专利名称：用于机械的控制装置的制作方法
技术领域：
本公开一般涉及机械领域，以及更具体地，本公开涉及一种用于 机械的控制装置。
背景技术：
在典型的用于工程机械变速箱的控制装置中，通常分别使用进退 控制杆和速度控制杆来控制变速箱的进退齿轮和速度齿轮。具体地， 一方面，驾驶员可以利用进退操作手柄来操作进退控制杆，以控制变 速箱的进退齿轮，从而实现机械的进退控制。另一方面，驾驶员可以 利用速度操作手柄来操作速度控制杆，以控制机械的速度齿轮，从而 实现机械的速度控制。因为进退操作手柄和速度操作手柄分开设置， 所以这种结构通常占用较多的机械驾驶室空间
另外，现在技术也公开了 一种利用单个操作手柄来操作进退控制 杆和速度控制杆的解决方案。然而，在现有技术中，都是将变速箱的 进退控制杆和速度控制杆分别设置在机械驾驶室的不同位置处。这 样，这种结构也占用较多的驾驶室空间。
因此，本领域特别需要一种用于机械的控制装置，其能够将速度 控制杆和进退控制杆集成在 一 起以便节省有限的机械驾驶室空间。
发明内容
根据本公开的一方面，提供一种用于机械的控制装置。该控制装
置包括操作杆；控制杆，通过第一联动机构与所述操作杆相接合， 其中所述第一联动机构被设置为将所述操作杆绕其轴线的旋转运动 转换为所述控制杆的轴向运动；和控制套筒，通过第二联动机构与所述操作杆相接合，其中所述第二联动机构被设置为将所述操作杆绕所 述控制杆的轴线的旋转运动转换为所述控制套筒绕所述控制杆的轴 线的旋转运动。
根据本公开的另 一方面，提供一种包括上述控制装置的机械。 根据本公开，将控制杆和控制套筒集成在一起，并且通过操作杆 的不同旋转运动来分别产生控制杆和控制套筒的相应动作。取决于具 体的设计要求，控制杆可以为速度控制杆和控制套筒可以为进退控制 杆，或者控制杆可以为进退控制杆和控制套筒可以为速度控制杆。这
样，与现有技术相比，本公开的控制装置具有紧凑而简单的结构。
将在以下本公开的示例性实施例的详细说明中描述本7>开这些和
其他特征与优势，对于本领域普通技术人员来说，考虑这些详细描述
将使得本公开这些和其他特征与优势变得明显。
图1示出了根据本公开实施例的用于机械的控制装置的外观示意
图2示出了根据本公开实施例的图1所示的控制装置下部沿2-2 线的截面视图3示出了根据本公开实施例的图1所示的控制装置上部沿3-3 线的截面视图4示出了根据本公开实施例的控制装置的图2中的圓圈A部分 的放大截面视图；以及
图5示出了根据本公开实施例的控制装置的图2中的圓圈B部分 的放大截面视图。
具体实施例方式
下面参考附图，将详细地描述本公开的若干实施例。应当理解， 在此所描述的实施例只是示意性的，而并非对本公开的各个方面的限
6制。在各个附图中，相同的参考标记表示相同或相似的部件。
如图1、图2和图3所示，根据本公开实施例的用于工程机械的控
制装置100可以包括大致桶状的壳体1。具体地，如图2和3所示，该 壳体l具有侧表面lll、 112、 113、 114和下表面115。该壳体l的一个 侧表面111向外凸出而形成半圆筒状，以及该壳体l的其他侧表面ll2、 113和114以及下表面115为平坦表面。壳体1内部可以容纳第一联动 机构，这将在后面做详细说明。另外，如图1和2所示，壳体l上部可 以设置护盖17，以保护壳体1内的各个部件。本领域技术人员应当理解， 图1中所示的壳体l的形状和结构仅仅是示意性的。取决于具体的设计 要求，壳体1可以具有其他形状和结构。
进一步，如图1和图3所示，根据本公开实施例的控制装置IOO还 可以包括从壳体1的侧表面114向外伸出的第一套管2以及从壳体1的 下表面115向下伸出的第二套管3。第一套管2和第二套管3均具有空 心结构。例如，可以通过合适的铸造或锻造工艺，来一体地制造壳体l、 第一套管2以及第二套管3。可选择地，也可以通过合适的焊接或固定 工艺，将第一套管2和第二套管3分别接合到壳体1的侧表面114和下 表面115。
进一步，如图3所示，根据本公开实施例的控制装置还可以包括操 作杆4。搡作杆4的直径小于第一套管2的内径。这样，操:作杆4可以 穿过第一套管2的空心结构并从第一套管2的第一端部211和第二端部 212伸出。
操作杆4从第一套管2的第一端部211伸出，并且延伸穿过壳体1。 操作杆4的第一端部5通过螺塞结构(未示出)支撑在壳体1的侧表面 112上，其中侧表面112与侧表面114相对。
同时，在操作杆4的第二端部6上可以设置具有空心结构的操作手 柄7,其中操作杆4的第二端部6从第一套管2的第二端部212伸出。 从图3中可以清楚地看到，操作杆4的第二端部6设置在操作手柄7的 空心结构内，使得操作杆4与操作手柄7接合在一起。这样，驾驶员可以通过操作手柄7来操作所述操作杆4。
如图3所示，在第一套管2的第二端部212处，可以利用诸如螺塞 结构等的第一连接件8，将第一套管2和操作杆4接合在一起，使得操 作杆4可绕其轴线旋转。可选地，第一套管2和操作杆4之间还设置有 尼龙垫圈9
这样，在本公开实施例中，通过由第一套管2和诸如螺塞结构的第 一连接件8组成的第一连接部分，可以将操作杆4与壳体l相接合，同 时操作杆4可绕其轴线旋转。可选地，代替第一套管2,也可以通过螺 塞直接将操作杆4和壳体1相接合，同时操作杆4可绕其轴线旋转。本 领域技术人员应该理解，第一连接部分还可以釆用其他结构，只要可以 将操作杆4接合到壳体1并且操作杆4可绕其轴线旋转即可。
进一步，如图2、图3和图4所示，根据本公开实施例的控制装置 100还可以包括控制杆10，其中控制杆10的直径小于第二套管3的内 径。这样，控制杆10可以穿过第二套管3的空心结构，并延伸到壳体l 内。
从图3中可以清楚地看到，在延伸到壳体10内的控制杆10的一部 分上安装有齿条结构11,其中齿条结构11的一个侧表面101上设置有 横向齿条。从图3也可以清楚地看到，在延伸在壳体1内的操作杆4上 设置有齿轮结构12，其中齿条结构11上的齿条与齿轮结构12上的齿轮 相啮合。
这样，通过由齿条结构11和齿轮结构12构成的第一联动才几构，可 以将操作杆4接合到控制杆10。当操作杆4绕其轴线旋转时，通过包括 齿条结构11和齿轮结构12的第一联动机构，产生控制杆10的轴向运 动。也就是说，通过第一联动机构，可以将才喿作杆4绕其轴线的旋转运 动转换为控制杆10的轴向运动。本领域技术人员应该理解，附图中所 示的第一联动机构的结构仅仅是示意性的。本公开的第一联动机构可以 是任何其他结构，只要可以将操作杆4绕其轴线的旋转运动转换为控制 杆10的轴向运动即可。进一步，如图1和图4所示，根据本公开的用于机械的控制装置100 还可以包括具有空心结构的控制套筒13。控制套筒13的内径大于控制 杆10的外径。这样，如图4所示，控制杆10可以穿过控制套筒13的 空心结构，并从控制套筒13的第一端部131和第二端部132伸出。
如图4所示，控制杆10的从控制套筒13的第一端部131伸出的部 分穿过第二套管3而进入壳体1。正如上面所描述的，通过包括控制杆 10上的齿条结构11和操作杆4上的齿轮结构12的第一联动机构，进入 壳体1的控制杆10可以与操作杆4在壳体1内的部分相接合。这样， 当操作杆4绕其轴线旋转时，可以通过第一联动机构产生控制杆10的
控制杆10从控制套筒13的第二端部132伸出的端部102上可以设 置换向摇臂或者速度摇臂，这将在后面做详细描述。
控制套筒13与第二套管3相邻的第一端部131的外径可以小于第二 套管3的内径。这样，如图4所示，控制套筒13的第一端部131可以 延伸在控制杆IO和第二套管3之间。在控制套筒13的第一端部131处， 控制杆10的外径通常设置为比控制杆10的其他部位的外径小。这样， 如图4所示，在控制套筒13的第一端部131处，可以通过诸如固定销 等的第二连接件14，将控制套筒13和第二套管3接合在一起。
可选地，控制套筒13的第一端部131的内径可以大于第二套管3 的外径。这样，可以将控制套筒13的第一端部131套接在第二套管3 的外径上，并利用诸如固定销等，将控制套筒13和第二套管3接合在 一起。
由此，通过由第二套管3和诸如固定销等的第二连接件14构成的第 二连接部分，可以将控制套筒13与壳体1相接合。可选地，代替第二 套管3,也可以通过螺塞等，直接将控制套筒13接合到壳体1。本领域 技术人员应该理解，附图中所示的第二连接部分的结构仅仅是示意性 的，能够将控制套筒13与壳体1相接合的其他任何结构也可以使用在 本7>开中。另外，在控制套筒13的第二端部132处，可以设置换向摇臂或者速 度摇臂。这将在后面做详细描述。
这样，通过由第一连接部分、壳体1和第二连接部分组成的第二联
动机构，可以将操作杆4和控制套筒13相接合。当操作杆4围绕控制 杆10的轴线转动时，控制套筒13可以绕控制杆10的轴线旋转。也就 是说，可以通过第二联动机构，将操作杆4围绕控制杆10的轴线的旋 转运动转换成控制套筒13绕控制杆10的轴线的旋转运动。本领域技术 人员应该理解，本公开的第二联动机构还可以为任何其他结构，只要可 以将操作杆4绕控制杆10的轴线的转动转换为控制套筒13绕控制杆10 的轴线》走转即可。
正如，如图上面所提到的，控制杆10的端部102和控制套筒13的 第二端部132可以分别设置速度摇臂或换向摇臂。
例如，如图5所示，换向摇臂18通过销结构19固定在控制套筒13 的第二端部132上。同时，速度摇臂(未示出)也可以通过类似结构固 定在控制杆10的端部102。在这种情况下，控制杆10用作速度控制杆， 而控制套筒13用作进退控制杆。 一方面，控制杆10的轴向运动可以调 节变速箱的速度齿轮，以便进行速度控制。另一方面，控制套筒13的 旋转运动可以调节变速箱的进退齿轮，以便进行进退控制。换向摇臂18 和速度摇臂的结构以及其与变速箱的进退控制阀和速度控制阀的连接 方式可以釆用本领域常用的结构，它们并非并发明的重点，在此省略对 其的赘述。
本领域技术人员应该理解，取决于设计需要，也可以将换向摇臂18 设置在控制杆10上，而将速度摇臂设置在控制套筒13。这样，控制杆 IO可以用作进退控制杆，而控制套筒13可以用作速度控制杆。
进一步，如图4所示，在控制杆10和第二套管3之间也设置有尼龙 垫圏15。
另外，如图4所示，根据本公开的机械可以包括一个具有空心结构 的安装套筒16，其固定在机械上方便驾驶员操作的适当位置处。安装套管16的内径大于控制套筒13的外径。这样，如图4所示，控制套筒13 可以穿过安装套筒16内的空心结构，并通过尼龙垫圈20与安装套管16 紧密接合。在正常情况下，安装套筒16处于静止状态，而控制套筒13 可以在安装套筒16的空心结构内旋转。这样，根据本公开的用于机械 的控制装置IOO可以通过安装套筒16而安装在机械驾驶室的适当位置， 以供驾驶员操作。
下面对本公开的控制装置100在工程机械中的应用方式作以简单描 述。为了描述方便，将控制杆10用作速度控制杆，而将控制套筒13用 作进退控制杆。然而，本^Hf并不局限于此，也可以将控制杆10用作 进退控制杆，而将控制套筒13用作速度控制杆。
一方面，当驾驶员在驾驶过程中需要改变速度时，他/她可以通过操 作手柄7扭动操作杆4，以便操作杆4可以围绕其轴线旋转。通过由设 置在操作杆4上的齿轮结构12和设置在控制杆10上的齿条结构11构 成的第一联动机构，可以将操作杆4的上述旋转运动转换成控制杆10 的轴向运动。接下来，可以利用设置在控制杆10下部的速度摇臂，将 控制杆10的轴向运动传递到变速箱的速度齿轮，从而实现速度控制。
另一方面，当驾驶员在驾驶过程中需要前进或倒车时，他/她可以通 过操作手柄7拉动或推动操作杆4,以便操作杆4可以围绕控制杆10的 轴线旋转。通过由第一连接部分(包括第一套管2和螺塞结构8 )、壳体 10以及第二连接部分(包括第二套管3和固定销14)组成的第二联动 机构，可以将操作杆4的上述旋转运动转换成控制套筒13围绕控制杆 10的轴线的旋转运动。接下来，可以经由设置在控制套筒13下部的换 向摇臂18,将控制套筒13的旋转运动传递到变速箱的进退控齿轮，从 而实现进退控制。
利用本公开，可以将速度控制杆和进退控制杆集成在一起而形成单 杆结构，从而实现结构紧凑并且筒单的变速箱控制装置。
在以上的描述中，以工程机械作为本公开的应用上下文。应当理 解，本公开的控制装置也可以应用到其他机械中。虽然到此为止参考本公开的优选实施例描述了本公开，但是应当理 解，本公开并不局限于这些实施例。在不偏离所附权利要求限定的本公 开精神和范围的情况下，可以做出各种变更和替换。
权利要求
1. 一种用于机械的控制装置(100)，包括操作杆(4)；控制杆(10)，通过第一联动机构(11，12)与所述操作杆(4)相接合，其中所述第一联动机构(11，12)被设置为将所述操作杆(4)绕其轴线的旋转运动转换为所述控制杆(10)的轴向运动；和控制套筒(13)，通过第二联动机构(1，2，8，3，14)与所述操作杆(4)相接合，其中所述第二联动机构(1，2，8，3，14)被设置为将所述操作杆(4)绕所述控制杆(10)的轴线的旋转运动转换为所述控制套筒(13)绕所述控制杆(10)的轴线的旋转运动。
2. 根据权利要求1所述的用于机械的控制装置(100 )， 其中所述控制杆(10)被设置为穿过所述控制套管(13)的空心结构并从所述控制套筒(13)的第一端(131)和第二端(132)伸出， 以及其中所述控制杆(10)在所述控制套筒(13)的第一端(131) 通过第一联动机构(11, 12)与所述操作杆(4)相接合，以及所述 控制套筒(13)的第一端(131)通过第二联动机构(1, 2， 8, 3， 14)与所述操作杆(4)相接合。
3. 根据权利要求2所述的用于机械的控制装置(100),其中所 述第一联动机构(11, 12)包括齿条结构(11),设置在从所述控制套筒(13)的所述第一端部 (131)伸出的所述控制杆(10)的所述部分上；以及 齿轮结构(12),设置在所述操作杆(4)上， 其中所述齿条结构(11)上的齿条与所述齿轮结构U2)上的齿 轮相啮合。
4. 根据权利要求2或3所述的用于机械的控制装置(100)，其 中所述第二联动机构(1， 2， 8, 3, 14)包括壳体(1),具有侧表面(111， 112, 113， 114)和下表面(115),其中所述第一联动机构(11, 12)设置在所述壳体(1)内；第一连接部分(2， 8)，被设置在所述壳体(1 )的一个侧表面(114)处，用于将所述操作杆(4)接合到所述壳体(1)上，同时保持所述操作杆(4)可绕其轴线旋转；以及第二连接部分(3, 14),被设置在所述壳体(1 )的下表面(l")处，用于将所述控制套筒(13)接合到所述壳体(1)。
5. 根据权利要求4所述的用于机械的控制装置(100),其中所 述第一连接部分(2， 8)包括第一套管，被设置为从所述壳体(1)的所述侧表面(114)横向 向外伸出，其中所述操作杆(4)穿过所述第一套管(2)的空心结构 并从所述第一套管(2)的第一端部(211)和第二端部(212)伸出， 从所述第一套管(2)的第一端部(211)伸出所述操作杆(4)延伸 到所述壳体(1 )内，以及在延伸到所述壳体(1 )内的所述操作杆(4 ) 的一部分上设置齿轮结构(12);以及第一连接件(8 )，被设置在所述第一套管(2 )的第二端部(212 ) 处，用于将所述操作杆(4)与所述第一套管(2)相接合。
6. 根据权利要求5所述的用于机械的控制装置(100)，其中所 述第一连接件(8)为螺塞结构。
7. 根据权利要求4所述的用于机械的控制装置(100)，其中所 述第二连接部分(3， 14)包括第二套管(3)，从所述壳体(1)的下表面(115)向下伸出，并 且与所述控制套筒(13)的第一端部(131)相接合；以及第二连接件(14),用于在所述控制套管(13)的所述第一端部 (131)处将所述控制套筒(13)与所述第二套管(3)相接合。
8. 根据权利要求7所述的用于机械的控制装置(100),其中所 述第二连接件(14)是销结构。
9. 根据权利要求1所述的用于机械的控制装置(100)，其中所 述控制杆(10)是速度控制杆，以及所述控制套筒(13)是进退控制 杆。
10. 根据权利要求1所述的用于机械的控制装置(100),其中所述控制杆(10)是进退控制杆，以及所述控制套筒(13)是速度控制杆。
11. 根据权利要求1所述的用于机械的控制装置(100)，还包括 手柄，安装在所述操作杆(4)的一个端部(6)上。
12. —种机械，包括根据权利要求1-11任意一个所述的控制装置。
全文摘要
公开了一种用于机械的控制装置。该控制装置包括操作杆；控制杆，通过第一联动机构与所述操作杆相接合，其中所述第一联动机构被设置为将所述操作杆绕其轴线的旋转运动转换为所述控制杆的轴向运动；和控制套筒，通过第二联动机构与所述操作杆相接合，其中所述第二联动机构被设置为将所述操作杆绕所述控制杆的轴线的旋转运动转换为所述控制套筒绕所述控制杆的轴线的旋转运动。
文档编号F16H59/02GK101424332SQ200710167230
公开日2009年5月6日 申请日期2007年10月31日 优先权日2007年10月31日
发明者刘小龙, 马尔科姆·基辛格 申请人:卡特彼勒科技新加坡有限公司