中國(guó)日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
<p>第 33卷 增刊1 農(nóng) 業(yè) 工 程 學(xué) 報(bào) Vol.33 Supp.1 2017年 2月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Feb. 2017 1 中國(guó)日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)張國(guó)祥 1,3 ，傅澤田 1,2,3 ，張領(lǐng)先 2,4 ，嚴(yán) 謹(jǐn) 2 ，張 標(biāo) 1,3 ，李鑫星 2,3,4（1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，北京 100083；2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，北京 100083； 3. 食品質(zhì)量與安全北京實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；4. 農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)信息化標(biāo)準(zhǔn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083） 摘 要：自上世紀(jì) 90年代以來(lái)，以設(shè)施蔬菜為代表的設(shè)施農(nóng)業(yè)規(guī)?；l(fā)展促進(jìn)了日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)的產(chǎn)生，日光溫 室機(jī)械卷簾技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具體表現(xiàn)為國(guó)內(nèi)各種類型的日光溫室卷簾機(jī)。依據(jù)卷簾形式的不同，日光溫室卷簾機(jī)分為 后置卷繩上拉式和棚面自走式 2 類。概述 2 大類日光溫室卷簾機(jī)的發(fā)展歷程及其主要技術(shù)特點(diǎn)，就其卷簾機(jī)械結(jié)構(gòu)、工 作原理、制造等方面進(jìn)行了詳細(xì)的針對(duì)性特點(diǎn)分析與技術(shù)對(duì)比，詳細(xì)闡述日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)在發(fā)展應(yīng)用過(guò)程中的 3 種主要關(guān)鍵技術(shù)：日光溫室卷簾減速機(jī)技術(shù)、日光溫室卷簾位置檢測(cè)和控制技術(shù)、日光溫室機(jī)械卷簾安全保障技術(shù)的發(fā) 展和應(yīng)用現(xiàn)狀。并針對(duì)目前的日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，指出日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)的重要發(fā)展方向和趨勢(shì)：日 光溫室機(jī)械卷簾裝置向提高裝置卷簾效率和裝置適用性方向進(jìn)行優(yōu)化；日光溫室機(jī)械卷簾安全保障技術(shù)得到更多關(guān)注和 更大規(guī)模的發(fā)展應(yīng)用；通過(guò)環(huán)境傳感器技術(shù)、非接觸式測(cè)控技術(shù)等信息化手段，結(jié)合基于日光溫室卷簾的溫室環(huán)境預(yù)測(cè) 模型形成的智能化、信息化的日光溫室機(jī)械卷簾控制系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：溫室；卷簾；機(jī)械；發(fā)展；智能化；信息化；機(jī)械卷簾安全保障；卷簾位置檢測(cè)和控制 doi：10. 11975/j. issn. 1002-6819. 2017.z1.001 中圖分類號(hào)：S625.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-6819(2017)-Supp.1-0001-10 張國(guó)祥，傅澤田，張領(lǐng)先，嚴(yán) 謹(jǐn)，張 標(biāo)，李鑫星. 中國(guó)日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)J. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2017，33(增刊 1)：110. doi：10.11975/j. issn.1002-6819.2017.z1.001 http:/www. tcsae. org Zhang Guoxiang, Fu Zetian, Zhang Lingxian, Yan Jin, Zhang Biao, Li Xinxing. Development status and prospect of mechanical rolling shutter technology in solar greenhouse in ChinaJ. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(Supp.1): 110. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819. 2017.z1.001 http:/www.tcsae.org 0 引 言 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)， 以日光溫室為代表的設(shè)施農(nóng)業(yè) 在中國(guó)北方地區(qū)得到了迅速普及，為連續(xù)性的農(nóng)事活動(dòng) 和農(nóng)產(chǎn)品的提早或延后收獲、全年無(wú)間歇收獲提供了可 能 1-3 。 日光溫室可以在夜間外界環(huán)境溫度較低的條件下， 將后墻體晝間吸收的太陽(yáng)能以熱量的形式散發(fā)出來(lái)，維 持室內(nèi)溫度，滿足作物生長(zhǎng)需要，相比傳統(tǒng)的加溫溫室 每年可節(jié)煤 37 kg/m 2 ，在當(dāng)今化石能源逐漸枯竭，環(huán)境惡 化嚴(yán)重的背景下，日光溫室已成為中國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)突破資 源環(huán)境瓶頸、保持農(nóng)產(chǎn)品長(zhǎng)期有效市場(chǎng)供給的重要手 段 4-9 。 日光溫室通過(guò)在棚面上覆蓋卷簾等保溫材料，可以 有效地減少日光溫室在外界環(huán)境溫度較低情況下的熱量 散失，將日光溫室棚室內(nèi)部溫度維持在作物生長(zhǎng)發(fā)育所 需較為適宜的范圍內(nèi)，滿足室內(nèi)種植作物生長(zhǎng)和發(fā)育的 需要，且卷簾可以在白天太陽(yáng)光照過(guò)強(qiáng)時(shí)，用以遮陽(yáng)或收稿日期：2016-12-14 修訂日期：2017-01-17 基金項(xiàng)目：北京市項(xiàng)目“葉類蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京市創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)專項(xiàng)資 金項(xiàng)目(BAIC07-2016)” ；2017教育部基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)支持 作者簡(jiǎn)介：張國(guó)祥，男，博士生，主要從事農(nóng)業(yè)裝備與機(jī)械化工程研究。北 京 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，100083。Email：zhangguoxiangcau.edu.cn 通信作者：李鑫星，男，河北承德人，博士，副教授，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)系 統(tǒng)與知識(shí)工程。北京 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，100083。 Email：lxxcaucau.edu.cn 是在雨雪天氣為作物提供必要的保護(hù) 10-11 ， 但是由于棚面 面積較大，如果完全依靠人力進(jìn)行卷簾的收放作業(yè)，費(fèi) 時(shí)費(fèi)力又難以滿足作物生長(zhǎng)所需要的光照時(shí)間，影響作 物生長(zhǎng)，且不適宜大規(guī)模作業(yè)生產(chǎn)，為適應(yīng)市場(chǎng)需求， 日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)便因此產(chǎn)生。 日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)的廣泛應(yīng)用，減輕了人工勞 動(dòng)強(qiáng)度，大幅度減少日光溫室的卷簾作業(yè)時(shí)間，且由于 機(jī)械卷簾速度快，可以實(shí)現(xiàn)早卷簾和晚放簾，增加了日 光溫室內(nèi)種植作物的受照時(shí)間，有效地增加熱效應(yīng)，促 進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育，從而提高了溫室生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益 12 。 1 日光溫室卷簾機(jī)械裝置發(fā)展概述 在實(shí)際卷簾作業(yè)過(guò)程中，日光溫室卷簾機(jī)械裝置通 常是指日光溫室卷簾機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)部分。日光溫室卷簾 機(jī)為中國(guó)具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，為中國(guó)獨(dú)有，是為 了解決卷簾勞動(dòng)強(qiáng)度大而發(fā)明的機(jī)械化設(shè)備，其發(fā)展歷 史較短，但自發(fā)明以來(lái)不斷進(jìn)行技術(shù)革新，目前市場(chǎng)上 卷簾機(jī)種類繁多、形式多樣，但依照其卷簾方式的不同 可分為后置卷繩上拉式卷簾機(jī)和棚面自走式卷簾機(jī) 2 大 類 13-15 。 1.1 后置卷繩上拉式卷簾機(jī) 后置卷繩上拉式卷簾機(jī)，又稱“牽引式”、“上拉 式”卷簾機(jī)等，是最早的卷簾機(jī)類型。目前常用的后置 卷繩上拉式卷簾機(jī)，其工作基本原理是通過(guò)驅(qū)動(dòng)主機(jī)轉(zhuǎn) 綜合研究 關(guān)鍵技術(shù) 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)（http:/www.tcsae.org） 2017年 2 動(dòng)卷繩桿，纏繞拉繩，牽引拉繩拉動(dòng)卷簾，實(shí)現(xiàn)卷簾卷 起；鋪放卷簾時(shí)，則利用卷簾自身質(zhì)量，使之沿棚面坡 度自然滑落。驅(qū)動(dòng)裝置一般安裝在后墻中間或在其一側(cè) 的位置上，其輸出軸大多通過(guò)法蘭盤(pán)與軸承支架上的卷 繩桿固結(jié)，以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)力的傳遞。 后置卷繩上拉式卷簾機(jī)適用于各種棚長(zhǎng)的日光溫 室，甚至可以用于棚長(zhǎng)達(dá)到 200 m的日光溫室卷簾作業(yè)， 對(duì)于卷簾桿的強(qiáng)度要求也較低，卷簾磨損小、壽命長(zhǎng)， 且可雙面卷簾，卷簾整齊；但其同樣存在牽引繩索纏繞 混亂、整理不便等作業(yè)問(wèn)題，且在安裝使用過(guò)程中，存 在著眾多的安全隱患，是安全生產(chǎn)事故發(fā)生比例最多的 卷簾機(jī)類型，且其鋪放卷簾主要依靠自身質(zhì)量，并沒(méi)有 驅(qū)動(dòng)力的存在，故不能用于棚面坡度較小溫室的卷簾作 業(yè)。但從整體來(lái)看，后置卷繩上拉式卷簾機(jī)適用性較強(qiáng)， 應(yīng)用廣泛 12 。 “第一代”的后置卷繩上拉式卷簾機(jī)由劉吉 16 在 1992 年設(shè)計(jì)完成，如圖 1a 所示，通過(guò)主動(dòng)輪和被動(dòng)輪的 滾動(dòng)摩擦將動(dòng)力傳遞給卷軸，卷軸旋轉(zhuǎn)纏繞牽引繩索， 將卷簾拉起，從而進(jìn)行卷簾操作，但是該裝置機(jī)構(gòu)較為 復(fù)雜，且不能對(duì)卷簾進(jìn)行整體卷鋪?zhàn)鳂I(yè)，其應(yīng)用也受到 很大的限制。此后，韓宏偉 17 利用同時(shí)啟動(dòng)若干雙軸電 機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒卷簾實(shí)現(xiàn)了卷簾的整體卷鋪?zhàn)鳂I(yè)（如圖 1b 所 示） ，高福華等 18 通過(guò)在溫室后墻頂處安裝軸承支架和卷 繩桿（如圖 1c 所示） ，采用鏈輪式傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)單機(jī)卷簾作 業(yè)，其后有生維普 19 設(shè)計(jì)單級(jí)渦輪蝸桿減速裝置，可實(shí) 現(xiàn)機(jī)構(gòu)自鎖，提高卷簾安全性，李永春 20 在 2000 年，通 過(guò)溫室后墻布置的固定三角軸承支架安裝卷繩桿，在溫 室后墻中間位置安裝動(dòng)力裝置，采用具有自鎖功能的蝸 輪蝸桿減速器，減速機(jī)輸出軸與卷繩桿連接，帶動(dòng)卷繩 桿牽引繩索，實(shí)現(xiàn)卷簾的卷起和鋪放，如圖 1d 所示，這 種卷簾機(jī)已經(jīng)和目前普遍使用的后置卷繩上拉式卷簾機(jī) 在卷簾形式上沒(méi)有太多的區(qū)別。 圖1 后置卷繩上拉式卷簾機(jī)的形式變化 Fig.1 Development of rear upper pulling type rolling shutter machine 至 2008 年，李樹(shù)標(biāo) 21 設(shè)計(jì)了如圖 2所示的后置絲杠 式卷簾機(jī)，將變速箱與卷繩桿接合部位的一段卷軸加工 成絲杠，利用絲杠傳動(dòng)原理使卷繩桿在做定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同 時(shí)做軸向平動(dòng)，使拉繩相對(duì)于卷繩桿做纏繞動(dòng)作的同 時(shí)，做軸向的平動(dòng)，且拉繩始終垂直于卷繩桿，可以均 勻纏繞在卷軸。 1. 絲杠 2. 變速箱 3. 卷簾 4. 卷繩桿 5. 拉繩 1. Lead screw 2. Gearbox 3. Rolling shutter 4. Pole of winding rope 5. Rope 圖2 后置絲杠式卷簾機(jī) Fig.2 Rear screw type rolling shutter machine 這種利用絲杠傳動(dòng)的拉繩纏繞形式在張國(guó)祥等 22 所 設(shè)計(jì)改進(jìn)型日光溫室后置固定式卷簾裝置中也有所體現(xiàn)， 能夠有效地避免后置卷繩上拉式卷簾機(jī)普遍存在的無(wú)序 疊線、卷簾不齊等作業(yè)問(wèn)題，提高了后置卷繩上拉式卷 簾機(jī)的適用性。 1. 2 棚面自走式卷簾機(jī) 棚面自走式卷簾機(jī)，又稱“自走式卷簾機(jī)”，相比 后置卷繩上拉式卷簾機(jī)，并不需要在棚面事先鋪設(shè)牽引 繩索，而是通過(guò)架設(shè)輔助支架，依靠卷簾本身的牽引及 其與棚面所存在的摩擦力，動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)卷軸和動(dòng)力裝 置隨著保溫材料沿著日光溫室棚面一起運(yùn)動(dòng)，卷簾的卷 起和鋪放均有動(dòng)力支持，不受棚面坡度的限制 23 。根據(jù) 所架設(shè)的輔助支架位置，棚面自走式卷簾機(jī)可分為“前 置卷軸上推式卷簾機(jī)”和“側(cè)置卷軸上推式卷簾機(jī)”2 類，又可根據(jù)有無(wú)輔助軌道分為“導(dǎo)軌式”和“無(wú)軌 式”2 種 12 。 1.2.1 側(cè)置卷軸上推式卷簾機(jī) 側(cè)置卷軸上推式卷簾機(jī)，又稱“側(cè)卷式”卷簾機(jī)， 動(dòng)力裝置一般安裝在溫室山墻一側(cè)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便安 裝，是較為經(jīng)濟(jì)的卷簾機(jī)機(jī)型，但由于卷簾驅(qū)動(dòng)裝置位 于卷簾軸的一端，動(dòng)力輸出效果不均，遠(yuǎn)離動(dòng)力放置的 一側(cè)往往出現(xiàn)卷簾不到位，卷簾不齊等現(xiàn)象，卷簾效果 較差，并且隨著棚面跨度增大，卷簾機(jī)負(fù)荷較大，卷簾 軸容易折損。因此，側(cè)置卷軸上推式卷簾機(jī)往往僅適用 于棚長(zhǎng)較小的日光溫室卷簾作業(yè) 24 。1999 年，李金城 25 為克服后置卷繩上拉式卷簾機(jī)對(duì) 于坡度較小的日光溫室卷、放簾困難的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了帶 有導(dǎo)軌的棚面自走式卷簾機(jī)，如圖 3a所示，在溫室山墻 一側(cè)安裝導(dǎo)軌，動(dòng)力裝置可沿著軌道上下自由運(yùn)動(dòng)，由 于動(dòng)力裝置的質(zhì)量由導(dǎo)軌承擔(dān)，可減小棚面被壓損的風(fēng) 險(xiǎn)，卷簾直接隨著卷軸上下運(yùn)動(dòng)，卷簾的卷起和鋪放都 有動(dòng)力支持，不受溫室坡度的影響，此外，該設(shè)計(jì)中提 及將導(dǎo)軌用支撐桿代替，這便是目前側(cè)置卷軸上推式卷 簾機(jī)的雛形，該卷簾機(jī)機(jī)型設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，使得大量的日 光溫室機(jī)械卷簾裝置研究開(kāi)始向棚面自走式卷簾機(jī)方向 靠攏。同年，沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)劉偉等 26 所發(fā)明的“日光溫 室軸式卷簾機(jī)”，通過(guò)在溫室山墻一側(cè)安裝可伸縮的活 動(dòng)支臂，與動(dòng)力裝置固結(jié)，減速機(jī)傳動(dòng)軸與卷簾軸聯(lián)接， 利用卷簾自身的牽引和棚面摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)卷簾的卷起和鋪 放，如圖 3b 所示。此后有葛樹(shù)祥 27-29 等對(duì)側(cè)置卷軸上推 式卷簾機(jī)減速機(jī)等結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行改進(jìn)，但于其卷簾工作 原理上并未有太大改動(dòng)。 增刊 1 張國(guó)祥等：中國(guó)日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 3 1. 溫室山墻 2. 導(dǎo)軌 3. 動(dòng)力裝置 4. 卷簾軸 5. 卷簾 6. 活動(dòng)支臂 1. Gable wall of greenhouse 2. Sliding guide 3. Motor driving device 4. Pole of rolling shutter 5. Rolling shutter 6. Movable support 圖3 側(cè)置卷軸上推式卷簾機(jī)的改進(jìn) Fig.3 Development of side reel push rolling shutter machine 1.2.2 前置卷軸上推式卷簾機(jī) 前置卷軸上推式卷簾機(jī)，又稱“前屈伸臂式”、“懸 臂式”卷簾機(jī)等。1999 年，田伯江 30 所設(shè)計(jì)的“日光溫 室卷簾機(jī)”，其基本結(jié)構(gòu)為在日光溫室前端安裝鉸桿 座，架設(shè)懸臂支架，其由支架桿和單臂桿 2 節(jié)支桿組成， 大多采用鉸鏈連接，支架桿的另一端固結(jié)動(dòng)力裝置，減 速機(jī)為雙軸輸出，采用法蘭盤(pán)與卷簾軸固結(jié)，轉(zhuǎn)動(dòng)卷簾 軸卷起或鋪放卷簾，這也是目前常見(jiàn)的前置卷軸上推式 卷簾機(jī)結(jié)構(gòu)形式，如圖 4 所示。之后也有支架及減速機(jī) 等方面的改進(jìn)，但其卷簾工作原理上并無(wú)太大改動(dòng)。 1. 支架桿 2. 動(dòng)力裝置 3. 卷簾軸 4. 卷簾 5. 單臂桿 1. Support pole 2. Motor driving device 3. Pole of rolling shutter 4. Rolling shutter 5. Single arm pole 圖4 前置卷軸上推式卷簾機(jī) Fig.4 Push on the front reel rolling shutter machine 前置卷軸上推式卷簾機(jī)相對(duì)于側(cè)置卷軸上推式卷簾 機(jī)，其卷簾工作原理相仿，但由于其動(dòng)力裝置固結(jié)的輔 助支架位于溫室中部，避免了動(dòng)力輸出不勻，卷簾效果 也有所改善，但由于結(jié)構(gòu)的原因，其適用于 80 m棚長(zhǎng)以 下的日光溫室的卷簾作業(yè)，且由于支架結(jié)構(gòu)，在溫室棚 面底部會(huì)存在部分位置無(wú)法被卷簾完全覆蓋，除此之 外，由于動(dòng)力裝置位于棚面中間位置，其質(zhì)量完全由溫 室骨架承受，易發(fā)生棚面壓損等安全事故 31 。 1.2.3 導(dǎo)軌式卷簾機(jī) 張軍武 32 在 2000 年設(shè)計(jì)的“大棚自動(dòng)卷簾機(jī)”，在 溫室棚體上方架設(shè)吊軌，安裝滑車引導(dǎo)動(dòng)力裝置爬升或 下滑，以實(shí)現(xiàn)卷簾的收放，這種在溫室棚體上方架設(shè)大 型吊軌，引導(dǎo)卷簾機(jī)卷起和鋪放卷簾的方式，便是目前 典型的“導(dǎo)軌式”日光溫室卷簾機(jī)。相對(duì)于通過(guò)架設(shè)輔 助支架的“無(wú)軌”棚面自走式卷簾機(jī)，導(dǎo)軌式卷簾機(jī)在 安全性上有了很大的提高。該卷簾裝置的主體質(zhì)量由所 架設(shè)在吊軌承擔(dān)，減輕棚室骨架荷載，減小棚面被壓損 的危險(xiǎn)，且由于軌道的引導(dǎo)，卷簾機(jī)的卷簾動(dòng)作準(zhǔn)確性 更高，卷簾效果也更好。但由于需要架設(shè)大型吊軌，所 以需要花費(fèi)的生產(chǎn)成本也較高。 1.3 日光溫室卷簾機(jī)類型歸納對(duì)比 中國(guó)的日光溫室按照棚長(zhǎng)大小又可分為大、中、小 型 3 種，小型棚室的長(zhǎng)度可在 60 m以下，大型棚室的長(zhǎng) 度最長(zhǎng)可達(dá) 200 m，且中國(guó)各個(gè)地區(qū)因?yàn)樗痢⒌貏?shì)、光 照環(huán)境等因素的不同，其建造的日光溫室在規(guī)格上（棚 室高度、棚面坡度等）存在差異，所適用的卷簾機(jī)類型 也不盡相同，這也是造成中國(guó)的日光溫室卷簾機(jī)種類繁 多，難以甄別的重要原因 33-35 。對(duì)比后置卷繩上拉式卷 簾機(jī)和棚面自走式卷簾機(jī) 2 大類卷簾機(jī)，它們?cè)谥饕獧C(jī) 械部件、工作原理、造價(jià)及其適用要求都有所不同，具 體到棚面自走式卷簾機(jī)的不同分類卷簾機(jī)，也存在差 異。具體如表 1 所示 12,36-38 。 表1 兩大類日光溫室卷簾機(jī)的對(duì)比 Table 1 Comparison of two types of rolling shutter machine 日光溫室卷簾機(jī)類型 Type of rolling shutter machine 主要機(jī)械部件Main mechanical components 工作原理Working principle 造價(jià)及其適用要求Cost and its application requirements 后置卷繩上拉式卷簾機(jī) (后墻固定式，上拉式等) 動(dòng)力裝置、固定支架、卷繩桿、 繩索、卷簾、卷簾軸 動(dòng)力裝置卷緊牽引繩索，繩索牽拉卷 軸向上滾動(dòng)，卷起保溫材料（卷簾的 鋪放依靠自身重力，形式與之類似）。 3 0003 500元/臺(tái)（100 m棚長(zhǎng)，10 m棚寬的 日光溫室），適用于棚面坡度較大各類棚長(zhǎng) 的日光溫室，適用棚長(zhǎng)最大可達(dá) 200 m 前置卷軸上推式卷簾 機(jī)（前屈伸臂式，懸臂 式） 動(dòng)力裝置、 輔助鉸接支架、 卷簾、 卷簾軸 5 0006 000元/臺(tái)（80 m棚長(zhǎng)，10 m棚寬的 日光溫室），適用于中、小型棚長(zhǎng)的日光溫 室（棚長(zhǎng) 80 m及以下，超過(guò) 80 m卷簾效果 較差，不受棚面坡度限制） 棚面自走 式卷簾機(jī) 側(cè)置卷軸上推式卷簾 機(jī)（側(cè)卷式） 動(dòng)力裝置、 輔助套筒支架、 卷簾、 卷簾軸 架設(shè)輔助支架，依靠卷簾本身的牽引 和存在棚面摩擦力，動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)卷 軸和動(dòng)力裝置隨著保溫材料沿著日光 溫室棚面一起運(yùn)動(dòng)。 3 0004 000元/臺(tái)（60 m棚長(zhǎng)，10 m棚寬的 日光溫室），適用于小型棚長(zhǎng)的日光溫室（棚 長(zhǎng) 60 m及以下，不受棚面坡度限制） 2 日光溫室機(jī)械卷簾關(guān)鍵技術(shù) 日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)在發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程 中，涉及到的 3 種關(guān)鍵技術(shù)部分尤受重視，其分別為日 光溫室卷簾減速機(jī)技術(shù)、日光溫室卷簾位置的檢測(cè)和控 制技術(shù)以及日光溫室機(jī)械卷簾安全保障技術(shù)， 3 種機(jī)械卷 簾關(guān)鍵技術(shù)的不斷改進(jìn)和應(yīng)用推進(jìn)著日光溫室機(jī)械卷簾 技術(shù)的革新與發(fā)展。 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)（http:/www.tcsae.org） 2017年 4 2.1 日光溫室卷簾減速機(jī)技術(shù) 減速機(jī)技術(shù)是日光溫室機(jī)械卷簾核心的技術(shù)之一， 這點(diǎn)對(duì)于棚面自走式卷簾機(jī)尤為明顯。與其他機(jī)械裝置 中的減速機(jī)不同，日光溫室卷簾減速機(jī)需要滿足高載 荷、低轉(zhuǎn)速、安全性強(qiáng)等工作條件要求，且其大多處于 露天復(fù)雜工作環(huán)境下，干擾因素較多，且由于應(yīng)用對(duì)象 的原因，其成本不能過(guò)高，操作應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，由于這些 因素，減速機(jī)技術(shù)一直是日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)的研究 重點(diǎn)。 目前常見(jiàn)的日光溫室機(jī)械卷簾減速機(jī)主要包括直齒 圓柱齒輪式，蝸輪蝸桿式，少齒差行星輪式，蝸輪蝸桿 柱齒輪式，斜齒輪式等類型，每種減速機(jī)型都有其自身 的優(yōu)勢(shì)和存在的缺陷 12 。 1）直齒圓柱齒輪式 直齒圓柱齒輪式是最早的日光溫室機(jī)械卷簾減速機(jī) 型，目前市場(chǎng)應(yīng)用比例最大，具有傳動(dòng)效率高，加工難 度低，裝配精度要求不高，成本較低，便于維修等優(yōu)點(diǎn)。 為實(shí)現(xiàn)日光溫室機(jī)械卷簾所需的較大傳動(dòng)比，直齒圓柱 齒輪式機(jī)械卷簾減速機(jī)一般需要 3 級(jí)或 4 級(jí)齒輪傳動(dòng)減 速，自身機(jī)體質(zhì)量較大，且直齒圓柱齒輪式往往因?yàn)檠b 配精度不高，齒輪磨損嚴(yán)重等原因，故障發(fā)生率高、安 全性較差。而且由于齒輪傳動(dòng)原因，沒(méi)有自鎖功能，需 要另加裝一套剎車（制動(dòng)）機(jī)構(gòu)，剎車機(jī)構(gòu)一般為帶摩 擦片的棘輪機(jī)構(gòu)，長(zhǎng)期磨損下極易導(dǎo)致制動(dòng)失效，導(dǎo)致 生產(chǎn)安全事故的發(fā)生 39 。 2）蝸輪蝸桿式 生維普在 1996年設(shè)計(jì)的卷簾機(jī)已經(jīng)將蝸輪蝸桿減速 機(jī)應(yīng)用到日光溫室機(jī)械卷簾中，蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)具有很好 的自鎖性能，減速機(jī)結(jié)構(gòu)也較為緊湊，可以有效的防止 卷簾失控下滑，目前在卷簾機(jī)市場(chǎng)應(yīng)用中也較為廣泛，可 實(shí)現(xiàn)較大傳動(dòng)比，但蝸輪蝸桿傳動(dòng)效率往往較低，結(jié)構(gòu)磨損 嚴(yán)重，所造成的生產(chǎn)損耗較大 19 。2003 年，連序平所設(shè) 計(jì)的雙蝸式卷簾機(jī)采用兩級(jí)的蝸輪蝸桿減速，由于傳動(dòng)結(jié) 構(gòu)磨損嚴(yán)重，傳動(dòng)效率較低，難以應(yīng)用于市場(chǎng) 40 。 3）少齒差行星輪式 少齒差行星輪式減速機(jī)，其傳動(dòng)形式又稱“擺線針 輪傳動(dòng)”，能夠以較小的齒差的內(nèi)嚙合齒輪實(shí)現(xiàn)較大的 傳動(dòng)比，內(nèi)、外齒輪齒數(shù)差越少，每級(jí)傳動(dòng)所得到的傳 動(dòng)比越大，傳動(dòng)效率較高，結(jié)構(gòu)也較為緊湊，有效地減 小了機(jī)械卷簾減速機(jī)自身質(zhì)量，且由于行星輪的結(jié)構(gòu)， 減速機(jī)具有很好的制動(dòng)性能，可靠性較高 41 。但由于其 結(jié)構(gòu)加工精度要求較高，安裝復(fù)雜，維修不便，其市場(chǎng) 價(jià)格也較高，目前在于市場(chǎng)應(yīng)用較少。 4）蝸輪蝸桿柱齒輪式 蝸輪蝸桿柱齒輪式減速機(jī)兼具蝸輪蝸桿及齒輪傳動(dòng) 的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)較大傳動(dòng)比的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置自鎖， 結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，對(duì)加工，安裝精度等要求也較低，造價(jià) 不高，是目前采用的較為理想的日光溫室機(jī)械卷簾減速 機(jī) 42 ，應(yīng)用廣泛，但同時(shí)也存在由于齒輪傳動(dòng)部分的接 觸點(diǎn)少，而導(dǎo)致傳遞不穩(wěn)定，承載力差等問(wèn)題，損壞率 也比較高。 5）斜齒輪式 斜齒輪式減速機(jī)具有嚙合齒數(shù)多，重合度高，耐沖 擊強(qiáng)，振動(dòng)小，承載能力高等優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)加工較易，質(zhì) 量也容易保證，替換方便，但傳動(dòng)時(shí)會(huì)存在軸向力，難 以消除，影響機(jī)械卷簾減速機(jī)安全 43 。 除以上 5 種主要的機(jī)械卷簾減速機(jī)型外，還存在其 它類型的機(jī)械卷簾減速機(jī)和多種減速形式融合的減速機(jī) 型，例如雙箱體減速機(jī)，采用將蝸輪蝸桿傳動(dòng)與斜齒輪 傳動(dòng)分別放置在 2 個(gè)獨(dú)立箱體中，具有 2 種傳動(dòng)形式優(yōu) 勢(shì)，但目前其研究與市場(chǎng)應(yīng)用較少 44 。 2.2 日光溫室卷簾位置的檢測(cè)與控制技術(shù) 機(jī)械卷簾裝置安全、有效的控制在日光溫室機(jī)械卷 簾技術(shù)生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中尤為重要，日光溫室卷簾位置的 檢測(cè)與控制技術(shù)便成為日光溫室機(jī)械卷簾的關(guān)鍵技術(shù)， 只有確定卷簾的位置，才能控制日光溫室機(jī)械卷簾裝置 的具體動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)日光溫室環(huán)境的有效控制。目前 常用的日光溫室卷簾位置的檢測(cè)和控制技術(shù)有：機(jī)械式 限位控制，角度傳感檢測(cè)，非接觸式測(cè)控，時(shí)間繼電器 控制，室內(nèi)環(huán)境傳感測(cè)控等 45-48 。 1）機(jī)械式限位控制技術(shù) 機(jī)械式限位控制技術(shù)是最早的日光溫室卷簾位置的 檢測(cè)和控制技術(shù)，但目前大多只能實(shí)現(xiàn)對(duì)有限數(shù)量的卷 簾位置點(diǎn)的檢測(cè)，檢測(cè)力度極為有限，通常僅用于機(jī)械 卷簾裝置本身的安全限位控制。其工作原理是通過(guò)在日 光溫室相應(yīng)位置安裝機(jī)械式觸動(dòng)限位開(kāi)關(guān)，將開(kāi)關(guān)接入 控制電路，當(dāng)卷簾運(yùn)動(dòng)至所限定的位置，觸動(dòng)開(kāi)關(guān)，切 斷電路，卷簾停至預(yù)定位置 49 ，這種限位控制結(jié)構(gòu)也可 以在動(dòng)力輸出裝置中實(shí)現(xiàn)，同樣可以達(dá)到控制卷簾位置 的效果 50 。所需的技術(shù)含量低，可自行安裝等優(yōu)點(diǎn)，使 其在日光溫室卷簾位置檢測(cè)和控制過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用。 2）角度傳感檢測(cè)技術(shù) 角度傳感器檢測(cè)技術(shù)是目前較為有效的日光溫室卷 簾位置檢測(cè)技術(shù)，但其在使用過(guò)程中，并不用于直接觀 察或檢測(cè)卷簾所處位置，而是通過(guò)類似于測(cè)量前置卷軸 上推式卷簾機(jī)上、下支撐臂鉸鏈及下支撐臂的活動(dòng)支架 處的角度變化，結(jié)合上、下支撐桿長(zhǎng)度及安裝位置確定 卷簾位置的水平投影，再通過(guò)曲線擬合的方法，間接確 定卷簾在日光溫室棚面上的位置，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中， 角度傳感器的安裝位置可以根據(jù)實(shí)地情況進(jìn)行調(diào)整，以 達(dá)到對(duì)卷簾位置有效檢測(cè)目的。角度傳感器檢測(cè)技術(shù)實(shí) 現(xiàn)的卷簾位置檢測(cè)精確度較高，且不受檢測(cè)位置節(jié)點(diǎn)數(shù) 量的影響，配合機(jī)械卷簾裝置的控制，可以達(dá)到很好的 卷簾效果 51-52 ，但由于角度傳感器安裝位置多處于溫室 外部環(huán)境中，且角度信息采集部件運(yùn)用過(guò)程中會(huì)存在較 大的震動(dòng)，會(huì)對(duì)角度傳感器的角度數(shù)值采集造成干擾與 影響，需要經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行重新的校正和調(diào)整。 3）非接觸式測(cè)控技術(shù) 非接觸式測(cè)控技術(shù)技術(shù)在目前日光溫室卷簾位置檢 測(cè)和控制過(guò)程中，也較為常見(jiàn)。其工作原理大多是利用 類似于電感式傳感器的電磁感應(yīng)把被測(cè)的物理量如位 移，壓力，流量，振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈的自感系數(shù)和互感增刊 1 張國(guó)祥等：中國(guó)日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 5 系數(shù)的變化，再由電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸 出，實(shí)現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換，用以檢測(cè)所測(cè)物理量 53 。 在其應(yīng)用過(guò)程中，將電感式傳感器其安裝在卷簾行程限 定位置，當(dāng)卷簾到達(dá)預(yù)定位置，被傳感器感知，信號(hào)傳 回控制中心，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)日光溫室卷簾的行程控制。除 此之外，超聲波測(cè)控技術(shù)、激光測(cè)控技術(shù)也與之具有類 似原理，非接觸式測(cè)控技術(shù)對(duì)卷簾位置檢測(cè)和控制同樣 可能受到外界自然環(huán)境的影響，但其準(zhǔn)確性與可靠性相 對(duì)較高，目前被廣泛應(yīng)用于日光溫室的智能化、信息化 控制中 54-55 。 4）時(shí)間繼電器測(cè)控技術(shù) 時(shí)間繼電器測(cè)控技術(shù)，其工作原理是利用時(shí)間繼電 器的延時(shí)控制實(shí)現(xiàn)對(duì)日光溫室機(jī)械卷簾裝置的時(shí)間限位 控制，通過(guò)對(duì)機(jī)械卷簾速度與卷簾時(shí)間的計(jì)算，從而估 算卷簾行程位置，相比較前三者的卷簾位置檢測(cè)及控制 技術(shù)，由于可時(shí)間繼電器可直接安裝在室內(nèi)的卷簾控制 電路系統(tǒng)上，受到的外界自然因素影響較小，安全性高， 但由于受卷放阻力、起卷位置等因素的影響，將時(shí)間作 為日光溫室卷簾位置的檢測(cè)和控制參數(shù)，其準(zhǔn)確性和精 度較低，卷簾位置的檢測(cè)和控制誤差往往較大 56-57 。 5）室內(nèi)環(huán)境傳感技術(shù) 卷簾位置的變化會(huì)引起日光溫室內(nèi)部光照條件、空 氣溫度等環(huán)境因素的改變，室內(nèi)環(huán)境傳感器技術(shù)便是依 據(jù)這種原理，通過(guò)實(shí)現(xiàn)對(duì)日光溫室內(nèi)的光照，空氣溫度 等與卷簾位置相關(guān)的環(huán)境因素的有效感知，以實(shí)現(xiàn)對(duì)日 光溫室卷簾位置的智能化控制 58 。目前常用于日光溫室 卷簾位置控制的室內(nèi)環(huán)境傳感器主要是光照傳感器和空 氣溫度傳感器，主要原因?yàn)榫砗熚恢脤?duì)于日光溫室光照 條件和空氣溫度的影響較為直接和有效，但是就日光溫 室環(huán)境本身而言，日光溫室是一個(gè)非線性、多輸入多輸 出、強(qiáng)耦合、時(shí)變、大時(shí)延的動(dòng)態(tài)復(fù)雜環(huán)境對(duì)象，其各 個(gè)環(huán)境因素存在很強(qiáng)的耦合關(guān)系，例如在同一時(shí)間內(nèi)， 卷簾位置變化直接影響的光照條件變化會(huì)影響溫室內(nèi)部 的溫度、濕度和 CO 2 濃度等多個(gè)環(huán)境因素 59-60 ，所以室 內(nèi)傳感器技術(shù)在應(yīng)用于日光溫室卷簾位置控制過(guò)程，往 往需要多種室內(nèi)環(huán)境傳感器組成整體溫室的環(huán)境信息感 知網(wǎng)絡(luò)，且由于卷簾位置的變化對(duì)于日光溫室環(huán)境因素 的影響具有滯后性，所以通常需要建立基于卷簾位置變 化的日光溫室環(huán)境預(yù)測(cè)模型。室內(nèi)傳感器技術(shù)應(yīng)用于日 光溫室卷簾位置控制過(guò)程中，往往和其他的卷簾位置檢 測(cè)和控制技術(shù)相互配合，以形成日光溫室卷簾位置控制 系統(tǒng)，其系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)如圖 5 所示。 圖5 日光溫室卷簾位置控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu) Fig.5 Typical structure of the position control system for rolling shutter in solar greenhouse 目前常用日光溫室卷簾位置控制的環(huán)境預(yù)測(cè)模型多 涉及模糊控制算法，遺傳算法優(yōu)化 BP 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 等智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)日光溫室卷簾位置控制系統(tǒng)的通 信網(wǎng)絡(luò)涉及的信息化技術(shù)主要有用于近距離通信的 ZigBee 技術(shù)、Wi-Fi 技術(shù)等和用于遠(yuǎn)程控制的 GSM、 GPRS、CDMA 等遠(yuǎn)程通信技術(shù) 61-66 。 2.3 日光溫室機(jī)械卷簾安全保障技術(shù) 安全事故的頻繁發(fā)生一直是日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù) 難以大范圍普及的重要原因，機(jī)械卷簾生產(chǎn)事故的發(fā) 生，輕則影響作物產(chǎn)量，重則棚體嚴(yán)重受損，且可能會(huì) 造成生產(chǎn)人員的傷亡。而對(duì)于不同類型的日光溫室機(jī)械 卷簾裝置，所存在的安全隱患也相應(yīng)有所不同 67-70 。 后置卷繩上拉式卷簾機(jī)的牽引繩索缺乏必要的約 束，會(huì)存在繞線混亂、“無(wú)序疊線”等作業(yè)問(wèn)題，且存 在作業(yè)人員肢體被繩索纏繞或是衣物被卷繩桿上的固定 螺栓等凸起部件掛到，進(jìn)而造成人員傷亡，此類事故在 日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中極為常見(jiàn) 71 ；卷簾載 荷異常猛增、結(jié)構(gòu)銹蝕、受力分布不均等原因會(huì)造成卷 簾軸、支撐桿、卷繩桿等部件的斷裂或損壞，這在棚面 自走式卷簾機(jī)使用過(guò)程中尤為常見(jiàn) 12 ，且棚面自走式卷 簾機(jī)還存在卷簾機(jī)機(jī)體壓損棚體、減速機(jī)損壞等安全隱 患 72 。除此之外，卷簾機(jī)操作不當(dāng)、缺乏限位裝置、惡 劣自然因素均會(huì)對(duì)日光溫室機(jī)械卷簾安全造成嚴(yán)重的威 脅，因此關(guān)于日光溫室機(jī)械卷簾安全保障技術(shù)近年來(lái)尤 受重視 73-76 。 目前主要用于保障日光溫室機(jī)械卷簾安全的技術(shù)分 為機(jī)械卷簾執(zhí)行端保護(hù)技術(shù)和機(jī)械卷簾控制端保護(hù)技 術(shù)。其中，執(zhí)行端保護(hù)技術(shù)主要包括機(jī)械卷簾裝置的自 鎖技術(shù)和安全防護(hù)技術(shù)，如目前常用的蝸輪蝸桿減速機(jī) 構(gòu)，可有效地實(shí)現(xiàn)機(jī)械卷簾裝置自鎖，防止卷簾失控下滑 19 ；在減速機(jī)內(nèi)部的機(jī)械限位保護(hù)結(jié)構(gòu)以及在危險(xiǎn)部件 位置安裝防護(hù)罩等 50 。而控制端保護(hù)技術(shù)，主要采用從 機(jī)械卷簾控制電路或是控制系統(tǒng)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)日光溫室 機(jī)械卷簾安全的保障。例如目前所使用的各類機(jī)械卷簾 行程保護(hù)開(kāi)關(guān)，形成卷簾到達(dá)預(yù)定位置的自動(dòng)斷電保護(hù) 電 路 22,76 ， 以及類似于在對(duì)卷簾控制系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)性的 優(yōu)化和改進(jìn)，2015 年，樊庚 57 在進(jìn)行基于全防護(hù)性上拉 式卷簾控制系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)，將卷簾機(jī)的控制模式分為日常 模式、應(yīng)急模式和維修模式 3 種，針對(duì)卷簾機(jī)不同的工 作狀態(tài)采用不同的控制模式，例如在觸發(fā)應(yīng)急模式時(shí)， 不能開(kāi)啟日常模式，只能在消除應(yīng)急狀態(tài)才可以復(fù)位， 正常使用日常模式。 日光溫室機(jī)械卷簾的安全保障近年來(lái)也逐漸受到國(guó) 家及相關(guān)部門(mén)的重視，推出了日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)的 相關(guān)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)及其技術(shù)規(guī)范 77-80 。 3 趨勢(shì)分析與展望 隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展和日光溫室的迅速普及，日光 溫室機(jī)械卷簾技術(shù)在日光溫室農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)（http:/www.tcsae.org） 2017年 6 泛應(yīng)用，但目前針對(duì)日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)仍有許多問(wèn) 題需要深入研究。 1）日光溫室機(jī)械卷簾裝置向提高裝置卷簾效率和裝 置適用性方向進(jìn)行優(yōu)化 雖然目前市場(chǎng)上的各類日光溫室卷簾機(jī)種類繁多， 但其卷簾裝置依舊存在卷簾效率低，卷簾不齊、效果不 佳、適用性不強(qiáng)、安全性差等問(wèn)題，日光溫室機(jī)械卷簾 裝置的優(yōu)化將是日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)的重要發(fā)展趨 勢(shì)。且其將主要體現(xiàn)在以下 2 個(gè)方面： 提高卷簾效率， 減少日光溫室卷簾作業(yè)時(shí)間，解決現(xiàn)有機(jī)械卷簾裝置在 使用過(guò)程中出現(xiàn)的繩索整理不便、卷簾不到位、卷簾不 齊等作業(yè)問(wèn)題，優(yōu)化卷簾效果； 提高卷簾裝置適用性， 使得機(jī)械卷簾裝置可以適用于不同規(guī)格的日光溫室棚 室，提高卷簾裝置適用性也將有益于日光溫室機(jī)械卷簾 技術(shù)的市場(chǎng)推廣與實(shí)踐應(yīng)用。 2）機(jī)械卷簾安全保障技術(shù)將受到更多關(guān)注和更大規(guī) 模地應(yīng)用發(fā)展 安全保障依舊是日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中 需要重視的關(guān)鍵性問(wèn)題，日光溫室機(jī)械卷簾安全保障相 關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范需進(jìn)一步完善。通過(guò)日光溫室機(jī)械卷 簾裝置的改進(jìn)、安裝安全防護(hù)裝置，增強(qiáng)機(jī)械卷簾執(zhí)行 端的作業(yè)安全性，提高機(jī)械卷簾裝置在惡劣自然環(huán)境下 的可靠性；通過(guò)控制保護(hù)電路和機(jī)械卷簾安全防護(hù)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械卷簾控制端的機(jī)械卷簾安全保障都將是機(jī) 械卷簾安全保障技術(shù)的重要發(fā)展方向， 這也將使日光溫室 機(jī)械卷簾安全保障技術(shù)得到更大規(guī)模地應(yīng)用和發(fā)展。 3）日光溫室機(jī)械卷簾控制系統(tǒng)將向更加智能化和信 息化的方向發(fā)展 集約化、規(guī)模化的日光溫室生產(chǎn)需要更加智能化、 信息化的日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)。利用角度傳感器技 術(shù)、非接觸式測(cè)控技術(shù)等信息化手段實(shí)現(xiàn)對(duì)日光溫室卷 簾位置的有效檢測(cè)和控制；利用環(huán)境傳感器技術(shù)對(duì)卷簾 影響的日光溫室環(huán)境信息實(shí)現(xiàn)有效地感知；通過(guò) WIFI、 GSM 等遠(yuǎn)、近距離通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)日光溫室卷簾位置檢 測(cè)、卷簾控制指令等重要信息的及時(shí)有效傳輸都將使日 光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用趨于信息化。在應(yīng)用 現(xiàn)代信息化技術(shù)獲取的日光溫室大量環(huán)境信息數(shù)據(jù)基礎(chǔ) 上，進(jìn)一步對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合、智能化處理形成基于日光 溫室機(jī)械卷簾的溫室環(huán)境預(yù)測(cè)模型，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)日光溫 室機(jī)械卷簾更加智能化、信息化的控制，配合日光溫室 其他配套設(shè)施實(shí)現(xiàn)日光溫室環(huán)境有效控制，這將是日光 溫室機(jī)械卷簾技術(shù)的重要發(fā)展方向和趨勢(shì)。 4 結(jié) 論 日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)的普及和應(yīng)用給日光溫室作 業(yè)帶來(lái)極大的生產(chǎn)便利，隨著中國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對(duì) 于日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)需求也在不斷增加和更新，從 最初的減少作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度到保證機(jī)械卷簾安全和實(shí) 現(xiàn)日光溫室機(jī)械卷簾信息化智能化，這也反映不同需求 背景下的日光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)的發(fā)展歷程。中國(guó)的日 光溫室機(jī)械卷簾技術(shù)發(fā)展歷史較短，研發(fā)環(huán)境相對(duì)獨(dú)立， 目前在其應(yīng)用過(guò)程中依舊存在著一些類似于卷簾效果不 佳、存在安全隱患等問(wèn)題，這就要求當(dāng)今日光溫室機(jī)械 卷簾技術(shù)的發(fā)展一方面需要繼續(xù)對(duì)現(xiàn)有的日光溫室機(jī)械 卷簾裝置做提高效率、實(shí)用性等方面的優(yōu)化，針對(duì)機(jī)械 卷簾過(guò)程中所存在的安全隱患，發(fā)展和應(yīng)用機(jī)械卷簾安 全保障技術(shù)；另一方面需要結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，利用信 息化技術(shù)獲取的日光溫室大量環(huán)境信息數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù) 融合、環(huán)境預(yù)測(cè)模型等智能化信息處理技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn) 對(duì)日光溫室機(jī)械卷簾更加智能化、信息化的控制，進(jìn)而 實(shí)現(xiàn)對(duì)日光溫室環(huán)境的有效控制。 參 考 文 獻(xiàn) 1 魏曉明，周長(zhǎng)吉，曹楠，等. 中國(guó)日光溫室結(jié)構(gòu)及性能的 演變J. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，28(4)：855860. Wei Xiaoming, Zhou Changji, Cao Nan, et al. Evolution of structure and performance of Chinese solar greenhouseJ. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences, 2012, 28(4): 855 860. (in Chinese with English abstract) 2 魏曉明，齊飛，丁小明，等. 我國(guó)設(shè)施園藝取得的主要成 就J. 農(nóng)機(jī)化研究，2010，32(12)：227231. Wei Xiaoming, Qi Fei, Ding Xiaoming, et al. Main achievements in China facility horticultureJ. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2010, 32(12): 227231. (in Chinese with English abstract) 3 李天來(lái). 我國(guó)日光溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與前景J. 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè) 大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，36(2)：131138. Li Tianlai. Current situation and prospects industry development of green house in ChinaJ. Journal of Shenyang Agricultural University, 2005, 36(2): 131138. (in Chinese with English abstract) 4 管勇，陳超，李琢，等. 相變蓄熱墻體對(duì)日光溫室熱環(huán)境 的改善J. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28(10)：194201. Guan Yong, Chen Chao, Li Zhuo, et al. Improving thermal environment in solar greenhouse with phase-change thermal storage wallJ. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engi</p>
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