CN105539115A - 混合动力玉米收获机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力玉米收获机，包括：两个牵引轮；车桥变速器内有一个差速器以使两驱动轮满足转向时速度的不同；行走驱动使用的电机，与车桥变速器相连；工作电机，与工作动力分配变速器相连，为扒皮机、升运器及割台提供动力；发电机，与柴油发动机相连，用来给两个电机及充电电池电池组供电；行走动力控制器，被配置为响应驾驶员控制信号来控制驱动用电机来带动驱动轮，在发动机工作时将多余的电能分配储存在电池里，在发动机停止工作时，将电能经过转换控制用于驱动电机工作；工作动力控制器，响应驾驶员控制信号来控制工作电机运转。

Description

混合动力玉米收获机

技术领域

本发明涉及能源运用技术领域，尤其涉及一种混合动力玉米收获机。

背景技术

在全球变暖及石油资源越来越短缺的大背景下，电动汽车作为新能源车辆的代表给传统的机械行业融入了新的活力。化石能源作为一次性能源，随着全球能源危机的加剧以及现有的环境保护法律法规的约束，其应用范围由于成本的不断提高和法律的制约，渐渐在缩小，同样传统的车辆发展也收到约束。取而代之的电动车辆作为新能源的代表，由于其本身的众多优势，是推动农业机动机械化发展模式转变的有效载体，然而，由于车载电池单位存储能量较低，这限制了收获机的行驶里程，制约了其推广的进程。

发明内容

本发明实例提供了一种混合动力玉米收获机，用以将新能源应用于玉米收获机械中，该混合动力玉米收获机包括以下几个部分。

充电电池组，用于储存发电机供给的电能和外部充入的电能，从而给车辆行进和作业提供动力。

传感器，与充电电池组链接整合在行走动力控制器内，用于采集充电电池的电量信息。

行走动力控制器，与车桥变速器上的行走驱动电动机、充电电池组、驾驶室控制系统和发电机相连，其功能为：1.用来接收控制信号来控制电动机变速及启动和停止。2.可以整合及分配发电机和充电电池组的电能。3.在外部电源接通时，通过处理后，可将电能传送至充电电池组进行充电。4.将蓄电池组的电和发动机的电转化为高压电进行输出。

工作动力控制器，与发电机及工作动力分配变速器上连接的电动机相连。其作用为：1.通过接收控制信号来控制电动机变速及启动和停止。2.将蓄电池组的电能和发动机的电能转化为高压电进行输出。

倒车雷达及后视侧视粮仓成像系统，便于驾驶了解车辆后部的情况。

混合动力玉米收获机上包括两个主要的变速器，1.工作动力变速器：将电动机的动力进行降速增扭过程分为三部分输出出来，分别用于割台、升运器和扒皮机；2.车桥变速器：将桥上的电动机的动力经过降速增钮分配到两个驱动轮上。

混合动力玉米收获机的车桥中安装有差速器，以满足在车辆转弯时可以实现两个驱动轮有转速差，并传递扭矩。

混合动力玉米收获机的两个主要的电动机与各自的变速器通过联轴器非刚性链接。

混合动力玉米收获机的三个主要的工作机构（扒皮机、升运器和割台）通过链传动结构与工作动力分配变速器上各自的输出口相连。

混合动力玉米收获机工作动力分配变速箱内安装有过载保护离合器，当扒皮机、升运器、割台进入异物卡主时，实现动力自动脱离，以免产生机械的破坏。

混合动力玉米收获机的发电机与发动机之间通过带传动增速相连。

混合动力玉米收获机的还田机通过V带传动机构与发动机相连，并且V带传动机构中安置有离合器，以便于切断和连接还田机的动力源。

混合动力玉米收获机的车桥内安置有倒档传感器和速度传感器，工作动力分配变速器内也安置有速度传感器。

混合动力玉米收获机驾驶室安装有综合和的仪表盘，电池电量及车辆行驶速度都等都可以看到。

混合动力玉米收获机安置有四画面综合显示夜视成像系统，工作人员可以很容易看到收获机后方和两侧及粮仓内的情况。

虽然阐述和公开了根据本设计的示例性实施例，但这种公开不应被解释为限制本发明，在不脱离本发明的范围的情况下，可预知可对其进行各种修改和选型设计。

附图说明

图1是混合动力玉米收获机的主要结构图。

图2是混合动力玉米收获机的逻辑示意图框架。

图3是混合动力玉米收获机基本组成结构及能量流示意图。

图4是混合动力玉米收获机的总布置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加的明白，下面结合附图对本发明实施例作进一步的说明。在此，本发明的示意性实施例及说明用于解释本发明，但不作为对本发明的限定。

发明人在本发明的过程中发现：在全球变暖及石油资源越来越短缺的大背景下，电动汽车作为新能源车辆的代表给传统的车辆行业融入了新的活力。化石能源作为一次性能源，随着全球能源危机的加剧以及现有的环境保护法律法规的约束，其应用范围由于成本的不断提高和法律的制约，渐渐在缩小，同样传统的车辆发展也收到约束。取而代之的电动车辆作为新能源的代表，由于其本身的众多优势，是推动农业机动机械化发展模式转变的有效载体，混合动力收获机。借鉴汽车的混合动力技术，将收获机设计成混合动力的，白天工作12-16小时，晚上保养并充电，电动机带动机器的行走，好处是可以实现车辆的无级变速和工作设备的无级变速，发动机马力减小一半，带动收获作业。当行走的电瓶没电时，发动机还可以发电带动行走。以每天作业面积4公顷来算，1.3米的幅宽需要行驶30公里，整机重量按5吨算，而国内的电动汽车充一次电可行驶150公里左右，车重是2吨。玉米收获机在在转场及跨区作业时可以只使用充电电池的电力。

工作动力分配变速器28：将工作电动机3的动力进行降速增扭过程分为三部分输出出来，分别用于割台23、升运器24和扒皮机7。

车桥变速器22：将桥上的电动机的动力经过降速增钮分配到两个驱动轮17、25上。

车桥变速器22中安装有差速器21，以满足在车辆转弯时可以实现两个驱动轮有转速差，并传递扭矩。

两个主要的电动机3和16与各自的变速器通过联轴器2和18非刚性链接。

扒皮机7、升运器24和割台23通过链传动结构与工作动力分配变速器28上各自的输出口相连。

工作动力分配变器28内安装有过载保护离合器1，当扒皮机7、升运器24、割台23进入异物卡主时，实现动力自动脱离，以免产生机械破坏。

发电机26与发动机27之间通过带传动增速相连，便于变速及高速传动。

还田机4通过V带传动机构与发动机27相连，并且V带传动机构中安置有离合器5，以便于切断和连接还田机的动力源。

车桥变速器22内安置有倒档传感器20和速度传感器19，用于了测量车辆的行驶状态。

工作动力分配变速器内也安置有速度传感器29，用于了监测收获机的工作状态。

行走动力控制器15，与发电机26、电动机16及控制系统的数据线相连。其作用为：1.用来接收控制信号来控制电动机16变速及启动和停止。2.将充电电池组8的电能和发动机26的电能转化为高压电进行输出。3.对电机16有过载保护功能，4.将发动机26的电能转化为高压电控制处理后进行输出。

倒车雷达及成像显示系统11，便于驾驶了解车辆后部的情况及实施掌握车辆两侧及粮仓情况。

照明系统14，收获机照明用。

空调系统13，驾驶室内空气调节。

工作动力控制器6，与系统控制信号线和发电机26和系统控制数据线及与工作动力分配变速器28上连接的电动机3相连。其作用为：1.用来接收控制信号来控制电动机3变速及启动和停止。2.将发动机26的电转化为高压电控制处理后进行输出。

具体实施时，行走动力控制器15用于当所述电量信息表示充电电池组8电量不能满足车辆的行驶要求时，将会向驾驶室控制系统发出信号提醒驾驶员连接外部的充电电源或者开启发动机27发电提供电能；接通外部电源时（220V家用电通过接口9接入），行走动力控制器15将会把电源经过处理后供给充电电池组8，进行充电；当车辆启动或者加速的时候，行走动力控制器15可以将发电机26的电能与充电电池组8的电能整合在一起供给电动机16以满足快速起步及加速的要求，减小此刻的电网电压波动。

具体实施时，工作动力控制器15接收到工作人员从驾驶室发出的控制信号时，根据信号来控制电动机16变速及启动和停止。

具体实施时，本发明实例的混合动力玉米收获机可以不具有变速器，收获机的控制系统通过CAN总线与两个电机3和16相连，来控制收获机行动及作业。

下面举一个实例数模，如图4所示，在晚上收获机不工作停放在车棚里的时候，我们将220V家用电源连接到行走动力控机制延伸固定在收获机尾部的接口9上，此时在机械及工作人员休息时，充电电池组8将会被充满，传感器(整合在15内)检测到电量已满时将会给行走动力控制器15反馈信息，其收到信好将停止对电池组8充电。第二天清晨，工作人员驾驶机器去作业场地时，无需开启发动机27，只使用充电电池电池组8的电能就可快速到达目的地。如若中间路程过长，电量不足时，控制器15会将电量信号传递至驾驶室仪表盘上，此刻，驾驶员开启发动机27，带动发电机26工作供电，同时控制器15把一部分电能分配到电池组8上对其充电。当进入场地作业时，工作人员开启发动机27工作同时给两个电动机3和16及充电电池组8供电进行工作。工作人员根据作物生长情况，通过驾驶室内的工作控制手柄发出控制信号传递至工作动力控制器6，控制器6通过控制电路，将发电机26的电能经过控制处理传至电动机3，从而实现工作结构（扒皮机7，升运器24及割台23)的启动和停止及工作的调速。驾驶员在控制收获机行驶速度时，其原理与上是相同的，不过此时的驾驶室内的速度信号控制分为两个控制位置，一个为加速踏板，另外一个则为档位控制开关，这两个共同作用使收获机的行驶速度良好的试用于实际工作要求。

图4为本发明一具体实例混合动力玉米收获机的总布置示意图，混合动力玉米收获机中包括：本发明实施例将传统能源的的玉米收获机与电动驱动混合为一体，规避弊端，发挥优势，两者协同作业，有利于推动混合动力玉米收获机的发展，同时降低了车辆的排放有利与生态环境，同样也降低了玉米收获机的使用成本。

本发明实施例的混合动力玉米收获机利用现代电子电器系统的柔度高、灵活性强等诸多特点，解决了现代玉米收获机存在的大量过度设计问题，混合动力玉米收获机利用现有成熟技术设备的性能和技术条件，以较低廉的成本就可以满足收获机日常行驶工作的要求。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应该理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种混合动力两驱玉米收获机，其特征在于包括：充电电池组，用于储存发电机和外部充电器给予的电能，并且可以向行走驱动电机提供电能；发电机与发动机相连，用于给行走驱动电机和工作电动机供电及充电电池组供电，工作动力控制器，被配置为响应于请求来增加扒皮机，升运器和割台的动力传动系制动力，命令所述需要接收到驾驶员对车辆工作的控制信号，当信号收到时，命令工作电机工作，通过动力分配变速器使扒皮机、升运器和割台能够启停变速工作；行走动力控制器，被配置为响应于请求来增加车桥变速器上的动力传动系统制动力，命令所述需要接收到驾驶员对车辆行走的控制信号，当信号收到时，命令行走驱动电机工作，通过车桥变速器使一个或者两个驱动轮工作。

2.如权利要求1所述的混合动力玉米收获机，其中所述行走动力控制器，还被配置为可以实时测量到蓄电池组的电量，并将电量信息传递至驾驶室的显示仪表上，便于驾驶员控制了解。

3.如权利要求1所述的混合动力玉米收获机，其中所述行走动力控制器，还被配置为当发动机工作时，将发电机一部分电能经过处理存储于充电电池组中。

4.如权利要求1所述的混合动力玉米收获机，其中所述行走动力控制器，还被配置为在车辆加速或启动时将电池的电能与发电机的电能一并提供给行走驱动电机，减小启动或加速时的电压波动，使玉米收获机有更好的启动和加速性能。

5.如权利要求1所述的混合动力玉米收获机，其中所述行走动力控制器，还被配置有外部充电接口，当机器停放不工作时可将220V家用电源直接插上充电。

6.如权利要求5所述的混合动力玉米收获机，其外部充电接口通过电源线链接独立安装在收获机尾部，便于插接外部电源；充电电池组配备有快速安防槽，安置在车架尾部下方，便于快速跟换电池组。

7.如权利要求1所述的混合动力玉米收获机，其减速器内装有速度传感器、倒车传感器，使驾驶员很好的了解收获机行驶速度信息；进一步包括：割台，升运器，扒皮机，还田机，倒车雷达及后视成侧视和粮仓成像系统。

8.如权利要求1所述的混合动力玉米收获机，其中所述行走动力控制器，还配配置为有电动机过载保护回路。

9.如权利要求10所述的混合动力玉米收获机，其特征进一步包括工作电机通过工作动力分配变速器与扒皮机、升运器和割台链接。

10.如权利1至9任一项所述的混合动力玉米收获机，其特征在于，所述混合动力玉米收获机为在现有的玉米收获机的基础上，融入插电及自发电电能的混合动力玉米收获机。