專利名稱：全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚實現方法
技術領域：
本發明涉及全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚實現方法，用于種植各種水果、 蔬菜以及漁、牧業養殖等。
背景技術：
全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚將會是我國北方地區普遍使用的一種農作 物、動植物培育設施，它具有塑料大棚和加溫大棚的優點，可以在不加溫或少加溫的條件下 進行冬天生產，有著良好的經濟效益。目前傳統的日光溫室大棚主要由圍護墻體、后屋面和前屋面三部分組成，其中墻 體主要有土結構、磚石結構、復合結構，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，需用草簾等保溫物品覆蓋塑料膜，以加強溫室的保
ilm ο目前傳統的日光溫室大棚普遍存在的問題是前屋面采用人工或機械的辦法卷起 或鋪開保溫材料，卷起或鋪開保溫材料的辦法容易使保溫材料損壞，而且也使許多新型的 保溫材料無法應用于日光溫室大棚前屋面的保暖，卷起或鋪開保溫材料也浪費了大量的人 力物力，頻繁進出大棚溫室也會對于作業人員的身體健康造成很大危害，使那些經驗豐富 的農作物專家因為風濕、類風濕被折磨，導致晚年不能再進入大棚指導生產；傳統的日光溫 室大棚采光面被固定而且有遮擋，造成棚內作物不能充分利用陽光，也不利于最大限度提 升室溫，不利于棚內作物生長；而且傳統的日光溫室大棚不具有自動除雪能力，抵御災害天 氣的能力較差，傳統的日光溫室大棚為長方形，進行自動化控制和自動化作業的難度大，成 本高；目前日光溫室大棚建設成本高，移動困難及重復利用率低。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種能夠自動控制的全天候、全自動多層控溫圓 形溫室大棚的設計及制作方法。目的是這樣實現的由支撐柱1、第i+Ι層轉動裝置2、第i 層轉動裝置3、第1層轉動裝置4、水平工作臂5、垂直工作臂6、層級軌道7、移動裝置8、驅 動裝置9、門10、骨架11、透光膜12、保溫填充材料13、掃雪臂14、掃雪器15、第0層采光層 16、第0層保溫層17、第i層保溫層18、第i+Ι層保溫層19所組成。下面按照系統工作流 程對各功能模塊進行說明。其中，本發明通過自動控制，使大棚采光面始終對準太陽，保溫層始終背對太陽的 方式最大限度提升棚內溫度，利用非卷簾式保溫可以利用新型保溫材料的優勢，來提高保 溫效果，通過圓形大棚有利于自動化控制移動、旋轉的幾何優勢，提高自動控制的水平，減 輕勞動強度，節省人力資源。通過增加自動除雪設施提高抵御惡劣天氣的能力。所述中心支撐柱1底部嵌入地下，頂部與第i+Ι層轉動裝置2、第i層轉動裝置3、 第1層轉動裝置4、第0層采光層16、第0層保溫層17、第i層保溫層18、第i+Ι層保溫層 19及掃雪臂14裝置相連接。
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所述采光層由骨架11、透光膜12構成。每根骨架一端與中心支撐柱連接，另一端 固定在移動裝置8上，全部相鄰兩根骨架的夾角相同。骨架之上附以透光膜12的棚面。可 以在第0層采光層16光線難以射入的骨架上裝置保溫填充材料13，使這部分區域起到保溫 層的作用，這樣可以保證控制一定溫度。所述第0層保溫層17、第i層保溫層18、第i+Ι層保溫層19均是由骨架11和保 溫填充材料13棚面構成，保溫層分為多層，每一層保溫層的表面積是第0層采光層16面積 的一部分，每層保溫層邊緣都有防風簾，起到保溫防風作用。每根骨架一端與中心支撐柱連 接，另一端固定有移動裝置8，可以在層級軌道7上移動，每層保溫層均可圍繞中心支撐柱 轉動。當有日光照射時，控制系統會自動把有太陽光入射部位的保溫層棚面移開，使其與其 他部位的保溫層重合并停留在此時此刻陽光照射不到的位置，從而減少散熱面并最大限度 地控溫減少熱量流失。隨著太陽光的移動，控制系統不停地調整保溫層所在的位置，從而使 陽光能夠充分的射入溫棚內。當夜晚來臨時或者不需要光線的時候，把各保溫層展開閉合 在第0層采光層16上，起到保溫的作用。所述與保溫層相接觸的層級軌道7，分布呈外高內低的階梯形狀，最外層地面最 高，最內層地面最低，從而使得風、雨、雪等經過多層阻擋，不會輕易進入棚內。所述除雪裝置斜挎在第i+Ι層保溫層19上，一端通過與中心支撐柱連接，另一端 裝有移動裝置，可以在層級軌道7上滑動和移動，除雪裝置上同時裝有掃雪臂14、掃雪器 15。所述大棚中心支撐柱1上有一根水平工作臂5和垂直工作臂6，水平工作臂5離地 表距離(0. l_3)m，該臂可用于灌溉、照明、取暖或安裝各種作業工具。所述頂棚棚面的透光膜12由塑料、陽光板等各式透明材料制成，其厚度可以為 (0. 1-100) cm,優選 0. Icm 塑料；。所述頂棚面的保溫填充材料13由珍珠巖、XPS擠塑聚苯乙烯隔熱保溫板等各式保 溫材料制成，厚度可以為(1-100) cm，優先選約10cm。與現有技術相比，本發明的優點在于由于這種全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚設計特點，根據太陽位置不斷地 調節保溫層所在的位置，可以使采光面透光膜12始終正對著太陽，有利于提高棚內的溫 度，也使作物受陽光的照射更均勻，促進農作物、動物的生長；由于不用對保溫填充材料13 進行卷起和鋪開動作，可以運用各種新型保溫材料，并且能有效延長保溫材料的使用壽命， 自動除雪裝置提升了抵抗惡劣天氣的能力，由于圓形適合于自動化控制，通過自動控制可 以降低勞動強度，節約人力資源，保護作業人員身心健康，該發明可方便簡單組裝完成，縮 短了建設時間，提高了效率，降低了溫棚投入成本。
以下結合附圖和實施對本發明作進一步詳細描述。


圖1是本發明總體設計正視2是本發明總體設計俯視圖參見
圖1到圖2，本發明由支撐柱1、第i+Ι層轉動裝置2、第i層轉動裝置3、第1 層轉動裝置4、水平工作臂5、垂直工作臂6、層級軌道7、移動裝置8、驅動裝置9、門10、骨架11、透光膜12、保溫填充材料13、掃雪臂14、掃雪器15、第0層采光層16、第0層保溫層17、 第i層保溫層18、第i+Ι層保溫層19所組成。其中，中心支撐柱1底部嵌入地下，頂部與第 i+1層轉動裝置2、第i層轉動裝置3、第1層轉動裝置4、第0層采光層16、第0層保溫層 17、第i層保溫層18、第i+Ι層保溫層19及掃雪臂14裝置相連接。采光層由骨架11、透光 膜12構成。每根骨架一端與中心支撐柱連接，另一端固定在移動裝置8上，全部相鄰兩根 骨架的夾角相同。骨架之上附以透光膜12的棚面，可以在第0層采光層16光線難以射入 的骨架上裝置保溫填充材料13，使這部分起到保溫層的作用，這樣可以保證控制一定溫度。 第0層保溫層17、第i層保溫層18、第i+Ι層保溫層19均是由骨架11和保溫填充材料13 棚面構成，保溫層分為多層，每一層保溫層的表面積是第0層采光層16面積的一部分，每層 保溫層邊緣都有防風簾，起到保溫防風作用。每根骨架一端與中心支撐柱連接，另一端固定 有移動裝置8，可以在層級軌道7上移動，每層保溫層均可圍繞中心支撐柱轉動。當有日光 照射時，控制系統會自動把有太陽光入射部位的保溫層棚面移開，使其與其他部位的保溫 層重合并停留在此時此刻陽光照射不到的位置。隨著太陽光的移動，控制系統不停地調整 保溫層所在的位置，從而使陽光能夠充分的射入溫棚內。當夜晚來臨時或者不需要光線的 時候，把各保溫層展開閉合在第0層采光層16上，起到保溫的作用。本發明簡要工作原理全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚設計特點，根據太陽 光位置不斷地依靠自動控制系統自動地調節保溫層所在的位置，可以使采光面透光膜12 始終正對著太陽，有利于提高棚內的溫度，也使作物受陽光的照射更均勻，促進農作物、動 物的生長；由于不用對保溫填充材料13進行卷起和鋪開動作，可以運用各種新型保溫材 料，并且能有效延長保溫材料的使用壽命，自動除雪裝置提升了抵抗惡劣天氣的能力，由于 圓形適合于自動化控制，通過自動控制可以降低勞動強度，節約人力資源，保護作業人員身 心健康，該發明可方便簡單組裝完成，縮短了建設時間，提高了效率，降低了溫棚投入成本。
具體實施例方式本發明安裝結構如下將本發明附
圖1、附圖2中的全天候、全自動多層控溫圓形 溫室大棚安裝在一塊長χ寬為33mX20m的大地上。其中包括支撐柱1、第i+Ι層轉動裝 置2、第i層轉動裝置3、第1層轉動裝置4、水平工作臂5、垂直工作臂6、層級軌道7、移動 裝置8、驅動裝置9、門10、骨架11、透光膜12、保溫填充材料13、掃雪臂14、掃雪器15、第0 層采光層16、第0層保溫層17、第i層保溫層18、第i+Ι層保溫層19，組裝成本發明。
權利要求
全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚實現方法，其特征是由支撐柱(1)、第i+1層轉動裝置(2)、第i層轉動裝置(3)、第1層轉動裝置(4)、水平工作臂(5)、垂直工作臂(6)、層級軌道(7)、移動裝置(8)、驅動裝置(9)、門(10)、骨架(11)、透光膜(12)、保溫填充材料(13)、掃雪臂(14)、掃雪器(15)、第0層采光層(16)、第0層保溫層(17)、第i層保溫層(18)、第i+1層保溫層(19)所組成。
2.根據權利要求1所述的全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚實現方法，其特征是 所述支撐柱底部嵌入地下，中心有特殊管道，上部還與各層大棚轉動裝置相連接。
3.根據權利要求1至2所述的全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚實現方法，其特 征是所述頂棚由骨架、轉動軸、棚面、層級軌道所構成，分為多層骨架結構，最內層的部分 棚面由透光膜組成，可使陽光照射進大棚，另外部分表面積由保溫填充材料構成，其余各層 由保溫填充材料構成，其余各層面積與最內層保溫材料所在面積之和須保證覆蓋住整個大 棚，各層的面積及各層之間的距離為根據用戶計劃大棚總體面積來計算。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚實現方 法，其特征是頂棚可圍繞中心支撐柱轉動，下方通過可轉動、移動或滾動裝置與地面連接， 這樣可以在白天陽光充足時將中間層和最外層旋轉到不影響棚內陽光照射的地方，以保證 全天候光照，夜晚沒有陽光照射時需要用保溫層將整個大棚全部覆蓋，減少散熱面最大限 度起到保溫效果。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚實現方 法，其特征是所述與頂棚的多層結構連接的多層軌道所在地面高度成階梯分布，最外層地 面最高，最內層地面最低，從而使得風、雨、雪等經過多層阻擋，不會輕易進入棚內。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚實現方 法，其特征是所述頂棚外側裝有一個掃除積留在大棚上的雨、雪、冰等的掃雪臂，一端通過 轉動裝置與支撐柱連接，另一端一直延伸到地面處，掃雪臂上裝有若干掃雪器。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚實現方 法，其特征是頂棚與支撐柱之間由轉動裝置連接，頂棚多層結構與地面通過移動裝置(如 多自由度輪子、滾珠等)及軌道連接。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚實現方 法，其特征是所述發明溫室大棚與計算機監控系統相連，可根據時間和溫度檢測自動控制 大棚棚面的位置，所述監控終端可以是單片機或工控機或計算機。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚實現 方法，其特征是所述大棚內部支撐柱上有一根垂直于支撐柱的水平工作臂，離地表距離 0. lm-3m，該臂可用于灌溉、照明、取暖或安裝各種作業工具。
10.根據權利要求1至4中任一項所述的全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚實現方 法，其特征是所述頂棚棚面的透光膜選型為各式透明材料(如塑料、陽光板等)，其厚度可 以為(0. l-100)cm，優選0. Icm塑料；所述頂棚棚面的保溫填充材料用厚度可以為(1_100) cm，優選約IOcm的各式保溫材料(如珍珠巖、XPS擠塑聚苯乙烯隔熱保溫板等等)。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚實現 方法，其特征是所述大棚可用于各式種植及養殖等用途。
全文摘要
本發明公開一種全天候、全自動多層控溫圓形溫室大棚的實現方法。其特征是它由支撐柱、采光層、多層保溫層、骨架、驅動裝置、轉動裝置、移動裝置、水平工作臂、垂直工作臂、層級軌道、掃雪臂、掃雪器等構成。多層頂棚的底部通過移動裝置與地上的層級軌道連接，自動控制模塊通過移動裝置可根據時間和日照強度自由地控制大棚轉動。該大棚白天充分接受日光照射，夜晚多層頂棚全面保溫，從而使得棚內溫度穩定，保溫效果優良，大大提高農作物產出率，同時通過自動控制，減少人力成本、延長農民田埂工作壽命。
文檔編號A01G9/22GK101906889SQ200910143530
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月4日 優先權日2009年6月4日
發明者吳瓊, 康名彥, 黃海明 申請人:康名彥;黃海明;吳瓊