全油圧駆動型二次元水平移動・昇降式農業用車体フレーム

本発明は、農業用機械に係り、特に多機能の農業用機械に関する。

農業生産の各段階、各項目において農業の現代化のさらなる発展に伴い、このような現状において、労働の強度を低下させるとともに農業生産の前期資金投入を増やし、在庫の需要も大きくなり、メンテナンスコストも大幅に向上し、同一機械上に複機能を集成する必要がある。苗植機は、農業用機構のうち最もよく使用される機構の一つであり、田圃整備機(主に施肥機、農薬散布機を指す)も広く応用されている。例えば特許文献1において施肥機が開示されており、特許文献2において農業用施肥機が開示されている。従来の苗植機と田圃整備機は2つの独立した設備であり、コストが比較的高い。苗植作業の特徴から、その機体フレームは、比較的低いことが決められる。一方、田圃整備機は、通常作物が高く成長してから使用するため、その機体フレームは比較的高いことが必要であり、機体フレーム上の構造がなるべく作物に干渉しないようにする。したがって、従来の苗植機と田圃整備機は、一つの設備上に実現することができない。従来の車両において、車体フレームを昇降させる技術手段もある。その一つの案は、タイヤと車体フレームとの間隔を直接調整することである。しかし、このような調整は、車両の安定性を対価とするものである。また、従来の苗植機は例外なく機械伝動を使用する。このような伝動方式は、伝動の正確性、成熟した技術をもって評価されている。しかし、その複雑な伝動機構は、苗植機の多機能化への発展を制限し、そのメンテナンスコストをも上昇させた。

中国特許出願公開第101611668号明細書

中国特許出願公開第102450131号明細書

本発明は、主に従来技術において存在する多種の農業用機械の機能単一問題を解決する。特に、苗植機と田圃整備機は互いに独立しコストが高い一方、従来の苗植機の機体フレームが比較的低く、田圃整備機の機体フレームが比較的高く、両者が互いに融合できず、伝動機構が複雑で配置が面倒であり、多機能化への発展を制限し、同時に故障率が高くメンテナンスコストが高いという技術問題を有する。本発明は、苗植機と田圃整備機にそれぞれ用いることができ、かつ構造が簡単で使用が便利であり、駆動系の重量が軽く、配置が便利であり、故障率が低く、メンテナンスコストが低い全油圧駆動型二次元水平移動・昇降式農業用車体フレームを提供する。

本発明の上記技術問題は、主に下記技術案によって解決される。全油圧駆動型二次元水平移動・昇降式農業用車体フレームであって、台枠と、水平移動フレームと、油圧駆動系とからなり、前記台枠は、左サイドビームと右サイドビームとからなり、前記水平移動フレームは、枠式構造であり、前記左サイドビームと右サイドビームは、2つの搖り棒によって前記水平移動フレームにそれぞれ連結し、搖り棒は、左、右サイドビームおよび水平移動フレームにいずれも回転可能に連結し、前記搖り棒は、前搖り棒と後搖り棒に分け、前記左右側の後搖り棒は、一つのホイスト油圧シリンダにそれぞれ連結し、該ホイスト油圧シリンダは、左サイドビームと右サイドビームにそれぞれ回転可能に連結し、前記水平移動フレームの後部には、苗植機と農薬散布機に連結可能な連結機構が設けられており、台枠の下側に車輪が連結されており、前記油圧駆動系は、前輪駆動油路、後輪駆動油路、植付け油路およびホイスト油路を含み、前記前輪駆動油路は、2つの前輪駆動モータに連結し、2つの前輪駆動モータの間に一つの同期弁が設けられており、前記後輪駆動油路は、2つの後輪駆動モータに連結し、2つの後輪駆動モータの間にも同期弁が設けられており、前記植付け油路は、一つの植付けモータに連結し、前記ホイスト油路は、前記ホイスト油圧シリンダに連結することを特徴とする。

本発明は、植付け機構に連結して苗植作業を行なう際に、水平移動フレームが最低ポジションに位置するが、本車体フレームが田圃整備機構に連結して施肥などの作業を行なう際に、このような操作は通常作物が一定段階まで生長してから行なわれるため、このときの作物の高さが比較的高く、苗植時の車体フレーム高さがすでに要求を満足できない。水平移動フレームの上昇が必要となる。本技術案の台枠に左右サイドビームしか有しなく、ビームがないため、使用時に左右サイドビームが作物の隙間に位置し、作物と干渉しない。したがって、水平移動フレームの高さは、該車体フレームの有効高さを決める。

本発明の水平移動フレーム、台枠および搖り棒で平行四辺形を構成し、水平移動フレームが上昇するとともに後方へ運動する。これによって、苗植機の重量が比較的大きく農薬散布機の重量が比較的小さいため、農薬散布機が取り替えられると、車両後部の重量が比較的小さく、車体前後がアンバランスとなるという問題を解決した。本発明の水平移動フレームの作業特徴によって、水平移動フレームが上昇すると同時に後方へ移動する過程において、車体フレームの重心が後方へシフトし、比較的重い苗植機の代わりに比較的軽い農薬散布機に変えても、車体前後のバランスが維持される。

本発明は、2つの前輪駆動モータと2つの後輪駆動モータで各自に独立的に車輪を駆動することによって四駆構造を形成する。このような駆動方式は、非常に柔軟でありかつ動力が強く、多様な作業条件への適応に寄与する。2つの前輪駆動モータ間および2つの後輪駆動モータ間に設けられる同期弁によって、前進または後退中に左右側の車輪同士の同期性を保証した。また、苗植機のステアリング過程において、左右車輪による油路系への反作用力が異なる。正に同期弁のバランス作用によって、曲がる際に内側車輪の回転速度が外側車輪より遅いことを実現し、順調で柔軟な曲がり効果を達する。

好ましくは、前記後搖り棒は、上棒、下棒、および上棒と下棒との間の過渡部からなり、前記上棒は、下棒に対して内方へ7〜20度傾斜し、前記過渡部は、駆動アームに回転可能に連結する。

水平移動フレームが最上端の位置まで上昇すると、下棒が縦でまっすぐになるが、上棒が内方へ7〜20度傾斜する。このような構造は、水平移動フレームが上端位置に移動した場合に、上棒と下棒が同軸で縦になると、水平移動フレームが引き続き後方へ移動して下落する問題になりやすく、機械が損壊し、人員が怪我するという問題を引き起こすことを防止するためである。一方、本発明は、水平移動フレームが最上端に達した際に、その自身の重力作用の下で内方への作用分力を受けることができる。したがって、上記問題の発生を防止することができる。

好ましくは、前記油圧駆動系は、植付け部リフト油路を含み、植付け部リフト油路には一つのリフトポンプが設けられており、該植付け部リフト油路は、リフトシリンダに連結する。

植付け部は、作業状況に応じて高さを調整することが必要であり、かつ作業田圃間で移行する際に植付け部を完全に高くする必要がある。本システムは、一つのオイルポンプ、すなわちリフトポンプによってリフトシリンダを駆動して完成する。

好ましくは、前記油圧駆動系は、ステアリング油路を含み、ステアリング油路は、ステアリング油圧シリンダに連結し、前記ホイスト油路には、一つのM型3位置4方向切替弁が設けられており、該3位置4方向切替弁の油排出口は、ステアリング油路の油注入端に連結する。

苗植機のステアリング機構は、機械機構で完成してもよいし、本技術案のステアリング油路で完成することもできる。ホイスト油路は、ホイスト油路の戻り油によってステアリングを駆動し、M型3位置4方向弁が中間ポジションにあるとき、ホイスト油圧シリンダの2つの作業油口はともに閉じており、ホイスト油路の油注入口と戻り油口は連通し、ホイストポンプが直接的にステアリング油圧シリンダの作業を駆動する。車体フレームの昇降は、稀に使用する機能であるため、本技術案によれば、ホイスト油圧シリンダを長期間にわたり閉じた状態にするが、ステアリング油路が通常ホイストポンプと直接的に駆動する。

好ましくは、前記植付けモータの油注入端と戻り油端との間にオーバーフロー弁、スロットル弁、および2位置2方向弁がそれぞれ並列に連結されている。

オーバーフロー弁は、植付けモータに対して保護作用を有する。スロットル弁は、植付けモータの油量を分流させることができ、苗植速度を制御するようにする。スロットル弁の開度を設定した後、植付け油路と前、後車輪駆動油路の関係から、苗植機の前進速度に係らず、植える苗同士の距離が一定である。すなわち、苗同士の距離の制御は、スロットル弁の開度を調整することによって完成する。その操作を非常に便利にする。2位置2方向弁は、弁の位置が閉じである場合、植付けモータが作業するが、弁の位置が導通である場合、油圧油路が空となり、植付けモータが作業しない。

好ましくは、前記前輪駆動油路は、一つの前進駆動ポンプと一つのH型3位置4方向切替弁を含み、該3位置4方向切替弁の油注入口は、前進駆動ポンプに連結し、戻り油口は、前記植付け油路の油注入端に連結し、作動油口は、2つの前輪駆動モータにそれぞれ連結し、前記後輪駆動油路は、一つの後退駆動ポンプと一つのH型3位置4方向切替弁を含み、該3位置4方向切替弁の油注入口は、後退駆動ポンプに連結し、戻り油口は、前記植付け油路の油注入端に連結し、作動油口は、2つの後輪駆動モータにそれぞれ連結する。

上記3位置4方向切替弁が正方向油路であるか逆方向油路であるかに係らず、その戻り油はいずれも植付け油路を通過する。前、後車輪駆動油路の戻り油を利用して植付け機構の作業を駆動する。該3位置4方向切替弁が中間ポジションにある場合、該3位置4方向切替弁がH型であるため、このとき、前、後車輪の油注入と戻り油油路は直接連通し、前、後車輪駆動モータが作業停止する。この際、該油圧油路は、植付け機構による作業を駆動することができる。本発明は、前後車輪駆動油路の戻り油を利用して植付け機構を駆動し、植付け機構の作業油路を簡単化するほか、このような方式は、植付け機構と車輪走行の連動を実現し、それら間の比例関係を保証した。異なる路面上を走行する際に、前輪駆動油路または後輪駆動油路上の3位置4方向切替弁を調整することによって前輪駆動または後輪駆動を切り替えることができる。

好ましくは、前記左、右サイドビームの前後両端には、一つの位置決めブロックがそれぞれ設けられており、位置決めブロックには位置決めねじ孔が設けられており、前記各搖り棒には、前記位置決めねじ孔に対応する位置決め貫通孔が設けられている。

水平移動フレームが上端位置に達したとき、位置決めブロック上の位置決めねじ孔はちょうど対応する下棒上の対応位置決め貫通孔に相対する。このとき、ボルトを位置決め貫通孔を貫通させて位置決めねじ孔に固定させ、搖り棒と水平移動フレームを固定させる。

好ましくは、台枠の前部に設けられた前輪は、ステアリング車輪であり、該ステアリング車輪のステアリング軸は、台枠に設けられた車輪フレームに一つの回転軸を介して回転可能に連結し、回転軸には搖動アームが設けられており、前記台枠には、それに回転可能に連結する前記ステアリング油圧シリンダが2つ設けられており、該ステアリング油圧シリンダは、前記搖動アームにそれぞれ対応して設置しており、ピストンロッドを介して搖動アームに回転可能に連結する。

本発明のステアリングは、特有のステアリングシステムによって完成され、油圧シリンダの伸縮によってステアリング車輪を調整する。このような方法は、従来のステアリング器とリンクでステアリング車輪を動かして方向を調整する方法を変えた。主に、伝統的なステアリング方法は特に昇降式の車体フレームに適用し、その構造調整が難しく、かつ調整後の構造が比較的複雑であり、安定性も比較的悪いからである。この問題を解決するために、本発明は、上記のステアリングシステムを提供する。該ステアリングシステムは、構造が簡単であり、制御しやすく、信頼性が高く、操作が柔軟であるといった特徴を有する。

本発明による有益な効果として、従来技術において存在する多種の農業用機械の機能単一問題を解決した。特に、苗植機と田圃整備機は互いに独立しコストが高い一方、従来の苗植機の機体フレームが比較的低く、田圃整備機の機体フレームが比較的高く、両者が互いに融合できない技術問題などの技術問題を解決した。苗植機と田圃整備機にそれぞれ用いることができ、かつ構造が簡単で使用が便利であり、駆動系の重量が軽く、配置が便利であり、故障率が低く、メンテナンスコストが低い全油圧駆動型二次元水平移動・昇降式農業用車体フレームを実現した。

本発明の水平移動フレームが上昇状態にある一正面図である。

本発明の水平移動フレームが昇状態にある一左側面図である。

本発明の水平移動フレームが降下状態の構造模式図である。

本発明の油圧駆動系の作業原理図である。

以下、実施例を通じて、図面を参照して本発明の技術案をさらに具体的に説明する。

実施例:図1〜4に示すように、本発明は、全油圧駆動型二次元水平移動・昇降式農業用車体フレームであって、台枠1−2と水平移動フレーム1とからなる。前記台枠1−2は、左サイドビーム1−21と右サイドビーム1−22とからなる。前記水平移動フレーム1−1は、枠式構造である。前記左サイドビーム1−21と右サイドビーム1−22は、2つの搖り棒によって前記水平移動フレームにそれぞれ連結する。搖り棒は、左、右サイドビームおよび水平移動フレームにいずれも回転可能に連結する。前記搖り棒は、前搖り棒1−4と後搖り棒1−3に分ける。後搖り棒1−3は、上棒1−31、下棒1−32、および上棒と下棒との間の過渡部1−33からなる。前記上棒1−31は、下棒1−32に対して内方へ7〜20度傾斜する。各後搖り棒1−3の過渡部1−33は、一つのホイスト油圧シリンダ1−6のピストンロッドに回転可能に連結する。ホイスト油圧シリンダ1−6のシリンダ体部分は、左サイドビーム1−21と右サイドビーム1−22にそれぞれ回転可能に連結する。左、右サイドビームの前後両端には、一つの位置決めブロック1−5がそれぞれ設けられている。位置決めブロック1−5には位置決めねじ孔1−51が設けられている。前記各搖り棒には、前記位置決めねじ孔1−51に対応する位置決め貫通孔1−52が設けられている。

前記水平移動フレーム1−1の後部には、苗植機と農薬散布機に連結可能な連結機構が設けられている。台枠の下側に車輪が連結されている。台枠の前部に設けられた前輪は、ステアリング車輪1−7である。該ステアリング車輪1−7のステアリング軸は、台枠に設けられた車輪フレーム1−8に一つの回転軸を介して回転可能に連結する。回転軸には搖動アーム1−10が設けられている。前記台枠1−2には、それに回転可能に連結するステアリング油圧シリンダ1−9が2つ設けられている。該ステアリング油圧シリンダ1−9は、前記搖動アーム1−10にそれぞれ対応して設置しており、ピストンロッドを介して搖動アームに回転可能に連結する。

本発明の駆動系は、油圧駆動系であり、オイルタンク2−15、オイルポンプ、複数の電磁弁および複数のモータを含み、前輪駆動油路、後輪駆動油路、植付け油路、植付け部リフト油路、ホイスト油路およびステアリング油路を含む。前記前輪駆動油路は、2つの前輪駆動モータ2−1に連結する。2つの前輪駆動モータ2−1の間に一つの同期弁2−3が設けられている。前記後輪駆動油路は、2つの後輪駆動モータ2−2に連結する。2つの後輪駆動モータ2−2の間にも同期弁2−3が設けられている。前記植付け油路は、一つの植付けモータ2−8に連結する。植付けモータの油注入端と戻り油端との間にオーバーフロー弁2−7、スロットル弁2−6、および2位置2方向弁2−5がそれぞれ並列に連結されている。前輪駆動油路は、一つの前進駆動ポンプ2−10と一つのH型3位置4方向切替弁2−4を含む。該3位置4方向切替弁2−4の油注入口は、前進駆動ポンプ2−1に連結する。戻り油口は、前記植付け油路の油注入端に連結する。作動油口は、2つの前輪駆動モータ2−1にそれぞれ連結する。前記後輪駆動油路は、一つの後退駆動ポンプ2−11と一つのH型3位置4方向切替弁2−4を含む。該3位置4方向切替弁2−4の油注入口は、後退駆動ポンプ2−11に連結する。戻り油口は、前記植付け油路の油注入端に連結する。作動油口は、2つの後輪駆動モータ2−2にそれぞれ連結する。

植付け部リフト油路には一つのリフトポンプ2−12が設けられている。該植付け部リフト油路は、リフトシリンダ2−14に連結する。前記ホイスト油路は、前記ホイスト油圧シリンダ2−21に連結する。ステアリング油路は、ステアリング油圧シリンダに連結する。前記ホイスト油路には、一つのM型3位置4方向切替弁2−22が設けられている。該3位置4方向切替弁2−22の油排出口は、ステアリング油路の油注入端に連結する。該ステアリング油路は、一つのステアリング油圧シリンダ2−9に連結する。各前輪駆動モータ2−1と後輪駆動モータ2−2には、ともに一つの高低速ギヤの調節スイッチ2−17が設けられている。該調節スイッチ2−17は、一つの油圧シリンダ2−18に連結する。該油圧シリンダ2−18は、一つの油圧駆動の高低圧切替弁2−19に連結する。該高低圧切替弁2−19の駆動ポートは、一つの油圧制御切替弁2−16に連結する。該油圧制御切替弁2−16の2つの油注入端は、一方がリフト油路の油注入端に連結し、他方がステアリング油路、前輪駆動油路、後輪駆動油路および植付け油路の油排出端に連結する。前進駆動ポンプ2−10、後退駆動ポンプ2−11、リフトポンプ2−12およびステアリングポンプ2−13で一つの4連ポンプに組み合わせる。そのうち、前進駆動ポンプと後退駆動ポンプには一つの連動調節スイッチ2−20が設けられている。

本発明は、使用時に、その水平移動フレーム、台枠および搖り棒で平行四辺形を構成し、水平移動フレームが上昇するとともに後方へ運動する。これによって、苗植機の重量が比較的大きく農薬散布機の重量が比較的小さいため、農薬散布機が取り替えられると、車両後部の重量が比較的小さく、車体前後がアンバランスとなるという問題を解決した。本発明の水平移動フレームの作業特徴によって、水平移動フレームが上昇すると同時に後方へ移動する過程において、車体フレームの重心が後方へシフトし、比較的重い苗植機の代わりに比較的軽い農薬散布機に変えても、車体前後のバランスが維持される。水平移動フレームが最上端の位置まで上昇すると、下棒が縦でまっすぐになるが、上棒が内方へ7〜20度傾斜する。このような構造は、水平移動フレームが上端位置に移動した場合に、上棒と下棒が同軸で縦になると、水平移動フレームが引き続き後方へ移動して下落する問題になりやすく、機械が損壊し、人員が怪我するという問題を引き起こすことを防止するためである。一方、本発明は、水平移動フレームが最上端に達した際に、その自身の重力作用の下で内方への作用分力を受けることができる。したがって、上記問題の発生を防止することができる。

本発明の油圧駆動系は、2つの前輪駆動モータと2つの後輪駆動モータで各自に独立的に車輪を駆動することによって四駆構造を形成する。2つの前輪駆動モータ間および2つの後輪駆動モータ間に設けられる同期弁によって、前進または後退中に左右側の車輪同士の同期性を保証した。また、苗植機のステアリング過程において、左右車輪による油路系への反作用力が異なる。正に同期弁のバランス作用によって、曲がる際に内側車輪の速度が外側車輪より遅いことを実現し、順調で柔軟な曲がり効果を達する。前後車輪駆動油路の戻り油は、ともに植付け油路を通過する。前、後車輪駆動油路の戻り油を利用して植付け機構による作業を駆動する。該3位置4方向切替弁が中間ポジションにあるとき、前、後車輪の油注入と戻り油油路が直接連通し、前、後車輪駆動モータが作業停止する。この際、該油圧油路は、植付け機構による作業を駆動することができる。

本発明は、前後車輪駆動油路の戻り油を利用して植付け機構を駆動し、植付け機構の作業油路を簡単化するほか、このような方式は、植付け機構と車輪走行の連動を実現し、それら間の比例関係を保証した。異なる路面上を走行する際に、前輪駆動油路または後輪駆動油路上の3位置4方向切替弁を調整することによって前輪駆動または後輪駆動を切り替えることができる。高速ギヤは、苗植機が作業せず路面上を走行するギヤであり、低速ギヤは、苗植機が作業時のギヤである。高低圧切替弁駆動ポートが油圧制御切替弁によってリフト油路の油注入端に連結すると、高低圧切替弁の動作を駆動し、さらに上記油圧シリンダの動作を駆動し、それによって高低速ギヤ調節スイッチを動作させ、前、後車輪駆動モータが高速回転するようにする。逆に、高低圧切替弁駆動ポートが油圧制御切替弁によってステアリング油路、前輪駆動油路、後輪駆動油路および植付け油路の油排出端に連結すると、前、後車輪駆動モータが低速回転となる。本発明のホイスト油路は、機構を昇降させる駆動機構であり、例えば田圃整備機として使用するように、苗植機の多機能化実現に寄与する。田圃整備機として使用する場合、ホイスト機構によって車体フレームを高くすることによって、車体フレームが一定の高さまで成長した作物に損害を与えないようにし、それから苗植機の植付け機構を田圃整備設備(例えば施肥機)に変える。

したがって、本発明は、苗植機と田圃整備機にそれぞれ用いることができ、かつ構造が簡単で使用が便利であり、駆動系の重量が軽く、配置が便利であり、故障率が低く、メンテナンスコストが低いなどの特徴を有する。