CN108999966B - 一种可精确控制的无人驾驶拖拉机自动换挡通用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可精确控制的无人驾驶拖拉机自动换挡通用装置，包括横向驱动装置，其一端与拖拉机右侧挡泥板固联，在拖拉机座椅表面安装导轨，横向驱动装置的另一端通过滑块可移动连接在导轨上，还包括与横向驱动装置垂直布设的纵向驱动装置，在滑块表面开设安装槽，纵向驱动装置的一端可滑动连接在安装槽内，纵向驱动装置的另一端通过旋转接头与换挡套筒铰接，换挡套筒可移动套设在档杆上；本发明不需要改变原车的换挡结构，只需在原换挡结构上加装附属设备，提高了改装效率，降低了加工成本，适用于不同型号的拖拉机，具有一定的通用性。

Description

一种可精确控制的无人驾驶拖拉机自动换挡通用装置
技术领域
本发明涉及一种可精确控制的无人驾驶拖拉机自动换挡通用装置，属于农机装备智能化研究领域。
背景技术
当前，我国农业现代化加速发展，农村土地规模经营、农业劳动力大量转移，对农机装备技术要求更高，产品需求巨大。加快发展智能农机无人驾驶技术，提升农机装备供给能力、缩小与国外主流产品差距、支持现代农业发展、保障粮食和产业安全意义重大。
无人驾驶拖拉机的自动换挡控制性能决定了拖拉机自动驾驶速度与功率的匹配效果，目前还没有无人驾驶自动换挡控制的标准，迫切需要一种适用于不同拖拉机的自动换挡控制的改装方案。
换挡过程中挡杆运动为绕心旋转，挡杆倾斜引起挡杆顶端不仅产生水平位移，而且伴随垂直位移，为保证不发生干涉，对换挡机构的要求具有一定的技术要求。
发明内容
本发明提供一种可精确控制的无人驾驶拖拉机自动换挡通用装置，不需要改变原车的换挡结构，只需在原换挡结构上加装附属设备，提高了改装效率，降低了加工成本，适用于不同型号的拖拉机，具有一定的通用性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种可精确控制的无人驾驶拖拉机自动换挡通用装置，包括横向驱动装置，其一端与拖拉机右侧挡泥板固联，在拖拉机座椅表面安装导轨，横向驱动装置的另一端通过滑块可移动连接在导轨上，还包括与横向驱动装置垂直布设的纵向驱动装置，在滑块表面开设安装槽，纵向驱动装置的一端可滑动连接在安装槽内，纵向驱动装置的另一端通过旋转接头与换挡套筒铰接，换挡套筒可移动套设在档杆上；
作为本发明的进一步优选，前述的横向驱动装置包括横向电动推杆，其尾端通过推杆支架与拖拉机右侧挡泥板固联，其顶端顺次套设两个抱箍，横向位移传感器的顶端顺次穿过两个抱箍，横向位移传感器的自由端与横向电动推杆的自由端联接，横向电动推杆的自由端端头固联滑块；
前述的纵向驱动装置包括纵向电动推杆，其尾端固联在滑块的安装槽内，纵向电动推杆的自由端安装旋转接头，纵向位移传感器的顶端紧固在纵向电动推杆的中间部位，纵向位移传感器的自由端与纵向电动推杆的自由端连接；
作为本发明的进一步优选，前述的导轨通过螺栓固定在拖拉机座椅表面；
作为本发明的进一步优选，横向位移传感器的自由端通过塞打螺丝与横向电动推杆的自由端连接；纵向电动推杆的尾端通过顶丝和锁止螺母与滑块固联，同时，纵向线性位移传感器的尾端通过安装在滑块上的顶丝和锁止螺母压紧在纵向电动推杆的中间部位，其顶端通过Z型连接件紧定在纵向电动推杆的顶端；线性纵向位移传感器的自由端通过塞打螺丝与纵向电动推杆的自由端连接；
作为本发明的进一步优选，在旋转接头的尾端开设旋转槽，在旋转槽内沿着圆周均匀布设三枚螺钉，纵向电动推杆的自由端通过三枚螺钉与旋转接头连接。
通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明结构紧凑，传动精准，不改变原车换挡结构，安装方便，适用性好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的整体结构示意图；
图2是本发明的优选实施例的换挡通用装置的具体结构示意图；
图3是本发明的优选实施例的导轨和滑块的结构示意图；
图4是本发明的优选实施例的旋转接头安装图；
图5是本发明的优选实施例的拖拉机挡位分布示意图。
图中：I为拖拉机右侧挡泥板，II为拖拉机座椅，1为推杆支架，2为横向电动推杆，3为抱箍，4为横向线性位移传感器，5为横向电动推杆的自由端，6为横向线性位移传感器的自由端，7为纵向线性位移传感器，8为滑块，9为导轨，10为纵向线性位移传感器，11为Z型紧固件，12为纵向线性位移传感器的自由端，13为纵向电动推杆的自由端，14为旋转接头，15为换挡套筒，16为档杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图5所示，本发明包括以下特征部件：I为拖拉机右侧挡泥板，II为拖拉机座椅，1为推杆支架，2为横向电动推杆，3为抱箍，4为横向线性位移传感器，5为横向电动推杆的自由端，6为横向线性位移传感器的自由端，7为纵向线性位移传感器，8为滑块，9为导轨，10为纵向线性位移传感器，11为Z型紧固件，12为纵向线性位移传感器的自由端，13为纵向电动推杆的自由端，14为旋转接头，15为换挡套筒，16为档杆。
图1-图3所示，本发明的一种可精确控制的无人驾驶拖拉机自动换挡通用装置，包括横向驱动装置，其一端与拖拉机右侧挡泥板固联，在拖拉机座椅表面安装导轨，横向驱动装置的另一端通过滑块可移动连接在导轨上，还包括与横向驱动装置垂直布设的纵向驱动装置，在滑块表面开设安装槽，纵向驱动装置的一端可滑动连接在安装槽内，保持与滑块同时横向运动，纵向驱动装置的另一端通过旋转接头与换挡套筒铰接，换挡套筒可移动套设在档杆上；前述横向驱动装置伸缩运动带动滑块以及安装在滑块安装槽内的纵向驱动装置横向运动，从而改变挡杆在空挡中的位置；前述纵向驱动装置伸缩运动实现挂挡和退挡。
作为本发明的进一步优选，前述的横向驱动装置包括横向电动推杆，其尾端通过推杆支架与拖拉机右侧挡泥板固联，其顶端顺次套设两个抱箍，横向位移传感器的顶端顺次穿过两个抱箍，横向位移传感器的自由端与横向电动推杆的自由端联接，横向电动推杆的自由端端头固联滑块；
前述的纵向驱动装置包括纵向电动推杆，其尾端固联在滑块的安装槽内，纵向电动推杆的自由端安装旋转接头，纵向位移传感器的顶端紧固在纵向电动推杆的中间部位，纵向位移传感器的自由端与纵向电动推杆的自由端连接；
作为本发明的进一步优选，前述的导轨通过螺栓固定在拖拉机座椅表面；
作为本发明的进一步优选，横向位移传感器的自由端通过塞打螺丝与横向电动推杆的自由端连接；纵向电动推杆的尾端通过顶丝和锁止螺母与滑块固联，同时，纵向线性位移传感器的尾端通过安装在滑块上的顶丝和锁止螺母压紧在纵向电动推杆的中间部位，其顶端通过Z型连接件紧定在纵向电动推杆的顶端；线性纵向位移传感器的自由端通过塞打螺丝与纵向电动推杆的自由端连接；
作为本发明的进一步优选，在旋转接头的尾端开设旋转槽，在旋转槽内沿着圆周均匀布设三枚螺钉，纵向电动推杆的自由端通过三枚螺钉与旋转接头连接。
图4所示，旋转接头可绕自身轴线自由旋转，防止换挡过程发生干涉；换挡套筒直接套在挡杆上，可上下滑动，保证换挡时挡杆顺利绕心旋转而不发生干涉；因挡杆运动为绕球心旋转，挡杆倾斜引起挡杆顶端不仅产生水平位移，而且伴随垂直位移，本发明的最终驱动机构能保证挡杆正常工作而不发生干涉。
图5所示，横向电动推杆和纵向电动推杆各有3个停止位置，分别为伸长、收缩、中位；对应不同挡位，横向电动推杆和纵向电动推杆的状态如下表所示：
挡位 横向电动推杆状态 纵向电动推杆状态
1挡 中位 伸长
2挡 中位 收缩
3挡 伸长 收缩
4挡 伸长 伸长
倒挡 收缩 收缩
空挡 伸长/中位/收缩 中位
具体的，以从挡位2换挡到挡位3为例进行详细描述（描述所涉及的视角均为原有人驾驶拖拉机驾驶员视角）：①纵向电动推杆伸长，推动换挡套筒以及套在换挡套筒下方的挡杆，挡杆从挡位（空2）移动到挡位（空1），此过程中，换挡套筒与旋转接头通过铰接点产生相对角度变化（变小），换挡套筒相对于挡杆产生滑动（向下）；②横向电动推杆伸长，带动滑块以及安装在滑块上方的纵向电动推杆向左运动，从而带动换挡套筒以及挡杆，挡杆从挡位（空2）移动到挡位（空1），此过程中，换挡套筒相对于挡杆产生滑动（向上），旋转接头相对于纵向电动推杆的自由端产生逆时针旋转；③纵向电动推杆收缩，拉动换挡套筒以及套在换挡套筒下方的挡杆，挡杆从挡位（空1）移动到挡位3，换挡完成，此过程中，换挡套筒与旋转接头通过铰接点产生相对角度变化（变大），换挡套筒相对于挡杆产生滑动（向上）。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种可精确控制的无人驾驶拖拉机自动换挡通用装置，其特征在于：包括横向驱动装置，其一端与拖拉机右侧挡泥板固联，在拖拉机座椅表面安装导轨，横向驱动装置的另一端通过滑块可移动连接在导轨上，还包括与横向驱动装置垂直布设的纵向驱动装置，在滑块表面开设安装槽，纵向驱动装置的一端可滑动连接在安装槽内，纵向驱动装置的另一端通过旋转接头与换挡套筒铰接，换挡套筒可移动套设在档杆上；
前述的横向驱动装置包括横向电动推杆，其尾端通过推杆支架与拖拉机右侧挡泥板固联，其顶端顺次套设两个抱箍，横向位移传感器的顶端顺次穿过两个抱箍，横向位移传感器的自由端与横向电动推杆的自由端联接，横向电动推杆的自由端端头固联滑块；
前述的纵向驱动装置包括纵向电动推杆，其尾端固联在滑块的安装槽内，纵向电动推杆的自由端安装旋转接头，纵向位移传感器的顶端紧固在纵向电动推杆的中间部位，纵向位移传感器的自由端与纵向电动推杆的自由端连接；
前述的导轨通过螺栓固定在拖拉机座椅表面。
2.根据权利要求1所述的可精确控制的无人驾驶拖拉机自动换挡通用装置，其特征在于：横向位移传感器的自由端通过塞打螺丝与横向电动推杆的自由端连接；纵向电动推杆的尾端通过顶丝和锁止螺母与滑块固联，同时，纵向线性位移传感器的尾端通过安装在滑块上的顶丝和锁止螺母压紧在纵向电动推杆的中间部位，其顶端通过Z型连接件紧定在纵向电动推杆的顶端；线性纵向位移传感器的自由端通过塞打螺丝与纵向电动推杆的自由端连接。
3.根据权利要求1所述的可精确控制的无人驾驶拖拉机自动换挡通用装置，其特征在于：在旋转接头的尾端开设旋转槽，在旋转槽内沿着圆周均匀布设三枚螺钉，纵向电动推杆的自由端通过三枚螺钉与旋转接头连接。
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