CN115250663A - 一种带有升降平台的大农田作业设备 - Google Patents

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CN115250663A CN202210888380.1A CN202210888380A CN115250663A CN 115250663 A CN115250663 A CN 115250663A CN 202210888380 A CN202210888380 A CN 202210888380A CN 115250663 A CN115250663 A CN 115250663A
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吴冬生
张宗岳
苗建
李建强
刘浩
姜秀莲
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Abstract

一种带有转向装置的大农田作业设备，农场农田上铺设多竖轨道组，每组竖轨道组包括两组轨道，相邻竖轨道组的端部之间还设有与竖轨道组垂直相连的横轨道组，竖轨道组与横轨道组交叉区域设置有一组弧形轨道，相邻的弧形轨道呈W型布置；轨道组上有大农田作业设备；还包括转向装置；竖轨道组与横轨道组在二者交叉处断开并设置一段独立的单轨，单轨可相对竖轨道组和横轨道组转动；大农田作业设备上还设有用于控制纵向轮、配套工具运行的PLC控制器以及为纵向轮、配套工具、PLC控制器提供电能的供电系统。本发明具有操作简便、易于使用、便于维护的优点。

Description

一种带有升降平台的大农田作业设备
本发明为中国发明专利申请“一种大农田作业设备”的分案申请，
原案申请号：2019103347543
原案申请日：2019-4-24。
技术领域
本发明涉及农用机械领域，具体涉及一种大型农田作业设备。
背景技术
现代农业，特别是一些大、中型农场，农业耕作越来越机械化、现代化。相应的现代化机械也层出不穷。如CN109229111A发明专利，其公开了一种小型农用架空轨道车，包括受力塔、架空轨道和轨道车，所述架空轨道设有受力塔，所述架空轨道设有轨道车，所述轨道车设有传感器，所述轨道车设有电源接口，所述轨道车设有蓄电电源。该专利通过设置传感器、受力塔、充电蓄电池等部件以实现信号收集及发送工作，从而节约人力成本，通过设置架空轨道以克服地形障碍，通过机械运作以减少人工危险。但该专利中的蓄电电源为充电式，需要外接电源以进行充电，且整个轨道车属于小型机械不适于大、中型农场的集中化作业。再如CN205836579U的实用新型专利，其公开了一种农用电动轨道车的电力传输系统，包括机架、轨道车、主操作台、绝缘支架一、电线杆、三角架、滑动轮一、输入铜线条、输出铜线条、绝缘支架二、绝缘支架三、滑动轮二、滑动轮三、绝缘胶条一、绝缘胶条二、电动轨道轮等部件，利用滑动轮、铜线条和绝缘支架实现对农用电动轨道车的电力输送。但该专利所采用的动力仍是外接电力。
目前的农用轨道车所采用的动力多为外接电力输入或柴油动力，缺少利用太阳能等再生能源为动力的农用机械，也缺少根据作业需要更换不同配套工具的一车多用的农用机械。
另外，现有的用于农田作业的轨道车，其轨道布置形式单一，只能实现轨道车及车载设备的单一方向运行，动作轨迹死板不灵活，并且在农田端点处容易发生转向难、宕机的情况，工作效率较低，有鉴于此，本发明提供一大农田作业设备，以解决现有技术的不足。
发明内容
本发明意在提供一大农田作业设备，以解决现有技术中存在的不足，本发明要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。
本发明所采用的技术方案是：一种大农田作业设备，适用于大、中型农场，合理规划后的农场农田上铺设多组间隔一定距离的竖轨道组，每组竖轨道组包括多条平行布置、间距与大农田作业设备跨度相匹配的轨道；相邻竖轨道组的端部之间还设有与竖轨道组垂直相连的横轨道组；大农田作业设备跨设于竖轨道组上并沿横竖轨道组呈S 型轨迹移动；
所述大农田作业设备包括轨道车机构、供电机构、升降机构、除尘机构；
轨道车机构实现整个作业系统的运行，包括多根立柱、位于立柱底端的梁、位于梁底端的并可沿竖轨道组和横轨道组运行的一组纵向轮；纵向轮在轨道上移动；还包括弧形轨道；竖轨道组与横轨道组交叉区域设置有弧形轨道，相邻的弧形轨道呈W型布置；大农田作业设备上还设有用于控制纵向轮、配套工具运行的PLC控制器以及为纵向轮、配套工具、PLC控制器提供电能的供电系统；大农田作业设备进行田间耕作时通过纵向轮驱动运行，行驶到位于竖轨道组端部的横轨道组时，一侧的纵向轮停止运行，另一则的纵向轮沿弧形轨道继续
运行使得轨道车整体旋转90度，然后沿下一组竖轨道组之间的弧形轨道继续运行使得轨道车再次旋转90度从而完成轨道车的转向，两侧的纵向轮再次同时启动，驱动轨道车沿竖轨道组向反方向运行；
升降机构实现整个作业系统的上下高度调节和储藏功能，包括位于立柱上端的升降平台，升降平台下端安装有一组或多组进行田间作业的配套工具；升降平台为内部是中空结构的腔体，升降平台实现装载多种农机器具、多种动力及控制系统、各种农业物资及农产品秸秆；
供电机构实现整个作业系统的电力供应，固定设置在升降平台的顶部；
除尘机构实现整个作业系统的粉尘净化功能，包括布袋除尘器和除尘驱动机构，布袋除尘器与除尘驱动机构连接，且通过连接件安装在升降平台的顶部。
作为优选方案：供电机构为大型太阳能蓄电池、市电充电系统、发动机组发电系统、外接市电系统中的任意一种。
作为优选方案：轨道车机构、供电机构、升降机构、除尘机构中的机架采用大型钢结构桁架及网架结构。
作为优选方案：田间作业的配套工具包括进行整地、开沟、挖掘、耕地、除草、播种、抛苗、拔苗、插秧、喷洒、浇灌、打药、施肥、行间除草、收割或采摘、秸秆的打包、秸秆还田等田间作业的工具。
作为优选方案：升降平台的下方设置有至少两个液压缸，液压缸的伸出端与升降平台底部连接，液压缸的缸体底部与梁或者用于连接两端的梁的板体上表面固定连接。
作为优选方案：轨道包括竖轨道组和横轨道组，竖轨道组与横轨道组在二者交叉处断开并设置一段独立的单轨，单轨可相对竖轨道组和横轨道组转动；大农田作业设备设置在所述的轨道组上，可沿横、竖轨道组运行。
另一种方案是：一种大农田作业设备，适用于大、中型农场，合理规划后的农场农田上铺设多组间隔一定距离的竖轨道组，每组竖轨道组包括多条平行布置、间距与大农田作业设备跨度相匹配的轨道；相邻竖轨道组的端部之间还设有与竖轨道组垂直相连的横轨道组；大农田作业设备跨设于竖轨道组上并沿横竖轨道组呈S 型轨迹移动；
所述大农田作业设备包括轨道车机构、供电机构、升降机构、除尘机构；轨道车机构实现整个作业系统的运行，包括多根立柱、位于立柱底端的梁、位于梁底端的并可沿竖轨道组和横轨道组运行的一组纵向轮；纵向轮在轨道上移动；还包括转向装置；竖轨道组与横轨道组在二者交叉处断开并设置一段独立的单轨，单轨可相对竖轨道组和横轨道组转动；大农田作业设备中的纵向轮与转向装置连接，转向装置包括位于立柱下部的电机、与电机输出轴连接的小齿轮、与小齿轮啮合的大齿轮、固定套装于大齿轮中心处并可相对立柱转动的旋转轴、与旋转轴下端部固定连接的梁，纵向轮安装于底梁上且与单轨相配合；大农田作业设备上还设有用于控制纵向轮、配套工具运行的PLC控制器以及为纵向轮、配套工具、PLC控制器提供电能的多组供电系统；大农田作业设备进行田间耕作时通过纵向轮驱动运行，行驶到位于竖轨道组和横轨道组交叉处的单轨处时，电机运行并带动小、大齿轮转动从而带动纵向轮转动，单轨在纵向轮的带动下旋转，单轨旋转90度后电机停止转动，纵向轮驱动轨道车沿横轨道组运行并运行到下一组竖轨道组上，电机反转运行并最终带动该处的单轨反转90度，纵向轮驱动轨道车沿竖轨道组向相反方向运行；升降机构实现整个作业系统的上下高度调节和储藏功能，包括位于立柱上端的升降平台，升降平台下端安装有一组或多组进行田间作业的配套工具；升降平台为内部是中空结构的腔体，升降平台实现装载多种农机器具、多种动力及控制系统、各种农业物资及农产品秸秆；
供电机构实现整个作业系统的电力供应，固定设置在升降平台的顶部；除尘机构实现整个作业系统的粉尘净化功能，包括布袋除尘器和除尘驱动机构，布袋除尘器与除尘驱动机构连接，且通过连接件安装在升降平台的顶部。
另一种优选方案是：一种大农田作业设备，适用于大、中型农场，合理规划后的农场农田上铺设多组间隔一定距离的竖轨道组，每组竖轨道组包括多条平行布置、间距与大农田作业设备跨度相匹配的轨道；相邻竖轨道组的端部之间还设有与竖轨道组垂直相连的横轨道组；大农田作业设备跨设于竖轨道组上并沿横竖轨道组呈S 型轨迹移动；所述大农田作业设备包括轨道车机构、供电机构、升降机构、除尘机构；轨道车机构实现整个作业系统的运行，包括多根立柱、位于立柱底端的梁、位于梁底端的并可沿竖轨道组和横轨道组运行的一组纵向轮，还包括液压缸；纵向轮在轨道上移动；液压缸在升降平台底部均布，液压缸的伸出端与升降平台底部连接，液压缸的缸体底部与梁或者用于连接两端的梁的板体上表面固定连接，通过液压缸伸出端的举升和下降，实现升降平台的上升和下降；大农田作业设备上还设有用于控制纵向轮、横向轮、配套工具运行的PLC控制器以及为纵向轮、横向轮、配套工具、PLC控制器提供电能的供电系统；大农田作业设备进行田间耕作时通过纵向轮驱动运行，行驶到位于竖轨道组端部的横轨道组时，横向轮的液压缸将横向轮推出至抵接横轨道组并使纵向轮脱离竖轨道组，大农田作业设备在横向轮的驱动下完成90度转弯并继续运行至下一位置，液压缸带动横向轮收起，纵向轮继续驱动大农田作业设备沿竖轨道组运行；
升降机构实现整个作业系统的上下高度调节和储藏功能，包括位于立柱上端的升降平台，升降平台下端安装有一组或多组进行田间作业的配套工具；升降平台为内部是中空结构的腔体，升降平台实现装载多种农机器具、多种动力及控制系统、各种农业物资及农产品秸秆；
供电机构实现整个作业系统的电力供应，固定设置在升降平台的顶部；
除尘机构实现整个作业系统的粉尘净化功能，包括布袋除尘器和除尘驱动机构，布袋除尘器与除尘驱动机构连接，且通过连接件安装在升降平台的顶部。
与现有技术相比，本发明通过设置多种形式的轨道组以实现大农田作业设备的灵活运行，其运行轨迹和操作工位根据实际需要进行调整，可在农田中种植出指定图案，解决作业时间，降低作业成本；通过设置多组大型太阳能蓄电池，利用太阳能发电为整个大农田作业设备提供动力；通过设置升降平台并于升降平台设置不同作业需求的配套工具以实现一车多用，并根据实际运作环境进行高度调整，实现储藏和承载运输的功能；通过PLC控制器控制轨道车的运行及配套工具的作业以降低人工劳动的强度，实现对作业中产生的灰尘进行处理，实现保护环境的目的。本发明具有操作简便、易于使用、便于维护的优点。
附图说明
图1为本发明中未装配太阳能蓄电池组的结构示意图一；
图2为本发明中未装配太阳能蓄电池组的结构示意图二；
图3为本发明实施例一的侧面结构示意图；
图4为本发明实施例一的正面结构示意图；
图5为本发明实施例一的俯视结构示意图；
图6为本发明实施例二的俯视结构示意图；
图7为本发明实施例二中该装置的运行轨迹结构示意图；
图8为本发明实施例三中纵向轮转向机构的结构示意图；
图9为本发明实施例三的侧面结构示意图；
图10为本发明轨道布置形式示意图；
附图中的附图标记依次为：1、纵向轮，2、立柱，3、梁，4、转向轴，5、转动轴承，6、电机，7、小齿轮，8、大齿轮，9、单轨，10、太阳能发电板，11、液压缸，12、升降平台，13、栏杆。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的结构特点。
本发明所公开的这种大型农用门式大农田作业设备，合理规划后的农场农田上铺设多组间隔一定距离的竖轨道组，如图10，每组竖轨道组包括多条平行布置、间距与大农田作业设备跨度相匹配的轨道；相邻竖轨道组的端部之间还设有与竖轨道组垂直相连的横轨道组；大农田作业设备跨设于竖轨道组上并沿横竖轨道组呈S 型轨迹移动。这种大农田作业设备适用于特大型，大型、中型农场。大农田作业设备包括轨道车机构、供电机构、升降机构、除尘机构，各机构采用大型钢结构桁架及网架结构。
实施例1：参照附图1-5，合理规划后的农场农田上铺设多组间隔一定距离的竖轨道组，每组竖轨道组包括两组平行布置的、间距与大农田作业设备跨度相匹配的轨道，相邻竖轨道组的端部之间还设有与竖轨道组垂直相连的横轨道组；所述的轨道组上设有可沿横、竖轨道组运行的大农田作业设备；所述的轨大农田作业设备包括多根立柱、位于立柱底端的梁、位于梁底端的并可沿竖轨道组运行的一组纵向轮、位于梁底端并可沿横轨道组运行的一组横向轮、位于立柱上端的超大升降平台、升降平台下端安装有一组或多组进行整地、开沟、挖掘、耕地、除草、播种、抛苗、拔苗、插秧、喷洒、浇灌、打药、施肥、行间除草、收割或采摘、秸秆的打包、秸秆（高温杀虫卵处理后）还田等田间作业的配套工具；大农田作业设备上还设有用于控制纵向轮、横向轮、配套工具运行的PLC控制器以及为纵向轮、横向轮、配套工具、PLC控制器提供电能的多组大型太阳能蓄电池、市电充电系统、发动机组发电系统、市电系统；以上系统全部安装在升降平台内，升降平台还可装载多种农机器具、多种动力及控制系统、各种农业物资及农产品秸秆等；大农田作业设备进行田间耕作时通过纵向轮驱动运行，行驶到位于竖轨道组端部的横轨道组时，横向轮的液压缸将横向轮推出至抵接横轨道组并使纵向轮脱离竖轨道组，大农田作业设备在横向轮的驱动下完成90度转弯并继续运行至下一位置，液压缸带动横向轮收起，纵向轮继续驱动轨道车沿竖轨道组运行。
实施例2：参照图6-7，一种大型农大农田作业设备，适用于大、中型农场，其改进之处在于：合理规划后的农场农田上铺设多组间隔一定距离的竖轨道组，每组竖轨道组包括两组平行布置的、间距与大农田作业设备跨度相匹配的轨道，相邻竖轨道组的端部之间还设有与竖轨道组垂直相连的横轨道组，竖轨道组与横轨道组交叉区域设置有一组弧形轨道，相邻的弧形轨道呈W型布置；所述的轨道组上设有可沿横、竖轨道组运行的轨道车；所述的轨道车包括多根立柱、位于立柱底端的梁、位于梁底端的并可沿竖轨道组运行的一组纵向轮、位于梁底端并可沿横轨道组运行的一组横向轮、位于立柱上端的超大升降平台、升降平台下端安装有一组或多组进行整地、开沟、挖掘、耕地、除草、播种、抛苗、拔苗、插秧、喷洒、浇灌、打药、施肥、行间除草、收割或采摘、秸秆的打包、秸秆（高温杀虫卵处理后）还田等田间作业的配套工具；大农田作业设备上还设有用于控制纵向轮、配套工具运行的PLC控制器以及为纵向轮、配套工具、PLC控制器提供电能的多组大型太阳能蓄电池、市电充电系统、发动机组发电系统、市电系统；以上系统全部安装在升降平台内，升降平台还可装载多种农机器具、多种动力及控制系统、各种农业物资及农产品秸秆等；大农田作业设备进行田间耕作时通过纵向轮驱动运行，行驶到位于竖轨道组端部的横轨道组时，一侧的纵向轮停止运行，另一侧的纵向轮沿弧形轨道继续运行使得大农田作业设备整体旋转90度，然后沿下一组竖轨道组之间的弧形轨道继续运行使得大农田作业设备再次旋转90度从而完成大农田作业设备的转向，两侧的纵向轮再次同时启动，驱动大农田作业设备沿竖轨道组向反方向运行。
实施例3：参照图8-9，一种大型大农田作业设备，适用于大、中型农场，其改进之处在于：合理规划后的农场农田上铺设多组间隔一定距离的竖轨道组，每组竖轨道组包括两组平行布置的、间距与轨道车跨度相匹配的轨道，相邻竖轨道组的端部之间还设有与竖轨道组垂直相连的横轨道组，竖轨道组与横轨道组在二者交叉处断开并设置一段独立的单轨，单轨可相对竖轨道组和横轨道组转动；所述的轨道组上设有可沿横、竖轨道组运行的大农田作业设备；所述的大农田作业设备包括多根立柱、位于立柱底端的梁、位于梁底端的并可沿竖轨道组运行的一组纵向轮，纵向轮与转向装置连接，转向装置包括位于立柱下部的电机、与电机输出轴连接的小齿轮、与小齿轮啮合的大齿轮、固定套装于大齿轮中心处并可相对立柱转动的旋转轴、与旋转轴下端部固定连接的梁，纵向轮安装于梁上且与单轨相配合，位于立柱上端的超大升降平台、升降平台下端安装有一组或多组进行整地、开沟、挖掘、耕地、除草、播种、抛苗、拔苗、插秧、喷洒、浇灌、打药、施肥、行间除草、收割或采摘、秸秆的打包、秸秆（高温杀虫卵处理后）还田等田间作业的配套工具；大农田作业设备上还设有用于控制纵向轮、配套工具运行的PLC控制器以及为纵向轮、配套工具、PLC控制器提供电能的多组大型太阳能蓄电池、市电充电系统、发动机组发电系统、市电系统；以上系统全部安装在升降平台内，升降平台还可装载多种农机器具、多种动力及控制系统、各种农业物资及农产品秸秆等；大农田作业设备进行田间耕作时通过纵向轮驱动运行，行驶到位于竖轨道组和横轨道组交叉处的单轨处时，电机运行并带动小、大齿轮转动从而带动纵向轮转动，单轨在纵向轮的带动下旋转，单轨旋转90度后电机停止转动，纵向轮驱动大农田作业设备沿横轨道组运行并运行到下一组竖轨道组上，电机反转运行并最终带动该处的单轨反转90度，纵向轮驱动大农田作业设备沿竖轨道组向相反方向运行。
实施例4：在实施例1或2或3的基础上，所述的多组大型太阳能蓄电池的容量为常规日照一天可产生供轨道车2-3天运行所需的电能。
本发明通过设置横、竖轨道组以实现轨道车的运行；通过设置多组大型太阳能蓄电池，利用太阳能发电为整个大农田作业设备提供动力，从而无需外接电力输入；通过设置横梁并于横梁设置不同作业需求的配套工具以实现一车多用；通过PLC控制器控制轨道车的运行及配套工具的作业以降低人工劳动的强度。
实施例5：参见附图7，上述任意一个实施例中的升降平台的下方均设置有至少两个液压缸，液压缸在升降平台底部均布，以保证受力均衡，液压缸的伸出端与升降平台底部连接，液压缸的缸体底部与梁或者用于连接两端的梁的板体上表面固定连接，通过液压缸伸出端的举升和下降，实现升降平台的上升和下降。升降平台为中空的腔体结构，其内部可承载多种相匹配工作的工具组，升降平台的上面设置太阳能发电板，升降平台上面的周边安装栏杆。整个设备的多种动力系统和PLC控制系统全部设置在升降平台内部。
以上实施例中的作业系统中都包括除尘机构，实现整个作业系统的粉尘净化功能，包括布袋除尘器和除尘驱动机构，布袋除尘器与除尘驱动机构连接，且通过螺栓等连接件安装在升降平台的顶部。通过驱动机构带动吸尘管道将设备作业端扬起的灰尘吸入布袋中，降低扬尘，保护环境。
以上实施例中所公开的轨道组中，每条轨道可以是一条的单一道轨，也可以是由多根道轨组合而成的组合道轨。每个升降平台均为中空的桁架结构，承载力大。
以上各实施例中公开的纵向轮（行走轮）安装在立柱下面，根据整体设备的规模增加行走轮的数量，行走轮的数量与立柱数量相匹配。或者在设备底部的四角安装组合式行走轮，即每组行走轮有1-8个轮子，每个轮子的安装部件和结构均相同，每组中的多个轮子并联设置。
以上所述实施方式仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种带有升降平台的大农田作业设备，适用于大、中型农场，合理规划后的农场农田上铺设多组间隔一定距离的竖轨道组，每组竖轨道组包括多条平行布置、间距与大农田作业设备跨度相匹配的轨道；相邻竖轨道组的端部之间还设有与竖轨道组垂直相连的横轨道组；大农田作业设备跨设于竖轨道组上并沿横竖轨道组呈S 型轨迹移动；
其特征在于：
所述大农田作业设备包括轨道车机构、供电机构、升降机构、除尘机构；轨道车机构实现整个作业系统的运行，包括多根立柱、位于立柱底端的梁、位于梁底端的并可沿竖轨道组和横轨道组运行的一组纵向轮；
还包括液压缸；
纵向轮在轨道上移动；液压缸在升降平台底部均布，液压缸的伸出端与升降平台底部连接，液压缸的缸体底部与梁或者用于连接两端的梁的板体上表面固定连接，通过液压缸伸出端的举升和下降，实现升降平台的上升和下降；
大农田作业设备上还设有用于控制纵向轮、横向轮、配套工具运行的PLC控制器以及为纵向轮、横向轮、配套工具、PLC控制器提供电能的供电系统；大农田作业设备进行田间耕作时通过纵向轮驱动运行，行驶到位于竖轨道组端部的横轨道组时，横向轮的液压缸将横向轮推出至抵接横轨道组并使纵向轮脱离竖轨道组，大农田作业设备在横向轮的驱动下完成90度转弯并继续运行至下一位置，液压缸带动横向轮收起，纵向轮继续驱动大农田作业设备沿竖轨道组运行；
升降机构实现整个作业系统的上下高度调节和储藏功能，包括位于立柱上端的升降平台，升降平台下端安装有一组或多组进行田间作业的配套工具；升降平台为内部是中空结构的腔体，升降平台实现装载多种农机器具、多种动力及控制系统、各种农业物资及农产品秸秆；
供电机构实现整个作业系统的电力供应，固定设置在升降平台的顶部；
除尘机构实现整个作业系统的粉尘净化功能，包括布袋除尘器和除尘驱动机构，布袋除尘器与除尘驱动机构连接，且通过连接件安装在升降平台的顶部。
2.根据权利要求1所述的带有升降平台的大农田作业设备，其特征在于：供电机构为大型太阳能蓄电池、市电充电系统、发动机组发电系统、外接市电系统中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的带有升降平台的大农田作业设备，其特征在于：轨道车机构、供电机构、升降机构、除尘机构中的机架采用大型钢结构桁架及网架结构。
4.根据权利要求1所述的带有升降平台的大农田作业设备，其特征在于：田间作业的配套工具包括进行整地、开沟、挖掘、耕地、除草、播种、抛苗、拔苗、插秧、喷洒、浇灌、打药、施肥、行间除草、收割或采摘、秸秆的打包、秸秆还田等田间作业的工具。
5.根据权利要求1所述的带有升降平台的大农田作业设备，其特征在于：轨道包括竖轨道组和横轨道组，竖轨道组与横轨道组在二者交叉处断开并设置一段独立的单轨，单轨可相对竖轨道组和横轨道组转动；大农田作业设备设置在所述的轨道组上，可沿横、竖轨道组运行。
6.根据权利要求1所述的一种带有升降平台的大农田作业设备，其特征在于：升降平台的下方设置有至少两个液压缸，液压缸的伸出端与升降平台底部连接，液压缸的缸体底部与梁或者用于连接两端的梁的板体上表面固定连接。
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