一种多自由度农机底盘液压系统

本发明涉及农业机器人，具体涉及一种多自由度农机底盘液压系统。

背景技术：

1、农业是国民经济的基石，而现代农业机械装备则是推动农业向高质量发展的关键因素。在这一领域，农机底盘不仅扮演着支撑整个机械驱动系统和众多部件的角色，而且它对确保农机设备能够高效、稳定运行具有至关重要的影响。由于农业机械通常具有较大的体积和重量，并且需要在户外多变的作业环境中运行，这些环境往往条件艰苦，因此对农业机械的运行稳定性提出了较高的要求。目前，许多农机底盘采用液压传动系统，以应对这些挑战。然而，农机在户外执行任务时，常常需要根据不同的作业场景进行灵活的转向、调整车速、轮距以及底盘离地高度，以适应复杂多样的大田工作环境。传统的农机底盘设计往往功能较为单一，难以满足这种复杂地形适应性的需求，限制了农机在多样化农田条件下的作业效率和效果。因此，针对现有农机底盘的局限性，有必要开发一种结构更为紧凑、功能更为多元、运行更为稳定的农机底盘液压系统，以提升农机在各种大田环境下的地形适应性。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有的农机底盘液压系统存在功能较为单一，难以满足这种复杂地形适应性的需求，限制了农机在多样化农田条件下的作业效率和效果的问题，进而提供一种多自由度农机底盘液压系统。

2、本发明的技术方案是：

3、一种多自由度农机底盘液压系统，它包括液压油箱1、电动机2、闭式泵3、齿轮泵4、柱塞泵5、辅助油路子系统、驾驶子系统、改变轮距子系统和顶升及转向子系统，电动机2的输出轴由左至右依次与闭式泵3、齿轮泵4和柱塞泵5的轴连接，驱动闭式泵3、齿轮泵4和柱塞泵5工作，闭式泵3包括大排量变量泵和小排量定量泵，闭式泵3中小排量定量泵、齿轮泵4和柱塞泵5的a口均连接液压油箱1，闭式泵3中大排量变量泵的a、b口分别连接驾驶子系统的主油路，闭式泵3中小排量定量泵的b口连接驾驶子系统的控制油路，驾驶子系统的输出轴连接轮子，控制农机底盘前进后退和制动；齿轮泵4和柱塞泵5的b口连接辅助油路子系统，辅助油路子系统分别连接改变轮距子系统和顶升及转向子系统，改变轮距子系统驱动轮距调节机构，控制轮距变化以适应不同垄宽；顶升及转向子系统中转向子系统驱动转向机构，控制轮子转向以实现农机底盘转弯；顶升及转向子系统中顶升子系统驱动升降机构，控制轮子转向以实现农机底盘转弯。

4、进一步地，辅助油路子系统包括过滤器阀组6、第一蓄能器9、蓄能器阀块10、回油过滤器17、第四单向阀19、第五单向阀20和散热器22，过滤器阀组6的a2连接齿轮泵4的b口，过滤器阀组6的a2和齿轮泵4的b口之间的油路上设有第四单向阀19；过滤器阀组6的a3连接柱塞泵5的b口，过滤器阀组6的b3口连接蓄能器阀块10的2口，蓄能器阀块10的3口连接第一蓄能器9，蓄能器阀块10的1口连接过滤器阀组6的b2口；过滤器阀组6的t口连接液压油箱1，过滤器阀组6的t口与液压油箱1之间的油路上依次设有第五单向阀20、散热器22和回油过滤器17。

5、进一步地，过滤器阀组6包括第一过滤器61、第二过滤器62、第一电磁换向阀63、第一单向阀64和第一溢流阀65；过滤器阀组6的a3口连接第二过滤器62进口，第二过滤器62出口分别连接过滤器阀组6的b4口、第一电磁换向阀63的p口、第一溢流阀65的p口和过滤器阀组6的b3口；过滤器阀组6的b2口、第一溢流阀65的t口、第一电磁换向阀63的t口、第一电磁换向阀63的a口、过滤器阀组6的b5口、过滤器阀组6的a2口均连接过滤器阀组6的t口，第一电磁换向阀63的t口与过滤器阀组6的t口之间的油路上设有第一单向阀64；过滤器阀组6的a1口连接第一过滤器61进口，第一过滤器61出口连接过滤器阀组6的b1口。

6、进一步地，驾驶子系统包括变量与制动阀组14、防打滑阀组16、第六单向阀21和四个液压马达15；防打滑阀组16的a口连接闭式泵3中大排量变量泵的a口，防打滑阀组16的a1、a2、a3、a4口分别连接四个液压马达15的a口，四个液压马达15的r口均连接闭式泵3中大排量变量泵的b口；闭式泵3中的小排量定量泵的b口连接第一过滤器61进口，小排量定量泵的b口与第一过滤器61进口之间的油路上设有第六单向阀21，第一过滤器61出口连接变量与制动阀组14的p口，变量与制动阀组14的a口分别连接四个液压马达15的y口，变量与制动阀组14的b口分别连接四个液压马达15的x口，变量与制动阀组14的t口和四个液压马达15的1口均连接液压油箱1；防打滑阀组16的ps口连接第一过滤器61进口，防打滑阀组16的t、l口均连接液压油箱1；四个液压马达15的2口均连接第五单向阀20进口。

7、进一步地，变量与制动阀组14包括第四电磁换向阀141和第五电磁换向阀142，第四电磁换向阀141的1口和第五电磁换向阀142的1口均连接变量与制动阀组14的p口，第四电磁换向阀141的2口和第五电磁换向阀142的2口均连接变量与制动阀组14的p口，第四电磁换向阀141的3口连接变量与制动阀组14的b口，第五电磁换向阀142的3口连接变量与制动阀组14的a口。

8、进一步地，防打滑阀组16包括第一分流集流阀162、第二分流集流阀163、第三分流集流阀164、第七电磁换向阀166、第八电磁换向阀167、四个第六电磁换向阀161和四个补油溢流阀165，第一分流集流阀162的a口连接防打滑阀组16的a口，第一分流集流阀162的b1、b2口分别连接第二分流集流阀163的a口和第三分流集流阀164的a口，第二分流集流阀163的b1、b2口分别连接防打滑阀组16的a1、a2口，第三分流集流阀164的b1、b2口分别连接防打滑阀组16的a3、a4口；四个第六电磁换向阀161的a口均连接防打滑阀组16的a口，四个第六电磁换向阀161的b口分别连接防打滑阀组16的a1、a2、a3、a4口；四个补油溢流阀165的a口分别连接四个第六电磁换向阀161的b口，第二分流集流阀163的b1、b2口和第三分流集流阀164的b1、b2口分别连接四个补油溢流阀165的a口，四个补油溢流阀165的b口均连接防打滑阀组16的t口；第七电磁换向阀166的p口连接防打滑阀组16的ps口，第七电磁换向阀166的a口分别连接四个第六电磁换向阀161的1口，四个第六电磁换向阀161的2口均连接第八电磁换向阀167进口，第八电磁换向阀167出口连接防打滑阀组16的l口，第七电磁换向阀166的t口连接第八电磁换向阀167进口。

9、进一步地，改变轮距子系统包括辅助油缸控制阀组7和四个伸缩油缸8，辅助油缸控制阀组7的p口连接过滤器阀组6的b4，辅助油缸控制阀组7的辅助油缸控制阀组7的b1-1、b2-1、b3-1、b4-1口分别连接四个伸缩油缸8的1口，四个伸缩油缸8的2口分别连接辅助油缸控制阀组7的b1-2、b2-2、b3-2、b4-2口，辅助油缸控制阀组7的t口连接过滤器阀组6的b5口。

10、进一步地，辅助油缸控制阀组7包括减压阀71、四个第二电磁换向阀72、四个第一双向液压锁73和四个单向节流阀74，辅助油缸控制阀组7的p口连接减压阀71的p口，减压阀71的a口分别连接四个第二电磁换向阀72的p口，四个第二电磁换向阀72的a口分别连接四个第一双向液压锁73的第一进口，四个第一双向液压锁73的第一出口分别连接四个单向节流阀74的第一进口，四个单向节流阀74的第一出口分别连接辅助油缸控制阀组7的b1-1、b2-1、b3-1、b4-1口，辅助油缸控制阀组7的b1-2、b2-2、b3-2、b4-2口分别连接四个单向节流阀74的第二进口，四个单向节流阀74的第二出口分别连接四个第一双向液压锁73的第二进口，四个第一双向液压锁73的第二出口分别连接四个第二电磁换向阀72的b口，减压阀71的t口和四个第二电磁换向阀72的t口均连接辅助油缸控制阀组7的t口。

11、进一步地，顶升及转向子系统包括四个顶升及转向油缸控制阀组11、四个转向油缸12、四个顶升油缸13和四个第二蓄能器18；过滤器阀组6的b3口分别连接四个顶升及转向油缸控制阀组11的p1-1、p2-1、p3-1、p4-1口，四个顶升及转向油缸控制阀组11的b1-1、b2-1、b3-1、b4-1口分别连接四个顶升油缸13的1口，四个顶升油缸13的2口分别连接四个顶升及转向油缸控制阀组11的b1-2、b2-2、b3-2、b4-2口；四个顶升及转向油缸控制阀组11的b1-3、b2-3、b3-3、b4-3口均连接四个第二蓄能器18进口；过滤器阀组6的b3口分别连接四个顶升及转向油缸控制阀组11的p1-2、p2-2、p3-2、p4-2口，四个顶升及转向油缸控制阀组11的b1-4、b2-4、b3-4、b4-4口均连接四个转向油缸12的1口，四个转向油缸12的2口分别连接四个顶升及转向油缸控制阀组11的b1-5、b2-5、b3-5、b4-5口；四个顶升及转向油缸控制阀组11的t1-1、t2-1、t3-1、t4-1口均连接过滤器阀组6的b2口，四个顶升及转向油缸控制阀组11的t1-2、t2-2、t3-2、t4-2口均连接液压油箱1。

12、进一步地，顶升及转向油缸控制阀组11包括第一高频响比例阀111、第三电磁换向阀112、第二溢流阀113、第二单向阀114、第三单向阀115、第三溢流阀116、第四溢流阀117、第二双向液压锁118和第二高频响比例阀119，顶升及转向油缸控制阀组11的p1-1口连接第一高频响比例阀111的p口，第一高频响比例阀111的a口连接第三电磁换向阀112的p口，第三电磁换向阀112的a口分别连接第二溢流阀113进口、第二单向阀114进口和顶升及转向油缸控制阀组11的b1-1口，顶升及转向油缸控制阀组11的b1-2、b1-3口均连接第三单向阀115进口；顶升及转向油缸控制阀组11的p1-2口连接第二高频响比例阀119的p口，第二高频响比例阀119的a口连接第二双向液压锁118的第一进口，第二双向液压锁118的第一出口分别连接第四溢流阀117进口和顶升及转向油缸控制阀组11的b1-4口，顶升及转向油缸控制阀组11的b1-5分别连接第三溢流阀116进口和第二双向液压锁118的第二进口，第二双向液压锁118的第二出口连接第二高频响比例阀119的b口；第二溢流阀113、第二单向阀114、第三单向阀115、第三溢流阀116和第四溢流阀117出口均与连接顶升及转向油缸控制阀组11的t1-1口；第一高频响比例阀111的t口和第二高频响比例阀119的t口均连接顶升及转向油缸控制阀组11的t1-2口。

13、本发明与现有技术相比具有以下效果：

14、1、本发明作为一种多自由度农机底盘液压系统，负载大，结构紧凑，能够同时驱动控制农机底盘上多个液压缸和马达，使其具备向前向后行驶、制动、调速、转向、升降、调节轮距等功能，提高农机底盘的运动性能和地形通过能力。

15、2、本发明作为一种多自由度农机底盘液压系统，具有驾驶功能：农机底盘直线行驶和转弯时，第六电磁换向阀161处于不同工作位；农机底盘直线行驶时，液压油经多组分流集流阀均匀分配至多个液压马达15的进油口，保持直线行走时各马达转速同步；农机底盘转弯时，液压油不经多组分流集流阀分配至多个液压马达15的进油口，过弯时根据各轮子所受负载的不同自动调节多个液压马达15的流量大小。第四电磁换向阀141控制多个液压马达15转动或制动；第五电磁换向阀142控制多个液压马达15正转或反转；通过过调节闭式泵3变量泵的排量大小，可以调节液压马达15的转速和方向，进而调节农机底盘的行驶速度。

16、3、本发明作为一种多自由度农机底盘液压系统，具有改变轮距功能：辅助油缸控制阀组7中的第二电磁换向阀72分别处于不同位时，控制高压油能否经第二电磁换向阀72、第一双向液压锁73和单向节流阀74到达伸缩油缸8的无杆或有杆腔，推动伸缩油缸8的活塞伸长、缩短或保持位置不变，驱动相连的轮距调节机构完成轮距增大、减小或保持位置不变；

17、4、本发明作为一种多自由度农机底盘液压系统，具有顶升及转向功能：第三电磁换向阀112控制顶升油缸13的主油路能否连通；第一高频响比例阀111控制高压油能否到达顶升油缸13的无杆或有杆腔，推动顶升油缸13的活塞伸长、缩短或保持位置不变，驱动相连的顶升机构完成农机底盘升高、降低或保持位置不变；第二高频响比例阀119控制高压油能否到达转向油缸12，推动转向油缸12完成正反转或保持位置不变，驱动相连的转向调节机构完成轮子左右转向或保持位置不变；第二双向液压锁118保证在正常工作时轮子的方向不会因受到外力而改变。