CN105684914B - 多层可开启式牛舍环境调节系统 - Google Patents

多层可开启式牛舍环境调节系统 Download PDF

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Abstract

多层可开启式牛舍环境调节系统，属于饲养牛技术领域。解决了现有牛棚的温度环境的可控性差，且在牛棚侧壁或内部设置通风或加热装置不仅不安全，同时会造成牛舍占地面积增大的问题。本发明所述的一号钢构架设置在牛舍的顶部，且与牛舍的侧壁顶端固定连接，所述牛舍的侧壁内设置有升降机构，用于带动两个四分之一球形保温板上升合拢构成半球形结构或翻转下降到侧壁的夹层中，采用多层式结构，实现对牛棚的温度、湿度和光照强度的采集和控制，通过控制升降机构对两个四分之一球形保温板的升降，实现对牛舍通风和保温的初步控制，同时采用加热层实现对牛舍内进行温度调节，采用风扇将加热后的气流吹入牛舍内。本发明适用于牛饲养技术领域。

Description

多层可开启式牛舍环境调节系统
技术领域
本发明属于饲养牛技术领域。
背景技术
奶牛场的牛舍环境条件是影响奶牛产奶量的重要因素，在诸多环境因素中，温度、气流和太阳辐射对奶牛影响较大，他们共同作用，影响奶牛集体的散热，尤其是高温高湿，严重影响奶牛的产奶量。
发明内容
本发明是为了解决现有牛棚的温度环境的可控性差，且在牛棚侧壁或内部设置通风或加热装置不仅不安全，同时会造成牛舍占地面积增大的问题，提出了一种多层可开启式牛舍环境调节系统。
本发明所述的多层可开启式牛舍环境调节系统，该系统包括两个四分之一球形保温板1、抽拉式太阳能电池板机构2、多个三角架3、侧壁4、多个换气风扇5、支撑中柱6、加热层7、一号钢构架8、升降机构、温度传感器、湿度传感器、光强度传感器、主控制器和显示屏；
一号钢构架8设置在牛舍的顶部，且与牛舍侧壁4的顶端固定连接，所述牛舍的侧壁内设置有升降机构，用于带动两个四分之一球形保温板1上升合拢构成半球形结构或翻转下降到侧壁4的夹层中；
多个三角架3以中柱为对称轴对称设置，且三角架3的一条直角边固定在一号钢构架8的上侧，另一条直角边与支撑中柱6平行设置，且固定在支撑中柱6的外侧，所述抽拉式太阳能电池板机构2固定在三角架3斜边的上表面，抽拉式太阳能电池板机构2的多块太阳能电池板沿三角架3的斜边向上拉伸展开或在重力的作用下回缩叠置，多个换气风扇5均匀设置在一号钢构架8上；
加热层7包括安装构架71、多根加热管72、挡接机构73、弹簧复位机构和卷扬机；
安装构架71为环状结构，所述环状的安装构架71包绕支撑中柱6设置，每根加热管72的一端均铰接在安装构架71上，每根加热管72的该端都设有使加热管72竖起的复位弹簧；
挡接机构73沿侧壁4呈环形设置，每根加热管72的另一端均设置在挡接机构73上，每根加热管72的该端与绳索的一端连接，绳索的另一端卷绕在卷扬机上，卷扬机转动带动绳索下拉加热管；多根加热管72与多个三角架3交错设置；
温度传感器用于采集牛舍内的温度信号，湿度传感器用于采集牛舍内的湿度信号，光强度传感器用于采集照射在牛舍内的光强信号，温度传感器的信号输出端连接主控制器的温度信号输入端，湿度传感器的湿度信号输出端连接主控制器的湿度信号输入端，光强度传感器的光照信号输出端连接主控制器的光照信号输入端，主控制器的升降控制信号输出端连接升降机构的升降控制信号输入端，主控制器的换气开关控制信号输出端连接多个换气风扇5的电源开关控制信号输入端，加热管72的加热开关控制信号输入端连接主控制器的加热开关控制信号输入端，卷扬机的转动控制信号输入端连接主控制器的加热管升降控制信号输出端，主控制器的显示信号输出端连接显示屏的显示信号输入端。
本发明采用多层式结构，实现对牛棚的温度、湿度和光照强度的采集和控制，通过控制升降机构对两个四分之一球形保温板的升降，实现对牛舍通风和保温的初步控制，同时采用加热层实现对牛舍内进行温度调节，采用风扇将加热后的气流吹入牛舍内，避免冬季对牛舍进行换气时，外界温度过低，造成牛舍内温度迅速下降，牛舍内变化的温差大，影响牛的山奶量，空气上下循环，实现对牛舍均匀加热，同时，太阳能电池板采用抽拉式机构安装，实现对牛舍自给供电的同时在需要对牛舍进行光照时，太阳能电池板可向下缩叠，通过复位弹簧控制加热管上升竖立起，阳光入射至牛舍内，实现对牛舍进行光照，通过光照强度传感器采集牛舍内的光照强度信号，当牛舍内的光照强度过强时，通过卷扬机控制加热管部分下降，实现对牛舍内奶牛的光照强度的调节，提高了牛舍温度环境和光照强度的可控性，同时，加热和通风装置都设置在牛舍的棚顶，避免了加热装置离牛栏过近存在安全隐患和影响牛的健康。
附图说明
图1为本发明所述多层可开启式牛舍环境调节系统的结构示意图；
图2为加热板安装层的结构示意图；
图3为抽拉式太阳能电池板机构展开状态的结构示意图；
图4为图抽拉式太阳能电池板机构收拢状态的仰视图；
图5为图3的仰视图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的多层可开启式牛舍环境调节系统，该系统包括两个四分之一球形保温板1、抽拉式太阳能电池板机构2、多个三角架3、侧壁4、多个换气风扇5、支撑中柱6、加热层7、一号钢构架8、升降机构、温度传感器、湿度传感器、光强度传感器、主控制器和显示屏；
一号钢构架8设置在牛舍的顶部，且与牛舍侧壁4的顶端固定连接，所述牛舍的侧壁内设置有升降机构，用于带动两个四分之一球形保温板1上升合拢构成半球形结构或翻转下降到侧壁4的夹层中；
多个三角架3以中柱为对称轴对称设置，且三角架3的一条直角边固定在一号钢构架8的上侧，另一条直角边与支撑中柱6平行设置，且固定在支撑中柱6的外侧，所述抽拉式太阳能电池板机构2固定在三角架3斜边的上表面，抽拉式太阳能电池板机构2的多块太阳能电池板沿三角架3的斜边向上拉伸展开或在重力的作用下回缩叠置，多个换气风扇5均匀设置在一号钢构架8上；
加热层7包括安装构架71、多根加热管72、挡接机构73、弹簧复位机构和卷扬机；
安装构架71为环状结构，所述环状的安装构架71包绕支撑中柱6设置，每根加热管72的一端均铰接在安装构架71上，每根加热管72的该端都设有使加热管72竖起的复位弹簧；
挡接机构73沿侧壁4呈环形设置，每根加热管72的另一端均设置在挡接机构73上，每根加热管72的该端与绳索的一端连接，绳索的另一端卷绕在卷扬机上，卷扬机转动带动绳索下拉加热管；多根加热管72与多个三角架3交错设置；
温度传感器用于采集牛舍内的温度信号，湿度传感器用于采集牛舍内的湿度信号，光强度传感器用于采集照射在牛舍内的光强信号，温度传感器的信号输出端连接主控制器的温度信号输入端，湿度传感器的湿度信号输出端连接主控制器的湿度信号输入端，光强度传感器的光照信号输出端连接主控制器的光照信号输入端，主控制器的升降控制信号输出端连接升降机构的升降控制信号输入端，主控制器的换气开关控制信号输出端连接多个换气风扇5的电源开关控制信号输入端，加热管72的加热开关控制信号输入端连接主控制器的加热开关控制信号输入端，卷扬机的转动控制信号输入端连接主控制器的加热管升降控制信号输出端，主控制器的显示信号输出端连接显示屏的显示信号输入端。
本实施方式所述的两个四分之一球形保温板为透明质板，在两个四分之一球形保温板合拢时，并不影响太阳能电池板的电能转换。且采用半球形结构作为牛舍的棚顶结构实现光照能够从各个角度入射至牛舍内，同时，适用于风速大，风向不稳定的地区，稳固性强。
采用本发明所述的多层可开启式牛舍环境调节系统对牛舍内进行光照时，若为低温环境，两个四分之一球形保温板合拢，控制器控制抽拉式太阳能电池板机构收缩至三角架的底边，加热管向上竖起与支撑中柱平行，当牛舍温度过低，控制器控制部分卷扬轮将部分加热管拉下并进行加热，控制多个换气风扇开启，将棚顶温度较高的气体从上向下吹入牛舍内，这样底面温度较低的气体随之向上，形成气流的上下循环，实现对整个牛舍内的空气均匀加热与通风的目的，降低了牛舍内的湿度。
当夏季温度较高的环境，需要对牛舍进行光照时，主控制器控制升降机构带动两个四分之一球形保温板下降至牛舍的侧壁夹层内，抽拉式太阳能电池板机构收缩三角架的底边，加热管向上升起与支撑中柱平行，牛舍的顶棚完全开启，阳光直接照射至牛舍内，若不需要光照时只需要通过主控制器控制太阳能电池板抽出，覆盖至一号钢构架上即可，同时，可以通过换气风扇进行通风，当光照过强时可将太阳能电池板拉伸，同时将加热管拉下并不进行加热，实现对阳光的遮挡，避免光照过强。
具体实施方式二、结合图3至图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的多层可开启式牛舍环境调节系统的进一步说明，抽拉式太阳能电池板机构2包括偶数块太阳能电池板2-1、外支撑框2-2、内支撑框2-3、电池板容纳桁架2-4、钢索2-5、卷扬轮2-7和支撑臂2-8，
电池板容纳桁架2-4的上框内固定有第一块太阳能电池板2-1，其它太阳能电池板2-1均匀分散在该第一块太阳能电池板2-1的一侧，由所述该第一块太阳能电池板2-1起始，太阳能电池板2-1依次沿相邻前一块太阳能电池板2-1的下表面滑道抽拉式连接形成阶梯排布，外支撑框2-2和内支撑框2-3分别设置于太阳能电池板2-1长度方向的两侧，并与电池板容纳桁架2-4的下框连接；
外支撑框2-2和内支撑框2-3通过支撑臂2-8的一端调节支撑，支撑臂2-8的另一端分别固定在所述该块太阳能电池板2-1的下表面；外支撑框2-2和内支撑框2-3内设置钢索2-5，钢索2-5的一端固定在卷扬轮2-7上，另一端连接太阳能电池板2-1中最外侧的太阳能电池板2-1的顶端，卷扬轮2-7设置在支撑中柱6的顶端，卷扬轮2-7牵动钢索2-5运动，实现对最外侧的太阳能电池板2-1的向上拉伸。
本实施方式所述的抽拉式太阳能电池板机构实现在进行太阳能采集与转换时将太阳能电池板展开，当需要对牛舍进行光照时，将太阳能电池板收回，不仅实现太阳能的采集，且不影响光照。
具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式一所述的多层可开启式牛舍环境调节系统的进一步说明，它还包括多个喷雾器和水泵，所述多个喷雾器均固定在二号钢构架8上，且所述多个喷雾器的喷头向下，多个喷雾器的进水口与水泵的出水口通过导水管连通。
本发明采用在棚顶设置加热管，通过暖风的形式调节牛舍内的温度和空气，避免北方冬季温度过低影响奶牛的产奶量，同时，将喷雾器设置在牛舍的顶部，实现通风时调节牛舍内的湿度，同时，通过显示屏实时显示，实现对牛舍环境的可视化控制。
具体实施方式四、本实施方式是对具体实施方式一所述的多层可开启式牛舍环境调节系统的进一步说明，三角架3的个数为6个或4个。
具体实施方式五、本实施方式是对具体实施方式一所述的多层可开启式牛舍环境调节系统的进一步说明，加热管72的个数为20根或30根。
加热管与三角架交错设置，且多个加热管之间与与加热管和三角架之间间隔相等，实现了加热管的升起或下降与三角架互不影响，且可通过卷扬轮将加热管拉下至水平。
具体实施方式六、本实施方式是对具体实施方式二所述的多层可开启式牛舍环境调节系统的进一步说明，每相邻两块太阳能电池板2-1之间均设有复位弹簧。
本实施方式所述的抽拉式太阳能电池板机构沿三角架的斜边伸缩。且抽拉式太阳能电池板机构与加热管交错设置。
具体实施方式七、本实施方式是对具体实施方式一所述的多层可开启式牛舍环境调节系统的进一步说明，它还包括两块限位块，一块限位块设置在支撑中柱6的上表面，另一块限位块设置在牛舍的侧壁内。
本实施方式所述的限位块设置在支撑中柱的顶端，当两个四分之一球形保温板上升至限位块时停止上升，且在两个四分之一球形保温板的外侧设有紧固结构。两个四分之一球形保温板的内侧等间隔设有凸起，与升降机构设置在牛舍侧壁上用于带动两个四分之一球形保温板的齿轮两个齿之间的间距相等，所述牛舍侧壁的顶端等间隔设置有多个齿轮，且所述齿轮分别与两个四分之一球形保温板内侧的凸起咬合，当升降机构的电机顺时针旋转时,带动当两个四分之一球形保温板向上移动，且四分之一球形保温板的外侧设有紧固结构，实现对保温板的上升过程的稳固，当四分之一球形保温板的顶端达到限位块，齿轮停止运动，两个四分之一球形保温板闭合。两个四分之一球形保温板打开时，升降机构的电机逆时针旋转，带动当两个四分之一球形保温板向下移动，当保温板的底端到达牛舍的侧壁内的限位块时，升降机构的电机停止转动。

Claims (3)

1.多层可开启式牛舍环境调节系统，包括两个四分之一球形保温板(1)、抽拉式太阳能电池板机构(2)、多个三角架(3)、侧壁(4)、多个换气风扇(5)、支撑中柱(6)、加热层(7)、一号钢构架(8)、升降机构、温度传感器、湿度传感器、光强度传感器、主控制器和显示屏；
一号钢构架(8)设置在牛舍的顶部，且与牛舍侧壁(4)的顶端固定连接，所述牛舍的侧壁内设置有升降机构，用于带动两个四分之一球形保温板(1)上升合拢构成半球形结构或翻转下降到侧壁(4)的夹层中；
多个三角架(3)以中柱为对称轴对称设置，且三角架(3)的一条直角边固定在一号钢构架(8)的上侧，另一条直角边与支撑中柱(6)平行设置，且固定在支撑中柱(6)的外侧，所述抽拉式太阳能电池板机构(2)固定在三角架(3)斜边的上表面，抽拉式太阳能电池板机构(2)的多块太阳能电池板沿三角架(3)的斜边向上拉伸展开或在重力的作用下回缩叠置，多个换气风扇(5)均匀设置在一号钢构架(8)上；
加热层(7)包括安装构架(71)、多根加热管(72)、挡接机构(73)、弹簧复位机构和卷扬机；
安装构架(71)为环状结构，所述环状的安装构架(71)包绕支撑中柱(6)设置，每根加热管(72)的一端均铰接在安装构架(71)上，每根加热管(72)的该端都设有使加热管(72)竖起的复位弹簧；
挡接机构(73)沿侧壁(4)呈环形设置，每根加热管(72)的另一端均设置在挡接机构(73)上，每根加热管(72)的该端与绳索的一端连接，绳索的另一端卷绕在卷扬机上，卷扬机转动带动绳索下拉加热管(72)；多根加热管(72)与多个三角架(3)交错设置；
温度传感器用于采集牛舍内的温度信号，湿度传感器用于采集牛舍内的湿度信号，光强度传感器用于采集照射在牛舍内的光强信号，温度传感器的信号输出端连接主控制器的温度信号输入端，湿度传感器的湿度信号输出端连接主控制器的湿度信号输入端，光强度传感器的光照信号输出端连接主控制器的光照信号输入端，主控制器的升降控制信号输出端连接升降机构的升降控制信号输入端，主控制器的换气开关控制信号输出端连接多个换气风扇(5)的电源开关控制信号输入端，加热管(72)的加热开关控制信号输入端连接主控制器的加热开关控制信号输入端，卷扬机的转动控制信号输入端连接主控制器的加热管升降控制信号输出端，主控制器的显示信号输出端连接显示屏的显示信号输入端；其特征在于，抽拉式太阳能电池板机构(2)包括偶数块太阳能电池板(2-1)、外支撑框(2-2)、内支撑框(2-3)、电池板容纳桁架(2-4)、钢索(2-5)、卷扬轮(2-7)和支撑臂(2-8)，
电池板容纳桁架(2-4)的上框内固定有第一块太阳能电池板(2-1)，其它太阳能电池板(2-1)均匀分散在该第一块太阳能电池板(2-1)的一侧，由所述该第一块太阳能电池板(2-1)起始，太阳能电池板(2-1)依次沿相邻前一块太阳能电池板(2-1)的下表面滑道抽拉式连接形成阶梯排布，外支撑框(2-2)和内支撑框(2-3)分别设置于太阳能电池板(2-1)长度方向的两侧，并与电池板容纳桁架(2-4)的下框连接；
外支撑框(2-2)和内支撑框(2-3)通过支撑臂(2-8)的一端调节支撑，支撑臂(2-8)的另一端分别固定在所述第一块太阳能电池板(2-1)的下表面；外支撑框(2-2)和内支撑框(2-3)内设置钢索(2-5)，钢索(2-5)的一端固定在卷扬轮(2-7)上，另一端连接太阳能电池板(2-1)中最外侧的太阳能电池板(2-1)的顶端，卷扬轮(2-7)设置在支撑中柱(6)的顶端，卷扬轮(2-7)牵动钢索(2-5)运动，实现对最外侧的太阳能电池板(2-1)的向上拉伸。
2.根据权利要求1所述的多层可开启式牛舍环境调节系统，其特征在于，它还包括多个喷雾器和水泵，所述多个喷雾器均固定在一号钢构架(8)上，且所述多个喷雾器的喷头向下，多个喷雾器的进水口与水泵的出水口通过导水管连通。
3.根据权利要求1所述的多层可开启式牛舍环境调节系统，其特征在于，三角架(3)的个数为6或4个。
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