專利名稱：控制裝置及其操作方法和包括控制裝置的工程機械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機械領(lǐng)域，更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于工程機 械的控制裝置及其操作方法。本發(fā)明還涉及一種包括該控制裝置的工程機 械。
背景技術(shù)：
在典型的用于工程機喊車輛如裝載機、越野叉車、翻斗自卸車等的變 速箱的控制裝置中，通常分別經(jīng)由進退控制桿和變速控制桿來實現(xiàn)對工程 機械的進退控制和變速控制。具體地說，在需要前進或者后退時，駕駛員 可以通過操作進退操縱桿來操縱進退控制桿，以實現(xiàn)對工程機械的進退控
制；以及在需要改變工程機械的高低速時，駕駛員可以通過操作變速操縱 桿來操縱變速控制桿，以實現(xiàn)對工程機械的變速控制。
另外，在現(xiàn)有技術(shù)中也提出了通過單個操縱桿來同時操縱進退控制桿 和變速控制桿的解決方案。
然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，都是將變速箱的進退控制桿和變速控制桿分別 設(shè)置在駕駛室的不同位置處。這種設(shè)置通常都會占用較多的駕駛室空間。
上述兩種方式占用駕駛室空間大，駕駛員工作舒適性與安全性差，操 作不方便，工作效率低。
雖然已經(jīng)存在采用電控單桿系統(tǒng)來進行控制的工程機械，其包括電控 單桿、電子控制器和電液換向閥系統(tǒng)，但這種電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成 1 高，適用性有限。
因此，本領(lǐng)域特別需要一種能夠?qū)⒆兯倏刂茥U和進退控制桿集成在一 起以便節(jié)省有限的駕駛室空間、成本低并且能減輕司機的疲勞的用于工程
4機械的控制裝置。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的主要目的在于提供一種控 制裝置，其可以將工程枳械的變速箱的變速控制桿和進退控制桿集成在一 起，并具有單操縱桿的結(jié)構(gòu)，同時保持結(jié)構(gòu)簡單、成本較低。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于工程機械的控制裝置，包括 操縱桿；與所述操縱桿活動連接的第一控制桿；可繞所述笫一控制桿的軸 線轉(zhuǎn)動的第二控制桿，其通過一樞軸與所述操縱桿樞轉(zhuǎn)連接，所述操縱桿 繞所述樞軸的轉(zhuǎn)動帶動所迷第一控制桿軸向運動，所述，操縱桿繞所述笫一 控制桿的軸線轉(zhuǎn)動帶動所述第二控制桿繞所述第一控制桿的軸線轉(zhuǎn)動。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種工程機械，包括上述控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種操作上述控制裝置的操作方法，其 中致動操縱桿，使操縱桿繞所述笫一控制桿的軸線轉(zhuǎn)動，帶動第二控制 桿繞所述第一控制桿的軸線轉(zhuǎn)動；或者致動操縱桿，^f吏操縱桿繞樞樞轉(zhuǎn)動， 帶動與操縱桿可動連接的第一控制桿軸向運動。
本發(fā)明的控制裝置與傳統(tǒng)的機械式雙桿控制裝置相比，占有較少的駕 駛室空間，使駕駛員更舒適和安全，并且操作更方便，提高了工作效率； 與電子式控制桿相比，顯著降低成本。
這種控制系統(tǒng)操作簡單，成本低，并且能減輕司機的疲勞。例如，在 采用這種單桿控制系統(tǒng)的裝載機中，駕駛員在作業(yè)時，只需左手操作轉(zhuǎn)向 器，右手^Mt單桿控制手柄前后或上下移動，不必考慮需將右手放置在哪 M進行控制，可集中精力伊裝。
本發(fā)明的具體特征和優(yōu)點將在以下本發(fā)明的示例性實施方式的說明中 詳細(xì)描述。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的控制裝置以及與該控制裝置
5相聯(lián)的搖臂裝置的透視圖，所述搖臂裝置中的一個連接到進退控制閥，另
一個連接到變速控制閥；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的控制管的上端部與套筒的連接部 分的局部剖枧圖，其還示出了工作臺上的安裝套筒；
圖3示出了4艮據(jù)本發(fā)明的控制管的下端部與搖臂裝置的連接部分的局 部剖視圖；以及
圖4示出了安裝有護革的本發(fā)明的控制裝置的透視圖。
具體實施例方式
下面參照附圖，將詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。應(yīng)當(dāng)注意，在 此所描述的實施方式只是示例性的，而并非對本發(fā)明的限制。在各個附圖 中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的控制裝置1的透視圖。根據(jù)本 發(fā)明該實施方式的控制裝置1可以包括操縱桿4。該搮縱桿4可以具有細(xì) 長結(jié)構(gòu)，可以是圓柱形截面、方形截面或者其結(jié)合。在操縱桿4的一端， 可以安裝有手柄7，該手柄可以與操縱桿4形成一體或者兩者通過合適的 方式相連，例如焊接、螺紋連接、卡扣連接等。手柄7具有適于駕駛員的 手握持的形狀和尺寸。駕駛員可以通過致動操縱桿即操作手柄7來對控制 裝置1進行操作。
在操縱桿4的另一端部401，活動連接第一控制桿，在該實施例中為 控制桿10,使得操縱桿4的端部401能夠帶動控制桿10軸向運動。優(yōu)選 地，操縱桿4與控制桿10樞轉(zhuǎn)連接。更優(yōu)選地，通過第一聯(lián)動機構(gòu)2使操 縱桿4與控制桿10樞轉(zhuǎn)連接。第一聯(lián)動機構(gòu)2的第一端可與控制桿10連 接，第一聯(lián)動機構(gòu)2的第二端可設(shè)置U形槽201，該操縱桿4的端部401 于U形槽201中與第一聯(lián)動機構(gòu)2樞轉(zhuǎn)連接。可通過使用樞軸銷202或類 似連接件將操縱桿4與U形槽201連接，如圖1所示。U形槽201底部可 具有螺紋孔，控制桿10的上端部101可接合于該螺紋3L中。并且U形槽 201可以繞控制桿10的軸線轉(zhuǎn)動。這樣，控制桿10在上端部101處通過第一聯(lián)動機構(gòu)2與操縱桿4相連。如上所述，控制桿10也可以和操縱桿4 直接連接，而不需要第一聯(lián)動機構(gòu)2。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，附圖中 所示的和前面描述的操縱桿4和控制桿10之間的連接方式僅僅是示例性 的，可以采用其他能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)動的連接方式。操縱桿4和第一聯(lián)動機構(gòu)2 的形狀和結(jié)構(gòu)也是示例性的，取決于具體的設(shè)計要求，它們可以具有不同 的形狀和結(jié)構(gòu)，只要能實現(xiàn)聯(lián)動即可。
控制桿10可以是細(xì)長的，并且可以具有實心或者空心的管狀結(jié)構(gòu)。 如圖1和2所示，根據(jù)本發(fā)明的控制裝置還可以包括優(yōu)選具有空心結(jié) 構(gòu)的第二控制桿13，該實施例中為控制管13?？刂乒?3可繞控制桿10 的軸線轉(zhuǎn)動，并通過一樞軸6與操縱桿4樞轉(zhuǎn)連接，使得操縱桿4能和控 制管13 —起繞控制桿10的軸線轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，操縱桿4可以通過操縱桿 支架3和控制管13連接。操縱桿支架3第一端與控制管13固定連接，第 二端通過樞軸6與操縱桿4連接。更優(yōu)選地，在控制管13外部固定地套接 有套筒301，操縱桿支架3固定地連接到套筒301上，使得操縱桿4能通 過操縱桿支架3，與套筒301和控制管13 —起繞控制桿10的軸線轉(zhuǎn)動。 如上所述，第二控制桿也可以不是空心結(jié)構(gòu)，只要能和操縱桿4一起繞控 制桿10的軸線轉(zhuǎn)動即可。優(yōu)選具有空心結(jié)構(gòu)的控制管13的內(nèi)徑大于控制 桿10的外徑?？刂茥U10套裝在控制管13內(nèi)。這樣，如圖1所示，控制桿 IO可以穿過控制管13并從控制管13的兩個端部即上端部131和下端部132 伸出。
優(yōu)選地，控制桿10的從控制管13的端部131伸出的部分即控制桿10 的上端部101與第一聯(lián)動機構(gòu)2連接，使得操縱桿4帶動第一聯(lián)動機構(gòu)2 運動時，與第一聯(lián)動機構(gòu)2相連的控制桿10也能一起運動?？刂茥U10的 上端部101也可以直接和操縱桿4連接。
控制桿10的下端部102可以與工程機械的進退搖臂機構(gòu)或者變速搖臂 機構(gòu)相連。在一種優(yōu)選實施方式中，如圖3所示，當(dāng)控制桿10套裝在控制 管13內(nèi)時，控制桿10的從控制管13的下端部132伸出的部分即控制桿 10的下端部102可以與進退搖臂機構(gòu)或者變速搖臂機構(gòu)相連，這將在后面做詳細(xì)描迷。
控制管13向下延伸，在控制管13的下端部132處，可以連接進退搖 臂機構(gòu)或者變速搖臂機構(gòu)。
如上所述，在一種優(yōu)選實施方式中，在控制管13的上端部131，套接 有固定地連接到操縱桿支架3上的套筒301，上端部131的外徑可以小于 套筒301的內(nèi)徑。這樣，如圖1和2所示，控制管13的上端部131可以設(shè) 置在控制桿10和套筒301之間的環(huán)狀空間內(nèi)。在控制管13的上端部131 處，控制桿10的外徑通常設(shè)置為比控制桿10的其他部位的外徑小。這樣， 如圖2所示，可以在控制管13的上端部131處，利用諸如固定銷14等的 連接件，將控制管13和套筒301連接在一起。固定銷14可穿過套筒301 和控制管13的壁，而不與控制桿IO接觸，從而不會干涉控制桿10的軸線 運動。也可以通過其它方式將套筒301和控制管13相連，j吏得它們可以一 起繞控制桿10的軸線轉(zhuǎn)動。在一種優(yōu)選實施方式中，控制管13向下延伸， 其長度小于控制桿10的長度，大于套筒301的長度。在控制管13的下端 部132處，可以連接進退搖臂機構(gòu)或者變速搖臂機構(gòu)。這將在后面做詳細(xì) 描述。
操縱桿支架3的上端部可以是如圖1所示的U形槽結(jié)構(gòu)，下端部與套 筒301固定地連接，它們可以通過鑄造等工藝形成一體，或者通過焊接等 連接工藝固定在一起。與前述操縱桿4的一端設(shè)在第一聯(lián)動機構(gòu)2的U形 槽201的U形空間內(nèi)類似，操縱桿4的中部通過樞軸6 i殳在操縱桿支架3 的上端部的U形空間中。如圖1所示，操縱桿4的中部i殳有孔，樞軸6穿 過該孔和操縱桿支架3的上端部的孔，從而將操縱桿支架與操縱桿4連接 在一起。
這樣，也可以通過操縱桿支架3和樞軸6將操縱桿4和控制管13相連。 當(dāng)，桿4圍繞控制桿10的軸線轉(zhuǎn)動時，可以通過操縱桿支架3而使控制 管13圍繞控制桿10的軸線轉(zhuǎn)動。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的操 縱桿支架還可以為任何其他結(jié)構(gòu)，只要可以將操縱桿4繞控制桿10的軸線 的轉(zhuǎn)動傳遞給控制管13以便控制管13繞控制桿10的軸線轉(zhuǎn)動即可。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，也可將操縱桿支架3直接連接到控制管13上來傳遞 上述轉(zhuǎn)動運動，這樣可以省略套筒301和固定銷14等結(jié)構(gòu)。還可以將控制 管13與操縱桿4直接相連。套筒301也可以與控制管13形成一體。
可以通過將操縱桿支架3的套筒301的下端面可拆卸地固定在工程機 械的安裝套筒16上，使得操縱桿支架3與控制管13的軸向位置固定。也 可以采用其它合適的方式。這樣操縱桿4可繞樞軸6轉(zhuǎn)動，并通過第一聯(lián) 動機構(gòu)2帶動控制桿10作軸向運動。在操縱桿4中部的孔和樞軸6之間， 可以使用軸承，以減小它們之間的摩擦。
如圖4所示，可以在本發(fā)明的控制裝置的上部可以，沒置護軍8，以防 止灰塵等i^。該護罩上可具有可使操縱桿4伸出以及前后運動和轉(zhuǎn)動的 開口。還可以在護罩8上設(shè)置前進、后退、高速、低速等指示標(biāo)識，以方 便駕駛員操作。
正如上面所提到的，控制桿10的下端部102和控制管13的下端部132 可以分別連接變速搖臂裝置或進退搖臂裝置。
在一種優(yōu)選實施方式中，如圖3所示，在控制管13的下端部132處， 進退換向搖臂18的一部分通過類似于固定銷14的連^4肖19固定在控制管 13上。同時，變速搖臂21固定在控制桿10的下端部102處(見圖1)。 在這種情況下，控制桿10用于變速控制，而控制管13用于進退控制?？?以經(jīng)由變速搖臂21將控制桿10的軸向運動傳遞到變速箱的變速控制閥， 以便進行變速控制。同時，可以經(jīng)由進退換向搖臂18將控制管13的轉(zhuǎn)動 運動傳遞到變速箱的進退控制閥，以便進行進退控制。進退換向搖臂和變 速搖臂的結(jié)構(gòu)以及其與變速箱的進退控制閥和變速控制閥的連接方式可以 采用本領(lǐng)域常用的結(jié)構(gòu)，它們并非本發(fā)明的重點，在此不再贅述。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)實際設(shè)計需要，也可以將進退換向搖 臂連接在控制桿10上，而將變速搖臂連接在控制管13上。這樣，控制桿 IO可以用于進退控制，而控制管13可以用于變速控制。
如上所述，如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的工程機械可以包括一個具有空 心結(jié)構(gòu)的安裝套筒16，其固定在工程機械上方便駕駛員操作的適當(dāng)位置
9處，例如工程機械的操作臺上。安裝套筒16的內(nèi)徑可以大于控制管13的 外徑。如圖2所示，套筒301與控制管13上端部固定套^接，控制管13可 以穿過安裝套筒16內(nèi)的空心結(jié)構(gòu)，套筒301通過其下端面302可與安裝套 筒16的上端面160接合，進一步，可在安裝套筒16上端內(nèi)部設(shè)置環(huán)狀安 裝臺面，可在安裝臺面中設(shè)置尼龍墊團20，并可通過尼龍墊圏20的上端 面21與套筒301的下端面302接合，減少轉(zhuǎn)動摩擦。安裝套筒16下部162 的外徑可小于套筒上部163的外徑，以形成安裝臺面161，在操作臺100 上可設(shè)置直徑大于套筒16下部162外徑、小于安裝套筒16上部163外徑 的安裝孔105，安裝套筒16可通過外徑上的安裝臺面161坐落于操作臺100 的安裝孔105中，安裝套筒16可以被固定在操作臺上并在操作控制裝置時 處于靜止?fàn)顟B(tài)，而控制管13可以在安裝套筒16的空心結(jié)構(gòu)內(nèi)轉(zhuǎn)動。這樣， 根據(jù)本發(fā)明的控制裝置可以通過安裝套筒16而安裝在工程機械的適當(dāng)位 置，以供駕駛員操作。也可以將控制管直接安^^工 1^的適當(dāng)位置處， 例如操作臺上，以軸向固定控制管。
工業(yè)實用性
下面對本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式的控制裝置的操作方式作以簡單描 述。為了描述方便，控制桿10用于變速控制，而控制管13用于進退控制。
當(dāng)駕駛員在駕駛過程中需要改變工程機械的速度時，可以致動操縱桿， 優(yōu)選向上或者向下拉動操縱桿的一端即手柄7，使得操縱桿4可以圍繞樞 軸6即以樞軸6為支點轉(zhuǎn)動。通過上述第一聯(lián)動機構(gòu)2，可以將操縱桿4 的上述轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)換成控制桿10的軸向運動。接下來，可以經(jīng)由設(shè)置在控 制桿10下部的變速搖臂，將控制桿10的軸向運動傳遞到變速箱的變速控 制閥，從而實現(xiàn)變速控制。
另一方面，當(dāng)駕駛員在駕駛過程中需要前進或者后退時，可以致動操 縱桿，向前或者向后拉動操縱桿的一端，即水平轉(zhuǎn)動手柄7，使得操縱桿4 可以圍繞控制桿10的軸線轉(zhuǎn)動。通過上述操縱桿支架3可以將操縱桿4 的上述轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成控制管13圍繞控制桿10的軸線的轉(zhuǎn)動運動。接下來，
10可以經(jīng)由設(shè)置在控制管13下部的換向搖臂，將控制管13的轉(zhuǎn)動運動傳遞 到變速箱的進退控制閥，從而實現(xiàn)進退控制。
利用本發(fā)明，可以將變速箱的變速控制桿和進退控制桿集成在一起并 形成單桿結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊并且簡單、成本低廉的變速箱控制裝置。
雖然到此為止參照本發(fā)明的優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理 解，本發(fā)明并不局限于這些實施方式。在不偏離所附權(quán)利要求書限定的本 發(fā)明精神和范圍的情況下，可以做出各種變型和替換。附圖標(biāo)記說明
1- 控制裝置
2- 第一聯(lián)動機構(gòu)
3- 操縱桿支架
4- 操縱桿
6- 樞軸
7- 手柄
8- 護罩
9- 軸承
10- 控制桿
13- 控制管
14- 固定銷 16-安裝套筒
18- 換向搖臂
19- 連接銷
20- 尼龍墊圏
21- 變速搖臂
131- 控制管上端部
132- 控制管下端部
301- 套筒
201- U形槽
202- 樞軸銷
101- 控制桿的上端部
102- 控制桿的下端部 401-操縱桿的端部
302- 套筒的下端面 21-尼龍墊團的上端面 160-安裝套筒的上端面161- 安裝臺面
162- 安裝套筒的下部
163- 安裝套筒的上部 IOO畫操作臺 105-安裝孔
權(quán)利要求
1.一種用于工程機械的控制裝置(1)，包括操縱桿(4)；與所述操縱桿(4)活動連接的第一控制桿(10)；繞所述第一控制桿的軸線轉(zhuǎn)動的第二控制桿(13)，該第二控制桿通過一樞軸(6)與所述操縱桿樞轉(zhuǎn)連接，所述操縱桿(4)繞所述樞軸(6)的轉(zhuǎn)動帶動所述第一控制桿軸向運動，所述操縱桿(4)繞所述第一控制桿的軸線轉(zhuǎn)動帶動所述第二控制桿繞所述第一控制桿的軸線轉(zhuǎn)動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于工程機械的控制裝置，其中，所述操 縱桿(4)與所述第一控制桿(10)樞轉(zhuǎn)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于工程機械的控制裝置，還包括第一聯(lián) 動機構(gòu)(2)，所述第一聯(lián)動機構(gòu)(2)的第一端與所述第一控制桿(10) 連接，所述第一聯(lián)動機構(gòu)(2)的笫二端設(shè)置U形槽，所述操縱桿(4)于 所述U形槽之中與所述第一控制桿樞轉(zhuǎn)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于工程機械的控制裝置，還包括一操縱 桿支架(3)，該操縱桿支架的第一端與所述第二控制桿固定連接，第二端 通過所述樞軸(6)與所述操縱桿(4)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于工程機械的控制裝置，其中，所述操 縱桿支架(3 )的第二端設(shè)有U形槽，所述操縱桿(4 )穿過該U形槽與所 述操縱桿支架樞轉(zhuǎn)連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于工程機械的控制裝置，包括套筒(301)，其固定地套接在所述第二控制桿外部，所述操縱桿支架 與所述套筒固定連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于工程機械的控制裝置，其中，所述第 二控制桿(13)為中空管狀，所述第一控制桿(10)套裝在所述第二控制桿內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的用于工程機械的控制裝置，其 中，所述第一控制桿(10)用于變速控制，所述第二控制桿(13)用于進 退控制。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的用于工程機械的控制裝置，其 中，所述第二控制桿(13)用于變速控制，所述第一控制桿(10)用于進 退控制。
10. —種工程機械，包括操作臺和根據(jù)權(quán)利要求l-9中任一項所述的 控制裝置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的工程機械，還包括護罩(8)，所述護罩 包圍所述控制裝置的上部，并設(shè)置有可使所述操縱桿伸出和轉(zhuǎn)動的開口 。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的工程機械，還包括安裝套筒(16 )， 所述安裝套筒固定在工程機械的操作臺上，所述操縱桿支架(3 )安裝在所 述安裝套筒(16)上，并且所述第一控制桿延伸穿過所述安裝套筒。
13. —種操作根據(jù)權(quán)利要求l-9中任一項所述的控制裝置的方法，其 中致動操縱桿(4)，使操縱桿繞所述第一控制桿(10)的軸線轉(zhuǎn)動，帶 動第二控制桿(13)繞所述第一控制桿(10)的軸線轉(zhuǎn)動；或致動操縱桿(4)，使操縱桿繞樞軸(6)轉(zhuǎn)動，帶動與操縱桿活動連 接的第一控制桿(10)軸向運動。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，在控制工程機械前進或后退時，水平致動操縱桿(4);在控制工程機 械變速時，上下致動操縱桿(4)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，在控制工程機械前進或后退時，上下致動操縱桿(4);在控制工程機 械變速時，水平致動操縱桿(4)。
全文摘要
一種用于工程機械的控制裝置，包括操縱桿；與所述操縱桿活動連接的第一控制桿；繞所述第一控制桿的軸線轉(zhuǎn)動的第二控制桿，該第二控制桿通過一樞軸與所述操縱桿樞轉(zhuǎn)連接，所述操縱桿繞所述樞軸的轉(zhuǎn)動帶動所述第一控制桿軸向運動，所述操縱桿繞所述第一控制桿的軸線轉(zhuǎn)動帶動所述第二控制桿繞所述第一控制桿的軸線轉(zhuǎn)動。
文檔編號B60K20/04GK101580016SQ20081009881
公開日2009年11月18日 申請日期2008年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月12日
發(fā)明者劉小龍, 劉長全, 崔月美, 李友剛, 郭金海, 門世宗, 馬爾科姆·基辛格 申請人:山東山工機械有限公司