一种分布驱动式双电池组小型温室电动履带拖拉机

1.本专利属于农业机械技术领域，具体涉及一种分布驱动式双电池组小型温室电动履带拖拉机。


背景技术：

2.我国设施蔬菜生产的面积是非常大的，早在2016年我国设施蔬菜面积就已经达到了5500多万亩，目前设施蔬菜种植面积是蔬菜种植面积的三分之一左右，这充分说明了当前设施蔬菜产业的良好发展趋势。但是我国设施蔬菜产业仍处于初级发展阶段，总体设施和生产档次不高，根据农业农村部农业机械化水平评价指标体系，2019年北京市设施农业生产机械化水平为35.46%，比主要农作物耕种收综合机械化水平的90%低50多个百分点，还处在机械化初级阶段。
3.温室作业环境与大田相比，相对封闭、空间狭小，机械化生产的大田机械难以进入温室内作业，另外，现有温室大棚的动力机械以内燃机为主，作业过程中产生的尾气对人的身体健康和农作物的生长具有一定的危害性，而现有的小型电动作业机械又具有续航时间短、动力弱、智能化水平低的缺点。
4.因此，需要对现有的农用电动拖拉机进行设计与优化，增大整机功率，增加电池容量，对整机能量进行合理分配，同时将智能化系统在电动拖拉机上进行应用，在保证成本的前提下使其能满足主要农业作业工况下的动力性能以及续航性能。鉴于此，提出一种分布驱动式双电池组小型温室电动履带拖拉机。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是设计一种分布驱动式双电池组小型温室电动履带拖拉机，主要解决现有小型电动拖拉机智能化水平低、动力差、续航时间短等问题。
6.本实用新型的技术方案是设计一种分布驱动式双电池组小型温室电动履带拖拉机包括：磷酸铁锂电池组、充电器、接触器、dc-dc转换器、12v铅酸电池、底盘、驱动电机、驱动电机控制器、电机减速器、电气柜、支架、plc、工控机、三维激光雷达、固态激光雷达，所述磷酸铁锂电池组包括，磷酸铁锂电池ⅰ、磷酸铁锂电池ⅱ、固定盖板、固定角铁、勾头螺栓、电池底座，磷酸铁锂电池ⅰ通过固定盖板、固定角铁和勾头螺栓固定安装在底盘上，磷酸铁锂电池ⅱ通过固定盖板、固定角铁和勾头螺栓固定安装在电池底座上；所述充电器包括充电器ⅰ和充电器ⅱ；所述接触器包括常开接触器ⅰ、常开接触器ⅱ和接触器ⅲ；所述dc-dc转换器与接触器ⅲ连接，所述12v铅酸电池与dc-dc转换器连接；所述底盘包括履带、支重轮、导向轮、驱动轮、车架，履带有2个，支重轮有10个，导向轮有2个，驱动轮有2个；所述驱动电机包括左侧永磁同步电机和右侧永磁同步电机；所述驱动电机控制器有2个，为左侧驱动电机控制器和右侧驱动电机控制器，并分别与左侧永磁同步电机和右侧永磁同步电机连接，所述电机减速器包括左侧电机减速器和右侧电机减速器，两电机减速器分别与左侧永磁同步电机和右侧永磁同步电机连接；所述电气柜安装在支架上，所述支架通过角铁与螺栓固定
安装在车架上；所述plc安装在电气柜中，所述工控机安装在电气柜中；所述三维激光雷达安装在电池底座上，所述固态激光雷达安装在车架的前侧。
7.优选的，所述磷酸铁锂电池ⅰ和磷酸铁锂电池ⅱ的电压均为96v，容量均为150ah，最大限流均为500a，单块磷酸铁锂电池可以带动两个96v4kw的电机正常工作。
8.优选的，所述磷酸铁锂电池ⅰ和磷酸铁锂电池ⅱ内部均有电池管理系统，并可以通过蓝牙与工控机之间实现通讯，可将磷酸铁锂电池的电压、充放电电流、放电功率、电池温度等参数发送到工控机上。
9.优选的，所述充电器ⅰ单独为磷酸铁锂电池ⅰ充电，充电器ⅱ单独为磷酸铁锂电池ⅱ充电。
10.优选的，所述常开接触器ⅰ和常开接触器ⅱ分别与磷酸铁锂电池ⅰ和磷酸铁锂电池ⅱ连接，用来分别实现两块电池主电路的通断，常开接触器ⅰ和常开接触器ⅱ均由plc来控制其接通与断开。
11.优选的，所述dc-dc转换器的输入端与接触器ⅲ的输出端相连接，dc-dc转换器用来把磷酸铁锂电池ⅰ和磷酸铁锂电池ⅱ中的96v电能转化为12v电能为12v铅酸电池充电，12v铅酸电池为plc和工控机提供电能。
12.优选的，所述左侧驱动电机控制器和右侧驱动电机控制器均与接触器ⅲ的输出端相连接；左侧电机减速器和右侧电机减速器均通过螺栓固定安装在车架上，两侧电机减速器均为同一型号的锥齿轮减速器，左侧电机减速器和右侧电机减速器分别与两侧的驱动轮连接，用来给两侧履带提供动力。
13.优选的，所述驱动电机控制器、plc、工控机通过can总线相互连接实现通讯，三维激光雷达通过usb与工控机连接，固态激光雷达通过usb与工控机连接；工控机可以通过5g网络与手机端实现通讯。
14.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果，本实用新型提供一种分布驱动式双电池组小型温室电动履带拖拉机，用永磁同步电机取代柴油发动机，节约能源且有利于保护环境；两侧的行走机构由单独的电机提供动力，动力性能好且可以实现原地转向；由两块大容量磷酸铁锂电池提供能量，续航时间长；运用低压启动高压的原理，通过plc控制接触器的接通与关闭从而实现96v高压主线路的通断，保证操作人员的安全性。
附图说明
15.下面结合附图和实施方式对本专利进一步说明。
16.图1是一种分布驱动式双电池组小型温室电动履带拖拉机控制系统结构框图；
17.图2是一种分布驱动式双电池组小型温室电动履带拖拉机的轴二测图；
18.图3是一种分布驱动式双电池组小型温室电动履带拖拉机的俯视图；
19.图4是一种分布驱动式双电池组小型温室电动履带拖拉机的局部视图；
20.图5是一种分布驱动式双电池组小型温室电动履带拖拉机动力行走部分的轴二测图；
21.以下是图中各部件的标号：磷酸铁锂电池组1、磷酸铁锂电池ⅰ101、磷酸铁锂电池ⅱ102、固定盖板103、固定角铁104、勾头螺栓105、电池底座106、充电器2、充电器ⅰ201、充电器ⅱ202、接触器3、常开接触器ⅰ301、常开接触器ⅱ302、接触器ⅲ303、dc-dc转换器4、12v铅
（102）通过固定盖板（103）、固定角铁（104）和勾头螺栓（105）固定安装在电池底座（106）上；所述磷酸铁锂电池ⅰ（101）和磷酸铁锂电池ⅱ（102）的电压均为96v，容量均为150ah，最大限流均为500a，单块磷酸铁锂电池可以带动两个96v4kw的电机正常工作。所述磷酸铁锂电池ⅰ（101）和磷酸铁锂电池ⅱ（102）内部均有电池管理系统，并可以通过蓝牙与工控机（13）之间实现通讯，将磷酸铁锂电池的电压、充放电电流、放电功率、电池温度等参数发送到工控机（13）上。
31.所述充电器（2）包括充电器ⅰ（201）和充电器ⅱ（202），充电器ⅰ（201）和充电器ⅱ（202）均固定安装在支架（11）上；所述充电器ⅰ（201）单独为磷酸铁锂电池ⅰ（101）充电，充电器ⅱ（202）单独为磷酸铁锂电池ⅱ（102）充电。
32.所述接触器（3）包括常开接触器ⅰ（301）、常开接触器ⅱ（302）和接触器ⅲ（303）；所述常开接触器ⅰ（301）和常开接触器ⅱ（302）分别与磷酸铁锂电池ⅰ（101）和磷酸铁锂电池ⅱ（102）连接，用来分别实现两块磷酸铁锂电池主电路的通断，常开接触器ⅰ（301）、常开接触器ⅱ（302）和接触器ⅲ（303）均由plc（12）来控制其接通与断开。
33.所述dc-dc转换器（4）的输入端与接触器ⅲ（303）的输出端连接，所述12v铅酸电池（5）与dc-dc转换器（4）连接，所述接触器ⅲ（303）的输入端与常开接触器ⅰ（301）和常开接触器ⅱ（302）的输出端相连接，dc-dc转换器（4）用来把磷酸铁锂电池ⅰ（101）和磷酸铁锂电池ⅱ（102）中的96v电能转化为12v电能为12v铅酸电池（5）充电，12v铅酸电池（5）为plc（12）和工控机（13）提供电能。
34.所述底盘（6）包括履带（601）、支重轮（602）、导向轮（603）、驱动轮（604）、车架（605），履带（601）有2个，支重轮（602）有10个，导向轮（603）有2个，驱动轮（604）有2个，支重轮（602）通过螺栓安装在车架（605）下部的侧边，导向轮（603）通过螺栓安装在车架（605）上部的侧边，2个驱动轮（604）分别安装在左侧电机减速器（901）和右侧电机减速器（902）的输出轴上。
35.所述驱动电机（7）包括左侧永磁同步电机（701）和右侧永磁同步电机（702）；所述驱动电机控制器（8）有2个，为左侧驱动电机控制器（801）和右侧驱动电机控制器（802），并分别与左侧永磁同步电机（701）和右侧永磁同步电机（702）电气连接，左侧驱动电机控制器（801）和右侧驱动电机控制器（802）均与接触器ⅲ（303）的输出端相连接；所述电机减速器（9）包括左侧电机减速器（901）和右侧电机减速器（902），两电机减速器分别与左侧永磁同步电机（701）和右侧永磁同步电机（702）机械连接；所述左侧电机减速器（901）和右侧电机减速器（902）均通过螺栓固定安装在车架（605）上，两侧电机减速器均为同一型号的锥齿轮减速器，左侧电机减速器（901）和右侧电机减速器（902）分别与两侧的驱动轮（604）连接，用来给两侧履带（601）提供动力。
36.所述电气柜（10）安装在支架（11）上，所述支架（11）通过角铁与螺栓固定安装在车架（605）上；所述plc（12）安装在电气柜（10）中，所述工控机（13）安装在电气柜（10）中；所述三维激光雷达（14）安装在电池底座（106）上，所述固态激光雷达（15）安装在车架（605）的前侧。
37.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。