轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台的制作方法

1.本发明涉及林内机械化作业领域，更具体地说，涉及一种轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台。


背景技术：

2.中国国土面积大，森林覆盖面积广，林区作业场合多，但林区地形复杂多变，道路崎岖不平，车辆无法驶入林区作业，人工劳动成本高，安全性低。
3.实现林区安全高效作业对林用动力车的通过性、稳定性、安全性提出更高的要求，公开(公告)号为cn103350726a的发明就公开了一种适于林地作业的机器人底盘，包括操作机构、车架、变速箱、前履带轮、后履带轮、链轮输入轴、转向离合器、输出轴、链轮机构和联轴器组件；所述车架为中间下凹式结构，所述联轴器组件通过车架轴承座连接固定在车架上，所述联轴器组件包括前桥联轴器组件和后桥联轴器组件；所述变速箱设置在所述车架的下凹前部，所述变速箱、前桥联轴器组件、前履带轮顺序连接，将所述变速箱输出的动力经由前桥联轴器组件传递前履带轮，组成前桥驱动；所述链轮机构连接在所述前履带轮和后履带轮之间，用于将动力传输给后履带轮，形成四轮驱动；所述变速箱为带有离合器和换挡功用的多用途变速箱，用于底盘行驶过程中的转向和变速。这种机器人虽然底盘重心低，运动平稳性好，越障能力强，但是仍然难以适应林地复杂的地形。
4.因此，提供一种林内作业平台，以解决现有普通林用动力车难以适应林地复杂地形的问题，十分有必要。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明针对林区复杂地形，提出了一种轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台，其具体技术方案如下：
6.一种轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台，包括：
7.前架体，所述前架体的底部左右两侧安装有轮组件，前桥组件通过固定夹连接在所述前架体的底部，并与所述轮组件转动连接；所述前桥组件由与其相连接的前侧电机驱动，并将所述前侧电机输出的动力传递给所述轮组件；
8.中架体，所述前架体与所述中架体之间通过连接立轴转动连接，并且所述前架体与所述中架体之间连接有控制所述前架体转动角度的转向电动油缸，所述转向电动油缸的伸缩杆端与所述前架体的后侧转动连接，所述转向电动油缸的缸体端与所述中架体的前侧转动连接；
9.后架体，所述中架体与所述后架体之间通过前后方向布置的连接横轴转动连接，所述后架体的前侧固定有向前延伸的限位轴，所述中架体的后侧固定有限位板，所述限位板上开设有供所述限位轴插入并限制所述中架体扭转角度的弧形孔；所述后架体的底部左右两侧安装有履带组件，后桥组件通过固定夹连接在所述后架体的底部，并与所述履带组件转动连接；所述后桥组件由与其相连接的后侧电机驱动，并将所述后侧电机输出的动力
传递给所述履带组件；所述后架体的上表面安装固定有蓄电池以及与所述蓄电池电连接的控制箱，所述前侧电机与所述后侧电机分别与所述控制箱电连接。
10.通过采用上述技术方案，本发明一种轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台具有良好的爬坡越障和扩展性能，复杂路况下通过性好、稳定性高、安全性强，同时能保持车身处于动态稳定平衡状态，可满足林地复杂立地条件下的使用需求。
11.优选地，所述前架体的前端左右两侧上方安装有与所述控制箱电连接的行驶灯。
12.优选地，所述后架体的上方整体罩设有机器罩壳，所述机器罩壳的顶端安装有与所述控制箱电连接的作业灯。
13.优选地，所述前架体中间的上板面上开设有多个用以连接安装外部设备的安装孔。
14.优选地，所述前架体的后端与所述中架体的前端均为三角形结构，两个所述三角形结构交叉设置，并由所述连接立轴竖向贯穿连接。
15.优选地，所述转向电动油缸设置有一个或者两个，当设置一个所述转向电动油缸时，该油缸设于所述连接立轴的左侧或者右侧；当设置两个所述转向电动油缸时，这两个油缸对称设于所述连接立轴的左侧及右侧。
16.优选地，所述限位轴设有两个，分设于所述连接横轴的左右侧，所述限位板上开设有与两个所述限位轴分别对应的两个所述弧形孔。
17.优选地，所述连接横轴通过后方的锁紧螺母限位连接于所述后架体上。
18.优选地，所述蓄电池为锂电池。
19.优选地，所述控制箱与外部的遥控装置通信连接。
20.通过采用上述技术方案，相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
21.1、本发明设计出了一种新型连接结构，架体可折腰、可摆动，整车前后端采用双转轴连接方式，通过转向电动油缸的伸缩能够实现整车的折腰转向，沿连接横轴长度轴线方向扭转能增加整车与地面的接触面积，避免作业平台在林间作业时出现前后车轮悬空，增强作业平台在林间崎岖地形下的通过能力。
22.2、轮组件和履带组件可绕桥转动，左右两侧结构彼此独立，两组轮和两组履带的旋转角度不受对侧影响，可交叉摆动。在林间作业时，地形高低起伏不平，轮组件、履带组件上下摆动使两侧车轮、履带与地面紧密接触，防止车轮悬空，实现作业平台的动态调平，有利于作业平台的爬坡和越障。前后架体在车体长度轴线方向可扭转，保证轮胎、履带与地面充分接触，仿地形行走，在连续颠簸路面时，作业平台上升或下降幅度较小，保持车身在运动过程中相对平稳；轮和履带摆动角度大，接近角和离开角大，能适应攀爬大坡地和高障碍物，具有较强的攀爬能力。
23.3、本发明兼有轮式和履带式的优点，兼顾轮式的高机动性、速度快、转向灵活，履带式的高通过性和稳定性，在复杂地形上行驶性能优越，具有良好的越野性能，能够适应各种恶劣地形，是适用于多种场合和复杂环境下的一种轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台。
24.4、本发明结构简单、重心低、可遥控控制，安全可靠，容易操作，该车作为一个多功能平台，还可以在前架体上安装采摘头、旋耕机、打草机、施肥打药等设备，其扩展功能好，可实现一机多用，满足林间作业的不同需求，节省了劳动力，提高了工作效率。
附图说明
25.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做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
26.图1为本发明轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台的整车示意图。
27.图2为本发明轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台中后架体除去机器罩壳后的结构示意图。
28.图3为本发明轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台前、中、后架体的连接俯视图。
29.图4为本发明轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台前、中、后架体的连接轴测图。
30.图5为本发明轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台的仰视图。
31.图6为本发明轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台的折腰状态示意图。
32.图7为本发明轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台的扭转状态示意图。
33.图8为本发明轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台的限位板与限位轴之间进行限位的状态示意图。
34.图9为本发明轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台工作时的主视图。
35.图10为本发明轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台工作时的侧视图。
36.图11为本发明轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台工作时的轴测图。
37.图中：1-前架体，2-轮组件，3-前桥组件，4-前侧电机，5-中架体，6-连接立轴，7-转向电动油缸，8-后架体，9-连接横轴，10-限位轴，11-限位板，12-弧形孔，13-履带组件，14-后桥组件，15-后侧电机，16-蓄电池，17-控制箱，18-行驶灯，19-机器罩壳，20-作业灯，21-安装孔，22-锁紧螺母。
具体实施方式
38.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，而不是指示或暗示所指的装置或元件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。
40.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
41.实施例：
42.如图1-图5所示，本发明一种轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台，其架体包括
前架体1、中架体5、后架体8三部分。
43.其中，
44.前架体1的底部左右两侧安装有轮组件2，前桥组件3通过固定夹连接在前架体1的底部，并与轮组件2转动连接；前桥组件3由与其相连接的前侧电机4驱动，并将前侧电机4输出的动力传递给轮组件2。
45.前架体1与中架体5之间通过连接立轴6转动连接，具体的，前架体1的后端与中架体5的前端均为三角形结构，两个三角形结构交叉设置，并由连接立轴6竖向贯穿连接。
46.前架体1与中架体5之间连接有转向电动油缸7，转向电动油缸7的伸缩杆端与前架体1的后侧转动连接，转向电动油缸7的缸体端与中架体5的前侧转动连接，通过转向电动油缸7的伸缩便可控制前架体1相对于中架体5的转动角度，以实现如图6所示的本发明轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台的折腰状态。
47.进一步的，转向电动油缸7可设置一个或者两个，当设置一个转向电动油缸7时，该油缸设于连接立轴6的左侧或者右侧；当设置两个转向电动油缸7时，这两个油缸对称设于连接立轴6的左侧及右侧。
48.中架体5与后架体8之间通过前后方向布置的连接横轴9转动连接，连接横轴9通过后方的锁紧螺母22限位连接于后架体8上，即锁紧螺母22用以锁住连接横轴9轴线方向的运动。
49.后架体8的前侧固定有向前延伸的限位轴10，中架体5的后侧固定有限位板11，限位板11上开设有供限位轴10插入并限制中架体5扭转角度的弧形孔12。中架体5可相对于后架体8摆动，图7中所示即为本发明一种轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台的摆动扭转状态。图8中所示即为限位板11中的弧形孔12对限位轴10进行限位以限制中架体5的摆动角度的状态示意图。
50.进一步的，限位轴10设有两个，分设于连接横轴9的左右侧，限位板11上则开设有与两个限位轴10分别对应的两个弧形孔12，如图8所示，这两个弧形孔12在限位板11上对称设置。
51.后架体8的底部左右两侧安装有履带组件13，后桥组件14通过固定夹连接在后架体8的底部，并与履带组件13转动连接；后桥组件14由与其相连接的后侧电机15驱动，并将后侧电机15输出的动力传递给履带组件13；后架体8的上表面安装固定有蓄电池16以及与蓄电池16电连接的控制箱17，前侧电机4与后侧电机15分别与控制箱17电连接。
52.本发明所采用的前桥组件3以及后桥组件14均为常规的机动车车桥部件，此处便不再对其结构进行详细的描述。本发明中前桥组件3与前架体1左右两侧的轮组件2转动连接，后桥组件14与后架体8左右两侧的履带组件13转动连接，使得接近角和离开角大，能适应攀爬大坡地和高障碍物。
53.在进一步的具体实施例中，前架体1的前端左右两侧上方安装有与控制箱17电连接的行驶灯18；同时，后架体8的上方整体罩设有机器罩壳19，机器罩壳19的顶端安装有与控制箱17电连接的作业灯20。
54.在进一步的具体实施例中，前架体1中间的上板面上开设有多个用以连接安装外部设备的安装孔21，外部设备可为采摘头、旋耕机、打草机、施肥打药等设备。
55.本发明中，蓄电池16为锂电池，控制箱17与外部的遥控装置通信连接，也就是说，
本发明采用锂电池作为动力源，控制方式为遥控，工作时，前后移动通过相应电机传给前后桥组件到轮履组件实现动作，可根据需要选择全驱动或者前后桥分驱动，转弯通过转向电动油缸7实现。
56.如图9-图11所示，本发明在遇到坡形路面时，通过架体的折腰、摆动，以及轮组件2、履带组件13的摆动，可始终保证与地面充分接触并且随着地形变化随动，实现与地面高度仿形功能，提高车体稳定性。图9-图11中a处所指均为轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台的车体，b处所指均为地面。
57.本发明中的架体可折腰、可摆动，整车前后端采用双转轴连接方式，通过油缸的伸缩能够实现整车的折腰转向，沿长度轴线方向扭转能增加整车与地面的接触面积，避免作业平台在林间作业时出现前后车轮悬空，增强了作业平台在林间崎岖地形下的通过能力。
58.本发明中轮组件可绕前桥组件转动，履带组件可绕后桥组件转动，前架体左右两侧的轮组件结构彼此独立，后架体左右两侧的履带组件结构彼此独立，因此，两组轮和两组履带的旋转角度不受对侧影响，可交叉摆动。在林间作业时，地形高低起伏不平，轮组件、履带组件上下摆动使两侧车轮、履带与地面紧密接触，防止车轮悬空，实现作业平台的动态调平，有利于作业平台的爬坡和越障。同时，前后架体在车体长度轴线方向可扭转，保证了轮胎、履带与地面充分接触，仿地形行走，在连续颠簸路面时，作业平台上升或下降幅度较小，保持车身在运动过程中相对平稳；轮和履带摆动角度大，接近角和离开角大，能适应攀爬大坡地和高障碍物，具有较强的攀爬能力。
59.本发明兼有轮式和履带式的优点，兼顾轮式的高机动性、速度快、转向灵活，履带式的高通过性和稳定性，在复杂地形上行驶性能优越，具有良好的越野性能，能够适应各种恶劣地形，是适用于多种场合和复杂环境下的一种轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台。
60.本发明结构简单、重心低、遥控控制，安全可靠，容易操作，该车作为一个多功能平台，还可以安装采摘头、旋耕机、打草机、施肥打药等设备，其扩展功能好，实现一机多用，满足林间作业的不同需求，节省了劳动力，提高了工作效率。
61.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他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
62.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。

技术特征：
1.一种轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台，其特征在于，包括：前架体，所述前架体的底部左右两侧安装有轮组件，前桥组件通过固定夹连接在所述前架体的底部，并与所述轮组件转动连接；所述前桥组件由与其相连接的前侧电机驱动，并将所述前侧电机输出的动力传递给所述轮组件；中架体，所述前架体与所述中架体之间通过连接立轴转动连接，并且所述前架体与所述中架体之间连接有控制所述前架体转动角度的转向电动油缸，所述转向电动油缸的伸缩杆端与所述前架体的后侧转动连接，所述转向电动油缸的缸体端与所述中架体的前侧转动连接；后架体，所述中架体与所述后架体之间通过前后方向布置的连接横轴转动连接，所述后架体的前侧固定有向前延伸的限位轴，所述中架体的后侧固定有限位板，所述限位板上开设有供所述限位轴插入并限制所述中架体扭转角度的弧形孔；所述后架体的底部左右两侧安装有履带组件，后桥组件通过固定夹连接在所述后架体的底部，并与所述履带组件转动连接；所述后桥组件由与其相连接的后侧电机驱动，并将所述后侧电机输出的动力传递给所述履带组件；所述后架体的上表面安装固定有蓄电池以及与所述蓄电池电连接的控制箱，所述前侧电机与所述后侧电机分别与所述控制箱电连接。2.根据权利要求1所述的轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台，其特征在于，所述前架体的前端左右两侧上方安装有与所述控制箱电连接的行驶灯。3.根据权利要求1或2所述的轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台，其特征在于，所述后架体的上方整体罩设有机器罩壳，所述机器罩壳的顶端安装有与所述控制箱电连接的作业灯。4.根据权利要求1所述的轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台，其特征在于，所述前架体中间的上板面上开设有多个用以连接安装外部设备的安装孔。5.根据权利要求1所述的轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台，其特征在于，所述前架体的后端与所述中架体的前端均为三角形结构，两个所述三角形结构交叉设置，并由所述连接立轴竖向贯穿连接。6.根据权利要求1或5所述的轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台，其特征在于，所述转向电动油缸设置有一个或者两个，当设置一个所述转向电动油缸时，该油缸设于所述连接立轴的左侧或者右侧；当设置两个所述转向电动油缸时，这两个油缸对称设于所述连接立轴的左侧及右侧。7.根据权利要求1所述的轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台，其特征在于，所述限位轴设有两个，分设于所述连接横轴的左右侧，所述限位板上开设有与两个所述限位轴分别对应的两个所述弧形孔。8.根据权利要求1所述的轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台，其特征在于，所述连接横轴通过后方的锁紧螺母限位连接于所述后架体上。9.根据权利要求1所述的轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台，其特征在于，所述蓄电池为锂电池。10.根据权利要求1所述的轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台，其特征在于，所述控制箱与外部的遥控装置通信连接。

技术总结
本发明涉及林内机械化作业领域，公开了一种轮履结合绕桥摆动式丘陵山地作业平台，包括前架体、中架体、后架体，前架体的底部安装有轮组件，前桥组件由与其相连接的前侧电机驱动，并将前侧电机输出的动力传递给轮组件；前架体与中架体之间通过连接立轴转动连接，并且前架体与中架体之间连接有控制前架体转动角度的转向电动油缸；中架体与后架体之间通过连接横轴转动连接，后架体的底部安装有履带组件，后桥组件由与其相连接的后侧电机驱动，并将后侧电机输出的动力传递给履带组件。本发明具有良好的爬坡越障和扩展性能，复杂路况下通过性好、稳定性高、安全性强，同时能保持车身处于动态稳定平衡状态，可满足林地复杂立地条件下的使用需求。使用需求。使用需求。


技术研发人员：汤晶宇 周建波 寇欣 范志远 向文博
受保护的技术使用者：国家林业和草原局哈尔滨林业机械研究所
技术研发日：2023.08.22
技术公布日：2023/9/20