CN208462786U - 一种大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于农业装备领域，涉及一种喷雾机喷杆悬架，特别涉及一种大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架。该悬架包括折叠液压缸(9)、回转支架(10)、喷杆(12)、车体横臂梁(13)、车体纵臂梁(14)、提升液压缸(1)、提升臂(2)、内提升架(3)、双连杆(4)、外提升架(5)和主动平衡液压缸(6)。本实用新型具有主动悬架和被动悬架可以将喷杆悬架垂直方向上的减振效果发挥到最好，更好地提高喷雾作业质量；便于水平悬架的加装；具有喷杆高度调整、折叠和防撞功能；具有较简单的结构形式和足够的强度。

Description

一种大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架

技术领域

本实用新型属于农业装备领域，涉及一种喷雾机喷杆悬架，特别涉及一种大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架。

背景技术

近几年，粮棉作物经常产生病虫害。据不完全统计，在中国，每一年大概有2.4亿公顷的农作物遭受病虫害，直接致使高达10％的农作物减产。我国每年生产化学农用药品品种多达2000多种，年产量100～110万吨药剂，但能够有效抑制病虫害的大约只有10％～30％，而发达国家的农药利用率高达50％，因此，我国环境中残留了绝大部分的农药，造成了极大的污染，同时农药在食物和环境中的日积月累对人类健康是严重的威胁。因此，减少化学药品的使用，提高农药的利用率势在必行。高地隙自走式喷雾机是一种大型、高端的植保类机械，它不仅可以广泛用于作物的播前、苗前土壤处理以及化学处理草害和病虫害防治，且其高地隙的特点使其在玉米、高粱、甘蔗等高秆作物生长中后期仍能够实现以上功能，从而大大降低了农民的劳动强度，最大程度地保护了劳动者并明显提高了经济效益。

喷杆作为高地隙喷雾机的主要工作部件，其工作性能好坏直接决定了农药的利用率和整机作业的稳定性。大型高地隙自走式喷雾机喷杆具有跨度大、刚度低、阻尼弱等特点，属于典型的柔性结构，其在喷雾作业过程中易受喷雾机车身摆动的影响而产生转动、偏转、摇动等非期望运动，会对喷雾机施药均匀性有显著影响。而喷杆悬架作为衰减喷雾机车身振动以及调整喷杆姿态的重要装置，其性能好坏直接决定了喷杆稳定性、喷雾均匀性和喷杆寿命等。目前，大型高地隙喷雾机喷杆的喷洒范围可达50m，载药量可达5000L，作业行驶速度可达15-20km/h，配套喷杆悬架系统有被动悬架和半主动悬架，同时，为保证大型喷杆喷雾机的作业性能，对喷雾均匀性和喷杆作业稳定性的研究也在逐步展开。试验研究表明，喷杆的不规律运动会引起喷雾沉积均匀性低于或者超过期望值(＝100％)的0％到800％不等，所以提高喷杆的运动稳定性对增加喷雾均匀性并提升农药的使用效率有重要意义。

自走式喷雾机作业速度快、作业环境恶劣，在作业过程中，喷杆需要面对地形起伏变化或者局部地形突变(如凹坑或者凸起)引起的车身高频或者低频摆动，若车身与喷杆之间采用刚性连接，车身摆动传递给喷杆并引起其产生转动、偏转、摇动等非期望运动的几率大大增加；另外，当喷雾机在丘陵山地等地形变化较大的环境中作业时，即使车身未摆动但喷杆离地或者作物冠层高度，也易因喷杆覆盖范围内地形变化而变化。在喷杆与车体之间设置融合主动悬架与被动悬架的喷杆悬架系统，一方面可以借助被动悬架隔离车身的高频摆动，另一方面又可以借助其主动平衡功能克服地形突变(如凸起或者凹坑)而产生的干扰性车身摆动，最后还可通过地面仿形补偿地形变化对喷杆离地或者作物冠层的影响，由此可以最大程度地保障喷杆工作的稳定，提升喷雾机作业质量，喷杆悬架系统已成为高端喷雾机的标配。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架，可实现被动减振、主动平衡和地面仿形。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架，包括折叠液压缸9、回转支架10、喷杆12、车体横臂梁13和车体纵臂梁14，所述车体横臂梁13挂接在喷雾机后部，所述车体纵臂梁14包括分别垂直固接在车体横臂梁13的左右两端的左纵臂梁和右纵臂梁，所述悬架进一步包括提升液压缸1、提升臂2、内提升架3、双连杆4、外提升架5和主动平衡液压缸6；

所述提升臂2包括左上提升臂21、右上提升臂22、左下提升臂23和右下提升臂24；

所述内提升架3为一矩形框架，包括上内水平杆31、下内水平杆32、左内立杆33和右内立杆34；上下平行设置的所述左上提升臂21和左下提升臂23的前端分别与左纵臂梁的上部和下部铰接；所述左上提升臂21和左下提升臂23的后端分别与内提升架3的左内立杆33的上部和下部铰接；上下平行设置的右上提升臂22和右下提升臂24的前端分别与右纵臂梁的上部和下部铰接，右上提升臂22和右下提升臂24的后端分别与内提升架3的右内立杆34的上部和下部铰接；

所述左纵臂梁与左上提升臂21之间，以及右纵臂梁与右上提升臂22之间分别铰接一提升液压缸1；

所述外提升架5为一矩形框架，包括上外水平杆51、下外水平杆52、左外立杆53和右外立杆54；

所述双连杆4包括间隔一定距离且并列布置的外连接板41和内连接板42，以及设置在外连接板41和内连接板42的上端和下端的上连接轴43和下连接轴44；

一对双连杆4的上连接轴43分别与设置在内提升架3的上内水平杆31的上端面的左右两端的连接座转动连接，下连接轴44分别与外提升架5的左外立杆53和右外立杆54的上部转动连接；所述外提升架5的上外水平杆51的左右两端从双连杆4的外连接板41和内连接板42之间伸出；

所述内提升架3的下内水平杆32的下端面中部与两个主动平衡液压缸6的缸体端铰接，所述两个主动平衡液压缸6的活塞杆端分别与外提升架5的下外水平杆52的下端面的左右两端铰接；

一对回转支架10的顶端分别与外提升架5的上外水平杆51的左右两端铰接，底端分别与外提升架5的下外水平杆52的左右两端铰接；

所述喷杆12的连接端的上端和下端分别铰接在回转支架10上；

两个折叠液压缸9的缸体端铰接在外提升架5的下外水平杆52上，活塞杆折叠液压缸9的活塞杆端与回转支架10铰接。

所述上外水平杆51和下外水平杆52之间设有加强杆55。

所述喷杆12的连接端的上端通过仿形液压缸11与回转支架10铰接。

所述大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架进一步包括防撞液压缸7，在外提升架5的下外水平杆52上铰接有一对能够在水平面内转动的连接支架8，所述防撞液压缸7的缸体端和活塞杆端分别与两个连接支架8铰接；所述两个折叠液压缸9的缸体端分别铰接在一个连接支架8上。

所述喷杆12为桁架结构，其中部设有控制其折叠展开的喷杆提升液压缸15。

所述防撞液压缸7上设置有阻尼装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)具有主动悬架和被动悬架

作为自走式喷雾机的主要工作部件，喷杆易受喷雾机车身影响产生非期望运动，因此，为保证喷杆上喷头与作物之间的距离不发生变化，要求喷杆悬架既能跟随低频车身摆动，又能隔离高频车身摆动。喷杆被动悬架虽然可以在不消耗能量的情况下通过喷杆自身重力弹簧和外加阻尼隔离车体高频摆动，但面对地形突变(如凸起或者凹坑)引起低频车身摆动时，其低频性能方面的不足易引起喷杆失衡；而对于具有主动平衡和地面仿形功能的主动悬架，其可以通过作动器主动调整喷杆姿态，从而获得良好的车体低频摆动和地形变化跟踪能力；但是主动悬架完全依赖于外部能量去调整喷杆姿态，若想达到高频响应不仅需要耗费巨大的能量且很容易造成系统的不稳定。因此，结合主、被动悬架的喷杆悬架系统可以将喷杆悬架垂直方向上的减振效果发挥到最好，更好地提高喷雾作业质量。

(2)便于水平悬架的加装

地面不平、车速变化、药箱药液晃动会引起喷雾机车身运动，从而传递给喷杆，在水平方向上会引起喷杆的偏转和摇动，使得喷杆上的喷头以不同的速度掠过地面，造成喷雾不均匀，影响喷雾质量。本实用新型设计的喷杆悬架系统虽没有配置水平悬架，但需为以后加装喷杆水平悬架考虑，以便抑制喷杆在水平方向上的偏转和摇动，更好地稳定喷杆。

(3)具有喷杆高度调整、折叠和防撞功能

面对不同的作业作物和生长周期，高地隙自走式喷雾机的喷杆悬架可以在较大范围内调整喷杆的高度，以满足不同作物最佳喷雾高度的要求；此外，喷杆悬架还需要具有喷杆折叠功能，方便喷雾机转场运输；本高地隙自走式喷雾机整机质量较大、作业速度较快，若在作业过程中喷杆与障碍物之间发生刚性碰撞，喷杆容易被破坏，喷杆防撞系统可以通过释放撞击时的能量，从而防止喷杆与障碍物之间的刚性撞击，起到保护喷杆的目的。

(4)具有较简单的结构形式和足够的强度

若将主、被动悬架集于一体，势必会增加喷杆悬架系统的结构复杂性、加工难度和维护成本，进而阻碍自走式喷雾机的产品化进程，因此，本实用新型在实现悬架基本功能的基础上，通过合理的方案设计尽可能简化喷杆悬架系统结构，同时具有足够的强度。

附图说明

图1为本实用新型大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架折叠状态的结构示意图；

图2为本实用新型大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架折叠状态的局部放大结构示意图；

图3为本实用新型大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架展开(工作)状态的局部放大结构示意图；

图4为提升臂2、内提升架3和双连杆4的结构示意图；

图5为双连杆4与内提升架3和外提升架5的连接示意图；

图6为本实用新型大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架的防撞原理示意图。

其中的附图标记为：

1提升液压缸 2提升臂

21左上提升臂 22右上提升臂

23左下提升臂 24右下提升臂

3内提升架 31上内水平杆

32下内水平杆 33左内立杆

34右内立杆 4双连杆

41外连接板 42内连接板

43上连接轴 44下连接轴

5外提升架 51上外水平杆

52下外水平杆 53左外立杆

54右外立杆 55加强杆

6主动平衡液压缸 7防撞液压缸

8连接支架 9折叠液压缸

10回转支架 11仿形液压缸

12喷杆 13车体横臂梁

14车体纵臂梁 15喷杆提升液压缸

图6中箭头方向为喷雾机前进方向

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型的大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架，包括折叠液压缸9、回转支架10、喷杆12、车体横臂梁13和车体纵臂梁14；所述悬架进一步包括提升液压缸1、提升臂2、内提升架3、双连杆4、外提升架5和主动平衡液压缸6。

其中，所述车体横臂梁13挂接在喷雾机后部。所述车体纵臂梁14包括分别垂直固接在车体横臂梁13的左右两端的左纵臂梁和右纵臂梁。

如图4所示，所述提升臂2包括左上提升臂21、右上提升臂22、左下提升臂23和右下提升臂24。

所述内提升架3为一矩形框架，包括上内水平杆31、下内水平杆32、左内立杆33和右内立杆34。上下平行设置的所述左上提升臂21和左下提升臂23的前端分别与左纵臂梁的上部和下部铰接；所述左上提升臂21和左下提升臂23的后端分别与内提升架3的左内立杆33的上部和下部铰接；上下平行设置的右上提升臂22和右下提升臂24的前端分别与右纵臂梁的上部和下部铰接，右上提升臂22和右下提升臂24的后端分别与内提升架3的右内立杆34的上部和下部铰接。

所述左纵臂梁与左上提升臂21之间，以及右纵臂梁与右上提升臂22之间分别铰接一提升液压缸1，用于调节左上提升臂21和右上提升臂22的水平角度，进而调节内提升架3的高度。

所述外提升架5为一矩形框架，包括上外水平杆51、下外水平杆52、左外立杆53和右外立杆54。优选地，所述上外水平杆51和下外水平杆52之间设有加强杆55。

如图5所示，所述双连杆4包括间隔一定距离且并列布置的外连接板41和内连接板42，以及设置在外连接板41和内连接板42的上端和下端的上连接轴43和下连接轴44。

一对双连杆4的上连接轴43分别与设置在内提升架3的上内水平杆31的上端面的左右两端的连接座转动连接，下连接轴44分别与外提升架5的左外立杆53和右外立杆54的上部转动连接。所述外提升架5的上外水平杆51的左右两端从双连杆4的外连接板41和内连接板42之间伸出。

所述内提升架3的下内水平杆32的下端面中部与两个主动平衡液压缸6的缸体端铰接，所述两个主动平衡液压缸6的活塞杆端分别与外提升架5的下外水平杆52的下端面的左右两端铰接。

一对回转支架10的顶端分别与外提升架5的上外水平杆51的左右两端铰接，底端分别与外提升架5的下外水平杆52的左右两端铰接。

所述喷杆12的连接端的上端和下端分别铰接在回转支架10上。

优选地，所述喷杆12的连接端的上端通过仿形液压缸11与回转支架10铰接。

两个折叠液压缸9的缸体端铰接在外提升架5的下外水平杆52上，活塞杆折叠液压缸9的活塞杆端与回转支架10铰接，控制喷杆12的折叠展开。

优选地，所述大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架进一步包括防撞液压缸7，在外提升架5的下外水平杆52上铰接有一对能够在水平面内转动的连接支架8，所述防撞液压缸7的缸体端和活塞杆端分别与两个连接支架8铰接；所述两个折叠液压缸9的缸体端分别铰接在一个连接支架8上。

所述喷杆12为桁架结构，其中部设有控制其折叠展开的喷杆提升液压缸15。

由于喷杆12在水平方向上的偏转和摇动会随着喷雾机作业速度的提升以及喷杆12长度的增加而更加严重，为达到农户的作业质量要求，优选地，所述防撞液压缸7上设置有阻尼装置或者将防撞液压缸7改成主动控制，进一步提高喷杆12衰减自身水平偏转和摇动的能力，从而最大程度的保证喷杆12的稳定性。

本实用新型的工作过程如下：

(1)调节喷杆高度：

提升液压缸1的活塞杆端伸出和回缩能够改变提升臂2的水平角度，进而调节内提升架3的高度，达到调节喷杆12高度的目的。

(2)被动减振和主动平衡：

外提升架5通过双连杆4铰接在内提升架3上组成梯形垂直悬架，主动平衡液压缸6铰接在外提升架5和内提升架3之间。

当作为被动悬架时，喷杆12的非期望运动带动外提升架5运动，使得外提升架5和内提升架3之间产生相对运动，而主动平衡液压缸6的活塞杆端伸缩过程中，油液流过阻尼小孔产生的阻尼能够衰减其相对运动；当作为主动悬架时，主动平衡液压缸6的活塞杆端主动伸缩推动外提升架5运动，外提升架5带动喷杆12跟随内提升架3运动实现喷杆主动平衡。

(3)地面仿形：

仿形液压缸11与喷杆12和回转支架10铰接，仿形液压缸11的活塞杆端伸出和回缩时，带动该侧喷杆12在垂直面内逆时针或顺时针旋转，从而实现喷杆地面仿形。

(4)防撞：

如图6所示，当喷杆12在前进方向上遇到障碍物时，通过机械结构传递给防撞液压缸7的力增大，当力增大到使得油液压力达到溢流阀开启压力时，防撞液压缸7的活塞杆端缩回，使得两个折叠液压缸9向中部靠拢，进而使喷杆12向后翻折，避免了喷杆12与障碍物的刚性碰撞；当喷杆12在后退方向上遇到障碍物时，通过机械机构传递给折叠液压缸9的力增大，当力增大到使得油液压力大于安全阀压力时，油液溢流回油箱，折叠液压缸9的活塞杆端伸出，喷杆12往前翻折。

Claims (6)

1.一种大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架，包括折叠液压缸(9)、回转支架(10)、喷杆(12)、车体横臂梁(13)和车体纵臂梁(14)，所述车体横臂梁(13)挂接在喷雾机后部，所述车体纵臂梁(14)包括分别垂直固接在车体横臂梁(13)的左右两端的左纵臂梁和右纵臂梁，其特征在于：所述悬架进一步包括提升液压缸(1)、提升臂(2)、内提升架(3)、双连杆(4)、外提升架(5)和主动平衡液压缸(6)；

所述提升臂(2)包括左上提升臂(21)、右上提升臂(22)、左下提升臂(23)和右下提升臂(24)；

所述内提升架(3)为一矩形框架，包括上内水平杆(31)、下内水平杆(32)、左内立杆(33)和右内立杆(34)；上下平行设置的所述左上提升臂(21)和左下提升臂(23)的前端分别与左纵臂梁的上部和下部铰接；所述左上提升臂(21)和左下提升臂(23)的后端分别与内提升架(3)的左内立杆(33)的上部和下部铰接；上下平行设置的右上提升臂(22)和右下提升臂(24)的前端分别与右纵臂梁的上部和下部铰接，右上提升臂(22)和右下提升臂(24)的后端分别与内提升架(3)的右内立杆(34)的上部和下部铰接；

所述左纵臂梁与左上提升臂(21)之间，以及右纵臂梁与右上提升臂(22)之间分别铰接一提升液压缸(1)；

所述外提升架(5)为一矩形框架，包括上外水平杆(51)、下外水平杆(52)、左外立杆(53)和右外立杆(54)；

所述双连杆(4)包括间隔一定距离且并列布置的外连接板(41)和内连接板(42)，以及设置在外连接板(41)和内连接板(42)的上端和下端的上连接轴(43)和下连接轴(44)；

一对双连杆(4)的上连接轴(43)分别与设置在内提升架(3)的上内水平杆(31)的上端面的左右两端的连接座转动连接，下连接轴(44)分别与外提升架(5)的左外立杆(53)和右外立杆(54)的上部转动连接；所述外提升架(5)的上外水平杆(51)的左右两端从双连杆(4)的外连接板(41)和内连接板(42)之间伸出；

所述内提升架(3)的下内水平杆(32)的下端面中部与两个主动平衡液压缸(6)的缸体端铰接，所述两个主动平衡液压缸(6)的活塞杆端分别与外提升架(5)的下外水平杆(52)的下端面的左右两端铰接；

一对回转支架(10)的顶端分别与外提升架(5)的上外水平杆(51)的左右两端铰接，底端分别与外提升架(5)的下外水平杆(52)的左右两端铰接；

所述喷杆(12)的连接端的上端和下端分别铰接在回转支架(10)上；

两个折叠液压缸(9)的缸体端铰接在外提升架(5)的下外水平杆(52)上，活塞杆折叠液压缸(9)的活塞杆端与回转支架(10)铰接。

2.根据权利要求1所述的大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架，其特征在于：所述上外水平杆(51)和下外水平杆(52)之间设有加强杆(55)。

3.根据权利要求1所述的大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架，其特征在于：所述喷杆(12)的连接端的上端通过仿形液压缸(11)与回转支架(10)铰接。

4.根据权利要求1所述的大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架，其特征在于：所述大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架进一步包括防撞液压缸(7)，在外提升架(5)的下外水平杆(52)上铰接有一对能够在水平面内转动的连接支架(8)，所述防撞液压缸(7)的缸体端和活塞杆端分别与两个连接支架(8)铰接；所述两个折叠液压缸(9)的缸体端分别铰接在一个连接支架(8)上。

5.根据权利要求1所述的大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架，其特征在于：所述喷杆(12)为桁架结构，其中部设有控制其折叠展开的喷杆提升液压缸(15)。

6.根据权利要求4所述的大型高地隙自走式喷雾机喷杆悬架，其特征在于：所述防撞液压缸(7)上设置有阻尼装置。