CN107343406A - 电动高速插秧机及其应用 - Google Patents

Abstract

一电动高速插秧机和电动系统及其应用，其中所述电动高速插秧机包括一电动系统和一作业系统；所述作业系统包括一插秧单元和一行走单元，所述行走单元适于操作人员乘坐地行走，所述电动系统以电能驱动所述插秧单元和所述行走单元，以使得所述插秧机在操作人员乘坐时高速地作业。

Description

电动高速插秧机及其应用

技术领域

本发明涉及插秧机领域，更进一步，涉及一电动高速插秧机和电动系统及其应用，其采用电能作为动力源。

背景技术

水稻是农业生产中的一种重要农作物，全世界约有一半的人口都是以大米作为主食，庞大的需求量决定需要投入巨大的劳动力，而不同类型的插秧机在一定程度上减少了劳动力的投入量。

插秧机是将水稻秧苗定植在水田中的种植机械，其不仅替代了人工插植作业的过程，而且在一定程度上提高了插秧的功效和插植质量，实现了合理密植，其规范的栽植，有利于后续作业的机械化。

动力源是插秧机的重要组成部分，动力源的提供使得插秧机能够行走于田间地头、使得插秧机能够执行插秧动作，将大量的秧苗栽植于水田中。现有的插秧机大多都是燃油动力，燃油动力具有其优势所在，可是随着农业技术的不断发展以及对于环境保护的越来越重视，燃油动力的缺陷日渐明显。

乘坐型插秧机是现有插秧机的一种重要类型。对于这种类型的插秧机一方面需要提供插秧机行走、作业动力，另一方面还需要提供乘坐部件以及乘坐人员的动力，因此相对于其他类型的插秧机，对于动力部分的要求更高。

燃油动力通常借助发动机将燃料，如柴油或汽油，燃烧产生的热能转变为机械能。众所周知，基于燃油动力产生的原理，柴油或汽油在燃烧过程中产生大量的污染物，如碳氢化合物(HC)尾气中的苯、甲苯和二甲苯、氮氧化合物(NO)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO₂)以及臭氧(O₃)等。这些污染物不仅污染环境，而且直接影响人类身体健康。更重要的是，在进行插植作业的过程中，一方面操作人员与燃油动力部分都置于开放环境中，且动力部分与操作人员的距离相对较近，因此相对于汽车等具有相对封闭空间的燃油机械，插秧机操作者身体受到的直接伤害要源对爱与其他燃油机械的操作者；另一方面，鉴于制造成本以及技术难度的考虑，对于插秧机尾气的处理程度要远远低于汽车。因此，环境污染以及身体伤害性是燃油动力插秧机的极大弊端，尤其是在当今越来越重视环境保护、努力寻求环境友好型发展方式的情况下，这些弊端显得尤为突出。

另一方面，与汽车动力的发展相对应，燃油动力已经是发展相当成熟的技术，但是基于其基本的工作原理，其机械复杂程度较高，且难以降低，再结合应用于插秧机时，使得插秧机的整体的体积较大。而且对于乘坐型插秧机还需要进一步提供乘坐的相关设置以及满足其动力需求，体积进一步增大，而大体积特征对于行走、控制都不便利。

进一步，复杂的机械程度以及携带的燃料，使得乘坐型插秧机自身的重量较大，这在一定程度上增加了插秧机在复杂插植地形中的控制难度并且提高了对动力的要求。

插秧机动力的发展在一定程度上与汽车机械动力的发展相关，但是同时要结合其自身产品特征的需求。比如，汽车主要是在路面的行驶，根据不同的路况配置不同动力以及设计不同的车体结构，而插秧机主要是在水田中，主要作用是进行插秧工作。由于插秧机特殊的作业环境，使其对动力源提出特殊的要求，众所周知，插秧机，特别是水稻插秧机，一般子在水田中作业、耕种土地松软，这是插秧机不同于其他类型农机的工作环境的最大特点，因此，动力源的防水性是需要考虑的重要方面。

综上，很需要对现有的乘坐型插秧机进行改进，需要提出一种可以替代现有的燃油方式，能够解决环境污染、身体伤害以及操控不便利等弊端的乘坐型插秧机。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一电动高速插秧机和电动系统及其应用，其中所述插秧机以电能为动力源驱动进行插秧，避免在插秧作业过程中对环境的污染以及对人体的伤害。

本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机和电动系统及其应用，其中所述插秧机包括一电动系统，其通过电能驱动插秧作业，且适应水田作业环境。

本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机和电动系统及其应用，其中所述电动系统与乘坐型插秧机结合，提高插秧机的行走速度，提高插秧机的工作效率，实现高速插秧。

本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机和电动系统及其应用，其中所述插秧机采用点电能驱动替代传动的燃油动力，不需要设置燃油相关装置，简化了机械复杂程度，减小插秧机的整体重量，提高其在复杂作业条件中的可控制性，且提高工作效率。

本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机和电动系统及其应用，其中所述电动系统包括一电源管理单元，检测、控制电源的工作状态，使得插秧机能够稳定、安全地工作。

本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机和电动系统及其应用，其中所述电动系统适于驱动插秧机作业，替代插秧机燃油驱动的方式，使得插秧机在工作时不会产生污染环境的废气，避免对环境的污染以及对身体的伤害。

本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机和电动系统及其应用，其中所述电动系统的结构设计具有良好的防水性能，使得所述电动系统适于插秧机的水田作业环境。

本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机和电动系统及其应用，其中所述电动系统为插秧机不同部位提供不同动力，使得插秧机高速工作。

本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机和电动系统及其应用，其中所述电动系统通过电源管理的方式，提供稳定可靠的电能动力源，使得插秧机在电能动力源下稳定、可靠地作业。

为了实现以上发明目的以及本发明的其他优势及目的，本发明的一方面提供一电动高速插秧机，其包括一电动系统和一作业系统；所述作业系统包括一插秧单元和一行走单元，所述行走单元适于操作人员乘坐地行走，所述电动系统以电能驱动所述插秧单元和所述行走单元，以使得所述插秧机在操作人员乘坐时高速地作业。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述插秧机包括一机械传动系统，所述电动系统通过所述机械传动系统传动于所述作业系统。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述作业系统包括一操作单元，所述操作单元提供所述操作人员操位置。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述行走单元包括一车轮组，所述车轮组支撑所述插秧机的行走，所述电动系统以电能驱动所述车轮组的行走。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述车轮组包括一组前轮和一组后轮，所述前轮被设置于所述插秧机前部，其控制所述插秧机的行走方向，所述后轮被设置于所述插秧机后部，配合所述一组前轮支撑所述插秧机可乘坐地行走。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述行走单元包括一中央浮船和两侧浮船，所述中央浮船和所述两侧浮船设置于所述插秧单元下方位置，以便于在水中时向所述插秧单元提供支撑。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述电动系统包括一电源和电源管理单元，所述电源为所述电动系统提供电能，所述电源管理单元管理所述电源的工作。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述电动系统包括一驱动单元，所述驱动单元由所述电源获取电能驱动所述作业系统进行作业。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述驱动单元包括一电动机，所述电动机由所述电源获取电能驱动所述作业系统作业。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述电动系统包括一控制单元，所述控制单元控制所述电动系统的工作。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述电动系统包括移动显示单元，所述显示单元显示所述电源管理单元的管理参数。

根据本发明的一实施例，所述驱动单元采用轮毂电机方式实现所述电动高速插秧机的行走功能。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述电源选自：锂电池、密封式铅蓄电池、镍氢电池、镍铬电池、聚合物锂电池、太阳能电池、生物电池、锌空电池和燃料电池中的一种。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述电动系统包括一电路模块，所述电路模块被防水封闭地设置，以防水地输出电能。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述电路模块包括一电源和一电源管理单元，所述电源为所述电动系统提供电能，所述电源管理单元管理所述电源的工作。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述电路模块包括一密封箱体，所述电源和所述电源管理单元被防水地设置于所述密封箱体内。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述电路模块包括一防水连接部，所述防水连接部防水地电连接所述密封箱体内部和所述密封箱体外部设置。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述防水连接部包括至少一防水连接器，所述防水连接器为一航空连接器。

根据本发明的一实施例，所述的电动高速插秧机中所述防水连接器包括至少一防水连接器，所述防水连接器选自：焊接式防水连接器、压接式防水连接器、管状防水连接器、金属头防水连接器、注塑防水连接器和尼龙防水连接器中的一种。

本发明的另一方面提供一高速插秧机工作方法，其包括步骤：通过一电动系统电驱动一高速插秧机工作。

根据本发明的一实施例，所述的工作方法中包括步骤：电驱动一车轮组行走。

根据本发明的一实施例，所述的工作方法中包括步骤：电驱动一插秧单元进行插秧工作。

根据本发明的一实施例，所述的工作方法中包括步骤：通过一电源管理单元管理一电动系统。

根据本发明的一实施例，所述的工作方法中包括步骤：通过锂电池、密封式铅蓄电池、镍氢电池、镍铬电池、聚合物锂电池、太阳能电池、生物电池、锌空电池或燃料电池提供电能驱动所述高速插秧机工作。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例的电动高速插秧机的整体框图。

图2是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的一工作关系框图。

图3是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的电源管理单元功能示意图。

图4是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的控制单元关系框图。

图5A、5B是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的一实施方式的不同角度立体示意图。

图6A是根据本发明上述优选实施例的电动高速插秧机的路面行走示意图。

图6B是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的水田行走示意图。

图6C是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的取苗示意图。

图6D是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的插植示意图。

图7A、7B是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的上述实施方式的电源管理单元的一具体实施方式示意图。

图8A至8D是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的不同类型的防水连接器。

图9和图10是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的方法框图。

图11是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的行走组的示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

插秧机是将水稻秧苗通过机械定植在水田中的种植机械农机，其代替人工栽植秧苗的工作，极大地减少了人们水稻种植过程中的劳动量。尤其是面对水稻巨大需求量和种植量时，插秧机更加显现出其重要性。正如前所述，插秧机经过长期的发展，但从机械性能方面来讲，插秧机已经进入了比较完善的技术程度，不同功能、不通过类型、不同结构的插秧机层出不穷，可是这些插秧机都是以燃油机械动力为基础的层面上进行改进。这样的现状，一方面是由于燃油动力技术的成熟性，在插秧机领域应用也相对方便、稳定；另一方面，由于动力式插秧机的重要组成部分，涉及工作的安全可靠性，因此插秧机领域的发展长期延续以燃油动力为基础。可是也正如前所述，基于燃油动力的工作原理以及相应的机械机构的插秧机，其存在众多的不利因素，其中最显而易见的就是环境污染以及对身体的伤害，其次还伴有机械机构复杂、质量大、操作便利性差等不利因素，而这些不利因素都是燃油动力类型的插秧机本身不易克服的方面。因此，要克服诸如上述不利因素，需要从插秧机的动力源入手，从替代燃油动力的根本入手，从而从源头解决上述问题。

进一步，不同类型的插秧机的具有不同的功能与结构特征。比如，手扶型插秧机在作业时借助人力提供牵引力、通过手扶控制行走方向，因此整体插秧效率较低，而对于乘坐型插秧机，操作人员乘坐于插秧机上，不需要借助人力提供牵引力，也不需要通过手扶的方式提供牵引力，因此乘坐型插秧机的整体的行走、插植速率不受操作人员的行走速率以及操作方式的限制，进一步的实现的插秧的自动化。因此，要实现提高插秧机的工作效率、实现高速插秧，需要从乘坐型插秧机入手。还值得一提的是，不同于其他类型的插秧机，乘坐型插秧机提供操作人员的乘坐位置，且能够在路面相对快速行走，因此需要提供相应的动力源来满足乘坐、路面行走、插秧等不同工作过程。而根据本发明的实施例，旨在于提供一电动高速插秧机，其以电能为动力源来提供工作的动能，即将电能转化为机械能，而不像传统的燃油机械，通过燃烧燃料来提供动力源，即将化学能转变为机械能。在将电能转变为机械能的过程中，不会产生任何有害气体而污染环境，操作人员也不会因为距离近而吸入有害气体而伤害身体。进一步，所述电动高速插秧机的电动系统以水田的基本作业环境要求为基础，在设计的过程中充分考虑防水性能，使得插秧机以电能为动力源，且能够在水田中安全稳定地进行工作。进一步，所述电动系统能够提供乘坐型插秧机的乘坐、路面行走、插秧等不同方面的动力源，提高乘坐型插秧机的工作效率，提高插秧机速度，从而实现更加高速地插秧。此外，所述电动高速插秧机从整体布局结构将防水与操作的便利性、工作的安全稳定性相结合，使得插秧机的整体工作性能提高。

如图1至图7B所示，是根据本发明的第一个优选实施例的电动高速插秧机。参照图1至图7B，根据本发明的一实施例，本发明提供一电动高速插秧机，其包括一电动系统10、一机械传动系统20和一作业系统30。

所述电动系统10以电能为动力源，所述电动系统10通过所述机械传动系统20驱动所述作业系统30进行插植作业。也就是说，所述作业系统30被所述机械传动系统20驱动将电能转化为机械能进行工作。不同于传统的燃油机械农机的能量转化利用方式，燃油传动的方式是，首先将燃料的化学能通过燃烧的方式转变为热能，进而推动内燃机做功，继而将热能转变为机械能，再经过传功作用将所述机械能传递至不同位置，即：化学能→热能→机械能(伴随废气排放)，因此整个能量转化传递过程都相对复杂、繁琐，且在燃烧过程中产生有害气体。而在本发明中，也相当于将燃烧燃油而产生能量的过程转移至其他地方，如电厂，或者说可以以更多不同的方式来提供转变为动能的能量，如火电、水电。核电等，因此使得能源利用更加广泛。而在此处应用时，直接将电能转变为机械能，即：电能→机械能，很明显，简化了能量转化的链条，从而使得能源利用效率更高，而且众所周知，电能具有其清洁、利用方便等优越性能，因此这种动力源的变化，将从根本上改进燃油类型插秧机存在的问题。且所述电动系统与乘坐型插秧机结合，使得乘坐型插秧机实现高速插秧。

以下进一步详细说明，电能如何与乘坐型插秧机结合得到所述电动高速插秧机以及如何适应插秧机乘坐、路面行走以及水田插秧等不同作业环境。

根据本发明的一实施例，所述电动系统10包括一电源11，所述电源11为所述电动系统10提供电能。特别地，在本发明的一实施例中，所述电源11为一组电池，各所述电池电连接，比如并联，为整个所述插秧机提供需要的工作动力，如路面行走动力、乘载动力以及插植动力等。

优选地，在本发明的一实施例中，所述电源为一组锂电池，所述锂电池为所述插秧机提供工作电能。而在本发明的其他实施例中，所述电源11可以根据不同的需要选择具体的类型和数量，举例地可以选择，密封式铅蓄电电池、镍氢电池、镍铬电池、聚合物锂电池、锌空电池、燃料电池等。而且在一些实施例中，所述电源11可以借鉴电动自行车或电动汽车的电源，将其电源结合应用于所述插秧机。本领域的技术人员应当理解的是，所述电源11的类型和数量不是本发明的限制，上述类型仅作为举例来说明可以选择的类型，在不同实施例中，可以根据实际应用需求配置。

进一步，根据本发明的一实施例，所述电动系统10包括一电源管理单元12，所述电源管理单元12电连接于所述电源11。所述电源管理单元12用于监测、管理所述电源11以及所述电动系统10其他单元的工作状态。所述电源管理单元12是电源11与用户之间的纽带，所述电源11的工作状态不能被用户直接观察到，可是通过所述电源管理单元12却能实时监测所述电源11的工作状态，可以了解到整个所述电动系统10的工作状态。尤其对于一些二次电池，在循环重复使用的过程中，会逐渐出现一些缺点，如存储能量减少、使用寿命变短、串并联使用问题、使用安全性、电池电量估算难等，因此在使用过程中所述电源11的性能相对复杂，而且不同类型的电池特性也相差很大。而所述电源管理单元12却可以实时监测、控制所述电源11的工作状态，提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电的现象，延长所述电源11的使用寿命。

更进一步，所述电源管理单元12具备多种功能，以更加协调地管理所述电动系统10，使其不同单元之间协调、安全地工作。所述电源管理单元12具有保护功能(Protection)，能够实时监测、控制所述电源11的工作状态，保护所述电源11安全地工作；所述电源管理单元12具有数据存储的功能(Date Storage)，将监测的数据进行存储分析，从而便于得到更加可靠的分析结果；所述电源管理单元12具有电压、温度监测功能(Voltage&Temperature Measurement)，实时监测所述电源11及相关设备的工作电压、温度等特性、提供数据分析的基础信息；所述电源管理单元12具有实时通信功能(Communication)，从而更加快捷地管理所述电源11以及其他设备的工作状态，使得不同部件互相协调地工作；所述电源管理单元11具有内置充电管理功能(Charge Management)，从而使得所述电源11在二次使用以及进行充电补充时，多久可以在安全监测状态下工作；所述电源管理单元12具有后备态管理功能(State of Back-up，SOB)，使得所述电动系统10在不同的状态下都能得到监控管理；所述电源管理单元12具有电量计量功能(State of Charge，SOC)，准确估测动力电池组的荷电状态，估测电池剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过度充电或过度放电对电池造成的损伤，并随时显示所述电源11的剩余电量；所述电源管理单元12具有健康动态监测功能(State of Health，SOH)，在电池充放电过程中，实时采集所述电源11的每个电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等工作特征量，防止所述电池组发生过充电或过放电现象，同时能够及时给出电池状况，挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性，使得剩余电量估计模型的实现成为可能，此外，还建立每个电池的使用历史档案，为进一步优化和开发新型电池、充电器、电动机等提供资料，为离线分析所述电动系统10的系统故障提供依据；所述电源管理单元12具有均衡管理功能(Cell BalanceManagement)，即为单体电池均衡充电，是所述电池组中的各个电池都达到均衡一致的状态。

值得一提是，所述电动高速插秧机的所述电源11与乘坐型插秧机的动力需求相适应，提供不同方面的动力源，所述单元11为所述机械传动系统提供动力源，使得所述机械传动系统20获得传动动能。所述电源11为所述作业系统提供动力源，以使得所述插秧机能够具有一定的承载力，能够在路面行走、能够进行插秧工作等。

根据本发明的一实施例，所述电动系统包括一显示单元13，其用于显示所述电动系统10的各种工作状态参量。所述显示单元13通信连接于所述电源管理单元12，配合所述单元管理单元12显示所述电源管理单元12采集、分析的各种监控信息。特别地，在一实施例中，所述显示单元13显示电压、电流、温度、SOC加量等数据。更具体地，在所述电动高速插秧机的结构布置中，所述显示单元13可以设置于靠近操作位置处，从而便于操作人员实时观察电源工作状态。

所述显示单元13电连接于所述电源11，从所述电源11获取显示工作的电能。特别地，在一实施例中，所述显示单元设置于靠近操作人员的乘坐位置前方，从而当操作人员乘坐于所述电动高速插秧机时，操作人员可以方便地观察所述电动系统10的工作状况。

根据本发明的一实施例，所述电动系统10包括一控制单元14，所述控制单元14用于通信连接于所述电源管理单元12，接收所述电源管理单元12采集的信息，并且反馈信息至所述电源管理单元12，并且通过所述电源管理单元12控制所述电源11的工作。特别地，所述控制单元14电连接于所述电源11，从所述电源11获取控制工作的电能。

根据本发明的一实施例，所述电动系统10包括一驱动单元15，所述驱动单元15用于驱动所述机械传动系统20。所述驱动单元15电连接于所述控制单元14。也就是说，所述控制单元14控制所述驱动单元15的工作，继而通过控制所述驱动单元15的工作控制所述机械传动系统20的工作。更具体地，所述控制单元14由所述电源管理单元12获取所述电源11提供的电能，并且传递电能至所述驱动单元15，并且控制所述驱动单元15的工作，从而通过所述驱动单元15驱动所述机械传动系统20工作，完成将电能转换为机械能的过程。

所述控制单元14控制所述驱动单元15和所述机械传动系统的工作过程。

特别地，在一实施例中，所述驱动单元15包括一电动机151，所述控制单元14由所述电源管理单元12获取电能，并且传递电能至所述电动机151，所述电动机151在电能的作用下进行转动工作，将电能转变为机械能，从而可以通过所述电动机151驱动所述机械传动系统29工作，继而通过所述机械传动系统20传动所述作业系统30完成插秧作业过程。

特别地，在本发明的一实施例中，所述电动机151可以为轮毂电机，分别被设置于所述作业系统30的车轮位置。即所述驱动单元采用轮毂电机方式实现所述电动高速插秧机的行走功能，并且采用其他电机实现插秧作业。当然也可以不采用轮毂电机，而是其他电机实现行走和插秧作业。

例如，基于所述插秧机栽植工作的需求，所述发动机151需要较强的转矩和较高的绝缘性。在本发明的一实施例中，所述电动机151采用交流变频电机，所述交流变频电机具有免维护、结构简单、调速范围广等优越性。而在本发明的另一实施例中，所述电动机151采用鼠笼式交流电机，并且在所述鼠笼式交流电机的定子外面采用铝合金作为外壳，在所述电动机151的两端盖采用铝合金压铸工艺，从而减轻了所述电动机151的质量，同时提高了所述电动机151的散热性能。本领域的技术人员应当理解的是，上述所述电动机151的类型仅作为举例说明可以采用的类型，所述驱动单元15的所述电动机151的类型并不是本发明的限制，在本发明的其他实施例中，可以根据实际需求选择不同类型的电动机，并对齐外壳进行上述改进。

所述机械传动系统20包括至少一传动机构21，所述传动机构21传动连接所述驱动单元15和所述作业系统30。也就是说，所述传动机构21将所述电动系统10的所述驱动单元15的动能转变为不同驱动方式的机械能，传递至所述作业系统30的不同共组位置。换句话说，所述电动系统10的所述驱动单元15将所述电源11提供的电能转变为同一形式的机械能，如电动机齿轮或轴转动的动能，而通过所述传动系统的所述传动机构21分别将第一转化的机械通过不同的传动方式，如齿轮、轴、皮带、花键、曲轴等，将所述驱动单元15的动能传递并且转变为适宜的各种驱动方式至所述插秧机的所述作业系统30的不同工作位置，如行走位置、插秧位置等，从而可以借助所述动能实现不同的作业动作，如承载、行走、插秧、转向等。

在本发明的一实施例中，所述机械传动系统20包括一主离合器22、一变速箱23和一输出轴24。所述主离合器22传动连接于所述电动系统10的所述驱动单元11的所述电动机151和所述变速箱23之间，用于切断或传递所述电动机151传递向所述变速箱23输入的动力，所述变速箱23通过不同的齿轮组合产生变速变矩。所述输出轴24用于将所述变速箱23的动能进行输出。

所述机械传动系统20还包括至少一转速传感器25、一电动控制执行机构26.一主离合控制执行机构27和一换挡执行机构28。其中一所述转速传感器25和所述电动控制执行机构26与所述电动机151相配合工作，所述转速传感器25反馈所述电动机151的转速信息至所述控制单元14，所述控制单元14通过所述电动控制执行机构26控制所述电动机151的工作，以便于所述插秧机实现不同作业动作，如启动、停止、向前、倒退、转弯等。所述主离合器控制执行机构27与所述主离合器22相配合，所述控制单元14通过所述主离合器控制执行机构27控制所述主离合器22的工作。所述换挡执行机构28与所述变速箱23相配合，所述控制单元14通过所述换挡驱动执行机构28控制所述变速箱23的工作。另一所述转速传感器25与所述输出轴24相配合，反馈所述输出轴24的信息至所述控制单元14。

在传动过程中，所述驱动单元15的所述电动机151传递动能至所述主离合器22并且反馈信息至所述转速传感器25。所述主离合器22控制动能的传递通断，且在所述主离合器22闭合的状态下传递动能至所述变速箱23，通过所述变速箱23改变不同的运行速度，进而通过所述输出轴24将调节后的适宜动能输出，且通过所述转速传感器25反馈转速信息至所述控制单元14。而另一方面，所述控制单元14根据接收的信息，如所述转速传感器25的信息，通过所述电动控制执行机构26控制所述电动机151的工作；通过所述主离合器控制执行机构27控制所述主离合器22的工作；通过所述换挡驱动执行机构28控制所述变速箱的工作。

进一步，根据本发明的一实施例，所述作业系统30包括一行走单元31，所述行走单元31用于完成所述插秧机的行走、转弯等运动动作，使得所述插秧机能够自由移动位置。所述机械传动系统20驱动所述行走单元31的工作。具体地，所述电动系统10的所述驱动单元15的所述电动机151提供动力以提供所述行走单元31动作需要的动力。所述电动控制执行机构26控制所述电动机151的工作，从而可以直接控制所述行走单元31的工作；所述主离合器22和所述主离合器控制执行机构27相配合控制所述动力的断开或传递；所述变速箱23结合所述换挡执行机构28将动力转变为不同档位及功能，从而满足所述行走单元31完成不同的工作状态，如插植、慢速行走、快速行走、路面行走、田间作业行走等；所述输出轴24将不同功能的动力输出至所述传动机构21，从而传动至所述行走单元31从而驱动所述行走单元31执行不同的作业内容。

更进一步，所述作业系统31包括一车轮组311，所述车轮组311用于支撑所述插秧机的行走。所述电动系统10用于提供所述车轮组311行走的动力源。

值得一提的是，不同于其他类型的插秧机，所述电动高速插秧机的不仅可以在水田中行走，还可以在普通路面行走。因此所述电动高速插秧机可以自行行走至田地位置，而不像其他类型的插秧机需要通过车辆运输至田间位置。也就是说，所述电动系统10可以提供所述电动高速插秧机在不同行走状态的动力。

特别地，在一实施例中，所述车轮组311包括一组前轮3111和一组后轮3112。所述一组前轮3111位于所述电动高速插秧机的机身的前部，所述一组后轮位于所述电动高速插秧机的机身的后部。所述前轮3111用于支撑行走、转向。如图11所示，所述车轮组311是被配置有轮毂电机的轮毂。

在本发明的一实施例中，所述行走单元31包括一浮船组312，其包括一中央浮船和两侧浮船。所述中央浮船312和所述两侧浮船用于所述插秧机在水田作业行走。所述中央浮船312设置于所述插秧机的中后部位置，所述两侧浮船313相应地设置于所述中央浮船312的两侧位置。

根据本发明的一实施例，所述作业系统30包括一插秧单元32，所述插秧单元32用于完成插秧作业。所述中央浮船和所述两侧浮船位于所述插秧单元32下方。

根据本发明的一实施例，所述行走单元31包括一升降机构，用于升降所述插秧机的所述插秧单元32、所述中央浮船以及所述两侧浮船，从而使得所述插秧机适于不同的行走、作业条件。比如，在普通路面行走时，所述升降机构使得所述插秧机的所述插秧单元32处于一抬高状态，从而使得所述作业单元31以及所述中央浮船和所述两侧浮船相对远离路面，防止路面物体阻挡于所述作业系统30或所述中央浮船以及所述两侧浮船，方便快速地行走；在水田中进行插植作业时，所述升降机构使得所述插秧机的所述插秧单元32处于一降低位置，使得所述插秧单元31以及所述中央浮船和所述两侧浮船相对靠近田地面，从而使得所述作业单元31适于作业，并使得所述中央浮船和所述两侧浮船适于浮行于水田中。

所述行走单元31包括一乘坐部313，用于提供乘坐位置，以便于操作人员在操作所述插秧机可以乘坐于所述插秧机，与所述插秧机同步前进。值得一提的是，区别于其他类型的插秧机，所述电动高速插秧机提供乘坐位置，并且提供充足的动力，使得插秧机的不需要在操作人员的牵引下行进，而操作人员也不需要行走于水田中，这种方式带来众多优势。一方面所述电动高速插秧机行走的速度不会受到操作人员行走速度的限制，可以大大提高插秧机的行走速度，尤其是行走于路面时，在不需要额外工具运输的情况下，仍旧可以高速形式，大大提高这个插秧作业过程的工作效率，而对于其他非乘坐型的插秧机，操作人员行走于地面并且提供牵引力，操作人员的行走速度直接影响插秧机行走速度；另一方面，由于所述电动系统10使得所述插秧机的整体质量降低，因此所述插秧机的需要的驱动力减小，因此可以提供更多的动能至所述插秧单元32，从而可以提高所述插秧机的插秧速度；此外，所述电动高速插秧机，由于采用电能作为动力源，因此在行走、作业过程都不会产生污染环境的气体，同时减少对身体的伤害，而结合所述高速插秧机，在进行插植作业时，操作人员乘坐于所述乘坐部314，而不需要行走于水田中，因此从另一方面减少水田对人的污染，优化工作环境。

值得一提的是，所述电动系统的所述驱动单元15设置于所述乘坐部314的下方位置，从而更加合理地布置所述插秧的结构，充分利用空间位置。

特别地，在一实施例中，所述插秧单元32包括一载苗部321和一插植部322，所述载苗部321用于放置差值秧苗，所述插植部322用于将所述载苗部321提供的秧苗插植中水田中。也就是说，在插植作业的过程中，首先需要将被插植的秧苗放置于所述载苗部321，继而所述插植部322从所述载苗部321获取秧苗，并将秧苗栽植于田地中。

进一步，所述载苗部321向下延伸地设置，以适于将秧苗根部沿所述载苗部321滑下。所述插植部321设置于所述载苗部321下方位置，以便于从所述载苗部321获取秧苗。特别地，在本发明的一实施例中，所述插植部322包括一插植臂，所述插植臂可转动地所述载苗部321循环获取秧苗。

在本发明的一实施例中，所述载苗部321包括一延长板，可伸缩地连接于所述载苗部321，以便于增加所述载苗部321承载秧苗量。

在本发明的一实施例中，所述插秧单元32包括一预备部323，所述预备部312用于放置预备秧苗。所述预备部323水平地设置，以便于平稳地放置秧苗。也就是说，当所述载苗部321的秧苗用完时，操作人员可以从所述预备部323获取预备秧苗，将其补充于所述载苗部321，从而保证插植的连续性，提高工作效率。

特别地，在本发明的一实施例中，所述插秧单元32包括一中心标杆33，所述中心标杆33用于对准划线杆所划出来的痕迹来保证插植行距。具体地，所述中心标杆33可以设置于所述行走单元31的所述乘坐部314的前方位置，从而方便操作人员乘坐所述插秧机时，可以方便、准确地观察、判断插秧作业方向。更具体地，所述中性标杆33可收折地设置。

根据本发明的一实施例，所述作业系统30包括一操作单元34，所述操作单元34用于操作、控制所述插秧机。更进一步，所述操作单元34设置于所述行走单元31的所述乘坐部314前方位置，以便于操作人员乘坐于所述乘坐部时可以方便地进行操作。在使用所述插秧机时，操作人员通过操作所述操作单元34控制所述插秧机执行不同动作，比如路面行走、停止、倒退、转弯、插植秧苗等。所述操作单元34控制控制所述电动系统10、所述传动系统20的工作。

所述操作单元34包括一方向盘341，所述方向盘341用于控制所述插秧机的行走方向。所述方向盘341设置于所述乘坐部314前方位置，以便于所述操作人员乘坐于所述乘坐部314时，可以方便地操作所述方向盘341.

所述操作单元34还包括一操作台342，用于集中设置不同的操作部件。特别地，所述操作台342与所述方向盘341相配合地设置，方便操作人员乘坐于所述乘坐部314时可以进行不同的操作动作。

进一步，所述操作台342设置有一驱动总开关，其包括停止、起动以及照明等功能。也就是说，当需要启动所述插秧机时，操作人员可以通过操作所述驱动总开关进行启动。

所述操作台342包括一主离合器手柄，所述主离合器手柄具有一合状态和一离状态。当所述主离合器手柄处于所述合状态时，所述电动系统10的所述驱动单元15的动力被传递，使得所述插秧机得以行进；当所述主离合器手柄处于所述离状态时，所述电动系统10的所述驱动单元15的动力传递被切断，使得所述插秧机不能行进。

所述操作台342包括一插植手柄，所述插值手柄包括一插植开始状态、一插植停止状态、一车轮自动上下状态、一机体下降固定状态以及一机体上升状态。当所述插值手柄处于插植开始状态时，所述插秧单元32进行插秧工作；当所述插植手柄处于插植停止状态时，所述插秧单元32停止插秧工作；当所述插值手柄处于车轮自动上下状态时，所述插秧机机身高度被调节；当所述插值手柄处于固定状态时，所述插秧机机体下降且高度被固定；当所述插植手柄处于机体上升状态时，所述插秧机机体上升。

所述操作台342包括一档位手柄，用于调节所述插秧机不同的工作状态。所述档位手柄包括一后退挡、一插秧挡、一空挡和一前进挡。各所述档位的设置使得所述插秧机能够启动实现不同的工作状态，并且对不同的状态进行调节。如，所述后退挡使得所述插秧机进行后退；所述插秧挡控制所述插秧机插秧的速度；所述空挡使得所述插秧机可以运转；所述前进挡调节所述插秧机行进的速度。

所述操作台342包括一株距切换手柄，用于调节栽植秧苗的株距。更具体地，可以通过手柄的推拉操作来变换插植株距。

所述操作台342包括一转向离合器手柄，用于使得所述插秧机机体实现左右转向。

所述操作台342包括一取苗量调节手柄，用调节所述插秧单元32的插植秧苗量。在一实施例中，手柄向上设定，取苗量变多。手柄往下设定，取苗量变少。每一调节隔断约有1mm的变化量。

所述操作台342包括一插植深度调剂手，用于调节所述插秧单元32的插植秧苗深度。在实施例中，手柄往上设定为浅插，往下设定为深插。

本领域的技术人员应当理解的是，所述操作台342的各种功能的设置仅作为举例来说明可以选择设置的功能，所述操作台342功能的设置并不是本发明的限制。在发明的其他实施例中可以根据需求在增加或减少不同的可操作功能，并且配置相应的操作部件，从而适应不同的需求。

在所述插秧机行径于路面、未进行插秧工作时，调节所述操作台342的所述插植手柄，使得所述插秧机机体处于抬升状态，距离地面较高，方便在地面行走，开启所述驱动总开关，使得所述主离合器手柄处于合状态，操作人员乘坐于所述插秧机，并且手扶于所述方向盘341，所述插秧机机体在路面行进；当进入水田中时，调节所述操作台342的所述插植手柄，使得所述插秧机的机体处于降低状态，距离田地较近，便于插秧工作，并且操作所述插植手柄开始插秧作业。

在进行插秧前，秧苗以群体状体状态放入所述载苗部321，在所述插秧机进行工作时，所述载苗部321被驱动进行横向移动，使得所述插植部322的所述插植臂逐次分格取走一定数量的秧苗，在插秧轨迹被确定情况下，按农艺要求将秧苗插入泥土中，插入后，所述插植臂返回重新取苗栽植，依次循环，持续进行插秧作业。

在这里需要进一步说明的是，本发明的所述电动高速插秧机采用电能作为动力源，而所述插秧机的工作环境通常是在水田中，因此所述电动系统10的防水性能是所述手扶插秧机的一个重要方面。尤其是所述电动系统10的所述电源11、所述电源管理单元12以及所述控制单元13涉及较多的电路以及集成电路部件，因此防水尤为重要。

参照图7A、7B，是根据本发明的一优选实施例的所述电动系统10的一电路模块100。所述电路模块100包括一密封箱体110，所述密封箱体110用于防水地、绝缘地密封所述电动系统10的电路部件。+

在一实施例中，所述密封箱体110内设置一绝缘层1101，以绝缘的保护所述密封箱体110内部的电路部件。举例地但不限于，在制造过程中可以以喷涂的方式在所述箱体的内表面添加所述绝缘层1101或者在所述箱体内叠层地设置叠层的所述绝缘层1101。特别地，所述箱体110具有一定硬度与机械强度，能够承担一定的重量，以便于将所述电源10、所述电路板等部件稳定的安装于其内部。

进一步，所述电路模块100包括一防水连接部120，其被设置于所述密封箱体110，所述防水连接部120用于外部设备与所述密封箱体110内的电路部件的防水地电连接。

在本发明的一实施例中，所述电路模块100包括所述电源11、所述电源管理单元12以及所述控制单元15。所述电源11、所述电源管理电源12和所述控制单元15被封闭于所述密封箱体110内，以防止所述插秧机的在水田中作业时，水污染所述电源100、所述电源管理单元12以及所述控制单元15，影响电路工作。所述电源11、所述电源管理单元12以及所述控制单元15通过所述防水连接部120电连接于所述显示单元13、所述驱动单元14。特别地在一实施例中，所述电源11为所述电池组，所述电源管理单元12和所述控制单元15的电路集成于一电路板，所述电池组电连接于所述电路板电路。所述电池组和所述电路板被绝缘、防水地安装于所述密封箱体110内，所述电池组以及所述电路板上的电路通过所述防水连接器120电连接于外部部件，如所述驱动单元14、所述显示单元13。

进一步，在本发明的一实施例中，所述防水连接部120包括至少一防水连接器121，所述防水连接器121被设置于所述密封箱体110的侧壁。

根据本发明的一实施例中，所述防水连接器121被实施为一航空连接器。所述电池组和所述电路板电路分别电连接于所述航空连接器。当外部设备连接于所述航空连接器的输出端时，电连接于所述电源11以及所述电路板电路。

更具体地，所述防水连接部120设置两组不同接口的航空连接器，以用于连接不同类型的电路。

在本发明的其他实施例中，还可以采用不同类型的所述防水连接器，以便于不同类型的电路连接。参照图8A至8D是不同类型的防水连接器。所述防水连接器可以是焊接式防水连接器121A、压接式防水连接器121B、管状防水连接器121D、金属头防水连接器121C、注塑防水连接器和尼龙防水连接器中的一种。

而在一实施例中，所述驱动单元15为一所述电动机151，所述电动机151的两端盖具有硅胶垫，且所述电动机151输出轴以防水放油的密封油进行密封，从而从不同方面提高所述电动机151的防水性能和绝缘性能。

特别地，为了操作人员在作业的过程中，实时观察所述插秧机的整体运行状态，尤其是观察所述电动系统11的运行状态，所述显示单元13设置于靠近所述操作单元34的所述手扶部341的位置，同时所述显示单元13的高度可以以所述手扶部341的高度为参照，稍高于所述手扶部341或者所述手扶部341下方，从而使得所述显示单元13可以远离水田中的水面，从而达到防水效果。

进一步，在一实施例中，所述显示单元13可以是一电子显示屏，直接显示所述电源11的电压、电流、温度以及SOC计量等数据。在本发明的另一实施例中，所述显示单元13是一触摸控制屏，所述显示单元13不仅可以显示数据，同时具有触屏操作的功能，通过在所述触摸控制屏上操作，完成不同的控制功能。也就是说，将所述操作单元34的操作部件的功能设置于所述显示单元13，从而提供电子操作的方式控制所述插秧机，而不仅仅是机械手动控制的方式。

值得一提的是，所述电动手扶插秧机是在敞开的水田中工作，其需要达到更高的防水、防尘标准，通常要求到达IP65，而根据本发明的所述电动系统10的所述电路模块100的安全标准可以达到IP66，其具有良好的防尘、防水性能。

还值得一提的是，相对于传统燃油方式的插秧机，所述电动手扶插秧机具有防水的布局结构。所述电动系统10的所述密封箱体100设置于所述插秧机前部，且所述密封箱体100、所述驱动单元15、所述显示单元13以及所述机械传动系统20都具有预定的高度，且相互位置匹配，以提高所述电动系统10、所述机械传动系统的防水性能，且具有较高的可操作性。

还值得一提的是，所述电动手扶插秧机采用电能作为驱动能源，在清洁的基础上，所述电动系统10相对于传统的燃油驱动系统具有较小的质量，同时具有较高的储能，因此使得所述插秧机的整体质量得以减小，更便于实际的操作过程，且具有更长的工作时间。比如，所述手扶插秧机在进行转弯动作时，通常需要操作人员通过操作所述手扶部将机身翘起，以所述行走部位为支点进行转向，对于传统的燃油机械质量大，因此在进行这样的操作时比较费力、操作不方便，而根据本发明的电动手扶插秧机，由于其较小的质量，使其在进行类似转弯这样的动作时，更加方便完成，减小操作人员的体力的耗费。

根据本发明的上述优选实施例，本发明提供一高速插秧机工作方法，所述高速插秧机工作方法900包括：通过一电动系统电驱动一高速插秧机工作。

进一步，所述高速高插秧机的高速表现于行走方面的速度和插秧时的插植速度，根据本发明的上述优选实施例，所述插秧机的工作方法中还包括：

(910)电驱动一车轮组行走；以及

(920)电驱动一插秧单元进行插秧工作。

进一步，在工作的过程中，为了保证在电能驱动工作时的安全性和稳定性，所述工作方法进一步包括：

(930)通过一电源管理单元管理一电动系统。

进一步，在工作过程中，通过电池组为所述电动系统提供电能，所述工作方法包括：

(940)通过蓄电池提供电能驱动所述高速插秧机工作。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (24)

1.一电动高速插秧机，其特征在于，包括：

一电动系统；和

一作业系统；所述作业系统包括一插秧单元和一行走单元，所述行走单元适于操作人员乘坐地行走，所述电动系统以电能驱动所述插秧单元和所述行走单元，以使得所述插秧机在操作人员乘坐时高速地作业。

2.根据权利要求1所述的电动高速插秧机，其中所述插秧机包括一机械传动系统，所述电动系统通过所述机械传动系统传动于所述作业系统。

3.根据权利要求1所述的电动高速插秧机，其中所述作业系统包括一操作单元，所述操作单元提供所述操作人员操位置。

4.根据权利要求1所述的电动高速插秧机，其中所述行走单元包括一车轮组，所述车轮组支撑所述插秧机的行走，所述电动系统以电能驱动所述车轮组的行走。

5.根据权利要求4所述的电动高速插秧机，其中所述车轮组包括一组前轮和一组后轮，所述前轮被设置于所述插秧机前部，其控制所述插秧机的行走方向，所述后轮被设置于所述插秧机后部，配合所述一组前轮支撑所述插秧机可乘坐地行走。

6.根据权利要求1所述的电动高速插秧机，其中所述行走单元包括一中央浮船和两侧浮船，所述中央浮船和所述两侧浮船设置于所述插秧单元下方位置，以便于在水中时向所述插秧单元提供支撑。

7.根据权利要求1至6任一所述的电动高速插秧机，其中所述电动系统包括一电源和电源管理单元，所述电源为所述电动系统提供电能，所述电源管理单元管理所述电源的工作。

8.根据权利要求7所述的电动高速插秧机，其中所述电动系统包括一驱动单元，所述驱动单元由所述电源获取电能驱动所述作业系统进行作业。

9.根据权利要求8所述的电动高速插秧机，其中所述驱动单元包括一电动机，所述电动机由所述电源获取电能驱动所述作业系统作业。

10.根据权利要求7所述的电动高速插秧机，其中所述电动系统包括一控制单元，所述控制单元控制所述电动系统的工作。

11.根据权利要求7所述的电动高速插秧机，其中所述电动系统包括移动显示单元，所述显示单元显示所述电源管理单元的管理参数。

12.根据权利要求8所述的电动高速插秧机，其中所述驱动单元采用轮毂电机方式实现所述电动高速插秧机的行走功能。

13.根据权利要求7所述的电动高速插秧机，其中所述电源选自：锂电池、密封式铅蓄电池、镍氢电池、镍铬电池、聚合物锂电池、太阳能电池、生物电池、锌空电池和燃料电池中的一种。

14.根据权利要求1至6任一所述的电动高速插秧机，其中所述电动系统包括一电路模块，所述电路模块被防水封闭地设置，以防水地输出电能。

15.根据权利要求13所述的电动高速插秧机，其中所述电路模块包括一电源和一电源管理单元，所述电源为所述电动系统提供电能，所述电源管理单元管理所述电源的工作。

16.根据权利要求14所述的电动高速插秧机，其中所述电路模块包括一密封箱体，所述电源和所述电源管理单元被防水地设置于所述密封箱体内。

17.根据权利要其15所述的电动高速插秧机，其中所述电路模块包括一防水连接部，所述防水连接部防水地电连接所述密封箱体内部和所述密封箱体外部设置。

18.根据权利要求16所述的电动高速插秧机，其中所述防水连接部包括至少一防水连接器，所述防水连接器为一航空连接器。

19.根据权利要求16所述的电动高速插秧机，其中所述防水连接器包括至少一防水连接器，所述防水连接器选自：焊接式防水连接器、压接式防水连接器、管状防水连接器、金属头防水连接器、注塑防水连接器和尼龙防水连接器中的一种。

20.一高速插秧机工作方法，其特征在于，包括步骤：通过一电动系统电驱动一高速插秧机工作。

21.根据权利要求20所述的工作方法，其中包括步骤：电驱动一车轮组行走。

22.根据权利要求20所述的工作方法，其中包括步骤：电驱动一插秧单元进行插秧工作。

23.根据权利要求20所述的工作方法，其中包括步骤：通过一电源管理单元管理一电动系统。

24.根据权利要求20所述的工作方法，其中包括步骤：通过锂电池、密封式铅蓄电池、镍氢电池、镍铬电池、聚合物锂电池、太阳能电池、生物电池、锌空电池或燃料电池提供电能驱动所述高速插秧机工作。