[发明专利]智能型自走喷洒器

摘要

智能型自走喷洒器，其含智能型自走车，自动卷管器，喷洒器，无刷电机驱动减速器；所述的减速器，采用无刷电机；无刷电机的转速每分20000转、功率250瓦、36伏、输出轴直径5毫米；所述长半后轴的另一端和所述短半后轴的另一端均各设有横向双切槽和横向双切槽以便装后轮驱动齿轮，所述后轮驱动齿轮为14齿模数2.5，并用所述后轮驱动齿轮驱动装在后轮内的后轮齿圈(107)，所述后轮齿圈(107)的齿数为52齿模数2.5配小后轮。

主权项

1.智能型自走喷洒器，其含智能型自走车，自动卷管器，喷洒器，无刷电机驱动减速器，所述的减速器，采用无刷电机，所述无刷电机的转速每分20000转、功率250瓦、36伏、输出轴直径5毫米；电机主动齿轮(88)的齿数18、模数0.6、分度圆是18x0.6＝10.8；所述电机主动齿轮(88)的所述齿数18的马达齿轮与三个各个齿数18、模数0.6的既自转又绕沿马达轴线的公轴线公转的行星齿轮(98)啮合，所述行星齿轮分别装在均分的且与公轴线等距的行星架(97)的三个行星轮轴上；所述齿数18的马达齿轮是钢40Cr的；所述行星齿轮(98)的三个行星轮均是聚甲醛的；与行星轮啮合且几何轴线固定的行星系的中心轮的内齿轮(99)是钢40Cr的，模数是0.6，齿数是60，所述行星齿轮传动的分类是NGW型，N是内啮合齿轮，G是两个齿轮啮合副中间的公用齿轮，W是外啮合齿轮；所述行星齿轮传动的传动比是1+60/18为4.3，符合传动比推荐值2.7至9，传动效率为百分之97‑99；所述行星架(97)的公轴线中心伸出轴上设有对称的两个扇形所形成的扇形槽，以便与所述的与电机同轴的行星架输出齿轮(96)的公轴线中心伸出轴上所设有的对称的两个扇形所形成的扇形凸来互配插合并且均插入到大轴承(105)的内圈里，所述行星架输出齿轮(96)的齿数是26、模数是1.5、分度圆是26x01.5＝39；所述行星架输出齿轮(96)与第一中间轴上的2812双齿轮(104)的齿数是28、模数是1.5、分度圆是28x01.5＝42的28齿轮相啮合，所述第一中间轴上的28齿轮(104a)与所述行星架输出齿轮(96)的齿数是26的所述行星架输出齿轮(96)之间的第一中间轴传动比是28/26为1.077；所述2812双齿轮(104)含同轴的28齿数的28齿轮(104a)和12齿数的12齿轮(104c)，所述2812双齿轮(104)的两端各设有小轴承(103)，所述小轴承(103)的外径是14mm，以便与所述2812双齿轮(104)的两端的内孔配合，所述小轴承(103)的内径是5以便与所述第一中间轴活动装配；另一件结构相同的所述2812双齿轮(104)也含同轴的28齿数的28齿轮(104a)和12齿数的12齿轮(104c)，装在第二中间轴上，所述2812双齿轮(104)的两端各设有小轴承(103)，所述小轴承(103)的外径是14mm，以便与所述2812双齿轮(104)的两端的内孔配合，所述小轴承(103)的内径是5以便与所述第二中间轴活动装配；所述第一中间轴上的2812双齿轮(104)的同轴于28齿数的28齿轮(104a)的12齿数的12齿轮(104c)与所述第二中间轴上的所述另一件结构相同的所述2812双齿轮(104)也含同轴的28齿数的28齿轮(104a)相啮合，所述第二中间轴上的28齿轮(104a)与所述第一中间轴上的2812双齿轮(104)的12齿数的12齿轮(104c)之间的第二轴传动比是28/12为2.33；所述2812双齿轮(104)含同轴的28齿数的28齿轮(104a)和12齿数的12齿轮(104c)是用聚甲醛在注塑模具里加工成型的；所述的减速器的后轴输出部分含同轴的长半后轴及短半后轴，所述长半后轴上依次装有后轴驱动减速器壳油封、安合弹性夹(92)、铁垫圈、安全离合锥(90)、挂档盘(101)、含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)、长轴中夹轴，所述长半后轴上设有径向横孔以便通过横销钉与所述安全离合锥(90)固连，所述安合弹性夹(92)包夹着所述安全离合锥(90)和所述挂档盘(101)，所述安全离合锥(90)和所述挂档盘(101)与所述含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)相联，所述长半后轴的一端设有轴向深孔，以便插入所述长轴中夹轴，再插入短半后轴的一端所设有的轴向深孔内而使所述长半后轴和所述短半后轴活动相联；所述短半后轴上依次装有后轴驱动减速器上盖和油封、也依次装着另一套的安合弹性夹(92)、铁垫圈、安全离合锥(90)、挂档盘(101)，所述短半后轴上也设有径向横孔以便通过横销钉与另一套的所述安全离合锥(90)固连，另一套的所述安合弹性夹(92)包夹着所述安全离合锥(90)和所述挂档盘(101)，所述短半后轴上的所述安全离合锥(90)和所述挂档盘(101)也与前述的唯一的所述含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)相联；所述含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)的齿数是33齿且模数是2.5；所述第二中间轴上的28齿轮(104a)的12齿数的12齿轮(104c)与所述后轴上的所述含安合挂档块(91a)后轴驱动齿轮(91)之间的中转后轴传动比是33/12为2.75；减速器总传动比是4.3x33/12x28/12x28/26＝4.3x6.9＝30倍，合用；其特征在于，所述长半后轴的另一端和所述短半后轴的另一端均各设有横向双切槽和横向双切槽以便装后轮驱动齿轮，所述后轮驱动齿轮为14齿模数2.5，并用所述后轮驱动齿轮驱动装在智能型自走车后轮内的后轮齿圈(107)，所述后轮齿圈(107)的齿数为52齿模数2.5配小割草机后轮；减速器的电机设有电机控制电路；电机控制部分原理：控制原理图如下所示：本系统直流无刷电机控制部分采购集成芯片控制方案，芯片内置转子位置译码器，监控三个电机位置传感器，以提供上部、下部功率MOS驱动的正确时序，具有全波六步驱动功能，外围三相驱动器件为集成MOS管，上部功率开关为PMOS管，下部功率开关为NMOS管，集成芯片具有过流保护功能，R118电阻为电机电流采样电阻，电流采样信号被R117、R119分压后送到芯片电流采样端，当电流采样信号值大于0.1V，过流保护功能激活，电机停止转动，过流保护设置点为：Icurrent＝0.1*(R117+R119)/(R118*R119)当发生过流事件时，驱动芯片Fault Output引脚的输出为低电平，将电机驱动信号OutputEnable信号拉低，电机停止运转，避免机器负载电流过大而发生电子器件损坏，当Fault Output为低电平时，三极管Q24的B‑E端电压也降为零，由导通状态切换为截止状态，BLADE_FAULT信号为高电平，当MCU收到BLADE_FAULT高电平后，立即停止所有电机运行；除此这外，MCU还设置有二级软件过流保护功能，以便在不同负载条件下，灵活处理机器运行动作，避免机器频繁停机，软件过流保护功能能描述如下：电机电流采样信号BLADE_P8，经过运算放大器运算放大7.8倍后，将放大后的采样电流模拟信号BLADE_CRT信号送给MCU具有模数转换功能的引脚上，经过内置的模数转换单元处理后，模拟电流信号转换为12位的数字电流信号，此信号与MCU设置的过流阈值信号相比较，当电流信号值大于过流阈值时，执行相应的过流时的运行动作；左、右行走电机具有相同的过流保护功能，电流运算放大电路：电流放大倍数计数公式：A＝1+(R7/R14)*Icurrent当电机运行过程中出现异常状况如机器碰撞、机器提升，机器翻转时，发生这些事件的感觉器将相关信号反馈给MCU，MCU立即执行刹车功能，具体动作过程如下：当检测以上事件的霍尔传感器发生位置偏置时，霍尔信号由高电平切换为低电平，MCU管脚检测至电平变化后，发出的BLADE_BRK信号由高电平切换为低电平，经过以下的反相电路处理后，产生BLADE_P4高电平信号给电机驱动芯片U13，执行电机刹车功能，左、右行走电机具有相同的功能；驱动芯片还有使电机正转/反转功能，当机器运行中发生碰撞事件时，机器执行后退功能，具体动作描述如下：当霍尔传感器将碰撞信号发送给MCU时，MCU将控制电机运行方向的BLADE_DIR的信号由低电平切换为高电平，经过如下反相电路处理后，产生低电平的BLADE_P7信号给电机驱动芯片U13，电机由正转切换反转状态，机器执行后退运行动作，左、右行走电机具有相同的功能；电机速度控制原理：机器在不同的工作状态下，电机运行速度也不相同，因此需要反馈电机的运行速度信号给电机驱动芯U13，本系统设计采用专用的电机速度检测芯片，以产生电机速度控制所需的反馈电压，而无需昂贵的转速计，U12，即可实现此功能；具体工作原理如下所述：被电机驱动芯片U13用作电子转子位置译码的霍尔传感器输出信号发生正或负的跳变，可以使U12产生一个幅度和持续时间的脉冲，其参数由外部电阻R101、C48确定，在U12的引脚5处的输出脉冲被U13的误差放大器积分，以产生一个直流电平，该电平与电机速度成正比，此速度反馈电压在U13的引脚13处建立PWM参考电平，并闭合成反馈环路，输出驱动MOS的控制信号，同时，将U13引脚13处的PWM参考电压反馈给MCU具有模数转换功能的引脚，以便MCU得知电机实际运行速度，并根据实际运行速度值与设定值的差来调整控制电压；相关电路描述如下：RMOT_DAC为MCU输出的目标速度控制电压值，经运算放大器放大后(放大倍数＝1+R5/R12)，送至右行走电机驱动芯片的引脚11处，引目标速度电压与实际速度电压的差值经芯片内部误差放大器放大后，在引脚13处输出上述的PWM调节的参考电压信号RMOT_P6。