无人割草车的电气系统的设计与实现

赵洪雷， 江 磊， 何亚丽， 韩相博， 张玉海， 谢 强

(中国北方车辆研究所，北京 100072)

随着我国经济和社会的发展，人力成本越来越高，为了解决劳动力短缺的问题，在人们的生产和生活中，用机器取代人是大势所趋，也是我国人口老龄化越来越严重的现实国情下的必然选择.在草坪绿化领域，采用无人割草车取代传统的手动割草机[1]，解决了传统手动割草机的工作效率低、存在安全隐患等问题[2].

本研究针对机场的草坪修理工作设计了无人割草车，这里主要介绍它的电气系统的设计与实现，具体包括能源系统的设计和实现、电气系统的设计和实现.

1 设计指标要求

1)总体任务需求.

需要割草的草坪面积大概为1 km2，是一个比较平坦的长条形的连续区域，按照当地的气候条件，在夏天草木生长茂盛的季节，要求1台割草车每半个月要完成一次全区域割草作业.

2)任务需求分解.

需要割草的总面积为1 km2，按照半个月完成一次全区域的割草作业，则每天需要割草的面积为1000×1000÷15=66666.7 m2，夏天的工作时间可以达到14 h(6∶00～20∶00)，所以割草车每小时需要割草的面积为66666.7/14=4762 m2.

以上任务需求对车辆的要求如下：

(1)车辆具备长时间(14 h)连续工作的性能，所以采用柴油发电机作为整车的能量来源；

(2)车辆具备割草的高效性.车辆作业时的行使速度为5 km/h，割草机构的有效作业宽度为2 m，则每小时作业过的面积为10 000 m2，为了实现割草区域的连续和不间断，将割草机来回直线行走间的距离调整为割草机构宽度的……