一种温室多功能电动轨道作业平台的制作方法

本发明属于运输装置技术领域，具体为一种温室多功能电动轨道作业平台。

背景技术：

机械化是实现蔬菜生产优质高效轻简生产的重要手段。当前，温室果蔬的打蔓、摘果等环节仍然是靠人工来完成，劳动强度大，作业效率低，严重制约了生产的全程机械化。搭载液压升降平台的作业平台车，配套采摘机具，用来辅助人工完成作业，尤其是较高立体栽培果蔬的修剪及收获等工作，能很大程度上提高温室生产的机械化水平。

目前，中国研制的作业平台根据行走机构的不同，主要有自走轮式、自走履带式和悬挂折臂式3种形式。现有的作业平台多适用于露地果园之中，由于尺寸大、噪音高、尾气排放等问题，不适于半封闭环境下的温室内作业。

针对温室作业环境狭窄、生产环境封闭等情况，一些适宜温室特点的作业平台被研制出来。一种温室用小型多功能电动履带式多功能作业平台，其底盘行走装置采用具有多个支重轮的橡胶履带，起到增大与地面接触面积，减小压实土壤的效果(cn209435827u)；遥控平台车通过无线信号实现远距离操控作业车的动作，减少了作业平台的载人负担，符合未来农业装备自动化的发展方向(cn211770036u)；沈阳农业大学研制出一种轨道作业车，设置专门的横向行走轮实现过道之间的转移，而纵向行走轮使用仿尼龙材料的仿形设计以减小震动。相较而言，轨道式作业平台对于土壤的压实影响较小，但更需要关注行走的稳定性，以及平台的转弯性能。

因此，迫切设计一种尺寸小、运行平稳的温室多功能电动轨道作业平台，以适应温室果蔬管理采收的作业需求，减少劳动成本，提高作业效率。

技术实现要素：

针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种温室多功能电动轨道作业平台，其特征在于，包括：底盘、动力行走装置、液压升降装置、电气控制系统以及工作台；其中一对平面对称的动力行走装置安装在底盘下方的左右两侧，动力行走装置中的行走轮在轨道上行走；工作台通过液压升降装置安装于底盘的上方；电气控制系统由安装在地盘上的控制柜和安装在工作台上的控制面板组成；

所述动力行走装置包括：一个电机、一块安装架、两个独立的行走轮和与各行走轮对应的“l”形安装板、轴套、保护螺母、立轴、推力轴承以及硬弹簧，其中水平设置的安装架上表面的前后两侧各设有一根向上的轮系连接杆，轮系连接杆的上部通过螺栓与底盘下方的水平安装杆栓接；在前侧轮系连接杆的前侧和后侧轮系连接杆的后侧各开有一个通孔，通孔的正上方固接有一根轴线共线的轴套；立轴的上部穿过安装架和轴套，并与两者间隙配合；立轴顶端攻螺纹，从而在立轴的顶端设有一对保护螺母，立轴的下端面与“l”形安装板的水平板焊接并垂直于水平板，硬弹簧套在立轴外，硬弹簧的下端与“l”形安装板的水平板固接，推力轴承的上圈和安装架的下端面固接，推力轴承的下圈和硬弹簧的上端固接，推力轴承与立轴间隙配合；自然状态下，硬弹簧呈压缩状态；保护螺母与轴套接触，并在硬弹簧的作用下相互压紧，两个“l”形安装板中竖直板的外侧通过均安装有一个行走轮，一个竖直板的内侧安装有电机，电机的输出轴通过变速器与该竖直板外侧行走轮的输出轴相连以驱动该行走轮转动。

弯转时所述轨道对行走轮产生侧向挤压，挤压通过行走轮轮轴转化为对“l”形安装板的转矩，转矩通过行走轮、行走轮的轮轴、“l”形安装板、硬弹簧传递到推力轴承的下圈，下圈受转矩与上圈产生相对转动，实现四个行走轮的轮系自身分别转向进而带动车身的转向。

所述行走轮为u型槽轮，轨道为圆管轨道。

所述电机安装于所述动力行走装置中后方“l”形安装板的竖直板内侧。

所述液压升降装置选用剪叉式升降装置，包括下支撑板、上支撑板、双剪叉机构和液压装置，其中下支撑板安装在底盘上，上支撑板安装于工作台下方，双剪叉机构安装在上支撑板和下支撑板之间；液压装置中液压缸的两端分别与双剪叉机构的两根中部连接转轴相连。

所述电气控制系统包括蓄电池、控制柜、控制面板和控制线路，其中控制柜内安装有蓄电池和电路板，电路板通过控制线路与放置在工作台上且可取下的控制面板相连，控制柜通过控制线路与蓄电池、控制面板、动力行走装置中的电机和液压升降装置的液压装置相连。

本发明的有益效果在于：

1.本装置结构简单、操作方便，能有效减小温室果蔬吊蔓、打叉、采摘等作业的劳动强度，提高作业效率。

2.两侧动力行走装置中两个独立的行走轮系单独受轨道挤压释放应力，行走轮保持和轨道贴合，实现沿轨道弯曲的被动转向。

3.行走在固定的轨道之上，减少对土壤结构的压实破坏，适用于温室内重复往返作业的情况。

4.动力行走装置采用推力轴承和弹簧的组合，在换行时轮系能够根据轨道的形状实现自动转弯，简化了平台的操作，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明一种温室多功能电动轨道作业平台实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的侧视图；

图3为图2在ⅰ区域的局部放大图；

图4为本发明实施例的结构示意图。

其中：

10-底盘，11-水平安装杆，20-底盘行走系统，22-驱动行走轮，23-“l”形安装板，24-驱动电机，25-安装架，60-轮系连接杆，201-立轴，30-液压升降装置，31-下支撑板，32-双剪叉机构，33-上支撑板，40-控制系统，41-控制柜，42-控制面板，50-作业台，202-硬弹簧，203-球推力轴承，204-轴套，205-保护螺母，231-水平板，232-竖直板，251-通孔，321-中部连接转轴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1～图4所示的本发明实施例，包括：底盘10、动力行走装置20、液压升降装置30、电气控制系统40以及工作台50；其中底盘10作为平台，用来支撑、安装其它各部分；一对平面对称的动力行走装置20安装在底盘10下方的左右两侧，动力行走装置20中的行走轮22实现支撑、变向和在温室内轨道上行走的功能；工作台50通过液压升降装置30安装于底盘10的上方，随液压升降装置30实现升降；电气控制系统40由安装在地盘上的控制柜41和安装在工作台50上的控制面板42组成；控制柜41内设有蓄电池(图中未示出)与控制电路，蓄电池通过控制电路与控制面板42、液压升降装置30中的液压缸、以及动力行走装置20的电机24相连；

如图1～图3所示的动力行走装置20是实现作业平台支撑、转弯和平稳运行的关键结构，包括：一个电机24、一块安装架25、两个独立的行走轮22和与各行走轮22对应的“l”形安装板23、轴套204、保护螺母205、立轴201、推力轴承203以及硬弹簧202，其中水平设置的安装架25上表面的前后两侧各设有一根向上的轮系连接杆60，轮系连接杆60的上部通过螺栓与底盘10下方的水平安装杆11栓接；在前侧轮系连接杆60的前侧和后侧轮系连接杆60的后侧各开有一个通孔251，通孔251的正上方固接有一根轴线共线的轴套204；立轴201的上部穿过安装架25和轴套204，并与两者间隙配合；立轴201顶端攻螺纹，从而在立轴201的顶端设有一对保护螺母205，立轴201的下端面与“l”形安装板23的水平板231焊接并垂直于水平板231，硬弹簧202套在立轴201外，硬弹簧202的下端与“l”形安装板23的水平板231固接，推力轴承203的上圈和安装架25的下端面固接，推力轴承203的下圈和硬弹簧202的上端固接，推力轴承203与立轴201间隙配合；自然状态下，硬弹簧202呈压缩状态；保护螺母205与轴套204接触，并在硬弹簧202的作用下相互压紧，两个“l”形安装板23中竖直板232的外侧通过均安装有一个行走轮22，一个竖直板232的内侧安装有电机24，电机24的输出轴通过变速器与该竖直板232外侧行走轮22的输出轴相连以驱动该行走轮22转动。

在本实施例中，所使用的推力轴承203为沿周向向转动的单向推力球轴承；

在本实施例中，控制柜41所处的方向为前方，行走轮22为u型槽轮，与其匹配的轨道是圆管轨道，轨道的间距(轨距)为405mm，轨道宽50mm；轨道随着垄数有至少一处半圆弧形转弯，转弯处内轨的半径为550mm，外轨的半径为955mm；

在本实施例中，电机24安装于后方的竖直板232内侧，即后方的行走轮22作为驱动轮，电机供电工作时，通过输出轴带动驱动行走轮22转动，实现作业平台的运动，电机24的正反转、停止实现作业平台的前进、后退；

本实施例在轨道上行进转向时，轴套204为立轴201提供了的径向约束，进而减小安装架25及整体左右晃动的情况；进一步的，硬弹簧202实现传递压力、缓冲、减震，以及对推力轴承203的预紧功能；从而，随着弯转时的轨道对行走轮22产生侧向挤压，挤压通过行走轮轮轴转化为对“l”形安装板23的转矩，转矩通过行走轮22、行走轮22的轮轴、“l”形安装板23、硬弹簧202传递到推力轴承203的下圈，下圈受转矩与上圈产生相对转动，实现四个行走轮22的轮系自身分别转向进而带动车身的转向；通过两侧单独设置的一对动力行走装置20，分别转变两侧的轨道和行走轮22之间所产生的侧向挤压。

本实施例在整个行进和转向过程中，全部行走轮22均与轨道贴合，保证了在棚内等狭小环境中由于轨道无法保证完全平整，现有技术中因使用深沟球轴承连接行走轮转轴和底盘，而导致的转弯时部分行走轮22脱离轨道、转弯时整个平台卡死的问题，实现了轻型轨道装置的自由转弯。

如图1所示的液压升降装置30选用剪叉式升降装置，包括下支撑板31、上支撑板33、双剪叉机构32和液压装置，其中下支撑板31安装在底盘10上，上支撑板33安装于工作台50下方，双剪叉机构32安装在上支撑板33和下支撑板31之间；液压装置中液压缸(图中未示出)的两端分别与双剪叉机构32的两根中部连接转轴321相连。

举升作业台时，由液压缸中的活塞杆伸出，推动两根中部连接转轴321靠近，从而拉动架臂的一端滑动运动，将工作平台举升至所需高度位置。

如图1所示的电气控制系统40包括蓄电池、控制柜41、控制面板42和控制线路，其中控制柜41内安装有蓄电池和电路板，电路板通过控制线路与放置在工作台50上且可取下的控制面板42相连；控制面板42是手动操作面板，设有上升、下降、前进、后退四个按钮；控制柜41通过控制线路与蓄电池、控制面板42、动力行走装置中的电机24和液压升降装置的液压装置相连，实现接收控制面板42的电信号，以及通过给各部位电机供电，操控电机正反转，实现作业台升、降和平台车的前进、后退、制动。

本实施例工作时，

作业人员站在工作台50上，按动控制面板42上的按钮，生成的控制信号经过控制柜41中的控制电路，实现对动力行走装置20中的驱动电机24和液压装置内的电机的启动、停止、正反转控制，从而实现作业平台的前进、后退，以及工作台50的升降；当本实施例在轨道上进行转弯或变轨换行等变向时，动力行走装置20中独立的行走轮系单独受轨道挤压释放应力，实现沿轨道弯曲的被动转向。