CN112026540A - 混合动力高速插秧机及其驱动系统和驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一混合动力高速插秧机及其驱动系统和驱动方法，其中所述高速插秧机包括一车辆主体、一驱动系统、一作业系统、以及一行走系统。所述作业系统被可传动地连接于所述发动机，所述发动机驱动所述作业系统插秧作业，其中所述发电机被可传动地连接于所述发动机，所述发电机转化所述发动机的动能为电能，其中所述电动设备被电气连接于所述电动机，所述电动设备驱动所述行走系统运动，其中所述作业系统被可传动地连接于所述驱动系统的所述发动机，藉由所述发动机驱动所述作业系统工作，其中所述行走系统被设置于所述车辆主体和被可传动地连接于所述驱动系统的所述电动设备，所述电动设备驱动所述行走系统的运动。

Description

混合动力高速插秧机及其驱动系统和驱动方法

技术领域

本发明涉及一农机设备，尤其涉及一混合动力高速插秧机及其驱动系统和驱动方法。

背景技术

农业机械自出现以来，其工作动力来源于内燃机产生的动力，内燃机将动能传输给车轮和作业系统，以便驱动车轮和作业系统的工作。插秧机按照插秧速度可分为普通插秧机和高速插秧机。

高速插秧机包括以燃油作为动力的插秧机，以电动机作为动力的电动插秧机、以及混合动能的插秧机。以燃油发动机作为动力的所述插秧机是最原始的插秧机类型，一般情况下，这种现有技术的插秧机通过燃油发动机同时带动插秧的作业系统和车辆的行走系统同时工作。但是，所述插秧机在工作过程中能量的分配不均，能量的浪费严重，并且这种原始燃油发动力的燃油效率低。换言之，这种燃油发动机作为动力的插秧机不能够按照能量的实际需求为行走系统和插秧作业系统分配能量。另一方面燃油效率低下，所述插秧机的能量利用率低，污染严重。

现有技术的纯电动的高速插秧机的电能储存量小，持续工作时间短。因此，为了增加续航时间，只能够增大电池的电能储存量，这必然会增大电池的体积和重量。这样也就导致高速插秧机的体积和重量较大，所述插秧机在插秧作业中由于车辆的碾压对农田的破坏较大。另一方面，现有技术的电动高速插秧机插秧作业时所需要的插秧设备需要的功率输出要大于车辆的行走系统，而现有技术的电动机难以提供充足的动力。也就是说，在插秧作业时，电动机难以提供插秧设备充足的动能。

插秧机在插秧作业时和非作业状态行走时，插秧机的作业部分和行走部分对于功率输出需求不同。在现有技术中，以发动机作为动力源的插秧机通常是由一个发动机驱动车轮的转动和驱动插秧作业机构的作业。也就是说，这种现有技术的插秧机无法根据实际作业需求分配发动机的动能，这无疑会导致插秧机在加速行驶时动能的损耗和插秧作业的不规则性。

现有技术的高速插秧机的能量转化效率低，主要原因是内燃机产生的动能在传输至车轮和插秧机构的过程中，经过各种机械结构的能量损耗，使得能量不能合理的利用。

发明内容

本发明的一个主要优势在于提供一混合动力高速插秧机及其驱动系统和驱动方法，其中所述混合动力高速插秧机的所述驱动系统将一部分动能转化为电能，并由转化得到的电能驱动所述混合动力高速插秧机的行驶，有利于能源的合理利用。

本发明的另一个优势在于提供一混合动力高速插秧机及其驱动系统和驱动方法，其中所述混合动力高速插秧机的所述驱动系统包括一发动机和一发电机，其中所述发动机驱动所述发电机发电，所述发动机的部分动能通过所述发电机转化为电能，以供所述发电机驱动所述混合动力高速插秧机的一行走系统运动。

本发明的另一个优势在于提供一混合动力高速插秧机及其驱动系统和驱动方法，其中所述驱动系统的所述发动机通过所述发电机将所述发动机的部分动能转化为电能，和驱动所述行走系统运动，以便于减少所述高速插秧机的机械传动结构，有利于所述高速插秧机的轻量化。

本发明的另一个优势在于提供一混合动力高速插秧机及其驱动系统和驱动方法，其中所述驱动系统的所述发动机通过所述发电机将所述发动机的部分动能转化为电能，和驱动所述行走系统运动，所述发动机传动地连接于一作业系统，其中所述发动机驱动所述作业系统工作。也就是说，所述驱动系统的所述发动机部分动能转化为驱动所述行走系统工作的电能，部分动能驱动所述作业系统工作，有利于所述驱动系统的能源的合理分配，提高能源的利用效率。

本发明的另一个优势在于提供一混合动力高速插秧机及其驱动系统和驱动方法，其中所述驱动系统基于所述作业系统和所述行走系统对于动能的需求，分配输出至所述发电机和所述作业系统的动能，以便基于能量需求合理地分配动能，减少能源浪费。

本发明的另一个优势在于提供一混合动力高速插秧机及其驱动系统和驱动方法，其中所述驱动系统是由所述发动机驱动发电机发电，再由电能驱动所述高速插秧机的行走，通过所述驱动系统的所述发动机和所述发电机为所述高速插秧机的各电动机提供持续电能，以便于提高所述高速插秧机的续航能力。

本发明的另一个优势在于提供一混合动力高速插秧机及其驱动系统和驱动方法，其中所述驱动系统的所述发电机被所述发动机驱动而发电，其中当所述发动机工作功率大时，所述发电机产生额外的电能被存储至一电能存储装置，避免能量的损耗，提高能源的利用效率。

本发明的另一个优势在于提供一混合动力高速插秧机及其驱动系统和驱动方法，其中所述发电机产生的电能和所述电能存储的电能可被传输至所述行走系统的电动装置，以供所述电动装置工作，提高所述电动装置的功率。

本发明的另一个优势在于提供一混合动力高速插秧机及其驱动系统和驱动方法，其中所述高速插秧机的所述驱动系统包括至少一行走电机，其中所述行走电机驱动所述高速插秧机的一行走系统，简化动力传输的机械机构，和提高动能的传输效率。

本发明的另一个优势在于提供一高速插秧机及其驱动系统和驱动方法，其中所述驱动系统的所述行走电机为轮毂电机，其中所述轮毂电机电气连接于所述驱动系统的所述发电机，藉由所述行走电机驱动所述高速插秧机的车辆主体行走，简化所述高速插秧机的动力传输机构，有利于所述高速插秧机的轻量化。

本发明的另一个优势在于提供一混合动力高速插秧机及其驱动系统和驱动方法，其中所述混合动力高速插秧机基于所述行走系统的行走速度分配所述驱动系统的动能，以使得所述驱动系统根据所述行走系统的行走速度调整输出至所述作业系统的动能，从而调整所述作业系统插秧作业速度，以使得插秧作业速度与行走速度相匹配，有利于插秧作业。

本发明的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。

依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一驱动系统，适于驱动一混合驱动高速插秧机的一作业系统和一行走系统，包括：

一发动机，其中所述作业系统被可传动地连接于所述发动机，所述发动机驱动所述作业系统插秧作业；

一发电机，其中所述发电机被可传动地连接于所述发动机，所述发电机转化所述发动机的动能为电能；以及

至少一电动设备，其中所述电动设备被电气连接于所述电动机，所述电动设备驱动所述行走系统运动。

根据本发明的一个实施例，所述驱动系统进一步包括一电能处理装置，其中所述电能处理装置电气连接所述发电机于所述行走电动装置和所述作业电动装置，其中所述电能处理装置处理所述发电机产生的电能，和提供所述电动设备需要的工作电能。

根据本发明的一个实施例，所述发动机包括一发动机主体、一电机传动单元以及一作业传动单元，其中所述发电机通过所述电机传动单元被可传动地连接于所述发动机主体，其中所述作业系统通过所述作业传动单元被传动地连接于所述发动机主体，所述发动机主体通过所述电机传动单元传输动能至所述发电机，和传输动能至所述作业传动单元。

根据本发明的一个实施例，所述电能处理装置包括一电压处理装置和一电流处理装置，其中所述电压处理装置和所述电流处理装置电气连接于所述发电机，藉由所述电压处理装置和所述电流处理装置转换所述发电机产生的电能为适于所述电动设备工作的电能。

根据本发明的一个实施例，所述电能处理装置进一步包括一电能存储装置，其中所述电能存储装置被电气连接于所述发电机，所述发电机存储电能于所述电能存储装置，其中所述电能存储装置通过所述电压处理装置和所述电流处理装置传输电能至所述电动设备。

根据本发明的一个实施例，所述电动设备包括至少一电动机和一电机控制器，所述电机控制器电气连接于所述电动机，其中所述电机控制器控制所述电机的工作状态。

根据本发明的一个实施例，所述电动机为轮毂电机。

根据本发明的一个实施例，所述电动设备包括至少一前轮电机、至少一后轮电机以及至少一电机控制器，其中所述电机控制器电气连接于所述前轮电机和所述后轮电机，所述电机控制器控制所述前轮电机和所述后轮电机的工作状态。

根据本发明的一个实施例，所述电动设备进一步包括一前轮传动装置和一后轮传动装置，其中所述前轮传动装置被传动地连接于所述前轮电机，所述前轮电机驱动所述前轮传动装置转动，所述后轮传动装置被传动地连接于所述后轮电机，所述后轮电机驱动所述后轮传动装置转动。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一混合动力高速插秧机，包括：

一车辆主体；

如上任一所述的驱动系统，其中所述驱动系统被搭载于所述车辆主体，所述车辆主体控制所述驱动系统的工作状态；

一作业系统，其中所述作业系统被可传动地连接于所述驱动系统的所述发动机，藉由所述发动机驱动所述作业系统工作；以及

一行走系统，其中所述行走系统被设置于所述车辆主体和被可传动地连接于所述驱动系统的所述电动设备，所述电动设备驱动所述行走系统的运动。

根据本发明的一个实施例，所述车辆主体包括一车架和一驾驶控制系统，其中所述驱动系统、所述作业系统以及所述行走系统被设置于所述车架，所述驾驶控制系统通信地连接于所述电动设备，其中所述驾驶控制系统通过控制所述行走电动装置，而控制所述高速插秧机的运行状态。

根据本发明的一个实施例，所述车辆主体进一步包括一作业控制器，其中所述作业控制器通信地连接于所述驱动系统的所述发动机，其中所述作业控制器控制所述发动机的动能分配，和控制所述作业系统的插秧作业速度。

根据本发明的一个实施例，所述驾驶控制系统进一步包括一方向控制器和一速度控制器，其中所述方向控制器控制所述行走系统的行走方向，所述速度控制器通过控制所述电动设备的运行速度，而控制所述行走系统的运行速度。

根据本发明的一个实施例，所述混合动力高速插秧机进一步包括一发动机控制器，其中所述发动机控制器控制所述发动机分配至所述发电机和所述作业系统的动能。

根据本发明的一个实施例，所述混合动力高速插秧机进一步包括一速度采集装置，其中所述速度采集装置采集所述混合动力高速插秧机的运行速度，所述速度采集装置通信地连接于所述发动机控制器，其中所述发动机控制器基于所述速度采集装置采集到的速度信息控制所述发动机分配至所述发电机和所述作业系统的动能。

根据本发明的一个实施例，当所述速度采集装置采集到的运行速度变化时，所述发动机被所述发动机控制器控制而保持分配至所述发电机的动能不变，和调整分配至所述作业系统的动能，以使所述作业系统的作业速度适配于行走速度。

根据本发明的一个实施例，当所述速度采集装置采集到的运行速度变化时，所述发动机被所述发动机控制器控制而保持分配至所述作业系统的动能不变，和调整分配至所述发电机的动能，以使行走速度适配于所述作业系统的作业速度。

根据本发明的一个实施例，当所述速度采集装置采集到的运行速度变化时，所述发动机被所述发动机控制而调整分配至所述作业系统和所述发电机的动能的比例，以使所述作业系统的插秧作业速度和所述行走速度相适配。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一混合动力高速插秧机的驱动方法，其中所述驱动方法包括如下步骤：

(a)转化一发动机的动能为电能，和藉由所述电能驱动所述混合动力高速插秧机的一行走系统运动；和

(b)传输所述发动机的动能至所述混合动力高速插秧机的一作业系统，以驱动所述作业系统。

根据本发明的一个实施例，在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a)中，通过所述发动机的一电机传动单元传输部分动力至一发电机，以驱动所述发电机发电。

根据本发明的一个实施例，在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a)中，进一步包括：转化所述发电机产生的所述电能至一电动设备，以供所述电动设备驱动所述混合动力高速插秧机的所述行走系统运动。

根据本发明的一个实施例，在本发明的上述驱动方法的所述步骤(b)中，通过所述发动机的一作业传动单元传输所述发动机的部分动力至所述作业系统，以驱动所述作业系统插秧作业。

根据本发明的一个实施例，在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a)之前，进一步包括步骤(a0)：

采集所述混合动力高速插秧机的运行速度；和

基于所述高速插秧机的运行速度控制所述发动机，以分配所述发动机的动能至所述发电机和所述作业系统。

根据本发明的一个实施例，在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a0)中，进一步包括；

保持一电机传动单元的动能传输不变，和调整所述发动机的一发动机主体分配至所述作业系统的动能，以使得所述作业系统的作业速度适配于所述行走系统的行走速度。

根据本发明的一个实施例，在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a0)中，进一步包括；

保持所述作业系统的动力传输不变，和调整所述发动机的一发动机主体分配至所述发电机的动能，以使得所述行走系统的行走速度适配于所述作业系统的作业速度。

根据本发明的一个实施例，在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a0)中，进一步包括；调整所述发动机的一发动机主体分配至一电机传动单元和分配至一作业传动单元的动力传输，以使得所述行走系统的行走速度与所述作业系统的作业速度相互适配。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1是根据本发明的第一较佳实施例的一混合动力高速插秧机的整体示意图。

图2是根据本发明的上述较佳实施例的所述混合动力高速插秧机的分解示意图。

图3是根据本发明的上述较佳实施例的所述混合动力高速插秧机的一驱动系统的示意图。

图4是根据本发明的上述较佳实施例的所述混合动力高速插秧机的车辆主体的示意图。

图5是根据本发明的上述较佳实施例的所述混合动力高速插秧机的分解示意图。

图6是根据本发明的上述较佳实施例的所述混合动力高速插秧机的一驱动系统的示意图。

图7是根据本发明的上述较佳实施例的所述混合动力高速插秧机的车辆主体的示意图。

图8是根据本发明的上述较佳实施例的所述混合动力高速插秧机的一驱动方法示意图。

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。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参照本发明说明书附图之图1至图4所示，依照本发明第一较佳实施例的一混合动力高速插秧机在接下来的描述中被阐明。所述混合动力高速插秧机包括一车辆主体10、一驱动系统20、一作业系统30、以及一行走系统40，其中所述驱动系统20、所述作业系统30、以及所述行走系统40被搭载于所述车辆主体10，所述驱动系统20被可传动地连接于所述行走系统40和所述作业系统30，藉由所述驱动系统20驱动所述行走系统40行走和驱动所述作业系统30运行。在本发明的该优选实施例中，所述驱动系统20可同时驱动所述行走系统40的运动和驱动所述作业系统30的作业。

所述作业系统30和所述行走系统40被搭载至所述车辆主体10，其中所述车辆主体10控制所述作业系统30执行插秧作业，和控制所述行走系统40的运动，藉由所述行走系统40带动所述车辆主体10行走。所述作业系统30、所述驱动系统20、以及所述行走系统40被通信地连接至所述车辆主体10，其中所述车辆主体10控制所述驱动系统20的动能传输效率，控制所述行走系统40的行走状态和行走方向，以及控制所述作业系统30的工作状态。

所述驱动系统20包括一发动机21、一发电机22、以及至少一电动设备23，其中所述发动机21被传动地连接于所述发电机22和所述作业系统30，其中所述驱动系统20的所述发动机21产生的动能一部分被传输至所述发电机22，驱动所述发电机22发电，另一部分动能被传输至所述作业系统30，和驱动所述作业系统30插秧作业。所述电动设备23可传动地连接于所述行走系统40，藉由所述电动设备23驱动所述行走系统40运行。

值得一提的是，所述发动机21产生的部分动能驱动所述发电机22发电，所述发动机21产生的另一部分动能驱动所述作业系统30工作，其中所述发动机21分配至所述发电机22和所述作业系统30的动能比呈正比。也就是说，当所述发动机21驱动所述发电机22转动的转速增大时，所述发动机21驱动所述作业系统30的转速相应地增大，其中所述发电机22的增大的转动幅度与所述作业系统30的转速增大的幅度相同。

可选地，当所述发动机21产生的部分动能驱动所述发电机22发电功率不变时，可调整所述发动机21传输至所述作业系统30的动能，以改变所述作业系统30的输出功率；或者，当所述发动机21传输至所述作业系统30的动能不变时，即驱动所述作业系统30的运行速度不变时，可通过调整所述发动机21驱动所述发电机22的转速调整所述发动机分配至所述发电机22的动能；或者当所述发动机21输出的动能总量不变时，通过提高(减小)所述发动机21驱动所述发电机22的转速，而降低(提高)所述发动机21驱动所述作业系统30的作业效率。

所述电动设备23和所述行走系统40被可通信地连接于所述车辆主体10，其中所述车辆主体10控制所述电动设备23和所述行走系统40的工作状态，从而控制混合动力高速插秧机的行走状态，比如所述混合动力高速插秧机的前进、后退、制动、加速等。所述作业系统30被通信地连接于所述车辆主体10，其中所述车辆主体10控制所述作业系统30的工作状态，比如所述作业系统30的抬升、下降、以及插秧速度等。

所述发动机21被实施为一内燃机设备，其中所述发动机21可以但不限于一汽油发动机、柴油发动机、氢燃料发动机等，所述发动机21转化燃料的化学能为动能。所述发电机22被传动地连接于所述发动机21，藉由所述发动机21驱动所述发电机22产生电能。所述发电机22通过链条传动、皮带传动或齿轮传动的方式连接于所述发动机21。可以理解的是，所述发动机21和所述发电机22之间的传动连接方式在此仅仅作为示例性质的，而非限制。所述发电机22被所述发动机驱动而产生电能，其中所述电能可以是交流电能也可以是直流电能，相应地，所述发电机22可以被实施为一交流发电装置或一直流发电装置。

相应地，所述发动机21包括一发动机主体211、一电机传动单元212和一作业传动单元213，其中所述发动机主机211驱动所述电机传动单元212和所述作业驱动单元213转动。所述发动机21的产生的动能通过所述发动机主体211以转动的方式传输至所述电机传动单元212和所述作业传动单元213，而驱动所述电机传动单元212和所述作业传动单元213转动。示例性地，所述电机传动单元212可以但不限于一传动轮，其中所述电机传动单元212被同步传动地连接于所述发电机22，以驱动所述发电机22发电。示例性地，所述作业传动单元213可以但不限于一动力输出轴，其中所述作业传动单元213被传动地连接于所述作业系统30，以驱动所述作业系统30的转动。可以理解的是，所述发动机主机211通过控制所述电机传动单元212和所述作业传动单元213的转动速度，控制分配至所述发电机22和分配至所述作业系统30的动能。

所述驱动系统20进一步包括至少一电能处理装置24，其中所述电能处理装置24电气连接于所述发电机22，藉由所述电能处理装置24处理和转化所述发电机22产生的电能，以供所述电动设备23以及所述车辆主体10使用。所述电能处理装置24处理所述发电机22产生电能的电压和电流的大小，以及电能的类型，以提供于所述行走系统40、和所述车辆主体10合适的电能。

所述电能处理装置24进一步包括一电压处理装置241、一电流处理装置242、以及至少一电能储存装置243，其中所述发电机22电气连接于所述电能存储装置243，所述发电机22产生的电能可被存储至所述电能存储装置243。所述电压处理装置241和所述电流处理装置242电气连接于所述发电机22和所述电能存储装置243，其中所述电压处理装置241提高和稳定输出至所述电动设备23的电压，以便驱动所述电动设备23正常工作。所述电流处理装置242基于电流的类型和所述电动设备23对于电流的需求，处理所述发电机22产生的电能，比如DC/AC转换和AC/DC转换器等。本领域技术人员可以理解的是，所述电压处理装置241和所述电流处理装置242可被实施为同一电气装置，藉由所述电气设备为所述电动设备23提供合适的工作电能。

值得一提的是，当所述驱动系统20的所述发动机21驱动所述电动机22产生的电能大于所述电动设备23和所述车辆主体10所需要的电能时，所述发电机22将电能部分地存储至所述电能存储装置243。当所述电动设备23需要的电能大于所述发电机21实时产生的电能时，所述电能存储装置243可将存储的电能转化为所述电动设备23所需要的电能，以供所述电动设备23工作，以便提高所述电动设备23的输出功率。简言之，当所述发电机22产生的电能过剩时，电能被存储至所述电能存储装置243；当所述发电机22产生的电能不足时，所述电能存储装置243和所述发电机22同时为所述电动设备23供电。

值得一提的是，所述电能处理装置24可通过所述电能存储装置243将存储的电能经由所述电压处理装置241和所述电流处理装置242处理后，提供至所述电动设备23；或者由所述发电机22产生的电能经由所述电压处理装置241和所述电流处理装置242处理后，提供至所述电动设备23。所述车辆主体10被电气连接于所述电能处理装置24，藉由所述电能处理装置24我所述车辆主体10提供合适的工作电能。

所述电能处理装置24的所述电能存储装置243为可充电电池，其中所述电能存储装置243可以但不限于锂电池、镍镉电池、铅蓄电池等。可以理解的是，所述电能存储装置243的类型在此仅仅作为示例而非限制。

所述电能处理装置24进一步包括一配电装置244和至少一漏电保护装置245，其中所述配电装置244被用于将所述电池单元42的电能分配至用电装置，比如电动机，电磁阀等装置。所述配电装置244被设置于电连接于所述电能处理装置24的所述电池单元42，其中所述漏电保护装置245被连通于所述配电装置244，其中所述漏电保护装置245被用于防止所述自动驾驶农机中电路短路或电流过大，从而保护所述自动驾驶农机中的用电单元的用电安全，进而保护所述自动驾驶农机的使用安全。所述漏电保护装置245可以但不限于一继电器，其中所述漏电保护装置245控制所述电能处理装置24的电流的通断。

如图2至图4所示，所述行走系统40包括至少两前轮41、至少两后轮42、至少两前轮支架43、至少两后轮支架44、一前桥45以及一后桥46，其中所述前桥45被设置于所述车辆主体10的前端，所述后桥46被设置于所述车辆主体10的后端。所述前轮支架43被支撑在所述前桥45的左侧和右侧，藉由所述前轮支架43固定两所述前轮41，其中所述前轮41被可转动地设置于所述前轮支架43的下方。所述后轮支架44被支撑在所述后桥46的左侧和右侧，藉由所述后轮支架44固定两所述后轮42，其中所述后轮42被可转动地设置于所述后轮支架44的下方。优选地，所述前轮支架43和所述前桥45为一体式结构，所述后轮支架44被一体地成型于所述后桥46的下方。

当所述行走系统40的所述前轮41和/或所述后轮42被驱动地转动时，所述前轮41和/或所述后轮42通过所述前桥45和/或后桥46带动所述车辆主体10的行走、转向以及制动。

如图2至图4所示，在本发明的该优选实施例中，所述驱动系统20的所述电动设备23被实施为一轮毂电机，其中所述电动设备23包括一电动机231和一电机控制器232，其中所述电机控制器232控制所述电动机231的转动方向、转动速度以及制动等工作状态。所述电动设备23被设置于所述行走系统40的所述前轮41和/或所述后轮42。优选地，在本发明的该优选实施例中，所述电动设备23的所述电动机231的数量为两个或四个，其中所述电动机231被设置于所述前轮41和所述后轮42，藉由所述电动机231驱动所述前轮41和所述后轮42的转动。换言之，所述混合动力高速插秧机为前后驱动，其中所述车辆主体10控制所述驱动系统20的所述电动设备23驱动所述前轮41和所述后轮42同步地转动。所述电动设备23的所述电机控制器232通信地连接于所述车辆主体10，其中所述电机控制器232基于所述车辆主体10的控制指令控制所述电机主体231的转动速度、转动方向，从而控制所述行走系统40的行走速度、行走方向等工作状态。

如图2至图4所示，所述作业系统30包括一安装机构31、一插秧执行机构32以及至少一插秧传动装置33，其中所述安装机构31连接所述插秧执行机构32于所述车辆主体10，藉由所述安装机构31将所述插秧执行机构32安装于所述车辆主体10。优选地，所述安装机构31被可通信地连接于所述车辆主体10其中所述车辆主体10控制所述安装机构31上下地移动，藉由所述安装机构31驱动所述插秧执行机构32上下地移动。所述插秧传动装置33被可传动地连接所述插秧执行机构32于所述发动机21，其中所述发动机21驱动所述插秧传动装置33运动，藉由所述插秧传动装置33驱动所述插秧执行机构32执行插秧作业。在本发明的该优选实施例中，所述插秧传动装置33可以但不限于一传动轴。

如图2至图4所示，所述车辆主体10包括一车架11、一驾驶控制系统12、以及一作业控制器13，其中所述驱动系统20被设置于所述车辆主体10的所述车架11，藉由所述车架11固定和支撑所述驱动系统20。优选地，在本发明该优选实施例中，所述驱动系统20的所述发动机21和所述发电机22被设置于所述车架11前端的上方。所述驱动系统20的所述发动机21被固定于所述车架11的后端。所述车架11包括一工作台111、至少一机壳112、以及至少一安装支架113，其中所述机壳112和所述安装支架113被设置于所述工作台111，藉由所述工作台111支撑被固定的所述驱动系统20。所述机壳112被设置于所述工作台111的上方，其中所述机壳112被设置于所述驱动系统20的上方，遮盖所述发动机和所述电动机22。

所述车辆主体10进一步包括至少一燃料箱14，其中所述燃料箱14被所述安装支架113固定于所述车架11的所述工作台111。所述燃料箱14被用于储存所述驱动系统20的所述发动机21工作需要的燃料，比如汽油、柴油、氢气等燃料。相应地，所述燃料箱14被可导通地连接于所述发动机21，藉由所述燃料箱14为所述发动机21提供燃料。优选地，所述燃料箱14被安装于所述车辆主体10的所述工作台111的前端，其中所述燃料箱14被设置于所述发动机21的上方。

所述车辆主体10的所述驾驶控制系统12通信地连接于所述驱动系统20的所述电动设备23，其中所述驾驶控制系统12控制所述电动设备23的运行方向，从而控制所述混合动力高速插秧机的运行方向。所述驾驶控制系统12包括一方向控制器121和一速度控制器122，其中所述方向控制器121控制所述行走系统40的行走方向。优选地，在本发明的该优选实施例中，所述方向控制器121控制所述行走系统40的所述转动方向，从而控制所述混合动力高速插秧机的运行方向。所述速度控制器122通信地连接于所述电动设备23的所述电机控制器232，其中所述电机控制器232基于所述速度控制器122的控制信号控制所述电动机231的转动速度。

所述作业控制器13被设置于所述车架11，其中所述作业控制器13通信地连接于所述作业系统30和所述驱动系统20的所述发动机21，其中所述作业控制器13控制所述发动机21的动能分配从而控制所述作业系统30的插秧作业速度。优选地，在本发明的该优选实施例中，所述作业控制器13控制所述驱动系统的所述发动机21的所述作业传动单元213的转动速度，而控制传输至所述作业系统30的动能分配，从而控制所述作业系统30的工作效率。所述作业控制器13通信地连接于所述作业系统30的所述安装机构31，其中所述安装机构31基于所述作业控制器13的控制指令控制所述作业执行机构32的移动，比如控制所述作业执行机构32向上或向下地移动。

值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述驱动系统20的所述发动机21驱动所述发电机22发电，其中所述发电机22发出的电能被用于驱动所述电动设备23和所述发动机21工作。因此，本发明所述的混合动力高速插秧机的动力传输机构不需要额外的传动机构，藉由所述电动设备23直接驱动所述行走系统40的转动，和由所述发动机21驱动所述作业系统30工作，所述驱动系统20能够减少传动过程中由于传动机构摩擦而造成的能量损耗，以便提高能量的利用率。

如图2至图4所示，所述混合动力高速插秧机依据行驶速度和插秧作业的速度自动地调整所述发动机的动力分配。相应地，所述混合动力高速插秧机进一步包括一速度采集装置50和一发动机控制器60，其中所述速度采集装置50采集所述行走系统40的运行速度或者所述混合动力高速插秧机的行走速度，和基于所述行走速度信息得到控制所述发动机21的一控制指令，其中所述速度采集装置50通信地连接于所述发动机控制器60，藉由所述发动机控制器60控制所述发动机21的动能分配。当所述速度采集装置50采集到所述混合动力高速插秧机的运行速度加快时，所述发动机控制器60控制所述发动机21的所述作业传动单元213的传动速度加快，以加快所述作业系统30的作业速度；或降低所述行走传动单元212的转动速度，以降低所述行走系统40的行走速度，以使得所述行走系统40的行走速度和所述作业系统30的插秧作业速度相适配。

参照本发明说明书附图之图5至图7所示，依照本发明第二较佳实施例的一混合动力高速插秧机在接下来的描述中被阐明。所述混合动力高速插秧机包括一车辆主体10A、一驱动系统20A、一作业系统30A、一行走系统40A，一速度采集装置50A以及一发动机控制器60A，其中所述驱动系统20A、所述作业系统30A、所述行走系统40A、所述速度采集装置50A以及所述发动机控制器60A被搭载于所述车辆主体10A，所述驱动系统20A被可传动地连接于所述行走系统40A和所述作业系统30A，藉由所述驱动系统20A驱动所述行走系统40A行走和驱动所述作业系统30A运行。所述作业系统30A和所述行走系统40A被搭载至所述车辆主体10A，其中所述车辆主体10A控制所述作业系统30A执行插秧作业，和控制所述行走系统40A的运动，藉由所述行走系统40A带动所述车辆主体10A行走。所述作业系统30A、所述驱动系统20A、以及所述行走系统40A被通信地连接至所述车辆主体10A，其中所述车辆主体10A控制所述驱动系统20A的动能传输效率，控制所述行走系统40A的行走状态和行走方向，以及控制所述作业系统30A的工作状态。

值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述车辆主体10A、所述作业系统30A、所述行走系统40A、所述速度采集装置50A以及所述发动机控制器60A的结构和上述第一较佳实施例的结构和特征相同，不同点在于所述驱动系统20A。

详细地说，所述驱动系统20A包括一发动机21A、一发电机22A、以及至少一电动设备23A，其中所述发动机21A传动地连接于所述发电机22A，所述发动机21A驱动所述发电机22A发电。所述电动设备23A被传动地连接于所述行走系统40A，其中所述发电机22A将产生的电能传输至所述电动设备23A，藉由所述电动设备23A驱动所述行走系统40A的运行。所述发动机21A被传动地连接于所述作业系统30A，藉由所述发动机21A驱动所述作业系统30A执行插秧作业。

在本发明的该优选实施例中，所述电动设备23A和所述行走系统40A被可通信地连接于所述车辆主体10A，其中所述车辆主体10A控制所述电动设备23A和所述行走系统40A的工作状态，从而控制混合动力高速插秧机的行走状态，比如所述混合动力高速插秧机的前进、后退、制动、加速等。所述发动机21A和所述作业系统30A被可通信地连接于所述车辆主体10A，其中所述车辆主体10A控制所述作业系统30A的工作状态，比如所述作业系统30A的抬升、下降、以及插秧速度等。

如图5至图7所示，所述行走系统40A包括至少两前轮41A、至少两后轮42A、至少两前轮支架43A、至少两后轮支架44A、一前桥45A以及一后桥46A，其中所述前桥45A被设置于所述车辆主体10A的前端，所述后桥46A被设置于所述车辆主体10A的后端。所述前轮支架43A被支撑在所述前桥45A的左侧和右侧，藉由所述前轮支架43A固定两所述前轮41A，其中所述前轮41A被可转动地设置于所述前轮支架43A的下方。所述后轮支架44A被支撑在所述后桥46A的左侧和右侧，藉由所述后轮支架44A固定两所述后轮42A，其中所述后轮42A被可转动地设置于所述后轮支架44A的下方。优选地，所述前轮支架43A和所述前桥45A为一体式结构，所述后轮支架44A被一体地成型于所述后桥46A的下方。

在本发明的该优选实施例中，所述驱动系统20A的所述电动设备23A包括至少一前轮电机231A至少一后轮电机232A以及至少一行走电机控制器233A，其中所述行走电机控制器233A控制所述前轮电机231A和所述后轮电机232A的转动方向、转动速度以及制动等工作状态。所述行走电机控制器233A通信地连接于所述车辆主体10A，其中所述行走电机控制器233A基于所述车辆主体10A的控制指令控制所述前轮电机231A和/或所述后轮电机232A的转动速度、转动方向等工作状态，从而控制所述混合动力高速插秧机的运行方向和运行速度。

所述前轮电机231A被设置于所述行走系统40A的所述前桥45A，所述后轮电机232A被设置于所述后桥46A。所述电动设备23A进一步包括至少一前传动装置234A和至少一后传动装置235A，其中所述前传动装置234A被可传动地连接于所述前轮电机231A，所述后传动装置235A被可传动地连接于所述后轮电机232A。所述前传动装置234A被所述前轮电机231A驱动而驱动所述前轮41A转动，所述后传动装置235A被所述后轮电机232A驱动而驱动所述后轮42A转动。

所述前传动装置234A进一步包括一前减速装置2341A和至少一前传动机构2342A，其中所述前减速装置2341A可传动地连接所述前轮电机231A于所述前传动机构2342A，藉由所述前减速装置2341A降低所述前轮电机231A传动至所述前传动机构2342A的转动速度和提高所述前传动机构2342A的转动扭矩。所述前传动机构2342A传动地连接于至少一所述前轮41A，其中所述前传动机构2342A传输所述前减速装置2341A的动能至前轮41A，以驱动所述前轮41A转动。

所述后传动装置235A进一步包括一后减速装置2351A和至少一后传动机构2352A，其中所述后减速装置2351A可传动地连接所述后轮电机232A于所述后传动机构2352A，藉由所述后减速装置2351A降低所述后轮电机232A传动至所述后传动机构2352A的转动速度和提高所述后传动机构2352A的转动扭矩。所述后传动机构2352A传动地连接于至少一所述后轮42A，其中所述后传动机构2352A传输所述后减速装置2351A的动能至后轮42A，以驱动所述后轮42A转动。

优选地，在本发明的该优选实施例中，所述前减速装置2341A和所述后减速装置2351A被实施为减速器。

所述作业系统30A包括一安装机构31A、一插秧执行机构32A以及至少一插秧传动装置33A，其中所述安装机构31A连接所述插秧执行机构32A于所述车辆主体10A，藉由所述安装机构31A将所述插秧执行机构32A安装于所述车辆主体10A。优选地，所述安装机构31A被可通信地连接于所述车辆主体10A其中所述车辆主体10A控制所述安装机构31A上下地移动，藉由所述安装机构31A驱动所述插秧执行机构32A上下地移动。所述插秧传动装置33A被可传动地连接所述插秧执行机构32A于所述发动机21A，其中所述发动机21A驱动所述插秧传动装置33A运动，藉由所述插秧传动装置33A驱动所述插秧执行机构32A执行插秧作业。在本发明的该优选实施例中，所述插秧传动装置33A可以但不限于一传动轴。

依照本发明的另一方面，本发明进一步提供一混合动力高速插秧机的驱动方法，其中所述驱动方法包括如下步骤：

(a)转化一发动机21的动能为电能，和藉由所述电能驱动所述混合动力高速插秧机的一行走系统40运动；和

(b)传输所述发动机21的动能至所述混合动力高速插秧机的一作业系统30，以驱动所述作业系统30。

在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a)中，通过所述发动机21的一电机传动单元212传输部分动力至一发电机22，以驱动所述发电机22发电。

在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a)中，进一步包括：转化所述发电机22产生的所述电能至一电动设备23，以供所述电动设备23驱动所述混合动力高速插秧机的所述行走系统40运动。在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a)中，传输所述发电机22产生的电能至一电能存储装置24；和基于所述电动设备23和所述发动机21的工作需求，转换所述电能的电流和调整所述电能的电压。在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a)中，接收所述发电机22产生的电能；和基于所述电动设备23和所述发动机21的工作需求，转换所述电能的电流和调整所述电能的电压。

在本发明的上述驱动方法的所述步骤(b)中，通过所述发动机21的一作业传动单元213传输所述发动机21的部分动力至所述作业系统30，以驱动所述作业系统30插秧作业。

在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a)之前，进一步包括步骤(a0)：

采集所述混合动力高速插秧机的运行速度；和

基于所述高速插秧机的运行速度控制所述发动机21，以分配所述发动机21的动能至所述发电机22和所述作业系统30。

在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a0)中，进一步包括；

保持一电机传动单元212的动能传输不变，和调整所述发动机21的一发动机主体211分配至所述作业系统30的动能，以使得所述作业系统的作业速度适配于所述行走系统40的行走速度。

在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a0)中，进一步包括；

保持所述作业系统30的动力传输不变，和调整所述发动机21的一发动机主体211分配至所述发电机22的动能，以使得所述行走系统40的行走速度适配于所述作业系统的作业速度。

在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a0)中，进一步包括；

调整所述发动机21的一发动机主体分配至一电机传动单元212和分配至一作业传动单元213的动力传输，以使得所述行走系统40的行走速度与所述作业系统30的作业速度相互适配。

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 (26)

1.一驱动系统，适于驱动一混合驱动高速插秧机的一作业系统和一行走系统，其特征在于，包括：

一发动机，其中所述作业系统被可传动地连接于所述发动机，所述发动机驱动所述作业系统插秧作业；

一发电机，其中所述发电机被可传动地连接于所述发动机，所述发电机转化所述发动机的动能为电能；以及

至少一电动设备，其中所述电动设备被电气连接于所述电动机，所述电动设备驱动所述行走系统运动。

2.根据权利要求1所述的驱动系统，其中所述驱动系统进一步包括一电能处理装置，其中所述电能处理装置电气连接所述发电机于所述行走电动装置和所述作业电动装置，其中所述电能处理装置处理所述发电机产生的电能，和提供所述电动设备需要的工作电能。

3.根据权利要求2所述的驱动系统，其中所述发动机包括一发动机主体、一电机传动单元以及一作业传动单元，其中所述发电机通过所述电机传动单元被可传动地连接于所述发动机主体，其中所述作业系统通过所述作业传动单元被传动地连接于所述发动机主体，所述发动机主体通过所述电机传动单元传输动能至所述发电机，和传输动能至所述作业传动单元。

4.根据权利要求3所述的驱动系统，其中所述电能处理装置包括一电压处理装置和一电流处理装置，其中所述电压处理装置和所述电流处理装置电气连接于所述发电机，藉由所述电压处理装置和所述电流处理装置转换所述发电机产生的电能为适于所述电动设备工作的电能。

5.根据权利要求4所述的驱动系统，其中所述电能处理装置进一步包括一电能存储装置，其中所述电能存储装置被电气连接于所述发电机，所述发电机存储电能于所述电能存储装置，其中所述电能存储装置通过所述电压处理装置和所述电流处理装置传输电能至所述电动设备。

6.根据权利要求5所述的驱动系统，其中所述电动设备包括至少一电动机和一电机控制器，所述电机控制器电气连接于所述电动机，其中所述电机控制器控制所述电机的工作状态。

7.根据权利要求6所述的驱动系统，其中所述电动机为轮毂电机。

8.根据权利要求5所述的驱动系统，其中所述电动设备包括至少一前轮电机、至少一后轮电机以及至少一电机控制器，其中所述电机控制器电气连接于所述前轮电机和所述后轮电机，所述电机控制器控制所述前轮电机和所述后轮电机的工作状态。

9.根据权利要求8所述的驱动系统，其中所述电动设备进一步包括一前轮传动装置和一后轮传动装置，其中所述前轮传动装置被传动地连接于所述前轮电机，所述前轮电机驱动所述前轮传动装置转动，所述后轮传动装置被传动地连接于所述后轮电机，所述后轮电机驱动所述后轮传动装置转动。

10.一混合动力高速插秧机，其特征在于，包括：

一车辆主体；

如权利要求1至9任一所述的驱动系统，其中所述驱动系统被搭载于所述车辆主体，所述车辆主体控制所述驱动系统的工作状态；

一作业系统，其中所述作业系统被可传动地连接于所述驱动系统的所述发动机，藉由所述发动机驱动所述作业系统工作；以及

一行走系统，其中所述行走系统被设置于所述车辆主体和被可传动地连接于所述驱动系统的所述电动设备，所述电动设备驱动所述行走系统的运动。

11.根据权利要求10所述的混合动力高速插秧机，其中所述车辆主体包括一车架和一驾驶控制系统，其中所述驱动系统、所述作业系统以及所述行走系统被设置于所述车架，所述驾驶控制系统通信地连接于所述电动设备，其中所述驾驶控制系统通过控制所述行走电动装置，而控制所述高速插秧机的运行状态。

12.根据权利要求11所述的混合动力高速插秧机，其中所述车辆主体进一步包括一作业控制器，其中所述作业控制器通信地连接于所述驱动系统的所述发动机，其中所述作业控制器控制所述发动机的动能分配，和控制所述作业系统的插秧作业速度。

13.根据权利要求11所述的混合动力高速插秧机，其中所述驾驶控制系统进一步包括一方向控制器和一速度控制器，其中所述方向控制器控制所述行走系统的行走方向，所述速度控制器通过控制所述电动设备的运行速度，而控制所述行走系统的运行速度。

14.根据权利要求10至13任一所述的混合动力高速插秧机，其中所述混合动力高速插秧机进一步包括一发动机控制器，其中所述发动机控制器控制所述发动机分配至所述发电机和所述作业系统的动能。

15.根据权利要求14所述的混合动力高速插秧机，其中所述混合动力高速插秧机进一步包括一速度采集装置，其中所述速度采集装置采集所述混合动力高速插秧机的运行速度，所述速度采集装置通信地连接于所述发动机控制器，其中所述发动机控制器基于所述速度采集装置采集到的速度信息控制所述发动机分配至所述发电机和所述作业系统的动能。

16.根据权利要求15所述的混合动力高速插秧机，其中当所述速度采集装置采集到的运行速度变化时，所述发动机被所述发动机控制器控制而保持分配至所述发电机的动能不变，和调整分配至所述作业系统的动能，以使所述作业系统的作业速度适配于行走速度。

17.根据权利要求15所述的混合动力高速插秧机，其中当所述速度采集装置采集到的运行速度变化时，所述发动机被所述发动机控制器控制而保持分配至所述作业系统的动能不变，和调整分配至所述发电机的动能，以使行走速度适配于所述作业系统的作业速度。

18.根据权利要求15所述的混合动力高速插秧机，其中当所述速度采集装置采集到的运行速度变化时，所述发动机被所述发动机控制而调整分配至所述作业系统和所述发电机的动能的比例，以使所述作业系统的插秧作业速度和所述行走速度相适配。

19.一混合动力高速插秧机的驱动方法，其特征在于，其中所述驱动方法包括如下步骤：

(a)转化一发动机的动能为电能，和藉由所述电能驱动所述混合动力高速插秧机的一行走系统运动；和

(b)传输所述发动机的动能至所述混合动力高速插秧机的一作业系统，以驱动所述作业系统。

20.根据权利要求19所述的驱动方法，其中在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a)中，通过所述发动机的一电机传动单元传输部分动力至一发电机，以驱动所述发电机发电。

21.根据权利要求19所述的驱动方法，其中在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a)中，进一步包括：转化所述发电机产生的所述电能至一电动设备，以供所述电动设备驱动所述混合动力高速插秧机的所述行走系统运动。

22.根据权利要求19所述的驱动方法，其中在本发明的上述驱动方法的所述步骤(b)中，通过所述发动机的一作业传动单元传输所述发动机的部分动力至所述作业系统，以驱动所述作业系统插秧作业。

23.根据权利要求19所述的驱动方法，其中在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a)之前，进一步包括步骤(a0)：

采集所述混合动力高速插秧机的运行速度；和

基于所述高速插秧机的运行速度控制所述发动机，以分配所述发动机的动能至所述发电机和所述作业系统。

24.根据权利要求23所述的驱动方法，其中在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a0)中，进一步包括；

保持一电机传动单元的动能传输不变，和调整所述发动机的一发动机主体分配至所述作业系统的动能，以使得所述作业系统的作业速度适配于所述行走系统的行走速度。

25.根据权利要求23所述的驱动方法，其中在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a0)中，进一步包括；

保持所述作业系统的动力传输不变，和调整所述发动机的一发动机主体分配至所述发电机的动能，以使得所述行走系统的行走速度适配于所述作业系统的作业速度。

26.根据权利要求23所述的驱动方法，其中在本发明的上述驱动方法的所述步骤(a0)中，进一步包括；调整所述发动机的一发动机主体分配至一电机传动单元和分配至一作业传动单元的动力传输，以使得所述行走系统的行走速度与所述作业系统的作业速度相互适配。

Images