专利名称：用于动力机器或车辆的“非车载”控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种动力机器或车辆用的控制装置，具体而言，本发明涉及一种"非车载(off-board)"控制装置，用于从动力机器或车辆的驾驶 室的外部或远程控制动力机器或车辆的操作。
背景技术：
诸如滑移转向装载机或挖掘机的动力机器被广泛应用于多种不同环 境或工地中。例如，动力机器可用在建筑施工工地或园林建造或高速公路 的施工工地。特别是，可通过操作动力机器车载(on-board)控制装置来 操作起重机或动力机器，例如通过操作动力机器或车辆的驾驶室中的控制 杆和控制装置。在一些环境或应用中，可能会无法在驾驶室中操作或不能 理想地在驾驶室中操作机器。例如，在建筑工地或高速公路施工工地上， 由于从驾驶室、和/或机器或车辆必须在其中操作的地区或空间中具有能 见度和视觉的局限性，所以很难从驾驶室中操作机器。本发明描述了这些 和其它问题，并提供了优于动力机器或车辆的现有操作控制系统的优点。发明内容本发明涉及一种动力机器或车辆的"非车载"控制装置，用于从动力 机器或车辆的驾驶室的外部或远程控制动力机器或车辆的操作。本发明的 实施例包括动力机器车载接收器，该动力机器车载接收器构造为接收从 "非车载"控制单元发送来的操作命令。接收器通过动力机器或车辆的车 载控制器局域网，将来自"非车载"控制单元的命令发送至不同的操作控 制器或不同功能的动力机器。在图示实施例中，接收器通过连接器连接至 控制器局域网，该连接器插入控制器局域网的"非车载"控制模块中，用 于插入和进行操作。
图l是具有"车载"操作控制装置的动力机器的侧视图； 图2是具有"车载"操作控制装置和通过"车载"接收器实现的"非 车载"操作控制器的动力机器的侧视图；图3是包括"车载"和通过控制器局域网实现的"非车载"操作控制装置的控制系统的实施例的示意图；图4图示示出了可通过连接器或电缆连通到动力机器或车辆的控制器 局域网的控制模块中的接收器单元的实施例；以及图5图示示出了通过"车载"控制器和控制器局域网构造为执行操作 命令的"非车载"控制单元的实施例。
具体实施方式
图1图示出了通过"车载"操作控制装置102操作的动力机器或车辆100 的实施例(在图l中对称地图示出)。如图所示，该动力机器包括相对于框 架(未显示)主体104。轮子106连接至框架，从而在使用中可在地上驱动 动力机器100或车辆。然而，本发明的应用并不局限于带轮子的车辆或如 图所示的装载机。例如，本发明具有用于沿代替轮子的轨道移动的动力机 器的应用。如图1所示，图示出的动力机器100包括用于升高、降低或将工作工具 或附件112定位的悬臂组件110，(在图示实施例中是铲斗)。该悬臂组件 110包括起重臂120(图1中只示出1个)。起重臂120枢转地连接至机器的主 体104，以使附件112升高或降低。流体液压缸或执行器124 (在图l中只示 出l个)连接至主体104和起重臂120，以使起重臂120象图1中比较示出的 一样升高或降低。附件或工具112旋转地连接至起重臂120，从而可相对于起重臂120调 节工具112的方位。经由倾斜的液压缸(图l中未显示)旋转地调节工具112 或使工具112倾斜。倾斜的液压缸伸出和收縮以调节附件或工具112的方位或倾斜度。尽管图l图示出了铲斗附件或工具，但应用并不局限于铲斗， 并且也可以根据具体工作应用将其它工具附连至起重臂120或机器。
在图l图示实施例中，通过"车载"操作控制装置102从机器的车厢或 驾驶室132中操作或控制机器。"车载"操作控制装置包括多种控制杆、踏 板、按键或按钮，使用户可以沿向前、向后的方向移动动力机器或车辆， 并/或操纵机器或车辆。"车载"操作控制装置102还包括输入装置、控制 杆、或操纵杆以使用户能够操作悬臂组件或液压致动器，以使工具112升 高、降低和倾斜。如前所述，根据具体的工作应用可将不同的附件或工具可连接至起重 臂120。例如，动力机器的起重臂120可支撑铲斗或诸如铲形物的电力工具， 其包括独立动力功能。还可通过操作"车载"操作控制装置102的控制装 置或控制杆实现独立动力功能。图2图示出了包括"非车载"操作控制装置的动力机器或车辆100的实 施例，其中相似的数字用于指前图中相似的部件。如图所示，动力机器的 控制系统包括"非车载"操作控制装置150，以从机器遥控或"非车载" 机器操作机器的功能。如图所示，从"非车载"操作控制装置来的操作命 令通过发射器152发送至动力机器或车辆上的"车载"接收器154。发射器 152相应于非车载操作控制装置150的输入发送控制信号。通过"车载"接 收器154接收发送的信号或命令，并且通过图3所示的控制器局域网(CAN) 160用于控制机器的一个或多个功能。如图3所示，通过连接至CAN总线162的多种控制模块或元件执行机器 功能的控制。在示出的实施例中，CAN160包括机器控制模块164和辅助控 制模块166。如图所示，机器控制模块164包括机器控制器170，该机器控 制器170构造为根据从"车载"和/或"非车载"操作控制装置102、 150 的输入操作具有升高和倾斜功能的悬臂液压致动器172并驱动机器的功能 或发动机174 (对称地示出)。辅助控制模块166包括辅助控制器176，其构 造为根据操作控制装置102、 150控制动力附件或工具的辅助功能178。机 器控制模块164和辅助控制模块166构造为经由已知的通讯协议与CAN总 线162接口。图示示出的操作控制装置的应用不局限于机器控制模块和辅助控制 模块，还可以使用其它控制结构。例如，用于悬臂组件和驱动组件的控制 器或组件可以分开地连接至CAN总线162以控制悬臂组件或液压致动器，驱
动组件或其它机器功能。如前所述，用户可通过"车载"操作控制装置102控制机器功能，图3 中示出的"车载"控制装置图示地包括操纵杆180和控制杆182，以及"非 车载"操作控制150 (图示出操作杆/控制杆184和按钮186)、如图所示， "车载"操作控制装置102通过"车载"CAN控制模块190连接至C認总线162 或网络。另夕卜，"车载"接收器154通过"非车载"CAN控制模块192链接至 CAN总线162。如前所述，从"车载"和"非车载"操作控制器IOI、 150 来的操作命令通过"车载"和"非车载"控制模块190、 192发送至CAN总 线162，以与机器控制器170或辅助控制器176接口用以操作液压致动器、 驱动发动机的阀门或泵、使液压缸抬高或倾斜、或操作辅助液压致动器或 动力机器或车辆的功能。在图3中图示实施例中，"非车载"发射器152将相应于"非车载"操 作控制装置150的启动信号或命令发送至"车载"接收器154。从"非车载" 发射器152接收的信号或命令通过CAN160用于控制动力机器的功能。在图 示实施例"车载"接收器154中还接收从将要说明的控制盒194 "车载"机 器或车辆来的输入。图4图示出了用于执行图3中图示出的"非车载"操作控制装置的"车 载"接收器单元200的实施例。接收器单元200包括接收器154，该接收器 154构造为从"非车载"发射器152接收操作命令。在图示实施例中，为通 过将支架202安装在接收器单元200上而使用，"车载"接收器单元200可拆 装地连接至机器或车辆IOO。安装支架202包括磁铁204，该磁铁设计为将接收器单元200夹持到动 力机器或车辆100的金属或磁性表面。在示出的实施例中，为了便于携带 和操作，接收器单元200还包括在壳体上的把手206。把手206为运送接收 器单元200设置了附加物，并且将接收器单元200安装至适当的动力机器或 车辆IOO。接收器单元200还包括指示器灯210、 211，该指示器灯从接收器 的顶表面延伸安置用以当接收器启动和/或动力机器或车辆操作时标示。 在图示实施例中，当接收器启动时灯210标示，并且当用于前述远程控制 的发射器启动或激活时，灯211表示。接收器单元200通过电缆212连接至"非车载"C緒控制模块192。在图 示的实施例中，电缆212可拆装地插入到接收器单元200的插座214中，并 且通过连接器插头216连接至"非车载"C認控制模块192。尽管示出了用 于电缆212的具体连接，但是应用并不局限于图示的指定连接。例如，电 缆212可固定至接收器单元200。还如图4所示，控制盒194通过连接至或插入到接收器单元200上的插 座中的电缆220连接接收器单元200。尽管示出了用于电缆220的具体的电 缆连接，然而应用并不局限于图示的指定实施例，例如，电缆220可固定 地连接至或可拆装地连接至接收器单元220或控制盒194中的一个或两个。在示出的图示实施例中，控制盒194包括转键开关224，该转键开关220 用以开启接收器单元200的接收器并可选地关闭接收器单元200的接收器。 在关位置上，接收器单元没有启动接收"非车载"操作命令。为启动"非 车载"控制装置，转键开关224转到开位置，从而接收器处理机器或车辆 的"非车载"发送的操作命令。 一旦启动，车辆操作可通过控制盒194上 的停止按钮226而停止。停止按钮226的启动通过CAN160发送至机器控制器 174和辅助控制器176，用以停止车辆功能的操作。如图所示，控制盒194包括安装支架228和磁铁230，用以将控制盒194 可拆装地安装至机器或车辆100的金属或磁性表面。如图所示，在图示实 施例中，支架228包括曲形安装表面，以安装动力机器或车辆的曲形表面 或与动力机器或车辆的曲形表面相接口。图5图示出了用于从动力机器或车辆远程启动操作命令的"非车载" 控制单元240的实施例。如图所示，"非车载"控制单元240包括具有多个 操作控制装置(即操纵杆、按钮、以及控制杆等)的控制面板。通过控制 面板(诸如操纵杆和控制杆等)启动的操作命令通过"非车载"控制单元 240的发射器发送至"车载"接收器单元200。通过支撑在壳体凹口内的电 池为装置提供动力。图示出的"非车载"控制单元240还包括用于携带的 手柄242。在图示实施例中，"非车载"控制单元240的操作控制装置包括构造为 驱动并操纵动力机器或车辆100的"右"和"左"操纵杆250、 252。操纵 杆205、 252可以构造为现有技术中已知的H图案或IS0图案以为车辆或动力 机器提供向前、倒退和操纵控制。控制面板还包括例如"右"和"左"辅
助控制杆254、 256的通用辅助控制杆，用以控制不同工具或附件的不同辅 助功能。控制面板还包括可以用于通过CAN160启动机器的不同功能的附加 的按钮、旋钮、或控制杆。例如，在图示实施例中，控制面板包括转键开 关、紧急停止按钮、和能够激活或启动用于通过CAN160远程驱动或操纵控 制装置的发射器。
尽管参照优选实施例对本发明进行了说明，但是本领域的技术人员将 认识到可在不背离本发明的精神和范围的情况下，对本发明的形式和细节 作出改变。
权利要求
1. 一种动力机器包括至少一个控制元件，所述控制元件连接至控制器局域网，并构造为根 据用户的操作命令驱动或操纵所述动力机器、或构造为根据用户的操作命 令操作所述动力机器的工作工具或附件；以及"非车载"控制模块，所述"非车载"控制模块连接至所述控制器局 域网，并构造为通过可连接至所述"非车载"控制模块的"车载"接收器 接收从"非车载"控制单元发送的操作命令。
2. 根据权利要求l所述的动力机器，其中，所述动力机器还包括"车载"操作控制装置，所述"车载"操作控制装置连接至所述控制器局域网， 用以通过所述控制器局域网驱动或操纵所述动力机器或操作所述动力机 器的所述工作工具或所述附件。
3. 根据权利要求l所述的动力机器，其中，所述动力机器与具有一个 或更多个操作控制装置或输入装置的所述"非车载"控制单元结合。
4. 根据权利要求3所述的动力机器，其中，所述"非车载"控制单元 包括输入控制装置，以便操作动力机器的工作工具或附件的升高、倾斜或 辅助功能。
5. 根据权利要求3所述的动力机器，其中，所述"非车载"控制单元 包括一个或更多个操作控制装置以便驱动或操纵所述动力机器。
6.根据权利要求l所述的动力机器，其中，所述动力机器与接收器单 元结合，所述接收器单元通过安装组件或磁铁可拆装地安装至所述动力机 器。
7.根据权利要求6所述的动力机器，其中，所述动力机器与电缆结合， 所述电缆可连接至所述接收器单元并可插入所述控制器局域网的"非车 载"控制模块中。
8. 根据权利要求l所述的动力机器，其中，所述动力机器与所述"非 车载"控制单元结合，所述"非车载"控制单元包括一个或更多个输入控 制装置、和可操作的将操作命令发送至所述动力机器"车载"接收器的发 射器。
9. 根据权利要求l所述的动力机器，其中，所述动力机器还包括"非 车载"控制盒，所述"非车载"控制盒包括可连接至所述动力机器或车辆 的旋转开始键或紧急停止功能中的一个。
10. 根据权利要求9所述的动力机器，其中，所述"非车载"控制盒 通过安装组件或磁铁可拆装地可安装至所述动力机器，并可连接至所述动 力机器或车辆的"车载"接收器单元。
11. 一种用于动力机器或车辆的接收器组件，包括接收器单元，所述接收器单元可连接至工作机器或车辆的控制器局域 网，并构造为接收来自"非车载"发射器或控制单元的操作命令；以及电缆，所述电缆连接或可连接至所述接收器单元，所述电缆包括连接 器，所述连接器可插入所述工作机器的控制器局域网的"非车载"控制模 块中。
12. 根据权利要求ll所述的"车载"接收器组件，其中，所述"车载"接收器组件包括接收器单元上的安装组件或磁铁，所述安装组件或磁铁构造为将所述 接收器单元可拆装地连接至所述工作机器或车辆。
13. 根据权利要求ll所述的接收器组件，其中，所述接收器组件与控 制盒结合，所述控制盒通过接收器单元连接至控制器局域网。
14. 根据权利要求ll所述的接收器组件，其中，所述接收器组件与控制盒结合，所述控制盒包括转键开关和紧急停止中的一个。
15. 根据权利要求14所述的接收器组件，其中，所述控制盒包括安装组件或磁铁，以便将所述控制盒可拆装地安装至所述动力机器或车辆。
16. 根据权利要求ll所述的接收器组件，其中，所述接收器组件与"非 车载"控制单元结合，所述"非车载"控制单元包括一个或更多个操作控 制装置或输入装置，用以驱动和/或操纵所述动力机器或车辆，或驱动和/ 或操作所述动力机器的工作工具或附件的升高、倾斜或操作辅助功能。
17. —种方法，包括以下步骤接收"非车载"操作命令，用以驱动或操纵所述动力机器或车辆，或驱动或操纵所述动力机器的工作工具或附件的升高、倾斜或控制功能；以 及通过工作机器或车辆的"车载"的控制器局域网发送所述操作命令至 控制元件，用以驱动或操纵所述动力机器，或驱动或操纵所述动力机器的 工作工具或附件的升高、倾斜或控制功能。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中还包括以下步骤 将接收器单元安装在所述动力机器或车辆上，并将所述接收器单元连接至所述动力机器或车辆的控制器局域网；以及在所述接收器单元处接收操作命令，并通过所述控制器局域网将所述 操作命令发送至所述控制元件。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中，将所述接收器单元连接至所述控制器局域网的步骤包括以下步骤:将所述接收器单元的连接器插入所述控制器局域网的"非车载"控制 模块中。
20. 根据权利要求18所述的方法，其中，所述方法还包括 通过所述接收器单元接收来自所述动力机器或车辆上的控制盒的操作命令，用以控制所述动力机器或车辆的控制操作。
全文摘要
本发明说明了一种用于动力机器或车辆的“非车载”操作控制装置。该“非车载”操作控制装置包括接收器单元，该接收器单元构造为接收从“非车载”控制单元发送的操作命令。接收器将从“非车载”控制单元来的命令通过动力机器或车辆车载的控制器局域网发送至控制元件。在图示的实施例中，接收器单元通过连接器连接至控制器局域网，该连接器插入至用于插入和进行操作的控制器局域网的“非车载”控制模块中。
文档编号G08C19/28GK101121263SQ20071014075
公开日2008年2月13日 申请日期2007年8月9日 优先权日2006年8月11日
发明者布雷迪·J·伯特斯, 斯科特·R·罗斯索, 肖恩·R·瓦西切克 申请人:克拉克设备公司