設置有田軌的農地的制作方法
【專利摘要】設置有田軌的農地，包括各種生長植物的地表，譬如水田、水澆地、旱地、梯田和坡地，其特征是含有一組以上每組兩條平行的軌狀物，或者含有單條軌狀物，或者含有與梯田壩一體制作的軌狀物，所述軌狀物含有平直、連續和光滑的負載接觸面；所述軌狀物直接或者通過田軌基礎與農地連接，所述田軌基礎包括深入農地的樁柱、樹樁、墊塊和夯實的土地。本實用新型設置有田軌的農地上可行駛軌基可移動光伏發電系統和自動耕作裝置，解決了光伏發電的安裝場地問題；又因為軌基可移動光伏發電系統適合兩維跟蹤使產電量同比增加30%使效益和投資回報大幅增加；有可能實現到2020年使我國光伏發電量達到4萬億千瓦時/年相當于屆時社會總能耗的40%。
【專利說明】設置有田軌的農地
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及設置有田軌的農地。
【背景技術】
[0002]安裝光伏電池板利用太陽能發電有一個安裝場地問題。譬如，浙江省2012年用電量3.211 *10n千瓦時。如果這些電依靠光伏發電，以年發電1600小時、平均曝射量700w/m2、發電效率0.18、逆變效率0.80計，這些光伏電池板的安裝占地面積19.9萬公頃，約這約相當于浙江全省耕地面積208.17萬公頃的9.56%。
[0003]在我國許多沙漠地區設置光伏發電系統可以解決光伏發電系統的占地問題，但卻產生長途輸變電的問題以及沙漠不適合現場工作人員生活的問題。還有，相對而言，分布式發電站點的能源安全性要高許多。
[0004]因此，我們試圖提出一種非固定安裝于農地上方的光伏系統，令光伏發電板在農作物上方來回移動以期在利用太陽能發電的同時減少對農作物生長的負面影響。在這過程中，發現所設置的可移動光伏發電設施平行雙田軌可直接用于在平行雙田軌上行走的軌基農地作業機器人或者說自動耕作裝置，專為自動耕作裝置設置田軌也可以取得許多有益效果O
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是要提供設置有田軌的農地。
[0006]本實用新型實現其目的所采取的技術方案:在農地上方設置光伏電池板。為避免長久遮光影響農作物生長，令光伏電池板不斷來回移動使得由于使用光伏電池板帶來的效益大于或者遠遠大于遮光引起的可能的不利影響。一個來回移動周期對農作物遮光時間與來回移動周期的比值稱為遮光系數。優選遮光系數范圍為8%至14%。
[0007]在農地中建設可移動光伏發電系統和自動耕作裝置的根據包括:1)光合作用在太陽光的強度范圍內，并不總與太陽光強度成正比。譬如受到南北向樹木帶遮光的兩側稻田里的稻谷與不受遮光的長勢和產量幾乎一樣；2)高溫情況下，一定量的遮光可以通過降低溫度幫助植物加速光合作用。
[0008]設計制造并在農地中安裝田軌。田軌還可以用于隔離兩側田間的水。還可以令田軌含有嵌入安裝或者附加安裝的流體管道及其與外界連通的輸入輸出端口 ；通過向所述流體管道的輸入輸出端口可以實施對農地的灌溉和排澇。
[0009]設計制造并在農地中安裝旁站電力線。
[0010]建設帶田軌的農地，所述農地包括各種生長植物的地表，譬如水田、水澆地、旱地、梯田和坡地、丘陵地帶、荒地、山地和單層大棚；建設包括連片成方和建設梯田壩橫平豎直的梯田。在農地中設置田軌、將既有梯田壩改造成可以行駛軌基可移動光伏發電系統和/或者自動耕作裝置的田軌并設置沿田軌布置的電桿和旁站電力線。平行雙田軌筆直或者彎曲，可以相互銜接增長；可以呈螺旋狀綿延布置于梯田或者山坡上并且沿前進方向帶坡度；東西向布置或者其它方向布置；田軌含有與設置于農地中的墊塊和樁柱的安裝界面并具有平直、連續和光滑的負荷表面；田軌布置于固定或者非固定的地基上；所述固定地基包括夯實的土地或者由其它材料構成的基礎；非固定地基包括與田軌牽連的塊狀物；所述一組兩條田軌之間的平行度誤差小于30毫米。
[0011]還可以采用一組以上每組兩條平行的軌狀物，或者采用單條軌狀物，或者采用與梯田壩一體制作的軌狀物，所述軌狀物含有平直、連續和光滑的負載接觸面；所述軌狀物直接或者通過田軌基礎與農地連接，所述田軌基礎包括深入農地的樁柱、樹樁、墊塊和夯實的土地。
[0012]還可以沿田軌布置有電桿和電桿支撐的旁站電力線。
[0013]還可以取為梯田壩橫平豎直的梯田的形式。
[0014]還可以令所述田軌筆直或者彎曲；或者所述田軌相互銜接增長；或者所述田軌呈螺旋狀綿延布置于梯田或者山坡上并且沿前進方向帶坡度；或者所述田軌呈東西向或者其它方向布置。
[0015]設計制造軌基可移動光伏發電系統，包括光伏電池板、安裝有兩排輪組總成的底盤、太陽光跟蹤裝置、計算機控制裝置、通訊模塊、衛星導航定位模塊、監控器、與旁站電力線電氣連接的可移動電氣連接界面。
[0016]光伏發電系統的來回移動距離包括跨越一組以上田際銜接的田軌；來回移動的速度包括快速和執勤速度；其范圍分別包括I至10米/秒和0.01至I米/秒。取平行雙田軌軌道中心線距離為5* (1-0.618) =1.91米，多組平行雙鋪設的田軌相鄰間距也取5米。
[0017]設計制造帶有坡屋面狀頂蓋的軌基可移動太陽能利用系統。
[0018]設計制造軌基自動耕作裝置，包括安裝有兩排輪組總成的底盤、作業平臺、連接底盤和作業平臺的四個負荷均布的作業平臺升降機構、設置于作業平臺上的一組每組一根以上中間平臺梁、處于作業平臺兩邊外側的兩組每組一根以上外掛平臺梁、計算機控制裝置、通訊模塊、監控器、可移動電氣連接界面；各平臺梁上布置有一個以上由不同部件構成的各種機械手包括犁地旋耕、播種、拔秧插秧移苗、滴管施肥、棉花打頂、稻麥收割脫粒、果蔬采摘、薯類花生收采、棉花采摘、秸桿捆扎、土壤壘挖和開渠機械手；需要時作業機械手可以落地進行作業；所述輪組總成、電動蝸桿、通訊模塊、監控器、可移動電氣連接界面和有關的機械手通過接口電路與主控計算機信號連接，使所述輪組總成、作業平臺和各機械手的狀態根據主控計算機指令變化而變化；所述自動耕作裝置通過農地中的田軌向地面傳遞重力或者在農地中的田軌上移動并通過可移動電氣連接界面保持與外界電力網的電氣連接。
[0019]進一步令所述自動耕作裝置采用滾輪自動對中控制和底盤平衡自動控制；
[0020]由于田軌很窄，在滾輪不帶與田軌配合的輪緣情況下，為了使軌基可移動光伏發電系統和自動耕作裝置能夠安全平穩行駛和進行精確的作業，需要采用滾輪自動對中控制子系統和底盤平衡自動控制子系統；
[0021]滾輪自動對中控制子系統用于滾輪在田軌上行駛過程中產生偏差時進行糾偏，其包括安裝有兩排輪組總成的底盤和設置于輪組前后的田軌表面攝像頭；輪組總成包括含有一個以上滾輪的輪組、輪組驅動裝置和輪組轉向控制裝置；輪組轉向控制裝置包括連接底盤和輪組的輪組轉動副機構、安裝于底盤上的輪組轉向電動蝸桿和與輪組連接并與電動蝸桿嚙合的輪組轉向蝸輪；輪組轉向電動蝸桿轉動帶動輪組轉向蝸輪和輪組轉動；輪組轉向電動蝸桿通過其接口電路與控制計算機信號連接；其狀態根據田軌表面攝像頭的輸出狀態改變而改變并保持四個輪組始終處于合適的狀態。
[0022]滾輪自動對中控制子系統圖形識別應用程序編制概要:判斷田軌的狀態包括有沒有異常和是否有拐彎及拐彎的有關參數并給出當前一段田軌的中心線位置、判斷滾輪的位置及狀態包括給出當前滾輪的一段對應中心線及其與田軌中心線的偏差；如果滾輪的中心線與田軌的中心線發生偏差則根據左右兩條軌道存在的偏差性質判斷是否需要糾偏，因為如果是田軌的平行雙度在允許范圍內的偏差也會形成滾輪對田軌的偏差，但這不能通過糾偏來克服并且是允許的；如果認定需要糾偏則通過調整相關輪組的轉向進行糾偏，譬如某一輪組向左偏差就令輪組轉向控制裝置設施實施一次向右轉彎來糾偏，如果所述偏差被糾正則停止糾偏，如果還存在偏差并且需要繼續糾偏則再實施一次相應的轉彎直至偏差被糾正；相關的現有技術包括在鋼板上用粉筆畫一條曲線，就可以令自動焊割機跟蹤所述曲線進行焊接或者切割；利用現有技術可以不用付出創造性勞動實現包括程序編制在內的滾輪自動對中控制子系統。
[0023]底盤自動平衡控制子系統用于克服田軌兩條軌道的高度或者平整度誤差使軌基自動耕作裝置能順利工作，其包括底盤、四組通過輪組升降機構與底盤連接的輪組、設置于底盤上的底盤水平傾角傳感器和設置于各輪組上的輪組負荷傳感器；輪組升降機構包括一個升降絲桿機構和一個蝸輪蝸桿機構；升降絲桿機構包括一根升降絲桿和一個與升降絲桿配合的絲桿螺母；蝸輪蝸桿機構包括一根電動蝸桿和一個與電動蝸桿嚙合的蝸輪；所述四個蝸輪和絲桿螺母一體制作并各自通過一個轉動副機構與底盤連接；電動蝸桿轉動帶動升降絲桿作相對底盤的運動并使設置于升降絲桿底部的輪組上升或者下降；底盤水平傾角傳感器負責監測底盤前后方向和左右方向的傾斜，其技術方案可以參考包括現有技術智能手機中負責自動旋轉屏幕控制的水平傾角傳感器技術在內的水平傾角傳感器技術；輪組負荷傳感器的技術方案可以參考包括現有技術電子稱在內的的應變片技術；底盤水平傾角傳感器和各輪組負荷傳感器各自通過接口電路與主控計算機信號連接，底盤的水平狀態根據底盤水平傾角傳感器和各輪組負荷傳感器的輸出狀態改變而改變確保底盤始終處于水平誤差足夠小的狀態；采用輪組負荷傳感器有助于及時調整四個輪組負荷不均勻的現象。
[0024]綜上，令底盤發生右面比左面高的傾斜時傳感器輸出為正、底盤發生右面比左面低的傾斜時傳感器輸出為負、底盤的水平傾斜小于允許值時水平傳感器輸出視為零，則底盤自動平衡控制子系統應用程序編制的概要為:當底盤左右方向的水平傳感器輸出為正時，調節右前輪組升降絲桿上的絲桿螺母和/或者右后輪組的絲桿螺母使底盤下降直到左右方向的水平傳感器輸出剛好為零；當左右方向的水平傳感器輸出為負時，調節右前輪組的絲桿螺母和/或者右后輪組的絲桿螺母使底盤上升直到左右方向的水平傳感器輸出剛好為零。
[0025]同理，底盤自動平衡控制子系統也可以在底盤發生前后傾斜時實現對前后傾斜的調整使之恢復水平狀態；此時，平衡調節包括左、右前輪的絲桿螺母和左、右后輪的絲桿螺母，這可以通過使左、右面的兩個的絲桿螺母相向而行進行調節來完成。
[0026]實際上，底盤大多數的傾斜既包括左右方向的傾斜也包括前后方向的傾斜，相關的的各絲桿螺母需要進行關于左右方向和前后方向調節參數的疊加并一次完成調整。
[0027]主控計算機對底盤水平傾角傳感器接口電路的掃描時間周期范圍優選為5至20毫秒；當所述掃描周期為10毫秒、對應的自動耕作裝置時速6千米/時，則一個掃描周期所述自動耕作裝置移動了約16毫米。
[0028]上述滾輪自動對中控制子系統和底盤平衡自動控制子系統也可以用于可移動光伏發電系統和其他設施包括軌基運輸車和導軌噴藥車。
[0029]設計制造軌基運輸車；所述運輸車包括底盤、車身、計算機控制裝置、通訊模塊、監控器、可移動電氣連接界面；所述輪組總成、通訊模塊、監控器和可移動電氣連接界面通過接口電路與主控計算機信號連接；所述自動耕作裝置通過農地中的田軌向地面傳遞重力或者在農地中的田軌上移動并通過可移動電氣連接界面保持與外界電力網的電氣連接。
[0030]設計制造采用在單根軌道上行駛的單軌軌基微型自動耕作裝置，其包括作業機械手和與旁站電力線連接的電氣連接界面，并且其底部設置有前后兩個帶輪緣和內置驅動裝置的滾輪；單軌軌基微型自動耕作裝置在實施噴藥作業、驅鳥作業和通過遙控終端進行巡視時速度快，功耗可以小于200瓦。
[0031]還可以在所述底盤上設置鉤板抓住田軌以便使所述光伏發電系統和自動耕作裝置與田軌結合為一體，或者采用加強螺釘臨時旋入地下來增強所述光伏發電系統和自動耕作裝置的穩固性。
[0032]本實用新型根據上述方法實現其目的的技術方案之一:制造田軌，在農地中安裝；其形式和材質包括鋼筋混凝土田軌、型鋼鋼管田軌和型鋼鋼管結構體田軌。采用一組以上每組兩條平行雙的軌狀物，或者含有單條軌狀物，或者含有與梯田壩一體制作的軌狀物，所述軌狀物含有平直、連續和光滑的負載接觸面，所述軌狀物直接或者通過田軌基礎與農地連接，所述田軌基礎包括深入農地的樁柱、樹樁、墊塊和夯實的土地。
[0033]本實用新型根據上述方法實現其目的的技術方案之二:制造旁站電力線。
[0034]本實用新型根據上述方法實現其目的的技術方案之三:建設改造帶田軌的農地，所述農地包括各種生長植物的地表，譬如水田、水澆地、旱地、梯田和坡地；所述改造包括連片成方、建設梯田壩橫平豎直的梯田。在農地中設置田軌和沿田軌布置的旁站電力線，所述田軌包括一組以上每組兩條平行雙的軌狀物，或者含有單條軌狀物；或者將既有梯田壩改造或者一體化制作成可以行駛軌基可移動光伏發電系統和/或者自動耕作裝置的田軌；并設置沿田軌布置的旁站電力線；所述旁站電力線含有電力線和與電力線同長的電氣連接界面。
[0035]本實用新型根據上述方法實現其目的的技術方案之四:制造軌基可移動光伏發電系統，包括光伏電池板、安裝有兩排輪組總成的底盤、太陽光跟蹤裝置、計算機自動控制裝置、通訊模塊、監控器、與田軌一起布置的電桿和旁站電力線，以及將光伏電池板或者逆變器的輸出界面與旁站電力線電氣連接的可移動電氣連接界面；輪組總成包括含有一個以上滾輪的輪組、輪組驅動裝置和輪組轉向控制裝置；輪組驅動裝置可以多個輪組總成只設置一個也可以每個輪組總成都設置一個或者每個滾輪都設置一個；輪組驅動機構包括驅動電機和減速器并與滾輪傳動連接。所述輪組總成、太陽光跟蹤裝置、通訊模塊、監控器和可移動電氣連接界面通過接口電路與主控計算機信號連接，使所述輪組總成和光伏電池板的狀態根據主控計算機的相關指令變化而變化；所述光伏發電系統在農地中的田軌上移動并通過可移動電氣連接界面持續與外界電力網交換電力。
[0036]本實用新型根據上述方法實現其目的的技術方案之五:制造帶有坡屋面狀頂蓋的軌基可移動太陽能利用系統，包括一個坡屋面狀頂蓋的太陽能收集利用裝置、底盤、計算機控制裝置、通訊模塊、監控器、與田軌一起布置的旁站電力線和與旁站電力線電氣連接的可移動電氣連接界面；帶或者不帶太陽光跟蹤裝置；所述坡屋面狀頂蓋的太陽能收集利用裝置傾斜布置于所述太陽能利用系統的上方。所述輪組總成、通訊模塊、監控器、可移動電氣連接界面太陽光跟蹤裝置通過各自接口電路與主控計算機信號連接，使所述輪組總成的狀態根據主控計算機的相關指令變化而變化并在農地中的田軌上不斷移動，并通過可移動電氣連接界面保持與外界電力網的電氣連接；介于坡屋面狀頂蓋太陽能收集利用裝置和底盤之間的種養空間布置有農作物和/或者禽畜。
[0037]本實用新型根據上述方法實現其目的的技術方案之六:制造一個軌基自動耕作裝置，包括安裝有兩排輪組總成的底盤、作業平臺、連接底盤和作業平臺的四個負荷均布的作業平臺升降機構、設置于作業平臺上的一組每組一根以上中間平臺梁、處于作業平臺兩邊外側的兩組每組一根以上外掛平臺梁、計算機自動控制裝置、通訊模塊、監控器、與田軌一起布置的旁站電力線和與旁站電力線電氣連接的可移動電氣連接界面；輪組總成包括含有一個以上滾輪的輪組、輪組驅動裝置和輪組轉向控制裝置；作業平臺升降機構包括一個升降絲桿機構和一個蝸輪蝸桿機構；升降絲桿機構包括一根升降絲桿和一個與升降絲桿配合的絲桿螺母；蝸輪蝸桿機構包括一根電動蝸桿和一個與電動蝸桿嚙合的蝸輪；所述四個蝸輪和絲桿螺母一體制作并各自通過一個轉動副機構與作業平臺連接；電動蝸桿轉動帶動升降絲桿作相對作業平臺的運動并使作業平臺上升或者下降；各平臺梁上布置有一個以上由不同部件構成的各種機械手；所述輪組總成、電動蝸桿、通訊模塊、監控器、可移動電氣連接界面和有關的機械手通過接口電路與主控計算機信號連接，使所述輪組總成、作業平臺和各機械手的狀態根據主控計算機的相關指令變化而變化；所述自動耕作裝置通過農地中的田軌向地面傳遞重力或者在農地中的田軌上移動并通過可移動電氣連接界面保持與外界電力網的電氣連接。
[0038]還可以采用滾輪自動對中控制子系統和底盤平衡自動控制子系統。
[0039]滾輪自動對中控制子系統包括安裝有兩排輪組總成的底盤和設置于輪組前后的田軌表面攝像頭。
[0040]底盤自動平衡控制子系統包括底盤、四組通過輪組升降機構與底盤連接的輪組、設置于底盤上的底盤水平傾角傳感器；輪組升降機構包括一個升降絲桿機構和一個蝸輪蝸桿機構；升降絲桿機構包括一根升降絲桿和一個與升降絲桿配合的絲桿螺母；蝸輪蝸桿機構包括一根電動蝸桿和一個與電動蝸桿嚙合的蝸輪；所述四個蝸輪和絲桿螺母一體制作并各自通過一個轉動副機構與底盤連接；電動蝸桿轉動帶動升降絲桿作相對底盤的運動并使設置于升降絲桿底部的輪組上升或者下降；
[0041]還可以令主控計算機對底盤水平傾角傳感器接口電路的掃描周期范圍為5至20毫秒。
[0042]本實用新型根據上述方法實現其目的的技術方案之七:制造一個軌基可移動光伏發電系統計算機控制子系統。
[0043]有益效果:1.本實用新型很好回答了如何保障我國的糧食安全和食品安全這個屬于我國全社會核心關注的重大問題之一；全力實施本實用新型可以在2020年實現農產品產出比2013年增加50%、有機食品的比重提升到全部食品的75%，并使我國在全球率先實現農業現代化；農業人口的收入持續大幅度增長，土地的價值增加導致農村養老問題在2016年得到圓滿解決；還因為土地產出增加和通過開荒建設新增大量的耕地面積，到2020年有可能實現每人宅基地67平方米甚至每戶一套占地200平米住房的水平并且森林面積占國土三分之一使我國成為世界上最宜居、幸福指數最高的國家之一；目前困擾我國的一線城市高房價問題也將因此得到根本解決；2.全力實施本實用新型可以在2020年使我國在機器人設計制造、光伏發電和電子信息領域處于世界領先水平；并因此使得高素質工作崗位大量增加；3.本實用新型提供了幾乎無限的光伏發電的安裝場地，又因為軌基可移動光伏發電系統適合兩維跟蹤使產電量同比增加30%使效益和投資回報率大幅度增加；有可能實現到2020年使我國光伏發電量達到4萬億千瓦時/年相當于屆時社會總能耗的40%，徹底改變我國的能源結構；分布式能源站點能夠確保國家能源安全，為我國的能源安全作出重大貢獻；全力實施本實用新型加上廣義天然氣的大量使用、森林面積的大幅度增加和全社會的其它努力，可以到2020年使我國境內的PM2.5比2013年末減少90%以上；我國在節能減排方面也將做得更好；4.為大批網游青少年蛻變為機器人遙控高手并因此浪子回頭過上體面的日子提供了一條金光大道；到2020年需要1000萬臺軌基自動耕作裝置，這些裝置24小時工作按照一個操作員同時遙控照管5臺所述裝置計，需要1000萬遙控操作員；這使得1000萬網游宅男可以不改變其生活習性而實現月收入8000元；全社會開始看重科技工作和經營管理而不再數千大學畢業生搶一個公務員崗位，更多的青少年開始投身于科技工作，社會層面的文明建設將取得長足進步并且勢頭得以保持；
[0044]5.本實用新型很好回答了誰來種地這個當代最嚴峻的問題之一；在20億畝耕地上采用I千萬臺軌基自動耕作裝置可以使我國廣袤的國土成為名符其實的糧倉；當農地軌基光伏發電達到4萬億千瓦時/年時，農村人口的發電收入達到人均4500元/年、農產品種植收入增加人均6000元/年；由于解決了糧食安全和農民富裕問題，我國的城鎮化得以順利推進。作為對比，2012年我國農村人口種植的人均收入2000多元。
[0045]實施本實用新型，可徹底解決光伏發電的安裝場地問題使東部人口密集地區可以無限制安裝本實用新型的農地軌基光伏發電設施。農地軌基光伏發電系統適合采用兩維跟蹤可以同比多獲得電力30%。以每畝安裝67 IIf約8千瓦光伏發電系統投資5萬元/畝25年折舊不包括利息計2000元/年、平行雙田軌建設費5000元/畝計一半25年折舊不包括利息計100元/年、運營費包括保險300元八畝*年)、中間效率包括逆變和內部用電80%、電價0.75元/千瓦時計，發電收入8*1700*1.3*0.8*0.75=10608元，減去折舊和費用500元/年，收益10108/年；其25年計的投資回報率10108/55000約為18.38% ;或者說6年收回投資后連續19年每年純收入約I萬元。產出是投入的5倍。這里未計光伏電池板的衰退10年10%20年20%和稅收。假定2020年實現我國年光伏發電量達到4萬億千瓦時的目標，則人均太陽能發電達3000千瓦時/年、太陽能發電人均收入2250元/年；以每畝地安裝67平方米可移動光伏發電系統，總共涉及2.8億畝農地。
[0046]以我國14億人口 18億畝耕地計，農業每人每年可望增加6000元的產出包括到2020年增加農地5億畝。
[0047]可移動光伏發電設施平行雙田軌直接用于農地作業機器人可以攤薄有關農地設施的建設成本和維護擁有成本。基于上述平行雙田軌等的自動耕作裝置因為一開始就可以具有精密的位置參數、采用電能而無需內燃機或者蓄電池提供動力因而輕巧靈活、有關零部件80%具有通用性、可以持續通過改進軟件和模塊化機械手進行升級而不斷提高裝置性能實現新的功能，使得自動耕作裝置開發難度大大降低、開發的成功率大大提高。本實用新型的根據自動耕作裝置由于從一開始就著眼于現場無人化或者少人化作業，有助于解決我國或者全人類都進入中等收入國家后農業勞動力成本過高或者勞動力嚴重缺乏的問題。一臺自動耕作裝置經營200畝農地每年節省10至20位高素質勞動力。使用本實用新型的自動耕作裝置節省肥料每年150元/畝。以一臺自動耕作裝置價格20萬元經營200畝農地、總的運營費用包括設施維護、電費和保險5萬元/年、0.5位現場農業工程師、0.5位外包遠程終端操作員和I位輔助人員人工成本10萬元/年總共15萬元/年計，自動耕作裝置投資合1000元/畝10年折舊不包括利息計100元/年、平行雙田軌建設費5000元/畝計一半另一半攤到光伏發電系統25年折舊不包括利息計100元/年；每年運營費1000元/畝。采用本實用新型自動耕作裝置后每畝農地總產出4800元。減去折舊和費用1200元/畝，加上種子肥料農藥等200元/畝，每畝農地純收益3400元/畝。不計農地的成本25年期的投資回報率3400/3500=97.14%。以目前狀況一畝地667平方米需要0.05到0.1個勞動力，上海地區一畝地一年種一季稻一季油菜除去種子肥料機器收割等成本純收入700多元，相當于一個星期打工的收入，所以拋荒的事到處可見。采用本實用新型的自動耕作裝置可以極大地提高農地的產出，其中期的提高幅度期望值在200%以上。這些提高包括因為所述自動耕作裝置的采用使得有關作業在空間和時間方面實現數字化精確分配獲得的收益、可以采用各種新的技術和工藝獲得的收益包括采用超聲波主動探測或者聲波被動探測對田間的田鼠實施滅殺減少鼠疫鼠害發生搜捕釘螺進行滅殺的社會效益和收益、可以實現水資源利用的最大節省獲得的收益譬如通過將水的利用率大幅度擴大水澆地面積以及通過精密灌溉提高農作物產量和節約用水的收益——譬如將我國小麥目前漫灌每千克消耗I噸水節省到噴灌的每千克消耗0.1噸水或者滴管的0.05噸水、可以增加土地的利用率包括見縫插針多種植一些玉米作為飼料僅僅這一項就能夠使得每畝地多產出0.1頭牛或者1.8頭羊增值1800元/年而且能夠可持續進行、采取立體種植包括在稻田養魚獲得的收益、由于采用自動耕作裝置快速收獲帶來的收益譬如在寒冬到來之前因為可以連續24小時收獲而不讓農作物冰凍于田間直到第二年春天減少損失帶來的收益，和在北方及時播種提前成熟減少損失帶來的收益。我國目前正在大量投入建設設施農業，其中很大一部分與農田有關。本實用新型的軌基自動耕作裝置是基于對今后數十年農業發展的技術路線的認識而設計的，具體的建設只要鋪設田軌就行并且可以通過升級來不斷提高自動耕作裝置的性能。而現有的其它設施農業可能因為不具有前瞻性而會造成巨大浪費。在農地中鋪設田軌采用軌基自動耕作裝置的投資當年可以收回，還可以在以后的24年間每年獲得收益70000元。使用本實用新型在我國進行開荒造農地的遠期目標為8至4億畝，其中浙江福建兩省的潛在可開荒農地面積就達8000萬畝。軌基自動耕作裝置采用電力工作，電力可以通過太陽能再生，比采用礦物燃料的內燃機驅動的拖拉機更符合可持續發展的理念。軌基自動耕作裝置的待機功耗為I瓦數量級；內燃機的怠速功耗為1000瓦數量級。電動機體積小并且可以在一臺軌基自動耕作裝置中使用10臺電動設備設計自由度大，電動設備的界面相對計算機控制系統而言極為友好，對于插秧辦玉米摘棉花等復雜的作業特別適合因而有前途。本實用新型可以提供大量遠程控制、應用程序開發和機器人設計制造的工作崗位，對現有沉溺于游戲的青少年具有吸引力。本實用新型同樣能夠使全世界廣泛受益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0048]下面結合附圖進一步進行說明。
[0049]圖1是一個在較平整農地的多組平行田軌上布置軌基可移動光伏發電系統和自動耕作裝置的示意圖。圖2是一個對既有梯田進行改造設置平行雙田軌使用軌基可移動光伏發電系統和自動耕作裝置的示意圖。圖3是一個對既有坡地進行改造設置平行雙田軌使用軌基可移動光伏發電系統和自動耕作裝置的示意圖。圖4是一個梯田壩與田軌一體建設的帶軌基可移動光伏發電系統和自動耕作裝置的一體式梯田的示意圖。圖5是一個梯田壩與平行雙田軌一體建設的帶軌基可移動光伏發電系統和自動耕作裝置的一體式梯田的示意圖。圖6是一個在農地中設置水泥雙軌平行雙田軌的正視復合結構示意圖。圖7是一個在農地中設置水泥雙軌平行雙田軌的側視結構示意圖。圖8是一個具有兩個負荷承重界面的水泥平行雙田軌正視結構示意圖。圖9是一個具有兩個負荷承重界面的水泥平行雙田軌側視結構示意圖。圖10是一個具有兩個負荷承重界面的鋼管網架平行雙田軌正視結構示意圖。圖11是一個具有兩個負荷承重界面的鋼管網架平行雙田軌側視結構示意圖。圖12是一個帶枕砼的平行雙田軌上視結構示意圖。圖13是一個帶枕砼的平行雙田軌側視結構示意圖。圖14是一個設置于農田中的三電動推桿兩維太陽光跟蹤軌基可移動光伏發電系統側視結構示意圖。圖15是一個三電動推桿兩維太陽光跟蹤裝置在光伏電池板背面設置三個球面副連接處的結構示意圖。圖16是一個設置于農田中的三電動推桿兩維太陽光跟蹤軌基可移動光伏發電系統正視結構示意圖。圖17是一個電動推桿的結構示意圖。圖18是一個帶球面副連接界面的電動絲桿結構示意圖。
[0050]圖19是一個內部帶電氣連接界面的輸電線鋼管結構示意圖。圖20是一個易開合內部帶電氣連接界面的輸電線鋼管結構示意圖。圖21是一個易開合內部帶電氣連接界面的輸電線鋼管各部件的分列圖。圖22是一個軌基自動耕作裝置的后視結構示意圖。圖23是一個軌基自動耕作裝置的上視結構示意圖。圖24是一個軌基自動耕作裝置的側視結構示意圖。圖25是一個在農地設置平行雙田軌行駛帶廄舍的軌基可移動太陽能綜合利用設施的側視結構示意圖。圖26是一個在農地設置平行雙田軌行駛帶廄舍的軌基可移動太陽能綜合利用設施的上視結構示意圖。圖27是一個軌基可移動光伏發電系統的計算機控制子系統框圖。
[0051]圖中1.農地；2.平行雙田軌；3.可移動光伏發電系統；4.自動耕作裝置；5.底盤；6.外掛平臺梁；7.道路；8.機耕路；9.光伏電池板；10.定位傳感器；11.庫房；12.激光準直儀平臺；13.梯田；14.梯田壩；15.坡地；16.過渡墊塊；17.水泥樁柱；18.螺紋；19.拼接處；20.帽板；21.夾板；22.水管；23.電桿；24.電力線鋼管；25.通孔；26.輪組；27.小滾輪；28.田軌約束板；29.電動驅動裝置；30.負荷承重界面；31.加強螺釘；32.自動旋釘器；33.鉤板；34.管孔；36.上鋼管；37.下鋼管；38.桁架；39.預埋螺栓；40.樹樁；41.電力線；42.枕砼；43.工字型鋼軌；44.連接桿；45.逆變器；46.下主電動推桿；47.下副電動推桿；48.上主電動推桿；49.上副電動推桿；50.主網架板；51.下虛線方框；52.虛線四邊形框；53.上虛線方框；54.主電動推桿球面副結構連接點；55.副電動推桿球面副結構連接點；56.農作物；57.機殼；58.推桿；59.電動驅動裝置；60.絲桿；61絲桿螺母；62.蝸桿；63.大球面副機構；64.線芯；65.接電簧片；66.基板；67接線盒；68.密封橡膠片；69.槽口 ；71.母板；72.左盒蓋；73.右盒蓋；74.C型滑槽；75.翻邊；76.隔板;77.弱電線槽；78.接線管；79.上滑槽；80.下滑槽；81.C型桿；82.配電盒；83.底盤升降機構；84.第一外掛平臺梁；85.第二外掛平臺梁；86.第三外掛平臺梁；87.底盤平臺；88.儲物容器；89.吊裝設施；90電力線連接界面；91.田軌表面攝像頭；92.連扳；93.吊索；94.桅桿；95.收割脫粒和秸桿捆扎機械手總成；96.耕地和施肥機械手總成；97.插秧機械手總成；98.運輸車；101.綜合太陽房；102.蝸輪蝸桿跟蹤機構；103.網架結構；104.太陽能收集利用裝置；105喜陰農作物生長間；106.廄舍；107.渦輪；108.電動蝸桿；111.主控電路；112.儲存器件；113.通信模塊接口電路；114.人機界面接口電路；115.逆變器接口電路；116.定位傳感器接口電路；117.輪組電動驅動裝置接口電路；118.電力線檢模塊測接口電路；119.下主電動推桿接口電路；120.下副電動推桿接口電路；121.上主電動推桿接口電路；122.上副電動推桿接口電路；123.監控器接口電路；124.總線。
【具體實施方式】
[0052]圖1給出本實用新型第一個實施例。圖1中，在農地I中，三組平行雙田軌2作東西向布置并排鋪設，每組各包括兩條田軌2。在田軌2上運行有可移動光伏發電系統3。在中間一組田軌2上運行有一臺自動耕作裝置4。自動耕作裝置4包括中間的底盤5和兩側外掛平臺梁6。外掛平臺梁6用于運行一組以上各種農地作業機械手。農田I中間設置有一條與道路7相通的機耕路8用于行駛自動耕作裝置4。圖1中用虛線區分各組田軌的區域。虛線隔開的兩條田軌2為雙軌。
[0053]取雙軌寬1910毫米；單側外掛平臺梁6的有效作業長度1545毫米，即自動耕作裝置作業最大幅寬為5米。可移動光伏發電系統3光伏電池板9的尺寸、間隔和布置并無限制，包括采用9塊光伏電池板9排列成南北向三排東西向三列的陣列。按標準尺寸每塊光伏電池板9長1580*寬1062 ;南北相互間隔630 ;南北向總長度6米。東西向相互間隔630毫米；東西向總寬度4446毫米。這里，東西向尺寸小于南北向的理由是:東西向照射角跟蹤包括上午東低西高和下午東高西低，總的動作幅度也大；而南北向高度角跟蹤在北半球是北高南低，總的動作幅度小。即使令光伏電池板9陣列南北向總長6米而南北兩組田軌2的間距僅5米，但仍可以令南北兩個可移動光伏發電系統3的光伏電池板9相互不相沖突。原因是處于北半球的光伏電池板9可以是南北向傾斜布置，高低錯落。雖然冬季交匯時會發生南面的光伏電池板9遮擋北面的情況，但交匯造成的遮擋時間短，影響不大。還可以令處于北半球的光伏電池板9上午北面的在左布置如圖1中機耕路8右面部分所示；下午北面的在右布置如圖中機耕路8左面所示并且始終同步進行。這樣可以一天只交匯一次，平時相互不遮擋。
[0054]自動耕作裝置4的工作范圍越寬，單位面積鋪設的田軌2就越少。但在田軌2東西向鋪設時，冬季為跟蹤考慮，光伏電池板9北側比南側高的高度要達到光伏電池板9南北向總長度尺寸的0.6倍，考慮這個總高度以不超過3米為好，則光伏電池板9的總長度以5米為限。當然，因為照射角也要跟蹤，其寬度也以5米為限。依此，則平均南北向5米距離就要鋪設一組田軌2，每畝地要鋪設133.34米平行雙田軌2。以一組兩條平行雙田軌2造價38元/米(以5米為一單元，包括2支柱樁+基礎墊板20元、鋼筋水泥平行雙田軌2*50元、旁站電力線70元，總計190元)計，I畝地平行雙田軌2的造價要38*133.34=5066.92(兀)。光伏電池板9額定輸出1.62kw/塊。以遮光系數0.1計,可移動光伏發電系統3每次行程 31.86 米(1.062*3*10)。每畝設置塊數 4 塊(667/ (31.86*4) ^ 5.23)共計 6.48 千瓦，平行雙田軌2的成本約合0.78元/V。以自動耕作裝置4分攤去50%則降到0.39元/W。可移動光伏發電系統的好處包括:可在農地安裝而幾乎不導致農作物減產、農戶自家安裝免場地費用和除草費用、免長距離輸變電投資和損耗。
[0055]在農地I或者機耕路8上設置有定位參照物10用于幫助可移動光伏發電系統3及自動耕作裝置4的計算機控制子系統定位。譬如利用在可移動光伏發電系統和自動耕作裝置上的激光測距儀獲取與定位參照物10的距離并計算出可移動光伏發電系統3和自動耕作裝置4的位置數據用于自動駕駛裝置的行駛。
[0056]在農地I邊界設置庫房11用于儲存谷物、秸桿和維修配件；還可以為輪上養殖提供避風處。與田軌2連接的庫房11可以提供可移動光伏發電系統3和自動耕作裝置4的庇護。
[0057]在田軌2上適當位置設置激光準直儀平臺12，用于使用對平行雙田軌進行測量已確保及時了解田軌2的狀態。激光準直儀平臺12可以只是一塊方便找到的、位置固定的、面積為100*100平方毫米的堅固平面。
[0058]圖2給出本實用新型第二個實施例。圖2中，在梯田13中設置平行雙田軌2包括令平行雙田軌2直接跨越梯田壩14，并在平行雙田軌2上運行可移動光伏發電系統3和自動耕作裝置4。平行雙田軌2的坡度不大于14°。盡可能減小平行雙田軌2的最大坡度并且令整段平行雙田軌2帶有一些坡度接近于0°的水平段用于臨時停置可移動光伏發電系統3和自動耕作裝置4。
[0059]圖3給出本實用新型第三個實施例。圖3中，在坡地15中設置平行雙田軌2，并在平行雙田軌2上運行可移動光伏發電系統3和自動耕作裝置4。平行雙田軌2的坡度不大于10°。盡可能減小平行雙田軌2的最大坡度并且令整段平行雙田軌2帶有一些坡度接近于0°的水平段用于臨時停置可移動光伏發電系統3和自動耕作裝置4。圖2和圖3實施例的平行雙田軌可以采用軌間距只有0.5米的寬度，還可以采用單軌運行運行簡單的自動耕作裝置譬如單軌噴藥機。
[0060]圖4給出本實用新型第四個實施例。圖4中，雙線描繪的平行雙田軌2表示兩條相互平行雙的田軌，在梯田中，兩條田軌的距離可以小于0.5米。平行雙田軌2與團團圍住泥土的梯田壩14或者梯田界壩一體制作。梯田13各田塊的水平高度可以不同。平行雙田軌2從底下的起始點機耕路8開始逐漸抬高。梯田13頂部面積大，因而采用3條平行雙田軌2并采用一條機耕路8將梯田3頂部的3條平行雙田軌2連通。在平行雙田軌2上行駛有可移動光伏發電系統3和自動耕作裝置4。
[0061]圖5給出本實用新型第五個實施例。圖5中，里外兩田軌2之間的距離始終相等的平行雙田軌2即標準田軌的兩根田軌2的設計有兩種方案:1)山坡比較陸，兩根田軌都用于與梯田壩14 一體制作并且里外兩田軌2保持頂部等高同步升高盤旋向山頂向前推進；2)山坡不很陡，只用外田軌及拐彎處半徑較大的那根田軌與梯田壩14 一體制作，里邊的田軌只是簡單安放于梯田里并且里外兩田軌等高同步升高盤旋向山頂向前推進。平行雙田軌2從底下的起始點機耕路8開始逐漸抬高。梯田13頂部面積大，因而采用3條平行雙田軌2并采用一條機耕路8將梯田3頂部的3條平行雙田軌2連通。在平行雙田軌2上行駛有可移動光伏發電系統3和自動耕作裝置4。邊界拔直的梯田不僅美觀，而且插秧割稻方便機器作業。
[0062]圖6和圖7共同給出本實用新型第六個實施例。圖6、7中，平行雙田軌2及其負荷的重量通過過渡墊塊16和水泥樁柱17傳遞給農地I的土壤。過渡墊塊16包括上、下兩層結構；過渡墊塊下層用于提供較大的承重面積，可以采用鋼筋水泥制作；過渡墊塊上層用于提供平行雙田軌2與過渡墊塊下層之間的緩沖和承重過渡作用。如果硬碰硬直接將平行雙田軌2壓在水泥樁柱17上，不能保證兩者的充分面接觸傳遞重力。過渡墊塊上層的材料可以采用與現有立交橋橫梁與墩柱之間的墊塊相同的材料，或者采用一定比例的木塑粉碎料再重新注塑制成。還可以在平行雙田軌2與農地I之間設置過渡墊塊16以改善平行雙田軌2的工況。水泥樁柱17采用鋼筋水泥制作，表面可以帶有螺紋18方便通過專用設備將其旋入農地I中；水泥樁柱17的下端尖，置于相鄰平行雙田軌2的拼接處19處的水泥樁柱17頂部帶有面積較大的帽板20。平行雙田軌2的拼接處19采用夾板21連接。平行雙田軌2的背光面還設置水管22。平行雙田軌2通過電桿23架設電力線鋼管24。為減輕重量，還可以在平行雙田軌2上設置通孔25。
[0063]自動耕作裝置4通過輪組26與平行雙田軌2接觸傳遞重量。為了保證輪組始終處于平行雙田軌2頂部表面的中間位置不致于滑落，采用帶小滾輪27的田軌約束板28。當輪組26在行進中產生偏離平行雙田軌2的現象時，由于輪組26兩邊的小滾輪27的約束作用，使輪組26不能進一步偏離而始終行駛在平行雙田軌2的正確位置。輪組26帶有一個電動驅動裝置29用于推拉田軌約束板28。當自動耕作裝置4需要上機耕路時，電動驅動裝置29將田軌約束板28拉起至圖6虛線位置，使田軌約束板28不影響自動耕作裝置4在機耕路上行駛。
[0064]圖8和圖9共同給出本實用新型第七個實施例。圖8和圖9中，農地I的過渡墊塊16上設置水泥平行雙田軌2。水泥平行雙田軌2的頂部是一個可以運行輪組26的承重田軌平面，在平行雙田軌2的一個側面還具有一個負荷承重界面30 ;在平行雙田軌2的下半部含有一個管孔34。在采用雙軌的情況下，負荷承重界面30可以暫駐體型縮小的自動耕作裝置，而此時平行雙田軌2頂部的承重田軌平面可以通過一個可移動光伏發電系統。這為可移動光伏發電系統和自動耕作裝置的順利交匯提供了保證。負荷承重界面30也可以設計成可以運行滾輪或者輪組。管孔34用于排澇時，地里的積水可以通過拼接處19流入管孔34并順著管孔34流出農地I。圖8和圖9中，水泥平行雙田軌2具有工字鋼的力學特性省料并且適合用作橫梁，其高度也比較高。圖8和圖9中，在底盤5上還設置有加強螺釘31和自動旋釘器32。自動旋釘器32通過接口電路與控制計算機信號連接，可以將加強螺釘31隨時旋入農地I中使可移動光伏發電系統或者自動耕作裝置的狀態得到加固有利于抗風；還可以使自動耕作裝置在開荒施工時具有更穩固的基礎。圖8和圖9中，在底盤5上還設置有鉤板33，鉤板33與一個電動驅動裝置29傳動連接。電動驅動裝置29通過接口電路與控制計算機信號連接，可以將鉤板33的頂部夠狀物推進平行雙田軌2的凹槽內并使得可移動光伏發電系統或者自動耕作裝置與平行雙田軌2結合為一體有利于抗風；還可以使自動耕作裝置在開荒施工時具有更穩固的基礎。
[0065]圖10和圖11共同給出本實用新型第八個實施例。圖10和圖11中，農地I中的過渡墊塊16上設置鋼管網架平行雙田軌2。鋼管網架平行雙田軌2包括兩根平行雙布置的上鋼管36和下鋼管37以及連接上鋼管36和下鋼管37的桁架38。平行雙田軌2用預埋螺栓39固定于水泥樁柱17上和樹樁40。上鋼管36可以運行輪組26。由于上鋼管36的表面為圓形，輪組26的外表面為一個與管狀表面吻合的凹面。輪組26可以只由一個輪子組成。下鋼管37也留出一個負荷承重界面30。在采用雙軌的情況下，負荷承重界面30可以暫駐體型縮小的自動耕作裝置，而此時平行雙田軌2頂部的承重田軌平面可以通過一個可移動光伏發電系統。這為可移動光伏發電系統和自動耕作裝置的順利交匯提供了保證。負荷承重界面30也可以設計成可以運行滾輪或者輪組。在上鋼管36中埋置有電力線41。上鋼管36和下鋼管37可以選用直徑范圍為20毫米至360毫米的鍍鋁鋼管。鋼管網架平行雙田軌2抗沖擊性能強。它適用于建設在山里的竹林這種不需要大面積耕作，而只是將竹子或者竹子加工成的半成品運下山來的用途。在現場安裝時可以接成20米以上用于橫跨山澗。使用樹樁安裝平行雙田軌時，可以對樹樁進行防腐處理。
[0066]圖12和圖13共同給出本實用新型第九個實施例。圖12和圖13中，兩根帶枕砼42的工字型鋼軌43用連接桿44連接組成平行雙田軌2，直接設置在農地I中。自動耕作裝置4行駛在平行雙田軌2上。輪組26的輪子帶輪緣以確保不滑出平行雙田軌2。采用工字型鋼軌43的平行雙田軌2抗沖擊性能強，適用于山地開荒等臨時性作業，并可以輕易吊起。某些情況下包括牧場，還可以不采用田軌2，但仍然需要旁站電力線，直接在農地即牧場上行駛可移動光伏發電系統3或者自動耕作裝置4。
[0067]圖14、圖15和圖16共同給出本實用新型的第十個實施例。圖14至16中，設置于農田I中的三電動推桿兩維太陽光跟蹤可移動光伏發電系統3包括計算機控制系統、通過接口電路與計算機控制系統電氣連接的逆變器45、下主電動推桿46、下副電動推桿47、上主電動推桿48、上副電動推桿49、輪組驅動機構和通訊模塊，以及底盤5、輪組26、主網架板50和光伏電池板9。可移動光伏發電系統3通過輪組26和平行雙田軌2向農地I傳導重力。各組底輪26各帶驅動和方向調節裝置。在平行雙田軌2上還有若干根電桿23架起電力線鋼管24。單軸一維跟蹤和雙軸兩維跟蹤可以分別增加光伏電池板的輸出約10%和30%。本實用新型除了采用現有的各種單軸及雙軸跟蹤機構外，還設計出采用三電動推桿的兩維太陽光跟蹤裝置。電動推桿是一種常用的電動元器件，包括固定桿和活動桿；其活動桿的端部和固定桿的底部帶有連接界面包括球面副連接界面。電動推桿的活動桿的端部可以沿本身軸心線作前進后退運動并改變與其連接的負荷的空間狀態。圖14和圖16中的底盤5、下主電動推桿46、主網架板50和下副電動推桿47組成一個如下虛線方框51以及虛線四邊形框52所示的四邊形。令下主電動推桿46與底盤5剛性連接，并令主網架板50通過球面副機構連接下主電動推桿46和下副電動推桿47，再令下副電動推桿47與底盤5之間也通過球面副機構連接。這樣既可以克服四邊形結構不穩定的特性，又可以使主網架板50翻動自如。令下主電動推桿46承受較多的負荷重量可以減輕上述有關球面副結構的負荷降低重量與造價。同樣，圖14中的上主電動推桿48、光伏電池板9、上副電動推桿49和主網架板50組成一個如上虛線方框53所示的四邊形。令上主電動推桿48與主網架板50剛性連接,并令光伏電池板9通過球面副機構連接上主電動推桿48和上副電動推桿49，再令上副電動推桿49與主網架板50之間也通過球面副機構連接。這樣既可以克服四邊形結構不穩定的特性，又可以使光伏電池板9翻動自如。令上主電動推桿48承受較多的負荷重量可以減輕上述有關球面副結構的負荷降低重量與造價。從圖16中可以看出:如果將所有光伏電池板9布置于一個平面，可以節省9塊光伏電池板9的總共27個電動推桿并且個光伏電池板9之間可以不留出大量的間隙，但在兩側距離為5米的光伏電池板9僅僅一維跟蹤處于45°狀態如斜雙虛線時，其高邊就要高出低邊3.535米。加上低邊的高度I米，高邊離地面有4.5米開外；兩維跟蹤還要增加約I米高度達到5.5相當于層高2.7米的兩層樓高。而采用如圖14和圖16所示采用兩級兩維跟蹤即主網架板50的太陽光跟蹤和各光伏電池板9的太陽光跟蹤，這樣即使作兩維跟蹤，所涉及的離地面的極限高度也可以同比低于3.5米。此外，集成9塊光伏電池板9的整體基板的總體制造成本可能高出本實用新型實施例10的兩級跟蹤的，其對風力也更為敏感。
[0068]采用三個電動推桿就可以實現對光伏電池板的兩維朝向控制。圖15中在光伏電池板9的背面安排三個點，其中一個點主電動推桿球面副結構連接點54位于十字中心線的長線上略偏離中心點下方處；余下兩個點副電動推桿球面副結構連接點55位于十字中心線中心點上方長線兩旁處。從后面的圖17可以看出:采用電動絲桿機構制作下主電動推桿46和下副電動推桿47具有行程長的優點。下主電動推桿46和下副電動推桿47在其絲桿螺母上下降到最低點時，可令其上端穿過光伏電池板之間的間隙，以最大限度降低光伏電池板。在有大風時，光伏電池板越低風阻越小。還可以采用三根以上電動推桿驅動，這時要防止相關跟蹤機構形成力學理論中所述的超靜定結構現象。
[0069]用于太陽光跟蹤控制的電動絲桿機構需要配置轉角記憶裝置以便實施精密控制。通常轉角記憶裝置包括一個與電動機同心連接的圓盤，所述圓盤上均布36個通孔。在所述通孔的兩端分別設置一個光源和一個光信號傳感器。當圓盤轉動時，每一次通孔讓光源的光線直接照射到光信號傳感器，都會使轉角記憶裝置作一次計數。累計所有電動機轉角數可以知道各光伏電池板的跟蹤狀態，再加上所述可移動光伏發電系統所處平行雙田軌的狀態包括其方位、計算機時鐘、現場的太陽高度角和照射角的實時計算和太陽光狀態傳感器提供的信息，就可以形成當時對所述跟蹤裝置的控制信號。以所述電動推桿的絲桿螺母螺距10毫米、所述蝸輪的牙數為25個，減速器的速比37，則電動機每旋轉100轉，對應的絲桿螺母在絲桿上的位移約為1.081 (10/25/37*100)毫米。
[0070]實施例10的工作原理可簡述如下:白天，計算機控制系統根據程序和通過通訊模塊得到的天氣預報，發出指令令光伏電池板9保持原狀、或者進入并處于防風狀態、或者持續跟蹤太陽光。可移動光伏發電系統3受光產電達到一定強度時通過逆變器將直流電換流成交流電并通過電力線鋼管24中的電力線向外輸出電能。同時，根據農地中的農作物56的情況采用不同的速度在平行雙田軌2上行走，做到發電和農地中的農作物56正常生長兩不誤。實施例10底盤5中間挑高和電力線鋼管24保持較低位置也是出于照顧農作物56生長的考慮。
[0071]圖17給出本實用新型第i^一個實施例。圖17中，電動推桿包括一個機殼57、推桿58、電動驅動裝置59、絲桿60和絲桿螺母61。機殼57、推桿58、電動驅動裝置59、絲桿60和絲桿螺母61同心布置。電動驅動裝置59包括電動機和減速器。電動驅動裝置59固定于機殼57底部。絲桿螺母61與絲桿60配合并與推桿58連接。隨著電動機的正轉和反轉，推桿可以在一定范圍內前進和后退。
[0072]圖18給出本實用新型第十二個實施例。圖18中，電動絲桿升降機構包括一個升降絲桿機構和一個電動蝸輪蝸桿機構；升降絲桿機構包括一根升降絲桿60和一個與升降絲桿60配合的絲桿螺母61 ；電動蝸輪蝸桿機構包括一根電動蝸桿62和一個與電動蝸桿哨合并與絲桿螺母61 —體制作的蝸輪；電動蝸桿62帶有一個電動驅動機構59。升降絲桿60底部與基礎連接；絲桿螺母61蝸輪通過一個轉動副機構與負荷連接。電動蝸桿62正轉或者反轉帶動絲桿螺母61蝸輪升降并使得負荷相對基礎上升或者下降。圖18實施例中，當升降絲桿60底部與基礎通過球面副機構連接、絲桿螺母61蝸輪通過一個球面副機構與負荷連接，可用作實施例10中的各副電動推桿；當升降絲桿60底部與基礎固定連接、絲桿螺母61蝸輪通過一個球面副機構與負荷連接，可用作實施例10中的各主電動推桿。圖18實施例中，當所述基礎為與升降絲桿底部連接的輪組總成、所述負荷為底盤且升降絲桿60通過一維移動副機構與底盤連接限制升降絲桿繞自身軸心線轉動時，就構成一個底盤升降機構，電動蝸桿62正轉或者反轉帶動絲桿螺母61蝸輪升降并使得負荷底盤相對基礎輪組總成上升或者下降。在底盤上采用四個所述底盤升降機構與四個輪組總成連接，既可以通過底盤、底盤升降機構和輪組總成向田軌傳遞重力，又可以令四個所述底盤升降機構同步運動實現底盤的升高或者降低動作。還可以在底盤上配置底盤水平傾角傳感器包括沿底盤前后方向即沿田軌中心線前后方向的底盤前后方向水平傾角傳感器和沿底盤左右方向的底盤左右方向水平傾角傳感器。令所述底盤水平傾角傳感器和四個底盤升降機構的電動蝸桿62通過接口電路與主控計算機信號連接，則可以實現底盤狀態根據主控計算機的指令減小升降及水平傾角控制，構成一個底盤自動平衡控制子系統。
[0073]當絲桿螺母61蝸輪通過一個轉動副機構與電動蝸桿62連接并與一個輪組連接時，電動蝸桿62轉動帶動輪組轉向則構成一個由轉動副機構、輪組、與輪組連接的絲桿螺母61蝸輪、與絲桿螺母61蝸輪嚙合的電動蝸桿62組成的輪組轉向控制機構。
[0074]圖19給出本實用新型第十三個實施例。圖19中，內部帶電氣連接界面的輸電線鋼管包括電力線鋼管24、設置于電力線鋼管24內部的絕緣材料上帶裸露表面的電力線線芯64、接電簧片65、接電簧片基板66、接線盒67和密封橡膠片68。四個線芯64與電網的三相四線電氣連接；基板66連接四個接電簧片65并穿過電力線鋼管24的槽口 69與接線盒67連接。可移動光伏發電系統和自動耕作裝置的相關電源線通過接線盒67實現與電網的電氣連接。圖19中，為方便讀圖，將接電簧片65與基板66隔開一點距離，只為了解接電簧片65的位置；接電簧片65只有與基板66貼合才能實現電氣連接。在實際工作時，可移動光伏發電系統和自動耕作裝置帶動接線盒67移動，依靠接電簧片65的壓力和彈性保持在移動中的良好電氣連接。密封橡膠片68在基板66移開后能恢復閉合狀態防止灰塵進入電力線鋼管24。圖19中，線芯64、接電簧片65、密封橡膠片68和槽口 69長度和鋼管24相等；接電簧片65數十毫米并由可移動光伏發電系統或者自動耕作裝置帶動在移動中實現電氣連接。
[0075]圖20和圖21共同給出本實用新型第十四個實施例。圖20中，一個易開合內部帶電氣連接界面的輸電線鋼管，包括母板71、左盒蓋72、右盒蓋73。在左盒蓋72和右盒蓋73內部嵌入有一個電氣連接界面，所述電氣連接界面包括C型滑槽74和兩個基板66。母板71的翻邊75、左盒蓋72和右盒蓋73組成易開合內部帶電氣連接界面的輸電線鋼管的殼體。母板71上集成有8根帶裸露表面的電力線的線芯64、帶有隔板76、弱電線槽77和翻邊75。總共8個線芯64右面4根用于傳輸交流電的三相四線，并通過電氣連接界面基板66上的接電簧片65和接線管78與可移動光伏發電系統和自動耕作裝置電氣連接。隔板76用于隔離相鄰的線芯64 ;左面4根芯線64用于低壓直流電電源線及備用。弱電線槽77用于存放各種傳感器的信號線及通信測溫光纖。左盒蓋72和右盒蓋73形狀對稱，但左盒蓋72的頂部凸槽比右盒蓋73的略小一些并可以嵌入右盒蓋73的凸槽內。C型滑槽74包括上滑槽79、下滑槽80和C型桿81，上滑槽79與右盒蓋73頂部的凸槽配合；下滑槽80與翻邊75配合。母板71與構成輸電線鋼管殼體的左盒蓋72和右盒蓋73三者長度相等；C型滑槽74和基板66的長度約20至140毫米并由可移動光伏發電系統或者自動耕作裝置帶動在移動中實現電氣連接。電桿23支撐輸電線鋼管。處于農地I邊界的電桿23有時兼作配電盒82與保護電力線的地埋管之間的通道。圖20中，為方便讀圖，將接電簧片65與基板66隔開一點距離，只為了解接電簧片65的位置；接電簧片65只有與基板66貼合才能實現電氣連接。在實際工作時，依靠接電簧片65的壓力和彈性保持在移動中的良好電氣連接。
[0076]圖20中的備用線芯可用于電圍欄的電源線并采用左盒蓋72和右盒蓋73作為電圍欄的帶電界面，用于防止獸害和管理牲畜。
[0077]圖21只為方便描述圖20實施例中易開合內部帶電氣連接界面的輸電線鋼管各個部件獨立時的形狀。
[0078]圖22至24共同給出本實用新型第十五個實施例。圖22至24中，自動耕作裝置包括底盤5、滾輪自動對中控制子系統、底盤自動平衡控制子系統、設置于底盤5上面中間即第一中間平臺梁、第二中間平臺梁、第三中間平臺梁、設置于底盤5兩邊的兩組外掛平臺梁即第一外掛平臺梁84、第二外掛平臺梁85、第三外掛平臺梁86、底盤平臺87、安置于底盤平臺87上的儲物容器88和吊裝設施89、設置于底盤5上的底盤水平傾角傳感器和與旁站電力線電氣連接的電力線連接界面90。滾輪自動對中控制子系統包括輪組總成和設置于輪組26前后的田軌表面攝像頭91。主控計算機還使用圖形識別應用軟件。輪組總成包括輪組26、輪組驅動裝置和輪組轉向控制裝置；輪組26與田軌2接觸。輪組驅動裝置可以參考現有技術包括電動自行車的車輪驅動技術方案。
[0079]底盤自動平衡控制子系統包括底盤5、輪組總成、四個連接底盤5與輪組總成的底盤升降機構83和設置于底盤5上的底盤水平傾角傳感器。底盤自動平衡控制子系統已經在圖18實施例12中進行了介紹。
[0080]各外掛平臺梁84、85、86的外端通過一塊連扳92連接，連扳92用吊索93與底盤5上的四根桅桿94連接；底盤5在與輪組總成連接處高挑這樣可以將底盤5放得很低滿足有關作業的要求，又滿足旁站電力線不可以太低被水浸沒的設置要求。在第一中間平臺梁和兩根第一外掛平臺梁84上安裝有收割脫粒和秸桿捆扎機械手總成95 ;第二中間平臺梁和兩根第二外掛平臺梁85上安裝有耕地和施肥機械手總成96 ;在第三中間平臺梁和兩根第三外掛平臺梁86上安裝有插秧機械手總成97。自動耕作裝置后面緊隨一輛運輸車98。22至24實施例自動耕作裝置采用底盤升降機構83，能夠在行進中隨時調整保持底盤5始終處于水平合適狀態，還能夠對田軌2中間及兩側作業面農地I的高低誤差進行適應性調難
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[0081]圖25和26共同給出本實用新型第十六個實施例。圖25和圖26中，在農地中設置平行雙田軌2用于行駛一個帶廄舍的可移動太陽能綜合利用設施，包括綜合太陽房101、輪組26、設置于綜合太陽房101與輪組26之間的蝸輪蝸桿跟蹤機構102、網架結構103、綜合太陽房101頂部的太陽能收集利用裝置104、綜合太陽房101內部的喜陰農作物生長間105和廄舍106。
[0082]蝸輪蝸桿驅動跟蹤機構102包括與綜合太陽房101底部的網架結構103固定連接的渦輪107和一個連接四個輪組總成的底盤5。網架結構103通過一個轉動副與底盤5連接。渦輪107帶有蝸輪齒面可以與安裝于底盤5上的電動蝸桿108 —起構成一個蝸輪蝸桿驅動機構。電動蝸桿108轉動時網架結構103和其上的綜合太陽房101 —起作相對底盤5的轉動。電動蝸桿108通過接口電路與主控計算機信號連接，因此能夠實現可移動太陽能綜合利用設施的狀態根據主控計算機的相關指令的變化而變化并始終跟蹤太陽光。圖中虛線方框表示綜合太陽房101在跟蹤太陽光過程中可能的狀態。
[0083]綜合太陽房頂部的太陽能收集利用裝置104包括光伏發電板、太陽能集熱裝置、太陽能烘干設備、聚光太陽能利用部件、育苗暖房之一。喜陰農作物包括菌類。網架結構103上覆有地板，在地板與綜合太陽房101頂部的太陽能收集利用裝置104的底部界定的空間綜合太陽房101的廄舍106內飼養家禽和家畜。晚上，可移動太陽能綜合利用設施處于專業保安公司的監管下或者回到農地I邊上庫房的避風處。
[0084]上述實施例為較年輕的農村老年勞動力提供了合適的工作崗位，在種菜的同時飼養菌類、家禽和家畜。一個人管10畝地的可移動種養，每年工作200天，每天工作I至3小時，可以通過提供肉奶禽等有機產品增加收入I至2萬元/年。常年在農地里動動也有利于身體健康。可移動種養為秸桿利用找到一條出路，并為農地提供源源不斷的有機肥料保持地力和農地去化肥化提供了條件。
[0085]圖27給出本實用新型第十七個實施例。圖27中，制造一個軌基可移動光伏發電系統的計算機控制子系統，包括主控電路111、與主控電路111信號連接的儲存器件112、通信模塊及其接口電路113、衛星定位模塊、無線廣播接收模塊、人機界面及其接口電路114和機殼，、逆變器接口電路115、定位傳感器接口電路116、輪組電動驅動裝置及其接口電路117、電力線檢測模塊及其接口電路118、下主電動推桿及其接口電路119、下副電動推桿及其接口電路120、上主電動推桿及其接口電路121、上副電動推桿及其接口電路122和監控器及其接口電路123。其特征是主控電路111、儲存器件112、通信模塊接口電路113、人機界面接口電路114、逆變器接口電路115、定位傳感器接口電路116、輪組電動驅動裝置接口電路117、電力線檢模塊測接口電路118、下主電動推桿接口電路119、下副電動推桿接口電路120、上主電動推桿接口電路121、上副電動推桿接口電路122和監控器接口電路123通過總線124連接。
【權利要求】
1.一種設置有田軌的農地，所述農地包括各種生長植物的地表，其特征是在所述農地中含有田軌并含有沿田軌布置的電桿和旁站電力線；所述田軌包括筆直或者彎曲的田軌、相互銜接增長的田軌；呈螺旋狀綿延布置于梯田或者山坡上沿前進方向帶坡度的田軌、東西向布置或者其它方向布置的田軌；所述田軌含有與設置于農地中的墊塊和樁柱的安裝界面并具有平直、連續和光滑的負荷表面；所述田軌布置于固定或者非固定的地基上；所述固定地基包括夯實的土地或者由其它材料構成的基礎；所述非固定地基包括與所述田軌牽連的塊狀物；一組兩條所述田軌之間的平行度誤差小于30毫米。
2.根據權利要求1所述的設置有田軌的農地，其特征是含有梯田壩橫平豎直的梯田。
3.根據權利要求1或者2所述的設置有田軌的農地，其特征是在梯田(13)中設置平行雙田軌(2)，包括直接跨越梯田壩(14)的平行雙田軌(2);平行雙田軌(2)的坡度不大于14°，整段平行雙田軌(2)帶有一些坡度接近于0°的水平段。
4.根據權利要求1或者2所述的設置有田軌的農地，其特征是梯田(13)各田塊的水平高度不同；平行雙田軌(2)從底下的起始點機耕路(8)開始逐漸抬高；梯田(13)頂部面積大，采用3條平行雙田軌(2 )并采用一條機耕路(8 )將梯田(3 )頂部的3條平行雙田軌(2 )連通。
5.根據權利要求1或者2所述的設置有田軌的農地，其特征是平行雙田軌(2)及其負荷的重量通過過渡墊塊(16)和水泥樁柱(17)傳遞給農地(I)的土壤。
6.根據權利要求1或者2所述的設置有田軌的農地，其特征是農地(I)中的過渡墊塊(16)上設置鋼管網架平行雙田軌(2);鋼管網架平行雙田軌(2)包括兩根平行雙布置的上鋼管(36)和下鋼管(37)以及連接上鋼管(36)和下鋼管(37)的桁架(38)。
【文檔編號】A01G9/26GK203934415SQ201320893509
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】施國樑 申請人:施國樑