CN103818685B - 一种大坡度山地果园重力运输机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大坡度山地果园重力运输机，包括机架，还包括设置在机架两侧的钢丝绳轨道，钢丝绳轨道上设置有可沿钢丝绳轨道往复运动的运送件，驱动钢丝绳一端与机架一侧的运送件连接，另一端分别缠绕在主动轮和从动轮上并与机架另一侧的运送件连接，机架上还设置有增速箱，增速箱的输入轴与主动轮轴轴接，增速箱的输出轴与高速制动轴轴接，高速制动轴上通过固定键与刹车鼓连接，刹车鼓上缠绕有刹车带，刹车带一端固定在机架上，另一端与电动推杆的伸缩端连接，电动推杆的固定端设置在机架上。本发明可实现大坡度山地果园运输机械化，降低劳动强度，保证果农运输安全，提高工作效率，降低劳动成本，提高经济效益。

Description

一种大坡度山地果园重力运输机

技术领域

本发明涉及农业机械中果园运输机技术领域，具体涉及一种大坡度山地果园重力运输机，适用于无运输道路、地形陡峭的大坡度山地果园中果实的运输。

背景技术

中国是柑橘的重要原产地之一，年产量仅次于巴西、美国，占世界第三位。但是中国柑橘主要分布在北纬16°～37°，海拔最高达2600m（四川巴塘），南起海南省的三亚市，北至陕、甘、豫，东起台湾省，西到西藏的雅鲁藏布江河谷。因而，我国柑橘主要种植在岗地和山坡上，在这些起伏不平，有的甚至呈陡坡状的山地上，不可能形成完善的交通运输网络，因而，果实运输非常困难。在当前农村劳动力向外转移的情况下，运输成为柑橘生产的重大难题。因此，研发山地果园运输机械非常迫切和需要。

国外果园运输技术的开发起步较早，其中日本在这方面处于领先地位。日本果园运输机的种类繁多，用于山地果园的有单轨搬运机、架空索道、动力三轮车等。我国在这方面起步较晚，目前，主要开发出遥控单轨运输机、自走式双轨运输机、无轨运输机等，但是它们仅适用于坡度低于45^o的地形中，并且需要电力或者燃油作动力，不能满足偏远大坡度山地果园的运输需要。所以，开发一种成本较低，无需电力或燃油作动力，能适应大坡度山地运输的机械显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的技术缺陷，提供一种大坡度山地果园重力运输机，满足无运输道路的大坡度山地果园中果实的运输需要。利用果实的重量作为运输机的驱动力，采用自适应阻尼技术和遥控技术既能保证在大坡度条件下果实的匀速向下运输，又能实现运输机的遥控停车、启动。

本发明的目的可通过下列技术方案实现：

一种大坡度山地果园重力运输机，包括机架，还包括设置在机架两侧的钢丝绳轨道，钢丝绳轨道上设置有可沿钢丝绳轨道往复运动的运送件，驱动钢丝绳一端与机架一侧的运送件连接，另一端分别缠绕在主动轮和从动轮上并与机架另一侧的运送件连接，机架上还设置有增速箱，增速箱的输入轴与主动轮轴）轴接，增速箱的输出轴与高速制动轴轴接，高速制动轴上通过固定键与刹车鼓连接，刹车鼓上缠绕有刹车带，刹车带一端固定在机架上，另一端与电动推杆）的伸缩端连接，电动推杆的固定端设置在机架上。

如上所述的高速制动轴的套设有轴承座，高速制动轴上还套设有自适应阻尼装置，自适应阻尼装置包括设置在机架上的制动鼓，设置在制动鼓内的支撑底板固定在高速制动轴上，支撑底板的端部与制动蹄一端铰接，制动蹄另一端通过回位弹簧紧靠在支撑底板上，制动蹄外周设置有与制动鼓内壁适配的摩擦衬片。

如上所述的制动鼓外壁上套设有冷却水套，冷却水套的进水端通过第一单向阀与设置在机架上的水箱的出水口连接，冷却水套的出水端通过第二单向阀与水箱的进水口连接，水箱还与液压缸的油缸连通，液压缸的活塞杆上设置有平底从动件，活塞杆上套设有压簧，压簧一端固定在机架上，另一端与平底从动件固定，平底从动件在压簧的作用下顶在套设在主动轮轴的凸轮上。

如上所述的运送件包括设置在钢丝绳轨道上的滚动滑轮和与滚动滑轮连接的箱体，箱体上还设置有用于控制电动推杆的伸缩端运动的遥控器。

如上所述的主动轮和从动轮的周向均开若干个周向槽，驱动钢丝绳绕8字形依次间隔缠绕在主动轮和从动轮上的周向槽上。

如上所述的主动轮和从动轮构成的传动机构的两侧均设置有下压轮和导向轮，驱动钢丝绳缠绕在下压轮和导向轮上。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的运输机可实现大坡度山地果园运输机械化，降低劳动强度，保证果农运输安全，提高工作效率，降低劳动成本，提高经济效益。

2、该果园运输机械载重400kg，山地坡度在45°以上均可使用；无需电力或者燃油作为动力，在电力缺乏的偏远山区也可应用；自适应阻尼装置能够保证运送箱匀速下降，并且运载量的变化对下降速度影响较小；散热器能够确保制动鼓温度不至于过高，使运输机可以长时间连续运行；采用遥控控制，无需人员驾驶。

附图说明

图1为一种大坡度山地果园重力运输机的总体结构示意图；

图2为一种大坡度山地果园重力运输机的重力传动装置结构示意图；

图3为一种大坡度山地果园重力运输机的自适应阻尼装置结构示意图；

图4为一种大坡度山地果园重力运输机的散热器结构示意图；

图5为一种大坡度山地果园重力运输机的增速箱结构示意图；

图6为一种大坡度山地果园重力运输机的运送箱结构示意图；

图7为一种大坡度山地果园重力运输机的遥控刹车装置结构示意图。

图中：1-驱动钢丝绳；2-滑轮；3-机架；4-重力传动装置；5-增速箱；6-散热器；7-高速制动轴；8-轴承座；9-自适应阻尼装置；10-降温风扇；11-蓄电瓶；12-刹车鼓；13-电动推杆；14-刹车带；15-轴承座；16-运送箱；17-钢丝绳轨道；18-主动轮；19-主动轮轴；20-从动轮；21-下压轮；22-导向轮；23-摩擦衬片；24-支撑底板；25-回位弹簧；26-定位销轴；27-制动蹄；28-制动鼓；29-液压缸；30-活塞杆；31-压簧；32-平底从动件；33-凸轮；34-水箱；35-第一单向阀；36-水管；37-第二单向阀；38-冷却水套；39-联轴器；40-输出轴；41-增速箱体；42-输入轴；43-联轴器；44-遥控器；45-箱体；46-滚动滑轮；47-螺栓；48-固定键。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，如图1所示，一种大坡度山地果园重力运输机，包括主机、钢丝绳轨道17、驱动钢丝绳1、运送箱16。所述的主机机架3固定在山顶，上面装有重力传动装置4、增速箱5、散热器6、自适应阻尼装置9。所述的钢丝绳轨道17由上下两端固定的钢丝绳构成。

支撑底板24、刹车鼓12和降温风扇10通过固定键与高速制动轴7固定连接。

箱体45由角钢焊接而成，底部装有由超声波传感器和单片机组成的底部停车遥控器44，顶部装有滚动滑轮46，沿着钢丝绳轨道17下滑。

如图2所示驱动钢丝绳1一端与运送箱16固定连接，另一端绕过固定在山顶的滑轮2，穿过导向轮22和下压轮21，从主动轮18的第一槽进入通过交叉呈“8”字形进入从动轮20的第一槽，再由从动轮20绕“8”字形返回主动轮18的第二槽，依次绕“8”字方式进行缠绕链接，直至从从动轮20的最后一槽穿出钢丝绳，并与另一侧的运送箱16固定连接。

如图2和图5所示，增速箱5的输入轴42通过联轴器与主动轮轴19连接，输出轴40通过联轴器39与高速制动轴7连接。

主动轮18和从动轮20上分别开有5个槽，所述主动轮18和从动轮20的槽错开80mm安装。

如图3所示，所述的制动鼓28通过螺栓连接固定在机架3上，支撑底板24通过平键与高速制动轴7固定连接，定位销轴26插入支撑底板24两侧的通孔中。制动蹄27一端开孔，套在定位销轴26上，可绕着定位销轴26转动。定位销轴26的两端开孔，插入开口销。摩擦衬片23通过铆钉固定在制动蹄27外周上，两侧制动蹄27通过回位弹簧25紧靠在支撑底板24上。

如图4所示，凸轮33通过平键与主动轮轴19固定。冷却水套38固定在制动鼓28的外周上。活塞杆30的顶端与平底从动件32固定连接，压簧31一端固定在机架3上，另一端与平底从动件32固定连接，平底从动件32紧靠在凸轮33上。液压缸29与水箱34之间通过水管36连通，水箱34与冷却水套38之间通过水管36连通，第一单向阀35允许水从水箱34流向冷却水套38，第二单向阀37允许水从冷却水套38流入水箱34。主动轮18转动时，通过主动轮轴带动凸轮33转动，在推程阶段，迫使平底从动件32向下运动，从而推动活塞杆30将液压缸29内的水压入水箱34，在压力差作用下，第一单向阀35打开，第二单向阀37关闭，水箱34中的水进入冷却水套38中；在凸轮33回程阶段，在压簧31的作用下，平底从动件32带动活塞杆30向上运动，在压力差的作用下，水箱34中的水进入到液压缸29中，导致水箱34的压力低于冷却水套38中的压力，第二单向阀37打开，第一单向阀35关闭，冷却水套38中的水进入到水箱34中；凸轮33连续转动，驱动冷却水在水箱34和冷却水套38中循环流动。

如图5所示，增速箱5采用常规的定轴齿轮系设计，增速箱5的输入轴42到输出轴40分两级传动，一级传动比为4，二级传动比为3。

如图7所示，电动推杆13的固定端通过螺栓连接固定在机架上，活动端与刹车带14的自由端固定连接，刹车带14的固定端通过螺栓47固定在机架3上；刹车鼓12通过固定键48与高速制动轴7连接；蓄电瓶11置于机架3上，用于给电动推杆13供电。电动推杆13接收到刹车信号后，活动端向下推出，拉动刹车带14的自由端向下运动，使其抱紧在刹车鼓12上，达到刹车目的；当接收到开始运行信号后，电动推杆13活动端向上缩回，拉动刹车带14的自由端向上运动，使其脱离刹车鼓12。

本实施实例具体设计参照“发明内容”以及“附图说明”所述，为节省篇幅，本段对上述已经公开的技术细节不再重复。现以华中农业大学工科基地投入试验的一种大坡度山地果园重力运输机为例说明本发明的设计与安装。结合大坡度山地橘园的地形要求以及工科基地的实际条件，设计试验台架，试验台架长度10m，其中大坡度山地果园重力运输机安装在试验台架顶端中间；钢丝绳轨道对称安装，上下两端用钢丝绳扣固定于台架上，间距5m；距离地面15m高处固定安装电动葫芦起重机，用来调节试验台架的倾斜角度，以确保大坡度山地果园重力运输机在不同坡度条件下均能正常工作，在可调范围为35°～80°。

在进行运输作业时，利用遥控器启动电动推杆13，使刹车鼓12处于抱死状态，然后装载柑橘等农产品。装载完毕后，再次利用遥控器控制电动推杆13，使刹车鼓12处于自由状态。运送箱16会在自身及果物重力的作用下沿钢丝绳轨道17向下运动，进而通过拉动驱动钢丝绳1驱动主动轮18、从动轮20和凸轮33旋转，并带动另一侧运送箱16向上运动。凸轮33的旋转通过平底从动件32和压簧31使活塞杆30上下往复运动，在推程时，第一单向阀35打开，冷却水从水箱34流入冷却水套38中；回程时，冷却水从冷却水套38流回水箱34中。主动轮18转速经过增速箱5放大后，高速制动轴7转速很高，制动力矩较小。高速制动轴7的旋转，带动自适应阻尼装置9的支撑底板24旋转，当转速达到一定值时，制动蹄27在离心力的作用下克服回位弹簧25的预紧力沿径向甩出，与固定的制动鼓28摩擦。随着运送箱16下降速度变大，当达到某一临界转速时，阻尼力与重力动态平衡，运送箱16保持动态的匀速运动。当运送箱16靠近地面时，底部停车遥控器44发出停车信号，电动推杆13启动，刹车带14紧压在制动鼓12上，使运送箱16减速直到停止运行。同时利用无线遥控器可以实现运输机的任意点遥控停车。

运输机工作时，承载量可达500kg，在坡度为45°以上的山地上均可正常运行。在45°～80°的坡度范围内，匀速阶段下降速度为0.8～1.3m/s。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种大坡度山地果园重力运输机，包括机架(3)，其特征在于，还包括设置在机架(3)两侧的钢丝绳轨道(17)，钢丝绳轨道(17)上设置有可沿钢丝绳轨道(17)往复运动的运送件，驱动钢丝绳(1)一端与机架(3)一侧的运送件连接，另一端分别缠绕在主动轮(18)和从动轮(20)上并与机架(3)另一侧的运送件连接，机架(3)上还设置有增速箱(5)，增速箱(5)的输入轴(42)与主动轮轴(19)轴接，增速箱(5)的输出轴(40)与高速制动轴(7)轴接，高速制动轴(7)上通过固定键(48)与刹车鼓(12)连接，刹车鼓(12)上缠绕有刹车带(14)，刹车带(14)一端固定在机架(3)上，另一端与电动推杆(13)的伸缩端连接，电动推杆(13)的固定端设置在机架(3)上，主动轮(18)和从动轮(20)的周向均开五个周向槽，驱动钢丝绳(1)绕8字形依次间隔缠绕在主动轮(18)和从动轮(20)上的周向槽上，主动轮(18)上的周向槽和从动轮(20)的周向槽错开80mm。

2.根据权利要求1所述的一种大坡度山地果园重力运输机，其特征在于，所述的高速制动轴(7)的套设有轴承座(8)，高速制动轴(7)上还套设有自适应阻尼装置(9)，自适应阻尼装置(9)包括设置在机架(3)上的制动鼓(28)，设置在制动鼓(28)内的支撑底板(24)固定在高速制动轴(7)上，支撑底板(24)的端部与制动蹄(27)一端铰接，制动蹄(27)另一端通过回位弹簧(25)紧靠在支撑底板(24)上，制动蹄(27)外周设置有与制动鼓(28)内壁适配的摩擦衬片(23)。

3.根据权利要求2所述的一种大坡度山地果园重力运输机，其特征在于，所述的制动鼓(28)外壁上套设有冷却水套(38)，冷却水套(38)的进水端通过第一单向阀(35)与设置在机架(3)上的水箱(34)的出水口连接，冷却水套(38)的出水端通过第二单向阀(37)与水箱(34)的进水口连接，水箱(34)还与液压缸(29)的油缸连通，液压缸(29)的活塞杆上设置有平底从动件(32)，活塞杆上套设有压簧(31)，压簧(31)一端固定在机架(3)上，另一端与平底从动件(32)固定，平底从动件(32)在压簧(31)的作用下顶在套设在主动轮轴(19)的凸轮(33)上。

4.根据权利要求3所述的一种大坡度山地果园重力运输机，其特征在于，所述的运送件包括设置在钢丝绳轨道(17)上的滚动滑轮(46)和与滚动滑轮(46)连接的箱体(45)，箱体(45)上还设置有用于控制电动推杆(13)的伸缩端运动的遥控器(44)。

5.根据权利要求1所述的一种大坡度山地果园重力运输机，其特征在于，所述的主动轮(18)和从动轮(20)构成的传动机构的两侧均设置有下压轮(21)和导向轮(22)，驱动钢丝绳(1)缠绕在下压轮(21)和导向轮(22)上。