本发明涉及农业生产设备领域，尤其是涉及一种拖拉机电控挂挡控制机构。

背景技术：

现有的拖拉机通常采用机械式或液压式挂挡机构，其主要包括操纵杆、箱体、拨杆、拨头、拨叉轴、拨叉、钢珠等部件，通过操作操纵杆带动拨头、拨叉运动，从而带动拨叉轴平移使拨叉轴上面的凹槽部分平移到钢珠下方，钢珠在箱体上的弹簧的压力作用下进入凹槽内，挂挡完成。此种挂挡结构操作繁琐，挂挡困难，工作人员劳动强度大，不符合现代化农业机械发展思路。

技术实现要素：

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种拖拉机电控挂挡控制机构，使拖拉机挂挡操作更加操作简单、实用、可靠先进。

技术方案：一种拖拉机电控挂挡控制机构，包括电控手柄、控制系统、电机、凸轮盘、换挡组件、传感器，所述电控手柄、所述电机分别与所述控制系统信号连接，所述凸轮盘与所述电机连接，所述换挡组件与所述凸轮盘连接，所述传感器安装于所述凸轮盘上，所述传感器与所述控制系统信号连接。

电控手柄上设有加减挡按钮，通过操作电控按钮，发出增加或降低挡位的信号给控制系统，控制系统发出指令给电机，电机带动凸轮盘运动，使得换挡组件进行重新挂挡作业，实现挡位的更换，传感器用于反馈信号给控制系统。

进一步的，所述控制系统包括控制器变送器、驱动器，所述控制器与所述驱动器信号连接，所述控制器与所述驱动器之间连接有所述变送器，所述电控手柄、所述传感器分别与所述控制器信号连接，所述电机与所述驱动器信号连接。

进一步的，所述控制器为plc控制器或车载专用控制器。

进一步的，所述换挡组件包括安装于箱体内部的拨杆、拨头、拨叉轴、钢珠、弹性件、拨叉，所述拨杆的一端与所述凸轮盘连接，另一端通过所述拨头与所述拨叉轴垂直连接，所述拨叉轴的外周面上沿其轴向开设有多个凹槽，所述弹性件的一端与所述箱体的内壁固定，另一端与所述钢珠连接，所述钢珠通过所述弹性件卡设于其中一个所述凹槽中，所述拨叉与所述拨叉轴的一端连接。

进一步的，所述弹性件为弹簧。

进一步的，本机构还包括仪表盘，所述仪表盘与所述控制系统信号连接。

最佳的，所述电机为伺服电机。

最佳的，所述传感器为角度传感器。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：通过设置电控手柄及控制系统，配合电机以及凸轮盘，实现拖拉机换挡组件的自动化挂挡，电控结构使得换档操控简单方便，且控制部分均为模块形式，安装结构简单，可靠性高，安装维护成本低，模块之间进行数据交互，符合现代化农业机械的设计思想。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

一种拖拉机电控挂挡控制机构，如图1所示，电控手柄1、控制系统2、电机3、凸轮盘4、换挡组件5、传感器6、仪表盘7。

控制系统2包括控制器21、变送器22、驱动器23，控制器21可为plc控制器或车载专用控制器，控制器21与驱动器23连接，控制器21与驱动器23之间连接有变送器22，电控手柄1与控制器21信号连接，电控手柄1上设有加减挡按钮，电机3与驱动器23信号连接，电机3可为伺服电机。

凸轮盘4通常包括凸轮、从动件、机架，电机3的电机轴与凸轮盘4的凸轮连接，换挡组件5与凸轮盘4的从动件连接，根据拖拉机挡位的数量，换挡组件5可为多个，换挡组件5包括安装于箱体内部的拨杆51、拨头52、拨叉轴53、钢珠54、弹性件55、拨叉56，弹性件55为弹簧，拨杆51的一端与凸轮盘4的从动件连接，另一端通过拨头52与拨叉轴53垂直连接，拨叉轴53的外周面上沿其轴向开设有多个凹槽531，弹性件55的一端与箱体的内壁固定，另一端与钢珠54连接，钢珠54通过弹性件55卡设于其中一个凹槽531中，拨叉56与拨叉轴53的一端连接。

传感器6为角度传感器，传感器6安装于凸轮盘4的凸轮上，传感器6与控制器21信号连接，传感器6反馈凸轮盘4的角度信号给控制器21，仪表盘7与控制器21信号连接。

在工作过程中，通过操作电控手柄上的加减档按钮，控制电机旋转带动凸轮盘转动从而控制拨杆、拨叉轴动作实现换档的控制。

拖拉机上电后，电机自动旋转到空挡位置，挡位信息可通过仪表盘显示。当按下电控手柄的加挡或减挡按钮后，控制器接收到信号后将控制信号传递给驱动器，驱动器驱动电机发生旋转，旋转的方向和角度由此时所按下的按键和此刻所处的档位决定，旋转时的角度值由传感器精准反馈给控制器，并可通过仪表盘实时显示。

电机控制凸轮盘转动时，若出现挂挡困难、挂挡不到位的情况，电机会反向旋转一定角度，再往目标挡位转动，若尝试多次后仍然无法成功挂挡则反馈信号通过仪表盘显示报警信号。

换挡时电机转动带动凸轮盘转动，凸轮盘通过拨杆及拨头带动拨叉轴进行向左或向右的平移动作，当拨叉轴上面的凹槽部分平移到钢珠下方时，由于箱体上的弹簧的压力作用，会将钢柱推入拨叉轴的其中一个对应的凹槽内，挂挡完成，同理，换挡时，钢珠从原先的凹槽中移出，在拨叉轴的平移下重新进入另一个凹槽中卡紧。

除此之外，为了准确的获知挂挡是否完成，除了凸轮盘上的传感器判别外，还需要对拨叉轴、钢珠部位进行判别，因此，可通过传感器判别凸轮盘转动到某一角度区间时挂挡完成的可能性，结合电机负载电流突变的特性进行判别。当挂挡未完成时，拨叉轴在平移的过程中由于钢珠对拨叉轴存在一定的摩擦力，使得负载增大，驱动器的输入电流增大，当钢珠被推入拨叉轴凹槽的瞬间，负载突降，驱动器输入电流将会突然减小。此时电流的瞬态变化将通过变送器输送到控制器，并通过仪表盘显示，从而可在变速箱得箱体不安装其他传感器的状态下，判断挂挡是否完成。

整个控制系统采用can总线结构，在接线数量上大大减少，增加了其可靠性。控制器、驱动器、仪表盘通过can总线进行数据传输，增加了其数据交互性。通过数据的传输，各个控件间工作协调有序。

通过设置电控手柄及控制系统，配合电机以及凸轮盘，实现拖拉机换挡组件的自动化挂挡，电控结构使得换档操控简单方便，且控制部分均为模块形式，安装结构简单，可靠性高，安装维护成本低，模块之间进行数据交互，符合现代化农业机械的设计思想，实现了拖拉机电控式挂挡，使拖拉机挂挡操作更加操作简单、实用、可靠先进，有效降低了劳动力。

技术特征：

1.一种拖拉机电控挂挡控制机构，其特征在于：包括电控手柄(1)、控制系统(2)、电机(3)、凸轮盘(4)、换挡组件(5)、传感器(6)，所述电控手柄(1)、所述电机(3)分别与所述控制系统(2)信号连接，所述凸轮盘(4)与所述电机(3)连接，所述换挡组件(5)与所述凸轮盘(4)连接，所述传感器(6)安装于所述凸轮盘(4)上，所述传感器(6)与所述控制系统(2)信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种拖拉机电控挂挡控制机构，其特征在于：所述控制系统(2)包括控制器(21)、变送器(22)、驱动器(23)，所述控制器(21)与所述驱动器(23)信号连接，所述控制器(21)与所述驱动器(23)之间连接有所述变送器(22)，所述电控手柄(1)、所述传感器(6)分别与所述控制器(21)信号连接，所述电机(3)与所述驱动器(23)信号连接。

3.根据权利要求2所述的一种拖拉机电控挂挡控制机构，其特征在于：所述控制器(21)为plc控制器或车载专用控制器。

4.根据权利要求1所述的一种拖拉机电控挂挡控制机构，其特征在于：所述换挡组件(5)包括安装于箱体内部的拨杆(51)、拨头(52)、拨叉轴(53)、钢珠(54)、弹性件(55)、拨叉(56)，所述拨杆(51)的一端与所述凸轮盘(4)连接，另一端通过所述拨头(52)与所述拨叉轴(53)垂直连接，所述拨叉轴(53)的外周面上沿其轴向开设有多个凹槽(531)，所述弹性件(55)的一端与所述箱体的内壁固定，另一端与所述钢珠(54)连接，所述钢珠(54)通过所述弹性件(55)卡设于其中一个所述凹槽(531)中，所述拨叉(56)与所述拨叉轴(53)的一端连接。

5.根据权利要求4所述的一种拖拉机电控挂挡控制机构，其特征在于：所述弹性件(55)为弹簧。

6.根据权利要求1所述的一种拖拉机电控挂挡控制机构，其特征在于：还包括仪表盘(7)，所述仪表盘(7)与所述控制系统(2)信号连接。

7.根据权利要求1所述的一种拖拉机电控挂挡控制机构，其特征在于：所述电机(3)为伺服电机。

8.根据权利要求1所述的一种拖拉机电控挂挡控制机构，其特征在于：所述传感器(6)为角度传感器。

技术研发人员：王雷;施炜东受保护的技术使用者：江苏沃得农业机械股份有限公司技术研发日：2020.07.06技术公布日：2020.08.25