一种割草机自适应地形实现极限摆角30°的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种割草机自适应地形实现极限摆角30°的装置与方法，属于牧草收割机械领域，割草机包括：切割器总框架、提升液压缸、提升臂、旋转臂和接地滑板，当割草机在崎岖起伏的地面工作时，由于接地滑板始终接触地面，地形会使提升液压缸受到或压或拉的作用力，使得提升液压缸缸腔内的油液可以流出至蓄能器，或蓄能器内的油液回流至提升液压缸的缸腔内，使得在第一铰点处与提升液压缸连接的切割器框架随地形环境上下起伏，起到接地仿形的效果。同时，通过对割草机机械臂的结构与尺寸的精确设计，使得割草机可以极限向左、向右摆动30°，在液压系统与浮动调节弹簧的共同作用下，割草机可以自适应斜坡等地形环境，起到更好的仿形效果。

【技术实现步骤摘要】
一种割草机自适应地形实现极限摆角30°的装置与方法
本专利技术涉及一种割草机自适应地形实现极限摆角30°的装置与方法，属于牧草收割机械领域。
技术介绍
与农田的种植环境相比，人工草场和天然草地的牧草经常种在地面起伏大、多石块的山区丘陵地区，故对于山地丘陵上的牧草收获，就需要割草机具备良好的地形自适应和接地仿形功能，同时应具有随地形摆动的角度范围，以适应斜坡等复杂地形，提高割草机对地形的适应能力。目前我国割草机地形自适应系统都是依靠仿形机构，其执行机构基本都是弹簧，依靠弹簧实现部件随着地面起伏上下移动，给高速运转部件提供更多的自由度，从而随着地表工况实现灵活的角度和位置调整，达到贴地仿形的目的，弹簧仿形系统结构简单，成本低，但是随着弹簧伸缩位置的变化，弹簧的拉力变化十分显著，使切割器在接地仿形受力不均匀，影响仿形效果，且弹簧的形变范围有限，难以在复杂地形中实现大角度的摆动范围。依靠液压系统的地形自适应仿形系统，切割器受力均匀，切割器浮动与摆动的范围大，更适用于丘陵山区的牧草收获，而目前我国对液压控制仿形的研究没有涉及，需要深入研究。另外，目前有少部分小幅宽的割草机已经可以实现在斜坡上割草，但对于大幅宽(3米以上)割草机尚未有可以实现左右摆角30°的机型，都不具备在斜坡上割草作业的能力，另外，大幅宽割草机机械臂的结构不够合理，提升液压缸提供的拉力过大，每当使用年限较长的拖拉机，其后输出压力略低于额定压力16MPa时，割草机就无法被顺利提升起，故对于悬挂式割草机，合理的机械臂结构是顺利运输、适应复杂地形的关键。本专利通过对割草机机械臂进行计算分析，得出了割草机实现左右极限摆角30°的各铰点位置分布范围，同时此机械臂上提升液压缸需提供的拉力较小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种割草机自适应地形实现极限摆角30°的装置与方法，该装置与方法通过精确设计计算割草机机械臂各个铰点的安装位置，保证其可以向左、向右极限摆动30°，并提供了一套液压系统，实现割草机自动适应在斜坡上割草作业，自适应角度30°以内的斜坡，且根据坡度自动贴合地面割草作业，增强了割草机对复杂地形的适应性。为了达到上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种割草机自适应地形实现极限摆角30°的装置，割草机整机通过上悬挂点13、下悬挂左侧点14、下悬挂右侧点15挂接在拖拉机的后三点悬挂上，液压泵20、溢流阀21、三位四通阀22都是拖拉机上液压系统的元件，三位四通阀22位于拖拉机驾驶室内，通过手柄控制，三位四通阀22常闭；所述割草机包括：切割器总框架1、提升液压缸5、提升臂6、旋转臂16和接地滑板18，第一铰点2位于切割器总框架1的中心位置，切割器总框架1与提升臂6的后端在第一铰点2处连接；提升臂6的前端与旋转臂16的右端通过第四铰点17相连接；提升液压缸5是一个单作用液压缸，提升液压缸5的固定端与旋转臂16在第三铰点12处连接；提升液压缸5的伸缩端在第二铰点3处与提升臂6连接；接地滑板18布置在切割器总框架1的底端；在割草作业过程中，接地滑板18始终与地面接触并受到地面的支持力；第一铰点2、第二铰点3、第三铰点12与第四铰点17的距离为：第一铰点2与第四铰点17的距离a＝1/2B+250，其中，B为割草机的幅宽，单位为mm；第三铰点12和第四铰点17的水平距离d为250～260mm；第三铰点12与第四铰点17在竖直方向上的距离e为425～435mm；第二铰点3与第一铰点2的竖直距离c＝d-50；第二铰点3与第一铰点2的水平距离其中，B为割草机的幅宽，单位为mm；提升液压缸5通过一根油管连接第一三通管接头的第一个接口，第一三通管接头的第二个接口通过油管连接至三位四通阀22的工作油口A，三位四通阀22的进油口P与拖拉机液压输出口连接，第一三通管接头的第三个接口通过一根油管与球阀8相连接，球阀8的另一端连接第二三通管接头，第二三通管接头的另外两个接口中的一个连接单向阀9，另一个连接减压阀11，单向阀9、减压阀11与蓄能器10都连接到第三三通管接头上，单向阀9的油液流动方向为：液压油只能从蓄能器10经过单向阀9与球阀8流向提升液压缸5的缸腔内。提升臂6与切割器总框架1之间通过一个浮动调节弹簧4连接。一种割草机自适应地形实现极限摆角30°的方法，包括如下步骤：1)将第一铰点2设置于切割器总框架1的中心位置，切割器总框架1与提升臂6的后端在第一铰点2处连接；提升臂6的前端与旋转臂16的右端通过第四铰点17相连接，且提升臂6与切割器总框架1之间通过一个浮动调节弹簧4连接；2)提升液压缸5是一个单作用液压缸，提升液压缸5的固定端与旋转臂16在第三铰点12处连接，提升液压缸5的伸缩端在第二铰点3处与提升臂6连接；接地滑板18布置在切割器总框架1的底端；在割草作业过程中，接地滑板18始终与地面接触并受到地面的支持力；3)第一铰点2、第二铰点3、第三铰点12与第四铰点17的距离设置为：第一铰点2与第四铰点17的距离a设置为：a＝1/2B+250，其中，B为割草机的幅宽，单位为mm；第三铰点12和第四铰点17的水平距离d设置为250～260mm；第三铰点12与第四铰点17在竖直方向上的距离e设置为425～435mm；第二铰点3与第一铰点2的竖直距离c设置为：c＝d-50；第二铰点3与第一铰点2的水平距离b设置为：其中B为割草机的幅宽，单位为mm；4)液压泵20、溢流阀21、三位四通阀22都是拖拉机上液压系统的元件，三位四通阀22位于拖拉机驾驶室内，通过手柄控制，三位四通阀22常闭；提升液压缸5通过一根油管连接第一三通管接头的第一个接口，第一三通管接头的第二个接口通过液压管连接至三位四通阀22的工作油口A，三位四通阀22的进油口P与拖拉机液压输出口连接，第一三通管接头的第三个接口通过一根油管与球阀8相连接，球阀8的另一端连接第二三通管接头，第二三通管接头的另外两个接口中的一个连接单向阀9，另一个接口连接减压阀11，单向阀9的另一侧与减压阀11通过一个第三三通管接头与蓄能器10连接，单向阀9的油液流动方向为：液压油只能从蓄能器10经过单向阀9与球阀8流向提升液压缸5的缸腔内；5)调整割草机到工作状态：打开球阀8时，操作驾驶室中的三位四通阀22，使其处于左位，此时液压油经过三位四通阀22、减压阀11为蓄能器10补充油液，同时蓄能器10内的液压油能够保持一定的油压；油液补充完毕后，松开手柄，三位四通阀22自动回到中位关闭状态，此时蓄能器10与提升液压缸5缸腔内的液压油互通；6)割草机自适应地形：当割草机作业遇到凸起的缓坡时，由于接地滑板18始终与地面保持接触，故接地滑板18与切割器总框架1在地面支持力的作用下向上运动，蓄能器10内的油液依次经过单向阀9、球阀8流入提升液压缸5的缸腔内，提升液压缸5收缩，故此时切割器总框架1与第二铰点3随凸起地形向上运动；当割草机作业遇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种割草机自适应地形实现极限摆角30°的装置，割草机整机通过上悬挂点(13)、下悬挂左侧点(14)、下悬挂右侧点(15)挂接在拖拉机的后三点悬挂上，液压泵(20)、溢流阀(21)、三位四通阀(22)都是拖拉机上液压系统的元件，三位四通阀(22)位于拖拉机驾驶室内，通过手柄控制，三位四通阀(22)常闭；所述割草机包括：切割器总框架(1)、提升液压缸(5)、提升臂(6)、旋转臂(16)和接地滑板(18)，其特征在于：/n第一铰点(2)位于切割器总框架(1)的中心位置，切割器总框架(1)与提升臂(6)的后端在第一铰点(2)处连接；/n提升臂(6)的前端与旋转臂(16)的右端通过第四铰点(17)相连接；/n提升液压缸(5)是一个单作用液压缸，提升液压缸(5)的固定端与旋转臂(16)在第三铰点(12)处连接；提升液压缸(5)的伸缩端在第二铰点(3)处与提升臂(6)连接；/n接地滑板(18)布置在切割器总框架(1)的底端；在割草作业过程中，接地滑板(18)始终与地面接触并受到地面的支持力；/n第一铰点(2)、第二铰点(3)、第三铰点(12)与第四铰点(17)的距离为：/n第一铰点(2)与第四铰点(17)的距离a＝1/2B+250，其中，B为割草机的幅宽，单位为mm；/n第三铰点(12)和第四铰点(17)的水平距离d为250～260mm；/n第三铰点(12)与第四铰点(17)在竖直方向上的距离e为425～435mm；/n第二铰点(3)与第一铰点(2)的竖直距离c＝d-50；/n第二铰点(3)与第一铰点2的水平距离...

【技术特征摘要】
1.一种割草机自适应地形实现极限摆角30°的装置，割草机整机通过上悬挂点(13)、下悬挂左侧点(14)、下悬挂右侧点(15)挂接在拖拉机的后三点悬挂上，液压泵(20)、溢流阀(21)、三位四通阀(22)都是拖拉机上液压系统的元件，三位四通阀(22)位于拖拉机驾驶室内，通过手柄控制，三位四通阀(22)常闭；所述割草机包括：切割器总框架(1)、提升液压缸(5)、提升臂(6)、旋转臂(16)和接地滑板(18)，其特征在于：
第一铰点(2)位于切割器总框架(1)的中心位置，切割器总框架(1)与提升臂(6)的后端在第一铰点(2)处连接；
提升臂(6)的前端与旋转臂(16)的右端通过第四铰点(17)相连接；
提升液压缸(5)是一个单作用液压缸，提升液压缸(5)的固定端与旋转臂(16)在第三铰点(12)处连接；提升液压缸(5)的伸缩端在第二铰点(3)处与提升臂(6)连接；
接地滑板(18)布置在切割器总框架(1)的底端；在割草作业过程中，接地滑板(18)始终与地面接触并受到地面的支持力；
第一铰点(2)、第二铰点(3)、第三铰点(12)与第四铰点(17)的距离为：
第一铰点(2)与第四铰点(17)的距离a＝1/2B+250，其中，B为割草机的幅宽，单位为mm；
第三铰点(12)和第四铰点(17)的水平距离d为250～260mm；
第三铰点(12)与第四铰点(17)在竖直方向上的距离e为425～435mm；
第二铰点(3)与第一铰点(2)的竖直距离c＝d-50；
第二铰点(3)与第一铰点2的水平距离其中，B为割草机的幅宽，单位为mm；
提升液压缸(5)通过一根油管连接第一三通管接头的第一个接口，第一三通管接头的第二个接口通过油管连接至三位四通阀(22)的工作油口A，三位四通阀(22)的进油口P与拖拉机液压输出口连接，第一三通管接头的第三个接口通过一根油管与球阀(8)相连接，球阀(8)的另一端连接第二三通管接头，第二三通管接头的另外两个接口中的一个连接单向阀(9)，另一个连接减压阀(11)，单向阀(9)、减压阀(11)与蓄能器(10)都连接到第三三通管接头上，单向阀(9)的油液流动方向为：液压油只能从蓄能器(10)经过单向阀(9)与球阀(8)流向提升液压缸(5)的缸腔内。


2.如权利要求1所述的割草机自适应地形实现极限摆角30°的装置，其特征在于：提升臂(6)与切割器总框架(1)之间通过一个浮动调节弹簧(4)连接。


3.一种割草机自适应地形实现极限摆角30°的方法，包括如下步骤：
1)将第一铰点(2)设置于切割器总框架(1)的中心位置，切割器总框架(1)与提升臂(6)的后端在第一铰点(2)处连接；提升臂(6)的前端与旋转臂(16)的右端通过第四铰点(17)相连接，且提升臂(6)与切割器总框架(1)之间通过一个浮动调节弹簧(4)连接；
2)提升液压缸(5)是一个单作用液压缸，提升液压缸(5)的固定端与旋转臂(16)在第三铰点(12)处连接，提升液压缸(5)的伸缩端在第二铰点(3)处与提升臂(6)连接；接地滑板(18)布置在切割器总框架(1)的底端；在割草作业过程中，接地滑板(18)始终与地面接触并受到地面的支持力；
3)第一铰点(2)、第二铰点(3)、第三铰点(12)与第四铰点(17)的距离设置为：
第一铰点(2)与第四铰点(17)的距离a设置为：a＝1/2B+250，其中，B为割草机的幅宽，单位为mm；
第三铰点(12)和第四铰点(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德成，祝露，尤泳，王光辉，赵建柱，张庆，郇晓龙，王中豪，张楠，惠云婷，王柳清，张海风，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11