一種新型四輪驅動水旱兩用拖拉的製造方法
2023-12-08 19:05:56 3
一種新型四輪驅動水旱兩用拖拉的製造方法
【專利摘要】一種新型四輪驅動水旱兩用拖拉機，其特徵在於，包括四個膠輪和四個葉輪，其中每一個膠輪和一個葉輪構成一組輪胎共組成四組輪胎，每組輪胎都是膠輪在外側而葉輪在內側，每一組輪胎的膠輪及葉輪均通過轉軸連接至同一個減速箱上，通過減速箱與驅動軸連接，每組輪胎連同其減速箱能夠繞驅動軸擺動，通過液壓擺缸控制減速箱和輪組的位置，從而實現水旱作業兩種不同工況下的膠輪與葉輪下落和提升轉換；從而實現在旱地行走或作業時，通過四個膠輪驅動，水田行走或作業時，通過四個葉輪驅動。本發明的新型四輪驅動水旱兩用拖拉機適用於水田、旱地作業，同時能在水旱兩種工況間自如轉換。
【專利說明】一種新型四輪驅動水旱兩用拖拉機
【技術領域】
[0001]本發明屬於農用機械【技術領域】，具體涉及一種新型水田、旱地間轉換作業自如的四輪驅動水旱兩用拖拉機。
【背景技術】
[0002]南方丘陵水網地區，耕地高度不一，地塊狹小分散，水田旱地雜陳，機械化耕作制約因素較多，對作為農用動力機械的拖拉機提出了更多的功能要求。首先，拖拉機必須能夠在水田、旱地作業；其次，拖拉機必須能夠在具有高差的地塊間自如轉場。輪式拖拉機在水田作業，易陷入泥濘，應用受到很大限制。船式拖拉機，雖然能較好地在水田作業，但旱地適應性差，年度使用率受到限制。相對而言，南方地區農機裝備結構性矛盾更為突出，同時適應水田旱地作業的農機動力裝備缺乏、配套機具少、自動化水平低。
[0003]水旱兩棲農機動力裝備的發展情況是:1、船式拖拉機(或機耕船)，是一種中國特有的農業機械，在20世紀60年代從我國南方水田地區在拖拉機基礎上發展起來。它利用浮式工作原理，承擔一般拖拉機驅動和承重兩種功能，在深泥腳水田中作業有著良好的適應性。船式拖拉機在水田的使用率，平均每馬力作業量比輪式拖拉機高2.5?3倍，年工作量合計都在200畝?480畝。在南方有些省，船式拖拉機的耕地面積已達總耕地面積的30% ?40%。
[0004]早期的船式拖拉機，耕作機具與拖拉機合為一體，稱為「機耕船」。隨著功能的改進，機耕船採用常規拖拉機的形式，設置動力傳動軸與農機具相連，船體與農機具分離，和拖拉機一樣成為具有獨立完善功能的農機動力機械，在水田旱地承擔與常規拖拉機一樣類型的多種工作任務。
[0005]船式拖拉機在70年代得到了大面積的推廣使用，成為水田地區的主要耕作機械。多年來，船式拖拉機的發展，結構由簡單到複雜、與農機具的結合由一體式轉變為分離式、功能由單一到綜合，其名稱也由機耕船過渡到船式拖拉機。
[0006]2、履帶式農機動力裝備。履帶式農機動力裝備以履帶式拖拉機為代表。與輪式拖拉機相比，履帶式拖拉機具有較好的附著性能，能發揮較大的牽引力，適合重負載作業。在潮溼泥濘的地帶，因接地比壓小，對農田碾壓破壞程度輕，特別適合在低、溼地作業，而且除田間作業外，還在農田基本建設中發揮作用。
[0007]橡膠履帶式拖拉機近年來得到充分發展和應用，成為農田作業的動力機械之一，在泥腳較淺的水田中有一定的優勢。同時，橡膠履帶整體式農業機械應用較廣，如橡膠履帶式插秧機、水稻聯合收割機、及旋耕機等。
[0008]3、浮箱履帶式水陸兩用挖掘機，適用於在鬆軟、泥濘地區和灘涂、沼澤地帶行駛和作業。從20世紀60年代開始，日本、德國、美國等一些國家，在借鑑水陸兩用登陸車技術的基礎上，陸續研製成了浮箱履帶式滾輪鏈條型水陸兩用挖掘機用於工程建設。在參考進口機型的基礎上，國內有關單位開展了水陸兩用挖掘機的研製工作，先後有水利部長春機械研究所、鄭州機械研究所等單位開發了相關產品，主要應用於農田水利及其它工程建設。[0009]總結國內外的現狀，水旱兩棲農機動力裝備的研究與開發突出的問題是:
I)水旱兩棲農機動力裝備研究投入不足。目前高校和科研院所在這方面的研究較少。國內對船式拖拉機的研究，主要集中在1990年代以前，受當時技術條件、分析手段和方法的限制，其理論研究主要以簡化的力學分析為主，缺少現代計算機輔助工程仿真分析和結構動力學分析。
[0010]2)現有的船式拖拉機的研發，主要是在一些農機企業內進行，其設計較多地採用傳統設計方法，沿用舊有的結構形式，先進性和新穎性不足，制約了南方丘陵水網地區農機動力裝備的技術水平和發展進程。
3)雖然現有農機動力機械能在水田、旱地等區域進行作業，但在南方丘陵水網地區使用，仍然存在適應性較差的問題。尤其是對於不同的工況條件，缺少適當的監測手段，更缺少必要的控制策略和手段，以保證其處於最優的狀態下完成作業，從而提高工作效率，降低運行成本。
[0011]有鑑於此，有必要提供一種新型四輪驅動水旱兩用拖拉機，以解決上述問題。
【發明內容】
[0012]本發明的目的是:為了克服現有水旱兩棲農機動力裝備存在的問題，提出一種新型水田、旱地間轉換作業自如的四輪驅動水旱兩用拖拉機。
[0013]本發明所採用的技術方案是:一種新型四輪驅動水旱兩用拖拉機，所述拖拉機的組成部件包括:發動機、發動機離合器、發動機變速箱、轉向離合器、方向機、座椅、同步齒形帶、剎車系統、四個膠輪、減速箱、四個葉輪、船體、液壓擺缸、齒圓、前橋、後橋、液壓控制系統和電氣控制系統，其特徵在於:
在船體上通過剛體結構固定發動機、發動機離合器、發動機變速箱為整個系統提供機械動力和液壓動力；在座椅上前方和下方為方向機和轉向離合器，它們控制行進方向；通過同步齒形帶，動力從前橋傳遞到後橋，四個膠輪和四個葉輪其中每一個膠輪和一個葉輪構成一組輪胎共組成四組輪胎，每組輪胎都是膠輪在外側而葉輪在內側，每一組輪胎的膠輪及葉輪均通過轉軸連接至同一個減速箱上，通過減速箱與驅動軸連接，每組輪胎連同其減速箱能夠繞驅動軸擺動，通過液壓擺缸控制減速箱和輪組的位置，從而實現水旱作業兩種不同工況下的膠輪與葉輪下落和提升轉換；在旱地工作時，液壓控制系統驅動液壓擺缸，通過液壓擺缸的齒條帶動齒圓逆時針轉動到旱地作業位置，實現減速箱的擺動從而實現膠輪落下，葉輪抬起的切換；在水田工作時，液壓控制系統驅動液壓擺缸，通過液壓擺缸的齒條帶動齒圓順時針轉動到水田作業位置，實現減速箱的擺動從而實現膠輪抬起，葉輪落下的切換，從而實現在旱地行走或作業時，通過四個膠輪驅動，水田行走或作業時，通過四個葉輪驅動；每組輪胎的輸出軸上均有剎車系統，能夠快速制動。
[0014]如上所述的新型四輪驅動水旱兩用拖拉機，其特徵在於，所述拖拉機還包括驅動齒輪、滑動齒輪、驅動軸、減速箱體、動力切換離合器、齒輪組、膠輪驅動軸和葉輪驅動軸；在旱地作業時，液壓控制系統控制驅動齒輪驅動滑動齒輪，通過動力切換離合器，將驅動軸的動力通過齒輪組傳遞到膠輪驅動軸上；在水田作業時，液壓系統控制驅動齒輪驅動滑動齒輪，通過動力切換離合器，將驅動軸的動力通過齒輪組傳遞到葉輪驅動軸上。
[0015]如上所述的新型四輪驅動水旱兩用拖拉機，其特徵在於，所述拖拉機包括排氣管、發動機罩、外罩、農具懸掛和後視鏡，發動機罩和排氣管在發動機上方，外罩和後視鏡在拖拉機中部，農具懸掛在拖拉機尾部。
[0016]本發明與現有技術相比具有如下優點:本發明的新型四輪驅動水旱兩用拖拉機適用於水田、旱地作業，同時能在水旱兩種工況間自如轉換；能自行調整以適應不同泥腳深度和承載能力的水田；在公路和湖田灘涂可作為運輸工具使用；機、電、液一體化，並具有一定的智能化水平；高工作效率及良好的可操作性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明總體結構示意圖；
圖2是換輪過程示意圖；
圖3是膠輪位置轉換結構示意圖；
圖4是葉輪位置轉換結構示意圖；
圖5是減速箱結構示意圖；
圖6是旱地工作狀態示意圖；
圖7是圖6的俯視圖；
圖8是水田工作狀態示意圖。
[0018]以上圖中序號注釋如下:1.發動機，2.發動機離合器，3.發動機變速箱，4.轉向離合器，5.方向機，6.座椅，7.同步齒形帶，8.剎車系統，9.膠輪，10.減速箱，11.葉輪，
12.船體，13.液壓擺缸，14.齒圓，15.驅動齒輪，16.滑動齒輪，17.驅動軸，18.減速箱體，19.動力切換離合器，20.齒輪組，21.膠輪驅動軸，22.葉輪驅動軸，23.排氣管，24.發動機罩,25.外罩,26.農具懸掛,27.後視鏡。
【具體實施方式】
[0019]為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限於下面的實施例。本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣在本申請所列權利要求書限定範圍之內。
[0020]如下圖1、圖2所示，四輪驅動水旱兩用拖拉機主要組成部件是:發動機1、發動機離合器2、發動機變速箱3、前橋、後橋、方向機5和轉向離合器4、船體12、減速箱10、膠輪
9、葉輪11、剎車系統8、液壓控制系統和電氣控制系統。
[0021]在整體流線型船體12上通過剛體結構固定發動機1、發動機離合器2、發動機變速箱3為整個系統提供機械動力和液壓動力。在座椅6上前方和下方為方向機5和轉向離合器4，它們控制行進方向。通過同步齒形帶7，動力從前橋傳遞到後橋，每個輪子輸出軸上均有剎車系統8，能夠快速制動。液壓擺缸13、齒圓14是實現換輪動作的關鍵零部件。四個膠輪9、減速箱10組成了旱地行走機構，四個葉輪11、減速箱10組成了水田行走機構。液壓擺缸13和齒圓14組成了換輪位置切換機構。驅動齒輪15、滑動齒輪16、驅動軸17、減速箱體18和動力切換離合器19組成了換輪動力切換機構。發動機罩24和排氣管23在發動機上方，外罩25和後視鏡27在拖拉機中部,農具懸掛26在拖拉機尾部。
[0022]發動機I通過發動機離合器2和發動機變速箱3將動力傳至前橋，前橋通過同步齒形帶7將動力傳至後橋，後橋中間有差速器，後橋通過減速箱10將動力傳至膠輪9和葉輪11。方向機5通過液壓缸控制前橋左右兩個轉向離合器4，實現轉向。剎車通過液壓缸對四個剎車系統8控制，實現四個剎車系統8單個或同時進行剎車。
[0023]旱地行走或作業時，通過四個膠輪9驅動；水田行走或作業時，通過四個葉輪11驅動。一個膠輪9和一個葉輪11為一個輪組，分別安裝在減速箱10上，通過減速箱10與驅動軸連接。每組輪組連同其減速箱10可以繞驅動軸擺動，通過液壓擺缸13控制減速箱10和輪組的位置，從而實現水旱作業兩種不同工況下的膠輪9與葉輪11下落和提升轉換。每個減速箱10上有一個液壓缸控制的離合器，在不同工況下可分別將動力傳遞至膠輪9或葉輪11。並能夠根據泥腳深淺，通過控制機構調整葉輪11的入泥深度。此外，駕駛員座椅6可以前後移動來自動調節重心，以利於拖拉機行走作業的平順性。
[0024]圖3為膠輪9、葉輪11位置切換示意圖，圖4為膠輪9、葉輪11動力切換結構示意圖。圖5為是減速箱結構示意圖。根據作業工況，在旱地工作時，液壓系統驅動液壓擺缸13，通過液壓擺缸13的齒條帶動齒圓14逆時針轉動到旱地作業位置，實現減速箱10的擺動從而實現膠輪9落下，葉輪11抬起的切換；在水田工作時，液壓系統驅動液壓擺缸13，通過液壓擺缸13的齒條帶動齒圓14順時針轉動到旱地作業位置，實現減速箱10的擺動從而實現膠輪9抬起，葉輪11落下的切換。在位置切換的同時，如圖4、圖5所示，液壓控制系統同時控制動力切換。在旱地作業時，液壓控制系統驅動滑動齒輪16，通過動力切換離合器19，將驅動軸17的動力通過齒輪組20傳遞到膠輪驅動軸21上；在水田作業時，液壓控制系統驅動滑動齒輪16，通過動力切換離合器19，將驅動軸17的動力通過齒輪組20傳遞到葉輪驅動軸22上。
[0025]如圖6、圖7、圖8所示，圖6為旱地作業時膠輪9、葉輪11的位置狀態，圖8為水田作業時膠輪9、葉輪11的位置狀態。
[0026]本說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技術。
【權利要求】
1.一種新型四輪驅動水旱兩用拖拉機，所述拖拉機的組成部件包括:發動機(I)、發動機離合器(2)、發動機變速箱(3)、轉向離合器(4)、方向機(5)、座椅(6)、同步齒形帶(7)、剎車系統(8)、四個膠輪(9)、減速箱(10)、四個葉輪(11)、船體(12)、液壓擺缸(13)、齒圓(14)、前橋、後橋、液壓控制系統和電氣控制系統，其特徵在於: 在船體(12)上通過剛體結構固定發動機(I)、發動機離合器(2)、發動機變速箱(3)為整個系統提供機械動力和液壓動力；在座椅(6)上前方和下方為方向機(5)和轉向離合器(4)，它們控制行進方向；通過同步齒形帶(7)，動力從前橋傳遞到後橋，四個膠輪(9)和四個葉輪(11)其中每一個膠輪(9)和一個葉輪(11)構成一組輪胎共組成四組輪胎，每組輪胎都是膠輪(9)在外側而葉輪(11)在內側，每一組輪胎的膠輪(9)及葉輪(11)均通過轉軸連接至同一個減速箱(10)上，通過減速箱(10)與驅動軸連接，每組輪胎連同其減速箱能夠繞驅動軸擺動，通過液壓擺缸(13)控制減速箱和輪組的位置，從而實現水旱作業兩種不同工況下的膠輪(9)與葉輪(11)下落和提升轉換；在旱地工作時，液壓控制系統驅動液壓擺缸(13)，通過液壓擺缸(13)的齒條帶動齒圓(14)逆時針轉動到旱地作業位置，實現減速箱(10)的擺動從而實現膠輪(9)落下，葉輪(11)抬起的切換；在水田工作時，液壓控制系統驅動液壓擺缸(13)，通過液壓擺缸(13)的齒條帶動齒圓(14)順時針轉動到水田作業位置，實現減速箱(10)的擺動從而實現膠輪(9)抬起，葉輪(11)落下的切換，從而實現在旱地行走或作業時，通過四個膠輪(9)驅動，水田行走或作業時，通過四個葉輪(11)驅動；每組輪胎的輸出軸上均有剎車系統(8)，能夠快速制動。
2.根據權利要求1所述的新型四輪驅動水旱兩用拖拉機，其特徵在於，所述拖拉機還包括驅動齒輪(15)、滑動齒輪(16)、驅動軸(17)、減速箱體(18)、動力切換離合器(19)、齒輪組(20)、膠輪驅動軸(21)和葉輪驅動軸(22);在旱地作業時，液壓控制系統控制驅動齒輪(15)驅動滑動齒輪(16)，通過動力切換離合器(19)，將驅動軸(17)的動力通過齒輪組(20)傳遞到膠輪驅動軸(21)上；在水田作業時，液壓系統控制驅動齒輪(15)驅動滑動齒輪(16)，通過動力切換離合器(19)，將驅動軸(17)的動力通過齒輪組(20)傳遞到葉輪驅動軸(22)上。
3.根據權利要求1所述的新型四輪驅動水旱兩用拖拉機，其特徵在於，所述拖拉機包括排氣管(23)、發動機罩(24)、外罩(25)、農具懸掛(26)和後視鏡(27)，發動機罩(24)和排氣管(23)在發動機(I)上方,夕卜罩(25)和後視鏡(27)在拖拉機中部,農具懸掛(26)在拖拉機尾部。
【文檔編號】B60F3/00GK103802619SQ201310529135
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月1日 優先權日:2013年11月1日
【發明者】陳源, 謝柏林, 王雷, 王焱清, 劉明勇, 黃世明, 鄭拓, 全睿, 季軒, 楊瑤 申請人:湖北工業大學