专利名称：全天候、全自动多层控温圆形温室大棚实现方法
技术领域：
本发明涉及全天候、全自动多层控温圆形温室大棚实现方法，用于种植各种水果、 蔬菜以及渔、牧业养殖等。
背景技术：
全天候、全自动多层控温圆形温室大棚将会是我国北方地区普遍使用的一种农作 物、动植物培育设施，它具有塑料大棚和加温大棚的优点，可以在不加温或少加温的条件下 进行冬天生产，有着良好的经济效益。目前传统的日光温室大棚主要由围护墙体、后屋面和前屋面三部分组成，其中墙 体主要有土结构、砖石结构、复合结构，前屋面是温室的全部采光面，白天采光时段前屋面 只覆盖塑料膜采光，当室外光照减弱时，需用草帘等保温物品覆盖塑料膜，以加强温室的保
ilm ο目前传统的日光温室大棚普遍存在的问题是前屋面采用人工或机械的办法卷起 或铺开保温材料，卷起或铺开保温材料的办法容易使保温材料损坏，而且也使许多新型的 保温材料无法应用于日光温室大棚前屋面的保暖，卷起或铺开保温材料也浪费了大量的人 力物力，频繁进出大棚温室也会对于作业人员的身体健康造成很大危害，使那些经验丰富 的农作物专家因为风湿、类风湿被折磨，导致晚年不能再进入大棚指导生产；传统的日光温 室大棚采光面被固定而且有遮挡，造成棚内作物不能充分利用阳光，也不利于最大限度提 升室温，不利于棚内作物生长；而且传统的日光温室大棚不具有自动除雪能力，抵御灾害天 气的能力较差，传统的日光温室大棚为长方形，进行自动化控制和自动化作业的难度大，成 本高；目前日光温室大棚建设成本高，移动困难及重复利用率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够自动控制的全天候、全自动多层控温圆 形温室大棚的设计及制作方法。目的是这样实现的由支撑柱1、第i+Ι层转动装置2、第i 层转动装置3、第1层转动装置4、水平工作臂5、垂直工作臂6、层级轨道7、移动装置8、驱 动装置9、门10、骨架11、透光膜12、保温填充材料13、扫雪臂14、扫雪器15、第0层采光层 16、第0层保温层17、第i层保温层18、第i+Ι层保温层19所组成。下面按照系统工作流 程对各功能模块进行说明。其中，本发明通过自动控制，使大棚采光面始终对准太阳，保温层始终背对太阳的 方式最大限度提升棚内温度，利用非卷帘式保温可以利用新型保温材料的优势，来提高保 温效果，通过圆形大棚有利于自动化控制移动、旋转的几何优势，提高自动控制的水平，减 轻劳动强度，节省人力资源。通过增加自动除雪设施提高抵御恶劣天气的能力。所述中心支撑柱1底部嵌入地下，顶部与第i+Ι层转动装置2、第i层转动装置3、 第1层转动装置4、第0层采光层16、第0层保温层17、第i层保温层18、第i+Ι层保温层 19及扫雪臂14装置相连接。
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所述采光层由骨架11、透光膜12构成。每根骨架一端与中心支撑柱连接，另一端 固定在移动装置8上，全部相邻两根骨架的夹角相同。骨架之上附以透光膜12的棚面。可 以在第0层采光层16光线难以射入的骨架上装置保温填充材料13，使这部分区域起到保温 层的作用，这样可以保证控制一定温度。所述第0层保温层17、第i层保温层18、第i+Ι层保温层19均是由骨架11和保 温填充材料13棚面构成，保温层分为多层，每一层保温层的表面积是第0层采光层16面积 的一部分，每层保温层边缘都有防风帘，起到保温防风作用。每根骨架一端与中心支撑柱连 接，另一端固定有移动装置8，可以在层级轨道7上移动，每层保温层均可围绕中心支撑柱 转动。当有日光照射时，控制系统会自动把有太阳光入射部位的保温层棚面移开，使其与其 他部位的保温层重合并停留在此时此刻阳光照射不到的位置，从而减少散热面并最大限度 地控温减少热量流失。随着太阳光的移动，控制系统不停地调整保温层所在的位置，从而使 阳光能够充分的射入温棚内。当夜晚来临时或者不需要光线的时候，把各保温层展开闭合 在第0层采光层16上，起到保温的作用。所述与保温层相接触的层级轨道7，分布呈外高内低的阶梯形状，最外层地面最 高，最内层地面最低，从而使得风、雨、雪等经过多层阻挡，不会轻易进入棚内。所述除雪装置斜挎在第i+Ι层保温层19上，一端通过与中心支撑柱连接，另一端 装有移动装置，可以在层级轨道7上滑动和移动，除雪装置上同时装有扫雪臂14、扫雪器 15。所述大棚中心支撑柱1上有一根水平工作臂5和垂直工作臂6，水平工作臂5离地 表距离(0. l_3)m，该臂可用于灌溉、照明、取暖或安装各种作业工具。所述顶棚棚面的透光膜12由塑料、阳光板等各式透明材料制成，其厚度可以为 (0. 1-100) cm,优选 0. Icm 塑料；。所述顶棚面的保温填充材料13由珍珠岩、XPS挤塑聚苯乙烯隔热保温板等各式保 温材料制成，厚度可以为(1-100) cm，优先选约10cm。与现有技术相比，本发明的优点在于由于这种全天候、全自动多层控温圆形温室大棚设计特点，根据太阳位置不断地 调节保温层所在的位置，可以使采光面透光膜12始终正对着太阳，有利于提高棚内的温 度，也使作物受阳光的照射更均勻，促进农作物、动物的生长；由于不用对保温填充材料13 进行卷起和铺开动作，可以运用各种新型保温材料，并且能有效延长保温材料的使用寿命， 自动除雪装置提升了抵抗恶劣天气的能力，由于圆形适合于自动化控制，通过自动控制可 以降低劳动强度，节约人力资源，保护作业人员身心健康，该发明可方便简单组装完成，缩 短了建设时间，提高了效率，降低了温棚投入成本。
以下结合附图和实施对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明总体设计正视2是本发明总体设计俯视图参见
图1到图2，本发明由支撑柱1、第i+Ι层转动装置2、第i层转动装置3、第1 层转动装置4、水平工作臂5、垂直工作臂6、层级轨道7、移动装置8、驱动装置9、门10、骨架11、透光膜12、保温填充材料13、扫雪臂14、扫雪器15、第0层采光层16、第0层保温层17、 第i层保温层18、第i+Ι层保温层19所组成。其中，中心支撑柱1底部嵌入地下，顶部与第 i+1层转动装置2、第i层转动装置3、第1层转动装置4、第0层采光层16、第0层保温层 17、第i层保温层18、第i+Ι层保温层19及扫雪臂14装置相连接。采光层由骨架11、透光 膜12构成。每根骨架一端与中心支撑柱连接，另一端固定在移动装置8上，全部相邻两根 骨架的夹角相同。骨架之上附以透光膜12的棚面，可以在第0层采光层16光线难以射入 的骨架上装置保温填充材料13，使这部分起到保温层的作用，这样可以保证控制一定温度。 第0层保温层17、第i层保温层18、第i+Ι层保温层19均是由骨架11和保温填充材料13 棚面构成，保温层分为多层，每一层保温层的表面积是第0层采光层16面积的一部分，每层 保温层边缘都有防风帘，起到保温防风作用。每根骨架一端与中心支撑柱连接，另一端固定 有移动装置8，可以在层级轨道7上移动，每层保温层均可围绕中心支撑柱转动。当有日光 照射时，控制系统会自动把有太阳光入射部位的保温层棚面移开，使其与其他部位的保温 层重合并停留在此时此刻阳光照射不到的位置。随着太阳光的移动，控制系统不停地调整 保温层所在的位置，从而使阳光能够充分的射入温棚内。当夜晚来临时或者不需要光线的 时候，把各保温层展开闭合在第0层采光层16上，起到保温的作用。本发明简要工作原理全天候、全自动多层控温圆形温室大棚设计特点，根据太阳 光位置不断地依靠自动控制系统自动地调节保温层所在的位置，可以使采光面透光膜12 始终正对着太阳，有利于提高棚内的温度，也使作物受阳光的照射更均勻，促进农作物、动 物的生长；由于不用对保温填充材料13进行卷起和铺开动作，可以运用各种新型保温材 料，并且能有效延长保温材料的使用寿命，自动除雪装置提升了抵抗恶劣天气的能力，由于 圆形适合于自动化控制，通过自动控制可以降低劳动强度，节约人力资源，保护作业人员身 心健康，该发明可方便简单组装完成，缩短了建设时间，提高了效率，降低了温棚投入成本。
具体实施例方式本发明安装结构如下将本发明附
图1、附图2中的全天候、全自动多层控温圆形 温室大棚安装在一块长χ宽为33mX20m的大地上。其中包括支撑柱1、第i+Ι层转动装 置2、第i层转动装置3、第1层转动装置4、水平工作臂5、垂直工作臂6、层级轨道7、移动 装置8、驱动装置9、门10、骨架11、透光膜12、保温填充材料13、扫雪臂14、扫雪器15、第0 层采光层16、第0层保温层17、第i层保温层18、第i+Ι层保温层19，组装成本发明。
权利要求
全天候、全自动多层控温圆形温室大棚实现方法，其特征是由支撑柱(1)、第i+1层转动装置(2)、第i层转动装置(3)、第1层转动装置(4)、水平工作臂(5)、垂直工作臂(6)、层级轨道(7)、移动装置(8)、驱动装置(9)、门(10)、骨架(11)、透光膜(12)、保温填充材料(13)、扫雪臂(14)、扫雪器(15)、第0层采光层(16)、第0层保温层(17)、第i层保温层(18)、第i+1层保温层(19)所组成。
2.根据权利要求1所述的全天候、全自动多层控温圆形温室大棚实现方法，其特征是 所述支撑柱底部嵌入地下，中心有特殊管道，上部还与各层大棚转动装置相连接。
3.根据权利要求1至2所述的全天候、全自动多层控温圆形温室大棚实现方法，其特 征是所述顶棚由骨架、转动轴、棚面、层级轨道所构成，分为多层骨架结构，最内层的部分 棚面由透光膜组成，可使阳光照射进大棚，另外部分表面积由保温填充材料构成，其余各层 由保温填充材料构成，其余各层面积与最内层保温材料所在面积之和须保证覆盖住整个大 棚，各层的面积及各层之间的距离为根据用户计划大棚总体面积来计算。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的全天候、全自动多层控温圆形温室大棚实现方 法，其特征是顶棚可围绕中心支撑柱转动，下方通过可转动、移动或滚动装置与地面连接， 这样可以在白天阳光充足时将中间层和最外层旋转到不影响棚内阳光照射的地方，以保证 全天候光照，夜晚没有阳光照射时需要用保温层将整个大棚全部覆盖，减少散热面最大限 度起到保温效果。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的全天候、全自动多层控温圆形温室大棚实现方 法，其特征是所述与顶棚的多层结构连接的多层轨道所在地面高度成阶梯分布，最外层地 面最高，最内层地面最低，从而使得风、雨、雪等经过多层阻挡，不会轻易进入棚内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的全天候、全自动多层控温圆形温室大棚实现方 法，其特征是所述顶棚外侧装有一个扫除积留在大棚上的雨、雪、冰等的扫雪臂，一端通过 转动装置与支撑柱连接，另一端一直延伸到地面处，扫雪臂上装有若干扫雪器。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的全天候、全自动多层控温圆形温室大棚实现方 法，其特征是顶棚与支撑柱之间由转动装置连接，顶棚多层结构与地面通过移动装置(如 多自由度轮子、滚珠等)及轨道连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的全天候、全自动多层控温圆形温室大棚实现方 法，其特征是所述发明温室大棚与计算机监控系统相连，可根据时间和温度检测自动控制 大棚棚面的位置，所述监控终端可以是单片机或工控机或计算机。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的全天候、全自动多层控温圆形温室大棚实现 方法，其特征是所述大棚内部支撑柱上有一根垂直于支撑柱的水平工作臂，离地表距离 0. lm-3m，该臂可用于灌溉、照明、取暖或安装各种作业工具。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的全天候、全自动多层控温圆形温室大棚实现方 法，其特征是所述顶棚棚面的透光膜选型为各式透明材料(如塑料、阳光板等)，其厚度可 以为(0. l-100)cm，优选0. Icm塑料；所述顶棚棚面的保温填充材料用厚度可以为(1_100) cm，优选约IOcm的各式保温材料(如珍珠岩、XPS挤塑聚苯乙烯隔热保温板等等)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的全天候、全自动多层控温圆形温室大棚实现 方法，其特征是所述大棚可用于各式种植及养殖等用途。
全文摘要
本发明公开一种全天候、全自动多层控温圆形温室大棚的实现方法。其特征是它由支撑柱、采光层、多层保温层、骨架、驱动装置、转动装置、移动装置、水平工作臂、垂直工作臂、层级轨道、扫雪臂、扫雪器等构成。多层顶棚的底部通过移动装置与地上的层级轨道连接，自动控制模块通过移动装置可根据时间和日照强度自由地控制大棚转动。该大棚白天充分接受日光照射，夜晚多层顶棚全面保温，从而使得棚内温度稳定，保温效果优良，大大提高农作物产出率，同时通过自动控制，减少人力成本、延长农民田埂工作寿命。
文档编号A01G9/22GK101906889SQ200910143530
公开日2010年12月8日 申请日期2009年6月4日 优先权日2009年6月4日
发明者吴琼, 康名彦, 黄海明 申请人:康名彦;黄海明;吴琼