一种自动变速电动拖拉机轮边驱动装置、系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了轮边驱动技术领域的一种自动变速电动拖拉机轮边驱动装置、系统及方法，装置具有两档变速功能，能同时满足电动拖拉机在正常路面行驶时对速度的要求和耕作工况下对动力的要求。包括高速级行星齿轮机构、低速级行星齿轮机构、第一电磁离合器和第二电磁离合器；电机转子的输出端与所述高速级行星齿轮机构的第一太阳轮传动连接，所述高速级行星齿轮机构的第一行星架与所述低速级行星齿轮机构的第二太阳轮传动连接；所述第二太阳轮与多个第二行星轮分别啮合，多个所述第二行星轮分别与第二内齿圈啮合，所述第二内齿圈与输出轮毂固定连接；第一电磁离合器和第二电磁离合器用于在行驶模式和耕作模式之间进行切换。

【技术实现步骤摘要】
一种自动变速电动拖拉机轮边驱动装置、系统及方法
本专利技术属于轮边驱动
，具体涉及一种自动变速电动拖拉机轮边驱动装置、系统及方法。
技术介绍
纯电动四驱汽车在不断发展，相关的技术也越发成熟，在国内也应用广泛,但是，就农业方面，纯电动四驱拖拉机，尚处于较为初始的阶段，实际产品和相关配套服务还尚未成熟，故对于纯电动四驱拖拉机的研究，具有重大的现实意义。现有的轮边驱动装置动力输出功能以正常道路行驶为主，无法满足电动拖拉机在耕作工况下对动力的要求。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种自动变速电动拖拉机轮边驱动装置、系统及方法，具有两档变速功能，能同时满足电动拖拉机在正常路面行驶时对速度的要求和耕作工况下对动力的要求。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：第一方面，提供一种电动拖拉机轮边驱动装置，包括高速级行星齿轮机构、低速级行星齿轮机构、第一电磁离合器和第二电磁离合器；电机转子的输出端与所述高速级行星齿轮机构的第一太阳轮传动连接，所述高速级行星齿轮机构的第一行星架与所述低速级行星齿轮机构的第二太阳轮传动连接；所述第二太阳轮与多个第二行星轮分别啮合，多个所述第二行星轮分别与第二内齿圈啮合，所述第二内齿圈与输出轮毂固定连接；每个所述第二行星轮通过一个第二行星轴分别与第二行星轮连接盘、第一套筒连接盘和第二套筒连接盘传动连接；所述第一电磁离合器包括固定在第一离合器固定架上的第一离合器组件，所述第一离合器组件上安装有第一主动摩擦片，与所述第一主动摩擦片相配合的第一从动摩擦片、第一蝶形弹簧和第一衔铁安装在第一离合器套筒内，所述第一离合器套筒固定在第一套筒连接盘上；所述第二电磁离合器包括固定在所述第一行星架上的第二离合器组件，所述第二离合器组件上安装有第二主动摩擦片，与所述第二主动摩擦片相配合的第二从动摩擦片、第二蝶形弹簧和第二衔铁安装在第二离合器套筒内，所述第二离合器套筒固定在所述第二套筒连接盘上。进一步地，所述高速级行星齿轮机构包括第一太阳轮，所述第一太阳轮与电机转子的输出端传动连接，多个第一行星轮分别与所述第一太阳轮和第一内齿圈啮合，所述第一内齿圈与第一内齿圈固定架固定连接；每个所述第一行星轮通过一个第一行星轮轴与第一行星架传动连接；电机定子与第一内齿圈固定架固定连接。进一步地，所述第一离合器固定架与所述高速级行星齿轮机构的第一内齿圈固定架固定连接。进一步地，所述第一套筒连接盘通过轴承与所述第二行星轴连接。进一步地，所述第二套筒连接盘通过轴承与所述第二行星轴连接。进一步地，所述第二离合器组件与所述第一行星架通过平键连接。第二方面，提供一种电动拖拉机轮边驱动系统，包括：路况识别模块，用于获取当前路况信息；工况选择模块，用于根据路况识别模块获取的当前路况信息判断选择与之相匹配的工况信息；控制器，用于根据工况选择模块输出的工况信息控制第一方面所述的电动拖拉机轮边驱动装置中的第一电磁离合器和第二电磁离合器的工作状态。进一步地，所述路况识别模块包括自主选择模块、手机定位模块和状态观测器；所述自主选择模块为第一优先级，所述手机定位模块和状态观测器为第二优先级；所述手机定位模块用于根据定位软件实时获取电动拖拉机在运行过程中的位置信息，并与地图数据库进行对比，输出第二路况信息；所述状态观测器用于对电动拖拉机在运行过程中轮胎所受到的纵向力和侧向力进行估算，获取所行驶路面的附着系数，进而输出第三路况信息；所述自主选择模块输出的第一路况信息、手机定位模块输出的第二路况信息和状态观测器输出的第三路况信息经耦合后作为当前路况信息。第三方面，一种电动拖拉机轮边驱动方法，包括：获取当前路况信息；根据当前路况信息判断选择与之相匹配的工况信息；根据工况信息控制第一方面所述的电动拖拉机轮边驱动装置中的第一电磁离合器和第二电磁离合器的工作状态。进一步地，所述当前路况信息包括：根据驾驶员的输入，获取的第一路况信息，根据定位软件实时获取电动拖拉机在运行过程中的位置信息，并与地图数据库进行对比，获取的第二路况信息；对电动拖拉机在运行过程中轮胎所受到的纵向力和侧向力进行估算，获取所行驶路面的附着系数，进而获取的第三路况信息。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：(1)本专利技术通过设置高速级齿轮减速机构、低速级齿轮减速机构、第一电磁离合器和第二电磁离合器，实现两档变速，在低速工作档时，行星齿轮两级减速，传动比较大，可以降低转速，获得较大转矩，适用于耕作工况；在高速工作档时，只有高速级行星齿轮减速，传动比不大，可以获得适中的转速和转矩，适用于在正常路面行驶；(2)本专利技术中利用行星齿轮减速功率分流原理，使每个齿轮所承载负荷较小，相应的齿轮模数就可较小。可使结构体积小，重量轻，结构紧凑，承载能力高，有利于车辆轻量化。同时利用行星齿轮传动运动平稳、抗振和抗冲击力比较强特性，可使车辆运动可靠；(3)本专利技术通过路况识别模块，采用多种方法同时获取当前路况信息；通过工况选择模块，判断选择与之相匹配的工况信息；并通过控制器发出控制第一电磁离合器、第二电磁离合器的工作状态的控制信号，实现在不同工况模式下自动切换，使电动拖拉机可以根据环境变化自动调整工作模式，合理进行能源分配利用，减少车辆磨损，自动化程度高，可控性强。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种自动变速电动拖拉机轮边驱动装置的剖面结构示意图；图2是图1的立体结构爆炸图；图3是图1中的第一电磁离合器的立体结构示意图；图4是图1中的第二电磁离合器的立体结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种自动变速电动拖拉机轮边驱动系统的控制流程图；图6是图5中的路况识别模块的工作流程图；图7是图6中的状态观测器采用的单轮动力学模型；图8是图6中的状态观测器采用的二自由度车辆运动模型。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例一：如图1、图2所示，一种电动拖拉机轮边驱动装置，包括高速级行星齿轮机构、低速级行星齿轮机构、第一电磁离合器和第二电磁离合器；电机转子2的输出端与高速级行星齿轮机构的第一太阳轮3通过平键传动连接，高速级行星齿轮机构的第一行星架7与低速级行星齿轮机构的第二太阳轮8通过平键传动连接；第二太阳轮8与多个第二行星轮9分别啮合，多个第二行星轮9分别与第二内齿圈10啮合，第二内齿圈10上打有螺钉孔，第二内齿圈10通过螺钉与输出轮毂14固定连接，第二行星轮9的数量视具体减速要求确定；每个第二行星轮9通过一个第二行星轴11分别与第二行星轮连接盘13、第一套筒连接盘23和第二套筒连接盘30传动连接，第二行星轴11上装有挡圈，第二行星轴11通过挡圈与第二行星轮连接盘13连接；第一电磁离合器包括固定在第一离合器固定架16上的第一离合器组件17，第一离合器组件17上安装有第一主动摩擦片18，与第一主动摩擦片相配合的第一从动摩擦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动拖拉机轮边驱动装置，其特征是，包括高速级行星齿轮机构、低速级行星齿轮机构、第一电磁离合器和第二电磁离合器；电机转子（2）的输出端与所述高速级行星齿轮机构的第一太阳轮（3）传动连接，所述高速级行星齿轮机构的第一行星架（7）与所述低速级行星齿轮机构的第二太阳轮（8）传动连接；所述第二太阳轮（8）与多个第二行星轮（9）分别啮合，多个所述第二行星轮（9）分别与第二内齿圈（10）啮合，所述第二内齿圈（10）与输出轮毂（14）固定连接；每个所述第二行星轮（9）通过一个第二行星轴（11）分别与第二行星轮连接盘（13）、第一套筒连接盘（23）和第二套筒连接盘（30）传动连接；/n所述第一电磁离合器包括固定在第一离合器固定架（16）上的第一离合器组件（17），所述第一离合器组件（17）上安装有第一主动摩擦片（18），与所述第一主动摩擦片相配合的第一从动摩擦片（19）、第一蝶形弹簧（20）和第一衔铁（21）安装在第一离合器套筒（22）内，所述第一离合器套筒（22）固定在第一套筒连接盘（23）上；/n所述第二电磁离合器包括固定在所述第一行星架（7）上的第二离合器组件（24），所述第二离合器组件（24）上安装有第二主动摩擦片（25），与所述第二主动摩擦片相配合的第二从动摩擦片（26）、第二蝶形弹簧（27）和第二衔铁（28）安装在第二离合器套筒（29）内，所述第二离合器套筒（29）固定在所述第二套筒连接盘（30）上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电动拖拉机轮边驱动装置，其特征是，包括高速级行星齿轮机构、低速级行星齿轮机构、第一电磁离合器和第二电磁离合器；电机转子（2）的输出端与所述高速级行星齿轮机构的第一太阳轮（3）传动连接，所述高速级行星齿轮机构的第一行星架（7）与所述低速级行星齿轮机构的第二太阳轮（8）传动连接；所述第二太阳轮（8）与多个第二行星轮（9）分别啮合，多个所述第二行星轮（9）分别与第二内齿圈（10）啮合，所述第二内齿圈（10）与输出轮毂（14）固定连接；每个所述第二行星轮（9）通过一个第二行星轴（11）分别与第二行星轮连接盘（13）、第一套筒连接盘（23）和第二套筒连接盘（30）传动连接；
所述第一电磁离合器包括固定在第一离合器固定架（16）上的第一离合器组件（17），所述第一离合器组件（17）上安装有第一主动摩擦片（18），与所述第一主动摩擦片相配合的第一从动摩擦片（19）、第一蝶形弹簧（20）和第一衔铁（21）安装在第一离合器套筒（22）内，所述第一离合器套筒（22）固定在第一套筒连接盘（23）上；
所述第二电磁离合器包括固定在所述第一行星架（7）上的第二离合器组件（24），所述第二离合器组件（24）上安装有第二主动摩擦片（25），与所述第二主动摩擦片相配合的第二从动摩擦片（26）、第二蝶形弹簧（27）和第二衔铁（28）安装在第二离合器套筒（29）内，所述第二离合器套筒（29）固定在所述第二套筒连接盘（30）上。


2.根据权利要求1所述的电动拖拉机轮边驱动装置，其特征是，所述高速级行星齿轮机构包括第一太阳轮（3），所述第一太阳轮（3）与电机转子（2）的输出端传动连接，多个第一行星轮（4）分别与所述第一太阳轮（3）和第一内齿圈（5）啮合，所述第一内齿圈（5）与第一内齿圈固定架（15）固定连接；每个所述第一行星轮（4）通过一个第一行星轮轴（6）与第一行星架（7）传动连接；电机定子（1）与第一内齿圈固定架（15）固定连接。


3.根据权利要求1所述的电动拖拉机轮边驱动装置，其特征是，所述第一离合器固定架（16）与所述高速级行星齿轮机构的第一内齿圈固定架（15）固定连接。


4.根据权利要求1所述的电动拖拉机轮边驱动装置，其特征是，所述第一套筒连接盘（...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑恩来，申涛，章永年，薛金林，高辉松，林相泽，朱跃，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32