本實(shí)用新型屬于拖拉機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可自動調(diào)平的輪式拖拉機(jī)驅(qū)動橋裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高，應(yīng)用于山地丘陵的拖拉機(jī)也得到了一定程度的發(fā)展，山地拖拉機(jī)不但可以提高丘陵山地地區(qū)的機(jī)械化程度，而且可以改善山區(qū)勞動者的生活條件。為了適應(yīng)山地丘陵的地形特點(diǎn)，山地拖拉機(jī)的車身姿態(tài)調(diào)平成為拖拉機(jī)使用中的重要要求。傳統(tǒng)的山地拖拉機(jī)的車身調(diào)平通過操作者手工控制；其次，目前國內(nèi)的山地拖拉機(jī)以手扶式拖拉機(jī)和微型履帶拖拉機(jī)為主，具有拖拉機(jī)車身自動調(diào)平的四輪驅(qū)動的輪式拖拉機(jī)驅(qū)動橋還沒有見到相關(guān)文獻(xiàn)和專利檢索提及。

目前，通過關(guān)鍵詞，“山地拖拉機(jī)”和“自調(diào)平”的專利公告有以下4項(xiàng)：

1.車身橫向水平式山地拖拉機(jī)(申請?zhí)枺篊N201520084082.2，公開號；CN204432812U)，介紹一種可進(jìn)行車身橫向水平調(diào)節(jié)的拖拉機(jī)，其整體布置為分置時(shí)車架進(jìn)行鉸接，整車分為，前車架，中車架和后車架進(jìn)行鉸接，轉(zhuǎn)向方式為折腰轉(zhuǎn)向式；車架調(diào)平檢測信號來自安裝在車架上的水銀開關(guān)的傾斜來控制電磁換向閥，從而調(diào)整單側(cè)兩個驅(qū)動輪減速器與車架的相對距離，進(jìn)行橫向水平調(diào)節(jié)。

2.一種山地遙控拖拉機(jī)(申請?zhí)枮椋篊N201010215718.4)介紹一種可在山地丘陵遙控作業(yè)的履帶拖拉機(jī)，動力通過變速箱直接專遞給履帶的驅(qū)動輪，在兩側(cè)的車架上有兩個液壓缸分別連接左右履帶支重輪的支撐架和車身；通過遙控裝置的處理器發(fā)出車身自調(diào)平的信號，控制液壓油缸的升降，調(diào)整車身的橫向水平位置。

3.一種山地拖拉機(jī)傳動機(jī)構(gòu)(申請?zhí)朇N200920093628.5)，傳動半軸和驅(qū)動輪之間的動力傳遞通過鏈輪結(jié)構(gòu)完成，可以實(shí)現(xiàn)輪距可調(diào)，無調(diào)整車身的功能。

4.山地手扶拖拉機(jī)平衡控制裝置(申請?zhí)枺篊N201220194143.7)提出一種手扶拖拉機(jī)的平衡裝置，通過左右兩個液壓油缸調(diào)節(jié)變速箱和驅(qū)動輪的位置，達(dá)到車身姿態(tài)調(diào)平的目的。

從上述檢索可見，專利公告1，可以實(shí)現(xiàn)車身的橫向調(diào)平，但車架分成三塊鉸接而成，增加了坡地行駛的不穩(wěn)定，并且驅(qū)動橋在橫向調(diào)平時(shí)通過車輪及傳動機(jī)構(gòu)繞車身縱向轉(zhuǎn)動來調(diào)節(jié)車輪輪心與車身的距離，這樣，雖然調(diào)平了車身，但是前后輪之間的軸距及左右車輪的輪距參數(shù)發(fā)生了變化，各車輪的承載的載荷比發(fā)生了變化，最終使得車輪的附著力也改變；同時(shí)，由于輪距，軸距發(fā)生變化，導(dǎo)致整車增加的不穩(wěn)定性，在轉(zhuǎn)向操作時(shí)，由于輪距和軸距參數(shù)的變化導(dǎo)致整車的轉(zhuǎn)向性能參數(shù)也發(fā)生變化，增加了駕駛員的轉(zhuǎn)向操作難度。專利公告2通過無線控制左右履帶相對車身的位置，實(shí)現(xiàn)電控自動控制車身調(diào)平，但缺少輪式拖拉機(jī)動力傳遞效率高的優(yōu)點(diǎn)；專利公告3的山地拖拉機(jī)驅(qū)動輪動力是通過鏈輪完成的，鏈輪傳遞在驅(qū)動力和效率上沒有齒輪傳遞高，同時(shí)沒有自動車身姿態(tài)調(diào)整功能；專利公告4是一種手扶拖拉機(jī)的平衡裝置，通過驅(qū)動輪機(jī)減速機(jī)構(gòu)繞機(jī)體轉(zhuǎn)動改變驅(qū)動輪與機(jī)體的高度位置，由于驅(qū)動輪及減速機(jī)構(gòu)繞機(jī)體在縱向方向轉(zhuǎn)動，在驅(qū)動輪高度改變的同時(shí)，驅(qū)動輪相對機(jī)體縱向位置也在改變，對于四輪拖拉機(jī)而言，這樣左右驅(qū)動輪的對車身的承載載荷發(fā)生變化，車輪的附著力也發(fā)生變化，由于輪距發(fā)生變化，導(dǎo)致整車轉(zhuǎn)向性能參數(shù)發(fā)生變化，不利于轉(zhuǎn)向操作，另外，不能夠?qū)崿F(xiàn)縱向水平調(diào)整的自動控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對山地拖拉機(jī)的驅(qū)動橋傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和車身姿態(tài)調(diào)平需要，提出一種帶有自動調(diào)平功能的輪式拖拉機(jī)驅(qū)動橋，該拖拉機(jī)驅(qū)動橋在山地或丘陵地帶使用時(shí)，通過驅(qū)動橋上的橫向傾角傳感器和整車縱向傾角傳感器獲得驅(qū)動橋橫向、整車縱向傾斜姿態(tài)參數(shù)，電子控制單元對液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，最終采用液壓驅(qū)動技術(shù)調(diào)節(jié)驅(qū)動橋兩端的驅(qū)動輪相對車橋殼體高度位置，使得車身底盤處于橫向和縱向水平狀態(tài)；調(diào)節(jié)過程中，可實(shí)現(xiàn)四個驅(qū)動輪驅(qū)動力不間斷傳遞和拖拉機(jī)輪距和軸距參數(shù)不改變，不影響車輛的轉(zhuǎn)向性能。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種可自動調(diào)平的輪式拖拉機(jī)驅(qū)動橋裝置，包括傳動裝置和調(diào)平裝置；

所述傳動裝置包括驅(qū)動橋殼體、半軸錐齒輪、豎直傳動軸、輪邊行星減速機(jī)構(gòu)；所述豎直傳動軸的上端設(shè)有能夠沿所述豎直傳動軸上下滑動的豎直軸上錐齒輪、下端設(shè)有固定一體的豎直軸下錐齒輪；所述半軸錐齒輪安裝在所述驅(qū)動橋殼體上，發(fā)動機(jī)動力驅(qū)動所述驅(qū)動橋殼體中所述半軸錐齒輪轉(zhuǎn)動；所述半軸錐齒輪與所述豎直軸上錐齒輪嚙合，能夠帶動所述豎直軸上錐齒輪轉(zhuǎn)動；所述豎直軸上錐齒輪的轉(zhuǎn)動能夠帶動所述豎直傳動軸轉(zhuǎn)動，進(jìn)而能夠帶動所述豎直軸下錐齒輪轉(zhuǎn)動；所述豎直軸下錐齒輪與所述輪邊行星減速機(jī)構(gòu)的錐齒輪嚙合，通過所述輪邊行星減速機(jī)構(gòu)帶動車輪轉(zhuǎn)動；

所述調(diào)平裝置采用液壓系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)能夠帶動驅(qū)動橋殼體相對于車輪上下移動，使得驅(qū)動橋殼體保持水平。

進(jìn)一步，所述液壓系統(tǒng)包括傾角傳感器、電子控制單元、電磁液壓換向閥以及與所述電磁液壓換向閥連通的液壓腔裝置；所述傾角傳感器與電子控制單元相連，所述電子控制單元根據(jù)所述傾角傳感器的信息控制所述電磁液壓換向閥端口的開閉實(shí)現(xiàn)所述液壓腔裝置內(nèi)的液體增加或減少；所述液壓腔裝置能夠帶動所述驅(qū)動橋殼體上下運(yùn)動。

進(jìn)一步，所述液壓腔裝置包括豎直缸筒和豎直缸體；所述豎直缸體頂端外面套有所述豎直缸筒、兩者之間形成液壓腔，所述豎直缸體由所述豎直缸筒支撐；所述液壓腔通過液壓管路與液壓系統(tǒng)中所述電磁液壓換向閥連接；所述豎直缸體與車輪輪心位置通過所述輪邊行星減速機(jī)構(gòu)限位；所述豎直缸筒與所述驅(qū)動橋殼體固定連接；所述豎直缸筒能夠沿所述豎直缸體上下運(yùn)動，進(jìn)而帶動所述驅(qū)動橋殼體上下運(yùn)動；所述豎直傳動軸穿過所述豎直缸筒和所述豎直缸體的中心，并且能夠相對于所述豎直缸筒和所述豎直缸體轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步，所述豎直缸筒和所述豎直缸體之間采用運(yùn)動密封；所述豎直傳動軸與所述豎直缸筒、所述豎直缸體之間均采用運(yùn)動密封。

進(jìn)一步，所述傾角傳感器為橫向傾角傳感器或縱向傾角傳感器，所述橫向傾角傳感器安裝在驅(qū)動橋殼體上，所述縱向傾角傳感器安裝在車架上；所述電子控制單元由單片機(jī)加外圍信號采集與運(yùn)放電路組成。

進(jìn)一步，所述半軸錐齒輪通過軸承安裝在所述驅(qū)動橋殼體上；所述豎直軸上錐齒輪與所述豎直傳動軸之間采用花鍵連接。

進(jìn)一步，所述驅(qū)動橋裝置應(yīng)用在所述輪式拖拉機(jī)的前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋上；

所述前驅(qū)動橋通過一個球心位置設(shè)置在前橋驅(qū)動軸延長線上的球鉸接副與車架聯(lián)接；所述后驅(qū)動橋通過兩個球鉸接副與車架聯(lián)接，并且所述兩個球鉸接副球心連線的中點(diǎn)位于后橋驅(qū)動軸上。

進(jìn)一步，所述驅(qū)動橋裝置還能夠用于丘陵山地拖拉機(jī)或者其他自走機(jī)器底盤上。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、可用于丘陵山地拖拉機(jī)或其他自走機(jī)器底盤上，拖拉機(jī)在丘陵坡地上行駛時(shí)，根據(jù)需要，可通過驅(qū)動橋的自動調(diào)節(jié)水平功能使得拖拉機(jī)車身處于橫向和縱向水平狀態(tài)，增加拖拉機(jī)及自走機(jī)器底盤的穩(wěn)定性。

2、在驅(qū)動橋姿態(tài)調(diào)平過程中，僅改變驅(qū)動輪相對車身的豎直方向的位置，車輛的前后驅(qū)動輪縱向方向的軸距基本不變，因此，不改變前后驅(qū)動橋的承受載荷比，增加車輛的行駛穩(wěn)定性。

3、由于驅(qū)動橋自動調(diào)平過程，軸距和輪距基本不變，因此，整車的轉(zhuǎn)向性能參數(shù)基本不變，有利于整車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型所述一種可自動調(diào)平的輪式拖拉機(jī)驅(qū)動橋裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2為本實(shí)用新型所述一種自動調(diào)平的輪式拖拉機(jī)驅(qū)動橋應(yīng)用于橫向傾角調(diào)平案例示意圖。

圖3為本實(shí)用新型所述一種自動調(diào)平的輪式拖拉機(jī)驅(qū)動橋應(yīng)用于橫向傾角調(diào)平案例示意圖。

圖4為本實(shí)用新型所述一種自動調(diào)平的拖拉機(jī)驅(qū)動橋在四輪拖拉機(jī)車架縱向調(diào)平的應(yīng)用側(cè)視示意圖。

圖5為本實(shí)用新型所述一種自動調(diào)平的拖拉機(jī)驅(qū)動橋在四輪拖拉機(jī)車架縱向調(diào)平的應(yīng)用俯視示意圖。

附圖標(biāo)記說明如下：

1-橫向傾角傳感器；2-驅(qū)動橋殼體；3-半軸錐齒輪；4-豎直傳動軸；5-豎直軸上錐齒輪；6-豎直缸筒；7-豎直缸體；8-車輪；9-輪邊行星減速機(jī)構(gòu)；10-電磁液壓換向閥；11-豎直軸下錐齒輪；12-電子控制單元；13-左豎直缸筒；14-左油腔；16-左車輪；17-右豎直缸筒；18-右油腔；20-右車輪；23-縱向傾角傳感器；24-車架；26-第一球鉸接副；27-前驅(qū)動橋；30-后驅(qū)動橋；31-第二球鉸接副；32-后橋驅(qū)動軸；33-前橋驅(qū)動軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。

1)帶有自調(diào)平的拖拉機(jī)驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)與連接

如圖1所示，本實(shí)用新型的裝置包括橫向傾角傳感器1、驅(qū)動橋殼體2，半軸錐齒輪3、豎直傳動軸4、豎直軸上錐齒輪5、豎直缸筒6、豎直缸體7、輪邊行星減速機(jī)構(gòu)9、液壓系統(tǒng)及電磁液壓換向閥10、豎直軸下錐齒輪11，電子控制單元12。半軸錐齒輪3通過軸承安裝在驅(qū)動橋殼體2上，豎直軸上錐齒輪5通過花鍵安裝在豎直傳動軸4的上端、并且能夠沿豎直傳動軸4上下滑移，豎直軸下錐齒輪11與豎直傳動軸4底端做成一體，半軸錐齒輪3與豎直軸上錐齒輪5嚙合，豎直軸下錐齒輪11與輪邊行星減速機(jī)構(gòu)9的錐齒輪嚙合；半軸錐齒輪3將動力依次傳遞給豎直軸上錐齒輪5、豎直傳動軸4、豎直下錐齒輪11、輪邊行星減速機(jī)構(gòu)9、車輪8，實(shí)現(xiàn)對車輪8的驅(qū)動。豎直傳動軸4穿過豎直缸筒6和豎直缸體7的中心安裝、且能夠相對于豎直缸筒6和豎直缸體7轉(zhuǎn)動，豎直傳動軸4與豎直缸筒6和豎直缸體7的接觸部分采取運(yùn)動密封措施；豎直缸筒6套在豎直缸體7上，豎直缸體7與豎直缸筒6之間采用運(yùn)動密封，豎直缸筒6支撐豎直缸體7、且能夠相對于豎直缸體7上下移動，這樣豎直缸筒6與豎直缸體7構(gòu)成一個液壓腔體；豎直缸筒6與驅(qū)動橋殼體2剛性固定聯(lián)接，豎直缸體7與車輪8輪心位置通過輪邊行星減速機(jī)構(gòu)9限位，當(dāng)液壓油液進(jìn)入或流出該豎直缸筒6與豎直缸體7組成液壓腔體(油腔)時(shí)，豎直缸筒6和豎直缸體7的豎直相對位置發(fā)生變化，從而，帶動驅(qū)動橋殼體2相對車輪8在豎直方向位置發(fā)生變化；在豎直缸筒6和豎直缸體7豎直方向上位置改變時(shí)，豎直軸上錐齒輪5可在豎直傳動軸4上滑移，以保證豎直軸上錐齒輪5與半軸錐齒輪3的嚙合位置不改變，同時(shí)，豎直軸下錐齒輪11與輪邊行星減速機(jī)構(gòu)9中錐齒輪的嚙合位置不改變。

2)一種自動調(diào)平的拖拉機(jī)驅(qū)動橋工作原理

如圖1所示，當(dāng)驅(qū)動橋的左右車輪處于斜坡地形時(shí)，橫向傾角傳感器1檢測到驅(qū)動橋殼體2橫向傾斜角度，并將信號發(fā)給電子控制單元12，電子控制單元12根據(jù)橫向傾角傳感器1的信號對電磁液壓換向閥10進(jìn)行控制，通過液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)驅(qū)動橋左右豎直缸筒與豎直缸體豎直方向的位置，從而調(diào)節(jié)驅(qū)動橋殼體2左右兩端相對左右車輪在豎直方向的高度位置，使得驅(qū)動橋處于水平工況。由于豎直傳動軸4可以相對豎直缸筒6和豎直缸體7轉(zhuǎn)動，驅(qū)動橋自調(diào)平過程中，不影響驅(qū)動橋的動力傳遞和車輪8轉(zhuǎn)向，并且左右輪距參數(shù)不變。

具體實(shí)施例

本實(shí)用新型所述一種可自調(diào)平的輪式拖拉機(jī)驅(qū)動橋裝置的具體實(shí)施案例。

1)拖拉機(jī)驅(qū)動橋的橫向傾角自調(diào)平應(yīng)用：

當(dāng)拖拉機(jī)行走的地形為丘陵坡地時(shí)，驅(qū)動橋會產(chǎn)生橫向傾斜，驅(qū)動橋左端低右端高，如圖2所示，從而引起整車的橫向傾斜；當(dāng)采用本實(shí)用新型所述的自動調(diào)平的拖拉機(jī)驅(qū)動橋時(shí)，安裝在驅(qū)動橋殼體2上的橫向傾角傳感器1檢測到驅(qū)動橋殼體2的橫向傾斜角度，并向電子控制單元12發(fā)送檢測的傾角信號，電子控制單元12根據(jù)檢測的橫向傾斜角度信號向液壓系統(tǒng)的電磁液壓換向閥10發(fā)出指令，電磁液壓換向閥10的1DT、4DT得電，1DT得電，使得液壓系統(tǒng)給左油腔14供油，左油腔14容積增加，推動左豎直缸筒13向上位移，驅(qū)動橋殼體2左端向上移動；同時(shí)，電磁液壓換向閥10的4DT得電，右油腔18的油路與液壓系統(tǒng)的油箱連通，右豎直缸筒17在驅(qū)動橋殼體2的重力載荷下向下移動，右油腔18容積減小，驅(qū)動橋殼體2右端下降，直到驅(qū)動橋殼體2的左右兩端處于水平狀態(tài)，此時(shí)，橫向傾角傳感器1的檢測橫向傾角為0，電子控制單元12控制電磁液壓換向閥10，使得電磁液壓換向閥10的1DT、2DT、3DT、4DT都不得電，閥芯處于中位，保持驅(qū)動橋殼體2左右兩端分別至左車輪16和右車輪20的輪心距離不再改變，驅(qū)動橋的自動調(diào)平過程完成。

反之，當(dāng)拖拉機(jī)行走在丘陵坡地時(shí)，驅(qū)動橋若產(chǎn)生左端高，右端地的橫向傾斜時(shí)，如圖3所示，安裝在驅(qū)動橋殼體2上的橫向傾角傳感器1檢測到橫向傾斜角度信號，電子控制單元12根據(jù)橫向傾角信號向液壓系統(tǒng)的電磁液壓換向閥10發(fā)出指令，電磁液壓換向閥10的2DT、3DT得電，右油腔18進(jìn)油，右豎直缸筒17上升，帶動驅(qū)動橋殼體2右端上升，左油腔14在驅(qū)動橋重力載荷下出油，左豎直缸筒13下降，帶動驅(qū)動橋殼體2左端下降，直至驅(qū)動橋殼體2左右兩端水平時(shí)，電子控制單元12控制電磁液壓換向閥10的2DT、3DT失電，電磁液壓換向閥10處于中立狀態(tài)，完成驅(qū)動橋殼的橫向角度自調(diào)平過程。

2)拖拉機(jī)驅(qū)動橋的四輪拖拉機(jī)車架縱向傾角調(diào)平應(yīng)用案例

如圖4和圖5所示，圖4是自調(diào)平拖拉機(jī)驅(qū)動橋應(yīng)用于四輪拖拉機(jī)車架縱向調(diào)平的側(cè)視示意圖，圖5是自調(diào)平拖拉機(jī)驅(qū)動橋應(yīng)用于四輪拖拉機(jī)車架縱向調(diào)平的示意圖俯視圖；圖4和圖5所示，四輪拖拉機(jī)前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋都使用本實(shí)用新型所述的自調(diào)平驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)，車架24通過第一球鉸接副26與前驅(qū)動橋27聯(lián)接，通過兩個第二球鉸接副31與后驅(qū)動橋30聯(lián)接；并且，第一球鉸接副26球心位置在前橋驅(qū)動軸33的延長線上，后橋驅(qū)動軸32經(jīng)過兩個第二球鉸接副31球心的連線的中點(diǎn)。在坡地作業(yè)時(shí)，如前驅(qū)動橋27和后驅(qū)動橋30產(chǎn)生橫向側(cè)傾，根據(jù)前述驅(qū)動橋橫向自調(diào)平應(yīng)用案例的原理可以使得前驅(qū)動橋27和后驅(qū)動橋30實(shí)現(xiàn)橫向自動調(diào)平，具體調(diào)節(jié)原理過程不再累述。

若如圖4所示，拖拉機(jī)的前輪著地點(diǎn)與后輪的著地點(diǎn)產(chǎn)生高度差，那么車架24必然產(chǎn)生縱向傾角，安裝在車架24上的縱向傾角傳感器23將縱向傾角傳給電子控制單元12，電子控制單元12向電磁液壓換向閥10發(fā)出指令，2DT、4DT得電，使得前驅(qū)動橋27的兩個油腔內(nèi)的油液減少，前驅(qū)動橋27位置降低，5DT，7DT得電，使得后驅(qū)動橋30的兩個油腔內(nèi)的油液增加，后驅(qū)動橋30位置升高，當(dāng)縱向傾角傳感器23測得的車架24橫向傾角為0時(shí)，車架24處于水平，電子控制單元12控制電磁液壓換向閥10的1DT，2DT，3DT，4DT，5DT，6DT，7DT，8DT處于失電，車架縱向水平調(diào)節(jié)完成。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本實(shí)用新型的可行性實(shí)施方式的具體說明，它們并非用以限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡未脫離本實(shí)用新型技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。