用于调节建筑机器的控制台的高度的装置.pdf

在调节建筑机器的控制台的高度中，用于调节控制台的高度的装置能够很容易地调节高度，且操作杆的位置沿前后方向没有较大移动。该装置包括：支承元件(1)，该支承元件布置在驾驶员座位的一侧上，并沿从驾驶员座位的前面至后面的方向延伸，该支承元件向上支承控制台；轴向元件(2)，该轴向元件水平地在驾驶员座位的右侧和左侧之间的方向上延伸，并相对于驾驶员座位被可旋转地支承；第一支承轴(7)，该第一支承轴与驾驶员座位啮合，它支承支承元件(1)的第一端，这样，支承元件(1)的第一端沿从驾驶员座位的前面向后面的方向滑动，并绕第一支承轴(7)枢轴转动；摆动元件(4)，该摆动元件具有第一端，该第一端与轴向元件(2)啮合，并可绕轴向元件(2)的中心轴线枢轴转动；以及第二支承轴(8)，该第二支承轴与摆动元件(4)的第二端啮合，支承元件(1)的第二端绕该第二支承轴枢轴转动。

1.  一种用于调节控制台的高度的装置，该控制台包括操作杆，且该控制台布置在建筑机器的驾驶员座位的一侧上，该装置包括：
支承元件，该支承元件布置在驾驶员座位的一侧上，并沿从驾驶员座位的前面至后面的方向延伸，该支承元件向上支承控制台；
轴向元件，该轴向元件水平地在驾驶员座位的右侧和左侧之间的方向上延伸，并相对于所述驾驶员座位被可旋转地支承；
第一支承轴，该第一支承轴与驾驶员座位啮合，它支承所述支承元件的第一端，这样，所述支承元件的第一端沿从驾驶员座位的前面向后面的方向滑动，并绕所述第一支承轴枢轴转动；
摆动元件，该摆动元件具有第一端，该第一端与所述轴向元件啮合，并可绕所述轴向元件的中心轴线枢轴转动；以及
第二支承轴，该第二支承轴与所述摆动元件的第二端啮合，所述支承元件的第二端绕该第二支承轴枢轴转动。

2.  根据权利要求1所述的用于调节控制台的高度的装置，其中：包括控制台、所述支承元件、所述摆动元件、所述第一支承轴和所述第二支承轴的成套装置设置在驾驶员座位的两侧中的每侧上；
所述第一支承轴支承布置在相同侧上的所述支承元件的第一端；
所述支承元件的第二端绕布置在相同侧上的所述第二支承轴枢轴转动。

3.  根据权利要求1或2所述的用于调节控制台的高度的装置，还包括蜗齿轮结构，该蜗齿轮结构包括：
蜗轮，该蜗轮形成为在所述轴向元件的外周上的齿轮；以及
蜗轮元件，该蜗轮元件具有与所述蜗轮配合在一起的内螺纹。

4.  根据权利要求3所述的用于调节控制台的高度的装置，其中：
所述蜗齿轮结构布置在驾驶员座位的前侧上；
所述第一支承轴布置在驾驶员座位的后侧上，并支承所述支承元件的后端；以及
所述支承元件的前端绕所述第二支承轴枢轴转动。

用于调节建筑机器的控制台的高度的装置
技术领域
本发明涉及一种用于调节布置在建筑机器中的驾驶员座位侧的控制台的高度的装置。
背景技术
用于普通建筑机器的控制台包括用于调节该控制台的高度的机构。控制台是具有操作杆和各种控制开关的操作板。两个操作台布置在驾驶室内的驾驶员座位的各侧。在大部分情况下，用于调节控制台的高度的机构独立于用于调节驾驶员座位的高度的机构设置，这样，控制台的高度可以根据操作人员的状态、操作时的姿势和驾驶员座位的位置而自由调节。
参考专利1公开了一种包括两个支承机构的操作站，这两个支承机构支承建筑机器的控制台的前端和后端。所述结构将控制台的后端支承为可相对于驾驶员的座位旋转，并将控制台的前端固定在多个不同位置中的一个位置处。参考专利1的技术将通过改变控制台的前端的支承高度而使得整个控制台绕在控制台后端处的支承点枢轴转动，这样，控制台的高度可以变化。
参考专利2公开了一种结构，用于通过固定元件而将控制台固定在设置于建筑机器的驾驶员室的地板上的安装板上，该固定元件的构造形成多个在各安装板和控制台上的竖直位置处不相同的位置调节孔，它们通过由插入在这些孔中的固定元件来连接在各元件上的一个孔而相互固定。在该构造中，布置在竖直方向的多组孔(这些组沿左右方向布置)的结构使得整个控制台能够沿竖直方向运动，从而使整个控制台保持在水平位置。
参考专利1：日本专利申请公开(KOKAI) No.HEI 7-90881
参考专利2：日本专利申请公开(KOKAI) No.HEI 11-303140
发明内容
本发明要解决的问题
然而，参考专利1的公开内容意味着在调节控制台的高度时整个控制台枢轴转动，同时控制台沿前后方向运动。因此，在控制台的高度调节之后，可能需要调节驾驶员座位的前后位置中的位置，这使得驾驶员很麻烦。
另一方面，在参考专利2公开的技术中，控制台的高度变化并不伴随着控制台沿前后方向的运动。然而，调节控制台的高度需要抽出和插入多个固定元件，这不会使得调节更容易。
此外，因为具有固定元件的上述调节机构将控制台的高度调节至多个预定阶梯式高度中的一个，因此该技术不能进行微小调节。
参考专利2公开了一种可选结构，其中，固定元件穿过其插入的连接孔的形状形成为椭圆形，具有沿竖直方向的长轴，以便可以无级调节。在这种情况下，插入在狭槽孔内的固定元件必须占据接触区域以便支承整个控制台的重量，因此垫片和螺栓可能很大。因此很难实现这种方案的结构。而且，还很难使得相对控制台的高度相同，因此产生另外的问题。
考虑到前述问题，本发明的目的是提供一种用于调节控制台的高度的装置，它能够很容易和细微地调节，同时避免操作杆的位置沿前后方向有较大变化。
解决问题的方式
为了实现上述目的，根据权利要求1，提供了一种用于调节控制台的高度的装置，该控制台包括操作杆，且该控制台布置在建筑机器的驾驶员座位的一侧，该装置包括：支承元件，该支承元件布置在驾驶员座位的一侧，并沿从驾驶员座位的前面至后面的方向延伸，该支承元件向上支承控制台；轴向元件，该轴向元件水平地在驾驶员座位的右侧和左侧之间的方向上延伸，并可相对于驾驶员座位被可旋转地支承；第一支承轴，该第一支承轴与驾驶员座位啮合，它支承支承元件的第一端，这样，支承元件的第一端沿从驾驶员座位的前面至后面的方向滑动，并绕第一支承轴枢轴转动；摆动元件，该摆动元件具有第一端，该第一端与轴向元件啮合，并可绕轴向元件的中心轴线枢轴转动；以及第二支承轴，该第二支承轴与摆动元件的第二端啮合，支承元件的第二端可绕该第二支承轴枢轴转动。
这里，轴向元件的旋转意思是绕轴向元件的中心旋转(在有限的旋转范围内)。
除了权利要求1的特征，根据权利要求2的、用于调节控制台的高度的装置还有以下特征：包括控制台、支承元件、摆动元件、第一支承轴和第二支承轴的成套装置布置在驾驶员座位的两侧的每一侧上；各第一支承轴支承布置在相同侧上的支承元件的第一端；各支承元件的第二端绕布置在相同侧上的第二支承轴枢轴转动。
除了权利要求1或2的特征，根据权利要求3的、用于调节控制台的高度的装置还包括蜗齿轮结构。该结构包括：蜗轮，该蜗轮形成为在轴向元件的外周上的齿轮；以及蜗轮元件，该蜗轮元件具有与蜗轮装配在一起的内螺纹。
除了权利要求3的特征，根据权利要求4的、用于调节控制台的高度的装置还有以下特征：蜗齿轮结构(即蜗轮元件和蜗轮)布置在驾驶员座位的前侧；第一支承轴布置在驾驶员座位的后侧，并支承支承元件的后端；以及支承元件的前端绕第二支承轴枢轴转动。
发明效果
用于调节控制台的高度的装置(权利要求1)使得轴向元件旋转，以便使得支承元件绕轴向元件的中心轴线旋转，同时使得支承元件相对于第一支承轴滑动，这样，控制台的高度可以结合支承元件进行调节。因为高度调节使得由支承元件支承的控制台上的任意点的运动为椭圆轨迹，因此可以将操作杆的这种轨迹设置成使得沿高度方向的调节量增加，从而抑制沿前后方向的运动量。换句话说，当进行高度调节时，操作杆的位置可以沿基本竖直方向运动。
用于调节控制台的高度的装置(权利要求2)可以使得右侧和左侧控制台的高度同时调节相同距离，因此可以省略平衡两个控制台的高度的需要。
因为用于调节控制台的高度的装置(权利要求3)借助于蜗轮元件和蜗轮来使得轴向元件旋转，因此轴向元件与蜗轮元件的速动比可以设置成更小。换句话说，可以避免旋转从轴向元件向蜗轮元件的旋转传递，从而不需要用于固定控制台的调节部分的装置和/或机构。
根据用于调节控制台的高度的装置(权利要求4)，将轴向元件和蜗轮元件布置在座位前侧将使得操作人员能够在坐在驾驶员座位上的同时调节控制台的高度，从而提高方便性。
附图说明
图1是显示根据本发明第一实施例的、用于调节建筑机器的控制台的高度的装置的总体结构的透视图；
图2是显示驾驶员座位的侧视图，根据本发明第一实施例的、用于调节建筑机器的控制台的高度的装置应用在该驾驶员座位上，其中控制台处于最低的位置；
图3是显示驾驶员座位的侧视图，根据本发明第一实施例的、用于调节建筑机器的控制台的高度的装置应用在该驾驶员座位上，其中控制台处于最高的位置；
图4是显示根据控制台的高度调节而运动的操作杆的轨迹的示意图，该控制台的高度调节通过根据第一实施例的、用于调节建筑机器的控制台的高度的装置来进行；(a)是本发明装置运动的轨迹；(b)是可绕后端枢轴转动的普通技术运动的轨迹，而(c)和(d)是本发明变化形式运动的轨迹；
图5是显示驾驶员座位的透视图，根据本发明第一实施例的、用于调节建筑机器的控制台的高度的装置应用在该驾驶员座位上；以及
图6是显示建筑机器的总体结构的透视图，该建筑机器具有驾驶员座位，根据本发明第一实施例的、用于调节建筑机器的控制台的高度的装置应用在该驾驶员座位上。
标记说明
1    支承元件
1a    狭槽孔
2     轴向元件
2a    轴向端部
2b    蜗轮
3     滑动板
4     摆动元件
5     支承板
6     蜗轮元件
6a    高度调节把手
7     第一支承轴线
8     第二支承轴线
9     框架
10    调节装置(用于调节控制台的高度的装置)
12    座位调节器
13    控制台
14    操作杆
15    臂靠
16    座位(驾驶员座位)
17    驾驶室
20    液压挖掘机(建筑机器)
具体实施方式
下面将参考附图介绍本发明的第一实施例。
图1-6将用于介绍根据本发明第一实施例的、用于调节建筑机器的控制台的高度的装置。图1是显示本发明的调节装置的总体结构的透视图；图2是显示驾驶员座位的侧视图，第一实施例的调节装置应用在该驾驶员座位上，其中控制台处于最低的位置；以及图3是显示驾驶员座位的侧视图，第一实施例的调节装置应用在该驾驶员座位上，其中控制台处于最高的位置。
图4(a)-4(b)是显示根据控制台的高度调节而运动的操作杆的轨迹的示意图；(a)是本发明调节装置运动的轨迹；(b)是可绕后端枢轴转动的普通技术运动的轨迹，而(c)和(d)是本发明变化形式的运动的轨迹。
图5是驾驶员座位的透视图，本发明的调节装置应用在该驾驶员座位上；以及图6是表示建筑机器的总体结构的透视图，该建筑机器具有驾驶员座位，本发明的调节装置应用在该驾驶员座位上。
结构简介
根据第一实施例用于调节控制台的高度的装置10(下文中称为调节装置)应用于图6中所示的液压挖掘机20。液压挖掘机20包括：下部结构21，该下部结构21装备有形成于履带牵引装置上的可液压运动机构；以及上部结构22，该上部结构22可旋转地布置在下部结构21上。
上部结构22包括液压工作设备19，该液压工作设备19向机器的前方伸出；驾驶室17，该驾驶室17是操作人员(驾驶员)的隔间；发动机室18，该发动机室18容纳发动机，该发动机用作各种液压单元的动力源；配重，用于平衡液压挖掘机20的重量；以及其它部分。
如图5中所示，在驾驶室17中还设置有用于操作人员的座位(驾驶员座位)16。座位16布置在驾驶室17的底板上，并插入有座位调节器12。通过这种结构，座位16的位置和角度能够通过使座位调节器12沿前后方向和沿竖直方向运动和/或后靠而调节成适合操作人员在操作液压挖掘机20时的状态和姿势。在下文中，前后方向、左右方向和竖直方向是基于驾驶室17的，除非另外说明。
控制台13布置在座位16的左侧和右侧中的每侧上。各控制台13包括：操作杆14，用于操作工作设备19；各种控制开关，例如用于设置发动机速度的加速表；等等。
操作杆14为普通四方向十字操作杆，并支承为可相对于控制台13沿前后方向和左右方向摆动。在各控制台13的上表面上，臂靠15布置为支承操作人员的臂。臂靠15的高度可以通过未示出的提升机构而人工调节。
调节装置10通过改变控制台13相对于座位调节器12(即座位16)的位置来调节控制台13的高度。
调节装置的结构
图1显示了布置在座位16下面的调节装置10的结构。图1显示了调节装置10，其中座位16和控制台13从该调节装置10上除去。
调节装置10包括支承元件1、轴向元件2、摆动元件4、第一支承轴7、第二支承轴8和蜗轮元件6。在座位16的两侧上，与座位调节器12啮合的框架9沿前后方向延伸。包括框架9、支承元件1、摆动元件4、第一支承轴7、第二支承轴8和控制台13的成套装置布置在座位16的各侧上。支承元件1、摆动元件4、第一支承轴7和第二支承轴8中的每一个在形状上和布置上都与布置在相对侧上的相应元件对称。
沿前后方向延伸的支承元件1布置在框架9的一侧上。支承元件1为板的形式，该板的表面垂直布置。支承元件1具有狭槽孔1a，该狭槽孔1a沿前后方向延伸，并形成于支承元件1的后端上，且该支承元件1还具有支承板5，该支承板5从支承元件1的中心部分水平伸出。支承板5向上支承控制台13。换句话说，控制台13通过支承板5而由支承元件1支承并固定在该支承元件1上。
第一支承轴7水平地、可摆动地和松弛地插入在狭槽孔1a中。第一支承轴7的一端固定在框架9上，另一端与滑动板3啮合。通过该结构，支承元件1由框架9支承，这样，支承元件1的后端可沿前后方向滑动狭槽孔1a的长度，并可相对于框架9旋转。滑动板3可滑动地与支承元件1的板表面接触。
右侧和左侧框架9通过轴向元件2而在座位16的前侧相互连接，该轴向元件2相对于各框架9被可旋转地支承。这里的术语“可旋转”是表示轴向元件2绕它的中心轴线在有限范围内旋转。
靠近轴向元件2的两端2a的部分固定在摆动元件4的一端上，这样，摆动元件4与轴向元件2协同摆动，也就是说摆动元件4在轴向元件2上枢轴转动。其中，各摆动元件4的另一端与第二支承轴8啮合，该第二支承轴8支承支承元件1的前端并使它旋转。
为齿轮形式的蜗轮2b形成于轴向元件2的各端2a处的外周表面上。紧接在该蜗轮2b的下面还布置有蜗轮元件6，该蜗轮元件6具有与蜗轮2b的齿配合在一起的内螺纹。
蜗轮元件6由框架9可旋转地支承，并与高度调节把手6a同轴连接。蜗轮2b和蜗轮元件6用作蜗齿轮结构。蜗轮2b与蜗轮元件6的转速比设置为极小。因此，当操作人员以正常速度转动高度调节把手6a时，轴向元件2在它的轴线上非常缓慢地转动。
这里，我们假定在插入在摆动元件4内的轴向元件2的轴向中心A和第二支承轴8的轴向中心B之间的距离由a表示，在插入在支承元件1内的第二支承轴8的轴向中心B和位于狭槽孔1a的前端的第一支承轴7的轴向中心C之间的距离由距离b表示，如图2的侧视图所示。第一实施例将摆动元件4和支承元件1的长度设置成使得在轴向元件2的轴向中心A和第一支承轴7的轴向中心C之间的距离等于距离a+b。不过，在上述轴向中心之间的距离决不局限于上述设置，而是可以根据摆动元件4和支承元件1的长度以及轴向元件2的摆动角度而合适地确定。
支承元件1用作曲柄-滑动器机构的杠杆，其中，支承元件1与第二支承轴8连接，这样，支承元件1的前端可绕轴向元件2旋转，且支承元件1的后端可水平滑动。与摆动元件4摆动相结合，支承元件1的任意点(也就是在与支承元件1相连的坐标上的任意点)运动描绘出椭圆形轨迹或椭圆的弧的轨迹。
效果和优点
上述结构的调节装置10提供了以下性能、效果和优点。
首先，当第一支承轴7与支承元件1的狭槽孔1a的前端接触时，支承元件1沿基本水平方向延伸，如图2中所示。图4(a)以实线显示了这时的曲柄-滑动器机构。支承元件1位于连接轴向元件2的轴向中心A和第一支承轴7的轴向中心C的假想线上。
因为控制台13固定在支承元件1上，因此固定在控制台13上的操作杆14的位置可以假定为也固定在该支承元件1上。根据该假设，操作杆14的顶端在图4(a)中由参考标号L₁表示。
当高度调节把手6a旋转时，该旋转通过蜗齿轮结构传递给蜗轮2b。然后轴向元件2旋转。这使得与轴向元件2啮合的摆动元件4与轴向元件2的旋转相结合地旋转，因此，第二支承轴8的轴向中心B(也就是支承元件1的前端)绕轴向元件2的轴向中心A旋转。同时，支承元件1的后端根据该支承元件的前端的运动而向前滑动。
轴向元件2的旋转同时使得布置在座位16两侧上的摆动元件4旋转，这样，布置在座位16两侧上的左侧和右侧支承元件1每次同时滑动相同距离。
轴向元件2能够继续旋转，直到第一支承轴7与狭槽孔1a的后端接触，如图3中所示。这时，曲柄-滑动器机构处于图4(a)中虚线所示状态，其中，第二支承轴8的轴向中心B基本位于轴向元件2的轴向中心A之上。在这种状态下，支承元件1到达倾斜位置，这是因为支承元件1从图中实线所示的水平位置向上和向前运动。
根据支承元件1的运动，操作杆14的顶端也运动。因为支承元件1用作曲柄-滑动器机构的杠杆，因此，固定在支承元件1上的操作杆14描绘出椭圆的弧的形式的运动轨迹，并运动至由图4(a)中的参考标号L₁′所示的位置。
这里，对于由普通调节装置应用于其上的操作杆的运动而产生的轨迹进行补充说明。
如图4(b)所示，在当支承控制台的支承元件可枢轴转动地支承于后端A′处时的调节装置中，支承元件的枢轴转动(与第一实施例的支承元件1的枢轴转动类似)使得支承元件从实线的状态转变成虚线的状态。这时，操作杆的顶端绕支承元件的后端A′而从位置L₂枢轴转动至位置L₂′。简单地说，运动的水平距离为X₂。另一方面，第一实施例的调节装置10使得支承元件1运动水平距离X₁，如图4(a)中所示，这与普通技术相比大大降低。
图3中的虚线表示了处于图2所示的状态中的操作杆14的位置。由图中可知，操作杆14的位置沿基本垂直方向运动。
因此，第一实施例可以将由支承元件1支承的控制台13的任意点的轨迹设置成椭圆轨迹。第一实施例还增加了沿高度方向运动的调节量，同时抑制了沿前后方向的运动。即，安装在控制台13上的操作杆14的位置可以通过垂直运动来调节。这可以在调节控制台13的高度之后不需要调节座位16的位置，从而提高了可使用性。
此外，左侧和右侧的控制台13可以一次调节相同量，且操作人员不必调节在左侧和右侧控制台13的高度之间的平衡。
而且，因为调节装置10借助于蜗轮结构而绕轴向元件2旋转，因此可以避免从轴向元件2向蜗轮元件6传递动力。这样，在控制台13的高度一旦被调节后，可以不需要用于固定控制台13的高度的机构和/或装置。轴向元件2与蜗轮元件6的较小速动比使得操作人员能够很容易地只使用很小的力来调节高度。调节装置10不需要固定元件(普通调节装置需要该固定元件)，并能够很容易地额外地调节高度，从而能够微量调节高度。
在调节装置10中，除了高度调节把手6a之外，蜗轮元件6、轴向元件2和摆动元件4也布置在座位16的前侧。更具体地，在支承元件1的第一支承轴7布置在座位16的后侧且第二支承轴8布置在座位16的前侧的曲柄-滑动器机构中，蜗齿轮结构(即轴向元件2的蜗轮2b和蜗轮元件6)布置在座位16的前侧使得操作人员能够保持就坐在座位16中，同时调节控制台13的高度，从而能够使操作人员更方便。
因为调节装置10调节控制台13相对于与座位调节器12啮合的框架9的高度，因此即使座位16的高度和姿态根据座位调节器12的位置调节而变化时，也可以有利地保持控制台13与座位16的相对位置。
其它
上面介绍了本发明的第一实施例。本发明并不局限于前述实施例，且在不脱离本发明的精神的情况下可以提出各种变化和改变。
在第一实施例中，摆动元件4和支承元件1的高度设置成使得在轴向元件2的轴向中心A和第一支承轴7的轴向中心C之间的距离等于距离a+b。也可选择，摆动元件4和支承元件1的长度可以如图4(c)所示来设置。在该可选形式中，在支承元件1上的第二支承轴8的轴向中心B和位于狭槽孔1a的后端处的第一支承轴7的轴向中心C之间的距离认为是距离b，且摆动元件4和支承元件1的长度设置成使得在轴向元件2的轴向中心A和第一支承轴7的轴向中心C之间的距离等于距离b-a。这样的长度设置也可以使得操作杆14沿基本垂直方向从位置L₃运动至位置L₃′。
还可以选择，可以使用沿前后方向与调节装置10相对的曲柄-滑动器机构，如图4(d)中所示。在该可选形式中，操作杆14可以沿基本垂直方向从位置L₄运动至位置L₄′。由操作杆14的运动描述的椭圆轨迹根据支承元件1和摆动元件4的尺寸、第一支承轴7和第二支承轴8的位置以及形成于支承元件1上的狭槽孔1a的长度(滑动范围)和延伸方向(滑动角度)而变化，因此可以被合适地确定以便满足需要。
上面详细所述的第一实施例具有在座位16的两侧上的两个控制台13，作为由调节装置10进行高度调节的目标。不过，单个控制台13可以布置在任意一侧上。
第一实施例介绍为假定调节装置10布置在液压挖掘机20的驾驶室17中。然而，调节装置10可以用于调节布置在各种工作机器，例如起重机、轮胎式装载机和农用电动机拖拉机上的控制台。