一种分流式农用齿轮箱的制作方法

1.本发明涉及传动设备技术领域，尤其涉及一种分流式农用齿轮箱。


背景技术：

2.齿轮箱是一种用于通过改变齿轮转速来实现调整输出轴扭矩的机械装置。它由两个或更多个齿轮组成，其中一个齿轮由电机驱动。齿轮箱的输出速度与齿轮比成反比。齿轮箱在恒速应用中通常是优选的，如输送机和起重机，因为齿轮箱可以提供增大的扭矩。
3.目前在农耕作业过程中，针对各种不同的具体使用场景，需要用到各种不同输出扭矩的齿轮箱来辅助相关的农耕作业器械进行农耕作业，但是对于同一个农耕作业器械而言，在不用的应用场景下所需要的输出扭矩都是不一样的，现有的农用齿轮箱只能提供恒定不变的输出扭矩，导致农用齿轮箱所传动连接的农耕作业器械在各种不同应用场景下无法发挥最佳农耕作业效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种分流式农用齿轮箱，用于根据外部环境调整自身的输出扭矩，提升农耕作业器械的农耕作业效率。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种分流式农用齿轮箱，包括齿轮箱体，所述齿轮箱体外部固定设有温湿度检测装置、土壤紧实度检测装置和电流检测装置，所述温湿度检测装置用于对外部环境中的温度和湿度进行实时检测，得到温度数据和湿度数据，所述土壤紧实度检测装置用于对农耕作业的土壤紧实程度进行实时检测，得到土壤紧实数据，所述电流检测装置用于对驱动齿轮箱的外部驱动电机的驱动电流进行进行实时检测，得到电流检测数据；
6.所述齿轮箱体内部可转动地设有输入轴、输出轴和若干传动轴，所述输入轴、所述输出轴和若干所述传动轴之间互相平行，所述输入轴的一轴端贯穿所述齿轮箱并同轴固定连接外部驱动电机的驱动输出端，所述输出轴的一轴端贯穿所述齿轮箱并同轴固定连接农耕作业器械的驱动输入端；
7.所述输入轴上固定套接有第一锥齿轮，所述输出轴上固定套接有第二齿轮，若干所述传动轴上自上至下依次套接有第三锥齿轮和第四齿轮，所述第一锥齿轮和所述第三锥齿轮的轮径不一致，所述第一锥齿轮与各所述第三锥齿轮平行啮合，所述第二齿轮与各所述第四齿轮啮合，所述传动轴上还设有升降驱动组件和限位锁死组件，所述升降驱动组件的驱动输出端固定连接所述第三锥齿轮，所述限位锁死组件设置在所述传动轴与所述第三锥齿轮之间；
8.所述齿轮箱体内部还设有控制模块，所述控制模块分别电连接所述温湿度检测装置、所述土壤紧实度检测装置、所述升降驱动组件和所述限位锁死组件，所述控制模块包括实时计算单元，数据处理单元和指令生成单元；
9.所述实时计算单元用于将所述温度数据、所述湿度数据和所述土壤紧实数据输入
预先训练完成的土壤粘度处理模型中，得到相应的土壤粘度值；
10.所述数据处理单元分别连接所述实时计算单元和所述指令生成单元，用于根据所述电流检测数据和所述土壤粘度值综合处理得到一环境阻拦值，所述指令生成单元根据所述环境阻拦值生成一升降调节指令和一锁死指令；
11.所述升降驱动组件根据所述升降调节指令驱动所述第三锥齿轮在所述传动轴上升降滑动，以调节所述输出轴上的输出扭矩；
12.所述限位锁死组件根据所述锁死指令在所述升降驱动组件驱动完毕后将所述第三锥齿轮与所述传动轴锁死。
13.进一步地，所述实时计算单元包括：
14.存储子单元，用于保存若干同一时刻的历史温度数据、历史湿度数据、历史紧实数据以及根据相应的所述历史温度数据、所述历史湿度数据、所述历史紧实数据预先标定的标定粘度值；
15.训练子单元，连接所述存储子单元，用于将同一时刻的各所述历史温度数据、所述历史湿度数据、所述历史紧实数据作为输入，将相应的所述标定粘度数据作为输出，训练得到所述土壤粘度处理模型；
16.生成子单元，连接所述训练子单元，用于将实时检测得到的所述温度数据、所述湿度数据和所述土壤紧实数据输入所述土壤粘度处理模型中，输出所述土壤粘度值。
17.进一步地，所述数据处理单元包括：
18.预处理子单元，用于对所述电流检测数据进行数据预处理，得到滤后电流数据；
19.计算子单元，连接所述预处理子单元，用于将所述滤后电流数据和所述土壤粘度值输入预设的环境阻拦计算公式中，得到所述环境阻拦值。
20.进一步地，所述环境阻拦公式配置为：
[0021][0022]
其中，eo用于表示所述环境阻拦值；
[0023]
k用于表示第一预设常数；
[0024]
b用于表示第二预设常数；
[0025]is
用于表示所述滤后电流值；
[0026]ip
用于表示预设的标准电流值；
[0027]cs
用于表示所述土壤粘度值。
[0028]
进一步地，所述传动轴设置有两个，则所述升降驱动组件包括驱动电机、转动块、转动杆、复位弹簧、l形挡块、横移滑块、第一滑杆、一对第一滑套、一对第一限位杆和一对第二滑套，所述驱动电机水平固定在所述齿轮箱体的内部，所述驱动电机的驱动输出轴固定连接所述转动块，所述转动杆滑动套接在所述转动块内，所述转动杆与所述驱动电机的输出轴垂直，所述l型挡块固定在所述转动杆的一端，所述复位弹簧套接在所述转动杆上，所述复位弹簧的两端分别与所述l型挡块与所述转动块相抵，所述横移滑块可转动地连接所述l型挡块的外侧，所述横移滑块滑动套接在所述第一滑杆上，一对所述第一滑套分别固定在所述第一滑杆的两端，所述第一限位杆竖直固定在所述齿轮箱体的内部，所述第一滑套滑动套接在所述第一限位杆上，所述第一滑套与所述第二滑套的侧端固定连接，所述第二
滑套可滑动地套接在所述传动轴上，所述第三锥齿轮固定套接在所述第二滑套的外壁上。
[0029]
进一步地，所述齿轮箱的顶部内壁和底部内部均开设有一对限位滑槽，所述限位滑槽内可滑动地设置有转动轴承、弧形挡板和压缩弹簧，所述传动轴的上下两端分别固定套接在所述转动轴承内，所述弧形挡板与所述转动轴承的形状相适配，所述弧形挡板的开口朝向所述转动轴承，所述压缩弹簧的一端与所述弧形挡板远离开口的一侧相抵，另一端与所述限位滑槽的内侧壁相抵。
[0030]
进一步地，所述限位锁死组件设置在所述第二滑套内部，所述限位锁死组件包括相对设置的一对联动杆，所述联动杆上自上至下依次均匀固定连接有若干摩擦片，各所述摩擦片的形状与所述传动轴相适配，所述联动杆远离各所述摩擦片的一侧固定连接一微型气缸的输出轴，所述微型气缸水平嵌设在所述第二滑套内，所述微型气缸用以推动联动杆，带动各所述摩擦片与所述传动轴紧贴或分离。
[0031]
进一步地，所述第二齿轮和所述第四齿轮均为人字齿轮，所述第二齿轮的轮齿与所述第四齿轮的轮齿相匹配。
[0032]
进一步地，所述第一锥齿轮与所述第三锥齿轮之间的轮径之比为2:3。
[0033]
本发明的有益效果：
[0034]
本发明通过设置温湿度检测装置、土壤紧实度检测装置、电流检测装置，分别对齿轮箱带动农耕作业器械进行农耕作业时外部环境中的湿度数据、温度数据、土壤紧实数据以及外部驱动电机的电流检测数据进行实时检测，实时计算单元根据湿度数据、温度数据、土壤紧实数据处理得到土壤粘度值，数据处理单元根据土壤粘度值和电流检测数据综合处理得到环境阻拦值，指令生成单元根据环境阻拦值生成相应的升降调节指令和锁死指令，通过驱动第三锥齿轮升降，实现了根据外部环境中的湿度数据、温度数据、土壤紧实数据以及外部驱动电机的电流检测数据对输出轴上输出扭矩的自动调整，有效提升了输出轴驱动的农耕作业器械的作业效率。
附图说明
[0035]
图1是本发明中分流式农用齿轮箱的内部剖视图；
[0036]
图2是本发明中升降驱动组件的结构示意图；
[0037]
图3是本发明中限位锁死组件的结构示意图；
[0038]
图4是本发明中分流式农用齿轮箱的控制原理图。
[0039]
附图标记：1、齿轮箱体；11、输入轴；12、输出轴；13、传动轴；14、第一锥齿轮；15、第二齿轮；16、第三锥齿轮；17、第四齿轮；2、温湿度检测装置；3、土壤紧实度检测装置；4、电流检测装置；5、控制模块；51、实时计算单元；511、存储子单元；512、训练子单元；513、生成子单元；52、数据处理单元；521、预处理子单元；522、计算子单元；53、指令生成单元；6、升降驱动组件；61、驱动电机；62、转动块；63、转动杆；64、复位弹簧；65、l形挡块；66、横移滑块；67、第一滑杆；68、第一滑套；69、第一限位杆；610、第二滑套；7、限位锁死组件；71、联动杆；72、摩擦片；73、微型气缸；8、限位滑槽；81、转动轴承；82、弧形挡板；83、压缩弹簧。
具体实施方式
[0040]
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的
附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0041]
如图1至图3所示，本实施例的一种分流式农用齿轮箱，如图1所示，包括齿轮箱体1，齿轮箱体1外部固定设有温湿度检测装置2、土壤紧实度检测装置3和电流检测装置4，温湿度检测装置2用于对外部环境中的温度和湿度进行实时检测，得到温度数据和湿度数据，土壤紧实度检测装置3用于对农耕作业的土壤紧实程度进行实时检测，得到土壤紧实数据，电流检测装置4用于对驱动齿轮箱的外部驱动电机61的驱动电流进行进行实时检测，得到电流检测数据；
[0042]
齿轮箱体1内部可转动地设有输入轴11、输出轴12和若干传动轴13，输入轴11、输出轴12和若干传动轴13之间互相平行，输入轴11的一轴端贯穿齿轮箱并同轴固定连接外部驱动电机61的驱动输出端，输出轴12的一轴端贯穿齿轮箱并同轴固定连接农耕作业器械的驱动输入端；
[0043]
输入轴11上固定套接有第一锥齿轮14，输出轴12上固定套接有第二齿轮15，若干传动轴13上自上至下依次套接有第三锥齿轮16和第四齿轮17，第一锥齿轮14和第三锥齿轮16的轮径不一致，第一锥齿轮14与各第三锥齿轮16平行啮合，第二齿轮15与各第四齿轮17啮合，传动轴13上还设有升降驱动组件6和限位锁死组件7，升降驱动组件6的驱动输出端固定连接第三锥齿轮16，限位锁死组件7设置在传动轴13与第三锥齿轮16之间；
[0044]
齿轮箱体1内部还设有控制模块5，控制模块5分别电连接温湿度检测装置2、土壤紧实度检测装置3、升降驱动组件6和限位锁死组件7，如图2所示，控制模块5包括实时计算单元51，数据处理单元52和指令生成单元53；
[0045]
实时计算单元51用于将温度数据、湿度数据和土壤紧实数据输入预先训练完成的土壤粘度处理模型中，得到相应的土壤粘度值；
[0046]
数据处理单元52分别连接实时计算单元51和指令生成单元53，用于根据电流检测数据和土壤粘度值综合处理得到一环境阻拦值，指令生成单元53根据环境阻拦值生成一升降调节指令和一锁死指令；
[0047]
升降驱动组件6根据升降调节指令驱动第三锥齿轮16在传动轴13上升降滑动，以调节输出轴12上的输出扭矩；
[0048]
限位锁死组件7根据锁死指令在升降驱动组件6驱动完毕后将第三锥齿轮16与传动轴13锁死。
[0049]
具体地，本实施例中，温湿度检测装置2可以为温湿度检测仪，土壤紧实度检测装置3可以为土壤紧实度测定仪，电流检测装置4可以为电流互感器，温湿度检测装置2、土壤紧实度检测装置3、电流检测装置4分别对齿轮箱带动农耕作业器械进行农耕作业时外部环境中的湿度数据、温度数据、土壤紧实数据以及外部驱动电机61驱动输出端的电流检测数据进行实时检测，进而实时计算单元51根据湿度数据、温度数据、土壤紧实数据处理得到土壤粘度值，数据处理单元52根据土壤粘度值和电流检测数据综合处理得到环境阻拦值，指令生成单元53根据环境阻拦值生成相应的升降调节指令和锁死指令，通过驱动第三锥齿轮16升降，实现了根据外部环境中的湿度数据、温度数据、土壤紧实数据以及外部驱动电机61的电流检测数据对输出轴12上输出扭矩的自动调整，有效提升了输出轴12驱动的农耕作业
器械的作业效率。
[0050]
优选的，如图4所示，实时计算单元51包括：
[0051]
存储子单元511，用于保存若干同一时刻的历史温度数据、历史湿度数据、历史紧实数据以及根据相应的历史温度数据、历史湿度数据、历史紧实数据预先标定的标定粘度值；
[0052]
训练子单元512，连接存储子单元511，用于将同一时刻的各历史温度数据、历史湿度数据、历史紧实数据作为输入，将相应的标定粘度数据作为输出，训练得到土壤粘度处理模型；
[0053]
生成子单元513，连接训练子单元512，用于将实时检测得到的温度数据、湿度数据和土壤紧实数据输入土壤粘度处理模型中，输出土壤粘度值。
[0054]
具体地，本实施例中，存储子单元511中存储的标定粘度值按照预定的标准先进行预先标定，再由人工根据经验进行修正后得到的。通过训练得到土壤粘度处理模块，有效提升了根据温度数据、湿度数据和土壤紧实数据处理得到土壤粘度值的效率和精度。
[0055]
优选的，数据处理单元52包括：
[0056]
预处理子单元521，用于对电流检测数据进行数据预处理，得到滤后电流数据；
[0057]
计算子单元522，连接预处理子单元521，用于将滤后电流数据和土壤粘度值输入预设的环境阻拦计算公式中，得到环境阻拦值。
[0058]
具体地，本实施例中，预处理子单元521根据预设的数据预处理算法对电流检测数据中的一些无效数据进行过滤，减少了后续的运算量。
[0059]
优选的，环境阻拦公式配置为：
[0060][0061]
其中，eo用于表示环境阻拦值；
[0062]
k用于表示第一预设常数；
[0063]
b用于表示第二预设常数；
[0064]is
用于表示滤后电流值；
[0065]ip
用于表示预设的标准电流值；
[0066]cs
用于表示土壤粘度值。
[0067]
优选的，传动轴13设置有两个，则升降驱动组件6包括驱动电机61、转动块62、转动杆63、复位弹簧64、l形挡块65、横移滑块66、第一滑杆67、一对第一滑套68、一对第一限位杆69和一对第二滑套610，驱动电机61水平固定在齿轮箱体1的内部，驱动电机61的驱动输出轴12固定连接转动块62，转动杆63滑动套接在转动块62内，转动杆63与驱动电机61的输出轴12垂直，l型挡块固定在转动杆63的一端，复位弹簧64套接在转动杆63上，复位弹簧64的两端分别与l型挡块与转动块62相抵，横移滑块66可转动地连接l型挡块的外侧，横移滑块66滑动套接在第一滑杆67上，一对第一滑套68分别固定在第一滑杆67的两端，第一限位杆69竖直固定在齿轮箱体1的内部，第一滑套68滑动套接在第一限位杆69上，第一滑套68与第二滑套610的侧端固定连接，第二滑套610可滑动地套接在传动轴13上，第三锥齿轮16固定套接在第二滑套610的外壁上。
[0068]
具体地，本实施例中，驱动电机61根据升降调节指令驱动转动块62转动，转动块62
在转动过程中，转动杆63一边旋转，一边在转动块62内来回往复伸缩，固定在l形挡块65上的横移滑块66在第一滑杆67上来回水平移动，同时横移滑块66带动第一滑杆67在竖直方向上来回移动，带动第一滑套68沿第一限位杆69在竖直方向上来回移动，进而带动第二滑套610沿传动轴13在竖直方向上来回移动，由于第一锥齿轮14始终第三锥齿轮16啮合，当第二滑套610沿传动轴13在竖直方向上来回移动时，固定套接在第二滑套610外壁上的第三锥齿轮16在竖直方向上来回移动，当第三锥齿轮16往下移动时，传动轴13上的线速度变快，因此输出轴12上的扭矩变大；当第三锥齿轮16往上移动时，传动轴13上的线速度变慢，输出轴12上的扭矩变小，通过对第三锥齿轮16的上下移动调整，实现了对输出轴12上的扭矩调整。
[0069]
优选的，齿轮箱的顶部内壁和底部内部均开设有一对限位滑槽8，限位滑槽8内可滑动地设置有转动轴承81、弧形挡板82和压缩弹簧83，传动轴13的上下两端分别固定套接在转动轴承81内，弧形挡板82与转动轴承81的形状相适配，弧形挡板82的开口朝向转动轴承81，压缩弹簧83的一端与弧形挡板82远离开口的一侧相抵，另一端与限位滑槽8的内侧壁相抵。
[0070]
具体地，本实施例中，当第三齿轮通过第二滑套610在传动轴13上下来回移动时，第一锥齿轮14和第三锥齿轮16的斜面会给到传动轴13一个横向移动的推动力，使得传动轴13通过转动轴承81在限位滑槽8内横向移动，压缩弹簧83用于提供一个与推动力方相反的反弹力。
[0071]
优选的，限位锁死组件7设置在第二滑套610内部，限位锁死组件7包括相对设置的一对联动杆71，联动杆71上自上至下依次均匀固定连接有若干摩擦片72，各摩擦片72的形状与传动轴13相适配，联动杆71远离各摩擦片72的一侧固定连接一微型气缸73的输出轴12，微型气缸73水平嵌设在第二滑套610内，微型气缸73用以推动联动杆71，带动各摩擦片72与传动轴13紧贴或分离。
[0072]
具体地，本实施例中，当一对微型气缸73收到锁死指令时，根据限位锁死指令向内推动联动杆71，使得相对设置的摩擦片72压紧传动轴13，实现将第三锥齿轮16与传动轴13的限位锁死。
[0073]
优选的，第二齿轮15和第四齿轮17均为人字齿轮，第二齿轮15的轮齿与第四齿轮17的轮齿相匹配。
[0074]
具体地，本实施例中，通过将第二齿轮15和第四齿轮17设置成人字齿轮，人字齿轮具有齿轮重合度高、轮承载能力高、工作平稳的优点，能使第二齿轮15和第四齿轮17啮合更紧密，结构稳定性更高。
[0075]
优选的，第一锥齿轮14与第三锥齿轮16之间的轮径之比为2:3。
[0076]
具体地，本实施例中，通过将第一锥齿轮14和第三锥齿轮16之间的轮径比设置成2:3，在保证第三锥齿轮16在竖直方向具有足够升降行程的前提下，也能避免第一锥齿轮14和第三锥齿轮16之间的轮径差距过大，导致第三齿轮在升降过程中触碰到输入轴11，保证了结构之间不会互相形成干涉。
[0077]
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。