CN115500156B - 一种全液压大方捆自动捡拾码垛车及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全液压大方捆自动捡拾码垛车及工作方法，属于农业机械技术领域，包括车架，车架与牵引杆铰接；所述车架后端与主机架铰接，主机架前端还与翻转架铰接，主机架与翻转架之间设置翻转油缸；所述翻转架与夹草捆臂铰接，且翻转架与夹草捆臂之间设置夹紧油缸以带动夹草捆臂张开或闭合。该捡拾码垛车可适应各种摆放形态的大尺寸草捆，自动识别、收集、捡拾、运输和码垛；借助牵引装置，一人即可完成草捆的收集与运输，而且捡拾过程中无需停车。

Description

一种全液压大方捆自动捡拾码垛车及工作方法

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种全液压大方捆自动捡拾码垛车及工作方法。

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。

现代牧草收储，一般由割草机收割后，由打捆机制成草捆，然后再将草捆收集并运往聚集地。草捆的收集及运输目前大多采用叉车与运输车结合工作，这种方式存在着作业效率低、铲车及运输车对田地反复碾压等缺点。市场上也有一些针对中小型草捆的捡拾运输车，该种草捆捡拾运输车的基本结构为：具有车轮的底盘上铰接有车架、捡拾臂及链式推料架。该种草捆捡拾运输车的作业过程为，由捡拾臂将草捆捡拾到车架上，由链式推料架或液压推包器将草捆向后推送一定的距离，为后续捡拾的草捆预留空间，直至车架上装满草捆后，再运往聚集地。这种捡拾运输车的作业效率较高，但存在的不足是：链式推料架结构较复杂、整体尺寸较大；作业中，草捆上脱落的秸秆容易缠绕在传动链上，造成掉落、卡塞；较难实现不停车连续作业。目前市场上的草捆捡拾运输车不适用于大方捆的捡拾码垛。大方捆因其密度高，存储方便，越来越受用户青睐。随着大方捆的市场发展，大方捆捡拾运输成为亟需解决的问题。

发明内容

针对现有市场需求，本发明的目的是提供一种全液压大方捆自动捡拾码垛车及工作方法，该捡拾码垛车可适应各种摆放形态的大尺寸草捆，自动识别、收集、捡拾、运输和码垛。借助牵引装置，一人即可完成草捆的收集与运输，而且捡拾过程中无需停车；人员只需要在驾驶室内便可完成全部工作，降低了人员的工作强度，提高了草捆运输的效率和安全性。

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，本发明提供了一种全液压大方捆自动捡拾码垛车，包括车架，车架与牵引杆铰接；所述车架后端与主机架铰接，主机架前端还与翻转架铰接，主机架与翻转架之间设置翻转油缸；所述翻转架与夹草捆臂铰接，且翻转架与夹草捆臂之间设置夹紧油缸以带动夹草捆臂张开或闭合。

作为进一步的技术方案，所述翻转架底部设置限位板，翻转油缸连接于限位板内；所述翻转架与夹草捆臂上侧由防翻链连接。

作为进一步的技术方案，所述翻转架前端设置草捆位姿传感器，以检测草捆位姿是否适合夹紧；所述主机架和车架之间还设置举升油缸，举升油缸一端与车架连接，另一端与主机架连接。

作为进一步的技术方案，所述主机架前端设置导向轨，导向轨可以绕主机架前端小幅度转动，导向轨底部设置平衡传感器以监测草捆位置，主机架、导向轨、翻转架均固定安装滑动条；所述主机架后端安装有托叉，托叉与主机架垂直连接以阻止草捆掉落。

作为进一步的技术方案，所述主机架后端设置液压锁，液压锁连接于翻转油缸油路；所述翻转油缸还与主机架前端铰接。

作为进一步的技术方案，所述车架中部设置车架主梁，车架主梁两侧配置行走轮；所述牵引杆包括牵引梁，牵引梁前端固定设置牵引架与牵引销连接，牵引销用于与牵引装置连接；所述车架和牵引杆之间设置牵引杆油缸，牵引杆油缸连接于牵引杆侧部以推动牵引杆偏转；所述车架固定设置调节架，调节架用于支撑主机架前端，调节架的高度可调节，以改变主机架与车架之间的最小角度。

作为进一步的技术方案，所述翻转油缸设置两个，两翻转油缸连接于翻转架两侧；所述夹紧油缸设置两个，两夹紧油缸连接于翻转架两侧，与相对应的夹草捆臂连接。

第二方面，本发明还提供了一种如上所述的全液压大方捆自动捡拾码垛车的工作方法，包括以下步骤：

牵引装置与牵引杆连接带动捡拾码垛车行进，翻转油缸带动翻转架转动降到捡拾位置，夹紧油缸带动夹草捆臂张开；牵引装置行驶到草捆位置处，夹草捆臂将草捆抱入，夹草捆臂闭合以夹紧草捆；翻转油缸带动翻转架转动升起，使草捆被举起，草捆滑移到导向轨上，当导向轨底部的平衡传感器检测到草捆滑移到主机架上后，翻转架转动下降，草捆自动滑移到主机架后端；完成一个草捆的捡拾，牵引装置带动继续行进；重复以上步骤，捡拾的草捆将按顺序整齐的排放在主机架上，当最后一个运输草捆被举起后，翻转架保持举升状态，夹草捆臂保持闭合状态。

作为进一步的技术方案，若草捆在主机架未滑移到位，车架与主机架之间的举升油缸动作，增大主机架与车架之间的角度，促使草捆利用重力滑移；全部草捆捡拾完毕后，导向轨支撑最后一个草捆。

作为进一步的技术方案，捡拾码垛车装满草捆后行进到设定位置，主机架翻转至竖直状态，夹紧油缸使夹草捆臂张开，牵引装置拖动捡拾码垛车向前行进，卸下草捆，同时草捆被码垛整齐，完成码垛运输工作，而后各油缸恢复至初始状态。

上述本发明的有益效果如下：

本发明的捡拾码垛车，车架和主机架铰接，主机架和翻转架铰接，翻转架和夹草捆臂铰接，翻转架与夹草捆臂之间设置夹紧油缸，可以通过夹紧油缸的收缩，使得夹草捆臂张开以使草捆进入夹草捆臂之间，而后由夹紧油缸带动夹草捆臂闭合以夹紧草捆，再配以翻转油缸，使翻转架向上旋转提升，将草捆送入主机架，实现对大方捆草捆的捡拾码垛；该捡拾码垛车采用全液压控制，提高了控制系统的精准性和平稳性，提高了生产作业效率和操作安全性，减少了人工。

本发明的捡拾码垛车，夹草捆臂的间距通过夹紧油缸带动调节，可适应各种摆放形态的大尺寸草捆，并能自动识别、收集、捡拾、运输和码垛；通过借助牵引装置，一人即可完成草捆的收集与运输，而且捡拾过程中无需停车，人员只需要在驾驶室内便可完成全部工作，降低了人员的工作强度，提高了草捆运输的效率和安全性。

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是本发明捡拾码垛车工作准备阶段的右视示意图；

图2是本发明捡拾码垛车工作准备阶段的俯视示意图；

图3是本发明捡拾码垛车工作准备阶段的前视示意图；

图4是本发明捡拾码垛车上滑动条的安装示意图；

图5是本发明捡拾码垛车装满草捆运输的示意图；

图6是本发明捡拾码垛车卸草捆阶段的侧视示意图；

图中：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；

其中，1车架，1-1车架主梁，1-2加宽型农用轮胎，2牵引杆，2-1牵引梁，2-2管线支撑架，2-3牵引架，2-4牵引销，3调节架，4主机架，5左导向轨，6右导向轨，7左托叉，8右托叉，9翻转架，9-1限位板，10左夹草捆臂，11右夹草捆臂，12防翻链，13滑动条，14电液控制系统，14-1牵引杆油缸，14-2左翻转油缸，14-3右翻转油缸，14-4左夹紧油缸，14-5右夹紧油缸，14-6左举升油缸，14-7右举升油缸，14-8草捆位姿传感器，14-9平衡传感器，14-10液压锁。

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。

实施例1：

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图3所示，提出了一种全液压大方捆自动捡拾码垛车，该码垛车通过拖拉机或其他牵引装置提供的动力将草捆运输至目的地，并完成码垛工作。

具体的，该捡拾码垛车包括车架1、牵引杆2、调节架3、主机架4、左导向轨5、右导向轨6、左托叉7、右托叉8、翻转架9、左夹草捆臂10、右夹草捆臂11、防翻链12、滑动条13、电液控制系统14。

车架1中间设置车架主梁1-1，车架主梁1-1两侧配置两个行走轮，行走轮采用加宽型农用轮胎1-2，以便于行走。

牵引杆2铰接于车架主梁1-1靠左侧位置，牵引杆2包括牵引梁2-1，牵引梁2-1前端固定牵引架2-3与牵引销2-4通过螺纹连接，调节牵引架2-3上的调整螺母，可以调节牵引销2-4的长度和角度。将牵引销2-4与拖拉机或其他的牵引装置连接，即可带动该捡拾码垛车行进。整个码垛车位于拖拉机或其他牵引装置右后方，方便驾驶员操作。

牵引梁2-1前端还固定设置管线支撑架2-2，捡拾码垛车上的液压油管和控制线汇聚到牵引梁2-1后端右侧的管线入口，穿过牵引梁2-1内部，至牵引梁2-1前端上方管线出口，经由管线支撑架2-2上方管线孔，然后与牵引装置预留的液压控制油口和电控接口连接，可以有效保护液压管路和控制线，防止工作工程中的损坏。

车架1和牵引杆2之间设置牵引杆油缸14-1，牵引杆油缸14-1连接于牵引杆2侧部，其可推动牵引杆偏转；驱动车架1与牵引杆2之间设置的牵引杆油缸14-1伸长，可为草捆捡拾时左夹草捆臂10张开预留出足够的空间。

主机架4和车架1的后端铰接，其可转动升起进行草捆码垛与卸车；主机架4前端和车架1之间设置调节架3，调节架3固定于车架1前端，调节架3用于支撑主机架4前端；通过调节调节架3的高度，使主机架4与车架1之间的最小角度能够使草捆顺利的滑移到主机架4的后端。

主机架4前端还与翻转架9铰接，主机架4与翻转架9之间设置翻转油缸，本实施例中设置两个翻转油缸，分别为左翻转油缸14-2、右翻转油缸14-3，左翻转油缸14-2连接于主机架4和翻转架9左侧之间，右翻转油缸14-3连接于主机架4和翻转架9右侧之间；左翻转油缸14-2一端与主机架4前端铰接，另一端与翻转架9底部铰接；右翻转油缸14-3一端与主机架4前端铰接，另一端与翻转架9底部铰接。

在优选的实施方案中，翻转架9底部设置限位板9-1，左翻转油缸14-2、右翻转油缸14-3连接于限位板9-1内。翻转架9底部的限位板9-1既可以保护翻转油缸，又可以使翻转架9在最低位置即捡拾位置时与车架1前端接触，如图1所示，可以增加翻转架强度。

翻转架9前端设置草捆位姿传感器14-8，以检测草捆位姿是否适合夹紧。草捆位姿传感器14-8采用现有技术，在此不再赘述。

翻转架9与夹草捆臂铰接，夹草捆臂分别为左夹草捆臂10、右夹草捆臂11，左夹草捆臂10连接于翻转架9左侧，右夹草捆臂11连接于翻转架9右侧；翻转架9与左夹草捆臂10之间设置有左夹紧油缸14-4，翻转架9与右夹草捆臂11之间设置有右夹紧油缸14-5。左夹紧油缸14-4一端与翻转架9前端连接，另一端与左夹草捆臂10后端连接，右夹紧油缸14-5一端与翻转架9前端连接，另一端与右夹草捆臂11后端连接。在夹紧油缸带动下，两夹草捆臂可张开或闭合。

牵引装置与牵引杆2连接带动捡拾码垛车行进，并驱动左翻转油缸14-2、右翻转油缸14-3收缩，使翻转架9转动降到捡拾位置，然后驱动左夹紧油缸14-4、右夹紧油缸14-5收缩，左右夹草捆臂张开。牵引装置行驶到草捆附近后，左夹紧油缸14-4、右夹紧油缸14-5可根据草捆位姿小幅度伸缩，带动左夹草捆臂10、右夹草捆臂11稍微摆动，把草捆完全抱入，翻转架9前端的草捆位姿传感器14-8确定草捆位姿适合夹紧时，左夹紧油缸14-4、右夹紧油缸14-5伸长，左夹草捆臂10、右夹草捆臂11闭合，两夹草捆臂夹紧草捆，然后左翻转油缸14-2、右翻转油缸14-3伸长，翻转架9转动升起，并带动两夹草捆臂夹紧草捆一起向上转动，翻转架被举至与主机架平行。

在优选的实施方案中，翻转架9与左夹草捆臂10、右夹草捆臂11上侧由防翻链12连接，防止草捆在举升过程中倾翻。

主机架4前端固定设置左导向轨5、右导向轨6，左导向轨5、右导向轨6底部设置平衡传感器14-9，主机架4、左导向轨5、右导向轨6、翻转架9上面都固定安装有滑动条13，如图3所示，可以减小草捆与架体的摩擦力，滑动条13磨损后可以更换。平衡传感器采用现有元器件，在此不再赘述。

平衡传感器14-9可以采用压力传感器，在左右导向轨处设置的平衡传感器可以监测左右两处的压力，若两处压力相同，则说明草捆到位。

滑动条可以采用尼龙或其他材质制成。

两导向轨可以绕主机架前端小幅度转动，一方面草捆被举起向下滑移后，导向轨会给草捆一个斜向上的推力，使草捆顺利向后滑移，另一方面导向轨可以利用倒数第二个草捆的重力支撑住最后一个被举起的草捆。

主机架4和车架1之间还设置左举升油缸14-6、右举升油缸14-7，左举升油缸14-6、右举升油缸14-7一端与车架1连接，另一端与主机架4连接。

草捆被举起后，左右夹草捆臂张开，草捆将自动滑移到主机架4后端，如果左导向轨5、右导向轨6底部的平衡传感器14-9检测到草捆未能滑移到位，车架1与主机架4之间设置的左举升油缸14-6、右举升油缸14-7将同时小幅度伸长，增加主机架4与车架1之间的角度，促使草捆利用重力顺利向后滑移，左举升油缸14-6、右举升油缸14-7恢复至原来的位置。

主机架4后端安装有左托叉7、右托叉8，左托叉7、右托叉8与主机架4垂直连接，可以阻止草捆从后面掉落，左托叉7、右托叉8的间距可以调节，以适应不同长度的草捆。

各传感器、油缸等组成电液控制系统14，电液控制系统14还包括液压锁14-10，液压锁14-10设置于主机架4后端位置，连接在翻转油缸油路上，可以锁紧翻转油缸。液压锁采用现有技术，在此不再赘述。

通过主机架、翻转架及各油缸的配合可完成一个草捆的捡拾，牵引装置在捡拾过程中无需停车，驾驶员继续向下一个草捆的方向行进。重复进行后，捡拾的草捆将按顺序整齐的排放在主机架4上，当最后一个运输草捆被举起后，同时滑移到位，液压锁14-10工作，翻转架9保持举起状态，左夹草捆臂10、右夹草捆臂11保持闭合状态，平衡传感器14-9向控制系统传送主机架4上已装满草捆的信号。最后一个草捆将停在左导向轨5、右导向轨6前端，左导向轨5、右导向轨6后端被前一个草捆压住，保证左导向轨5、右导向轨6能够支撑住最后一个草捆。

实施例2：

本实施例提出如上所述的捡拾码垛车的工作方法，其包括以下步骤：

牵引装置与牵引杆连接进而带动捡拾码垛车行进，并驱动左翻转油缸14-2、右翻转油缸14-3收缩，使翻转架9转动降到捡拾位置，然后驱动左夹紧油缸14-4、右夹紧油缸14-5收缩，左右夹草捆臂张开；牵引装置行驶到草捆附近后，左夹草捆臂10、右夹草捆臂11稍微摆动，把草捆完全抱入，翻转架9前端的草捆位姿传感器14-8确定草捆位姿适合夹紧时，左夹紧油缸14-4、右夹紧油缸14-5伸长，左夹草捆臂10、右夹草捆臂11闭合，夹紧草捆，然后左翻转油缸14-2、右翻转油缸14-3伸长，翻转架9升起，草捆被举起；

草捆被举起后将自动滑移到主机架4后端，若左导向轨5、右导向轨6底部的平衡传感器14-9检测到草捆未能滑移到位，车架1与主机架4之间设置的左举升油缸14-6、右举升油缸14-7将伸长，两油缸伸长将增加主机架4与车架1之间的角度，草捆利用重力顺利向后滑移，左举升油缸14-6、右举升油缸14-7再恢复至原来的位置；

通过以上步骤完成第一个草捆的捡拾，牵引装置在捡拾过程中无需停车，驾驶员继续向下一个草捆的方向行进；

重复以上步骤，捡拾的草捆将按顺序整齐的排放在主机架4上，当最后一个运输草捆被举起后，同时滑移到位，液压锁14-10工作，翻转架9保持举起状态，左夹草捆臂10、右夹草捆臂11保持闭合状态，平衡传感器14-9向控制系统传送主机架4上已装满草捆的信号。最后一个草捆将停在左导向轨5、右导向轨6前端，左导向轨5、右导向轨6后端被前一个草捆压住，保证左导向轨5、右导向轨6能够支撑住最后一个草捆。

捡拾码垛车装满草捆后行进到指定目的地，车辆停稳后，左举升油缸14-6、右举升油缸14-7同时伸长到最长，左托叉7、右托叉8与地面接触后，如图6所示，左夹紧油缸14-4、右夹紧油缸14-5同时收缩，使左夹草捆臂10、右夹草捆臂11张开，松开草捆，牵引装置拖动捡拾码垛车向前行进，左托叉7、右托叉8与草捆脱离，卸下草捆，同时草捆被码垛整齐，完成了码垛运输工作。

卸下草捆后，左举升油缸14-6、右举升油缸14-7同时收缩到最短，主机架4回到工作位置，左翻转油缸14-2、右翻转油缸14-3收缩，使翻转架9落下，翻转架9前端的限位板9-1与车架1前端接触，左夹紧油缸14-4、右夹紧油缸14-5伸长，左夹草捆臂10、右夹草捆臂11闭合。至此完成一个工作循环。

本发明的捡拾码垛车解决了目前草捆运输中的自动捡拾和码垛问题，利用全液压控制，提高了控制系统的精准性和平稳性，提高了生产作业效率和安全性，减少了人工；该装置采用机、电、液一体化设计，工作部件采用自动控制，使作业过程更轻松、灵活、高效。

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 (7)

1.一种全液压大方捆自动捡拾码垛车，其特征是，包括车架，车架与牵引杆铰接；所述车架后端与主机架铰接，主机架前端还与翻转架铰接，主机架与翻转架之间设置翻转油缸；所述翻转架与夹草捆臂铰接，且翻转架与夹草捆臂之间设置夹紧油缸以带动夹草捆臂张开或闭合；

所述翻转架前端设置草捆位姿传感器，以检测草捆位姿是否适合夹紧；所述主机架和车架之间还设置举升油缸，举升油缸一端与车架连接，另一端与主机架连接；

所述主机架前端设置导向轨，导向轨可以绕主机架前端小幅度转动，导向轨底部设置平衡传感器以监测草捆位置，主机架、导向轨、翻转架均固定安装滑动条；所述主机架后端安装有托叉，托叉与主机架垂直连接以阻止草捆掉落；

所述车架中部设置车架主梁，车架主梁两侧配置行走轮；所述牵引杆包括牵引梁，牵引梁前端固定设置牵引架与牵引销，牵引销用于与牵引装置连接；所述车架和牵引杆之间设置牵引杆油缸，牵引杆油缸连接于牵引杆侧部以推动牵引杆偏转；所述车架固定设置调节架，调节架用于支撑主机架前端，调节架的高度可调节，以改变主机架与车架之间的最小角度。

2.如权利要求1所述的全液压大方捆自动捡拾码垛车，其特征是，所述翻转架底部设置限位板，翻转油缸连接于限位板内；所述翻转架与夹草捆臂上侧之间由防翻链连接。

3.如权利要求1所述的全液压大方捆自动捡拾码垛车，其特征是，所述主机架后端设置液压锁，液压锁连接于翻转油缸油路。

4.如权利要求1所述的全液压大方捆自动捡拾码垛车，其特征是，所述翻转油缸设置两个，两翻转油缸连接于翻转架两侧；所述夹紧油缸设置两个，两夹紧油缸连接于翻转架两侧，与相对应的夹草捆臂连接。

5.如权利要求1-4任一项所述的全液压大方捆自动捡拾码垛车的工作方法，其特征是，包括以下步骤：

牵引装置与牵引杆连接带动捡拾码垛车行进，翻转油缸带动翻转架转动降到捡拾位置，夹紧油缸带动夹草捆臂张开；牵引装置行驶到草捆位置处，夹草捆臂将草捆抱入，夹草捆臂闭合以夹紧草捆；翻转油缸带动翻转架转动升起，使草捆被举起，草捆滑移到导向轨上，当导向轨底部的平衡传感器检测到草捆滑移到主机架上后，翻转架转动下降，草捆自动滑移到主机架后端；完成一个草捆的捡拾，牵引装置带动继续行进；重复以上步骤，捡拾的草捆将按顺序整齐的排放在主机架上，当最后一个运输草捆被举起后，翻转架保持举升状态，夹草捆臂保持闭合状态。

6.如权利要求5所述的工作方法，其特征是，若草捆在主机架未滑移到位，车架与主机架之间的举升油缸动作，增加主机架与车架之间的角度，促使草捆利用重力滑移；全部草捆捡拾完毕后，导向轨支撑最后一个草捆。

7.如权利要求5所述的工作方法，其特征是，捡拾码垛车装满草捆后行进到设定位置，主机架翻转至竖直状态，夹紧油缸使夹草捆臂张开，牵引装置拖动捡拾码垛车向前行进，卸下草捆，同时草捆被码垛整齐，完成码垛运输工作，而后各油缸恢复至初始状态。

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