阅读说明：本技术 一种适用于农用车的手动遥控两用变速箱及其操控方法 (manual and remote control dual-purpose gearbox applicable to agricultural vehicle and control method thereof ) 是由 张园 邓怡国 王业勤 李江炎 陈沛民 燕波 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种适用于农用车的手动遥控两用变速箱及其操控方法,该变速箱中,X轴执行机构、Y轴执行机构具有供速度档位拉杆完成换档动作的矩形内腔,第一X轴自回位液压缸的液压杆与X轴执行机构连接,X轴自回位液压缸通过X轴执行机构控制速度档位拉杆在X轴上摆动,第一Y轴自回位液压缸通过Y轴执行机构控制速度档位拉杆在Y轴上摆动,当X轴执行机构、Y轴执行机构位于起始位置时,速度档位拉杆可在手动控制下完成换挡动作。本发明可适用于农用车,尤其是适用于山地丘陵地形作业的履带式农用车手动操作和遥控操作的无缝衔接,有效解决了现有遥控农用车不能进行手动和遥控交叉操作的弊端。(The invention provides manual and remote control dual-purpose gear boxes suitable for agricultural vehicles and an operation method thereof, wherein an X-axis actuating mechanism and a Y-axis actuating mechanism are provided with rectangular inner cavities for a speed gear pull rod to complete gear shifting, a X-axis self-return hydraulic cylinder is connected with the X-axis actuating mechanism, the X-axis self-return hydraulic cylinder controls the speed gear pull rod to swing on an X axis through the X-axis actuating mechanism, a Y-axis self-return hydraulic cylinder controls the speed gear pull rod to swing on a Y axis through the Y-axis actuating mechanism, and when the X-axis actuating mechanism and the Y-axis actuating mechanism are positioned at initial positions, the speed gear pull rod can complete gear shifting under manual control.)

一种适用于农用车的手动遥控两用变速箱及其操控方法

技术领域

本发明涉及农用机械领域，特别是涉及一种适用于农用车的手动遥控两用变速箱及其操控方法。

背景技术

我国热带亚热带地区天然橡胶、木薯、香蕉等经济作物常种植于山地、丘陵或地表起伏较大的坡地上，普通的大型农业机械无法进地开展作业，因此科研工作人员针对这一现状研发了适用于山地、丘陵和缓坡地作业的小型低底盘拖拉机、履带式拖拉机、自走运输平台等农业机械，已普遍形成了手动控制和遥控操作两种方式。

以上农业机械在作业过程中又受地形和热带亚热带地区高温多降雨等因素影响，地表覆盖物生长后，农机常常无法识别实地和空地，造成安全事故多发，且时常发生碎石损伤农业机械等现象。

而为了规避以上存在的问题，大多数小型农机走向了遥控操作方式，可有效进行人机分离，避免造成对操作者的伤害。但依然存在以下两个问题：1.遥控控制系统面对复杂的农业作业环境容易失灵，导致农机在地头无法挪动和进行及时的维修；2.可实现遥控和手动操作的农机，由于没有自回位机构以及供操作杆活动的自由空间，均存在遥控操作时，手动操作装置会干涉，无法进行交叉操控，存在地头故障时，同样容易导致农机在地头无法挪动和进行及时的维修等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有农用车变速箱在遥控和手动操作切换时存在位置干涉，无法进行交叉操控，存在地头故障等缺陷和不足，提供一种变速箱，该发明可实现农用车，尤其是适用于山地丘陵地形作业的履带式农用车手动操作和遥控操作的无缝衔接，有效解决了现有遥控农用车不能进行手动和遥控交叉操作的弊端。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

本发明提供一种可手动遥控两用操作的变速箱，包括箱体，所述箱体上设有速度档位拉杆、第一X轴自回位液压缸、第二X轴自回位液压缸、X轴执行机构、第一Y轴自回位液压缸、第二Y轴自回位液压缸、Y轴执行机构，所述X轴执行机构、Y轴执行机构具有供所述速度档位拉杆完成换档动作的矩形内腔，所述第一X轴自回位液压缸的液压杆与所述X轴执行机构连接，所述X轴自回位液压缸通过所述X轴执行机构控制所述速度档位拉杆在X轴上摆动，所述第一Y轴自回位液压缸通过所述Y轴执行机构控制所述速度档位拉杆在Y轴上摆动，当所述X轴执行机构、Y轴执行机构位于起始位置时，所述速度档位拉杆可在手动控制下完成换挡动作。

在一些实施例中，所述箱体上设有用于支撑所述第一X轴自回位液压缸、第二X轴自回位液压缸、第一Y轴自回位液压缸、第二Y轴自回位液压缸的导向支撑架。

在一些实施例中，所述箱体上设有离合限位、离合分离器、铰接轴，所述铰接轴上铰接有离合杆，所述离合杆的下部连接有连杆，所述连杆连接至所述离合分离器，所述离合限位位于所述离合杆背离所述离合分离器的一侧，当朝向所述离合分离器推动所述离合杆时，所述离合分离器分离。

在一些实施例中，所述离合杆的下端连接有可带动所述离合杆顺时针转动的自回位液压缸。

在一些实施例中，所述箱体上设有转向拉杆，所述转向拉杆包括竖杆以及连接在所述竖杆下端的拔叉，所述拔叉具有右叉臂、左叉臂，所述右叉臂、左叉臂上均独立设有套环，所述竖杆铰接在所述箱体上，所述右叉臂、左叉臂的套环内分别穿设有右转向操作连接杆、左转向操作连接杆，所述右转向操作连接杆的一端铰接至右转向拉杆的右端，所述右转向操作连接杆的另一端穿过所述套环并设有位于所述套环外侧的止位件，所述左转向操作连接杆的一端铰接至左转向拉杆的左端，所述左转向操作连接杆的另一端穿过所述套环并设有位于所述套环外侧的止位件，所述右转向拉杆的左端、左转向拉杆的右端分别独立连接至右转向分离器、左转向分离器。

在一些实施例中，所述箱体上还设有可控制所述右转向分离器分离的右转向液压缸、可控制所述左转向分离器分离的左转向液压缸，所述右转向液压缸的液压杆连接至所述右转向拉杆的右端，所述左转向液压缸的液压杆连接至所述左转向拉杆的左端。

在一些实施例中，所述箱体上还设有高低档拉操作杆。

在一些实施例中，所述箱体上还设有动力输出切换拉杆及动力输出齿轮。

在一些实施例中，所述箱体通过皮带轮连接至发动机，所述箱体上设有用于加注润滑油的注油装置。

本发明还提供上述变速箱的操作方法，包括：需要手动操作时，手动操作速度档位拉杆，速度档位拉杆在所述X轴执行机构、Y轴执行机构的矩形内腔完成换挡动作；需要自动操作时，控制系统通过控制所述第一X轴自回位液压缸或第二X轴自回位液压缸运动，带动所述X轴执行机构在X方向运动，进而带动所述速度档位拉杆在X方向运动，控制系统通过控制所述第一Y轴自回位液压缸或第二Y轴自回位液压缸运动，带动所述Y轴执行机构在Y方向运动，进而带动所述速度档位拉杆在Y方向运动，完成换挡动作后，所述X轴执行机构在所述第一X轴自回位液压缸、第二X轴自回位液压缸的自回位作用下回到起始位置，所述Y轴执行机构在所述第一Y轴自回位液压缸、第二Y轴自回位液压缸的自回位作用下回到起始位置。

本发明具有以下有益效果：

本发明可适用于农用车，尤其是适用于山地丘陵地形作业的履带式农用车手动操作和遥控操作的无缝衔接，通过设计具有供速度档位拉杆完成换档动作的矩形内腔的X轴执行机构、Y轴执行机构，并配合自回位液压缸，自动控制系统完成换成操作后，操作杆在自回位液压缸作用下自回位，有效解决了现有遥控农用车不能进行手动和遥控交叉操作的弊端。

附图说明

图1显示为本发明实施例的变速箱主视结构示意图。

图2显示为图1的左视图。

图3显示为图1的俯视图。

图4显示为本发明实施例的X轴执行机构、Y轴执行机构示意图。

图5显示为本发明实施例的Y轴执行机构示意图。

图6显示为本发明实施例的X轴液压缸的动作示意图。

图7显示为本发明实施例的1档手动、自动切换示意图。

图8显示为本发明实施例的1档、2档、3档、倒档切换示意图。

图9显示为本发明实施例的齿轮箱原理图。

标号说明：

1—转向拉杆

2—离合拉杆

3—离合限位

4—高低档拉杆

51—第一X轴自回位液压缸

52—第二X轴自回位液压缸

6—速度档位拉杆

71—第一Y轴自回位液压缸

72—第二Y轴自回位液压缸

8—注油装置

9—动力输出切换拉杆

10—离合分离器

11—输入皮带轮

12—箱体

13—右转向分离器

14—右转向拉杆

15—左转向拉杆

16—右转向液压缸

17—左转向液压缸

18—动力输出齿轮

19—导向支撑架

20—左转向分离器

21—X轴执行机构

22—Y轴执行机构

23—离合杆

24—铰接轴

25—连杆

26—连接杆

27—左转向操作连接杆

28—拔叉

281—右叉臂

282—左叉臂

29—套环

30—止位件

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

如图1-图8所示，一种可手动遥控两用操作的变速箱，包括箱体、离合机构、转向机构、高低档机构、速度档机构和输出机构，箱体12上设有速度档位拉杆6、第一X轴自回位液压缸51、第二X轴自回位液压缸52、X轴执行机构21、第一Y轴自回位液压缸71、第二Y轴自回位液压缸72、Y轴执行机构22，X轴执行机构21、Y轴执行机构22具有供速度档位拉杆6完成换档动作的矩形内腔，第一X轴自回位液压缸51的液压杆与X轴执行机构连接，第一X轴自回位液压缸51、第二X轴自回位液压缸52通过X轴执行机构21控制速度档位拉杆6在X轴上摆动，第一Y轴自回位液压缸71、第二Y轴自回位液压缸72通过Y轴执行机构22控制速度档位拉杆6在Y轴上摆动，当X轴执行机构21、Y轴执行机构22位于起始位置时，速度档位拉杆6可在手动控制下完成换挡动作。

在一些实施例中，第一X轴自回位液压缸51、第二X轴自回位液压缸52位于X轴执行机构21在X轴上相对的两侧，具体地，第二X轴自回位液压缸52的液压杆与第一X轴自回位液压缸51可以处于同一平面且相对设置，第一X轴自回位液压缸51、第二X轴自回位液压缸52分别位于X轴执行机构21的两侧。

在一些实施例中，第一Y轴自回位液压缸71、第二Y轴自回位液压缸72位于Y轴执行机构22在Y方向上相对的两侧，第一Y轴自回位液压缸71、第二Y轴自回位液压缸72的布置方式可以参照第一X轴自回位液压缸51、第二X轴自回位液压缸52。

在一些实施例中，箱体12上设有用于支撑第一X轴自回位液压缸51、第二X轴自回位液压缸52、第一Y轴自回位液压缸71、第二Y轴自回位液压缸72的导向支撑架19。导向支撑架19使得速度档位拉杆6的被作用部位位于高位，进而降低液压缸的操作阻力。导向支撑架19上可以设有引导X轴执行机构21、Y轴执行机构22运动的导轨，使得执行机构的运动方向不会发生偏移。

在一些实施例中，箱体12上设有离合限位3、离合分离器10、铰接轴24，铰接轴24上铰接有离合杆23，离合杆23的下部连接有连杆25，连杆25连接至离合分离器10，离合限位3位于离合杆23背离离合分离器10的一侧，当朝向离合分离器10推动离合杆23时，离合分离器10分离。离合杆23上垂直设有离合拉杆2，工作人员手握离合拉杆2，即可带动离合杆23完成相应的动作。

在一些实施例中，箱体12上设有转向拉杆1，转向拉杆1包括竖杆101以及连接在竖杆101下端的拔叉28，拔叉28具有右叉臂281、左叉臂282，右叉臂281、左叉臂282上均独立设有套环29，竖杆101铰接在箱体12上，右叉臂281、左叉臂282的套环29内分别穿设有右转向操作连接杆26、左转向操作连接杆27，右转向操作连接杆26的一端铰接至右转向拉杆14的右端，右转向操作连接杆26的另一端穿过套环29并设有位于套环29外侧的止位件30，左转向操作连接杆27的一端铰接至左转向拉杆15的左端，左转向操作连接杆27的另一端穿过套环29并设有位于套环29外侧的止位件30，右转向拉杆14的左端、左转向拉杆15的右端分别独立连接至右转向分离器13、左转向分离器20。止位件30具体可以是螺栓，通过螺纹连接的方式固定在右转向拉杆14、左转向拉杆15的外端。

在一些实施例中，箱体12上还设有可控制右转向分离器13分离的右转向液压缸16、可控制左转向分离器20分离的左转向液压缸17，右转向液压缸16的液压杆连接至右转向拉杆14的右端，左转向液压缸17的液压杆连接至左转向拉杆15的左端。

在一些实施例中，箱体12上还设有高低档拉杆4。

在一些实施例中，箱体12上还设有动力输出切换拉杆9及动力输出齿轮18，输出动力齿轮18可连接至实际耕作的旋耕、除草、喷药等机具，用于给农用机具提供动力，连接方式为链轮、链轴等。

在一些实施例中，如图9所示为齿轮箱原理图，箱体12通过皮带轮11连接至发动机，箱体12上设有用于加注润滑油的注油装置8。

上述各液压缸连接至自动控制系统，实现自动控制。

该装置的运作过程如下：变速箱包括变速箱箱体、离合机构、转向机构、高低档机构、速度档机构和输出机构。当离合拉杆2往离合限位3反方向推时，离合杆23顺时针旋转，离合分离器10分离，输入断开。当操作者将转向拉杆1往动力输出齿轮18方向推动时或者右转向液压缸17的液压杆朝上伸出时，机器右转向；当转向拉杆1往输入皮带轮11方向推时或者左转向液压缸17伸出时，机器左转向。当操作者将高低档拉杆4往动力输出齿轮18方向推动时，机器处于低档位；当高低档拉杆4往输入皮带轮11方向推时，机器处于高档位。当速度档位拉杆6处于图8所示动作位置时，实现速度档位倒挡、1、2、3档位工作。

手动遥控两用方式的实现过程如下：

1、离合机构手动遥控两用方式实现。

如图1所示，手动向右拉动离合拉杆2，离合拉杆2沿铰接轴24顺时针方向移动，连杆25向左移动，离合分离器10被断开，离合器工作，变速箱动力被切断，放开离合拉杆2，其受离合器反作用力自动向左回位，离合拉杆2沿铰接轴24逆时针方向移动，连杆25向右移动，离合分离器10拟合，变速箱动力输入正常，实现手动离合控制。当遥控信号发送离合断开指令时，离合杆23下端被液压缸(未图示)向左顶，离合拉杆2沿铰接轴24顺时针方向移动，连杆25向左移动，离合分离器10被断开，离合器工作，变速箱动力被切断，离合断开指令取消时，液压缸依靠自回位作用自动复位，离合拉杆2沿铰接轴24拟时针方向移动，连杆25向右移动，离合分离器10拟合，变速箱动力输入正常，实现遥控操作。

2、转向机构手动遥控两用方式实现。

如图2所示，转向拉杆1手动向左搬动，受其交叉点在箱体12上铰接作用，倒Y形拔叉逆时针旋转，其右侧下端点的套环29在左转向操纵连接杆27上端限位螺母作用下上移，左转向操纵连接杆27被提升，通过左转向操纵连接杆27下端与左转向拉杆15左端的铰接作用，左转向拉杆15沿着左转向分离器20铰接点顺时针旋转，完成左侧驱动轮动力的断开，在右侧动力轮驱动作用下实现左转向；向右搬动转向拉杆1，受其交叉点在箱体12上铰接作用，倒V形拔叉逆时针旋转，其左侧下端点的套环29在右转向操纵连接杆26上端限位螺母作用下上移，右转向操纵连接杆26被提升，通过右转向操纵连接杆26下端与右转向拉杆14右端的铰接作用，右转向拉杆14沿着右转向分离器13铰接点逆时针旋转，完成右侧驱动轮动力的断开，在左侧动力轮驱动作用下实现右转向，以此实现手动转向。当遥控信号发送左转向指令时，左转向液压缸17推杆向上推动左转向拉杆15左端，左转向操纵连接杆27沿着转向拉杆1倒Y形拔叉右侧下端部的套环29向上移动，左转向拉杆15沿着左转向分离器20铰接点顺时针旋转，完成左侧驱动轮动力的断开，在右侧动力轮驱动作用下实现左转向，此时遥控信号持续给左转向指令，左转向液压缸17推杆保持在向上推动状态，实现持续左转弯，当遥控信号左转向指令松开或消除时，左转向液压缸17推杆在自回位作用力下为缩回状态，左转向分离器20拟合，实现直线行走功能；当遥控信号发送右转向指令时，右转向液压缸16推杆向上推动右转向拉杆14右端，右转向操纵连接杆26沿着转向拉杆1的倒Y形拔叉左侧下端部的套环29向上移动，右转向拉杆14沿着右转向分离器13铰接点逆时针旋转，完成右侧驱动轮动力的断开，在左侧动力轮驱动作用下实现右转向，此时遥控信号持续给右转向指令，右转向液压缸16推杆保持在向上推动状态，实现持续右转弯，当遥控信号右转向指令松开或消除时，右转向液压缸16推杆在自回位作用力下为缩回状态，右转向分离器13拟合，实现直线行走功能。由此完成手动遥控的左右转向交叉式操控。

3、高低档机构手动遥控两用方式实现。

如图1所示，手动搬动高低档拉杆4向前，实现低速档传输，手动搬动高低档拉杆4向后，实现高速档传输，此实现手动操作。当遥控信号发送低档位指令时，后端液压缸(未图示)顶杆推动高低档拉杆4向前，然后顶杆自动回位，实现低速档传输，此时，手动搬动高低档拉杆4向后，实现高速档传输，由此实现遥控手动交叉操作。当遥控信号发送高档位指令时，前端液压缸顶杆推动高低档拉杆4向后，然后顶杆自动回位，实现高速档传输，此实现遥控高低档操作。

4、输出机构的手动遥控两用方式实现。

如图6所示，手动操作杆6在最左侧，便于遥控操作的液压顶杆与手动操作杆接触，并顶在手动操作杆上，当手动操作杆被扳向右侧，变速箱动力输出，实现手动操作；当第一X轴自回位液压缸51顶杆将手动操作杆顶向右侧，后依靠自回位液压缸的回位作用，第一X轴自回位液压缸51顶杆回到起始位置，变速箱动力输出，实现遥控操作；当第一X轴自回位液压缸51顶杆将手动操作杆6顶向右侧，后依靠自回位液压缸的回位作用，液压顶杆回到起始位置，变速箱动力正常输出，对向的第二X轴自回位液压缸52顶杆将手动操作杆顶向左侧实现遥控动力切断操作，或者手动操作杆被扳向左侧，实现操作交叉动力切断。

5、速度档机构的切换过程如下：

如图4-8所示，当遥控系统档位1档指令下达后，用于变速箱动力输入的离合分离器10暂时分开，输入到变速箱的动力被切断，图5中的第一Y轴自回位液压缸71和第二Y轴自回位液压缸72顶杆(X方向)先分别作用于垂直方向(Z方向)水平布置的两个矩形执行机构上，即分别作用于X轴执行机构21、Y轴执行机构22，当手动拨杆6被推顶至中间水平线位置时，速度档位拉杆6受自回位作用影响回到原点，即图8的执行机构的对称中心位置，然后液压缸各自回位，第二X轴自回位液压缸52顶杆再沿X轴方向向左推动X轴执行机构21，Y方向液压缸72顶杆再沿Y轴方向推动Y轴执行机构22，后Y方向液压顶杆和X方向液压顶杆依次自动退回，完成遥控1档挂挡。因X、Y方向液压顶杆匹配自回位液压缸，当档位相应挂入后，因液压缸自回位作用，X轴执行机构21和Y轴执行机构22在作用入档后自动回位至中心位置，当不需要遥控操作时，可依靠手动操作速度档位拉杆6的方式控制档位，而不受X轴执行机构21、Y轴执行机构22和速度档位拉杆6等的干涉，做到了手动/遥控两用控制变速。其他档位挂挡方式实现与1档同理。X轴执行机构21、Y轴执行机构22均具有矩形内腔，使得速度档位拉杆6可以在矩形内腔自由活动，完成换挡动作。

综上所述，本发明实施例公布了一种适用于农用车的手动遥控两用变速箱及其操控实现方法，该发明可实现农用车，尤其是适用于山地丘陵地形作业的履带式农用车手动操作和遥控操作的无缝衔接，有效解决了现有遥控农用车不能进行手动和遥控交叉操作的弊端。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。