一种喷杆折叠与避障机构及具有该机构的喷杆喷雾机的制作方法

1.本发明涉及一种农业喷杆喷雾机，特别是一种喷杆折叠与避障机构及具有该机构的喷杆喷雾机。


背景技术：

2.喷杆喷雾机用于喷洒杀虫剂、除草剂、杀菌剂、生长调节剂及其他药液，防治农作物病虫草害，促进作物健康生长，是最常用的农业机械之一。
3.喷杆喷雾机的喷杆较宽，一般从几米至二十多米，甚至更宽，因此喷杆系统总成一般都采用由多节可折叠的喷杆桁架组合而成，在田间喷雾作业时展开成工作状态，在道路行驶时则需要将喷杆折叠成宽度在一定限度内的运输状态，以便于通行。
4.此外，喷雾机在田间作业时，经常遇到树木、电线杆、墓碑等高度超过喷杆作业高度的障碍物，极易对展开状态的喷杆造成损伤甚至折断。因此喷杆喷雾机的外侧喷杆要求具有躲避障碍物的功能，保护喷杆不受损坏。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种喷杆折叠与避障机构及具有该机构的喷杆喷雾机。
6.为了实现上述目的，本发明提供了一种喷杆折叠与避障机构，安装在喷杆喷雾机的喷杆系统上，其中，所述喷杆系统包括中间喷杆和分别设置在所述中间喷杆两侧的内侧喷杆、外侧喷杆和内侧折叠油缸，所述内侧喷杆的一端与所述中间喷杆的一端铰接，所述内侧折叠油缸的两端分别与所述中间喷杆和内侧喷杆连接，所述外侧喷杆的一端与所述内侧喷杆的另一端铰接，所述喷杆折叠与避障机构包括：
7.转动臂，铰接在所述内侧喷杆上；
8.拉紧弹簧，一端安装在所述内侧喷杆上，所述拉紧弹簧的另一端与所述转动臂的一端连接；
9.第一折叠连杆，一端铰接在所述内侧喷杆上并位于靠近所述内侧喷杆与外侧喷杆的铰接点；
10.第二折叠连杆，一端铰接在所述外侧喷杆上并位于靠近所述外侧喷杆与内侧喷杆的铰接点，所述第二折叠连杆的另一端与所述第一折叠连杆的另一端铰接；以及
11.外侧折叠油缸，一端与所述转动臂的另一端连接，所述外侧折叠油缸的另一端与所述第一折叠连杆和第二折叠连杆的铰接端铰接。
12.上述的喷杆折叠与避障机构，其中，还包括拉簧调节杆，所述内侧喷杆上设置有调节杆固定座，所述拉簧调节杆的一端安装在所述调节杆固定座上，所述拉簧调节杆的另一端与所述拉紧弹簧的一端连接。
13.上述的喷杆折叠与避障机构，其中，所述内侧喷杆上还设置有转动臂限位板。
14.上述的喷杆折叠与避障机构，其中，所述转动臂的中部设置有中间孔，并通过销轴
铰接在所述内侧喷杆的中部。
15.上述的喷杆折叠与避障机构，其中，所述外侧折叠油缸的缸筒端与所述转动臂的另一端铰接，所述外侧折叠油缸的活塞杆端与所述第一折叠连杆和第二折叠连杆的铰接端铰接。
16.上述的喷杆折叠与避障机构，其中，所述第一折叠连杆与第二折叠连杆为结构相同的弧形杆。
17.上述的喷杆折叠与避障机构，其中，所述外侧喷杆与所述内侧喷杆的铰接端分别设置有连接部，所述外侧喷杆的连接部与所述外侧喷杆之间具有第一夹角，所述内侧喷杆的连接部与所述内侧喷杆之间具有第二夹角。
18.上述的喷杆折叠与避障机构，其中，所述第一夹角和第二夹角大小相等且方向相反。
19.上述的喷杆折叠与避障机构，其中，所述外侧喷杆的连接部与所述内侧喷杆的连接部分别向所述第一折叠连杆和第二折叠连杆的铰接点处延伸。
20.为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种喷杆喷雾机，包括动力平台、喷杆升降机构、药液箱、喷杆悬挂装置和喷杆系统，其中，还包括如上述的喷杆折叠与避障机构。
21.本发明的技术效果在于：
22.本发明的液压折叠与避障机构具有外侧喷杆躲避障物和自动回位功能，依靠折叠机构和拉紧弹簧的作用，实现外侧喷杆的自动避障、以及躲避障碍物后的自动回位。
23.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
24.图1为本发明一实施例的喷杆喷雾机俯视图(喷杆展开作业状态)；
25.图2为图1的后视图(喷杆展开状态)；
26.图3为图1中外侧喷杆折叠状态示意图；
27.图4为本发明一实施例的喷杆喷雾机道路行驶状态示意图；
28.图5为本发明一实施例的喷杆折叠与避障机构工作原理图；
29.图6为本发明一实施例的喷杆折叠与避障机构外侧喷杆遇到障碍物的瞬间状态示意图；
30.图7为图6的外侧喷杆躲避障碍物的示意图；
31.图8为图6的外侧喷杆完成障碍物躲避过程的瞬间状态图。
32.其中，附图标记
[0033]1ꢀꢀ
动力平台
[0034]2ꢀꢀ
喷杆升降机构
[0035]3ꢀꢀ
药液箱
[0036]4ꢀꢀ
喷杆悬挂装置
[0037]5ꢀꢀ
喷杆系统
[0038]
51
ꢀꢀ
中间喷杆
[0039]
511
ꢀꢀ
油缸连接座
[0040]
52
ꢀꢀ
第一销轴
[0041]
53
ꢀꢀ
内侧折叠油缸
[0042]
54
ꢀꢀ
第二销轴
[0043]
55
ꢀꢀ
内侧喷杆
[0044]
551
ꢀꢀ
第三销轴
[0045]
552
ꢀꢀ
第四销轴
[0046]
553
ꢀꢀ
第六销轴
[0047]
56
ꢀꢀ
外侧喷杆
[0048]
561
ꢀꢀ
第七销轴
[0049]
562
ꢀꢀ
第八销轴
[0050]6ꢀꢀ
悬挂连接臂
[0051]7ꢀꢀ
喷杆折叠与避障机构
[0052]
71
ꢀꢀ
拉紧弹簧
[0053]
72
ꢀꢀ
拉簧调节杆
[0054]
721
ꢀꢀ
调节杆固定座
[0055]
73
ꢀꢀ
转动臂
[0056]
731
ꢀꢀ
限位板
[0057]
732
ꢀꢀ
第五销轴
[0058]
74
ꢀꢀ
外侧折叠油缸
[0059]
75
ꢀꢀ
第一折叠连杆
[0060]
76
ꢀꢀ
第二折叠连杆
[0061]
77
ꢀꢀ
第九销轴
[0062]8ꢀꢀ
障碍物
具体实施方式
[0063]
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
[0064]
参见图1-图4，图1为本发明一实施例的喷杆喷雾机俯视图(喷杆展开作业状态)，图2为图1的后视图(喷杆展开状态)；图3为图1中外侧喷杆56折叠状态示意图；图4为本发明一实施例的喷杆喷雾机道路行驶状态示意图。本发明的喷杆喷雾机，包括动力平台1(如拖拉机或自走式底盘)、喷杆升降机构2、药液箱3、喷杆悬挂装置4、喷杆系统5和悬挂连接臂6，还包括喷杆折叠与避障机构7。喷杆系统5通过两侧的悬挂连接臂6挂接在喷杆悬挂装置4上。该喷杆喷雾机的动力平台1、喷杆升降机构2、药液箱3、喷杆悬挂装置4、悬挂连接臂6以及喷雾液流系统(图未示)、液压操纵系统(图未示)等部件的组成、结构、相互位置关系、连接关系及其功能等均为较成熟的现有技术，故在此不做赘述，下面仅对本发明的喷杆折叠与避障机构7予以详细说明。
[0065]
参见图5，图5为本发明一实施例的喷杆折叠与避障机构7工作原理图。本发明的喷杆折叠与避障机构7，安装在喷杆喷雾剂的喷杆系统5上，所述喷杆系统5包括中间喷杆51和分别设置在所述中间喷杆51两侧的内侧喷杆55、外侧喷杆56和内侧折叠油缸53，所述内侧喷杆55的一端与所述中间喷杆51的一端铰接，所述内侧折叠油缸53的两端分别与所述中间喷杆51和内侧喷杆55连接，所述外侧喷杆56的一端与所述内侧喷杆55的另一端铰接，所述
外侧喷杆56与所述内侧喷杆55的铰接端分别设置有连接部，所述外侧喷杆56的连接部与所述外侧喷杆56之间具有第一夹角，所述内侧喷杆55的连接部与所述内侧喷杆55之间具有第二夹角，所述外侧喷杆56的连接部与所述内侧喷杆55的连接部分别向所述第一折叠连杆75和第二折叠连杆76的铰接点处延伸，所述第一夹角和第二夹角大小相等且方向相反，所述喷杆折叠与避障机构7包括：转动臂73，铰接在所述内侧喷杆55上；拉紧弹簧71，一端安装在所述内侧喷杆55上，所述拉紧弹簧71的另一端与所述转动臂73的一端连接；第一折叠连杆75，一端铰接在所述内侧喷杆55上并位于靠近所述内侧喷杆55与外侧喷杆56的铰接点；第二折叠连杆76，一端铰接在所述外侧喷杆56上并位于靠近所述外侧喷杆56与内侧喷杆55的铰接点，所述第二折叠连杆76的另一端与所述第一折叠连杆75的另一端铰接，所述第一折叠连杆75与第二折叠连杆76优选为结构相同的弧形杆；以及外侧折叠油缸74，一端与所述转动臂73的另一端连接，所述外侧折叠油缸74的另一端与所述第一折叠连杆75和第二折叠连杆76的铰接端铰接。其中，所述外侧折叠油缸74的缸筒端与所述转动臂73的另一端铰接，所述外侧折叠油缸74的活塞杆端与所述第一折叠连杆75和第二折叠连杆76的铰接端铰接。
[0066]
本实施例中，还包括拉簧调节杆72，所述内侧喷杆55上设置有调节杆固定座721，所述拉簧调节杆72的一端安装在所述调节杆固定座721上，所述拉簧调节杆72的另一端与所述拉紧弹簧71的一端连接。所述内侧喷杆55上还设置有转动臂限位板731。所述转动臂73的中部设置有中间孔，并通过销轴铰接在所述内侧喷杆55的中部，所述转动臂限位板731靠近该铰接点设置。
[0067]
本实施例的喷杆喷雾机的喷杆系统5呈行走中心对称结构，左右两侧的内侧喷杆55、外侧喷杆56、内侧折叠油缸53以及喷杆折叠与避障机构7均为左右对称布置，结构相同，因此以喷杆系统5中一侧的结构及其原理进行说明。其中中间喷杆51上设有油缸连接座511，内侧喷杆55上设有第三销轴551、第四销轴552、调节杆固定座721、转动臂限位板731和第六销轴553，外侧喷杆56上设有第七销轴561、第八销轴562；内侧折叠油缸53由第一缸筒和第一活塞杆组成，当操作所述喷杆喷雾机的液压操纵系统，使高压液压油通过大腔进出油口a或小腔进出油口b进入所述内侧折叠油缸53的大腔或小腔时，所述第一活塞杆从所述第一缸筒伸出或缩进，所述内侧折叠油缸53的长度伸长或缩短。外侧折叠油缸74由第二缸筒和第二活塞杆组成，同理，当操作所述喷杆喷雾机的液压操纵系统，使高压液压油通过大腔进出油口c或小腔进出油口d进入所述外侧折叠油缸74的大腔或小腔时，所述第二活塞杆从所述第二缸筒伸出或缩进，所述外侧折叠油缸74的长度伸长或缩短。
[0068]
其中，中间喷杆51通过第二销轴54与内侧喷杆55铰接，外侧喷杆56通过第八销轴562与内侧喷杆55铰接。内侧折叠油缸53上的第一缸筒通过第一销轴52与中间喷杆51上的油缸连接座511铰接，所述内侧折叠油缸53上的第一活塞杆与所述内侧喷杆55上的第三销轴551铰接。外侧折叠油缸74上的第二缸筒通过第五销轴732与转动臂73一端铰接，所述外侧折叠油缸74上的第二活塞杆通过第九销轴77与第一折叠连杆75及第二折叠连杆76的铰接端铰接在一起。所述转动臂73的中间孔与内侧喷杆55上的第四销轴552铰接，所述转动臂73的一端与拉紧弹簧71的一端钩环挂接，所述转动臂73的另一端通过第五销轴732与外侧折叠油缸74上的第二缸筒铰接。
[0069]
由于所述拉紧弹簧71具有预拉紧力，在正常作业过程中，所述转动臂73的一侧紧贴于所述内侧喷杆55上的转动臂限位板731。所述拉紧弹簧71的一端钩环与转动臂73的一
端挂接，所述拉紧弹簧71的另一端钩环挂接于拉簧调节杆72的通孔内。所述拉簧调节杆72插装于位于所述内侧喷杆55上的调节杆固定座721的通孔内，并由安装在所述调节杆固定座721两侧的螺母紧固；改变所述拉簧调节杆72在所述调节杆固定座721上的位置，可以调节所述拉紧弹簧71的拉紧力大小。
[0070]
所述第一折叠连杆75的一端通过第九销轴77与所述外侧折叠油缸74上的第二活塞杆以及第二折叠连杆76的一端铰接在一起，所述第一折叠连杆75的另一端与所述内侧喷杆55上的第六销轴553铰接。所述第二折叠连杆76的一端通过第九销轴77与所述外侧折叠油缸74上的第二活塞杆以及第一折叠连杆75的一端铰接在一起，所述第二折叠连杆76的另一端与所述外侧喷杆56上的第七销轴561铰接。
[0071]
当所述喷杆喷雾机的喷杆系统5需要由展开状态(即作业状态)转变为折叠状态(即运输状态)时，首先进行所述外侧喷杆56的折叠，参见图1，所述喷杆系统5在展开状态时，所述外侧折叠油缸74的长度处于最大长度l1。由于所述拉紧弹簧71的预拉紧力较大(必要时可以通过调节所述拉簧调节杆72在所述调节杆固定座721上的位置，加大所述拉紧弹簧71的预拉紧力)，且该拉紧力相对于所述转动臂73转动中心(即所述内侧喷杆55上第四销轴552的轴心线)的距离(力臂)较大，而所述外侧喷杆56折叠时所需的拉力较小，且所述外侧折叠油缸74产生的拉力相对于转动臂73转动中心的距离(力臂)较小，因此，所述拉紧弹簧71对所述转动臂73转动中心产生的力矩大于所述外侧折叠油缸74对所述转动臂73转动中心产生的力矩；受到位于所述内侧喷杆55上的转动臂限位板731的限制，所述外侧喷杆56折叠时，所述转动臂73始终紧贴于所述内侧喷杆55上的转动臂限位板731而不会发生转动。
[0072]
参见图5，当操作所述喷杆喷雾机的液压操纵系统，使高压液压油通过小腔进出油口d进入所述外侧折叠油缸74的小腔时，所述外侧折叠油缸74的第二活塞杆向所述第二缸筒缩进，所述外侧折叠油缸74的长度缩短，由所述内侧喷杆55、所述第一折叠连杆75、所述第二折叠连杆76和所述外侧喷杆56组成的四连杆机构产生作用(形状发生改变)，使所述外侧喷杆56以所述第九销轴77为转动中心，相对于所述内侧喷杆55进行顺时针转动。当所述外侧折叠油缸74的长度由缩短到l2时，由于所述四连杆机构的作用，所述外侧喷杆56顺时针转动到图5所示位置。参见图4，当所述外侧折叠油缸74的长度继续缩短，直至达到最小长度l3时，所述外侧喷杆56相对于所述内侧喷杆55顺时针转动了180
°
，达到所述外侧喷杆56的折叠位置，即所述外侧喷杆56的折叠过程结束。如图3，所述外侧喷杆56的折叠到位后，操作所述喷杆喷雾机的液压操纵系统，使高压液压油通过小腔进出油口b进入所述内侧折叠油缸53的小腔，所述内侧折叠油缸53的第一活塞杆向所述第一缸筒缩进，所述内侧折叠油缸53的长度缩短，驱动所述内侧喷杆55以所述第一销轴52为转动中心，相对于所述中间喷杆51进行逆时针转动。当所述内侧折叠油缸53的长度逐渐缩短至最小长度时，所述内侧喷杆55相对于所述中间喷杆51逆时针转动了90
°
，达到所述内侧喷杆55的折叠位置。通过上述操作，所述外侧喷杆56和所述内侧喷杆55都到达折叠位置，所述喷杆喷雾机由田间作业状态(如图1所示)转变为道路行驶状态(运输状态，如图4所示)。当需要将所述喷杆喷雾机由道路行驶状态转变为田间作业状态时，操作液压操纵系统，按照先将高压液压油通过大腔进出油口a进入所述内侧折叠油缸53的大腔使所述内侧喷杆55展开，再将高压液压油通过大腔进出油口c进入所述外侧折叠油缸74的大腔使所述外侧喷杆56展开的顺序进行操作，其原理与喷杆折叠时相同，过程不再赘述。
[0073]
参见图6、图7和图8，图6为本发明一实施例的喷杆折叠与避障机构7外侧喷杆56遇到障碍物8的瞬间状态示意图，图7为图6的外侧喷杆56躲避障碍物8的示意图，图8为图6的外侧喷杆56完成障碍物8躲避过程的瞬间状态图。下面进一步说明本实施例的喷杆喷雾机的外侧喷杆56躲避障碍物8的原理和过程。当所述喷杆喷雾机的喷杆系统5处于田间作业状态时，喷雾机的液压操纵系统处于关闭状态，所述外侧折叠油缸74的长度始终处于最大长度l1保持不变。参见图6，喷雾机作业过程中，所述外侧喷杆56遇到障碍物8时，所述拉紧弹簧71处于初始长度l4。当所述外侧喷杆56触碰到所述障碍物8后，该所述障碍物8向所述外侧喷杆56施加一个与前进方向相反的推力。该所述推力经所述第九销轴77传递，转化为所述由外侧折叠油缸74推动所述转动臂73以所述内侧喷杆55上第四销轴552的轴心线为中心转动的力矩。随着所述障碍物8施加的所述推力逐渐加大，由所述外侧折叠油缸74传递到所述转动臂73的该力矩也逐渐加大。当该力矩达到并超过由所述拉紧弹簧71对所述转动臂73转动中心产生的力矩时，所述第九销轴77产生位移，经所述外侧折叠油缸74推动所述转动臂73以所述第四销轴552为中心产生顺时针转动，所述拉紧弹簧71的长度由初始长度l4(参见图6)增加到l5(参见图7)。由于所述第九销轴77产生位移，带动由所述内侧喷杆55、所述第一折叠连杆75、所述第二折叠连杆76和所述外侧喷杆56组成的四连杆机构的形状产生变化，所述障碍物8推动所述外侧喷杆56以所述第八销轴562为转动中心相对于所述内侧喷杆55进行顺时针转动，与此同时，所述障碍物8沿所述外侧喷杆56向喷杆末端滑移，实现喷杆对障碍物8的躲避。
[0074]
参见图8，随着所述喷杆喷雾机的前进，所述障碍物8推动所述外侧喷杆56以所述第八销轴562为转动中心顺时针转动的角度越来越大，所述障碍物8沿所述外侧喷杆56不断向喷杆末端滑移。当所述障碍物8滑移到所述外侧喷杆56的最外侧端点时，所述外侧喷杆56以所述第八销轴562为转动中心顺时针转动的角度达到最大，此时所述转动臂73以所述第四销轴552为中心顺时针转动的角度也到达最大，所述拉紧弹簧71的长度由初始长度l4加大到最大长度l6。随着所述喷杆喷雾机的继续前进，所述障碍物8脱离所述外侧喷杆56，喷杆对障碍物8的躲避动作完成，实现了保护喷杆不受障碍物8损坏的功能。此时，由所述障碍物8向所述外侧喷杆56施加的推力消失，即由所述外侧折叠油缸74传递到所述转动臂73的力矩消失。在所述拉紧弹簧71对所述转动臂73产生的拉紧力(力矩)作用下，所述转动臂73以所述第四销轴552为中心产生逆时针转动，并经过所述外侧折叠油缸74驱动所述第九销轴77产生位移，并带动由所述内侧喷杆55、第一折叠连杆75、第二折叠连杆76和外侧喷杆56组成的四连杆机构的形状产生变化，推动所述外侧喷杆56以所述第八销轴562为转动中心相对于所述内侧喷杆55进行逆时针转动(向作业状态回位)。当所述转动臂73逆时针转动到与转动臂限位板731相接触(被限位)时，所述转动臂73停止转动，所述拉紧弹簧71回复到初始长度l4，此时，在外侧折叠油缸74的推动下，所述外侧喷杆56也回复到初始作业位置，实现了所述外侧喷杆56的自动回位功能。
[0075]
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。