[發(fā)明專利]水田裝備自適應動力分配系統及方法

有效

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• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112277659B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 張三強;陳正;周敬東;康宏彬;周紅宇;陳源;周明剛;王雷
• 申請（專利權）人: 湖北省農業(yè)機械工程研究設計院
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 李滿

本發(fā)明公開了一種水田裝備自適應動力分配系統，它包括發(fā)動機、離合器、減速器、前橋、后橋、分動箱、差速器，將發(fā)動機的動力通過離合器和減速器傳動到分動箱，分動箱可將動力分配給前后驅動軸，在前橋驅動軸和后橋驅動軸上分別加裝了行程可控的電控摩擦片式離合器，控制前驅動軸和后驅動軸的動力傳遞，分別在四個車輪上加裝一個電控剎車器，其作用是車輪在空轉造成打滑時給其一定的制動力來阻止車輪空轉而出現的打滑情況，提升底盤在復雜水田環(huán)境中的牽引力，保證底盤正常行走。

技術領域

本發(fā)明涉及農用機械技術領域，具體地指一種水田裝備自適應動力分配系統及方法。

背景技術

水田環(huán)境屬于泥水混合環(huán)境，行駛環(huán)境復雜，水田動力裝備在作業(yè)行走過程中容易出現沉陷和打滑的情況。現有的大部分水田動力裝備四輪驅動底盤通過分動箱進行前后橋的動力分配，由于普通分動箱屬于硬連接結構，四輪驅動時前后橋動力分配比為1:1，很難適應水田復雜的行走工況，而汽車工業(yè)中精密復雜的動力分配系統無法適應水田惡劣的泥水工況，且價格昂貴。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是要提供一種水田裝備自適應動力分配系統及方法，本發(fā)明能在底盤出現單輪打滑或多輪打滑時，實現對底盤驅動輪動力的智能分配，增強底盤在水田環(huán)境中的行走能力，降低水田動力裝備的油耗。

為實現此目的，本發(fā)明所設計的水田裝備自適應動力分配系統，它包括發(fā)動機、離合器、減速器、分動箱、前橋驅動軸、后橋驅動軸、前軸差速器和后軸差速器，其特征在于：它還包括前電控摩擦片式離合器、后電控摩擦片式離合器、車輪電控剎車器、車輪轉速傳感器、前驅動軸扭矩傳感器、后驅動軸扭矩傳感器和中央控制單元，其中，發(fā)動機產生的動力能通過離合器傳遞至減速器的輸入端，減速器的輸出端用于將動力傳遞到分動箱，分動箱的前動力輸出軸和后動力輸出軸分別通過前電控摩擦片式離合器和后電控摩擦片式離合器將動力傳遞到前橋驅動軸和后橋驅動軸，前橋驅動軸和后橋驅動軸分別與前軸差速器和后軸差速器連接，前軸差速器用于通過左前輪傳動軸和右前輪傳動軸將動力分別傳遞到左前輪和右前輪，后軸差速器用于通過左后輪傳動軸和右后輪傳動軸，將動力分別傳遞到左后輪和右后輪，所述車輪轉速傳感器用于檢測各個車輪的轉速，前驅動軸扭矩傳感器和后驅動軸扭矩傳感器用于檢測前后橋驅動軸的扭矩，中央控制單元用于根據各個車輪的轉速和前后橋驅動軸的扭矩判斷當前行進狀態(tài)是否出現車輪打滑，并根據是否出現車輪打滑的判斷結果控制前電控摩擦片式離合器、后電控摩擦片式離合器、四個輪子的車輪電控剎車器的工作狀態(tài)實現對各個車輪輸出扭矩的控制。

本發(fā)明的底盤傳動系統機械結構包發(fā)動機、離合器、減速器、前橋、后橋、分動箱、差速器、車輪組成。將發(fā)動機的動力通過離合器和減速器傳動到分動箱，分動箱可將動力分配給前后驅動軸，在前橋驅動軸和后橋驅動軸上分別加裝了行程可控的電控摩擦片式離合器，控制前驅動軸和后驅動軸的動力傳遞，分別在四個車輪上加裝一個電控剎車器，其作用是車輪在空轉造成打滑時給其一定的制動力來阻止車輪空轉而出現的打滑情況，提升底盤在復雜水田環(huán)境中的牽引力，保證底盤正常行走。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明將傳動軸扭矩和四個車輪速度檢測數據進行分析對比，得出行走工況狀態(tài)；動力控制輸出器根據微處理器數據融合計算結果和智能決策方案，對驅動軸和車輪的輸出動力進行調整，輸出動力控制信號；控制執(zhí)行單元由車輪電控剎車器和驅動軸電控離合器組成，接收動力輸出控制器的控制信號，通過車輪上的電控剎車片控制車輪的轉速，調整車輪的扭矩，通過前后傳動軸上的電控摩擦式離合器來控制前后動力扭矩的輸出比例。通過底盤行走過程中，車輪和驅動軸傳感器上采集的工況信息，通過多傳感器融合計算，判斷底盤所處的當前狀態(tài)，自動控制前后驅動軸和車輪的扭矩和轉速，從而達到優(yōu)化動力分配，提高底盤牽引力的效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的底盤自適應動力分配控制系統運行流程圖；

圖3為單輪打滑狀態(tài)下各車輪轉速變化圖；