太陽能驅動遙控移動式割草機的製作方法
2023-06-09 00:15:46 1
專利名稱：太陽能驅動遙控移動式割草機的製作方法
技術領域：
本發明專利提供了一種太陽能驅動遙控移動式割草機，它屬於生產機具的發明領域。
背景技術：
21世紀，節能、環保，倡導綠色生活已成為新時代的主題。隨著世界各國經濟的發展，工業化和城市化進程的加快，人們對能源的需求越來越大。大量化學燃料的使用，導致了能源的迅速短缺和環境汙染日益突出。近年來，太陽能的應用與普及、草坪綠地面積的不斷增長，促使割草機行業不斷改進和更新。目前，市場上銷售的割草機大都用柴油或汽油提供動力，並靠人力推動來實現操作，雖可以完成對大面積草坪的修整，但存在汙染環境、勞動強度大、安全性低(如有操作者緊握割草機扶手，在摔倒時割草機壓到操作者的腳上而造成人身傷害)、噪音大等缺點。
發明內容
本發明專利的目的在於克服與改進上述缺點，而設計的一種利用太陽能驅動、人工遠距離遙控、切割/收集一體化的割草機.該割草機利用太陽能電池板將太陽能轉化為電能以作為整機正常運行的動力能源，保證割草機的正常運行；通過採用無線遙控操作代替傳統的人工手推式操作方式，並以STC89C52單片機為控制核心部件，採用C語言編程， 實現對草坪修整機的遠距離運動控制；通過改進傳統割草機的切割及收集方式，設計出切割-收集一體化裝置，利用刀片旋轉的離心力作用，將割下的草甩到收集箱，提高了工作效率，減輕了勞動強度。為達到上述目的，本發明專利採用的技術方案如下本裝置採用MV/60W多晶矽材料的太陽能電池板利用太陽能光伏發電原理作為整體裝置正常運行的動力能源，多晶矽材料穩定性好，在高溫條件下不易發生光化學反應；具有強的光吸收型，它具有一定的電導率以降低電池內阻提高轉換效率；另外，多晶矽材料的太陽能電池板比單晶矽以及薄膜太陽能電池板價格低廉，成本低。同時為了解決本裝置在長時間或陰雨天工作時電量不足的問題，我們採用鉛酸蓄電池作為剩餘能源儲備裝置。在選擇鉛酸蓄電池的電池容量中，採用公式(1)
Q= Qi! U ^iN ^C -----------------------------------------------------
----------公式(1)
式中，Q為蓄電池的容量(Ah)，N為連續無日射保障天數(d)，U為系統的電壓，C為蓄電池的放電深度，一般為50 80%，Ql為割草機每天的耗電量(用電錶測得)，已知太陽能割草機選用的是鉛酸蓄電池，放電深度取75%，代入公式(1)得Q=15Ah ；則選擇蓄電池的額定電壓為12V，額定容量為12AH，其中割草機的負載電壓為MV，因此選用的電池電壓也需要MV，即需要2個鉛酸蓄電池串聯即可獲得2X 12V44V的電壓。為了合理選用光伏電池和蓄電池，有必要對它們進行設計計算校核，以進一步了解系統運行中可能出現的情況，保證太陽能電池組件的設計和蓄電池可以協調工作。1)校核太陽能電池組件的工作電流
已知山東地區的太陽能電池方陣面上全年輻射量為ISOkcal/cm2，全年峰值日照時數為180000 XO. 0116=2088h，因此平均每日峰值日照時數為2088/365=5. 72h/d
每日太陽能割草機負載的耗電量為90Wh / MV=3.75Ah。則所需太陽能電池組件的總充電電流為 3. 75Ah X 1. 0249/ (5. 72X0.9X0. 8) =0. 93A
式中，1. 0249為修正係數KD，0. 9為蓄電池的庫侖充電效率，0. 8為逆變器的效率。由上式計算結果知，太陽能電池組件的總充電電流0. 93小於太陽能電池組件的峰值電流 0. 97A，符合太陽能電池組件的要求，不會對太陽能電池組件造成損壞；
2)校核蓄電池平均每天的放電深度，保證蓄電池不會過放電；對蓄電池日放電深度的校核，採用公式(2):
蓄電池日放電深度的校核公式(2)為
α =Qt/Q0 --------------------------------------------------------------
-------公式(2)
式中隊一草坪割草裝置的日負載(取3.75Ah)
Qtl—蓄電池的總容量(取額定容量為12Ah) 已知太陽能割草機的日負載為3. 75Ah，選用的蓄電池的容量為18Ah，則平均每天的放電深度校核計算如下3. 75Ah / 18Ah=0. 21<0. 75 所以該系統中蓄電池不會過放電。對太陽能支撐架以及有機玻璃板材料的選取，太陽能支撐架採用型號為不鏽鋼型材，其厚度為3mm，採用不鏽鋼型材不僅能明顯地減少原材料和人工的消耗、減低經濟成本；殘餘應力低、外觀和表面質量好，型材上設有許多安裝孔，可根據需要靈活的安裝和拆卸。型材做成的支撐架用來支撐太陽能電池板，將型材26用螺栓將支撐架16與割草機的機身部位3的支撐板2連接，由型材18、19、25、26、27做成支撐架16支撐太陽能電池板20， 用螺栓23、27將太陽能電池板20與支撐架16連接，而支撐架安放在行走小車上面的支撐板2上，通過型材下部的螺栓將支撐架16與割草機的機身部位3的支撐板2連接，用螺栓將太陽能電池板20與支撐架16連接，支撐架16兩側分別採用平行四桿機構，以通過型材的前後擺動來實現太陽能電池板20的擺動，可以根據太陽光與地面的傾斜角來適當調節太陽能電池板20的斜度，增大了受光面積，提高了太陽能的利用效率；支撐架16上面安裝有機玻璃板，太陽能電池板20上部採用無色透明的有機玻璃罩1，用有機玻璃膠把罩頂和一邊側板粘合(前側板通過螺栓固定在支撐架上)，而有機玻璃的另一側也與後側板粘結(後側板通過連接塊與連接，該連接塊可以沿型材滑動，這樣通過有機玻璃和前後側板就形成了一個半橢球形空間，增大了太陽能電池板20的採光面積，提高了太陽能的利用效率。利用金屬膠把有機玻璃製成的左右側板分別與頂部有機玻璃粘合(左右側板可隨頂部側板運動)，操作者可以從側面調節太陽能電池板的傾斜度。與一般的玻璃板相比，有機玻璃板材透光率高，可達到92%以上，而且其耐候性強，對自然環境的適應性強，即使長時間日光照射時性能也不會發生改變，長時間使用對人體也不會產生危害。控制系統採用STC89C52單片機44作為核心部件，利用Keil軟體採用C語言編程， 採用紅外遙控，紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點。紅外遙控系統由發射和接收兩大部分組成，應用編/解碼專用集成電路晶片進行控制操作，當按下遙控器48按鍵後，遙控器48發射紅外線並編譯成遙控碼，該遙控碼具有以下特徵採用脈寬調製的串行碼，以脈寬為0. 565ms,間隔0. 56ms，周期為1. 125ms的組合表示二進位的「0」;以脈寬為0. 565ms,間隔1. 685ms，周期為2. 25ms的組合表示二進位的「 1 」，遙控編碼是連續的32位二進位碼組，其中前16位為用戶識別碼，防止不同機種遙控碼互相干擾；後16位包括8位操作碼(功能碼)及其反碼。遙控器48在按鍵按下後，周期性地發出同一種32位二進位碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續時間隨它包含的二進位「0」和「1」的個數不同而不同，大約在45 63ms之間。接收電路採用集紅外線接收和放大於一體的一體化接收頭，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出TTL電平信號兼容的所有工作。 一體化接收頭對外只有3個引腳0UT、GND、VCC與單片機44接口相連，其中1號引腳為脈衝信號輸出端，直接接單片機44的IO 口 ；2號引腳為GND端，接系統的地線數據碼 ΚΓΚ8分別通過0x00，0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06,0x07經紅外接收頭接收同時把信號傳送給單片機44，將單片機44的VCC引腳分別與驅動模塊45的A、B的VCC引腳相連， GND引腳分別與驅動模塊45的Α、Β的GND引腳相連，單片機44的Ρ2. 0、Ρ2. 1、Ρ2· 2、Ρ2· 3、 Ρ2. 4、Ρ2. 5引腳分別與驅動模塊45的A、B的EN、RP麗、LP麗引腳相連；驅動模塊45的 power正、負引腳通過熔斷器連接到24V直流電源49的正負極，驅動模塊45引腳A的正負極連接到轉向電機39，驅動模塊45的輸出引腳B的正、負極接驅動電機30，直流電源49的正、負極與降壓器46的IN24V的正、負引腳相連，降壓器46把MV電壓轉化為5V電壓，降壓器46的0UT5V通過接線與單片機44的DC直流電源49接口相連，割草電機11通過空氣開關47與24V直流電源相連，然後通過L298電機驅動模塊45控制驅動電機30、轉向電機 39的轉動，不僅操作簡單，運動靈活，而且工作效率高，而且降低了勞動強度，安全性能高。
其中控制部分利用C語言編制的程序為 #include〈reg52· h> #include〈intrins. h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int
sbitEN_A =P2"0;sbitRPWM_A=P2'■1sbitLPWM_A=P2'■2sbitEN_B =P2"3;sbitRPWM_B=P2'■4sbitLPWM_B=P2'■5sbithw=P3"2;sbitJDQ=P3"5;
uchar disdate [8] = {0，0，0，0，0，0，0，0}； uchar a[4]； bit fIag=I；
void delay(uint dat)
{while(dat—)
{
j
ι
ι
void hongwai (void) interrupt 3 { uchar i，j; TLl=O; THl=O; TRl=I;
while (!hw)
{
delay (10)； if (THlMO) return；
}
TRl=O; if(TH125) return；
}
for(i=0;i<4;i++)
{
for(j=0;j<8;j++) { THl=O; TRl=I;
while(!hw)
{
delay (10)； if(TH1>15) return；
}
THl=O; while(hw){
delay (10)； if(TH1>15) return；
}
TRl=O;
a[i]=a[i] l; if (THlM) a[i]=a[i]
=a[2]/16; disdate[5]=a[2]%16;
}
if (disdate[4]==l)
{
if (disdate[5]==l)
{
Left_B ；
}
}
if(disdate[4]==l)
{
if (disdate[5]==9)
{
Right—B；
}
}
if (disdate[4]==l)
{if(disdate[5]==4)
{
Left_A ；
}
}
if(disdate[4]==l)
{
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 0 ；
}
}
}
}
切割部分，太陽能驅動遙控移動式割草機採用圓盤形切割器，利用高速旋轉的割刀對雜草進行無支撐切割。它的工作部件由一個圓形刀盤9和用螺母連接在刀盤9上的刀片10 組成，在驅動力的作用下，刀片10能夠很容易地將雜草切斷。切割器由刀具及其連接部分組成，刀具包括刀盤9和安裝在刀盤上的刀片10，連接部分包括電機軸套41、聯軸器40等。 電機軸通過聯軸器40與電機軸套41連接以實現傳動，軸套41上攻有螺紋，刀盤9通過上下兩個螺母8加以緊固，軸套41表面開有一個縱向定位鍵槽43，刀盤9與軸套41用鍵42 配合，鍵42在鍵槽43內的位置可滑動，即實現了刀片10高度的調節。該結構方便拆卸更換，不易纏草。通過在電機軸套41的外圓弧表面上設置定位槽與鍵42配合後，就能起到防止刀片10與電機軸套41之間產生相對轉動的作用，並且能夠提高工作效率，保障使用者的安全。為了滿足用戶割草質量的要求，在選用割草電機時，需要對電機的類型和參數作進一步的比較分析，從而尋求最適合太陽能割草機工作要求的電機。1.割草電機功率的確定 = VmBLnnooo -------------------------------------------公式(3)
=25. 5ff
式中K —工作時機器的前進速度(取0.5 m / s) B—機器割幅(取1)
Ltl+切割每平方米麵積雜草所需功，經測定， =200—300J / m2。考慮到割草機工作時可能會出現纏草等情況，將加大電機的負載，因此選擇電機功率為35W。2.割草刀片切削刃長度的設計
設η為刀片的實際轉速，ν為機器的行走速度，則刀片旋轉半周時向前移動的距離為
a=v/2n -----------------------------------------------公式(4)
=15mm
其中，n=1000(r/min)
v=l. 8 (km/h)。如用L表示刀片刃口的長度，則有 當L>a時，能夠正常切割草坪；
當L<a時，不能正常切割草坪(非刃口部分參與切割)。因此，選用刀片刃口長度30mm， 符合理論計算。3.刀片數的確定
圓盤式切割器的切割圖是由多條餘擺帶所形成的，其帶寬近似為刀片長度h，刀片數是根據割刀進距H(圓盤轉一周時機器前進距離)與在一個進距中各刀片餘擺帶的縱向
寬度之和而定。由於 H=mh-----------------------------------------公
式(5)
H=60 Vm / η 綜合公式(9) (10)則得
m=60Vm / hn -----------------------------------公式(6)
=3.6 (最小刀片數)
式中
Vm+機器最大前進速度，Vm=L 8Km / h
h—餘擺帶縱寬(即刀片工作刃線長度=0. 03m) η 一割刀轉速，n=1000r / min 因此，該裝置選用5片刀，符合理論計算。
4.刀片的選材及安裝
刀片10在工作過程中，需要高的強度和韌性。因此刀片10材料選用20#鋼進行低碳馬氏體淬火，提高了刀片10的耐磨性和抗變形能力。此外，鋒利的刀片10的刃口不僅能減小刀片10的受力，還能使被切割的草茬獲得較高的平滑度，而鈍的刃口增大了刀片10與草之間的阻力，降低了切割效率，還會使草茬分叉、粗糙不平。因此，保持刃口的鋒利也是非常重要的。同時，刀片10均勻的布置在刀盤9上，即五個刀片的間隔均為72度。刀片10在工作時轉速很高，其上每個微小質點產生的離心慣性力若不能相互抵消，離心慣性力作用到刀片上，引起振動，產生噪音，加速磨損，將大大縮短了刀片10的壽命。而採用這種安裝方式，就可以減小因質量分布不均而造成的振動，保護了刀具，減小了噪音，使割草過程運行更加平穩。
5.收集部分的結構設計
傳統的集草方式一般由割草機直接拖動集草袋，這樣不僅不安全，如人踩到集草袋上造成摔傷，而且工作時摩擦力很大，過多地消耗了割草機的功率，故該草坪割草機的收集裝置採用推拉式。收集箱支撐架7通過螺栓聯接固定於割草機機身3上，支撐架7選用帶安裝孔的角鋼材料，便於固定，收集箱6像抽屜一樣安放在收集箱支撐架7上，僅收集箱6的下底面與支撐架7接觸，因此收集箱6可自由推拉，當雜草集滿收集箱6時，方便清理，因收集箱支撐架7的兩塊底面支撐板與地面有一個3°的傾斜角，使收集箱6受一個傾斜的重力， 故在工作過程中不會掉出。收集箱6通過框架結構固定安裝在機身上，通過調節前後框杆的高度差可以調節收集箱的傾斜角度，以便調節割草器割草空間和割下雜草的儲存容積。 利用刀盤旋轉的離心力作用將雜草甩進收集箱6，可以對雜草的收集，實現了切割-收集一體化。6.收集部分的材料選擇
考慮到整體的重量，集草箱6採用1. 5mm厚的鋁合金板件拼接而成，板件之間採用螺栓連接，支撐架7採用型號為Z 3#的角鋼，採用該結構的特點是使用方便，易操作，並且鋁合金材料強度適中、比重小，也便於拆卸，能滿足設計的質量和剛度要求。
本裝置的能源動力系統採用太陽能電池板20的光伏發電原理，當光線照射太陽電池板20的表面時，一部分光子被矽材料吸收；光子的能量傳遞給了矽原子，使電子發生了躍遷，成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是光子能量轉換成電能的過程，也就是光生伏特效應。在光生伏特效應的作用下，太陽能電池板20的兩端產生電動勢，將光能轉換成電能，是能量轉換的器件(太陽能電池一般為矽電池，分為單晶矽太陽能電池、多晶矽太陽能電池和非晶矽太陽能電池)。若干太陽能電池組件整體固定連接在一起，按電池陣列的方式排布，引線採用並聯或串聯的方式將電池組件產生的直流電並配合蓄電池等為草坪割草機提供動力。當光照充足時，首先由太陽能電池板20將太陽能直接轉換成電能，再由太陽能充放電控制器對轉化的電能進行收集和分配，其中太陽能充放電控制器可智能調節太陽能電池板20的工作電壓，使太陽能電池板20始終保持工作在最大功率點，對太陽能電池板20發電功率的利用率提高了 10—30%，同時太陽能控制器還具備完善的控制和保護功能，它可以防止鉛酸蓄電池12過度充電、防止鉛酸蓄電池12過度放電、防止夜間鉛酸蓄電池12向太陽能電池板20反向放電、過載保護、短路保護、電池防反等作用。通過太陽能控制器收集和分配的電能既可以帶動驅動電機30、轉向電機39以及割草電機11的轉動同時又可以把多餘的電能儲存到鉛酸蓄電池12中；當光照不足時，主要由鉛酸蓄電池12中儲存的電能為各個電機提供動力；控制部分由遙控器48發射紅外線並進行編碼，通過降壓器46將24V直流電壓降為5V電壓，為單片機44提供能源，通過遙控器 48發出的紅外線，經1838紅外接收頭接收、解碼並把相應的方波信號輸送給單片機44，再由單片機44通過L298電機驅動模塊45控制各個電機的起、停和正、反轉。從而實現整體裝置的前進、後退、拐彎及變速等操作；收集部分由於電機主軸帶動刀片10高速旋轉會產生很大的離心力，充分利用離心力的作用，將割下的雜草甩到收集箱6，實現雜草的收集，既減輕了勞動強度，又提高了工作效率。
結合附圖及實例進一步說明本發明專利太陽能驅動遙控移動式割草機的具體結構特徵。圖1 太陽能驅動遙控移動式割草機主視圖； 圖2 太陽能驅動遙控移動式割草機控制電路接線圖； 圖3 太陽能驅動遙控移動式割草機太陽能電池板及支撐架俯視圖； 圖4 太陽能驅動遙控移動式割草機切割部位主視圖； 圖5 太陽能驅動遙控移動式割草機收集部位的立體視圖； 圖6 太陽能驅動遙控移動式割草機收集部位的俯視圖； 圖7 太陽能驅動遙控移動式割草機後輪驅動減速箱正視圖； 圖8 太陽能驅動遙控移動式割草機後輪驅動減速箱左視圖； 圖9 太陽能驅動遙控移動式割草機前輪轉向減速箱正視圖； 圖10 太陽能驅動遙控移動式割草機前輪轉向減速箱左視圖；
具體實施例方式
1 一太陽能電池板罩2—支撐板3—割草機機身4一後輪5—後輪輪軸6—收集箱 7—收集箱支撐架8—緊固螺母9一刀盤10—刀片11 一割草電機12—鉛酸蓄電池13— 前輪14一前輪輪軸15—轉向機構16—太陽能板固定支架17—支撐架螺栓①18 —支撐架螺栓② 19一太陽能板支撐架①20—太陽能電池板21—支撐架螺栓③ 22—太陽能板支撐架② 23—太陽能板緊固螺栓① 24—太陽能板支撐架③ 25—太陽能板支撐架④ 26—支撐架螺栓④ 27—太陽能板緊固螺栓② 觀一驅動減速箱箱蓋 ① 四一驅動減速箱箱蓋② 30—驅動電機 31—齒輪① 32—齒輪② 33—齒輪③ 34—轉向減速箱箱蓋① 35—轉向減速箱箱蓋② 36—齒輪④ 37—齒輪⑤ 38—齒輪 ⑥ 39—轉向電機40—聯軸器41 一軸套42—鍵43—鍵槽44一STC89C52單片機45— 驅動模塊46—降壓器47—空氣開關48—遙控器49一直流電源50—收集部分51—切割部分52—太陽能支撐架部分53—收集箱前支撐架54—收集箱後支撐架
具體實施例方式
太陽能板固定支架16 —邊通過支撐架螺栓17、18、21J6分別與支撐板2、太陽能支撐架19、22、M、25聯接，另一邊焊接在機身上，起支撐作用；太陽能電池板20通過太陽能板緊固螺栓23、27固定於太陽能支撐架19、22、24、25上，我們可根據光照情況來調節太陽能電池板20的位置，以便更好的吸收、轉化光能；採用有機玻璃製成的太陽能電池板罩1通過玻璃膠固定在割草機的機身3上，起防塵、防水、保護太陽能電池板20的作用。當按下紅外遙控器48上的左按鍵時，程序執行P2. 0=1 (高電平)、P2. 1=0 (低電平)、P2. 2=1，轉向電機39 正轉，整體裝置實現左拐彎；按下紅外遙控器48上的右按鍵時，程序執行P2. 0=1，P2. 1=1， P2. 2=0並保持，轉向電機39反轉，整體裝置右拐彎；按下紅外遙控器48上的上按鍵時，程序執行？2.3=1沖2.4=1，？2.5=0，驅動電機30正轉，整體裝置實現前進操作；按下紅外遙控器48上的下按鍵時，程序執行P2. 3=1，P2. 4=0，P2. 5=1，驅動電機30反轉，整體裝置實現後退操作；按下紅外遙控器48上的「1」按鍵時，程序執行P2. 0=1，P2. 1=1，P2. 2=1，轉向電機 39停止轉動，按下紅外遙控器48上的「3」按鍵時，程序執行P2. 3=1，P2. 4=1，P2. 5=1，此時驅動電機30停止轉動，整體裝置實現停止操作。前輪輪軸14與前輪13、轉向機構15聯接； 轉向電機39的輸入齒輪依次與齒輪38、37、36嚙合，從而將轉向電機39的轉動傳遞給齒輪 36，，齒輪36的輸出軸又聯接於轉向機構15上，形成平行四桿機構，實現前輪的轉向。驅動
13電機30的輸入齒輪依次與齒輪33、32、31嚙合，從而將驅動電機30的轉動傳遞給齒輪31， 齒輪31的輸出軸聯接於後輪(右)4上，後輪輪軸5分別與驅動減速箱箱蓋四、後輪(左)4 聯接，因此齒輪31的轉動進而又傳遞給了左、右後輪，實現後輪4的驅動。切割電機11、鉛酸蓄電池12固定在割草機的機身槽內，其上部支撐板2固定於機身3上，起到防塵、支撐作用，支撐太陽能支架16和太陽能電池板20 ；刀盤9通過緊固螺母8聯接於切割電機11上， 刀片10固定於刀盤9的凹槽內；收集箱支撐架7通過螺栓聯接固定於割草機的機身部位3 上，收集箱6像抽拉抽屜一樣安放在收集箱支撐架7內，因收集箱支撐架7的兩塊底面支撐板與地面有一個3°的傾斜角(從主視圖看)，使收集箱6受一個傾斜的重力，故在工作過程中不會掉出；通過切割電機11的旋轉帶動刀盤9的運動，實現對雜草的修整作用，最後利用草的離心力的作用將雜草甩入收集箱6中，實現對雜草的收集。
權利要求
1.一種太陽能驅動遙控移動式割草機，其特徵在於利用太陽能提供動力能源；太陽能電池板的支撐架採用不鏽鋼型材，用螺栓將支撐架與割草機的機身部位連接，可利用由型材組成的平行四桿機構根據太陽光與地面的傾斜角來適當調節太陽能電池板的斜度；上部採用有機玻璃罩，內部形成半橢球形空間；利用單片機進行控制，C語言編程，實現人工遠距離紅外遙控；採用切割/收集一體化裝置，利用刀片旋轉的離心力作用將割下的雜草甩進收集箱收集、儲存。
2.根據權利要求1所述的太陽能驅動遙控移動式割草機，其特徵在於利用太陽能電池板將太陽能轉化為電能以作為整機正常運行的動力能源，並採用鉛酸蓄電池作為剩餘能源儲備裝置；利用太陽能充放電控制器將太陽能電池板分別與直流電機和蓄電池連接，當光照充足時，首先由太陽能電池板將太陽能直接轉換成電能，再由太陽能充放電控制器對轉化的電能進行收集和分配，太陽能充放電控制器可智能調節太陽能電池板的工作電壓， 使太陽能電池板始終保持工作在最大功率點，對太陽能電池板發電功率的利用率提高了 10—30%，通過太陽能充放電控制器收集和分配的電能既可以帶動驅動電機、轉向電機以及割草電機的轉動同時又可以把多餘的電能儲存到鉛酸蓄電池中；當光照不足時，主要由鉛酸蓄電池中儲存的電能為各個電機提供動力，從而實現了電能使用、儲存一體化。
3.根據權利要求1所述的太陽能驅動遙控移動式割草機，其特徵在於支撐太陽能電池板的支撐架採用不鏽鋼型材，型材上有設有多個安裝孔，以便實現靈活的安裝和拆卸；型材做成的支撐架用來支撐太陽能電池板，而支撐架安放在行走小車上面的支撐板上，通過型材下部的螺栓將支撐架與割草機的機身部位的支撐板連接，用螺栓將太陽能電池板與支撐架連接，支撐架兩側分別採用平行四桿機構，以通過型材的前後擺動來實現太陽能電池板的擺動，這樣就可以根據太陽光與地面的傾斜角來適當調節太陽能電池板的斜度，以增大受光面積，提高了太陽能的利用效率。
4.根據權利要求1所述的太陽能驅動遙控移動式割草機，其特徵在於支撐架上面安裝有機玻璃板；太陽能板上部採用無色透明的有機玻璃罩，用有機玻璃膠把罩頂與放在支撐架的前側板粘合(前側板通過螺栓固定在支撐架上)，而有機玻璃的另一側也與後側板粘結(後側板通過連接塊與連接，該連接塊可以沿型材滑動，這樣通過有機玻璃和前後側板就形成了一個半橢球形空間，增大了太陽能電池板的採光面積，提高了太陽能的利用效；利用金屬膠把有機玻璃製成的左右側板分別與頂部有機玻璃粘合(左右側板可隨頂部側板運動)，操作者可以從側面調節太陽能電池板的傾斜度。
5.根據權利要求1所述的太陽能驅動遙控移動式割草機，其特徵在於利用單片機進行控制，通過C語言編程，可進行人工遠距離紅外遙控，實現割草機的前進、後退、拐彎、變速等各種操作；割草機採用單片機作為核心控制元件，將太能能轉化的電能驅動單片機工作，單片機與直流電機驅動模塊連接，驅動模塊接收來自單片機的運動指令並將該指令轉化成電信號來驅動相應直流電機按照指令進行動作，單片機採用C語言進行編程，編制的程序實現了電機的前進、後退、轉向和割草啟停等功能；通過變壓器把太陽能電池板的24V 電壓轉化為5V電壓，變壓器的0UT5V引腳通過接線與單片機的DC直流電源接口相連，而割草電機通過空氣開關與直流電源相連，然後通過L298電機驅動模塊控制驅動電機、轉向電機的轉動，可實現整體裝置的前進、後退、拐彎、變速等各種操作；工作時，操作者按遙控器發送動作指令，紅外線接收頭收到信號後將信息傳給單片機進行處理，單片機處理後發送信號給驅動模塊以驅動相應電機動作，完成操作者的意願；即當操作者按下遙控器按鍵後， 遙控器發射紅外線並編譯成遙控碼，接收電路(接收頭)完成從紅外線接收到輸出TTL電平信號，並同時把信號傳送給單片機；接線方法是將單片機的引腳分別與驅動模塊的引腳相連，驅動模塊的power正、負引腳通過熔斷器連接到直流電源的正負極，驅動模塊引腳A的正負極連接到轉向電機，驅動模塊的輸出引腳B的正、負極接驅動電機，直流電源的正、負極與降壓器的的正、負引腳相連。
6.根據權利要求1所述的太陽能驅動遙控移動式割草機，其特徵在於採用圓盤形切割器，利用高速旋轉的割刀對雜草進行無支撐切割；它的工作部件由一個圓形刀盤和數個用螺母連接在刀盤上的刀片組成；在驅動力的作用下，刀片能夠很容易地將雜草切斷；圓盤形切割器由刀具及其連接部分組成，刀具包括刀盤和安裝在刀盤上的刀片，連接部分包括傳動軸套、聯軸器等；傳動軸通過聯軸器與電機軸套連接以實現傳動，軸套上攻有螺紋， 刀盤通過上下兩個螺母加以緊固，軸套表面開有一個縱向定位鍵槽，刀盤與軸套用鍵配合， 鍵在鍵槽內的位置可滑動，通過旋進或旋出螺母即可實現了割草刀片的工作高度調節；該結構方便拆卸更換，不易纏草；通過在電機軸套的外圓弧表面上設置定位槽與鍵配合後，就能起到防止刀片與電機軸套之間產生相對轉動的作用，並且能夠提高工作效率，保障使用者的安全；收集箱通過框架結構固定安裝在機身上，通過調節前後框杆的高度差可以調節收集箱的傾斜角度，以便調節割草器割草空間和割下雜草的儲存容積；利用刀盤旋轉的離心力作用將雜草甩進收集箱，可以對雜草的收集，實現了切割-收集一體化。
全文摘要
為了解決傳統割草機汙染嚴重、噪音大、勞動強度大等問題，設計了一種太陽能驅動遙控移動式割草機。它屬於生產機具的發明領域。該裝置主要由太陽能能源動力系統、控制系統、四輪驅動部分和切割收集部分組成。其主要特徵是利用太陽能作為動力源，實現割草裝置的正常運行；以STC89C52單片機為控制核心部件,採用無線遙控代替傳統的手推式操作方式，利用C語言編制控制程序，實現對割草機的遠距離運動控制；通過改進傳統割草機的切割收集方式，設計切割-收集一體化裝置，利用刀片旋轉的離心力作用，將割下的草甩到收集箱，提高了工作效率，減輕了勞動強度。
文檔編號H02N6/00GK102511245SQ20111040345
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月7日 優先權日2011年12月7日
發明者侯榮國, 馮延森, 劉春秀, 姜鵬鵬, 張明嬌, 魏克香 申請人:侯榮國