水田作业车及其作业装置

技术领域

本发明涉及水田作业车技术领域，具体地，涉及一种水田作业车及其作业装置。

背景技术

在现代农业作业领域，水田作业车的应用大大提高了种植效率和降低了人力成本。现有的水田作业车种类较多，包括种植机、施肥机和翻土机等。以种植机为例的水田作业车包括底盘和工作部机构，底盘用于承载工作部机构等多个机构并使得水田作业车能够在水田上行走，工作部机构用于水田种植。工作部机构能够通过油缸的伸缩实现工作部的上升与下降，而油缸的伸缩则由控制阀进行控制。并且，工作部机构的动作与停止由离合器机构控制，离合器的动作则由PTO拉线和回位弹簧共同实现。由此可见，水田作业车的组成机构较多，结构复杂，生产成本较高。

发明内容

针对现有技术的上述至少一种缺陷或不足，本发明提供了一种水田作业车及其作业装置，该水田作业车及其作业装置结构简单合理，有效降低了生产成本。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种用于水田作业车的作业装置，水田作业车设有用于水田作业并能够升降运动的工作部机构，该作业装置包括：

离合器机构，与工作部机构传动连接并能够启动或停止工作部机构的升降运动；

升降控制机构，设有控制阀并用于控制工作部机构上升或者下降；和

驱动机构，能够与离合器机构传动连接以驱动离合器机构动作，以及，能够与升降控制机构传动连接以驱动控制阀动作。

进一步地，驱动机构可包括驱动电机、第一传动部和第二传动部，驱动电机用于驱动第一传动部和第二传动部转动；其中，

第一传动部能够在驱动电机的第一转动方向与离合器机构传动连接以驱动离合器机构动作；或者

第二传动部能够在驱动电机的第二转动方向与升降控制机构传动连接以驱动控制阀动作。

更进一步地，驱动机构可包括：

中间传动件，与驱动电机传动连接，第一传动部和第二传动部，均一体设置在中间传动件上。

此外，中间传动件可为齿轮板，中间传动件的端面外周部设有第一传动部和第二传动部，中间传动件的圆心部与水田作业车的主机架铰接，驱动电机的电机轴上驱动连接有驱动齿轮组，驱动齿轮组与中间传动件啮合并能够驱动中间传动件正转或反转。

另外，中间传动件可为扇形齿轮；

和/或，中间传动件的齿轮板端面可沿轴向伸出有传动凸起块，传动凸起块呈L型并包括相互连接的纵向段和横向段，横向段平行连接在齿轮板端面上且能够作为第一传动部抵压在离合器机构上，纵向段垂直连接在齿轮板端面上且能够作为第二传动部抵压在升降控制机构上。

可选地，中间传动件的铰接部上可固定伸出有齿轮转轴，齿轮转轴设有同步转动的转板，作业装置还包括角度传感器，角度传感器与转板连接以检测中间传动件的转动角度。

在一些实施例中，驱动齿轮组可包括与中间传动件啮合的驱动小齿轮，驱动机构还包括与主机架连接的齿轮固定板，齿轮固定板设有齿轮容置槽，齿轮容置槽设于齿轮固定板的中部并用于容置驱动小齿轮。

可选地，离合器机构可包括依次传动连接的PTO传动轴、PTO控制拉线以及拉线控制转臂，PTO传动轴用于启动或停止工作部机构的升降运动，拉线控制转臂为用于与主机架铰接的铰接部，拉线控制转臂的一端与PTO控制拉线连接，拉线控制转臂的另一端能够抵压在第一传动部上；

和/或，升降控制机构可包括四连杆结构，四连杆结构包括主动摇臂、连杆以及被动摇臂，主动摇臂的一端为用于与主机架铰接的铰接部，主动摇臂的另一端与连杆的一端铰接，主动摇臂能够抵压在第二传动部上，被动摇臂的中部为用于与主机架铰接的铰接部，被动摇臂的一端与连杆的另一端铰接，被动摇臂的另一端与控制阀传动连接。

本发明的第二方面提供了一种水田作业车，该水田作业车包括上述的作业装置。

可选地，水田作业车还包括工作部机构和设有主机架的底盘，工作部机构设于底盘上，升降控制机构和驱动机构均设于主机架的外侧。

本发明的水田作业车及其作业装置包括离合器机构、升降控制机构以及驱动机构。离合器机构与工作部机构传动连接并能够启动或停止工作部机构的升降运动。升降控制机构设有控制阀并用于控制工作部机构上升或者下降。驱动机构除了能够与离合器机构传动连接以驱动离合器机构动作，还能够与升降控制机构传动连接以驱动控制阀动作。即离合器机构和升降控制机构均能通过驱动机构进行驱动，大大简化了整体结构，使得整体结构更加合理。此外，离合器机构和升降控制机构共用一个驱动机构，不仅能够有效简化了驱动控制逻辑，还能够缩减了电机和传感器的配置数量，大大降低了生产制造成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1展示根据本发明的一种具体实施方式的作业装置的结构透视图；

图2为图1中的作业装置的局部放大示意图；

图3为图1中的作业装置的另一个视角的局部放大示意图；

图4为图3中的作业装置的再一个视角的结构示意图；

图5为图1中的作业装置的整体结构示意图；和

图6为图1中的作业装置的局部后视图；

图7为图1中的作业装置的部分安装爆炸图；和

图8为图7中的中间传动件的结构示意图。

附图标记说明：

4主机架1 驱动机构

11 驱动电机12中间传动件

121第一传动部122 第二传动部

123传动凸起块124 齿轮转轴

125转板13角度传感器

14 驱动小齿轮15齿轮固定板

151齿轮容置槽16铰制孔螺栓

2升降控制机构3 离合器机构

21 控制阀22主动摇臂

23 连杆24被动摇臂

31 PTO传动轴 32PTO控制拉线

33 拉线控制转臂34拉线回位弹簧

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本发明。

现有的水田作业车存在着结构复杂，生产成本高，用户体验不良等的问题，本发明的发明人进行了不断地思考发现，现有的水田作业车多为手动操纵控制结构，即工作部的上升/下降，PTO的通/断均为手柄控制，纯手动操纵机构的水田作业车操纵不便，操纵力大，机构复杂。少数水田作业车为电动控制，工作部的上升/下降通过电机带动摇臂从而控制阀芯来实现，PTO的通/断则使用另一套电动控制机构实现，这种操纵机构不能控制PTO的通/断，不能从结构上确认工作部升/降和PTO通/断的关联，需依靠电控逻辑进行控制，电控程序更为复杂。

有鉴于此，本发明的第一方面提供了一种新型的用于水田作业车的作业装置，本发明的第二方面提供了一种新型的水田作业车，该水田作业车设有工作部机构并包括本发明的用于水田作业车的作业装置。其中，工作部机构用于水田作业并能够升降运动，如图1所示，该作业装置包括离合器机构3、升降控制机构2以及驱动机构1。离合器机构3与工作部机构传动连接并能够启动或停止工作部机构的升降运动。升降控制机构2设有控制阀21并用于控制工作部机构上升或者下降。驱动机构1能够与离合器机构3传动连接以驱动离合器机构3动作，以及能够与升降控制机构2传动连接以驱动控制阀21动作。即离合器机构3和升降控制机构2均能通过驱动机构1进行驱动，大大简化了整体结构，使得整体结构更加合理。此外，离合器机构3和升降控制机构2共用一个驱动机构1，不仅能够有效简化了驱动控制逻辑，还能够缩减了电机和传感器的配置数量，大大降低了生产制造成本。

需要说明的是，驱动机构1的结构可多种多样，例如驱动机构1的驱动电机11的电机轴上直接转动连接有第一驱动连接件和第二驱动连接件，第一驱动连接件与离合器机构3传动连接，第二驱动连接件与升降控制机构2转动连接，这样，驱动机构1可通过第一驱动连接件驱动离合器机构3动作，以及通过第二驱动连接件驱动控制阀21动作。又例如，驱动机构1可通过传动齿轮组或连杆机构等分别与离合器机构3和升降控制机构2传动连接等，本发明不限于此。

可选地，水田作业车还可包括设有主机架4的底盘，工作部机构设于底盘上，升降控制机构2和驱动机构1均设于主机架4的外侧。由于水田作业机在水田上作业，工作环境较为恶劣，机构部件容易沾泥沾水，需要经常检查和维修，为此，本申请的水田作业车将升降控制机构2和驱动机构1均设于主机架4的外侧，如此，在检查和维修时，可一次过整体拆装，使得检查和维修更加便利。

此外，由于水田作业车的组成机构较多，操作相对繁琐，操作人员的劳动强度较大。可选地，本发明的驱动机构1可包括驱动电机11、第一传动部121和第二传动部122，驱动电机11用于驱动第一传动部121和第二传动部122转动。其中，第一传动部121能够在驱动电机11的第一转动方向与离合器机构3传动连接以驱动离合器机构3动作，第二传动部122能够在驱动电机11的第二转动方向与升降控制机构2传动连接以驱动控制阀21动作。如此，离合器机构3和升降控制机构2均通过驱动电机11电控操纵，大大降低了操作人员的劳动强度。并且，离合器机构3和升降控制机构2共用一个驱动机构1，并通过驱动电机11的两个相反方向的旋转分别驱动离合器机构3和升降控制机构2，离合器机构3和升降控制机构2两个结构的作业相互独立，互不影响，可从结构上确定只有在下降状态才能作业的逻辑，大大简化了控制逻辑。

需要说明的是，驱动电机11的第一转动方向为驱动电机11的正转方向和反转方向中的一者，驱动电机11的第二转动方向为驱动电机11的正转方向和反转方向中的另一者。

其中，第一传动部121和第二传动部122可为独立的部件并分别连接在驱动电机的电机轴上，或者，第一传动部121和第二传动部122也可为一体制造形成在同一个部件上，或者，第一传动部121和第二传动部122还可为独立部件且分别连接在同一个部件上，本申请不限于此。

进一步地，驱动机构1可包括与驱动电机11传动连接的中间传动件12，第一传动部121和第二传动部122可一体设置在中间传动件12上，如此，可进一步简化了驱动结构，并降低了制造成本和安装成本。

更进一步地，如图2至图4所示，中间传动件12可为齿轮板，第一传动部121和第二传动部122设置在中间传动件12的端面外周部，中间传动件12的圆心部与水田作业车的主机架铰接。驱动电机11的电机轴上驱动连接有驱动齿轮组，驱动齿轮组与中间传动件12啮合并能够驱动中间传动件12正转或反转。如此，可对驱动电机11的扭矩放大，从而使得整体结构更加合理可靠，成本更低。并且，中间传动件12设置为齿轮板，可使得作业装置的整体结构更加简单紧凑，有利于作业装置的小型化和降低制造成本。

此外，中间传动件12可为扇形齿轮，如此，在同等的安装空间下，可将中间传动件12的半径进一步增大，从而能够进一步增大驱动的力矩，结构更加合理可靠。

另外，如图3和图4所示，中间传动件12的齿轮板端面沿轴向伸出有传动凸起块123，传动凸起块123呈L型并包括相互连接的纵向段和横向段。横向段平行连接在齿轮板端面上，且横向段能够作为第一传动部121抵压在离合器机构上。纵向段垂直连接在齿轮板端面上，且纵向段能够作为第二传动部122抵压在升降控制机构上。如此，在驱动电机11的第一转动方向上，第一传动部121能够与离合器机构3传动连接以驱动离合器机构3动作；在驱动电机11的第二转动方向上，第二传动部122能够与升降控制机构2传动连接以驱动控制阀21动作。

进一步地，中间传动件12的铰接部上可固定伸出有齿轮转轴124，齿轮转轴124设有同步转动的转板125，作业装置还包括角度传感器13，角度传感器13与转板125连接以检测中间传动件12的转动角度。具体地，如图6所示，角度传感器13布置在主机架4的内侧，中间传动件12的铰接部上的齿轮转轴124穿过主机架4以伸入主机架4的内侧，齿轮转轴124的内侧端上连接有转板125，转板125与角度传感器13连接，角度传感器13可以检测出转板125的位置，从而得知中间传动件12的位置，并且，结合驱动电机11的正反转，可实现工作部机构上升和下降，以及工作部机构的启动和停止等动作的控制。

更进一步地，驱动齿轮组可包括与中间传动件12啮合的驱动小齿轮14。驱动机构还包括齿轮固定板15，齿轮固定板15设有齿轮容置槽151和多个铰制孔。齿轮容置槽151设于齿轮固定板15的中部并用于容置驱动小齿轮14。多个铰制孔周向间隔地布置在齿轮容置槽151的外周侧，且多个铰制孔用于通过铰制孔螺栓16与水田作业车的主机架4固定。

具体地，驱动电机11通过驱动齿轮组驱动中间传动件12，驱动齿轮组包括蜗杆、驱动大齿轮以及驱动小齿轮。蜗杆与驱动电机11同轴传动连接，蜗杆与驱动大齿轮啮合，驱动大齿轮和驱动小齿轮同轴布置并固定连接。如此，如图2至图4所示，驱动电机11的电机轴与主机架4的安装板可平行布置，可使得整体结构更加简洁紧凑。并且，通过设置驱动大齿轮和驱动小齿轮，驱动大齿轮的半径比驱动小齿轮的半径大，中间传动件12的半径比驱动小齿轮的半径大，可使得驱动结构更加合理可靠。

此外，如图2至图4所示，多个铰制孔周向间隔地布置在齿轮容置槽151的外周侧，多个铰制孔通过铰制孔螺栓16将齿轮固定板15固定安装在水田作业车的主机架4上，驱动小齿轮14设置在齿轮固定板15的齿轮容置槽151中，从而可对驱动小齿轮14进行限位，可较好的保证驱动小齿轮14和中间传动件12的啮合，两者之间的齿轮间隙小，正反转切换时，空行程小，控制精度更高。

其中，驱动电机11通过驱动齿轮组驱动中间传动件12，驱动齿轮组的结构除了为上述结构外，驱动齿轮组还可例如为仅包括多个齿轮的结构，此时驱动电机11的电机轴可与主机架4的安装板垂直布置，本发明不限于此。

可选地，离合器机构3可包括依次传动连接的PTO传动轴31、PTO控制拉线32以及拉线控制转臂33，PTO传动轴31用于启动或停止工作部机构的升降运动，拉线控制转臂33的中部为用于与主机架4铰接的铰接部，拉线控制转臂33的一端与PTO控制拉线32连接，拉线控制转臂33的另一端能够抵压在第一传动部121上。如图5所示，拉线控制转臂33中部的铰接部与主机架4铰接，拉线控制转臂33的一端与PTO控制拉线32连接，拉线控制转臂33的另一端能够抵压在第一传动部121上，如此，在驱动电机11的第一转动方向上，第一传动部121能够与离合器机构的拉线控制转臂33传动连接以驱动离合器机构动作。并且，中间传动件12的铰接部可与拉线控制转臂33的铰接部同轴布置，结构更加简洁紧凑。

其中，需要说明的是，在另一些实施例中，离合器机构可减少设置PTO拉线控制转臂32，将PTO控制拉线32直接与中间传动件12连接，此方案中，PTO控制拉线有较多多余行程，需设置拉线回位弹簧或其他机构。

可选地，如图2至图4所示，升降控制机构2可包括四连杆结构，四连杆结构包括主动摇臂22、连杆23以及被动摇臂24，主动摇臂22的一端为用于与主机架4铰接的铰接部，主动摇臂22的另一端与连杆23的一端铰接，主动摇臂22的中部能够抵压在第二传动部122上，被动摇臂24的中部为用于与主机架4铰接的铰接部，被动摇臂24的一端与连杆23的另一端铰接，被动摇臂24的另一端与控制阀21传动连接。这样，在驱动电机11的第二转动方向上，第二传动部122能够与升降控制机构的主动摇臂22传动连接以驱动控制阀21动作。中间传动件12的铰接部可与主动摇臂22的铰接部同轴布置，或者，中间传动件12的铰接部、拉线控制转臂33的铰接部以及主动摇臂22的铰接部同轴布置，这样，整体结构更加紧凑合理。

其中，驱动电机11连接有减速齿轮组，即齿轮板由减速电机控制，驱动电机11由电控系统驱动，可以实现中间传动件12的正反转。控制阀21的动作由四连杆结构控制，四连杆结构的主动摇臂22由中间传动件12的转动来驱动。从中间传动件12的中位开始，中间传动件12逆时针转动时，可以驱动主动摇臂22进行动作、不驱动PTO控制拉线转臂33；中间传动件12顺时针转动时，可以驱动PTO拉线控制转臂33、不驱动四连杆结构中的主动摇臂22。

具体地，如图3和图8所示的实施例所示，当中间传动件12顺时针转动时，第一传动部121的左侧端面能够抵接在PTO控制拉线转臂33的下端上并驱动PTO控制拉线转臂33顺时针转动，PTO控制拉线转臂33顺时针转动时，PTO控制拉线转臂33的上端能够向后拉动PTO控制拉线32。当中间传动件12逆时针转动时，第二传动部122的顶端面能够抵接在主动摇臂22的中部上并驱动主动摇臂22逆时针转动，主动摇臂22逆时针转动时，能够通过连杆23带动被动摇臂24逆时针转动以抵压在控制阀21上。其中，如图5所示，PTO控制拉线32的一端与拉线控制转臂33连接，PTO控制拉线32的另一端设置有拉线回位弹簧34，如此，当中间传动件12逆时针转动时，PTO控制拉线32和拉线控制转臂33可在拉线回位弹簧34的拉力作用下回位。同样地，控制阀21也设置有回位机构，当中间传动件12顺时针转动时，被动摇臂24、连杆23以及主动摇臂22可在回位机构的作用下回位。

综上所述，本发明的水田作业车及其作业装置的离合器机构3和升降控制机构2均能通过驱动机构1进行驱动，大大简化了整体结构，使得整体结构更加合理。此外，离合器机构3和升降控制机构2共用一个驱动机构1，不仅能够有效简化了驱动控制逻辑，还能够缩减了电机和传感器的配置数量，大大降低了生产制造成本。此外，通过将升降控制机构2和驱动机构1均设于主机架4的外侧，如此，在检查和维修时，可一次过整体拆装，使得检查和维修更加便利。另外，本发明的水田作业车及其作业装置的驱动机构1结构简单紧凑，合理可靠，生产成本低，使用体验好。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。