ES2837251T3 - Operating lever with active feedback unit - Google Patents
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Abstract
Máquina (44) que tiene un eje (48) de dirección y un transmisor (12) de control manual para controlar la máquina (44), que comprende a) una plataforma (14) de montaje, b) un dispositivo (16) de seguimiento con un marco y/o una carcasa (18), que está dispuesto de forma móvil sobre la plataforma (14) de montaje, c) una palanca (24) de control montada de manera pivotante en una unión alrededor de un eje (22), en donde la unión (23) se proporciona en el marco y/o la carcasa (18) del dispositivo (16) de seguimiento, d) un transmisor (28) de guía que detecta la deflexión como un ángulo de guía (ω) de la palanca (24) de control y genera una señal asignada a la deflexión (ω), e) una unidad (53) de evaluación y procesamiento que procesa la señal desde el transmisor (28) de guía y controla la hidráulica (60) de dirección para controlar la máquina (44) según la deflexión por el ángulo de guía (ω), en donde la máquina (44) está dirigida alrededor del eje (48) de dirección mediante un ángulo de dirección (α), f) un mecanismo (30) de retorno que, después de una instrucción de control, siempre retorna la palanca (24) de control a una posición (32) inicial relativa en el marco y/o la carcasa (18) del dispositivo (16) de seguimiento, g) un dispositivo regulador (57) que ajusta el dispositivo (16) de seguimiento mediante un ángulo de retroalimentación (β) de manera que el ángulo de retroalimentación (β) corresponde al ángulo de dirección (α), caracterizada por que, h) mediante la palanca (24) de control, se controla la hidráulica (60) de dirección en ambas direcciones en cualquier momento e independientemente del ángulo de dirección (α) y del ángulo de retroalimentación (β), en donde se puede detectar el ángulo de guía (ω) para una especificación de valor objetivo de la velocidad de dirección y la dirección de conducción.Machine (44) having a steering shaft (48) and a manual control transmitter (12) to control the machine (44), comprising a) a mounting platform (14), b) a mounting device (16) tracking with a frame and / or a housing (18), which is movably arranged on the mounting platform (14), c) a control lever (24) pivotally mounted at a joint about an axis (22 ), wherein the joint (23) is provided in the frame and / or housing (18) of the tracking device (16), d) a guide transmitter (28) that detects the deflection as a guide angle (ω ) of the control lever (24) and generates a signal assigned to the deflection (ω), e) an evaluation and processing unit (53) that processes the signal from the guide transmitter (28) and controls the hydraulics (60 ) of steering to control the machine (44) according to the deflection by the guide angle (ω), wherein the machine (44) is steered about the steering axis (48) by a direction angle ection (α), f) a return mechanism (30) which, after a control instruction, always returns the control lever (24) to a relative initial position (32) in the frame and / or housing (18 ) of the tracking device (16), g) a regulating device (57) that adjusts the tracking device (16) by means of a feedback angle (β) so that the feedback angle (β) corresponds to the steering angle ( α), characterized in that, h) by means of the control lever (24), the steering hydraulics (60) are controlled in both directions at any time and independently of the steering angle (α) and the feedback angle (β) , where the guidance angle (ω) can be detected for a target value specification of the steering speed and the driving direction.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Palanca de funcionamiento con unidad de retroalimentación activaOperating lever with active feedback unit
Campo técnicoTechnical field
La invención se refiere a una máquina que tiene un eje de dirección y a un transmisor de control manual para controlar la máquina, que comprendeThe invention relates to a machine having a steering shaft and a manual control transmitter for controlling the machine, comprising
a) una plataforma de montaje,a) a mounting platform,
b) un dispositivo de seguimiento con un marco y/o una carcasa, que está dispuesto de forma móvil sobre la plataforma de montaje,b) a tracking device with a frame and / or a housing, which is movably arranged on the mounting platform,
c) una palanca de control que está montada de manera pivotante en una unión alrededor de un eje, en donde la unión se proporciona en el marco y/o la carcasa del dispositivo de seguimiento,c) a control lever that is pivotally mounted in a joint about an axis, wherein the joint is provided on the frame and / or housing of the tracking device,
d) un transmisor de guía que detecta la deflexión como un ángulo de guía w de la palanca de control y genera una señal asociada con la deflexión w,d) a guide transmitter that detects the deflection as a guide angle w of the control lever and generates a signal associated with the deflection w,
e) una unidad de evaluación y procesamiento que procesa la señal desde el transmisor de guía y acciona la dirección hidráulica para controlar la máquina según la deflexión alrededor del ángulo de guía w, en donde la máquina está inclinada alrededor del eje de dirección en un ángulo de dirección a,e) an evaluation and processing unit that processes the signal from the guide transmitter and actuates the hydraulic steering to control the machine according to the deflection around the guide angle w, where the machine is tilted around the steering axis at an angle from address to,
f) un mecanismo de retorno que, después de una instrucción de control, siempre retorna la palanca de control a una posición inicial relativa en el marco y/o la carcasa del dispositivo de seguimiento,f) a return mechanism that, after a control instruction, always returns the control lever to a relative initial position in the frame and / or the housing of the tracking device,
g) un dispositivo de control que ajusta el dispositivo de seguimiento mediante un ángulo de retroalimentación p de manera que el ángulo de retroalimentación p es igual al ángulo de dirección a.g) a control device that adjusts the tracking device by a feedback angle p so that the feedback angle p is equal to the steering angle a.
DescripciónDescription
Estos transmisores de control manual se utilizan frecuentemente para controlar máquinas pesadas. Por ejemplo, se utilizan para controlar grúas, palas mecánicas, excavadoras, montacargas, o como reguladores de tráfico para vehículos ferroviarios y barcos. Pueden funcionar como una palanca de mando. En principio, muchos tipos de máquinas que funcionan de forma manual pueden controlarse con un transmisor de control manual. El diseño modular soporta el uso de un transmisor de control manual en muchos arreglos para los controles de máquinas. El control se realiza mediante la respectiva posición angular del vástago de control, que está conectado a la palanca de control. De ese modo, la posición angular puede detectarse con o sin contacto. La determinación de la posición angular ópticamente, p. ej., mediante un disco codificado, es conocida. Sin embargo, la posición angular también puede determinarse electrónicamente, por ejemplo, por medio de un potenciómetro.These hand control transmitters are frequently used to control heavy machines. For example, they are used to control cranes, power shovels, excavators, forklifts, or as traffic regulators for rail vehicles and ships. They can function as a joystick. In principle, many types of manually operated machines can be controlled with a manual control transmitter. The modular design supports the use of a hand-held transmitter in many machine control arrangements. Control is done by the respective angular position of the control stem, which is connected to the control lever. Thus, the angular position can be detected with or without contact. Determining the angular position optically, e.g. eg, by means of an encoded disk, it is known. However, the angular position can also be determined electronically, for example by means of a potentiometer.
Existen transmisores de control manuales que funcionan únicamente a través de un eje. Sin embargo, también se usan los transmisores de control manual de múltiples ejes. Los transmisores de control manual de múltiples ejes tienen, de manera correspondiente, al menos dos vástagos de control no paralelos, que se accionan mediante una transmisión adecuada. Técnica anterior There are manual control transmitters that operate solely through one axis. However, multi-axis hand control transmitters are also used. Multi-axis manual control transmitters correspondingly have at least two non-parallel control rods, which are actuated by a suitable transmission. Previous technique
El documento DE-20 2010 000 176 describe un control remoto para controlar vehículos con un dispositivo de maniobra, en donde el control remoto tiene un dispositivo de entrada, y los grados de libertad de la movilidad del vehículo a controlar se mapean en los grados de libertad de la movilidad del dispositivo de entrada.Document DE-20 2010 000 176 describes a remote control for controlling vehicles with a maneuvering device, wherein the remote control has an input device, and the degrees of freedom of the mobility of the vehicle to be controlled are mapped to the degrees of freedom of mobility of the input device.
El documento EP-0 671 604 A1 describe una palanca de mando que tiene dos potenciómetros que se acoplan a una palanca de control a través de una deflexión de cardán. A cada posición de la palanca de control se le asigna una posición correspondiente de las correderas del potenciómetro, de modo que los valores de voltaje usados en los terminales del potenciómetro pueden ser suministrados a un circuito de evaluación. Se propone un dispositivo para convertir al menos una deflexión mecánica unidimensional en una cantidad eléctrica correspondiente a dicha deflexión, en la que un extremo de un par de contactos corredizos se acciona con señales de accionamiento eléctricas mediante al menos dos superficies de contacto. El otro extremo del par de contactos corredizos se desplaza sobre un número de pistas conductoras que son guiadas en paralelo requeridas para una resolución específica. Como consecuencia del desplazamiento del par de contactos corredizos, las señales de accionamiento se transmiten a través de las pistas conductoras en contacto en sus extremos como señales de evaluación. Document EP-0 671 604 A1 describes a joystick having two potentiometers that are coupled to a control lever through a gimbal deflection. Each position of the control lever is assigned a corresponding position of the potentiometer slides, so that the voltage values used at the potentiometer terminals can be supplied to an evaluation circuit. A device is proposed for converting at least one one-dimensional mechanical deflection into an electrical quantity corresponding to said deflection, in which one end of a pair of sliding contacts is actuated with electrical actuation signals via at least two contact surfaces. The other end of the pair of sliding contacts rides on a number of conductive tracks that are guided in parallel required for a specific resolution. As a consequence of the displacement of the pair of sliding contacts, the actuation signals are transmitted through the conductive tracks in contact at their ends as evaluation signals.
El documento EP-0856 453 A2 describe un sistema de dirección electrohidráulico para vehículos que tiene una dirección manual y dirección automática (piloto automático), que se puede activar a través de un interruptor. El sistema de dirección consiste en al menos un cilindro de dirección hidráuliDocument EP-0856 453 A2 describes an electro-hydraulic steering system for vehicles having a manual steering and automatic steering (autopilot), which can be activated via a switch. The steering system consists of at least one hydraulic steering cylinder.
sensor para determinar los valores reales del ángulo de dirección de las ruedas, al menos una válvula de control hidráulica accionable eléctricamente que regula la aplicación del fluido hidráulico al cilindro de dirección y al menos un transmisor de señal de dirección automático para generar valores objetivo de señal de dirección eléctrica para el ángulo de dirección de las ruedas. Así, los valores objetivo de la señal de dirección generados automáticamente y los valores reales del ángulo de dirección de las ruedas se suministran a un dispositivo de evaluación y de control electrónico. La unidad de control y evaluación determina una señal eléctrica de accionamiento para la válvula de control hidráulica a partir del valor real del ángulo de dirección de las ruedas y el valor objetivo de la señal de dirección automáticamente generado. Para la dirección manual, se proporciona un transmisor de señal de dirección, que, a partir de un movimiento de accionamiento manual, genera igualmente un valor objetivo de señal de dirección eléctrica correspondiente, que también se suministra al dispositivo de control y evaluación. Dependiendo de qué dirección está activa, el dispositivo de control y evaluación evalúa los valores objetivo de señal de dirección manual o automática. Una palanca de dirección (“palanca de mando” ) también puede utilizarse como el transmisor de señal de dirección manual.sensor to determine the actual values of the steering angle of the wheels, at least one electrically actuated hydraulic control valve that regulates the application of hydraulic fluid to the steering cylinder and at least one automatic steering signal transmitter to generate signal target values power steering for the steering angle of the wheels. Thus, the automatically generated target values of the steering signal and the actual values of the steering angle of the wheels are supplied to an electronic evaluation and control device. The evaluation and control unit determines an electrical drive signal for the hydraulic control valve from the actual value of the steering angle of the wheels and the automatically generated target value of the steering signal. For manual steering, a steering signal transmitter is provided, which, from a manually actuated movement, also generates a corresponding electrical steering signal target value, which is also supplied to the control and evaluation device. Depending on which direction is active, the control and evaluation device evaluates the manual or automatic steering signal target values. A steering lever ("joystick") can also be used as the manual steering signal transmitter.
El documento EP-1316491 A2 describe un dispositivo y un método para operar un vehículo en el que se aplica una fuerza de recuperación y una fuerza de reacción a un elemento de accionamiento. El elemento de accionamiento está dispuesto de tal manera que pueda ser desplazado con respecto al vehículo y operado por un conductor. La fuerza de recuperación y la fuerza de reacción mueven el elemento de accionamiento a una posición inicial en respuesta a su estado y accionamiento.Document EP-1316491 A2 describes a device and a method for operating a vehicle in which a restoring force and a reaction force are applied to an actuating element. The drive element is arranged in such a way that it can be moved relative to the vehicle and operated by a driver. The restoring force and the reaction force move the actuator to an initial position in response to its condition and actuation.
La desventaja de este dispositivo es que el conductor no está suficientemente y directamente informado con respecto a cómo la máquina o el vehículo se comporta realmente.The disadvantage of this device is that the driver is not sufficiently and directly informed as to how the machine or the vehicle actually behaves.
Descripción de la invenciónDescription of the invention
El objetivo de la invención es evitar las desventajas de la técnica anterior y crear un transmisor de control manual para controlar una máquina con la que el usuario recibe inmediatamente retroalimentación sobre la base del transmisor de control manual, p. ej., en qué dirección se controla la máquina o piezas de la máquina.The aim of the invention is to avoid the disadvantages of the prior art and to create a manual control transmitter for controlling a machine with which the user immediately receives feedback on the basis of the manual control transmitter, e.g. eg in which direction the machine or machine parts are controlled.
Según la invención, el objetivo se logra porque, con un transmisor de control manual para controlar una máquina del tipo mencionado en el principio, se detecta el ángulo de guía (w) para una especificación de valor objetivo de la velocidad de dirección y la dirección de conducción.According to the invention, the goal is achieved in that, with a manual control transmitter for controlling a machine of the type mentioned in the beginning, the guiding angle (w) is detected for a target value specification of the steering speed and the steering of conduction.
La invención se basa en el principio de que la palanca de control del transmisor de control manual asume la posición desviada, que también se asigna a la máquina. Con este fin, la palanca de control siempre vuelve a una posición inicial relativa dentro del dispositivo de seguimiento después de una instrucción de control. La posición desviada de la palanca de control finalmente se logra mediante el dispositivo de seguimiento, en el que se monta la palanca de control. Esta posición inicial de la palanca de control, por lo tanto, se desvía por separado. Para este propósito, el efecto de la instrucción de control se determina y se asigna a una posición de la palanca de control. En un vehículo ferroviario, por ejemplo, la velocidad se puede determinar accionando el transmisor de control manual. De ese modo se define un valor objetivo. Si el vehículo ferroviario alcanza entonces la velocidad, el dispositivo regulador controla la palanca de control en un ángulo correspondiente que se asigna a dicha velocidad. Por medio de la presente invención, el usuario observa inmediatamente qué valor se ha establecido. The invention is based on the principle that the control lever of the manual control transmitter assumes the deviated position, which is also assigned to the machine. To this end, the control lever always returns to a relative home position within the tracking device after a control instruction. The deviated position of the control lever is finally achieved by the tracking device, on which the control lever is mounted. This initial position of the control lever, therefore, deviates separately. For this purpose, the effect of the control instruction is determined and assigned to a position of the control lever. In a rail vehicle, for example, speed can be determined by actuating the hand control transmitter. This defines a target value. If the rail vehicle then reaches speed, the regulating device controls the control lever at a corresponding angle that is assigned to that speed. By means of the present invention, the user immediately sees what value has been set.
Una realización ventajosa del transmisor de control manual según la invención resulta del hecho de que la unidad de accionamiento tiene un rotor que ajusta el dispositivo de seguimiento mediante un ángulo p, que se determina por la posición asignada a la máquina que es accionada con la deflexión w. Esta medida hace que el dispositivo de seguimiento gire con la palanca de control en un ángulo asignado con el rotor. Esto ahorra espacio, y la posición respectiva de la palanca de control es fácil de detectar para el usuario.An advantageous embodiment of the manual control transmitter according to the invention results from the fact that the drive unit has a rotor that adjusts the tracking device by an angle p, which is determined by the position assigned to the machine that is driven with the deflection w. This measurement causes the tracking device to rotate with the control lever at an assigned angle to the rotor. This saves space, and the respective position of the control lever is easy for the user to detect.
En una realización preferida del transmisor de control manual según la invención, el accionamiento del dispositivo de seguimiento tiene una transmisión. A menudo, el conductor gira demasiado rápidamente, de manera que la velocidad se puede reducir mediante una transmisión.In a preferred embodiment of the manual control transmitter according to the invention, the drive of the tracking device has a transmission. Often times, the driver turns too quickly, so speed can be reduced by a transmission.
En una realización preferida del transmisor de control manual según la invención, la transmisión de la unidad de accionamiento del dispositivo de seguimiento es autobloqueante. Esta medida sirve para adaptar mejor la deflexión de la palanca de control a la deflexión que se realiza realmente.In a preferred embodiment of the manual control transmitter according to the invention, the transmission of the drive unit of the tracking device is self-locking. This measure serves to better match the deflection of the control lever to the actual deflection.
Otra realización ventajosa de la invención consiste en el mecanismo de retorno que tiene una unidad de amortiguación que genera una amortiguación cuando se desvía la palanca de control. Para evitar la sobreutilización de la palanca de control mediante el mecanismo de retorno y para mejorar la háptica, la deflexión se amortigua mediante la unidad de amortiguación. Esto se logra, por ejemplo, a través de un freno de motor. Cuando se requiere, un motor de amortiguación adicional actúa sobre la palanca. El motor de amortiguación también puede cargarse con resistencias de frenado como frenos pasivos. También existe la posibilidad de operar activamente un motor de amortiguación para, por ejemplo, generar fuerzas de recuperación, efectos de vibración, o similares, como un elemento de retroalimentación de fuerza adicional. En la presente realización ilustrativa, el motor de amortiguación está conectado a la palanca de control mediante una transmisión no autobloqueante. Esto asegura que, si el motor de amortiguación falla, la palanca de control vuelve a su posición central relativa por medio de la reconfiguración del resorte. En este caso, la háptica cambia, pero la funcionalidad de detectar el ángulo de guía w todavía existe. La unidad de amortiguación, por lo tanto, preferiblemente tiene un resorte, un imán, un freno de motor y/o un freno de motor activo, que genera la amortiguación. Sin embargo, un elemento de amortiguación hidráulico y/o neumático también puede, de forma ventajosa, estar contenido en la unidad de amortiguación.Another advantageous embodiment of the invention consists of the return mechanism having a damping unit that generates damping when the control lever is deflected. To avoid overuse of the control lever by the return mechanism and to improve haptics, the deflection is damped by the damping unit. This is achieved, for example, through a motor brake. When required, an additional damping motor acts on the lever. The damping motor can also be loaded with braking resistors such as passive brakes. There is also the possibility of actively operating a damping motor to, for example, generate restoring forces, vibration effects, or the like, as an additional force feedback element. In the present illustrative embodiment, the damping motor is connected to the control lever by a non-self-locking transmission. This ensures that, if the damping motor fails, the control lever returns to its relative center position by reconfiguring the spring. In this case, the haptic changes, but the functionality of detecting the guide angle w still exists. The damping unit therefore preferably has a spring, a magnet, a motor brake and / or an active motor brake, which generates the damping. However, a hydraulic and / or pneumatic damping element can also advantageously be contained in the damping unit.
Una variante particular del transmisor de control manual según la invención consiste en la palanca de control que está diseñada para girar en la unión alrededor de al menos dos ejes perpendiculares entre sí, en donde al menos una unidad de amortiguación se asigna a cada eje. Esta medida ventajosa tiene el efecto de que la palanca de control del transmisor de control manual tiene más grados de libertad. Esta pluralidad de grados de libertad permite controlar una máquina de manera más compleja. Por ejemplo, se puede usar una deflexión para la velocidad, y la otra deflexión se puede usar para la dirección de un vehículo.A particular variant of the manual control transmitter according to the invention consists of the control lever that is designed to rotate at the junction around at least two axes perpendicular to each other, where at least one damping unit is assigned to each axis. This advantageous measure has the effect that the control lever of the hand control transmitter has more degrees of freedom. This plurality of degrees of freedom allows a machine to be controlled in a more complex way. For example, one deflection can be used for speed, and the other deflection can be used for steering a vehicle.
Otra realización ventajosa del transmisor de control manual según la invención consiste en que la máquina está diseñada como una máquina móvil, en particular, como un vehículo ferroviario, una pala de carga, o una grúa. Estos transmisores de control manual son particularmente útiles para estos vehículos. Cuando se trabaja con estos vehículos, los usuarios pueden detectar rápidamente qué posición de dirección tienen las ruedas, por ejemplo. Another advantageous embodiment of the manual control transmitter according to the invention consists in that the machine is designed as a mobile machine, in particular as a railway vehicle, a loading shovel, or a crane. These hand control transmitters are particularly useful for these vehicles. When working with these vehicles, users can quickly detect what steering position the wheels have, for example.
Otras realizaciones y ventajas son evidentes a partir del objeto de las reivindicaciones dependientes y a partir de los dibujos asociados con las descripciones. A continuación se explica en mayor detalle una realización ilustrativa con referencia a los dibujos adjuntos. La invención no pretende limitarse solamente a estas realizaciones ilustrativas. Estas sirven simplemente para explicar la invención en más detalle. La invención pretende cubrir todo el objeto que ahora y en el futuro resultará obvio para una persona experta en la técnica para llevar a cabo la invención.Other embodiments and advantages are apparent from the subject matter of the dependent claims and from the drawings associated with the descriptions. An illustrative embodiment is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. The invention is not intended to be limited solely to these illustrative embodiments. These merely serve to explain the invention in more detail. The invention is intended to cover the whole object that now and in the future will be obvious to a person skilled in the art to carry out the invention.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
La Fig. 1 muestra en un diagrama esquemático del principio básico de un transmisor de control manual según la invención. Fig. 1 shows a schematic diagram of the basic principle of a manual control transmitter according to the invention.
La Fig. 2 muestra en un diagrama esquemático del principio de un transmisor de control manual según la invención desde el lado en el caso de una deflexión neutra.Fig. 2 shows in a schematic diagram the principle of a manual control transmitter according to the invention from the side in the case of neutral deflection.
La Fig. 3 muestra en un diagrama esquemático del principio según la Fig. 2 de un transmisor de control manual según la invención desde el lado con una deflexión.Fig. 3 shows in a schematic diagram of the principle according to Fig. 2 of a manual control transmitter according to the invention from the side with a deflection.
La Fig. 4 muestra en un diagrama esquemático del principio el principio funcional del dispositivo regulador del transmisor de control manual según la invención.Fig. 4 shows in a schematic principle diagram the functional principle of the regulating device of the manual control transmitter according to the invention.
Realización ilustrativa preferidaPreferred Illustrative Embodiment
La Fig. 1 muestra, con 10, el esquema básico de un transmisor 12 de control manual según la invención. El transmisor 12 de control manual es para controlar una máquina, tal como una pala de carga. El transmisor 12 de control manual tiene una plataforma 14 de montaje. En esta plataforma 14 de montaje se proporciona el dispositivo 16 de seguimiento que tiene una carcasa 18. La carcasa 18 puede, por ejemplo, tener forma tubular o esférica. El dispositivo 16 de seguimiento se proporciona para ser móvil sobre la plataforma 17 de montaje. En la presente realización ilustrativa se proporciona un movimiento rotacional del dispositivo 16 de seguimiento.Fig. 1 shows, at 10, the basic diagram of a manual control transmitter 12 according to the invention. The hand control transmitter 12 is for controlling a machine, such as a loader. The hand-held transmitter 12 has a mounting platform 14. On this mounting platform 14 there is provided the tracking device 16 having a housing 18. The housing 18 may, for example, be tubular or spherical in shape. Tracking device 16 is provided to be movable on mounting platform 17. In the present illustrative embodiment, rotational movement of the tracking device 16 is provided.
Se proporciona una unidad 19 de control en la carcasa 18 del dispositivo 16 de seguimiento. La unidad 19 de control tiene un vástago 20 de control que está montado de forma pivotante alrededor de un eje 22. El vástago 20 de control montado de manera giratoria o pivotante forma una unión 23 para una palanca 24 de control. La palanca 24 de control se proporciona en el vástago 20 de control de la unidad 19 de control con una perilla 26 de control. La palanca 24 de control se proyecta con su perilla 26 de control fuera de una abertura 27 de la carcasa 18. La abertura 27 está diseñada en la carcasa 18 de tal manera que la palanca 24 de control puede desviarse con respecto a la carcasa 18. La deflexión w o la posición respectiva que experimenta la palanca 24 de control a través de un usuario para operar o controlar la máquina se detecta mediante un transmisor 28 de guía. El ángulo w de la deflexión también se menciona más adelante como el ángulo de guía w. El transmisor 28 de guía genera una señal de ángulo que corresponde a una correspondiente deflexión w de la palanca 24 de control alrededor del eje 22. Un mecanismo 30 de retorno siempre retorna la palanca 24 de control a su posición inicial 32 en la carcasa 18 del dispositivo 16 de seguimiento sin la acción de fuerza. Sin embargo, la posición puede cambiar con respecto a la plataforma 14 de montaje, siempre que el dispositivo 16 de seguimiento cambie su posición.A control unit 19 is provided in the housing 18 of the tracking device 16. The control unit 19 has a control stem 20 that is pivotally mounted about an axis 22. The pivotally or pivotally mounted control stem 20 forms a link 23 for a control lever 24. The control lever 24 is provided on the control stem 20 of the control unit 19 with a control knob 26. The control lever 24 projects with its control knob 26 out of an opening 27 in the housing 18. The opening 27 is designed in the housing 18 in such a way that the control lever 24 can be deflected relative to the housing 18. Deflection w or the respective position experienced by the control lever 24 through a user to operate or control the machine is detected by a guide transmitter 28. The angle w of the deflection is also mentioned later as the guide angle w. The guide transmitter 28 generates an angle signal corresponding to a corresponding deflection w of the control lever 24 around the axis 22. A return mechanism 30 always returns the control lever 24 to its initial position 32 in the housing 18 of the tracking device 16 without force action. However, the position can change with respect to the mounting platform 14, as long as the tracking device 16 changes its position.
El dispositivo 16 de seguimiento está diseñado con un accionador 34. El dispositivo 16 de seguimiento incluye además una unidad motriz 36 que acciona un rotor 40 con una transmisión 38. La unidad motriz 36 está diseñada preferentemente como un motor de corriente continua. Un transmisor 42 de ángulo acciona la unidad motriz de manera que el rotor 40 gira en un ángulo p con respecto a la plataforma 14 de montaje. En el proceso, el rotor 40 cambia su posición angular relativa a la plataforma 14 de montaje.The tracking device 16 is designed with an actuator 34. The tracking device 16 further includes a motor unit 36 that drives a rotor 40 with a transmission 38. The motor unit 36 is preferably designed as a direct current motor. An angle transmitter 42 drives the drive unit of so that the rotor 40 rotates at an angle p with respect to the mounting platform 14. In the process, rotor 40 changes its angular position relative to mounting platform 14.
La unidad 19 de control está integrada en el rotor 40. El ángulo p del rotor 40, que se mide con respecto a la plataforma de montaje, se denomina el ángulo de retroalimentación. El accionador 34 tiene una propiedad autobloqueante, de manera que la posición del rotor 40 no puede cambiarse mediante la acción de la fuerza de la palanca 24 de control.The control unit 19 is integrated into the rotor 40. The angle p of the rotor 40, which is measured relative to the mounting platform, is called the feedback angle. The actuator 34 has a self-locking property, so that the position of the rotor 40 cannot be changed by the force of the control lever 24.
En la Fig. 2, el transmisor 12 de control manual se muestra en una deflexión neutra. En la medida en que la Fig. 2 corresponde a la Fig. 1, también se usan los mismos signos de referencia. En esta realización ilustrativa, el transmisor 12 de control manual está diseñado como una máquina para una pala 44 de carga. La pala 44 de carga se muestra esquemáticamente por medio de sus ejes 46 de accionamiento. En el centro de la pala 44 de carga está su eje 48 de dirección. Tanto el ángulo de guía w de la deflexión de la palanca 24 de control con el vástago 20 de control alrededor del eje 22 como el ángulo de retroalimentación p del rotor 40 del dispositivo 16 de seguimiento están en una posición de dirección neutra. Por lo tanto, todas las ruedas - ruedas delanteras 50 y ruedas traseras 52 - están rectas. Sin embargo, dos desviaciones posibles de la palanca 24 de control se muestran en forma discontinua.In Fig. 2, the hand control transmitter 12 is shown in neutral deflection. Insofar as Fig. 2 corresponds to Fig. 1, the same reference signs are also used. In this illustrative embodiment, the hand control transmitter 12 is designed as a machine for a loading shovel 44. The loading shovel 44 is shown schematically by means of its drive shafts 46. In the center of the loading shovel 44 is its steering axle 48. Both the guide angle w of the deflection of the control lever 24 with the control stem 20 about the axis 22 and the feedback angle p of the rotor 40 of the tracking device 16 are in a neutral direction position. Therefore, all the wheels - front wheels 50 and rear wheels 52 - are straight. However, two possible deviations of the control lever 24 are shown discontinuously.
Como puede observarse en la Fig. 3, la pala 44 de carga se desvía alrededor del eje 48 de dirección en un ángulo de dirección a tan pronto como la palanca 24 de control se desvía en un ángulo de guía w (posición discontinua). Un dispositivo regulador 57 mueve de manera correspondiente el dispositivo 16 de seguimiento del transmisor 12 de control manual mediante este ángulo de retroalimentación p, de manera que el ángulo de retroalimentación p corresponde nuevamente al ángulo de dirección a. Con este fin, el dispositivo 16 de seguimiento gira alrededor de una posición asignada, que está definida por el ángulo de dirección a y/o el ángulo de retroalimentación p.As can be seen in Fig. 3, the loading shovel 44 deflects about the steering axis 48 at a steering angle a as soon as the control lever 24 deflects at a guide angle w (discontinuous position). A regulating device 57 correspondingly moves the tracking device 16 of the hand-held transmitter 12 by this feedback angle p, so that the feedback angle p again corresponds to the steering angle a. To this end, the tracking device 16 rotates around an assigned position, which is defined by the steering angle a and / or the feedback angle p.
Para este fin, el transmisor 28 de guía detecta la deflexión de la palanca 24 de control alrededor del ángulo de guía w. El transmisor 28 de guía genera entonces una señal asignada a dicho ángulo de guía w. Esta señal se obtiene mediante una unidad 53 de evaluación y procesamiento, que acciona la hidráulica de dirección (no mostrada) para controlar la pala 44 de carga. Este movimiento de dirección de la pala 44 de carga se mide mediante un transmisor 59 de ángulo. El ángulo de dirección medido a se utiliza como una señal de medición para regular la unidad motriz 36. Específicamente, la unidad motriz 36 ajusta entonces el rotor 40 por el ángulo de retroalimentación p correspondiente. La palanca 24 de control posteriormente se devuelve a su posición 32 inicial relativa en la carcasa 18 de una manera amortiguada.For this purpose, the guide transmitter 28 detects the deflection of the control lever 24 around the guide angle w. The guide transmitter 28 then generates a signal assigned to said guide angle w. This signal is obtained by an evaluation and processing unit 53, which actuates the steering hydraulics (not shown) to control the loader shovel 44. This steering movement of the loading shovel 44 is measured by an angle transmitter 59. The measured steering angle a is used as a measurement signal to regulate the drive unit 36. Specifically, the drive unit 36 then adjusts the rotor 40 by the corresponding feedback angle p. The control lever 24 is subsequently returned to its relative initial position 32 in the housing 18 in a cushioned manner.
En la carcasa 18 del dispositivo 16 de seguimiento, se proporciona el mecanismo 30 de retorno para la palanca 24 de control. Unos elementos de resorte 54 devuelven la palanca 24 de control en la carcasa 18 del dispositivo 16 de seguimiento a la posición inicial 32. La posición inicial 32 está centrada, tanto como sea posible. Una unidad de amortiguación que reduce una posible sobreutilización tras el accionamiento de la palanca 24 de control está designada por 58. Por lo tanto, el retorno de la palanca 24 de control a su posición inicial 32 se amortigua mediante la unidad 58 de amortiguación. Este efecto de amortiguación para evitar la sobreutilización de la palanca 24 de control también se puede conseguir, por ejemplo, mediante elementos 56 de amortiguación, tal como imanes. De forma alternativa, esta amortiguación también puede realizarse mediante una amortiguación del motor activo, que, sin embargo, no se muestra en esta realización ilustrativa.In the housing 18 of the tracking device 16, the return mechanism 30 for the control lever 24 is provided. Spring elements 54 return the control lever 24 in the housing 18 of the tracking device 16 to the initial position 32. The initial position 32 is centered, as much as possible. A damping unit that reduces possible overuse after actuation of the control lever 24 is designated 58. Therefore, the return of the control lever 24 to its initial position 32 is dampened by the damping unit 58. This damping effect to avoid overuse of the control lever 24 can also be achieved, for example, by damping elements 56, such as magnets. Alternatively, this damping can also be accomplished by active motor damping, which, however, is not shown in this illustrative embodiment.
En la Fig. 3, el transmisor 12 de control manual se muestra en la posición desviada. En la medida en que la Fig. 3 corresponde a las figuras anteriores, también se usan los mismos signos de referencia. En esta realización ilustrativa, el transmisor 12 de control manual es igualmente para la pala 44 de carga diseñada como una máquina. De forma similar a la Fig. 2, la pala 44 de carga se muestra de nuevo, estilísticamente, a través de sus ejes 46 de accionamiento. El eje 48 de dirección está en el centro de la pala 44 de carga. La palanca 24 de control está en su posición inicial 32. En comparación con la Fig. 2, el ángulo de retroalimentación p del rotor 40 del dispositivo 16 de seguimiento se ajusta mediante un ángulo p. Por lo tanto, las ruedas delanteras 50 se dirigen de una manera escalonada en este ángulo p, como se describió anteriormente. Como se ha descrito anteriormente, el dispositivo regulador 57 ha controlado el dispositivo 16 de seguimiento a la posición deseada, correspondiente a la posición de dirección de la pala de carga. In Fig. 3, the hand control transmitter 12 is shown in the deviated position. Insofar as Fig. 3 corresponds to the previous figures, the same reference signs are also used. In this illustrative embodiment, manual control transmitter 12 is likewise for loader shovel 44 designed as a machine. Similar to Fig. 2, the loading shovel 44 is shown again, stylistically, through its drive shafts 46. Steering axle 48 is in the center of loading shovel 44. The control lever 24 is in its initial position 32. Compared with Fig. 2, the feedback angle p of the rotor 40 of the tracking device 16 is adjusted by an angle p. Therefore, the front wheels 50 are steered in a staggered manner at this angle p, as described above. As described above, the regulating device 57 has controlled the tracking device 16 to the desired position, corresponding to the steering position of the loading shovel.
En la carcasa 18 del dispositivo 16 de seguimiento, se proporciona el mecanismo 30 de retorno para la palanca 24 de control. Los elementos 54 de resorte devuelven la palanca 24 de control en la carcasa 18 del dispositivo 16 de seguimiento a la posición inicial 32. La posición inicial 32 está centrada, tanto como sea posible. El retorno de la palanca 24 de control a su posición inicial 32 se amortigua mediante la unidad 58 de amortiguación para reducir cualquier sobreutilización posible de la palanca 24 de control tanto como sea posible. La amortiguación también puede realizarse mediante una amortiguación del motor activo, que no se muestra en esta realización ilustrativa. In the housing 18 of the tracking device 16, the return mechanism 30 for the control lever 24 is provided. The spring elements 54 return the control lever 24 in the housing 18 of the tracking device 16 to the initial position 32. The initial position 32 is centered, as much as possible. The return of the control lever 24 to its initial position 32 is damped by the damping unit 58 to reduce any possible overuse of the control lever 24 as much as possible. Damping can also be accomplished by active motor damping, which is not shown in this illustrative embodiment.
El modo de funcionamiento se describirá con referencia a la Fig. 4. El operador genera una señal de control correspondiente desviando la palanca 24 de control en el ángulo de guía w. Para este fin, el ángulo de guía w se detecta mediante el transmisor 28 de guía. El transmisor 28 de guía genera entonces una señal asignada a dicho ángulo de guía w. Esta señal se obtiene mediante una unidad 53 de evaluación y procesamiento, que acciona la hidráulica 60 de dirección (no mostrada) para controlar la pala 44 de carga. Este movimiento de dirección o el ángulo de dirección a de una junta giratoria de la pala 44 de carga es detectado por el transmisor 59 de ángulo. El ángulo de dirección medido a se utiliza como una señal de medición para regular la unidad motriz 36. De ese modo, el valor real para el ángulo de retroalimentación p y el valor objetivo, que está formado por el ángulo de dirección a de la pala de carga, se unen en la regulación. La unidad motriz 36 ajusta entonces el rotor 40 por el ángulo de retroalimentación p correspondiente. La palanca 24 de control posteriormente se devuelve a su posición 32 inicial relativa en la carcasa 18 de una manera amortiguada.The mode of operation will be described with reference to Fig. 4. The operator generates a corresponding control signal by deflecting the control lever 24 by the guide angle w. For this purpose, the guide angle w is detected by the guide transmitter 28. The guide transmitter 28 then generates a signal assigned to said guide angle w. This signal is obtained by an evaluation and processing unit 53, which operates the steering hydraulics 60 (not shown) to control the loader shovel 44. This steering movement or the steering angle a of a joint Rotation of the loading blade 44 is detected by the angle transmitter 59. The measured steering angle a is used as a measurement signal to regulate the drive unit 36. Thus, the actual value for the feedback angle p and the target value, which is formed by the steering angle a of the load, come together in regulation. The power unit 36 then adjusts the rotor 40 by the corresponding feedback angle p. The control lever 24 is subsequently returned to its relative initial position 32 in the housing 18 in a cushioned manner.
Utilizando la palanca 24 de control con resorte centrado, el operador puede controlar la hidráulica de dirección en ambas direcciones en cualquier momento y de forma independiente del ángulo de dirección a y del ángulo de retroalimentación p. Se detecta el ángulo de guía w y sirve para especificar el valor objetivo de la velocidad y la dirección de la conducción.Using the centered spring control lever 24, the operator can control the steering hydraulics in both directions at any time and regardless of the steering angle a and feedback angle p. The guidance angle w is detected and is used to specify the target value of the driving speed and direction.
Para evitar la sobreutilización de la palanca 24 de control mediante el mecanismo 30 de retorno y para mejorar la háptica, la deflexión se amortigua mediante la unidad 58 de amortiguación. Esto se logra, por ejemplo, a través de un freno de motor. Después, un motor de amortiguación adicional (no mostrado aquí) actúa sobre la palanca. El motor de amortiguación puede cargarse con resistencias de frenado como frenos pasivos.To avoid overuse of the control lever 24 by the return mechanism 30 and to improve haptic, the deflection is damped by the damping unit 58. This is achieved, for example, through a motor brake. Then an additional damping motor (not shown here) acts on the lever. The damping motor can be loaded with braking resistors such as passive brakes.
También existe la posibilidad de operar activamente un motor de amortiguación para, por ejemplo, generar fuerzas contrarias, fuerzas de recuperación, efectos de vibración, o similares, como un elemento de retroalimentación de fuerza adicional. En la presente realización ilustrativa, el motor de amortiguación está conectado a la palanca 24 de control mediante una transmisión no autobloqueante. Esto asegura que, si el motor de amortiguación falla, la palanca 24 de control vuelve a su posición central relativa por medio de la reconfiguración del resorte. En este caso, la háptica cambia, pero la funcionalidad de detectar el ángulo de guía w todavía existe.There is also the possibility of actively operating a damping motor to, for example, generate counter forces, restoring forces, vibration effects, or the like, as an additional force feedback element. In the present illustrative embodiment, the damping motor is connected to the control lever 24 by a non-self-locking transmission. This ensures that if the damping motor fails, the control lever 24 returns to its relative center position by reconfiguring the spring. In this case, the haptic changes, but the functionality of detecting the guide angle w still exists.
El dispositivo 16 de seguimiento ajusta toda la unidad 19 de control con la palanca 24 de control al ángulo de dirección real a. El accionador motriz 34 con una propiedad autobloqueante recibe una señal proporcional al ángulo de dirección a, la compara con su propio ángulo de retroalimentación p, y ajusta la unidad 19 de control hasta que el ángulo de retroalimentación p es igual al ángulo de dirección a. En la posición de reposo (no desviada por el operador), la palanca de control indica al operador el ángulo de dirección real a de la pala de carga a través del ángulo de retroalimentación p. En un estado sin corriente, la palanca 24 de control permanece en su estado e indica así el último ángulo de dirección a detectado.The tracking device 16 adjusts the entire control unit 19 with the control lever 24 to the actual steering angle a. The motor actuator 34 with a self-locking property receives a signal proportional to the steering angle a, compares it with its own feedback angle p, and adjusts the control unit 19 until the feedback angle p equals the steering angle a. In the home position (not deflected by the operator), the control lever indicates to the operator the actual steering angle a of the loader through the feedback angle p. In a de-energized state, the control lever 24 remains in its state and thus indicates the last detected steering angle α.
Lista de signos de referenciaList of reference signs
10 Representación esquemática básica del transmisor de control manual10 Basic schematic representation of the hand control transmitter
12 Transmisor de control manual12 Manual control transmitter
14 Plataforma de montaje14 Mounting platform
16 Dispositivo de seguimiento16 Tracking device
18 Carcasa18 Housing
19 Unidad de control19 Control unit
20 Vástago de control20 Control stem
22 Eje22 Axle
23 Unión23 Union
24 Palanca de control24 Control lever
26 Perilla de control26 Control knob
27 Abertura27 Aperture
28 Transmisor de guía28 Guide transmitter
30 Mecanismo de retorno30 Return mechanism
32 Posición inicial32 Starting position
34 Accionador34 Actuator
36 Unidad motriz36 Drive unit
38 Transmisión38 Transmission
40 Rotor40 Rotor
42 Transmisor de ángulo42 Angle transmitter
44 Pala de carga44 Loading shovel
46 Ejes de accionamiento46 Drive axles
48 Eje de dirección48 Steering axle
50 Ruedas delanteras50 front wheels
52 Ruedas traseras52 rear wheels
53 Unidad de evaluación y procesamiento 53 Evaluation and processing unit
Elementos de resorte Elementos de amortiguación Dispositivo regulador Unidad de amortiguación Transmisor de ángulo Hidráulica de dirección Spring elements Damping elements Regulating device Damping unit Angle transmitter Steering hydraulics
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