一种割草机避障回转液压系统

技术领域

本发明属于农业机械领域，具体涉及一种割草机避障回转液压系统

背景技术

近年来，随着我国畜牧业的快速发展，苜蓿收获机械化技术越来越受到重视。但由于我国机械化发展较晚，与国外先进的苜蓿收获机械比较起来存在种种问题，如技术含量低，机械可靠性较差，作业效率低下、种类少、环境适应性差、零部件缺乏标准导致维修困难等问题。因此大部分苜蓿草场所使用的苜蓿切割压扁机大多依赖进口。而国外进口的苜蓿切割压扁机不能很好的跟国内的工作环境进行匹配。

苜蓿切割压扁机在工作过程中，会因为地块的崎岖不平和地里障碍物的阻碍导致收获效率降低甚至损坏机器，苜蓿切割压扁机的液压油路在工作过程中为静止状态，在避障过程中，回转油缸收缩需要将活塞腔里的油排出，杆腔需要进油，因此需要在油路中设计补充油液和存储油液的装置，保证避障动作的完成。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种割草机避障回转液压系统。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种割草机避障回转液压系统，包括机械系统和液压油路系统；

所述机械系统中包括：提升臂22、提升油缸23、冲击臂25、控制器总成27、回转油缸6和割台29；

所述割草机通过控制器总成27与拖拉机三点悬挂连接，所述冲击臂25与控制器总成27铰接，所述回转油缸6设置于控制器总成27上，所述回转油缸6的前端与冲击臂25连接，回转油缸6用于控制冲击臂25相对于控制器总成27的旋转，所述回转油缸6上设有第一主油路接口011和第二主油路接口012，所述提升臂22与冲击臂25铰接，所述提升油缸23设置于冲击臂25上，所述提升油缸23的前端与提升臂22连接，提升油缸23用于控制提升臂22相对于冲击臂25在竖直平面内的相对转动，割台29与提升臂22铰接，能够使割台29在工作过程中能紧贴地面，所述割台29具备随地形变化左右摆动的功能；

所述液压油路系统包括：第一主油路、第二主油路和连接油路；

所述第一主油路的一端与拖拉机油源1连接，所述第一主油路的另一端通过第一主油路接口011与回转油缸6连接；所述第二主油路的一端与拖拉机油源1连接，所述第二主油路的另一端通过第二主油路接口012与回转油缸6连接；所述第一主油路与第二主油路通过连接油路连接。

在上述方案的基础上，所述第一主油路还包括：四通、第一球阀3、压力表4和第一蓄能器5；

四通的一端与第一球阀3连接，所述第一球阀3与压力表4连接，所述压力表4与第一蓄能器5连接；四通的另一端与连接油路连接；四通的上端通过第一主油路接口011与回转油缸6连接；四通的下端与拖拉机油源1。

在上述方案的基础上，所述连接油路包括：第二球阀7、第一单向阀8、减压阀9、第二单向阀12、第二蓄能器10和第三球阀11。

所述第二球阀7的一端与四通的一端连接，所述第二球阀7的另一端与第一单向阀8的进油口相连，第一单向阀8的出油口与减压阀9的进油口连接，减压阀9的出油口、第二蓄能器10和第三球阀11的一端通过三通连接，所述第三球阀11的另一端与第二主油路连接，减压阀9的泄油口与第二单向阀12进油口连接，第二单向阀12出油口与第二主油路连接。

在上述方案的基础上，所述第一主油路、第二主油路均通过快速接头与拖拉机油源1连接。

在上述方案的基础上，所述的第一单向阀8和第二单向阀12均为管式单向阀。

在上述方案的基础上，所述的第一球阀3、第二球阀7和第三球阀11均为手动球阀。

在上述方案的基础上，所述第一主油路与拖拉机油源1的连接端设有液压锁2，所述第二主油路与拖拉机油源1的连接端设有液压锁2。

在上述方案的基础上，所述冲击臂25通过第一销轴26与控制器总成27铰接；所述提升臂22通过第二销轴24与冲击臂25铰接；割台29通过第三销轴21与提升臂22铰接。

在上述方案的基础上，所述第一主油路接口011和第二主油路接口012设置于回转油缸6的两端。

本发明的工作原理：

所述拖拉机油源1为拖拉机自带油源，在本发明中只做借用，不做详细描述。

在第一主油路中，第一蓄能器5作为储能装置，当第一主油路中油液过剩，第一蓄能器5作为储能装置暂时存储油液，且压力表4与第一蓄能器5相连，用于实时监测第一蓄能器5压力变化，即第一油路压力变化，第一球阀3作为断路装置，在割草机由运输状态运动到工作状态过程中为关闭状态，切断第一蓄能器5与第一主油路的连接，避免因第一蓄能器5压力波动引起危险。液压锁2作为油路锁紧装置，在供油或者泄油时，液压锁2阀门打开，可顺利对第一主油路进行供油和泄油，在割草机工作过程中，液压锁2对装置油路进行锁止，防止油液泄漏。

在第二主油路中，液压锁作业原理与第一主油路相同。

所述连接油路中，第二球阀7作为断路装置，在割草机由运输状态运动到工作状态过程中为开启状态，用于对第二蓄能器10进行补充油液。第一单向阀8用于防止当第一主油路压力减小，油液充入第二蓄能器10时造成泄漏。减压阀9作为减压装置，将来自于第一主油路的高压油降低压力后进入第二蓄能器10，同时将高压油从泄油口流回第二主油路，减小第二蓄能器10的油压。同时在减压阀9泄油路加装第二单向阀12，防止对第二主油路充油时对减压阀9反向充油。第三球阀11作为断路装置，连接第二蓄能器10和第二主油路，在液压锁2关闭时，若需要对第二主油路进行充油，打开第三球阀11，即第二蓄能器10与第二主油路实现连通供油。

本发明中减压阀的作用原理如下，当第二球阀7关闭，第三球阀11打开，第一蓄能器5连通回转油缸6的活塞腔，第二蓄能器10连通回转油缸6的杆腔，蓄能器的压力同时作用于回转油缸6活塞的左右两侧，为了使割草机在正常工作过程中回转油缸6保持伸长状态，需要活塞腔压力大于杆腔压力，在联接油路中设置减压阀9，可使充入第二蓄能器10的液压油压力小于工作油路压力，即第一蓄能器5压力，第一蓄能器5和第二蓄能器10的压力差可使回转油缸6保持伸长状态。

本发明中液压锁的作用原理如下，由于拖拉机油源1使用三位四通阀控制油路的通断，且当本发明的液压回路工作时，需要切断与拖拉机油源1的联系，而三位四通阀会有泄露，使油路不闭合，影响割草机的正常工作，因此，添加液压锁2，在割草机工作过程中，将本发明液压回路完全与拖拉机油源1断开，使油路处于闭环状态，无泄漏。

为了提高割草机对不同拖拉机型的适应性，尽可能地减少与拖拉机的能量交换，在割草机工作过程中，第一主油路和第二主油路有能量的流失和存储，在此过程中，选择蓄能器作为本发明油路的储能装置，当第一主油路进油，第二主油路回油时，油液进入第二蓄能器10，第二蓄能器10储存一部分油液，当避障开始时，整个油路单独工作时，第一蓄能器5储存由回转油缸6活塞腔排出的油液，第二蓄能器10排出油液补充进入回转油缸6杆腔，回转油缸6得以收缩；避障结束后，第一蓄能器5将存储的油液充入回转油缸6活塞腔，杆腔排出的油液进入第二蓄能器10存储，回转油缸6复位回到正常工作位置。

本发明中所设置的单向阀均为管式单向阀，通过使用管式单向阀使油路单向导通，防止油液回流。

本发明中的球阀均为手动球阀，通过使用手动球阀减少了割草机对拖拉机的硬件要求，提高割草机的通用性。

本发明的有益效果在于：

1)本发明通过加装两个蓄能器，使原本封闭的油路在一定范围内实现了柔性工作，为割草机工作过程中油缸收缩建立了收缩基础。

2)本发明液压回转系统连接了割草机的回转油缸，当回转油缸收缩时，活塞腔挤压出的油液可进入第一蓄能器，杆腔需要补充的油液可由第二蓄能器提供，防止出现油路堵死，实现割草机避障的功能。

3)本发明的割草机回转液压系统，其液压油路的刚性可通过调节两个蓄能器的预充压力值调节，具有适应不同工作环境的特点；

4)本发明的割草机回转液压系统，通过控制第一球阀、第二球阀、第三球阀的开闭，可实现液压油路的刚柔转换，根据作业需求来调整。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为本发明的液压系统原理图；

图2为本发明的割草机机械结构示意图；

图3为本发明的割草机运输状态机械结构示意图；

图4为本发明的割草机工作状态机械结构俯视图；

图5为本发明的割草机避障状态机械结构俯视图。

附图标记：

1、拖拉机油源 2、液压锁 3、第一球阀

4、压力表 5、第一蓄能器 6、回转油缸

7、第二球阀 8、第一单向阀 9、减压阀

10、第二蓄能器 11、第三球阀 12、第二单向阀

011、第一主油路接口 012、第二主油路接口

21、第三销轴 22、提升臂 23、提升油缸

24、第二销轴 25、冲击臂 26、第一销轴

27、控制器总成 28、割台

具体实施方式

下面结合附图1～5和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1～图2所示，一种割草机避障回转液压系统，包括机械系统和液压油路系统；

所述机械系统中包括：提升臂22、提升油缸23、冲击臂25、控制器总成27、回转油缸6和割台29；

所述割草机通过控制器总成27与拖拉机三点悬挂连接，所述冲击臂25与控制器总成27铰接，所述回转油缸6设置于控制器总成27上，所述回转油缸6的前端与冲击臂25连接，回转油缸6用于控制冲击臂25相对于控制器总成27的旋转，所述回转油缸6上设有第一主油路接口011和第二主油路接口012，所述提升臂22与冲击臂25铰接，所述提升油缸23设置于冲击臂25上，所述提升油缸23的前端与提升臂22连接，提升油缸23用于控制提升臂22相对于冲击臂25在竖直平面内的相对转动，割台29与提升臂22铰接，能够使割台29在工作过程中能紧贴地面，所述割台29具备随地形变化左右摆动的功能；

所述液压油路系统包括：第一主油路、第二主油路和连接油路；

所述第一主油路的一端与拖拉机油源1连接，所述第一主油路的另一端通过第一主油路接口011与回转油缸6连接；所述第二主油路的一端与拖拉机油源1连接，所述第二主油路的另一端通过第二主油路接口012与回转油缸6连接；所述第一主油路与第二主油路通过连接油路连接。

在上述方案的基础上，所述第一主油路还包括：四通、第一球阀3、压力表4和第一蓄能器5；

四通的一端与第一球阀3连接，所述第一球阀3与压力表4连接，所述压力表4与第一蓄能器5连接；四通的另一端与连接油路连接；四通的上端通过第一主油路接口011与回转油缸6连接；四通的下端与拖拉机油源1。

在上述方案的基础上，所述连接油路包括：第二球阀7、第一单向阀8、减压阀9、第二单向阀12、第二蓄能器10和第三球阀11。

所述第二球阀7的一端与四通的一端连接，所述第二球阀7的另一端与第一单向阀8的进油口相连，第一单向阀8的出油口与减压阀9的进油口连接，减压阀9的出油口、第二蓄能器10和第三球阀11的一端通过三通连接，所述第三球阀11的另一端与第二主油路连接，减压阀9的泄油口与第二单向阀12进油口连接，第二单向阀12出油口与第二主油路连接。

在上述方案的基础上，所述第一主油路、第二主油路均通过快速接头与拖拉机油源1连接。

在上述方案的基础上，所述的第一单向阀8和第二单向阀12均为管式单向阀。

在上述方案的基础上，所述的第一球阀3、第二球阀7和第三球阀11均为手动球阀。

在上述方案的基础上，所述第一主油路与拖拉机油源1的连接端设有液压锁2，所述第二主油路与拖拉机油源1的连接端设有液压锁2。

本申请所述的割草机各状态工作原理如下：

a.如图3所示为割草机运输状态，割草机上提升油缸23和回转油缸28都收缩到最短，此时为了保证运输过程割草机的稳定性，第一球阀3、第二球阀7和第三球阀11都处于关闭状态，且借助液压锁2的功能，将整个回转液压系统锁住，防止油液泄露回到拖拉机液压油源1，保证系统的稳定性和运输过程中的安全性。

b.当割草机从图3所示运输状态运动至图4所示运动状态时，需先将提升油缸23伸长，提升臂22绕第二销轴24向下转动，同时割台29绕第三销轴21转动，由于割台29质心处于第三销轴21轴线所在竖直平面内，因此割台29会自动找平，平行于地面。后打开第二球阀7，控制拖拉机油源1向回转液压系统第一主油路充油，油液进入油缸活塞腔，推动回转油缸6伸长，同时油液依次通过第二球阀7、第一单向阀8和减压阀9充入第二蓄能器10，储存一部分油液在第二蓄能器10里，第一单向阀8防止储存于第二蓄能器10里的油液回流到第一主油路，通过减压阀9泄出的多余的油液通过泄油路流回拖拉机油源1，同时在泄油路加装第二单向阀12是为了防止第二主油路供油时对减压阀9进行反向作用。一直对第一主油路进行供油，直到回转油缸6伸至最长到达工作状态，如图4所示。

c.当割草机处于如图4所示工作状态后，拖拉机停止供油，液压锁2自动将第一主油路和第二主油路锁死，油液在整个油路里面不会泄露导致压力下降。打开第一球阀3，关闭第二球阀7，打开第三球阀11，使第一蓄能器5接入第一主油路，第二蓄能器10接入第二主油路。

d.当割草机割台29碰到障碍物后，割台29向后摆动，由图4运动到图5状态，回转油缸6长度变短，活塞腔容积变小，杆腔容积增大，活塞强多余的油液被挤压进入第一蓄能器5，同时储存在第二蓄能器10里的油液补充进入杆腔，这样就避免了杆腔真空而使回转油缸柔性不足，无法弹性回收。回转油缸6的收缩刚度可通过调节第一蓄能器5的预充压力来进行调节。当由图5状态运动到图4状态时，第一蓄能器5里的油液流回活塞腔，杆腔的油液又被挤压回到第二蓄能器10，实现了整个油路的柔性工作。

e.当割草机从工作状态收回运输状态时，将第一球阀3、第二球阀7、第三球阀关闭11，控制拖拉机油源1，将回转油缸6和提升油缸23收回到最短行程，即可进行割草机的运输。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。