CN218921014U - 一种油电液混合联合收获机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及农业收获装备的领域，尤其是涉及一种油电液混合联合收获机。包括电动动力系统、液压动力系统、多个用能系统电机、多个用能系统液压油缸、电机动力控制器、液压控制器、供能控制系统；电动动力系统与电机动力控制器电连接，电机动力控制器与各个用能系统电机分别电连接；液压动力系统与液压控制器连接，液压控制器与各个用能系统液压油缸连接；电机动力控制器和液压控制器分别与供能控制系统连接。本申请融入自发电及插电与液压，使用混合动力，在一定程度上可以节约化石能源的使用量。通过电路或液压油管连接，传动系统部件减少，中间能耗降低，电路和液压油管的控制精度更高，更容易实现精确高效的控制。

Description

一种油电液混合联合收获机

技术领域

本申请涉及农业收获装备的领域，尤其是涉及一种油电液混合联合收获机。

背景技术

玉米联合收获机是在玉米成熟时用机械对玉米一次完成摘穗、堆集、茎杆一次还田等多项作业的农机具。用玉米联合收获机，一次完成摘穗、剥皮、集穗或摘穗、剥皮、脱粒等作业，同时进行茎秆处理，切段青贮或粉碎还田等作业。如中国专利申请CN105706626B玉米收获机、CN106102447B玉米收获机、CN103404303B玉米收获机等均公开了玉米联合收获机的结构。

上述传统联合收获机采用柴油发动机提供工作能量，通过一系列机械传动组件驱动割台、输送、剥皮、粉碎等部件工作，传动系统部件多、路径长，作业参数无法实时调整，导致机器作业性能不稳定、低负荷时能耗浪费严重，致使油耗和污染大大增加。并且，伴随着收获机械化水平不断的提高，能源的大量消耗和环境污染问题也日益突出，对低排放、低污染、低噪音的绿色动力农机的需求越来越迫切。

针对上述中的相关技术，发明人认为对收获机的传动系统改造，减少传动部件是有必要的。

实用新型内容

为了采用电能、液压能为收获机提供工作能量来源，减少收获机的传动部件及路径，本申请提供一种油电液混合联合收获机。

本申请提供一种油电液混合联合收获机，采用如下的技术方案：

一种油电液混合联合收获机，包括电动动力系统、液压动力系统、多个用能系统电机、多个用能系统液压油缸、电机动力控制器、液压控制器、供能控制系统；

所述电动动力系统与所述电机动力控制器电连接，所述电机动力控制器与各个用能系统电机分别电连接，以使所述电动动力系统将电能提供给各个用能系统电机；

所述液压动力系统与所述液压控制器通过液压管连接，所述液压控制器与各个用能系统液压油缸通过液压管连接，以使所述液压控制器将液压能提供给各个用能系统液压油缸；

所述电机动力控制器和所述液压控制器分别与所述供能控制系统连接，所述供能控制系统能够对所述电机动力控制器和所述液压控制器进行控制。

通过采用上述技术方案，将联合收获机设计成混合动力，电动动力系统将电能提供给各个用能系统电机，液压控制器将液压能提供给各个用能系统液压油缸，收获机的各工作部件通过电能或液压能工作，并通过电机动力控制器、液压控制器及供能控制系统进行控制。电能或液压能供能工作，供能系统采用油电混合动力提供能量，通过电路或液压油管连接，传动系统部件减少，中间能耗降低，电路和液压油管的控制精度更高，更容易实现精确高效的控制。并且没有排放及噪音，可以白天工作，晚上保养并充电，当动力电池电量低时，发动机可以发电供能。使用混合动力，在一定程度上可以节约化石能源的使用量。

可选的，所述电动动力系统包括发动机、发电机、动力电池，所述发动机与所述发电机连接，所述发电机通过电路与所述动力电池连接，用以通过所述发电机将所述发动机产生的机械能转化为电能储存在所述动力电池中，所述动力电池可对外供电；

所述动力电池设置有用以与外部充电电源连接的充电接口。

通过采用上述技术方案，公开了电动动力系统的结构，通过动力电池为各工作电机提供电能，通过发动机和发电机产生电能并存储至动力电池中，并设置了外部充电。使收获机能够方便的使用电能，电能稳定性高，对作业参数调整方便，并能根据收获机的各用能电机的不同工作状态，提供适应的电能，有利于提高作业性能稳定性、改善低负荷时能耗浪费，节约能耗、减少污染。

可选的，所述发动机与所述动力电池之间设置有发动机管理系统，所述发动机管理系统用以检测动力电池的电量信息、依据动力电池的信息控制所述发动机的工作状态。

通过采用上述技术方案，公开了设置了发动机管理系统对发动机和所述动力电池进行管理。

可选的，所述液压动力系统包括液压油泵、液压油泵电机，所述液压油泵与所述液压油泵电机通过联轴器连接，所述液压油泵电机与所述电机动力控制器电连接，用以通过液压油泵电机为液压油泵提供动力。

通过采用上述技术方案，公开了液压动力系统的组成。

可选的，所述电机动力控制器配置有电机过载保护装置。

通过采用上述技术方案，公开了电机动力控制器设置电机过载保护装置用于对各用能电机实现过载保护。

可选的，所述收获机还包括割台系统、输送系统、剥皮系统、粉碎系统、储存系统；其中：

所述割台系统设置有割台电机，所述输送系统设置有输送电机，所述剥皮系统设置有剥皮机电机，所述粉碎系统设置有茎秆粉碎机电机，所述储存系统设置有粮箱出粮电机，所述液压动力系统设置有液压油泵电机，割台电机、输送电机、剥皮机电机、茎秆粉碎机电机、粮箱出粮电机、液压油泵电机均为用能系统电机；

所述割台系统设置有割台升降油缸，所述粉碎系统设置有粉碎机升降油缸，所述储存系统设置有粮箱升降油缸，割台升降油缸、粉碎机升降油缸、粮箱升降油缸均为用能系统液压油缸。

通过采用上述技术方案，公开了用能系统电机和用能系统液压油缸。

可选的，所述收获机还包括行走系统，所述行走系统包括行走驱动轮、行走变速箱、液压马达，所述液压马达为用能系统液压油缸；所述液压马达与所述行走变速箱通过联轴器连接，行走变速箱与行走驱动轮通过半轴连接。

通过采用上述技术方案，公开了行走系统的组成和连接关系。

可选的，在所述行走变速箱上设置有用以调整车辆转弯时两个行走驱动轮转速差的差速器、用以检测液压马达转速的速度传感器、用以控制液压马达转速的液压控制阀。

通过采用上述技术方案，行走变速箱设置有差速器、速度传感器、液压控制阀等组件。

本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请的油电液混合联合收获机为融入自发电及插电与液压相结合的油电液混合联合收获机。将联合收获机设计成混合动力，电动动力系统将电能提供给各个用能系统电机，液压控制器将液压能提供给各个用能系统液压油缸，收获机的各工作部件通过电能或液压能工作，并通过电机动力控制器、液压控制器及供能控制系统进行控制。使用混合动力，在一定程度上可以节约化石能源的使用量。

2.本申请电能或液压能供能工作，供能系统采用油电混合动力提供能量，通过电路或液压油管连接，传动系统部件减少，中间能耗降低，电路和液压油管的控制精度更高，更容易实现精确高效的控制。

3.本申请通过动力电池为各工作电机提供电能，通过发动机和发电机产生电能并存储至动力电池中，并设置了外部充电。使收获机能够方便的使用电能，电能稳定性高，对作业参数调整方便，并能根据收获机的各用能电机的不同工作状态，提供适应的电能，有利于提高作业性能稳定性、改善低负荷时能耗浪费，节约能耗、减少污染。

附图说明

图1是本申请的收获机的动力原理简图。

图2是本申请的收获机结构示意图。

图3是本申请的收获机的俯视布置示意图。

附图标记说明：

供能控制系统01、电机动力控制器02、液压控制器03、电机传感器04、驾驶室05、电动动力系统10、动力电池11、发动机管理系统12、发动机13、发电机14、液压动力系统20、液压油泵电机21、液压油泵22、液压马达23、割台升降油缸24、粉碎机升降油缸25、粮箱升降油缸26、行走变速箱27、行走驱动轮28、割台系统30、割台电机31、割台变速箱32、搅龙轴33、茎秆切碎刀轴34、割台分动箱35、输送系统40、输送电机41、输送变速箱42、升运器43、排茎辊44、剥皮系统50、剥皮机电机51、剥皮变速箱52、剥皮器53、拨穗辊54、粉碎系统60、茎秆粉碎机电机61、茎秆粉碎机变速箱62、茎秆粉碎机63、储存系统70、粮箱出粮电机71、出粮搅龙72、粮箱73、行走系统80。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例

本申请实施例公开一种油电液混合联合收获机，融入了自发电及插电与液压相结合的油电液混合供能及控制，将新能源应用于联合收获机械中。

参照图1，在本实施例中，油电液混合联合收获机包括电动动力系统10、液压动力系统20、割台系统30、输送系统40、剥皮系统50、粉碎系统60、储存系统70、行走系统80等系统组成。其中：液压动力系统20设置液压油泵电机21，割台系统30设置有割台电机31，输送系统40设置有输送电机41，剥皮系统50设置有剥皮机电机51，粉碎系统60设置有茎秆粉碎机电机61，储存系统70设置有粮箱出粮电机71，割台电机30、输送电机41、剥皮机电机51、茎秆粉碎机电机61、粮箱出粮电机71、液压油泵电机21均使用电能，为收获机的用能系统电机。割台系统30设置有割台升降油缸24，粉碎系统60设置有粉碎机升降油缸25，储存系统70设置有粮箱升降油缸26，行走系统80设置有液压马达23，割台升降油缸24、粉碎机升降油缸25、粮箱升降油缸26、液压马达23均使用液压供能，为收获机的用能系统液压油缸。

参照图1，在本实施例中，电动动力系统10包括发动机13、发电机14、动力电池11，发动机13与发电机14连接，发电机14通过电路与动力电池11连接，用以通过发电机14将发动机13产生的机械能转化为电能储存在动力电池11中，动力电池11可对外供电。发动机13与动力电池11之间设置有发动机管理系统12，发动机管理系统12用以检测动力电池11的电量信息、依据动力电池11的信息控制发动机13的工作状态。

参照图1，在本实施例中，液压动力系统20包括液压油泵22、液压油泵电机21，液压油泵22与液压油泵电机21通过联轴器连接，液压油泵电机21与电机动力控制器02电连接，用以通过液压油泵电机21为液压油泵22提供动力。

参照图1，在本实施例中，电动动力系统10与电机动力控制器02电连接，电机动力控制器02与各个用能系统电机分别电连接，以使电动动力系统10将电能提供给各个用能系统电机。液压动力系统20与液压控制器03通过液压管连接，液压控制器03与各个用能系统液压油缸通过液压管连接，以使液压控制器03将液压能提供给各个用能系统液压油缸。电机动力控制器02和液压控制器03分别与供能控制系统01连接，供能控制系统01能够对电机动力控制器02和液压控制器03进行控制。其中，电机动力控制器02配置有电机过载保护装置。具体的控制系统通过控制程序来实现，在本申请中不做详细的描述。

本申请中，将联合收获机设计成混合动力，液压系统20、割台系统30、输送系统40、剥皮系统50、粉碎系统60分别设有独立的电机，动力电池11为电机供电能工作。割台系统30、粉碎系统60、储存系统70、行走系统80均设置液压油缸、液压马达，通过液压系统提供液压能工作。通过电机、液压管路带动联合收获机的工作，可以节约成本，没有排放及噪音。可以白天工作，晚上保养并充电，当动力电池电量低时，发动机可以发电供能。供能系统采用油电混合动力提供能量，通过电路或液压油管连接，传动系统部件减少，中间能耗降低。

参照图1-3，具体实施时，收获机包括行走系统80，行走系统80包括行走驱动轮28、行走变速箱27、液压马达23，液压马达23为用能系统液压油缸；液压马达23与行走变速箱27通过联轴器连接，行走变速箱27与行走驱动轮28通过半轴连接。在行走变速箱27上设置有用以调整车辆转弯时两个行走驱动轮28转速差的差速器、用以检测液压马达23转速的速度传感器、用以控制液压马达23转速的液压控制阀。行走变速箱27将液压马达23的动力经过降速增钮分配到行走驱动轮28上。液压控制器03与行走变速箱上的液压控制阀连接，控制液压马达23的输出转速，进而控制联合收获机的行走速度。差速器以满足在车辆转弯时可以实现两个行走驱动轮28，有转速差，并传递扭矩。

参照图1-3，具体实施时，动力电池11用于储存本机发电机13和外接电源给予的电能，从而给车辆行进和作业提供动力。电机动力控制器02为各用能电机供电，并控制各电机的启、停、变速工作；液压控制器03被配置为响应液压动力系统20动力，上述响应需要接收到驾驶员对车辆行走的控制信号，当信号收到时，指令行走用液压马达23工作，通过行走变速箱27使行走驱动轮28工作。

参考图1-3，具体实施时，输送系统40包括升运器43、排茎辊44并用链条连接；升运器43与输送变速箱42用链条连接；输送变速箱42与输送电机41用联轴器连接。剥皮系统50包括剥皮器53、拨穗辊54并用链条连接；剥皮器53与剥皮变速箱52用链条连接；剥皮变速箱52与剥皮电机51用联轴器连接。粉碎系统60包括茎秆粉碎机63；茎秆粉碎机63与茎秆粉碎机变速箱62用V带连接；茎秆粉碎机变速箱62与茎秆粉碎机电机61用联轴器连接。储存系统70包括粮箱73，粮箱73通过高压液压油管与粮箱升降油缸26连接，粮箱73内设置有出粮搅龙72，出粮搅龙72与粮箱出粮电机71连接。割台机构30包括割台分动箱35、搅龙轴33、茎秆切碎刀轴34等机械部件，还包括割台电机31、割台变速箱32组成的割台电动组件，割台电机31与割台变速箱32连接，割台变速箱32分别与割台分动箱35、搅龙轴33、茎秆切碎刀轴34。还设置有用以控制割台机构30上升或下降的割台升降油缸24。搅龙筒33、拨禾轮34、切割器35并用链条和V带连接，并与割台变速箱32连接；割台变速箱32与割台电机31用联轴器连接。

参考图1-3，具体实施时，电机动力控制器02分别与电机传感器04及各电机连接，电机传感器04用于检测各电机的转速，并实时将电机转速状态传输给控制系统01；液压控制器03与液压马达23和各升降油缸用高压油管连接；发动机管理系统12与发动机13和动力电池11连接，发动机13与发电机14用联轴器连接，发电机14与动力电池11连接。发动机13和动力电池11为整机的动力来源，此处发动机13不直接提供动力输出，仅带动发电机14向动力电池11进行充电，发动机13不必工作在最大马力处。本发明中，通过设定动力电池11的SOC上下限阈值来控制发动机13的启停，当电池SOC低于下限阈值时，发动机13启动，带动发电机14向动力电池11充电，当电池SOC突破上限阈值时，发动机13关闭。发动机管理系统12对发动机13的转速进行控制。此外，动力电池11也可以通过外接电源充电。

在本实施例中的收获机上，还配置有可以实时测量到动力电池11的电量，并将电量信息传递至驾驶室05的显示屏上的检测电路，便于驾驶员了解和控制。还被配置有外部充电接口，用以与外部充电电源连接进行充电。当机器停放不工作时可将220V家用电源或380V交流电源直接插上充电。其外部充电接口通过电源线连接独立安装在联合收获机上，便于插接外部电源。

在本实施例中的收获机上，还配置有影像传感器，用以对割台系统30、输送系统40、剥皮系统50、粉碎系统60、储存系统70实施影像记录。还配置有倒车雷达及后视侧视成像系统，便于驾驶员了解各部件及车辆后部的情况。

在本实施例中的收获机上，收获机驾驶室05内安装有综合仪表盘，电池电量、车辆行驶速度、重点传动部件的电机工作状态、发动机的工作状态等都可以清楚显示。油电液混合联合收获机当联合收获机进行短暂的收获任务或低负荷工作时，整机的功耗可全部由动力电池提供，实现零油耗，当进行较长较重的收获任务时，发动机工作产生电能，提供能量，使得整机的续航和节能得以兼顾。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种油电液混合联合收获机，其特征在于：包括电动动力系统(10)、液压动力系统(20)、多个用能系统电机、多个用能系统液压油缸、电机动力控制器(02)、液压控制器(03)、供能控制系统(01)；

所述电动动力系统(10)与所述电机动力控制器(02)电连接，所述电机动力控制器(02)与各个用能系统电机分别电连接，以使所述电动动力系统(10)将电能提供给各个用能系统电机；

所述液压动力系统(20)与所述液压控制器(03)通过液压管连接，所述液压控制器(03)与各个用能系统液压油缸通过液压管连接，以使所述液压控制器(03)将液压能提供给各个用能系统液压油缸；

所述电机动力控制器(02)和所述液压控制器(03)分别与所述供能控制系统(01)连接，所述供能控制系统(01)能够对所述电机动力控制器(02)和所述液压控制器(03)进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种油电液混合联合收获机，其特征在于：

所述电动动力系统(10)包括发动机(13)、发电机(14)、动力电池(11)，所述发动机(13)与所述发电机(14)连接，所述发电机(14)通过电路与所述动力电池(11)连接，用以通过所述发电机(14)将所述发动机(13)产生的机械能转化为电能储存在所述动力电池(11)中，所述动力电池(11)可对外供电；

所述动力电池(11)设置有用以与外部充电电源连接的充电接口。

3.根据权利要求2所述的一种油电液混合联合收获机，其特征在于：

所述发动机(13)与所述动力电池(11)之间设置有发动机管理系统(12)，所述发动机管理系统(12)用以检测动力电池(11)的电量信息、依据动力电池(11)的信息控制所述发动机(13)的工作状态。

4.根据权利要求1所述的一种油电液混合联合收获机，其特征在于：

所述液压动力系统(20)包括液压油泵(22)、液压油泵电机(21)，所述液压油泵(22)与所述液压油泵电机(21)通过联轴器连接，所述液压油泵电机(21)与所述电机动力控制器(02)电连接，用以通过液压油泵电机(21)为液压油泵(22)提供动力。

5.根据权利要求1所述的一种油电液混合联合收获机，其特征在于：

所述电机动力控制器(02)配置有电机过载保护装置。

6.根据权利要求1所述的一种油电液混合联合收获机，其特征在于：

所述收获机还包括割台系统(30)、输送系统(40)、剥皮系统(50)、粉碎系统(60)、储存系统(70)；其中：

所述割台系统(30)设置有割台电机(31)，所述输送系统(40)设置有输送电机(41)，所述剥皮系统(50)设置有剥皮机电机(51)，所述粉碎系统(60)设置有茎秆粉碎机电机(61)，所述储存系统(70)设置有粮箱出粮电机(71)，所述液压动力系统(20)设置有液压油泵电机(21)，割台电机(31)、输送电机(41)、剥皮机电机(51)、茎秆粉碎机电机(61)、粮箱出粮电机(71)、液压油泵电机(21)均为用能系统电机；

所述割台系统(30)设置有割台升降油缸(24)，所述粉碎系统(60)设置有粉碎机升降油缸(25)，所述储存系统(70)设置有粮箱升降油缸(26)，割台升降油缸(24)、粉碎机升降油缸(25)、粮箱升降油缸(26)均为用能系统液压油缸。

7.根据权利要求1所述的一种油电液混合联合收获机，其特征在于：

所述收获机还包括行走系统(80)，所述行走系统(80)包括行走驱动轮(28)、行走变速箱(27)、液压马达(23)，所述液压马达(23)为用能系统液压油缸；所述液压马达(23)与所述行走变速箱(27)通过联轴器连接，行走变速箱(27)与行走驱动轮(28)通过半轴连接。

8.根据权利要求7所述的一种油电液混合联合收获机，其特征在于：

在所述行走变速箱(27)上设置有用以调整车辆转弯时两个行走驱动轮(28)转速差的差速器、用以检测液压马达(23)转速的速度传感器、用以控制液压马达(23)转速的液压控制阀。

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