专利名称：温室顶膜及遮光保温层全启闭式卷铺装置的制作方法
技术领域：
本发明属于农业工程技术领域，具体涉及一种温室顶膜及遮光保温层全启闭式卷铺装置。
背景技术：
温室是现代农业工程中重要的技术主题，温室的发展使传统露天农业转化为保护条件下的可控制农业。目前，国际上温室已经广泛应用于花卉、蔬菜栽培。温室栽培的最大优势是通过温室环境的控制，满足作物的最佳生活条件，抵抗自然灾害等，从而获取最大的生产效益。在温室调控中，覆盖保温、通风换气降温、遮阳降温、遮光调节光照，以及密闭二氧化碳施肥后换气是温室棚体操作的主要内容。这些操作都要靠独立的系统和设备完成。覆盖保温技术常用的有固定双层冲气膜、室内顶部拉伸复合铝膜反射层、和室内小拱棚等，以上三种技术保温效果都没有日光型温室、小拱棚等应用的直接覆盖发泡橡胶保温被效果好。但是，温室特别是大型连栋温室，高度高、面积大，现有的技术不能够进行顶部直接卷铺覆盖物。此外，固定冲气膜技术影响温室顶部通风，室内小拱棚占用室内空间和增加温室机械化管理难度。温室的遮光调节光照时间，主要通过小拱棚覆盖遮光物实现，不仅工作量大，也存在保温小拱棚同样的占地问题。温室通风有换气和降温两种目的，在夏季通风的主要目的是降温。在二氧化碳施肥上，是温室在每次二氧化碳施肥前要进行温室密闭，施肥结束一段时间后要进行通风换气，这两个操作都需要温室覆盖物的启闭。温室通风系统主要采用齿轮齿条天窗技术，该技术对温室的主体结构要求高，建造难度高，维护难。另外仅天窗能够实现温室顶膜的部分开启，天窗开启后温室的总体温室效应仍然较强，在夏季室内温度超高而难以降低。为了弥补开窗降温不足，保证夏季正常生产，不得不采用遮阳网和湿帘风机强化降温效果。但是，遮阳网技术在降温的同时也遮挡了阳光，降低了光合作用。湿帘风机技术耗能耗水，增大投资成本。如果在夏季把温室顶膜全部除去，可以解决夏季降温，但是温室对突发气候，如暴雨、冰雹等的抵御能力丧失。此外，遮阳网系统还需要额外增加土地面积。
综上所述，只要能够实现温室顶部覆盖物(包括顶膜、遮光和保温覆盖)的灵活性完全启闭，以上问题可以得到很好的解决和协调。但是，目前国内外还没有这种技术在实践中的应用和报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种协调解决温室覆盖保温、通风换气降温、遮阳降温、遮光调节光照，以及密闭二氧化碳施肥后换气时温室棚体操作的温室顶膜及遮光保温层全启闭式卷铺装置。
本发明提出的温室顶膜及遮光保温层全启闭式卷铺装置，由温室框架1、卷膜杆7、同端双向输出减速齿轮箱11、安装底板12、垂直换向齿轮盒、可伸缩传动摇臂杆5、万向节组成。其结构如图1所示。其中，温室框架的拱顶下缘设有下行程传感器2，拱顶顶脊固定有温室吊膜杆4，温室吊膜杆4端部设有上行程传感器3；摇臂杆5一端通过上万向节9连接上垂直齿轮盒8，另一端通过下万向节13连接下垂直换向齿轮盒14；上垂直换向齿轮盒8连接卷膜杆，下垂直换向齿轮盒14连接减速齿轮箱11的输出端；减速齿轮箱11固定于安装底板12上；温室覆盖物6覆盖于温室框架1的拱顶上，其一侧固定于温室吊膜杆4上，另一侧绕于卷膜杆7外，并能随着卷膜杆7的卷动而移动。
本发明中，摇臂杆5由传动滑杆15、单边扭力直线轴承16、一级滑筒17、双边扭力直线轴承18、二级滑筒19和传动连杆20依次相连组成。其结构如图2所示。传动滑杆15插入单边扭力直线轴承16开口端，实现活动连接，单边扭力直线轴承16固定于一级滑筒17一端，一级滑筒另一端固定于双边扭力直线轴承18，双边扭力直线轴承18另一端固定于二级滑筒19，二级滑筒19另一端固定于传动连杆20。
本发明中，减速齿轮箱11由输入轴21、中间传动轴22、箱体25、蜗轮27、齿轮、输出轴、小锥形齿轮26和大锥形齿轮23组成，其结构如图3-图5所示。输入轴21一端位于箱体25外一侧，另一端伸入箱体25内，且输出轴中部固定于箱体25上，输入轴21另一端设有小锥形齿轮26；输出轴由输出轴a30和输出轴b31组成，并平行位于输入轴21上方的同一平面内，输出轴一端位于箱体25内，另一端伸出箱体25外；输出轴a30上设有齿轮b29，输出轴b31上设有齿轮a28和蜗轮27，且齿轮b29与齿轮a28啮合；中间传动轴22的位置与输入轴21相垂直，并位于同一平面内，中间传动轴22两端分别位于箱体25上，中间传动轴22上设有大锥形齿轮23和蜗杆结构24，且大锥型齿轮23与小锥形齿轮26啮合，蜗杆结构24与蜗轮27啮合。
本发明中，上垂直换向齿轮盒8与下垂直换向齿轮盒14的结构相同，由箱体36、输入轴32、锥型小齿轮和输出轴34组成、其结构如图6-图7所示。其中，输入轴32一端位于箱体36一侧，另一端固定于箱体36内，输出轴34一端位于箱体36内，另一端伸出箱体36外，且输入轴32与输出轴34相垂直，输入轴32上设有锥型小齿轮33，输出轴34上设有锥型小齿轮35，锥型小齿轮33和锥型小齿轮35啮合。
本发明中，双边扭力直线轴承18和单边扭力直线轴承16结构，具体见中国专利申请ZL200610147416.1一种扭力直线轴承。传动滑杆结构是要求其截面外形与扭力直线轴承滑腔截面外形相同，并实现紧配合。
本发明中，安装底板12上设有电机10，电机10连接同端双向输出减速齿轮箱11。
本发明中，同端双向输出减速齿轮箱11使用普通的具有自锁功能的单输出减速齿轮箱替代，用于温室单侧覆盖物卷铺。
本发明可应用于小型拱棚和其他拱形构筑物(如简易工棚)的覆盖物卷铺。
本发明的工作过程如下当温室管理需要开启顶膜、遮光保温覆盖物6时，自动控制系统信号控制或管理者手动闭合电机10正向转动电源，电机10带动减速齿轮箱11两个输出轴内向传动，减速齿轮箱11两个输出轴通过下垂直换向齿轮盒14换向后带动两个下万向节13，两个下万向节13带动两个可伸缩传动摇臂杆5紧贴温室框架1的端壁内向转动，两个可伸缩传动摇臂杆5带动上万向节9，上万向节9通过上垂直换向齿轮盒8换向后带动带动平托在温室框架1拱顶上的两个卷膜杆7内收转动，两侧卷膜杆7的内向转动使覆盖物6向温室框架1拱顶顶脊卷起，当卷起的覆盖物6接触到上行程传感器3时，覆盖物6卷起到位，上行程传感器3控制继电器开关断开电机10正向转动电路，覆盖物6卷起完成。反之，当温室管理需要闭合顶膜、遮光保温覆盖物6时，自动控制系统信号或管理者手动闭合电机10反向转动电源，电机10带动减速齿轮箱11两个输出轴外向传动，减速齿轮箱11两个输出轴通过下垂直换向齿轮盒14换向后带动两个下万向节13，两个下万向节13带动两个可伸缩传动摇臂杆5紧贴温室框架1的端壁外向转动，两个可伸缩传动摇臂杆5带动上万向节9，上万向节9通过上垂直换向齿轮盒8换向后带动带动平托在温室框架1拱顶上的两个卷膜杆7外展转动，两侧卷膜轴7的外向转动使覆盖物6向温室框架1拱顶下缘铺开，当铺开的覆盖物6接触到下行程传感器2时，覆盖物6展铺到位，下行程传感器2控制继电器开关断开电机10反向转动电路，覆盖物6展铺完成。
在温室覆盖物6卷铺过程中，受温室框架1形状和安装底板12安装位置等因素的影响，减速齿轮箱11和卷膜杆7之间的距离和平面关系会随时发生变化。可伸缩传动摇臂杆5的传动滑杆随时在扭力直线轴承和滑筒内伸缩滑动，调节传动摇臂杆5的长度，适应减速齿轮箱11和卷膜杆7之间的距离变化。两个万向节会随时发生角度变化，调节摇臂杆5的角度，适应减速齿轮箱11和卷膜杆7之间的平面关系变化。以上两个方面的调节，保证装置稳定运行。
本发明具有如下优点(1)装置动力系统(包括减速齿轮箱和电机)地面安装，对温室结构要求降低，保证温室系统管理的整体安全性；(2)装置动力系统紧贴温室框架端壁安装，基本不额外占用地面，减少无效土地使用；(3)装置可以用于顶膜、遮光保温等多种覆盖物的卷铺，完全替代传统温室中相应供能的多种设施，简化温室的结构和控制要求，降低温室建造成本；(4)采用双侧摇臂卷动结构，实现温室顶膜、遮光保温等覆盖物可以完全启闭，调节温室的通风、降温、防护、保温、遮光功能，增强温室对高温、暴雨、寒冷等恶劣气候的抵抗能力，确保温室四季的稳定使用，增强温室在二氧化碳施肥、关照调节等管理中的灵活性。(5)特殊的低阻力可扭曲伸缩摇臂杆和双万向节过渡连接结构设计，保证装置运行平稳。
图1为本发明装置结构示图。
图2为本发明摇臂杆5结构图示。
图3为本发明减速齿轮箱11侧视图。
图4为本发明减速齿轮箱11主视局剖图。
图5为图4的C-C剖视图。
图6为本发明垂直换向齿轮盒的侧视图。
图7为图6的D-D音视图。
图中说明1为温室框架，2为下行程传感器，3为上行程传感器，4为温室吊膜杆，5为摇臂杆，6为卷起的温室覆盖物，7为卷膜杆，8为上垂直换向齿轮盒，9为上万向节，10为电机，11为减速齿轮箱，12为安装底板，13为下万向节，14为下垂直换向齿轮盒，15为传动滑杆，16为单边扭力直线轴承，17为一级滑筒，18为双边扭力直线轴承，19为二级滑筒，20为传动连杆，21为减速齿轮箱的输入轴，22为中间传动轴，23为大锥型齿轮，24为中间传动轴上的蜗杆结构，25为减速齿轮箱箱体，26为小锥型齿轮，27为蜗轮，28为齿轮a，29为齿轮b，30为输出轴a，31为输出轴b，32为垂直换向齿轮盒的输入轴，33为输入锥型小齿轮，34为垂直换向齿轮盒的输出轴，35为输出锥型小齿轮，36为垂直换向齿轮盒箱体。
具体实施例方式
下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。
实施例1以可以用于规格为顶高4米，肩高3米，跨度8米，长度40米“843型温室”顶膜完全开启卷铺的温室顶膜及遮光保温层全启闭式卷铺装置为例。
温室顶膜及遮光保温层全启闭式卷铺装置由可双向转动的电机、具有自锁功能的同端双向双轴减速齿轮箱、安装底板、垂直换向齿轮盒、可伸缩曲传动摇臂杆、万向节、卷膜杆和控制系统组成。电机10作为动力源，连接减速齿轮箱11，两者共同固定在一个安装底板12上，构成机械动力系统。装置动力系统安装在紧靠温室框架1端部地面安装基座上，安装基座应适当高出地表面以防雨水毁坏。卷膜杆7与吊装在温室框架1拱顶顶脊的覆盖物6一侧固定后，悬垂在拱架上。依次通过下垂直换向齿轮盒14、下万向节13、可伸缩传动摇臂杆5、上万向节9、上垂直换向齿轮盒8，减速齿轮箱11的两个输出端与温室同一拱顶两侧的卷帘轴输入端分别相连，构成两个“]”型传动机构。控制系统主要包括电源开关、安装在温室拱顶两侧上行程传感器3和下行程传感器2，对于自动控制温室还包括外控信号输入和响应装置。
同端双向双轴减速齿轮箱11结构为由一个箱体25作支架，箱体25正面有一根输入短轴作为输入轴21，输入轴21位于箱体25内侧装有小锥型齿轮26；小锥型齿轮26的前端与输入轴21同一平面垂直方向的中间传动轴22两端固定在箱体25上，并在中间传动轴22对应小锥型齿轮26位置安装一与锥型小齿轮26啮合的锥型大齿轮23，中间传动轴22的另一部分加工成蜗杆结构24；输入轴21的上方平面内与输入轴21同向水平平行安装两根输出轴分别为输出轴a30和输出轴b31，每根输出轴远离输入轴方向上各安装有一个齿数和模数相同的齿轮分别为齿轮a29和齿轮b28，并保证两个齿轮处于啮合状态；两根平行输出轴中对应于下方中间传动轴蜗杆的那根输出轴b31，其轴上对应中间转动轴22的蜗杆结构24啮合安装一蜗轮27。
上垂直换向齿轮盒8和下垂直换向齿轮盒14结构为由一个箱体36作支架，箱体36一个侧壁安装一输入轴32，相邻的一个侧壁安装一输出轴34；在箱体内，输入轴上安装输入锥型小齿轮33，输出轴安装输出锥型小齿轮35，两个锥型小齿轮规格相等，垂直啮合安装。
可伸缩传动摇臂杆5的结构为由传动连杆20、一级滑筒17、二级滑筒19、双边扭力直线轴承18、单边扭力直线轴承16和传动滑杆15组成。双边扭力直线轴承18和单边扭力直线轴承16基本结构相同，不同之处仅为双边扭力直线轴承18两端具有连接结构，统称扭力直线轴承。传动滑杆15结构要求是其截面外形与扭力直线轴承滑腔截面外形相同，并实现紧配合。连接顺序依次为传动滑杆15、单边扭力直线轴承16、一级滑筒17、双边扭力直线轴承18、二级滑筒19和传动连杆20；传动滑杆15连接方式是从单边扭力直线轴承16开口端插入的活动连接，其他连接采用固定连接。可伸缩传动摇臂杆5两端具体哪一端通过下万向节13和下垂直换向齿轮盒14与减速齿轮箱11连接不限，只要一端过下万向节13和下垂直换向齿轮盒14与减速齿轮箱11连接后，另一端就过上万向节9和上垂直换向齿轮盒8与卷膜杆7连接。
同端反向双轴减速齿轮箱11也可以使用普通的具有自锁功能的单输出减速齿轮箱代替，应用于单坡面日光型温室的覆盖物6卷铺。
在温室覆盖物6卷铺过程中，受温室形状和动力系统安装因素的影响，动力系统和卷膜杆7之间的距离和平面关系会随时发生变化。可伸缩传动摇臂杆5的传动滑杆15随时在扭力直线轴承和滑筒内伸缩滑动，调节传动摇臂杆5的长度，适应动力系统和卷膜杆7之间的距离变化。两个万向节会随时发生角度变化，调节摇臂杆5的角度，适应动力系统和卷膜杆7之间的平面关系变化。以上两个方面的调节，保证装置的稳定运行。
权利要求
1.一种温室顶膜及遮光保温层全启闭式卷铺装置，其特征在于由温室框架(1)、卷膜杆(7)、减速齿轮箱(11)、安装底板(12)、垂直换向齿轮盒、摇臂杆(5)、万向节组成，其特征在于温室框架(1)的拱顶下缘设有下行程传感器(2)，拱顶顶脊固定有温室吊膜杆(4)，温室吊膜杆(4)端部设有上行程传感器(3)；摇臂杆(5)一端通过上万向节(9)连接上垂直换向齿轮盒(8)，另一端通过下万向节(13)连接下垂直换向齿轮盒(14)；上垂直换向齿轮盒(8)连接卷膜杆(7)，下垂直换向齿轮盒(14)连接减速齿轮箱(11)的输出端；减速齿轮箱(11)固定于安装底板(12)上；温室覆盖物(6)覆盖于温室框架(1)的拱顶上，其一侧固定于温室吊膜杆(4)上，另一侧绕于卷膜杆(7)外，并随着卷膜杆(7)的卷动而移动。
2.根据权利要求1所述的温室顶膜及遮光保温层全启闭式卷铺装置，其特征在于摇臂杆(5)由传动滑杆(15)、单边扭力直线轴承(16)、一级滑筒(17)、双边扭力直线轴承(18)、二级滑筒(19)和传动连杆(20)依次相连组成，传动滑杆(15)插入单边扭力直线轴承(16)开口端，单边扭力直线轴承(16)另一端固定于一级滑筒(17)一端，一级滑筒(17)另一端固定于双边扭力直线轴承(18)，双边扭力直线轴承(18)另一端固定于二级滑筒(19)，二级滑筒(19)另一端固定于传动连杆(20)。
3.根据权利要求1所述的温室顶膜及遮光保温层全启闭式卷铺装置，其特征在于减速齿轮箱(11)由输入轴(21)、中间传动轴(22)、箱体(25)、蜗轮(27)、齿轮、输出轴、小锥形齿轮(26)和大锥型齿轮(23)组成，输入轴(21)一端位于箱体(25)外一侧，另一端伸入箱体(25)内，且输入轴(21)中部固定于箱体(25)上，输入轴(21)另一端设有小锥形齿轮(26)；输出轴由输出轴a(30)和输出轴b(31)组成，并平行位于输入轴(21)上方的同一平面内，输出轴一端位于箱体(25)内，另一端伸出箱体(25)外；输出轴a(30)上设有齿轮b(29)，输出轴b(31)上设有齿轮a(28)和蜗轮(27)，且齿轮b(29)与齿轮a(28)啮合；中间传动轴(22)的位置与输入轴(21)相垂直，并位于同一平面内，中间传动轴(22)两端分别固定于箱体(25)上，中间传动轴(22)上设有大锥形齿轮(23)和蜗杆结构(24)，且大锥型齿轮(23)与小锥形齿轮(26)啮合，蜗杆结构(24)与蜗轮(27)啮合。
4.根据权利要求1所述的温室顶膜及遮光保温层全启闭式卷铺装置，其特征在于上垂直换向齿轮盒(8)与下垂直换向齿轮盒(14)的结构相同，由箱体(36)、输入轴(32)、锥型小齿轮和输出轴(34)组成，其中，输入轴(32)一端位于箱体(36)一侧，另一端固定于箱体(36)内，输出轴(34)一端位于箱体(36)内，另一端伸出箱体(36)外，且输入轴(32)与输出轴(34)相垂直，输入轴(32)上设有锥型小齿轮(33)，输出轴(34)上设有锥型小齿轮(35)，锥型小齿轮(33)和锥型小齿轮(35)啮合。
5.根据权利要求1所述的温室顶膜及遮光保温层全启闭式卷铺装置，其特征在于安装底板(12)上设有电机(10)，电机(10)连接减速齿轮箱(11)。
全文摘要
本发明属于农业工程技术领域，具体涉及一种温室顶膜及遮光保温层全启闭式卷铺装置。由电机、减速齿轮箱、垂直换向齿轮盒、摇臂杆、万向节和卷膜杆组成。摇臂杆一端通过上万向节连接上齿轮盒，另一端通过下万向节连接下齿轮盒；上齿轮盒连接卷膜杆，下齿轮盒连接减速箱输出端；温室覆盖物覆盖于温室拱顶上，其一侧固定于温室吊膜杆上，另一侧绕于卷膜杆外，并能随着卷膜杆的卷动而移动。本发明对温室结构要求降低，保证系统的安全性；占地面积小；可以适应顶膜、遮光保温层的卷铺，完全替代了传统温室的天窗、遮阳网等多种设施，简化温室结构和控制要求，降低温室建造成本；采用低阻力双侧伸缩摇臂和双万向节过渡结构，实现温室顶膜、遮光保温层可以完全平稳启闭，增强温室管理的灵活性。
文档编号E06B9/56GK1973608SQ20061014766
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月21日 优先权日2006年12月21日
发明者朱洪光, 徐立鸿, 吴启迪, 陈杰, 司慧萍, 吴军辉, 林开颜, 张青松, 蔡康香 申请人:同济大学