CN105422525A - 农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统，其包括液压泵、水平控制回路；水平控制回路包括水平油缸以及与液压泵连接的电磁换向阀；电磁换向阀为三位四通换向阀，中位时，其进油口、回油口及两出油口均连通；电磁换向阀的一出油口依次连接第一液控单向阀、第一单向节流阀，另一出油口依次连接第二液控单向阀、第二单向节流阀；第一单向节流阀、第二单向节流阀分别连接水平油缸的两腔；第一液控单向阀的液控回路连接第二液控单向阀的进油回路，第二液控单向阀的液控回路连接第一液控单向阀的进油回路。通过电磁换向阀控制水平油缸伸出与缩回以调节耕具的水平状态；通过电磁换向阀、第一液控单向阀、第二液控单向阀使耕具维持水平状态。

Description

农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统

技术领域

本发明涉及一种农耕机械设备，尤其是涉及一种农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统。

背景技术

对于农耕机械例如拖拉机、耕作机等，尤其是大中型拖拉机，目前多采用三点悬挂方式挂接水田打浆机等耕具，打浆作业时，由于泥中的土壤比阻小，多利用拖拉机的轮子限制水田打浆机的耕深。而耕作机作为耕田的机器，在种植农作物之前负责把土翻松，其三点悬挂机构挂接的是耕作机具，例如名为“耕作机具的悬挂装置”（公布号：CN1159280A）所示出的耕作机及耕作机具。现有的耕作机或拖拉机在耕作或打浆时，左右驱动轮不是走在同一个平面上，当耕作机或拖拉机左右倾斜时，耕具也跟着左右倾斜；由于耕具的工作幅度是所有农机具里较长的，例如打浆机常用的规格3800mm，拖拉机只要倾斜1度，打浆机的两头高低会相差33mm，造成打浆机整过的水田不平，影响平地效果。犁底层不平还会造成拖拉机行走时，沿前进方向打浆机整过的地不平，即纵向耕深不一致，增加平整地的次数，工作效率低。

发明内容

本发明主要目的是提供一种可使耕具保持水平的三点悬挂机构水平控制系统。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统，包括液压泵、水平控制回路；其特征在于：水平控制回路包括水平油缸以及与液压泵连接的电磁换向阀；电磁换向阀为三位四通换向阀，中位时，其进油口、回油口及两出油口均连通；电磁换向阀的一出油口依次连接第一液控单向阀、第一单向节流阀，另一出油口依次连接第二液控单向阀、第二单向节流阀；第一单向节流阀、第二单向节流阀分别连接水平油缸的两腔；第一液控单向阀的液控回路连接第二液控单向阀的进油回路，第二液控单向阀的液控回路连接第一液控单向阀的进油回路。通过电磁换向阀控制水平油缸伸出与缩回，调节耕具的水平状态；并通过电磁换向阀、第一液控单向阀、第二液控单向阀使打浆机等耕具维持水平状态。

作为优选，液压泵连接提升回路，提升回路包括第一手动换向阀和提升油缸，第一手动换向阀和提升油缸的连接油路上设置第三液控单向阀，第一手动换向阀的进油回路、第三液控单向阀的液控回路上连接有溢流阀；提升油缸为单腔油缸；第一手动换向阀为三位四通换向阀，其两出油口分别连接第三液控单向阀的进油口和液控口；第一手动换向阀处于中位时，其进油口、回油口及连接第三液控单向阀液控口的出油口三者连通，连接第三液控单向阀进油口的出油口截止。控制耕具抬起与下放，以及控制耕具下放的深度，并锁定耕具的下放状态。

作为优选，第一手动换向阀的进油回路、第三液控单向阀的液控回路上连接有溢流阀。提供较好的安全性，并可单独调节第三液控单向阀的液压控制回路压力，使第三液控单向阀处于更佳良好的液控状态。

作为优选，液压泵连接刹车转向回路，刹车转向回路包括第二手动换向阀，第二手动换向阀为三位五通换向阀，具有三个出油口，其中两个出油口分别连接第一转向缸、第二转向缸，另一个出油口对内连通第二手动换向阀的回油口并对外连接第一转向缸、第二转向缸的回油腔，第一转向缸、第二转向缸的回油腔内设回位弹簧；当第二手动换向阀处于中位时，进油口、回油口和三个出油口均相通。可灵活控制车体的转向。第一转向缸、第二转向缸的回油腔相通，并始终与第二手动换向阀的回油口连通，结构简洁，简化了回路，降低了控制难度。

作为优选，液压泵连接提升回路和刹车转向回路，提升回路包括第一手动换向阀和提升油缸，提升油缸为单腔油缸，第一手动换向阀和提升油缸的连接油路上设置第三液控单向阀，第一手动换向阀为三位四通换向阀，两出油口分别连接第三液控单向阀的进油口和液控口；刹车转向回路包括第二手动换向阀，第二手动换向阀为三位五通换向阀，具有进油口、回油口和三个出油口，进油口连通第一手动换向阀的回油口，其中两个出油口分别连接第一转向缸、第二转向缸，另一个出油口对内连通第二手动换向阀的回油口并对外连接第一转向缸、第二转向缸的回油腔，第一转向缸、第二转向缸的回油腔内设回位弹簧；当第二手动换向阀处于中位时，进油口、回油口和三个出油口均相通；第一手动换向阀处于中位时，其进油口与回油口连通，两出油口截止，为转向回路提供压力油。当转向回路工作时，提升回路处于非工作状态；既节省空间、简化回路结构，同时具有较好的安全性。

作为优选，第一手动换向阀、第二手动换向阀的进油回路上分别连接有溢流阀，溢流阀的回油接入油箱。提高两回路的安全性，尤其是提高转向回路的安全性，使车体转向时运行更平稳。

作为优选，液压泵为单泵或双联泵；液压泵为单泵时，泵出口设置分流阀；分流阀的一出口连接水平控制回路、另一出口连接提升回路或转向回路；通过单泵调节耕具的水平，提升与下放耕具或车体的转向，成本较低。液压泵为双联泵时，两泵出口分别连接水平控制回路、提升回路或转向回路。泵两腔分别控制耕具水平的调节，耕具的提升与下放或车体的转向，相互影响较小。液压泵为双联泵时，一泵出口连接农耕机械的转向回路的转向阀、另一泵出口连接分流阀，分流阀的一出口连接水平控制回路、另一出口连接提升回路或转向回路。除可提升与下放耕具、调节耕具的水平之外，还可控制农耕机械的转向。

作为优选，所述的电磁换向阀的进油回路连接有安全回路，安全回路上设置有溢流阀。溢流阀限定水平控制油路的压力，过载时打开保护水平控制系统。

作为优选，电磁换向阀、连接第一液控单向阀、第二液控单向阀、第一单向节流阀、第二单向节流阀依次叠加，第一单向节流阀、第二单向节流阀底部设置阀块，阀块上设置连接液压泵泵口的P口、安全阀腔体、P1口，P口分别连通安全阀腔体、P1口，安全阀腔体中设置溢流阀；在P口与安全阀腔体的通道上设置分流腔，分流腔一端贯通至阀块侧壁，贯通部的开口中设置分流阀或堵塞；P1口中设置可旋合的堵塞。这种结构，可提供不同的输出方式，满足不同的接入和输出方案。

作为优选，水平油缸连接有三点悬挂机构；三点悬挂机构包括与农耕机械车体转动连接的两根下拉杆和两根提升臂；两提升臂刚性连接，连接部转动连接于车体，其中一根提升臂设置一个提升缸，或者两提升臂各设一个提升缸；两下拉杆前端挂载耕具，一根下拉杆转动连接有提升杆、另一根下拉杆转动连接于水平油缸，水平油缸为单活塞杆油缸；提升杆和水平油缸再分别转动连接于两提升臂的自由端。提升缸通过提升臂调节控制耕具的高度，提升缸通过下拉杆调节控制耕具的水平状态。

因此，本发明通过电磁换向阀控制水平油缸伸出或缩回，以控制三点悬挂机构的伸展与锁合，从而调节耕具的水平状态；并通过电磁换向阀、第一液控单向阀、第二液控单向阀使水平油缸保压，将耕具维持水平状态；调节时快速，维持时状态稳定不易失效。本发明自动化地进行耕具的水平控制，在耕作时即使地面不平、车体颠簸摇晃，仍然使耕具处于良好的水平状态，从而大幅提高耕作效率和耕作质量。

附图说明

附图1是本发明的一种液压原理图。

附图2是本发明的另一种液压原理图。

附图3是本发明的第三种液压原理图。

附图4是本发明的第四种液压原理图。

附图5是本发明的第五种液压原理图。

附图6是阀块的一种结构示意图。

附图7是附图6的侧视图。

附图8是附图6的俯视图。

附图9是附图8的A-A处的一种结构的剖视图。

附图10是附图8的A-A处的另一种结构的剖视图。

附图11是三点悬挂机构的原理图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本发明农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统，如附图1、附图2、附图3、附图4、附图5所示，其包括液压泵8、水平控制回路。水平控制回路包括控制三点悬挂机构水平平衡的水平油缸1以及与液压泵8连接的电磁换向阀6；电磁换向阀6为三位四通换向阀，中位时，其进油口、回油口及两出油口均连通；电磁换向阀6的一出油口依次连接第一液控单向阀4、第一单向节流阀2，另一出油口依次连接第二液控单向阀5、第二单向节流阀3；第一单向节流阀2、第二单向节流阀3分别连接水平油缸1的两腔；第一液控单向阀4的液控回路连接第二液控单向阀5的进油回路，第二液控单向阀5的液控回路连接第一液控单向阀4的进油回路。电磁换向阀6的进油回路连接有安全回路，安全回路上设置有溢流阀7。

三点悬挂机构，其原理如附图11所示，包括与农耕机械车体转动连接的两根下拉杆12和两根提升臂13。两提升臂13刚性连接，连接部转动连接于车体，其中一根提升臂13设置一个提升缸9，或者两提升臂13各设一个提升缸9。两下拉杆12前端挂载耕具14；一根下拉杆12转动连接有提升杆11、另一根下拉杆12转动连接有水平油缸1，提升杆11和水平油缸1分别转动连接于两提升臂13的自由端。

液压泵8还可连接提升回路或刹车转向回路，或者同时连接有提升回路和刹车转向回路，分述如下。

1）液压泵8只连接提升回路时，如附图1、附图2所示，提升回路包括第一手动换向阀23和提升油缸21，第一手动换向阀23和提升油缸21的连接油路上设置第三液控单向阀22，第一手动换向阀23的进油回路、第三液控单向阀22的液控回路上连接有溢流阀7；提升油缸21为单腔油缸；第一手动换向阀23为三位四通换向阀，其两出油口分别连接第三液控单向阀22的进油口和液控口；第一手动换向阀23处于中位时，其进油口、回油口及连接第三液控单向阀22液控口的出油口三者连通，连接第三液控单向阀22进油口的出油口截止。对于提升回路，通过第一手动换向阀控制提升油缸的伸出与缩回，从而控制耕具抬起与下放，并控制下放的深度；通过第一手动换向阀回复中位，将耕具的状态锁定。

2）液压泵8只连接刹车转向回路时，刹车转向回路如附图3、附图4所示，包括第二手动换向阀33，第二手动换向阀33为三位五通换向阀，具有三个出油口，其中两个出油口分别连接第一转向缸31、第二转向缸32，另一个出油口对内连通第二手动换向阀33的回油口并对外连接第一转向缸31、第二转向缸32的回油腔，第一转向缸31、第二转向缸32的回油腔内设回位弹簧；当第二手动换向阀33处于中位时，进油口、回油口和三个出油口均相通。此时，第二手动换向阀33的进油口直接连通泵源。

实际使用时，第一转向缸31、第二转向缸32分别控制农耕机械控制左转向、右转向的刹车片。例如左转时，第一转向缸31伸出，控制左转向的刹车片渐渐压紧，使左侧车轮转动减缓，此时右侧车轮速度不变，从而使车体向左侧转向。

3）液压泵8同时连接有提升回路和刹车转向回路时，如附图3、附图4所示，提升回路包括第一手动换向阀23和提升油缸21，提升油缸21为单腔油缸，第一手动换向阀23和提升油缸21的连接油路上设置第三液控单向阀22，第一手动换向阀23为三位四通换向阀，两出油口分别连接第三液控单向阀22的进油口和液控口；刹车转向回路包括第二手动换向阀33，第二手动换向阀33为三位五通换向阀，具有进油口、回油口和三个出油口，进油口连通第一手动换向阀23的回油口，其中两个出油口分别连接第一转向缸31、第二转向缸32，另一个出油口对内连通第二手动换向阀33的回油口并对外连接第一转向缸31、第二转向缸32的回油腔，第一转向缸31、第二转向缸32的回油腔内设回位弹簧。

第一手动换向阀23、第二手动换向阀33的进油回路上分别连接有溢流阀7，溢流阀7的回油接入油箱。并联在提升阀23进油口的溢流阀7，一般压力设定至10-14MPa。在提升阀23回油口并联的溢流阀7，一般压力设定至6-8MPa。根据不同功能，对两个溢流阀设定了不同的压力，转向所需的压力较低，使单侧刹车柔和、平稳，让转向动作更稳定，使转向时车体易于保持平稳运行状态。转向采用较低的压力，可节能，油温不容易升高。

当第二手动换向阀33处于中位时，进油口、回油口和三个出油口均相通；第一手动换向阀23处于中位时，其进油口与回油口连通，两出油口截止，为转向回路提供压力油。也就是说，当转向回路工作时，提升回路处于非工作状态；这种转向回路与提升回路结合的方式，既节省空间、简化回路结构，同时具有较好的安全性，避免两回路同时工作时形成干涉。

实施例2：如附图2、附图4所示，液压泵8为单泵，泵出口设置分流阀9；分流阀9的一出口连接水平控制回路的电磁换向阀6、另一出口连接提升回路的第一手动换向阀23或转向回路的第二手动换向阀33。其余同实施例1。

本实施例为提升回路和水平控制回路提供液压油，可提升与下放耕具、调节耕具的水平，降低液压泵的成本。本文所述的单泵，是指单联泵；相对于双联泵而言，单联泵体积较小、重量轻，占用空间小。

实施例3：如附图1、附图3所示，液压泵8为双联泵，两泵出口（即P口和P2口）分别连接水平控制回路的电磁换向阀6、提升回路的第一手动换向阀23或转向回路的第二手动换向阀33。其余同实施例1。

本实施例采用双联泵，泵的两腔分别为提升回路和水平控制回路提供液压油，可提升与下放耕具、调节耕具的水平。两回路中的液压油分别来自两腔，相互影响较小。

分流阀分配流量，例如：当总输入油量小于20L/min时，液压泵输出的油全部分流至水平控制回路，当输入油量大于20L/min时，增加的油分流至提升阀。

实施例4：如附图5所示，液压泵8为双联泵，一泵出口P2口连接农耕机械的转向回路的转向阀、另一泵出口P口连接分流阀9，分流阀9的一出口连接水平控制回路的电磁换向阀6、另一出口P1口连接提升回路的第一手动换向阀23。需要注意的是，此时提升回路与转向回路为各自独立的回路，两回路各自设有进油油道。其余同实施例1。

本实施例中，为提升回路、水平控制回路以及控制耕具转向的转向回路提供液压油，除可提升与下放耕具、调节耕具的水平之外，还可控制车体转向。

实施例5：如附图6、附图7、附图8、附图9、附图10所示，电磁换向阀6、连接第一液控单向阀4、第二液控单向阀5、第一单向节流阀2、第二单向节流阀3依次叠加，第一单向节流阀2、第二单向节流阀3底部设置阀块24，阀块24上设置连接液压泵泵口的P口、安全阀腔体、P1口，P口分别连通安全阀腔体、P1口，安全阀腔体中设置溢流阀7；在P口与安全阀腔体的通道上设置分流腔，分流腔一端贯通至阀块24侧壁，贯通部的开口中设置分流阀9或堵塞25；P1口中设置可旋合的堵塞。

当分流腔贯通部的开口中设置分流阀9，且P1口不旋合堵塞时，从P口进入的液压油经分流阀分成两路输出，分别输出至水平控制回路、提升回路或转向回路，可应用于实施例2所述的技术方案。

当分流腔贯通部的开口中设置堵塞25，且P1口中旋合堵塞时，从P口进入的液压油经阀块输出至水平控制回路，可应用于实施例3所述的技术方案。

当分流腔贯通部的开口中设置分流阀9，且P1口堵塞取出时，从P口进入的液压油分成两路，一路经P1口输出至转向回路、一路连接分流阀，进入分流阀的液压油再由分流阀分成两路分别输出至水平控制回路、提升回路或转向回路，可应用于实施例4所述的技术方案。

本文所述的农耕机械，包括可挂载耕具的拖拉机、耕作机等耕作机械。对于水平控制的工作原理，下面以拖拉机为例进行描述。实际使用时，拖拉机在水田进行打浆作业，由于水田里的犁底层不平，拖拉机的左右驱动轮不是走在同一个平面上，比如当拖拉机往一侧倾斜时（从车尾方向看），在拖拉机车体上的水平传感器检测到倾斜角度，主电气发信号，电磁换向阀换向，水平油缸伸出或缩回，伸出或缩回的距离由传感器反馈至主电气控制盒，伸出或缩回距离到达后，电磁换向阀回至中位，电磁换向阀的进油口、回油口以及两出油口均连通（即四口连通），第一液控单向阀4、第二液控单向阀5的液压控制回路均泄压，使第一液控单向阀4、第二液控单向阀5均进入截至状态，水平油缸停止工作，使耕具处于水平状态，即打浆机（即耕具）仍保持水平。本系统控制的三点悬挂机构使拖拉机具有了自动水平控制功能，除了打浆机外，挂接其它农机具时，也能自动水平控制，工作效率和效果都会大大提高。

Claims (10)

1. 一种农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统，包括液压泵（8）、水平控制回路；其特征在于：水平控制回路包括水平油缸（1）以及与液压泵（8）连接的电磁换向阀（6）；电磁换向阀（6）为三位四通换向阀，中位时，其进油口、回油口及两出油口均连通；电磁换向阀（6）的一出油口依次连接第一液控单向阀（4）、第一单向节流阀（2），另一出油口依次连接第二液控单向阀（5）、第二单向节流阀（3）；第一单向节流阀（2）、第二单向节流阀（3）分别连接水平油缸（1）的两腔；第一液控单向阀（4）的液控回路连接第二液控单向阀（5）的进油回路，第二液控单向阀（5）的液控回路连接第一液控单向阀（4）的进油回路。

2. 根据权利要求1所述的农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统，其特征在于：液压泵（8）连接提升回路，提升回路包括第一手动换向阀（23）和提升油缸（21），第一手动换向阀（23）和提升油缸（21）的连接油路上设置第三液控单向阀（22）；提升油缸（21）为单腔油缸；第一手动换向阀（23）为三位四通换向阀，两出油口分别连接第三液控单向阀（22）的进油口和液控口；第一手动换向阀（23）处于中位时，进油口、回油口及连接第三液控单向阀（22）液控口的出油口三者连通，连接第三液控单向阀（22）进油口的出油口截止。

3. 根据权利要求2所述的农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统，其特征在于：第一手动换向阀（23）的进油回路、第三液控单向阀（22）的液控回路上连接有溢流阀（7）。

4. 根据权利要求1所述的农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统，其特征在于：液压泵（8）连接刹车转向回路，刹车转向回路包括第二手动换向阀（33），第二手动换向阀（33）为三位五通换向阀，具有三个出油口，其中两个出油口分别连接第一转向缸（31）、第二转向缸（32），另一个出油口对内连通第二手动换向阀（33）的回油口并对外连接第一转向缸（31）、第二转向缸（32）的回油腔，第一转向缸（31）、第二转向缸（32）的回油腔内设回位弹簧；当第二手动换向阀（33）处于中位时，进油口、回油口和三个出油口均相通。

5. 根据权利要求1所述的农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统，其特征在于：液压泵（8）连接提升回路和刹车转向回路，提升回路包括第一手动换向阀（23）和提升油缸（21），提升油缸（21）为单腔油缸，第一手动换向阀（23）和提升油缸（21）的连接油路上设置第三液控单向阀（22），第一手动换向阀（23）为三位四通换向阀，两出油口分别连接第三液控单向阀（22）的进油口和液控口；刹车转向回路包括第二手动换向阀（33），第二手动换向阀（33）为三位五通换向阀，具有进油口、回油口和三个出油口，进油口连通第一手动换向阀（23）的回油口，其中两个出油口分别连接第一转向缸（31）、第二转向缸（32），另一个出油口对内连通第二手动换向阀（33）的回油口并对外连接第一转向缸（31）、第二转向缸（32）的回油腔，第一转向缸（31）、第二转向缸（32）的回油腔内设回位弹簧；当第二手动换向阀（33）处于中位时，进油口、回油口和三个出油口均相通；第一手动换向阀（23）处于中位时，其进油口与回油口连通，两出油口截止，为转向回路提供压力油。

6. 根据权利要求5所述的农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统，其特征在于：第一手动换向阀（23）、第二手动换向阀（33）的进油回路上分别连接有溢流阀（7），溢流阀（7）的回油接入油箱。

7. 根据权利要求1所述的农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统，其特征在于：液压泵（8）为单泵或双联泵；液压泵（8）为单泵时，泵出口设置分流阀（9），分流阀（9）的一出口连接水平控制回路、另一出口连接提升回路或转向回路；液压泵（8）为双联泵时，两泵出口分别连接连接水平控制回路、提升回路或转向回路，或者一泵出口连接农耕机械的转向回路的转向阀、另一泵出口连接分流阀（9），分流阀（9）的一出口连接水平控制回路、另一出口连接提升回路或转向回路。

8. 根据权利要求1所述的农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统，其特征在于：所述的电磁换向阀（6）的进油回路连接有安全回路，安全回路上设置有溢流阀（7）。

9. 根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统，其特征在于：电磁换向阀（6）、连接第一液控单向阀（4）、第二液控单向阀（5）、第一单向节流阀（2）、第二单向节流阀（3）依次叠加，第一单向节流阀（2）、第二单向节流阀（3）底部设置阀块（24），阀块（24）上设置连接液压泵泵口的P口、安全阀腔体、P1口，P口分别连通安全阀腔体、P1口，安全阀腔体中设置溢流阀（7）；在P口与安全阀腔体的通道上设置分流腔，分流腔一端贯通至阀块（24）侧壁，贯通部的开口中设置分流阀（9）或堵塞（25）；P1口中设置可旋合的堵塞。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的农耕机械的三点悬挂机构水平控制系统，其特征在于：水平油缸（1）连接有三点悬挂机构；三点悬挂机构包括与农耕机械车体转动连接的两根下拉杆（12）和两根提升臂（13）；两提升臂（13）刚性连接，连接部转动连接于车体，其中一根提升臂（13）设置一个提升缸（9），或者两提升臂（13）各设一个提升缸（9）；两下拉杆（12）前端挂载耕具（14），一根下拉杆（12）转动连接有提升杆（11）、另一根下拉杆（12）转动连接于水平油缸（1），提升杆（11）和水平油缸（1）再分别转动连接于两提升臂（13）的自由端。