基于功率跟随的混合动力高速插秧机及其功率跟随方法技术

本发明专利技术提供一基于功率跟随的混合动力高速插秧机及其功率跟随方法，其中所述混合动力高速插秧机包括一插秧机主机、一动力系统以及一处理系统。所述动力系统被电气连接于所述插秧机主机，其中所述动力系统包括一发动机、至少一发电设备以及一发动机控制器，其中所述发动机被所述发动机控制器控制，而驱动所述发电设备发电，其中所述处理系统整合所述插秧机主机的工作需求功率，和基于所述工作需求功率生成至少一发动机控制指令至所述发动机控制器，藉由所述发动机控制器基于所述发动机控制指令控制所述发动机的工作状态。

【技术实现步骤摘要】
基于功率跟随的混合动力高速插秧机及其功率跟随方法
本专利技术涉及农机设备领域，尤其涉及一基于功率跟随的混合动力高速插秧机及其功率跟随方法。
技术介绍
插秧机是将水稻秧苗定植在水田中的种植机械，替代了人工插植作业的过程，有利于后续作业的机械化。现有技术的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。纯电动的高速插秧机在提供电能的效率方面存在缺陷，由于所述高速插秧机在插秧作业时，需要较大的能量输出，以便驱动插秧设备插秧作业，和驱动车辆的车轮部分行走。现有技术的电动高速插秧机电能存储量有限，不能够支持所述电动高速插秧机长时间的工作。因此，插秧机在工作过程中需要多次充电，而充电时间较长，严重影响了插秧机的作业效率。另外，现有技术的纯电动农机是由大量的电池提供电能，比如锂电池，电池的体积和重量使得所述插秧机难以做到小型化和轻型化。另外，电池的重量也使得插秧机在插秧作业时阻力较大，会对农田造成较大的损伤。以混合动力作为动力输出的插秧机，比如发动机驱动发电设备发电，再由所述发电设备为驱动所述插秧机行走和作业的电动机供电。但是现有技术的混合动力高速插秧机都是通过控制发动机的输出功率控制所述发电设备的发电效率。另一方面，发电设备发出的电能通常是需要被存储在电池中，再由电池为插秧机的用电设备供电。电池在存储和放电的过程中不可避免的会导致电能的损耗，通常情况下，电池的储电和放电过程会消耗10％的电能。也就是说，所述发电设备产生的至少10％的电能会由于充放电而消耗，造成能源的浪费。此外，现有技术的高速插秧机由于自身传动机构的结构复杂，电池等装置会使得高速插秧机整体重量难以降低，所述高速插秧机在作业时会对农田造成较大的损害。
技术实现思路
本专利技术的一个主要优势在于提供一基于功率跟随的混合动力高速插秧机及其功率跟随方法，其中所述混合动力高速插秧机根据整车需求功率发电，以使所述混合动力高速插秧机产生的电能满足整车需求。本专利技术的另一个优势在于提供一基于功率跟随的混合动力高速插秧机及其功率跟随方法，其中所述混合动力高速插秧机根据整车用电需求调整发电量，避免发电量过大而造成的能量损耗。本专利技术的另一个优势在于提供一基于功率跟随的混合动力高速插秧机及其功率跟随方法，其中所述混合动力高速插秧机根据整车用电需求调整发电量，减少电能在充放电过程中的电量损耗，提高电能的利用效率。本专利技术的另一个优势在于提供一基于功率跟随的混合动力高速插秧机及其功率跟随方法，其中所述混合动力高速插秧机减少电能存储装置，有利于降低所述混合动力高速插秧机的整车重量，简化整车的结构。本专利技术的另一个优势在于提供一基于功率跟随的混合动力高速插秧机及其功率跟随方法，其中所述混合动力高速插秧机减少电能存储装置，所述混合动力高速插秧机的一发电设备产生的电能被转化后传输至各用电单元，简化所述混合动力高速插秧机的电路结构。本专利技术的另一个优势在于提供一基于功率跟随的混合动力高速插秧机及其功率跟随方法，其中所述混合动力高速插秧机根据设定的工作功率调整发电量，以使得所述混合动力高速插秧机的发电量满足工作功率的需求，有利于提高所述混合动力高速插秧机的各用电单元控制的稳定性。本专利技术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。依本专利技术的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本专利技术的一混合动力高速插秧机，包括：一插秧机主机；一动力系统，其中所述动力系统被电气连接于所述插秧机主机，其中所述动力系统包括一发动机、至少一发电设备以及一发动机控制器，其中所述发动机被所述发动机控制器控制，而驱动所述发电设备发电；以及一处理系统，其中所述处理系统整合所述插秧机主机的工作需求功率，和基于所述工作需求功率生成至少一发动机控制指令至所述发动机控制器，藉由所述发动机控制器基于所述发动机控制指令控制所述发动机的工作状态。根据本专利技术的一个实施例，所述动力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设备于所述插秧机主机，藉由所述电能处理装置为所述插秧机主机提供工作电能。根据本专利技术的一个实施例，所述电能处理装置进一步包括至少一电压处理单元和至少一电流处理单元，其中所述电压处理单元基于所述插秧机主机的用电需求转化所述发电设备发出的电能的电压，所述电流处理单元转化所述发电设备发出的电流。根据本专利技术的一个实施例，所述插秧机主机包括一车辆主体、一行走系统、以及至少一作业系统，其中所述行走系统和所述作业系统被搭载至所述车辆主体，所述车辆主体、所述行走系统以及所述作业系统被电气连接于所述动力系统的所述电能处理装置，所述车辆主体、所述行走系统以及所述作业系统被通信地连接于所述处理系统，其中所述车辆主体的工作需求功率、所述行走系统的工作需求功率以及所述作业系统的工作需求功率被传输至所述处理系统，以供所述处理系统基于所述工作需求生成对应于所述发动机的控制指令。根据本专利技术的一个实施例，所述插秧机主机包括一车辆主体、一行走系统、以及至少一作业系统，其中所述行走系统和所述作业系统被搭载至所述车辆主体，所述车辆主体、所述行走系统以及所述作业系统被电气连接于所述动力系统的所述电能处理装置，所述行走系统和所述作业系统被通信地连接于所述处理系统，其中所述行走系统的工作需求功率和所述作业系统的工作需求功率被传输至所述处理系统，以供所述处理系统基于所述工作需求生成对应于所述发动机的控制指令。根据本专利技术的一个实施例，所述插秧机主机包括一车辆主体、一行走系统、以及至少一作业系统，其中所述行走系统和所述作业系统被搭载至所述车辆主体，所述车辆主体、所述行走系统以及所述作业系统被电气连接于所述动力系统的所述电能处理装置，所述车辆主体和所述行走系统被通信地连接于所述处理系统，其中所述车辆主体的工作需求功率和所述行走系统的工作需求功率被传输至所述处理系统，以供所述处理系统基于所述工作需求生成对应于所述发动机的控制指令。根据本专利技术的一个实施例，所述插秧机主机进一步包括一整车控制系统，其中所述整车控制系统通信地连接于所述车辆主体、所述行走系统、以及所述作业系统，其中所述整车控制系统控制所述车辆主体的工作状态，控制所述行走系统的行驶状态，以及控制所述作业系统的作业状态。根据本专利技术的一个实施例，所述行走系统包括至少两个前轮、至少两个后轮、至少两个前轮支架、至少两个后轮支架，一前桥、一后桥以及至少一行走电动设备，其中两个所述前轮支架被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一混合动力高速插秧机，其特征在于，包括：/n一插秧机主机；/n一动力系统，其中所述动力系统被电气连接于所述插秧机主机，其中所述动力系统包括一发动机、至少一发电设备以及一发动机控制器，其中所述发动机被所述发动机控制器控制，而驱动所述发电设备发电；以及/n一处理系统，其中所述处理系统整合所述插秧机主机的工作需求功率，和基于所述工作需求功率生成至少一发动机控制指令至所述发动机控制器，藉由所述发动机控制器基于所述发动机控制指令控制所述发动机的工作状态。/n

【技术特征摘要】
1.一混合动力高速插秧机，其特征在于，包括：
一插秧机主机；
一动力系统，其中所述动力系统被电气连接于所述插秧机主机，其中所述动力系统包括一发动机、至少一发电设备以及一发动机控制器，其中所述发动机被所述发动机控制器控制，而驱动所述发电设备发电；以及
一处理系统，其中所述处理系统整合所述插秧机主机的工作需求功率，和基于所述工作需求功率生成至少一发动机控制指令至所述发动机控制器，藉由所述发动机控制器基于所述发动机控制指令控制所述发动机的工作状态。


2.根据权利要求1所述的混合动力高速插秧机，其中所述动力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设备于所述插秧机主机，藉由所述电能处理装置为所述插秧机主机提供工作电能。


3.根据权利要求2所述的混合动力高速插秧机，其中所述电能处理装置进一步包括至少一电压处理单元和至少一电流处理单元，其中所述电压处理单元基于所述插秧机主机的用电需求转化所述发电设备发出的电能的电压，所述电流处理单元转化所述发电设备发出的电流。


4.根据权利要求2所述的混合动力高速插秧机，其中所述插秧机主机包括一车辆主体、一行走系统、以及至少一作业系统，其中所述行走系统和所述作业系统被搭载至所述车辆主体，所述车辆主体、所述行走系统以及所述作业系统被电气连接于所述动力系统的所述电能处理装置，所述车辆主体、所述行走系统以及所述作业系统被通信地连接于所述处理系统，其中所述车辆主体的工作需求功率、所述行走系统的工作需求功率以及所述作业系统的工作需求功率被传输至所述处理系统，以供所述处理系统基于所述工作需求生成对应于所述发动机的控制指令。


5.根据权利要求2所述的混合动力高速插秧机，其中所述插秧机主机包括一车辆主体、一行走系统、以及至少一作业系统，其中所述行走系统和所述作业系统被搭载至所述车辆主体，所述车辆主体、所述行走系统以及所述作业系统被电气连接于所述动力系统的所述电能处理装置，所述行走系统和所述作业系统被通信地连接于所述处理系统，其中所述行走系统的工作需求功率和所述作业系统的工作需求功率被传输至所述处理系统，以供所述处理系统基于所述工作需求生成对应于所述发动机的控制指令。


6.根据权利要求2所述的混合动力高速插秧机，其中所述插秧机主机包括一车辆主体、一行走系统、以及至少一作业系统，其中所述行走系统和所述作业系统被搭载至所述车辆主体，所述车辆主体、所述行走系统以及所述作业系统被电气连接于所述动力系统的所述电能处理装置，所述车辆主体和所述行走系统被通信地连接于所述处理系统，其中所述车辆主体的工作需求功率和所述行走系统的工作需求功率被传输至所述处理系统，以供所述处理系统基于所述工作需求生成对应于所述发动机的控制指令。


7.根据权利要求4至6任一所述的混合动力高速插秧机，其中所述插秧机主机进一步包括一整车控制系统，其中所述整车控制系统通信地连接于所述车辆主体、所述行走系统、以及所述作业系统，其中所述整车控制系统控制所述车辆主体的工作状态，控制所述行走系统的行驶状态，以及控制所述作业系统的作业状态。


8.根据权利要求7所述的混合动力高速插秧机，其中所述行走系统包括至少两个前轮、至少两个后轮、至少两个前轮支架、至少两个后轮支架，一前桥、一后桥以及至少一行走电动设备，其中两个所述前轮支架被设置于所述前桥的左侧和右侧，两个所述后轮支架被设置于所述后桥的左侧和右侧，其中所述前轮被可转动地设置于所述前轮支架，所述后轮被可转动地设置于所述后轮支架，所述行走电动设备电气连接于所述动力系统的所述电能处理装置和通信地连接于所述整车控制系统，所述行走电动设备被所述整车控制系统控制而驱动所述前轮和/或所述后轮运动。


9.根据权利要求8所述的混合动力高速插秧机，其中所述行走电动设备包括一行走电机和一行走电机控制器，所述行走电机控制器被通信地连接于所述整车控制系统和所述处理系统，其中所述行走电机控制器基于所述整车控制系统的控制信号控制所述行走电机的工作状态，所述行走电机控制器传输所述行走电机的工作需求功率至所述处理系统，以供所述处理系统基于所述行走电机的工作需求功率整合整车工作需求功率。


10.根据权利要求8所述的混合动力高速插秧机，其中所述行走电动设备的所述行走电机为轮毂电机。


11.根据权利要求8所述的混合动力高速插秧机，其中所述行走电动设备包括至少一行走电机、至少一行走电机控制器、至少一电机减速装置以及至少两个传动装置，其中所述电机减速装置传动地连接所述行走电机和所述传动装置，所述行走电机控制器被通信地连接于所述整车控制系统和所述处理系统，其中所述行走电机控制器基于所述整车控制系统的控制信号控制所述行走电机的工作状态，所述行走电机控制器传输所述行走电机的工作需求功率至所述处理系统，以供所述处理系统基于所述行走电机的工作需求功率整合整车工作需求功率。


12.根据权利要求7所述的混合动力高速插秧机，其中所述作业系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚远，吴迪，雷仕泽，
申请(专利权)人：丰疆智能科技研究院常州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32