一种日光温室风力自动除雪设备与方法技术

本发明专利技术涉及一种日光温室风力自动除雪设备。前后两条角钢轨道由钢管架设在温室后坡，并沿温室后坡通长布置，角钢轨道左右两端分别设有限位开关；活动平板的底侧四角安装角钢轮后架设在两条角钢轨道上；承载平台架设在活动平板上方，通过左右驱动转轴与支杆铰接，左右支杆固定在活动平板上，对承载平台进行支撑，承载平台的后侧通过伸缩弹簧与活动平板连接，前侧搭在偏心轮上，偏心轮通过杆件连接至同步电机；风机则安装在承载平台上方，通过导线与电机相连。风机由活动平台带动在角钢轨道上往复运动的同时，同步电机带动偏心轮旋转，使得承载平台带动风机上下摆动，增大风力覆盖面积，达到除雪目的，对温室薄膜的损伤大大减小且除雪效率得到提高。

【技术实现步骤摘要】
一种日光温室风力自动除雪设备与方法
本专利技术属于日光温室除雪设备
，特别涉及一种日光温室风力自动除雪设备与方法。
技术介绍
日光温室是一种具有中国特色的一面坡温室型式，是我国北方地区越冬生产园艺产品的主要温室型式。日光温室近十年来发展十分迅猛，形成了一定的产业规模。日光温室的大量发展使我国北方城镇冬春季鲜菜供应状况有了很大改观，同时节约了大量煤炭资源，减轻了大气污染，缓解了“南菜北运”的运输压力，还提高了土地利用率。与玻璃温室比较，其还具有重量轻、安装拆卸方便等优点。由于我国北方冬季天气寒冷，温室大棚普遍存在着积雪压棚的情况。屋顶积雪一方面对温室的透光性和保温性造成很大的影响，导致大量能量浪费，影响植物生长；另一方面影响温室的总体刚度和强度，带来安全隐患。目前，针对温室除雪主要有4种常规方法：(1)机械刮板除雪。从除雪的作业过程来看，除雪机理、技术方法比较成熟，但在具体的工作过程中，往往受到设施表面状况、雪层厚度、气温高低等条件的限制，除雪过程还容易损伤温室膜体，从而使得其使用存在很多局限性。(2)化学融雪法。一般使用盐或冰雪融剂作为融雪剂，除雪效果较好。但是使用化学除雪费用较高，对环境和土壤也造成了一定的污染。因此这种方法的使用也受到了一定的限制。(3)光热除雪法。光热融雪法是在温室屋面下方布置几排光热管，通过热传递把温室屋面的雪除掉。这种方法能耗过大，而且费用较高，不利于普及。(4)人工除雪法。人工除雪是以大量的人力投入作为基础，通常是农民将温室屋面的积雪清扫并运输出去，让其自然融化；或者是农民手持风机进行吹雪、除雪工作。人工清雪劳动强度大，浪费时间，浪费人力物力。目前，限于技术、经济等多方面的原因，农民仍然大多采用人工除雪的方式，这样就极大的增加了他们的劳动强度，同时也不是一个很好的解决问题的策略。鉴于此，实际生产迫切需要一种技术和设备简单、价格低廉、运行稳定可靠的日光温室自动除雪设备与方法。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术提供了一种日光温室风力自动除雪设备与方法。资料显示，一般将雪粒子在风的作用下的运动划分成3类：蠕移、跃移和悬移，如图1所示。蠕移是当吹过雪源的风速接近临界风速时，积雪表面的雪粒子在雪面上迁回滚动并向前滑移，即雪粒子在风的作用下由稳定状态发生运动。跃移是雪粒子在雪面上边跳跃边向前移动的现象。雪粒子跳跃的高度一般在几厘米到几十厘米之间，而总体上跃移层的厚度主要取决于风速大小及雪粒子的粒径大小。悬移是当风速超过9m/s后，大量雪粒被涡旋群卷入气流中随风运行，在湍流扩散作用下，悬移的高度从数十厘米到10m，甚至高达100m左右。由于本专利技术的设计重点在于将正在下落的雪花吹离温室大棚表面，则风机吹雪过程中，雪的主要运动是悬移，次之为蠕移和跃移。一种日光温室风力自动除雪设备，该设备包括风机11、风机运动装置和控制系统；所述风机运动装置包括角钢轨道2、角钢轮3、活动平板6和承载平台9，前后两条平行的角钢轨道2由钢管4架设在温室后坡，位于保温被和卷帘机后方，并沿温室后坡通长布置；活动平板6的底侧四角安装角钢轮3，并通过角钢轮3架设在两条角钢轨道2上，承载平台9架设在活动平板6的上方，左右驱动转轴的一端分别连接在承载平台9的左右两侧，另一端分别与相应侧的支杆10的上端铰接，左右支杆10的下端分别固定在活动平板6上，对承载平台9进行支撑，承载平台9的后侧通过伸缩弹簧7与活动平板6连接，前侧搭在偏心轮8上，偏心轮8通过杆件连接至同步电机15；所述风机11安装在承载平台9上方；控制系统包括电机1、同步电机15和两个限位开关14，电机1安装在活动平板6下方，通过导线5与风机11相连；同步电机15设于活动平板6上，位于承载平台9下方；两个限位开关14分别设在角钢轨道2的左右两端。进一步地，该设备还包括与驱动转轴并排的一至多个从动转轴，所述一至多个从动转轴分布在驱动转轴两侧，其一端连接在承载平台9上，另一端连接在连杆10-1上，所述驱动转轴的另一端与连杆10-1连接后，与支杆10的上端铰接。所述风机11的出口连接一个扁平式风口12，所述扁平式风口12的后部套管与风机11的出口配合连接。所述扁平式风口12为渐变扁平型，出口处长500mm，高10mm。所述角钢轨道2采用等边镀锌角钢；所述角钢轮3为V型，表面喷涂橡胶材料防止空转打滑。所述活动平板6下方设有防风倒钩，防风倒钩平行于角钢轨道2，其下部的弯钩与角钢轨道2相配合但不接触，当有大风吹动活动平板6时，防风倒钩可以勾住角钢轨道2，避免大风将活动平板6掀翻。所述承载平台9上设有风机安装座13，三个风机安装座13形成三角形，后侧的一个风机安装座13与风机11的把手相匹配，前侧的两个风机安装座13与风机11的搁架尺寸相匹配；风机11通过与风机安装座13的铆接安装在承载平台9上。支撑角钢轨道2的钢管4间隔排列，使角钢轨道2水平布置，前后两根钢管4之间设有支撑以加强钢管4的稳定性。风机11的水平运动参数设计包括0.2m/s、0.5m/s、1.0m/s三个移动速度。所述角钢轨道2下方加设滑轨，电机导线5铺设在滑轨上，以使导线5能够跟随电机1移动。一种日光温室的屋面由直线段和曲线段组成，屋面总宽度L1＝8.00m；其界面函数关系符合式1：式1后坡仰角为42°，后坡宽度L2＝1.00～1.50m，屋面与后坡相接处为屋面最高点c，高度为3.50m，前侧角钢轨道2架设于后坡上，后侧角钢轨道2架设于后坡与后墙相接处，取人位于底脚进行人工扫雪的水平范围最大为x＝2.00m，则风力覆盖范围第一极限点坐标即为(2，1.618·20.371)，风力覆盖范围第二极限点坐标为屋面与后坡相接处，为(8，3.50)，可得：风机11的架设高度H＝4.61～4.81m；风机11的摆动角度θ＝44.6°～31.4°。所述风机11的摆动周期选定为12s，根据44.6°～31.4°算出摆动角速度的取值范围为5.2°/s～7.4°/s。上述日光温室自动除雪设备进行除雪的方法，风机11在角钢轨道2上的运动由电机1配以一个启动/停止按钮总开关和角钢轨道2两端的限位开关14进行控制，当按下启动/停止按钮后，电机1正转，活动平板6开始在角钢轨道2上正向运行，当活动平板6触碰角钢轨道2端部的限位开关14后电机1反转，带动活动平板6反向运动，从而实现风机11在角钢轨道2上的来回往复运动；同时，同步电机15带动杆件旋转，杆件端头连接的偏心轮8随之转动，由于偏心轮8的中心不在旋转点上，使得与偏心轮8接触的承载平台9前端在垂直方向上产生位移，整个承载平台即呈现绕驱动转轴的摆动运动，从而实现风机11的上下摆动，增大风力自动除雪的覆盖范围；再次按下启动/停止按钮后，设备停止运行。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术设计了全新的风力式自动除雪作业方式，较之传统的机械刮棚作业和人工手持风机除雪，该方式对温室薄膜的损伤大大减小且除雪效率得到提高；设计了自行走式风机底座，节约劳动力；通过预防落雪、吹走积雪两种方式从根源上预防了积雪压棚的问题。2、该设备采用了后坡轨道设计，充分利用了后墙面积，增大棚间路面的使用空间；本设备设计了可拆卸式扁平式风口，接口处设计为纽带连接或螺钉锚固，易于组装、拆卸，广泛适用多种风机机型；设计了新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种日光温室风力自动除雪设备，其特征在于，该设备包括风机(11)、风机运动装置和控制系统；所述风机运动装置包括角钢轨道(2)、角钢轮(3)、活动平板(6)和承载平台(9)，前后两条平行的角钢轨道(2)由钢管(4)架设在温室后坡，位于保温被和卷帘机后方，并沿温室后坡通长布置；活动平板(6)的底侧四角安装角钢轮(3)，并通过角钢轮(3)架设在两条角钢轨道(2)上，承载平台(9)架设在活动平板(6)的上方，左右驱动转轴的一端分别连接在承载平台(9)的左右两侧，另一端分别与相应侧的支杆(10)的上端铰接，左右支杆(10)的下端分别固定在活动平板(6)上，对承载平台(9)进行支撑，承载平台(9)的后侧通过伸缩弹簧(7)与活动平板(6)连接，前侧搭在偏心轮(8)上，偏心轮(8)通过杆件连接至同步电机(15)；所述风机(11)安装在承载平台(9)上方；控制系统包括电机(1)、同步电机(15)和两个限位开关(14)，电机(1)安装在活动平板(6)下方，通过导线(5)与风机(11)相连；同步电机(15)设于活动平板(6)上，位于承载平台(9)下方；两个限位开关(14)分别设在角钢轨道(2)的左右两端。

【技术特征摘要】
1.一种日光温室风力自动除雪设备，其特征在于，该设备包括风机(11)、风机运动装置和控制系统；所述风机运动装置包括角钢轨道(2)、角钢轮(3)、活动平板(6)和承载平台(9)，前后两条平行的角钢轨道(2)由钢管(4)架设在温室后坡，位于保温被和卷帘机后方，并沿温室后坡通长布置；活动平板(6)的底侧四角安装角钢轮(3)，并通过角钢轮(3)架设在两条角钢轨道(2)上，承载平台(9)架设在活动平板(6)的上方，左右驱动转轴的一端分别连接在承载平台(9)的左右两侧，另一端分别与相应侧的支杆(10)的上端铰接，左右支杆(10)的下端分别固定在活动平板(6)上，对承载平台(9)进行支撑，承载平台(9)的后侧通过伸缩弹簧(7)与活动平板(6)连接，前侧搭在偏心轮(8)上，偏心轮(8)通过杆件连接至同步电机(15)；所述风机(11)安装在承载平台(9)上方；控制系统包括电机(1)、同步电机(15)和两个限位开关(14)，电机(1)安装在活动平板(6)下方，通过导线(5)与风机(11)相连；同步电机(15)设于活动平板(6)上，位于承载平台(9)下方；两个限位开关(14)分别设在角钢轨道(2)的左右两端。2.根据权利要求1所述一种日光温室风力自动除雪设备，其特征在于，还包括与驱动转轴并排的一至多个从动转轴，所述一至多个从动转轴分布在驱动转轴两侧，其一端连接在承载平台(9)上，另一端连接在连杆(10-1)上，所述驱动转轴的另一端与连杆(10-1)连接后，与支杆(10)的上端铰接。3.根据权利要求1所述一种日光温室风力自动除雪设备，其特征在于，所述风机(11)的出口连接一个扁平式风口(12)，所述扁平式风口(12)的后部套管与风机(11)的出口配合连接。4.根据权利要求3所述一种日光温室风力自动除雪设备，其特征在于，所述扁平式风口(12)为渐变扁平型，出口处长500mm，高10mm。5.根据权利要求1所述一种日光温室风力自动除雪设备，其特征在于，所述角钢轨道(2)采用等边镀锌角钢；所述角钢轮(3)为V型，表面喷涂橡胶材料防止空转打滑。6.根据权利要求1所述一种日光温室风力自动除雪设备，其特征在于，所述活动平板(6)下方设有防风倒钩，防风倒钩平行于角钢轨道(2)，其下部的弯钩与角钢轨道(2)相配合但不接触，当有大风吹动活动平板(6)时，防风倒钩可以勾住角钢轨道(2)，避免大风将活动平板(6)掀翻。7.根据权利要求1所述一种日光温室风力自动除雪设备，其特征在于，所述承载平台(9)上设有风机安装座(13)，三个风机安装座(13)形成三角形，后侧的一个风机安装座(13)与风机(11)的把手相匹配，前侧的两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋卫堂，王海钥，李枫，金崟，黄世俊，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11