[发明专利]一种锂电草坪机多功能控制装置

摘要

本发明公开了一种锂电草坪机多功能控制装置，包括：多功能面板单元(1)、割草机控制单元(2)、自动行走控制单元(3)、双包电源单元(4)。本发明综合采用自动化控制技术、电机保护技术，实现了对锂电草坪机除草和自走的综合控制，对割草机主电机和自走电机的短路保护和电流限制保护，解决了现有设备控制系统复杂、体积大、成本高等问题，并且能够将双包电源、割草机控制、割草机自走等单元组合使用，进一步提高了锂电草坪机自动化控制和应用水平。

主权项

1.一种锂电草坪机多功能控制装置，其特征在，包括：多功能面板单元(1)、割草机控制单元(2)、自动行走控制单元(3)、双包电源单元(4)：所述多功能面板单元(1)包括电源触发模块(11)、自走调速模块(12)、电量显示模块(13)、速度显示模块(14)，用于实时显示所述双包电源单元(4)储存的电量，以船型键键控方式触发和控制所述割草机控制单元(2)的供电状态，以加速键和减速键方式控制所述自动行走控制单元(3)的自走速度；所述割草机控制单元(2)包括微控制MCU模块(21)、无刷电机驱动模块(22)、主电机启停模块(23)、电流信号处理模块(24)、电源控制模块(25)，用于监测割草机主电机状态，驱动和控制割草机主电机，处理所述自动行走控制单元(3)传送的割草机自走电机的电流状态信号；所述自动行走控制单元(3)包括自走电机启停模块(31)、自走电机驱动模块(32)、自走电机电流取样模块(33)，用于实现对割草机自走电机的启停和正反转控制，并将获得的割草机自走电机母线电流信号发送给所述割草机控制单元(2)，接收所述割草机控制单元(2)传送的短路保护、电流限制指令；所述双包电源单元(4)包括双包电池仓模块(41)、双包电压取样模块(42)、双包电池切换模块(43)、双包电池通讯切换模块(44)，用于为所述多功能面板单元(1)、所述割草机控制单元(2)、所述自动行走控制单元(3)提供工作电源；所述电源触发模块(11)用于将用户对割草机的电源启停信号，以电平的形式转送给所述电源控制模块(25)，实现对所述双包电源单元(4)对外供电的开启或关闭；所述自走调速模块(12)用于将用户按动加速键或减速键的控制信息，传送给所述微控制MCU模块(21)，当用户按动加速键时，所述微控制MCU模块(21)输出高占空比的16K载波PWM给所述自走电机驱动模块(32)；当用户按动减速键时，所述微控制MCU模块(21)输出低占空比的16K载波PWM给所述自走电机驱动模块(32)；所述电量显示模块(13)用于接收所述微控制MCU模块(21)的AD端口传送的所述双包电源单元(4)中两个电池包的电量信息，并以两组LED灯的形式将所述双包电源单元(4)中两个电池包的电量分别显示出来；所述速度显示模块(14)用于显示所述微控制MCU模块(21)传送的用户在所述多功能面板单元(1)上操作加速键或减速键后形成的速度档位信息；所述微控制MCU模块(21)接收所述电源触发模块(11)发送的电源启停信号，所述自走调速模块(12)发送的加速信号或减速信号，所述主电机启停模块(23)发送的主电机启停信号，所述电流信号处理模块(24)发送的割草机主电机母线电流信号，所述自走电机启停模块(31)发送的割草机自走电机启停信号，所述自走电机电流取样模块(33)发送的割草机自走电机母线电流信号，所述电压取样模块(42)发送的两个电池包电压信号，向所述电量显示模块(13)发送所述双包电源单元(4)的两个电池包电量信息，向所述速度显示模块(14)发送割草机自走速度信息，控制所述无刷电机驱动模块(22)为割草机主电机提供驱动，控制所述电源控制模块(25)开启或关闭所述双包电源单元(4)的供电，控制所述自走电机驱动模块(32)驱动割草机自走电机，控制所述双包电池切换模块(43)在两个电池包之间切换，控制所述双包电池通讯切换模块(44)切换两个电池包的通信ID；所述无刷电机驱动模块(22)接收所述主电机启停模块(23)的启停指令，接收所述微控制MCU模块(21)输出几十K载波占空比的PWM波形，通过内部集成的驱动芯片IR来驱动上下三组桥式功率MOS管使割草机主电机运行；所述主电机启停模块(23)包括一个触发模式开关，一个动作模式开关，当触发模式开关松开后3秒之内再常按动作模式开关，会将正常启动信号传递给所述微控制MCU模块(21)；松开动作模式开关后，割草机主电机会接收到停机信号；所述电流信号处理模块(24)接收割草机主电机母线上的电流信号，通过电阻取样后经过运算放大再到所述微控制MCU模块(21)的AD引脚；割草机主电机短路保护时，将电流取样后的电压与预先设定的电流阈值经过比较器，当割草机主电机的短路电流大于阈值电流时，比较器输出高电平到所述微控制MCU模块(21)的硬件刹车引脚；割草机主电机触发保护时，所述微控制MCU模块(21)的PWM波立即禁止输出，实现快速硬件保护；所述自走电机启停模块(31)用于控制割草机自走电机的启停，停机时向所述微控制MCU模块(21)发送高电平，触发自走时向所述微控制MCU模块(21)发送低电平；所述自走电机启停模块(31)向所述自走电机驱动模块(32)发送自走电机启停信号；所述自走电机驱动模块(32)收到所述自走电机启停模块(31)的自走启停信号后，驱动割草机自走电机启动或停止；所述自走电机电流取样模块(33)接收割草机自走电机母线上的电流信号，通过电阻取样后经过运算放大再到所述微控制MCU模块(21)的AD引脚上；所述双包电池仓模块(41)用于放置两个电池包，两个电池包的正极电压通过一个开关连接，断开开关时，将两个电池包与所述多功能面板单元(1)断开；所述双包电压取样模块(42)将两个电池包的电压通过降压之后再传递到所述微控制MCU模块(21)的AD引脚上，实时对两个电池包的电压进行监视；所述双包电压取样模块(42)将两个电池包电压数据传递给所述微控制MCU模块(21)的AD端口；所述双包电池切换模块(43)接收所述微控制MCU模块(21)的切换信号后，输出高电平控制继电器由一个电池包切换到另一个电池包；所述双包电池通讯切换模块(44)用于两个电池包切换后，将两个电池包的通讯ID同时进行切换。