CN110053490B - 一种混合动力农机平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混合动力农机平台，包括车体、动力系统、行走系统、控制系统及电动农机具搭载装置。动力系统用来发出电量及储存电量，发电机发出的电流通过转化装置输入到电池中为电池充电；行走系统的四个轮子实现整个平台的行走和转向功能，两轮为驱动轮，由轮毂电机带动，两轮为转向轮，由推杆电机实现转向功能；平台两端各有一个电动农用机具搭载装置，用来负载电动农用机具进行作业；控制系统包括信号处理器及各种控制器，信号处理器接收遥控发出的信号并转化后发给控制器，轮毂电机，推杆电机及微型液压站中的电动马达由控制系统中的各种控制器控制。这种混合动力农机平台结构简单，智能控制作业，且具有很好的续航能力保证作业的持续性。

Description

一种混合动力农机平台
技术领域
本发明属于混合动力农用机械技术领域，具体涉及一种混合动力农机平台。
背景技术
由于政府的政策要求和扶持，农机越来越朝着电动化和智能化的趋势发展。但是由于大型农机电动化会出现动力不足的情况，所以大型农机的电动化难以实现；小型农机无需太大动力，且电动装置易于控制，传动简单，可以进一步简化结构，所以电动化在小型农机上的可行性很高。由于农机在作业时能量消耗极大，如果农机采用纯电动的能量供应方式，则作业持续性很低，且田间作业环境并不能及时为电池补充能量，影响工作效率。由此提出混合动力方案的农机搭载平台。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种混合动力农机平台，通过本发明搭载电动农机具，极大简化了动力传动路线，不但达到了优化结构的目的，而且电动化的平台和农机具更加方便智能化控制；本发明采用的通过柴油机带动发电机发电持续为蓄电池供能的方式，解决了电动农机具在田间等不方便充电的作业环境中工作时作业持续性低的问题，确保农机具可较长时间工作。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种混合动力农机平台，包括车体、动力系统、行走系统、控制系统及电动农机具搭载装置；
所述动力系统包括1台无飞轮的柴油机1、1台发电机2、1个“L”型放置架15、2个直流接触器16、1个整流桥13、1个增程器专用启动器14和电池组11；将柴油机飞轮取下得到无飞轮的柴油机1，无飞轮的柴油机1置于车体一端，在原飞轮位置安装发电机2，无飞轮的柴油机1工作时带动发电机2产生交流电；车体上固连1个“L”型放置架15，整流桥13和增程器专用启动器14固定在“L”型放置架15的底板上，2个直流接触器16固定在“L”型放置架15的竖壁上，发电机2与2个直流接触器16连接，2个直流接触器16均和整流桥13连接，整流桥13与电池组11连接，2个直流接触器16通过线连接，发电机2发出的电能通过直流接触器16和整流桥13输入到电池组11中，所述电池组11为所有的用电设备供电，增程器专用启动器14与整流桥13和2个直流接触器16连接，根据电池组11电量接通或截断发电机2与电池组11之间的通路来达到为电池组11充电或停止充电的目的。
所述行走系统包括4个车轮9、2个轮毂电机10、1个推杆电机17和1个转向机构18；所述4个车轮9置于车体底部，一端的两个车轮9为驱动轮，分别由一个轮毂电机10带动，用来驱动车体行走，另一端的两个车轮9为转向轮，由一个推杆电机17驱动转向机构18实现车体转向功能。
所述控制系统包括1个信号处理器19、1个轮毂电机控制器20、2个液压站电机控制器21、1个推杆电机控制器22和1个手动开关12；所述2个液压站电机控制器21分别与2个微型液压站3连接，微型液压站3的电机的转动由液压站电机控制器21控制，所述信号处理器19分别与液压站电机控制器21、轮毂电机控制器20和推杆电机控制器22连接，用来接收和处理遥控器发出的信号并传给液压站电机控制器21、轮毂电机控制器20和推杆电机控制器22，所述轮毂电机控制器20与轮毂电机10连接，推杆电机控制器22与推杆电机17连接，用于控制行走系统和微型液压站3的工作；所述手动开关12置于车体上，手动开关12用来控制发电机2与电池组11之间和电池组11与用电设备之间电路的通断。
车体两端各装有一个电动农机具搭载装置，以便双向作业；所述电动农机具搭载装置包括挂接架6、伸缩杆7、2个导轨5和双向液压缸4，2个导轨5安装在车体一端的竖直板两侧，双向液压缸4的缸筒固定在竖直板的中部，双向液压缸4的活塞杆与挂接架6固连，挂接架6随活塞杆伸缩而升降；双向液压缸4由微型液压站3带动；挂接架6上有3个伸缩杆7，用来连接农用机具。
在上述方案的基础上，所述无飞轮的柴油机1的缸体上加工螺栓孔，通过缸体上的螺栓孔将发电机2的定子与缸体固定连接，发电机2的转子与无飞轮的柴油机1曲轴的一端固定连接。
在上述方案的基础上，所述“L”型放置架15由矩形钢板弯折成“L”型，底板上开有螺栓孔，用来与车体固连；底板上用螺栓固定整流桥13和增程器专用启动器14，竖壁上也开有螺栓孔，用来固定直流接触器16。
在上述方案的基础上，所述挂接架6上有4个滑块，滑块在导轨5上滑动对挂接架6起限制和稳定作用。
在上述方案的基础上，所述微型液压站3的电机为伺服电机。
在上述方案的基础上，所述伸缩杆7与挂接架6通过销8铰连接，在不用伸缩杆7时以便拆卸，伸缩杆7可伸长或缩短。
在上述方案的基础上，所述电池组11电压为48V，由4块12V电池串联而成，是插电式蓄电池，既可由发电机2输入电能，也可由民用220V电源充电；所述电池组11为平台车体上所有用电设备供电，所述用电设备包括轮毂电机10、推杆电机17、微型液压站3的电机、信号处理器19、轮毂电机控制器20、液压站电机控制器21和推杆电机控制器22。
本发明技术方案带来的有益效果
通过本发明搭载电动农机具，极大简化了动力传动路线，不但达到了优化结构的目的，而且电动化的平台和农机具更加方便智能化控制；本发明采用的通过无飞轮的柴油机带动发电机发电持续为蓄电池供能的方式，解决了电动农机具在田间等不方便充电的作业环境中工作时作业持续性低的问题，确保农机具可较长时间工作。
附图说明
本发明有如下附图：
图1本发明的主要组成部分及布置形式示意图。
图2本发明的行走系统结构示意图。
图3本发明的控制系统结构示意图。
图4“L”型放置架外形及直流接触器、整流桥、增程器专用启动器布置示意图。
其中，1、无飞轮的柴油机2、发电机3、微型液压站4、双向液压缸5、导轨6、挂接架7、伸缩杆8、销9、车轮10、轮毂电机11、电池组12、手动开关13、整流桥14、增程器专用启动器15、“L”型放置架16、直流接触器17、推杆电机18、转向机构19、信号处理器20、轮毂电机控制器21、液压站电机控制器22、推杆电机控制器。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本发明作进一步详细说明。
本发明所述的混合动力农机平台，包括车体、动力系统、行走系统、控制系统及电动农机具搭载装置；
所述动力系统包括1台无飞轮的柴油机1、1台发电机2、1个“L”型放置架15、2个直流接触器16、1个整流桥13、1个增程器专用启动器14和电池组11；将柴油机飞轮取下得到无飞轮的柴油机1，无飞轮的柴油机1置于车体一端，在原飞轮位置安装发电机2，无飞轮的柴油机1工作时带动发电机2产生交流电；车体上固连1个“L”型放置架15，整流桥13和增程器专用启动器14固定在“L”型放置架15的底板上，2个直流接触器16固定在“L”型放置架15的竖壁上，发电机2与2个直流接触器16连接，2个直流接触器16均和整流桥13连接，整流桥13与电池组11连接，2个直流接触器16通过线连接，发电机2发出的电能通过直流接触器16和整流桥13输入到电池组11中，所述电池组11为所有的用电设备供电，增程器专用启动器14与整流桥13和2个直流接触器16连接，根据电池组11电量接通或截断发电机2与电池组11之间的通路来达到为电池组11充电或停止充电的目的。
所述行走系统包括4个车轮9、2个轮毂电机10、1个推杆电机17和1个转向机构18；所述4个车轮9置于车体底部，一端的两个车轮9为驱动轮，分别由一个轮毂电机10带动，用来驱动车体行走，另一端的两个车轮9为转向轮，由一个推杆电机17驱动转向机构18实现车体转向功能。
所述控制系统包括1个信号处理器19、1个轮毂电机控制器20、2个液压站电机控制器21、1个推杆电机控制器22和1个手动开关12；所述2个液压站电机控制器21分别与2个微型液压站3连接，微型液压站3的电机的转动由液压站电机控制器21控制，所述信号处理器19分别与液压站电机控制器21、轮毂电机控制器20和推杆电机控制器22连接，用来接收和处理遥控器发出的信号并传给液压站电机控制器21、轮毂电机控制器20和推杆电机控制器22，所述轮毂电机控制器20与轮毂电机10连接，推杆电机控制器22与推杆电机17连接，用于控制行走系统和微型液压站3的工作；所述手动开关12置于车体上，手动开关12用来控制发电机2与电池组11之间和电池组11与用电设备之间电路的通断。
车体两端各装有一个电动农机具搭载装置，以便双向作业；所述电动农机具搭载装置包括挂接架6、伸缩杆7、2个导轨5和双向液压缸4，2个导轨5安装在车体一端的竖直板两侧，双向液压缸4的缸筒固定在竖直板的中部，双向液压缸4的活塞杆与挂接架6固连，挂接架6随活塞杆伸缩而升降；双向液压缸4由微型液压站3带动；挂接架6上有3个伸缩杆7，用来连接农用机具。
在上述方案的基础上，所述无飞轮的柴油机1的缸体上加工螺栓孔，通过缸体上的螺栓孔将发电机2的定子与缸体固定连接，发电机2的转子与无飞轮的柴油机1曲轴的一端固定连接。
在上述方案的基础上，所述“L”型放置架15由矩形钢板弯折成“L”型，底板上开有螺栓孔，用来与车体固连；底板上用螺栓固定整流桥13和增程器专用启动器14，竖壁上也开有螺栓孔，用来固定直流接触器16。
在上述方案的基础上，所述挂接架6上有4个滑块，滑块在导轨5上滑动对挂接架6起限制和稳定作用。
在上述方案的基础上，所述微型液压站3的电机为伺服电机。
在上述方案的基础上，所述伸缩杆7与挂接架6通过销8铰连接，在不用伸缩杆7时以便拆卸，伸缩杆7可伸长或缩短。
在上述方案的基础上，所述电池组11电压为48V，由4块12V电池串联而成，是插电式蓄电池，既可由发电机2输入电能，也可由民用220V电源充电；所述电池组11为平台车体上所有用电设备供电，所述用电设备包括轮毂电机10、推杆电机17、微型液压站3的电机、信号处理器19、轮毂电机控制器20、液压站电机控制器21和推杆电机控制器22。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种混合动力农机平台，包括车体、动力系统、行走系统、控制系统，其特征在于：还包括电动农机具搭载装置；
所述动力系统包括1台无飞轮的柴油机(1)、1台发电机(2)、1个“L”型放置架(15)、2个直流接触器(16)、1个整流桥(13)、1个增程器专用启动器(14)和电池组(11)；将柴油机飞轮取下得到无飞轮的柴油机(1)，无飞轮的柴油机(1)置于车体一端，在原飞轮位置安装发电机(2)，无飞轮的柴油机(1)工作时带动发电机(2)产生交流电；车体上固连1个“L”型放置架(15)，整流桥(13)和增程器专用启动器(14)固定在“L”型放置架(15)的底板上，2个直流接触器(16)固定在“L”型放置架(15)的竖壁上，发电机(2)与2个直流接触器(16)连接，2个直流接触器(16)均和整流桥(13)连接，整流桥(13)与电池组(11)连接，2个直流接触器(16)通过线连接，发电机(2)发出的电能通过直流接触器(16)和整流桥(13)输入到电池组(11)中，所述电池组(11)为所有的用电设备供电，增程器专用启动器(14)与整流桥(13)和2个直流接触器(16)连接，根据电池组(11)电量接通或截断发电机(2)与电池组(11)之间的通路来达到为电池组(11)充电或停止充电的目的；
所述行走系统包括4个车轮(9)、2个轮毂电机(10)、1个推杆电机(17)和1个转向机构(18)；所述4个车轮(9)置于车体底部，一端的两个车轮(9)为驱动轮，分别由一个轮毂电机(10)带动，用来驱动车体行走，另一端的两个车轮(9)为转向轮，由一个推杆电机(17)驱动转向机构(18)实现车体转向功能；
所述控制系统包括1个信号处理器(19)、1个轮毂电机控制器(20)、2个液压站电机控制器(21)、1个推杆电机控制器(22)和1个手动开关(12)；所述2个液压站电机控制器(21)分别与2个微型液压站(3)连接，微型液压站(3)的电机的转动由液压站电机控制器(21)控制，所述信号处理器(19)分别与液压站电机控制器(21)、轮毂电机控制器(20)和推杆电机控制器(22)连接，用来接收和处理遥控器发出的信号并传给液压站电机控制器(21)、轮毂电机控制器(20)和推杆电机控制器(22)，所述轮毂电机控制器(20)与轮毂电机(10)连接，推杆电机控制器(22)与推杆电机(17)连接，用于控制行走系统和微型液压站(3)的工作；所述手动开关(12)置于车体上，手动开关(12)用来控制发电机(2)与电池组(11)之间和电池组(11)与用电设备之间电路的通断；
车体两端各装有一个电动农机具搭载装置，以便双向作业；所述电动农机具搭载装置包括挂接架(6)、伸缩杆(7)、2个导轨(5)和双向液压缸(4)，2个导轨(5)安装在车体一端的竖直板两侧，双向液压缸(4)的缸筒固定在竖直板的中部，双向液压缸(4)的活塞杆与挂接架(6)固连，挂接架(6)随活塞杆伸缩而升降；双向液压缸(4)由微型液压站(3)带动；挂接架(6)上有3个伸缩杆(7)，用来连接农用机具。
2.如权利要求1所述的混合动力农机平台，其特征在于：所述无飞轮的柴油机(1)的缸体上加工螺栓孔，通过缸体上的螺栓孔将发电机(2)的定子与缸体固定连接，发电机(2)的转子与无飞轮的柴油机(1)曲轴的一端固定连接。
3.如权利要求1所述的混合动力农机平台，其特征在于：所述“L”型放置架(15)由矩形钢板弯折成“L”型，底板上开有螺栓孔，用来与车体固连；底板上用螺栓固定整流桥(13)和增程器专用启动器(14)，竖壁上也开有螺栓孔，用来固定直流接触器(16)。
4.如权利要求1所述的混合动力农机平台，其特征在于：所述挂接架(6)上有4个滑块，滑块在导轨(5)上滑动对挂接架(6)起限制和稳定作用。
5.如权利要求1所述的混合动力农机平台，其特征在于：所述微型液压站(3)的电机为伺服电机。
6.如权利要求1所述的混合动力农机平台，其特征在于：所述伸缩杆(7)与挂接架(6)通过销(8)铰连接，在不用伸缩杆(7)时以便拆卸，伸缩杆(7)可伸长或缩短。
7.如权利要求1所述的混合动力农机平台，其特征在于：所述电池组(11)电压为48V，由4块12V电池串联而成，是插电式蓄电池，既可由发电机(2)输入电能，也可由民用220V电源充电。
8.如权利要求7所述的混合动力农机平台，其特征在于：所述电池组(11)为平台车体上所有用电设备供电，所述用电设备包括轮毂电机(10)、推杆电机(17)、微型液压站(3)的电机、信号处理器(19)、轮毂电机控制器(20)、液压站电机控制器(21)和推杆电机控制器(22)。
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