CN113062967A - 一种无人驾驶工程机械的推杆驱动装置 - Google Patents

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苏晓聪
陈珏璇
祝浪
胡守俊
华登科
张俊
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Abstract

本发明提供了一种无人驾驶工程机械的推杆驱动装置，所述装置包括电机、减速机、小锥齿轮、大锥齿轮和活动摆臂，所述电机的输出端与减速机固定连接，所述减速机的输出端与小锥齿轮固定连接，所述小锥齿轮与大锥齿轮啮合，所述大锥齿轮与所述活动摆臂固定连接，所述活动摆臂上设置有用于卡住所述推杆的卡扣组件。该装置能实现无人驾驶和有人驾驶模式的切换，且在无人驾驶模式下，能实现电机到推杆的传动过程，通过控制电机的通电及转向，就能实现对推杆摆动的控制。

Description

一种无人驾驶工程机械的推杆驱动装置
技术领域
本发明涉及工程机械的自动驾驶技术领域，尤其涉及一种无人驾驶工程机械的推杆驱动装置。
背景技术
对于大型的基建项目，批量无人驾驶工程机械能够实现集群化作业，提高作业精度，有效加快施工速度，节省较大的人力成本。比如驾驶挖掘机，推土机，压路机，自卸车等工程机械已经慢慢步入无人驾驶时代。
无人驾驶工程机械的前后推杆的控制性能是衡量整个自动驾驶***的重要指标，目前还没有无人驾驶前后推杆控制的标准。因此，迫切需要一种驱动装置代替人手推动前后推杆，并适用于不同工程机械的自动驾驶前后推杆控制的改装方案。而且，由于无人驾驶技术尚未完全成熟，在很多工况下还不能够实现完全自主的无人驾驶，因此无人驾驶和有人驾驶状态下的驱动切换装置就十分必要。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种无人驾驶工程机械的推杆驱动装置，能实现无人驾驶和有人驾驶模式的切换，且在无人驾驶模式下，能实现对推杆摆动的控制。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种无人驾驶工程机械的推杆驱动装置，包括用于控制车辆前进后退的推杆，所述装置还包括电机、减速机、小锥齿轮、大锥齿轮和活动摆臂，所述电机的输出端与减速机固定连接，所述减速机的输出端与小锥齿轮固定连接，所述小锥齿轮与大锥齿轮啮合，所述大锥齿轮与所述活动摆臂固定连接，所述活动摆臂上设置有用于卡住所述推杆的卡扣组件。
优选的，所述卡扣组件包括固定连接在所述活动摆臂上的方形限位槽，所述方形限位槽内插设有可移动的U型抽拉块，所述方形限位槽上还设置有用于固定U型抽拉块的紧定螺钉。
优选的，所述装置包括两个用于限制所述推杆摆动幅度的限位开关，所述两个限位开关分别设置于活动摆臂的两侧。
优选的，所述电机和减速机设置于电机上壳和电机底壳组成的电机箱内，所述小锥齿轮和大锥齿轮设置于齿轮箱上壳和齿轮箱底壳组成的齿轮箱内；更加优选的，所述电机箱和齿轮箱连接在固定座上。
本发明的优点为：1)该装置利用机械结构、金属材质；故使用寿命长，不易损坏，结构牢固稳定；2)不影响原工程机械的内部结构及电路，也不需要拆卸原工程机械，可以直接加装，操作方便；3)使用时固定在推杆附近底盘上，与工程机械成为一体，在工程机械运动过程中摇晃幅度小，抗震能力强；4)适用多种工程机械，使用推杆扭矩范围大；5)成本低，可批量生产。
附图说明
图1为本发明中推杆驱动装置的使用示意图；
图2为本发明中推杆驱动装置的***结构示意图；
图中：1-推杆，2-推杆旋转中心轴，3-推杆基座，4-活动摆臂，5-紧定螺钉， 6-U型抽拉块，7-限位开关，8-齿轮箱上壳，9-大锥齿轮，10-小锥齿轮，11-齿轮箱底壳，12-电机上壳，13-电机，14-减速机，15-电机底壳，16-固定座，17-壳体连接片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明进一步详细说明。但此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1～2所示，一种无人驾驶工程机械的推杆驱动装置，包括推杆1、电机 13、减速机14、小锥齿轮10、大锥齿轮9和活动摆臂4。推杆1连接在工程机械的推杆基座3上并能以推杆旋转中心轴2为支点进行前后位移，从而控制工程机械的前进后退。
电机13与减速机14通过螺钉及螺丝固定为一个整体，并设置于电机上壳 12和电机底壳15组成的电机箱内；电机13连接有控制器，控制器会受到传感器及限位开关等触发情况，从而控制电机13的工作情况；减速机14的输出端与小锥齿轮10通过螺钉固定连接在一起，小锥齿轮10与大锥齿轮9啮合，大锥齿轮9与小锥齿轮10设置于齿轮箱上壳8与齿轮箱底壳11组成的齿轮箱内；在具体的实施例中，减速机的传动比为1:20，两个锥齿轮的传动比为1:3，整个装置的传动比为1:60。
大锥齿轮9与活动摆臂4的底端固定连接，活动摆臂4的顶端设有方形限位槽，方形限位槽内插设有U型抽拉块6，U型抽拉块6可在方形限位槽内移动，方形限位槽上还设置有用于固定U型抽拉块6的紧定螺钉5，具体的，紧定螺钉 5可为手拧紧定螺钉。电机箱和齿轮箱之间采用壳体连接片17连接在一起，电机箱和齿轮箱固定连接在固定座16上。
在齿轮箱上壳8的外壁上设置两个限位开关7，且限位开关7分布在活动摆臂4的两侧，实现对推杆1前后摆动幅度的限制。其原理为：当活动摆臂4摆动至极限角度时，一侧会按压触发限位开关7，限位开关7将信号传递给控制器，控制器在控制电机13的停止与反转情况。
使用时，将此装置安装在推杆的侧面。当处于自动驾驶模式时，将U型抽拉块6对准推杆1并推动U型抽拉块6，直至U型抽拉块6的U型槽完全卡住推杆1，再用紧定螺钉5固定U型抽拉块6的位置，实现电机13到推杆1的整个传动连动过程，此时控制电机13的通电及转向，就可以控制推杆1的前后摆动，以此实现自动控制模式。当处于有人驾驶模式时，先松开紧定螺钉5，再将 U型抽拉块6抽出方形限位槽，直至推杆1退出U型抽拉块6的U型槽，再将紧定螺钉5拧紧限位，实现电机13与推杆1的分离过程，此时人手操作前后推杆，不会受到电机、减速机和齿轮箱等阻力影响。
应当理解的是，说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该发明，而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对于本发明所做的等价置换等修改均认为是落入该发明权利要求书所保护范围内。

Claims (5)

1.一种无人驾驶工程机械的推杆驱动装置，包括用于控制车辆前进后退的推杆(1)，其特征在于，所述装置还包括电机(13)、减速机(14)、小锥齿轮(10)、大锥齿轮(9)和活动摆臂(4)，所述电机(13)的输出端与减速机(14)固定连接，所述减速机(14)的输出端与小锥齿轮(10)固定连接，所述小锥齿轮(10)与大锥齿轮(9)啮合，所述大锥齿轮(9)与所述活动摆臂(4)固定连接，所述活动摆臂(4)上设置有用于卡住所述推杆(1)的卡扣组件。
2.根据权利要求1所述的推杆驱动装置，其特征在于，所述卡扣组件包括固定连接在所述活动摆臂(4)上的方形限位槽，所述方形限位槽内插设有可移动的U型抽拉块(6)，所述方形限位槽上还设置有用于固定U型抽拉块(6)的紧定螺钉(5)。
3.根据权利要求1所述的推杆驱动装置，其特征在于，所述装置还包括两个用于限制所述推杆(1)摆动幅度的限位开关(7)，所述两个限位开关(7)分别设置于所述活动摆臂(4)的两侧。
4.根据权利要求1所述的推杆驱动装置，其特征在于，所述电机(13)和减速机(14)设置于电机上壳(12)和电机底壳(15)组成的电机箱内，所述小锥齿轮(10)和大锥齿轮(9)设置于齿轮箱上壳(8)和齿轮箱底壳(11)组成的齿轮箱内。
5.根据权利要求4所述的推杆驱动装置，其特征在于，所述电机箱和齿轮箱连接在固定座(16)上。
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