一种轮距自平衡式农机底盘的制作方法

本发明涉及农业机械技术领域，更具体地说，涉及一种轮距自平衡式农机底盘。

背景技术：

目前应用于农作物的植保机械是以大型的自走式喷杆喷雾机为主。这种机器离地间隙较大，能够在高杆作物农田行走，进行喷药施肥作业。该机型适应性强，效率高，但它同时也存在一些问题亟待解决。

为了避免对作物的损害，农机底盘距离地面高度较大，导致重心不稳，而且药箱内都是液体药剂，一旦机身倾斜，药剂向一侧偏移，很容易造成机器侧翻。我国农村环境地形复杂多变，农作物类型也多种多样，在田地里作业的环境是很恶劣的，如更换田块作业时要翻越田埂，短距离转场时要通过一些小沟小坎，机器在这样的运动中极易发生侧翻事故，进而给驾驶员的人身安全和机器安全带来极大的隐患。此外，为了避免侧翻及机器自身结构的限制，现有农机需要较大的转向半径实现转弯掉头，否则也会侧翻，以及造成大范围农作物被损害。

针对上述问题，本发明的申请人于2015年11月12日申请了一种液压行走机的底盘平衡装置的发明专利，该专利方案公开的底盘平衡装置包括机架、头部支撑底盘、行走支撑机构、液压转向机构、平衡机构和承载底盘，机架底部安装行走支撑机构，头部支撑底盘安装在机架前端，平衡机构包括平衡侧板和平衡横梁，机架后部横向设有两根相平行的横杆，在横杆的两端均铰接有平衡侧板，平衡侧板的另一端与平衡横梁铰接，横杆、平衡侧板和平衡横梁围成平行四边形结构；所述承载底盘通过铰接方式与平衡机构连接，使承载底盘保持平衡位置；所述的液压转向机构分别安装在机架上用于控制行走支撑机构转向。

经过分析实验发现，该装置具有一定的平衡稳定作用，但是在左右侧轮子高低不平时，由于机身的倾斜，两个轮子之间的水平间距变小，重心与轮子所在面靠近，导致整体不稳定，而且在实际使用时轮子可能也会存在一定程度的倾斜，导致整个装置很容易侧翻。因此，如何保证农机行走时的重心稳定性对其发展具有重要意义。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中农机左右两侧轮子高低不平时重心不稳的不足，提供了一种轮距自平衡式农机底盘，本发明采用伸缩式横梁来连接机架，在机身倾斜情况下能够保证轮距的水平距离不变，有助于提高机身重心的稳定性。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种轮距自平衡式农机底盘，其机架和承载底盘之间通过平衡支撑机构连接，所述平衡支撑机构主要由平衡侧板、伸缩横梁和中部连杆组成，所述平衡侧板与机架连接，所述伸缩横梁一端与平衡侧板铰接，另一端与中部连杆铰接，形成两个平行四边形结构，通过伸缩横梁的长度改变保持农机的水平轮距不变。

作为本发明更进一步的改进，所述伸缩横梁主要由外套管和伸缩杆组成，伸缩杆插装于外套管内，在外力作用下，伸缩杆能相对外套管滑动。

作为本发明更进一步的改进，连接在中部连杆同一端的两个外套管或伸缩杆固定连接，且位于同一直线上。

作为本发明更进一步的改进，平衡支撑机构与承载底盘之间设置有平衡限位机构，其位于承载底盘端部的两侧，平衡限位机构中设有限制承载底盘晃动的弹簧。

作为本发明更进一步的改进，所述平衡限位机构包括与平衡侧板相连的限位支座，以及与承载底盘相连的平衡滑座，平衡滑座能够相对限位支座上下移动，所述弹簧用于限制平衡滑座的移动幅度。

作为本发明更进一步的改进，所述限位支座中部设有凸起，在凸起上固连有上下延伸的滑杆，所述平衡滑座与滑杆滑动配合。

作为本发明更进一步的改进，所述弹簧是设置在限位支座中部位置两侧的限位弹簧，限位弹簧另一端连接在平衡滑座的中部位置两侧。

作为本发明更进一步的改进，所述滑杆为圆柱状，弹簧是套装在凸起上下两侧滑杆上的复位弹簧。

作为本发明更进一步的改进，承载底盘包括底盘框架、平衡圆柱和支撑圆柱，所述平衡圆柱和支撑圆柱固定在底盘框架前后两端的中部，所述平衡圆柱和支撑圆柱分别与中部连杆的上、下端转动连接。

作为本发明更进一步的改进，所述承载底盘中设置有底盘框架，该底盘框架的底部为凹弧形。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种轮距自平衡式农机底盘，平衡支撑机构两端与机架连接，平衡支撑机构中部与承载底盘连接，由于平衡支撑机构中的伸缩横梁长度可变，当农机左右侧高低不平时，伸缩横梁长度自动增加，从而保证两侧的车轮水平间距不变，进而保证重心的稳定性，保证农机在田间平稳行驶；

(2)本发明的一种轮距自平衡式农机底盘，连接在中部连杆同一端的两个外套管或伸缩杆固定连接，且位于同一直线上，相当于一根两端可伸缩的直杆，相对于两个铰接杆具有更高的结构强度；

(3)本发明的一种轮距自平衡式农机底盘，在平衡支撑机构与承载底盘之间设置有平衡限位机构，该平衡限位机构中设置有弹簧，弹簧具有使承载底盘处于原位的作用，当遇到轻微的震动和颠簸时，保证承载底盘不会左右晃动；

(4)本发明的一种轮距自平衡式农机底盘，当左右侧轮子高低不平时，由于伸缩横梁的伸缩作用，轮距不变，进而平衡限位机构不会从两侧对承载底盘产生作用力，可能会有一定的倾斜，但不会导致底盘晃动，两者组合具有更好的平衡效果。

附图说明

图1为本发明的轮距自平衡式农机底盘的结构示意图；

图2为本发明中承载底盘的主视结构示意图；

图3为本发明中平衡支撑机构的结构示意图；

图4为本发明中平衡支撑机构的倾斜状态结构示意图；

图5为本发明中行走支撑机构与液压转向机构的主视结构示意图；

图6为本发明中行走支撑机构与液压转向机构的俯视结构示意图；

图7为本发明中平衡限位机构的结构组成示意图；

图8为本发明中采用压簧式平衡限位机构的结构示意图。

示意图中的标号说明：1、机架；2、头部支撑底盘；3、液压转向机构；31、液压缸；32、转向连杆；33、摆杆；4、行走支撑机构；41、车轮；42、支腿；43、支轴；44、轴套；51、平衡侧板；52、伸缩横梁；53、中部连杆；6、承载底盘；61、底盘框架；62、平衡圆柱；63、支撑圆柱；7、平衡限位机构；71、限位支座；72、滑杆；73、平衡滑座；74、限位弹簧；75、复位弹簧。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1，本实施例的一种轮距自平衡式农机底盘，其机架1和承载底盘6之间通过平衡支撑机构连接，农机底盘中的头部支撑底盘2、行走支撑机构4、液压转向机构3在现有技术中已有公开，机架1的底部安装行走支撑机构4，该行走支撑机构4由液压马达驱动，四个行走支撑机构4将机架1撑起。头部支撑底盘2安装在机架1前端，该头部支撑底盘2可用于固定动力部分。

本实施例的关键点在于平衡支撑机构的改进，结合图3和图4，平衡支撑机构主要由平衡侧板51、伸缩横梁52和中部连杆53组成，平衡侧板51与机架1连接，可安装到行走支撑机构4上，平衡侧板51可为l形，水平部分与行走支撑机构4连接，竖直部分用于连接伸缩横梁52的一端，且伸缩横梁52与平衡侧板51铰接。

平衡侧板51的竖直部分设有两个铰接点，与两个伸缩横梁52的一端连接，伸缩横梁52另一端与中部连杆53铰接，整体可看做对称结构，形成两个平行四边形结构。虽然伸缩横梁52中部为铰接连接，但由于整体结构的限制，中部不会向下塌陷。通过伸缩横梁52的长度改变保持农机的水平轮距不变。

本实施例中的伸缩横梁52主要由外套管和伸缩杆组成，伸缩杆插装于外套管内，在外力作用下，伸缩杆能相对外套管滑动。至于伸缩横梁52哪一端与中部连杆53连接，没有具体限制，可根据具体需要设定。

本实施例中的承载底盘6通过铰接方式与平衡支撑机构连接，使承载底盘6保持平衡位置，承载底盘6在使用时上部固定有药箱，药箱内盛装较多药剂，普通喷雾机行走遇到田坎时，药剂晃动较大，重心摆动大，容易侧翻，而通过平衡支撑机构则可以减小重心的变化，防止侧翻。具体地，参看图2，承载底盘6包括底盘框架61、平衡圆柱62和支撑圆柱63，平衡圆柱62和支撑圆柱63固定在底盘框架61前后两端的中部。所述中部连杆53上下两端均开设有圆孔，平衡圆柱62位于底盘框架61的端面上方，平衡圆柱62插入上方圆孔中与中部连杆53转动连接，支撑圆柱63位于底盘框架61的端面下方，支撑圆柱63插入下方圆孔中与中部连杆53转动连接。

参看图5，本实施例中的行走支撑机构4包括车轮41、支腿42和支轴43，所述车轮41安装在支腿42的下端，液压马达驱动能够减小整体结构；支轴43固定安装在支腿42的上端，该支轴43通过轴套44与机架1转动连接。当支轴43转动时带动支腿42同步转动，进而带动车轮41转动，实现转向。

常规设置中转向驱动机构多是横向固定，而且驱动机构必须与车轮支轴所在面偏离一定距离，否则无法直接驱动。而在本实施例中，液压转向机构3分别安装在机架1上与行走支撑机构4相对应的位置，更具体的，参看图6，该液压转向机构3包括液压缸31、转向连杆32和摆杆33，所述液压缸31固定在机架1上，液压缸31的安装方向与车轮41初始方向相同，在液压缸31的活塞杆上铰接有转向连杆32，该转向连杆32另一端与摆杆33铰接，所述摆杆33固定在支轴43上。该机构可直接通过液压元件控制液压缸31的活塞杆伸缩实现转向，无需其他支撑装置，大大减少了零部件，简化了机体结构，减轻了机体重量，而且使机架1底部的空间更大，减少了对高秸秆作物的损害。

实施例2

本实施例的一种轮距自平衡式农机底盘，其基本结构与实施例1相同，其不同之处在于：连接在中部连杆53同一端的两个外套管或伸缩杆固定连接，且位于同一直线上。本实施例选择伸缩杆与中部连杆53相连，则中部连杆53同一铰接点上的两个伸缩杆位于同一直线上，且固定连接，也可以采用一体结构。

对于实施例1中的方式，由于是采用铰接连接，若采用分体结构，虽然也能使用，但由于承载底盘的重力较大，很容易使平衡支撑机构损坏。而本实施例采用固连结构形式，具有更高的结构强度。

实施例3

结合图7，本实施例的一种轮距自平衡式农机底盘，其基本结构与实施例2相同，其不同之处在于：平衡支撑机构与承载底盘6之间设置有平衡限位机构7，其位于承载底盘6端部的两侧，平衡限位机构7中设有限制承载底盘6晃动的弹簧。

具体地，平衡限位机构7包括与平衡侧板51相连的限位支座71，以及与承载底盘6相连的平衡滑座73。限位支座71中部设有凸起，在凸起上固连有上下延伸的滑杆72，平衡滑座73与滑杆72滑动配合，使其能够相对限位支座71上下移动。更为关键的，限位支座71与平衡滑座73之间设置有弹簧，该弹簧在平衡滑座73处于平衡状态下是平衡位置，若平衡滑座73相对滑杆移动，则弹簧会产生一定的回复力，使平衡滑座73回复原位，进行限定平衡滑座73的移动幅度。对于一些小的震动或颠簸，在弹簧力的作用下，不会使承载底盘6晃动，具有较好的平衡作用。

实施例4

本实施例的一种轮距自平衡式农机底盘，其基本结构与实施例3相同，其不同之处在于：本实施例中弹簧是设置在限位支座71中部位置两侧的限位弹簧74，限位弹簧74另一端连接在平衡滑座73的中部位置两侧。该限位弹簧74是拉簧，能够对平衡侧板51施加一定的拉力，使其具有回复初始位置的趋势。

实施例5

结合图8，本实施例的一种轮距自平衡式农机底盘，其基本结构与实施例4相同，其不同之处在于：把滑杆72设为圆柱状，平衡侧板51为右侧开口的半包围结构。弹簧是套装在凸起上下两侧滑杆72上的复位弹簧75。本实施例中复位弹簧75套在滑杆72上，该复位弹簧75为压簧，凸起上侧的弹簧对平衡侧板51有向上的推力，凸起下侧的弹簧对平衡侧板51有向下的推力，从而保证平衡侧板51处于平衡位置。

进一步地，可以把承载底盘6的底盘框架61的底部设为凹弧形，重心始终位于中部，平衡性好。

在使用时，在承载底盘6上安装药箱，驱动部分与药箱的前后位置分配能够使机体前后平衡，当左右侧的车轮出现高低不平不在同一水平面时，农机倾斜，根据平行四边形的特点，承载底盘6前后两端的中部连杆53始终接近与地面垂直状态。此外，由于伸缩横梁52能够伸长，会通过伸缩横梁52长度的改变来保持左右侧车轮轮距不发生变化，那么整机的重心仍然保持在中部对称面上，具有较好的重心稳定性，不易发生侧翻现象。

申请人曾申请过类似的底盘平衡方案，但由于重心的不稳定，容易晃动和侧翻。而且在车轮水平间距发生变化时，两边的限位部件会对承载底盘产生水平力，导致其晃动，而本方案由于间距的恒定，可避免该情况的发生。另外，所设置的弹簧与伸缩横梁相结合，具有更高的结构稳定性和平衡性能，可有效避免承载底盘的晃动情况的产生，适于推广使用。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。