工程機械的操作元件的製作方法

2023-10-08 20:24:04

工程機械的操作元件的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於操作工程機械(10)的裝置，其具有：操作區(20)，其包括一定數量的用於操控工程機械(10)的促動器(34)的操作元件(22)，以便實施工程機械(10)的希望的功能，其中操作區(20)產生關於操控促動器(34)的第一信號(S1)；用於控制所述裝置的命令和控制單元(26)，其中所述命令和控制單元(26)將第一信號(S1)轉變成操縱信號(SB)，利用所述操縱信號可以操縱促動器(34)，其中第一信號(S1)藉助第一傳輸器件(24)從操作區(20)傳輸至命令和控制單元(26)；以及顯示單元(30)，利用所述顯示單元在正常運行中可將當前由工程機械(10)實施的功能可視化，其中第一信號(S1)和/或操縱信號(SB)利用第二傳輸器件(28)傳輸到顯示單元(30)上，其中在第一信號(S1)或第一傳輸器件(24)被幹擾的情況下，藉助顯示單元(30)可產生關於促動器(34)的操控的第二信號(S1)，所述第二信號藉助第二傳輸器件(28)可傳輸到命令和控制單元(26)上由並且命令和控制單元(26)可轉變成操縱信號(SB)。此外本發明涉及一種包括這樣的裝置的工程機械(10)和用於操作所述工程機械(10)的方法。
【專利說明】工程機械的操作元件

【技術領域】
[0001]本申請涉及一種用於操作工程機械的裝置，其具有:操作區，其包括一定數量的用於操控工程機械的促動器的操作元件，以便實施工程機械的希望的功能，其中，操作區產生關於操控促動器的第一信號；用於控制所述裝置的命令和控制單元，其中，所述命令和控制單元將第一信號轉變成操縱信號，利用所述操縱信號可以操縱促動器，並且第一信號藉助第一傳輸器件從操作區傳輸至命令和控制單元；以及顯示單元，利用所述顯示單元，在正常運行中可將當前由工程機械實施的功能進行可視化，其中，第一信號和/或操縱信號利用第二傳輸器件傳輸到顯不單兀上。

【背景技術】
[0002]這樣的工程機械的示例是所謂的穩定器或再循環器，利用其可以加工地面區段如行車道。這些工程機械具有操作區，一定數量的操作元件例如杆、按鍵開關、分壓器或旋轉開關設置在所述操作區中。在工程機械中通常使用一定數量不同的促動器、例如液壓缸、氣動缸或電動機，所有這些由操作區操縱。然而因為工程機械可以實施許多功能，所述功能有時要求操縱多個操作元件，所以不總是可明確地確定，工程機械剛剛實施了哪個功能。為了給出關於剛剛由工程機械實施的功能的信息，設置顯示單元，在所述顯示單元上可見地示出剛剛實施的功能。以這種方式可以阻止錯誤操作，所述錯誤操作一方面導致地面區段的錯誤加工並且因此可能使得必須重新加工，或另一方面可能對人和機器構成危險。
[0003]根據相應的促動器如何構造，由操作元件產生的第一信號必須轉變成不同的操縱信號，以便可以操縱促動器。在液壓缸的情況中，操縱信號是使用的液壓液體的壓力信號，反之在電動機中對應的電信號作為操縱信號起作用。為了可以提供分別需要的操縱信號，設置將由操作區產生的第一信號轉變成分別需要的操縱信號的命令和控制單元。然而，所述命令和控制單元在此不是必須必然直接地也轉換信號類型，例如從電信號變成壓力信號，而是可以保持信號的類型。第一信號通常是電信號。命令和控制單元可以這樣處理第一信號，使得利用電的操縱信號操控轉換單元，所述轉換單元例如產生壓力信號，利用所述壓力信號可以操縱液壓缸。在這種情況中，命令和控制單元將第一信號間接轉變成由促動器可用的操縱信號，因為還必須改變信號的類型。如果促動器是電動機，則電的第一信號可以直接用於操控電動機，從而根本不需要信號類型的轉換。第一信號藉助第一傳輸器件從操作區傳輸至命令和控制單元，所述第一傳輸器件通常作為線纜實施，然而其中所述傳輸器件也可以無線地工作。為了將工程機械的當前實施的功能可視化，使用由命令和控制單元產生的操縱信號和/或第一信號，其中後者必要時用於顯示單元必須被處理。操縱信號和/或第一信號利用第二傳輸器件從命令和控制單元傳輸到顯示單元上。
[0004]如果第一傳輸器件出於某些原因也總是被幹擾，則第一信號不再到達或不再正確地到達命令和控制單元上。這導致，促動器不再能被操控和操縱或不再能如希望的那樣被操控和操縱。工程機械在該情況中不再能符合功能要求地被使用。


【發明內容】

[0005]開頭所述的工程機械尤其是在道路建設中使用。如果為了製造行車道的路面使用浙青，則必須在確定的溫度處理所述浙青。浙青通常藉助大數量的載重汽車以確定的溫度帶到建築工地，然而所述溫度不可以保持較長的持續時間。提供的浙青因此只可以在狹窄的時間窗內被處理。如果工程機械由於第一傳輸器件的幹擾不再完全符合功能，則不再能遵守所述時間窗並且浙青不再能被處理，這隨之帶來高的經濟損失。在這些情況下，維持工程機械的符合功能的使用很重要。因此本發明的任務是，給出一種開頭所述類型的工程機械，所述工程機械在第一傳輸器件被幹擾時也可以符合功能地被使用。
[0006]該任務由此解決，S卩，在第一信號或第一傳輸器件被幹擾情況下，藉助顯示單元可產生關於操控促動器的第二信號，所述第二信號藉助第二傳輸器件可傳輸到命令和控制單元上並且由命令和控制單元可轉變成操縱信號。所述裝置的按照本發明的構成能夠實現，當第一傳輸器件被幹擾並且因此沒有可用的第一信號傳輸到命令和控制單元上時，也可以符合功能地使用工程機械。如果作為第一傳輸器件使用線纜，可能由於使用工程機械的寒冷的環境條件、由於腐蝕和/或熱負荷迅速發生線纜的損壞。同樣可設想，雖然第一傳輸器件未損壞，然而第一信號不可用，例如當產生第一信號的操作區不再無可指摘地起作用時。所述命令和控制單元檢查和協調所述信號並且決定第一信號是否足夠可信。當第一信號不足夠可信時，由顯示單元生成的第二信號被用於操作工程機械。第一或第二信號的轉變應理解為，這些信號可用於操控促動器。例如當電動機可以直接以電的第一和/或第二信號操控時，強制的轉換是不需要的。在這種情況中，所述命令和控制單元的任務限制為檢查第一信號的可信度並且按照檢查結果提供第二信號。按照本發明因此產生冗餘，所述冗餘能夠實現，在第一信號不再以可用的狀態到達命令和控制單元上時，也可以符合功能地在藉助顯示單元的情況下操作工程機械。顯示單元通常具有按鍵開關或類似的操作元件，其在第一信號和/或第一傳輸器件的被幹擾情況下可以用於操作工程機械。工程機械的可靠性因此升高。這有助於按照計劃地加工地面區段、例如行車道，從而計劃外的延遲並且與此關聯的額外費用被避免或至少顯著減少。
[0007]按照本發明的裝置的一種進一步改進在特徵在於，顯示單元具有對應於操作區的一個或多個操作元件的操作部段。在該構造中，當第一傳輸器件被幹擾時，工程機械操作者不需要調整適應。工程機械操作者可以立即利用顯示單元控制工程機械，他可以類似於操作區地使用所述顯示單元。由此有助於運行安全，因為錯誤操作的可能性減少。
[0008]有利地，操作部段具有按鍵開關、杆和/或旋轉開關。在該實施形式可以實現與操作區很大程度上對應的圖像，從而不僅操作區的操縱的功能而且還有類型和方式對應於顯示單元的操縱。在這方面減少操作區和顯示單元之間的操作方面的不同，這再次預防錯誤操作。
[0009]理想地，顯示單元示出對應於一個或多個操作元件的一個或多個圖形符號，其中，顯示單元將按鍵開關、杆和/或旋轉開關分派給圖形符號。所述分派可以通過線或箭頭實現。顯示單元可以緊湊地實施，因為可供使用的按鍵開關、杆和/或旋轉開關可以配置給多個圖形符號，所述圖形符號在時間上錯開地對應於希望的功能地被顯示。圖形符號可以以簡單的方式改變並且分別與希望的功能適配。因此可能的是，可以將許多功能藉助按照本發明的顯示單元顯示並且配置給少量的按鍵開關、旋轉開關和/或杆。
[0010]在另一種進一步構成中，按照本發明的顯示單元具有接觸敏感的表面。在這裡所述表面的部段存儲有示出相應可實施的功能的圖形符號。由此再次提高顯示單元的功能性，因為所述表面可以直接作為開關使用。所述接觸敏感的表面也可以這樣設計，使得可以模擬旋轉開關。在這方面不再需要在顯示單元中設置實質存在的按鍵開關和旋轉開關。可以藉助顯示單元顯示和選擇幾乎所有由工程機械可實施的功能。顯示單元的靈活性再次顯著提高並且操作舒適性升高。
[0011]優選第二傳輸器件作為CAN總線構造。CAN總線的優點在於，在命令和控制單元和顯示單元之間可以傳輸許多信號，而無須為此使用具有大的總線纜長度的耗費的線纜束。
[0012]本發明的另一個方面涉及一種工程機械，所述工程機械具有按照在先的實施例之一的裝置。對於所述裝置陳述的優點和技術效果同樣地適用於所述工程機械。
[0013]此外本發明的另一個方面涉及一種用於操作按照前述實施例之一的工程機械的方法，其具有如下步驟:
[0014]-藉助操作區產生關於操控促動器的第一信號，其中操作區具有一定數量的用於操控工程機械的促動器的操作元件，以便實施工程機械的希望的功能，
[0015]-藉助第一傳輸器件將第一信號從操作區傳輸至命令和控制單元，
[0016]-藉助命令和控制單元將第一信號轉變成操縱信號，其中利用操縱信號操縱促動器，
[0017]-利用第二傳輸器件將第一信號和/或操縱信號傳輸到顯示單元上，
[0018]-藉助顯示單元將在正常運行中由工程機械當前實施的功能可視化，或
[0019]-在第一傳輸器件被幹擾的情況下藉助顯示單元產生關於操控促動器的第二信號，
[0020]-在第一信號或第一傳輸器件被幹擾的情況下利用第二傳輸器件將第二信號傳輸到命令和控制單元上並且藉助命令和控制單元將其轉變成操縱信號，其中，命令和控制單元在第一信號被幹擾的情況下觸發顯示單元，以產生第二信號。
[0021]工程機械當前實施的功能的可視化的步驟只在正常運行中實施，而產生關於促動器操控的第二信號和將第二信號傳輸到命令和控制單元上的步驟優選只在第一傳輸器件被幹擾時實施。其餘的步驟只要可能的話在兩個運行方式中實施。命令和控制單元除了控制所述裝置之外也承擔如下任務，即，對第一信號關於其可信度進行檢查並且如果利用第一信號不再能正確地操作工程機械，必要時觸發顯示單元產生可信的第二信號。對於所述裝置陳述的優點和的技術效果同樣適用於按照本發明的方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]接著參考附圖藉助優選的實施例詳細解釋本發明。其中:
[0023]圖1示出工程機械的側視圖，其可以利用按照本發明的裝置運行；
[0024]圖2示出按照本發明的裝置在正常運行中的原理簡圖；以及
[0025]圖3示出按照本發明的裝置在第一傳輸器件的幹擾情況中的原理簡圖。

【具體實施方式】
[0026]在圖1中示出工程機械10，該工程機械可以利用用於操作工程機械10的按照本發明的裝置18操作，所述裝置在圖1中未示出(為此參考圖2和3)。在圖1中具體來說示出穩定器或按照使用情況示出再循環器，如其例如由DE 10 2006 017 516已知的那樣，利用其可以加工地面區段12。所述穩定器具有在圖1中不可見的工作輥，因為所述工作輥被保護罩14包圍。工作輥具有基本上圓柱形的形狀並且圍繞其圓柱軸線可旋轉地支撐在工程機械10上並且可以沿箭頭P1的方向調節高度。工程機械10具有驅動單元16，利用所述驅動單元，工程機械10本身運動並且工作輥可以被置於旋轉中。在圖1中示出的位置中工作輥被調高並且不與要加工的地面區段12接觸。工作輥的該位置例如在工程機械10的運輸模式中被佔據，反之工作輥在工作模式或地面加工模式中向下下降並且以希望的深度沉入地面區段12中。為了地面加工，工程機械10沿箭頭P2的方向(前進方向)運動經過地面區段12。
[0027]在圖2中在正常運行中示出用於操作工程機械10、例如在圖1中示出的穩定器的按照本發明的裝置18。裝置18具有操作區20，一定數量的操作元件22設置在所述操作區中。操作元件22可以具有按鍵開關、杆、分壓器、旋轉開關和類似物。操作區20通過第一傳輸器件24與命令和控制單元26連接，所述命令和控制單元再次通過第二傳輸器件28與顯示單元30通信。第一和第二傳輸器件24、28通常作為線纜或CAN總線實施，當然無線的構造同樣是可能的。
[0028]命令和控制單元26利用適合的第三傳輸器件32與促動器34連接。在該情況中促動器34作為液壓缸36構成，所述液壓缸具有調整元件38、在這裡是閥40，所述調整元件由命令和控制單元26可操控。另一個促動器34可以是驅動單元16。
[0029]在工程機械10的正常運行中，工程機械操作者操縱操作區20的操作元件22，以便觸發工程機械10的希望的功能，為此相應的促動器34對應被操控。由於操縱操作元件22，操作區20產生關於促動器34操控的第一信號S1，所述第一信號藉助第一傳輸器件24傳輸到命令和控制單元26上。命令和控制單元26將第一信號S1轉變成操縱信號Sb，藉助所述操縱信號可以觸發促動器34。第一信號S1可以例如作為模擬的或數字的電信號構成，而在示出的情況中在閥40上用於操控閥40的操縱信號Sb在必須作為液壓的或氣動的信號存在。但這不表示，操縱信號Sb必須作為液壓的或氣動的信號觸發命令和控制單元26。還可以存在未示出的轉換單元，利用所述轉換單元，由命令和控制單元產生的操縱信號Sb，例如以模擬的或數字的形式轉變成液壓的或氣動的信號。該轉換單元可以集成在命令和控制單元26中。對應地第三傳輸器件32作為液壓的或氣動的導管構成。
[0030]工程機械10的剛剛由工程機械操作者觸發的功能由顯示單元30可視化並且在顯示部分42中示出，以便向工程機械操作者給出如下監控內容，即他是否已實際上選擇了希望的功能。顯示單元30具有多個操作部段44，其例如包括圍繞顯示部分42設置的按鍵開關、杆和/或旋轉開關。命令和控制單元26將第一信號進一步傳送到顯示單元30上。如果需要的話，命令和控制單元26可以這樣處理第一信號S1,使得顯示單元30可以加工所述第一信號。藉助第一信號，顯示單元30將剛剛由工程機械10實施的被選擇的功能可視化。按照操縱信號Sb的類型，所述操縱信號也可以被顯示單元30利用，以便示出剛剛由工程機械10實施的功能。
[0031]在圖3中示出第一傳輸器件24的幹擾情況，其例如通過線纜折斷或損壞造成，從而操作區20和命令和控制單元26之間的通信或正確的通訊不再可能。這例如通過線纜的電阻變化表現出來，這由命令和控制單元26察覺並且例如藉助光學的和/或聲學的信號顯不。當第一信號S1不可信時,相應的內容發生,這不是必須基於第一傳輸器件24的損壞，而且也基於操作區20的功能干擾。在示出的示例中，命令和控制單元26以兩個感嘆號示出幹擾並且將顯示單元30切換至幹擾運行。代替剛剛由工程機械10實施的功能，顯示單元30在幹擾運行中示出一個或多個圖形符號46，所述圖形符號類似操作區20的操作元件22。在示出的示例中，在操作區20中以劃成虛線的圓表徵的旋轉開關藉助對應的圖形符號46在顯示部分42中顯示。工程機械操作者可以在在先的、未示出的步驟中進行希望的操作元件22的選擇，在所述步驟中，顯示單元30將全部的在操作區20中存在的操作元件22以對應的圖形符號46示出並且配置給顯示單元30的操作部段44。
[0032]此外，操作元件22的不同的可選擇的位置由圖形符號46模仿並且通過虛線配置給操作部段44。如果工程機械操作者現在想將圖形符號46置於確定的位置中，則他操縱對應的操作部段44。由此產生第二信號S2,所述第二信號通過第二傳輸器件28傳輸到命令和控制單元26上，所述第二信號在那裡代替被幹擾的第一信號S1轉變成對應的操縱信號Sb並且由此促動器34被這樣操控，就像工程機械操作者已操縱操作區20的對應的操作元件22 一樣。
【權利要求】
1.用於操作工程機械(10)的裝置，所述裝置具有 -操作區(20)，所述操作區包括一定數量的用於操控工程機械(10)的促動器(34)的操作元件(22)，以便實施工程機械(10)的希望的功能，其中，操作區(20)產生關於操控促動器(34)的第一信號(S1), -用於控制所述裝置的命令和控制單元(26)，其中，所述命令和控制單元(26)將第一信號(S1)轉變成操縱信號(Sb)，利用所述操縱信號可以操縱促動器(34)，並且第一信號(S1)藉助第一傳輸器件(24)從操作區(20)傳輸至命令和控制單元(26)，以及 -顯示單元(30)，利用所述顯示單元，在正常運行中能夠將當前由工程機械(10)實施的功能可視化，其中，第一信號(S1)和/或操縱信號(Sb)利用第二傳輸器件(28)傳輸到顯示單元(30)上， 其特徵在於， 在第一信號(S1)或第一傳輸器件(24)被幹擾的情況下,藉助顯不單兀(30)可產生關於操控促動器(34)的第二信號(S2),所述第二信號藉助第二傳輸器件(28)可傳輸到命令和控制單元(26)上並且由命令和控制單元(26)可轉變成操縱信號(Sb)。
2.按照權利要求1所述的裝置， 其特徵在於， 顯示單元(30)具有對應於操作區(20)的一個或多個操作元件(22)的操作部段(44)。
3.按照權利要求2所述的裝置， 其特徵在於， 操作部段(44)包括按鍵開關、杆和/或旋轉開關。
4.按照權利要求3所述的裝置， 其特徵在於， 顯示單元(30)顯示一個或多個圖形符號(46)，所述圖形符號對應於一個或多個操作元件(22)，其中，顯示單元(30)將按鍵開關、杆和/或旋轉開關分派給圖形符號(46)。
5.按照上述權利要求之一所述的裝置， 其特徵在於， 顯示單元(30)具有接觸敏感的表面。
6.按照上述權利要求之一所述的裝置， 其特徵在於， 第二傳輸器件(28)構成為CAN總線。
7.工程機械(10)，其具有按照上述權利要求之一所述的裝置。
8.用於操作按照權利要求7所述的工程機械(10)的方法，所述方法具有如下步驟: -藉助操作區(20)產生關於操控促動器(34)的第一信號(S1),其中，操作區(20)具有一定數量的用於操控工程機械(10)的促動器(34)的操作元件(22)，以便實施工程機械(10)的希望的功能， -藉助第一傳輸器件(24)將第一信號(S1)從操作區(20)傳輸至命令和控制單元(26)， -藉助命令和控制單元(26)將第一信號(S1)轉變成操縱信號(Sb)，其中，利用操縱信號(Sb)操縱促動器(34)， -利用第二傳輸器件(28)將第一信號(S1)和/或操縱信號(Sb)傳輸到顯示單元(30)上， -藉助顯示單元(30)將在正常運行中由工程機械(10)當前實施的功能可視化，或-在第一傳輸器件(24)被幹擾的情況下藉助顯示單元(30)產生關於操控促動器(34)的第二信號(S2)， -在第一信號(S1)或第一傳輸器件(24)被幹擾的情況下利用第二傳輸器件將第二信號(S2)傳輸到命令和控制單元(26)上並且藉助命令和控制單元(26)將所述第二信號轉變成操縱信號(Sb)，其中，命令和控制單元(26)在第一信號(S1)被幹擾的情況下觸發顯示單元(30)，以產生第二信號(S2)。
【文檔編號】E02F9/26GK104350214SQ201380030669
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年4月12日 優先權日:2012年5月4日
【發明者】M·維爾納, T·勒夫 申請人:寶馬格有限公司