[发明专利]一种割草机自适应地形实现极限摆角30°的装置与方法

权利要求书

1.一种割草机自适应地形实现极限摆角30°的装置，割草机整机通过上悬挂点(13)、下悬挂左侧点(14)、下悬挂右侧点(15)挂接在拖拉机的后三点悬挂上，液压泵(20)、溢流阀(21)、三位四通阀(22)都是拖拉机上液压系统的元件，三位四通阀(22)位于拖拉机驾驶室内，通过手柄控制，三位四通阀(22)常闭；所述割草机包括：切割器总框架(1)、提升液压缸(5)、提升臂(6)、旋转臂(16)和接地滑板(18)，其特征在于：

第一铰点(2)位于切割器总框架(1)的中心位置，切割器总框架(1)与提升臂(6)的后端在第一铰点(2)处连接；

提升臂(6)的前端与旋转臂(16)的右端通过第四铰点(17)相连接；

提升液压缸(5)是一个单作用液压缸，提升液压缸(5)的固定端与旋转臂(16)在第三铰点(12)处连接；提升液压缸(5)的伸缩端在第二铰点(3)处与提升臂(6)连接；

接地滑板(18)布置在切割器总框架(1)的底端；在割草作业过程中，接地滑板(18)始终与地面接触并受到地面的支持力；

第一铰点(2)、第二铰点(3)、第三铰点(12)与第四铰点(17)的距离为：

第一铰点(2)与第四铰点(17)的距离a＝1/2B+250，其中，B为割草机的幅宽，单位为mm；

第三铰点(12)和第四铰点(17)的水平距离d为250～260mm；

第三铰点(12)与第四铰点(17)在竖直方向上的距离e为425～435mm；

第二铰点(3)与第一铰点(2)的竖直距离c＝d-50；

第二铰点(3)与第一铰点2的水平距离其中，B为割草机的幅宽，单位为mm；

提升液压缸(5)通过一根油管连接第一三通管接头的第一个接口，第一三通管接头的第二个接口通过油管连接至三位四通阀(22)的工作油口A，三位四通阀(22)的进油口P与拖拉机液压输出口连接，第一三通管接头的第三个接口通过一根油管与球阀(8)相连接，球阀(8)的另一端连接第二三通管接头，第二三通管接头的另外两个接口中的一个连接单向阀(9)，另一个连接减压阀(11)，单向阀(9)、减压阀(11)与蓄能器(10)都连接到第三三通管接头上，单向阀(9)的油液流动方向为：液压油只能从蓄能器(10)经过单向阀(9)与球阀(8)流向提升液压缸(5)的缸腔内。

2.如权利要求1所述的割草机自适应地形实现极限摆角30°的装置，其特征在于：提升臂(6)与切割器总框架(1)之间通过一个浮动调节弹簧(4)连接。

3.一种割草机自适应地形实现极限摆角30°的方法，包括如下步骤：

1)将第一铰点(2)设置于切割器总框架(1)的中心位置，切割器总框架(1)与提升臂(6)的后端在第一铰点(2)处连接；提升臂(6)的前端与旋转臂(16)的右端通过第四铰点(17)相连接，且提升臂(6)与切割器总框架(1)之间通过一个浮动调节弹簧(4)连接；

2)提升液压缸(5)是一个单作用液压缸，提升液压缸(5)的固定端与旋转臂(16)在第三铰点(12)处连接，提升液压缸(5)的伸缩端在第二铰点(3)处与提升臂(6)连接；接地滑板(18)布置在切割器总框架(1)的底端；在割草作业过程中，接地滑板(18)始终与地面接触并受到地面的支持力；

3)第一铰点(2)、第二铰点(3)、第三铰点(12)与第四铰点(17)的距离设置为：

第一铰点(2)与第四铰点(17)的距离a设置为：a＝1/2B+250，其中，B为割草机的幅宽，单位为mm；

第三铰点(12)和第四铰点(17)的水平距离d设置为250～260mm；

第三铰点(12)与第四铰点(17)在竖直方向上的距离e设置为425～435mm；

第二铰点(3)与第一铰点(2)的竖直距离c设置为：c＝d-50；

第二铰点(3)与第一铰点(2)的水平距离b设置为：其中B为割草机的幅宽，单位为mm；

4)液压泵(20)、溢流阀(21)、三位四通阀(22)都是拖拉机上液压系统的元件，三位四通阀(22)位于拖拉机驾驶室内，通过手柄控制，三位四通阀(22)常闭；

提升液压缸(5)通过一根油管连接第一三通管接头的第一个接口，第一三通管接头的第二个接口通过液压管连接至三位四通阀(22)的工作油口A，三位四通阀(22)的进油口P与拖拉机液压输出口连接，第一三通管接头的第三个接口通过一根油管与球阀(8)相连接，球阀(8)的另一端连接第二三通管接头，第二三通管接头的另外两个接口中的一个连接单向阀(9)，另一个接口连接减压阀(11)，单向阀(9)的另一侧与减压阀(11)通过一个第三三通管接头与蓄能器(10)连接，单向阀(9)的油液流动方向为：液压油只能从蓄能器(10)经过单向阀(9)与球阀(8)流向提升液压缸(5)的缸腔内；

5)调整割草机到工作状态：

打开球阀(8)时，操作驾驶室中的三位四通阀(22)，使其处于左位，此时液压油经过三位四通阀(22)、减压阀(11)为蓄能器(10)补充油液，同时蓄能器(10)内的液压油能够保持一定的油压；油液补充完毕后，松开手柄，三位四通阀(22)自动回到中位关闭状态，此时蓄能器(10)与提升液压缸(5)缸腔内的液压油互通；

6)割草机自适应地形：

当割草机作业遇到凸起的缓坡时，由于接地滑板(18)始终与地面保持接触，故接地滑板(18)与切割器总框架(1)在地面支持力的作用下向上运动，蓄能器(10)内的油液依次经过单向阀(9)、球阀(8)流入提升液压缸(5)的缸腔内，提升液压缸(5)收缩，故此时切割器总框架(1)与第二铰点(3)随凸起地形向上运动；

当割草机作业遇到向下凹陷的地形时，切割器总框架(1)在重力的作用下拉动提升液压缸(5)的伸缩端，此时提升液压缸(5)缸腔内的油液被挤压，油液经过球阀(8)、减压阀(11)流入蓄能器(10)中，提升液压缸(5)缸腔内的油液减少了，故此时提升液压缸(5)伸出，切割器总框架(1)也随着凹陷地形向下运动；

7)割草机自适应最大30°的下陷斜坡地形：

当割草机在侧边斜坡环境中，由于接地滑板(18)始终与地面接触，随着地形起伏，接地滑板(18)在地面支持力的作用下，连同切割器总框架一起向上抬升，蓄能器(10)中的油液会经过单向阀(9)与球阀(8)流到提升液压缸(5)缸腔内，提升液压缸(5)收缩，此时提升液压缸(5)的伸缩端与切割器框架(1)向上运动，并在浮动调节弹簧(4)的作用下，使得切割器左右两侧均匀触地，向左贴合在30°的斜坡上进行割草作业；

8)割草机自适应最大30°的凸起斜坡地形：

当割草机右侧出现凹陷斜坡时，接地滑板(18)失去与之接触的地面，切割器在重力作用下拉动提升液压缸(5)的伸缩端，此时提升液压缸(5)缸腔内的油液被挤压，油液经过球阀(8)、减压阀(11)流入蓄能器(10)中，提升液压缸(5)缸腔内的油液减少，故此时提升液压缸(5)伸出，切割器总框架(1)也随着凹陷地形向下运动，直到接地滑板(18)接触地面，其向右摆动的极限角度是30°，最终切割器框架(1)在浮动调节弹簧(4)的作用下，贴合在最大角度为-30°斜坡上进行割草作业。