CN220764544U - 轮履复合式底盘及具有其的农业机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆领域，公开了一种轮履复合式底盘及具有其的农业机械，其包括车架、安装于该车架上的动力电池(4)、彼此同轴布置的一对后轮总成以及履带总成，所述后轮总成分别具有可转动地安装至所述车架的后轮(8)和传动连接至该后轮的轮边电机(6)，履带总成安装至车架并位于所述后轮总成的纵向前侧，且该履带总成集成设置有履带本体(12)和用于驱动该履带本体运行的履带电机(10)，该履带电机和所述轮边电机分别电连接至动力电池。由于具有轮边电机和履带电机，其接收来自动力电池的电力后输出驱动后轮转动和履带本体运行的动力，由此无需额外占用车架上的布置空间，省去了变速箱和前、后桥等传动结构，可以有效简化结构布置。

Description

轮履复合式底盘及具有其的农业机械

技术领域

本实用新型涉及农业机械领域，具体地涉及一种轮履复合式底盘。在此基础上，本实用新型还涉及一种具有该轮履复合式底盘的农业机械。

背景技术

在传统技术中，拖拉机通常采用发动机(内燃机)作为动力源，利用变速箱调速变扭的特点，将发动机的动力传递给前驱动桥和后驱动桥，进而实现拖拉机行走。近年来，人们对环境保护的重视程度不断加大，同时在解决气候变化、应对全球变暖的大背景下，碳中和的概念被提出，这些都不断促进新能源、节能减排等技术的发展，新能源拖拉机正逐步成为未来拖拉机的发展趋势。例如，现有技术提出了纯电动拖拉机或混动拖拉机，在一定程度上实现了节能减排。但是，其通过变速箱和传动轴等将由电动机输出的动力传递至前、后桥，传动结构复杂，离地间隙较小，不便在复杂地形条件下安全行走。

此外，相较于如传统拖拉机采用的轮式行走系统，轮履复合式行走系统能够在湿烂地面行走时保持良好的通过性(不容易下陷)，同时具有较好的越沟过坎能力。然而，现有技术中的轮履复合拖拉机通常采用前轮(前履带)转向，由转向泵提供液压油作为动力源，方向盘控制转向器控制转向方向，液压油推动转向油缸活塞运动，进而推动前轮转动，实现转向。但这种转向方式存在转向半径大的缺陷，无法适应小地块作业需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的例如为拖拉机的农业机械传动结构复杂、离地间隙较小的问题，提供一种轮履复合式底盘，该轮履复合式底盘有效简化了传动结构，省去了变速箱和前、后桥，便于保证适当的离地间隙和较小的转向半径，适于在复杂地形条件下安全行走。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种轮履复合式底盘，包括：

车架；

动力电池，该动力电池安装于所述车架上；

彼此同轴布置的一对后轮总成，所述后轮总成分别具有可转动地安装至所述车架的后轮和传动连接至该后轮的轮边电机，该轮边电机通过轮边电机控制器电连接至所述动力电池；以及，

履带总成，该履带总成安装至所述车架并位于所述后轮总成的纵向前侧，且该履带总成集成设置有履带本体和用于驱动该履带本体运行的履带电机，该履带电机通过履带电机控制器电连接至所述动力电池。

优选地，所述车架上还安装有发动机和传动连接至该发动机的发电机，该发电机通过发电机控制器电连接至所述动力电池，以能够在所述发动机运行时向该动力电池供电。

优选地，所述履带总成与一对所述后轮总成呈三角分布，所述车架上还安装有位于一对所述后轮总成之间并传动连接至所述发动机的作业动力输出模块，所述发动机、发电机和该作业动力输出模块沿纵向依次布置。

优选地，所述后轮总成还包括用于将所述轮边电机传动连接至相应的所述后轮的轮边减速器，并且/或者，所述履带总成还集成设置有与所述履带电机同轴布置的履带减速器，所述履带电机通过该履带减速器传动连接至与所述履带本体配合的履带驱动轮，以能够驱动所述履带本体运行。

优选地，还包括转向系统和整机控制器，所述转向系统包括转向盘和用于检测由该转向盘输入的转向信号并信号连接至所述整机控制器的转向传感器，所述整机控制器能够根据所述转向传感器检测的所述转向信号控制为使得一对所述轮边电机产生不同的输出转速。

优选地，所述车架具有履带安装架，所述履带总成包括可转动地连接至该履带安装架的履带支架，该履带支架能够被调节为使得所述履带总成绕穿过该履带本体环绕的区域延伸的转动轴线相对所述履带安装架转动。

优选地，所述履带安装架枢转连接有伸缩驱动装置，该伸缩驱动装置的远离所述履带安装架的一端枢转连接至所述履带支架，以能够由该伸缩驱动装置伸缩而驱动所述履带总成相对所述履带安装架转动。

优选地，所述伸缩驱动装置为油缸，且该油缸在所述履带本体环绕的区域内延伸。

优选地，所述履带总成包括浮动轮组件，该浮动轮组件包括彼此间隔且分别枢转连接至所述履带支架的一对摇臂和可转动地安装于该摇臂上并与所述履带本体配合的浮动支重轮，所述摇臂的远离该浮动支重轮的一端通过减振弹簧相互连接。

本实用新型第二方面提供一种农业机械，具有上述轮履复合式底盘。

通过上述技术方案，本实用新型的轮履复合式底盘采用由一对后轮总成和履带总成组成的行走系统，能够在湿烂地面行走时保持良好的通过性，同时具有较好的越沟过坎能力。其中，后轮总成和履带总成分别具有轮边电机和履带电机，其接收来自动力电池的电力后输出驱动后轮转动和履带本体运行的动力，由此无需额外占用车架上的布置空间，省去了变速箱和前、后桥等传动结构，可以有效简化结构布置，并便于保证适当的离地间隙而无需过多地顾虑车身重心高度。同时，采用轮边电机独立驱动的后轮总成，可以通过控制为使得双侧轮边电机具有不同转速或不同转向而实现转向行走，由此便于具有较小的转向半径，适于在复杂地形条件下安全行走。

附图说明

图1是根据本实用新型一种优选实施方式的轮履复合拖拉机的立体图；

图2是图1中的轮履复合拖拉机的主视图，其中机罩等被移除；

图3是图2中的轮履复合拖拉机的后视图；

图4是图2中的轮履复合拖拉机的俯视图；

图5是图2中的轮履复合拖拉机的仰视图。

附图标记说明

1-发动机；2-发电机；3-发电机控制器；4-动力电池；5-轮边电机控制器；6-轮边电机；7-轮边减速器；8-后轮；9-履带电机控制器；10-履带电机；11-履带减速器；12-履带本体；13-履带驱动轮；14-履带支架；15-浮动轮组件；15a-摇臂；15b-浮动支重轮；15c-减振弹簧；16-车架；16a-履带安装架；16b-油缸；16c-龙门架；16d-控制器支架；17-作业动力输出模块；18-转向系统；18a-转向盘；18b-转向管柱；19-整机控制器；20-齿轮泵；21-提升器；22-机罩。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

参照图1至图5所示，根据本实用新型一种优选实施方式的轮履复合式底盘，可被用于拖拉机、水田作业机械等农业机械中，以便在湿烂地面行走。该轮履复合式底盘包括车架16以及安装于该车架16上的动力电池4、后轮总成和履带总成等。其中，车架16作为各底盘部件的安装基础，其可以具有与传统车架相同或相似的结构，对各底盘部件起到支撑作用。动力电池4被安装于车架16上，用于储存电能，并提供用于使得该轮履复合式底盘行走的电力能源。

本实用新型的轮履复合式底盘采用轮履复合式行走系统，包括彼此同轴布置的一对后轮总成以及履带总成，由此能够在湿烂地面行走时保持良好的通过性，同时具有较好的越沟过坎能力。其中，后轮总成分别具有可转动地安装至车架16的后轮8和传动连接至该后轮8的轮边电机6，该轮边电机6通过轮边电机控制器5电连接至动力电池4，由此，在轮边电机控制器5的控制下，轮边电机6接收由动力电池4输出的电力，并向相应的后轮8输出转动动力，以驱动后轮8转动。类似地，履带总成安装至车架16并位于后轮总成的纵向前侧，且该履带总成集成设置有履带本体12和用于驱动该履带本体12运行的履带电机10，该履带电机10通过履带电机控制器9电连接至动力电池4，由此，在履带电机控制器9的控制下，履带电机10接收由动力电池4输出的电力，并向相应的履带本体12输出动力，以驱动该履带本体12运行。

由于后轮总成和履带总成分别具有轮边电机6和履带电机10，其接收来自动力电池4的电力后输出驱动后轮8转动和履带本体12运行的动力，由此无需额外占用车架16上的布置空间，省去了变速箱和前、后桥等传动结构，可以有效简化结构布置，并便于保证适当的离地间隙而无需过多地顾虑车身重心高度。同时，采用轮边电机6独立驱动的后轮总成，可以利用电机自身具有较宽调速范围的特点，通过控制为使得双侧轮边电机具有不同转速或不同转向而实现转向行走，由此便于具有较小的转向半径，适于在复杂地形条件下安全行走。

典型地，在图示优选实施方式中，本实用新型的轮履复合式底盘可以具有一对后轮总成和一副履带总成，且该履带总成与一对后轮总成呈三角分布，由此便于适应在复杂地形环境下行走和作业，具有良好的通过性。在应用于例如拖拉机的情形下，本实用新型的轮履复合式底盘还需设置有作业动力输出模块17，其可以布置于一对后轮总成之间，并接收动力电池4的电力或由随后所述的发动机1输出的动力，从而输出作业动力。

动力电池4可以设置为能够接收并储存由外部电源供给的电力。然而，为了保证充足的续航能力，车架16上可以安装有发动机1和传动连接至该发动机1的发电机2，该发电机2通过发电机控制器3电连接至动力电池4，以能够在发动机1运行时向该动力电池4供电。其中，发动机1可以通过如发电机连接盘(未标记)连接至发电机2，车架16上可以安装有用于向发动机1供应燃油的燃油箱。由此，该轮履复合式底盘无需在车架16上预留过多的用于动力电池4的安装空间，而通过由发动机1带动发电机2运行，以持续地向动力电池4供应电力。其中，发动机1、发电机2和作业动力输出模块17可以在车架16上沿纵向依次布置，作业动力输出模块17可以接收由发动机1输出的动力。由此，本实用新型提供了一种混合动力底盘，采用油电混合动力，发动机1直驱发电机2和作业动力输出模块17，分别为轮履复合式混合动力底盘的行走和作业提供动力。发动机1在经济转速工作，直驱发电机2进行发电，该发电机2经发电机控制器给动力电池4供电，动力电池4经驱动电机控制器(轮边电机控制器5和履带电机控制器9)驱动轮边电机6和履带电机10进行运转。

进一步地，后轮总成可以包括用于将轮边电机6传动连接至相应的后轮8的轮边减速器7；履带总成可以集成设置有与履带电机10同轴布置的履带减速器11，履带电机10通过该履带减速器11传动连接至与履带本体12配合的履带驱动轮13，以能够驱动履带本体12运行。本实用新型的轮履复合式底盘采用三电机驱动，利用电机自身有较宽的调速范围的特点，可实现整车无级变速，低速状态下也可发挥较大牵引力，可实现较高的动力性和经济性，并有利于智能化应用。

在本实用新型一种较为优选的实施方式中，还包括转向系统18和整机控制器19，其中，转向系统18包括转向盘18a和用于检测由该转向盘18a输入的转向信号并信号连接至整机控制器19的转向传感器，例如，该转向传感器可以设置在转向管柱18b上，提供转向角度信号。转向盘18a和转向管柱18b可以被安装在龙门架16c上。整机控制器19能够根据转向传感器检测的转向信号而通过程序(由轮边电机控制器5)控制为使得一对轮边电机6产生不同的输出转速，由此使得两个后轮8差速转动，可以高效地以较小半径实现转向行走。当转向盘18a打到极限位置，同时车速降低至一定速度时，两侧的轮边电机6转动方向相反，从而实现原地差速转向，实现较小的转向半径。在图示优选实施方式中，通过采用轮履结合的三电机驱动形式及相应控制手段，该轮履复合式底盘可以实现差速转向、原地转向。其中，动力电池4、履带电机控制器9可以被固定在龙门架16c上，并被罩设于机罩22内；发电机控制器、轮边电机控制器5可以固定在控制器支架16d上。发动机1在经济转速工作，驱动发电机2发电，通过发电机控制器向动力电池4供电，动力电池4通过轮边电机控制器5、履带电机控制器9向轮边电机6和履带电机10供电，轮边电机6和履带电机10驱动轮边减速器7和履带减速器11，最终分别将动力传递至后轮8及履带本体12，从而实现整车的行走。

继续参照图1至图5所示，履带总成可以通过履带安装架16a安装于车架16上。具体地，履带总成可以包括可转动地连接至该履带安装架16a的履带支架14，该履带支架14能够被调节为使得履带总成绕穿过该履带本体12环绕的区域延伸的转动轴线相对履带安装架16a转动。履带安装架16a可将车身载荷传递至履带总成，同时为了履带总成适应地面起伏而实现整体调整(主动调整和自适应调整)，该履带安装架16a集成有相关调整功能部件(如随后所述的伸缩驱动装置)。履带支架14作为履带轮系的安装基础，可以被可转动地连接至履带安装架16a，由此能够在该履带安装架16a上集成设置的调整功能部件的作用下相对履带安装架16a转动，从而整体调整履带接近角或离地间隙。履带轮系可以包括履带驱动轮13、支重轮(如固定支重轮、浮动支重轮15b)、托轮和张紧轮组件等，用于支撑履带本体12并在该履带本体12的张紧状态下驱动其运行，实现车辆行走。履带本体12可以设置为如轮齿橡胶履带、轮孔式履带或摩擦式履带等常见类型的履带，该履带本体12绕过前述履带轮系，并可以被支撑和张紧为保持适宜的张紧程度，同时由履带电机10驱动为在回转路径中运行。

履带安装架16a可以包括安装架本体、可转动地连接至该安装架本体的连接架以及两端分别枢转连接至该安装架本体和连接架的减震器，其中，该减震器和连接架之间的枢转连接点与连接架和安装架本体之间的转动连接点相间隔，例如，连接架的顶端与减震器的一端枢转连接，底端可转动地连接至安装架本体，由此安装架本体、连接架和减震器连接形成稳定的三角结构。当连接架承受来自履带支架14的拉力而相对安装架本体转动时，减震器发生弹性变形，由此，能够随地面起伏而自适应调整其姿态。通过该减震器的回复力，可以使得连接架与安装架本体保持在预定相对转动位置。连接架还枢转连接有伸缩驱动装置，该伸缩驱动装置可以为如电动推杆、油缸16b等，其一端可以枢转连接至连接架的背离减震器的一侧，另一端可以枢转连接至履带支架14，以能够在伸缩运动时驱动履带支架14相对履带安装架16a转动，实现履带姿态的主动调整。

履带组件能够由伸缩驱动装置(如油缸16b)驱动履带支架14、安装于该履带支架14上的履带轮系以及由该履带轮系支撑的履带本体12整体地相对履带安装架16a转动，从而实现姿态调整，以便通过主动调整方式适应于地面起伏工况。其中，用于驱动履带支架14相对履带安装架16a转动的伸缩驱动装置分别被枢转连接至履带安装架16a和履带支架14，履带安装架16a和履带支架14的相对转动轴线穿过履带本体12环绕的区域，由此降低了该相对转动轴线位置，在姿态调整过程中该履带系统的运动路径具有较小的曲率半径，且伸缩驱动装置与履带支架14连接为整体，便于被布置在履带本体12环绕的区域中，可以有效避免占据较大空间的问题，具有良好的结构强度和紧凑度。例如，在图示优选实施方式中，作为伸缩驱动装置的油缸16b被布置为在履带本体12环绕的区域内延伸，其与履带支架14连接为一个整体，空间利用率高，结构更紧凑。设置于后轮前侧的履带组件具有灵活的姿态调控能力，便于调整接近角或离地间隙，有效保证了农业机械跨沟壑、越障碍的能力。

本实用新型的轮履复合式底盘可以具有液压系统，用于向前述油缸16b等供给压力油。例如，该液压系统可以包括齿轮泵20、液压阀、过滤器等，齿轮泵20可以连接至发动机1，液压阀和过滤器可以通过支架固定在提升器21上，提升器21可以固定在作业动力输出模块17的上部位置。发动机1驱动齿轮泵20，该齿轮泵20将液压油经过过滤器传输至液压阀，该液压阀向油缸16b分配液压油，控制油缸16b的伸缩，进而带动整个履带总成绕旋转轴相对履带安装架16a旋转，实现履带总成的上下摆动。

本实用新型的另一方面还提供一种具有上述轮履复合式底盘的农业机械。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种轮履复合式底盘，其特征在于，包括：

车架(16)；

动力电池(4)，该动力电池(4)安装于所述车架(16)上；

彼此同轴布置的一对后轮总成，所述后轮总成分别具有可转动地安装至所述车架(16)的后轮(8)和传动连接至该后轮(8)的轮边电机(6)，该轮边电机(6)通过轮边电机控制器(5)电连接至所述动力电池(4)；以及，

履带总成，该履带总成安装至所述车架(16)并位于所述后轮总成的纵向前侧，且该履带总成集成设置有履带本体(12)和用于驱动该履带本体(12)运行的履带电机(10)，该履带电机(10)通过履带电机控制器(9)电连接至所述动力电池(4)。

2.根据权利要求1所述的轮履复合式底盘，其特征在于，所述车架(16)上还安装有发动机(1)和传动连接至该发动机(1)的发电机(2)，该发电机(2)通过发电机控制器(3)电连接至所述动力电池(4)，以能够在所述发动机(1)运行时向该动力电池(4)供电。

3.根据权利要求2所述的轮履复合式底盘，其特征在于，所述履带总成与一对所述后轮总成呈三角分布，所述车架(16)上还安装有位于一对所述后轮总成之间并传动连接至所述发动机(1)的作业动力输出模块(17)，所述发动机(1)、发电机(2)和该作业动力输出模块(17)沿纵向依次布置。

4.根据权利要求1所述的轮履复合式底盘，其特征在于，所述后轮总成还包括用于将所述轮边电机(6)传动连接至相应的所述后轮(8)的轮边减速器(7)，并且/或者，所述履带总成还集成设置有与所述履带电机(10)同轴布置的履带减速器(11)，所述履带电机(10)通过该履带减速器(11)传动连接至与所述履带本体(12)配合的履带驱动轮(13)，以能够驱动所述履带本体(12)运行。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的轮履复合式底盘，其特征在于，还包括转向系统(18)和整机控制器(19)，所述转向系统(18)包括转向盘(18a)和用于检测由该转向盘(18a)输入的转向信号并信号连接至所述整机控制器(19)的转向传感器，所述整机控制器(19)能够根据所述转向传感器检测的所述转向信号控制为使得一对所述轮边电机(6)产生不同的输出转速。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的轮履复合式底盘，其特征在于，所述车架(16)具有履带安装架(16a)，所述履带总成包括可转动地连接至该履带安装架(16a)的履带支架(14)，该履带支架(14)能够被调节为使得所述履带总成绕穿过该履带本体(12)环绕的区域延伸的转动轴线相对所述履带安装架(16a)转动。

7.根据权利要求6所述的轮履复合式底盘，其特征在于，所述履带安装架(16a)枢转连接有伸缩驱动装置，该伸缩驱动装置的远离所述履带安装架(16a)的一端枢转连接至所述履带支架(14)，以能够由该伸缩驱动装置伸缩而驱动所述履带总成相对所述履带安装架(16a)转动。

8.根据权利要求7所述的轮履复合式底盘，其特征在于，所述伸缩驱动装置为油缸(16b)，且该油缸(16b)在所述履带本体(12)环绕的区域内延伸。

9.根据权利要求6所述的轮履复合式底盘，其特征在于，所述履带总成包括浮动轮组件(15)，该浮动轮组件(15)包括彼此间隔且分别枢转连接至所述履带支架(14)的一对摇臂(15a)和可转动地安装于该摇臂(15a)上并与所述履带本体(12)配合的浮动支重轮(15b)，所述摇臂(15a)的远离该浮动支重轮(15b)的一端通过减振弹簧(15c)相互连接。

10.一种农业机械，其特征在于，具有根据权利要求1至9中任意一项所述的轮履复合式底盘。