减小了意外操纵杆运动的作业车辆磁流变流体操纵杆系统的制作方法

1.本公开涉及作业车辆磁流变流体(mrf)操纵杆系统，所述系统利用mrf操纵杆阻力机构以按减小意外操纵杆运动的方式选择性增加操纵杆阻力。


背景技术：

2.操纵杆装置常用于控制在建筑、农业、林业和采矿业内采用的作业车辆的各种操作方面。例如，在配备有动臂组件的作业车辆的情况下，操作者可利用一个或更多个操纵杆装置来控止动臂组件移动，因此控制安装于动臂组件的外终端的工具或机具的移动。具有这种由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、伐木归堆联合机、集材机、牵引机(可在牵引机上安装模块化前端装载机和反铲附件)、牵引机装载机、轮式装载机和各种紧凑型装载机。类似地，在推土机、平地机和配备有推土铲刀的其他作业车辆的情况下，操作者可利用一个或更多个操纵杆来控制铲刀的移动和定位。在平地机、推土机和诸如滑移式装载机这样的某些装载机的情况下，操纵杆装置也常用于操纵或以其他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遍使用，结合作业车辆经常操作所处的相对挑战性的动态环境，对作业车辆操纵杆系统的设计和功能的改进存在持续的需求，特别是到达这种改进可提高作业车辆操作的安全性和效率的程度。


技术实现要素：

3.公开了一种用于作业车辆上的作业车辆磁流变流体(mrf)操纵杆系统。在实施方式中，作业车辆mrf操纵杆系统包括操纵杆装置、mrf操纵杆阻力机构和控制器架构。操纵杆装置进而包括底座壳体、能移动地安装于底座壳体的操纵杆以及被配置为监视操纵杆相对于底座壳体的移动的操纵杆位置传感器。mrf操纵杆阻力机构能受到控制以改变第一操纵杆刚度，所述第一操纵杆刚度抵抗操纵杆相对于底座壳体的至少一个自由度的移动。控制器架构联接到操纵杆位置传感器和mrf操纵杆阻力机构，被配置为：(i)检测在作业车辆操作期间是否出现意外操纵杆运动条件；以及(ii)当检测到意外操纵杆运动条件时，命令mrf操纵杆阻力机构以按减小操纵杆装置对意外操纵杆运动的敏感度的方式增加第一操纵杆刚度。
4.在其他实施方式中，作业车辆mrf操纵杆系统包括操纵杆装置、mrf操纵杆阻力机构和控制器架构。操纵杆装置包含底座壳体、能移动地安装于底座壳体的操纵杆以及被配置为监视操纵杆相对于底座壳体的移动的操纵杆位置传感器。控制器架构联接到操纵杆位置传感器和mrf操纵杆阻力机构，mrf操纵杆阻力机构能受到控制以改变操纵杆刚度，所述操纵杆刚度抵抗操纵杆相对于底座壳体的至少一个自由度的移动。控制器架构被配置为：(i)至少部分地基于由操纵杆位置传感器提供的数据来确定是否目前正在出现操纵杆的意外操纵杆运动；(ii)当确定目前正在出现意外操纵杆运动时，命令mrf操纵杆阻力机构按减小意外操纵杆运动的方式增加操纵杆刚度。
5.在其他实施方式中，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、控制器架构以及被配置为检测施加给作业车辆的干扰力的干扰力传感器。操纵杆装置包含底座壳体、能移动地安装于底座壳体的操纵杆以及被配置为监视操纵杆相对于底座壳体的移动的操纵杆位置传感器。mrf操纵杆阻力机构能受到控制以改变操纵杆装置的操纵杆刚度，所述操纵杆刚度抵抗操纵杆相对于底座壳体的至少一个自由度的移动。控制器架构联接到操纵杆位置传感器、mrf操纵杆阻力机构和干扰力传感器。控制器架构被配置为：(i)监视在作业车辆操作期间由干扰力传感器检测到的干扰力；以及(ii)当干扰力传感器检测到超过预定阈值的干扰力时，命令mrf操纵杆阻力机构增加操纵杆刚度，以降低由检测到的干扰力引起意外操纵杆运动的可能性。
6.在附图和以下描述中阐述了一个或更多个实施方式的细节。根据说明书、附图和权利要求书，其他特征和优点将变得清楚。
附图说明
7.下文中，将结合以下附图来描述本公开的至少一个示例：
8.图1是按照本公开的示例实施方式例示的示例磁流变流体(mrf)操纵杆系统的示意图，所述系统在作业车辆(这里，挖掘机)上并被配置为通过选择性施加增加的操纵杆刚度来减小或阻碍意外操纵杆运动；
9.图2是例示了图1中示出的挖掘机驾驶舱内的立体图，该图示出了两个操纵杆装置，这两个操纵杆装置可被包括在示例mrf操纵杆系统中并被操作者用来控制挖掘机动臂组件的移动；
10.图3和图4是沿着穿过被包括在操纵杆装置中的操纵杆的垂直截平面截取和部分示出的示例mrf操纵杆系统的剖面示意图，所述图例示了mrf操纵杆系统的一种可能构造；
11.图5是由mrf操纵杆系统的控制器架构适当地执行以按减小意外操纵杆运动的方式来选择性增加操纵杆刚度的过程；以及
12.图6是以非穷举方式例示了mrf操纵杆系统的实施方式可被有益地集成到其中的另外的示例作业车辆的图。
13.在各个附图中，类似的参考符号指示类似的元件。为了图示的简单和清楚起见，可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实施方式。应当进一步理解，除非另外说明，否则附图中出现的特征或元件不必按比例绘制。
具体实施方式
14.在以上简要描述的图的附图中示出了本公开的实施方式。本领域的技术人员可在不脱离如所附权利要求书阐述的本发明的范围的情况下料想到对示例实施方式的各种修改。如本文中出现的，术语“作业车辆”包括作业车辆或作业机器的所有部分。因此，在其中终止于机具的动臂组件附接到作业车辆的底盘的实现方式中，术语“作业车辆”包含底盘和动臂组件二者，还包括安装于动臂组件的终端的机具或工具。
15.概述
16.如先前指示的，操纵杆装置常被集成到作业车辆中，以提供用于控制各种作业车辆功能的直观、通用的操作者接口。然而，在存在被施加到作业车辆、传播到操作者工作台
并最终传播到位于操作者工作台中的一个操纵杆装置或多个操作者装置的高强度干扰力的情况下，操纵杆装置容易发生意外操纵杆移动。这样的干扰力可采取例如持续的高强度(高幅度或频率)振动力或更短暂的高幅度撞击力的形式。特别地，关于高强度的振动力，出于各种原因，在作业车辆操作期间会产生这样的振动。在作业车辆在高度不平坦的表面和硬化的物质上行进期间，可能出现高强度的振动，这取决于作业车辆的悬架特性、作业车辆的底架(是轮式、橡胶履带式还是金属履带式)以及类似因素。在使用某些附接到作业车辆的工具或机具(诸如经由动臂组件安装于挖掘机(或其他作业车辆)的液压锤)期间，还常产生高强度的振动力。由于包含在给定作业车辆内的旋转部件的不平衡，也可能产生某种水平的基线振动，该不平衡会随着时间的推移而发展并恶化。这样的基线振动可与在作业车辆操作期间出现的其他振动源发生严重干涉，以产生高强度的振动，该高强度的振动能够引起位于作业车辆的操作者工作台内的一个或更多个操纵杆的意外运动(例如，意外或无意识的运动)。例如，当抓握操纵杆的操作者试图控制在这种高振动环境中操作的作业车辆的由操纵杆命令的功能时，操纵者可能意外地向操纵杆施加重复的振动运动(本文中，操纵杆的“操作者引起的摆动”或“oio”)。
17.由于例如施加到作业车辆的某些区域的冲击力，在作业车辆操作期间也可出现更短暂的高幅度干扰力。当在执行特定作业任务期间作业车辆的一部分(诸如铲斗、爪或附接到动臂组件的其他机具)反复撞击到阻止运动的坚硬表面上时，可出现这种撞击力。这种撞击力可产生冲击力，该冲击力通过作业车辆的结构行进或传播到操作者以及位于作业车辆的操作者工作台内的一个操纵杆装置或多个操纵杆装置。如果足够严重，则这种传播的干扰力会造成在作业车辆的操作者工作台内的一个操纵杆或多个操纵杆意外移动。由于作业车辆的速度、行驶方向或取向的突变，也可产生很大的短暂干扰力，这导致操作者身体的惯性矢量与作业车辆的惯性矢量之间存在差异。这可导致操作者身体相对于操纵杆装置移位，因此增加了操作者可无意地以无意方式移动操纵杆装置的操纵杆的可能性。
18.在某些情形下，即使当操纵杆当前未被操作者抓握或以其他方式接触时，在作业车辆操作期间出现的干扰力也将导致操纵杆意外运动。当干扰力使操纵杆从特定位置(期望操纵杆停留在该特定位置)移位或移动使得在作业车辆操作者未接触(或被最小程度接触)时出现操纵杆移动时，可引起这种类型的意外操纵杆运动。作为具体示例，在摩擦保持的操纵杆在没有操作者施加力时旨在停留在任何操作者选定的位置情况下，由于振动力或其他干扰力造成操纵杆在没有操作者施加力时相对于操作者选定的位置逐渐移动或抬起，因此会出现意外操纵杆运动。类似地，在具有止动特征的自居中操纵杆装置的情况下，如果干扰力在没有(或最小程度的)操作者接触的情况下将操纵杆相对于操作者选定的止动位置移位，则会出现意外操纵杆运动。
19.通过为操纵杆装置赋予相对高的刚度；也就是说，阻碍操纵杆相对于其底座壳体的旋转或其他移动的相对高的阻力，可在一定限度内应对上述问题中的至少一些。类似地，在包括止动特征的自居中操纵杆的情况下，操纵杆装置可被设计为在操作者将操纵杆移动到给定止动位置时，施加将操纵杆保持在操作者选定的止动位置的较大的力(本文中，“止动保持力”)。然而，这样的解决方案不是理想的，并且可能致使操纵杆在正常使用期间移动困难，这是不期望的。作为另一种更常见的解决方案，通过物理地对抗造成意外操纵杆运动的干扰力：例如，通过尝试为撞击力做好准备或者通过在高振动环境中操作时放松操作者
对操纵杆的握持，操作者有可能可使意外操纵杆运动最小化。尽管简单明了，但这种解决方案又是不切实际的并且在很大程度上无效。要求作业车辆操作者手动补偿意外操纵杆运动在心理上和身体上使操作者感到疲劳，特别是在操作者经常在恶劣的操作环境中长时间段地驾驶作业车辆时。此外，在实际实践中，对于操作人员来说，很难(如果不是不可能)可靠地重复补偿由干扰力造成的意外操纵杆运动。最后，作为电子操纵杆装置的背景下的另一种可能的解决方案，可以引入控制逻辑，以降低操纵杆敏感度和/或尝试识别和忽略施加到操纵杆装置的意外输入运动。然而，这样的解决方案还是次优的，并且伴随着各种缺点，包括将不期望的复杂性引入控制逻辑以及使将精确、有目的的操纵杆运动作为无意或意外而忽视的风险增加。另外，当在存在作业车辆操作期间产生的干扰力的情况下尝试在物理上补偿意外操纵杆运动时，这种控制逻辑方案几乎没有减小施加到作业车辆操作者身上的物理应变。
20.因此，对于能够减轻由于在作业车辆操作期间遭遇的干扰力而出现的意外操纵杆运动的作业车辆操纵杆系统，存在持续的工业需求。为了满足该需求，以下描述了独特的作业车辆操纵杆系统，该系统装入了磁流变流体(mrf)控制子系统或装置，通过策略性地选择性施加增加的操纵杆刚度来减小意外操纵杆运动。作业车辆mrf操纵杆系统的实施方式包括联接到mrf操纵杆阻力机构(也就是说，包含磁流变流体并能够通过按影响操纵杆刚度的方式改变电磁(em)场强度来改变流体的流变性(粘度)的机构或装置)的处理子系统或“控制器架构”。在作业车辆mrf操纵杆系统操作期间，控制器架构持续监视意外操纵杆运动条件；也就是说，以当前检测到的持续出现的意外操纵杆运动为标志的条件或另选地使在近期时间范围内有可能不期望地出现意外操纵杆运动的条件。当检测到这种意外操纵杆运动条件时，控制器架构命令mrf操纵杆阻力机构施加操纵杆装置的一个或更多个刚度的受控制增加，以降低操纵杆装置对意外操纵杆运动的敏感度。
21.mrf操纵杆装置的实施方式可以按照反应性控制方案、主动性控制方案或这些控制方案的组合来选择性增加操纵杆刚度。如在本文中利用的，术语“反应性”控制方案是指响应于目前由一个或更多个传感器检测到并正在进行的意外操纵杆运动而施加操纵杆刚度的受控制增加的控制方案。相比之下，术语“主动性”控制方案是指响应于马上或者说在近期时间范围内出现的意外操纵杆运动的不期望的高度预测的可能性而施加操纵杆刚度的受控制增加的控制方案。因此，当在一个示例中采用主动性控制方案时，mrf操纵杆系统可以响应于检测到远离mrf操纵杆装置的位置处的干扰力而迅速增加操纵杆刚度，使所得的干扰力接着传播到操纵杆装置。可以利用作业车辆上的各种干扰力传感器来检测这种干扰力；在本文献中通篇出现的术语“干扰力传感器”涵盖提供指示振动力、撞击力或突然惯性变化或施加给作业车辆并有可能足以引起意外操纵杆运动的其他这种干扰力的数据的任何传感器。这种干扰力传感器可采取例如微机电系统(mems)陀螺仪、加速度计以及或许被封装为集成到作业车辆的各个位置处的一个或更多个惯性测量单元(imu)的磁力计的形式；例如，这种imu可以被附连到作业车辆的底盘，并且，如果作业车辆配备有动臂组件，则其被集成到动臂组件的各个位置处。
22.当按照反应性控制方案选择性增加操纵杆刚度时，控制器架构可以利用集成到mrf操纵杆装置中的一个或更多个操纵杆位置传感器来监视重复的意外操纵杆运动。考虑例如其中控制器架构选择性增加操纵杆刚度以抑制检测到的给定操纵杆装置中包括的操
纵杆的oio位移的实施方式。当感测操纵杆运动时，控制器架构可以初始地确定当前感测到的操纵杆运动是否实际上是操纵杆的oio位移的结果。控制器架构可以通过考虑操纵杆运动的大小和重复性质；或许通过将操纵杆移动的模式与存储在存储器中的预先建立的oio位移模式进行比较来执行该分析。在某些实施方式中，控制器架构还可以考虑作业车辆上的任何干扰力传感器当前是否报告与当前检测到的操纵杆位移对应的振动力。当识别到这种意外操纵杆运动时，控制器架构可以命令mrf操纵杆阻力机构将操纵杆刚度增加受控量，以抑制(减小或消除)oio操纵杆运动。然后，控制器架构可以持续监视mrf施加的刚度增加是否引起了对操纵杆的oio运动的所期望抑制。如果未充分抑制oio操纵杆运动，则控制器架构可按连续或逐步的方式持续逐渐地增加操纵杆的刚度，直到oio操纵杆运动完全停止为止，直到oio操纵杆运动降低至可接受的水平为止(可以通过操作者可调节的容差设置来确定)，或者直到达到操纵杆刚度上限阈值。
23.当按照主动性控制方案改变操纵杆刚度时，mrf操纵杆系统可以响应于产生不期望的高概率的意外操纵杆运动的一个或更多个条件而选择性增加操纵杆刚度。当例如在作业车辆的一个区域处(诸如，在附接到作业车辆的动臂组件的末端端部处)检测到撞击或冲击力时，可以在高度缩短的期限内(例如，大约数毫秒)执行这种主动性刚度控制方案。在这种情况下，mrf操纵杆系统通过在将冲击力传递到作业车辆的操作者工作台进而传递到位于其内的操作者和操纵杆装置之前(或至少与之基本上同时)增加mrf操纵杆刚度来对这种冲击力的检测做出迅速响应或反应。类似地，如果检测到足以引起操作者身体剧烈的突然位移的干扰力(例如，由于作业车辆的速度、行驶方向或取向的明显变化)，则控制器架构可命令mrf操纵杆阻力机构按规避在操作者相对于所讨论的操纵杆装置摇晃或以其他方式位移时无意施加到操纵杆的操纵杆运动的方式迅速提升操纵杆刚度。在其他情形下，控制器架构可以在缩短不多但仍是近期时间范围内(例如，当由于作业车辆的暂时操作状态或条件而使意外操纵杆运动的可能性变得不期望地高时)应用这种主动性刚度控制方案。被应用于降低意外操纵杆运动可能性的可触发操纵杆刚度增加的这种操作状态的示例包括作业车辆以较高速度行进、作业车辆在引发振动地形上方行进、或将机具或工具(例如，液压锤)附接到已知在使用期间产生干扰力的作业车辆。
24.在操纵杆以多个自由度(dof)相对于底座壳体可移动的实施方式中，mrf操纵杆控制系统的实施方式可以能够以单个dof增加操纵杆刚度，或者替代地，能够独立地以多个dof增加操纵杆刚度。例如，在操纵杆绕两条垂直轴线可旋转的实现方式中，mrf阻力机构可以能够独立地增加绕操纵杆的两条旋转轴线的操纵杆刚度(即，禁止操纵杆旋转的力)。因此，在这种情形下，控制器架构可命令mrf操纵杆控制系统分别独立地变化第一操纵杆刚度和第二操纵杆刚度，从而分别抵抗操纵杆绕第一轴线和第二轴线的旋转，这最佳地适于抑制意外操纵杆运动的出现(在给定这种意外操纵杆运动的方向性的情况下)或者最佳地适于降低未来意外操纵杆运动的可能性(在给定诸如被施加到作业车辆并朝向一个操纵杆装置或多个操纵杆装置传播这样的推动操纵杆刚度增加的检测到的条件的特性的情况下)。
25.在实施方式中，可跨操纵杆的运动范围(rom)以一个或更多个dof一致地应用选择性提升操纵杆刚度以减小意外操纵杆运动的这种方法；例如，对于绕两条垂直轴线可旋转的操纵杆，可应用增加操纵杆刚度来抵抗操纵杆一致地跨操纵杆的rom绕任一条轴线或两条轴线旋转。在其他情形下，控制器架构可应用增加的操纵杆刚度来减小意外操纵杆运动
的可能性，使得抵抗操纵杆运动的增加的mrf刚度力取决于操纵杆位置。例如，在后一种方法中，随着操纵杆相对于中立、原始或居中位置进一步移位，控制器架构可造成mrf施加的刚度力增大或减小。类似地，也可采用这种方法来增加mrf施加的刚度，从而抵抗操纵杆通过其rom移动时遭遇的相对于某些分立止动位置的移动。在这种情况下，控制器架构可响应于以上提到的主动性触发中的任一个或全部(例如，检测到朝向作业车辆的操作者工作台传播的撞击或冲击力或者使用于产生冲击力关联的机具)而命令mrf阻力机构暂时增加止动保持力，从而将操纵杆保持在给定止动位置。类似地，控制器架构可响应于检测到规则的振动力或抖动(例如，在高振动环境中)而命令mrf阻力机构增加止动保持力，控制器架构可与作业车辆上的干扰力传感器测得的振动力的强度成比例地以逐步或连续的方式逐渐地增加止动保持力。
26.以上述方式，mrf操纵杆系统的实施方式产生选择性的mrf施加的操纵杆刚度的增加，以减小(如果没有消除)作业车辆操作期间原本会出现的意外操纵杆运动。这样做，mrf操纵杆系统的实施方式通过减小意外操纵杆运动的频率和严重度来使操作者的疲劳最小化并增强操作者的体验。同时，意外操纵杆运动的这种减小可以使部件磨损最小化，提升作业车辆的效率，并以其他方式响应于受操作者控制的操纵杆命令而促成对作业车辆功能的精确的一致控制。另外，使用mrf技术来选择性增加操纵杆刚度提供了优于能够提供操纵杆刚度的受控制增加的其他机构(例如，致动摩擦机构)的各种益处。作为一种这样的益处，磁流变流体对磁流变流体可被浸没在其中的em场的强度改变做出迅速响应。由于同样可按迅速方式改变em场的强度，因此可将高度响应性的mrf操纵杆阻力机制设计为提供大约例如几毫秒的对变化操纵杆刚度的响应时间。mrf操纵杆阻力机构的高度响应性性质使得操纵杆刚度能够按以上简要讨论并且在以下更充分描述的方式响应于检测到诸如撞击力这样的干扰力而迅速增加。另外，mrf操纵杆阻力机构的实施方式可在连续范围内产生mrf刚度力，由此在某些情形下使mrf操纵杆装置能够逐渐增加操纵杆刚度(以逐步或连续的方式)；例如，以逐渐将感测到的oio操纵杆运动驱动为零或者响应于增加高振动环境内的振动强度。
27.现在，将结合图1至图5描述作业车辆mrf操纵杆系统的示例实施方式。在下述的示例实施方式中，主要在特定类型的作业车辆即挖掘机的背景下讨论mrf操纵杆系统。另外，在以下示例中，mrf操纵杆系统包括两个操纵杆装置，每个操纵杆装置均具有绕两条垂直轴线可旋转的操纵杆并被用于控制挖掘机动臂组件和附接到机具(例如，铲斗、抓斗或液压锤)的移动。尽管有以下示例，但在其他实施方式中，mrf操纵杆系统可包括更多或更少数量的操纵杆，其中，各操纵杆装置都可按任何数量的dof并沿着任何合适的运动模式移动；例如，在替代实现方式中，给定的操纵杆装置可绕单条轴线可旋转，或者也许沿着受限制的(例如，h形)轨道或运动模式可移动。此外，下述的mrf操纵杆系统可被部署在包括由操纵杆控制的功能的各式各样的作业车辆上，下面结合图6讨论其另外的示例。
28.减小了意外操纵杆运动的示例mrf操纵杆系统
29.首先参照图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(这里，挖掘机20)。除了mrf操纵杆系统22之外，挖掘机20还包括终止于诸如铲斗26这样的工具或机具的动臂组件24。各种其他机具可与铲斗26可互换并附接到动臂组件24的终端，这些机具包括例如其他铲斗、抓斗和液压锤。挖掘机20以主体或底盘28、支撑底盘28的履带式底架30
以及位于底盘28的前部并包围操作者工作台的驾驶舱32为主要组成。挖掘机动臂组件24从底盘28延伸并包含内部或近侧动臂34(下文中，“起重动臂34”)、外部或远侧动臂36(下文中，“斗杆36)和多个液压缸38、40、42作为主要结构部件。液压缸38、40、42进而包括两个起重缸38、斗杆缸40和铲斗缸42。起重缸38的伸出和缩回使起重动臂34绕第一枢转接头旋转，在第一枢转接头处，起重动臂34接合到挖掘机的底盘28，这里，接合到与驾驶舱32(的右侧)相邻的位置处。斗杆缸40的伸出和缩回使斗杆36绕第二枢转接头旋转，在该第二枢转接头处，斗杆36接合到起重动臂34。最后，铲斗缸42的伸出和缩回使挖掘机的铲斗26绕第三枢转接头旋转或“卷曲”，在该第三枢转接头处，铲斗26接合到斗杆36。
30.液压缸38、40、42被包括在电动液压(eh)致动系统44中，该系统44由图1中的标题为“用于由操纵杆控制的功能的致动器”的框46包围。利用位于挖掘机驾驶舱32内并包括在mrf操纵杆系统22中的至少一个操纵杆来控制挖掘机动臂组件24的移动。具体地，操作者可利用mrf操纵杆系统22中包括的一个或更多个操纵杆来控制液压缸38、40、42的伸出和缩回，同时经由挖掘机底盘28相对于履带式底架30的旋转来控止动臂组件24的摆动动作。所描绘的eh致动系统44还包含各种其他未例示的液压部件，液压部件可包括流动管线(例如，柔性软管)、止回阀或溢流阀、泵、配件、过滤器等。另外，eh致动系统44包含可被调整以调节进出液压缸38、40、42的加压液压流体的流量的电子阀致动器和诸如滑阀式多路阀这样的流量控制阀。如此说来，eh致动系统44的特定构造或结构在很大程度对本公开的实施方式而言是微不足道的，只要下述的控制器架构50能够经由被传输到致动器46中的被选致动器的命令而控止动臂组件24的移动，所述被选致动器实现挖掘机20的由操纵杆控制的功能。
31.如图1左上部所示意性例示的，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者输入装置，该操作者输入装置的移动会因利用本文描述类型的mrf操纵阻力机构施加的可变阻力或“刚度力”受阻。尽管为了清楚起见在图1中示意性示出了一个这样的mrf操纵杆装置52，但mrf操纵杆系统22可包括任何实际数量的操纵杆装置，如符号58所指示的。在示例挖掘机20的情况下，mrf操纵杆系统22将典型地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。下面进一步讨论可利用两个这样的操纵杆装置52、54来控制挖掘机动臂组件24的移动的方式。然而，首先，提供了对如图1中示意性例示的操纵杆装置52的大体讨论，以建立可更好地理解本公开的实施方式的大体框架。
32.如图1中示意性例示的，mrf操纵杆装置52包括安装于下部支撑结构或底座壳体62的操纵杆60。操纵杆60可以至少一个dof相对于底座壳体62移动，并且可相对于底座壳体62绕一条或更多条轴线旋转。在所描绘的实施方式中，并且如箭头64所指示的，mrf操纵杆装置52的操纵杆60可绕两条垂直轴线相对于底座壳体62旋转，并且将在下面进行如此的描述。mrf操纵杆装置52包括用于监视操纵杆60的当前位置和相对于底座壳体62的移动的一个或更多个操纵杆位置传感器66。mrf操纵杆装置52中还可包括各种其他部件68，这些部件包括按钮、拨盘、开关或其他可位于操纵杆60本身上、位于底座壳体62上或其组合的手动输入特征。弹簧元件(气体或机械的)、磁体或流体阻尼器可被装入操纵杆装置52中，以提供所期望的返回到操纵杆原始位置的速率，同时微调操作者在与mrf操纵杆装置52互动时察觉到的操纵杆60的所期望感觉。在更复杂的部件中，各种其他部件(例如，有可能包括一个或更多个人工力反馈(aff)电机)也可被装入mrf操纵杆装置52中。在其他实现方式中，可在
mrf操纵杆装置52中省去这样的部件。
33.mrf操纵杆阻力机构56至少部分地被集成到mrf操纵杆装置52的底座壳体62中。可控制mrf操纵杆阻力机构56以调节mrf阻力，并因此调节操纵杆刚度，从而抵抗操纵杆以至少一个dof相对于底座壳体62的运动。在mrf操纵杆系统22操作期间，控制器架构50可选择性命令mrf操纵杆阻力机构56增加操纵杆刚度，从而阻止操纵杆绕特定轴线或轴线的组合旋转。如下面更充分讨论的，控制器架构50可命令mrf操纵杆阻力机构56通过增加em场(包含在机构56中的磁流变流体至少部分浸没在该em场中)的强度来酌情地增加操纵杆刚度，以减小意外操纵杆运动(实际或预期的)。下面，结合图3和图4描述可实现mrf操纵杆阻力机构56的一种方式的常见示例。
34.在确定是否保证mrf施加的操纵杆刚度的增加来减小意外操纵杆运动(无论是实际还是预期的)时，控制器架构50可考虑从任何数量和类型的数据源输入的数据。这种数据源可包括挖掘机20上的干扰力传感器70。干扰力传感器70可包括用于测量挖掘机20的振动力、撞击力或突然惯性变化或施加给作业车辆的其他这种干扰力的任何数量和类型的传感器。经常地，干扰力传感器70将包括附连到挖掘机20的各个位置处的多个惯性传感器72(诸如mems陀螺仪、加速度计和可能的被封装为imu的磁力计)，例如，imu可附连到挖掘机底盘28和挖掘机动臂组件24的一个或更多个位置(不同的杆)。
35.在实施方式中，干扰力传感器70还包括多个车辆运动数据源74。车辆运动数据源74可包括提供与挖掘机20的位置、速度、行驶方向或取向的改变有关的信息的任何传感器或数据源。再次，可利用mems陀螺仪、加速计和可能的封装磁力计的imu来检测和测量这种改变。在实施方式中，可采用测斜仪或类似的传感器来监视挖掘机底盘28或动臂组件24的一些部分相对于重力的取向。车辆运动数据源74还可包括用于监视挖掘机位置和运动状态的诸如全球定位系统(gps)模块这样的全球导航卫星系统(gnss)模块。在实施方式中，车辆运动数据源74还可包括传感器(可从所述传感器计算底架履带的旋转速率)、用于监视行驶方向的电子罗盘以及其他这种传感器。在某些情况下，还可利用gps或其他gnss数据有可能连同存储在存储器48中的地图数据来确定挖掘机20(或其他作业车辆)是否在有可能遭遇到显著干扰力的环境内操作。最后，车辆运动数据源74可包括用于监视动臂组件24和铲斗26的运动和位置的各种传感器，这些传感器包括集成到动臂组件24中的mems装置(如前所述)、用于测量动臂组件的销接头处的角位移的传感器、用于测量液压缸38、40、42的冲程的传感器等。
36.除了先前描述的部件之外，mrf操纵杆系统22的实施方式还可以包括任何数量的其他非操纵杆部件76。这种附加的非操纵杆部件76可包括操作者接口78(与mrf操纵杆装置52不同)、位于挖掘机驾驶舱32中的显示装置80以及各种其他类型的非操纵杆传感器82。具体地，操作者接口78可包括用于接收操作者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、旋钮和在mrf操纵杆装置52外部的类似手动输入装置。操作者输入接口78中包括的这种输入装置还可包括用于与在显示装置80上生成的图形用户界面(gui)进行交互的光标类型的输入装置，诸如轨迹球或操纵杆。显示装置80可位于驾驶舱32内，并可采取任何可视觉呈现可视警报和其他信息的图像生成装置的形式。显示装置80还可生成用于接收操作者输入的gui，或者可包括用于接收操作者输入的其他输入件(例如，按钮或开关)，当执行下述的过程时，这些输入件可与控制器架构50有关。在某些情形下，显示装置80还可
具有触摸输入能力。
37.最后，mrf操纵杆系统22可包括各种其他非操纵杆传感器82，非操纵杆传感器82向控制器架构50提供用于执行下述过程的数据输入。例如，非操纵杆传感器82可包括自动地确定当前附接到挖掘机20(或其他作业车辆)的机具类型的传感器，至少在一些实现方式中，控制器架构50在确定是否增加操纵杆刚度来减小意外操纵杆运动时考虑该信息；例如，这种传感器82可通过对捕获机具的相机馈送进行视觉分析来感测标签(例如，射频标识标签)或读取存在于机具上的其他标识信息或利用任何其他技术来确定当前附接到挖掘机20的具体机具类型。在其他情形下，操作者可简单地输入信息，通过例如与显示装置80上生成的gui交互来选择当前附接到动臂组件24的机具类型。在其他情形下，这种其他的非操纵杆传感器82可包括能够确定操作者是否握住操纵杆60或以其他方式接触操纵杆60的传感器或相机。在其他实施方式中，在mrf操纵杆系统22中可不包含这种传感器。
38.如在图1中进一步示意性描绘的，控制器架构50与存储器48关联，并可通过任何数量的有线数据连接、无线数据连接或任何其组合与各种例示的部件通信；例如，如大体例示的，控制器架构50可通过集中式车辆或控制器区域网络(can)总线84接收来自各种部件的数据。如本文中出现的，术语“控制器架构”在非限制意义上被用来大体上表示作业车辆mrf操纵杆系统(诸如示例mrf操纵杆系统22)的处理子系统。因此，控制器架构50可包含任何实际数量的处理器、个体控制器、计算机可读存储器、电源、存储装置、接口卡和其他标准化部件或可与其关联。在许多情形下，控制器架构50可包括与操纵杆接口直接关联的本地控制器以及位于由驾驶舱32包围的操作者工作台内的其他控制器，其中，本地控制器按需要与挖掘机20上的其他控制器通信。控制器架构50还可包括被设计为执行本文中描述的各种处理任务、计算和控制功能的任何数量的固件程序和软件程序或计算机可读指令或与其协作。这种计算机可读指令可被存储在与控制器架构50关联(可访问控制器架构50)的存储器48的非易失性扇区内。虽然在图1中大体被例示为单个块，但存储器48可包含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的操作的其他数据的任何数量和类型的存储介质。在实施方式中，存储器48可作为例如系统级封装、片上系统或另一种类型的微电子封装或模块被集成到控制器架构50中。
39.更详细地讨论挖掘机20的操纵杆配置或布局，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方面和功能将因实施方式而异。如先前提到的，尽管在图1中仅示意性示出了单个操纵杆装置52，但mrf操纵杆系统22将典型地具有支持挖掘机动臂组件控制的两个操纵杆装置52、54。进一步例示这一点，图2提供了从挖掘机驾驶舱32内部的立体图，该立体图描绘了适当地包括在mrf操纵杆系统22的实施方式中的两个mrf操纵杆装置52、54。可看出，mrf操纵杆装置52、54处于操作者座椅86的相对两侧，使得操作者可使用双手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。沿用以上结合图1引入的附图标记，各操纵杆装置52、54包括安装于下部支撑结构或底座壳体62以便相对于底座壳体62绕两条垂直轴线旋转的操纵杆60。操纵杆装置52、54还各自包括接合在操纵杆60的下部部分与它们相应的底座壳体62之间的柔性盖或保护罩88。在各操纵杆60上还设置拇指可触及的按钮形式的另外的操纵杆输入件，并且有可能，设置作为其他设置在底座壳体62上的未例示的手动输入件(例如，按钮、转盘和/或开关)的另外的操纵杆输入件。图2中示出的挖掘机20的其他显著特征包括先前提到的显示装置80和用于控制履带式底架30的左
右履带的相应移动的踏板/控制杆机构90、92。
40.可利用不同的控制方案将操纵杆装置52、54中包括的操纵杆60的移动转换为挖掘机动臂组件24的对应移动。在许多情形下，挖掘机20将以“反向铲控制”和“sae控制”模式和“国际标准组织”或“iso”控制模式中的任一种(并常常允许在它们之间切换)来支持动臂组件控制。在反向铲控制模式的情况下，左操纵杆60向操作者左侧(箭头94)的移动使挖掘机动臂组件24在向左方向上摆动(对应于底盘28相对于履带式底架30的逆时针旋转)，左操纵杆60向操作者右侧(箭头96)的移动使动臂组件24在向右方向上摆动(对应于底盘28相对于履带式底架30的顺时针旋转)，左操纵杆60在向前方向上的移动(箭头98)使起重动臂34下降，并且左操纵杆60在后方或向后方向(箭头100)上的移动使起重动臂34上升。另外，在反向铲控制模式的情况下，右操纵杆60向左侧(箭头102)移动使铲斗26向内卷曲，右操纵杆60向右侧(箭头104)移动使铲斗松开或“打开”，右操纵杆60在向前方向上(箭头106)移动使斗杆26向外旋转，并且右操纵杆60在后方方向上(箭头108)移动使斗杆26向内旋转。相比之下，在iso控制模式的情况下，摆动命令和铲斗卷曲命令的操纵杆运动不变，而起重动臂和斗杆的操纵杆映射则相反。因此，在iso控制模式中，左操纵杆60的向前和向后移动以先前描述的方式控制斗杆的旋转，而右操纵杆60的向前和后方移动控制起重动臂34以上述方式运动(上升和下降)。
41.现在转向图3和图4，mrf操纵杆装置52和mrf操纵杆阻力机构56的示例构造由两个简化的剖视示意图表示。虽然这些图例示了单个mrf操纵杆装置(即，mrf操纵杆装置52)，但以下描述同样适用于示例mrf操纵杆系统22中包括的其他mrf操纵杆装置54。仅以非限制示例的方式提供以下描述，注意：装入mrf操纵杆阻力机构或在功能上与其协作的众多不同的操纵杆设计是可能的。磁流变流体的具体构成同样在很大程度上对本公开的实施方式而言是微不足道的，只要磁流变流体的流变特性(粘度)结合em场强度的受控制变化而出现有意义的变化，如下所述。然而，为了完整起见，注意到一种非常适于在本公开的实施方式中使用的磁流变流体构成包含分散在载流体中的导磁性(例如，羰基铁)颗粒，载流体按重量计主要由油或醇(例如，乙二醇)构成。这种导磁性颗粒可具有微米范围内的平均直径(或者如果颗粒拥有非球形(例如，长方形)形状，则是其他最大剖面尺寸)；例如，在一个实施方式中，使用具有介于1微米和10微米之间的平均直径的球形导磁性颗粒。磁流变流体中还可包括诸如分散剂或稀释剂这样的各种其他添加剂，以微调其性能。
42.现在参照图3和图4中示出的示例操纵杆构造并再次适当地沿用先前引入的参考标号，mrf操纵杆装置52包括具有以下至少两个不同部分或结构区域的操纵杆60：上柄部110(仅在附图中示出了其简化的下部部分)和下部的大体球形的底部部分112(此后，“大体球底座112”)。操纵杆60的大体球形底座112被捕获在底座壳体62的两个壁114、116之间，该两个壁可基本上相互平行地延伸，以形成底座壳体62的上部部分。设置穿过壳体壁114、116的竖直对准的中央开口，其中，中央开口的相应直径被确定为小于大体球形底座112的直径。进一步选择壁114、116之间的间隔或竖直偏移，使得大体球形底座112的主体被捕获在竖直间隔的壳体壁114、116之间，以形成球窝型接头。这许可操纵杆60相对于底座壳体62绕两条垂直轴线旋转，该两条垂直轴线对应于在图3和图4中出现的坐标图例118的x轴和y轴；同时通常防止了操纵杆60沿着坐标图例118的x、y和z轴平移移动。在其他实施方式中，可采用各种其他机械布置(诸如万向架布置)来将操纵杆安装于底座壳体，同时使操纵杆能够绕
两条垂直轴线旋转。在不太复杂的实施方式中，可设置枢轴或销接头，以许可操纵杆60绕单条轴线相对于底座壳体62旋转。
43.mrf操纵杆装置52的操纵杆60还包括在与操纵杆柄部110相反的方向上从大体球形底座112伸出的针或下操纵杆延伸部120。在所例示的示意图中，下操纵杆延伸部120通过单个复位弹簧124联接到底座壳体62的静态附接点；这里要注意，出于例示的目的简化了这种布置，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复位布置(或其他操纵杆偏置机构，如果存在的话)。当操纵杆60从图3中示出的空档位置或原始位置移位时，复位弹簧124如图4中所示地偏转，以促使操纵杆60返回到原始位置(图3)。因此，作为示例，在旋转到图4中示出的位置之后，若作业车辆操作者后续释放操纵杆柄部110，则操纵杆60将在复位弹簧124的作用下返回到图3中示出的空档位置或原始位置。在其他实施方式中，mrf操纵杆装置52可不是自居中式的，可替代地采取保持在特定位置的摩擦保持操纵杆的形式，而没有操作者施加力来将操纵杆从该位置移开。
44.示例mrf操纵杆阻力机构56包括分别在图3和图4中示出的第一mrf缸126和第二mrf缸128。第一mrf缸126(图3)机械地接合在下操纵杆延伸部120和底座壳体62的部分示出的静态附接点或基础结构特征130之间。类似地，第二mrf缸128(图4)机械地接合在下操纵杆延伸部120和底座壳体62的静态附接点132之间，其中，mrf缸128相对于mrf缸126绕坐标图例118的z轴旋转大致90度。由于这种结构配置，mrf缸126(图3)可受控制，以选择性抵抗操纵杆60绕坐标图例118的x轴的旋转，而mrf缸128(图4)可受控制，以选择性抵抗操纵杆60绕坐标图例118的y轴的旋转。另外，mrf气缸126、128二者可受联合控制，以选择性抵抗操纵杆60绕落在x轴和y轴之间并在x
‑
y平面内延伸的任何轴线的旋转。在其他实施方式中，可利用不同的mrf缸配置，该配置包括更多或更少数量的mrf缸；例如，在其中期望选择性抵抗操纵杆60绕仅x轴或仅y轴旋转的实现方式中，或者在其中操纵杆60仅绕单条轴线旋转的实现方式中，可采用单个mrf缸或一对对抗缸。最后，尽管未在简化示意图中示出，但在其他实现方式中中，可在mrf缸126、128中或与mrf缸126、128关联地包括任何数量的附加部件。这种附加部件可包括用于监视缸126、128的冲程(如果期望知道的话)以例如跟踪操纵杆位置的传感器，来替代下述操纵杆传感器182、184。
45.mrf缸126、128二者各自包括活塞138、140可滑动地安装到的缸体134。各缸体134包含圆柱形的空腔或孔136，活塞138、140之一的头部138被安装在空腔或孔136中，以沿着缸体134的纵向轴线或中心线平移移动。各活塞的头部138绕其外周装配有一个或更多个动态密封件(例如，o形环)以密封地接合缸体134的内表面，由此将孔136分成两个对抗的可变容积液压室。活塞138、140还各自包括细长活塞杆140，细长活塞杆140从活塞头部138朝向操纵杆60的下操纵杆延伸部120伸出。活塞杆140延伸穿过附连在缸体134的敞口端上的端盖142(还接合任何数量的密封件)，以在操纵杆附接点144处附接到下操纵杆延伸部120。在所例示的示例中，操纵杆附接点144采取销或枢转接头的形式；然而，在其他实施方式中，可采用更复杂的接头(例如，球形接头)来形成该机械联接。与操纵杆附接点144相对地，mrf缸126、128的相对端部经由球形接头145被安装于相应的静态附接点130、132。最后，在各mrf缸126、128的相对端部中还设置液压端口146、148，以使磁流变流体结合活塞138、140沿着mrf缸126、128的相应纵向轴线的平移移动或冲程而能够流入和流出。
46.mrf缸126、128分别经由流动管线连接件178、180与对应的mrf阀150、152流体互
连。与mrf缸126、128的情况一样，mrf阀150、152在所例示示例中被表示为是相同的，但在其他实现方式中可有所不同。尽管按常见术语被称为“阀”(尤其是考虑到mrf阀150、152的功能是控制磁流变流体的流动)，但将观察到，在本实例中mrf阀150、152缺少阀元件和其他移动的机械零件。作为有益的推论，mrf阀150、152提供故障安全操作，因为在不太可能的mrf阀故障事件中，仍许可磁流变流体以相对极小的阻力通过mrf阀150、152。因此，若mrf阀150、152中的任一者或二者出于任何原因而失效，则mrf操纵杆阻力机构56施加限制或抑制操纵杆运动的阻力的能力会受到损害；然而，操纵杆60将以类似于传统的非mrf操纵杆系统的方式保持可绕x轴和y轴自由地旋转，并且mrf操纵杆装置52典型地将保持能够控制挖掘机动臂组件24。
47.在所描绘的实施方式中，mrf阀150、152各自包括阀壳体154，阀壳体154包含附连在细长缸芯158的相对两端部上的端盖156。大体环形或管状的流动通道160绕缸芯158在两个流体端口162、164之间延伸，这两个流体端口被设置成穿过相对的端盖156。环形的流动通道160被多个em感应器线圈166(此后，“em线圈166”)围绕(延伸穿过em线圈166)，em感应器线圈166缠绕在顺磁保持器168上并夹有多个轴向或纵向隔开的铁氧体环170。管状护罩172围绕该组件，同时设置穿过护罩172的多条引线，以有助于与所容纳的em线圈166电互连。两条这种导线以及与电源和控制源177的对应电连接在图3和图4中被用线174、176示意性表示。如箭头179所指示的，控制器架构50可操作地联接到电源和控制源177，使得控制器架构50能够控制源177以改变在mrf操纵杆系统22操作期间供应到em线圈166的电流或跨em线圈166施加的电压。因此，该结构布置使控制器架构50能够命令或控制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。环形的流动通道160延伸穿过em线圈166(并可与em线圈166基本上同轴)，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。
48.mrf阀150、152的流体端口162、164分别通过以上提到的导管178、180流体连接到对应mrf缸126、128的端口146、148。导管178、180可以是例如具有足够松弛度的柔性管材段，以适应与操纵杆60的旋转结合出现的mrf缸126、128的任何移动。在这方面，考虑图4的示例情况。在该示例中，操作者在操作者输入方向(由箭头185指示)上移动了操纵杆柄部110，使得操纵杆60在顺时针方向上绕坐标图例118的y轴旋转。结合该操纵杆运动，mrf缸128绕球形接头145旋转，以如所示出地略微向上倾斜。另外，连同该由操作者控制的操纵杆运动，mrf缸128中所包含的活塞138、140缩回，使得活塞头部138向图4中的左侧移动(朝向附接点132)。活塞138、140的平移移动迫使磁流变流体流过mrf阀152，以适应在活塞的头部138左侧的腔室的容积减小以及活塞的头部138右侧的腔室的对应容积增大。因此，在这种由操作者控制的操纵杆旋转期间的任何时刻，控制器架构50可改变供应到em线圈166的电流或跨em线圈166的电压，以改变抵抗通过mrf阀152的磁流变流体流动的力，由此实现抵抗活塞138、140的进一步行进所期望的mrf阻力。
49.给定mrf操纵杆阻力机构56的响应性，控制器架构50可控制阻力机构56仅短暂地施加这样的mrf阻力，从而以预定的方式(例如，以渐进或阶进的方式)随着活塞位移的增大而增加mrf阻力的强度，或者提供各种其他抵抗效果(例如，触觉止动部或脉动效果)，如以下详细讨论的。控制器架构50同样可控制mrf操纵杆阻力机构56，以随着mrf阀150中包括的活塞138、140与操纵杆60绕坐标图例118的x轴的旋转结合地行进而选择性提供这样的抵抗
效果。此外，mrf操纵杆阻力机构56可以能够独立地改变由mrf阀150、152内的em线圈166产生的em场强度，以使得能够独立地控制mrf阻力从而抑制操纵杆绕坐标图例118的x轴和y轴的旋转。
50.mrf操纵杆装置52还可包含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转换器)，以监视操纵杆60相对于底座壳体62的位置或移动。在所例示的示例中，具体地，mrf操纵杆装置52包括用于监视操纵杆60绕坐标图例118的x轴的旋转的第一操纵杆位置传感器182(图3)和用于监视操纵杆60绕坐标图例118的y轴的旋转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表示。在其他实施方式中，mrf操纵杆装置52可包括各种其他未例示的部件，mrf操纵杆阻力机构56也可以。这种部件可酌情地包括设置在操纵杆60或底座壳体62上的操作者输入装置和对应的电连接、aff电机以及mrf操纵杆阻力机构56的流动回路中包括的压力和/或流量传感器，以最佳地适合特定的应用或使用。
51.如先前所强调的，mrf操纵杆装置52的上述实施方式仅以非限制示例的方式提供。在替代的实现方式中，操纵杆60的构造可在各个方面不同。相对于图3和图4中示出的示例，mrf操纵杆阻力机构56在其他实施方式中也可不同，只要mrf操纵杆阻力机构56可受控制器架构50控制，以选择性施加阻力(通过改变磁流变流体的流变特性)从而抑制操纵杆以至少一个dof相对于底座的移动。在其他实现方式中，与em线圈166相似或相同的em感应器线圈可被直接集成到mrf缸126、128中，以提供所期望的可控制mrf电阻效果。在这种实现方式中，经由提供使活塞的头部138通过的一个或更多个孔口，通过提供围绕活塞的头部138和缸体134的内表面的环形或略微环形的间隙，或者通过提供通过缸体134或套筒本身的流动通道，可许可在给定mrf缸126、128内的可变容积腔室之间有磁流变流体的流动。有利地，这种配置可为mrf操纵杆阻力机构赋予相对紧凑的集成设计。相比之下，使用诸如mrf阀150、152(图3和图4)这样的一个或更多个外部mrf阀可有助于有成本效益的制造，并使在至少一些情形下能够使用商购的模块化部件。
52.在其他实现方式中，mrf操纵杆装置的设计可许可磁流变流体包封并直接作用在操纵杆60本身的下部部分(诸如，在操纵杆60的情况下，外围底座112)上，使em线圈围绕操纵杆的下部部分设置并包围磁流变流体的主体。在这种实施方式中，球形底座112可设置有肋、槽或类似的结构特征，以促成磁流变流体结合操纵杆旋转的位移，其中将em线圈通电增加了磁流变流体的粘度从而阻碍了流体流过绕球形底座112设置的受限制流动通道，或有可能是由于磁流变流体结合操纵杆旋转的急转向。在mrf操纵杆系统22的其他实施方式中，各种其他设计也是可能的。
53.不管mrf操纵杆阻力机构56的特定设计如何，使用mrf技术选择性产生抑制(抵抗或阻止)意外操纵杆运动的操纵杆刚度或可变的mrf阻力都提供了几个优点。作为主要优点，mrf操纵杆阻力机构56(以及通常地，mrf操纵杆阻力机构)具有高响应性，并可实现em场强度、磁流变流体的流变性以及最终应用mrf的操纵杆刚度所期望的改变，以以高度缩短的时间段(例如，在某些情形下，约1毫秒的时间段)抑制操纵杆运动。对应地，mrf操纵杆阻力机构56可使得通过快速减小流过em线圈的电流并使磁流变流体的流变性(例如，流体粘度)能够恢复到其正常的不受刺激状态而能够以相等的速度消除(或至少大幅减小)mrf阻力。控制器架构50还可控制mrf操纵杆阻力机构56，以通过利用em线圈166产生的em场的强度的
对应改变，在一定限制内产生具有连续的一系列强度的mrf阻力。有利地，mrf操纵杆阻力机构56可在延长的时间段内提供可靠的基本上无噪声的操作。另外，磁流变流体可被配制成诸如当磁流变流体包含分散在基于醇或基于油的载体流体中的基于羰基铁的颗粒时在本质上无毒的，如先前描述的。最后，作为其他优点，mrf操纵杆阻力机构56的上述配置使mrf操纵杆系统22能够选择性产生第一阻力或操纵杆刚度，从而阻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)旋转，同时还独立于第一阻力(操纵杆刚度)而选择性产生第二阻力或操纵杆刚度，从而阻止操纵杆绕第二轴线(例如，坐标图例118的y轴)旋转；也就是说，使得如期望的，第一阻力和第二阻力具有不同的大小。
54.在接下来的对图5的讨论之前，提出了由作业车辆mrf操纵杆系统22的控制器架构50适当地执行以通过mrf策略性施加的操纵杆刚度的增加来减小意外操纵杆运动的示例过程190。过程190(此后，“意外操纵杆运动禁止过程190”)包括多个过程步骤192、194、196、198、200、202、204、206，下面依次描述其中每个步骤。取决于实现意外操纵杆运动禁止过程190的特定方式，图5中大体例示的各步骤可需要单个过程或多个子过程。另外，仅通过非限制示例的方式提供图5中例示的且在以下描述的步骤。在意外操纵杆运动禁止过程190的替代实施方式中，可执行另外的过程步骤，可省去某些步骤，和/或可按替代的顺序执行所例示的过程步骤。
55.在图5的示例中示出了两条控制方案路径：主动性控制方案路径(此后，“主动性路径194、198、202”)和反应性控制方案路径(此后，“反应性路径196、200、204”)。在实施方式中，mrf操纵杆系统22的控制器架构50可在执行按照存储在存储器48中的计算机可读指令进行的意外操纵杆运动禁止过程190时执行这些控制方案路径中的一者或二者，此外，也如框210、212、214所指示的，主动性路径194、198、202中以及在反应性路径196、200、204中包括的对应步骤可被分组为在意外操纵杆运动禁止过程190期间执行的一般步骤或“步骤框”。例如，如图5中的步骤框210中所指示的，步骤194、196可被概括地描述为是收集相关数据或信息(也就是说，控制器架构50在执行意外操纵杆运动禁止过程190的其余部分时考虑的数据)的步骤。如步骤框212中所指示的，步骤198、200可被概括地描述为基于步骤框210收集到的数据来评估控制器架构50目前是否检测到意外操纵杆运动条件的步骤或查询。在步骤框212中提出的该查询的答案确定了控制器架构50是返回到步骤框210并再次收集(实时)数据还是替代地前进到最后的步骤框212。最后，如图5中的步骤框214中所指示的，步骤202、204可被概括性描述为：在给定的一组情况下确定适当的mrf施加的操纵杆刚度增加，其中，这种刚度增加有可能涉及在装置的操纵杆绕垂直轴线可旋转或以其他方式以多个dof可移动时向操纵杆装置应用两个不同的刚度增加。然后，所确定的操纵杆刚度增加是通过从控制器架构50传输到mrf操纵杆阻力机构56的对应命令来实现的，以实现磁流变流体粘度的期望变化，如以下以及在整个该文献中描述的。
56.响应于预定触发事件的发生，意外操纵杆运动禁止过程190在步骤192中开始。这样的触发事件可以是例如启动了其上部署有mrf操纵杆系统的作业车辆(例如，图1中示出的挖掘机20)或接收到明确启动意外操纵杆运动禁止过程190的操作输入；例如，从在显示装置80上产生的gui的操作者定制菜单中选择增加操纵杆刚度模式的操作者输入。在其他情形下，当控制器架构50检测到在挖掘机20(或所讨论的其他作业车辆)进行即将到来的操作期间产生干扰力的可能性增加关联的一个或更多个条件时，意外操纵杆运动禁止过程
190可开始。这种条件的非穷举列表包括：基于操作者输入或从任何机具自动检测传感器(如果存在的话)接收到的数据确定的具体机具(例如，液压锤)附接到动臂组件24的终端部；作业车辆以较高速度行进(在诸如喷雾器、装载机和平地机这样的具有较高速度范围的作业车辆的背景下可更相关)；或确定作业车辆位于由有可能会加剧作业车辆行进期间的振动产生(或者说在历史上往往会产生干扰力)的地形或表面类型表征的作业区域中。
57.在开始意外操纵杆运动禁止过程190之后，控制器架构50可遵循主动性路径194、198、200和反应性路径196、200、202中的任一者或二者，如先前提到的。首先说主动性路径194、198、200，控制器架构50收集随后被加权以确定在近期时间范围内是否有可能出现足以引起意外操纵杆运动的干扰力的相关数据输入(步骤194)。这样的数据输入可包括与感测到的施加到挖掘机20(或其他作业车辆)的远离mrf操纵杆装置52、54的位置处的干扰力的发生和特性(例如，大小和方向性)有关的信息。这样的干扰力可包括当例如挖掘机铲斗26在执行特定作业任务期间撞击到诸如独立式结构的壁或硬化地形这样的坚硬的阻止运动表面上时惯性传感器72测得的撞击力。在其他情形下，可在步骤194期间收集车辆运动数据源74所报告的指示挖掘机20的包括车辆的速度(例如，由于迅速加速或减速)、行驶方向(例如，由于急转弯)或取向(例如，由于作业车辆所穿过的地面或物质的拓扑结构的显著改变)的任何突变的惯性改变的数据。同样，当将mrf操纵杆系统部署在能够进行高速行进的作业车辆上时，速度和行驶方向的突变可能更加相关。
58.在实施方式中，在步骤194中还可考虑指示与意外操纵杆运动的可能性增加关联的条件的数据。这样的数据可包括标识当前附接到作业车辆(或由作业车辆主动使用)的机具或工具的类型的信息，如果机具类型在使用期间往往会产生干扰力，则该类型有可能可保证操纵杆刚度的增加。例如，在挖掘机20的情况下，无论是否利用了自动检测方法(如果合适的传感器82被集成到挖掘机20中)或者通过接收指定当前附接的机具类型的操作者输入，在步骤194期间可收集指示液压锤是否被附接到动臂组件24的数据。另外地或另选地，在步骤194期间，控制器架构50可收集指示作业车辆已经进入特定作业环境还是按与干扰力产生的可能性增加关联的方式(例如，以较高速度)操作的数据。这样的数据可由车辆运动数据源74以先前描述的方式报告给控制器架构50。在步骤194期间还可收集各种其他相关的数据输入。例如，在操作者提供指示有可能在近期时间范围内出现干扰力产生的输入的情形下，或者在许可操作者激活操纵杆刚化模式并且操作者这样做的情形下，控制器架构50可收集在意外操纵杆运动禁止过程190的主动性路径194、198、201的步骤198期间考虑的这种数据输入，如下所述。
59.接下来，在意外操纵杆运动禁止过程190的步骤198中，控制器架构50基于在步骤194期间收集到的数据来确定是否存在意外操纵杆运动的不期望的高度可能性。例如，当在步骤194期间检测到撞击或冲击力时，控制器架构50可确定这种冲击力的大小是否超过预定阈值，该阈值可指定许可有可能造成操作上有意义的意外操纵杆运动的低水平振动的出现的公差阈值(实质上，高通滤波器)。此外，在某些实施方式中，控制器架构50还可考虑指示主方向连同正在传播的冲击力和/或检测到的撞击力的位置的矢量数据以在传播到mrf操纵杆装置52、54之前估计耗散。类似地，在由作业车辆的突然加速、减速、转弯或方向改变而导致的惯性变化的情况下，控制器架构50可考虑这种惯性变化的大小(以及可能的矢量数据)，以确定这样的力是否带来了意外操纵杆运动的不期望的高风险。如果基于这样的数
据输入来确定意外操纵杆运动的可能性客观存在地增加，则控制器架构50前进至意外操纵杆运动禁止过程190的步骤202。否则，控制器架构50返回到主动性路径194、198、202的步骤194(如果实施反应性路径196、200、204，则返回到反应性路径196、200、204的步骤196)，并持续监视实时传感器输入和针对出现意外操纵杆运动条件的其他数据。在某些情形下并如先前所指示的，可通过例如与显示装置80上产生的gui交互来许可操作者激活操纵杆刚化模式。在这种情形下，当这种操纵杆刚度模式可用并被作业车辆操作者激活时，控制器架构50可自动前进至主动性控制路径194、198、202的步骤202。
60.在步骤202中，在给定在步骤198中检测到的意外操纵杆运动条件的特性的情况下，控制器架构50确定或建立适于使意外操纵杆运动的可能性最小化的操纵杆刚度增加。然后，控制器架构50命令mrf阻力机构56施加所确定的刚度增加。在某些实施方式中，控制器架构50可命令mrf阻力机构56将操纵杆刚度增加与在步骤194期间检测到的干扰力的大小基本成比例的量。在这种情况下，控制器架构50可命令mrf操纵杆阻力机构56在检测到的干扰力的大小较小时提供较低的刚度增加，前提是干扰力的大小升高至上述预定阈值以上或高通滤波器。相比之下，当检测到的干扰力具有较大的大小或较高的幅度时，控制器架构50可命令mrf操纵杆阻力机构56提供更大的刚度增加。在任一种情形下，控制器架构50以迅速的方式有用地发挥作用，以命令mrf操纵杆阻力机构56在撞击力传播到操纵杆装置52、54之前或与之基本上同时地增加操纵杆刚度。这样做，mrf操纵杆系统22有效地使操纵杆装置52、54准备好恰好在冲击力或干扰力传输到操作者工作台、操作者和操纵杆装置52、54之前(或与之基本上同时地)抵抗意外操纵杆运动。
61.在实施方式中，控制器架构50还可以在确定在意外操纵杆运动禁止过程190的步骤204期间应用适当的mrf施加的一次或多次操纵杆刚度增加时考虑任何干扰力的方向性。例如，如果干扰力基本上相对于作业车辆的底盘28在前后方向上传播(例如，当利用动臂组件24来反复地将铲斗26向下撞击到地面上时，可能就是这种情况)，则控制器架构50可命令mrf阻力机构56提供抵抗操纵杆60绕第一旋转轴线的旋转的较大刚度增加(对应于图2中的箭头98、100、106、108)，同时提供抵抗操纵杆60绕第二旋转轴线(对应于图2中的箭头94、96、102、104)的旋转的较小刚度增加(如果有任何刚度增加)。在其他情形下，控制器架构50可以不提供绕不同旋转轴线的操纵杆刚度的这种独立调节。另外，如上所述，控制器架构50可部分地基于位置传感器66所报告的操纵杆位置来确定操纵杆刚度的适当增加；例如，在具有止动特征的自居中操纵杆的情况下，控制器架构50可增加操纵杆刚度，以有效增加止动保持力并降低在操纵杆目前驻留在这种止动位置时操纵杆脱离止动位置的可能性。在步骤202之后，控制器架构50前进至步骤206，并确定是否进行意外操纵杆运动禁止过程190，如下所述。
62.现在转到对意外操纵杆运动禁止过程190的反应性路径196、200、204的描述，在实施方式中，同样，该路径可结合或不结合上述主动性路径194、198、202执行。当执行时，反应性路径196、200、204开始于步骤196，在步骤196期间，控制器架构50收集指示任何当前出现的操纵杆运动的数据输入。这样的数据包括由集成到mrf操纵杆装置52、54中的操纵杆位置传感器66测得的操纵杆移动数据。另外，在某些情形下，可在步骤196期间考虑惯性传感器72所报告的衡量当前施加到挖掘机20的振动力的数据。对于指示操作者当前正抓握mrf操纵杆装置52、54中包含的操纵杆60中的一者还是二者的任何数据，也可以这样；例如，如由
集成到mrf操纵杆装置52、54中的电容型触摸传感器或者位于作业车辆驾驶舱内并视野含操纵杆装置52、54的一台或更多台相机的视觉分析所指示的。
63.在步骤200中，控制器架构50评估在步骤196期间收集到的数据，以确定由操纵杆位置传感器66感测到的操纵杆运动是否是挖掘机20的操作者有意引起的。例如，在实施方式中，控制器架构50可识别由操纵杆位置传感器66感测到的操纵杆运动实际上是否是mrf操纵杆装置52、54中包含的操纵杆60中的一者或二者的oio并因此是由作业车辆的操作者无意引起的。控制器架构可通过考虑检测到的操纵杆运动的规则性、方向和大小(例如，通过将操纵杆移动的模式与存储在存储器48中的代表性oio位移模式或波形进行比较)来提供该确定。控制器架构50还可评估指示当前传递到挖掘机底盘28的振动的大小的任何数据，以确定当前是否出现操纵杆60的oio。作为oio操纵杆运动的补充或替代，控制器架构50可考虑在步骤196期间的其他形式的意外操纵杆运动。例如，在一些实现方式中，控制器架构50可考虑是否出现了操纵杆60中的一者或二者相对于止动位置的意外滑移。这可由在没有操作者接触的情况下给定的操纵杆60相对于止动位置的移位来指示，可利用能够监视操作者与操纵杆60之间的物理接触的上述传感器82中的任一个来确定该移位。这可由操作者利用报告有关止动滑移的问题的操作者接口78输入mrf操纵杆系统22中的数据来指示。类似地，在操纵杆装置具有摩擦保持配置并且由于施加到作业车辆的干扰力而可出现意外操纵杆运动(以操纵杆漂移的形式)的实现方式中，也可利用类似的方法来评估所考虑的一个操纵杆或多个操纵杆的滑移。
64.前进到意外操纵杆运动禁止过程190的步骤204，控制器架构50接下来命令mrf操纵杆阻力机构56将操纵杆刚度增加受控制的量，以尝试减小或消除正在进行的意外操纵杆运动。在实施方式中，控制器架构50可初始地施加操纵杆刚度的低水平或中等水平的增加，以确定操纵杆刚度的这种增加是否足以抑制检测到的意外操纵杆运动。在其他情形下，初始施加的操纵杆刚度的增加可以是可变的，其中控制器架构50基于当前检测到的意外操纵杆运动的严重度来确定操纵杆刚度增加的大小。另外，如前所述，在mrf操纵杆阻力机构56的实施方式中，控制器架构50可有可能向给定操纵杆施加多个不同的刚度增加(例如，抵抗操纵杆绕第一轴线旋转的第一操纵杆刚度增加以及抵抗操纵杆绕垂直于第一轴线的第二轴线旋转的第二操纵杆刚度增加)。最后，在步骤204期间，在具有止动位置的自居中操纵杆装置的情况下，当先前已经出现操纵杆相对于止动位置的滑移时，控制器架构50命令mrf抵抗机构56增加止动保持力，以将一个操纵杆或多个操纵杆60保持在止动位置(当操纵杆驻留在止动位置中时)。类似地，在摩擦保持操纵杆装置的情况下，当在没有操作者接触操纵杆的情况下确定发生了操纵杆漂移时，控制器架构50可命令mrf操纵杆阻力机构56增加一个或更多个dof的操纵杆刚度。
65.如果在步骤204中，尽管先前施加的刚度增加，但意外操纵杆运动仍在继续，则控制器架构50可命令mrf操纵杆阻力机构56增加抵抗至少一个dof的操纵杆运动的mrf刚度力。控制器架构50可命令mrf操纵杆阻力机构按逐渐(连续或逐步)的方式增加所施加的操纵杆刚度，直到检测到的意外操纵杆运动停止，直到使这种操纵杆运动达到可接受水平，或者直到达到最大的所期望mrf刚度力。因此，在感测到的操纵杆的oio的情况下，控制器架构50可重复地估计操作者引起的摆动的幅度，然后逐渐地增加第一操纵杆刚度，直到操纵杆的操作者引起的摆动的幅度减小至预定接受阈值以下。在止动滑移的情况下，控制器架构
50可命令mrf阻力机构56将止动保持力增加至预定水平；并且如果检测到在没有操作者接触的情况下操纵杆相对于止动位置重复移位，则按需要进一步增加止动保持力。因此，在意外操纵杆运动禁止过程190的多次迭代之中，控制器架构50可持续逐渐地增加止动保持力，直到作业车辆的操作者不再检测到或报告止动滑移。在实现上述操纵杆刚度增加中的任一个或全部之后，控制器架构50前进到意外操纵杆运动禁止过程190的步骤206，并确定过程190的当前迭代是否应该终止，如下所述。
66.在步骤202和/或步骤204之后，控制器架构50前进到步骤206，并确定意外操纵杆运动禁止过程190的当前迭代是否应该终止：例如，由于作业车辆停工或者由于条件消除或过程190的触发事件推动开始而。如果在步骤206中确定意外操纵杆运动禁止过程190应该终止，则控制器架构50前进至过程190的步骤208，过程190相应地终止。如果替代地确定意外操纵杆运动禁止过程190应该持续，则控制器架构50返回到主动性路径194、198、202的步骤194和/或返回到反应性控制路径196、200、204的步骤196并重复上述过程的步骤。另外，在返回到步骤194和/或步骤196之前，控制器架构50还可在步骤207中确定是否应该减小或去除任何当前应用的操纵杆刚度增加。例如，在步骤207中，控制器架构50可确定由于先前推动了操纵杆刚度增加的意外操纵杆运动条件的停止而应该撤销任何当前应用的操纵杆刚度增加。类似地，在控制器架构50命令mrf操纵杆刚度增加以减小或消除目前出现的意外操纵杆运动(例如，操纵杆的oio)的实施方式中，控制器架构50可在未检测到任何意外操纵杆运动的情况下确定是否已经过去了预定时间段(例如，数秒)；并且如果确定是，则撤销或减弱先前施加的任何操纵杆刚度增加。以这种方式，控制器架构50可按需要选择性施加操纵杆刚度的这种增加，以抵消或缓冲意外操纵杆运动。否则，一个操纵杆装置或多个操纵杆装置的刚度可被保持在较低水平，以为操作者提供减小操作者疲劳并提高操作者满意度的优化的操纵杆交互体验。
67.配备有mrf操纵杆系统的作业车辆的附加示例
68.因此，以上描述了被配置为选择性约束操纵杆运动以通过明智地施加mrf实现的操纵杆刚度变化来减小意外操纵杆运动的mrf操纵杆系统的示例。尽管以上描述主要集中于包括特定的由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)，但本文中描述的mrf操纵杆系统的实施方式适合于集成到包含容易受意外操纵杆运动的影响的操纵杆装置的各式各样的作业车辆中。这种作业车辆的三个另外示例在图6的上部中阐述，并包括轮式装载机216、滑移式装载机(ssl)218和平地机220。首先针对轮式装载机216，轮式装载机216可配备有位于轮式装载机216的驾驶舱224内的示例mrf操纵杆装置222。如图6中指示的，mrf操纵杆装置222可用于控制终止于铲斗228的fel 226的移动；fel 226和前端装载机通常被视为该文献的背景中的“动臂组件”类型。相比之下，两个mrf操纵杆装置230可位于示例ssl 218的驾驶舱232中，并不仅用于控制fel 234及其铲斗236的移动，而且还用于以众所周知的方式控制ssl 218的底盘238的移动。最后，平地机220同样包括两个位于平地机220的驾驶舱242内的mrf操纵杆装置240。mrf操纵杆装置240可用于控制平地机底盘244的移动(通过控制驱动平地机后轮的第一变速器以及有可能的驱动前轮的第二(例如，静液压)变速器)，还例如通过铲刀转盘组件248的旋转和角调节以及铲刀246的侧偏移角调节来控制平地机的铲斗246的移动。
69.在以上提到的各示例中，可控制mrf操纵杆装置通过mrf明智地施加的操纵杆刚度
变化来减小意外操纵杆运动。就此而言，示例轮式装载机216、ssl 218和平地机220中的任一个或全部可配备有包括至少一个操纵杆装置、mrf操纵杆阻力机构和控制器架构的作业车辆mrf操纵杆系统。另外，如上所述，控制器架构可被配置为检测在所讨论的作业车辆操作期间是否出现意外操纵杆运动条件，无论这种意外操纵杆运动条件是通过目前存在的意外操纵杆运动(例如，操纵杆的oio)还是通过在近期时间范围内存在的意外操纵杆运动的不期望的高度可能性来表征的：例如，由于施加到安装有动臂组件的工具或作业车辆的其他部分的感测到的撞击力、作业车辆的惯性突变、作业车辆在与干扰力产生关联的条件中的操作、往往会产生干扰力的机具或工具的附接或使用、或该文献中通篇描述的其他条件中的任一种。最后，在图6的底部部分中例示了有用地配备有本文中描述的mrf操纵杆系统的实施方式的作业车辆的其他示例，并且这些示例包括配备fel的牵引机250、伐木归堆联合机252、集材机254、联合收割机256和推土机258。
70.车辆mrf操纵杆系统的枚举示例
71.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其进行编号。
72.1.在实施方式中，一种作业车辆磁流变流体(mrf)操纵杆系统包括操纵杆装置、mrf操纵杆阻力机构和控制器架构。操纵杆装置进而包括底座壳体、能移动地安装于底座壳体的操纵杆以及被配置为监视操纵杆相对于底座壳体的移动的操纵杆位置传感器。mrf操纵杆阻力机构能受到控制以改变第一操纵杆刚度，第一操纵杆刚度抵抗操纵杆相对于底座壳体以至少一个自由度的移动。控制器架构联接到操纵杆位置传感器和mrf操纵杆阻力机构，被配置为：(i)检测是否在作业车辆操作期间出现意外操纵杆运动条件；以及(ii)当检测到意外操纵杆运动条件时，命令mrf操纵杆阻力机构按减小操纵杆装置对意外操纵杆运动的敏感度的方式增加第一操纵杆刚度。
73.2.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，所述控制器架构被配置为通过确定由操纵杆位置传感器感测到的操纵杆运动是否是作业车辆的操作者有意引起的来检测是否在作业车辆操作期间出现意外操纵杆运动条件。
74.3.根据示例2所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，控制器架构还被配置为：(i)识别操纵杆位置传感器感测到的操纵杆运动是否包括操纵杆的由操作者引起的摆动；以及(ii)当操纵杆运动包括操纵杆的由作业车辆的操作者引起的摆动时，确定操纵杆运动是操作者无意引起的。
75.4.根据示例3所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，控制器架构还被配置为：(i)当识别出操纵杆运动包括操纵杆的由操作者引起的摆动时，估计由操作者引起的摆动的幅度；以及(ii)逐渐地增加第一操纵杆刚度，直到操纵杆的由操作者引起的摆动的幅度减小至预定接受阈值以下。
76.5.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，作业车辆mrf操纵杆系统还包括干扰力传感器，该干扰力传感器附连到作业车辆的远离操纵杆装置的位置处并联接到控制器架构。控制器架构被配置为当干扰力传感器检测到大小超过预定阈值的干扰力时检测出在作业车辆操作期间出现意外操纵杆运动条件。
77.6.根据示例5所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，控制器架构还被配置为命令mrf操纵杆阻力机构将第一操纵杆刚度增加与干扰力传感器检测到的干扰力的大小基本上成比例的量。
78.7.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，还包括干扰力传感器，该干扰力传感器附连到作业车辆并联接到控制器架构。该控制器架构还被配置为：(i)监视由干扰力传感器检测到的撞击力；以及(ii)当干扰力传感器检测到大小超过预定阈值的撞击力时，命令mrf操纵杆阻力机构在撞击力传播到操纵杆装置之前或与之基本上同时地增加第一操纵杆刚度。
79.8.根据示例7所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，干扰力传感器被集成到附接到作业车辆的底盘的动臂组件中。控制器架构被配置为在使用动臂组件期间监视由干扰力传感器检测到的撞击力。
80.9.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，还包括联接到控制器架构的车辆运动数据源。控制器架构被配置为通过利用来自车辆运动数据源的数据检测作业车辆的速度、行驶方向或取向的突变来检测是否出现意外操纵杆运动条件。
81.10.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，控制器架构被配置为至少部分地基于作业车辆使用的具体机具类型来检测是否出现意外操纵杆运动条件。
82.11.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，操纵杆装置包括具有止动保持力的止动位置。控制器架构被配置为在检测到意外操纵杆运动条件时命令mrf操纵杆阻力机构增加止动位置的止动保持力。
83.12.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，操纵杆装置能绕第一轴线和与第一轴线垂直的第二轴线相对于底座壳体旋转。第一操纵杆刚度是抵抗操纵杆装置绕至少第一轴线旋转的力。
84.13.根据示例12所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，mrf操纵杆阻力机构还能受到控制以改变第二操纵杆刚度，第二操纵杆刚度抵抗操纵杆绕第二轴线的旋转。控制器架构被配置为选择性命令mrf操纵杆阻力机构独立于第二操纵杆刚度来改变第一操纵杆刚度。
85.14.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，作业车辆mrf操纵杆系统还包括联接到控制器架构的操作者接口。控制器架构被配置为至少部分地基于经由操作者接口输入的操作者输入来检测是否出现意外操纵杆运动条件，该操作者输入指示在作业车辆进行即将到来的操作期间有可能出现升高的干扰力。
86.15.在其他实施方式中，一种作业车辆mrf操纵杆系统包括操纵杆装置、mrf操纵杆阻力机构和控制器架构。操纵杆装置包含底座壳体、能移动地安装于底座壳体的操纵杆以及被配置为监视操纵杆相对于底座壳体的移动的操纵杆位置传感器。控制器架构联接到操纵杆位置传感器和mrf操纵杆阻力机构，mrf操纵杆阻力机构能受到控制以改变操纵杆刚度，操纵杆刚度抵抗操纵杆相对于底座壳体以至少一个自由度的移动。控制器架构被配置为:(i)至少部分地基于由操纵杆位置传感器提供的数据来确定是否目前正在出现操纵杆的意外操纵杆运动；(ii)当确定目前正在出现意外操纵杆运动时，命令mrf操纵杆阻力机构按减小意外操纵杆运动的方式增加操纵杆刚度。
87.结论
88.因此，以上提供了被配置为通过mrf明智地施加操纵杆刚度变化来减小意外操纵杆运动的作业车辆mrf操纵杆系统。通过策略性施加mrf刚度力从而阻止意外操纵杆运动，mrf操纵杆系统的实施方式通过降低需要操作者进行物理抵消或校正的可引起的意外操纵
杆运动的程度来使操作者的疲劳最小化并增强操作者的体验。另外，意外操纵杆运动的减小同样减小了作业车辆的意外移动(或其他由操纵杆控制的动作)，以使部件磨损最小化，提升效率，并以其他方式并响应于操作者命令而促成对作业车辆移动和功能的精确的一致控制。mrf操纵杆阻力机构的高度响应性质使得在这种振动行进到操作者和mrf操纵杆装置之前或与之基本上同时地，操纵杆刚度能够响应于检测到干扰力(诸如，由机具撞击到表面上而导致的干扰)而快速增加。另外，mrf操纵杆阻力机构的实施方式可在连续范围内产生mrf刚度力，由此在某些情形下使mrf操纵杆装置能够逐渐增加操纵杆刚度(以逐步或连续的方式)；例如，以逐渐将感测到的oio运动驱动为零或者响应于增加高振动环境内的振动强度。如上所述，通过作业车辆mrf操纵杆系统的实施方式获得了各种其他益处。
89.如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚指示。还应该理解，术语“包括”和/或其变型当在本说明书中使用时指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或附加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组。
90.已经出于例示和描述的目的展示了本公开的描述，但该描述并不旨在是排他性的或限于所公开形式的公开内容。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，许多修改形式和变形形式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。为了最好地解释本公开的原理及其实际应用并且使本领域的其他普通技术人员能够理解本公开并且识别所描述示例的替代形式、修改形式和变形形式，选择和描述本文中的明确引用的实施方式。因此，除了明确描述的那些之外的各种实施方式和实现方式也在以下权利要求书的范围内。