[发明专利]太阳能驱动遥控移动式割草机

说明书

技术领域

本发明专利提供了一种太阳能驱动遥控移动式割草机，它属于生产机具的发明领域。 

背景技术

21世纪，节能、环保，倡导绿色生活已成为新时代的主题。随着世界各国经济的发展，工业化和城市化进程的加快，人们对能源的需求越来越大。大量化学燃料的使用，导致了能源的迅速短缺和环境污染日益突出。近年来，太阳能的应用与普及、草坪绿地面积的不断增长，促使割草机行业不断改进和更新。目前，市场上销售的割草机大都用柴油或汽油提供动力，并靠人力推动来实现操作，虽可以完成对大面积草坪的修整，但存在污染环境、劳动强度大、安全性低（如有操作者紧握割草机扶手，在摔倒时割草机压到操作者的脚上而造成人身伤害）、噪音大等缺点。 

发明内容

  本发明专利的目的在于克服与改进上述缺点，而设计的一种利用太阳能驱动、人工远距离遥控、切割/收集一体化的割草机.该割草机利用太阳能电池板将太阳能转化为电能以作为整机正常运行的动力能源，保证割草机的正常运行；通过采用无线遥控操作代替传统的人工手推式操作方式，并以STC89C52单片机为控制核心部件，采用C语言编程，实现对草坪修整机的远距离运动控制；通过改进传统割草机的切割及收集方式，设计出切割-收集一体化装置，利用刀片旋转的离心力作用，将割下的草甩到收集箱，提高了工作效率，减轻了劳动强度。 

为达到上述目的，本发明专利采用的技术方案如下：本装置采用24V/60W多晶硅材料的太阳能电池板利用太阳能光伏发电原理作为整体装置正常运行的动力能源，多晶硅材料稳定性好，在高温条件下不易发生光化学反应；具有强的光吸收型，它具有一定的电导率以降低电池内阻提高转换效率；另外，多晶硅材料的太阳能电池板比单晶硅以及薄膜太阳能电池板价格低廉，成本低。同时为了解决本装置在长时间或阴雨天工作时电量不足的问题，我们采用铅酸蓄电池作为剩余能源储备装置。在选择铅酸蓄电池的电池容量中，采用公式（1）: 

     ---------------------------------------------------------------公式（1）

式中，Q为蓄电池的容量(Ah)，N为连续无日射保障天数(d)，U为系统的电压，C为蓄电池的放电深度，一般为50～80％，Q_L为割草机每天的耗电量（用电表测得），已知太阳能割草机选用的是铅酸蓄电池，放电深度取75％，代入公式（1）得： Q=15Ah；则选择蓄电池的额定电压为12V，额定容量为12AH，其中割草机的负载电压为24V，因此选用的电池电压也需要24V，即需要2个铅酸蓄电池串联即可获得2×12V=24V的电压。为了合理选用光伏电池和蓄电池，有必要对它们进行设计计算校核，以进一步了解系统运行中可能出现的情况，保证太阳能电池组件的设计和蓄电池可以协调工作。

1)校核太阳能电池组件的工作电流 

已知山东地区的太阳能电池方阵面上全年辐射量为180kcal/cm²，全年峰值日照时数为：             180000×0.0116=2088h，因此平均每日峰值日照时数为2088/365=5.72h/d

每日太阳能割草机负载的耗电量为90Wh／24V=3.75Ah。则所需太阳能电池组件的总充电电流为：     3.75Ah×1.0249/(5.72×0.9×0.8)=0.93A

式中，1.0249为修正系数KD，0.9为蓄电池的库仑充电效率，0.8为逆变器的效率。由上式计算结果知，太阳能电池组件的总充电电流0.93小于太阳能电池组件的峰值电流0.97A，符合太阳能电池组件的要求，不会对太阳能电池组件造成损坏；

2)校核蓄电池平均每天的放电深度，保证蓄电池不会过放电；对蓄电池日放电深度的校核，采用公式（2）：

蓄电池日放电深度的校核公式（2）为：

α=Q_t/Q₀      ---------------------------------------------------------------------公式（2）

式中 Q_t—草坪割草装置的日负载（取3.75Ah）

     Q₀—蓄电池的总容量（取额定容量为12Ah）

已知太阳能割草机的日负载为3.75Ah，选用的蓄电池的容量为18Ah，则平均每天的放电深度校核计算如下：3.75Ah／18Ah=0.21<0.75      

所以该系统中蓄电池不会过放电。