专利名称：一种多功能作业机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种农用机械，特别是涉及一种可以实现推土、装载、挖掘、铲雪、林业
等工程作业，和完成耕、耙、播、收、发电、抽水等作业的多功能作业机。
背景技术：
现有技术公开了多种一机多用的农用机械，如中国专利ZL99248906. 7，公开了一 种液压农用推装机，将推土机构和装载机构整合为一个整体，其除具有前推后装的功能外， 还可以在摘去后部的连接件后，在分别装上旋耕机、播种机等，实现不同的功能。该方案前 部只具备推土功能，也没有具体描述如何实现后部各种功能的换接。市场上公开销售的多 功能作业机，也不能够实现各种外接工具的快速装接。同时机器上的燃油箱、液压油箱、仪 表板、机架、履带驱动轮使用冲压件和铸件，必须使用模具，使得工艺复杂，生产成本高。
发明内容
本发明对现有技术进行了改进，其目的在于提供一种采用液压动力，并能够方便 快速安装多种作业机具，实现多种工程和农业作业的多功能作业机。 本发明采用的技术方案是提出一种多功能作业机，包括机架10、动力系统、履带 行走机构、作业系统，其中， 所述动力系统包括发动机5、液压油泵和液压控制系统，所述液压油泵包括工作泵
8和行走泵9，所述发动机5驱动工作泵8和行走泵9，所述液压控制系统控制所述工作泵8
和行走泵9分别为作业系统和履带行走机构的液压马达提供工作压力。 所述履带行走机构包括液压马达7、两级链条轮边减速机和履带驱动轮6，所述行
走泵9驱动液压马达7，并经过两级链条轮边减速机驱动履带驱动轮； 所述作业系统包括多功能动力臂4、快装连接机构总成17、动力输出装置2和三点
液压悬挂总成l，所述快装连接机构总成17安装在多功能动力臂4前端； 所述动力系统安装在机架10上部，所述动力输出装置2和三点液压悬挂总成1安
装在机架10后部，所述多功能动力臂4从机架10后部延伸到多功能作业机的前方； 所述机架IO，三点液压悬挂总成1的机座、上拉杆、下拉杆，燃油箱、液压油箱、仪
表板以及多功能动力臂4均使用钢板折弯焊接而成。 进一步，所述履带驱动轮6，采用双轮盘结构，该轮盘采用合金钢板直接进行齿形 加工热处理而成。 进一步，所述液压控制系统包括油箱、过滤器、多路控制阀和溢流阀，其中，所述多 路控制阀由液压油泵供油，提供作业系统和履带行走机构所需工作压力；所述油箱中的液 压油经过所述滤器过滤后补油给所述液压油泵；所述溢流阀将所述液压油泵、所述多路控 制阀中超过规定压力的液压油溢流回所述油箱。 进一步，所述多功能动力臂4是由两个竖立臂11、两个中臂12、两个工作前臂15 和工作横轴18及支撑横轴19构成的框形结构；所述竖立臂11固定在机架IO后方，所述中臂12 —端转动连接在竖立臂11上，另一端固定连接所述工作前臂15，所述工作前臂15延 伸到多功能作业机的前方，所述快装连接机构总成17与工作前臂15前端连接；所述支撑横 轴19架设在两个竖立臂ll之间，所述工作横轴18架设在两个工作前臂15之间；所述竖立 臂11与工作前臂15之间设置有液压臂16，所述中臂12上设置有液压臂b161。
进一步，所述中臂12与工作前臂15上固定有加强筋13，所述竖立臂11和机架10 之间固定连接有斜拉杆14，所述加强筋13和斜拉杆14采用钢板折弯焊接成管状结构。
进一步，所述快装连接机构总成17包括左右两个快装安装架20，所述两个快装安 装架20固定在一个连接管21两端；所述快装安装架20包括底板22和立板23，所述立板 23上的设置支承套孔24，通过一个圆柱销与所述多功能臂4前端连接，所述底板22上安装 有楔形板27和快装插销26，所述楔形板27和快装插销26安装在底板22的上下两端，所述 楔形板27的长度与底板22上端宽度相等。 进一步，所述立板23与所述多功能动力臂4之间设置液压臂b，所述立板23上设 置支承套孔b162，通过一个圆柱销与液压臂b连接，该液压臂b与液压系统连接，使快装连 接机构总成17可以以支承套孔24为轴摆动。 进一步，所述快装插销26包括插销架28，弹簧29、上、下支承套30、31、上销轴32、 插销33、弹性圆柱销34，所述插销架28包括扳手35和转动板36，所述转动板36 —侧与扳 手35焊接为一体，转动板36另一侧两端分别与所述底板22和上销轴32转动连接，所述上 销轴32与上支承套30连接、下支承套31与插销33通过弹性圆柱销34连接，上下支承套 之间安装弹簧29。 进一步，所述底板22上安装有弯板37和转轴38用于安装转动板36，所述弯板37 一端固定在所述底板22上，另一端通过螺栓将所述转动板36和所述转轴38转动连接在所 述底板22上，所述底板22上安装有限位块39，限制所述转动板36的转动范围。
进一步，所述底板22上固定有固定套40，所述下销轴插销33安装在所述固定套 40内，所述下销轴插销33尾部为楔形圆柱，所述转轴38和限位块39分别位于固定套40中 心线的两边，所述底板22下端还设置有斜板271，所述斜板271与底板的夹角与楔形板27 上半部分与底板的夹角相等，所述斜板271上有与快装插销6相对应的插销孔，并与固定套 40焊接在一起。 本发明的有益效果在于 1、本机没有采用传统的机械传动系统，而是通过发动机带液压泵，通过泵阀、液压 马达完成行走或各种作业动作，使得整机重量减轻，同时整机的机架、多功能臂、三点液压 悬挂总成及液压系统的大部分部件均采用钢板折弯焊接而成，减轻了整机重量，同时还保 证了各部件的刚度和强度。由于采用钢板折弯焊接工艺，省去了模具，使得加工工艺简单， 且成本降低。 2、本机采用了多功能动力臂和快装连接机构，使得整机可以方便快捷的转换连接 推斗、铲斗、装载斗等工作装置，将快装连接机构和工作装置快速成为一体，使工作装置能 承受轴向力、径向力、侧向力。将动力臂和快装连接机构简单变形后安装到作业机后部可以 更换成挖掘工具。 3、本机后部安装有动力输出装置和三点液压悬挂总成，可以方便的安装各种农用 耕、耙、播、收、发电、抽水等作业机具，动力输出装置的动力输出轴通过传动轴可以旋耕、割晒等作业，通过皮带轮可以排灌、发电等作业。 4、驱动轮采用双轮盘结构，使履带与单个驱动轮盘接触受力，变为两个驱动轮盘 共同受力，扭矩的传递也由单齿侧传递变为双齿侧传递，齿侧的接触应力减少，早期磨损情 况大为改善，具有结构简单，加工成本低，提高了使用寿命，降低了维护成本等优点。
图1为多功能作业机结构示意图的主视图2为多功能作业机结构示意图的俯视图3为多功能动力臂结构示意图的主视图4为多功能动力臂结构示意图的俯视图5为快装连接机构总成结构示意图6-1为快装安装架结构示意图的主视图6-2为快装安装架结构示意图的俯视图7-1为快装插销结构示意图的主视图7-2为快装插销结构示意图的俯视图8为多功能作业机的液压系统示意图9是履带驱动轮的轮轴轴向视图10是图9的A-A剖视示意图。
其中1、三点液压悬挂总成2、动力输出装置3、防倾翻架4、多功能动力臂5、发动机6、履带驱动轮7、液压马达8、工作泵9、行走泵10、机架11、竖立臂12、中臂13、加强筋14、斜拉杆15、工作前臂16、液压臂161、液压臂b162、支承套孔b17、快装连接机构总成18、工作横轴19、支撑横轴20、快装安装架21、连接管22、底板23、立板24、支承套孔25、油杯26、快装插销27、楔形板28、插销架29、弹簧30、上支承套31、下支承套32、上销轴33、插销34、弹性圆柱销35、扳手36、转动板37、弯板38、转轴
39、限位块
41、轮轴
40、固定套 42、驱动轮盘 271、斜板 45、多路控制阀 43、链轮盘
44、液压油泵 46、液压马达B
48、过滤器
47、溢流阀 49、油箱 50、发动机
具体实施例方式
如图1、2所示，快装连接机构总成17，多功能动力臂4、防倾翻架3、液压系统的发 动机5安装在机架10上部，动力输出装置2和三点液压悬总成1安装在机架10后部，发动 机5、行走泵9、工作泵8安装在机架10前部。行走泵9、阀、液压马达7、两级链条轮边减 速来驱动履带驱动轮6，其中履带驱动轮6采用双轮盘结构，实现履带行走。动力输出装置 2的动力输出轴由液压泵通过操作阀带动低速大扭矩的液压马达，把动力传给动力输出轴， 用发动机5的转速来控制液压马达和动力输出轴的转速达到无级变速。
其中机架IO，三点液压悬挂总成1的机座、上拉杆、下拉杆，及燃油箱、液压油箱、 仪表板，多功能动力臂4等使用钢板折弯焊接而成；履带行走机构的履带驱动轮6的轮盘， 采用合金钢板直接进行齿形加工热处理而成。 如图3、4所示，多功能臂由竖立臂11、中臂12、加强筋13、工作前臂15、斜拉杆14、 工作横轴18、支撑横轴19组成，为了提高多功能臂的刚度和强度，其主要件均为钢板折弯 焊接成管状结构，竖立臂11固定在机架IO上，工作前臂15与快装连接机构总成17连接， 液压臂16驱动工作前臂15和快装连接机构总成17与工作装置连接，并调整工作装置高 度，中臂12上设置有液压臂b161 (即液压油缸)，液压臂b161既可以与快装连接机构总成 17连接，也可以与工作装置连接，与用于推动外接工作装置工作，当液压臂b161直接与快 装连接机构总成17通过支承套孔bl62转动连接时，还可以推动快装连接机构总成17以支 承套孔24为轴转动，既便于快装连接机构总成17连接工作装置，也能在工作装置连接上以 后带动工作装置以支承套孔24为轴局部转动。为了能够承受较大的轴向力，我们设计了一 个强有力的斜拉杆14， 一端固定在竖立臂11上，另一端固定在机架10上，使斜拉杆、竖立臂 和机架形成三角形支承，当推土或者推雪的工作中，轴向推力通过工作前臂15传递到竖立 臂ll，而由强力斜拉杆14直接作用在机架IO上，轴向的推力由机架IO承受。本机构除可 承受径向力也可承受较大的轴向力。所以，能完成装载、推土、推雪等作业。结构简单，成本 低廉。 如图5、6、7所示，快装连接机构总成有多种结构形式，如在作业机和工作装置上 焊接连接框架，使用销轴连接两个框架，或使用螺栓等方式连接作业机和工作装置。本发明 提供一种最佳的实施例，快装连接机构总成17由左右两个快装安装架20和一个连接管21 焊接而成。快装安装架20包括底板22和立板23，底板22和立板23采用实心板，其中立板 23也可采用空心板为双立板结构，平行对称设置，两个立板之间连接液压臂b161和工作前 臂15，立板23上的支承套孔24通过圆柱销与工作前臂15连接，液压臂b161与支承套孔 bl62转动连接，在油缸的作用下连接机构总成17可以以支承套孔(24)为轴摆动。
快装插销26和楔形板27安装在底板22的上下两端，连接外接工作装置时，快装 插销26和楔形板27分别插入工作装置上设置的插销孔和楔形槽中，使快装连接机构与工 作装置连成一个整体，进行作业。其中快装插销26包括插销架28，弹簧29、上、下支承套 30、31、上、下销轴插销32、插销33、弹性圆柱销34，插销架28包括扳手35和转动板36，转 动板36 —侧与扳手35焊接为一体，转动板36另一侧两端分别与快装安装架20的底板22 和上销轴32转动连接，上销轴32与上支承套30连接、上下支承套之间安装弹簧29，下支承 套31与下销轴插销33通过弹性圆柱销34连接；底板22上的弯板37和垫板转轴38用于 安装转动板36，弯板37 —端固定在底板22上，另一端通过螺栓将转动板36和垫板转轴38 转动连接在底板22上，限位块39用于限制转动板36的转动范围，固定套40用于安装插销 33，下销轴插销33尾部为楔形圆柱。固定套40上的油杯25，用于润滑插销33。底板22的 下端设置有斜板271，斜板271与固定套40焊接在一起，斜板271与底板22的夹角与楔形 板27上半部分与底板22的夹角大体相等，即斜板与楔形板的上半部分大体平行。楔形板 27长度与底板22上端宽度相等，斜板271的长度与底板22下端宽度相等。快装连接工作 装置时，扳动快装插销架的扳手26，使其从26-1位置转动到26-2位置，弹簧29压縮，借助 上销轴32和上支承套30、下支承套31从而使插销33下移并伸出固定套40，当扳手没有扳 到26-2位置时，有可能会借助弹簧29的弹力回到26-1位置，限位块39的作用除了限制转 动板36的转动范围，避免扳手35扳过位置，还能够提示操作人员将扳手扳到26-2位置，确 保扳手不会自动回到26-1位置。 为保证最佳的连接效果，快速快装机构总成的两个快装安装架的最大距离应略小 于工作装置的宽度。工作装置上对应楔形板27和斜板271的位置安装两个上下平行的安 装板，两个安装板安装在工作装置上间距与底板22的长度相匹配；上安装板倾斜安装在工 作装置的上部，形成与楔形板27和底板夹角相匹配的楔形槽；下安装板上留有插销孔，所 述插销孔的位置与插销33的位置相对应；两个安装板的长度与工作装置宽度大体相等。即 能够使作业机上的快装连接机构总成平行的插入楔形槽，使楔形板与楔形槽吻合，斜板与 下安装板相吻合，作业机上的快装连接机构整体被嵌入两个安装板之间。
驾驶员操纵液压系统，驱动快装连接机构总成，使快装连接机构总成插入工作装 置上的上下安装板之间，此时楔形板27嵌入楔形槽，斜板271贴合下安装板，当斜板上的 插销孔与下安装板上的插销孔位置大体对正时，扳动快装插销架的扳手26，使其从26-1位 置转动到26-2位置，弹簧29压縮，借助上销轴32和上支承套30、下支承套31从而使插销 33下移并伸出固定套40，由于插销33的尾部为楔形，因此只要两个插销孔大体对正，插销 33即可插入，依靠楔形斜面的挤推将插销33插入工作装置上的插销孔，驾驶员操纵液压系 统，驱动多功能动力臂4的竖立柱和快装连接机构总成17，使下销轴33插入到装载斗或推 土斗的相应的孔中，继而快装安装架20上的楔形板27插入到装载斗或推土斗的相应的锲 型槽中，从而使快装连接机构与装载斗或推土斗等工作装置连成一个整体，进行作业。当不 工作时，扳动快装插销架的扳手26，使其从26-2位置转动到26-1位置，弹簧29回位，从而 带动销轴插销33上升，回到原位，继而快装安装架20上的楔形板27从装载斗或推土斗相 应的锲型槽中脱开。整个操纵过程，方便、快捷。 图8为多功能作业机的液压系统示意图。如图所示。该液压系统包括油箱49、过 滤器48、液压油泵44、多路控制阀45、液压马达B46和溢流阀47。
油箱49中的液压油经过滤器48过滤后补油给液压油泵44 ;发动机50通过驱动 液压油泵44向液压系统提供动力，多路控制阀45控制向行走机构和工作机构的液压马达 B46提供工作压力。溢流阀47将液压油泵44、多路控制阀45中超过规定压力的液压油溢 流回油箱49，从而起到保护安全的作用。多路控制阀的其中一路控制液压马达B，液压马达 B的输出轴与工作装置之间可通过连接套加以连接，以解决液压马达自身输出轴过短和匹 配性较差的确定。连接套与液压马达输出轴通过平键和销连接，连接套可采用如具有国际 标准外六花键的连接套，再与工作装置的传动部件之间通过键等方式连接，带动工作装置 进行工作。 如图9、图10所示，履带驱动轮的双轮盘结构为，轮轴41上设有一个链轮盘43和 两个驱动轮盘42，两个驱动轮盘42的间距d为81mm ;驱动轮盘42采用合金钢板加工并经 热处理制成，驱动轮盘42的外缘开有数量、大小相同的轮齿，两个驱动轮盘42套入轮轴41 上后，通过焊接连接在一起，并且保持两个驱动轮盘的轮齿位置朝向相对应。
权利要求
一种多功能作业机，包括机架(10)、动力系统、履带行走机构、作业系统，其特征在于所述动力系统包括发动机(5)、液压油泵和液压控制系统，所述液压油泵包括工作泵(8)和行走泵(9)，所述发动机(5)驱动工作泵(8)和行走泵(9)，所述液压控制系统控制所述工作泵(8)和行走泵(9)分别为作业系统和履带行走机构的液压马达提供工作压力；所述履带行走机构包括液压马达(7)、两级链条轮边减速机和履带驱动轮(6)，所述行走泵(9)驱动液压马达(7)，并经过两级链条轮边减速机驱动履带驱动轮；所述作业系统包括多功能动力臂(4)、快装连接机构总成(17)、动力输出装置(2)和三点液压悬挂总成(1)，所述快装连接机构总成(17)安装在多功能动力臂(4)前端；其中，所述动力系统安装在机架(10)上部，所述动力输出装置(2)和三点液压悬挂总成(1)安装在机架(10)后部，所述多功能动力臂(4)从机架(10)后部延伸到多功能作业机的前方；所述机架(10)，三点液压悬挂总成(1)的机座、上拉杆、下拉杆，燃油箱、液压油箱、仪表板以及多功能动力臂(4)均使用钢板折弯焊接而成。
2. 根据权利要求1所述的多功能作业机，其特征在于所述履带驱动轮(6)，采用双轮 盘结构，该轮盘采用合金钢板直接进行齿形加工热处理而成。
3. 根据权利要求l所述的多功能作业机，其特征在于所述液压控制系统包括油箱、过 滤器、多路控制阀和溢流阀，其中，所述多路控制阀由液压油泵供油，提供作业系统和履带 行走机构所需工作压力；所述油箱中的液压油经过所述滤器过滤后补油给所述液压油泵； 所述溢流阀将所述液压油泵、所述多路控制阀中超过规定压力的液压油溢流回所述油箱。
4. 根据权利要求1所述的多功能作业机，其特征在于所述多功能动力臂(4)是由两 个竖立臂(11)、两个中臂(12)、两个工作前臂(15)和工作横轴(18)及支撑横轴(19)构成 的框形结构；所述竖立臂(11)固定在机架(10)后方，所述中臂(12) —端转动连接在竖立 臂(11)上，另一端固定连接所述工作前臂(15)，所述工作前臂(15)延伸到多功能作业机 的前方，所述快装连接机构总成(17)与工作前臂(15)前端连接；所述支撑横轴(19)架设 在两个竖立臂(11)之间，所述工作横轴(18)架设在两个工作前臂(15)之间；所述竖立臂 (11)与工作前臂(15)之间设置有液压臂(16)，所述中臂(12)上设置有液压臂b(161)。
5. 根据权利要求4所述的多功能作业机，其特征在于所述中臂(12)与工作前臂(15) 上固定有加强筋(13)，所述竖立臂(11)和机架(10)之间固定连接有斜拉杆(14)，所述加 强筋(13)和斜拉杆(14)采用钢板折弯焊接成管状结构。
6. 根据权利要求l所述的多功能作业机，其特征在于所述快装连接机构总成(17)包 括左右两个快装安装架(20)，所述两个快装安装架(20)固定在一个连接管(21)两端；所 述快装安装架(20)包括底板(22)和立板(23)，所述立板(23)上的设置支承套孔(24)， 通过一个圆柱销与所述多功能臂(4)前端连接，所述底板(22)上安装有楔形板(27)和快 装插销(26)，所述楔形板(27)和快装插销(26)安装在底板(22)的上下两端，所述楔形板 (27)的长度与底板(22)上端宽度相等。
7. 根据权利要求6所述的多功能作业机，其特征在于所述立板(23)与所述多功能动 力臂(4)之间设置液压臂b(161)，所述立板(23)上设置支承套孔b(162)，通过一个圆柱销 与液压臂b连接，该液压臂b与液压系统连接，使快装连接机构总成(17)可以以支承套孔(24)为轴摆动。
8. 根据权利要求6所述的多功能作业机，其特征在于所述快装插销(26)包括插销架 (28)，弹簧(29)、上、下支承套(30、31)、上销轴(32)、插销(33)、弹性圆柱销(34)，所述插销 架(28)包括扳手(35)和转动板(36)，所述转动板(36) —侧与扳手(35)焊接为一体，转动 板(36)另一侧两端分别与所述底板(22)和上销轴(32)转动连接，所述上销轴(32)与上 支承套(30)连接、下支承套(31)与插销(33)通过弹性圆柱销(34)连接，上下支承套之间 安装弹簧(29)。
9. 根据权利要求8所述的多功能作业机，其特征在于所述底板(22)上安装有弯板 (37)和转轴(38)用于安装转动板(36)，所述弯板(37) —端固定在所述底板(22)上，另一 端通过螺栓将所述转动板(36)和所述转轴(38)转动连接在所述底板(22)上，所述底板 (22)上安装有限位块(39)，限制所述转动板(36)的转动范围。
10. 根据权利要求8或9所述的多功能作业机，其特征在于所述底板(22)上固定有 固定套(40)，所述下销轴插销(33)安装在所述固定套(40)内，所述下销轴插销(33)尾部 为楔形圆柱，所述转轴(38)和限位块(39)分别位于固定套(40)中心线的两边，所述底板 (22)下端还设置有斜板(271)，所述斜板(271)与底板的夹角与楔形板(27)上半部分与底 板的夹角相等，所述斜板(271)上有与快装插销(6)相对应的插销孔，并与固定套(40)焊 接在一起。
全文摘要
本发明是一种多功能作业机，包括机架、动力系统、履带行走机构、作业系统，该动力系统包括发动机、液压油泵和液压控制系统，分别为作业系统和履带行走机构的液压马达提供工作压力，作业系统包括多功能动力臂(4)、快装连接机构总成(17)、动力输出装置(2)和三点液压悬挂总成(1)，所述快装连接机构总成(17)安装在多功能动力臂(4)前端，多功能作业机的大部分结构件均使用钢板折弯焊接而成。本机结构紧凑精小，全机没有铸件、锻件、冲压件。除能进行工程作业，推土、装载、挖掘、铲雪、林业等十几项作业外，它还具有三点液压悬挂和动力输出轴，可以完成耕、耙、播、收、发电、抽水等作业。
文档编号A01B51/00GK101715660SQ20091024480
公开日2010年6月2日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者叶斌, 张士德, 罗曼 申请人:天津市三佳动力机械制造有限公司