双自由度单铰接仿形机构制造技术

双自由度单铰接仿形机构属农业机械技术领域，本发明专利技术中单铰接点和活塞式气液蓄能器经铰接的前部机架与仿形部件连接，活塞杆一端置有液压控制系统的上仿形行程开关和下仿形行程开关；仿形部件因外力绕单铰接点做仿形运动时，活塞杆做伸缩运动，同时产生相应的力变化，重新建立仿形机构的力平衡；当仿形量超值时，通过液压控制系统和串联气液蓄能器组改变活塞杆的伸缩方向，从而改变仿形趋势；活塞杆还可锁定在固定位置上，使双自由度机构转变为刚性三角机构，便于仿形部件的运输和转移，该机构解决了传统单铰接机构作业质量不稳定的问题；本发明专利技术结构紧凑、仿形可控、调整方便、适应性强、自动化程度高、可实现远程控制，利于农机产品的设计开发。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农业机械
，具体涉及一种双自由度单铰接仿形机构。
技术介绍
单铰接仿形机构是农业机械上常见一种仿形机构，其具有结构简单、安装方便等 优点，但不易保证工作部件的仿形一致性，多用于中耕机械上，很少使用在播种机械上。近年来，随着农业机械装备水平的提高和保护性耕作技术的推广，各种大型、超大 型联合作业农机装备不断出现，机械结构纷繁复杂，作业种类多样化。旋耕播种机、联合整 地机等联合作业机具要求整机紧凑、可分置式作业、运输可靠、仿形性好。常用的平行四连 杆仿形机构结构简单，但在运输承重能力和纵向尺寸方面存在不足；采用刚性连接机构可 以保证整机运输安全性和部件强度，但如果作业地面起伏较大，就不能保证仿形一致性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构紧凑、仿形性能好、调整方便、适应性强的双自由 度单铰接仿形机构。本专利技术由单铰接点4、串联气液蓄能器组、液压泵12、液压控制系统和辅助液压元 件组成，其中单铰接点4和串联气液蓄能器组的活塞式气液蓄能器2经铰接的前部机架1 与仿形部件3连接，活塞式气液蓄能器2的活塞杆一端置有液压控制系统的上仿形行程开 关6和下仿形行程开关7 ；液压控制系统的常闭式二位二通电磁换向阀15进油口经辅助液 压元件压力溢流阀I 13a和可调节流阀I 16a与串联气液蓄能器组的辅助气液蓄能器5油 室连接；液压控制系统的三位三通电磁换向阀9进油口经辅助液压元件压力溢流阀II 13b 和可调节流阀II 16b与串联气液蓄能器组的活塞式气液蓄能器2油室连接；液压控制系统 的三位四通电磁换向阀10进油口经辅助液压元件可调节流阀11116c、压力溢流阀11113c 和单向阀11114c与液压泵12连接，第一个出油口与油缸11连接，第二个出油口经辅助液 压元件的单向阀I 14a、压力溢流阀I 13a和可调节流阀I 16a与串联气液蓄能器组的辅助 气液蓄能器5油室连接，第三个出油口经辅助液压元件单向阀II 14b、压力溢流阀II 13b 和可调节流阀II16b与串联气液蓄能器组的活塞式气液蓄能器2油室连接。串联气液蓄能器组由活塞式气液蓄能器2、辅助气液蓄能器5和保压气液蓄能器8 组成，其中活塞式气液蓄能器2的气室一端与前部机架1铰接，活塞式气液蓄能器2的活塞 杆一端与仿形部件3铰接；辅助气液蓄能器5的气室一端经气压管路与活塞式气液蓄能器 2的气室连接，辅助气液蓄能器5的油室一端与液压控制系统连接；保压气液蓄能器8的气 室一端封闭，保压气液蓄能器8的油室一端经液压控制元件与活塞式气液蓄能器2的油室 一端连接。液压控制系统由常闭式二位二通电磁换向阀15、三位三通电磁换向阀9、三位四 通电磁换向阀10、上仿形行程开关6和下仿形行程开关7组成，其中常闭式二位二通电磁 换向阀15进油口经辅助液压元件的压力溢流阀I 13a和可调节流阀I 16a与串联气液蓄能器组的辅助气液蓄能器5油室连接，出油口与油缸11连接；三位三通电磁换向阀9进油 口经辅助液压元件的压力溢流阀II 13b和可调节流阀II 16b与串联气液蓄能器组的活 塞式气液蓄能器2的油室连接，第一个出油口与油缸11连接，第二个出油口与串联气液蓄 能器组的保压气液蓄能器8 ；三位四通电磁换向阀10进油口经辅助液压元件的可调节流阀 11116c、压力溢流阀11113c和单向阀11114c与液压泵12连接，第一个出油口与油缸11连 接，第二个出油口经辅助液压元件的单向阀I 14a、压力溢流阀I 13a和可调节流阀I 16a 与串联气液蓄能器组的辅助气液蓄能器5油室连接，第三个出油口经辅助液压元件的单向 阀II 14b、压力溢流阀II 13b和可调节流阀II 16b与串联气液蓄能器组的活塞式气液蓄 能器2油室连接；上仿形行程开关6和下仿形行程开关7置于活塞式气液蓄能器2活塞杆 一端。辅助液压元件由压力溢流阀I 13a、压力溢流阀II 13b、压力溢流阀11113c、单向 阀I 14a、单向阀II 14b、单向阀11114c、可调节流阀I 16a、可调节流阀II 16b和可调节 流阀11116c组成，其中压力溢流阀I 13a置于单向阀I 14a和可调节流阀I 16a之间，压 力溢流阀II 13b置于单向阀II 14b和可调节流阀II 16b之间，压力溢流阀11113c置于 单向阀11114c和可调节流阀II116c之间。本专利技术的工作过程如下1.初始工作位置 1)在仿形部件3作业前，2DT通电，其它开关处于复位状态，液压泵12为辅助气液 蓄能器5的油室供油，当油室达到所需的体积时，2DT断电复位；2)手动调节三位四通电磁 换向阀10的Al或3DT通电，其它开关处于复位状态，液压泵12为活塞式气液蓄能器2和 保压气液蓄能器8的油室供油，活塞杆将缩短；3)手动调节三位三通电磁换向阀9的A3或 5DT通电，其它开关处于复位状态，活塞式气液蓄能器2油室的液压油直接向油缸11排放， 活塞杆将伸长；4)根据地形、土壤、天气等情况调整位于活塞杆上的行程开关6触点的初始 位置，该触点位置要处于上仿形行程开关6和下仿形行程开关7之间，应尽量接近中点位 置；5)调整完毕后，所有开关处于复位状态。2.仿形运动1)上仿形时，活塞杆缩短，活塞式气液蓄能器2气室体积减小，保压气液蓄能器8 为活塞式气液蓄能器2油室补充液压油。2)下仿形时，活塞杆伸长，活塞式气液蓄能器2气 室体积增大，活塞式气液蓄能器2油室的液压油被压入保压气液蓄能器8中。3.上仿形极限位1)当仿形部件3上仿形量到达最大值时，活塞杆上的行程开关触点与上仿形行程 开关6接触，此时三位三通电磁换向阀9的5DT通电，其它开关处于复位状态，活塞式气液 蓄能器2和保压气液蓄能器8油室之间的管路断开，活塞式气液蓄能器2油室的液压油直 接向油缸11排放；2)活塞杆伸长；3)当触点与上仿形行程开关6分离时，三位三通电磁换向阀9的 5DT断电复位。4.下仿形极限位1)当仿形部件3下仿形量到达最大值时，活塞杆上的行程开关触点与下仿形行程 开关7接触，此时常闭式二位二通电磁换向阀15的IDT通电，其它开关处于复位状态，辅助气液蓄能器5的油室液压油直接向油缸11排放；2)活塞杆缩短；3)当触点与下仿形行程开 关7分离时，常闭式二位二通电磁换向阀15的IDT断电复位。5.仿形部件运输时1)手动调节三位四通电磁换向阀10的Al或3DT通电，其它开关处于复位状态， 活塞杆将缩短；2)手动调节三位三通电磁换向阀9的A3或5DT通电，其它开关处于复位状 态，活塞杆将伸长；3)活塞杆长度调整完毕后，手动调节三位三通电磁换向阀9的A2或4DT 通电，其它开关处于复位状态，此时活塞杆处于锁死状态。为了解决联合机具结构紧凑、仿形一致和运输稳定的问题，本专利技术提供一种结构 紧凑、仿形性能好、调整方便、适应性强的双自由度单铰接仿形机构，该机构以单铰接连接 为基础，以气液蓄能缸为执行部件，辅助以液压控制系统，当其所连接的仿形工作部件上、 下仿形时，可提供与仿形方向相反弹性可变的力矩，并设有上、下仿形极限位置，从而保证 稳定仿形；该机构还可锁定活塞工作位置，将双自由度机构变为刚性三角机构，便于整机运 输及转移。本专利技术具有结构紧凑、仿形性能好、调整方便、适应性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双自由度单铰接仿形机构，其特征在于由单铰接点（４）、串联气液蓄能器组、液压泵（１２）、液压控制系统和辅助液压元件组成，其中单铰接点（４）和串联气液蓄能器组的活塞式气液蓄能器（２）经铰接的前部机架（１）与仿形部件（３）连接，活塞式气液蓄能器（２）的活塞杆一端置有液压控制系统的上仿形行程开关（６）和下仿形行程开关（７）；液压控制系统的常闭式二位二通电磁换向阀（１５）进油口经辅助液压元件压力溢流阀Ⅰ（１３ａ）和可调节流阀Ⅰ（１６ａ）与串联气液蓄能器组的辅助气液蓄能器（５）油室连接；液压控制系统的三位三通电磁换向阀（９）进油口经辅助液压元件压力溢流阀Ⅱ（１３ｂ）和可调节流阀Ⅱ（１６ｂ）与串联气液蓄能器组的活塞式气液蓄能器（２）油室连接；液压控制系统的三位四通电磁换向阀（１０）进油口经辅助液压元件可调节流阀Ⅲ（１６ｃ）、压力溢流阀Ⅲ（１３ｃ）和单向阀Ⅲ（１４ｃ）与液压泵（１２）连接，第一个出油口与油缸（１１）连接，第二个出油口经辅助液压元件的单向阀Ⅰ（１４ａ）、压力溢流阀Ⅰ（１３ａ）和可调节流阀Ⅰ（１６ａ）与串联气液蓄能器组的辅助气液蓄能器（５）油室连接，第三个出油口经辅助液压元件单向阀Ⅱ（１４ｂ）、压力溢流阀Ⅱ（１３ｂ）和可调节流阀Ⅱ（１６ｂ）与串联气液蓄能器组的活塞式气液蓄能器（２）油室连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾洪雷，李广宇，王蔚，徐峰，孙明哲，吴艳丽，谭宏杰，李春胜，黄东岩，张家源，徐勇，王安，孙卓，张丁佟，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]