CN108594909B - 种植大棚的温度控制系统 - Google Patents

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    • G05D27/00Simultaneous control of variables covered by two or more of the preceding main groups
    • G05D27/02Simultaneous control of variables covered by two or more of the preceding main groups characterised by the use of electric means

Abstract

本发明属于温室栽培领域,具体涉及种植大棚的温度控制系统,针对现有技术中,高温期间,大棚散热困难的问题,提出了以下方案:种植大棚的温度控制系统,包括大棚本体,大棚本体包括棚壁,棚壁上开有通风孔,所述通风孔内安装有通电可旋转的风扇;风扇连有水平轴,水平轴的左端设有第一皮带轮,第一风扇下方设有水箱,水箱侧壁设有可旋转的第二皮带轮,第二皮带轮与第一皮带轮皮带连接,与第二皮带轮端部固接的圆盘周向设有叶片,叶片在使用时一部分位于水箱的液面之下,水箱上设有可摆动的筛板,筛板的自由端与第二皮带轮偏心球铰,筛板上方设有药箱。

Description

种植大棚的温度控制系统
技术领域
本发明属于温室栽培领域,具体涉及种植大棚的温度控制系统。
背景技术
随着社会不断进步,传统的农业生产模式已经无法满足现代文明发展的需要。具有保温功能的大棚逐渐受到大众的追捧,搭配上温度控制系统,可以使得大棚内种植的植物品种突破时间和空间的限制,实现在高原、深山、沙漠等等各种环境下进行农业生产。
每当夏季,许多温室种植户都对大棚内的温度十分头疼,强烈的阳光照射,使得温室内的温度高出室外许多,高温不利于农作物的生长。如何降低温室大棚内的温度是人们需要思考的问题。
现有的大棚种植技术大部分都是重在如何保温这一课题,常见的大棚内的降温设施通常是采用空调,将空调调成自由模式,温度高吹冷风,温度低吹热风;然而使用空调,耗电量大,生产成本高,这对普通农户来说是不适用的。
发明内容
本发明意在提供一种成本低且可调整大棚内温度的种植大棚的温度控制系统。
本发明的基础方案为:种植大棚的温度控制系统,包括大棚本体,所述大棚本体包括棚壁,所述棚壁上开有通孔,所述通孔内安装有可旋转的风扇;所述大棚本体内设有温度传感器、存储器、控制器和用于驱动风扇旋转的电机;所述存储器用于存储预设的标准温度信息;所述温度传感器用于采集大棚内的实时温度信息,并将实时温度信息发送给控制器,控制器用于将实时温度信息与存储器中预设的标准温度信息进行对比,当实时温度信息大于标准温度信息时,控制器控制电机驱动风扇正向旋转,向大棚外吹气;当实时温度信息小于或等于标准温度信息时,控制器控制电机驱动风扇反向旋转,向大棚内进气;所述风扇同轴连接可旋转的水平轴,所述水平轴上固设有第一皮带轮;
所述大棚本体在风扇的下方设有水箱,水箱位于大棚本体内,水箱侧壁设有支撑杆,所述支撑杆上套接有可旋转的第二皮带轮,所述第一皮带轮和第二皮带轮通过皮带连接,所述皮带轮的一端连接有圆盘,所述圆盘周向均匀设有叶片,叶片远离圆盘的一端开有盲孔;
与支撑杆相对的水箱侧壁上球铰有带孔的筛板,所述筛板朝向支撑杆的一端与圆盘偏心球铰,所述筛板采用弹性材料制成。
基础方案的原理及有益效果为:当大棚内处于高温状态,温度传感器采集到的实时温度信息大于存储器中预设的标准温度信息,控制器控制风扇正向旋转,向大棚外吹气,即风扇将大棚内的高温气体吹向大棚外,从而促进大棚的散热。
随着风扇正向旋转,与风扇连接的水平轴也旋转,从而带动了第一皮带轮旋转,由于第一皮带轮与第二皮带轮通过皮带连接,所以圆盘也在旋转,而水箱在使用前向水箱内加水使得水位高于圆盘上叶片的底部,因此圆盘旋转的时候,叶片将水箱内的水搅动,在种植大棚处于高温状态时,加快了水分的蒸发,水分蒸发时吸取大棚内的热量,提高大棚的散热效果。
同时圆盘的叶片搅动水箱内的液面,而叶片上设有盲孔,盲孔会储存水箱内的水,由于圆盘旋转时的离心力,盲孔内的水会被甩出水箱,从而完成洒水步骤。
在夜晚和凌晨时,温度传感器采集到的实时温度信息小于或等于存储器中预设的标准温度信息,控制器控制风扇反向旋转,向大棚内进气,从而完成大棚的通风透气。
当风扇反向旋转时,工作人员在筛板上放置药粉;由于风扇能够通过第一皮带轮带动第二皮带轮旋转,与第二皮带轮连接的圆盘也会带动与圆盘偏心球铰的筛板进行上下震动,筛板的震动使得粉末逐渐从筛板的筛孔中掉落,进而加快筛板对粉末的筛选,避免粉末板结进入到水中难以溶化,同时第二皮带轮旋转,叶片对水箱内液面的搅动,也加快了通过筛板后的粉末溶于水的速度;由于粉末溶于水的时候会散发热量,这些热能对吹向大棚内的风进行加热,提高大棚的保温效果。
同时圆盘的叶片搅动水箱内的液面,而叶片上设有盲孔,盲孔会储存水箱内的药液,由于圆盘旋转时的离心力,盲孔内的药液会被甩出水箱,从而完成撒药步骤。
综上所述,本方案中通过大棚内的实时温度信息与标准温度信息作为对比,从而通过控制器控制电机驱动风扇正反转;
当风扇旋转时,利用风扇的旋转通过第一皮带轮带动第二皮带轮旋转,使得带有叶片的圆盘也旋转;第一,圆盘上的叶片搅动水箱内液面,提高了温室大棚散热时的散热效率;第二,圆盘上的叶片的旋转时会将水箱内的水携带,从而泼洒出水箱,提高了大棚的散热效率,若水箱内有溶解的药粉,则能够给大棚内的植物进行施肥;第三,圆盘的旋转带动了筛板的震动,从而当筛板上具有粉末时,能够加快粉末的筛选,排除不能溶于水的大型颗粒物;第四,当有粉末透过筛板进入到水箱中,圆盘上叶片的旋转也会加快水箱内粉末溶于水的速度。
进一步,所述棚壁上设有位于筛板正上方的药箱,所述药箱设有腔体,所述腔体顶壁设有固定板,所述药箱底壁设有开口,所述开口位于固定板正下方,所述固定板活动连接有摆杆,所述摆杆伸出开口外;腔体侧壁设有压簧,所述压簧朝向固定板一端连接有滑块,当压簧处于自由状态时,滑块与摆杆相抵;所述第一皮带轮位于水平轴中部,所述水平轴远离风扇的一端连接有凸轮,凸轮的凸起部能够与摆杆相抵并带动摆杆摆动。
使用时,在药箱内固定板的两侧分别放有化肥粉末和小冰块,当风扇正向旋转时,即风扇向大棚外吹气,水平轴带动凸轮旋转正向旋转,使得凸轮带动摆杆进行摆动,摆杆摆动时,将放有化肥粉末一侧的滑块推动,从而使得小冰块能够从开口中掉落,进而通过筛板进入到水中,为整个大棚降温,此为降温模式;当风扇反向旋转时,向大棚内吹气时,水平轴带动凸轮反向旋转,使得凸轮带动摆杆摆向化肥粉末一侧,摆杆推动化肥粉末一侧的滑块移动,使得化肥粉末从药箱内落到筛板上,进而通过筛板进入水中,实现药液的配置,此为配药模式;因此本方案实现了根据风扇的转动方向切换降温和配药两种模式。
进一步,所述腔体侧壁设有楔形块,所述楔形块的斜面朝向固定板,楔形块的底壁与滑块的顶壁相接触;楔形块与固定板之间具有空隙。
本方案中,由于重力的作用,使得腔体内的粉末或冰块等能够沿着楔形块的斜面的到达滑块的上方,减少药箱内粉末或冰块的残留。
进一步,所述水箱内设有水位传感器和用于告警的蜂鸣器;
水位传感器用于采集水位信息,并向控制器发送当前水位信息;
存储器还用于存储预设的标准水位信息;
控制器还用于将当前水位信息与标准水位信息进行对比,若当前水位信息小于标准水位信息,控制器控制蜂鸣器所处电路导通。
本方案中,当水箱内水位低于标准水位时,控制器就会控制蜂鸣器所处电路导通,蜂鸣器启动,从而告知附近的工作人员,该水箱内水位过低,请求加水。
进一步,所述水箱内设有加热电阻丝,当控制器检测到实时温度信息小于或等于标准温度信息时,控制器控制加热电阻丝所处电路导通。
本方案中,电机反向旋转时,加热电阻丝也启动,从而为水箱内的水加热,一方面提高药粉的溶解速度,另一方面,加热电阻丝产生的热空气,在风扇的工作下形成热气流,这个热气流吹向大棚内,保温效果增强。
进一步,所述棚壁上设有制冷设备,当控制器检测到实时温度信息小于或等于标准温度信息时,控制器控制制冷设备所处控制电路导通。
本方案中,在高温时段,电机正转向外吹风的同时,制冷设备也启动,提高整个大棚的降温效率。
进一步,所述大棚本体还包括水泵、抽水管道和喷水管道,所述抽水管道一端伸入水箱中,抽水管道的另一端与水泵的入水口相连,所述喷水管道一端与水泵的出水口相连,喷水管道的另一端设有喷头。
考虑到圆盘上叶片撒水速度太慢,降温效果差的问题,本方案,利用水泵从水箱内抽取液体并通过喷头将水箱内的液体洒向大棚内部,提高大棚内的降温效果。
附图说明
图1为本发明种植大棚的温度控制系统实施例的示意图;
图2为图1中药箱部分的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
说明书附图中的附图标记包括:风扇3、水平轴4、第一皮带轮51、第二皮带轮52、水箱6、叶片7、药箱8、固定板9、摆杆10、滑块11、压簧12、楔形块13、凸轮14。
本实施例具体实施过程如下:
如图1所示,种植大棚的温度控制系统,包括大棚本体,大棚本体包括棚壁,棚壁上开有通孔,通孔内安装有可旋转的风扇;
所述大棚本体内设有温度传感器、存储器、控制器和用于驱动风扇旋转的电机;所述存储器用于存储预设的标准温度信息和标准水位信息,其中标准温度信息和标准水位信息都是由工作人员使用输入装置输入后存储的;所述温度传感器用于采集大棚内的实时温度信息,并将实时温度信息发送给控制器,控制器用于将实时温度信息与存储器中预设的标准温度信息进行对比,当实时温度信息大于标准温度信息时,控制器控制电机驱动风扇顺时针旋转,向大棚外吹气;当实时温度信息小于或等于标准温度信息时,控制器控制电机驱动风扇逆时针旋转,向大棚内进气;
注:本实施例中,风扇正向旋转为风扇顺时针旋转,风扇反向旋转为风扇逆时针旋转。
棚壁的做侧壁还设有L型杆,L型杆的水平段与棚壁钉接,水平段位于通孔的左上方,L型杆的竖直段开有过轴孔,过轴孔内设有可旋转的水平轴4,水平轴4与过轴孔之间设有滚珠轴承,滚珠轴承的作用是减少水平轴4在旋转时与过轴孔之间的摩擦力,减少电机动能的浪费;水平轴4的中部焊接有第一皮带轮51,水平轴的左端焊接有凸轮14;
大棚本体在风扇3的左下方设有水箱6,水箱6的右侧内壁上钉接有水平的支撑杆,支撑杆上套接有第二皮带轮52,第一皮带轮51和第二皮带轮52通过皮带连接,第二皮带轮52周向均匀设有叶片7,叶片7远离第二皮带轮52的一端开有盲孔;水箱6的左侧内壁通过球铰有可摆动的筛板,筛板的右端与圆盘偏心球铰,筛板上设有筛孔,筛板采用弹性材料制成,这里推荐为橡胶筛板;
如图2所示,从图1的左侧向药箱方向看;棚壁上还固设有药箱8,药箱8位于筛板的正上方,药箱8内设有腔体,腔体顶壁垂直设有向下的固定板9,药箱8的底壁设有开口,所述开口位于固定板正下方,固定板9的底部开设有凹槽,凹槽的前壁和右壁之间设有固定杆,固定杆上套接有可摆动的摆杆10,摆杆10的底部伸出开口外;腔体的左侧壁和右侧壁上均设有朝向腔体中间的压簧12,压簧12朝向固定板9的一端连接有滑块11,当压簧12处于自由状态时,滑块11与摆杆10相抵;腔体的左右两个侧壁上均固设有水平的楔形块13,楔形块13的斜面朝向固定板9,楔形块13的底壁与滑块11的顶壁相接触,且楔形块13与固定板9之间具有空隙;而位于水平轴端部的凸轮14位于药箱的下方,凸轮的凸起部能够与摆杆10相抵并带动摆杆10摆动。
在水箱6的侧壁上安装有水位传感器和用于告警的蜂鸣器;在水箱6的底壁安装加热电阻丝,当控制器检测到实时温度信息小于或等于标准温度信息时,控制器控制加热电阻丝所处电路导通;
其中,水位传感器用于采集水位信息,并向控制器发送当前水位信息;控制器还用于将当前水位信息与存储器中标准水位信息进行对比,若当前水位信息小于标准水位信息,控制器控制蜂鸣器所处电路导通。
大棚本体还包括水泵、抽水管道和喷水管道,抽水管道一端伸入水箱6中,抽水管道的另一端与水泵的入水口相连,喷水管道一端与水泵的出水口相连,喷水管道的另一端设有喷头。
本方案中的种植大棚的温度控制系统,在使用前,在药箱8左侧放入小冰块,药箱8右侧放入化肥粉末,向水箱6内注水,使得水箱6的液面淹没叶片7,在使用时,具有以下情况:
(1)高温状态——在正午时分或盛夏
如图1所示,大棚内处于高温状态,温度传感器采集到的实时温度信息大于存储器中预设的标准温度信息,控制器控制风扇3顺时针旋转,风扇3将大棚内的高温气体吹向大棚外,从而促进大棚的散热。
在风扇3顺时针旋转的时候,风扇3带动第一皮带轮51顺时针旋转,由于第一皮带轮51与第二皮带轮52皮带连接,所以第二皮带轮52也是顺时针旋转,所以与第二皮带轮左端焊接的圆盘也是顺时针旋转,而使用前向水箱6内加水使得水位高于圆盘上叶片7的底部,因此第二皮带轮52旋转的时候,将叶片水箱6内的水搅动,在种植大棚处于高温状态时,加快了水分的蒸发,提高大棚的散热效果;
如图2所示,水平轴4左端的凸轮14也是顺时针旋转,凸轮14带动摆杆10向右摆动,摆杆10推动了药箱8右侧的滑块11向右移动,药箱8右侧的压簧12被挤压,从而打开药箱8左侧的通道,使得药箱8左侧的小冰块能够沿着左侧楔形块13的斜面下滑,而后小冰块沿着左侧滑块11与摆杆10之间的空隙掉落到筛板上;
如图1所示,而筛板的右侧是与圆盘偏心球铰的,随着圆盘的转动筛板一直上下前后摆动,从而使得筛板上的小冰块被震散后从筛板的筛孔中掉落到水箱6内的水中,从而降低水箱6内水的温度,在第二皮带轮52带动圆盘上的叶片7将低温水洒向大棚内时,提高整个大棚的散热效果。
并且,水泵抽取水箱6内的水,通过喷头喷洒在大棚内,喷洒出的水珠被蒸发,吸取热能,进一步提高大棚降温效率。
此外,控制器还控制了大棚内的制冷设备也启动,此处的制冷设备选用常规的空调设备,该空调设备在工作期间向大棚提供冷空气,提高整个大棚的降温效率。
(2)低温状态——夜晚或凌晨
如图1所示,温度传感器采集到的实时温度信息小于或等于存储器中预设的标准温度信息,控制器控制风扇3逆时针旋转,即风扇3将外界空气吹向大棚内,增强大棚内的通风效果。
在风扇3逆时针旋转的时候,风扇3带动第一皮带轮51逆时针旋转,第一皮带轮51与凸轮14皮带连接,从而带动凸轮14逆时针旋转,如图2所示,凸轮14带动摆杆10向左摆动,从而使得左侧的滑块11向左滑动,左侧的压簧12被压缩,从而封闭固定板9左侧的腔道部分,避免固定板9左侧的冰块从开口掉落;同时摆杆10与右侧滑块11之间产生空隙,右侧的化肥粉末在重力的作用下,沿着右侧楔形块13的斜面下降,经过摆杆10与右侧滑块11之间的空隙后从开口掉落到筛板上;
由于第一皮带轮51还和第二皮带轮52皮带连接,所以第一皮带轮51也带动了第二皮带轮52逆时针旋转,所以,圆盘也是逆时针旋转,由于筛板与圆盘偏心球铰,所以圆盘带动了筛板上下振动,进而将筛板上的化肥粉末抖散后从筛孔中坠落到水箱6中;
由于,圆盘上的叶片7深入水箱6的液面,随着第二皮带轮52的旋转,叶片7对水箱6内液面的搅动,也加快了通过筛板后的化肥粉末溶于水的速度;由于化肥粉末溶于水会散发热能,这些热能对吹向大棚内的风进行加热,提高大棚的保温效果。
此外,叶片7上设有盲孔,盲孔会储存水箱6内的水,由于圆盘旋转时的离心力,盲孔内的带药粉的液体会被甩出水箱6,从而完成洒药。
并且,控制器还控制了大棚内的加热电阻丝所在电路导通,从而为水箱6内的水加热,一方面提高化肥颗粒的溶解速度,另一方面,加热电阻丝产生的热空气,在风扇3的工作下形成热气流,这个热气流吹向大棚内,大棚的保温效果增强。随后水泵工作时,从水箱6内抽取药液,向大棚内喷洒,为大棚内的植物喷灌或喷洒施药。
(3)蜂鸣器告警
本方案中,利用水位传感器采集水箱6中的当前水位信息,控制器判断该当前水位信息低于存储器中预制的标准水位信息时,控制器就会控制蜂鸣器所处电路导通,蜂鸣器启动,从而告知附近的工作人员,该水箱6内水位过低,请求加水。
控制器判断当前水位信息大于或等于存储器中预制的标准水位信息时,控制器控制蜂鸣器关闭。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述,所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识,能够获知该领域中所有的现有技术,并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力,所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下,结合自身能力完善并实施本方案,一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.种植大棚的温度控制系统,包括大棚本体,所述大棚本体包括棚壁,其特征在于:所述棚壁上开有通孔,所述通孔内安装有可旋转的风扇;所述大棚本体内设有温度传感器、存储器、控制器和用于驱动风扇旋转的电机;所述存储器用于存储预设的标准温度信息;所述温度传感器用于采集大棚内的实时温度信息,并将实时温度信息发送给控制器,控制器用于将实时温度信息与存储器中预设的标准温度信息进行对比,当实时温度信息大于标准温度信息时,控制器控制电机驱动风扇正向旋转,向大棚外吹气;当实时温度信息小于或等于标准温度信息时,控制器控制电机驱动风扇反向旋转,向大棚内进气;所述风扇同轴连接可旋转的水平轴,所述水平轴上固设有第一皮带轮;
所述大棚本体在风扇的下方设有水箱,水箱位于大棚本体内,水箱侧壁设有支撑杆,所述支撑杆上套接有可旋转的第二皮带轮,所述第一皮带轮和第二皮带轮通过皮带连接,所述第二皮带轮的一端连接有圆盘,所述圆盘周向均匀设有叶片,叶片远离圆盘的一端开有盲孔;
与支撑杆相对的水箱侧壁上球铰有带孔的筛板,所述筛板朝向支撑杆的一端与圆盘偏心球铰,所述筛板采用弹性材料制成。
2.根据权利要求1所述的种植大棚的温度控制系统,其特征在于:所述棚壁上设有位于筛板正上方的药箱,所述药箱设有腔体,所述腔体顶壁设有固定板,所述药箱底壁设有开口,所述开口位于固定板正下方,所述固定板活动连接有摆杆,所述摆杆伸出开口外;腔体侧壁设有压簧,所述压簧朝向固定板一端连接有滑块,当压簧处于自由状态时,滑块与摆杆相抵;所述第一皮带轮位于水平轴中部,所述水平轴远离风扇的一端连接有凸轮,凸轮的凸起部能够与摆杆相抵并带动摆杆摆动。
3.根据权利要求2所述的种植大棚的温度控制系统,其特征在于:所述腔体侧壁设有楔形块,所述楔形块的斜面朝向固定板,楔形块的底壁与滑块的顶壁相接触;楔形块与固定板之间具有空隙。
4.根据权利要求1所述的种植大棚的温度控制系统,其特征在于:所述水箱内设有水位传感器和用于告警的蜂鸣器;水位传感器用于采集水位信息,并向控制器发送当前水位信息;存储器还用于存储预设的标准水位信息;控制器还用于将当前水位信息与标准水位信息进行对比,若当前水位信息小于标准水位信息,控制器控制蜂鸣器所处电路导通。
5.根据权利要求1所述的种植大棚的温度控制系统,其特征在于:所述水箱内设有加热电阻丝,当控制器检测到实时温度信息小于或等于标准温度信息时,控制器控制加热电阻丝所处电路导通。
6.根据权利要求1所述的种植大棚的温度控制系统,其特征在于:所述棚壁上设有制冷设备,当控制器检测到实时温度信息大于标准温度信息时,控制器控制制冷设备所处控制电路导通。
7.根据权利要求1所述的种植大棚的温度控制系统,其特征在于:所述大棚本体还包括水泵、抽水管道和喷水管道,所述抽水管道一端伸入水箱中,抽水管道的另一端与水泵的入水口相连,所述喷水管道一端与水泵的出水口相连,喷水管道的另一端设有喷头。
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