CN113104108A - 一种农业机械自动转向装置 - Google Patents

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雷一腾
李阳
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Abstract

本发明涉及农业机械技术领域，且公开了一种农业机械自动转向装置，包括矩形框和控制装置，矩形框的下端四角处均垂直固定连接有支撑杆，多个支撑杆的杆壁上均固定连接有套管，套管内通过第一滚动轴承转动连接有立管，其中位于左侧的两个立管下端均固定连接有倒置的第一U形架，第一U形架的侧壁连接有行走机构，位于右侧的两个立管下端均固定连接有倒置的第二U形架。该农业机械自动转向装置，可以使农业机械在地头路面上原地多角度转向，并且转向后可以实现农业机械的横向移动，便于用户调整农业机械的位置准确进入到植物行间，避免出现压苗现象，提高了农业机械的作业速度。

Description

一种农业机械自动转向装置
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，具体为一种农业机械自动转向装置。
背景技术
植物保护是农林生产的重要组成部分，是确保农林业丰产丰收的重要措施之一，为了经济而有效地进行植物保护，应发挥各种防治方法和积极作用，把病、虫、草害以及其它有害生物消灭于危害之前，不使其成灾，植保机械的分类方法，一般按所用的动力可分为人力(手动)植保机械、畜力植保机械、小动力植保机械、拖拉机配套植保机械、自走式植保机械、航空植保机械，按照施用化学药剂的方法可分为喷雾机、喷粉机、土壤处理机、种子处理机、撒颗粒机等，在农业生产时，喷雾机多用于喷洒农药预防农作物的病虫害，为了减少压苗率，不仅要设计好农田内的垄间距，还要使用具有一定高度的车体高效的完成喷药作业。
目前，虽然植保车辆具备一定的高度，直线行走时不易压苗，但是其转向装置比较简单，并且转弯半径也大，沿弧线运动的车轮极易在进入田地时出现压苗现象，而且难以调整植保车辆位置准确进入到垄间，操作起来十分不方便，降低了农业机械的作业速度。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种农业机械自动转向装置，可以使农业机械在地头路面上原地多角度转向，并且转向后可以实现农业机械的横向移动，便于用户调整农业机械的位置准确进入到植物行间，避免出现压苗现象，提高了农业机械的作业速度，解决了传统农业机械的转向装置比较简单，并且转弯半径也大，沿弧线运动的车轮极易在进入田地时出现压苗现象，而且难以调整植保车辆位置准确进入到垄间，操作起来十分不方便，降低了农业机械的作业速度的问题。
(二)技术方案
为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种农业机械自动转向装置，包括矩形框和控制装置，所述矩形框的下端四角处均垂直固定连接有支撑杆，多个所述支撑杆的杆壁上均固定连接有套管，所述套管内通过第一滚动轴承转动连接有立管，其中位于左侧的两个所述立管下端均固定连接有倒置的第一U形架，所述第一U形架的侧壁连接有行走机构，位于右侧的两个所述立管下端均固定连接有倒置的第二U形架，所述第二U形架的两个竖直部相对的一侧均通过第二滚动轴承转动连接有支撑轴，且支撑轴的轴壁上固定连接有支撑轮，所述矩形框的下端左侧边缘处固定连接有两个固定块，两个所述固定块相对的一侧均通过第一滚珠轴承共同转动连接有横轴，其中一个所述固定块的侧壁固定连接有安装块，所述安装块的侧壁连接有转向机构。
优选的，所述行走机构包括行走轮，所述行走轮的中心处固定连接有传动轴，所述传动轴的轴壁通过第三滚动轴承与第一U形架的竖直部转动连接，所述传动轴的轴壁上固定连接有第一皮带轮，所述第一U形架的两个竖直部之间通过第四滚动轴承转动连接有转轴，所述转轴的轴壁上固定连接有第二皮带轮，所述第一皮带轮和第二皮带轮之间共同绕接有传动带，所述转轴的轴壁上通过联动机构连接有第一锥齿轮，所述立管内通过第二滚珠轴承转动连接有旋转轴，所述旋转轴的一端延伸至立管下方并固定连接有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，所述旋转轴的另一端延伸至立管的上方并固定连接有第三锥齿轮，所述横轴的两端均穿过第一滚珠轴承并固定连接有第四锥齿轮，所述第三锥齿轮与第四锥齿轮啮合，所述矩形框的左端内侧固定连接有第一电机，所述第一电机的输出端固定连接有齿轮，所述横轴的轴壁上固定连接有齿圈，所述齿圈与齿轮啮合。
优选的，所述联动机构包括圆环，所述圆环套接在转轴的轴壁上并与第一锥齿轮的一侧固定连接，所述第一锥齿轮的一侧通过第三滚珠轴承与转轴的轴壁转动连接，所述转轴的轴壁上固定连接有棘轮，所述棘轮的侧壁啮合有两个对称设置的棘爪，两个所述棘爪的侧壁均通过圆孔滑动套接有定位销，所述定位销与圆环的内侧固定连接，所述圆环的侧壁对称开设有两个通孔，两个所述通孔内均设有T形结构的弹性片，所述棘爪的一端延伸至通孔内并与弹性片的一侧滑动连接，所述弹性片的一端穿过通孔并与圆环的侧壁固定连接。
优选的，所述转向机构包括链条，所述链条的内侧绕接有多个均匀分布的同步链轮，多个所述同步链轮呈矩形阵列分布，所述同步链轮与立管的管壁固定连接，所述安装块的一侧通过第四滚动轴承转动连接有蜗杆，所述蜗杆的杆壁上啮合有蜗轮，所述蜗轮与其中一个所述立管的管壁固定连接，所述安装块的一端固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端穿过第四滚动轴承并与蜗杆的一端同轴心固定连接。
优选的，所述第一U形架和第二U形架的侧壁均对称固定连接有两个扇形结构的防护罩，两个所述防护罩内均倾斜固定连接有隔板，且隔板的一端开设有直角缺口，所述矩形框内固定连接有支撑板，所述支撑板的下端与控制装置固定连接。
优选的，所述第一U形架内固定连接有U形板，所述U形板位于行走轮的上方，所述U形板的一侧开设有两个豁口，且豁口与传动带相配合。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种农业机械自动转向装置，具备以下有益效果：
1、本发明在使用的时候，启动第一电机带动齿轮旋转，齿轮旋转带动齿圈使横轴旋转，横轴旋转带动第四锥齿轮使第三锥齿轮旋转，第三锥齿轮旋转带动旋转轴使第二锥齿轮旋转，第二锥齿轮旋转带动第一锥齿轮通过联动机构带动转轴旋转，转轴旋转带动第二皮带轮使传动带旋转，传动带旋转带动传动轴使行走轮旋转，进而能够利用行走轮旋转驱动农业机械行走，并且旋转轴在立管内旋转时，受到转向机构的限制，保证了行走或是转向时行走轮和支撑轮行进方向相同，保证了农业机械作业时快速稳定的行走和转向。
2、该农业机械自动转向装置，通过本发明设置有的联动机构，在使用时，在第二锥齿轮带动第一锥齿轮旋转，第一锥齿轮旋转时带动圆环围绕第三滚珠轴承旋转，圆环旋转时带动定位销使棘爪做圆周运动，棘爪运动时受到弹性片的推力与棘轮卡接，进而实现单向联动，即第二锥齿轮停止旋转，第一锥齿轮可以围绕第二锥齿轮的齿面滚动，进而实现在转向时转轴不随第一锥齿轮旋转，进而实现第一锥齿轮可以围绕第二锥齿轮的齿面做圆周运动，且不会发生脱齿现象，相反，第一锥齿轮停止滚动，第二锥齿轮转动时即可通过棘轮和棘爪实现联动，使得在转向时行走机构不工作，转向完成后行走机构可继续驱动农业机械行走，从而实现了农业机械的原地多角度转向。
3、本发明设置有的转向机构，在使用时，启动第二电机旋转驱动蜗杆使蜗轮旋转，蜗轮旋转时，驱动立管在套管内围绕第一滚动轴承旋转，在立管旋转时带动同步链轮旋转，进而利用一个同步链轮驱动链条做圆周运动，进而利用链条带动多个同步链轮使多个立管只能同步旋转相同的角度，进而实现立管带动第一U形架和第二U形架同角度摆动，第一U形架和第二U形架摆动时行走轮和支撑轮能够同时按照相同角度转向，进而使多个立管同时旋转，进而实现立管带动第一U形架和第二U形架同角度摆动，第一U形架和第二U形架摆动时行走轮和支撑轮能够同时按照相同角度转向，并且第一锥齿轮旋转90°和180°时，第二锥齿轮的旋转方向不变，由于第一锥齿轮的啮合位置相对发生改变，在转向机构驱动行走轮和支撑轮旋转90°时，行走机构驱动农业机械横向移动，在横移至制动位置后，转向机构继续驱动行走轮和支撑轮旋转90°，此时可以实现农业机械反向直线移动，从而可以在工作时无需对农业机械掉头，且运动轨迹呈直线，避免出现农业机械作业时出现压苗现象。
附图说明
图1为本发明提出的一种农业机械自动转向装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种农业机械自动转向装置图1中行走机构结构示意图；
图3为本发明提出的一种农业机械自动转向装置图1中转向机构的部分结构示意图；
图4为本发明提出的一种农业机械自动转向装置图1中第一U形架的剖视图；
图5为本发明提出的一种农业机械自动转向装置图4中的A处结构放大图；
图6为本发明提出的一种农业机械自动转向装置图5中联动机构的结构示意图；
图7为本发明提出的一种农业机械自动转向装置图1中套管的剖视图。
图中：1、套管；2、第一U形架；3、防护罩；4、行走轮；5、立管；6、支撑杆；7、矩形框；8、齿轮；9、第一电机；10、横轴；11、固定块；12、支撑板；13、链条；14、控制装置；15、同步链轮；16、安装块；17、棘轮；18、支撑轮；19、第二U形架；20、隔板；21、齿圈；22、第三锥齿轮；23、第四锥齿轮；24、第二电机；25、蜗杆；26、蜗轮；27、U形板；28、圆环；29、第二锥齿轮；30、传动带；31、第一皮带轮；32、第二皮带轮；33、第一锥齿轮；34、弹性片；35、棘爪；36、旋转轴。
具体实施方式
下面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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
实施例1：
参照图1-7，一种农业机械自动转向装置，包括矩形框7和控制装置14，矩形框7的下端四角处均垂直固定连接有支撑杆6，多个支撑杆6的杆壁上均固定连接有套管1，套管1内通过第一滚动轴承转动连接有立管5，其中位于左侧的两个立管5下端均固定连接有倒置的第一U形架2，第一U形架2的侧壁连接有行走机构，行走机构包括行走轮4，行走轮4的中心处固定连接有传动轴，传动轴的轴壁通过第三滚动轴承与第一U形架2的竖直部转动连接，传动轴的轴壁上固定连接有第一皮带轮31，第一U形架2的两个竖直部之间通过第四滚动轴承转动连接有转轴，转轴的轴壁上固定连接有第二皮带轮32，第一皮带轮31和第二皮带轮32之间共同绕接有传动带30，转轴的轴壁上通过联动机构连接有第一锥齿轮33，立管5内通过第二滚珠轴承转动连接有旋转轴36，旋转轴36的一端延伸至立管5下方并固定连接有第二锥齿轮29，第一锥齿轮33与第二锥齿轮29啮合，旋转轴36的另一端延伸至立管5的上方并固定连接有第三锥齿轮22，横轴10的两端均穿过第一滚珠轴承并固定连接有第四锥齿轮23，第三锥齿轮22与第四锥齿轮23啮合，矩形框7的左端内侧固定连接有第一电机9，第一电机9的输出端固定连接有齿轮8，横轴10的轴壁上固定连接有齿圈21，齿圈21与齿轮8啮合，位于右侧的两个立管5下端均固定连接有倒置的第二U形架19，第二U形架19的两个竖直部相对的一侧均通过第二滚动轴承转动连接有支撑轴，且支撑轴的轴壁上固定连接有支撑轮18，第一U形架2和第二U形架19的侧壁均对称固定连接有两个扇形结构的防护罩3，两个防护罩3内均倾斜固定连接有隔板20，且隔板20的一端开设有直角缺口，矩形框7内固定连接有支撑板12，支撑板12的下端与控制装置14固定连接，第一U形架2内固定连接有U形板27，U形板27位于行走轮4的上方，U形板27的一侧开设有两个豁口，且豁口与传动带30相配合，矩形框7的下端左侧边缘处固定连接有两个固定块11，两个固定块11相对的一侧均通过第一滚珠轴承共同转动连接有横轴10，其中一个固定块11的侧壁固定连接有安装块16，安装块16的侧壁连接有转向机构，控制装置14采用带有遥控接收模块的智能控制装置，并且行走机构与转向机构内的驱动单元(电机)需与智能控制装置的接线端进行连接，无需用户手动驾驶农业机械，在地面操控遥控设备即可实现自动转向，降低农业机械的自重，避免过度压实土壤，此技术在生活中已被广泛的使用，本领域技术人员已经知晓故不再做过多赘述。
本发明在使用的时候，启动第一电机9带动齿轮8旋转，齿轮8旋转带动齿圈21使横轴10旋转，横轴10旋转带动第四锥齿轮23使第三锥齿轮22旋转，第三锥齿轮22旋转带动旋转轴36使第二锥齿轮29旋转，第二锥齿轮29旋转带动第一锥齿轮33通过联动机构带动转轴旋转，转轴旋转带动第二皮带轮32使传动带30旋转，传动带30旋转带动传动轴使行走轮4旋转，进而能够利用行走轮4旋转驱动农业机械行走，并且旋转轴36在立管5内旋转时，受到转向机构的限制，保证了行走或是转向时行走轮4和支撑轮18行进方向相同，保证了农业机械作业时快速稳定的行走和转向。
实施例2：基于实施例1有所不同的是；
参照图4-6，联动机构包括圆环28，圆环28套接在转轴的轴壁上并与第一锥齿轮33的一侧固定连接，第一锥齿轮33的一侧通过第三滚珠轴承与转轴的轴壁转动连接，转轴的轴壁上固定连接有棘轮17，棘轮17的侧壁啮合有两个对称设置的棘爪35，两个棘爪35的侧壁均通过圆孔滑动套接有定位销，定位销与圆环28的内侧固定连接，圆环28的侧壁对称开设有两个通孔，两个通孔内均设有T形结构的弹性片34，棘爪35的一端延伸至通孔内并与弹性片34的一侧滑动连接，弹性片34的一端穿过通孔并与圆环28的侧壁固定连接。
本发明设置有的联动机构，在使用时，在第二锥齿轮29带动第一锥齿轮33旋转，第一锥齿轮33旋转时带动圆环28围绕第三滚珠轴承旋转，圆环28旋转时带动定位销使棘爪35做圆周运动，棘爪35运动时受到弹性片34的推力与棘轮17卡接，进而实现单向联动，即第二锥齿轮29停止旋转，第一锥齿轮33可以围绕第二锥齿轮29的齿面滚动，进而实现在转向时转轴不随第一锥齿轮33旋转，进而实现第一锥齿轮33可以围绕第二锥齿轮29的齿面做圆周运动，且不会发生脱齿现象，相反，第一锥齿轮33停止滚动，第二锥齿轮29转动时即可通过棘轮17和棘爪35实现联动，使得在转向时行走机构不工作，转向完成后行走机构可继续驱动农业机械行走，从而实现了农业机械的原地多角度转向。
实施例3：基于实施例1有所不同的是；
参照图2-3，转向机构包括链条13，链条13的内侧绕接有多个均匀分布的同步链轮15，多个同步链轮15呈矩形阵列分布，同步链轮15与立管5的管壁固定连接，安装块16的一侧通过第四滚动轴承转动连接有蜗杆25，蜗杆25的杆壁上啮合有蜗轮26，蜗轮26与其中一个立管5的管壁固定连接，安装块16的一端固定连接有第二电机24，第二电机24的输出端穿过第四滚动轴承并与蜗杆25的一端同轴心固定连接。
本发明设置有的转向机构，在使用时，启动第二电机24旋转驱动蜗杆25使蜗轮26旋转，蜗轮26旋转时，驱动立管5在套管1内围绕第一滚动轴承旋转，在立管5旋转时带动同步链轮15旋转，进而利用一个同步链轮15驱动链条13做圆周运动，进而利用链条13带动多个同步链轮15使多个立管5只能同步旋转相同的角度，进而实现立管5带动第一U形架2和第二U形架19同角度摆动，第一U形架2和第二U形架19摆动时行走轮4和支撑轮18能够同时按照相同角度转向，进而使多个立管5同时旋转，进而实现立管5带动第一U形架2和第二U形架19同角度摆动，第一U形架2和第二U形架19摆动时行走轮4和支撑轮18能够同时按照相同角度转向，并且第一锥齿轮33旋转90°和180°时，第二锥齿轮29的旋转方向不变，由于第一锥齿轮33的啮合位置相对发生改变，在转向机构驱动行走轮4和支撑轮18旋转90°时，行走机构驱动农业机械横向移动，在横移至制动位置后，转向机构继续驱动行走轮4和支撑轮18旋转90°，此时可以实现农业机械反向直线移动，从而可以在工作时无需对农业机械掉头，且运动轨迹呈直线，避免出现农业机械作业时出现压苗现象。
需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种农业机械自动转向装置，包括矩形框(7)和控制装置(14)，其特征在于：所述矩形框(7)的下端四角处均垂直固定连接有支撑杆(6)，多个所述支撑杆(6)的杆壁上均固定连接有套管(1)，所述套管(1)内通过第一滚动轴承转动连接有立管(5)，其中位于左侧的两个所述立管(5)下端均固定连接有倒置的第一U形架(2)，所述第一U形架(2)的侧壁连接有行走机构，位于右侧的两个所述立管(5)下端均固定连接有倒置的第二U形架(19)，所述第二U形架(19)的两个竖直部相对的一侧均通过第二滚动轴承转动连接有支撑轴，且支撑轴的轴壁上固定连接有支撑轮(18)，所述矩形框(7)的下端左侧边缘处固定连接有两个固定块(11)，两个所述固定块(11)相对的一侧均通过第一滚珠轴承共同转动连接有横轴(10)，其中一个所述固定块(11)的侧壁固定连接有安装块(16)，所述安装块(16)的侧壁连接有转向机构。
2.根据权利要求1所述的一种农业机械自动转向装置，其特征在于：所述行走机构包括行走轮(4)，所述行走轮(4)的中心处固定连接有传动轴，所述传动轴的轴壁通过第三滚动轴承与第一U形架(2)的竖直部转动连接，所述传动轴的轴壁上固定连接有第一皮带轮(31)，所述第一U形架(2)的两个竖直部之间通过第四滚动轴承转动连接有转轴，所述转轴的轴壁上固定连接有第二皮带轮(32)，所述第一皮带轮(31)和第二皮带轮(32)之间共同绕接有传动带(30)，所述转轴的轴壁上通过联动机构连接有第一锥齿轮(33)，所述立管(5)内通过第二滚珠轴承转动连接有旋转轴(36)，所述旋转轴(36)的一端延伸至立管(5)下方并固定连接有第二锥齿轮(29)，所述第一锥齿轮(33)与第二锥齿轮(29)啮合，所述旋转轴(36)的另一端延伸至立管(5)的上方并固定连接有第三锥齿轮(22)，所述横轴(10)的两端均穿过第一滚珠轴承并固定连接有第四锥齿轮(23)，所述第三锥齿轮(22)与第四锥齿轮(23)啮合，所述矩形框(7)的左端内侧固定连接有第一电机(9)，所述第一电机(9)的输出端固定连接有齿轮(8)，所述横轴(10)的轴壁上固定连接有齿圈(21)，所述齿圈(21)与齿轮(8)啮合。
3.根据权利要求2所述的一种农业机械自动转向装置，其特征在于：所述联动机构包括圆环(28)，所述圆环(28)套接在转轴的轴壁上并与第一锥齿轮(33)的一侧固定连接，所述第一锥齿轮(33)的一侧通过第三滚珠轴承与转轴的轴壁转动连接，所述转轴的轴壁上固定连接有棘轮(17)，所述棘轮(17)的侧壁啮合有两个对称设置的棘爪(35)，两个所述棘爪(35)的侧壁均通过圆孔滑动套接有定位销，所述定位销与圆环(28)的内侧固定连接，所述圆环(28)的侧壁对称开设有两个通孔，两个所述通孔内均设有T形结构的弹性片(34)，所述棘爪(35)的一端延伸至通孔内并与弹性片(34)的一侧滑动连接，所述弹性片(34)的一端穿过通孔并与圆环(28)的侧壁固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种农业机械自动转向装置，其特征在于：所述转向机构包括链条(13)，所述链条(13)的内侧绕接有多个均匀分布的同步链轮(15)，多个所述同步链轮(15)呈矩形阵列分布，所述同步链轮(15)与立管(5)的管壁固定连接，所述安装块(16)的一侧通过第四滚动轴承转动连接有蜗杆(25)，所述蜗杆(25)的杆壁上啮合有蜗轮(26)，所述蜗轮(26)与其中一个所述立管(5)的管壁固定连接，所述安装块(16)的一端固定连接有第二电机(24)，所述第二电机(24)的输出端穿过第四滚动轴承并与蜗杆(25)的一端同轴心固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种农业机械自动转向装置，其特征在于：所述第一U形架(2)和第二U形架(19)的侧壁均对称固定连接有两个扇形结构的防护罩(3)，两个所述防护罩(3)内均倾斜固定连接有隔板(20)，且隔板(20)的一端开设有直角缺口，所述矩形框(7)内固定连接有支撑板(12)，所述支撑板(12)的下端与控制装置(14)固定连接。
6.根据权利要求2所述的一种农业机械自动转向装置，其特征在于：所述第一U形架(2)内固定连接有U形板(27)，所述U形板(27)位于行走轮(4)的上方，所述U形板(27)的一侧开设有两个豁口，且豁口与传动带(30)相配合。
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