在修改后的刚度模式下可操作的作业车辆MRF操纵杆系统的制作方法

在修改后的刚度模式下可操作的作业车辆mrf操纵杆系统
技术领域
1.本公开涉及在修改后的操纵杆刚度模式下可操作的作业车辆磁流变流体(magnetorheological fluid，mrf)操纵杆系统。


背景技术：

2.操纵杆装置通常用于控制在建筑、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，在配备有动臂总成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制动臂总成移动，因此控制安装至动臂总成的外部端子端部的工具或机具(implement)的移动。具有这种由操纵杆控制动臂总成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(在其上可以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它作业车辆的情况下，操作者可以利用一个或更多个操纵杆来控制铲刀移动和定位。在平地机、推土机和某些装载机(诸如滑移式装载机)的情况下，操纵杆装置也通常用于操纵或以其它方式控制作业车辆底盘的定向移动。给出作业车辆内的操纵杆装置的普遍使用(结合作业车辆经常在其中进行操作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需求，特别是到达这种改进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：

3.公开了一种用于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，作业车辆mrf操纵杆系统包括具有底座壳体的操纵杆装置、可移动地安装到底座壳体的操纵杆、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。在控制器架构联接到操纵杆位置传感器和mrf操纵杆阻力机构的同时，mrf操纵杆阻力机构可受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)在作业车辆操作期间，将作业车辆mrf操纵杆系统选择性地置于修改后的操纵杆刚度模式；以及(ii)当作业车辆mrf操纵杆系统被置于修改后的操纵杆刚度模式时，命令mrf操纵杆阻力机构至少部分地基于操纵杆相对于底座壳体的移动来改变操纵杆刚度。
4.在其它实施方式中，作业车辆mrf包括操纵杆装置、mrf阻力机构和控制器架构。操纵杆装置又包括：底座壳体；操纵杆，其可移动地安装至底座壳体；至少一个弹性元件，其在所述底座壳体内并且在所述操纵杆上施加偏置力，从而促使所述操纵杆从中心位置离开时返回到所述中心位置；以及操纵杆位置传感器，其被配置为监视所述操纵杆相对于所述底座壳体的移动。mrf操纵杆阻力机构可受控制，改变抵抗所述操纵杆相对于所述底座壳体以至少一个自由度的移动的操纵杆刚度。所述控制器架构(联接到所述操纵杆位置传感器和所述mrf操纵杆阻力机构)被配置为控制所述mrf操纵杆刚度机构：(i)当作业车辆mrf操纵杆系统在第一操纵杆刚度模式下操作时，许可操纵杆仅在偏置力的影响下返回到中心位
置；以及(ii)当作业车辆mrf操纵杆系统在第二操纵杆刚度模式下操作时，防止操纵杆仅在偏置力的影响下返回到中心位置。
5.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，其它特征和优点将变得清楚。
附图说明
6.下文中，将结合以下附图来描述本公开的至少一个示例：
7.图1是根据本公开的示例实施方式的在作业车辆(这里是挖掘机)上并且在至少一个修改后的操纵杆刚度模式下可操作的示例磁流变流体(mrf)操纵杆系统的示意图；
8.图2是例示了从图1中示出的挖掘机驾驶舱内看的可以被包括在示例mrf操纵杆系统中并且被操作者用来控制挖掘机动臂总成的移动的两个操纵杆装置的立体图。
9.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面平面部分地示出和截取的示例mrf操纵杆系统的剖面示意图，例示了mrf操纵杆系统的一种可能构造。
10.图5是由作业车辆mrf操纵杆系统的控制器架构适当地进行以将mrf操纵杆系统选择性地置于至少一种修改后的操纵杆刚度模式的过程；
11.图6是例示了当mrf操纵杆系统是在修改后的操纵杆刚度模式的示例实施方式中在修改后的操纵杆刚度模式下操作时可以选择性地产生或修改的mrf止动部的操纵杆运动范围和可能位置的示例的示意图；以及
12.图7是以非穷举的方式例示了mrf操纵杆系统的实施方式可以被有益地集成到其中的另外的示例作业车辆的图表。
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详细描述中描述的本发明的示例和非限制性实施方式。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.在以上简要描述的多个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以在不脱离如所附权利要求阐述的本发明的范围的情况下想到对示例实施方式的各种修改。
15.概述
16.以下描述了在修改后的操纵杆刚度模式下可操作的作业车辆磁流变流体(mrf)操纵杆系统。如本文中出现的，术语“修改后的操纵杆刚度模式”是指以下的操作模式：mrf操纵杆系统通过受控制地产生阻碍以至少一个自由度(dof)的操纵杆运动的mrf施加阻力来改变操纵杆装置(相对于默认操作模式)的行为。为此目的，下述的作业车辆mrf操纵杆系统的实施方式包括可操作地联接到mrf操纵杆阻力机构的处理子系统或“控制器架构”；也就是，包含磁流变流体并能够通过改变电磁(em)场的强度来修改流体的流变性(粘度)以提供对阻碍操纵杆运动的阻力的受控制调节的机构、装置或阻尼器。该阻碍操纵杆的阻力在本文中通常被称为“mrf阻力”，而mrf阻力阻碍在特定方向或方向组合上的操纵杆运动的程度在本文中被称为“操纵杆刚度”。取决于实现方式，mrf操纵杆阻力机构可以由控制器架构控
制，以在操纵杆的任何给定运动范围(rom)内并且通过应用抵抗力的不断变化大小来应用各种不同的抵抗效果，从而选择性地阻碍或抑制任何给定方向上的操纵杆移动。
17.mrf操纵杆系统的实施方式包含至少一个mrf操纵杆装置，该装置包括以至少一个dof相对于底座壳体可移动的操纵杆。在操纵杆相对于底座壳体以多个dof可移动的实施方式中，mrf操纵杆系统能够提高单个dof上的操纵杆刚度，或者另选地，能够独立地增加操纵杆的多个dof上的操纵杆刚度。例如，在给定操纵杆相对于其底座壳体绕两条垂直轴线可旋转的实现方式中，mrf操纵杆阻力机构能够独立地增加mrf阻力，从而抑制操纵杆绕操纵杆的旋转轴线中的任一者或二者的旋转(因此抑制操纵杆刚度)。因此，在这种情形下，控制器架构可以命令mrf操纵杆系统独立地改变分别抵抗操纵杆绕第一轴线和第二轴线的旋转的第一操纵杆刚度和第二操纵杆刚度，以提供所期望的抵抗效果或操纵杆行为。以这种方式，mrf操纵杆系统的控制器架构可以监视操纵杆位置，并且在某些情形或操作模式下以预定方式选择性地命令mrf操纵杆阻力机构来限制操纵杆的rom；例如，将操纵杆的rom暂时限制于沿着特定轴线或在特定方向上的移动，以将操纵杆的运动选择性地限制于预定义轨道或移动模式(例如，h形或加号形轨道)，或改变当mrf操纵杆系统在默认操纵杆刚度模式或修改后的操纵杆刚度模式下操作时操纵杆的另一种方式的行为。
18.在至少一些实现方式中，控制器架构可以命令mrf操纵杆阻力机构产生阻力增加的局部区域(本文中是“mrf止动部”)，在操纵杆移动到特定位置时遇到这些区域。当操纵杆是自居中式时(即，当操作者使其从中立位置或中间位置移开时，其被偏置以返回到中立位置或中间位置)，可以产生mrf止动部，以施加足以克服施加到操纵杆上的偏置或“居中”力的mrf阻力，从而防止操纵杆在操作者没有额外向操纵杆施加力的情况下返回到其中心位置。这种类型的mrf止动部在本文中被更具体地称为“保持止动部”。在其它情形下，可以以较低的mrf阻力产生mrf止动部(这对于操纵自居中式操纵杆的作业车辆操作者是可察觉的)，同时也不足以防止自居中式操纵杆仅在操纵杆居中力的影响下返回到其中心位置。该后一种类型的mrf止动部在本文中被称为“感觉止动部”。当作业车辆mrf操纵杆系统被置于特定操纵杆刚度模式时，控制器架构可以命令mrf操纵杆阻力机构在任何数量的预定操纵杆位置、以不断变化的强度且出于各种目的来产生这种mrf止动部(无论是保持止动部、感觉止动部还是其组合)，如以下进一步讨论的。在其它实现方式中，控制器架构不会造成在下述操纵杆刚度模式下产生mrf止动部；或者控制器架构可以许可作业车辆操作者按期望选择性地启用和停用mrf止动部(并且可能为mrf止动部指派各种功能)。
19.操纵杆行为的上述mrf施加改变可以由控制器架构按照存储在作业车辆上的本地存储器中的一种或更多种操纵杆刚度修改算法或控制方案来实现。在mrf操纵杆系统在多种修改后的刚度模式下可操作的实施方式中，对应数量的操纵杆刚度修改算法可以被存储在控制器架构可访问的存储器中。在操作期间，作业车辆mrf操纵杆系统通常可以在默认或未修改的操纵杆刚度模式下操作，并且例如响应于预定义触发事件的发生而在适当时转变为在特定的修改后的操纵杆刚度下操作。触发事件可以是例如操作者输入进入特定的修改后的操纵杆刚度模式的请求，使用作业车辆执行特定类型的作业任务(从操作者输入或传感器数据推断)，使作业车辆进入利用操纵杆移动来操纵或以其它方式控制作业车辆推进的行驶模式以及其它这样的预定义事件，以下描述了其另外示例。当在修改后的操纵杆刚度模式下操作时，控制器架构接着命令mrf操纵杆阻力机构按照操纵杆刚度修改算法至少
部分地基于操纵杆相对于底座壳体的移动来选择性地改变操纵杆刚度。当mrf操纵杆系统在修改后的操纵杆刚度模式下操作时操纵杆阻力行为被调节的方式将基于广泛因素而改变，这些因素具体地包括mrf操纵杆系统集成到其中的特定类型的作业车辆(本文中，“主作业车辆”)和主作业车辆的操纵杆控制功能。
20.如以上简要指出的，控制器架构的实施方式可以在利用一个或更多个mrf操纵杆装置来操纵和/或控制主作业车辆的推进时，选择性地将作业车辆mrf操纵杆系统置于修改后的操纵杆刚度模式。例如，在利用自居中式操纵杆来操纵作业车辆(诸如置于行驶模式的挖掘机或其它作业车辆)的实现方式中，控制器架构可以命令mrf操纵杆阻力机构选择性地将操纵杆刚度增加至足以防止操纵杆仅在操纵杆固有偏置力的作用下返回其中心位置的程度。这在以下实现方式中是有用的：许可操作者在基于速度的操纵杆转向方案和基于位置的操纵杆转向方案之间进行选择，其中，在选定了基于速度的操纵杆转向方案时，控制器架构使操纵杆能够返回到自居中位置。类似地，在推土机和能够在爬行模式下操作(即，许可在有限速度范围内微调作业车辆速度的模式)的其它作业车辆的情况下，当作业车辆置于爬行模式下时，作业车辆mrf操纵杆系统可以转变为修改后的操纵杆刚度模式下的操作。在该后一种情况下，控制器架构可以命令mrf操纵杆系统启用用于作业车辆行驶的推拉操纵杆操作，同时产生一个或更多个mrf止动部以在处于爬行模式时辅助操作者驾驶作业车辆；例如，在作业车辆在向前或向后方向上爬行时，可以产生一个或更多个保持止动部来将操纵杆保持在操作者命令的位置。
21.在作业车辆mrf操纵杆系统的另外实现方式中，响应于将特定类型的可更换机具或工具附接到作业车辆，控制器架构可以将mrf操纵杆系统置于修改后的操纵杆刚度模式。当前附接到作业车辆的特定类型的机具可以由作业车辆上的传感器自动地确定，或者操作者可以输入指定当前附接的机具类型的信息。然后，当控制器架构响应于特定类型的作业机具的附接(或使用)而将mrf操纵杆系统置于特定操纵杆刚度模式时，控制器架构可以通过传输到mrf操纵杆阻力机构的适当命令来选择性地改变操纵杆刚度，以使操纵杆行为最佳地适合新附接的作业机具。作为特定非限制性示例，控制器架构可以基于作业机具的特性(诸如机具的操纵杆控制功能的数量)来修改操纵杆rom。在这方面，在单个dof中可移动或另外能够执行单个功能的机具的情况下(诸如，在简单铲斗的情况下)，mrf操纵杆旋转可以被限制于单条轴线。相反，对于能够进行多dof移动或以其它方式能够执行多种功能的机具(例如，如在多用途或4合1铲斗的情况下)，mrf操纵杆系统可以使得操纵杆能够绕两条基本上垂直的轴线或轨道旋转，其中，沿着各轨道的操纵杆运动控制或“映射到”作业车辆的不同功能。
22.在其它的实施方式中，控制器架构可以响应于作业车辆的各种其它事件或控制模态的出现而将mrf操纵杆系统置于修改后的操纵杆刚度模式。考虑例如配备有电动液压(eh)致动系统的作业车辆，该系统对诸如挖掘机的铰接式动臂总成、装载机的前端装载机(fel)总成或安装至牵引机的fel附件这样的动臂总成的移动进行驱动(animating)，通常，这样的eh致动系统可以在多种不同的控制模式(诸如提升模式和增压模式)下可操作。在这样的情形下，当启用eh致动系统的提升模式或增压模式以例如降低总体操纵杆刚度以向操作者提供指示附加液压动力临时可用于控制动臂总成的触觉提示时，控制器架构可以将mrf操纵杆系统置于修改后的操纵杆刚度模式。以下讨论了用于将作业车辆mrf操纵杆系统
置于特定的修改后的操纵杆刚度模式的这种触发事件或条件的其它示例，这些示例正是当mrf操纵杆系统在给定的修改后的操纵杆刚度模式下操作时操纵杆行为可以被改变的各种方式。可以触发mrf操纵杆系统进入关联的修改后的操纵杆刚度模式的其它触发事件或作业车辆状况的非详尽列表包括使用某些作业车辆(例如，平地机和推土机)执行分级任务、操作者个性化设置或定制操纵杆行为(例如，操纵杆刚度、操纵杆rom、mrf止动部的存在等)、将某些作业车辆(例如，装载机)置于特定性能模式、对某些作业车辆功能进行校准、以及进入鼓励操作者(通过mrf施加的触觉提示)将操纵杆保持在将作业车辆速度维持在优化特定作业车辆参数(诸如燃料效率)的水平的一位置的最佳速度模式。
23.现在将结合图1至图6描述作业车辆mrf操纵杆系统的示例实施方式。在下述示例实施方式中，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且被用于控制附接到其的挖掘机动臂总成和机具(例如，铲斗、抓斗或液压锤)的移动。尽管有以下示例，但是在其它实施方式中，mrf操纵杆系统可以包括更多或更少数量的操纵杆，其中，各个操纵杆装置都可以按任何数量的dof并沿着任何合适的运动模式移动；例如，在另选实现方式中，给定操纵杆装置绕单条轴线可旋转，或者有可能沿着受限制的(例如，h形或加号形)轨道或运动模式可移动。此外，下述mrf操纵杆系统可以被部署在具有操纵杆控制功能的广泛作业车辆上，下面结合图7讨论其另外的示例。
24.在修改后的操纵杆刚度模式下可操作的示例mrf操纵杆系统
25.最初参考图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(这里是挖掘机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的工具或机具的动臂总成24。各种其它机具可以与铲斗26互换并附接到动臂总成24的端子端部，包括例如其它铲斗、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位的驾驶舱32为特征。挖掘机动臂总成24从底盘28延伸并包含作为主要结构部件的内部或近侧动臂34(下文中称为“起重动臂34”)、外部或远侧动臂36(下文中称为“铲斗柄36”)和多个液压缸38、40、42。液压缸38、40、42又包括两个起重动臂38、斗杆油缸40和铲斗油缸42。起重动臂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接合到挖掘机底盘28，这里，接合到与驾驶舱32(的右侧)相邻的位置处。斗杆油缸40的伸出和缩回使铲斗柄36绕第二枢转接头旋转，在该第二枢转接头处，铲斗柄36接合到起重动臂34。最后，铲斗油缸42的伸出和缩回使挖掘机铲斗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接合到铲斗柄36。
26.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“用于操纵杆控制功能的致动器”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总成24的移动。具体地，操作者可以利用mrf操纵杆系统22中所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，同时经由挖掘机底盘28相对于履带式底架30的旋转来控制动臂总成24的摆动动作。所描绘的eh致动系统44还包含各种其它未例示的液压部件，液压部件可以包括流线(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包含可以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流量控制阀(诸如滑阀式多路阀)。如此说来，eh致动系统44的特定构造或架构在很大程度上对本公开的实施方式而言
是不重要的，只要下述的控制器架构50能够经由传输到致动器46中的被选择用于实现挖掘机20的操纵杆控制功能的致动器的命令来控制动臂总成24的移动即可。
27.如图1左上部示意性例示的，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。为了清楚起见，尽管在图1中示意性示出了一个这样的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。下面进一步讨论可以利用两个这样的操纵杆装置52、54来控制挖掘机动臂总成24的移动的方式。然而，首先，提供了如图1中示意性例示的操纵杆装置52的总体讨论，以建立可以更好地理解本公开的实施方式的总体框架。
28.如图1中示意性例示的，mrf操纵杆装置52包括安装至下部支撑结构或底座壳体62的操纵杆60。操纵杆60可以相对于底座壳体62以至少一个dof移动，并且可以相对于底座壳体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，并且将在下面如此进行描述。mrf操纵杆装置52包括用于监视操纵杆60相对于底座壳体62的当前位置和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中还可以包括各种其它部件68，包括按钮、拨盘、开关或可位于操纵杆60本身上、位于底座壳体62上或其组合的其它手动输入特征。弹簧元件(气体或机械的)、磁体或流体阻尼器可以被装入操纵杆装置52中，以提供返回到操纵杆的原始位置的期望速度，同时微调操作者在与mrf操纵杆装置52相互作用时察觉到的操纵杆60的期望感觉。这样的机构在本文中被称为“操纵杆偏置机构”，并且在具有自居中式设计时可以被包含在mrf操纵杆装置52内。在更复杂的部件中，各种其它部件(例如，有可能包括一个或更多个人工力反馈(aff)电动机)也可以被装入mrf操纵杆装置52中。在其它实现方式中，可以在mrf操纵杆装置52中省去这样的部件。
29.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。可以控制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，从而抵抗相对于底座壳体62以至少一个dof的操纵杆运动。在mrf操纵杆系统22操作期间，控制器架构50可以选择性地命令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，在适于执行多种增强的操纵杆功能中的任一种时，控制器架构50可以通过增加包含在机构56中的磁流变流体至少部分浸没的em场的强度，命令mrf操纵杆阻力机构56增加操纵杆刚度。下面，结合图3和图4描述可以实现mrf操纵杆阻力机构56的一种方式的常见示例。
30.挖掘机20还配备有任何数量的车载传感器70。在实施方式中，这样的传感器70可以包括障碍物检测系统中所包含的传感器，障碍物检测系统可以被集成到挖掘机20中。非操纵杆输入传感器70还可以包括适于跟踪挖掘机动臂总成24的位置和移动的任何数量和类型的动臂总成跟踪传感器72。在实施方式中，这种传感器可以包括集成到挖掘机动臂总成24中的旋转或线性可变位移传感器。例如，在一个可能的实现方式中，旋转位置传感器可以被集成到动臂总成24的枢转接头中；并且可以利用由旋转位置传感器捕获的角位移读数结合动臂总成24的已知尺寸(从存储器调出)来跟踪三维空间中的动臂总成24(包括铲斗
26)的姿势和位置。在其它情形下，可以测量液压缸38、40、42的伸出和反作用(例如，利用线性可变位移传感器)，并利用其来计算挖掘机动臂总成24的当前姿势和定位。作为例如由附接到挖掘机20上的各个位置处的惯性传感器(诸如mems陀螺仪、加速度计和可能被封装为imu的磁力计)捕获的上述传感器读数(诸如惯性传感器读数)的补充或替代，还可以考虑其它传感器输入。例如，imu可以附接到挖掘机底盘28和挖掘机动臂总成24的一个或更多个位置(不同连杆)。当用于执行下述功能时，能够追踪挖掘机具或执行与挖掘机20的操作相关的其它功能的视觉系统也可以被包括在车载传感器70中。
31.在作业车辆mrf操纵杆系统22的至少一些实现方式中，一个或更多个负载测量传感器(诸如基于重量或应变的传感器)可以被进一步包括在非操纵杆传感器输入70中。在实施方式中，可以利用这种负载测量传感器来在挖掘机操作期间的任何给定时间直接测量由铲斗26承载的负载(通常称为“负载移动机具”)。在实施方式中，负载测量传感器还可以测量指示由动臂总成24承载的负载的其它参数(例如，eh致动系统44内的一个或更多个液压)。在其它实现中，mrf操纵杆系统22可以被集成到具有用于运输材料的载货板或储箱(诸如铰接式自卸货车的载货板)的作业车辆中。在后一种情况下，负载测量传感器76可采取有效载荷称重传感器的形式，有效载荷称重传感器能够在任何特定的时刻对作业车辆的载货板或储箱内承载的材料的重量进行称重或者取其近似。
32.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可以包括提供与挖掘机20的位置、速度、航向或方位的改变有关的信息的任何传感器或数据源。再次，可以利用mems陀螺仪、加速度计和可能的磁力计封装imu来检测和测量这种改变。在实施方式中，可以采用测斜仪或类似的传感器来监视挖掘机底盘28或动臂总成24的一些部分相对于重力的方位。车辆运动数据源74还可以包括用于监视挖掘机位置和运动状态的全球导航卫星系统(gnss)模块(诸如全球定位系统(gps)模块)。在实施方式中，车辆运动数据源74还可以包括可以从其计算底架轨道的旋转速度的传感器、用于监视航向的电子罗盘以及其它这种传感器。在某些情况下，还可以利用gps或其它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(或其它作业车辆)何时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可以包括用于监视动臂总成24和铲斗26的运动和位置的各种传感器，包括集成到动臂总成24中的mems装置(如前所述)、用于测量动臂总成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。
33.除了先前描述的实施方式之外，mrf操纵杆系统22的实施方式还可以包括任何数量的其它非操纵杆部件76。这种附加的非操纵杆部件76可以包括操作者接口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以及各种其它类型的非操纵杆传感器82。具体地，操作者接口78可以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mrf操纵杆装置52外部的类似手动输入。操作者输入接口78中所包括的这种输入装置还可以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输入装置，诸如轨道球或操纵杆。显示装置80可以位于驾驶舱32内，并且可以采取任何可以视觉呈现可视警报和其它信息的图像生成装置的形式。显示装置80还可以生成用于接收操作者输入的gui，或者可以包括用于接收操作者输入的其它输入件(例如，按钮或开关)，当执行下述过程时，这些输入件可以与控制器架构50有关。在某些情形下，显示装置80还可以具有触摸输入能力。
34.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，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，当该信息由控制器架构50考虑以确定何时增加操纵杆刚度来执行本文描述的某些增强的操纵杆功能时，非操纵杆传感器82可以包括在一些实现方式中自动地确定当前附接到挖掘机20(或其它作业车辆)的机具类型的传感器；例如，这种传感器82可以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它标识信息或利用任何其它技术来确定当前附接到挖掘机20的特定机具类型。在其它情形下，操作者可以简单地输入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总成24的机具类型的信息。在还有的其它情形下，这种其它的非操纵杆传感器82可以包括能够确定操作者何时握住操纵杆60或以其它方式接触操纵杆60的传感器或相机。在其它实施方式中，在mrf操纵杆系统22中可以不包含这种传感器。
35.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，并且可以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可以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总体上表示作业车辆mrf操纵杆系(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可以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、接口卡和其它标准化部件或可以与其关联。在许多情形下，控制器架构50可以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包围的操作者工位内的其它控制器，其中，本地控制器按需要与挖掘机20上的其它控制器通信。控制器架构50还可以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以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中总体被例示为单个块，但是存储器48可以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的操作的其它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可以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。
36.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中所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改变。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，但是mrf操纵杆系统22将典型地具有支持挖掘机动臂总成控制的两个操纵杆装置52、54。进一步例示这一点，图2提供了挖掘机驾驶舱32内部的立体图，示出了适当地包括在mrf操纵杆系统22的实施方式中的两个mrf操纵杆装置52、54。可以看出，mrf操纵杆装置52、54处于操作者座椅86的相对侧，使得操作者可以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，各个操纵杆装置52、54包括安装至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的下部与它们相应的底座壳体62之间的柔性盖或保护罩88。另外操纵杆输入件以拇指可触及按钮形式设置在各操纵杆60上，并且有可能设置作为设置在底座壳体62上的其它未例示的手动输入件(例如，按钮、转盘和/或开关)。图2中示出的挖掘机20的其它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。
37.可以利用不同控制方案将操纵杆装置52、54中所包括的操纵杆60的移动转换为挖掘机动臂总成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(并通常允许在它们之间切换)来支持动臂总成控制。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总成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)的移动使动臂总成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)移动使铲斗柄26向外旋转，并且右操纵杆60在后方或向后方向上(箭头108)移动使铲斗柄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，而起重动臂和铲斗柄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铲斗柄旋转，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)。
38.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中所包括的其它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存在有意义的变化，如下所述。然而，为了完整起见，注意到非常适于在本公开的实施方式中使用的一种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。这种导磁性颗粒可以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，则是其它最大剖面尺寸)；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。磁流变流体中还可以包括各种其它添加剂(诸如分散剂或稀释剂)，以微调其性能。
39.现在参考图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(此后称为“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，该两个壁可以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的垂直对准中心开口，其中，中心开口的相应直径被确定为尺寸小于大体球形底座112的直径。进一步选择壁114、116之间的间隔或垂直偏移，使得大体球形底座112的主体被捕获在垂直间隔的壳体壁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。在其它实施方式中，可以采用各种其它机械布置(诸如万向架布置)来将操纵杆安装至底座壳体，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，可以设置枢轴或销接头，以许可操纵杆60绕单条轴线相对于底座壳体62旋转。
40.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伸出的磁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(或其它操纵杆偏置机构，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。在其它实施方式中，mrf操纵杆装置52可以不是自居中式的，并且可替代地采取在没有操作者施加力将操纵杆从该位置移开的情况下保持在特定位置的摩擦保持操纵杆的形式。
41.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，以选择性地抵抗操纵杆60绕坐标图例118的x轴的旋转，而mrf缸128(图4)可受控制，以选择性地抵抗操纵杆60绕坐标图例118的y轴的旋转。另外，mrf气缸126、128二者可联合受控制，以选择性地抵抗操纵杆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。在其它实施方式中，可以利用不同的mrf缸配置，该配置包括更多或更少数量的mrf缸；例如，在期望选择性地抵抗操纵杆60绕仅x轴或仅y轴旋转的实现方式中，或者在操纵杆60仅绕单条轴线旋转的实现方式中，可以采用单个mrf缸或一对对抗缸。最后，尽管未在简化示意图中示出，但在其它实现方式中中，可以在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。这种附加部件可以包括替代下述操纵杆传感器182、184的用于监视缸126、128的冲程(如果期望已知例如跟踪操纵杆位置)的传感器。
42.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延伸穿过附接在缸体134的敞口端上方的端盖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被安装至相应的静态附接点130、132。最后，在各mrf缸126、128的相对端部部分中还设置液压端口146、148，以允许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的流入和流出。
43.mrf缸126、128分别经由流线连接件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，但在其它实现方式中可以不同。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缺少阀元件和其它移动机械零件。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较少的阻力通过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，并且典型地，mrf操纵杆装置52将保持能够控制挖掘机动臂总成24。
44.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包含附接在细长缸芯158的相对端部上方的端盖156。大体环形或管状流动通道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端盖156。环形流动通道160被多个em感应器线圈166(此后，“em线圈166”)围绕(延伸穿过它)，em感应器线圈166缠绕在顺磁保持器168上并散布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示意性地表示。如箭头179所指示的，控制器架构50按使得控制器架构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施加的电压的方式，可操作地联接到电源和控制源177。因此，该结构布置允许控制器架构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。环形流动通道160延伸穿过em线圈166(并可以与之基本上同轴)，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。
45.mrf阀150、152的流体端口162、164分别通过以上提到的导管178、180流体地连接到对应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的长度，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，连同该操作者控制操纵杆运动，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，以适应在活塞头部138左侧的腔室的容积减小以及活塞头138右侧的腔室的对应容积增大。因此，在这种操作者控制操纵杆旋转期间的任何时刻，控制器架构50可以改变供应到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进一步冲程的期望mrf阻力。
46.给定mrf操纵杆阻力机构56的响应性，控制器架构50可以控制阻力机构56仅短暂地施加这样的mrf阻力，从而以预定方式(例如，以渐进或阶进方式)随着活塞位移的增大而增加mrf阻力的强度，或者提供各种其它抵抗效果(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同样可以控制mrf操纵杆阻力机构56，以在mrf阀150中所包括的活塞138、140与操纵杆60绕坐标图例118的x轴的旋转结合地冲程(stroke)时选择性地提供这样的抵抗效果。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。
47.mrf操纵杆装置52还可以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变压器)，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。在其它实现方式中，mrf操纵杆装置52可以包括各种其它未例示的部件，mrf操纵杆阻力机构56也是可以的。这种部件在适当时可以包括设置在操纵杆60或底座壳体62上的操作者输入和对应的电连接、aff电机以及mrf操纵杆阻力机构56的流动回路中所包括的压力和/或流量传感器，以最佳地适合特定应用或使用。
48.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性示例的方式提供。在另选实现方式中，操纵杆60的构造可以在各个方面不同。相对于图3和图4中示出的示例，mrf操纵杆阻力机构56在其它实施方式中也可以不同，只要mrf操纵杆阻力机构56可以由控制器架构50控制，以选择性地施加阻力(通过改变磁流变流体的流变特性)，从而抑制操纵杆相对于底座以至少一个dof的移动。在其它实现方式中，与em线圈166相似或相同的em感应器线圈可以被直接集成到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，经由提供使活塞头138通过的一个或更多个孔口，通过提供围绕活塞头138和缸体134的内表面的环形或略微环形间隙，或者通过提供通过缸体134或套筒本身的流动通道，可以许可在给定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，使用一个或更多个外部mrf阀(诸如mrf阀150、152(图3和图4))可以有助于有成本效益制造，并允许在至少一些情形下使用商业上可用的模块化部件。
49.在其它实现方式中，mrf操纵杆装置的设计可以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的情况下的外围底座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主体。在这种实施方式中，球形底座112可以设置有肋、槽或类似的拓扑特征，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转向。在mrf操纵杆系统22的其它实施方式中，各种其它设计也是可能的。
50.不管mrf操纵杆阻力机构56的特定设计如何，使用mrf技术选择性地产生可变mrf阻力或抑制(抵抗或阻止)目标操纵杆运动的操纵杆刚度提供了几个优点。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，并且可以实现em场强度、磁流变流体的流变性以及最终在mrf施加操纵杆刚度的期望改变，以抑制高度缩短时间段(例如，在某些情形下，约1毫秒的时间段)中的操纵杆运动。对应地，mrf操纵杆阻力机构56可以使得通过快速减少流过em线圈的电流并使磁流变流体的流变性(例如，流体粘度)恢复到其正常的不受刺激状态而能够以相等的速度去除(或至少大幅减少)mrf阻力。控制器架构50还可以控制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抗力或强度的mrf阻力。有利地，mrf操纵杆
阻力机构56可以在延长的时间段内提供可靠的基本上无噪声的操作。另外，磁流变流体可以被配制成在本质上是无毒的(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)，如先前描述的。最后，作为其它优点，mrf操纵杆阻力机构56的上述配置允许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)选择性地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。
51.现在参照图5，示出了由控制器架构50适当地执行以将mrf操纵杆系统22选择性地置于一个或更多个修改后的操纵杆刚度模式的示例过程190。过程190(此后称为“操纵杆刚度修改过程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。另外，如步骤204期间所指示的，控制器架构50可以按照存储在mrf操纵杆系统22的存储器48中的预先建立的操纵杆刚度控制方案或算法应用任何数量的不同的修改后的操纵杆刚度模式208、210、212、214、216。取决于实现操纵杆刚度修改过程190的特定方式，图5中大体例示的各步骤可能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。在操纵杆刚度修改过程190的另选实施方式中，可以执行另外的过程步骤，可以省去某些步骤，和/或可以按替代顺序执行所例示的过程步骤。
52.响应于预定触发事件的发生，操纵杆刚度修改过程190在步骤192中开始。操纵杆刚度修改过程190的启动将作业车辆mrf操纵杆系统22置于选定的修改后的操纵杆刚度模式，诸如，出现在图5右侧的示例操纵杆刚度模式208、210、212、214、216中的任一种。触发事件可以是期望致使mrf操纵杆系统22从其当前操纵杆刚度模式(例如，默认的或未改变的操纵杆刚度模式)下的操作转变为特定的修改后的操纵杆刚度模式下的操作的任何事件、条件或发生。就此而言，操纵杆刚度修改过程190可以响应于诸如图1和图2中示出的作业车辆启动(示例挖掘机20的启动)而在步骤192中启动。另选地，触发事件可以是输入了请求启动或执行操纵杆刚度修改过程190的操作者输入；例如，在一个实施方式中，操作者可以与在显示装置80上生成的gui交互，以启动操纵杆刚度修改过程190，由此将mrf操纵杆系统22置于选定的操纵杆刚度改变模式。在其它情形下，当确定作业车辆从事特定类型的作业任务时，当将作业车辆或作业车辆上的系统(例如，挖掘机20的eh致动系统44)置于特定操作模式时，或者当特定类型的作业机具附接到作业车辆时，控制器架构50可以自动地(即，在不需要操作者输入的情况下)开始操纵杆刚度修改过程190。
53.在开始进行操纵杆刚度修改过程190之后，控制器架构50前进至步骤194，收集相关的非操纵杆数据输入，利用这些数据输入来执行过程190的其余部分。这种数据输入将相对于新激活的修改后的操纵杆刚度模式的性质或实现方式细节而改变，如下面结合图5右侧所示的示例操纵杆刚度模式208、210、212、214、216进一步讨论的。通常，在步骤194期间收集的数据输入可以包括当在确定对于操纵杆刚度的适当mrf施加调节时利用这种传感器输入时从作业车辆上的传感器接收的信息。例如，在下述的速度优化模式的情况下，可以在步骤194期间收集用于计算作业车辆的最佳速度(例如，以使燃料效率最大化)的传感器数据。在一些实施方式中，在步骤194期间，也可以从机载存储器(例如，挖掘机20的存储器48)调出任何相关数据。就此而言，并且作为其它示例，可以从存储器48调用数据，该数据定义
了修改后的操纵杆刚度模式的首要参数并形成了操纵杆刚度修改算法或控制方案的一部分。也可以在步骤194期间从存储器48调出指定有关受mrf影响的操纵杆行为(例如，整体操纵杆刚度、mrf止动部的存在或强度、对操纵杆rom的任何改变等)的操作者定制设置的任何操作者定制配置文件，并随后在过程190的步骤204期间确定mrf操纵杆刚度调节时利用该配置文件，如以下进一步描述的。
54.接下来前进至操纵杆刚度修改过程190的步骤s196，控制器架构50接收正在考虑的指示一个(或多个)mrf操纵杆装置的当前操纵杆移动和位置的数据。在示例挖掘机20的情况下，控制器架构50从操纵杆位置传感器182、184接收数据，该数据描述了装置52、54中所包括的相应操纵杆60的移动。在步骤198中，控制器架构50接着利用该数据来确定在操纵杆刚度修改过程190的当前迭代期间是否发生了一个或更多个操纵杆的操作上显著的移动。如果检测到操作上显著的操纵杆移动，则控制器架构50前进至操纵杆刚度修改过程190的步骤204，如下面详细讨论的。否则，控制器架构50前进至步骤200，并确定操纵杆刚度修改过程190的当前迭代是否应该终止，例如由于作业车辆停机，由于由操纵杆控制功能在预定时间段内持续不活动，或者由于响应于在步骤192最初开始过程190而消除条件或触发事件。如果在步骤200中确定操纵杆刚度修改过程190应该终止，则控制器架构50前进至步骤202，过程190相应地终止。过程190的终止可以使mrf操纵杆系统22返回到其默认操作模式。如果替代地确定了操纵杆刚度修改过程190应该继续，则控制器架构50返回到步骤194，上述过程步骤重复或循环。
55.响应于在步骤202中检测到操作上显著的操纵杆旋转(或其它操纵杆移动)，控制器架构50前进到操纵杆刚度修改过程190的步骤204。在过程190的步骤204期间，控制器架构50至少部分地基于当前操纵杆位置和作业车辆mrf操纵杆系统22此时操作的特定的修改后的操纵杆刚度来确定改变mrf阻力(因此变化操纵杆刚度)从而抑制给定操纵杆移动的适当方式。下面，详细地讨论当mrf操纵杆系统22置于特定的修改后的操纵杆刚度模式时控制器架构50可以命令mrf操纵杆阻力机构56修改操纵杆行为的方式的几个示例。在步骤204中确定适当mrf刚度调节之后，控制器架构50接着前进到步骤206，并且通过向mrf操纵杆阻力机构56传输适当的命令来应用新确定的mrf阻力或操纵杆刚度，以按实现所期望的mrf施加抵抗效果的方式来改变一个(或多个)mrf流体主体的流变性(粘度)。此后，控制器架构50接着前进到步骤200，并确定操纵杆刚度修改过程190的当前迭代是否应该终止或者是否应该进行过程190的另外迭代，如先前描述的。以这种方式，控制器架构50可以适当地重复执行过程190的连续迭代，以将mrf操纵杆系统22在默认操纵杆刚度模式与一个或更多个修改后的操纵杆刚度模式之间选择性地转变。
56.如上所述，在图5中示出了修改后的操纵杆刚度模式208、210、212、214、216的几个示例。所例示的修改后的操纵杆刚度模式208、210、212、214、216通过非限制示例的方式提供，并且在下面依次对其各自进行讨论。最初针对操纵杆转向模式208，控制器架构50可以结合使用mrf操纵杆装置52来实现不同的操纵杆刚度修改模式，以控制作业车辆在各种背景下的转向和/或推进。在作业车辆可以在不同转向模式下操作的某些实施方式中，控制器架构50可以结合用户对作业车辆20的不同转向模式的选择，将mrf操纵杆系统22在默认操纵杆刚度模式和修改后的操纵杆刚度模式之间转变。例如，作业车辆的实施方式能按基于位置的操纵杆转向方案(或模式)或基于速度的转向方案(也被称为“基于速度的转向”)可
操作。当基于速度的操纵杆转向被激活时，操纵杆移动可以控制作业车辆的车轮绕转向轴线旋转的速度。相比之下，当基于位置的操纵杆转向被激活时，可以利用操纵杆的定位来设置作业车辆车轮的期望居中角度。
57.继续作业车辆操作者可以在基于速度的操纵杆转向模式或方案与基于位置的操纵杆转向模式或方案之间切换的以上描述，控制器架构50可以在应用基于速度的操纵杆转向方案时在第一(例如，默认或未改变的)操纵杆刚度模式下操作。当在第一(例如，默认)操纵杆刚度模式下发挥作用时，控制器架构50可以命令mrf操纵杆阻力机构56在作业车辆许可自居中式操纵杆在操纵杆装置内的操纵杆偏置机构(诸如，图3和图4中示出的弹簧124)的影响下返回到其中心位置时施加较少(少至没有)mrf阻力。因此，当利用基于速度的操纵杆转向方案来控制作业车辆绕转向轴线的旋转时，在mrf操纵杆适当地在第一(例如，默认)操纵杆刚度模式下操作时，可以许可操纵杆自居中。相反地，当应用基于位置的操纵杆转向方案时，控制器架构50将mrf操纵杆系统22转变为在第二(例如，修改后的)操纵杆刚度模式下操作。在这种情况下，控制器架构50命令mrf操纵杆阻力机构56在适当时施加增大的mrf阻力，以防止仅在操纵杆的固有偏置或居中力的影响下操纵杆返回其中心位置。因此，适当地当基于位置的操纵杆转向模式被激活时，当操作者以与非自居中(摩擦保持)操纵杆类似的方式释放或以其它方式停止在操纵杆上施加力时，操纵杆将保持在操作者命令的位置。以这种方式，在不需要改变硬件的情况下许可操作者在基于速度的转向方案与基于位置的操纵杆转向方案之间积极切换，同时保持公共操纵杆轴线以执行操纵杆在不同控制方案之间的转向。
58.在另外的实施方式中，当利用一个或更多个mrf操纵杆装置控制作业车辆的转向和/或推进时，可以采用多种其它修改后的操纵杆刚度模式。作为其它示例，在能够在爬行模式下操作的作业车辆(诸如，推土机、挖沟或冷铣刨(cold planning)模式)的情况下，控制器架构50可以结合将作业车辆置于特定爬行模式而将作业车辆mrf操纵杆系统22置于修改后的操纵杆刚度模式。在一种可能的方法中，控制器架构50可以在作业车辆被置于爬行模式时将mrf操纵杆系统22转变为在修改后的操纵杆刚度模式下操作，同时使得能够进行推拉操纵杆操作以便作业车辆行驶。具体地，当在修改后的操纵杆刚度模式下操作时，控制器架构50可以命令mrf操纵杆阻力机构56选择性地产生(基于操纵杆位置)一个或更多个止动部，以在处于爬行模式时辅助操作者驾驶作业车辆；例如，在作业车辆在向前方向或向后方向上爬行时，可以产生一个或更多个mrf保持止动部来保持操纵杆在操作者命令的位置。在其它情形下，当利用一个或更多个mrf操纵杆装置控制作业车辆转向和/或推进时，可以采用其它类型的修改后的操纵杆刚度模式。例如，在某些实现方式中，控制器架构50可以被配置为当作业车辆mrf操纵杆系统22在修改后的操纵杆刚度模式下操作时，基于至少一个性能参数(诸如燃料效率)来建立作业车辆的目标速度。然后，控制器架构50可以命令mrf操纵杆阻力机构56改变mrf操纵杆刚度，以通过操纵杆装置提供指示何时作业车辆的当前速度与作业车辆的目标速度匹配的触觉反馈，以辅助操作者更好地管理作业车辆速度来实现所期望的性能参数，诸如以使燃料消耗和排放最小化。
59.应对下一种修改后的操纵杆刚度模式改变了操纵杆的rom(图5中的模式210)，控制器架构50可以在作业车辆mrf操纵杆系统被置于修改后的操纵杆刚度模式时命令mrf操纵杆阻力机构56限制、扩展或以其它方式改变操纵杆的rom。例如，在实施方式中，控制器架
构50可以基于附接到作业车辆的作业机具的类型来限制给定mrf操纵杆装置的rom。例如，mrf操纵杆系统22的实施方式可以转变为修改后的操纵杆刚度模式下的操作，在该操作中，响应于特定类型的可更换工具或机具附接到作业车辆而(相对于默认操纵杆刚度模式)改变操纵杆的rom。在这种实施方式中，作业车辆上的传感器可以自动地确定当前附接到作业车辆的机具的类型；例如，在挖掘机20的情况下，传感器82中的某些传感器。例如，这种传感器可以通过对捕获机具的相机馈送的视觉分析或利用其它技术感测标签(例如，射频标识标签)或读取存在于机具上的其它标识信息来识别当前附接到作业车辆的特定机具类型。在其它情形下，操作者可以通过例如与位于作业车辆的操作者工位中的显示装置80上生成的gui交互来输入指定当前附接到作业车辆动臂总成的机具类型的信息。
60.在适当时，控制器架构50接着将mrf操纵杆系统22置于适于最佳地控制当前附接的作业机具或工具的修改后的操纵杆刚度模式。例如，在方法中，在单个dof中可移动或以其它方式能够执行单个功能的机具的情况下(诸如，在简单铲斗的情况下)，mrf操纵杆旋转可以被限制于单条轴线。相反，对于能够进行多dof移动或以其它方式能够执行多种功能的机具，mrf操纵杆系统可以使得操纵杆能够绕两条基本上垂直的轴线或轨道旋转，其中，沿着各个轨道的操纵杆运动控制或“映射到”当前附接作业车辆的不同功能。具有多种功能的机具的示例包括多用途铲斗(具有可移动面板或抓斗的4合1铲斗)、某些农业机具(例如，割晒机割台)和具有附加液压控制功能的其它机具。控制器架构50可以通过识别机具类型并接着利用存储在存储器48中的多维查找表或类似数据结构确定与新附接的机具对应的特定操纵杆刚度模式，确定何时响应于特定机具类型的附接或使用而将mrf操纵杆系统22置于修改后的操纵杆刚度模式。
61.在实施方式中，控制器架构50还可以选择性地限制mrf操纵杆的rom，以例如防止不同控制轴线之间的串扰。例如，在某些情况下，当mrf操纵杆系统22置于第一模式时，控制器架构可以命令mrf操纵杆阻力机构56将操纵杆移动限制于预定轨迹模式，同时在mrf操纵杆系统22被置于第二模式时，许可进行预订轨迹模式之外的操纵杆移动。为了提供有用的但非限制性示例，当作业车辆配备有向前动臂安装作业机具或工具(例如，前端装载机(fel)铲斗)时，控制器架构50可以在mrf操纵杆被用于作业车辆传输的功能方面时，将作业车辆mrf操纵杆系统22置于操纵杆移动被限制于固定轨迹模式的改变操纵杆模式；在操纵杆被用于控制fel铲斗的移动时，将mrf操纵杆系统22置于许可操纵杆在整个rom内移动的默认操纵杆刚度模式。这在图6中进一步例示，图6是包括圆形图形218的示意图217，圆形图形218表示示例操纵杆(例如，对应于图2中示出的操纵杆60中的任一个)在相对于底座壳体绕两条正交轴线(还注意关键点220)可旋转时的示例操纵杆的全部rom。
62.继续以上的示例，当mrf操纵杆系统22被置于修改后的操纵杆刚度模式时，控制器架构50可以控制mrf操纵杆阻力机构56选择性地增加操纵杆刚度，以将操纵杆移动限制于包括从操纵杆的中心位置230延伸或延伸穿过中心位置230的至少第一线性轨道(或笔直路径)或由其组成的受限制rom模式。例如，在某些实现方式中，如图6中指示的，操纵杆行进可以被限制于基本上相互垂直地延伸并且在操纵杆的中心位置230处相交的第一线性轨道232、236和第二线性轨道234、238。值得注意的是，给定本文中描述的mrf操纵杆技术的多功能性，控制器架构50可以将操纵杆移动限制于基本上任何所期望的移动模式，包括操纵杆移动被限制于具有在mrf操纵杆系统22置于特定刚度模式时被优化以最适合特定的操纵杆
控制应用或功能的更复杂(例如，弯曲)几何形状的路径的模式，
63.如先前指示的，控制器架构50可以命令mrf操纵杆阻力机构22产生mrf阻力或“mrf止动部”增加的局部区域，在各种不同的操纵杆刚度模式下操纵杆移动到特定位置或移动通过特定位置时遇到这些区域。就此而言，当作业车辆mrf操纵杆系统22置于特定操纵杆刚度模式时，控制器架构50可以命令mrf操纵杆阻力机构56在任何数量的预定操纵杆位置处产生这种mrf止动部(无论是保持止动部、感觉止动部还是其组合)来向操作者提供触觉提示，以使得操作者能够暂时将操纵杆设置在特定位置(在保持止动部的情况下)，以使得操作者能够选择性地执行某些止动部触发功能，或出于其它原因。另外，在至少一些实施方式中，mrf操纵杆系统22可以许可操作者将不同的作业车辆功能指派给止动部位置，或者以其它方式改变mrf止动部的各个方面；例如，止动部保持力、止动部位置、止动部定位或止动部启动。在图6中示出了可以产生这种mrf止动部222、224、226、228的操纵杆位置的示例。以示例的方式例示了mrf止动部位置222、224、226、228，指出了在mrf操纵杆系统22的各种实施方式中可以产生仅单个止动部位置、止动部位置的子集、或在操纵杆rom内具有不同位置的止动部位置。此外，在某些情形下，操纵杆可以如箭头240、242、244、246分别所指示地旋转到或旋转通过特定止动部位置222、224、226、228，以激活或触发特定作业车辆功能，诸如，(在执行时)致使铲斗或其它机具升高或降低到预设位置(例如，默认位置或作业车辆操作者先前指定的另一位置)的反冲功能。
64.接下来参考图5中示出的eh系统控制模式212，在作业车辆配备有包括控制动臂总成的移动的缸(诸如，示例挖掘机20的动臂总成中所包括的缸38、40、42)的eh致动系统(例如，图1中示出的eh致动系统44)的实施方式中，控制器架构50可以在eh致动系统44暂时置于专用的或非默认的液压控制模式时将mrf操纵杆系统22置于修改后的操纵杆刚度模式。这种液压控制模式的示例包括：(i)在eh制动系统的最大泵流量减小的同时eh致动系统的压力限制升高的提升模式；以及(ii)在eh致动系统内的回路压力暂时增加的升压模式。当在提升模式下操作时，控制器架构50可以适当地将mrf操纵杆系统22转变为增大或减小操纵杆刚度的对应的修改后的操纵杆刚度模式下的操作，以向操作者提供关于机器的可控制性以及有可能指示液压系统内的压力变化的触觉反馈。类似地，当在升压模式下操作时，控制器架构50可以将mrf操纵杆置于使操纵杆刚度减小的修改后的操纵杆刚度模式，以向操作者提供另外液压动力现在可用来利用作业车辆的动臂总成执行当前任务的直观触觉提示。在其它实施方式中，控制器架构50可以结合eh致动系统置于另一专用控制模式(诸如非默认液压流优先模式)而选择性将mrf操纵杆系统22置于修改后的操纵杆模式。
65.接下来前进至在过程1900(图5)的步骤204内另外示出的操作者定制操纵杆刚度模式214，可以许可操作者调节操纵杆行为的各个方面，以在实施方式中优先利用mrf操纵杆系统22。这种方面可以包括mrf操纵杆系统22中所包括的给定操纵杆装置(诸如以上结合图1至图4描述的示例挖掘机20的操纵杆52、54中的任一个)的刚度和行进范围。类似地，在实施方式中，可以许可操作者调节以特定的修改后的操纵杆刚度模式产生的任何mrf止动器的位置、力和/或位置跨度；并且至少在某些情形下，选择性地打开和关闭止动部。就后一种情况而言，如以上简要指示的，mrf操纵杆系统22还可以使得操作者能够在某些实现方式中对mrf止动部进行编程；也就是说，将不同的作业车辆功能指派给mrf止动部，然后随着操作者在随之而来的作业车辆操作期间使对应的操纵杆移动进入或穿过给定mrf止动部，触
发作业车辆功能。
66.操作者个性化设置可以被存储在控制器架构50可访问的存储器(例如，存储器48)中，然后在mrf操纵杆系统22置于特定操纵杆刚度模式(这里是操作者定制刚度模式)时被调出和应用。为此目的，控制器架构50的实施方式可以首先识别特定操作者(例如，经由操作者携带的具有唯一标识数字的无线钥匙或钥匙而输入到正在操作的作业车辆中、通过分析捕获操作者面部的相机馈送或者以另一方式得到的操作者特定数据(诸如唯一pin))，然后在将作业车辆mrf操纵杆系统22置于操作者定制或个性化刚度模式时，应用与所识别的操作者对应的对应mrf相关个性化设置。因此，在至少一些实现方式中，控制器架构50可以(i)响应于识别出作业车辆的与操作者定制配置文件关联的操作者，将作业车辆mrf操纵杆系统22置于操作者定制刚度模式；以及(ii)当作业车辆mrf操纵杆系统22置于操作者定制刚度模式时，命令mrf操纵杆阻力机构56按照操作者定制配置文件来改变操纵杆刚度，以例如为操纵杆装置赋予先前针对操作者偏好调节的特定刚度、rom或止动部配置。
67.在操纵杆刚度修改过程190(图5)的另外实现方式中，控制器架构50可以将作业车辆mrf操纵杆系统22置于各种其它修改后的操纵杆刚度模式216。例如，在作业车辆在多种性能模式下可操作的某些实施方式中，控制器架构50可以至少部分地基于将作业车辆20置于多种性能模式中的选定模式的操作者输入数据来将作业车辆mrf操纵杆系统22选择性地置于修改后的操纵杆刚度模式。作为具体示例，在紧凑型装载机、滑移式装载机(例如，以下结合图7描述的示例滑移式装载机250)或可在两种或更多种性能模式(例如，精度、实用程序或生产模式)下操作的另一装载机的情况下，控制器架构50可以控制mrf操纵杆阻力机构56在装载机置于精确性能模式时实现对应操纵杆刚度模式，诸如增加刚度操纵杆刚度模式。在某种程度上相似的方面，当利用平地机、推土机或类似的作业车辆来执行分级任务时，控制器架构50的实施方式可以选择性地将mrf操纵杆系统22置于修改后的操纵杆刚度模式。具体地，在作业车辆包括分级控制系统和利用操纵杆装置定位的铲刀的实施方式中，当操作者在利用分级控制系统进行的分级任务期间控制铲刀时，控制器架构50可以将作业车辆mrf操纵杆系统22置于修改后的操纵杆刚度模式。另外，在某些情况下，控制器架构50命令mrf操纵杆阻力机构相对于默认操纵杆刚度模式下的操作而改变以下操纵杆刚度特性中的一种或更多种：(i)改变操纵杆的rom，(ii)抑制一个或更多个mrf止动部的产生，和/或(iii)消除铲刀的浮置(float)功能。这种修改后的操纵杆刚度模式可以结合平地机(诸如以下结合图7描述的示例平地机252)有益地实现。
68.mrf操纵杆系统22可以响应于作业车辆进入特定操作模式、使用mrf操纵杆装置控制特定作业车辆功能或响应于各种其它指定条件而应用各种其它修改后的操纵杆刚度模式。为了提供又一示例，控制器架构50可以结合作业车辆校准过程的执行选择性地将mrf操纵杆系统22置于修改后的操纵杆刚度模式，利用这种校准过程在挖掘机(例如，挖掘机20)或配备有由液压控制动臂总成的另一作业车辆的情况下建立eh设置。在这种情况下，作为示例，控制器架构50可以命令mrf操纵杆阻力机构56在校准位置处产生至少一个mrf止动部，从而为操作者提供将操纵杆保持在校准位置直到校准过程完成的触觉提示。换句话说，可以暂时产生mrf止动部，以鼓励操作者将操纵杆命令保持在期望位置，直到完成校准过程为止，此后，控制器架构50可以将mrf操纵杆系统22返回到默认操纵杆刚度模式下的操作。以这种方式，当命令一功能直到该功能达到压力阈值并保持该命令达一段时间后，可以减
少校准误差的可能性。这种功能可以动态地形成mrf止动部，以防止操作者在校准完成之前将命令降低至阈值以下。
69.有益地配备有mrf操纵杆系统的作业车辆的附加示例
70.现在转向图7，例示了可以有益地装入mrf操纵杆系统的实施方式的作业车辆的附加示例。具体地，初始地参考该图的上部部分，示出了三种这样的作业车辆：轮式装载机248、ssl 250和平地机252。首先针对轮式装载机248，轮式装载机248可以配备有位于轮式装载机248的驾驶舱256内的示例mrf操纵杆装置254。当被设置时，mrf操纵杆装置254可以用于控制终止于铲斗260的fel 258的移动；fel 258和前端装载机通常被视为该文献的背景中的“动臂总成”类型。相比之下，两个mrf操纵杆装置262可以位于示例ssl 250的驾驶舱264中，并且不仅用于控制fel 266及其铲斗268的移动，而且还用于以众所周知的方式控制ssl 250的底盘270的移动。最后，平地机252同样包括位于平地机252的驾驶舱274内的两个mrf操纵杆装置272。mrf操纵杆装置272可以用于控制平地机底盘276的移动(通过控制驱动平地机后轮的第一变速器以及可能驱动前轮的第二(例如，静液压)变速器)，还例如通过铲刀转盘总成280的旋转和角调节以及对铲刀278的侧偏移角的调节来控制平地机的铲斗278的移动。
71.在以上提到的各个示例中，主作业车辆有益地配备有在适于辅助操作者控制所讨论的作业车辆的一种或更多种修改后的操纵杆刚度模式下可操作的mrf操纵杆系统。上面描述了这种修改后的操纵杆刚度模式和关联的操纵杆控制器作业车辆功能的示例，包括非常适合与轮式装载机、滑移式(和紧凑型装载机)和平地机(要注意的是，例如，适于在分级操作期间改善可控性或操纵杆行为的上述操纵杆刚度模式)结合实现的修改后的操纵杆刚度模式。因此，示例轮式装载机248、ssl 250和平地机252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。最后，在图7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它示例，并且其包括配备fel的牵引机282、伐木归堆联合机284、集材机286、联合收割机288和推土机290。
72.作业车辆mrf操纵杆系统的枚举示例
73.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。
74.1.在实施方式中，作业车辆mrf操纵杆系统包括具有底座壳体的操纵杆装置、可移动地安装到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操纵杆阻力机构可受控制，以在控制器架构联接到操纵杆位置传感器和mrf操纵杆阻力机构的同时，改变抵抗操纵杆相对于底座壳体以至少一个自由度的移动的操纵杆刚度。控制器架构被配置为：(i)在作业车辆操作期间，将作业车辆mrf操纵杆系统选择性地置于修改后的操纵杆刚度模式；以及(ii)当作业车辆mrf操纵杆系统置于修改后的操纵杆刚度模式时，命令mrf操纵杆阻力机构至少部分地基于操纵杆相对于底座壳体的移动来改变操纵杆刚度。
75.2.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附接到作业车辆的作业机具的类型来选择性地设置作业车辆mrf操纵杆系统。
76.3.根据示例2所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，作业机具的类型采取具有第一功能和第二功能的多功能机具的形式。另外，控制器架构被配置为当作业车辆mrf操纵杆
系统置于修改后的操纵杆刚度模式下时，命令mrf操纵杆阻力机构将操纵杆移动限制于第一基本线性轨道和第二基本线性轨道，其中，操纵杆沿着第一基本线性轨道和第二基本线性轨道的移动分别控制多功能机具的第一功能和第二功能。
77.4.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，所述操纵杆装置包括至少一个弹性元件，该至少一个弹性元件在操纵杆从中心位置移开时使操纵杆偏置以返回到中心位置。该修改后的操纵杆刚度模式是控制器架构命令mrf操纵杆阻力机构以防止操纵杆从中心位置移开时将操纵杆返回到中心位置的方式选择性地增加操纵杆刚度的操纵杆位置保持模式。
78.5.根据示例4所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，控制器架构被配置为响应于将作业车辆从基于速度的操纵杆转向方案转变为基于位置的操纵杆转向方案的操作者输入而将作业车辆mrf操纵杆系统置于修改后的操纵杆刚度模式。
79.6.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，作业车辆在多种性能模式下可操作；同时控制器架构被配置为至少部分地基于将作业车辆置于多种性能模式中的一种选定模式的操作者输入数据来将作业车辆mrf操纵杆系统选择性地置于修改后的操纵杆刚度模式。
80.7.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，作业车辆在爬行模式下可操作，在爬行模式下，操纵杆装置可用于控制作业车辆至少在向前方向和向后方向上的移动。另外，控制器架构被配置为当将作业车辆置于爬行模式时将作业车辆mrf操纵杆系统选择性地置于修改后的操纵杆刚度模式。
81.8.根据示例7所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，当作业车辆mrf操纵杆系统置于修改后的操纵杆模式时，控制器架构：(i)命令mrf操纵杆阻力机构在一个或更多个预定操纵杆位置处产生一个或更多个mrf止动部；以及(ii)基于操纵杆相对于一个或更多个mrf止动部的移动来选择性地引起作业车辆在向前方向或向后方向上继续爬行。
82.9.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，当作业车辆mrf操纵杆系统在默认操纵杆刚度模式下操作时，控制器架构命令mrf操纵杆阻力机构在一个或更多个预定操纵杆位置处产生一个或更多个mrf止动部。
83.10.根据示例9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)当作业车辆mrf操纵杆系统在默认操纵杆刚度模式下操作时，命令mrf操纵杆阻力机构以第一力水平产生一个或更多个mrf止动部；以及(ii)当作业车辆mrf操纵杆系统在默认操纵杆刚度模式下操作时，命令mrf操纵杆阻力机构以与第一力水平不同的第二力水平产生一个或更多个mrf止动部。
84.11.根据示例9所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，控制器架构被配置为控制mrf操纵杆阻力机构，以当作业车辆mrf操纵杆系统在默认操纵杆刚度模式下操作时抑制产生一个或更多个mrf止动部。
85.12.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，修改后的操纵杆刚度模式采取校准模式的形式，在校准模式期间执行校准过程。控制器架构被配置为命令mrf操纵杆阻力机构在校准位置处产生mrf止动部，从而为操作者提供将操纵杆保持在校准位置直到校准过程完成的触觉提示。
86.13.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，所述系统还包括可访问控制器架
构并存储操作者定制配置文件的存储器。修改后的操纵杆刚度模式采取操作者定制刚度模式的形式，而控制器架构还被配置为：(i)响应于识别出作业车辆的与操作者定制配置文件关联的操作者，将作业车辆mrf操纵杆系统置于操作者定制刚度模式；以及(ii)当作业车辆mrf操纵杆系统置于操作者定制刚度模式时，命令mrf操纵杆阻力机构根据操作者定制配置文件改变操纵杆刚度。
87.14.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，作业车辆包括在诸如提升模式或增压模式的修改后的eh控制模式下可操作的eh致动系统。控制器架构被配置为响应于激活修改后的eh控制模式的操作者输入而将作业车辆mrf操纵杆系统置于修改后的操纵杆刚度模式。
88.15.根据示例1所述的作业车辆mrf操纵杆系统，其中，操纵杆绕第一轴线和与第一轴线基本上垂直的第二轴线相对于底座壳体可旋转。另外，控制器架构命令mrf操纵杆阻力机构许可在默认操纵杆刚度模式下操作时在整个rom内的操纵杆移动。最后，当作业车辆mrf操纵杆系统置于修改后的操纵杆刚度模式时，控制器架构控制mrf操纵杆阻力机构选择性地增加操纵杆刚度，以将操纵杆移动限制于包括至少第一线性轨道的受限制rom模式。
89.结论
90.因此，以下提供了在修改后的操纵杆刚度模式下可操作的作业车辆mrf操纵杆系统。通过选择性地应用这种修改后的操纵杆刚度模式，mrf操纵杆系统可以通过策略性地应用mrf施加的阻力来提供附加功能或以其它方式适应操纵杆行为，以增强操作者与mrf操纵杆装置交互以控制各种作业车辆功能的方式。如上所述，响应于广泛的一系列条件或触发事件，可以将mrf操纵杆系统的实施方式选择性地置于不断变化的操纵杆刚度模式；并且当在特定操纵杆刚度模式下操作时，可以通过mrf确定的操纵杆刚度的这种变化来改变操纵杆行为的各种不同方面。操纵杆行为的这种改变可以包括对操纵杆rom的改变(例如，将操纵杆选择性地限制于沿着诸如轨道图案的受限制rom移动)、在操纵杆绕一条或多条特定轴线或轴线旋转时的操纵杆刚度的变化以及mrf止动部的存在(和强度)。结果，可以提高操作者的便利性和整体作业车辆的效率。
91.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，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在所述特征、整数、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它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组。
92.已经出于例示和描述的目的展示了本公开的描述，但是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，许多修改和改变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它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、修改和改变，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均在以下权利要求的范围内。
93.相关申请的交叉引用
94.本技术要求于2020年5月1日提交到美国专利商标局的美国临时专利申请序列号63/019,083的优先权。