一种智能电动拖拉机及其工作方法技术

本发明专利技术涉及一种智能电动拖拉机及其工作方法，特别涉及智能电动拖拉机双电机分汇流驱动系统、控制模式及工作，属于电动农业机械技术领域，整体装置包括双电机输入装置、差动轮系减速耦合装置、后桥、差速器、动力输出装置；双电机输入装置包括主电机和调速电机，两个电机分别将动力向后传递，差动轮系减速耦合装置用于接受双电机的输入并将动能耦合后向后传递、传递给动力输出装置进行旋耕作业或/及传递给后桥驱动整车前进，装置采用一体式传动箱结构，方便安装，双电机既能同时工作，也能单独完成相互的工作，克服传统双电机驱动过程中每个电机只能够单独驱动一部分输出，或只能够用在某些情况下才能耦合输出的局限性，增加系统可靠性。 1

An intelligent electric tractor and its working method

The invention relates to an intelligent electric tractor and its working method, in particular to an intelligent electric tractor with dual motor split flow drive system, control mode and work. It belongs to the field of electric agricultural machinery technology. The whole device includes a dual motor input device, a differential gear reducer coupling device, a rear axle, a differential and a power transmission. The dual motor input device includes the main motor and the speed control motor, and the two motors transfer the power backward. The differential gear train deceleration coupling device is used to accept the input of the double motor and transfer the kinetic energy back backward, transfer it to the power output device to carry out the rotary tillage operation or transfer to the rear axle drive whole vehicle. With the structure of one type transmission box, the double motor can work both at the same time and can complete the work separately. It can overcome the limitation that each motor can only drive a part of output in the traditional dual motor driving process, or can only be used in some circumstances to increase the reliability of the system. One

【技术实现步骤摘要】
一种智能电动拖拉机及其工作方法
本专利技术涉及一种智能电动拖拉机，特别涉及智能电动拖拉机双电机分汇流驱动系统、控制模式及工作方法，属于电动农业机械

技术介绍
传统燃油拖拉机的能源消耗率比较大，排放性也比较差，大多数时间段工作在高功率下的低速大扭矩区域，造成生态、资源、环境的日益破坏，国家对节能减排、污染治理的问题越来越重视。拖拉机的作业工况特殊且复杂多变，需要频繁的变换作业模式和挡位，如今先进的拖拉机拥有自动换挡技术，但大多用于大中型拖拉机，价格昂贵，不适用于中国市场，难以推广；新能源智能农机方面各国水平差距不大，作为新兴产品在国际制造业中存在巨大的空白，也是我国制造业赶超欧美的重要突破口之一。因此，开发智能高效的电动农业机械，加快缩短我国绿色动力农机装备技术及产品与国外发达国家之间的差距，整体提高我国绿色农业产业的核心竞争力。电动拖拉机是绿色农业的基础设备，是大多数农业机械的动力来源，因此发展电动拖拉机是当前绿色农业的重点；而驱动系统的可以说是整个电动拖拉机核心部位，传统燃油拖拉机的驱动方式不能满足电机的驱动方式，因此如何开发一种高效的、非传统的驱动方式成为电动拖拉机行业研究的重点。中国专利文件(申请号CN201420000778.8)提供了一种电动拖拉机，其动力传动装置通过整机集成控制器完成实际作业工况下行走电机、动力电机(动力输出装置)、提升电机的控制；中国专利文件(申请号CN201210122492.2)提供了一种电动拖拉机，强调多电机的独立控制，没有解决双电机的耦合问题，局限性很高；中国专利文件(申请号CN201310444044.9)提供的电动拖拉机用一体式传动箱中旨在分别研究在耕作和运输区段的动力传递路径，缺少双电机耦合的方式，造成电机在大多数的工况下是闲置的。中国专利文件(申请号CN201710033661.8)提供的一种电动拖拉机双电机多模式驱动系统及控制方法中虽然有电机间的耦合，但是复杂的换挡结构并没有打破传统的传动模式和电机间缺少电机间相应的协同控制，造成某一电机功率浪费。
技术实现思路
针对现有的电动拖拉机的传动箱档位复杂，操作困难；而且现有双电机输入大多数采用分别驱动动力输出装置和驱动轮方式，造成的耦合不足，智能化程度低等问题，本专利技术提出一种非传统的智能的双电机分汇流驱动的传动方案，本专利技术提供了一种智能电动拖拉机，能够最大程度的解决双电机动力的耦合问题，采用闭环的控制方法，结合智能控制技术，使电机间相互配合发挥更好的性能。本专利技术为今后的无人驾驶拖拉机提供技术保障。术语说明转场作业时，轻载模式即驱动系统只是驱动拖拉机自身的重量或者是外加一些重量相对较小的悬挂农具；重载模式即驱动系统除了驱动自身的重量之外，还需要拖拽牵引拖车或者是重量相对较大的悬挂农具。本专利技术的技术方案如下：一种智能电动拖拉机，包括双电机输入装置、差动轮系减速耦合装置、后桥、差速器、动力输出装置；双电机输入装置包括主电机、主电机输入轴、主电机输入轴齿轮、调速电机、调速电机输入轴、调速电机输入轴齿轮；主电机通过主电机输入轴与主电机输入轴齿轮相连，调速电机通过调速电机输入轴与调速电机输入轴齿轮相连；差动轮系减速耦合装置包括传动箱箱体、传动箱主轴齿轮、传动箱主轴、齿圈、行星齿轮、太阳轮、行星架、行星架齿轮；齿圈的内表面和外表面均设有轮齿，齿圈通过支撑轴承支撑于传动箱箱体上，太阳轮同心设于齿圈内，齿圈能绕传动箱主轴自由转动，太阳轮与齿圈内表面之间设有行星齿轮，行星齿轮包括三个相同尺寸的行星轮，即为行星轮A、行星轮B、行星轮C，每个行星轮均与齿圈内表面和太阳轮啮合，三个行星轮与行星架相连；行星架、传动箱主轴和传动箱连接是通过两套轴承完成，传动箱主轴贯穿于第一轴承内侧，第一轴承的外侧与行星架内侧相连，将行星架支撑在传动箱主轴上；第二轴承的内侧与行星架的外侧相连，第二轴承的外侧与传动箱相连；行星架上设有行星架齿轮；太阳轮与传动箱主轴相连，太阳轮随传动箱主轴的转动一起运动；后桥包括后桥输入齿轮、驱动轴、中央传动小齿轮、中央传动大齿轮、差速器、左半轴、左半轴齿轮、左最终传动齿轮、左最终传动轴、右半轴、右半轴齿轮、右最终传动齿轮、右最终传动轴，后桥的能量通过行星架齿轮和后桥输入齿轮啮合传递进来，后桥输入齿轮通过驱动轴与中央传动小齿轮相连，中央传动小齿轮与中央传动大齿轮通过一对锥齿啮合，实现传动方向的改变，差速器设于中央传动大齿轮上，差速器两端连接左半轴和右半轴，左半轴与左半轴齿轮连接，左半轴齿轮与左最终传动齿轮啮合，左最终传动齿轮与左最终传动轴连接；右半轴与右半轴齿轮连接，右半轴齿轮与右最终传动齿轮啮合，右最终传动齿轮与右最终传动轴连接；左、右半轴通过最终传动将动力传动到与驱动车轮相连的驱动轴上，带动驱动车轮旋转；动力输出装置包括动力输出装置电磁离合器、动力输出装置主轴、动力输出装置主轴齿轮A、动力输出装置主轴齿轮B、动力输出装置输出轴、动力输出装置输出齿轮B、动力输出装置输出齿轮A、电磁换挡器，动力输出装置主轴上设有不同传动比的动力输出装置主轴齿轮A和动力输出装置主轴齿轮B，动力输出装置输出轴上设有不同传动比的动力输出装置输出齿轮B和动力输出装置输出齿轮A，电磁换挡器用于控制动力输出装置主轴齿轮A、动力输出装置主轴齿轮B与动力输出装置输出齿轮B、动力输出装置输出齿轮A的啮合选择；电磁换挡器是常规部件，电磁换挡器固定在动力输出装置输出轴上，电磁换挡器一端与动力输出装置输出齿轮B相连，电磁换挡器另一端与动力输出装置输出齿轮A相连，通过电磁换挡器的动作控制齿轮的啮合。主电机输入轴齿轮与传动箱主轴齿轮啮合，调速电机输入轴齿轮与齿圈外表面啮合；以此主电机的能量和调速电机的能量可分别传入传动箱中；传动箱主轴一端与传动箱主轴齿轮相连，传动箱主轴另一端与动力输出装置电磁离合器的一端相连，传动箱主轴作为整个传动箱的重要的传递能量的零件，贯穿整个传动箱；动力输出装置电磁离合器另一端与动力输出装置主轴相连；以此传动箱的能量传递给动力输出装置中；行星架齿轮与后桥输入齿轮啮合，以此将能量输出到后桥中，通过一系列传动，驱动车轮前进。根据本专利技术优选的，主电机通过弹性联轴器与主电机输入轴相连，主电机输入轴齿轮通过键的方式连接在主电机输入轴上；调速电机通过弹性联轴器与调速电机输入轴相连，调速电机输入轴齿轮通过键的方式连接在调速电机输入轴上。根据本专利技术优选的，太阳轮通过花键与传动箱主轴固定连接。根据本专利技术优选的，行星轮A的三个行星轮互为120°的安装在行星架上。根据本专利技术优选的，智能电动拖拉机还包括信号采集系统，信号采集系统包括主电机测速器、调速电机测速器、右半轴测扭装置、左半轴测扭装置、动力输出装置输出轴测扭装置；主电机测速器和调速电机测速器用于对主电机和调速电机的输出转速进行测量，通过算法计算出齿圈和太阳轮的转速，从而精确的控制行星轮上下的速度差，实现精确控制行星架的转速，实现对车辆速度和方向的控制；右半轴测扭装置设于右半轴上，左半轴测扭装置设于左半轴上，动力输出装置输出轴测扭装置设于动力输出装置输出轴上，测扭装置可以精确的测量各自的传动轴传递和承受的扭矩。当测出扭矩超过预设的值时，反馈到整机控制器中，计算机检测到当某一部分所承受的扭矩过大时，系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能电动拖拉机，其特征在于，包括双电机输入装置、差动轮系减速耦合装置、

【技术特征摘要】
1.一种智能电动拖拉机，其特征在于，包括双电机输入装置、差动轮系减速耦合装置、后桥、差速器、动力输出装置；双电机输入装置包括主电机、主电机输入轴、主电机输入轴齿轮、调速电机、调速电机输入轴、调速电机输入轴齿轮；主电机通过主电机输入轴与主电机输入轴齿轮相连，调速电机通过调速电机输入轴与调速电机输入轴齿轮相连；差动轮系减速耦合装置包括传动箱箱体、传动箱主轴齿轮、传动箱主轴、齿圈、行星齿轮、太阳轮、行星架、行星架齿轮；齿圈的内表面和外表面均设有轮齿，齿圈通过支撑轴承支撑于传动箱箱体上，太阳轮同心设于齿圈内，太阳轮与齿圈内表面之间设有行星齿轮，行星齿轮包括三个相同尺寸的行星轮，为行星轮A、行星轮B、行星轮C，每个行星轮均与齿圈内表面和太阳轮啮合，三个行星轮与行星架相连；传动箱主轴贯穿于第一轴承内侧，第一轴承的外侧与行星架内侧相连；第二轴承的内侧与行星架的外侧相连，第二轴承的外侧与传动箱相连；行星架上设有行星架齿轮；太阳轮与传动箱主轴相连；后桥包括后桥输入齿轮、驱动轴、中央传动小齿轮、中央传动大齿轮、差速器、左半轴、左半轴齿轮、左最终传动齿轮、左最终传动轴、右半轴、右半轴齿轮、右最终传动齿轮、右最终传动轴，后桥输入齿轮通过驱动轴与中央传动小齿轮相连，中央传动小齿轮与中央传动大齿轮通过一对锥齿啮合，差速器设于中央传动大齿轮上，差速器两端连接左半轴和右半轴，左半轴与左半轴齿轮连接，左半轴齿轮与左最终传动齿轮啮合，左最终传动齿轮与左最终传动轴连接；右半轴与右半轴齿轮连接，右半轴齿轮与右最终传动齿轮啮合，右最终传动齿轮与右最终传动轴连接；动力输出装置包括动力输出装置电磁离合器、动力输出装置主轴、动力输出装置主轴齿轮A、动力输出装置主轴齿轮B、动力输出装置输出轴、动力输出装置输出齿轮B、动力输出装置输出齿轮A、电磁换挡器，动力输出装置主轴上设有不同传动比的动力输出装置主轴齿轮A和动力输出装置主轴齿轮B，动力输出装置输出轴上设有不同传动比的动力输出装置输出齿轮B和动力输出装置输出齿轮A，电磁换挡器用于控制动力输出装置主轴齿轮A、动力输出装置主轴齿轮B与动力输出装置输出齿轮B、动力输出装置输出齿轮A的啮合选择；主电机输入轴齿轮与传动箱主轴齿轮啮合，调速电机输入轴齿轮与齿圈外表面啮合；传动箱主轴一端与传动箱主轴齿轮相连，传动箱主轴另一端与动力输出装置电磁离合器的一端相连；动力输出装置电磁离合器另一端与动力输出装置主轴相连；行星架齿轮与后桥输入齿轮啮合。2.根据权利要求1所述的智能电动拖拉机，其特征在于，主电机通过弹性联轴器与主电机输入轴相连，主电机输入轴齿轮通过键连接在主电机输入轴上；调速电机通过弹性联轴器与调速电机输入轴相连，调速电机输入轴齿轮通过键连接在调速电机输入轴上。3.根据权利要求1所述的智能电动拖拉机，其特征在于，太阳轮通过花键与传动箱主轴固定连接。4.根据权利要求1所述的智能电动拖拉机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫，葛红恩，林连华，曾庆良，徐海港，赵光龙，王通，曹俊晨，马德建，李旭，杨延超，赵森庆，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37