申请/专利权人：湖南农业大学

申请日：2018-10-31

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN109177676B

主分类号：B60G17/00

分类号：B60G17/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2019.02.12#实质审查的生效;2019.01.11#公开

摘要：一种高地隙植保机的可调平车架，包括用于支撑植保机的架体和安装固定在架体下侧四个独立驱动的行走调平机构，每个所述行走调平机构包括车轮、可调整架体离地高度的升降组件和可调节车轮行走方向的转向组件，所述车轮、升降组件和转向组件从下至上依次排列，并处于同一竖直方向上，所述车轮安装在车轮安装架上；所述架体包括与行走调平机构连接的对称设置的边架和用于连接并调节两个边架间距的横向调节机构。本发明集行走、升降、转向、支撑等功能于一体，具有较为稳定的调平、转向和悬架减震性能，可适应于复杂作业环境如坡地、坑洼地等情况下的主动、被动自适应调平，可保证使用该车架的植保机在作业、行驶过程中稳定性与作业效果。

主权项：1.一种高地隙植保机的可调平车架，其特征在于：包括用于支撑植保机的架体（11）和安装固定在架体（11）下侧四个独立驱动的行走调平机构（12），每个所述行走调平机构（12）包括车轮（121）、可调整架体（11）离地高度的升降组件（122）和可调节车轮（121）行走方向的转向组件（123），所述车轮（121）、升降组件（122）和转向组件（123）从下至上依次排列，并处于同一竖直方向上，所述车轮（121）安装在车轮安装架（124）上；所述架体（11）包括与行走调平机构（12）连接的对称设置的边架（111）和用于连接并调节两个边架（111）间距的横向调节机构（112）；所述横向调节机构（112）包括直接连接两个边架（111）两端部两个可伸缩圆管（1211）和连接两个边架（111）中部的平推油缸（1212），每个所述可伸缩圆管（1211）包括边架内圆管（12111）和与之配合的边架外圆管（12112）；所述平推油缸（1212）两侧的边架（111）上分别设有同步连杆吊耳（1213），每个同步连杆吊耳（1213）上分别铰接有同步副连杆（1214），两个同步副连杆（1214）通过铰接的同步主连杆（1215）连接起来；所述同步连杆吊耳（1213）通过销钉固定在边架（111）上；所述升降组件（122）包括升降圆管（1221）和位于升降圆管（1221）内的升降油缸（1222），所述升降油缸（1222）的两端分别通过上销轴（1223）和下销轴（1224）与升降圆管（1221）连接固定，所述升降圆管（1221）包括与车轮（121）直接连接的升降内圆管（12211）和位于升降内圆管（12211）上方并与升降内圆管（12211）配合使用的升降外圆管（12212），所述上销轴（1223）与升降外圆管（12212）连接，所述下销轴（1224）与升降内圆管（12211）连接；所述转向组件（123）包括转向电机（1231）和转向轴（1232），所述转向轴（1232）外部设有转向轴套（1233），转向轴套（1233）外部通过焊接的方式与架体（11）连接，所述转向轴套（1233）内部成对安装有与转向轴（1232）配套使用的圆锥滚子轴承（1234），所述转向轴（1232）的两端伸出转向轴套（1233），转向轴（1232）与转向电机（1231）、升降组件（122）分别通过花键连接；所述横向调节机构（112）带动边架（111）平移发生在转向组件（123）调节四个车轮（121）均转至处于打横状态之后。

全文数据：一种高地隙植保机的可调平车架技术领域本发明涉及农业机械技术领域，特别涉及一种高地隙植保机的可调平车架。背景技术水稻是世界主要的粮食作物，在全球广泛种植。我国是水稻的原产国，更是杂交水稻的发源地，杂交水稻的研制成功为解决世界粮食安全问题做出了巨大贡献。目前我国水稻生产已在大部分技术环节，如机械耕地整田、机械直播与机械插秧、机械收割以及谷物烘干机等基本实现了机械化。但受我国传统农业耕作习惯、南方水田泥脚深、田块小、高差大、田间转运较为困难等问题影响，目前，专门针对水田地面植保作业，特别是针对复杂作业环境，能保证机具作业稳定与作业效果稳定的调平高地隙植保车架仍然没有较好的方案。同时，我国植保机械目前多采用机械固定式车桥，其转向灵活性与轻便性均有待提高，而且其具备作业参数可调的植保机，通常为适用于北方旱地的大型植保机，该类机型具备功能齐全、续航时长等优点的同时，对于南方小田块型的水田作业完全不适应。CN206437057U公告了一种植保机四轮独立驱动底盘，包括车架和安装在车架上的四个行走部件，各行走部件包括独立驱动的转向组件、独立驱动的行走组件和独立驱动的升降组件，转向组件通过升降组件安装在车架上，行走组件包括与转向组件的转向驱动端相连的行走轮和驱动行走轮转动的行走驱动件，转向组件驱动行走轮转向的转向轴线与行走轮的转动轴线相交，且转向轴线位于行走轮的两个侧面之间，该实用新型主要研究转向的稳定性，通过使底盘重量支撑始终通过转向轴线竖直向下正对行走轮，保证重量支撑的垂直方向性，避免转向时的自动回正，并且转向组件的变形量小，同时行走轮转向的转向轴线位于行走轮正上方，可提高转向系统效能及转向力矩的响应度，但是该实用新型依靠升降油缸和平行四边形升降机构组成的升降组件来来调节行走部件的高度，调节车架的升降以适应不同高度的作物，虽然可以一定程度上实现对车架的调平，但是调平的限度及稳定性有限，而且该实用新型结构较复杂，调平过程用时较多，而且调平过程易受其他外在因素影响而导致调平的效果较差，需要进一步改进。发明内容本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高地隙植保机的可调平车架，它集行走、升降、转向、支撑等功能于一体，具有较为稳定的调平、转向和悬架减震性能，可适应于复杂作业环境如坡地、坑洼地等情况下的主动、被动自适应调平，可保证使用该车架的植保机在作业、行驶过程中稳定性与作业效果。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种高地隙植保机的可调平车架，包括用于支撑植保机的架体和安装固定在架体下侧四个独立驱动的行走调平机构，每个所述行走调平机构包括车轮、可调整架体离地高度的升降组件和可调节车轮行走方向的转向组件，所述车轮、升降组件和转向组件从下至上依次排列，并处于同一竖直方向上，所述车轮安装在车轮安装架上；所述架体包括与行走调平机构连接的对称设置的边架和用于连接并调节两个边架间距的横向调节机构。作为上述技术方案的进一步改进：所述横向调节机构包括直接连接两个边架两端部两个可伸缩圆管和连接两个边架中部的平推油缸，每个所述可伸缩圆管包括边架内圆管和与之配合的边架外圆管。进一步的，所述平推油缸两侧的边架上分别设有同步连杆吊耳，每个同步连杆吊耳上分别铰接有同步副连杆，两个同步副连杆通过铰接的同步主连杆连接起来；所述同步连杆吊耳通过销钉固定在边架上。进一步的，所述升降组件包括升降圆管和位于升降圆管内的升降油缸，所述升降油缸的两端分别通过上销轴和下销轴与升降圆管连接固定，所述升降圆管包括与车轮直接连接的升降内圆管和位于升降内圆管上方并与升降内圆管配合使用的升降外圆管，所述上销轴与升降外圆管连接，所述下销轴与升降内圆管连接。进一步的，所述转向组件包括转向电机和转向轴，所述转向轴外部设有转向轴套，转向轴套外部通过焊接的方式与架体连接，所述转向轴套内部成对安装有与转向轴配套使用的圆锥滚子轴承，所述转向轴的两端伸出转向轴套，转向轴与转向电机、升降组件分别通过花键连接。进一步的，所述升降组件的上端为实体结构并在中心设有内花键，所述转向轴下端开外花键与升降组件顶部内花键配合连接，转向轴的上端也开设有用于与转向电机连接的外花键。进一步的，所述横向调节机构带动边架平移发生在转向组件调节四个车轮均转至处于打横状态之后；调节轮距时，为方便减小地面阻力，通过先行调节转向模式，使转向模式切换至横移模式，此时四个车轮的处于打横状态即蟹形位置，同时通过控制左右行走电机的正反转，使左右车轮配合横向调节机构，实现机器的横向轮距的调整变化。进一步的，四个所述升降油缸的油路处于互通状态。进一步的，所述架体上设有用于放置植保机的车架板，所述车架板将横向调节机构覆盖在其下方。与现有技术相比，本发明的优点在于：1、本发明结构简单，通过竖直设置的行走调平机构，响应时间短，可实现快速调平，并且不易受其他外在因素影响，调平效果较好；2、本发明的四个行走调平机构独立驱动，控制和调整方便，可实现车架的主、被动调平，保证稳定性的同时，可起到悬架减震作用；3、本发明横向调节机构可实现稳定的调节边架的间距，配合行走调平机构可实现车架三维方向的调平，调平的效果较好；4、本发明的行走调平机构可通过油路控制，实现左右、前后以及四轮同时调平，以此适应田间作业时机器行走位置受限，实现单边跨田埂行走作业；田块转场时以连续前后调平姿态越坎爬坡；在坑洼不平地面作业时，通过四轮协同调平，保证整机行驶稳定性进而保证作业效果。不同调平模式，适应不同的作业状态。附图说明图1是本发明的立体结构示意图；图2本发明地隙最高位的立体结构示意图；图3是本发明的俯视图；图4是本发明的仰视图；图5是本发明的行走调平机构的局部剖视图。图例说明：11、架体；111、边架；112、横向调节机构；12、行走调平机构；121、车轮；1211、可伸缩圆管；12111、边架内圆管；12112、边架外圆管；1212、平推油缸；1213、同步连杆吊耳；1214、同步副连杆；1215、同步主连杆；122、升降组件；1221、升降圆管；12211、升降内圆管；12212、升降外圆管；1222、升降油缸；1223、上销轴；1224、下销轴；123、转向组件；1231、转向电机；1232、转向轴；1233、转向轴套；1234、圆锥滚子轴承；124、车轮安装架；6、车架板。具体实施方式为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。如图1至图5所示，一种高地隙植保机的可调平车架，包括用于支撑植保机的架体11和安装固定在架体11下侧四个独立驱动的行走调平机构12，每个行走调平机构12包括车轮121、可调整架体11离地高度的升降组件122和可调节车轮121行走方向的转向组件123，车轮121、升降组件122和转向组件123从下至上依次排列，并处于同一竖直方向上，车轮121安装在车轮安装架124上；架体11包括与行走调平机构12连接的对称设置的边架111和用于连接并调节两个边架111间距的横向调节机构112。本实施例中，横向调节机构112包括直接连接两个边架111两端部两个可伸缩圆管1211和连接两个边架111中部的平推油缸1212，每个可伸缩圆管1211包括边架内圆管12111和与之配合的边架外圆管12112；边架111的平移通过平推油缸1212提供动力。本实施例中，平推油缸1212两侧的边架111上分别设有同步连杆吊耳1213，每个同步连杆吊耳1213上分别铰接有同步副连杆1214，两个同步副连杆1214通过铰接的同步主连杆1215连接起来，实现左、右两个边架111的伸缩量始终保持同步；同步连杆吊耳1213通过销钉固定在边架111上。本实施例中，升降组件122包括升降圆管1221和位于升降圆管1221内的升降油缸1222，升降油缸1222的两端分别通过上销轴1223和下销轴1224与升降圆管1221连接固定，升降圆管1221包括与车轮121直接连接的升降内圆管12211和位于升降内圆管12211上方并与升降内圆管12211配合使用的升降外圆管12212，上销轴1223与升降外圆管12212连接，下销轴1224与升降内圆管12211连接。本实施例中，转向组件123包括转向电机1231和转向轴1232，转向轴1232外部设有转向轴套1233，转向轴套1233外部通过焊接的方式与架体11连接，转向轴套1233内部成对安装有与转向轴1232配套使用的圆锥滚子轴承1234，转向轴1232的两端伸出转向轴套1233，转向轴1232与转向电机1231、升降组件122分别通过花键连接。本实施例中，升降组件122的上端为实体结构并在中心设有内花键，转向轴1232下端开外花键与升降组件122顶部内花键配合连接，转向轴1232的上端也开设有用于与转向电机1231连接的外花键；转向电机1231转动时，通过转向轴1232，带动升降外圆管12212升降，并带动升降组件与下端车轮安装架124进行升降，实现转向轴套1233的外部件支撑与内部件转动，达到整体行走调平机构12的左右旋转，完成转向功能。整个植保机安装四条行走调平机构12可通过控制四个转向电机1231，实现诸如四轮同辙、原地转向、斜向位移、横向平移等各种转向模式切换以及为避免滑移与符合阿克曼转向原理，实现车轮121行走转向过程中的内外侧以及前后转向角度自动匹配。本实施例中，横向调节机构112带动边架111平移发生在转向组件123调节四个车轮121均转至处于打横状态四个车轮121转至与车架纵向方向垂直之后。本实施例中，四个升降油缸1222的油路处于互通状态。本实施例中，架体11上设有用于放置植保机的车架板6，车架板6将横向调节机构112覆盖在其下方。本实施例的车架1具备行走、升降、转向、支撑等功能于一体，最底部通过大扭矩防水轮毂电机装配大尺寸车轮121，实现植保机的行走功能，同时通过精确控制，实现直线行驶的等速与转向行驶的差速，并在田间作业时，以转速信号采集，实现电子控制驱动防滑，实现四轮驱动，保证通过与越障性能。车轮121上端由纵向布置的内外两根大口径圆柱钢管升降圆管1221，钢管内安装液压升降油缸1222，升降油缸1222上下连接头分别与升降圆管1221铰接，通过升降内圆管12211和升降外圆管12212间隙配合并辅以润滑脂实现纵向上下移动，以改变整个植保机的离地间隙。车架1的行走调平机构12具备三个调整功能：1可根据作业时的作物长势与田间下限量，对植保机的离地间隙通过升降组件122主动控制实现调整；2可根据机具实时状态与车架板实际横向与纵向俯仰角度，以液压驱动带动行走调平机构12的升降圆管1221，对各个行走调平机构12高度进行主动调整实现以车架板与地面为参考基准的整机实时调平；3可通过阀座油路调整控制，在离地间隙基本不变的情况下，建立左右两侧、前后两端、四缸组合三种模式的油缸封闭静态保压串联，以适应复杂作业环境下如坡地、坑洼地等情况下的整机被动自适应调平，若某个行走调平机构12因地面下陷导致行走调平机构12下陷，从而出现整机朝该行走调平机构12方向下陷倾斜，进而出现整个植保机重心偏移的时候，三种调整模式下可实现左右两侧、前后两端或四缸协同的内部压力补偿，其他串联缸中的液压油会根据重心变化，自动流入下陷行走调平机构12的升降油缸1222，以实现机器姿态被动调整，同时该功能还可起到机器行驶过程中的悬架减震作用，减少地面变化对车架板6上的各个部件的振动影响，以改善植保机的驾驶舒适性与操控性，为后续喷药作业的姿态保证提供基本的平台调平基础，进而保证作业效果。

权利要求：1.一种高地隙植保机的可调平车架，其特征在于：包括用于支撑植保机的架体11和安装固定在架体11下侧四个独立驱动的行走调平机构12，每个所述行走调平机构12包括车轮121、可调整架体11离地高度的升降组件122和可调节车轮121行走方向的转向组件123，所述车轮121、升降组件122和转向组件123从下至上依次排列，并处于同一竖直方向上，所述车轮121安装在车轮安装架124上；所述架体11包括与行走调平机构12连接的对称设置的边架111和用于连接并调节两个边架111间距的横向调节机构112。2.根据权利要求1所述的高地隙植保机的可调平车架，其特征在于：所述横向调节机构112包括直接连接两个边架111两端部两个可伸缩圆管1211和连接两个边架111中部的平推油缸1212，每个所述可伸缩圆管1211包括边架内圆管12111和与之配合的边架外圆管12112。3.根据权利要求2所述的高地隙植保机的可调平车架，其特征在于：所述平推油缸1212两侧的边架111上分别设有同步连杆吊耳1213，每个同步连杆吊耳1213上分别铰接有同步副连杆1214，两个同步副连杆1214通过铰接的同步主连杆1215连接起来；所述同步连杆吊耳1213通过销钉固定在边架111上。4.根据权利要求1或2或3所述的高地隙植保机的可调平车架，其特征在于：所述升降组件122包括升降圆管1221和位于升降圆管1221内的升降油缸1222，所述升降油缸1222的两端分别通过上销轴1223和下销轴1224与升降圆管1221连接固定，所述升降圆管1221包括与车轮121直接连接的升降内圆管12211和位于升降内圆管12211上方并与升降内圆管12211配合使用的升降外圆管12212，所述上销轴1223与升降外圆管12212连接，所述下销轴1224与升降内圆管12211连接。5.根据权利要求1或2或3所述的高地隙植保机的可调平车架，其特征在于：所述转向组件123包括转向电机1231和转向轴1232，所述转向轴1232外部设有转向轴套1233，转向轴套1233外部通过焊接的方式与架体11连接，所述转向轴套1233内部成对安装有与转向轴1232配套使用的圆锥滚子轴承1234，所述转向轴1232的两端伸出转向轴套1233，转向轴1232与转向电机1231、升降组件122分别通过花键连接。6.根据权利要求5所述的高地隙植保机的可调平车架，其特征在于：所述升降组件122的上端为实体结构并在中心设有内花键，所述转向轴1232下端开外花键与升降组件122顶部内花键配合连接，转向轴1232的上端也开设有用于与转向电机1231连接的外花键。7.根据权利要求1或2或3所述的高地隙植保机的可调平车架，其特征在于：所述横向调节机构112带动边架111平移发生在转向组件123调节四个车轮121均转至处于打横状态之后。8.根据权利要求4所述的高地隙植保机的可调平车架，其特征在于：四个所述升降油缸1222的油路处于互通状态。9.根据权利要求1或2或3所述的高地隙植保机的可调平车架，其特征在于：所述架体11上设有用于放置植保机的车架板6，所述车架板6将横向调节机构112覆盖在其下方。

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