一種石墨烯拋秧機的製作方法
2024-04-09 14:23:05 1
專利名稱：一種石墨烯拋秧機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種石墨烯拋秧機，屬於新材料、新能源農業機械應用技術領域。
背景技術：
2011年中國南方稻區遭遇旱情，東北稻區碰上連續陰雨，然而全國水稻由於種植及時、管理跟上，整體生長狀況良好，稻穀總產量達到20078萬噸，較上年 增長2. 56%，水稻的穩產、高產、增產，使2011年中國糧食總產量達到57121萬噸，創造了新的歷史記錄。由於種植水稻的機械化水平不斷提高，保證了按照農時季節及時種植、管理和收穫水稻，已連續八年取得稻穀的大豐收。水稻的種植方式主要有插秧、拋秧、直播三種，拋秧的面積佔水稻種植總面積的12%左右。拋秧是將秧苗連同秧苗根部的營養土塊一起均勻拋撒在空中，靠秧苗根部的營養土塊的重力帶著秧苗直立落入水田定植的一種栽培方法。1993年10月，國家科委將「拋秧稻增產技術」列為國家重點技術項目加以推廣。拋秧機比人工拋秧快、拋秧質量好，在拋秧生產中發揮了重要作用，顯著提高了拋秧稻區的勞動生產率。本項專利的發明人繆同春是中國農業機械學會能源動力學會理事，已獲得6項農機發明專利的授權，晚年仍在研究農業機械的創新。目前，拋秧機的動力、結構以及功能主要存在四個方面的問題(1)拋秧機的動力。目前全部由汽油發動機或柴油發動機提供，中國農機每年耗用3800萬噸石油，其中有一半要依賴進口石油，內燃機大量燃油排放二氧化碳、二氧化硫和其它有害物質汙染了農村的空氣，中國已有500萬公頃的土地遭受石油汙染，主要集中在農村。(2)拋秧機運載的是帶土秧苗，比無土秧苗重，其機械部件承受的壓力大，需要加固。(3)如果實行「油改電」製造電動拋秧機，現有的鋰離子電池一次充電的時間需要三個小時以上，農忙季節裡農民嫌充電速度慢，不會歡迎。(4)現有的農機用照明燈是白熾燈，耗電多、亮度差，依靠汽油發動機或柴油發動機帶動摩擦發電機供電，實則上是燃油發電，既不環保，也不節電。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的缺點，提供一種石墨烯拋秧機。英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁 ·諾沃肖洛夫在2004年成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，並證實石墨烯可以單獨存在。這兩位物理學家由於「在二維石墨烯材料的開創性實驗」中的成就共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。中國石墨儲量居世界第一位，全國20個省自治區的石墨礦物總保有儲量I. 73億噸，黑龍江省石墨儲量居全國第一，湖南省、山東省、吉林省、內蒙古自治區的石墨資源也很豐富。自從英國科學家從石墨中分離出有許多寶貴特性的石墨烯新材料，中國國內許多高等院校、科研機構紛紛投入了石墨烯的開發研究，江蘇省、廣東省的一些企業和政府已經聞風而動。中國石墨烯的產量將迅速上升，將石墨烯新材料應用到拋秧機等農業機械上已是必然的趨勢。
首先，石墨烯是世界上強度最大的材料，比鋼鐵強硬100倍，比鑽石更堅硬。用石墨烯製造拋秧板和容易磨損的拋秧板背面轉動軸、石墨烯拋秧機底盤、石墨烯拋秧機前行走輪、石墨烯拋秧機後行走輪、石墨烯方向盤、石墨烯導電線，可以得到最堅固耐用的、可以運載更多帶土秧苗、能夠承受更大重量的拋秧機，石墨烯拋秧板和拋秧板背面轉動軸一起轉動拋出帶土秧苗，不怕磨損，經久耐用。由於石墨烯是世界上導電性最好的材料，電子在石墨烯中的運動速度達到了光速的三百分之一，比電子在銀材料或銅材料中的運動速度快得多，石墨烯的電阻率只有10_6Ω ·αη，所以導電速度特別快。用石墨烯作為鋰離子電池的負極材料助劑製成石墨烯鋰離子電池，由於其高傳導性、高比表面積，石墨烯鋰離子電池的充電時間只有一分鐘至二分鐘，而普通鋰離子電池的充電時間需要數個小時，農民在搶種水稻，搶收小麥的雙搶季節裡時間寶貴，分秒必爭，農民必然歡迎石墨烯鋰離子電池快速充足電，歡迎石墨烯拋秧機在水田裡搶時間多拋秧、拋好秧。太陽光照射安裝在石墨烯拋秧機篷頂上的石墨烯太陽能電池產生電流，電流通過石墨烯導電線輸入光伏控制器進行調整、接著輸入石墨烯鋰離子電池儲存電能，從石墨烯鋰離子電池輸出的電流通過石墨烯導電線、光敏自控開關向LED照明燈供電，照亮石墨烯拋秧機在夜間向前行駛的地面狀況。石墨烯拋秧機依靠光伏發電清潔能源提供的電力向LED照明燈供電，石墨烯太陽能電池是一個將太陽能轉換為電能的PN結，LED是另一個將電能轉換為光能的PN結，這種從PN結一PN結的照明是可以減少50%用電量的綠色照明。不僅節約用電，而且燈的亮度高、照明效果好。為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的
由石墨烯拋秧機I、帶土秧苗箱2、石墨烯拋秧板3、石墨烯拋秧機底盤4、石墨烯拋秧機前行走輪5、石墨烯拋秧機後行走輪6、駕駛員座椅7、石墨烯方向盤8、石墨烯太陽能電池9、石墨烯導電線10、光伏控制器11、石墨烯鋰離子電池12、直流電動機13、LED照明燈14和光敏自控開關15共同組成石墨烯拋秧機I ;
在石墨烯拋秧機I的後部安裝帶土秧苗箱2、石墨烯拋秧板3和容易磨損的拋秧板背面轉動軸，在石墨烯拋秧機底盤4上安裝駕駛員座椅7、石墨烯方向盤8、石墨烯導電線10、光伏控制器11、石墨烯鋰離子電池12和直流電動機13，在石墨烯拋秧機底盤4下安裝石墨烯拋秧機前行走輪5和石墨烯拋秧機後行走輪6，在石墨烯拋秧機I的前部安裝石墨烯導電線10、光敏自控開關15和LED照明燈14，在石墨烯拋秧機I頂篷的上方安裝石墨烯太陽能電池9 ；
石墨烯太陽能電池9通過石墨烯導電線10與光伏控制器11連接，光伏控制器11通過石墨烯導電線10與石墨烯鋰離子電池12連接，石墨烯鋰離子電池12通過石墨烯導電線10與直流電動機13連接。石墨烯鋰尚子電池12的快速充電時間為I分鐘一 2分鐘。石墨烯鋰離子電池12在70%的充放電深度下其循環壽命為3000次一 8000次。石墨烯太陽能電池9的光電轉換效率為8% - 12%。LED照明燈14的功率為5W — 100W。本發明的有益效果是(I)加大石墨烯拋秧機底盤、石墨烯拋秧機前行走輪、石墨烯拋秧機後行走輪、石墨烯方向盤的機械強度。(2)石墨烯導電線輸電速度快，超過了銅材或銀材導電線的輸電速度。(3)石墨烯鋰離子電池的充電時間從三個小時以上縮短為一分多鐘。(4)石墨烯拋秧機的機身重量比鋼鐵拋秧機輕得多，石墨烯拋秧機行駛和作業時消耗能源少。(5)細菌不能在石墨烯方向盤上生存，衛生條件得到改善。
圖I為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式在石墨烯拋秧機的後部安裝帶土秧苗箱、石墨烯拋秧板和拋秧板背面轉動軸，在石墨烯拋秧機底盤上安裝駕駛員座椅、石墨烯方向盤、石墨烯導電線、光伏控制器、石墨烯鋰離子電池和直流電動機，在石墨烯拋秧機底盤下安裝石墨烯拋秧機前行走輪和石墨烯拋秧機後行走輪，在石墨烯拋秧機的前部安裝石墨烯導電線、光敏自控開關和LED照明燈，在
石墨烯拋秧機頂蓬的上方安裝石墨烯太陽能電池。石墨烯太陽能電池通過石墨烯導電線與光伏控制器、石墨烯鋰離子電池連接。石墨烯鋰離子電池通過石墨烯導電線與直流電動機連接，通過另一石墨烯導電線與光敏自控開關、LED照明燈連接。下面本發明將結合附圖中的實施例作進一步描述
由石墨烯拋秧機I、帶土秧苗箱2、石墨烯拋秧板3、石墨烯拋秧機底盤4、石墨烯拋秧機前行走輪5、石墨烯拋秧機後行走輪6、駕駛員座椅7、石墨烯方向盤8、石墨烯太陽能電池9、石墨烯導電線10、光伏控制器11、石墨烯鋰離子電池12、直流電動機13、LED照明燈14和光敏自控開關15共同組成石墨烯拋秧機I ;
在石墨烯拋秧機I的後部安裝帶土秧苗箱2、石墨烯拋秧板3和容易磨損的拋秧板背面轉動軸，在石墨烯拋秧機底盤4上安裝駕駛員座椅7、石墨烯方向盤8、石墨烯導電線10、光伏控制器11、石墨烯鋰離子電池12和直流電動機13，在石墨烯拋秧機底盤4下安裝石墨烯拋秧機前行走輪5和石墨烯拋秧機後行走輪6，在石墨烯拋秧機I的前部安裝石墨烯導電線10、光敏自控開關15和LED照明燈14，在石墨烯拋秧機I頂篷的上方安裝石墨烯太陽能電池9 ；
石墨烯太陽能電池9通過石墨烯導電線10與光伏控制器11連接，光伏控制器11通過石墨烯導電線10與石墨烯鋰離子電池12連接，石墨烯鋰離子電池12通過石墨烯導電線10與直流電動機13連接。石墨烯鋰尚子電池12的快速充電時間為I分鐘一 2分鐘。石墨烯鋰離子電池12在70%的充放電深度下其循環壽命為3000次一 8000次。石墨烯太陽能電池9的光電轉換效率為8% - 12%。LED照明燈14的功率為5W — 100W。太陽光照射石墨烯太陽能電池產生電流，電流通過石墨烯導電線輸入光伏控制器進行調整、接著輸入石墨烯鋰離子電池儲存電能，由於電子在石墨烯中的傳導速度十分快，石墨烯太陽能電池在光照下產生的電流能快速輸入石墨烯鋰離子電池，石墨烯太陽能電池重量輕、堅固耐用，美國佛羅裡達大學在2012年6月已將石墨烯太陽能電池的能量轉換效率從2. 9%提高到8. 6%，這一能量轉換效率不久將提高到10%以上。石墨烯鋰離子電池儲存從供電網輸入的大量電流，目前，供電網上的電流的來源主要是煤電、水電、核電，可再生能源風力發電和太陽能光伏發電提供的電力佔總供電量的比例將逐步提高。從石墨烯鋰離子電池輸入直流電動機的電能、在直流電動機內轉換成機械能，大部分機械能用於帶土秧苗箱運載沉重的帶土秧苗，拋秧板不停的翻轉，將從帶土秧苗箱中震落到拋秧板面上的帶土秧苗、向前方拋出在空中做拋物線運動，然後直立落入秧田的淺水錶土層中，帶土秧苗落入水田中以後，秧苗白色的次生根便從秧苗根部的營養土塊中伸長出來，扎進水田的表土層中，拋秧比插秧返青活棵快的主要原因就是秧苗根部帶有營養土塊，直接落入田中完成水稻機械拋秧作業，石墨烯拋秧機既堅固又快速，在農忙季節能快速完成大面積的水稻種植任務。現舉出實施例如下
實施例一 拋秧是水稻的重要種植方式，拋秧機的推廣使用提高了拋秧稻區的勞動生產率。用石墨烯製造拋秧板和容易磨損的拋秧板背面轉動軸、石墨烯拋秧機底盤、石墨烯拋秧機前行走輪、石墨烯拋秧機後行走輪、石墨烯方向盤、石墨烯太陽能電池、石墨烯導電線、石墨烯鋰離子電池，將拋秧機製造得堅固耐用。用在70%的充放電深度下其循環壽命為3500次的石墨烯鋰離子電池通過石墨烯導電線向直流電動機快速供電，在直流電動機內電能轉換成機械能，機械能使帶土秧苗箱內的帶土秧苗勻速震落到拋秧板正面上，拋秧板不停地轉動時、乘勢向前方拋出帶土秧苗，帶土秧苗做拋物線運動直立落入秧田的淺水錶土層上，完成機械拋秧作業。太陽光照射光電轉換效率為7%的石墨烯太陽能電池產生電流，電流通過石墨烯導電線、光伏控制器輸入石墨烯鋰離子電池儲存電能。從石墨烯鋰離子電池輸出的電流通過石墨烯導電線、光敏自控開關向功率為50W的LED照明燈供電，LED照明燈發光照亮石墨稀拋秩機如進的路徑。實施例二
拋秧是水稻的重要種植方式，拋秧機的推廣使用提高了拋秧稻區的勞動生產率。用石墨烯製造拋秧板和容易磨損的拋秧板背面轉動軸、石墨烯拋秧機底盤、石墨烯拋秧機前行走輪、石墨烯拋秧機後行走輪、石墨烯方向盤、石墨烯太陽能電池、石墨烯導電線、石墨烯鋰離子電池，將拋秧機製造得堅固耐用。用在70%的充放電深度下其循環壽命為6000次的石墨烯鋰離子電池通過石墨烯導電線向直流電動機快速供電，在直流電動機內電能轉換成機械能，機械能使帶土秧苗箱內的帶土秧苗勻速震落到拋秧板正面上，拋秧板不停地轉動時、乘勢向前方拋出帶土秧苗，帶土秧苗做拋物線運動直立落入秧田的淺水錶土層上，完成機械拋秧作業。太陽光照射光電轉換效率為8%的石墨烯太陽能電池產生電流，電流通過石墨烯導電線、光伏控制器輸入石墨烯鋰離子電池儲存電能。從石墨烯鋰離子電池輸出的電流通過石墨烯導電線、光敏自控開關向功率為80W的LED照明燈供電，LED照明燈發光照亮石墨稀拋秩機如進的路徑。
權利要求
1.一種石墨烯拋秧機，其特徵是，由石墨烯拋秧機(I)、帶土秧苗箱(2)、石墨烯拋秧板(3 )、石墨烯拋秧機底盤(4 )、石墨烯拋秧機前行走輪(5 )、石墨烯拋秧機後行走輪(6 )、駕駛員座椅(7)、石墨烯方向盤(8)、石墨烯太陽能電池(9)、石墨烯導電線(10)、光伏控制器(11)、石墨烯鋰離子電池(12 )、直流電動機(13 )、LED照明燈(14)和光敏自控開關(15 )共同組成石墨烯拋秧機(I)； 在石墨稀拋秩機(I)的後部安裝帶土秩苗箱(2)、石墨稀拋秩板(3)和容易磨損的拋秩板背面轉動軸，在石墨烯拋秧機底盤(4)上安裝駕駛員座椅(7)、石墨烯方向盤(8)、石墨烯導電線(10)、光伏控制器(11)、石墨烯鋰離子電池(12)和直流電動機(13)，在石墨烯拋秧機底盤(4)下安裝石墨烯拋秧機前行走輪(5)和石墨烯拋秧機後行走輪(6)，在石墨烯拋秧機(I)的前部安裝石墨烯導電線(10)、光敏自控開關(15)和LED照明燈(14)，在石墨烯拋秩機(I)頂遙的上方安裝石墨稀太陽能電池(9); 石墨烯太陽能電池(9)通過石墨烯導電線(10)與光伏控制器(11)連接，光伏控制器(11)通過石墨烯導電線(10)與石墨烯鋰離子電池(12)連接，石墨烯鋰離子電池(12)通過石墨烯導電線(10)與直流電動機(13)連接，石墨烯鋰離子電池(12)通過石墨烯導電線(10)與光敏自控開關(15)連接，光敏自控開關(15)通過石墨烯導電線(10)與LED照明燈(14)連接。
2.根據權利要求I所述的一種石墨烯拋秧機，其特徵是，所述的石墨烯鋰離子電池(12)的快速充電時間為I分鐘一2分鐘。
3.根據權利要求I所述的一種石墨烯拋秧機，其特徵是，所述的石墨烯鋰離子電池(12)在70%的充放電深度下其循環壽命為3000次一 8000次。
4.根據權利要求I所述的一種石墨烯拋秧機，其特徵是，所述的石墨烯太陽能電池(9)的光電轉換效率為8% - 12%。
5.根據權利要求I所述的一種石墨烯拋秧機，其特徵是，所述的LED照明燈(14)的功率為 5W - 100W。
全文摘要
本發明涉及一種石墨烯拋秧機，屬於新材料、新能源農業機械應用技術領域。在石墨烯拋秧機的後部安裝帶土秧苗箱、石墨烯拋秧板和拋秧板背面轉動軸，在石墨烯拋秧機底盤上安裝駕駛員座椅、石墨烯方向盤、石墨烯導電線、光伏控制器、石墨烯鋰離子電池和直流電動機，在石墨烯拋秧機底盤下安裝石墨烯拋秧機前行走輪和石墨烯拋秧機後行走輪，在石墨烯拋秧機的前部安裝石墨烯導電線、光敏自控開關和LED照明燈，在石墨烯拋秧機頂蓬的上方安裝石墨烯太陽能電池。石墨烯太陽能電池通過石墨烯導電線與光伏控制器、石墨烯鋰離子電池連接。石墨烯鋰離子電池通過石墨烯導電線與直流電動機連接，通過另一石墨烯導電線與光敏自控開關、LED照明燈連接。
文檔編號A01C11/02GK102870533SQ20121030495
公開日2013年1月16日 申請日期2012年8月26日 優先權日2012年8月26日
發明者繆同春 申請人:無錫同春新能源科技有限公司