专利名称：风力发电系统应用在电动采棉机上的动力装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电系统应用在电动采棉机上的动力装置，属于新能源应用 技术领域。
背景技术：
1992年中国的棉花播种面积为684万公顷，一般年份棉花面积平均为520万公顷， 产量平均440万吨。近年来，江苏省、湖北省、湖南省、四川省、陕西省、安徽省的棉花播种面 积减少，新疆棉区发展迅猛，播种面积超过100万公顷，1999年棉花产量135万吨，占全国总 产量35%。新疆棉区主要是生产建设兵团、农场从事棉花生产，生产的机械化，现代化水平 较高，并已形成规模经营。中共中央政治局委员、国务委员刘延东2010年8月在出席全国科教援疆工作会议 时强调‘汇聚全国科教资源、扎实做好科教援疆工作’ ‘要加快传统产业升级，培育新能源、 新材料、电子信息等战略性新兴产业。，在国家科技计划的持续支持和新疆地方科技力量的共同作用下，新疆在矿产资源 勘探开发、风能利用、新材料、生物医药、煤和石油化工等领域取得了一批重要科技成果。新疆风能资源开发潜力巨大，新疆正在努力打造我国最大的风电产业基地。新疆 风能资源总储量为8. 72亿千瓦，拥有达坂城、小草场、塔城老风口、额尔齐斯、罗布泊等九 大风区，可开发利用的风区总面积15万平方公里，可装机容量总计在8000万千瓦以上。新 疆棉区主要靠采棉机采摘棉花，目前，无论是美国制造的、中国制造的、以色列制造的、还是 前苏联制造的采棉机全部依赖化石能源，采用柴油机或汽油机提供动力，从柴油机或汽油 机的排气管中不断冒出黑烟，这些黑烟不仅污染产棉区的自然环境，还降低了棉花纤维的 品质。黑烟中包含有二氧化碳，大量排放二氧化碳，已引发全球变暖、气候异常，灾害频发， 黑烟中还有二氧化硫，会形成酸雨，中国的酸雨面积已超过国土面积的三分之一，本发明人 的研究表明在频降酸雨的地区，由于棉纤维的发育不耐酸雨，已很难生产出高品质的棉 花，现有的采棉机大部分是高污染、高耗油的产品，而全世界和中国的石油资源都在逐年减 少。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种风力发电系统应用在电动采棉机 上的动力装置。用清洁能源取代化石能源，达到满足采棉机对能源的需求、保护产棉区的生 态环境、提高棉花纤维品质的目的。世界风能总量为2X IO13W,是世界总能耗的3倍。在风力发电的过程中，不排放二 氧化碳、二氧化硫和其他有害气体，所以风能是不产生化学污染的清洁能源，在21世纪，风 力发电的规模会越来越大。风能是最具活力的可再生能源，是人类可以持续利用的清洁能 源。风力发电机的单机容量可大可小，风力发电技术在不断成熟，特别是近年来，利用低空风力发电的、单机容量在20W-1KW的小型风力发电机的技术发展很快，有一部分小型 风力发电机产品适合安装在采棉机上，并可以在采棉机上使用锂离子电池及时储存风电， 在电动采棉机工作时集中供电。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的由风力发电装置与电动采棉装置连结组成‘风能电动采棉机’ 20 ；风力发电装置包 括叶片1、小型风力发电机2、底座3、导电线4、控制器5、锂离子电池6、逆变器7、电动机 8、动力输出轴9、机械传动装置10 ；电动采棉装置包括扶导器12、采棉头13、籽棉输送装 置14、驾驶室15、籽棉进口 16、籽棉储存箱17、轧棉装置18，棉籽输送装置19、皮棉储存箱 21、皮棉出口 22、棉籽出口 23、棉籽储存箱24、后行走轮25、前行走轮11。棉田上空的风力 吹动安装在‘风能电动采棉机’20上的小型风力发电机2上的叶片1快速旋转，带动小型风 力发电机2产生直流电，小型风力发电机2的底座3固定在‘风能电动采棉机’ 20的顶部， 直流电通过导电线4输入控制器5，从控制器5输出的直流电输入逆变器7，从逆变器7输 出的交流电通过导电线4输入电动机8，在电动机8内将电能转换成机械能，电动机8的动 力输出轴9将机械能传输到机械传动装置10 ；机械传动装置10传送机械能驱动后行走轮 25和前行走轮11的转动，使‘风能电动采棉机’ 20在棉田里向前行驶，在前进的过程中扶 导器12将已裂铃吐絮的棉花植株按行扶正，采棉工人手握采棉头13对准棉花植株上已吐 絮的成熟棉朵，依靠籽棉输送装置14内部的吸进气流将棉朵采摘并通过采棉头13吸入籽 棉输送装置14，籽棉通过籽棉进口 16输入籽棉储存箱17，籽棉接着输入轧棉装置18，在轧 棉装置18内籽棉被剥离成皮棉和棉籽两个部分，份量重的棉籽通过棉籽输送装置19落入 棉籽储存箱24，棉籽储存箱24中的棉籽通过棉籽出口 23运出‘风能电动采棉机’ 20，棉籽 剥壳后运到榨油厂压榨出棉籽油，棉籽壳是培育香菇等食用菌的好原料；皮棉输入皮棉储 存箱21后、接着通过皮棉出口 22运出‘风能电动采棉机’ 20，运到纺织厂去纺纱织布。小型风力发电机2是单机容量在20W-1KW的小型风力发电机1台-20台。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面本发明将结合附图中的实施例做进一步的描述棉田上空的风力吹动安装在电动采棉机上的小型风力发电机的叶片快速旋转，带 动小型风力发电机产生直流电，直流电输入控制器，从控制器输出的直流电进入逆变器，在 逆变器内将直流电转换成交流电，从逆变器输出的交流电进入电动机，在电动机内将电能 转换成机械能，电动机的动力输出轴将机械能传送到机械传动装置，机械传动装置驱动‘风 能电动采棉机’的前行走轮和后行走轮的转动，同时驱动采棉头、扶导器、输送籽棉装置、籽 棉进口、籽棉储存箱、轧棉装置，棉籽输送装置、棉籽储存箱、棉籽出口、皮棉储存箱、皮棉出 口共同完成棉花的采摘、输送、轧花、储存作业。从1993年起，中国由石油净出口国变为石油净进口国，2000年净进口石油6794 万吨，占中国石油消费总量的30%。2002年，中国超过日本，成为仅次于美国的全球第二大 石油进口国。到2005年中国进口石油的比例提高到42. 9% ；到2007年中国原油净进口量达到1.59亿吨，自产原油1.87亿吨，对外依存度达到46. 05% ；到2020年，中国石油的进 口量将超过5亿吨，对外依存度将达到70 %。一方面是中国的石油进口量逐年增加、对外 依存度越来越高，能源安全形势严峻，另一方面是产棉区内丰富的、日日夜夜吹向采棉机的 每秒风速3米到每秒风速6米的风能资源没有得到利用。本项专利发明人缪同春曾经在 北京原国家石油工业部、江苏油田、南京炼油厂工作七年，对石油的生产和供应情况比较了 解，缪同春认为中国的采棉机动力不能单纯依赖化石能源，必须开发和利用风能、太阳能等 可再生的清洁能源，才能实现棉花的清洁生产。对环境有污染的石油资源的价格越来越贵，对环境无污染的风能资源利用不够。 本发明就是要充分开发和利用产棉区当地的风能资源，在采棉机上安装1台一 20台小 型风力发电机，将小型风力发电机日日夜夜发出的风电储存在先进的、可以充放电3000 次-10000次的锂离子电池中，向正在采摘棉花的电动采棉机提供强劲的动力。现举出实施例如下实施例一为了在清洁的环境里生产出纤维长、强度高的优质棉花，棉农利用棉田上空的风 力吹动安装在‘风能电动采棉机’上的12台单机容量在150W的小型风力发电机上的叶片 快速旋转，带动小型风力发电机产生直流电，小型风力发电机的底座固定在‘风能电动采棉 机’的顶部，直流电通过导电线输入控制器，从控制器输出的直流电输入逆变器，从逆变器 输出的交流电通过导电线输入电动机，在电动机内将电能转换成机械能，电动机的动力输 出轴将机械能传输到机械传动装置，机械传输装置传输机械能驱动后行走轮和前行走轮的 转动，使‘风能电动采棉机’在棉田里向前行驶，在前进的过程中，同时驱动采棉机的各相关 部件共同完成棉花的采摘、输送、轧花、储存作业。实施例二 为了在清洁的环境里生产出纤维长、强度高的优质棉花，棉农利用棉田上空的风 力吹动安装在‘风能电动采棉机’上的8台单机容量在200W的小型风力发电机上的叶片 快速旋转，带动小型风力发电机产生直流电，小型风力发电机的底座固定在‘风能电动采棉 机’的顶部，直流电通过导电线输入控制器，从控制器输出的直流电输入逆变器，从逆变器 输出的交流电通过导电线输入电动机，在电动机内将电能转换成机械能，电动机的动力输 出轴将机械能传输到机械传动装置，机械传输装置传输机械能驱动后行走轮和前行走轮的 转动，使‘风能电动采棉机’在棉田里向前行驶，在前进的过程中，同时驱动采棉机的各相关 部件共同完成棉花的采摘、输送、轧花、储存作业。
权利要求
一种风力发电系统应用在电动采棉机上的动力装置，其特征是，由风力发电装置与电动采棉装置连结组成‘风能电动采棉机’(20)；风力发电装置包括叶片(1)、小型风力发电机(2)、小型风力发电机底座(3)、导电线(4)、控制器(5)、锂离子电池(6)、逆变器(7)、电动机(8)、动力输出轴(9)、机械传动装置(10)；电动采棉装置包括扶导器(12)、采棉头(13)、籽棉输送装置(14)、驾驶室(15)、籽棉进口(16)、籽棉储存箱(17)、轧棉装置(18)，棉籽输送装置(19)、皮棉储存箱(21)、皮棉出口(22)、棉籽出口(23)、棉籽储存箱(24)、后行走轮(25)、前行走轮(11)。棉田上空的风力吹动安装在‘风能电动采棉机’(20)上的小型风力发电机(2)上的叶片(1)快速旋转，带动小型风力发电机(2)产生直流电，小型风力发电机(2)的底座(3)固定在‘风能电动采棉机’(20)的顶部，直流电通过导电线(4)输入控制器(5)，从控制器(5)输出的直流电输入逆变器(7)，从逆变器(7)输出的交流电通过导电线(4)输入电动机(8)，在电动机(8)内将电能转换成机械能，电动机(8)的动力输出轴(9)将机械能传输到机械传动装置(10)；机械传动装置(10)传送机械能驱动后行走轮(25)和前行走轮(11)的转动，使‘风能电动采棉机’(20)在棉田里向前行驶，在前进的过程中扶导器(12)将已裂铃吐絮的棉花植株按行扶正，采棉工人手握采棉头(13)对准棉花植株上已吐絮的成熟棉朵，依靠籽棉输送装置(14)内部的吸进气流将棉朵采摘并通过采棉头(13)吸入籽棉输送装置(14)，籽棉通过籽棉进口(16)输入籽棉储存箱(17)，籽棉接着输入轧棉装置(18)，在轧棉装置(18)内籽棉被剥离成皮棉和棉籽两个部分，份量重的棉籽通过棉籽输送装置(19)落入棉籽储存箱(24)，棉籽储存箱(24)中的棉籽通过棉籽出口(23)运出‘风能电动采棉机’(20)，棉籽剥壳后运到榨油厂压榨出棉籽油，棉籽壳是培育香菇等食用菌的好原料；皮棉输入皮棉储存箱(21)后、接着通过皮棉出口(22)运出‘风能电动采棉机’(20)，运到纺织厂去纺纱织布。
2.根据权利要求1所述的风力发电系统应用在电动采棉机上的动力装置，其特征是， 所述的小型风力发电机(2)是单机容量在20W-1KW的小型风力发电机1台-20台。
全文摘要
本发明涉及一种风力发电系统应用在电动采棉机上的动力装置，属于新能源应用技术领域。棉田上空的风力吹动安装在电动采棉机上的小型风力发电机的叶片快速旋转，带动小型风力发电机产生直流电，直流电输入控制器，从控制器输出的直流电进入逆变器，在逆变器内将直流电转换成交流电，从逆变器输出的交流电进入电动机，在电动机内将电能转换成机械能，电动机的动力输出轴将机械能传送到机械传动装置，机械传动装置驱动“风能电动采棉机”的前行走轮和后行走轮的转动，同时驱动采棉头、扶导器、输送籽棉装置、籽棉进口、籽棉储存箱、轧棉装置，棉籽输送装置、棉籽储存箱、棉籽出口、皮棉储存箱、皮棉出口共同完成棉花的采摘、输送、轧花、储存作业。
文档编号A01D46/14GK101971742SQ20101028656
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月11日 优先权日2010年9月11日
发明者缪同春 申请人:无锡同春新能源科技有限公司