[发明专利]具有人体工程学特征的机器操纵杆

说明书

一种用于执行具有作业工具的机器的控制功能的输入装置可包括：安装在操作员座椅的左扶手上的左操纵杆，以及安装在操作员座椅的右扶手上的右操纵杆。左操纵杆和右操纵杆中的每一个可包括：基部，被配置成顺应操作员的手并至少部分地支撑操作员的手；从基部延伸的手柄，手柄的近端连接到基部，手柄的远端支撑操纵杆的头部。操纵杆的头部可包括前表面，该前表面包括可配置的面板。该可配置的面板可包括一对升档和降档按钮中的一个或辊，该升档和降档按钮中的一个或辊被配置成分别执行该机器的变速器的离散的或连续可变的换档中的一个。手柄可包括在手柄的远端处的拇指搁置区域，该拇指搁置区域过渡到操纵杆的头部中。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于机器的操纵杆，并且更具体地涉及一种具有改进的人体工程学特征的机器操纵杆。

背景技术

一些运土机器，例如推土机、自动平地机、轮式装载机和扫雪机，具有用于推动或携带物料的前置式作业工具，例如叶片、铲斗或犁。这些作业工具可以围绕大致垂直于作业工具的第一水平轴线倾斜(即，与行进方向对齐)，围绕大致平行于该作业工具的第二水平轴线倾斜，并且相对于地面升高。倾斜可以通过伸出位于作业工具的第一侧的液压缸，同时缩回位于作业工具的相对侧的液压缸来实现。俯仰可以通过使两个液压缸同时沿相同方向伸出或缩回来实现。作业工具的提升可以通过单独的提升缸的延伸来完成。现有的液压系统利用输入装置的不同组合来调节倾斜、俯仰和提升操作。移动车辆移动的主操作员输入包括变速器方向(前进、空档或后退)、变速器速度设置、转向方向和幅度、发动机转速和行车制动器的应用。因为有多个输入要控制，所以这些输入通常需要机器的操作员使用双手和双脚。在一些现有的推土机中，将变速器方向、变速器速度设置以及转向方向和幅度组合成左操纵杆。对于高怠速机器，例如推土机，当减慢机器的行进速度时，经常使用右脚踏板来使发动机速度从高怠速向完全减速的发动机速度减速。左脚踏板通常与右脚踏板结合使用，左脚踏板控制机器的行车制动器。

当机器可以由机器上的操作员控制，或者被远程地控制，例如由手持的或由身体背带支撑的便携式控制台控制，或者由模拟机器内部环境的远程操作员站控制，在一些实现方式中，可以有两个操纵杆，左操纵杆用于控制变速器速度设置和转向，右操纵杆用于控制叶片或其他作业工具。在具有远程控制台的一些实现方式中，操作员必须用双手并且没有脚踏板来控制机器的所有功能。左操纵杆可以具有两个或更多个控制轴线，其中左—右轴线用于转向方向和幅度，并且前—后轴线用于设置变速器方向。操纵杆也可以具有可以绕其旋转的垂直轴线，操纵杆绕垂直轴线的旋转导致对变速器速度设置的改变。传统的远程控制台可包括由操作员使用的指尖控制的踏板来代替减速器脚踏板和行车制动脚踏板。在2013年4月23日公布的授予Carlsson的美国专利第8，428，791号('791专利)中公开了一种用于作业机器的示例性远程控制系统。具体地，'791专利公开了一种用于机器的远程控制系统，该系统包括至少一个控制杆或操纵杆以及用于操作机器的不同行进和工作功能的多个按钮、杆和/或旋钮。

尽管'791专利的远程控制系统包括操纵杆和在不同模式下具有不同功能的其他输入装置，但是'791没有公开包括操纵杆的控制系统，该操纵杆具有根据本发明的操纵杆的改进的人体工程学、舒适性和可及性特征。本发明的操纵杆设计以非常具体的方式改变在传统设计中使用的每个操纵杆的形状和构造，使得使用修改后的操纵杆的操作员体验到更舒适和符合人体工程学的感觉，同时容易接近布置在操纵杆面板上的控制按钮和方向盘。所公开的操纵杆被配置成使得能够精确定位操纵杆，例如，仅使用左手的拇指向前移动操纵杆，或者仅使用指尖触摸操纵杆侧面上的平坦表面就可以在左右方向上移动操纵杆，同时轻松地访问操纵杆面板上的控件，而长时间使用操纵杆操作机器期间不会感到疲劳。

根据本发明的操纵杆设计解决了上述一个或多个需求和/或现有技术的其他问题。

发明内容