專利名稱：太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用在插秧機上的動力裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用在插秧機上的動力裝置，屬于新 能源農業(yè)機械技術領域。
背景技術：
水稻是高產的糧食作物，全世界有一半以上的人口以稻米為主食。中國的 東北地區(qū)、華東地區(qū)、華南地區(qū)、華中地區(qū)都是重要的稻谷產區(qū)。不違農時， 按季節(jié)及時栽插秧苗，是奪取水稻豐產的關鍵措施。本發(fā)明人曾經在水田中從 事繁重的挑秧、插秧體力勞動十年，又參加過六年研制半機械化和機械化插秧
機的工作，并在1989年7月31日在蘇州舉行的中國農機學會能源動力學會年 會上被公選為中國農業(yè)機械學會能源動力學會理事。在工作實踐中，本發(fā)明人 認識到搞好水稻生產對于糧食安全和社會安定有重大的意義，而插秧機的不斷 改進，有利于稻谷的持續(xù)增產。
2008年，全世界關注金融、能源、糧食三大問題，糧食供應的緊缺使有的 國家發(fā)生了政治動亂，國際市場上的大米價格已明顯高于中國國內市場的價格。 江蘇省無錫市56萬畝水稻種植面積中有百分之九十的面積采用機械插秧，現有 插秧機主要加柴油使用，全部依靠化石能源供給內燃機產生動力。在插秧的最 佳季節(jié)里，2008年5月無錫市場上發(fā)生了柴油供應臨時中斷和汽油供應緊缺， 汽車在公路上排成長隊等待進加油站加油。無錫市農機局在江南晚報上報道農 機用油緊缺的消息，并緊急調運柴油保糧食生產，克服石油供應的困難才完成 了今年的插秧任務。從1991年至1998年，全國插秧機的擁有量從20512臺發(fā)展到38859臺，到2008年，估計中國擁有插秧機8萬臺以上。日本的兩家農機 制造商分別在蘇州和無錫開設工廠，大量制造使用柴油的插秧機供應市場。機 械插秧的水稻病害較輕，蟲口密度較低，節(jié)省用工成本費用，提高生產效率且 有增產作用。在農忙季節(jié)，成千上萬的插秧機使用化石能源，排放大量的二氧 化碳，使氣候變暖，污染農村美好的自然環(huán)境。從保護生態(tài)環(huán)境、節(jié)能減排、 服務三農，減少對石油資源的依賴，減輕插秧機的整機重量出發(fā)，設計并研制 節(jié)能、輕巧、實用、綠色的新能源插秧機是本發(fā)明的目的。
本發(fā)明人在2008年9月19日至22日到常州參加了第十屆中國太陽能光伏 會議，聽取國內外光伏專家在硅材料、太陽電池組件和薄膜太陽電池三個論壇 上所作的科學報告，進一步堅定了將發(fā)電成本持續(xù)下降、太陽電池的重量不斷 變輕、光電轉換效率不斷提高的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用在插秧機上作為新能 源動力裝置的信心；2008年10月16日在蘇州國際博覽中心舉行的第六屆國際 發(fā)明展覽會上，國家知識產權局田力普局長親臨無錫展區(qū)觀看了本發(fā)明人創(chuàng)辦 的公司展出的光伏應用產品，勉勵繆同春"要多申請專利"，促使本發(fā)明人下 定了申請"太陽能光伏插秧機"的專利的決心。2008年11月8日，本發(fā)明人參 觀第六屆中國(無錫)國際工業(yè)設計博覽會，仔細觀看了機械工業(yè)產品的許多 新設計，樹立了設計"太陽能光伏插秧機"新產品的恒心。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，根據世界石油資源逐日減少，世界 石油價格漲落多變、世界化石能源的開發(fā)使用嚴重污染自然環(huán)境的總趨勢，利用潛力巨大的太陽能光伏新能源來驅動插秧機，保障人類的糧食生產安全。太
陽發(fā)出光和熱還有50億年的壽命，地球的地殼構成中含有26%的硅元素，供應
太陽能光伏發(fā)電的資源豐富。人類制造單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池、非
晶硅太陽電池的技術不斷提高，單晶硅太陽電池的光電轉換效率已達到18%，
無錫尚德太陽能電力有限公司承諾在五年內將硅太陽電池的發(fā)電成本由每度電
5元降低到每度電1元。除了硅太陽電池，新型的化合物太陽電池和有機物太陽
電池也開始進入實用階段，許多薄膜太陽電池的重量相當輕。當代科學技術的
進步，使本發(fā)明人首先認識到將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用到插秧機上提供新的
動力是完全可行的，太陽能光伏插秧機的應用市場前景是十分美好的。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現的 一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用在插秧機上的動力裝置，采用太陽能光伏發(fā) 電系統(tǒng)和插秧裝置連結組成太陽能光伏插秧機；太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽 電池l、控制器2、導電線22、電動機ll，電路開關21，從太陽電池l輸出的 電流通過導電線22向鋰離子電池12輸入電流并儲存，鋰離子電池12的電路開 關21開啟時，向電動機ll輸送電力，將電能轉換成機械能，然后通過傳動帶 10，將機械能輸送到插秧裝置，70%的機械能用于插秧機在水田里向前行走，插 秧機在整平的水田里，主要靠機頭底面滑行板13、左承重滑行板8、右承重滑 行板16來承受重量，并滑行前進。遇到前進阻力時，可以用繩索套住插秧機牽 引架14拉動前行，動力機防護罩15用于保護鋰離子電池12和電動機11，機頭 工具箱17內貯存?zhèn)溆玫亩喾N修理工具及備用機件保證了在水田中維修插秧機時的就地取用，水田行走輪18是適合插秧機在水田中滾動前進的防滑車輪，操縱 桿19的用途是供農機操縱人員操縱插秧機向左轉彎或向右轉彎，秧苗貯存器20 可以臨時存放準備放在秧苗箱板4的上表面上的根須整齊的秧苗；各種用電器 均使用導電線22連結。動力機支撐架9和機頭底面滑行板13、左承重滑行板8、 右承重滑行板16—起撐托起插秧機的全部機身；30%的機械能用于插秧裝置各 插秧部件的運動；插秧爪控制器5控制插秧爪移動軸6的左右移動和插秧爪7 圍繞插秧爪移動軸6作園周轉動，從而使固定在插秧爪移動軸6上的插秧爪7 可以左右勻速轉動，從放置在秧苗箱板4上的秧苗上自左向右，然后自右向左 連續(xù)往返按照順序抓取適量秧苗，及時插入水田耕作層上部適宜的深度，將水 稻秧苗按照水稻不同的品種對插秧的行距、株距，每穴苗數的不同要求及時進 行機械插秧，確保糧食豐產。
太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用在插秧機上的動力裝置，所述的太陽電池1的向 陽平面的安裝角度為太陽電池1的向陽平面與水稻田平面之間的夾角在20度至 88度之間，在無錫地區(qū)的適宜安裝角度是70度，可以接受到太陽光線最大的照 射量。在地球上緯度不相同的地區(qū)，要根據當地的自然條件來選擇太陽電池1 的向陽平面的安裝角度，確保太陽電池1的向陽平面上能接受到最大的陽光照 射量來用于發(fā)電，在地球的北半球，太陽能光伏插秧機在靜止時，機頭應朝南 停放，確保太陽電池1的向陽平面接受最大量的陽光照射用于發(fā)電、充電，為 插秧機工作時貯備能量；在地球的南半球，太陽能光伏插秧機靜止時，機頭應 朝北停放，確保太陽電池l的向陽平面接受最大量的陽光照射用于發(fā)電、充電， 為插秧機工作時貯備能量；安裝在秧苗箱板4的上方的，靠支撐桿3支撐的太 陽電池1的平面的面積在1平方米至600平方米之間，以確保太陽電池1發(fā)出足夠的發(fā)電量與太陽能光伏插秧機完成向前行走和插好秧苗兩項工作任務所需 要的用電量相等，太陽能光伏插秧機適合在太陽能資源豐富或比較豐富的水稻 產區(qū)廣泛推廣使用。
太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用在插秧機上的動力裝置，將太陽電池1輸出的電
流，通過控制器2的調整再輸出的直流電的0.1%到0.8%的電流量供給安裝在 秧苗箱板4的后面設置的發(fā)光二極管23的照明，使運送、供應秧苗到插秧機 上的工作人員能及時發(fā)現漏插秧苗的事故，及時排除故障，提高機械插秧的質 量，延長機械插秧的田間工作時間。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施例方式
下面本發(fā)明將結合附圖中的實施例作進一步描述
本發(fā)明涉及一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用在插秧機上的動力裝置，其主要 采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和插秧裝置連結組成太陽能光伏插秧機，太陽能光伏 發(fā)電系統(tǒng)采用從太陽電池1輸出的電流通過控制器2向鋰離子電池12輸入電流 并儲存，插秧機工作時，從鋰離子電池12輸出的電流輸送到電動機11，將電能 轉換成機械能，接著通過傳動帶10，將機械能輸送到插秧裝置，通過插秧裝置 里各個部件的運動來完成插秧機在水田中的行走和運送、抓取、栽插水稻秧苗 的多道工序。本發(fā)明還在秧苗箱板4的后面設置發(fā)光二極管23照明，有利于及 時發(fā)現漏插秧苗，及時排除插秧機的故障，提高了機械插秧的質量，延長了插 秧機的田間工作時間。太陽能光伏插秧機是當代綠色、節(jié)能、環(huán)保的插秧機，主要采用了三項新 技術1、無污染的太陽能光伏發(fā)電新技術，太陽能光伏發(fā)電適合用于移動性強 的插秧機的獨立發(fā)電；2、鋰離子電池中不含有鉛、鎘等有毒金屬，有利于環(huán)境 保護，是一種綠色電池。特別是可充放電500次以上的鋰二次電池的工作環(huán)境 充電(TC到45。C，放電一10。C到6(TC，儲存30天一1(TC到45。C，儲存90 天一l(TC到35°C。插秧機在田野上工作，機械散熱條件比較好，動力機防護 罩15遮擋住陽光、不再直射鋰離子電池12，確保鋰離子電池12在許可的溫度 范圍以內工作，不會縮短使用壽命。3、用發(fā)光二極管照明節(jié)電70—80%，能耗 低。
在中國南方和北方不同的水稻產區(qū)，對太陽電池1安裝在插秧機上的角度 有不同的要求，舉出實施例如下 實施例一
中國廣東省地處緯度較低的地區(qū)，夏季接受太陽光直射的天數比較多，光 照比較強，安裝在插秧機上的太陽電池1的平面與地平面之間的夾角要大于70 度，不宜超過80度，以75度為合適的安裝角度，可以接收到靠太陽電池1發(fā) 電來驅動插秧機工作所需要的陽光照射量。
實施例二
中國黑龍江省地處緯度較高的地區(qū)，接受太陽光的斜射，夏季的光照比南 方要弱一些，安裝在插秧機上的太陽電池1的平面與地平面之間的夾角要小于 70度，不宜超過60度，以65度為合適的安裝角度，可以接收到靠太陽電池l 發(fā)電來驅動插秧機工作所需要的陽光照射量。
權利要求
1、一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用在插秧機上的動力裝置，其特征是，采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和插秧裝置連結組成太陽能光伏插秧機；太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽電池(1)、控制器(2)、導電線(22)、電動機(11)，電路開關(21)，從太陽電池(1)輸出的電流通過導電線(22)向鋰離子電池(12)輸入電流并儲存，鋰離子電池(12)的電路開關(21)開啟時，向電動機(11)輸送電力，將電能轉換成機械能，然后通過傳動帶(10)，將機械能輸送到插秧裝置，70％的機械能用于插秧機在水田里向前行走，插秧機在整平的水田里，主要靠機頭底面滑行板(13)、左承重滑行板(8)、右承重滑行板(16)來承受重量，并滑行前進。遇到前進阻力時，可以用繩索套住插秧機牽引架(14)拉動前行，動力機防護罩(15)用于保護鋰離子電池(12)和電動機(11)，機頭工具箱(17)內貯存?zhèn)溆玫亩喾N修理工具及備用機件保證了在水田中維修插秧機時的就地取用，水田行走輪(18)是適合插秧機在水田中滾動前進的防滑車輪，操縱桿(19)的用途是供農機操縱人員操縱插秧機向左轉彎或向右轉彎，秧苗貯存器(20)可以臨時存放準備放在秧苗箱板(4)的上表面上的根須整齊的秧苗；各種用電器均使用導電線(22)連結；動力機支撐架(9)和機頭底面滑行板(13)、左承重滑行板(8)、右承重滑行板(16)一起撐托起插秧機的全部機身；30％的機械能用于插秧裝置各插秧部件的運動；插秧爪控制器(5)控制插秧爪移動軸(6)的左右移動和插秧爪(7)圍繞插秧爪移動軸(6)作園周轉動，從而使固定在插秧爪移動軸(6)上的插秧爪(7)可以左右勻速轉動，從放置在秧苗箱板(4)上的秧苗上自左向右，然后自右向左連續(xù)往返按照順序抓取適量秧苗，及時插入水田耕作層上部適宜的深度，將水稻秧苗按照水稻不同的品種對插秧的行距、株距，每穴苗數的不同要求及時進行機械插秧，確保糧食豐產。
2、 根據權利要求1所述的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用在插秧機上的動力裝置， 其特征是，所述的太陽電池(1)的向陽平面的安裝角度為太陽電池(1)的向 陽平面與水稻田平面之間的夾角在20度至88度之間，在無錫地區(qū)的適宜安裝 角度是70度，可以接受到太陽光線最大的照射量；在地球上緯度不相同的地區(qū)， 要根據當地的自然條件來選擇太陽電池(1)的向陽平面的安裝角度，確保太陽 電池(1)的向陽平面上能接受到最大的陽光照射量來用于發(fā)電；在地球的北半 球，太陽能光伏插秧機在靜止時，機頭應朝南停放，確保太陽電池(1)的向陽 平面接受最大量的陽光照射用于發(fā)電、充電，為插秧機工作時貯備能量；在地 球的南半球，太陽能光伏插秧機靜止時，機頭應朝北停放，確保太陽電池(1) 的向陽平面接受最大量的陽光照射用于發(fā)電、充電，為插秧機工作時貯備能量; 安裝在秧苗箱板(4)的上方的、靠支撐桿(3)支撐的太陽電池(1)的平面的 面積在1平方米至600平方米之間，以確保太陽電池(1)發(fā)出足夠的發(fā)電量與 太陽能光伏插秧機完成向前行走和插好秧苗兩項工作任務所需要的用電量相 等，太陽能光伏插秧機適合在太陽能資源豐富或比較豐富的水稻產區(qū)廣泛推廣 使用。
3、 一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用在插秧機上的動力裝置，其特征是，將太 陽電池(1)輸出的電流，通過控制器(2)的調整再輸出的直流電的0.1%到 0.8%的電流量供給安裝在秧苗箱板(4)的后面設置的發(fā)光二極管(23)的照 明，使運送、供應秧苗到插秧機上的工作人員能及時發(fā)現漏插秧苗的事故，及 時排除故障，提高機械插秧的質量，延長機械插秧的田間工作時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用在插秧機上的動力裝置，屬于新能源農業(yè)機械技術領域。其主要采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和插秧裝置連結組成太陽能光伏插秧機。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)采用從太陽電池輸出的電流通過控制器向鋰離子電池輸入電流并儲存；插秧機工作時，從鋰離子電池輸出的電流輸送到電動機，將電能轉換成機械能，接著通過傳動帶，將機械能輸送到插秧裝置，通過插秧裝置里各個部件的運動來完成插秧機在水田中的行走和運送、抓取、栽插水稻秧苗的多道工序。本發(fā)明還在秧苗箱板的后面設置發(fā)光二極管照明，有利于及時發(fā)現漏插秧苗，及時排除插秧機的故障，提高了機械插秧的質量，延長了插秧機的田間工作時間。
文檔編號F21V23/00GK101427624SQ20081024367
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月22日 優(yōu)先權日2008年11月22日
發(fā)明者繆同春 申請人:繆同春