太阳能驱动遥控移动式割草机
专利汇可以提供太阳能驱动遥控移动式割草机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且为了解决传统 割草机 污染严重、噪音大、劳动强度大等问题，设计了一种 太阳能 驱动遥控移动式割草机。它属于生产机具的 发明 领域。该装置主要由太阳能 能源 动 力 系统、控制系统、 四轮驱动 部分和切割收集部分组成。其主要特征是利用太阳能作为动力源，实现割草装置的正常运行；以STC89C52 单片机 为控制核心部件,采用无线遥控代替传统的手推式操作方式，利用C语言编制控制程序，实现对割草机的远距离运动控制；通过改进传统割草机的切割收集方式，设计切割-收集一体化装置，利用刀片旋转的 离心力 作用，将割下的草甩到收集箱，提高了工作效率，减轻了劳动强度。，下面是太阳能驱动遥控移动式割草机专利的具体信息内容。
1.一种太阳能驱动遥控移动式割草机，其特征在于：利用太阳能提供动力能源；太阳能电池板的支撑架采用不锈钢型材，用螺栓将支撑架与割草机的机身部位连接，可利用由型材组成的平行四杆机构根据太阳光与地面的倾斜角来适当调节太阳能电池板的斜度；上部采用有机玻璃罩，内部形成半椭球形空间；利用单片机进行控制，C语言编程，实现人工远距离红外遥控；采用切割/收集一体化装置，利用刀片旋转的离心力作用将割下的杂草甩进收集箱收集、储存。
2.根据权利要求1所述的太阳能驱动遥控移动式割草机，其特征在于：利用太阳能电池板将太阳能转化为电能以作为整机正常运行的动力能源，并采用铅酸蓄电池作为剩余能源储备装置；利用太阳能充放电控制器将太阳能电池板分别与直流电机和蓄电池连接，当光照充足时，首先由太阳能电池板将太阳能直接转换成电能，再由太阳能充放电控制器对转化的电能进行收集和分配，太阳能充放电控制器可智能调节太阳能电池板的工作电压，使太阳能电池板始终保持工作在最大功率点，对太阳能电池板发电功率的利用率提高了
10—30％，通过太阳能充放电控制器收集和分配的电能既可以带动驱动电机、转向电机以及割草电机的转动同时又可以把多余的电能储存到铅酸蓄电池中；当光照不足时，主要由铅酸蓄电池中储存的电能为各个电机提供动力，从而实现了电能使用、储存一体化。
3.根据权利要求1所述的太阳能驱动遥控移动式割草机，其特征在于：支撑太阳能电池板的支撑架采用不锈钢型材，型材上有设有多个安装孔，以便实现灵活的安装和拆卸；型材做成的支撑架用来支撑太阳能电池板，而支撑架安放在行走小车上面的支撑板上，通过型材下部的螺栓将支撑架与割草机的机身部位的支撑板连接，用螺栓将太阳能电池板与支撑架连接，支撑架两侧分别采用平行四杆机构，以通过型材的前后摆动来实现太阳能电池板的摆动，这样就可以根据太阳光与地面的倾斜角来适当调节太阳能电池板的斜度，以增大受光面积，提高了太阳能的利用效率。
4.根据权利要求1所述的太阳能驱动遥控移动式割草机，其特征在于：支撑架上面安装有机玻璃板；太阳能板上部采用无色透明的有机玻璃罩，用有机玻璃胶把罩顶与放在支撑架的前侧板粘合（前侧板通过螺栓固定在支撑架上），而有机玻璃的另一侧也与后侧板粘结（后侧板通过连接块与连接，该连接块可以沿型材滑动，这样通过有机玻璃和前后侧板就形成了一个半椭球形空间，增大了太阳能电池板的采光面积，提高了太阳能的利用效；利用金属胶把有机玻璃制成的左右侧板分别与顶部有机玻璃粘合（左右侧板可随顶部侧板运动），操作者可以从侧面调节太阳能电池板的倾斜度。
5.根据权利要求1所述的太阳能驱动遥控移动式割草机，其特征在于：利用单片机进行控制，通过C语言编程，可进行人工远距离红外遥控，实现割草机的前进、后退、拐弯、变速等各种操作；割草机采用单片机作为核心控制元件，将太能能转化的电能驱动单片机工作，单片机与直流电机驱动模块连接，驱动模块接收来自单片机的运动指令并将该指令转化成电信号来驱动相应直流电机按照指令进行动作，单片机采用C语言进行编程，编制的程序实现了电机的前进、后退、转向和割草启停等功能；通过变压器把太阳能电池板的24V电压转化为5V电压，变压器的OUT5V引脚通过接线与单片机的DC直流电源接口相连，而割草电机通过空气开关与直流电源相连，然后通过L298电机驱动模块控制驱动电机、转向电机的转动，可实现整体装置的前进、后退、拐弯、变速等各种操作；工作时，操作者按遥控器发送动作指令，红外线接收头收到信号后将信息传给单片机进行处理，单片机处理后发送信号给驱动模块以驱动相应电机动作，完成操作者的意愿；即当操作者按下遥控器按键后，遥控器发射红外线并编译成遥控码，接收电路（接收头）完成从红外线接收到输出TTL 电平信号，并同时把信号传送给单片机；接线方法是将单片机的引脚分别与驱动模块的引脚相连，驱动模块的power正、负引脚通过熔断器连接到直流电源的正负极，驱动模块引脚A的正负极连接到转向电机，驱动模块的输出引脚B的正、负极接驱动电机，直流电源的正、负极与降压器的的正、负引脚相连。
6.根据权利要求1所述的太阳能驱动遥控移动式割草机，其特征在于：采用圆盘形切割器，利用高速旋转的割刀对杂草进行无支撑切割；它的工作部件由一个圆形刀盘和数个用螺母连接在刀盘上的刀片组成；在驱动力的作用下，刀片能够很容易地将杂草切断；圆盘形切割器由刀具及其连接部分组成，刀具包括刀盘和安装在刀盘上的刀片，连接部分包括传动轴套、联轴器等；传动轴通过联轴器与电机轴套连接以实现传动，轴套上攻有螺纹，刀盘通过上下两个螺母加以紧固，轴套表面开有一个纵向定位键槽，刀盘与轴套用键配合，键在键槽内的位置可滑动，通过旋进或旋出螺母即可实现了割草刀片的工作高度调节；该结构方便拆卸更换，不易缠草；通过在电机轴套的外圆弧表面上设置定位槽与键配合后，就能起到防止刀片与电机轴套之间产生相对转动的作用，并且能够提高工作效率，保障使用者的安全；收集箱通过框架结构固定安装在机身上，通过调节前后框杆的高度差可以调节收集箱的倾斜角度，以便调节割草器割草空间和割下杂草的储存容积；利用刀盘旋转的离心力作用将杂草甩进收集箱，可以对杂草的收集，实现了切割-收集一体化。
太阳能驱动遥控移动式割草机
技术领域
背景技术
发明内容
----------公式（1）
式中，Q为蓄电池的容量(Ah)，N为连续无日射保障天数(d)，U为系统的电压，C为蓄电池的放电深度，一般为50～80％，QL为割草机每天的耗电量（用电表测得），已知太阳能割草机选用的是铅酸蓄电池，放电深度取75％，代入公式（1）得： Q=15Ah；则选择蓄电池的额定电压为12V，额定容量为12AH，其中割草机的负载电压为24V，因此选用的电池电压也需要24V，即需要2个铅酸蓄电池串联即可获得2×12V=24V的电压。为了合理选用光伏电池和蓄电池，有必要对它们进行设计计算校核，以进一步了解系统运行中可能出现的情况，保证太阳能电池组件的设计和蓄电池可以协调工作。
已知山东地区的太阳能电池方阵面上全年辐射量为180kcal/cm，全年峰值日照时数为：180000×0.0116=2088h，因此平均每日峰值日照时数为2088/365=5.72h/d每日太阳能割草机负载的耗电量为90Wh／24V=3.75Ah。则所需太阳能电池组件的总充电电流为： 3.75Ah×1.0249/(5.72×0.9×0.8)=0.93A
式中，1.0249为修正系数KD，0.9为蓄电池的库仑充电效率，0.8为逆变器的效率。由上式计算结果知，太阳能电池组件的总充电电流0.93小于太阳能电池组件的峰值电流
0.97A，符合太阳能电池组件的要求，不会对太阳能电池组件造成损坏；
2)校核蓄电池平均每天的放电深度，保证蓄电池不会过放电；对蓄电池日放电深度的校核，采用公式（2）：
蓄电池日放电深度的校核公式（2）为：
α=Qt/Q0 ---------------------------------------------------------------------公式（2）
式中 Qt—草坪割草装置的日负载（取3.75Ah）
Q0—蓄电池的总容量（取额定容量为12Ah）
已知太阳能割草机的日负载为3.75Ah，选用的蓄电池的容量为18Ah，则平均每天的放电深度校核计算如下：3.75Ah／18Ah=0.21<0.75
所以该系统中蓄电池不会过放电。
39的转动，不仅操作简单，运动灵活，而且工作效率高，而且降低了劳动强度，安全性能高。 [0008] 其中控制部分利用C语言编制的程序为：
#include
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit EN_A = P2^0;
sbit RPWM_A = P2^1;
sbit LPWM_A = P2^2;
sbit EN_B = P2^3;
sbit RPWM_B = P2^4;
sbit LPWM_B = P2^5;
sbit hw=P3^2;
sbit JDQ=P3^5;
uchar disdate[8]={0,0,0,0,0,0,0,0};
uchar a[4];
bit flag=1;
void delay(uint dat)
{
while(dat--)
{
;
}
}
void hongwai(void) interrupt 3
{ uchar i,j;
TL1=0;
TH1=0;
TR1=1;
while(!hw)
{
delay(10);
if(TH1>40)
return;
}
TR1=0;
if(TH1<30)
return;
TH1=0;
TR1=1;
while(hw)
{ delay(10);
if(TH1>25)
return;
}
for(i=0;i<4;i++)
{
for(j=0;j<8;j++)
{ TH1=0;
TR1=1;
while(!hw)
{
delay(10);
if(TH1>15)
return;
}
TH1=0;
while(hw)
{
delay(10);
if(TH1>15)
return;
}
TR1=0;
a[i]=a[i]>>1;
if(TH1>4)
a[i]=a[i]|0x80;
}
}
flag=1;
TR1=0;
}
void Left_A()
{
EN_A = 1;
RPWM_A = 0;
LPWM_A = 1;
}
void Right_A()
{
EN_A = 1;
RPWM_A = 1;
LPWM_A = 0;
}
void Stop_A()
{
EN_A = 1;
RPWM_A = 1;
LPWM_A = 1;
}
void Left_B()
{
EN_B = 1;
RPWM_B = 0;
LPWM_B = 1;
}
void Right_B()
{
EN_B = 1;
RPWM_B = 1;
LPWM_B = 0;
}
void Stop_B()
{
EN_B = 1;
RPWM_B = 1;
LPWM_B = 1;
}
void main(void)
{
EA=1;
EX0=1;
IT0=1;
TMOD=0X10;
while(1)
{ if(flag)
{ flag=0;
disdate[4]=a[2]/16;
disdate[5]=a[2]%16;
}
if(disdate[4]==1)
{
if(disdate[5]==1)
{
Left_B();
}
}
if(disdate[4]==1)
{
if(disdate[5]==9)
{
Right_B();
}
}
if(disdate[4]==1)
{
if(disdate[5]==4)
{
Left_A();
}
}
if(disdate[4]==1)
{
if(disdate[5]==6)
{
Right_A();
}
}
if(disdate[4]==0)
{
if(disdate[5]==8)
{
Stop_A();
}
}
if(disdate[4]==0)
{
if(disdate[5]==5)
{
Stop_B();
}
}
}
}
切割部分，太阳能驱动遥控移动式割草机采用圆盘形切割器，利用高速旋转的割刀对杂草进行无支撑切割。它的工作部件由一个圆形刀盘9和用螺母连接在刀盘9上的刀片10组成，在驱动力的作用下，刀片10能够很容易地将杂草切断。切割器由刀具及其连接部分组成，刀具包括刀盘9和安装在刀盘上的刀片10，连接部分包括电机轴套41、联轴器40等。
电机轴通过联轴器40与电机轴套41连接以实现传动，轴套41上攻有螺纹，刀盘9通过上下两个螺母8加以紧固，轴套41表面开有一个纵向定位键槽43，刀盘9与轴套41用键42配合，键42在键槽43内的位置可滑动，即实现了刀片10高度的调节。该结构方便拆卸更换，不易缠草。通过在电机轴套41的外圆弧表面上设置定位槽与键42配合后，就能起到防止刀片10与电机轴套41之间产生相对转动的作用，并且能够提高工作效率，保障使用者的安全。为了满足用户割草质量的要求，在选用割草电机时，需要对电机的类型和参数作进一步的比较分析，从而寻求最适合太阳能割草机工作要求的电机。1.割草电机功率的确定
-------------------------------------------公式（3）
=25.5W
式中 —工作时机器的前进速度(取0.5 m／s)
B—机器割幅(取1)
2
L0—切割每平方米面积杂草所需功，经测定， =200—300J／m。考虑到割草机工作时可能会出现缠草等情况，将加大电机的负载，因此选择电机功率为35W。
=15mm
其中，n=1000(r/min)
v=1.8(km/h)。如用L表示刀片刃口的长度，则有:
当L>a时，能够正常切割草坪;
当L
H=60 Vm／n
综合公式（9）（10）则 得
m=60Vm／hn -----------------------------------公式（6）
=3.6 (最小刀片数) 式中：
Vm—机器最大前进速度，Vm=1.8Km／h
h—余摆带纵宽(即：刀片工作刃线长度=0.03m)
n一割刀转速，n=1000r／min
因此，该装置选用5片刀，符合理论计算。
利用刀盘（）旋转的离心力作用将杂草甩进收集箱6，可以对杂草的收集，实现了切割-收集一体化。
48发出的红外线，经1838红外接收头接收、解码并把相应的方波信号输送给单片机44，再由单片机44通过L298电机驱动模块45控制各个电机的起、停和正、反转。从而实现整体装置的前进、后退、拐弯及变速等操作；收集部分由于电机主轴带动刀片10高速旋转会产生很大的离心力，充分利用离心力的作用，将割下的杂草甩到收集箱6，实现杂草的收集，既减轻了劳动强度，又提高了工作效率。
图3：太阳能驱动遥控移动式割草机太阳能电池板及支撑架俯视图；
图4：太阳能驱动遥控移动式割草机切割部位主视图；
图5：太阳能驱动遥控移动式割草机收集部位的立体视图；
图6：太阳能驱动遥控移动式割草机收集部位的俯视图；
图7：太阳能驱动遥控移动式割草机后轮驱动减速箱正视图；
图8：太阳能驱动遥控移动式割草机后轮驱动减速箱左视图；
图9：太阳能驱动遥控移动式割草机前轮转向减速箱正视图；
图10：太阳能驱动遥控移动式割草机前轮转向减速箱左视图；
具体实施方式：
1—太阳能电池板罩 2—支撑板 3—割草机机身 4—后轮 5—后轮轮轴 6—收集箱
7—收集箱支撑架 8—紧固螺母 9—刀盘 10—刀片 11—割草电机 12—铅酸蓄电池 13—前轮 14—前轮轮轴 15—转向机构 16—太阳能板固定支架 17—支撑架螺栓① 18— 支撑架螺栓② 19—太阳能板支撑架① 20—太阳能电池板 21—支撑架螺栓③ 22—太阳能板支撑架② 23— 太阳能板紧固螺栓① 24—太阳能板支撑架③ 25—太阳能板支撑架④ 26—支撑架螺栓④ 27— 太阳能板紧固螺栓② 28—驱动减速箱箱盖① 29—驱动减速箱箱盖② 30—驱动电机 31—齿轮① 32—齿轮② 33—齿轮③
34—转向减速箱箱盖① 35—转向减速箱箱盖② 36—齿轮④ 37—齿轮⑤ 38—齿轮⑥ 39—转向电机 40—联轴器 41—轴套 42—键 43—键槽44—STC89C52单片机 45—驱动模块 46—降压器47—空气开关 48—遥控器49—直流电源 50—收集部分 51—切割部分 52—太阳能支撑架部分 53—收集箱前支撑架 54—收集箱后支撑架
具体实施方式：
太阳能板固定支架16一边通过支撑架螺栓17、18、21、26分别与支撑板2、太阳能支撑架19、22、24、25联接，另一边焊接在机身上，起支撑作用；太阳能电池板20通过太阳能板紧固螺栓23、27固定于太阳能支撑架19、22、24、25上，我们可根据光照情况来调节太阳能电池板20的位置，以便更好的吸收、转化光能；采用有机玻璃制成的太阳能电池板罩1通过玻璃胶固定在割草机的机身3上，起防尘、防水、保护太阳能电池板20的作用。当按下红外遥控器48上的左按键时，程序执行P2.0=1（高电平）、P2.1=0(低电平)、P2.2=1，转向电机39正转，整体装置实现左拐弯；按下红外遥控器48上的右按键时，程序执行P2.0=1，P2.1=1，P2.2=0并保持，转向电机39反转，整体装置右拐弯；按下红外遥控器48上的上按键时，程序执行P2.3=1，P2.4=1，P2.5=0，驱动电机30正转，整体装置实现前进操作； 按下红外遥控器48上的下按键时，程序执行P2.3=1，P2.4=0，P2.5=1，驱动电机30反转，整体装置实现后退操作；按下红外遥控器48上的“1”按键时，程序执行P2.0=1，P2.1=1，P2.2=1，转向电机
39停止转动，按下红外遥控器48上的“3”按键时，程序执行P2.3=1，P2.4=1，P2.5=1，此时驱动电机30停止转动，整体装置实现停止操作。前轮轮轴14与前轮13、转向机构15联接；
转向电机39的输入齿轮依次与齿轮38、37、36啮合，从而将转向电机39的转动传递给齿轮
36，,齿轮36的输出轴又联接于转向机构15上，形成平行四杆机构，实现前轮的转向。驱动电机30的输入齿轮依次与齿轮33、32、31啮合，从而将驱动电机30的转动传递给齿轮31，齿轮31的输出轴联接于后轮（右）4上，后轮轮轴5分别与驱动减速箱箱盖29、后轮（左）4联接，因此齿轮31的转动进而又传递给了左、右后轮，实现后轮4的驱动。切割电机11、铅酸蓄电池12固定在割草机的机身槽内，其上部支撑板2固定于机身3上，起到防尘、支撑作用，支撑太阳能支架16和太阳能电池板20；刀盘9通过紧固螺母8联接于切割电机11上，刀片10固定于刀盘9的凹槽内；收集箱支撑架7通过螺栓联接固定于割草机的机身部位3上，收集箱6像抽拉抽屉一样安放在收集箱支撑架7内，因收集箱支撑架7的两块底面支撑板与地面有一个3º的倾斜角（从主视图看），使收集箱6受一个倾斜的重力，故在工作过程中不会掉出；通过切割电机11的旋转带动刀盘9的运动，实现对杂草的修整作用，最后利用草的离心力的作用将杂草甩入收集箱6中，实现对杂草的收集。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种草坪割草机用传感智能自动避转超薄割草刀 | 2020-05-17 | 438 |
| 螺旋式自动割草机 | 2020-05-28 | 119 |
| 用后盖板推人工的底盘拨堵草器及防碎草器的草坪割草机 | 2020-06-01 | 640 |
| 具悬轮调高及面板远程对前三轮转向控制的草坪割草机 | 2020-05-21 | 634 |
| 一种自走式割草机 | 2020-05-14 | 40 |
| 有用电动机驱动齿轮的拨堵草器及防碎草器的草坪割草机 | 2020-06-02 | 788 |
| 自走式底盘可升降割草机 | 2020-05-13 | 202 |
| 一种自走式割草机 | 2020-05-14 | 297 |
| 一种带侧移可翻转的轻型甩刀式割草机 | 2020-05-18 | 984 |
| 一种带自张紧系统的甩刀式割草机 | 2020-05-12 | 152 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
