一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置
阅读说明：本技术 一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置 (Vertical lifting device of curve ditching fertilizer distributor ) 是由 朱新华 张志毅 李洪春 赵怀松 肖佩江 邓海涛 于 2021-03-12 设计创作，主要内容包括：本发明专利公开一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置,属于农业机械技术领域,该装置能够平稳实现施肥机曲线开沟施肥装置的液压垂直升降。曲线开沟施肥机的垂直升降装置主要包含通用机架、滑轮组、滑轨Ⅰ、滑轨Ⅱ、液压缸Ⅰ、液压缸Ⅱ、上机架、下机架；升降装置沿其两侧滑轨方向竖直布置于施肥机主体后部,其前侧与施肥机车厢后板固定,后侧挂接曲线开沟施肥装置。公开的升降装置能够实现曲线开沟施肥装置升降高度液压可调,在满足曲线开沟施肥机平稳通过沟坎坡路的前提下,控制液压缸进油与排油,实现挂接机具的可控升降、平稳作业；且升降装置后部可悬挂多种作业机具,可实现开沟施肥机械的一机多用。(The invention discloses a vertical lifting device of a curve ditching fertilizer applicator, which belongs to the technical field of agricultural machinery and can stably realize hydraulic vertical lifting of the curve ditching fertilizer applicator of the fertilizer applicator. The vertical lifting device of the curve ditching fertilizer applicator mainly comprises a universal frame, a pulley block, a slide rail I, a slide rail II, a hydraulic cylinder I, a hydraulic cylinder II, an upper frame and a lower frame; the lifting device is vertically arranged at the rear part of the main body of the fertilizer applicator along the directions of the slide rails at the two sides of the lifting device, the front side of the lifting device is fixed with a rear plate of a carriage of the fertilizer applicator, and the rear side of the lifting device is connected with a curve ditching and fertilizing device in a hanging mode. The lifting device can realize hydraulic adjustment of the lifting height of the curve ditching and fertilizing device, and control oil feeding and oil discharging of the hydraulic cylinder on the premise of ensuring that the curve ditching and fertilizing machine stably passes through a ditch slope road, so that controllable lifting and stable operation of a hitching machine tool are realized; and the rear part of the lifting device can be hung with various working machines, so that the ditching and fertilizing machine has multiple functions.)
技术领域
本发明专利公开一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置，涉及农业机械技术领域，特别适合于果园机械化作业领域。
背景技术
茶园、果园等一些区域性密集种植农作物的区域，每年都有大量的经济产物产出并流通向市场。因此，每年也都有庞大数量有利于农作物茁壮生长的有机质等生物质能源从园区产出，倘若不能及时地对这些园区进行有机质补充，将会直接影响到园区农作物的年产出量。园区施肥成为茶农、果农的唯一选择，相较于园区化肥大量投入而导致土壤板结、土壤盐碱化的不良现象，有机肥的投入逐渐获得农民的青睐。然而在有机肥具有刺激性气味、作业环境脏乱、并且园区大规模施用有机肥给农民带来沉重作业负担的原因下，农民把目光投入到了有机肥的机械化作业上，合理的作业机械可以实现有机肥的开沟、施肥、覆土、镇压等步骤一体化，使得广大农民的双手从繁重的农业生产中解放出来。
我国的开沟施肥机械正逐步趋于完善化，纵观市场上现有的机具，其开沟施肥机械多靠拖拉机或动力机械的牵引挂接作业，配备不同马力的拖拉机便可获得不同的作业效率。牵引挂接方式固然可以实现动力的有效传递，然而，剖析牵引挂接方式中较为常见的四杆机构连接方式：由于四杆机构本身结构受限以及空间运动位置受限等原因，后续的开沟施肥机具难以实现较大程度的升降，而致使施肥机的过沟过坎、越障爬坡能力受限。如专利CN207639123U中的一种果园厩肥曲线开沟施肥机，其开沟作业过程中，除受到土壤对曲线开沟施肥装置前后方向的力外，还因曲线开沟施肥装置的侧向往复运动而受到较大的横向力。因此施肥机实际工作过程中，会受到来自不同方向的外力，作业质量对装置的稳定性要求较高。然而曲线开沟施肥装置的牵引和提升由位于车体上挂接的四杆机构来实现，其提升高度有限，崎岖地面作业容易损坏机具；特别是当曲线开沟施肥装置侧向移动作业时，因四杆机构的存在，而使得曲线开沟施肥装置左右摇摆，作业极不稳定。因此，一种用于挂接动力机械与开沟施肥机械的升降装置的研发刻不容缓。
为了解决以上技术问题，本发明专利提出一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置，克服原有四杆机构的弊端，可实现曲线开沟施肥装置的液压可控、大幅度升降调节，满足施肥机在崎岖地面行驶及作业时的过沟过坎、爬坡越障能力，可有效避免曲线开沟施肥装置作业时的侧向晃动问题，也即作业不稳定问题。
发明内容
本发明专利的目的：公开一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置，实现曲线开沟施肥装置的液压可控、大幅垂直升降目的，提高开沟施肥机的过沟过坎、爬坡越障能力，且解决施肥机曲线作业时曲线开沟施肥装置摇摆、作业不稳定问题，使得开沟施肥机开沟深度可调、作业质量有保证。
本发明专利要解决的技术问题：①如何克服施肥机原有四杆机构对曲线开沟施肥装置提升高度小，而使得施肥机过沟过坎、爬坡越障能力不足的问题；②如何克服施肥机曲线作业时，曲线开沟施肥装置左右偏摆而导致其空间作业不稳定的问题。
为了解决以上技术问题，本发明专利给出了以下技术方案：
一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置，其特征在于，至少包含通用机架5、滑轮组6、滑轨Ⅰ9、滑轨Ⅱ11、液压缸Ⅰ4、液压缸Ⅱ10、上机架3、下机架8。
所述的曲线开沟施肥机至少包含施肥机主体1、车厢后板2、液压升降系统、淌肥板12、曲线开沟施肥装置7。
所述的升降装置为两侧液压缸驱动的滑轮滑轨式结构，并沿其两侧滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11方向竖直布置于施肥机主体1后部，其前侧与施肥机车厢后板2固定，后侧挂接曲线开沟施肥装置7。
所述的滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11为类“工”字型加强结构，可承受曲线开沟施肥机工作过程中的侧向力，防止滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11变形；滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11一侧凹槽带有收口结构，另一侧为开口结构，两侧滑轮组6布置于其带有收口结构的凹槽中，特殊的滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11结构可防止滑轮脱轨。
所述的液压升降系统至少包含液压泵14、分流集流阀17、减压阀15、液压缸Ⅰ4、液压缸Ⅱ10、单向节流阀16；其中分流集流阀17安装于液压缸Ⅰ4和液压缸Ⅱ10进油路上，单向节流阀16在液压缸Ⅰ4和液压缸Ⅱ10进油和出油路上均有所安装。
所述升降装置的滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11靠上机架3和下机架8与施肥机主体1固定连接，滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11的开槽口朝车厢后板2两侧向内相对布置；上机架3与下机架8之间、滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11与施肥机车厢后板2之间布置有若干加强筋。
所述的通用机架5为U型结构，U型开口朝前，通用机架5两侧内部与竖直布置的滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11配合处铅垂安装有两列滑轮组6，一列滑轮组6中包含若干滑轮，滑轮组6可始终保证：在一侧滑轨中，至少有两个滑轮处于滑轨中，防止工作过程中曲线开沟施肥装置7出现前后翻转现象；通用机架5通过若干U型螺栓13与后部的曲线开沟施肥装置7连接，便于曲线开沟施肥装置7的拆卸和施肥机主体1的一机多用。
所述的液压缸Ⅰ4与液压缸Ⅱ10为双作用可伸缩式液压缸，通过工作过程中的进油与排油，可完成液压缸Ⅰ4与液压缸Ⅱ10的伸缩过程；液压缸Ⅰ4与液压缸Ⅱ10分别在滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11外部平行对称布置，液压缸Ⅰ4和液压缸Ⅱ10上端固定于上机架3上，下端铰接于通用机架5上部，可在一个行程内实现较大的伸缩；液压缸Ⅰ4和液压缸Ⅱ10中间油路上至少安装有分流集流阀17、减压阀15、单向节流阀16。
所述的曲线开沟施肥机淌肥板12为中间可翻转式结构，在升降装置上下运动时，应提前将淌肥板12翻转折叠到上方，避免升降装置运动过程中受到阻碍；淌肥板12一端铰接于施肥机车厢后板2排料口18处，另一端搭附在曲线开沟施肥装置7入料口19上方。
一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置，其工作原理如下：本发明专利所述的曲线开沟施肥机的垂直升降装置，能够在施肥机工作前后，实现曲线开沟施肥装置较大程度的升降，满足施肥机正常作业时的过沟过坎、爬坡越障能力。且施肥机正常开沟作业时，升降装置中的滑轮滑轨式升降结构对施肥机曲线开沟施肥装置的前后左右晃动起到约束作用，使得开沟施肥机作业稳定性得到保证。
具体过程和工作原理表述如下：曲线开沟施肥机运输过程中，淌肥板处于折叠状态，升降装置的两侧液压缸处于极限缩回状态，此时通用机架上的滑轮组运动到其活动轨迹的顶端，也即施肥机的曲线开沟施肥装置运动到其行程的上极限位置，此时曲线开沟施肥装置的底部距离地面有较大的距离，α角（即曲线开沟施肥装置最下端和施肥机后触地点连线与水平面所成夹角）符合农业机械技术标准，满足施肥机的正常运输、过沟过坎、爬坡越障能力。施肥机正常工作时，在液压泵和分流集流阀等的作用下，液压油同步进入两侧液压缸，进而推动两侧液压缸伸出，直至将要到达曲线开沟施肥机的正常工作状态。此时，微调液压系统中的单向节流阀可起到减缓两侧液压缸伸出速度的作用；同时，微调曲线开沟施肥装置上的地轮也可实现不同的开沟深度。施肥机正常作业行驶前，将折叠的淌肥板放下并搭附在曲线开沟施肥装置入料口上方，使得肥料能够源源不断的通过淌肥板进入到曲线开沟施肥装置中，最终肥料同步落入到预先开好的肥沟中。待施肥作业完毕后，曲线开沟施肥装置在液压油推动作用下，两侧液压缸的回缩，并且沿各自竖直布置的轨道，再一次上升到其行程的上极限位置，完成作业过程。
有益技术效果：本发明专利公开一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置。①能够克服原有四杆机构牵引升降装置中曲线开沟施肥装置升降高度受限，而导致施肥机过沟过坎、爬坡越障能力受限等问题，采用滑轮滑轨式垂直升降装置，可实现曲线开沟施肥装置的大幅液压升降。②能够克服曲线开沟施肥机作业时，曲线开沟施肥装置多方向摇摆晃动而影响开沟施肥作业质量的问题，滑轮组与两侧固定滑轨的配合，可避免曲线开沟施肥装置的摇摆晃动甚至侧翻现象，使得曲线开沟施肥机作业稳定性提高、作业质量有保证。
附图标记：1.施肥机主体 2.车厢后板 3.上机架 4.液压缸Ⅰ 5.通用机架 6.滑轮组 7.曲线开沟施肥装置 8.下机架 9.滑轨Ⅰ 10.液压缸Ⅱ 11.滑轨Ⅱ 12.淌肥板 13.U型螺栓 14.液压泵 15.减压阀 16.单向节流阀 17.分流集流阀 18.排料口 19.入料口。
附图说明：
图1为一种曲线开沟施肥机运输过程侧视图；
图2为一种曲线开沟施肥机工作过程轴侧图；
图3为一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置与曲线开沟施肥装置挂接图；
图4为一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置滑轮滑轨配合图；
图5为一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置类“工”字型滑轨结构图；
图6为一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置液压系统布置图。
具体实施方式
一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置具体实施结构方案如下：
如图1、图2所示，一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置，其特征在于，至少包含通用机架5、滑轮组6、滑轨Ⅰ9、滑轨Ⅱ11、液压缸Ⅰ4、液压缸Ⅱ10、上机架3、下机架8；所述的曲线开沟施肥机至少包含施肥机主体1、车厢后板2、液压升降系统、淌肥板12、曲线开沟施肥装置7；所述的升降装置为两侧液压缸Ⅰ4和液压缸Ⅱ10驱动的滑轮滑轨式结构，并沿其两侧滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11方向竖直布置于施肥机主体1后部，其前侧与施肥机车厢后板2固定，后侧挂接曲线开沟施肥装置7。
如图4、图5所示，所述的滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11为类“工”字型加强结构，可承受曲线开沟施肥机工作过程中的侧向力；滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11的一侧凹槽带有收口结构，另一侧为开口结构，两侧滑轮组6布置于其带有收口结构的凹槽中，特殊的滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11结构可防止滑轮脱轨。
如图6所示，所述的液压升降系统至少包含液压泵14、分流集流阀17、减压阀15、液压缸Ⅰ4、液压缸Ⅱ10、单向节流阀16；其中分流集流阀17安装于液压缸Ⅰ4和液压缸Ⅱ10进油路上，可消除液压缸Ⅰ4和液压缸Ⅱ10因负载不一而导致的伸缩不同步问题；单向节流阀16在液压缸Ⅰ4和液压缸Ⅱ10进油和出油路上均有所安装，用于调控液压缸Ⅰ4和液压缸Ⅱ10伸缩的速度，特别是实现开沟作业时开沟深度的微调节。
如图1、图2所示，所述的升降装置的滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11靠上机架3和下机架8与施肥机主体1固定连接，滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11的开槽口朝车厢后板2两侧向内相对布置；上机架3与下机架8之间、滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11与施肥机车厢后板2之间布置有若干加强筋。
如图3、图4所示，所述的通用机架5为U型结构，U型开口朝前，通用机架5两侧内部与竖直布置的滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11配合处铅垂安装有两列滑轮组6，一列滑轮组6中包含若干滑轮，滑轮组6可始终保证：在一侧滑轨中，至少有两个滑轮处于滑轨中，防止工作过程中曲线开沟施肥装置7出现前后翻转现象；通用机架5通过若干U型螺栓13与后部的曲线开沟施肥装置7连接，便于曲线开沟施肥装置7的拆卸和施肥机主体1的一机多用。
如图1、图2、图3所示，所述的液压缸Ⅰ4与液压缸Ⅱ10为双作用可伸缩式液压缸，通过工作过程中的进油与排油，可完成液压缸Ⅰ4与液压缸Ⅱ10的伸缩过程；液压缸Ⅰ4与液压缸Ⅱ10分别在滑轨Ⅰ9和滑轨Ⅱ11外部平行对称布置，其上端固定于上机架3上，下端铰接于通用机架5上部，可在一个行程内实现较大的伸缩；液压缸Ⅰ4和液压缸Ⅱ10中间油路上至少安装有分流集流阀17、减压阀15、单向节流阀16。
如图2所示，所述的曲线开沟施肥机淌肥板12为中间可翻转式结构，在升降装置上下运动时，应提前将淌肥板12翻转折叠到上方，避免升降装置运动过程中受到阻碍；淌肥板12一端铰接于施肥机车厢后板2排料口18处，另一端搭附在曲线开沟施肥装置7入料口19上方，可使有机肥源源不断的施于曲线开沟施肥装置7预先开好的肥沟中。
进一步说明本发明专利所述的一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置的工作原理：
一种曲线开沟施肥机的垂直升降装置，其工作原理如下：本发明专利所述的曲线开沟施肥机的垂直升降装置，能够在施肥机工作前后，实现曲线开沟施肥装置较大程度的升降，满足施肥机正常作业时的过沟过坎、爬坡越障能力。且施肥机正常开沟作业时，升降装置中的滑轮滑轨式升降结构对施肥机曲线开沟施肥装置的前后左右晃动起到约束作用，使得开沟施肥机作业稳定性得到保证。
具体过程和工作原理表述如下：曲线开沟施肥机运输过程中，淌肥板处于折叠状态，升降装置的两侧液压缸处于极限缩回状态，此时通用机架上的滑轮组运动到其活动轨迹的顶端，也即施肥机的曲线开沟施肥装置运动到其行程的上极限位置，此时曲线开沟施肥装置的底部距离地面有较大的距离，α角（即曲线开沟施肥装置最下端和施肥机后触地点连线与水平面所成夹角）符合农业机械技术标准，满足施肥机的正常运输、过沟过坎、爬坡越障能力。施肥机正常工作时，在液压泵和分流集流阀等的作用下，液压油同步进入两侧液压缸，进而推动两侧液压缸伸出，直至将要到达曲线开沟施肥机的正常工作状态。此时，微调液压系统中的单向节流阀可起到减缓两侧液压缸伸出速度的作用；同时，微调曲线开沟施肥装置上的地轮也可实现不同的开沟深度。施肥机正常作业行驶前，将折叠的淌肥板放下并搭附在曲线开沟施肥装置入料口上方，使得肥料能够源源不断的通过淌肥板进入到曲线开沟施肥装置中，最终肥料同步落入到预先开好的肥沟中。待施肥作业完毕后，曲线开沟施肥装置在液压油推动作用下，两侧液压缸的回缩，并且沿各自竖直布置的轨道，再一次上升到其行程的上极限位置，完成作业过程。
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