履带式智能驾驶玉米收获机的制作方法与工艺

本发明具体涉及一种履带式智能驾驶玉米收获机。

背景技术：
我国当前进入市场阶段的玉米收获机都是以轮式行走系统为基础开发配挂玉米收获功能部件，随着玉米机械化收获技术的逐步成熟，玉米收获机机型向大型化、多功能集成发展，机型适应集中连片土地玉米果穗收获、剥皮与秸秆粉碎作业，但是由于机型大、轮距大、重心高，存在转弯半径大，对地压力大，开道时间长，爬坡过坎通过性差，小地块、坡地、丘陵以及松软潮湿土壤作业受局限,作业性能难以发挥等诸多缺陷。基于此，研制布局合理紧凑、自动化程度高、通过性能强、载重量大、可靠性高、作业范围广、收获损失率小、安全性能高、使用寿命长的玉米收获机是我国玉米机收领域亟待解决的重大课题。

技术实现要素：
本发明旨在提供一种能够实现上述功能的履带式智能驾驶玉米收获机。本履带式智能驾驶玉米收获机的技术方案是这样实现的：所述履带式智能驾驶玉米收获机，包括行走装置、割台、升运器、剥皮装置和粉粹装置，所述履带式智能驾驶玉米收获机还包括动力总成和控制系统；所述动力总成包括发动机、液压泵、电液控制阀和液压马达，发动机与分动箱相连接，分动箱各输出轴分别与上述行走装置、割台、升运器、剥皮装置和粉粹装置所对应液压泵相连接，行走装置、割台、升运器、剥皮装置和粉粹装置所对应液压泵分别通过相应电液控制阀与行走马达、割台马达、升运马达、剥皮马达和粉碎马达相连接；所述控制系统包括可编程逻辑控制器、操作手柄和触摸屏，操作手柄、触摸屏、电液控制阀电气控制端与可编程逻辑控制器电连接。进一步的，所述液压泵包括控制液压泵，控制液压泵与电液控制阀液压控制端相连接。进一步的，所述升运马达和剥皮马达由同一个液压泵驱动。进一步的，本履带式智能驾驶玉米收获机的割台设置于机身前固定架上，包括割头和果穗仓，割头与果穗仓固定连接，还包括割头垂直提升单元和割头俯仰转动单元；割头垂直提升单元包括提升油缸，割头俯仰转动单元包括倾角油缸，提升油缸和倾角油缸均设置于门架上，其中，提升油缸缸体与门架底部固定连接，提升油缸活塞杆与果穗仓固定连接，提升油缸活塞杆伸缩方向与割头相垂直，倾角油缸活塞杆与门架中部相铰接，倾角油缸缸体与机身前固定架相铰接，门架底部还突出设有铰接板，铰接板与机身前固定架相铰接。进一步的，所述提升油缸活塞杆与滑架固定连接，滑架通过滚轮滑动连接设置于门架上，果穗仓背部设有开口向下，能钩挂于滑架顶部的挂槽；滑架和果穗仓相应部位均开有固定孔。进一步的，所述割头上设置有摘穗器，每个摘穗器均包括一对对旋摘穗辊，所述果穗仓内设有绞龙，果穗仓下方设置有割台马达和减速箱，割台马达输出轴与减速箱输入轴相连接，减速箱输出轴与摘穗器、绞龙轴均相连接。进一步的，所述提升油缸有两个，分别固定于门架两侧，所述倾角油缸有两个，对称设置于门架两侧。进一步的，所述摘穗器有四个或六个，相应地构成四行或六行玉米收割割头。进一步的，所述提升油缸和倾角油缸通过电磁阀与液压泵相连接，电磁阀与可编程逻辑控制器电连接。进一步的，所述果穗仓中部开有漏口，升运器进料口一端与滑架铰接固定，进料口位于漏口下方，升运器出料口一端通过滑道轮搭接与机身上，出料口位于剥皮装置入口上方。进一步的，所述升运器包括外隔板、皮带、皮带辊和挡板，外隔板有两个，平行设置，外隔板之间通过轴承安装有两个皮带辊，皮带辊上连接有皮带，皮带上表面沿其宽度方向设有突出于皮带的挡板；升运马达安装于升运器出料口一端，升运马达输出轴与靠近出料口的皮带辊相连接。进一步的，所述挡板沿皮带宽度方向的长度与皮带宽度相一致。进一步的，所述升运器外隔板上罩有密封罩，挡板高度小于外隔板高度。进一步的，所述皮带和挡板由聚氨酯材料制得。进一步的，本履带式智能驾驶玉米收获机的行走装置包括履带式行走机构，履带式行走机构包括履带、驱动轮、张紧轮、支重轮和托带轮，行走装置还包括变速箱，变速箱输入端与行走马达输出轴相连接，变速箱输出端与履带式行走机构驱动轮相连接，所述变速箱包括同步器、换挡齿轮、拨叉、换挡油缸和花键轴，变速箱输入端的花键轴上通过轴承安装有换挡齿轮，换挡齿轮之间设有与花键轴相啮合且能沿花键轴轴向移动的同步器，同步器上设有拨叉，拨叉与换挡油缸活塞杆相连接，换挡油缸活塞杆伸缩方向与花键轴长度方向相平行；换挡油缸缸体固定于变速箱外壳上，换挡油缸活塞杆伸入变速箱内部。进一步的，所述履带式行走机构中的驱动轮、张紧轮、支重轮和托带轮安装于车架上，车架上还有一体设置的油箱，履带连接于驱动轮、张紧轮、支重轮和托带轮上。进一步的，所述履带式行走机构中的履带为工程橡胶履带。进一步的，所述变速箱中换挡齿轮有三个，同步器有两个，两个换挡齿轮之间设有一个同步器，剩余一个换挡齿轮与另一个同步器相匹配。进一步的，所述换挡油缸通过电磁阀与液压泵相连接，电磁阀与可编程逻辑控制器电连接。进一步的，本履带式智能驾驶玉米收获机还匹配有远红外感应仪，远红外感应仪与可编程逻辑控制器电连接。进一步的，本履带式智能驾驶玉米收获机还匹配有行车记录仪和倒车影像。本发明所述履带式智能驾驶玉米收获机，通过采用液压柔性连接结构动力总成，能够实现玉米收获机各收获功能部件的独立运行，可根据需要灵活控制各收获功能部件动力的开启与切断，减少作业过程中的运动关联，进而减少动力连接部件的数量，降低动力连接部件连接复杂程度，提高了整机使用寿命和整机运行可靠性；还最大程度的实现各收获功能部件的灵活布局，从而达到了合理布局，减小整体体积的目的；还使得对各收获功能部件的自动化控制程度易于实现，从而实现减少误操作率、轻松驾驶作业、减轻农机手劳动强度的目的。本履带式智能驾驶玉米收获机所采用的割台结构，实现了整个收割过程中始终以最佳收获角的状态进行收割，大大减少了收获损失率；割头与门架的快装快卸结构，为扩展本结构的使用范围和功能多样化提供了相应的结构基础；此外，割台马达的使用，利用其正反转的功能，有助于割头摘穗器堵塞现象的消除。本履带式智能驾驶玉米收获机所采用的升运器，克服了传统链条刮板式刚性连接结构易造成刮板堵塞、链条断裂、挡板撕裂等机械故障以及各部件连接处需要添加矿物油等润滑剂的状况，不易发生机械故障，同时也消除了矿物油等润滑剂与果穗接触而导致的果穗受污染状况，符合健康环保的理念。本履带式智能驾驶玉米收获机所采用的行走装置，采用液压控制式换挡，与柔性连接结构的动力总成及整机自动化操控相适应；履带式行走机构，车架、油箱一体化设计，以及工程橡胶履带的使用，使得本履带式智能驾驶玉米收获机在行走性能与通过性能方面及载重量方面均超越现有玉米收获机。本履带式智能驾驶玉米收获机所采用的远红外感应仪、行车记录仪和倒车影像，均提升了驾驶及收割安全性。综上所述，本发明所提供的履带式智能驾驶玉米收获机具有布局合理紧凑、自动化程度高、通过性能强、载重量大、可靠性高、作业范围广、收获损失率小、安全性能高、使用寿命长等多方面优点。附图说明构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1是本履带式智能驾驶玉米收获机结构示意图；图2是本履带式智能驾驶玉米收获机割台侧后视角结构示意图；图3是本履带式智能驾驶玉米收获机割台、升运器俯视图；图4是本履带式智能驾驶玉米收获机割台、升运器侧前视角结构示意图；图5本履带式智能驾驶玉米收获机升运器侧视图；图6本履带式智能驾驶玉米收获机变速箱结构示意图。附图标记说明：图中：1.发动机、2.前固定架、3.割台、4.行走装置、5.粉粹装置、6.剥皮装置、7.升运器、8.液压泵、9.电液控制阀、10.触摸屏、11.割台马达、12.行走马达、13.粉碎马达、14.剥皮马达、15.升运马达、300.割头、301.果穗仓、302.滑架、303.门架、304.漏口、305.挂槽、306.滚轮、307.提升油缸、308.倾角油缸、309.铰接板、310.绞龙轴、311.摘穗器、312.减速箱、400.履带、401.驱动轮、402.张紧轮、403.支重轮、404.托带轮、405.变速箱、406.输入端、407.输出端、408.同步器、409.换挡齿轮、410.拨叉、411.换挡油缸、412.花键轴、413.车架、414.油箱、701.外隔板、702.进料口、703.出料口、704.皮带、705.皮带辊、706.挡板、707.滑道轮。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。本发明所述履带式智能驾驶玉米收获机，如图1所示，包括行走装置4、割台3、升运器7、剥皮装置6和粉粹装置5，所述履带式智能驾驶玉米收获机还包括动力总成和控制系统；所述动力总成包括发动机1、液压泵8、电液控制阀9和液压马达，发动机1与分动箱相连接，分动箱各输出轴分别与上述行走装置4、割台3、升运器7、剥皮装置6和粉粹装置5所对应液压泵8相连接，行走装置4、割台3、升运器7、剥皮装置6和粉粹装置5所对应液压泵8分别通过相应电液控制阀9与行走马达12、割台马达11、升运马达15、剥皮马达14和粉碎马达13相连接，电液控制阀9主液路连接于相对应的液压泵8和液压马达油路中，电液控制阀9主液路的通断由电液控制阀9液压控制端液路通过通断带动主液路阀芯移动来控制，电液控制阀9液压控制端液路的通断由电液控制阀9电气控制端通过得失电带动控制端液路阀芯移动来控制；所述控制系统包括可编程逻辑控制器、操作手柄和触摸屏10，操作手柄、触摸屏10、电液控制阀9电气控制端与可编程逻辑控制器电连接，预先将控制代码输入可编程逻辑控制器内，通过操作手柄和触摸屏10，触发相应可编程逻辑控制器指令对电液控制阀9电气控制端的控制实现对各液压泵8油路的控制，通过对各液压泵8油路的控制实现对各液压马达的控制，进而通过对各液压马达的控制实现对各收获功能部件的动力控制。通过采用上述动力总成，以柔性连接结构代替传统的刚性连接结构，能够实现玉米收获机行走装置4、割台3、升运器7、剥皮装置6和粉粹装置5等各收获功能部件的独立运行，可根据需要灵活控制各收获功能部件动力的开启与切断，减少作业过程中的运动关联，进而减少动力连接部件的数量，降低动力连接部件连接复杂程度，提高了整机使用寿命和整机运行可靠性；通过采用上述动力总成，减少了传统刚性连接结构对各收获功能部件布局的限制，能够最大程度的实现各收获功能部件的灵活布局，从而达到了合理布局，减小整体体积的目的；通过采用上述动力总成，还使得对各收获功能部件的自动化控制程度易于实现，从而实现减少误操作率、轻松驾驶作业、减轻农机手劳动强度的目的。本履带式智能驾驶玉米收获机动力总成中，液压泵8中包括一个控制液压泵，控制液压泵与电液控制阀9液压控制端相连接，对电液控制阀9液压控制端液路进行供油。进一步的，由于升运马达15和剥皮马达14所需功率较小，本履带式智能驾驶玉米收获机动力总成中升运马达15和剥皮马达14由同一个液压泵8驱动，升运马达15和剥皮马达14串联，同时能满足剥皮装置6和升运器7所需动力需求。玉米收获机割台3作业时，割头与待收获玉米秸秆之间有一个最佳收获角，一般当割头与水平面夹角为6度左右时，收获效果是最好的，但在实际作业过程中，由于玉米植株结穗高度与倒伏情况不同，需通过调整割头高度以适应摘穗高度的变化，割头高度的调整通过油缸完成，割头高度的变化导致了收获角的变化，从而无法保证整个收割过程中始终以最佳收获角的状态进行收割，增大了收获损失率。针对上述问题，如图2、3所示，本履带式智能驾驶玉米收获机的割台3设置于机身前固定架2上，包括割头300和果穗仓301，割头300与果穗仓301固定连接，还包括割头垂直提升单元和割头俯仰转动单元；割头垂直提升单元包括提升油缸307，割头俯仰转动单元包括倾角油缸308，提升油缸307和倾角油缸308均设置于门架303上，其中，提升油缸307缸体与门架303底部固定连接，提升油缸307活塞杆与果穗仓301固定连接，提升油缸307活塞杆伸缩方向与割头300相垂直，倾角油缸308活塞杆与门架303中部相铰接，倾角油缸308缸体与机身前固定架2相铰接，门架303底部还突出设有铰接板309，铰接板309与机身前固定架2相铰接。本履带式智能驾驶玉米收获机的割台3作业时，先通过调整倾角油缸308，将割头300与水平面之间的夹角调整为最佳收获角，然后在后续的作业中，根据玉米植株结穗高度与倒伏情况不同，实时调节提升油缸307完成对割头300高度的调整，使之适应摘穗高度的变化，从而实现了整个收割过程中始终以最佳收获角的状态进行收割，大大减少了收获损失率。进一步的，所述提升油缸307活塞杆与滑架302固定连接，滑架302通过滚轮306滑动连接设置于门架303上，果穗仓301背部设有开口向下，能钩挂于滑架302顶部的挂槽305；滑架302和果穗仓301相应部位均开有固定孔，需要将割头300和果穗仓301部分装配于门架303上时，先将割头300和果穗仓301部分钩挂于滑架302上，再通过与固定孔相匹配的固定件将滑架302和果穗仓301固定连接；需要将割头300和果穗仓301部分与门架303分离时，先将固定件取出，再将割头300和果穗仓301部分自滑架302上取下即可。通过上述结构能够实现割头300和果穗仓301部分与门架303的快装快卸，当将割头300和果穗仓301部分替换为其他功能部件，即可相应实现其他功能的作业，扩大了使用范围。本履带式智能驾驶玉米收获机割头300上设置有摘穗器311，每个摘穗器311均包括一对对旋摘穗辊，果穗仓301内设有绞龙，与柔性连接结构的动力总成相适应，本玉米收获机充分利用了液压马达安装位置灵活的特点，果穗仓301下方设置有割台马达11和减速箱312，割台马达11输出轴与减速箱312输入轴相连接，减速箱312输出轴与摘穗器311、绞龙轴310均相连接，割台马达11可以实现正反转功能，当正常作业时，割台马达11正转，带动摘穗器311的对旋摘穗辊下拉玉米植株茎秆，使茎秆、果穗分离；当由于植株密集、喂入量大或者误操作引起摘穗器311堵塞时，割台马达11反转，摘穗器311对旋摘穗辊反吐，将堵塞现象消除。为了保证调节过程中割头300的稳定性，保证其不发生偏移和卡顿，所述提升油缸307有两个，分别固定于门架303两侧，所述倾角油缸308有两个，对称设置于门架303两侧。本履带式智能驾驶玉米收获机对于割头300所包括的摘穗器311数量没有限制，所述摘穗器311有四个或六个，相应地构成四行或六行玉米收割割头，还可以为其他数量，构成能够满足实际需要的若干行玉米收割割头。所述提升油缸307和倾角油缸308通过电磁阀与液压泵8相连接，电磁阀与可编程逻辑控制器电连接，通过可编程逻辑控制器指令对电磁阀的控制实现对提升油缸307和倾角油缸308的控制，从而实现对玉米收获机割台3高度及收获角的调节。本履带式智能驾驶玉米收获机中，参照图4、5所示，果穗仓301中部开有漏口304，升运器7进料口702一端与滑架302铰接固定，进料口702位于漏口304下方，升运器7出料口703一端通过滑道轮707搭接与机身上，出料口703位于剥皮装置6入口上方，当调整割台3高度及收获角时，升运器7也随之进行相应的自我调整，此种结构缩减了升运器7的装配空间，进一步满足了布局合理、紧凑的设计要求。所述升运器7包括外隔板701、皮带704、皮带辊705和挡板706，外隔板701有两个，平行设置，外隔板701之间通过轴承安装有两个皮带辊705，皮带辊705上连接有皮带704，皮带704上表面沿其宽度方向设有突出于皮带704的挡板706，优选的，所述皮带704和挡板706由聚氨酯材料制得；升运马达15安装于升运器7出料口703一端，升运马达15输出轴与靠近出料口703的皮带辊705相连接，带动皮带704旋转，完成果穗仓301内果穗到剥皮装置6的输送。升运器7的皮带704、挡板706结构，简化了升运器7的构造，将原有易造成刮板堵塞、链条断裂、挡板撕裂等机械故障以及各部件连接处需要添加矿物油等润滑剂的链条刮板式刚性连接结构变为弹性连接结构，皮带13具有缓冲力，不易发生机械故障，同时也消除了矿物油等润滑剂与果穗接触而导致的果穗受污染状况，符合健康环保的理念。为了保证升运器7输送果穗的效率，所述挡板706沿皮带704宽度方向的长度与皮带704宽度相一致。所述升运器7外隔板701上还罩有密封罩，挡板706高度小于外隔板701高度。本履带式智能驾驶玉米收获机的行走装置4利用履带式行走机构行走，采用后驱动方式，该行走机构直线行驶性能优越，转向扭矩大，能够改善玉米收获机在田间的行走性能与通过性能，提高对田间土壤状况及地形条件的适应性，履带式行走机构包括履带400、驱动轮401、张紧轮402、支重轮403和托带轮404，行走装置4还包括变速箱405，如图6所示，变速箱输入端406与行走马达12输出轴相连接，变速箱输出端407与履带式行走机构驱动轮401相连接，所述变速箱405包括同步器408、换挡齿轮409、拨叉410、换挡油缸411和花键轴412，变速箱405输入端406的花键轴412上通过轴承安装有换挡齿轮409，换挡齿轮409之间设有与花键轴412相啮合且能沿花键轴412轴向移动的同步器408，同步器408上设有拨叉410，拨叉410与换挡油缸411活塞杆相连接，换挡油缸411活塞杆伸缩方向与花键轴412长度方向相平行；换挡油缸411缸体固定于变速箱405外壳上，换挡油缸411活塞杆伸入变速箱405内部。与柔性连接结构的动力总成及整机自动化操控相适应，本履带式智能驾驶玉米收获机采用液压控制式换挡代替人工操纵杆式换挡，动力自行走马达12传输至变速箱输入端406，输入端406带动花键轴412转动，与花键轴412相啮合的同步器408同步转动，当需要进行换挡操作时，通过控制换挡油缸411伸缩行程带动同步器408轴向位移，与相应的换挡齿轮409相结合，从而将动力传输至换挡齿轮409，进而传输至变速箱输出端407，驱动履带式行走机构驱动轮401动作，从而通过履带式行走机构带动整机行进。所述履带式行走机构中的驱动轮401、张紧轮402、支重轮403和托带轮404安装于车架413上，车架413上还有一体设置的油箱414，油箱414、车架413一体化结构具有重量轻、强度高、载重大的特点，履带400连接于驱动轮401、张紧轮402、支重轮403和托带轮404上，为了提高行走性能与通过性能，所述履带式行走机构中的履带400为工程橡胶履带。根据实际工作需求，本履带式智能驾驶玉米收获机具有三个行走档位，相应的变速箱405中换挡齿轮409有三个，同步器408有两个，两个换挡齿轮409之间设有一个同步器408，剩余一个换挡齿轮409与另一个同步器408相匹配，本履带式智能驾驶玉米收获机的倒档通过行走马达12的反转来实现。所述换挡油缸411通过电磁阀与液压泵8相连接，电磁阀与可编程逻辑控制器电连接，通过可编程逻辑控制器指令对电磁阀的控制实现对换挡油缸411的控制，从而实现换挡操作。为了提高本履带式智能驾驶玉米收获机的操作安全性能，本履带式智能驾驶玉米收获机还匹配有远红外感应仪，远红外感应仪与可编程逻辑控制器电连接，在收获作业时，割台3工作区域内由远红外感应仪探测作业前方的安全作业距离，发现有人员处于危险范围内及时报警，避免发生伤亡事故。本履带式智能驾驶玉米收获机还匹配有行车记录仪和倒车影像，记录作业过程和实现倒车可视化。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。