本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)溫室大棚自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于監(jiān)測(cè)溫室大棚卷被機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的裝置。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的農(nóng)作物種植模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求，而溫室大棚可以通過控制溫室內(nèi)的溫度、濕度、通風(fēng)、二氧化碳濃度以及土壤成分等因素來為農(nóng)作物提供最佳的生長環(huán)境，因其不受時(shí)間、空間和環(huán)境的限制，可以在任何環(huán)境下進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而得到了廣泛應(yīng)用。

溫室大棚主要有玻璃溫室、日光溫室和塑料大棚等幾種，其中塑料大棚因其重量輕、骨架用料少、結(jié)構(gòu)遮光率小、造價(jià)低、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)成為了現(xiàn)代溫室發(fā)展的主流。塑料溫室大棚的主體結(jié)構(gòu)主要是用熱浸鍍鋅鋼管制作，在其朝陽面覆蓋塑料薄膜，并在薄膜頂部覆蓋保溫被來實(shí)現(xiàn)，保溫被則通過卷被機(jī)實(shí)現(xiàn)在大棚薄膜上的卷放操作。

目前，卷被機(jī)的運(yùn)行基本都是靠人工開合閘來控制，當(dāng)保溫被達(dá)到合適位置后，關(guān)閉卷被機(jī)電源來停止卷放操作，一次卷被或放被的過程一般需要5~15分鐘，此過程需要操作人員嚴(yán)密注視草苫或棉被的位置，到達(dá)特定位置后立即關(guān)閉卷被機(jī)，以防止過卷或倒卷現(xiàn)象出現(xiàn)而造成機(jī)械故障或人身傷害的事故發(fā)生。

隨著智能科技的發(fā)展，卷被機(jī)的啟停也引進(jìn)了自動(dòng)控制的概念，例如中國專利ZL200720103231.0公開了一種卷簾機(jī)控制器，文中提到采用定時(shí)的方式進(jìn)行限位，即控制器存儲(chǔ)了卷被機(jī)從上到下和從下到上運(yùn)行所需要的時(shí)間，啟動(dòng)卷被機(jī)后開始計(jì)算時(shí)間，到時(shí)間后自動(dòng)關(guān)閉卷被機(jī)；此種采用時(shí)間限位的方法只能對(duì)卷被機(jī)的運(yùn)行總時(shí)間進(jìn)行限定，不能判斷卷被機(jī)在運(yùn)行過程中是否發(fā)生堵轉(zhuǎn)等故障，比如在卷被過程中出現(xiàn)堵塞卷被機(jī)無法正常運(yùn)行，而控制器由于無法監(jiān)測(cè)到故障發(fā)生，當(dāng)存儲(chǔ)的時(shí)間到達(dá)時(shí)仍會(huì)控制卷被機(jī)停止，不僅無法滿足卷放被的要求，而且還容易造成卷被機(jī)故障。再例如，還有在大棚的上、下極限位置安裝限位開關(guān)或光電開關(guān)進(jìn)行限位的方法，此方法存在安裝不便、傳感器維護(hù)困難的缺點(diǎn)，且此種方式只能監(jiān)測(cè)限位開關(guān)或者光電開關(guān)所在位置的保溫被狀態(tài)，而無法了解卷被機(jī)整個(gè)運(yùn)行過程中保溫被以及相關(guān)設(shè)備的工作狀態(tài)，因此也無法保障保溫被卷放操作的順利進(jìn)行以及卷被機(jī)的安全運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用于溫室大棚中的監(jiān)測(cè)裝置，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)溫室大棚卷被機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)以及保溫被卷起或放下過程中各相關(guān)設(shè)備所處的工作狀態(tài)等信息，為保溫被的順利卷放以及卷被機(jī)的安全運(yùn)行提供保障。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下。

一種溫室大棚卷被機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，所述卷被機(jī)通過支撐裝置設(shè)置在大棚的正上方或者側(cè)上方，卷被機(jī)的輸出軸與保溫被底端固定連接；所述支撐裝置的底端鉸接在大棚前方的地面上，卷被機(jī)固定設(shè)置在支撐裝置另一端；所述支撐裝置上還設(shè)置有用于監(jiān)測(cè)支撐裝置相對(duì)大棚主體位置狀態(tài)變化的傳感器；所述傳感器包括三軸加速度檢測(cè)電路、控制電路、存儲(chǔ)電路以及電源調(diào)理電路，三軸加速度檢測(cè)電路的輸出端連接控制電路的輸入端，控制電路的輸出端和存儲(chǔ)電路連接，電源調(diào)理電路分別與三軸加速度檢測(cè)電路和控制電路的電源端連接；所述三軸加速度檢測(cè)電路實(shí)時(shí)測(cè)量卷被機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中傳感器所處位置在x、y、z軸上的加速度分量；控制電路接收并處理三軸加速度檢測(cè)電路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，計(jì)算獲得立桿或支撐桿的傾角，并確定保溫被底端位置；存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)卷被機(jī)上行和下行運(yùn)行過程中的x、y、z軸數(shù)據(jù)以及一次上行和下行所需要的總時(shí)間。

上述一種溫室大棚卷被機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，所述傳感器還包括通訊電路，通訊電路的輸入端連接控制電路的輸出端。

上述一種溫室大棚卷被機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，所述傳感器還包括與控制電路輸出端連接的報(bào)警電路。

上述一種溫室大棚卷被機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，所述傳感器還包括與控制電路輸出端連接的卷被機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。

由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型所取得技術(shù)進(jìn)步如下。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，使用過程中能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)溫室大棚卷被機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，包括保溫被卷起或放下的任意位置以及卷被機(jī)運(yùn)行過程中是否發(fā)生堵轉(zhuǎn)、卷被機(jī)支撐裝置是否發(fā)生傾斜等工作狀態(tài)；當(dāng)保溫被到達(dá)指定位置或者卷被機(jī)及相關(guān)部件出現(xiàn)故障時(shí)，本實(shí)用新型會(huì)發(fā)出報(bào)警提示操作人員立即關(guān)閉卷被機(jī)電源，還可以配合卷被機(jī)驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)卷被機(jī)的自動(dòng)化控制，大大提高了工作效率。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型應(yīng)用于溫室大棚后保溫被覆蓋大棚時(shí)的狀態(tài)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型應(yīng)用于溫室大棚后保溫被卷起后的狀態(tài)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為本實(shí)用新型主電路的電路原理圖；

圖5為本實(shí)用新型所述電源調(diào)理電路的電路圖。

其中：1.大棚主體，2.保溫被，3.立桿，4.支撐桿，5.卷被機(jī)，6.傳感器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本實(shí)用新型提出的一種溫室大棚卷被機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，包括傳感器6和卷被機(jī)支撐裝置，卷被機(jī)5通過支撐裝置設(shè)置在大棚主體1上方，傳感器設(shè)置在支撐裝置上，傳感器用于檢測(cè)支撐裝置相對(duì)大棚主體的位置狀態(tài)變化，從而來實(shí)現(xiàn)對(duì)卷被機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

實(shí)施例1

本實(shí)施例中，支撐裝置包括立桿3和支撐桿4，立桿的底端鉸接在大棚前方的地面上，立桿的頂端和支撐桿的頂端鉸接，卷被機(jī)固定在支撐桿末端，卷被機(jī)的輸出軸與保溫被底端固定連接，通過控制卷被機(jī)的開啟，來實(shí)現(xiàn)卷被機(jī)帶動(dòng)保溫被卷起或打開。

傳感器安裝在支撐桿的下半部分，當(dāng)卷被機(jī)運(yùn)行時(shí)，支撐桿相對(duì)于大棚主體位置發(fā)生變化，也即支撐桿與地面之間的夾角發(fā)生變化，同時(shí)位于支撐桿上的傳感器相對(duì)于大棚主體的位置也發(fā)生了相應(yīng)變化，因此傳感器可實(shí)時(shí)獲取其自身在x、y、z三軸方向上的分量，從而計(jì)算出支撐桿與地面之間的夾角，進(jìn)而得到卷被機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)以及所走行程。

具體地，傳感器包括三軸加速度檢測(cè)電路、控制電路、存儲(chǔ)電路、卷被機(jī)驅(qū)動(dòng)電路以及電源調(diào)理電路，三軸加速度檢測(cè)電路的輸出端連接控制電路的輸入端，控制電路的輸出端分別與卷被機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和存儲(chǔ)電路連接，電源調(diào)理電路分別與三軸加速度檢測(cè)電路和控制電路的電源端連接。

電源調(diào)理電路用于為各個(gè)電路直接或間接提供工作電源，其原理圖如圖5所示，包括主芯片V1和電容C1、C2、E1、E2。

三軸加速度檢測(cè)電路用于實(shí)時(shí)測(cè)量卷被機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中傳感器所處位置在x、y、z三個(gè)方向上的加速度分量，并將監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)傳輸給控制電路。本實(shí)施例中，三軸加速度檢測(cè)電路的電路圖如圖4所示，主要包括芯片U3和電阻R1、R2、R3以及電容C4。

控制電路用于接收并處理三軸加速度檢測(cè)電路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，計(jì)算獲得支撐桿的傾角，并確定保溫被底端位置；當(dāng)然，控制電路還能夠通過數(shù)據(jù)變化的規(guī)律，并結(jié)合預(yù)設(shè)值來來判斷卷被機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)是否正常，例如速度是否在設(shè)定值范圍內(nèi)、運(yùn)行過程中是否有停頓等；也可以通過預(yù)先設(shè)定的卷被機(jī)極限位置坐標(biāo)，來判斷卷被機(jī)是否達(dá)到極限位置，防止卷被機(jī)過卷或過放現(xiàn)象發(fā)生；還可以通過計(jì)算來判斷支撐桿是否發(fā)生傾斜，結(jié)合傾斜角度預(yù)設(shè)值，來預(yù)防卷被機(jī)傾倒現(xiàn)象的發(fā)生。本實(shí)施例中，控制電路的電路圖如圖4所示，包括主芯片U1、晶振Y1、電阻R4以及電容C3、C5、C7。

卷被機(jī)驅(qū)動(dòng)電路用于在控制電路的驅(qū)動(dòng)下控制卷被機(jī)的啟停。

存儲(chǔ)電路用于存儲(chǔ)卷被機(jī)上行和下行運(yùn)行過程中的x、y、z軸數(shù)據(jù)以及一次上行和下行所需要的總時(shí)間。在本實(shí)用新型連接其他設(shè)備時(shí)，可在控制電路的指令下傳輸給其他設(shè)備共享。本實(shí)施例中，存儲(chǔ)電路的電路圖如圖4所示，主要包括芯片U4和電阻R11、R12。

本實(shí)用新型的工作原理為：在控制電路設(shè)定卷被工作時(shí)間到達(dá)時(shí)，控制電路控制卷被機(jī)動(dòng)作開始卷被，卷被機(jī)至下而上運(yùn)行，圖1所示狀態(tài)即為保溫被覆蓋大棚主體時(shí)的狀態(tài)，也即未卷被作業(yè)前期狀態(tài)；當(dāng)控制電路判斷傳感器監(jiān)測(cè)的數(shù)值為卷被機(jī)到達(dá)頂點(diǎn)極限值時(shí)，如圖2所示狀態(tài)，即表明已經(jīng)完成整個(gè)卷被作業(yè)，控制電路控制卷被機(jī)停止運(yùn)行。

在卷被機(jī)運(yùn)行過程中，傳感器隨時(shí)監(jiān)測(cè)卷被機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)與設(shè)定值不符的監(jiān)測(cè)值出現(xiàn)，控制電路便可向卷被機(jī)驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出停止指令，進(jìn)一步控制卷被機(jī)停止運(yùn)行。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中，支撐裝置為鉸接在大棚主體一側(cè)的支撐桿，支撐桿的底端鉸接在地面上，卷被機(jī)固定連接在支撐桿的末端；也即，卷被機(jī)位于大棚主體的一側(cè)。

本實(shí)施例中的傳感器與實(shí)施例1中傳感器的區(qū)別在于：傳感器還包括通訊電路，通訊電路的輸入端連接控制電路的輸出端，通訊電路可以在控制電路的控制下將控制電路解析的數(shù)據(jù)傳輸給其他控制設(shè)備共享。本實(shí)施例中，通訊電路的電路圖如圖5所示，珠寶包括芯片U2和電阻R8、R9。

實(shí)施例3

本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于：傳感器還包括與控制電路輸出端連接的報(bào)警電路，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，報(bào)警電路在控制電路的控制下發(fā)出報(bào)警信息；例如：1）傳感器監(jiān)測(cè)到數(shù)值變化不規(guī)律，說明卷被機(jī)運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)卡滯等現(xiàn)象，控制電路便會(huì)控制報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警，防止異物掉落保溫被阻礙保溫被卷放動(dòng)作而引發(fā)卷被機(jī)故障或大棚卷放被作業(yè)無法正常進(jìn)行；2）傳感器監(jiān)測(cè)到卷被機(jī)運(yùn)行超越預(yù)定的極限位置坐標(biāo)，說明卷被機(jī)超越極限位置，控制電路便會(huì)控制報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警，來防止過卷或倒卷現(xiàn)象發(fā)生；3）傳感器監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)通過計(jì)算后，發(fā)現(xiàn)支撐桿發(fā)生了傾斜，且超出傾斜角度預(yù)設(shè)值，控制電路便會(huì)控制報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警，來預(yù)防卷被機(jī)傾倒現(xiàn)象的發(fā)生；等等。