CN110144990B - 用于工具的操作装置和具有相应操作装置的工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作具有至少一个附件的工具的操作装置，该操作装置包括至少一个手动控制单元和至少一个控制器/调节器，其中控制器/调节器配备成基于手动控制单元的单个控制运动致动附件，其可通过设置在手动控制单元上的单个检测装置检测，以进行线性运动。

Description

用于工具的操作装置和具有相应操作装置的工具

技术领域

本发明涉及一种用于操作具有至少一个附件的工具的操作装置，其包括至少一个手动控制单元和至少一个控制器/调节器。

背景技术

从现有技术中已知的用于操作工具(例如挖掘机)的操作装置通常可包括两个操纵杆，每个操纵杆可绕两个轴线枢转。这些操纵杆可用于操作设备或工具以及例如设置在工具上的附件的主要作业运动。

取决于操纵杆如何移动或者操纵杆沿哪个轴线旋转，工具的气缸或致动器例如通过控制器/调节器致动，以相应地调节工具和/或附件。

在可以通过布置在作业臂上的多个致动器移动的附件的情况下，操作者可能必须例如以叠加或同时的方式串联或一个接一个地驱动这些致动器，以实现所需的附件运动。

这里不利的是，为了执行这种叠加运动，操作者必须通过一个或多个操纵杆进行笨拙的控制运动，因此必须具有相应的经验或相应的能力。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提供一种用于操作工具的简化或逻辑操作装置，其特别地也可以容易地由初学者或临时操作者使用。

根据本发明，该目的通过具有下列技术方案的特征的操作装置解决。

因此，提供了一种用于操作具有至少一个附件的工具的操作装置，包括至少一个手动控制单元和至少一个控制器/调节器，其中控制器/调节器配备成基于手动控制单元的单个控制运动致动附件，该运动可通过设置在手动控制单元上的单个检测装置检测，以进行线性运动。

手动控制单元的单个控制运动在此由手动控制单元的单个运动或偏转限定，其可通过设置在手动控制单元上的单个检测装置检测。检测装置仅检测单个线性或旋转控制运动。

虽然根据现有技术，这种单个控制运动被用于工具的单个致动器的致动和运动，通过其实现旋转运动或转动运动并且因此不实现附件的线性运动，根据本发明的操作装置的控制器/调节器产生线性移动附件的控制信号。

当然，手动控制单元可以配置成使得在偏转的情况下它同时检测多于一个的单个控制运动，然而根据本发明，这反过来实现附件的相应数量的叠加线性运动。

在本发明的优选实施例中，可以想到的是，第一手动控制单元被配备为沿着彼此垂直的第一轴线和第二轴线移动附件，并且围绕平行于第一轴线或第二轴线并与第一轴线或第二轴线间隔开的第三轴线旋转附件。

例如，第一手动控制单元可以配置为控制杆或操纵杆，其中它可以配备成沿两个旋转轴线执行至少部分球形的运动。通过控制器/调节器，沿两个旋转轴线的运动可以转换成控制信号，控制信号沿着相互垂直的轴线移动。

例如，当第一手动控制单元基于工具的作业或观察方向移动或向前旋转时，手动控制单元的这种偏转可以转换成向前线性移动附件的信号。这同样适用于手动控制单元向后枢转。

当手动控制单元向左或向右移动或旋转时，手动控制单元通过控制器/调节器实现的这种运动可用于产生控制信号，控制信号控制附件以根据工具的观察或作业方向执行向左或向右的线性运动。在手动控制单元的叠加运动的情况下，可以表示附件的相互叠加的线性运动。

工具的观察或作业方向可以是工具的主要方向，其中例如布置有工具作业臂和/或顶盘。

在另一个优选实施例中，可以想到的是，附件可通过比例控制元件致动以便旋转。

在特别优选的实施例中，可以提供的是，至少一个操作控制单元包括比例控制元件。

当手动控制单元例如被配置为操纵杆或控制杆时，可以在其上设置比例控制元件。比例控制元件例如可以是滑动件，该滑动件可以通过手指或手的拇指致动以旋转附件。

此外，比例控制元件可以包括重新定位装置，当控制元件未被操作者致动时，该重新定位装置将控制元件置于中性位置。控制元件的中性位置可以是定义的，因为没有控制信号输出到工具或者工具，或者附件的位置和/或方向没有改变。

在另一个优选实施例中，可以想到的是，第二手动控制单元配备成使附件绕至少一个轴线旋转。

当附件例如是挖掘机的挖掘机铲斗时，铲斗可以借助于第二操作控制单元相对于挖掘机臂旋转，用于拾取和放下材料。

在一个特别优选的实施例中，可以规定，第二手动控制单元配备成使附件绕至少两个特别地彼此垂直设置的轴线旋转。以这种方式可旋转的附件例如可以是通过倾斜旋转器可相应地枢转的附件。第二手动控制单元相应地可以产生用于控制倾斜旋转器的控制信号。

在本发明的另一个优选实施例中，可以想到的是，至少一个手动控制单元部分或全部可拆卸地安装。这还包括手动控制单元的手柄部分相应地相对于手动控制单元的另外结构安装。手动控制单元的这种至少部分线性的支撑以更好的方式再现附件的实际线性位移，即，比主要或专门枢转安装的常用手动控制单元更匹配。

在另一个优选实施例中，可以想到的是，至少一个手动控制单元和控制器/调节器配备成通过手动控制单元在单个方向上的单个控制运动同时致动工具和/或附件的多于一个致动器。

如上所述，手动控制单元的单个控制运动的术语在此意味着单独的手动控制单元的检测装置检测到相应的线性或旋转运动。当然，可以在手动控制单元上设置一个以上的检测装置，使得手动控制单元的叠加运动仍然可以通过控制器/调节器转换成工具和/或附件的相应叠加但线性的运动。在另一个优选实施例中，可以认为该工具是挖掘机。

本发明还涉及一种工具，特别是一种挖掘机，包括至少一个根据本发明所述的操作装置。

附图简要说明

将参考附图中通过示例示出的实施例来解释本发明的进一步细节和优点。在附图中：

图1：示出了左侧手动控制单元及其运动方向；

图2：示出了机械运动到左侧手动控制单元的分配；

图3：示出了右侧手动控制单元及其运动方向，以及

图4：示出了右侧手动控制单元的工具运动分配。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的操作装置的手动控制单元及其由箭头指示的运动方向。所示的手动控制单元可以是例如操作装置的两个手动控制单元中的左侧控制单元。

如图1所示，手动控制单元可以沿着彼此垂直布置的两个轴线移动或枢转，并且还可以包括控制元件，该控制元件可以通过手指或手的拇指在两个方向上枢转。

从图2中可以看出，控制元件的枢转可以控制工具的顶盘的旋转，而手动控制单元沿相互垂直的轴线的运动可以用于致动附件(例如工具的挖掘机铲斗)的线性且可能可叠加的运动。

在传统的机械控制单元中，操作者的手在通过两个旋转轴线描述的圆形路径上移动，并且对于每个轴线，工具的运动受到控制，这里描述的运动可以在线性的、可能可叠加的路径上实现。可以相反地实现致动。这意味着从特别是线性手运动开始，也可以实现动臂和/或附件或通常工具的线性运动。为此，可以以叠加的方式致动动臂、铲斗臂、铲斗和/或可调节动臂的各个运动。

在下文中，将解释两个手动控制单元的功能。如已经提到的，工具的线性运动也可以通过用于例如线性手部运动来触发。

左侧手动控制单元可以确定动臂和机械的运动。在图1中，示出了主要方向。除了两个特别是线性和相互作用的运动方向之外，还提供了旋转致动元件。挖掘机运动对致动部件运动的分配如图2所示。

由于反向控制，关节不再单独移动并且致动器不再单独致动，而是直接控制附件(例如铲斗处的切割边缘)。顶盘的旋转可以通过手指致动的比例控制元件实现。

图3中所示的右侧手动控制单元可以操作附件。因此，右侧控制元件可以配置为旋转运动。控制元件的自由度对应于最常用的附件(例如铲斗和/或倾斜旋转器)的运动学。

图3中虚线所示的轴线的操作可以通过张力控制而不是通过控制元件的偏转来实现。在旋转运动的情况下，这种操作提供了更好的控制元件的人体工程学。

右侧手动控制单元的运动分配可以从图4中获得。

而不是当前的双手操纵杆操作(欧洲控制)，这里考虑替代的双手操作。必要的控制元件可以共振地布置在弹簧组件上方的驾驶员座椅上并且可相对于驾驶员进行调节。控制元件的布置和设计可以根据人体工程学设计原理实现。此外，可以在座椅系统上布置显示器。

用于初学者和临时操作者的机械的简化和逻辑操作对应于本发明的操作原理。为此，更换欧洲控制和编码器单元的传统结构。在传统的机械控制单元中，手在圆形路径上移动，并且每轴线一个运动或一个致动器被控制，这里描述的运动应在线性路径上进行。相反地实现致动。

这意味着从特别是线性手运动开始，也实现了动臂和附件的线性运动。为此目的，动臂、铲斗臂、铲斗和/或可调节动臂的各个运动以叠加的方式致动。作为机械操作的进一步简化，可以为机械和附件提供教程和辅助应用程序。

铲斗倾斜运动可通过右侧手动控制元件进行控制。当使用倾斜旋转器时，一种方法是以张力控制的方式致动旋转和倾斜运动。张力方向在图3中表示为虚圆弧。

Claims (8)

1.一种操作装置，所述操作装置用于操作具有至少一个附件的工具，所述操作装置包括：

第一手动控制单元(1)和至少一个控制器/调节器(6)；

致动器，定位在指向不同方向的轴线上；

其特征在于，所述控制器/调节器(6)配备成基于所述第一手动控制单元(1)的单个控制运动致动所述附件以进行线性运动，可通过单个检测装置检测所述单个控制运动；

其中，响应于所述第一手动控制单元(1)在两个或更多个方向上的两个或更多个同时控制运动，所述控制器/调节器(6)同时致动两个或更多个致动器，以产生所述工具在与所述两个或更多个同时控制运动叠加的方向上的运动，并且被致动的所述两个或更多个致动器被指向在与所述两个或更多个同时控制运动或所述工具运动的方向不同的方向上；

其中，所述控制器围绕第一手动控制单元(1)的旋转轴的旋转产生所述操作装置的上托架的旋转；

其中，第二手动控制单元(12)围绕其垂直轴线的旋转产生所述工具的第一叠加旋转，并且所述第二手动控制单元(12)围绕其水平轴线中的一个旋转产生所述工具的第二叠加旋转。

2.根据权利要求1所述的操作装置，其特征在于，第一手动控制单元(1)配备成沿着彼此垂直的第一轴线(2)和第二轴线(3)移动所述附件，第三轴线平行于所述第一轴线(2)或所述第二轴线(3)并且与所述第一轴线(2)或所述第二轴线(3)间隔开。

3.根据权利要求1所述的操作装置，其特征在于，所述附件可通过比例控制元件致动以便旋转。

4.根据权利要求3所述的操作装置，其特征在于，所述第一手动控制单元(1)包括所述比例控制元件。

5.根据权利要求1所述的操作装置，其特征在于，至少一个手动控制单元(1，12)部分或全部可拆卸地安装。

6.根据权利要求1所述的操作装置，其特征在于，所述工具是挖掘机(7)。

7.根据权利要求1所述的操作装置，其特征在于，所述第二手动控制单元(12)配备成使所述附件绕至少两个彼此垂直布置的轴线旋转。

8.一种工具，所述工具是具有至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的操作装置的挖掘机(7)。

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