具有伸缩式提升臂的装载机的制作方法

本公开涉及一种动力机械。更具体地，本公开涉及具有伸缩式提升臂的动力机械。为了本公开的目的，动力机械包括产生动力以完成特定任务或多种任务的任何类型的机械。一种类型的动力机械是作业车辆。例如装载机的作业车辆通常是具有例如提升臂的可被操纵以执行作业功能的作业装置的自推进式车辆(但是一些作业车辆可具有其它作业装置)。作业车辆包括装载机、挖掘机、多用途车辆、拖拉机和挖沟机，仅举几个例子。

背景技术：

一些动力机械包括提升臂结构，该提升臂结构枢转地附接到动力机械的机架上并且通过提升致动器被控制相对于枢转附件旋转。当提升臂结构向上和向下旋转时，联接到提升臂结构的远端的工具或机具(例如铲斗)被升高和降低。根据各种提升臂结构的几何形状，这种工具可以沿着径向路径或大致竖直的路径升高。一些提升臂结构具有伸缩构件以允许可变的提升臂路径。以上讨论仅提供一般的背景信息，并且不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

技术实现要素：

本讨论公开了与具有提升臂的装载机相关的各种实施例，所述提升臂具有安装到装载机的机架的第一部分或悬臂和安装到第一部分并能够相对于第一部分可滑动地移动(通常称为伸缩)的第二部分或臂。在一些示例性的实施例中，动力机械包括机架和提升臂结构，所述提升臂结构具有枢转地安装到机架的第一臂或悬臂和联接到悬臂并被构造成从悬臂伸出和缩回到悬臂中的第二臂或伸缩臂。机具接口联接到提升臂结构的伸缩臂的远端并且被构造成将机具安装到提升臂结构。第一致动器联接在悬臂和机架之间并且被构造成升高和降低悬臂，而第二致动器联接在伸缩臂和悬臂之间并且被构造成相对于悬臂使伸缩臂伸出和缩回。动力机械的控制系统构造成在提升操作期间控制第一致动器和第二致动器，使得在第一致动器升高悬臂的同时，第二致动器使伸缩臂伸出和缩回，以在整个提升操作期间将机具接口或附接到机具接口的机具保持在基本上线性的路径(例如基本上竖直的路径)上。

在一些示例性实施例中，动力机械包括第一传感器，所述第一传感器被构造成提供表示悬臂相对于参照物(例如机架或重力)的位置的输出。动力机械还包括第二传感器，所述第二传感器被构造成提供表示伸缩臂相对于悬臂的位置或伸出程度的输出。在这样的实施例中，控制系统可被构造成在提升操作期间根据第一传感器和第二传感器的输出来控制第一致动器和第二致动器。

在其它示例性的实施例中，控制系统被构造成在提升操作期间控制第一致动器和第二致动器，使得当第一致动器将悬臂从较低位置升高到中间位置时，第二致动器使伸缩臂缩回以保持机具接口或附接到机具接口的机具的基本上线性或竖直的路径。控制系统还可被构造成在提升操作期间控制第一致动器和第二致动器，使得当第一致动器将悬臂从中间位置向上升高时，第二致动器使伸缩臂伸出以保持机具接口或附接到机具接口的机具的基本上线性或竖直的路径。可选地，所述路径可以是所限定的预设路径。例如，所限定的预设路径可以包括基本上竖直的路径部分。预设路径还可以包括在不平行于竖直的路径部分的方向上延伸超过所述竖直的路径部分的路径部分。

提供本发明内容和摘要是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在以下详细的描述中进一步描述。发明内容和摘要不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，它们也不旨在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。

附图说明

图1是示出了可在其上有利地实施本公开的实施例的代表性的动力机械的功能系统的框图。

图2是示出了另一代表性的动力机械的一部分的功能系统的框图，本公开的实施例可有利地实施在该另一代表性的动力机械上，该另一代表性的动力机械包括具有悬臂和伸缩臂的提升臂结构。

图3-4是装载机的立体图，在该装载机上可以有利地实施这里讨论的各种实施例的特征。

图5-7是另一代表性的动力机械的示意性的侧视图，该另一代表性的动力机械具有图1和2所示的动力机械的部件，其中，提升臂结构是可控制的，以保持机具或机具接口的竖直的提升路径。

图8-9是另一代表性的动力机械的示意性的侧视图，该另一代表性的动力机械具有图1-7中所示的动力机械的部件，其中，提升臂结构可通过使伸缩臂伸出和缩回来被控制，以在装载位置和运送位置之间水平地和竖直地移动机具和负载。

图10-11是另一代表性的动力机械的示意性的立体图，该另一代表性的动力机械具有被构造成允许从动力机械的两侧进入和离开的扶手。

图12是图3-4的代表性的动力机械的一部分的立体图，示出了提升臂结构的一部分和动力机械的机架的一部分，提升臂结构的一部分枢转地安装到该机架的一部分上。

图13是根据一个说明性的实施例的提升臂结构和机具接口之间的联动装置的侧视图。

图14示出了图13的具有完全缩回的倾斜缸的联动装置。

图15是图13的联动装置的立体图。

图16示出了图13的具有完全伸出的倾斜缸的联动装置。

具体实施方式

参照示例性实施例描述和示出了在本讨论中所公开的概念。然而，这些概念在其应用中不限于说明性实施例中的部件的构造和布置的细节，并且能够以各种其它方式实践或执行。本文中的术语是用于描述的目的，并且不应被认为是限制性的。本文中所用的词语，例如″包括″、″包含″和″具有″及其变体，旨在包括其后列出的项目、其等同物以及附加项目。

例如装载机的动力机械的实施例被公开，所述装载机具有提升臂结构，该提升臂结构具有悬臂和附接到所述悬臂的伸缩臂。在一些实施例中，提升臂的悬臂部分枢转地安装在机械动力机械的前侧并且在例如液压提升缸的第一致动器的动力下升高。第二致动器(例如液压伸缩缸)控制提升臂结构的伸缩部分相对于悬臂的伸出和缩回。当使用提升致动器升高或降低提升臂结构时，伸缩部分伸出或缩回以维持基本上线性的机具提升路径(即，安装到提升臂结构的机具的路径，或者，为了参照动力机械本身上的位置，机具可联接到其上的机具接口的路径)，在一些实施例中，该基本上线性的机具提升路径在提升臂结构的悬臂部分的提升路径的至少一部分上是线性的或更特别地为竖直的。提升位置传感器和伸缩位置传感器用于确定悬臂和伸缩臂的位置，使得提升致动器和伸缩致动器可用于控制机具提升路径。

在一些所公开的实施例中，提升臂的伸缩部分被构造成在悬臂部分没有旋转运动的情况下伸出和缩回，以在装载位置和运送位置之间移动机具。机具从装载位置到运送位置的运动使机具和所运送的负载都朝向动力机械水平地运动并且在支撑表面上方竖直地运动。这种运动允许在不使动力机械倾斜的情况下承载较重的负载，这种运动使所承载的负载的重心移动得更靠近动力机械的前部。机具从装载位置到运送位置的运动可以是响应于单个操作员输入的自动控制运动，也可以包括使用倾斜致动器的机具的自动回退。此外，在一些所公开的实施例中，动力机械的扶手被构造成从操作位置向上旋转，以允许操作员站在动力机械的两侧处进入和离开。

如将在下文描述的，这些特征以及更一般的概念可以在各种动力机械上实施。图1中以图表的形式示出了可在其上实践的实施例的代表性的动力机械。图2以图表的形式示出了其中可以实践所公开的特征和概念的动力机械的另一实施例的部分。图3-12示出了其中可以实践所公开的特征和概念的其它动力机械实施例。为了简洁起见，仅讨论了几个动力机械。不过，如上所述，下文的实施例可以在许多动力机械中的任何一个上实践，许多动力机械中的任何一个包括与图1-12中所示的代表性的动力机械不同的类型的动力机械。为了讨论的目的，动力机械包括机架、至少一个作业元件和能够向作业元件提供动力以完成作业任务的动力源。一种类型的动力机械是自推进式作业车辆。自推进式作业车辆是一类动力机械，所述一类动力机械包括机架、作业元件和能够向作业元件提供动力的动力源。至少一个作业元件是用于在动力下移动动力机械的动力系统。

图1是示出了动力机械100的基本系统的框图，下文讨论的实施例可以有利地结合在该动力机械100上，并且该动力机械100可以是多种不同类型的动力机械中的任何一种。图1的框图标识了动力机械100上的各种系统以及各种部件和系统之间的关系。动力机械100具有机架110、动力源120和作业元件130。因为图1中所示的动力机械100是自推进式作业车辆，所以它还具有牵引元件140和操作员站150，所述牵引元件140本身是设置成在支撑表面上移动动力机械的作业元件，所述操作员站150提供用于控制动力机械的作业元件的操作位置。提供控制系统160以与其它系统交互，以至少部分地响应于由操作员提供的控制信号来执行各种作业任务。控制系统160可包括适当编程和配置的处理器、控制器和其它电路、液压阀和其它液压元件、机械部件、以及用于控制动力机械100的功能的其它部件和系统。

某些作业车辆具有能够执行专用任务的作业元件。所述作业元件，即提升臂或提升臂结构，可被操纵以定位机具，以便执行任务。在一些情况下，所述机具可相对于作业元件定位(例如通过相对于提升臂旋转铲斗)以进一步定位所述机具。许多作业车辆旨在与多种机具一起使用，并且具有例如图1中所示的机具接口170的机具接口。最基本的是，机具接口170是机架110或作业元件130与机具之间的连接机构，连接机构可以简单地作为用于将机具直接地附接到机架110或作业元件130上的连接点，或者是更复杂的机构，如下所述。

在一些动力机械上，机具接口170可包括机具载具，所述机具载具是可移动地附接到作业元件的物理结构。所述机具载具具有接合特征和锁定特征，以将多个机具中的任何一个接收和固定到作业元件上。这种机具载具的一个特征是，一旦机具附接到机具载具，则机具载具就固定到所述机具(即，不能相对于所述机具移动)，并且当机具载具相对于作业元件移动时，所述机具与所述机具载具一起移动。这里使用的术语“机具载具”不仅仅是枢轴连接点，而是专门旨在于接收和固定到各种不同机具上的专用装置。机具载具本身可安装到例如提升臂或机架110的作业元件130上。机具接口170还可包括用于向机具上的一个或多个作业元件提供动力的一个或多个动力源。一些动力机械可具有多个带有机具接口的作业元件，每个作业元件可以但不一定具有用于接收机具的机具载具。一些其它动力机械可具有带有多个机具接口的作业元件，使得单个作业元件可同时接收多个机具。这些机具接口中的每一个都可以但不一定具有机具载具。

机架110包括可以支撑各种其它附接到机架110上或定位在机架110上的部件的物理结构。机架110可以包括任何数量的单独部件。一些动力机械具有刚性的机架。也就是说，机架的任何部分都不能相对于机架的另一部分移动。其它动力机械具有能够相对于机架的另一部分移动的至少一个部分。例如，挖掘机可以具有相对于下机架部分旋转的上机架部分。其它的作业车辆具有铰接的机架，使得机架的一部分相对于另一部分枢转以实现转向功能。

机架110支撑动力源120，动力源120能够向包括一个或多个牵引元件140的一个或多个作业元件130提供动力，并且在一些情况下，能够经由机具接口170提供动力以被所附接的机具使用。来自动力源120的动力可以直接提供给作业元件130、牵引元件140和机具接口170中的任何一个。或者，来自动力源120的动力可以被提供给控制系统160，控制系统160转而选择性地向能够使用动力来执行作业功能的元件提供动力。用于动力机械的动力源通常包括例如内燃机的发动机和例如机械变速器或液压系统的动力转换系统，所述动力转换系统能够将发动机的输出转换成可由作业元件使用的动力的形式。其它类型的动力源可以结合到动力机械中，并且包括电源或动力源的组合，通常称为混合动力源。

图1示出了指定为作业元件130的单个作业元件，但是各种动力机械可具有任何数量的作业元件。作业元件通常附接到动力机械的机架上并且能够在执行作业任务时相对于所述机架移动。此外，因为牵引元件140的作业功能通常是在支撑表面上移动所述工作机械100，所以牵引元件140是作业元件的特殊情况。因为许多动力机械除了牵引元件之外还具有附加的作业元件，所以牵引元件140被示出为与作业元件130分开，但是不总是这种情况。动力机械可以具有任何数量的牵引元件，其中的一些或全部可以接收来自动力源120的动力以推进动力机械100。牵引元件可以是例如履带组件、附接到轮轴的车轮等。牵引元件可以安装到机架，使得牵引元件的运动被限制为绕轮轴旋转(从而通过滑移动作实现转向)，或者可替代地，牵引元件枢转地安装到机架，以通过相对于机架枢转牵引元件来实现转向。在下文描述的示例性实施例中，牵引元件包括使用示例性安装结构和工艺安装到机架110的履带机架组件。

动力机械100包括操作员站150，所述操作员站150包括操作位置，操作员可从该操作位置控制动力机械的操作。在一些动力机械中，操作员站150由封闭或部分封闭的驾驶室限定。可在其上实践所公开的实施例的一些动力机械可不具有上述类型的驾驶室或操作员舱室。例如，手扶式装载机可以不具有驾驶室或操作员舱室，而是具有用作操作员站的操作位置，从该操作位置正确地操作动力机械。更广泛地，除了作业车辆之外的动力机械可具有操作员站，该操作员站不一定类似于上文所述的操作位置和操作员舱室。此外，诸如动力机械100和其它动力机械的一些动力机械，无论它们是否具有操作员舱室或操作员位置，都能够远程地(即，从远程定位的操作员站)操作而不是在邻近动力机械的操作员站上操作或在动力机械上的操作员站上操作，或者除了在邻近动力机械的操作员站上操作或在动力机械上的操作员站上操作之外，还能够远程地(即，从远程定位的操作员站)操作。这可包括如下这些应用，在这些应用中，可从与联接到动力机械的机具相关联的操作位置操作动力机械的至少一些操作员控制的功能。或者，利用一些动力机械，可提供能够控制动力机械上的至少一些操作员控制的功能的远程控制装置(即，远程控制装置远离动力机械和与动力机械联接的任何机具)。

提供动力机械100的描述是为了说明的目的，以提供可以在其上实践下文所讨论的实施例的说明性环境。尽管所讨论的实施例可以在例如由图1的框图中所示的动力机械100所大体描述的动力机械上实施，并且下文参照图2-9所描述的更具体的动力机械的实施例，除非另外指出或叙述，下文所讨论的概念不旨在在它们的应用方面受限于具体描述的环境。

图2是动力机械200的部分的图解说明，所述动力机械200可以是图1所示的动力机械100的更具体的实施例，并因此可以包括参照动力机械100描述的部件和系统。为了更好地描述所公开的概念和特征，仅示出了动力机械200的一些部件。动力机械200包括机架210和枢转地安装到机架210前侧的提升臂结构230。提升臂结构230具有枢转地安装到机架210的第一部分或悬臂234和与悬臂234可移动地接合的第二部分或伸缩臂236。可以是液压提升缸的第一致动器238联接在悬臂234和机架210之间以使悬臂234围绕悬臂234的机架连接点旋转或枢转。伸缩臂236嵌套在悬臂234内并且被构造成使用第二致动器239沿箭头237所示的方向伸出和缩回。也可以是液压缸的第二致动器239通常至少部分地包含在悬臂234内并由悬臂234保护。在伸缩臂236的远端处的机具载具270可用于将机具272安装到提升臂结构230和动力机械200上。在动力机械200是装载机的示例性实施例中，机具272可以是例如铲斗。机具272和伸缩臂236之间的机具载具270可被构造成允许机具272从机具载具270上移除。在一些实施例中，动力机械可以不具有机具载具，使得任何机具可直接枢转地联接到提升臂。

提升传感器242可操作地联接到悬臂234和提升致动器238中的一个或两个，以便监控悬臂234相对于机架或相对于例如支撑表面的参照物的位置。这样，提升传感器242可以是感测悬臂234相对于参照位置或平面的角度的角度传感器。提升传感器242还可以是感测第一致动器238的伸出或缩回的程度的线性传感器，或者可以是用于监控悬臂234的位置的其它类型的传感器。伸缩位置传感器244类似地联接到伸缩臂236和致动器239中的个或两个上，以监控伸缩臂236的伸出位置和缩回位置，并且从而监控机具接口270或所附接的机具272的伸出位置和缩回位置。

动力机械200的控制系统260可包括液压控制部件和电子机械控制部件。在示例性的实施例中，控制系统260被配置成控制第一致动器238和第二致动器239，以控制悬臂234的旋转的升高和降低以及伸缩臂236的伸出或缩回。在一些实施例中，使用来自提升传感器242和伸缩位置传感器244的输入，控制系统260被配置成控制第二致动器239以使伸缩臂236伸出和缩回，同时第一致动器238提升或降低悬臂234，以便保持线性的或竖直的机具路径。控制系统260可以保持线性的或竖直的机具路径以作为响应于来自用户输入装置262的输入而保持的预设路径，如参考图5-7更详细地描述的。

图3-4示出了装载机300，该装载机300是图1-2中所示的动力机械100和200的一个示例，在该示例中可以有利地采用下文所讨论的实施例。由于装载机300是动力机械100和200的一个示例，因此下文所描述的装载机300的特征包括与图1-2中所使用的那些附图标记大致相似的附图标记。例如，装载机300被描述为具有机架310，正如动力机械100具有机架110以及动力机械200具有机架210一样。

装载机300不应被认为尤其受限于对装载机300可以具有的、在此已经描述的特征的描述，所述特征对于所公开的实施例不是必需的，并且因此可以被包括在或可以不被包括在除了装载机300之外的动力机械中，在所述动力机械上可以有利地实践下文所公开的实施例。除非特别地指出，否则以下所公开的实施例可在各种动力机械上实施，其中装载机300仅为这些动力机械中的一个。例如，下文所讨论的一些或全部概念可以在许多其它类型的作业车辆上实施，许多其它类型的作业车辆例如各种其它装载机、挖掘机、挖沟机和推土机，但是仅举几个例子。

装载机300包括机架310，所述机架310支撑动力源320，动力源320能够产生或以其他方式提供用于操作动力机械上的各种功能的动力。动力源320以框图形式示出，但是位于机架310内。机架310还支撑呈提升臂组件330的形式的作业元件，所述作业元件由动力源320提供动力以执行各种作业任务。由于装载机300是作业车辆，所以机架310还支撑由动力源320提供动力的牵引系统，以用于在支撑表面上推进动力机械。可从机械的后部访问动力源320。后盖380覆盖开口(未示出)，当后挡板处于打开位置时，所述开口允许访问动力系统320。提升臂组件330转而支撑机具接口370，所述机具接口370提供用于将机具联接到提升臂组件的附接结构。

装载机300包括驾驶室结构355，所述驾驶室结构355限定操作员站350，操作员可以从操作员站350操纵操作员输入装置362以使动力机械执行各种作业功能。操作员站350包括操作员座椅358和多个操作员输入装置，所述多个操作员输入装置包括操作员可操纵以控制各种机械功能的控制杆362。除了在一些实施例中是多轴操纵杆的控制杆362之外或除此之外，操作员输入装置可包括按钮、开关、杆、滑块、踏板以及可以是独立装置的设备，所述设备例如为操作手杆或脚踏板，或者可以结合到手柄中，手柄例如控制杆362或显示面板上的手柄，手柄包括可编程输入装置。操作员输入装置的致动可产生呈电信号、液压信号和/或机械信号形式的信号。响应于操作员输入装置产生的信号被提供给动力机械上的各种部件，以控制动力机械上的各种功能。在经由动力机械300上的操作员输入装置控制的功能中，包括对牵引元件342l、342r、344l和344r(共同表示为340)、提升臂组件330和机具载具372的控制。操作员输入装置的操纵还可导致动力机械向可操作地联接到机具载具的任何机具提供控制信号。这种信号可以是呈电(包括无线)、液压、机械或其某个组合的形式。

装载机可以包括人机界面，所述人机界面包括设置在操作员站355处的显示装置，以便以可由操作员感测到的形式给出与动力机械的操作有关的信息的指示，例如听觉指示和/或视觉指示。可以以蜂鸣器、铃等的形式或经由语言交流来做出听觉指示。视觉指示可以以图形、光、图标、仪表、字母数字字符等的形式来作出。显示器可以专用于提供专用指示(例如警告灯或仪表)，或者动态地提供可编程信息，包括可编程显示装置，例如各种尺寸和性能的监视器。显示装置可提供诊断信息、故障检修信息、指导信息和帮助操作员操作动力机械或联接到动力机械的机具的各种其它类型的信息。也可提供对操作员可能有用的其它信息。其它动力机械，例如手扶式装载机，可能不具有驾驶室、操作员舱室或座椅。通常相对于操作员最适合和打算操纵操作员输入装置所在的位置来限定在这种装载机上的操作员位置。

包括下文所讨论的实施例和/或与下文所讨论的实施例相互作用的各种动力机械可具有支撑各种作业元件的各种机架部件。本文所讨论的机架310的元件是出于说明性目的而提供的并且机架310不一定是在其上可以实践实施例的动力机械上可以采用的唯一类型的机架。提升臂组件330说明性地枢转地销接到机架310的前部。将在下文更详细地讨论提升臂组件到机架的连接。机架310还在装载机300的任一侧上支撑呈车轮形式的牵引元件。

以上对动力机械100、200和300的描述是出于说明性的目的而提供的，以提供可在其上实践以下所讨论的实施例的说明性的环境。尽管所讨论的实施例可以在例如通常由在图1-2的框图中所示出的动力机械100和动力机械200所描述的动力机械上实践，并且更具体地在装载机(例如装载机300)上实践，除非另外指出或叙述，否则下文所讨论的概念不旨在在它们的应用方面受限于上文具体描述的环境。

图5-7示出了具有相对于机架310处于各种位置的提升臂组件的动力机械300的侧视图。此外，代表性的机具376联接到机具载具372(铲斗示出为能够联接到机具载具的一种类型的机具)。如图所示，动力机械300是装载机类型的动力机械，但是参照图5-7所描述的特征不限于在装载机上使用。动力机械300包括与参照图1-2所描述的那些特征、部件和系统类似的特征、部件和系统。尽管一些特征、部件和系统在图5-7中没有示出，但是本领域技术人员将认识到这些特征、部件和系统被包括在动力机械300中。

如图5所示，动力机械300包括机架310、联接到机架的提升臂结构330、在支撑表面352上支撑动力机械的牵引元件340、以及操作员站350。尽管未示出，但动力机械300包括在动力机械100和动力机械200中示出的部件，例如动力源、控制系统等。如同图2中所示的提升臂结构230，提升臂结构330是前部安装的伸缩式提升臂332，所述前部安装的伸缩式提升臂332具有第一部分或主要部分334和第二部分或伸缩臂部分336，所述第一部分或主要部分334在机架310的前端314附近枢转地安装到塔架312，第二部分或伸缩臂部分336能够相对于主要部分334移动。在一些实施例中，伸缩臂部分336嵌套在主要部分334内。

机具接口370设置在伸缩臂336的远端处。机具接口370被构造成将机具可操作地联接到伸缩臂部分336，并且更通常地联接到动力机械300。机具接口370可包括机具载具372，机具载具372允许机具可拆卸地附接到机具载具上，或者可以是伸缩臂336和机具之间的简单的连接点。倾斜致动器338联接到伸缩臂336和机具载具372中的每一个(或者在机具接口不包括机具载具的情况下，联接到机具本身)。倾斜致动器是可操作的以控制机具载架372相对于伸缩臂336的旋转。机具接口370还可包括辅助动力源(未示出)，机具可联接到该辅助动力源以将液压信号、电信号(包括无线信号)和机械信号的任何组合从动力机械提供给机具。

动力机械300还包括第一致动器或提升致动器335，第一致动器或提升致动器335枢转地联接到悬臂330的主要部分334和机架310中的每一个。在主要部分334枢转地安装到塔架312的情况下，悬臂330可在提升致动器335的控制下升高和降低。第二致动器或伸缩致动器(例如，见图2所示的致动器239)联接在主要部分334和伸缩臂部分336之间，以控制伸缩臂336相对于悬臂330的主要部分334的伸出和缩回。如图2中所示的致动器239的情况，动力机械300的伸缩致动器可部分地或全部地包含在悬臂330的结构内并由悬臂330的结构保护。在示例性的实施例中，如图5-7所示，使用位于操作员站350内的操作员输入装置362来控制悬臂330的利用提升致动器335进行的升高和降低以及伸缩臂336的利用相应的伸缩致动器进行的伸出和缩回。用户输入装置362也可以位于动力机械300或类似的动力机械上的其它位置，并且在一些实施例中可以远离动力机械300定位。在一些实施例中，用户输入装置362包括用于控制提升致动器的第一输入装置和用于控制伸缩致动器的第二输入装置。第一输入装置和第二输入装置可以是任何可接受的类型的输入致动装置，例如操纵杆362。在一些实施例中，第一输入装置和第二输入装置可以是相同的双轴操纵杆的两个轴。可以使用其他类型的用户输入。来自第一输入装置和第二输入装置的信号被提供给控制系统360，该控制系统360可处理表示操作员的移动提升臂组件的意图的信号。控制系统360还与第一致动器和第二致动器以及悬臂位置传感器和伸缩位置传感器(图5-7中未示出)通信以控制第一致动器和第二致动器的致动，所述悬臂位置传感器和伸缩位置传感器提供悬臂334和伸缩臂336的位置的指示。在第一模式中，控制系统360直接基于由第一输入装置和第二输入装置提供的信号来控制第一致动器和第二致动器(即，提升致动器和伸缩致动器)的运动。换句话说，第一致动器的运动取决于从第一输入装置接收的信号并且第二致动器的运动取决于来自第二输入装置的信号。

在一些实施例中，提供第二操作模式。在第二模式中，限定预定的机具路径并且对第一致动器和第二致动器的控制分别取决于第一输入装置的致动以及由悬臂位置传感器和伸缩臂位置传感器所指示的悬臂的位置和伸缩臂的位置。在该第二模式中，响应于第一输入装置沿预定的机具路径的致动，控制提升致动器和伸缩致动器以保持机具路径，对于悬臂的提升路径的至少一部分，所述预定的机具路径基本上是线性的，例如是竖直的。该机具路径在下文被描述为竖直的机具路径，但是将被理解为包括可能不是严格竖直的或者甚至不是线性的其他路径。在图5-7中，机具路径由可以基本上垂直于地面或支撑表面352的线段339示出。对提升致动器和伸缩致动器的控制可以部分地或完全自动化以沿预设路径移动。为了沿预设路径移动，动力机械300还包括提升传感器和伸缩位置传感器，两者都未在图5-7中示出，提升传感器和伸缩位置传感器都是上文参照图2所述的类型的传感器，以便提升臂结构330的主要部分334和伸缩臂部分336的位置一直是已知的。

更具体地参照图5，示出了处于降低位置的提升臂结构330的主要部分334，其中，伸缩臂部分336伸出以将机具376放置在地面上或支撑表面352上。当提升臂结构330的主要部分334沿箭头337所示的径向路径被提升到如图6中所示的中间位置时，伸缩臂部分336使用伸缩致动器被缩回，以沿着基本上竖直的机具路径339保持机具载具372或机具376。当主要部分334从图6中所示的中间提升臂结构的位置向上朝向图7中所示的完全伸出的位置移动时，伸缩臂部分336再次伸出以保持竖直的机具路径339。

虽然可以随着提升臂结构330的从悬臂完全降低的位置到悬臂完全升高的位置的整个运动保持竖直的机具路径339，但是在其它实施例中，仅针对提升操作的一部分保持竖直的机具路径339。此外，在一些实施例中，机具接口的路径351或机具的路径351包括竖直的机具路径339，但也延伸超过在路径部分339中的竖直的路径，如图7中所示(例如，允许额外的范围以用于将材料倾倒进入例如卡车车箱中或其它位置处)。例如，在一些实施例中，在主要部分334完全升高之后，伸缩臂部分336可以响应于来自第一输入装置的信号沿着不平行于竖直的路径部分339的路径部分353延伸。路径部分353还可以包括伸缩臂部分336沿着路径339的缩回。这种伸缩运动可以由在主要部分334的任何位置处的第一输入装置来命令。

现在参照图8-9，示出了根据示例性的实施例的动力机械400。如图所示，动力机械400是与动力机械300类似(或相同)的装载机类型的动力机械，但在图8-9中描述和示出的特征可不包含在动力机械300中，它们也不一定限于在装载机上使用。动力机械400包括与参照图1-7所描述的那些特征、部件和系统类似的特征、部件和系统。尽管一些特征、部件和系统在图8-9中没有示出，但是本领域技术人员将认识到这些特征、部件和系统包括在动力机械400中。

如图8中所示，动力机械400包括机架410、联接到所述机架的提升臂结构430、将动力机械支撑在支撑表面上的牵引元件440、以及操作员舱室450。与动力机械300的情况一样，尽管在图7中未示出，但动力机械400包括在动力机械100和200中示出的部件，例如动力源、控制系统等。如同提升臂结构230和330，提升臂结构430是前部安装的伸缩式提升臂，所述前部安装的伸缩式提升臂具有可相对于机架410枢转的第一部分或主要部分434和被构造成相对于主要部分434线性移动的第二部分或伸缩臂部分436。在一些实施例中，伸缩臂部分436嵌套在主体部分434内。

机具接口470设置在伸缩臂336的远端处。机具接口370被构造成将机具可操作地联接到伸缩臂部分336，并且更通常地联接到动力机械300。在伸缩臂部分436的远端处，机具接口470被构造成将机具476联接到臂上。与机具接口370的情况一样，机具接口470可以包括允许机具可拆卸地附接到机具载具的机具载具472，或者可以是伸缩臂436和机具472之间的简单连接点。倾斜致动器438联接到伸缩臂436和机具接口470中的每一个上。倾斜致动器是可操作的以控制机具472相对于伸缩臂436的旋转。

尽管由于提升臂结构430的定位而未在图8-9中示出，但是动力机械400还包括枢转地联接到机架410和主要部分434中的每一个的第一致动器或提升致动器，类似于提升致动器335。在提升臂结构430的主要部分434枢转地安装到机架410的前部的情况下，主要部分434可以在提升致动器的控制下沿着由箭头437近似表示的径向路径升高和降低。第二致动器或伸缩致动器(例如见图2中所示的致动器239)联接在主要部分434和伸缩臂部分436之间，以控制伸缩臂部分436相对于主要部分434的伸出和缩回。如图2中所示的致动器239的情况，动力机械400的伸缩致动器部分436可部分地或全部地包含在主要部分434的结构内并由主要部分434的结构保护。

在示例性的实施例中，使用位于操作员舱室450内的操作员输入装置462来控制主要部分434的利用提升致动器435进行的升高和降低以及伸缩臂436的利用相应的伸缩致动器进行的伸出和缩回。输入装置462也可位于动力机械400或类似的动力机械上的其它位置，并且在一些实施例中可远离动力机械400定位。在一些实施例中，用户输入装置462包括用于控制提升致动器的第一输入装置和用于控制伸缩致动器的第二输入装置。第一输入装置和第二输入装置(在图8-9中都没有示出)可以是任何可接受的类型的输入致动装置。在一些实施例中，第一输入装置和第二输入装置可以是相同的双轴操纵杆的两个轴。可以采用其它类型的用户输入装置。来自第一输入装置和第二输入装置的信号被提供给控制系统460，该控制系统460可处理表示操作员的移动提升臂组件的意图的信号。控制系统460还与第一致动器和第二致动器以及悬臂位置传感器和伸缩位置传感器(图2中所示)通信以控制第一致动器和第二致动器的致动，悬臂位置传感器和伸缩位置传感器提供主要部分434和伸缩臂部分436的位置的指示。与控制系统360的情况一样，在一种模式中，控制系统460直接基于由第一输入装置和第二输入装置提供的信号来控制第一致动器和第二致动器的运动。换句话说，第一致动器的运动取决于从第一输入装置接收的信号并且第二致动器的运动取决于来自第二输入装置的信号。

类似于动力机械300的控制系统360，控制系统460也可被构造成在以上所讨论的第二操作模式中起作用，以控制提升臂结构430，从而保持机具472或机具接口470沿预定的机具路径的运动，预定的机具路径例如是部分线性或完全线性的提升路径、竖直的提升路径等。这样，动力机械400包括以上参照图2所述的类型的提升传感器和伸缩位置传感器(图8-9中未示出)，以便主体部分434和伸缩臂部分436的位置一直是已知的。这种预定的提升路径可通过在主要部分434以例如参照图5-7所述的方式升高或降低时使伸缩臂436伸出和缩回来实现。

在示例性的实施例中，所公开的动力机械，例如动力机械400，还被构造成在不需要致动第一致动器或提升致动器以及主要部分434相对于机架410的相应的枢转运动的情况下，将机具476和所运送的负载从装载位置(图8中示出)移动到运送位置(图9中示出)。通过使用第二致动器(例如图2中所示的致动器239)缩回伸缩臂部分436以及从而将机具和负载提升到地面上方并将负载的重心(cog)移动得更靠近动力机械的前轮，来实现机具476和所运送的负载从装载位置到运送位置的运动。

图8示出了具有降低的主要部分434以及具有伸出以将机具476放置在装载位置的伸缩臂部分436的动力机械400。在一个示例性的实施例中，在机具476的装载位置处，主要部分434完全地降低，但不一定对于所有装载位置都是这种情况。而且，在所示的装载位置处，伸缩臂部分436伸出以将机具476抵靠支撑表面定位，但不一定在所有实施例或在所有装载位置处都是这种情况。当机具476处于装载位置时，所运送的负载的重心被定位于前轮的前面的第一距离处，其中所述第一距离由附图标记482表示。

图9示出了具有仍然降低的主体部分434并且具有缩回以将机具476放置在运送位置处的伸缩臂部分436的动力机械400。在所示的运送位置处，机具476和所运送的负载被提升离开支撑表面以帮助运送负载，并且所运送的负载的重心被定位于前轮的前面的小于第一距离的第二距离处。所述第二距离在图9中由附图标记表示。

通过伸缩臂部分436的缩回实现机具和负载的竖直运动和水平运动，在运输状态期间，负载被拉动得更靠近机械400以到达运送位置，并且负载的重心被移动得更靠近机械的前轮。由于负载不会导致机械容易地向前倾斜的事实，这提高了动力机械的提升能力。此外，在示例性的实施例中，当将机具从装载位置移动到运送位置时，机具476(例如铲斗)可使用倾斜致动器438被升高或返回，以帮助防止机具在移动时接合支撑表面和/或帮助将负载保持在机具上或机具中。在示例性的实施例中，在运送位置处，铲斗或机具的底部仅通过伸缩臂部分436缩回特定机械构造或任务所需要的各种距离而被升高到地面上方或支撑表面上方。在示例性的实施例中，在通过伸缩臂部分436的缩回而实现的运送位置处，铲斗或机具的底部被升高到地面上方最小10厘米的位置处。然而，在其它示例性的实施例中，在运送位置处，铲斗或机具(和机具接口)的底部被升高到地面上方最少20厘米的位置处。在另外的其它示例性的实施例中，通过伸缩臂部分436的缩回，机具和机具接口的底部显著地进一步升高到地面之上。例如，在一些特定的实施例中，已经发现有益的是，将动力机械构造成使得在运送位置处机具和机具接口的底部被升高到地面以上至少50厘米。此外，已经发现，在一些实施例中，特别有益的是，通过伸缩臂部分的缩回使得机具和机具接口的底部升高到动力机械的前轴的水平面之上而实现的运送位置。

在一些实施例中，通过缩回伸缩臂部分436而从装载位置到运送位置的运动被执行为第三操作模式或自动运送操作模式。在自动运送操作模式中，使用用户输入装置的单个操作员命令将导致控制系统460将机具从装载位置移动到运送位置。此外，在一些实施例中，单个操作员命令可导致倾斜致动器438如以上所讨论地那样使机具返回。而且，在一些实施例中，单个操作员命令可导致主要部分434降低并且导致伸缩臂部分436伸出以自动地将机具476放置到装载位置处。

现在参照图10-11，示出了动力机械500的一部分，动力机械500可具有与上述动力机械100、动力机械200、动力机械300和/或动力机械400类似的特征。尽管动力机械500可包括以上所讨论的特征中的任何一个，但并非所有支撑这些特征的部件都包括在图10-11中。例如，动力机械500的提升臂结构和驾驶室结构被省略以更清楚地示出如下所述的其它特征。

动力机械500具有带有操作员座椅505的操作员站550(在图10-11中移除了驾驶室)。扶手507定位于座椅505的每一侧上。在一些实施例中，扶手507支撑操作员输入装置562。扶手507中的每个在枢轴连接部508处枢转地安装到机架510的一部分或动力机械500的其它部分上。虽然扶手507枢转地安装到机架510上，但是扶手507可以被锁定在如图10中所示的降低位置或操作位置处。

扶手507中的每个还包括释放机构509，所述释放机构509被构造成将扶手从其降低位置解锁。一旦解锁，扶手可以升高到如图11中所示的允许进入或离开操作员座椅的位置。通过使两个扶手507被构造成以这种方式升高和降低，可以实现从动力机械的任一侧进入操作员站和离开操作员站。进入和离开可以通过升高扶手507中的任一个来实现，并且不一定是两个扶手都升高以进入或离开驾驶员座椅的情况。通过允许从机械的任一侧进入和离开，当障碍物阻塞机械的一侧时，操作员可以访问机械或离开机械。

图12示出了根据一个示例性的实施例的提升臂结构330的一部分。虽然图12中所示的提升臂结构330的部分示出了用于将提升臂结构330枢转地安装到塔架312的有利的连接结构，但是在一些实施例中，可以使用其它提升臂安装件。如上所讨论的，提升臂结构330具有主要部分334和一对附接到主要部分的翼部333a和翼部333b。翼部333a和翼部333b中的每一个分别在枢转接头394和枢转接头392处附接到塔架312。另外，主要部分334未附接到塔架312。枢轴接头394和枢轴接头392沿着轴线390对齐，使得主要部分334绕轴线390枢转。枢转接头394和枢转接头392通常位于提升臂结构330的端部332a处。已经发现，使用翼部392和翼部394将提升臂332安装到机架有利地提供了提升臂结构330在例如侧向负载或扭转负载下的改进的稳定性并且降低了提升臂结构在这种负载下旋扭的可能性。

图13-16示出了根据一个示例性的实施例的用于将倾斜缸338枢转地联接到提升臂结构330以及更特别地将机具载具272枢转地联接到机具接口270的联动装置结构390。虽然联动装置结构390示出为在提升臂结构330上，但其仅是可联接到提升臂结构330的联动装置结构的一个实施例。在其它实施例中，其它类型的联接方案和联接机构可用于将倾斜缸联接到机具载具。联动装置结构390有利地提供紧凑的布置并且允许在倾斜缸338的完全伸出位置和完全缩回位置之间的较大旋转角度。机具载具272在接头332b处枢转地安装到伸缩臂部分336。联动装置结构390包括支架386，倾斜缸338的杆端在接头338b处枢转地安装到支架386。支架386安装到伸缩臂部分436并且远离机具载具372延伸。也就是说，支架386在一端安装到伸缩臂部分436上并且朝向自由端延伸，该自由端朝向提升臂的主要部分334延伸并根据伸缩臂部分伸出多远而在提升臂的主要部分334上延伸。

倾斜缸338的基端安装到一对连接件384，该对连接件384枢转地联接到支架386，连接件384中的每个围绕接头384b枢转。因此，当倾斜缸338伸出和缩回时，倾斜缸338的杆端相对于支架386保持在适当位置，而倾斜缸的基端使连接件384围绕枢转接头384b枢转。连接件384分别在接头384a处枢转地联接到一对连接件382。连接件382又在接头372a处枢转地联接到机具载具372，以将倾斜缸388的线性运动转换成机具载具372绕接头332b的旋转运动。

图14示出了倾斜缸338完全缩回的状态，示出了提升臂结构330和机具载具372之间的最小角度393。该角度优选小于约50度，并且更优选为约37度。图15示出了倾斜缸338完全伸出的状态，示出了提升臂结构330和机具载具372之间的最大角度395。该角度优选地大于200度，并且更优选地为大约220度，使得机具载具在最小角度和最大角度之间的运动的范围为至少150度，并且更优选地为大约170度。

图13-16中所示的联动装置结构提供了几个优点。在这些优点中，运动范围足以允许在提升臂结构的伸缩臂部分和主要提升臂的整个运动范围内保持机具载具相对于地面的给定姿态。此外，通过具有从其附接点向后延伸到伸缩臂部分的支架，在不会在倾斜缸的定位方面浪费伸缩部分的长度的情况下，实现了该运动范围。因此，联动装置有利地实现了机具载具的较大范围的枢转运动，以及允许伸缩臂部分相对于其总长度的较大程度的伸出和缩回。

尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。