一种用于日光温室卷被机的限位装置的制作方法

1.本实用新型涉及设施农业技术领域，具体地说，特别涉及一种用于日光温室卷被机的限位装置。


背景技术：

2.目前日光温室主要依靠人工对卷被机进行操作，或简单的卷被机限位进行控制。而卷被机作为日光温室的主要设备，如果缺少对其运行过程的实时监控。而且在冬季或者雨季，卷被轴太长、棉被由于自身材料原因，容易吸水导致棉被重量加大且重量分布不均匀，很容易导致卷被轴在卷被过程中歪斜，从而导致造成设备损坏，轻则导致支撑杆折断，重则导致日光温室坍塌。传统的电机限位是利用卷被机或棉被对“行程开关”的挤压，行程开关利用“挤压力”控制卷被机得控制电路，使卷被机断电，达到控制卷被机的目的。这种物理接触式的控制方式，结构简单，造价低廉。“物理接触式”的限位由于材料和结构本身的限制，长时间使用容易造成材料回弹力不够、生锈等现象。而且并无对卷被轴在卷被过程中的检测。传统方法的限位寿命短、故障率较高、严重依赖人工，经过长期观察和实验，寿命普遍在1～2月左右，无法长期使用，无法彻底实现自动化运行。
3.现有技术，由人工控制卷被机工作；通过计算卷被电机运行时间判断是否到位；安装简单的物理限位进行控制；依靠人工观察卷被情况。
4.现有技术存在如下缺点：
5.人工控制缺点：需要人工手动操作，无法实现完全自动化运行，且仅能在数量较少的日光温室使用；
6.时间限位缺点：通过内置定时器判断卷被位置的方式，严重依赖电子设备内置定时器，电子设备内置时钟在户外环境稳定性较低，容易收到雷击、断电等干扰导致限位失效；卷被的上下行程不一致，也容易因为棉被的重量变化(棉被的干燥度)产生变化，从而导致卷被机行程不一致；
7.传统限位开关缺点：机械结构容易收到棉被的挤压而损坏，可靠性较低，安装繁琐，缺乏对卷被机工作中卷被轴位置的判断；
8.红外限位缺点：红外测量距离较近，易受干扰。


技术实现要素：

9.为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种用于日光温室卷被机的限位装置。所述技术方案如下：
10.一方面，提供了一种用于日光温室卷被机的限位装置，包括：限位外壳、单片机以及测距单元；所述限位外壳内设置所述单片机；所述限位外壳的下端设置所述测距单元；所述测距单元通过传感器信号线与所述单片机连接；所述单片机通过继电器与卷帘机接触器连接；所述继电器通过卷帘机接触器控制线与所述卷帘机接触器连接。
11.进一步地，所述限位外壳的上端设置有接线柱；所述卷帘机接触器控制线和所述
传感器信号线分别穿过所述限位外壳的两侧，连接在所述接线柱上。
12.进一步地，所述接线柱上设置有接线端子外壳。
13.进一步地，所述用于日光温室卷被机的限位装置还包括电池，所述电池与所述单片机连接。
14.进一步地，所述单片机的接口采用rs485接口。
15.进一步地，所述继电器通过所述接线柱串入控制卷帘机接触器的控制回路中。
16.进一步地，所述限位外壳上还设置有led灯。
17.进一步地，所述限位外壳中空，套设于卷被轴的两端；所述卷被轴的边缘通过卷轴封帽封堵。
18.进一步地，所述测距单元垂直向下，与地面垂直。
19.进一步地，所述测距单元采用超声波模块或者激光测距模块。
20.本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
21.可靠性高，寿命长：利用超声波方式，限位于设备没有物理接触，不受物理材料寿命限制；利用超声波原理，可以提前调整触发距离，消除由于卷被机惯性带来的控制延迟；
22.安装方便：调整探头位置即可，安装效率高；
23.成本较低：收发一体探头+单片机结构，元件成本低，物料成本低于物理限位成本；
24.指示明确：利用安装在立柱上的led灯表示限位实际情况，信号指示明确，便于巡检观察了解；
25.精确反馈：实时检测温室卷被机位置，为温室精确调节提供反馈；对于在卷被过程中出现的棉被歪斜等现象能及时感知并发出报警；
26.预留数据接口：可改为无线信号传输。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本实用新型实施例的一种用于日光温室卷被机的限位装置的应用示意图；
29.图2是图1中a
‑
a的截面示意图；
30.图3是本实用新型实施例的一种用于日光温室卷被机的限位装置的内部结构示意图；
31.图4是本实用新型实施例的一种用于日光温室卷被机的限位装置在温室的安装位置示意图；
32.图5是本实用新型实施例的一种用于日光温室卷被机的限位装置的运行逻辑流程图；
33.图6是本实用新型实施例的测距单元模块a的电路图；
34.图7是本实用新型实施例的测距单元模块b的电路图；
35.图8是本实用新型实施例的单片机的电路图；
36.图9是本实用新型实施例的继电器的电路图；
37.图10是本实用新型实施例的电源的示意图。
具体实施方式
38.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
39.本实用新型提供了一种用于日光温室卷被机的限位装置，参见图1
‑
3，包括：限位外壳2、单片机7以及测距单元5；所述限位外壳2内设置所述单片机 7；所述限位外壳2的下端设置所述测距单元5；所述测距单元5通过传感器信号线11与所述单片机7连接；所述单片机7通过继电器9与卷帘机接触器连接；所述继电器9通过卷帘机接触器控制线10与所述卷帘机接触器连接。
40.本实施例中，所述测距单元采用超声波模块；具体地，该用于日光温室卷被机的限位装置的工作原理为：通过固定在卷被轴3两端的超声波模块，对地垂直发送超声波信号，用于感知卷被轴3与地面的实时位置，从而判断卷被轴3 的实际位置；通过比较两端实时位置信号差值是否在合理范围内，从而判断卷被轴3是否产生歪斜情况。在其他实施例中，所述测距单元可采用激光测距模块。
41.本实施例中，该超声波模块的参数见表1：
42.表1
43.电压dc 5v静态电流＜2ma感应角度＜15
°
最大探测距离450cm精度3mm
44.进一步地，所述限位外壳2的上端设置有接线柱12；所述卷帘机接触器控制线10和所述传感器信号线11分别穿过所述限位外壳2的两侧，连接在所述接线柱12上；同时，所述接线柱12还连接有用于为该装置供电的供电线。
45.进一步地，所述接线柱12上设置有接线端子外壳1。
46.具体地，通过设置接线端子外壳，起到防雨的作用；本实施例中，所有部件均采用防雨防雷设计，确保户外能正常工作；适应温度为
‑
10℃～40℃。
47.进一步地，所述用于日光温室卷被机的限位装置还包括电池8，所述电池8 与所述单片机7连接。
48.本实施例中，所述电池采用纽扣电池，为单片机提供数据存储需要的电源。
49.进一步地，所述单片机7的接口采用rs485接口。
50.进一步地，所述继电器9通过所述接线柱12串入控制卷帘机接触器的控制回路中。
51.具体地，安全限位的继电器通过接线柱串入控制卷帘机接触器的控制回路中，当判断限位信号触发时，自动断开接触器控制回路，从而使卷帘机失电停止工作，从而达到控制卷帘机运行的目的；
52.本实施例中，所述卷帘机接触器控制线是将装置内的继电器串接至卷帘机控制电路内，用于切断卷帘机控制电路，而从达到使卷帘机失电停止工作的目的；同时，还提供了交流接触器的原理，具体如下：
53.交流接触器线圈通电后，线圈电流产生磁场，吸引铁芯带动交流接触器动作，交流接触器的主触点闭合，使电机通电，电机开始运行；
54.安全限位的继电器的常闭触点串接在接触器的控制线圈回路中，当安全限位产生“到位”信号时，安全限位中的常闭触点断开，从而使接触器的控制线圈失电；
55.接触器的控制线圈失电后，无法产生磁场，则交流接触器的主触电断开，使电机失电，电机停止工作。
56.进一步地，所述限位外壳2上还设置有led灯4。
57.具体地，led灯用于限位指示，便于维护人员巡检观察。
58.进一步地，所述限位外壳2中空，套设于卷被轴3的两端；所述卷被轴3 的边缘通过卷轴封帽封堵6。
59.具体地，限位外壳穿在卷被轴两端，边缘通过卷轴封帽封堵，防止安全限位脱落。安装完成后，安全限位装置在卷轴上始终保持垂直于地面。
60.进一步地，所述测距单元垂直向下，与地面垂直。
61.本实施例中，超声波模块始终垂直向下，向地面发出超声波，并测量与地面相对距离。
62.具体应用时，参见图4，该用于日光温室卷被机的限位装置穿在卷被轴两端，边缘通过卷轴封帽封堵，防止安全限位脱落；安装完成后，用于日光温室卷被机的限位装置在卷轴上始终保持垂直于地面。超声波模块始终垂直向下，向地面发出超声波，并测量与地面相对距离；等卷被开始运动时，带动该用于日光温室卷被机的限位装置运动；此时超声波模块与地面相对距离产生变化，通过比较两端传感器采集的数据差值判断卷被轴是否产生歪斜，通过采集的数据判断现在卷被机运行位置；本实施例中，还提供了该装置的运行逻辑流程图，参见图5。
63.当采集的数据达到设定值时，则表示卷被电机运行至规定位置；此时单片机控制断开的继电器，继电器断开卷被电机控制回路供电，且led灯熄灭，卷被电机失电停止运行。
64.具体地，卷被轴的两端分别设置超声波模块a和超声波模块b，本实施例中，参见图6
‑
7，提供了超声波模块a和超声波模块b的电路图；参见图8，本实施例中，参见图8，提供了单片机的电路图；参见图9，提供了继电器的电路图；参见图10，提供了电源的电路图。
65.本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
66.可靠性高，寿命长：利用超声波方式，限位于设备没有物理接触，不受物理材料寿命限制；利用超声波原理，可以提前调整触发距离，消除由于卷被机惯性带来的控制延迟；
67.安装方便：调整探头位置即可，安装效率高；
68.成本较低：收发一体探头+单片机结构，元件成本低，物料成本低于物理限位成本；
69.指示明确：利用安装在立柱上的led灯表示限位实际情况，信号指示明确，便于巡检观察了解；
70.精确反馈：实时检测温室卷被机位置，为温室精确调节提供反馈；对于在卷被过程中出现的棉被歪斜等现象能及时感知并发出报警；
71.预留数据接口：可改为无线信号传输。
72.以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范
围之内。