CN106088205A - 一种挖掘机 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种挖掘机，包括挖掘机主体、太阳能发电装置和控制系统。所述太阳能发电装置和控制系统设置于所述挖掘机主体。所述挖掘机主体包括动力系统。所述控制系统包括蓄电箱、发电机和第一主控制器。所述蓄电箱和发电机分别与所述第一主控制器电性连接，所述蓄电箱和发电机分别与所述动力系统电性连接。所述太阳能发电装置与所述蓄电箱电性连接，所述太阳能发电装置能够将太阳能转化为电能并存储于所述蓄电箱。蓄电箱的电量低于预设阈值时，所述发电机在第一主控制器的控制下工作产生电能并提供给所述动力系统。本发明实施例所述的挖掘机通过将太阳能转化为电能并提供给所述动力系统，减少了挖掘机的用油量，从而达到节能环保的目的。

Description

一种挖掘机
技术领域
本发明涉及施工挖掘设备技术领域，具体而言，涉及一种挖掘机。
背景技术
挖掘机，又称为挖掘机械，是用铲斗挖掘高于或者是低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料的土方机械。挖掘机挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松之后的土壤和岩石。传统的挖掘机一般采用柴油机或者是汽油机作为原动机进行发电并提供给设置有发动机的动力系统。所以，传统的挖掘机大部分还是必须靠油运转，而油价昂贵且不环保。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种节能环保的挖掘机。
本发明实施例提供一种挖掘机，包括挖掘机主体、太阳能发电装置和控制系统。所述太阳能发电装置和控制系统设置于所述挖掘机主体。所述挖掘机主体包括动力系统。所述控制系统包括蓄电箱、发电机和第一主控制器。所述蓄电箱和发电机分别与所述第一主控制器电性连接，所述蓄电箱和发电机分别与所述动力系统电性连接。所述太阳能发电装置与所述蓄电箱电性连接，所述太阳能发电装置能够将太阳能转化为电能并存储于所述蓄电箱内。所述发电机用于在所述第一主控制器的控制下工作产生电能并提供给所述动力系统。所述第一主控制器用于控制所述蓄电箱提供电能给所述动力系统，判断所述蓄电箱的电量是否低于预设阈值，若所述电量低于预设阈值，则控制所述发电机工作产生电能并提供给所述动力系统。
进一步地，所述挖掘机主体包括控制箱、驾驶室、动臂以及与所述动臂连接的铲斗臂。所述蓄电箱、发电机和第一主控制器设置于所述控制箱中。所述太阳能发电装置包括太阳能电池板，所述太阳能电池板设置有多个，多个所述太阳能电池板串联连接，且多个所述太阳能电池板分别设置于所述控制箱、驾驶室、动臂以及铲斗臂。
进一步地，设置于所述控制箱的太阳能电池板位于所述控制箱的上表面，设置于所述驾驶室的太阳能电池板位于所述驾驶室的顶部。
进一步地，设置于所述驾驶室的顶部的太阳能电池板朝所述驾驶室的前方延伸出所述驾驶室。
进一步地，设置于所述动臂和铲斗臂的太阳能电池板位于所述动臂和铲斗臂的外围。
进一步地，所述太阳能发电装置与所述蓄电箱之间设置有充电控制电路。
进一步地，所述蓄电箱设置有充电接口，所述蓄电箱能够通过所述充电接口与外设充电设备电性连接。
进一步地，所述挖掘机还包括至少一组动能发电系统，所述动能发电系统与所述蓄电箱电性连接，所述动能发电系统能够将所述挖掘机产生的动能转化为电能并存储于所述蓄电箱内。
进一步地，所述动能发电系统包括第二主控制器、振动监测电路以及压电陶瓷发电装置。所述振动监测电路和压电陶瓷发电装置分别与所述第二主控制器电性连接，所述压电陶瓷发电装置与所述蓄电箱电性连接。所述振动监测电路用于监测所述挖掘机产生的振动信号，将所述振动信号发送至所述第二主控制器。所述第二主控制器用于根据所述振动信号向所述压电陶瓷发电装置发送控制命令。所述压电陶瓷发电装置用于根据所述控制命令，将动能转化为电能，并存储于所述蓄电箱内。
进一步地，所述动能发电系统设置于所述控制箱的内部。
本发明实施例提供的一种挖掘机，通过在所述挖掘机主体设置太阳能发电装置，并将所述太阳能发电装置转化的电能存储于所述蓄电箱内，提供给所述挖掘机的动力系统，以支持所述挖掘机的机械运作。当蓄电箱内的电量低于预设阈值时，设置于所述挖掘机的发电机工作产生电能并提供给所述动力系统，以继续支持挖掘机的机械运作。由此，即可减少所述挖掘机的用油量，从而达到了节能环保的目的。
进一步地，本发明实施例提供的一种挖掘机还包括动能发电系统。所述动能发电系统能够将所述挖掘机产生的动能转化为电能并存储于所述蓄电箱内并提供给所述挖掘机的动力系统，以支持所述挖掘机的机械运作，同样达到了节能环保的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种挖掘机的结构图。
图2为本发明实施例提供的一种发电系统和动力系统的连接框图。
图3为本发明实施例提供的另一种发电系统和动力系统的连接框图。
图4为本发明实施例提供的一种挖掘机的系统框图。
各附图标记对应的名称如下所示：
100-挖掘机主体，110-控制箱，120-驾驶室，130-动臂，140-铲斗臂；
200-太阳能发电装置，210-太阳能电池板；
300-控制系统，310-蓄电箱，320-发电机，330-第一主控制器，340-电量监测电路，350-开关控制电路；
400-动力系统；
500-充电控制电路；
600-动能发电系统，610-第二主控制器，620-振动监测电路，630-压电陶瓷发电装置；
700-主控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
请参阅图1、图2，本发明实施例提供的挖掘机包括挖掘机主体100、太阳能发电装置200、控制系统300和动力系统400。所述太阳能发电装置200和动力系统400分别与所述控制系统300电性连接。所述太阳能发电装置200、控制系统300和动力系统400设置于所述挖掘机主体100。
本实施例中，所述挖掘机主体100包括控制箱110、驾驶室120、动臂130以及与所述动臂130连接的铲斗臂140。
所述太阳能发电装置200的作用是将太阳的辐射能转换为电能。可选地，所述太阳能发电装置200包括太阳能电池板210。所述太阳能电池板210可以为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池等。本实施例中，所述太阳能电池板210为单晶硅太阳能电池。单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定，在阴雨天天或阳光相对不是很充足的地区也可以使用。本实施例中，所述太阳能电池板210设置有多个。可选地，多个所述太阳能电池板210串联连接，且多个所述太阳能电池板210设置于所述挖掘机主体100。本实施例中，多个所述所述太阳能电池板210分别设置于所述控制箱110、驾驶室120、动臂130以及铲斗臂140。
本实施例，设置于所述控制箱110的太阳能电池板210位于所述控制箱110的上表面，设置于所述驾驶室120的太阳能电池板210位于所述驾驶室120的顶部。可选地，设置于所述驾驶室120的顶部的太阳能电池板210朝所述驾驶室120的前方延伸出所述驾驶室120。如此，设置于所述驾驶室120的顶部的太阳能电池板210的作用不仅在于将太阳能转化为电能，还可以用于遮挡强光和雨水，以便保持驾驶室120内驾驶人员的视野清晰度进而减少作业事故的发生概率。可选地，设置于所述驾驶室120的顶部的太阳能电池板210还可以设置为可折叠伸缩的太阳能电池板210。使得驾驶人员可以通过展开或者是折叠设置于所述驾驶室120的顶部的太阳能电池板210控制所述驾驶室120的遮挡状态以及挡遮程度。
本实施例中，设置于所述动臂130和铲斗臂140的太阳能电池板210位于所述动臂130和铲斗臂140的外围。本实施例中，所述挖掘机的动臂130和铲斗臂140的截面大致为矩形，所述动臂130和铲斗臂140大致为长方体形的机械臂，即所述动臂130和铲斗臂140各包括四个侧壁。可选地，多个所述太阳能电池板210安装于所述动臂130和铲斗臂140的四个侧壁。
本实施例中，所述控制系统300包括蓄电箱310、发电机320和第一主控制器330，所述蓄电箱310和发电机320分别与所述第一主控制器310电性连接。可选地，所述蓄电箱310、发电机320和第一主控制器310设置于所述控制箱110的内部。
可选地，所述发电机320为柴油发电机。柴油发电机是一种小型发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。柴油发电机的体积相对于其他发电设备相对较小。此外，柴油发电机的能源原料来源广泛。可选地，所述第一主控制器330可以为PLC控制器或微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)。可选地，所述MCU可以为MSP430，AVR，STM32，TMS，STC等。本实施例中，所述第一主控制器330设置有一预设阈值。需要说明的是，所述预设阈值是能够通过计算机程序改变大小的。
本实施例中，所述控制系统300还包括用于监测所述蓄电箱310的电量的电量监测电路340。所述蓄电箱310通过所述电量监测电路340与第一主控制器330电性连接。可选地，所述蓄电箱310设置有充电接口，所述蓄电箱310能够通过所述充电接口与外设充电设备电性连接，以达到为所述蓄电箱310充电的目的。
可选地，所述控制系统300还包括开关控制电路350。本实施例中，所述开关控制电路350包括继电器。所述开关控制电路350与所述第一主控制器330电性连接的基础上还与所述蓄电箱310和所述动力系统400电性连接。本实施例中，所述开关控制电路350的作用在于根据所述第一主控制器330发送的控制命令闭合或断开所述继电器，以接通或断开所述蓄电箱310与所述动力系统400的连接。
本实施例中，所述动力系统400与所述发电机320电性连接，且所述动力系统400还与所述开关控制电路350电性连接。所述动力系统400用于支持所述挖掘机的机械运作。本实施例中，所述动力系统400包括发动机。
可选地，所述挖掘机还包括充电控制电路500。所述太阳能发电装置200通过所述充电控制电路500与所述蓄电箱310电性连接。本实施例中，所述充电控制电路500包括太阳能控制器。所述太阳能控制器具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制功能。
通过上述设置，本实施例所述的一种挖掘机的供电过程如下。
本实施例中，所述太阳能发电装置200将太阳的辐射能转换为电能并通过所述充电控制电路500将转化的电能存储于所述蓄电箱310中。当需要所述挖掘机的动力系统400运行时，所述第一主控制器330向所述开关控制电路350发送控制命令，所述开关控制电路350接收所述控制命令闭合所述继电器以接通电路，所述蓄电箱310为所述动力系统400提供电能，所述动力系统400运行。需要说明的是，在此过程中，所述电量监测电路340不断地检测所述蓄电箱310的电量。所述第一主控制器330判断所述蓄电箱310的电量是否低于所述预设阈值，若所述蓄电箱310的电量高于所述预设阈值，所述动力系统400继续由所述蓄电箱310提供电能。若所述蓄电箱310的电量低于所述预设阈值，所述第一主控制器330则控制所述发电机320工作产生电能并提供给所述动力系统400。
请参阅图3，本实施例所述的挖掘机还可以设置除太阳能发电装置200以外的其他发电装置。可选地，本实施例中，所述挖掘机包括至少一组动能发电系统600，所述动能发电系统600设置于图1所示的控制箱110内且与所述蓄电箱310电性连接，所述动能发电系统600能够将所述挖掘机产生的动能转化为电能并存储于所述蓄电箱310内。
本实施例中，所述动能发电系统600包括第二主控制器610、振动监测电路620以及压电陶瓷发电装置630，所述振动监测电路620和压电陶瓷发电装置630分别与所述第二主控制器610电性连接，所述压电陶瓷发电装置630与所述蓄电箱310电性连接。本实施例中，所述振动监测电路620用于监测所述挖掘机产生的振动信号，将所述振动信号发送至所述第二主控制器610。所述第二主控制器610用于根据所述振动信号向所述压电陶瓷发电装置630发送控制命令。所述压电陶瓷发电装置630用于根据所述控制命令，将动能转化为电能，并存储于所述蓄电箱310内。
请参阅图4，在上述基础上，所述挖掘机的发电系统还可以同时包括太阳能发电装置200和动能发电系统600。需要说明的是，图2所示的第一主控制器330和图3所示的第二主控制器610可以为同一主控制器700。如此，即可实现将所述太阳能发电装置200和动能发电系统600设置于同一发电系统内。
通过上述设置，所述太阳能发电装置200将太阳的辐射能转换为电能并通过所述充电控制电路500将转化的电能存储于所述蓄电箱310中。当需要所述挖掘机的动力系统400运行时，所述主控制器700向所述开关控制电路350发送控制命令，所述开关控制电路350接收所述控制命令闭合所述继电器以接通电路，所述蓄电箱310为所述动力系统400提供电能，所述动力系统400运行，所述挖掘机开始工作。此时，所述动能发电系统600将所述挖掘机工作振动产生的动能转换为电能同样存储于所述蓄电箱310中。需要说明的是，在此过程中，所述电量监测电路340不断地检测所述蓄电箱310的电量。所述主控制器700判断所述蓄电箱310的电量是否低于所述预设阈值，若所述蓄电箱310的电量高于所述预设阈值，所述动力系统400继续由所述蓄电箱310提供电能。若所述蓄电箱310的电量低于所述预设阈值，所述主控制器700则控制所述发电机320工作产生电能并提供给所述动力系统400。
综上所述，本发明实施例提供的一种挖掘机，通过在所述挖掘机主体100设置太阳能发电装置200，并将所述太阳能发电装置200转化的电能存储于所述蓄电箱310内，提供给所述挖掘机的动力系统400，以支持所述挖掘机的机械运作。当蓄电箱310内的电量低于预设阈值时，设置于所述挖掘机的发电机320工作产生电能并提供给所述动力系统400，以继续支持挖掘机的机械运作。由此，即可减少所述挖掘机的用油量，从而达到了节能环保的目的。
进一步地，本发明实施例提供的一种挖掘机还包括动能发电系统600。所述动能发电系统600能够将所述挖掘机产生的动能转化为电能并存储于所述蓄电箱310内并提供给所述挖掘机的动力系统400，以支持所述挖掘机的机械运作，同样达到了节能环保的目的。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种挖掘机，其特征在于，包括挖掘机主体、太阳能发电装置、控制系统和动力系统，所述太阳能发电装置、控制系统和动力系统设置于所述挖掘机主体；
所述控制系统包括蓄电箱、发电机和第一主控制器，所述蓄电箱和发电机分别与所述第一主控制器电性连接，所述蓄电箱和发电机分别与所述动力系统电性连接；
所述太阳能发电装置与所述蓄电箱电性连接，所述太阳能发电装置能够将太阳能转化为电能并存储于所述蓄电箱内；
所述发电机用于在所述第一主控制器的控制下工作产生电能并提供给所述动力系统；
所述第一主控制器用于控制所述蓄电箱提供电能给所述动力系统，判断所述蓄电箱的电量是否低于预设阈值，若所述电量低于预设阈值，则控制所述发电机工作产生电能并提供给所述动力系统。
2.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，所述挖掘机主体包括控制箱、驾驶室、动臂以及与所述动臂连接的铲斗臂，所述蓄电箱、发电机和第一主控制器设置于所述控制箱中；
所述太阳能发电装置包括太阳能电池板，所述太阳能电池板设置有多个，多个所述太阳能电池板串联连接，且多个所述太阳能电池板分别设置于所述控制箱、驾驶室、动臂以及铲斗臂。
3.根据权利要求2所述的挖掘机，其特征在于，设置于所述控制箱的太阳能电池板位于所述控制箱的上表面，设置于所述驾驶室的太阳能电池板位于所述驾驶室的顶部。
4.根据权利要求3所述的挖掘机，其特征在于，设置于所述驾驶室的顶部的太阳能电池板朝所述驾驶室的前方延伸出所述驾驶室。
5.根据权利要求2所述的挖掘机，其特征在于，设置于所述动臂和铲斗臂的太阳能电池板位于所述动臂和铲斗臂的外围。
6.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，所述太阳能发电装置与所述蓄电箱之间设置有充电控制电路。
7.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，所述蓄电箱设置有充电接口，所述蓄电箱能够通过所述充电接口与外设充电设备电性连接。
8.根据权利要求2所述的挖掘机，其特征在于，所述挖掘机还包括至少一组动能发电系统，所述动能发电系统与所述蓄电箱电性连接，所述动能发电系统能够将所述挖掘机产生的动能转化为电能并存储于所述蓄电箱内。
9.根据权利要求8所述的挖掘机，其特征在于，所述动能发电系统包括第二主控制器、振动监测电路以及压电陶瓷发电装置，所述振动监测电路和压电陶瓷发电装置分别与所述第二主控制器电性连接，所述压电陶瓷发电装置与所述蓄电箱电性连接；
所述振动监测电路用于监测所述挖掘机产生的振动信号，将所述振动信号发送至所述第二主控制器；
所述第二主控制器用于根据所述振动信号向所述压电陶瓷发电装置发送控制命令；
所述压电陶瓷发电装置用于根据所述控制命令，将动能转化为电能，并存储于所述蓄电箱内。
10.根据权利要求8所述的挖掘机，其特征在于，所述动能发电系统设置于所述控制箱的内部。
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