拱棚卷簾系統的設計

高嘉駿

摘 要： 本設計給出了一種拱棚卷簾系統，包括拱棚和卷簾裝置，卷簾裝置包括牽引桿、雙軸卷繞電機、卷軸和卷簾，牽引桿包括相互鉸接的下桿和上桿，下桿的下端鉸接在拱棚的后方，上桿的前端與雙軸卷繞電機連接，雙軸卷繞電機左右兩側的兩個輸出端分別連接卷軸，卷簾設置在卷軸上，其特征是，在卷軸上設置有齒輪，從拱棚的前端到后端設置有與齒輪配合的齒條；在卷軸遠離雙軸卷繞電機的一端設置有法蘭盤；上桿和下桿為弧形桿。本設計可根據拱棚需要而隨意擴展且不會出現跑偏和纏繩問題。

關鍵詞： 卷簾；拱棚；卷繞電機

【中圖分類號】 TN 605 【文獻標識碼】 A【文章編號】 2236-1879（2017）20-0276-02

1 研制背景及意義

拱棚卷簾裝置是農業生產中常見的設備，卷簾裝置包括牽引桿、拉繩、雙軸卷繞電機、卷軸和卷簾，牽引桿帶動雙軸卷繞電機和卷軸運動，雙軸卷繞電機帶動卷軸旋轉從而將卷軸上的卷簾鋪設在拱棚上。但是，目前的拱棚卷簾裝置都是為拱棚量身定做的，如果需要擴建拱棚，則需要更換卷簾裝置，費用較大。而且，目前的拱棚在收放卷簾時經常出現纏繩和跑偏問題，正常情況下，拉繩在卷軸上呈纏繞式均勻排列，可是，在連續不斷地使用過程中，有的拉繩過緊，有的拉繩過松，結果便在卷軸上發生了纏繩的情況，拉繩一亂，必然影響草苫拉放質量，甚至出現“麻花”狀的拉放效果。而卷簾機屢屢跑偏，最主要的原因是農戶所覆蓋的棚面草苫厚薄不均，導致卷簾機上卷的草苫步調不一致，有的快，有的慢，進而出現跑偏。

2 主要功能和性能指標

本設計包括拱棚1和卷簾裝置，卷簾裝置包括牽引桿2、雙軸卷繞電機3、卷軸4和卷簾5，牽引桿2包括相互鉸接的下桿21和上桿22，下桿22的下端鉸接在拱棚1的后方，上桿21的前端與雙軸卷繞電機3連接，雙軸卷繞電機3左右兩側的兩個輸出端分別連接卷軸4，卷簾5設置在卷軸4上，在卷軸4上設置有齒輪6，從拱棚1的前端到后端設置有與齒輪6配合的齒條7，在齒條7下方設置有固定齒條7的底座10，底座10與拱棚的主體構架固定連接在一起。在卷簾5收放過程中，齒輪齒條作為輔助力實現卷軸的運動。為了防止齒輪6在運動時脫離齒條7，在齒條7的兩側設置有防護板，齒條7兩側的防護板形成一個凹槽，將齒輪6的下部包裹起來。因為在鋪設卷簾5時，卷簾5的厚度逐漸變小，角速度不變，線速度減小，因此，齒條7的齒間距從拱棚1的后端向拱棚1的前端逐漸變小。

為了實現卷簾裝置的擴展，在卷軸4遠離雙軸卷繞電機3的一端設置有法蘭盤8，擴展時，將外加的卷軸通過法蘭盤固定連接在現有的卷軸4上即可。為了防止卷簾在收放時牽引桿2與拱棚1發生碰撞，妨礙卷簾操作，如圖2中所示，上桿21和下桿22為弧形桿。

為了防止雨水侵蝕卷簾5，在拱棚1的后端設置有防護罩9，防護罩9的后端底部通過轉軸鉸接連接，可以實現轉動。防護罩9的前端開口且開口的上端為向上彎曲的弧形板91。防護罩9的后方設置有復位彈簧92。在卷簾5收回到拱棚1的后端時，卷簾5卷成的卷觸碰到弧形板91，推動弧形板91向后運動，卷簾5進入防護罩9后，防護罩9在復位彈簧92的作用下復位，將卷簾5遮蓋。本設計的優選實施例中，在拱棚1的后端設置有載物臺13（為了視圖清晰，圖1中未畫出載物臺13上的防護罩9），防護罩9和下桿22的下端設置在載物臺13上。載物臺13的高度可根據拱棚的結構而定，圖2中所示的僅為示意圖，并不代表實際載物臺13與拱棚的比例。

如圖2所示，齒條7的高度從拱棚1的后端向拱棚1的前端逐漸變小，且在拱棚1前端的底座10上設置有凹槽11，齒條7位于凹槽11內（圖2中凹槽11內未畫出齒條7）。這樣可以控制卷簾裝置的運動估計，同時，防止齒輪對拱棚面的壓損。當然，對于齒條的設置方式，還可以如圖1中所示，全部固定在拱棚1的表面。

為了對拱棚起到支撐作用，在拱棚1的齒條下方設置有立柱12。

本設計便于擴建的設計點在于，卷簾裝置和拱棚塑料膜101分成一個個獨立小單元，每個小單元包括一個齒輪齒條組、一截卷軸和一個卷簾。對于每個獨立的拱棚塑料膜101的安裝，本設計設計了如下結構：在底座10的兩側設置有用于固定拱棚塑料膜101的卡槽102，拱棚塑料膜101的兩個側邊分別卷繞在軟桿103上，卷繞多層，利用自鎖原理，固定住塑料膜，軟桿103固定在卡槽102內。軟桿103橫截面積是正方形，可以采用橡膠支撐，既能防止軟桿在卡槽內產生自轉，又能夠彎曲貼合大棚的弧度。為了保證軟桿103固定，在卡槽102的一側設置有封堵條104，封堵條104如圖3所示為L型，將軟桿103放入卡槽102后，將封堵條104的通過螺釘105固定在底座10上。

圖中：拱棚1、凹槽11、立柱12、載物臺13、牽引桿2、下桿21、上桿22、雙軸卷繞電機3、卷軸4、卷簾5、齒輪6、齒條7、法蘭盤8、防護罩9、弧形板91、復位彈簧92、底座10、拱棚塑料膜101、卡槽102、軟桿103、封堵條104、螺釘105。

3. 功能意義

通過在卷軸上設置法蘭盤，在拱棚擴建時，可以對接上卷軸，因此不需要重新定做卷簾裝置，大棚的塑料膜拼接操作簡單，不在塑料膜上打孔，利用自鎖原理，不會對塑料膜造成傷害，節省了大量成本。而且，配合齒輪齒條機構，可以防止卷簾機跑偏，而且，能夠給較長的卷軸提供卷繞能力，防止卷軸過長造成卷軸彎曲和因扭矩過大造成的損壞。防護罩的設計可以防止雨水侵蝕卷簾。載物臺給卷簾裝置提供支撐，使卷簾裝置處于較高位置，有利于卷簾操作。

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