一种离合踏板辅助操纵机构及其辅助换挡使用方法与流程

本发明属于农机技术领域，根据体来说，涉及一种离合踏板辅助操纵机构及其辅助换挡使用方法。

背景技术：

目前农业用拖拉机主要手动换挡机型，在农业生产活动中，由于拖拉机驾驶条件环境恶劣，且工作时间集中，离合器踏板操作力普遍大于110n，驾驶员长时间频繁脚踩离合踏板过程中，极大的增加了驾驶员疲劳。目前已有的踏板辅助机构，只是起到减小踏板操纵阻力的作用，没有将脚部完全解放，且踏板阻力过大、过小都容易加速驾驶员疲劳产生。

且现有的踏板辅助机构，无法实现换挡过程通过挂挡杆上的控制按钮实现踏板操纵控制，且缺乏拟人化的踏板控制系统，现有的踏板辅助机构主要应用于汽车领域，如液压助力和气压助力，其工作环境要求较高，而在农业耕作条件复杂、恶劣的情况下，需要不断维护，成本较高。另外液压机构对温度较敏感，温度的变化会影响其工作的稳定性。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决现有技术中一些农机和重机械离合器难踩踏的问题，提供一种离合踏板辅助操纵机构及其辅助换挡使用方法，具有电气控制离合器分离与联动状态的功能，去掉了传统离合器操作的踩踏方式，操作简便快捷又省力。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种离合踏板辅助操纵机构，包括驱动模块、执行模块和控制模块，控制模块与驱动模块和执行模块均电性连接；

控制模块包括ecu和电机控制器，ecu与电机控制器电性连接；

驱动模块包括转角传感器和控制按钮，控制按钮安装于换挡杆上，控制按钮与转角传感器连接，转角传感器与ecu电性连接；

执行模块包括电机、减速器、电机与减速器输入轴转动连接，减速器输出轴与离合踏板的转动轴转动连接，电机控制器与电机电性连接，电机和减速器通过支架与驾驶室底板螺栓连接。

优选的，电机、减速器和电机控制器共设于同一盒体内，减速器的输出轴穿过盒体与离合踏板的转动轴转动连接。

优选的，电机的转动轴转动角度与控制按钮的行程成正比。

优选的，转角传感器安装于离合踏板转动轴上，控制按钮均设于换挡杆的末端。

优选的，控制按钮底部与换挡杆固定连接，控制按钮一侧设有回位弹簧与换挡杆弹性连接。

优选的，控制按钮行程与车辆行走状态相关联，将按钮行程分为：离合分离、离合半联动、离合联动状态。

一种离合踏板辅助操纵机构的辅助换挡使用方法，使用方法为按压控制按钮，控制按钮根据按下的行程量发送特定的角度信号给ecu，ecu传递电信号给电机控制器，电机控制器控制电机转动进而带动减速器转动，减速器控制离合踏板的转动轴转动实现离合功能。

优选的，按钮完全按下时，离合为分离状态，驾驶员可以操作换挡；按钮没有按下时，离合为联动状态，车辆正常行驶；按钮按下一半时，离合为半联动状态，用于控制车辆起步行走。

优选的，使用方法包括以下步骤：

s100、启动，按压控制按钮传递转角信号给ecu；

s200、驱动，ecu将角度信息进行加工处理进一步传递给电机控制器，电机控制器驱动电机转动；

s300、分离，电机带动减速器转动，减速机进一步带动离合踏板的转动轴转动进行离合器分离；

s400、换挡，保持控制按钮的按压状态，进行换挡操作；

s500、联合，解除控制按钮的按压，电机空转，离合踏板复位，离合器联动。

优选的，步骤s300分离的具体方法为电机转动传递给减速器，减速器将转速减小带动离合踏板的转动轴转动，离合器分离。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种离合踏板辅助操纵机构，包括驱动模块、执行模块和控制模块，控制模块与驱动模块和执行模块均电性连接；

控制模块包括ecu和电机控制器，ecu与电机控制器电性连接；

驱动模块包括转角传感器和控制按钮，控制按钮安装于换挡杆上，控制按钮与转角传感器连接，转角传感器与ecu电性连接；

执行模块包括电机、减速器、电机与减速器输入轴转动连接，减速器输出轴与离合踏板的转动轴转动连接，电机控制器与电机电性连接，电机和减速器通过支架与驾驶室底板螺栓连接，本设计的离合踏板辅助操纵机构既可以单独安装在车内也可以在已经投产面世的车上进行附加安装，此机构用电气控制代替了传统的踩踏操作，减少了操作人员的工作量，同时更加便捷的操作也使得在进行离合功能时更加方便迅速。

(2)本发明的一种离合踏板辅助操纵机构，电机、减速器和电机控制器共设于同一盒体内，减速器的输出轴穿过盒体与离合踏板的转动轴转动连接，此设计将电机。减速器和电机共设在一个盒内，使得在安装与维修时更加方便，同时也避免了这三个器械被污染或者损坏的状况。

(3)本发明的一种离合踏板辅助操纵机构，电机的转动轴转动角度与控制按钮的行程成正比，此设计使得在进行离合操作时可以调节电机的转动时间来控制离合器的离合状态，操作简便易懂。

(4)本发明的一种离合踏板辅助操纵机构的辅助换挡使用方法，使用方法为ecu传递电信号给电机控制器，电机控制器控制电机转动进而带动减速器转动，减速器控制离合踏板的转动轴转动实现离合功能，此方法具有电气控制离合器分离与联动状态的功能，去掉了传统离合器操作的踩踏方式，操作简便快捷又省力。

附图说明

图1为本发明的一种离合踏板辅助操纵机构的离合踏板结构示意图；

图2为本发明的一种离合踏板辅助操纵机构的整体结构图；

图3为本发明的一种离合踏板辅助操纵机构的换挡杆结构示意图；

图4为本发明的一种离合踏板辅助操纵机构的控制流程示意图；

图5为本发明的一种离合踏板辅助操纵机构的辅助换挡使用方法流程图。

示意图中的标号说明：

100、驱动模块；110、转角传感器；120、控制按钮；

200、执行模块；210、电机；220、减速器；

300、控制模块；310、ecu；320、电机控制器；

400、离合踏板；

500、换挡杆；

600、回位弹簧。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

参照附图1、图2、图3和图4所示，本实施例的一种离合踏板辅助操纵机构，包括驱动模块100、执行模块200和控制模块300，控制模块300与驱动模块100和执行模块200均电性连接；

控制模块300包括ecu310和电机控制器320，ecu310与电机控制器320电性连接；

驱动模块100包括转角传感器110和控制按钮120，控制按钮120安装于换挡杆500上，控制按钮120与转角传感器110连接，转角传感器110与ecu310电性连接；

执行模块200包括电机210、减速器220、电机210与减速器220输入轴转动连接，减速器220输出轴与离合踏板400的转动轴转动连接，电机控制器320与电机210电性连接，电机210和减速器220通过支架与驾驶室底板螺栓连接，如果不采用此设计的辅助操纵机构而采用传统的踩踏方式，踏板阻力过大或者过小都容易加速驾驶员疲劳的产生，具有一定的危险性，而本设计的辅助操纵机构采用电气控制，可以减少驾驶员踩踏这一环节，使得驾驶员的架势更加便捷，整个驾驶的过程更加轻松，同时该机构还可以后期安装在已经面世的车上，进一步提升整车的操纵性能。

本实施例的电机210、减速器220和电机控制器320共设于同一盒体内，减速器220的输出轴穿过盒体与离合踏板400的转动轴转动连接，如果不将电机210、减速器220和电机210设在一个盒内，这三个器械暴露在空气中容易受到污染和损坏，而将这三个器械设在同一个盒内，即方便对这三个器械进行维护同时也避免了污染和损坏。

本实施例的电机210的转动轴转动角度与控制按钮120的行程成正比，如果转动轴转动时间与控制按钮120转动角度不成正比，驾驶员在操作时，无法通过自身操作的程度来控制离合器离合状态，而采用了此正比设定，使得驾驶员在操作时通过手上的转动角度变化即可知悉离合器离合状态，便于操作。

本实施例的转角传感器110安装于离合踏板400转动轴上，控制按钮120均设于换挡杆500的末端，如果控制按钮120不设在换挡杆500的末端，整个机构的操作性能降低，驾驶员的操作难度增加，而设在末端即可便于驾驶员操作。

本实施例的控制按钮120底部与换挡杆500固定连接，控制按钮120一侧设有回位弹簧600与换挡杆500弹性连接，如果不设置回味弹簧，在一次离合操作后还需要驾驶员手动回位，增加了驾驶员的操作步骤，同时也不够方便，而设置了回位弹簧600，驾驶员在进行一次离合操作后松开手整个控制按钮120即可回位，方便操作。

本实施例的控制按钮120行程与车辆行走状态相关联，将按钮行程分为：离合分离、离合半联动、离合联动状态。

实施例2

参照附图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的一种离合踏板辅助操纵机构的辅助换挡使用方法，使用方法为按压控制按钮120，控制按钮120根据按下的行程量发送特定的角度信号给ecu310，ecu310传递电信号给电机控制器320，电机控制器320控制电机210转动进而带动减速器220转动，减速器220控制离合踏板400的转动轴转动实现离合功能。

本实施例的按钮完全按下时，离合为分离状态，驾驶员可以操作换挡；按钮没有按下时，离合为联动状态，车辆正常行驶；按钮按下一半时，离合为半联动状态，用于控制车辆起步行走。

本实施例的使用方法包括以下步骤：

s100、启动，按压控制按钮120传递转角信号给ecu310；

s200、驱动，ecu310将角度信息进行加工处理进一步传递给电机控制器320，电机控制器320驱动电机210转动；

s300、分离，电机210带动减速器220转动，减速机进一步带动离合踏板400的转动轴转动进行离合器分离；

s400、换挡，保持控制按钮120的按压状态，进行换挡操作；

s500、联合，解除控制按钮120的按压，电机210空转，离合踏板400复位，离合器联动。

本实施例的步骤s300分离的具体方法为电机210转动传递给减速器220，减速器220将转速减小带动离合踏板400的转动轴转动，离合器分离，采用此设计的机构和方法进行离合操作，解放了驾驶员的脚部，降低了离合操作的难度，该装置操作简便，效果好。

以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。