[發明專利]具有觸覺反饋的操作員交互裝置

有效

• 申請號: 201280035905.1
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN103687999A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: M·E·康茨;J·L·庫恩;R·G·梅茨格;D·E·奧爾特
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: E02F9/26
• 分類號: E02F9/26;E02F9/20
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟;尹景娟

技術領域

本發明整體上涉及操作員交互組件。具體地，本發明涉及操縱桿組件。

背景技術

機器的操作員可以根據來自操作員輸入裝置的觸覺反饋來控制執行器的精細運動。執行器的電氣致動的閥控制可能不提供操作員期待的觸覺反饋，使執行器的精細運動困難。

Bruce?Ahnafield提交的專利申請公開no.US2005/0023071A1公開了一種操縱桿操作的驅動系統，其包括具有觸覺反饋和對中特征的控制器滑動構件。該特征包括相對的彈簧，當沒有壓力施加到抓握平臺時，相對的彈簧使控制器滑動構件在滑動通道內對中。另外，隨著控制器抓握平臺并由此控制器滑動構件58在前向或后向方向上進一步運動，相對的彈簧提供觸覺反饋或阻力。

發明內容

在本發明的一方面中，一種用于機器的操作員交互組件包括基部、操作員輸入裝置、第一偏置構件、第二偏置構件和位置傳感器。操作員輸入裝置能夠操作以關于基部在第一方向上運動。第一偏置構件與基部操作地相聯，并且能夠操作以在第一位置處接觸操作員輸入裝置且抵抗操作員輸入裝置在第一方向上的運動。第二偏置構件與基部操作地相聯，并且能夠操作以在不同于第一位置的第二位置處接觸操作員輸入裝置且抵抗操作員輸入裝置在第一方向上的運動。位置傳感器能夠產生位置信號，所述位置信號用于產生機器功能控制信號。位置信號指示操作員輸入裝置位置。

在本發明的另一方面中，一種機器包括執行器、執行器控制系統、操作員交互組件和控制器。執行器致動系統能夠根據閥控制信號開始執行器的致動。操作員交互組件包括基部、操作員輸入裝置、第一偏置構件、第二偏置構件和電子位置傳感器。操作員輸入裝置能夠操作以關于基部在一方向上運動。第一偏置構件與基部操作地相聯，并且能夠操作以在第一位置處接觸操作員輸入裝置且抵抗操作員輸入裝置在第一方向上的運動。第二偏置構件與基部操作地相聯，并且能夠操作以在不同于第一位置的第二位置處接觸操作員輸入裝置且抵抗操作員輸入裝置在第一方向上的運動。電子位置傳感器能夠產生電子位置信號。電子位置信號指示操作員輸入裝置位置。控制器能夠根據電子位置信號產生閥控制信號。

在本發明的另一方面中，一種操作員交互組件包括基部、操縱桿、第一彈簧、第二彈簧和電子位置傳感器。基部包括第一彈簧座、第二彈簧座、第一彈簧支承件和第二彈簧支承件。操縱桿樞轉地連接到基部，并且能夠操作以關于基部在第一方向上從第一位置樞轉到第二位置和第三位置。操縱桿包括具有第一翼接觸表面的第一翼和具有第二翼接觸表面的第二翼。第一彈簧圍繞第一彈簧支承件盤繞并且包括第一彈簧端。當操縱桿處于第一位置時，第一彈簧端接觸第一彈簧座和第一翼接觸表面。第二彈簧圍繞第二彈簧支承件盤繞并且包括第二彈簧端。當操縱桿處于第一位置時，第二彈簧端接觸第二彈簧座并且與第二翼接觸表面相距一偏移距離。當操縱桿處于第二位置時，第二彈簧端接觸第二翼接觸表面。電子位置傳感器能夠操作以在操縱桿處于第三位置時產生指示操縱桿位置的電子位置信號，所述電子位置信號用于產生機器功能控制信號。

在本發明的另一方面中，一種校準用于操作員輸入裝置的觸覺反饋的方法包括使操作員輸入裝置在第一方向上運動、接觸第二偏置構件并且產生校準信號。操作員輸入裝置克服來自第一偏置構件的阻力關于基部從第一位置運動到第二位置。第二偏置構件在第二位置處與操作員輸入裝置接觸。第二偏置構件抵抗操作員輸入裝置在第一方向上的運動。當操作員裝置處于第二位置時，產生校準信號。

附圖說明

圖1圖示根據本發明的示例性實施方式的具有操作員交互組件的機器。

圖2圖示根據本發明的示例性實施方式的具有執行器致動系統的機器系統。

圖3A圖示操作員交互組件的示例性實施方式。

圖3B圖示圖3A中描繪的操作員交互組件的示例性實施方式的一部分。

圖3C圖示圖3A中的操作員交互組件的示例性實施方式從不同角度的示意圖。

圖4A圖示操作員交互組件的另一示例性實施方式。

圖4B圖示圖4A中描繪的操作員交互組件的示例性實施方式的一部分。

圖4C圖示圖4A中的操作員交互組件的示例性實施方式從不同角度的示意圖。

圖5描繪校準用于操作員輸入裝置的觸覺反饋的示例性方法的流程圖。

具體實施方式

現在將詳細參考具體實施方式或特征，其例子在附圖中示出。一般地，相應的附圖標記將在整個附圖中使用以指示相同或相應的部件。