一种四驱回转支撑行走装置的制作方法

本实用新型涉及农业机械领域，具体涉及一种四驱回转支撑行走装置。

背景技术：

传统的农业机械行走装置主要为四轮式行走装置，为实现四轮式行走装置转向时阻力小且平稳转向，要求转向系统能保证在汽车转向时，所有车轮均作纯滚动，显然，这只有在所有车轮的轴线都相交于一点时方能实现，如图1可知， 即只有当内侧车轮的偏转角大于外侧车轮的偏转角的时候三条轴线O1A1、O1B1、O1D1才可以交与一点，这就需要复杂的转向机构进行角度调节补偿，转向机构的结构成本较高；同时在实际应用时的补偿角度往往不够精确，两前轮中至少有一个会轻微侧滑或打滑，转向受到的阻力较大，转向困难；此外，传统四轮式行走装置的转向半径较大，在田间作业时具有较大的作业盲区，其生产效率不能满足作业需要。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种四驱回转支撑行走装置，该行走装置结构简单、转向方便，可实现较小半径转向，对农作物损伤小，作业效果好。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种四驱回转支撑行走装置，包括车架、前部支腿结构和后部支腿结构，所述前部支腿结构包括前轮和前轮支架，所述前轮支架与所述车架之间通过转动机构相连，所述转动机构包括竖直转动副和水平转动副，用以实现车架与前部支腿结构之间的竖直及水平方向可转动连接；所述后部支腿结构包括后轮和后轮支架，所述后轮支架与所述车架之间通过回转支撑相连，所述转动机构的竖直中心线与两前轮的中心轴连线垂直相交于两前轮的中心轴连线中点，所述前轮和后轮均由独立的驱动装置驱动，所述竖直转动副连接第一转向控制电机，所述回转支撑连接第二转向控制电机，用以实现车架运行的平稳精确控制。

进一步的，所述竖直转动副连接有第一角度传感器。

进一步的，所述回转支撑连接有第二角度传感器。

进一步的，还包括控制装置，所述控制装置连接所述驱动装置。

进一步的，所述驱动装置为驱动电机或发动机。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的四驱回转支撑行走装置，前部支腿结构和后部支腿结构均可绕其与车架的连接中心转动，通过车轮差速控制转向，无需设置专门的转向机构，结构简单，转向更加方便省力，且前部支腿结构与车架之间的相对转动角度不受结构限制，相比传统行走装置的最大转向角度可以更大；通过第一转向控制电机辅助控制转动机构的转角，通过第二转向控制电机辅助控制回转支撑的转角，行走装置行走平稳性好，车轮在凹凸不平的田地行走时不会产生高频率的晃动，车架更加平稳，且可以对转向角度进行设定控制，行走装置前进及转向时的可控性较好；转向时，通过两前轮的差速控制前部支腿结构相对其与车架连接处的转动机构转动，两前轮的瞬时转动中心相同，且两前轮的转角相同，不会产生侧滑；同时通过控制可以实现较小的转向半径，行走作业盲区少。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统四轮行走装置转向时的示意图；

图2为本实用新型的整体结构示意图；

图3为本实用新型转向时的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明：

如图2所示，本实用新型提供的一种四驱回转支撑行走装置，包括车架1、前部支腿结构和后部支腿结构，所述前部支腿结构包括前轮7和前轮支架8，所述前轮支架8与所述车架1之间通过转动机构相连，所述转动机构包括竖直转动副5和水平转动副4，本实施例中竖直转动副5的下端连接水平转动副4的中间，用以实现车架1与前部支腿结构之间的竖直及水平方向可转动连接，当行驶在左右不平的路面时，车轮可以适应贴合路面行走，不会出现车轮悬空，为保证前部支腿结构在水平方向可转动，车架与前轮支架之间留有间隙；所述后部支腿结构包括后轮9和后轮支架10，所述后轮支架10与所述车架1之间通过回转支撑6相连，回转支撑6能够支撑车架1，且可以实现车架1与后轮支架10之间的相对转动；所述转动机构的竖直中心线与两前轮7的中心轴连线垂直相交于两前轮的中心轴连线中点，当行走装置转向时，两前轮均以转动机构的竖直中心为圆心，以两前轮中心轴连线的一半为转弯半径，两前轮产生的转动力矩最大，转向工作效率最高；所述前轮7和后轮9均由独立的驱动装置驱动，驱动装置可以是外接的发动机或驱动电机，本实施例中驱动装置选用驱动电机15，优选的也可以采用轮毂电机，从而实现结构的简化；驱动装置连接控制装置16，控制装置16可以优选为遥控式控制装置，即通过遥控器实现该行走装置的动作。

作为优选，所述竖直转动副5连接第一转向控制电机12，所述回转支撑6连接第二转向控制电机14，用以实现车架运行的平稳精确控制；所述竖直转动副5连接有第一角度传感器11，第一角度传感器11实时检测转动机构相对车架1的竖直方向转角，并通过第一转向控制电机12带动转动机构对前部支腿结构进行调节，保证行走装置直线行驶时前部支腿结构的两前轮不会产生较大的晃动，防止崎岖复杂路况造成的两前轮过于灵活而使行走装置不停摇晃；行走装置转向时，可以通过两前轮差速控制转向，也可以通过两前轮差速和第一转向控制电机配合控制转向，当然也可以通过两前轮、两后轮、第一转向控制电机和第二转向控制电机共同配合完成转向，具体的转向控制方法有多种选择；所述回转支撑6连接有第二角度传感器13，第二角度传感器13检测回转支撑6相对于车架1的转动角度，并传递给控制装置处理分析，通过第二转向控制电机14以保持固定或调整回转支撑相对于车架的角度，保证在行走装置直线行驶的平稳性，并配合完成转向时的精确性。

本实用新型四驱回转支撑行走装置直线前进时控制两前轮和两后轮均以相同速度转动行驶，行走装置走直线；转向时，控制两前轮差速实现前部支腿结构相对车架转动一定角度a，角度a可以通过第一角度传感器进行测定并由控制装置控制两前轮和第一转向控制电机共同配合实现，同时通过控制两后轮差速实现后部支腿结构相对车架反向转动相同角度-a，此时两前轮的中轴线连线的延长线与两后轮的中轴线连线的延长线交于一点O，O点距左前轮的距离等于O点距左后轮的距离，O点距右前轮的距离等于O点距右后轮的距离，控制左前轮的转动速度等于左后轮的转动速度并设为V1、控制右前轮的转动速度等于右后轮的转动速度并设为V2，则转向时保持控制V1/V2=R/r，R为左前轮和左后轮距O点的距离，即为左前轮和左后轮的瞬时转弯半径R=（L+r），L为两前轮的中心距；r为右前轮和右后轮距O点的距离，即为右前轮和右后轮的瞬时转弯半径，由此可知，两前轮和两后轮均以圆心O作圆周运动，且运动的角速度相同，不会产生车轮之间的转角偏差，车轮不会滑移，转向更加平稳；具体控制计算为：参考图3，假设车架上转动机构的中心与回转支撑中心的距离为b，由此得到关系式：sina=0.5b/（r+0.5L），计算得到：r=0.5b/sina-0.5L；由于距离b、距离L为固定不变的距离常数，角度a为初始设定常数，则可以计算出右侧两轮的转向半径值；同样可以计算左侧两轮的转向半径值R=（L+r）=0.5b/sina+0.5L；并由关系式V1/V2=R/r计算得到V1/V2=(0.5b/sina+0.5L)/(0.5b/sina-0.5L)，即得到转弯时的左侧两轮与右侧两轮的速度关系，以此速度关系控制行走装置转向，转向半径较小。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。