菱形四轮龙门架式高地隙中耕机

摘要

本发明公开一种菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，包括底盘、前机架、后机架、左侧臂和右侧臂，前机架、后机架、左侧臂和右侧臂分别设于底盘上方，左侧臂与前机架连接，右侧臂与后机架连接；底盘底部的四个车轮呈菱形分布，四个车轮分别为前轮、后轮、左轮和右轮，前轮位于前机架前端，后轮位于后机架后端，左轮位于左侧臂外侧，右轮位于右侧臂外侧，左轮与左侧臂之间通过左轮液压马达连接，右轮与右侧臂之间通过右轮液压马达连接；前轮和后轮为转向轮，同时也为驱动轮，左轮和右轮为驱动轮。本菱形四轮龙门架式高地隙中耕机具有质心高度较低、稳定性较好的特点，可适应不同种植行距作物的作业。

说明书

技术领域

本发明涉及中耕机技术领域，特别涉及一种菱形四轮龙门架式高地隙中耕 机。

背景技术

目前，高秆作物机械化植保技术主要集中在中耕、喷药、施肥和除草。中 耕机因其可一次性完成松土、除草、培土和施肥作业，同时实现改善土壤通透 性，去除杂草，增强高秆作物抗倒伏能力，综合效率高，而成为高秆作物机械 化管理的主要方式。目前国内外通用的四轮高地隙中耕管理机，将四个车轮布 置在长方形底盘四个角的位置，为了达到较高地隙的农艺要求，一般采用整体 抬高车架的方式，使底盘位于作物上方，发动机、变速器、驾驶室等总成均布 置在底盘上，使得整机质心偏高，稳定性下降。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种质心高度较低、稳定性 较好的菱形四轮龙门架式高地隙中耕机。

本发明的技术方案为：一种菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，包括底盘、 前机架、后机架、左侧臂和右侧臂，前机架、后机架、左侧臂和右侧臂分别设 于底盘上方，左侧臂与前机架连接，右侧臂与后机架连接。底盘底部的四个车 轮呈菱形分布，四个车轮分别为前轮、后轮、左轮和右轮。前轮和后轮分别位 于菱形的纵向对角线两端，纵向对角线位于中耕机的纵向对称面内，前轮位于 前机架前端，后轮位于后机架后端；左轮和右轮位于菱形的横向对角线两端， 横向对角线位于中耕机的横向对称面内，横向对称面与纵向对称面相互垂直， 左轮位于左侧臂外侧，右轮位于右侧臂外侧，左轮与左侧臂之间通过左轮液压 马达连接，右轮与右侧臂之间通过右轮液压马达连接；前轮和后轮为转向轮， 或转向驱动轮，左轮和右轮为驱动轮。四个车轮采用菱形布置时，前轮和后轮 为转向轮，转向的瞬时中心位于左轮和右轮轴线的延长线上，与传统的四轮车 轮转弯时瞬时中心位于后桥轴线的延长线上相比，在前后轮轴距与传统四轮车 轮轴距相同的情况下，菱形车的转弯半径为传统四轮车的一半，底盘机动灵活。

左侧臂和右侧臂分别为龙门架式结构。龙门架下的空间用于通过高秆作 物，可以根据具体作业对象的要求来确定龙门架高度。发动机、驾驶室、传动 箱等部件可直接安装在前后轮的底架上，不需要通过抬高其位置来提高离地间 隙，整车质心高度低。

所述前轮与后轮之间设有联动转向机构，联动转向机构包括前轮转向液压 缸和后轮转向液压缸，前轮转向液压缸安装于前机架上并与前轮连接，后轮转 向液压缸安装于后机架上并与后轮连接；前轮转向液压缸与后轮转向液压缸之 间同步动作，转向角相等且转动方向相反。

所述前机架与后机架之间设有地面自适应机构，地面自适应机构包括铰接 轴、限位销和限位套，前机架底部与后机架底部通过铰接轴连接，后机架顶部 设置限位销，前机架顶部设置限位套，限位销以铰接轴为圆心在限位套内做弧 线运动，限位套内设有阻尼材料。地面自适应机构可以根据田间地形的变化， 自动改变前机架与后机架之间的角度，使左轮和右车轮可以处在不同水平高度 的地面上，避免出现车轮悬空的现象，提高中耕机的驱动性能。

所述前机架或后机架以铰接轴为中心，在垂直于铰接轴轴线的平面内转 动，前机架与后机架之间的相对转动角度为0～20°。前机架与后机架的相对 转角在该角度范围内时，该底盘可适应左车轮和右车轮所处位置水平高度差为 0～240毫米的地形，基本满足田间使用要求。最大相对转角的角度值还可以根 据不同使用条件要求进行设计，但角度值越大，对设备的性能要求也越高。

所述前机架与左侧臂之间设有左轮距调整机构，轮距调整机构包括伸出液 压缸、外导轨和内导轨，伸出液压缸一端固定于前机架上，伸出液压缸另一端 与左侧臂连接，外导轨和内导轨平行设于前机架顶部，左侧臂通过外导轨和内 导轨与前机架连接；

后机架与右侧臂之间设有右轮距调整机构，右轮距调整机构与左轮距调整 机构呈对称结构。轮距调整机构可以根据作物的不同行距来调整左右车轮之间 的距离，以适应在不同行距的田间作业。

所述左轮后方设有左农具固定架，右轮后方设有右农具固定架，后轮后方 设有后农具固定架，左农具固定架通过左农具纵向稳定器与左侧臂连接，右农 具固定架通过右农具纵向稳定器与右侧臂连接，后农具固定架与后机架连接， 后农具固定架两侧分别设置后农具提升液压缸。

所述后机架上安装有方向盘调整机构，方向盘调整机构包括纵向调整板和 固定板，纵向调整板通过螺栓与后机架连接，纵向调整板上开有长孔，纵向调 整板上的长孔用于调整方向盘的高度，长孔的长度即为方向盘的可调高度；固 定板通过转动销与纵向调整板连接，固定板上开有弧形孔，弧形孔用于方向盘 的前后调整，弧形孔的圆弧角度即为方向盘上的方向杆所能转动的角度。通过 调整纵向调整板实现方向盘的上下位置调整，通过调整固定板实现方向盘前后 位置的调整。

所述前机架上，位于前轮上方处设有发动机，发动机前端设置发动机散热 器，发动机通过减速器与液压泵连接，液压泵通过液压控制阀与液压油箱连接。 液压泵、液压控制阀和液压油箱所在的连接回路形成液压系统，液压系统为联 动转向机构、各车轮、左轮距调整机构、右轮距调整机构、左农具固定架、右 农具固定架和后农具固定架等机构提供动力。

本菱形四轮龙门架式高地隙中耕机使用时，其原理是：菱形底盘结构布置 共有三个车桥，前轮和后轮都以单轮布置在底盘的纵向对角线上，中桥的两轮 （即左轮和右轮）左右对称布置。其中前后轮联动异相转向，中桥左右驱动车 轮以龙门架形式连接于机架，中部的车身因在农作物行间通过而不需要抬高， 从而降低了整车的质心高度、提高稳定性；地面自适应机构根据地形的变化， 改变前后机架之间的角度，提高整车的通过性。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本菱形四轮龙门架式高地隙中耕机相对于传统中耕机，具有转向灵活，整 机质心低，适应高秆作物中耕管理作业的优点。本菱形四轮龙门架式高地隙中 耕机中，四个车轮采用菱形布置，前轮和后轮为转向轮，转向的瞬时中心位于 左轮和右轮轴线的延长线上，与传统的四轮车轮转弯时瞬时中心位于后桥轴线 的延长线上相比，在前后轮轴距与传统四轮车轮轴距相同的情况下，本中耕机 的转弯半径为传统中耕机的一半，底盘机动灵活。左侧臂和右侧臂分别为龙门 架式结构。龙门架下的空间用于通过高秆作物，可以根据具体作业对象的要求 来确定龙门架高度。发动机、驾驶室、传动箱等部件可直接安装在前后轮的底 架上，不需要通过抬高其位置来提高离地间隙，整车质心高度低，性能更稳定。

附图说明

图1为本菱形四轮龙门架式高地隙中耕机的结构示意图。

图2为图1的A向视图。

图3为图1的B向视图。

图4为前机架和后机架的结构示意图。

图5为方向盘调整机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实 施方式不限于此。

实施例

本实施例一种菱形四轮龙门架式高地隙中耕机，其结构如图1、图2或图 3所示，包括底盘1、前机架2、后机架3、左侧臂4和右侧臂5，前机架、后 机架、左侧臂和右侧臂分别设于底盘上方，左侧臂与前机架连接，右侧臂与后 机架连接；底盘底部的四个车轮呈菱形分布，四个车轮分别为前轮6、后轮7、 左轮8和右轮9，前轮和后轮分别位于菱形的纵向对角线两端，纵向对角线位 于中耕机的纵向对称面内，前轮位于前机架前端，后轮位于后机架后端；左轮 和右轮位于菱形的横向对角线两端，横向对角线位于中耕机的横向对称面内， 横向对称面与纵向对称面相互垂直，左轮位于左侧臂外侧，右轮位于右侧臂外 侧，左轮与左侧臂之间通过左轮液压马达10连接，右轮与右侧臂之间通过右 轮液压马达11连接；前轮和后轮为转向轮，同时也为驱动轮，左轮和右轮为 驱动轮。四个车轮采用菱形布置时，前轮和后轮为转向轮，转向的瞬时中心位 于左轮和右轮轴线的延长线上，与传统的四轮车轮转弯时瞬时中心位于后桥轴 线的延长线上相比，在前后轮轴距与传统四轮车轮轴距相同的情况下，菱形车 的转弯半径为传统中耕机的一半，底盘机动灵活。左侧臂和右侧臂分别为龙门 架式结构。龙门架下的空间用于通过高秆作物，可以根据具体作业对象的要求 来确定龙门架高度。发动机、驾驶室、传动箱等部件可直接安装在前后轮的底 架上，不需要通过抬高其位置来提高离地间隙，整车质心高度低。

左侧臂和右侧臂分别为龙门架式结构。龙门架下的空间用于通过高秆作 物，可以根据具体作业对象的要求来确定龙门架高度。发动机、驾驶室、传动 箱等部件可直接安装在前后轮的底架上，不需要通过抬高其位置来提高离地间 隙，整车质心高度低。

前轮与后轮之间设有联动转向机构，联动转向机构包括前轮转向液压缸 12和后轮转向液压缸13，前轮转向液压缸安装于前机架上并与前轮连接，后 轮转向液压缸安装于后机架上并与后轮连接；前轮转向液压缸与后轮转向液压 缸之间同步动作，转向角相等且转动方向相反。

前机架与后机架之间设有地面自适应机构，如图4所示，地面自适应机构 包括铰接轴14、限位销（位于限位套内）和限位套15，前机架底部与后机架 底部通过铰接轴连接，后机架顶部设置限位销，前机架顶部设置限位套，限位 销以铰接轴为圆心在限位套内做弧线运动，限位套内设有阻尼材料。地面自适 应机构可以根据田间地形的变化，自动改变前机架与后机架之间的角度，使左 轮和右车轮可以处在不同水平高度的地面上，避免出现车轮悬空的现象，提高 中耕机的驱动性能。

前机架或后机架以铰接轴为中心，在垂直于铰接轴轴线的平面内转动，前 机架与后机架之间的相对转动角度为0～20°。前机架与后机架的相对转角在 该角度范围内时，该底盘可适应左车轮和右车轮所处位置水平高度差为0～240 毫米的地形，基本满足田间使用要求。最大相对转角的角度值还可以根据不同 使用条件要求进行设计，但角度值越大，对设备的性能要求也越高。

如图2所示，前机架与左侧臂之间设有左轮距调整机构，轮距调整机构包 括伸出液压缸16、外导轨17和内导轨18，伸出液压缸一端固定于前机架上， 伸出液压缸另一端与左侧臂连接，外导轨和内导轨平行设于前机架顶部，左侧 臂通过外导轨和内导轨与前机架连接；

后机架与右侧臂之间设有右轮距调整机构，右轮距调整机构与左轮距调整 机构呈对称结构。轮距调整机构可以根据作物的不同行距来调整左右车轮之间 的距离，以适应在不同行距的田间作业。

如图2所示，左轮后方设有左农具固定架19，右轮后方设有右农具固定 架20，后轮后方设有后农具固定架21，左农具固定架通过左农具纵向稳定器 22与左侧臂连接，右农具固定架通过右农具纵向稳定器23与右侧臂连接，后 农具固定架与后机架连接，后农具固定架两侧分别设置后农具提升液压缸28。

如图5所示，后机架上安装有方向盘调整机构，方向盘调整机构包括纵向 调整板32和固定板31，纵向调整板通过螺栓与后机架连接，纵向调整板32 上开有长孔，纵向调整板上的长孔用于调整方向盘的高度，长孔的长度即为方 向盘29的可调高度；固定板31上开有弧形孔，弧形孔用于方向盘29的前后 调整，弧形孔的圆弧角度即为方向杆30所能转动的角度。通过调整纵向调整 板32实现方向盘29的上下位置调整，通过调整固定板31实现方向盘29前后 位置的调整。

前机架上，位于前轮上方处设有发动机24，发动机前端设置发动机散热 器25，发动机通过减速器26与液压泵27连接，液压泵通过液压控制阀与液 压油箱连接。液压泵、液压控制阀和液压油箱所在的连接回路形成液压系统， 液压系统为联动转向机构、各车轮、左轮距调整机构、右轮距调整机构、左农 具固定架、右农具固定架和后农具固定架等机构提供动力。

本菱形四轮龙门架式高地隙中耕机使用时，其原理是：菱形底盘结构布置 共有三个车桥，前轮和后轮都以单轮布置在底盘的纵向对角线上，中桥的两轮 （即左轮和右轮）左右对称布置。其中前后轮联动异相转向，中桥左右驱动车 轮以龙门架形式连接于机架，中部的车身因在农作物行间通过而不需要抬高， 从而降低了整车的质心高度、提高稳定性；地面自适应机构根据地形的变化， 改变前后机架之间的角度，提高整车的通过性。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例， 并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰， 都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。