專利名稱：溫室頂膜及遮光保溫層全啟閉式卷鋪裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于農業工程技術領域，具體涉及一種溫室頂膜及遮光保溫層全啟閉式卷鋪裝置。
背景技術：
溫室是現代農業工程中重要的技術主題，溫室的發展使傳統露天農業轉化為保護條件下的可控制農業。目前，國際上溫室已經廣泛應用于花卉、蔬菜栽培。溫室栽培的最大優勢是通過溫室環境的控制，滿足作物的最佳生活條件，抵抗自然災害等，從而獲取最大的生產效益。在溫室調控中，覆蓋保溫、通風換氣降溫、遮陽降溫、遮光調節光照，以及密閉二氧化碳施肥后換氣是溫室棚體操作的主要內容。這些操作都要靠獨立的系統和設備完成。覆蓋保溫技術常用的有固定雙層沖氣膜、室內頂部拉伸復合鋁膜反射層、和室內小拱棚等，以上三種技術保溫效果都沒有日光型溫室、小拱棚等應用的直接覆蓋發泡橡膠保溫被效果好。但是，溫室特別是大型連棟溫室，高度高、面積大，現有的技術不能夠進行頂部直接卷鋪覆蓋物。此外，固定沖氣膜技術影響溫室頂部通風，室內小拱棚占用室內空間和增加溫室機械化管理難度。溫室的遮光調節光照時間，主要通過小拱棚覆蓋遮光物實現，不僅工作量大，也存在保溫小拱棚同樣的占地問題。溫室通風有換氣和降溫兩種目的，在夏季通風的主要目的是降溫。在二氧化碳施肥上，是溫室在每次二氧化碳施肥前要進行溫室密閉，施肥結束一段時間后要進行通風換氣，這兩個操作都需要溫室覆蓋物的啟閉。溫室通風系統主要采用齒輪齒條天窗技術，該技術對溫室的主體結構要求高，建造難度高，維護難。另外僅天窗能夠實現溫室頂膜的部分開啟，天窗開啟后溫室的總體溫室效應仍然較強，在夏季室內溫度超高而難以降低。為了彌補開窗降溫不足，保證夏季正常生產，不得不采用遮陽網和濕簾風機強化降溫效果。但是，遮陽網技術在降溫的同時也遮擋了陽光，降低了光合作用。濕簾風機技術耗能耗水，增大投資成本。如果在夏季把溫室頂膜全部除去，可以解決夏季降溫，但是溫室對突發氣候，如暴雨、冰雹等的抵御能力喪失。此外，遮陽網系統還需要額外增加土地面積。
綜上所述，只要能夠實現溫室頂部覆蓋物(包括頂膜、遮光和保溫覆蓋)的靈活性完全啟閉，以上問題可以得到很好的解決和協調。但是，目前國內外還沒有這種技術在實踐中的應用和報道。
發明內容
本發明的目的在于提供一種協調解決溫室覆蓋保溫、通風換氣降溫、遮陽降溫、遮光調節光照，以及密閉二氧化碳施肥后換氣時溫室棚體操作的溫室頂膜及遮光保溫層全啟閉式卷鋪裝置。
本發明提出的溫室頂膜及遮光保溫層全啟閉式卷鋪裝置，由溫室框架1、卷膜桿7、同端雙向輸出減速齒輪箱11、安裝底板12、垂直換向齒輪盒、可伸縮傳動搖臂桿5、萬向節組成。其結構如圖1所示。其中，溫室框架的拱頂下緣設有下行程傳感器2，拱頂頂脊固定有溫室吊膜桿4，溫室吊膜桿4端部設有上行程傳感器3；搖臂桿5一端通過上萬向節9連接上垂直齒輪盒8，另一端通過下萬向節13連接下垂直換向齒輪盒14；上垂直換向齒輪盒8連接卷膜桿，下垂直換向齒輪盒14連接減速齒輪箱11的輸出端；減速齒輪箱11固定于安裝底板12上；溫室覆蓋物6覆蓋于溫室框架1的拱頂上，其一側固定于溫室吊膜桿4上，另一側繞于卷膜桿7外，并能隨著卷膜桿7的卷動而移動。
本發明中，搖臂桿5由傳動滑桿15、單邊扭力直線軸承16、一級滑筒17、雙邊扭力直線軸承18、二級滑筒19和傳動連桿20依次相連組成。其結構如圖2所示。傳動滑桿15插入單邊扭力直線軸承16開口端，實現活動連接，單邊扭力直線軸承16固定于一級滑筒17一端，一級滑筒另一端固定于雙邊扭力直線軸承18，雙邊扭力直線軸承18另一端固定于二級滑筒19，二級滑筒19另一端固定于傳動連桿20。
本發明中，減速齒輪箱11由輸入軸21、中間傳動軸22、箱體25、蝸輪27、齒輪、輸出軸、小錐形齒輪26和大錐形齒輪23組成，其結構如圖3-圖5所示。輸入軸21一端位于箱體25外一側，另一端伸入箱體25內，且輸出軸中部固定于箱體25上，輸入軸21另一端設有小錐形齒輪26；輸出軸由輸出軸a30和輸出軸b31組成，并平行位于輸入軸21上方的同一平面內，輸出軸一端位于箱體25內，另一端伸出箱體25外；輸出軸a30上設有齒輪b29，輸出軸b31上設有齒輪a28和蝸輪27，且齒輪b29與齒輪a28嚙合；中間傳動軸22的位置與輸入軸21相垂直，并位于同一平面內，中間傳動軸22兩端分別位于箱體25上，中間傳動軸22上設有大錐形齒輪23和蝸桿結構24，且大錐型齒輪23與小錐形齒輪26嚙合，蝸桿結構24與蝸輪27嚙合。
本發明中，上垂直換向齒輪盒8與下垂直換向齒輪盒14的結構相同，由箱體36、輸入軸32、錐型小齒輪和輸出軸34組成、其結構如圖6-圖7所示。其中，輸入軸32一端位于箱體36一側，另一端固定于箱體36內，輸出軸34一端位于箱體36內，另一端伸出箱體36外，且輸入軸32與輸出軸34相垂直，輸入軸32上設有錐型小齒輪33，輸出軸34上設有錐型小齒輪35，錐型小齒輪33和錐型小齒輪35嚙合。
本發明中，雙邊扭力直線軸承18和單邊扭力直線軸承16結構，具體見中國專利申請ZL200610147416.1一種扭力直線軸承。傳動滑桿結構是要求其截面外形與扭力直線軸承滑腔截面外形相同，并實現緊配合。
本發明中，安裝底板12上設有電機10，電機10連接同端雙向輸出減速齒輪箱11。
本發明中，同端雙向輸出減速齒輪箱11使用普通的具有自鎖功能的單輸出減速齒輪箱替代，用于溫室單側覆蓋物卷鋪。
本發明可應用于小型拱棚和其他拱形構筑物(如簡易工棚)的覆蓋物卷鋪。
本發明的工作過程如下當溫室管理需要開啟頂膜、遮光保溫覆蓋物6時，自動控制系統信號控制或管理者手動閉合電機10正向轉動電源，電機10帶動減速齒輪箱11兩個輸出軸內向傳動，減速齒輪箱11兩個輸出軸通過下垂直換向齒輪盒14換向后帶動兩個下萬向節13，兩個下萬向節13帶動兩個可伸縮傳動搖臂桿5緊貼溫室框架1的端壁內向轉動，兩個可伸縮傳動搖臂桿5帶動上萬向節9，上萬向節9通過上垂直換向齒輪盒8換向后帶動帶動平托在溫室框架1拱頂上的兩個卷膜桿7內收轉動，兩側卷膜桿7的內向轉動使覆蓋物6向溫室框架1拱頂頂脊卷起，當卷起的覆蓋物6接觸到上行程傳感器3時，覆蓋物6卷起到位，上行程傳感器3控制繼電器開關斷開電機10正向轉動電路，覆蓋物6卷起完成。反之，當溫室管理需要閉合頂膜、遮光保溫覆蓋物6時，自動控制系統信號或管理者手動閉合電機10反向轉動電源，電機10帶動減速齒輪箱11兩個輸出軸外向傳動，減速齒輪箱11兩個輸出軸通過下垂直換向齒輪盒14換向后帶動兩個下萬向節13，兩個下萬向節13帶動兩個可伸縮傳動搖臂桿5緊貼溫室框架1的端壁外向轉動，兩個可伸縮傳動搖臂桿5帶動上萬向節9，上萬向節9通過上垂直換向齒輪盒8換向后帶動帶動平托在溫室框架1拱頂上的兩個卷膜桿7外展轉動，兩側卷膜軸7的外向轉動使覆蓋物6向溫室框架1拱頂下緣鋪開，當鋪開的覆蓋物6接觸到下行程傳感器2時，覆蓋物6展鋪到位，下行程傳感器2控制繼電器開關斷開電機10反向轉動電路，覆蓋物6展鋪完成。
在溫室覆蓋物6卷鋪過程中，受溫室框架1形狀和安裝底板12安裝位置等因素的影響，減速齒輪箱11和卷膜桿7之間的距離和平面關系會隨時發生變化。可伸縮傳動搖臂桿5的傳動滑桿隨時在扭力直線軸承和滑筒內伸縮滑動，調節傳動搖臂桿5的長度，適應減速齒輪箱11和卷膜桿7之間的距離變化。兩個萬向節會隨時發生角度變化，調節搖臂桿5的角度，適應減速齒輪箱11和卷膜桿7之間的平面關系變化。以上兩個方面的調節，保證裝置穩定運行。
本發明具有如下優點(1)裝置動力系統(包括減速齒輪箱和電機)地面安裝，對溫室結構要求降低，保證溫室系統管理的整體安全性；(2)裝置動力系統緊貼溫室框架端壁安裝，基本不額外占用地面，減少無效土地使用；(3)裝置可以用于頂膜、遮光保溫等多種覆蓋物的卷鋪，完全替代傳統溫室中相應供能的多種設施，簡化溫室的結構和控制要求，降低溫室建造成本；(4)采用雙側搖臂卷動結構，實現溫室頂膜、遮光保溫等覆蓋物可以完全啟閉，調節溫室的通風、降溫、防護、保溫、遮光功能，增強溫室對高溫、暴雨、寒冷等惡劣氣候的抵抗能力，確保溫室四季的穩定使用，增強溫室在二氧化碳施肥、關照調節等管理中的靈活性。(5)特殊的低阻力可扭曲伸縮搖臂桿和雙萬向節過渡連接結構設計，保證裝置運行平穩。
圖1為本發明裝置結構示圖。
圖2為本發明搖臂桿5結構圖示。
圖3為本發明減速齒輪箱11側視圖。
圖4為本發明減速齒輪箱11主視局剖圖。
圖5為圖4的C-C剖視圖。
圖6為本發明垂直換向齒輪盒的側視圖。
圖7為圖6的D-D音視圖。
圖中說明1為溫室框架，2為下行程傳感器，3為上行程傳感器，4為溫室吊膜桿，5為搖臂桿，6為卷起的溫室覆蓋物，7為卷膜桿，8為上垂直換向齒輪盒，9為上萬向節，10為電機，11為減速齒輪箱，12為安裝底板，13為下萬向節，14為下垂直換向齒輪盒，15為傳動滑桿，16為單邊扭力直線軸承，17為一級滑筒，18為雙邊扭力直線軸承，19為二級滑筒，20為傳動連桿，21為減速齒輪箱的輸入軸，22為中間傳動軸，23為大錐型齒輪，24為中間傳動軸上的蝸桿結構，25為減速齒輪箱箱體，26為小錐型齒輪，27為蝸輪，28為齒輪a，29為齒輪b，30為輸出軸a，31為輸出軸b，32為垂直換向齒輪盒的輸入軸，33為輸入錐型小齒輪，34為垂直換向齒輪盒的輸出軸，35為輸出錐型小齒輪，36為垂直換向齒輪盒箱體。
具體實施例方式
下面通過實施例結合附圖進一步說明本發明。
實施例1以可以用于規格為頂高4米，肩高3米，跨度8米，長度40米“843型溫室”頂膜完全開啟卷鋪的溫室頂膜及遮光保溫層全啟閉式卷鋪裝置為例。
溫室頂膜及遮光保溫層全啟閉式卷鋪裝置由可雙向轉動的電機、具有自鎖功能的同端雙向雙軸減速齒輪箱、安裝底板、垂直換向齒輪盒、可伸縮曲傳動搖臂桿、萬向節、卷膜桿和控制系統組成。電機10作為動力源，連接減速齒輪箱11，兩者共同固定在一個安裝底板12上，構成機械動力系統。裝置動力系統安裝在緊靠溫室框架1端部地面安裝基座上，安裝基座應適當高出地表面以防雨水毀壞。卷膜桿7與吊裝在溫室框架1拱頂頂脊的覆蓋物6一側固定后，懸垂在拱架上。依次通過下垂直換向齒輪盒14、下萬向節13、可伸縮傳動搖臂桿5、上萬向節9、上垂直換向齒輪盒8，減速齒輪箱11的兩個輸出端與溫室同一拱頂兩側的卷簾軸輸入端分別相連，構成兩個“]”型傳動機構。控制系統主要包括電源開關、安裝在溫室拱頂兩側上行程傳感器3和下行程傳感器2，對于自動控制溫室還包括外控信號輸入和響應裝置。
同端雙向雙軸減速齒輪箱11結構為由一個箱體25作支架，箱體25正面有一根輸入短軸作為輸入軸21，輸入軸21位于箱體25內側裝有小錐型齒輪26；小錐型齒輪26的前端與輸入軸21同一平面垂直方向的中間傳動軸22兩端固定在箱體25上，并在中間傳動軸22對應小錐型齒輪26位置安裝一與錐型小齒輪26嚙合的錐型大齒輪23，中間傳動軸22的另一部分加工成蝸桿結構24；輸入軸21的上方平面內與輸入軸21同向水平平行安裝兩根輸出軸分別為輸出軸a30和輸出軸b31，每根輸出軸遠離輸入軸方向上各安裝有一個齒數和模數相同的齒輪分別為齒輪a29和齒輪b28，并保證兩個齒輪處于嚙合狀態；兩根平行輸出軸中對應于下方中間傳動軸蝸桿的那根輸出軸b31，其軸上對應中間轉動軸22的蝸桿結構24嚙合安裝一蝸輪27。
上垂直換向齒輪盒8和下垂直換向齒輪盒14結構為由一個箱體36作支架，箱體36一個側壁安裝一輸入軸32，相鄰的一個側壁安裝一輸出軸34；在箱體內，輸入軸上安裝輸入錐型小齒輪33，輸出軸安裝輸出錐型小齒輪35，兩個錐型小齒輪規格相等，垂直嚙合安裝。
可伸縮傳動搖臂桿5的結構為由傳動連桿20、一級滑筒17、二級滑筒19、雙邊扭力直線軸承18、單邊扭力直線軸承16和傳動滑桿15組成。雙邊扭力直線軸承18和單邊扭力直線軸承16基本結構相同，不同之處僅為雙邊扭力直線軸承18兩端具有連接結構，統稱扭力直線軸承。傳動滑桿15結構要求是其截面外形與扭力直線軸承滑腔截面外形相同，并實現緊配合。連接順序依次為傳動滑桿15、單邊扭力直線軸承16、一級滑筒17、雙邊扭力直線軸承18、二級滑筒19和傳動連桿20；傳動滑桿15連接方式是從單邊扭力直線軸承16開口端插入的活動連接，其他連接采用固定連接。可伸縮傳動搖臂桿5兩端具體哪一端通過下萬向節13和下垂直換向齒輪盒14與減速齒輪箱11連接不限，只要一端過下萬向節13和下垂直換向齒輪盒14與減速齒輪箱11連接后，另一端就過上萬向節9和上垂直換向齒輪盒8與卷膜桿7連接。
同端反向雙軸減速齒輪箱11也可以使用普通的具有自鎖功能的單輸出減速齒輪箱代替，應用于單坡面日光型溫室的覆蓋物6卷鋪。
在溫室覆蓋物6卷鋪過程中，受溫室形狀和動力系統安裝因素的影響，動力系統和卷膜桿7之間的距離和平面關系會隨時發生變化。可伸縮傳動搖臂桿5的傳動滑桿15隨時在扭力直線軸承和滑筒內伸縮滑動，調節傳動搖臂桿5的長度，適應動力系統和卷膜桿7之間的距離變化。兩個萬向節會隨時發生角度變化，調節搖臂桿5的角度，適應動力系統和卷膜桿7之間的平面關系變化。以上兩個方面的調節，保證裝置的穩定運行。
權利要求
1.一種溫室頂膜及遮光保溫層全啟閉式卷鋪裝置，其特征在于由溫室框架(1)、卷膜桿(7)、減速齒輪箱(11)、安裝底板(12)、垂直換向齒輪盒、搖臂桿(5)、萬向節組成，其特征在于溫室框架(1)的拱頂下緣設有下行程傳感器(2)，拱頂頂脊固定有溫室吊膜桿(4)，溫室吊膜桿(4)端部設有上行程傳感器(3)；搖臂桿(5)一端通過上萬向節(9)連接上垂直換向齒輪盒(8)，另一端通過下萬向節(13)連接下垂直換向齒輪盒(14)；上垂直換向齒輪盒(8)連接卷膜桿(7)，下垂直換向齒輪盒(14)連接減速齒輪箱(11)的輸出端；減速齒輪箱(11)固定于安裝底板(12)上；溫室覆蓋物(6)覆蓋于溫室框架(1)的拱頂上，其一側固定于溫室吊膜桿(4)上，另一側繞于卷膜桿(7)外，并隨著卷膜桿(7)的卷動而移動。
2.根據權利要求1所述的溫室頂膜及遮光保溫層全啟閉式卷鋪裝置，其特征在于搖臂桿(5)由傳動滑桿(15)、單邊扭力直線軸承(16)、一級滑筒(17)、雙邊扭力直線軸承(18)、二級滑筒(19)和傳動連桿(20)依次相連組成，傳動滑桿(15)插入單邊扭力直線軸承(16)開口端，單邊扭力直線軸承(16)另一端固定于一級滑筒(17)一端，一級滑筒(17)另一端固定于雙邊扭力直線軸承(18)，雙邊扭力直線軸承(18)另一端固定于二級滑筒(19)，二級滑筒(19)另一端固定于傳動連桿(20)。
3.根據權利要求1所述的溫室頂膜及遮光保溫層全啟閉式卷鋪裝置，其特征在于減速齒輪箱(11)由輸入軸(21)、中間傳動軸(22)、箱體(25)、蝸輪(27)、齒輪、輸出軸、小錐形齒輪(26)和大錐型齒輪(23)組成，輸入軸(21)一端位于箱體(25)外一側，另一端伸入箱體(25)內，且輸入軸(21)中部固定于箱體(25)上，輸入軸(21)另一端設有小錐形齒輪(26)；輸出軸由輸出軸a(30)和輸出軸b(31)組成，并平行位于輸入軸(21)上方的同一平面內，輸出軸一端位于箱體(25)內，另一端伸出箱體(25)外；輸出軸a(30)上設有齒輪b(29)，輸出軸b(31)上設有齒輪a(28)和蝸輪(27)，且齒輪b(29)與齒輪a(28)嚙合；中間傳動軸(22)的位置與輸入軸(21)相垂直，并位于同一平面內，中間傳動軸(22)兩端分別固定于箱體(25)上，中間傳動軸(22)上設有大錐形齒輪(23)和蝸桿結構(24)，且大錐型齒輪(23)與小錐形齒輪(26)嚙合，蝸桿結構(24)與蝸輪(27)嚙合。
4.根據權利要求1所述的溫室頂膜及遮光保溫層全啟閉式卷鋪裝置，其特征在于上垂直換向齒輪盒(8)與下垂直換向齒輪盒(14)的結構相同，由箱體(36)、輸入軸(32)、錐型小齒輪和輸出軸(34)組成，其中，輸入軸(32)一端位于箱體(36)一側，另一端固定于箱體(36)內，輸出軸(34)一端位于箱體(36)內，另一端伸出箱體(36)外，且輸入軸(32)與輸出軸(34)相垂直，輸入軸(32)上設有錐型小齒輪(33)，輸出軸(34)上設有錐型小齒輪(35)，錐型小齒輪(33)和錐型小齒輪(35)嚙合。
5.根據權利要求1所述的溫室頂膜及遮光保溫層全啟閉式卷鋪裝置，其特征在于安裝底板(12)上設有電機(10)，電機(10)連接減速齒輪箱(11)。
全文摘要
本發明屬于農業工程技術領域，具體涉及一種溫室頂膜及遮光保溫層全啟閉式卷鋪裝置。由電機、減速齒輪箱、垂直換向齒輪盒、搖臂桿、萬向節和卷膜桿組成。搖臂桿一端通過上萬向節連接上齒輪盒，另一端通過下萬向節連接下齒輪盒；上齒輪盒連接卷膜桿，下齒輪盒連接減速箱輸出端；溫室覆蓋物覆蓋于溫室拱頂上，其一側固定于溫室吊膜桿上，另一側繞于卷膜桿外，并能隨著卷膜桿的卷動而移動。本發明對溫室結構要求降低，保證系統的安全性；占地面積小；可以適應頂膜、遮光保溫層的卷鋪，完全替代了傳統溫室的天窗、遮陽網等多種設施，簡化溫室結構和控制要求，降低溫室建造成本；采用低阻力雙側伸縮搖臂和雙萬向節過渡結構，實現溫室頂膜、遮光保溫層可以完全平穩啟閉，增強溫室管理的靈活性。
文檔編號E06B9/56GK1973608SQ20061014766
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月21日 優先權日2006年12月21日
發明者朱洪光, 徐立鴻, 吳啟迪, 陳杰, 司慧萍, 吳軍輝, 林開顏, 張青松, 蔡康香 申請人:同濟大學