專利名稱：用于動力機(jī)械的自動控制模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括自動控制模塊的控制組件。在圖示的實(shí)施方式中，自動控制 模塊構(gòu)造為從傳感器接收輸入信號，并產(chǎn)生通用控制信號，通用控制信號可以由具有不同 的控制配置的不同的機(jī)械控制器處理，以為動力機(jī)械的一個(gè)或多個(gè)部件產(chǎn)生指定裝置的控 制信號。在一種實(shí)施方式中，通用控制信號通過包括連接器插頭和插座的連接組件傳遞至 動力機(jī)械上的機(jī)械控制器。在另一個(gè)實(shí)施方式中，通用控制信號通過無線接口傳遞。機(jī)械 控制器處理通用控制信號，并輸出指定裝置的控制信號，以操作動力機(jī)械機(jī)載的不同裝置。


圖1為包括與機(jī)械控制器交互的操作人員控制裝置的動力機(jī)械的圖示。
圖2為包括自動機(jī)械控制裝置的動力機(jī)械的控制組件的示意圖。 圖3為包括自動控制模塊和耦接至提升臂的傳感器動力機(jī)械的提升臂的示意圖。 圖4為自動控制裝置的自動控制模塊的無線接口的示意圖。 圖5為圖示用于實(shí)現(xiàn)自動控制裝置的實(shí)施方式的流程圖。 圖6為通過控制器局域網(wǎng)(CAN)連接至機(jī)械控制器或部件的自動控制裝置模塊或 組件的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本應(yīng)用公開了在圖1中所示類型的動力機(jī)械100上可執(zhí)行的控制應(yīng)用或組件的實(shí) 施方式。圖1中所示的動力機(jī)械100為包括鏟斗附件的滑動行進(jìn)裝載機(jī)，然而，在此描述的 控制系統(tǒng)的應(yīng)用不限于滑動行進(jìn)裝載機(jī)或圖1中所示的特定的滑動行進(jìn)裝載機(jī)。例如，其 它器具或工具可以連接至不同的動力機(jī)械或車輛，經(jīng)過在此描述的控制系統(tǒng)的實(shí)施方式來 控制。 如圖1所示，圖示的動力機(jī)械100包括提升臂組件102，其在圖示的實(shí)施方式中支 撐鏟斗104。提升臂組件102包括多個(gè)提升臂105(圖1中僅一個(gè)提升臂可見)，以抬升和 降低伊斗104或其它附件。提升臂組件102的提升臂105經(jīng)由提升油缸106或其它致動裝 置液壓抬升和降低。鏟斗104或其它附件樞轉(zhuǎn)地連接至提升臂105，以相對于提升臂105調(diào) 節(jié)鏟斗或附件的方位或傾角。方位或傾角經(jīng)過有一個(gè)或多個(gè)擺缸108或其它致動裝置的操作進(jìn)行調(diào)節(jié)。提升和擺缸106U08的操作經(jīng)由圖1中示意性地示出的提升臂控制電路110
控制。提升臂電路iio通過各種閥或本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的其它液壓線路控制至液壓缸
106、 108的液壓流。 如圖1所示，圖示的動力機(jī)械或車輛100包括相對于車輛的本體或框架114支撐 的駕駛室112。駕駛室112包括經(jīng)由各種操作控制裝置116(示意性地圖示)以驅(qū)動或操作 車輛。操作控制裝置116包括提升/傾斜操作控制裝置120，用于抬升、降低和/或定向鏟 斗或其它附件以及驅(qū)動控制裝置112，以告知?jiǎng)恿C(jī)械或車輛通過車輪124進(jìn)行正向、反向 或行駛運(yùn)動。圖示性地，操作人員控制裝置116包括各種控制桿、按鈕或操縱桿裝置，以輸 入命令，控制動力機(jī)械或車輛的提升、驅(qū)動或其它功能。 如圖1所示，來自操作人員控制裝置116的輸入提供至機(jī)械控制器126。機(jī)械控制 器126處理來自操作人員控制裝置116的輸入，以操作動力機(jī)械的提升臂組件和驅(qū)動功能。 特別地，機(jī)械控制器126向驅(qū)動控制電路130提供輸入，以告知?jiǎng)恿C(jī)械或車輛進(jìn)行正向、 反向或行駛運(yùn)動，并向提升臂控制電路110提供輸入，以抬升/降低或定向鏟斗104或其它 附件。 圖2圖示了圖1所示類型的車輛的控制組件的實(shí)施方式。雖然圖1所示的動力機(jī) 械為輪式車輛，當(dāng)不限于用于輪式車輛，并且在此公開的實(shí)施方式可以適合履帶車輛或本 領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解的其它車輛。 如圖2所示，控制組件140包括操作人員和自動控制部件，以提供動力機(jī)械或車輛 的自動的和用戶操作的控制裝置。在圖示的實(shí)施方式中，控制組件140包括驅(qū)動控制部件 142和提升臂控制部件144。驅(qū)動控制部件142通過驅(qū)動控制電路130操作左驅(qū)動馬達(dá)14 和右驅(qū)動馬達(dá)146。在圖示的實(shí)施方式中，左、右驅(qū)動馬達(dá)145， 146為靜液力馬達(dá)，驅(qū)動控制 電路130包括各種閥和部件，其向左、右驅(qū)動馬達(dá)145U46提供液壓流體流動，以響應(yīng)于由 驅(qū)動控制部件142產(chǎn)生的驅(qū)動信號148來驅(qū)動和操縱動力機(jī)械。 提升臂控制部件144通過提升臂控制電路110操作提升缸和擺缸106、108。圖示 性地，控制電路110包括多種閥和部件，其向提升缸和擺缸106U08提供液壓流體流動，以 抬升、降低或傾斜連接至提升臂組件102的器具或工具。響應(yīng)于由提升臂控制部件144產(chǎn) 生的臂控制信號150來控制液壓流體流動。 如前所述，機(jī)械控制器126接收來自操作人員控制裝置116的輸入。在圖示的實(shí) 施方式中，驅(qū)動控制輸入122由驅(qū)動控制部件142處理，以產(chǎn)生驅(qū)動信號148，激勵(lì)左、右驅(qū) 動馬達(dá)145、146，以進(jìn)行正向、反向或行駛運(yùn)動。提升/傾斜控制輸入120由提升臂控制部 件144處理，以產(chǎn)生臂控制信號150，以操作提升和傾斜功能。提升臂控制部件144被編程， 以包括特定控制參數(shù)，如需要多大電流移動液壓缸106、108指定的距離。提升臂控制部件 144利用這些裝置的具體參數(shù)產(chǎn)生臂控制信號150。 如圖所示，在圖示的實(shí)施方式中，機(jī)械控制器126還利用來自自動控制組件160的 輸入以操作動力機(jī)械。在圖示的實(shí)施方式中，自動控制組件160包括自動控制模塊162，其 如圖所示，構(gòu)造接收來自所示的一個(gè)或多個(gè)傳感器164的輸入。在圖示的實(shí)施方式中，自動 控制模塊162基于來自一個(gè)或多個(gè)傳感器164的輸入產(chǎn)生通用信號166。通用控制信號166 傳遞至機(jī)械控制器126，以產(chǎn)生裝置具體控制信號。 圖示性地，傳感器164包括激光接收器或其它傳感裝置，其提供電信號，以相對于參考位置定位動力機(jī)械或動力機(jī)械上的部件的位置。為了提供提升臂組件102的自動控 制，通用信號166傳遞至提升臂控制部件144。提升臂控制部件144采用編程的裝置參數(shù)產(chǎn) 生裝置具體控制信號。 因此如同所描述的那樣，通用信號166適合用于不同的控制部件和電路，因此可 以適合用在具有不同的控制結(jié)構(gòu)的機(jī)械上。在圖示的實(shí)施方式中，由自動控制模塊162產(chǎn) 生的通用信號166包括位置信號，其用來產(chǎn)生裝置具體控制信號，以響應(yīng)于來自傳感器164 的定位輸入啟動或激勵(lì)機(jī)載裝置(如，液壓缸106、 108)。 如圖所示，在圖2中，可以基于通過操作人員控制裝置116的用戶輸入和/或基于 通過自動控制模塊162的傳感器輸入以操作該機(jī)械。在圖示的實(shí)施方式中，操作人員控制 裝置116包括控制選擇器168，以允許操作人員選擇基于用戶的控制或自動控制。圖示性 地，控制選擇器168可以為撥動開關(guān)或允許用戶在用戶控制或自動控制之間切換。
圖3圖示了自動控制組件的實(shí)施方式。在圖示的實(shí)施方式中，自動控制模塊162 連接至動力機(jī)械的提升臂105，并接收來自耦接至提升臂105或附件(如，鏟斗104)的一個(gè) 或多個(gè)傳感器164的輸入。所述一個(gè)或多個(gè)傳感器164連接至提升臂105或附件，以向提 升臂105或附件提供位置信息。 如前所述，來自一個(gè)或多個(gè)傳感器164的輸入由自動控制模塊162處理，以產(chǎn)生通 用控制信號166。如前所述，通用控制信號166傳遞至機(jī)械控制器126，以控制動力機(jī)械的 功能，例如提升和傾斜功能。在所示的實(shí)施方式中，自動控制模塊1162可拆卸地連接至提 升臂。傳感器遠(yuǎn)離自動控制模塊162安裝，并經(jīng)由電線電連接至自動控制模塊162。
在圖3所示的實(shí)施方式中，自動控制模塊162通過連接器組件170連接至一個(gè)或 多個(gè)機(jī)械控制器126。連接器組件170包括電纜172和連接器插頭174，連接器插頭174能 夠插入電插座或端口 176中，以將自動控制模塊162可移除地連接至機(jī)械控制器126。在 圖示的實(shí)施方式中，電纜172和連接器插頭174連接至自動控制模塊162，連接器插頭174 插入經(jīng)由支架或支撐裝置178連接至動力機(jī)械的插座176。插座176電連接至機(jī)械控制器 126，以當(dāng)連接器插頭174插入插座176中時(shí)在自動控制模塊162和機(jī)械控制器126之間提 供電連接。 可替換地，自動控制模塊162包括插座176，自動控制模塊162經(jīng)由動力機(jī)械"機(jī) 載(on-board)"的電纜(未示出)電連接至機(jī)械控制器126，以如前所述提供至機(jī)械控制器 126的電連接。 在圖4中圖示的另一個(gè)實(shí)施方式中，自動控制模塊162經(jīng)由無線接口電連接至機(jī) 械控制器126。在示出的實(shí)施方式中，自動控制模塊162包括無線通信裝置180，其構(gòu)造為 與動力機(jī)械"機(jī)載"的無線通信裝置182交互或?qū)υ挕?無線通信裝置180、 182通過公知的通信協(xié)議無線傳輸和接收數(shù)據(jù)或信息。在示出 的實(shí)施方式中，連接至自動控制模塊162的無線通信裝置180將通用控制信號166傳遞至 連接至機(jī)械控制器126的無線通信裝置182。機(jī)械控制器126接收通用控制信號166并產(chǎn) 生裝置控制信號，以操作動力機(jī)械機(jī)載的裝置或馬達(dá)。 在可替換的實(shí)施方式中，無線通信部件180與自動控制模塊162分離，并電連接至 自動控制模塊162，用于使用。類似地，無線通信裝置182可以為機(jī)械控制器126的整體部 件或分離連接的。
圖5為自動控制組件的圖示出的實(shí)施方式的流程圖。如圖所示，在步驟184中，自 動控制模塊162連接至動力機(jī)械，以提供自動控制。自動控制模塊162可以經(jīng)由安裝支架 (圖5中未示出)如圖3中所圖示的那樣連接至一個(gè)或多個(gè)提升臂。傳感器164連接至自 動控制模塊162，以提供如所描述的位置輸入。傳感器164可以在自動控制模塊162的附件 之前或之后連接至動力機(jī)械。 在圖5中的步驟186中，自動控制模塊162能夠執(zhí)行自動控制。在圖示的實(shí)施方 式中，自動控制模塊電連接至機(jī)械控制器126，以傳遞和/或接收如所描述的數(shù)據(jù)。在圖示 的實(shí)施方式中，自動控制模塊162通過將連接器插頭174插入插座176中或經(jīng)由無線接口 而電連接至機(jī)械控制器12。隨后，如先前在圖2中圖示的那樣，經(jīng)由控制選擇器1168能夠 進(jìn)行自動控制。 圖6示意性地圖示了包括自動控制模塊162的自動控制組件的實(shí)施方式，該自動 控制模塊162通過控制器局域網(wǎng)(CAN)實(shí)現(xiàn)。在圖示的實(shí)施方式中，自動控制模塊162連接 至控制器局域網(wǎng)總線190，以在CAN總線190上與機(jī)械控制器126進(jìn)行通信。如圖所示，來 自操作人員控制裝置116還通過CAN總線190經(jīng)由操作人員控制裝置部件192傳遞至機(jī)械 控制器126。圖示的機(jī)械控制器126接收來自操作人員控制裝置116或自動控制模塊162 的輸入，并輸出控制信號，以操作動力機(jī)械的致動裝置106、 108、 145、 146或其它裝置。
雖然示出了特定的機(jī)械控制器，并不限于用于與示出的該特定的機(jī)械控制器126 進(jìn)行交互，可以用其它實(shí)施方式來完成本發(fā)明的實(shí)施方式。 雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到，在不偏 離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以在形式和細(xì)節(jié)方面進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
一種用于動力機(jī)械的附件，包括自動控制模塊，構(gòu)造為接收來自至少一個(gè)傳感器的輸入信號，并產(chǎn)生通用控制信號，所述通用控制信號由具有不同的控制配置的不同的機(jī)械控制器處理，以為所述動力機(jī)械的一個(gè)或多個(gè)部件產(chǎn)生裝置控制信號；和電接口，構(gòu)造為向所述不同的機(jī)械控制器中的至少一個(gè)傳遞所述通用信號，所述機(jī)械控制器利用所述通用控制信號產(chǎn)生所述裝置控制信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的附件，其中所述電接口包括連接器組件，包括電纜和連接器插頭，所述連接器組件構(gòu)造為在所述附件和所述至少 一個(gè)機(jī)械控制器之間提供電連接，以向所述至少一個(gè)機(jī)械控制器傳遞所述通用控制信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的附件，其中所述連接器插頭和電纜連接至所述附件，并且所 述連接器插頭能夠插入所述動力機(jī)械上的插座。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的附件，其中所述附件能夠可拆卸地連接至所述動力機(jī)械。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的附件，其中所述通用控制信號包括對應(yīng)于所述動力機(jī)械的 一個(gè)或多個(gè)部件中的一個(gè)的參考位置的位置信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的附件，其中所述裝置控制信號被所述至少一個(gè)機(jī)械控制器 利用，用來啟動所述動力機(jī)械上的裝置或馬達(dá)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的附件，其中所述裝置控制信號為響應(yīng)于所述通用控制信號 啟動至少一個(gè)液壓缸的液壓控制信號。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的附件，其中所述電接口包括無線接口。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的附件，包括連接至所述自動控制模塊的至少一個(gè)傳感器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的附件，其中所述至少一個(gè)傳感器為激光接收器。
11. 一種用于動力機(jī)械的控制組件，包括自動控制模塊，構(gòu)造為接收來自至少一個(gè)傳感器的輸入信號，并基于所述輸入信號產(chǎn) 生輸出信號；禾口連接器組件，包括電纜和連接器插頭，所述連接器組件構(gòu)造為在所述自動控制模塊和 至少一個(gè)機(jī)械控制器之間提供電連接，以向所述至少一個(gè)機(jī)械控制器傳遞所述輸出信號， 所述至少一個(gè)機(jī)械控制器連接至所述動力機(jī)械上的一個(gè)或多個(gè)致動裝置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的控制組件，其中所述電纜連接至所述自動控制模塊，并且 所述連接器插頭能夠插入所述動力機(jī)械上的插座。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的控制組件，其中所述至少一個(gè)機(jī)械控制器接收來自操作 人員控制裝置的輸入，并包括用于選擇自動控制或用戶控制的選擇器裝置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制組件，其中所述至少一個(gè)機(jī)械控制器接收來自所述 自動控制模塊的輸出信號，并產(chǎn)生裝置控制信號，以啟動所述動力機(jī)械上的裝置或馬達(dá)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的控制組件，其中所述至少一個(gè)機(jī)械控制器接收來自所述 自動控制模塊的輸出信號，并為液壓致動器或馬達(dá)產(chǎn)生液壓控制信號。
16. —種用于動力機(jī)械的控制組件，包括自動控制模塊，構(gòu)造為接收來自至少一個(gè)傳感器的輸入信號，并基于所述輸入信號產(chǎn) 生輸出信號；禾口無線通信裝置，構(gòu)造為將所述輸出信號無線傳遞至至少一個(gè)機(jī)械控制器，所述至少一個(gè)機(jī)械控制器連接至所述動力機(jī)械上的一個(gè)或多個(gè)致動裝置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制組件，其中所述自動控制模塊構(gòu)造為接收輸入信號， 并產(chǎn)生對應(yīng)于所述動力機(jī)械的一部分或部件的位置的位置信號。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的控制組件，其中所述無線通信裝置將所述位置信號傳遞 至所述至少一個(gè)機(jī)械控制器，以產(chǎn)生液壓控制信號。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制組件，包括電連接至所述自動控制模塊的至少一個(gè) 位置傳感器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制組件，其中所述自動控制模塊能夠可拆卸地連接至 所述動力機(jī)械。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動控制模塊(162)，其構(gòu)造為從傳感器(164)接收輸入信號，并產(chǎn)生通用控制信號(166)，通用控制信號(166)可以由具有不同的控制配置的不同的機(jī)械控制器(126)處理。在一種實(shí)施方式中，通用控制信號(166)通過包括連接器插頭(174)和插座(176)的連接組件傳遞至動力機(jī)械上的機(jī)械控制器(126)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，通用控制信號通過無線接口傳遞。機(jī)械控制器處理通用控制信號(166)，并輸出裝置控制信號，以操作動力機(jī)械“機(jī)載”的不同裝置。
文檔編號G05B19/042GK101784729SQ200880103658
公開日2010年7月21日 申請日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日
發(fā)明者詹森·A·奧斯本 申請人:克拉克設(shè)備公司