CN202077433U - 基于温室小棚的全自动薄膜控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于温室小棚的全自动薄膜控制系统，属于自动控制领域，主要解决了现有技术中小棚种植薄膜揭盖依赖人工所造成的费时、费力、人工费高且不方便的问题。该基于温室小棚的全自动薄膜控制系统，包括与薄膜连接的传动系统，以及与传动系统连接的自动控制系统。所述传动系统包括设置于薄膜两侧的转动钢管、安装于转动钢管上的绕线盘，以及位于两根转动钢管之间并与薄膜一侧边边缘连接的连动轴，该连动轴还通过传动线与两根转动钢管上的绕线盘连接。本实用新型用自动控制系统来代替人工完成了薄膜的自动揭膜与盖膜工作，节约了人工成本，大大提高了温室小棚的实用价值。

Description

基于温室小棚的全自动薄膜控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于温室小棚的全自动薄膜控制系统。

背景技术

目前，在草莓(需薄膜)种植技术上，有大棚和小棚两种薄膜栽种方法，大棚种植在结构上不需要整体揭、盖薄膜，只需要开两侧，因而光合作用的效果不如整体揭盖的小棚，导致其产量也不如小棚。而现在小棚种植所用的薄膜其揭盖工作完全通过人工完成，并且每天早晚或者下雨都要揭、盖薄膜。据统计，每亩每次揭盖大约需要0.4个工时，平均每亩每天需要1个工时，按照草莓种植时间9月-次年5月来计算，共计8个月240天，总工时为240个，以现在农村6元/时的工时费计算，每亩需要支出人工费1440元。在当今人工费持续走高的情况下，如此高的人工费将极大地增加小棚种植的生产成本，如何降低成本，提高工作效率，增强市场竞争力，对所有草莓种植户来说都是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于温室小棚的全自动薄膜控制系统，解决现有温室小棚采用人工揭盖薄膜的人工费用过高且费时、费力、不灵活的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

基于温室小棚的全自动薄膜控制系统，包括与薄膜连接的传动系统，以及与传动系统连接的自动控制系统。

具体地说，所述传动系统包括设置于薄膜两侧的转动电机和转动钢管、安装于转动钢管上的绕线盘，以及位于两根转动钢管之间并与薄膜一侧边边缘连接的连动轴，该连动轴还通过传动线与两根转动钢管上的绕线盘连接。

为了方便拉动传动线，在两根转动钢管之间还设置有至少一根支撑杆，所述支撑杆顶端设置有供传动线绕过的定滑轮。

进一步地，上述自动控制系统包括电源、信号采集与处理单元，以及通过第一接触器与信号采集与处理单元连接的第一传动电机，和通过第二接触器与信号采集与处理单元连接的第二传动电机，所述电源分别与信号采集与处理单元、第一接触器、第二接触器连接，且第一传动电机还与一根转动钢管连接，第二传动电机还与另一根转动钢管连接。

在上述自动控制系统中，由于传动电机需在室外露天使用，出于安全考虑其工作电压均为12伏，而电源的电压则为220伏交流电。

更进一步，所述信号采集与处理单元包括传感器，以及与传感器连接的处理单元。其中，传感器至少为雨量传感器、光敏传感器和温湿度传感器中的一种；处理单元为微电脑雨光控定时开关。

微电脑雨光控定时开关为现有技术，可直接在市场上购买，其主要功能在于，将传感器采集的信号转换成控制信号，并根据该控制信号来控制开关的通断，从而实现对负载工作状态的控制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型中，传动系统在自动控制系统的控制下实现了自动工作，从而取代人工自动完成了揭膜、盖膜工作，不仅保证了揭膜、盖膜的实时性，提高了工作效率，还节约了人力成本。

2.本实用新型中，自动控制系统采用雨量传感器、光敏传感器、温湿度传感器来实现对环境信号的采集，同时微电脑雨光控定时开关实现了对负载电路通断的控制，使得整个薄膜控制系统能够根据环境状况来灵活地自动实现揭膜与盖膜，既保证了小棚种植对阳光的需求，也避免了外界环境对小棚内的植物生长产生不利影响，使小棚种植的效率得到有效提高。

3.本实用新型采用自动控制系统实现了薄膜的揭膜与盖膜工作，完全取代了人工揭膜与盖膜，即提高了效率，又节约了人工成本，大大提高了小棚种植的产品的市场竞争力。

附图说明

图1为本实用新型-实施例的俯视图。

图2为图1的A-A向截面图。

图3为本实用新型的电路原理框图。

附图中标号对应名称：1-绕线盘，2-转动钢管，3-定滑轮，4-传动线，5-连动轴，6-小棚架。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

如图1～图3所示，本实用新型中所述的基于温室小棚的全自动薄膜控制系统，主要由传动系统和自动控制系统组成。下面分别对这两大系统进行详细说明。

一.传动系统

传动系统是实现薄膜揭膜、盖膜的执行机构，它在自动控制系统的控制下完成揭膜、盖膜工作。

具体地说，传动系统由转动钢管2、绕线盘1、连动轴5和传动线4组成。其中，转动钢管2为两根，分别设置于温室小棚内薄膜的两侧，其功能在于带动绕线盘1转动，实现传动线4的收紧工作。绕线盘1安装于转动钢管2上，其数量可根据实际需要进行调整，在本实施例中，两根转动钢管2上分别安装三个绕线盘1，在同一根转动钢管2上，三个绕线盘1分别安装于转动钢管2的两端和中间，如此设置可以使薄膜在整体上均匀受力，进而顺利地实现薄膜的揭膜和盖膜。小棚架6安装于温室小棚内，其数量根据实际需要确定，所有小棚架上均铺设有薄膜，在薄膜固定之后，与地面形成多个封闭的空间，草莓等需要温室种植的产品种植于上述封闭空间内。为了实现薄膜的顺利揭膜与盖膜，在每张薄膜的一个侧边边缘连接一根连动轴5，而与连动轴5相对的薄膜另一个侧边边缘则固定于地面上，同一根传动线4的两端分别连接两根转动钢管2上对应的绕线盘1，由于连动轴5位于两根转动钢管2之间，并与之平行，为了使连动轴5与转动钢管2保持同步运动，连动轴5将与传动线4上相应的位置固定连接。按此方法连接之后，只需要控制传动线4的运动方向，即可带动连动轴5和薄膜做相应的运动，进而实现揭膜或盖膜。

为了保证传动线4的正常移动，在两根转动钢管2之间还设置有至少一根支撑杆，支撑杆顶端设置有供传动线4绕过的定滑轮3。

二.自动控制系统

自动控制系统是传动系统的控制装置，它根据外界环境的变化情况为传动系统提供适当的转动动力，保证传动系统在适当的时候做出恰当的动作来实现揭膜或盖膜的动作。

具体地说，自动控制系统由电源、信号采集与处理单元、第一接触器、第二接触器、第一传动电机、第二传动电机组成。其中，信号采集与处理单元由传感器和微电脑雨光控定时开关组成，传感器用于采集外界环境信号，而微电脑雨光控定时开关则将传感器采集的信号处理成控制两个接触器的电信号，并对两个接触器的工作状态进行控制。第一接触器与第一传动电机连接，第二接触器与第二传动电机连接，两个接触器在接收到信号采集与处理单元传输过来的控制信号后，触发两个传动电机工作。而两个传动电机的转轴分别与一根转动钢管连接，传动电机的转轴转动，即可带动转动钢管转动，进而使整个传动系统进入工作状态，并最终实现揭膜或盖膜的目的。

图1中，M1为第一传动电机，M2为第二传动电机，两个传动电机的所在电路为并联关系。为了保证操作的安全性，传动电机的工作电压为工作电压12伏，电源主要为信号采集与处理单元和两个接触器提供工作电压，其电压大小为220伏。

下面分别对揭膜和盖膜过程进行详细说明。

传感器可以选用雨量传感器、光敏传感器、温湿度传感器等，具体选用哪种传感器根据需要选定，本实施例选用雨量传感器、光敏传感器、温湿度传感器。

(一)盖膜

首先，传感器实时采集外界环境的信号，供微电脑雨光控定时开关使用，当微电脑雨光控定时开关接收到的信号达到预定值时，将该信号转换为用于控制接触器工作的控制信号。由于两个接触器均连接在微电脑雨光控定时开关上，因此微电脑雨光控定时开关产生控制信号并同时发送给两个接触器，使两个接触器同时工作，进而触发两个传动电机所在电路分别导通，两个传动电机开始工作。

与传动电机连接的转动钢管2在传动电机的带动下同向转动，而转动钢管2的转动又带动其上的绕线盘1转动，同时绕线盘1转动使传动线4沿薄膜展开的方向移动，传动线4的移动带动与之连接的连动轴5移动，连动轴5带动薄膜使薄膜展开。

当薄膜达到预定的位置后，连动轴5触动行程开关，行程开关产生控制信号同时发送给微电脑雨光控定时开关，微电脑雨光控定时开关接收信号后产生控制信号并同时发送给两个接触器，使两个接触器同时工作，进而触发两个传动电机所在电路分别断开，两个传动电机停止工作，从而完成一次盖膜。

(二)揭膜

揭膜与盖膜原理一样，只是转动钢管2的方向相反，具体过程如下：

首先，传感器实时采集外界环境的信号，供微电脑雨光控定时开关使用，当微电脑雨光控定时开关接收到的信号达到预定值时，将该信号转换为用于控制接触器工作的控制信号。由于两个接触器均连接在微电脑雨光控定时开关上，因此微电脑雨光控定时开关产生控制信号同时发送给两个接触器，使两个接触器同时工作，此时外部电源的电流方向与盖膜时电流方向相反，导致两个传动电机转动方向与盖膜时运动方向相反，触发两个传动电机所在电路分别导通，两个传动电机开始工作。

与传动电机连接的转动钢管2在传动电机的带动下同向转动，而转动钢管2的转动又带动其上的绕线盘1转动，绕线盘1转动使传动线4沿薄膜收紧的方向移动，传动线4的移动带动与之连接的连动轴5移动，连动轴5带动薄膜使薄膜收紧。

当薄膜达到预定的位置后，连动轴5触动行程开关，行程开关产生控制信号同时发送给微电脑雨光控定时开关，微电脑雨光控定时开关接收信号后产生控制信号并同时发送给两个接触器，使两个接触器同时工作，进而触发两个传动电机所在电路分别断开，两个传动电机停止工作，从而完成一次揭膜。

当棚高与棚宽的比例达到适当值时，可以取消支撑杆和定滑轮，以降低成本。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型，而本实用新型的实施方式包括但不限于上述实施例。

Claims (9)

1.基于温室小棚的全自动薄膜控制系统，其特征在于，包括与薄膜连接的传动系统，以及与传动系统连接的自动控制系统。

2.根据权利要求1所述的基于温室小棚的全自动薄膜控制系统，其特征在于，所述传动系统包括设置于薄膜两侧的转动钢管(2)、安装于转动钢管(2)上的绕线盘(1)，以及位于两根转动钢管(2)之间并与薄膜一侧边边缘连接的连动轴(5)，该连动轴(5)还通过传动线(4)与两根转动钢管(2)上的绕线盘(1)连接。

3.根据权利要求2所述的基于温室小棚的全自动薄膜控制系统，其特征在于，两根转动钢管(2)之间还设置有至少一根支撑杆，所述支撑杆顶端设置有供传动线(4)绕过的定滑轮(3)。

4.根据权利要求3所述的基于温室小棚的全自动薄膜控制系统，其特征在于，所述自动控制系统包括电源、信号采集与处理单元，以及通过第一接触器与信号采集与处理单元连接的第一传动电机，和通过第二接触器与信号采集与处理单元连接的第二传动电机，所述电源分别与信号采集与处理单元、第一接触器、第二接触器连接，且第一传动电机还与一根转动钢管(2)连接，第二传动电机还与另一根转动钢管(2)连接。

5.根据权利要求4所述的基于温室小棚的全自动薄膜控制系统，其特征在于，所述第一传动电机、第二传动电机的工作电压均为12伏。

6.根据权利要求5所述的基于温室小棚的全自动薄膜控制系统，其特征在于，所述电源的电压为220伏。

7.根据权利要求4或6所述的基于温室小棚的全自动薄膜控制系统，其特征在于，所述信号采集与处理单元包括传感器，以及与传感器连接的处理单元。

8.根据权利要求7所述的基于温室小棚的全自动薄膜控制系统，其特征在于，所述传感器至少为雨量传感器、光敏传感器和温湿度传感器中的一种。

9.根据权利要求8所述的基于温室小棚的全自动薄膜控制系统，其特征在于，所述处理单元为微电脑雨光控定时开关。

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