一种丘陵山地全地形仿形调平底盘

本发明属于农业机械，具体涉及一种丘陵山地全地形仿形调平底盘。

背景技术：

1、我国地形多样、地貌复杂，丘陵山地约占国土面积的70％，其耕地面积约占总耕地面积的40％，是我国大部分经济作物的重要生产基地。丘陵山地道路崎岖不平整、机耕道狭窄、农业基础设施薄弱、作业地块小且形状不规则、坡度大、田坎和壕沟较多、种植模式多样，导致丘陵山地农业机械化水平低、作业安全性差、农业机械化发展缓慢。农业机械底盘是移动式智能农业装备的重要组成部分，是集传动、行走、转向、制动、机电液集成控制等技术于一体的动力机械移动平台，可以稳定、高效、可靠地承载、牵引其他功能性农机具，使其完成耕、管、播、收等多种农田作业，其性能直接影响整机的作业质量和作业效率。传统轮式底盘在丘陵山地作业时存在地形适应能力和越障能力差的问题，而履带式底盘虽具有较好的越障能力和地形适应性，但其速度低、结构复杂、能耗高，此外动力底盘在坡地上行驶及作业时，极易发生侧翻，严重危害作业人员的安全。中国专利cn113879423a公开了一种三自由度地面仿形底盘，该底盘主要通过横向、纵向仿形机构实现对路面的仿形行走，但在斜坡上行驶时，与普通轮式车辆一样，极易发生侧翻。中国专利cn106427454a公开了一种适用于山地丘陵的自适应调平底盘，该底盘是通过悬架弹簧的变形来实现车身的动态调平，但承受较大负载时通过性较低，调平性能较差。针对丘陵山地特殊的地形条件，设计一种适应性强、通过性高、稳定性好的丘陵山地全地形仿形调平底盘具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种丘陵山地全地形仿形调平底盘，该悬架系统底盘兼具自适应仿形越障和车身调平两项功能，在崎岖不平路面行走时，不仅能够全时全轮自适应仿形行走，而且能通过悬架构型变化实现车身姿态调整提升底盘稳定性。

2、为了达到本发明的目的所采取的技术方案如下：丘陵山地全地形仿形调平底盘包括：主车架(1)、串联横摆式悬架系统(2)、转向桥(3)、车轮(4)、以及两组自适应变仿形悬架系统(5)，串联横摆式悬架系统(2)沿底盘横向布置于主车架(1)的前端，并与转向桥(3)固连，两组几何参数、性能参数相同的自适应变仿形悬架系统(5)相对于主车架(1)的中垂面沿纵向左右对称分布于主车架(1)的后端；

3、所述串联横摆式悬架系统(2)包括横摆机构和减震机构，其中，转轴(203)的中心线位于主车架(1)的中垂面内并与中垂面轴线平行，转轴(203)穿过轴承座(204)并与转轴固定座(202)转动连接构成横摆机构，横摆机构通过转轴固定座(202)固连于主车架(1)；摆杆(205)的上端与副车架(201)的纵杆铰接，摆杆(205)的下端与转向桥(3)固连，弹簧减震器(207)两端分别铰接于副车架(201)的纵杆和转向桥(3)上，形成减震三角单元，副车架(201)及与其相连的左右两组减震三角单元沿主车架(1)的中垂面左右对称布置构成减震机构，减震机构可随轴承座(204)绕转轴(203)的中心线横向摆动；减震机构与横摆机构串联构成串联横摆式悬架系统(2)，崎岖不平地面的横向高度差使减震机构绕转轴(203)相对主车架(1)转动形成横摆仿形角，保证安装于转向桥(3)左右两侧的两车轮(401)实时承载且触地仿形行走，主车架(1)相对地面姿态变化较小，同时减震机构起减震缓冲作用；

4、所述自适应变仿形悬架系统(5)中，l形连接件(502)上部的内端面中心处开有一定深度的沉孔、左右两侧开有一定长度与宽度的滑槽、内端面固连弹簧(507)，y形悬臂(501)的顶部分别与l形连接件(502)下部的连接臂、u形固定座(505)转动连接构成变仿形悬臂单元，两组结构尺寸完全一样的变仿形悬臂单元沿u形固定座(505)前后对称布置构成变仿形悬架系统，变仿形悬架系统各转动连接点o1、b、f、o2的转动轴线均垂直于主车架(1)的纵垂面并形成同一运动平面内的闭式运动链o1bcefo2，双向液压缸(503)两端的活塞杆顶端分别与弹簧(507)固连、并分别通过末端的销钉(506)在l形连接件(502)的滑槽内相对水平滑动，进一步将两组变仿形悬架单元组成自适应变仿形悬架系统(5)；其中：通过纵向波动不平路面时，双向液压缸(503)锁止并和l形连接件(502)等效为一个刚性连杆bf，自适应变仿形悬架系统(5)可转化成一个四杆联动自适应机构o1bfo2，主车架两侧的两组自适应变仿形悬架系统(5)可分别通过自适应联动纵向仿形保证两侧的两组中轮(402)及后轮(403)分别实时触地行走；通过崎岖不平地面时，自适应变仿形悬架系统(5)的双向液压缸(503)根据主车架(1)的侧倾或俯仰角实时调节活塞杆的伸缩值改变刚性连杆bf的长度值，使自适应变仿形悬架系统(5)转化成一个伸缩变形机构，与串联横摆式悬架系统(2)协同实现底盘调平，双向液压缸(503)收缩导致刚性连杆bf变短、中轮(402)及后轮(403)的轮距增大的同时使自适应变仿形悬架系统(5)的高度降低，反之双向液压缸(503)伸长导致刚性连杆bf变长、中轮(402)及后轮(403)的轮距减小的同时使自适应变仿形悬架(5)的高度增加。

5、本发明的有益效果在于，所提出的一种丘陵山地全地形仿形调平底盘，不仅能够在崎岖不平地面上通过串联横摆式悬架系统(2)的横向仿形以及两组自适应变仿形悬架系统(5)的纵向仿形实现三个自由度自适应仿形行走，而且能通过两组自适应变仿形悬架系统(5)的主动变形主动调整实现底盘车体姿态调整，不仅提升了底盘在丘陵山区崎岖不平地面的附着力和承载能力，还使车身具有更好的稳定性。

技术特征：

1.一种丘陵山地全地形仿形调平底盘，其特征在于，包括：主车架、串联横摆式悬架系统、转向桥、车轮、以及两组自适应变仿形悬架系统；所述串联横摆式悬架系统沿底盘横向布置于所述主车架的前端，并与所述转向桥固连；两组所述自适应变仿形悬架系统相对于所述主车架的中垂面沿纵向左右对称分布于所述主车架的后端；

技术总结本发明属于农业机械技术领域，公开了一种丘陵山地全地形仿形调平底盘，特别涉及一种自适应变仿形悬架系统和三自由度仿形调平底盘；底盘由固定在主车架前端的串联横摆式悬架系统和对称分布在主车架后端的两组自适应变仿形悬架系统构成，Y形悬臂上部分别与U形固定座、隔振机构转动连接构成变仿形悬臂单元，两变仿形悬臂单元与液压油缸滑动连接共同组成自适应变仿形悬架系统，串联横摆式悬架系统包括横摆机构和减震机构，本发明底盘不仅能在崎岖不平地面上横向和纵向三自由度仿形，而且能通过自适应变仿形悬架系统主动变形实现底盘车体姿态调整，在适应复杂地面条件下具备车身稳定性能，实现丘陵、坡地非道路地面仿形行走、作业。技术研发人员：刘平义,张小亮,梁龙锦,张旭,孙亮,李海潮,李恒达受保护的技术使用者：中国农业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12