CN106150705B - 手自一体油门控制装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种手自一体油门控制装置及使用方法，包括车架、踏板、油门缆线、连杆机构、限位块、刹车缆线、油门执行器以及挡线板；其中，踏板的一端铰接在车架上，另一端通过连杆机构驱动油门缆线运动；油门执行器的伸出杆通过刹车缆线驱动所述踏板。连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第一连杆总成、第二连杆总成以及复位弹簧。本发明中手动油门控制通过脚踩踏板驱动连杆机构运动，进而通过油门缆线控制油门开度；自动油门控制通过油门执行器伸出杆的运动改变刹车缆线的长度，使踏板的角度随着刹车缆线的伸缩连续变化，从而达到和手动控制油门相同的效果；本发明能最大化利用拖拉机现有的机构，装置简单，易于控制。

Description

手自一体油门控制装置及使用方法
技术领域
本发明涉及智能农机，具体地，涉及一种手自一体油门控制装置及使用方法。
背景技术
随着农业智能化的发展，自动驾驶成为农业装备智能化的发展趋势之一。拖拉机作为一种重要的农业装备，为了实现自动驾驶，必须对油门控制装置进行改造，实现拖拉机运行速度的自动控制。拖拉机的机械化程度高，油门控制装置结构紧凑。若将现有机构完全替换掉，会极大的增加成本和操作难度，且可靠性降低。因此，需要一种手动和自动油门控制装置。一方面，能够最大化的利用现有机械结构，保留手动油门控制功能；另一方面，又能实现和手动控制效果相同的自动控制，且手动控制和自动控制互不影响。
对现有技术检索发现，目前拖拉机在自动油门控制这一技术领域还存在很大的空白，大多数的拖拉机还停留在手动油门控制的水平上。而在工业车辆和工程机械中应用的自动油门控制技术，基本上都是用新的机电设备替换了原有手动油门控制装置，并没有保留手动油门控制功能，如专利号CN 203247638U公开的“一种挖掘机的自动油门控制装置”。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种手自一体油门控制装置及使用方法。
根据本发明提供的手自一体油门控制装置，包括车架、踏板、油门缆线、连杆机构、限位块、刹车缆线、油门执行器以及挡线板；
其中，踏板的一端铰接在车架上，另一端通过连杆机构驱动油门缆线运动；
所述油门执行器的伸出杆通过刹车缆线驱动所述踏板。
优选地，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第一连杆总成、第二连杆总成以及复位弹簧；
所述踏板的另一端与第一连杆的一端铰接；第一连杆的另一端铰接第二连杆的一端；第二连杆铰接所述车架能够绕铰接点定轴转动，同时第二连杆的另一端连接复位弹簧的一端，所述复位弹簧的另一端固定在所述车架上；
第二连杆铰接第一连杆总成；第一连杆总成与第三连杆的一端连接，第三连杆铰接在车架上，第三连杆的另一端与第二连杆总成铰接；第二连杆总成驱动第四连杆转动，进而带动油门缆线运动；油门缆线用于连接油门开度控制机构，以控制油门的开度。
优选地，车架设置有限位块，用于限制踏板的转角；
其中，限位块上设置有穿线孔，穿线孔距踏板与车架的铰接点的距离等于所述踏板的长度，以保证踏板转角与刹车缆线长度的变化量近似呈正比。
优选地，所述刹车缆线的外层固定在限位块穿线孔板和挡线板间，以防止刹车缆线的随意运动。
优选地，油门执行器包括运动转换装置和CAN总线接口；
其中，所述运动转换装置采用梯形丝杠机构，用于将电机的旋转运动转化为伸出杆的直线运动，从而驱动刹车缆线；
CAN总线接口能够读取油门执行器伸出杆的位置和接受控制指令，用于实现对油门开口进行连续控制。
优选地，还包括ECU模块；
ECU模块通过所述CAN总线连接所述油门执行器，用于油门执行器发送控制指令和处理反馈信号；
本发明提供的手自一体油门控制装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤S1：油门执行器的伸出杆缩回，第二缆线的长度变短，踏板顺时针转动；
步骤S2：油门执行器的伸出杆伸出，第二缆线松弛，在复位弹簧作用下，踏板逆时针转动。
优选地，通过梯形丝杠机构的自锁，将踏板保持在任一指定位置。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明中手动油门控制通过脚踩踏板驱动连杆机构运动，进而通过第一缆线控制油门开度；自动油门控制通过油门执行器伸出杆的运动改变第二缆线的长度，使踏板的角度随着第一缆线的伸缩连续变化，从而达到和手动控制油门相同的效果；
2、本发明能最大化利用现有拖拉机现有的机构，装置简单，易于控制。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的手动控制示意图；
图3为本发明的自动控制示意图；
图4为本发明的自动油门控制框图。
图中：1为车架；2为踏板；3为油门缆线；4为第一连杆；5为限位块；6为刹车缆线；7为复位弹簧；8为油门执行器；9为CAN总线接口；10为挡线板；11为第二连杆；12为第一连杆总成；13为第三连杆；14为第二连杆总成；15为第四连杆。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中，本发明提供的手自一体油门控制装置，包括车架1、踏板2、油门缆线3、连杆机构、限位块5、刹车缆线6、油门执行器8以及挡线板10；
其中，踏板2的一端铰接在车架1上，另一端通过连杆机构驱动油门缆线3运动；
所述油门执行器8的伸出杆通过刹车缆线6驱动所述踏板2。
所述连杆机构包括第一连杆4、第二连杆11、第三连杆13、第四连杆15、第一连杆总成12、第二连杆总成14以及复位弹簧7。
所述踏板2的另一端与第一连杆4的一端铰接；第一连杆4的另一端铰接第二连杆11的一端；第二连杆11能够绕所述车架1铰接点定轴转动，同时第二连杆9的另一端连接复位弹簧7的一端，所述复位弹簧7的另一端固定在所述车架1上；
第二连杆11铰接第一连杆总成12；第一连杆总成12与第三连杆13的一端连接，第三连杆13铰接在车架1上，第三连杆13的另一端与第二连杆总成14铰接；第二连杆总成14驱动第四连杆15转动，进而带动油门缆线3运动；油门缆线3用于连接油门开度控制机构，以控制油门的开度。
所述车架1设置有限位块5，用于限制踏板的转角；
其中，所述限位块5上设置有穿线孔，穿线孔距所述踏板2与车架1的铰接点的距离等于所述踏板2的长度，以保证踏板转角与刹车缆线长度的变化量近似呈正比。
所述刹车缆线的外层固定在限位块5穿线孔板和挡线板10间，以防止刹车缆线的随意运动。
所述油门执行器8包括运动转换装置和CAN总线接口9；
其中，所述运动转换装置采用梯形丝杠机构，用于将电机的旋转运动转化为伸出杆的直线运动，从而驱动刹车缆线6；
CAN总线接口9能够读取油门执行器伸出杆的位置和接受控制指令，用于对油门开口进行连续控制。
本发明提供的手自一体油门控制装置，还包括ECU模块；
所述ECU模块通过CAN总线连接所述油门执行器8，用于向油门执行器8发送控制指令和处理反馈信号；
本发明提供的手自一体油门控制装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤S1：油门执行器8的伸出杆缩回，刹车缆线6的长度变短，踏板2顺时针转动；
步骤S2：油门执行器8的伸出杆伸出，刹车缆线6松弛，在复位弹簧7作用下，踏板2逆时针转动。
通过梯形丝杠机构的自锁，将踏板2保持在任一指定位置。
在本实施例中，手动控制时，运动传递路线为脚→踏板2→第一连杆4→第二连杆11→第一连杆总成12→第三连杆13→第二连杆总成14→第四连杆15→油门缆线3。手动控制时，刹车缆线6松弛。松开踏板时，踏板在复位弹簧7作用了下回到初始位置。
自动控制时，拖拉机主控制器通过CAN总线接口发送来自ECU模块的踏板位置指令，其运动传递路线为油门执行器→刹车缆线6→踏板2→第一连杆4→第二连杆11→第一连杆总成12→第三连杆13→第二连杆总成14→第四连杆15→油门缆线3。CAN总线接口能够读取油门执行器的伸出杆位置，并通过ECU模块将其转化为踏板转角，从而实现对踏板位置的闭环控制。若无其他指令输入，则踏板将保持在当前位置；若要踏板复位，则需通过CAN总线发送指控控制伸出杆缩回到初始位置。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种手自一体油门控制装置，其特征在于，包括车架(1)、踏板(2)、油门缆线(3)、连杆机构、限位块(5)、刹车缆线(6)、油门执行器(8)以及挡线板(10)；
其中，踏板(2)的一端铰接在车架(1)上，另一端通过连杆机构驱动油门缆线(3)运动；
所述油门执行器(8)的伸出杆通过刹车缆线(6)驱动所述踏板(2)；
所述连杆机构包括第一连杆(4)、第二连杆(11)、第三连杆(13)、第四连杆(15)、第一连杆总成(12)、第二连杆总成(14)以及复位弹簧(7)；
所述踏板(2)的另一端与第一连杆(4)的一端铰接；第一连杆4的另一端铰接第二连杆(11)的一端；第二连杆(11)能够绕所述车架(1)铰接点定轴转动，同时第二连杆(11)的另一端连接复位弹簧(7)的一端，所述复位弹簧(7)的另一端固定在所述车架(1)上；
第二连杆(11)的所述一端铰接第一连杆总成(12)；第一连杆总成(12)与第三连杆(13)的一端连接，第三连杆(13)铰接在车架(1)上，第三连杆(13)的另一端与第二连杆总成(14)铰接；第二连杆总成(14)驱动第四连杆(15)转动，进而带动油门缆线(3)运动；油门缆线(3)用于连接油门开度控制机构，以控制油门的开度；
所述车架(1)设置有限位块(5)，用于限制踏板(2)的转角；
其中，所述限位块(5)上设置有穿线孔，穿线孔距所述踏板(2)与车架(1)的铰接点的距离等于所述踏板(2)的长度，以保证踏板转角与刹车缆线长度的变化量近似呈正比；
所述刹车缆线的外层固定在限位块(5)穿线孔板和挡线板(10)间，以防止刹车缆线的随意运动。
2.根据权利要求1所述的手自一体油门控制装置，其特征在于，所述油门执行器(8)包括运动转换装置和CAN总线接口(9)；
其中，所述运动转换装置采用梯形丝杠机构，用于将电机的旋转运动转化为伸出杆的直线运动，从而驱动刹车缆线(6)。
3.根据权利要求2所述的手自一体油门控制装置，其特征在于，所述CAN总线接口(9)能够读取油门执行器伸出杆的位置和接受控制指令，用于对油门开口进行连续控制。
4.根据权利要求1所述的手自一体油门控制装置，其特征在于，还包括ECU模块；
所述ECU模块通过CAN总线连接所述油门执行器(8)，用于向油门执行器(8)发送控制指令和处理反馈信号。
5.一种权利要求1至4任一项所述的手自一体油门控制装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：油门执行器(8)的伸出杆缩回，刹车缆线(6)的长度变短，踏板(2)顺时针转动；
步骤S2：油门执行器(8)的伸出杆伸出，刹车缆线(6)松弛，在复位弹簧(7)作用下，踏板(2)逆时针转动。
6.根据权利要求5所述的手自一体油门控制装置的使用方法，其特征在于，通过梯形丝杠机构的自锁，将踏板(2)保持在任一指定位置，其中，所述油门执行器(8)包括运动转换装置和CAN总线接口(9)，所述运动转换装置采用梯形丝杠机构，用于将电机的旋转运动转化为伸出杆的直线运动，从而驱动刹车缆线(6)。
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