一种并联式混合动力联合收获机和控制方法技术

本发明专利技术提供一种并联式混合动力联合收获机和控制方法，本发明专利技术发动机和电机通过动力耦合装置进行耦合，耦合后的动力通过分动箱分别输入PTO和发电机，结合联合收获机的结构特点和工作特点，本发明专利技术中功率消耗最大的脱粒系统以及行走系统由PTO直接驱动，功率消耗较低的割台系统、清选系统、碎草系统等工作系统及其部分子部件均由独立的电机驱动。本发明专利技术通过部分分布式电驱动使得联合收获机多个工作系统之间的机械解耦，解决了传统联合收获机传动系统部件多、路径长，作业参数无法实时调节的问题，具有结构布局灵活、能源利用率高等优点，同时，动力电池和电机的应用可以降低整机的燃油消耗和碳排放，提高环境友好性。提高环境友好性。提高环境友好性。

【技术实现步骤摘要】
一种并联式混合动力联合收获机和控制方法


[0001]本专利技术属于农业机械
，尤其涉及一种并联式混合动力联合收获机和控制方法。

技术介绍

[0002]目前，伴随着收获机械化水平不断的提高，能源的大量消耗和环境污染问题也日益突出，随着全球各国对节能减排和生态文明建设的重视，现代农业对生态、节能、环保提出了越来越高的要求，对低排放、低污染、低噪音的绿色动力农机的需求越来越迫切。由于作物品种的多样化，以及株型、产量、草谷比、含水量等因素的差异，使得联合收获机作业时作业负荷波动大、工况复杂多变。传统联合收获机采用柴油发动机+机械传动的方式驱动底盘、割台、脱粒清选等部件，传动系统部件多、路径长，作业参数无法实时调整，导致机器作业性能不稳定、低负荷时能耗浪费严重，致使油耗和污染大大增加。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题，本专利技术提供一种并联式混合动力联合收获机和控制方法，解决了传统联合收获机油耗、污染大、传动功率损失严重的问题。
[0004]本专利技术发动机和电机通过动力耦合装置进行耦合，耦合后的动力通过分动箱分别输入(Power
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Take
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off)动力输出轴PTO和发电机，结合联合收获机的结构特点和工作特点，本专利技术中功率消耗最大的脱粒系统以及行走系统由PTO直接驱动，功率消耗较低的割台系统、清选系统、碎草系统等工作系统及其部分子部件均由独立的电机驱动。本方案中的电机均由动力电池提供能源，并且控制系统可以按需对各电机的转速进行单独控制，发动机在输出动力的同时，也带动发电机向动力电池充电。本专利技术采用了并联式混合动力技术，使得整机的续航和节能得以兼顾，同时，本专利技术结合部分分布式电驱动使得联合收获机多个工作系统之间的机械解耦，解决了传统联合收获机传动系统部件多、路径长，作业参数无法实时调节的问题，具有结构布局灵活、能源利用率高等优点。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种并联式混合动力联合收获机，所述并联式混合动力联合收获机，包括并联式混合动力系统、割台系统、控制系统、脱粒系统、行走系统和清选系统；
[0006]所述并联式混合动力系统包括动力电池、发动机、动力耦合装置、减速器、第一电机、分动箱、离合器和发电机；所述发动机和第一电机通过动力耦合装置进行动力耦合，动力输入分动箱；所述分动箱分别与动力输出轴PTO和发电机连接，将发动机和第一电机耦合后的动力分别输入动力输出轴PTO和发电机，发电机和分动箱之间设有离合器；发电机和动力电池连接，动力输出轴PTO分别与脱粒系统的滚筒、清选系统的风机和行走系统连接；
[0007]所述控制系统分别与并联式混合动力系统、割台系统、脱粒系统和清选系统连接。
[0008]上述方案中，所述动力耦合装置为行星齿轮动力耦合装置。
[0009]上述方案中，所述发动机和第一电机通过动力耦合装置进行动力耦合，耦合后的
动力通过减速器输入分动箱。
[0010]上述方案中，所述割台系统包括拨禾轮、割刀、割台搅龙和输送带；
[0011]所述拨禾轮与第二电机连接，割台搅龙和割刀分别与第三电机连接，输送带与第四电机连接。
[0012]上述方案中，所述清选系统包括风机、清选筛、杂余搅龙和籽粒搅龙；
[0013]所述风机与动力输出轴PTO连接；所述清选筛与第五电机连接；所述杂余搅龙和籽粒搅龙分别与第六电机连接。
[0014]上述方案中，还包括碎草系统，所述碎草系统包括碎草刀筒和电机。
[0015]上述方案中，所述控制系统包括电机控制器、传感器和整车控制器；所述电机控制器分别与电机连接；所述传感器用于检测动力输出轴PTO的转速，并将信号发送给电机控制器和整车控制器；整车控制器与发动机连接。
[0016]一种根据所述的并联式混合动力联合收获机的控制方法，包括以下步骤：
[0017]所述发动机动力与电机的动力通过动力耦合装置进行耦合，耦合后的动力入分动箱，分动箱进一步将动力分流至动力输出轴PTO和发电机，
[0018]当联合收获机的工作载荷超过预设值时，控制系统控制离合器切断进入发电机的动力，使得发动机和电机的动力用于驱动脱粒系统和行走系统；当动力电池的SOC低于预设值时，控制系统控制电机停机，由发动机提供动力并带动发电机发电；
[0019]所述动力输出轴PTO通过传动装置带动脱粒系统的脱粒滚筒和行驶系统工作，通过所述控制系统对动力输出轴PTO的转速进行实时监测，并对发动机和电机进行实时调节以稳定脱粒滚筒的转速。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术发动机和电机通过动力耦合装置进行耦合，耦合后的动力通过分动箱分别输入PTO和发电机，结合联合收获机的结构特点和工作特点，本专利技术中功率消耗最大的脱粒系统以及行走系统由PTO直接驱动，功率消耗较低的割台系统、清选系统、碎草系统等工作系统及其部分子部件均由独立的电机驱动。本专利技术通过部分分布式电驱动使得联合收获机多个工作系统之间的机械解耦，解决了传统联合收获机传动系统部件多、路径长，作业参数无法实时调节的问题，具有结构布局灵活、能源利用率高等优点，同时，动力电池和电机的应用可以降低整机的燃油消耗和碳排放，提高环境友好性，此外并联式混合动力技术的应用，使得整机的续航和节能得以兼顾。
附图说明
[0021]图1为本专利技术一实施方式的并联式混合动力联合收获机的原理简图；
[0022]图2为本专利技术一实施方式的所述并联式混合动力联合收获机的俯视图；
[0023]图3为本专利技术一实施方式的所述并联式混合动力联合收获机的侧视图；
[0024]图4为本专利技术一实施方式的所述并联式混合动力联合收获机的侧面局部剖视图。
[0025]图中：10.割台系统，11.拨禾轮，11a.第二电机，12.割刀，12a.割刀传动连杆，12b.割刀传动轮，13.割台搅龙，13a.第三电机，13b.割台搅龙传动轮，14.输送带，14a.第四电机，21.整车控制器，22.电机控制器，23.传感器，30.发动机，31.行星齿轮耦合装置，32.减速器，33.第一电机，34.分动箱，35.动力输出轴PTO，35b.皮带传动轮，36.离合器，37.发电机，38.动力电池，39.整流器，40.脱粒系统，41.脱粒滚筒，42.动力传动装置，43.脱粒系统
传动轮，50.行走系统，60.清选系统，61.风机，62a.第五电机，62b.清选传动连杆，62c.前抖动板，62d.后抖动板，62e.鱼鳞筛，62f.尾筛，62g.编织筛，63.底板，64a.第六电机，64b.杂余搅龙A，64c.杂余搅龙传动轮，64d.杂余搅龙B，65a.籽粒搅龙，65b.籽粒搅龙传动轮，70.储粮系统；71.粮箱，72.输粮筒，80.碎草系统，81a.第七电机，81b.碎草刀筒。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并联式混合动力联合收获机，其特征在于，包括并联式混合动力系统、割台系统(10)、控制系统(20)、脱粒系统(40)、行走系统(50)和清选系统(60)；所述并联式混合动力系统包括动力电池(38)、发动机(30)、动力耦合装置、减速器(32)、第一电机(33)、分动箱(34)、离合器(36)和发电机(37)；所述发动机(30)和第一电机(33)通过动力耦合装置进行动力耦合，动力输入分动箱(34)；所述分动箱(34)分别与动力输出轴PTO(35)和发电机(37)连接，将发动机(30)和第一电机(33)耦合后的动力分别输入动力输出轴PTO(35)和发电机(37)，发电机(37)和分动箱(34)之间设有离合器(36)；发电机(37)和动力电池(38)连接，动力输出轴PTO(35)分别与脱粒系统(40)的滚筒(41)、清选系统(60)的风机(61)和行走系统(50)连接；所述控制系统(20)分别与并联式混合动力系统、割台系统(10)、脱粒系统(40)和清选系统(60)连接。2.根据权利要求1所述的并联式混合动力联合收获机，其特征在于，所述动力耦合装置为行星齿轮动力耦合装置(31)。3.根据权利要求1所述的并联式混合动力联合收获机，其特征在于，所述发动机(30)和第一电机(33)通过动力耦合装置进行动力耦合，耦合后的动力通过减速器(32)输入分动箱(34)。4.根据权利要求1所述的并联式混合动力联合收获机，其特征在于，所述割台系统(10)包括拨禾轮(11)、割刀(12)、割台搅龙(13)和输送带(14)；所述拨禾轮(11)与第二电机(11a)连接，割台搅龙(13)和割刀(12)分别与第三电机(13a)连接，输送带(14)与第四电机(14a)连接。5.根据权利要求1所述的并联式混合动力联合收获机，其特征在于，所述清选系统(60)包括风机(61)、清选筛...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立章，朱志豪，胡金鹏，路恩，张千，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：