一种用于山地作业的轮履组合式底盘的制作方法

本发明涉及农业自动化设备技术领域，特别涉及，一种用于山地作业的轮履组合式底盘。

背景技术：

我国是农业种植大国，山区面积占我国国土面积的一半，山区耕地面积占全国耕地面积的百分之三十，由此可见山区农业经济具有十分巨大的发展潜力。随着我国农业机械化的发展，各类农业机械在各地区各种农业生产作业环节起到十分重要的作用。但是受山区地形复杂、蜿蜒崎岖路段多的影响，山区的农业机械化程度较低，还是依靠传统的人力、畜力进行作业。尤其在不规则的路段，农业机械的运输十分不便，甚至会导致机械的倾翻。

现有的小型山区农用产品，为了克服运输困难，大多选择履带式底盘作为农业机械的在行走装置。但是在实际的作业环境中，由于履带与地面的接触面积大，导致履带的行走、转向会给耕地带来一定的破坏。并且电动履带式底盘由于双电机独立控制驱动，需要高精度控制电机差速才可实现履带差速转向，从而导致成本大大提高。

针对上述问题，设计一种解决现有技术存在的山区农用设备作业效率低，转向困难导致耕地受到破坏，转向用电机精度高导致成本提高的问题的设备，来实现山区农业的机械化与自动化，提高山区农业经济的发展。

技术实现要素：

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种用于山地作业的轮履组合式底盘，以解决现在技术所存在的山区农用设备作业效率低，转向困难导致耕地受到破坏，转向用电机精度高导致成本提高的问题。

本发明提供了一种用于山地作业的轮履组合式底盘包括：

转向装置，设有转向轮，所述转向轮通过转向牵拉件的移动实现转动；

支撑装置，与所述转向装置连接；

履带装置，与所述支撑装置连接，所述履带装置基于三角履带和倒梯型履带的结构设置；

驱动控制件，设置于所述支撑装置上，所述驱动控制件分别连接并控制所述支撑装置、所述转向装置和所述履带装置。

优选地，所述转向装置还包括：

转向驱动器，设置于所述支撑装置上、且与所述驱动控制件电连接；

转动组件，分别与所述转向轮和所述转向牵拉件连接，用于实现所述转向轮的转动；

减震组件，分别与所述支撑装置和所述转动组件连接。

优选地，所述减震组件包括：

上摆臂，分别与所述支撑装置和所述转动组件转动连接；

下摆臂，分别与所述支撑装置和所述转动组件转动连接，所述下摆臂与所述上摆臂配合对所述转向轮起支撑作用；

减振器，一端设置于所述下摆臂上，另一端与所述支撑装置转动连接。

优选地，所述支撑装置包括：

前桥支架，与所述转向装置连接，用于对所述转向装置进行支撑；

连接架，分别与所述前桥支架和所述履带装置连接，所述驱动控制件设置于所述连接架上；

作业支架，设置于所述连接架上，用于与农耕用具连接。

优选地，所述作业支架包括：

支撑架，一端与所述连接架连接；

起落架，与所述支撑架的另一端转动连接；

作业固定架，与所述起落架连接；

驱动件，设置于所述支撑架上、且与所述作业固定架连接，所述驱动件与所述驱动控制件电连接，用于实现所述作业固定架的位移。

优选地，所述履带装置包括：

驱动轮，与所述连接架转动连接、且由所述驱动控制件控制；

履带，与所述驱动轮连接、且由所述驱动轮驱动；

张紧组件，分别与所述连接架和所述履带连接，用于对所述履带施加张紧力；

支重轮组，与所述张紧组件连接、且与所述履带滚动连接，所述支重轮组对所述履带起支撑作用；

减震件，一端与所述张紧组件连接，另一端与所述支重轮组连接。

优选地，所述张紧组件包括：

履带支架，设置于所述连接架上、且分别与所述减震件和所述支重轮组转动连接；

张紧定位件，与所述履带支架滑动连接；

张紧轮，与所述履带转动连接、且与所述张紧定位件连接，所述张紧定位件对所述张紧轮起支撑与定位的作用。

优选地，所述转向牵拉件上设有齿条，所述转向驱动器上设有与所述齿条啮合的齿轮，通过所述齿轮控制所述齿条运动来实现转向牵拉件的移动。

优选地，所述支重轮组设有两组，每组所述支重轮组包括通过悬挂摇臂连接到一起的两个支重轮。

优选地，所述转动组件包括：

转向节，设置于所述转向轮上、且与所述减震组件转动连接；

万向节，分别与所述转向节和所述转向牵拉件连接。

由上述方案可知，本发明提供的一种用于山地作业的轮履组合式底盘可完成在山区小地块农业用地的播种施肥喷药等农业自动化种植工作，其转向装置实现整个底盘的转向；履带装置是带动底盘行走运输的动力源，提高整个底盘的越障碍行驶能力和爬坡能力。通过底盘的工作模式和运输模式自动转换，避免转向问题影响工作效率、破坏耕地，避免单纯的车轮运输适应性差影响运输效率，实现高效率的工作与运输，同时该种转向结构简单，对驱动电机的要求低，实用性更高。本发明满足经济性和作业环境局限性，实现了越障碍能力强，转向灵活，对土壤破坏作用小的技术效果，更加适合在山区小地块农业用地工作，作用效果显著，适于广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于山地作业的轮履组合式底盘的三维结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种用于山地作业的轮履组合式底盘的转向装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种用于山地作业的轮履组合式底盘的支撑装置、驱动控制件和履带装置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种用于山地作业的轮履组合式底盘的履带装置结构示意图。

图1-4中：

1、转向装置；2、支撑装置；3、履带装置；4、驱动控制件；11、转向轮；12、转向牵拉件；13、转向驱动器；14、转动组件；15、减震组件；21、前桥支架；22、连接架；23、作业支架；31、驱动轮；32、履带；33、张紧组件；34、支重轮组；35、减震件；41、转向控制器；42、电池包；43、履带控制器；44、履带驱动器；141、转向节；142、万向节；151、上摆臂；152、下摆臂；153、减振器；231、支撑架；232、起落架；233、作业固定架；234、驱动件；331、履带支架；332、张紧定位件；333、张紧轮；341、悬挂摇臂；342、支重轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请一并参阅图1至图4，现对本发明提供的一种用于山地作业的轮履组合式底盘的一种具体实施方式进行说明。该种用于山地作业的轮履组合式底盘包括转向装置1、支撑装置2、履带装置3和驱动控制件4，其中转向装置1设有转向轮11，转向轮11通过转向牵拉件12的移动实现转动，进而实现整个底盘的转向；支撑装置2与转向装置1连接；履带装置3与支撑装置2连接，履带装置3基于三角履带和倒梯型履带的结构设置；驱动控制件4设置于支撑装置2上，驱动控制件4分别连接并控制支撑装置2、转向装置1和履带装置3。

在小地块地区农业工作过程中作业的底盘转向频繁，农地的地势较为平缓，越障爬坡动作较少，底盘处于工作模式，此时转向装置1所在端在前，履带装置3所在端在后，实现前轮后履带式运动方式，从而更好的控制转向运动；在山区运输过程中，地势较为陡峭，爬坡越障行驶频繁，底盘处于运输模式，此时履带装置3所在端在前，转向装置1所在端在后，越障过程几乎无转向动作，转向轮11始终保持向前运动，转向轮11所受到的横向摩擦力几乎为0，整车的摩擦力较小，更有利于履带装置3的越障爬坡运动。

转向装置1设有两个独立的转向轮11，转向牵拉件12设置于两个转向轮11之间，转向牵拉件12可以通过齿轮齿条的结构实现其左右移动，进而实现转向轮11的左右转向，从而控制整个底盘的转向；支撑装置2连接转向装置1和履带装置3，为转向装置1、履带装置3和驱动控制件4提供支撑，同时与农耕用具连接，完成农业作业；履带装置3的结构结合了三角型履带和倒梯型履带的优点，保留了三角型履带的结构形状，并在履带装置3背离端设置了接近角与离去角，增加了履带装置3越障碍行驶能力和爬坡能力；驱动控制件4为支撑装置2、转向装置1和履带装置3的运动提供动力。

与现有技术相比，该种用于山地作业的轮履组合式底盘的转向装置1实现整个底盘的转向；履带装置3是带动底盘行走运输的动力源，提高整个底盘的越障碍行驶能力和爬坡能力。通过底盘的工作模式和运输模式自动转换，避免转向问题影响工作效率、破坏耕地，避免单纯的车轮运输适应性差影响运输效率，实现高效率的工作与运输，同时该种转向结构简单，体积轻小，运输方便，对驱动电机的要求低，十分适合在山地小区域作业环境中工作，实用性更高。该种用于山地作业的轮履组合式底盘有效解决现在技术所存在的山区农用设备作业效率低，转向困难导致耕地受到破坏，转向用电机精度高导致成本提高的问题，其满足经济性和作业环境局限性，实现了越障碍能力强，转向灵活，对土壤破坏作用小的技术效果，更加适合在山区小地块农业用地工作，作用效果显著，适于广泛推广。

在本实施例中，驱动控制件4包括转向控制器41、电池包42、履带控制器43和履带驱动器44，其中电池包42放置于连接架22上，为转向驱动器13、驱动件234、履带驱动器44提供动力源；转向控制器41和履带控制器43分别用来控制转向驱动器13和履带驱动器44的正转、反转及驱动力矩；履带驱动器44可以为电机，与履带装置3连接，用于为履带装置3提供驱动力。转向轮11包括轮胎和轮毂，转向牵拉件12可以为转向横拉杆。该种用于山地作业的轮履组合式底盘的驱动和转向是由两组独立的电机系统构成，所以控制系统较为简单，更避免了同步双电机控制系统所带来的误差，其结构简单，体积轻小。在此，只要能够实现上述驱动控制件4、转向轮11和转向牵拉件12相关性能作用的均在本申请文件保护的范围之内。

在本实施例中，转向装置1还包括转向驱动器13、转动组件14和减震组件15，其中转向驱动器13设置于支撑装置2上、且与驱动控制件4电连接；转动组件14分别与转向轮11和转向牵拉件12转动连接，用于实现转向轮11的自由转动；减震组件15分别与支撑装置2和转动组件14连接。转向驱动器13可以为电机，固定在前桥支架21上，转向驱动器13驱动转向牵拉件12运动，转向牵拉件12通过转动组件14带动转向轮11转动，实现整个底盘的转向，转动组件14连接转向轮11的轮毂，使转向轮11可以转动。

在本实施例中，减震组件15包括上摆臂151、下摆臂152和减振器153，其中上摆臂151分别与支撑装置2和转动组件14转动连接；下摆臂152分别与支撑装置2和转动组件14转动连接，下摆臂152与上摆臂151配合对转向轮11起支撑作用；减振器153的一端设置于下摆臂152上，另一端与支撑装置2转动连接。上摆臂151和下摆臂152上下对称设置，减震组件15设有两组且与转向轮11一一对应，减震组件15是双叉臂悬挂减振结构，上摆臂151和下摆臂152连接转动组件14，减振器153可以为弹簧，其一端与下摆臂152铰接，用以实现转向轮11的上下移动，达到减振效果。

在本实施例中，支撑装置2包括前桥支架21、连接架22和作业支架23，其中前桥支架21与转向装置1连接，用于对转向装置1进行支撑；连接架22分别与前桥支架21和履带装置3连接，驱动控制件4设置于连接架22上；作业支架23设置于连接架22上，用于与农耕用具连接。转向牵拉件12与前桥支架21滑动连接。连接架22包括车架和支撑板，其中车架的一端与前桥支架21连接，另一端与履带装置3连接，起到连接转向装置1和履带装置3的作用；支撑板与车架连接，用于对驱动控制件4等进行支撑，是放置驱动控制件4及作业支架23的载体。

在本实施例中，作业支架23包括支撑架231、起落架232、作业固定架233和驱动件234，其中支撑架231的一端与连接架22连接；起落架232与支撑架231的另一端转动连接；作业固定架233与起落架232连接；驱动件234设置于支撑架231上、且与作业固定架233连接，驱动件234与驱动控制件4电连接，用于实现作业固定架233的位移。驱动件234可以为电推杆，其一端为固定端与支撑架231转动连接，另一端为活动端与作业固定架233转动连接。依据不同的农业工作内容控制起落架232的升降，起落架232固定作业固定架233，起落架232依靠驱动件234拉伸与收缩做旋转运动，进而使作业固定架233作平面运动，实现农业机械的起落。起落架232连接驱动件234一端，当驱动件234拉伸，起落架232顺时针旋转，作业固定架233向上平移；当驱动件234收缩，起落架232逆时针旋转，作业固定架233向下平移。作业支架23可以配合连接各种小型农业机械进行工作，例如播种器，喷药机等，作业固定架233的起落也根据工作状态进行调整。在运输过程中，起落架232升起，农业机械离开地面，避免农业机械遭到破坏。

在本实施例中，履带装置3包括驱动轮31、履带32、张紧组件33、支重轮组34和减震件35，其中驱动轮31与连接架22转动连接、且由驱动控制件4控制；履带32与驱动轮31连接、且由驱动轮31驱动；张紧组件33分别与连接架22和履带32连接，用于对履带32施加张紧力；支重轮组34与张紧组件33连接、且与履带32滚动连接，支重轮组34对履带32起支撑作用；减震件35的一端与张紧组件33连接，另一端与支重轮组34连接。履带装置3的轮系布置采用三角式与倒梯式履带结合的结构，同时采用弹性悬挂方式配合支重轮组34支撑履带32，实现运输和爬坡功能。当履带装置3在后，转向装置1在前时，发挥三角履带的优势，通过性高，运动平稳，完成农业工作；履带装置3在前，转向装置1在后时，履带32有接近角和离去角，越障性能更高，完成山区的运输工作。

履带32可以为橡胶履带；减震件35可以为弹簧，使履带32拥有更好的越障性能；驱动轮31通过链轮链条连接履带驱动器44，产生驱动力矩，该种传动方式节省空间，传动效果更好，张紧组件33实现履带32的张紧。履带32经过驱动轮31、张紧轮333和支重轮342力的作用形成四边形，其中基于三角履带设置的驱动轮31和支重轮342形成三角形，基于倒梯形履带设置的张紧轮333将三角履带一边撑起从而形成四边形。

在本实施例中，张紧组件33包括履带支架331、张紧定位件332和张紧轮333，其中履带支架331设置于连接架22上、且分别与减震件35和支重轮组34转动连接；张紧定位件332与履带支架331滑动连接；张紧轮333与履带32转动连接、且与张紧定位件332连接，张紧定位件332对张紧轮333起支撑与定位的作用。支重轮组34设有两组，每组支重轮组34包括通过悬挂摇臂341连接到一起的两个支重轮342，悬挂摇臂341中心连接减震件35，实现对履带32的支撑和减振作用，在底盘遇到较大障碍物时，悬挂拥有更大行程。张紧轮333为履带32提供足够的张紧力。张紧定位件332与履带支架331通过螺栓组连接，螺栓组包括螺栓与螺母，通过调节螺栓组位置带动张紧轮333移动，进而调节张紧轮333给履带32的张紧力，实现张紧作用。

在本实施例中，转向牵拉件12上设有齿条，转向驱动器13上设有与齿条啮合的齿轮，通过齿轮控制齿条运动来实现转向牵拉件12的移动。转动组件14包括转向节141和万向节142，其中转向节141设置于转向轮11上、且与减震组件15转动连接；万向节142分别与转向节141和转向牵拉件12连接。转向牵拉件12与万向节142连接的一端设有弹性件，弹性件使得万向节142可以随转向轮11上下运动，同时保持与转向牵拉件12的连接，另外还有一定的减震效果，弹性件可以为弹簧。

底盘的转向由齿轮齿条结构进行驱动，在齿轮定轴转动时，与齿轮配合的齿条可以左右移动，齿条连接转向牵拉件12，转向牵拉件12上装有万向节142，万向节142连接转向节141。当齿条向左移动时，转向牵拉件12拉动右转向轮11的万向节142向左转，推动左转向轮11的万向节142向左转，两个转向轮11都向左偏移，使转向装置1向左运动。万向节142既有上下的悬挂振动，也有左右的转向运动，可以采用球状万向节，实现转向轮11的空间运动。需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示转向装置1、支撑装置2、履带装置3及其组成部分间必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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