一种水涡轮驱动车载卷盘喷灌机的制作方法

本发明涉及一种卷盘喷灌机，具体是一种水涡轮驱动车载卷盘喷灌机，属于喷灌设备装备技术领域。

背景技术：

喷灌是利用喷头等专用设备把有压水喷洒到空中，形成水滴落到地喷灌面和作物表面的灌溉方法，喷灌机又称喷灌机具、喷灌机组，即喷灌所采用的专用设备。卷盘喷灌机是一种适用于喷灌大面积农田的喷灌机，其可以根据喷头控制喷水量的大小以满足喷灌水量的不同要求，是农田节水灌溉通常选用的喷灌设备。

卷盘喷灌机通常包括底盘、卷盘支撑架、卷盘、喷灌pe管、卷盘回卷装置和喷头车，卷盘支撑架通过回转支承安装在底盘上，底盘底部设有托载车轮，在进行喷灌工作时，利用拖拉机等牵引机车将卷盘喷灌机整体牵拉至田间地头后，先回转卷盘支撑架调整喷灌方向、再利用拖拉机或绞车等牵引设备把连接有喷灌pe管的喷头车拖出至预设的喷灌地点，卷盘即反向旋转释放出缠绕在卷盘上的喷灌pe管，然后再开启喷灌压力水阀门，喷灌压力水进入喷灌pe管并自喷头车的喷头喷出进行喷灌作业，同时启动卷盘回卷装置驱动卷盘正向旋转，从而实现喷灌pe管的自动回收并带动喷头车回退。

传统的卷盘喷灌机通常采用水涡轮驱动卷盘回卷的方式，而回转卷盘支撑架调整喷灌方向、以及控制伸出前插板以在卷盘回卷时提供卷盘喷灌机整机的定位支撑的方式通常是采用人工操作的方式，现有技术中为便于实现自动操作、降低操作人员劳动强度，出现有整机采用液压控制或电动控制的卷盘喷灌机。整机液压控制的方式需额外设置液压泵站、且液压控制的方式通常采用发动机带动液压泵站的方式或是采用电动机带动液压泵站的方式，这就会造成卷盘喷灌机整体结构笨重；整机电动控制的方式需考虑供电电源稳定输入的问题，一般采用电池组供电或市电供电的方式，电池组供电的方式同样会造成卷盘喷灌机整体结构笨重，而市电供电的方式则需配备较长的电源线、使用不方便。另外，传统的卷盘喷灌机通常具有安装有托载车轮的底盘、需利用拖拉机等牵引机车进行牵引转场，因此会造成在牵引机车牵引的情况下转弯半径尺寸较大，进而会造成卷盘喷灌机整机转向调头较困难，当喷灌作业完成后进行转场时往往会造成田间地头的农作物被过分碾压的情况。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种水涡轮驱动车载卷盘喷灌机，能够在实现便于控制的前提下实现大大降低驱动动力源接入的难度，且能够避免田间地头的农作物被过分碾压的情况。

为实现上述目的，本水涡轮驱动车载卷盘喷灌机包括托载运输机车、卷盘支撑架、卷盘、喷头车和压力水分水器；

卷盘支撑架是整体呈开口向上设置的u型框架结构，卷盘支撑架的底部安装在托载运输机车驾驶室后方的车体底盘上，沿前后方向滚动设置的、缠绕有喷灌pe管的卷盘通过轴承座架设安装在卷盘支撑架上，且卷盘位于卷盘支撑架的u型安装空间内，卷盘包括卷盘回卷水涡轮驱动机构，卷盘回卷水涡轮驱动机构包括卷盘回卷水涡轮箱，卷盘回卷水涡轮箱的水涡轮动力输出轴与卷盘的主轴传动连接，卷盘回卷水涡轮箱的压力水输出端与喷灌pe管的压力水输入端连通连接，与喷灌pe管的压力水输出端连接的喷头车通过导向架悬空架设在卷盘支撑架的后端；

托载运输机车上对应卷盘支撑架的下方的位置设有伸缩支撑装置，伸缩支撑装置包括沿竖向方向伸缩或摆动设置的支撑腿，支撑腿包括支撑腿伸缩驱动部件或支撑腿摆动驱动部件，支撑腿伸缩驱动部件或支撑腿摆动驱动部件是丝杆和往返螺母配合的伸缩缸结构，丝杆端部设有丝杆旋转水涡轮驱动机构，丝杆旋转水涡轮驱动机构包括丝杆正向旋转水涡轮箱和丝杆反向旋转水涡轮箱，丝杆正向旋转水涡轮箱的水涡轮的动力输出轴和丝杆反向旋转水涡轮箱的水涡轮的动力输出轴均与丝杆传动连接、且丝杆正向旋转水涡轮箱的水涡轮叶片旋向和丝杆反向旋转水涡轮箱的水涡轮叶片旋向相反设置，丝杆正向旋转水涡轮箱和丝杆反向旋转水涡轮箱的压力水输出端分别与喷灌pe管的压力水输入端连通连接；

压力水分水器固定安装在托载运输机车上，包括一个压力水输入端和多个压力水输出端，多个压力水输出端上均设有启闭阀门，多个压力水输出端分别与卷盘回卷水涡轮箱的压力水输入端、丝杆正向旋转水涡轮箱的压力水输入端、丝杆反向旋转水涡轮箱的压力水输入端和喷灌pe管的压力水输入端通过管路连接。

作物本发明的进一步改进方案，丝杆正向旋转水涡轮箱和丝杆反向旋转水涡轮箱共用同一个丝杆旋转水涡轮箱、且正向旋转水涡轮与反向旋转水涡轮背靠背同轴分隔设置在两个腔体内。

作为本发明的进一步改进方案，支撑腿至少左右对称设置为两件、且两件支撑腿对应设置在卷盘支撑架的后方。

作为本发明的进一步改进方案，支撑腿直接伸出或摆动翻出支撑于地面时呈向后下方倾斜的状态。

作为本发明的进一步改进方案，伸缩支撑装置还包括宽度调节伸缩节，支撑腿安装设置在宽度调节伸缩节的伸缩端上，宽度调节伸缩节包括宽度调节伸缩驱动部件，宽度调节伸缩驱动部件也是丝杆和往返螺母配合的伸缩缸结构，丝杆端部设有丝杆旋转水涡轮驱动机构，丝杆旋转水涡轮驱动机构包括丝杆正向旋转水涡轮箱和丝杆反向旋转水涡轮箱，丝杆正向旋转水涡轮箱的水涡轮的动力输出轴和丝杆反向旋转水涡轮箱的水涡轮的动力输出轴均与丝杆传动连接、且丝杆正向旋转水涡轮箱的水涡轮叶片旋向和丝杆反向旋转水涡轮箱的水涡轮叶片旋向相反设置，丝杆正向旋转水涡轮箱和丝杆反向旋转水涡轮箱的压力水输出端分别与喷灌pe管的压力水输入端连通连接。

作为本发明的进一步改进方案，卷盘支撑架的底部还设有卷盘支撑架回转装置，卷盘支撑架回转装置包括回转支承和回转水涡轮驱动机构；回转支承包括内圈和外圈，回转支承的内圈或外圈与卷盘支撑架固定安装连接，回转支承的外圈或内圈与托载运输机车的车体底盘固定安装连接；回转水涡轮驱动机构固定安装在托载运输机车的车体底盘上，包括正向回转水涡轮箱和反向回转水涡轮箱，正向回转水涡轮箱的正向回转水涡轮的动力输出轴和反向回转水涡轮箱的反向回转水涡轮的动力输出轴均通过传动机构与回转支承的内圈或外圈配合传动连接、且正向回转水涡轮的叶片旋向和反向回转水涡轮的叶片旋向相反设置，正向回转水涡轮箱和反向回转水涡轮箱的压力水输出端分别与喷灌pe管的压力水输入端连通连接；压力水分水器的多个压力水输出端还分别与正向回转水涡轮箱的压力水输入端和反向回转水涡轮箱的压力水输入端通过管路连接。

作为本发明的进一步改进方案，正向回转水涡轮箱和反向回转水涡轮箱共用同一个回转水涡轮箱、且正向旋转水涡轮与反向旋转水涡轮背靠背同轴分隔设置在两个腔体内。

作为本发明的进一步改进方案，支撑腿设置为四件、且四件支撑腿相对于卷盘支撑架中心对称设置。

作为本发明的进一步改进方案，正向回转水涡轮箱的正向回转水涡轮的动力输出轴和反向回转水涡轮箱的反向回转水涡轮的动力输出轴均通过链传动机构或带传动机构与回转支承的内圈或外圈配合传动连接。

作为本发明的进一步改进方案，支撑腿伸缩驱动部件或支撑腿摆动驱动部件的丝杆和往返螺母通过梯形螺纹进行螺纹配合连接。

与现有技术相比，本水涡轮驱动车载卷盘喷灌机由于除了设有传统的卷盘回卷水涡轮箱之外，还设有包括丝杆正向旋转水涡轮箱、丝杆反向旋转水涡轮箱、丝杆和往返螺母配合的伸缩缸结构的支撑腿以及包括正向回转水涡轮箱和反向回转水涡轮箱的卷盘支撑架回转装置，因此通过压力水分水器以及控制压力水分水器的多个压力水输出端上的启闭阀门可以实现本水涡轮驱动车载卷盘喷灌机整机采用喷灌压力水作为唯一喷灌驱动动力源的控制，能够在实现便于控制的前提下实现大大降低驱动动力源接入的难度；由于本水涡轮驱动车载卷盘喷灌机自身即包括托载运输机车，因此可大大增加卷盘喷灌机的使用灵活性、便于卷盘喷灌机整机转向调头和转场，能够避免田间地头的农作物被过分碾压的情况。

附图说明

图1是本发明的三维结构示意图。

图中：1、托载运输机车，2、卷盘支撑架，21、伸缩支撑装置，211、支撑腿，212、宽度调节伸缩节，3、卷盘，4、喷头车。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明(以下以本水涡轮驱动车载卷盘喷灌机的喷头车4所在的方向为后方进行描述)。

如图1所示，本水涡轮驱动车载卷盘喷灌机包括托载运输机车1、卷盘支撑架2、卷盘3、喷头车4和压力水分水器。

卷盘支撑架2是整体呈开口向上设置的u型框架结构，卷盘支撑架2的底部安装在托载运输机车1驾驶室后方的车体底盘上，沿前后方向滚动设置的、缠绕有喷灌pe管的卷盘3通过轴承座架设安装在卷盘支撑架2上，且卷盘3位于卷盘支撑架2的u型安装空间内，卷盘3包括卷盘回卷水涡轮驱动机构，卷盘回卷水涡轮驱动机构包括卷盘回卷水涡轮箱，卷盘回卷水涡轮箱的水涡轮动力输出轴与卷盘3的主轴传动连接，卷盘回卷水涡轮箱的压力水输出端与喷灌pe管的压力水输入端连通连接，与喷灌pe管的压力水输出端连接的喷头车4通过导向架悬空架设在卷盘支撑架2的后端。

托载运输机车1上对应卷盘支撑架2的下方的位置设有伸缩支撑装置21，伸缩支撑装置21包括沿竖向方向伸缩或摆动设置的支撑腿211，支撑腿211包括支撑腿伸缩驱动部件或支撑腿摆动驱动部件，可以通过控制支撑腿伸缩驱动部件或支撑腿摆动驱动部件的动作实现控制支撑腿211直接伸出或摆动翻出支撑于地面，支撑腿伸缩驱动部件或支撑腿摆动驱动部件是丝杆和往返螺母配合的伸缩缸结构，丝杆端部设有丝杆旋转水涡轮驱动机构，丝杆旋转水涡轮驱动机构包括丝杆正向旋转水涡轮箱和丝杆反向旋转水涡轮箱，丝杆正向旋转水涡轮箱的水涡轮的动力输出轴和丝杆反向旋转水涡轮箱的水涡轮的动力输出轴均与丝杆传动连接、且丝杆正向旋转水涡轮箱的水涡轮叶片旋向和丝杆反向旋转水涡轮箱的水涡轮叶片旋向相反设置，丝杆正向旋转水涡轮箱和丝杆反向旋转水涡轮箱的压力水输出端分别与喷灌pe管的压力水输入端连通连接。

压力水分水器固定安装在托载运输机车1上，包括一个压力水输入端和多个压力水输出端，多个压力水输出端上均设有启闭阀门，多个压力水输出端分别与卷盘回卷水涡轮箱的压力水输入端、丝杆正向旋转水涡轮箱的压力水输入端、丝杆反向旋转水涡轮箱的压力水输入端和喷灌pe管的压力水输入端通过管路连接。

采用本水涡轮驱动车载卷盘喷灌机进行喷灌作业时，可以直接驱动托载运输机车1停靠在田间地头、并使喷头车4正对需喷灌方向，关闭压力水分水器的所有压力水输出端上的启闭阀门、并将压力水分水器的压力水输入端通过管路与喷灌压力水源连接，开启喷灌压力水阀门后压力水进入压力水分水器，然后放出喷头车4并拖出至预设的喷灌地点，打开对应喷灌pe管的启闭阀门使压力水进入喷灌pe管、并自喷头车4的喷头喷出进行喷灌作业，同时打开对应丝杆正向旋转水涡轮箱的压力水输入端的启闭阀门使压力水进入丝杆正向旋转水涡轮箱、并推动丝杆正向旋转水涡轮旋转使丝杆正向旋转带动支撑腿211直接伸出或摆动翻出，待支撑腿211稳固支撑于地面后(支撑腿211作为传统卷盘喷灌机的前插板使用、以增加卷盘回卷时的稳定性)，关闭对应丝杆正向旋转水涡轮箱的压力水输入端的启闭阀门、同时打开对应卷盘回卷水涡轮箱的压力水输入端的启闭阀门，压力水进入卷盘回卷水涡轮箱、并推动卷盘回卷水涡轮旋转输出动力驱动卷盘3回卷，实现支撑腿211稳固支撑前提下喷灌pe管的自动回收并拉动喷头车4回退。待喷灌pe管完全回收、并拉动喷头车4沿导向架上移悬挂复位后，关闭对应卷盘回卷水涡轮箱的压力水输入端的启闭阀门、同时打开对应丝杆反向旋转水涡轮箱的压力水输入端的启闭阀门，压力水进入丝杆反向旋转水涡轮箱、并推动丝杆反向旋转水涡轮旋转使丝杆反向旋转带动支撑腿211直接缩入或摆动翻入进行复位，即可驱动托载运输机车1进行转场。

为了增加使喷头车4正对需喷灌方向的操作灵活性，作为本发明的进一步改进方案，卷盘支撑架2的底部还设有卷盘支撑架回转装置，卷盘支撑架回转装置包括回转支承和回转水涡轮驱动机构；回转支承包括内圈和外圈，回转支承的内圈或外圈与卷盘支撑架2固定安装连接，回转支承的外圈或内圈与托载运输机车1的车体底盘固定安装连接；回转水涡轮驱动机构固定安装在托载运输机车1的车体底盘上，包括正向回转水涡轮箱和反向回转水涡轮箱，正向回转水涡轮箱的正向回转水涡轮的动力输出轴和反向回转水涡轮箱的反向回转水涡轮的动力输出轴均通过链传动机构或带传动机构与回转支承的内圈或外圈配合传动连接、且正向回转水涡轮的叶片旋向和反向回转水涡轮的叶片旋向相反设置，正向回转水涡轮箱和反向回转水涡轮箱的压力水输出端分别与喷灌pe管的压力水输入端连通连接；压力水分水器的多个压力水输出端还分别与正向回转水涡轮箱的压力水输入端和反向回转水涡轮箱的压力水输入端通过管路连接。驱动托载运输机车1停靠在田间地头后，可通过打开对应正向回转水涡轮箱的压力水输入端的启闭阀门或者打开对应反向回转水涡轮箱的压力水输入端的启闭阀门使压力水进入正向回转水涡轮箱或反向回转水涡轮箱推动水涡轮旋转带动卷盘支撑架2整体回转的方式使喷头车4正对需喷灌方向。

在喷头车4回退过程中为了实现有效定位支撑，作为本发明的进一步改进方案，支撑腿211至少左右对称设置为两件、且两件支撑腿211对应设置在卷盘支撑架2的后方。

为了进一步实现支撑腿211的稳固支撑，作为本发明的进一步改进方案，支撑腿211直接伸出或摆动翻出支撑于地面时呈向后下方倾斜的状态。

为了进一步实现支撑腿211的稳固支撑，作为本发明的进一步改进方案，伸缩支撑装置21还包括宽度调节伸缩节212，支撑腿211安装设置在宽度调节伸缩节212的伸缩端上，宽度调节伸缩节212包括宽度调节伸缩驱动部件，可以通过控制宽度调节伸缩驱动部件的伸缩动作实现控制宽度调节伸缩节212伸出或缩入来调节两件支撑腿211之间的间距，宽度调节伸缩驱动部件也是丝杆和往返螺母配合的伸缩缸结构，丝杆端部设有丝杆旋转水涡轮驱动机构，丝杆旋转水涡轮驱动机构包括丝杆正向旋转水涡轮箱和丝杆反向旋转水涡轮箱，丝杆正向旋转水涡轮箱的水涡轮的动力输出轴和丝杆反向旋转水涡轮箱的水涡轮的动力输出轴均与丝杆传动连接、且丝杆正向旋转水涡轮箱的水涡轮叶片旋向和丝杆反向旋转水涡轮箱的水涡轮叶片旋向相反设置，丝杆正向旋转水涡轮箱和丝杆反向旋转水涡轮箱的压力水输出端分别与喷灌pe管的压力水输入端连通连接。

为了进一步实现支撑腿211的稳固支撑，作为本发明的进一步改进方案，支撑腿211设置为四件、且四件支撑腿211相对于卷盘支撑架2中心对称设置。

为了实现支撑腿211伸出或缩入状态的自锁、防止支撑腿211非正常伸出或缩入，作为本发明的进一步改进方案，支撑腿伸缩驱动部件或支撑腿摆动驱动部件的丝杆和往返螺母采用具有自锁功能的梯形螺纹进行螺纹配合连接。

为了减少空间占用，作为本发明的进一步改进方案，丝杆正向旋转水涡轮箱和丝杆反向旋转水涡轮箱共用同一个丝杆旋转水涡轮箱、且正向旋转水涡轮与反向旋转水涡轮背靠背同轴分隔设置在两个腔体内；正向回转水涡轮箱和反向回转水涡轮箱共用同一个回转水涡轮箱、且正向旋转水涡轮与反向旋转水涡轮背靠背同轴分隔设置在两个腔体内。

本水涡轮驱动车载卷盘喷灌机通过压力水分水器以及控制压力水分水器的多个压力水输出端上的启闭阀门可以实现整机采用喷灌压力水作为唯一驱动动力源的控制，能够在实现便于控制的前提下实现大大降低驱动动力源接入的难度；可以大大增加卷盘喷灌机的使用灵活性、便于卷盘喷灌机整机转向调头和转场，能够避免田间地头的农作物被过分碾压的情况。