拖拉机自动驾驶变速机构控制器的研制

拖拉机电控机械式自动变速器电控系统设计研究拖拉机电控机械式自动变速器电控系统设计研究摘要：拖拉机是农业机械中的重要组成部分，而自动变速器又是拖拉机的核心部件之一。

本文通过对拖拉机电控机械式自动变速器电控系统进行设计研究，以提升拖拉机的工作效率和操作便利性。

1. 引言随着农业机械化的不断进步，拖拉机作为农业生产中的主力军，其性能和功能要求也不断提高。

自动变速器作为拖拉机传动系统的核心部件，其效率和可靠性直接影响着拖拉机的工作质量和效率。

因此，设计一套高效、可靠的电控机械式自动变速器电控系统对于提升拖拉机的工作效率和操作便利性至关重要。

2. 变速器电控系统的基本原理拖拉机自动变速器电控系统主要由变速器传感器、控制电路、执行机构和显示装置等组成。

其中，变速器传感器通过获取拖拉机车速、油门开度和制动踏板等参数的信号，并将其转化成电信号。

控制电路接收来自传感器的信号，根据预先设定的控制策略，发出指令给执行机构，实现变速器的自动换挡和换程。

显示装置用于显示拖拉机的车速、挡位和工作状态等信息。

3. 系统设计与开发3.1 变速器传感器设计通过安装车速传感器、油门传感器、制动踏板传感器等设备，准确获取拖拉机的车速、油门开度和制动踏板状态等参数，并将其转化成电信号。

传感器的设计要考虑其耐久性和可靠性，以适应恶劣的工作环境。

3.2 控制电路设计控制电路是电控系统的核心部分，其主要功能是接收传感器的信号，并根据预设的控制策略来控制变速器的换挡和换程。

在设计过程中，需要考虑控制电路的稳定性、可靠性和实用性，确保其能够适应各种工作条件和负荷要求。

3.3 执行机构设计执行机构是控制电路的输出部分，主要负责接收电控系统的指令，并通过电动、气动或液压等方式实现变速器的换挡和换程。

执行机构的设计要考虑其快速响应、稳定可靠，以确保变速器能够准确、迅速地实现自动变速。

3.4 显示装置设计显示装置用于显示拖拉机的车速、挡位和工作状态等信息，便于驾驶员实时掌握拖拉机的运行情况。

拖拉机cvt变速箱原理
连续可变变速器（Continuously Variable Transmission，简称CVT）是一种可以在任意转速范围内以任意速度变速的变速器。

拖拉机的CVT变速箱原理如下：
1. 主轴和从轴：CVT变速箱由两根轴组成，分别是主轴和从轴。

主轴连接发动机，从轴连接传动系统。

2. 带轮和轮带：主轴上安装一个可调节的带轮，从轴上安装一个对应的轮带。

带轮和轮带之间通过金属带连接，形成一个V 形传动带。

3. 油泵和控制阀：CVT变速箱配备一个油泵和一组控制阀。

油泵通过齿轮传动将液压油压力增加，并将其输送到控制阀。

4. 主从轴同步：当液压油压力增加时，控制阀会调整带轮和轮带之间的压紧力，从而改变带轮和轮带之间的传动比例。

这样，主轴和从轴之间就可以实现同步转速。

5. 变速效果：通过改变主轴和从轴之间的传动比例，CVT变
速箱可以实现不同速度的输出。

当传动比例降低时，从轴速度增加；当传动比例增加时，从轴速度降低。

这样，拖拉机可以在不同工作条件下实现最佳的转速和扭矩输出。

6. 液力变矩器：CVT变速箱通常还配备有一个液力变矩器，
用于平滑地传输动力到变速箱。

液力变矩器可以通过液体的静压力和动压力来调节扭矩输出，使得拖拉机在启动和低速行驶时更加平稳。

总的来说，CVT变速箱通过调整带轮和轮带之间的压紧力，
实现了主轴和从轴之间的同步转速和任意传动比变化。

这种变速箱在各种工作条件下都能提供最佳的效率和性能输出。

拖拉机自动驾驶及控制技术刘成强;林连华;徐海港【摘要】为实现拖拉机的自动驾驶和智能控制,满足国内大型机具对动力机械的需求,从智能导航、自动驾驶与操控协同、数据采集及监控自检、智能系统集成等方面开展模块化开发,实现了拖拉机自动行走、自动调头、自动避障、路径智能规划以及智能决策等生产作业功能,且能满足拖拉机复合农田作业的需求.【期刊名称】《农业工程》【年(卷),期】2019(009)004【总页数】5页(P87-91)【关键词】拖拉机;智能;控制;协同【作者】刘成强;林连华;徐海港【作者单位】山东时风[集团]有限责任公司,山东聊城252800;山东省主要农作物机械化生产装备协同创新中心,山东青岛266109;农业部农机动力和收获机械重点试验室,山东聊城252800;山东时风[集团]有限责任公司,山东聊城252800;山东省主要农作物机械化生产装备协同创新中心,山东青岛266109;农业部农机动力和收获机械重点试验室,山东聊城252800;山东时风[集团]有限责任公司,山东聊城252800;山东省主要农作物机械化生产装备协同创新中心,山东青岛266109;农业部农机动力和收获机械重点试验室,山东聊城252800【正文语种】中文【中图分类】S2190 引言随着我国农业结构的调整和农产品市场的国际化，农村土地逐步向集约化经营发展，农业生产模式也逐步规模化、大型化，市场对大型拖拉机的需求不断增加，《中国制造2025》对农业装备提出新要求[1]。

十九大提出的实施乡村振兴战略，就是对农民群众美好生活需要最为真切的呼应。

新农村建设、新型农民不仅需要新型农机，更需要智能农机、智慧农场和智慧合作社[2]。

国外农场无人机运维作业和管理模式，倒逼着我国动力机械的结构升级和自动驾驶技术的升级。

凯斯Magnum无人驾驶概念拖拉机在传统拖拉机基础上，通过配合使用GPS和用于超精准导引和实时记录传输现场数据的最精确卫星校正信号，可实现远程配置、监测及操作设备，在展会上展出的国外高端样机价格昂贵，因地制宜地开发适应中国农村特点的、中国国情的自动驾驶及智能控制拖拉机非常必要，智能控制、数据采集和自动协同等关键技术亟需突破，以推进产业升级[3-6]。

基于智能控制技术的拖拉机自动化驾驶系统设计与实现1.摘要农业生产自动化已经成为现代农业的重要发展趋势，拖拉机自动化驾驶系统作为农业生产自动化的核心技术之一，受到越来越多的关注和研究。

本文提出了一种基于智能控制技术的拖拉机自动化驾驶系统设计与实现方案，该方案包括了拖拉机自动导航、自动行驶、自动拖拉等功能，能够有效地提高农业生产效率和农业生产质量。

本文首先介绍了拖拉机自动化驾驶系统的研究背景和意义，然后详细阐述了该系统的设计思路和实现步骤。

该系统采用了传感器、控制器、导航设备等多种硬件设备，以及智能控制算法和机器学习技术等多种软件技术，通过将这些技术进行有机结合，实现了拖拉机自动导航、自动行驶、自动拖拉等多种功能。

在系统实现过程中，本文重点介绍了拖拉机自动导航算法的设计和实现，该算法基于GPS和惯性导航技术，能够高精度地实现拖拉机的自动导航。

此外，本文还介绍了拖拉机自动行驶算法的设计和实现，该算法通过利用机器学习技术，能够智能地控制拖拉机的速度和方向，实现拖拉机的自动行驶。

实验结果表明，本文所提出的基于智能控制技术的拖拉机自动化驾驶系统具有较高的可靠性和稳定性，能够有效地提高农业生产效率和农业生产质量，具有广阔的应用前景和发展空间。

关键词：智能控制技术；拖拉机自动化驾驶系统；自动导航；自动行驶；自动拖拉2.引言农业是国民经济的基础产业之一，而农业生产自动化已成为现代农业的重要发展趋势。

在农业生产中，拖拉机作为重要的农业机械之一，对于提高农业生产效率和农业生产质量具有重要作用。

然而，传统的拖拉机驾驶方式需要农民花费大量时间和精力进行操作，存在人工操作疲劳、生产效率低下等问题，因此，拖拉机自动化驾驶技术的研究和应用具有重要意义。

近年来，随着智能控制技术的不断发展，拖拉机自动化驾驶技术得到了快速发展。

拖拉机自动化驾驶系统可以利用传感器、控制器、导航设备等多种硬件设备，以及智能控制算法和机器学习技术等多种软件技术，实现拖拉机自动导航、自动行驶、自动拖拉等多种功能，大大提高了农业生产效率和农业生产质量。

拖拉机电控机械式自动变速系统设计摘要：近几年来，我国在农业基础设施中投入的力度不断增加，拖拉机等各种农业机械化设备在农业生产中得到广泛的应用。

伴随科学技术不断发展，拖拉机等农业机械设备工作效率也不断提高，但是和国外发达国家依旧存在较大的差距，需要积极开展关于拖拉机电控机械式自动变速系统的研究，以提高我国拖拉机开发与设计水平。

本文介绍了电控机械式自动变速器工作机理以及构成，同时从硬件与软件两个方面详细介绍拖拉机电控机械式自动变速系统设计方法，为拖拉机设计工作提供参考。

关键词：拖拉机；电控机械式；自动变速系统；设计引言如今，我国农业机械化水平不断提升，农业开始从传统农业向现代化农业方向发展。

期间，现代化农业设备发挥了十分重要的作用[1]。

拖拉机是农业生产中必不可少，且应用广泛的机械设备，承担了农业牵引以及运输等多重任务，主要应用在耕种以及施肥等农业作业之中。

拖拉机向自动化对推动农业向机械自动化方向发展产生不可替代的效果。

一、电控机械式自动变速器工作机理及其构成电控机械式自动变速系统是一种TCU经由对应传感器设备，能够有效收集换挡信息数据、加速踏板信息数据等，据此判断驾驶员实际驾驶意图，并经由发动机变速器与离合器等转化收集的信号，以反映车辆当前的运行状态，还可如实反馈油门操作系统以及离合器与变速器的执行系统等信号，将所有信号传输至TCU 予以存储。

当操作者进行起步或是换挡动作，TCU能够下达对应的控制指令，同时对所有执行机构予以合理控制[2]。

拖拉机内安设电控机械式自动变速设备，能够实现拖拉机运行情况与路面情况以及驾驶员意图的智能化选择，并确保发动机变速器与离合器等各类设备可以实现自动化换挡操作。

拖拉机内电控机械式自动变速系统的关键构成部分TCU可以反馈驾驶员的真实意图，同时实现全部信号的传输以及分析。

不仅如此，TCU能够结合所收集的信息数据分析目前车辆的运行状况，包括油门开合程度、发动机转速以及滑转率等。

2021101新能源无人驾驶拖拉机自动变速电控系统设计周云龙（洛阳职业技术学院汽车与轨道交通学院，河南洛阳471666）摘要：新能源纯电动拖拉机是发展环保绿色农业的重要工具，由于电池和电机技术的不成熟，为了提高电动拖拉机整车的动力性能和经济性能，还需要对变速器进行优化设计。

为此，在电动拖拉机的变速器设计上引入了双离合变速器，并设计了自动变速器的电控系统。

为了使电控系统发挥最佳性能，实现无人驾驶功能，提出了模糊神经网络PIN智能控制算法，并对算法的控制性能进行了验证。

仿真测试结果表明：模糊神经网络算法可以明显提高PID算法的控制精度，对于提高自动变速器的控制精度具有重要的作用。

关键词：电动拖拉机；电控系统；模糊控制；神经网络；无人驾驶中图分类号：S219.02文献标识码：A文章编号：1003-188X（2021）10-0264-050引言电动拖拉机以可再生清洁的电能为动力，克服了传统内燃机拖拉机对农业作业环境的污染，节省了能源。

电动拖拉机牵引电机相对传统内燃机具有较宽的工作范围，且电机低速时恒转矩和高速时恒功率的特性更适合车辆运行需求。

然而，固定速比减速器仅有1个挡位，使得电动拖拉机电机常处在低效率区域，浪费了宝贵的电池能量而使续驶里程减少。

为使电动拖拉机发挥其优越性，并降低电动拖拉机对动力电池和牵引电机的要求，可以采用双离合自动变速器。

如果再引入智能化控制算法，还可以实现电动拖拉机的无人驾驶功能，进而提高拖拉机的作业效率和自动化水平。

1电动拖拉机自动变速器结构原理纯电动拖拉机如果采用手动变速器，在变速过程中需要切断动力来源，会影响拖拉机驾驶的舒适性和操控性;而相对于手动变速，自动变速器会提高拖拉机行驶的舒适性和安全性。

双离合自动变速器不仅具有手动变速器效率高、结构紧凑等优点，还可以避免驾驶过程中动力源的切断，具有无级和液力变速器的优点，因此电动拖拉机采用双离合自动变速器，其控制结构原理如图1所示。

大型拖拉机动力换挡、无级变速器研发生产方案一、实施背景随着农业技术的不断发展和进步，大型拖拉机在农业生产中扮演着越来越重要的角色。

然而，现有的大型拖拉机在动力传输和变速方面仍存在一定的局限性，影响了农业生产效率。

为了满足市场需求，提高农业生产力，我们计划研发生产具有动力换挡和无级变速功能的大型拖拉机。

二、工作原理1.动力换挡：通过引入液压传动系统，实现动力的平稳切换。

在换挡过程中，液压系统将根据发动机转速和负载状态，自动调整液压压力，实现动力的无隙传输。

2.无级变速：通过引入CVT（无级变速器），实现发动机转速与车轮转速的连续可调。

CVT能够根据田间作业需求，自动调整发动机转速，以获得最佳的动力输出。

三、实施计划步骤1.需求调研：深入了解农业生产过程中对大型拖拉机的实际需求，收集用户反馈和建议。

2.技术研究：开展动力换挡和无级变速器相关技术的理论研究，进行技术可行性分析。

3.方案设计：根据调研结果和技术研究，设计大型拖拉机动力换挡、无级变速器的具体方案。

4.样品制作与测试：按照设计方案制作样品，并进行实地测试，收集使用反馈，对产品进行持续改进。

5.批量生产：经过样品测试和改进后，开始批量生产。

四、适用范围本产品适用于各种类型的农田作业，包括耕作、播种、收割等。

通过与现有农业机械的集成，可大幅提高农业生产效率。

五、创新要点1.引入液压传动系统，实现动力的平稳切换，提高换挡舒适性。

2.采用CVT无级变速技术，实现发动机转速与车轮转速的连续可调，提高作业效率。

3.将动力换挡与无级变速器相结合，为大型拖拉机提供更加高效、智能的动力传输解决方案。

六、预期效果1.提高农业生产效率：通过优化动力传输和变速性能，使大型拖拉机更加适应农业生产环境，提高作业效率。

2.降低油耗：CVT无级变速器能够更好地匹配发动机转速与车轮转速，从而降低油耗。

3.提高驾驶舒适性：通过引入液压传动系统和CVT无级变速技术，提高换挡舒适性和驾驶稳定性。