CN103650682B - 菱形四轮龙门架式高地隙中耕机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，包括底盘、前机架、后机架、左侧臂和右侧臂，前机架、后机架、左侧臂和右侧臂分别设于底盘上方，左侧臂与前机架连接，右侧臂与后机架连接；底盘底部的四个车轮呈菱形分布，四个车轮分别为前轮、后轮、左轮和右轮，前轮位于前机架前端，后轮位于后机架后端，左轮位于左侧臂外侧，右轮位于右侧臂外侧，左轮与左侧臂之间通过左轮液压马达连接，右轮与右侧臂之间通过右轮液压马达连接；前轮和后轮为转向轮，同时也为驱动轮，左轮和右轮为驱动轮。本菱形四轮龙门架式高地隙中耕机具有质心高度较低、稳定性较好的特点，可适应不同种植行距作物的作业。

Description

菱形四轮龙门架式高地隙中耕机

技术领域

本发明涉及中耕机技术领域，特别涉及一种菱形四轮龙门架式高地隙中耕机。

背景技术

目前，高秆作物机械化植保技术主要集中在中耕、喷药、施肥和除草。中耕机因其可一次性完成松土、除草、培土和施肥作业，同时实现改善土壤通透性，去除杂草，增强高秆作物抗倒伏能力，综合效率高，而成为高秆作物机械化管理的主要方式。目前国内外通用的四轮高地隙中耕管理机，将四个车轮布置在长方形底盘四个角的位置，为了达到较高地隙的农艺要求，一般采用整体抬高车架的方式，使底盘位于作物上方，发动机、变速器、驾驶室等总成均布置在底盘上，使得整机质心偏高，稳定性下降。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种质心高度较低、稳定性较好的菱形四轮龙门架式高地隙中耕机。

本发明的技术方案为：一种菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，包括底盘、前机架、后机架、左侧臂和右侧臂，前机架、后机架、左侧臂和右侧臂分别设于底盘上方，左侧臂与前机架连接，右侧臂与后机架连接。底盘底部的四个车轮呈菱形分布，四个车轮分别为前轮、后轮、左轮和右轮。前轮和后轮分别位于菱形的纵向对角线两端，纵向对角线位于中耕机的纵向对称面内，前轮位于前机架前端，后轮位于后机架后端；左轮和右轮位于菱形的横向对角线两端，横向对角线位于中耕机的横向对称面内，横向对称面与纵向对称面相互垂直，左轮位于左侧臂外侧，右轮位于右侧臂外侧，左轮与左侧臂之间通过左轮液压马达连接，右轮与右侧臂之间通过右轮液压马达连接；前轮和后轮为转向轮，或转向驱动轮，左轮和右轮为驱动轮。四个车轮采用菱形布置时，前轮和后轮为转向轮，转向的瞬时中心位于左轮和右轮轴线的延长线上，与传统的四轮车轮转弯时瞬时中心位于后桥轴线的延长线上相比，在前后轮轴距与传统四轮车轮轴距相同的情况下，菱形车的转弯半径为传统四轮车的一半，底盘机动灵活。

左侧臂和右侧臂分别为龙门架式结构。龙门架下的空间用于通过高秆作物，可以根据具体作业对象的要求来确定龙门架高度。发动机、驾驶室、传动箱等部件可直接安装在前后轮的底架上，不需要通过抬高其位置来提高离地间隙，整车质心高度低。

所述前轮与后轮之间设有联动转向机构，联动转向机构包括前轮转向液压缸和后轮转向液压缸，前轮转向液压缸安装于前机架上并与前轮连接，后轮转向液压缸安装于后机架上并与后轮连接；前轮转向液压缸与后轮转向液压缸之间同步动作，转向角相等且转动方向相反。

所述前机架与后机架之间设有地面自适应机构，地面自适应机构包括铰接轴、限位销和限位套，前机架底部与后机架底部通过铰接轴连接，后机架顶部设置限位销，前机架顶部设置限位套，限位销以铰接轴为圆心在限位套内做弧线运动，限位套内设有阻尼材料。地面自适应机构可以根据田间地形的变化，自动改变前机架与后机架之间的角度，使左轮和右车轮可以处在不同水平高度的地面上，避免出现车轮悬空的现象，提高中耕机的驱动性能。

所述前机架或后机架以铰接轴为中心，在垂直于铰接轴轴线的平面内转动，前机架与后机架之间的相对转动角度为0～20°。前机架与后机架的相对转角在该角度范围内时，该底盘可适应左车轮和右车轮所处位置水平高度差为0～240毫米的地形，基本满足田间使用要求。最大相对转角的角度值还可以根据不同使用条件要求进行设计，但角度值越大，对设备的性能要求也越高。

所述前机架与左侧臂之间设有左轮距调整机构，轮距调整机构包括伸出液压缸、外导轨和内导轨，伸出液压缸一端固定于前机架上，伸出液压缸另一端与左侧臂连接，外导轨和内导轨平行设于前机架顶部，左侧臂通过外导轨和内导轨与前机架连接；

后机架与右侧臂之间设有右轮距调整机构，右轮距调整机构与左轮距调整机构呈对称结构。轮距调整机构可以根据作物的不同行距来调整左右车轮之间的距离，以适应在不同行距的田间作业。

所述左轮后方设有左农具固定架，右轮后方设有右农具固定架，后轮后方设有后农具固定架，左农具固定架通过左农具纵向稳定器与左侧臂连接，右农具固定架通过右农具纵向稳定器与右侧臂连接，后农具固定架与后机架连接，后农具固定架两侧分别设置后农具提升液压缸。

所述后机架上安装有方向盘调整机构，方向盘调整机构包括纵向调整板和固定板，纵向调整板通过螺栓与后机架连接，纵向调整板上开有长孔，纵向调整板上的长孔用于调整方向盘的高度，长孔的长度即为方向盘的可调高度；固定板通过转动销与纵向调整板连接，固定板上开有弧形孔，弧形孔用于方向盘的前后调整，弧形孔的圆弧角度即为方向盘上的方向杆所能转动的角度。通过调整纵向调整板实现方向盘的上下位置调整，通过调整固定板实现方向盘前后位置的调整。

所述前机架上，位于前轮上方处设有发动机，发动机前端设置发动机散热器，发动机通过减速器与液压泵连接，液压泵通过液压控制阀与液压油箱连接。液压泵、液压控制阀和液压油箱所在的连接回路形成液压系统，液压系统为联动转向机构、各车轮、左轮距调整机构、右轮距调整机构、左农具固定架、右农具固定架和后农具固定架等机构提供动力。

本菱形四轮龙门架式高地隙中耕机使用时，其原理是：菱形底盘结构布置共有三个车桥，前轮和后轮都以单轮布置在底盘的纵向对角线上，中桥的两轮（即左轮和右轮）左右对称布置。其中前后轮联动异相转向，中桥左右驱动车轮以龙门架形式连接于机架，中部的车身因在农作物行间通过而不需要抬高，从而降低了整车的质心高度、提高稳定性；地面自适应机构根据地形的变化，改变前后机架之间的角度，提高整车的通过性。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本菱形四轮龙门架式高地隙中耕机相对于传统中耕机，具有转向灵活，整机质心低，适应高秆作物中耕管理作业的优点。本菱形四轮龙门架式高地隙中耕机中，四个车轮采用菱形布置，前轮和后轮为转向轮，转向的瞬时中心位于左轮和右轮轴线的延长线上，与传统的四轮车轮转弯时瞬时中心位于后桥轴线的延长线上相比，在前后轮轴距与传统四轮车轮轴距相同的情况下，本中耕机的转弯半径为传统中耕机的一半，底盘机动灵活。左侧臂和右侧臂分别为龙门架式结构。龙门架下的空间用于通过高秆作物，可以根据具体作业对象的要求来确定龙门架高度。发动机、驾驶室、传动箱等部件可直接安装在前后轮的底架上，不需要通过抬高其位置来提高离地间隙，整车质心高度低，性能更稳定。

附图说明

图1为本菱形四轮龙门架式高地隙中耕机的结构示意图。

图2为图1的A向视图。

图3为图1的B向视图。

图4为前机架和后机架的结构示意图。

图5为方向盘调整机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例一种菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，其结构如图1、图2或图3所示，包括底盘1、前机架2、后机架3、左侧臂4和右侧臂5，前机架、后机架、左侧臂和右侧臂分别设于底盘上方，左侧臂与前机架连接，右侧臂与后机架连接；底盘底部的四个车轮呈菱形分布，四个车轮分别为前轮6、后轮7、左轮8和右轮9，前轮和后轮分别位于菱形的纵向对角线两端，纵向对角线位于中耕机的纵向对称面内，前轮位于前机架前端，后轮位于后机架后端；左轮和右轮位于菱形的横向对角线两端，横向对角线位于中耕机的横向对称面内，横向对称面与纵向对称面相互垂直，左轮位于左侧臂外侧，右轮位于右侧臂外侧，左轮与左侧臂之间通过左轮液压马达10连接，右轮与右侧臂之间通过右轮液压马达11连接；前轮和后轮为转向轮，同时也为驱动轮，左轮和右轮为驱动轮。四个车轮采用菱形布置时，前轮和后轮为转向轮，转向的瞬时中心位于左轮和右轮轴线的延长线上，与传统的四轮车轮转弯时瞬时中心位于后桥轴线的延长线上相比，在前后轮轴距与传统四轮车轮轴距相同的情况下，菱形车的转弯半径为传统中耕机的一半，底盘机动灵活。左侧臂和右侧臂分别为龙门架式结构。龙门架下的空间用于通过高秆作物，可以根据具体作业对象的要求来确定龙门架高度。发动机、驾驶室、传动箱等部件可直接安装在前后轮的底架上，不需要通过抬高其位置来提高离地间隙，整车质心高度低。

左侧臂和右侧臂分别为龙门架式结构。龙门架下的空间用于通过高秆作物，可以根据具体作业对象的要求来确定龙门架高度。发动机、驾驶室、传动箱等部件可直接安装在前后轮的底架上，不需要通过抬高其位置来提高离地间隙，整车质心高度低。

前轮与后轮之间设有联动转向机构，联动转向机构包括前轮转向液压缸12和后轮转向液压缸13，前轮转向液压缸安装于前机架上并与前轮连接，后轮转向液压缸安装于后机架上并与后轮连接；前轮转向液压缸与后轮转向液压缸之间同步动作，转向角相等且转动方向相反。

前机架与后机架之间设有地面自适应机构，如图4所示，地面自适应机构包括铰接轴14、限位销（位于限位套内）和限位套15，前机架底部与后机架底部通过铰接轴连接，后机架顶部设置限位销，前机架顶部设置限位套，限位销以铰接轴为圆心在限位套内做弧线运动，限位套内设有阻尼材料。地面自适应机构可以根据田间地形的变化，自动改变前机架与后机架之间的角度，使左轮和右车轮可以处在不同水平高度的地面上，避免出现车轮悬空的现象，提高中耕机的驱动性能。

前机架或后机架以铰接轴为中心，在垂直于铰接轴轴线的平面内转动，前机架与后机架之间的相对转动角度为0～20°。前机架与后机架的相对转角在该角度范围内时，该底盘可适应左车轮和右车轮所处位置水平高度差为0～240毫米的地形，基本满足田间使用要求。最大相对转角的角度值还可以根据不同使用条件要求进行设计，但角度值越大，对设备的性能要求也越高。

如图2所示，前机架与左侧臂之间设有左轮距调整机构，轮距调整机构包括伸出液压缸16、外导轨17和内导轨18，伸出液压缸一端固定于前机架上，伸出液压缸另一端与左侧臂连接，外导轨和内导轨平行设于前机架顶部，左侧臂通过外导轨和内导轨与前机架连接；

后机架与右侧臂之间设有右轮距调整机构，右轮距调整机构与左轮距调整机构呈对称结构。轮距调整机构可以根据作物的不同行距来调整左右车轮之间的距离，以适应在不同行距的田间作业。

如图2所示，左轮后方设有左农具固定架19，右轮后方设有右农具固定架20，后轮后方设有后农具固定架21，左农具固定架通过左农具纵向稳定器22与左侧臂连接，右农具固定架通过右农具纵向稳定器23与右侧臂连接，后农具固定架与后机架连接，后农具固定架两侧分别设置后农具提升液压缸28。

如图5所示，后机架上安装有方向盘调整机构，方向盘调整机构包括纵向调整板32和固定板31，纵向调整板通过螺栓与后机架连接，纵向调整板32上开有长孔，纵向调整板上的长孔用于调整方向盘的高度，长孔的长度即为方向盘29的可调高度；固定板31上开有弧形孔，弧形孔用于方向盘29的前后调整，弧形孔的圆弧角度即为方向杆30所能转动的角度。通过调整纵向调整板32实现方向盘29的上下位置调整，通过调整固定板31实现方向盘29前后位置的调整。

前机架上，位于前轮上方处设有发动机24，发动机前端设置发动机散热器25，发动机通过减速器26与液压泵27连接，液压泵通过液压控制阀与液压油箱连接。液压泵、液压控制阀和液压油箱所在的连接回路形成液压系统，液压系统为联动转向机构、各车轮、左轮距调整机构、右轮距调整机构、左农具固定架、右农具固定架和后农具固定架等机构提供动力。

本菱形四轮龙门架式高地隙中耕机使用时，其原理是：菱形底盘结构布置共有三个车桥，前轮和后轮都以单轮布置在底盘的纵向对角线上，中桥的两轮（即左轮和右轮）左右对称布置。其中前后轮联动异相转向，中桥左右驱动车轮以龙门架形式连接于机架，中部的车身因在农作物行间通过而不需要抬高，从而降低了整车的质心高度、提高稳定性；地面自适应机构根据地形的变化，改变前后机架之间的角度，提高整车的通过性。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (9)

1.菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，其特征在于，包括底盘、前机架、后机架、左侧臂和右侧臂，前机架、后机架、左侧臂和右侧臂分别设于底盘上方，左侧臂与前机架连接，右侧臂与后机架连接；底盘底部的四个车轮呈菱形分布，四个车轮分别为前轮、后轮、左轮和右轮；前轮和后轮分别位于菱形的纵向对角线两端，纵向对角线位于中耕机的纵向对称面内，前轮位于前机架前端，后轮位于后机架后端；左轮和右轮位于菱形的横向对角线两端，横向对角线位于中耕机的横向对称面内，横向对称面与纵向对称面相互垂直，左轮位于左侧臂外侧，右轮位于右侧臂外侧，左轮与左侧臂之间通过左轮液压马达连接，右轮与右侧臂之间通过右轮液压马达连接；前轮和后轮为转向轮，同时也为驱动轮，左轮和右轮为驱动轮。

2.根据权利要求1所述的菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，其特征在于，所述左侧臂和右侧臂分别为龙门架式结构。

3.根据权利要求1所述的菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，其特征在于，所述前轮与后轮之间设有联动转向机构，联动转向机构包括前轮转向液压缸和后轮转向液压缸，前轮转向液压缸安装于前机架上并与前轮连接，后轮转向液压缸安装于后机架上并与后轮连接；前轮转向液压缸与后轮转向液压缸之间同步动作，转向角相等且转动方向相反。

4.根据权利要求1所述的菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，其特征在于，所述前机架与后机架之间设有地面自适应机构，地面自适应机构包括铰接轴、限位销和限位套，前机架底部与后机架底部通过铰接轴连接，后机架顶部设置限位销，前机架顶部设置限位套，限位销以铰接轴为圆心在限位套内做弧线运动，限位套内设有阻尼材料。

5.根据权利要求4所述的菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，其特征在于，所述前机架或后机架以铰接轴为中心，在垂直于铰接轴轴线的平面内转动，前机架与后机架之间的相对转动角度为0～20°。

6.根据权利要求1所述的菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，其特征在于，所述前机架与左侧臂之间设有左轮距调整机构，轮距调整机构包括伸出液压缸、外导轨和内导轨，伸出液压缸一端固定于前机架上，伸出液压缸另一端与左侧臂连接，外导轨和内导轨平行设于前机架顶部，左侧臂通过外导轨和内导轨与前机架连接；

后机架与右侧臂之间设有右轮距调整机构，右轮距调整机构与左轮距调整机构呈对称结构。

7.根据权利要求1所述的菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，其特征在于，所述左轮后方设有左农具固定架，右轮后方设有右农具固定架，后轮后方设有后农具固定架，左农具固定架通过左农具纵向稳定器与左侧臂连接，右农具固定架通过右农具纵向稳定器与右侧臂连接，后农具固定架与后机架连接，后农具固定架两侧分别设置后农具提升液压缸。

8.根据权利要求1所述的菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，其特征在于，所述后机架上安装有方向盘调整机构，方向盘调整机构包括纵向调整板、固定板和转动销，纵向调整板通过螺栓与后机架连接，纵向调整板上开有长孔，固定板通过转动销与纵向调整板连接，固定板和纵向调整板绕转动销相对转动，固定板上开有弧形孔。

9.根据权利要求1所述的菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，其特征在于，所述前机架上，位于前轮上方处设有发动机，发动机前端设置发动机散热器，发动机通过减速器与液压泵连接，液压泵通过液压控制阀与液压油箱连接。