一種多功能作業機的製作方法

2023-07-20 17:09:46

專利名稱：一種多功能作業機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種農用機械，特別是涉及一種可以實現推土、裝載、挖掘、鏟雪、林業
等工程作業，和完成耕、耙、播、收、發電、抽水等作業的多功能作業機。
背景技術：
現有技術公開了多種一機多用的農用機械，如中國專利ZL99248906. 7，公開了一 種液壓農用推裝機，將推土機構和裝載機構整合為一個整體，其除具有前推後裝的功能外， 還可以在摘去後部的連接件後，在分別裝上旋耕機、播種機等，實現不同的功能。該方案前 部只具備推土功能，也沒有具體描述如何實現後部各種功能的換接。市場上公開銷售的多 功能作業機，也不能夠實現各種外接工具的快速裝接。同時機器上的燃油箱、液壓油箱、儀 錶板、機架、履帶驅動輪使用衝壓件和鑄件，必須使用模具，使得工藝複雜，生產成本高。

發明內容
本發明對現有技術進行了改進，其目的在於提供一種採用液壓動力，並能夠方便 快速安裝多種作業機具，實現多種工程和農業作業的多功能作業機。 本發明採用的技術方案是提出一種多功能作業機，包括機架10、動力系統、履帶 行走機構、作業系統，其中， 所述動力系統包括發動機5、液壓油泵和液壓控制系統，所述液壓油泵包括工作泵
8和行走泵9，所述發動機5驅動工作泵8和行走泵9，所述液壓控制系統控制所述工作泵8
和行走泵9分別為作業系統和履帶行走機構的液壓馬達提供工作壓力。 所述履帶行走機構包括液壓馬達7、兩級鏈條輪邊減速機和履帶驅動輪6，所述行
走泵9驅動液壓馬達7，並經過兩級鏈條輪邊減速機驅動履帶驅動輪； 所述作業系統包括多功能動力臂4、快裝連接機構總成17、動力輸出裝置2和三點
液壓懸掛總成l，所述快裝連接機構總成17安裝在多功能動力臂4前端； 所述動力系統安裝在機架10上部，所述動力輸出裝置2和三點液壓懸掛總成1安
裝在機架10後部，所述多功能動力臂4從機架10後部延伸到多功能作業機的前方； 所述機架IO，三點液壓懸掛總成1的機座、上拉杆、下拉杆，燃油箱、液壓油箱、儀
錶板以及多功能動力臂4均使用鋼板折彎焊接而成。 進一步，所述履帶驅動輪6，採用雙輪盤結構，該輪盤採用合金鋼板直接進行齒形 加工熱處理而成。 進一步，所述液壓控制系統包括油箱、過濾器、多路控制閥和溢流閥，其中，所述多 路控制閥由液壓油泵供油，提供作業系統和履帶行走機構所需工作壓力；所述油箱中的液 壓油經過所述濾器過濾後補油給所述液壓油泵；所述溢流閥將所述液壓油泵、所述多路控 制閥中超過規定壓力的液壓油溢流回所述油箱。 進一步，所述多功能動力臂4是由兩個豎立臂11、兩個中臂12、兩個工作前臂15 和工作橫軸18及支撐橫軸19構成的框形結構；所述豎立臂11固定在機架IO後方，所述中臂12 —端轉動連接在豎立臂11上，另一端固定連接所述工作前臂15，所述工作前臂15延 伸到多功能作業機的前方，所述快裝連接機構總成17與工作前臂15前端連接；所述支撐橫 軸19架設在兩個豎立臂ll之間，所述工作橫軸18架設在兩個工作前臂15之間；所述豎立 臂11與工作前臂15之間設置有液壓臂16，所述中臂12上設置有液壓臂b161。
進一步，所述中臂12與工作前臂15上固定有加強筋13，所述豎立臂11和機架10 之間固定連接有斜拉杆14，所述加強筋13和斜拉杆14採用鋼板折彎焊接成管狀結構。
進一步，所述快裝連接機構總成17包括左右兩個快裝安裝架20，所述兩個快裝安 裝架20固定在一個連接管21兩端；所述快裝安裝架20包括底板22和立板23，所述立板 23上的設置支承套孔24，通過一個圓柱銷與所述多功能臂4前端連接，所述底板22上安裝 有楔形板27和快裝插銷26，所述楔形板27和快裝插銷26安裝在底板22的上下兩端，所述 楔形板27的長度與底板22上端寬度相等。 進一步，所述立板23與所述多功能動力臂4之間設置液壓臂b，所述立板23上設 置支承套孔b162，通過一個圓柱銷與液壓臂b連接，該液壓臂b與液壓系統連接，使快裝連 接機構總成17可以以支承套孔24為軸擺動。 進一步，所述快裝插銷26包括插銷架28，彈簧29、上、下支承套30、31、上銷軸32、 插銷33、彈性圓柱銷34，所述插銷架28包括扳手35和轉動板36，所述轉動板36 —側與扳 手35焊接為一體，轉動板36另一側兩端分別與所述底板22和上銷軸32轉動連接，所述上 銷軸32與上支承套30連接、下支承套31與插銷33通過彈性圓柱銷34連接，上下支承套 之間安裝彈簧29。 進一步，所述底板22上安裝有彎板37和轉軸38用於安裝轉動板36，所述彎板37 一端固定在所述底板22上，另一端通過螺栓將所述轉動板36和所述轉軸38轉動連接在所 述底板22上，所述底板22上安裝有限位塊39，限制所述轉動板36的轉動範圍。
進一步，所述底板22上固定有固定套40，所述下銷軸插銷33安裝在所述固定套 40內，所述下銷軸插銷33尾部為楔形圓柱，所述轉軸38和限位塊39分別位於固定套40中 心線的兩邊，所述底板22下端還設置有斜板271，所述斜板271與底板的夾角與楔形板27 上半部分與底板的夾角相等，所述斜板271上有與快裝插銷6相對應的插銷孔，並與固定套 40焊接在一起。 本發明的有益效果在於 1、本機沒有採用傳統的機械傳動系統，而是通過發動機帶液壓泵，通過泵閥、液壓 馬達完成行走或各種作業動作，使得整機重量減輕，同時整機的機架、多功能臂、三點液壓 懸掛總成及液壓系統的大部分部件均採用鋼板折彎焊接而成，減輕了整機重量，同時還保 證了各部件的剛度和強度。由於採用鋼板折彎焊接工藝，省去了模具，使得加工工藝簡單， 且成本降低。 2、本機採用了多功能動力臂和快裝連接機構，使得整機可以方便快捷的轉換連接 推鬥、鏟鬥、裝載鬥等工作裝置，將快裝連接機構和工作裝置快速成為一體，使工作裝置能 承受軸向力、徑向力、側向力。將動力臂和快裝連接機構簡單變形後安裝到作業機後部可以 更換成挖掘工具。 3、本機後部安裝有動力輸出裝置和三點液壓懸掛總成，可以方便的安裝各種農用 耕、耙、播、收、發電、抽水等作業機具，動力輸出裝置的動力輸出軸通過傳動軸可以旋耕、割曬等作業，通過皮帶輪可以排灌、發電等作業。 4、驅動輪採用雙輪盤結構，使履帶與單個驅動輪盤接觸受力，變為兩個驅動輪盤 共同受力，扭矩的傳遞也由單齒側傳遞變為雙齒側傳遞，齒側的接觸應力減少，早期磨損情 況大為改善，具有結構簡單，加工成本低，提高了使用壽命，降低了維護成本等優點。


圖1為多功能作業機結構示意圖的主視圖2為多功能作業機結構示意圖的俯視圖3為多功能動力臂結構示意圖的主視圖4為多功能動力臂結構示意圖的俯視圖5為快裝連接機構總成結構示意圖6-1為快裝安裝架結構示意圖的主視圖6-2為快裝安裝架結構示意圖的俯視圖7-1為快裝插銷結構示意圖的主視圖7-2為快裝插銷結構示意圖的俯視圖8為多功能作業機的液壓系統示意圖9是履帶驅動輪的輪軸軸向視圖10是圖9的A-A剖視示意圖。
其中1、三點液壓懸掛總成2、動力輸出裝置3、防傾翻架4、多功能動力臂5、發動機6、履帶驅動輪7、液壓馬達8、工作泵9、行走泵10、機架11、豎立臂12、中臂13、加強筋14、斜拉杆15、工作前臂16、液壓臂161、液壓臂b162、支承套孔b17、快裝連接機構總成18、工作橫軸19、支撐橫軸20、快裝安裝架21、連接管22、底板23、立板24、支承套孔25、油杯26、快裝插銷27、楔形板28、插銷架29、彈簧30、上支承套31、下支承套32、上銷軸33、插銷34、彈性圓柱銷35、扳手36、轉動板37、彎板38、轉軸
39、限位塊
41、輪軸
40、固定套 42、驅動輪盤 271、斜板 45、多路控制閥 43、鏈輪盤
44、液壓油泵 46、液壓馬達B
48、過濾器
47、溢流閥 49、油箱 50、發動機
具體實施例方式
如圖1、2所示，快裝連接機構總成17，多功能動力臂4、防傾翻架3、液壓系統的發 動機5安裝在機架10上部，動力輸出裝置2和三點液壓懸總成1安裝在機架10後部，發動 機5、行走泵9、工作泵8安裝在機架10前部。行走泵9、閥、液壓馬達7、兩級鏈條輪邊減 速來驅動履帶驅動輪6，其中履帶驅動輪6採用雙輪盤結構，實現履帶行走。動力輸出裝置 2的動力輸出軸由液壓泵通過操作閥帶動低速大扭矩的液壓馬達，把動力傳給動力輸出軸， 用發動機5的轉速來控制液壓馬達和動力輸出軸的轉速達到無級變速。
其中機架IO，三點液壓懸掛總成1的機座、上拉杆、下拉杆，及燃油箱、液壓油箱、 儀錶板，多功能動力臂4等使用鋼板折彎焊接而成；履帶行走機構的履帶驅動輪6的輪盤， 採用合金鋼板直接進行齒形加工熱處理而成。 如圖3、4所示，多功能臂由豎立臂11、中臂12、加強筋13、工作前臂15、斜拉杆14、 工作橫軸18、支撐橫軸19組成，為了提高多功能臂的剛度和強度，其主要件均為鋼板折彎 焊接成管狀結構，豎立臂11固定在機架IO上，工作前臂15與快裝連接機構總成17連接， 液壓臂16驅動工作前臂15和快裝連接機構總成17與工作裝置連接，並調整工作裝置高 度，中臂12上設置有液壓臂b161 (即液壓油缸)，液壓臂b161既可以與快裝連接機構總成 17連接，也可以與工作裝置連接，與用於推動外接工作裝置工作，當液壓臂b161直接與快 裝連接機構總成17通過支承套孔bl62轉動連接時，還可以推動快裝連接機構總成17以支 承套孔24為軸轉動，既便於快裝連接機構總成17連接工作裝置，也能在工作裝置連接上以 後帶動工作裝置以支承套孔24為軸局部轉動。為了能夠承受較大的軸向力，我們設計了一 個強有力的斜拉杆14， 一端固定在豎立臂11上，另一端固定在機架10上，使斜拉杆、豎立臂 和機架形成三角形支承，當推土或者推雪的工作中，軸向推力通過工作前臂15傳遞到豎立 臂ll，而由強力斜拉杆14直接作用在機架IO上，軸向的推力由機架IO承受。本機構除可 承受徑向力也可承受較大的軸向力。所以，能完成裝載、推土、推雪等作業。結構簡單，成本 低廉。 如圖5、6、7所示，快裝連接機構總成有多種結構形式，如在作業機和工作裝置上 焊接連接框架，使用銷軸連接兩個框架，或使用螺栓等方式連接作業機和工作裝置。本發明 提供一種最佳的實施例，快裝連接機構總成17由左右兩個快裝安裝架20和一個連接管21 焊接而成。快裝安裝架20包括底板22和立板23，底板22和立板23採用實心板，其中立板 23也可採用空心板為雙立板結構，平行對稱設置，兩個立板之間連接液壓臂b161和工作前 臂15，立板23上的支承套孔24通過圓柱銷與工作前臂15連接，液壓臂b161與支承套孔 bl62轉動連接，在油缸的作用下連接機構總成17可以以支承套孔(24)為軸擺動。
快裝插銷26和楔形板27安裝在底板22的上下兩端，連接外接工作裝置時，快裝 插銷26和楔形板27分別插入工作裝置上設置的插銷孔和楔形槽中，使快裝連接機構與工 作裝置連成一個整體，進行作業。其中快裝插銷26包括插銷架28，彈簧29、上、下支承套 30、31、上、下銷軸插銷32、插銷33、彈性圓柱銷34，插銷架28包括扳手35和轉動板36，轉 動板36 —側與扳手35焊接為一體，轉動板36另一側兩端分別與快裝安裝架20的底板22 和上銷軸32轉動連接，上銷軸32與上支承套30連接、上下支承套之間安裝彈簧29，下支承 套31與下銷軸插銷33通過彈性圓柱銷34連接；底板22上的彎板37和墊板轉軸38用於 安裝轉動板36，彎板37 —端固定在底板22上，另一端通過螺栓將轉動板36和墊板轉軸38 轉動連接在底板22上，限位塊39用於限制轉動板36的轉動範圍，固定套40用於安裝插銷 33，下銷軸插銷33尾部為楔形圓柱。固定套40上的油杯25，用於潤滑插銷33。底板22的 下端設置有斜板271，斜板271與固定套40焊接在一起，斜板271與底板22的夾角與楔形 板27上半部分與底板22的夾角大體相等，即斜板與楔形板的上半部分大體平行。楔形板 27長度與底板22上端寬度相等，斜板271的長度與底板22下端寬度相等。快裝連接工作 裝置時，扳動快裝插銷架的扳手26，使其從26-1位置轉動到26-2位置，彈簧29壓縮，藉助 上銷軸32和上支承套30、下支承套31從而使插銷33下移並伸出固定套40，當扳手沒有扳 到26-2位置時，有可能會藉助彈簧29的彈力回到26-1位置，限位塊39的作用除了限制轉 動板36的轉動範圍，避免扳手35扳過位置，還能夠提示操作人員將扳手扳到26-2位置，確 保扳手不會自動回到26-1位置。 為保證最佳的連接效果，快速快裝機構總成的兩個快裝安裝架的最大距離應略小 於工作裝置的寬度。工作裝置上對應楔形板27和斜板271的位置安裝兩個上下平行的安 裝板，兩個安裝板安裝在工作裝置上間距與底板22的長度相匹配；上安裝板傾斜安裝在工 作裝置的上部，形成與楔形板27和底板夾角相匹配的楔形槽；下安裝板上留有插銷孔，所 述插銷孔的位置與插銷33的位置相對應；兩個安裝板的長度與工作裝置寬度大體相等。即 能夠使作業機上的快裝連接機構總成平行的插入楔形槽，使楔形板與楔形槽吻合，斜板與 下安裝板相吻合，作業機上的快裝連接機構整體被嵌入兩個安裝板之間。
駕駛員操縱液壓系統，驅動快裝連接機構總成，使快裝連接機構總成插入工作裝 置上的上下安裝板之間，此時楔形板27嵌入楔形槽，斜板271貼合下安裝板，當斜板上的 插銷孔與下安裝板上的插銷孔位置大體對正時，扳動快裝插銷架的扳手26，使其從26-1位 置轉動到26-2位置，彈簧29壓縮，藉助上銷軸32和上支承套30、下支承套31從而使插銷 33下移並伸出固定套40，由於插銷33的尾部為楔形，因此只要兩個插銷孔大體對正，插銷 33即可插入，依靠楔形斜面的擠推將插銷33插入工作裝置上的插銷孔，駕駛員操縱液壓系 統，驅動多功能動力臂4的豎立柱和快裝連接機構總成17，使下銷軸33插入到裝載鬥或推 土鬥的相應的孔中，繼而快裝安裝架20上的楔形板27插入到裝載鬥或推土鬥的相應的鍥 型槽中，從而使快裝連接機構與裝載鬥或推土鬥等工作裝置連成一個整體，進行作業。當不 工作時，扳動快裝插銷架的扳手26，使其從26-2位置轉動到26-1位置，彈簧29回位，從而 帶動銷軸插銷33上升，回到原位，繼而快裝安裝架20上的楔形板27從裝載鬥或推土鬥相 應的鍥型槽中脫開。整個操縱過程，方便、快捷。 圖8為多功能作業機的液壓系統示意圖。如圖所示。該液壓系統包括油箱49、過 濾器48、液壓油泵44、多路控制閥45、液壓馬達B46和溢流閥47。
油箱49中的液壓油經過濾器48過濾後補油給液壓油泵44 ;發動機50通過驅動 液壓油泵44向液壓系統提供動力，多路控制閥45控制向行走機構和工作機構的液壓馬達 B46提供工作壓力。溢流閥47將液壓油泵44、多路控制閥45中超過規定壓力的液壓油溢 流回油箱49，從而起到保護安全的作用。多路控制閥的其中一路控制液壓馬達B，液壓馬達 B的輸出軸與工作裝置之間可通過連接套加以連接，以解決液壓馬達自身輸出軸過短和匹 配性較差的確定。連接套與液壓馬達輸出軸通過平鍵和銷連接，連接套可採用如具有國際 標準外六花鍵的連接套，再與工作裝置的傳動部件之間通過鍵等方式連接，帶動工作裝置 進行工作。 如圖9、圖10所示，履帶驅動輪的雙輪盤結構為，輪軸41上設有一個鏈輪盤43和 兩個驅動輪盤42，兩個驅動輪盤42的間距d為81mm ;驅動輪盤42採用合金鋼板加工並經 熱處理製成，驅動輪盤42的外緣開有數量、大小相同的輪齒，兩個驅動輪盤42套入輪軸41 上後，通過焊接連接在一起，並且保持兩個驅動輪盤的輪齒位置朝向相對應。
權利要求
一種多功能作業機，包括機架(10)、動力系統、履帶行走機構、作業系統，其特徵在於所述動力系統包括發動機(5)、液壓油泵和液壓控制系統，所述液壓油泵包括工作泵(8)和行走泵(9)，所述發動機(5)驅動工作泵(8)和行走泵(9)，所述液壓控制系統控制所述工作泵(8)和行走泵(9)分別為作業系統和履帶行走機構的液壓馬達提供工作壓力；所述履帶行走機構包括液壓馬達(7)、兩級鏈條輪邊減速機和履帶驅動輪(6)，所述行走泵(9)驅動液壓馬達(7)，並經過兩級鏈條輪邊減速機驅動履帶驅動輪；所述作業系統包括多功能動力臂(4)、快裝連接機構總成(17)、動力輸出裝置(2)和三點液壓懸掛總成(1)，所述快裝連接機構總成(17)安裝在多功能動力臂(4)前端；其中，所述動力系統安裝在機架(10)上部，所述動力輸出裝置(2)和三點液壓懸掛總成(1)安裝在機架(10)後部，所述多功能動力臂(4)從機架(10)後部延伸到多功能作業機的前方；所述機架(10)，三點液壓懸掛總成(1)的機座、上拉杆、下拉杆，燃油箱、液壓油箱、儀錶板以及多功能動力臂(4)均使用鋼板折彎焊接而成。
2. 根據權利要求1所述的多功能作業機，其特徵在於所述履帶驅動輪(6)，採用雙輪 盤結構，該輪盤採用合金鋼板直接進行齒形加工熱處理而成。
3. 根據權利要求l所述的多功能作業機，其特徵在於所述液壓控制系統包括油箱、過 濾器、多路控制閥和溢流閥，其中，所述多路控制閥由液壓油泵供油，提供作業系統和履帶 行走機構所需工作壓力；所述油箱中的液壓油經過所述濾器過濾後補油給所述液壓油泵； 所述溢流閥將所述液壓油泵、所述多路控制閥中超過規定壓力的液壓油溢流回所述油箱。
4. 根據權利要求1所述的多功能作業機，其特徵在於所述多功能動力臂(4)是由兩 個豎立臂(11)、兩個中臂(12)、兩個工作前臂(15)和工作橫軸(18)及支撐橫軸(19)構成 的框形結構；所述豎立臂(11)固定在機架(10)後方，所述中臂(12) —端轉動連接在豎立 臂(11)上，另一端固定連接所述工作前臂(15)，所述工作前臂(15)延伸到多功能作業機 的前方，所述快裝連接機構總成(17)與工作前臂(15)前端連接；所述支撐橫軸(19)架設 在兩個豎立臂(11)之間，所述工作橫軸(18)架設在兩個工作前臂(15)之間；所述豎立臂 (11)與工作前臂(15)之間設置有液壓臂(16)，所述中臂(12)上設置有液壓臂b(161)。
5. 根據權利要求4所述的多功能作業機，其特徵在於所述中臂(12)與工作前臂(15) 上固定有加強筋(13)，所述豎立臂(11)和機架(10)之間固定連接有斜拉杆(14)，所述加 強筋(13)和斜拉杆(14)採用鋼板折彎焊接成管狀結構。
6. 根據權利要求l所述的多功能作業機，其特徵在於所述快裝連接機構總成(17)包 括左右兩個快裝安裝架(20)，所述兩個快裝安裝架(20)固定在一個連接管(21)兩端；所 述快裝安裝架(20)包括底板(22)和立板(23)，所述立板(23)上的設置支承套孔(24)， 通過一個圓柱銷與所述多功能臂(4)前端連接，所述底板(22)上安裝有楔形板(27)和快 裝插銷(26)，所述楔形板(27)和快裝插銷(26)安裝在底板(22)的上下兩端，所述楔形板 (27)的長度與底板(22)上端寬度相等。
7. 根據權利要求6所述的多功能作業機，其特徵在於所述立板(23)與所述多功能動 力臂(4)之間設置液壓臂b(161)，所述立板(23)上設置支承套孔b(162)，通過一個圓柱銷 與液壓臂b連接，該液壓臂b與液壓系統連接，使快裝連接機構總成(17)可以以支承套孔(24)為軸擺動。
8. 根據權利要求6所述的多功能作業機，其特徵在於所述快裝插銷(26)包括插銷架 (28)，彈簧(29)、上、下支承套(30、31)、上銷軸(32)、插銷(33)、彈性圓柱銷(34)，所述插銷 架(28)包括扳手(35)和轉動板(36)，所述轉動板(36) —側與扳手(35)焊接為一體，轉動 板(36)另一側兩端分別與所述底板(22)和上銷軸(32)轉動連接，所述上銷軸(32)與上 支承套(30)連接、下支承套(31)與插銷(33)通過彈性圓柱銷(34)連接，上下支承套之間 安裝彈簧(29)。
9. 根據權利要求8所述的多功能作業機，其特徵在於所述底板(22)上安裝有彎板 (37)和轉軸(38)用於安裝轉動板(36)，所述彎板(37) —端固定在所述底板(22)上，另一 端通過螺栓將所述轉動板(36)和所述轉軸(38)轉動連接在所述底板(22)上，所述底板 (22)上安裝有限位塊(39)，限制所述轉動板(36)的轉動範圍。
10. 根據權利要求8或9所述的多功能作業機，其特徵在於所述底板(22)上固定有 固定套(40)，所述下銷軸插銷(33)安裝在所述固定套(40)內，所述下銷軸插銷(33)尾部 為楔形圓柱，所述轉軸(38)和限位塊(39)分別位於固定套(40)中心線的兩邊，所述底板 (22)下端還設置有斜板(271)，所述斜板(271)與底板的夾角與楔形板(27)上半部分與底 板的夾角相等，所述斜板(271)上有與快裝插銷(6)相對應的插銷孔，並與固定套(40)焊 接在一起。
全文摘要
本發明是一種多功能作業機，包括機架、動力系統、履帶行走機構、作業系統，該動力系統包括發動機、液壓油泵和液壓控制系統，分別為作業系統和履帶行走機構的液壓馬達提供工作壓力，作業系統包括多功能動力臂(4)、快裝連接機構總成(17)、動力輸出裝置(2)和三點液壓懸掛總成(1)，所述快裝連接機構總成(17)安裝在多功能動力臂(4)前端，多功能作業機的大部分結構件均使用鋼板折彎焊接而成。本機結構緊湊精小，全機沒有鑄件、鍛件、衝壓件。除能進行工程作業，推土、裝載、挖掘、鏟雪、林業等十幾項作業外，它還具有三點液壓懸掛和動力輸出軸，可以完成耕、耙、播、收、發電、抽水等作業。
文檔編號A01B51/00GK101715660SQ20091024480
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者葉斌, 張士德, 羅曼 申請人:天津市三佳動力機械製造有限公司