CN107343408A - 电动手扶插秧机及其应用 - Google Patents

Abstract

一电动手扶插秧机和电动系统及其应用，其中所述电动手扶插秧机包括：一电动系统、一机械传动系统和一作业系统；其中所述电动系统以电能为动力源，所述电动系统通过所述机械传动系统驱动所述作业系统进行插秧作业。

Description

电动手扶插秧机及其应用

技术领域

本发明涉及插秧机领域，更进一步，涉及一电动手扶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

农业是人类生存发展的基础，为人们提供最基本的生活保障。随着科学技术的发展，农业生产方式也不断进步，从原始的人工、畜力的耕作方式，逐渐变成机械化的生产方式，极大地解放了生产劳动力、提高了生产效率。

现有的机械农机中，燃油动力源直接替代传统的人力、畜力等驱动方式，驱动农机执行不同的农业生产动作，因此，动力源是机械农机一个重要组成部分。插秧机是机械农机中的一种及其重要的农机类型，与机械动力的发展相应，现有的机械农机动力大部分采用燃油机械作为动力源。在长期的应用过程中，燃油机械为人们来带来众多福利、节省了大量的劳动力，但是同时存在着其自身带来的弊端，也是人们越来越重视的方面：环境污染。

传统的燃油机械通常借助发动机将燃料燃烧产生的热能转变为机械能，燃料通常为柴油或汽油。众所周知，基于动力产生的原理，柴油或汽油在燃烧过程中产生大量的污染物，比如碳氢化合物(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，在农业生产过程中，一方面操作人员与动力部分都置于开放环境中，且动力部分与人的距离都相对较近，因此相对于汽车等具有相对封闭空间的机械，农机操作者身体受到的直接伤害要远大于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，对于农机尾气的净化处理程度要远远低于汽车。因此，环境污染是燃油机械存在的一个极大弊端，尤其是在当今越来越重视环境保护、努力寻求环境友好型的发展方式的情况下，这些弊端显得尤为突出。

另一方面，虽然燃油机械动力已经是发展的相当成熟的技术，但是基于其基本的工作原理，燃油机械的机械复杂程度较高，且难以降低，再结合应用于农机中各种机械工作部件，这使得整个机械农机的体积较大，行走、控制都不便利。

进一步，复杂的机械程度以及燃油的方式，使得现有的机械农机自身的重量都较大，而基于具体的生产作业方式，一些生产作业需要人工操作，机械重量无疑是影响操作便利性的一个重要方面，需要耗费大量的体力。

一种农机产品的发展不能脱离相关的其他技术的发展，但是同时要结合其具体的产品需求。比如，机械农机的动力发展离不开汽车领域动力源的发展，但是由于二者具有不同的工作环境，不同的应用要求，因此机械农机并不能直接应用汽车动力源。插秧机是众多机械农机中的一种重要类型，同样存在上述的各种弊端，同时由于其自身特殊的生产作业环境，对动力源部分也存在特殊的要求。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，很需要一种可以替代现有的燃油方式、解决环境污染、身体伤害、操作便利性差等弊端，且能够结合插秧这种具体生产作业需求的插秧机。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一电动手扶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进行驱动插秧，减少在插秧作业过程中对环境的污染以及对人体的直接伤害。

本发明的另一目的在于提供一电动手扶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，驱动插秧机工作，适应插秧机的水中工作环境。

本发明的另一目的在于提供一电动手扶插秧机和电动系统及其应用，其中所述插秧机采用电力驱动替代传动的燃油机械，不需要燃油装置，简化了机械复杂程度，插秧机整体重量降低，提高操作便利性。

本发明的另一目的在于提供一电动手扶插秧机和电动系统及其应用，其中所述插秧机包括一电源管理单元，监测、控制电源工作状态，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手扶插秧机和电动系统及其应用，其中所述插秧机的驱动部分的结构布局结合整体的质量布局设计，在保证正常工作的基础上，提高可操作性。

本发明的另一目的在于提供一电动手扶插秧机和电动系统及其应用，其中所述电动系统适于驱动农机工作，使得农机工作时不会产生污染环境的废气，不会伤害身体健康。

本发明的另一目的在于提供一电动手扶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中作业环境。

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手扶插秧机，其包括一电动系统、一机械传动系统和一作业系统；其中所述电动系统以电能为动力源，所述电动系统通过所述机械传动系统驱动所述作业系统进行插秧作业。

根据本发明的一实施例，所述的电动手扶插秧机中所述电动系统包括一电源，所述电源为所述电动系统提供电能。

根据本发明的一实施例，所述的电动手扶插秧机中所述电动系统包括一控制单元，所述控制单元协调控制所述电动系统和所述机械传动系统的工作。

根据本发明的一实施例，所述的电动手扶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控制单元获取驱动能量，并且由所述控制单元控制驱动所述机械传动系统。

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手扶插秧机的行走功能。

根据本发明的一实施例，所述的电动手扶插秧机中所述电动系统包括一显示单元，所示显示单元显示所述电源管理单元的工作状态。

根据本发明的一实施例，所述的电动手扶插秧机中所述作业系统包括一操作单元，所述操作单元可操作地控制所述电动系统、所述机械传动系统或所述作业系统的工作。

根据本发明的一实施例，所述的电动手扶插秧机中所述作业系统包括一插秧单元，所述插秧单元通过所述电动系统提供电能，由所述机械传动系统传动而进行插秧。

根据本发明的一实施例，所述的电动手扶插秧机中所述作业系统包括一行走单元，所述行走单元通过所述电动系统提供电能，由所述机械传动系统传动而行走。

根据本发明的一实施例，所述的电动手扶插秧机中所述电动系统包括一电源管理单元，所述电源管理单元管理所述电源以及所述电动系统的工作。

根据本发明的一实施例，所述的电动手扶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地设置，以防水地提供电能。

根据本发明的一实施例，所述的电动手扶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，所述的电动手扶插秧机中所述电路模块被设置于所述插秧单元的一预备部下方，以便于为遮挡所述电路模块、满足所述电路模块的防水要求。

根据本发明的一实施例，所述的电动手扶插秧机中所述密封箱体包括一绝缘层，所述电源和所述电源管理单元被设置于所述绝缘层内侧。

根据本发明的一实施例，所述的电动手扶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和所述密封箱体外部设备。

根据本发明的一实施例，所述的电动手扶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，所述的电动手扶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。

根据本发明的一实施例，所述的电动手扶插秧机中所述电源管理单元和所述控制单元被集成于一电路板，所述电路板电连接于所述电源，所述电源和所述电路板被防水地设置于所述密封箱体内。

本发明的另一方面提供一电动系统，用于一手扶插秧机，其包括一电源和一电源管理单元；所述电源管理电源管理所述电源的工作，所述电源为所述手扶插秧提供驱动电能。

根据本发明的一实施例，所述的电动系统中所述电动系统包括一控制单元，所述控制单元协调控制所述电动系统和所述手扶插秧机的工作。

根据本发明的一实施例，所述的电动系统中所述电动系统包括一驱动单元，所述驱动单元由所述控制单元获取驱动能量，并且由所述控制单元控制驱动所述手扶插秧机工作。

根据本发明的一实施例，所述的电动系统中所述驱动单元包括一电动机，所述电动机驱动所述手扶插秧机工作。

根据本发明的一实施例，所述的电动系统中所述电动机具有防水结构，其两端盖具有硅胶垫，输出轴以密封油密封。

根据本发明的一实施例，所述的电动系统中所述电动系统包括一显示单元，所述显示单元显示所述电源管理单元的工作状态。

根据本发明的一实施例，所述的电动系统中所述电动系统包括一电路模块，所述电路模块被防水地设置，以防水地提供电能。

根据本发明的一实施例，所述的电动系统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，所述的电动系统中所述密封箱体包括一绝缘层，所述电源和所述电源管理单元被设置于所述绝缘层内侧。

根据本发明的一实施例，所述的电动系统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和所述密封箱体外部设备。

根据本发明的一实施例，所述的电动系统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，所述的电动系统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。

根据本发明的一实施例，所述的电动系统中所述电源管理单元和所述控制单元被集成于一电路板，所述电路板电连接于所述电源，所述电源和所述电路板被防水地设置于所述密封箱体内。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例的电动手扶插秧机的整体框图。

图2是根据本发明的上述优选实施例的电动手扶插秧机的一工作关系示意图。

图3是根据本发明的上述优选实施例的电动手扶插秧机的一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手扶插秧机的控制单元工作关系示意图。

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

图6A、6B、6C是根据本发明的上述优选实施例的电动手扶插秧机的不同应用状态示意图。

图7A、7B是根据本发明的上述优选实施例的电动手扶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手扶插秧机的不同类型防水连接器。

图9，图10是根据本发明的上述优选实施例的电动手扶插秧机的工作方法框图。

图11是根据本发明的上述优选实施例的电动手扶插秧机的车轮的示意图。

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。

水稻插秧机是将水稻秧苗定植在水田中的种植机械农机，其代替人工栽植秧苗的过程，通过机械作业节省劳动力，提高插秧的功效和栽插质量，实现合理密植，有利于后续作业的机械化，因此插秧机的应用使得水稻种植得以实现机械化，且使得后续的管理、收割过程便于通过机械完成。全世界有近一半人口都以大米为主食，水稻是人类不可以缺少的一种农作物，因此插秧机的改进发展对于农业生产以及人类生活具有重要的意义。正如前述所述，插秧机经过长期的发展，单从机械性能方面来讲，插秧机已经进入比较完善的技术程度，不同的功能、不同类型、不同结构的插秧机层出不穷，可是这些改进大都是以燃油机械动力为基础的层面上进行改进。一方面由于燃油动力技术的成熟性，应用相对方便；另一方面，由于动力是机械农机的重要部分，涉及工作的安全可靠性，因此整体插秧机领域的发展长期延续以燃油动力为基础。可是也正如前述所述，基于燃油机械的工作原理以及相应的机械结构，其存在众多的不利因素，如环境污染、对身体的伤害、机械结构复杂、质量大、操作便利性差等等，而这些不利因素都是燃油机械本身不能克服的方面，因此，要克服诸如上述不利因素，需要从农机的动力源入手，从替代燃油动力的根本入手，从而进一步来解决上述的问题。而根据本发明的实施例，旨在于提供一电动手扶插秧机，其以电能为动力源来提供动能，而不是像传动的燃油机械，通过燃烧燃料来提供动力源，从而在驱动插秧机工作的过程中，将电能转变为机械能，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，所述电动手扶插秧机的电动系统以水稻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，使得插秧机能够以电能为动力源，且能够在水田中正常工作进行插秧。此外，所述电动手扶插秧机从整体结构布局将防水与操作的便利性、工作的稳定性相结合，使得手扶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手扶插秧机。参照图1至图7B，根据本发明的一实施例，本发明提供一电动手扶插秧机，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进行插秧作业。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而进行工作。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燃烧转变为热能，进而推动内燃机做功，继而将热能转变为机械能，再经过传动作用将动能传递至不同的作业位置，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，且在燃烧转化过程中产生有害气体。而在本发明中，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，因此使得能源的利用更加广泛。而在此处应用时，直接将电能转变为机械能，即：电能→机械能，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，因此这种动力源的变化，将从根本上改进燃油机械农机存在的问题。

以下进一步详细说明，电能如何与插秧机结合以及如何适应插秧机的水田作业环境。

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，所述电池电连接，比如并联，为整个插秧机提供需要的工作能量。优选地，在本发明的一实施例中，所述电源11为一组锂电池，所述锂电池组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，密封式铅蓄电池、镍氢电池、镍铬电池、聚合物锂电池、锌空电池、燃料电池、太阳能电池、生物电池等。而且在一些实施方式中，所述电源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说明可以选择的类型，在不同的实施中，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、管理所述电源以及所述电动系统整体的工作状态。所述电源管理单元12是电源11与用户之间的纽带，电源的工作状态不能被直接观察到，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，可以了解到整个电动系统的工作状态。对于现有的一些二次电池，在重复循环使用的过程中，存在一些缺点，如存储能量少、寿命短、串并联使用问题、使用安全性、电池电量估算难等，因此电源的性能相对复杂，不同类型电池的电池特性也相差很大，而所述电源管理单元12却可以实时地监测、控制所述电源11的工作，提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，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整体的协调、安全地工作。所述电源管理单元12具有保护功能(Protection)，能够实时地监测、控制所述电源11，保护所述电源11安全的工作；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、温度监测的功能(Voltage&Temperature Measurement)，实时监测所述电源11及相关设备的工作电压、温度等电特性，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)，从而可以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12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，都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够得到监控管理；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者过度放电对电池造成损伤，并随时显示所述电源11的剩余电量；所述电源管理单元12具有健康状态动态监测功能(State of Health，SOH)，在电池充放电过程中，实时采集所述电源11中的每个电池的端电压和温度、充放电电流及电池组总电压，防止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 Balance Management)，即为单体电池均衡充电，使电池组中各个电池都到达均衡一致的状态。

根据本发明的一实施例，所述电动系统10包括一显示单元13，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，从而配合所述电源管理单元12显示所述电源管理单元12采集的各种监控信息。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计量等数据。更具体地，在所述插秧机的结构设计的过程中，所述显示单元10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。

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，所述控制单元通信连接于所述电源管理单元12，并且接收所述电源管理单元12采集的信息，并且反馈控制信息至所述电源管理单元12，通过所述电源管理单元12控制所述电源11的工作。

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，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控制所述机械传动系统20的工作。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，从而通过所述驱动单元15将电能转变为机械能。

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20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在电能的作用下转动工作，将电能转变为转动的机械能，从而可以通过所述电动机151驱动所述机械传动系统20工作，进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为轮毂电机，分别被设置于所述作业系统30的车轮位置。

基于插秧机插秧栽植工作的需求，所述发动机151需要较强的转矩和较高的绝缘性，在本发明中的一实施例中，所述电动机151采用免维护、结构简单、调速范围广的交流变频电机。另一方面，手扶式插秧机在运行转弯时，一般需要翘起前端才能实施转弯功能，因此对所述电动机151的重量要求较高，在一实施例中，所述电动机151采用鼠笼式交流电机，并在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，同时增加了所述电动机151的散热性能。

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，通过所述传动机构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的不同工作位置。也就是说，所述电动系统10的所述驱动单元15将电能转变为同一形式的机械能，如电机齿轮或轴转动的动能，而通过所述传动系统20的所述传动机构21分别将第一次转化的所述机械能通过不同连接机构，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，如插秧位置、行走位置等，从而可以借助所述动能实现不同的作业动作，比如插秧、行走、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15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的输入的动力，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、一主离合器控制执行机构27和一换挡驱动执行结构28。其中一所述转速传感器25以及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的运动动作，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相配和，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。所述换挡驱动执行机构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与所述输出轴相配合，反馈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改变不同的运行状态，并且通过所述输出轴24将适宜的动能输出，且通过所述转速传感器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23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、控制所述行走单元的工作。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的动作；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，从而提供所述行走单元31不同的工作状态，如插植、慢速行走、快速行走等；所述输出轴24将所述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。

进一步，所述行走单元31包括一组车轮311，所述车轮适于在水田中行走。优选地，所述车轮311是带有轮毂电机的车轮，如图11所示。

所述行走单元31包括一升降机构，用于升降所述插秧机的机身，从而使得所述插秧机适于不同的路况。比如，在非耕种地段时，使得所述插秧机处于一抬高位置，方便快速的地行走；在水田中，使得所述插秧机处于一降低位置，使得所述插秧机适于插秧，且行走更加稳定。

在本发明的一实施例中，所述行走单元31包括一中央浮船312和两侧浮船313，所述中央浮船312与所述两侧浮船313用于支撑所述插秧机，使其适于在水田中作业。所述中央浮船312设置于所述一组车轮311的中间位置，所述两侧浮船313分别设置于所述一组车轮311的两侧位置。

在本发明的这个实施例以及附图中以手扶自走式插秧机的为例进行说明，在本发明的其他实施例，还可以有不同的类型和结构形状，本领域的技术人员应当理解的是，所述行走单元31的类型及结构形状并不是本发明的限制。

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用于放置插植秧苗，所述插植部322用于将所述载苗部321提供的秧苗插值至水田中。也就是说，在插植作业过程中，将要栽植的秧苗放置于所述载苗部321，所述插值部322从所述载苗部321获取秧苗，并将秧苗栽植于田地中。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。所述插值部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，所述插值部322包括一插植臂，所述插值臂用于从所述载苗部321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，以便于所述载苗部321承载更多量的秧苗。

所述插秧单元32包括一预备部323，所述预备部323用于放置预备秧苗。所述预备部323水平设置，靠近于所述载苗部321，以便于操作者将所述预备部321中放置的秧苗补充至所述载苗部321。

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，所述中性标杆33用于对准划线杆所划出来痕迹来保持插植行距。具体地，所述中心标杆33可以设置于所述预备部321所在位置，且所述中心标杆33可以收折地设置。

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用于提供操作位置。也就是说，在使用所述插秧机时，操作人员通过操作所述操作单元34使得所述插秧机执行不同动作，比如开始行走、停止、倒退、转弯、插植秧苗等。所述操作单元34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包括一手扶部341，所述手扶部341用于提供手扶位置，方便操作人员掌握所述插秧机整体的运行方向。当使用所述插秧机时，操作人员手扶于所述手扶部，如抬起的状态，从而推行所述插秧机。

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。所述操作台342靠近于手扶部341，特别地，可以设置于所述手扶部341中间位置，从而方便操作人员342执行各种操作动作。

进一步，所述操作台342设有一驱动总开关，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涉及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，操作人员手扶于所述手扶部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，本发明的所述手扶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，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，水分污染所述电源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。

值得一提的是，所述电路模块100被设置于预定的高度，以使得所述电路模块100具有更好的防水性能。举例地，当所述插秧机行走于水田中时，由于所述电路模块100具有预定的高度，使其不会接触与水田中水面，因此防止所述电路模块100浸入水中。

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至图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。本领域的技术人员应当理解的是，所述防水连接器121的类型并不是本发明的限制，在不同的应用环境可以选择不同类型的所述防水连接器121。

值得一提的是，根据本发明的这个优选实施例，所述电路模块100被设置于所述插秧单元32的所述预备部323下方，以便于所述预备部323遮挡所述电路模块100。所述电路模块100涉及电路的工作，因此在各种环境下的防水是及其重要的一个方面，在本发明的这个实施例中，所述电路模块100被设置于所述预备部323下方，从而当雨雪天气时，所述预备部323可以为所述电路模块100遮挡雨雪，使得所述电路模块100减少雨雪的侵害。另一方面，所述预备部323的高速可以根据需要调整，因此可以根据所述电路模块100的需要设置高度，使得所述插秧机在水田中工作时，所述电路模块100与水面距离较远。

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，本发明提供一手扶秧机工作方法，所述手扶插秧机工作方法900包括：通过一电动系统电驱动一手扶插秧机工作。

进一步，所述手扶秧机的电驱动的工作内容表现于行走和插秧，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手扶插秧机工作。

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 (23)

1.一电动手扶插秧机，其特征在于，包括：

一电动系统；

一机械传动系统；和

一作业系统；其中所述电动系统以电能为动力源，所述电动系统通过所述机械传动系统驱动所述作业系统进行插秧作业。

2.根据权利要求1所述的电动手扶插秧机，其中所述电动系统包括一电源，所述电源为所述电动系统提供电能。

3.根据权利要求2所述的电动手扶插秧机，其中所述电动系统包括一控制单元，所述控制单元协调控制所述电动系统和所述机械传动系统的工作。

4.根据权利要求3所述的电动手扶插秧机，其中所述电动系统包括一驱动单元，所述驱动单元由所述控制单元获取驱动能量，并且由所述控制单元控制驱动所述机械传动系统。

5.根据权利要求4所述的电动手扶插秧机，其中所述驱动单元采用轮毂电机方式实现所述电动手扶插秧机的行走功能。

6.根据权利要求4所述的电动手扶插秧机，其中所述电动系统包括一显示单元，所示显示单元显示所述电源管理单元的工作状态。

7.根据权利要求6所述的电动手扶插秧机，其中所述作业系统包括一操作单元，所述操作单元可操作地控制所述电动系统、所述机械传动系统或所述作业系统的工作。

8.根据权利要求7所述的电动手扶插秧机，其中所述作业系统包括一插秧单元，所述插秧单元通过所述电动系统提供电能，由所述机械传动系统传动而进行插秧。

9.根据权利要求8所述的电动手扶插秧机，其中所述作业系统包括一行走单元，所述行走单元通过所述电动系统提供电能，由所述机械传动系统传动而行走。

10.根据权利要求2至9任一所述的电动手扶插秧机，其中所述电动系统包括一电源管理单元，所述电源管理单元管理所述电源以及所述电动系统的工作。

11.根据权利要求10所述的电动手扶插秧机，其中所述电动系统包括一电路模块，所述电路模块被防水地设置，以防水地提供电能。

12.根据权利要其11所述的电动手扶插秧机，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。

13.根据权利要求12所述的电动手扶插秧机，其中所述电路模块被设置于所述插秧单元的一预备部下方，以便于为遮挡所述电路模块、满足所述电路模块的防水要求。

14.根据权利要求12所述的电动手扶插秧机，其中所述密封箱体包括一绝缘层，所述电源和所述电源管理单元被设置于所述绝缘层内侧。

15.根据权利要求14所述的电动手扶插秧机，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和所述密封箱体外部设备。

16.根据权利要求15所述的电动手扶插秧机，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。

17.根据权利要求16所述的电动手扶插秧机，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。

18.根据权利要求12所述的电动手扶插秧机，其中所述电源管理单元和所述控制单元被集成于一电路板，所述电路板电连接于所述电源，所述电源和所述电路板被防水地设置于所述密封箱体内。

19.一手扶插秧机工作方法，其特征在于，包括步骤：通过一电动系统电驱动一手扶插秧机工作。

20.根据权利要求19所述的工作方法，其中包括步骤：电驱动一车轮组行走。

21.根据权利要求19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。

22.根据权利要求19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。

23.根据权利要求19所述的工作方法，其中包括步骤：通过燃料电池提供电能驱动所述手扶插秧机工作。