CN115179771A - 一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车,包括车轮、电池、电控箱、变重心机构、追踪太阳机构、挡板、货箱以及底盘;变重心机构包括直线导轨、直线滑块、滑块连接组、滚珠丝杆、丝杆滑台以及滑台连接组;追踪太阳机构包括支撑臂以及太阳能电池板;车轮固设在底盘两边,电池和电控箱设置在底盘上;电控箱内包括控制车轮运动的驱动电机、驱动电路以及单片机;变重心机构连接货箱,通过丝杆滑台在滚珠丝杆上的主动运动、直线滑块在直线导轨上的从动运动来使货箱角度改变,实现重心改变;太阳能电池板通过支撑臂固定在货箱上,太阳能电池板的角度随着货箱角度的改变而变化。本发明利用变重心机构提高运输车的爬坡下坡能力和续航能力。
Description
技术领域
本发明属于山地果园运输作业技术领域,具体涉及一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车。
背景技术
在果业生产实践中运输环节的工作是劳动强度最大的环节之一,而目前运输环节仍然以人工为主,费时费力,因此实现果园运输的机械化以及自动化具有重要意义。如今,部分果园采用果园运输车进行运输,减少了人工成本投入和运输环节果实的损伤。然而,南方许多地区地形以丘陵山地为主,山地果园路况较为恶劣,陡峭坡地,而且山地间充电续航不方便。为使得运输车适应山地果园路面较多起伏以及工作强度大的特点,须着手研究提高果园运输车的爬坡能力和续航能力。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足,提出一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车,通过跟踪太阳增大太阳能发电的效率,提高运输车的爬坡能力和续航。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车,包括车轮、电池、电控箱、变重心机构、追踪太阳机构、挡板、货箱以及底盘;
变重心机构包括直线导轨、直线滑块、滑块连接组、滚珠丝杆、丝杆滑台以及滑台连接组;滑块连接组和滑台连接组与货箱紧固连接,滑块连接组与直线滑块相连,直线滑块在直线导轨上平行移动,滑台连接组与丝杆滑台连接,滑台在滚珠丝杆上进行平行移动;当滚珠丝杆通电时丝杆滑台主动上下运动,直线滑块在直线导轨上从动水平移动;
追踪太阳机构包括支撑臂以及太阳能电池板;
车轮固设在底盘两边,电池和电控箱设置在底盘上;电控箱内包括控制车轮运动的驱动电机、驱动电路以及单片机;
变重心机构连接货箱,通过丝杆滑台在滚珠丝杆上的主动运动、直线滑块在直线导轨上的从动运动来使货箱角度改变,实现重心改变;
太阳能电池板通过支撑臂固定在货箱上,太阳能电池板的角度随着货箱角度的改变而变化。
进一步的,滑台连接组具体包括第一轴承、第一支撑轴、第一光轴固定环以及第一连接板;第一光轴固定环与丝杆滑台通过第一连接板连接,第一光轴固定环与第一轴承通过第一支撑轴连接,第一轴承固设在货箱上;第一支撑轴不与第一光轴固定环相对旋转,第一支撑轴与第一轴承相对旋转。
进一步的,滑块连接组具体包括第二轴承、第二支撑轴、第二光轴固定环以及第二连接板;
第二光轴固定环固定在货箱上,第二光轴固定环与第二轴承通过第二支撑轴连接;第二轴承与直线滑块通过第二连接板连接,第二支撑轴不与第二光轴固定环相对旋转,而与第二轴承相对旋转,使货厢的尾部能在滑轨上运动,同时调整自身姿态以改变重心。
进一步的,挡板具体包括左挡板和右挡板,分别固设在车架的左右两边,用于安装直线导轨和滚珠丝杆,支撑车体。
进一步的,滑台连接组和滑块连接组的数量均为两套,分别设置于左右挡板上。
进一步的,车轮由驱动电机驱动,驱动电机输出轴与车轮同轴连接;
驱动电机通过电控箱内的驱动电路和单片机控制其动力输出,通过远程的遥控,实现运输车全轮驱动、加速前进、减速前进、加速后退、减速后退以及差速转向。
进一步的,单片机内置GPS系统以及陀螺仪,用于获取车辆的经纬度信息和角度信息,并且结合当前时间,计算出太阳的高度角和方位角,进而控制车辆的货箱角度,追踪太阳的直射角,使太阳能电池板垂直接受阳光照射,提高发电效率;
陀螺仪还用于在运输车上下坡时,通过获取角度信息,调整货箱与水平面保持水平,增强爬坡性能,稳定下坡。
进一步的,电控箱中还包括两路步进电机及其驱动电路;
一路步进电机连接丝杆滑台,使其在滚珠丝杆上的运动;
另一路步进电机连接直线滑块,使其在直线导轨上的运动。
进一步的,太阳能电池板电路连接电池为其充电。
进一步的,底盘上还设置有车厢,用于搭载物品。
本发明与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:
1、本发明适用于各类坡度较高的地形,变重心的机构十分有利于爬越山坡,在山地果园这类地形十分适用。
2、本发明具有较高的经济效益,由于太阳能发电通过太阳追踪的方式极大地提高了发电效率,在实际生产中极大地降低了能耗,为纯电动山地果园运输车替代柴油机动力山地果园运输车提供了可能性。
3、本发明充分地、巧妙地利用了变重心机构实现了太阳追踪发电,一种设计,两种妙用,成本较低,效益较高。
附图说明
图1是本发明的整体结构图;
图2是本发明变重心机构示意图;
图3是本发明滑台连接组示意图;
图4是本发明滑块连接组示意图;
图5是实施例中追踪太阳的示意图;
图6是实施例中变重心爬坡示意图;
附图标号说明1-车轮;2-电池;3-电控箱;4-直线导轨;5-直线滑块;6-支撑臂;7-太阳能电池板;8-滚珠丝杆;9-丝杆滑台;10-挡板;11-货箱;12-底盘;13-滑台连接组;14-滑块连接组;131-第一轴承;132-第一支撑轴;133-第一光轴固定环;134-第一连接板;141-第二轴承;142-第二支撑轴;143-第二光轴固定环;144-第二连接板。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示,本发明,一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车,包括车轮1、电池2、电控箱3、变重心机构、追踪太阳机构、挡板10、货箱11以及底盘12;
如图2所示,变重心机构包括直线导轨4、直线滑块5、滑块连接组14、滚珠丝杆8、丝杆滑台9以及滑台连接组13;滑块连接组和滑台连接组与货箱紧固连接,滑块连接组与直线滑块相连,直线滑块在直线导轨上平行移动,滑台连接组与丝杆滑台连接,滑台在滚珠丝杆上进行平行移动;当滚珠丝杆通电时丝杆滑台主动上下运动,直线滑块在直线导轨上从动水平移动;
追踪太阳机构包括支撑臂6以及太阳能电池板7;
车轮固设在底盘两边,电池和电控箱设置在底盘上;电控箱内包括控制车轮运动的驱动电机、驱动电路以及单片机;
底盘上还设置有车厢,用于搭载物品;
变重心机构连接货箱,通过丝杆滑台在滚珠丝杆上的主动运动、直线滑块在直线导轨上的从动运动来使货箱角度改变,实现重心改变;
太阳能电池板通过支撑臂固定在货箱上,太阳能电池板的角度随着货箱角度的改变而变化。
在本实施例中,如图3所示,滑台连接组具体包括第一轴承131、第一支撑轴132、第一光轴固定环133以及第一连接板134;第一光轴固定环与丝杆滑台通过第一连接板连接,第一光轴固定环与第一轴承通过第一支撑轴连接,第一轴承固设在货箱上;第一支撑轴不与第一光轴固定环相对旋转,第一支撑轴与第一轴承相对旋转。
在本实施例中,如图4所示,滑块连接组具体包括第二轴承141、第二支撑轴142、第二光轴固定环143以及第二连接板144;第二光轴固定环固定在货箱上,第二光轴固定环与第二轴承通过第二支撑轴连接;第二轴承与直线滑块通过第二连接板连接,第二支撑轴不与第二光轴固定环相对旋转,而与第二轴承相对旋转,使货厢的尾部能在滑轨上运动,同时调整自身姿态以改变重心。
在本实施例中,电控箱中包括两路步进电机及其驱动电路;一路步进电机连接丝杆滑台,使其在滚珠丝杆上的运动;另一路步进电机连接直线滑块,使其在直线导轨上的运动。以步进电机为动力,在双光轴滚珠丝杆和直线导轨上进行传动,其具有简单实用、高承重、适用场景多、定位精准度高以及传动精确平顺的特点。随后经滑块连接组和滑台连接组的传动,使得整车改变重心。
在本实施例中,挡板具体包括左挡板和右挡板,分别固设在车架的左右两边,用于安装直线导轨和滚珠丝杆,支撑车体。滑台连接组和滑块连接组的数量均为两套,分别设置于左右挡板上。
在本实施例中,车轮由驱动电机驱动,驱动电机输出轴与车轮同轴连接;驱动电机通过电控箱内的驱动电路和单片机控制其动力输出,通过远程的遥控,实现运输车全轮驱动、加速前进、减速前进、加速后退、减速后退以及差速转向。
在本实施例中,单片机内置GPS系统以及陀螺仪,用于获取车辆的经纬度信息和角度信息,读取RTC时钟获取了当地的北京时间,单片机中的算法基于经纬度、北京时间、角度朝向,计算出太阳的高度角和太阳方位角,进而控制车辆的货箱角度,追踪太阳的直射角,使太阳能电池板垂直接受阳光照射,太阳能电池板从早到晚跟随着太阳高度角的变化而转动,每隔5分钟转动一个轻微的角度,追踪太阳的直射角,提高太阳能吸收的效率。太阳能电池板电路连接电池为其充电。如图5所示,为本实施例追踪太阳的示意图。
陀螺仪还用于在运输车上下坡时,通过获取角度信息,调整货箱与水平面保持水平,达到下坡更稳定,上坡动力更充足的效果。如图6所示,为本实施例变重心爬坡示意图。
还需要说明的是,在本说明书中,诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车,其特征在于,包括车轮、电池、电控箱、变重心机构、追踪太阳机构、挡板、货箱以及底盘;
变重心机构包括直线导轨、直线滑块、滑块连接组、滚珠丝杆、丝杆滑台以及滑台连接组;滑块连接组和滑台连接组与货箱紧固连接,滑块连接组与直线滑块相连,直线滑块在直线导轨上平行移动,滑台连接组与丝杆滑台连接,滑台在滚珠丝杆上进行平行移动;当滚珠丝杆通电时丝杆滑台主动上下运动,直线滑块在直线导轨上从动水平移动;
追踪太阳机构包括支撑臂以及太阳能电池板;
车轮固设在底盘两边,电池和电控箱设置在底盘上;电控箱内包括控制车轮运动的驱动电机、驱动电路以及单片机;
变重心机构连接货箱,通过丝杆滑台在滚珠丝杆上的主动运动、直线滑块在直线导轨上的从动运动来使货箱角度改变,实现重心改变;
太阳能电池板通过支撑臂固定在货箱上,太阳能电池板的角度随着货箱角度的改变而变化。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车,其特征在于,滑台连接组具体包括第一轴承、第一支撑轴、第一光轴固定环以及第一连接板;第一光轴固定环与丝杆滑台通过第一连接板连接,第一光轴固定环与第一轴承通过第一支撑轴连接,第一轴承固设在货箱上;第一支撑轴不与第一光轴固定环相对旋转,第一支撑轴与第一轴承相对旋转。
3.根据权利要求1所述的一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车,其特征在于,滑块连接组具体包括第二轴承、第二支撑轴、第二光轴固定环以及第二连接板;
第二光轴固定环固定在货箱上,第二光轴固定环与第二轴承通过第二支撑轴连接;第二轴承与直线滑块通过第二连接板连接,第二支撑轴不与第二光轴固定环相对旋转,而与第二轴承相对旋转,使货厢的尾部能在滑轨上运动,同时调整自身姿态以改变重心。
4.根据权利要求1所述的一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车,其特征在于,挡板具体包括左挡板和右挡板,分别固设在车架的左右两边,用于安装直线导轨和滚珠丝杆,支撑车体。
5.根据权利要求4所述的一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车,其特征在于,滑台连接组和滑块连接组的数量均为两套,分别设置于左右挡板上。
6.根据权利要求1所述的一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车,其特征在于,车轮由驱动电机驱动,驱动电机输出轴与车轮同轴连接;
驱动电机通过电控箱内的驱动电路和单片机控制其动力输出,通过远程的遥控,实现运输车全轮驱动、加速前进、减速前进、加速后退、减速后退以及差速转向。
7.根据权利要求6所述的一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车,其特征在于,单片机内置GPS系统以及陀螺仪,用于获取车辆的经纬度信息和角度信息,并且结合当前时间,计算出太阳的高度角和方位角,进而控制车辆的货箱角度,追踪太阳的直射角,使太阳能电池板垂直接受阳光照射,提高发电效率;
陀螺仪还用于在运输车上下坡时,通过获取角度信息,调整货箱与水平面保持水平,增强爬坡性能,稳定下坡。
8.根据权利要求1所述的一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车,其特征在于,电控箱中还包括两路步进电机及其驱动电路;
一路步进电机连接丝杆滑台,使其在滚珠丝杆上的运动;
另一路步进电机连接直线滑块,使其在直线导轨上的运动。
9.根据权利要求1所述的一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车,其特征在于,太阳能电池板电路连接电池为其充电。
10.根据权利要求1所述的一种基于太阳追踪的变重心式电动运输车,其特征在于,底盘上还设置有车厢,用于搭载物品。
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