CN106961862A - 一种配合液压升降功能的旋转底盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配合液压升降功能的旋转底盘，包括前部分底盘和后部分底盘，前部分底盘和后部分底盘之间通过铰链连接，在后部分底盘与连接的铰链之间还安装有旋转盘；所述前部分底盘的两侧安装有前部轮，前部分底盘的后端上侧面上安装有一号液压缸和二号液压缸，前部分底盘的后端安装有一号铰链；所述后部分底盘的两侧安装有后部轮。本发明针对农用机械普通液压升降底盘在山区农村的适应力不强问题进行了改善，改善完成之后使农用机械的底盘更加能够适应山区地形，另外，本发明不止针对某一种或者某一类农机而言，而是面向大部分的山地农用轮式机械，大部分农用机械适应性地加装本底盘均可使液压升降功能更好地实现。

Description

一种配合液压升降功能的旋转底盘

技术领域

本发明涉及农用机械设备技术领域，具体是一种配合液压升降功能的旋转底盘。

背景技术

农业机械是指在作物种植业和畜牧业生产过程中，以及农、畜产品初加工和处理过程中所使用的各种机械。农业机械包括农用动力机械、农田建设机械、土壤耕作机械、种植和施肥机械、植物保护机械、农田排灌机械、作物收获机械、农产品加工机械、畜牧业机械和农业运输机械等。广义的农业机械还包括林业机械、渔业机械和蚕桑、养蜂、食用菌类培植等农村副业机械。农业机械属于相对概念，指用于农业、畜牧业、林业和渔业所有机械的总称，农业机械属于农机具的范畴。推广使用农业机械称为农业机械化。在农用机械中常涉及到液压悬架、底盘、液压系统和减震器。

液压悬架由传感器和控制器等组成闭环控制系统，根据车辆的运行状态,按照设定的控制规律向执行机构适时发出控制命令。工程车辆主动悬架系统普遍采用的是电液控制液压悬架，其控制过程，通过调节油液流动，在调整阻尼系数同时锁死悬架或调节车身高度。由于在大吨位野外运输中，工程运输车或越野车承载重，运输途中路面不平造成的颠簸有可能对物件和车辆本身造成损伤，所以主动悬架采取变阻尼和自动调节车身高度等使车辆得到更精确和平稳的运行。电子控制的主动式液压悬架能根据悬架的质量和加速度等，利用液压部件主动地控制汽车的振动。主动式液压悬架在汽车重心附近安装有纵向、横向加速度和横摆陀螺仪传感器，用来采集车身振动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号，这些信号被输入到控制单元ECU，ECU根据输入信号和预先设定的程序发出控制指令，控制伺服电机并操纵前后执行油缸工作。

底盘是指汽车上由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成的组合，支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，承受发动机动力，保证正常行驶。底盘的作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。同时，一个好的底盘，可以保证驾驶者的生命安全。

液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。液压系统可分为两类：液压传动系统和液压控制系统。液压传动系统以传递动力和运动为主要功能。液压控制系统则要使液压系统输出满足特定的性能要求（特别是动态性能），通常所说的液压系统主要指液压传动系统。

减震器主要用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。在经过不平路面时，虽然吸震弹簧可以过滤路面的震动，但弹簧自身还会有往复运动，而减震器就是用来抑制这种弹簧跳跃的。减震器太软，车身就会上下跳跃，减震器太硬就会带来太大的阻力，妨碍弹簧正常工作。在关于悬挂系统的改装过程中，硬的减震器要与硬的弹簧相搭配，而弹簧的硬度又与车重息息相关，因此较重的车一般采用较硬的减震器。与引震曲轴相接的装置，用来抗衡曲轴的扭转震动（即曲轴受汽缸点火的冲击力而扭动的现象）。悬架系统中由于弹性元件受冲击产生震动，为改善汽车行驶平顺性，悬架中与弹性元件并联安装减震器，为衰减震动，汽车悬架系统中采用减震器多是液力减震器，其工作原理是当车架（或车身）和车桥间震动而出现相对运动时，减震器内的活塞上下移动，减震器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对震动形成阻尼力，使汽车震动能量转化为油液热能，再由减震器吸收散发到大气中。在油液通道截面和等因素不变时，阻尼力随车架与车桥（或车轮）之间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。

在实际生活中，农用机械普通液压升降底盘在山区农村的适应力不强，很难适应地形，现在的农用机械的液压升降功能一般加装在普通点上，不能够很好的实现预期的功能好效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配合液压升降功能的旋转底盘，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种配合液压升降功能的旋转底盘，包括前部分底盘和后部分底盘，前部分底盘和后部分底盘之间通过铰链连接，在后部分底盘与连接的铰链之间还安装有旋转盘；所述前部分底盘的两侧安装有前部轮，前部分底盘的后端上侧面上安装有一号液压缸和二号液压缸，前部分底盘的后端安装有一号铰链；所述后部分底盘的两侧安装有后部轮，后部分底盘的前端上侧面上设有三号液压缸和四号液压缸；所述一号铰链与二号铰链铰接的一侧连接，二号铰链的另一侧设有凹槽，凹槽的顶板设有一号传力轴，一号传力轴与旋转盘顶部的二号传力轴连接，在旋转盘的中部设有伸出板，伸出板伸入凹槽的内部，凹槽内部伸出板与凹槽的底板之间安装有一号减震器和二号减震器，所述一号铰链、二号铰链的上部均设有限位凸台。

作为本发明进一步的方案：所述旋转盘通过焊接或螺纹连接的方式固定在后部分底盘上。

作为本发明进一步的方案：所述前部分底盘的前端安装有拓展连接，拓展连接通过焊接或螺纹连接的方式固定在前部分底盘上。

作为本发明进一步的方案：所述一号液压缸、二号液压缸与前部分底盘之间均设有万向节，万向节通过焊接或螺纹连接的方式固定在前部分底盘上。

作为本发明进一步的方案：所述三号液压缸、四号液压缸与后部分底盘之间通过万向节连接，万向节通过焊接或螺栓连接的方式固定在后部分底盘上。

与现有技术相比，本发明针对农用机械普通液压升降底盘在山区农村的适应力不强问题进行了改善，改善完成之后使农用机械的底盘更加能够适应山区地形，另外，本发明不止针对某一种或者某一类农机而言，而是面向大部分的山地农用轮式机械，大部分农用机械适应性地加装本底盘均可使液压升降功能更好地实现。

附图说明

图1为配合液压升降功能的旋转底盘的结构示意图。

图2为图1的俯视结构示意图。

图3为配合液压升降功能的旋转底盘中万向节的结构示意图。

图4为配合液压升降功能的旋转底盘中一号铰链与二号铰链连接的结构示意图。

图5为配合液压升降功能的旋转底盘中一号铰链与二号铰链连接处的拆分结构示意图。

图6为配合液压升降功能的旋转底盘中的电气及油路布置图结构示意图。

图7为配合液压升降功能的旋转底盘的使用整体效果图。

图8为配合液压升降功能的旋转底盘的使用状态图。

图中：1-一号液压缸、2-二号液压缸、3-三号液压缸、4-四号液压缸、5-一号铰链、6-旋转盘、7-前部分底盘、8-后部分底盘、9-拓展连接、10-万向节、11-二号铰链、12-一号减震器、13-二号减震器、14-一号传力轴、15-二号传力轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～8，本发明实施例中，一种配合液压升降功能的旋转底盘，包括前部分底盘7和后部分底盘8，前部分底盘7和后部分底盘8之间通过铰链连接，在后部分底盘8与连接的铰链之间还安装有旋转盘6，旋转盘6通过焊接或螺纹连接的方式固定在后部分底盘8上；所述前部分底盘7的两侧安装有前部轮，前部分底盘7的前端安装有拓展连接9，拓展连接9通过焊接或螺纹连接的方式固定在前部分底盘7上，前部分底盘7的后端上侧面上安装有一号液压缸1和二号液压缸2，一号液压缸1、二号液压缸2与前部分底盘7之间均设有万向节10，万向节10通过焊接或螺纹连接的方式固定在前部分底盘7上，前部分底盘7的后端安装有一号铰链5；所述后部分底盘8的两侧安装有后部轮，后部分底盘8的前端上侧面上设有三号液压缸3和四号液压缸4，三号液压缸3、四号液压缸4与后部分底盘8之间通过万向节10连接，万向节10通过焊接或螺栓连接的方式固定在后部分底盘8上；所述一号铰链5与二号铰链11铰接的一侧连接，二号铰链11的另一侧设有凹槽，凹槽的顶板设有一号传力轴14，一号传力轴14与旋转盘6顶部的二号传力轴15连接，在旋转盘6的中部设有伸出板，伸出板伸入凹槽的内部，凹槽内部伸出板与凹槽的底板之间安装有一号减震器12和二号减震器13，所述一号铰链5、二号铰链11的上部均设有限位凸台。

本设计能够在传统成熟的底盘技术上进行改进，能够迅速地形成生产力；本设计具有三个模块：液压升降模块，底盘变角度模块以及旋转架模块；液压升降模块主要利用液压技术以及传感器技术对农用机械底盘以上部分进行平衡调节，主要包括本申请中所涉及到的一号液压缸1、二号液压缸2、三号液压缸3、四号液压缸4；底盘变角度模块是液压升降模块的配套模块，因为自由度和力学问题，必须将底盘的调度设计为可变，再利用农机的重力以及限位凸台的作用起到初始定位的功能，主要涉及到本发明中的一号铰链和二号铰链；旋转架模块是底盘的另一个方向的旋转自由度，设置有减震器，此模块可时底盘前部分与后部分有沿水平面的一个角度，主要涉及本发明中的旋转盘6、一号减震器12、二号减震器13，旋转架模块与液压升降模块调节重心的作用相结合共同弥补悬架系统的四轮接地功能，提高地形适应能力。

本发明能够利用液压升降技术而在复杂地形环境下维持车身平衡；利用旋转架的扭转增强四轮接地能力以增强地形适应能力。在传统底盘基础上进行改进，只需将零件位置适应性重新布置即可完成改进，因此，传统底盘的传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统均不详细表述。

为了方便描述，设农机前进方向为X轴，垂直于X轴的竖直向为Y轴，地面为Z平面。相对于传统底盘，可简单地理解为在前部分底盘7和后部分底盘8之间加装了包含了一号铰链的底盘变角度模块和包含了旋转盘的旋转架模块。在底盘上方有包含了一号液压缸1的液压升降模块。底盘前方有拓展连接9，提供不同设备安装位置。

液压升降系统主要零件为一号液压缸1、二号液压缸2、三号液压缸3、四号液压缸4和万向节10。四个液压缸的分布如图1所示。分别支撑于车身的四角。车身与液压缸固连，液压缸再与底盘连接，车身与底盘无固连。当陀螺仪传感器检测到某一角或者一边经过低洼路段而低于其他时，则该角或者该边所在液压缸会升起，保持车身平衡。一号液压缸的活塞杆连接于万向节10，有多个旋转自由度。因为四个液压缸在实际情况中大部分情况下不是同时升降，所以必须有绕Y轴的旋转自由度；由于存在旋转架模块，前部分底盘7和后部分底盘8会有绕X轴的相对转动，但是车身此时可视为以一钢片，因此必须有绕X轴的旋转自由度。

综合上述两条此处采用万向节将液压缸活塞杆与底盘连接。一号液压缸1的缸体与车身固连，不能有相对运动。因为如果此处为铰接，则系统为欠自由度系统，车身具有不可控性，因此为了控制可靠性此处必须采用固连方式。其他液压缸同样固连。

同时，四个液压缸在初始位置都竖直放置，那么当一个角的地势低于其他角，需要这个角液压缸升起时，那么此时机构处于死点位置，其他三个液压缸相当于钢片，阻止了这个液压缸的运动。所以液压缸的初始位置一定要是倾斜的，且前后液压缸也不能同时倾斜向一边，因为此时车身重心可能不在前后液压缸的中间位置，会对底盘产生一个很大的力矩，对车身产生一定的破坏，不符合力学要求。因此液压缸前后分别向不同方向倾斜。一号液压缸1、二号液压缸2向前倾斜，三号液压缸3、四号液压缸4向后倾斜，使车身重心尽量保持在4个液压缸的中间位置。此时底盘变角度模块和旋转架模块都是受到压力作用。当一号液压缸1，二号液压缸2向后倾斜，三号液压缸3，四号液压缸4向前倾斜时，尽管也可以使车身重心尽量保持在4个液压缸的中间位置，但是此时底盘变角度模块和旋转架模块都是受到拉力作用，这些模块都是抗压不抗拉，因此这样也不符合力学要求。所以本设计使一号液压缸1，二号液压缸2向前倾斜，三号液压缸3，四号液压缸4向后倾斜，如图1所示。

底盘变角度模块主要由一号铰链5和二号铰链组成。底盘变角度模块是液压升降模块的配套模块。因为液压缸一头与底盘通过万向节连接，一头与车身固连。因此需要这个模块来配合升降。

比如：当三号液压缸3和四号液压缸4需要上升时，通过运动分析，如果底盘长度不变，即轴距不变，此时一号液压缸1和二号液压缸2需要收缩或者继续向前倾斜，若此过程中车身碰到底盘，一号液压缸1和二号液压缸2被限制不能继续收缩或者继续向前倾斜，则三号液压缸3和四号液压缸4不能上升。此时，只有缩短底盘长度即轴距才能使三号液压缸3和四号液压缸4完成上升。直接缩短底盘的机构过于复杂不可取，并且需要复杂的控制系统和动力系统。此处采用简单无动力的底盘变角度模块，其实实质是底盘变轴距模块。三号液压缸3和四号液压缸需要上升而被上述原因阻碍时，会有一个分力作用到一号铰链和二号铰链上，三号液压缸3和四号液压缸4的力使一号铰链和二号铰链张开一个角度。

一号铰链和二号铰链两个零件下部分有铰链相连接，上部分有限位凸台，在液压缸都没有力的时候，由于车身重力的作用，一号铰链和二号铰链的限位凸台被紧紧地压在一起，限制了初始位置。

旋转架模块由一号减震器，二号减震器，一号传力轴，二号传力轴，旋转盘，二号铰链组成。

旋转架模块是针对山地地形而设计的。悬架系统只能很有限度保证四轮同时接地，而农机大多吨位大，速度慢，短时间的三轮接地都有可能导致重大事故。此模块可有效避免此类事件。

比如：当三号液压缸3所在一角的地势大大低于其他三个角，超出了悬架系统能弥补的范围，由于三号液压缸3会升起以维持车身平衡，因此三号液压缸3所在的这个角会受到三号液压缸3给的向下的作用力。此时一号传力轴和二号传力轴会发生绕X轴的旋转，即前部分底盘7和后部分底盘8发生绕X轴的旋转，三号液压缸3所在角轮子接地。一号减震器和二号减震器会被旋转盘上的板状突出拉伸，对面的两个减震器会被旋转盘上的板状突出压缩以减小震动。旋转盘上的板状突出与此模块其他构件均采用硬质合金钢，确保强度足够。

一号传力轴和二号传力轴将前部分底盘7和后部分底盘8之间的拉力与压力相互传递。

底盘四轮驱动供能方案详见图6，四轮驱动电机采用稀土永磁直流电动机，该电动机具有换向性能好、噪声低、效率高、高效区宽、过载能力强等优点。

整车控制与能量管理系统主要完成整车控制与能量管理两部分功能，担负着采集整车的各个子系统的运行信息并进行监控与诊断，维持所有电池处于最佳状态，控制充电方式和提供剩余能量显示等职责，并具体实现以下功能。

整车信息检测与显示，包括：气压信号、加速踏板和制动踏板等模拟行好，以及车速、前进、后退、控制器开关、暖气开关、气泵开关、油泵开关以及手制动等开关量。

通过CAN总线与电动机控制器进行通信并显示与电动机相关的信息。

进行换挡控制，通过控制高压断路器避免电池深度放点。

动力电池组信息检测与显示，其中包括：总电流、总电压、动力电池组充电状态估计，单支电池电压和每箱电池组温度。

维护电池使用：放点欠压报警、充电过压报警、电池损坏报警。

通过CAN总线与充电机进行通信。

动力电池组输出的高压直流电通过高压电气配电盒与驱动电机、空调压缩机、转向系统驱动电机和制动系统驱动电机等实现能量分配，同时通过DC/DC变换器将384V高压直流电转变为24V低压电流，为仪表、照明、控制系统和车身附件提供电能，并为辅助蓄电池充电。

本发明针对农用机械普通液压升降底盘在山区农村的适应力不强问题进行了改善，改善完成之后使农用机械的底盘更加能够适应山区地形，另外，本发明不止针对某一种或者某一类农机而言，而是面向大部分的山地农用轮式机械，大部分农用机械适应性地加装本底盘均可使液压升降功能更好地实现。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种配合液压升降功能的旋转底盘，其特征在于，包括前部分底盘和后部分底盘，前部分底盘和后部分底盘之间通过铰链连接，在后部分底盘与连接的铰链之间还安装有旋转盘；所述前部分底盘的两侧安装有前部轮，前部分底盘的后端上侧面上安装有一号液压缸和二号液压缸，前部分底盘的后端安装有一号铰链；所述后部分底盘的两侧安装有后部轮，后部分底盘的前端上侧面上设有三号液压缸和四号液压缸；所述一号铰链与二号铰链铰接的一侧连接，二号铰链的另一侧设有凹槽，凹槽的顶板设有一号传力轴，一号传力轴与旋转盘顶部的二号传力轴连接，在旋转盘的中部设有伸出板，伸出板伸入凹槽的内部，凹槽内部伸出板与凹槽的底板之间安装有一号减震器和二号减震器，所述一号铰链、二号铰链的上部均设有限位凸台。

2.根据权利要求1所述的一种配合液压升降功能的旋转底盘，其特征在于，所述旋转盘通过焊接或螺纹连接的方式固定在后部分底盘上。

3.根据权利要求1所述的一种配合液压升降功能的旋转底盘，其特征在于，所述前部分底盘的前端安装有拓展连接，拓展连接通过焊接或螺纹连接的方式固定在前部分底盘上。

4.根据权利要求1所述的一种配合液压升降功能的旋转底盘，其特征在于，所述一号液压缸、二号液压缸与前部分底盘之间均设有万向节，万向节通过焊接或螺纹连接的方式固定在前部分底盘上。

5.根据权利要求1所述的一种配合液压升降功能的旋转底盘，其特征在于，所述三号液压缸、四号液压缸与后部分底盘之间通过万向节连接，万向节通过焊接或螺栓连接的方式固定在后部分底盘上。