一种温室大棚推拉式放风机构设计

张亚新，郭爱民

（1.赤峰学院 建筑与机械工程学院，内蒙古 赤峰 024000；2.八里罕子蒙中学，内蒙古 赤峰 024231）

日光温室大棚又称暖房.能透光、保温或加温，在不适宜植物生长的季节，能提供生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等，现在北方农村比较普及的温室大棚是典型的日光温室（如图1所示）[1]，即前坡面夜间用草帘覆盖，东、西、北三面为围护墙体的单坡面塑料温室，其中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，及时用活动草帘覆盖塑料膜，以加强温室的保温[2].

图1 日光温室大棚

在温室大棚种植过程中，若大棚内温度超过植物生长的最佳温度时，则可以掀开顶部塑料覆盖膜降低温度.近年来这种日光温室大棚得到了飞速发展，但是在温室大棚推广过程中也遇到了一些问题，其中放风机构就是主要问题之一，虽然已经有了先进的智能温室，但这种生产成本太高，前期投入太大的温室并不适合于北方干寒地区广大农村地区以家庭为单位的生产形式[2]，因此设计了一种简易的、经济的、易于实现自动控制的电动推拉式放风装置.

1 总体设计

为了实现温室大棚通过放风的方式均匀的降低温室内部温度，达到温室植物生长的最佳温度.因此，温室大棚放风机构的设计目标是：通过对温室覆盖膜的推拉，实现温室放风口的可控性，并且易于实现自动控制.

根据以上的要求和目标，温室大棚推拉式放风口的驱动机构一端与电动伸缩杆相连，另一端与放风口骨架相连；放风口塑料膜的一边剪裁成与放风骨架形状一致并蒙盖固定在放风骨架上，另外三边与温室大棚覆盖塑料膜密封连接，同时将两膜重合的部分进行粘合.当电动伸缩杆接通电源时，伸缩杆带动放风驱动机构将推力传递到放风骨架，放风骨架在推力的作用下产生变形同时带动放风口塑料膜运动，实现放风口的快速开合，达到温室大棚按要求降低温度的目的.如图2所示.

图2 推拉式放风机构

为了使温室大棚在放风降温的过程中不产生较大的温差，在温室大棚顶端每间隔20米安装一套该装置，实现整个温室大棚的同步降温.

2 具体实施方式

温室大棚推拉式放风机构包括：电动伸缩杆、放风驱动机构、放风口骨架和放风口塑料膜.具体实施方式如下所述.

如图 2所示，电动伸缩杆（1）、放风口骨架（3）分别连接在放风驱动机构（2）的两端.由于连接不需要传递过大的力和扭矩，只需采用简单的铰链连接.

图3 放风驱动机构

在图3所示的放风驱动机构，支撑底座（2-2）与支撑连接滑动轴承（2-1）共同构成了一个固定支点，传力杆（2-3）与支撑连接滑动轴承（2-1），与支撑底座（2-2）共同组成了一个费力杠杆，用来传递电动伸缩杆（1）的推力传递到推动杆（2-4）上，动力移动距离约为阻力移动距离的十分之一，弥补了电动伸缩杆伸缩距离短的缺点，实现电动伸缩杆（1）对放风骨架（3）的长距离驱动.

在图4所示的放风骨架图中，将放风口骨架（3-1）固定在两个骨架支撑杆（2-2）（2-3）一侧的铁环内，并且能在两个骨架支撑杆（2-2）（2-3）的铁环内按放风口骨架（3-1）轴线方向滑动.放风口骨架采用横截面为圆形、塑性好的粗钢丝制成直径为30米，弦长为18米的圆弧.两个骨架支撑杆（2-2）（2-3）安装在温室大棚覆盖塑料膜的上顶边缘端.

图4 放风骨架

在图5所示的实施例中，将放风口塑料膜（4）的一边剪裁成与放风骨架（3-1）形状一致并蒙盖固定在放风骨架（3-1）上，另外三边与温室大棚覆盖塑料膜（5）密封连接，同时将放风口塑料膜（4）和温室大棚覆盖塑料膜（5）重合的部分进行粘合.放风口塑料膜（4）采用膜厚为0.2毫米的聚乙烯普通膜，无色透明，使用寿命约为半年，与温室大棚覆盖塑料膜（5）使用的普通膜寿命一致，一起更换.放风骨架（3-1）在推动杆（2-4）的推动下产生塑性变形，同时带动放风口塑料膜（4）的运动，实现放风口（6）的开合.实现对温室大棚温度的降温控制.

图5 放风口

3 结论

本实用新型的有益效果是，采用电动推拉杆为动力，放风骨架带动覆盖塑料膜运动实现放风口开合，结构简单、造价低廉.通过在宁城县大棚示范村的一个短棚上两个月的试用，基本能达到设计要求，而且使用方便、省时省力、控制温度理想，因此便于在农村种植户中普及.

〔1〕毕玉革,麻硕士等.北方干寒地区日光温室CO2预测模型建立与冬季试验 [J].农业机械报,2010,12(6).

〔2〕张亚新,曹万苍.日光温室大棚自动卷帘系统[J].中国农机化,2012,10(5).

〔3〕焦有宙,柴立龙，等.温室3P3R机械臂系统动力学建模与分析[J].农业机械报,2012（5）.

〔4〕马承伟,张晓蕙，等.地源热泵温室降温系统的试验研究与性能分析[J].农业工程学报,2008（12）.

〔5〕苏德荣,陈勇，等.日光温室柔性蓄水池设计研究[J].农业工程学报,2000（1）.

〔6〕宋占军.五连拱温室的结构计算[J].农业工程学报,1998（12）.