CN111924001B - 一种转向机构、底盘及田间作业车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向机构、底盘及田间作业车辆，一种转向机构，包括多个顺序连接的万向传动轴、至少一个支撑架以及至少一对转向轮，多个万向传动轴的一端连接的一个转向轮，另一端连接另一个转向轮；一对转向轮中的一个转向轮通过支撑架连接万向传动轴，支撑架铰接直线驱动单元。本发明针对轮距可调的行走底盘，设计了可以联动转向的转向机构，通过万向传动轴的传动，可满足两侧转向轮的转向动作的同步性和转向角度的一致性；本发明的转向机构的转向角度传递采用升速变速传递可以减少传递过程中带来的转角损失，使转向同步性和角度一致性更优。

Description

一种转向机构、底盘及田间作业车辆

技术领域

本发明属于农业机械领域，具体的，涉及一种转向机构、底盘及田间作业车辆。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

在作物生长期，农用车辆田间作业时，为避免对作物造成伤害，车轮要保持在作物行间行走。

但发明人发现，其中底盘在行走过程中转向时要求两侧转向轮的动作要具备同步性及转向角度要具备一致性，以便于操作田间作业车辆。

现有技术中，通常使用差速机构实现的车轮转向，或者直接控制两侧轮的转速达到转向的目的。而在行走轮独立设置的田间车辆中，由于没有车轴连接，不能直接采用差速器实现转向，而通过直接控制车轮的转速来进行转向，其需要较为精密的控制，在环境恶劣的田间作业中的又较难实现。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种转向机构、底盘及田间作业车辆，该装置考虑田间作业的实际情况，通过转向机构实现分别独立设置的车轮的同步转向。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的技术方案提供了一种转向机构，包括多个顺序连接的万向传动轴、至少一个支撑架以及至少一对转向轮，多个万向传动轴的一端连接的一个转向轮，另一端连接另一个转向轮；一对转向轮中的一个转向轮通过支撑架连接万向传动轴，支撑架铰接直线驱动单元。

第二方面，本发明的技术方案还提供了一种转向底盘，包括机架、横梁以及如第一方面所述的转向机构，所述支撑架铰接横梁，机架设有液压动力源，液压动力源连通所述直线驱动单元。

第三方面，本发明的技术方案还提供了一种田间作业车辆，包括如第二方面所述的一种底盘。

上述本发明的技术方案的有益效果如下：

1)本发明针对轮距可调的行走底盘，设计了可以联动转向的转向机构，通过万向传动轴的传动，可满足两侧转向轮的转向动作的同步性和转向角度的一致性；本发明的转向机构的转向角度传递采用升速变速传递可以减少传递过程中带来的转角损失，使转向同步性和角度一致性更优。

2)本发明中，多个顺序连接的万向传动轴之间还通过齿轮箱连接，而不是万向传动轴之间直接以倾斜的角度连接，这样可以通过齿轮箱内部的齿轮组进一步优化传动。

3)本发明中，通过位于一侧的直线驱动单元提供转向动力，并且此直线驱动单元的两端分别铰接作为不动件的机架，和作为转动件的支撑架，则直线驱动单元在转向的时候，也能够转动一定的角度，防止的死点。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的总体侧俯视示意图，

图2是本发明根据一个或多个实施方式的总体主视示意图，

图3是本发明根据一个或多个实施方式的总体侧仰示意图，

图4是本发明根据一个或多个实施方式的在窄轮距状态下的后视图，

图5是本发明根据一个或多个实施方式的在宽轮距状态下的后视图，

图6是本发明根据一个或多个实施方式的导向缓冲轮组件示意图。

图中：1、机架，2、液压动力源，3、控制系统，4、四杆机构，6、转向机构，7、行走轮，8、液压马达，9、车轮支撑架，10、横梁，11、第一杆件，12、第二杆件，13、液压油缸，15、第一安装座，16、第三安装座，17、转向油缸，18、第一油缸安装座，19、第二油缸安装，20、第一万向传动轴，21、第二万向传动轴，22、第三万向传动轴，23、第一齿轮变速箱，24、第二齿轮变速箱。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种转向机构、底盘及田间作业车辆，该装置考虑田间作业的实际情况，通过转向机构实现分别独立设置的车轮的同步转向。

实施例1

本发明的一种典型的实施方式中，如图1～图4所示，本实施例公开了一种转向机构6，包括第一转向轮、第二转向轮、第一车轮支撑架9、第二车轮支撑架9、转向油缸17、第一油缸安装座18、第二油缸安装19座、第一万向传动轴20、第二万向传动轴21、第三万向传动轴22、第一齿轮变速箱23和第二齿轮变速箱24，第一转向轮连接第一车轮支撑架9，第二转向轮连接第二车轮支撑架9，第一车轮支撑架9连接第一万向传动轴20，第二支撑架连接第二万向传动轴21，第三万向传动轴22的两端分别连接第一齿轮变速箱23和第二齿轮变速箱24，第一万向传动轴20连接第一齿轮变速箱23，第二万向传动轴21连接第二齿轮变速箱24，第一齿轮变速箱23和第二齿轮变速箱24均固定连接于机架1；转向油缸17固定于一侧的机架1，转向油缸17位于第一转向轮或者第二转向轮的旁侧，转向油缸17连接的第一车轮支撑架9或者第二车轮支撑架9；转向油缸17的后端通过第一油缸安装座18铰接机架1，转向油缸17的前端通过第二油缸安装19座铰接车轮支撑架9。

当转向油缸17的输出端向前运动时，其直接推动的一侧的转向轮转向，而后经过三个万向传动轴的传动，同步传动至另一侧的转向轮。

因此，本实施例中，通过位于一侧的液压动力源2带动两侧的行走轮7，从而实现同步转向，在这个过程中，第一万向传动轴20、第二万向传动轴21和第三传动轴之间形成传动部，从而实现同步传动。

在又一实施例中，转向轮可以设有多对，相对应的，由第一万向传动轴、第二万向传动轴和第三万向传动轴构成的传动机构也设有多个，每对转向轮均连接的一个传动机构。

在又一实施例中，每对转向轮中，只有一个转向轮连接支撑架，另一个转向轮则直接连接的铰接的万向传动轴的一端。

在又一实施例中，万向传动轴的数量不限于三个，还可以是四个以及四个以上，保证的顺序连接即可。此处顺序连接的意思是，第一个万向传动轴的第二端连接第二跟万向传动轴的第一端，第二个万向传动轴的第二端连接第三个万向传动轴的第一端，依次类推。则多个顺序连接的万向传动轴最终只具有两个闲置的端部用于连接其他构件。

另外，本实施例中的万向传动轴，使用的是现有的万向传动轴，现有的万向传动轴在传动时，能够直接通过齿轮箱进行传动。

本实施例中的第一齿轮变速箱23和第二齿轮变速箱24结构相同，均包括箱体和位于箱体内的齿轮组，可以理解的是，本实施例中的齿轮组至少包括一对相啮合的锥齿轮，以便于两个万向传动轴的传动。

在又一实施例中，齿轮变速箱内还具有多组用于改变的传动力矩的齿轮，以便于省力或者费力传动。

由于万向传动轴的特性，其可以用来在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递动力，其作用是连接不在同一直线上的变速器输出轴和主减速器输入轴，并保证在两轴之间的夹角和距离经常变化的情况下，仍能可靠地传递动力。

请参考图1，本实施例中，第一转向轮和第二转向轮均为前轮，也即第一转向轮和第二转向轮是位于同一排的车轮，因此第一转向轮和第二转向轮。

实施例2

本发明的一种典型的实施方式中，如图1～图4所示，本实施例公开了一种底盘，能够转向，包括如实施例1所述的一种转向机构6，还包括机架1、横梁10、行走轮7，行走轮7安装于横梁10，机架1和横梁10之间安装直线驱动单元，

机架1矩形框状，机架1的相对的两侧的底端通过直线驱动单元连接横梁10，机架1的相对的两侧的顶侧安装剪叉机构；直线驱动单元采用的液压油缸13。

机架1和行走轮7之间还安装有多个四杆机构4。

横梁10前端旋转连接前轮，横梁10后端弹性连接后轮。

更为具体的，本实施例中通过的横梁10、直线驱动单元和四杆机构4连接车轮和机架1，能够使得车轮、机架1相分离，便于机架1的调整，此外，利用四杆机构4的特性，保证连接于丝杆机构的行走轮7始终保持竖直的状态，避免行走轮7的倾斜。

本实施例中的后轮，包括轮体和铰接轮体的支撑架，支撑架底部的一端连接横梁10，支撑架底部的另一端连接缓冲件底端，缓冲件顶端连接横梁10。

更为具体的，本实施例中支撑架，是用于的连接后轮与横梁10的，而且在支撑架与横梁10之间还设有弹簧作为缓冲件，为了保证缓冲件的缓冲效果，支撑架的连接横梁10的一端是通过螺栓连接横梁10的，支撑架连接横梁10的部分的材质为具有弹性的金属材质，如SiMn钢、Mn钢或CrVA钢等。

可以理解的是，本实施例中的支撑架包括一端铰接滚轮的支腿，以及连接件，连接件的第一端底侧连接支腿，连接件的第一端顶侧连接缓冲件，连接件的第二端顶侧螺栓连接横梁10。连接件采用的具有弹性的金属材质制作，如SiMn钢、Mn钢或CrVA钢等。

四杆机构4包括第一杆件11和第二杆件12，第一杆件11和第二杆件12的底端均铰接横梁10，第一杆件11和第二杆件12的顶端均铰接车体。

四杆机构4的数量多于直线驱动单元。

本实施例中，共设有两个横梁10、四个四杆机构4、两个直线驱动单元、四个支撑架，本实施例中，将其分别命名为第一横梁10、第二横梁10、第一四杆机构4、第二四杆机构4、第三四杆机构4、第四四杆机构4、第一直线驱动单元、第二直线驱动单元、第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和第四支撑架，其具体位置分布为，第一横梁10的前端上侧连接第一四杆机构4，下侧连接第一支撑架；第一横梁10的后端上侧连接第二四杆机构4，下侧连接第二支撑架；第三横梁10的前端上侧连接第三四杆机构4，下侧连接第三支撑架；第四横梁10的后端上侧连接第四四杆机构4，下侧连接第四支撑架；第一横梁10的中间位置安装有第一安装座15，第一直线驱动单元一端连接第一安装座15，第一直线驱动单元另一端连接车体的一侧；第二横梁10的中间位置安装有第二安装座，第二直线驱动单元一端连接第二安装座，第二直线驱动单元另一端连接车体的另一侧。

本实施例中将直线驱动单元安装在横梁10的中间位置，能够同时接受四个四杆机构4的振动，同时也便于伸缩带动两根横梁10。

本实施例中，直线驱动单元采用液压油缸13，在其他实施例中，还可以使用气缸或电动推杆。

本发明中的支腿与连接件之间可以是一体成型，也可以是组合连接在一起的结构，优选采用一体成型。

本实施例中，还包括安装于底盘架上的动力源，行走轮7组和轮距调节机构设置在机架1两侧，动力源与行走轮7连接。

更为具体的，请参考图1～图4，本实施例中的动力源为液压动力源2，也即液压油箱和连接液压油箱的液压泵；本实施例中，不仅液压油缸13需要使用液压动力源2驱动，而且行走轮7组也需要使用液压动力源2驱动。

支撑架安装于横梁10的前后两端，行走轮7安装于支撑架一侧，液压马达8连接于行走轮7且位于支撑架另一侧。

更为具体的，本实施例中的行走轮7，具体包括四个，连接行走轮7的支撑架也设有四个，行走轮7安装于支撑架的外侧，液压马达8安装于的支撑架的内侧，液压马达8直接带动行走轮7转动。

本实施例中的液压马达8，其通过液压管路连通每个行走轮7所连接的液压马达8。

连接于横梁10前侧的支撑架与横梁10旋转连接，连接于横梁10后侧的支撑架与横梁10铰接，连接于横梁10前侧的支撑架与横梁10之间设有弹簧作为缓冲件。

本实施例中的机架1，安装有第三安装座16和第四安装座，第三安装座16连接第一液压油缸13的上端，第四安装座连接第二液压油缸13的上端。

实施例3

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，本实施例公开了一种田间作业车辆，包括如实施例2所述的一种底盘。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种转向机构，其特征在于，包括多个顺序连接的万向传动轴、至少一个支撑架以及至少一对转向轮，多个万向传动轴的一端连接的一个转向轮，另一端连接另一个转向轮；一对转向轮中的一个转向轮通过支撑架连接万向传动轴，支撑架铰接直线驱动单元；

多个顺序连接的所述万向传动轴之间通过齿轮箱连接；

所述直线驱动单元的后端用于铰接机架，所述直线驱动单元的前端铰接支撑架；所述转向轮包括第一转向轮和第二转向轮，所述支撑架包括第一支撑架和第二支撑架，第一转向轮连接第一支撑架，第二转向轮连接第二支撑架；第一支撑架和第二支撑架分别固定连接顺序连接的多个所述万向传动轴的两端；

多个所述万向传动轴包括顺序连接的第一万向传动轴、第二万向传动轴和第三万向传动轴，第一万向传动轴的端部连接所述第一支撑架，第三万向传动轴的端部连接所述第二支撑架。

2.如权利要求1所述的转向机构，其特征在于，所述齿轮箱至少包括一对相啮合的锥齿轮。

3.如权利要求1所述的转向机构，其特征在于，所述直线驱动单元为液压油缸。

4.一种转向底盘，其特征在于，包括机架、横梁以及如权利要求1所述的转向机构，所述支撑架铰接横梁，机架设有液压动力源，液压动力源连通所述直线驱动单元。

5.如权利要求4所述的一种转向底盘，其特征在于，所述液压动力源的后端铰接所述横梁，多个顺序连接的万向传动轴的一端或两端穿过横梁以固定连接所述支撑架。

6.一种田间作业车辆，其特征在于，包括如权利要求4或5所述的一种转向底盘。

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