CN106577037A - 一种拱棚保温被全棚面卷放装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种拱棚保温被全棚面卷放装置及其使用方法。该卷放装置包括拱棚、牵引装置、绳索系统和保温被。通过绳索系统中设置的一条正反转连接绳，将牵引装置中的主动丝杠和从动丝杠形成联动关系，从而仅需配置一个电机，即可完成保温被的收卷和铺放工作，节约装置成本，简化安装过程；该保温被在卷放装置的驱动下，可实现跨越棚顶从而达到在全棚面上的铺放和卷起；同时，该装置能将保温被收放于地面，可避免因保温被放置于拱棚顶部造成棚内出现大量的阴影，防止植物因遮光导致的光合作用减少，影响产量。

Description

一种拱棚保温被全棚面卷放装置及其使用方法

技术领域

本发明属于日光温室环境调控技术领域，特别地，涉及一种大容积拱棚保温被全棚面卷放装置及其使用方法。

背景技术

日光温室自20世纪80年代起，进入了大规模发展的阶段，至今出现了一系列的节能型日光温室，在结构性能和配套设施方面都有了长足的发展和提高。

但由于日光温室自身存在土地利用率低等缺陷，为顺应机械化和规模化生产的潮流，近年来在山东的莘县和寿光、辽宁葫芦岛等地已经出现了农民自发搭建南北走向的大容积拱形大棚。这种棚室具有提高土地利用率、提高生产率、提高机械化程度等优点同时，由于农作物的种植具有季节性，反季节种植就需要有一定的种植温度，因此温室大棚种植成为热门产业，而在温室大棚种植中最常见的保温装备就是保温被。

目前，常用的保温被卷放技术有以下几种：

人力摇杆式：保温被卷轴均分为两段，在大棚两端各用一个人力摇臂及减速器分两次进行人力收卷，此方案设计简单，安装方便，费用低廉，但费事费力。

电机侧面离心式：电机及减速器安装在大棚侧面的伸缩支撑杆上，收放保温被时电机沿侧面保温墙作离心运动，带动保温被卷轴进行保温被卷放，但是由于减速器齿轮的轮齿材料较软，负荷及摩擦力偏大，齿面表层的材料容易产生严重的塑性变形，另外由于扭矩太大，保温被卷轴在焊接处容易扭断。

电机固定式：卷帘机固定在大棚后墙的砖垛上，利用机械动力把保温被卷上去，利用大棚的坡度和保温被的重量往下滚放，该种类型的卷帘机造价较高，而且要求大棚有一定的坡度。

电机走动式：电机和减速机一起在棚面上走动，利用卷帘机的动力上下自由卷放保温被，此种方式不受大棚坡度大小的限制，安装简单、造价低、效率高、卷放整齐，是目前广泛采用的一种形式。

上述几种保温被卷放装置均存在以下缺点，保温被置于棚顶；保温被会在白天遮挡进入温室的阳光，在大棚内部形成很宽的阴影带，从而影响作物的光合作用和土壤的热量蓄积，进而影响作物在白天的生长和夜间温室气温的提升。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种保温被卷放装置。包括拱棚、牵引装置、绳索系统和保温被12，所述拱棚包括棚面6和PC阳光板14，棚面6采用数据拟合的方法进行设计；所述牵引装置包括丝杠支架1、主动丝杠3、电机4、从动丝杠9和固定端11；所述绳索系统包括主动绳2、从动绳10、正转连接绳5、反转连接绳13、卷被杆8和防磨暗扣钢丝7；所述保温被12一端固定在拱棚边缘，另一端缠绕在卷被杆8上。

优选地，所述牵引装置设置如下，丝杠支架1分设于拱棚的两侧，沿拱棚的通长方向延伸，其内部具有螺纹；主动丝杠3、电机4同侧设置在丝杠支架1的其中一侧上，沿拱棚通长方向延伸，两者相连接，电机4带动主动丝杠3运动；从动丝杠9设置在丝杠支架1的另外一侧上，沿拱棚通长方向延伸，从动丝杠9通过固定端11接地。

优选地，当主动丝杠3和从动丝杠9在电机4作用下转动时，丝杠支架1为主动丝杠3和从动丝杠9提供支撑，同时丝杠支架1的内部螺纹使主动丝杠3和从动丝杠9沿中轴线水平移动，保证绳索系统的每根绳均不发生偏移，且始终垂直于拱棚边缘。

优选地，根据丝杠的直径为0.20m，牙距为1.3cm计算，每根绳在丝杠上的最大缠绕长度为1.52m，绳间距不小于1.976m；每根绳的破断力不小于3000kg。

优选地，电机4的最大输出功率为540W。

优选地，所述绳索系统设置如下，主动绳2一端缠绕在主动丝杠3上，一端缠绕在卷被杆8上，沿拱棚通长方向均匀设置多根；从动绳10一端缠绕在从动丝杠9上，一端缠绕在卷被杆8上，沿拱棚通长方向均匀设置多根；正转连接绳5和反转连接绳13设置在拱棚通长方向的两端，正转连接绳5和反转连接绳13均为一端与主动丝杠3连接，另一端与从动丝杠9连接；卷被杆8沿拱棚通长方向延伸，可沿棚面6在主动丝杠3与从动丝杠9之间移动；防磨暗扣钢丝7布置在棚面6上，每根绳均置于防磨暗扣钢丝7的上方，避免绳同棚面6的直接接触，防止绳在运动过程中对棚面6的损伤。

本发明还提供了一种保温被卷放装置的使用方法收卷过程如下，电机4带动主动丝杠3顺时针旋转，通过正转连接绳5，主动丝杠3带动从动丝杠9逆时针旋转，从动丝杠9收紧从动绳10，从动绳10带动卷被杆8顺时针转动，完成卷被过程；铺放过程如下，电机4带动主动丝杠3逆时针旋转，通过反转连接绳13，主动丝杠3,带动从动丝杠9进行顺时针旋转，主动丝杠3收紧主动绳2，主动绳2带动卷被杆8逆时针旋转，完成铺被过程。

本发明的有益效果

本发明设计了一种全新的拱棚保温被全棚面卷放装置，较之传统的电机走动式保温被卷放装置，该装置能将保温被收卷并放置于地面，可避免因保温被放置于拱棚顶部造成棚内出现大量的阴影，防止植物因遮光导致的光合作用减少，影响产量；

该装置通过一条正反转连接绳，将两根丝杠连接起来，形成了主动丝杠和从动丝杠的联动关系，这样该装置仅需装配一个驱动电机，由电机带动主动丝杠，继而带动从动丝杠，完整控制保温被的收卷和铺放，节约装置成本，简化安装过程。

附图说明

图1为本发明的一种拱棚保温被全棚面卷放装置的结构示意图；

图2为本发明的一种拱棚保温被全棚面卷放装置的绳索系统布设示意图；

标号说明：1-丝杠支架，2-主动绳，3-主动丝杠，4-电机，5-正转连接绳，6-棚面，7-防磨暗扣钢丝，8-卷被杆，9-从动丝杠，10-固定端，11-从动绳，12-保温被，13-反转连接绳，14-PC阳光板。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，本发明提供了一种拱棚保温被全棚面卷放装置，包括拱棚、牵引装置、绳索系统和保温被12，其中，

所述拱棚包括棚面6和PC阳光板14，棚面6采用数据拟合的方法进行设计；

所述牵引装置包括丝杠支架1、主动丝杠3、电机4、从动丝杠9和固定端11；

丝杠支架1分设于拱棚的两侧，沿拱棚的通长方向延伸，其内部具有螺纹；

主动丝杠3、电机4同侧设置在丝杠支架1的其中一侧上，沿拱棚通长方向延伸，两者相连接，电机4带动主动丝杠3运动；

从动丝杠9设置在丝杠支架1的另外一侧上，沿拱棚通长方向延伸，从动丝杠9通过固定端11接地；

当主动丝杠3和从动丝杠9在电机4作用下转动时，丝杠支架1可以为主动丝杠3和从动丝杠9提供支撑，同时由于内部螺纹，可以使主动丝杠3和从动丝杠9沿中轴线水平移动，保证绳索系统的每根绳均不发生偏移，且始终垂直于拱棚边缘；

主动丝杠3和从动丝杠9的直径取值优选为0.20m；

考虑绳索系统中绳的直径，主动丝杠3和从动丝杠9的牙距取值优选为1.3cm；

由于整套装置由一个电机4带动，综合考虑棚面6参数、保温被12重量等因素，在输出轴转速ν，最大牵引角度θ，最大牵引重量m，丝杠直径D等参数确定的基础上，其输出轴角速度、最大输出扭矩、最大输出功率W计算如下，

输出轴角速度ω＝2νπ/60；

最大输出扭矩T＝m·sinθ·g·D；

最大输出功率W＝T·ω。

举例来说，当ν＝1.74r/min，θ＝30°，m＝2052kg，D＝0.2m时，ω＝0.182s^-1，T＝2011N·m，W＝366W；当ν＝1.37r/min，θ＝30°，m＝2052kg，D＝0.2m时，ω＝0.143s^-1，T＝3779N·m，W＝540W。

应当意识到，所述的主动丝杠3与从动丝杠9的直径取值、牙距取值，所述的电机4的参数设置等仅为实例，可以根据实际需求设置成任意想要的。

常见类型的电机4主要参数见表1。

主要技术参数

表1各类电机技术参数表

所述绳索系统包括主动绳2、从动绳10、正转连接绳5、反转连接绳13、卷被杆8和防磨暗扣钢丝7，其中，

主动绳2一端缠绕在主动丝杠3上，一端缠绕在卷被杆8上，沿拱棚通长方向均匀设置为多根；

从动绳10一端缠绕在从动丝杠9上，一端缠绕在卷被杆8上，沿拱棚通长方向均匀设置为多根；

正转连接绳5和反转连接绳13设置在拱棚通长方向的两端，正转连接绳5和反转连接绳13均为一端与主动丝杠3连接，另一端与从动丝杠9连接；

根据丝杠直径0.2m、牙距1.3cm计算，每根绳在丝杠上的最大缠绕长度为1.52m，因此绳间距应不小于1.976m，优选地为5m；

考虑拱棚样式、绳数量、保温被12重量等因素，每根绳的破断力应不小于3000kg，优选地为3800kg；

卷被杆8沿拱棚通长方向延伸，可沿棚面6在主动丝杠3与从动丝杠9之间移动；

防磨暗扣钢丝7布置在棚面6上，每根绳均置于防磨暗扣钢丝7的上方，避免绳同棚面6的直接接触，从而防止绳在运动过程中对棚面6的损伤。

所述保温被12一端固定在拱棚边缘，另一端缠绕在卷被杆8上。

本发明还提供了一种拱棚保温被全棚面卷放装置的使用方法，如图2所示，

当拱棚需要收卷保温被12时，电机4带动主动丝杠3顺时针旋转，通过正转连接绳5，主动丝杠3带动从动丝杠9逆时针旋转，从动丝杠9收紧从动绳10，从动绳10带动卷被杆8顺时针转动，完成卷被过程；

当拱棚需要铺放保温被12时，电机4带动主动丝杠3逆时针旋转，通过反转连接绳13，主动丝杠3,带动从动丝杠9进行顺时针旋转，主动丝杠3收紧主动绳2，主动绳2带动卷被杆8逆时针旋转，完成铺被过程。综上所述，本发明的卷放装置，保温被12的铺设和收卷完全由一个电机4带动，且可以将收卷完毕后的保温被12卷收至底端，避免了传统保温方法导致的顶部遮光问题，从而提高生产效率。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种拱棚保温被全棚面卷放装置，包括拱棚、牵引装置、绳索系统和保温被(12)，其特征在于，

所述拱棚包括棚面(6)和PC阳光板(14)，棚面(6)采用数据拟合的方法进行设计；

所述牵引装置包括丝杠支架(1)、主动丝杠(3)、电机(4)、从动丝杠(9)和固定端(11)；

所述绳索系统包括主动绳(2)、从动绳(10)、正转连接绳(5)、反转连接绳(13)、卷被杆(8)和防磨暗扣钢丝(7)；

所述保温被(12)一端固定在拱棚边缘，另一端缠绕在卷被杆(8)上。

2.根据权利要求1所述的卷放装置，其特征在于，所述牵引装置设置如下，

丝杠支架(1)分设于拱棚的两侧，沿拱棚的通长方向延伸，其内部具有螺纹；

主动丝杠(3)、电机(4)同侧设置在丝杠支架(1)的其中一侧上，沿拱棚通长方向延伸，两者相连接，电机(4)带动主动丝杠(3)运动；

从动丝杠(9)设置在丝杠支架(1)的另外一侧上，沿拱棚通长方向延伸，从动丝杠(9)通过固定端(11)接地。

3.根据权利要求2所述的卷放装置，其特征在于，当主动丝杠(3)和从动丝杠(9)在电机(4)作用下转动时，丝杠支架(1)为主动丝杠(3)和从动丝杠(9)提供支撑，同时丝杠支架(1)的内部螺纹使主动丝杠(3)和从动丝杠(9)沿中轴线水平移动，保证绳索系统的每根绳均不发生偏移，且始终垂直于拱棚边缘。

4.根据权利要求2所述的卷放装置，其特征在于，主动丝杠(3)和从动丝杠(9)的直径为0.20m，主动丝杠(3)和从动丝杠(9)的牙距为1.3cm。

5.根据权利要求2所述的卷放装置，其特征在于，电机(4)的最大输出功率为540W。

6.根据权利要求1所述的卷放装置，其特征在于，所述绳索系统设置如下，主动绳(2)一端缠绕在主动丝杠(3)上，一端缠绕在卷被杆(8)上，沿拱棚通长方向均匀设置多根；

从动绳(10)一端缠绕在从动丝杠(9)上，一端缠绕在卷被杆(8)上，沿拱棚通长方向均匀设置多根；

正转连接绳(5)和反转连接绳(13)设置在拱棚通长方向的两端，正转连接绳(5)和反转连接绳(13)均为一端与主动丝杠(3)连接，另一端与从动丝杠(9)连接；

卷被杆(8)沿拱棚通长方向延伸，可沿棚面(6)在主动丝杠(3)与从动丝杠(9)之间移动；

防磨暗扣钢丝(7)布置在棚面(6)上，每根绳均置于防磨暗扣钢丝(7)的上方，避免绳与棚面(6)的直接接触，防止绳在运动过程中对棚面(6)的损伤。

7.根据权利要求6所述的卷放装置，其特征在于，根据丝杠的直径为0.20m，牙距为1.3cm计算，每根绳在丝杠上的最大缠绕长度为1.52m，绳间距不小于1.976m；每根绳的破断力不小于3000kg。

8.根据权利要求1-7任一项所述的卷放装置的使用方法，其特征在于，收卷过程如下，电机(4)带动主动丝杠(3)顺时针旋转，通过正转连接绳(5)，主动丝杠(3)带动从动丝杠(9)逆时针旋转，从动丝杠(9)收紧从动绳(10)，从动绳(10)带动卷被杆(8)顺时针转动，完成卷被过程。

9.根据权利要求1-7任一项所述的卷放装置的使用方法，其特征在于，铺放过程如下，电机(4)带动主动丝杠(3)逆时针旋转，通过反转连接绳(13)，主动丝杠(3)带动从动丝杠(9)进行顺时针旋转，主动丝杠(3)收紧主动绳(2)，主动绳(2)带动卷被杆(8)逆时针旋转，完成铺被过程。