[發明專利]提供機器狀態反饋的作業車輛磁流變流體操縱桿系統

在審

• 申請號: 202110326521.6
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113589877A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: A·R·肯克爾;T·F·威爾德;M·E·布魯茨曼;J·M·司藤奧伊施;M·西巴伊
• 申請（專利權）人: 迪爾公司
• 主分類號: G05G1/04
• 分類號: G05G1/04;F16F9/53;E02F9/20
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 韓中領;王小東

本公開涉及提供機器狀態反饋的作業車輛磁流變流體操縱桿系統。具體地，作業車輛磁流變流體(MRF)操縱桿系統的實施方式包括：操縱桿裝置、MRF操縱桿阻力機構、控制器架構以及作業車輛傳感器，該作業車輛傳感器被配置成，提供指示與作業車輛有關的操作參數的傳感器數據。該MRF操縱桿阻力機構能夠被控制以改變MRF阻力，該MRF阻力抵抗操縱桿裝置中所包括的操縱桿相對于該操縱桿裝置的基殼的移動。該控制器架構被配置成進行如下操作：(i)利用傳感器數據來監測操作參數的變化；以及(ii)通過至少部分地基于操作參數的變化，選擇性地命令MRF操縱桿阻力機構對阻礙操縱桿移動的MRF阻力進行調節，來通過操縱桿裝置提供指示操作參數的觸覺反饋。

相關申請的交叉引用

本申請要求2020年5月1日向美國專利商標局提交的美國臨時申請No. 63/019,083的優先權。

技術領域

本公開涉及磁流變流體(MRF：magnetorheological fluid)操縱桿(joystick)系統，該MRF操縱桿系統選擇性地改變操縱桿阻力，以提供指示作業車輛的被監測的 操作參數或機器狀態的反饋。

背景技術

操縱桿裝置通常用于控制在建筑、農業、林業以及采礦業內采用的作業車輛的各個操作方面。例如，對于配備有動臂(boom)組件的作業車輛的情況來說，操作員 可以利用一個或更多個操縱桿裝置來控制動臂組件移動，并因此控制被安裝至動臂組 件的外部終端的工具或機具(implement)的移動。具有這種經操縱桿控制的動臂組 件的作業車輛的常見示例包括：挖掘機(excavator)、伐木歸堆機(feller buncher)、 集材機(skidder)、拖拉機(可以在該拖拉機上安裝模塊化前端裝載機(loader)和反 鏟(backhoe)附件)、拖拉機裝載機、輪式裝載機以及各種緊湊型裝載機。類似地， 對于推土機(dozer)、機動平地機(motor grader)以及配備有運土鏟(earth-moving blade) 的其它作業車輛的情況來說，操作員可以利用一個或更多個操縱桿來控制鏟的移動和 定位。在機動平地機、推土機以及諸如滑移裝載機(skid steer loader)的某些裝載機 的情況下，操縱桿裝置通常也用于操縱或以其它方式控制作業車輛底盤的定向移動。 鑒于作業車輛內的操縱桿裝置的普及，再結合作業車輛經常工作于的相對具有挑戰性 的動態環境，不斷需要改進作業車輛操縱桿系統的設計和功能，特別是達到這種進步 可以提高作業車輛操作的安全性和效率的程度。

發明內容

公開了一種供在作業車輛上使用的作業車輛磁流變流體(MRF)操縱桿系統。在 實施方式中，該作業車輛MRF操縱桿系統包括：操縱桿裝置、MRF操縱桿阻力機構、 控制器架構以及作業車輛傳感器，該作業車輛傳感器被配置成，提供指示與作業車輛 有關的操作參數的傳感器數據。該操縱桿裝置又包括：基殼、可移動地安裝至基殼的 操縱桿以及操縱桿位置傳感器，該操縱桿位置傳感器被配置成，對操縱桿相對于基殼 的移動進行監測。該MRF操縱桿阻力機構能夠被控制以改變MRF阻力，該MRF阻 力抑制或抵抗操縱桿沿至少一個自由度(DOF：degree of freedom)相對于基殼的移 動。該控制器架構聯接至操縱桿位置傳感器、作業車輛傳感器以及MRF操縱桿阻力 機構。該控制器架構被配置成，進行如下操作：(i)利用傳感器數據來監測操作參數 的變化；以及(ii)通過至少部分地基于操作參數的變化，選擇性地命令MRF操縱 桿阻力機構對MRF阻力進行調節，來通過操縱桿裝置提供指示操作參數的觸覺反饋。