CN107110351A - 拖拉机用变速致动器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种变速致动器，其包括：电机，提供动力；轨道，能够随着所述电机的驱动而进行移动；轨道传感器，检测所述轨道的中立与否；位置传感器，检测所述轨道的移动位移；以及旋转传感器，安装于所述电机，检测所述电机的转数。

Description

拖拉机用变速致动器
技术领域
本发明涉及提供动力以变更拖拉机的移动速度或前进/后退移动的致动器，具体而言涉及一种追加有用于检测轨道的位置和所述轨道的中立与否的多个传感器，能够准确地检测出轨道或叉的位置的致动器。
背景技术
一般而言，拖拉机是根据作业用途而在下部联接件(link)贴附多种作业机来使用的农业用装置。与一般的汽车相同地，在所述拖拉机设置有用于改变速度的变速器。在所述变速器设置有用于车辆速度、前进或后退变速的同步装置(synchronizer)。所述同步装置是指，在驾驶者通过移动变速杆来执行变速时，通过与之连接的套筒(sleeve)来使输出部与包括离合器的输入部的相对速度保持一致的装置。
所述同步装置的套筒利用叉、轨道及变速杆进行操作。具体而言，当驾驶者移动所述变速杆时，与之连接的轨道及叉一同进行移动。所述叉与所述套筒相连接。因此，利用所述叉的移动，所述套筒将一同进行移动并实现拖拉机的变速。
最近的拖拉机中使用有可实现所述变速器的自动变速的液压式或电动电机式致动器。具体而言，所述致动器包括电机及利用所述电机提供的动力来实现其移动的轨道。所述拖拉机利用所述轨道的移动来实现变速。
根据现有技术，用于检测所述轨道的位置的传感器结合于所述电机。由此，在现有技术中，基于所述电机的转数来预测所述轨道的移动方向或移动距离。但是，从所述电机提供的动力经由多个结构向所述轨道移动，实际上所述拖拉机的变速随着轨道的移动来实现。因此，如果所述轨道实际上未进行操作的情况下，结合于所述电机的传感器将无法检测出这样的错误。
韩国公开特许公报第2012-0060482号中披露有用于控制拖拉机的变速的方法及利用所述控制方法的变速控制装置。本文献中披露有根据压力传感器中检测出的压力值来决定变速与否的控制方法。但是，即使基于所述压力传感器也将不易准确地确认出所述轨道的实际位置。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明为了解决如上所述的现有技术中存在的局限和问题而提出，本发明的目的在于提供一种用拖拉机用变速致动器，具体而言，在轨道实际上无法进行操作或所述轨道的操作上存在错误的情况下，能够检测出这样的故障。
解决问题的技术方案
为了实现如上所述的目的，本发明提供一种变速致动器，其包括：电机，提供动力；轨道，能够随着所述电机的驱动而进行移动；轨道传感器，检测所述轨道的中立与否；位置传感器，检测所述轨道的移动位移；以及旋转传感器，安装于所述电机，检测所述电机的转数。
所述轨道传感器直接结合于所述轨道的一面，所述位置传感器利用形成于所述轨道的一侧且沿着相对于所述轨道的延伸方向垂直的方向延伸的传感器臂来结合于所述轨道。
所述传感器臂与从所述轨道的一面凸出形成的铰链部相结合。
所述变速致动器还包括：控制部，根据从所述轨道传感器、所述位置传感器以及旋转传感器检测出的信息来确认所述轨道的位置，从而判断变速异常与否。
在判断为变速存在异常时，所述控制部使用于向驾驶者发送变速异常相关的警报信号的警报部进行操作，或者使用于以视觉方式显示变速异常相关的信号的显示部进行操作。
在所述控制部中传送到驱动信号时，所述控制部确认所述旋转传感器、所述轨道传感器以及所述位置传感器的检测值，判断从各传感器传送的检测值是否全部一致。
在所述旋转传感器、所述轨道传感器以及所述位置传感器的检测值全部一致时，所述控制部向外部发送正常驱动信号，在所述旋转传感器、所述轨道传感器以及所述位置传感器中的一个检测值不相一致时，所述控制部确认发生问题的传感器的种类，并向外部发送异常驱动信号。
发明效果
根据所提示出的本发明，轨道上结合有基于传感器臂检测所述轨道的位置的位置传感器，因此，能够准确地检测出所述轨道的误操作。
并且，所述轨道上直接结合有检测所述轨道的中立与否的轨道传感器，因此，能够更加准确地判断出轨道的实际操作与否。
并且，用户可通过所述位置传感器、所述轨道传感器以及直接结合于电机的旋转传感器来判断拖拉机的驱动或变速是否正常进行，从而能够提高作业可靠性。
附图说明
图1是示出本发明的一实施例的拖拉机的结构的图。
图2a及图2b是放大示出图1的A部分的图，其是示出变速装置的结构的图。
图3是示出图2b的B部分的具体例的图，其是示出本发明的一实施例的变速致动器的前面的立体图。
图4是示出所述变速致动器的后面的立体图。
图5是图4的I-I’部分的剖视图。
图6是简略示出多个传感器检测出的信息传送给驾驶者的过程的框图。
图7是简略示出所述拖拉机的驱动过程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。本发明以附图所示的实施例作为参考进行了说明，但是其仅是作为一个实施例进行说明，本发明的技术思想和其核心结构及作用并不受到这样的实施例的限制。
图1是示出本发明的一实施例的拖拉机的结构的图。
参照图1，本发明的拖拉机100包括：转向用前轮110，用于调整行驶方向；驱动用后轮120，用于负责车辆的行驶。所述转向用前轮110通过车轴结合于导杆130。
并且，在所述拖拉机100的内部从前方向后方依次搭载有引擎200和变速装置300。此外，在所述变速装置300的上部搭载有乘坐驾驶部140，在所述变速装置300的后方连接有用于驱动后轮120的后方车轴400。并且，在所述变速装置300的PTO变速部，PTO轴410向前方、中间或后方延伸，并与作业机相连接。
图2是将图1的A部分，即变速装置300的内部中的一部分进行放大的图，具体而言，图2a中示出变速装置300的同步装置，图2b中示出使所述同步装置进行操作的机构。
首先，参照图2a，所述拖拉机的变速装置(参照图1的附图标记300)设置有用于进行车速变速或前进后退变速的同步装置(synchronizer)。所述同步装置是指，使在用户操作变速杆(参照图2b的附图标记141)来执行变速时提供动力的输出部与容置动力的输入部的相对速度保持一致的装置。
所述同步装置由离合器齿轮310、同步环320、离合器毂330、离合器套筒340以及键弹簧350等构成。
当用户操作所述变速杆时，从所述变速杆输出的信号传送给所述同步装置。并且，所述同步装置将所述变速杆的信号与当前状态进行比较，以使所述输出部与所述输入部的相对速度保持一致。
图2b中示出从所述变速杆传送的信号向所述同步装置传送的详细结构。
参照图2a及图2b，在所述变速杆141的一端设置有多个轨道40、41(rail)及结合于所述多个轨道40、41的多个叉50、51(fork)。例如，所述多个轨道中的一轨道40可以是前进移动轨道，所述多个轨道中的另一轨道41可以是后退移动轨道。但是，所述轨道的种类及所述轨道的数目并不限定于此。
当用户操作所述变速杆141时，根据操作信号，所述多个轨道中的一个轨道进行移动。此时，所述轨道40、41的移动可由驱动部150提供的动力来实现。所述驱动部150由电机(参照图3的附图标记10)、减速齿轮(参照图3的附图标记20)等构成。
随着所述轨道的移动，固定于所述轨道的叉50、51也将一同进行移动。随着与所述轨道一同移动的叉啮合于所述离合器套筒(参照图2a的附图标记340)并使所述离合器套筒移动，将执行所述拖拉机(参照图1的附图标记100)的变速。
具体而言，所述叉50、51可以包覆所述离合器套筒的外面的状态使所述离合器套筒340进行移动。所述离合器套筒340呈将固定于轴的离合器毂330进行包覆的形态，其可朝所述离合器毂330的宽度方向移动。并且，在所述离合器套筒340的两侧啮合有同步环320，所述离合器套筒340和所述同步环320一同进行移动。
当用户操作所述变速杆141时，所述驱动部150进行操作，以使所述轨道40、41中的一个轨道移动，固定于所述轨道40、41的所述叉50、51与所述轨道40、41一同进行移动。随着所述叉50、51的移动，啮合于所述叉50、51的所述离合器套筒340和啮合于所述离合器套筒340的所述同步环320将与轴上空转的所述离合器齿轮310相啮合，以使所述离合器齿轮310进行旋转，从而向与所述离合器齿轮310相啮合的其他齿轮(未图示)传递旋转力。
以下，对包括所述驱动部150的变速致动器进行详细的说明。
图3是示出图2b的B部分的具体例的图，其是示出本发明的一实施例的变速致动器的前面的立体图，图4是示出所述变速致动器的后面的立体图。此外，图5是图4的I-I’部分的剖视图。
参照图3至图5，本发明的变速致动器1基于电机10中提供的动力来进行操作。所述电机10可由多个构成。只是，由于从所述多个电机10提供的动力的传递过程相同，以下为了说明上的便利，以一个电机10b为例进行说明。
所述电机10b根据电信号而朝顺时针方向或逆时针方向进行旋转。此外，所述电机10b根据所述电信号来决定其旋转速度，所述电机10b提供的动力传递给配置于所述电机10b的一侧的减速齿轮20b。
所述减速齿轮20b用于增加或减少从所述电机10b传递的动力。具体而言，所述减速齿轮20b通过预定的轴与所述电机10b相连接，基于所述电机10b的旋转而产生的动力传递给所述减速齿轮20b。
在所述减速齿轮20b的中央部分连接有电机输出轴12。所述电机输出轴12将通过所述减速齿轮20b的过程中增减的动力传递给电机臂15。由此，所述电机臂15可朝顺时针方向或逆时针方向进行旋转。具体而言，从所述电机输出轴12传递给所述电机臂15的动力向可进行旋转的操作臂30传递。随着所述电机臂15的顺时针方向或逆时针方向旋转，所述操作臂30可朝与所述电机臂15的旋转方向相同的方向进行旋转。
并且，所述操作臂30与轨道41直接连接。参照图5，当所述操作臂30进行旋转时，所述轨道41可根据所述操作臂30的旋转而执行其移动。
与此相同地，从配置于所述电机10b的上侧的另一电机10a供给的动力经由配置于所述电机10a的一侧的减速齿轮20a而向位于所述轨道41的上方向的轨道40移动。
在所述轨道40的一侧结合有叉50，所述叉50固定于所述轨道40并朝与所述轨道40的移动方向相同的方向移动。所述叉50是连接于同步装置的套筒以供选择拖拉机的齿轮的装置。即，所述叉50是朝一方向移动并与所述拖拉机的多个齿轮中的一个齿轮相结合的结构。
在所述轨道40设置有轨道传感器80，所述轨道传感器80直接结合于所述轨道40的一面，以检测所述轨道40的中立与否。即，所述轨道传感器80执行检测所述轨道40处于中立状态或未处于中立状态的作用。如果所述轨道传感器80中检测到所述轨道40的中立状态时，所述叉50处于未被齿轮卡止的状态，如果所述轨道传感器80中检测到所述轨道40未处于中立状态时，所述叉50处于被多个齿轮中的一个齿轮卡止的状态。
并且，在所述轨道40的另一侧设置有位置传感器70，所述位置传感器70利用传感器臂60与所述轨道40以间接方式相结合，并用于检测所述轨道40的移动位移。具体而言，所述位置传感器70检测利用从所述电机10提供的动力来移动的所述轨道40的移动位移值。由此，控制部150根据所述位置传感器70检测出的信息来确认所述轨道40的当前位置，从而能够确认拖拉机的当前齿轮级数。
所述传感器臂60是用于将所述轨道40和所述位置传感器70相连接的结构，其是沿着与所述轨道40的延伸方向垂直的方向延伸的结构。所述传感器臂60利用铰链部61与所述轨道40相结合。具体而言，所述铰链部61可基于所述轨道40的移动来执行旋转运动。其结果，随着所述铰链部61的旋转运动，所述传感器臂60及所述位置传感器70也将一同进行旋转。由此，控制部150可基于所述位置传感器70的旋转来确认所述轨道40的位置。
另外，在所述电机10设置有检测所述电机10的旋转速度或旋转量的旋转传感器(图中未示)。由此，控制部150可基于所述旋转传感器检测出的信息来确认所述轨道40的位置。
以下参照图6对多个传感器检测出的信息通过控制部的信号传送给驾驶者的过程进行简略的说明。
参照图6，与电机10相结合的旋转传感器11检测电机10的旋转，与轨道40直接结合的轨道传感器80检测所述轨道40的中立与否，与所述轨道40间接结合的位置传感器70检测所述轨道40的移动位移。
所述旋转传感器11、位置传感器70以及轨道传感器80中检测出的信息传送给控制部150。所述控制部150基于所述传感器11、70、80检测出的信息来确认所述轨道40及叉50的准确的位置。
接着，所述控制部150将驾驶者操作的变速杆的位置和从所述传感器11、70、80检测出的信息进行比较，从而判断变速异常与否。如果判断为变速存在异常时，所述控制部150可使警报部210进行操作以向驾驶者发送异常警报，或者使显示部220进行操作以向驾驶者以视觉方式显示变速异常与否相关的信息。
以下，参照附图对本发明的拖拉机100的驱动或变速过程进行更加具体的说明。
图7是概略示出所述拖拉机的驱动过程的流程图。
参照图7，用户因作业等目的，向停止状态的拖拉机100发送驱动信号以实现拖拉机100的驱动(步骤S11)。这样的驱动信号传送给控制部150，所述控制部150根据所述驱动信号，控制叉50、51中的一个叉，例如使位于上侧的叉50与多个齿轮中的一个齿轮相卡止(步骤S12)。即，根据所述控制部150的控制信号，一个轨道40的中立状态被解除。
接着，所述控制部150确认检测所述电机10a的旋转的旋转传感器11、检测所述轨道40的中立与否的轨道传感器80以及检测所述轨道40的移动位移的位置传感器70的检测值(步骤S13)。具体而言，所述旋转传感器11是设置于所述电机10a，并能够通过检测电机10a的旋转来确认拖拉机的变速装置的当前级数的结构，所述轨道传感器80是直接结合于所述轨道40，并能够确认拖拉机的变速装置的中立与否的结构，所述位置传感器70是利用所述传感器臂60间接结合于所述轨道40，并能够确认拖拉机的变速装置的当前级数的结构。
当所述旋转传感器11、轨道传感器80以及位置传感器70的检测结束时，所述控制部150判断三个传感器中检测出的信号值是否全部一致(步骤S14)。即，所述控制部150判断所述旋转传感器11和所述位置传感器70中检测出的拖拉机的变速装置的当前级数是否一致，以及判断所述轨道传感器80中检测出的拖拉机的变速装置的中立与否是否与基于所述旋转传感器11及位置传感器70的检测值的拖拉机的变速装置的当前级数相吻合。如果所述三个传感器11、70、80中检测出的信号值全部一致时,可被认为是拖拉机的变速正常，因此，所述控制部150将正常驱动信号发送给用户(步骤S15)。
与此相反地，当在所述步骤S14中判断为三个信号检测值不相一致时，所述控制部150将所述三个传感器11、70、80的检测信号进行比较(步骤S16)。通过这样的检测信号的比较，所述控制部150能够确认出哪个传感器中发生问题(步骤S17)。
所述控制部150在确认出发生问题的传感器的种类后，为使用户知道这样的问题，可以使所述警报部210或显示部220进行操作的方式来向外部发送异常信号(步骤S18)。
例如，在所述轨道传感器80和位置传感器70中检测出的检测值相一致，而所述旋转传感器11中检测出的检测值不相一致时，所述控制部150可确认出所述旋转传感器11存在问题或从电机10向轨道40、41传递动力的结构存在问题。在此情况下，用户可通过确认所述电机10的正常操作与否，或者确认包括电机臂15、操作臂30的传递动力的结构，或者确认贴附于所述电机10的所述旋转传感器11来解决这样的问题。
作为另一例，在所述旋转传感器11和所述轨道传感器80中检测出的检测值相一致，而所述位置传感器70中检测出的检测值不相一致时，所述控制部150可确认出所述位置传感器70中存在问题。在此情况下，用户可通过确认所述位置传感器70自身来解决这样的问题。
作为又一例，在所述旋转传感器11和所述位置传感器70中检测出的检测值相一致，而所述轨道传感器80中检测出的检测值不相一致时，所述控制部150可确认出所述轨道传感器80中存在问题。在此情况下，用户可通过确认所述轨道传感器80自身来解决这样的问题。
在现有技术中，仅利用安装于电机的旋转传感器中检测出的信息来检测轨道的位置。即使从所述电机到所述轨道为止的传动结构中的任一个结构上发生异常，所述旋转传感器也很难将其检测出，因此存在有不易确认所述轨道的准确的位置的问题。
而根据本发明，与旋转传感器一同的在所述轨道40、41结合轨道传感器80和位置传感器70，因此，能够解决这样的现有技术中存在的问题。
以上的说明仅是例示性地描述本发明的技术思想，本发明所属的技术领域的一般技术人员在不背离本发明的本质特性的情况下能够进行多种修改及变形。因此，本发明中披露的实施例并不意在限定本发明的技术思想，本发明的技术思想的范围并不限定于这样的实施例。本发明的保护范围应当由所附的权利要求书进行解释，与之等同范围内的技术思想应当被解释为落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种变速致动器，其特征在于，
包括：
电机(10)，提供动力；
轨道(40、41)，能够随着所述电机(10)的驱动而进行移动；
轨道传感器(80)，检测所述轨道(40、41)的中立与否；
位置传感器(70)，检测所述轨道(40、41)的移动位移；以及
旋转传感器(11)，安装于所述电机(10)，检测所述电机的转数。
2.根据权利要求1所述的变速致动器，其特征在于，
所述轨道传感器(80)直接结合于所述轨道(40、41)的一面，
所述位置传感器(70)利用形成于所述轨道(40、41)的一侧且沿着相对于所述轨道(40、41)的延伸方向垂直的方向延伸的传感器臂(60)来结合于所述轨道(40、41)。
3.根据权利要求2所述的变速致动器，其特征在于，
所述传感器臂(60)与从所述轨道(40、41)的一面凸出形成的铰链部(61)相结合。
4.根据权利要求1所述的变速致动器，其特征在于，
还包括：
控制部(150)，根据从所述轨道传感器(80)、所述位置传感器(70)以及旋转传感器(11)检测出的信息来确认所述轨道(40、41)的位置，从而判断变速异常与否。
5.根据权利要求4所述的变速致动器，其特征在于，
在判断为变速存在异常时，所述控制部(150)使用于向驾驶者发送变速异常相关的警报信号的警报部(210)进行操作，或者使用于以视觉方式显示变速异常相关的信号的显示部(220)进行操作。
6.根据权利要求4所述的变速致动器，其特征在于，
在所述控制部(150)中传送到驱动信号时，所述控制部(150)确认所述旋转传感器(11)、所述轨道传感器(80)以及所述位置传感器(70)的检测值，判断从各传感器传送的检测值是否全部一致。
7.根据权利要求6所述的变速致动器，其特征在于，
在所述旋转传感器(11)、所述轨道传感器(80)以及所述位置传感器(70)的检测值全部一致时，所述控制部(150)向外部发送正常驱动信号，
在所述旋转传感器(11)、所述轨道传感器(80)以及所述位置传感器(70)中的一个检测值不相一致时，所述控制部(150)确认发生问题的传感器的种类，并向外部发送异常驱动信号。
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