CN106427454A - 自适应调平底盘 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业机械技术领域，公开了一种自适应调平底盘，包括：四个或六个自适应调平悬架安装在同一车架上，依据给定的轴距和轮距以车架中央纵向平面对称布置；其中：自适应调平悬架由前悬臂、后悬臂、前连杆、后连杆、压簧、车轮、支架组成，前悬臂、后悬臂的一端共同绕支架上A点转动连接，另一端分别与车轮转动连接，前连杆和后连杆的一端铰接，另一端分别与前悬臂、后悬臂转动连接，压簧的一端与支架上的A点连接，另一端与前连杆和后连杆的铰接点连接；所提出的一种自适应调平底盘，通过凹凸不平地面时，由各悬架高度自适应调整，减小了由地形变化引起底盘的侧倾角和俯仰角变化量，实现底盘的动态调平，满足丘陵坡地农用动力底盘作业要求。

Description

自适应调平底盘

技术领域

本发明涉及一种自适应调平底盘，属于农业机械技术领域，特别涉及一种丘陵坡地农用车辆自适应调平底盘。

背景技术

我国丘陵山区约占国土面积2/3，粮食产量占全国总产量1/3，经济和特色作物产量占总量50％以上，在我国农业生产中占有举足轻重的地位。随着我国农业机械化进程加快，农民对适应丘陵坡地作业的小型农机具需求日趋迫切，但丘陵山区地形复杂，地面凹凸不平，车辆底盘行驶的稳定性较差，从而影响车辆在丘陵坡地上的行驶及作业，研究农用车辆底盘调平技术以提高底盘对丘陵坡地的适应性，满足丘陵坡地农用动力底盘完成植保、收获、运输等作业任务要求。

农用动力底盘上设置有车厢可以实现果实采摘收集作业和货物运输，底盘上设置有相应的其它设备可以实现植保、收获等作业任务，丘陵坡地农用动力底盘行走、作业地面凹凸不平时，对整机性能、行走稳定性、作业质量影响较大。为满足丘陵坡地农用动力底盘作业要求，目前有很多种方式来实现对车辆底盘的水平调节。中国专利CN1579121A公开了一种山地拖拉机，该机可根据山地作业地面坡度大小调节两驱动轮的高度差，实现车辆底盘水平调节，但其只适用于2轮拖拉机，并不能应用于4轮农用车辆；中国专利CN102975787A和CN102975786A分别公开了一种车辆底盘横向水平自动调节装置和车辆底盘纵向水平自动调节装置，可保证底盘在行走、作业过程中横向或纵向水平自动调节，但其只实现车辆底盘在单一方向上的水平调节，限制了底盘的行走、作业方向。因此，针对丘陵坡地特殊农业地形环境探索一种自适应调平底盘，对于丘陵山区农业机械化的发展具有重要作用。

发明内容

本发明的目的是要提供一种自适应调平底盘，针对丘陵坡地农用动力底盘作业要求，底盘通过凹凸不平地面时，车轮高度改变，引起悬臂夹角变化，导致悬架高度变化，减小由地形变化引起底盘的侧倾角和俯仰角变化量，实现底盘的动态调平，满足丘陵坡地农用动力底盘作业要求。

为了达到本发明的目的所采取的技术方案如下：

自适应调平底盘包括：四个或六个自适应调平悬架安装在同一车架上，依据给定的轴距和轮距以车架中央纵向平面对称布置；

上述的自适应调平悬架由前悬臂1、后悬臂2、前连杆3、后连杆4、压簧5、车轮6、支架7组成，前悬臂1、后悬臂2的一端共同绕支架7上A点转动连接，转动轴线a，前悬臂1和后悬臂2的另一端分别与车轮6转动连接，各车轮的转动轴线与轴线a平行，前悬臂1和后悬臂2长度b相等，前连杆3和后连杆4的一端铰接，前连杆3和后连杆4的另一端分别与前悬臂1、后悬臂2转动连接，转动轴线与轴线a平行，前连杆3和后连杆4长度相等，前连杆3和前悬臂1连接点与后连杆4和后悬臂2连接点到轴线a的距离相等，压簧5的一端与支架7上的A点连接，另一端与前连杆3和后连杆4的铰接点连接，前悬臂1、后悬臂2、前连杆3、后连杆4、压簧5、车轮6在垂直于轴线a的平面内相对支架7运动，自适应调平悬架通过支架7安装在自适应调平底盘的车架上。

自适应调平悬架处于工作状态时，压簧5受平衡力作用变形，前悬臂1和后悬臂2相对支架7上A点转动形成悬臂夹角g，两车轮中心连线至A点距离为悬架高度h＝b*cos(g/2)。自适应调平悬架工作过程中，当车轮通过凸起地面升高时，压簧压缩、变形量增加，悬臂夹角g增大，悬架高度h减小，支架相对地面高度的升高量变小；当车轮通过凹下地面下降时，压簧释放、变形量减少，悬臂夹角g减小，悬架高度h增大，支架相对地面高度的下降量变小；车轮通过凹凸不平地面时，车轮相对支架高度改变，引起悬臂夹角g变化，导致悬架高度h变化，降低了由地面高度变化引起支架相对地面高度变化量。

自适应调平底盘在行走、作业过程中，当车轮通过凹凸不平地面时，车轮相对底盘的车架高度改变，引起悬臂夹角g变化，导致悬架高度h变化，在四个或六个自适应调平悬架的共同作用下减小了由地形变化引起底盘的侧倾角和俯仰角变化量，由各悬架高度h自适应调整，实现底盘的动态调平，满足丘陵坡地农用动力底盘作业要求。

本发明的有益效果在于，提出一种自适应调平底盘，行走、作业过程中底盘通过凹凸不平地面时，悬架高度自适应调整，减小由地形变化引起底盘的侧倾角和俯仰角变化量，实现底盘的自适应动态调平，满足丘陵坡地农用动力底盘作业要求，同时该底盘可以实现对地面的仿形，提高底盘对不同地面的适应性。

附图说明

图1为自适应调平底盘组成原理图；

图2为自适应调平悬架组成原理图；

图3为具有四个悬架的自适应调平底盘工作原理图；

图4为具有六个悬架的自适应调平底盘工作原理图；

图中，1：前悬臂；2：后悬臂；3：前连杆；4：后连杆；5：压簧；6：车轮；7：支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

图1所示的自适应调平底盘组成原理图，自适应调平底盘包括：四个自适应调平悬架通过支架7安装在同一车架上，依据给定的轴距A₁A₂和轮距以车架中央纵向平面对称布置，形成八轮自适应调平底盘。

图2所示的自适应调平悬架组成原理图，自适应调平悬架由前悬臂1、后悬臂2、前连杆3、后连杆4、压簧5、车轮6、支架7组成，前悬臂1、后悬臂2的一端共同绕支架7上A点转动连接，转动轴线a，前悬臂1和后悬臂2的另一端分别与车轮6转动连接，各车轮的转动轴线与轴线a平行，前悬臂1和后悬臂2长度b相等，前连杆3和后连杆4的一端铰接，前连杆3和后连杆4的另一端分别与前悬臂1、后悬臂2转动连接，转动轴线与轴线a平行，前连杆3和后连杆4长度相等，取前连杆和后连杆的长度为b/2，前连杆3和前悬臂1连接点与后连杆4和后悬臂2连接点到轴线a的距离相等，取该距离为b/2，压簧5的一端与支架7上的A点连接，另一端与前连杆3和后连杆4的铰接点连接，前悬臂1、后悬臂2、前连杆3、后连杆4、压簧5、车轮6在垂直于轴线a的平面内相对支架7运动。

自适应调平悬架处于工作状态时，压簧5受平衡力作用变形，前悬臂1和后悬臂2相对支架7上A点转动形成悬臂夹角g，两车轮中心连线至A点距离为悬架高度h＝b*cos(g/2)，两车轮中心距离2*b*sin(g/2)大于车轮直径。自适应调平悬架工作过程中，当车轮通过凸起地面升高时，压簧压缩、变形量增加，悬臂夹角g增大，悬架高度h减小，支架相对地面高度的升高量变小；当车轮通过凹下地面下降时，压簧释放、变形量减少，悬臂夹角g减小，悬架高度h增大，支架相对地面高度的下降量变小；车轮通过凹凸不平地面时，车轮相对支架高度改变，引起悬臂夹角g变化，导致悬架高度h变化，降低了由地面高度变化引起支架相对地面高度变化量。

如图1所示的八轮自适应调平底盘，底盘承受载荷w，作业速度v，前悬臂夹角为g₁、后悬臂夹角为g₂；行走、作业过程中底盘通过同一高度相对平坦地面时，g₁≈g₂，四个自适应调平悬架的悬臂夹角近似相同，各个自适应调平悬架的悬架高度近似相等，底盘的侧倾角和俯仰角满足农用动力底盘作业要求；行走、作业过程中底盘通过不同高度凹凸不平地面时，如图3所示，分析同一侧两个自适应调平悬架，各悬架高度自适应调整原理为：前悬架的车轮通过凸起地面升高，前悬臂夹角g₁增大，前悬架高度减小，后悬架的车轮通过凹下地面降低，后悬臂夹角g₂减小，后悬架高度增大，在四个自适应调平悬架的共同作用下减小了由地形变化引起底盘的侧倾角和俯仰角的变化量，实现底盘的自适应动态调平，满足丘陵坡地农用动力底盘作用要求。

图4所示的具有六个悬架的自适应调平底盘工作原理图，六个自适应调平悬架通过支架安装在同一车架上，依据给定的轴距A₁A₂、A₂A₃和轮距以车架中央纵向平面对称布置，形成十二轮自适应调平底盘。底盘承受载荷w，作业速度v，前悬臂夹角为g₁、中悬臂夹角g₂、后悬臂夹角为g₃；行走、作业过程中底盘通过不同高度凹凸不平地面时，分析同一侧三个自适应调平悬架，各悬架高度自适应调整原理为：前悬架的车轮通过凸起地面升高，前悬臂夹角g₁增大，前悬架高度减小，中悬架的车轮通过凹凸波动地面平均高度，中悬臂夹角保持g₂，中悬架保持相应高度，后悬架的车轮通过凹下地面降低，后悬臂夹角g₃减小，后悬架高度增大，图4中由于地形变化，各个自适应调平悬架的悬臂夹角不同，g₁>g₂>g₃，各悬架的高度自适应调整，在六个自适应调平悬架的共同作用下减小了由地形变化引起底盘的侧倾角和俯仰角的变化量，实现底盘的自适应动态调平，满足丘陵坡地农用动力底盘作用要求。

Claims (1)

1.一种自适应调平底盘，其特征在于，包括：四个或六个自适应调平悬架安装在同一车架上，依据给定的轴距和轮距以车架中央纵向平面对称布置；

所述的自适应调平悬架由前悬臂、后悬臂、前连杆、后连杆、压簧、车轮、支架组成，前悬臂、后悬臂的一端共同绕支架上A点转动连接，转动轴线a，前悬臂和后悬臂的另一端分别与车轮转动连接，各车轮的转动轴线与轴线a平行，前悬臂和后悬臂长度b相等，前连杆和后连杆的一端铰接，前连杆和后连杆的另一端分别与前悬臂、后悬臂转动连接，转动轴线与轴线a平行，前连杆和后连杆长度相等，前连杆和前悬臂连接点与后连杆和后悬臂连接点到轴线a的距离相等，压簧的一端与支架上的A点连接，另一端与前连杆和后连杆的铰接点连接，前悬臂、后悬臂、前连杆、后连杆、压簧、车轮在垂直于轴线a的平面内相对支架运动，自适应调平悬架通过支架安装在自适应调平底盘的车架上；

自适应调平悬架处于工作状态时，压簧受平衡力作用变形，前悬臂和后悬臂相对支架上A点转动形成悬臂夹角g，两车轮中心连线至A点距离为悬架高度h＝b*cos(g/2)；自适应调平悬架工作过程中，车轮通过凹凸不平地面时，车轮相对支架高度改变，引起悬臂夹角g变化，导致悬架高度h变化，降低了由地面高度变化引起支架相对地面高度变化量；

自适应调平底盘在行走、作业过程中，当车轮通过凹凸不平地面时，车轮相对底盘的车架高度改变，引起悬臂夹角g变化，导致悬架高度h变化，在四个或六个自适应调平悬架的共同作用下减小了由地形变化引起底盘的侧倾角和俯仰角变化量，由各悬架高度h自适应调整，实现底盘的动态调平，满足丘陵坡地农用动力底盘作业要求。