具有觸覺(jué)反饋的操作員交互裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于機(jī)器（100）的操作員交互組件（110）包括基部（146）、操作員輸入裝置（160）、第一偏置構(gòu)件（176）和第二偏置構(gòu)件（184）。操作員輸入裝置（160）能夠操作以關(guān)于基部（146）在一方向上運(yùn)動(dòng)。第一偏置構(gòu)件（176）能夠操作以在第一位置處接觸操作員輸入裝置（160）且抵抗操作員輸入裝置（160）在所述方向上的運(yùn)動(dòng)。第二偏置構(gòu)件（184）能夠操作以在第二位置處接觸操作員輸入裝置（160）且抵抗操作員輸入裝置（160）在所述方向上的運(yùn)動(dòng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有觸覺(jué)反饋的操作員交互裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明整體上涉及操作員交互組件。具體地，本發(fā)明涉及操縱桿組件。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器的操作員可以根據(jù)來(lái)自操作員輸入裝置的觸覺(jué)反饋來(lái)控制執(zhí)行器的精細(xì)運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行器的電氣致動(dòng)的閥控制可能不提供操作員期待的觸覺(jué)反饋，使執(zhí)行器的精細(xì)運(yùn)動(dòng)困難。
[0003]Bruce Ahnafield提交的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)n0.US2005/0023071A1公開(kāi)了一種操縱桿操作的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其包括具有觸覺(jué)反饋和對(duì)中特征的控制器滑動(dòng)構(gòu)件。該特征包括相對(duì)的彈簧，當(dāng)沒(méi)有壓力施加到抓握平臺(tái)時(shí)，相對(duì)的彈簧使控制器滑動(dòng)構(gòu)件在滑動(dòng)通道內(nèi)對(duì)中。另夕卜，隨著控制器抓握平臺(tái)并由此控制器滑動(dòng)構(gòu)件58在前向或后向方向上進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)，相對(duì)的彈簧提供觸覺(jué)反饋或阻力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在本發(fā)明的一方面中，一種用于機(jī)器的操作員交互組件包括基部、操作員輸入裝置、第一偏置構(gòu)件、第二偏置構(gòu)件和位置傳感器。操作員輸入裝置能夠操作以關(guān)于基部在第一方向上運(yùn)動(dòng)。第一偏置構(gòu)件與基部操作地相聯(lián)，并且能夠操作以在第一位置處接觸操作員輸入裝置且抵抗操作員輸入裝置在第一方向上的運(yùn)動(dòng)。第二偏置構(gòu)件與基部操作地相聯(lián)，并且能夠操作以在不同于第一位置的第二位置處接觸操作員輸入裝置且抵抗操作員輸入裝置在第一方向上的運(yùn)動(dòng)。位置傳感器能夠產(chǎn)生位置信號(hào)，所述位置信號(hào)用于產(chǎn)生機(jī)器功能控制信號(hào)。位置信號(hào)指示操作員輸入裝置位置。
[0005]在本發(fā)明的另一方面中，一種機(jī)器包括執(zhí)行器、執(zhí)行器控制系統(tǒng)、操作員交互組件和控制器。執(zhí)行器致動(dòng)系統(tǒng)能夠根據(jù)閥控制信號(hào)開(kāi)始執(zhí)行器的致動(dòng)。操作員交互組件包括基部、操作員輸入裝置、第一偏置構(gòu)件、第二偏置構(gòu)件和電子位置傳感器。操作員輸入裝置能夠操作以關(guān)于基部在一方向上運(yùn)動(dòng)。第一偏置構(gòu)件與基部操作地相聯(lián)，并且能夠操作以在第一位置處接觸操作員輸入裝置且抵抗操作員輸入裝置在第一方向上的運(yùn)動(dòng)。第二偏置構(gòu)件與基部操作地相聯(lián)，并且能夠操作以在不同于第一位置的第二位置處接觸操作員輸入裝置且抵抗操作員輸入裝置在第一方向上的運(yùn)動(dòng)。電子位置傳感器能夠產(chǎn)生電子位置信號(hào)。電子位置信號(hào)指示操作員輸入裝置位置?？刂破髂軌蚋鶕?jù)電子位置信號(hào)產(chǎn)生閥控制信號(hào)。
[0006]在本發(fā)明的另一方面中，一種操作員交互組件包括基部、操縱桿、第一彈簧、第二彈簧和電子位置傳感器?；堪ǖ谝粡椈勺?、第二彈簧座、第一彈簧支承件和第二彈簧支承件。操縱桿樞轉(zhuǎn)地連接到基部，并且能夠操作以關(guān)于基部在第一方向上從第一位置樞轉(zhuǎn)到第二位置和第三位置。操縱桿包括具有第一翼接觸表面的第一翼和具有第二翼接觸表面的第二翼。第一彈簧圍繞第一彈簧支承件盤(pán)繞并且包括第一彈簧端。當(dāng)操縱桿處于第一位置時(shí)，第一彈簧端接觸第一彈簧座和第一翼接觸表面。第二彈簧圍繞第二彈簧支承件盤(pán)繞并且包括第二彈簧端。當(dāng)操縱桿處于第一位置時(shí)，第二彈簧端接觸第二彈簧座并且與第二翼接觸表面相距一偏移距離。當(dāng)操縱桿處于第二位置時(shí)，第二彈簧端接觸第二翼接觸表面。電子位置傳感器能夠操作以在操縱桿處于第三位置時(shí)產(chǎn)生指示操縱桿位置的電子位置信號(hào)，所述電子位置信號(hào)用于產(chǎn)生機(jī)器功能控制信號(hào)。
[0007]在本發(fā)明的另一方面中，一種校準(zhǔn)用于操作員輸入裝置的觸覺(jué)反饋的方法包括使操作員輸入裝置在第一方向上運(yùn)動(dòng)、接觸第二偏置構(gòu)件并且產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)。操作員輸入裝置克服來(lái)自第一偏置構(gòu)件的阻力關(guān)于基部從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置。第二偏置構(gòu)件在第二位置處與操作員輸入裝置接觸。第二偏置構(gòu)件抵抗操作員輸入裝置在第一方向上的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)操作員裝置處于第二位置時(shí)，產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的具有操作員交互組件的機(jī)器。
[0009]圖2圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的具有執(zhí)行器致動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)器系統(tǒng)。
[0010]圖3A圖示操作員交互組件的示例性實(shí)施方式。
[0011]圖3B圖示圖3A中描繪的操作員交互組件的示例性實(shí)施方式的一部分。
[0012]圖3C圖示圖3A中的操作員交互組件的示例性實(shí)施方式從不同角度的示意圖。
[0013]圖4A圖示操作員交互組件的另一示例性實(shí)施方式。
[0014]圖4B圖示圖4A中描繪的操作員交互組件的示例性實(shí)施方式的一部分。
[0015]圖4C圖示圖4A中的操作員交互組件的示例性實(shí)施方式從不同角度的示意圖。
[0016]圖5描繪校準(zhǔn)用于操作員輸入裝置的觸覺(jué)反饋的示例性方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]現(xiàn)在將詳細(xì)參考【具體實(shí)施方式】或特征，其例子在附圖中示出。一般地，相應(yīng)的附圖標(biāo)記將在整個(gè)附圖中使用以指示相同或相應(yīng)的部件。
[0018]參照?qǐng)D1，描繪機(jī)器100的示例性實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，機(jī)器100被描繪為車(chē)輛102，并且特別是履帶式推土機(jī)104。在其它實(shí)施方式中，機(jī)器100可以包括用于作業(yè)的任何系統(tǒng)或裝置。機(jī)器100可以包括車(chē)輛102或固定式機(jī)器(未示出)，諸如但不限于發(fā)電裝置、破碎機(jī)、輸送機(jī)或者現(xiàn)在或?qū)?lái)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何其它固定式機(jī)器。車(chē)輛102可以包括但不限于執(zhí)行與諸如采礦、建筑、耕作、運(yùn)輸?shù)忍囟óa(chǎn)業(yè)相關(guān)的一些類(lèi)型操作并且在作業(yè)環(huán)境(例如，工地、礦地、發(fā)電廠(chǎng)、公路上應(yīng)用、海上應(yīng)用等)之間或之內(nèi)操作的作業(yè)車(chē)輛。車(chē)輛102的非限制性例子包括卡車(chē)、吊車(chē)、土方車(chē)輛、采礦車(chē)輛、反鏟挖土機(jī)、裝載機(jī)、材料處理設(shè)備、耕種設(shè)備和本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的任何類(lèi)型的可動(dòng)機(jī)器。車(chē)輛102可以包括在陸地上、在水中、在地球大氣中或在宇宙空間中操作的移動(dòng)機(jī)器。陸地車(chē)輛可以包括具有輪胎、履帶或其它地面接合裝置的移動(dòng)機(jī)器。
[0019]機(jī)器100包括功率源(未示出)、執(zhí)行器112、執(zhí)行器致動(dòng)系統(tǒng)120(關(guān)于圖2所示)、操作員交互組件110和控制器128 (關(guān)于圖2所示)。
[0020]機(jī)器100可以包括操作員站或駕駛室106，操作員站或駕駛室106包含操作機(jī)器100必需的輸入裝置108。輸入裝置108例如可以用于推進(jìn)或?qū)驒C(jī)器100或者控制其它機(jī)器100部件或功能。輸入裝置108可以包括操作員交互組件110和確認(rèn)輸入裝置130 (關(guān)于圖2和6解釋的)。
[0021]在其它實(shí)施方式中，操作員交互組件110可以定位在機(jī)器100外，處于另一位置，并且可以遠(yuǎn)程地控制機(jī)器100功能。操作員交互組件110可以定位在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的操作員交互組件110可操作以與控制器128通信的任何位置。
[0022]在一些實(shí)施方式中，確認(rèn)輸入裝置130也可以定位在機(jī)器外。確認(rèn)輸入裝置130可以定位在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的確認(rèn)輸入裝置130可操作以與控制器128通信的任何位置。
[0023]在所描繪的實(shí)施方式的履帶式推土機(jī)104中，執(zhí)行器112包括用于移動(dòng)土的鏟114。在其它實(shí)施方式中，執(zhí)行器112可以包括斗、粗齒鋸、帚、錘、叉、反鏟、伐頭、抓鉤、收割頭、提升器組件、材料處理臂、土壤覆蓋器、多重處理器、耙、鋸、松土器、剪、吹雪器、雪犁和擋雪翼板、樹(shù)樁研磨器、刨、舵柄、掘溝器、桁架伸臂或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的任何其它執(zhí)行器112。
[0024]機(jī)器100包括用于致動(dòng)執(zhí)行器112的致動(dòng)器115。在所描繪的實(shí)施方式中，致動(dòng)器115包括用于使鏟114在各種位置中運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)提升致動(dòng)器116和一傾斜致動(dòng)器118 (未示出)。致動(dòng)器115可以用于向上提升鏟114或向下降低鏟114、向左或向右傾斜鏟114或者向前或向后傾伏鏟114。
[0025]在所描繪的實(shí)施方式中，提升致動(dòng)器116和傾斜致動(dòng)器118包括液壓缸。在其它替代實(shí)施方式中，致動(dòng)器115可以是電動(dòng)馬達(dá)、液壓馬達(dá)、齒輪驅(qū)動(dòng)的線(xiàn)性致動(dòng)器、帶驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器或者本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的任何其它類(lèi)型的致動(dòng)器。
[0026]在圖1中所描繪的實(shí)施方式中，操作員交互組件110可操作以控制機(jī)器100的至少一種功能。例如，操作員交互裝置Iio可以操作以通過(guò)致動(dòng)提升致動(dòng)器116中的一個(gè)或兩個(gè)來(lái)提升和降低鏟114。在其它實(shí)施方式中，操作員交互組件110可以操作以運(yùn)動(dòng)任何執(zhí)行器112，并且/或者可以控制機(jī)器100的導(dǎo)向、速度或任何一種或多種功能。
[0027]現(xiàn)在參照?qǐng)D2，描繪一種用于致動(dòng)執(zhí)行器112的示例性機(jī)器系統(tǒng)200。機(jī)器系統(tǒng)200包括執(zhí)行器致動(dòng)系統(tǒng)120、控制器128、操作員輸入組件110和通信線(xiàn)路142。機(jī)器系統(tǒng)200可以另外地包括確認(rèn)輸入裝置130。
[0028]執(zhí)行器致動(dòng)系統(tǒng)120可以包括被構(gòu)造成根據(jù)執(zhí)行器控制信號(hào)致動(dòng)執(zhí)行器112的任何系統(tǒng)。在所描繪的實(shí)施方式中，執(zhí)行器系統(tǒng)120是包括螺線(xiàn)管致動(dòng)的閥122、泵124、容箱126、致動(dòng)器115和流體管道140的液壓系統(tǒng)。致動(dòng)器115是具有頭端123和桿端125的液壓缸121。
[0029]在替代實(shí)施方式中，執(zhí)行器致動(dòng)系統(tǒng)120可以包括電氣致動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械致動(dòng)系統(tǒng)或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的任何致動(dòng)系統(tǒng)。
[0030]在所描繪的實(shí)施方式中，螺線(xiàn)管致動(dòng)的閥122允許加壓流體根據(jù)閥122位置從泵124選擇性地流經(jīng)流體管道140到液壓缸121的頭端123或桿端125。加壓流體延伸或縮回桿，將流體從液壓缸121的相對(duì)側(cè)推出、經(jīng)過(guò)流體管道140到容箱126。操作液壓致動(dòng)回路(諸如所描繪的)以利用液壓缸121致動(dòng)執(zhí)行器112是本領(lǐng)域熟知的。
[0031 ] 控制器128通過(guò)通信線(xiàn)路142通信地聯(lián)接到閥122，并且可操作以向閥122發(fā)送執(zhí)行器控制信號(hào)。執(zhí)行器控制信號(hào)致使閥122的致動(dòng)允許加壓流體從泵124流至致動(dòng)器115以致動(dòng)執(zhí)行器112。在所描繪的實(shí)施方式中，根據(jù)執(zhí)行器控制信號(hào)，電流供應(yīng)至閥122上的螺線(xiàn)管之一。執(zhí)行器控制信號(hào)可以包括從控制器128供應(yīng)的電流本身，或者在一種替代實(shí)施方式中，執(zhí)行器控制信號(hào)可以包括致使電流從單獨(dú)的電源(未示出)流至螺線(xiàn)管的通信信號(hào)。
[0032]控制器128可以包括處理器(未示出)和存儲(chǔ)器件(未示出)。處理器可以包括本領(lǐng)域已知的微處理器或其它處理器。在一些實(shí)施方式中，處理器可以包括多個(gè)處理器。處理器可以執(zhí)行用于根據(jù)位置信號(hào)產(chǎn)生機(jī)器功能控制信號(hào)和用于實(shí)施校準(zhǔn)操作員輸入裝置160(關(guān)于圖3A、3B、4A和4B所示)的觸覺(jué)反饋的方法(如以下且關(guān)于圖6描述的)的命令。在所描繪的實(shí)施方式中，處理器可以執(zhí)行用于根據(jù)位置信號(hào)產(chǎn)生執(zhí)行器控制信號(hào)以致動(dòng)閥122的命令。這種命令可以被讀入或并入諸如存儲(chǔ)器件的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中或者被提供到處理器外部。在替代實(shí)施方式中，硬接線(xiàn)的電路可以代替或結(jié)合軟件命令使用，以產(chǎn)生機(jī)器功能控制信號(hào)并且實(shí)施校準(zhǔn)操作員輸入裝置160的觸覺(jué)反饋的方法。因此，實(shí)施方式不限于硬件電路和軟件的任何具體結(jié)合。
[0033]這里使用的術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”是指參與向處理器提供命令用于執(zhí)行的任何介質(zhì)或介質(zhì)組合。這種介質(zhì)可以采用許多形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)、易失性介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。非易失性介質(zhì)包括例如光盤(pán)或磁盤(pán)。易失性介質(zhì)包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器。傳輸介質(zhì)包括同軸電纜、銅絲和光纖。
[0034]計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的通用形式包括例如軟盤(pán)、柔性盤(pán)、硬盤(pán)、磁帶、或任何其它磁性介質(zhì)、CD-ROM、任何其它光學(xué)介質(zhì)、穿孔卡、紙帶、具有孔型式的任何其它物理介質(zhì)、RAM、PROM、和EPROM、FLASH-EPR0M、任何其它存儲(chǔ)器片或內(nèi)存匣、或者計(jì)算機(jī)或處理器能夠讀出的任何其它介質(zhì)。
[0035]存儲(chǔ)器件可以包括如上所述或者本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的任何形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。存儲(chǔ)器件可以包括多個(gè)存儲(chǔ)器件。
[0036]控制器128可以封裝在單個(gè)殼體中。在替代實(shí)施方式中，控制器128可以包括可操作地連接且封裝在多個(gè)殼體中的多個(gè)部件?？刂破?28可以定位在機(jī)器上，或者可以定位在機(jī)器外或者遠(yuǎn)離機(jī)器。
[0037]操作員輸入組件110包括位置傳感器132，并且可以另外包括接觸傳感器136。位置傳感器132可以包括電子位置傳感器134。接觸傳感器136可以包括薄膜接觸傳感器138。
[0038]位置傳感器132通過(guò)通信線(xiàn)路142通信地聯(lián)接到控制器128。接觸傳感器136通信地聯(lián)接到控制器128。確認(rèn)輸入裝置130通信地聯(lián)接到控制器128。
[0039]現(xiàn)在參照?qǐng)D3A、3B和3C，圖示一種操作員交互組件110的示例性實(shí)施方式。操作員可以通過(guò)操作員交互組件輸入希望的機(jī)器100控制指令以控制機(jī)器100的功能。該功能可以包括執(zhí)行器112的控制，但可以替代地或另外地包括諸如導(dǎo)向、速度或傳動(dòng)齒輪的其它機(jī)器功能。
[0040]操作員可以期望來(lái)自操作員交互組件110的特定響應(yīng)或感覺(jué)。例如，當(dāng)操作員交互組件110包括桿式操作員輸入裝置160時(shí)，操作員可以期望他/她在將輸入裝置160關(guān)于基部146在第一方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置的時(shí)候遇到第一力反饋水平。當(dāng)將輸入裝置160沿第一方向從第二位置運(yùn)動(dòng)到其它位置時(shí)，操作員可以期望較高的第二力反饋水平。如果輸入裝置160控制執(zhí)行器112，當(dāng)桿處于第三位置時(shí)，操作員可以期望執(zhí)行器112響應(yīng)開(kāi)始，第三位置與第二位置相距第一限定距離。操作員可以利用力反饋的不同水平和/或第一限定距離來(lái)控制執(zhí)行器112的精細(xì)運(yùn)動(dòng)。
[0041]操作員可以期望遇到當(dāng)使操作員輸入裝置160在任何方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)都不提供機(jī)器100響應(yīng)的死區(qū)區(qū)域。死區(qū)區(qū)域是本領(lǐng)域熟知的并且確保對(duì)于操作員輸入裝置160的意想不到的小運(yùn)動(dòng)不會(huì)出現(xiàn)非計(jì)劃中的機(jī)器100響應(yīng)。操作員輸入裝置160的這些意想不到的小運(yùn)動(dòng)可以由機(jī)器100振動(dòng)或操作員輸入裝置160的意想不到的碰撞導(dǎo)致。操作員可以通過(guò)觸覺(jué)反饋?zhàn)R別死區(qū)區(qū)域的端部并且相應(yīng)地調(diào)節(jié)他/她向操作員交互組件110的輸入。
[0042]操作員交互組件110包括基部146、操作員輸入裝置160、第一偏置構(gòu)件176、第二偏置構(gòu)件184和位置傳感器132。在所描繪的實(shí)施方式中，操作員交互組件110包括操縱桿組件144。
[0043]基部146可以包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的任何支承構(gòu)件。在所描繪的實(shí)施方式中，基部146包括第一彈簧座148、第二彈簧座150、第一彈簧支承件156和第二彈簧支承件158?；?46還可以包括第三彈簧座152和第四彈簧座154。在一些實(shí)施方式中，基部146可以與駕駛室106或其它操作員站成一體。
[0044]操作員輸入裝置160可操作以關(guān)于基部146在第一方向上運(yùn)動(dòng)。在所描繪的實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160樞轉(zhuǎn)地連接到基部146，使得操作員輸入裝置160可操作以圍繞標(biāo)記“X”的X軸樞轉(zhuǎn)。操作員輸入裝置160可以關(guān)于基部146在徑向方向上運(yùn)動(dòng)，這會(huì)導(dǎo)致沿著標(biāo)記“Y”的I軸的移位。希望的機(jī)器100控制指令可以通過(guò)操作員根據(jù)沿著y軸的操作員輸入裝置160移位輸入。關(guān)于圖3A、3B、3C、4A、4B和4C中描繪的實(shí)施方式出于本申請(qǐng)的目的，沿一個(gè)方向在I軸上的移位是沿第一方向關(guān)于基部146的運(yùn)動(dòng)，并且沿相反方向在y軸上的移位被稱(chēng)為沿第二方向關(guān)于基部146的運(yùn)動(dòng)。在所描繪的實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160也可以關(guān)于基部146在其它方向上樞轉(zhuǎn)。
[0045]操作員輸入裝置160沿著y軸的移位可以指示諸如執(zhí)行器112位置的操作員希望的功能。在包括圖1中描繪的履帶式推土機(jī)104的實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160沿著y軸的移位可以指示鏟114的希望的高度或提升。在其它實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160沿著y軸的移位可以指示本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的任何操作員希望的功能。
[0046]在一些實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160關(guān)于X軸的移位可以指示另外的操作員希望的功能。在包括圖1中描繪的履帶式推土機(jī)104的實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160沿著X軸的移位可以指示鏟114的期望的傾斜。在其它實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160沿著X軸的移位可以指示本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的任何操作員期望的功能。根據(jù)操作員輸入裝置160關(guān)于兩個(gè)(2)軸的移位控制機(jī)器100功能是本領(lǐng)域熟知的。
[0047]在其它替代實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160可以連接到基部146以便以替代方式關(guān)于基部146在第一方向上運(yùn)動(dòng)。例如，操作員輸入裝置160可以滑動(dòng)地連接到基部146以關(guān)于基部146在第一方向上滑動(dòng)。操作員輸入裝置160可以連接到基部146以便以本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的任何方式關(guān)于基部146在第一方向上運(yùn)動(dòng)。
[0048]操作員輸入裝置160可以包括任何細(xì)長(zhǎng)桿式構(gòu)件。在所描繪的實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160包括操縱桿162。操縱桿162的外輪廓由虛線(xiàn)描繪，其內(nèi)側(cè)部分由實(shí)線(xiàn)圖示。在其它實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160可以是操作員可以關(guān)于基部146運(yùn)動(dòng)以指示本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的操作員希望的功能的任何裝置。非限制性例子包括球形裝置、桿、以及環(huán)形或馬蹄形手柄裝置。
[0049]所描繪的實(shí)施方式中的操縱桿162樞轉(zhuǎn)地連接到基部146并且可操作以關(guān)于基部146在第一方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置和第三位置。第三位置與第二位置相距第一限定距離。操縱桿162可操作以關(guān)于基部146在第二方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第四位置和第五位置，第二方向與第一方向相反。第五距離與第四距離相距第二限定距離。
[0050]操縱桿162包括具有第一翼(tab)接觸表面168的第一翼164,和具有第二翼接觸表面170的第二翼166。第一翼164可以具有第三翼接觸表面172。第二翼166可以具有第四翼接觸表面174。
[0051]在高壓液壓流體的流動(dòng)通過(guò)閥122的機(jī)械控制致動(dòng)執(zhí)行器112或者其它機(jī)器100功能的系統(tǒng)中，操作員可以經(jīng)歷來(lái)自桿或其它操作員輸入裝置160的力反饋，如本領(lǐng)域已知的。該力反饋可以通過(guò)諸如彈簧178、186的偏置構(gòu)件176、184提供在電子控制的系統(tǒng)中。
[0052]偏置構(gòu)件176、184可以將操作員輸入構(gòu)件160偏置到第一位置。對(duì)于操縱桿162實(shí)施方式，第一位置可以是中立位置并且可以對(duì)應(yīng)于X軸和y軸上的零“O”位置或者軸的交點(diǎn)。
[0053]偏置構(gòu)件176、184可以為使操作員輸入裝置160關(guān)于基部146運(yùn)動(dòng)的操作員提供力反饋。所描繪的實(shí)施方式圖示兩個(gè)(2)偏置構(gòu)件176、184，其在操作員使操作員輸入裝置160沿第一方向或相反的第二方向運(yùn)動(dòng)、使操作員輸入裝置160沿著y軸移位時(shí)為操作員提供力反饋。在其它實(shí)施方式中，可以提供附加的偏置構(gòu)件176、184，其在使操作員輸入裝置160沿其它方向運(yùn)動(dòng)時(shí)為操作員提供力反饋。
[0054]第一偏置構(gòu)件176與基部146操作地相聯(lián)，并且可操作以在第一位置處接觸操作員輸入裝置160，并且抵抗操作員輸入裝置160在第一方向上的運(yùn)動(dòng)。
[0055]在所描繪的實(shí)施方式中，第一偏置構(gòu)件176包括具有第一彈簧端180和第三彈簧端182的第一彈簧178。第三彈簧端182具有寬部分192和窄部分194。第一彈簧178圍繞第一彈簧支承件156盤(pán)繞。當(dāng)操縱桿162處于第一位置時(shí)，第一彈簧端180抵靠第一彈簧座148和第一翼接觸表面168，并且第三彈簧端180的寬部分192抵靠第三彈簧座152。
[0056]第三彈簧端182的寬部分192和窄部分194在一種實(shí)施方式中可以通過(guò)將間隔件196固定地附接到第三彈簧端182的一部分來(lái)形成。在其它實(shí)施方式中，其它方法可以用以形成第三彈簧端182的寬部分192和窄部分194。例如，第一彈簧178可以被制造成寬部分192和窄部分194 一體化到第三彈簧端182。在另一例子中，第三彈簧端182可以被折疊或卷繞以形成寬部分194。
[0057]第二偏置構(gòu)件184與基部146操作地相聯(lián)，并且可操作以在第二位置處接觸操作員輸入裝置160，第二位置不同于第一位置，并且抵抗操作員輸入裝置160在第一方向上的運(yùn)動(dòng)。
[0058]在所描繪的實(shí)施方式中，第二偏置構(gòu)件184包括具有第二彈簧端188和第四彈簧端190的第二彈簧186。第二彈簧端188具有寬部分192和窄部分194。第二彈簧186圍繞第二彈簧支承件158盤(pán)繞。當(dāng)操縱桿162處于第一位置時(shí)，第二彈簧端188的寬部分192抵靠第二彈簧座150，并且第四彈簧端190抵靠第四彈簧座154和第四翼接觸表面174。
[0059]第二彈簧端188的寬部分192和窄部分194在一種實(shí)施方式中可以通過(guò)將間隔件196固定地附接到第二彈簧端188的部分來(lái)形成。在其它實(shí)施方式中，可以利用其它方法來(lái)形成第二彈簧端188的寬部分192和窄部分194。例如，第二彈簧188可以被制造成寬部分192和窄部分194 一體化到第二彈簧端188。在另一例子中，第二彈簧端188可以被折疊或卷繞以形成寬部分194。
[0060]當(dāng)操縱桿162在第一方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置時(shí)，第一翼164和第二翼166在第一方向上運(yùn)動(dòng)。隨著第一彈簧端180推抵第一翼接觸表面168,第一彈簧178抵抗操縱桿162從第一位置到第二位置的運(yùn)動(dòng)。由于第二彈簧端188的寬部分192使第二彈簧端188從第二翼接觸表面170偏移，第二彈簧186不對(duì)操縱桿162從第一位置到第二位置的運(yùn)動(dòng)提供阻力。
[0061]當(dāng)操縱桿162處于第二位置時(shí),第一彈簧端180抵靠第一翼接觸表面168,第二彈簧端188的寬部分192抵靠第二彈簧座150，并且第二彈簧端188的窄部分194抵靠第二翼接觸表面170。
[0062]當(dāng)操縱桿162在第一方向上從第二位置運(yùn)動(dòng)到第三位置時(shí)，第一翼164和第二翼166在第一方向上運(yùn)動(dòng)。隨著第一彈簧端180推抵第一翼接觸表面168并且第二彈簧端188的窄部分194推抵第二翼接觸表面170,第一彈簧178和第二彈簧186抵抗操縱桿162從第二位置到第三位置的運(yùn)動(dòng)。第一彈簧178和第二彈簧186對(duì)操縱桿162從第二位置到第三位置的運(yùn)動(dòng)的阻力大于僅第一彈簧178對(duì)操縱桿162從第一位置到第二位置的運(yùn)動(dòng)的阻力。
[0063]位置傳感器132可操作以產(chǎn)生指示操作員輸入裝置160的位置的位置信號(hào)。位置傳感器132可以是電子位置傳感器134。位置信號(hào)可以是電子位置信號(hào)。用于產(chǎn)生指示操作員輸入裝置160位置的位置信號(hào)的位置傳感器132和電子位置傳感器134是本領(lǐng)域熟知的。電子位置傳感器的一個(gè)非限制性例子是霍爾效應(yīng)傳感器?；魻栃?yīng)傳感器是本領(lǐng)域熟知的。位置傳感器132可以包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的用以產(chǎn)生指示操作員輸入裝置160關(guān)于基部146在第一方向上的位置的信號(hào)的任何位置傳感器132。電子位置傳感器134可以包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的用以產(chǎn)生指示操作員輸入裝置160關(guān)于基部146在第一方向上的位置的電子信號(hào)的任何電子位置傳感器134。
[0064]位置傳感器132可以經(jīng)由通信線(xiàn)路142將位置信號(hào)傳輸至控制器128?？刂破?28可以根據(jù)位置信號(hào)確定操作員輸入裝置160何時(shí)處于第三位置?？刂破?28可以根據(jù)操作員輸入裝置160處于第三位置產(chǎn)生機(jī)器指令信號(hào)。機(jī)器指令信號(hào)可以包括執(zhí)行器控制信號(hào)。
[0065]第一偏置構(gòu)件176另外可以操作以在第一位置處接觸操作員輸入裝置160，并且抵抗操作員輸入裝置160在第二方向上的運(yùn)動(dòng)。
[0066]第二偏置構(gòu)件184另外可以操作以在第四位置處接觸操作員輸入裝置160，第四位置不同于第一位置，并且抵抗操作員輸入裝置160在第二方向上的運(yùn)動(dòng)。
[0067]當(dāng)操縱桿162在第二方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第四位置時(shí)，第一翼164和第二翼166在第二方向上運(yùn)動(dòng)。隨著第四彈簧端190推抵第四翼接觸表面174，第二彈簧186抵抗操縱桿162從第一位置到第四位置的運(yùn)動(dòng)。由于第三彈簧端182的寬部分192使第三彈簧端182從第三翼接觸表面172偏移，第一彈簧178不對(duì)操縱桿162從第一位置到第四位置的運(yùn)動(dòng)提供阻力。
[0068]當(dāng)操縱桿162處于第四位置時(shí)，第四彈簧端190抵靠第四翼接觸表面174，第三彈簧端182的寬部分192抵靠第三彈簧座152，并且第三彈簧端182的窄部分194抵靠第三翼接觸表面172。
[0069]當(dāng)操縱桿162在第二方向上從第四位置運(yùn)動(dòng)到第五位置時(shí)，第一翼164和第二翼166在第二方向上運(yùn)動(dòng)。隨著第四彈簧端190推抵第四翼接觸表面174并且第三彈簧端182的窄部分194推抵第三翼接觸表面172,第一彈簧178和第二彈簧186抵抗操縱桿162從第四位置到第五位置的運(yùn)動(dòng)。第一彈簧178和第二彈簧186對(duì)操縱桿162從第四位置到第五位置的運(yùn)動(dòng)的阻力大于僅第二彈簧186對(duì)操縱桿162從第一位置到第四位置的運(yùn)動(dòng)的阻力。
[0070]控制器128可以根據(jù)位置信號(hào)確定操作員輸入裝置160何時(shí)處于第五位置?？刂破?28可以根據(jù)操作員輸入裝置160處于第五位置產(chǎn)生機(jī)器指令信號(hào)。機(jī)器指令信號(hào)可以包括執(zhí)行器指令信號(hào)。
[0071]執(zhí)行器致動(dòng)系統(tǒng)120被構(gòu)造成根據(jù)執(zhí)行器指令信號(hào)開(kāi)始執(zhí)行器的致動(dòng)。在關(guān)于圖2描繪的執(zhí)行器致動(dòng)系統(tǒng)120中，執(zhí)行器指令信號(hào)是閥致動(dòng)信號(hào)，其致動(dòng)閥122以允許加壓流體流至致動(dòng)器115以致動(dòng)執(zhí)行器112。
[0072]在包括履帶式推土機(jī)104的一種示例性、非限制性例子中，當(dāng)操縱桿162運(yùn)動(dòng)到第三位置時(shí)，提升致動(dòng)器116可以開(kāi)始提升鏟114。當(dāng)操縱桿162運(yùn)動(dòng)到第五位置時(shí)，提升致動(dòng)器116可以開(kāi)始降低伊114。
[0073]在一些實(shí)施方式中，接觸傳感器136可以固定地附接到第二翼接觸表面170。接觸傳感器136可以包括薄膜傳感器138。當(dāng)?shù)诙斫佑|表面170接觸第二彈簧端188的窄部分192時(shí)，接觸傳感器136可操作以產(chǎn)生接觸信號(hào)。接觸信號(hào)可以通過(guò)通信線(xiàn)路142通信至控制器128。接觸信號(hào)可以通過(guò)控制器128使用以實(shí)施如關(guān)于圖5描述的校準(zhǔn)方法。
[0074]在一些實(shí)施方式中，接觸傳感器136可以固定地附接到第三翼接觸表面172。接觸傳感器136可以包括薄膜傳感器138。當(dāng)?shù)谌斫佑|表面172接觸第三彈簧端182的窄部分192時(shí)，接觸傳感器136可操作以產(chǎn)生接觸信號(hào)。接觸信號(hào)可以通過(guò)通信線(xiàn)路142通信至控制器128。接觸信號(hào)可以通過(guò)控制器128使用以實(shí)施如關(guān)于圖5描述的校準(zhǔn)方法。
[0075]盡管操作員交互組件110是在具有用以致動(dòng)執(zhí)行器112的致動(dòng)器115的車(chē)輛102(更具體地，具有用以致動(dòng)鏟的提升致動(dòng)器116和傾斜致動(dòng)器118的履帶式推土機(jī)104)的背景下被圖示和描述的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到操作員交互組件110也可以被利用以控制其它機(jī)器100的其它功能。彈簧178、186的觸覺(jué)力反饋可以輔助操作員控制機(jī)器100的功能。
[0076]現(xiàn)在參照?qǐng)D4A和4B，圖示操作員交互組件110的另一示例性實(shí)施方式。操作員交互組件110包括基部146、操作員輸入裝置160、第一偏置構(gòu)件176、第二偏置構(gòu)件184和位置傳感器132。在所描述的實(shí)施方式中，操作員交互組件110包括操縱桿組件144。
[0077]基部146可以包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的任何支承構(gòu)件。在所描繪的實(shí)施方式中，基部146包括第一彈簧座148、第二彈簧座150、第一彈簧支承件156和第二彈簧支承件158?；靠梢愿郊拥匕ǖ谌龔椈勺?52和第四彈簧座154。在一些實(shí)施方式中，基部146可以一體化到駕駛室106或其它操作員站。
[0078]操作員輸入裝置160可操作以關(guān)于基部146在第一方向上運(yùn)動(dòng)。在所描繪的實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160樞轉(zhuǎn)地連接到基部146，使得操作員輸入裝置160可操作以圍繞標(biāo)記“X”的X軸樞轉(zhuǎn)。操作員輸入裝置160可以關(guān)于基部146在徑向方向上運(yùn)動(dòng)，這可以導(dǎo)致沿著標(biāo)記“Y”的I軸的移位。希望的機(jī)器100控制指令可以根據(jù)沿著y軸的操作員輸入裝置160移位由操作員輸入。在所描繪的實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160也可以關(guān)于基部146在其它方向上運(yùn)動(dòng)。
[0079]操作員輸入裝置160沿著y軸的移位可以指示諸如執(zhí)行器112位置的操作員希望的功能。在包括圖1中描繪的履帶式推土機(jī)104的實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160沿著y軸的移位可以指示鏟114的希望的高度或提升。在其它實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160沿著I軸的移位可以指示本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的任何操作員希望的機(jī)器100功能。
[0080]在一些實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160關(guān)于X軸的移位可以指示另外的操作員希望的功能。在包括圖1中描繪的履帶式推土機(jī)104的實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160沿著X軸的移位可以指示鏟114的希望的傾斜。在其它實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160沿著X軸的移位可以指示本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的任何操作員希望的機(jī)器100功能。根據(jù)操作員輸入裝置關(guān)于兩個(gè)(2)軸的移位控制機(jī)器100功能是本領(lǐng)域熟知的。
[0081]在所描繪的實(shí)施方式中，第二彈簧座150比第一彈簧座148在第一方向上進(jìn)一步突出第一偏移距離。在一種實(shí)施方式中，額外的突出可以通過(guò)將墊片198固定地附接到基部146來(lái)完成。墊片198可以具有與第一偏移距離相等的厚度。墊片198可以是L形，其中，頂區(qū)段和側(cè)區(qū)段形成“L”。墊片198可以被膠粘或焊接到一體化基部146，使得側(cè)區(qū)段形成第二彈簧座150。頂區(qū)段可以通過(guò)螺釘、鉚釘或其它附接裝置附加地附接到基部146。在另一實(shí)施方式中，第二彈簧座150可以被制造有在第一方向上一體化到基部146的附加的第一偏移距離突出部。
[0082]在所描繪的實(shí)施方式中，第三彈簧座152比第四彈簧座154在第二方向上進(jìn)一步突出第二偏移距離。在一種實(shí)施方式中，額外的突出可以通過(guò)將墊片198固定地附接到基部146來(lái)完成。墊片198可以具有與第二偏移距離相等的厚度。墊片198可以是L形，其中，頂區(qū)段和側(cè)區(qū)段形成“L”。墊片198可以被膠粘或焊接到一體化基部146，使得側(cè)區(qū)段形成第三彈簧座152。頂區(qū)段可以通過(guò)螺釘、鉚釘或其它附接裝置附加地附接到基部146。在另一實(shí)施方式中，第二彈簧座150可以被制造有在第二方向上一體化到基部146的附加的第二偏移距離突出部。
[0083]在所描繪的實(shí)施方式中，操作員輸入裝置160包括操縱桿162。操縱桿162的外輪廓由虛線(xiàn)描繪，其內(nèi)側(cè)部分由實(shí)線(xiàn)圖示。操縱桿162在所描繪的實(shí)施方式中樞轉(zhuǎn)地連接到基部146，并且可操作以關(guān)于基部146在第一方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置和第三位置。第三位置與第二位置相距第一限定距離。操縱桿162可操作以關(guān)于基部146在第二方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第四位置和第五位置，第二方向與第一方向相反。第五位置與第四位置相距第二限定距離。
[0084]操縱桿162包括具有第一翼接觸表面168的第一翼164和具有第二翼接觸表面170的第二翼166。第一翼164可以具有第三翼接觸表面172。第二翼166可以具有第四翼接觸表面174。
[0085]偏置構(gòu)件176、184可以將操作員輸入構(gòu)件160偏置到第一位置。對(duì)于操縱桿162實(shí)施方式，第一位置可以是中立位置并且可以對(duì)應(yīng)于X軸和y軸上的零“O”位置或者軸的交點(diǎn)。
[0086]偏置構(gòu)件176、184可以為使操作員輸入裝置160關(guān)于基部146運(yùn)動(dòng)的操作員提供力反饋。所描繪的實(shí)施方式圖示兩個(gè)(2)偏置構(gòu)件176、184，其在操作員使操作員輸入裝置160沿第一方向或相反的第二方向運(yùn)動(dòng)、使操作員輸入裝置160沿著y軸移位時(shí)為操作員提供力反饋。在其它實(shí)施方式中，可以提供附加的偏置構(gòu)件176、184，其在使操作員輸入裝置160沿其它方向運(yùn)動(dòng)時(shí)為操作員提供力反饋。
[0087]第一偏置構(gòu)件176與基部146操作地相聯(lián)，并且可操作以在第一位置處接觸操作員輸入裝置160，并且抵抗操作員輸入裝置160在第一方向上的運(yùn)動(dòng)。
[0088]在所描繪的實(shí)施方式中，第一偏置構(gòu)件176包括具有第一彈簧端180和第三彈簧端182的第一彈簧178。第一彈簧178圍繞第一彈簧支承件156盤(pán)繞。當(dāng)操縱桿162處于第一位置時(shí)，第一彈簧端180抵靠第一彈簧座148和第一翼接觸表面168,并且第三彈簧端180的寬部分194抵靠第三彈簧座152。第三彈簧端180不抵靠第三翼接觸表面172。
[0089]第二偏置構(gòu)件184與基部146操作地相聯(lián)，并且可操作以在第二位置處接觸操作員輸入裝置160，第二位置不同于第一位置，并且抵抗操作員輸入裝置160在第一方向上的運(yùn)動(dòng)。
[0090]在所描繪的實(shí)施方式中，第二偏置構(gòu)件184包括具有第二彈簧端188和第四彈簧端190的第二彈簧186。第二彈簧186圍繞第二彈簧支承件158盤(pán)繞。當(dāng)操縱桿162處于第一位置時(shí)，第二彈簧端188抵靠第二彈簧座150，并且第四彈簧端190抵靠第四彈簧座154和第四翼接觸表面174。第二彈簧端188不抵靠第二翼接觸表面170。
[0091]當(dāng)操縱桿162在第一方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置時(shí)，第一翼164和第二翼166在第一方向上運(yùn)動(dòng)。隨著第一彈簧端180推抵第一翼接觸表面168,第一彈簧178抵抗操縱桿162從第一位置到第二位置的運(yùn)動(dòng)。由于第二彈簧座150的額外突出使第二彈簧端188從第二翼接觸表面170偏移，第二彈簧186不對(duì)操縱桿162從第一位置到第二位置的運(yùn)動(dòng)提供阻力。
[0092]當(dāng)操縱桿162處于第二位置時(shí)，第一彈簧端180抵靠第一翼接觸表面168，并且第二彈簧端188抵靠第二彈簧座150和第二翼接觸表面170。
[0093]當(dāng)操縱桿162在第一方向上從第二位置運(yùn)動(dòng)到第三位置時(shí)，第一翼164和第二翼166在第一方向上運(yùn)動(dòng)。隨著第一彈簧端180推抵第一翼接觸表面168并且第二彈簧端188推抵第二翼接觸表面170，第一彈簧178和第二彈簧186抵抗操縱桿162從第二位置到第三位置的運(yùn)動(dòng)。第一彈簧178和第二彈簧186對(duì)操縱桿162從第二位置到第三位置的運(yùn)動(dòng)的阻力大于僅第一彈簧178對(duì)操縱桿162從第一位置到第二位置的運(yùn)動(dòng)的阻力。
[0094]位置傳感器132可操作以產(chǎn)生指示操作員輸入裝置160的位置的位置信號(hào)。位置傳感器132可以是電子位置傳感器134。位置信號(hào)可以是電子位置信號(hào)。
[0095]位置傳感器132可以經(jīng)由通信線(xiàn)路142將位置信號(hào)傳輸至控制器128?？刂破?28可以根據(jù)位置信號(hào)確定操作員輸入裝置160何時(shí)處于第三位置?？刂破?28可以根據(jù)操作員輸入裝置160處于第三位置產(chǎn)生機(jī)器指令信號(hào)。機(jī)器指令信號(hào)可以包括執(zhí)行器指令信號(hào)。
[0096]第一偏置構(gòu)件176另外可以操作以在第一位置處接觸操作員輸入裝置160，并且抵抗操作員輸入裝置160在第二方向上的運(yùn)動(dòng)。[0097]第二偏置構(gòu)件184另外可以操作以在第四位置處接觸操作員輸入裝置160，第四位置不同于第一位置，并且抵抗操作員輸入裝置160在第二方向上的運(yùn)動(dòng)。
[0098]當(dāng)操縱桿162在第二方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第四位置時(shí)，第一翼164和第二翼166在第一方向上運(yùn)動(dòng)。隨著第四彈簧端190推抵第四翼接觸表面174,第二彈簧186抵抗操縱桿162從第一位置運(yùn)動(dòng)到第四位置。由于第三彈簧座152的額外突出使第三彈簧端182從第三翼接觸表面172偏移，第一彈簧178不對(duì)操縱桿162從第一位置到第四位置的運(yùn)動(dòng)提供阻力。
[0099]當(dāng)操縱桿162處于第四位置時(shí)，第三彈簧端182抵靠第三翼接觸表面172，并且第四彈簧端190抵靠第四彈簧座154和第四翼接觸表面174。
[0100]當(dāng)操縱桿162在第二方向上從第四位置運(yùn)動(dòng)到第五位置時(shí)，第一翼164和第二翼166在第二方向上運(yùn)動(dòng)。隨著第三彈簧端182推抵第三翼接觸表面172并且第四彈簧端190推抵第四翼接觸表面174，第一彈簧178和第二彈簧186抵抗操縱桿162從第四位置到第五位置的運(yùn)動(dòng)。第一彈簧178和第二彈簧186對(duì)操縱桿162從第四位置到第五位置的運(yùn)動(dòng)的阻力大于僅第一彈簧178對(duì)操縱桿162從第一位置到第四位置的運(yùn)動(dòng)的阻力。
[0101]位置傳感器132可以經(jīng)由通信線(xiàn)路142將位置信號(hào)傳輸至控制器128?？刂破?28可以根據(jù)位置信號(hào)確定操作員輸入裝置160何時(shí)處于第五位置?？刂破?28可以根據(jù)操作員輸入裝置160處于第五位置產(chǎn)生機(jī)器指令信號(hào)。機(jī)器指令信號(hào)可以包括執(zhí)行器指令信號(hào)。
[0102]執(zhí)行器致動(dòng)系統(tǒng)120被構(gòu)造成根據(jù)執(zhí)行器指令信號(hào)開(kāi)始執(zhí)行器的致動(dòng)。在關(guān)于圖2描繪的執(zhí)行器致動(dòng)系統(tǒng)120中，執(zhí)行器指令信號(hào)是閥致動(dòng)信號(hào)，其致動(dòng)閥122以允許加壓流體流至致動(dòng)器115以致動(dòng)執(zhí)行器112。
[0103]在包括履帶式推土機(jī)104的一種示例性、非限制性例子中，當(dāng)操縱桿162運(yùn)動(dòng)到第三位置時(shí)，提升致動(dòng)器116可以開(kāi)始提升鏟114。當(dāng)操縱桿162運(yùn)動(dòng)到第五位置時(shí)，提升致動(dòng)器116可以開(kāi)始降低伊114。
[0104]在一些實(shí)施方式中，接觸傳感器136可以固定地附接到第二翼接觸表面170。接觸傳感器136可以包括薄膜傳感器138。當(dāng)?shù)诙斫佑|表面170接觸第二彈簧端188時(shí)，接觸傳感器136可操作以產(chǎn)生接觸信號(hào)。接觸信號(hào)可以通過(guò)通信線(xiàn)路142傳輸至控制器128。接觸信號(hào)可以通過(guò)控制器128使用以實(shí)施如關(guān)于圖5描述的校準(zhǔn)方法。
[0105]在一些實(shí)施方式中，接觸傳感器136可以固定地附接到第三翼接觸表面172。接觸傳感器136可以包括薄膜傳感器138。當(dāng)?shù)谌斫佑|表面172接觸第三彈簧端182時(shí)，接觸傳感器136可操作以產(chǎn)生接觸信號(hào)。接觸信號(hào)可以通過(guò)通信線(xiàn)路142傳輸至控制器128。接觸信號(hào)可以通過(guò)控制器128使用以實(shí)施如關(guān)于圖5描述的校準(zhǔn)方法。
[0106]盡管操作員交互組件110是在具有用以致動(dòng)執(zhí)行器112的致動(dòng)器115的車(chē)輛102(更具體地，具有用以致動(dòng)鏟的提升致動(dòng)器116和傾斜致動(dòng)器118的履帶式推土機(jī)104)的背景下被圖示和描述的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到操作員交互組件110也可以被利用以控制其它機(jī)器100的其它功能。
[0107]現(xiàn)在參照?qǐng)D5，描繪校準(zhǔn)用于操作員輸入裝置的觸覺(jué)反饋的示例性方法500的流程圖。方法500包括:克服來(lái)自第一偏置構(gòu)件176的阻力使操作員輸入裝置160關(guān)于基部146在第一方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置；在第二位置處使第二偏置構(gòu)件184與操作員輸入裝置160接觸，第二偏置構(gòu)件184在第二位置處抵抗操作員輸入裝置160在第一方向上的運(yùn)動(dòng)；以及當(dāng)操作員輸入裝置160處于第二位置時(shí)，產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)。
[0108]對(duì)于控制器128在操作員輸入裝置160處于第三位置時(shí)根據(jù)位置信號(hào)產(chǎn)生機(jī)器指令信號(hào)，控制器128必須具有指示存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的第三位置的值或從一些源接收該信息。指示第三位置的值可以是第三位置，或者其可以是第二位置和第一限定距離。如果操作員交互組件被指定和制造用于一具體機(jī)器100，指示第三位置的值可以在制造時(shí)或維修日存儲(chǔ)在控制器128存儲(chǔ)器中。在該實(shí)施方式中，當(dāng)控制器128產(chǎn)生機(jī)器指令信號(hào)時(shí)操作員輸入裝置160的位置可以已知。
[0109]在其它實(shí)施方式中，第三位置可能提前不知道，并且可以執(zhí)行校準(zhǔn)以輸入指示第三位置的值。如果控制器128在操作員輸入裝置處于第二位置時(shí)接收接觸信號(hào)，第二位置是第二偏置構(gòu)件184接觸并開(kāi)始抵抗操作員輸入裝置160在第一方向上的運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制器128可以存儲(chǔ)在第二位置處產(chǎn)生的位置信號(hào)?？刂破?28可以從第二位置和第一限定距離
計(jì)算第三位置。
[0110]方法500在步驟502處開(kāi)始并且繼續(xù)到步驟504。在步驟504處，操作員輸入裝置160從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置。第一位置可以是操作員輸入裝置160被偏置到操作員不向操作員輸入裝置160施加力時(shí)的位置。第一位置可以對(duì)應(yīng)于關(guān)于操作員輸入裝置160在第一方向上的運(yùn)動(dòng)控制的機(jī)器100功能的中立狀態(tài)。例如,第一位置可以對(duì)應(yīng)于致動(dòng)器115的限定位置，致動(dòng)器115的限定位置又可以對(duì)應(yīng)于執(zhí)行器112的限定位置。例如，第一位置可以對(duì)應(yīng)于鏟114的限定高度或傾斜。
[0111]第二位置可以是處于死區(qū)。當(dāng)操作員輸入裝置160在第一方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置時(shí)，隨著第一翼接觸表面168推抵第一彈簧端180,第一偏置構(gòu)件176可以抵抗操作員輸入裝置160的運(yùn)動(dòng)。方法500從步驟504繼續(xù)到步驟506。
[0112]在步驟506處，第二偏置構(gòu)件184在第二位置處接觸操作員輸入裝置160。第二偏置構(gòu)件184抵抗操作員輸入裝置160在第二位置處開(kāi)始在第一方向上的運(yùn)動(dòng)。第二翼接觸表面170在第二位置中接觸第二彈簧端186。當(dāng)操作員輸入裝置160在第一方向上從第二位置運(yùn)動(dòng)到其它位置時(shí)，第二彈簧端186推抵第二翼接觸表面。方法500從步驟506移至步驟508。
[0113]在步驟508處，當(dāng)操作員輸入裝置160處于第二位置時(shí)，產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)。校準(zhǔn)信號(hào)可以向控制器128指示操作員輸入裝置160處于第二位置。控制器128可以存儲(chǔ)最新的位置信號(hào)值，以指示第二位置?？刂破?28可以隨后通過(guò)將限定距離加至第二位置值來(lái)校準(zhǔn)并存儲(chǔ)第三位置值。校準(zhǔn)信號(hào)可以自動(dòng)產(chǎn)生(步驟512)，或者通過(guò)輸入操作員輸入裝置160接觸第二偏置構(gòu)件184的操作員確認(rèn)產(chǎn)生(步驟510)。在替代實(shí)施方式中，校準(zhǔn)信號(hào)可以以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的任何方式產(chǎn)生。
[0114]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，校準(zhǔn)信號(hào)可以通過(guò)可經(jīng)由確認(rèn)輸入裝置130輸入的操作員輸入裝置160接觸第二偏置構(gòu)件184的操作員確認(rèn)產(chǎn)生。人可以使操作員輸入裝置160在第一方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置。當(dāng)操作員輸入裝置160到達(dá)第二位置時(shí)，人可以感覺(jué)更大的力反饋。當(dāng)人通過(guò)力反饋感受到操作員輸入裝置160處于第二位置時(shí)，他/她可以通過(guò)確認(rèn)輸入裝置130輸入操作員確認(rèn)。操作員確認(rèn)可以產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)。
[0115]確認(rèn)輸入裝置130可以包括人通過(guò)其可以輸入操作員確認(rèn)的任何輸入裝置。在一種實(shí)施方式中，確認(rèn)輸入裝置130包括按鈕。在其它實(shí)施方式中，確認(rèn)輸入裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)、按鈕、鍵盤(pán)、交互式顯示器、桿、轉(zhuǎn)盤(pán)、遠(yuǎn)程控制裝置、語(yǔ)音激活控制或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)已知的任何其它操作員輸入裝置。確認(rèn)輸入裝置130可以位于駕駛室106中、機(jī)器100上的另外位置、或遠(yuǎn)距離。一種遠(yuǎn)距離位置例子包括電子維修工具。
[0116]在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，校準(zhǔn)信號(hào)可以通過(guò)第二翼接觸表面170或第二彈簧端188的窄部分194上的接觸傳感器136自動(dòng)產(chǎn)生。在一種實(shí)施方式中，接觸傳感器136包括薄膜傳感器138。在其它實(shí)施方式中，接觸傳感器136可以包括被構(gòu)造成當(dāng)操作員輸入裝置160在第二位置接觸第二偏置構(gòu)件184時(shí)產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)的任何傳感器。
[0117]在包括位于第二翼接觸表面170或第二彈簧端188的窄部分194上的接觸傳感器136的實(shí)施方式中，當(dāng)操作員輸入裝置160在第一方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置時(shí)，接觸傳感器136感測(cè)第二翼接觸表面170已與第二彈簧端188的窄部分194接觸。接觸傳感器136隨后產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)。校準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)由通信線(xiàn)路142傳輸至控制器128。方法500從步驟508移至步驟514。
[0118]在步驟514中，位置傳感器132可以產(chǎn)生并向控制器128傳輸指示操作員輸入裝置160的位置的周期信號(hào)，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)?lái)熟知的。方法從步驟514移至步驟516。
[0119]在步驟516中，控制器128根據(jù)校準(zhǔn)信號(hào)和操作員輸入裝置160位置信號(hào)確定用于產(chǎn)生機(jī)器100控制指令的操作員輸入裝置160的希望位置。當(dāng)控制器128從接觸傳感器136或確認(rèn)輸入裝置130接收校準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，控制器128可以識(shí)別接收的最新的位置信號(hào)并且將由位置信號(hào)指示的操作員輸入裝置160位置與第二位置相關(guān)聯(lián)?？刂破?28可以將第一限定距離加至第二位置，以確定第三位置。第三位置包括用于產(chǎn)生機(jī)器100控制指令的操作員輸入裝置160的希望位置。方法從步驟516移至步驟518。
[0120]方法在步驟518處結(jié)束。
[0121]盡管方法500是關(guān)于操作員輸入裝置160在第一方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置和第三位置的觸覺(jué)反饋的校準(zhǔn)描述的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將清楚相同方法可應(yīng)用于操作員輸入裝置160在第二方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第四位置和第五位置的觸覺(jué)反饋的校準(zhǔn)。
[0122]工業(yè)實(shí)用性
[0123]機(jī)器的操作員可以依賴(lài)于從操作員輸入裝置160的觸覺(jué)反饋來(lái)控制執(zhí)行器112的精細(xì)運(yùn)動(dòng)或其它機(jī)器100功能。執(zhí)行器112的電氣致動(dòng)的閥控制或其它機(jī)器100功能可能不提供操作員期望的觸覺(jué)反饋，使得執(zhí)行器112的精細(xì)運(yùn)動(dòng)或其它機(jī)器100功能的操作困難。
[0124]操作員交互組件110可以向機(jī)器100的操作員提供觸覺(jué)反饋。當(dāng)操作員輸入裝置160在第一方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置時(shí)，力反饋的一種水平通過(guò)來(lái)自第一偏置構(gòu)件176的阻力提供。當(dāng)操作員輸入裝置160在第一方向上從第二位置運(yùn)動(dòng)到第三位置時(shí)，較高的第二阻力水平通過(guò)來(lái)自第一偏置構(gòu)件176和第二偏置構(gòu)件184的阻力提供。當(dāng)操作員裝置160處于第三位置時(shí)，控制器128可以產(chǎn)生機(jī)器100控制指令以開(kāi)始機(jī)器功能。機(jī)器100控制指令可以包括執(zhí)行器112控制指令，以開(kāi)始機(jī)器100上的執(zhí)行器112的致動(dòng)。
[0125]以同樣的方式，當(dāng)操作員輸入裝置160在第二方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第四位置時(shí)，力反饋的一種水平通過(guò)來(lái)自第二偏置構(gòu)件184的阻力提供。當(dāng)操作員輸入裝置160在第二方向上從第四位置運(yùn)動(dòng)到第五位置時(shí)，較高的第二阻力水平通過(guò)來(lái)自第一偏置構(gòu)件176和第二偏置構(gòu)件184的阻力提供。當(dāng)操作員裝置160處于第五位置時(shí)，控制器128可以產(chǎn)生機(jī)器100控制指令以開(kāi)始機(jī)器功能。機(jī)器100控制指令可以包括執(zhí)行器112控制指令，以開(kāi)始機(jī)器100上的執(zhí)行器112的致動(dòng)。
[0126]當(dāng)操作員運(yùn)動(dòng)操作員輸入裝置160時(shí)的力反饋水平的改變可以向操作員指示何時(shí)機(jī)器100功能將開(kāi)始。機(jī)器100功能可以包括執(zhí)行器112的致動(dòng)。操作員在他/她能夠預(yù)期何時(shí)執(zhí)行器112的致動(dòng)將開(kāi)始時(shí)可以發(fā)現(xiàn)完成精細(xì)執(zhí)行器112運(yùn)動(dòng)更容易。
[0127]從前述將理解，盡管為了說(shuō)明的目的在這里已經(jīng)描述了具體的實(shí)施方式，在不偏離這里要求保護(hù)的創(chuàng)造性特征的精神或范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改或變型。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)考慮這里公開(kāi)的布置的說(shuō)明、附圖和實(shí)踐將清楚其它實(shí)施方式。說(shuō)明書(shū)和公開(kāi)的例子意于僅作為示例被考慮，真正的創(chuàng)造性范圍和精神通過(guò)以下權(quán)利要求及其等同物指明。
【權(quán)利要求】
1.一種用于機(jī)器(100)的操作員交互組件(110)，包括: 基部(146)； 操作員輸入裝置(160)，其能夠操作以關(guān)于基部(146)在第一方向上運(yùn)動(dòng)； 第一偏置構(gòu)件(176)，其與基部(146)操作地相聯(lián)，并且能夠操作以在第一位置處接觸操作員輸入裝置(160)且抵抗操作員輸入裝置(160)在第一方向上的運(yùn)動(dòng)； 第二偏置構(gòu)件(184)，其與基部(146)操作地相聯(lián)，并且能夠操作以在不同于第一位置的第二位置處接觸操作員輸入裝置(160)且抵抗操作員輸入裝置(160)在第一方向上的運(yùn)動(dòng)；和 位置傳感器(132)，其能夠產(chǎn)生用于產(chǎn)生機(jī)器控制指令的位置信號(hào)，所述位置信號(hào)指示操作員輸入裝置(160)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作員交互組件(110)，其中，第一偏置構(gòu)件(176)包括彈簧(178)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作員交互組件(110)，其中，位置傳感器(132)是能夠產(chǎn)生指示操作員輸入裝置(160)位置的電子位置信號(hào)的電子位置傳感器(134)。
4.一種機(jī)器(100),包括: 執(zhí)行器(112); 執(zhí)行器致動(dòng)系統(tǒng)(120)，其能夠根據(jù)執(zhí)行器控制信號(hào)開(kāi)始執(zhí)行器(112)的致動(dòng)； 操作員交互組件(110),包括: 基部(146)； 操作員輸入裝置(160)，其能夠操作以關(guān)于基部(146)在第一方向上運(yùn)動(dòng)； 第一偏置構(gòu)件(176)，其與基部(146)操作地相聯(lián)，并且能夠操作以在第一位置處接觸操作員輸入裝置(160)且抵抗操作員輸入裝置(160)在第一方向上的運(yùn)動(dòng)； 第二偏置構(gòu)件(184)，其與基部(146)操作地相聯(lián)，并且能夠操作以在不同于第一位置的第二位置處接觸操作員輸入裝置(160)且抵抗操作員輸入裝置(160)在第一方向上的運(yùn)動(dòng)；和 電子位置傳感器(134)，其能夠操作以產(chǎn)生指示操作員輸入裝置(160)位置的電子位置信號(hào)； 控制器(128 )，其能夠根據(jù)電子位置信號(hào)產(chǎn)生機(jī)器指令信號(hào)。
5.一種操作員交互組件(110)，包括: 基部(146)，其包括第一彈簧座(148)、第二彈簧座(150)、第一彈簧支承件(156)和第二彈簧支承件(158)； 操縱桿(162)，其樞轉(zhuǎn)地連接到基部(146)，并且能夠操作以關(guān)于基部(146)在第一方向上從第一位置樞轉(zhuǎn)到第二位置和第三位置，操縱桿(162)包括具有第一翼接觸表面(168)的第一翼(164)和具有第二翼接觸表面(170)的第二翼(166)； 第一彈簧(178)，其圍繞第一彈簧支承件(156)盤(pán)繞并且包括第一彈簧端(180)，其中，當(dāng)操縱桿(162)處于第一位置時(shí),第一彈簧端(180)接觸第一彈簧座(148)和第一翼接觸表面(168)； 第二彈簧(186)，其圍繞第二彈簧支承件(158)盤(pán)繞并且包括第二彈簧端(188)，其中: 當(dāng)操縱桿(162 )處于第一位置時(shí)，第二彈簧端(188 )接觸第二彈簧座(150 )并且與第二翼接觸表面(170)相距第一偏移距離；并且 當(dāng)操縱桿(162)處于第二位置時(shí)，第二彈簧端(188)接觸第二翼接觸表面(170); 電子位置傳感器(134)，其能夠操作以在操縱桿(162)處于第三位置時(shí)產(chǎn)生指示操縱桿(162)位置的電子位置信號(hào)，所述電子位置信號(hào)用于產(chǎn)生機(jī)器指令信號(hào)。
6.一種校準(zhǔn)用于操作員輸入裝置(160)的觸覺(jué)反饋的方法，包括: 使操作員輸入裝置(160)克服來(lái)自第一偏置構(gòu)件(176)的阻力關(guān)于基部(146)在第一方向上從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置； 使第二偏置構(gòu)件(184)在第二位置處與操作員輸入裝置(160)接觸，第二偏置構(gòu)件(184)抵抗操作員輸入裝置(160)在第二位置在第一方向上的運(yùn)動(dòng)；以及 當(dāng)操作員輸入裝置(160)處于第二位置時(shí)，產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括: 產(chǎn)生指示操作員輸入裝置(160)的位置的周期位置信號(hào)；以及 當(dāng)校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，根據(jù)最新的位置信號(hào)確定用于觸發(fā)機(jī)器指令信號(hào)的操作員輸入裝置(160)的希望位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)包括在確認(rèn)輸入裝置(130)上輸入操作員確認(rèn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)包括利用接觸傳感器(136)產(chǎn)生自動(dòng)確認(rèn)信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，接觸傳感器(136)是薄膜傳感器(138)。
【文檔編號(hào)】E02F9/26GK103687999SQ201280035905
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月3日
【發(fā)明者】M·E·康茨, J·L·庫(kù)恩, R·G·梅茨格, D·E·奧爾特 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司