[发明专利]一种太阳能驱动喷灌机牵引装置

说明书

技术领域

本发明涉及节水节能灌溉领域，特别涉及一种配合卷盘式喷灌机使用的太阳能驱动喷灌机牵引装置。

背景技术

卷盘式喷灌机是一种灌溉农田的设备，目前正在使用的卷盘式喷灌机其卷盘上缠绕有PE管，卷盘的外侧的侧立架上设有水涡轮，工作时，通过水涡轮的工作来提供卷动PE管的动力，同时起到将喷头车拉回卷盘处的作用，完成一个喷灌过程。在下一个喷灌过程中，由拖拉机将喷头车连同PE管牵引到田间地头的另一端，然后在水涡轮的牵引下一边行走一边喷灌。在拖拉机牵引过程中，拖拉机走过的轨迹上，会有大面积的作物被摧毁，因而限制了卷盘式喷灌机的大面积应用。目前，卷盘式喷灌机被广泛应用于草坪中，在粮食及经济作物中应用时，拖拉机牵引不但损坏作物而且需要的能耗费和人力费用较高，进一步限制了移动式喷灌机的大面积推广应用。

随着社会经济的快速发展，人类对于能源的需求与日俱增，煤炭、石油和天然气等化石燃料资源面临不可再生的消耗及生态环境保护需要，整个社会的发展均面临能源瓶颈的制约和环境污染的威胁。太阳能作为一种新型清洁能源，具有良好的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、寿命长和免维护性、资源的丰富性及潜在的经济性等优点，其光电转换技术能像常规电源一样为干旱地区农业灌溉等提供可靠的电力资源。我国西部干旱地区，由于远离海洋，云量少，晴天多，太阳能辐射强，大部分地区全年太阳能辐射量达到5000～6000MJ/m²，年日照时间可达2500～3500h，因此利用光伏发电来解决喷灌及其附属设备的动力问题成为最佳的选择。加上近年来太阳能转换效率的不断提高及光伏器件价格的不断下降，为推广配套卷盘式喷灌机使用的太阳能驱动牵引装置提供了十分优越的条件。

发明内容

为了克服卷盘式喷挂机在工作过程中的缺点和不足，本发明针对已有技术中存在的问题，提供一种节能环保、结构简单、操作方便、突变荷载小、安全可靠及经济效果好的太阳能电控牵引机。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种太阳能驱动喷灌机牵引装置，包括车架和安装在车架底部的行走轮，在车架上安装有电动机，电动机通过减速机驱动一个安装在车架上的钢丝绳卷筒转动，钢丝绳卷筒利用联动装置连接排丝装置，钢丝绳卷筒上盘绕设置有钢丝绳；钢丝绳卷筒转动时，排丝装置使钢丝绳均匀缠绕在钢丝绳卷筒上；所述的电动机通过安装在车架上的太阳能光伏发电系统提供电力；该牵引装置还包括控制系统，控制系统可自动或手动调整钢丝绳卷筒的转动速度。

进一步地，所述的太阳能光伏发电系统包括太阳能板，太阳能板安装在车架顶部，并通过设置在机架上控制箱中的太阳能控制器连接蓄电池和电动机。

进一步地，所述的控制系统包括设置在控制箱中的带有显示屏的ARM主控板、太阳能控制器和电机控制器，在钢丝绳卷筒上设置有转速传感器，该转速传感器连接在ARM主控板上，ARM主控板上还连接有电位器。

进一步地，所述的电动机采用直流电机，直流电机与电机控制器连接；电机控制器采用PLC作为核心控制器，主电路采用电压型H逆变桥，以电压源为输入，以电流为输出；H逆变桥采用全控式MOSFET电子器件，电动机的正极接在第一开关管Q1、第二开关管Q2之间，电动机的负极接在第三开关管Q3和第四开关管Q4之间。

进一步地，所述的转速传感器的数据模拟输出端DQ1与ARM主控板PG2模数转换端连接，外接上拉电阻；转速传感器的COM端及VCC端分别对应ARM主控板的COM及+24V端；所述的太阳能控制器中接出系统电路，系统电路上接有紧停开关SB₁；系统电路一部分通过支路电路连接在ARM主控板上的+24V和COM端口，另一部分连接电机控制器的V+和V-端口；电机控制器的MO+和MO-端口连接电动机，其DE端用于电动机转向控制，并在DE端和COM端之间接有按钮SB₂；电机控制器与ARM主控板之间采用485通讯：电机控制器的485-A端口、485-B端口分别对接在ARM主控板上的AI2端口和GND端口上；ARM主控板上的AI 1、+5V、IN1及COM端口外接有切换开关1QC及所述的电位器，其中，AI 1为调速控制模拟调节电压输出端，IN1为调速控制模拟调节电压输入端，+5V为参考电压端；所述的切换开关1QC用于调速系统的手/自动工作模式切换，进入速度手动调节工作模式，需借助电位器手动调节。

进一步地，在太阳能板和太阳能控制器之间、太阳能控制器和蓄电池之间、系统电路上和支路电路上均安装有断路器。