CN105599815B - 一种谷物联合收割机仿形减振履带式行走底盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种谷物联合收割机仿形减振履带式行走底盘，包括驾驶操控系统、动力传动系统、底盘机架和履带机构，履带机构包括履带行走机构和履带支架机构；履带行走机构包括履带、托轮支梁、履带托轮、履带驱动轮、履带张紧轮和履带承重轮；履带支架机构包括履带支架主梁、履带减振支梁、履带前支撑梁和履带后支撑梁；履带前支撑梁和履带后支撑梁前后固定在底盘机架底部且位于同一直线上；履带前支撑梁和履带后支撑梁下部共同连接履带支架主梁；履带支架主梁下方连接有多组履带减振支梁；履带减振支梁底部均与履带承重轮连接。本发明行走底盘具有地面仿形和底盘减振功能，极大的提高了谷物联合收割机田间工作时的舒适性和平稳性。

Description

一种谷物联合收割机仿形减振履带式行走底盘

技术领域

本发明属于谷物联合收割机的底盘机架设计与制造技术领域，尤其是涉及一种谷物联合收割机仿形减振履带式行走底盘，可以广泛适用于各类不平整地面的平稳行走及田间的谷物收获。

背景技术

履带行走底盘是农业机械田间作业的基础平台，其性能直接决定了整机的工作能力，农业机械中的履带行走底盘在国外旱地作业中应用较少，在我国湿软田间谷物收获中应用较为普遍。我国谷物联合收割机在田间作业时，其行走路况复杂且田间地面凹凸不平，联合收割机在田间工作时，其过埂、上下坡、不平整路面十分常见，导致现有谷物联合收割机田间工作时机体振动十分激烈，整车可靠性极低；整车在田间爬坡过埂时常发生机体的“点头”或“后仰”等翻车事故，造成严重的人员伤亡和重大的经济损失。为提高履带底盘的通过性，国内外也公开了一部分相关专利和论文，如中国专利CN202697262U设计了一种高离地间隙的履带式联合收割机底盘，提高了履带式联合收割机在烂田作业时的通过能力；《农业机械学报》2014年第45卷增刊(行星履带式农用动力底盘设计与越障性能研究)公布了一种具有过埂仿形越障能力的4组独立行星三角履带驱动式农用动力底盘。为减少履带底盘在路面行走时的颠簸，也有通过改进履带性能或者将整体履带简化为多条履带，通过增加履带的数量提高整机的平稳性，如专利CN01244747.1(橡胶履带自走式联合收割机底盘行走装置)为了减少凹凸路面带来的颠簸，在支重轮上安装了缓冲弹簧，降低了路面颠簸对底盘的影响；专利CN103909800A(一种底盘柔性减振装置)公开了一种柔性履带底盘，该底盘的车轮在行驶不平整路面时通过吸收地面不平对机架和轮胎支腿产生的冲击，同时支撑油缸和减振弹簧起到对地面的减振作用；《农业机械学报》2014年45卷9期(农用仿形履带式动力底盘设计与试验)公布了一种装有螺旋弹簧液压减振器动力底盘，通过设计多个支重轮并加装缓冲机构提高对凹凸路面的适应性。为减少因履带底盘行走面临的障碍，专利CN2579150Y(一种新型多用途中小型履带式联合收割机底盘)公开了一种在履带底盘上可360°旋转的工作部件平台，通过实现田间工作时工作部件在底盘上的旋转而完成作业。

以上诸多专利或论文公开的履带行走底盘装置主要具有以下几个特点：(1)通过增加履带底盘的离地间隙，提高底盘的通过性能；(2)增强履带底盘在行走过程中遇到障碍时的越障能力，提高行走过程中翻越障碍的功能；(3)通过设计多足、多轮、多履带的行走系统，提高复杂路面的适应性；(4)通过改进履带或者增加液压缓冲机构减少地面的冲击。但我国现有谷物联合收割机长度为3～4米、宽度为2～3米、重量为4～6吨，现有公开的成果不能适应此类机型；现有成果主要适用于长宽在2米以内，重量在3吨以内的农业机型；现有成果能较好的解决行走中单个障碍物的难题，但无法适应大吨位及连续多障碍的路况。

发明内容

针对现有技术中存在我国中型履带式谷物联合收割机因机体较大、满粮仓时整机重量大、履带长度大等问题造成整机在田间过埂、上下坡时的“点头”及“后仰”翻车危险，以及在硬质不平整路面上及过连续障碍物时整机的剧烈颠簸和激烈振动的不足，本发明提供了一种谷物联合收割机仿形减振履带式行走底盘，通过地面仿形和防振功能的二级减振履带式行走底盘，减少了整机在田间工作时的竖向振动，防止整机上下坡时的“点头”及“后仰”翻车危险，减少在硬质地面过埂时的颠簸，提高了整机在田间爬坡过埂时的稳定性。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种谷物联合收割机仿形减振履带式行走底盘，包括驾驶操控系统、动力传动系统、底盘机架和履带机构，两组履带机构关于底盘机架中心轴对称布置；每组履带机构包括履带行走机构和履带支架机构；所述履带行走机构包括履带、托轮支梁、履带托轮、履带驱动轮、履带张紧轮和履带承重轮；所述履带支架机构包括履带支架主梁、履带减振支梁、履带前支撑梁和履带后支撑梁；所述履带前支撑梁和履带后支撑梁前后固定在底盘机架底部且位于同一直线上；所述履带前支撑梁和履带后支撑梁下部共同连接履带支架主梁；所述履带支架主梁下方连接有多组履带减振支梁；所述履带减振支梁底部均与履带承重轮连接；所述履带支架主梁上方设有托轮支梁，所述托轮支梁上连接履带托轮；所述履带驱动轮位于履带支架主梁前端，所述履带张紧轮位于履带支架主梁后端；所述履带驱动轮、履带托轮、履带张紧轮和履带承重轮均位于履带内侧。

进一步的，所述底盘机架和履带前支撑梁、底盘机架和履带后支撑梁之间均安装有底盘机架减振器。

进一步的，所述履带减振支梁和底盘机架减振器为空气减振弹簧或弹簧减振器或液压杆中任意一种。

进一步的，所述底盘机架下方均匀布置有5-8组履带减振支梁；所述履带减振支梁为空气减振弹簧，最大压缩量为10cm，承载力为0.3～0.5吨；所述底盘机架减振器为弹簧减振器，最大压缩量为10cm，承载力为1.5～2.5吨。

进一步的，位于同侧的两个底盘机架减振器和底盘机架之间纵向设有机架支撑纵梁，两根机架支撑纵梁在履带后支撑梁和履带前支撑梁位置处各由一根支撑连接梁横向相连加固。

进一步的，位于履带后支撑梁上方的底盘机架减振器和机架支撑纵梁之间纵向安装有后支撑斜梁I和后支撑斜梁II；位于履带前支撑梁上方的底盘机架减振器和机架支撑纵梁之间纵向安装有前支撑斜梁。

进一步的，所述支撑连接梁靠近机架支撑纵梁一端的底部均安装有机架减振护板I，所述履带后支撑梁上端面和履带前支撑梁上端面均安装有机架减振护板II，所述机架减振护板I和机架减振护板II的竖直投影面重合。

进一步的，所述机架减振护板I和机架减振护板II的间距为底盘机架减振器压缩量的70％-80％。

进一步的，驾驶操控系统和动力传动系统位于底盘机架上方，履带机构位于底盘机架下方；所述动力传动系统主要包括发动机、动力输出端、变速箱、动力传动右半轴和动力传动左半轴，所述发动机分别与动力输出端和变速箱相连，变速箱两侧分别与动力传动右半轴和动力传动左半轴的一端相连，动力传动右半轴和动力传动左半轴的另一端连接履带驱动轮；所述底盘机架包括机架纵梁、机架横梁和底盘驾驶台，底盘机架的承载面是由机架纵梁和机架横梁垂直交错构成的网格型平面，底盘驾驶台位于底盘机架的承载面右前侧。

进一步的，所述履带支架主梁的长度为2.5～3米，履带前支撑梁安装在距履带支架主梁前端的20～30cm位置，履带后支撑梁安装在距履带支架主梁后端的20～30cm位置，履带前支撑梁前端纵向安装位置距底盘机架前端50～80cm位置；所述履带托轮和履带承重轮均为工字轮，外径为15cm～20cm；履带张紧轮的啮合齿数为18～24个，外径为20～30cm，履带驱动轮和履带张紧轮的模数和压力角与履带内侧啮合的模数和压力角相同；支撑连接梁的离地间隙为40～45cm，两根机架支撑纵梁间距为1.8～2.2米，底盘机架的承载面的长度为3～4米、宽度为2.5～3.5米，底盘驾驶台的长度为1～1.5米、宽度为1.5～2米、高度为0.6～0.9米。

本发明的有益效果：

(1)本发明所述的一种谷物联合收割机仿形减振履带式行走底盘，通过在履带支架主梁下方安装多组履带减振支梁，并在履带减振支梁下部安装履带承重轮，在整机过障碍物时因突出障碍物部分承受压力大于其它部位，则障碍物上侧的履带支架主梁受压缩量大于其它部分，避免了障碍物对整个履带的顶起及竖向振动，实现了履带对地面的仿形功能；通过在底盘机架和履带前支撑梁、底盘机架和履带后支撑梁之间安装底盘机架减振器，避免了过障碍物时的竖向振动；两者共同实现底盘机架的二级减振效果，底盘机架减振器通过缓冲可以减少因路面激振对底盘带来的振动，避免整机通过硬质连续不平整路面时受到路面连续竖向激振，从而实现对路面激振的隔振。

(2)本发明通过在底盘机架下方安装机架支撑纵梁和支撑连接梁，有效加强了底盘机架承载力；在底盘机架减振器和机架支撑纵梁之间安装支撑斜梁，有效加固了底盘减振器的连接性能，底盘机架上的载荷通过机架支撑纵梁、支撑连接梁以及支撑斜梁均匀传递到底盘机架减振器、前支撑梁和后支撑梁上，避免因局部载荷过大导致底盘机架的损坏；同时可以实现因谷物联合收割机割台和输送槽位于底盘机架的前侧而导致的重心落在履带支架主梁中心附近。

(3)本发明通过在支撑连接梁和履带后支撑梁或履带前支撑梁对应位置上安装减振护板I和减振护板II，避免因底盘机架减振器过度压缩而造成整车严重倾斜。

(4)本发明所述的一种谷物联合收割机仿形减振履带式行走底盘具有独立行走功能、驾驶操控台、功能搭建平台和外载动力输出端，通过在该行走底盘上安装谷物收获功能部件，可以广泛适用于各类不平整地面的平稳行走及田间的谷物收获；同时本发明的履带式行走底盘可以替代现有市场底盘产品，通过对市场现有机型的履带式行走底盘的更换，实现现有谷物联合收割机的升级；该履带式行走底盘与现有主流产品结构具有通用性，部分结构件如履带托轮、履带承重轮、履带驱动轮和履带张紧轮均可选用现有成品件，其它部件可以通过改进现有联合收割机车轮生产线便可以进行生产制造，大大减少研发和生产设计成本。

附图说明

图1为本发明所述一种谷物联合收割机仿形减振履带式行走底盘的主视图。

图2为本发明所述一种谷物联合收割机仿形减振履带式行走底盘的左视图。

图3为本发明联合收割机仿形减振机架结构主视图。

图4为本发明联合收割机仿形减振机架结构左视图。

图5为本发明履带机构装配主视图。

图6为本发明履带减振支梁和履带承重轮装配示意图。

图7为本发明底盘机架减振器、底盘机架和支撑梁装配示意图。

附图标记说明如下：

1-驾驶操控系统，2-动力传动系统，3-底盘机架，4-履带行走机构，5-履带支架机构，6-底盘机架减振器，201-发动机，202-动力输出端，203-动力传动右半轴，204-变速箱，205-动力传动左半轴，301-机架纵梁，302-机架横梁，303-底盘驾驶台，401-履带，402-托轮支梁，403-履带托轮，404-履带驱动轮，405-履带张紧轮，406-履带承重轮，501-履带支架主梁，502-履带减振支梁，503-履带后支撑梁，504-后支撑斜梁I，505-后支撑斜梁II，506-履带前支撑梁，507-前支撑斜梁，508-机架支撑纵梁，509-支撑连接梁，601-弹簧减振器，602-机架减振护板I，603-机架减振护板II。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，一种谷物联合收割机仿形减振履带式行走底盘，包括驾驶操控系统1、动力传动系统2、底盘机架3和履带机构，驾驶操控系统1和动力传动系统2位于底盘机架3上方，履带机构位于底盘机架3下方，两组履带机构关于底盘机架3中心轴对称布置；每组履带机构包括履带行走机构4和履带支架机构5。如图2所示，所述动力传动系统2主要包括发动机201、动力输出端202、变速箱204、动力传动右半轴203和动力传动左半轴205，所述发动机201分别与动力输出端202和变速箱204相连，变速箱204两侧分别与动力传动右半轴203和动力传动左半轴205的一端相连，动力传动右半轴203和动力传动左半轴205的另一端连接履带驱动轮404。

如图3和图4所示，所述底盘机架3包括机架纵梁301、机架横梁302和底盘驾驶台303，底盘机架3的承载面是由机架纵梁301和机架横梁302垂直交错构成的网格型平面，底盘驾驶台303位于底盘机架3的承载面右前侧；底盘机架3的承载面的长度为3～4米、宽度为2.5～3.5米，底盘驾驶台303的长度为1～1.5米、宽度为1.5～2米、高度为0.6～0.9米。

所述履带行走机构4包括履带401、托轮支梁402、履带托轮403、履带驱动轮404、履带张紧轮405和履带承重轮406；履带托轮403和履带承重轮406均为工字轮，外径为15cm～20cm；履带张紧轮405的啮合齿数为18～24个，外径为20～30cm，履带驱动轮404和履带张紧轮405的模数和压力角与履带401内侧啮合的模数和压力角相同；

所述履带支架机构5包括履带支架主梁501、履带减振支梁502、履带后支撑梁503、后支撑斜梁I 504、后支撑斜梁II 505、履带前支撑梁506、前支撑斜梁507、机架支撑纵梁508和支撑连接梁509；每组履带机构的履带前支撑梁506和履带后支撑梁503呈前后位置固定在底盘机架3底部且位于同一直线上；履带前支撑梁506和履带后支撑梁503下部共同连接履带支架主梁501，选取履带支架主梁501的长度为2.5～3米，履带前支撑梁506安装在距履带支架主梁501前端的20～30cm位置，履带后支撑梁503安装在距履带支架主梁501后端的20～30cm位置，履带前支撑梁506前端纵向安装位置距底盘机架3前端50～80cm位置；

履带支架主梁501上方设有托轮支梁402，托轮支梁402上连接履带托轮403；履带驱动轮404位于履带支架主梁501前端，履带张紧轮405位于履带支架主梁501后端；履带驱动轮404、履带托轮403、履带张紧轮405和履带承重轮406均位于履带401内侧；履带支架主梁501下方连接有5-8组履带减振支梁502，如图5所示，所述履带减振支梁502为空气减振弹簧，最大压缩量为10cm，承载力为0.3～0.5吨；每组履带减振支梁502底部均与履带承重轮406连接，在整机过障碍物时因突出障碍物部分承受压力大于其它部位，则障碍物上侧的履带支架主梁受压缩量大于其它部分，避免了障碍物对整个履带的顶起及竖向振动，实现履带对地面的仿形功能。

如图6所示，底盘机架3底部纵向设有两根机架支撑纵梁508，两根机架支撑纵梁508在履带后支撑梁503和履带前支撑梁506位置处各由一根支撑连接梁509横向相连加固；支撑连接梁509的离地间隙为40～45cm，两根机架支撑纵梁508间距为1.8～2.2米；机架支撑纵梁508和履带前支撑梁506、机架支撑纵梁508和履带后支撑梁503之间均安装有底盘机架减振器6，底盘机架减振器6为弹簧减振器，最大压缩量为10cm，承载力为1.5～2.5吨；当整机通过硬质连续不平整路面时受到路面连续竖向激振，底盘机架减振器6通过缓冲可以减少因路面激振对底盘带来的振动，从而实现对路面激振的隔振。通过底盘机架3上布置的4个弹簧减振器6和履带支架主梁下侧均布的5～8个履带减振支梁502，可以解决因整机因局部障碍或激振带来的振动，实现地面仿形和底盘机架3的二级减振效果。

如图7所示，支撑连接梁509靠近机架支撑纵梁508一端的底部均安装有机架减振护板I 602，履带后支撑梁503上端面和履带前支撑梁506上端面均安装有机架减振护板II603，所述机架减振护板I 602和机架减振护板II 603的竖直投影面重合；机架减振护板I602和机架减振护板II 603的间距为底盘机架减振器6压缩量的70％-80％，即7-8cm；当联合收割机在上下坡出现整机前倾或后仰时，前侧或后侧底盘机架减振器6压缩量过大，则机架减振护板I 602接触机架减振护板II 603，避免因底盘机架减振器6过度压缩而造成整车严重倾斜。

位于履带后支撑梁503上方的底盘机架减振器6和机架支撑纵梁508之间纵向前后依次安装有后支撑斜梁I 504和后支撑斜梁II 505；位于履带前支撑梁506上方的底盘机架减振器6和机架支撑纵梁508之间纵向安装有前支撑斜梁507且前支撑斜梁507位于履带前支撑梁506上方的底盘机架减振器6后侧，加固底盘机架减振器6，防止其出现前后摇动，更好实现减振效果。本发明的履带式行走底盘可以替代现有市场产品的底盘，通过对市场现有机型的履带式行走底盘的更换，实现现有谷物联合收割机的升级，可以广泛适用于各类不平整地面的平稳行走及田间的谷物收获。

本发明装置的工作过程为：

在底盘机架3上挂装好谷物联合收割机的收获功能部件，在驾驶操控系统1上操控动力传动系统2，发动机201将一部分动力由动力输出端202传递给外挂功能部件实现谷物的收获功能，发动机201将另外一部分将动力传递给变速箱204，动力经变速箱204变速后同时将动力传递给动力传动右半轴203和动力传动左半轴205，分别由右侧履带驱动轮404驱动右侧履带行走，由左侧履带驱动轮404驱动左侧履带行走；当整机过障碍物时，在履带支架主梁501下侧均布的5～8个履带减振支梁502和履带承重轮406的作用下，避免障碍物对整个履带顶起及竖向振动，实现履带对地面的仿形功能；当整机通过硬质连续不平整路面时受到路面连续竖向激振，依靠履带后支撑梁503、履带前支撑梁506与机架支撑纵梁508之间设置的底盘机架减振器6，以及底盘机架3下的机架支撑纵梁508和支撑连接梁509，通过缓冲减少因路面激振对底盘带来的振动，从而实现对路面激振的隔振；当联合收割机上下坡出现整机前倾或后仰时，前侧或后侧底盘机架减振器6压缩量过大，则机架减振护板I602接触机架减振护板II 603，避免因底盘机架减振器过度压缩而造成整车严重倾斜，防止整机上下坡时的“点头”及“后仰”翻车危险，防止在硬质地面过埂时的颠簸。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种谷物联合收割机仿形减振履带式行走底盘，包括驾驶操控系统（1）、动力传动系统（2）、底盘机架（3）和履带机构，其特征在于，两组履带机构关于底盘机架（3）中心轴对称布置；

每组履带机构包括履带行走机构（4）和履带支架机构（5）；所述履带行走机构（4）包括履带（401）、托轮支梁（402）、履带托轮（403）、履带驱动轮（404）、履带张紧轮（405）和履带承重轮（406）；所述履带支架机构（5）包括履带支架主梁（501）、履带减振支梁（502）、履带前支撑梁（506）和履带后支撑梁（503）；所述履带前支撑梁（506）和履带后支撑梁（503）前后固定在底盘机架（3）底部且位于同一直线上；所述履带前支撑梁（506）和履带后支撑梁（503）下部共同连接履带支架主梁（501）；所述履带支架主梁（501）下方连接有多组履带减振支梁（502）；所述履带减振支梁（502）底部均与履带承重轮（406）连接；所述履带支架主梁（501）上方设有托轮支梁（402），所述托轮支梁（402）上连接履带托轮（403）；所述履带驱动轮（404）位于履带支架主梁（501）前端，所述履带张紧轮（405）位于履带支架主梁（501）后端；所述履带驱动轮（404）、履带托轮（403）、履带张紧轮（405）和履带承重轮（406）均位于履带（401）内侧，所述底盘机架（3）和履带前支撑梁（506）、底盘机架（3）和履带后支撑梁（503）之间均安装有底盘机架减振器（6）；位于同侧的两个底盘机架减振器（6）和底盘机架（3）之间纵向设有机架支撑纵梁（508），两根机架支撑纵梁（508）在履带后支撑梁（503）和履带前支撑梁（506）位置处各由一根支撑连接梁（509）横向相连加固；

所述履带支架主梁（501）的长度为2.5~3米，履带前支撑梁（506）安装在距履带支架主梁（501）前端的20~30cm位置，履带后支撑梁（503）安装在距履带支架主梁（501）后端的20~30cm位置，履带前支撑梁（506）前端纵向安装位置距底盘机架（3）前端50~80cm位置；所述履带托轮（403）和履带承重轮（406）均为工字轮，外径为15cm~20cm；履带张紧轮（405）的啮合齿数为18~24个，外径为20~30cm，履带驱动轮（404）和履带张紧轮（405）的模数和压力角与履带（401）内侧啮合的模数和压力角相同；支撑连接梁（509）的离地间隙为40~45cm，两根机架支撑纵梁（508）间距为1.8~2.2米，底盘机架（3）的承载面的长度为3~ 4米、宽度为2.5~3.5米，底盘驾驶台（303）的长度为1~1.5米、宽度为1.5~ 2米、高度为0.6~0.9米；所述底盘机架（3）下方均匀布置有5-8组履带减振支梁（502）；所述履带减振支梁（502）为空气减振弹簧，最大压缩量为10cm，承载力为0.3~0.5吨；所述底盘机架减振器（6）为弹簧减振器，最大压缩量为10cm，承载力为1.5~2.5吨；

位于履带后支撑梁（503）上方的底盘机架减振器（6）和机架支撑纵梁（508）之间纵向安装有后支撑斜梁I（504）和后支撑斜梁II（505）；位于履带前支撑梁（506）上方的底盘机架减振器（6）和机架支撑纵梁（508）之间纵向安装有前支撑斜梁（507）；所述支撑连接梁（509）靠近机架支撑纵梁（508）一端的底部均安装有机架减振护板I（602），所述履带后支撑梁（503）上端面和履带前支撑梁（506）上端面均安装有机架减振护板II（603），所述机架减振护板I（602）和机架减振护板II（603）的竖直投影面重合。

2.根据权利要求1所述的一种谷物联合收割机仿形减振履带式行走底盘，其特征在于，所述机架减振护板I（602）和机架减振护板II（603）的间距为底盘机架减振器（6）压缩量的70%-80%。

3.根据权利要求1所述的一种谷物联合收割机仿形减振履带式行走底盘，其特征在于，驾驶操控系统（1）和动力传动系统（2）位于底盘机架（3）上方，履带机构位于底盘机架（3）下方；所述动力传动系统（2）主要包括发动机（201）、动力输出端（202）、变速箱（204）、动力传动右半轴（203）和动力传动左半轴（205），所述发动机（201）分别与动力输出端（202）和变速箱（204）相连，变速箱（204）两侧分别与动力传动右半轴（203）和动力传动左半轴（205）的一端相连，动力传动右半轴（203）和动力传动左半轴（205）的另一端连接履带驱动轮（404）；所述底盘机架（3）包括机架纵梁（301）、机架横梁（302）和底盘驾驶台（303），底盘机架（3）的承载面是由机架纵梁（301）和机架横梁（302）垂直交错构成的网格型平面，底盘驾驶台（303）位于底盘机架（3）的承载面右前侧。