CN103189578B - 一种用于履带车辆的控制装置及其履带车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于履带车辆的控制装置及其履带车辆。该用于履带车辆的控制装置，包括控制操作杆(3)，该控制操作杆(3)可由操作人员绕支点(H)驱动，并有自由端(5)，控制操作杆(3)可沿车辆的纵向方向在更靠近操作人员的近侧位置(P5)和更远离操作人员的远侧位置(P1)之间移动，以便控制车辆的主离合器，控制装置(2)还包括支承元件(4)，该支承元件(4)适用于固定在车辆的车体上，以便当手作用在控制操作杆(3)上时支承操作人员的手，控制操作杆(3)有***在自由端(5)和支点(H)之间的中间部分(7)，该中间部分(7)的形状为在近侧位置(P5)中局部包围支承元件(4)。

Description

一种用于履带车辆的控制装置及其履带车辆

技术领域

本发明涉及一种用于履带车辆的控制和转向装置，该装置适合通过接合或脱开车辆的主离合器而使得操作人员能够改变车辆的运动方向和控制它的前进。根据本发明的控制和转向装置能够安装在履带车辆上，例如农业机器如拖拉机、建筑机器或者工业机器。

本发明还涉及一种包括上述控制和转向装置的履带车辆。

背景技术

履带车辆通常包括马达，该马达通过主离合器而与传动装置连接。传动装置使右侧轴和左侧轴旋转，该右侧轴和左侧轴分别与右侧驱动链轮和左侧驱动链轮连接，该右侧驱动链轮和左侧驱动链轮各自布置成使得相应履带运动。制动器和转向离合器与各驱动链轮相连，以便使得操作人员能够沿相应方向转向。特别是，当操作人员希望沿相对较大的转向弧线向右转向时，他只需要脱开与右侧履带相连的转向离合器。当希望沿相对较小弧线向右转向时，除了使得右侧转向离合器脱开，操作人员还必须作用在与右侧履带相连的制动器上。当希望车辆向左转向时，必须在左侧履带上执行类似操作。

已知这样的履带拖拉机，其中，向右和向左转向以及接合或脱开主离合器能够通过作用在单个控制操作杆上来执行。特别是，操作人员能够通过朝他自身拉动控制操作杆来脱开主离合器，通过使得控制操作杆远离他自身来接合主离合器，并分别通过使得控制操作杆向右或向左运动来向右或向左转向。

提供有上述类型控制操作杆的拖拉机具有将多个不同功能集中在单个操作杆中的优点，这能够减少操作人员必须相互作用的不同控制部件的数目。不过，为了驱动控制操作杆，操作人员必须使得他的身体的上部部分向前倾斜，从而使得他的背部与拖拉机的座位靠背分开，特别是当希望接合主离合器时。这些运动可能使得操作人员疲劳和背疼，特别是当操作人员必须留在拖拉机上一段时间，持续多个小时，在此期间，他频繁作用在控制操作杆上。

而且，当操作人员使得他的背部与靠背分开以便驱动控制操作杆时，操作人员的身体的上部部分没有固定的搁置点，这可能危及操作人员的安全，特别是当拖拉机在具有相当大斜率的地形上工作时。

发明内容

本发明的目的是改进车辆控制装置，特别是用于履带车辆。

还一目的是提供一种控制装置，该控制装置减少操作人员的身体疲劳和背疼。

还一目的是提供一种控制装置，该控制装置能够在提高操作人员的安全性的情况下驱动。

根据本发明，提供了一种用于履带车辆的控制装置，它包括控制操作杆，该控制操作杆可由操作人员绕支点驱动，并有自由端，控制操作杆可沿车辆的纵向方向在更靠近操作人员的近侧位置和更远离操作人员的远侧位置之间移动，以便控制车辆的主离合器，该装置还包括支承元件，该支承元件适用于固定在车辆的车体上，以便当手作用在控制操作杆上时支承操作人员的手，其特征在于：控制操作杆有***在自由端和支点之间的中间部分，该中间部分的形状为例如，在近侧位置中局部包围支承元件。

在近侧位置中，中间形状部分使得控制操作杆能够运动成更靠近支承元件(与直线形控制操作杆相比)。因此，对于给定冲程，在控制操作杆和支承元件之间的距离能够在远侧位置减小。这样，即使在远侧位置中，操作人员也能够用一只手的手指作用在控制操作杆上，同时他的相同手的腕或掌搁置在支承元件上。

这能够限制操作人员的背部运动，减少操作人员被迫使得他的背部与座位靠背分开的频率。因此降低了操作人员的身体疲劳和背痛危险。

而且，因为即使当控制操作杆处于远侧位置中时腕或掌也保持搁置在支承元件上，因此，即使当车辆在具有陡峭斜面的地形上工作时，操作人员也在支承元件中发现稳定的搁置点。这增加了操作人员的安全性。

在一个实施例中，控制操作杆还可沿车辆的横向方向震荡，以便向右或向左转向。圆弧形搁置区域从支承元件的中心区域凸出，当控制操作杆沿横向方向运动时，操作人员的手能够沿搁置区域运动。

当控制操作杆沿横向方向(即垂直于纵向方向)运动时，圆弧形搁置区域使得在支承元件和控制操作杆的自由端之间的距离保持基本不变。这样，即使当他的手指沿横向方向运动，以便使得控制操作杆相应移动时，操作人员的腕或掌也保持搁置在圆弧形搁置区域上。

因此，能够进一步改进操作人员的安全和驾驶舒适性。

附图说明

参考附图将更好地理解和实施本发明，附图中通过非限定实例表示了本发明的实施例，附图中：

图1是表示包括控制和转向装置的车辆部分的透视图；

图2是表示图1的控制和转向装置的控制操作杆的放大侧视图；

图3是表示图1的控制和转向装置的支承元件的放大透视图；

图4是图1的控制和转向装置的正视图，表示了控制操作杆的中心位置、向右倾斜位置和向左倾斜位置；

图5是类似于图1的视图，表示了控制操作杆的远侧位置和中间位置；以及

图6是表示控制操作杆的主要位置的视图。

具体实施方式

图1表示了履带车辆的控制台1，特别是农业机器如拖拉机，或者建筑机器或工业机器。控制台1相对于履带车辆的前进方向F位于操作人员的座位前面，以便使得操作人员能够在向前看的同时来驱动驾驶车辆所需的控制器。

控制台1包括控制和转向装置2，该控制和转向装置2适用于通过接合或脱开主离合器来控制履带车辆的前进，并适用于向右或向左转向。控制和转向装置2包括：控制操作杆3，操作人员能够用手来使该控制操作杆3运动；以及支承元件4，该支承元件适用于固定在车辆的车体上，例如***在控制操作杆3和座位之间。

支承元件4适用于在操作人员的手作用在控制操作杆3上时支承该操作人员的手。因此，支承元件4设置成这样，使得操作人员能够将他的腕或掌保持搁置在支承元件4上，同时用他的相同手的手指来使控制操作杆3运动。

控制操作杆3与未示出的驱动***连接，该驱动***使得主离合器能够接合或脱开，还作用在转向离合器上，且还能够作用在与右侧履带或左侧履带相连的制动器上，以便例如，分别向右或向左转向。上述驱动***能够为液压、机械或其它类型，且下面并不对它进行详细说明，因为它为已知类型。可与控制操作杆3连接的驱动***的一个实例在欧洲专利申请EP2045169中公开，该欧洲专利申请EP2045169的申请人与本专利申请的申请人相同。

特别是，为了接合或脱开主离合器，控制操作杆3沿履带车辆的纵向方向移动，即平行于前进方向F。这样，控制操作杆3能够在近侧位置P5(图2和图6中所示)和远侧位置P1之间运动，在该近侧位置P5中，控制操作杆3更靠近操作人员的身体，在该远侧位置P1中，控制操作杆3更远离操作人员的身体。

控制操作杆3还能够横过(特别是垂直于)履带车辆的纵向方向运动，以便作用在与右侧或左侧履带相连的转向离合器和/或制动器上，以便例如能够分别向右或向左转向。

控制操作杆3的全部上述运动能够通过单手来进行。因此，操作人员的另一只手自由地驱动其它控制，例如与由履带车辆带有的器具相关的控制。

图2详细表示了控制操作杆3，该控制操作杆3包括自由端5和与自由端5相对的固定端6，并在支点H处铰接在车辆的车架上。

中间部分7***在自由端5和固定端6之间，该中间部分7的形状为这样，当控制操作杆3处于近侧位置P5时，即在最靠近操作人员的身体和因此最靠近支承元件4的位置时，中间部分7局部包围支承元件4，即它布置成环绕支承元件4的一部分。

因此，控制操作杆3沿纵向轴线L延伸，该纵向轴线L并不像普通操作杆那样为直线形，而是在中间部分7处有弯曲几何形状，且凹面朝向支承元件4。

这样，中间部分7确定了在控制操作杆3中的弯头，例如C形弯头。当控制操作杆3处于最靠近操作人员的位置时，支承元件4的一部分能够接收在该弯头的内部，如图2中示意所示。

控制操作杆3还包括调节部分10，该调节部分10***在中间部分7和自由端5之间。由后面更清楚知道，通过作用在调节部分10上，操作人员能够调节主离合器的位置，例如使得它控制地“滑动”。调节部分10能够有基本直线形形状。

自由端5相对于调节部分10向前弯曲，即它倾斜成朝向与支承元件4相反的一侧。自由端5由前部操作表面8和后部操作表面9来界定，该前部操作表面8相对于车辆的前进方向F朝向前，该后部操作表面9与前部操作表面8相反。由后面更清楚地知道，自由端5的这种构造能够使得履带车辆的主离合器快速地接合和脱开。

中间部分7包括上部分支11和下部分支12，在它们之间确定有凹面，该凹面布置成用于接收支承元件4的一部分。下部分支12比上部分支11更长。在近侧位置P5中，如图2中所示，上部分支11布置在支承元件4上面，而下部分支12布置在支承元件4下面。

沿下部分支12，控制操作杆3的纵向轴线L的形状近似为中心在支点H上的圆弧。如后面更好地解释，即使当控制操作杆3处于远侧位置P1时，这种几何形状也使得操作人员更容易使得控制操作杆3向右或向左移动。

控制操作杆3还能够包括：连接部分13，该连接部分13从中间部分7向下延伸；以及可能的初始部分14，该初始部分14***在连接部分13和支点H之间。

在连接部分13中和在初始部分14中，控制操作杆3的纵向轴线L能够沿相互有不同倾斜度的相应直线段延伸。

图3表示了支承元件4适用于与控制操作杆3组合使用。

支承元件4包括右侧锚固附件15和左侧锚固附件16，该右侧锚固附件15和左侧锚固附件16适用于例如通过可拆卸的固定装置(例如螺纹元件)来将支承元件4固定在履带车辆的车体上。如图1和5中所示，在示例实例中，右侧锚固附件15和左侧锚固附件16固定在箱形外壳17上，该箱形外壳17在外部界定控制台1。

当固定在车辆车体上时，右侧锚固附件15和左侧锚固附件16布置在基本竖直位置。

在使用过程中，右侧锚固附件15和左侧锚固附件16分别定位在操作人员的右腿和左腿近侧。

支承元件4还包括扶手18，该扶手***在右侧锚固附件15和左侧锚固附件16之间，以便处于离箱形外壳17一定距离。扶手18相对于前进方向F(即相对于履带车辆的纵向方向)主要横向延伸。

扶手18包括中心区域，目的是搁置接收操作人员的腕或掌，同时相同手的手指移动控制操作杆3。因此，中心区域在扶手18中确定了用于操作人员的手的搁置区域19。搁置区域19为弧形，例如形状为圆弧。

搁置区域19从扶手18向上凸出。换句话说，搁置区域19在扶手18中确定了凹面朝下(即朝向操作人员的脚)的凹形区域。

由后面更清楚地知道，由于搁置区域19的构造，在更远离操作人员身体的位置中，控制操作杆3能够绕支点H向右或向左移动，而不会明显改变在自由端5和搁置区域19之间的距离。

支承元件4能够有相对于履带车辆的中心竖直平面的对称结构。

如图2中所示，搁置区域19有扁平截面，特别是椭圆形。搁置区域19的截面主要沿水平方向延伸，或者沿相对于水平方向并不过度倾斜的方向，特别是斜度小于45°。这种截面形状能够减小扶手18横过截面主方向的尺寸，还能够增大搁置区域19的上表面，该上表面可用于操作人员的手。这样，操作人员的手能够稳定地搁置在搁置区域19上。

在根据示例实例的履带车辆的操作过程中，控制操作杆3的远侧位置P1(即控制操作杆3更远离操作人员身体的位置)对应于履带车辆的主离合器接合的结构。因此履带车辆在由操作人员使用控制器(未示出)选择的前进条件下(例如速度、齿轮传动比等)前进。

特别是，当主离合器接合时控制操作杆3保持在图6中所示的远侧位置P1时(即沿履带车辆的中心垂直平面)，履带车辆沿前进方向F直线前进。

另一方面，当主离合器接合时，控制操作杆3绕支点H向右倾斜，因此到达图4和6中所示的右侧远侧位置P2，履带车辆向右转向。

类似的，通过使得控制操作杆3向左倾斜，直到到达在图4和6中所示的左侧远侧位置P3，履带车辆能够向左转向。

控制操作杆3还能够采取介于远侧位置P1和近侧位置P5之间的中间位置P4，如图1和6中所示。在示例实例中，中间位置P4能够定义为稳定空档位置，其中，主离合器脱开。履带车辆因此静止。

通过使用返回装置(未示出)，能够保证当控制操作杆3在介于远侧位置P1和稳定空档位置P4之间的任何位置释放时，该控制操作杆3都自动返回稳定空档位置P4。

控制操作杆3的近侧位置P5对应于这样的结构，其中，制动车辆齿轮箱的齿轮传动机构，以便容易使得齿轮啮合。这是因为当控制操作杆3从稳定空档位置P4向近侧位置P5移动时，驱动传动制动器。传动制动器是已知类型的机构，图中未示出，该传动制动器能够使得车辆齿轮箱的齿轮传动机构停止，这样，操作人员能够轻柔地啮合齿轮，而没有冲撞。

返回装置保证当控制操作杆3在近侧位置P5处或者在介于稳定空档位置P4和近侧位置P5之间的任何位置处释放时，控制操作杆3都自动到达稳定空档位置P4。

当从远侧位置P1(其中，主离合器接合)开始，操作人员希望换档时，他必须执行如后面所述的一系列动作。首先，操作人员通过使得控制操作杆3绕其支点H旋转而沿纵向方向朝着他的身体拉动控制操作杆3。由控制操作杆3操作的驱动***因此使得支承主离合器的板的轴移动，并使得主离合器脱开。从而到达稳定空档位置P4。

然后，操作人员进一步朝着他自身拉动控制操作杆3，从而使得支承主离合器的板的轴进一步运动，以便驱动传动制动器。因此到达近侧位置P5，且车辆齿轮箱的齿轮传动机构停止。

在通过传动制动器停止齿轮传动机构之后，操作人员能够释放控制操作杆3，该控制操作杆3通过返回装置而自动返回至稳定空档位置P4。这时，操作人员能够通过使用未示出的操作杆来换档。

然后，操作人员将控制操作杆3推向远侧位置P1，从而使得驱动***重新接合主离合器。

控制操作杆3能够在远侧位置P1中、在近侧位置P5中或者在介于它们之间的任何位置中向左或向右运动。因此，操作人员能够作用在转向离合器上和可能作用在相应制动器上，以便即使在换档时也使得车辆转向。

控制操作杆3和支承元件4具有人机工程构造，这使得操作人员特别容易在多个上述操作位置之间移动控制操作杆3。

特别是，由于控制操作杆3的中间部分7(在近侧位置P5中，该中间部分7沿扶手18的周边的一部分包围该扶手的截面)，因此能够使得控制操作杆3在近侧位置P5中运动成更靠近扶手18(相对于操作杆具有直线形几何形状时的情况)。当传动制动器完全驱动时，由中间部分7确定的凹面防止控制操作杆3撞上扶手18。由于中间部分7，在近侧位置P5中，控制操作杆3的自由端5能够与扶手18对齐，或者甚至相对于前进方向F定位在扶手18的后面。

通过减小在近侧位置P5中在控制操作杆3和扶手18之间的距离，还能够对于控制操作杆3的确定冲程减小在远侧位置P1中在控制操作杆3和扶手18之间的距离。

还如图5中所示，调节部分10的有效表面21在远侧位置P1中和在稳定空档位置P4中之间的距离d减小。该距离对应于由操作人员的手指(特别是拇指)在使得控制操作杆3从稳定空档位置P4移动至远侧位置P1时(例如当调节主离合器时)运行的真实距离。

在实施例中，距离d能够小于10cm，优选是8cm或更小。

因此，操作人员能够使得控制操作杆3沿车辆的纵向方向移动，即从近侧位置P5至远侧位置P1以及相反，而并不使得腕或掌离开扶手18的搁置区域19，且不会使得他的身体的上部部分向前倾斜。这能够增加稳定性，因此增加坐在履带车辆上的操作人员的安全性。

而且，操作人员更容易在控制操作杆3处于远侧位置P1时移动控制操作杆3，例如通过使得它在远侧位置P1和右侧远侧位置P2之间或者在远侧位置P1和左侧远侧位置P3之间运动。

当控制操作杆3在远侧位置P1和右侧远侧位置P2之间或者在远侧位置P1和左侧远侧位置P3之间移动时，控制操作杆3的点近似沿圆弧运动。因为扶手18的搁置区域19也为圆弧形，因此当控制操作杆3垂直于纵向方向运动时，在控制操作杆3和扶手18的搁置区域19之间的距离基本不变。

这在图4中清楚表示，其中，在搁置区域19和调节部分10的最下侧部分之间的距离由D1表示。当操作人员使得控制操作杆3向右或向左运动时，该距离保持基本恒定。

因此，当操作人员通过一只手的手指来使得控制操作杆3垂直于车辆的纵向方向运动时，相同手的腕或掌能够沿扶手18的搁置区域19运动，而并不与它分开。

因此，扶手18提供了用于操作人员的手的腕或掌的稳定搁置点，同时相同手的手指使得控制操作杆3向左或向右移动以便转向，例如通过抓紧在把手部分20处的成形部分7的下部分支12，如图2中所示。把手部分20能够被抓紧在操作人员的拇指和食指之间，或者在食指和中指之间。如图4中所示，当控制操作杆3从远侧位置P1开始向左或向右倾斜时，在搁置区域19的下表面和把手部分20之间的距离D2也保持基本恒定。

当操作人员希望快速地从稳定空档位置P4通向远侧位置P1时(在该远侧位置P1中，履带车辆直线向前运动)，使用手指向前推动自由端5的后部操作表面9就足够了。这样，操作人员使得控制操作杆3远离他自身，直到与主离合器接合。这时他也不需要使得手与扶手18分开。

为了脱开主离合器，操作人员能够通过作用在自由端5的前部操作表面8上而朝着他自身拉动控制操作杆3。这样，控制操作杆3能够从远侧位置P1移动至稳定空档位置P4。由前部操作表面8和后部操作表面9界定的自由端5的形状使得更容易在紧急情况下使控制操作杆3快速地从远侧位置P1移动至稳定空档位置P4。因此，主离合器能够很容易地脱开，以便停止车辆。

从稳定空档位置P4开始，操作人员也可能希望调节主离合器，以使得履带车辆缓慢和准确地沿前进方向F运动，例如为了附接器具。

在这种情况下，操作人员能够在姆指和食指之间抓紧控制操作杆3的调节部分10，并使得控制操作杆3稍微前后移动，以便使得主离合器接合或可选地脱开。因此，执行一种控制离合器滑动，这能够使得履带车辆移动很小量。

由上述可知，控制操作杆3的构造使得该控制操作杆3能够只用一只手就在不同操作位置之间移动，操作人员的该部分安全和不会有不合适的疲劳，该操作人员能够将他的手搁置在支承元件4上，而并不使得他的背部连续地前后移动。

最后，应当指出，上述类型的控制操作杆3(即提供有形状为局部包围支承元件4的部分)也可以用于这样的控制装置中，该控制装置能够使得主离合器接合或脱开，不过并不包括转向功能，即在该控制装置中，控制操作杆3只能沿车辆的纵向方向运动。

Claims (13)

1.一种用于履带车辆的控制装置，包括控制操作杆(3)，该控制操作杆(3)由操作人员绕支点(H)驱动，并有自由端(5)，该控制操作杆(3)沿车辆的纵向方向在更靠近操作人员的近侧位置(P5)和更远离操作人员的远侧位置(P1)之间可移动，以便控制车辆的主离合器，该控制装置(2)还包括支承元件(4)，该支承元件(4)适用于固定在车辆的车体上，以便当手作用在控制操作杆(3)上时支承操作人员的手，其特征在于：该控制操作杆(3)有***在自由端(5)和支点(H)之间的中间部分(7)，该中间部分(7)的形状为在近侧位置(P5)中局部包围支承元件(4)。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其中：控制操作杆(3)还横向于纵向方向可移动，以便使得车辆转向，该支承元件(4)有中心区域，弧形搁置区域(19)从该中心区域凸出，这样，操作人员的手能够停留而与搁置区域(19)接触，同时所述手的手指使得控制操作杆(3)横向于纵向方向移动。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其中：在搁置区域(19)处，支承元件(4)有近似椭圆形截面，所述截面有相对于水平方向倾斜角度小于45°的主轴线。

4.根据权利要求2或3所述的控制装置，其中：支承元件(4)包括：右侧锚固附件(15)和左侧锚固附件(16)，该右侧锚固附件和左侧锚固附件沿基本竖直的方向延伸，以便固定在车辆车体的相对周边区域上；以及扶手(18)，该扶手(18)***在右侧锚固附件(15)和左侧锚固附件(16)之间，且搁置区域(19)从扶手(18)向上凸出。

5.根据权利要求1或2或3所述的控制装置，其中：该控制操作杆(3)沿纵向轴线(L)延伸，该纵向轴线(L)在所述中间部分(7)中具有弯曲几何形状，该弯曲几何形状具有朝向该支承元件(4)的凹面。

6.根据权利要求1或2或3所述的控制装置，其中：所述中间部分(7)包括下部分支(12)和上部分支(11)，它们相互连接，以便确定弯头，该弯头适用于在近侧位置(P5)中局部包围支承元件(4)的一部分。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其中：所述下部分支(12)沿对中在所述支点(H)内的圆弧延伸。

8.根据权利要求1或2或3所述的控制装置，其中：调节部分(10)***在控制操作杆(3)的自由端(5)和中间部分(7)之间，该调节部分(10)操作成执行主离合器的控制滑动，该调节部分(10)沿基本直线延伸。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其中：该控制操作杆(3)的自由端(5)相对于调节部分(10)沿向前方向倾斜。

10.根据权利要求1或2或3所述的控制装置，其中：所述远侧位置(P1)对应于主离合器接合时的结构。

11.根据权利要求1或2或3所述的控制装置，其中：所述近侧位置(P5)对应于车辆齿轮箱的齿轮传动机构制动以便容易使齿轮啮合时的结构。

12.根据权利要求1或2或3所述的控制装置，其中：稳定空档中间位置(P4)是在所述近侧位置(P5)和所述远侧位置(P1)之间的位置，返回装置提供为当控制操作杆(3)在所述近侧位置(P5)中或者在介于所述近侧位置(P5)和所述远侧位置(P1)之间的位置中释放时使得控制操作杆(3)返回至稳定空档中间位置(P4)。

13.一种履带车辆，包括根据前述任意一项权利要求所述的控制装置。