日光溫室卷簾機技術現狀分析

5 研究進展
5． 1 減速機構的開發
    現有的減速器一般為純齒輪結構，這種結構沒有自鎖性能。朱紀江將動力輸入軸的一端與動力裝置相連，另一端也傳出減速箱體，在此處加一電磁離合器，通過電磁離合器的通斷電控制輸入軸的轉動和制動，達到自鎖的目的。而渦輪蝸桿和圓柱直齒齒輪傳動相結合的結構因為自鎖性能良好而得到廣泛應用，但這種傳動形式由于齒輪傳動接觸點少，傳遞不穩定，承載力差，損壞率比較高。為克服上述傳動機構的不足，董春樓發明了具有兩個獨立箱體的傳動機構，每個箱體均獨立密封。第1 箱體采用蝸輪蝸桿傳動機構，第2 箱體則采用了斜齒圓柱齒輪結構，增大了齒輪間的嚙合面積，重合度大，傳動平穩，耐沖擊強，振動小，承載能力高，并可獲得緊湊的結構，延長了使用壽命，增大了傳動比。上述傳動機構采用了齒輪傳動方式，隨著日光溫室跨度和長度的不斷加大，卷簾需要的扭矩也不斷增大，對齒輪抗失效能力提出了更高的要求。目前，齒輪傳動大多都是機械剎車，安全性能差，為克服上述缺點，李金城發明了液壓卷簾機。卷簾機殼內設有一個密閉的液壓缸，液壓缸內設有攪龍式的螺旋柱塞，螺旋柱塞的兩端分別伸出卷簾機殼與卷簾軸連接，液壓缸與動力輸油裝置相連接。通過電機驅動油泵向液壓缸內輸油，驅動螺旋柱塞帶動卷簾軸轉動進行卷簾工作，通過電磁換向閥的調節控制，來控制螺旋柱塞的正反轉動，帶動卷簾軸進行卷簾和放簾。由于采用液壓傳動，輸出扭矩增大2 ～ 3 倍，工作時扭矩可達20 000N•m，具有故障率較低、噪音低和振動小等優點; 剎車時只需將電磁閥控制在非工作狀態，提高了安全性。
5． 2 安全保護裝置的開發
    卷簾機代替人工卷放簾節省了大量的勞動力。但其安全問題一直廣受關注，卷簾機吃人、傷人的事故不斷發生，有些地方還十分嚴重。尤其是后置卷繩上拉式卷簾機，由于存在大量的卷繩，卷繩很長且暴露在外，當工作時，卷繩處于繃緊狀態，拉扯力很大。對于卷鋪草簾的卷簾機，由于草簾是一塊一塊搭接而成，整體卷放性能差，造成卷簾過程中需要人巡視卷簾質量，不斷地根據卷繩的松緊調整卷繩的長度。雖然按照卷簾機的操作手冊要求，在調整卷繩的過程中應停機操作，但由于日光溫室具有一定的長度，停機并不方便，很多人就為了貪圖省事，在開機狀態下進行調整卷繩操作，很容易被卷簾繩夾住，造成人被絞入嚙合部位，非亡即傷，極度危險。為了解決此問題，安全保護器得到開發。安全保護器就是一個將卷繩和卷管嚙合處保護起來的安全套，將嚙合點包裹起來，該方法直接針對后置式卷簾機的危險點。另一種方法是安全拉繩，又稱拉繩開關，就是在卷簾機卷軸支架的距離卷軸下方35cm 處，設置安全繩，一般用鋼絲拉繩，操作者一旦碰到拉繩，卷簾機立刻斷電停機，避免事故的發生。
5． 3 遙控控制裝置的開發
    目前，農戶使用的卷簾機都是手動開關控制卷簾機的開啟，操作人員必須守在開關附近，以便出現問題及時關閉電源。卷簾質量不好，需要手動調整時，操作人員必須關閉電源，離開開關到需要調整的地方去。而溫室一般60 ～ 100m 不等，這就需要操作人員來回走動，既浪費了時間，又容易發生事故。為解決隨時不能停機的問題，董春樓等人發明了遙控裝置，實現對卷簾機開啟的遠程控制，使用遙控器發出啟動或停止的命令，控制箱接受信號后斷開或閉合卷簾機電源，達到控制卷簾機啟閉的目的。此外，由于增加了控制器，行程限位功能也逐步完善，在日光溫室屋脊處和前屋面處，設置位置傳感器，當草簾觸碰到行程開關時，卷簾機就會自動停機斷電，避免了卷簾機卷簾不到位或越位等問題的出現。
5． 4 智能型卷簾機的開發
    目前，卷簾機的研究主要集中在傳動裝置和安裝方式上，側重于卷簾機代替人工操作進行拉簾的功能，最新的安全遙控器也主要基于安全考慮。為了實現日光溫室卷簾的智能化，最大限度地發揮卷簾機對于溫室內光照、溫度和濕度環境的控制作用，讓卷簾機的開啟不再單純地依靠操作人員的經驗判斷，卷簾機卷閉簾的時間選擇和卷閉方式更加科學合理。張亞紅開發了基于日光溫室內溫度為決策參數的日光溫室卷簾機智能控制器，卷簾機可以通過預設的模型，根據溫室內的溫度變化，決定開啟關閉草簾的最佳時間，以實現溫室內小氣候的最佳優化。孫新江則提出了卷簾機遠程控制器，通過遠程網絡模塊，可以現場采集并遠程顯示日光溫室內的溫度和光照等信息，并通過遠程模塊發出開啟和關閉卷簾機的命令。為實現卷簾機的遠程非現場操作提出了新的技術解決方案。王風云設計了一種新的控制器。該控制器可以采集來自溫室內外的環境信息，并通過預設的邏輯控制模型，實現卷簾機的自動控制，不僅能發揮卷簾機保溫的功能，而且還可以根據溫室內的環境狀況決定卷閉簾的時間，為優化室內環境提供了可能。但基于作物環境需求的卷簾機控制模型的開發影響因素很多，目前的研究較少，仍需要加大研究開發力度。
5． 5 太陽能卷簾機的開發
    日光溫室普遍遠離村鎮，電力供應問題也制約了卷簾機的使用。為了解決電力供應問題，實現卷簾機的穩定運轉，楊德信發明了太陽能卷簾機。卷簾機使用直流電動機，電動機與電瓶連接，電瓶與太陽能電池板，利用太陽能發電實現了卷簾機的正常運轉，實現了卷簾機在可再生能源利用上的突破。

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