CN110621570A - 工作机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工作机器(1、1.1、1.2)，其包括：工作单元(2、2.1、2.2)或用于工作单元的容器(16)；正好一个主车轴(3)；布置于所述主车轴(3)的两侧上的车轮元件(4)；与所述车轮元件(4)相关联的驱动单元；至少一个控制器，其中所述控制器包括至少一个控制电路且实现所述工作机器(1、1.1、1.2)围绕所述主车轴(3)的自平衡；和配重块(5)，其中所述配重块(5)相对于所述主车轴(3)的位置可通过所述控制器控制，且因此所述工作机器(1、1.1、1.2)可围绕所述主车轴(3)平衡并通过所述配重块(5)的位置移动在其移动方向上受到控制。

Description

工作机器

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的工作机器。

背景技术

从背景技术已知具有两个轮轴的诸如轮式装载机的各种工作机器。取决于重心的位置，在此类工作机器中，按某一比率将负载分布于两个轮轴之间。为了使车辆转向，在多数情况下，在一个轮轴上或在两个轮轴上的车轮必须向里枢转，或框架具有铰接接头(见图1)，车轮通过铰接接头刚性附接到轮轴，且转向通过车辆框架的向里弯曲而发生。

另一实施例是由所谓的滑动转向提供，在滑动转向中驱动所有四个车轮，其中在车辆的一侧上的车轮的驱动相互刚性耦合且车辆的每一侧具有单独的驱动。结果，可类似于在履带式车辆中产生转向移动，其中按不同旋转速度驱动两侧。然而，滑动转向转向***的劣势在于，车轮必须在侧向移动，且因此不再沿着其自身的滚动方向。结果，消耗驱动能量，且产生过度增大的轮胎磨损，因这些原因，此转向***可仅用于相对小的装载机。

在具有至少两个轮轴的以上指定的工作机器/车辆中，取决于车辆的重心，关于车辆的重心距车辆的距离，将负载分布于轮轴之间。因此，工作机器的轮轴和车轮大体按其可承载甚至相对大负载的此方式定尺寸。此外，这些工作机器的轮轴和车轮按以下方式定尺寸：在正常操作期间发生的车辆的重心的所有移动(例如，作为在轮式装载机的铲中的负载承载的结果)和发生的例如由制动过程引起的所有动态力必须通过车轮负载分布的位移来吸收，而不失去稳定的平衡。举例来说，在轮式装载机的情况下，装载的铲产生处于前轮轴的倾斜轴线外远处的额外力。此外，当铲正被填充时，装载机可施加所谓的起步转矩，以便释放材料以从堆中或从壁装载。

为了确保在此类负载情形中的车辆的稳定姿态，在工作机器中，将配重块附接到车辆的与具有附接的器具的端部相对的端部，或所述车辆在与器具相对的端部的区域中包括配重块。在轮式装载机的情况下，举例来说，配重块大体附接于在轮式装载机的后轮轴后的区域中、轮式装载机的车辆端部的区域中、距前轮轴最大可能距离处。

这导致以下劣势：轮轴、车轮及用于致动器具的液压***或电动机必须被给予非常大或强大的尺寸以便达成工作机器的足够稳定性及可用性。在此上下文中，例如，在轮式装载机的情况下，轮轴必须按以下方式定尺寸：首先，后轮轴可承载铲的闲置状态中的配重块的重量，且其次，前轮轴可承载装载配重块的重量，所述重量可例如在固体材料自壁崩落时引起，例如，在采石场中。在这情境中，另外有必要的是，注意保护防止工作机器针对驾驶模式的倾斜，使得总体上，轮轴、车轮及用于致动器具的电动机或液压***必须大体被给予此类大尺寸，使得工作机器仅具有非常差的负载对负载无载重比率。这尤其引起由这些工作机器进行的主要能量载体的非常高的消耗。

此外，自背景技术也知道了各种单轮轴车辆。举例来说，已知自平衡单轮轴电动车(所谓的电动平衡车(Segway))，其基本上构成反向钟摆，其中平衡不由骑手进行，而是由尝试连续保持重心高于轮轴的电子控制***进行。这个控制***的劣势在于，因此，不可能将任何附接物或负载附接到此单轮轴电动车，这是由于它们将使重心转移到高的程度，且随后，用于平衡的根本控制***将使用重心的移动来控制加速度。虽然DE 20 208 006 289U1已公开一种用于将台车附接到自平衡单轮轴电动车的适配器***，但为了自平衡从控制***解耦是借助于或通过适配器***执行。

因此，此单轮轴电动车无法用作工作机器或用作器具(诸如，轮式装载机铲或犁)的运载车辆，这是由于这些附接物始终带来重心的移动和平衡状态的随后打破。

此外，用于收纳各种器具的单轮轴设备载运车从农业已知，所述单轮轴载体并不自平衡。在用于例如山区中用于开垦陡坡的此类单轮轴设备载运车中，器具充当给工作机器提供必要稳定性的另一支撑点。

发明内容

发明目标

本发明的目标是克服来自现有技术的劣势。明确地说，本发明的目标是提供一种工作机器/一种车辆，其适合于进行当今通常用于工作机器的任务且同时具有高度的机动性和灵活性。此外，本发明的目标是使具有较低重量、伴有相同性能以及较高程度的灵巧性和较低零件密度的工作机器/车辆可用。此外，本发明的目标是提供一种打算可用作用于各种器具的基础运载车辆的工作机器/车辆。此外，本发明的目标是使工作机器/车辆可用，通过所述工作机器/车辆，生产力的增大将使得有可能，且所述工作机器/车辆另外符合现代生态要求。

达成目标的方式

根据权利要求1所述的特征导致达成目标。在附属权利要求中描述有利的改进。

根据本发明的工作机器包括器具或用于器具的座架。此外，根据本发明的工作机器精密地包括一个主车轴，其中车轮元件布置于所述主车轴上的两侧上。布置于所述主车轴上的两侧上的所述车辆元件各分配单独的驱动单元。此外，根据本发明的工作机器包括至少一个控制器，其包括至少一个闭合回路控制电路。所述控制器的所述闭合回路控制电路用以使工作机器能够以自平衡方式将自身围绕主车轴定向。此外，根据本发明的工作机器包括配重块以便补偿器具或附接到座架的器具的重量。可借助于控制器相对于主车轴控制配重块的位置，使得可通过相对于主车轴移动配重块的位置来使工作机器围绕主车轴平衡。此外，可通过关于主车轴移动配重块的位置(这使车辆的重心的移动)来将工作机器在其移动方向上控制。

与来自背景技术的工作机器大不相同，根据本发明的工作机器因此具有仅一个在操作期间始终承载主要负载的主车轴。这提供有可能免去铰接轮轴或铰接转向***(诸如在背景技术中所使用)的优势，这是由于转向是通过布置于主要轮轴的两侧上的相应车轮元件的驱动的致动来进行。

这里如在从背景技术已知且其中车轮元件可借助于其分配的驱动通过不同驱动速度和驱动方向致动的自平衡电子电动车中进行转向。这提供以下优势：与来自背景技术的工作机器大不相同，根据本发明的工作机器具有非常高等级的灵巧性和机动性，这是由于通过在相反旋转方向上驱动车轮元件，使甚至当场转向有可能。

为了补偿由在主要轮轴的范围外的器具动态施加的负载且为了保持车辆的总体重心高于主车轴，这里，可借助于具有闭合回路电路的控制器在纵向方向上按以下方式移动配重块：重心位于主要轮轴上方，且工作机器因此平衡。由于在将移动工作机器的方向上移动配重块，因此可根据与在自平衡电子电动车的情况下相同的***在这个方向上移动工作机器。在这情况下，控制器在车轮元件的驱动时产生扭矩，以便抵消重心的移动，作为此的结果，车辆在重心移动的方向上移动。为了再次制动车辆，配重块与行进方向相反地移动，直到工作机器达到停止。

在一个例示性实施例中，作为侧向移动的结果，配重块可进一步在主车轴的方向上移动，以便在围绕工作机器的纵向轴线转弯期间使车辆稳定。

在一个典型例示性实施例中，主车轴与车轮元件和相关联的驱动元件一起布置于包括倾斜传感器(特别是数字半导体陀螺仪)的基底元件上。这里将信息传感器分配到工作机器的控制器的控制电路，所述控制电路优选地是电子闭合回路控制电路，除了倾斜传感器之外，它还可包括负载传感器。此外，控制器还可包括加速度传感器，使得除了倾斜传感器的数据外，可将加速度传感器的另外数据用于使工作机器平衡。

在一个例示性实施例中，辅助车轮也可布置于根据本发明的工作机器上的配重块中和/或上。此辅助车轮的优势在于，它其准许例如吸收负载峰值。举例来说，当工作机器使用铲作为用于打碎材料的器具时，例如，在采石场的壁中，或当在作为装载的材料掉出的结果，铲上的负载突然变得较小时对铲卸载时，可引起此类负载峰值。为此，在一个例示性实施例中，可将辅助车轮用作额外支撑元件，其中控制器准许小的负载也装载辅助车轮，使得重心可简短地(特别是在装载过程期间)处于在主车轴外朝向配重块短时间内移动的位置中。此外，辅助车轮可防止配重块作为工作机器的重心突然移动(例如，在铲的卸货期间)的结果而撞击地面，或在位置的此突然需要的移动的情况下，防止沿着地面拖曳。因此，辅助车辆的优势为，其可用作用于工作机器的额外支撑点，特别是当装载和卸载时，在这期间，可出现突然的负载峰值和重心的所得移动。然而，应注意，主要负载始终由主车轴承载，使得辅助车轮和在配重块中和/或从配重块的其轴承/悬架仅必须针对低负载来定尺寸。

此外，举例来说，车辆车轮可防止重量在工作机器的紧急制动期间坐到地面上，在紧急制动期间工作机器的配重块必须与工作机器的行进方向相反地突然移动。

在一个典型实施例中，配重块包含能量存储部和/或用于转换能量的电动机。用于转换能量的电动机可为(例如)诸如从背景技术已知的内燃机。此外，还包括用于转换能量的另外已知装置，诸如，液压泵。能量存储部可为例如用于存储电能的蓄能器。通过由能量存储部提供的能量和/或用于转换能量的电动机，可不仅使用车轮元件的驱动单元，而且也可使用液压电动机和/或泵用于控制配重块和/或器具的移动。

在一个典型例示性实施例中，在主车轴上的车轮元件的驱动单元是电动机，它将由能量存储部和/或用于转换能量的电动机提供的电能转换成动能。此外，驱动单元可为液压电动机。

此外，在一个例示性实施例中，驱动机器的车轮元件可包括刹车单元。这提供以下优势，例如，在工作机器的器具的装载/卸载期间，可将主车轴保持于空间上固定位置中。在此例示性实施例中，仅通过器具的移动且不通过全部工作机器的移动来提供必要力，以便承载(例如)在铲中的大块材料或在采石场中使来自壁的材料破碎，如例如在来自背景技术的轮式装载机的情况。在此装载或卸载过程期间(在这期间，主车轴由刹车单元固持于空间固定位置中)，工作机器的自平衡仅借助于一种方法/配重块的位置的移动来发生。

在一个典型例示性实施例中，工作机器的配重块通过至少两个杆元件连接至基底元件。所述至少两个杆元件在这里形成两部分臂，所述臂准许配重块沿着工作机器的纵向轴线移动。为了将配重块保持基本水平的姿态，杆元件和配重块与液压控制***互动。所述液压控制***这里可包括各种元件，诸如，液压缸，在配重块的移动期间，其按以下方式定向配重块相对于杆元件的位置：配重块位于基本水平的姿态，使得容纳于配重块中的工作机器的元件(诸如，用于转换能量的电动机、液压泵和/或另外的存储元件、驱动元件或控制元件)可无破坏地操作，且其功能不会受到无论任何倾斜位置的不利影响。

在另一例示性实施例中，杆元件操作性地连接到另外辅助杆元件，使得杆元件及辅助杆元件产生平行四边形导杆。此亦可引起配重块的水平姿态在沿着纵向轴线的移动时不改变的情形。控制器优选地也借助于倾斜传感器(半导体陀螺仪)将工作机器的基底元件保持基本水平的姿态，这是由于凭借平行四边形导杆，配重块的位置基本上对应于基底元件的位置，杆元件和辅助杆元件布置在基底元件的位置上。

在另外例示性实施例中，替代杆元件，配重块可通过剪刀元件连接到基底元件，其中剪刀元件以可移动方式安装于基底元件上及配重块上，使得在基底元件上的剪刀元件的端部朝向彼此或远离彼此的移动相对于沿着工作机器的纵向轴线远离主车轴或朝向主车轴移动到配重块而发生。以可移动方式将配重块连接到基底元件的另一可能方式是将基底元件布置于在基底元件上布置的线性轴承上。此线性轴承可包括例如导轨，以可移动/可移置方式将配重块安装于所述导轨上。在另一例示性实施例中，另外可能使用刚性纵向配重块，及可能按主车轴可沿着配重块移动的此方式将主车轴布置于刚性配重块上。

在一个典型例示性实施例中，工作机器还包括控制元件，使得工作机器具有自主可控制性或远程可控制性。工作机器也可能具有用于机器操作员的司机驾驶室。然而，工作机器优选地是被远程控制，或借助于自主控制器来自推进。工作机器的自主控制器或远程控制器的一个优势是，可更快速且以更灵巧方式操作车辆，这是由于特别是在道路外的条件中(诸如，在采石场中)可发生的任何震动和冲击不传递到坐在司机驾驶室中的机器操作员。为了准许自主自驾驶或甚至从看不到工作机器的一个点进行的远程可控制性，工作机器的控制元件优选地包括相机和/或传感器元件。在这情境中，使用诸如从控制技术和自主驾驶的领域已知的各种相机和传感器元件。这里仅通过实例来提到图像相机、红外线相机、雷达传感器和激光传感器。

在一个典型例示性实施例中，工作机器包括器具或用于器具的座架。用于器具的座架可为例如各种座架。举例来说，其可为悬架装置或三点连杆，诸如从农业机器的领域中已知。例如多部分工作元件(诸如例如在望远镜平台或挖掘机中使用)的安装的其他座架是可能的。

在另一例示性实施例中，工作机器包括优选地通过工作臂和枢转臂连接到基底元件的器具。在器具与基底元件之间的连接的两部分实施例使例如车轮在装载或卸载过程期间静止和以空间上固定方式保持有可能。在此情况下，排他性地借助于操作性连接到器具、工作臂、枢转杆和基底元件的驱动元件，产生必须施加到器具的必要力。此等驱动元件可为例如电动机，其分配到个别元件或液压元件(诸如，液压缸)之间的旋转轴线，电动机产生该等元件相对于彼此的旋转。

在一个较佳例示性实施例中，枢转臂安装于基底元件上，相对于器具在主车轴后。在主车轴后的安装产生以下优势：可借助于枢转臂和工作臂将器具拉动离后部很远，这结果是，可将负载移动得很靠近主车轴。结果，可将配重块移动靠近主车轴，使得与来自背景技术的车辆相比，载重的工作机器在运输部分的大小上并不太大。此外，这准许围绕车辆的垂直轴的灵巧旋转，而不产生大的破坏力。由枢转臂和工作臂构成的两部分实施例的另一优势在于，其准许使车轮元件的驱动单元更小，这是由于用于承载负载的力由分配到器具、工作臂、枢转臂和基底元件或操作性连接到这些的驱动元件施加。

这个布置的另一优势在于，其准许所谓的脉冲充电方法。在来自背景技术的工作机器中，必要的力是借助于连续力达成，例如，在轮式装载机中，通过在待装载的大块材料的方向上驱动，而在脉冲充电方法的情况下，工作机器由车轮元件的刹车单元以空间固定方式保持且动量仅通过器具有快速来回移动来产生。

工作机器还优选地包括液压蓄能器，其可用于在脉冲充电方法期间的高液压压力的迅速施加以及用于吸收负载峰值，所述负载峰值需要配重块的迅速扩展或缩回，和为此目的，在液压元件处的液压压力的迅速提供或减小。在紧急制动操作的情况下，液压蓄能器也可用以准许配重块的迅速扩展或缩回。借助于给予足够大尺寸的此液压蓄能器，有可能就尺寸来说使用于产生液压压力的液压泵更小。

附图说明

本发明的另外优势、特征和细节可在优选例示性实施例的以下描述中并参看图式来发现，其中：

图1展示呈来自背景技术的轮式装载机的形式的工作机器；

图2展示根据本发明的工作机器的例示性实施例的示意图，所述工作机器具有作为器具的铲；

图3展示根据本发明的另一工作机器的例示性实施例的示意图，所述工作机器具有作为器具载重的铲；

图4a到4k展示根据图2的工作机器的铲的装载过程的示意图；

图5a到5f展示根据图2的工作机器的铲的制裁过程的示意图；且

图6展示根据本发明的工作机器的另一例示性实施例的示意图。

具体实施方式

图1说明轮式装载机50，其对应于来自背景技术的工作机器/车辆。在轮式装载机50中，车轮57刚性附接到前轮轴52，和到后轮轴53。为了使车辆转向，框架具有铰接接头，其可围绕弯曲轴线51向里弯曲。因此，轮式装载机50的转向通过使轮式装载机50的车辆框架向里弯曲来发生。图1中的轮式装载机50还具有铲54，作为器具，所述铲通过工作臂55连接到车辆框架。工作臂55被安装，以便在这里可围绕旋转轴线56旋转。铲54在图1中说明处于其将处于地面上的位置中(参考数字54)，和例如当将来自铲的负载卸载到运输车辆内时出现的位置中(参考数字54')。

为了防止当装载铲54、54'时的轮式装载机的倾斜，来自背景技术的轮式装载机50在后区域中具有配重块。这在图1中由F_配重块表示。配重块或所得力F_配重块通常按以安全因数2.0来防止在前轮轴52上的倾斜的此方式来配置。为了判定这倾斜负载(在这倾斜负载下，不再有负载作用于后轮轴53上)，假定轮式装载机50位于静态最不利的位置中，即，重力F_铲处于距前轮轴52的最大距离处，在轮式装载机50中，前轮轴52对应于翻倒轴线，且轮式装载机50具有铰接接头的充分向里弯曲的位置。考虑安全因数2.0，这然后导致可在轮式装载机50的铲54中承载且对应于倾斜负载的50％的额定负载。为了防止倾斜，来自背景技术的此类工作机器必须因此制造得很重，且给予很大的尺寸，这是由于会出现的各种可能工作状态。

举例来说，在打算在铲54中承载10t有效负载的轮式装载机50的情况下，按以下方式对后轮轴定尺寸：在铲54的空状态中，其针对装载机17t配置，这是由于在空铲54的情况下，由配重块产生的大部分力F_配重块必须通过后轮轴53转向，且因此，这负载作用于后轮轴53上。前轮轴52其次按以下方式配置：通过铲54，甚至固体材料也可从壁粉碎，其中在此负载状态中，假定，结果，可升高后轮轴53。由此可见，在所陈述的实例中，前轮轴52必须针对37t的负载来配置。在这个实例中，此轮式装载机的载重重量为27t。通过10t的最大额外负载的额外装载，在载重的状态下，车辆重量因此为37t。然而，由于以上描述的前提条件，前轮轴52和后轮轴53按它们一起可承载54t的负载的此方式来定尺寸。这导致来自背景技术的轮式装载机50的驱动器和各种组件(诸如，轮轴等)必须以明显超尺寸的方式体现(与最大车辆负载相比)的情形。所述驱动器的超尺寸也受到轮式装载机50必须在所有驾驶情形中具有充分牵引的事实影响。因此，轮轴52、53也必须由于其具有不同负载分布的可传输扭矩而超尺寸。来自背景技术的工作机器/工作车辆的另一劣势在于，作为其结构/其设计的结果，其通常具有很低的机动性和另外高的功率损失(作为以上描述的超尺寸的结果)。

图2说明根据本发明的工作机器1，其消除或至少最小化来自背景技术的工作机器/工作车辆的劣势。根据本发明的工作机器1包括仅仅一个主车轴3，在其两侧上都布置车轮元件4。车轮元件4各被分配单独的驱动单元，借助于所述驱动单元，借助于包括至少一个闭回回路控制电路的控制器，带来工作机器1围绕主车轴3的自平衡。结果，工作机器1具有较低数目个零件，且仅一个主车轴3，必须针对可出现的各种负载状态配置布置于主车轴上的车轮元件4和相关联的驱动单元。

图2中的工作机器1还包括器具2.1。这例示性实施例的器具2.1是铲31，其可对应于例如来自背景技术的轮式装载机50的铲54。铲31借助于枢转臂10和在工作机器1的基底元件7上的工作臂9附接到器具座架24。

此外，工作机器1包括配重块5。配重块5关于主车轴3的位置可借助于控制器控制。配重块5对于根据本发明的工作机器1是必要的，这是由于在围绕主车轴使自身平衡的车辆的情况下，如根据这里本发明的工作机器1，车辆的重心始终必须位于主车轴上方，且配重块因此用以补偿由器具2.1造成的重心的移动。此自平衡工作机器1对应于反向钟摆。因此，借助于配重块5相对于主车轴3的位置的移动，工作机器1可首先围绕主车轴3平衡，且其次，就其移动方向来说，可对其控制。配重块5在稳定位置外的位置的移动导致控制器侦测此移动且车轮元件4在这个方向上移动以便恢复抗衡的情形。这个原则这里对应于从背景技术已知且通过商标名Segway已知的自平衡电动车，但对于自平衡电动车，由于缺乏配重块，不可能附接器具。

在图2中展示的例示性实施例中，配重块5通过杆元件8.1和8.2连接到基底元件7。此外，辅助车轮6借助于辅助车轮悬架15配置于配重块5上。在铲31的装载/卸载期间，辅助车轮6可被放在地面上，以便首先使额外支撑点可用，且其次，吸收可例如作为从壁爆出材料的结果而引起的任何负载峰值。这里应注意，主要负载始终加载在主要车轮轮轴3。

图3说明工作机器1.1的另一例示性实施例，其中不存在布置于配重块5上的辅助车轮。图1中的工作机器1.1还具有作为器具2的铲31。在说明的实例中，铲31填充有装载的材料32。此外，图3说明本发明的另一优势，具体地说，器具2通过枢转杆10和工作臂9连接到工作机器1.1的基底元件7。枢转杆10优选地在这里布置于主要车轮轮轴3后，以便可围绕枢转臂旋转轴线11旋转。枢转臂旋转轴线11在主要车轮轮轴3后的布置使铲31有可能移动得更靠近在被装载的状态中的主要车轮轮轴3。结果，当铲31被装载时，也可借助于杆元件8.1及8.2将配重块5移动得靠近主要车轮轮轴3后，从而导致比在如在图1中说明的来自背景技术的车辆的情况下显著小的车辆尺寸。此外，工作机器1.1结果显著地比来自背景技术的工作机器/车辆更灵巧及更有机动性。

由于车轮元件4各分配单独的驱动单元(其可为例如电动机)，因此通过在相反方向上旋转车轮元件4，甚至有可能当场使工作机器1.1转向。配重块5、杆元件8.1及8.2及枢转臂10及工作臂9布置于根据本发明的工作机器1.1中，和/或具有外部轮廓使得也使如在图3中说明的位置有可能。

在工作机器1.1的器具2的装载或卸载期间，铲31与工作臂9和/或工作臂9与枢转臂10和/或枢转臂10可围绕器具旋转轴线12、工作臂旋转轴线13和/或枢转臂旋转轴线11相对于基底元件7关于彼此调整。驱动元件可为例如电动机，或借助于诸如液压缸的液压元件(未说明)发生个别元件相对于彼此的旋转。

以下参看图4a到图4k说明工作机器1的铲31的装载(如已在图2中所说明)。

图4a展示工作机器1在其正在行进方向18上在下层表面17上行进的位置中。这里，辅助车轮6不与下层表面17接触，也就是说，在这状态中无负载，以便确保工作机器1的迅速可移动性。在一个例示性实施例中，除了用于围绕主要车轮轮轴3的自平衡的闭合回路控制电路之外，工作机器的控制器还包括另一闭合回路控制电路，用于监控至少一个辅助车轮6的负载。在用于工作机器1围绕主要车轮轮轴3的自平衡的闭合回路控制电路中，优选地，使用倾斜传感器、平衡传感器和/或加速度传感器。举例来说，在这情境中，可将半导体陀螺仪用作倾斜传感器和平衡传感器。此外，负载传感器可包括于闭合回路控制电路中，以便例如判定作用在铲31/器具2.1上的负载，和为了自平衡的目的对应地移动配重块5。

测量至少一个辅助车轮6上的负载的负载传感器优选地用于第二闭合回路控制电路中。借助于控制器，可按首先工作机器1使自身围绕主车轴3平衡的此方式借助于一个或多个闭合回路控制电路的数据控制工作机器1的重心的移动，且在一个例示性实施例中，其可另外按在辅助车轮6上的负载在预选定负载范围内的此方式控制，其中这个负载始终显著比作用在主车轴3上的负载小。负载应在这里如此地低，使得车辆围绕主要轮轴3的迅速旋转并不显著受阻。在工作机器1的优选实施例中，与自平衡有关且与辅助车轮6上的负载有关的两个闭合回路控制电路的数据借助于控制器使用。借助于量测辅助车轮6上的负载的第二控制电路，明确地说，可比在仅一个闭合回路控制电路(希望所述一个闭合回路控制电路借助于半导体陀螺仪和加速度传感器带来工作机器1的自平衡)的情况下更好地控制重心的位置的动态改变。

在图4b中，工作机器1已到达具有大块材料33的存储位置。为了给铲31装载大块材料33，车轮元件4现在可借助于刹车单元(未说明)以空间固定方式相对于大块材料33定位于主车轴3的两侧上。此外，在图4b中显然易见的是，对于装载过程，已将铲朝向下层表面17移动。此外，明显地是，配重块已由控制器按以下方式移动：辅助车轮6现在与下层表面17接触，且结果，可用以例如在装载过程期间吸收负载峰值。在另一例示性实施例中，也可通过调整辅助车轮悬架15来将辅助车轮6朝向下层表面17移动。

图4c说明铲31的装载过程的随后开始。为了给铲装载大块材料33，将其在铲移动21的方向上移动。为此，使枢转臂围绕枢转臂旋转轴线11朝向大块材料33旋转，使得铲31在铲移动21的方向上朝向大块材料33移动。为了补偿朝向铲31的重心的所得移动，配重块5在配重块移动20的方向上远离主车轴3移动，使得重心保持高于主车轴3。为此，借助于驱动元件(未说明)，使杆元件8.1与8.2围绕杆臂旋转轴线25.1到25.3相对于彼此移动。在用于借助于杆元件8.1和8.2来移动配重块5的驱动元件的情况下，有可能使用例如诸如液压缸的液压元件和/或电动机。在典型例示性实施例中，工作机器1包括液压控制器，以用于控制用于移动用于杆元件8.1和8.2的配重块5的位置的液压元件，使得在配重块移动20的方向上的位置的移动期间，可将配重块5保持基本水平的姿态。

这提供可将能量存储部和/或用于转换能量的电动机布置于配重块中的优势。能量存储部和/或用于转换能量的电动机这里使可得到用于操作工作机器1的必要能量。能量存储部包括例如用于存储电能的蓄能器和/或液压蓄能器。用于转换能量的电动机是(例如)诸如从背景技术已知的内燃机、电动机和/或液压泵。

在另外例示性实施例(未说明)中，配重块5通过剪刀元件而非杆元件8.1和8.2连接到基底元件7，或以可移动方式布置于线性轴承上，其中所述线性轴承优选地布置于工作机器1的基底元件7上。线性轴承仅包括例如配重块可移动地布置于其上的轨道。

图4d展示当铲31在铲移动21的方向上进一步穿透到大块材料33内时，配重块5也由工作机器的控制器在配重块移动20的方向上移动。工作铲31在这里借助于分配到枢转臂10和到工作臂9的驱动元件在铲移动21的方向上推动到大块材料内，直到如在图4e中所说明，铲已完全穿透大块材料33。通过铲31在铲移动21的方向上的连续移动，配重块5也由工作机器的控制器在配重块移动20的方向上连续推动远离主车轴3，使得车辆的重心保持高于主要轮轴3。

随后，如在图4f中所说明，释放车轮元件4的刹车单元以用于进一步的装载过程，使得主车轴3可与车轮元件4一起在朝向铲31的行进方向18上移动。在展示的例示性实施例中，配重块距主车轴3的距离这里保持基本上恒定，使得作用于辅助车轮6上的负载升高。结果，工作机器1的重心在可由控制器控制的范围中远离主车轴3朝向配重块5移动。如果如在图4g中展示，通过枢转臂10和工作臂9的移动和铲在铲旋转19的方向上的旋转，在铲移动21的方向上向上移动铲，那么这使免去配重块5的迅速及突然移动有可能，且作为大块材料33被承载和铲31从下层表面17向上升高的结果，工作机器的重心突然地在铲31的方向上移动。

在无辅助车轮6且无辅助车轮控制器的工作机器1的情况下，这也是可能的。然而，有必要确保配重块5可非常快速地改变其位置。为此，在典型例示性实施例中，工作机器1具有至少一个液压蓄能器，通过所述液压蓄能器可比通过液压泵和/或通过液压蓄能器快地使用于调整杆臂8.1和8.2的高液压压力可用，液压蓄能器准许将液压元件通过其承载液体流体的能力的迅速卸载。

图4h和图4i说明铲31的升高的继续，它是通过铲在铲旋转19的方向上的旋转和工作臂9和枢转臂10的移动/枢转而带来。为了保持重心高于主车轴3，借助于车轮元件4在行进方向18上将工作机器1的主车轴3朝向铲31移动，且在配重块移动20的方向上远离铲31移动配重块。主车轴在行进方向18上的移动和/或配重块5在配重块移动20的方向上的移动这里在每一情况下朝向或远离主车轴3发生，使得工作机器1的重心处于主车轴3上方，或远到负载可作用于辅助车轮6上，基本上在主车轴3上方，其中在此例示性实施例中，重心朝向配重块5的轻微移动是可准许的。

图4j和4k然后说明通过围绕枢转臂轴线11朝向主车轴3枢转枢转臂10使铲31与装载的材料32一起移动和同时也将配重块5朝向主车轴3移动的方式。这里进行配重块5朝向主车轴3的移动，首先，借助于液压控制器(未说明)和相关联的液压元件，以及借助于由车轮元件4进行的主车轴3朝向配重块5的移动。在图4k中，说明工作机器1，其中装载的铲31在行进位置中。通过拉动铲31高于主车轴3，这里有可能提供非常短且机动的车辆，其比来自背景技术的车辆/工作机器灵巧。

图5a到5f接着说明根据图2的工作机器1的例示性实施例的工作机器1的铲31的卸载过程。

如在图5a中所说明，在借助于车轮元件4的刹车单元将工作机器1的主车轴3保持处于相对于运输车辆30的空间固定位置中前，工作机器1首先向上行进到运输车辆30。接着，铲31可借助于枢转臂10和工作臂9升高，使得所述铲31位于运输车辆30的后栏板35上方。然后在运输车辆30的中心上借助于枢转臂10和/或工作臂9的移动/枢转以及铲31围绕器具座架24在铲旋转19的方向上的同时旋转来移动铲31。通过铲31在铲旋转19的方向上的旋转，卸载过程开始，使得装载的材料32掉落到运输车辆30内。为了补偿因铲31的位置的移动的重心的移动，将配重块20同时远离主车轴3移动。

此外，图5b到5f说明如在例示性实施例中展示的装备有器具2.1的根据本发明的工作机器的另一优势，可借助于器具2.1(这里，铲31)在枢转臂10和工作臂9上的布置将工作机器1的主车轴3相对于运输车辆30以空间固定方式保持。借助于枢转臂10和工作臂9，通过基底元件7与器具2.1之间的连接的两部分设计，使铲31的必要移动有可能，使得可将装载的材料32在所要的位置处翻倒到运输车辆30的装载面上。首先，作为铲31的移动位置的结果且作为铲31的负载减小(由于装载的材料32'倒掉，负载变得较低)的结果，这里变得较小的重心的移动受到使配重块5在配重块移动20的方向上移动的补偿。在典型例示性实施例中，在此卸载过程期间，认真地确保铲尖部36基本上位于运输车辆30的中心上，使得装载的材料32'静态地均匀地分布于装载表面上。在来自背景技术的轮式装载机的情况下，为了这样做，除了铲旋转19之外，车辆司机必须同时朝向运输车辆30滚动，使得卸载过程也受到工作机器1因在枢转臂10和工作臂9上的器具2.1的安装而促进。

最后，图6说明根据本发明的工作机器1.2的另一例示性实施例。根据图6中的例示性实施例的工作机器1.2包括用于配重块5的平行四边形导杆23，使得当发生配重块5的位置的移动时，将其保持基本水平的姿态。为此目的，除了杆元件8.1和8.2之外，配重块5也通过辅助杆元件22.1到22.3连接到基底元件7。平行四边形导杆23确保当发生配重块5的位置的移动时，将其保持于对应于基底元件7的位置的位置中，所述基底元件7由控制器借助于倾斜传感器、加速度传感器和/或负载传感器保持基本水平的姿态。

此外，工作机器1.2与来自先前图的工作机器1和1.1不同之处在于，工作机器1.2包括用于器具2.2、2.2'的座架16、16'，替代所述器具。在说明的例示性实施例中的器具2.2为诸如在农业中使用的犁34。在这情境中，在建筑行业和/或农业中使用且需要运载车辆的所有器具可设想为布置于座架16上的器具2.2。

实线说明用于器具2.2的座架的第一可能性。此处，用于在主车轴3的区域中的器具2.2的座架16和器具2.2可例如围绕座架16或主车轴3枢转。在以这个方式说明的例示性实施例中，工作机器1.2将位于这里静止的位置中。

虚线图示说明另一可能座架16'，其旋转轴线位于主车轴3之外。器具2.2'在这里说明处于运输位置中，使得倘若配重块5如所图示来布置，那么工作机器1.2将在行进方向18'的方向上移动。

虽然已仅描述和说明本发明的少数优选例示性实施例，但明显地，在不脱离本发明的本质或范围的情况下，所属领域的技术人员可增添众多修改或其他器具。

参考符号列表

Claims (15)

1.一种工作机器(1、1.1、1.2)，其包括：

器具(2、2.1、2.2)或用于器具的座架(16)，

精确地，一个主车轴(3)，

车轮元件(4)，其布置于所述主车轴(3)的两侧上，

驱动单元，其分配到所述车轮元件(4)，

至少一个控制器，其中所述控制器包括至少一个闭合回路控制电路且使所述工作机器(1、1.1、1.2)围绕所述主车轴(3)的自平衡，及

配重块(5)，其中所述配重块(5)相对于所述主车轴(3)的位置可借助于所述控制器来控制，使得通过移动所述配重块(5)的所述位置，所述工作机器(1、1.1、1.2)可围绕所述主车轴(3)平衡，并在其移动方向上受到控制。

2.根据权利要求1所述的工作机器(1、1.1、1.2)，其特征在于，所述闭合回路控制电路为电子闭合回路控制电路，且包括至少倾斜传感器和/或负载传感器。

3.根据权利要求1或2所述的工作机器(1、1.1、1.2)，其特征在于，所述配重块(5)包括能量存储部和/或用于转换能量的电动机。

4.根据前述权利要求中任一项所述的工作机器(1、1.1、1.2)，其特征在于，辅助车轮(6)布置于所述配重块(5)中和/或上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的工作机器(1、1.1、1.2)，其特征在于，所述车轮元件(4)包括刹车单元。

6.根据前述权利要求中任一项所述的工作机器(1、1.1、1.2)，其特征在于，所述配重块(5)至少通过两个杆元件(8.1、8.2)连接到基底元件(7)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的工作机器(1、1.1、1.2)，其特征在于，用于所述配重块(5)的液压控制器或平行四边形导杆(23)，使得所述配重块(5)可在位置移动时保持基本水平的姿态。

8.根据权利要求1到5中任一项所述的工作机器(1、1.1、1.2)，其特征在于，所述配重块(5)通过剪刀元件连接到所述基底元件(7)，或以可移置方式布置于线性轴承上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的工作机器(1、1.1、1.2)，其特征在于控制元件，使得所述工作机器(1、1.1、1.2)具有自主可控制性或远程可控制性。

10.根据权利要求9所述的工作机器(1、1.1、1.2)，其特征在于，所述控制元件包括相机和/或传感器元件。

11.根据前述权利要求中任一项所述的工作机器(1、1.1、1.2)，其特征在于，所述器具通过工作臂(9)和枢转杆(10)连接到所述基底元件(7)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的工作机器(1、1.1、1.2)，其特征在于，所述枢转杆(10)安装于所述主车轴(3)后的所述基底元件(7)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的工作机器(1、1.1、1.2)，其特征在于脉冲充电方法。

14.根据前述权利要求中任一项所述的工作机器(1、1.1、1.2)，其特征在于液压蓄能器。

15.根据前述权利要求中任一项所述的工作机器(1、1.1、1.2)，其特征在于，所述器具(2、2.1)为铲(31)。