CN111761996A

CN111761996A - 一种全地形菱形四轮调平和转向装置与农业机械

Info

Publication number: CN111761996A
Application number: CN202010522808.1A
Authority: CN
Inventors: 刘庆庭; 武涛; 周嘉铖; 邹小平; 张增学; 徐凤英; 谢聪
Original assignee: South China Agricultural University
Current assignee: South China Agricultural University
Priority date: 2020-06-10
Filing date: 2020-06-10
Publication date: 2020-10-13

Abstract

本发明涉及一种全地形菱形四轮调平和转向装置，包括轮式行走机构、车身调平机构、转向机构、车架；轮式行走机构的数量为四组，每组均包括一个独立驱动的车轮，四个车轮呈菱形排列，在前、后、左、右侧各设置一个；每个车轮均由一组车身调平机构带动相对于车架升降，前、后侧车轮均由一组转向机构带动相对于车架转动。本发明还涉及一种农业机械，底部设有全地形菱形四轮调平和转向装置。本发明运行平稳、爬坡能力强、可转向灵活、适用范围广，属于农业机械技术领域。

Description

一种全地形菱形四轮调平和转向装置与农业机械

技术领域

本发明涉及农业机械技术，具体涉及一种全地形菱形四轮调平和转向装置，还涉及装有该机构的农业机械。

背景技术

大部分轮式中耕机构仅能在平地或者大面积平缓地势上使用和操作，具有一定的局限性，坡度行走能力较差，地形适应性差，爬坡性能不高，且不能进入具有一定坡度地区进行作业。传统轮式中耕机构在进行农业生产作业时，常因路面不平或坡度较大，造成四轮不协调形成虚腿、重心过高以及车体重量过大，而发生侧翻，路面通过性能及灵活性较低。

现有技术中也存在可以调平的中耕机构，这种中耕机构一般采用四个轮，前面两个，后面两个，调平时，车身前方或后方升降，适应上下坡路段。这种中耕机构存在如下缺点：仅适合上下坡路段，不适合横坡行走。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种适用范围更广的全地形菱形四轮调平和转向装置与农业机械。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种全地形菱形四轮调平和转向装置，包括轮式行走机构、车身调平机构、转向机构、车架；轮式行走机构的数量为四组，每组均包括一个独立驱动的车轮，四个车轮呈菱形排列，在前、后、左、右侧各设置一个；每个车轮均由一组车身调平机构带动相对于车架升降，前、后侧车轮均由一组转向机构带动相对于车架转动。

作为一种优选，车身调平机构包括钢套、支腿、液压缸、上柱销、下柱销；钢套固定在车架上，钢套套接在支腿外从而支腿相对于钢套上下滑移，支腿的下端连接轮式行走机构，驱动支腿滑移的液压缸位于钢套和支腿内，液压缸的上端通过上柱销与钢套连接，液压缸的下端通过下柱销与支腿连接。

作为一种优选，车身调平机构还包括键块，键块包括位于中间的凸起部和位于边缘的安装部，安装部连接在钢套的外侧；支腿的外侧设有竖直的长键槽，钢套上设有键孔；对于左、右侧的车身调平机构，键块的凸起部朝向内侧安装，凸起部穿过键孔与长键槽配合，限制钢套与支腿的相对转动；对于前、后侧的车身调平机构，键块的凸起部朝向外侧安装。

作为一种优选，支腿的外侧的前后端均设有长键槽，两条长键槽对称设置；钢套的前后侧均设有贯穿的键孔，钢套的前后侧均装有键块。

作为一种优选，转向机构包括蜗轮蜗杆总成、液压马达、联轴器、转向盘、安装底板，蜗轮蜗杆总成固定于车架，蜗轮与转向盘配合，联轴器连接蜗杆和液压马达；安装底板将联轴器和液压马达固定于车架上；转向盘设有键与长键槽配合带动支脚相对于钢套转动。

作为一种优选，位于前侧的转向机构与位于后侧的转向机构同步反向转动。

作为一种优选，轮式行走机构包括车轮、底座、液压马达；底座包括位于上端的水平板、位于一侧的竖直板、位于水平板和竖直板之间的加强板，水平板与车身调平机构相接，液压马达安装在竖直板上，液压马达驱动车轮转动。采用这种结构后，实现轮式行走机构和转向机构同时运作，互不干涉。

作为一种优选，车架包括横向槽钢、纵向槽钢、固定架，横向槽钢和纵向槽钢组成十字形框架，固定架位于横向槽钢和纵向槽钢之间；纵向槽钢的前侧和后侧、横向槽钢的左侧和右侧均对应设有一组轮式行走机构。

一种农业机械，底部设有一种全地形菱形四轮调平和转向装置。

作为一种优选，农业机械的重心在菱形的中心。采用这种结构后，使得整机重心趋于车轮交线中心部位，使得车体在坡度不平的地形上更加平稳，有效地防止车体发生侧倾，能灵活地作业。

本发明的原理是：采用四轮单独驱动结构，且四轮排列成菱形，运行平稳、爬坡能力强；前后侧车轮设置转向机构，可转向灵活；四个车轮均单独通过车身调平机构升降，不仅适用于具有一定坡度的路面和不平路面，还适用于在横坡和纵坡上行驶作业，具有全地形适用性。

本发明具有如下优点：

1.在行走作业通过具有一定坡度及不平路面时，车身调平机构中的液压缸可根据车身质心的高度，对装置前后左右四处高度进行实时调节，实现车身平稳，提高整体的通过性、平顺性及稳定性。

2.行走在具有一定坡度的地形上作业时，车辆在横坡上行驶作业，或车辆在纵坡上进行作业，都可通过调节四组车身调平机构实现车身姿态的调整，使车身在横、纵向均保持水平作业，提高车辆的行驶稳定性，防止发生倾翻现象。

3.四轮驱动的轮式行走机构通过车身调平机构，将行进动力充分地传递给车架，在支腿和钢套配合的同时又保证整机的动力性；前、后转向机构的液压马达可控制前、后车轮反向同步转动，满足车身大幅度转向需求和保证了转向稳定性。

4.采用结构简单的十字形车架，易于根据不同的农业机械定制，可改变各机构的安装位置，进而能方便地改变前后左右的轮距及转弯半径，满足在不同条件和地形进行调整，增加在不同地形的适应性和灵活性。

附图说明

图1是一种全地形菱形四轮调平和转向装置的立体图。

图2是前、后组车身调平机构的立体图。

图3是左、右组车身调平机构的立体图。

图4是前、后组车身调平机构的剖视图。

图5是左、右组车身调平机构的剖视图。

图6a是钢套立体图。

图6b是支腿立体图。

图6c是键块立体图。

图7a是上柱销的示意图。

图7b是下柱销的示意图。

图8是转向机构的立体图。

图9是轮式行走机构的立体图。

图10是一种全地形菱形四轮调平和转向装置的仰视图。

其中，1是纵向槽钢，2是横向槽钢，3是固定架，4是钢套，5是上柱销，6是液压缸，7是键块，8是支腿，9是下柱销，10是转向机构的液压马达，11是联轴器，12是转向盘，13是蜗轮蜗杆总成，14是安装底板，15是转向机构的螺栓螺母，16是底座，17是轮式行走机构的液压马达，18是轮式行走机构的螺栓螺母，19是车轮。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

实施例一

一种全地形菱形四轮调平和转向装置，包括轮式行走机构、车身调平机构、转向机构、车架；轮式行走机构的数量为四组，每组均包括一个独立驱动的车轮，四个车轮呈菱形排列，在前、后、左、右侧各设置一个；每个车轮均由一组车身调平机构带动相对于车架升降，前、后侧车轮均由一组转向机构带动相对于车架转动。位于前侧的转向机构与位于后侧的转向机构同步反向转动。

车架包括横向槽钢、纵向槽钢、固定架，横向槽钢和纵向槽钢组成十字形框架，固定架位于横向槽钢和纵向槽钢之间；纵向槽钢的前侧和后侧、横向槽钢的左侧和右侧均对应设有一组轮式行走机构。车架为槽钢框架结构，左右两处搭载农业机械后，可组成行走式农业机械。

车身调平机构的数量为四组，包括前后钢套、左右钢套、键块、支腿、双作用液压缸、上下柱销；钢套装于槽钢车架上，液压缸的上端固定在钢套上端，液压缸的下端固定在支腿下端，支腿下端板固定在轮式行走机构上，液压缸位于支腿和钢套内；液压缸伸缩时，支腿相对于键块上下滑移。支腿前后端设有两条长键槽，长键槽沿着轴向延伸；前后车身调平机构的键块向外反装，左右车身调平机构的键块向内正装以防止左右轮式行走机构转动；该机构能够灵活地适应地形的变化，防止在作业过程中产生虚腿与翻车现象。钢套通过法兰盘的八组螺栓螺母可便捷拆装式固定在车架上。上柱销带有限位板。下柱销的两端安装卡环。前、后钢套通过法兰盘连接于车架上端，无凸出部分，且蜗杆蜗轮总成安装连接车架下；左、右钢套直接连接车架。

转向机构包括蜗轮蜗杆总成、液压马达、联轴器、转向盘、安装底板、螺栓螺母；安装底板连接槽钢车架与转向机构，液压马达通过联轴器连接蜗轮蜗杆总成的蜗杆，蜗轮通过螺栓螺母连接转向盘，转向盘设有键用于带动支腿转动。

轮式行走机构包括车轮、底座、液压马达；四组轮式行走机构的车轮均为驱动轮。底座包括位于上端的水平板、位于一侧的竖直板、位于水平板和竖直板之间的加强板，水平板与车身调平机构相接，液压马达安装在竖直板上，液压马达通过齿轮组驱动车轮转动。竖直板的边缘及面上焊接有加强筋。

运行过程如下：

图4、5所示，当前后左右四处车轮有一处或几处行至不平路面时，通过液压缸带动上下端柱销，控制钢套与支腿相对位置，进而控制车轮的上下位置，以调节车身平稳；四处的钢套、支腿紧密接触，左右处的支腿受到键块的限制不可转动，提高稳定性。

图8所示，转向时，控制液压马达的转速，通过联轴器将动力传给蜗杆，蜗杆带动蜗轮，蜗轮连带着转向盘，转向盘的键带动支腿转动，进而控制前、后处车轮的转向；两组转向机构中心对称，以达到控制同步反向转向。

实施例二

一种农业机械，底部设有实施例一的一种全地形菱形四轮调平和转向装置。农业机械的重心在菱形的中心。

除了本实施例提及的方式外，车架可为龙门架型。这些变换方式均在本发明的保护范围内。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种全地形菱形四轮调平和转向装置，其特征在于：包括轮式行走机构、车身调平机构、转向机构、车架；轮式行走机构的数量为四组，每组均包括一个独立驱动的车轮，四个车轮呈菱形排列，在前、后、左、右侧各设置一个；每个车轮均由一组车身调平机构带动相对于车架升降，前、后侧车轮均由一组转向机构带动相对于车架转动。

2.按照权利要求1所述的一种全地形菱形四轮调平和转向装置，其特征在于：车身调平机构包括钢套、支腿、液压缸、上柱销、下柱销；钢套固定在车架上，钢套套接在支腿外从而支腿相对于钢套上下滑移，支腿的下端连接轮式行走机构，驱动支腿滑移的液压缸位于钢套和支腿内，液压缸的上端通过上柱销与钢套连接，液压缸的下端通过下柱销与支腿连接。

3.按照权利要求2所述的一种全地形菱形四轮调平和转向装置，其特征在于：车身调平机构还包括键块，键块包括位于中间的凸起部和位于边缘的安装部，安装部连接在钢套的外侧；支腿的外侧设有竖直的长键槽，钢套上设有键孔；对于左、右侧的车身调平机构，键块的凸起部朝向内侧安装，凸起部穿过键孔与长键槽配合，限制钢套与支腿的相对转动；对于前、后侧的车身调平机构，键块的凸起部朝向外侧安装。

4.按照权利要求3所述的一种全地形菱形四轮调平和转向装置，其特征在于：支腿的外侧的前后端均设有长键槽，两条长键槽对称设置；钢套的前后侧均设有贯穿的键孔，钢套的前后侧均装有键块。

5.按照权利要求3所述的一种全地形菱形四轮调平和转向装置，其特征在于：转向机构包括蜗轮蜗杆总成、液压马达、联轴器、转向盘、安装底板，蜗轮蜗杆总成固定于车架，蜗轮与转向盘配合，联轴器连接蜗杆和液压马达；安装底板将联轴器和液压马达固定于车架上；转向盘设有键与长键槽配合带动支脚相对于钢套转动。

6.按照权利要求5所述的一种全地形菱形四轮调平和转向装置，其特征在于：位于前侧的转向机构与位于后侧的转向机构同步反向转动。

7.按照权利要求1所述的一种全地形菱形四轮调平和转向装置，其特征在于：轮式行走机构包括车轮、底座、液压马达；底座包括位于上端的水平板、位于一侧的竖直板、位于水平板和竖直板之间的加强板，水平板与车身调平机构相接，液压马达安装在竖直板上，液压马达驱动车轮转动。

8.按照权利要求1所述的一种全地形菱形四轮调平和转向装置，其特征在于：车架包括横向槽钢、纵向槽钢、固定架，横向槽钢和纵向槽钢组成十字形框架，固定架位于横向槽钢和纵向槽钢之间；纵向槽钢的前侧和后侧、横向槽钢的左侧和右侧均对应设有一组轮式行走机构。

9.一种农业机械，其特征在于：底部设有权利要求1至8中任一项所述的一种全地形菱形四轮调平和转向装置。

10.按照权利要求9所述的一种农业机械，其特征在于：农业机械的重心在菱形的中心。