作业车辆的附接件坡度控制的制作方法

本发明总体上涉及诸如滑移转向式装载机、紧凑型履带式装载机和其它农业及建筑装载机的作业车辆，并且更具体地涉及用于作业车辆的附接件的坡度控制。

背景技术：

为了控制各种附接件的坡度，通常使用手动操作员控制。

技术实现要素：

在一个实施例中，公开了一种作业车辆。作业车辆包括车架。至少一个地面接合装置联接到车架并且被构造成将车架支撑在一表面上方。定位接收器联接到所述车架，并被构造成接收地理空间定位信号。悬臂组件联接到车架。至少一个悬臂缸联接到车架和悬臂组件，并且被构造成移动悬臂组件。悬臂位置传感器联接到车架、悬臂组件和悬臂缸中的至少一者，并且被构造成发送指示悬臂组件的位置的悬臂位置信号。附接件联接器联接到悬臂组件的远端部。至少一个倾斜缸联接到悬臂组件和附接件联接器，并被构造成移动附接件联接器。附接件位置传感器联接到悬臂组件、附接件联接器和倾斜缸中的至少一者，并且被构造成发送指示附接件联接器的位置的附接件位置信号。附接件联接到附接件联接器。识别装置联接到附接件，并且被构造成在激活事件之后发送附接件识别信号。显示器以通信的方式联接到识别装置，并且被构造成显示附接件识别信号。显示器包括操作员输入设备，该操作员输入设备被构造成接收指示附接确认和坡度命令的操作员输入。作业车辆还包括作业车辆控制件，作业车辆控制件包括标准配置和更新配置。控制器被构造成接收地理空间定位信号、悬臂位置信号、附接件位置信号和操作员输入。控制器被构造成参考存储设备并使作业车辆控制件在标准配置与更新配置之间改变。控制器被构造成根据坡度命令控制附接件的高度。

在另一实施例中，公开了一种作业车辆。作业车辆包括车架。至少一个地面接合装置联接到车架并且被构造成将车架支撑在一表面上方。定位接收器联接到所述车架，并且被构造成接收地理空间定位信号。悬臂组件联接到车架。至少一个悬臂缸联接到车架和悬臂组件，并且被构造成移动悬臂组件。悬臂位置传感器联接到车架、悬臂组件和悬臂缸中的至少一者，并且被构造成发送指示悬臂组件的位置的悬臂位置信号。附接件联接器联接到悬臂组件的远端部。至少一个倾斜缸联接到悬臂组件和附接件联接器，并被构造成移动附接件联接器。附接件位置传感器联接到悬臂组件、附接件联接器和倾斜缸中的至少一者，并且被构造成发送指示附接件联接器的位置的附接件位置信号。附接件联接到附接件联接器。惯性测量单元和倾斜度传感器中的至少一者联接到附接件，并且被构造成发送指示附接件相对于车架的倾斜度的倾斜度信号。控制器被构造成根据坡度命令控制附接件的高度和倾斜度。识别装置联接到附接件，并且被构造成在激活事件之后发送附接件识别信号。显示器以通信的方式联接到识别装置，并且被构造成显示附接件识别信号。显示器包括操作员输入设备，该操作员输入设备被构造成接收指示附接确认和坡度命令的操作员输入。作业车辆还包括作业车辆控制件，作业车辆控制件包括标准配置和更新配置。控制器被构造成接收地理空间定位信号、悬臂位置信号、附接件位置信号、倾斜度信号、附接件识别信号和操作员输入。控制器被构造成使作业车辆控制件在标准配置与更新配置之间改变。控制器被构造成根据坡度命令控制附接件的高度和倾斜度。

在又一实施例中，公开了一种作业车辆。作业车辆包括车架。至少一个地面接合装置联接到车架并且被构造成将车架支撑在一表面上方。定位接收器联接到所述车架，并被构造成接收地理空间定位信号。悬臂组件联接到车架。至少一个悬臂缸联接到车架和悬臂组件，并且被构造成移动悬臂组件。悬臂位置传感器联接到车架、悬臂组件和悬臂缸中的至少一者，并且被构造成发送指示悬臂组件的位置的悬臂位置信号。附接件联接器联接到悬臂组件的远端部。至少一个倾斜缸联接到悬臂组件和附接件联接器，并被构造成移动附接件联接器。附接件位置传感器联接到悬臂组件、附接件联接器和倾斜缸中的至少一者，并且被构造成发送指示附接件联接器的位置的附接件位置信号。推土铲刀联接到附接件联接器。惯性测量单元和倾斜度传感器中的至少一者联接到推土铲刀并被构造成发送指示推土铲刀相对于车架的倾斜度的倾斜度信号。控制器被构造成根据坡度命令控制推土铲刀的高度和倾斜度。识别装置联接到推土铲刀并被构造成在激活事件之后发送附接件识别信号。悬臂锁定件联接到车架和悬臂组件中的至少一者。悬臂锁定件被构造成：当附接件识别信号指示推土铲刀时，从解锁位置移动到锁定位置，在该解锁位置中，悬臂组件能够移动，在该锁定位置中，悬臂组件在降低位置中锁定到车架。显示器以通信的方式联接到识别装置，并且被构造成显示附接件识别信号。显示器包括操作员输入设备，该操作员输入设备被构造成接收指示附接确认和坡度命令的操作员输入。作业车辆还包括作业车辆控制件，作业车辆控制件包括标准配置和更新配置。控制器被构造成接收地理空间定位信号、悬臂位置信号、附接件位置信号、倾斜度信号、附接件识别信号和操作员输入。控制器被构造成使作业车辆控制件在标准配置与更新配置之间改变。控制器被构造成根据坡度命令控制推土铲刀的高度和倾斜度。

通过考虑详细描述和附图，其它特征和方面将变得显而易见。

附图说明

图1是具有悬臂锁定件的作业车辆的透视图。

图2a是处于标准配置的图1的作业车辆的作业车辆控制件的示意图。

图2b是处于更新配置的图1的作业车辆的作业车辆控制件的示意图。

图3是图1的作业车辆的透视图，其中悬臂组件处于降低位置和升高位置。

图4是具有推土铲刀的作业车辆的侧视图。

图5a是图1的作业车辆的仰视图，示出了根据一个实施例的悬臂锁定件。

图5b是图1的作业车辆的仰视图，示出了根据另一个实施例的悬臂锁定件。

图5c是图1的作业车辆的仰视图，示出了根据又一个实施例的悬臂锁定件。

图6a是具有叉的作业车辆的透视图。

图6b是具有掘沟器的作业车辆的透视图。

图7是图1的作业车辆的透视图，示出了处于倾卸位置的悬臂组件。

图8是具有悬臂锁定件的作业车辆的示意图。

图9a是用于将作业车辆的悬臂组件锁定至作业车辆的车架的说明性方法的示意图。

图9b是用于在作业车辆的操作位置和倾卸位置两者上将切削刃保持在切削平面上的说明性方法的示意图。

在详细解释任何实施例之前，应理解，本公开内容的应用不限于在以下描述中阐述或在附图中示出的构造细节和组件的布置。本公开能够具有其他实施例并且能够以各种方式被实践或执行。本发明的其他实施例可以包括来自一个或多个从属权利要求的特征的任何组合，并且可以将这些特征共同地或分别地并入任何独立权利要求中。

如在此使用的，除非另有限制或修改，否则如下的列表表示可能包括所述列表的各个元件或其任何组合的配置或布置：该列表具有由连词(例如，“和”)分隔的元件并且这些元件的前缀是短语“……中的一个或多个”或“……中的至少一个”。例如，“a、b和c中的至少一个”或“a、b和c中的一个或多个”可能表示仅a、仅b、仅c或a、b和c中的两个或多个的任意组合(例如a和b；b和c；a和c；或a、b和c)。

具体实施方式

图1示出了具有车架15的作业车辆10。该作业车辆10被示为紧凑型履带式装载机20。本公开内容涵盖了其他类型的作业车辆10，包括滑移转向式装载机和其他类型的农用装载机、建筑装载机或林业装载机。至少一个地面接合装置25联接到车架15，并构造成将车架15支撑在表面30上方，并使作业车辆10沿表面30移动。所示的地面接合装置25是一对履带35。替代地，地面接合装置25可以是轮子(未示出)。

具有门45的操作员站40联接到车架15。操作员界面50可以位于操作员站40中或远离作业车辆10。操作员界面50可以是显示器55，其可以包括操作员输入装置60，其被构造成设置或改变诸如坡度命令70(图8)的作业车辆设置或参数65(图8)。例如，显示器55可以是触摸屏75。操作员输入装置60可以与显示器55分离。例如，操作员输入装置60可以是小键盘80或密封开关模块(“ssm”)85。

作业车辆控制件90也可以定位在操作员站40中或远离作业车辆10。参考图2a和2b，作业车辆控制件90可以包括第一操纵杆95、第二操纵杆100、以及多个开关102(例如，旋转轮)和多个按钮103(例如，推压按钮)或其他控制装置(例如，刻度盘、旋钮)的任意组合。例如，第一操纵杆95可以具有多个按钮103，而第二操纵杆100可以具有开关102和多个按钮103。本公开考虑了其他开关102和按钮103的构造。作业车辆控制件90的功能可以被重新分配以从标准配置105变成更新配置110，例如，从类似紧凑型履带式装载机模式115的标准配置105到类似推土机模式120或其他模式(例如，叉车模式、掘沟器模式)的更新配置110。

在标准配置105、更新配置110，紧凑型履带式装载机模式115和推土机模式120中，第一操纵杆95可以具有相同的操作和功能：向前推第一操纵杆95使作业车辆10向前移动125，向后推第一操纵杆95使作业车辆10向后移动130，向右推第一操纵杆95向右转135，以及向左推第一操纵杆95向左转140。

在标准配置105和紧凑型履带式装载机模式115中，第二操纵杆100可以具有相同的操作和功能：向前推第二操纵杆100使悬臂向下145，向后推第二操纵杆100使悬臂向上150，向右推第二操纵杆100使铲斗向下155以及向左推第二操纵杆100使铲斗向上160。

在更新配置110和推土机模式120中，第二操纵杆100可以具有相同的操作和功能：向前推第二操纵杆100使铲刀向下165，向后推第二操纵杆100使铲刀向上170，向右推第二操纵杆100使铲刀向右倾斜175，向左推第二操纵杆100使铲刀向左倾斜180，向前推开关102使铲刀向右偏斜185以及向后推开关102使铲刀向左偏斜190。

参照图1，悬臂组件195联接到车架15。悬臂组件195包括枢转地联接到车架15的一对上连杆200。一对下连杆205枢转地联接到车架15。一对悬臂缸210枢转地联接到车架15，其中作业车辆10的每侧有一个悬臂缸210。悬臂缸210可以是液压致动器215或电子致动器220。一对悬臂225枢转地联接到上连杆200和下连杆205，并且定位成作业车辆10的每侧有一个悬臂225。一对悬臂225枢转地联接到悬臂缸210。参考图1和图3，悬臂缸210构造成使悬臂组件195从降低位置230移动到升高位置235。本公开考虑了其他悬臂组件195构造。

参考图1，悬臂位置传感器240联接到车架15、悬臂组件195和悬臂缸210中的至少一者。悬臂位置传感器240构造成发送指示悬臂组件195的位置的悬臂位置信号245(图8)。悬臂位置传感器240可以是旋转传感器，缸位置传感器或其他类型的传感器。

参考图4，附接件联接器250联接到悬臂组件195的远端部255。一对倾斜缸260联接到悬臂组件195和附接件联接器250，并且作业机械100的每侧有一个倾斜缸260。倾斜缸260可以是液压致动器265或电子致动器270。倾斜缸260构造成使附接件联接器250移动或倾斜。

参照图1和图4，液压系统275以流体连通的方式联接到悬臂缸210和倾斜缸260。液压系统275包括液压泵280和液压阀285(例如，电动液压阀)，从而在接收到来自操作员界面50和作业车辆控制件90中的至少一者的输入之后，控制流到悬臂缸210和倾斜缸260的液压流体。参照图2a、2b和4，在更新配置110中，第一操纵杆95、第二操纵杆100、开关102和按钮103可以被改变以控制液压系统275的不同方面。例如，第二操纵杆100在紧凑型履带式装载机模式115中在向前悬臂向下145和向后悬臂向上150的方向上控制悬臂缸210，该第二操纵杆100现在可以更改为在推土机模式120中在向前铲刀向下165和向后铲刀向上170的方向上控制倾斜缸260。本公开预期液压系统275的其他方面可以通过对第一操纵杆95、第二操纵杆100、开关102和按钮103的其他改变来控制。

参考图5a、5b和5c，悬臂锁定件290可以联接到车架15和悬臂组件195中的至少一者。悬臂锁定件290构造成可以从解锁位置295移动到锁定位置300，在解锁位置中，悬臂组件195是可移动的，在锁定位置中，悬臂组件195在降低位置230(图3)中被锁定到车架15。悬臂锁定件290可包括接收装置305，其联接到悬臂组件195和车架15中的至少一者。接收装置305构造成接收可移动轴310(例如，滑动轴、旋转轴)，其联接到悬臂组件195和车架15中的另一者中的至少一个。在一些实施例中，接收装置305可以构造成接收滑块315或旋转闩锁320或楔块325。可移动轴310可以是液压致动器330或电子致动器335。

参照图1、4、5a、5b、5c、6a和6b，附接件340可以联接到附接件联接器250。附接件340可以是铲斗345、推土铲刀350、叉355，掘沟器360或其他附接件340(例如抓斗，螺旋钻)。附接件340可包括切削刃365(图1)。

参考图4，附接件位置传感器370可以联接到悬臂组件195、附接件联接器250和倾斜缸260中的至少一者，并且构造成发送指示附接件联接器250的位置的附接件位置信号375(图8)。附接件位置传感器370可以是旋转传感器、缸位置传感器或其他类型的传感器。

惯性测量单元(“imu”)380或倾斜度传感器385可以联接到附接件340，并构造成发送指示附接件340相对于车架15或表面30的倾斜度的倾斜度信号390(图8)。倾斜度对应于在更新配置110(图2b)和推土机模式120(图2b)中的铲刀向右倾斜175和铲刀向左倾斜180。

参考图1和图8，识别装置395可以联接到附接件340，并且被构造成在激活事件405之后发送附接件识别信号400。识别装置395可以是信标组件410。附接件识别信号400可以包括附接件尺寸415。激活事件405可以包括作业车辆10以最小的力接触附接件340，其中附接件340保持静止。可替代地，激活事件405可以包括识别装置395从联接到作业车辆10的激活传感器425接收激活信号420。操作员界面50或显示器55可以以通信的方式联接到识别装置395并且被构造成显示附接件识别信号400。操作员界面50、显示器55或操作员输入装置60可以被构造成接收指示附接件确认430和坡度命令70的操作员输入。操作员界面50或显示器55可以按照附接件识别信号400的强度的顺序示出多个附接件340的多个附接件识别信号400，该顺序以来自各种附接件340的各种信号中最强的信号作为起始点。操作员界面50或显示器55还可以以最近使用过或以前使用过的附接件340作为起始点来显示多个附接件340的多个附接件识别信号400。其他附接件识别信号400的显示顺序也可以由本公开想到。

定位接收器435可以联接到车架15或操作员站40，并被构造成接收地理空间定位信号440(“gps”)(例如，gnss，glonass)以定位作业车辆10的位置。

坡度控制系统445可以以通信的方式联接到操作员输入装置60，并且被构造成接收坡度命令70并限定切削平面450。坡度控制系统445可以是激光器455，其联接到车架15并被构造成接收坡度命令70并将切削平面450投影在表面30上。可替代地，坡度控制系统445可以是内部车载系统460，其不投影切削平面450而是以通信的方式联接到操作员输入装置60，并构造成接收坡度命令70。

控制器465可以联接到作业车辆10。在推土机模式120(图2b)中，控制器465可以构造成从操作员界面50接收操作员信号470，将悬臂下降信号475发送至液压系统275，以将悬臂组件195降低到车架15，并将悬臂锁定信号480传输到悬臂锁定件290的液压致动器330或电子致动器335，从而在悬臂组件195下降到车架15之后，将悬臂锁定件290移动到锁定位置300(图5a、5b、5c)。控制器465可以经由作业车辆无线通信设备485或经由通信总线490无线地(例如，蓝牙)接收和发送信号。控制器465可以包括电子数据处理器495。

电子数据处理器495可以作为作业车辆10的一部分本地地布置，或者远离作业车辆10而布置。在各个实施例中，电子数据处理器495可以包括微处理器、微控制器、中央处理单元、可编程逻辑阵列、可编程逻辑控制器、专用集成电路、逻辑电路、算术逻辑单元或适于执行数据处理和/或系统控制操作的其他合适的可编程电路。在其他实施例中，电子数据处理器495可以管理经由网络和无线基础设施往返于远程处理系统的数据传输。例如，电子数据处理器可以收集和处理来自通信总线490的信号数据，以沿向前或向后的方向(即，往返于远程处理系统)传输。

存储设备500存储信息和数据，以供电子数据处理器495、通信总线490或车辆无线通信设备485访问。存储设备500可以包括电子存储器、非易失性随机存取存储器，光学存储设备，磁存储设备或用于在任何可记录、可重写或可读的电子、光学或磁性存储介质上存储和访问电子数据的其他设备。

对于附接件340的二维自动控制，控制器465可以被构造成接收来自定位接收器435的地理空间定位信号440，并且接收悬臂位置信号245、附接件位置信号375、操作员信号470或输入，并参考存储设备500，并在标准配置105和更新配置110之间更改作业车辆控制件90。控制器465可构造成通过控制所述液压系统275来根据坡度命令70控制附接件340的高度。

可选地，对于附接件340的三维自动控制，控制器465可以被构造成接收来自定位接收器435的地理空间定位信号440，并且接收悬臂位置信号245、附接件位置信号375、倾斜度信号390、附接件识别信号400、操作员信号470或输入，并在标准配置105和更新配置110之间改变作业车辆控制件90。控制器465可以被构造成根据坡度命令70控制附接件340的高度和倾斜度。

控制器465可以构造成根据坡度命令70控制液压系统275以控制附接件340的高度和倾斜度。控制器465可以构造成控制液压系统275以将切削刃365保持在切削平面450上。控制器465可以构造成接收悬臂位置信号245，附接件位置信号375和坡度命令70，并在操作位置505(图3)和倾卸位置510(图7)两者中将切削刃365保持在切削平面450上。

在操作中，操作员可以进入操作员站40或经由作业车辆无线通信设备485或通信总线490远程访问作业车辆10。操作员可以通过操作员输入装置60(诸如ssm85)开启作业车辆10。操作员可以使用作业车辆控制件90使得作业车辆10朝向附接件340移动。当作业车辆10接触但在其移动附接件340之前，发生激活事件405，并且识别装置395发送附接件识别信号400。替代地，激活事件405可能发生在激活传感器425将激活信号420发送到识别装置395导致识别装置395发送附接件识别信号400时。操作员界面50或显示器55可以显示附接件识别信号400，或者如果识别装置395激活时出现多于一个的附接件340，那么操作员界面50或显示器55可以按照附接件识别信号400的强度的顺序示出多个附接件识别信号400，该顺序以代表最接近作业车辆10的附接件340的最强信号作为起始点。

操作员将定位作业车辆10以联接到附接件340。在附接件340联接到作业车辆10之后，操作员界面50或显示器55可以要求操作员提供指示附接件确认430或坡度命令70的操作员输入。操作员界面50或显示器55可以显示附接件尺寸415和附接件340的类型(例如铲斗345、推土铲刀350、叉355、掘沟器360或其他附接件340(例如抓斗，螺旋钻))作为附接件确认430的一部分。操作员可以通过显示器55或操作员输入装置60输入操作员输入。

如果附接件340是推土铲刀350，则操作员可以通过悬臂锁定件290将悬臂组件195锁定在车架15上。操作员可以通过输入操作员输入来激活悬臂锁定件290，其中操作员界面50或显示器55或操作员输入装置60使控制器465接收操作员信号470。在接收到操作员信号470时，控制器465可以将悬臂下降信号475传输至液压系统275以将悬臂组件195降低至车架15。控制器465可将悬臂锁定信号480传输至液压致动器330或电子致动器335，以将悬臂锁定件290移动至锁定位置300。一旦推土铲刀350被附接到作业车辆10且悬臂锁定件290处于锁定位置300时，操作员可以向操作员界面50或操作员输入装置60提供操作员输入以选择推土机模式120，从而将作业车辆控制件90重新构造成更像标准推土机或履带式推土机。

当推土铲刀350被联接到附接件联接器250时，负载路径515不穿过悬臂组件195的下连杆205。负载路径515可以穿过推土铲刀350、悬臂组件295、悬臂锁定件290和车架15。倾斜缸260构造成在解锁位置295和锁定位置300两者中移动或倾斜附接件340。例如，在锁定位置300，倾斜缸260可升高附接件340以从表面30移开。倾斜缸260可以将附接件340从操作位置505移动到倾卸位置510。当附接件340从操作位置505升高到倾卸位置510时，附接件340可以旋转以将切削刃365保持在切削平面450上。例如，如果附接件340是铲斗345，则铲斗345可被构造成在倾卸位置510倾倒和铺展内容物或材料。标准配置105可以用于控制铲斗345，更新配置110可以用于控制推土铲刀350或其他附接件340。

坡度控制系统445可以接收坡度命令70并限定切削平面450。控制器465可以接收坡度命令，地理空间定位信号440，悬臂位置信号245，附接件位置信号375和倾斜度信号390，以在作业车辆10横越表面30时自动控制附接件340的高度和倾斜度。

在图9a中示出了一种用于将作业车辆10的悬臂组件195锁定至作业车辆10的车架15的方法。在步骤520中，悬臂组件195联接到附接件联接器250，该附接件联接器250联接到附接件340。在步骤525中，该方法还包括：提供可移动轴310，其联接到悬臂组件195和车架15中的至少一者；提供接收装置305，其联接到悬臂组件195和车架15中的另一者中的至少一个；以及将可移动轴310从解锁位置295移动到锁定位置300，在该锁定位置中，接收装置305接收可移动轴310。在步骤530中，该方法包括创建一条穿过附接件340、附接件联接器250、悬臂组件195，可移动轴310、接收装置305和车架15的负载路径515。

在步骤535中，该方法还包括：提供控制器465，以从操作员界面50(该操作员界面50定位在与车架15相连的操作员站40中)接收操作员信号470；将悬臂下降信号475发送至液压系统275，液压系统275构造为将悬臂组件195降低到车架15；以及将悬臂锁定信号480传输到液压致动器330或电子致动器335，以使接收装置305接收可移动轴310。

在步骤540中，该方法包括附接件340是推土铲刀350，并且负载路径515穿过推土铲刀350、附接件联接器250、悬臂组件195、可移动轴310、接收装置305和车架15。

在步骤545中，该方法还包括利用至少一个倾斜缸260使得附接件340倾斜，以在不改变加载路径515的情况下使附接件340从表面30升高，该倾斜缸260联接至悬臂组件195和附接件联接器250。

在图9b中示出了一种用于在作业车辆10的操作位置505和倾卸位置510中将切削刃365保持在切削平面450上的方法。在步骤550中，该方法包括提供一种作业车辆10，该作业车辆10包括车架15，联接到车架15的悬臂组件195，联接到悬臂组件195的远端部255的附接件联接器250，以及联接到附接件联接器250的附接件340。在步骤555中，该方法还包括：接收指示悬臂组件195的位置的悬臂位置信号245；接收指示附接件联接器250的位置的附接件位置信号375；接收坡度命令70；以及定义切削平面450，并将切削刃365保持在切削平面450上。在步骤560中，该方法包括通过旋转附接件340在倾卸位置510将切削刃365保持在切削平面450上。