一种油电混动遥控割草机的制作方法

1.本实用新型涉及农用机械领域，尤其涉及一种油电混动遥控割草机。


背景技术：

2.在对果园杂草进行处理时，之前普遍采用“斩草除根”作为日常管理方式，该方式造成果园环境恶化、土壤肥力下降。为了改善和解决这种问题，目前开始推广在果园中开展种草、留草、割草工作。现在割草机大致可以分为四种：1、乘坐式割草机：此类产品因价格高且需要操作人员乘坐操作导致机器高度较高，无法进入树下作业，特别是老旧果园及一些本身高度较低的果园；2、背负式割灌机：农户劳动强度大、工作效率低；3、多功能田园管理机：因作业机头设计转速多以旋耕作业为主要用途，旋耕开沟作业尚可，但割草效果多不理想甚至不能完成果园后期的除草作业；4、自走式割草机：目前已有自走式割草机及遥控割草机。
3.专利号为201920363294.2的中国实用新型专利公开了一种割草机，但该机型仅有前进档没有后退档，作业时比较费力，同时，因该技术采用立轴式汽油机带动割草刀同时带动行走驱动桥行走，割刀转速、行走速度与发动机转速成正比关系，遇小草少草效果还好，若遇老草或杂草茂盛时会出现堵塞从而影响作业效果；另外，其仍需要人工推动，智能化程度差。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种油电混动遥控割草机及其转向方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：
6.本实用新型提供了一种油电混动遥控割草机，其包括：
7.机架，所述机架下方设有两个后驱动轮和两个前行走轮；
8.割刀，所述割刀设于所述机架下方，其用于在转动时进行除草作业；
9.动力机构，所述动力机构设于所述机架上，且分别与两个所述后驱动轮和所述割刀连接，所述动力机构用于驱动所述割刀转动进行除草作业，以及驱动所述后驱动轮转动使得所述机架移动；
10.无线遥控器，所述无线遥控器与所述动力机构连接，其用于通过所述动力机构控制所述割刀转动，以及控制所述后驱动轮按照预设转速前进或后退。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述动力机构包括：无线接收模块、控制模块、割刀驱动模块和移动驱动模块；
12.所述无线接收模块、所述割刀驱动模块和所述移动驱动模块均与所述控制模块连接；
13.所述无线接收模块用于接收无线遥控器发送的指令信号，并将所述指令信号发送至所述控制模块，所述控制模块用于在接收到所述指令信号后确定所述指令信号对应的指
令内容，向所述割刀驱动模块发送割刀启动指令或割刀关闭指令，以及向所述移动驱动模块发送前进、后退及加减速指令。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述机架上还设有固定护筒和定位件，所述割刀驱动模块包括：发动机、支撑板、活动护筒和定位杆；
15.所述发动机为柴油发动机或汽油发动机，其安装于所述支撑板上方，所述活动护筒安装于所述支撑板的下方，且套设于所述固定护筒的内部；所述定位杆的顶部与所述支撑板固定连接，底部插入定位件中。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述割刀驱动模块还包括：离合器、离合外壳和动力输出轴；
17.所述离合外壳位于所述活动护筒内部，所述离合器位于所述离合外壳内部，且所述离合器与所述发动机的输出轴连接，所述离合外壳底部固定连接有所述动力输出轴，所述动力输出轴末端连接有所述割刀；
18.所述离合器用于在所述发动机达到设定转速时驱动所述离合外壳转动，以带动所述动力输出轴转动，使得所述割刀转动以进行除草作业。
19.作为本实用新型的进一步改进，所述动力机构还包括升降丝杠；
20.所述升降丝杠底部与所述机架活动连接，顶部与所述支撑板上固设的上螺母配合连接，所述升降丝杠用于在旋转时，带动所述支撑板上下移动，从而带动所述割刀驱动模块上下移动。
21.作为本实用新型的进一步改进，其还包括与所述移动驱动模块连接的电源模块，所述电源模块包括：发电机、电源整流器、电源开关和电池组；
22.所述发电机位于所述活动护筒内部，且位于所述离合外壳上方，所述发电机输出电力通过导线依次与所述电源整流器和所述电池组连接。
23.作为本实用新型的进一步改进，所述发电机包括：发电机定子和发电机转子，所述发电机定子安装于所述支撑板底面，所述发电机转子安装于所述发动机的输出轴上；
24.所述发动机在转动时带动所述发电机转子转动进行发电生成交流电，所述电源整流器用于将所述交流电整流为直流电，所述电池组用于存储所述直流电，以及通过电源开关及导线为所述移动驱动模块提供动力。
25.作为本实用新型的进一步改进，所述移动驱动模块设于所述机架的下方，其包括：驱动电机、以及内设有差速器的驱动桥，所述驱动桥与所述驱动电机的输出轴连接，所述驱动桥的两个输出端分别与两个所述后驱动轮连接。
26.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
27.1、通过无线遥控器可以发送指令信号，以通过动力机构使得后驱动轮按照指令信号对应的转速移动，例如：匀速前进、匀速后退、加速前进、加速后退、减速前进、减速后退等，操作者可以根据杂草生长情况选择调节车辆行走速度，当草稀少或为青草时可以高速行驶，当草多或粗壮时，可以选择低速行驶；且，操作者仅需通过无线遥控器即可实现对割草机的操作，不再需要人工推动，智能化程度高。
28.2、车辆行走由移动驱动模块实现，由电源模块提供动力；割草作业机构由发动机直接提供动力，保证了割草工作质量的同时降低了由于多级传动可能导致的能量损失，使车辆可靠性提高。同时发动机工作过程中带动发电机为电源模块充电，确保车辆行走及控
制所需的电能。操作者可以根据杂草生长情况选择调节车辆行走速度，当草稀少或为青草时可以高速行驶，当草多或粗壮是，可以选择低速行驶。同时利用尾部拖挂钩，该机同时可以作为电动运输车辆使用，可从事果园、丘陵山地及设施大棚内的物料转运工作。
29.3、转向机构是由前机架上安装的转向齿圈、连接于后机架并铰接于前机架上的可拆卸悬挂环以及转向控制机及其带动的驱动齿轮组成的，此种转向方法为车体折腰转向，车辆转弯半径小，基于此种转向方法的可折腰转向的油电混动遥控割草机，其行走及转向仅需要一套移动驱动模块配合转向机构即可完成，大大降低了整机成本，并提高了可靠性，适用于小地块果园割草作业。
30.4、割刀驱动模块可带动割刀整体进行高度调节，通过升降丝杠手动或遥控进行10cm范围内的高度调节，此种高度调节方法，既满足了不同作业环境下的割茬高度调整，同时又满足了车辆在行进中对通过性的要求，整机结构紧凑，使用更加便捷、安全。
31.5、相较于传统的后轮驱动割草机，此种可折腰转向的油电混动遥控割草机及转向方法可实现自如转向，前进/后退的切换，作业速度调节，割刀转速调节等功能，节省了车辆行驶路径，提高了作业效率，同时降低了人工负担；而对比四轮驱动及履带式割草机，该割草机在保证了产品可靠性和稳定性的前提下，极大节省了产品生产制造成本，使得机具更加轻便、灵活、高效，能应对果园内各种狭窄、低矮、复杂的作业环境。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
33.图1是本实用新型实施例提供的一种油电混动遥控割草机的结构示意图。
34.图2是图1的侧视图。
35.图3是本实用新型实施例提供的一种无线遥控器与动力机构连接的连接示意图。
36.图4为本实用新型实施例提供的一种割刀驱动模块的剖面图。
37.图5是本实用新型实施例提供的另一种油电混动遥控割草机的结构示意图。
38.图6是本实用新型实施例提供的一种前机架绕前机架与后机架的回转中心逆时针回转45
°
的俯视图。
39.图7是本实用新型本实用新型实施例提供的一种前机架的结构示意图。
40.图8是本实用新型本实用新型实施例提供的一种后机架的结构示意图。
41.其中：1
‑
前机架，11
‑
保护罩，12
‑
行走轮，13
‑
固定护筒，14
‑
定位件，15
‑
前护板，16
‑
前支撑板，17
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环形槽，2
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后机架，21
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托挂钩，22
‑
可拆卸悬挂环，23
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后支撑板，3
‑
割刀驱动模块，31
‑
发动机，32
‑
支撑板，33
‑
活动护筒，34
‑
升降丝杠，35
‑
离合器，36
‑
离合外壳，37
‑
动力输出轴，4
‑
移动驱动模块，41
‑
驱动轮，5
‑
转向机构，51
‑
转向控制机，52
‑
驱动齿轮，53
‑
转向齿圈，6
‑
电源模块，61
‑
发电机转子，62
‑
发电机定子，7
‑
控制系统，8
‑
割刀，9
‑
无线遥控器，10
‑
动力机构,101
‑
无线接收模块，102
‑
控制模块。
具体实施方式
42.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对实用新型进行清楚、完整的描述，需要理解的是，术语“中心”、“竖向”、“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为基于附图所示的方位或位置关系，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元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
43.本实用新型实施例提供的一种油电混动遥控割草机的结构示意图，该割草机的高度小于60cm，如图1
‑
图8所示，其包括：
44.机架，机架下方设有两个后驱动轮41和两个前行走轮12；
45.割刀8，割刀8设于机架下方，其用于在转动时进行除草作业；
46.动力机构10，动力机构10设于机架上，且分别与两个后驱动轮41和割刀8连接，动力机构10用于驱动割刀8转动进行除草作业，以及驱动后驱动轮41转动使得机架移动；
47.无线遥控器9，无线遥控器9与动力机构10连接，其用于通过动力机构10控制割刀8转动，以及控制后驱动轮41按照预设转速前进或后退。
48.其中，为了保证无线遥控器9能够完成上述功能，如图3所示，动力机构10包括：无线接收模块101、控制模块102、割刀驱动模块3和移动驱动模块4；
49.无线接收模块101、割刀驱动模块3和移动驱动模块4均与控制模块102连接；
50.无线接收模块101用于接收无线遥控器9发送的指令信号，并将指令信号发送至控制模块102，控制模块102用于在接收到指令信号后确定指令信号对应的指令内容，向割刀驱动模块3发送割刀启动指令或割刀关闭指令，以及向移动驱动模块4发送前进、后退及加减速指令。
51.本实用新型实施例提供的割草机，本实用新型实施例提供的割草机，通过动力机构10直接驱动割刀8转动以进行除草作业，保证了割草工作质量的同时降低了由于多级传动可能导致的能量损失，提高了割草机的可靠性；同时，动力机构10还为后驱动轮41提供动力，使得整个割草机可以在驱动轮41的驱动下前进和后退，不再需要额外的动力机构10，缩小了制备成本。
52.另外，通过无线遥控器9可以发送指令信号，以通过动力机构使得后驱动轮41按照指令信号对应的转速移动，例如：匀速前进、匀速后退、加速前进、加速后退、减速前进、减速后退等，操作者可以根据杂草生长情况选择调节车辆行走速度，当草稀少或为青草时可以高速行驶，当草多或粗壮时，可以选择低速行驶；且，操作者仅需通过无线遥控器9即可实现对割草机的操作，不再需要人工推动，智能化程度高。
53.本实用新型实施例中，机架包括前机架1和与其铰接的后机架2，两个后驱动轮41设于后机架2上，两个前行走轮12设于前机架1上。以下，将针对前机架1的结构、后机架2的机构、以及二者的连接方式进行说明。
54.针对前机架1的结构，在一种可能的实现方式中，如图7所示。前机架1包括：前支撑板16，前支撑板16的两侧及后方安装有保护罩11，前方安装有前护板15，前护板15的两侧均安装有行走轮12，前支撑板16的后方设有环形槽17，环形槽17用于与后机架2铰接。
55.针对后机架2的结构，如图8所示，后机架2包括：后支撑板23，后支撑板23的尾部安
装有托挂钩21，托挂钩21使得该割草机也可以作为电动运输车辆使用，进行果园、丘陵山地及设施大棚内的物料转运工作，提高了其适用范围。
56.后支撑板23前端安装有可拆卸悬挂环22，可拆卸悬挂环用于套设在环形槽17的外侧，使得后机架2与前机架1铰接。
57.另外，如图1、图2所示，前机架1和后机架2还可通过转向机构5连接，从而可以实现前机架1绕前机架1与后机架2的回转中心回转，实现机架的折腰转向，如图6所示。本实用新型实施例对前机架1的回转角度不作具体限定，示例性地，其可完成正负各45
°
的回转，实现90
°
范围内的回转，正指代顺时针方向，负指代逆时针方向。
58.转向机构5包括：设于前机架1上的转向齿圈53、以及设于后机架上的转向控制机51和驱动齿轮52。
59.其中，转向齿圈53设在前机架1环形槽17的下方，且转向齿圈53的轴心与环形槽17的轴心同心；转向控制机51安装于在后机架2上方，驱动齿轮52安装于后机架2下方，且与转向控制机51的输出轴连接，驱动齿轮52与转向齿圈53啮合。
60.通过转向控制机51带动驱动齿轮52转动，进而控制转向齿圈53转动，而转向齿圈53在转动时，可带动前机架1整体转动，以实现车体折腰转向。
61.该割草机通过设置有转向机构5，使得前机架1绕前机架1与后机架2的回转中心回转即实现车体折腰转向，车辆转弯小，减小了能耗。另外，该割草机其行走及转向仅需要一套移动驱动模块配合转向机构即可完成，大大降低了整机成本，并提高了可靠性，适用于空间狭小及大机器无法进入的果园、山地作物的割草作业。
62.割刀驱动模块3设置在机架，具体地说，安装在前机架1上，其安装可采用以下方式。
63.前机架1上还设有固定护筒13和定位件14，如图4和图5所示，割刀驱动模块3包括：发动机31、支撑板32、活动护筒33和定位杆；
64.发动机31为柴油发动机或汽油发动机，其安装于支撑板32上方，活动护筒33安装于支撑板32的下方，且套设于固定护筒13的内部；定位杆的顶部与支撑板32固定连接，底部插入定位件14中。
65.即，整个割刀驱动模块3通过套设在固定护筒13内部的活动护筒33，将整个割刀驱动模块3安装在了前机架1上，另外，通过将定位杆插入至定位件14中，避免了活动护筒33沿固定护筒13内壁转动的情况，当前机架1在转向机构5的控制下回转时，割刀驱动模块3也会随之进行回转。
66.进一步地，为保证割刀驱动模块3可驱动割刀8转动以进行除草作业，在一种可能的实现方式中，割刀驱动模块3还包括：离合器35、离合外壳36和动力输出轴37。
67.离合外壳36位于活动护筒33内部，离合器35位于离合外壳36内部，且离合器35与发动机31的输出轴连接，离合外壳36底部固定连接有动力输出轴37，动力输出轴37末端连接有割刀8。其中，活动护筒33、离合器35、离合外壳36、动力输出轴37的轴线重合。
68.离合器35用于在发动机31达到设定转速时驱动离合外壳36转动，以带动动力输出轴37转动，使得割刀8转动以进行除草作业。
69.另外，该割草机还可通过调节支撑板32的高度来调节割刀8的高度，以满足不同作业环境下的割茬高度的调整。
70.在一种可能的实现方式中，割刀驱动模块3还包括升降丝杠34，升降丝杠34底部与前机架1活动连接，顶部与支撑板32上固设的上螺母固定连接，升降丝杠34用于在旋转时，带动支撑板32上下移动，从而带动割刀驱动模块3上下移动，也就带动与割刀驱动模块3连接的割刀8上下移动。
71.其中，升降丝杠34可以通过手动旋转，或者通过其他控制机构旋转，本实用新型实施例对此不作具体限定。
72.当然，当支撑板32的高度变化时，为保证定位件14和定位件的配合仍旧可以对割刀驱动模块3进行限位，定位件可设有预设高度，该高度不小于支撑板32可移动至最高位置与最低位置之间的距离，另外，定位件的截面可以为u型，从而方便割刀驱动模块3的安装。
73.本实用新型实施例对支撑板32的最高位置与最低位置之间的距离不作具体限定，示例性地，其为10cm。
74.该割草机通过升降丝杠进行10cm范围内的高度调节，使得割刀驱动模块3可带动割刀8进行高度调节，此种高度调节方法，既满足了不同作业环境下的割茬高度调整，又提高了整机结构的紧凑性，使得割草机的使用更加便捷、安全。同时还满足了车辆在行进中对通过性的要求。
75.移动驱动模块4设置在机架上，具体地说，安装在后机架2上，其安装可采用以下方式。
76.移动驱动模块4设于后机架2的下方，其包括：驱动电机、以及内设有差速器的驱动桥，驱动桥与驱动电机的输出轴连接，驱动桥的两个输出端分别与两个后驱动轮41连接。
77.在一种可能的实现方式中，该割草机还包括分别与移动驱动模块4和转向机构5连接的电源模块6。电源模块6包括：发电机、电源整流器、电源开关和电池组。
78.发电机位于活动护筒33内部，且位于离合外壳36上方，发电机输出电力通过导线依次与电源整流器和电池组连接；
79.发电机包括：发电机定子62和发电机转子61，发电机定子62安装于支撑板32底面，发电机转子61安装于发动机31的输出轴上；
80.发动机31在转动时带动发电机转子61转动进行发电生成交流电，整流器用于将交流电整流为直流电，电池组用于存储直流电，以及为移动驱动模块4和转向机构5提供动力。
81.割草机行走由移动驱动模块4实现，由电源模块6提供动力，同时发动机31工作过程中带动发电机为电池组充电，确保车辆行走及控制所需的电能。
82.本实用新型实施例还提供了一种油电混动遥控割草机的转向方法，方法包括：
83.遥控接收模块负责接收来自遥控器的指令信号，将所述指令信号发送给控制模块，经过所述控制模块分析并确定与所述指令信号对应的指令内容后向移动驱动模块4和转向机构5发出指令；
84.当所述移动驱动模块4接到前进、后退及加减速指令后，即按照指令完成相关动作；
85.当所述转向机构5接到转向指令后，转向控制机51转动并带动驱动齿轮52按照指令给定的方向及角度回转，使得与所述驱动齿轮52啮合的转向齿圈53随之旋转，使得前机架1绕前机架1与后机架2的回转中心按照转向指令给定的方向及角度回转。之后，当转向指令消失后，转向控制机51带动驱动齿轮52驱动转向齿圈53反向转动，并带动前机架1回到中
位，车辆进入直行状态。
86.因此，本实用新型提供的可折腰转向的油电混动遥控割草机及其转向方法，有以下优点：
87.1、车辆行走由移动驱动模块实现，由电源模块提供动力；割草作业机构由发动机直接提供动力，保证了割草工作质量的同时降低了由于多级传动可能导致的能量损失，使车辆可靠性提高。同时发动机工作过程中带动发电机为电源模块充电，确保车辆行走及控制所需的电能。操作者可以根据杂草生长情况选择调节车辆行走速度，当草稀少或为青草时可以高速行驶，当草多或粗壮是，可以选择低速行驶。利用尾部拖挂钩，该机同时可以作为电动运输车辆使用，进行果园、丘陵山地及设施大棚内的物料转运工作。
88.2、转向机构是由前机架上安装的转向齿圈、连接于后机架并铰接于前机架上的可拆卸悬挂环以及转向控制机及其带动的驱动齿轮组成的，此种转向方法为车体折腰转向，车辆转弯半径小，基于此种转向方法的可折腰转向的油电混动遥控割草机，其行走及转向仅需要一套移动驱动模块配合转向机构即可完成，大大降低了整机成本，并提高了可靠性，适用于小地块果园割草作业。
89.3、割刀驱动模块可带动割刀整体进行高度调节，通过升降丝杠手动或遥控进行10cm范围内的高度调节，此种高度调节方法，既满足了不同作业环境下的割茬高度调整，又提高了整机结构的紧凑性，使得割草机的使用更加便捷、安全。
90.4、相较于传统的后轮驱动割草机，此种可折腰转向的油电混动遥控割草机及转向方法可实现自如转向，前进/后退的切换，作业速度调节，割刀转速调节等功能，节省了车辆行驶路径，提高了作业效率，同时降低了人工负担；而对比四轮驱动及履带式割草机，该割草机在保证了产品可靠性和稳定性的前提下，极大节省了产品生产制造成本，使得机具更加轻便、灵活、高效，能应对果园内各种狭窄、低矮、复杂的作业环境。
91.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。