一種石墨烯電動採棉機的製作方法
2024-04-09 13:35:05
專利名稱：一種石墨烯電動採棉機的製作方法
技術領域：
本 發明涉及一種石墨烯電動採棉機,屬於新材料、新能源農業機械應用技術領域。
背景技術：
1970年前後，中國沿海的山東省、江蘇省、浙江省和長江中遊的湖北省、江西省種植棉花比較多。近20年來，中國東部和中部省份種植棉花的面積逐年減少。由於新疆許多地方的自然條件適合棉花的生長，新疆種植棉花的面積越來越大，特別是新疆生產建設兵團種植棉花較多，棉花已經成為兵團農業的支柱，新疆生產建設兵團的皮棉產量佔全國皮棉產量的六分之一。新疆生產建設兵團在棉花生產中推廣優良品種、精量播種、測土施肥、矮密植、綜合防治病蟲害、節水灌溉取得了很大的成績，然而在人工採摘棉花上碰到了難題。由於棉花種植面積大，僅農八師就種植了 130萬畝棉花。人工採摘棉花速度慢，新疆每年要從外省招收80多萬人來新疆採棉花，採摘棉花的季節性強，成熟的棉花吐絮快，如果不能及時採收，延誤了採摘時間，碰上下雪，在田的棉花就要浪費掉。十多年前，新疆生產建設兵團為了加快棉花採收，從國外進口採棉機，2005年與中國航空工業集團合作在新疆石河子製造國產採棉機，五年後，新疆生產建設兵團的採棉機保有量達到708臺，新疆自治區的採棉機保有量為26臺。每臺採棉機在一個採摘期可以採收3000畝棉花。按照全國的棉花種植面積計算，全國採棉機的市場需要量為6000— 8000臺。目前，由於製造採棉機的金屬材料的強度不夠大，採棉機的扶導器、擋雜質板、軋棉倉、軋棉滾筒長時間碰撞硬的棉花莖杆和硬質棉鈴殼，這些機械部件用久了會發生變形，造成採棉機在棉田裡發生故障停止採棉。現有的採棉機全部靠汽油發動機或柴油發動機提供動力，汽油發動機或柴油發動機工作時排放的黑煙會汙染雪白的棉花，降低棉花的等級，現有的採棉機上的電子部件的工作效率也不高，這一切都需要加以改進。
發明內容
本發明的目的在於克服上述不足之處，提供一種石墨烯電動採棉機。為了及時採摘雪白的優質棉花，賣出好棉價，紡織出高檔棉織品，採棉機動力的發展趨勢是「油改電」。目前的鋰離子電池充一次電需要三個小時以上的時間，農民在搶收季節裡等不及，採用石墨烯作為鋰離子電池的陰極材料，石墨烯鋰離子電池的充電時間只要一分鐘至二分鐘，農民就十分歡迎了。採棉機屬於大型農業機械，結構複雜，摘棉快、效果好，位於美國明尼蘇達州的Benson工廠製造的凱斯620採棉機裝備了更大的軋棉倉和主機自動潤滑系統，已向新疆生產建設兵團提供採棉機，新疆石河子貴航農機裝備有限責任公司和浙江省紹興市世聯機械有限公司已經製造出自主研發的新型國產採棉機。新疆有2400多萬畝棉田，由於進口採棉機的價格太貴、採棉工成本上升，現有採棉機的數量不足、技術不夠先進，經常發生大面積棉花採收不及時、遇上雨雪爛在田裡的事故。
石墨烯是近年來發現的新興材料，是一種輕質高強度材料，是目前世界上已知的強度最大的材料，比鋼鐵強度大100倍，比鑽石更堅硬；又是目前世界上導電性能最好的材料，還是一種最薄的、硬度最大的新材料。用石墨烯板材製造的軋棉倉的倉壁比用鋼板材製造的軋棉倉的倉壁薄，但硬度提高許多倍，軋棉倉內部的空間增大，可以貯存更多的棉花，軋棉倉更加堅固，不易出現破損。用石墨烯材料製造的採棉機的機身輕，使用採棉機時消耗能源少，是一種節能的農業機械。採棉機在廣闊的棉田裡工作強度大，成熟期的棉花莖杆十分強硬，這就要求採棉機的機械強度大，原來用鋼鐵材料製造的採棉機的扶導器、擋雜質板、軋棉倉、軋棉滾筒用久了會發生變形，不如用石墨烯材料製造的經久耐用。用石墨烯製造的高強度的石墨烯太陽能電池受到震動不易破碎，適合安裝在軋棉倉的頂部發電，美國佛羅裡達大學的研究人員已將石墨烯太陽能電池的光電轉換效率從2. 9%提高到8. 6%，不久還要提高到10%，具有市場競爭力。美國俄亥俄州的研究人員利用鋰離子可在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發出新的電池，將充電時間從過去的數小時之久縮短到不到一分鐘。石墨烯鋰離子電池的功率密度比一般的鋰離子電池高100倍，能量儲存密度比傳統超級電容高30倍。原來用鋼鐵材料製造的採棉機的擋雜質板容易發生損壞，因為擋雜質板不能造得
太厚,在採棉機吸風、高速吸進已吐絮的棉朵時,還必須擋住棉花硬質棉鈴殼、硬質短枝條的撞擊，如今改用石墨烯新材料製造擋雜質板，就可以將擋雜質板製造得既薄又硬，在收穫棉花時，讓吐絮棉朵順利通過，同時擋雜質板不會發生變形或斷裂，從而減少了採棉機在進行機採棉時的故障。中國上海的科研人員發現細菌的細胞在石墨烯上無法生長，而人類細胞卻不會受損，因此在用石墨烯新材料製造的石墨烯方向盤、石墨烯軋棉倉等機械部件上，細菌的細胞無法生存，石墨烯採棉機上的衛生條件得到有效的改善。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
由石墨烯太陽能電池2、石墨烯導電線3、石墨烯軋棉倉4、石墨烯軋棉滾筒5、皮棉輸出管6、石墨烯履帶行走裝置7、駕駛室8、石墨烯方向盤9、籽棉輸送管10、採籽棉管11、石墨烯擋雜質板12、石墨烯扶導器13、石墨烯光伏控制器14、石墨烯鋰離子電池15、石墨烯電動機16和石墨烯LED照明燈17共同組成石墨烯電動採棉機I ;
在石墨烯履帶行走裝置7的上部安裝石墨烯軋棉倉4，在石墨烯軋棉倉4的內部安裝石墨烯軋棉滾筒5，在石墨烯軋棉倉4的右側安裝皮棉輸出管6，在石墨烯軋棉倉4的頂部安裝石墨烯太陽能電池2、石墨烯導電線3，在石墨烯軋棉倉4的前部安裝駕駛室8、石墨烯方向盤9、籽棉輸送管10、石墨烯LED照明燈17、石墨烯導電線3、石墨烯光伏控制器14、石墨烯鋰離子電池15、石墨烯電動機16，在石墨烯電動採棉機I的前端安裝石墨烯扶導器13、石墨烯擋雜質板12、採籽棉管11 ；
石墨烯太陽能電池2通過石墨烯導電線3與石墨烯光伏控制器14連接，石墨烯光伏控制器14通過石墨烯導電線3與石墨烯鋰離子電池15連接，石墨烯鋰離子電池15通過石墨烯導電線3與石墨烯電動機16連接，石墨烯鋰離子電池15通過石墨烯導電線3與石墨烯LED照明燈17連接。石墨烯鋰離子電池15是用石墨烯新材料作為陰極材料的、充電時間只需要I分鐘至2分鐘的新型鋰離子電池。石墨烯鋰離子電池15的循環使用壽命為10000次一 15000次。
石墨烯LED照明燈17的功率是40W — 160W。本發明的有益效果是①增加了石墨烯軋棉倉、石墨烯軋棉滾筒、石墨烯履帶行走裝置、石墨烯方向盤、石墨烯擋雜質板、石墨烯扶導器、石墨烯電動機各機械部件的強度。②石墨烯鋰離子電池的充電速度快，只要一分多鐘。③石墨烯電動採棉機比鋼鐵採棉機的重量輕，進行作業時消耗能源少。④石墨烯LED照明燈亮燈快、亮度高、節約能源。⑤石墨烯導電線輸送電流的速度快，提高了功效。⑥改善了石墨烯方向盤上的衛生條件，在石墨烯方向盤上細菌不能生存，但對人體細胞無影響。⑦石墨烯太陽能電池經久耐用。
圖I為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式在石墨烯履帶行走裝置的上部安裝石墨烯軋棉倉，在石墨烯軋棉倉的內部安裝石 墨烯軋棉滾筒，在石墨烯軋棉倉的右側安裝皮棉輸出管，在石墨烯軋棉倉的頂部安裝石墨烯太陽能電池、石墨烯導電線，在石墨烯軋棉倉的前部安裝駕駛室、石墨烯方向盤、籽棉輸送管、石墨烯LED照明燈、石墨烯導電線、石墨烯光伏控制器、石墨烯鋰離子電池、石墨烯電動機，在石墨烯電動採棉機的前端安裝石墨烯扶導器、石墨烯擋雜質板、吸籽棉管。石墨烯太陽能電池通過石墨烯導電線與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分別與石墨烯電動機、石墨烯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
由石墨烯太陽能電池2、石墨烯導電線3、石墨烯軋棉倉4、石墨烯軋棉滾筒5、皮棉輸出管6、石墨烯履帶行走裝置7、駕駛室8、石墨烯方向盤9、籽棉輸送管10、採籽棉管11、石墨烯擋雜質板12、石墨烯扶導器13、石墨烯光伏控制器14、石墨烯鋰離子電池15、石墨烯電動機16和石墨烯LED照明燈17共同組成一種石墨烯電動採棉機I ;
在石墨烯履帶行走裝置7的上部安裝石墨烯軋棉倉4，在石墨烯軋棉倉4的內部安裝石墨烯軋棉滾筒5，在石墨烯軋棉倉4的右側安裝皮棉輸出管6，在石墨烯軋棉倉4的頂部安裝石墨烯太陽能電池2、石墨烯導電線3，在石墨烯軋棉倉4的前部安裝駕駛室8、石墨烯方向盤9、籽棉輸送管10、石墨烯LED照明燈17、石墨烯導電線3、石墨烯光伏控制器14、石墨烯鋰離子電池15、石墨烯電動機16，在石墨烯電動採棉機I的前端安裝石墨烯扶導器13、石墨烯擋雜質板12、採籽棉管11 ；
石墨烯太陽能電池2通過石墨烯導電線3與石墨烯光伏控制器14連接，石墨烯光伏控制器14通過石墨烯導電線3與石墨烯鋰離子電池15連接，石墨烯鋰離子電池15通過石墨烯導電線3與石墨烯電動機16連接，石墨烯鋰離子電池15通過石墨烯導電線3與石墨烯LED照明燈17連接。石墨烯鋰離子電池15是用石墨烯新材料作為陰極材料的、充電時間只需要I分鐘至2分鐘的新型鋰離子電池。石墨烯鋰離子電池15的循環使用壽命為10000次一 15000次。石墨烯LED照明燈17的功率是40W — 160W。太陽光照射安裝在石墨烯軋棉倉頂部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石墨烯光伏控制器進行調整、接著通過石墨烯導電線輸入石墨烯鋰離子電池儲存電能，石墨烯鋰離子電池同時接收從供電網輸入的電流一起儲存。從石墨烯鋰離子電池輸出的電流通過石墨烯導電線輸入石墨烯電動機，在石墨烯電動機內電能轉換成機械能，一部分機械能用於石墨烯電動採棉機的石墨烯履帶行走裝置向前行駛的動力，將堅硬的石墨烯扶導器插進棉花株行間，一部分電能用於驅動石墨烯採棉機內部的吸風裝置強力吸風，使棉花秸杆上的已吐絮的成熟棉朵隨著強力吸風氣流通過石墨烯擋雜質板吸入吸籽棉管，吸入採棉機內的籽棉經過籽棉輸送管吸入石墨烯軋棉倉，由石墨烯軋棉滾筒滾軋籽棉，軋出棉籽，加工出皮棉，皮棉通過安裝在石墨烯軋棉倉右側壁上的皮棉輸出管輸出到運輸車輛上，運輸車輛將皮棉運到曬花場上進行曬花。從石墨烯鋰離子電池輸出的電流通過石墨烯導電線向石墨烯LED照明燈供電照明。現舉出實施例如下
實施例一 採棉機及時採收棉花關係到棉花產量的高低和棉花品質的好壞。採棉機頂部的石墨烯太陽能電池在陽光照射下產生電流，電流通過石墨烯導電線、石墨烯光伏控制器輸入循環使用壽命為7000次的石墨烯鋰離子電池儲存電能；循環使用壽命為7000次的石墨烯鋰離子電池同時接收從供電網輸入的電流儲存。從石墨烯鋰離子電池輸出的電流通過石墨烯導電線輸入石墨烯電動機，在石墨烯電動機內電能轉換成機械能，機械能用於驅動石墨烯履帶行走裝置向前行駛、推動石墨烯扶導器穿插進棉花株行間，採棉機吸風將棉朵通過石墨烯擋雜質板、吸籽棉管、籽棉輸送管吸進石墨烯軋棉倉，由石墨烯軋棉滾筒加工成皮棉，從皮棉輸出管運出皮棉到曬花場上曬花。實施例二
採棉機及時採收棉花關係到棉花產量的高低和棉花品質的好壞。採棉機頂部的石墨烯太陽能電池在陽光照射下產生電流，電流通過石墨烯導電線、石墨烯光伏控制器輸入循環使用壽命為10000次的石墨稀裡尚子電池儲存電能；循環使用壽命為10000次的石墨稀裡離子電池同時接收從供電網輸入的電流儲存。從石墨烯鋰離子電池輸出的電流通過石墨烯導電線輸入石墨烯電動機，在石墨烯電動機內電能轉換成機械能，機械能用於驅動石墨烯履帶行走裝置向前行駛、推動石墨烯扶導器穿插進棉花株行間，採棉機吸風將棉朵通過石墨烯擋雜質板、吸籽棉管、籽棉輸送管吸進石墨烯軋棉倉，由石墨烯軋棉滾筒加工成皮棉，從皮棉輸出管運出皮棉到曬花場上曬花。
權利要求
1.一種石墨烯電動採棉機，其特徵是，由石墨烯太陽能電池(2)、石墨烯導電線(3)、石墨烯軋棉倉(4)、石墨烯軋棉滾筒(5)、皮棉輸出管(6)、石墨烯履帶行走裝置(7)、駕駛室(8)、石墨烯方向盤(9)、籽棉輸送管(10)、吸籽棉管(11)、石墨烯擋雜質板(12)、石墨烯扶導器(13)、石墨烯光伏控制器(14)、石墨烯鋰離子電池(15)、石墨烯電動機(16)和石墨烯LED照明燈(17)共同組成石墨烯電動採棉機(I); 在石墨烯履帶行走裝置(7)的上部安裝石墨烯軋棉倉(4)，在石墨烯軋棉倉(4)的內部安裝石墨烯軋棉滾筒(5)，在石墨烯軋棉倉(4)的右側安裝皮棉輸出管(6)，在石墨烯軋棉倉(4)的頂部安裝石墨烯太陽能電池(2)、石墨烯導電線(3)，在石墨烯軋棉倉(4)的前部安裝駕駛室(8)、石墨烯方向盤(9)、籽棉輸送管(10)、石墨烯LED照明燈(17)、石墨烯導電線(3)、石墨烯光伏控制器(14)、石墨烯鋰離子電池(15)、石墨烯電動機(16)，在石墨烯電動採棉機(I)的前端安裝石墨烯扶導器(13)、石墨烯擋雜質板(12)、吸籽棉管(11)； 石墨烯太陽能電池(2)通過石墨烯導電線(3)與石墨烯光伏控制器(14)連接，石墨烯 光伏控制器(14)通過石墨烯導電線(3)與石墨烯鋰離子電池(15)連接，石墨烯鋰離子電池(15)通過石墨烯導電線(3)與石墨烯電動機(16)連接，石墨烯鋰離子電池(15)通過石墨烯導電線(3)與石墨烯LED照明燈(17)連接。
2.根據權利要求I所述的一種石墨烯電動採棉機，其特徵是，所述的石墨烯鋰離子電池(15)是用石墨烯新材料作為陰極材料的、充電時間只需要I分鐘至2分鐘的新型鋰離子電池。
3.根據權利要求I所述的一種石墨烯電動採棉機，其特徵是，所述的石墨烯鋰離子電池(15)的循環使用壽命為6000次一 15000次。
4.根據權利要求I所述的一種石墨烯電動採棉機，其特徵是，所述的石墨烯LED照明燈(17)的功率是 40W — 160W。
全文摘要
本發明涉及一種石墨烯電動採棉機，屬於新材料、新能源農業機械應用技術領域。在石墨烯履帶行走裝置的上部安裝石墨烯軋棉倉，在石墨烯軋棉倉的內部安裝石墨烯軋棉滾筒，在石墨烯軋棉倉的右側安裝皮棉輸出管，在石墨烯軋棉倉的頂部安裝石墨烯太陽能電池、石墨烯導電線，在石墨烯軋棉倉的前部安裝駕駛室、石墨烯方向盤、籽棉輸送管、石墨烯LED照明燈、石墨烯導電線、石墨烯光伏控制器、石墨烯鋰離子電池、石墨烯電動機，在石墨烯電動採棉機的前端安裝石墨烯扶導器、石墨烯擋雜質板、吸籽棉管。石墨烯太陽能電池通過石墨烯導電線與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分別與石墨烯電動機、石墨烯LED照明燈連接。
文檔編號A01D46/14GK102845185SQ201210304959
公開日2013年1月2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