高地隙可变轮距轴距植保机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高地隙可变轮距轴距植保机，包括通过小型回转平台连接的上下车架。动力系统、主变速系统、液压系统、驾驶操作系统，喷药及授粉系统、施肥系统等结构以重心平衡配比原则，围绕中央回转平台对称布置；下车架主要安装四条可折叠伸缩的支腿，并通过相应轮边传动系统实现机具的行走、转向、轮距及轴距变化、离地间隙及重心高度调整等功能。还公开一种轮边传动系统通过万向传动、链轮传动以及锥齿传动相配合的传动方式，以适应轮轴、轴距可调功能。本实用新型结构紧凑，功能齐全，工作稳定，适应范围广，续航能力强，操作容易，作业效率高。轮边传动系统稳定性和操控性好，驱动力大，一机多能，适用于整机方案的需求。
【专利说明】
高地隙可变轮距轴距植保机
技术领域
[0001]本实用新型涉及农业机械，尤其是一种植保机。
【背景技术】
[0002]植保机械的作用对象即农作物。病虫草害复杂多变，制约了植保机械专业化发展。病虫害种类多并且发生的不确定性决定了植保措施的多样性，病虫害偶发、突发、大发、小发等不一，不同于作物的耕作、收获等那样的简单一致。病虫害防治，难以规律性、统一化机械作业，也难以由缺乏一定植保技术和知识的农民独立担当。近年来虽然各地建立了一些不同组织形式的植保专业化防治队伍，但专业化程度很低，与机械收获那样的专业化相差很远。
[0003]同时，生产方式比较粗放，经营规模小，制约了大型植保机械的推广应用。生产关系与生产力的结合构成一定社会阶段的生产方式。目前，我国农村实行的是联产承包、统分结合双层经营体制。尽管以土地为主要生产资料的集体所有制性质没有改变，但是以农户为单位进行承包经营后，土地公有私用的现实情况，决定了生产的组织形式是个体小规模生产。在这种经营体制下，很难发展规模化、集约化生产，粗放生产难以根本改变，大型植保机械缺乏市场。由于植保工作的特点，如果没有中央政府的强力支持，植保专业化统防统治难以顺利发展，也影响大型植保机械的应用。因此，今后一定时期内中小型植保机械仍将是主流，实现植保机械轻简化符合生产要求。
[0004]另外，新生代农民降低劳动强度的要求强烈，青睐轻简化植保机械。随着人民生活水平的不断提高，降低劳动强度的要求更为强烈。新生代农民的生活习惯在某种意义上对促进先进生产工具的研究与应用具有积极作用。因此，轻简化植保机械可能更受欢迎，如轻便型、操作更加简化的电动喷雾器、烟雾机等。如果施药效果、工作效率能够等同于或优于机动弥雾机，则前者更有市场。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供一种高地隙可变轮距轴距植保机，以及一种适用于高地隙可变轮距轴距植保机且稳定性和操控性好、驱动力大的植保机轮边传动系统。
[0006]为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0007]—种高地隙可变轮距轴距植保机，包括上车架及上车架上的配套系统、下车架及配套支腿部件及行驶系统，以及安装在上车架与下车架之间使两者相互旋转的回转平台，每一支腿部件包括平行四边形机构、可弯曲上支腿与可弯曲下支腿，平行四边形机构各边相枢接，其内侧短边固定于下车架外缘，外侧短边连接可弯曲上支腿一端，可弯曲上支腿另一端与可弯曲下支腿枢接，使两者能相对前后运动，可弯曲下支腿连接行驶轮，使得能通过调整平行四边形机构以及可弯曲上支腿与可弯曲下支腿之间的角度，来调整行驶轮与下车架在前后、上下、左右各方向的距离;植保机上的驱动系统包括依序连接的发动机、减速箱、差速器、差速半轴、轮边传动系统，轮边传动系统构成3级传动，由差速器的差速半轴传递出来的动力，经位于可变轮距的双平行四边形结构上的第I级传动和位于可弯曲上支腿上的第2级传动，最后经位于可弯曲下支腿的第3级传动通过轮边驱动轴将动力传递至行驶轮，第I级传动、第2级传动、第3级传动分别为万向传动、链轮传动和锥齿传动，植保机轮边传动系统通过万向传动、链轮传动以及锥齿传动相配合的传动方式，以适应轮轴、轴距可调功會K。
[0008]优选地，第I级传动采用两十字轴万向节连接三根轴，两十字轴万向节分别连接动力传递过程中的差速轴、I轴以及II轴，通过十字轴万向节适应平行四边形结构的角度变化，I轴采用由滑动叉和矩形或渐开线花键轴组成的滑动花键来实现传动长度的变化。
[0009]优选地，第2级传动的从动轴III轴与第3级传动的主动轴IV轴之间通过锥齿连接，IV轴与轮边驱动轴之间也通过锥齿连接，IV轴上还设有万向节，以适应可弯曲上支腿与可弯曲下支腿之间的旋转。
[0010]优选地，支腿部件能调整为收缩状态和完全伸展状态，在收缩状态，平行四边形机构与下车架呈一定角度夹角，且可弯曲上支腿与可弯曲下支腿处于折叠状态，这时整体车架处于较小离地间隙值、最小轮距与轴距状态;在完全伸展状态，平行四边形完全打平，与下车架处于平行状态，实现最大轮距及较大离地间隙状态，可弯曲上支腿与可弯曲下支腿接近处于同一竖直线上，实现最大轴距及最大离地间隙状态。
[0011]优选地，所述上车架上的配套系统包括授粉装置和喷药及风幕装置，授粉装置主体为气力授粉装置，通过控制鼓风机中的风道，使风力主体送往斜向布置的百叶窗结构的气力授粉装置，喷药及风幕装置包括风幕、多组均匀布置的广角高压喷嘴、可折叠喷杆，喷药系统通过药箱提供预先调制的药液，由喷药系统配套的膜片栗将药液加压，再利用高压喷嘴将药液以雾状形式喷出；同时控制鼓风机中的风道，将风均匀输送至与喷杆竖直平行布置的风幕，最终使风力均匀的向下送。
[0012]优选地，喷药及风幕装置还包括用以单独控制喷杆高度及喷杆折叠展开角度的液压推杆。
[0013]优选地，所述上车架上的配套系统包括施肥装置，施肥装置利用螺旋施肥器，将存放于施肥箱的颗粒肥料均匀播撒至田间，同时根据喷药系统的喷杆实际作业幅宽，通过调整螺旋施肥器的旋转速度，以实现与喷杆作业等幅宽的施肥作业。
[0014]—种植保机轮边传动系统，植保机包括上车架及上车架上的配套系统、下车架及配套支腿部件及行驶系统，以及安装在上车架与下车架之间使两者相互旋转的回转平台，每一支腿部件包括平行四边形机构、可弯曲上支腿与可弯曲下支腿，平行四边形机构各边相枢接，其内侧短边固定于下车架外缘，外侧短边连接可弯曲上支腿一端，可弯曲上支腿另一端与可弯曲下支腿枢接，使两者能相对前后运动，可弯曲下支腿连接行驶轮，使得能通过调整平行四边形机构以及可弯曲上支腿与可弯曲下支腿之间的角度，来调整行驶轮与下车架在前后、上下、左右各方向的距离;植保机上的驱动系统包括依序连接的发动机、减速箱、差速器、差速半轴、轮边传动系统，轮边传动系统构成3级传动，由差速器的差速半轴传递出来的动力，经位于可变轮距的双平行四边形结构上的第I级传动和位于可弯曲上支腿上的第2级传动，最后经位于可弯曲下支腿的第3级传动通过轮边驱动轴将动力传递至行驶轮，第I级传动、第2级传动、第3级传动分别为万向传动、链轮传动和锥齿传动，植保机轮边传动系统通过万向传动、链轮传动以及锥齿传动相配合的传动方式，以适应轮轴、轴距可调功會K。
[0015]优选地，第I级传动采用两十字轴万向节连接三根轴，两十字轴万向节分别连接动力传递过程中的差速轴、I轴以及II轴，通过十字轴万向节适应平行四边形结构的角度变化，I轴采用由滑动叉和矩形或渐开线花键轴组成的滑动花键来实现传动长度的变化。
[0016]优选地，第2级传动的从动轴III轴与第3级传动的主动轴IV轴之间通过锥齿连接，IV轴与轮边驱动轴之间也通过锥齿连接，IV轴上还设有万向节，以适应可弯曲上支腿与可弯曲下支腿之间的旋转。
[0017]本实用新型的有益效果是:
[0018]本实用新型植保机可通过下车架支腿部件，调整机具的轮距、轴距变化，调整轮距可实现不同的作物间距的自由转换;调整轴距是在轮距调整、离地间隙调整的同时，保证整机的重心在竖直方向上，基本保持在同一位置，且离地间隙越高，轮距轴距越大时，整机重心与回转平台中心越接近。
[0019]植保机具有高地隙，且可根据作物生长阶段及长势，自行调整，最小离地间隙可在
1.1-1.6m间任意调整。
[0020]植保机中央回转平台，可实现下车架行走、转向等动作，与上车架喷药、授粉、施肥等动作协同工作或分开单独工作，特别是在田间作业换行过程中，可基本实现作业无盲区。
[0021]植保机集喷药、授粉、施肥等植保项目于一体，且可同时作业，可实现一机多用，提高效率，降低成本。
[0022]综上所述，本实用新型结构紧凑，功能齐全，工作稳定，适应范围广，续航能力强，操作便捷，作业效率高。
[0023]本实用新型植保机轮边传动系统通过万向传动、链轮传动以及锥齿传动相配合的传动方式，以适应轮轴、轴距可调功能，并且稳定性和操控性好，驱动力大，一机多能，适用于整机方案的需求。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型实施例高地隙可变轮距轴距植保机的整机主视图。
[0025]图2为本实用新型实施例高地隙可变轮距轴距植保机的整机俯视图。
[0026]图3为本实用新型实施例高地隙可变轮距轴距植保机的整机左视图(未画差速器与差速半轴)。
[0027]图4为本实用新型实施例高地隙可变轮距轴距植保机下车架支腿收缩最小位置图。
[0028]图5为本实用新型实施例高地隙可变轮距轴距植保机下车架支腿伸展最大位置图。
[0029]图6为本实用新型实施例高地隙可变轮距轴距植保机轮边传动系统在驱动系统中的位置示意图。
[0030]图7为本实用新型实施例高地隙可变轮距轴距植保机的整机左视图(未画施肥器)。
[0031]图8为本实用新型实施例高地隙可变轮距轴距植保机轮边传动系统第I级传动结构示意图。
[0032]图9为本实用新型实施例高地隙可变轮距轴距植保机轮边传动系统第2、3级传动结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图及实例，对本实用新型做进一步说明。
[0034]如图1至图3所示，本实用新型实施例高地隙可变轮距轴距植保机，由气力授粉装置1、风幕2、橡胶齿形一体行驶轮3、可变形支腿部件4、上车架6、下车架7、回转平台8、药箱
9、喷杆10、施肥箱11、螺旋施肥器12、鼓风机14、发动机15等结构组成。
[0035]整机由三大部分组成，第一部分为上车架及上车架上的配套系统。其中包括:由授粉装置、喷药及风幕装置、施肥装置为核心组成的三大作业系统。授粉装置主体为气力授粉装置I，通过控制鼓风机14中的风道，使风力主体送往斜向布置的百叶窗结构的气力授粉装置，实现风力的均匀、定向的传递，达到提高授粉几率的效果。喷药及风幕装置主要由风幕
2、30组均匀布置的广角高压喷嘴5、可折叠喷杆10等组成，喷药系统通过布置于驾驶座位下方的药箱9提供预先调制的药液，由喷药系统配套的膜片栗将药液加压，再利用高压喷嘴5，将药液以雾状形式喷出；同时控制鼓风机14中的风道，将风均匀输送至与喷杆10竖直平行布置的风幕2，最终使风力均匀的向下送出，以帮助雾状药液更好的直接作用于作物根茎及叶片背面等部位;另外喷杆10安装点可通过液压推杆单独控制喷杆高度及喷杆折叠展开角度，以实现药液的全方位喷洒。施肥装置主要利用螺旋施肥器12，将存放于施肥箱11的颗粒肥料均匀播撒至田间，同时可根据喷药系统的喷杆实际作业幅宽，通过调整螺旋施肥器的旋转速度，以实现与喷杆作业等幅宽的施肥作业。
[0036]第二部分为安装在上、下车架结构重心位置的回转平台8，回转平台通过液压驱动，机器单幅作业完成后，液压驱动回转平台转动，使上、下车架实现180度旋转，在旋转过程中，可同时实现换幅作业位置的作物药物喷洒与施肥，换幅完成后，上、下车架间旋转180度，通过切换主变速系统动力输出，利用下车架轮边传动，实现下车架反向行驶，同时上车架6上的作业系统仍位于前进方向前端继续作业；回转平台中心的环孔可传递液压管路，控制线路，以及下车架驱动、转向等行驶系统机械传动。
[0037]第三部分为下车架7及配套支腿部件及行驶系统，下车架主要利用四条支腿支撑。每一支腿部件4包括平行四边形机构19、可弯曲上支腿20与可弯曲下支腿21。平行四边形机构19各边相枢接，因此能变形。其内侧短边固定于下车架7外缘，外侧短边连接可弯曲上支腿20—端。可弯曲上支腿20另一端与可弯曲下支腿21枢接，使两者可相对前后运动。可弯曲下支腿21连接行驶轮3。因此，通过调整平行四边形机构19以及可弯曲上支腿20与可弯曲下支腿21之间的角度，即可调整行驶轮3与下车架7在前后、上下、左右各方向的距离，亦即本机械的轴距、离地间隙与轮距。图4为支腿部件收缩状态，此时支腿前端平行四边形机构与下车架呈一定角度夹角，且可弯曲上支腿与可弯曲下支腿处于折叠状态，整体车架处于较小离地间隙值、最小轮距与轴距状态，此时主要用于作物幼苗期作业及更换作业区域时的运输状态。图5为支腿部件完全伸展状态，此时支腿前端的双平行四边形完全打平，与下车架处于平行状态，实现最大轮距及较大离地间隙状态，实际作业过程中，可通过控制液压推杆13，调整平行四边形机构19的展开状态，以实现不同轮距状态下的作业，适应作物不同行宽的作业需求;可弯曲上支腿与可弯曲下支腿接近处于同一竖直线上，实现最大轴距及最大离地间隙状态。
[0038]本实用新型植保机的有益效果是:
[0039]1、可通过下车架支腿部件，调整机具的轮距、轴距变化，调整轮距可实现不同的作物间距的自由转换;调整轴距是在轮距调整、离地间隙调整的同时，保证整机的重心在竖直方向上，基本保持在同一位置，且离地间隙越高，轮距轴距越大时，整机重心与回转平台中心越接近；
[0040]2、具有高地隙，且可根据作物生长阶段及长势，自行调整，最小离地间隙可在在1.1-1.6m间任意调整;
[0041]3、中央回转平台可实现下车架行走、转向等动作，与上车架喷药、授粉、施肥等动作协同工作或分开单独工作，特别是在田间作业换行过程中，可基本实现作业无盲区；
[0042]4、集喷药、授粉、施肥等植保项目于一体，且可同时作业，可实现一机多用，提高效率，降低成本。
[0043]综上所述，本实用新型结构紧凑，功能齐全，工作稳定，适应范围广，续航能力强，操作便捷，作业效率高。
[0044]如图6、图7所示，本实施例植保机上的驱动系统驱动系统包括依序连接的发动机、减速箱、差速器29、差速半轴28、轮边传动系统，轮边传动系统构成3级传动，由差速器29的差速半轴28传递出来的动力，经第I级传动(位于可变轮距的双平行四边形机构19)和第2级传动(位于可弯曲上支腿20)，最后经第3级传动(位于可弯曲下支腿21)通过轮边驱动轴将动力传递至行驶轮3。
[0045]第I级传动采用万向节传动方案，使用十字轴式万向节允许相邻两轴的最大交角为15°?20°。并且十字轴式万向节具有结构简单和传动效率高等优点。如:十字轴万向节的传动效率高达约为97%?98%。而若采用锥齿传动方案具有传动效率高，结构紧凑等优点，但是在可变轴距机构进行角度调节时，锥齿会形成打齿现象，严重影响构件的使用可靠性与寿命。若采用链传动方案，会造成整个机构臃肿不堪。
[0046]如图8所示，本实施例用两十字轴万向节32连接三根轴，布置方式类似于汽车动力传递中的两节三轴式传递。两十字轴万向节32分别连接动力传递过程中的差速轴31、I轴33以及辅助轴(II轴)34。动力传递由差速轴传入，相当于汽车动力传递中的中间轴。经由第一个万向节，传递至I轴33，1轴33由于长度过长并且角度变化，相当于汽车动力传递中的主传动轴，起到了主要动力传递作用。并且由于I轴33处于可变轮距部分(平行四边形机构)，在可变轮距角度变化时，需要保持2级轮边传动中辅助轴上的链轮固定在铅垂平面，先通过采用一个万向节将I轴与辅助轴相连，再将I轴采用了由滑动叉和矩形或渐开线花键轴组成的滑动花键来实现传动长度的变化。通过花键槽和第二个万向节使链轮保持铅垂平面，不影响第2级传动中的链传动。
[0047]第2级传动采用链传动方案，链传动的主要优点是:与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；需要的张紧力、作用于轴的压力也小，可减少轴承的摩擦损失;结构紧凑;能在温度较高、有污染等恶劣环境场合下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求比较低；中心距较大时其传动结构简单。链传动还可以提高动力底盘的离地间隙。
[0048]如图9所示，链传动传动箱动力传递主要零部件由以下三大部分组成:传动箱壳体组合41 (主要由传动箱箱壳、法兰管、轴承端盖等组成)、主动轴组合(由主动轴、链轮、深沟球轴承、轴承垫等组成)，以及从动轴组合(由从动轴、链轮、深沟球轴承、轴承垫等组成)。链条42采用最广泛的是短节距精密滚子链，链轮上制有特殊齿形的齿，依靠链轮轮齿和链节的啮合来传递运动和动力。链条42连接主动轴(S卩II轴34)和从动轴(图中III轴43)。
[0049]第3级传动采用锥齿传动，连接IV轴51和轮边驱动轴52，III轴43与IV轴51之间通过锥齿连接，IV轴51与轮边驱动轴52之间也通过锥齿连接。IV轴51上还设有万向节，以适应可弯曲上支腿20与可弯曲下支腿21之间的旋转。
[0050]动力首先由差速器的差速半轴传递出来，之后传递至可变轮距的机构上，该传动过程动力通过万向传动装置由差速半轴传递至第I级传动的I轴上，使用万向传动装置用以满足可变轮距机构在车架平面上的旋转带来的角度变化的需要。
[0051]接着在第I级传动中，动力在可变轮距机构中的I轴上再次通过万向传动装置传至辅助轴再传递至链轮上，用以满足在可变轴距的机构在机架平面上向上抬升时带来的链轮角度变化，使得链轮可以固定角度不变，保持与第2级传动的平稳性。
[0052]第2级动力传动位于可变轴距机构中，动力经由第一个链轮传入由滚子链传递至第二个链轮，第二个链轮位于II轴上，动力经由II轴传递至第一锥齿轮，通过第一锥齿轮传递至第3级传动的第二锥齿轮。
[0053]第3级动力传动由传动轴IV轴与轮边驱动轴组成。动力由第二锥齿轮经驱动轴IV轴传至第三锥齿轮、第四锥齿轮上后传入轮边驱动轴，最后至行驶轮3，完成动力传递。
[0054]本实施例植保机轮边传动系统通过万向传动、链轮传动以及锥齿传动相配合的传动方式，以适应轮轴、轴距可调功能，并且稳定性和操控性好，驱动力大，一机多能，适用于整机方案的需求。
【主权项】
1.一种高地隙可变轮距轴距植保机，其特征在于，包括上车架及上车架上的配套系统、下车架及配套支腿部件及行驶系统，以及安装在上车架与下车架之间使两者相互旋转的回转平台，每一支腿部件包括平行四边形机构、可弯曲上支腿与可弯曲下支腿，平行四边形机构各边相枢接，其内侧短边固定于下车架外缘，外侧短边连接可弯曲上支腿一端，可弯曲上支腿另一端与可弯曲下支腿枢接，使两者能相对前后运动，可弯曲下支腿连接行驶轮，使得能通过调整平行四边形机构以及可弯曲上支腿与可弯曲下支腿之间的角度，来调整行驶轮与下车架在前后、上下、左右各方向的距离;植保机上的驱动系统包括依序连接的发动机、减速箱、差速器、差速半轴、轮边传动系统，轮边传动系统构成3级传动，由差速器的差速半轴传递出来的动力，经位于可变轮距的双平行四边形结构上的第I级传动和位于可弯曲上支腿上的第2级传动，最后经位于可弯曲下支腿的第3级传动通过轮边驱动轴将动力传递至行驶轮，第I级传动、第2级传动、第3级传动分别为万向传动、链轮传动和锥齿传动，植保机轮边传动系统通过万向传动、链轮传动以及锥齿传动相配合的传动方式，以适应轮轴、轴距可调功能。2.根据权利要求1所述的高地隙可变轮距轴距植保机，其特征在于，第I级传动采用两十字轴万向节连接三根轴，两十字轴万向节分别连接动力传递过程中的差速轴、I轴以及II轴，通过十字轴万向节适应平行四边形结构的角度变化，I轴采用由滑动叉和矩形或渐开线花键轴组成的滑动花键来实现传动长度的变化。3.根据权利要求1所述的高地隙可变轮距轴距植保机，其特征在于，第2级传动的从动轴III轴与第3级传动的主动轴IV轴之间通过锥齿连接，IV轴与轮边驱动轴之间也通过锥齿连接，IV轴上还设有万向节，以适应可弯曲上支腿与可弯曲下支腿之间的旋转。4.根据权利要求1所述的高地隙可变轮距轴距植保机，其特征在于，支腿部件能调整为收缩状态和完全伸展状态，在收缩状态，平行四边形机构与下车架呈一定角度夹角，且可弯曲上支腿与可弯曲下支腿处于折叠状态，这时整体车架处于较小离地间隙值、最小轮距与轴距状态;在完全伸展状态，平行四边形完全打平，与下车架处于平行状态，实现最大轮距及较大离地间隙状态，可弯曲上支腿与可弯曲下支腿接近处于同一竖直线上，实现最大轴距及最大离地间隙状态。5.根据权利要求1所述的高地隙可变轮距轴距植保机，其特征在于，所述上车架上的配套系统包括授粉装置和喷药及风幕装置，授粉装置主体为气力授粉装置，通过控制鼓风机中的风道，使风力主体送往斜向布置的百叶窗结构的气力授粉装置，喷药及风幕装置包括风幕、多组均匀布置的广角高压喷嘴、可折叠喷杆，喷药系统通过药箱提供预先调制的药液，由喷药系统配套的膜片栗将药液加压，再利用高压喷嘴将药液以雾状形式喷出；同时控制鼓风机中的风道，将风均匀输送至与喷杆竖直平行布置的风幕，最终使风力均匀的向下送。6.根据权利要求5所述的高地隙可变轮距轴距植保机，其特征在于，喷药及风幕装置还包括用以单独控制喷杆高度及喷杆折叠展开角度的液压推杆。7.根据权利要求1所述的高地隙可变轮距轴距植保机，其特征在于，所述上车架上的配套系统包括施肥装置，施肥装置利用螺旋施肥器，将存放于施肥箱的颗粒肥料均匀播撒至田间，同时根据喷药系统的喷杆实际作业幅宽，通过调整螺旋施肥器的旋转速度，以实现与喷杆作业等幅宽的施肥作业。
【文档编号】A01M7/00GK205585160SQ201620339180
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】蒋蘋, 石毅新, 郭宇翔, 肖名涛, 胡文武
【申请人】湖南农业大学