自行式割草机 |
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| 申请号 | CN201590001237.X | 申请日 | 2015-12-11 | 公开(公告)号 | CN207075240U | 公开(公告)日 | 2018-03-09 |
| 申请人 | 日立工机株式会社; | 发明人 | 伊藤达也; 西河智雅; 饭村良雄; 清水康雄; 中野恭嗣; 船桥一彦; | ||||
| 摘要 | 本实用新型提供一种与以往相比可以可靠地将 蓄 电池 充满电，有利于低成本化的自行式 割草机 。自行式割草机(1)在主体(2)中具有可以与充电 基座 (50)的直流输出 端子 (51、52)连接、脱离的充电端子(10a、10b)。在自行式割草机(1)中，充电 电路 (13)根据 蓄电池 (30)的额定 输出 电压 对充电端子(10a、10b)间的DC21V进行升压或降压，并以适合于蓄电池(30)的额定输出电压的充电电压来对蓄电池(30)进行充电。控制部(15)从T端子接收蓄电池(30)的种类(额定输出电压等)的识别 信号 ，并进行控制以使充电电路(13)以配合所安装的蓄电池(30)的额定输出电压的电压来进行充电动作。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种自行式割草机，是通过蓄电池的电力驱动电动机来进行动作的自行式割草机，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 自行式割草机技术领域背景技术[0002] 作为绿篱修剪机等家庭用的园艺工具的电源，额定输出电压36V的蓄电池在市场上得到了普及。近年，作为割草机的方式，相对于手推式、乘坐用等，还出现了通过控制而自主进行行驶的自行式割草机。在自行式割草机中，也存在将额定输出电压36V的蓄电池作为电源进行使用的情况。为了将蓄电池充满电，作为充电用的电压需要比额定输出电压更高的直流电压。以下专利文献1对自行式割草机的控制进行了公开。以下专利文献2公开了自行式装置用的充电装置的结构。 [0003] 现有技术文献 [0004] 专利文献 [0005] 专利文献1:日本特开平5-23002号公报 [0006] 专利文献2:日本特开2007-336672号公报实用新型内容 [0007] 实用新型要解决的课题 [0008] 在现有的自行式割草机中，被自主控制的自行式割草机，如果蓄电池的剩余容量降低，则自行至设置在野外的充电基座来对蓄电池进行充电。因此，理想的是在输出直流电压的充电基座和自行式割草机之间、即在二次侧电路内需要装卸部，且来自充电基座的直流输出电压较低，例如理想的是设为42V以下。如果考虑理想的是相对于42V有余量或直到蓄电池的充电端子的电压下降，则很难将额定输出电压36V的蓄电池充满电。另外，当从充电基座输出42V左右时，存在必须将施加来自充电基座的输出电压的电路部件设为耐压高的昂贵部件，制造成本变高的问题。 [0009] 另外，一般是在本体内内置蓄电池，且无法简单地进行装卸的构造，在蓄电池的余量变少时需要充电，因此存在无法立刻动作的缺点。 [0010] 另外，如果在自行式割草机的充电电路中使用非绝缘型的升降压斩波器电源，由于电源输入正极端子、开关元件、扼流线圈以及电池被串联连接，因此当开关元件发生短路故障时，AC适配器的输出电压被直接施加到电池，电池有过充电的风险。如果为了防止该风险而设置保护电路，则存在导致电路规模和成本增大的问题。 [0011] 本实用新型是意识到这种状况而完成的，其第1目的是提供一种与以往相比可以可靠地将蓄电池充满电并有利于低成本化的自行式割草机。 [0012] 本实用新型的第2目的是提供一种自行式割草机，可以自由装卸地安装成为对电动机的供电源的蓄电池，将余量降低的蓄电池更换为充电完成的蓄电池，由此即使在蓄电池余量降低的情况下，通过蓄电池的更换可以继续割草作业。 [0013] 本实用新型的第3目的是提供一种使用比较简单并且低价的电路结构，在充电电路的开关元件发生故障时可以可靠地停止蓄电池的充电的自行式割草机。 [0014] 用于解决课题的手段 [0015] 本实用新型的一种方式是自行式割草机。该自行式割草机是通过蓄电池的电力驱动电动机来进行动作的自行式割草机，其特征在于，具备能够对提供直流电压的充电基座进行连接、脱离的充电端子以及能够对从所述充电端子输入的直流电压进行变压并输出的充电电路，并能够通过所述充电电路的输出电压对所述蓄电池进行充电。 [0016] 所述充电电路能够对从所述充电端子输入的直流电压进行升压。 [0018] 在所述蓄电池的充电时，可以是将所述蓄电池从对所述电动机的供电路径分离的结构。 [0019] 所述充电基座的输出电压可以在25V以下。 [0020] 所述蓄电池可以是可装卸的。 [0021] 所述蓄电池可以在其他种类的电动作业机中共用。 [0022] 可以将额定输出电压相互不同的多种蓄电池以择一方式进行安装。 [0023] 充电电路可以是识别所连接的蓄电池的额定输出电压，并使用对应于所述额定输出电压的直流电压来进行充电的结构。 [0024] 判断所述蓄电池的电压的下降来开始向所述充电基座的返回动作，[0025] 可以根据所述额定输出电压而改变开始所述蓄电池的所述返回动作的电压。 [0026] 可以是具备能够对所述蓄电池的输出电压进行变压并输出的驱动用电源电路，并利用所述驱动用电源电路的输出电压来驱动所述电动机的结构。 [0027] 所述驱动用电源电路可以对所述蓄电池的输出电压进行降压。 [0028] 所述驱动用电源电路可以是DC-DC转换器。 [0029] 所述驱动用电源电路可以是控制有效电压的电动机驱动电路。 [0030] 可以具备控制部和向所述控制部供电的控制用电源电路，并向所述控制用电源电路的输入端子以择一方式输入所述驱动用电源电路的输出电压以及来自所述充电端子的直流电压。 [0032] 所述电动机可以是无刷电动机。 [0033] 此外，以上结构元素的任意的组合、在方法、系统等之间对本实用新型的表达进行转换，作为本实用新型的方式也是有效的。 [0034] 实用新型效果 [0035] 根据本实用新型的第1方式，可以提供一种与以往相比可以可靠地将蓄电池充满电并有利于低成本化的自行式割草机。 [0036] 根据本实用新型的第2方式，是自由装卸地安装蓄电池的结构，当蓄电池的余量降低时，与充电完成的蓄电池进行更换，从而可以继续割草工作。另外，在将蓄电池与其他电动工具、电动作业机的蓄电池通用时，操作者可以使用其他电动工具、电动作业机的蓄电池。 [0038] 图1是本实用新型的实施方式1所涉及的自行式割草机1的立体图。 [0039] 图2是自行式割草机1的去除了主体盖102的状态的俯视图。 [0040] 图3是图2的A-A截面图。 [0041] 图4是自行式割草机1的使用环境说明图。 [0042] 图5是表示自行式割草机1、充电基座50以及AC适配器60的概要图。 [0043] 图6是在作为其他种类的电动作业机的绿篱修剪机7中安装了蓄电池30的状态的立体图。 [0044] 图7是自行式割草机1、充电基座50以及AC适配器60的相互连接状态下的框图。 [0045] 图8是表示图7的充电电路13的具体结构例的电路图。 [0046] 图9是表示自行式割草机1中的各种功能部件以及它们的相互连接关系的框图。 [0047] 图10是本实用新型的实施方式2，是与图7相比改变了控制用电源电路14的输入的获取方法的框图。 [0048] 图11是本实用新型的实施方式3，是与图10相比省略了驱动电源电路17的框图。 [0049] 图12是本实用新型的实施方式4所涉及的自行式割草机的电路框图。 具体实施方式[0050] 以下，一边参照附图一边详细描述本实用新型的优选实施方式。此外，对于各附图所示的相同或等同的结构元素、部件等赋予相同的符号，并适当省略重复的说明。另外，实施方式不是限定实用新型的示例，实施方式中所描述的全部的特征、其组合未必是实用新型的本质的内容。 [0051] 实施方式1 [0052] 参照图1～图9来说明本实用新型的实施方式1。图1是本实用新型的实施方式1所涉及的自行式割草机1的立体图。图2是自行式割草机1的去除了主体盖102的状态的俯视图。图3是图2的A-A截面图(通过自行式割草机1的左右中心位置的垂直截面图)。自行式割草机1在左右分别具有被设置为沿着行进方向旋转并且可摇动的小直径的前轮8a，8b和作为由独立地行进用的车轮电动机(左车轮电动机22A以及右车轮电动机22B)所驱动的驱动轮的大直径的后轮9a、9b。自行式割草机1由主体盖102覆盖上部分整体。自行式割草机1的电源是可装卸的蓄电池30(图4以及图5)。通过搭载在主基板40(图2)上的微型计算机等控制部15(图7)控制图2所示的左车轮电动机22A以及右车轮电动机22B和图3所示的割刀电动机22C的驱动，自行式割草机1一边自主地行进一边割草。 [0053] 如图1所示，在主体盖102的上侧设置可开合的开关盖103。通过打开开关盖103，可以使用图2所示的旋钮、键盘124以及显示器125。在主体盖102的前方，设置有从前面观察大致呈长方形的开口部105，在充电时，图5所示的充电基座50的2个直流输出端子51、52可以经由开口部105与自行式割草机1的充电端子10a、10b接触。在开口部105的内侧，在主体机架110的前端部分所位于的、其左右侧面的斜面上设置有充电端子10a、10b。在主体盖102的后方侧上部设置有手动停止用的停止按钮43。 [0054] 左车轮电动机22A以及右车轮电动机22B通过同步或非同步地进行驱动，使基于搭载在主基板40上的控制部15(包括微机)的操舵控制成为可能。例如，通过同步驱动后轮9a、9b，自行式割草机1前进或后退，通过以不产生后轮9a、9b的旋转差的方式进行驱动，可以使自行式割草机1向预定方向旋转。左车轮电动机22A以及右车轮电动机22B使用例如无刷DC电动机，并经由图7的左车轮驱动器18、右车轮驱动器19而被驱动。 [0055] 如图2所示，在主体机架110的后方侧容纳蓄电池30，并设置容纳搭载微机的主基板40的容器部122，容器部122的开口部被可开合的盖部123覆盖。在盖部123的上表面设置有液晶显示面板等显示器125、键盘124和主开关SW1。操作者可以操作键盘124来进行割草时间表的设定等。 [0056] 主体盖102通过弹簧等以相对于主体机架110浮起的状态被保持，可以在前后左右以及上下方向微动，通过使用设置在主体机架110中的抬起传感器S3、倾斜传感器S4、设置在主体盖102上的磁铁119a、119b等来对其进行检测，后述的控制部15对于自行式割草机1向障碍物的碰撞等进行检测。 [0057] 如图3所示，在主体机架110的中央附近下侧，具有与地面平行地隔着预定的距离进行旋转的旋转式的割刀4和作为用于使割刀4旋转的驱动装置的割刀电动机22C。 [0058] 割刀电动机22C例如是无刷DC电动机，在缠绕有励磁线圈的定子(未图示)的内侧，具有永久磁铁的转子芯(未图示)进行旋转。在割刀电动机22C的上端侧设置有圆形的逆变器电路基板(未图示)，并在其上搭载多个霍尔IC(未图示)和由FET(场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)组成的多个开关元件。 [0059] 在割刀电动机22C的后方侧，设置有用于容纳蓄电池30、主基板等的大致长方体形状的容器部122。使用塑料等合成树脂与板状的底座部121一体成形地制造容器部122，并设为可以通过盖部123进行开合。 [0060] 在主体机架110的前端附近设置有第1导绳传感器S1。第1导绳传感器S1通过线圈将周围的磁场的变化转换为电流的变化。此外，虽然在图3中未图示，但是在主体机架110的后端附近设置有第2导绳传感器S2。 [0061] 图4是自行式割草机1的使用环境说明图。图5是表示自行式割草机1、充电基座50以及AC适配器60的示意图。自行式割草机1具备：具有前轮8a、8b、后轮9a、9b以及割刀4的主体2；和自由装卸地安装在主体2的电池组安装部5中的蓄电池(电池组)30。自行式割草机1通过蓄电池30的电力进行动作，如果蓄电池30的剩余容量降低，则自行至充电基座50来对蓄电池30进行充电。在自行式割草机1中可装卸的蓄电池30优选的是可以与其他种类的电动作业机共用，图6示出了将蓄电池30安装在绿篱修剪机7中的状态。 [0062] 图4所示的导绳(引导绳)80是连接到充电基座50，为了对自行式割草机1的行进区域、即割草区域进行划分(规定)而设置的(例如埋设)。导绳80包围包括充电基座50的割草区域，自行式割草机1以在由导绳80所包围的区域的内侧进行自主行进为前提。充电基座50设置在割草区域的角落，并通过电缆70连接到AC适配器60。AC适配器60连接到商用交流电源等外部交流电源90，将由外部交流电源90提供的交流电压(例如100V)转换为直流电压(例如21V)。AC适配器60所输出的直流电压通过电缆70传递到充电基座50，并输出至充电基座50的2个直流输出端子51、52之间。优选的是充电基座50的输出电压为25V以下，由此可以将接受充电基座50的输出电压的自行式割草机1的电路部件设为耐压在25V以下的低价的电路部件。 [0063] 图7是自行式割草机1、充电基座50以及AC适配器60的相互连接状态下的框图。AC适配器60通过变压器61对从外部交流电源90输入的、例如AC100V进行变压，并通过二极管桥62对变压器61的输出电压进行整流(例如全波整流)，通过电容器C使二极管桥62的输出电压平滑，例如输出DC21V。电缆70的一端自由装卸在AC适配器60的输出端子上，另一端自由装卸在充电基座50的输入端子上，并将AC适配器60输出的直流电压传送至充电基座50。充电基座50具有控制部(微机)53。控制部53使用来自电缆70的输入电压进行动作，并在导绳80中流过电流。自行式割草机1通过未图示的导绳传感器(例如配置在主体2的前后的线圈等磁性检测单元)检测通过导绳80中流过的电流而产生的磁场，并识别割草区域。控制部 53使自行式割草机1的后述的被判别电路11进行动作，检测在直流输出端子51、52上连接了自行式割草机1的主体2。 [0064] 自行式割草机1在主体2中具有与充电基座50的直流输出端子51、52可连接、脱离的充电端子10a、10b。从充电基座50输入到充电端子10a、10b的DC21V被提供给被判别电路11以及充电电路(升降压电路)13，或者通过逆流防止用二极管D1被提供给控制用电源电路 14。此外，对控制用电源电路14，还通过逆流防止用二极管D2提供后述的驱动电源电路17的输出电压(例如DC18V)。 [0065] 为了在充电基座50侧判别在充电基座50上连接了自行式割草机1的主体2而设置被判别电路11，其不是使用蓄电池30的电力来进行动作，而是使用来自充电基座50的供电进行动作，当蓄电池30的放电发展到所谓没电(实际上剩余容量为零)时，也可以在充电基座50侧进行判别。被判别电路11是例如预定的CR时间常数电路。在将充电基座50的直流输出端子51、52短路时，充电基座50的控制部53不识别自行式割草机1的主体2被连接，可以停止充电基座50的动作。 [0066] 控制用电源电路14将充电端子10a、10b间的DC21V或后述的驱动电源电路17要输出的DC18V作为输入，并向控制部(微机)15提供DC5V。具体而言，是DC-DC转换器(电压转换单元)。即使在蓄电池30没电的情况下，也在连接到充电基座50时从充电基座50向控制用电源电路14供电，控制部15可以执行用于充电的控制。即，当蓄电池30没电时，为了使消耗电力为零，经由蓄电池30向控制用电源电路14的供电(来自驱动电源电路17的供电)消失，但是在那种情况下，也可以在连接到充电基座50时无障碍地进行用于充电的控制部15的控制。控制部15监视控制用电源电路14的输出电压，并进行自行式割草机1与充电基座50是否相连接的判断和由充电基座50提供的电压是否正常的判断。控制部15还进行电池电压识别(T)、电池温度监视/过充电监视(LS)、过放电监视(LD)、充电电流监视、电池电压监视，当检测到异常时，立即停止充电。 [0067] 充电电路13是根据蓄电池30的额定输出电压对充电端子10a、10b间的DC21V进行升压或降压，并以适合于蓄电池30的额定输出电压的充电电压对蓄电池30进行充电的DC-DC转换器(电压转换单元)。此外，例如在蓄电池30的额定输出电压为18V且消耗急剧的情况下想要缓慢充电时，或者设为可以使用比18V更低的蓄电池，例如想要对14V的蓄电池进行充电时，进行由充电电路13所进行的降压。如果在图5所示的主体2的电池组安装部5中安装蓄电池30，则蓄电池30的各端子(图7所示的+端子、-端子、C+端子、5V端子、LD端子、T端子、LS端子)连接到主体2的电池连接用的各端子。控制部15从T端子接收蓄电池30的种类(额定输出电压等)的识别信号，并进行控制以使充电电路13以配合所安装的蓄电池30的额定输出电压的电压来进行充电动作。在每一次安装蓄电池30时，或者在每一次充电基座50与主体2相连接时，进行由控制部15所进行的蓄电池30的种类的识别。在这里，假设蓄电池30的额定输出电压为36V和18V的2种情况。蓄电池30的额定输出电压为36V的情况下，充电电路13将充电端子10a、10b间的DC21V升压为比36V略高的直流电压来进行输出。蓄电池30的额定输出电压为18V的情况下，充电电路13将充电端子10a、10b间的DC21V降压为比18V略高的直流电压来进行输出。 [0068] 驱动电源电路17至少是可以降压的DC-DC转换器，将蓄电池30的输出电压转换为18V的稳定的直流电压来进行输出。驱动电源电路17的输出电压经由逆流防止用二极管D2被提供给控制用电源电路14，还分别被提供给左车轮驱动器(左车轮电动机驱动电路)18、右车轮驱动器(右车轮电动机驱动电路)19以及割刀驱动器(割刀电动机驱动电路)20。左车轮驱动器18向旋转驱动左后车轮9a的左车轮电动机22A、例如通过PWM控制来进行供电。右车轮驱动器19向旋转驱动右后车轮9b的右车轮电动机22B，例如通过PWM控制来进行供电。 割刀驱动器20向驱动割刀4的割刀电动机22C，例如通过PWM控制来进行供电。左车轮电动机 22A、右车轮电动机22B以及割刀电动机22C优选的是无刷电动机。通过控制部15来控制左车轮驱动器18、右车轮驱动器19以及割刀驱动器20。具体而言，各驱动器具有多个开关元件，通过控制部15例如以PWM来控制各开关元件。 [0069] 图8是表示图7的充电电路13的具体的结构例的电路图。作为电源部的充电电路13包括绝缘型的变压器91、作为开关元件的MOSFET92、电容器93、94、二极管95、开关控制电路96、电流控制电路97、电压控制电路99以及未图示的电流检测电路、电压检测电路等。 MOSFET92通过经由开关控制电路96的来自控制部15的PWM信号进行驱动并进行开关动作，由此在输出端子侧产生充电用的电压。控制部15识别蓄电池30的电压，并将与之对应的电流、电压的设定提供给电流控制电路97、电压控制电路99。充电开始时，控制电路15输出使开关控制电路96的动作开始的接通信号。开关控制电路96根据由电流控制电路97、电压控制电路99输出的反馈信号来调制脉冲宽度，并驱动MOSFET92。当MOSFET92停止时，在输出端子侧不输出电压。充电开始后，直到电池电压达到预定电压，控制部15以恒定电流对蓄电池 30充电，在达到预定电压后以恒定电压进行充电，在恒定电压控制的期间以一边慢慢地降低充电电流一边维持恒定电压的方式进行反馈控制。控制部15在充电电流降低到预定值的时间点判断为充电完成，并停止MOSFET92的开关动作(PWM控制)。 [0070] 图9是表示自行式割草机1中的各种功能部件以及它们的相互连接关系的框图。在主基板40上搭载有除了图7的电动机的电路部分，并且在主基板40上连接有与充电基座50的直流输出端子51、52可连接、脱离的充电端子10a、10b以及与安装在电池安装部5中的蓄电池30的端子(输出电压端子以及识别用端子)自由装卸地连接的电池连接端子42a、42b(虽然省略了图示但是连接到识别用端子的端子)。主开关SW1被插入电池连接端子42a、42b以及主基板40的连接线路中，是向自行式割草机1的主基板40、电动机等的供电开关。另外，在主基板40上连接有左车轮电动机22A、右车轮电动机22B以及割刀电动机22C，并且连接有第1以及第2导绳传感器S1、S2、抬起传感器S3、倾斜传感器S4、停止按钮43以及显示器键盘基板44。 [0071] 第1以及第2导绳传感器S1、S2例如是配置在主体2的前后的线圈，接收导绳80的交流电信号并输出至主基板40。由此，搭载在主基板40上的控制部15识别割草区域的边界，并经由左车轮驱动器18、左车轮驱动器19通过左车轮电动机22A以及右车轮电动机22B的旋转方向、转速控制等执行自行式割草机1的方向控制等。 [0072] 当自行式割草机1的主体2被抬起时，抬起传感器S3检测到该情况并输出至主基板40。由此，控制部15停止左车轮电动机22A、右车轮电动机22B以及割刀电动机22C。当自行式割草机1相对于地面倾斜了预定角度以上时，倾斜传感器S4检测到该情况并为了不侵入倾斜面而输出至主基板40，控制部15改变左车轮电动机22A、右车轮电动机22B的控制来改变行进方向，倾斜传感器S4尝试返回正常值。当倾斜传感器S4还检测到超过了所述预定角度以上的阈值时，控制部15停止左车轮电动机22A、右车轮电动机22B以及割刀电动机22C。停止按钮43是手动停止单元，通过手动操作来自主行进或停止割草中的自行式割草机1。显示器键盘基板44是与割草相关的信息的输入装置，被配置在主体2的外面以便操作者可以进行手动操作，并进行动作开始的指示、定时器设定、作业区域等的设定。此外，从控制系统电源14进行向各传感器S1～S4、显示器键盘基板44等的供电。 [0073] 在以上的自行式割草机1的结构中，如果在主体2的电池安装部5中安装蓄电池30，并将主体2连接到充电基座50(如果将主体侧充电端子10a、10b连接到充电基座50的直流输出端子51、52)，则充电基座50判别被判别电路11来向主体2提供21V的直流电压。在主体2中，充电电路13按照识别出蓄电池30的额定输出电压的控制部15的指令，以适合于蓄电池30的额定输出电压(36V或18V)的直流电压来对蓄电池30进行充电。 [0074] 充电完成后，自行式割草机1脱离充电基座50，进行由控制部15预先决定的自主行进动作以及割草动作。自行式割草机1在要求的割草动作结束后或蓄电池30的剩余容量降低时，返回充电基座50。此外，判断蓄电池30的剩余容量降低的阈值根据所连接的蓄电池30的额定输出电压而改变(例如设为相对于额定输出电压的预定的比率)。即，当蓄电池30的额定输出电压为36V时，控制部15以比蓄电池30的额定输出电压为18V时更高的电压判断剩余容量降低，并开始向充电基座50的返回动作。 [0075] 根据本实施方式，可以获得以下的效果。 [0076] (1)自行式割草机1在主体2中具有作为充电电路的充电电路13，通过充电电路13将来自充电基座50的供电电压转换为对应于蓄电池30的额定输出电压的直流电压来对蓄电池30进行充电，因此可以可靠地将额定输出电压为36V的蓄电池30充满电。 [0077] (2)在自行式割草机1中在二次侧电路内需要装卸部，理想的是来自充电基座50的直流输出电压例如设为42V以下，但是在本实施方式中，通过在主体2中设置充电电路13，充电基座50的输出电压相对于42V可以有较大富裕，不仅在设计上有利，还可以将充电基座50的输出电压所施加的自行式割草机1的电路部件设为耐压低的低价的部件，降低成本。另外，充电基座50的输出电压低，因此在自行式割草机1中，可以使用一级电源电路(控制用电源电路14)来制作作为控制部15的电源的DC5V，与在充电基座50的输出电压高，DC5V的制作中需要二级以上的电源电路的情况相比，可以减少部件个数。 [0078] (3)AC适配器60可以是输出电压为DC21V左右的通用性高的适配器，因此有利于低成本化。 [0079] (4)使用充电电路13对蓄电池30进行充电，因此可以进行多种额定输出电压的蓄电池30的充电。 [0080] (5)以往的自行式割草机中内置专用的蓄电池，当内置蓄电池的剩余容量降低时，由于充电而无法进行动作，但是本实施方式所涉及的自行式割草机1是在主体2中自由装卸地安装蓄电池30的构造，当蓄电池30的剩余容量降低时，通过与完成充电的蓄电池进行更换，可以继续割草作业。 [0081] (6)蓄电池30可以在其他种类的电动作业机中共用，因此操作者在自行式割草机1与其他种类的电动作业机之间可以互用蓄电池30，很方便。 [0082] (7)使用驱动电源电路17将来自蓄电池30的供电电压例如转换为18V的驱动电压并提供给左车轮驱动器18、右车轮驱动器19以及割刀驱动器20，因此即使不改变左车轮驱动器18、右车轮驱动器19以及割刀驱动器20的控制也可以使用多种额定输出电压的蓄电池30。 [0083] (8)在使用36V等的高额定输出电压的蓄电池30时，通过驱动电源电路17转换为18V的驱动电压来提供给各驱动器，由此与直接提供36V时相比，可以进行低速旋转控制。 即，在使用高额定输出电压的蓄电池30时，虽然由于各驱动器的开关元件的最低开关时间的限制存在很难进行低速旋转控制的情况，但是在本实施方式中，通过将蓄电池30的输出电压转换为18V的驱动电压来提供给各驱动器，即使在蓄电池30的额定输出电压高时，也可以适当地进行低速旋转控制。特别是对于自行式割草机1中的车轮的行进等，需要低速进行，可以进行低速旋转的详细控制的意义很大。 [0084] (9)在自行式割草机1中，使用多个电动机，因此需要多个开关元件用于电动机驱动，如果将各开关元件设为可以对应36V的高耐压的元件则存在高成本的问题，但是在本实施方式中，通过将蓄电池30的输出电压转换为18V的驱动电压来提供给各驱动器，可以将各开关元件设为耐压低的低价的元件，降低成本。 [0085] (10)主体2中具有被判别电路11，因此充电基座50可以识别连接了自行式割草机1，或者可以判别直流输出端子51、52间的短路等不可预测的情况。 [0086] (11)即使在蓄电池30没电时，在连接到充电基座50时，从充电基座50向控制用电源电路14供电，控制部15也可以执行用于充电的控制，因此即使蓄电池30没电了，通过将自行式割草机1连接到充电基座50，也可以开始充电动作。 [0087] (12)充电电路13是通过变压器使输入侧与输出侧相互绝缘的绝缘型，由于输入直流电压，在MOSFET92发生了短路故障时，在变压器中不产生电压变化而不起作用，因此不在输出端子侧输出电压，在短路故障时即使在输出端子连接着蓄电池30，蓄电池30也不被充电。因此，在短路故障时，可以防止意料之外的高电压施加给蓄电池30，蓄电池30发生过充电。另外，即使在向MOSFET92提供信号的开关控制电路96、控制部15或产生反馈信号的电流控制电路97、电压控制电路99等中发生了异常时，也同样地可以避免蓄电池30的过充电的问题。 [0088] 实施方式2 [0089] 图10是本实用新型的实施方式2，是与图7相比改变了控制用电源电路14的输入的获取方法的框图。在图10的例子中，蓄电池30的输出电压通过逆流防止用二极管D2被提供给控制用电源电路14。图10中的其他方面与图7相同。在图10的结构的情况下，在控制用电源电路14中无法使用耐压低的低价的电路部件，但是在其他方面，可以起到与图7所示的结构同样的效果。 [0090] 实施方式3 [0091] 图11是本实用新型的实施方式3，是与图10相比省略了驱动电源电路17的框图。在图11的例子中，蓄电池30的输出电压分别被直接提供给左车轮驱动器18、右车轮驱动器19以及割刀驱动器20。当蓄电池30的额定输出电压变化时，通过改变各驱动器的PWM控制的占空比来进行应对。具体而言，各驱动器在蓄电池30的额定输出电压为18V时，通过占空比约100％的PWM控制来向各电动机供电，在蓄电池30的额定输出电压为36V时，通过占空比约 50％的PWM控制来向各电动机供电，由此，不论蓄电池30的额定输出电压是多少，实际上以相同的输出条件来驱动各电动机。图11中的其他方面与图10相同。图11的结构的情况下，除了低速旋转控制、各驱动器的开关元件的耐压方面，可以起到与图10所示的结构同样的效果。 [0092] 实施方式4 [0093] 图12是本实用新型的实施方式4所涉及的自行式割草机的电路框图。以下，以与图7所示的实施方式1的不同点为中心进行说明。从充电基座向充电端子10a、10b输入41.5V的直流电压。充电端子10a、10b间的41.5V的直流电压经由保险丝FS1被提供给被判别电路11、充电电路控制用电源12以及充电电路13。 [0094] 充电电路控制用电源12将DC41.5V降压至DC18V，并通过逆流防止用二极管D1提供给控制用电源电路14，具体而言，由DC-DC转换器(电压转换单元)构成。在向主体2安装蓄电池30时，控制用电源电路14从后述驱动电源电路(18V电源)17经由逆流防止用二极管D2接受DC18V的电压提供。控制用电源电路14将5V的直流电压提供给充电控制微机(微型计算机)15A以及主体控制微机15B，具体而言是DC-DC转换器(电压转换单元)。此外，充电控制微机15A以及主体控制微机15B对应于图7的控制部15。 [0095] 即使当蓄电池30没电时，在连接到充电基座50时，充电电路控制用电源12可以向控制用电源电路14供电，可以进行用于充电的控制。即当蓄电池30没电时，为了将消耗电力设为零，向控制用电源电路14进行的经由蓄电池30的供电消失，但是通过设置充电电路控制用电源12，可以在连接到充电基座50时，无障碍地进行由用于充电的充电控制微机15A所进行的控制。 [0096] 充电电路13作为降压单元(根据蓄电池30的额定输出电压，有时为升压单元)起作用，是经由逆流防止用二极管D3以及继电器RY1以适合于蓄电池30的额定输出电压的充电电压对蓄电池30进行充电的DC-DC转换器(电压转换单元)。如果在主体2的蓄电池安装部5中安装蓄电池30，则蓄电池30的各端子连接到设置在蓄电池安装部5中的电池连接端子42a、42b(虽然省略了图示，但是还设置有接受蓄电池30的识别信号的端子)。充电控制微机 15A接受蓄电池30的种类(额定输出电压等)的识别信号，充电控制微机15A进行控制，以使充电电路13以配合所安装的蓄电池30的额定输出电压的电压进行充电动作。在每一次安装蓄电池30时，或者每一次充电基座50与主体2连接时进行由充电控制微机15A所进行的蓄电池30的种类的识别。此外，自行式割草机1中负载的消耗电力大，通过充电电路13的DC-DC转换器无法使负载进行动作，因此在充电时，通过继电器RY1分离蓄电池30的负载侧。 [0097] 驱动电源电路17以及割刀电动机驱动电路20在充电完成时经由继电器RY1连接到蓄电池30。驱动电源电路17由DC-DC转换器构成，制作车轮电动机、其他控制电路用的18V的直流电压。即，经由逆流防止用二极管D2向控制用电源电路14提供18V的直流电压，并且向左车轮驱动器18以及左车轮驱动器19提供18V的直流电压。割刀电动机驱动电路20通过PWM控制向驱动割刀4的割刀电动机22C供电。割刀电动机驱动电路20在蓄电池30的额定输出电压为18V时，通过占空比100％的PWM控制向割刀电动机22C进行供电，蓄电池30的额定输出电压为36V时，通过占空比50％左右的PWM控制向割刀电动机22C进行供电，不论蓄电池30的额定输出电压是多少，可以以实质上相同的输出条件来驱动割刀电动机22C。左车轮驱动器18通过PWM控制向旋转驱动左后车轮9a的左车轮电动机22A供电，左车轮驱动器19通过PWM控制向旋转驱动右后车轮9b的右车轮电动机22B供电。这些电动机驱动电路18、19、20由主体控制微机15B所控制。此外，在蓄电池30与作为其负载侧的驱动电源电路17以及割刀电动机驱动电路20之间，串联地插入主开关SW1以及保险丝FS2。 [0098] 充电电路控制用电源12向控制用电源电路14提供18V的直流电压，控制用电源电路14向充电控制微机15A以及主体控制微机15B提供5V的直流电压，并设为可以进行充电控制以及主体2的各种控制的状态。充电电路13在工作状态下通过继电器RY1在充电电路13的输出侧连接蓄电池30，充电电路13按照识别出蓄电池30的额定输出电压的充电控制微机15A的指令，以适合于蓄电池30的额定输出电压(36V或18V)的直流电压对蓄电池30进行充电。充电完成后，继电器RY1通过充电电路13将蓄电池30切换为负载侧(向电动机等进行供电侧)、即连接到驱动电源电路17以及割刀电动机驱动电路20的一侧。 [0099] 在本实施方式中，可以使用半导体开关单元来代替将蓄电池30的连接目的地从充电电路13切换为驱动电源电路17以及电动机驱动电路18、19、20侧来进行连接的继电器RY1。另外，可以根据蓄电池30的额定输出电压，经由作为电池组电压转换单元的升压单元向左车轮电动机、右车轮电动机以及割刀电动机进行供电。 [0101] 在实施方式中，对充电基座50与AC适配器60为独立个体的情况进行了说明，但是充电基座50也可以内置AC适配器60的功能(将交流电压转换为直流电压的功能)。在实施方式1中对充电电路13为升降压电路的情况进行了示例，但是以可靠地将额定输出电压为36V的蓄电池30充满电的观点，充电电路13至少具有升压功能即可。在使用驱动电源电路17的输出电压来驱动割刀电动机22C时，蓄电池30的额定输出电压发生变化时，不需要改变控制，因此割刀电动机22C也可以作为有刷电动机。自行式割草机1可以从额定输出电压不同的3种以上的蓄电池中择一进行安装。在实施方式中所示例出的具体的数值，例如蓄电池30的额定输出电压、充电基座50的输出电压以及其上限值等只是说明上的一个例子，是结合实际的使用环境适当设定的。 [0102] 符号说明 [0103] 1…自行式割草机、2…主体、4…割刀、5…蓄电池安装部、7…绿篱修剪机、8a…左前车轮、8b…右前车轮、9a…左后车轮、9b…右后车轮、10a、10b…充电端子(受电端子)、11…被判别电路、12…充电电路控制用电源、13…充电电路、14…控制用电源电路(控制系统电源)、15…控制部(微机)、15A…充电控制微机、15B…主体控制微机、17…驱动电源电路(18V电源)、18…左车轮驱动器(左车轮电动机驱动电路)、19…右车轮驱动器(右车轮电动机驱动电路)、20…割刀驱动器(割刀电动机驱动电路)、22A…左车轮电动机、22B…右车轮电动机、22C…割刀电动机、30…蓄电池、40…主基板、42a、42b…电池连接端子、43…停止按钮、44…显示器键盘、50…充电基座、51、52…直流输出端子(送电端子)、53…控制部(微机)、60…AC适配器、61…变压器、62…二极管桥、70…电缆、80…导绳(引导绳)、90…外部交流电源、91…变压器、92…MOSFET、93,94…电容器、二极管95、102…主体盖、102a，102b…挡泥板、102c…前方下端、103…开关盖、105…开口部、110…主体机架、119a，119b…磁铁、 121…底座部、122…容器部、123…盖部、124…键盘、125…显示器、137…停止开关、C…电容器、D1，D2…逆流防止用二极管、S1、S2…导绳传感器、S3…抬起传感器、S4…倾斜传感器。 |
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