手动可操作的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于操作车辆的至少一个致动器的手动可操作的控制装置，包括手动可操作的控制杆元件，其可借助于绕第一轴线和/或绕第二轴线的旋转而从默认位置位移，其中控制杆元件的相应位移的程度和/或方向可借助于传感器装置来检测。该手动可操作的控制装置还包括：至少一个具有第一驱动单元和第一输出单元的第一致动器装置，其中借助于第一致动器装置，第一轴线可以受到第一扭矩作用；以及具有第二驱动单元和第二输出单元的第二致动器装置，其中借助于第二致动器装置，第二轴线可以受到第二扭矩作用，其中第一输出单元绕第一轴线可旋转地安装，第二输出单元绕第二轴线可旋转地安装。

【技术实现步骤摘要】
手动可操作的控制装置
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的一种用于操作车辆的至少一个致动器的手动可操作的控制装置。
技术介绍
配备有多个致动器或致动器元件的车辆传统上设置有控制系统和用于控制这些致动器元件的控制元件。这种车辆的示例是叉车、拖拉机或挖掘机。这种致动器元件的示例是例如被液压地、气动地、电子地和/或机电地设计的驱动器，并且该驱动器被提供用于移动挖掘机铲斗或可控制的阀。从传感器接收信号并将控制信号传输到致动器元件的电子控制单元通常是控制系统的部件。用于主动控制致动器元件的控制元件在现有技术中已知为所谓的操纵杆、控制杆或控制杆元件，它们类似于汽车的变速杆，并且布置在车辆的驾驶室内，从而它们可以由车辆的使用者(驾驶员)手动操作。这些控制杆元件被布置成使得它们可以，例如在驾驶员的肌肉力量的帮助下，从起始位置(默认位置、中间位置)向左、右、前和/或后(可枢转地和/或可滑动地)位移。现在正在开发具有多个优点的控制装置。一方面，控制杆元件从默认位置的位移应在其方向和范围方面是可检测的。此外，将要开发一种控制系统，该控制系统能够在控制杆元件的操作期间为驾驶员提供有关可能事件的反馈和主动地支持驾驶员。另外，所有这些特征都应该在尺寸相对较小的控制装置中实现。
技术实现思路
本专利技术的目的通过一种用于操作车辆的至少一个致动器的手动可操作的控制装置来实现，该手动可操作的控制装置包括手动可操作的控制杆元件，该控制杆元件可借助于绕第一轴线和/或绕第二轴线的旋转而从默认位置可位移，其中控制杆元件的相应位移的程度和/或方向可以借助于传感器而可检测到。此外，该手动可操作的控制装置包括：至少一个具有第一驱动单元和第一输出单元的第一致动器装置，其中借助于第一致动器装置，第一轴线可以受到第一扭矩作用；以及具有第二驱动单元和第二输出单元的第二致动器装置，其中借助于第二致动器装置，第二轴线可以受到第二扭矩作用，其中第一输出单元绕第一轴线可旋转地安装，第二输出单元绕第二轴线可旋转地安装。已经证明有利的是，控制杆元件的纵向延伸部至少在控制杆元件的默认位置中被布置成垂直于第一轴线和第二轴线。第一轴线和第二轴线优选总是被布置成彼此垂直。输出单元中之一绕其旋转的轴线分别与第一轴线或第二轴线之一对齐。结果，控制装置具有整体紧凑的设计。需要很小的空间，特别是以便将致动器元件布置在控制装置的背离控制杆元件的侧面上；例如，可以在控制装置的下侧。从默认位置开始，控制杆元件可优选地在所有方向上位移。因此，控制杆元件可优选地经历绕第一轴线和/或绕第二轴线的位移，两者都是关于绕各自轴线的正旋转(对应于向前旋转)和负旋转(对应于向后旋转)。此外，优选可以进行所描述的位移的叠加。也优选可以以连续的方式进行所有上述位移运动。控制杆元件的位移的程度和/或方向可优选地借助于诸如磁传感器或霍尔传感器的传感器来检测。该传感器例如位于控制装置的背离控制杆元件的侧面。从驾驶员的角度来看，这例如是控制设备的下侧。第一致动器和/或第二致动器装置的驱动单元优选也绕与相关的输出单元相同的轴线旋转。因此，驱动单元和输出单元优选地彼此不形成斜齿轮(angulargear)。在每种情况下优选地设置包含驱动单元的马达。特别地，优选的是第一致动器装置和第二致动器装置各自形成马达/齿轮组合，其中每个都包括被设计为行星齿轮的第一输出单元或第二输出单元和被设计为电动机的第一驱动单元或第二驱动单元。该电动机优选地是扭矩电动机，这意味着它优选地在相对较低的转速下具有相对较高的扭矩。例如，电动机包括定子和转子。该电动机的公称扭矩具有例如在0.2Nm至0.5Nm的范围内的值，优选为0.3Nm。该公称扭矩对应于驱动扭矩。行星齿轮的齿轮传动比例如为5至10，优选为7。众所周知，输出扭矩可计算为驱动扭矩与齿轮传动比的乘积。利用驱动扭矩和齿轮传动比的优选值，可以实现7×0.3Nm，即2.1Nm的输出扭矩。因此，该输出扭矩可以作用在第一轴线和第二轴线上。借助于所描述的致动器装置，现在可以间接地控制控制杆元件，即通过以主动或程序化的方式控制第一轴线和第二轴线中的一个或两个，这意味着力或扭矩可以不使用驾驶员的肌肉力量而施加到控制杆元件。这种方法也称为“力反馈(forcefeedback)”。应提到的是，当提及车辆本身的上述驱动单元(用于挖掘机铲斗的马达，等)时，本申请使用术语“致动器元件”。另一方面，在本专利技术的上下文中，控制装置的驱动单元分别被称为“致动器装置”。借助于致动器装置的布置，例如可以向驾驶员提供关于可能事件的反馈，例如当致动器元件之一(挖掘机铲斗)与硬物的碰撞被另一个传感器检测到时。因此，力和/或扭矩可借助于控制装置，即借助于至少一个致动器装置而被传递到控制杆元件，这例如导致控制杆元件的振动和/或位移。为了本专利技术的目的，振动是时间顺序的小位移。同样，力和/或扭矩的可编程的和/或预定的顺序可借助于至少一个致动器装置传递到控制杆元件，这例如通过控制杆元件导致一系列运动。此外，该至少一个致动器装置可支撑控制杆元件返回其默认位置。控制装置优选包括电子控制单元(也称为“CU”或“控制单元”)，借助于该电子控制单元信号可以传输到两个电动机；这些信号优选是控制信号。来自传感器的信号优选可以借助于电子控制单元接收，该传感器记录各种车辆参数(加速度、温度、力、压力、力/负载、位置/高度/路径、角度位置和/或速度，等，每个都与不同的组件有关)。因此，可以借助于致动器装置将程序化的运动顺序传输到控制杆元件。例如，也可以想到，挖掘机操作员在挖掘机铲斗例如反复地且自动地上下移动的同时进行其他工作。还可以警告驾驶员可能的未知危险，因为至少一个致动器装置通过施加力和/或扭矩使控制杆元件振动和/或阻止控制杆元件在至少一个方向上的移动。为了本专利技术的目的，这也被称为“与事件有关的扭矩规定”。“与事件有关的扭矩规定”的应用示例涉及驾驶员用通过控制杆元件运动的挖掘机铲斗撞到静止障碍物，因此挖掘机铲斗的位移/运动停止的情况。如果挖掘机驾驶员继续在同一方向上推动控制杆元件，则电子控制单元会识别出，例如，借助于相关的致动器元件用于执行此运动的力持续增大，直到其最终超过预定的上限为止。然后，控制系统将例如命令发送到至少一个致动器装置以将力和/或扭矩施加到相应的轴线，以便利用主动力抵消挖掘机操作员的肌肉力量和阻止例如在朝向对挖掘机铲斗有害的障碍物的方向上的运动。在这方面也可考虑仅使用控制杆元件的振动运动或附加振动运动来警告挖掘机操作者。此外，存在由控制杆元件执行的运动顺序，这些运动顺序至少部分地与驾驶员的大量力消耗有关。在此，致动器装置可以通过提供附加的力和/或扭矩来辅助驾驶员。因此，具有四象限操作的系统被配置为包括所描述的控制装置。这通常理解为是指能够控制在正方向和负方向上的速度和扭矩的系统。象限1和3中的操作称为“马达”操作，因为速度和扭矩具有相同的符号(都为正或都为负)。在这种情况下，当驱动负载时马达消耗能量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操作车辆(V)的至少一个致动器(200)的手动可操作的控制装置(1)，包括手动可操作的控制杆元件(10)，所述控制杆元件(10)借助于绕第一轴线(X)和/或绕第二轴线(Y)的旋转从默认位置(P0)可位移，其中所述控制杆元件(10)的相应位移的程度和/或方向借助于传感器装置(50)可检测到，所述控制装置(1)还包括：至少一个具有第一驱动单元(34)和第一输出单元(32)的第一致动器装置(30)，其中借助于所述第一致动器装置(30)，所述第一轴线(X)能受到第一扭矩作用；以及具有第二驱动单元(44)和第二输出单元(42)的第二致动器装置(40)，其中借助于所述第二致动器装置(40)，所述第二轴线(Y)能受到第二扭矩作用，/n其特征在于/n所述第一输出单元(32)绕所述第一轴线(X)可旋转地安装，所述第二输出单元(42)绕所述第二轴线(Y)可旋转地安装。/n

【技术特征摘要】
20190606 DE 102019115329.81.一种用于操作车辆(V)的至少一个致动器(200)的手动可操作的控制装置(1)，包括手动可操作的控制杆元件(10)，所述控制杆元件(10)借助于绕第一轴线(X)和/或绕第二轴线(Y)的旋转从默认位置(P0)可位移，其中所述控制杆元件(10)的相应位移的程度和/或方向借助于传感器装置(50)可检测到，所述控制装置(1)还包括：至少一个具有第一驱动单元(34)和第一输出单元(32)的第一致动器装置(30)，其中借助于所述第一致动器装置(30)，所述第一轴线(X)能受到第一扭矩作用；以及具有第二驱动单元(44)和第二输出单元(42)的第二致动器装置(40)，其中借助于所述第二致动器装置(40)，所述第二轴线(Y)能受到第二扭矩作用，
其特征在于
所述第一输出单元(32)绕所述第一轴线(X)可旋转地安装，所述第二输出单元(42)绕所述第二轴线(Y)可旋转地安装。


2.根据权利要求1所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
所述第一致动器装置(30)和所述第二致动器装置(40)各自形成马达/齿轮组合，分别包括被设计为行星齿轮(60)的所述第一输出单元(32)或所述第二输出单元(42)和被设计为电动机(150)的所述第一驱动单元(34)或所述第二驱动单元(44)。


3.根据权利要求2所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
借助所述第一输出单元(32)和/或所述第二输出单元(42)形成的所述行星齿轮(60)包括：太阳齿轮(61)，所述太阳齿轮(61)与所述第一轴线(X)和所述第二轴线(Y)中的一个对齐并绕其可旋转地安装；内齿圈(63)，所述内齿圈(63)径向地围绕所述太阳齿轮(61)；和多个，优选三个行星轮(62)，所述行星轮(62)径向地布置在所述太阳齿轮(61)和所述内齿圈(63)之间并与它们相互啮合。


4.根据前述权利要求中的一项所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
第一导向元件(70)布置在所述控制杆元件(10)的下端(11)，所述第一导向元件绕所述第二轴线(Y)可旋转地安装并形成第一开槽导向部(71)，借助于所述第一开槽导向部(71)，所述控制杆元件(10)绕所述第一轴线(X)的旋转被限制在特定的第一角度范围(72)。


5.根据权利要求4所述的手动可操作的控制装置(1)，
其特征在于
所述第一导向元件(70)形成用于旋转安装所述控制杆元件(10)的所述下端(11)的轴承(73)。

【专利技术属性】
技术研发人员：康斯坦丁·克里文科夫，安德列亚斯·努茨，
申请(专利权)人：格拉默公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE