本公開涉及一種懸掛系統(tǒng)，并且具體地，涉及一種作業(yè)機械的可基于應(yīng)用而被鎖定或解鎖的懸掛系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

緊湊型履帶裝載機或其它作業(yè)機械通常具有由操作者控制的至少一個器具。該器具可以是多個不同的裝置，例如反鏟或鏟斗。如果該器具將用于操縱有效載荷，那么常常期望與下方的支承面具有剛性的連接。更具體地，為了提供對器具的最大可能的控制，當(dāng)器具正在操縱有效載荷時，作業(yè)機械不應(yīng)當(dāng)顯著地移動。如果作業(yè)機械利用履帶沿著下方的表面行進，有時履帶被剛性地安裝到作業(yè)機械的框架上以便在使用該器具時抑制作業(yè)機械的移動。類似地，作業(yè)機械常常具有剛性地安裝到框架上的輪子。然而，當(dāng)作業(yè)機械操縱有效載荷時，該輪子可能輕微地偏斜。輪子的偏斜可能導(dǎo)致作業(yè)機械改變傾斜狀態(tài)，并且因此很難控制該器具。

當(dāng)履帶或輪子被剛性地安裝到作業(yè)機械上時，當(dāng)其在下方的表面上行進時，操作員可能經(jīng)歷來自該下方的表面的各種輸入。這些輸入對于操作員來說是不舒服的，并且使操作員很難控制該作業(yè)機械。為了抵消這些輸入，一些作業(yè)機械具有被實現(xiàn)為懸掛系統(tǒng)的履帶或輪子。懸掛系統(tǒng)減小來自下方的表面的輸入的影響，并且為操作員提供更舒適的乘坐。然而，當(dāng)操作員利用該器具移動有效載荷時該懸掛系統(tǒng)也偏斜，導(dǎo)致作業(yè)機械相對于下方的表面傾斜。

因此，具有懸掛系統(tǒng)的作業(yè)機械允許操作員舒服地穿越下方的表面，但是導(dǎo)致操作員在操作該器具時失去精確性?？商娲?，沒有懸掛的作業(yè)機械允許操作員以高精確性操作器具，但是當(dāng)作業(yè)機械穿越下方的表面時給操作員提供不舒服的乘坐。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鎖定軸組件可以將至少一個驅(qū)動機構(gòu)連接至作業(yè)機械的框架。鎖定軸組件可以具有：適于與所述至少一個驅(qū)動機構(gòu)樞轉(zhuǎn)地連接的軸；和軸臂，所述軸臂具有彼此偏置的軸通孔和鎖定連接器通孔。軸可以在軸臂通孔處與軸臂機械地連接。進一步地，鎖定連接器臂可以與框架樞轉(zhuǎn)地連接并且在鎖定連接器通孔處與軸臂機械地連接。鎖定連接器還可以限定鎖定臂。附加地，鎖定致動器可以具有鎖定配置和阻尼配置以及第一端和第二端。第一端可以與框架樞轉(zhuǎn)地連接，并且第二端可以與鎖定臂樞轉(zhuǎn)地連接。在一個實施例中，當(dāng)鎖定致動器處于阻尼配置時，軸臂能夠部分地圍繞鎖定連接器臂樞轉(zhuǎn)。進一步地，當(dāng)鎖定致動器處于鎖定配置時，可以限制軸臂繞鎖定連接器臂樞轉(zhuǎn)。

在另一個實施例中，用于履帶式車輛的鎖定懸掛系統(tǒng)可以具有框架，所述框架將駕駛室連接至至少一個履帶組件上。履帶組件還可以具有前端和后端。前軸連接器可以在履帶組件中限定前軸線，并且后軸連接器可以在履帶組件中限定后軸線。前扭轉(zhuǎn)軸線可以與前軸線平行，但是相對于前軸線偏移，并且前扭轉(zhuǎn)軸線被限定在框架中，并且后扭轉(zhuǎn)軸線可以與后軸線平行，但是相對于后軸線偏移，并且后扭轉(zhuǎn)軸線被限定在框架中。進一步地，前軸臂可以在前軸線和前扭轉(zhuǎn)軸線之間延伸，并且后軸臂可以在后軸線和后扭轉(zhuǎn)軸線之間延伸。鎖定連接器臂可以沿著前扭轉(zhuǎn)軸線與框架樞轉(zhuǎn)地連接，并且具有從其延伸的鎖定臂。鎖定致動器可以在第一端上與框架樞轉(zhuǎn)地連接，并且在第二端上與鎖定臂樞轉(zhuǎn)地連接。進一步地，前扭轉(zhuǎn)彈簧和后扭轉(zhuǎn)彈簧可以分別在前扭轉(zhuǎn)軸線和后扭轉(zhuǎn)軸線處與框架樞轉(zhuǎn)地連接。前扭轉(zhuǎn)彈簧可以與鎖定連接器臂機械地連接，并且鎖定連接器臂可以與前軸連接器機械地連接。最后，后扭轉(zhuǎn)彈簧可以與后軸臂機械地連接。

在又一個實施例中，用于選擇性地為作業(yè)機械提供阻尼懸掛的方法可以包括提供控制器、框架、具有前軸安裝件和后軸安裝件的履帶組件、與具有前軸臂通孔的前軸臂連接的前軸、與具有后軸臂通孔的后軸臂連接的后軸、具有鎖定臂的鎖定連接器、前彈簧、后彈簧和致動器。所述方法包括將前軸定位在前軸安裝件內(nèi)并且將前軸樞轉(zhuǎn)地連接到所述前軸安裝件、將后軸定位在后軸安裝件內(nèi)并且將后軸樞轉(zhuǎn)地連接所述后軸安裝件、通過前軸臂通孔將前軸臂機械地連接至鎖定連接器臂上并且將鎖定連接器臂樞轉(zhuǎn)地連接至框架上、將前彈簧機械地連接至鎖定連接器臂上、將鎖定致動器在第一端樞轉(zhuǎn)地連接至框架上并且在第二端樞轉(zhuǎn)地連接至鎖定臂上、將后軸臂樞轉(zhuǎn)地連接至框架上以及將彈簧進一步機械地連接至后軸臂上、以及對控制器進行編程以使鎖定致動器在鎖定配置和阻尼配置之間轉(zhuǎn)換，其中，在鎖定配置下前軸臂基本上被限制樞轉(zhuǎn)，在阻尼配置下前軸臂能夠樞轉(zhuǎn)。

附圖說明

通過結(jié)合所附的附圖參考下面的對本公開的實施例的說明，本公開的上述方面和獲得它們的方式將變得顯而易見，并且將更好地理解本公開，在附圖中：

圖1為作業(yè)機械的高位透視圖；

圖2為與圖1的作業(yè)機械隔離的一對履帶組件的高位透視圖；

圖3為圖2的一對履帶組件中的一個履帶組件的側(cè)視圖；

圖4為與圖1的作業(yè)機械隔離的前扭轉(zhuǎn)懸掛的高位透視圖；

圖5為圖4的前扭轉(zhuǎn)懸掛的分解圖；

圖5a為圖5的扭轉(zhuǎn)彈簧的截面圖；

圖6為圖4的前扭轉(zhuǎn)懸掛的幾個部件的側(cè)視圖，其中示出了力的方向；

圖7為扭轉(zhuǎn)懸掛系統(tǒng)的一個實施例的側(cè)視圖；以及

圖8為用于控制可鎖定的懸掛系統(tǒng)的作業(yè)機械的控制原理圖。

在多個視圖中相應(yīng)的附圖標(biāo)記用于表示相應(yīng)的部件。

具體實施方式

下面描述的本公開的實施例并非意在是詳盡的或者限制本公開為下面的詳細(xì)說明中的準(zhǔn)確形式。而是，所述實施例被選擇和描述使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以領(lǐng)會并理解本公開的原理和實踐。

現(xiàn)在參考圖1，示出了緊湊型履帶裝載機或作業(yè)機械。作業(yè)機械100可以具有前部118、后部120和與框架104連接的駕駛室102。第一履帶組件106和第二履帶組件108也同樣連接到框架104。操作員可以位于駕駛室102內(nèi)，并且可以訪問或控制多個控制裝置110。所述多個控制裝置可以包括操縱桿、杠桿、輪子、按鈕、開關(guān)、旋鈕、轉(zhuǎn)盤和用于控制機械100的功能的任何其它已知的控制機構(gòu)。進一步地，可以基于操作員對控制裝置110的輸入可選擇地由動力源(未示出)驅(qū)動第一和第二履帶組件106、108。

作業(yè)機械100還可以具有一端與框架104可樞轉(zhuǎn)地連接并且另一端與器具(例如，鏟斗114)可樞轉(zhuǎn)地連接的懸臂112。懸臂112和器具或鏟斗114還可以通過一個或多個致動器116與框架104連接，所述一個或多個致動器允許操作員通過控制裝置110控制鏟斗114的定位?？梢詸C械地、液壓地、氣動地、電地或通過對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說已知的任何其它手段控制致動器。

雖然作業(yè)機械100被示出和描述為緊湊型履帶裝載機，但是本公開并不限于應(yīng)用于緊湊型履帶裝載機。更具體地，利用器具的任何作業(yè)機械均可以從本公開的教導(dǎo)中獲益。因此，本公開也應(yīng)用于使用輪子代替履帶的作業(yè)機械。本公開還可應(yīng)用于任何尺寸的作業(yè)機械，并且這里緊湊型履帶式裝載機僅被引用作為典型的作業(yè)機械的一個示例。因此，本文同樣考慮了反鏟機、自動平地機、坦克、自卸車、挖掘機、履帶牽引裝置或任何其它類似的作業(yè)機械。

現(xiàn)在參考圖2，示出了一對履帶組件200，而駕駛室102和框架104被移除。該對履帶組件200可以是第一履帶組件202和第二履帶組件204。第一扭轉(zhuǎn)懸掛組件206可以通過框架連接器208與框架104(圖2中未示出)連接。與前部118類似，后部120可以具有后扭轉(zhuǎn)懸掛組件210。如圖2所示，第一履帶組件202和第二履帶組件204中的每一個都在前端118和后端120處與框架104連接。也就是說，每一個履帶組件202、204包括兩個單獨的扭轉(zhuǎn)懸掛組件206、210，以將各自的履帶組件202、204連接至框架104。

圖2中還示出了前軸軸線212和后軸軸線214。前和后軸軸線212、214可以與被限定在第一和第二履帶組件202、204中的軸連接器220對齊。軸連接器220可以為前和后扭轉(zhuǎn)懸掛組件206、210提供連接位置，以便與第一和第二履帶組件202、204樞轉(zhuǎn)地連接。

圖2中還示出的是前扭轉(zhuǎn)軸線216和后扭轉(zhuǎn)軸線218。前扭轉(zhuǎn)軸線216可以與前扭轉(zhuǎn)懸掛組件206對齊，并且后扭轉(zhuǎn)軸線218可以與后扭轉(zhuǎn)懸掛組件210對齊。前扭轉(zhuǎn)軸線216可以相對于前軸軸線212偏移，但平行于前軸軸線212，并且后扭轉(zhuǎn)軸線218可以相對于后軸軸線214偏移，但平行于后軸軸線214。

雖然對于第一履帶組件202和第二履帶組件204前和后軸軸線212、214已被描述為相同，但是前和后軸軸線212、214也可以不總是在第一和第二履帶組件202、204之間對齊。例如，第一履帶組件202可以變成被壓縮的，而第二履帶組件204是不被壓縮的。在該構(gòu)造中，第一履帶組件202的前和后軸軸線212、214可以相對于第二履帶組件204的前和后軸軸線212、214偏移。

現(xiàn)在參考圖3，示出了第二履帶組件204的側(cè)視圖。雖然下面示出和描述了第二履帶組件204的側(cè)視圖，但是下面的實施例的說明同樣適用于第一履帶組件202。換句話說，第二履帶組件204的說明和圖示的實施例也適用于第一履帶組件202。

在圖3的側(cè)視圖中，更清楚地示出了前軸軸線212和前扭轉(zhuǎn)軸線216之間的偏移以及后軸軸線214和后扭轉(zhuǎn)軸線218之間的偏移。圖3中還清楚地示出的是前軸臂302和后軸臂304。前軸臂302可以從前軸軸線212延伸到前扭轉(zhuǎn)軸線216。類似地，后軸臂304可以從后軸軸線214延伸到后扭轉(zhuǎn)軸線218。在一個非排他性的實施例中，前和后軸臂302、304可以從框架以相對于由箭頭328所示的前方呈約180至270度之間的角度向下延伸。為說明本公開，假定作業(yè)機械能夠沿至少向前的方向(例如，沿箭頭328的方向)和相反的方向(例如，沿與箭頭328相反的方向)沿著地面表面移動。

第二履帶組件204可以具有前惰輪306、后惰鏈輪308、兩個載架輥(bogieroller)組件310和與底盤框架316樞轉(zhuǎn)地連接的驅(qū)動鏈輪312。驅(qū)動鏈輪312可以通過驅(qū)動電機(未明確示出)與底盤框架316連接，以為驅(qū)動鏈輪312提供扭矩，驅(qū)動鏈輪接下來使包圍或大致環(huán)繞第二履帶組件204的驅(qū)動履帶314旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動履帶可以提供作業(yè)機械100和下方的地面表面之間的至少一個接合地面的界面。進一步地，當(dāng)作業(yè)機械100沿下方的地面行進時后惰鏈輪308、載架輥懸掛組件310和前惰輪可以為驅(qū)動履帶314提供支撐。

在圖3所示的實施例中，作業(yè)機械被示出為具有一對載架輥懸掛組件310。載架輥組件310中的每一個都可以具有與機械的底盤框架316樞轉(zhuǎn)地連接的軛架(yoke)318。在該實施例中，每一個軛架318可以限定前軸線320、中間軸線322和后軸線324。軛架318可以沿著中間軸線322與底盤框架316樞轉(zhuǎn)地連接，并且進一步具有兩個載架輥326，載架輥中的一個在前軸線320處與軛架318樞轉(zhuǎn)地連接，另一個在后軸線324處與軛架318連接。

載架輥懸掛組件310可以減小被作業(yè)機械100的駕駛室102內(nèi)的操作員感知的力輸入，如現(xiàn)有技術(shù)所知的那樣。具體地，載架輥懸掛組件310可以吸收小幅度、高頻率的振動輸入。在其它實施例中，可以在后惰鏈輪308和前惰輪306之間可以定位任意數(shù)量的載架輥懸掛組件。因此，本公開不限于任何特定數(shù)量的載架輥懸掛組件。

雖然圖3所示的實施例包括一對載架輥懸掛組件310，但是本公開不限于使用載架輥懸掛組件310。換句話說，圖1的作業(yè)機械100可以根本不具有載架輥懸掛組件310。而是，作業(yè)機械100可以具有直接地樞轉(zhuǎn)安裝在底盤框架316上的輥輪。在該示例中，相比前述具有載架輥懸掛組件310的實施例，力輸入可以被更直接地傳遞給駕駛室102。在再一個實施例中，作業(yè)機械100可以具有載架輥組件和固定的輥的組合。因此，本公開不限于任何特定構(gòu)造的輥，并且這里也可以考慮固定的和/或載架輥的任何組合。

現(xiàn)在參考圖4，示出了前扭轉(zhuǎn)懸掛組件206的隔離視圖。更具體地，前軸臂302可以具有軸通孔，所述軸通孔可以在前軸軸線212處與銷或軸402機械地連接。前軸臂302還可以具有鎖定連接器通孔426，并且在前扭轉(zhuǎn)軸線216處于鎖定連接器臂404機械地連接。換句話說，前軸臂302可以在沿著前扭轉(zhuǎn)軸線216的鎖定連接器臂404和沿著前軸軸線212的軸402之間提供連接。

在一個實施例中，鎖定連接器臂404可以沿著前扭轉(zhuǎn)軸線216與框架104樞轉(zhuǎn)地連接。鎖定連接器臂404還可以包括鎖定臂412和內(nèi)凹的芯軸連接器500(圖5)。鎖定臂412可以為鎖定連接器臂404的徑向地遠(yuǎn)離前扭轉(zhuǎn)軸線216延伸的一部分。在一個實施例中，鎖定致動器414可以與框架104(圖4中未示出)和鎖定臂412樞轉(zhuǎn)地連接。更具體地，鎖定致動器414可以具有可以與框架104樞轉(zhuǎn)地連接的第一端418和與鎖定臂412樞轉(zhuǎn)地連接的第二端420。鎖定致動器414的第一端418和第二端420之間的距離可以是可變的。更具體地，鎖定致動器414可以改變第一端418和第二端之間的距離以部分地控制鎖定連接器臂404圍繞前扭轉(zhuǎn)軸線216的角定位。通過控制鎖定連接器臂404的角定位，前軸臂302的角定位也被控制。

圖4中還示出了管狀元件422。管狀元件422可以沿前扭轉(zhuǎn)軸線216機械地連接到框架104，以為扭轉(zhuǎn)彈簧502(圖5)提供外框架，如圖5中更詳細(xì)地描述的。在一個實施例中，管狀元件422可以通過一個或多個支架424進一步與框架104連接。每一個支架424可以提供附加的支撐以將管狀元件422機械地連接至框架104。在又一實施例中，管狀元件422還可以與一個或多個框架連接器板410機械地連接，所述一個或多個框架連接器板可以通過一個或多個固定件與框架104機械地連接。

圖4中還示出了水平軸線406。水平軸線406與如上面描述的以及圖3中示出的作業(yè)機械的向前的行進方向?qū)?yīng)。本公開的一個方面是前軸臂302的特定的角定向。更具體地，前軸臂302可以限定臂軸線408。臂軸線408可以垂直于并且穿過前扭轉(zhuǎn)軸線216和前軸軸線212。在本實施例的一個方面中，臂軸線408和水平軸線406之間的角定向θ可以限定前和后扭轉(zhuǎn)懸掛組件206、210的某些運動學(xué)特性。如圖3所示，前和后軸臂形成四連桿機構(gòu)，所述四連桿機構(gòu)可以被運動學(xué)地特征化以用于控制或減小傾斜。下面將對此進行進一步的詳細(xì)說明。前軸臂302可以通過框架連接器板410與框架104樞轉(zhuǎn)地連接，并且框架連接器板410的角定向可以通過如上所述的鎖定致動器414控制。

上述實施例提到已經(jīng)被描述為用于前扭轉(zhuǎn)懸掛組件206的前軸臂302、前軸軸線212、前扭轉(zhuǎn)軸線216和其它部件，然而這些教導(dǎo)同樣可應(yīng)用于后扭轉(zhuǎn)懸掛組件210。因此，在此上文中用于前扭轉(zhuǎn)組件206的部件的描述將被合并于此用作描述后扭轉(zhuǎn)組件210的一個實施例。

在一個實施例中，鎖定致動器414可以是氣動的、液壓的或電的系統(tǒng)，并且允許控制器802(圖8)控制前軸臂302的角度θ。更具體地，如果控制器802發(fā)送信號給鎖定致動器414的氣動的、液壓的或電的系統(tǒng)以改變第一端418和第二端420之間的距離，那么鎖定連接器臂404可以圍繞前扭轉(zhuǎn)軸線216旋轉(zhuǎn)，由此導(dǎo)致前軸臂302相對于水平軸線406改變角度θ。

在另一個實施例中，鎖定致動器414可以不改變角度θ。而是，鎖定致動器414可以具有懸掛或非鎖定的配置，在該配置下，鎖定致動器414減小施加于鎖定連接器臂404的扭轉(zhuǎn)輸入。為了說明本公開，該配置可以被稱為扭轉(zhuǎn)懸掛組件起作用(或被激活)并且由此能夠吸收大幅度、低頻率的振動輸入的懸掛模式。更具體地，當(dāng)軸402與履帶組件202、204連接時，履帶組件202、204可以將力輸入傳遞給軸402。響應(yīng)于力輸入，前軸臂302可以經(jīng)受圍繞前扭轉(zhuǎn)軸線216的扭轉(zhuǎn)力。隨著前軸臂302圍繞扭轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)力可以導(dǎo)致角度θ降低。因此，鎖定連接器臂404將還圍繞前扭轉(zhuǎn)軸線216樞轉(zhuǎn)。隨著鎖定連接器臂404樞轉(zhuǎn)，鎖定臂412可以迫使鎖定致動器414的第二端420朝向第一端418。在該實施例中，鎖定致動器414可以響應(yīng)于第一端418和第二端416之間的距離的改變而排放流體。進一步地，可以控制流體排放速率，用于衰減從履帶組件202、204傳遞到框架104和駕駛室102的力輸入。

在一個實施例中，鎖定致動器414的衰減特征可以通過可調(diào)節(jié)的孔板閥等(即，如圖8所示的第二閥804和/或第一閥806)改變。更具體地，鎖定致動器414的流體排放速率可以通過可調(diào)節(jié)的孔板閥改變，由此形成可變的衰減。在一個實施例中，可調(diào)節(jié)的孔板閥可以通過控制器802控制，以基于來自控制裝置110的操作員的輸入808(圖8)調(diào)節(jié)該衰減。在又一實施例中，控制器802可以基于來自一個或多個加速計816的輸入自動調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的孔板閥。

除了與鎖定致動器414連接以控制沿前扭轉(zhuǎn)軸線的扭轉(zhuǎn)之外，鎖定連接器臂404還可以與扭轉(zhuǎn)彈簧502連接，如圖5中的前扭轉(zhuǎn)懸掛組件206的分解圖所示。扭轉(zhuǎn)彈簧502可以具有扭轉(zhuǎn)桿或芯軸504，所述扭轉(zhuǎn)桿或芯軸的尺寸被設(shè)定為與管422縱向?qū)R，并且定位在管422內(nèi)。進一步地，多個繩索506可以定位在芯軸504和管422之間。在一個實施例中，芯軸504可以具有芯軸底部軸線510和第一方形截面，第一方形截面小于管422的第二方形截面。管422可以限定管底部軸線512，并且當(dāng)芯軸504定位在管422內(nèi)時芯軸底部軸線510可以相對于管底部軸線512偏置約45度。進一步地，在芯軸504和管422之間可以限定角通道514，并且繩索506可以定位在所述角通道中以基本保持芯軸504在管422內(nèi)的徑向位置。

在一個實施例中，繩索506可以由彈性體或具有類似的彈性特性的其它材料構(gòu)成。繩索506可以抑制芯軸504相對于管422的旋轉(zhuǎn)。更具體地，如果扭矩被施加在芯軸504上，并且管422被固定到框架104，則芯軸504可以相對于管422開始旋轉(zhuǎn)，由此壓縮繩索506。一旦繩索506被充分壓縮以致完全傳遞施加在芯軸504上的扭矩，扭轉(zhuǎn)輸入受到抵抗并且被傳遞給框架104。

在一個實施例中，芯軸504可以通過內(nèi)凹的芯軸連接器與鎖定連接器臂404機械地連接。在該實施例中，沿著前扭轉(zhuǎn)軸線216施加到鎖定連接器臂404的任何扭轉(zhuǎn)可以被如上所述的扭轉(zhuǎn)彈簧502抵抗。

參考圖6，示出了扭轉(zhuǎn)懸掛組件的一部分的側(cè)視圖，在操作過程中各種力作用在其上。具體地，示出了作用在軸402上的施加的力602。施加的力602可以表示當(dāng)履帶組件202、204在障礙物上行進時通過履帶組件202、204施加的軸402上的力。響應(yīng)于施加的力602，前軸臂302可以繞前扭轉(zhuǎn)軸線216樞轉(zhuǎn)以產(chǎn)生繞前扭轉(zhuǎn)軸線216的軸臂扭轉(zhuǎn)力604。因為鎖定連接器臂404與前軸臂302機械地連接，所以扭轉(zhuǎn)力604可以被傳遞給鎖定連接器臂404。然而，響應(yīng)于扭轉(zhuǎn)力604，扭轉(zhuǎn)彈簧502可以給鎖定連接器臂404提供抵抗的扭轉(zhuǎn)力606，因為芯軸504與鎖定連接器臂404機械地連接，如上所述。

在一個實施例中，由施加的力602產(chǎn)生的軸臂扭轉(zhuǎn)力604越大，前軸臂302旋轉(zhuǎn)的越多以產(chǎn)生較小的角度θ。進一步地，角度θ越小，扭轉(zhuǎn)彈簧502內(nèi)的繩索506越被壓縮，并且因此抵抗的扭轉(zhuǎn)力606越大。角度θ可以變得越來越小，直到抵抗的扭轉(zhuǎn)力606等于或大于軸臂扭轉(zhuǎn)力604。換句話說，施加的力能夠使前軸臂302旋轉(zhuǎn)直到抵抗的扭轉(zhuǎn)力606等于軸臂扭轉(zhuǎn)力604。

扭轉(zhuǎn)力604還可以部分被鎖定致動器414抵消。如上所述，鎖定致動器414可以調(diào)整第一端418和第二端420之間的距離。當(dāng)角度θ改變時，鎖定致動器414的長度也改變。因此，控制鎖定致動器414的長度或衰減鎖定致動器414的任何長度變化能夠控制前扭轉(zhuǎn)懸掛組件206對施加的力602的反作用。

在一個實施例中，鎖定致動器414為液壓致動器并且可調(diào)節(jié)的孔板閥控制鎖定致動器414的衰減速率。在該實施例中，通過將孔板閥調(diào)節(jié)到不同的位置獲得不同的衰減速率。因此，前軸臂302可以僅僅能夠在與鎖定致動器414的衰減速率一致的速率下改變角度θ。在一個實施例中，控制器802調(diào)節(jié)衰減速率。

鎖定致動器414還可以在鎖定的或剛性的配置中以任意角度θ鎖定前軸臂302。在本公開中，鎖定的配置可以稱作扭轉(zhuǎn)懸掛組件被鎖定并且不能降低振動輸入的剛性模式。當(dāng)該機械執(zhí)行諸如堆存、裝車、挖掘、平整等的各種應(yīng)用時，該模式可以是理想的。更具體地，鎖定致動器414可以為液壓致動器，第一閥810(圖8)液壓地與液壓致動器連接，并且用于控制液壓流體向液壓致動器的流動。第一閥810可以具有允許液壓流體流動從第一閥中穿過的打開位置。在打開位置，鎖定致動器414可以改變長度和/或具有衰減速率，如上所述。第一閥810還可以具有關(guān)閉位置。當(dāng)?shù)谝婚y810處于關(guān)閉位置時，液壓流體不可以流東穿過第一閥，并且鎖定致動器414可以基本上被限制改變軸向長度。在鎖定的配置中，鎖定致動器414限制鎖定連接器臂404(并且因此限制前軸臂302)繞前扭轉(zhuǎn)軸216旋轉(zhuǎn)。在一個實施例中，第一閥810可以通過控制器802在打開位置和關(guān)閉位置之間移動。

可以使用螺旋彈簧(未示出)代替上述扭轉(zhuǎn)彈簧502，以提供抗扭轉(zhuǎn)力606。在該實施例中，螺旋彈簧包圍鎖定致動器414并且可以連接于第一端418和第二端420之間。螺旋彈簧可以沿使第一端418與第二端420彼此分開的方向提供偏壓力。在該實施例中，抵扭轉(zhuǎn)力606由螺旋彈簧產(chǎn)生，并且鎖定致動器414能夠提供上述衰減和鎖定。

在一個實施例中，后扭轉(zhuǎn)懸掛組件210可按照與上文針對前扭轉(zhuǎn)懸掛組件206所述的方式基本上相同的方式起作用。在另一個實施例中，后扭轉(zhuǎn)懸掛組件210可以不具有鎖定連接器臂404或鎖定致動器414。在該實施例中，前軸臂302可以沿后扭轉(zhuǎn)軸線218與框架104樞轉(zhuǎn)連接，并且與芯軸504固定地連接。后扭轉(zhuǎn)懸掛組件210可以不能減小或鎖定前軸臂302的移動，但是通過扭轉(zhuǎn)彈簧502提供抗力606。

圖7中示出了與作業(yè)機械100分離的前軸臂702和后軸臂704。圖7中還示出的是從前扭轉(zhuǎn)軸線216延伸到前軸軸線212的前軸臂距離706。類似地，后軸臂距離708從后扭轉(zhuǎn)軸線218延伸到后軸軸線214。在本實施例的一個方面中，后軸臂距離708可以大于前軸臂距離706。附加地，前軸臂702可以在前軸軸線212處可樞轉(zhuǎn)地安裝到底盤框架316上(圖7中未示出)，并且后軸臂704可以在后軸軸線214處可樞轉(zhuǎn)地安裝到底盤框架316上。也就是說，前軸軸線212和后軸軸線214可以具有距離彼此固定的距離。類似地，前軸臂702和后軸臂704可以分別在前扭轉(zhuǎn)軸線216和后218處與框架104(圖7中未示出)可樞轉(zhuǎn)地連接，由此固定前和后扭轉(zhuǎn)軸線216、218之間的距離。

在上述實施例中，當(dāng)前軸臂702繞前軸軸線212樞轉(zhuǎn)時，后軸臂704也可被迫繞后軸軸線214樞轉(zhuǎn)。由于前和后軸臂702、704的固定的樞轉(zhuǎn)連接點，軸臂702、704可以同時樞轉(zhuǎn)。然而，由于前軸臂距離706小于后軸臂距離708，因此每一個軸臂702、704可以相對于各自的前或后扭轉(zhuǎn)軸線216、218旋轉(zhuǎn)至不同的角度。

為了進一步圖示上述實施例，限定了水平軸線710，該機械能夠沿該水平軸線710在向前的方向328上行進。水平軸線710可以沿作業(yè)機械100縱向地布置，并且被布置為穿過該作業(yè)機械或定位在作業(yè)機械的駕駛室102內(nèi)的操作員的重心712。圖7中還示出了后軸臂軸線714和前軸臂軸線716。更具體地，后軸臂軸線714可以垂直于后軸軸線214和后扭轉(zhuǎn)軸線218，并且與后軸軸線214和后扭轉(zhuǎn)軸線218相交。類似地，前軸臂軸線716可以垂直于前軸軸線212和前扭轉(zhuǎn)軸線216，并且與前軸軸線212和前扭轉(zhuǎn)軸線216相交。

在圖7所示的實施例中，下方的表面(未示出)可以基本上與水平軸線710平行。再進一步地，在圖7的非限制性的示例中，第一和第二履帶組件202、204可以沿下方的表面定位。后軸臂軸線714可以以第一角度θ1與水平軸線相交，并且前軸臂軸線716可以以第二角度θ2與水平軸線相交。

在一個實施例中，作業(yè)機械100可以為中立或非裝載狀態(tài)，在中立或非裝載狀態(tài)下，施加的力602可以僅僅是當(dāng)該作業(yè)機械保持在下方的表面上并且在器具或鏟斗114中不承載任何物質(zhì)時用于保持框架104和駕駛室102的位置所需的力。換句話說，圖6中示出的力602為支承所述作業(yè)機械的靜態(tài)重量的抵抗力。在該中立或非裝載的狀態(tài)下，第一角度θ1可以小于第二角度θ2。

在另一個實施例中，作業(yè)機械100可以變?yōu)椴贾迷趬嚎s或裝載狀態(tài)。在該壓縮或裝載狀態(tài)下，由于來自下方的表面的力輸入或鏟斗114可能增加負(fù)載，因此，施加的力602可能大于在中立狀態(tài)下施加的力。隨著作業(yè)機械100從中立狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s狀態(tài)，由于前和后軸臂距離706、708之間的差異(即每一個臂的長度不同)，前和后軸臂702、704可能以不同的速率旋轉(zhuǎn)。例如，前軸臂702可以具有規(guī)定的第一長度，并且后軸臂可以具有規(guī)定的第二長度，其中第二長度大于第一長度。在一個非限制性的示例中，第二長度可以是第一長度的約1.1倍至1.5倍。在另一個非限制性的示例中，該范圍可以是第一長度的約1.2倍至1.4倍。在又一個非限制性的示例中，第二長度可以介于7英寸至8英寸之間，并且第一長度介于5英寸至7英寸之間。此外，隨著作業(yè)機械從中立狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s狀態(tài)，第一角度θ1的改變可以小于第二角度θ2的改變。

在圖7的圖示的實施例中，瞬時中心(instantcenter)718可以被限定在后軸臂軸線714與前軸臂軸線716交叉的地方。在該實施例中，瞬時中心718可以在如圖示的、沿弧形路徑720的至少三個位置之間移動。作業(yè)機械的這三個位置對應(yīng)于自由狀態(tài)、中立或非裝載狀態(tài)和壓縮或裝載狀態(tài)。在至少一個非限制性的示例中，弧形路徑720可以具有限定的寬度和高度，所述寬度和高度限定了弧形路徑720的邊界。在至少一個實施例中，弧形路徑720的最大寬度可以小于最大高度724。進一步地，相比第二角度θ2，第一角度θ1的不同的改變可導(dǎo)致限定出基本上小于最大高度724的最大寬度722。

上述狀態(tài)(即，自由狀態(tài)、中立狀態(tài)和壓縮狀態(tài))之間的關(guān)系、由前和后軸臂702、704形成的運動學(xué)連接、以及所產(chǎn)生的定位在機械的駕駛室內(nèi)的操作員的俯仰運動(pitchingmotion)在圖7中示出。在圖7中，前軸臂702和后軸臂704形成機械框架104和履帶框架316(或底盤)之間的上述的四連桿機構(gòu)。在自由狀態(tài)下，前軸臂和后軸臂可以布置在沒有負(fù)載(即，力602約為零)的位置。前軸臂702和后軸臂704的位置使得后軸臂軸線714與前軸臂軸線716在圖7的弧形路徑720上的位置722處相交并且形成瞬時中心。在中立或非裝載狀態(tài)下，力602為支承所述機械100的靜態(tài)重量的抵抗力，如上文所述。這里，后軸臂軸線14在路徑720上的位置718處與前軸軸線716相交并且形成瞬時中心。在壓縮或裝載狀態(tài)下，器具或鏟斗114可以充滿材料。力602為支承所述機械的重量以及整個鏟斗的重量的抵抗力。在該位置上，后軸臂軸線714在弧形路徑720上的不同的位置724處與前軸臂軸線716相交并且形成瞬時中心。

軸臂的定位和在上述各個不同狀態(tài)中的每個狀態(tài)下它們各自的長度使得機械操作過程中由操作員經(jīng)受的在向前或向后方向上的俯仰的量最小化。具體地，瞬時中心718沿著弧形路徑720行進，在該弧形路徑上，豎直方向上的行進(量)比水平方向上的行進(量)更大，以避免或減小操作員在向前或向后方向上的俯仰運動。在一個非限制性的示例中，繞重心712的俯仰可以沿著相對于軸線710的角路徑726限定。在一個非限制性的示例中，角路徑726可以小于2°。在另一個非限制性的示例中，該俯仰可以約為1°。在任何情況下，當(dāng)機械100在懸掛模式下行進時(即，鎖定致動器414處于非鎖定的配置或狀態(tài)下)，前述扭轉(zhuǎn)懸掛組件的運動學(xué)和由前軸臂和后軸臂形成的四連桿機構(gòu)相對于機械框架和履帶框架的定向提供了減小的操作員的俯仰運動，這能夠提高機械的乘坐質(zhì)量。

雖然已經(jīng)在本文中描述了前和后扭轉(zhuǎn)懸掛組件206、210，但是本公開不限于扭轉(zhuǎn)懸掛系統(tǒng)的任何特定的定位。更具體地，扭轉(zhuǎn)懸掛系統(tǒng)還可以沿著中間部定位。再進一步地，兩個扭轉(zhuǎn)懸掛系統(tǒng)可以豎直地彼此間隔。本文描述的任一扭轉(zhuǎn)懸掛系統(tǒng)可以利用本文描述的鎖定連接器臂404、鎖定臂412和鎖定致動器414。再進一步地，在本文描述的實施例中可以使用扭轉(zhuǎn)彈簧502或螺旋彈簧。

已經(jīng)描述了前述實施例利用履帶組件202、204。然而，本公開還應(yīng)用于輪式組件或任何其它被驅(qū)動組件中。更具體地，根據(jù)本公開的教導(dǎo)，本文描述的軸402可以直接安裝到車輪或其它被驅(qū)動組件。因此，本公開的懸掛裝置不限于任何特定的被驅(qū)動組件。

圖8示出了本公開的另一個實施例。這里，控制系統(tǒng)800被公開以用于選擇性地使前和/或后扭轉(zhuǎn)懸掛組件206、210在懸掛或非鎖定配置和鎖定配置之間切換。如本文所述，懸掛或非鎖定配置允許所述作業(yè)機械的扭轉(zhuǎn)懸掛組件減小在機械操作過程中由操作員感受到的振動輸入。在圖8的控制系統(tǒng)800中，控制器802可以通過一個或多個通信通道814與第一閥810、第二閥804、第三閥806、加速計816、車輛速度傳感器818、吊臂位置傳感器820以及來自控制裝置808的輸入部通信。通信通道814可以為電線或無線的通信，并且本公開不限于任何具體形式的通信通道814。

現(xiàn)在參考圖8所示的液壓系統(tǒng)822，第一致動器824和第二致動器826可以代表沿著如上所述的機械的任一側(cè)的鎖定致動器414。為了說明前述描述，每一個致動器824、826可以包括外殼體(或缸)和活塞，所述活塞沿大致線性方向基于作用在活塞的任一側(cè)上的液壓壓力在所述外殼體(或缸)中移動。然而，這僅僅是可以用在控制系統(tǒng)800和機械100中的許多類型的致動器的一個示例。第一和第二致動器824、826中的每一個都可以具有第一端口830和第二端口832。第一端口830可以定位在殼體或缸的一端，并且第二流體端口832可以定位在其相反的一端。這樣，進入第一端口830的液壓流體可以作用在活塞的一側(cè)上，并且進入第二端口832的液壓流體可以作用在活塞的相反側(cè)上。

在本實施例中，第一致動器824和第二致動器826可以連接到前扭轉(zhuǎn)懸掛組件206的每一側(cè)上。然而，本公開不限于僅在前扭轉(zhuǎn)懸掛組件206上具有致動器。在另一個實施例中，致動器可以設(shè)置在前扭轉(zhuǎn)懸掛組件206和后扭轉(zhuǎn)懸掛組件210的每一側(cè)上。在又一個實施例中，致動器可以僅設(shè)置在后扭轉(zhuǎn)懸掛組件210的每一側(cè)上。因此，不需要第一和/或第二致動器824、826或任何其它致動器的特定位置。

控制器802可以通過電、氣動、液壓等手段選擇性地操縱閥810、806、804中的每一個的定位，以控制這些閥的定位。在一個非排他性的實施例中，每一個閥810、806、804可以具有一個或多個螺線管，所述螺線管可以引起閥810、806、804向關(guān)閉位置和打開位置之間的任一位置的移動，在所述關(guān)閉位置沒有液壓流體能夠穿過所述閥，在所述打開位置液壓流體能夠穿過所述閥。

第一閥810可以控制液壓流體從流體源828朝向液壓系統(tǒng)822的流動。在一個非排他性的實施例中，當(dāng)控制器802接收到信號以將前和/后扭轉(zhuǎn)懸掛組件206、210定向成鎖定配置時，控制器802可以發(fā)送信號以關(guān)閉第一閥810。一旦第一閥810關(guān)閉，每一個致動器824、826可以基本上鎖定在第一閥810關(guān)閉時該致動器所處的各自的位置。更具體地，當(dāng)?shù)谝婚y810被關(guān)閉時，液壓流體可能不能流入或流出第一和第二端口830、832，由此將活塞(未示出)鎖定在各自的致動器824、826中。活塞(未示出)隨后可以將鎖定臂412保持在關(guān)閉第一閥810之前該鎖定臂412所處的特定的徑向位置。結(jié)果，前和/或后扭轉(zhuǎn)懸掛組件206、210可以變?yōu)椴贾迷阪i定配置中。

第二和第三閥804、806也可以影響第一和第二致動器824、826的響應(yīng)。當(dāng)?shù)谝婚y810正在向第二閥804提供液壓流體時，第二閥804可以選擇性地將液壓流體引至第一和/或第二致動器824、826的第一端口803。類似地，并且基本上同時，第三閥806可以選擇性地將提供的液壓流體引至第二端口832。在該配置中，第一和第二端口830、832處提供的液壓流體可以通過第一、第二和第三閥810、804、806流體地連接。

當(dāng)?shù)谝缓偷诙丝?30、832如上所述彼此流體地連接時，活塞可以基本上沒有阻力地在每一個各自的致動器824、826內(nèi)改變位置。再進一步地，第二和/或第三閥804、806中的每一個還可以具有可調(diào)節(jié)的孔板閥(或阻尼閥，orificevalve)?？烧{(diào)節(jié)的孔板閥可以被控制器802選擇性地定位，以改變或控制液壓流體穿過該孔板閥的可允許的流速。在使用孔板閥的實施例中，第一和/或第二致動器的阻尼速率可以通過一個或多個孔板閥由控制器802控制。

在另一個實施例中，蓄積器(未示出)還可以在第一端口830與第二閥804之間以及在第二端口832與第三閥806之間與液壓系統(tǒng)流體地連接。在該實施例中，第三閥806可以被控制器802關(guān)閉，并且蓄積器可以向第一和/或第二致動器824、826承受的力輸入提供彈性的(springed)反作用力。再進一步地，當(dāng)?shù)谌y806關(guān)閉時，第二閥804可以選擇性地向第一或第二致動器824、826中的任一個提供液壓流體。隨著控制器802向致動器824、826中的一個提供額外的流體，該對應(yīng)的致動器825、826可以在其內(nèi)部移動活塞。

在一個實施例中，蓄積器可以控制作業(yè)機械100的找平或水平度(leveling)。更具體地，如果第一或第二履帶組件106、108中的一個比另一個的相對位置更高或更低，那么控制器802可以使用蓄積器816、傾側(cè)傳感器(tipsensor)和/或任何其他類似的傳感器感測這種偏斜。一旦控制器802確定第一履帶組件106比第二履帶組件108相對更高或更低，控制器802就可以根據(jù)需要控制合適的致動器825、826，直至第一履帶組件106與第二履帶組件108近似平齊。

在另一個實施例中，作業(yè)機械100可以在不使用任何蓄積器的情況下使第一和第二履帶組件106、108平齊。而是，當(dāng)作業(yè)機械100處于鎖定位置時，控制器802能夠利用第一、第二和第三閥810、804、806定位第一和第二致動器824、825，因此它們彼此相對平齊。

雖然上面已經(jīng)詳細(xì)描述了打開和關(guān)閉特定的閥810、824、826，但是本公開不僅僅限于利用本文描述的閥配置的實施例。更具體地，第二和/或第三閥804、806可以被控制器802打開或關(guān)閉以鎖定或解鎖第一和第二致動器824、826。再進一步地，可以在所述源與第一和第二致動器824、826之間僅有一個閥可以被打開和關(guān)閉來改變第一和第二致動器824、826的鎖定或非鎖定狀態(tài)。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠領(lǐng)會到，閥、蓄積器和致動器可以被定位在液壓系統(tǒng)822內(nèi)的不同位置，以獲得致動器824、826的鎖定/非鎖定條件，并且本公開不限于任何一種配置。

控制器802還可以利用通信通道814與多個傳感器834通信，以選擇性地定位如上所述的第一和/或第二致動器824、826。更具體地，一個非排他性的實施例可以包括一種對控制器802進行編程以使鎖定致動器414在鎖定配置與懸掛或非鎖定配置之間轉(zhuǎn)換的方法。如上面更詳細(xì)地描述的，控制器802可以發(fā)送信號給第一閥810以打開或關(guān)閉第一閥810，并且由此使致動器824、826在鎖定配置與懸掛或非鎖定配置之間轉(zhuǎn)換。在一個實施例中，這可以通過將控制器802電連接至來自控制裝置808的輸入部中的一個中的開關(guān)或接線臺(switch)而實現(xiàn)。來自控制裝置808的輸入部能夠選擇性地命令控制器802使第一閥810在打開位置和關(guān)閉位置之間轉(zhuǎn)換。來自控制裝置808的輸入部例如可以是駕駛室102中的控制裝置110的一部分，并且向操作員提供選項以選擇性地鎖定第一和第二致動器824、826、阻尼所述懸掛、或允許控制器802自動地選擇是否鎖定或解鎖所述第一和第二致動器824、826。

如果來自控制裝置808的操作員輸入命令控制器802自動地選擇鎖定或解鎖第一和第二致動器824、826，那么控制器802還可以被編程以監(jiān)控從速度傳感器818提供給控制器802的車輛速度。在該實施例中，控制器802可以基于由車輛速度傳感器818測量的被監(jiān)控的速度在鎖定配置與懸掛或非鎖定配置之間控制第一和第二致動器824、826。在一個實施例中，如果作業(yè)機械100正以大于速度閾值(例如，5kph)的速度行進，那么控制器802可以打開第一閥810以實現(xiàn)懸掛或非鎖定配置。然而，如果車輛速度等于或低于所述速度閾值，那么控制器802可以關(guān)閉第一閥810以便由此將第一和第二致動器824、826設(shè)置成鎖定的或剛性的配置中。

如上所述，由于扭轉(zhuǎn)懸掛組件起作用并且減小駕駛室內(nèi)感知到的振動輸入導(dǎo)致作業(yè)機械的乘坐質(zhì)量較好，因此操作員可能期望所述懸掛配置(或模式)?？商娲兀?dāng)執(zhí)行堆存、裝車、平整等操作時，考慮到性能方面的原因，操作員(或控制員)可能期望鎖定或剛性的配置(或模式)。然而，操作員能夠基于他或她的對控制裝置的操縱而對不同的配置或模式進行控制并且在它們之間進行切換。因而，該機械能夠在懸掛或剛性配置或模式下執(zhí)行各種不同的應(yīng)用，例如堆存、裝車、挖掘、平整等。

回到圖8的控制系統(tǒng)800，控制器802還可以基于吊臂的位置或高度在鎖定配置與懸掛或非鎖定配置之間控制第一和第二致動器824、826，其中吊臂的位置或高度可以從位置傳感器820等提供給控制器802。位置傳感器820關(guān)聯(lián)到吊臂112將吊臂112的位置傳送給控制器802。在該實施例中，如果吊臂112處于或低于位置閾值，那么控制器802可以使第一閥810切換到打開位置以獲得懸掛或非鎖定配置?？商娲?，當(dāng)?shù)醣?12處于或高于位置閾值時，控制器802可以將第一閥810定位在關(guān)閉位置以實現(xiàn)第一和第二致動器824、826的鎖定或剛性配置。

控制器802還可以同時彼此結(jié)合地控制第一和第二致動器824、826?？商娲兀诹硪粋€實施例中，控制器802可以彼此獨立地控制第一和第二致動器824、826。

雖然在上文中已經(jīng)描述了包含本公開的原理的實施例，但是本公開不限于所描述的實施例。相反，該申請意在覆蓋本公開的使用該通用原理的任何變化、用途或改編。進一步地，本申請意在覆蓋那些由于現(xiàn)有技術(shù)中已知的或慣用的實踐而偏離本公開的內(nèi)容，本公開從屬于所述內(nèi)容并且所述內(nèi)容落入所附的權(quán)利要求書的限定。