有可调节操纵杆返回位置的作业车辆磁流变流体操纵杆系统的制作方法

有可调节操纵杆返回位置的作业车辆磁流变流体操纵杆系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年5月1日向美国专利商标局提交的美国临时申请no.63/019,083的优先权。
技术领域
3.本公开涉及包括朝着操纵杆(joystick)返回位置偏置(这可以被调节成操作员偏好(operator preference))的至少一个操纵杆的作业车辆(work vehicle)磁流变流体(mrf：magnetorheological fluid)操纵杆系统。


背景技术：

4.操纵杆装置通常用于控制在建筑、农业、林业以及采矿业内采用的作业车辆的各个操作方面。例如，对于配备有动臂(boom)组件的作业车辆的情况来说，操作员可以利用一个或更多个操纵杆装置来控制动臂组件移动，并因此控制被安装至动臂组件的外部终端的工具或机具的移动。具有这种经操纵杆控制的动臂组件的作业车辆的常见示例包括：挖掘机(excavator)、伐木归堆机(feller buncher)、集材机(skidder)、拖拉机(tractor)(可以在该拖拉机上安装模块化前端装载机(loader)和反铲(backhoe)附件)、拖拉机装载机、轮式装载机以及各种紧凑型装载机。类似地，对于推土机(dozer)、机动平地机(motor grader)以及配备有运土铲(earth
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moving blade)的其它作业车辆的情况来说，操作员可以利用一个或更多个操纵杆来控制铲的移动和定位。在机动平地机、推土机以及诸如滑移装载机(skid steer loader)的某些装载机的情况下，操纵杆装置常常也用于操纵或以其它方式控制作业车辆底盘的定向移动。鉴于作业车辆内的操纵杆装置的普及，再结合作业车辆经常工作于的相对具有挑战性的动态环境，不断需要改进作业车辆操纵杆系统的设计和功能，特别是达到这种进步可以提高作业车辆操作的安全性和效率的程度。


技术实现要素：

5.公开了一种供在作业车辆上使用的作业车辆磁流变流体(mrf)操纵杆系统。在实施方式中，该作业车辆mrf操纵杆系统包括该操纵杆装置具有基壳和操纵杆，该操纵杆可相对于基壳转动并且朝着操纵杆返回位置偏置。该mrf操纵杆阻力机构能够被控制以改变阻碍操纵杆相对于基壳的移动的mrf阻力。该控制器架构联接至mrf操纵杆阻力机构并且被配置成：(i)使作业车辆操作员可选择性地启动所述操纵杆返回位置的操作员调节；以及(ii)当启动所述操纵杆返回位置的操作员调节时，向所述mrf操纵杆阻力机构发出命令，以将所述mrf阻力维持在预定水平，直到终止所述操纵杆返回位置的操作员调节为止。
6.在另一些实施方式中，该作业车辆mrf操纵杆系统包括该操纵杆装置具有基壳和操纵杆，该操纵杆可相对于基壳转动并且朝着操纵杆返回位置偏置。该作业车辆mrf操纵杆系统还包括mrf操纵杆阻力机构，该mrf操纵杆阻力机构可被控制以改变阻碍操纵杆相对于基壳的移动的mrf阻力；操纵杆返回位置(jrp：joystick return position)锁定机构，该
jrp锁定机构在基壳外部；以及控制器架构，该控制器架构联接至mrf操纵杆阻力机构以及jrp锁定机构。该jrp锁定机构可在防止对操纵杆返回位置的调节的锁定状态与准许对操纵杆返回位置的调节的解锁状态之间移动。该控制器架构被配置成：(i)当接收到操纵杆返回位置的操作员调节时，向mrf操纵杆阻力机构发出命令，以生成基本上防止操纵杆相对于基壳的移动的最大mrf阻力；以及(ii)当终止操纵杆返回位置的操作员调节时，向mrf操纵杆阻力机构发出命令，以去除最大mrf阻力。
7.在其它实现中，该作业车辆mrf操纵杆系统包括：操纵杆装置、mrf操纵杆阻力机构以及jrp锁定机构。该操纵杆装置又包括：基壳；可相对于基壳转动的操纵杆；弹簧，该弹簧被包含在基壳中并且在操纵杆上施加将该操纵杆推向操纵杆返回位置的弹性偏置力；以及可调节弹簧支承件，该可调节弹簧支承件具有被安装至基壳的第一端部并且具有支承弹簧的第二端部。该mrf操纵杆阻力机构能够被控制以改变阻碍操纵杆相对于基壳的移动的mrf阻力。该jrp锁定机构被至少部分地包含在基壳中并且联接至可调节弹簧支承件。该jrp锁定机构可在以下之间移动：防止对可调节弹簧支承件的位置调节的锁定状态，与准许对可调节弹簧支承件的位置调节的解锁状态。
8.在附图和下面的描述中对一个或更多个实施方式的细节进行阐述。其它特征和优点根据该描述、附图以及权利要求将变得显而易见。
附图说明
9.在下文中将结合以下附图描述本公开的至少一个示例：
10.图1是如根据本公开的示例实施方式所例示的作业车辆(在这里，挖掘机)上的并且具有可调节操纵杆返回位置的示例磁流变流体(mrf)操纵杆系统的示意图；
11.图2是从图1所示的挖掘机驾驶室内看的立体图，例示了可以被包括在示例mrf操纵杆系统中并且由操作员用来控制挖掘机动臂组件的移动的两个操纵杆装置；
12.图3和图4是示例mrf操纵杆系统的如部分地示出并且沿贯穿操纵杆装置中所包括的操纵杆的垂直剖面截取的截面示意图，该截面示意图例示了mrf操纵杆系统的一种可能的构造；
13.图5是在示例实现中的图3和图4所示的mrf操纵杆装置的示意图，其中操纵杆装置包括在该操纵杆装置的基壳外部的jrp锁定机构；
14.图6是图5所示的mrf操纵杆装置的简化截面示意图，例示了可以被包括在jrp锁定机构的实施方式中的示例液压缸和截止阀；
15.图7是以非穷举的方式例示其中可以有利地集成图1至图6所示的mrf操纵杆系统的实施方式的附加示例作业车辆的图形；
16.图8和图9是另选实现中的分别类似于图3和图4中所示的示例mrf操纵杆装置的示意图，其中jrp锁定机构被集成到操纵杆装置的基壳中；以及
17.图10和图11是例示一种方式的俯视示意图，在该方式中，可以结合操纵杆返回位置的操作员调节来修改在示例mrf操纵杆装置的操作(图8和图9)期间生成特定mrf阻力效果(例如，mrf运动止挡(motion stop)和/止动(detent))的位置。
18.各个图中的相同标号指示相同要素。为简单和清楚例示起见，可以省略公知特征和技术的描述和细节，以避免不必要地混淆在随后的详细描述中描述的本发明的示例和非
限制性实施方式。还应理解，除非另外声明，否则附图中出现的特征或要素不必按比例绘制。
具体实施方式
19.在上面简要描述的附图中示出了本公开的实施方式。在不脱离如所附权利要求阐述的本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可以设想到对示例实施方式的各种修改。
20.概述
21.作业车辆磁流变流体(mrf：magnetorheological fluid)操纵杆系统的实施方式包括朝着操纵杆返回位置偏置(这可以被调节成操作员偏好)的至少一个操纵杆。mrf操纵杆系统还包括处理子系统或“控制器架构”，该处理子系统或控制器架构联接至mrf操纵杆阻力机构；即，包含磁流变流体并且能够通过电磁(em：electromagnetic)场强度的变化来修改流体的流变性(粘度)以对阻碍沿一个或更多个自由度(dof)的操纵杆运动的阻力提供受控调节的机构、装置或阻尼器。该阻力在下文中被称为“mrf阻力”，而mrf阻力阻碍沿特定方向或方向的组合的操纵杆运动的程度被称为“操纵杆刚度(joystick stiffness)”。通过这种mrf技术的使用，mrf操纵杆装置的实施方式可以生成可使作业车辆操作员感觉到的各种触觉阻力效果，包括止动的选择性施加，以及抑制沿一个或更多个方向的操纵杆运动的mrf阻力的连续变化。此外，在某些情况下，可以生成最大mrf阻力，以尝试阻止某些操纵杆运动，或者将操纵杆的运动范围(rom：range of motion)限制成特定的模式或移动范围。无论在作业车辆mrf操纵杆系统操作期间所采用的特定mrf效果或控制方案如何，本公开的实施方式都利用在mrf操纵杆系统中包含的一个或多个操纵杆装置的独特mrf能力，来提供将给定操纵杆装置的操纵杆返回位置调节成操作员偏好的直观的手动驱动过程。
22.除了上面提及的组件以外，作业车辆mrf操纵杆系统的实施方式还包括至少一个操纵杆返回位置(jrp:joystick return position)锁定机构，该jrp锁定机构可在锁定状态与解锁状态之间移动。在锁定状态下，jrp锁定机构防止对给定mrf操纵杆装置的操纵杆返回位置的操作员调节。相反地，在解锁状态下，jrp锁定机构使能实现对操纵杆装置的操纵杆返回位置的操作员调节。jrp锁定机构可以例如根据jrp锁定机构是被集成到操纵杆装置的主壳(main casing)或“基壳(base housing)”中，或者是相反地相对于操纵杆装置的基壳在外部置放，来采取多种形式提供这种功能。当被集成到基壳中时，jrp锁定机构可以支承一个或更多个机械弹簧(或者其它偏置部件)，这些机械弹簧还被包含在基壳内并且联接至操纵杆的下部。集体地，弹簧施加累积偏置力，以促使操纵杆朝着操作员可调的操纵杆返回位置转动。在一个实现中，jrp锁定机构可以包括液压缸和截止阀，该液压缸和截止阀可以通过控制器架构进行控制，以选择性地准许或防止在缸的液压腔之间的流体流动。液压缸又包括缸体和活塞，当准许在缸室之间的流体流动时，该活塞可以相对于缸体自由平移。共同地，液压缸和弹簧可以被称为“缸
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弹簧对(cylinder
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spring pair)”。虽然潜在地包括任何实际数量的缸
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弹簧对，但是根据操纵杆装置的包封、操纵杆可以移动的dof的数量以及其它因素，给定mrf操纵杆装置通常会包括一到四个缸
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弹簧对。
23.在上述示例中，可以准许作业车辆操作员利用下面的处理步骤来调节mrf操纵杆装置的操纵杆返回位置。首先，操作员提供某一形式的输入(如通过mrf操纵杆的控制器架构所接收到的)，以启动jrp调节过程。响应于该操作员输入，控制器架构解锁jrp锁定机构，
以准许对操纵杆返回位置的操作员调节；例如，当jrp锁定机构包括至少一个液压缸和对应截止阀时，控制器架构可以命令截止阀打开或者以其它方式暂时准许在缸室之间的流体流动。这使得各个缸的活塞能够自由平移，同时操作员抓住操纵杆手柄并将操纵杆转动到希望的操纵杆返回位置。随着操作员以这种方式转动操纵杆，各个缸
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弹簧对中包括的弹簧皆发生偏转，以在其支承活塞上施加力，从而该活塞平移至新位置以将弹簧力归零，并使弹簧返回至未偏转状态。在将操纵杆调节到经操作员调节的操纵杆返回位置之后，操作员接着输入附加输入，以终止jrp调节过程。接收到该输入，控制器架构命令jrp锁定锁定机构重新锁定；例如，通过命令截止阀再次关闭或者以其它方式防止在缸室之间的流体流动。结果，液压缸活塞被阻止在它们当前的平移位置。受到活塞的支承，现在，在mrf操纵杆装置的使用期间，偏置弹簧将操纵杆朝着最近调节的操纵杆返回位置偏置。
24.在作业车辆mrf操纵杆系统的实施方式中，在每次jrp调节过程终止之后，控制器架构可以将jrp设定数据存储在计算机可读存储器中。然后，控制器架构可以在适当时候调用该jrp设定数据，以标识以下选定操纵杆位置：在该选定操纵杆位置处，生成特定的位置相关mrf效果，如在操纵杆绕一个或更多个轴线相对于基壳转动时所遇到的mrf止动。此外，在jrp锁定机构位于基壳内部的实施方式中，操纵杆返回位置从其默认的、未经修改的或“真实中心(true center)”设定开始的移动可能会导致操纵杆的运动范围(rom)的某些不对称性。这种rom不对称性可能相对较小，并因此在mrf操纵杆系统的实施方式中未加以补偿。然而，在其它情况下，mrf操纵杆系统可以执行某些动作来校正这种对称性，例如通过有意缩短沿一个或更多个选定方向的操纵杆rom。例如，在作业车辆mrf操纵杆系统的某些实施方式中，当操纵杆从经操作员调节的操纵杆返回位置开始，绕给定轴线沿相反方向转动时，控制器架构可以适当的位置生成mrf运动止挡，以使操纵杆的rom均衡，如下结合图10和图11进一步讨论的。
25.在作业车辆mrf操纵杆系统的其它实现中，jrp锁定机构可以处于mrf操纵杆装置的基壳外部。在这种情况下，基壳可以接合至相邻(例如，周围)的支承结构，该支承结构被置放得与作业车辆的操作员台或座位相邻；例如，在至少一些情况下，可以将支承结构集成到或者以其它方式接合至作业车辆的控制台或扶手。在实施方式中，可以在基壳与支承结构之间提供多dof(例如，万向节)联接器，以使得mrf操纵杆装置能够在有限角度的rom内，绕两个垂直轴线相对于支承结构转动。可以将jrp锁定机构安装在基壳与支承结构之间，并且可以在jrp锁定机构被锁定时，采取适于防止基壳与支承结构之间的这种相对移动的任何形式。在某些情况下，jrp锁定机构可以是经手动致动的锁定装置，诸如一个或更多个固定螺钉(set screw)、夹具装置或者类似装置，它们可以由操作员转动或者以其它方式进行物理操纵，以选择性地锁定和解锁jrp锁定机构。这提供了结构上鲁棒的、具有成本效益的锁定接口，而权衡之下，潜在降低了操作员的易用性。在更复杂的实施方式中，jrp锁定机构可以是经致动的旋转或线性装置，它们可以通过控制器架构进行远程锁定和解锁。例如，在实施方式中，jrp锁定机构可以包含：一个或更多个液压缸，这些液压缸被机械连接在基壳与支承结构之间；以及一个或更多个阀(例如，mrf截止阀或非mrf截止阀(shutoff valve))，这些阀可通过控制器架构控制，以选择性地准许或阻止在液压缸的腔室之间的流体流动。
26.在jrp锁定机构处于基壳外部的实现中，可以通过mrf操纵杆系统的控制器架构执
行下面的过程，以使得作业车辆操作员能够进行jrp调节。首先，控制器架构可以接收请求进入jrp调节模式的操作员输入命令。响应于该输入命令，控制器架构使mrf操纵杆阻力机构施加防止相对于基壳的操纵杆转动的最大或峰值mrf阻力。在jrp锁定机构为非手动的实现中，控制器架构还可以结合命令mrf操纵杆阻力机构生成最大mrf阻力，来解锁jrp锁定机构。这种动作组合准许操作员转动所握住的操纵杆手柄并将该操纵杆转动到希望的操纵杆返回位置，同时基壳结合操纵杆而相对于支承结构转动。当随后接收到指示操作员希望结束或终止jrp调节过程的输入时，控制器架构控制mrf操纵杆阻力机构，以去除最大mrf阻力。若适用的话，控制器架构还命令jrp锁定机构返回至锁定状态，再次防止基壳相对于支承结构的转动。按这种方式，通过mrf操纵杆装置相对于支承结构本身的角度取向的变化，来调节操纵杆返回位置。然后，操作员可以返回到mrf操纵杆装置的正常使用，现在操纵杆被偏置到经操作员调节的操纵杆返回位置。
27.当jrp锁定机构在基壳的内部时，mrf操纵杆装置可以被赋予相对紧凑、结构鲁棒的设计。另外，例如，当jrp锁定机构包含传导磁流变流体的一个或更多个液压缸时，将jrp锁定机构集成到基壳中可使得jrp锁定机构能够与mrf操纵杆阻力机构共用某些组件(例如，公共的mrf阀或阀组)。比较地，当jrp锁定机构在基壳的外部时，可以提供更大的设计灵活性，并且可以与对mrf操纵杆装置的jrp调节无关(分离)地，来维持rom对称性(以及希望的mrf止动定位，若适用的话)。因而，两种配置均关联着不同优点。无论jrp锁定机构是在基壳的内部还是外部，作业车辆mrf操纵杆系统都利用给定操纵杆装置的独特mrf能力，来提供将操纵杆装置的操纵杆返回位置调节成操作员偏好的直观手动驱动过程。因此，作业车辆操作员可以轻松地选择和重新选择理想的操纵杆返回位置，以最大化操作员的舒适度并且减少人机工学压力，否则在长时间的操纵杆交互期间可能会发生这种压力。
28.下面，结合图1至图6，描述作业车辆mrf操纵杆系统的第一示例实施方式，该第一示例实施方式准许对操纵杆返回位置的操作员调节，并且包括处于mrf操纵杆装置的基壳外部的jrp锁定机构。在下面描述的示例实施方式中，mrf操纵杆系统主要是在特定类型的作业车辆(即，挖掘机)的背景下进行讨论的。另外，在下面的示例中，mrf操纵杆系统包括两个操纵杆装置，这两个操纵杆装置皆包括可绕两个垂直轴线转动的操纵杆，并且用于控制挖掘机动臂组件以及附接至该动臂组件的工具或机具的移动。尽管有以下示例，但是在进一步的实施方式中，mrf操纵杆系统可以包括更多或更少数量的操纵杆，并且各个操纵杆装置皆可以任何数量dof并且沿着任何合适的运动模式移动；例如，在另选实现中，给定操纵杆装置可以绕单个轴线转动，或者可沿着限定的(例如，h形)轨迹或运动模式移动。此外，下面描述的mrf操纵杆系统可以被部署在包括各种经操纵杆控制的功能的宽范围的作业车辆上，下面结合图7讨论了所述作业车辆的附加示例。下面，结合图8至图11，进一步讨论mrf操纵杆系统的第二示例实施方式，该第二示例实施方式在包含处于mrf操纵杆装置的基壳内部的jrp锁定机构的同时，还准许操作员jrp调节。
29.包含具有可调节操纵杆返回位置的至少一个操纵杆装置的示例mrf操纵杆系统
30.初始参照图1，呈现了配备有作业车辆mrf操纵杆系统22的示例作业车辆(在这里为挖掘机20)。除了mrf操纵杆系统22以外，挖掘机20还包括在工具或机具(诸如铲斗26)端接的动臂组件24。可以将各种其它机具与铲斗26互换并且附接至动臂组件24的终端，例如包括其它铲斗、抓斗以及液压锤。挖掘机20具有主体或底盘28、支承底盘28的履带式底架30
以及位于底盘28的前部并包围操作员台的驾驶室32。挖掘机动臂组件24从底盘28伸出并且包含作为主要结构性组件的内侧或近端动臂34(下文中，被称为“起重臂34”)、外侧或远端动臂36(下文中，被称为“铲斗柄(dipperstick)36”)以及多个液压缸38、40、42。液压缸38、40、42又包括：两个起重缸38、铲斗柄缸40以及铲斗缸42。起重缸38的伸出和缩回使起重臂34绕第一枢轴接头转动，在该第一枢轴接头处，起重臂34接合至挖掘机底盘28(在这里，与驾驶室32(的右侧)相邻的位置)。铲斗柄缸40的伸出和缩回使铲斗柄36绕第二枢轴接头转动，在该第二枢轴接头处，铲斗柄36接合至起重臂34。最后，铲斗缸42的伸出和缩回使挖掘机铲斗26绕第三枢轴接头转动或“卷起(curl)”，在该第三枢轴接头处，将铲斗26接合至铲斗柄36。
31.液压缸38、40、42被包括在电动液压(eh：electrohydraulic)致动系统44中，该eh致动系统在图1中由题为“经操纵杆控制的功能的致动器”的框46包围着。利用位于挖掘机驾驶室32内并且被包括在mrf操纵杆系统22中的至少一个操纵杆来控制挖掘机外部组件24的移动。具体地，操作员可以利用在mrf操纵杆系统22中包括的一个或多个操纵杆来控制液压缸38、40、42的伸出和缩回，并且经由挖掘机底盘28相对于履带式底架30的转动来控制动臂组件24的回转动作。所描绘的eh致动系统44还包含各种其它未例示的液压组件，这些未例示的液压组件可以包括流动管线(flow line)(例如，柔性软管)、止回阀或安全阀、泵、配件、过滤器等。另外，eh致动系统44包含电子阀致动器和流量控制阀(诸如滑阀式多路阀)，可以对该流量控制阀进行调制以调整加压液压流体进出液压缸38、40、42的流量。假如下面描述的控制器架构50能够经由发送给所述致动器46中的选定致动器(该选定致动器实现挖掘机20的经操纵杆控制的功能)的命令来控制动臂组件24的移动，那么在此陈述的eh致动系统44的特定构造或架构在很大程度上对于本公开的实施方式是不重要的。
32.如在图1的左上部中示意性地例示的，作业车辆mrf操纵杆系统22包含一个或更多个mrf操纵杆装置52、54。如本文中出现的，术语“mrf操纵杆装置”是指包括至少一个操纵杆或控制杆的操作员输入装置，可以通过利用本文所描述的类型的mrf操纵杆阻力机构施加的可变阻力或“刚度力(stiffness force)”来阻碍该操作员输入装置的移动。虽然为清楚起见，在图1中示意性地示出了一个这种mrf操纵杆装置52，但是mrf操纵杆系统22可以包括任何实际数量的操纵杆装置，如由符号58所指示的。在示例挖掘机20的情况下，mrf操纵杆系统22通常将包括两个操纵杆装置；例如，下面结合图2描述的操纵杆装置52、54。下面进一步讨论可以将两个这种操纵杆装置52、54用于控制挖掘机动臂组件24的移动的方式。然而，首先提供对如图1中示意性地例示的操纵杆装置52的一般性讨论，以设立可以更好地理解本公开的实施方式的通用框架。
33.如图1中示意性地例示，mrf操纵杆装置52包括被安装至下支承结构或基壳62的操纵杆60。操纵杆60可沿至少一个dof相对于基壳62移动，并且可绕一个或更多个轴线相对于基壳62转动。在所描绘的实施方式中，并且如箭头64所指示，mrf操纵杆装置52的操纵杆60可绕两个垂直轴线相对于基壳62转动，并且同样将在下面进行描述。mrf操纵杆装置52包括一个或更多个操纵杆位置传感器66，这些操纵杆位置传感器用于监测操纵杆60相对于基壳62的当前位置和移动。mrf操纵杆装置52中也可以包括各种其它组件68，包括：按钮、拨盘、开关或者其它手动输入特征，它们可以位于操纵杆60本身上、位于基壳62上、或者这两者的组合。可以将弹簧部件(气弹簧或机械弹簧)、磁体或流体阻尼器并入操纵杆装置52中，以提
供针对操纵杆的原位(home)或操纵杆返回位置的希望返回率(下面描述的)，以及微调操作员在与mrf操纵杆装置52交互时所察觉到的有关操纵杆60的希望感受。
34.将mrf操纵杆阻力机构56至少部分地集成到mrf操纵杆装置52的基壳62中。可通过作业车辆mrf操纵杆系统22的控制器架构50来控制mrf操纵杆阻力机构56，以调节mrf阻力，并因此调节抵抗沿至少一个dof相对于基壳62的操纵杆运动的操纵杆刚度。在这点上，在mrf操纵杆系统22的操作期间，控制器架构50可以选择性地向mrf操纵杆阻力机构56发出命令，以增加操纵杆刚度从而阻碍绕特定轴线或轴线的组合的操纵杆转动。如下更全面讨论的，控制器架构50可以向mrf操纵杆阻力机构56发出命令，以通过选择性地增加其中将该机构56中所包含的磁流变流体至少部分地浸入的em场的强度，来提供针对操纵杆行为的效果或修改的范围。例如，在实施方式中，控制器架构50可以向mrf操纵杆阻力机构发出命令，以生成随着操纵杆移动到特定位置所遇到的具有增加的阻力的局部化区域(本文中被称为“mrf止动”)。在施加时，可以生成mrf止动以施加足够克服在操纵杆上施加的偏置力或“向心”力的mrf阻力，在该情况下，mrf止动可以被专门称为“保持止动(hold deten)”。在其它情况下，mrf止动可能会以较低的mrf阻力来生成，这种较低的mrf阻力对于操纵该操纵杆的作业车辆操作员是可感知的，但这不足以防止操纵杆仅在操纵杆的向心力的影响下返回至操纵杆返回位置。该后一类型的mrf止动在本文中被称为“有感觉的止动(feel detent)”。下面结合图3和图4来描述可以实现mrf操纵杆阻力机构56的一种方式的一般化示例。
35.mrf操纵杆系统22还包括jrp锁定机构70，该jtrp锁定机构70与mrf操纵杆装置52关联并且可在锁定状态与解锁状态之间移动。在锁定状态下，jrp锁定机构70防止对mrf操纵杆装置52的操纵杆返回位置的操作员调节。在解锁状态下，jrp锁定机构70准许挖掘机20的当前操作员对操纵杆返回位置进行调节。jrp锁定机构70可以包含提供该功能的任何数量、类型以及排布结构的装置。在某些实施方式中，jrp锁定机构70可以处于mrf操纵杆装置52的基壳62的外部，如结合图5和图6所讨论的。另选地，在其它情况下，jrp锁定机构70可以处于mrf操纵杆装置52的基壳62的内部(被集成到该基壳中)，如结合图8和图9所讨论的。在某些情况下，jrp锁定机构70可以包含一个或更多个经操作员致动的纯机械装置，特别是在jrp锁定机构70处于mrf操纵杆装置52的基壳62的外部的时候。然而，更通常地，jrp锁定机构70包括一个或更多个受致动的组件，所述组件在jrp调节过程期间是由控制器架构50远程控制的。在该后一点上，在图1的示意图中，箭头72表示从控制器架构50到jrp锁定机构70以及到mrf操纵杆阻力机构56的数据连接(有线或无线)。类似地，箭头74表示从位置传感器66以及可能还从mrf操纵杆装置52的其它组件(例如，外部按钮、转盘或其它操作员输入)到控制器架构50的一个或多个数据连接(有线或无线)。
36.除了先前描述的那些以外，mrf操纵杆系统22的实施方式还可以包括任何数量的其它非操纵杆组件76。附加非操纵杆组件76可以包括：操作员界面78(与mrf操纵杆装置52不同)、位于挖掘机驾驶室32中的显示装置80以及各种其它类型的非操纵杆传感器82。特别地，操作员界面78可以包括用于接收操作员输入的任何数量和类型的非操纵杆输入装置，诸如按钮、开关、旋钮以及在mrf操纵杆装置52外部的类似手动输入。被包括在操作员界面78中的这种输入装置也可以包括诸如轨迹球或操纵杆这样的光标类型的输入装置，这种光标类型的输入装置用于与在显示装置80上生成的图形用户界面(gui)进行交互。可以将显示装置80置放在驾驶室32内，并且可以采取任何图像生成装置的形式，在该图像生成装置
上可以以可视方式呈现可视警报和其它信息。显示装置80也可以生成接收操作员输入的gui，或者可以包括接收操作员输入的其它输入(例如，按钮或开关)，该操作员输入在执行下面描述的处理时，可以与控制器架构50有关。在某些情况下，显示装置80也可以具有触摸输入能力。最后，mrf操纵杆系统22可以包括各种其它非操纵杆传感器82。例如，非操纵杆传感器82可以包括对车辆运动进行检测和监测的传感器或数据源，诸如监测挖掘机位置和运动状态的全球导航卫星系统(gnss：global navigation satellite system)模块(诸如全球定位系统(gps：global positioning system)模块)。
37.如在图1中进一步描绘的，将控制器架构50与存储器48关联，并且可以通过任何数量的有线数据连接、无线数据连接或者它们的任何组合来与各种所例示的组件进行通信；举例来说，如概括地例示的，控制器架构50可以通过集中式车辆或控制器区域网(can：controller area network)总线84来从各个组件接收数据。如本文中出现的，术语“控制器架构”是以非限制性意义加以利用的，以总体上指代诸如示例mrf操纵杆系统22的作业车辆mrf操纵杆系统的处理子系统。因此，控制器架构50可以涵盖或者可以关联有任何实际数量的处理器、单独控制器、计算机可读存储器、电源、存储装置、接口卡以及其它标准化组件。在许多情况下，控制器架构50可以包括直接与操纵杆接口关联的本地控制器，以及被置放在由驾驶室32包围的操作员台内的其它控制器，并且本地控制器根据需要与挖掘机20上的其它控制器进行通信。控制器架构50也可以包括被设计成执行各种处理任务、计算以及本文所描述的控制功能的任何数量的固件和软件程序或者计算机可读指令，或者可以与固件和软件程序或者计算机可读指令协作。可以将这种计算机可读指令存储在与控制器架构50关联(该控制器架构可访问)的存储器48的非易失性扇区内。虽然在图1中被概括地例示为单个框，但是存储器48可以涵盖适于存储计算机可读代码或指令以及用于支持mrf操纵杆系统22的操作的其它数据的任何数量和类型的存储介质；例如，下面描述的jrp设定数据以及与在操纵杆装置的操作期间如所希望地生成的任何mrf效果(例如，mrf止动的位置)有关的数据。
38.更详细地讨论挖掘机20的操纵杆配置或布局，在实施方式之间，mrf操纵杆系统22中包括的操纵杆装置的数量以及这种操纵杆的结构性方面和功能将有所不同。如前所述，尽管在图1中仅示意性地示出了单个操纵杆装置52，但是mrf操纵杆系统22通常会有支持挖掘机动臂组件控制的两个操纵杆装置52、54。进一步例示了这一点，图2提供了从挖掘机驾驶室32内看的立体图，并且描绘了在mrf操纵杆系统22的实施方式中适当地包括的两个mrf操纵杆装置52、54。如可以看出，将mrf操纵杆装置52、54置放在操作员座椅86的相反两侧，使得操作员使用双手可以相对容易地同时操纵左mrf操纵杆装置52和右操纵杆装置54。延续上面结合图1引入的标号，各个操纵杆装置52、54包括操纵杆60，该操纵杆60被安装至下支承结构或基壳62，以绕两个垂直轴线相对于基壳62转动。操纵杆装置52、54也各自包括柔性盖或防护罩(boot)88，该柔性盖或防护罩88接合在操纵杆60的下部与它们的相应基壳62之间。附加操纵杆输入也以拇指可触及的按钮的形式设置在各个操纵杆60上，可以作为其它未例示的手动输入(例如，按钮、拨盘和/或开关)设置在基壳62上的。图2中所示出的挖掘机20的其它显著特征包先前提及的显示装置80和踏板/控制杆机构90、92，该踏板/控制杆机构90、92控制履带式底架30的左右履带的相应移动。
39.可以利用不同的控制方案来将操纵杆装置51、54中包括的操纵杆60的移动转变为
挖掘机动臂组件24的对应移动。在许多情况下，挖掘机20将以“反铲控制”或“sae控制”模式和“国际标准组织”或“iso”控制模式中的任一模式(并且通常允许在这些模式之间切换)来支持动臂组件控制。对于反铲控制模式的情况来说，左操纵杆60向操作员左侧的移动(箭头94)使挖掘机动臂组件24沿向左方向回转(对应于底盘28相对于履带式底架30的逆时针转动)，左操纵杆60向操作员右侧的移动(箭头96)使动臂组件24沿向右方向回转对应于底盘28相对于履带式底架30的顺时针转动)，左操纵杆60沿向前方向的移动(箭头98)降下起重臂34，以及左操纵杆60沿向后(aft或rearward)方向的移动(箭头100)升起起重臂34。而且，对于反铲控制模式的情况来说，右操纵杆60向左的移动(箭头102)使铲斗26向内卷起，右操纵杆60向右的移动(箭头104)使铲斗26伸开(uncurl)或“打开”，右操纵杆60沿向前方向的移动(箭头106)使铲斗柄36向外转动，以及右操纵杆60沿向后方向的移动(箭头108)使铲斗柄36向内转动。比较地，对于iso控制模式的情况来说，针对回转命令和铲斗卷起命令的操纵杆运动保持不变，而将起重臂和铲斗柄的操纵杆映射进行了对调(reversed)。因此，在iso控制模式下，左操纵杆60的向前和向后移动以前述方式控制铲斗柄转动，而右操纵杆60的向前和向后移动以上述方式控制起重臂34的运动(升起和降下)。
40.现在，参照图3和图4，由两个简化的截面示意图来表示mrf操纵杆装置52和mrf操纵杆阻力机构56的示例构造。虽然这些附图例示了单个mrf操纵杆装置(即，mrf操纵杆装置52)，但是下面的描述同样适用于示例mrf操纵杆系统22中包括的另一mrf操纵杆装置54。仅以非限制性示例的方式提供以下描述，注意，并入mrf操纵杆阻力机构或者在功能上与mrf操纵杆阻力机构协作的多个不同操纵杆设计都是可以的。假如磁流变流体的流变特性(粘度)的有意义的变化是和em场强度的受控变化一道发生的(如下所述)，那么磁流变流体的特定组成在很大程度上对于本公开的实施方式是不重要的。然而，为了完整起见，注意到一种完全适合在本公开的实施方式中使用的磁流变流体组成包含分散在载流体中的导磁性(例如，羰基铁)颗粒，在载流体在重量上主要由油或醇(例如，乙二醇)组成。这种导磁性颗粒可以具有微米范围内的平均直径(或者如果颗粒具有非球形(例如，长方形)形状，则具有其它最大横截面尺寸)；例如，在一个实施方式中，使用具有介于1微米至10微米之间的平均直径的球形导磁颗粒。也可以在磁流变流体中包括各种其它添加剂(诸如分散剂或稀释剂)，以微调其特性。
41.现在，参照图3和图4中所示的示例操纵杆构造，并且再次视情况延续先前引入的标号，mrf操纵杆装置52包括具有至少两个不同的部分或结构性区域的操纵杆60：上手柄110(该附图中仅示出了该上手柄的简化的下部)，以及大体上为球形的下基部112(在下文中，被称为“大体球形基部112”)。操纵杆60的大体球形基部112被捕获在基壳62的两个壁114、116之间，这两个壁可以彼此大致平行地延伸以形成基壳62的上部。设置了贯穿壳壁114、116的竖直对准的中心开口，并且该中心开口的相应直径的尺寸被确定为小于大致球形基部112的直径。壁114、116之间的间距或竖直偏移还被选择成，使得大体球形基部112整体被捕获在竖直间隔开的壳壁114、116之间，以形成球窝式接头。这准许操纵杆60绕两个垂直轴线相对于基壳62转动，这两个垂直轴线对应于在图3和图4中出现的坐标图例118的x轴线和y轴线；同时总体上防止操纵杆60沿坐标图例118的x轴线、y轴线以及z轴线的平移移动。在另一些实施方式中，可以采用各种其它机械排布结构来将操纵杆安装至基壳，同时允许操纵杆绕两个垂直轴线转动(诸如万向节排布结构)。在不太复杂的实施方式中，可以设
置枢轴或销接头，以准许操纵杆60绕单个轴线相对于基壳62转动。
42.mrf操纵杆装置52的操纵杆60还包括从大体球形基部112起沿与操纵杆手柄110相反的方向突出的刺状部(stinger)或下操纵杆延伸部120。在所例示的示意图中，将下操纵杆延伸部120通过单个复位或偏置弹簧124联接至基壳62的静附接点；在此注意，处于例示的目的，简化了这种排布结构，并且在mrf操纵杆装置52的实际实施方式中通常将采用更复杂的弹簧偏置排布结构(或者其它操纵杆偏置机构(若有的话))。当操纵杆60从图3所示的操纵杆返回位置位移时，如图4所示，偏置弹簧124偏斜，以促使操纵杆60向原位(图3)返回。从而，作为示例，在转动到图4所示的位置之后，万一作业车辆操作员随后松开操纵杆手柄110，就在偏置弹簧124的影响下，操纵杆60将向图3所示的空挡位置或原位(本文中被称为“操纵杆返回位置”)返回。下面，结合图5至图11，提供了可以将操纵杆60朝着操纵杆返回位置(这可调节成操作员偏好)偏置的方式的进一步讨论。
43.示例mrf操纵杆阻力机构56包括分别如图3和图4中所示的第一mrf缸126和第二mrf缸128。第一mrf缸126(图3)被机械地接合在下操纵杆延伸部120与基壳62的部分地示出的静附接点或基础结构特征130之间。类似地，第二mrf缸128(图4)被机械地接合在下操纵杆延伸部120与基壳62的静附接点132之间，并且mrf缸体128绕坐标图例118的z轴线相对于mrf缸126转动了大约90度。由于这种结构性配置，因此，mrf缸126(图3)可被控制，以选择性地抵抗操纵杆60绕坐标图例118的x轴线的转动，而mrf缸128(图4)可被控制，以选择性地抵抗操纵杆60绕坐标图例118的y轴线的转动。另外，两个mrf缸126、128均可以被共同地控制以选择性地抵抗操纵杆60绕落在x轴线与y轴线之间并且在x
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y平面内延伸的任何轴线的转动。在其它实施方式中，可以利用不同的mrf缸配置，并且包括更多或更少数量的mrf缸；例如，在希望选择性地抵抗操纵杆60仅绕x轴线或者仅y轴线的转动的实现中，或者在操纵杆60仅能绕单个轴线转动的实现中，可以采用单个mrf缸或一对对抗的缸。最后，尽管在简化示意图未示出，但是在进一步的实现中，mrf缸126、128中可以包括任何数量的附加组或者可以与任何数量的附加组件关联。这种附加组件可以包括对缸126、128的行程(stroke)(若希望获知的话)进行监测以例如跟踪操纵杆位置的传感器，来代替下述操纵杆传感器182、184。
44.mrf缸126、128皆包括缸体134，活塞138、140可滑动地安装至该缸体。各个缸体134包含筒形腔或孔136，该腔或孔中136安装有活塞138、140中的一个活塞的端头138，以沿着缸体134的纵向轴线或中心线平移移动。绕该腔或孔的外周，各个活塞端头138装配有一个或更多个动密封件(例如，o形圈)以密封地接合缸体134的内表面，从而将孔136分隔成两个对抗(antagonistic)的可变容积液压腔。活塞138、140还各自包括细长活塞杆140，该活塞杆140从活塞端头138起朝着操纵杆60的下操纵杆延伸部120突出。活塞杆140延伸穿过固定在缸体134的开口端上方的端盖142(再次，接合任何数量的密封件)，以在操纵杆附接点144处附接至下操纵杆延伸部120。在例示示例中，操纵杆附接点144采取销或枢轴接头的形式；然而，在其它实施方式中，可以采用更复杂的接头(例如，球形接头)来形成这种机械联接。在操纵杆附接点144的对面，将mrf缸126、128的相对端经由球形接头145安装至相应静附接点130、132。最后，在各个mrf缸体126、128的相反两端中还设置有液压端口146、148，以允许磁流变流体的流入和流出与活塞138、140沿着mrf缸126、128的相应纵向轴线的平移移动或行程变化相结合。
45.mrf缸126、128分别经由流动管线连接部178、180与对应mrf阀(value)150、152流体互连。正如与mrf缸126、128的情况一样，在所示示例中，mrf阀150、152被呈现为相同的，但在进一步的实现中可以加以改变。尽管按通用术语称为“阀”(特别地，考虑到mrf阀150、152的功能是控制磁流变流体的流动)，但是将观察到，在目前的示例中，mrf阀150、152缺少阀部件和其它移动机械零件。作为有益的推论，mrf阀150、152提供了故障安全操作，因为在不太可能的mrf阀失效的情况下，仍然准许磁流变流体以相对较小的阻力通过mrf阀150、152。因而，如果mrf阀150、152中的任一个或两个因任何原因而失效，mrf操纵杆阻力机构56用于施加对操纵杆运动进行限制或抑制的阻力的能力就可能受到损害；然而，操纵杆60将能以类似于传统的非mrf操纵杆系统的方式绕x轴线和y轴线自由转动，并且mrf操纵杆装置52通常仍然能够控制挖掘机动臂组件24。
46.在所描绘的实施方式中，mrf阀150、152皆包括阀壳154，该阀壳154包含被固定在细长缸芯158的相反两端上的端盖156。大体环形或管状流道160绕缸芯158并且在两个流体端口162、164之间延伸，这两个流体端口162、164是通过相反的端盖156设置的。环形流道160被多个em感应线圈166包围(贯穿这些em感应线圈延伸)(下文中，被称为“em线圈166”)，这些感应线圈绕顺磁性支持器(holder)168缠绕，并且散置有多个轴向或纵向间隔开的铁氧体环170。管状罩172包围该组件，同时贯穿该管状罩172设置有许多引线，以便于与所容纳的em线圈166进行电互连。在图3和图4中由线174、176示意性地表示了两个这种引线，以及去往电源和控制源177的对应电连接。如箭头179所示，控制器架构50以以下方式在工作上联接至电源和控制源177：使得控制器架构50能够对源177进行控制，以改变在mrf操纵杆系统22的操作期间供应给em线圈166的电流或者跨该em线圈施加的电压。因此，这种结构性排布结构可使控制器架构50命令或控制mrf操纵杆阻力机构56，以改变由em线圈166产生的em场的强度。环形流道160延伸穿过em线圈166(并且可以与该em线圈大致同轴)，使得当磁流变流体被引导通过mrf阀150、152时，磁流变流体穿过em场的中心。
47.mrf阀150、152的流体端口162、164分别通过上面提及的导管或流动管线连接178、180流体地连接至对应mrf缸126、128的端口146、148。该流动管线连接178、180的长度例如可以确保具有足够松弛度的柔性管，以适应结合操纵杆60的转动发生的mrf缸126、128的任何移动。在这点上，考虑图4的示例场景。在该示例中，操作员已经沿操作员输入方向(由箭头185指示)移动了操纵杆手柄110，使得操纵杆60沿顺时针方向绕坐标图例118的y轴线转动。结合该操纵杆运动，如图所示，mrf缸128绕球形接头145转动以稍微向上倾斜。而且，连同该经操作员控制的操纵杆运动，包含在mrf缸128中的活塞138、140缩回时，使得活塞端头138向图4中的左侧移动(朝着附接点132)。活塞138、140的平移移动推动磁流变流体流经mrf阀152，以适应在活塞端头138左侧的腔室的容积减小以及在活塞端头138右侧的腔室的对应容积增大。因而，在这种经操作员控制的操纵杆转动期间的任何时候，控制器架构50可以改变供应给em线圈166的电流或者跨em线圈166施加的电压，以改变抵抗流经mrf阀152的磁流变流体的力，从而获得对活塞138、140的进一步行程变化进行抵抗的所希望的mrf阻力。
48.给定mrf操纵杆阻力机构56的响应能力，控制器架构50可以控制阻力机构56仅短暂施加这种mrf阻力，从而以预定方式(例如，以渐进或逐步的方式)增加mrf阻力的强度，同时增加活塞的位移，或者提供各种其它阻力效果(例如，触觉止动或脉动效果)，如下详细讨
论的。控制器架构50同样可以控制mrf操纵杆阻力机构56以选择性地提供诸如以下的阻力效果：包括在mrf阀150中的活塞138、140结合操纵杆60绕坐标图例118的x轴线的转动来进行行程改变。此外，mrf操纵杆阻力机构56能够独立地改变由mrf阀150、152内的em线圈166产生的em场强度，以允许对抑制操纵杆绕坐标图例118的x轴线和y轴线转动的mrf阻力进行独立控制。
49.mrf操纵杆装置52还可以包含对操纵杆60相对于基壳62的位置或移动进行监测的一个或更多个操纵杆位置传感器182、184(例如，光学或非光学传感器或变压器(transformer))。在所示示例中，具体地，mrf操纵杆装置52包括：对操纵杆60绕坐标图例118的x轴线的转动进行监测的第一操纵杆位置传感器182(图3)；以及对操纵杆60绕坐标图例118的y轴线的转动进行监测的第二操纵杆位置传感器184(图4)。操纵杆位置传感器182、184与控制器架构50之间的数据连接分别由线186、188来表示。在进一步的实现中，mrf操纵杆装置52可以包括各种其它未例示组件，如可以包括mrf操纵杆阻力机构56。在适当的时候，这种组件可以包括：操作员输入部，和被设置在操纵杆60或基壳62上的对应电连接部，aff电机，以及被包括在mrf操纵杆阻力机构56的流动回路中的压力传感器和/或流率传感器，以使最佳地适应特定的应用或用途。
50.如先前所强调的，仅以非限制性示例的方式提供了mrf操纵杆装置52的上述实施方式。在另选实现中，操纵杆60的构造可以在各个方面有所不同。假如mrf操纵杆阻力机构56可由控制器架构50控制以选择性地施加阻力(通过磁流变流体的在流变性方面的改变)，从而抑制操纵杆沿至少一个dof相对于基壳的移动，那么在进一步的实施方式中，mrf操纵杆阻力机构56也相对于图3和图4中所示的示例而有所不同。在进一步的现实化方面，可以将与em线圈166相似或相同的em感应线圈直接集成到mrf缸126、128中，以提供希望的可控的mrf阻力效果。在这种现实化方面，可以通过绕活塞端头138和缸体134的内表面设置环空(annulus)或稍小的环形间隙，或者通过设置贯穿缸体134或套筒本身的流道，来经由设置的贯穿活塞端头138的一个或更多个孔口，准许在给定mrf缸126、128内的可变容积腔室之间的磁流变流体流动。有利地，这种配置可以给予mrf操纵杆阻力机构相对紧凑的集成设计。比较地，在至少一些情况下，一个或更多个外部mrf阀(诸如mrf阀150、152(图3和图4))的使用可以促进具有成本效益的制造，并且允许使用商业可获的模块化组件。
51.还在其它实现中，mrf操纵杆装置的设计可以准许磁流变流体包裹(envelop)并直接作用在操纵杆60本身的下部(诸如在操纵杆60的情况下为球形基部112)，并且em线圈绕该操纵杆的下部置放并围绕磁流变流体主体。在这种实施方式中，球形基部112可以设置有肋、槽或类似的拓扑特征，以结合操纵杆转动来促进磁流变流体的位移，其中向em线圈通电增加了磁流变流体的粘度，从而阻碍流体流经绕球形基部112设置的受限制的流道，或者可以是因磁流变流体结合操纵杆转动的转向的缘故。在mrf操纵杆系统22的进一步的实施方式中，各种其它设计也是可以的。
52.无论mrf操纵杆阻力机构56的特定设计如何，使用选择性地产生抑制(抵抗或防止)意外的操纵杆运动的可变mrf阻力或操纵杆刚度的mrf技术都提供了多个优点。作为主要优点，在磁流变流体的流变性方面，以及最终在经mrf施加的操纵杆刚度在高度缩短的时段(例如，在某些情况下，约为1毫秒的时段)内抑制操纵杆的运动方面；mrf操纵杆阻力机构56(并且通常是mrf操纵杆阻力机构)具有很高的响应度并可以实现em场强的希望变化。相
应地，mrf操纵杆阻力机构56可以通过迅速减小流经em线圈的电流并允许磁流变流体的流变性(例如，流体粘度)恢复为该磁流变流体的正常无刺激状态，来使得能够以相等的快速性去除(或者至少极大地减小)mrf阻力。控制器架构50还可以控制mrf操纵杆阻力机构56来产生mrf阻力，以使通过利用em线圈166产生的em场的强度的对应变化而具有在限制内的连续范围的强度或密集度(intensity)。有利地，mrf操纵杆阻力机构56可以提供延长时段内的可靠的、基本无噪声的操作。另外，可以将磁流变流体配制成本质上无毒的，诸如在磁流变流体包含被分散在醇基或油基载流体中的羰基铁基颗粒的时候，如前所述。最后，作为更进一步的优点，mrf操纵杆阻力机构56的上述配置可使mrf操纵杆系统22选择性地产生第一阻力或操纵杆刚度，从而制止操纵杆绕第一轴线(例如，图3和图4中的坐标图例118的x轴线)转动，同时还选择性地产生独立于第一阻力(操纵杆刚度)的第二阻力或操纵杆刚度，从而制止操纵杆绕第二轴线(例如，坐标图例118的y轴线)转动；即，使得第一阻力和第二阻力根据需要具有不同的量值。
53.现在，转至图5，以简化的俯视图示出了包括示例mrf操纵杆装置52的操纵杆支承组件190的示意图。除了mrf操纵杆系统52以外，操纵杆支承组件190还包括支承结构192。该支承结构192与mrf操纵杆装置52的基壳62相邻地置放，并且可以部分地包围所述基壳。支承结构192可以是适于将mrf操纵杆装置52安装在作业车辆内的希望位置处的任何结构或结构性组件；例如，安装在本示例中的挖掘机20的驾驶室32内。在某些实施方式中，可以将支承结构192集成到或者以其它方式附接至扶手、控制台或者作业车辆的与操作员的座位相邻地置放并且便于操作员触及的类似内部区域。将操纵杆装置52的基壳62经由联接器194、196接合至支承结构192，该联接器192准许基壳62沿至少一个dof相对于支承结构192进行有限的转动。在这个特定示例中，联接器194、196采取万向节联接器的形式，该联接器准许基壳62在有限的角度范围内绕两个垂直轴线相对于支承结构192转动。万向联接器194、196包括：第一销接头对194，该第一销接头194对准许基壳62绕坐标图例118的y轴线相对于支承结构192进行有限转动；以及第二销接头对196，该第二销接头196对准许基壳62绕坐标图例118的x轴线进行有限转动。
54.jrp锁定机构198位于在mrf操纵杆装置52的基壳62与周围的支承结构192之间；例如，可以将jrp锁定机构198置放在mrf操纵杆装置52的基壳62的底下或下方某一高度处，如图5中示意性指示的。jpr锁定机构198可在锁定状态(jrp锁定机构198通常驻留于这种锁定状态下)与解锁状态之间移动。在锁定状态下，jrp锁定机构198通过将基壳62转动地固定至支承结构192来防止对操纵杆返回位置的调节。相反地，在解锁状态下，jrp锁定机构198使得mrf操纵杆装置的基壳62与支承结构192之间的转动移动能够达到万向节联接器194、196所允许的程度。这准许通过修改基壳62相对于支承结构192的角度取向对操纵杆返回位置进行操作员调节，如下所讨论的。
55.在某些实施方式中，jrp锁定机构198可以包括一个或更多个经手动致动的锁定装置，该锁定装置可以由操作员进行操纵以使jrp锁定机构在锁定状态与解锁状态之间转换。这种手动锁定机构的示例包括：固定螺钉、夹具装置、经弹簧加载的柱塞(其可以接合到被设置在基壳62的外部上的凹坑(divot)或其它凹槽中)、以及类似的装置。在其它实施方式中，jrp锁定机构198包含一个或更多个受致动装置，该装置可以通过控制器架构50进行控制，以使jrp锁定机构198在锁定状态与解锁状态之间转换。例如，在某些实施方式中，jrp锁
定机构198可以包括一个或更多个旋转或线性装置，诸如被集成到万向节联接器194、196中的微型离合器组，该离合器组可以通过控制器架构50进行远程接合和分离。在其它实现中，jrp锁定机构198可以包含一个或更多个线性装置，该线性装置被安装在基壳62与支承结构192之间，使得基壳62的转动可以结合线性装置的伸出和缩回排它地发生。例如，在该后一点上，jrp锁定机构198可以包括一个或更多个液压缸，当准许在缸的腔室之间的流体流动时，这些缸可以自由地平移。还可以将一个或更多个截止阀与缸互连，并且在工作上联接至控制器架构50。共同地，这种液压缸和截止阀在本文中被称为“可锁定活塞装置”，图5中示意性地标识了在基壳62下方潜在置放的两个这种可锁定缸装置200、202。
56.如本文中出现的，术语“液压流体(hydraulic fluid)”被定义成涵盖非磁流变流体和磁流变流体两者，它们在mrf操纵杆系统的操作期间在液压缸(和类似的液压装置)的可变容积腔室之间流动。类似地，术语“液压缸”在本文中是参考包含一个或更多个液压腔以及平移构件(活塞)的装置(而不管形状因子如何)来利用的，该平移构件(活塞)的线性移动驱动液压流体流入或流出缸室，或者受流入流出缸室的液压流体所驱动。最后，如上面所指出的，术语“阀”是指可被控制以调整通过阀的阀体或流道的液压流体(无论本质上是磁流变的还是非磁流变的)的流动。在阀通过影响磁流变流体的特性(粘度)的磁场的变化来控制流经阀体的mrf的实施方式中，该阀可以具体被称为“mrf阀”。为了便于参考，这种mrf阀在被控制成以希望的方式调整mrf流动时，仍可以被称为“移动”到特定位置(例如，截止位置)，就理解而言(如前所述)，mrf阀在严格意义上可能缺少可移动的阀部件。最后，如本文中出现的，术语“截止阀”指能够选择性地防止或至少显著阻碍液压流体流经阀体的阀。
57.图6进一步以截面图示意性地示出了操纵杆支承组件190和mrf操纵杆装置52，该截面图是沿着平行于坐标图例118的x
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y平面并且延伸穿过操纵杆60的截面截取的。共同参照图5和图6，jrp锁定机构198包括第一可锁定缸装置200和第二可锁定缸装置202。在图6的示意图中更详细地示出了第一可锁定缸装置200。虽然在图6中未示出第二可锁定缸装置202，但是在所例示的示例中，可锁定缸装置200、202基本相同；因此，下面的描述同样适用于第二可锁定缸装置202。各个可锁定缸装置200、202包括液压缸204、206以及关联的截止阀208。截止阀208经由多个流动管线210与和该截止阀关联的液压缸204、206流体互连；并且将截止阀208的电子组件(在非mrf阀的情况下为致动器，在mrf阀的情况下为em线圈)经由一个或更多个电连接212进一步联接至控制器架构50，或者联接至由控制器架构50控制的电源。出于下面的描述的目的，可锁定缸装置202、204中的各个缸装置节被描述为与单独的截止阀208流体互连；然而，在另一些实施方式中，可锁定缸装置200、202可以共用公共的截止阀，该公共截止阀可以移动到截止位置以同时防止在液压缸204、206的腔室之间的流体流动，从而将缸活塞206锁定在希望的平移位置。
58.液压缸204、206皆包括缸体204以及可以相对于缸体204平移的活塞206。如同第一可锁定缸装置200中所包括的一样，并且如图6中最清楚地示出，将第一可锁定缸装置200安装在基壳62的下部与支承结构192的底板之间。具体地，将液压缸204、206容纳在支承结构190的腔214内，其中缸体204的下端部分是通过第一球形接头联接器216安装至支承结构192的，并且活塞206的外端是通过第二球形接头联接器218接合至基壳62的。在其它实现中，假如液压缸204、206能够倾斜或者以其它方式移动以适应mrf操纵杆装置52的基壳62相对于支承结构192的角度取向的变化，则可以利用不同的安装接口。在这点上，并且先前所
讨论的，当jrp锁定机构198处于解锁状态时，万向节联轴节194、196准许基壳62绕坐标图例118的x轴线和y轴线转动。也可以将万向节联轴器194、196置放成，使得基壳62相对于支承结构192的角度取向的调节是绕与操纵杆转动的中心点或原点(图6中的坐标图例118的原点)大致重合的中心点或原点来进行的；然而，在所有实施方式中情况无需如此。同样地，可以为图5所示的另一可锁定缸装置202中包括的液压缸204、206提供类似的安装方案。
59.mrf操纵杆系统22(图1)的控制器架构50可以对截止阀208进行控制，以选择性地准许或阻止在被包括在各个可锁定缸装置200、202中的液压缸204、206的液压腔之间的流体流动。当调整非磁流变液压流体的流动时，各个截止阀208节可以是非mrf阀，诸如经螺线管驱动的滑(spool)阀或塞(stopper)阀。另选地，在磁流变流体当在液压缸204、206的腔室之间流动时被引导通过阀208的实现中，截止阀208可以是mrf阀(例如，与上面结合图3和图4描述的mrf阀56相似或大致相同)。在截止阀208是mrf阀的实现中，为了某些情况下的设计简化，可以将截止阀208与上述mrf阀56组合为单个单元或者阀组。在其它实施方式中，截止阀208可以是单独的mrf阀；或者被替换成包含阀部件的非mrf截止阀，该非mrf截止阀是在控制器架构50的命令下通过致动器在打开位置与关闭位置之间移动的。此外，虽然在本示例中，jrp锁定机构198是利用可锁定缸装置202、204来实现的，但是应意识到，在另一些实施方式中，可以用能够通过控制器架构50选择性地锁定在给定平移位置中的其它类型的线性装置来代替可锁定缸装置202、204。
60.在mrf操纵杆装置52的正常使用或标准使用期间，控制器架构50命令截止阀208移动到截止位置，或以其它方式防止在液压缸204、206的腔室之间的流体流动。这防止了被包括在液压缸204、206中的活塞206的平移，从而又禁止了基壳62相对于周围的支承结构192的转动。为了随后将jrp锁定机构198置于其解锁状态，控制器架构50命令截止阀208打开(或者以其它方式准许在液压缸204、206的腔室之间的流体流动)，从而使液压缸204、206的活塞206自由，以便结合基壳62相对于支承结构192的转动而平移。因而，当jrp锁定机构198被控制器架构50解锁时，使得对mrf操纵杆装置52的基壳62相对于支承结构192的角度取向的操作员调节能够至少达到万向节联接器194、196所准许的程度。在至少一些实施方式中，控制器架构50通过向mrf操纵杆阻力机构56发出命令，以便以足以防止操纵杆60相对于基壳62的移动的水平来施加mrf阻力，从而促进基壳62相对于支承结构192的角度位置或取向的操作员调节；这样施加的mrf阻力在本文中被称为“最大”或“峰值”mrf阻力。这种最大mrf阻力的施加有效地将操纵杆60锁定或固定至基壳62，这使得操作员能够根据需要通过简单地抓住并操纵操纵杆60的手柄，来容易地调节基壳62相对于支承结构192的角度取向。
61.如由图5的上部中出现的图例(key)220所标识的，由第一斜线标记222来表示mrf操纵杆装置52的当前操纵杆返回位置。在mrf操纵杆装置52是操纵杆60能够绕两个垂直轴线相对于基壳62转动的情况下，操纵杆返回位置是操纵杆60被偏置成朝着其返回的角度位置或取向。如图6中最清楚地示出，在所例示的示例中，mrf操纵杆装置52的基壳62未相对于支承结构192倾斜或成角度。这可以通过比较坐标图例118(在这里，表示操纵杆的参考系)与第二坐标图例224的角度取向来理解，该第二坐标图例224出现在图6的下部并且表示支承结构192的参考系。在mrf操纵杆装置52的操纵杆返回位置处于默认的未经调节的或者“真实中心”位置的例示示例中，坐标图例118、224中的z轴线是平行延伸的；例如，沿所例示的取向向上，并且可以是使得坐标图例118的z轴线(以及相应地，操纵杆手柄110)基本上沿
竖立方向延伸。当使基壳62相对于支承结构192转动到新角度位置时，操纵杆坐标图例118的z轴线将与支承结构坐标图例224的z轴线相差某一角度偏差。同样地，操纵杆返回位置将结合基壳62(坐标图例118)相对于支承结构192(坐标图例224)的角度取向的变化而改变。
62.在jrp锁定机构198处于mrf操纵杆装置52的基壳62的外部的目前实施方式中，可以通过控制器架构50执行下面的过程以使得作业车辆操作员能够进行jrp调节。首先，如箭头223所示(图5)，控制器架构50接收操作员输入，以启动对mrf操纵杆装置52的操纵杆返回位置的调节。可以经由被设置在mrf操纵杆装置52上的物理输入(诸如按钮或开关)的手动致动来接收这种操作员输入。作为任意的示例，在一种可能的方法中，作业车辆的操作员可以按压并按住位于mrf操纵杆装置52上或附近(例如，在操纵杆手柄110的上部上或者在基壳62的上表面上)的按钮，从而使能实现mrf操纵杆装置52的操纵杆返回位置的操作员调节。然后，操作员可以在需要的时候释放该按钮(或者第二次按压按钮)以终止或完成jrp调节过程。在其它实现中，作业车辆操作员可以以另一方式提供启动jrp调节过程的输入，诸如通过与在显示装置80上生成的gui交互以选择屏上选项，从而使得能够将操纵杆返回位置调节成操作员偏好。这种gui还可以准许将mrf操纵杆装置52的其它mrf相关方面调节成操作员偏好，诸如生成下述mrf止动的力。
63.响应于接收到启动jrp调节过程的操作员输入，控制器架构50向mrf操纵杆阻力机构56发出命令，以便以足以防止(或者至少基本上制止)相对于基壳62的操纵杆转动的水平来施加最大或峰值mrf阻力。在jrp锁定机构198本质上为非手动的实施方式中，控制器架构50还向jrp锁定机构198发出命令，以结合mrf操纵杆阻力机构56生成最大mrf阻力来进行解锁。在本示例中，并且如上所述，控制器架构50通过命令截止阀208移动到打开位置，或者以其它方式暂时准许在缸204、206的相对的液压腔之间的流体流动，来解锁jrp锁定机构198。具体地，当截止阀208是非mrf阀时，控制器架构50命令关联的阀致动器将阀部件移动到关闭位置，从而阻止液压流体流经阀体以及缸室之间。当截止阀208相反地采取mrf阀的形式时，控制器架构50调节供应给阀208内的em线圈的功率，以减小em场的强度(或者完全终止生成em场)，以准许磁流变流体以相对较小的流阻流经阀体。随着现在被准许在液压缸204、206的相对的腔室之间的流体流动，缸204、206的活塞206可以结合基壳62相对于支承结构192的角位移而自由地平移。抓住操纵杆60的手柄110的作业车辆操作员因此可以将操纵杆60并因此将基壳62转动到由万向节联接器194、196所准许的相对于支承结构192的任何希望的角度位置或取向。随着以这种方式调节或修改基壳62的角度取向，这导致对mrf操纵杆装置52的操纵杆返回位置的对应调节。
64.在将操纵杆手柄110转动到经操作员调节的操纵杆返回位置之后，操作员向控制器架构50提供输入，以终止jrp调节过程。在接收到该操作员输入时，控制器架构50命令jrp锁定机构198恢复到锁定状态，从而防止基壳62相对于支承结构192的进一步转动。在例示示例中，控制器架构50通过将截止阀208返回至关闭或截止位置(当截止阀208是非mrf阀时)，或者通过使截止阀208中的em线圈再次产生具有足够强度的电磁场以基本上防止流体流经阀体(当截止阀208被实现为mrf阀时)，来重新锁定jrp锁定机构198。一旦再次处于锁定状态，jrp锁定机构198就禁止基壳62相对于支承结构192的转动，从而将基壳62并因此将操纵杆返回位置固定在最近选择的角度取向上。在将jrp锁定机构198返回至锁定状态的同时或者之后不久，控制器架构50还向mrf操纵杆阻力机构56发出命令，以停止生成最大mrf
阻力。因而，准许作业车辆操作员绕坐标图例118的x轴线和y轴线再次相对于基壳62转动操纵杆60，同时基壳62仍保持固定至支承结构192。可以恢复mrf操纵杆装置52的正常使用，并且操纵杆60现在朝着最近选择的操纵杆返回位置偏置。
65.在某些实施方式中，mrf操纵杆系统22的控制器架构50可以在jrp调节过程之后，将jrp设定数据225(图5)存储在计算机可读存储器48内。jrp设定数据225可以标识经操作员调节的操纵杆返回位置，该位置可以被存储为坐标、存储为与未经修改的操纵杆返回位置的角度偏差、或采用另一方式。另外，在某些实施方式中，控制器架构50可以在存储器48中存储将唯一操作员标识数据与各个jrp设定关联的数据。这又可以允许在某些实施方式中，当识别出特定作业车辆操作员时(例如，在操作员利用唯一的pin码登录之后)，mrf操纵杆系统22自动地将所存储的操纵杆位置设定赋予给定mrf操纵杆装置(例如，mrf操纵杆装置52)。前述陈述适用于其中mrf操纵杆装置22具有力反馈能力或者能够以其它方式独立地在不同jrp设定之间移动操纵杆的实施方式。在其它实现中，出于这种自动调节的目的，控制器架构50可以不在计算机可读存储器48中存储这种jrp设定数据225。然而，在jrp锁定机构处于mrf操纵杆装置42的基壳62的内部的另选实施方式中，jrp设定数据仍可以被有用地存储在计算机可读存储器48中，如下结合图8至图11所讨论的。
66.有利地配备有mrf操纵杆系统的作业车辆的附加示例
67.因此，前述内容已经描述了包括朝着操纵杆返回位置偏置(这可以被调节成操作员偏好)的一个或更多个操纵杆的mrf操纵杆系统。虽然前面的描述主要专注于包括特定的经操纵杆控制的作业车辆功能(动臂组件移动)的特定类型的作业车辆(挖掘机)，但是mrf操纵杆系统的实施方式适于集成到包含用于控制改变的作业车辆功能的操纵杆装置的宽范围的作业车辆中。现在参照图7，图7的上部左边例示了示例作业车辆，中部例示了示例mrf操作杆装置，右部例示了受控的作业车辆功能，且图7下部例示了潜在配备有mrf操纵杆装置的其它示例作业车辆。具体地，在图7的上部阐述了这种作业车辆的三个附加示例，并且包括轮式装载机226、滑移装载机(ssl)228以及机动平地机230。首先针对轮式装载机226，轮式装载机226可以配备有被置放在轮式装载机226的驾驶室234内的示例mrf操纵杆装置232。如在图7中指示的，可以将mrf操纵杆装置232用于控制端接于铲斗238的fel 236的移动。比较地，可以将两个mrf操纵杆装置240置放在示例ssl 228的驾驶室242中，并且用于不仅控制fel 244及其铲斗246的移动，而且以公知方式进一步控制ssl 228的底盘248的移动。最后，机动平地机230同样包括被置放在机动平地机230的驾驶室252内的两个mrf操纵杆装置240。可以将mrf操纵杆装置250用于控制机动平地机底盘254的移动(通过控制对机动平地机后轮进行驱动的第一传动装置以及可能的驱动前轮的第二(例如，静液压)传动装置)，以及平地机的铲256的移动(例如，通过铲
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盘旋(blade
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circle)组件258的转动和角度调节，以及铲256的侧移角度的调节)。
68.示例轮式装载机226、ssl 228以及机动平地机230中的任一者或全部均可以配备有本文所描述的类型的作业车辆mrf操纵杆系统，即，包括具有朝着操纵杆返回位置偏置的操纵杆的至少一个操纵杆装置、mrf操纵杆阻力机构、jrp锁定机构、以及联接至mrf操纵杆阻力机构和jrp锁定机构的控制器架构的mrf操纵杆系统。此外，控制器架构可以选择性地使能够实现对操纵杆返回位置的操作员调节。为了使能实现操作员jrp调节，控制器架构可以向jrp锁定机构解锁(若适用的话)发出命令，同时还向mrf操纵杆阻力机构发出命令，以
便以预定水平施加mrf阻力，直到jrp调节过程完成为止。在jrp锁定机构70处于基壳62的外部以在jrp调节过程期间防止(或者至少很大程度上制止)操纵杆60相对于基壳62的转动的实施方式中，控制器架构50可以命令mrf操纵杆阻力机构56生成最大的mrf阻力。比较地，在jrp锁定机构位于基壳内部的实施方式中，控制器架构50可以代替地向mrf操纵杆阻力机构56发出命令，以在jrp调节过程期间施加较小(例如，最小或者零)mrf阻力，如下进一步结合图9至图11所讨论的。图7的下部例示了有用地以mrf操纵杆系统的实施方式配备的作业车辆的更进一步的示例，并且包括配备有fel的拖拉机260、伐木归堆机262、集材机264、联合收割机266以及推土机268。
69.包括处于mrf操纵杆装置的基壳内部的jrp锁定机构的示例mrf操纵杆系统
70.接下来，前进至图8和图9，如根据本公开的另一示例实施方式所描绘的，示出了mrf操纵杆装置270的简化截面图。在许多方面，mrf操纵杆装置270类似于图1至图6所示的mrf操纵杆装置52，并且图8和图9的横截面总体上分别对应于图3和图4的横截面。已经视情况将标号进行了结转，并且为了避免冗长，没有再次详细讨论由mrf操纵杆装置270(图8和图9)和上述mrf操纵杆装置52(图3和图4)所共用的公共组件。如同前述mrf操纵杆装置52(图3和图4)一样，mrf操纵杆系统270包括可在锁定状态与解锁状态之间移动的jrp锁定机构272。然而，对于mrf操纵杆装置270的情况来说，将jrp锁定机构272集成到了操纵杆装置270的基壳62中(置放在该基壳内)。两个偏置部件284还设置在mrf操纵杆装置270的基壳62内，并且进行协作以将操纵杆60朝着操纵杆返回位置偏置。在该示例中，偏置部件284采取机械(例如，线状(wireform))弹簧的形式，因因而此后在下文中被称为“偏置弹簧284”。然而，在另一些实施方式中，偏置部件284可以采取其它形式，这些形式适于在操纵杆60从操纵杆返回位置移动时，施加促使操纵杆60朝着该操纵杆返回位置转动的偏置力。适于在mrf操纵杆装置270内使用的其它类型的偏置部件的示例包括：气弹簧、机械弹簧以及磁性部件。
71.虽然在所例示的实施方式中被包含在基壳62内，但是mrf操纵杆装置270的jrp锁定机构272类似于上面在几个方面结合图5和图6所描述的外部jrp锁定机构。jrp锁定机构272包括两个液压缸274、276以及一个或更多个截止阀278，这些截止阀经由流动管线连接280与液压缸274、276流体互连。在这个特定示例中，截止阀278一般被例示为mrf阀，各个截止阀皆具有类似于还被包含在基壳62中并且用于选择性地施加抑制操纵杆移动的mrf阻力的mrf阀56的构造。从电源177到截止阀278提供了电连接282，并且控制器架构50通过对施加至阀278内的em线圈的电流或电压的修改，来调整向截止阀278的电力供应，从而提供希望的流动控制功能。再次，在另选实施方式中，截止阀278可以很容易地被实现为非mrf阀，该非mrf阀包含通过控制器架构50利用螺线管或其它电致动器进行定位的阀部件，诸如塞子、滑柱或板。mrf操纵杆装置270的液压缸274、276也类似于被包含在mrf操纵杆装置52中的液压缸204、206，如上面结合图6所描述的；然而，在本示例中，液压缸274、276越来越紧凑，并且被集成到mrf操纵杆装置270的基壳62中。另外，在图8和图9的示例中，液压缸274、276有效地用作可调节弹簧座，该弹簧座通过作用在操纵杆60上的偏置弹簧284的位置变化来设定mrf操纵杆装置270的操纵杆返回位置，如下进一步讨论的。
72.如上所提到的，在所例示的示例中，jrp锁定机构272包括两个液压缸274、276以及两个偏置弹簧284。在另一些实施方式中，根据操纵杆装置设计以及操纵杆可以相对于基壳
62移动的方式，jrp锁定机构272可以包括更多或更少数量的液压缸以及偏置弹簧；例如，在操纵杆60可以绕单个轴线转动或者可以其它方式沿单个dof移动的实现中，jrp锁定机构272可以包括单个弹簧
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缸对，或许包括被置放在操纵杆60相反两侧上的两个弹簧
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缸对。液压缸274、276皆又包括缸体274和平移活塞276，该活塞的端头被可滑动地设置在缸体274的缸筒(bore)内。各个缸体274的外端(outer terminal)端部(缸体274的最右端沿图8和图9中所示的取向)被安装至基壳62的内部基础结构特征286。这种安装是利用可移动联接器(诸如球形接头288)来实现的，从而准许缸274、276结合操纵杆60的操作员转动以及偏置弹簧284的偏转而倾斜或回转(swivel)。液压缸274、276的相反两端，并且具体为各个活塞276的外端(杆)端部用作弹簧座，该弹簧座支承偏置弹簧284中的至少一个偏置弹簧。活塞276可以端接于弹簧保持件或弹簧座290，该弹簧保持件或弹簧座290将偏置弹簧284固定至活塞外端。如图所示，偏置弹簧284的相对端被接合至操纵杆60的下部，并且具体被固定至下部操纵杆延伸部120。
73.依靠上述结构性构造，各个偏置弹簧284可以压缩或拉伸以施加促使操纵杆60向操纵杆返回位置返回的偏置力。关于图8所示的偏置弹簧284，特别地，该偏置弹簧结合操纵杆绕坐标图例118的x轴线的转动而拉伸和压缩。从图8所示的操纵杆返回位置开始，操纵杆手柄110沿向左方向的转动将导致下部操纵杆延伸部120沿向右方向移动，从而使偏置弹簧284抵压弹簧座290。受到这种压缩，偏置弹簧284在操纵杆60的下部或延伸部120上施加推力，以促使操纵杆60向操纵杆返回位置返回。相反地，操纵杆手柄110沿向右方向的转动将导致下部操纵杆延伸部120沿向左方向移动，从而拉伸偏置弹簧284。因此，在这种情况下，偏置弹簧284在操纵杆60的下延伸部120上施加拉力，以再次促使操纵杆60向操纵杆返回位置返回。按类似的方式，图9所示的偏置弹簧284结合操纵杆绕坐标图例118的y轴线的转动拉伸和缩回，以进一步将操纵杆60朝着操纵杆返回位置偏置。那么，实质上，操纵杆返回位置是施加在操纵杆60上的净弹簧力变平衡的角度位置；并且在所例示的示例中，是偏置弹簧284中的各个偏置弹簧通常驻留于非偏转状态并且在下操纵杆延伸部120上施加很少弹簧力或者不施加弹簧力的位置。因此，活塞端部276和弹簧座290的平移移动调节了操纵杆60的角度位置，偏置弹簧284在该角度位置驻留于该偏置弹簧的未偏转状态，并因此调节了偏置弹簧284促使操纵杆60所朝着转动的操纵杆返回位置。
74.可以如下来完成mrf操纵杆装置270的操纵杆返回位置的操作员调节。首先，操作员提供某一形式的输入(如通过控制器架构50所接收到的)，以启动jrp调节过程。如上面结合mrf操纵杆装置52所提到的，可以通过与被设置在操纵杆60上或基壳62上的手动输入的物理交互来提供操作员输入；或者代替地，可以经由与在显示装置80的屏幕上生成的gui的操作员交互来进行。响应于这种操作员输入，控制器架构50解锁jrp锁定机构272，以准许对操纵杆返回位置的操作员调节。在图8和图9的实施方式中，如先前所描述的，控制器架构50通过向截止阀278发出命令，以暂时准许在缸274、276的相对的腔室之间的流体流动，来解锁jrp锁定机构272。这使得各个缸体274、276的活塞276以及弹簧座290皆能够结合操纵杆60的由操作员引起的转动来自由地平移。因此，作业车辆操作员可以抓住操纵杆手柄110并将操纵杆60转动到在mrf操纵杆装置270的物理限制内所准许的任何选择的操纵杆返回位置。随着操作员以这种方式移动操纵杆60，偏置弹簧284偏转以在与该偏置弹簧关联的活塞276上施加力，然后将该活塞平移至新位置，从而将在jrp调节期间由操纵杆60的操作员移
动所产生的弹簧力归零。
75.在将操纵杆60调节到希望的操纵杆返回位置之后，操作员接着将附加输入输入到mrf操纵杆系统270中，以终止jrp调节过程。当接收到该输入时，控制器架构50向jrp锁定机构272发出命令，以恢复到在mrf操纵杆装置270的使用期间jrp锁定机构272通常所驻留于的锁定状态。在本示例中，控制器架构50向截止阀278发出命令，以再次关闭或者以其它方式防止在被包含在mrf操纵杆装置270中的缸的腔室之间的流体流动；例如，当截止阀278是mrf阀时，如图所示，控制器架构50使被包含在mrf阀278中的em线圈充分通电，以防止或者至少显著阻碍磁流变流体流经阀278。活塞276以及对应弹簧座290因而被固定在它们当前的平移位置，由此将偏置弹簧284置放成，以基本上无偏转状态驻留于新的经操作员调节的操纵杆返回位置处。通过活塞276以这种方式支承着，现在mrf操纵杆装置270内的偏置弹簧284将mrf操纵杆装置270的操纵杆60偏置到经操作员调节的操纵杆返回位置。然后，操作员可以返回到mrf操纵杆装置270的正常使用，直到再次启动jrp调节过程。
76.按上面描述的方式，作业车辆mrf操纵杆系统22使得能够利用高度直观的手动驱动过程来实现给定mrf操纵杆装置(在这里，mrf操纵杆装置270)的操纵杆返回位置的操作员调节，在该手动驱动过程期间，操作员将操纵杆(例如，操纵杆60)转动到希望的操纵杆返回位置。通过使得操作员能够将操纵杆手柄110物理地移动到希望的jrp位置，建立了直观的jrp位置调节过程，在该jrp位置调节过程期间，操作员通常可以放松操作员的手臂和手腕，以使操纵杆逐渐移动到最适合该操作员的独特生理学的jrp位置。另外，这种手动驱动的调节过程通常使得能够在实现希望的jrp位置调节方面消除线性或旋转致动器。结果，可以降低mrf操纵杆系统的总体成本和复杂性。
77.在jrp锁定机构位于基壳外部的实施方式中，包括在图8和图9中所示的示例实施方式中，当经操作员调节的操纵杆返回位置从默认或未经修改的操纵杆返回位置发生位移时，可能希望调节生成某些mrf效果的位置。例如，当在操纵杆操作期间如所希望地生成握持或有感觉的mrf止动时，可能希望结合对操纵杆返回位置的操作员调节来调节生成mrf止动的位置。另外或者另选地，可能会在某些位置生成mrf运动止挡，以补偿操纵杆rom中的不对称性，这原本是因操纵杆返回位置相对于默认的、未经修改的或者“真实中心”位置的位移而造成的。现在，将结合图10和图11提供关于这方面的进一步描述；同时指出，在其它实施方式中，可能无法在生成mrf效果的位置中实现这种位置调节，特别是在许多情况下，经操作员调节的操纵杆返回位置与默认操纵杆返回位置之间的角度偏差通常相对较小。
78.图10和图11示意性地示出了可以结合操纵杆阻力位置的调节来修改某些mrf阻力效果的定位的示例方式。初始参照图10，示意图292例示了当操纵杆返回位置驻留于默认的或者或未经调节的位置(如标记296所示)时，示例mrf操纵杆装置(例如，图8和图9中所示的操纵杆装置270)的默认操纵杆rom 294。图例298标识了默认操纵杆rom 294和默认操纵杆返回位置296的不同交叉阴影线图案，以及两个mrf止动300、302的示例默认定位。从默认的操纵杆返回位置296起，操作员可以沿任何给定方向304、306、308、310，绕坐标图例118的x轴线或y轴线转动操纵杆。当操纵杆沿方向306(向操作员右侧)转动到止动位置300时，控制器架构50向mrf操纵杆阻力机构56发出命令，以生成抑制操纵杆沿向右方向304的进一步转动的增加的mrf阻力，从而生成所希望mrf止动效果。类似地，当操纵杆沿方向308(向操作员左侧)转动到止动位置300时，控制器架构50向mrf操纵杆阻力机构56发出命令，以生成抑制
操纵杆的进一步转动的增加的mrf阻力，以生成希望的mrf止动效果。由于mrf操纵杆装置本身的物理限制，因此，操纵杆通常不能转动超过默认操纵杆rom 294的外周312。
79.转至图11，示出了在操纵杆返回位置从默认位置(标记296)到最近选择的操纵杆返回位置314的操作调节之后的示例场景(示意图317)。如同图例316所示，mrf操纵杆系统的控制器架构50可以执行两个功能中的任一个或两者，以根据对操纵杆返回位置的操作员调节来修改mrf操纵杆的操作。首先，控制器架构50可以生成mrf运动止挡，以从战略上限制操纵杆rom，如图11中由圆圈图形318所示(下文中被称为
““
经修改的rom 318”)。当操纵杆从经修改的操纵杆返回位置(标记314)沿向右方向306转动时，控制器架构50可以向mrf操纵杆阻力机构56发出命令，以在与经修改的rom 318的外周322对应的终止位置处生成mrf操纵杆止挡318。这使操纵杆在从经修改的操纵杆返回位置沿向右方向306绕坐标图例118的x轴线转动时的rom或行程，与在从经修改的操纵杆返回位置沿向左方向310绕坐标图例118的x轴线转动时的操纵杆行程相等。在没有生成mrf运动止挡318的情况下，操纵杆可以沿向右方向306转动到默认rom的外周312，从而导致沿向右方向306的操纵杆行程比沿向左向310的操纵杆行程更长。因此，通过生成在沿向右方向306转动操纵杆时所遇到的mrf操纵杆止挡318，维持了与经操作员调节的操纵杆返回位置(标记314)相对的绕坐标图例118的x轴线的操纵杆转动的对称性。
80.在相似的方面，当操纵杆从经修改的操纵杆返回位置(标记314)沿向下方向308(朝着操作员)绕坐标图例118的y轴线转动时，控制器架构50可以在适当位置生成第二mrf运动止挡320，以进一步平衡操纵杆绕该轴线的角度rom。在没有生成mrf运动止挡320的情况下，操作员可能潜在地将操纵杆沿向下方向308转动到默认rom的外周312，从而再次导致相对于经修改的操纵杆返回位置(标记314)的转动不对称(rotational asymmetry)。通过生成防止沿向下方向308转动操纵杆时操纵杆的超行程的mrf操纵杆止挡318，恢复了在操纵杆绕坐标图例118的y轴线转动时操纵杆rom的对称性。也可以沿着经修改的或受限的操纵杆rom 318的外周322的以下部分来生成类似的mrf运动止挡：该部分与默认操纵杆rom 294的外周312未对齐。按这种方式，控制器架构50利用mrf操纵杆装置的mrf能力来对操纵杆行程施加人为限制，以在与经修改的操纵杆返回位置(标记314)相对于默认操纵杆返回位置(标记296)的位移相反的方向上维持操纵杆rom的对称性。在与经修改的操纵杆返回位置(标记314)相对于默认操纵杆返回位置(标记296)的位移对应的方向上，操纵杆rom仍保持受限于mrf操纵杆装置的物理限制。在其它实施方式中，可能不会生成这种mrf运动止挡319、320。
81.同样地，在至少一些实现中，可以结合操纵杆返回位置(标记314)的操作员调节来调节mrf止动300、302处的位置。随着操纵杆返回位置因操作员调节而以特定的方式移位(在图11的示例中，沿向上和向左方向)，mrf止动300、302处的位置可以以对应方式移位。另外，当绕如所希望地施加一个或更多个mrf运动止挡的特定轴线转动时，可以对生成mrf止动300、302的位置进行调节，以适应操纵杆rom的任何截断(truncation)。为了确定在对操纵杆返回位置的操作员调节之后生成这种mrf效果的经适当修改的位置，控制器架构50在上述操作员jrp调节过程期间跟踪操纵杆移动，并且在jrp调节过程结束时存储经操作员调节的操纵杆返回位置的位置；例如，可以将经操作员调节的操纵杆返回位置存储为坐标，或者存储为与默认操纵杆返回位置的角度偏差。然后，控制器架构50考虑经修改的操纵杆返
回位置(标记314)的位置连同有关的数据(例如，指示操纵杆的默认rom的数据，诸如可以从默认操纵杆返回位置(标记296)起绕给定轴线转动操纵杆的默认角度范围)，以根据需要确定生成任何mrf止动(例如，mrf止动300、302)和任何mrf运动止挡(例如，mrf运动止挡319、320)的适当的位置。
82.作业车辆mrf操纵杆系统的列举示例
83.为了便于参考，还提供了作业车辆mrf操纵杆系统的以下示例并对进行了编号。
84.1.在实施方式中，提供了一种供在作业车辆上使用的作业车辆mrf操纵杆系统。所述作业车辆mrf操纵杆系统包括操纵杆装置，所述操纵杆装置具有基壳和操纵杆，所述操纵杆可相对于所述基壳转动并且朝着操纵杆返回位置偏置。所述mrf操纵杆阻力机构可被控制以改变阻碍所述操纵杆相对于所述基壳的移动的mrf阻力。所述控制器架构联接至所述mrf操纵杆阻力机构并且被配置成：(i)通过作业车辆操作员选择性地启动所述操纵杆返回位置的操作员调节；以及(ii)当启动所述操纵杆返回位置的操作员调节时，向所述mrf操纵杆阻力机构发出命令，以将所述mrf阻力维持在预定水平，直到终止所述操纵杆返回位置的操作员调节为止。
85.2.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，所述作业车辆mrf操纵杆系统还包括jrp锁定机构，所述jrp锁定机构可在以下状态之间移动：解锁状态，在所述解锁状态下，所述jrp锁定机构准许对所述操纵杆返回位置的调节；以及锁定状态，在所述锁定状态下，所述jrp锁定机构防止对所述操纵杆返回位置的调节。
86.3.根据示例2所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，所述jrp锁定机构在所述基壳的外部；同时所述控制器架构被配置成，将所述mrf阻力基本上维持在最大水平，直到终止所述操纵杆返回位置的操作员调节为止。
87.4.根据示例2所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，所述jrp锁定机构在所述基壳的内部；同时所述控制器架构被配置成，将所述mrf阻力维持在最小水平，直到终止所述操纵杆返回位置的操作员调节为止。
88.5.根据示例2所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，所述控制器架构联接至所述jrp锁定机构并且还被配置成：(i)在接收到所述操纵杆返回位置的操作员调节时，命令所述jrp锁定机构移动到所述解锁状态；以及(ii)在终止所述操纵杆返回位置的操作员调节时，使所述jrp锁定机构返回至所述锁定状态。
89.6.根据示例2所述的作业车辆mrf操纵杆系统，所述作业车辆mrf操纵杆系统还包括支承结构，所述支承结构与所述基壳相邻，以及联接器，所述联接器将所述基壳接合至所述支承结构。所述jrp锁定机构联接在所述支承结构与所述基壳之间。所述联接器在所述jrp锁定机构处于所述解锁状态时，使得所述基壳能够沿至少一个自由度相对于所述支承结构转动。
90.7.根据示例2所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，所述jrp锁定机构包括液压缸，所述液压缸具有相对的液压腔。将截止阀流体联接在所述相对的液压腔之间并且在工作上联接至所述控制器架构。所述截止阀可被控制以选择性地防止所述相对的液压腔之间的流体流动，以将所述液压缸锁定在平移位置。
91.8.根据示例7所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，所述液压缸被机械地联接在所述基壳与所述操纵杆的下部之间。
92.9.根据示例7所述的作业车辆mrf操纵杆系统，所述作业车辆mrf操纵杆系统还包括支承结构，将所述基壳可移动地安装至所述支承结构。所述液压缸被机械地联接在所述基壳与支承结构之间。
93.10.根据示例7所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，所述截止阀包括mrf阀，所述mrf阀被所述控制器架构选择性地通电，以在所述jrp锁定机构处于所述锁定状态时，基本上防止mrf流体流经所述mrf阀。
94.11.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，所述作业车辆mrf操纵杆系统还包括计算机可读存储器，所述计算机可读存储器联接至所述控制器架构。所述控制器架构被配置成，在通过所述作业车辆操作员对所述操纵杆返回位置的调节之后，将jrp设定数据存储在所述计算机可读存储器中，其中所述jrp设定数据描述所述操纵杆装置的经操作员调节的操纵杆返回位置。
95.12.根据示例11所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，所述控制器架构还被配置成：(i)在当绕转动轴线转动所述操纵杆时所遇到的预定位置处，选择性地生成mrf阻力效果，所述mrf阻力效果采取mrf止动和mrf运动止挡的形式；以及(ii)当所述操纵杆返回位置的操作员调节偏离默认操纵杆返回位置时，对生成所述mrf阻力效果的所述预定位置进行调节。
96.13.根据示例12所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，所述mrf阻力效果采取mrf运动止挡的形式。所述控制器架构被配置成，在以下位置处生成所述mrf运动止挡：在所述位置处使所述操纵杆的第一rom与所述操纵杆的第二rom大致均衡。所述第一rom是在所述操纵杆沿第一方向绕所述转动轴线从所述经操作员调节的操纵杆返回位置起转动时测量出的；同时所述第二rom是在所述操纵杆沿与第二方向绕所述转动轴线从所述经操作员调节的操纵杆返回位置起转动时测量出的，所述第二方向与所述第一方向相反。
97.14.在另一些实施方式中，所述作业车辆mrf操纵杆系统包括操纵杆装置，所述操纵杆装置具有基壳和操纵杆，所述操纵杆可相对于所述基壳转动并且朝着操纵杆返回位置偏置。所述作业车辆mrf操纵杆系统还包括：mrf操纵杆阻力机构，所述mrf操纵杆阻力机构可被控制以改变阻碍所述操纵杆相对于所述基壳的移动的mrf阻力；jrp锁定机构，所述jrp锁定机构在所述基壳外部；以及控制器架构，该控制器架构联接至mrf操纵杆阻力机构以及jrp锁定机构。所述jrp锁定机构可在防止对所述操纵杆返回位置的调节的锁定状态与准许对所述操纵杆返回位置的调节的解锁状态之间移动。所述控制器架构被配置成：(i)当接收到所述操纵杆返回位置的操作员调节时，向所述mrf操纵杆阻力机构发出命令，以生成基本上防止所述操纵杆相对于所述基壳的移动的最大mrf阻力；以及(ii)当终止所述操纵杆返回位置的操作员调节时，向所述mrf操纵杆阻力机构发出命令，以去除所述最大mrf阻力。
98.15.根据示例14所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，所述控制器架构联接至所述jrp锁定机构并且还被配置成：(i)在接收到所述操纵杆返回位置的操作员调节时，命令所述jrp锁定机构移动到所述解锁状态；以及(ii)在终止所述操纵杆返回位置的操作员调节时，使所述jrp锁定机构返回至所述锁定状态。
99.结论
100.前述内容已经提供了包括被偏置以返回至操纵杆返回位置(这可调节成操作员偏好)的至少一个操纵杆的作业车辆mrf操纵杆系统。mrf操纵杆系统的实施方式使得能够利
用直观的手动驱动过程来调节操纵杆返回位置，在该手动驱动过程中，操作员通过对操纵杆手柄的物理操纵将操纵杆移动到希望的操纵杆返回位置。这种手动驱动的jrp调节过程不仅提供了一种直观的机构，即，作业车辆操作员可以通过该直观的机构来调节操纵杆的返回位置，以最佳地适合操作员的独特生理学，而且还可以允许消除原本可能被采用以提供对操纵杆返回位置的经致动器驱动的调节的致动器(或者减少对这些致动器的依靠)。mrf操纵杆系统的实施方式利用操纵杆系统中包括的mrf操纵杆(或多个操纵杆)的独特的mrf能力来使能实现这种手动驱动的jrp调节方法；例如，通过将mrf阻力设定在预定水平(例如，在jrp锁定机构处于基壳内部的实施方式中为最小或零水平，或者在jrp锁定机构处于基壳外部的实施方式中为最大水平)，直到终止对操纵杆返回位置的操作员调节为止。
101.如本文所用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式的描述旨在包括复数形式。还应理解，术语“包括(comprise和/或comprising)”当在本文中使用时，指定存在规定特征、要件、步骤、操作、要素和/或组件，而非排除存在或增加一个或更多个其它特征、要件、步骤、操作、要素、组件和/或这些的组合。
102.已经出于例示和描述的目的，呈现了本公开的描述，但并非旨在排它或按所公开的形式对本公开进行限制。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，许多修改和变型对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择和描述在本文中明确引用的实施方式，以便最好地解释本公开的原理及其实际应用，并且使得本领域普通技术人员能够理解本公开并且认识针对所描述的示例的许多另选例、修改例以及变型例。因此，除了明确描述的实施方式和实现以外的其它各种实施方式和实现都处于所附权利要求的范围之内。