专利名称：一种转向装置及其转向动力传输机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种转向系统，特别是一种可在自动控制和人工控制模式中切换 的用于移动式农业机械的转向装置及其转向动力传输机构。
背景技术：
移动式农业机械在田间作业时，大多需要按照一定的路线或对行行驶，由于受到 地形、地表的限制，农田土壤表面高低起伏、软硬不均，移动式农业机械行走时，会产生打滑 与下陷，且农业机械大多数在野外露天作业，生产环境恶劣、条件艰苦，驾驶人员长时间按 照既定路线跟踪驾驶，劳动强度大，也很难保证作业精度和质量，从而影响作物产量的提 高。农业机械实现精确的转向自动控制，将减轻驾驶人员的劳动强度，保证作业精度并有效 提高生产效率。为实现转向系统的自动控制，需采用电动控制。目前使用最多的是自动转向方式 一般采用两种方式，一种是电液控制，如美国伊利诺斯州立大学的电液转向系统由液压油 缸、液压泵、比例方向控制阀和转向控制器等组成，再如申请号为“200880101842. 9”，名称 为“转向系统”的中国发明专利申请，公开的一种转向系统，具备根据在操作转向盘时从转 向马达供给的先导流量进行切换动作的切换阀，通过该切换阀对工作缸促动器进行压力油 供给控制，由此按照转向盘的操作使车辆转向，其采用元器件较多，所需空间大。另一种是 电机驱动控制，如日本的国家农业研究中心公开的一转向装置即采用电机带动同步齿形带 驱动转向轴，再如华南农业大学所公开的一转向装置为采用摩擦轮驱动方向盘等，以上结 构占用空间也较大，而且传动效率相对较低，同时会影响控制效果。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种整体结构紧凑、体积小、运转平稳的 可在自动控制和人工控制模式中切换的用于移动式农业机械的转向装置及其转向动力传 输机构。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种转向动力传输机构，用于移动式农业 机械，设置在机动车辆的转向轴与转向机构之间，其中，所述转向动力传输机构包括动力部 件及动力传输部件，所述动力部件与所述动力传输部件连接，所述动力传输部件与所述转 向轴连接。上述的转向动力传输机构，其中，所述动力传输部件包括离合齿轮箱及设置在所 述离合齿轮箱内的齿轮传动部件及离合控制部件，所述齿轮传动部件与所述动力部件连 接，所述离合控制部件与所述转向轴连接，所述离合控制部件相对所述齿轮传动部件具有 一接通位置及一断开位置。上述的转向动力传输机构，其中，所述离合控制部件包括定位部件、操作部件、工 作部件及复位部件，所述操作部件分别与所述定位部件及所述工作部件连接，所述复位部 件与所述工作部件连接。[0008]上述的转向动力传输机构，其中，所述操作部件包括离合控制杆、离合控制杆回转轴及连动板，所述离合控制杆回转轴的两端分别与所述离合控制杆及所述连动板连接。上述的转向动力传输机构，其中，所述工作部件包括牙嵌式滑套、拔叉回转轴及安 装在所述拨叉回转轴上的拨叉，所述拨叉回转轴与所述连动板连接，所述牙嵌式滑套上设 置有凹槽，所述拨叉上设置有与所述凹槽适配的拨指，所述拨指嵌在所述凹槽中。上述的转向动力传输机构，其中，所述定位部件包括钢球定位座、钢球、弹簧固定 座及安装在所述弹簧固定座内的定位弹簧，所述弹簧固定座安装在所述离合控制杆上，所 述钢球定位座设置在所述离合齿轮箱上，所述钢球通过所述定位弹簧抵靠在所述钢球定位 座上，所述钢球定位座上设置有用于所述钢球定位的凹坑。上述的转向动力传输机构，其中，所述凹坑包括分别对应自动控制模式与手动控 制模式的两个凹坑。上述的转向动力传输机构，其中，所述复位部件包括弹簧挡座及复位弹簧，所述弹 簧挡座及所述复位弹簧均套装在所述转向轴上，所述弹簧挡座上设置有用于安装轴承的弹 簧挡座凸台，所述复位弹簧两端分别抵靠在所述弹簧挡座及所述牙嵌式滑套上。上述的转向动力传输机构，其中，所述齿轮传动部件包括互相啮合的主动齿轮和 输出齿轮，所述主动齿轮与所述动力部件的动力输出轴连接，所述输出齿轮套装在所述转 向轴上，所述输出齿轮与所述牙嵌式滑套接合的一端设置有与所述牙嵌式滑套适配的输出 齿轮牙嵌，所述输出齿轮的另一端设置有用于安装轴承的输出齿轮凸台，所述转向轴分别 通过套装在所述输出齿轮凸台及所述弹簧挡座凸台上的轴承支撑。为了更好地实现上述目的，本实用新型还提供了一种转向装置，用于移动式农业 机械，包括方向盘、转向轴、转向动力传输机构、转向机构及转向轮，所述方向盘与所述转向 轴的一端连接，所述转向机构分别与所述转向轴的另一端及所述转向轮连接，所述转向动 力传输机构设置在所述转向轴与所述转向机构之间，其中，所述转向动力传输机构为上述 的转向动力传输机构。本实用新型的有益功效在于本实用新型整体结构紧凑、体积小、运转平稳，可实 现转向系统的自动控制，并可在自动控制和人工控制模式中切换。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型 的限定。
图1为本实用新型的转向装置立体结构示意图；图2为本实用新型的转向动力传输机构的结构示意图；图3为图2的剖视图；图4为本实用新型一实施例的拨叉结构示意图；图5为图2的A-A剖视图；图6为图5所示钢球定位座的B向视图；图7为本实用新型的转向控制框图。其中，附图标记1方向盘[0026]2 转向轴3 转向动力传输机构31动力部件311动力输出轴312电动机32动力传输部件321离合齿轮箱3211齿轮箱上盖3212下齿轮箱322齿轮传动部件3221主动齿轮3222输出齿轮3223输出齿轮凸台323离合控制部件3231定位部件32311钢球定位座32312钢球32313弹簧固定座32314定位弹簧32315凹坑3232操作部件32321离合控制杆32322离合控制杆回转轴32323连动板32324销轴3233工作部件32331牙嵌式滑套32332凹槽32333拨叉回转轴32334拨叉32335拨指3234复位部件32341弹簧挡座32342复位弹簧32343 弹簧挡座凸台33轴承4转向机构5转向轮6控制器[0065] 7角度传感器8电动机驱动器
具体实施方式
以下结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述参见图1，图1为本实用新型的转向装置立体结构示意图。本实用新型的转向装 置，主要用于移动式农业机械的转向系统，也可应用于其他机动车辆的转向系统中。包括方 向盘1、转向轴2、转向动力传输机构3、转向机构4及转向轮5，所述方向盘1与所述转向轴 2的一端连接，所述转向机构4分别与所述转向轴2的另一端及所述转向轮5连接，所述转 向动力传输机构3设置在所述转向轴2与所述转向机构4之间，该转向装置的整体结构紧 凑、体积小、运转平稳，可实现转向系统的自动控制，并可在自动控制和人工控制模式中切 换。因其他部分的结构及其连接关系均为较成熟的现有技术，在此不作赘述。下面仅对转 向动力传输机构3予以详细说明。参见图2及图3，图2为本实用新型的转向动力传输机构的结构示意图，图3为图 2的剖视图。转向动力传输机构3，设置在机动车辆的转向轴2与转向机构4之间，所述转 向动力传输机构3包括动力部件31及动力传输部件32，所述动力部件31与所述动力传输 部件32连接，所述动力传输部件32与所述转向轴2连接。动力部件31可为电动机312等 现有技术中常用的动力装置，电动机312固定在离合齿轮箱321的下齿轮箱3212上，本实 施例中优选为伺服电机，伺服电机有配套的电动机驱动器8。电动机驱动器8根据控制信号 控制电动机312的转动速度和方向。所述动力传输部件32包括离合齿轮箱321及设置在所述离合齿轮箱321内的齿 轮传动部件322及离合控制部件323，所述齿轮传动部件322与所述动力部件31连接，所 述离合控制部件323与所述转向轴2连接，所述离合控制部件323相对所述齿轮传动部件 322具有一接通位置及一断开位置。参见图4、图5及图6，图4为本实用新型一实施例的拨叉结构示意图，图5为图2 的A-A剖视图，图6为图5所示钢球定位座的B向视图。所述离合控制部件323包括定位 部件3231、操作部件3232、工作部件3233及复位部件3234，所述操作部件3232分别与所 述定位部件3231及所述工作部件3233连接，所述复位部件3234与所述工作部件3233连 接。所述操作部件3232包括离合控制杆32321、离合控制杆回转轴32322及连动板32323， 所述离合控制杆回转轴32322的两端分别与所述离合控制杆32321及所述连动板32323 连接。所述工作部件3233包括牙嵌式滑套32331、拨叉回转轴32333及安装在所述拨叉回 转轴32333上的拨叉32334，所述拨叉回转轴32333与所述连动板32323连接，所述牙嵌式 滑套32331上设置有凹槽32332，所述拨叉32334上设置有与所述凹槽32332适配的拨指 32335 (参见图4)，所述拨指32335嵌于所述凹槽32332内。离合控制杆回转轴32322、拨叉 回转轴32333装在离合齿轮箱321的齿轮箱上盖3211上，连动板32323优选为一焊合件， 装在离合控制杆回转轴32322上，随离合控制杆回转轴32322转动，拨叉32334与连动板 32323通过销轴32324相连。牙嵌式滑套32331为牙嵌式牙嵌式滑套，牙嵌式滑套32331的 端面与输出齿轮3222的相应端面上有互相适配的牙嵌。所述定位部件3231包括钢球定位座32311、钢球32312、弹簧固定座32313及安装在所述弹簧固定座32313内的定位弹簧32314，所述弹簧固定座32313安装在所述离合控制 杆32321上，所述钢球定位座32311设置在所述离合齿轮箱321上，所述钢球32312通过所 述定位弹簧32314抵靠在所述钢球定位座32311上，所述钢球定位座32311上设置有用于 所述钢球32312定位的凹坑32315。所述凹坑32315为两个，分别用于自动控制模式或人工 控制模式的定位(参见图6)。所述定位弹簧32314优选压缩弹簧。所述复位部件3234包括弹簧挡座32341及复位弹簧32342，所述弹簧挡座32341 及所述复位弹簧32342均套装在所述转向轴2上，所述弹簧挡座32341上设置有用于安装 轴承33的弹簧挡座凸台32343，所述复位弹簧32342两端分别抵靠在所述弹簧挡座32341 及所述牙嵌式滑套32331上。所述复位弹簧32342优选压缩弹簧。 所述齿轮传动部件322包括互相啮合的主动齿轮3221和输出齿轮3222，所述主 动齿轮3221与所述动力部件31的动力输出轴311连接，所述输出齿轮3222套装在所述转 向轴2上，所述输出齿轮3222与所述牙嵌式滑套32331接合的一端设置有与所述牙嵌式滑 套32331适配的输出齿轮牙嵌，所述输出齿轮3222的另一端还设置有用于安装轴承33的 输出齿轮凸台3223，所述转向轴2分别通过套装在所述输出齿轮凸台3223及所述弹簧挡座 凸台32343上的轴承33支撑。参见图7，图7为本实用新型的转向控制框图。当本实用新型定位在自动控制模 式时，如图所示，通过角度传感器7检测转向轮5的转向情况，并将检测结果上传到控制器 6，控制器6通过电动机驱动器8驱动本实用新型的动力部件31，本实施例中为电动机312， 本实用新型工作时，离合齿轮箱321中的主动齿轮3221与输出齿轮3222保持啮合状态，主 动齿轮3221与动力输出轴311配合，输出齿轮3222空套在转向轴2上，牙嵌式滑套32331 套在转向轴2上并可与转向轴2 —起转动，离合控制杆回转轴32322、拨叉回转轴32333装 在离合齿轮箱321的齿轮箱上盖3211上，通过操作离合控制杆32321带动拨叉32334拨动 牙嵌式滑套32331上下移动，牙嵌式滑套32331与输出齿轮3222上有互相配合的牙嵌，此 时定位部件3231的钢球32312位于自动控制的凹坑32315中，牙嵌式滑套32331与输出齿 轮3222结合，电动机动力经离合齿轮箱321将动力传输到转向机构4。当本实用新型定位 在手动控制模式时，定位部件3231的钢球32312位于手动控制的凹坑32315中，牙嵌式滑 套32331与输出齿轮3222脱开，电动机与转向机构4间的动力传输切断，可通过手动操作 方向盘1控制转向。两个轴承33的内圈分别套在弹簧挡座凸台32343和输出齿轮凸台3223上，轴承 33的外圈分别嵌于离合齿轮箱321的齿轮箱上盖3211和下齿轮箱3212内，以承受齿轮传 动过程中产生的力。定位弹簧32314和钢球32312装在离合控制杆32321上的弹簧固定座 32313内，离合齿轮箱321的齿轮箱上盖3211上的钢球定位座32311上有两个圆弧形凹坑 32315 (参见图6)，用以定位钢球32312，实现电动机与转向机构间动力接通和断开两个位 置的定位，从而实现自动控制模式与手动控制模式的转换。当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的 情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些 相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求一种转向动力传输机构，用于移动式农业机械，设置在机动车辆的转向轴与转向机构之间，其特征在于，所述转向动力传输机构包括动力部件及动力传输部件，所述动力部件与所述动力传输部件连接，所述动力传输部件与所述转向轴连接。
2.如权利要求1所述的转向动力传输机构，其特征在于，所述动力传输部件包括离合 齿轮箱及设置在所述离合齿轮箱内的齿轮传动部件及离合控制部件，所述齿轮传动部件与 所述动力部件连接，所述离合控制部件与所述转向轴连接，所述离合控制部件相对所述齿 轮传动部件具有一接通位置及一断开位置。
3.如权利要求2所述的转向动力传输机构，其特征在于，所述离合控制部件包括定位 部件、操作部件、工作部件及复位部件，所述操作部件分别与所述定位部件及所述工作部件 连接，所述复位部件与所述工作部件连接。
4.如权利要求3所述的转向动力传输机构，其特征在于，所述操作部件包括离合控制 杆、离合控制杆回转轴及连动板，所述离合控制杆回转轴的两端分别与所述离合控制杆及 所述连动板连接。
5.如权利要求4所述的转向动力传输机构，其特征在于，所述工作部件包括牙嵌式滑 套、拔叉回转轴及安装在所述拨叉回转轴上的拨叉，所述拨叉回转轴与所述连动板连接，所 述牙嵌式滑套上设置有凹槽，所述拨叉上设置有与所述凹槽适配的拨指，所述拨指嵌在所 述凹槽中。
6.如权利要求5所述的转向动力传输机构，其特征在于，所述定位部件包括钢球定位 座、钢球、弹簧固定座及安装在所述弹簧固定座内的定位弹簧，所述弹簧固定座安装在所述 离合控制杆上，所述钢球定位座设置在所述离合齿轮箱上，所述钢球通过所述定位弹簧抵 靠在所述钢球定位座上，所述钢球定位座上设置有用于所述钢球定位的凹坑。
7.如权利要求6所述的转向动力传输机构，其特征在于，所述凹坑包括分别对应自动 控制模式与手动控制模式的两个凹坑。
8.如权利要求3所述的转向动力传输机构，其特征在于，所述复位部件包括弹簧挡座 及复位弹簧，所述弹簧挡座及所述复位弹簧均套装在所述转向轴上，所述弹簧挡座上设置 有用于安装轴承的弹簧挡座凸台，所述复位弹簧两端分别抵靠在所述弹簧挡座及所述牙嵌 式滑套上。
9.如权利要求2所述的转向动力传输机构，其特征在于，所述齿轮传动部件包括互相 啮合的主动齿轮和输出齿轮，所述主动齿轮与所述动力部件的动力输出轴连接，所述输出 齿轮套装在所述转向轴上，所述输出齿轮与所述牙嵌式滑套接合的一端设置有与所述牙嵌 式滑套适配的输出齿轮牙嵌，所述输出齿轮的另一端设置有用于安装轴承的输出齿轮凸 台，所述转向轴分别通过套装在所述输出齿轮凸台及所述弹簧挡座凸台上的轴承支撑。
10.一种转向装置，用于移动式农业机械，包括方向盘、转向轴、转向动力传输机构、转 向机构及转向轮，所述方向盘与所述转向轴的一端连接，所述转向机构分别与所述转向轴 的另一端及所述转向轮连接，所述转向动力传输机构设置在所述转向轴与所述转向机构之 间，其特征在于，所述转向动力传输机构为权利要求1 9中任意一项所述的转向动力传输 机构。
专利摘要一种转向装置及其转向动力传输机构，该转向装置包括方向盘、转向轴、转向动力传输机构、转向机构及转向轮，所述方向盘与所述转向轴的一端连接，所述转向机构分别与所述转向轴的另一端及所述转向轮连接，所述转向动力传输机构设置在所述转向轴与所述转向机构之间，所述转向动力传输机构包括动力部件及动力传输部件，所述动力部件与所述动力传输部件连接，所述动力传输部件与所述转向轴连接。本实用新型整体结构紧凑、体积小、运转平稳，可实现转向系统的自动控制，并可在自动控制和人工控制模式中切换。
文档编号A01B69/06GK201766825SQ2010202959
公开日2011年3月23日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者崔俊伟, 林金天, 颜华, 高希文 申请人:中国农业机械化科学研究院