CN114698492A - 一种用于温室种植的吊蔓控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于温室种植的吊蔓控制系统及方法,该系统包括环形吊轨装置、吊落蔓装置和自动控制装置;其中,环形吊轨装置包括悬挂架和环形导轨;悬挂架包括向下设置的左、右悬挂臂;左、右悬挂臂通过悬挂臂自动控制机构能够实现沿水平方向合拢和展开;吊落蔓装置悬挂于环形吊轨装置上,用于蔓绳下放与装置平移;自动控制装置包括环境监测模块、信息传输模块和中央控制模块;中央控制模块通过可编程逻辑控制器将获取的数据进行存储、汇总、分类、分析,触发悬挂臂自动控制机构的启动和关闭。本发明简化了常规的人为搭载采摘车进行落蔓和吊落蔓装置平移的繁琐生产过程,并将温室内温湿度、光照强度数据与环形吊轨装置实时联动,从而缩短果实成熟周期。
Description
技术领域
本发明涉及农业技术领域,尤其涉及一种用于温室种植的吊蔓控制系统及方法。
背景技术
在温室栽培中,番茄、黄瓜等属于无限生长型蔓类作物,温室高度通常无法满足蔓类作物株高的生长需求,若采取摘心等物理技术控制其生长则会严重影响作物的生长速度和总产量;若任由其向上生长,容易造成下层叶片通风透光不良,不仅影响果实产量和品质,甚至导致病害发生造成减产。因此,当温室内作物生长到一定高度时,需要进行吊蔓和落蔓,从而保证作物生长点垂直向上生长以及作物藤蔓保持在合理的受力范围、生长间距和采摘高度,该技术是实现温室栽培管理高效、温室作物高产和优质的重要配套措施之一。
常规的吊落蔓技术,通常需要人工手动放绳和吊蔓装置的手动平移来实现藤蔓的通风透光,不仅费时费力,增加生产管理成本,而且繁琐的操作过程还会造成植株受到机械损伤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于温室种植的吊蔓控制系统及方法,以解决现有吊蔓技术无法将实时数据与吊蔓装置进行有效联动,造成的蔓类作物在吊蔓、落蔓过程中费时费力等问题,从而保证温室作物生产管理过程更高效、更规范、更科学。
根据本发明的第一方面,提供一种用于温室种植的吊蔓控制系统,包括环形吊轨装置、吊落蔓装置和自动控制装置;其中,
环形吊轨装置包括悬挂架和环形导轨;悬挂架包括水平设置的吊轨横梁和从吊轨横梁两端分别向下设置的左、右悬挂臂;吊轨横梁用来与温室顶部承重横梁固定,左、右悬挂臂用来支撑环形导轨,左、右悬挂臂通过悬挂臂自动控制机构能够实现沿水平方向合拢和展开;环形导轨包括直行轨和环形伸缩轨,两条直行轨平行于种植行,分别与左、右悬挂臂固定;两条环形伸缩轨分别连接两条直行轨的前后两端;环形伸缩轨设置有伸缩机构,通过伸缩机构实现环形导轨与左、右悬挂臂的同步合拢和展开;
吊落蔓装置悬挂于环形吊轨装置上,用于蔓绳下放与装置平移;
自动控制装置包括环境监测模块、信息传输模块和中央控制模块,环境监测模块包括温湿度感应器(传感器)、光照强度感应器(传感器);信息传输模块将感应终端采集的数据上传到中央控制模块;中央控制模块通过可编程逻辑控制器将获取的数据进行存储、汇总、分类、分析,触发悬挂臂自动控制机构的启动和关闭。
具体情况下,所述悬挂臂自动控制机构包括电机、主锥齿轮、左右悬挂臂传动机构,电机设置在吊轨横梁下部中央,电机轴连接主锥齿轮,左右悬挂臂传动机构对称设置在电机左右两侧。其中,左悬挂臂传动机构包括支撑板、限位板、螺旋轴和次锥齿轮。从吊轨横梁左端向下固定设置有支撑板,在吊轨横梁靠近电机一侧向下固定设置有限位板。支撑板和限位板上设置有水平同轴的中央轴孔,螺旋轴的左端与支撑板上的中央轴孔活动连接,螺旋轴穿过限位板的中央轴孔向右延伸。螺旋轴穿过限位板之后的右端(末端)连接次锥齿轮,次锥齿轮与主锥齿轮连接。螺旋轴位于支撑板与限位板之间的轴体上设置有螺纹,位于限位板与次锥齿轮之间的轴体上可以不设置螺纹。左悬挂臂上端部设置有中央螺纹孔,用来与螺旋轴进行活动连接。运行时,电机转动带动主锥齿轮转动,进而带动次锥齿轮转动,次锥齿轮带动螺旋轴转动,螺旋轴带动悬挂臂合拢和展开。
优选情况下,在支撑板与限位板之间还固定设置有水平导轨,两个水平导轨对称设置在螺旋轴前后两侧。左悬挂臂的中央螺纹孔前后两侧分别设置导轨连接孔,用来与两个水平导轨进行活动连接。水平导轨作为悬挂臂的滑行轨道起到运动平衡的作用。
右悬挂臂传动机构按上述对称原则设置。通过上述独特的悬挂臂自动控制机构可以实现左右悬挂臂的同步稳定自动运动,并且精度可控,降低对吊落蔓装置收放蔓绳操作的干扰。
具体情况下,吊落蔓装置包括:主体载片、滚动轮、集线轮、发条、制动轮、辅助轮、上传动轮和下传动轮;滚动轮、集线轮、发条、制动轮和辅助轮设置在主体载片的正面,上传动轮和下传动轮设置在主体载片的背面;滚动轮位于主体载片顶部,通过连接轴贯穿主体载片与上传动轮连接;集线轮设置在主体载片中部,通过固定轴与主体载片连接并能够围绕固定轴旋转;制动轮和辅助轮并排设置在主体载片下部,从集线轮上垂下的蔓绳通过制动轮和辅助轮之间的间隙并被二者夹持;辅助轮通过连接轴贯穿主体载片与下传动轮连接;下传动轮通过传送带与上传动轮连接;
其中,集线轮的轴孔套接套管并围绕套管自由转动,套管套接固定轴并与固定轴可拆卸地连接;套管顶部直径大于集线轮的轴孔直径从而防止集线轮脱落;套管底部连接发条一端,发条另一端与集线轮连接。
优选情况下,信息传输模块采用无线传输方式,中央控制模块采用云端服务器。
优选情况下,温湿度感应器位于温室两侧作物株高中上部,光照强度感应器位于温室两侧种植行之间作物冠层上部,用于实时监测温室内环境因子的动态变化。
根据本发明的第二方面,提供一种用于温室种植的吊蔓控制方法,包括以下步骤:
(1)提供本发明第一方面所述的吊蔓控制系统;
(2)将吊落蔓装置按照一定的距离垂直向下悬挂于环形导轨上,将蔓绳从集线轮拉出,经过制动轮和辅助轮之间将蔓绳一端固定在作物茎干基部,待作物生长到一定高度时,将作物缠绕在蔓绳上进行直立生长;
在日常的绕蔓工作中,工人通过拉伸蔓绳触发蔓绳下放,松开时会有一定回收,同时触发制动轮制动阻止蔓绳回收;若蔓绳下放过长,可通过轻拉蔓绳使制动轮失效实现蔓绳自由回收,当蔓绳回收到合适长度时,再次下拉蔓绳后松开即可实现蔓绳制动;
(3)启动自动控制装置,设定控制时间点和控制参数,从环境监测模块进行数据采集,再对数据进行分析,根据设定的控制参数驱动环形吊轨装置的展开与合拢,实现环境因子与植株间距之间的联动,保证通风透光。
具体情况下,步骤(3)中,根据温室内生产作业时间以及温湿度、光照强度数据,将环形吊轨装置的每天自动控制时间依次固定为第一时间点、第二时间点、第三时间点和第四时间点;第一时间点为早晨的某一时间点,第二时间点为上午的某一时间点,第三时间点为下午某一时间点,第四时间点为傍晚某一时间点;具体控制过程为:
(3a)每日第一时间点,启动环境监测模块进行数据采集,当光照强度>0Lux时,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动收回;
(3b)每日第二时间点,启动环境监测模块进行数据采集,当环境监测模块的温度≥25℃或湿度≥75%触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开;当环境监测模块的温度<25℃且湿度<75%,不触发环形吊轨装置,此时判断光照强度装置数值是否超限,当光照强度感应器的数值≥8000Lux,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开;
(3c)每日第三时间点,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动收回;
(3d)每日第四时间点,当环境监测模块的温度≤25℃或湿度≥75%,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开;当环境监测模块的温度>25℃或湿度<75%,不触发环形吊轨装置,此时判断光照强度是否超限;当0≤光照强度≤2 000Lux时,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开,当光照强度>2 000Lux,不触发环形吊轨装置。
优选情况下,第一时间点为6:00-8:00之间的任一时间点,第二时间点为10:30-11:30之间的任一时间点,第三时间点为13:30-14:30之间的任一时间点,第四时间点为17:00-19:30之间的任一时间点。
优选情况下,在第二时间点与第三时间点之间,当第二时间点没有触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开的情况下,每隔10-15分钟重复步骤(3b)。
具体情况下,步骤(2)中,工人绕蔓时,蔓绳拉伸会带动辅助轮旋转,辅助轮旋转带动下传动轮进行旋转,下传动轮带动上传动轮旋转,上传动轮旋转带动滚动轮在直行轨上滚动,从而实现吊落蔓装置主体在环形导轨上的自动位移。
本发明的有益效果为:
(1)本发明通过人工绕蔓一项操作,即可实现蔓绳下放以及吊落蔓装置的平移,简化了常规的人为搭载采摘车进行落蔓和吊落蔓装置平移的繁琐生产过程,节约了大量的人力和时间成本。
(2)本发明将温室内温湿度、光照强度数据与环形吊轨装置实时联动,其目的是扩大植株间距,保证通风透光,减少病害发生、缩短果实成熟周期等,以提高藤蔓作物的产量、质量以及超前上市。
附图说明
图1为本发明吊蔓控制系统整体结构示意图。
图2为本发明吊蔓控制系统主体装置结构示意图。
图3为本发明中环形吊轨装置结构示意图。
图4为本发明中悬挂架结构示意图。
图5为本发明中吊落蔓装置正面结构示意图。
图6为本发明中吊落蔓装置背面结构示意图。
图7为本发明中吊落蔓装置侧面结构示意图。
图8为本发明吊蔓控制系统工作流程示意图。
附图中各标号分别代表:1-环形吊轨装置,2-吊落蔓装置,3-悬挂架,4-环形导轨,5-直行轨,6-环形伸缩轨,7-伸缩机构,8-吊轨横梁,9-支撑板,10-悬挂臂,11-锁扣,12-电机,13-螺旋轴,14-水平导轨,15-主锥齿轮,16-次锥齿轮,17-限位板,20-主体载片,21-滚动轮,22-集线轮,23-制动轮,24-辅助轮,25-发条,26-套管,27-挡片,28-上传动轮,29-下传动轮,30-传送带,31-固定轴。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例对本发明的用于温室种植的吊蔓控制系统及方法作详细描述。
参见图1-2,根据本发明的一种用于温室种植的吊蔓控制系统,主要包括环形吊轨装置1、吊落蔓装置2和自动控制装置。其中,吊落蔓装置2悬挂于环形吊轨装置1上,用于蔓绳下放与装置平移。自动控制装置包括环境监测模块、信息传输模块和中央控制模块。环境监测模块包括温湿度传感器、光照强度传感器。温湿度感应器位于温室两侧作物株高中上部,光照强度感应器位于温室两侧种植行之间作物冠层上部,用于实时监测温室内环境因子的动态变化。信息传输模块将感应终端采集的数据上传到中央控制模块;中央控制模块通过可编程逻辑控制器(PLC)将获取的数据进行存储、汇总、分类、分析和发送操作指令。信息传输模块优选采用无线传输方式,通过WiFi、GPRS、4G、5G、ZigBee等数据传输形式将感应终端采集的数据上传到中央控制模块的云端服务器,可用于手机端和PC端的交互使用。
具体参见图3-4,环形吊轨装置1包括悬挂架3和环形导轨4。悬挂架3包括吊轨横梁8、悬挂臂10和悬挂臂自动控制机构。吊轨横梁8呈水平设置,从吊轨横梁8两端分别向下设置左右两个悬挂臂10。吊轨横梁8用来与温室顶部承重横梁固定。悬挂臂10用来支撑环形导轨4,悬挂臂10底端设置有锁扣11,通过打开朝向悬挂臂10内侧的锁片将环形导轨4锁在内部。环形导轨4包括直行轨5和环形伸缩轨6。两条直行轨5平行于种植行设置,分别与左右两个悬挂臂10固定。两条环形伸缩轨6分别连接两条直行轨5的前后两端。环形伸缩轨6设置有伸缩机构7,伸缩机构7可以采用弹片结构。左右两个悬挂臂10通过悬挂臂自动控制机构能够实现沿水平方向合拢和展开。环形导轨4通过伸缩机构7实现与悬挂臂10的同步合拢和展开。悬挂臂自动控制机构与中央控制模块信号连接,通过中央控制模块的指令触发悬挂臂自动控制机构的启动和关闭。
具体参见图4,悬挂臂自动控制机构包括电机12、主锥齿轮15、左右悬挂臂传动机构。电机12设置在吊轨横梁8下部中央,电机轴连接主锥齿轮15,左右悬挂臂传动机构对称设置在电机12左右两侧。其中,左悬挂臂传动机构包括支撑板9、限位板17、螺旋轴13和次锥齿轮16。从吊轨横梁8左端向下固定设置有支撑板9,在吊轨横梁8靠近电机12一侧向下固定设置有限位板17。支撑板9和限位板17上设置有水平同轴的中央轴孔,螺旋轴13的左端与支撑板9上的中央轴孔活动连接,螺旋轴13穿过限位板17的中央轴孔向右延伸。螺旋轴13穿过限位板17之后的右端(末端)连接次锥齿轮16,次锥齿轮16与主锥齿轮15连接。螺旋轴13位于支撑板9与限位板17之间的轴体上设置有螺纹,位于限位板17与次锥齿轮16之间的轴体上可以不设置螺纹。悬挂臂10上端部设置有中央螺纹孔,用来与螺旋轴13进行活动连接。
优选情况下,在支撑板9与限位板17之间还固定设置有水平导轨14,两个水平导轨14对称设置在螺旋轴13前后两侧。悬挂臂10的中央螺纹孔前后两侧分别设置导轨连接孔,用来与两个水平导轨14进行活动连接。水平导轨14作为悬挂臂10的滑行轨道起到运动平衡的作用。
右悬挂臂传动机构按上述对称原则设置,在此不再赘述。
电机12的控制单元与中央控制模块可以通过无线连接。中央控制模块可以发送指令来控制电机12的启闭。运行时,电机12转动带动主锥齿轮15转动,进而带动次锥齿轮16转动,次锥齿轮16带动螺旋轴13转动,螺旋轴13带动悬挂臂10合拢和展开。
具体参加图5-7,吊落蔓装置2包括主体载片20、滚动轮21、集线轮22、发条25、制动轮23、辅助轮24、上传动轮28和下传动轮29。滚动轮21、集线轮22、发条25、制动轮23和辅助轮24设置在主体载片20的正面,上传动轮28和下传动轮29设置在主体载片20的背面。滚动轮21位于主体载片20顶部,通过连接轴贯穿主体载片20与上传动轮28连接并保持同步运动。集线轮22设置在主体载片20中部,通过固定轴31与主体载片20连接并能够围绕固定轴31旋转。制动轮23和辅助轮24并排设置在主体载片20下部,从集线轮22上垂下的蔓绳通过制动轮23和辅助轮24之间的间隙并被二者夹持。辅助轮24通过连接轴贯穿主体载片20与下传动轮29连接并保持同步运动。制动轮23和辅助轮24和外侧设置有防止滑脱的挡片27。下传动轮29通过传送带30与上传动轮28连接。
其中,集线轮22的轴孔套接套管26并围绕套管26自由转动,套管26套接固定轴31并与固定轴31可拆卸地连接(例如螺纹连接)。套管26顶部直径大于集线轮22的轴孔直径从而防止集线轮22脱落。套管26底部连接发条25一端,发条25另一端与集线轮22连接,通过发条25实现蔓绳的自动回缩。
具体情况下,吊落蔓装置2的滚动轮21与环形吊轨装置1的直行轨5连接。通过滚动轮21在直行轨5上的滚动来实现吊落蔓装置2的整体平移。
具体参见图8,下面通过具体实施例详细描述本发明的吊蔓控制系统的使用方法:
(1)根据温室内生产栽培计划,首先通过悬挂架将环形吊轨装置固定于温室顶部横梁上,以东西长182.4m,南北长52米的文洛式玻璃温室为例,南北种植槽长43m,其中环形伸缩轨0.5m,直行轨42m,自环形伸缩轨每隔14m安装1个悬挂架,共计4个悬挂架。
然后将吊落蔓装置按照一定的距离垂直向下悬挂于环形导轨上,将蔓绳从集线轮拉出,经过制动轮和前置辅助轮之间将蔓绳一端固定在作物茎干基部,待作物生长到一定高度时,将作物缠绕在蔓绳上进行直立生长。
在日常的绕蔓工作中,工人通过拉伸蔓绳触发蔓绳下放,松开时会有一定回收,同时触发制动轮制动阻止蔓绳回收;若蔓绳下放过长,可通过轻拉蔓绳使制动轮失效实现蔓绳自由回收,当蔓绳回收到合适长度时,再次下拉蔓绳后松开即可实现蔓绳制动。
工人绕蔓时,蔓绳拉伸会带动辅助轮旋转,辅助轮旋转带动下传动轮进行旋转,下传动轮带动上传动轮旋转,上传动轮旋转带动滚动轮在直行轨上滚动,从而实现吊落蔓装置主体在环形导轨上的自动位移。即通过人工绕蔓一项操作可同时实现蔓绳下放和吊落蔓装置主体平移。
待作物生育期结束进行拉秧时,通过轻拉蔓绳实现蔓绳的自动回收;根据温室内下一茬作物生产栽培计划,重复以上操作即可。
(2)启动自动控制装置,可编程逻辑控制器(PLC)启动更新配置信息,从环境监测模块进行数据采集,再对数据进行分析,根据监测数据驱动环形吊轨装置的打开与关闭。根据温室内生产作业时间以及温湿度、光照强度等数据,将环形吊轨装置的每天自动控制时间固定为四个时间点(第一时间点为7:30、第二时间点为11:00、第三时间点为14:00、第四时间点为18:00),其余时间为工人进行整枝、摘心、打叶等的正常工作时间,其他时间点也可根据实际生产需要进行人为干预控制吊蔓系统。具体控制方式如下:
(2a)每日7:30,当光照强度>0Lux时,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动收回。该操作于工人正常工作时间前触发环形伸缩轨收回,缩小作物株距增大作物行距让出采摘车行驶轨道,从而方便工人进行整枝、摘心、打叶等栽培管理。也可根据实际生产需求人为控制环形伸缩轨提前或延迟收回。
(2b)每日11:00,启动环境监测模块进行数据采集,当环境监测模块的温度≥25℃或湿度≥75%触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开;当环境监测模块的温度<25℃且湿度<75%,不触发环形吊轨装置,此时判断光照强度装置数值是否超限;当光照强度感应器的数值≥8000Lux,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开,当光照强度感应器的数值<8000Lux,不触发环形吊轨装置,此时系统进入待机状态,等待11:10进入下一轮环境数据采集循环(注:在11:00~13:30时间段内,每10分钟进行一次环境监测模块数据采集循环,重复上述步骤(2b),直到环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开停止循环)。该操作于临近工人午休时间进行,中午是一天当中太阳辐射最强的时候,通常在14:00气温达到一天中最高的。此时触发环形伸缩轨打开,增加作物株距,可保证作物株间通风透光,减少病害发生,缩短着色周期等。该操作也可根据实际生产需求人为控制环形伸缩轨提前或延迟打开。
(2c)每日14:00,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动收回。该操作与上述(2a)实施目的一致,在此不再赘述。
(2d)每日18:00,当环境监测模块的温度≤25℃或湿度≥75%,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开;当环境监测模块的温度>25℃或湿度<75%,不触发环形吊轨装置,此时判断光照强度是否超限;当0≤光照强度≤2 000Lux时,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开(注:在18:00~翌日7:30时间段内,每10分钟进行一次环境监测模块数据采集循环,重复上述步骤(2d),直到环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开停止循环);当光照强度感应器的数值>2 000Lux,不触发环形吊轨装置;此时系统进入待机状态,等待进入下一轮环境数据采集循环。该操作于工人非作业时间进行,一天当中湿度遵从早上高-中午低-晚上高的变化规律,同时也会受到气压和雨水的影响湿度增高。因此晚上触发环形伸缩轨打开,增加作物株距,可保证作物株间通风降湿、减少病害滋生等。并于翌日工人进行正常作业前收回环形伸缩轨,增大作物行距,缩小作物株距,从而保证其他温室生产过程不受影响。该操作也可根据实际生产需求人为控制环形伸缩轨提前或延迟打开(以及提前或延迟收回)。
本发明通过上述操作控制方法,将温室内温湿度、光照强度数据与环形吊轨装置实时联动,从而能够扩大植株间距,保证通风透光,减少病害发生、缩短果实成熟周期等,以提高藤蔓作物的产量、质量以及超前上市。
以上,仅为本发明的较佳实施例,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权力要求所界定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于温室种植的吊蔓控制系统,其特征在于,包括环形吊轨装置、吊落蔓装置和自动控制装置;其中,
环形吊轨装置包括悬挂架和环形导轨;悬挂架包括水平设置的吊轨横梁和从吊轨横梁两端分别向下设置的左、右悬挂臂;吊轨横梁用来与温室顶部承重横梁固定,左、右悬挂臂用来支撑环形导轨,左、右悬挂臂通过悬挂臂自动控制机构能够实现沿水平方向合拢和展开;环形导轨包括直行轨和环形伸缩轨,两条直行轨平行于种植行,分别与左、右悬挂臂固定;两条环形伸缩轨分别连接两条直行轨的前后两端;环形伸缩轨设置有伸缩机构,通过伸缩机构实现环形导轨与左、右悬挂臂的同步合拢和展开;
吊落蔓装置悬挂于环形吊轨装置上,用于蔓绳下放与装置平移;
自动控制装置包括环境监测模块、信息传输模块和中央控制模块,环境监测模块包括温湿度感应器、光照强度感应器;信息传输模块将感应终端采集的数据上传到中央控制模块;中央控制模块通过可编程逻辑控制器将获取的数据进行存储、汇总、分类、分析,触发悬挂臂自动控制机构的启动和关闭。
2.根据权利要求1所述的吊蔓控制系统,其特征在于,所述悬挂臂自动控制机构包括电机、主锥齿轮、左右悬挂臂传动机构,电机设置在吊轨横梁下部中央,电机轴连接主锥齿轮,左右悬挂臂传动机构对称设置在电机左右两侧。
3.根据权利要求1所述的吊蔓控制系统,其特征在于,吊落蔓装置包括:主体载片、滚动轮、集线轮、发条、制动轮、辅助轮、上传动轮和下传动轮;滚动轮、集线轮、发条、制动轮和辅助轮设置在主体载片的正面,上传动轮和下传动轮设置在主体载片的背面;滚动轮位于主体载片顶部,通过连接轴贯穿主体载片与上传动轮连接;集线轮设置在主体载片中部,通过固定轴与主体载片连接并能够围绕固定轴旋转;制动轮和辅助轮并排设置在主体载片下部,从集线轮上垂下的蔓绳通过制动轮和辅助轮之间的间隙并被二者夹持;辅助轮通过连接轴贯穿主体载片与下传动轮连接;下传动轮通过传送带与上传动轮连接;
其中,集线轮的轴孔套接套管并围绕套管自由转动,套管套接固定轴并与固定轴可拆卸地连接;套管顶部直径大于集线轮的轴孔直径从而防止集线轮脱落;套管底部连接发条一端,发条另一端与集线轮连接。
4.根据权利要求1所述的吊蔓控制系统,其特征在于,信息传输模块采用无线传输方式,中央控制模块采用云端服务器。
5.根据权利要求1所述的吊蔓控制系统,其特征在于,温湿度感应器位于温室两侧作物株高中上部,光照强度感应器位于温室两侧种植行之间作物冠层上部,用于实时监测温室内环境因子的动态变化。
6.一种用于温室种植的吊蔓控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)提供根据权利要求1-5之一所述的吊蔓控制系统;
(2)将吊落蔓装置按照一定的距离垂直向下悬挂于环形导轨上,将蔓绳从集线轮拉出,经过制动轮和辅助轮之间将蔓绳一端固定在作物茎干基部,待作物生长到一定高度时,将作物缠绕在蔓绳上进行直立生长;
在日常的绕蔓工作中,工人通过拉伸蔓绳触发蔓绳下放,松开时会有一定回收,同时触发制动轮制动阻止蔓绳回收;若蔓绳下放过长,可通过轻拉蔓绳使制动轮失效实现蔓绳自由回收,当蔓绳回收到合适长度时,再次下拉蔓绳后松开即可实现蔓绳制动;
(3)启动自动控制装置,设定控制时间点和控制参数,从环境监测模块进行数据采集,再对数据进行分析,根据设定的控制参数驱动环形吊轨装置的展开与合拢,实现环境因子与植株间距之间的联动,保证通风透光。
7.根据权利要求6所述的吊蔓控制方法,其特征在于,步骤(3)中,根据温室内生产作业时间以及温湿度、光照强度数据,将环形吊轨装置的每天自动控制时间依次固定为第一时间点、第二时间点、第三时间点和第四时间点;第一时间点为早晨的某一时间点,第二时间点为上午的某一时间点,第三时间点为下午某一时间点,第四时间点为傍晚某一时间点;具体控制过程为:
(3a)每日第一时间点,启动环境监测模块进行数据采集,当光照强度>0Lux时,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动收回;
(3b)每日第二时间点,启动环境监测模块进行数据采集,当环境监测模块的温度≥25℃或湿度≥75%触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开;当环境监测模块的温度<25℃且湿度<75%,不触发环形吊轨装置,此时判断光照强度装置数值是否超限,当光照强度感应器的数值≥8000Lux,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开;
(3c)每日第三时间点,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动收回;
(3d)每日第四时间点,当环境监测模块的温度≤25℃或湿度≥75%,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开;当环境监测模块的温度>25℃或湿度<75%,不触发环形吊轨装置,此时判断光照强度是否超限;当0≤光照强度≤2000Lux时,触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开,当光照强度>2000Lux,不触发环形吊轨装置。
8.根据权利要求7所述的吊蔓控制方法,其特征在于,第一时间点为6:00-8:00之间的任一时间点,第二时间点为10:30-11:30之间的任一时间点,第三时间点为13:30-14:30之间的任一时间点,第四时间点为17:00-19:30之间的任一时间点。
9.根据权利要求7所述的吊蔓控制方法,其特征在于,在第二时间点与第三时间点之间,当第二时间点没有触发环形吊轨装置环形伸缩轨自动打开的情况下,每隔10-15分钟重复步骤(3b)。
10.根据权利要求6所述的吊蔓控制方法,其特征在于,步骤(2)中,工人绕蔓时,蔓绳拉伸会带动辅助轮旋转,辅助轮旋转带动下传动轮旋转,下传动轮带动上传动轮旋转,上传动轮旋转带动滚动轮在直行轨上滚动,从而实现吊落蔓装置主体在环形导轨上的自动位移。
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