CN112049179A - 手动可操作的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操作车辆的至少一个致动器的手动可操作的控制装置，包括手动可操作的控制杆元件，其可借助于绕第一轴线和/或绕第二轴线的旋转而从默认位置位移，其中控制杆元件的相应位移的程度和/或方向可借助于传感器装置来检测。该手动可操作的控制装置还包括：至少一个具有第一驱动单元和第一输出单元的第一致动器装置，其中借助于第一致动器装置，第一轴线可以受到第一扭矩作用；以及具有第二驱动单元和第二输出单元的第二致动器装置，其中借助于第二致动器装置，第二轴线可以受到第二扭矩作用，其中第一输出单元绕第一轴线可旋转地安装，第二输出单元绕第二轴线可旋转地安装。

Description

手动可操作的控制装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的一种用于操作车辆的至少一个致动器的手动可操作的控制装置。
背景技术
配备有多个致动器或致动器元件的车辆传统上设置有控制系统和用于控制这些致动器元件的控制元件。这种车辆的示例是叉车、拖拉机或挖掘机。这种致动器元件的示例是例如被液压地、气动地、电子地和/或机电地设计的驱动器，并且该驱动器被提供用于移动挖掘机铲斗或可控制的阀。从传感器接收信号并将控制信号传输到致动器元件的电子控制单元通常是控制系统的部件。
用于主动控制致动器元件的控制元件在现有技术中已知为所谓的操纵杆、控制杆或控制杆元件，它们类似于汽车的变速杆，并且布置在车辆的驾驶室内，从而它们可以由车辆的使用者(驾驶员)手动操作。这些控制杆元件被布置成使得它们可以，例如在驾驶员的肌肉力量的帮助下，从起始位置(默认位置、中间位置)向左、右、前和/或后(可枢转地和/或可滑动地)位移。
现在正在开发具有多个优点的控制装置。一方面，控制杆元件从默认位置的位移应在其方向和范围方面是可检测的。此外，将要开发一种控制系统，该控制系统能够在控制杆元件的操作期间为驾驶员提供有关可能事件的反馈和主动地支持驾驶员。另外，所有这些特征都应该在尺寸相对较小的控制装置中实现。
发明内容
本发明的目的通过一种用于操作车辆的至少一个致动器的手动可操作的控制装置来实现，该手动可操作的控制装置包括手动可操作的控制杆元件，该控制杆元件可借助于绕第一轴线和/或绕第二轴线的旋转而从默认位置可位移，其中控制杆元件的相应位移的程度和/或方向可以借助于传感器而可检测到。此外，该手动可操作的控制装置包括：至少一个具有第一驱动单元和第一输出单元的第一致动器装置，其中借助于第一致动器装置，第一轴线可以受到第一扭矩作用；以及具有第二驱动单元和第二输出单元的第二致动器装置，其中借助于第二致动器装置，第二轴线可以受到第二扭矩作用，其中第一输出单元绕第一轴线可旋转地安装，第二输出单元绕第二轴线可旋转地安装。
已经证明有利的是，控制杆元件的纵向延伸部至少在控制杆元件的默认位置中被布置成垂直于第一轴线和第二轴线。第一轴线和第二轴线优选总是被布置成彼此垂直。
输出单元中之一绕其旋转的轴线分别与第一轴线或第二轴线之一对齐。结果，控制装置具有整体紧凑的设计。需要很小的空间，特别是以便将致动器元件布置在控制装置的背离控制杆元件的侧面上；例如，可以在控制装置的下侧。
从默认位置开始，控制杆元件可优选地在所有方向上位移。因此，控制杆元件可优选地经历绕第一轴线和/或绕第二轴线的位移，两者都是关于绕各自轴线的正旋转(对应于向前旋转)和负旋转(对应于向后旋转)。此外，优选可以进行所描述的位移的叠加。也优选可以以连续的方式进行所有上述位移运动。
控制杆元件的位移的程度和/或方向可优选地借助于诸如磁传感器或霍尔传感器的传感器来检测。该传感器例如位于控制装置的背离控制杆元件的侧面。从驾驶员的角度来看，这例如是控制设备的下侧。
第一致动器和/或第二致动器装置的驱动单元优选也绕与相关的输出单元相同的轴线旋转。因此，驱动单元和输出单元优选地彼此不形成斜齿轮(angular gear)。
在每种情况下优选地设置包含驱动单元的马达。特别地，优选的是第一致动器装置和第二致动器装置各自形成马达/齿轮组合，其中每个都包括被设计为行星齿轮的第一输出单元或第二输出单元和被设计为电动机的第一驱动单元或第二驱动单元。该电动机优选地是扭矩电动机，这意味着它优选地在相对较低的转速下具有相对较高的扭矩。
例如，电动机包括定子和转子。该电动机的公称扭矩具有例如在0.2Nm至0.5Nm的范围内的值，优选为0.3Nm。该公称扭矩对应于驱动扭矩。
行星齿轮的齿轮传动比例如为5至10，优选为7。
众所周知，输出扭矩可计算为驱动扭矩与齿轮传动比的乘积。利用驱动扭矩和齿轮传动比的优选值，可以实现7×0.3Nm，即2.1Nm的输出扭矩。因此，该输出扭矩可以作用在第一轴线和第二轴线上。
借助于所描述的致动器装置，现在可以间接地控制控制杆元件，即通过以主动或程序化的方式控制第一轴线和第二轴线中的一个或两个，这意味着力或扭矩可以不使用驾驶员的肌肉力量而施加到控制杆元件。这种方法也称为“力反馈(force feedback)”。
应提到的是，当提及车辆本身的上述驱动单元(用于挖掘机铲斗的马达，等)时，本申请使用术语“致动器元件”。另一方面，在本发明的上下文中，控制装置的驱动单元分别被称为“致动器装置”。
借助于致动器装置的布置，例如可以向驾驶员提供关于可能事件的反馈，例如当致动器元件之一(挖掘机铲斗)与硬物的碰撞被另一个传感器检测到时。
因此，力和/或扭矩可借助于控制装置，即借助于至少一个致动器装置而被传递到控制杆元件，这例如导致控制杆元件的振动和/或位移。为了本发明的目的，振动是时间顺序的小位移。
同样，力和/或扭矩的可编程的和/或预定的顺序可借助于至少一个致动器装置传递到控制杆元件，这例如通过控制杆元件导致一系列运动。此外，该至少一个致动器装置可支撑控制杆元件返回其默认位置。
控制装置优选包括电子控制单元(也称为“CU”或“控制单元”)，借助于该电子控制单元信号可以传输到两个电动机；这些信号优选是控制信号。来自传感器的信号优选可以借助于电子控制单元接收，该传感器记录各种车辆参数(加速度、温度、力、压力、力/负载、位置/高度/路径、角度位置和/或速度，等，每个都与不同的组件有关)。
因此，可以借助于致动器装置将程序化的运动顺序传输到控制杆元件。例如，也可以想到，挖掘机操作员在挖掘机铲斗例如反复地且自动地上下移动的同时进行其他工作。
还可以警告驾驶员可能的未知危险，因为至少一个致动器装置通过施加力和/或扭矩使控制杆元件振动和/或阻止控制杆元件在至少一个方向上的移动。为了本发明的目的，这也被称为“与事件有关的扭矩规定”。
“与事件有关的扭矩规定”的应用示例涉及驾驶员用通过控制杆元件运动的挖掘机铲斗撞到静止障碍物，因此挖掘机铲斗的位移/运动停止的情况。如果挖掘机驾驶员继续在同一方向上推动控制杆元件，则电子控制单元会识别出，例如，借助于相关的致动器元件用于执行此运动的力持续增大，直到其最终超过预定的上限为止。然后，控制系统将例如命令发送到至少一个致动器装置以将力和/或扭矩施加到相应的轴线，以便利用主动力抵消挖掘机操作员的肌肉力量和阻止例如在朝向对挖掘机铲斗有害的障碍物的方向上的运动。在这方面也可考虑仅使用控制杆元件的振动运动或附加振动运动来警告挖掘机操作者。
此外，存在由控制杆元件执行的运动顺序，这些运动顺序至少部分地与驾驶员的大量力消耗有关。在此，致动器装置可以通过提供附加的力和/或扭矩来辅助驾驶员。
因此，具有四象限操作的系统被配置为包括所描述的控制装置。这通常理解为是指能够控制在正方向和负方向上的速度和扭矩的系统。象限1和3中的操作称为“马达”操作，因为速度和扭矩具有相同的符号(都为正或都为负)。在这种情况下，当驱动负载时马达消耗能量。象限2和4中的操作称为“动态”操作，这意味着速度和扭矩具有相反的方向(一个负方向，另一个正方向)。当马达制动负载并在这样做时产生电能时就是这种情况。
此外，控制杆元件至少在绕一个轴线或绕两个轴线的旋转方面可以借助于致动器装置被阻挡。
优选地，至少在所使用的硬件方面，两个致动器装置、两个驱动单元和/或两个输出单元都被相同地构造。使用相同的组件增加其在计算中的批量(lot size)，这通常会对价格产生积极影响。
对实现控制装置的紧凑设计有利的是构造有行星齿轮的第一输出单元和/或第二输出单元包括可旋转地安装的太阳齿轮，径向围绕太阳齿轮的内齿圈(annulus gear)和多个、优选三个行星轮，该行星轮径向地布置在太阳齿轮和内齿圈之间并与它们相互啮合。太阳齿轮优选地布置成与第一轴线或第二轴线对齐，并且绕第二轴线可旋转地安装。
除非另有说明，否则以下提到的特征适用于两个致动器装置。
例如，太阳齿轮、内齿圈和行星轮的模块，即各自的节圆直径和各自的齿数的值之比，具有在0.3mm至0.7mm范围内的相同值，优选是0.5mm。
内齿圈优选以固定方式安装，因此，优选不通过内齿圈提供输出。内齿圈具有防旋转装置，借助于该防旋转装置例如其相对于控制装置的其余部分的径向位置可被锁定。首先，该防旋转装置例如可以借助于所述内齿圈的特殊的第一几何形状形成在内齿圈的外径上。该第一几何形状被设计为例如在内齿圈的外半径上的至少一个，优选四个平坦区域。优选地，该防旋转装置然后还可以在控制装置的其余部分上被构造为与第一几何形状互补的第二几何形状；平坦区域例如也形成在控制装置的其余部分的内半径上，其数量和布置优选地与内齿圈的平坦区域的数量相同。
优选地借助于马达的轴(马达轴)和太阳齿轮进行致动，其中马达的轴的中心轴线优选地与太阳齿轮的中心轴线对齐。马达的轴更优选地与太阳齿轮机械接合，从而马达的扭矩可以传递到太阳齿轮；轴和太阳齿轮优选地彼此刚性连接。因此，尤其是，马达轴线的旋转可以被传递到太阳齿轮在相同方向上的旋转，该太阳齿轮的旋转在旋转速度方面是相同的。马达轴和太阳齿轮之间的连接包括例如滑键连接。
然而，优选的是马达轴和太阳齿轮之间不需要单独的连接。因此，马达轴和太阳齿轮优选被设计为一体；马达轴和太阳齿轮例如由单个部件和/或单个半成品制成，并且优选地被机加工(“铣削”)。
因此，作为驱动轴的马达轴通过太阳齿轮的安装，并最终通过内齿圈与外壳之间的安装，被安装在面向控制杆元件的侧面。在背离控制杆元件的侧面上，马达轴与辊轴承的内环(inner ring)接触安装，该辊轴承的外环例如借助于外壳支撑。
例如，至少一个或多个，优选地所有的齿轮(太阳齿轮、内齿圈和/或行星轮)由塑料制成。此处可能的塑料是例如聚缩醛(POM)和/或聚酮(PK)。
控制杆优选借助于万向节安装。
也已证明有利的是，第一导向元件布置在控制杆元件的下端，所述第一导向元件绕第二轴线可旋转地安装并且形成第一开槽导向部，借助于该第一开槽导向部，控制杆元件绕第一轴线的旋转可以被限制在特定的第一角度范围内。
也有利的是第一导向元件形成用于控制杆元件的下端的旋转安装运动的轴承。例如，第一导向元件具有穿过开槽导向部的孔。例如，控制杆元件的下端也具有孔。优选地，两个孔彼此对齐地布置，并且杆布置在两个孔内，控制杆元件绕该杆可旋转地布置，所述杆优选地刚性地连接到第一导向元件。因此，例如借助于第一导向元件和杆来提供控制杆元件的旋转安装轴承，这进一步减小了控制装置的空间需求。
同样有利的是，第二导向元件布置在控制杆元件的下端与控制杆元件的上端之间，该第二导向元件绕第一轴线可旋转地安装，所述第二导向元件形成第二开槽导向部，借助于该第二开槽导向部，控制杆元件绕第二轴线的旋转可以被限制在某个第二角度范围内。
第二导向元件优选地被布置成使得其在控制装置的高度方向上与第一导向元件至少部分地重叠。第二导向元件例如至少在一些区域中形成弧形，其中相关的弧的虚拟中心轴线被布置成使得其平行于第二轴线和/或与第一导向元件相交。这种布置还减小了所需的空间。
两个导向元件优选地借助于第一轴承表面和第二轴承表面安装在外壳中。第一轴承表面和/或第二轴承表面包括例如辊轴承连接。
为了能够将力和扭矩从致动器装置传递到控制杆元件，有利的是在输出单元与相应的一个导向元件之间形成机械连接。例如，第一输出单元和第一导向元件和/或第二输出单元和第二导向元件分别借助于腹板元件连接。该腹板元件例如由塑料制成。腹板元件优选地借助于相应的导向元件的第一端形成和/或与腹板元件的其余部分刚性连接。相应的导向元件的第一端优选地被布置成使其面对输出单元。
也可以将腹板元件设计为单独的组件。
腹板元件包括例如多个圆柱状的突出部，突出部的数量对应于行星齿轮的行星轮的数量。这些突出部中的每个优选地与每个孔接合。每个行星轮优选地包括这些孔中的一个，这些孔优选地在行星轮的轴向方向上在居中布置和/或连续地贯穿各个行星轮。突出部和行星轮优选地不彼此刚性地连接，使得特别地，突出部仍可以在行星轮的孔内旋转。然而，圆周的力可以从行星轮中的孔的边缘传递到突出部，因此，尤其是，行星轮绕各自的第一轴线或第二轴线的旋转可被传递给相关的腹板元件的旋转。
为了能够以位置安全和/或防尘的方式布置手动可操作的控制装置的一些或全部组件，优选设置多部分的外壳，在该外壳中布置第一致动器装置、第二致动器装置、第一导向元件和/或第二导向元件。多部分的外壳包括例如由压铸金属制成的一个或多个部件，例如由压铸锌制成。外壳也可以借助于一个或多个机加工部件和/或一个或多个金属板部件形成。与内齿圈的防旋转锁的几何形状互补的几何形状优选地至少部分地借助于外壳构造。
外壳包括，例如，第一外壳部件，其形成控制装置的下侧和/或代表用于第一致动器装置、第二致动器装置、第一导向元件和/或第二导向元件的第一支撑元件。第二外壳部件优选地在控制装置的高度方向上被布置成与第一外壳部件相邻，优选地第二外壳部件被布置使得其在高度方向上不与第一外壳部件重叠。第一外壳部件和/或第二外壳部件例如基本上被设计成壳(shell)的形状和/或借助于螺纹连接彼此连接。
作为用于致动器装置的另一支撑元件和作为防尘保护，优选地设置第三外壳部件和/或第四外壳部件，该第三外壳部件和/或第四外壳部件被布置成覆盖致动器装置中的一个的背离导向元件的侧面上。第三外壳部件和/或第四外壳部件基本上是板形的和/或借助于螺纹连接与第一外壳部件和/或第二外壳部件连接。
第五外壳部件可以被构造成塑料部件和/或被布置成在控制装置的高度方向上与第二外壳部件相邻，其中第五外壳部件优选地被布置成在高度方向上不与第二外壳部件重叠。第五外壳部件基本上为框架形的和/或借助于螺纹连接与第二外壳部件连接。控制杆元件优选地被布置成延伸穿过第五外壳部件中的凹部。
进一步优选的是，为第一轴线和/或第二轴线设置至少一个被动的复位装置，当控制杆元件被位移时，该被动的复位装置可以通过力作用，从而使控制杆元件能够借助于该力返回到默认位置。
例如，被动复位装置包括扭力弹簧元件，该扭力弹簧元件绕第一轴线和/或第二轴线布置并且连接到第一导向元件和/或第二导向元件；腿弹簧元件可以例如用作这种装置。
可选择地或优选可累积地，被动复位装置包括平坦的膜元件，该膜元件优选地至少在控制杆元件的默认位置中被布置成垂直于控制杆元件的纵向延伸部，并优选地以偏置方式连接到外壳和控制杆元件的下端。
还优选地，布置锁定装置，该锁定装置可以与控制杆元件接合，并且借助于该锁定装置可以机械地限制控制杆元件绕至少一个轴线的位移。锁定装置的位置优选地被设计成可调节的。锁定装置例如形成用于控制杆元件的位移的调节构件，该调节构件优选地布置在平行于第一轴线和第二轴线的平面中。例如，锁定装置可以可移动地布置在该平面内，优选地沿第一轴线和/或第二轴线可移动。
使锁定装置例如可以与用于第一轴线的第一锁定元件和/或与用于第二轴线的第二锁定元件接合。第一锁定元件和/或第二锁定元件例如被设计为锁定凸耳(lockinglug)，即，其设有突出部，该突出部可以与锁定装置，特别是与锁定装置的调节构件接合。第一锁定元件和/或第二锁定元件例如被布置在相应的导向元件的第二端，其中该第二端背向输出单元。
锁定装置例如被布置在第一导向元件和/或第二导向元件上方。调节构件被设计为正方形的形式。通过在第一轴线和第二轴线中的一个或两个方向上移位锁定装置，调节构件和因此控制杆元件的可能的位移路径也移位。
相应地，例如，控制杆元件的默认位置被设计成可调节的。
控制杆元件的默认位置也可以借助于一个或两个执行器装置的扭矩规定，通过迫使控制杆元件返回到已从原始默认位置改变的默认位置来调节。从该改变的默认位置开始，控制杆元件然后可以如上所述被位移。
附图说明
通过附图和以下描述示出了本发明的其他优点、目的和特征，这些附图和描述通过示例示出并描述了控制装置。
在附图中：
图1示出了具有根据本发明的控制装置和致动器元件的车辆的示例；
图2a、2b、2c、2d示出了根据本发明的控制装置的第一实施例的不同视图；
图3a、3b示出了第一实施例的不同立体图；
图3c示出了第一实施例的分解图；
图3d示出了根据本发明的控制装置的第二实施例的分解图；
图4a、5a、5b示出了第一实施例的不同截面图；
图4b示出了第二实施例的截面图；
图6a示出了第二实施例的致动器装置的一部分的立体图；
图6b示出了导向元件的立体图；
图7示出了致动器装置提供给驾驶员的辅助或指令的图解说明。
具体实施方式
图1示出了车辆V的示例，该车辆V包括用于操作车辆V的至少一个致动器200的控制装置1，该控制装置1布置在驾驶室内并且可以手动操作。在该示例中，车辆V是拖拉机，并且致动器200是用于使如图所示的前端装载机铲斗枢转的驱动器(未更详细示出)。
在适当的情况下，为了更好地定向，在以下附图中示出了具有控制装置1的纵向方向1x、宽度方向1y和高度方向1z的笛卡尔坐标系。也可以隐藏单个组件以提高清晰度。例如，图3b仅示出了外壳90的一些外壳部件91、93、94。
图2a和2c分别示出了根据本发明的具有控制杆元件10的控制装置1的侧视图以及第一轴线X和第二轴线Y。也标记了外壳90和用于向致动器装置30、40供电的电气连接230、240。
图2b从上方示出了控制装置1。图2d也从上方示出了控制装置1。然而，为了更清楚起见，隐藏了控制杆元件10、第二外壳部件92和第五外壳部件95。
在本发明中，控制杆元件10的纵向延伸部至少在控制杆元件10的默认位置P0处被布置成垂直于第一轴线X和第二轴线Y。另外，在本发明中，第一轴线X和第二轴线Y也被布置成彼此垂直。
图3a示出了控制装置1的立体图。
图3b也示出了立体图，然而，其中隐藏了外壳90的部件。该图示出了用于操作车辆V的至少一个致动器200的手动可操作的控制装置1，该控制装置1包括手动可操作的控制杆元件10。从所示的默认位置P0开始，该控制杆元件10可以借助于绕第一轴线X和第二轴线Y的旋转被位移。在本发明中，这些轴线X、Y是虚拟轴线。
借助于传感器50可以检测到控制杆元件10的相关位移的程度和方向。在本发明中，该传感器50被构造为霍尔传感器并且位于控制装置1的背离控制杆元件10的面上，即，在本发明中，从驾驶员的角度来看，它位于控制装置1的下侧(参见根据图3b的示意图)。
同样，控制装置1包括：具有第一驱动单元34和第一输出单元32的第一执行器装置30，其中第一轴线X可以借助于第一执行器装置30被作用有第一扭矩；以及具有第二驱动单元44和第二输出单元42的第二执行器装置40，其中第二轴线Y可以借助于第二致动器装置40被作用有第二扭矩。
第一输出单元32绕第一轴线X可旋转地安装，第二输出单元42绕第二轴线Y可旋转地安装。因此，输出单元30、40之一绕其旋转的轴线与第一轴线X或第二轴线Y对齐。
在本发明中，驱动单元34或44也绕与相关的输出单元32或42相同的轴线旋转。因此，在本发明中，驱动单元34或44以及输出单元32或42彼此不形成斜齿轮。
两个致动器装置30、40，两个驱动单元34、44和两个输出单元32、42分别都相同地构造。
如所示，第一致动器装置30和第二致动器装置40各自形成马达/齿轮组合，各自包括被设计成行星齿轮60的第一输出单元32或第二输出单元42以及被设计成电动机150的第一驱动单元34或第二驱动单元44。
在本发明中，每个电动机150是具有0.3Nm公称扭矩的扭矩马达。在本发明中，行星齿轮的齿轮比为7。因此，在本发明中实现了2.1Nm的输出扭矩。
借助于所描述的致动器装置30、40，现在可以间接地控制控制杆元件10，即通过以主动或程序化的方式控制第一轴线X和第二轴线Y中的一个或两个，该方法也称为“力反馈”。
在本发明中，控制装置1包括电子控制单元CU(参见图2a中的示意图)，借助于该电子控制单元CU可以将输出信号300(控制信号)传输到电动机150，并且借助于该电子控制单元CU可以接收来自传感器51的输入信号400(参考图2a中的示例)。传感器51例如是加速度传感器，其被设计为测量致动器200的加速度。
图3d和图6a还示出了行星齿轮60，其在本发明中借助于第一输出单元32和/或第二输出单元42被构造为具有可旋转地安装的太阳齿轮61(如图3d所示)、径向围绕太阳齿轮61的内齿圈63和径向地布置在太阳齿轮61和内齿圈63之间并与之相互啮合的三个行星轮62。在本发明中，太阳齿轮61与第一轴线X或第二轴线Y之一对准，并绕第二轴线Y可旋转地安装。
与其他附图相比，图3d和图4b示出了本发明的控制装置1的第二实施例，根据该第二实施例，布置单独的腹板元件64'以将行星齿轮62与导向元件70、80连接。
然而，图3c、6a、6b、5a和4a示出了这样的示例，其中这样的突出部89布置在第二导向元件80上，所述突出部89也接合在另一行星齿轮60的行星轮62的孔621中(以下详细说明)。在本发明中，这样的突出部79也布置在第一导向元件70上(参见图3c)。因此，根据第一实施例的腹板元件64被构造为导向元件70和80的部件。
在本发明中，两个导向元件70、80均借助于第一轴承761、861和第二轴承762、862通过辊轴承连接而安装在外壳90中(特别是参照图3c和4a)。
在本发明中，太阳齿轮61、内齿圈63和行星轮62的模块各自具有0.5mm的相同值。
在所示示例中，以固定方式安装内齿圈63；因此，不经由内齿圈63提供输出。在本发明中，内齿圈63具有防旋转装置，借助于该防旋转装置内齿圈63的径向位置可以相对于控制装置1的其余部分锁定。在本发明中，该防旋转装置首先借助于内齿圈63的特殊几何形状在其外径上形成；这种特殊的几何形状由在内齿圈63的外半径上的四个平坦区域631组成。根据图5a，示出了该防旋转装置其次在外壳90上被构造为与内齿圈63的几何形状互补的几何形状，在本发明中该几何形状由外壳90的内半径上的四个平坦区域901之一组成。
具体地，图3a和3c示出本发明的外壳90包括第一外壳部件91，该第一外壳部件91形成控制装置1的下侧并且为第一致动器装置30、第二致动器装置40、第一导向元件70和第二导向元件80提供第一支撑元件。同样，第二外壳部件92被布置成在控制装置1的高度方向1z上与第一外壳部件91相邻，其中第二外壳部件92优选地被布置成使得它在高度方向1z上不与第一外壳部件91重叠。可以看出，第一外壳部件91和第二外壳部件92基本上被构造成壳的形状并且借助于螺纹连接99而相互连接。
作为致动器装置的另一支撑元件并且作为防尘保护，在本发明中设置第三外壳部件93和第四外壳部件94，每个被布置成覆盖在致动器装置30或40中的一个的远离各自导向元件70或80的侧面上。在本发明中，第三外壳部件93和第四外壳部件94基本上是板状的并且借助于螺纹连接99连接到第一外壳部件91和第二外壳部件92。
可以看出，第五外壳部件95被设计为塑料部件，并且被布置成在控制装置1的高度方向1z上与第二外壳部件92相邻，其中第五外壳部件95被布置成使得其在高度方向1z上不与第二外壳部件92重叠。在本发明中，第五外壳部件95基本上是框架形的并且借助于螺纹连接99连接到第二外壳部件92。在本发明中，控制杆元件1被布置成连续穿过第五外壳部件95中的切口(cutout)951。
在本发明中，驱动经由电动机150的轴151和太阳齿轮61提供，轴151的中心轴线152在本发明中与太阳齿轮61的中心轴线611对齐。在本发明中，轴151也刚性地连接到太阳齿轮61。
在本发明中，经由太阳齿轮61的安装并最终经由内齿圈63和外壳90之间的安装，轴151作为驱动轴安装在面向控制杆元件10的侧面上。在背离操纵杆元件10的侧面上，轴150以这样的方式安装，即它与辊轴承153的内环相接触，该辊轴承153的外环例如借助于外壳90安装。
在所示示例中，所有齿轮61、62、63均由塑料制成。
在本发明中，控制杆元件1借助于万向节70、80支撑，该万向节万向节70、80如下构造。
特别地，图3c和4a示出，第一导向元件70布置在控制杆元件10的下端11上，该第一导向元件70绕第二轴线Y可旋转地安装并且形成第一开槽导向部71，借助于该第一开槽导向部71，控制杆元件10绕第一轴线X的旋转可以被限制在特定的第一角度范围内。
此外，第一导向元件70形成用于旋转安装控制杆元件10的下端11的轴承73。在本发明中，第一导向元件70具有穿过开槽导向部71的孔72。在本发明中，控制杆元件的下端11也具有孔13，两个孔13、72被布置成彼此对准。另外，杆52布置在两个孔13、72内，控制杆元件10绕该杆52可旋转地布置，并且该杆52刚性地连接到第一导向元件70。
此外，尤其是图4a示出，第二导向元件80布置在控制杆元件10的下端11和控制杆元件10的上端12之间，该第二导向元件绕第一轴线X可旋转地安装并形成第二开槽导向部81，借助于该第二开槽导向部81，控制杆元件10绕第二轴线Y的旋转可被限制在特定的第二角度范围内。
在本发明中，第二导向元件80被布置成使得其在控制装置1的高度方向1z上至少部分地与第一导向元件70重叠。在本发明中，第二导向元件80在一些区域中形成例如弧形形状88，其中相关联的弧形的虚拟中心轴线被布置成平行于第二轴线并使得第二导向元件80与第一导向元件70相交。
在本发明中，第一输出单元32和第一导向元件70以及第二输出单元42和第二导向元件80分别借助于腹板元件64、64'连接(如上所述)。在本发明中，该腹板元件64由塑料制成。腹板元件64(特别是参照图3c和4a)借助于相应的导向元件70或80的第一端74或84形成，并且刚性地连接到相应的导向元件70或80的其余部分。然而，腹板元件64'(见图4b和6)被设计为单独的组件。
因此，两个腹板元件64、64′都包括多个圆柱状的突出部79、89，641；突出部的数量总是三个，因此对应于相应的行星齿轮60的行星轮(planet wheel)62的数量。这些突出部79、89，641之一与相应的孔621接合，其中孔621在行星轮62的轴向方向上居中布置并连续地贯穿相应的行星轮62。
在本发明中，提供了多部分的外壳90，在该外壳90中布置有第一致动器装置30、第二致动器装置40、第一导向元件70和/或第二导向元件80。
还示出了为第一轴线X和第二轴线Y提供被动的复位装置110、120、130，当控制杆元件10被移动时，该被动的复位装置可以受到力作用，其中控制杆元件10能够借助于力返回到默认位置P0。
因此，被动的复位装置110、120包括扭力弹簧元件，该扭力弹簧元件绕第一轴线X或第二轴线Y布置并且连接到第一导向元件70或第二导向元件80(图中未示出)。
累积地，被动的复位装置130包括平坦的膜元件131，该平坦的膜元件131至少在控制杆元件10的默认位置P0处被布置成垂直于控制杆元件10的纵向延伸部10z并且以偏置的方式连接到外壳90和控制杆元件10的下端11(参见图5a和5b)。
此外，布置锁定装置140，该锁定装置140可以与控制杆元件10接合，并且借助于该锁定装置140可以机械地限制控制杆元件10绕轴线X、Y中的至少一个的运动，其中在本发明中，锁定装置140的位置被设计为可调节的。锁定装置140因此形成用于控制杆元件10的位移的调节构件，该调节构件布置在平行于第一轴线X和第二轴线Y的平面中，其中锁定装置140可移动地布置在该平面内。
在本发明中，可以使锁定装置140与用于第一轴线X的第一锁定元件87和用于第二轴线Y的第二锁定元件77接合。在本发明中，第一锁定元件87和第二锁定元件77被设计为锁定凸耳，即，所述元件设有突出部，其中该突出部能够与锁定装置140，特别是与锁定装置140的调节构件接合。第一锁定元件87布置在第二导向元件80的第二端85处。第二锁定元件77布置在第一导向元件70的第二端75处(也参见图2c)。在本发明中，第二端75或85被布置成使其背向相应的输出单元32。
图7基于表示扭矩的坐标轴T和表示行程的坐标轴x的图示出了取决于调节路径x(“行程”)或控制杆元件的位移路径的可能路线。为了简单起见，后者等于控制杆元件的枢转角度。
该图示出了该布置的扭矩极限T*min、T*max，即最小施加扭矩T*min和最大施加扭矩T*max。后者对应于至少两倍的启动扭矩(break-out torque)Tbo，即断开现有粘合剂连接所需的最大扭矩。在实践中已知该启动扭矩(也称为摩擦扭矩)的值通常为1.5Nm。
可以看出，示例曲线T’的所有值都位于启动扭矩Tbo的曲线(线)和要施加的最大扭矩T*max之间。根据示例曲线T’，扭矩T最初近似线性地增大或以微小的斜率m1增大。
当达到一定距离时，扭矩T以陡峭的斜率m2增大到最大值Tmax，然后以负斜率m3减小到扭矩Tmin，该扭矩T在其角度方面也很陡峭，其在本发明具有示例曲线T'内的最小值。然后，扭矩再次以陡峭的斜率m4增大。
因此，在此可以设想，控制装置以这样的方式进行编程，即，取决于行驶的距离x或取决于相应的行驶区间，其或者积极对抗驾驶员(参见具有斜率m2、m4的区域)，或者积极支撑驾驶员(参见具有斜率m3的区域)。一方面，这用于警告驾驶员危险(如上所述)；然而，它也可以借助于扭矩的突然变化通知驾驶员，通过离开第一行驶段，现在还保留第一工作水平，并且当进入第二行驶段时开始第二工作水平。例如，这对于驾驶员意味着挖掘机上的附加阻尼装置现在已打开或必须打开。
要求保护本申请文件中公开的所有特征，无论是单独还是组合，对本发明都是必不可少的，条件是它们相对于现有技术是新颖的。
附图标记列表
1 控制装置；
10 控制杆元件；
11 下端；
13，72 孔；
20 万向节；
30，40 致动器装置；
32，42 输出单元；
34，44 驱动单元；
50，51 传感器；
52 杆；
60 行星齿轮；
61 太阳齿轮；
62 行星轮；
63 内齿圈；
64，64' 腹板元件；
70，80 导向元件；
71，81 开槽导向部；
73 轴承；
77，87 锁定元件；
79，89，641 突出部；
88 弧形形状；
90 外壳；
91，92，93，94，95 外壳部件；
99 螺纹连接；
110，120，130 复位装置；
131 膜元件；
140 锁定装置；
150 电动机；
151 轴；
152，611 中心轴线；
153 辊轴承；
230，240 电气连接；
300 控制信号；
400 输入信号；
621 孔；
631，901 平坦区域；
761，762‘，861，862‘ 轴承；
951 切口；
CU 电子控制单元；
P0 默认位置；
X，Y 轴线；
V 车辆。

Claims (12)

1.一种用于操作车辆(V)的至少一个致动器(200)的手动可操作的控制装置(1)，包括手动可操作的控制杆元件(10)，所述控制杆元件(10)借助于绕第一轴线(X)和/或绕第二轴线(Y)的旋转从默认位置(P0)可位移，其中所述控制杆元件(10)的相应位移的程度和/或方向借助于传感器装置(50)可检测到，所述控制装置(1)还包括：至少一个具有第一驱动单元(34)和第一输出单元(32)的第一致动器装置(30)，其中借助于所述第一致动器装置(30)，所述第一轴线(X)能受到第一扭矩作用；以及具有第二驱动单元(44)和第二输出单元(42)的第二致动器装置(40)，其中借助于所述第二致动器装置(40)，所述第二轴线(Y)能受到第二扭矩作用，
其特征在于
所述第一输出单元(32)绕所述第一轴线(X)可旋转地安装，所述第二输出单元(42)绕所述第二轴线(Y)可旋转地安装。
2.根据权利要求1所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
所述第一致动器装置(30)和所述第二致动器装置(40)各自形成马达/齿轮组合，分别包括被设计为行星齿轮(60)的所述第一输出单元(32)或所述第二输出单元(42)和被设计为电动机(150)的所述第一驱动单元(34)或所述第二驱动单元(44)。
3.根据权利要求2所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
借助所述第一输出单元(32)和/或所述第二输出单元(42)形成的所述行星齿轮(60)包括：太阳齿轮(61)，所述太阳齿轮(61)与所述第一轴线(X)和所述第二轴线(Y)中的一个对齐并绕其可旋转地安装；内齿圈(63)，所述内齿圈(63)径向地围绕所述太阳齿轮(61)；和多个，优选三个行星轮(62)，所述行星轮(62)径向地布置在所述太阳齿轮(61)和所述内齿圈(63)之间并与它们相互啮合。
4.根据前述权利要求中的一项所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
第一导向元件(70)布置在所述控制杆元件(10)的下端(11)，所述第一导向元件绕所述第二轴线(Y)可旋转地安装并形成第一开槽导向部(71)，借助于所述第一开槽导向部(71)，所述控制杆元件(10)绕所述第一轴线(X)的旋转被限制在特定的第一角度范围(72)。
5.根据权利要求4所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
所述第一导向元件(70)形成用于旋转安装所述控制杆元件(10)的所述下端(11)的轴承(73)。
6.根据前述权利要求中的一项所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
第二导向元件(80)布置在所述控制杆元件(10)的所述下端(11)和所述控制杆元件(10)的上端(12)之间，所述第二导向元件绕所述第一轴线(X)可旋转地安装并形成第二开槽导向部(81)，借助于所述第二开槽导向部(81)，所述控制杆元件(10)绕所述第二轴线(Y)的旋转被限制在特定的第二角度范围(82)。
7.根据权利要求4至6中的一项所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
所述第一输出单元(32)和所述第一导向元件(70)和/或所述第二输出单元(42)和所述第二导向元件(80)各自借助于腹板元件(64；64')连接。
8.根据前述权利要求中的一项所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
设置多部分的外壳(90)，在所述外壳(90)内布置有所述第一致动器装置(30)、所述第二致动器装置(40)、所述第一导向元件(70)和/或所述第二导向元件(80)。
9.根据前述权利要求中的一项所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
为所述第一轴线(X)和/或所述第二轴线(Y)提供至少一个被动复位装置(110、120、130)，当所述控制杆元件(10)被位移时，所述被动复位装置能受到力作用，所述控制杆元件(10)借助于所述力可返回到所述默认位置(P0)。
10.根据权利要求9所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
所述被动复位装置(110、120)包括扭力弹簧元件(112、122)，所述扭力弹簧元件(112、122)绕所述第一轴线(X)和/或所述第二轴线(Y)布置并连接到所述第一导向元件(70)和/或所述第二导向元件(80)。
11.根据权利要求9或10所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
所述被动复位装置(130)包括平坦的膜元件(131)，所述平坦的膜元件(131)至少在所述控制杆元件(10)的所述默认位置(P0)中被布置成与所述控制杆元件(10)的纵向延伸部(10z)垂直，并且以偏置的方式与所述外壳(90)和所述控制杆元件(10)的所述下端(11)连接。
12.根据前述权利要求中的一项所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
布置有锁定装置(140)，所述锁定装置(140)能与所述控制杆元件(10)接合，并且借助于所述锁定装置(140)，所述控制杆元件(10)绕所述第一轴线(X)和所述第二轴线(Y)中的至少一个的位移能被机械限制。
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