CN112219477A - 一种可变轮距全角度转向农机底盘 - Google Patents

Abstract

一种通过性及作业场地适应性更高的可变轮距全角度转向农机底盘，包括轮距驱动模块、变距摆臂、转向调节模块、独立电力驱动轮，其结构组合如附图。所述农机底盘工作时，轮距驱动模块通过转动变距摆臂使独立电力驱动轮产生摆动，改变各个独立电力驱动轮与农机底盘中心轴的距离，达到可变轮距目的。独立电力驱动轮的运行方向可以绕轴承做360度转动，调节多个独立电力驱动轮的转向角度，所述农机底盘可以实现原地转向、横行、全角度平移等一般农机载具无法实现的操作,可以根据不同作物栽种的垄间距、行间距和列间距调整底盘的轮距，到达普通农机载具难以到达的环境复杂的作业场地，轻松解决现有农机作业场地适应性差的问题，适应不同地域、不同作物的不同栽种模式。

Description

一种可变轮距全角度转向农机底盘

技术领域

本发明涉及农用机械底盘技术领域，尤其涉及一种可变轮距全角度转向农机底盘。

背景技术

当前农业生产自动化发展态势迅猛，各种功能规格的农业机械层出不穷，一般的农用机械目前都是比较专门化的、针对性较强的农用设备，这些农用设备带有独立的载具、功能单一，通过性差，不能根据需要换用不同的作业设备。而由于农作物的多样性，在农作物的耕种过程中，诸如是否起垄、陇间距行间距大小等等耕种方式会因为不同的作物、不同的地域、甚至不同人员的喜好都会有所不同，导致当前农用设备对作物、地域以及作业场地的适应性差的短板凸现，缺少一种可以适应不同地域、不同耕种方式、方便加载各种不同功能农用设备的、通过性好、作业场地适应能力强的农用底盘。

发明内容

为了克服目前农机设备难以适应不同地域、不同耕种方式、难以加载不同功能农用设备，对作物以及作业场地适应能力差的不足，本发明提供一种可变轮距全角度转向农机底盘，所述可变轮距全角度转向农机底盘可以根据不同的作物栽种的垄间距、行间距以及不同的栽种场所调整底盘的轮距，并且它特有的独立电力驱动轮可以实现360全角度转向，解决农用机械通过性、作业场地适应性差的难题，同时为各种农用专业设备提供一个通用载具，各种不同功能的农用设备均可安装在可变轮距全角度转向农机底盘上，并根据作业需求随时更换，只用一个可变轮距全角度转向农机底盘就能解决大部分农用设备的承载工具问题；可变轮距全角度转向农机底盘的独立电力驱动轮可以实现360全角度转向，实现整个可变轮距农机底盘360度全角度全方位运行的工作能力，到达每一个普通农机无法到达的作业面，轻松解决现有农机作业场地适应性差的问题，适应不同地域、不同作物的不同的栽种模式。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种可变轮距全角度转向农机底盘，主体包括：轮距驱动模块、变距摆臂、转向调节模块、独立电力驱动轮、电气集成控制系统、底盘；独立电力驱动轮通过传动轴连接在转向调节模块上，转向调节模块固定在变距摆臂一端，变距摆臂的另一端固定在轮距驱动模块的动力输出轴上，轮距驱动模块则固定在底盘上，电气集成控制系统同样也安装固定在底盘上，各模块与电气集成控制系统之间采用电线电缆连接。

所述的轮距驱动模块，包括电机，一定数量的齿轮、螺杆、轴承、动力输出轴、变速箱壳体，电机、齿轮、螺杆、轴承、动力输出轴组合在变速箱壳体内，所述轮距驱动模块通过法兰盘固定在底盘上，其动力输出轴从底盘上向下伸出。

所述变距摆臂，包括一定数量的钢结构件或者铸铁、合金构件，这些构件组合成一个具有足够刚性的承重物件，两端带有安装转向调节模块、连接轮距驱动模块动力输出轴的安装孔、法兰孔，所述变距摆臂一端固定着转向调节模块，另一端固定在所述轮距驱动模块的动力输出轴上，变距摆臂能够绕所述轮距驱动模块的动力输出轴的轴向中心旋转，起到摆动动力传递的作用。通过左右两根变距摆臂的摆动，实现轮距可变范围最大增加值达到变距摆臂长度的两倍，最大减少值同为变距摆臂长度的两倍，也即可实现的轮距可调范围可达变距摆臂长度的四倍。

所述转向调节模块，固定在所述变距摆臂另一端，包括电机，一定数量的齿轮、螺杆、轴承、动力输出轴、变速箱壳体、三角支架、液压减震器、行走电机固定座等，电机、齿轮、螺杆、轴承、动力输出轴组合在变速箱壳体内，动力输出轴通过三角支架连接液压减震器和行走电机固定座，行走电机固定座可以绕所述转向调节模块的动力输出轴的中心360度旋转，实现行走电机的转向调节。

所述行走电机固定座，与变距摆臂之间采用轴承链接，互相之间没有刚性结构连接，行走电机固定座可以绕所述转向调节模块的动力输出轴的轴心360度转动。

所述独立电力行走轮，包括电机座、电机转子、电机线圈绕组、轮毂、橡胶轮胎，所述独立电力行走轮的电机座与行走电机固定座之间直接连接固定，电机转子与轮毂直接相连，电机转子、轮毂、橡胶轮胎与其它结构之间没有刚性连接，也没有机械式动力传导关系，可以跟随所述行走电机固定座绕所述转向调节模块的动力输出轴的轴心360度自由转动，只需提供电力和控制信号，就能正常运行，方便实现全方向行驶。

所述电气集成控制系统，安装在底盘上，包括单片机模块、电机控制模块、角度传感器。

所述单片机模块，包括一定数量的I/O口、数据总线、定时器、计时器、液晶显示模组、单片机芯片，这些数据接口与所述转向调节模块、轮距驱动模块以及独立电力驱动轮分别相连，单片机运行程序软件由本发明提供，并且和权利要求7所述电机控制模块、角度传感器配合使用，驱动所述可变轮距全角度转向农机底盘实现轮距调节及全角度转向操作。

所述角度传感器，包括2个轴承、传动杆、角度检测模块、金属外壳，角度传感器固定在所述变距摆臂两端的连接轴心上，检测变距摆臂与底盘以及独立电力驱动轮之间的角度，出线端与单片机模块连接，配合单片机模块实现对整个底盘的行走方向的协调与操控。

与以往的农用设备、农用载具相比，本发明的有益效果是：采用一种可摆动的变距摆臂，通过变距摆臂的摆动改变固定在变距摆臂一端的驱动轮的位置，从而改变多个驱动轮之间的距离（轮距），使底盘的轮距可以在4倍变距摆臂长度的范围内自由变动，大大提高了底盘的通过性及工作场地适应性；同时，本发明加入了独立电力驱动轮，采用电力驱动的方式，解决了动力输送的问题，将独立电力驱动轮单独固定在一个可以360度旋转的电控转向调节装置上，通过转向调节装置控制独立电力驱动轮的指向，达到整个底盘的转向功能。这样一来，这个可变轮距全角度转向农机底盘就能实现底盘的轮距可变、原地转向、横行、360度全角度平移转向的功能。

附图说明

图1是本发明的结构框架图

图2是本发明各部件连接关系图

图3、图4、图5、图6、图7是本发明实施效果示意图

图2中，1-底盘，2-轮距驱动模块，3-轮距驱动模块的动力输出轴，4-变距摆臂，5-转向调节模块，6-转向调节模块的动力输出轴，7-三角支架，8-液压减震器，9-行走电机固定座，10-独立电力驱动轮。

具体实施方式，下面结合附图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和实施例对本发明作进一步说明。

图2为整个可变轮距农机底盘的一角，另有三款相同结构的装置分别分布在底盘的另外三个角，这里以图2为重点做说明。图2中，1为可变轮距农机底盘的底盘部分，轮距驱动模块2安装固定在底盘上，轮距驱动模块2的动力输出轴3向下伸出，变距摆臂4的一端通过法兰盆紧固在动力输出轴3上，动力输出轴3是可以转动的，所以变距摆臂4在轮距驱动模块2的驱动下可以绕着3摆动，实现变距操作；在变距摆臂4的另一端，固定着转向调节模块5，转向调节模块5的动力输出轴6上连接三角支架7、液压减震器8、行走电机固定座9和独立电力驱动轮10，其中7、8、9、10组成的驱动行走部分可以绕转向调节模块5的动力输出轴6转动，形成独立电力驱动轮360度的转向指向。综合对变距摆臂4和独立电力驱动轮10这两个部分的操控，可以实现轮距可变以及运行方向360度全角度可调。

图3为最大轮距状态，在轮距驱动模块2的动力输出轴3的驱动下，左右两个变距摆臂均成直线向外伸出，此时左右轮之间的距离最大。

图4为最小轮距状态，在轮距驱动模块2的动力输出轴3的驱动下，左右两个变距摆臂均成直线向内回收，此时左右轮之间的距离最小。

图5为可变轮距全角度转向农机底盘常规转向方式，在既定轮距状态下，与普通农机载具一样，两前轮转动一定的角度，两后轮角度不变，实现常规的转向操作。

图6中四个独立电力驱动轮均位于各自对应的动力输出轴6上，其指向垂直于各自对应的动力输出轴6和底盘中心连线的方向，四个独立电力驱动轮以统一方向转动，可实现底盘的原地转向功能。

图7中四个独立电力驱动轮的指向统一为一个方向，实现向某个方向的侧走。通过调节四个独立电力驱动轮的不同指向，可实现底盘360度全方向的转向功能。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (9)

1.一种可变轮距全角度转向农机底盘，包括轮距驱动模块、变距摆臂、转向调节模块、独立电力驱动轮、电气集成控制系统、底盘，其特征在于：独立电力驱动轮通过传动轴连接在转向调节模块上，转向调节模块固定在变距摆臂一端，变距摆臂的另一端固定在轮距驱动模块的动力输出轴上，轮距驱动模块则固定在底盘上，电气集成控制系统同样也安装固定在底盘上，各模块与电气集成控制系统之间采用电线电缆连接。

2.根据权利要求1，所述的轮距驱动模块，其特征在于：包括电机，一定数量的齿轮、螺杆、轴承、动力输出轴、变速箱壳体，电机、齿轮、螺杆、轴承、动力输出轴组合在变速箱壳体内，所述轮距驱动模块通过法兰盘固定在底盘上，其动力输出轴从底盘上向下伸出。

3.根据权利要求1，所述变距摆臂，其特征在于：包括一定数量的钢结构件或者铸铁、合金构件，这些构件组合成一个具有足够刚性的承重物件，两端带有安装转向调节模块、连接轮距驱动模块动力输出轴的安装孔、法兰孔，所述变距摆臂一端固定着转向调节模块，另一端固定在所述轮距驱动模块的动力输出轴上，变距摆臂能够绕所述轮距驱动模块的动力输出轴的轴向中心旋转，起到摆动动力传递的作用；通过左右两根变距摆臂的摆动，实现轮距可变范围最大增加值达到变距摆臂长度的两倍，最大减少值同为变距摆臂长度的两倍，也即可实现的轮距可调范围可达变距摆臂长度的四倍。

4.根据权利要求1，所述转向调节模块，其特征在于：转向调节模块固定在所述变距摆臂一端，包括电机，一定数量的齿轮、螺杆、轴承、动力输出轴、变速箱壳体、三角支架、液压减震器、行走电机固定座等，电机、齿轮、螺杆、轴承、动力输出轴组合在变速箱壳体内，动力输出轴通过三角支架连接液压减震器和行走电机固定座，行走电机固定座可以绕所述转向调节模块的动力输出轴的轴向中心360度旋转，实现行走电机的转向调节。

5.根据权利要求4，所述行走电机固定座，其特征在于：包括液压减震器、三角支架，行走电机固定座与所述变距摆臂之间采用轴承链接，互相之间没有刚性结构连接，行走电机固定座可以绕所述转向调节模块的动力输出轴的轴心360度转动。

6.根据权利要求1，所述独立电力驱动轮，其特征在于：包括电机座、电机转子、电机线圈绕组、轮毂、橡胶轮胎，所述独立电力驱动轮的电机座与所述行走电机固定座之间直接连接固定，电机转子与轮毂直接相连，电机转子、轮毂、橡胶轮胎与其它结构之间没有刚性连接，也没有机械式动力传导关系，可以跟随所述行走电机固定座绕所述转向调节模块的动力输出轴的轴心360度自由转动，只需提供电力和控制信号，就能正常运行，方便实现整个底盘的全方向行驶。

7.根据权利要求1，所述电气集成控制系统，其特征在于：其主体安装在底盘座上，包括：单片机模块、电机控制模块、角度传感器。

8.根据权利要求7，所述单片机模块，其特征在于：包括一定数量的I/O口、数据总线、定时器、计时器、液晶显示模组、单片机芯片，这些数据接口与所述转向调节模块、轮距驱动模块以及独立电力驱动轮分别相连，单片机运行程序软件由本发明提供，并且和权利要求7所述电机控制模块、角度传感器配合使用，驱动所述可变轮距全角度转向农机底盘实现轮距调节及全角度转向操作。

9.根据权利要求7，所述角度传感器，其特征在于：包括2个轴承、传动杆、磁铁、磁力角度检测集成块、金属外壳，角度传感器固定在所述变距摆臂两端的连接轴心上，检测变距摆臂与底盘以及独立电力驱动轮之间的角度，出线端与单片机模块连接，配合单片机模块实现对整个底盘的轮距、行走方向的协调与操控。

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