CN204314722U - 智能拖拉机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种拖拉机，具体涉及一种用于农林行业的智能拖拉机，包括拖拉机机体，所述机体上设置有用于控制拖拉机进行自动转向的自动转向装置、用于拖拉机自动刹车的自动刹车装置、用于拖拉机自动变档的自动自合装置和自动变档装置，其结构简单，设计独特，调节方便，采用PLC编程控制技术，劳动强度低，自动化程度高。

Description

智能拖拉机

技术领域

本实用新型涉及一种拖拉机，具体涉及一种用于农林行业的智能拖拉机。

背景技术

目前，在农林行业采用拖拉机进行作业时，绝大部分的拖拉机都采用人工驾驶，而少数采用自动驾驶的装置，造价也十分昂贵，对农林行业来说成本过高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能拖拉机，以实现农林行业作业过程中拖拉机的智能控制，其结构简单，自动化程度高，调节方便，成本低且安全可靠。

本实用新型所采用的技术方案：一种智能拖拉机，包括拖拉机机体，所述机体上设置有用于控制拖拉机进行自动转向的自动转向装置、用于拖拉机自动刹车的自动刹车装置、用于拖拉机自动变档的自动自合装置和自动变档装置，其特征在于：

所述自动转向装置包括方向机轴、设置于方向机轴上的方向盘和用于驱动方向盘进行转动的伺服电机一，所述方向盘下方设置有与方向盘轴线相重合的内齿轮，所述伺服电机的输出轴上设置有与内齿轮啮合的小齿轮；

所述自动刹车装置包括设置于拖拉机机体上用于驱动刹车的气缸一，所述气缸与拖拉机自身的刹车相连；

所述自动离合装置包括伺服电机二、蜗杆减速机、离合转动板、离合线以 及离合，所述伺服电机的输出轴与蜗杆减速机的输入蜗杆相连，所述离合转动板设置于蜗杆减速机的减速机轴上，所述离合转动板通过离合线与离合相连；

所述自动变档装置包括档杆、固定在拖拉机上的锁紧块以及连接在档杆和锁紧块之间的气缸变档装置；所述气缸变档装置由两个尾部相对的气缸组成，其中一个气缸与档杆相连，另一个气缸与锁紧块相连。

所述伺服电机一通过电机架设置于方向机轴上，所述方向盘的下方固定设置有连接板，所述方向盘通过连接板固定设置在方向机轴上，所述内齿轮通过连接板固定设置在方向盘的下方。

所述拖拉机机体上还设置有竖直的方键，所述方键上设置有连接杆，所述气缸一的一端与连接杆相连，另一端与拖拉机的刹车相连。

所述离合转动板的一端通过活动连接的方式设置于蜗轮减速机的输出轴上，其另一端设置有离合线固定块，所述离合线固定块上设置有用于固定离合线的L型槽孔，所述离合转动板通过离合线固定块与离合线相连。

所述气缸变档装置的两个气缸的活塞上均设置有变档气缸调节杆，所述变档气缸调节杆上设置有连接球头，所述气缸变档装置的两个气缸通过连接球头与档杆和锁紧块相连。

所述智能拖拉机还包括自动领航装置，所述自动领航装置包括信号发射装置、信号接收装置以及设置于信号发射装置和信号接收装置之间的挡板装置；所述信号发射装置和信号接收装置分别设置于拖拉机行驶路线的前/后两端；所述挡板装置设置于拖拉机上，当拖拉机在行驶路线上行驶时，挡板装置刚好能够遮挡信号发射装置发出的信号使其不能够被信号接收装置接收，当拖拉机偏离行驶路线时，发射装置发出的信号能够被信号接收装置接收。

所述信号发射装置包括固定支架一和设置于固定支架一上的两个位于同一水平面上且相互平行激光灯，所述信号接收装置包括固定支架二和设置于固定支架二上的信号接收器，所述信号接收器上设置有与激光灯相对的信号接收口。

所述信号发射装置还包括设置于固定支架一上的固定座和设置于固定座上的连接架，所述激光灯设置于连接架上。

所述信号接收器上的两个信号接收口与所述两个激光灯在同一水平面上。

所述挡板装置包括挡板连接架和设置于挡板连接架上的挡板，所述挡板的上端高于激光灯所在的水平面，其下端低于激光灯所在的水平面，其宽度大于两个激光灯之间的距离。

本实用新型的有益效果：结构简单，设计独特，调节方便，采用PLC编程控制技术，劳动强度低，自动化程度高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的左视图。

图3是本实用新型的右视图。

图4是本实用新型的自动转向装置结构示意图。

图5是本实用新型的自动离合装置结构示意图。

图6是本实用新型的自动变档装置结构示意图。

具体实施方式

如图1，2，3，4，5，6所示，一种智能拖拉机包括自动领航装置，自动转向装置，自动刹车装置，自动离合装置，自动变档装置；

自动领航装置包括相互配合设在水平面上的固定座支架11和支架6，固定 座1固定连接在固定座支架11上，连接架2与固定座1固定连接在一起，激光灯一3和激光灯二4固定连接在连接架2上，且与水平面平行设置，高度一致，两激光灯间距固定；挡板连接架10固定连接在拖拉机上，挡板5与挡板连接架10固定连接在一起，挡板5所处的位置上端面高于激光灯所在平面而下端面低于激光灯所在平面，两激光灯射出的光刚好被挡板挡住；信号接收器7固定连接在支架6上，信号接收口设置在信号接收器7上，与激光灯相对，信号接收口一8和信号接收口二9的中心轴分别与激光灯一3和激光灯二4的中心轴重合。

自动转向装置包括方向机轴12，内齿轮13，内齿轮连接板14，电机架15，伺服电机一16，小齿轮17，方向盘18。所述的方向机轴12的特征在于其底部形状为一方形平面，便于方向机轴12固定在其他平面上，所述的内齿轮13设置在方向机轴12的上方，内齿轮13的特征在于其中心轴线与方向机轴12的中心轴线重合，所述的内齿轮连接板14设置在内齿轮13的上方，与内齿轮13采用固定连接方式固定连接在一起，所述的内齿轮连接板14的特征在于其底部设置一凸台，且凸台设有与方向机轴12的轴头直径相同的中心孔，内齿轮连接板14通过凸台采用固定连接方式与方向机轴12固定连接在一起。所述的电机架15设置在内齿轮13的下方，采用活动连接的方式活动连接在方向机轴12上。所述的伺服电机一16设置在电机架15上，采用固定连接的方式与电机架15固定连接。所述的小齿轮17设置在伺服电机一16的电机输出轴上，采用活动连接的方式活动连接伺服电机一16的电机输出轴上，且所述的小齿轮17与内齿轮13相互啮合。所述的方向盘18设置在内齿轮连接板14的顶部，采用固定连接方式与内齿轮连接板14固定连接。

自动刹车装置包括方键19，连接杆20，气缸连接架21，气缸22，刹车23。 所述的方键19，竖直设置，采用固定连接的方式固定连接在拖拉机上。所述的连接杆20与方键19下端垂直设置，采用固定连接的方式固定在方键19上。所述的气缸连接架21，一端固定连接在气缸22上，另一端采用销轴连接方式固定连接在连接杆20上。所述的气缸22，底部与气缸连接架21固定连接在一起，气缸轴固定连接在刹车23上。所述的气缸22的特征在于与刹车23成一定的夹角设置。所述的刹车23即为拖拉机自身的刹车装置。

自动离合装置包括伺服电机二24，电机连接板25，蜗杆减速机26，减速机轴27，离合转动板28，离合线固定块29，离合线32，离合33。所述的伺服电机二24通过一个电机罩固定在拖拉机上，其特征在于伺服电机二24的电机输出轴与蜗杆减速机26的蜗杆30采用键连接的方式固定连接在一起。所述的电机连接板25设置在伺服电机二24和蜗杆减速机26之间，采用固定连接的方式固定连接在伺服电机二24和蜗杆减速机26上。所述的减速机轴28与蜗杆减速机26的蜗轮31采用键连接的方式固定连接在一起。所述的离合转动板28采用活动连接的方式活动连接在减速机轴27上。所述的离合线固定块29活动连接在离合转动板28上，所述的离合线固定块29的特征在于其上设置有一个L形的槽孔。所述的离合线32一端固定在离合线固定块29的L形槽孔中，另一端与离合33固定连接在一起。所述的离合33为车辆本身的离合装置。

自动变档装置包括气缸装置34，变档气缸调节杆35，球头一36，球头二37，档杆锁紧块38，销轴39，档杆40。所述的气缸装置34由两个气缸的尾部相连构成，其特征在于：两个气缸构成，使气缸装置34有三段行程。所述的变档气缸调节杆35，采用固定连接的方式与气缸固定连接在一起。所述的球头一36一端固定连接在变档气缸调节杆35上，另一端与拖拉机的档杆40固定连接在一起。所述的球头二37一端同样固定在变档气缸调节杆35上，另一端通过 销轴39与档杆锁紧块38固定连接在一起。所述的档杆锁紧块38采用固定连接的方式固定连接在拖拉机上。

工作原理：当智能拖拉机处于工作状态时，调整各个装置，使拖拉机处于正常行进的状态，自动领航装置和自动转向装置一起配合来控制拖拉机行进方向，保证拖拉机沿自动领航装置所构成的直线行进，自动刹车装置来控制拖拉机的行进与停止，自动离合装置和自动变档装置配合运行，完成拖拉机车速的改变。

将自动领航装置的固定座支架11和支架6分别放置在拖拉机工作工地的起始位位置和终止位置，调整支架6，固定座支架1，，激光灯和信号接收口的位置，保证信号接收口一8和信号接收口二9的中心轴分别与激光灯一3和激光灯二4的中心轴重合，支架6和固定座支架11的中心轴在一条直线上，设置在拖拉机上的挡板5与这条直线垂直，拖拉机沿这条直线行进，此时挡板5刚好挡住激光灯射出的光，当拖拉机偏离直线时，由于挡板5的宽度略大于两个激光灯的间距，则其中一个激光灯射出的光便不会被挡板5挡住，将直接射入信号接收口中，信号接收器7便接收到信号，经由PLC向自动转向装置设置在电机架15上的伺服电机一16发出信号，伺服电机一16接收PLC的信号转动，则伺服电机一16的电机输出轴也进行转动，小齿轮17活动连接在电机输出轴上，在电机输出轴的带动下小齿轮17旋转，小齿轮17与内齿轮13相啮合，内齿轮13也转动起来，内齿轮连接板14与内齿轮13固定连接在一起，则内齿轮连接板14也进行转动，内齿轮连接板14与方向盘18固定连接，方向盘18也随着内齿轮连接板14转动，方向机轴12与内齿轮连接板14固定连接在一起，在内齿轮连接板3的带动下方向机轴12旋转，开始进行方向修正，使拖拉机向直线的方向偏移，当设置在拖拉机上的挡板5重新将激光灯射出的光挡住，信号接收口没有激光射入，信号接收器接收不到信号，则PLC停止向自动转向装置的 伺服电机一发出信号，方向机轴停止旋转，即方向修正停止，拖拉机继续直线行进。

在拖拉机行进时，自动刹车装置气缸22的气缸轴处于伸出状态，而与之相连的刹车23处于静止状态，当拖拉机要停止行进时，自动刹车装置接收PLC的信号进行刹车控制，气缸22向外伸出的气缸轴被拉回，则与之固定相连的刹车23在气缸轴的带动下，沿气缸轴被拉回的方向斜向下运动，即刹车23被拉下，拖拉机停止向前行进；刹车装置接收PLC的信号结束刹车控制时，气缸轴向外伸出，与之相连被拉下的刹车23向上运动，恢复拖拉机行进时状态，拖拉机继续向前行进。

当拖拉机要改变行进速度时，PLC控制自动离合装置进行动作，伺服电机二24接收到PLC信号正向转动，蜗杆减速机26的蜗杆30与伺服电机二24的电机输出轴活动连接在一起，电机输出轴的正向转动，带动蜗杆30正向转动，使蜗轮31也正向转动，减速机轴27与蜗轮31活动连接，减速机轴27也正向转动，离合转动板28与减速机轴27活动相连，减速机轴27的正向转动，使离合转动板28正向转动，离合转动板28与离合线固定块29活动连接在一起，则离合线固定块29随着离合转动板28正向转动，离合线32在离合线固定块29的带动下正向转动，与离合线32连接的离合33，在离合线32的牵引下沿离合线32方向运动，则离合33被逐渐拉下，实现离合控制，此时自动变档装置在PLC的控制下进行变档控制。

自动变档装置的气缸装置34有三个行程，通过推动变档气缸调节杆35来改变行程，球头一36与变档气缸调节杆35固定连接，推动变档气缸调节杆35，则推动球头一36，推动与拖拉机档杆40相连的球头一36，使球头一36处于不同的位置，进而使档杆40处于不同的位置，实现变档，当PLC信号使一个变档 气缸调节杆35被推出，另一个未被推出时，气缸装置34处于第一个行程，此时拖拉机档杆40处于空档位置，保持静止状态；当PLC信号使两个变档气缸调节杆35均被推出时，气缸装置34处于第二个行程，此时拖拉机档杆40处于二档位置，拖拉机较快前进；当PLC信号使两个变档气缸调节杆35均未被推出时，气缸装置34处于第三个行程，此时拖拉机档杆40处于一档位置，拖拉机较缓慢地前进，自动变档装置在PLC的控制下调节到所需的档位，完成档位转换，与之同时，自动离合装置的伺服电机二24接收PLC信号反向转动，与电机输出轴活动连接的蜗杆30反向转动，则蜗轮31反向转动，与蜗轮31相连的减速机轴27也反向转动，减速机轴27与离合转动板28活动连接，带动离合转动板28反向转动，离合线固定块29活动连接在离合转动板28上，则离合线固定块29反向转动，离合线32固定在离合线固定块29上，离合线32反向转动，被拉下的离合33则逐渐恢复到起始位置，离合控制完成，拖拉机行进速度改变。

以上就是智能拖拉机的全部动作，在整个动作过程中，均为PLC控制，拖拉机自主进行各个动作，完全的自动化，智能化，达到了智能拖拉机的目标。

另外，本实用新型采用伺服电机对方向盘进行控制，从而通过方向机对机动车的转向实现自动控制，采用气缸作为刹车的动力来对拖拉机进行刹车，实现了刹车的自动化，采用伺服电机作为拖拉机离合的动力源，伺服电机通过蜗轮减速机、离合转动板及离合线与离合相连，能够更好的对离合进行控制，采用气缸作为变档动力，有效的减少了人力直接对变档进行操作，提高了变档的自动化程度，本实用新型结构简单，运行平稳，安全可靠，自动化程度高。

Claims (10)

1.一种智能拖拉机，包括拖拉机机体，所述机体上设置有用于控制拖拉机进行自动转向的自动转向装置、用于拖拉机自动刹车的自动刹车装置、用于拖拉机自动变档的自动自合装置和自动变档装置，其特征在于：

所述自动转向装置包括方向机轴、设置于方向机轴上的方向盘和用于驱动方向盘进行转动的伺服电机一，所述方向盘下方设置有与方向盘轴线相重合的内齿轮，所述伺服电机的输出轴上设置有与内齿轮啮合的小齿轮；

所述自动刹车装置包括设置于拖拉机机体上用于驱动刹车的气缸一，所述气缸与拖拉机自身的刹车相连；

所述自动离合装置包括伺服电机二、蜗杆减速机、离合转动板、离合线以及离合，所述伺服电机的输出轴与蜗杆减速机的输入蜗杆相连，所述离合转动板设置于蜗杆减速机的减速机轴上，所述离合转动板通过离合线与离合相连；

所述自动变档装置包括档杆、固定在拖拉机上的锁紧块以及连接在档杆和锁紧块之间的气缸变档装置；所述气缸变档装置由两个尾部相对的气缸组成，其中一个气缸与档杆相连，另一个气缸与锁紧块相连。

2.根据权利要求1所述的智能拖拉机，其特征在于：所述伺服电机一通过电机架设置于方向机轴上，所述方向盘的下方固定设置有连接板，所述方向盘通过连接板固定设置在方向机轴上，所述内齿轮通过连接板固定设置在方向盘的下方。

3.根据权利要求1所述的智能拖拉机，其特征在于：所述拖拉机机体上还设置有竖直的方键，所述方键上设置有连接杆，所述气缸一的一端与连接杆相连，另一端与拖拉机的刹车相连。

4.根据权利要求1所述的智能拖拉机，其特征在于：所述离合转动板的一 端通过活动连接的方式设置于蜗轮减速机的输出轴上，其另一端设置有离合线固定块，所述离合线固定块上设置有用于固定离合线的L型槽孔，所述离合转动板通过离合线固定块与离合线相连。

5.根据权利要求1所述的智能拖拉机，其特征在于：所述气缸变档装置的两个气缸的活塞上均设置有变档气缸调节杆，所述变档气缸调节杆上设置有连接球头，所述气缸变档装置的两个气缸通过连接球头与档杆和锁紧块相连。

6.根据权利要求1所述的智能拖拉机，其特征在于：所述智能拖拉机还包括自动领航装置，所述自动领航装置包括信号发射装置、信号接收装置以及设置于信号发射装置和信号接收装置之间的挡板装置；所述信号发射装置和信号接收装置分别设置于拖拉机行驶路线的前/后两端；所述挡板装置设置于拖拉机上，当拖拉机在行驶路线上行驶时，挡板装置刚好能够遮挡信号发射装置发出的信号使其不能够被信号接收装置接收，当拖拉机偏离行驶路线时，发射装置发出的信号能够被信号接收装置接收。

7.根据权利要求6所述的智能拖拉机，其特征在于：所述信号发射装置包括固定支架一和设置于固定支架一上的两个位于同一水平面上且相互平行激光灯，所述信号接收装置包括固定支架二和设置于固定支架二上的信号接收器，所述信号接收器上设置有与激光灯相对的信号接收口。

8.根据权利要求7所述的智能拖拉机，其特征在于：所述信号发射装置还包括设置于固定支架一上的固定座和设置于固定座上的连接架，所述激光灯设置于连接架上。

9.根据权利要求7所述的智能拖拉机，其特征在于：所述信号接收器上的两个信号接收口与所述两个激光灯在同一水平面上。

10.根据权利要求6所述的智能拖拉机，其特征在于：所述挡板装置包括挡板连接架和设置于挡板连接架上的挡板，所述挡板的上端高于激光灯所在的水平面，其下端低于激光灯所在的水平面，其宽度大于两个激光灯之间的距离。