电动液压耦合式收获机拓扑结构及运行方式制造技术

电动液压耦合式收获机拓扑结构，包括的割台电驱动系统由割台装置电动机经链传动驱动拨禾轮、割刀和割台搅龙工作收割农作物；脱粒装置电驱动系统由脱粒装置电动机经链传动驱动喂入滚筒和脱粒滚筒工作分离秸秆和谷物；液压驱动行走系统由甲烷发动机经转矩耦合装置将一部分动力通过液压泵转化为高压油输入电控液压阀组控制轮毂液压马达系统工作，驱动收获机行走；清选装置电驱动系统由清选装置电动机驱动清选风机及振动筛工作用于筛选谷物和作物秸秆。采用该拓扑机构的电动液压耦合式收获机通过链传动替代皮带传动，实现各工作部件转速的独立控制，缩短动力传动链，达到收获机节能运行的目的。节能运行的目的。节能运行的目的。

【技术实现步骤摘要】
电动液压耦合式收获机拓扑结构及运行方式


[0001]本专利技术涉及农业机械领域，尤其涉及一种电动液压耦合式收获机拓扑结构，采用前述拓扑结构的电动液压耦合式收获机的各作业系统通过电动机独立工作驱动，使用链传动替代皮带传动，缩短动力传动链，达到节能运行的目的。

技术介绍

[0002]我国耕地面积广，粮食种植面积大，并且主要以水稻、小麦和玉米等农作物为主。农作物的收割入库是粮食生产过程中最后关键一步，并具有季节性强、工作量大、易受强风雨灾害影响等特点，为保证粮食的顺利收获入库，减少损失，收获机在粮食收割过程中起着重要作用。当前我国正处于农业现代化和农业机械化高速发展时期，各种机械化农机具得到大规模的应用，各类型现代化农机具智能化程度也在不断提高。农业机械化生产过程中，传统收获机作为重要的粮食收获机械，依靠燃烧化石能源做功输出动力，用于驱动收获机作业，传统收获机工作过程中内燃机排放的废气中颗粒和有害气体成分较高，且能量损失比较严重。全球化石能源递减、大气环境污染和温室效应的持续增强，对人类社会可持续发展带来不容忽视的影响。同时传统收获机作业过程中主要依靠内燃机作为动力输出装置，通过各种复杂的机械传动将动力传递至作业部件进行作业，机械传动占比很大，传动系统复杂且动力传动链较长，导致收获机存在传动效率低、故障率高、维修复杂等弊端。
[0003]随着国家政策的引导以及节能、环保观念的进一步普及，现代农业对于高效节能的农机需求愈发迫切，低噪音、无污染和高效节能的绿色农业机械成为当前相关学科的研究重点。对于收获机，相关研究人员尝试使用纯电驱动系统替换传统燃油驱动系统，但受限于收获机功率和续航的要求，暂未得到较好的解决方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种电动液压耦合式收获机拓扑结构及运行方式，能够实现收获机的割台电驱动系统、脱粒装置电驱动系统、清选装置电驱动系统等作业系统由独立电动机驱动作业，液压驱动行走系统由轮毂液压马达系统工作驱动，实现收获机各作业系统转速独立控制，缩短动力传动链，提高传动效率，保证收获机功率和续航的要求，同时实现收获机节能运行的目的。
[0005]为了实现上诉目的，本专利技术所采用的方案是：一种电动液压耦合式收获机拓扑结构及运行方式，拓扑结构包括割刀1、拨禾轮2、割台搅龙3、割台输送装置4、割台液压举升装置5、转矩耦合装置6、甲烷发动机7、液压泵、电控液压阀组8、轮毂液压马达系统9、振动筛10、清选风机11、清选装置电动机12、脱粒装置电动机13、脱粒滚筒间隙调节15、喂入滚筒18、动力电池18、发电机19、割台装置电动机20和割刀驱动装置21；由上述拓扑结构组成收获机的割台电驱动系统、脱粒装置电驱动系统、脱粒装置电驱动系统等作业系统和液压驱动行走系统。
[0006]本专利技术所述发电机19分别与动力电池18、割台装置电动机20、脱粒装置电动机13、
清选装置电动机12电连接；发电机19发电，为割台装置电动机20、脱粒装置电动机13和清选装置电动机12供电，驱动收获机各作业系统工作；收获机低负荷工作时及动力电池18荷电状态值较低时，发电机19输出多余电量储存在动力电池18中，在收获机高负荷工作时，动力电池18和发电机19同时为作业系统中的电动机供电，以保证收获机高负荷工作时的平稳运行。
[0007]本专利技术所述割台装置电动机20与割刀1、拨禾轮2和割台搅龙3之间均为链传动；脱粒装置电动机13与喂入滚筒之间为链传动；所述液压泵17与电控液压阀组8、电控液压阀组8与轮毂液压马达系统之间由液压管路连接。
[0008]本专利技术所述割台电驱动系统包括割台装置电动机20、割刀驱动装置21、割刀1、拨禾轮2、割台搅龙3、割台输送装置4和割台液压举升装置5；割台装置电动机的输出轴上安装有三级飞轮组，三级飞轮组通过链条分别与割刀1、拨禾轮2、割台搅龙3连接，驱动割刀1、拨禾轮2和割台搅龙3工作收割农作物；割台装置电动机的输出轴直接驱动割台输送装置4工作，将收割的农作物输送至喂入滚筒16；割台液压举升装置5控制整个割台电驱动系统的空间位置状态。
[0009]本专利技术所述脱粒装置电驱动系统包括脱粒装置电动机13、脱粒滚筒14、脱粒滚筒间隙调节机构15和喂入滚筒16；脱粒装置电动机13的输出轴上安装一个飞轮，通过链条与喂入滚筒16连接，将割台输送装置4输送的农作物喂入脱粒滚筒14；脱粒装置电动机13的输出轴通过齿轮啮合驱动脱粒滚筒14。
[0010]本专利技术所述清选装置电驱动系统包括清选装置电动机12、清选风机11和振动筛10；清选风机11直接安装在清选装置电动机12的输出轴上，清选装置电动机12通过凸轮连杆组合机构驱动振动筛10工作。
[0011]本专利技术所述甲烷发动机7既作为补能装置又作为驱动行走系统的动力源，甲烷发动机7输出动力经转矩耦合装置6驱动发电机19发电，进而驱动割台装置电动机20、脱粒装置电动机13、清选装置电动机12工作并将多余电量存储在动力电池18中，另一部分动力通过液压泵17转化为液压能，经电控液压阀组8控制收获机行走。
[0012]本专利技术还提供一种电动液压耦合式收获机的电控液压阀组，所诉电控液压阀组8包括定量液压泵8
‑
1、两位四通液压阀8
‑
2、四个结构相同的两位两通液压阀8
‑
4、8
‑
5、8
‑
11和8
‑
12、三位四通液压阀8
‑
6、两个结构相同的溢流阀8
‑
9和8
‑
15、电液比例阀8
‑
10、两个单向阀8
‑
3、8
‑
13、蓄能器8
‑
14、油罐8
‑
17、液压传感器8
‑
19和控制器8
‑
20；其中两位两通液压阀8
‑
4和8
‑
5构成液压耦合阀组8
‑
18；两位两通液压阀8
‑
11、8
‑
12、单向阀8
‑
13和电液比例阀8
‑
10构成具有比例调节功能的换向阀组8
‑
16。
[0013]本专利技术所述的电控液压阀组8能够实现在收获机怠速时，若蓄能器压力低于限值，定量液压泵工作，将能量储存在蓄能器中，若蓄能器压力维持在限值，定量液压泵停止工作；收获机工作时，若定量液压泵工作稳定，能够输出恒压高压油，则由定量液压泵工作驱动安装在轮毂上的变量液压马达工作，若定量液压泵受甲烷发动机7转速变化影响而不能输出恒压液压油，且安装在高压油路中的液压传感器检测到高压油路中油压不稳，则控制器控制蓄能器和定量液压泵同时输出高压油，并根据高压油路中的油压状态调整蓄能器的油压输出，驱动变量液压马达稳定工作；在收获机需要倒车时，通过三位四通液压阀实现高压油路换向，从而驱动轮毂液压马达系统反转，实现收获机的倒车。
[0014]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动液压耦合式收获机拓扑结构，其特征是包括割台电驱动系统、脱粒装置电驱动系统、液压驱动行走系统和清选装置电驱动系统；割台电驱动系统包括割刀(1)、拨禾轮(2)、割台搅龙(3)、割台输送装置(4)、割台液压举升装置(5)、割台装置电动机(20)、割刀驱动装置(21)，割台装置电动机分别通过链传动系统驱动割刀、拨禾轮、割台搅龙；脱粒装置电驱动系统包括脱粒装置电动机(13)、脱粒滚筒(14)、脱粒滚筒间隙调节机构(15)、喂入滚筒(16)，脱粒装置电动机通过链传动系统驱动喂入滚筒；清选装置电驱动系统包括振动筛(10)、清选风机(11)、清选装置电动机(12)；液压驱动行走系统包括电控液压阀组(8)、轮毂液压马达系统(9)、液压泵(17)；甲烷发动机的输出端与转矩耦合装置(6)连接，转矩耦合装置的输出端分别与发电机(19)、液压泵(17)连接，发电机分别与清选装置电动机、脱粒装置电动机、动力电池、割台装置电动机电连接，液压泵与电控液压阀组、电控液压阀组与轮毂液压马达系统之间均通过液压管路连接。2.根据权利要求1所述的一种电动液压耦合式收获机拓扑结构，其特征是割台装置电动机(20)的输出轴上安装有三级飞轮组，三级飞轮组通过相应的链条分别与割刀驱动装置(21)的输入轴、拨禾轮(2)的驱动轴、割台搅龙(3)的驱动轴连接；割台装置电动机的输出轴同时与割台输送装置(4)的驱动轴连接。3.根据权利要求1所述的一种电动液压耦合式收获机拓扑结构，其特征是；脱粒装置电动机(13)的输出轴上安装一个飞轮，该飞轮通过链条与喂入滚筒(16)的驱动轴连接；脱粒装置电动机(13)通过齿轮啮合驱动脱粒滚筒(14)。4.根据权利要求1所述的一种电动液压耦合式收获机拓扑结构，其特征是电动液压耦合式收获机工作时，甲烷发动机既作为补能装置、又作为液压驱动行走系统的动力源，甲烷发动机通过转矩耦合装置将工作时输出的部分动力由发电机转化为电能储存在动力电池中，用于供收获机各作业系统工作，将另一部分动力通过液压泵转化为液压能，通过电控液压阀组控制轮毂液压马达系统工作驱动收获机行走。5.根据权利要求1所述的一种电动液压耦合式收获机拓扑结构，其特征是电控液压阀组包括定量液压泵(8
‑
1)、两位四通液压阀(8
‑
2)、两个单向阀(8
‑
3)和(8
‑
13)、四个两位两通液压阀(8
‑
4)、(8
‑
5)、(8
‑
11)和(8
‑
12)、三位四通液压阀(8
‑
6)、两个溢流阀(8
‑
9)和(8
‑
15)、电液比例阀(8
‑
10)、蓄能器(8
‑
14)、油罐(8
‑
17)、液压传感器(8
‑
19)和控制器(8
‑
20)；该定量液压泵为前述液压泵，两位两通电磁阀(8
‑
4)和(8
‑
5)构成液压耦合阀组(8
‑
18)，两位两通电磁阀(8
‑
11)和(8
‑
12)、单向阀(8
‑
13)、电液比例阀(8
‑
10)构成具有比例调节功能的换向阀组(8
‑
16)。6.根据权利要求5所述的一种电动液压耦合式收获机拓扑结构，其特征是定量液压泵(8
‑
1)的出油口与两位四通电磁阀(8
‑
4)的P口通过液压管路相连；两位四通电磁阀(8
‑
2)的C口与两位两通电磁阀(8
‑
4)的E口通过液压管路连接且该液压管路上设有单向阀(8
‑
3)，两位四通电磁阀(8
‑
2)的D口分别与两位两通电磁阀(8
‑
5)的H口、换向阀组(8
‑
16)的R口通过液压管路连接，两位四通电磁阀(8
‑
2)的O口通过密封装置堵塞；所述液压耦合阀组(8
‑
18)中两位两通电磁阀(8
‑
4)的F口、两位两通电磁阀(8
‑
5)的I口、溢流阀(8
‑
9)的K口均与三位四通电磁阀(8
‑
6)的A口通过液压管路连接且该液压管路上安装用于获取液压管路中液压油的压力值并将其传递至控制器的液压传感器(8
‑
19)；换向阀组(8
‑
16)的S口分别与蓄能器(8
‑
14)、溢流阀(8
‑
15)的T口通过液压管路连接；溢流阀(8
‑
9)的J口、三位四通电磁阀(8
‑
6)的B口、溢流阀(8
‑
15)的Q口均与油罐(8
‑
17)通过液压管路连接；轮毂液压马达系统包括对向安装在收获机驱动轮毂上的两个双向变量液压马达(8
‑
7)和(8
‑
8)，三位四通液压阀的M口分别与双向变量液压马达(8
‑
7)的油口、双向变量液压马达(8
‑
8)的油口通过液压管路连接，三位四通液压阀的N口分别与双向变量液压马达(8
‑
7)的另一油口、双...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊江，刘海涛，徐立友，刘孟楠，冯港辉，赵思夏，闫祥海，赵静慧，李妍颖，雷生辉，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：