CN111605619A - 农用高地隙田间作业车底盘 - Google Patents

农用高地隙田间作业车底盘 Download PDF

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CN111605619A CN202010601615.5A CN202010601615A CN111605619A CN 111605619 A CN111605619 A CN 111605619A CN 202010601615 A CN202010601615 A CN 202010601615A CN 111605619 A CN111605619 A CN 111605619A
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孙磊
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Abstract

本发明实施例公开一种农用高地隙田间作业车底盘，包括车架、车轮、电机和挂接机构，所述车架包括左架体和右架体，所述左架体和右架体通过水平连接装置连接，左架体和右架体均安装在连接柱的上端，连接柱的下端与车轮通过轴连接,左架体和右架体的前端和后端均安装电机，电机通过链条与安装在车轮外侧且与车轮同轴的从动齿轮连接；所述挂接机构安装在水平连接装置的一端，所述挂接机构位于左架体和右架体之间，所述挂接机构位于其中两个车轮的前端，本发明适用不同果园和不同作物，成本低、安全性好、通用性好。

Description

农用高地隙田间作业车底盘
技术领域
本发明涉及一种农用高地隙田间作业车底盘。
背景技术
近些年以来，在我国果农收入日渐提高，果树种植业在各地区的发展也非常迅速。目前果园管理的大多数作业项目都要依靠人力来完成。所以不仅劳动强度大、效率低下，还会使农时被延误，从而对果树造成影响，导致果树产量以及果品质量下降。
在现代科学技术水平飞速进步的大时代下，果树的栽培模式也相应发生了一定的改变。美、德、加拿大等国家的果树的栽培模式主要形式是矮化，其中特别是苹果、葡萄、柑橘、梨等水果，其种植模式都是朝矮化和密植的方向进行。果园的管理也从粗放管理逐步朝矮化、集约化、无公害化的方向不断探索。而对于玉米、棉花、甘蔗等高秆作物，普通作业机械难以在田间行走，需要高地隙田间管理机械。
目前国内的高地隙作业车，多采用由变量泵、变量马达等原件组成的闭式液压系统，液压系统结构复杂、成本高；小型高地隙作业机车多为机械传动，受制于体积限制，难以设置封闭驾驶室，驾驶人员暴露于恶劣环境之中，特别是喷药作业时，驾驶员与药液近距离接触，具有一定的危险性；同时不能挂其他的农具，通用性不好。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种农用高地隙田间作业车底盘，适用不同果园和不同作物，成本低、安全性好、通用性好。
本发明实施例公开农用高地隙田间作业车底盘，包括车架、车轮、电机和挂接机构，其中：
所述车架包括左架体和右架体，所述左架体和右架体通过水平连接装置连接，左架体和右架体均安装在连接柱的上端，连接柱的下端与车轮通过轴连接,左架体和右架体的前端和后端均安装电机，电机通过链条与安装在车轮外侧且与车轮同轴的从动齿轮连接；
所述挂接机构安装在水平连接装置的一端，所述挂接机构位于左架体和右架体之间，所述挂接机构位于其中两个车轮的前端。
在本发明一实施例中，挂接机构包括两个挂钩固定杆一、挂钩固定杆二和三个挂钩，所述两个挂钩固定杆一安装在水平连接装置的两端，挂钩固定杆一的末端均固定挂钩，挂钩固定杆二的一端安装在水平连接装置的中间位置，挂钩固定杆二的末端固定挂钩。
在本发明一实施例中，连接柱的底部内侧固定连接挂钩安装板，挂钩安装板上端安装升降装置，升降装置的升降板上安装挂钩副杆，所述挂钩安装在挂钩副杆上，挂钩固定杆一的末端安装副杆固定夹，挂钩副杆的末端通过副杆固定夹夹紧。
在本发明一实施例中，所述挂钩副杆中间设有凹槽，所述副杆固定夹设有2个，所述副杆固定夹包括固定夹连接柱、两个固定夹连接横板和两个固定夹夹块，固定夹连接柱的下端安装在两个固定夹连接横板中间，两个固定夹连接横板的两端分别固定固定夹夹块的顶部，两个固定夹夹块夹住凹槽的内侧和外侧。
在本发明一实施例中，所述升降装置还包括导轨、升降固定板、升降顶板、摇柄、丝杆和丝杆轴承，所述升降固定板垂直安装在挂钩安装板上，导轨竖直安装在升降固定板的两个侧边，升降顶板固定在导轨和升降固定板的顶部，丝杠轴承安装在升降顶板的上端面，丝杠穿过升降顶板且位于两个导轨之间，丝杠的上端安装在丝杠轴承上，摇柄安装在丝杠的顶部，挂钩副杆通过升降板与丝杠连接。
在本发明一实施例中，水平连接装置包括水平连接件一和水平连接件二，水平连接件一连接两个平行的连接柱，水平连接件二连接另外两个平行的连接柱。
在本发明一实施例中，水平连接件一包括垂直柱、套杆一、套杆二、固定套杆、挂钩固定杆一支架和挂钩固定杆二支架，所述垂直柱固定在挂钩安装板的一侧，所述套杆一固定在左架体一侧的垂直柱的顶部，所述套杆二固定在右架体一侧的垂直柱的顶部，套杆二中间设有与套杆一匹配的孔，套杆一的一端位于套杆二内，套杆一与套杆二的中间设有与固定套杆匹配的固定套杆孔，固定套杆穿过固定套杆孔，连接柱的侧面安装有固定耳，固定套杆的两端穿过固定耳且通过固定栓固定，挂钩固定杆一支架为直板，挂钩固定杆一支架底部固定在挂钩安装板上，挂钩固定杆一安装在挂钩固定杆一支架的顶部，挂钩固定杆二支架包括竖直板一和横向板一，竖直板一底部固定在挂钩安装板上，横向板一位于竖直板一的顶部，所述挂钩固定杆二安装在挂钩固定杆二支架的上端，横向板一的末端与套杆二上端面通过加强筋连接，两个垂直柱分别与挂钩固定杆一支架和竖直板一固定；连接柱的上端设有通过孔，水平连接件二连接两个连接柱，水平连接件二上设有多个均匀分布的固定栓孔，水平连接件二与连接柱通过固定栓固定，挂钩固定杆二的末端安装电机二。
在本发明一实施例中，水平连接件一包括垂直柱、垂直柱连接板和垂直柱连接横板，所述垂直柱设有2个且分别固定在2个平行的连接柱的内侧，两个垂直柱的顶部通过垂直柱连接板和垂直柱连接横板连接，垂直柱连接板为竖直放置，垂直柱连接横板水平放置且与垂直柱连接板的底部连接，两个挂钩固定杆一安装在垂直柱连接板的两端、挂钩固定杆二安装在垂直柱连接板的中间，挂钩固定杆二的末端与电机二连接，电机二安装在垂直柱连接横板上，水平连接件二连接另外两个连接柱。
在本发明一实施例中，左架体和右架体为对称结构，左架体包括上板、下板、多个连接板和2个减震器，上板和下板平行，连接板竖直设置且连接上板和下板的外侧部分，两个减震器连接上板和下板的内侧部分，上板安装蓄电池，蓄电池与电机电连接。
在本发明一实施例中，上板内侧连接框架，框架包括多个框架连接横杆和框架纵杆，框架纵杆的上端设有与框架连接横杆数量相同的竖直板，右架体的竖直板上安装伸缩杆。
本发明的有益效果如下：
本发明实施例通过电机对田间作业车进行四轮驱动，克服了液压系统结构复杂、成本高的缺点，挂接机构的挂钩位置可调，能够挂接多种农具，使用范围广。
附图说明
图1为本发明一实施例示意图。
图2为本发明一实施例另一示意图。
图3为本发明一实施例一示意图。
图4为本发明一实施例一示意图。
图5为本发明一实施例一示意图。
图6为图5中A处放大图。
图7为本发明一实施例升降装置处局部示意图。
图8为本发明一实施例主视图。
图9为本发明一实施例俯视图.
图10位本发明一实施例再一示意图。
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作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。
如图所示，本发明实施例公开农用高地隙田间作业车底盘，包括车架1、车轮2、电机3和挂接机构4，其中：
所述车架1包括左架体5和右架体6，所述左架体5和右架体6通过水平连接装置7连接，左架体5和右架体6均安装在连接柱8的上端，连接柱8的下端与车轮2通过轴9连接,左架体5和右架体6的前端和后端均安装电机3，电机3通过链条10与安装在车轮外侧且与车轮同轴的从动齿轮11连接；
所述挂接机构安装在水平连接装置的一端，所述挂接机构位于左架体和右架体之间，所述挂接机构位于其中两个车轮的前端。
使用电机驱动高地隙田间作业车，符合环保要求，相对来说重量更轻，造价更低。
在本发明一实施例中，挂接机构4包括两个挂钩固定杆一12、挂钩固定杆二13和三个挂钩14，所述两个挂钩固定杆一12安装在水平连接装置的两端，挂钩固定杆一12的末端均固定挂钩14，挂钩固定杆二13的一端安装在水平连接装置的中间位置，挂钩固定杆二13的末端固定挂钩14。挂钩用来牵引其他农具。
在本发明一实施例中，连接柱8的底部内侧固定连接挂钩安装板15，挂钩安装板上端安装升降装置16，升降装置16的升降板17上安装挂钩副杆18，所述挂钩14安装在挂钩副杆18上，挂钩固定杆一12的末端安装副杆固定夹19，挂钩副杆的末端通过副杆固定夹19夹紧。
在本发明一实施例中，所述挂钩副杆18中间设有凹槽181，所述副杆固定夹19设有2个，所述副杆固定夹包括固定夹连接柱20、两个固定夹连接横板21和两个固定夹夹块22，固定夹连接柱20的下端安装在两个固定夹连接横板21中间，两个固定夹连接横板21的两端分别固定固定夹夹块22的顶部，两个固定夹夹块22夹住凹槽181的内侧和外侧。
在本发明一实施例中，所述升降装置16还包括导轨23、升降固定板24、升降顶板25、摇柄26、丝杆27和丝杆轴承28，所述升降固定板24垂直安装在挂钩安装板15上，导轨23竖直安装在升降固定板24的两个侧边，升降顶板25固定在导轨23和升降固定板24的顶部，丝杠轴承28安装在升降顶板25的上端面，丝杠27穿过升降顶板25且位于两个导轨23之间，丝杠27的上端安装在丝杠轴承28上，摇柄26安装在丝杠27的顶部，挂钩副杆通过升降板与丝杠连接。
使用升降装置可以调整挂钩的位置，适用于不同的农具，使用范围广。
在本发明一实施例中，水平连接装置7包括水平连接件一28和水平连接件二29，水平连接件一28连接两个平行的连接柱8，水平连接件二29连接另外两个平行的连接柱8。
在本发明一实施例中，水平连接件一28包括垂直柱30、套杆一31、套杆二32、固定套杆33、挂钩固定杆一支架34和挂钩固定杆二支架35，所述垂直柱30固定在挂钩安装板15的一侧，所述套杆一31固定在左架体一侧的垂直柱30的顶部，所述套杆二32固定在右架体一侧的垂直柱的顶部，套杆二32中间设有与套杆一31匹配的孔，套杆一31的一端位于套杆二32内，套杆一31与套杆二32的中间设有与固定套杆33匹配的固定套杆孔，固定套杆33穿过固定套杆孔，连接柱8的侧面安装有固定耳36，固定套杆33的两端穿过固定耳34且通过固定栓固定，挂钩固定杆一支架34为直板，挂钩固定杆一支架底部固定在挂钩安装板15上，挂钩固定杆一12安装在挂钩固定杆一支架34的顶部，挂钩固定杆二支架35包括竖直板一37和横向板一38，竖直板一37底部固定在挂钩安装板15上，横向板一38位于竖直板一37的顶部，所述挂钩固定杆二13安装在挂钩固定杆二支架35的上端，横向板一38的末端与套杆二32上端面通过加强筋39连接，两个垂直柱30分别与挂钩固定杆一支架和竖直板一固定；连接柱的上端设有通过孔，水平连接件二连接两个连接柱，水平连接件二29上设有多个均匀分布的固定栓孔291，水平连接件二与连接柱通过固定栓40固定。
套杆一、套杆二和固定套杆的组合，可以实现调整左架体和右架体的间距。具体间距根据与水平连接件二29上的固定栓孔291间距相等。
在本发明一实施例中，挂钩固定杆二的末端安装电机二41。电机二可以驱动挂钩固定杆二转动，使挂钩固定杆二适应不同农具的连接点位置。
如图10，在本发明另一实施例中，此实施例的左架体和右架体间距不可调整。水平连接件一包括垂直柱30、垂直柱连接板51和垂直柱连接横板52，所述垂直柱设有2个且分别固定在2个平行的连接柱的内侧，两个垂直柱的顶部通过垂直柱连接板和垂直柱连接横板连接，垂直柱连接板为竖直放置，垂直柱连接横板水平放置且与垂直柱连接板的底部连接，两个挂钩固定杆一安装在垂直柱连接板的两端、挂钩固定杆二安装在垂直柱连接板的中间，挂钩固定杆二的末端与电机二连接，电机二安装在垂直柱连接横板上，水平连接件二53连接另外两个连接柱8。
在本发明一实施例中，左架体和右架体为对称结构，左架体包括上板42、下板43、多个连接板44和2个减震器45，上板42和下板43平行，连接板44竖直设置且连接上板42和下板43的外侧部分，两个减震器45连接上板42和下板43的内侧部分，上板42安装蓄电池46，蓄电池46与电机电连接。
在本发明一实施例中，上板42内侧连接框架，框架包括多个框架连接横杆47和框架纵杆48，框架纵杆48的上端设有与框架连接横杆47数量相同的竖直板49，右架体的竖直板上安装伸缩杆50。
伸缩杆起到助力调整左架体和右架体间距的作用。
选择轮胎主要应从它的使用的环境、需要的承载能力、需要传递的驱动力和地面单位面积压力进行选择。选用附着力大的轮胎，有利于传递牵引力；选用易保持轮迹的轮胎，有利于转向和运输作业。
采用轮式行走的时，会因为轮胎和地面接触的面积相对小且压强相对大，所以在松软、潮湿的土壤上行走时会有较深的下陷，因此打滑十分常见。为了使接触面积变大，从而减少打滑的现象，轮胎的直径一般选得相对较大，同时轮胎中气压也不会较高。在果园内，果树苗圃的行间距一般在500mm上下，为了使在工作过程中不出现碾压、刮擦苗木的现象，所以确定使用窄型的轮胎。综上所述，选用窄型低压轮胎，既可以保证在工作过程中不擦损、碾压从而伤害果树的苗木，又有利于提高机具园间作业时的牵引力，减少打滑、下陷等现象的出现。
轮胎需要有良好的通过性能、防滑性能，所以选用FORERUNNER品牌的人字花纹外胎，型号为8.3—24，即轮胎半径大约为0.5m。轮胎参数如下表：
Figure BDA0002558742830000081
四个电机的最大转矩之和T>79N·m，每个电机最大转矩应大于20N·m。
经综合分析考虑，确定选择海得伺服电机，型号为ACSM150-G23020LZ，参数如下表：
Figure BDA0002558742830000082
电机功率为P＝4.7Kw，小链轮转速为n1＝120r/min，链传动传动比i1＝2。
选择链轮齿数
根据初估链速v＝0.6～3m/s：取小链轮齿数z1＝17。
即大链轮齿数z2＝i1z1＝2×17＝34
确定链节距p和中心距a0
初定中心距a0＝40p
链节数
Figure BDA0002558742830000091
带入数据计算得，LP＝105.68，圆整为LP＝106节
查工具书得，取工作系数KA＝1
齿数系数
Figure BDA0002558742830000092
链长系数
Figure BDA0002558742830000093
采用单排链，即Km＝1.0
所需额定功率
Figure BDA0002558742830000094
根据额定功率P0和n1，选取16A滚子链，即链节距p＝25.4mm
理论中心距
Figure BDA0002558742830000095
带入数据计算得，a＝1020.06mm
中心距调节量Δa＝(0.002～0.004)a
实际中心距a′＝a-Δa＝1018.02～1015.98mm，取a′＝1016mm
验算链速
Figure BDA0002558742830000096
与初估链速相符
确定润滑方式
根据链节数p和链速v，确定采取滴油润滑。
减震器主要功用是承受以及传递垂直方向的载荷，吸能缓和并抑制不平路面作用于轮胎后对车身产生的冲击。刚度过小的弹簧，弹簧的运动行程就会比较大，车身的上下跳动也就会过于频繁；但刚度过大的弹簧，其对冲击的抑制、吸能缓和的效果不明显，会使其正常工作受到一定程度的影响，同时乘坐舒适性也会被影响。即使用安装弹性元件主要有以下功用：其一可以抑制和减缓各部件所受的冲击载荷，使其使用寿命得以保证；其二是使行驶过程的平顺性更佳，与此同时使驾驶者的作业环境得以改善，降低其疲劳感。因为果园内的实际路况相对比较复杂，所以在车架四角位置上装有螺旋弹簧减震器用来减振以及缓冲吸能，以此适应相对复杂的路面情况。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.农用高地隙田间作业车底盘，其特征在于，包括车架、车轮、电机和挂接机构，其中：
所述车架包括左架体和右架体，所述左架体和右架体通过水平连接装置连接，左架体和右架体均安装在连接柱的上端，连接柱的下端与车轮通过轴连接,左架体和右架体的前端和后端均安装电机，电机通过链条与安装在车轮外侧且与车轮同轴的从动齿轮连接；
所述挂接机构安装在水平连接装置的一端，所述挂接机构位于左架体和右架体之间，所述挂接机构位于其中两个车轮的前端。
2.如权利要求1所述的农用高地隙田间作业车底盘，其特征在于，挂接机构包括两个挂钩固定杆一、挂钩固定杆二和三个挂钩，所述两个挂钩固定杆一安装在水平连接装置的两端，挂钩固定杆一的末端均固定挂钩，挂钩固定杆二的一端安装在水平连接装置的中间位置，挂钩固定杆二的末端固定挂钩。
3.如权利要求2所述的农用高地隙田间作业车底盘，其特征在于，连接柱的底部内侧固定连接挂钩安装板，挂钩安装板上端安装升降装置，升降装置的升降板上安装挂钩副杆，所述挂钩安装在挂钩副杆上，挂钩固定杆一的末端安装副杆固定夹，挂钩副杆的末端通过副杆固定夹夹紧。
4.如权利要求3所述的农用高地隙田间作业车底盘，其特征在于，所述挂钩副杆中间设有凹槽，所述副杆固定夹设有2个，所述副杆固定夹包括固定夹连接柱、两个固定夹连接横板和两个固定夹夹块，固定夹连接柱的下端安装在两个固定夹连接横板中间，两个固定夹连接横板的两端分别固定固定夹夹块的顶部，两个固定夹夹块夹住凹槽的内侧和外侧。
5.如权利要求3所述的农用高地隙田间作业车底盘，其特征在于，所述升降装置还包括导轨、升降固定板、升降顶板、摇柄、丝杆和丝杆轴承，所述升降固定板垂直安装在挂钩安装板上，导轨竖直安装在升降固定板的两个侧边，升降顶板固定在导轨和升降固定板的顶部，丝杠轴承安装在升降顶板的上端面，丝杠穿过升降顶板且位于两个导轨之间，丝杠的上端安装在丝杠轴承上，摇柄安装在丝杠的顶部，挂钩副杆通过升降板与丝杠连接。
6.如权利要求3所述的农用高地隙田间作业车底盘，其特征在于，水平连接装置包括水平连接件一和水平连接件二，水平连接件一连接两个平行的连接柱，水平连接件二连接另外两个平行的连接柱。
7.如权利要求6所述的农用高地隙田间作业车底盘，其特征在于，水平连接件一包括垂直柱、套杆一、套杆二、固定套杆、挂钩固定杆一支架和挂钩固定杆二支架，所述垂直柱固定在挂钩安装板的一侧，所述套杆一固定在左架体一侧的垂直柱的顶部，所述套杆二固定在右架体一侧的垂直柱的顶部，套杆二中间设有与套杆一匹配的孔，套杆一的一端位于套杆二内，套杆一与套杆二的中间设有与固定套杆匹配的固定套杆孔，固定套杆穿过固定套杆孔，连接柱的侧面安装有固定耳，固定套杆的两端穿过固定耳且通过固定栓固定，挂钩固定杆一支架为直板，挂钩固定杆一支架底部固定在挂钩安装板上，挂钩固定杆一安装在挂钩固定杆一支架的顶部，挂钩固定杆二支架包括竖直板一和横向板一，竖直板一底部固定在挂钩安装板上，横向板一位于竖直板一的顶部，所述挂钩固定杆二安装在挂钩固定杆二支架的上端，横向板一的末端与套杆二上端面通过加强筋连接，两个垂直柱分别与挂钩固定杆一支架和竖直板一固定；连接柱的上端设有通过孔，水平连接件二连接两个连接柱，水平连接件二上设有多个均匀分布的固定栓孔，水平连接件二与连接柱通过固定栓固定，挂钩固定杆二的末端安装电机二。
8.如权利要求6所述的农用高地隙田间作业车底盘，其特征在于，水平连接件一包括垂直柱、垂直柱连接板和垂直柱连接横板，所述垂直柱设有2个且分别固定在2个平行的连接柱的内侧，两个垂直柱的顶部通过垂直柱连接板和垂直柱连接横板连接，垂直柱连接板为竖直放置，垂直柱连接横板水平放置且与垂直柱连接板的底部连接，两个挂钩固定杆一安装在垂直柱连接板的两端、挂钩固定杆二安装在垂直柱连接板的中间，挂钩固定杆二的末端与电机二连接，电机二安装在垂直柱连接横板上，水平连接件二连接另外两个连接柱。
9.如权利要求1所述的农用高地隙田间作业车底盘，其特征在于，左架体和右架体为对称结构，左架体包括上板、下板、多个连接板和2个减震器，上板和下板平行，连接板竖直设置且连接上板和下板的外侧部分，两个减震器连接上板和下板的内侧部分，上板安装蓄电池，蓄电池与电机电连接。
10.如权利要求9所述的农用高地隙田间作业车底盘，其特征在于，上板内侧连接框架，框架包括多个框架连接横杆和框架纵杆，框架纵杆的上端设有与框架连接横杆数量相同的竖直板，右架体的竖直板上安装伸缩杆。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114568048A (zh) * 2022-03-04 2022-06-03 福州大学 高地隙田间除草机器人系统及其工作方法

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