CN114145125A - 一种自锁式自调电动割草机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自锁式自调电动割草机，包括：底盘，所述底盘上安装有行走机构；刀盘，可转动的安装在所述底盘的底部上，所述刀盘上安装有割草用刀片；电机，安装在所述底盘上，用于驱动所述刀盘转动，通过电调控制器实现电机自锁；电池，安装在所述底盘上，并为所述电机供电；推杆，与所述底盘连接；所述底盘的前端设置人体感应器和摄像头，所述人体感应器、摄像头以及电机均与控制单元电连接。本发明提供的自锁式自调电动割草机具有可靠性强、智能、方便携带、操作简单以及清洁环保的优点。

Description

一种自锁式自调电动割草机
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种自锁式自调电动割草机。
背景技术
目前，传统的除草方法主要是人工除草、喷洒化学药剂以及除草机。人工除草除下来的草能作为肥料为作物提供养分，而且不会伤害到作物，效果好，但是劳动强度大、耗时费力、作业效率低。化学药剂往往因为土壤旱、涝或作业后下雨而达不到预期的效果，从而造成经济上的损失；另一方面，化学药剂的残留毒性给作物和土壤造成一定的化学污染、环境污染，与农业可持续发展相违背。而常用的除草机械基本上是以燃油机为动力，能源消耗大，质量大，导致劳动强度非常大，危险性高，而且燃油机在工作过程中产生的废气以及噪音对环境造成很大的污染。
割草机作为常用的农用机械，在这方面研究非常多。以电池作为源动力的割草机发展迅速，但割草机容易因障碍物阻挡电机烧坏；同时，电机转速高，安全性能差。
基于以上背景，有必要设计一种可靠性强、智能、方便携带、操作简单以及清洁环保的割草机。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种可靠性强、智能、方便携带、操作简单以及清洁环保的自锁式自调电动割草机。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种自锁式自调电动割草机,包括：
底盘，所述底盘上安装有行走机构；
电机，安装在所述底盘的底部上，所述电机的转轴上设有刀盘，所述刀盘上设有割草用刀片；
电池，安装在所述底盘上，为所述电机供电；
推杆，与所述底盘连接；
所述底盘的前端设置人体感应器和摄像头，所述人体感应器、摄像头以及电机均与控制单元电连接；
所述控制单元依据所述人体感应器、摄像头反馈的信号对所述电机的转速进行控制。
具体的，所述电机采用具有电子制动功能的自锁电机，所述控制单元与所述电机的电子调速器电性连接；
当所述电子调速器接收到来自所述摄像头反馈的自锁信号时，所述电子调速器控制所述电机的驱动MOS管的单桥臂导通，另一个桥臂截止，产生短路电流，使得电机的动能被快速释放，使得电机瞬间产生较大的制动力矩，快速制动实现电机自锁。
具体的，所述底盘的底部前端设有前挡板，所述刀盘伸出至所述前挡板外。
具体的，所述底盘的底部后端还设有后挡板。
具体的，所述推杆采用可伸缩推杆。
具体的，所述底盘的前端设置人体感应器和摄像头，所述人体感应器、摄像头以及电机均与控制单元电连接。
具体的，所述推杆的尾端设有用于调节电机转速的调速旋钮。
具体的，所述电机采用直流无刷电机。
具体的，所述行走机构包括布置在所述底盘两侧的一对橡胶行走轮。
具体的，所述电池采用电动车锂电池。
与现有技术相比，本发明至少一个实施例具有如下有益效果：
1.采用电池作为动力源，清洁环保、作业噪声小，而且减轻了整机的质量，操作简单，便于携带，适合于作业在地形环境较差的丘陵山地。
2.无刷电机驱动器实现电子换向，电子换向具有高速旋转时可靠性高、无换向火花能量消耗低、机械声低；实现2.5倍以上的启动转矩，易于在丘陵山地复杂杂草环境中启动。
3.采用橡胶轮作为行走装置，仅用一只手就可以推动割草机完成割草作业，并且可以根据实际地形及要求来调节底盘与地面的距离，适用于不同的地形地貌。
4.结构紧凑，布局合理，所有部件都集成在一个底盘上，更换维修方便，推杆可以根据操作者高度自由调节长度，符合人体工程学，极大减轻了劳动强度。
5.可以根据杂草的多少自动控制电机的转速，既减少了电机堵转的频率，又能省电，增加电池的续航时长。
6.可以根据人体感应器判断前面是否有人从而控制电机的自动启停，极大的降低了作业时存在的安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明实施例提供的自锁式自调电动割草机俯视示意图；
图2是本发明实施例提供的自锁式自调电动割草机仰视示意图；
图3是本发明实施例涉及的推杆主视图；
图4是本发明实施例涉及的底盘轴测示意图；
图5是本发明实施例涉及的刀盘轴测示意图；
其中：1、底盘；2、刀盘；3、电机；4、电池；5、推杆；501、活动杆；502、圆筒；6、行走机构；7、刀片；8、前挡板；9、后挡板；10、人体感应器；11、摄像头；12、调速旋钮；13、控制单元；14、滑槽。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参见图1、图2和图5，一种自锁式自调电动割草机,包括底盘1、刀盘2、电机3、电池4和推杆5，底盘1上安装有行走机构6，行走机构6用于带动整个割草机移动，电机3固定安装在底盘1的底部上，刀盘2固定安装在电机3的转轴上，刀盘2上安装有割草用刀片7，电池4安装在底盘1上，为电机3供电，通过电机3带动刀盘2连通刀片7转动，进而可以利用刀片7将草割断，推杆5与底盘1连接，通过推动推杆5带动行走机构6运动，从而实现整个割草机的移动。
本实施例中，采用电池4作为动力源，清洁环保、作业噪声小，而且减轻了整机的质量，操作简单，便于携带，适合于作业在地形环境较差的丘陵山地。
整个割草机结构紧凑，布局合理，所有部件都集成在一个底盘1上，更换维修方便。
参见图4，在一些实施例中，底盘1的底部前端设有前挡板8，刀盘2延伸至前挡板8外，从而不影响刀片7的割草，电机3则位于前挡板8内，通过前挡板8提供保护。此外，在底盘1的底部后端还可以设置起到阻挡草和泥土的后挡板9。
需要解释的是，推杆5可以采用可伸缩推杆，这样的设计使得可以根据操作者高度自由调节长度时，符合人体工程学，极大减轻了劳动强度；同时在搬运过程中也会节约放置空间。
参见图1，在一些实施例中，在底盘1的前端设置人体感应器10和摄像头11，人体感应器10、摄像头11以及电机3均与控制单元13电连接，推杆5的尾端设有用于调节电机3转速的调速旋钮12，在底盘1上设有定位孔，定位孔用于固定安装推杆5、控制单元13、电池4、电机3、摄像头11以及人体感应器10，人体感应器10可以采用红外感应器或微波感应器。控制单元13依据人体感应器10、摄像头11反馈的信号对电机3的转速进行控制。
具体的，电机3采用具有电子制动功能的自锁电机，控制单元13包括控制板，控制板分别与摄像头11、人体感应器10以及电机的电子调速器电连接，电子调速器还有具有与电池4连接的电源接头，电子调速器与调速旋钮12电连接，电机3采用具有自锁功能的直流无刷电机3。当电子调速器接收到来自人体感应器或摄像头反馈的自锁信号时，电子调速器控制电机的驱动MOS管的单桥臂导通，另一个桥臂截止，产生短路电流，使得电机的动能被快速释放，使得电机瞬间产生较大的制动力矩，快速制动实现电机自锁。
上述自锁式自调电动割草机的工作原理是：进行割草作业前，根据操作者的身高将推杆5长度调节至操作者最合适最省力的高度，接着将电源接通，转动推杆5上的调速旋钮12，调节电机3至一定的转速，电机3带动刀盘2旋转，扶着推杆5往前走，推动电动割草机行进至待作业区进行割草作业；
固定在底盘1上的摄像头11将拍摄的杂草图像信息传到控制板上，控制板将杂草图像信息进行识别处理，若处理信息为杂草较多，则通过控制电子调速器自动将电机3的转速调高；若处理信息为杂草较少，则通过控制电子调速器自动将电机3的转速调低；
固定在底盘1上的人体感应器10的感应区域为两米，当有人出现在割草机前面两米以内时，感应器将信息反馈至控制板，控制板通过控制电子调速器自动将电机3转速调为零，即电机3停止旋转，割草机停止工作，人走开后电机3旋转，割草机继续工作；
当杂草过多导致电机3堵转时，电机3的自锁功能会将电机3锁死，这时需要操作者将调速旋钮12调至起始处，并将电源断掉，同时将卡在电机3上的杂草清理干净，然后再接通电源，调节推杆5上的调速旋钮12，电机3旋转，推动电动割草机前进继续割草作业。
本实施例中，在割草作业过程中，控制板可以通过识别摄像头11传输过来的杂草图像信息，根据草的数量的多少向电子调速器发送指令，杂草较多时，会提高电机3的转速，以便快速、干净的把草割掉；杂草较少时，会将电机3的转速减慢，达到省电的目的，也能提高续航时长。
此外，控制板还可以处理人体感应器10传输过来的信息，判断前面是否有人从而控制电机3的启停，当信息为有人时，电机3停止；当信息为没有人时，电机3启动继续进行割草作业，实现割草机的半智能化。
本实施例中，无刷电机驱动器实现电子换向，电子换向具有高速旋转时可靠性高、无换向火花能量消耗低、机械声低；实现2.5倍以上的启动转矩，易于在丘陵山地复杂杂草环境中启动。实现3-4倍的过载电流，足以切断丘陵山地大部分类型的杂草。实现电机无极平滑调速，操作平稳敏捷。电机采用高性能的永磁体，硅钢片使电机结构简单、体积小，重量轻，进一步减轻割草机的质量。轻简、小巧的割草机构，将丘陵山地微分成小块作业单元，实现丘陵山地仿地割草。
在一些实施例中，行走机构6包括布置在底盘1两侧的一对橡胶行走轮，电池4采用电动车锂电池，采用橡胶行走轮作为行走机构6，仅用一只手就可以推动割草机完成割草作业，并且可以根据实际地形及要求来调节底盘1与地面的距离，适用于不同的地形地貌。
参见图4，具体的，橡胶行走轮通过螺栓连接固定安装在底盘1两侧的滑槽14内，通过调节螺栓在滑槽14内的位置来调节底盘1离地的高度，能满足不同地形的割草作业需求。
参见图3，具体的，推杆5包括至少两节活动杆501以及连接在相邻两节活动杆501之间的圆筒502，圆筒502的两端分别与两侧的活动杆501螺纹连接，通过转动圆筒502，调节活动杆501的位置，即可实现推杆5的自由伸缩，能满足不同操作者的操作习惯需求。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种自锁式自调电动割草机,其特征在于，包括：
底盘(1)，所述底盘(1)上安装有行走机构(6)；
电机(3)，安装在所述底盘(1)的底部上，所述电机(3)的转轴上设有刀盘(2)，所述刀盘(2)上设有割草用刀片(7)；
电池(4)，安装在所述底盘(1)上，为所述电机(3)供电；
推杆(5)，与所述底盘(1)连接；
所述底盘(1)的前端设置人体感应器(10)和摄像头(11)，所述人体感应器(10)、摄像头(11)以及电机(3)均与控制单元(13)电连接；
所述控制单元(13)依据所述人体感应器(10)、摄像头(11)反馈的信号对所述电机(3)的转速进行控制。
2.根据权利要求1所述的自锁式自调电动割草机,其特征在于：所述电机(3)采用具有电子制动功能的自锁电机，所述控制单元(13)与所述电机(3)的电子调速器电性连接；
当所述电子调速器接收到来自所述摄像头(11)反馈的自锁信号时，所述电子调速器控制所述电机(3)的驱动MOS管的单桥臂导通，另一个桥臂截止，产生短路电流，使得电机(3)的动能被快速释放，使得电机瞬间产生较大的制动力矩，快速制动实现电机自锁。
3.根据权利要求2所述的自锁式自调电动割草机,所述底盘(1)的底部前端设有前挡板(8)，所述刀盘(2)伸出至所述前挡板(8)外。
4.根据权利要求1所述的自锁式自调电动割草机,其特征在于：所述底盘(1)的底部后端还设有后挡板(9)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的自锁式自调电动割草机,其特征在于：所述推杆(5)采用可伸缩推杆。
6.根据权利要求5所述的自锁式自调电动割草机,其特征在于：所述推杆(5)的尾端设有用于调节电机(3)转速的调速旋钮(12)。
7.根据权利要求5所述的自锁式自调电动割草机,其特征在于：所述电机(3)采用直流无刷电机。
8.根据权利要求5所述的自锁式自调电动割草机,其特征在于：所述控制单元(13)包括控制板、电子调速器以及电调控制器，所述控制板分别与摄像头(11)、人体感应器(10)以及电子调速器电连接，所述电子调速器与所述电机(3)和电调控制器电连接，所述电子调速器还有具有与所述电池(4)连接的电源接头，所述电调控制器与所述调速旋钮(12)电连接。
9.根据权利要求5所述的自锁式自调电动割草机,其特征在于：所述行走机构(6)包括布置在所述底盘(1)两侧的一对橡胶行走轮。
10.根据权利要求5所述的自锁式自调电动割草机,其特征在于：所述电池(4)采用电动车锂电池。
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