CN104221517A - 一种液压驱动的多功能果园作业机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压驱动的多功能果园作业机，其控制系统采用嵌入式系统和液压电磁阀组相结合的方法，控制液压马达运转、平台升降、农具提升作业，实现了对整车速度、转向的灵活控制，用独立泵实现平台升降、农具提升的操作，达到了节能的目的，并解决了单油泵供油使得行走动力不足的问题。

Description

一种液压驱动的多功能果园作业机

所属技术领域

本发明涉及一种无线控制液压驱动的果园作业机械，尤其涉及一种履带式液压驱动多功能果园作业机。

背景技术

目前，针对果园作业，大多使用通用农业机械，并且现有设备功能比较单一，耕作、采摘需要不同机械进行作业。并且现有设备行走采用机械式驱动，换挡繁琐、费力、效率不高，并且机械操控性、舒适性欠佳，另外还需亲自上机操控，加大了工作人员劳动强度，也给果园作业人员带来人身安全问题。

发明内容

为了解决专用果园作业机械少，功能不够完善的问题，本发明提供了一种多功能果园作业机械，该作业机不仅能够实现远程无线控制，降低工作人员劳动强度，而且集旋耕、开沟、独立液压泵驱动作业平台升降、柱塞液压泵驱动履带行走，履带转速自动检测于一体，为果园作业提供了便利。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用独立液压驱动底盘结构，整机包括橡胶履带式液压驱动底盘，柴油机，液压油箱，液压阀组，液压管路，无线电控单元，动力输出用机械式变速箱，供电电瓶，小型发电机组，充电供电电路和多功能折叠式液压升降平台，所述的液压驱动底盘上前部安装电瓶、小型发电机组和柴油机，中部安装液压油箱、阀组及无线电控单元，后部安装机械式变速箱，然后在整机上方靠后部安装多功能折叠式液压升降平台，其特征在于：

所述小型发电机组，机械式变速箱通过三角皮带跟柴油机相联结。

所述液压油箱安装在底盘中部最底层，上面安装液压阀组和无线电控单元，液压管路连通液压阀组、左右履带的单独液压驱动马达，液压油箱。

所述无线电控单元安装在液压阀组靠近柴油机启动轴一侧，靠电瓶和小型发电机组供电，并控制液压阀组各个电磁阀实现动作，最终控制包括履带液压马达和多功能升降平台及后悬挂的指定动作的完成。

所述机械式变速箱安装在底盘后部，紧靠液压油箱，变速箱上面安装有离合器带轮，柱塞泵(竖直安装)，且该变速箱有540r/min的动力输出轴，有专门档杆控制输出轴齿轮啮合与分离。

所述的橡胶履带式液压驱动底盘由驱动轮、导向轮、支撑轮和履带转速检测装置组成，其中驱动轮由液压马达提供动力，液压马达与驱动轮连接处安装有履带转速检测装置，左右两条履带通过弯梁连接，构成整个底盘。

所述液压阀组包括电磁换向阀，比例流量控制阀，溢流阀和单向节流阀组成，比例流量控制阀和溢流阀控制底盘驱动马达转速，实现直走、转向，单向节流阀控制后悬挂装置升降，带动农机具实现升降。

所述无线控制单元以嵌入式系统为核心，由遥控器、无线接收电路、解码电路、嵌入式模块、驱动电路、继电器组成。

所述机械式变速箱实现二级减速输出给柱塞式液压泵，三级减速输出给动力输出轴，并设有变速杆控制动力输出齿轮啮合与分离，另在外侧安装有齿轮泵，为多功能升降平台提供升降动力。

所述小型发电机组由小型发电机、整流电路、充电供电电路组成，为液压电磁阀组和无线电控单元提供电能。

本发明的工作原理：

柴油机启动后，带传动到机械变速箱，再传动到柱塞式液压泵，液压泵将液压油传送到液压阀组，之后无线控制器发出指令，无线电控单元接收指令并处理，控制相应的电磁换向阀、电磁比例流量控制阀及溢流阀动作，分别使两边液压马达运转，实现作业机械行走及速度控制；需要机具升降时，由电控单元控制电磁换向阀、单向节流阀工作，实现机具升降。

农机具机要工作时，首先利用液压油缸放下机具，而后拨动机械变速箱档杆使输出轴齿轮啮合，将动力传递给机具，实现作业。

简单运输作业时，将升降平台折叠成平板结构，将所需运输物品放于平板上面，必要时对物品进行捆绑，操控作业机进行运输。

本发明的有益效果是：

1)电控单元创新的采用嵌入式系统，数据处理能力强，处理速度快，能实现遥控和界面操控的双操控模式，并为该机械后续开发升级建立了一个良好升级平台。

2)行走部分采用液压马达驱动，能够方便的实现无级变速，转向控制。

3)多功能升降平台采用独立液压泵控制，使得整机只在升降作业过程中更节能。

4)本作业机能够实现无线遥控、平台升降、简单运输、旋耕、开沟作业，集成多种功能，为果园作业提供很大便利。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明液压驱动的多功能果园作业机的总体布局方案图。

图2是本发明的液压阀组控制原理图。

图3是本发明的液压阀组结构布局图。

图4是本发明的无线电控单元电气控制流程图。

图5是本发明的无线控制器电气原理图。

图6是本发明的充电供电电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图和发明例对本发明液压驱动的多功能果园作业机做进一步的详细说明。

图1给出了本发明液压驱动的多功能果园作业机的总体布局方案图，包括液压驱动底盘组件28，机械式减速箱组件30，多功能升降平台组件35，无线电控单元组件8，液压阀组18，发电机10，发动机罩11，发动机12，电瓶13，充电及供电控制器14，液压油箱23，液压油散热器20。

所述的液压驱动底盘组件28由橡胶履带19，驱动轮25，液压马达26，速度传感器27，履带调节轮22，导向轮15，支撑轮(每侧四个)21、驱动轮防护壳17和机架梁39(前后各一副)组成，液压油从液压油箱23流出，先将液压油输送至变量式柱塞泵34增压，再经电液换向阀5调节变量调节装置43，控制柱塞泵输出流量，并将定量定压的液压油通过管路输送至液压阀组18，由无线电控单元8控制电液换向阀5，电液比例阀6，电磁换向阀38及安全阀7(每个马达配两个)实现控制，用液压油驱动液压马达26，进而带动驱动轮26，驱动履带19实现行走，液压油从液压马达流出，经过散热器(上面安装有强制散热风扇)20散热，最终流回液压油箱23，另一侧履带工作过程也相同。

所述的机械式减速箱组件30，其特征为后方有一动力输出轴29，后悬挂连接孔33(共三个)，左侧面有控制输出轴停和转的档杆31、动力输入轴和离合器轮24，右侧面有升降油缸专用齿轮泵40，变速箱上方安装有液压柱塞泵34，安装于机架梁39上面，离合器轮由皮带17与发动机带轮相联，当离合器啮合，柱塞泵34工作，为各液压回路输送液压油，当需要后动力输出轴运转时，拨动档杆31，使相应齿轮啮合，实现后动力输出。

所述的多功能升降平台组件35，安装于机械式变速箱组件30上方，其特征为通过齿轮泵40提供的液压油，使液压缸32伸缩，控制滑动轮2水平移动，实现平台3的升降，而且当下降到最低时，将护栏41折叠收缩后，升降平台变为平板9，以实现简单运输。

图2给出的液压阀组18控制原理图，由电液换向阀5，电液比例阀6(两组)，电磁换向阀42(四组)，电磁换向阀38(两组)，安全阀7(四组)及顺序阀44，电磁换向阀45，溢流阀46，移栽油缸用的电磁换向阀47和单向节流阀48组成，油路总体分为三支，第一支油路控制左行走马达，变量柱塞泵34受调节装置43调节并输出液压油，经电液换向阀5控制，并通过比例电磁阀6，电磁换向阀42到达液压马达26，驱动马达运转，而后液压油经另一电磁换向阀42，顺序阀44，散热器20回流至液压油箱23，安全阀7控制液压马达最高扭矩，并起保证整个液压回路安全的作用，电磁换向阀38控制车辆实现原地转向，电液比例阀6相互配合实现车辆行进中转向，第二支路控制右行走马达，原理同第一支路，电磁换向阀45为主回路卸荷，实现车辆急停、平稳启动、停车，溢流阀46保证液压马达有稳定的工作压力，第三支路，电磁换向阀47和单向节流阀48控制移栽油缸的工作。

图3是所述液压阀组18结构布局图，安装有两个比例电磁阀6，一组电磁换向阀45，一组单向节流阀48，一组顺序阀44，一组溢流阀46，两组电磁换向阀38，四组电磁换向阀42和一组移栽油缸用电磁换向阀47。

图4给出的无线电控单元电气控制流程图，电控单元8包括电气总开关、急停开关，信号传输天线1，对无线信号进行接收、降噪的信号收发电路，进行滤波、检波、放大的信号处理电路，进行触控设置的嵌入式触控界面，对所有控制信号进行处理及发出操作指令的嵌入式处理系统，对输出信号进行放大的信号放大电路，以及终端电磁执行单元。信号流依次为从天线到收发电路，再到信号处理电路，接着将所接收的信号及设置参数传输至嵌入式处理系统，最后输出控制信号进行放大并传输至执行器，完成对液压电磁阀的相应控制。

图5给出的无线控制器电气原理图，包括控制器电源开关、信号指示灯、控制手柄、信号天线、操控信号处理电路及无线信号发射电路，打开电源后，信号灯亮，操作控制手柄，发出相应指令，经处理电路处理，信号发射电路发射控制信号，完成无线控制。

图6给出的充电供电电路原理图，整个电路由发电机10，稳压模块49，充电供电控制器14，电瓶13组成。发动机12启动后，带动发电机10工作，电流经稳压模块49稳压整流，提供给充电供电控制器14，该控制器优先为无线电控单元8及液压阀组18供电，如果电流有持续剩余，则供电的同时给电瓶13充电，当需要大电流，而发电机不能提供足够电流时候，由控制器14将电瓶13和发电机的电流同时提供给执行器件，当不再需要大电流，则回到原来控制状态进行正常充放电。

Claims (6)

1.一种液压驱动的多功能果园作业机，包括液压驱动底盘组件（28），机械式减速箱组件（30），多功能升降平台组件（35），无线电控单元组件（8），液压阀组（18），发电机（10），发动机罩（11），发动机（12），电瓶（13），充电及供电控制器（14），液压油箱（23），液压油散热器（20）。 

2.根据权利要求1所述的液压驱动的多功能果园作业机，其特征是：所述的液压驱动底盘组件(28)，由橡胶履带(19)，驱动轮(25)，液压马达(26)，速度传感器(27)，履带调节轮(22)，导向轮(15)，支撑轮(21)(每侧四个)、驱动轮防护壳(17)和机架梁(39)(前后各一副)组成，机架梁之间安装有液压油箱(23)和散热器(20)。 

3.根据权利要求1所述的液压驱动的多功能果园作业机，其特征是：所述的机械式减速箱组件(30)，后部有动力输出轴(29)，后悬挂连接孔(33)(共三个)，左侧面有控制输出轴停和转的档杆(31)、动力输入轴和离合器轮(24)，右侧面有升降油缸专用齿轮泵(40)，变速箱上方安装有液压柱塞泵(34)，位于机架梁(39)上面。 

4.根据权利要求1所述的液压驱动的多功能果园作业机，其特征是：所述的多功能升降平台组件(35)，位于机械式变速箱组件(30)上方，通过齿轮泵(40)提供的液压油，使液压缸(32)实现伸缩，实现平台(3)的升降，将护栏(41)折叠收缩后，升降平台变为平板(9)。 

5.根据权利要求1所述的液压驱动的多功能果园作业机，其特征是：所述的液压阀组(18)，安装有两个比例电磁阀(6)，一组电磁换向阀(45)，一组单向节流阀(48)，一组顺序阀(44)，一组溢流阀(46)，两组电磁换向阀(38)，四组电磁换向阀(42)和一组移栽油缸用电磁换向阀(47)。 

6.根据权利要求1所述的液压驱动的多功能果园作业机，其特征是：所述的充电供电电路由发电机(10)，稳压模块(49)，充电供电控制器(14)，电瓶(13)组成。