CN105723843A - 一种多功能轮式果园作业车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能轮式果园作业机，属于农业机械领域。针对果园规模化发展和规范化管理的要求日益提高，果园管理机械化的重要性日益显著。本作业机由动力系统、液压系统、嵌入式电控系统和驱动系统组成。采用电控系统和液压电磁阀组相结合的方法，控制液压马达运转、停止、平台升降、伸缩，实现了对整车前进、后退、停止灵活控制，并联独立液压泵实现平台升降、伸缩等作业功能的同时更节能，并解决了单油泵供油行走动力不足的问题。该果园作业机集树体管理、病虫防治、果品收获、简单运输于一体，极大的促进了果园管理机械化。其优点：半自动控制降低操纵强度；多功能于一身提高作业效率、降低劳动成本；扩展平台增大作业范围。

Description

一种多功能轮式果园作业车

技术领域

本发明涉及一种多功能轮式果园作业车，尤其涉及一种半自动控制、液压驱动的轮式果园作业车，属于农业机械领域。

背景技术

随着果园规模化发展和规范化管理的要求日益提高，果园作业一体机就显的尤为重要。目前，在果园作业中，机械化、自动化程度不高，大多数作业靠人力完成，即使在用的机械也多为通用机械，这些机械功能单一，需要多种不同的机具才能完成全部果园作业。现有的作业机行走采用机械式驱动，换挡频繁、耗时、效率不高，并且机械操纵性、舒适性欠佳，此外还需亲自上机操控，增加了工作人员劳动强度，也给果园作业人员人身安全造成隐患。

发明内容

为了解决现有果园作业机功能单一、作业范围小、操控性能差、不易实现无级变速等问题，本发明设计了一种平台可升降扩展、半自动控制、液压驱动的轮式果园作业机，该作业机不仅具有较大的作业范围，而且集剪枝、喷药、采摘、运输于一体。其工作效率高、工作安全可靠、操纵灵活方便，为果园作业提供了便利。

本发明通过以下技术方案予以实现：

采用独立液压驱动底盘结构，整机包括轮式液压驱动底盘、液压泵、液压油箱、液压阀组、液压管路、电控单元、蓄电池、发电机组和可扩展式液压升降平台，所述的液压驱动底盘上前部安装柴油机、发电机组和电瓶，中部安装液压油箱、液压阀组及电控单元，后部安装液压马达、减速器和驱动桥，然后在整机中后部上方安装可扩展式液压升降平台。

所述液压驱动底盘由三缸柴油机、液压泵、液压马达、后驱动桥(轮)、液压助力转向轮等组成，柴油机纵置安装在底盘前端，为整车动力源，提供液压泵所需动力，马达驱动后轮实现行走，液压转向轮实现转向。

所述液压泵安装在柴油机后端，由柴油机输出端通过联轴器直接将动力传输到液压泵，液压泵将机械能转换为液压能，独立的液压泵将压力油通过电磁阀组供给马达、液压缸等执行元件，操控者则控制相应电磁阀的开闭而实现作业机行走、转向、举升、伸缩等动作。

所述液压油箱安装在底盘中部，位于车辆右侧，上端安装有回油过滤器、下端有吸油过滤器、液位计和液压管路。液压泵将液压油经过滤器从出油口吸出，增压后在电控阀组的控制下通过管路流入各执行元件，执行元件实现相应动作，回油经液压回路通过回油过滤器流回油箱。

所述液压阀组包括电磁换向阀、比例流量控制阀、叠加式溢流阀、卸荷阀和单向阀组成，比例流量控制阀包括低速和告诉比例阀以实现马达不同转速，换向阀和溢流阀控制底盘驱动马达转向，从而实现不同速度前进、后退。

所述电控单元安装在液压泵后上方，位于车辆中部，靠蓄电池和发电机组供电，并控制液压阀组各个电磁阀以实现动作，最终控制包括驱动马达前、后行走和作业平台升降、伸缩以及车辆转向等指定动作的完成。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，以实现车辆的半自动控制。

所述的轮式液压驱动底盘由后驱动桥和前转向轮组成，驱动轮通过半轴、差速器与驱动桥连接，其中驱动桥由液压马达提供动力，马达经过减速器将动力传递到连接驱动轮的半轴上使驱动轮驱动。后桥通过减震工作板与车架连接从而构成整个底盘，电控单元控制液压系统助力转向。

所述发电机组由无刷交流发电机、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并持续为蓄电池充电。

本发明的工作原理如下：

柴油机启动后动力通过联轴器传递到独立式并联液压泵，液压泵将增压后的油液传送到液压阀组，之后控制器发出指令，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，驱动后桥液压马达运转，液压马达通过减速器将动力传给驱动轮，实现作业机械行走、停止及速度控制；需要平台升降时，由电控单元控制电磁换向阀、单向节流阀工作，实现作业平台扩展、升降。

果园作业时，通过控制面板手柄操控电磁比例流量阀、电磁换向阀，控制作业机前进、后退速度，平台升降实现不同高度作业需求，平台伸缩实现不同范围作业要求。

简单运输作业时，将升降平台下降收缩，将所需运输物品放于平板上面，必要时对物品捆绑，操控作业机以较快速度进行运输。

本发明的有益效果是：

本作业机能够实现半自动化控制、平台伸缩升降、简单运输、剪枝作业、采摘作业等集成多种功能，为果园作业提供极大便利。

液压马达驱动行走轮，能够实现无级变速，具有动作平稳、灵活。液压系统助力转向，使整机操作更轻便、简单。

电控单元的核心是嵌入式系统，数据处理能力强，处理速度快，能实现较远距离遥控和机体界面操控的双操控模式，为后续开发升级搭建了一个良好平台。

液压马达和可伸缩式升降平台分别采用独立液压泵控制，使得整机只在行走或只在升降作业时更能节省能量。

附图说明

图1是本发明总体布局方案图的左视图。

图2是本发明总体布局方案图的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步的说明。

图1给出了本发明的总体布局方案图，主要包括平台护栏1、剪叉架2、主平台3、伸缩油缸4(左右各一个)、发动机罩5、液力转向轮6、液压油箱7、液压马达控制阀组8、顶升油缸9、液压马达10、驱动轮11、车架12、左伸缩平台13、燃油箱14、座椅15、蓄电池16、转向盘17、操控手柄18、仪表盘19、发动机散热器20、三缸柴油机21、油液散热器22、联轴器23、压力控制阀组24、回油过滤器25、吸油过滤器26、并联液压泵27、右伸缩平台28、上下梯29。

所述驱动轮11由液压马达10驱动安装在驱动轮毂上的半轴实现转动。液压油被变量式柱塞液压泵27从液压油箱7中经吸油过滤器26吸出，增压后再经电液换向阀调节变量调节装置，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马达控制阀组8，由电控单元控制马达电液比例阀、马达正反转换向阀、卸荷阀的开闭，从而控制进入液压马达的油液流量，进而带动驱动轮11使机器实现行走，液压油从液压马达流出，经过油液散热器22(上面安装有油温传感器，根据检测到的油液温度，判断是否超出正常范围，自动给液压系统油液进行散热降温，保证液压系统正常工作)散热，最终经回油过滤器25流回液压油箱7。

所述主平台3由剪叉架2、顶升油缸9、左伸缩平台13、右伸缩平台28和护栏1组成，其特征为液压泵27提供压力油，通过调节压力控制阀组的平台升降换向阀、平台伸缩换向阀、平台升降比例阀和卸荷阀的开闭而控制顶升油缸9、左伸缩油缸13和右伸缩油缸28以实现作业台的升降、伸缩。

所述仪表盘是车辆状态监测部分。仪表显示模块上设置有发动机转速表、发动机机油压力表、发动机冷却水温表分别与发动机转速传感器、发动机机油压力传感器以及发动机冷却水温传感器相连接，实时显示发动机状态参数，为操作人员提供参。

Claims (3)

1.一种多功能轮式果园作业车，其特征在于：整车包括三缸柴油机(21)、并联液压泵(27)、液压油箱(7)、液压马达控制阀组(8)、压力控制阀组(24)、液压马达(10)、驱动轮(11)、液力转向轮(6)、伸缩油缸(4)、顶升油缸(9)、操控手柄(18)；具体而言，液压驱动底盘由三缸柴油机(21)、并联液压泵(27)、液压马达(10)、驱动轮(11)、液力转向轮(6)等组成，柴油机(21)启动后动力传递到独立式并联液压泵(27)，增压后的油液传送到液压马达控制阀组(8)，之后控制器发出指令，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，驱动后桥液压马达(10)运转，液压马达(10)通过减速器将动力传给驱动轮(11)，实现作业机械行走、停止、速度控制和转向。

2.可扩展式升降平台组件位于整机后部，包括平台护栏(1)、剪叉架(1)、主平台(3)、伸缩油缸(4)、顶升油缸(9)、左伸缩平台(13)、右伸缩平台(28)，需要平台升降、扩展时电控单元控制压力控制阀组(24)的电磁换向阀、单向节流阀工作，进而控制顶升油缸(9)、伸缩油缸(4)动作实现作业平台扩展、升降；并联独立式液压泵(27)使得平台只在升降、扩展作业时更节能。

3.电控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，整车靠蓄电池(16)和发电机组供电，以实现车辆遥控操作和驾驶操作的半自动控制。