一种可切换工况的龙门式电动底盘及作业方法

本发明涉及农业机械，具体为一种可切换工况的龙门式电动底盘及作业方法。

背景技术：

1、近年来，随着我国农业产业结构的调整优化，南方地区茶叶产业规模也进一步扩大。由于茶叶产业的季节性问题，作业时间相对集中，增加了劳动的强度和成本。加之丘陵山地的坡度较陡，道路条件不理想，导致其产业很难形成规模化、机械化。丘陵山地茶园的养护，茶叶的采摘等作业，由于农机不便于上山，很大程度上仍依靠人力来进行；进一步加大了丘陵山地茶叶的种植难度，限制了其效率和发展。

2、我国南方产茶区以山地、丘陵为主，地势陡峭，茶陇分布没有规则，山地茶园大多都以梯田茶园为主，沿着山坡逐层建设的梯田，用于种植茶树。这种布局有助于在陡峭的山地上最大程度地利用土地，并有效地利用水资源。每一层梯田都被构筑成平坦的梯形，形成一系列台阶，方便农民在不同高度进行种植和收获。由于梯田的台阶式结构，大型农业机械无法轻松穿越这些阶梯，梯田茶园面临机械化困难的问题。传统的农业机械底盘往往难以适应梯田的复杂地形，使得大多数农事工作仍然需要人力进行。

3、目前各种功能的茶园作业设备搭载的底盘大多数基于以轮驱为主的运动方式，这种方式只能够应对地势平整和茶陇规整的茶园。轨道能够克服轮驱底盘无法爬陡坡的缺点，特别是双轨有着较好的稳定性，但是要实现对丘陵山地间所有茶树实现养护于采摘作业，需要铺设复杂的轨道网络，工程量巨大。采用单一的轮驱底盘又无法适应丘陵山地大陡坡的工作环境。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可切换工况的龙门式电动底盘及作业方法，具备在平坦路面和丘陵山地大陡坡工作的特点，以解决上述背景技术提出的问题。

2、为达成上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可切换工况的龙门式电动底盘，包括：双轨转场平台、驱动系统、履带轨道、一体式底盘和控制电路箱，所述双轨转场平台，包括两条并排设置的方形导轨以及转场平台，

3、所述驱动系统包括：装在履带盖板上的电动机并连接蓄电池，电动机输出端连接有磁粉离合器，磁粉离合器输出端连接有蜗轮蜗杆减速器，涡轮蜗杆减速器输出端通过链传动连接有驱动轴。

4、所述方形导轨下端面设有啮合齿条，方形导轨两端为锥形结构，两条方形导轨由长螺杆横向固联，在螺纹杆靠两方形导轨内侧连接有一对由两根方形管组成的轨道支撑柱，两根方形轨道支撑柱底部通过方管连接；

5、所述转场平台一端连接有第一对轨道支柱，

6、转场平台上表面对称设置有履带对准槽，

7、所述转场平台一侧倾斜设置有进平台斜坡，所述转场平台靠轨道一侧有u形开口，

8、所述转场平台下方设置有支撑架，

9、所述支撑架包括位于转场平台底部，四根沿轨道方向且对称设置于u形开口两侧的长方管，

10、长方管由两根平行设置的方管连接，

11、长方管靠近u形开由一根横向分布的短方管连接，所述支撑架下方设置有平台支撑柱，

12、所述转场平台底部内侧的沿轨道方向的两根长方管在u形开口一端与第一对轨道支撑柱固定连接。

13、作为本发明的一个实施例，所述一体式底盘包括：车架、履带驱动轮、履带支撑轮组、轨道驱动轮、轨道支撑轮组、导向轮组和紧急制动钩，所述驱动系统设置于一体式底盘上，

14、所述车架为龙门式结构，车架两侧边各由三根并排设置的竖直管组成，一侧的三根竖直管，

15、在龙门顶部一端由一根与竖直管垂直的水平方管连接，两侧的水平方管两端通过两个方横梁连接，

16、所述竖直管下端外侧设置有履带盖板，

17、所述履带盖板上表面外侧边缘连接有盖板加固方管，

18、所述盖板加固方管两端倾斜设置有斜向方管，

19、所述斜向方管与第一竖直管和第三竖直管的中部连接，

20、竖直管底端通过履带支撑方管连接，

21、履带支撑方管左右两侧有五个履带下支撑轮大轴孔和一个履带下支撑轮小轴孔。

22、作为本发明的一个实施例，最右侧竖直管向外突出设置有轨道驱动支撑轮轴座，所述轨道驱动支撑轮轴座下方设有导向轮组安装座，所述导向轮组安装座下方设置有驱动轮轴座，所述导向轮组安装座与该竖直管连接；

23、中间位置竖直管在与履带盖板连接处两侧各固联有一个中部轨道上支撑轮轴座，该竖直管下端连接有中部轨道下支撑轮轴座，该竖直管侧表面连接有履带上支撑小轮安装方管，履带上支撑小轮安装方管上端有履带上支撑轮小轴孔，履带上支撑小轮安装方管下端与履带支撑方管连接；

24、最左侧竖直管在与履带盖板连接处固联有后部轨道上支撑轮轴座、后部轨道下支撑轮轴座，后部轨道下支撑轮轴座两侧有履带张紧轮柄轴座，履带张紧轮柄轴座与所述竖直管固联。

25、作为本发明的一个实施例，所述轨道驱动支撑轮轴座连接有轨道驱动支撑轮轴，轨道驱动支撑轮轴一端连接有轨道驱动支撑轮构成转动副；

26、所述导向轮组安装座上固定有导向轮组，

27、所述导向轮组由进口大出口小侧边带缺口的导向轮板以及两个转轴竖直布置的导向滚轮组成，

28、所述导向轮板一侧两端设有用于安装的通孔，所述通孔与导向轮组安装座通过螺纹孔配合定位，

29、所述两个导向滚轮分别为小导向轮和大导向轮，并于各自的轮轴、配合形成转动副。

30、作为本发明的一个实施例，所述履带驱动轮包括有橡胶履带，履带驱动轮、蜗轮蜗杆减速器、履带支撑组；所述履带驱动轮旋转中心处固定连接有驱动轮轴，

31、所述驱动轮轴布置在驱动轮轴座上，

32、驱动轮轴另一端固联有轨道驱动轮，

33、在所述驱动轮轴中部靠近轨道驱动轮一侧固联有从动链轮，

34、所述履带驱动轮与橡胶履带内圈齿啮合，

35、所述蜗轮蜗杆减速器输出轴设置有主动链轮，

36、所述主动链轮通过链条传动将动力传递至驱动轴。

37、作为本发明的一个实施例，所述履带支撑轮组包括有：

38、转动连接在履带支撑方管上的五个履带支撑大轮，和转动连接在履带下支撑方管上的一个履带支撑小轮，以及转动连接在履带上支撑小轮安装方管上端的一个履带上支撑小轮。

39、作为本发明的一个实施例，所述轨道支撑轮组，包括两个中部轨道上支撑轮、一个中部轨道下支撑轮、后部轨道支撑轮板、一个后部轨道上支撑轮和一个后部轨道下支撑轮；

40、两个所述中部轨道上支撑轮和一个中部轨道下支撑轮均转动连接在中部轨道支撑轮板上；

41、中部轨道上支撑轮轴安装于中部轨道上支撑轮轴座上；

42、中部轨道下支撑轮轴安装在中部轨道下支撑轮轴座上；

43、中部轨道支撑轮板上呈类似倒三角形，

44、中部轨道上支撑轮分布在中部轨道支撑轮板上端，

45、中部轨道下支撑轮分布在中部轨道支撑轮板下端；

46、所述后部轨道上支撑轮和后部轨道下支撑轮转动连接于在后部轨道支撑轮板上；

47、后部轨道上支撑轮轴座设置有后部轨道上支撑轮轴；

48、后部轨道下支撑轮轴座连接有一个后部轨道下支撑轮轴；

49、后部轨道支撑轮板上呈长方形，后部轨道支撑轮板上端设置有一个后部轨道上支撑轮，后部轨道支撑轮板下端设置有后部轨道下支撑轮。

50、作为本发明的一个实施例，所述轨道驱动轮为销轮结构，销轮啮合部可与所述轨道方形导轨下端面带有的啮合齿条啮合传递动力。

51、作为本发明的一个实施例，所述后部轨道支撑轮板上端面安装有紧急制动钩限位销，所述后部轨道下支撑轮轴最外端连接有紧急制动钩与之形成转动副；

52、所述紧急制动钩上有紧急制动钩限位销孔，非紧急制动时紧急制动钩限位销插入紧急制动钩限位销孔将紧急制动钩限制在紧急制动钩带钩一段朝上的位置状态。包括有如下步骤：

53、在履带工况下，电机驱动力经驱动系统传递至驱动轴，驱动轴一端的履带驱动轮带动履带运动；

54、由履带驱动轮驱动履带底盘前进，通过控制电路箱控制底盘在双轨转场平台上的转向，使得轨道驱动轮朝向轨道；

55、控制电路箱控制履带落入转场平台上的履带对准槽中，在导向轮组接触轨道时，控制电路箱控制磁粉离合器断开电动机动力传递，利用履带前进惯性进入轨道，实现轨道驱动轮与两条方形导轨下端面的啮合齿条啮合；

56、控制电路箱控制磁粉离合器连接电动机动力传递，使得轨道驱动轮利用与两条方形导轨下端面的啮合齿条啮合传递前进动力，使各轨道支撑轮、、、沿着轨道滚动，实现底盘轨道上前进；

57、当一侧轨道驱动轮所受阻力过大，控制电路箱控制另一侧磁粉离合器断开该侧电动机的动力传递，当两侧轨道驱动轮所受阻力在合理范围内，控制电路箱控制该侧磁粉离合器连接电动机动力传递；

58、在紧急制动情况下，紧急制动钩限位销开关受控制电路箱控制闭合，紧急制动钩限位销从紧急制动钩上的紧急制动钩限位销孔中回退，绕后部轨道下支撑轮轴下落，当紧急制动钩与方形导轨上的长螺杆碰撞时，紧急制动；

59、轨道驱动轮驶出轨道时，通过控制两侧履带转速使底盘转向，再经进平台斜坡驶出双轨转场平台，进入梯田平坦台阶部分，进行履带驱动作业。

60、有益效果，本发明将履带驱动底盘与双轨驱动底盘结合设计成一种可在履带和双轨间切换工况的龙门式电动底盘，在山地丘陵间的茶垄等较为平坦的工作环境时，利用履带驱动底盘前进或者转向，当面临大坡度转场时，只需要在坡道上铺设一条双轨轨道，利用转场平台能实现由履带驱动改为拥有更大爬坡能力的双轨驱动。既解决了单一履带驱动底盘无法应对大坡度爬坡的问题，也解决了单一轨道驱动底盘所带来的铺设复杂轨道网络带来的包括经济、环境在内的一系列问题。综上，本发明能更好的适应丘陵山地茶园的工作环境，能大大提高丘陵山地茶叶种植机械化养护与采摘的效率，使得丘陵山地茶园管理实现向更高程度的机械化、省力化。

61、应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。