WO2017190700A1 - 电动高速插秧机 - Google Patents
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Abstract
电动高速插秧机,包括一作业系统(30)和被设置于所述作业系统(30)的一电动系统(10),所述作业系统(30)被可驱动地连接于所述电动系统(10);所述作业系统(30)包括一插秧单元(32)和被可活动地设置于所述插秧单元(32)的一行走单元(31),所述插秧单元(32)和所述行走单元(31)分别被可驱动地连接于所述电动系统(10),其中所述电动系统(10)将电能转化为动能而产生动力,并将动力分别提供给所述插秧单元(32)和所述行走单元(31),以使电动高速插秧机供使用者乘坐地高速作业。
Description
本发明涉及插秧机领域,更进一步,涉及一电动高速插秧机及其应用。
水稻是农业生产中的一种重要农作物,全世界约有一半的人口都是以大米作为主食,庞大的需求量决定需要投入巨大的劳动力,而不同类型的插秧机在一定程度上减少了劳动力的投入量。插秧机是将水稻秧苗定植在水田中的种植机械,其不仅替代了人工插植作业的过程,而且在一定程度上提高了插秧的功效和插植质量,实现了合理密植,其规范的栽植,有利于后续作业的机械化。动力源是插秧机的重要组成部分,动力源的提供使得插秧机能够行走于田间地头、使得插秧机能够执行插秧动作,将大量的秧苗栽植于水田中。现有的插秧机大多都是燃油动力,燃油动力具有其优势所在,可是随着农业技术的不断发展以及对于环境保护的越来越重视,燃油动力的缺陷日渐明显。乘坐型插秧机是现有插秧机的一种重要类型。对于这种类型的插秧机一方面需要提供插秧机行走、作业动力,另一方面还需要提供乘坐部件以及乘坐人员的动力,因此相对于其他类型的插秧机,对于动力部分的要求更高。
燃油动力通常借助发动机将燃料,如柴油或汽油,燃烧产生的热能转变为机械能。众所周知,基于燃油动力产生的原理,柴油或汽油在燃烧过程中产生大量的污染物,如碳氢化合物(HC)尾气中的苯、甲苯和二甲苯、氮氧化合物(NO)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)以及臭氧(O3)等。这些污染物不仅污染环境,而且直接影响人类身体健康。更重要的是,在进行插植作业的过程中,一方面操作人员与燃油动力部分都置于开放环境中,且动力部分与操作人员的距离相对较近,因此相对于汽车等具有相对封闭空间的燃油机械,插秧机操作者身体受到的直接伤害要源对爱与其他燃油机械的操作者;另一方面,鉴于制造成本以及技术难度的考虑,对于插秧机尾气的处理程度要远远低于汽车。因此,环境污染以及身体伤害性是燃油动力插秧机的极大弊端,尤其是在当今越来越重视环境保护、努力寻求环境友好型发展方式的情况下,这些弊端显得尤为突出。
另一方面,与汽车动力的发展相对应,燃油动力已经是发展相当成熟的技术,但是基于其基本的工作原理,其机械复杂程度较高,且难以降低,再结合应用于插秧机时,使得插秧机的整体的体积较大。而且对于乘坐型插秧机还需要进一步提供乘坐的相关设置以及满足其动力需求,体积进一步增大,而大体积特征对于行走、控制都不便利。进一步,复杂的机械程度以及携带的燃料,使得乘坐型插秧机自身的重量较大,这在一定程度上增加了插秧机在复杂插植地形中的控制难度并且提高了对动力的要求。插秧机动力的发展在一定程度上与汽车机械动力的发展相关,但是同时要结合其自身产品特征的需求。比如,汽车主要是在路面的行驶,根据不同的路况配置不同动力以及设计不同的车体结构,而插秧机主要是在水田中,主要作用是进行插秧工作。由于插秧机特殊的作业环境,使其对动力源提出特殊的要求,众所周知,插秧机,特别是水稻插秧机,一般子在水田中作业、耕种土地松软,这是插秧机不同于其他类型农机的工作环境的最大特点,因此,动力源的防水性是需要考虑的重要方面。
综上,很需要对现有的乘坐型插秧机进行改进,需要提出一种可以替代现有的燃油方式,能够解决环境污染、身体伤害以及操控不便利等弊端的乘坐型插秧机。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一电动高速插秧机及其应用,其中所述插秧机以电能为动力源驱动进行插秧,避免在插秧作业过程中对环境的污染以及对人体的伤害。
本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机及其应用,其中所述电动系统与乘坐型插秧机结合,提高插秧机的行走速度,提高插秧机的工作效率,实现高速插秧。
本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机及其应用,其中所述插秧机采用点电能驱动替代传动的燃油动力,不需要设置燃油相关装置,简化了机械复杂程度,减小插秧机的整体重量,提高其在复杂作业条件中的可控制性,且提高工作效率。
本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机及其应用,其中所述电动系统包括一电源管理单元,检测、控制电源的工作状态,使得插秧机能够稳定、安全地工作。
本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机及其应用,其中所述电动系统为插秧机不同部位提供不同动力,使得插秧机高速工作。
本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机及其应用,其中所述电动系统通过电源管理的方式,提供稳定可靠的电能动力源,使得插秧机在电能动力源下稳定、可靠地作业。
本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机电动高速插秧机电动高速插秧机及其应用,其中被设置于所述插秧机的一农机本体的所述农机动力系统包括一电动装置和被连接于所述电动装置与所述农机本体的一动力机构,所述电动装置提供电能,所述动力机构用于将电能转化为动力并传输至所述农机本体,以藉由所述农机本体帮助所述插秧机的操作者进行农业劳作。
本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机电动高速插秧机电动高速插秧机及其应用,其中所述动力机构包括被连接于所述电动装置的一电机单元和被连接于所述电机单元与所述农机本体的一动力传输单元,所述电机单元用于将电能转化为动力并通过所述动力传输单元传输至所述农机本体。
本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机电动高速插秧机电动高速插秧机及其应用,其中所述电源管理模块进一步包括相互连接的一采集模块、一分析模块以及一控制模块,所述采集模块能够采集被以并联的方式形成所述电池组的每个可充电电池的实时数据,所述分析模块根据所述采集模块获得的每个所述可充电电池的实时数据获得每个所述可充电电池的实时状态,所述控制模块能够根据每个所述可充电电池的实时状态控制每个所述可充电电池以使每个所述可充电电池能够均衡地输出电能,以防止所述可充电电池组中的任何一个所述可充电电池因过度充电、放电而损坏。
本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机电动高速插秧机电动高速插秧机及其应用,其中本发明提供的一机体监视单元应用于所述插秧机上,能够提供人机交互系统,具有监视所述插秧机的功能。
本发明的另一目的在于提供一电动高速插秧机电动高速插秧机电动高速插秧机及其应用,其中所述机体监视单元具有报警功能,能够在所述插秧机的工作状态异常时向操作人员
发出报警提示。
为了实现以上发明目的以及本发明的其他优势及目的,本发明的一方面提供一电动高速插秧机,其包括一电动系统和一作业系统;所述作业系统包括一插秧单元和一行走单元,所述行走单元适于操作人员乘坐地行走,所述电动系统以电能驱动所述插秧单元和所述行走单元,以使得所述插秧机在操作人员乘坐时高速地作业。
根据本发明的一个实施例,所述电动高速插秧机进一步包括一农机本体和被设置于所述农机本体的一农机动力系统,其中所述农机动力系统包括一电动装置和一动力机构,其中所述电动装置包括一电池组、一输入连接器和一输出连接器,所述输入连接器被连接于所述电池组的输入端,所述输出连接器被连接于所述电池组的输出端,其中所述动力机构被设置于所述农机本体且被连接于所述农机本体,所述输出连接器被连接于所述动力机构,其中所述输出连接器用于将所述电池组提供的电能传输至所述动力机构,以藉由所述动力机构产生动力和将动力进一步传输至所述农机本体而驱动所述农机本体工作;其中所述电动装置形成所述电动系统,其中所述动力机构形成所述机械传动系统,其中所述农机本体形成所述作业系统。
本发明的另一方面提供一高速插秧机工作方法,其包括步骤:通过一电动系统电驱动一高速插秧机工作。
图1是根据本发明的一个优选实施例的电动高速插秧机的整体框图。
图2是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的电源管理单元功能示意图。
图3是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的控制单元关系框图。
图4A和图4B是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的一实施方式的不同角度立体示意图。
图5A是根据本发明上述优选实施例的电动高速插秧机的路面行走示意图。
图5B是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的水田行走示意图。
图5C是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的取苗示意图。
图5D是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的插植示意图。
图6A和图6B是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的上述实施方式的电源管理单元的一具体实施方式示意图。
图7是根据本发明的上述优选实施例的农机动力系统的框图示意图。
图8是根据本发明的上述优选实施例的农机动力系统的电动装置的电源管理模块的框图示意图。
图9是根据本发明的上述优选实施例的电动装置的第一替代模式的电源管理模块的框图示意图。
图10是根据本发明的上述优选实施例的电动装置的第二替代模式的电源管理模块的框图示意图。
图11是根据本发明的上述优选实施例的电动装置的第三替代模式的电源管理模块的框图示意图。
图12是根据本发明的上述优选实施例的电动高速插秧机的机体监视单元的框架意图。
图13是根据本发明的一上述优选实施例的所述电动高速插秧机的概念示意图。
图14是根据本发明的上述优选实施例的所述电动高速插秧机的电池控制单元的配置概念图。
图15是根据本发明的上述优选实施例的所述电动高速插秧机的电池控制单元的第一替代模式配置概念图。
图16是根据本发明的上述优选实施例的所述电动高速插秧机的电池控制单元的第二替代模式配置概念图。
图17是根据本发明的上述优选实施例的所述电动高速插秧机的电池控制单元的检测方法流程图。
如图1至图6B所示,是根据本发明的第一个优选实施例的电动高速插秧机。参照图1至图6B,根据本发明的一实施例,本发明提供一电动高速插秧机,其包括一电动系统10、一机械传动系统20和一作业系统30。
所述电动系统10以电能为动力源,所述电动系统10通过所述机械传动系统20驱动所述作业系统30进行插植作业。也就是说,所述作业系统30被所述机械传动系统20驱动将电能转化为机械能进行工作。不同于传统的燃油机械农机的能量转化利用方式,燃油传动的方式是,首先将燃料的化学能通过燃烧的方式转变为热能,进而推动内燃机做功,继而将热能转变为机械能,再经过传功作用将所述机械能传递至不同位置,即:化学能→热能→机械能(伴随废气排放),因此整个能量转化传递过程都相对复杂、繁琐,且在燃烧过程中产生有害气体。而在本发明中,也相当于将燃烧燃油而产生能量的过程转移至其他地方,如电厂,或者说可以以更多不同的方式来提供转变为动能的能量,如火电、水电。核电等,因此使得能源利用更加广泛。而在此处应用时,直接将电能转变为机械能,即:电能→机械能,很明显,简化了能量转化的链条,从而使得能源利用效率更高,而且众所周知,电能具有其清洁、利用方便等优越性能,因此这种动力源的变化,将从根本上改进燃油类型插秧机存在的问题。且所述电动系统与乘坐型插秧机结合,使得乘坐型插秧机实现高速插秧。
根据本发明的一实施例,所述电动系统10包括一电源11,所述电源11为所述电动系统10提供电能。特别地,在本发明的一实施例中,所述电源11为一组电池,各所述电池电连接,比如并联,为整个所述插秧机提供需要的工作动力,如路面行走动力、乘载动力以及插植动力等。
优选地,在本发明的一实施例中,所述电源为一组锂电池,所述锂电池为所述插秧机提供工作电能。而在本发明的其他实施例中,所述电源11可以根据不同的需要选择具体的类型和数量,举例地可以选择,密封式铅蓄电电池、镍氢电池、镍铬电池、聚合物锂电池、锌空电池、燃料电池等。而且在一些实施例中,所述电源11可以借鉴电动自行车或电动汽车的电源,将其电源结合应用于所述插秧机。本领域的技术人员应当理解的是,所述电源11的类型和数量不是本发明的限制,上述类型仅作为举例来说明可以选择的类型,在不同实施例中,可以根据实际应用需求配置。
进一步,根据本发明的一实施例,所述电动系统10包括一电源管理单元12,所述电源管理单元12电连接于所述电源11。所述电源管理单元12用于监测、管理所述电源11以及所述电动系统10其他单元的工作状态。所述电源管理单元12是电源11与用户之间的纽带,所述电源11的工作状态不能被用户直接观察到,可是通过所述电源管理单元12却能实时监测所述电源11的工作状态,可以了解到整个所述电动系统10的工作状态。尤其对于一些二次电池,在循环重复使用的过程中,会逐渐出现一些缺点,如存储能量减少、使用寿命变短、串并联使用问题、使用安全性、电池电量估算难等,因此在使用过程中所述电源11的性能相对复杂,而且不同类型的电池特性也相差很大。而所述电源管理单元12却可以实时监测、控制所述电源11的工作状态,提高电池的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电的现象,延长所述电源11的使用寿命。
更进一步,所述电源管理单元12具备多种功能,以更加协调地管理所述电动系统10,使其不同单元之间协调、安全地工作。所述电源管理单元12具有保护功能(Protection),能够实时监测、控制所述电源11的工作状态,保护所述电源11安全地工作;所述电源管理单元12具有数据存储的功能(Date Storage),将监测的数据进行存储分析,从而便于得到更加可靠的分析结果;所述电源管理单元12具有电压、温度监测功能(Voltage&Temperature Measurement),实时监测所述电源11及相关设备的工作电压、温度等特性、提供数据分析的基础信息;所述电源管理单元12具有实时通信功能(Communication),从而更加快捷地管理所述电源11以及其他设备的工作状态,使得不同部件互相协调地工作;所述电源管理单元11具有内置充电管理功能(Charge Management),从而使得所述电源11在二次使用以及进行充电补充时,多久可以在安全监测状态下工作;所述电源管理单元12具有后备态管理功能(State of Back-up,SOB),使得所述电动系统10在不同的状态下都能得到监控管理;所述电源管理单元12具有电量计量功能(State of Charge,SOC),准确估测动力电池组的荷电状态,估测电池剩余电量,保证SOC维持在合理的范围内,防止由于过度充电或过度放电对电池造成的损伤,并随时显示所述电源11的剩余电量;所述电源管理单元12具有健康动态监测功能(State of Health,SOH),在电池充放电过程中,实时采集所述电源11的每个电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等工作特征量,防止所述电池组发生过充电或过放电现象,同时能够及时给出电池状况,挑选出有问题的电池,保持整组电池运行的可靠性和高效性,使得剩余电量估计模型的实现成为可能,此外,还建立每个电池的使用历史档案,为进一步优化和开发新型电池、充电器、电动机等提供资料,为离线分析所述电动系统10的系统故障提供依据;所述电源管理单元12具有均衡管理功能(Cell Balance Management),即为单体电池均衡充电,是所述电池组中的各个电池都达到均衡一致的状态。
值得一提是,所述电动高速插秧机的所述电源11与乘坐型插秧机的动力需求相适应,提供不同方面的动力源,所述单元11为所述机械传动系统提供动力源,使得所述机械传动系统20获得传动动能。所述电源11为所述作业系统提供动力源,以使得所述插秧机能够具有一定的承载力,能够在路面行走、能够进行插秧工作等。
根据本发明的一实施例,所述电动系统包括一显示单元13,其用于显示所述电动系统10的各种工作状态参量。所述显示单元13通信连接于所述电源管理单元12,配合所述单元
管理单元12显示所述电源管理单元12采集、分析的各种监控信息。特别地,在一实施例中,所述显示单元13显示电压、电流、温度、SOC加量等数据。更具体地,在所述电动高速插秧机的结构布置中,所述显示单元13可以设置于靠近操作位置处,从而便于操作人员实时观察电源工作状态。
所述显示单元13电连接于所述电源11,从所述电源11获取显示工作的电能。特别地,在一实施例中,所述显示单元设置于靠近操作人员的乘坐位置前方,从而当操作人员乘坐于所述电动高速插秧机时,操作人员可以方便地观察所述电动系统10的工作状况。
根据本发明的一实施例,所述电动系统10包括一控制单元14,所述控制单元14用于通信连接于所述电源管理单元12,接收所述电源管理单元12采集的信息,并且反馈信息至所述电源管理单元12,并且通过所述电源管理单元12控制所述电源11的工作。特别地,所述控制单元14电连接于所述电源11,从所述电源11获取控制工作的电能。
根据本发明的一实施例,所述电动系统10包括一驱动单元15,所述驱动单元15用于驱动所述机械传动系统20。所述驱动单元15电连接于所述控制单元14。也就是说,所述控制单元14控制所述驱动单元15的工作,继而通过控制所述驱动单元15的工作控制所述机械传动系统20的工作。更具体地,所述控制单元14由所述电源管理单元12获取所述电源11提供的电能,并且传递电能至所述驱动单元15,并且控制所述驱动单元15的工作,从而通过所述驱动单元15驱动所述机械传动系统20工作,完成将电能转换为机械能的过程。
特别地,在一实施例中,所述驱动单元15包括一电动机151,所述控制单元14由所述电源管理单元12获取电能,并且传递电能至所述电动机151,所述电动机151在电能的作用下进行转动工作,将电能转变为机械能,从而可以通过所述电动机151驱动所述机械传动系统20工作,继而通过所述机械传动系统20传动所述作业系统30完成插秧作业过程。
特别地,在本发明的一实施例中,所述电动机151可以为轮毂电机,分别被设置于所述作业系统30的车轮位置。即所述驱动单元采用轮毂电机方式实现所述电动高速插秧机的行走功能,并且采用其他电机实现插秧作业。当然也可以不采用轮毂电机,而是其他电机实现行走和插秧作业。
例如,基于所述插秧机栽植工作的需求,所述电动机151需要较强的转矩和较高的绝缘性。在本发明的一实施例中,所述电动机151采用交流变频电机,所述交流变频电机具有免维护、结构简单、调速范围广等优越性。而在本发明的另一实施例中,所述电动机151采用鼠笼式交流电机,并且在所述鼠笼式交流电机的定子外面采用铝合金作为外壳,在所述电动机151的两端盖采用铝合金压铸工艺,从而减轻了所述电动机151的质量,同时提高了所述电动机151的散热性能。本领域的技术人员应当理解的是,上述所述电动机151的类型仅作为举例说明可以采用的类型,所述驱动单元15的所述电动机151的类型并不是本发明的限制,在本发明的其他实施例中,可以根据实际需求选择不同类型的电动机,并对齐外壳进行上述改进。
所述机械传动系统20包括至少一传动机构21,所述传动机构21传动连接所述驱动单元15和所述作业系统30。也就是说,所述传动机构21将所述电动系统10的所述驱动单元15的动能转变为不同驱动方式的机械能,传递至所述作业系统30的不同共组位置。换句话
说,所述电动系统10的所述驱动单元15将所述电源11提供的电能转变为同一形式的机械能,如电动机齿轮或轴转动的动能,而通过所述传动系统的所述传动机构21分别将第一转化的机械通过不同的传动方式,如齿轮、轴、皮带、花键、曲轴等,将所述驱动单元15的动能传递并且转变为适宜的各种驱动方式至所述插秧机的所述作业系统30的不同工作位置,如行走位置、插秧位置等,从而可以借助所述动能实现不同的作业动作,如承载、行走、插秧、转向等。
在本发明的一实施例中,所述机械传动系统20包括一主离合器22、一变速箱23和一输出轴24。所述主离合器22传动连接于所述电动系统10的所述驱动单元15的所述电动机151和所述变速箱23之间,用于切断或传递所述电动机151传递向所述变速箱23输入的动力,所述变速箱23通过不同的齿轮组合产生变速变矩。所述输出轴24用于将所述变速箱23的动能进行输出。
所述机械传动系统20还包括至少一转速传感器25、一电动控制执行机构26、一主离合控制执行机构27和一换挡执行机构28。其中一所述转速传感器25和所述电动控制执行机构26与所述电动机151相配合工作,所述转速传感器25反馈所述电动机151的转速信息至所述控制单元14,所述控制单元14通过所述电动控制执行机构26控制所述电动机151的工作,以便于所述插秧机实现不同作业动作,如启动、停止、向前、倒退、转弯等。所述主离合器控制执行机构27与所述主离合器22相配合,所述控制单元14通过所述主离合器控制执行机构27控制所述主离合器22的工作。所述换挡执行机构28与所述变速箱23相配合,所述控制单元14通过所述换挡执行机构28控制所述变速箱23的工作。另一所述转速传感器25与所述输出轴24相配合,反馈所述输出轴24的信息至所述控制单元14。
在传动过程中,所述驱动单元15的所述电动机151传递动能至所述主离合器22并且反馈信息至所述转速传感器25。所述主离合器22控制动能的传递通断,且在所述主离合器22闭合的状态下传递动能至所述变速箱23,通过所述变速箱23改变不同的运行速度,进而通过所述输出轴24将调节后的适宜动能输出,且通过所述转速传感器25反馈转速信息至所述控制单元14。而另一方面,所述控制单元14根据接收的信息,如所述转速传感器25的信息,通过所述电动控制执行机构26控制所述电动机151的工作;通过所述主离合器控制执行机构27控制所述主离合器22的工作;通过所述换挡执行机构28控制所述变速箱的工作。
进一步,根据本发明的一实施例,所述作业系统30包括一行走单元31,所述行走单元31用于完成所述插秧机的行走、转弯等运动动作,使得所述插秧机能够自由移动位置。所述机械传动系统20驱动所述行走单元31的工作。具体地,所述电动系统10的所述驱动单元15的所述电动机151提供动力以提供所述行走单元31动作需要的动力。所述电动控制执行机构26控制所述电动机151的工作,从而可以直接控制所述行走单元31的工作;所述主离合器22和所述主离合器控制执行机构27相配合控制所述动力的断开或传递;所述变速箱23结合所述换挡执行机构28将动力转变为不同档位及功能,从而满足所述行走单元31完成不同的工作状态,如插植、慢速行走、快速行走、路面行走、田间作业行走等;所述输出轴24将不同功能的动力输出至所述传动机构21,从而传动至所述行走单元31从而驱动所述行走单元31执行不同的作业内容。
更进一步,所述作业系统30包括一车轮组311,所述车轮组311用于支撑所述插秧机的行走。所述电动系统10用于提供所述车轮组311行走的动力源。值得一提的是,不同于其他类型的插秧机,所述电动高速插秧机的不仅可以在水田中行走,还可以在普通路面行走。因此所述电动高速插秧机可以自行行走至田地位置,而不像其他类型的插秧机需要通过车辆运输至田间位置。也就是说,所述电动系统10可以提供所述电动高速插秧机在不同行走状态的动力。特别地,在一实施例中,所述车轮组311包括一组前轮3111和一组后轮3112。所述一组前轮3111位于所述电动高速插秧机的机身的前部,所述一组后轮位于所述电动高速插秧机的机身的后部。所述前轮3111用于支撑行走、转向。在本发明的一实施例中,所述行走单元31包括一浮船组312,其包括一中央浮船和两侧浮船。所述中央浮船312和所述两侧浮船用于所述插秧机在水田作业行走。所述中央浮船312设置于所述插秧机的中后部位置,所述两侧浮船313相应地设置于所述中央浮船312的两侧位置。根据本发明的一实施例,所述作业系统30包括一插秧单元32,所述插秧单元32用于完成插秧作业。所述中央浮船和所述两侧浮船位于所述插秧单元32下方。根据本发明的一实施例,所述行走单元31包括一升降机构,用于升降所述插秧机的所述插秧单元32、所述中央浮船以及所述两侧浮船,从而使得所述插秧机适于不同的行走、作业条件。比如,在普通路面行走时,所述升降机构使得所述插秧机的所述插秧单元32处于一抬高状态,从而使得所述操作单元33以及所述中央浮船和所述两侧浮船相对远离路面,防止路面物体阻挡于所述作业系统30或所述中央浮船以及所述两侧浮船,方便快速地行走;在水田中进行插植作业时,所述升降机构使得所述插秧机的所述插秧单元32处于一降低位置,使得所述插秧单元32以及所述中央浮船和所述两侧浮船相对靠近田地面,从而使得所述操作单元33适于作业,并使得所述中央浮船和所述两侧浮船适于浮行于水田中。
所述行走单元31包括一乘坐部314,用于提供乘坐位置,以便于操作人员在操作所述插秧机可以乘坐于所述插秧机,与所述插秧机同步前进。值得一提的是,区别于其他类型的插秧机,所述电动高速插秧机提供乘坐位置,并且提供充足的动力,使得插秧机的不需要在操作人员的牵引下行进,而操作人员也不需要行走于水田中,这种方式带来众多优势。一方面所述电动高速插秧机行走的速度不会受到操作人员行走速度的限制,可以大大提高插秧机的行走速度,尤其是行走于路面时,在不需要额外工具运输的情况下,仍旧可以高速形式,大大提高这个插秧作业过程的工作效率,而对于其他非乘坐型的插秧机,操作人员行走于地面并且提供牵引力,操作人员的行走速度直接影响插秧机行走速度;另一方面,由于所述电动系统10使得所述插秧机的整体质量降低,因此所述插秧机的需要的驱动力减小,因此可以提供更多的动能至所述插秧单元32,从而可以提高所述插秧机的插秧速度;此外,所述电动高速插秧机,由于采用电能作为动力源,因此在行走、作业过程都不会产生污染环境的气体,同时减少对身体的伤害,而结合所述高速插秧机,在进行插植作业时,操作人员乘坐于所述乘坐部314,而不需要行走于水田中,因此从另一方面减少水田对人的污染,优化工作环境。
值得一提的是,所述电动系统的所述驱动单元15设置于所述乘坐部314的下方位置,从而更加合理地布置所述插秧的结构,充分利用空间位置。
特别地,在一实施例中,所述插秧单元32包括一载苗部321和一插植部322,所述载苗部321用于放置差值秧苗,所述插植部322用于将所述载苗部321提供的秧苗插植中水田中。也就是说,在插植作业的过程中,首先需要将被插植的秧苗放置于所述载苗部321,继而所述插植部322从所述载苗部321获取秧苗,并将秧苗栽植于田地中。
进一步,所述载苗部321向下延伸地设置,以适于将秧苗根部沿所述载苗部321滑下。所述插植部322设置于所述载苗部321下方位置,以便于从所述载苗部321获取秧苗。特别地,在本发明的一实施例中,所述插植部322包括一插植臂,所述插植臂可转动地所述载苗部321循环获取秧苗。
在本发明的一实施例中,所述载苗部321包括一延长板,可伸缩地连接于所述载苗部321,以便于增加所述载苗部321承载秧苗量。
在本发明的一实施例中,所述插秧单元32包括一预备部323,所述预备部323用于放置预备秧苗。所述预备部323水平地设置,以便于平稳地放置秧苗。也就是说,当所述载苗部321的秧苗用完时,操作人员可以从所述预备部323获取预备秧苗,将其补充于所述载苗部321,从而保证插植的连续性,提高工作效率。
特别地,在本发明的一实施例中,所述插秧单元32包括一中心标杆39,所述中心标杆39用于对准划线杆所划出来的痕迹来保证插植行距。具体地,所述中心标杆39可以设置于所述行走单元31的所述乘坐部314的前方位置,从而方便操作人员乘坐所述插秧机时,可以方便、准确地观察、判断插秧作业方向。更具体地,所述中心标杆39可收折地设置。
根据本发明的一实施例,所述作业系统30包括一操作单元34,所述操作单元34用于操作、控制所述插秧机。更进一步,所述操作单元34设置于所述行走单元31的所述乘坐部314前方位置,以便于操作人员乘坐于所述乘坐部时可以方便地进行操作。在使用所述插秧机时,操作人员通过操作所述操作单元34控制所述插秧机执行不同动作,比如路面行走、停止、倒退、转弯、插植秧苗等。所述操作单元34控制控制所述电动系统10、所述机械传动系统20的工作。
所述操作单元34包括一方向盘341,所述方向盘341用于控制所述插秧机的行走方向。所述方向盘341设置于所述乘坐部314前方位置,以便于所述操作人员乘坐于所述乘坐部314时,可以方便地操作所述方向盘341。
所述操作单元34还包括一操作台342,用于集中设置不同的操作部件。特别地,所述操作台342与所述方向盘341相配合地设置,方便操作人员乘坐于所述乘坐部314时可以进行不同的操作动作。进一步,所述操作台342设置有一驱动总开关,其包括停止、起动以及照明等功能。也就是说,当需要启动所述插秧机时,操作人员可以通过操作所述驱动总开关进行启动。所述操作台342包括一主离合器手柄,所述主离合器手柄具有一合状态和一离状态。当所述主离合器手柄处于所述合状态时,所述电动系统10的所述驱动单元15的动力被传递,使得所述插秧机得以行进;当所述主离合器手柄处于所述离状态时,所述电动系统10的所述驱动单元15的动力传递被切断,使得所述插秧机不能行进。所述操作台342包括一插植手柄,所述插值手柄包括一插植开始状态、一插植停止状态、一车轮自动上下状态、一机体下降固定状态以及一机体上升状态。当所述插值手柄处于插植开始状态时,所述插秧
单元32进行插秧工作;当所述插植手柄处于插植停止状态时,所述插秧单元32停止插秧工作;当所述插值手柄处于车轮自动上下状态时,所述插秧机机身高度被调节;当所述插值手柄处于固定状态时,所述插秧机机体下降且高度被固定;当所述插植手柄处于机体上升状态时,所述插秧机机体上升。所述操作台342包括一档位手柄,用于调节所述插秧机不同的工作状态。所述档位手柄包括一后退挡、一插秧挡、一空挡和一前进挡。各所述档位的设置使得所述插秧机能够启动实现不同的工作状态,并且对不同的状态进行调节。如,所述后退挡使得所述插秧机进行后退;所述插秧挡控制所述插秧机插秧的速度;所述空挡使得所述插秧机可以运转;所述前进挡调节所述插秧机行进的速度。所述操作台342包括一株距切换手柄,用于调节栽植秧苗的株距。更具体地,可以通过手柄的推拉操作来变换插植株距。所述操作台342包括一转向离合器手柄,用于使得所述插秧机机体实现左右转向。所述操作台342包括一取苗量调节手柄,用调节所述插秧单元32的插植秧苗量。在一实施例中,手柄向上设定,取苗量变多。手柄往下设定,取苗量变少。每一调节隔断约有1mm的变化量。所述操作台342包括一插植深度调剂手,用于调节所述插秧单元32的插植秧苗深度。在实施例中,手柄往上设定为浅插,往下设定为深插。本领域的技术人员应当理解的是,所述操作台342的各种功能的设置仅作为举例来说明可以选择设置的功能,所述操作台342功能的设置并不是本发明的限制。在发明的其他实施例中可以根据需求在增加或减少不同的可操作功能,并且配置相应的操作部件,从而适应不同的需求。在所述插秧机行径于路面、未进行插秧工作时,调节所述操作台342的所述插植手柄,使得所述插秧机机体处于抬升状态,距离地面较高,方便在地面行走,开启所述驱动总开关,使得所述主离合器手柄处于合状态,操作人员乘坐于所述插秧机,并且手扶于所述方向盘341,所述插秧机机体在路面行进;当进入水田中时,调节所述操作台342的所述插植手柄,使得所述插秧机的机体处于降低状态,距离田地较近,便于插秧工作,并且操作所述插植手柄开始插秧作业。
在进行插秧前,秧苗以群体状体状态放入所述载苗部321,在所述插秧机进行工作时,所述载苗部321被驱动进行横向移动,使得所述插植部322的所述插植臂逐次分格取走一定数量的秧苗,在插秧轨迹被确定情况下,按农艺要求将秧苗插入泥土中,插入后,所述插植臂返回重新取苗栽植,依次循环,持续进行插秧作业。
在这里需要进一步说明的是,本发明的所述电动高速插秧机采用电能作为动力源,而所述插秧机的工作环境通常是在水田中,因此所述电动系统10的防水性能是所述电动高速插秧机的一个重要方面。尤其是所述电动系统10的所述电源11、所述电源管理单元12以及所述控制单元14涉及较多的电路以及集成电路部件,因此防水尤为重要。
参照图6A和图6B,是根据本发明的一优选实施例的所述电动系统10的一电路模块100。所述电路模块100包括一密封箱体110,所述密封箱体110用于防水地、绝缘地密封所述电动系统10的电路部件。
在一实施例中,所述密封箱体110内设置一绝缘层1101,以绝缘的保护所述密封箱体110内部的电路部件。举例地但不限于,在制造过程中可以以喷涂的方式在所述箱体的内表面添加所述绝缘层1101或者在所述箱体内叠层地设置叠层的所述绝缘层1101。特别地,所述箱体110具有一定硬度与机械强度,能够承担一定的重量,以便于将所述电源11、所述
电路板等部件稳定的安装于其内部。
进一步,所述电路模块100包括一防水连接部120,其被设置于所述密封箱体110,所述防水连接部120用于外部设备与所述密封箱体110内的电路部件的防水地电连接。
在本发明的一实施例中,所述电路模块100包括所述电源11、所述电源管理单元12以及所述控制单元14。所述电源11、所述电源管理单元12和所述控制单元14被封闭于所述密封箱体110内,以防止所述插秧机的在水田中作业时,水污染所述电源110、所述电源管理单元12以及所述控制单元14,影响电路工作。所述电源11、所述电源管理单元12以及所述控制单元14通过所述防水连接部120电连接于所述显示单元13、所述驱动单元15。特别地在一实施例中,所述电源11为所述电池组,所述电源管理单元12和所述控制单元14的电路集成于一电路板,所述电池组电连接于所述电路板电路。所述电池组和所述电路板被绝缘、防水地安装于所述密封箱体110内,所述电池组以及所述电路板上的电路通过所述防水连接器120电连接于外部部件,如所述驱动单元15、所述显示单元13。
进一步,在本发明的一实施例中,所述防水连接部120包括至少一防水连接器121,所述防水连接器121被设置于所述密封箱体110的侧壁。根据本发明的一实施例中,所述防水连接器121被实施为一航空连接器。所述电池组和所述电路板电路分别电连接于所述航空连接器。当外部设备连接于所述航空连接器的输出端时,电连接于所述电源11以及所述电路板电路。更具体地,所述防水连接部120设置两组不同接口的航空连接器,以用于连接不同类型的电路。
而在一实施例中,所述驱动单元15为一所述电动机151,所述电动机151的两端盖具有硅胶垫,且所述电动机151输出轴以防水放油的密封油进行密封,从而从不同方面提高所述电动机151的防水性能和绝缘性能。
特别地,为了操作人员在作业的过程中,实时观察所述插秧机的整体运行状态,尤其是观察所述电动系统10的运行状态,所述显示单元13设置于靠近所述操作单元34的所述方向盘341的位置,同时所述显示单元13的高度可以以所述方向盘341的高度为参照,稍高于所述方向盘341或者所述方向盘341下方,从而使得所述显示单元13可以远离水田中的水面,从而达到防水效果。
进一步,在一实施例中,所述显示单元13可以是一电子显示屏,直接显示所述电源11的电压、电流、温度以及SOC计量等数据。在本发明的另一实施例中,所述显示单元13是一触摸控制屏,所述显示单元13不仅可以显示数据,同时具有触屏操作的功能,通过在所述触摸控制屏上操作,完成不同的控制功能。也就是说,将所述操作单元34的操作部件的功能设置于所述显示单元13,从而提供电子操作的方式控制所述插秧机,而不仅仅是机械手动控制的方式。
还值得一提的是,相对于传统燃油方式的插秧机,所述电动高速插秧机具有防水的布局结构。所述电动系统10的所述密封箱体110设置于所述插秧机前部,且所述密封箱体110、所述驱动单元15、所述显示单元13以及所述机械传动系统20都具有预定的高度,且相互位置匹配,以提高所述电动系统10、所述机械传动系统的防水性能,且具有较高的可操作性。
还值得一提的是,所述电动高速插秧机采用电能作为驱动能源,在清洁的基础上,所述电动系统10相对于传统的燃油驱动系统具有较小的质量,同时具有较高的储能,因此使得所述插秧机的整体质量得以减小,更便于实际的操作过程,且具有更长的工作时间。比如,所述电动高速插秧机在进行转弯动作时,通常需要操作人员通过操作所述方向盘341将机身翘起,以所述行走部位为支点进行转向,对于传统的燃油机械质量大,因此在进行这样的操作时比较费力、操作不方便,而根据本发明的电动高速插秧机,由于其较小的质量,使其在进行类似转弯这样的动作时,更加方便完成,减小操作人员的体力的耗费。
如图6A至图8,本发明的所述电动高速插秧机的农机动力系统400在接下来的描述中被阐述,其中所述农机动力系统400在所述电动高速插秧机由操作者操作而被应用于插秧时,为所述电动高速插秧机提供动力。
如图4A和图4B所示,所述电动高速插秧机包括一农机本体402和被设置于且被连接于所述农机本体402的所述农机动力系统400,其中所述农机动力系统400用于产生和传输动力至所述农机本体402,以藉由所述农机本体402帮助所述电动高速插秧机的操作者进行农业劳作。优选地,所述农机动力系统400被设置于所述农机本体402的前端,通过这样的方式,所述电动高速插秧机的操作者能够方便且灵活地操作所述电动高速插秧机,尤其是在操作所述电动高速插秧机进行转弯时,所述电动高速插秧机能够以后轮为支点而将前端方便地翘起以对所述电动高速插秧机执行转弯操作。
值得一提的是,在所述电动高速插秧机的一个实例中,被配置于所述农机本体402的轮毂可以是普通的轮毂。在所述电动高速插秧机的另一个实例中,被配置于所述农机本体402的轮毂4100是具有轮毂电机的轮毂,中轮毂电机的使用,能够减少所述电动高速插秧机的传动机构,以使所述电动高速插秧机的结构简化和减轻所述电动高速插秧机的自重,从而提高所述电动高速插秧机的可操作性。
所述农机动力系统400包括一电动装置401和被连接于所述电动装置401与所述农机本体402的一动力机构450,其中所述动力机构450被连接于所述电动装置401,所述动力机构450被设置于所述农机本体402,并且所述动力机构450被连接于所述农机本体502。所述电动装置401用于提供电能并将电能传输至所述动力机构450,所述动力机构450产生和传输动力至所述农机本体402,以藉由所述农机本体402帮助所述电动高速插秧机的操作者进行农业劳作。所述电动装置401进一步包括一电池组420和至少两连接器440,其中至少一个所述连接器440是一输入连接器,另外的所述连接器440是一输出连接器,其中所述输入连接器和所述输出连接器分别被连接于所述电池组420的输入端和输出端,并且所述动力机构450被连接于所述输出连接器,其中通过所述输入连接器将外部电能补充至所述电池组420,和通过所述输出连接器将被存储在所述电池组420的电能输出至所述动力机构450,以藉由所述动力机构450产生动力和将所述动力传输至所述农机本体402以驱动所述农机本体402工作。
所述电动装置401进一步包括一容器410,其中所述电池组420被容纳于所述容器410,所述输入连接器和所述输出连接器分别被设置于所述容器410,并且所述输入连接器和所述输出连接器分别自所述容器410的内部延伸至外部,以使所述输入连接器在所述容器410
的内部被连接于所述电池组420的输入端和使所述输出连接器在所述容器410的内部被连接于所述电池组420的输出端。可以理解的是,通过所述输入连接器能够在所述容器410的外部将电能补充至所述电池组420,和通过所述输出连接器能够在所述容器410的外部将被存储在所述电池组420的电能提供至所述动力机构450。
所述电动装置401进一步包括一电源管理模块430,其中所述电源管理模块430被容纳于所述容器410,并且所述电源管理模块430被连接于所述电池组420。所述电源管理模块430能够在所述电池组420通过所述输入连接器被补充电能和通过所述输出连接器输出电能时,通过采集所述电池组420的实时数据以获得所述电池组420的实时状态,从而管理所述电池组420以使所述电池组420能够均衡地输出电能,通过这样的方式,所述电源管理模块430能够防止所述电池组420被过分地进行充电或者放电操作,从而延长所述电池组420的使用寿命。
所述电池组420和所述电源管理模块430分别被容纳于所述容器410以藉由所述容器410隔离所述电池组420和所述电源管理模块430与所述容器410的外部环境。也就是说,所述容器410将所述电池组420和所述电源管理模块430密封起来,以防止所述容器410的外部的水汽或者湿气进入到所述容器410的内部,通过这样的方式,使得被配置本发明的所述农机动力系统400的所述电动高速插秧机特别适于被应用于水田或者其他潮湿的环境中。值得一提的是,所述电池组420包括至少两可充电电池421。在本发明的所述农机动力系统400中,每个所述可充电电池421被以并联的方式连接以形成所述电池组420,通过这样的方式,能够增大所述电池组420的容量和降低所述电池组420的成本。在本发明中,组成所述电池组420的所述可充电电池421的类型不受限制,例如所述可充电电池421可以是但不限于铅酸蓄电池、锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池、锌空电池、太阳能电池、生物电池或者燃料电池等。
本发明的所述农机动力系统400的所述动力机构450进一步包括一电机单元451和一动力传输单元452,其中所述电机单元451被连接于所述电池组420,所述动力传输单元452被连接于所述电机单元451。具体地说,所述输出连接器进一步被连接于所述电机单元451,以通过所述输出连接器将被存储在所述电池组420的电能提供至所述电机单元451而产生动力,也即,所述电机单元451通过所述输出连接器被连接于所述电池组420,其中所述动力传输单元452分别被连接于所述电机单元451和所述农机本体402,以通过所述动力传输单元452将所述电机单元451产生的动力传输至所述农机本体402,从而驱动所述农机本体402工作。
所述电机单元451进一步包括一金属的外罩4511和被设置于所述外罩4511的内部空间的一鼠笼式交流电机4512,其中被连接于所述电池组420的输出端的所述连接器440进一步被连接于所述电机单元451的所述鼠笼式交流电机4512。如图7所示,所述电动装置401包括一散热机构460,所述散热机构460被设置于所述容器410,并且所述散热机构460被邻近地设置于所述电池组420,以用于将被容纳于所述容器410的所述电池组420在工作时产生的热量辐射至所述容器410的外部环境,从而使所述容器410的内部的温度能够被保持于适当的范围内。所述散热机构460还可以被连接于所述电源管理模块430,以藉由所述电
源管理模块430管理所述散热机构460的工作状态,例如所述电源管理模块430能够控制所述散热机构460的转速等工作状态,从而使所述容器410的内部的温度被保持于适当的范围内,以进一步保证本发明的所述农机动力系统400的所述电动装置401在被使用时的稳定性。
如图8所示,所述电源管理模块430进一步包括被相互连接的一采集模块431、一分析模块432以及一控制模块433。所述采集模块431被连接于所述电池组420,以使得所述采集模块431能够采集所述电池组420的实时数据并将该实时数据发送至所述分析模块432,所述分析模块432能够根据所述采集模块431采集的实时数据获得所述电池组420的实时状态,所述控制模块433根据所述分析模块432获得的所述电池组420的实时状态管理所述电池组420。
所述电源管理模块430能够管理所述电池组420的放电过程。所述采集模块431能够在所述电池组420向外输出电能时采集每个所述可充电电池421的实时数据,例如所述采集模块431能够采集每个所述可充电电池421向外输出的电压和/或电流等实时数据,并且将该实时数据发送至所述分析模块432。所述分析模块432根据所述采集模块431采集的每个所述可充电电池421的实时数据获得所述电池组420和所述电池组420的每个所述可充电电池421的实时状态,例如所述分析模块432根据所述采集模块431获得的每个所述可充电电池421向外输出的电压和/或电流获得所述电池组420和所述电池组420的每个所述可充电电池421的剩余电量。所述控制模块433能够根据所述分析模块432获得的所述电池组420和所述电池组420的每个所述可充电电池421的实时状态管理所述电池组420和所述电池组420的每个所述可充电电池421,例如所述控制模块433能够根据每个所述可充电电池421的剩余电量控制每个所述可充电电池421向外输出的电能的多少,从而使所述电池组420的每个所述可充电电池421的剩余电量被均衡,通过这样的方式,所述电源管理模块430能够管理所述电池组420的放电过程。
所述电源管理模块430能够管理所述电池组420的充电过程。所述采集模块431能够在所述电池组420被充电时采集每个所述可充电电池421的实时数据,例如所述采集模块431能够采集每个所述可充电电池421被充入的电能的电压和/或电流等实时数据,并且将该实时数据发送至所述分析模块432。所述分析模块432根据所述采集模块431采集的每个所述可充电电池421的实时数据获得所述电池组420和所述电池组420的每个所述可充电电池421的实时状态,例如所述分析模块432根据所述采集模块431获得的每个所述可充电电池421被充入的电能的电压和/或电流获得所述电池组420和所述电池组420的每个所述可充电电池421的电量。所述控制模块433能够根据所述分析模块432获得的所述电池组420和所述电池组420的每个所述可充电电池421的实时状态管理所述电池组420和所述电池组420的每个所述可充电电池421,例如所述控制模块433能够根据每个所述可充电电池421的电量控制向每个所述可充电电池421充入的电能的多少,从而使所述电池组420的每个所述可充电电池421被充入的电量被均衡,通过这样的方式,所述电源管理模块430能够管理所述电池组420的充电过程。
进一步地,所述采集模块431包括一电压传感器4311、一电流传感器4312以及一温度传感器4313中的至少一种,通过所述电压传感器4311和所述电流传感器4312,所述采集
模块431能够采集在使用所述电池组420向外输出电能或者向所述电池组420充入电能时,所述采集模块431能够获得所述电池组420的实时状态,通过所述温度传感器4313,所述采集模块431能够采集所述容器410的内部的温度以获得所述电池组420的实时状态。优选地,所述采集模块431的所述电压传感器4311、所述电流传感器4312以及所述温度传感器4313被通过CAN总线(Controller Area Network总线)连接至所述电源管理模块430。
所述电动装置401还包括一显示机构480,所述电源管理模块430进一步包括被连接于所述显示机构480的一反馈模块434,其中所述反馈模块434能够将所述电源管理模块430获得的所述电池组420的实时状态发送至所述显示机构480,以藉由所述电动高速插秧机的操作者查看,通过这样的方式,能够实现所述电动高速插秧机的操作者与所述电动高速插秧机之间的交互,以便于使所述电动高速插秧机的操作者能够更好地操作所述电动高速插秧机。本领域的技术人员可以理解的是,所述反馈模块434与所述采集模块431、所述分析模块432和所述控制模块433被相互连接。
如图9所示,为所述电源管理模块630的第一替代模式,所述电源管理模块630包括一诊断模块631A,一管理模块632A以及一显示单元633A。所述电池组620分别电连接于所述诊断模块631A、所述管理模块632A以及所述显示单元633A,其中所述诊断模块631A、所述管理模块632A以及所述显示单元633A是分别搭配运用,以达到各种的控管,像是数据收集、电池状态估计、能量管理、安全管理、通讯功能、热管理、充电保证功能、故障诊断以及历史资料储存等。
如图10所示,为所述电源管理模块630的第二替代模式,所述电源管理模块630包括一控制单元6301,一温度传感器6302,一均衡电路6303,一电压采集电路6304,一电流采集电路6305,一驱动处理电路6306,一充放电单元6307,一短路保护电路6308,一存储器6309,一电源电路6310,一RS311通信驱动6311,以及一CAN-BUS通信驱动6312,以上各单元和电路是根据设计需求而连接,以用于对所述电池组620进行有效管理和安全监控。其中所述电源管理模块630对于所述电池组620进行的管理包括准确估测SOC,即准确估测所述电池组620的荷电状态(State of Charge,SOC),又称电池剩余电量,并且透过所述电源管理模块630保证SOC维持在合理的范围内,防止过度充电或过度放电对于所述电池组620造成的损伤,更进一步的随时预报所述电池组620还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。
如图11所示,为所述电源管理模块630的第三替代模式,所述电源管理模块630包括一控制单元631B,一电压检测632B,一温度检测633B,一保护单元634B,一充电均衡单元635B,一存储器636B,一电量计637B,一保护电路638B以及一转接模块639B,以上各单元和电路是根据设计需求而连接,以用于对所述电池组620进行有效管理和安全监控。其中所述电源管理模块630对于所述电池组620进行的管制包含准确估测SOC,即准确估测所述电池组620的荷电状态(State of Charge,SOC),又称电池剩余电量,并且透过所述电源管理模块630元保证SOC维持在合理的范围内,防止过度充电或过度放电对于所述电池组620造成的损伤,更进一步的随时预报所述电池组620还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。
另外,值得一提的是,当所述电动装置601内的所述电池组620的电能耗尽时,可以直接透过所述连接器640进行充电,亦可直接从所述电动高速插秧机上更换所述电动装置601。也就是说,所述电动高速插秧机包括一安装槽用于可拆地固定所述电动装置601,这样所述电动装置601可以轻巧方便地从所述电动高速插秧机上更换,以便当所述电动装置601内的所述电能耗尽时,可随时方便地更换另一充满电能的电动装置601,以避免影响所述电动高速插秧机的操作。特别地是,所述电动装置601安装于所述电动高速插秧机的位置,应该尽可能地设置于传统插秧机的内燃机位置,以达到尽可能不改变传统插秧机的结构。在另外的示例中,所述电动装置601也可以被设置于所述电动高速插秧机的重心位置,以使得所述电动高速插秧机容易被掌握平衡,从而被方便且安全地使用。
附图12示出了所述电动高速插秧机的一机体监视单元750,其用于监视所述电动高速插秧机的电池箱710等电气部分。具体地,所述电动高速插秧机包括一电池箱710、一控制系统720、一驱动系统730、一机械传动机构740、一功能执行组件760和一机身770。所述机身770包括一机体支撑架771和一行进组件772,其中所述行进组件772被可滚动地设置于所述机体支撑架771。所述电池箱710、所述机械传动机构740、所述驱动系统730和所述控制系统720均设置于所述机体支撑架771上,其中所述功能执行组件760和所述行进组件772分别被可驱动地设置于所述机械传动机构740。所述电池箱710输出电能并控制所述驱动系统730驱动所述机械传动机构740,所述机械传动机构740完成所述电动高速插秧机的前进后退等运行以及带动所述功能执行组件760完成农作物耕作等功能性的目的。
所述电池箱710能够为所述电动高速插秧机提供电力能源。具体地,所述电池箱710包括一电池箱体711、一电池组712、一电池管理系统713和一输出端连接器714。所述电池组712和所述电池管理系统713被电气性连接,并且所述电池组712和所述电池管理系统713被设置于所述电池箱体711内。所述输出端连接器714设置于所述电池箱体的侧部,所述输出端连接器714连接于所述控制系统720和所述机体监视单元750。所述输出端连接器714进一步包括一CAN输出端7141和一电源线输出端7142。所述CAN输出端7141被连接于所述电池组712、所述控制系统720和所述机体监视单元750,所述CAN输出端7141通过CAN总线的方式和其他部件进行信息交换,例如所述CAN输出端7141能够和所述电池组712、所述控制系统720和所述机体监视单元750进行信息交换。所述电源线输出端7142和连接于所述电池组712,和能够被连接于一电源适配器790,所述电源适配器790外接到交流电源上,得以对所述电池组712进行充电。
更进一步地,所述电池组712的内部具有多个电池单元7120,各所述电池单元7120并联连接后电连接于所述电池管理系统713。所述电池组712通过所述电池管理系统713检测后输出电能,从而为所述电动高速插秧机提供动力能源。
也就是说,在本发明的这个优选实施例中,所述电池箱体711还包括两端盖,所述输出端连接器714设置在所述端盖两侧。所述电池管理系统713通过CAN总线的方式与所述电动高速插秧机的所述控制系统720进行信息交互。所述电池管理系统713电连接于所述机体监视单元750,能够通过所述输出端连接器714将所述电池组712的信息输出至所述机体监视单元750,方便进行人机交互。所述驱动系统730的状态信息能够通过所述控制系统720
输出到所述机体监视单元750,所述功能执行组件760的工作状态信息也能够输出到所述机体监视单元750,方便操作人员通过所述机体监视单元750的显示信息及时对所述电动高速插秧机的各状态进行监视和调整,保证所述电动高速插秧机整体的正常工作状态。所述电池管理系统713(英文为BATTERY MANAGEMENT SYSTEM,以下简称为BMS)是所述电池组712与操作人员之间的纽带,主要对象是所述电池单元7120,例如所述电池单元7120可以是但不限于可充电电池。所述电池管理系统(BMS)713主要就是为了能够提高电池的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。
所述电动高速插秧机的所述电池管理系统(BMS)713主要用于对所述电动高速插秧机的电池参数进行实时监控、故障诊断、SOC估算、短路保护、漏电检测、显示报警、充放电选择等,并通过CAN总线的方式与所述电动高速插秧机的所述控制系统720和所述机体监视单元750进行信息交互,保障所述电动高速插秧机高效、可靠、安全作业。
因此,所述电池管理系统(BMS)713进一步包括一控制单元模块7131、一检测模块7132、一电量均衡及控制模块7133和一数据通信与传输模块7134。各所述电池单元7120分别连接于所述检测模块7132,所述检测模块7132电连接于所述控制单元模块7131,所述控制单元模块7131连接于所述电量均衡及控制模块7133。所述控制单元模块7131通过CAN总线通过所述输出端连接器714连接于所述控制系统720进行信息交互。所述数据通信与传输模块134能够将所述电池组712的各信息通过所述CAN输出端141传送至所述机体监视单元750。所述检测模块7132进一步包括一数据采集与分析模块71321和一绝缘检测模块71322,所述控制单元模块7131包括一SOC模块(State of Charge)71311、一充放电管理与控制模块71312和一热管理与控制模块71313。
更具体地,所述数据采集与分析模块71321在所述电池组充放电过程中,实时采集所述电动高速插秧机的所述电池组712中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池组总电压。所述SOC模块71311准确估测动力电池组的荷电状态,即电池剩余电量,保证SOC维持在合理的范围内,防止由于过充电或过放电对电池造成损伤,并随时显示所述电动高速插秧机的所述电池组712的剩余能量,即储能电池的荷电状态。所述充放电管理与控制模块71312防止所述电池组712发生过充电或过放电现象。所述电量均衡及控制模块7133为各所述电池单元7120均衡充电,能够判断并自行进行均衡处理,使所述电池组712中各个所述电池单元7120都达到均衡一致的状态。所述电池组712的主要信息通过所述电池管理系统713的所述数据通信与传输模块7134在所述机体监视单元750进行实时显示。所述热管理与控制模块71313实时采集所述电池组712的所述电池单元7120内的测点温度,通过对散热风扇的控制防止电池温度过高。所述绝缘检测模块71322监测供电短路漏电等可能对人身和设备产生危害的状况。所述电池组712与各所述检测模块7132之间可以采用精度高、稳定性好的传感器(例如电流传感器、电压传感器和温度传感器等)来进行实时检测。
进一步地,所述控制系统720检测所述驱动系统730并提供可行性的工作信息,并及时给予所述驱动系统730指令;所述驱动系统730通过所述机械传动机构740给予各功能模块动力;操作人员通过所述机体监视单元750提供的信息操作设置于所述机身770上的相关的所述功能执行组件760达到农作物耕作等目的。所述控制系统720包括一CAN通信模块721
和一电控单元模块722。所述CAN通信模块电连接于所述输出端连接器714以及所述机体监视单元750,用于信息的通信与传输。所述电控单元模块22用于检测所述驱动系统730并提供可行性的工作信息,并及时给予所述驱动系统730指令。值得一提的是,所述控制系统720的操控方式采用集成式,其设置在所述机身770上,通过有线或者无线的方式连接至各功能模块。在本发明的其他实施例中,所述控制系统720的操控方式为远程遥控式,也即是说操作人员可以使用一远程遥控器对所述电动高速插秧机进行远程遥控。
所述驱动系统730包括一电机731、一变速箱732、一离合器733和一输出轴734。所述离合器连接所述电机731和所述变速箱733,所述变速箱733连接于所述输出轴734,所述电机731控制所述变速箱32实现所述机械传动机构740的驱动。为了更好地节省空间和保持所述电动高速插秧机的外观,所述电机731的安装位置处于所述机身770的前端,优选地,所述电机731设置于所述电池箱710的下方。所述电机731的初始转速以及所述输出轴734的转速分别通过一转速传感器7351和7352检测到并反馈给所述控制系统720。所述控制系统720的所述电控单元模块722通过一执行机构组件736给予所述驱动系统730指令。所述驱动系统730进一步包括所述执行机构组件736,所述执行机构组件736包括一电动执行机构7361、一离合器执行机构7362和一换挡驱动执行机构7363。所述电控单元模块722通过所述电动执行机构7361控制所述电机731,所述电控单元模块722通过所述离合器执行机构7362控制所述离合器733,所述电控单元模块722通过所述换挡驱动执行机构7363控制所述变速箱732。也就是说,所述电动执行机构7361被连接于所述电机731和所述电控单元模块722,所述离合器执行机构7362被连接于所述离合器733和所述电控单元模块722,所述换挡驱动执行模块7363被连接于所述变速箱732和所述电控单元模块722。
此外,为了使所述电机731的转速有更大的调节范围,从而实现农作物幼苗(秧苗)的株距的多级范围,所述驱动系统730还包括一电机调速器,能够进一步调节所述电机731的转速范围。所述电机调速器连接于所述电机731。所述电机调速器可以是Curtis(美国科蒂斯CURTIS公司,主营的产品有电机控制系统、仪表、功率转换器、输出/输入装置、电流转换产品等)生产的AC Motor Controllers 1232机型。优选地,在本发明的这个优选实施例中,所述电机调速器简化了内部功能,具有控制电机完成前进和后退的功能,降低了整机的生产成本。
此外,由于所述电动高速插秧机的工作的特殊性,其需要较强的转矩和较高的绝缘性,故采用了免维护、结构简单、调速范围广的交流变频电机。在所述电动高速插秧机在运行转弯时需要翘起所述机身770的前端才能实施转弯功能,因此对所述电机731的重量提出了很高的要求。也就是说,所述电机731的类型采用鼠笼式交流电机(转子绕组不是由绝缘导线绕制而成,而是铝条或铜条与短路环焊接而成或铸造而成的三相异步电动机称为鼠笼式电机),所述电机731包括一定子和一转子。所述转子是三相异步电动机的旋转部分,所述转子包括一转子铁心、一转子绕组和一转轴。所述转子铁心也是所述电机731的磁路的一部分,由外圆周上冲有均匀线槽的硅钢片叠压而成,并固定在所述转轴上。所述转子铁心的线槽中设置有所述转子绕组。所述转子绕组形状为鼠笼状,它的结构是嵌入线槽中铜条为导体,铜条的两端用短路环焊接起来,也可以采用较便宜的铝替代铜,将转子导体、短路环和风扇等
铸成一体,成为铸铝鼠笼式转子。所述电机731在所述定子的外面采用铝合金作为外壳。这样一是减轻了所述电机731的重量,二是增加了所述电机731的散热功能。此外,所述电机731的两电机端盖采用了铝合金压铸工艺。
值得一提的是,所述电机731和所述变速箱732的连接方式有齿轮连接、轴连接、皮带连接和花键连接方式。在本发明的优选实施例中,所述电机731和所述变速箱732的连接方式采用齿轮连接。齿轮连接能够将齿轴、传动轴和链条、齿轮、皮带轮、正轮都整合进去。
进一步地,所述输出轴734进一步包括一行进输出轴7342和一插秧输出轴7341,其中所述行进输出轴7342和所述插秧输出轴7341分别被连接于所述变速箱732。所述机械传动机构740进一步包括一行进传动机构742和一插秧传动机构741。所述行进传动机构742被连接于所述行进输出轴7342。所述行进传动机构742在所述行进输出轴7342的驱动下带动所述电动高速插秧机的所述行进组件772。也就是说,在本发明的这个优选实施例中,所述电机731得以驱动所述电动高速插秧机的机轮转动,各所述机轮转动完成所述电动高速插秧机的前进、后退和速度的改变等行进功能。所述插秧传动机构721被连接于所述插秧输出轴7341和所述功能执行组件760,在所述电机731的驱动下完成农作物耕作等功能。
值得一提的是,在本发明的其他实施例中,所述电动高速插秧机也可以采用轮毂电机技术,也就是说将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内,从而将所述电动高速插秧机的机械部分大大简化。轮毂电机技术的应用能够省略大量的传送部件,使所述电动高速插秧机的结构更简单,重量也减轻,也提高了传动效率。轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性,可以通过左右车轮的不同转速甚至反转实现差动转向,大大减小车辆的转弯半径,在特殊情况下几乎可以实现原地转向,从而使所述电动高速插秧机在田间作业时更容易转向。
所述机体监视单元750是重要的人机交互系统,具有监视功能和报警功能。在所述电动高速插秧机工作的过程中,需要监控电池的各种信息、所述电动高速插秧机的机体运行状态、电机的工作状态的反馈、所述电动高速插秧机在执行特定功能时的工作状态(例如其他实施例中电动高速插秧机的行进速度、插秧时间间隔、株距档数的显示等等)以及在电池不在正常状态时及时发出报警等等。例如所述电池箱710内发生电池短路、电池过量充电、电量不足和电量用尽等故障时,及时反馈给操作人员进行故障排除,保障所述电动高速插秧机的正常运行。
具体地,所述电动高速插秧机的所述机体监视单元750包括一电池信息监视模块751、一机体状态监视模块752、一显示屏753和多个传感器754。所述传感器754被连接于所述功能执行组件760和所述机体状态监视模块752,其中所述传感器754能够将检测到的所述功能执行组件760的各种工作状态信息输入给所述机体状态监视模块752。所述电池信息监视模块751和所述机体状态监视模块752分别被连接于所述显示屏753,以使得所述电池信息监视模块751和所述机体状态监视模块752的信息能够显示在所述显示屏753上,操作人员通过所述显示屏753上的信息通过所述控制系统720及时对所述电动高速插秧机的工作状态进行调整。
所述显示屏753设置于所述机身770的一操控扶手上,从而便于操作人员读取所述机体监视单元750反馈的信息。本领域的技术人员可以理解的是,在本发明的其他实施例中,所
述显示屏753也可以设置于所述电池箱710的外侧。在本发明的优选实施例中,所述机体监视单元750内部模块的连接方式采用集成式。
进一步地,所述电池信息监视模块751还可以包括一SOC状态显示模块7511、一电压监视模块7512、一电流监视模块7513和一电量监视模块7514相互集成式电连接在电路板上。所述电池信息监视模块751即时地将信息传输显示到所述显示屏753上。更具体地,所述SOC状态显示模块7511电连接于所述SOC模块71311,即时地将SOC状态信息显示到所述显示屏753上。所述电压监视模块7512电连接于所述检测模块7132,即时地将所述电池组712的电压状态(包括单体端电压以及总电压)显示到所述显示屏753上。所述电流显示模块7513电连接于所述检测模块7132,即时地将所述电池组712的电流状态(包括单体电流以及总电流)显示到所述显示屏753上。所述电量监视模块7514电连接于所述充放电管理与控制模块71312,即时地将所述电池组712的电量信息显示于显示屏753上。值得一提的是,所述电池信息监视模块751还包括一报警发声模块7515,所述报警发声模块7515电连接于所述热管理和控制模块71313,用于在发生电池短路和电池过热等情况时及时发出声音警示操作人员。
所述机体状态监视模块752进一步包括一电机转速监视模块7521、一农机行进速度监视模块7522和一功能状态监视模块7524。所述驱动系统730的所述转速传感器7351将所述电机731的转速信息通过所述控制系统720传输至所述机体监视单元750的所述电机转速监视模块7521,所述电机转速监视模块7521即时地将所述电机731的转速信息显示在所述显示屏753。所述驱动系统730的所述转速传感器7352将所述行进组件772的行进速度信息通过所述控制系统720传输至所述机体监视单元750的所述农机行进速度监视模块7522。所述传感器754连接于所述功能执行组件760,并将功能执行状态信息通过所述功能状态监视模块7524即时地输出到所述显示屏753上,从而操作人员能够从所述显示屏753上获得信息反馈,例如获得一电动高速插秧机的插秧时间间隔、株距档数的显示等等信息,并且能够及时作出调整。
值得一提的是,所述机体状态监视模块752还包括一计时器7523,所述计时器523电连接于所述控制系统720和所述功能执行组件760,实现所述电动高速插秧机的计时功能。
值得一提的是,在本发明的优选实施例中,所述机体监视单元750采用集成式,通过有线或者无线的方式连接至各功能模块。在本发明的其他实施例中,所述机体监视单元750为远程监视式,也就是说操作人员可以使用一远程监视器对所述电动高速插秧机进行远程监视。更具体地,所述机体监视单元750进一步包括一智能路由模块755,所述智能路由模块755连接于互联网络,得以使所述显示屏753上反馈的各种信息通过无线传输的方式传输给操作人员的一移动显示端设备,例如远程监视器上或者手机、笔记本电脑等设备上。
也就是说,在本发明的其他实施例中,所述机体监视单元750还包括所述智能路由模块755,所述智能路由模块755被连接于所述电池信息监视模块751和所述机体状态监视模块752,所述显示屏753与所述电动高速插秧机可拆卸连接,所述显示屏753包括一信息接收模块,所述智能路由模块755通过无线或有线的方式传输给所述显示屏753的所述信息接收模块。操作人员可以将所述显示屏753安装在所述电动高速插秧机上方便监视的位置,也可
以将所述显示屏753从所述电动高速插秧机上拆卸下来,随身携带从而远程监控。
也就是说,在本发明的其他实施例中,所述机体监视单元750还包括所述智能路由模块755,所述智能路由模块755被连接于所述电池信息监视模块751和所述机体状态监视模块752,所述智能路由模块755包括一信息传输模块,所述信息传输模块将接收的信息通过无线传输的方式传送至一移动客户端。操作人员可以在手机或者笔记本电脑上下载客户端,随时监视所述电动高速插秧机的工作情况。
如图13所示,是根据本发明上述优选实施例的所述电动高速插秧机的电池控制单元,供管理控制所述电动高速插秧机运作时电能状态,也就是说,所述电池控制单元对一电池进行有效管理和安全监控,这样可提高所述电池的做用效率和可靠性并延伸所述电池的使用寿命。另外,所述电池控制单元又可称为电池管理系统(Battery Management System,BMS)。透过所述电池控制单元10100以检测处理所述电动高速插秧机的相关信息参数后向所述电动高速插秧机的一控制系统10300输出一电能,其中所述电能经由一电池或一电池组10200所提供,其中经由所述控制系统10300检测一驱动机构10500并提供可行性的所述信息参数给所述电池控制单元10100,最后由操作人员通过一显示系统10400提供的所述信息参数操作相关的机械传动机构10600以达到所述所述电动高速插秧机的运行和种植的目地。另外,值得一提的是,所述控制系统10300用于给予所述驱动机构10500指令,同时所述驱动机构10500通过各机械传动机构10600提供各功能700所需动力源。
图13所示,所述电池控制单元10100电连接于所述电池组10200和所述控制系统10300之间,这样所述电池控制单元10100可以控管所述电池的使用状态,同时将所述电池的所述电能向所述电动高速插秧机的所述控制系统输出。并且,所述控制系统10300可检测所述驱动机构10500,并将所述驱动机构10500的所述信息参数传送至所述电池控制单元10100。值得一提的是,所述电池控制单元10100电连接于所述显示系统10400,这样所述信息参数即可通过所述电池控制单元10100传送至所述显示系统10400,并经由所述显示系统10400显示各种设计数值。特别地,所述驱动机构10500电连接于所述控制系统10300,并且连接所述机械传动机构10600,这样当所述控制系统10300对于所述驱动机构10500下达操作指令时,所述驱动机构10500将提供动力源至所述机械传动机构10600,以使所述机械传动机构10600达到所述电动高速插秧机预设的各功能700。
根据本发明优选实施例,如图14所示,所述电动高速插秧机的所述电池控制单元包括一诊断模块10101,一管理模块10102以及一显示单元10103。所述电池组10200分别电连接于所述诊断模块10101、所述管理模块10102以及所述显示单元10103,其中所述诊断模块10101、所述管理模块10102以及所述显示单元10103是分别搭配运用,以达到各种的控管,像是数据收集、电池状态估计、能量管理、安全管理、通讯功能、热管理、充电保证功能、故障诊断以及历史资料储存等。
特别地,所述诊断模块10101包括至少一诊断芯片,供接收所述电池组的电压讯号以进行过高或过低电压保护等功能,其中所述管理模块10102包括至少一管理芯片,供接收所述电池组的电压、电流、温度,以进行SOC估测、电池循环寿命估测、过电流、过温度保护。
值得一提的,所述数据收集是用以搜集所述电动高速插秧机在工作时的各种状态以及相
对应所述电池组在所述电动高速插秧机工作时的所述电池组的状态,各种数据的收集将是对于所述电池制单元100的性能重要指标。所以电池状态估计则包括SOC和SOH等,是所述电动高速插秧机进行能量与功率控制的动要依据,要求所述电动高速插秧机在使用时随时对所述电动高速插秧机耗能进行计算,以便提供功率配置。所述能量管理是将电流、电压、温度、SOC、SOH等做为输入参数,进行均衡充电、放电过程的监控与管理,因此,值得一提的是所述电池控制单元还包括一均衡电源模块,其连接于所述管理模块10102和所述诊断模块10101,以确保充电电压的均衡。所述安全管理包括监测电池电压、电流与温度是否超过限制,防止电池过度充电与过度放电,特别是热失控,一般是以直接切断电源、示警、和短路等三种方式进行安全管理。所述通讯功能是利用摸拟讯号、PWM讯号、CAN总线或I2C串行接口等方式。所述热管理是维推电池温度的均衡,并在合理范围对高温电池散热、对低温电池加热。所述充电保证功能是在检测掌握各电池的工作状态后,藉由充电控制将性能有所差异的不同电池进行充放电差别处理,以保证不会有过充或过放电的现象,因此,所述电池控制单元还包括一保护模块,其连接于所述电池组和所述管理模块。所述历史资料储存是对所述电池组的历史状况进行储存,以便往后进行分析判断。
所述电池控制单元10100进一步包括一通讯模块系选自于由摸拟讯号、PWM讯号、CAN总线或I2C串行接口所组成的群组,以确保所述电动高速插秧机在使用状态下信息的取得和处理。
根据本发明优选实施例,如图15所示,为所述电动高速插秧机的所述电池控制单元的另一设计模式,其中所述电池控制单元10100包括一控制单元1011,一温度传感器1012,一均衡电路1013,一电压采集电路1014,一电流采集电路1015,一驱动处理电路1016,一充放电单元1017,一短路保护电路1018,一存储器1019,一电源电路1020,一RS232通信驱动1021,以及一CAN-BUS通信驱动1022,以上各单元和电路是根据设计需求而连接,以用于所述电动高速插秧机的电动系统并负责对所述电池组进行有效管理和安全监控。其中所述电池控制单元对于所述电池组进行的管理包括准确估测SOC,即准确估测所述电池组的荷电状态(State of Charge,SOC),又称电池剩余电量,并且透过所述电池控制单元保证SOC维持在合理的范围内,防止过度充电或过度放电对于所述电池组造成的损伤,更进一步的随时预报所述电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。
值得一提的是,在所述电池组充放电过程中,即时采集所述电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压,防止电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时提供所述电池状况,挑选出有问题的所述电池,保持整组电池运行的可靠性和高效性,使剩余电量估计模型的实现成为可能。除此以外,还要建立每块电池的使用历史档案,为了进一步优化和开发新型电、充电器等提供资料。
根据本发明优选实施例,如图16所示,为所述电动高速插秧机的所述电池控制单元的另二设计模式,其中所述电池控制单元10100包括一控制单元1011A,一电压检测1012A,一温度检测1013A,一保护单元1014A,一充电均衡单元1015A,一存储器1016A,一电量计1017A,一保护电路1018A以及一转接模块1019A,以上各单元和电路是根据设计需求而连接,以用于所述电动高速插秧机的电动系统并负责对所述电池组进行有效管理和安全监
控。其中所述电池控制单元10100对于所述电池组10200进行的管制包含准确估测SOC,即准确估测所述电池组的荷电状态(State of Charge,SOC),又称电池剩余电量,并且透过所述电池控制单元保证SOC维持在合理的范围内,防止过度充电或过度放电对于所述电池组造成的损伤,更进一步的随时预报所述电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。
值得一提的是,在所述电池组充放电过程中,即时采集所述电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压,防止电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时提供所述电池状况,挑选出有问题的所述电池,保持整组电池运行的可靠性和高效性,使剩余电量估计模型的实现成为可能。除此以外,还要建立每块电池的使用历史档案,为了进一步优化和开发新型电、充电器等提供资料。
本领域的技术人员应理解,上述的各种电池控制单元的设计模式会根据各种不同的需求情况进行调整设计,可能是不同的农机、不同的环境、不同的需求以进行改变设计。特别的是本发明主要是透过所述电池控制单元对所述电动高速插秧机的电动系统进行控管,也就是说所述电池控制单元与所述电动高速插秧机的所述电池是结合在一起,以对所述电池的电压、温度、电流进行检测,同时还进行热管理、电池均衡管理、警报提醒、漏电检测、计算剩余容量、放电功率,报告SOC&SOH状态等,并提供所述电池组的优化使用方法,防止电池组滥用和不合理使用,保障其使用的安全性和长寿命,又能最大限度的发挥其性能,实现电池容量和能量利用的高效性。
另外,如图17所示,本发明还提供一电动高速插秧机的电池控制单元检测方法,其包括如下步骤:(S01)确认一电池组10200状态;(S02)确认所述电池组10200电压;(S03)确认所述电池组10200温度;以及(S04)确认所述电池组10200电流。
根据步骤(S01),确认所述电池组10200是充电状态、放电状态或闲置状态,若为充电状态则进行充电均衡设定,若为放电状态则进行步骤(S02),若为闲置状态则进入休眠状态。
根据步骤(S02),确认所述电池组10200电压,若过度充电,则进入充电保护设定,若过度放电则进行放电保护设定,若为正常数值则进行步骤(S03)。
根据步骤(S03),确认所述电池组10200的温度,当温度过高则进行充放电保护,若温度在正常数值则进行步骤(S04)。
根据步骤(S04),确认所述电池组10200电流,当出现过流现象则进行充放电保护。
本领域的技术人员应理解,上述步骤的先后顺序,可以根据制造工艺的需求进行先后的调整。
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 (14)
- 一电动高速插秧机,其特征在于,包括:一电动系统;和一作业系统;所述作业系统包括一插秧单元和一行走单元,所述行走单元适于操作人员乘坐地行走,所述电动系统以电能驱动所述插秧单元和所述行走单元,以使得所述插秧机在操作人员乘坐时高速地作业。
- 根据权利要求1所述的电动高速插秧机,其中所述插秧机包括一机械传动系统,所述电动系统通过所述机械传动系统传动于所述作业系统。
- 根据权利要求1所述的电动高速插秧机,其中所述作业系统包括一操作单元,所述操作单元提供所述操作人员操位置。
- 根据权利要求1所述的电动高速插秧机,其中所述行走单元包括一车轮组,所述车轮组支撑所述插秧机的行走,所述电动系统以电能驱动所述车轮组的行走。
- 根据权利要求4所述的电动高速插秧机,其中所述车轮组包括一组前轮和一组后轮,所述前轮被设置于所述插秧机前部,其控制所述插秧机的行走方向,所述后轮被设置于所述插秧机后部,配合所述一组前轮支撑所述插秧机可乘坐地行走。
- 根据权利要求1所述的电动高速插秧机,其中所述行走单元包括一中央浮船和两侧浮船,所述中央浮船和所述两侧浮船设置于所述插秧单元下方位置,以便于在水中时向所述插秧单元提供支撑。
- 根据权利要求1至6任一所述的电动高速插秧机,其中所述电动系统包括一电源和电源管理单元,所述电源为所述电动系统提供电能,所述电源管理单元管理所述电源的工作。
- 根据权利要求7所述的电动高速插秧机,其中所述电动系统包括一驱动单元,所述驱动单元由所述电源获取电能驱动所述作业系统进行作业。
- 根据权利要求8所述的电动高速插秧机,其中所述驱动单元包括一电动机,所述电动机由所述电源获取电能驱动所述作业系统作业。
- 根据权利要求7所述的电动高速插秧机,其中所述电动系统包括一控制单元,所述控制单元控制所述电动系统的工作。
- 根据权利要求7所述的电动高速插秧机,其中所述电动系统包括移动显示单元,所述显示单元显示所述电源管理单元的管理参数。
- 根据权利要求8所述的电动高速插秧机,其中所述驱动单元采用轮毂电机方式实现所述电动高速插秧机的行走功能。
- 根据权利要求7所述的电动高速插秧机,其中所述电源选自:锂电池、密封式铅蓄电池、镍氢电池、镍铬电池、聚合物锂电池、太阳能电池、生物电池、锌空电池和燃料电池中的一种。
- 根据权利要求1至6任一所述的电动高速插秧机,其中所述电动系统包括一电路模块,所述电路模块被防水封闭地设置,以防水地输出电能。
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