CN102514628B - 一种轮距无级调节的车辆底盘 - Google Patents
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Abstract
本发明属于车辆底盘技术领域，涉及一种轮距无级调节的车辆底盘，两组车辆轮距无级调节装置共用车辆的纵向中央平面在车架上按车轮轴距前后布置，两组车辆轮距无级调节装置通过支架的水平轨道分别与车架的前端和后端固接，组成一种轮距无级调节的车辆底盘；车辆轮距无级调节装置由曲柄、滑块、连杆、支承杆、车轮轴、车轮、齿轮及支架组成；由外驱动力同步驱动前后两组车辆轮距无级调节装置中的两个主动的齿轮转动，同步改变并保持前后两组车辆轮距无级调节装置中曲柄的转角θ相同，各个车轮相对车辆纵向中央平面的距离对称改变，实现车辆底盘轮距的无级调节，适应不同行距的农作物机械化作业要求。本发明适用于农作物的生长期田间管理机械化作业。
Description
技术领域
本发明属于车辆底盘技术领域，特别涉及一种轮距无级调节的车辆底盘。
背景技术
我国是一个地域辽阔的农业大国，农作物种植范围广，南北方农作物种植种类多而且差异大，不同农作物的行距一般不同，同种农作物不同区域或者不同种植方式的行距一般也不同。在农作物的生长期，除草、喷药以及施肥等田间管理机械化作业要求作业车辆沿农作物行距行走，因此要求农用车辆底盘的轮距随农作物行距变化进行调节，需要大幅度调节轮距的农用车辆底盘。随着我国经济的发展，农业机械化水平处在不断提高的过程中，农用车辆底盘的变轮距技术也是农业机械自动化的一个重要环节。目前，国内的拖拉机、农业机械用底盘一般为固定轮距，难以满足农作物田间管理机械化作业的要求；而现有的一些公开技术实现了轮距调节，申请号为“200920212687.X”，名称为“可调轮距装置”的实用新型专利通过车轮和驱动轴直接连接、或者脱卸增距连接件可以实现轮距调节，但在轮距调节过程中需要更换增距连接件，实际应用中轮距调节不方便；申请号为“200920223898.3”，名称为“车用轮距调节机构”的实用新型专利通过可伸缩半轴与车轮连接，虽然也能够实现车辆轮距的改变，但偏重于调整车辆重心，保证车辆行驶平稳，对轮距的调节范围较小，应用有一定的局限性；国外的型号为PATRIOT4420的凯斯喷药机，通过液压缸推动车轮支承部分相对车架移动，可实现轮距的调节，但由四组液压油缸分别驱动各车轮支承部分独立移动，由于各个车轮移动阻力不同难以协调一致运动，导致控制和检测系统复杂，故障率高，工作可靠性和稳定性差。
因此，需要针对农作物行距进行车辆底盘轮距的无级调节，以适应不同行距农作物机械化耕作的要求。
发明内容
本发明的目的为，解决背景技术所述针对农作物行距进行车辆底盘轮距的无级调节问题，提供一种轮距无级调节的车辆底盘，其特征在于，轮距无级调节的车辆底盘由2组车辆轮距无级调节装置和车架9组成，两组车辆轮距无级调节装置共用车辆底盘的纵向中央平面在长方形的车架9上按车轮轴距前后布置，前后两组车辆轮距无级调节装置通过支架7的水平轨道701分别与车架9的前端和后端固接；
所述车辆轮距无级调节装置由曲柄1、滑块2、连杆3、支承杆4、车轮轴5、车轮6、齿轮8及支架7组成，所述支架7为“工”字结构，立柱702与水平轨道701垂直平分固接，水平短梁703与水平轨道701平行，水平短梁703的中点与立柱702的上端固接，2个短轴704分别与水平短梁703的左端和右端转动连接，2个齿轮8分别固接在左右两个短轴704上，左右两个齿轮8互相啮合，其中一个齿轮8为主动的齿轮，固接主动齿轮的短轴704由外驱动力驱动，2个曲柄1的首端分别与左右两个短轴704垂直固接，左右两个曲柄1相对于立柱702的轴线对称布置并分别与左右两个齿轮8固接，2个滑块2分别在水平轨道701的左部和右部与水平轨道701滑动连接，滑块2上侧设置1个连接点；
在立柱702的左侧，连杆3一端铰接于滑块2上的连接点，另一端铰接于曲柄1的末端，由曲柄1、连杆3、滑块2、短轴704和支架7在支架7的平面内构成曲柄滑块机构；滑块2的下侧固定连接支承杆4，支承杆4位于曲柄滑块机构运动平面内，支承杆4的轴线垂直于水平轨道701，支承杆4的另一端与车轮轴5垂直固接，车轮轴5的轴线平行于水平轨道701，车轮6转动连接于车轮轴5上，滑块2、支承杆4和车轮轴5构成与支架7在同一平面内的一个运动部件，该运动部件与车轮6一起能沿水平轨道701移动，由曲柄滑块机构、支承杆4、车轮轴5、车轮6和齿轮8构成左部车轮支承装置；在立柱702的右侧，与左部车轮支承装置对称的结构为右部车轮支承装置，左部车轮支承装置和右部车轮支承装置沿前进方向对称布置于支架7上保持两个齿轮正确啮合传动共同构成车辆轮距无级调节装置；
所述车辆轮距无级调节装置中，左侧的齿轮8和右侧的齿轮8啮合传动，左侧的曲柄1和右侧的曲柄1作对称的同步转动，左右两侧的曲柄滑块机构作相向运动，改变两个车轮6的轮距，当曲柄1的转角为θ时，两个车轮6的轮距为h，驱动一个齿轮8转动，通过左侧的齿轮8和右侧的齿轮8啮合传动，实现车辆底盘的轮距无级调节；锁定装置锁定主动的齿轮8与支架7上水平短梁703的相对转动，保持行驶过程中轮距h不变；
所述轮距无级调节的车辆底盘由外驱动力同步驱动前后两组车辆轮距无级调节装置中的两个主动的齿轮8转动，同步改变各自曲柄1的转角θ，并保持前后两组车辆轮距无级调节装置中曲柄1的转角θ相同，各个车轮6相对车辆纵向中央平面的距离对称改变，实现农用车辆底盘轮距的无级调节；
所述锁定装置为液压控制阀或机械锁紧装置；
所述外驱动力为由两组液压马达或电机产生的驱动力矩；
所述轮距无级调节的车辆底盘中，由外驱动力同步减小前后两组车辆轮距无级调节装置中车辆纵向中央平面同侧的两个主动的齿轮8的转角，保持前后两个主动的齿轮8的转角相等、转向相同，即同步减小各自曲柄1的转角θ，使各个车轮相对车辆纵向中央平面的距离变小，车辆底盘的轮距h减小，以适应行距较小的农作物机械化作业要求。
由外驱动力同步增大前后两组车辆轮距无级调节装置中车辆纵向中央平面同侧的两个主动的齿轮8的转角，保持前后两个主动的齿轮8的转角相等、转向相同，即同步增大各自曲柄1的转角θ，使各个车轮相对车辆纵向中央平面的距离变大，车辆底盘的轮距h增大，以适应行距较大的农作物机械化作业要求。
在农用车辆底盘行驶过程中，锁定前后两组车辆轮距无级调节装置中的各个齿轮的转动，平衡地面对车轮的侧向载荷通过曲柄滑块机构传递到齿轮上的力矩，保持农用车辆底盘正常作业和行驶。
在轮距无级调节的车辆底盘的轮距调节过程中，保持前后两组车辆轮距无级调节装置中车辆纵向中央平面同侧的两个齿轮8的转角相等，即可保持农用车辆底盘的前、后车轮轮距h相等，同步连续调节两个齿轮等角度转动，实现车辆底盘轮距的无级调节。
农用车辆底盘在行驶过程中，前后两组车辆轮距无级调节装置在车架9上的安装距离不变，则车辆底盘的轴距始终保持不变。
本发明的有益效果在于，本发明实现了针对农作物行距进行车辆底盘轮距的无级调节，车辆驾驶员能在驾驶室操作调节过程，方便简单，同时实现中央集中控制，适应不同行距的农作物机械化作业要求。
附图说明
图1为轮距无级调节的车辆底盘整体图；
图2为车辆轮距无级调节装置的结构简图；
图3为支架结构示意图；
图4为轮距无级调节的车辆底盘减小轮距的工作原理图；
图5为轮距无级调节的车辆底盘增大轮距的工作原理图。
图中，1--曲柄，2--滑块，3--连杆，4--支承杆，5--车轮轴，6--车轮，7--支架，8--齿轮，9--车架，10--作物种植垅，701--水平轨道，702--立柱，703--水平短梁，704--短轴。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细描述。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
图1为轮距无级调节的车辆底盘整体图，轮距无级调节的车辆底盘由2组车辆轮距无级调节装置和车架9组成，两组车辆轮距无级调节装置共用车辆底盘的纵向中央平面在长方形的车架9上按车轮轴距前后布置，前后两组车辆轮距无级调节装置通过支架7的水平轨道701分别与车架9的前端和后端固接。
如图2的车辆轮距无级调节装置的结构简图所示，车辆轮距无级调节装置由曲柄1、滑块2、连杆3、支承杆4、车轮轴5、车轮6、齿轮8及支架7组成。所述支架7为图3所示的“工”字结构，立柱702与水平轨道701垂直平分固接，水平短梁703与水平轨道701平行，水平短梁703的中点与立柱702的上端固接，2个短轴704分别与水平短梁703的左端和右端转动连接。2个齿轮8分别固接在左右两个短轴704上，左右两个齿轮8互相啮合，其中一个齿轮8为主动的齿轮，与主动的齿轮8固接的短轴704与驱动电机轴连接，2个曲柄1的首端分别与左右两个短轴704垂直固接，左右两个曲柄1相对于立柱702的轴线对称布置并分别与左右两个齿轮8固接，2个滑块2分别在水平轨道701的左部和右部与水平轨道701滑动连接，滑块2上侧设置1个连接点。
在立柱702的左侧，连杆3一端铰接于滑块2上的连接点，另一端铰接于曲柄1的末端，由曲柄1、连杆3、滑块2、短轴704和支架7在支架7的平面内构成曲柄滑块机构；滑块2的下侧固定连接支承杆4，支承杆4位于曲柄滑块机构运动平面内，支承杆4的轴线垂直于水平轨道701，支承杆4的另一端与车轮轴5垂直固接，车轮轴5的轴线平行于水平轨道701，车轮6转动连接于车轮轴5上，滑块2、支承杆4和车轮轴5构成与支架7在同一平面内的一个运动部件，该运动部件与车轮6一起能沿水平轨道701移动，由曲柄滑块机构、支承杆4、车轮轴5、车轮6和齿轮8构成左部车轮支承装置。在立柱702的右侧，与左部车轮支承装置对称的结构为右部车轮支承装置，左部车轮支承装置和右部车轮支承装置沿前进方向对称布置于支架7上保持两个齿轮正确啮合传动共同构成车辆轮距无级调节装置。
车辆轮距无级调节装置中，左侧的齿轮8和右侧的齿轮8啮合传动，左侧的曲柄1和右侧的曲柄1作对称的同步转动，左右两侧的曲柄滑块机构作相向运动，改变两个车轮的轮距，当曲柄1的转角为θ时，两个车轮6的轮距为h，驱动一个齿轮8转动，通过左侧的齿轮8和右侧的齿轮8啮合传动，实现车辆底盘的轮距无级调节。机械锁紧装置置于支架7上，锁定主动的齿轮8与水平短梁703的相对转动，保持行驶过程中轮距h不变。
轮距无级调节的车辆底盘由两个驱动电机产生的驱动力同步驱动前后两组车辆轮距无级调节装置中的两个主动的齿轮8转动，同步改变各自曲柄1的转角θ，并保持前后两组车辆轮距无级调节装置中曲柄1的转角θ相同，各个车轮6相对车辆纵向中央平面的距离对称改变，实现农用车辆底盘轮距的无级调节。
轮距无级调节的车辆底盘由两个驱动电机产生的驱动力同步改变前后两组车辆轮距无级调节装置中曲柄1的转角θ，在轮距调节过程中，保持前后两组车辆轮距无级调节装置中车辆中央平面同侧的两个曲柄1的转角θ相等，即可保持车辆底盘的前、后车轮轮距h相等，同步连续调节前后两个主动的齿轮8等角度转动，可实现农用车辆底盘轮距的无级调节。在行驶和作业过程中，锁定前后两组车辆轮距无级调节装置中的各个齿轮的转动，平衡地面对车轮的侧向载荷通过曲柄滑块机构传递到齿轮上的力矩，保持行驶过程中前后两组车辆轮距无级调节装置的轮距h不变。车辆底盘在行驶过程中，前后两组车辆轮距无级调节装置在车架9上的安装距离不变，则车辆底盘的轴距始终保持不变。
图4为轮距无级调节的车辆底盘减小轮距的工作原理图，通过两个驱动电机产生驱动力同步减小前后两组车辆轮距无级调节装置中车辆纵向中央平面同侧的两个齿轮8的转角，保持前后两个主动的齿轮8的转角相等、转向相同，即保持两个曲柄1的转角θ相等，通过曲柄滑块机构，使各个车轮相对车辆纵向中央平面的距离变小，调节后通过机械锁紧装置，固定各个齿轮8的转角，得到车辆底盘的一个较小轮距h，如图4所示，左侧和右侧的车轮6跨过三行作物种植垅10，以便适应机械化田间管理作业要求。
图5为轮距无级调节的车辆底盘增大轮距的工作原理图，通过两个驱动电机产生驱动力同步增大前后两组车辆轮距无级调节装置中车辆纵向中央平面同侧的两个齿轮8的转角，保持前后两个主动的齿轮8的转角相等、转向相同，即保持两个曲柄1的转角θ相等，通过曲柄滑块机构，使各个车轮相对车辆纵向中央平面的距离变大，调节后通过机械锁紧装置，固定各个齿轮8的转角，得到车辆底盘的一个较大轮距h，如图5所示，左侧和右侧的车轮6跨过四行作物种植垅10，以便适应机械化田间管理作业要求。增大车辆底盘轮距的调节过程中，当曲柄与连杆拉直共线时，车辆底盘处于最大轮距状态。
轮距无级调节的车辆底盘，实现了左、右车轮相对车辆纵向中央平面对称运动和轮距无级调节，通过轮距调节，可以适应同种作物、相同行距下跨不同作物行数行走的机械化田间管理作业要求，亦可适应不同作物、不同行距的机械化田间管理作业要求；轮距调节完毕，锁定前后两组车辆轮距无级调节装置中的各个齿轮的转动，平衡地面对车轮的侧向载荷通过曲柄滑块机构传递到齿轮上的力矩，保持农用车辆底盘正常作业和行驶。由于前后两组车辆轮距无级调节装置在车架上的安装距离固定，轮距无级调节的车辆底盘的轴距始终保持不变。
本发明适用于在农作物的生长期，除草、喷药、施肥等田间管理机械化作业要求，实现作业车辆的车轮沿作物种植垅沟行走，避免机械化作业过程中车轮对农作物的损伤。
Claims (3)
1.一种轮距无级调节的车辆底盘，其特征在于，轮距无级调节的车辆底盘由2组车辆轮距无级调节装置和车架（9）组成，两组车辆轮距无级调节装置共用车辆底盘的纵向中央平面，并且在长方形的车架（9）上按车轮轴距前后布置，前后两组车辆轮距无级调节装置通过支架（7）的水平轨道（701）分别与车架（9）的前端和后端固接；
所述车辆轮距无级调节装置由曲柄（1）、滑块（2）、连杆（3）、支承杆（4）、车轮轴（5）、车轮（6）、齿轮（8）及支架（7）组成，所述支架（7）为“工”字结构，立柱（702）与水平轨道（701）垂直固接，并且立柱（702）将水平轨道（701）平分，水平短梁（703）与水平轨道（701）平行，水平短梁（703）的中点与立柱（702）的上端固接，2个短轴（704）分别与水平短梁（703）的左端和右端转动连接，2个齿轮（8）分别固接在左右两个短轴（704）上，左右两个齿轮（8）互相啮合，其中一个齿轮（8）为主动的齿轮，固接主动齿轮的短轴（704）由外驱动力驱动，2个曲柄（1）的首端分别与左右两个短轴（704）垂直固接，左右两个曲柄（1）相对于立柱（702）的轴线对称布置并分别与左右两个齿轮（8）固接，2个滑块（2）分别在水平轨道（701）的左部和右部与水平轨道（701）滑动连接，滑块（2）上侧设置1个连接点；
在立柱（702）的左侧，连杆（3）一端铰接于滑块（2）上的连接点，另一端铰接于曲柄（1）的末端，由曲柄（1）、连杆（3）、滑块（2）、短轴（704）和支架（7）在支架（7）的平面内构成曲柄滑块机构；滑块（2）的下侧固定连接支承杆（4），支承杆（4）位于曲柄滑块机构运动平面内，支承杆（4）的轴线垂直于水平轨道（701），支承杆（4）的另一端与车轮轴（5）垂直固接，车轮轴（5）的轴线平行于水平轨道（701），车轮（6）转动连接于车轮轴（5）上，滑块（2）、支承杆（4）和车轮轴（5）构成与支架（7）在同一平面内的一个运动部件，该运动部件与车轮（6）一起能沿水平轨道（701）移动，由曲柄滑块机构、支承杆（4）、车轮轴（5）、车轮（6）和齿轮（8）构成左部车轮支承装置；在立柱（702）的右侧，与左部车轮支承装置对称的结构为右部车轮支承装置，左部车轮支承装置和右部车轮支承装置沿前进方向对称布置于支架（7）上，保持两个齿轮正确啮合传动，并共同构成车辆轮距无级调节装置；
所述车辆轮距无级调节装置中，左侧的齿轮（8）和右侧的齿轮（8）啮合传动，左侧的曲柄（1）和右侧的曲柄（1）作对称的同步转动，左右两侧的曲柄滑块机构作相向运动，改变两个车轮的轮距，当曲柄（1）的转角为θ时，两个车轮（6）的轮距为h，驱动主动的齿轮（8）转动，通过左侧的齿轮（8）和右侧的齿轮（8）啮合传动，实现车辆底盘的轮距无级调节；锁定装置锁定主动的齿轮（８）与支架（7）上水平短梁（703）的相对转动，保持行驶过程中轮距h不变；
所述轮距无级调节的车辆底盘由外驱动力同步驱动前后两组车辆轮距无级调节装置中的两个主动的齿轮（８）转动，同步改变各自曲柄（1）的转角θ，并保持前后两组车辆轮距无级调节装置中曲柄（1）的转角θ相同，各个车轮（6）相对车辆纵向中央平面的距离对称改变，实现农用车辆底盘轮距的无级调节。
2.根据权利要求1所述的一种轮距无级调节的车辆底盘，其特征在于，所述锁定装置为液压控制阀或机械锁紧装置。
3.根据权利要求1所述的一种轮距无级调节的车辆底盘，其特征在于，所述外驱动力为由两组液压马达或两组电机产生的驱动力矩。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130508 Termination date: 20131226 |