拖拉机的自动换挡装置

技术领域

本发明涉及农机领域，特别涉及一拖拉机的自动换挡装置。

背景技术

拖拉机作为一种常见的农业机械，用于牵引和驱动作业机械完成各项移动式作业。传统拖拉机的换挡操作都需要拨动换挡手柄来实现，人工拨动换挡手柄动作完全依靠驾驶员的经验和感觉，对驾驶员的操作经验要求极高，需要人为执行换挡操作，若换挡操纵不当，会出现换挡不彻底，而且驾驶拖拉机过程中，驾驶员需要不断拨动换挡手柄，长时间操作会给驾驶员带来沉重的负担。

发明内容

本发明一个目的是提供一拖拉机的自动换挡装置，不需要人工拨动换挡手柄，只需要利用外部的液压驱动部即可实现拖拉机的自动换挡，解放了驾驶者的双手，提高其驾驶舒适度。

本发明的另一个目的在于提供一拖拉机的自动换挡装置，可以精准实现换挡操作，不需要依赖于驾驶员的经验和感觉。

本发明的另一个目的在于提供一拖拉机的自动换挡装置，利用外部的液压驱动部操纵，响应速度快，可实现快速换挡。

本发明提供的达到上述至少一个目的的技术方案是一拖拉机的自动换挡装置，其包括：

一动力源；

一输入部，所述输入部被连接于所述动力源，所述输入部在所述动力源的驱动下沿轴向运动；

一输出部，所述输出部与所述输入部同轴相对设置；

一同步连接部，所述同步连接部被同轴设置在所述输入部和所述输出部之间；

一中间部，所述中间部被连接于所述输入部和所述输出部之间；

一拨动部，所述拨动部用于带动所述同步连接部靠近或远离所述输出部，使得所述输入部通过所述同步连接部与所述输出部传动连接，或使得所述同步连接部不与所述输入部、所述输出部发生传动链接，或使得所述输入部通过所述中间部与所述输出部传动连接，从而实现档位的切换；以及

一液压驱动部，所述液压驱动部被用于带动所述拨动部移动。

根据本发明的一实施例，所述液压驱动部设有一活塞杆，所述液压驱动部的所述活塞杆在高压液压油的驱动下带动所述拨动部移动。

根据本发明的一实施例，所述同步连接部包括一同步器，所述同步器被设于所述输入部上。

根据本发明的一实施例，所述拨动部包括一换挡拨叉，所述换挡拨叉连接于所述同步连接部；所述换挡拨叉用于带动所述同步连接部靠近或远离所述输出部，使得所述输入部通过所述同步连接部与所述输出部传动连接，或使得所述输入部依次通过所述同步连接部、所述中间部与所述输出部传动连接，从而实现档位的切换。

根据本发明的一实施例，所述拨动部进一步包括一摇臂，所述摇臂一端被连接于所述液压驱动部，所述摇臂另一端被连接于所述换挡拨叉远离所述同步连接部的一端。

根据本发明的一实施例，所述输入部包括：

一输入轴；和

一第一主动齿轮，所述第一主动齿轮套设安装在所述输入轴上，所述第一主动齿轮随着所述输入轴的转动而被动发生转动。

根据本发明的一实施例，所述输出部包括：

一输出轴；和

一第二从动齿轮，所述第二从动齿轮安装在所述输出轴上，所述输出轴随着所述第二从动齿轮的转动而被动发生转动。

根据本发明的一实施例，所述输入轴和所述输出轴同轴设置。

根据本发明的一实施例，所述中间部包括：

一第一从动齿轮，所述第一从动齿轮与所述第一主动齿轮啮合，所述第一从动齿轮随着所述第一主动齿轮转动而被动发生转动；和

一第二主动齿轮，其与所述第一从动齿轮连接，所述第二主动齿轮随着所述第一从动齿轮同步转动；且所述第二主动齿轮与所述第二从动齿轮啮合。

根据本发明的一实施例，所述自动换挡装置进一步包括一中央控制器，所述液压驱动部的所述活塞杆被可控制的连接于所述中央控制器，以允许所述中央控制器控制所述液压驱动部的所述活塞杆伸长或回缩，从而驱动所述拨动部被前后移动。

根据本发明的一实施例，所述自动换挡装置进一步包括一压力传感器，所述压力传感器用于采集所述液压驱动部内的液压油压力信息。

根据本发明的一实施例，所述中央控制器与所述压力传感器通讯连接，所述中央控制器控制所述液压驱动部内的液压油压力，进而控制液压驱动部的所述活塞杆伸长或回缩。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一优选实施例提供的一拖拉机的自动换挡装置在空档位状态时的结构示意图；

图2是本发明一优选实施例提供的一拖拉机的自动换挡装置在第一档状态时的结构示意图；

图3是本发明一优选实施例提供的一拖拉机的自动换挡装置在第二档状态时的结构示意图；

图4是上述实施例中的所述同步器的结构示意图；

图5是本发明上述实施例中，所述中间部包括一个第一从动齿轮和一个第二主动齿轮时，拖拉机的自动换挡装置在空档位状态时的结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参考说明书附图1-图5，依据本发明的一优选实施例的一拖拉机的自动换挡装置，其包括

一动力源10、一输入部20、一输出部30、一中间部40、一拨动部50、一液压驱动部60以及一同步连接部70。所述输入部10连接所述动力源20，所述输入部20在所述动力源10的驱动下沿轴向运动；所述输出部30与所述输入部同轴相对设置；所述中间部连接于所述输入部20和所述输出部30之间；所述同步连接部70被设置在所述输入部20的端部；所述拨动部50用于带动所述同步连接部70靠近或远离所述输出部30，使得所述输入部20通过所述同步连接部70与所述输出部30传动连接，或使得所述同步连接部70不与所述输入部20、所述输出部30发生传动链接，或使得所述输入部20通过所述中间部40与所述输出部30传动连接，从而实现档位的切换；其中，为使得所述输出部30和所述输入部20传输一致，可实现瞬间传动连接，所述同步连接部70被实施为同步器71，如图4所示，所述同步器71包括固定在所述输入部20的同步器固定部711和可滑动设于所述同步器固定部711的同步器移动部712，其中，所述同步器71为市售常规同步器，其具体结构为行业一般技术，不做再次赘述。所述中间部40被实施为多个彼此啮合传动的传动齿轮，此处传动齿轮的数量不做具体限制，可根据实际情况进行调整； 所述液压驱动部60带动所述拨动部50移动。

上述实施例中，档位一共分为第一档位、第二档位和空挡位，当为空档位时，如图1所示，所述同步器移动部712位于中间位置，不与所述输入部20、所述输出部30发生传动链接；当需要换挡的时候，比如换成第一档位时，如图3所示，所述动力源10驱动所述输入部20转动，首先所述液压驱动部60带动所述拨动部50向右移动，从而所述拨动部50推动所述同步器71中的所述同步器移动部712向右移动靠近连接所述输出部30，由于所述同步器71中的所述同步器固定部711固定在所述输入部20上，因此最终实现所述输入部20通过所述同步器71与所述输出部30传动连接，即此时成功切换第一档位；当需要切换成第二档位时，如图2所示，首先所述液压驱动部60带动所述拨动部50向左移动，从而所述拨动部50推动所述同步器移动部712向左移动，远离所述输出部30，最终实现所述输入部20与所述输出部30的直接传动连接断开，此时所述输入部20通过所述中间部40与所述输出部30传动连接，即此时成功切换第二档位。通过更改传动比来实现第一档位和第二档位的切换。所述液压驱动部可被实施为液压箱或液压杆等可实现液压驱动的结构；所述动力源10可被实施为电机，所述电机的输出轴与所述输入部20连接，为所述输入部20提供动力源。所述第一档位、所述第二档位的切换，实际可以被实施为高速档和低速挡的切换，或前进挡和后退档的切换。

上述本实施例的拖拉机的自动换挡装置不需要人工拨动换挡手柄，只需要利用外部的液压驱动部60实现拖拉机的自动换挡，解放了驾驶者的双手，提高其驾驶舒适度。

上述实施例的拖拉机的自动换挡装置利用所述液压驱动部60带动所述拨动部50移动，进而所述拨动部50带动所述输入部20靠近或远离所述输出部30，从而实现换挡，相较于驾驶员人工操作，利用液压驱动部60可以精准控制所述拨动部50的移动，即实现精准的换挡操作，不需要依赖于驾驶员的经验和感觉；而且所述液压驱动部60，响应速度快，可实现快速换挡。

具体的，所述液压驱动部60包括一液压缸61和一活塞杆62，所述活塞杆62设于所述液压缸61的内腔；所述活塞杆62在高压液压油的驱动下带动所述拨动部50前后移动。

所述拨动部50的结构形状不予限制，只需要其可起到连接作用，所述拨动部一端连接于所述液压驱动部60，另一端连接于所述同步器71，可以在所述液压驱动部60的驱动下带动所述同步器71移动即可；下面具体介绍所述拨动部50的其中一种结构，所述拨动部50包括：一端相互垂直连接的一换挡拨叉51和一摇臂52，所述摇臂52远离所述换挡拨叉51的另一端被连接于所述液压驱动部60，所述换挡拨叉51远离所述摇臂52的另一端连接于所述同步器71，即连接于所述同步器移动部711。

具体的，所述输入部20包括一输入轴21和一第一主动齿轮22，所述输入轴21在所述动力源10的驱动实现转动，所述第一主动齿轮22空套安装在所述输入轴21上，所述第一主动齿轮22随着所述输入轴21的转动而被动发生转动；并且，所述同步器71安装在所述输入轴21上，二者固定连接在一起，可拼接固定连接为一体，也可以是一体成型；其中，所述同步器固定部711被固定在所述输入部20，具体为所述同步器固定部711被固定在所述输入轴21。

具体的，所述输出部30包括一输出轴31和一第二从动齿轮32，所述第二从动齿轮32空套在所述输出轴31上，所述输出轴31随着所述第二从动齿轮32的转动而被动发生转动。所述输入轴21和所述输出轴31同轴，保证二者之间的完全对接，实现动力的顺利传输；若所述输入轴21和所述输出轴31不同轴，有偏差，那么在动力传输过程中必然会动力损失。

具体的，所述中间部40包括一第一从动齿轮41和一第二主动齿轮42，所述第一从动齿轮41与所述第一主动齿轮22啮合，所述第一从动齿轮41随着所述第一主动齿轮22转动而被动发生转动，所述第二主动齿轮42与所述第一从动齿轮41连接；且所述第二主动齿轮42与所述第二从动齿轮32啮合。

需要指出来的是，所述中间部40中，所述第一从动齿轮41和所述第二主动齿轮42的数量均不限制为1个，均可设置为多个，本实施例中优选的是所述第一从动齿轮41和所述第二主动齿轮42的数量均为1个。下面针对所述中间部40包括一个所述第一从动齿轮41和一个所述第二主动齿轮42的情况进行描述：

如图2所示，当需要将所述拖拉机的换挡装置由空档位换成第二档位时，首先利用所述液压驱动部60依次带动所述摇臂52、所述换挡拨叉52，使得所述换挡拨叉52带动所述同步器71的所述同步器移动部712向左移动，远离所述输出轴31，即此时所述输入轴21与所述输出轴31的传动连接被断开，此时由于所述第一主动齿轮22套设安装在所述输出轴21上，所述输出轴21的转动也会带动所述第一主动齿轮22的转动，所述第一主动齿轮22带动所述第一从动齿轮41转动，由于所述第二主动齿轮42与所述第一从动齿轮41连接，二者可以是固定拼接，可被优选的实施为固定连接为一体，因此此时所述第二主动齿轮42也随之转动，与所述第二主动齿轮42啮合的第二从动齿轮32也会随着所述第二主动齿轮42转动而转动，从而实现动力从所述输入轴21经由所述第一主动齿轮22、所述第一从动齿轮41、所述第二主动齿轮42、所述第二从动齿轮32、最终传递至所述输出轴31，即第二档位切换成功。

下面针对所述中间部40包括多个所述第一从动齿轮41、多个所述第二主动齿轮42的情况，具体2个第一从动齿轮41、2个第二主动齿轮42进行描述：

如图5所示，其中一个所述第一从动齿轮41a啮合于所述第一主动齿轮22，二者传动连接，另外一个所述第一从动齿轮41b啮合于所述第一从动齿轮41a，二者传动连接；其中一个所述第二主动齿轮42a啮合于所述第二从动齿轮32，另外一个所述第二主动齿轮42b啮合于所述第二主动齿轮42a；并且，所述第一从动齿轮41b与所述第二主动齿轮42b固定连接，具体可以为固定连接为一体，或者拼接固定连接，传动原理与所述中间部40包括一个所述第一从动齿轮41和一个所述第二主动齿轮42基本一样，动力传输路径如下：动力从所述输入轴21经由所述第一主动齿轮22、所述第一从动齿轮41a、所述第一从动齿轮41b、所述第二主动齿轮42b、所述第二主动齿轮42a、所述第二从动齿轮32、最终传递至所述输出轴31，即第二档位切换成功。实际生产中，所述第二主动齿轮42b和所述第一从动齿轮41b的数量均可实施为多个，且二者的数量可以一致，也可以不一致。

上述实施例中，“向左移动”或“向右移动”是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有以特定的方位构造和操作。

具体的，所述自动换挡装置进一步包括一壳体80，所述壳体80将所述中间部40、所述同步连接部70以及所述拨动部50套设在内。所述壳体80将所述中间部40、所述同步连接部70以及所述拨动部50保护在内，保证其作业环境不被打扰。

具体的，所述自动换挡装置进一步包括一中央控制器，所述液压驱动部60的所述活塞杆61被可控制的连接于所述中央控制器，以允许控制中央控制器控制所述液压驱动部60的所述活塞杆61伸长或回缩，从而驱动所述拨动部50被前后移动。所述中央控制器接受外部的指令，此处的指令可以是驾驶员发出的操作指令，也可以是中央控制器根据拖拉机形式情况自动判断作出的操纵指令；此处的拖拉机可以是人工驾驶的拖拉机，也可以全自动无人驾驶拖拉机。

具体的，所述自动换挡装置进一步包括一压力传感器，所述压力传感器用于采集所述液压驱动部60内的液压油压力信息。所述中央控制器与所述压力传感器通讯连接，所述中央控制器控制所述液压驱动部60内的液压油压力，进而控制液压驱动部的所述活塞杆伸长或回缩。

下面对所述中央控制器如何控制所述液压驱动部60的所述活塞杆61伸长或回缩，进行具体描述，所述拖拉机的自动换挡装置进一步包括一压力传感器，所述压力传感器用于采集所述液压驱动部60内的液压油压力信息。所述中央控制器与所述压力传感器通讯连接，所述中央控制器控制所述液压驱动部60内的液压油压力，进而控制所述液压驱动部60的所述活塞杆61伸长或回缩。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。