CN101406121B - 锂离子电池新能源应用在插秧机上的动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂离子电池新能源应用在插秧机上的动力装置，属于新型农业机械技术领域。其主要采用锂离子电池电动系统和插秧装置连结组成电动插秧机。锂离子电池电动系统采用从供电源向锂离子电池输入电流并储存，锂离子电池的电力开关开启时，向电动机输送电力，将电能转换成机械能，然后通过传动带，将机械能输送到插秧装置，通过插秧装置的各个部件的运动来完成插秧机在水田中的行走、运送水稻秧苗、抓取水稻秧苗、扦插水稻秧苗的多道工序。本发明还在秧苗箱板的后面设置发光二极管照明，及时发现漏插秧苗的事故，及时排除故障，提高了机械插秧的质量，延长了机械插秧的田间工作时间。

Description

锂离子电池新能源应用在插秧机上的动力装置

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池新能源应用在插秧机上的动力装置，属于新型农业机械技术领域。

背景技术

水稻是高产的粮食作物，全世界有一半以上的人口以稻米为主食。在中国，水稻不仅是华南、华东、华中地区的主要粮食作物，近年来，在东北地区的种植面积迅速增加，食用东北大米已成为沪宁线各城市居民的首选。不违农时，按时栽插秧苗，是夺取水稻丰收的关键所在。本发明人曾经在水田中从事繁重的挑秧、插秧体力劳动十年，参加过大苗插秧机、小苗带土插秧机的研制和推广工作，并在1989年7月31日在苏州举行的全国农机会议上被公选为中国农业机械学会能源动力学会理事。在工作实践中，本发明人认识到搞好水稻生产对于粮食安全和政治安定有重大的意义，而插秧机的不断革新，有利于稻谷的持续增产。

2008年的八国峰会期间，全世界关注金融、粮食、能源三大问题，粮食供应的紧缺使有的国家发生了政治动乱，国际市场上的大米价格已明显高于中国国内市场上的价格。江苏省无锡市56万亩水稻种植面积中有百分之九十的面积采用机械插秧，现有插秧机大部分加柴油、小部分加汽油，全部依靠化石能源供给内燃机产生动力。在插秧的最佳季节里，2008年5月市场上发生了柴油供应暂时中断和汽油供应紧缺。无锡市农机局在江南晚报上紧急公开农业机械用油紧缺的消息。多渠道紧急调运燃油保粮食生产，好不容易才完成了今年的插秧任务。从1991年至1998年，全国插秧机的拥有量从20512台发展到38859台，到2008年，估计中国拥有插秧机8万台以上。日本的久保田农业机械公司在苏州、日本的洋马农业机械公司在无锡均开设工厂，大量制造插秧机供应市场。机械插秧的水稻病害较轻，虫口密度较低，节省用工成本费用，提高生产效率且有增产作用。在农忙季节，成千上万的插秧机使用化石能源，排放大量的二氧化碳，使气候变暖，污染农村美好的自然环境。从保护生态环境、节能减排，服务三农，减少对石油资源的依赖，减轻插秧机的整体重量出发，设计并研制节能、轻巧、实用、绿色的新型电动插秧机是本发明的主要目的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，依靠新兴的锂离子电池制造业(无锡市生产的一百万辆电动自行车已成功取代燃油摩托车，改善了城市空气质量，同时培育出有一定规模的锂离子电池制造基地)，用锂离子电池作为电动插秧机的动力供应源是可行的。

20世纪60、70年代发生的石油危机催生出锂离子电池这一替代能源。锂离子电池电压高、比能量高、工作温度范围宽(能在-40～70度)下工作，比功率大、放电平稳、储存时间长(预期可达十年)，特别是可充放电的锂二次电池十分适合作为插秧机的新能源。锂离子电池中不含有铅、镉等有毒金属，有利于环境保护。煤电是中国的目前价格较低的重要能源，许多专家呼吁中国要发展核电来作为后备能源。未来供应插秧机的主要能源将是电力，而不是资源越来越少的化石能源。电力必须输入有单位质量和单位体积储能密度高、输出功率大、循环性能优良、放电区平稳，可进行快速充放电的锂离子电池，才能基本满足插秧机对新能源的需求。这里特别要指出的是：锂离子电池是一种绿色电池，推广使用锂离子电池有利于减少污染，保护环境，维护生态平衡。随着正极技术的不断发展，可以采用氧化锰锂为正极，从而可以大大降低锂离子电池的成本。

本发明的技术方案是：

采用锂离子电池电动系统和插秧装置连结组成电动插秧机，锂离子电池电动系统包括锂离子电池10、电力开关9、电动机8、传动带7、导电线19、从外接供电源通过导电线19向锂离子电池10输入电流并储存，锂离子电池10的电力开关9开启时，向电动机8输送电力，将电能转换成机械能，然后通过传动带7，将机械能输送到插秧装置，70％的机械能用于插秧机在水田里向前行走，插秧机在整平的水田里，主要靠机前底面滑行板11、左承重滑行板5、右承重滑行板14来承受重量，并滑行前进。遇到前进阻力时，可以用绳索套住插秧机牵引架12拉动前行，动力机防护罩13用于保护锂离子电池电动系统，机头工具箱盖15内贮存备用的多种修理工具及备用机件，保证了在水田中维修插秧机时的就地取用，水田行走轮16是适合插秧机在水田中滚动前进的防滑车轮，操纵杆17的用途是供农机操纵人员操纵插秧机向左转弯或向右转弯，秧苗块贮存器18可以临时存放准备放在秧苗箱板1的上表面上的根须盘结的秧苗块。各种用电器均使用导电线19连结。动力机支撑架6和机前底面滑行板11、左承重滑行板5、右承重滑行板14一起撑托起插秧机的全部机身。30％的机械能用于插秧装置各部件的运动。插秧爪控制器2控制插秧爪移动轴3的左右移动和插秧爪4绕轴作园周转动，从而使固定在插秧爪移动轴3上的插秧爪4可以作向左或向右的匀速运动，从放置在秧苗箱板1上的秧苗块上自左向右、然后自右向左往返按照顺序抓取适量秧苗，及时插入水田耕作层上部适宜的深度，按照水稻不同的品种对插秧的行距、株距，每穴苗数的不同要求及时进行插秧，确保粮食丰收。

锂离子电池输出的电力的0.1％～0.3％供给安装在秧苗箱板1的后面设置的发光二极管20的照明，使运送、供应秧苗块到插秧机上的工作人员在田间能及时发现漏插秧苗的事故，及时排除故障，提高机械插秧的质量，延长机械插秧的田间工作时间。

插秧爪4与插秧爪4之间的横向距离为5～50厘米(这就是水稻秧苗的行距)，插秧爪4抓住秧苗插入水田耕作层上部的适宜深度为：1—10厘米(插秧深度)，每穴水稻秧苗的株数为1—12株(每穴苗数)，两穴水稻秧苗之间的纵向距离(即穴距)为2—40厘米。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

本发明主要采用锂离子电池电动系统取代柴油发动机或汽油发动机的内燃机动力系统，改进动力系统的结构更加合理，并与插秧装置连结组成电动插秧机。锂离子电池电动系统采用从供电源向锂离子电池10输入电流并储存，锂离子电池10的电力开关9开启时，向电动机8输送电力，将电能转换成机械能，然后通过传动带7，将机械能输送到插秧装置，通过插秧装置的各个部件的运动来完成插秧机在水田中的行走、运送水稻秧苗、抓取水稻秧苗，栽插水稻秧苗的多道工序。本发明还在秧苗箱板1的后面设置发光二极管20照明，及时发现漏插秧苗的事故，及时排除故障，提高了机械插秧的质量，延长了机械插秧的田间工作时间。

江苏省的水稻栽插时间为4月下旬至7月中旬。5月上旬至5月中旬栽插的水稻，活棵快、分蘖多、穗大粒多，米粒饱满，容易获得高产。进入7月中旬，甚至在7月下旬栽插的单季粳稻，每推迟栽插一天，不仅每穗粒数要减少，粒重也会减轻。所以，使用插秧机大面积抢季节及时插秧，对夺取水稻高产十分重要。如果在农忙季节里，发生插秧机的能源供应发生问题定会造成粮食产量的大幅度减少。

由于插秧爪4可以向左或向右调整横向距离，插秧爪4围绕插秧爪移动轴3的转速也可以进行调整，我们可以按照不同的水稻品种的特性来调整水稻的行距和株距，以及每穴苗数，达到粮食高产的目的，举出实施例如下：

1、单季粳稻的宽行窄株移栽。采取宽行窄株(25cmX10cm)方式移栽，合理稀植，保证落田苗数。插秧规格根据品种、土质、秧苗素质、季节等具体情况灵活掌握。插秧要求做到不插深水秧(栽秧深度2—4cm为宜)、不漂秧、不浮秧、不伤秧、不勾秧，株、行顺直，由于单季粳稻的分蘖力一般，每穴需要栽3～5株水稻秧苗。江苏省采用这种模式栽插的粳稻，水、肥管理好，防病治虫及时，每市亩的稻谷产量一般可达到500公斤以上。

2、超级杂交水稻的宽行稀植，定量控苗。超级杂交水稻的高产栽培密度为19～20从/m²，行距在28cm左右，由于杂交水稻的分蘖力强，一般每丛插单本，如单株带蘖少可插双本，这样有利于提高成穗率，减少纹枯病的发病率。江苏省采用这种模式栽插的杂交水稻，水肥管理好，防病治虫及时，每市苗的稻谷产量一般可以达到700公斤以上。

中国能用不足世界1/10的耕地，养活占世界1/5的人口，其中水稻荣立大功。本发明既应对石油危机，有利于节能减排，保护环境，更能抓住季节，保障及时大面积插秧，有利于稻谷持续增产，这样做对稳定粮食和食品的价格是有益的。成千上万用锂离子电池作为新能源的插秧机将穿梭往返在中国广阔的水稻田里，为中国的强大贡献更多的粮食。

Claims (3)

1.一种锂离子电池新能源在插秧机动力装置上的应用，其特征是，采用锂离子电池电动系统和插秧装置连结组成，锂离子电池电动系统包括锂离子电池(10)、电力开关(9)、电动机(8)、传动带(7)、导电线(19)，从外接供电源通过导电线(19)向锂离子电池(10)输入电流并储存，锂离子电池(10)的电力开关(9)开启时，向电动机(8)输送电力，将电能转换成机械能，然后通过传动带(7)，将机械能输送到插秧装置，70％的机械能用于插秧机在水田里向前行走，插秧机在整平的水田里，主要靠机前底面滑行板(11)、左承重滑行板(5)、右承重滑行板(14)来承受重量，并滑行前进，遇到前进阻力时，可以用绳索套住插秧机牵引架(12)拉动前行，动力机防护罩(13)用于保护锂离子电池电动系统，机头工具箱盖(15)内贮存备用的多种修理工具及备用机件保证了在水田中维修插秧机时的就地取用，水田行走轮(16)是适合插秧机在水田中滚动前进的防滑车轮，操纵杆(17)的用途是供农机操纵人员操纵插秧机向左转弯或向右转弯，秧苗块贮存器(18)可以临时存放准备放在秧苗箱板(1)的上表面上的根须盘结的秧苗块，各种用电器均使用导电线(19)连结，动力机支撑架(6)和机前底面滑行板(11)、左承重滑行板(5)、右承重滑行板(14)一起撑托起插秧机的全部机身，30％的机械能用于插秧装置各部件的运动，插秧爪控制器(2)控制插秧爪移动轴(3)的左右移动和插秧爪(4)绕轴作圆周转动，从而使固定在插秧爪移动轴(3)上的插秧爪(4)可以左右匀速运动，从放置在秧苗箱板(1)上的秧苗块上自左向右、然后自右向左往返按照顺序抓取适量秧苗，及时插入水田耕作层上部适宜的深度，将水稻秧苗按照水稻不同的品种对插秧的行距、株距，每穴苗数的不同要求及时进行机械插秧，确保粮食丰收。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池新能源在插秧机动力装置上的应用，其特征是，所述的插秧爪(4)与插秧爪(4)之间的横向距离为5-50厘米，插秧爪(4)抓住秧苗插入水田耕作层上部的适宜深度为1-10厘米，每穴水稻秧苗的株数为1-12株，两穴水稻秧苗之间的纵向距离为2-40厘米。

3.一种锂离子电池新能源在插秧机动力装置上的应用，其特征是，将锂离子电池(10)输出的电力的0.1％-0.3％供给安装在秧苗箱板(1)的后面设置的发光二极管(20)的照明，使运送、供应秧苗块到插秧机上的工作人员在田间能及时发现漏插秧苗的事故，及时排除故障，提高机械插秧的质量，延长机械插秧的田间工作时间。