[发明专利]轮式中心转向系统

说明书

技术领域

轮式中心转向系统是一种非角度、非记忆、瞬时和线性的动力转向机械， 主要用于收割机和智能汽车，与无人驾驶汽车领域相关，涉及一种双流传动装置。

背景技术

一、中心转向源于第二次世界大战，首先用于坦克，以原地调头而闻名世界；由于当时的材料强度和制造局限，加上战争巨大的破坏力，中心转向坦克故障率很高；战争结束后，中心转向的用途仍然是坦克，民用十分罕见。二战期间各国的公路交通很不发达，坦克具有很强的越野能力，在战争中，坦克驰骋沙场，所向无敌；现在的公路发展完善，履带失去刚性的需求，如今已经是车轮滚滚的时代，轮式中心转向系统是越野和高机动性折中的产物，目前的运用范围几乎为零，而市场却需求很大，例如：联合收割机、智能汽车、老年代步车、农田越野车、挖掘机、超长重卡、装甲车等。

二、现在，我国基本实现农业机械化，联合收割机保有量很大，流动性也很大，加上收割季节性很强；因此人物力投入增大，单机效益明显下降，造成很多不必要的浪费。轮式收割机主要是拖拉机牵引，机动性很好，效率很高，收麦子很好用，遇上降雨过多就无法作业，泥泞的稻田同样望尘莫及，蹂躏土壤更加严重，单季稻种植区不接受拖拉机牵引的收割机。在云南，有很多山地种麦子和油菜，黄土高原种的小麦更多，山地自然有坡度，收割机在下坡时，机身处于俯冲姿态，少量的方向修正，在转向的产生和消失的瞬间，即转向齿轮离开和接近中心齿轮，机身会发生左倾或右倾，有侧翻的风险，上坡时产生顿挫感；履带收割机在上下坡时，重力在坡面分解成两个力，坡面方向的力使左或右两边的履带在转向很微小时，也会发生瞬间的不确定性；因此履带收割机的差速器在高速行驶时，不具备转向的可靠性、安全性和操纵性，这与手扶式拖拉机相似；履带式收割机每小时行走六、七公里，由于缺少减震器，路面稍有不平，机身颠簸很大，对钢材和履带的损伤极大，还会脱轨；必须配置货车运载，因此收割机的尺寸因此受限，静液压无级变速器的输入功率也受限，大约六十千瓦左右，因此履带收割机的作业效率是有限的，通过提高收割速度来增加效率，造成谷物抛洒过多，农户很不满意，机械磨损大，故障和维修几何倍数的增加。半喂入收割机的割幅只有一米四，少于全喂入收割机一米二，效率也就减少一半，价格却超过全喂入收割机的一半，消耗零件很多；在大范围的跨区作业，竞争加剧，人们几乎没有时间检修和保养收割机，润滑油脂在轴承内工作的寿命，大约是一百个小时，而且半喂入收割机恰恰需要很多轴承，并需要经常维护，因此全喂入收割机逐渐取代半喂入收割机。云南的水稻种植区主要是高山盆地，强降雨后，积水严重的地区，无法种植蔬菜，因为人多地少，农户往往要种小春，如：大蒜、蚕豆、麦子和豌豆等作物，增加很多收入；履带收割机能克服一定的泥泞和淤陷，可是又长又宽的履带常常被黏住，特别是悬浮在黏土之中，副变速器陷于黏土，此时收割机，要么打滑，进退不能，要么失去方向，还把土壤和稻草弄得乱七八糟，后续耕种十分困难，特别是全喂入收割机的割茬很高。粘稠的泥土和稻草还会塞满履带，收割机行走的阻力增加很多；在跨区作业中，机器竞争十分激烈，上下货车很频繁，对从业人员的体力消耗固然很大，收割机驾驶员往往苦不堪言；很多收割机从业人员往往起早贪黑，中午经常不吃饭，清除履带上的泥土和稻草也是能拖则拖，这样就增加发动机的负荷；在直角转向时，发动机转速急剧下降，导致增压机吸气和喷油嘴供油时间超长，空气和柴油供给超量，气缸在第二、三冲程内的工作压强超负荷，后果便是连杆渐进阻弯，日积月累，发动机突然帽白烟十分严重，不能正常工作；如果装上驾驶室，情况可能更糟。现在的收割机很少有驾驶室，因为货车运输超高很多，经过村庄和田间路时很不利。驾驶员完全暴露在高温、粉尘、噪音和暴晒中，工作不久满脸变黑，牙齿和鼻孔都是黑，全身都是汗，衣服也很灰，经常风吹雨打，工作环境十分恶劣。在竞争激励和大范围跨区作业之下，农户十分急躁，收割机从业者为了多挣钱，已经习惯了不吃午饭，饿就吃点干粮，一般在晚上才会放松吃饭。现有收割机都装了大粮仓，卸粮很容易，可以减少一个工人的劳动量，效率少许下降，竞争可就丝毫不减，反而增加，收割机流动性更大；大范围跨区作业，长途跋涉的收割机从业人员经常睡在车上；他们到达作业区过早，他们就在车上食宿，以节约开支。在云南跨区作业的收割机主要来自河南、浙江和四川；河南人买的收割机都是全喂入，收割麦子和油菜；浙江和四川人买的收割机都是半喂入，收割水稻。总体说来，两种收割机在价格、效率、维修、割茬、喂入量、秸秆和脱粒负荷上的表现各有长处；大粮仓和发动机几乎右置，重心也就偏右，在泥泞中，机身横向倾斜较多，方向偏右严重，影响操纵和作业。