CN104206055A - 折腰式遥控水田旋耕机 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为折腰式遥控水田旋耕机。属于农业机械技术领域。它主要是解决我国现阶段中小块水田旋耕作业问题。它的主要特征是：由行走与工作自动切换机架、小型风冷柴油发动机、变速箱、左控制盒、右控制盒、液压油缸转向系统、自动安全停车系统、无线电遥控装置和液压控制系统构成；行走与作业切换机架包括承载机架、旋耕刀片旋转轴、旋耕刀片、行走主动轮、支撑轮和液压油缸等；液压油缸转向系统包括双行程油缸和“L”型延长杆等；自动安全停车系统包括触碰杆、离合器拉线和复位弹簧等。本发明具有使操作者不用亲自下田，既能节省劳动力、降低劳动强度，又能避免水田中的有害生物危害的特点，主要适用于各种中小型水田的旋耕作业。

Description

折腰式遥控水田旋耕机

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种既能够适应各种中小型水田旋耕作业，又能节省劳动力、减轻劳动强度，同时保障操作者人身安全和健康的折腰式遥控水田旋耕机。 

背景技术

农业生产过程中，在水稻种植前需要对水田进行旋耕整地作业，以达到平整土地和清除杂草的目的。而我国主要的水田分布在长江流域和长江以南的几个省份，由于这些地区多以山地丘陵为主，所以决定了我国的主要水田种植地形为中小型田块。现阶段在我国实行对中小型水田旋耕作业的主要方式有以下几种： 

1.大中型拖拉机安装一种高摩擦系数的高花纹轮胎再安装配套旋耕机。这种方式虽然能很好的避免拖拉机容易陷在泥潭里动不了的问题；但是也有一定弊端，既除了机器机身较大而造成的转弯半径大导致的漏耕，加大重复作业力度之外，而且高花纹轮胎的购买和安装较大的提高了农业生产的成本；2.使用小型手扶拖拉机或微耕机安装配套旋耕机进行旋耕作业。这种方式虽然灵活机动且成本较低，但是需要操作者在机器作业时不断的在机器后方扶正机器，消耗操作者大量体力，一旦因操作不当、挂错档位，旋耕机的刀片很容易伤及操作者，照成不必要的作业事故；另外这些主要种植水稻的我国南方地区，气候温热、空气湿润，导致水田里水和泥浆的混合物中所含有的对人体有害的细菌、微生物和有害生物（如血吸虫、沟钟虫、水蛭等）较多，这些有害细菌、微生物和有害生物对操作者的身体健康造成更为严重的威胁；3.在南方一些欠发达山区农村，仍然在使用最传统的牛拉人耕的方式耕地，我国南方早稻的春耕时间一般为每年的三、四月份，部分地区提前至每年的二月份，此时寒冷的水温对耕地者的身体健康造成极大的伤害。

传统的农用机械变速箱，包括大中型拖拉机变速箱和小型手扶拖拉机变速箱除了有两根动力输出轴外，还需要制作第三根动力输出轴，为配套农具的运作提供动力来源。这样不仅使生产工艺复杂化，增加了生产成本，而且使用起来使发动机的负荷加大，不能充分的利用动力。 

另外，传统的大中型拖拉机和小型手扶拖拉机在进行旋耕作业之前，都需要临时加装旋耕机具，这种临时安装旋耕机具的方式有以下两点弊端：一、费时费力；二、在作业时出现因安装不当而造成的作业事故时，容易对操作者造成人身伤害。 

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种既能省时省力，降低劳动强度，又能够有效保护操作人员身体安全和健康，不受生产事故和泥浆中有害生物的威胁，同时机身小巧转弯灵活，能够适应中小型水田旋耕作业的折腰式遥控水田旋耕机。 

本发明的技术解决方案是：一种折腰式遥控水田旋耕机，其特征在于：由行走与工作自动切换机架及设置在该机架上的小型风冷柴油发动机、变速箱、左控制盒、右控制盒、液压油缸转向系统、自动安全停车系统、无线电遥控装置和液压控制系统构成；其中，行走与作业切换机架由承载机架、旋耕刀片旋转轴、旋耕刀片、动力输出链条、链条轴、动力输入链条、行走主动轮、支撑轮旋转轴、支撑轮、支撑轮支架、液压油缸和液压油缸支架组成，行走主动轮为两个，分设在承载机架前端两侧，支撑轮转向轴设置在承载机架后端，支撑轮通过支撑轮支架连接在支撑轮转向轴上，液压油缸通过液压油缸支架固定在承载机架后端，液压油缸与支撑轮支架配合，承载机架前后中部依次设有链条改向轴和旋耕刀片旋转轴，旋耕刀片旋转轴位于承载机架之下，链条改向轴位于承载机架之上或之下，链条改向轴与旋耕刀片旋转轴之间设有输出链条，链条改向轴与行走主动轮之间设有输入链条，旋耕刀片安装在旋耕刀片旋转轴上；变速箱的两根动力输出轴与行走与工作自动切换机架上的旋耕刀片旋转轴连接；小型风冷柴油发动机通过花键轴与变速箱连接；液压油缸转向系统包括双行程油缸、“L”型延长杆、拉耳，支撑轮支架由第一机架连接件、旋转轴固定套、旋转轴构成，第一机架连接件连接在旋转轴固定套与支撑轮旋转轴之间，旋转轴固定套套装在旋转轴外，双行程油缸固定在旋转轴固定套上，拉耳设置在旋转轴上端，双行程油缸两端的活塞分别通过“L”型延长杆与拉耳连接，“L”型延长杆均由两根外商铰接的连杆构成；自动安全停车系统由第二机架连接杆、触碰杆、连接杆、三角形触点、连杆、离合器拉线和复位弹簧构成，触碰杆安装在第二机架连接杆与连接杆的一端并置于行走与作业切换机架的最前端，连接杆的另一端安装有三角形触点，三角形触点的下方设有卡槽，连杆卡在卡槽内，连杆上端装有离合器拉线，连杆下端装有复位弹簧；无线电遥控装置包括无线电遥控发射器和无线电遥控接收器；左控制盒中设有液压油箱、油门电机、电源和离合器电机，油门电机通过钢丝线与小型风冷柴油发动机油门连接，离合器电机通过钢丝线与变速箱离合器杆连接，液压油箱通过油管与液压控制系统连接；无线电遥控接收器和液压控制系统装于右控制盒中，液压控制系统通过电磁换向阀及开关油路与液压油缸和双行程油缸连接。 

本发明的技术解决方案中所述的承载机架上链条改向轴之前的机架与链条改向轴之后的机架之间的夹角为120-150°。 

本发明的技术解决方案中所述的链条改向轴轴心水平线与输出链条之间的角度为0o到90o。 

本发明的技术解决方案中所述的液压油缸与第一机架连接件之间的安装角度为75-105°。 

本发明的技术解决方案中所述的拉耳相对旋转轴固定套的旋转角度为±60°。 

本发明采用由行走与工作自动切换机架及设置在该机架上的小型风冷柴油发动机、变速箱、左控制盒、右控制盒、液压油缸转向系统、自动安全停车系统、无线电遥控装置和液压控制系统构成的折腰式遥控水田旋耕机。其中，小型风冷柴油发动机为变速箱提供动力，变速箱为整机的旋耕刀片作业和行走传输动力。行走与作业切换机架由承载机架、旋耕刀片旋转轴、旋耕刀片、动力输出链条、链条轴、动力输入链条、行走主动轮、支撑轮旋转轴、支撑轮、支撑轮支架、液压油缸和液压油缸支架组成，机架后端的液压油缸工作时，液压油缸顶起支撑轮，使旋耕刀片的最低点位于支撑轮和驱动轮所在平面以上，同时旋耕刀片旋转轴通过链条为位于承载机架前端的驱动轮提供动力，进而实现机架行走模式；当液压油缸不工作时，液压油缸收缩，使旋耕刀片的最低点位于支撑轮和驱动轮所在平面以下，旋耕刀片接触土地并旋转进行旋耕作业，最终实现机架的作业与行走自动切换。液压油缸转向系统中，双向行程油缸工作，通过“L”型延长杆，作用于支撑轮旋转轴，进而实现支撑轮旋转。无线电遥控系统实现对离合器电机、油门大小电机和液压控制系统发放指令，控制整机的离合器结合分离、油门大小、左右转向以及旋耕刀片的升降，实施旋耕作业。本发明具有体型小巧、轻便、转弯灵活，不用临时换装配套旋耕农具、省时省力，操作者不用亲自下地工作、降低劳动强度，以及有效保证操作者安全作业和身体健康的特点。本发明主要适用于我国各种水田的旋耕作业。 

附图说明

图1是本发明的立体示意图。 

图2是本发明的顶视结构示意图。 

图3是本发明的右侧结构示意图。 

图4是本发明的正面结构示意图。 

图5是图1中左控制盒的顶视视图。 

图6是图1中右控制盒的顶视视图。 

图7是图1中行走与作业切换机架在作业模式下的侧视图。 

图8是图1中行走与作业切换机架在行走模式下的侧视图。 

图9是图1中液压油缸转向系统的顶视图。 

图10是图1中液压油缸转向系统的侧面视图。 

图11是图1中液压油缸转向系统工作状态下的示意图。 

图12是图1中自动安全停车系统非工作状态侧视图。 

图13是图1中自动安全停车系统工作状态侧视图。 

图14是图1中自动安全停车系统非工作状态顶视图。 

图15是图1中自动安全停车系统工作状态顶视图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。 

如图1至图6所示。本发明折腰式遥控水田旋耕机由由行走与工作自动切换机架5及设置在该机架上的小型风冷柴油发动机1、变速箱4、左控制盒2、右控制盒3、液压油缸转向系统6、自动安全停车系统32、无线电遥控装置和液压控制系统构成。其中，变速箱4的两根动力输出轴与行走与工作自动切换机架5上的旋耕刀片旋转轴8连接。小型风冷柴油发动机1通过花键轴与变速箱4连接，变速箱4左右两侧的动力输出轴为整机提供行走与作业的动力。左控制盒2中设有液压油箱19、油门电机20、电源21和离合器电机22，油门电机20通过钢丝线与小型风冷柴油发动机1油门连接，离合器电机22通过钢丝线与变速箱4离合器杆连接，液压油箱19通过油管与液压控制系统24连接，左控制盒2和右控制盒3中的电源21为整机的电器元件提供电力，液压油箱19为液压控制系统24提供液压油。无线电遥控装置包括无线电遥控发射器和无线电遥控接收器23，无线电遥控接收器23通过电线连接液压控制系统24、油门电机20和离合器电机22。无线电遥控接收器23和液压控制系统24装于右控制盒3中，液压控制系统24通过电磁换向阀及开关油路与液压油缸17和双行程油缸27连接。 

本发明折腰式遥控水田旋耕机的行走与工作切换机架5如图7、图8所示。该行走与作业切换机架5由承载机架7、旋耕刀片旋转轴8、旋耕刀片9、动力输出链条10、链条轴11、动力输入链条12、行走主动轮13、支撑轮旋转轴14、支撑轮15、支撑轮支架16、液压油缸17和液压油缸支架18组成。其中，行走主动轮13为两个，分设在承载机架7前端两侧，支撑轮转向轴14设置在承载机架7后端，支撑轮15通过支撑轮支架16连接在支撑轮转向轴14上，液压油缸17通过液压油缸支架18固定在承载机架7后端，液压油缸17与支撑轮支架18配合，承载机架7中部依次设有链条改向轴11和旋耕刀片旋转轴8，旋耕刀片旋转轴8位于承载机架7之下，链条改向轴11位于承载机架7之上或之下，链条改向轴11与旋耕刀片旋转轴8之间设有输出链条10，链条改向轴11与行走主动轮13之间设有输入链条12，旋耕刀片9安装在旋耕刀片旋转轴8上，旋耕刀片旋转轴8通过动力输出链条10将旋转动力传输给位于承载机架7上方的链条轴11，链条轴11旋转带动动力输入链条12工作，将动力传输给行走主动轮13。当液压油缸17工作时，液压油缸17作用于支撑轮支架16，并带动支撑轮15以支撑轮旋转轴14为圆心向下旋转。承载机架7上链条改向轴11之前的机架与链条改向轴11之后的机架之间的夹角为120-150°。 

如图7和图8所示，行走与作业切换机架5在进入行走模式时，液压油缸17开始工作，作用于支撑轮支架16，支撑轮支架16与支撑轮15同时以支撑轮旋转轴14为圆心旋转。此时，支撑轮15和行走主动轮13着地，将位于承载机架7中部的旋耕刀片旋转轴8上的旋耕刀片9抬起，行走主动轮13通过动力输入链条10、链条轴11和动力输出链条12，从旋耕刀片转向轴8处获得动力，带动机架行走，最终实现机架的行走模式。 

如图7和图8所示，行走与作业切换机架5在进入作业模式时，液压油缸17停止工作，承载机架7因为自重挤压液压油缸17下沉，支撑轮15和支撑轮支架16受到挤压后以支撑轮旋转轴14为圆心旋转。此时，安装在旋耕刀片旋转轴8上的旋耕刀片9低于支撑轮15和行走主动轮13所在平面，深入土地，进入作业模式，实现旋耕作业。 

如图7、图8所示，该行走与作业自动切换机架5的支撑轮15旋转前后使行走主动轮13和支撑轮15所在的平面与旋耕刀片9的最低点形成的高低落差X为±200mm。 

如图7所示，在承载机架7的上端安装了链条轴11，使动力输出链条10和动力输入链条12的位置尽量抬高，避免机架在作业过程中链条挂草而影响到链条传动。 

如图7所示，该行走与作业切换机架5的链条轴11使动力输出链条10抬起的角度r1为0o到90o。 

如图7所示，该行走与作业切换机架5的液压油缸17与支第一机架连接件25之间的安装角度r2为75-105°。 

本发明折腰式遥控水田旋耕机的液压油缸转向系统6如图9、图10、图11所示。该液压油缸转向系统6固定于行走与工作切换机架5的末端，液压油缸转向系统6包括双行程油缸27、“L”型延长杆26、拉耳28，支撑轮支架16由第一机架连接件25、旋转轴固定套30、旋转轴构成，第一机架连接件25连接在旋转轴固定套30与支撑轮旋转轴14之间，旋转轴固定套30套装在旋转轴外，双行程油缸27固定在旋转轴固定套30上，拉耳28设置在旋转轴上端，双行程油缸27两端的活塞分别通过“L”型延长杆26与拉耳28连接，“L”型延长杆26均由两根外商铰接的连杆构成。 

如图9、图10、图11所示。双行程油缸27工作时，其活塞杆的一端顶出则活塞杆的另一端收缩，当活塞杆的一端顶出时，固定在这一侧活塞杆上的“L”型延长杆26则带动旋转轴上端拉耳28以旋转轴为中心向该侧旋转，旋转轴上端拉耳28旋转的同时带动旋转轴和固定在旋转轴下端31的支撑轮15以旋转轴为中心旋转，最终实现支撑轮15转向。 

如图9、图10、图11所示。为了避免因支撑轮15转向角度过大而可能造成的侧翻事故，当双行程油缸27的活塞杆顶出到最大位置时，支撑轮15与双行程油缸27形成的夹角r3为60°。 

本发明折腰式遥控水田旋耕机的自动安全停车系统32如图12至图15所示。该自动安全停车系统32由第二机架连接杆33、触碰杆35、连接杆34、三角形触点36、连杆37、离合器拉线39和复位弹簧40构成。其中，触碰杆35安装在第二机架连接杆33与连接杆34的一端并置于行走与作业切换机架5的最前端，连接杆34的另一端安装有三角形触点36，三角形触点36的下方设有卡槽38，连杆37卡在卡槽38内，连杆37上端装有离合器拉线39，连杆37下端装有复位弹簧40。该套系统通过第二机架连接杆33与整机连接。 

如图12至图15所示。触碰杆35受力向后挤压时，带动连接杆34和连接杆34末端的三角形触点36同时向后挤压，三角形触点36在向后挤压的过程中先后由三角形触点36的尖端和宽端与连杆37接触，当三角形触点36的宽端与连杆37接触时，连杆37受到三角形触点36宽端向左侧挤压的力滑出卡槽38，此时在连杆37下端复位弹簧40的作用下连杆37复位，复位后连杆37上端的离合器拉线39松弛，不能再作用于离合器拉线39另一端的离合器杆，进而使离合器处于分离状态，最终实现整机停车。 

小型风冷柴油发动机1启动后，其内部的花键轴旋转，与变速箱4联接并带动变速箱运转。变速箱4左右两侧的动力输出轴为安装在旋耕刀片旋转轴8上的旋耕刀片9提供作业动力，实现旋耕刀片10旋耕作业；同时通过动力输出链条10、链条轴11和动力输入链条12为位于工作自动切换机架5前端的主动轮14提供行走动力，实现整机的行走。安装在左控制盒2内的电瓶21为该机器的无线电遥控接收器23、液压控制系统24、油门电机20和离合器电机22提供电能。 

操作人员通过无线电遥控装置发出指令后，安装在右控制盒3内的无线电遥控接收器23中的微处理器收到信号。微处理器运算后将左右转向和行走与作业切换指令通过继电器下达给右控制盒3内的液压控制系统24中的电磁阀，电磁阀通过关闭和打开油路的方法将液压油输送给位于液压油缸转向系统6中的双行程油缸27和位于行走与作业切换机架5末端的液压油缸17，双行程油缸27工作实现整机转向，行走与作业切换机架5末端的液压油缸工作实现整机行走与作业状态切换。微处理器运算后将控制油门大小和离合器分离、结合指令通过继电器下达给位于左控制盒2内的油门电机20和离合器电机22，油门电机20正转反转实现拉紧和放松油门，离合器电机22正转反转实现离合器的分离结合，最终实现中远程遥控状态下控制油门大小和离合器分离结合。 

本发明折腰式遥控水田旋耕机由于采用小型风冷柴油发动机1，较之传统农用机械所用的普通柴油发动机轻便，使整机重量大大减轻；同时采用链条轴11，将动力输出链条10和动力输出链条12抬高，避免沾水延长其使用寿命。使得该发明折腰式遥控水田旋耕机能够适应中小型水田的旋耕作业。 

Claims (5)

1.一种折腰式遥控水田旋耕机，其特征在于：由行走与工作自动切换机架（5）及设置在该机架上的小型风冷柴油发动机（1）、变速箱（4）、左控制盒（2）、右控制盒（3）、液压油缸转向系统（6）、自动安全停车系统（32）、无线电遥控装置和液压控制系统构成；其中，行走与作业切换机架（5）由承载机架（7）、旋耕刀片旋转轴（8）、旋耕刀片（9）、动力输出链条（10）、链条轴（11）、动力输入链条（12）、行走主动轮（13）、支撑轮旋转轴（14）、支撑轮（15）、支撑轮支架（16）、液压油缸（17）和液压油缸支架（18）组成，行走主动轮（13）为两个，分设在承载机架（7）前端两侧，支撑轮转向轴（14）设置在承载机架（7）后端，支撑轮（15）通过支撑轮支架（16）连接在支撑轮转向轴（14）上，液压油缸（17）通过液压油缸支架（18）固定在承载机架（7）后端，液压油缸（17）与支撑轮支架（18）配合，承载机架（7）前后中部依次设有链条改向轴（11）和旋耕刀片旋转轴（8），旋耕刀片旋转轴（8）位于承载机架（7）之下，链条改向轴（11）位于承载机架（7）之上或之下，链条改向轴（11）与旋耕刀片旋转轴（8）之间设有输出链条（10），链条改向轴（11）与行走主动轮（13）之间设有输入链条（12），旋耕刀片（9）安装在旋耕刀片旋转轴（8）上；变速箱（4）的两根动力输出轴与行走与工作自动切换机架（5）上的旋耕刀片旋转轴（8）连接；小型风冷柴油发动机（1）通过花键轴与变速箱（4）连接；液压油缸转向系统6包括双行程油缸（27）、“L”型延长杆（26）、拉耳（28），支撑轮支架（16）由第一机架连接件（25）、旋转轴固定套（30）、旋转轴构成，第一机架连接件（25）连接在旋转轴固定套（30）与支撑轮旋转轴（14）之间，旋转轴固定套（30）套装在旋转轴外，双行程油缸（27）固定在旋转轴固定套（30）上，拉耳（28）设置在旋转轴上端，双行程油缸（27）两端的活塞分别通过“L”型延长杆（26）与拉耳（28）连接，“L”型延长杆（26）均由两根外商铰接的连杆构成；自动安全停车系统（32）由第二机架连接杆（33）、触碰杆（35）、连接杆（34）、三角形触点（36）、连杆（37）、离合器拉线（39）和复位弹簧（40）构成，触碰杆（35）安装在第二机架连接杆（33）与连接杆（34）的一端并置于行走与作业切换机架（5）的最前端，连接杆（34）的另一端安装有三角形触点（36），三角形触点（36）的下方设有卡槽（38），连杆（37）卡在卡槽（38）内，连杆（37）上端装有离合器拉线（39），连杆（37）下端装有复位弹簧（40）；无线电遥控装置包括无线电遥控发射器和无线电遥控接收器（23）；左控制盒（2）中设有液压油箱（19）、油门电机（20）、电源（21）和离合器电机（22），油门电机（20）通过钢丝线与小型风冷柴油发动机（1）油门连接，离合器电机（22）通过钢丝线与变速箱（4）离合器杆连接，液压油箱（19）通过油管与液压控制系统（24）连接；无线电遥控接收器（23）和液压控制系统（24）装于右控制盒（3）中，液压控制系统（24）通过电磁换向阀及开关油路与液压油缸（17）和双行程油缸（27）连接。

2.根据权利要求1所述的一种折腰式遥控水田旋耕机，其特征在于：所述的承载机架（7）上链条改向轴（11）之前的机架与链条改向轴（11）之后的机架之间的夹角为120-150°。

3.根据权利要求1或2所述的一种折腰式遥控水田旋耕机，其特征在于：所述的链条改向轴（11）轴心水平线与输出链条（10）之间的角度为0o到90o。

4.根据权利要求1或2所述的一种折腰式遥控水田旋耕机，其特征在于：所述的液压油缸（17）与第一机架连接件（25）之间的安装角度为75-105°。

5.根据权利要求1或2所述的一种折腰式遥控水田旋耕机，其特征在于：所述的拉耳（28）相对旋转轴固定套（30）的旋转角度为±60°。