專利名稱：可電動調(diào)節(jié)的控制接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體上涉及用于機(jī)械的控制臺，更具體地，涉及一種用于機(jī)械的可電動調(diào) 節(jié)的控制接口。
背景技術(shù)：
諸如拖拉機(jī)、輪式裝載機(jī)、叉形起重機(jī)、推土機(jī)、挖掘機(jī)、自動平地機(jī)和運(yùn)輸機(jī)的重 型機(jī)械包括操作員控制臺，操作員控制臺例如可以包括操縱桿或方向控制器、控制桿、按 鈕、交互式觸摸屏，以及其它能夠接收來自操作員的操作指令并且響應(yīng)于接收的指令執(zhí)行 特定任務(wù)或功能的接口裝置。在現(xiàn)有技術(shù)中，操作員控制臺被設(shè)計(jì)成符合具有“平均”尺寸 和身高的操作員的工效學(xué)要求，使得操作員在自定控制臺的位置或結(jié)構(gòu)以形成更舒適的操 作環(huán)境方面的靈活性非常小。因此，一些現(xiàn)代機(jī)械已經(jīng)在調(diào)節(jié)操作員控制臺以使操作環(huán)境 更加舒適方面給予操作員一定的靈活性。Okanda的美國專利No. 6755275 ( “，275專利”)中描述了一種可電動調(diào)節(jié)的操作 員控制臺?！?275專利描述了一種用于汽車換擋桿的定位結(jié)構(gòu)，其包括可由操作員電動調(diào)節(jié) 的移動機(jī)構(gòu)。因此，定位結(jié)構(gòu)可以基于換擋桿相對于操作員座椅的期望位置由操作員向前、 向后、向上和向下移動?！?75專利的定位結(jié)構(gòu)可以響應(yīng)地聯(lián)接到操作員座椅提升裝置，使得 對提升裝置的調(diào)節(jié)引起對定位結(jié)構(gòu)的相應(yīng)調(diào)節(jié)。雖然’ 275專利中描述的操作員控制臺提供了一種用于自定換擋桿的位置的方案， 但該方案在某些情況下可能不足以解決問題。例如，’275專利的系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在斜 面上，使得控制臺的水平移動引起控制臺的豎直移動。因此，’ 275專利中描述的操作員控 制臺不支持在沒有相應(yīng)的豎直調(diào)節(jié)的情況下控制臺的水平移動。因此，操作員所期望的與 控制臺的預(yù)設(shè)傾斜結(jié)構(gòu)不精確對應(yīng)的工效學(xué)設(shè)置可能需要他們在理想舒適區(qū)域之外操作 機(jī)械，而這可能導(dǎo)致操作員過早感覺疲勞，進(jìn)而潛在地導(dǎo)致操作員生產(chǎn)力下降。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一方面，本發(fā)明涉及一種用于機(jī)械的可電動調(diào)節(jié)的控制接口。該可電動調(diào)節(jié) 的控制接口可以包括豎直調(diào)節(jié)組件，其設(shè)置成豎直支承控制盒模塊并且能夠響應(yīng)于由控制 器生成的豎直調(diào)節(jié)指令信號調(diào)節(jié)所述控制盒模塊的豎直位置。可電動調(diào)節(jié)的控制接口還可 以包括水平調(diào)節(jié)組件，其聯(lián)接到所述控制盒模塊并且能夠響應(yīng)于由所述控制器生成的水平 調(diào)節(jié)指令信號調(diào)節(jié)所述控制盒模塊的水平位置。根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)用于機(jī)械的控制接口的方法。該方法可以包 括通過與所述控制接口相聯(lián)的控制器生成用于調(diào)節(jié)控制盒模塊的位置的控制信號。通過與 所述控制接口相聯(lián)的豎直調(diào)節(jié)組件可以檢測與所述控制信號相關(guān)聯(lián)的豎直調(diào)節(jié)指令信號。 通過所述豎直調(diào)節(jié)組件可以調(diào)節(jié)所述控制盒模塊的豎直位置。該方法還可以包括通過與所 述控制接口相聯(lián)的水平調(diào)節(jié)組件檢測與所述控制信號相關(guān)聯(lián)的水平調(diào)節(jié)指令信號；并且通 過所述水平調(diào)節(jié)組件調(diào)節(jié)所述控制盒模塊的水平位置。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種操作員控制臺，該操作員控制臺包括控制盒模塊 和控制器，該控制器電聯(lián)接到控制盒模塊并且能夠檢測與控制盒模塊的操作員交互?？刂?器能夠基于操作員交互生成用于調(diào)節(jié)控制盒模塊的位置的控制信號，該控制信號包括豎直 調(diào)節(jié)指令信號和水平調(diào)節(jié)指令信號的至少一個(gè)。操作員控制臺還可以包括機(jī)械聯(lián)接到控制 盒模塊且電聯(lián)接到控制器的調(diào)節(jié)模塊。調(diào)節(jié)模塊可以包括豎直調(diào)節(jié)組件，其設(shè)置成豎直支 承控制盒模塊并且能夠響應(yīng)于由控制器生成的豎直調(diào)節(jié)指令信號調(diào)節(jié)所述控制盒模塊的 豎直位置。調(diào)節(jié)模塊還可以包括水平調(diào)節(jié)組件，其聯(lián)接到所述控制盒模塊并且能夠響應(yīng)于 由所述控制器生成的水平調(diào)節(jié)指令信號調(diào)節(jié)所述控制盒模塊的水平位置。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的示例性機(jī)械；圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的示例性可電動調(diào)節(jié)的控制接口的立體圖；圖2B示出了圖2A的示例性可電動調(diào)節(jié)的控制接口在移除了工效學(xué)罩時(shí)的立體 圖；圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可電動調(diào)節(jié)的控制接口的側(cè)剖視圖，其中描 繪了具體化為螺桿式渦輪驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)節(jié)模塊113處于完全縮回位置；圖IBB示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可電動調(diào)節(jié)的控制接口的側(cè)剖視圖，其中描 繪了具體化為螺桿式渦輪驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)節(jié)模塊113處于延伸位置；圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可電動調(diào)節(jié)的控制接口的側(cè)剖視圖，其中描 繪了具體化為齒條齒輪驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)節(jié)模塊113處于完全縮回位置；圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可電動調(diào)節(jié)的控制接口的側(cè)剖視圖，其中描 繪了具體化為齒條齒輪驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)節(jié)模塊113處于延伸位置；和圖5提供了描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于調(diào)節(jié)可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的位 置的示例性方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了一種示例性的機(jī)械100，根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施方式的可電動調(diào)節(jié)的 控制接口 110可以在機(jī)械100上實(shí)施。機(jī)械100可以包括或具體化為任何提供操作員接口 的固定或活動機(jī)械，例如具有操作員室109的自動平地機(jī)，操作員控制臺108安裝在操作員 室109中并且能夠接收操作員指令。操作員指令可以包括用于定位或操縱機(jī)械100、操作執(zhí) 行器或作業(yè)工具、或以其它方式操作或控制機(jī)械100的一些特征的指令。這里所使用的術(shù) 語機(jī)械是指執(zhí)行與特定產(chǎn)業(yè)相關(guān)的一些類型操作的固定或活動機(jī)械。上述機(jī)械類型是示例 性的，而非限制性的。因此，雖然圖1示出的機(jī)械100為自動平地機(jī)，但機(jī)械100可以是與 工程環(huán)境相關(guān)的任何類型的機(jī)械。機(jī)械100包括基于操作員與控制接口的交互而相互協(xié)作以執(zhí)行與工程環(huán)境相關(guān) 的操作的多個(gè)部件。根據(jù)一種示例性實(shí)施方式并且如圖1所示，機(jī)械100可以包括功率源 101、操作地聯(lián)接到功率源101的驅(qū)動系統(tǒng)102，以及操作地聯(lián)接到功率源101和驅(qū)動系統(tǒng) 102中的至少一個(gè)的可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110等，其中該可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110能夠 基于操作員與其的交互來控制功率源101和驅(qū)動系統(tǒng)102中的至少一個(gè)的運(yùn)行情況。上述
4部件和特征僅僅是示例性的，而非限制性的。因此，可以想到，機(jī)械100可以包括相對于上 述部件和特征而言附加的、更少的和/或不同的部件和特征。此外，雖然可電動調(diào)節(jié)的控制 接口 110被描述和圖示為能夠控制與功率源101和驅(qū)動系統(tǒng)102相關(guān)的特定方面和特征， 但可以想到，可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110能夠控制與機(jī)械100相聯(lián)的附加的、更少的和/或 不同的部件和/或子系統(tǒng)。功率源101可以是用于產(chǎn)生執(zhí)行與機(jī)械100相關(guān)的一項(xiàng)或多項(xiàng)任務(wù)用的電功率或 機(jī)械功率的任何適當(dāng)?shù)难b置。例如，功率源101可以包括例如柴油機(jī)、汽油機(jī)、天然氣發(fā)動 機(jī)(或其它氣態(tài)燃料發(fā)動機(jī))的內(nèi)燃機(jī)，或適用于產(chǎn)生機(jī)械功率輸出的任何其它發(fā)動機(jī)。驅(qū)動系統(tǒng)102可以包括適用于推進(jìn)、操縱、定位或以其它方式使機(jī)械100運(yùn)動的多 個(gè)部件。例如，在機(jī)械100具體化為自動平地機(jī)(如圖1)的實(shí)施方式中，驅(qū)動系統(tǒng)102可以 包括液壓驅(qū)動系統(tǒng)，該液壓驅(qū)動系統(tǒng)可以利用由功率源101產(chǎn)生的能量來操作液壓泵105， 該液壓泵使流體循環(huán)通過液壓回路。循環(huán)通過液壓回路的流體可以用于操作一個(gè)或多個(gè)液 壓馬達(dá)106，以便使一個(gè)或多個(gè)牽引裝置104轉(zhuǎn)動，進(jìn)而操縱、定位、驅(qū)動機(jī)械100或以其它 方式使機(jī)械100運(yùn)動。ECM 107可以包括適于執(zhí)行與機(jī)械100相關(guān)的各種通信、分析和/或控制功能的基 于處理器的控制器。例如，ECM 107能夠從機(jī)械100的多個(gè)部件和子系統(tǒng)(例如，可電動調(diào) 節(jié)的控制接口 110)接收數(shù)據(jù)輸入、分析所接收的數(shù)據(jù)輸入，并且基于分析確定對所接收的 數(shù)據(jù)輸入的適當(dāng)響應(yīng)。可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110可以包括能夠接收操作員指令并且向ECM 107分配所 接收的指令以進(jìn)行處理的一個(gè)或多個(gè)部件。例如，可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110可以包括操 作員控制臺108，該操作員控制臺具有用于接收控制機(jī)械100用的操作員指令的一個(gè)或多 個(gè)交互裝置。這些交互裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)按鈕、控制桿、操縱桿、鍵盤、顯示器、觸摸 屏監(jiān)視器、開關(guān)，和/或任何其它適當(dāng)?shù)牟僮鲉T交互裝置?？呻妱诱{(diào)節(jié)的控制接口 110可以 將所接收的操作員指令輸送至ECM 107以進(jìn)行處理、分析和/或分配。圖2A和2B分別提供了可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的細(xì)節(jié)圖示。具體地，圖2A示 出了可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110(包括根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施方式的工效學(xué)扶臂式罩組件和 保護(hù)性伸縮導(dǎo)管系統(tǒng)114)的立體示意圖。圖2B示出了可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110(工效學(xué) 扶臂式罩組件被移除以圖示與可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110相聯(lián)的內(nèi)部構(gòu)架結(jié)構(gòu)和內(nèi)部部 件)的側(cè)視示意圖。如圖2A和2B所示，可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110包括控制盒模塊111、 電聯(lián)接到控制盒模塊111的控制器112、操作地聯(lián)接到控制盒模塊111且電聯(lián)接到控制器 112的調(diào)節(jié)模塊113、以及保護(hù)性伸縮導(dǎo)管114?？刂坪心K111可以包括可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的一部分，該部分包括用于 接收操作員輸入的操作員接口裝置連同用于加強(qiáng)操作員舒適感的工效學(xué)裝置。例如，控制 盒模塊111可以包括各種控制部件，例如包括操縱桿118、一個(gè)或多個(gè)控制開關(guān)119、和/或 用于控制調(diào)節(jié)模塊113的操作的調(diào)節(jié)接口 120。此外，控制盒模塊111可以包括用于在操作 員使用與控制盒模塊111相聯(lián)的控制部件的同時(shí)支承操作員的手臂的扶臂式組件111a。調(diào)節(jié)模塊113可以聯(lián)接到控制盒模塊111并且能夠響應(yīng)于由機(jī)械100的操作員接 收的調(diào)節(jié)指令/輸入來調(diào)節(jié)控制盒模塊111在豎直(上/下)和水平(前/后)方向上的 位置。例如，調(diào)節(jié)模塊113可以包括豎直和水平調(diào)節(jié)組件，豎直和水平調(diào)節(jié)組件均容納在可伸縮的、框架性的、保護(hù)和支承性的框架殼體中。殼體能夠?qū)刂坪心K111提供側(cè)向和豎 直支承，并且為豎直和水平調(diào)節(jié)組件的內(nèi)部運(yùn)動部件提供保護(hù)性罩。以下在圖3A和;3B中 詳細(xì)示出了豎直和水平調(diào)節(jié)組件。根據(jù)一種示例性實(shí)施方式，控制盒模塊111和調(diào)節(jié)模塊113可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè) 電連接組件(未示出)通信和/或電聯(lián)接。例如，與控制盒模塊111相聯(lián)的控制部件可以 經(jīng)由電連接組件電聯(lián)接到與調(diào)節(jié)模塊113相聯(lián)的豎直和水平電動馬達(dá)。電連接組件可以包 括用于將控制盒模塊111通信地聯(lián)接到調(diào)節(jié)模塊113的任何適當(dāng)?shù)牟考?，例如電線、線束、
線互連裝置等。電連接組件可以以支承必需的連接件的任何適當(dāng)結(jié)構(gòu)被引導(dǎo)。根據(jù)一種實(shí)施方 式，電連接組件可以在可電子配置的調(diào)節(jié)組件Iio的結(jié)構(gòu)性構(gòu)架和/或調(diào)節(jié)模塊113中被 引導(dǎo)。替代地或附加地，電連接組件可以完全在結(jié)構(gòu)性構(gòu)架的外部被引導(dǎo)，或者通過內(nèi)部和 外部方法的組合被引導(dǎo)。在電連接組件被暴露的實(shí)施方式中，可電子配置的調(diào)節(jié)組件和/ 或調(diào)節(jié)模塊113的一部分可以容納在保護(hù)性伸縮導(dǎo)管114中，該保護(hù)性伸縮導(dǎo)管114能夠 保護(hù)電連接組件不受損壞。如圖2B所示，控制器112可以電聯(lián)接到與控制盒模塊111相聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)控制 部件，并且能夠接收和處理指示操作員與控制盒模塊111的一個(gè)或多個(gè)控制部件交互的信 號。一旦信號已經(jīng)被處理，控制器112能夠響應(yīng)于操作員與控制部件的交互生成用于控制 機(jī)械的一個(gè)或多個(gè)方面的控制信號。例如，控制器112可以接收指示機(jī)械100的操作員使操 縱桿118運(yùn)動的信號?？刂破?12可以處理接收的信號并且將接收的信號分配到ECM 107， ECM 107隨后可以控制一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)，以執(zhí)行與操作員使操縱桿118運(yùn)動一致的指令。 這種指令例如可以包括用于重新定位、操縱機(jī)械100或以其它方式使機(jī)械100運(yùn)動的指令； 操作與機(jī)械100相聯(lián)的諸如執(zhí)行器103的作業(yè)工具的指令；關(guān)閉和起動機(jī)械100的指令；或 者任何其它適當(dāng)?shù)闹噶?。根?jù)一種示例性實(shí)施方式，作為基于操作員與操縱桿118的交互來控制機(jī)械的子 系統(tǒng)的替代或除了基于操作員與操縱桿118的交互來控制機(jī)械的子系統(tǒng)之外，控制器112 能夠調(diào)節(jié)與可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110相關(guān)的特定方面。例如，與作業(yè)環(huán)境相關(guān)的許多機(jī) 械可以由不同的操作員公用或操作。由于不同的操作員具有不同的身體特征(例如不同的 身高和體重)，因此針對每種不同身體特征的工效學(xué)要求可以基本上不同。這種工效學(xué)要求 影響操作員的舒適感，特別是在持續(xù)的操作換擋桿的過程中，這會對操作員的生產(chǎn)力產(chǎn)生 顯著的影響。因此，控制器112能夠基于操作員與調(diào)節(jié)接口 120的交互來電子調(diào)節(jié)與可電 動調(diào)節(jié)的控制接口 110相關(guān)的特定參數(shù)，例如位置(諸如右/左位置、前/后位置)、定向、
冋/又寸。控制器112可以接收來自調(diào)節(jié)接口 120的控制臺調(diào)節(jié)信號、處理該控制臺調(diào)節(jié)信 號，并且響應(yīng)于所接收的控制臺調(diào)節(jié)信號向調(diào)節(jié)模塊113提供用于調(diào)節(jié)與可電動調(diào)節(jié)的控 制接口 110相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)操作方面的指令信號。指令信號例如可以包括豎直調(diào)節(jié)指令 信號(用于調(diào)節(jié)可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的豎直位置)、水平調(diào)節(jié)指令信號(用于調(diào)節(jié)可 電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的水平(前/后)位置)、和/或轉(zhuǎn)動指令信號(用于調(diào)節(jié)可電動 調(diào)節(jié)的控制接口 110的旋轉(zhuǎn)角度)。作為例子，控制器112可以接收與操作員指令相對應(yīng)的控制臺調(diào)節(jié)信號，以增加可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的高度(S卩，豎直調(diào)節(jié)可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110)?？刂破?12 可以接收并處理該調(diào)節(jié)信號，并且向調(diào)節(jié)模塊113產(chǎn)生和分配控制信號，調(diào)節(jié)模塊113能夠 響應(yīng)于控制信號增加可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的高度?？刂破?12可以以類似的方式操 作，以基于從調(diào)節(jié)接口接收的控制臺調(diào)節(jié)信號降低可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的高度，或 使可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110向前和向后運(yùn)動。 控制器112可以包括一個(gè)或多個(gè)存儲裝置(未示出)，并且能夠?qū)⑴c可電動調(diào)節(jié)的 控制接口 110相關(guān)的設(shè)置儲存在與一個(gè)或多個(gè)存儲裝置相聯(lián)的操作員數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)一種 示例性實(shí)施方式，控制器112能夠儲存諸如與可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110相關(guān)的當(dāng)前豎直 和水平位置的設(shè)置。所述設(shè)置可以儲存在特定的存儲位置，用于之后由機(jī)械100的操作員 檢索?？刂破?12可以包括用于儲存不同設(shè)置組的多個(gè)存儲位置，每個(gè)設(shè)置組與機(jī)械100 的不同操作員相關(guān)。調(diào)節(jié)接口 120可以具體化為允許操作員控制調(diào)節(jié)模塊113的操作的任何適當(dāng)?shù)牟?作員交互接口。根據(jù)一種示例性實(shí)施方式，調(diào)節(jié)接口 120可以向控制器112提供指示操作 員與調(diào)節(jié)接口 120的一部分的交互的控制信號，控制器120又向調(diào)節(jié)模塊113提供控制信 號以控制調(diào)節(jié)模塊113的操作。根據(jù)一種示例性實(shí)施方式，調(diào)節(jié)接口 120可以具體化為組 合開關(guān)，該組合開關(guān)通常用于在汽車電動車窗應(yīng)用中接收操作員調(diào)節(jié)指令。替代地或附加 地，調(diào)節(jié)接口 120可以包括提供方向控制(用于例如上/下、前/后控制)的微型操縱桿控 制器、(用于例如轉(zhuǎn)動可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110)的轉(zhuǎn)動控制、和/或(用于例如將當(dāng)前 的位置設(shè)置儲存在存儲器中用于之后檢索的)按鈕觸發(fā)器特征。應(yīng)當(dāng)注意的是，與調(diào)節(jié)接 口 120相關(guān)的特定操作取決于由調(diào)節(jié)模塊113提供的具體能力，這將在圖3A、3B、4A和4B 中更加詳細(xì)地進(jìn)行描述。圖3A、3B、4A和4B提供了調(diào)節(jié)模塊113的一種示例性實(shí)施方式的具體剖視圖。圖 3A為描繪被具體化為螺桿式渦輪驅(qū)動系統(tǒng)并且處于完全縮回位置的調(diào)節(jié)模塊113的剖視 圖。圖:3B為描繪圖3A的調(diào)節(jié)模塊113處于完全延伸位置的剖視圖。圖4A為描繪被具體 化為齒條齒輪驅(qū)動系統(tǒng)且處于完全縮回位置的調(diào)節(jié)模塊113的剖視圖。圖4B為描繪圖4A 的調(diào)節(jié)模塊113處于完全延伸位置的剖視圖。如圖3A、3B、4A和4B中的每一個(gè)所示，調(diào)節(jié) 模塊113可以包括水平調(diào)節(jié)組件115、聯(lián)接到水平調(diào)節(jié)組件115的豎直調(diào)節(jié)組件116、和設(shè) 置在水平調(diào)節(jié)組件115上用于將控制盒模塊安裝到其上的安裝接口 117。調(diào)節(jié)模塊113能夠安裝在機(jī)械100的室內(nèi)。根據(jù)一種示例性實(shí)施方式，調(diào)節(jié)模塊 113可以固定到機(jī)械100的室的地板上。根據(jù)另一種實(shí)施方式，調(diào)節(jié)模塊113可以安裝到機(jī) 械的室內(nèi)的操作員控制臺(例如座椅、指令中心等)，使得操作員控制臺中的運(yùn)動或調(diào)節(jié)包 括調(diào)節(jié)模塊113的相應(yīng)運(yùn)動。根據(jù)一種示例性實(shí)施方式，調(diào)節(jié)模塊113可以具體化為伸縮托架式框架 (telescoping pedestal-type skeletal frame)，水平調(diào)節(jié)組件 115 和豎直調(diào)節(jié)組件 116 設(shè)置在框架中。這樣，隨著水平調(diào)節(jié)組件115和豎直調(diào)節(jié)組件116被調(diào)節(jié)/定位，伸縮框 架可以相應(yīng)地延伸或縮回。因此，在完全縮回位置，伸縮托架式框架的第一部分能夠嵌套 在伸縮托架式框架的第二部分中，由此在處于完全縮回位置時(shí)限定調(diào)節(jié)組件的占據(jù)面積 (footprint)(如圖 3A 所示)。水平調(diào)節(jié)組件115和豎直調(diào)節(jié)組件116可以包括分別聯(lián)接到對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件
7123a、123b上的電動馬達(dá)122a、122b，每個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件123a、123b操作地聯(lián)接到相應(yīng)的固定構(gòu) 件12如、1Mb，每個(gè)固定構(gòu)件聯(lián)接到支承構(gòu)件12^1、125b。水平調(diào)節(jié)組件115和豎直調(diào)節(jié)組 件116可以分別通信地聯(lián)接到控制器112并且能夠響應(yīng)于從控制器112接收的控制信號操 作一個(gè)或多個(gè)電動馬達(dá)12^i、122b。雖然調(diào)節(jié)模塊113被示出為具有水平和豎直調(diào)節(jié)組件115、116，但可以想到，調(diào)節(jié) 模塊113可以包括另外的調(diào)節(jié)組件。例如，調(diào)節(jié)模塊113可以包括第二水平調(diào)節(jié)組件(未 示出)，其能夠側(cè)向調(diào)節(jié)(左/右)可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110。替代地或附加地，調(diào)節(jié)模 塊113可以包括能夠使可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110響應(yīng)于從控制器112接收的相應(yīng)控制信 號而轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)組件(未示出)。還可以想到，正如水平和豎直調(diào)節(jié)組件115、116，任 何另外的調(diào)節(jié)組件可以適于包括支持這些另外的調(diào)節(jié)組件的獨(dú)立控制所可能需要的適當(dāng) 的硬件(例如，馬達(dá)122、旋轉(zhuǎn)構(gòu)件123、固定構(gòu)件IM等)。電動馬達(dá)122a、122b可以包括能夠配合在調(diào)節(jié)模塊113的伸縮托架式框架中的任 何適當(dāng)?shù)碾婒?qū)動裝置。根據(jù)一種實(shí)施方式，電動馬達(dá)122a、122b可以是能夠使轉(zhuǎn)子相對于 定子轉(zhuǎn)動的有刷(換向器式)或無刷(開關(guān)式)直流馬達(dá)。轉(zhuǎn)子可以聯(lián)接到軸，軸可以聯(lián) 接到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件123a、123b，使得旋轉(zhuǎn)構(gòu)件123a、123b響應(yīng)于相應(yīng)電動馬達(dá)122a、122b的操作 而轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件123a、12;3b分別可以聯(lián)接到相應(yīng)電動馬達(dá)12h、122b的輸出軸，并且能 夠圍繞由軸限定的軸線轉(zhuǎn)動。根據(jù)一種實(shí)施方式并且如圖3A和:3B所示，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件123a、 123b可以包括帶螺紋的螺桿式軸，其中螺紋圍繞軸的圓柱形表面設(shè)置。根據(jù)另一種實(shí)施方 式并且如圖4A和4B所示，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件123a、12;3b分別可以包括圓形齒式小齒輪裝置，其中齒 圍繞裝置的表面徑向地設(shè)置。固定構(gòu)件lMa、124b可以分別交互地聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件123a、123b，并且能夠隨著 旋轉(zhuǎn)構(gòu)件123a、123b轉(zhuǎn)動而相對于相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件123a、123b運(yùn)動。當(dāng)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件123a、123b 被實(shí)施為帶螺紋的螺桿式軸(如圖3A和;3B所示)時(shí)，固定構(gòu)件12^、124b可以具體化為 螺母式元件，該螺母式元件的內(nèi)部螺紋對應(yīng)于螺桿式軸上的螺紋。因此，隨著螺桿式軸通過 電動馬達(dá)122a、122b轉(zhuǎn)動，固定構(gòu)件lMa、124b沿著相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件123a、123b以“螺旋” 運(yùn)動縱向地運(yùn)動。 當(dāng)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件123a、123b被具體化為齒式小齒輪裝置(如圖4A和4B所示)，固定構(gòu) 件lMa、124b分別可以具體化為線性齒條元件，該線性齒條元件具有間隔開的齒，使得線 性齒條元件的相鄰齒之間的間距接收齒式小齒輪裝置的齒。因此，齒式小齒輪裝置的轉(zhuǎn)動 迫使線性齒條組件在齒式小齒輪裝置的轉(zhuǎn)動方向上行進(jìn)。支承構(gòu)件125a、12^分別可以聯(lián)接到相應(yīng)的固定構(gòu)件12如、1Mb，使得固定構(gòu)件 124aU24b的運(yùn)動包括支承構(gòu)件12fe、125b的相應(yīng)運(yùn)動。支承構(gòu)件125a、12 分別能夠?yàn)?豎直調(diào)節(jié)組件116和/或控制盒模塊111中的一個(gè)或多個(gè)提供水平和/或豎直支承。根據(jù) 一種示例性實(shí)施方式并且如圖3A、3B、4A和4B所示，控制盒模塊111安裝在與水平調(diào)節(jié)組 件115相聯(lián)的支承構(gòu)件12 上。水平調(diào)節(jié)組件115然后安裝在與豎直調(diào)節(jié)組件116相聯(lián) 的支承構(gòu)件12 上。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的過程和方法可以使得與可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110相聯(lián) 的部件和系統(tǒng)能夠基于從調(diào)節(jié)接口 120接收的操作員提供的控制信號自定和調(diào)節(jié)可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的位置。特別地，控制器112能夠從調(diào)節(jié)接口 120接收控制信號，并且 基于來自調(diào)節(jié)接口 120的控制信號產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的位置的指令 信號。圖5提供了描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于調(diào)節(jié)可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的位置 的方法的流程圖500。如圖5所示，該方法可以從接收指示操作員與調(diào)節(jié)模塊120交互的數(shù)據(jù)開始(步 驟510)。特別地，當(dāng)操作員與調(diào)節(jié)模塊120交互以例如調(diào)節(jié)可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的 位置時(shí)，調(diào)節(jié)模塊120可以產(chǎn)生指示操作員交互的信號。通信地聯(lián)接到調(diào)節(jié)模塊120的控 制器112可以從調(diào)節(jié)模塊120接收這些信號。在一些情況中，指示操作員與調(diào)節(jié)模塊120交互的數(shù)據(jù)可以包括對應(yīng)于具體操作 員調(diào)節(jié)指示的數(shù)據(jù)。即，指示操作員交互的數(shù)據(jù)可以包括操作員與關(guān)聯(lián)于調(diào)節(jié)模塊120的 方向操縱桿的交互，其可以指示操作員用于豎直、水平和/或轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)可電動調(diào)節(jié)的控制 接口 110的位置的指令。例如，與關(guān)聯(lián)于調(diào)節(jié)模塊120的方向操縱桿的向前/向后交互可以 與用于水平調(diào)節(jié)可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的位置的操作員指令相關(guān)聯(lián)(即，使可電動調(diào) 節(jié)的控制接口 110向前和向后運(yùn)動)。替代地，與關(guān)聯(lián)于調(diào)節(jié)模塊120的方向操縱桿的側(cè)對 側(cè)交互可以與用于豎直調(diào)節(jié)可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的位置的操作員指令對應(yīng)(即，提 升/降低可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110)。在另一種替代方式中，與關(guān)聯(lián)于調(diào)節(jié)模塊120的方 向操縱桿的轉(zhuǎn)動交互(即，“抓取和轉(zhuǎn)動”交互)可以與用于使可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110 圍繞預(yù)定的轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動的操作員指令對應(yīng)。作為具體操作員指示的替代或者除了具體操作員指示之外，指示操作員交互的數(shù) 據(jù)可以包括通用操作指示。通用操作指示可以包括操作員與關(guān)聯(lián)于調(diào)節(jié)模塊120的“熱鍵” 按鈕的交互。這種通用操作指示可以包括用于自動調(diào)節(jié)可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的位置 到缺省位置的指令。例如，操作員可以通過與關(guān)聯(lián)于調(diào)節(jié)模塊120的第一“熱鍵”按鈕交互 而產(chǎn)生用于使可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110運(yùn)動到“原始”(例如完全縮回)位置的指令。替 代地或附加地，操作員可以通過執(zhí)行與調(diào)節(jié)模塊120相聯(lián)的第二“熱鍵”按鈕來產(chǎn)生用于檢 索之前由操作者儲存的自定位置設(shè)置的指令?？梢韵氲?，可以在不指示操作員與調(diào)節(jié)模塊120交互的情況下執(zhí)行用于檢索特定 的自定操作員設(shè)置的指令。例如，控制器112能夠檢測由操作員提供的識別碼，識別碼適于 識別操作員并且檢索與操作員相關(guān)聯(lián)的任何自定的設(shè)備設(shè)置。識別碼可以由機(jī)械的操作員 例如通過在與機(jī)械100相聯(lián)的交互顯示控制臺(未示出)處輸入操作員指定的密碼來提{共。替代地，控制器112能夠自動檢測與操作員相關(guān)聯(lián)的識別碼。例如，控制器112能 夠廣播RFID檢測信號，以檢測在圍繞控制器的區(qū)域中的RFID裝置，例如RFID裝置可以位 于操作員ID標(biāo)記或手機(jī)中。如果響應(yīng)于RFID檢測信號檢測到任何RFID裝置，控制器112 可以接收RFID反饋信號?？刂破?12可以通信地聯(lián)接到操作員數(shù)據(jù)庫，并且可以在接收到 RFID反饋信號時(shí)自動定位和檢索來自操作員的自定操作員設(shè)置。在接收到指示操作員與調(diào)節(jié)模塊120交互的數(shù)據(jù)時(shí)，控制器112可以響應(yīng)于接收 到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的位置的指令信號(步驟520)。例如， 控制器112可以處理指示操作員與調(diào)節(jié)模塊120交互的數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生用于操作一個(gè)或多 個(gè)電動馬達(dá)12h、122b的一個(gè)或多個(gè)指令信號。根據(jù)一種示例性實(shí)施方式，控制器112能夠檢測指示操作員與調(diào)節(jié)模塊120交互的數(shù)據(jù)的水平和豎直分量，并且提供用于分別操作 相應(yīng)的電動馬達(dá)12h、122b的不同的控制信號。水平調(diào)節(jié)組件115和豎直調(diào)節(jié)組件116分別可以檢測來自控制器112的用于調(diào)節(jié) 可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的位置的指令信號(步驟530)。根據(jù)一種示例性實(shí)施方式，與 水平和豎直調(diào)節(jié)組件115、116相聯(lián)的電動馬達(dá)122a、122b分別可以通信地聯(lián)接到控制器 112并且能夠接收來自控制器112的位置調(diào)節(jié)指令信號。電動馬達(dá)122a、122b均能夠響應(yīng) 于接收到的指令信號的相應(yīng)水平和豎直分量操作(步驟M0)，由此響應(yīng)于操作員指令信號 調(diào)節(jié)相應(yīng)的水平和豎直調(diào)節(jié)組件115、116的位置。可以想到，附加的、更少的和/或不同的步驟可以作為方法的一部分來執(zhí)行，用于 調(diào)節(jié)上面討論和圖示的可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的位置。例如，該方法可以包括用于響 應(yīng)于操作員指令記錄與可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110相關(guān)的自定參數(shù)的步驟，所述自定參數(shù) 例如是可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的當(dāng)前水平和/或豎直位置。替代地或附加地，該方法 可以包括用于從與控制器112相聯(lián)的存儲器檢索自定參數(shù)并且根據(jù)自定參數(shù)自動調(diào)節(jié)可 電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的單獨(dú)步驟。因此，上面討論和圖示的用于調(diào)節(jié)可電動調(diào)節(jié)的控 制接口 110的位置的方法僅僅是示例性的，而非限制性的。工業(yè)實(shí)用性這里公開和描述的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可電動調(diào)節(jié)的控制接口使得設(shè)備操作 員能夠使用電動輔助的驅(qū)動部件來調(diào)節(jié)控制臺控制器的位置，而不必依賴于易于磨損且操 作起來笨重的可手動調(diào)節(jié)的機(jī)構(gòu)。此外，這里公開的可電動調(diào)節(jié)的控制接口包括用于分別 調(diào)節(jié)控制接口的水平和豎直位置的部件。因此，這里公開的可電動調(diào)節(jié)的控制接口可以應(yīng) 用于任何希望提供動力輔助的控制臺位置調(diào)節(jié)能力和/或能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)控制臺位置的水 平和豎直位置的機(jī)械。雖然這類描述和圖示的具體公開的實(shí)施方式與自動平地機(jī)相關(guān)，但 它們可以應(yīng)用于希望實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)的控制接口的任何機(jī)械。這里公開的可電動調(diào)節(jié)的控制接口可以具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。特別地，可電動調(diào)節(jié)的控 制接口 110可以向操作員提供與控制操作員控制臺的位置相關(guān)的更高的靈活性。例如，可 電動調(diào)節(jié)的控制接口 Iio包括單獨(dú)的水平和豎直調(diào)節(jié)組件115、116，水平和豎直調(diào)節(jié)組件 115、116包括可以通過控制器112獨(dú)立操作的不同驅(qū)動機(jī)構(gòu)。通過提供不同的、可獨(dú)立控制 的驅(qū)動組件，可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的水平和豎直位置可以在不需要對另一者進(jìn)行相 應(yīng)的調(diào)節(jié)的情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，與具有需要同時(shí)調(diào)節(jié)水平和豎直位置的通用水平和豎 直驅(qū)動系統(tǒng)的傳統(tǒng)控制臺調(diào)節(jié)方案相比，這里公開的可電動調(diào)節(jié)的控制接口的靈活性得以 增加。此外，這里描述的可電動調(diào)節(jié)的控制接口提供了控制接口的動力輔助定位，降低 了對傾向于比電動部件更快地磨損的機(jī)械調(diào)節(jié)部件的需要。此外，通過使用可以比手動調(diào) 節(jié)組件以更高的精度控制的用于定位控制接口的電驅(qū)動組件，本發(fā)明公開的系統(tǒng)可以提高 操作員在自定可電動調(diào)節(jié)的控制接口 110的位置以配合他們的精確工效學(xué)要求方面的靈 活性。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)械(100)的可電動調(diào)節(jié)的控制接口(110)，包括豎直調(diào)節(jié)組件(116)，其設(shè)置成豎直支承控制盒模塊(111)并且能夠響應(yīng)于由控制器 (112)生成的豎直調(diào)節(jié)指令信號調(diào)節(jié)所述控制盒模塊的豎直位置；和水平調(diào)節(jié)組件(115)，其聯(lián)接到所述控制盒模塊并且能夠響應(yīng)于由所述控制器生成的 水平調(diào)節(jié)指令信號調(diào)節(jié)所述控制盒模塊的水平位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可電動調(diào)節(jié)的控制接口，其中，所述豎直調(diào)節(jié)組件或所述水 平調(diào)節(jié)組件中的至少一個(gè)包括用于調(diào)節(jié)所述控制盒模塊的位置的齒條齒輪機(jī)構(gòu)的至少一 部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可電動調(diào)節(jié)的控制接口，其中，所述豎直調(diào)節(jié)組件或所述水 平調(diào)節(jié)組件的至少一個(gè)包括用于調(diào)節(jié)所述控制盒模塊的位置的螺桿式機(jī)構(gòu)的至少一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可電動調(diào)節(jié)的控制接口，其中，所述控制盒模塊包括扶臂式 組件(Illa)0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可電動調(diào)節(jié)的控制接口，其中，所述控制盒模塊包括通信地 聯(lián)接到所述控制器的調(diào)節(jié)模塊(113)，所述調(diào)節(jié)模塊能夠接收來自所述機(jī)械的操作員的豎直調(diào)節(jié)輸入和水平調(diào)節(jié)輸入的至少一個(gè)；以及 向所述控制器提供所述豎直調(diào)節(jié)輸入和所述水平調(diào)節(jié)輸入的至少一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可電動調(diào)節(jié)的控制接口，其中，所述控制盒模塊包括操縱桿 (118)，所述操縱桿通信地聯(lián)接到所述控制器并且能夠接收用于控制所述機(jī)械的運(yùn)行情況 的操作員輸入。
7.一種調(diào)節(jié)用于機(jī)械(100)的控制接口(108)的方法，包括通過與所述控制接口相聯(lián)的控制器(11 生成用于調(diào)節(jié)控制盒模塊(111)的位置的控 制信號；通過與所述控制接口相聯(lián)的豎直調(diào)節(jié)組件(116)檢測與所述控制信號相關(guān)聯(lián)的豎直 調(diào)節(jié)指令信號；通過所述豎直調(diào)節(jié)組件調(diào)節(jié)所述控制盒模塊的豎直位置；通過與所述控制接口相聯(lián)的水平調(diào)節(jié)組件(11 檢測與所述控制信號相關(guān)聯(lián)的水平 調(diào)節(jié)指令信號；并且通過所述水平調(diào)節(jié)組件調(diào)節(jié)所述控制盒模塊的水平位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，生成所述控制信號包括 識別機(jī)械操作員；檢索與所識別的機(jī)械操作員相關(guān)聯(lián)的所述控制盒模塊的已存儲缺省位置； 基于所述已存儲缺省位置自動生成所述控制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，識別所述機(jī)械操作員包括 接收與所述機(jī)械操作員相關(guān)聯(lián)的識別碼；并且將所接收的識別碼與存儲在操作員數(shù)據(jù)庫中的多個(gè)識別碼進(jìn)行比較。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，接收所述識別碼包括經(jīng)由交互顯示界面提示所 述機(jī)械操作員輸入操作員密碼。
全文摘要
一種用于機(jī)械(100)的可電動調(diào)節(jié)的控制接口(110)，包括設(shè)置成豎直支承控制盒模塊(111)的豎直調(diào)節(jié)組件(116)。豎直調(diào)節(jié)組件能夠響應(yīng)于由控制器(112)生成的豎直調(diào)節(jié)指令信號調(diào)節(jié)所述控制盒模塊的豎直位置?？呻妱诱{(diào)節(jié)的控制接口還包括聯(lián)接到所述控制盒模塊的水平調(diào)節(jié)組件(115)。水平調(diào)節(jié)組件能夠響應(yīng)于由所述控制器生成的水平調(diào)節(jié)指令信號調(diào)節(jié)所述控制盒模塊的水平位置。
文檔編號E02F9/20GK102144066SQ200980134415
公開日2011年8月3日 申請日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
發(fā)明者A·R·迪希昂, B·E·科佩蘭德, J·L·麥克林托克, P·A·普里奧爾 申請人:卡特彼勒公司