CN106828088A - 轮式静液压驱动智能谷物收获机通用底盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械技术领域，提供一种能快速形成不同谷物收获需求的轮式静液压驱动智能谷物收获机的通用底盘，包括机架、前驱动轮、后驱动转向轮、前后车架、可调式支架、动力模块、前驱动液压闭式系统、后驱动形式液压系统、工作装置动力模块（液压多路阀）、电液转向系统、驾驶室、集成控制面板、CAN总线监控面板。行走系统由前轮闭式液压系统驱动和后轮电液比例换向阀控制的开式驱动，前驱或四驱可由控制器切换；转向系统采用电液转向器，可手动、摇控、自动转向及总线控制；电液多路阀模块可满足不同类型收获机工作装置要求；驾驶室内的总线监视控制器面板和集成控制面板可完成对各系统各工作装置的监视和控制。

Description

轮式静液压驱动智能谷物收获机通用底盘

技术领域

本发明提供一种能快速形成不同谷物收获需求的轮式全液压驱动智能型收获机通用底盘，属于农业机械技术领域。

背景技术

随着农业机械化的大规模普及，传统的谷物收获机底盘在基本性能和通用性方面已不能满足实际需求，单纯的一种收获机底盘配一种工作装置的产品生产方式大大增加了企业的生产制造成本和农民的购买负担。另外，自走式收获机底盘的设计目前仍然存在较多问题，如转弯半径大、离地间隙小、前后轮速度配比不合适、底盘上的部件布置不够合理、故障率高、操纵强度高、智能化程度低等，这些都制约着谷物收获机产品质量的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种静液压驱动自走式智能谷物收获机通用底盘，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

该通用底盘整机结构采用模块化设计，包括动力模块、行走模块、转向模块、操控模块、智能监测模块、工作机构动力模块、可调式支架模块，通过通用底盘的快速搭接、完成具有特定功能的收获机产品，使得整体设计的自由度变大，生产周期缩短。

所述动力模块预先设定一定功率大小的发动机，其悬置机构除满足该型号发动机处，尺寸大小可调节，能适应不同型号发动机的选用，增强了底盘的柔性。该动力模块与液压泵组单元连接提供整机的行走、转向、工作装置的动力来源。

所述可调式支架模块通过安装在通用底盘上机架上的快换机构、尺寸调节机构能满足不同工作装置在底盘上的快速安装。

所述行走模块采用闭式静液压结合机械传动，工作可靠，可实现无级调速。前轮、四轮驱动可选，自由切换，可满足收获机的不同行驶工况。通用底盘一路由发动机动力传给闭式行走系统中的液压泵-液压马达系统，液压马达驱动变速差速箱通过前桥左、右半轴将动力传给左右两侧轮边减速器，进而驱动左右前驱动轮行走；底盘另一路由发动机动力传给液压泵-比例多路阀-液压马达开式系统再传至后驱动桥完成后轮驱动。将前轮驱动闭式系统中变量泵调速系统及比例阀调速系统集成到一个控制器（调速控制器）中，通过该控制器控制协调四轮驱动或切断后轮驱动仅前轮驱动。该控制器可完成前后轴速度的匹配及寄生功率的消除。

所述工作机构动力模块由设置在机架上的电液多路阀提供，该多路阀动力由泵组提供，多路阀由若干路电液比例换向阀和普通电液换向阀组成，比例阀可提供给需精确（无级调速、随负荷变化）控制的工作装置如摘穗辊的转速等，普通电磁阀则提供给仅需开关控制的工作装置如割台的升降等。

发明的通用底盘针对传统纯液压转向系统存在转向灵敏度不可调节、没有路感、转向定位精度低等问题，采用电液比例方向阀控制流量放大阀组成的电液转向系统和具有力反馈特性、转向灵敏度可调的电子方向盘子系统来控制转向，电液转向系统也可实现基于遥控或GPS定位技术的自动转向控制。转向系统由电液动力阀，电驱动执行装置，方向盘传感器和位置传感器组成。本转向系统转向比可变换，方向盘漂移作用可消除，并可与自动转向进行通讯，采用遥控转向。该转向系统可方便挂接到CAN总线上，实现总线控制。

所述监测系统模块设置在通用底盘的驾驶室内，系统包括硬件电路和驱动软件。硬件电路包含：系统通信总线，处理器与各功能芯片、液晶屏、按键、报警器等接口电路，以及该系统板及其安装的设计。驱动软件包括：通信总线驱动、系统操作程序内核额移植及液晶屏、按键和报警等的驱动程序。底盘上的发动机单元、行走系统单元、电液转向系统、工作装置都通过其控制器以报文形式传给CAN总线系统。监控系统能完成的功能包括：能正确显示工作装置如（割台倾角、摘穗辊转速等）和机器作业速度的大小，发动机运行情况，给出驾驶参数的调节方案，指导机手驾驶，故障报警功能。

通用底盘的操纵机构包括方向控制、行走控制、工作结构控制、监控系统都集成安装在驾驶室内，便于操作、维护、劳动强度小。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

（1）模块化底盘整机结构的采用可快速搭接，完成具有特定功能的收获机产品，使得整体设计的自由度变大，可以与多种农作物收获装置配套，提高了工作效率，降低了生产成本。

（2）行走系统采用闭式、开式相结合静液压传动，可实现无级调速。前轮驱动、四轮驱动可选，自由切换，可满足收获机的不同行驶工况。

（3）通用底盘上配置有含有比例方向阀组、电磁换向阀组的多路阀，每一路可单独控制该路工作系统的转速、负载自适应，各阀联间互不影响，以适应不同种类工作装置的动力及调速要求。

（4）行走系统、转向系统、工作装置系统及监控系统采用CAN总线系统控制，使得控制器传感器的配置和种类的选择范围大，可以实现多种控制。

（5）智能监测及远程监控系统可实时监控工作系统及行走系统状态，容易实现控制灵敏度和控制范围的调节，并可快速进行故障诊断及排除。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

其中图中：1-后驱动转向轮；2-液压油箱及冷却装置；3-动力单元支架；4-液压动力单元（泵组）；5-发动机单元；6-驾驶室；7-集成控制面板；8-高低速操纵手柄；9-液压多路阀；10-总线监视控制器面板；11-电液集成转向器；12-驾驶室弹性支架；13-前驱动轮；

图2为本发明的俯视结构（去除发动机、驾驶室）示意图；

其中图中：14-前车桥；15-液压马达；16-可调式支架；17-液压马达；18-差速变速箱；19-转向油缸；20-后桥；21-机架；22-二级变速差速器；23-轮边减速器。

图3为本发明动力传动路线示意图；

图4为本发明行走系统控制示意图；

图5为本发明转向系统控制示意图；

图6为本发明总线控制示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1、图2，本发明总体结构为：在框架式机架21上安装有前后车桥14、20，前车桥14两端装有前驱动轮13，中间连有二级变速差速器（高低速）22，可将动力传递给左右轮边减速器23，进而驱动前驱动轮13，变速器的动力由液压马达15驱动；后车桥20上中间装有由液压马达17驱动的差速变速箱18可将动力传递给后驱动转向轮1，同时后桥20上安装有转向油缸19可使左右转向驱动轮1转向；机架21上安装上可调式支架16（多个），可固定安装发动机单元5及液压动力单元（泵组）4及后续的工作装置，支架上装有液压多路阀9，多路阀单元集成有普通液压电磁阀和比例液压阀两种，可供不同工作装置驱动进行开关控制和比例控制；机架21上装有弹性支架12，其上安装有驾驶室6，驾驶室6内装有座椅、制动、电器开关等常用设备外，设有总线监视控制器面板10，集成控制面板7，同时驾驶室内设有转向装置11，转向装置下连接有电液转向器，驾驶室内还设有高低速变速操纵手柄8。

本发明总动力传递路线如图3所示。发动机为泵组单元（两个变量柱塞泵和一个齿轮泵）提供动力，一路由变量柱塞泵和定量马达组成闭式系统再到变速器最后驱动左右车轮；一路由变量柱塞泵分别向电液转向器和多路比例阀供油，由电液转向器控制转向油缸从而使后转向驱动轮左右转向，比例多路阀中的一路供给后驱动马达驱动后桥，其余可选择使用需要精确控制的工作装置；泵组单元的第三路驱动齿轮泵提供普通多路电磁阀从而控制只需简单控制的工作装置。

图4为本发明行走装置的控制方案框图，行走控制器通过控制前轮驱动闭式系统的行走变量泵来控制前轮转速，通过控制后轮驱动开式系统中比例换向阀中开度大小来控制后轮转速，前后轮转速分别通过转速传感器将车轮的转速和采集到的实际车速反馈到控制器进行比对计算，从而使前后轮速度协调一致，行走控制器可同时接受手柄高低速输入，通过电磁比例阀的卸荷可进行前轮或四轮驱动的切换，切换按纽设在驾驶室内集成控制面板7上。

图5为转向装置的控制方案框图，本发明转向系统采用电液转向器，电液转向器中配有电液动力阀，并配电驱动执行装置，方向盘转向比可变换，方向盘漂移作用可消除，采用遥控或与GPS定位通讯实现自动转向。本转向系统可通过报文挂接到CAN总线上，实现总线控制。

图6为本发明CAN总线控制方框图，总线控制器可以将发动机控制器、行走装置控制器、转向装置控制器、工作装置控制器以报文形式通过总线网络采集传输，以便在驾驶室内总线控制面板上显示整机各系统工作参数、数据、运行状态等。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.轮式静液压驱动智能谷物收获机通用底盘，包括机架、前驱动轮、后驱动转向轮、前后车架、可调式支架、动力模块、前驱动液压闭式系统、后驱动形式液压系统、工作装置动力模块（液压多路阀）、电液转向系统、驾驶室、集成控制面板、CAN总线监控面板，其结构形式为：在框架式机架21上安装有前后车桥14、20，前车桥14两端装有前驱动轮13，中间连有二级变速差速器（高低速）22，可将动力传递给左右轮边减速器23，进而驱动前驱动轮13，变速器的动力由液压马达15驱动；后车桥20上中间装有由液压马达17驱动的差速变速箱18可将动力传递给后驱动转向轮1，同时后桥20上安装有转向油缸19可使左右转向驱动轮1转向；机架21上安装上可调式支架16（多个），可固定安装发动机单元5及液压动力单元（泵组）4及后续的工作装置，支架上装有液压多路阀9，多路阀单元集成有普通液压电磁阀和比例液压阀两种，可供不同工作装置驱动进行开关控制和比例控制；机架21上装有弹性支架12，其上安装有驾驶室6，驾驶室6内装有座椅、制动、电器开关等常用设备外，设有总线监视控制器面板10，集成控制面板7，同时驾驶室内设有转向装置11，转向装置下连接有电液转向器，驾驶室内还设有高低速变速操纵手柄8。

2.根据权利要求1所述的轮式静液压驱动智能谷物收获机通用底盘，其特征在于：发动机为泵组单元（两个变量柱塞泵和一个齿轮泵）提供动力，一路由变量柱塞泵和定量马达组成闭式系统再到变速器最后驱动左右车轮；一路由变量柱塞泵分别向电液转向器和多路比例阀供油，由电液转向器控制转向油缸从而使后转向驱动轮左右转向，比例多路阀中的一路供给后驱动马达驱动后桥，其余可选择使用需要精确控制的工作装置；泵组单元的第三路驱动齿轮泵提供普通多路电磁阀从而控制只需简单控制的工作装置。

3.根据权利要求1、2所述的轮式静液压驱动智能谷物收获机通用底盘，其特征在于：行走控制器通过控制前轮驱动闭式系统的行走变量泵来控制前轮转速，通过控制后轮驱动开式系统中比例换向阀中开度大小来控制后轮转速，前后轮转速分别通过转速传感器将车轮的转速和采集到的实际车速反馈到控制器进行比对计算，从而使前后轮速度协调一致，行走控制器可同时接受手柄高低速输入，通过电磁比例阀的卸荷可进行前轮或四轮驱动的切换，切换按纽设在驾驶室内集成控制面板7上。

4.根据权利要求1、2或3所述的轮式静液压驱动自走式智能谷物收获机通用底盘，其特征在于：转向系统采用电液转向器，电液转向器中配有电液动力阀，并配电驱动执行装置，方向盘转向比可变换，方向盘漂移作用可消除，采用摇控或与GPS定位通讯实现自动转向，本转向系统可通过报文挂接到CAN总线上，实现总线控制。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的轮式静液压驱动智能谷物收获机通用底盘，其特征在于：总线监视控制器面板10、集成控制面板7集成地安装在驾驶室6内，总线控制器可以将发动机控制器、行走装置控制器、转向装置控制器、工作装置控制器以报文形式通过总线网络采集传输、显示、操控。

6.根据权利要求1所述的轮式静液压驱动自走式智能谷物收获机通用底盘，其特征在于：安装在机架21上的可调式支架16通过安装在通用底盘上机架上的快换机构、尺寸调节机构能满足不同工作装置在底盘上的快速安装和拆卸。