CN112572626B - 一种三角履带式液压直驱仿形底盘及其仿形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三角履带式液压直驱仿形底盘，包括操作台、液压驱动系统、仿形悬挂机构、车架、四个三角履带轮，操作台设在车架顶部；仿形悬挂机构包括连接架、左右摆动部、摆件、平面转动部、轮桥、平面转动驱动机构；连接架与车架连接且位于车架后部；连接架通过左右摆动部与摆件相接，轮桥通过平面转动部与摆件相接，平面转动驱动机构驱动轮桥通过平面转动部相对于摆件在平面内转向；两个三角履带轮分别与轮桥的左右两端连接，两个三角履带轮与车架连接且位于车架前部的左右两侧；液压驱动系统为底盘提供驱动力。本发明还涉及一种三角履带式液压直驱仿形底盘的仿形方法。本发明具备较强的地形行驶适应能力，属于农业机械技术领域。

Description

一种三角履带式液压直驱仿形底盘及其仿形方法
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种三角履带式液压直驱仿形底盘及其仿形方法。
背景技术
目前，农业机械行走底盘多采用轮式行走机构和全履带式行走机构。轮式行走机构具有运动平稳、能耗小、速度和方向控制容易等优点，因此得到普遍应用，但这些优点只有在平坦的地面上才能发挥出来，爬坡性能不好，不适用于丘陵山地作业，同时接地比压大，不能进入松软、泥泞的田地进行作业，具有局限性。全履带式行走机构接地比压小，水田通过性好，相较于轮式行走机构具有较好的爬坡性能，但越障性能一般，易发生侧翻，通用性较差。此外，目前农业机械行走底盘的行走机构与车架多为刚性连接，不具备地面仿形功能，地形适应性差。
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：提供一种具备较强的地形行驶适应能力的三角履带式液压直驱仿形底盘及其仿形方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种三角履带式液压直驱仿形底盘，包括操作台、液压驱动系统、仿形悬挂机构、车架、四个三角履带轮，操作台设在车架顶部；仿形悬挂机构包括连接架、左右摆动部、摆件、平面转动部、轮桥、平面转动驱动机构；连接架与车架连接且位于车架后部；连接架通过左右摆动部与摆件相接，从而摆件通过左右摆动部相对于连接架左右摆动；轮桥通过平面转动部与摆件相接，从而平面转动驱动机构驱动轮桥通过平面转动部相对于摆件在平面内转向；两个三角履带轮分别与轮桥的左右两端连接，两个三角履带轮与车架连接且位于车架前部的左右两侧；液压驱动系统为底盘提供驱动力。采用这种结构后，具备较强的地形行驶适应能力。
作为一种优选，左右摆动部包括旋转轴和旋转轴套，旋转轴与旋转轴套通过轴承连接，旋转轴固定在连接架上，旋转轴套与摆件一体设置；旋转轴沿着前后方向延伸。采用这种结构后，旋转轴套可以绕旋转轴转动，从而带动摆件转动。
作为一种优选，平面转动部包括主轴、法兰盘、轴承、主轴套，主轴通过法兰盘与摆件连接，主轴与主轴套通过轴承连接，主轴套与轮桥固定连接；主轴与旋转轴垂直。采用这种结构后，主轴可以随着摆件摆动，轮桥通过主轴套实现转动和摆动功能。
作为一种优选，仿形悬挂机构还包括限位块，限位块设置在轮桥上，限制轮桥左右转动的角度。采用这种结构后，轮桥仅一定的转动范围内转动，提高安全行以及转动精度。
作为一种优选，轮桥左转范围为0-15度，右转范围为0-15度。采用这种结构后，底盘转向灵活，转弯半径小。
作为一种优选，平面转动驱动机构包括转向油缸、转向油缸固定板、转向油缸固定架，转向油缸固定板与轮桥固定连接，转向油缸固定架与车架固定连接；转向油缸的一端与转向油缸固定板铰接，另一端与转向油缸固定架铰接；转向油缸与液压驱动系统相接。采用这种结构后，实现液压驱动底盘在平面内的转动。
作为一种优选，转向油缸固定架与车架之间设有加强板；加强板为直角三角形平板结构；车架包括两条相互平行的左右排列的主梁，主梁沿着前后方向延伸，转向油缸固定架安装在两条主梁之间。采用这种结构后，连接稳定，牢固。
作为一种优选，三角履带轮包括多个支重轮、两个张紧轮、一个履带架、一个驱动轮、一个马达固定部件、一根履带、一个液压行走马达；多个支重轮沿着前后排列设置在履带架下方，两个张紧轮分别设置在履带架的前后两端，马达固定部件固定在履带架上方，液压行走马达安装在马达固定部件上，驱动轮安装在马达固定部件上，驱动轮与液压行走马达相接，驱动轮位于履带架上方；履带将支重轮、张紧轮及驱动轮包覆；履带架与轮桥固定连接。采用这种结构后，实现全液压四轮轮边直驱保证了底盘足够的驱动力。
作为一种优选，液压行走马达与液压驱动系统相接。采用这种结构后，全液压四轮轮边直驱保证了底盘足够的驱动力。
一种三角履带式液压直驱仿形底盘的仿形方法，运行时，前面两个三角履带轮贴地运行，后面两个三角履带轮通过左右摆动部左右摆动而仿形贴地，从而保证四轮同时贴地。采用这种方法后，可根据地形起伏调节姿态，提升越障性能，具备较强的地形行驶适应能力。
总的说来，本发明具有如下优点：
1.仿形悬挂机构使后轮可以根据地形起伏调节姿态，提升了底盘越障性能，具备更强的地形行驶适应能力。
2.平面转动驱动机构使后轮灵活转向，另外配合液压差速转向，使得底盘转向灵活，转弯半径小。
3.采用全液压四轮轮边直驱技术，既保证了底盘足够的驱动力，又取消了繁琐、笨重的机械传动装置，操作简单，大大增加了底盘的通用性，可以作为收获机、植保机等农业机械的行走底盘。
4.轮桥、摆件、转向油缸固定板、连接架均为通过方管、圆管、板材等材料焊接形成，成本较低，结构简单。
5.通过加工螺纹或开孔，应用螺栓、螺母连接，便于装配。
附图说明
图1为三角履带式液压直驱自适应底盘的立体图。
图2为三角履带式液压直驱自适应底盘的示意图。
图3为三角履带轮的立体图。
图4为三角履带轮的示意图。
图5为仿形悬挂机构的立体图。
图6为仿形悬挂机构的示意图。
图7为平面转动部的立体图。
其中，1、车架；11、车架主梁；2、操作台；3、三角履带轮；31履带；32、驱动轮；33、马达固定部件；34张紧轮；35、支重轮；36、履带架；4、仿形悬挂机构；41、连接架；42、摆件；43、左右摆动部；44、平面转动部；441、主轴；442、主轴套、443、轴承；444、法兰盘；45、限位块、46、轮桥；47、转向油缸固定板；48、转向油缸固定架；49、加强板；50、液压行走马达；51、转向油缸。
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。
一种三角履带式液压直驱仿形底盘，包括操作台、液压驱动系统、仿形悬挂机构、车架、四个三角履带轮，操作台设在车架顶部；仿形悬挂机构包括连接架、左右摆动部、摆件、平面转动部、轮桥、平面转动驱动机构；连接架与车架连接且位于车架后部；连接架通过左右摆动部与摆件相接，从而摆件通过左右摆动部相对于连接架左右摆动；轮桥通过平面转动部与摆件相接，从而平面转动驱动机构驱动轮桥通过平面转动部相对于摆件在平面内转向；两个三角履带轮分别与轮桥的左右两端连接，两个三角履带轮与车架连接且位于车架前部的左右两侧；液压驱动系统为底盘提供驱动力。
(1)操作台
所述操作台置于所述车架前部，视野开阔，便于驾驶员观察各种情况。
(2)三角履带轮
三角履带轮包括多个支重轮、两个张紧轮、一个履带架、一个驱动轮、一个马达固定部件、一根履带、一个液压行走马达；支重轮设置在履带架下方，两个张紧轮分别设置在履带架的两端，马达固定部件固定在履带架上，液压行走马达与马达固定部件连接，驱动轮安装在马达固定部件上，驱动轮与液压行走马达相接，履带将支重轮、张紧轮及驱动轮包覆；履带架与轮桥固定连接。
本实施例中，所述履带架是由方管焊接而成的框架结构，四个所述支重轮安装在所述履带架下方同一侧，起支撑作用，两个所述张紧轮安装在所述履带架两端，起使履带保持适当张紧度的作用。
本实施例中，所述马达固定部件由四块加工设计的板材焊接而成，并与上述履带架焊接在一起，所述液压行走马达通过螺栓与所述马达固定部件连接。
本实施例中，所述驱动轮通过螺栓与所述液压行走马达连接，液压行走马达直接带动驱动轮，液压驱动系统与液压行走马达相接。
本实施例中，所述履带为农用橡胶履带，履带将驱动轮、张紧轮、支重轮包覆。
两个三角履带轮分别与轮桥的左右两端连接，两个三角履带轮与车架连接且位于车架前部的左右两侧；与轮桥连接的三角履带轮通过仿形悬挂机构和平面转动驱动机构实现上下仿形和平面转向功能，同时四个三角履带轮通过液压驱动系统实现平面差速转向功能。
(2)车架
所述车架为边梁式车架，是由方钢焊接而成的框架结构，车架包括车架主梁，结构简单、容易制造，具有较高的强度和刚度，且方便搭载各种工作部件。
(3)仿形悬架机构
仿形悬挂机构包括连接架、左右摆动部、摆件、平面转动部、轮桥、平面转动驱动机构；连接架与车架连接且位于车架后部；连接架通过左右摆动部与摆件相接，从而摆件通过左右摆动部相对于连接架左右摆动；轮桥通过平面转动部与摆件相接，从而平面转动驱动机构驱动轮桥通过平面转动部相对于摆件在平面内转向；平面转动驱动机构包括转向油缸、转向油缸固定板、转向油缸固定架，转向油缸固定架与轮桥固定连接，车架包括车架主梁，转向油缸固定架与车架主梁固定连接；转向油缸的一端与转向油缸固定板铰接，另一端与转向油缸固定架铰接。
左右摆动部包括旋转轴和旋转轴套，旋转轴与旋转轴套通过轴承连接，旋转轴固定在连接架上，旋转轴套与摆件一体设置；旋转轴沿着前后方向延伸。
本实施例中，所述连接架是由方钢焊接而成的框架结构，直接与车架主梁焊接。
本实施例中，所述旋转轴两端开有螺纹，通过螺母固定在所述连接架上。
本实施例中，所述摆件由圆管与板材焊接而成，与所述旋转轴通过轴承连接，摆件可绕轴转动，起到仿形的作用。
本实施例中，所述平面转动部还包括主轴、法兰盘、轴承、轴套，主轴通过法兰盘与摆件固定连接；主轴通过轴承与轴套转动连接，轴套与轮桥通过法兰盘固定连接。所述轴套由圆管与法兰盘焊接而成，主轴与旋转轴垂直，所述轴承为圆锥滚子轴承，所述主轴通过所述轴承与所述轴套连接，所述平面转动部与所述摆件固定连接。
本实施例中，所述轮桥由方管与板材焊接而成，两端分别连接一个所述三角履带轮，板材上开有螺栓孔，所述轮桥与所述轴套通过螺栓连接，所述轮桥可绕平面转动部主轴转动，起到后轮转向的作用。
本实施例中，所述转向油缸固定板焊接在所述轮桥上，所述转向油缸固定架是由方管焊接而成的框架结构，与所述车架主梁焊接在一起，所述转向油缸固定板和所述转向油缸固定架上均设置有底座用以分别连接所述转向油缸两端的耳环，起到固定所述转向油缸的作用。所述转向油缸工作时推动所述轮桥绕所述平面转动部的主轴转动，实现后轮转向，三角履带轮的转向角度为绕主轴左转0-15度，右转0-15度。
仿形悬挂机构还包括限位块，限位块设置在轮桥上，限制轮桥左右转动的角度。
本实施例中，所述加强板用以加强所述转向油缸固定架与所述车架主梁的连接，保证其强度，加强板为直角三角形平板结构；车架包括两条相互平行的左右排列的主梁，主梁沿着前后方向延伸，转向油缸固定架安装在两条主梁之间。
一种三角履带式液压直驱仿形底盘的仿形方法，运行时，前面两个三角履带轮贴地运行，后面两个三角履带轮通过左右摆动部左右摆动而仿形贴地，从而保证四轮同时贴地。
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 (8)

1.一种三角履带式液压直驱仿形底盘，其特征在于：包括操作台、液压驱动系统、仿形悬挂机构、车架、四个三角履带轮，操作台设在车架顶部；
仿形悬挂机构包括连接架、左右摆动部、摆件、平面转动部、轮桥、平面转动驱动机构；连接架与车架连接且位于车架后部；连接架通过左右摆动部与摆件相接，从而摆件通过左右摆动部相对于连接架左右摆动；轮桥通过平面转动部与摆件相接，从而平面转动驱动机构驱动轮桥通过平面转动部相对于摆件在平面内转向；
两个三角履带轮分别与轮桥的左右两端连接，两个三角履带轮与车架连接且位于车架前部的左右两侧；
液压驱动系统为底盘提供驱动力；
左右摆动部包括旋转轴和旋转轴套，旋转轴与旋转轴套通过轴承连接，旋转轴固定在连接架上，旋转轴套与摆件一体设置；旋转轴沿着前后方向延伸；
平面转动部包括主轴、法兰盘、轴承、主轴套，主轴通过法兰盘与摆件连接，主轴与主轴套通过轴承连接，主轴套与轮桥固定连接；主轴与旋转轴垂直。
2.按照权利要求1所述的一种三角履带式液压直驱仿形底盘，其特征在于：仿形悬挂机构还包括限位块，限位块设置在轮桥上，限制轮桥左右转动的角度。
3.按照权利要求2所述的一种三角履带式液压直驱仿形底盘，其特征在于：轮桥左转范围为0-15度，右转范围为0-15度。
4.按照权利要求1所述的一种三角履带式液压直驱仿形底盘，其特征在于：平面转动驱动机构包括转向油缸、转向油缸固定板、转向油缸固定架，转向油缸固定板与轮桥固定连接，转向油缸固定架与车架固定连接；转向油缸的一端与转向油缸固定板铰接，另一端与转向油缸固定架铰接；转向油缸与液压驱动系统相接。
5.按照权利要求4所述的一种三角履带式液压直驱仿形底盘，其特征在于：转向油缸固定架与车架之间设有加强板；加强板为直角三角形平板结构；车架包括两条相互平行的左右排列的主梁，主梁沿着前后方向延伸，转向油缸固定架安装在两条主梁之间。
6.按照权利要求1所述的一种三角履带式液压直驱仿形底盘，其特征在于：三角履带轮包括多个支重轮、两个张紧轮、一个履带架、一个驱动轮、一个马达固定部件、一根履带、一个液压行走马达；多个支重轮沿着前后排列设置在履带架下方，两个张紧轮分别设置在履带架的前后两端，马达固定部件固定在履带架上方，液压行走马达安装在马达固定部件上，驱动轮安装在马达固定部件上，驱动轮与液压行走马达相接，驱动轮位于履带架上方；履带将支重轮、张紧轮及驱动轮包覆；履带架与轮桥固定连接。
7.按照权利要求6所述的一种三角履带式液压直驱仿形底盘，其特征在于：液压行走马达与液压驱动系统相接。
8.一种三角履带式液压直驱仿形底盘的仿形方法，采用权利要求1-7中任一项所述的三角履带式液压直驱仿形底盘，其特征在于：运行时，前面两个三角履带轮贴地运行，后面两个三角履带轮通过左右摆动部左右摆动而仿形贴地，从而保证四轮同时贴地。
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