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日光温室卷帘机主要用于温室外保温材料的展开和收拢作业,具有补光、保温作用,在减轻菜农劳动强度及提高产量和效益等方面发挥了巨大的作用,已成为日光温室重要的农业机械。传统的卷帘机在使用过程中存在诸多问题,如卷放过程中,中间保温覆盖材料无法被同步卷放,出现接缝;由于卷帘轴的翘曲变形,经常出现跑偏褶皱现象;负荷设计不合理出现安全隐患等。研发带有自动接缝装置的自动日光温室卷帘机,具有重要的经济意义和实际应用价值。 本文在河北省现代农业产业技术体系蔬菜产业创新团队“设施结构和装备优化与创新”课题的资助下,针对传统日光温室卷帘机设计中的缺陷,设计了带有自动接缝装置的日光温室卷帘机,实现了自动和遥控等操作。本文的具体研究内容如下: (1)本文利用日光温室建筑设计的合理轴线公式,根据河北农业大学试验农场第三分厂日光温室大棚的实际尺寸,建立了试验大棚的三维数字化模型,为有限元分析与优化设计做出铺垫。 (2)针对日光温室大棚存在中间保温覆盖材料无法被同步卷放或跑偏褶皱等缺陷,设计了一种用于日光温室中间覆盖材料自动卷放的自动接缝装置,卷帘轴与自动接缝装置能够同步运行。具有可折叠性,能够随着卷帘机的升降轻松的打开和收起。运行时装置顶端始终与大棚表面保持一定的夹角,能够避免与大棚表面的碰撞。 (3)针对卷帘轴在执行卷帘作业时中间低两边翘的翘曲变形和卷帘轴左右端部的卷帘处有部分卷帘轴折断的问题,在日光温室大棚三维模型的基础上,对卷帘轴的运动和受力情况进行了拟合与计算,并对卷帘轴进行了有限元分析。找到了卷帘轴的运行规律,对卷帘轴的尺寸、质量、位移作出了优化设计,通过验证得出了合理的优化设计结果。 (4)针对日光温室卷帘机控制方面设计不够完善的情况,设计了卷帘机控制方案。该方案具有手动、遥控和手机远程控制三种方式,能够很好的控制卷帘机的卷帘作业,方便控制应用。 (5)利用本文设计的卷帘机自动接缝装置和卷帘机控制方案,对设计的装置和控制方案进行了现场试验。实验表明,自动接缝装置运行良好,装置收放自如,很好的解决了日光温室中间覆盖材料不能够被卷放的难题。卷帘机控制系统运行可靠、稳定性高、具有一定的实用性和方便性。并对自动接缝装置进行了推广,运行试验表明,该卷帘机接缝装置及控制方案能够满足不同地域不同大棚的卷帘需求,具有应用和推广价值。