CN106015548B - 静液压驱动无级变速操纵换挡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种静液压驱动无级变速操纵换挡装置，包括操纵箱和主、副操作机构，操纵箱上部具有带独立主变速槽口和副变速槽口的操纵导向板，用于对主变速杆倒车挡与副变速杆高速挡互锁的限位滑板设置在操纵导向板上，限位滑板上设有限位槽口；主操纵机构的主变速杆下部的主摇臂一端通过摩擦片预紧铰接在第一安装板上、另一端与主变速软轴连接，主变速杆穿出操纵导向板上的主变速槽口，副操纵机构包副变速杆下部具有副摇臂一端通过摩擦片预紧铰接在第二安装板上、另一端与副变速软轴连接，副变速杆穿出操纵导向板上的副变速槽口和限位滑板的限位槽口。本发明结构合理，操纵轻便，能实现任意位置定位及高速挡和倒车挡互锁，有明显的空挡手感。

Description

静液压驱动无级变速操纵换挡装置

技术领域

本发明涉及一种静液压驱动无级变速操纵换挡装置，属于农业收获机械技术领域。

背景技术

自走式收获机械多采用机械驱动桥驱动，机械驱动桥存在着体积大，结构复杂，操作挡位少等问题。而采用HST静液压驱动的收获机械具有操作简单方便，收获效率快捷高效，越来越成为用户首选机型，具备无级变速操纵的静液压驱动机型在未来将成为一种趋势。

而静液压驱动车型的操纵机构具有无级变速控制功能，并能保证在高速挡位状态下不能因误操作挂入倒退挡，以致发生高速倒车危险。目前市场上的静液压驱动车型的操纵结构采用双操纵手柄车型，很多没有实现高速挡位与倒车挡位的互锁，或互锁结构设计复杂，不能有效实现高速挡位下限制倒车。而市场上采用单操纵手柄车型，虽然操纵结构简单，但也存在着挡位设置不合理，一个操纵手柄即要控制车辆的行驶操作，又要控制无级变速，操纵手柄需横向移动再进行纵向操作，不仅操纵手柄在中立位置不明显，而且由于收获机械上的操纵手柄相对较长，操纵手柄左右滑动的过程中易卡滞操纵手柄，造成操作不便的问题。再则，当操纵手柄位于无级变速区域时，由于操纵手柄不能自锁，不能在任意位置操纵手柄定位。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用双杆操纵，结构合理，操纵轻便，使主变速杆通过摩擦阻尼实现任意位置定位，有明显的空挡手感，并能实现高速挡和倒车挡互锁的静液压驱动无级变速操纵换挡装置。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种静液压驱动无级变速操纵换挡装置，其特征在于：包括操纵箱，用于控制车辆前进和倒车的主操纵机构以及用于控制行驶速度的副操作机构，所述的操纵箱内具有安装座，安装座上设有第一安装板和第二安装板，操纵箱上部具有操纵导向板，操纵导向板上沿纵向设有独立的主变速槽口和副变速槽口，所述的主变速槽口包括中心线相错的前进挡槽口和倒挡槽口以及中部与前进挡槽口和倒挡槽口相通中间槽口，且中间槽口处设有对主变速杆中立时限位的限位缺口，所述的副变速槽口为一字形槽口；用于对主变速杆倒车挡与副变速杆高速挡互锁的限位滑板设置在操纵导向板上并能横向移动，且限位滑板上设有中部带有过渡斜槽的限位槽口；

所述的主操纵机构包括主变速杆、摩擦片及主变速软轴，主变速杆下部具有主摇臂，主摇臂的一端通过摩擦片预紧铰接在第一安装板上、另一端与主变速软轴连接，且主变速杆穿出操纵导向板上的主变速槽口，主变速杆与安装在安装座上的倒挡行程开关对应并用于控制倒挡行程开关；

所述的副操纵机构包括副变速杆、摩擦片及副变速软轴，副变速杆下部具有副摇臂，副摇臂的一端通过摩擦片预紧铰接在第二安装板上、另一端与副变速软轴连接，副变速杆穿出操纵导向板上的副变速槽口和限位滑板的限位槽口。

所述的操纵导向板底部设有多个用于对限位滑板进行纵向限位的L形的挡块或槽形的挡块，限位滑板设置在各L形的挡块或槽形的挡块的空腔。

所述操纵导向板上的主变速槽口位于左侧、副变速槽口位于右侧，主变速槽口上的前进挡槽口位于前外侧、倒挡槽口位于后内侧，前进挡槽口与倒挡槽口平行设置，限位滑板上的限位槽口包括前内槽口、中部的斜槽口及后外槽口，前内槽口与后外槽口平行，在副变速杆位于副变速槽口的后部高速挡时，限位滑板挡住主变速槽口的倒挡槽口。

所述主变速杆下部安装有扭簧，扭簧一端连接在主变速杆上、另一端连接第一安装板上，且扭簧的中心轴线与主摇臂的铰接中心轴线相交。

所述主变速杆的主摇臂设置在两摩擦片之间，第一安装板上具有第一销轴，两摩擦片、主摇臂以及压盖安装在第一销轴上，锁紧件安装在第一销轴上并顶在压盖上，压盖将摩擦片预紧在主摇臂上。

所述的第一销轴上还安装有用于调节预紧力的弹性件及挡圈，锁紧件安装在第一销轴并顶在挡圈上，且弹性件顶在压盖上。

所述副变速杆的副摇臂设置在两个摩擦片之间，第二安装板上设有第二销轴，两摩擦片、副摇臂以及压盖安装在第二销轴上，锁紧件安装在第二销轴上并顶在压盖上。

所述第二销轴上还具有用于调节预紧力的弹性件，锁紧件安装在第二销轴上并顶在弹性件上。

所述的操纵箱上部连接有面板支架，开关面板安装在面板支架上，开关面板上设有多组液压控制按钮并与主变速杆和副变速杆的头部持平。

所述的主摇臂上设有用于控制倒挡行程开关的凸块或圆弧缺口。

本发明采用双杆操纵结构，并配套操纵箱上部操纵导向板上独立的主变速槽口和副变速槽口，使主变速杆控制车辆的前进和后退时无极变速，副变速杆控制车辆的高低变速位，能结合人机工程学将行进操纵与工作部件集成在同一操纵箱内，使主、副变速杆能分别前后移动，安装调试非常方便。本发明主操纵机构的主变速杆以及副操纵机构的副变速杆下部均设有摇臂，可将摇臂通过摩擦片预紧铰接在各自安装座上，使主变速杆通过预紧的摩擦阻力能实现前进和倒挡任意位置的锁定，同时副变速杆通过预紧摩擦阻力以实现任意高低速度位的锁定，操作方便、挡位准确。尤其本发明在主变速槽口内的前进挡槽口和倒挡槽口上还设相通中间槽口，且中间槽口处设有限位缺口，在主变速杆回到中位时可嵌入中位缺口处，而具备明显的中位手感。本发明采用倒挡行程开关，通过主变速杆控制倒挡行程开关的开闭功能，倒车信号可靠。本发明在操纵导向板上还设有能横向移动的限位滑板，将副变速杆与限位滑板连接，因此操作副变速杆时，同时能带动限位滑板移动，在操作副变速杆至高速挡位置时，联动限位滑板横向移动，使限位滑板将倒车位封闭而能锁定倒车挡位，这样在主变速杆处于倒车位时，副变速杆也无法扳回高速位，能实现副变速高速和主变速的倒车互锁，保证在高速挡位状态下不会因误操作挂倒退挡，避免发生高速倒车的危险。本发明通过实用合理的结构，能满足液压驱动车型无级变速换挡操纵所需要的功能要求，集成度高，便于整车的布设，整体操纵换挡控制结构紧凑，集成度高。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明静液压驱动无级变速操纵换挡装置的结构示意图。

图2是本发明静液压驱动无级变速操纵换挡装置位于副变速低速位置状态结构示意图。

图3是本发明静液压驱动无级变速操纵换挡装置位于副变速高速位置状态结构示意图。

图4是本发明限位滑板安装在操纵导向板上的结构示意图。

图5是本发明拆除操纵箱和操纵导向板的结构示意图。

图6是本发明主操纵机构和副操作机构安装在安装座的结构示意图。

其中：1—开关面板，2—面板支架，3—操纵导向板，3-1—主变速槽口，3-11—限位缺口，3-12—前进挡槽口，3-13—倒挡槽口，3-2—副变速槽口，4—安装座，4-1—第一安装板，4-2—第二安装板，5—操纵箱，6—主变速杆，6-1—主摇臂，6-2—凸块，7—副变速杆，7-1—副摇臂，8—挡块，9—限位滑板，9-1—限位槽口，9-11—前内槽口，9-12—斜槽口，9-13—后外槽口，10—安装支架，11—扭簧，12—摩擦片，13—压盖，14—弹性件，15—挡圈，16—锁紧件，17—第一销轴，18—倒挡行程开关，19—主变速软轴，20—副变速软轴，21—第二销轴。

具体实施方式

见图1～6所示，本发明静液压驱动无级变速操纵换挡装置，包括操纵箱5，用于控制车辆前进和倒车的主操纵机构以及用于控制行驶速度的副操作机构。见图1、5所示，本发明操纵箱5内具有安装座4，安装座4上设有第一安装板4-1和第二安装板4-2，该安装座4在第一安装板4-1和第二安装板4-2之间设有加强筋，或安装座4采用框架结构，操纵箱5上部具有操纵导向板3，该操纵导向板3可通过紧固件安装在操纵箱5顶部，或操纵导向板3焊接在操纵箱5上。见图1～4所示，本发明操纵导向板3上沿纵向设有独立的主变速槽口3-1和副变速槽口3-2，通过主变速槽口3-1和副变速槽口3-2对主变速杆6和副变速杆7进行导向，由于操作时采用纵向操作，操作方便，而不易滞卡，操作流畅。

见图1～4所示，本发明主变速槽口3-1包括中心线相错的前进挡槽口3-12和倒挡槽口3-13以及中部与前进挡槽口3-12和倒挡槽口3-13相通中间槽口，且中间槽口处设有对主变速杆6中立时限位的限位缺口3-11，当主变速杆6设置在中位时，使主变速杆6能位于限位缺口3-11，而能明显具有空挡位手感，主变速杆6位于前进挡槽口3-12内实现车辆的前行，而主变速杆6位于倒挡槽口3-13内，实现车辆的倒车，而位于中间槽口处的限位缺口3-11时，使车辆停止，使主变速杆6控制车辆在前进和后退时的无极变速。见图1～4所示，本发明副变速槽口3-2为一字形槽口，使副变速杆7在副变速槽口3-2内进行高低变速，当副变速杆7位于副变速槽口3-2的前端为低速位，而在副变速槽口3-2的后端为高速位，通过副变速杆7控制车辆的高低变速位，操纵主变速杆6和副变速杆7实现车辆行走。

见图1～4所示，本发明用于对主变速杆6倒车挡与副变速杆7高速挡互锁的限位滑板9设置在操纵导向板3上并能横向移动，且限位滑板9上设有中部带有过渡斜槽的限位槽口9-1。见图2～4所示，操纵导向板3底部设有多个用于对限位滑板9进行纵向限位的L形的挡块8或槽形的挡块8，限位滑板9设置在各L形的挡块8或槽形的挡块8的空腔，在副变速杆7带动限位滑板9横向移动，而实现高速挡和倒车挡互锁，避免发生高速倒车现象，在变速杆换挡到低速挡位置时，解锁倒车位，可以随意控制前进倒车。见图4所示，该操纵导向板3上设有多个安装支架10，通过紧固件安装在操纵箱5上，而挡块8可根据空间位置需求与安装支架10制成一体。

见图1～4所示，本发明操纵导向板3上的主变速槽口3-1位于左侧、副变速槽口3-2位于右侧，主变速槽口3-1上的前进挡槽口3-12位于前外侧、倒挡槽口3-13位于后内侧，前进挡槽口3-12与倒挡槽口3-13平行设置，中间槽口基本与前进挡槽口3-12与倒挡槽口3-13垂直设置，可将限位缺口3-11设置在中间槽口的处侧。见图2～4所示，而限位滑板9上的限位槽口9-1包括前内槽口9-11、中部的斜槽口9-12及后外槽口9-13，前内槽口9-11与后外槽口9-13平行，前内槽口9-11和后外槽通过斜槽口9-12过渡，在副变速杆7操作时能平滑过渡，而不会滞卡，当副变速杆7位于副变速槽口3-2后部高速挡时，限位滑板9挡住主变速槽口3-1的倒挡槽口3-13。因副变速杆7扳动到高速挡位时，使限位滑板9位置从最右侧滑到最左侧，此时限位滑板9封闭主变速杆6的倒挡槽口3-13，主变速杆6无法置于倒挡槽口3-13内，同时在主变速杆6处于倒挡槽口3-13时，副变速杆7也无法扳回副变速槽口3-2的后部的高速挡位，能实现副变速高速和主变速倒车互锁，结构简单，工作可靠，当副变速杆在低速位置时，主变速杆6能够随意控制前进和后退方向。

见图1～6所示，本发明主操纵机构包括主变速杆6、摩擦片12及主变速软轴19，主变速杆6下部具有主摇臂6-1，主摇臂6-1的一端通过摩擦片12预紧铰接在第一安装板4-1上、另一端与主变速软轴19连接，通过主变速软轴19控制车辆液压驱动变速，且主变速杆6穿出操纵导向板3上的主变速槽口3-1，使主变速杆6沿主变速槽口3-1内移动，实现车辆无级前进和后退，由于主摇臂6-1与摩擦片12具有一定的阻尼摩擦力，使主变速杆6操纵到任何一个位置均能实现自锁，而不会移动。见图5、6所示，本发明为能调节主变速杆6的阻尼摩擦力，主变速杆6的主摇臂6-1设置在两摩擦片12之间，第一安装板4-1上具有第一销轴17，两摩擦片12、主摇臂6-1以及压盖13安装在第一销轴17上，锁紧件16安装在第一销轴17上并顶在压盖13上，压盖13将摩擦片12预紧在主摇臂6-1上，通过锁紧件16来调节阻尼摩擦力，该锁紧件16可采用紧固件，如采用锁紧螺母和弹性挡圈，将弹性挡圈套在第一锁轴17上，并通过锁紧螺母锁定。本发明最好在第一销轴17上还具有用于调节预紧力的弹性件14以及挡圈15，该弹性件14可采用的压簧或蝶型弹簧或弹性垫片等，锁紧件16安装在第一销轴17并顶在挡圈15上，使弹性件14顶在压盖13上，可通过调节弹性件14的压缩量来达到工作时所需要的最佳阻尼摩擦力。

见图5、6所示，本发明主变速杆6与安装在安装座4上的倒挡行程开关18对应并用于控制倒挡行程开关18，当主变速杆6进入倒挡槽口3-13内时，通过主变速杆6操纵倒挡行程开关18闭合，输出倒车信号。本发明主变速杆6在倒车挡位任意位置，倒挡行程开关18都将保持闭合，本发明主摇臂6-1上设有用于控制倒挡行程开关18的凸块6-2或圆弧缺口，当主变速杆6向后扳动到倒车位置时，主摇臂6-1上的凸块6-2压缩带有滚轮的倒挡行程开关18，当倒挡行程开关18滚轮触头向下运动，倒挡行程开关18闭合，而发出倒挡信号；而当主变速杆6回到中位时，倒挡行程开关18滚轮触头向上伸出，返回到初始位置，主摇臂6-1上的凸块6-2可采用弧形块或凸轮块。本发明还可以衍化变通为主摇臂6-1上设有圆弧缺口，将倒挡行程开关18滚轮嵌入圆形缺口也都可实现倒挡行程开关18闭合功能。

见图5、6所示，本发明主变速杆6下部安装有扭簧11，扭簧11一端连接在主变速杆6上、另一端连接第一安装板4-1上，且扭簧11的中心轴线与主摇臂6-1的铰接中心轴线相交，当主变速杆6位于中位时，在扭簧11作用下使主变速杆6能嵌入限位缺口3-11，而具备明显的中位手感。

见图1～6所示，本发明副操纵机构包括副变速杆7、摩擦片12及副变速软轴20，副变速杆7下部具有副摇臂7-1，副摇臂7-1的一端通过摩擦片12预紧铰接在第二安装板4-2上、另一端与副变速软轴20连接，通过副变速软轴20控制车辆液压驱动高低变速，副变速杆7穿出操纵导向板3上的副变速槽口3-2和限位滑板9的限位槽口9-1，因副摇臂7-1与摩擦片12具有一定的阻尼摩擦力，给副变速杆7提供摩擦阻尼感，同时在副变速杆7至副变速槽口3-2后部高速位时同时带动限位滑板9移动，而遮挡主变速槽口3-1的倒挡槽口3-13，使车辆不能高速倒车。

见图5、6所示，本发明副变速杆7的副摇臂7-1设置在两个摩擦片12之间，第二安装板4-2上设有第二销轴21，两摩擦片12、副摇臂7-1以及压盖13安装在第二销轴21上，锁紧件16安装在销轴上并顶在压盖13上，通过锁紧件16使副摇臂7-1与摩擦片12具有一定的预紧力，操作过程中有可靠的阻尼手感。为能方便调节预紧力，该锁紧件16可采用的紧固件，如螺栓和弹性垫圈，将弹性挡圈套在螺栓并旋接在第二锁轴21上锁定。见图5、6所示，本发明第二销轴21上还具有用于调节预紧力的弹性件14，锁紧件16安装在第二销轴21上并顶在弹性件14上，可通过调节弹性件14的压缩量来达到工作时所需要的最佳阻尼摩擦力，该弹性件14可采用弹性垫圈或蝶型弹簧，通过锁紧件16直接作用于弹性件14上。

见图1～3所示，本发明在操纵箱5上部连接有面板支架2，开关面板1安装在面板支架2上，开关面板1上设有多组液压控制按钮与主变速杆6和副变速杆7的头部持平，通过推拉主变速杆6和副变速杆7的同时，手掌手指可以轻松触及位于前部的控制开关面板1上的开关，保证在操纵操纵杆的同时能轻松触及控制按钮，以实现控制收获机械部件动作，操作快捷方便。

上述显示和描述了本发明专利的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解到，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明专利设计精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明专利范围内，本发明专利要求保护范围由所附的权利书及其等效物品界定。

Claims (10)

1.一种静液压驱动无级变速操纵换挡装置，其特征在于：包括操纵箱(5)，用于控制车辆前进和倒车的主操纵机构以及用于控制行驶速度的副操作机构，所述的操纵箱(5)内具有安装座(4)，安装座(4)上设有第一安装板(4-1)和第二安装板(4-2)，操纵箱(5)上部具有操纵导向板(3)，操纵导向板(3)上沿纵向设有独立的主变速槽口(3-1)和副变速槽口(3-2)，所述的主变速槽口(3-1)包括中心线相错的前进挡槽口(3-12)和倒挡槽口(3-13)以及中部与前进挡槽口(3-12)和倒挡槽口(3-13)相通中间槽口，且中间槽口处设有对主变速杆(6)中立时限位的限位缺口(3-11)，所述的副变速槽口(3-2)为一字形槽口；用于对主变速杆(6)倒车挡与副变速杆(7)高速挡互锁的限位滑板(9)设置在操纵导向板(3)上并能横向移动，且限位滑板(9)上设有中部带有过渡斜槽的限位槽口(9-1)；

所述的主操纵机构包括主变速杆(6)、摩擦片(12)及主变速软轴(19)，主变速杆(6)下部具有主摇臂(6-1)，主摇臂(6-1)的一端通过摩擦片(12)预紧铰接在第一安装板(4-1)上、另一端与主变速软轴(19)连接，且主变速杆(6)穿出操纵导向板(3)上的主变速槽口(3-1)，主变速杆(6)与安装在安装座(4)上的倒挡行程开关(18)对应以用于控制倒挡行程开关(18)；

所述的副操纵机构包括副变速杆(7)、摩擦片(12)及副变速软轴(20)，副变速杆(7)下部具有副摇臂(7-1)，副摇臂(7-1)的一端通过摩擦片(12)预紧铰接在第二安装板(4-2)上、另一端与副变速软轴(20)连接，副变速杆(7)穿出操纵导向板(3)上的副变速槽口(3-2)和限位滑板(9)的限位槽口(9-1)。

2.根据权利要求1所述的静液压驱动无级变速操纵换挡装置，其特征在于：所述的操纵导向板(3)底部设有多个用于对限位滑板(9)进行纵向限位的L形的挡块(8)或槽形的挡块(8)，限位滑板(9)设置在各L形的挡块(8)或槽形的挡块(8)的空腔。

3.根据权利要求1或2所述的静液压驱动无级变速操纵换挡装置，其特征在于：所述操纵导向板(3)上的主变速槽口(3-1)位于左侧、副变速槽口(3-2)位于右侧，主变速槽口(3-1)上的前进挡槽口(3-12)位于前外侧、倒挡槽口(3-13)位于后内侧，前进挡槽口(3-12)与倒挡槽口(3-13)平行设置，限位滑板(9)上的限位槽口(9-1)包括前内槽口(9-11)、中部的斜槽口(9-12)及后外槽口(9-13)，前内槽口(9-11)与后外槽口(9-13)平行，在副变速杆(7)位于副变速槽口(3-2)的后部高速挡时，限位滑板(9)挡住主变速槽口(3-1)的倒挡槽口(3-13)。

4.根据权利要求1所述的静液压驱动无级变速操纵换挡装置，其特征在于：所述主变速杆(6)下部安装有扭簧(11)，扭簧(11)一端连接在主变速杆(6)上、另一端连接第一安装板(4-1)上，且扭簧(11)的中心轴线与主摇臂(6-1)的铰接中心轴线相交。

5.根据权利要求1所述的静液压驱动无级变速操纵换挡装置，其特征在于：所述主变速杆(6)的主摇臂(6-1)设置在两摩擦片(12)之间，第一安装板(4-1)上具有第一销轴(17)，两摩擦片(12)、主摇臂(6-1)以及压盖(13)安装在第一销轴(17)上，锁紧件(16)安装在第一销轴(17)上并顶在压盖(13)上，压盖(13)将摩擦片(12)预紧在主摇臂(6-1)上。

6.根据权利要求5所述的静液压驱动无级变速操纵换挡装置，其特征在于：所述的第一销轴(17)上还安装有用于调节预紧力的弹性件(14)及挡圈(15)，锁紧件(16)安装在第一销轴(17)并顶在挡圈(15)上，且弹性件(14)顶在压盖(13)上。

7.根据权利要求1所述的静液压驱动无级变速操纵换挡装置，其特征在于：所述副变速杆(7)的副摇臂(7-1)设置在两个摩擦片(12)之间，第二安装板(4-2)上设有第二销轴(21)，两摩擦片(12)、副摇臂(7-1)以及压盖(13)安装在第二销轴(21)上，锁紧件(16)安装在第二销轴(21)上并顶在压盖(13)上。

8.根据权利要求7所述的静液压驱动无级变速操纵换挡装置，其特征在于：所述第二销轴(21)上还具有用于调节预紧力的弹性件(14)，锁紧件(16)安装在第二销轴(21)上并顶在弹性件(14)上。

9.根据权利要求1所述的静液压驱动无级变速操纵换挡装置，其特征在于：所述的操纵箱(5)上部连接有面板支架(2)，开关面板(1)安装在面板支架(2)上，开关面板(1)上设有多组液压控制按钮并与主变速杆(6)和副变速杆(7)的头部持平。

10.根据权利要求1所述的静液压驱动无级变速操纵换挡装置，其特征在于：所述的主摇臂(6-1)上设有用于控制倒挡行程开关(18)的凸块(6-2)或圆弧缺口。