CN111837597A - 一种铁路边坡割草割灌机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路边坡割草割灌机器人，包括底盘以及安装在底盘上的发动机1、液压系统、割草结构、行走机构以及无线遥控系统，发动机和燃油箱采用上部缩口的容器状，用于发动机1的润滑系统适应50度以内的倾斜角度，柴油发动机与柱塞泵相连为整个设备的行走、作业提供动力，整体框架采用钢结构焊接而成，采用高强度橡胶履带作为行走装置，提高设备整体稳定性以及减少设备对铁路边坡的伤害；本发明设计的铁路边坡割草割灌机器人通过设计的上部缩口的容器状的发动机油底壳和燃油箱，实现发动机在50度以内的坡度上行走时，不会造成吸油管底部亏油的情况，有效的保护了发动机的运行，避免人工作业的危险，提高割草效率。

Description

一种铁路边坡割草割灌机器人

技术领域

本发明涉及割草机器人技术领域，具体涉及一种铁路边坡割草割灌机器人。

背景技术

铁路线路都比较长、很多地段的路基为高边坡，杂草、灌木生长旺盛，人工清除费时费力，作业效率低。灌木和草不及时清除干枯后燃烧影响着列车运行安全和铁路行车设备安全，特别是危险品运输安全。由于护坡坡度较大(现场测量约40度)，一般市场上出售的清除设备无法在大于30度的坡道上作业，现有的发动机大于30度的倾斜角度时不能够很好的吸取润滑油，从而会导致发动机产生干磨现场，长时间在干磨情况下工作会造成发动机损坏。所以，目前采用的是人工割草的方式，由于坡度较陡，人体站立时经常滑移，很容易造成工人受伤。因此，需要设计一款能在50度以内坡度上行驶的铁路边坡割草割灌机器人，已解决铁路坡度较大损坏发动机和人工割草效率容易受伤的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种铁路边坡割草割灌机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铁路边坡割草割灌机器人，包括底盘以及安装在底盘上的发动机、液压系统、割草结构和行走机构，所述发动机设有的发动机油底壳底部通过支架安装在底盘上，发动机油底壳上部为油底壳连接层通过法兰连接发动机上部结构，发动机油底壳中部和底部分别为油底壳倾斜层和油底壳底层，形成发动机油底壳的上部缩口的容器状，用于发动机的润滑系统适应50度以内的倾斜角度，发动机油底壳内通过设有的吸油管连接上部发动机，发动机通过输油管连接燃油箱，且燃油箱设有与发动机油底壳相同的结构；

发动机设有的转子通过联轴器连接液压系统设有的柱塞泵，用于柱塞泵给液压系统设有的行走马达、割草驱动马达和举升缸提供液压动力，柱塞泵另一侧连接有液压油箱，液压油箱安装在底盘前端，柱塞泵下方且在底盘上安装有阀块，阀块通过液压管路连接并控制行走马达、割草驱动马达和举升缸，阀块电性连接控制箱中控制器，用于控制器通过设有的无线模块连接手操器，形成远程操控的无线遥控系统；

举升缸后座安装在底盘上，举升缸前端转动安装在支撑架上，支撑架连接在割草机上，割草机通过割草机连接件转动连接在底盘上，用于举升缸控制割草机升降，割草机内部转动连接有甩刀辊筒，甩刀辊筒上交错安装有甩刀，用于对甩刀辊筒旋转割草。

具体的是，所述行走马达设有两个且相对安装在底盘的两侧，行走马达连接并驱动行走机构的驱动轮，驱动轮通过橡胶履带连接带动涨紧轮，涨紧轮安装在底盘上，驱动轮和涨紧轮之间且在底盘上安装有若干从动支撑轮，用于支撑橡胶履带转动并驱动车体行走。

具体的是，所述割草机一侧安装有传动箱，传动箱中安装有通过皮带连接的主动轮和从动轮，主动轮连接安装在割草机上的割草驱动马达，从动轮连接在甩刀辊筒上，用于割草驱动马达驱动甩刀辊筒转动。

具体的是，所述割草机上部安装有挡板，割草机内且在甩刀辊筒的下方安装有导向辊筒，用于辅助甩刀辊筒的稳定转动。

具体的是，所述甩刀的材质采用65Mn钢。

具体的是，所述柱塞泵一侧安装在发动机上，柱塞泵上方安装有控制箱，控制箱通过四个立柱固定在底盘上。

具体的是，所述割草机通过割草机连接件转动连接在底盘上，割草机连接件位于支撑架下方且割草机连接件通过设有的转轴铰接在底盘上，用于转动支撑割草机的升降。

具体的是，所述发动机采用柴油发动机，发动机后方且在底座上安装有散热器。

具体的是，所述阀块采用多个电比例伺服阀。

本发明具有以下有益效果：

本发明设计的铁路边坡割草割灌机器人通过设计的上部缩口的容器状的发动机油底壳和燃油箱，实现发动机在50度以内的坡度上行走时，不会造成吸油管底部亏油的情况，有效的保护了发动机的运行，避免人工作业的危险，提高割草效率；设计的无线遥控系统，避免人工边坡滑倒损伤，由于现场坡度较大，人工驾驶有一定的滑移和侧翻危险，遥控操作更加安全可靠；设计的橡胶履带环境适应性强，越野能力强，现场坡道上有排水渠，车体可自行越过排水渠作业。

附图说明

图1是铁路边坡割草割灌机器人的结构示意图。

图2是铁路边坡割草割灌机器人的主视图。

图3是图1的左视图。

图4是图1的俯视图。

图5是发动机油底壳的结构示意图。

图6是液压控制系统的原理图。

图中：1-发动机；2-液压系统；3-割草机构；4-行走机构；5-底盘；101-发动机油底壳；102-油底壳连接层；103-油底壳倾斜层；104-油底壳底层；105-吸油管；106-燃油箱；107-散热器；201-柱塞泵；202-控制箱；203-液压油箱；204-行走马达；205-割草驱动马达；206-举升缸；207-阀块；301-割草机；302-割草机连接件；303-甩刀；304-甩刀辊筒；305-导向辊筒；306-支撑架；307-挡板；308-传动箱；401-驱动轮；402-从动支撑轮；403-涨紧轮；404-履带。

具体实施方式

以下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、完整地进一步详细的说明。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。

如图1-6所示，一种铁路边坡割草割灌机器人，包括底盘5以及安装在底盘5上的发动机1、液压系统2、割草结构3和行走机构4，为了保证底盘5的刚度，底盘5采用整体焊接而成，一体化的底盘5结构设计紧凑，无多余空间，同时又保证了受力合理。发动机1采用柴油发动机提供动力，柴油发动机与液压柱塞泵相连为整个设备的行走、作业提供动力，整体框架采用钢结构焊接而成，采用高强度橡胶履带作为行走装置，提高设备整体稳定性以及减少设备对铁路边坡的伤害。

发动机1设有的发动机油底壳101底部通过支架安装在底盘5上，发动机油底壳101上部为油底壳连接层102通过法兰连接发动机1上部结构，发动机油底壳101中部和底部分别为油底壳倾斜层103和油底壳底层104，形成发动机油底壳101的上部缩口的容器状，用于发动机1的润滑系统适应50度以内的倾斜角度，使发动机油底壳101底部始终有润滑油，发动机油底壳101内通过设有的吸油管105连接上部发动机1，发动机1通过输油管连接燃油箱106，且燃油箱106设有与发动机油底壳101相同的结构，实现发动机1在50度以内的坡度上行走时，不会造成吸油管105底部亏油的情况，有效的保护了发动机1的运行，避免人工作业的危险，提高割草效率。

整套液压系统2采用进口的德国力士乐液压元件，整个液压系统2采用开路式结构，后期可根据需求追加其他功能，液压系统2包括柱塞泵201、液压油箱203、电比例伺服阀、行走马达204、割草驱动马达205、举升缸206以及管路等组成。发动机1设有的转子通过联轴器连接液压系统2设有的柱塞泵201，柱塞泵201直接与发动机1转子连接，作为整个系统的液压动力，液压油箱203坐落在车体前部，底部与底盘5相连，为液压系统2提供液压油，两个行走马达204、一个割草机驱动马达205以及两个举升缸206分别用电比例伺服阀控制，保证两个行走马达204的同步转速、保证割草机驱动马达205的转速可调整性以及举升缸206的稳定性。柱塞泵201给液压系统2设有的行走马达204、割草驱动马达205和举升缸206提供液压动力，柱塞泵201另一侧连接有液压油箱203，液压油箱203安装在底盘5前端，柱塞泵201下方且在底盘5上安装有阀块207，阀块207采用多个电比例伺服阀，阀块207通过液压管路连接并控制行走马达204、割草驱动马达205和举升缸206，阀块207电性连接控制箱202中控制器。

燃油箱106与液压油箱203通过螺钉与底盘5前端直接相连，燃油箱106与液压油箱203利用隔热棉隔开，柱塞泵201与发动机1直接通过联轴器连接，柱塞泵201与联轴器以及联轴器与发动机1通过螺钉连接到一起，发动机1与底盘5通过防震垫圈以及螺钉连接在一起，阀块207通过螺钉与底盘5连接。

控制器通过设有的无线模块连接手操器，形成远程操控的无线遥控系统，通过手操器控制发动机1的启动与停止以及油门的大小，发动机1带动柱塞泵201，同时两个行走马达204、一个割草驱动马达205、两个举升缸206通过四个电比例伺服阀控制动作、停止以及流量的大小，四个比例伺服阀通过控制器实现无线遥控。无线遥控系统包含控制器、手操器以及连接线路，手操器可控制车体前进、后退、左转、右转，可控制割草机构3旋转以及停止，可控制发动机1启动、停止以及油门的大小，可控制喇叭声音、照明灯的开关等。

割草机构3采用甩刀式结构设计，甩刀303材料为65Mn钢，甩刀303分布在整个甩刀辊筒304表面，交叉分布形式，保证了割草的效率。底部有导向辊筒305设计，导向辊筒305作用一方面是保证了车体割草过程中割草机构3的稳定性，另一方面保证了车体在上下大斜度坡过程中保护割草机构3不受破坏。举升缸206后座安装在底盘5上，举升缸206前端转动安装在支撑架306上，支撑架306连接在割草机301上，割草机301通过割草机连接件302转动连接在底盘5上，用于举升缸206控制割草机301升降，割草机301内部转动连接有甩刀辊筒304，甩刀辊筒304上交错安装有甩刀303，用于对甩刀辊筒304旋转割草。割草机301一侧安装有传动箱308，传动箱308中安装有通过皮带连接的主动轮和从动轮，主动轮连接安装在割草机301上的割草驱动马达205，从动轮连接在甩刀辊筒304上，用于割草驱动马达205驱动甩刀辊筒304转动，进行割草的作业。割草机301上部安装有挡板307，用于挡设打碎的草，避免对设备造成损坏，割草机301内且在甩刀辊筒304的下方安装有导向辊筒305，用于辅助甩刀辊筒304的稳定转动。割草机301通过割草机连接件302转动连接在底盘5上，割草机连接件302位于支撑架306下方且割草机连接件302通过设有的转轴铰接在底盘5上，用于转动支撑割草机301的升降。

行走机构4包含了高强度橡胶履带404、驱动轮401、涨紧油缸总成、从动支撑轮402等。行走马达204设有两个且相对安装在底盘5的两侧，行走马达204连接并驱动行走机构4的驱动轮401，驱动轮401通过橡胶履带404连接带动涨紧油缸总成设有的涨紧轮403，涨紧轮403安装在底盘5上，驱动轮401和涨紧轮403之间且在底盘5上安装有若干从动支撑轮402，用于支撑橡胶履带404转动并驱动车体行走。驱动轮401通过螺钉与行走马达204连接，行走马达204通过螺钉与底盘5连接。

该装置实施例的一种主要技术参数：整机尺寸：长x宽x高2800mmx1400mmx1000mm(大约)；最大工作坡度：50度；行车速度：0～7km/h；整车重量：约1吨；发动机：柴油发动机；功率：22.7kw；割草机构转速：3000r/min。采用独特的发动机润滑系统，发动机1在倾斜50度的情况下润滑油的供应正常，保证了发动机正常工作；独特的燃油供应系统，同样保证了发动机在倾斜50度情况下的整车运转；整个系统采用无线遥控技术，保证了操作人员人身安全，且采用开路液压系统设计，方便后期增加其他功能。

本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一种铁路边坡割草割灌机器人，其特征在于，包括底盘以及安装在底盘上的发动机、液压系统、割草结构和行走机构，所述发动机设有的发动机油底壳底部通过支架安装在底盘上，发动机油底壳上部为油底壳连接层通过法兰连接发动机上部结构，发动机油底壳中部和底部分别为油底壳倾斜层和油底壳底层，形成发动机油底壳的上部缩口的容器状，用于发动机的润滑系统适应50度以内的倾斜角度，发动机油底壳内通过设有的吸油管连接上部发动机，发动机通过输油管连接燃油箱，且燃油箱设有与发动机油底壳相同的结构；

发动机设有的转子通过联轴器连接液压系统设有的柱塞泵，用于柱塞泵给液压系统设有的行走马达、割草驱动马达和举升缸提供液压动力，柱塞泵另一侧连接有液压油箱，液压油箱安装在底盘前端，柱塞泵下方且在底盘上安装有阀块，阀块通过液压管路连接并控制行走马达、割草驱动马达和举升缸，阀块电性连接控制箱中控制器，用于控制器通过设有的无线模块连接手操器，形成远程操控的无线遥控系统；

举升缸后座安装在底盘上，举升缸前端转动安装在支撑架上，支撑架连接在割草机上，割草机通过割草机连接件转动连接在底盘上，用于举升缸控制割草机升降，割草机内部转动连接有甩刀辊筒，甩刀辊筒上交错安装有甩刀，用于对甩刀辊筒旋转割草。

2.根据权利要求1所述的铁路边坡割草割灌机器人，其特征在于，所述行走马达设有两个且相对安装在底盘的两侧，行走马达连接并驱动行走机构的驱动轮，驱动轮通过橡胶履带连接带动涨紧轮，涨紧轮安装在底盘上，驱动轮和涨紧轮之间且在底盘上安装有若干从动支撑轮，用于支撑橡胶履带转动并驱动车体行走。

3.根据权利要求1所述的铁路边坡割草割灌机器人，其特征在于，所述割草机一侧安装有传动箱，传动箱中安装有通过皮带连接的主动轮和从动轮，主动轮连接安装在割草机上的割草驱动马达，从动轮连接在甩刀辊筒上，用于割草驱动马达驱动甩刀辊筒转动。

4.根据权利要求3所述的铁路边坡割草割灌机器人，其特征在于，所述割草机上部安装有挡板，割草机内且在甩刀辊筒的下方安装有导向辊筒，用于辅助甩刀辊筒的稳定转动。

5.根据权利要求3所述的铁路边坡割草割灌机器人，其特征在于，所述甩刀的材质采用65Mn钢。

6.根据权利要求1所述的铁路边坡割草割灌机器人，其特征在于，所述柱塞泵一侧安装在发动机上，柱塞泵上方安装有控制箱，控制箱通过四个立柱固定在底盘上。

7.根据权利要求1所述的铁路边坡割草割灌机器人，其特征在于，所述割草机通过割草机连接件转动连接在底盘上，割草机连接件位于支撑架下方且割草机连接件通过设有的转轴铰接在底盘上，用于转动支撑割草机的升降。

8.根据权利要求1所述的铁路边坡割草割灌机器人，其特征在于，所述发动机采用柴油发动机，发动机后方且在底座上安装有散热器。

9.根据权利要求1所述的铁路边坡割草割灌机器人，其特征在于，所述阀块采用多个电比例伺服阀。

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