多功能作业机构的制作方法

本发明属于机械设备，尤其涉及一种多功能作业机构及作业机。

背景技术：

1、在我国北方，由于地势原因导致冬季气温很低，如此不仅常年积雪，且为了保护植物根系，需要对一些蔓性植物和地下块茎类作物进行埋土处理，以确保根部免受寒冷天气和低温的影响。

2、北方农村常见的扫雪方式主要是人工清扫，城镇虽然采用大型扫雪机进行铲雪，但会把积雪扫至路沿附近，后续仍然需要人工清理路沿积雪，如此不仅效率低，且人工劳动成本高；此外，对于蔓性植物和地下块茎类作物，每年冬季要进行铲土掩埋，春季需要扒土，为了节省成本，对于小规模农户，目前的铲土和扒土作业一般都是人工进行，如果采用现有市面上的作业机，不仅受到成本限制，且受到通行区域面积限制无法进行调头，仅能够实现单程作业。

3、基于上述问题分析，考虑到拖拉机为相关清雪作业单位或农户或农业合作社必备器具，设计一种能够安装在拖拉机上并可根据需要调节其相对拖拉机位置的多功能作业机构是本申请的亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种多功能作业机构及作业机，该多功能作业机构根据实际需要可更换安装于机架上的作业单元，以满足不同的作业需求，同时，机架在伸缩缸与控制单元的协同配合下能够旋转至指定角度，提高了作业的灵活性和效率，也降低了机构使用和维护成本；解决了现有存在的不足。

2、本申请提供了一种多功能作业机构：包含底座、机架和控制单元，所述底座上设置有轴承组件，所述机架通过所述轴承组件安装于所述底座的上端并能够相对所述底座旋转，同时，该机架上设有用于连接多种作业单元的作业件；所述机架的一侧通过联动杆与一铰接于所述底座上的伸缩缸连接，该伸缩缸沿其轴向伸缩运行时，可通过联动杆带动所述机架旋转；所述控制单元包含角度传感器和控制器，所述角度传感器固定于所述机架上并随所述机架同步旋转，所述控制器与所述角度传感器和伸缩缸的驱动单元连接，该控制器能够接收远端控制信号，和/或，接收所述角度传感器采集的角度信号，并根据所述控制信号或角度信号控制所述伸缩缸的运行状态。

3、作为本申请的优选方案：所述角度传感器为绝对值编码器，同时，在所述机架与所述轴承组件连接的一端向下延伸有一动力轴，所述角度传感器安装于该动力轴上并随动力轴同步旋转。

4、作为本申请的优选方案：所述底座至少包含基架，所述基架的底部设有容置腔，所述动力轴延伸至该容置腔后与所述角度传感器连接。

5、作为本申请的优选方案：所述底座还包含连接架，所述基架位于所述连接架的上端并且两者间形成间隙，所述伸缩缸铰接于所述连接架上并位于间隙内。

6、作为本申请的优选方案：所述底座与所述轴承组件之间设有齿轮传动单元，该齿轮传动单元包含水平设置并相互啮合的主动齿轮和从动齿轮；所述主动齿轮的半径大于所述从动齿轮；所述联动杆以与所述主动齿轮的轴向相垂直的方式布设并与所述主动齿轮的传动轴固接，该联动杆的自由端与所述伸缩缸的活塞端铰接；所述机架通过所述轴承组件与所述从动齿轮的第一传动轴连接并可随从动齿轮同步旋转。

7、作为本申请的优选方案：在所述从动齿轮上，与所述第一传动轴端相对的一端延伸有第一传动轴，所述角度传感器安装于该第一传动轴上，利用该角度传感器能够采集所述从动齿轮的旋转角度进而获取所述机架的旋转角度。

8、作为本申请的优选方案：所述机架包含支承轴和横梁，所述横梁铰接于所述支承轴的上端，所述多种作业单元可安装在所述横梁的至少一端。

9、作为本申请的优选方案：所述伸缩缸为液压缸或电动缸。

10、本申请还提供了一种多功能作业装置，包含牵引机构，所述牵引机构前置和/或后置有上述所述的多功能作业机构，该多功能作业机构上的所述机架在所述伸缩缸与控制单元的协同作用下能够相对牵引机构旋转指定角度。

11、作为本申请的优选方案：所述伸缩缸的驱动单元包含所述牵引机构自带液压装置；或，包含所述牵引机构自带的发动机。

12、与现有技术相比，本申请中该多功能作业机构及作业机的优势在于：多功能作业机构根据实际需要可更换安装于机架上的作业单元，该作业单元可为扫雪辊、雪铲、扒土架或修剪刀等，以满足不同环境和场合的作业需求，提高了作业机构应用范围的广泛度和灵活性；此外，机架在伸缩缸与角度传感器的协同配合下能够旋转至指定角度，并能够实现伸缩缸在伸展和收缩状态下的快速、精准切换，提高机架旋转的稳定性和连续性，如此在作业过程中，能够根据需要调节机架的位置实现多角度和多方位作业，无需单程且固定角度作业，提高了作业效率，采用伸缩缸与控制器的协同配合相比现有旋转电机或马达等电气设备，降低了机构制造、使用和维护成本，也降低了对操作人员和维修人员的专业要求，同时，通过角度传感器在一定时间内采集的角度信息还能够对伸缩缸的行程进行监测，进而根据运行行程判断伸缩缸的性能是否正常；同时，本申请该作业机的牵引机构可为农户家常备的拖拉机，如此不仅大大降低了农户的购买和使用成本，且操作更加熟练，易上手使用；解决了现有存在的不足。

技术特征：

1.一种多功能作业机构，其特征在于：包含底座、机架和控制单元，所述底座上设置有轴承组件，所述机架通过所述轴承组件安装于所述底座的上端并能够相对所述底座旋转，同时，该机架上设有用于连接多种作业单元的作业件；所述机架的一侧通过联动杆与一铰接于所述底座上的伸缩缸连接，该伸缩缸沿其轴向伸缩运行时，可通过联动杆带动所述机架旋转；所述控制单元包含角度传感器和控制器，所述角度传感器固定于所述机架上并随所述机架同步旋转，所述控制器与所述角度传感器和伸缩缸的驱动单元连接，该控制器能够接收远端控制信号，和/或，接收所述角度传感器采集的角度信号，并根据所述控制信号或角度信号控制所述伸缩缸的运行状态。

2.根据权利要求1所述的多功能作业机构，其特征在于：所述角度传感器为绝对值编码器，同时，在所述机架与所述轴承组件连接的一端向下延伸有一动力轴，所述角度传感器安装于该动力轴上并随动力轴同步旋转。

3.根据权利要求2所述的多功能作业机构，其特征在于：所述底座至少包含基架，所述基架的底部设有容置腔，所述动力轴延伸至该容置腔后与所述角度传感器连接。

4.根据权利要求3所述的多功能作业机构，其特征在于：所述底座还包含连接架，所述基架位于所述连接架的上端并且两者间形成间隙，所述伸缩缸铰接于所述连接架上并位于间隙内。

5.根据权利要求1所述的多功能作业机构，其特征在于：所述底座与所述轴承组件之间设有齿轮传动单元，该齿轮传动单元包含水平设置并相互啮合的主动齿轮和从动齿轮；所述主动齿轮的半径大于所述从动齿轮；所述联动杆以与所述主动齿轮的轴向相垂直的方式布设并与所述主动齿轮的传动轴固接，该联动杆的自由端与所述伸缩缸的活塞端铰接；所述机架通过所述轴承组件与所述从动齿轮的第一传动轴连接并可随从动齿轮同步旋转。

6.根据权利要求5所述的多功能作业机构，其特征在于：在所述从动齿轮上，与所述第一传动轴端相对的一端延伸有第一传动轴，所述角度传感器安装于该第一传动轴上，利用该角度传感器能够采集所述从动齿轮的旋转角度进而获取所述机架的旋转角度。

7.根据权利要求6所述的多功能作业机构，其特征在于：所述机架包含支承轴和横梁，所述横梁铰接于所述支承轴的上端，所述多种作业单元可安装在所述横梁的至少一端。

8.根据权利要求1所述的多功能作业机构，其特征在于：所述伸缩缸为液压缸或电动缸。

9.一种多功能作业装置，包含牵引机构，其特征在于：所述牵引机构前置和/或后置有上述权利要求1-8任一项所述的多功能作业机构，该多功能作业机构上的所述机架在所述伸缩缸与控制单元的协同作用下能够相对牵引机构旋转指定角度。

10.根据权利要求9所述的多功能作业装置，其特征在于：所述伸缩缸的驱动单元包含所述牵引机构自带液压装置；或，包含所述牵引机构自带的发动机。

技术总结
本发明公开了多功能作业机构，该多功能作业机构根据实际需要可更换安装于机架上的作业单元，提高了作业机构应用范围的广泛度和灵活性；此外，机架在伸缩缸与角度传感器的协同配合下能够旋转至指定角度，并能够实现伸缩缸在伸展和收缩状态下的快速、精准切换，提高机架旋转的稳定性和连续性，也提高了作业效率，采用伸缩缸与控制单元的协同配合相比现有旋转电机或马达等电气设备，降低了机构制造、使用和维护成本，也降低了对操作人员和维修人员的专业要求；同时，本申请的多功能作业机的牵引机构可为农户家常备的拖拉机，如此不仅明显降低了农户的购买和使用成本，且操作更加熟练，易上手使用；解决了现有存在的不足。

技术研发人员：王茂博,陈卫平,张佳喜,王治奇
受保护的技术使用者：乌鲁木齐优尼克生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17