CN110786148A - 一种吸能型坐骑式割草机翻车保护结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸能型坐骑式割草机翻车保护结构，包括车架，车架的左右两侧分别安装有左立柱和右立柱，左立柱和右立柱的顶端均固定焊接有连接件，左立柱和右立柱顶端的连接件均通过螺栓与横梁的两端固定连接形成框架结构，横梁的两侧对称固定安装有缓冲吸能器，左立柱和右立柱的下端均固定焊接有自锁缓冲吸能器，自锁缓冲吸能器远离立柱的一侧焊接在车架上。当坐骑式割草机工作过程中发生侧翻时，翻车保护结构横梁左右两端的缓冲吸能器能够吸收翻车保护装置与地面接触时产生的冲击能量，同时两个自锁缓冲吸能器能够在翻车保护装置撞击地面和沿坡面滑移的过程中不断收紧并吸收能量，减缓振动以减轻驾驶员的伤害。
Description
技术领域
本发明涉及翻车保护结构，具体涉及一种吸能型坐骑式割草机翻车保护结构。
背景技术
坐骑式割草机在斜坡、洼地等复杂环境割草时，由于重心的变化整车失去稳定性很容易造成翻车事故，严重威胁驾驶员的生命安全。从保护驾驶员生命安全的角度，在坐骑式割草机上加装翻车保护结构(Roll-over Protective Structures简称ROPS)，避免在翻车事故中地面或车辆其它部分侵入驾驶员的安全生存空间(Deformation LimitingVolume简称DLV)对驾驶员生命构成威胁。同时，翻车保护结构在满足强度、刚度要求时，要具有一定的吸能性，避免驾驶员在冲击载荷作用下的致命损伤。然而，翻车保护结构设计的难点在于承载能力和吸能特性互为矛盾。
目前已有很多具有吸能减振作用的翻车保护结构方案，例如，申请号为CN200510200771.6的发明专利是一种具有复合梁结构的翻车保护装置的工程车驾驶室，其特点是在驾驶室框架的特殊结构位置增加提高塑性变形力的复合梁来改变立柱的受力。优点是通用化程度高、结构简单，缺点是复合梁结构损坏不易维修更换。申请号为CN200920093729.2的中国专利公开了一种诱导缓冲独立组合式翻车保护结构，该翻车保护结构由主体承载结构和诱导缓冲结构组成，主体承载结构和诱导缓冲结构安装在驾驶室外，通过法兰盘与车架联接。优点是抵抗变形能力和吸收翻车动能的能力强，更换、维修方便。缺点是此种诱导缓冲结构安装在驾驶室外，法兰盘联接结构占空间大，不适用于两柱式的翻车保护结构。申请号为CN201420682938.1的中国专利公开了一种驾驶室式翻车保护结构，其特点是利用缓冲吸能器和阻滑缓冲吸能齿的变形缓冲吸能。优点是减振同时能有效阻止车辆沿坡面滑行。缺点是缓冲吸能器维修不方便，增加了翻车保护装置的重量，不适用于两柱式的翻车保护结构。上述翻车保护结构用于坐骑式割草机时，一方面要满足吸能减振要求，另一方面从制造成本、质量增加、占用空间、便于维修等方面考虑都不适合。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种吸能型坐骑式割草机翻车保护结构，解决了翻车保护结构的承载能力和吸能特性互为矛盾的问题。本发明能在满足强度、刚度要求的条件下，吸收割草机与地面产生的巨大冲击能量，减轻驾驶员所受的伤害。
技术方案：本发明一种吸能型坐骑式割草机翻车保护结构，包括车架，所述车架的左右两侧分别安装有左立柱和右立柱，所述左立柱和右立柱的顶端均固定焊接有连接件，左立柱和右立柱顶端的连接件均通过螺栓与横梁的两端固定连接形成框架结构，所述横梁的两侧对称固定安装有缓冲吸能器，所述左立柱和右立柱的下端均固定焊接有自锁缓冲吸能器，所述自锁缓冲吸能器远离立柱的一侧焊接在车架上。
进一步的，所述缓冲吸能器包括卡合在横梁上的贴合板，所述贴合板的三个外侧面上均固定焊接有沿贴合板的外侧面自上而下间隔设置的缓冲吸能元件，所述缓冲吸能元件的外部包裹一层防护板，所述贴合板的下端通过螺栓与连接件固定连接，贴合板顶端的前后两个外侧面上设有一组对称设置的折弯连接板，所述折弯连接板通过螺栓与固定片固定连接。折弯连接板处的螺栓方向向上，可拆卸式设计便于维修、更换，当坐骑式割草机发生翻车事故时，只需更换发生变形的缓冲吸能器。
进一步的，所述缓冲吸能元件为等大小等体积的长方体薄壁铝合金方管，所述长方体薄壁铝合金方管的侧面均设有圆孔。圆孔处理的缓冲吸能元件一方面方便加工，减轻了整体的重量，另一方面产生的孔缺陷，对元件变形方向起引导作用。
进一步的，所述自锁缓冲吸能器包括压紧板和卡紧定位板，所述压紧板固定焊接在对应的立柱的下端，所述卡紧定位板焊接在车架上，压紧板和卡紧定位板相对的侧面均设有对称设置的十字型凹槽，所述十字型凹槽内卡合有十字型缓冲吸能元件，所述压紧板的四角处均设有通孔，所述通孔内插设有自锁双头螺栓柱，所述自锁双头螺栓柱穿过卡紧定位板并伸出卡紧定位板外，自锁双头螺栓柱靠近压紧板的一端通过螺母螺纹连接，自锁双头螺栓柱的另一端通过锁紧扣连接。锁紧扣由于其侧边斜齿的作用，卡住与之配合的自锁双头螺栓柱的斜齿，阻止自锁双头螺栓柱反向松动。
进一步的，所述自锁双头螺栓柱的凹槽内套设有定位卡环，所述定位卡环与压紧板之间的自锁双头螺栓柱上套设有移动套筒，所述移动套筒一端与压紧板相抵触，移动套筒另一端与定位卡环相抵触，所述卡紧定位板上设有供自锁双头螺栓柱穿过的阶梯孔，所述阶梯孔的第一孔段为圆柱孔，阶梯孔的第二孔段为螺纹孔，所述螺纹孔与锁紧扣的一端螺纹连接，所述移动套筒的上套设有可在移动套筒上滑动的定位套筒，所述定位套筒的一端卡在阶梯孔内并通过锁紧扣压紧，定位套筒的另一端始终与移动套筒相交。当坐骑式割草机发生翻车事故时，由于翻车保护结构左立柱、右立柱受到地面冲击力，使与地面接触侧的压紧板受压，移动套筒在定位套筒内平顺移动，自锁双头螺栓柱的径向位移受到限制，自锁双头螺栓柱不断收紧，十字型缓冲吸能元件在变形收缩的过程中吸收冲击能量。
进一步的，所述移动套筒的内壁上设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有用于移动套筒与自锁双头螺栓柱之间减缓振动的第一弹片；所述定位套筒的内壁上设有第二凹槽，所述第二凹槽始终处于定位套筒与移动套筒相交的位置处，第二凹槽内设有用于移动套筒与定位套筒之间减缓振动的第二弹片。第二弹片还具有平顺移动作用。
进一步的，所述十字型缓冲吸能元件为设有贯穿孔的铝合金板或者泡沫铝厚板。十字型缓冲吸能元件由铝合金板打孔或采用泡沫铝厚板打孔加工形式，减轻了材料重量，产生孔缺陷引导材料变形吸能的方向，同时其贯穿孔便于卡紧定位和螺栓固定。
进一步的，所述立柱上还插设有长螺栓，所述长螺栓依次穿过立柱、压紧板、十字型缓冲吸能元件和卡紧定位板并伸出卡紧定位板外，长螺栓的伸出端螺纹连接有六角开槽螺母，所述六角开槽螺母上设有用于固定的开口销。长螺栓的设置可防止较大冲击振动下的松动。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明的吸能型坐骑式割草机翻车保护结构中的缓冲吸能器的缓冲吸能元件分布在ROPS与地面发生第一次碰撞的接触点范围内及可能与坡底第二次碰撞并沿斜面滑移的接触位置，使得缓冲吸能器能够充分吸收与地面间产生的巨大冲击能量，明显降低冲击力峰值，延长ROPS与地面的作用时间，有效保护驾驶员的生命安全；坐骑式割草机发生翻车事故时，与地面接触一侧的自锁缓冲吸能器能够吸收由ROPS传递过来的剩余冲击能量，在不断收紧的过程中具有吸能和减缓振动作用；
缓冲吸能器所采用的缓冲吸能元件由薄壁铝合金方管打孔而成，孔缺陷引导材料变形吸能的方向，减轻了材料重量；同时本发明的自锁双头螺栓柱、定位套筒、移动套筒、锁紧扣等材料都为常用材料，制造结构简单，价格低廉。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明具体实施例安装在坐骑式割草机上的示意图；
图3为缓冲吸能器结构示意图；
图4为图1中A处放大图；
图5为图1中B处放大图；
图6为自锁双头螺栓柱的装配图；
图7为十字型缓冲吸能元件结构示意图；
图8为长螺栓的装配图；
图9为自锁双头螺栓柱结构示意图；
图10为折弯连接板与固定片连接结构示意图。
具体实施例
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：
如图1和图2所示，本发明一种吸能型坐骑式割草机翻车保护结构，包括车架1，车架1的左右两侧分别安装有左立柱2和右立柱3，左立柱2和右立柱3的顶端均固定焊接有连接件4，左立柱2和右立柱3顶端的连接件4均通过螺栓与横梁5的两端固定连接形成框架结构；横梁5的两侧对称固定安装有缓冲吸能器6，左立柱2和右立柱3的下端均固定焊接有自锁缓冲吸能器7，自锁缓冲吸能器7远离立柱的一侧焊接在车架1上；
如图3、图4和图10所示，缓冲吸能器6包括卡合在横梁5上的贴合板601，贴合板601的三个外侧面上均固定焊接有沿贴合板601的外侧面自上而下间隔设置的缓冲吸能元件602，间隔间距为30mm～60mm，缓冲吸能元件602具体的排列个数根据翻车保护结构的横梁5的尺寸而定，缓冲吸能元件602为等大小等体积的长方体薄壁铝合金方管，体积为50mm×50mm×60mm的长方体，壁厚为3mm～5mm，长方体薄壁铝合金方管的侧面均设有圆孔603，圆孔603的直径为
同一侧面的圆孔603数量为4个，圆孔603的间距为20mm～28mm，圆孔603处理的缓冲吸能元件602一方面方便加工，减轻了整体的重量，另一方面产生的孔缺陷，对元件变形方向起引导作用；
缓冲吸能元件602的外部包裹一层防护板604，贴合板601的下端通过螺栓与连接件4固定连接，贴合板601顶端的前后两个外侧面上设有一组对称设置的折弯连接板605，折弯连接板605通过螺栓与固定片606固定连接，其中折弯连接板605处的螺栓方向向上，可拆卸式设计的缓冲吸能器6便于维修、更换，当坐骑式割草机发生翻车事故时，只需更换发生变形的缓冲吸能器6即可；
如图5和图7所示，自锁缓冲吸能器7包括压紧板701和卡紧定位板702，压紧板701固定焊接在对应的立柱的下端，卡紧定位板702通过其上的槽卡合并焊接固定在车架1上，压紧板701和卡紧定位板702相对的侧面均设有对称设置的十字型凹槽703，十字型凹槽703内卡合定位有十字型缓冲吸能元件704，压紧板701的四角处均设有通孔，通孔内插设有自锁双头螺栓柱705，自锁双头螺栓柱705穿过卡紧定位板702并伸出卡紧定位板702外，自锁双头螺栓柱705靠近压紧板701的一端通过螺母706螺纹连接，自锁双头螺栓柱705的另一端通过锁紧扣707连接；卡紧定位板702上设有供自锁双头螺栓柱705穿过的阶梯孔710，阶梯孔710的第一孔段为圆柱孔，阶梯孔710的第二孔段为螺纹孔，螺纹孔与锁紧扣707的一端螺纹连接，锁紧扣707一端螺纹固定在卡紧定位板702上，锁紧扣707另一端由于其侧边斜齿的作用，卡住与之配合的自锁双头螺栓柱705的斜齿，阻止自锁双头螺栓柱反向松动；
如图6和图9所示，自锁双头螺栓柱705的凹槽内套设有定位卡环708，定位卡环708与压紧板701之间的自锁双头螺栓柱705上套设有移动套筒709，移动套筒709一端与压紧板701相抵触，移动套筒709另一端与定位卡环708相抵触，定位卡环708限制移动套筒709在自锁双头螺栓柱705上的移动，移动套筒709的上套设有可在移动套筒709上滑动的定位套筒711，定位套筒711的一端卡在阶梯孔710内并通过锁紧扣707压紧固定，定位套筒711的另一端始终与移动套筒709相交，移动套筒709可以在定位套筒711内轴向移动；
移动套筒709的内壁上设有第一凹槽，第一凹槽内设有用于移动套筒709与自锁双头螺栓柱708之间减缓振动的第一弹片712；定位套筒711的内壁上设有第二凹槽，第二凹槽始终处于定位套筒711与移动套筒709相交的位置处，第二凹槽设内有用于移动套筒709与定位套筒711之间减缓振动的第二弹片713，第二弹片713具有一定的平顺移动的作用；自锁双头螺栓柱705靠近压紧板701的一端通过螺母706将自锁双头螺栓柱705固定，自锁双头螺栓柱705锁紧过程中，定位套筒711与移动套筒709对自锁双头螺栓柱705径向位移进行限制，允许自锁双头螺栓柱705轴向压紧，同时具有减缓振动作用；
当坐骑式割草机发生翻车事故时，由于翻车保护结构左立柱2、右立柱3受到地面冲击力，使与地面接触侧的压紧板701受压，在自锁双头螺栓柱705的作用下，压紧板701与卡紧定位板702之间不断收缩，移动套筒709在定位套筒711内平顺移动，自锁双头螺栓柱705的径向位移受到限制，自锁双头螺栓柱705轴向不断收紧，十字型缓冲吸能元件704在变形收缩的过程中吸收冲击能量；
十字型缓冲吸能元件704为设有贯穿孔的铝合金板或者泡沫铝厚板，十字型缓冲吸能元件704由铝合金板打孔或采用泡沫铝厚板打孔加工形式，减轻了材料重量，产生孔缺陷引导材料变形吸能的方向，同时其贯穿孔便于卡紧定位和螺栓固定；
如图8所示，立柱上还插设有长螺栓714，长螺栓714依次穿过立柱、压紧板701、十字型缓冲吸能元件704和卡紧定位板702并伸出卡紧定位板702外，长螺栓714的伸出端螺纹连接有六角开槽螺母715，六角开槽螺母715上设有用于固定的开口销716，长螺栓714的设置可防止较大冲击振动下自锁缓冲吸能器7的松动。
自锁缓冲吸能器7的各组成安装顺序：螺母706装在自锁双头螺栓柱705上的一端上，一同装入压紧板701上，套上移动套筒709，在自锁双头螺栓柱705上卡入定位卡环708；将定位套筒711从卡紧定位板702中穿出，定位套筒711的外边缘卡在卡紧定位板702的阶梯孔710中，锁紧扣707旋入卡紧定位板702中并压紧定位套筒711外边缘；长螺栓714穿过立柱和压紧板701，将已装上自锁双头螺栓柱705和长螺栓714的压紧板701上卡入十字型缓冲吸能元件704，将卡紧定位板702套在对应的位置，使定位套筒711套设在移动套筒709上，自锁双头螺栓柱705从锁紧扣707中穿出锁紧，锁紧扣707的另一端卡住与之配合的自锁双头螺栓柱705的斜齿；最后将六角开槽螺母715套在长螺栓714上并旋紧，将开口销716穿入长螺栓714和六角开槽螺母715的孔中，进行固定；
自锁缓冲吸能器7的各组成拆卸顺序：旋开螺母706，将自锁双头螺栓柱705从锁紧扣707的尾端拉出，抽出开口销716，拧松六角开槽螺母715，将长螺栓714拆下，依次取下左立柱2(右立柱3)和压紧板701、十字型缓冲吸能元件704、移动套筒709、定位卡环708，旋下锁紧扣707，取出定位套筒711。
本发明坐骑式割草机翻车保护结构满足强度、刚度条件下，增加多组吸能构件，吸收翻车事故中坐骑式割草机与地面冲击时产生的能量，效果显著，减缓振动以减轻驾驶员的伤害。
Claims (8)
1.一种吸能型坐骑式割草机翻车保护结构，包括车架，所述车架的左右两侧分别安装有左立柱和右立柱，其特征在于：所述左立柱和右立柱的顶端均固定焊接有连接件，左立柱和右立柱顶端的连接件均通过螺栓与横梁的两端固定连接形成框架结构，所述横梁的两侧对称固定安装有缓冲吸能器，所述左立柱和右立柱的下端均固定焊接有自锁缓冲吸能器，所述自锁缓冲吸能器远离立柱的一侧焊接在车架上。
2.根据权利要求1所述的一种吸能型坐骑式割草机翻车保护结构，其特征在于：所述缓冲吸能器包括卡合在横梁上的贴合板，所述贴合板的三个外侧面上均固定焊接有沿贴合板的外侧面自上而下间隔设置的缓冲吸能元件，所述缓冲吸能元件的外部包裹一层防护板，所述贴合板的下端通过螺栓与连接件固定连接，贴合板顶端的前后两个外侧面上设有一组对称设置的折弯连接板，所述折弯连接板通过螺栓与固定片固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种吸能型坐骑式割草机翻车保护结构，其特征在于：所述缓冲吸能元件为等大小等体积的长方体薄壁铝合金方管，所述长方体薄壁铝合金方管的侧面均设有圆孔。
4.根据权利要求1所述的一种吸能型坐骑式割草机翻车保护结构，其特征在于：所述自锁缓冲吸能器包括压紧板和卡紧定位板，所述压紧板固定焊接在对应的立柱的下端，所述卡紧定位板焊接在车架上，压紧板和卡紧定位板相对的侧面均设有对称设置的十字型凹槽，所述十字型凹槽内卡合有十字型缓冲吸能元件，所述压紧板的四角处均设有通孔，所述通孔内插设有自锁双头螺栓柱，所述自锁双头螺栓柱穿过卡紧定位板并伸出卡紧定位板外，自锁双头螺栓柱靠近压紧板的一端通过螺母螺纹连接，自锁双头螺栓柱的另一端通过锁紧扣连接。
5.根据权利要求4所述的一种吸能型坐骑式割草机翻车保护结构，其特征在于：所述自锁双头螺栓柱的凹槽内套设有定位卡环，所述定位卡环与压紧板之间的自锁双头螺栓柱上套设有移动套筒，所述移动套筒一端与压紧板相抵触，移动套筒另一端与定位卡环相抵触，所述卡紧定位板上设有供自锁双头螺栓柱穿过的阶梯孔，所述阶梯孔的第一孔段为圆柱孔，阶梯孔的第二孔段为螺纹孔，所述螺纹孔与锁紧扣的一端螺纹连接，所述移动套筒的上套设有可在移动套筒上滑动的定位套筒，所述定位套筒的一端卡在阶梯孔内并通过锁紧扣压紧，定位套筒的另一端始终与移动套筒相交。
6.根据权利要求5所述的一种吸能型坐骑式割草机翻车保护结构，其特征在于：所述移动套筒的内壁上设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有用于移动套筒与自锁双头螺栓柱之间减缓振动的第一弹片；所述定位套筒的内壁上设有第二凹槽，所述第二凹槽始终处于定位套筒与移动套筒相交的位置处，第二凹槽内设有用于移动套筒与定位套筒之间减缓振动的第二弹片。
7.根据权利要求4所述的一种吸能型坐骑式割草机翻车保护结构，其特征在于：所述十字型缓冲吸能元件为设有贯穿孔的铝合金板或者泡沫铝厚板。
8.根据权利要求4所述的一种吸能型坐骑式割草机翻车保护结构，其特征在于：所述立柱上还插设有长螺栓，所述长螺栓依次穿过立柱、压紧板、十字型缓冲吸能元件和卡紧定位板并伸出卡紧定位板外，长螺栓的伸出端螺纹连接有六角开槽螺母，所述六角开槽螺母上设有用于固定的开口销。
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