的底板之间的高度可调节联结件48。在高度可调节联结件48的示例性结构中，弹簧偏置释放杆50能够与伸缩腿组件52协作。释放杆50朝向锁定位置偏置。当释放杆50挤压抵靠控制箱10时，具有伸缩腿组件的锁被释放，并且控制箱10能够在伸缩支撑轨52上可滑动地调节。控制箱10围绕枢转轴线46枢转以调节控制箱10相对于平台护栏42的高度/位置。
在图5中，控制箱10通过悬臂框架54紧固到护栏42。释放轨56释放锁以使箱10能够在控制箱10的外上端处围绕枢转轴线46枢转，如图所示。悬臂框架54增加强度并有助于可调节性。控制箱的可调节位置适应不同高度的操作者。
图6显示出控制箱10的作业平台40，作业平台40包括在控制箱10的相对侧上紧固到平台护栏42的红外传感器光束成套工具58。红外传感器光束成套工具58可探测何时操作者可由于过顶障碍物等被压入控制面板中。控制系统可被编程而使得：当各传感器之间的光束被破坏时，机器操作可停止或反转或以其它方式操控而避免/消除破坏性危害。
图7和8显示出包括范围传感器60的控制箱10的变型，范围传感器60探测接近控制箱10的操作者或物体。传感器60可以探测可能对平台具有撞击危害或者对操作者具有潜在挤压危害的物体的接近。范围传感器60可装容在传感器舱内，如图7和8中所示，或者可直接集成到控制箱自身的内部电子设备中。范围传感器60可使用包括红外范围传感器，LIDAR(激光雷达)、雷达等的技术。
图9是控制箱10’的示例性的可替代构造。所述可替代构造类似地包括：集成紧握体20’，其与左和右拇指操纵杆控制器16’、18’关联；功能开关24’，其可背对操作者；指示面板25’；开关防护体26’，等等。
所述实施例的控制箱和操作者界面与现有设计相比实现成本和重量节省，可能允许更小的配重和/或增大的平坦容量。此外，集成手柄在使用过程中为操作者提供稳定化，并能够使用拇指操纵杆控制器进行主机器功能的操作。控制箱可在没有传统足部开关的情况下影响车辆控制和操作，因为各功能能够通过内置于集成手柄中的开关实现。人体工程学设计实现更舒适和积极的操作者体验。
虽然本发明已结合目前被认为最实用和优选的实施例描述，但是应理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明意在覆盖所附权利要求书的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (15)

1.一种用于工业车辆的控制箱和操作者界面，所述控制箱和操作者界面包括：
左拇指操纵杆控制器；
右拇指操纵杆控制器；
集成手柄，其相应地邻近所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器定位，所述集成手柄相对于所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器符合人体工程学地定位，使得当操作者抓握所述把手时，所述操作者的拇指相应地自然地邻近所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器定位；和
启用机构，其与每个所述集成手柄关联，所述启用机构包括开关，所述开关用于启动所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器的操作功能。
2.根据权利要求1所述的控制箱，包括围绕中心开口的外周边，所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器相应地位于所述外周边的左上部分和右上部分中。
3.根据权利要求2所述的控制箱，还包括辅助功能开关，其设置在所述外周边中。
4.根据权利要求3所述的控制箱，其中，所述辅助功能开关被防护在所述辅助功能开关的操作者侧。
5.根据权利要求2所述的控制箱，还包括左手握操纵杆控制器和右手握操纵杆控制器，所述左手握操纵杆控制器和所述右手握操纵杆控制器从所述外周边的下部分延伸到所述中心开口中。
6.根据权利要求2所述的控制箱，还包括显示屏，其位于所述中心开口中。
7.根据权利要求1所述的控制箱，其中，所述工业车辆是空中作业平台；其中，所述左拇指操纵杆控制器与(1)提升和摆动以及(2)驱动和转向中的一者关联；并且其中，所述右拇指操纵杆控制器与(1)提升和摆动以及(2)驱动和转向中的另一者关联。
8.根据权利要求1所述的控制箱，还包括范围传感器，其探测接近于所述控制箱的操作者和物体中的至少一者。
9.一种用于工业车辆的作业平台，所述作业平台包括：
平台护栏，其包括控制箱区域；和
控制箱和操作者界面，其在所述控制箱区域中紧固到所述平台护栏，所述控制箱和操作者界面包括：
左拇指操纵杆控制器；
右拇指操纵杆控制器；
集成手柄，其相应地邻近所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器定位，所述集成手柄相对于所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器符合人体工程学地定位，使得当操作者抓握所述把手时，所述操作者的拇指相应地自然地邻近所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器定位；和
启用机构，其与每个所述集成手柄关联，所述启用机构包括开关，所述开关用于启动所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器的操作功能。
10.根据权利要求9所述的作业平台，其中，所述控制箱在所述控制箱区域中的位置相对于所述平台护栏能够调节。
11.根据权利要求10所述的作业平台，其中，所述控制箱的外上端围绕枢转轴线被枢转地紧固到所述平台护栏。
12.根据权利要求11所述的作业平台，其中，高度可调节联结件紧固到所述控制箱的外下端与所述作业平台的底板之间。
13.根据权利要求9所述的作业平台，还包括红外传感器光束成套工具，其在所述控制箱的相对侧上紧固到所述平台护栏。
14.根据权利要求9所述的作业平台，其中，所述控制箱包括围绕中心开口的外周边，所述左拇指操纵杆控制器和所述右拇指操纵杆控制器相应地位于所述外周边的左上部分和右上部分中。
15.根据权利要求14所述的作业平台，还包括辅助功能开关，其设置在所述外周边中。
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