联接器报警装置和指令引导装置制造方法

联接器报警装置和指令引导装置制造方法
【专利摘要】一种挖掘机（10），其具有联接到其挖掘机臂（12）远端（22）的快速联接器（24）。快速联接器（24）可从挖掘机（10）的驾驶室（14）进行操作，并连接到警告控制系统（48）或指令装置（102）。警告控制系统（48）连接到联接器控制电路（46），其控制联接器（24），以及系统或电路可获取联接器的状态信息。控制系统激活警告电路则可布置成当联接器控制电路（46）被激活到附件联接程序模式或附件脱开联接程序模式时负责向位于驾驶室外部的人员发出警告信号（53，54）。为了做到上述，警告电路（48）联接到音频和/或视觉报警装置（50，52）以便将警告（53，54）发给包括旁观者的相关人员。然而，指令装置可指引操作人员如何使用联接器。
【专利说明】联接器报警装置和指令弓I导装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及联接器报警装置，和适于挖掘机联接器的指令引导装置。特别地，本发明首先涉及联接器报警装置，每当在挖掘机上进行联接或脱开联接程序时，即当铲斗或其它此类附件联接到挖掘机的挖掘机臂上或从挖掘机的挖掘机臂脱开联接时，所述联接器报警装置运作以便响起警报，其次本发明涉及一种给用户提供指令的装置，其潜在地与联接器报警装置集成到一起。
【背景技术】
[0002]快速联接器通常装配到挖掘机的挖掘机臂的自由端部上。快速联接器便于自动地将附件联接到挖掘机臂的端部上或自动地使得附件从挖掘机臂的端部脱开联接。快速联接器可以是半自动的或全自动的。半自动联接器需要在联接器上执行手动步骤，诸如去除安全销，而全自动联接器可完全从挖掘机驾驶室内进行完整的操作。
[0003]所有这些形式的快速联接器(以下称为联接器)利用连接销牢固地装配到挖掘机的操作臂即挖掘机臂的自由端部即远端上。然后，联接器具有用于接合附件的销或类似物的夹爪(颚)或其它接合机构。因此，联接器可允许不同的铲斗、附件或其它重型工具联接到操作臂以及从操作臂脱开联接。
[0004]近年来，联接器技术已经取得了相当大的进步。一些进步是由纯自动化的需求带动的，即去除联接器上的所有手动步骤。其它进步是由联接和脱开联接程序是可靠的、可重复的和保证安全的要求带动的。此外进一步的进步已经提高了冗余安全特征的可靠性或数量，因此在附件从联接器意外脱离连接或联接器到附件的非正确联接之前需要在联接器内发生多次故障。因为为人所知的是用户处于不能进行正确的联接或脱开联接程序的偶然习惯中，因此上述是必需的。
[0005]在本领域内已知不正确或不恰当地使用联接器会造成意外事故。此外，已知有关联接器的所有意外事故的相当大的比例是在联接器已经错误地操作的情况下在联接器联接或脱开联接的程序期间或之后不久而发生的。因此可以确认那些时间段展现了对于相关旁观者而言发生意外事故的风险性最大的时间段。因此，希望降低在那一时间段期间对旁观者而言的风险性水平。

【发明内容】

[0006]根据本发明，提供一种适于挖掘机的快速联接器结构，所述快速联接器结构包括:快速联接器，其带有位于其中的联接装置；带有控制箱的联接器控制电路；警告控制系统；其中快速联接器的联接装置可经由联接器控制箱从联接器远程操作，以及其中所述联接器或联接器控制电路与警告控制系统相通信，警告控制系统包括控制系统激活警告电路，其联接到音频和/或视觉报警装置以便当联接器控制电路被激活到附件联接程序模式或附件脱开联接程序模式时向处于远离联接器控制箱位置处的人员发出警告。上述警告从而警告人员注意到在发出警报的区域周围存在增大的风险性，由此使得人员能够避开该区域。[0007]该报警装置还可以时间延迟为特征，因此在报警装置停止发出其警告之前可完成和验证完全连接或脱开连接。在许多情况下，10秒的延迟时间将是足够的。因此该构思是报警持续进行直到联接器牢固地连接到附件或工作工具上为止。
[0008]优选地，本发明包括一种挖掘机，其具有驾驶室、挖掘机臂、以及联接到其挖掘机臂的快速联接器，快速联接器为如上面限定的那样。
[0009]优选地，控制箱位于挖掘机的驾驶室内。
[0010]控制系统激活警告电路可适于检测联接器控制电路的激活状态，然后当检测到附件联接程序模式或附件脱开联接程序模式的状态时触发警告。
[0011]连接，诸如联接器和控制箱之间的连接，或在控制系统激活警告电路和联接器控制电路之间的连接，可以是有线或无线的。
[0012]警告控制系统高效地将联接器控制系统互连到警告电路。
[0013]联接器控制系统优选地适于评估联接器的状态或模式并将联接器的状态或模式报告到中央警告控制系统。
[0014]警告电路负责一个或多个报警装置的运作。
[0015]优选地，当挖掘机臂移动到拥挤(crowd)位置(其中联接器完全卷曲到挖掘机臂的下方)时，联接器控制电路配置成激活到附件联接或脱开联接的程序模式。该拥挤位置是其中将不会发生挖掘操作(包括铲斗排空)的位置，因此该拥挤位置是对于脱开联接程序而言经常采用成“安全”起始位置的位置。
[0016]优选地，所述联接器配置成通过致动至少一个液压杆来在联接状态和脱开联接状态之间进行致动，所述液压杆在联接器内操作联接装置。该操作可以是打开联接器的一个或两个夹爪。
[0017]联接器控制电路配置成在附件联接程序或附件脱开联接程序期间激活所述液压杆或每个液压杆。
[0018]可通过检测联接器的液压致动电路中的压力或流速诸如压力或流速的变化来检测联接器模式。可用定位在液压回路中的简单的压力计来执行该检测。此外，这些传感器将能够检测到液压系统的任何故障，因此将特别适合这种应用。
[0019]备选地，通过监测控制箱的状态诸如监测其上按钮的按压状态来进行模式的检测。
[0020]备选地，可通过监测联接器内的联接装置元件的位置，诸如通过监测其任何闩锁器或卡止构件的位置来进行模式的检测。
[0021]优选地，快速联接器包括两个夹爪以及适于一个或两个夹爪的闩锁器。任何一个或两个闩锁器可设有卡止机构，其用于防止那一或那些闩锁器从闩锁位置(其中闩锁器将销固定在相关的夹爪内)移动到非闩锁位置(其中销可离开相关联的夹爪))。卡止杆机构在 GB2330570 中公开。另外的卡止杆机构在 W02008/029112，GB2450202, GB2467383,GB0916352.8，GB100201.8和GB1013155.5 (其全部内容均通过纯粹的引用方式并入本文)以及其它的现有技术文献中示出。报警系统可利用任意这些设计例如利用位于其任意一个或多个可动元件(闩锁/卡止/固定装置的一者或两者的可动元件)上的传感器集成到联接器结构内。
[0022]优选地，所述闩锁器或每一闩锁器是动力操作的，以及所述卡止机构或每一卡止机构是动力操作或重力操作的。
[0023]优选地具有动力操作的卡止杆(或卡止构件)，通过该卡止杆使得具有朝向卡止位置的默认偏置。然后动力操作将该卡止杆移动到非卡止位置。然后传感器可设置来检测该卡止杆的位置。该传感器可位于联接器的框架上，或者可位于杆本身上，或者其可位于适于卡止杆的控制机构上(诸如位于液压回路上，其中卡止杆由液压杆供以动力)。由于这种布置，该传感器可检测卡止杆在非卡止位置内的定位，且每当发生这种情况时该传感器则触发警告。终究而言，如果卡止杆不处于非卡止位置，那么其将处于卡止位置(由于向该卡止位置偏置)，从而使得联接器可靠地防止附件的意外释放。这种布置也具有优势，其原因在于卡止杆的许多设计具有一个以上的卡止位置，每一卡止位置针对不同的附件销形式(不同的销间距)。例如参见GB2330570。为了检测卡止杆在那些卡止位置内的状态，因此将潜在地需要多个传感器，每一传感器针对每一卡止位置。从而仅仅检测单一的非卡止位置可以降低提供传感器的总成本。此外，上述避免当杆通过各个卡止位置进入到适于给定卡钩位置(卡钩位置适于给定附件的连接销间距)的默认卡止位置内时出现多次错误指示。
[0024]警告控制系统可监测闩锁器的位置，或卡止机构的位置，或销在夹爪内的位置，或者销相对于闩锁器的位置，或联接器或臂相对于挖掘机驾驶室的位置，或联接器卡止或闩锁机构的其它活动或可动组件的位置，或其动力机构的位置，诸如在适于卡钩(或卡止杆)的液压杆内或在适于这种液压杆的一个或多个液压阀内的位置。从而表明脱开联接程序开始或表明联接程序开始的构件运动则可触发联接或脱开联接程序模式的指示。为此目的，联接器可包括位于所述夹爪或每一夹爪、所述R锁器或每一 R锁器或所述卡止机构或每一卡止机构或任意其它这种可动或活动组件内的一个或多个闩锁器传感器、一个或多个卡止机构传感器、或一个或多个销传感器。类似地，驾驶室或臂或臂的液压系统可包括一个或多个传感器。
[0025]联接器控制电路可具有用于改变联接器控制电路模式的开关或按钮。然后例如通过该开关或按钮可手动切换控制系统激活警告电路以便发出其警告。
[0026]也可设置人员接近传感器用于激活报警或警告。例如，PIR传感器可安装到挖掘机臂上，安装到联接器上，安装到附件上，或安装到挖掘机上以便观察人员的热信号。然后，如果带有热信号的某人或某物在挖掘机的操作范围附近通过时，则会触发警告。
[0027]当联接器相对于挖掘机移动到拥挤位置内即联接器完全卷曲到臂的下方且朝向挖掘机的驾驶室时，警告可替代性地自动打开或闭合，例如以便与联接器内的重力操作的卡止机构脱离接合，其中所述拥挤位置往往采用成适于联接或脱开联接程序所需的起始位置。
[0028]优选地，所述警告包括音频警告，所述音频警告例如通过具有超过60dB的响度而可被容易地听到。
[0029]优选地，所述警告至少部分地为口头或语音警告的形式。这使得警告的目的或形成增加的风险性可以被表明并从而容易理解。例如警告可表明“警告-联接程序激活”或“警告-脱开联接程序激活”，或简单的“请避开”。
[0030]优选地，所述警告至少部分地为警报器警告或警报音或铃的形式。对于这些形式的声音具有普遍的理解，因此不需要旁观者对口头警告的语言进行具体的理解，但是取决于出售或供应联接器或挖掘机、或联接器报警系统的国家而可以改变或设置所提供的任意具体的警告语言。
[0031]优选地，所述警告包括语音和警报器/报警式警告的混合。
[0032]优选地，所述报警器位于挖掘机的一个或多个组件上，或构建到挖掘机的一个或多个组件内。然而，其可替代性地安装到联接器上。优选地，其定位在一个以上的位置内，从而存在两个或两个以上的报警器。优选地，提供音频警报器和至少一个可视警报器。
[0033]优选地，所述警告包括可视警告，诸如频闪灯。这种灯广泛地与危险状况相关联。这种频闪灯包括如下形式的灯，所述灯在其内带有旋转反射器。
[0034]视觉(可视)和听觉(可听)报警单元可形成为单一的集成单元。这种单元可快速地作为加装单元装配到挖掘机上。
[0035]优选地，警告控制系统包括连接到或可连接到位于驾驶室内的控制箱或操作人员界面的单元。操作人员界面或控制箱提供用于控制联接器的控制件。
[0036]本发明还提供适于挖掘机快速联接器的警告控制系统，所述系统包括激活警告电路和一个或多个报警单元，每个报警单元适于加装到挖掘机上，所述挖掘机具有联接器和联接器控制系统。
[0037]还希望检测联接器的状态，以便使得能够将联接状态的目视检查指示给挖掘机驾驶室内的操作人员。这可与上述的警报器相结合以便也对旁观者发出警告。通过检测联接器的状态，在操作人员开始向前操作之前可检测到附件的错误安装。
[0038]因此，本发明还提供一种用于将附件联接到挖掘机的挖掘机臂上的联接器，所述联接器包括用于连接到挖掘机臂的上半部和用于连接到附件的下半部，下半部包括两个附件-销接收夹爪，以及适于至少其中一个夹爪的闩锁器，所述闩锁器可通过至少一个致动器远离联接器在打开和闭合状态之间移动；其中所述致动器包括杆、主体以及一个或多个传感器，所述杆适于在主体内或沿着主体移动，所述传感器用于检测杆相对于主体的位置以便确定致动器的状态。通过检测该致动器的状态，可以确定联接器的状态。
[0039]优选地，联接器的闩锁器可与用于选择性地卡止该闩锁器的运动的卡止构件相关联，从而限制或防止该闩锁器从闩锁位置移动到非闩锁位置。
[0040]优选地，联接器还包括用于选择性地防止卡止构件运动到其非卡止位置内的第一机构。
[0041]优选地，联接器进一步包括一个或多个附加的传感器，所述传感器用于根据所需检测联接器的一个或多个下述元件的状态或位置:第一夹爪，第二夹爪，第一R锁器，第二闩锁器，联接器的取向，联接器的旋转方向，卡止构件，用于选择性地防止卡止构件移动到非卡止位置内的第一机构，或用于选择性地防止第二闩锁器移动到非闩锁位置内的第二机构。
[0042]优选地，所述致动器是液压杆。
[0043]优选地，在杆上设置至少两个传感器或标记器，用于分别与致动器主体上的标记器或传感器合作，以便指示杆相对于主体的延伸状态。
[0044]更优选地，设置对应于由卡止杆的不同卡止位置所提供阶段的三个传感器或标记器，或适于致动器每一阶段的一个传感器或标记器。
[0045]通过检测杆相对于主体的位置，可以跟踪该杆相对于主体的延伸程度。如果跟踪状态表明延伸程度超过对应于最后阶段卡止位置的位置，则可以确定附件的后部销未被捕获，(否则销将防止杆过度延伸)。类似地，如果没有标记器延伸过传感器，则杆就不会延伸，由此夹爪保持打开。此外，如果与附件上所获知的给定销间距相结合，会在其可用阶段的范围内出现不合适的延伸，因为该给定的销间距将指示联接中的其它故障，诸如第一销未在后部夹爪内充分接合，或另一销未在前部夹爪内充分接合。
[0046]本发明还提供一种用于挖掘机联接器的指令装置，其适于安装在联接器连接或将要连接到的挖掘机驾驶室内，所述指令装置包括可视化的显示器单元和用于存储有关联接器的指令信息的存储器装置，指令信息用于显示在可视化的显示器单元上。
[0047]优选地，所述可视化的显示器单元是触摸屏。
[0048]可视化的显示器单元可包括用于按压的按钮，例如用于改变模式或用于将指令从一个屏幕推进到另一个屏幕，或者用于确认所指令的动作已经完成。
[0049]按钮将优选是防止灰尘和水进入的密封按钮。
[0050]指令信息可涉及到适于联接器的联接程序。
[0051]指令信息可涉及到适于联接器的脱开联接程序。
[0052]指令信息可包括使用联接器的吊环来执行升降操作的指令。
[0053]指令信息可包括联接器信息，包括下述的至少一个:适于服务承办商的联系详情，适于联接器的维护信息(诸如润滑信息或润滑指令)，和/或关于联接器的安全信息或认证信息。
[0054]指令信息可包括关于联接器的指导手册、服务手册、安全信息和/或任意或所有的专利/制造商/供应商数据的电子副本。
[0055]指令装置可具有集成的定时器电路，例如用于确定由用户执行的步骤之间的计时。
[0056]存储器装置可由用户通过可视化的显示器单元或按钮输入来记录关于步骤完成的这种计时和确认。
[0057]记录计时或动作使得可在发生故障或意外事故的情况下恢复历史数据，从而在事后鉴定联接器的错误使用。这对于意外事故调查是非常有用的。
[0058]指令装置优选集成到联接器控制电路内或连接到联接器控制电路，这样诸如通过那些联接器的控制件还可记录或检测或者记录和检测用户和联接器之间的交互。
[0059]优选地，指令装置与上述快速联接器的布置集成，或可包括其特征，诸如一个或多个传感器，或一个或多个报警装置，或一个或多个CPU/Ι⑶接口。
[0060]优选地，相对于联接器控制件或指令装置本身的与用户动作相关的数据记录是针对最后20次或更多次的联接器的状态变化(诸如附件的连接或脱开连接)而记录的，或更优选地是针对最后的100或150次的这种联接器变化而记录的。因此，可以使用历史数据分析来确定使用不当的趋势或使用不当的个人行为的趋势。这可有助于确定培训需求。
[0061]优选地，指令装置包括用于视觉显示在可视化的显示器单元上的指令信息，该指令信息包括对于联接器状态变化过程中的给定步骤而言的联接器预期状态的视觉指示器，诸如关于联接器取向的指示信息，所述或每一联接器夹爪的状态，联接器内部工作机构的状态，和/或联接器和附件(诸如附件的销)之间的预期相互作用。
[0062]该可视化的信息可以结合指令文字、指令图形或口头指令或三者的组合。
[0063]优选地，指令装置预编程有与一个以上的联接器设计相关的指令信息，由此指令装置可以是通过一系列不同的挖掘机/挖掘机联接器的共用设备，其中相关的指令信息由设备安装程序预先选定，以便适于所用联接器。
[0064]优选地，指令装置具有集成的可听蜂鸣器和/或集成的可见灯，以便提供使用不当的进一步警告或甚至指示正确的使用。
[0065]优选地，指令装置连接到外部蜂鸣器和/或灯，其可是集成的蜂鸣器或灯之外的蜂鸣器和/或灯或者代替集成的蜂鸣器或灯，且每当指令装置切换到指令模式时诸如像附件联接或脱开联接、或使用吊环升降时，所述外部蜂鸣器和/或灯适于形成使用警告或指
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[0066]优选地，指令装置包括一系列指令图形，用于通过程序一步一步地引导用户，诸如附件联接或脱开联接或使用吊环升降物品。
[0067]优选地，使得一步一步的指令在连续页面之间或各步骤之间具有时间延迟，从而迫使用户考虑每一步是否已正确进行。具体地，像将联接器移动到拥挤位置内的步骤必定需要一定的时间，该实例通常涉及到联接器相对于挖掘机臂的显著旋转，且在指令屏幕上具有时间延迟，其促使该步骤可有助于确保操作人员确实前进至完全旋转到拥挤位置内，所述拥挤位置对于联接/脱开联接程序中的多个步骤而言是最安全的状态，因为在该位置内附件不能自我脱开连接(附件的上部连接销将被安全地定位于联接器的面向上的夹爪内)，而不是仅朝向拥挤位置局部旋转。
[0068]优选地，指令装置包括用户可访问的电子页面和用户不可访问的页面，该用户不可访问的电子页面可由代码或密码保证安全。用户不可访问的页面可包括下述项目，诸如访问语言控制，访问维护项目，以及访问服务和例如在具有一个以上的联接器编程到存储装置内的指令数据库中的情况下，设置诸如选择指令需要与联接器的哪种设计相关的信
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[0069]优选地，指令装置与从联接器上的传感器所接收到的信号接口连接，所述传感器诸如夹爪上的传感器，闩锁器上的传感器，联接器的液压系统或吊环上的传感器，或其任意的一个或多个。类似地，其可以与取向传感器或接近传感器接口连接以便检测该联接器相对于驾驶室或挖掘机臂的取向或位置，或与液压控制件本身接口连接。该接口允许收集使用数据。这些数据可用于允许可视化的显示单元来高效地实时在屏幕上显示联接器的位置。其还允许执行附加的使用跟踪，例如通过将数据存储于存储器装置内来执行。
[0070]存储器装置可为单个存储器或多个存储器，且优选是本地的指令装置，即集成到指令装置的壳体内部。
[0071]屏幕也可以在屏幕上显示联接器的状态，即闩锁器、任何卡止构件、任何安全装置或任何液压系统的设有用于检测这些元件状态的传感器的相对位置，所述传感器也可回馈到指令装置以便形成所收集数据要素。
[0072]例如如果检测到偏离正确程序，或者如果检测到联接器中的故障，指令装置可取决于其模式来提供不同的视觉显示或不同的可听声音，所述模式例如为连接模式、释放模式、升降模式、故障模式。例如，在这种偏离常态的情况下屏幕可闪烁或可发出可听警告。
[0073]指令装置可包括远程通信装置，从而其可具有与第三方的接口，第三方诸如经销商、或制造商或拥有者。这可用于允许将错误使用或故障回报给第三方。
[0074]可以提供指令装置和联接器之间的互连。这可通过在指令装置内提供无线收发器以及在联接器内提供无线收发器以无线方式来进行。替代地，也可通过有线连接。蓝牙(RTM)(或某些其它的射频连接)可为适于无线连接的有用介质。
[0075]指令装置可与挖掘机E⑶集成，由此可以实现机器管理界面，诸如在误用或故障的情况下减少或切断动力(例如到液压挖掘机的动力)。
[0076]指令装置在其中可具有各种形式附件的图像目录，由此并入到联接器内的工具识别机构可用于将信息发送到指令装置，由此可视化的显示单元可不仅仅示出联接器，此外也示出其上的附件。这可给操作人员提供进一步的视觉反馈，以确保接着进行适当的联接或脱开联接程序。
[0077]指令装置可包括实时时钟或GPS等。它可并入到软件内，由此在机构内所记录的使用数据可标记有时间和位置。类似地，从GPS获得的定位位置可用于显示语言或内部时钟的自动控制，诸如通过当装置跨时区或国家边界时自动更新。这有助于确保所记录的数据关于任何报告中的时间数据是正确的，所述报告例如针对意外事故调查而做出，或由此指令默认为本地语言，所述装置将从工厂运载到不同的国家。但是安装程序可覆盖默认设置。
[0078]指令装置可包括自运行故障查找电路和警报指示器，以便指示指令装置和/或联接器的各种系统的故障，例如以便检测传感器中的故障，电缆中的故障，液压系统中的故障，能源供应中的故障甚至联接器结构元件(诸如框架或闩锁器或吊环或由此的任何安全机构)中的故障。
[0079]可视化的显示单元可通过软件进行调整以便提供逐步指令，或视频指令或书面指令，或它们的组合，且可具有用于选择其语言的选项。逐步指令将通常以图案的方式给出，可能借助于活跃的图标诸如箭头或移动的销或移动的闩锁器或移动的辅助锁定机构等。
[0080]所述可视化的显示单元可装配到挖掘机内，或者它可作为用于装配到挖掘机的单独工具包供给，或者其可设有联接器、包括有关该联接器数据的指令信息。
[0081]本发明还提供一种从挖掘机驾驶室内控制挖掘机联接器的方法，所述挖掘机在挖掘机驾驶室内包括联接器控制件和如上所述的指令装置，且所述方法包括以下步骤:使用联接器控制件根据指令装置上的指令来在联接器上执行动作以及在指令装置上确认所指令的动作完成。
[0082]确认所指令的动作完成可由操作人员通过按压按钮来提供，或者其可提供成经由传感器自动反馈到系统。
[0083]优选地，指令装置将上述确认记录到其存储器中。
【专利附图】

【附图说明】
[0084]现在将纯粹通过实例的方式参考随附的附图来对本发明的这些和其它特征进行进一步的详细描述，其中:
[0085]图1是根据本发明一个实施例的挖掘机的透视图；
[0086]图2是诸如于图1所示挖掘机的挖掘机臂上显示的快速联接器的侧视图；
[0087]图3是表示适于以本发明为特征的挖掘机的联接程序的流程图；
[0088]图4是表示适于所示实施例的报警激活和解除激活程序的流程图；
[0089]图5是联接器另一个实施例的剖视透视图，该实施例具有如上述所公开的以及结合到本文的GB013155.5的特征，其示出使用本发明的报警装置来监测的其它元件，其中联接器处于夹爪打开配置下；
[0090]图6是图5所示联接器的侧剖视图，以夹爪处于完全闭合的状态而示出；
[0091]图7示出用于在挖掘机驾驶室内定为的指令装置；
[0092]图8至图12中示出适于脱开联接程序的一系列指令，所述指令可显示在图7所示指令装置的可视化显示单元上；
[0093]图13示出图7所示的指令装置包括替代性的屏幕显示器以及其上带有符号的按钮；
[0094]图14至图20示出另外一系列的指令，这次所述指令适于附件的连接程序；
[0095]图21至图24示出又一系列的指令，这次所述指令适于使用联接器的吊环的升降程序；以及
[0096]图25至图31示出适于指令装置的可视化的显示单元的附加屏幕。
【具体实施方式】
[0097]首先参照图1，示出挖掘机10包括挖掘机臂12、驾驶室14、发动机区域16，履带18和用于控制挖掘机臂12操作的液压杆20。
[0098]快速联接器24连接到挖掘机臂12的自由端部22上。为此目的，联接器24上设置两个连接点26 (参见图2)，以及两个连接销(图中未示出)延伸通过那些连接点26以便进行连接。这种类型的连接系统在本领域内是传统的，并在将联接器连接到这些挖掘机的臂自由端部上时可适用于许多不同形式的挖掘机。
[0099]如图所示，为铲斗形式的附件28连接到该联接器24。其结果是，挖掘机10经由其挖掘机臂12和其液压杆20可用于由附件28执行挖掘操作。
[0100]现在参照图2，示出典型联接器的进一步细节。该联接器具有两个臂连接点26，其位于联接器24的顶部内。联接器24的底部则具有附件连接组件，包括前部夹爪30和后部夹爪32，每一夹爪将接合附件28上的连接销。
[0101]前部夹爪30相对于联接器24的主轴线基本上沿纵向指向(即朝向图1中的驾驶室)，而后部夹爪32向下指向，即朝向附件主体指向。在使用中，前部或第一夹爪30通过卡钩到附件28的第一连接销上来拾取附件。然后，附件28的第二连接销可摆动到后部或第二夹爪32的开口内。最后与后部夹爪32相关联的枢转闩锁卡钩34可在该后部卡爪的上方闭合，以及以便固定第二连接销。第一卡爪的取向则将第一销保持其中，因此附件28完全联接到联接器24上。
[0102]然后，当需要将附件从联接器脱开联接时，采用反向的程序，闩锁器首先释放后部销，然后首先将后部销以及其次将第一销从它们各自的夹爪分离。
[0103]联接器的其它实施例也可适用于本发明，尤其是在其具有联接器控制电路的情况下。那些实施例可具有辅助闩锁机构，诸如适于前部卡爪的卡止杆或闩锁器以及适于后部卡爪的闩锁器。然后适于那些联接器的联接或脱开联接程序代替性地按照适于那些形式联接器的所需步骤进行，诸如通过需要反转或致动卡止构件释放电路。
[0104]在所示的实施例中，枢转闩锁卡钩34通过联接器自身的液压杆(即包含在联接器24内的液压杆)被驱动到该枢转闩锁卡钩的销接合位置。此外，联接器包括感测和通信技术。它们用于经由显示器给驾驶室内的挖掘机驾驶员提供信息，但是如果优选或以不同方式使用的话，信息可存在于其它地方，如将在下面描述的那样。
[0105]来自传感器的信息允许评估联接器的状态或任何联接/脱开联接程序的状态，即“工作工具的连接状态”，以及可能的话将上述状态报告给挖掘机的控制系统。
[0106]在所示的实施例中，感测和通信技术包括选择传感器。第一传感器40是适于给第一卡爪30提供的传感器。所述传感器用于检测连接销是否定位在该前部夹爪30内。所述传感器可为接近传感器、触摸式或推动式致动传感器或参数测量传感器，例如应力或应变测量或传感装置。在图2中示出传感器位于前部夹爪30的喉部处。替代性地或附加地，所述传感器位于夹爪30的开口附近，如由所示的开口传感器100所示那样。开口传感器有利地位于开口的底部夹爪处，如以后所解释的那样，但是替代性地或附加地，可存在处于开口的顶部夹爪内的传感器。
[0107]设置适于第二或后部夹爪32的另一传感器42。在该实施例中，主要示出所述传感器位于枢转的闩锁卡钩34内。该第二传感器42可与第一传感器40相同，因为其也用于检测在其相关联夹爪(后部夹爪32)内是否存在连接销。通过将第二传感器定位在卡钩内，其将仅仅检测连接销是否正处于该连接销被枢转闩锁卡钩34接合的状态。这防止了对未固定的连接销的误检。取代位于闩锁卡钩内的传感器或除了位于闩锁卡钩内的传感器之外，所述传感器可位于后部夹爪的边缘上，如由边缘传感器102所示那样。这还可提供如下所述的附加的有用功能。对于每一传感器而言，其可以是点式传感器或条形传感器(例如沿着后部夹爪的边缘)。
[0108]该示例性实施例的联接器24还可具有第三传感器44，该传感器位于液压杆36之内或之上，或位于液压杆的液压供应线之内或之上。该附加的传感器用于检测液压压力或液压杆延伸状态的一者或两者。这些数据用于允许确定联接器状态的甚至更好的画面。例如，其允许检查枢转闩锁卡钩34的位置，或其可识别液压流体的泄漏。图6公开了联接器的一种变型，并在下面进行更详细地论述。
[0109]在图2的实施例中，两个第一传感器40，42适于感测连接销是否存在于其相应的夹爪或卡钩内，以及第三传感器用于检测液压杆36内的液压。让后将这些所感测到的数据间歇性或连续性地发送到相关联的电子控制件以便进行分析，或以便采取行动，或用于传送到另外的电子控制件，诸如驾驶室14内的接收器。
[0110]现在将参照以下段落中公开的附加元件来对本发明的创造性特征进行更详细地论述。这些附加的元件以如上所述的特征工作以及与如上所述的特征相互作用。
[0111]参照附图的图3，示出根据本发明的联接过程。逻辑图60的第一步骤是最初的挖掘机臂12 (即其上的联接器)没有联接到任何附件28的时候。臂的状态由联接器控制电路46或者由联接器本身内的传感器来评估。联接器控制电路46可与上述的至少一个传感器(通常是感测闩锁器34状态的传感器)以合作的方式工作。然而，上述的任何一个其它传感器可提供所需的信息。备选地，可仅仅从控制箱上的开关布置/状态来识别联接器控制电路的模式。
[0112]下面参照图4，为了给位于挖掘机10驾驶室14外部的操作人员或旁观者发出关于即将进行联接程序的安全风险性的警告，设置报警激活程序70。可以几种不同的方式来启动报警激活程序70。在本发明的该实施例中优选使用报警激活方法。在此，在诸如通过将臂12完全卷曲到其拥挤位置71而将联接器置入联接程序的起始位置内或者通过接通联接器控制箱时，执行激活报警装置。但是利用拥挤位置具有优势，因为其可为用于使得卡止构件脱开接合的联接(或脱开联接)程序中的必不可少的步骤，参见GB2330570。
[0113]拥挤位置71对应于挖掘机铲斗杆20处于完全伸展时的状态，因此该拥挤位置可相应地通过使用气动系统中或液压泵中的液压传感器来感测。利用位于臂12或挖掘机10中的位置传感器或通过在联接器本身内的运动传感器(诸如用于检测联接器在正确方向上的反转的那些传感器)(与由上述的完全延伸的反转相对且位于挖掘机臂的上方)也可以感测所述拥挤位置71。
[0114]无论使用哪一个传感器，以及无论它们在哪里，它们都会适于将信息发送到联接器控制件以便通知其联接器的位置或状态或取向。特别地，所述传感器将关于联接器是否已经到达拥挤位置的信息发送到联接器控制件。
[0115]当联接器处于拥挤位置时，信号由联接器控制件发送到中央警告控制系统48。中央警告控制系统48通常位于驾驶室14内或驾驶室附近，并且可与挖掘机10的标准电子件集成。中央警告控制系统48依次通知控制系统激活警告电路应将警告53，54发给外部操作人员或旁观者以便使得他们意识到挖掘机将要执行联接程序64。由于警告电路可以从储备(stock)中获取，因此其在附图中未示出。例如考虑到报警装置用于倒车的情况。
[0116]为了发出所期望的警告53，54，激活警告电路激活一个或多个报警装置72，其向外部操作人员或外部人员即旁观者发出一个或多个警告52，53。
[0117]应当指出的是，在图3中所示的过程类似于将用于脱开联接程序的过程。然而对于脱开联接的程序而言开始点将为“臂联接”，中间过程将为“脱开联接程序”，以及结束点将为“臂脱开联接”。
[0118]当报警装置运行时，即其发出声音或提供联接程序模式的视觉指示时，挖掘机的操作人员将进行联接程序64，即他会将联接器24的第一夹爪20卡钩到附件28上，然后其将摆动联接器/附件，使得后部卡钩也接合到其相应的夹爪32内，此时闩锁器34则也由活塞或液压杆36激活以便将附件28的第二销固定到第二夹爪32内。
[0119]在报警装置50，52激活的同时执行所有的上述步骤，以便给旁观者提供警告不要进入到挖掘机10附近的环境内。例如，在挖掘机执行联接程序64时报警装置53，54将劝阻人员不要接近挖掘机10。
[0120]一旦联接程序64完成，则挖掘机准备好运行以及报警装置50，52可被关断。为了关断报警装置，提供报警解除激活程序80。
[0121]警报解除激活程序的一非常简单的实施方式是关断联接器控制电路。如图4的下半部分所示那样，替代性方案用于再次使得联接器进入到拥挤位置内，此时附件28接合到臂12。由于靠近驾驶室，拥挤位置允许操作人员目视检查联接，以便验证联接是否正确。另外的替代性方案可包括使用联接器控制件以及臂或联接器的一个或多个液压或位置传感器，以便提供完全的正确联接程序的确认，由此当联接程序已被正确地执行时，则报警装置仅被解除激活。
[0122]在本发明所述实施例中提供的报警系统包括灯50和扬声器52。
[0123]在该实施例中灯安装到驾驶室14的顶部上，以便增加其可被旁观者看到的可能性。然而，替代性地，其可被安装到臂或联接器上。[0124]在该实施例中扬声器在挖掘机臂的侧旁安装到挖掘机的框架上，这样在扬声器和可听警告的接听位置之间可存在清晰的声音路径。扬声器也可或替代性地位于其它位置。
[0125]灯和扬声器也可或替代性地组合到单一的、专用的、报警装置和警报系统，原理与用于室内安全的那些类似。
[0126]此外，一个或多个扬声器能够再现语音警告，即人员易于领会的警告，诸如“请避开，联接操作正在进行中！ ”，“请避开挖掘机”或“请避开-可能存在安全隐患！ ”或“请避开，机器正在运转中！”。任何类型的语音警告可被预先记录下来，并可根据预定的顺序来输出。例如语音警告不仅可用于警告挖掘机驾驶室外部的操作人员，而且还可用于通知这样的操作人员正在由机器进行的操作，或让他们获知到这种操作完成还有多长时间。
[0127]语音警告可以任何顺序或方式连同任意其它类型的可听警告一起发送，其它类型的可听警告诸如警笛式的警告，白噪声，警铃或警报音，或它们的组合。
[0128]视觉或听觉警报装置诸如通过将联接器系统有线连接到挖掘机CPU之一的电路内而可为挖掘机10的内置报警系统的一部分，或其可为适于作为辅助物件装配的加装单元或单独的单元。
[0129]正如图1中所示，该警告系统可包括发光单元50，诸如红色或蓝色或黄色或橙色的频闪灯50，其被固定到挖掘机的主体(顶)上。其也可替代性地装配到主体上的其它地方，或装配到挖掘机的臂上，或多个这种灯可设置在挖掘机主体或臂的各个部分上。该灯应该容易地由旁观者看到。
[0130]至于频闪灯，其包括定向频闪的灯，诸如由照明单元内的旋转元件来实现的定向频闪的灯。
[0131]虽然在上面将报警装置描述成在将臂和联接器移动到拥挤位置时被接通(开启)，但是联接和脱开联接程序以及由此的报警装置可在无需使得臂和联接器进入到其各自拥挤位置内的情况下例如通过每当驾驶室内的控制箱被激活而触发报警装置来启动。然而，许多优选的自动(或半自动)联接器需要在可执行联接或脱开联接程序(例如用于使得重力操作的卡止构件脱离接合)之前采用拥挤位置。这是因为拥挤位置确保前部夹爪向上打开，由此即使在后部闩锁器34脱开闩锁以便开始脱开联接程序的情况下附件28仍将安全地保持在前部夹爪内。因此，优选在本发明的警告系统的程序中检测拥挤位置。然而，并非所有的联接器系统都具有该优选的安全性元件，由此如果合适的话，警告系统可被激活以便响起警报，此时不管联接器的位置可手动命令闩锁器脱开闩锁，即通过触摸按钮(诸如适于联接器的控制单元上的按钮)，或在系统感测到闩锁器组件在联接器内移动时。从而在联接器内的传感器40，42或在臂/挖掘机/控制箱/液压系统内的传感器的作用是协助或参与到报警装置激活或解除激活的过程。例如，传感器可检测到该附件已经成功地脱开联接，以及可用于将该信息传送到警告控制电路48，而警告控制电路依次可解除报警装置50，52的激活，而无需等待采用拥挤位置来闭合报警装置。
[0132]该传感器也可与确认或检查附件是否已成功联接或脱开联接相关，从而防止意外的或不恰当的解除报警装置的激活。
[0133]上述特征也还可装配到具有不同内部构造的联接器或具有不同闩锁机构的联接器上。参照图5和图6，示出一种此类替代性的联接器24。它的各种操作模式完全在GB1013155.5中公开，该文献的内容通过引用并入本文。因此，在此不需要对这些操作模式进行充分说明。然而，简短而言，如图2所示的前一实施例那样，联接器24包括两个臂连接点26 (以便连接到挖掘机的挖掘机臂上)，和两个夹爪，即前部夹爪30和后部夹爪32。此夕卜，后部夹爪32与枢转的闩锁卡钩34相关联，枢转的闩锁卡钩由液压杆36推动以便在闩锁位置和脱开闩锁位置之间移动。联接器24也适于容纳各种不同的附件，即在销中心之间具有不同销间距的附件。为此目的，后部夹爪32明显宽于典型附件的连接销的直径。照这样，通过位于前部夹爪30内的销，即使在销中心中存在显著的差异，诸如在5cm和20cm的差异范围内的情况下，附件的第二销仍可容纳在所述第二夹爪32内。
[0134]这些特征对于联接器的许多设计都是共同的，其中包括在上面在上述专利申请中所公开的那些特征的一些特征。
[0135]然而，除了那些共同特征之外，图5和图6中的联接器24还包括卡止杆60，其由其自身的液压杆62带动。该卡止杆60还具有卡钩-闩锁卡钩64的特征，卡钩-闩锁卡钩选择性地接合到联接器24的框架68的构件66上。
[0136]此外，联接器具有第二闩锁器70。如果需要的话，该前部闩锁器70可通过设置另外的液压杆来推动，但在该实施例中，其替代为重力操作以移动到打开或闭合状态，例如通过使得联接器从如图所示的正常竖立取向旋转到将完全反转的状态(或旋转到相对于挖掘机臂的拥挤位置内，进行部分反转)。
[0137]然而为了允许打开该前部闩锁器70，后部卡钩34必须首先缩回到非闩锁位置。这是为了防止从前部闩锁器70延伸的臂74的自由端部72接合在从该后部卡钩34的后侧延伸出来的另一臂76的底侧。
[0138]然而还提供另一层面的安全性，为了移动该后部卡钩34，卡止杆60还必须被推动到其打开或非卡止位置，如图5中所示那样。否则卡钩34的推动将导致该卡钩的后侧80，82接合到卡止杆60的端部61 (示出两个这样的后侧80，82以便反映出可容纳不同附件销间距的这一事实，如由GB2330570所教导的那样，以及反映出其它的事实)。然后后部卡钩34可被推动到图5的非闩锁位置内。
[0139]然而，除此之外，还有更进一步层面的安全性，设有卡钩-闩锁卡钩64。每当该卡钩-闩锁卡钩与构件66接合时,其防止卡止杆被推动到非卡止位置内。因此，在卡止杆被向上推动到非卡止位置内之前，联接器必须首先适当地在如图6中所观察到的逆时针方向上旋转。该旋转方向是在联接器在挖掘机臂的端部上正常使用期间朝向拥挤位置的移动。
[0140]通过下述可将本发明的报警装置集成到这种形式的联接器内，即通过将任何先前公开的布置(诸如适于夹爪的传感器，或适于闩锁卡钩的传感器或适于液压杆的传感器)应用到其上，或通过应用替代性的传感器，诸如用于监测卡钩-闩锁卡钩64相对于构件66位置的传感器，或通过监测前部闩锁器70的臂74的自由端部72相对于后部卡钩34的另一臂76的端部的接近性。也可或者替代地监测第二液压杆62的状态。
[0141]还可预测到适于本发明的许多其它布置或传感器位置。
[0142]仍然参照图6，联接器具有为液压杆形式的致动器。其具有杆和主体，其中杆适于在主体内移动或相对于所述主体沿着所述主体移动。如图所示,杆具有位于其上的三个间隔开的标记器91，92，93，以及本体具有位于其压盖(gland)内、即位于液压杆主体的端部处的传感器94。该传感器用于感测标记器经过该传感器的运动，或用于检测标记器相对于传感器的位置。因此，传感器可感测或确定或跟踪液压杆的状态。[0143]代替三个间隔开的标记器，可存在三个间隔开的传感器。多于或少于三个的传感器也是可能的。然而，在一个优选的布置中，所述数目对应于给卡止杆60提供的阶段数目，在该实例中，所述数目为三个，如由位于后部卡钩34后部上的三个阶梯表面80，82，83表
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[0144]三个标记器/传感器布置提供成跟踪杆相对于液压杆36主体的运动。通过这样做，不断地获知致动器的状态，且该信息可显示给驾驶室内的操作人员(或其可链接到先前所述的报警系统，以便在发生移动通过所指定阶段情况下响起警报或显示警报)。
[0145]由于这种布置，如果对于安全安装附件而言致动器的所确定状态是错误的话，可提供另外的警告。例如，如果确定致动器延伸超过最后的标记器，则卡钩将延伸超出销接合位置，由此销不能存在于夹爪内。这会表明“销-脱开”，即当卡钩被推动到闭合状态内时销不在夹爪内。类似地，如果确定致动器对于给定的销间距而言还未达到预期的延伸程度，那么销会不正确地安装到夹爪内，或夹爪可能已经出现故障。
[0146]然而，类似于第一实施例，还可设置先前所述的液压压力监测传感器。类似地，可在所有的夹爪/R锁器内设置传感器。
[0147]除了这些创造性的联接器之外，本发明还提供适于这种联接器的创造性报警系统；挖掘机10，其具有联接到其挖掘机臂12的远端22上的快速联接器24 ;以及使用所述系统的方法。
[0148]在优选的实施例中，可从挖掘机10的驾驶室14操作快速联接器24，且快速联接器24连接到警告控制系统48。警告控制系统48联接到联接器控制电路46，其控制着联接器24，以及系统或电路获取联接器的状态信息。然后当联接器控制电路46被激活到附件联接程序模式或附件脱开联接程序模式时，控制系统激活警告电路布置成负责将警告信号53,54发给位于驾驶室外部的人员。为了做到这一点，警告电路48联接到声音报警装置和/或视觉报警装置50、52，以便将警告53、54传到包括旁观者的相关人员。因此，给予旁观者警告，这样每当激活联接器的操作模式(诸如脱开联接或联接程序)时，旁观者可以避开联接器周围的区域，激活联接器的操作模式的该时间段对于旁观者而言呈现增加的有关附件意外掉落事件的风险性水平。
[0149]接着参照图7至图31，描述本发明的另一方面。这可结合上述系统，或者其可是纯粹的指令，或者其可具有用于与联接器和/或挖掘机系统集成的其自身的传感器和装置。
[0150]本发明的该指令装置包括指令装置102，其具有在其壳体的洞口内结合到其内的可视化的显示单元。指令装置包括处理器和存储器装置，且存储有关一个或多个诸如在图2和图5中所示的那些联接器24的指令信息。
[0151]所示的指令装置还包括四个按钮，相对于指令装置的面凹入以便最大程度地降低意外按下其的风险性。那些按钮可与屏幕104上的可视按钮对准，这样当按压按钮112时，它们高效地在屏幕104上选择由相关的屏幕按钮114表示的适当选项。
[0152]替代地，屏幕104可为触摸屏，从而直接按压屏幕按钮114可用于选择该按钮。
[0153]机械式按钮112坚固耐用以便抵抗水和污物进入。
[0154]壳体同样坚固耐用，以便保护其中所容纳的电子件。
[0155]这种类型的屏幕、壳体和按钮可从诸如Maxima Technologies的公司获得，由该公司已制备出各种的车内信息集群器和显示器。[0156]该指令装置可制成任何所需的大小,但是具有IOOmm乘120mm乘25毫米的大致尺寸单元将足以适于该目的。
[0157]该壳体通常由工程树脂形成，所述工程树脂由纤维加强且可为抗紫外线的。
[0158]屏幕可具有带有可选抗眩光和防雾涂层的安全玻璃前部。
[0159]安全玻璃屏幕可位于一 3又1/2英寸(100毫米)的屏幕(对角线尺寸)的前方处，优选至少320X240的分辨率和多比特屏幕深度，例如252K颜色。其可以是背光式的，例如具有LED。
[0160]其它屏幕配置也是可能的。
[0161]合适的处理器将设置于指令装置内，诸如ARM932位的芯片。
[0162]按钮可为多个触觉形式的开关，通常是密封的和LED背光的，以便照亮其上的任何标记。
[0163]信息装置可经由电缆连接到所述装置或挖掘机的另外的元件，诸如车辆E⑶或ICU，联接器的任何传感器，或挖掘机液压系统的任何传感器，和用于将数据输入到指令装置内的任何其它装置，或用于从指令装置接收数据/指令的任何其它装置，例如用于指挥挖掘机功率输出控制件的任何其它装置。
[0164]指令装置可安装到屏幕上，安装到仪表板内或集成到仪表板内，或者其可位于其自身的单独底座上。
[0165]指令装置在其安装时优选固定在挖掘机驾驶室内的固定位置内，或其可枢转或可旋转，然而，诸如如果适于联接器的外部控制件设置在挖掘机上，那么指令装置甚至可从挖掘机驾驶室移除，以为了联接器的外部控制(或为控制件提供外部指令)，。
[0166]指令装置可结合有用于输出可听警告或可听信号的内置蜂鸣器或内置扬声器。
[0167]优选地，该装置在前部时IP 67等级的以及在后部是IP 66等级的，因此是耐候性的。然而，其它耐候性标准可足以适于用于许多应用。
[0168]指令装置结合有可编程存储器，且可预编程有与至少一个联接器、以及特别是预期用于指导操作的联接器相关的指令信息。其也可以具有上传端口(例如，USB端口)，以便允许上传替代性的指令，即适于其它联接器的指令，或用于更新的指令。
[0169]该指令可为多个屏幕的形式，例如，每一模式具有一系列的4至15个屏幕。所述装置优选具有超过50个甚至60个指令屏幕截图的总存储容量。
[0170]屏幕截图可适于适应不同的原始设备制造商(0ΕΜ)，例如通过其上具有可互换的徽标。然后，安装到Volvo挖掘机内的指令装置可适于具有嵌入到屏幕上的Volvo符号而不是如图所示的Miller符号。
[0171]类似地，所示的联接器可与不同形状的联接器、或不同配置的联接器、或不同的联接器颜色互换(例如以便与由挖掘机制造商所用的或所需的颜色相匹配)。这种变化可以定制，例如根据实际使用的联接器来定制。
[0172]至少参照图9、图11和图12，不同的附件可预编程到存储器中，从而在联接器上呈现不同的附件，而不是仅仅所示的铲斗。
[0173]因此，指令装置适于由挖掘机的操作人员使用以便在关于联接器正确使用的方面指导操作人员。
[0174]图8至图12示出联接器的第一可能使用状态，指令对于其而言将是有益的。这种使用状态是脱开联接过程。如图8中所示，示出起始屏幕(在此不同于图7中所示的屏幕)。这些开始屏幕可根据用户偏好来定制。
[0175]从该打开的“主”屏幕，挖掘机的操作人员将会按压一个按钮以便选择释放功能，参见图8的左下方。然后其启动指令装置的释放模式。因此屏幕首先改变到图9中所示的屏幕，由此操作人员可确认希望将附件从联接器释放，同时还提供指令以便将附件安全地卷曲到靠近地面的释放位置。如图所示，该画面示出联接器处于拥挤位置(通过将挖掘机臂下方的铲斗/联接器移动到完全卷曲位置来实现)，且挖掘机臂的端部大体上非常靠近地面线116定位。
[0176]一旦操作人员已经到达该位置，则其通过按压合适的按钮112，或在存在触摸屏的情况下触摸合适的屏幕按钮114来按下确认按钮118。
[0177]然后另一警告屏幕显现给操作人员以便确认操作人员打算释放附件，并要求操作人员确保该区域没有人员。
[0178]再次通过按压相应的按钮提供确认之后，在该实施例中为“是(YES)”，由于目前联接器处于脱离接合的模式，因此将开始发出可听的警报警告。
[0179]然后屏幕切换到另一个屏幕，该另一屏幕指引用户如何执行释放程序，其涉及推动联接器的液压杆以便将两个闩锁器从附件的两个连接销(每一连接销位于联接器的每一夹爪内)释放。在该实施例中，由于将联接器反转回到拥挤位置内将会释放卡止构件以及适于闩锁器的任意其它安全机构，因此这仅仅涉及简单推动液压杆的事件。然而，其它联接器可具有用于实现这一点的不同程序，或可能会需要在一个时间推动一个闩锁器。因此为此目的，可提供关于所关注联接器的特定指令。
[0180]该屏幕还可提供联接器状态指示，在该实施例中两个闩锁器需要被释放，且只有当自由地这样做时(即在释放任何卡止装置时)它们才能被释放。由于实现了反转，因此当液压杆被推动以便释放闩锁器时，在铲斗拥挤操作杆已经被向前推动8秒的时间段之后，该实施例获得脱开闩锁的状态。这由位于右上角的两个挂锁图标B和F120，122表征，示出它们本身被“解锁”。8秒的时间段是确保所有的闩锁器从附件的销释放所需的时间。
[0181]根据供应商/用户的要求图标可表示脱开闩锁的状态或解锁状态。
[0182]当该解锁程序已经完成时，操作人员可再次按压确认按钮，且屏幕移动到下一个屏幕，参见图12。在该屏幕中，仍然响起报警警告以便确保旁观者避开该区域。此外，仍由相关的图标来指示闩锁器的状态。
[0183]指令屏幕进一步指引操作人员舒展附接件/附件以便将附件放置到地面上，随后后部夹爪可从后部销释放，以及前部夹爪则可从前部销释放。
[0184]一旦用户已完成该脱开连接的程序，则其可通过再次按压相关的按钮来确认附件已被完全释放。
[0185]因此脱离连接程序已经完成，以及指令装置将会恢复到其首页。
[0186]然后图13示出用于选择联接程序的屏幕。然而，其是另一种屏幕格式。如可以看出的那样，在该屏幕上存在有五个选项以及屏幕是触摸屏。存在由勾号标记的“接受”按钮，由返回箭头标记的“返回一步”(或“到首页”)的按钮，用于上下滚动屏幕的“向上”和“向下”按钮，或用于从一个步骤移动到下一个的按钮，以及用于针对特定过程步骤获得附加的书面指令的“书面指令”按钮，或用于回顾用户手册的按钮。[0187]接着参照图14至图19，示出用于联接程序指令的另一屏幕。该图14对应于上面的图8。其提供四个选项:如前面所述那样的释放指令按钮，用于访问指令手册的指令手册按钮，用于选择升降模式的卡钩按钮，以及用于促成联接器的连接模式的连接按钮，如现在将要描述的那样。
[0188]因此，用户按压连接按钮以便选择连接程序，由此屏幕如图15中的那样来变化，以及开始响起警报声。再次示出挂锁符号120，122，以及因为闩锁器当前已经打开，因此图标示出后部(B)和前部(F)挂锁被解锁。然而，它们可能会闭合，在这种情况下，它们由此通过闭合的挂锁来表示，然后用户必须将换锁器推动到打开状态(其会需要联接器首先卷曲到拥挤位置内)。
[0189]通过使得指令装置成为联接器控制电路的重要组成部分，即访问控制件使得指令装置被激活，系统可使用其存储器记住闩锁器的先前状态。因此也可以取决于使用指令装置来激活控制件，由此可仅执行所指令的动作。
[0190]如图15中所示那样，挂锁示出联接器的后部卡钩，以及ABS(或联接器的前部闩锁器)将被打开以及完全缩回(参见联接器的图片)。由于这两个闩锁器可将从挖掘机驾驶室(用户将就坐于其内)看到，因此上述可由用户来验证。上述是当联接器处于所示拥挤位置时的情况(因为操作人员将能够直接看到后部夹爪的内部，且将能够看到闩锁器的可见部分不在前部夹爪内)。然后，操作人员可以确认他已完成目视检查，由此屏幕则被切换到下一个屏幕，参见图16。
[0191]图16指引操作人员接合前部销，然后完全卷曲联接器以便接合后部销。当完成上述之后，操作人员可以确认其已经做到了这一点，由此屏幕则被切换到下一个屏幕，参见图17。
[0192]在此，操作人员接受指引通过将铲斗的拥挤操作杆完全向前推动8秒的时间段来自执行将联接器连同其上的附件完全卷曲到拥挤位置内。上述使得闩锁器另外闭合，当完成时由挂锁图标B和F表不该状态。
[0193]在那一步完成之后，操作人员然后再次按压确认按钮以及屏幕切换到图18中所示的屏幕，这要求操作人员舒展附件，并将其放置到地面上，然后目视检查ABS是否到位。通过如图中所示的前部夹爪的开口可看到ABS。该舒展动作也用于将任何卡止构件恢复到它们相对于其提供相应闩锁组件之处的卡止位置。如图所示，直到确认之后挂锁图标才可恢复到解锁状态。
[0194]一旦确认ABS已经到位，操作人员则可按压确认按钮以便移动到图19所示的屏幕，其要求操作人员在附件上进行碰撞测试。碰撞测试迎着地面旋转附件以便以确保其不会使得联接器松动。同时仍响起警报声，现在由于挂锁都由用户确认为被锁定，因此对于挂锁B和F而言的符号120，122示出联接器现在已经连接。
[0195]在碰撞试验完成后，操作人员按压确认按钮，以及屏幕变化到图20中所示的屏幕，该屏幕是向操作人员提示要小心谨慎的可选屏幕，目前操作挖掘机臂可能会使铲斗装上驾驶室，是因为附件的长度被添加到该联接器的长度上。此时由于连接程序已经完成，因此警报声将停止。
[0196]接着参照图21至图24，描述并指示了使用联接器的第三过程，且其包括升降功能。为此，按压卡钩按钮124。然后其从图21的主页面进行到图22的第一升降页面，这需要操作人员确认该联接器没有附接件/附件并确认附件上的卡钩闭合。卡钩闭合的事实可能是重要的，因为它用于防止操作人员将联接器的夹爪用作用于升降物件的装置，因为联接器不是设计成用于该目的的，因此上述是联接器不当使用的情况。
[0197]确认后，按压相应的按钮，下一屏幕要求操作人员确认他们正在使用正确的额定功率的吊钩和升降设备。这同样是一项重要的安全检查项目。
[0198]一旦确认，屏幕变化到图24所示的屏幕，其提醒操作人员不要超过联接器(或挖掘机臂)的安全工作负荷。因为升降完成后，操作人员可能想要恢复到图21所示的主屏幕，或可能要重新阅读早先的警告，因此该屏幕还提供返回按钮以及主页按钮。
[0199]最后，图25至图31则公开可任选提供的各种附加屏幕。图25同样是主屏幕，其示出针对附加信息的访问按钮，参见预约按钮126。该预约按钮打开图26所示的联接器信息页面，其提供四个选项，即联系信息页面，服务信息页面和识别信息页面。联系信息页面打开另一页面(图27中所示的页面)，其例如提供制造商的信息，但是其也可为雇主或服务公司，或为此可在中间页上提供选项。服务按钮例如拉起润滑程序的指令以便每周润滑所有的位置，或访问附加的指令页面诸如图30所示的页面，或实际上完全以电子形式提供操作人员手册的另外页面。ID按钮访问该联接器的图像，用于示出在哪里可以找到适于所用特定联接器的识别信息，以及其可包括安全的工作负荷信息、标识牌的副本、和序列号数据。
[0200]在上面作为相对被动的指令装置已描述了指令装置。然而，通过给它提供到来自联接器或来自挖掘机本身的传感器数据的连接，或通过将其链接到上面简要建议的控制系统可使得指令装置替代地成为主动的指令装置。然后，代替操作人员已执行指引步骤时只需要他按下确认按钮，联接器的智能或指令装置的智能、或控制电路的智能，或这三个特征的组合可足以允许没有用户输入的情况下从一个页面切换到下一个页面，或甚至可以提供基于指令的视频，其可在联接、脱开联接、升降或其它程序进行以及完成其步骤时移动，该基于指令的视频可以复制联接器状态，所采取的操作人员动作(操作)。然而，与按钮的交互至少对于操作人员已经要求进行视觉或机械测试的步骤而言仍会是优选的。归根结底，不是所有的步骤将容易地由联接器上、控制电路上或挖掘机上的传感器检测到。
[0201]因此除了本发明第一方面的安全警告之外，本发明在该第二方面提供用于进一步提高联接器使用安全性的指令装置。
[0202]因此，本发明可为挖掘机10，其具有联接到其挖掘机臂12远端22的快速联接器
24。快速联接器24可从挖掘机10的驾驶室14进行操作，并可连接到警告控制系统48或指令装置102。警告控制系统48可连接到联接器控制电路46，其控制联接器24，以及系统或电路可获取联接器的状态信息。控制系统激活警告电路则可布置成当联接器控制电路46被激活到附件联接程序模式或附件脱开联接程序模式时向位于驾驶室外部的人员发出警告信号53、54。为了做到上述，警告电路48可联接到音频和/或视觉报警装置50、52以便将警告53、54发给包括旁观者的相关人员。然而，指令装置可替代性地指引操作人员如何使用联接器。
[0203]因此，在上面纯粹通过实例的方式对本发明进行了描述。在所附权利要求的范围内可对本发明做出细节上的修改。
【权利要求】
1.一种用于挖掘机联接器的指令装置，其适于安装在挖掘机联接器连接或将要连接到的挖掘机驾驶室内，所述指令装置包括可视化的显示器单元和用于存储有关联接器的指令信息的存储器装置，指令信息用于显示在可视化的显示器单元上。
2.根据权利要求1所述的指令装置，其特征在于可视化的显示器单元是触摸屏。
3.根据权利要求1所述的指令装置，其特征在于可视化的显示器单元包括用于按压的按钮。
4.根据任一项前述权利要求所述的指令装置，其特征在于指令信息涉及下列程序中的一个或多个:适于联接器的联接程序，适于联接器的脱开联接程序，以及使用联接器的吊环执行的升降操作。
5.根据任一项前述权利要求所述的指令装置，其特征在于还包括集成的定时器电路，其用于确定由用户执行的步骤之间的计时。
6.根据任一项前述权利要求所述的指令装置，其特征在于所述存储器装置记录由操作人员所进行的动作。
7.根据任一项前述权利要求所述的指令装置，其特征在于所述指令装置集成到联接器控制电路内或连接到联接器控制电路，这样可记录或检测、或可记录和检测用户和联接器之间的交互。
8.根据任一项前述权利要求所述的指令装置，其特征在于所述指令装置适于与联接器上的传感器交互。
9.根据任一项前述权利要求所述的指令装置，其特征在于所述指令装置适合与挖掘机的CPU或I⑶接口交互。`
10.根据任一项前述权利要求所述的指令装置，其特征在于所述指令信息包括用于可视化地显示在显示器单元上的为联接器状态视觉指示器形式的预期或实际的信息。
11.根据权利要求10所述的指令装置，其特征在于所述联接器的状态包括诸如联接器取向的信息。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的指令装置，其特征在于所述联接器的状态包括诸如联接器闩锁器中的一者或两者状态的信息。
13.根据权利要求10、权利要求11或权利要求12所述的指令装置，其特征在于所述联接器的状态包括诸如联接器的卡止杆或卡止构件状态的信息。
14.根据权利要求13所述的指令装置，其特征在于所述联接器的状态包括诸如联接器取向的信息。
15.根据任一项前述权利要求所述的指令装置，其特征在于所述指令信息包括用于可视化地显示在可视化显示器单元上的为指令文字和/或指令图形形式的信息。
16.根据任一项前述权利要求所述的指令装置，其特征在于所述指令信息包括口头指令。
17.根据任一项前述权利要求所述的指令装置，其特征在于所述指令信息包括有关一个以上联接器设计的指令信息。
18.根据任一项前述权利要求所述的指令装置，其特征在于还包括集成的可听蜂鸣器和/或集成的可见灯。
19.根据任一项前述权利要求所述的指令装置，其特征在于所述指令信息包括一系列的指令图形，其用于通过联接器程序一步一步地引导用户。
20.根据权利要求19所述的指令装置，其特征在于一步一步的指令包括描述需要进行超过3秒的必要活动的至少一个步骤，所述一步一步的指令为了该步骤具有为此结合的强制时间延迟，以助于确保进行该步骤。
21.根据任一项前述权利要求所述的指令装置，其特征在于在指令装置和联接器之间设置互连，所述互连是有线的或无线的。
22.—种基本上如上文参照附图中的任何一个或多个所述那样的指令装置。
23.一种从挖掘机驾驶室内控制挖掘机联接器的方法，所述挖掘机在挖掘机驾驶室内包括联接器控制件和根据任一项前述权利要求所述的指令装置，且所述方法包括以下步骤: 使用联接器控制件根据指令装置上的指令来在联接器上执行动作；以及 在指令装置上确认所指令的动作完成。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于确认所指令的动作完成由操作人员通过按压按钮来提供。
25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于确认所指令的动作完成经由传感器自动反馈到指令装置来提供。
26.根据权利要求23至25任一项所述的方法，其特征在于指令装置将所述确认记录到其存储器中。
27.—种基本上如上文参照附图中的任何一个或多个所述那样的从挖掘机驾驶室内控制挖掘机联接器的方法。
28.一种适于挖掘机的快速联接器结构，所述快速联接器结构包括:快速联接器，其带有位于其中的联接装置；带有控制箱的联接器控制电路；以及警告控制系统；其中快速联接器的联接装置可经由联接器控制箱从联接器远程操作，以及其中所述联接器或联接器控制电路与警告控制系统相通信，警告控制系统包括控制系统激活警告电路，其联接到音频和/或视觉报警装置以便当联接器控制电路被激活到附件联接程序模式或附件脱开联接程序模式时向处于远离联接器控制箱位置处的人员发出警告。
29.根据权利要求28所述的快速联接器结构，其特征在于控制系统激活警告电路适于检测联接器控制电路的激活状态，然后当检测到附件联接程序模式或附件脱开联接程序模式的状态时触发警告。
30.根据权利要求28或权利要求29所述的快速联接器结构，其特征在于在联接器和控制箱之间的连接和/或在控制系统激活警告电路和联接器控制电路之间的连接是无线的。
31.根据权利要求28至权利要求30中任一项所述的快速联接器结构，其特征在于联接器控制系统适于评估联接器的状态或模式并将联接器的状态或模式报告到中央警告控制系统。
32.根据权利要求28至权利要求31任一项所述的快速联接器结构，其特征在于所述联接器配置成通过致动至少一个液压杆来在联接状态和脱开联接状态之间进行致动，所述液压杆在联接器内操作联接装置。
33.根据权利要求32所述的快速联接器结构，其特征在于联接器模式的检测包括检测联接器的液压致动电路中的压力或流速。
34.根据权利要求28至权利要求33任一项所述的快速联接器结构，其特征在于联接器模式的检测包括监测控制箱的一个或多个元件的状态。
35.根据权利要求28至权利要求34任一项所述的快速联接器结构，其特征在于联接器模式的检测包括监测联接器内的联接装置的至少一个元件的位置或状态。
36.根据权利要求28至权利要求35任一项所述的快速联接器结构，其特征在于快速联接器包括两个夹爪以及至少一个闩锁器。
37.根据权利要求28至权利要求36任一项所述的快速联接器结构，其特征在于包括用于将附件闩锁到联接器上的闩锁机构，以及用于选择性地防止闩锁器从闩锁位置移动到非闩锁位置内的卡止机构。
38.根据权利要求37所述的快速联接器结构，其特征在于所述卡止机构是重力操作的。
39.根据权利要求37所述的快速联接器结构，其特征在于所述卡止机构是动力操作的。
40.根据权利要求36、权利要求37、权利要求38或权利要求39所述的快速联接器结构，其特征在于所述闩锁器是液压操作的。
41.根据权利要求28至权利要求40任一项所述的快速联接器结构，其特征在于所述警告包括音频警告。
42.根据权利要求41所述的快速联接器结构，其特征在于所述警告包括口头或语音警生口 ο
43.根据权利要求41或权利要求42所述的快速联接器结构，其特征在于所述警告包括警报器警告或警报音或铃的警告。
44.根据权利要求28至权利要求43任一项所述的快速联接器结构，其特征在于所述警告包括可视警告。
45.根据权利要求28至权利要求44任一项所述的快速联接器结构，其特征在于所述警告控制系统是与联接器和联接器控制系统集成的加装产品。
46.根据权利要求28至权利要求45任一项所述的快速联接器结构，其特征在于还包括权利要求1至22中任一项所述的指令装置。
47.一种挖掘机，其具有驾驶室、挖掘机臂、以及联接到其挖掘机臂的快速联接器，其特征在于所述快速联接器为根据权利要求28至46任一项所述的快速联接器结构。
48.根据权利要求47所述的挖掘机，其特征在于控制箱位于挖掘机的驾驶室内。
49.根据权利要求47或权利要求48所述的挖掘机，其特征在于所述联接器控制电路配置成在将挖掘机臂移动到拥挤位置后被激活到附件联接或脱开联接的程序模式。
50.一种适于挖掘机的快速联接器的快速联接器警告控制系统，所述系统包括联接器连接模式或脱开连接模式激活警告电路以及一个或多个报警单元，所述警告电路和报警单元用于当所述模式被激活时发出声音，所述警告电路和一个或多个报警单元被全部加装到挖掘机之上或之内，所述挖掘机具有联接器和装配到其内或其上的联接器控制系统。
51.一种基本上如上文参照附图中的任何一个或多个所述那样的挖掘机。
52.一种基本上如上文参照附图中的任何一个或多个所述那样的联接器报警装置。
53.一种装配有基本上如上文参照附图中的任何一个或多个所述那样的警告控制系统的联接器和联接器控制系统的组合。
54.一种用于将附件联接到挖掘机的挖掘机臂上的联接器，所述联接器包括用于连接到挖掘机臂的上半部和用于连接到附件的下半部，下半部包括两个附件-销接收夹爪，以及适于每个夹爪的闩锁器，所述闩锁器可通过至少一个致动器远离联接器在打开和闭合状态之间移动，其中所述闩锁器之一与用于选择性地卡止该闩锁器的运动的卡止构件相关联，从而限制或防止该闩锁器从闩锁位置移动到非闩锁位置； 所述联接器还包括: a)用于选择性地防止卡止构件运动到其非卡止位置内的第一机构； b)用于选择性地防止另一闩锁器运动到非闩锁位置内的第二机构； c)以及一个或多个传感器，所述传感器用于根据所需检测联接器的一个或多个下述元件的状态或位置:第一夹爪，第二夹爪，第一闩锁器，第二闩锁器，联接器的取向，联接器的旋转方向，致动器，卡止构件，第一机构，或第二机构。
55.一种用于将附件联接到挖掘机的挖掘机臂上的联接器，所述联接器包括用于连接到挖掘机臂的上半部和用于连接到附件的下半部，下半部包括两个附件-销接收夹爪，以及适于至少其中一个夹爪的闩锁器，所述闩锁器可通过至少一个致动器远离联接器在打开和闭合状态之间移动，其中所述致动器包括杆、主体以及一个或多个传感器，所述杆适于在主体内或沿着主体移动，所述传感器用于检测杆相对于主体的位置以便确定致动器的状态。
56.根据权利要求55所述的联接器，其特征在于所述联接器的闩锁器与用于选择性地卡止该闩锁器的运动的卡止构件相关联，从而限制或防止该闩锁器从闩锁位置运动到非闩锁位置内。`
57.根据权利要求56所述的联接器，其特征在于还包括第一机构，其用于选择性地防止卡止构件运动到其非卡止位置内。
58.根据权利要求55、权利要求56或权利要求57所述的联接器，其特征在于还包括一个或多个附加的传感器，所述传感器用于根据所需检测联接器的一个或多个下述元件的状态或位置:第一夹爪，第二夹爪，第一闩锁器，第二闩锁器，联接器的取向，联接器的旋转方向，卡止构件，用于选择性地防止卡止构件运动到非卡止位置内的第一机构，或用于选择性地防止第二闩锁器运动到非闩锁位置内的第二机构。
59.根据权利要求55至权利要求58任一项所述的联接器，其特征在于所述致动器是液压杆。
60.根据权利要求55至权利要求59任一项所述的联接器，其特征在于在杆上设置至少两个传感器或标记器，用于分别与致动器主体上的标记器或传感器合作，以便指示杆相对于主体的延伸状态。
61.根据权利要求60所述的联接器，其特征在于传感器或标记器设置成适于致动器的每一卡止阶段，传感器或标记器的位置布置成对应于致动器的阶段，卡止杆在所述致动器阶段处将提供下一程度的卡止。
62.一种挖掘机，其装配有权利要求55至61中任一项所述的联接器和权利要求1至22中任一项所述的指令装置。
63.一种挖掘机，其装配有权利要求55至61中任一项所述的联接器和权利要求28至46中任一项所述的快速联接器结构`。
【文档编号】G05B19/00GK103502537SQ201180067510
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2011年12月19日 优先权日:2010年12月21日
【发明者】G·米勒, H·雷伊 申请人:米勒国际有限公司