履带植保机的动力设备的制作方法

本实用新型涉及农机领域，特别涉及一履带植保机的动力设备，以转换电能为动能供给所述履带植保机的一履带行走装置和一药箱喷洒装置所需的作动能量。

背景技术：

随着农业机械的进步，现代的农业在很大程度上改变传统农业劳作方式和降低了农业从业者的劳动强度。也就是说，以机械代替人力。换言之，从播种、植保到收割等各个环节在现今几乎都完全依靠农机设备来完成，也随着农业机械的种类、数量不断提升，可以说现代农业已经进入了机械化时代。另外，现今温室大棚种植产业的蓬勃发展更是替农业从业者带来更高的经济收入。但是由于受限于温室大棚的种植空间，现今许多农机设备并不适用于温室大棚的作业。并且现有的农机大都采用内燃机作为动力源，虽然这种动力产生和输出方式能够提供足够的动力，但是仍然存在着很多的缺陷以至于比较严重地制约着农机的进一步发展。

现有的农机的内燃机以柴油、汽油等矿物能源作为燃料，这些燃料在燃烧的过程中产生大量的co2、so2、hc、o3等有毒有害气体，这些不但导致环境的污染还造成人体呼吸系统障碍以及癌症等诸多疾病，同时矿物燃料还造成酸雨增加，对人类的生存环境产生了巨大的负面影响。因此，有一个问题不能被忽略，那就是农业机械给环境带来的污染。目前农业机械带来的污染越来越严重，这是由于目前使用的农用机械多以柴油机为动力，造成的废气较多，由于废气中的微粒悬浮在空气中的时间较长，极易被人体吸收，对人和环境造成了很大影响。其次，由于操作的问题，会出现漏油、溢油等现象，造成严重的浪费，给水源、土地和农作物带来了污染，甚至会损坏农作物，不利于建设环境节约型、友好型社会。另外，现有的农机的内燃机在工作的过程中会产生较大的噪音，而农机操作者长期处于噪音环境中不仅会损害农机操作者的听力，而且对于农机操作者的情绪的影响也是比较大的，主要表现在，当农机操作者长时间处于噪音环境中容易导致农机操作者的情绪暴躁。另外，现有的农机的内燃机的重量较大，导致农机不能够被农机操作者灵活地进行操作。

因此，农业机械工程迫切需要一场新技术革新来解决其污染问题，使其符合现代绿色农业发展的理念，给子孙后代留一个美丽富饶的环境。在这当中，随着电动自行车、电动汽车等的使用，人们逐渐看到了以电力作为动力源的机械对于人体健康以及自然环境的有利影响。因此，将电力作为动力源替代燃油应用在农业机械上成为了一个趋势。但是，如何实现电能使农机的驱动，并保证农机的正常工作是目前仍需要努力的一个议题。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提供一履带植保机的动力设备，以转换电能为动能供给所述履带植保机的一履带行走装置和一药箱喷洒装置所需的作动能量。

本实用新型的一个目的在于提供一履带植保机的动力设备，其中所述动力设备适用于履带植保机，以为所述履带植保机提供运作时的动力。进一步地说，本实用新型的动力设备的动力来源是由电能转换为动能。换言之，本实用新型的动力设备是将电能转换为动能后，分别提供给所述履带植保机的一履带行走装置和一药箱喷洒装置在作动时所需的动力。

本实用新型的一个目的在于提供一履带植保机的动力设备，其中利用电能转换动能的方式代替传统内燃机的提供动力的方式为所述履带植保机提供动力，以减少环境的污染。特别地是，通过一电池管理系统有效地分配管理所述履带植保机行走和喷洒所需的动力。

本实用新型的一个目的在于提供一履带植保机的动力设备，其中所述动力设备包括一电池装置，一控制装置，一履带动力装置和一喷洒动力装置。所述电池装置提供电能。所述控制装置分别连接于所述电池装置、所述履带动力装置和所述喷洒动力装置。所述履带动力装置和所述喷洒动力装置分别通过所述控制装置向所述电池装置取得电能，并将电能转化为动力后传输到所述履带植保机的所述履带行走装置和所述药箱喷洒装置，从而帮助农机操作者进行农业劳作。

本实用新型的一个目的在于提供一履带植保机的动力设备，其中相对于现有的被配置内燃机的植保机而言，配置本实用新型的所述动力设备的所述履带植保机的机身更佳轻巧，且容易操作。

本实用新型的一个目的在于提供一履带植保机的动力设备，其中通过所述履带动力装置的一履带电机用于将电能转化为动力并传输至所述履带行走装置，以供所述履带植保机行走。另外，通过所述喷洒动力装置的一喷洒电机用于将电能转化为动力并传输至所述药箱喷洒装置，以供所述履带植保机喷洒药剂。

为达到以上至少一目的，本实用新型提供一动力设备，适用于为一履带植保机提供动能，包括：

至少一电池装置；

至少一控制装置，其连接于所述电池装置；

至少一履带动力装置，其连接于所述控制装置，以取得电能供所述履带动力装置转换为所述履带植保机所需的行走动能；以及

至少一喷洒动力装置，其连接于所述控制装置，以取得电能供所述喷洒动力装置转换为所述履带植保机的药箱喷洒装置所需施行动能。

根据一些实施例，所述电池装置包括一电池组，一电池管理系统和一输出端连接器，其中所述电池组和所述电池管理系统与所述输出端连接器电气性连接。

根据一些实施例，所述履带动力装置包括一履带电机、一变速箱，一离合器和一传动轴，其中所述履带电机连接所述控制装置，所述离合器连接所述履带电机和所述变速箱，所述变速箱连接于所述传动轴，所述传动轴连接于所述履带植保机的一履带行走装置的轮毂。

根据一些实施例，所述履带动力装置实施为轮毂电机，其中所述轮毂电机连接于所述控制装置并且直接设置于所述履带植保机的一履带行走装置，以通过所述轮毂电机直接驱动所述履带行走装置。

根据一些实施例，所述喷洒动力装置包括一喷洒电机和一泵，其中所述喷洒电机与所述控制装置和所述泵连接，以取得电能并转换为电能供所述泵作动，所述泵与所述药箱喷洒装置的一药箱和一喷洒药杆连接。

根据一些实施例，所述泵具有一吸入口，一排出口以及一余水口，其中所述吸入口与所述药箱喷洒装置的所述药箱连接，所述排出口与所述药箱喷洒装置的所述喷洒药杆连接，所述余水口与所述药箱喷洒装置的所述药箱连接。

根据一些实施例，所述输出端连接器包括一can输出端口和一电源线端口，其中所述can输出端口通过can总线的方式和其他部件进行信息交换，所述电源线输出端连接于一电源适配器，以对所述电池组进行充电。

根据一些实施例，所述控制装置包括一通信模块和一电控单元模块，其中所述通信模块电连接于所述输出端连接器，用于信息的通信与传输，其中所述电控单元模块用于检测所述履带动力装置和所述喷洒动力装置并提供可行性的工作信息，并及时给予所述履带动力装置和所述喷洒动力装置指令。

根据一些实施例，所述电池管理系统包括一控制单元模块、一检测模块、一电量均衡及控制模块和一数据通信与传输模块，其中所述检测模块电连接于所述控制单元模块，所述控制单元模块连接于所述电量均衡及控制模块，所述控制单元模块通过所述输出端连接器连接于所述控制装置进行信息交互，所述数据通信与传输模块将所述电池组的各信息通过所述can输出端口传送至所述履带植保机的一显示系统。

根据一些实施例，所述电池管理系统包括一温度传感器，一均衡电路，一电压采集电路，一电流采集电路，一驱动处理电路，一充放电单元，一短路保护电路，一存储器，一电源电路，一rs232通信驱动，以及一can-bus通信驱动，其分别电连接于一控制单元，并且所述温度传感器，所述均衡电路，所述电压采集电路，所述电流采集电路，所述充放电单元，所述短路保护电路，所述电源电路，其分别电连接于所述电池组，这样透过所述电池管理系统对所述履带植保机的所述电池组达到有效管理和安全监控。

根据一些实施例，所述电池管理系统包括一控制单元，一电压检测，一温度检测，一保护电路以及一转接模块，其中所述电压检测和所述温度检测分别连接于所述控制单元和所述电池组之间，以用于取得所述电池组的电压和温度并由所述控制单元管控所述电池组的状态，所述保护电路电连接于所述控制单元，所述电压检测，所述温度检测和所述电池组，这样当所述电池组出现异常时，透过所述控制单元和所述保护电路对所述电池组进行调整，所述转接模块连接于所述控制单元，供所述电池管理系统快速安装至所述履带植保机上。。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个优选实施例的一动力设备所适用的一履带植保机透视图。

图2是根据本实用新型的一个优选实施例的一动力设备所适用的一履带植保机的侧视图。

图3是根据本实用新型的一个优选实施例的一动力设备的逻辑方块图。

图4是根据本实用新型的一个优选实施例的一动力设备的一电池管理系统的一变型实施逻辑示意图。

图5是根据本实用新型的一个优选实施例的一动力设备的一电池管理系统的另一变型实施逻辑示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个组件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该组件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1至图5，是依据本实用新型的一优选实施例的动力设备，其中所述动力设备特别适用于一履带植保机或一喷洒农机，以在所述履带植保机或所述喷洒农机由农业操作者操作而被应用于农业生产时，经由所述动力设备为所述履带植保机提供动力。特别地是，本实用新型动力设备的动力来源来自于电能。

如图1和图2所示，所述履带植保机包括所述动力设备1，一机身本体2，一履带行走装置3和一药箱喷洒装置4。所述动力设备1被设置于所述机身本体2并分别连接于所述履带行走装置3和所述药箱喷洒装置4，其中所述动力设备1用于产生和传输动力至所述履带行走装置3和所述药箱喷洒装置4，以帮助农机操作者进行农业劳作。

图3所示，所述履带植保机的所述动力设备1包括一电池装置10，一控制装置20，一履带动力装置30以及一喷洒动力装置40。所述控制装置20分别连接于所述电池装置10、所述履带动力装置30以及所述喷洒动力装置40，以用于从所述电池装10取得电能并输送到所述履带动力装置30和所述喷洒动力装置40。所述履带动力装置30连接于所述履带行走装置3，其中所述履带动力装置30产生和输送动力到所述履带行走装置3，以使所述履带植保机移动行走。所述喷洒动力装置40连接于所述药箱喷洒装置4，其中所述喷洒动力装置40产生和输送动力到所述药箱喷洒装置4，以使所述药箱喷洒装置4喷洒各种溶液、药剂或水。另外，所述履带植保机还可包括一显示系统50，其连接于所述控制装置20，以用以显示所述履带植保机相关讯息，像是电池装置10的电量、所述喷洒动力装置40的药量等。

如图3所示，所述电池箱10能够为所述履带植保机提供电力能源。具体地，所述电池箱10包括一电池箱体11、一电池组12、一电池管理系统13和一输出端连接器14。所述电池组12和所述电池管理系统13电气性连接，并且所述电池组12和所述电池管理系统13分别被设置于所述电池箱体11内。所述输出端连接器14设置于所述电池箱体11的侧部，所述输出端连接器14连接于所述控制装置20。所述输出端连接器14进一步包括一can输出端口141和一电源线端口142。所述can输出端口141通过can总线的方式和其他部件进行信息交换，所述电源线输出端142连接于一电源适配器90，得以对所述电池组12进行充电。所述电池组12的内部具有多个电池单元120，各所述电池单元120并联连接后电连接于所述电池管理系统13。所述电池组12通过所述电池管理系统13检测后输出电能，从而为所述履带植保机的所述履带动力装置30和所述喷洒动力装置40提供动力能源。

所述电池管理系统13(英文为batterymanagementsystem，以下简称为bms)是所述电池组12与操作人员之间的纽带，主要对象是可充电电池。所述电池管理系统(bms)13供管理控制农机运作时电能状态。主要就是为了有效管理和安全监控电池状态以提高电池的利用率，进而防止电池出现过度充电和过度放电，和延长电池的使用寿命。进一步地，所述履带植保机的所述电池管理系统(bms)13主要用于对所述履带植保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总线的方式与所述履带植保机的所述控制装置20进行信息交互，保障所述履带植保机高效、可靠、安全作业。

根据本实用新型优选实施例，所述电池管理系统(bms)13进一步包括一控制单元模块131、一检测模块132、一电量均衡及控制模块133和一数据通信与传输模块134。各所述电池单元120分别连接于所述检测模块132，所述检测模块132电连接于所述控制单元模块131，所述控制单元模块131连接于所述电量均衡及控制模块133。所述控制单元模块131通过所述输出端连接器14连接于所述控制装置20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12的各信息通过所述can输出端口141传送至所述显示系统50。所述检测模块132进一步包括一数据采集与分析模块1321和一绝缘检测模块1322，所述控制单元模块131包括一soc模块(stateofcharge)1311、一充放电管理与控制模块1312、和一热管理与控制模块1313。

更具体地，所述数据采集与分析模块1321在所述电池组充放电过程中，实时采集所述电池组12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1311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，并随时显示所述履带植保机的所述电池组12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1312防止所述电池粗12发生过充电或过放电现象。所述电量均衡及控制模块133为各所述电池单元120均衡充电，能够判断并自行进行均衡处理，使所述电池组12中各个所述电池单元120都达到均衡一致的状态。所述电池组12的主要信息通过所述电池管理系统13的所述数据通信与传输模块134在所述显示系统50进行实时显示。所述热管理与控制模块1313实时采集所述电池组12的所述电池单元120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1322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12与各所述检测模块132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。

值得一提的是，所述电池组12采用模块化蓄电池，蓄电池的种类可以采用多种，例如阀控密封式铅酸蓄电池、镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池、聚合物锂电池、锌空电池、燃料电池等等。为了将进一步减轻整机的重量，优选地，在本实用新型的这个优选实施例中，所述电池组12采用锂离子电池。值得一提的是，所述输出端连接器14的各输出端接口全部使用通用的接口。从而可以根据不同的功率的需要拆分或者合并使用。

根据本实用新型优选实施例，如图4所示，可为所述履带植保机的所述电池管理系统13的一变型实施模式，其中所述电池管理系统13包括一控制单元1301，一温度传感器1302，一均衡电路1303，一电压采集电路1304，一电流采集电路1305，一驱动处理电路1306，一充放电单元1307，一短路保护电路1308，一存储器1309，一电源电路1310，一rs232通信驱动1311，以及一can-bus通信驱动1312，以上各单元和电路是根据设计需求而连接，以用于所述履带植保机对所述电池组12进行有效管理和安全监控。其中所述电池管理系统13对于所述电池组12进行的管理包括准确估测soc，即准确估测所述电池组12的荷电状态(stateofcharge，soc)，又称电池剩余电量，并且透过所述电池管理系统13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组12还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。

根据本实用新型优选实施例，如图5所示，为所述履带植保机的所述电池管理系统13的另一变型实施模式，其中所述电池管理系统13包括一控制单元3101a，一电压检测1302a，一温度检测1303a，一保护单元1304a，一充电均衡单元1305a，一存储器1306a，一电量计1307a，一保护电路1308a以及一转接模块1309a，以上各单元和电路是根据设计需求而连接，以用于所述履带植保机对所述电池组12进行有效管理和安全监控。其中所述电池管理系统13对于所述电池组12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(stateofcharge，soc)，又称电池剩余电量，并且透过所述电池管理系统13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12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。

在本实用新型的优选实施例中，所述控制装置20包括一通信模块21和一电控单元模块22。所述通信模块21电连接于所述输出端连接器14以及所述显示系统50，用于信息的通信与传输。所述电控单元模块22用于检测所述履带动力装置30和所述喷洒动力装置40并提供可行性的工作信息，并及时给予所述履带动力装置30和所述喷洒动力装置40指令。

在本实用新型的优选实施例中，所述控制装置20的操控方式采用集成式。集成式的所述控制装置20设置在所述机身本体2上，通过有线或者无线的方式连接至各功能模块。在本实用新型的其他实施例中，所述控制装置20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履带植保机进行远程遥控控制。

在这个实施中，所述履带动力装置30包括一履带电机31、一变速箱32，一离合器33和一传动轴34。所述履带电机31连接所述控制装置20。所述传动轴34连接于所述履带行走装置3的轮毂。所述履带电机31用于将所述电池装置10的电能转化为动力并通过所述传动轴34传输至所履带行走装置3。

所述离合器33连接所述履带电机31和所述变速箱32，所述变速箱32连接于所述传动轴34，所述履带电机31控制所述变速箱32实现所述履带行走装置3的驱动。值得一提的是，所述履带电机31和所述变速箱32的连接方式有齿轮连接、轴连接、皮带连接和花键连接方式。在本实用新型的优选实施例中，所述履带电机31和所述变速箱32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。

在其他实施例中，所述履带动力装置30可以实施为轮毂电机，其中所述轮毂电机连接于所述控制装置20并直接设置于所述履带行走装置3，以通过所述轮毂电机直接驱动所述履带行走装置3。所述轮毂电机的使用，能够减少所述履带植保机的传动机构，以使所述履带植保机的结构简化和减轻所述履带植保机的自重，从而提高所述履带植保机的可操作性。这不为本实用新型的限制。

在本实用新型的优选实施例中，所述喷洒动力装置40包括一喷洒电机41和一泵42，其中所述喷洒电机41连接所述泵42。所述喷洒电机41与所述控制装置20连接。所述泵42与所述药箱喷洒装置4连接。进一步地，所述泵42通过多个管路与所述药箱喷洒装置4的药箱和喷洒药杆连接。可以理解的，所述喷洒电机41用于将所述电池装置10的电能转化为动力提供给所述泵42，以使所述药箱喷洒装置4进行作动。换言之所述喷洒电机41为所述泵42提供运转的动能，从而使所述药箱内的溶剂可从所述喷洒药杆喷洒出来。值得一提的，所述泵42运转时，

在本实用新型的优选实施例中，所述泵42具有一吸入口421，一排出口422以及一余水口423。所述吸入口421与所述药箱喷洒装置4的药箱连接。所述排出口422与所述药箱喷洒装置4的喷洒药杆连接。所述余水口423与所述药箱喷洒装置4的药箱连接。这样在所述泵42运转时，所述药箱内的药剂溶液从所述泵42的所述吸入口421吸入后，从所述泵42的所述排出口422流出，并经所述喷洒药杆喷出。另外，多余的药剂溶液可经由所述余水口423流回所述药箱。特别地，在所述泵42运转，但是所述喷洒药杆关闭时，所述药剂溶液是经由所述余水口423流回所述药箱。

在本实用新型的优选实施例中，所述电池装置10分别提供电能给所述履带动力装置30和所述喷洒动力装置40。所述履带动力装置30和所述喷洒动力装置40将所述电能转换为动能后，从而使所述履带行走装置3和所述药箱喷洒装置4运转。特别地是，所述电池管理系统13能有效地分配管理输送到所述履带动力装置30和所述喷洒动力装置40的电能。

本实用新型还提供一动力供给方法，其中包括如下步骤：

(a)设置一履带动力装置30于一控制装置20和一履带行走装置3之间；

(b)设置一喷洒动力装置40于所述控制装置20和一药箱喷洒装置4之间；

以及

(c)设置所述控制装置20连接于一电池装置10，在所述电池装置10供电时，所述履带动力装置30与喷洒动力装置40将转换电力为动力到所述履带行走装置3和所述药箱喷洒装置4。

根据上述方法，所述履带动力装置30包括一履带电机31，一变速箱32，一离合器33和一传动轴34，其中所述离合器33连接所述履带电机31和所述变速箱32，所述变速箱32连接于所述传动轴34，所述传动轴34连接于所述履带行走装置3的轮毂，所述履带电机31控制所述变速箱32实现所述履带行走装置3的驱动。

根据上述方法，所述履带动力装置30实施为轮毂电机，其中所述轮毂电机连接于所述控制装置20并直接设置于所述履带行走装置3，以通过所述轮毂电机直接驱动所述履带行走装置3。

根据上述方法，所述喷洒动力装置40包括一喷洒电机41和一泵42，其中所述喷洒电机41连接所述泵42，所述喷洒电机41与所述控制装置20连接，所述泵42与所述药箱喷洒装置4连接，并使其运转。进一步地，所述喷洒电机41经由控制装置20取电池装置10的电能进行运转并带动所述泵42使所述药箱喷洒装置4作动。

本实用新型还提供一动力供给方法，其中包括如下步骤：

(a)一电池装置10连接于一控制装置20，以供给电能；

(b)一履带动力装置30通过所述控制装置20取得电能，以转换为一履带行走装置3所需动能；以及

(c)一喷洒动力装置40通过所述控制装置20取得电能，以转换为一药箱喷洒装置4所需动能。

根据上述步骤(a)，所述电池装置10通过一电池管理系统13管控电能输出。

根据上述步骤(b)，所述履带动力装置30通过一履带电机31进行电能转换为动能。

根据上述步骤(b)，所述履带动力装置30通过一轮毂电机进行电能转换为动能。

根据上述步骤(c)，所述喷洒动力装置40通过一喷洒电机41进行电能转换为动能。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型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，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。