一種溫室大棚推拉式放風機構設計

張亞新，郭愛民

（1.赤峰學院 建筑與機械工程學院，內蒙古 赤峰 024000；2.八里罕子蒙中學，內蒙古 赤峰 024231）

日光溫室大棚又稱暖房.能透光、保溫或加溫，在不適宜植物生長的季節，能提供生育期和增加產量，多用于低溫季節喜溫蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等，現在北方農村比較普及的溫室大棚是典型的日光溫室（如圖1所示）[1]，即前坡面夜間用草簾覆蓋，東、西、北三面為圍護墻體的單坡面塑料溫室，其中前屋面是溫室的全部采光面，白天采光時段前屋面只覆蓋塑料膜采光，當室外光照減弱時，及時用活動草簾覆蓋塑料膜，以加強溫室的保溫[2].

圖1 日光溫室大棚

在溫室大棚種植過程中，若大棚內溫度超過植物生長的最佳溫度時，則可以掀開頂部塑料覆蓋膜降低溫度.近年來這種日光溫室大棚得到了飛速發展，但是在溫室大棚推廣過程中也遇到了一些問題，其中放風機構就是主要問題之一，雖然已經有了先進的智能溫室，但這種生產成本太高，前期投入太大的溫室并不適合于北方干寒地區廣大農村地區以家庭為單位的生產形式[2]，因此設計了一種簡易的、經濟的、易于實現自動控制的電動推拉式放風裝置.

1 總體設計

為了實現溫室大棚通過放風的方式均勻的降低溫室內部溫度，達到溫室植物生長的最佳溫度.因此，溫室大棚放風機構的設計目標是：通過對溫室覆蓋膜的推拉，實現溫室放風口的可控性，并且易于實現自動控制.

根據以上的要求和目標，溫室大棚推拉式放風口的驅動機構一端與電動伸縮桿相連，另一端與放風口骨架相連；放風口塑料膜的一邊剪裁成與放風骨架形狀一致并蒙蓋固定在放風骨架上，另外三邊與溫室大棚覆蓋塑料膜密封連接，同時將兩膜重合的部分進行粘合.當電動伸縮桿接通電源時，伸縮桿帶動放風驅動機構將推力傳遞到放風骨架，放風骨架在推力的作用下產生變形同時帶動放風口塑料膜運動，實現放風口的快速開合，達到溫室大棚按要求降低溫度的目的.如圖2所示.

圖2 推拉式放風機構

為了使溫室大棚在放風降溫的過程中不產生較大的溫差，在溫室大棚頂端每間隔20米安裝一套該裝置，實現整個溫室大棚的同步降溫.

2 具體實施方式

溫室大棚推拉式放風機構包括：電動伸縮桿、放風驅動機構、放風口骨架和放風口塑料膜.具體實施方式如下所述.

如圖 2所示，電動伸縮桿（1）、放風口骨架（3）分別連接在放風驅動機構（2）的兩端.由于連接不需要傳遞過大的力和扭矩，只需采用簡單的鉸鏈連接.

圖3 放風驅動機構

在圖3所示的放風驅動機構，支撐底座（2-2）與支撐連接滑動軸承（2-1）共同構成了一個固定支點，傳力桿（2-3）與支撐連接滑動軸承（2-1），與支撐底座（2-2）共同組成了一個費力杠桿，用來傳遞電動伸縮桿（1）的推力傳遞到推動桿（2-4）上，動力移動距離約為阻力移動距離的十分之一，彌補了電動伸縮桿伸縮距離短的缺點，實現電動伸縮桿（1）對放風骨架（3）的長距離驅動.

在圖4所示的放風骨架圖中，將放風口骨架（3-1）固定在兩個骨架支撐桿（2-2）（2-3）一側的鐵環內，并且能在兩個骨架支撐桿（2-2）（2-3）的鐵環內按放風口骨架（3-1）軸線方向滑動.放風口骨架采用橫截面為圓形、塑性好的粗鋼絲制成直徑為30米，弦長為18米的圓弧.兩個骨架支撐桿（2-2）（2-3）安裝在溫室大棚覆蓋塑料膜的上頂邊緣端.

圖4 放風骨架

在圖5所示的實施例中，將放風口塑料膜（4）的一邊剪裁成與放風骨架（3-1）形狀一致并蒙蓋固定在放風骨架（3-1）上，另外三邊與溫室大棚覆蓋塑料膜（5）密封連接，同時將放風口塑料膜（4）和溫室大棚覆蓋塑料膜（5）重合的部分進行粘合.放風口塑料膜（4）采用膜厚為0.2毫米的聚乙烯普通膜，無色透明，使用壽命約為半年，與溫室大棚覆蓋塑料膜（5）使用的普通膜壽命一致，一起更換.放風骨架（3-1）在推動桿（2-4）的推動下產生塑性變形，同時帶動放風口塑料膜（4）的運動，實現放風口（6）的開合.實現對溫室大棚溫度的降溫控制.

圖5 放風口

3 結論

本實用新型的有益效果是，采用電動推拉桿為動力，放風骨架帶動覆蓋塑料膜運動實現放風口開合，結構簡單、造價低廉.通過在寧城縣大棚示范村的一個短棚上兩個月的試用，基本能達到設計要求，而且使用方便、省時省力、控制溫度理想，因此便于在農村種植戶中普及.

〔1〕畢玉革,麻碩士等.北方干寒地區日光溫室CO2預測模型建立與冬季試驗 [J].農業機械報,2010,12(6).

〔2〕張亞新,曹萬蒼.日光溫室大棚自動卷簾系統[J].中國農機化,2012,10(5).

〔3〕焦有宙,柴立龍，等.溫室3P3R機械臂系統動力學建模與分析[J].農業機械報,2012（5）.

〔4〕馬承偉,張曉蕙，等.地源熱泵溫室降溫系統的試驗研究與性能分析[J].農業工程學報,2008（12）.

〔5〕蘇德榮,陳勇，等.日光溫室柔性蓄水池設計研究[J].農業工程學報,2000（1）.

〔6〕宋占軍.五連拱溫室的結構計算[J].農業工程學報,1998（12）.