CN211321959U - 田间作业机械行走系统的门式桁架悬挂平台 - Google Patents

Abstract

田间作业机械行走系统的门式桁架悬挂平台，属农机装备技术领域，包括地面行走和转移装置、门式桁架，以及桁架行走和转向装置、作业平台。门式桁架的跨度等于田间轨道系统行走轨道的行距，通过地面行走和转移装置在田间轨道系统上行走或转移，地面转移车的车架与地面行走车的车架较接；作业平台悬挂在桁架上，通过桁架行走和转向装置在桁架上行走或转向，转向装置圆环转盘的内外圈分别与桁架行走车的车架和作业平台的顶架固接。作业机械安装在作业平台上进行全方位作业，克服了现行农机行走系统压实土壤损毁作物等缺陷。

Description

田间作业机械行走系统的门式桁架悬挂平台

技术领域

本发明属农业机械化和农机装备技术领域，是一种用于牵引各种田间作业机械完成各种作业而不压实土壤，不损伤作物，无打滑，无陷车现象的机械工程技术装备。

背景技术

用机电动力代替人畜力进行农业生产一直是人类的美好追求。随着科技的进步和经济的发展，农业机械化和农机装备水平不断提高。农业机械和农机装备是转变农业发展方式，提高农村生产力水平的重要基础，是我国实施乡村振兴战略的重要支撑，没有农业机械化就没有农业农村的现代化。近年来，我国农机制造水平稳步提升，农机装备总量持续增长，农机作业水平快速提高，农业生产已从主要依靠人畜力转向主要依靠机械动力，进入了机械化为主导的新阶段。

但是，随着农业机械化程度的提高，机械对土壤的作用强度亦随之提高，从而引起土壤压实，而经压实的土壤固、液、气三项比例失调，物理性状变坏，影响了作物的生长，另一方面机械下田作业对作物，特别是对一种多收的作物造成直接损伤，导致作物减产，影响农业的可持续发展。因此，农业机械行走系统对土壤的压实和对作物的损伤，特别是对一种多收作物根蔸的损害，已成为农业机械发展过程中急需研究和急需解决的问题。

传统的也就是常规耕作法，一季作物生长期内，机具进地从事耕翻、耙碎、镇压、播种、中耕、除草、施肥、开沟、喷药、收获等作业的次数达7～10次。随着现代化农业科学技术的发展，常规耕作法已不适应农作物的种植和生长对耕地作业质量的要求。近些年来，国内外逐步出现了以少耕、免耕、保水耕作等为主的一系列保护性耕作方法和联合耕作机械化旱作技术，但都不能从根本上解决机械对土壤压实和对作物损伤的问题。

另一方面,现行的行走系统需要克服轮胎变形、土壤垂直方向的变形产生的滚动阻力做无用功，消耗大量的动力，造成大量能源消耗和机械磨损，而且行走系统能提供的最大牵引力取决于驱动轮所产生的最大反作用力——附着力，在黏结力及内摩角小的松软潮湿的土壤上容易打滑，不能发挥发动机的驱动力，在下深泥脚田时（包括湖田、沤田、冬水田、海涂田等）极易造成陷车，无法自拔。还有，在越过田埂时，对田埂的毁坏以及下田、过沟、过坎、上路存在倾翻的安全隐患。因此，突破地形、地表对农业机械行走系统的制约，降低能源消耗也是一种普遍的要求。

于是，人们采取了大宽轮胎、高纹轮胎、履带、增加配重以增大附着力，或减轻重量，加大接地面积如降低胎压，采用船形底盘以避免下陷，减少滚动阻力的措施。上述措施也未能从根本上解决地表的制约和工作故障问题。

再者，现行的农业机械行走系统调头转弯占用土地、田边地角作业不到位，行走跑偏，重作漏作也是普遍存在的问题。

发明内容

本发明的目的是从根本上克服现行农业机械行走系统的上述缺陷，提供一种不压实土壤、不损伤作物、无打滑陷车，无重作漏作现象，能源消耗低的新型田间作业机械行走系统。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：田间作业机械行走系统的门式桁架悬挂平台，包括地面行走和转移装置、门式桁架组成的门式行走桁架以及桁架行走和转向装置、作业平台组成的悬挂作业平台。门式行走桁架的跨度等于田间轨道系统行走轨道的行距，通过地面行走和转移装置在田间轨道系统上行走或转移，地面转移车的车架与地面行走车的车架铰接，田间转移时下降，使行走车悬空，作业平台悬挂在桁架下面，桁架转向装置转盘的内外圈分别与桁架行走车的车架和作业平台的顶架固接，实现左右行走和90度或180度定位转向。地面行走车的轮距等于行走轨道的轨距，转移车的轮距等于转移轨道的轨距，桁架行走车的轮距等于桁架弦杆钢轨的轨距。

安装在作业平台上的各种田间作业机械以悬挂的方式，可向前、向后、向左、向右行走，向前、向后、向左、向右转向，上下升降，完成无田边地角，无重作漏作的精准作业。

上述的门式行走桁架是在田间轨道系统的行走轨道或转移轨道上使田间作业机械完成田间前后行走和田块转移功能的装置，包括地面行走和转移装置、桁架立柱和轨道桁架。两立柱中其一可调节高矮，以保证在有高度差的相邻田块行走轨道不在同一平面时，使桁架两端离地高度一致，保证作业质量。采用电力驱动时设有电缆收放辊筒，由地面行走车的驱动装置驱动，圆周速度与地面行走速度相同，带有电刷装置。

进一步地所述的地面行走装置包括地面行走车和地面行走车驱动装置，行走车由车架与车轮组成，由一个与齿条钢轨啮合的齿轮车轮驱动，无打滑现象，两个槽轮车轮在屋脊形钢轨上滚动，起到定位作用，驱动装置由动力、调速机构及链条传动组成，可由一套安装在桁架上通过传动轴，链条驱动，亦可由两套分别安装在车架上同步驱动。

进一步地所述的地面转移装置，包括地面转移车、驱动装置和升降机构，转移车的车架与行走车的车架铰接，两车轮安装在同一轴上，田间作业时转移车收起，田间转移时通过升降机构使转移车下落，将整个平台提升，行走车悬空，由一个驱动装置驱动，通过转移轨道转移到下一田块，可采用滑轮组或液压等其他方式进行升降调节。

进一步地所述的桁架立柱下端固定在行走车车架上，上端与桁架联接，其中一侧立柱上端由伸缩套管与桁架联接调节高矮，可采用滑轮组或液压等其它方式进行升降调节。

进一步地所述的轨道桁架为下面装有行走轨道的无推力的梁式桁架，下弦杆与齿条钢轨做成一体，即齿条钢轨为下弦杆的组成部分，桁架横梁高度大于2m，长度（10—20）m。

上述的悬挂作业平台是一个安装作业机械在与门式行走桁架运动外，自身在桁架下面行走或转向的工作平台，包括桁架行走和转向装置、作业平台，作业平台的高度可以调节，以适应不同作业机械、作业工艺不同的离地高度的要求。

进一步地所述的桁架行走装置包括桁架行走车和桁架行走车驱动装置，行走车由车架和车轮组成，二轴四轮，驱动轮为带限位圈的齿轮车轮，驱动装置由动力、调速机构和链条传动组成。与地面行走车驱动装置原理相同。

进一步地所述的桁架转向装置是由外圈、内圈和滚珠组成的转盘，外圈与上面桁架行走车的车架固定联接，内圈与下面作业平台的顶架固定联接，可通过绳索牵引转向，前后180度，左右90度2档定位。

进一步地所述的作业平台是作业机械的安装平台，由吊架，平台及升降机构组成，采用伸缩套管与顶架套接，可用滑轮组或液压等其他方式升降。

本发明的有益效果是:

1.悬挂式行走，彻底解决了现行行走系统对土壤的压实和对作物的损害，能保证农作物的增产增收和农业的可持续发展，为一种多收作物的机械化生产以及再生稻等新技术的推广创造了条件。

2.在钢制轨道上行走，完全突破了地表对行走系统的制约，无打滑陷车现象，能充分发挥机器的牵引能力，降低了能源消耗，提高了机械的适应性和效率。

3.无需地头转弯用地，无重作漏作现象，提高了土地利用率和作业质量，为精细农业，精准作业提供了技术支撑，降低了操作难度。

4.消除了下田、上路、过沟、过坎的危险，提高了作业的安全性。

5.将农业机械化与高标准农田建设有机统一，为农业生产的标准化、电气化、智能化创造了条件，一次性破解了现行农业机械行走系统的所有缺陷，必将引领农田作业机械的发展方向，促进农业机械化质的提升。

附图说明

图1是田间作业机械行走系统示意图。

图2是田间作业机械行走系统门式桁架悬挂平台主视（正立面）示意图，图3是门式桁架悬挂平台俯视（平面）示意图，图4是门式桁架悬挂平台左视（侧立面）示意图。

图5是田间作业机械行走系统田间轨道系统田间轨道立面（断面）示意图，图6是田间轨道平面示意图。

图7是门式桁架悬挂平台轨道桁架弦杆钢轨与桁架行走车齿轮车轮侧位面（断面）示意图；

图8是门式桁架悬挂平台门式行走桁架地面行走和转移装置主视（纵立面）示意图；图9是门式行走桁架地面行走和转移装置俯视（平面）示意图；

图10是门式桁架悬挂平台悬挂作业平台桁架行走和转向装置主视（纵立面）示意图，图11是悬挂作业平台桁架行走和转向装置俯视（平面）示意图。

图中，1门式桁架悬挂平台，2田间轨道系统。

101地面转移车，102桁架行走车，103地面行走车驱动装置，104作业平台顶架，105桁架转向装置 ，106桁架行走车驱动装置，107轨道桁架，108电缆收放辊筒，109桁架立柱，110作业平台升降机构，111桁架立柱升降机构，112地面转移车升降机构，113地面转移车驱动装置，114地面行走车，115作业平台，116作业平台吊架

201齿条钢轨联接板，202齿条钢轨，203屋脊形钢轨联接板，204螺纹联接件，205屋脊形钢轨，206行走轨道定位托板，207转移轨道定位托板。

102A桁架行走车限位齿轮车轮，102B限位齿轮车轮限位圈，107A弦杆齿条钢轨。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步的说明:

田间作业机械行走系统如图1所示，由田间轨道系统2和门式桁架悬挂平台1组成。田间轨道系统2由行走轨道和转移轨道组成，分别铺设在高标准农田的田埂上和道路边，行走轨道与转移轨道相互垂直，与地平面平行，行距相等，等于门式桁架悬挂平台1门式行走桁架的跨度，门式桁架悬挂平台1通过地面行走车114和地面转移车101在田间轨道系统2的行走轨道和转移轨道上行走和转移，田间作业时地面转移车101升起离地，田间转移时地面转移车101下降落地将整个平台提升，行走车114悬空。

田间轨道系统2的田间轨道如图5、图6所示，由齿条钢轨联接板201，齿条钢轨202，屋脊形钢轨联接板203，螺纹联接件204，屋脊形钢轨205，行走轨道定位托板206，转移轨道定位托板207组成。行走轨道的轨距220mm左右，齿条钢轨202和屋脊形钢轨205各一道，分别由齿条钢轨联接板201和屋脊形钢轨联接板203螺纹联接，由行走轨道定位托板206确定轨距，最后用混凝土浇注定位；转移轨道的轨距500mm左右，两道均为屋脊形钢轨205，由屋脊形钢轨联接板203螺纹联接，由转移轨道定位托板207螺纹联接确定轨距，最后用混凝土浇注固定。

门式桁架悬挂平台1如图2、图3、图4所示，由地面转移车101，桁架行走车102，地面行走车驱动装置103，作业平台顶架104，桁架转向装置105，桁架行走车驱动装置106，轨道桁架107，电缆收放辊筒108，桁架立柱109，作业平台升降机构110，桁架立柱升降机构111，地面转移升降机构112，地面转移车驱动装置113，地面行走车114，作业平台115，作业平台吊架116组成。可将上述部件分为在田间轨道系统2上行走或转移的门式行走桁架和在门式行走桁架上行走或转向的悬挂作业平台两部分。

门式行走桁架包括由地面行走车114及其驱动装置103组成的地面行走装置，由地面转移车101及其驱动装置113和升降机构112组成的地面转移装置，桁架立柱109及其升降机构111，轨道桁架107。桁架立柱109下端与地面行走车114的车架联接，上端与轨道桁架107联接，右侧立柱上端通过伸缩导管套接，通过升降机构111滑轮组调节高矮，适应相邻田块高差要求。

进一步地，门式行走桁架的地面行走和转移装置如图8、图9所示，地面转移车101的车架与地面行走车114的车架铰接，田间转移时，由升降机构112（滑轮组）将悬空的转移车101降至转移轨道上，使行走车114悬空，右侧的驱动装置113将门式桁架悬挂平台移至下一田块；田间作业时地面转移车101悬空，由地面行走车驱动装置103驱动。地面行走车114的驱动装置103的动力装置安装在桁架行走车102的车架上，通过齿轮带动花链轴，再由两端自动张紧的链传动同时驱动两侧地面行走车114。

悬挂作业平台包括由桁架行走车102及其驱动装置106组成的桁架行走装置，桁架转向装置105，作业平台顶架104，作业平台115，作业平台吊架116，作业平台升降机构110。作业平台吊架116上端通过伸缩导管与顶架104套接，通过升降机构110（滑轮组）调节作业平台的高矮，满足不同作业工艺高度要求。

进一步地桁架行走和转向装置如图10、图11所示，桁架转向装置105为圆环形转盘，由外圈、内圈和滚珠组成，外圈与上面桁架行走车102的车架固接，内圈与下面作业平台115的顶架104固接，桁架行走车102两轴四轮由一端的驱动装置106驱动。

如图7所示，轨道桁架107下面的弦杆与齿条钢轨做成一体，成为弦杆齿条钢轨107A，桁架行走车102的车轮为限位齿轮车轮102A，车轮做有限位圈102B，使车轮不致偏离齿条钢轨。

本实施例采用电力驱动，在田间道路边转移轨道的外侧设置电力线路，按50m左右设立电力杆，配置电源箱，再配与门式桁架悬挂平台联接的电缆线。桁架上设有带电刷装置的电缆收放辊筒108，所述辊筒由地面行走车的驱动装置驱动，圆周速度与地面行走速度相同。

这种行走系统地面行走、地面转移、桁架行走的驱动装置均为双向驱动装置，地面行走、桁架行走均可调速。安装在作业平台上的作业机械能全方位精准作业，并克服压实土壤，损伤作物、打滑、陷车等各种缺陷。

本发明的实施不限于上述实施例，根据权利要求限定的概念，可有各种变化。

Claims (3)

1.田间作业机械行走系统的门式桁架悬挂平台，包括地面行走和转移装置、门式桁架，桁架行走和转向装置、作业平台，其特征是：门式桁架通过地面行走和转移装置在田间轨道系统上行走或转移，地面转移车的车架和地面行走车的车架铰接，田间转移时下降使行走车悬空，作业平台悬挂在桁架下面，桁架转向装置转盘的内外圈分别与桁架行走车的车架和作业平台的顶架固接，实现左右行走和90度或180度定位转向。

2.根据权利要求1所述的门式桁架悬挂平台，其特征是：桁架两立柱的一个通过伸缩导管与桁架套接，通过升降机构调节高矮。

3.根据权利要求1所述的门式桁架悬挂平台，其特征是：作业平台通过伸缩导管与顶架套接，通过升降机构调节高矮。

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