(57)【要約】      （修正有）【課題】  作業機械ジョイスティック制御システムを提供する。【解決手段】  関節型継手と、少なくとも１つの回転軸線を有する作業器具とを有する作業機械用の制御システムは、第１の長手方向軸を有する第１のレバーを有する。第１の長手方向軸線を中心とする第１のレバーのねじれ角は、作業機械の関節速度と関係する。制御システムはまた、第２の長手方向軸線を有する第２のレバーを有する。第２の長手方向軸線を中心とする第２のレバーのねじれ角は、少なくとも１つの回転軸線を中心とする作業器具の回転速度と関係する。複数のオペレータ制御装置が第１および第２のレバーに配置される。【選択図】  図２ｂ
2006052632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節型継手と、少なくとも１つの回転軸線を有する作業器具とを有する作業機械用の制御システムであって、
第１の長手方向軸線を有する第１のレバーであって、第１の長手方向軸線を中心とする第１のレバーのねじれ角が作業機械の関節速度と関係する第１のレバーと、
第１の長手方向軸線を有する第２のレバーであって、第２の長手方向軸線を中心とする第２のレバーのねじれ角が、少なくとも１つの回転軸線を中心とする作業器具の回転速度と関係する第２のレバーと、
第１および第２のレバーの複数のオペレータ制御装置とを備える制御システム。
【請求項２】
第１のレバーおよび第２のレバーの少なくとも１つが、少なくとも１つの傾き軸線を中心に傾くように構成され、作業機械の操舵方向が、少なくとも１つの傾き軸線を中心とする第１のレバーおよび第２のレバーの少なくとも１つの傾き角度と関係する、請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
複数のオペレータ制御装置の少なくとも１つが、関節型継手を中立関節位置に配置するように構成される、請求項１に記載の制御システム。
【請求項４】
作業機械であって、
操舵可能な牽引装置と、
被駆動牽引装置と、
操舵可能な牽引装置を被駆動牽引装置に関節式に連結するための関節型継手を有するフレームと、
フレームおよび被駆動牽引装置の少なくとも１つによって支持された動力源と、
動力源に動作的に連結されかつ動力源から被駆動牽引装置に動力を伝達するように構成された変速機であって、ある範囲の出力速度比を有する変速機と、
フレームに動作的に連結されかつ少なくとも１つの回転軸線を有する作業器具と、
制御システムとを備え、制御システムが、
第１の長手方向軸線を有する第１のレバーであって、第１の長手方向軸線を中心とする第１のレバーのねじれ角が作業機械の関節速度と関係する第１のレバーと、
第２の長手方向軸線を有する第２のレバーであって、
第２の長手方向軸線を中心とする第２のレバーのねじれ角が、少なくとも１つの軸線を中心とする作業器具の回転速度と関係し、第１のレバーおよび第２のレバーの少なくとも１つが、少なくとも１つの傾き軸線を中心に傾くように構成され、
作業機械の操舵方向が、少なくとも１つの傾き軸線を中心とする第１のレバーおよび第２のレバーの少なくとも１つの傾き角度と関係する第２のレバーと、
第１および第２のレバーに配置された複数のオペレータ制御装置であって、
作業機械が、傾き面に対して傾くように構成された操舵可能な牽引装置を含み、傾き面に対して操舵可能な牽引装置の傾き速度が、複数のオペレータ制御装置の少なくとも１つの係合位置に関係し、
変速機の出力速度比が、複数のオペレータ制御装置の少なくとも１つによって選択可能であり、
複数のオペレータ制御装置の少なくとも１つが、関節型継手を中立関節位置に配置するように構成され、
作業機械が、複数の被駆動牽引装置と、複数の被駆動牽引装置が互いに対して異なる速度で回転することを可能にする差動歯車機構とを含み、また複数のオペレータ制御装置の少なくとも１つが、差動歯車機構を選択的にロックするように、かつ実質的に均一な速度で複数の被駆動牽引装置を回転させるように構成され、
複数のオペレータ制御装置の１つが作業機械のスロットル特徴部に係合するように構成される複数のオペレータ制御装置と、
第１の作業器具運動を引き起こすように第１の方向の運動のために、また第２の作業器具運動を引き起こすように第１の方向に直角の第２の方向の運動のために構成された少なくとも１つの４方向制御装置と、を含む作業機械。
【請求項５】
作業機械を制御する方法であって、
作業機械の部分が、時計回りおよび反時計回り方向の一方にかつ第１のねじれ角に関係する関節速度で関節型継手を中心に回転するように、第１のねじれ角にわたって時計回りおよび反時計回りの方向の一方に第１のレバーをねじって、作業機械の関節型継手の連結を引き起こすステップと、
第２のねじれ角にわたって時計回りおよび反時計回りの方向の一方に第２のレバーをねじって、時計回りおよび反時計回り方向の同一の一方にかつ第２のねじれ角に関係する回転速度で、第１の軸線を中心とする作業機械の回転を引き起こすステップを含む方法であって、
複数のオペレータ制御装置が第１および第２のレバーに配置される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の開示は、作業機械用の制御システムに関し、より詳しくは、作業機械用のジョイスティック制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械および作業機械と関連する様々な作業器具のオペレータ制御を必要とする様々な使命のために、例えば、モータグレーダ、バックホウローダ、農業用トラクタ、ホイールローダ、スキッドステアローダ、および他の種類の重機のような作業機械が使用される。これらの作業機械および作業器具は、操作が比較的複雑であり、困難である場合がある。作業機械および作業器具は、作業機械の操舵、位置、向き、変速比、および移動速度、ならびに作業器具の位置、向き、奥行き、幅、および角度のための多数の制御部とのオペレータインタフェースを有することがある。
【０００３】
歴史的に、作業機械は、複雑な機械的リンクと多数の操作ジョイントとを有する単一軸のレバー制御機構、あるいは所望の機能性を提供するための複数のケーブルを組み込んできた。このような制御機構は、多くの入力装置を制御するために高技能レベルのオペレータを必要とする。これらの制御機構の操作期間後、オペレータは疲れてしまうかもしれない。さらに、１つの作動要素から他の作動要素に移動するために、オペレータの手を必要とする可能性があるので、オペレータの反応時間の遅れおよび制御の複雑性と反直感性は、低い品質および／または低い生産をもたらす可能性がある。
【０００４】
オペレータインタフェースは、オペレータの疲労を低減し、オペレータの応答時間を改善し、また作業機械の成果を改善するように設計されたジョイスティック制御システムを含むことが可能である。例えば、１９９１年８月２７日にリッター（Ｒｙｔｔｅｒ）らに交付された（特許文献１）は、横断方向に揺動可能な制御ハンドルを含む操舵および変速機シフト制御機構について記述している。操舵および変速機シフト制御機構はまた、操舵を実施するための油圧パイロット弁アセンブリの左または右の作動プランジャを押し下げるために、制御ハンドルの底部に連結された操舵アクチュエータ要素を含む。操舵および変速機シフト制御機構は、関連の電子制御システムを介して多速変速機の速度を変更するために、電気スイッチ作動要素をさらに含む。
【０００５】
（特許文献１）の操舵および変速機シフト制御機構は、操舵および変速機操作を実施するための別個の作業機械制御と関連する問題のいくつかを軽減することが可能であるが、操舵および変速機シフト制御機構は、オペレータの疲労を低減し、かつ作業機械の品質および／または生産を改善するために、作業機械および作業器具の特徴および／または機能を十分に制御し得ない可能性がある。多数の制御装置を操作して、連結、車輪の傾き、作業器具の位置および姿勢制御、スロットル制御、位置合わせ制御、差分制御、および他の作業機械および作業器具の機能と特徴を実施するために、なおオペレータが必要となることがある。さらに、（特許文献１）の操舵および変速機シフト制御機構の操舵および変速機操作は、複雑であるかまたは反直感的なオペレータ入力をなお必要とする可能性がある。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，０４２，３１４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
開示した制御システムは、上述したような問題の１つ以上を克服することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
関節型継手と、少なくとも１つの回転軸線を有する作業器具とを有する作業機械用の制御システムは、第１の長手方向軸線を有する第１のレバーを含む。第１の長手方向軸線を中心とする第１のレバーのねじれ角は、作業機械の関節速度と関係する。制御システムはまた、第２の長手方向回転軸線を有する第２のレバーを含む。第２の長手方向軸線を中心とする第２のレバーのねじれ角は、少なくとも１つの軸線を中心とする作業器具の回転速度と関係する。複数のオペレータ制御装置が第１および第２のレバーに配置される。
【０００９】
作業機械を制御する方法は、作業機械の部分が、時計回りおよび反時計回り方向の一方に、第１のねじれ角に関係する関節速度で関節型継手を中心に回転するように、第１のねじれ角にわたって時計回りおよび反時計回りの方向の一方に第１のレバーをねじって、作業機械の関節型継手の連結を引き起こすステップを含む。本方法は、第２のねじれ角にわたって時計回りおよび反時計回りの方向の一方に第２のレバーをねじって、時計回りおよび反時計回り方向の同一の一方にかつ第２のねじれ角に関係する回転速度で、第１の軸線を中心とする作業機械の回転を引き起こすステップをさらに含む。複数のオペレータ制御装置が第１および第２のレバーに配置される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
作業機械１０の模範的な実施形態が図１に示されている。作業機械１０は、モータグレーダ、バックホウローダ、農業用トラクタ、ホイールローダ、スキッドステアローダ、または公知の他の任意の種類の作業機械であり得る。作業機械１０は、操舵可能な牽引装置１２と、被駆動牽引装置１４と、操舵可能な牽引装置１２を被駆動牽引装置１４に連結するフレーム１６と、被駆動牽引装置１４によって支持された動力源１８と、動力源１８から被駆動牽引装置１４に動力を伝達するように構成された変速機（図示せず）とを含み得る。作業機械１０はまた、例えば、牽引バー円形撥土板アセンブリ（ＤＣＭ）２０のような作業器具と、制御システム２２とを含んでもよい。
【００１１】
操舵可能な牽引装置１２は、作業機械１０のそれぞれの側面（１側面のみを図示）に配置された１つ以上の車輪２４を含み得る。代わりに、操舵可能な牽引装置１２は、履帯、ベルト、または他の牽引装置を含んでもよい。車輪２４は、操舵中に使用するために鉛直軸線２６を中心に回転可能である。車輪２４は、加工面に係合するＤＣＭ２０によって引き起こされる作用力に対抗するために、あるいはＤＣＭ２０の高さを調整するために、水平軸線２８を中心に傾き可能である。操舵可能な牽引装置１２は駆動しても、しなくてもよい。
【００１２】
被駆動牽引装置１４は、作業機械１０のそれぞれの側面（１側面のみを図示）に配置された車輪３０を含み得る。代わりに、被駆動牽引装置１４は、履帯、ベルト、または他の牽引装置を含んでもよい。被駆動牽引装置１４は、作業機械１０のいずれかの側面に配置された車輪３０の間の動力源１８から動力を分割するように構成された差動歯車アセンブリ（図示せず）を含み得る。差動歯車アセンブリは、作業機械１０の片側の車輪３０が作業機械１０の反対側に配置された車輪３０よりも速く回転することを可能にする。差動歯車アセンブリはまた、以下により詳細に説明するロック特徴部を含んでもよい。被駆動牽引装置１４は操舵可能でも、そうでなくてもよい。
【００１３】
フレーム１６は、操舵可能な牽引装置１２を被駆動牽引装置１４に連結し得る。フレーム１６は、被駆動牽引装置１４をフレーム１６に連結する関節型継手３１を含み得る。作業機械１０により、関節型継手３１を介して、操舵可能な牽引装置１２を被駆動牽引装置１４に対し連結させることが可能である。作業機械１０はまた、作動時に、被駆動牽引装置１４に対して、操舵可能な牽引装置１２の自動的な再位置合わせを行わせて、関節継手３１が中立関節位置に戻るようにする中立関節特徴部を含んでもよい。
【００１４】
動力源１８は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、天然ガスエンジンのようなエンジン、または公知の他の任意のエンジンでもよい。動力源１８はまた、燃料電池、電力貯蔵装置のような他の動力源、あるいは公知の他の動力源でもよい。
【００１５】
変速機は、電気式変速機、油圧式変速機、機械式変速機、または公知の他の任意の変速機であり得る。変速機は、多数の出力速度比を生成するように動作可能であり、また出力速度の範囲で動力源１８から被駆動牽引装置１４に動力を移送するように構成し得る。
【００１６】
ＤＣＭ２０は、油圧ラムアセンブリを介してフレーム１６の中心部によって支持され、かつ玉継手３３を介してフレーム１６の前部部分に連結された牽引バーアセンブリ３２を含むことが可能である。円形アセンブリ３４は、追加の油圧ラムを介して牽引バーアセンブリ３２に連結可能であり、またブレード３８を有する撥土板アセンブリ３６を支持するように構成し得る。ＤＣＭ２０は、フレーム１６に対して鉛直にもまた水平にも位置付けることが可能である。ＤＣＭ２０はまた、牽引バーアセンブリ３２に対して円形アセンブリ３４と撥土板アセンブリ３６を回転するように制御してもよい。ブレード３８は、水平にもまた鉛直にも、かつ円形アセンブリ３４に対し向けることが可能である。ＤＣＭ２０がなく、例えば、リッパ、バケットのような他の作業器具、または公知の他の作業器具で置き換え得ると考えられる。
【００１７】
図２ａ、図３ａ、および図３ｂに示したように、制御システム２２は、オペレータステーションのいずれかの側面にそれぞれ配置された左ジョイスティック制御器４２と右ジョイスティック制御器４４とを含むことが可能である。左右のジョイスティック制御器４２と４４は、ＤＣＭ２０の作業機械１０および構成要素を位置付けおよび／または方向付けるように構成し得る。左右のジョイスティック制御器４２、４４はまた、作業機械１０の様々な機能および／または特徴を作動するように使用してもよい。
【００１８】
図２ａは、複数のボタン４６、４８、５０、５２、５４と、レバー５８に配置されたトリガ５６とを有する左ジョイスティック制御器４２を示している。作業機械１０およびＤＣＭ２０の様々な機能は、ボタン４６、４８、５０、５２、５４の状態および／または位置、トリガ５６の位置、およびレバー５８の位置と向きに応じて、異なる方法で作動することが可能である。
【００１９】
例えば、ボタン４６と４８により、変速機出力速度比の変更を行うことが可能である。ボタン４６により、より高い出力速度比に変速機をシフトさせることが可能である。ボタン４８により、より低い出力速度比に変速機をシフトさせることが可能である。変速比シフトボタン４６と４８はレバー５８内に収容してもよく、リッジ６０がボタン４６と４８を互いに分離する。オペレータがボタン４６または４８の１つを押そうとするとき、リッジ６０は、ボタン４６または４８の一方または他方に向かってオペレータの指を押圧する。リッジ６０は、ボタン４６と４８の間の領域のオペレータの指の押し下げ運動を阻止することが可能である。このようにして、オペレータがうっかりして同時にボタン４６とボタン４８の両方を押圧することを防止し得る。
【００２０】
ボタン５０と５２は、車輪２４が水平軸線２８にわたって傾き面に対して傾斜するかまたは傾くようにさせ得る。ボタン５０は、オペレータの視野に対して車輪２４が左に傾くようにさせることが可能であり、一方、ボタン５２は車輪２４が右に傾くようにさせ得る。ボタン５０と５２によって引き起こされる車輪２４の傾き速度は、個々のボタンの係合位置に対応し得る。例えば、ボタン５０と５２は、最大傾き速度に対応する最大位置と、最小傾き速度（例えば、ゼロの大きさの傾き速度）に対応する最小位置とを有する。ボタン５０と５２は、最大位置と最小位置との間の任意の位置に配置して、最大傾き速度と最小傾き速度との間の対応する速度で車輪２４を傾けることが可能である。このようにして、ボタン５０と５２の運動は、ボタンによって制御される関連構成要素の移動速度に関係させ得る（すなわち、比例して）。ボタン５０と５２のいずれかを押し下げて車輪２４の傾き速度を設定した後、車輪２４は、ボタン５０または５２の位置が変更されるかあるいは車輪２４の端部傾き位置に達するまで、同一の傾き速度で傾き続けることが可能である。
【００２１】
ボタン５４は、関節操作の後に、関節型継手３１を介して、操舵可能な牽引装置１２を移動して戻して被駆動牽引装置１４と位置合わせさせるように構成された中立関節ボタンであり得る。作動されると、この中立位置合わせの特徴は、オペレータが計測または視覚的観測に依存する必要なしに、操舵可能な装置１２および被駆動牽引装置１４の自動的な位置合わせを提供し得る。
【００２２】
作動時、トリガ５６は、変速機状態を制御するように構成可能である。トリガ５６は、変速機の前進、中立、および後進の出力方向の間で切り替わる３方向ロッカスイッチであり得る。トリガ５６は、上方部分５６ａと、旋回点５７を中心に旋回するように構成された下方部分５６ｂを有し得る。中立状態の開始時、上方部分５６ａを第１の距離引っ張ることにより、逆の状態が選択可能であり、これによって、第１の出力回転方向の変速機の作動が引き起こされる。下方部分５６ｂを第１の距離引っ張ることにより、変速機状態が中立に戻される。下方部分５６ｂを第２の距離引っ張ることにより、前進状態が選択され、これによって、第１の方向と反対の第２の方向の変速機出力回転の回転が引き起こされる。上方部分５６ａを第２の距離引っ張ることにより、変速機状態が中立に戻される。
【００２３】
図２ｂの頂面図に示したように、長手方向軸線６２を中心にレバー５８をねじることにより、作業機械１０の連結を引き起こすことが可能である。時計回り方向のレバー５８のねじりは、操舵可能な牽引装置１２を含む作業機械１０の前方部分６１が、（操舵可能な牽引装置１４が連結される）フレーム１６と被駆動牽引装置１４とを接合する関節継手３１を中心に時計回り方向に連結するようにさせることが可能である。同様に、反時計回り方向のレバー５８のねじりは、前方部分６１が、フレーム１６と被駆動牽引装置１４とを接合する関節継手３１を中心に反時計回り方向に連結するようにさせることが可能である。
【００２４】
レバー５８を軸線６５を中心に前後に傾けることにより、ブレード３８を移動させることが可能である。レバー５８を軸線６５を前方方向に傾けることにより、ブレード３８の左端（オペレータの視野に対し）を下降させることが可能であり、一方、レバー５８を軸線６５を中心に後方方向に傾けることにより、ブレード３８の左端を上昇させることが可能である。
【００２５】
軸線６３に沿った前方／後方方向の軸線６２からのレバー傾き角度の大きさは、ブレード運動の速度に関係させ得る。軸線６５を中心とする長手方向軸線６２からのレバー５８の傾き角度が最大位置に近づくにつれ、関連方向のブレード３８の移動速度は最大速度に近づく。このようにして、レバー５８の運動は、ブレード３８の移動速度に関係させ得る（例えば、比例して）。
【００２６】
軸線６３を中心とする長手方向軸線６２から左右にレバー５８を傾けることにより、車輪２４の角度を鉛直軸２６を中心に回転させて、作業機械１０を操舵することが可能である。軸線６２を中心に左方向にレバー５８を傾けることにより、オペレータの視野から観測されるように、車輪２４を反時計回り方向に回転させることが可能である。同様に、軸線６２を中心に右方向にレバー５８を傾けることにより、車輪２４を時計回り方向に回転させることが可能である。
【００２７】
左右方向の軸線６５に沿った軸線６２からのレバー傾き角度の大きさは、車輪２４の回転に関係させ得る。軸線６５に沿った長手方向軸線６２からのレバー５８の傾き角度が最大位置に近づくにつれ、関連方向の車輪２４の回転角度は最大値に近づく。このようにして、レバー５８の運動は、舵取り角に関係させ得る（すなわち、比例して）。
【００２８】
レバー５８は、オペレータの手の関節に対応するリッジを有するオペレータインタフェースを含むことが可能である。第１のリッジ６４は、親指と手のひらとの間の関節に対応してもよく、一方、第２のリッジ６６は、オペレータの手の指の関節に対応してもよい。リッジ６４と６６は、オペレータの手をレバー５８に確実に配置することによって、オペレータの快適さを向上させることが可能である。
【００２９】
図３ａと図３ｂは、制御システム２２の右ジョイスティック制御器４４を示している。右ジョイスティック制御器４４は、４方向ロッカスイッチ７０と、レバー８０に配置されたトリガ７８とを含み得る。作業機械１０およびＤＣＭ２０の様々な機能は、ロッカスイッチ７０の係合位置、トリガ７８の位置、およびレバー８０の向きに応じて異なる方法で作動可能である。
【００３０】
例えば、左右方向（オペレータの視野に対し）のロッカスイッチ７０の作動により、左右方向からＤＣＭ２０全体をシフトさせることが可能である。ロッカスイッチ７０を左に揺動することにより、ＤＣＭ２０を左シフトさせることが可能である。ロッカスイッチ７０を右に揺動することにより、ＤＣＭ２０を右シフトさせることが可能である。ロッカスイッチ７０はまた、ブレード３８を旋回軸線８２を中心に回転させるかまたは傾けさせることが可能である。ロッカスイッチ７０を前方に揺動することにより、ブレード３８の頂部を加工面に向かって前方に傾けさせることが可能である。ロッカスイッチ７０を後方に揺動することにより、ブレード３８の頂部を後方に傾けさせ、ブレード３８の底部を上方にかつ加工面から離れて移動させることが可能である。
【００３１】
ロッカスイッチ７０の移動によって引き起こされる旋回軸線８２を中心とするＤＣＭ２０の左右の移動および／またはブレード３８の回転の速度は、個々の方向のロッカスイッチ７０の係合位置と関係させ得る。ロッカスイッチ７０は、左右方向のＤＣＭ２０の最大シフト速度またはブレード３８の最大回転速度に対応する最大揺動位置を有し得る。ロッカスイッチ７０はまた、ＤＣＭ２０の最小シフト速度またはブレード３８の最小回転速度に対応する最小揺動位置を有し得る。ロッカスイッチ７０は、最大押し下げ位置と最小押し下げ位置との間の任意の位置に揺動して、関連方向の対応する最小および最大速度で、ＤＣＭ２０をシフトさせるかまたはブレード３８を回転させることが可能である。このようにして、ロッカスイッチ７０の運動は、ロッカスイッチ７０によって制御される関連構成要素の移動速度に関係させ得る（すなわち、比例して）。左、右、前方、または後方の方向にロッカスイッチ７０を揺動して、ＤＣＭ２０の移動速度またはブレード３８の回転速度を設定した後、ＤＣＭ２０またはブレード３８は、ロッカスイッチ７０が新たな位置に揺動されるまで、同一の速度で移動または回転し続けることが可能である。さらに、ロッカスイッチ７０を利用して、ＤＣＭ２０の移動およびブレード３８の回転を同時に引き起こすことが可能である。特に、ロッカスイッチ７０を前方／右方向、前方／左方向、後方／左方向、後方／右方向に向かって、あるいはそれらの間の任意の位置に揺動し、これによって、ＤＣＭ２０の同時の運動および関連方向のブレード３８の回転を引き起こすことが可能である。
【００３２】
ボタン７６は、車輪３０が作業機械１０の他の側に配置された状態で、作業機械１０の一方の側に配置された車輪３０の速度をロックし、かつアンロックするために、ディファレンシャルロック特徴を作動しまた非作動にすることが可能である。作動されると、この特徴部は、被駆動牽引装置１４の車輪３０のそれぞれに実質的に均一または等しい速度を提供し、これによって、必要な場合に加工面に追加の牽引力を提供することが可能である。
【００３３】
トリガ７８は、作動時にスロットル特徴部を制御するように構成可能である。作業機械１０の運転中、動力源１８の速度が、特定の機能を達成するために、所定の位置から制御可能に外れる場合がある。トリガ７８を使用することにより、スロットルを所定の位置に戻るようにすることが可能である。例えば、オペレータが所望のスロットル位置を設定してもよい。例えば、方向転換、持ち上げ、アイドリングのような特定の機能、および公知の他の機能の間、これらの機能を適切に達成するためにオペレータによって設定された所望のスロットル位置から、スロットルが外れるようにすることが可能である。特定の機能の完了時、オペレータは、トリガ７８を使用して、オペレータによって事前に設定された所望の位置にスロットルが戻るようにすることが可能である。
【００３４】
図３ｃの頂面図に示したように、長手方向軸線８３を中心にレバー８０をねじることにより、円形アセンブリ３４を牽引バーアセンブリ３２に対し回転させることが可能である。時計回り方向のレバー８０のねじりは、オペレータの視野から観測されるように、円形アセンブリ３４を時計回り方向に回転させることが可能である。同様に、時計回り方向のレバー８０のねじりは、円形アセンブリ３４を反時計回り方向に回転させることが可能である。
【００３５】
軸線８７を中心とする長手方向軸線８３から左右にレバー８０を傾けることにより、レバー８０の傾きと同一方向にブレード３８をシフトさせることが可能である。軸線８７を中心とする左方向にレバー８０を傾けることにより、オペレータの視野から観測されるように、ブレード３８を左方向にシフトさせることが可能である。同様に、軸線８７を中心とする右方向にレバー８０を傾けることにより、オペレータの視野から観測されるように、ブレード３８を右方向にシフトさせることが可能である。
【００３６】
左右方向の軸線８３からのレバー傾き角度の大きさは、同一方向のブレード３８の移動速度に関係し得る。長手方向軸線８３からのレバー８０の傾き角度が軸線８７を中心とする最大位置に近づくにつれ、関連方向のブレード３８の移動速度は最大速度に近づく。
【００３７】
軸線８５を中心とする長手方向軸線８３から前方／後方方向にレバー８０を傾けることにより、オペレータの視野から観測されるように、ブレード３８を鉛直方向に移動させることが可能である。レバー８０を軸線８５を中心に前方方向に傾けることにより、オペレータの視野から観測されるように、ブレード３８の右端を作業面に向かって下降させることが可能である。同様に、レバー８０を軸線８５を中心に後方方向に傾けることにより、オペレータの視野から観測されるように、ブレード３８の右端を作業面から上昇させることが可能である。
【００３８】
左右方向の軸線８３からのレバー傾き角度の大きさは、ブレード３８の右端の移動速度の大きさに関係し得る。長手方向軸線８３からのレバー８０の傾き角度が軸線８５を中心とする最大位置に近づくにつれ、関連方向のブレード３８の右端の移動速度は最大値に近づく。
【００３９】
レバー５８と同様に、レバー８０は、オペレータの手の関節に対応するリッジを有するオペレータの手のインタフェースを含むことが可能である。第１のリッジ８４は、親指と手のひらの間の関節に対応してもよく、一方、第２のリッジ８６はオペレータの手の指の関節に対応してもよい。リッジ８４と８６は、オペレータの手をレバー５８に確実に配置することによって、オペレータの快適性を向上させることが可能である。
【００４０】
レバー８０はまた、ボタン７６に近接したレバー８０の一方の側に配置されたガード８８を含み得る。ガード８８は、うっかりしてまたは偶然にディファレンシャルロックボタン７６を押すリスクを低減し得る。
【００４１】
図４は、左および／または右のジョイスティック制御器４２、４４に使用するためのハンドスタビライザ９２を示している。ハンドスタビライザ９２は、基部９６に連結されたリング９４を含んでもよい。基部９６は、個々のレバー５８および／または８０の一方の端部に配置し得る。リング９４は、オペレータの手を支持するように構成可能である。ハンドスタビライザ９２は、オペレータのアームレストまたは個々のジョイスティック制御器と単一ユニットとして組み合わせ可能であることが考えられる。リング以外の支持装置は、例えば、左および／または右のジョイスティック制御器４２、４４を実質的に囲む摩擦プレートのような基部９６に連結し得ることがさらに考えられる。
【００４２】
左および／または右のジョイスティック制御器４２と４４の操作中、オペレータはハンドスタビライザ９２を使用して、左および／または右のジョイスティック制御器４２と４４の移動によって引き起こされる抵抗力を相殺することが可能である。オペレータは、個々のジョイスティック制御器の前方で、関連レバーの前方方向の傾きの間に後方方向に、リング９４の部分に圧力を印加してもよい。同様に、関連のレバーを後方にまたは左右に傾けるとき、オペレータは、関連のレバーを傾きの方向に押すかまたは引っ張ることに起因する力に耐えるように、傾きの方向と反対にリング９４に圧力を印加してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
左右のジョイスティック制御器４２、４４を有する制御システム２２は、作業機械または作業工具を位置付けるかおよび／または方向付けるために、あるいは作業機械の作動を制御するために、多数のオペレータ制御入力を必要とする任意の作業機械に適用可能である。制御システム２２は、頻繁に使用されるアクチュエータを互いに非常に近接してかつ共通の制御器に設けることによって、オペレータの疲労を有効に低減することが可能である。頻繁に使用されるアクチュエータを共通の制御器に配置することにより、オペレータは、異なる制御器の間を移動することなしに異なる機械機能を制御することが可能である。
【００４４】
さらに、ボタン、トリガ、および／または制御システム２２と関連したレバーの作動運動は、対応する作業機械または作業器具の運動と関係し得るので、これらの制御装置の操作は直感的である。制御装置の直感性は、作業機械１０の品質および生産の改善、ならびに技能レベルの低いオペレータによる作業機械１０の操作を可能にし得る。
【００４５】
開示した実施形態の説明と実施を考慮することにより、他の実施形態が当業者には明白であろう。例えば、作業機械１０の異なる多くの特徴および／または機能は、左右のジョイスティック制御器４２と４４によって制御することが可能である。左ジョイスティック制御器４２によって制御されるものとして記述したそれらの機能および／または特徴は、代わりに、右ジョイスティック制御器４４によって制御可能であり、その逆も可能である。左右のジョイスティック制御器４２と４４によって、追加のまたはより少ない特徴および／または機能を制御してもよい。特徴および／または機能は、例えば、スイッチ、プッシュ／プル装置、レバー、ディスクアジャスタ、および／または公知の他のオペレータ制御装置のような第１および第２のレバー５８と８０に配置された、ボタンおよびトリガ以外の様々なオペレータ制御装置によって制御可能である。さらに、ボタンまたはロッカスイッチによって制御されるものとして記述したそれらの機能および／または特徴はまた、レバー操作によって制御でき、その逆もできる。さらに、それらのボタン、ロッカスイッチ、トリガ、および／またはボタン、ロッカスイッチ、トリガ、および／またはレバーの位置に比例する関連構成要素の運動または速度を引き起こすものとして記述したレバーは、代わりに、オン／オフ型の制御装置であることが可能であり、この場合、影響を受ける構成要素の運動は連続的または段階的であり、一方、ボタン、トリガ、および／またはレバーは係合位置にある。説明および実施例は模範的なものに過ぎないと考えられ、本発明の真の範囲は、特許請求の範囲によって示されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】模範的な実施形態による作業機械の概略図である。
【図２ａ】模範的な実施形態によるジョイスティック制御器の概略斜視図である。
【図２ｂ】図２ａのジョイスティック制御器の操作の概略頂面図である。
【図３ａ】模範的な実施形態によるジョイスティック制御器の概略斜視図である。
【図３ｂ】模範的な実施形態による図３ａのジョイスティック制御器の他の概略斜視図である。
【図３ｃ】模範的な実施形態による図３ａと図３ｂのジョイスティック制御器の操作の概略図である。
【図４】模範的な実施形態によるハンドスタビライザを有するジョイスティック制御器の概略斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  作業機械
１２  操舵可能な牽引装置
１４  被駆動牽引装置
１６  フレーム
１８  動力源
２０  牽引バー円形撥土板アセンブリ（ＤＣＭ）
２２  制御システム
２４  車輪
２６  鉛直軸線
２８  水平軸線
３０  車輪
３１  関節型継手
３２  牽引バーアセンブリ
３３  玉継手
３４  円形アセンブリ
３６  撥土板アセンブリ
３８  ブレード
４２  左ジョイスティック制御器
４４  右ジョイスティック制御器
４６  ボタン（変速機アップシフト）
４８  ボタン（変速機ダウンシフト）
５０  ボタン（車輪、左に傾斜）
５２  ボタン（車輪、右に傾斜）
５４  ボタン（中立関節）
５６  トリガ（Ｆ−Ｎ−Ｒ）
５６ａ  上方部分（トリガ）
５６ｂ  下方部分（トリガ）
５７  旋回点
５８  レバー
６０  リッジ
６１  前方部分
６２  長手方向軸線
６３  軸線
６４  リッジ
６５  軸線
６６  リッジ
７０  ロッカスイッチ（ブレードシフトおよび右端の前方／後方）
７６  ボタン（ディファレンシャルロック）
７８  トリガ（スロットル再開）
８０  レバー
８２  旋回軸線
８３  長手方向軸線
８４  リッジ
８５  軸線
８６  リッジ
８７  軸線
８８  ガード
９２  ハンドスタビライザ
９４  リング
９６  基部
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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