一種溫室大棚移動卷簾機安全控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種溫室大棚移動卷簾機安全控制系統，包括三相交流電動機動力模塊、電動機運行控制箱模塊、卷簾軸限位模塊和卷簾機工作模塊，電動機動力模塊是卷簾機動力來源，安裝于卷簾機工作模塊的減速機上，卷簾機工作模塊在電動機驅動下執行保溫簾的卷放。電動機運行控制箱模塊用于控制電動機起停運轉，布置在溫室耳房內的墻壁上，通過主相電覽與電動機接線盒連接。卷簾軸限位模塊，安裝于溫室側面墻體上，分別實現保溫簾上、下極限位置時電動機的控制電路的斷路控制。通過雙芯互導線連接電動機運行控制箱模塊。本實用新型具有結構簡單，節約成本，控制所需外部裝置少的特點，適合推廣應用。
【專利說明】一種溫室大棚移動卷簾機安全控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于農業工程電氣控制【技術領域】，涉及一種溫室大棚移動卷簾機安全控制系統。
【背景技術】
[0002]設施栽培瓜、菜、菌的畝效益在6000元以上，有的高達上萬元。反季節種植蔬菜瓜果的較大收益，極大地促進了農民的大棚生產積極性。各地形成了蔬菜、瓜果、食用菌等塑料溫室大棚生產基也，用于冬季栽培鮮菜、鮮果的溫室大棚蓬勃發展，其規模越來越大。但是，在溫室大棚作業中，卷鋪保溫簾是最耗工費時的作業環節之一，尤其在嚴寒冬季的凌晨和傍晚，從事保溫簾卷鋪作業環境苦，勞動強度大，作業效率低，嚴重制約了 “果蔬大棚”的產量效益和發展空間。卷簾機順應老百姓的需求就出現了，它的出現解決了人工卷簾帶來的系列不便。同時快捷卷簾延長了光照時間，增加了光合作用，還可使農民能比較輕松地用更多的精力對蔬菜進行管理，提高品質、擴大規模。另外，使用電動卷簾機對草簾、棉簾保護性好,延長了草簾、棉簾的使用壽命,大大降低生產成本。
[0003]經過幾年的探索、開發，卷簾機有了很快的發展，但因控制系統的設計不完善，存在卷起的保溫簾易墜落的安全問題。現有卷簾機采用電動機啟停點動控制法控制，如圖2所示。手按住按鈕SBl電動機正轉，到達位置時松開按鈕電動機就停止轉動。保溫簾的卷放位置完全由人為控制，無限位安全措施，在卷到棚頂時，因卷放位置誤判或操作疏忽，電機電源不能及時切斷，時常出現卷起的保溫簾從棚頂的最高處墜落，導致卷簾機的支撐臂、搖臂折斷，卷軸彎曲，對卷簾機造成很大損壞，每一次修復費時且成本高，有時還容易造成人身傷害。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于克服上述技術存在的缺陷，提供一種溫室大棚移動卷簾機安全控制系統，在現有的控制系統基礎上，通過行程開關感知卷簾的到位情況，并及時自動切斷電源，終止卷簾過程。有效保護卷簾，有實用價值。其具體技術方案為:
[0005]一種溫室大棚移動卷簾機安全控制系統，包括電動機動力模塊、卷簾機工作模塊、卷簾軸限位模塊和電動機運行控制箱模塊，電動機動力模塊是卷簾機的動力提供部分，選用鼠籠式三相異步交流電動機。卷簾機的工作模塊由地鉸座、支撐臂、搖臂、減速機及卷簾軸共同組成。地鉸座固定于澆筑水泥底座上，支撐臂下端與地鉸座通過銷軸鉸鏈，支撐臂與搖臂通過銷軸鉸連，減速機緊固在搖臂前端平板上，電動機固定于減速機殼體上。電動機通過皮帶傳動將動力傳送給減速機的動力輸入軸，經減速機減速增扭后動力從減速機兩側輸出，減速機的輸出軸通過聯接法蘭分別與兩側的卷簾軸相連，電動機正轉時，經皮帶傳動和減速機的減速增扭后帶動卷簾軸轉動，與卷簾軸相連按的保溫簾從底端被卷起。反之，電動機反轉時，經減速機減速增扭后帶動卷簾軸反轉自上而下放下保溫簾。電動機運行控制箱模塊及卷簾軸限位模塊是本實用新型的核心部分，控制箱用于控制電動機起停運轉，布置在溫室耳房內的墻壁上，由配電箱、及安裝于其內部的瓷插式電熔器、交流接觸器、熱繼電器等電氣控制元件組成；卷簾軸限位模塊用于限制卷簾機的保溫簾的卷放位置，安裝于溫室側山墻體上，限位開關觸點通過雙芯互導線與交流接觸器的軸助觸頭相連。
[0006]進一步優選，所述卷簾軸限位模塊采用雙位限位開關，并將兩處限位開關固定于靠近溫室耳房的側面由墻的側面，采用卷簾軸伸出端作為限位開關的觸動凸輪，減少了控制箱與限位開關的距離，節約了配電成本。
[0007]進一步優選，所述的雙位限位開關采用搖臂滾輪式行程開關，行程開關額定電壓AC380V，額定電流10A，動作行程60mm，行程開關搖臂轉角及滾輪位置可微調。
[0008]進一步優選，所述的限位開關的支架，尺寸及安裝固定方法可以不盡相同，限位開關的滾輪高度H按公式:Η = ηΧ δ+r估算,其中,η:保溫簾卷到終點時卷簾的層數，δ-保溫簾厚度，r-卷簾軸的半徑，限位開關安裝后的微調通過固定板上的長孔實現前后調整，上下通過滾輪臂的上下移動來調節調試。
[0009]進一步優選，所述電動機運行控制箱采用雙向旋轉互鎖控制，有效防止電動機因同時接通正反轉主電路而燒壞。當按住按鈕SBl時，電動機正轉電路被接通，反轉控制電路被KMl輔助觸點互鎖斷開，電動機驅動開始卷簾，當卷簾到達要求位臂時，卷軸觸動限位開關SQl觸點，正轉控制電路斷電，KMl電磁線圈斷路，主電路跳開，電動機停轉，松開按鈕完成卷簾操作；
[0010]當按住按鈕SB2時，電動機反轉電路接通，正轉主電路被互鎖輔助觸頭KM2斷開，電動機反轉驅動開始放簾，當放簾到達底部位置時，卷軸觸動限位開關SQ2觸點，反轉控制電路斷電，KM2電磁線圈斷路，反轉主電路跳開，電動機停轉。松開按鈕完成放簾操作。
[0011]進一步優選，所述的電動機運行控制箱模塊設置了限流保護電路，在雨雪天氣，保溫簾潮濕，超負荷狀態下，電流增大，當電流超過設定值時，熱繼電器觸點被斷開。主電路會自動切斷電源，防止電機被燒毀，保護了電機和卷簾機。
[0012]與現有技術相比，本實用新型的有益效果為:
[0013]本實用新型結構簡單，節約成本，控制所需外部裝置少，控制箱所需電氣大部分采用原配電箱現有設備，充分利用原有資源，并且在系統中加入雙位限位模塊，采用保溫簾厚度算法，安排限位開關的安裝高度，使保溫簾在安全卷放區間可人為或自動控制保溫簾卷放高度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為移動式溫窒卷簾機工作模塊結構組成示意圖；
[0015]圖2為溫室大棚限位開位安裝位置示意圖；
[0016]圖3為現有移動式溫室卷簾機點動控制系統原理圖；
[0017]圖4為改進后移動式溫室卷簾機安全控制系統原理圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和其體實施例對本實用新型的技術方案作進一步詳細地說明。
[0019]一種溫室大棚移動卷簾機安全控制系統，包括三相交流電動機動力模塊、卷簾機工作模塊、卷簾軸限位模塊和電動機運行控制箱模塊，電動機動力模塊是卷簾機的動力提供部分，選用鼠籠式三相異步交流發電機，電動機的功率根據卷簾機軸的長短和保溫簾卷放速度選取。卷簾機的工作模塊如圖1所示，由也鉸座、支撐臂、搖臂、皮帶傳動裝置、減速機、及卷簾軸共同組成，地鉸座固定于澆筑水泥底座上，支撐臂下端與地鉸座通過銷軸鉸鏈，上端與搖臂通過銷軸鉸連，搖臂前端連按減速機，電動機固定于減速機上。隨著卷簾的卷放，支撐臂繞銷軸擺動，減速機沿大棚表面移動，減速機的輸出軸通過聯接法蘭分別與兩側的卷簾軸相連，卷簾軸與保溫簾的底端相連按，電動機轉動時，電動機通過皮帶傳動裝置將動力傳送給減速機的動力輸入軸，經減速機減速增扭后動力從減速機兩側輸出，帶動與卷簾軸相連按的保溫簾卷放，卷簾軸限位模塊用于限制卷簾機的保溫簾的卷放位臂，安裝于溫室側山墻體上，由滾輪式限位開關、上、下限位開關的固定支架，及連按限位開關與交流接觸器輔助常閉觸頭的雙芯互導線組成，電動機運行控制箱模塊用于控制電動機起停運轉，布置在溫室耳房內的墻壁上，由配電箱、及安裝于其內部的瓷插式電熔器、交流接觸器、熱繼電器等電氣控制元件組成。所述卷簾軸限位模塊采用雙位限位開關，并將兩處限位開關固定于靠近溫室耳房的側面由墻的側面，采用卷簾軸伸出端作為限位開關的觸動凸輪，減少了控制箱與限位開關的距離，節約了配電成本。所述的雙位限位開關采用搖臂滾輪式行程開關，行程開關額定電壓AC380V，額定電流10A，動作行程60mm，行程開關搖臂轉角及滾輪位置可微調。所述的限位開關的支架，尺寸及安裝固定方法可以不盡相同，限位開關的滾輪高度H按公式:H = ηΧ δ +r估算，其中，η:保溫簾卷到終點時卷簾的層數，δ -保溫簾厚度，r-卷簾軸的半徑，限位開關安裝后的微調通過固定板上的長孔實現前后調速，上下通過滾輪臂的上下移動來調節調試。所述電動機運行控制箱采用雙向旋轉互鎖控制，有效防止電動機因同時接通正反轉主電路而燒壞。按住按鈕SBl時，電動機正轉電路被接通，反轉控制電路被KMl輔助觸點互鎖斷開，電動機驅動開始卷簾，當卷簾到達要求位置時，卷軸觸動限位開關SQl觸點，正轉控制電路斷電，KMl電磁線圈斷路，主電路跳開，電動機停轉，松開按鈕完成卷簾操作；當按住按鈕SB2時，電動機反轉電路接通，正轉主電路被互鎖輔助觸頭KM2斷開，電動機反轉驅動開始放簾，當放簾到達底部位置時，卷軸觸動限位開關SQ2觸點，反轉控制電路斷電，KM2電磁線圈斷路，反轉主電路跳開，電動機停轉。松開按鈕完成放簾操作。所述的電動機運行控制箱模塊設置了限流保護電路，在雨雪天氣，保溫簾潮濕，超負荷狀態下，電流增大，當電流超過設定位時，熱繼電器觸點被斷開。主電路會自動切斷電源，防止電機被燒毀，保護了電機和卷簾機。
[0020]本實用新型溫室大棚移動卷簾機安全控制系統在具體工作過程中，括以下步驟:
[0021]I)電動機正轉卷簾過程:當按下啟動按扭SB1、正轉交流接觸器KMl電磁線圈通電，正轉KMl主觸頭閉合，電動機正轉，保溫簾被卷起，同時KMl常閉軸助觸頭斷開，反轉控制電路斷路，防止因正反轉主電路同時接通而短路；卷簾到位時，上限位開關SQl斷開，正轉電動機停轉，卷簾停止；
[0022]2)電動機反轉放簾過程:按下反轉啟動按扭SB2，反轉交流接觸器KM2電磁線圈通電，反轉KM2主觸頭閉合，電動機反轉，保溫簾被放下，同時KM2常閉輔助觸頭斷開，與KMl常閉輔助觸頭形成互鎖，防止主電路短路燒壞電動機，卷簾到位時，下限位開關SQ2斷開，反轉電動機停轉，放簾停上；
[0023]3)卷簾任意位置停放過程:當按下正轉SBl或反轉SB2啟動按扭后，在卷簾上、下極限位置之間，松開啟動按扭也可隨機停止電動機，從而停止卷簾在任意想停放位置。[0024]本實用新型的安全控制系統重點在電動機運行控制箱的控制系統與方法改進和卷簾軸限位模塊增加。現有控制系統控制箱控制電路如圖3所示為點動控制，僅有熱繼電器、正轉交流接觸器和反轉交流接觸器組成，按下啟動按扭SBl、正轉交流接觸器KMl電磁線圈通電，正轉KMl主觸頭閉合，電動機正轉，松下啟動按扭SB1，電動機停轉；按下啟動按扭SB2、反轉交流接觸器KM2電磁線圈通電，反轉KM2主觸頭閉合，電動機反轉，松下啟動按扭SB2，電動機停轉。改進后安全控制系統控制箱如圖4所示:增加了常態為閉合狀態的兩個限位開關SQl和SQ2。
[0025]當按住按鈕SBl時，電動機正轉電路接通，反轉主電路被聯鎖觸點KM2斷開，電動機驅動開始卷簾，當卷簾到達要求位置時，卷軸觸動限位開關SQl觸點，電磁線圈KMl斷路，正轉控制電路斷電，電動機停轉。松開按鈕完成卷簾操作。
[0026]當按住按鈕SB2時，電動機反轉電路接通，正轉主電路被聯鎖觸點KMl斷開，電動機反轉驅動開始放簾，當放簾到達底部位置時，卷軸觸動限位開關SQ2觸點，電磁線圈KM2斷路，反轉控制電路斷電，電動機停轉。松開按鈕完成放簾操作。
[0027]該系統還設置了限流保保電路，在雨雪天氣，保溫簾潮濕，超負荷狀態下，電流增大，當電流超過設定值時，熱繼電器觸點FR被斷開。主電路會自動切斷電源，防止電機被燒毀，保護了電機和卷簾機。
[0028]改進后的控制系統的行程開關分別布置在大棚頂部和底部，如圖3所示。考慮到這種中間前式卷簾機中間沒有運行軌道，卷簾時卷軸兩端因卷筒松散，相比中間超前到位，因此把限位開關固定安裝在單側由墻上。并將卷軸加長，卷簾到位后撞轉限位開關的滾輪臂，帶動觸點動作。其特點是安裝方便，操作簡單靈活，價格便宜。
[0029]方案確定后，通過在學校園藝蔬菜專業生產教學實訓基地的三個蔬菜大棚上安裝后作試驗驗證。因溫室結構不同，行程開關的支架尺寸及安裝固定方法可以不盡相同，行程開關的滾輪高度H按公式:估算(η:保溫簾卷別終點時卷簾的導數，δ -保溫簾厚度，r-卷簾軸的半徑)。行程開關安裝后的微調可通過固定板上的長孔實現前后調整，上下通過滾輪臂的上下移動來調節，安裝完成后需做限位調試。
【權利要求】
1.一種溫室大棚移動卷簾機安全控制系統，其特征在于，包括三相交流電動機動力模塊、卷簾機工作模塊、卷簾軸限位模塊和電動機運行控制箱模塊，電動機動力模塊是卷簾機的動力提供部分，選用鼠籠式三相異步交流發電機，電動機的功率根據卷簾機軸的長短和保溫簾卷放速度選取；卷簾機的工作模塊由地鉸座、支撐臂、搖臂、皮帶傳動裝置、減速機、及卷簾軸共同組成，地鉸座固定于澆筑水泥底座上，支撐臂下端與地鉸座通過銷軸鉸鏈，上端與搖臂通過銷軸鉸連，搖臂前端連接減速機，電動機固定于減速機上；隨著卷簾的卷放，支撐臂繞銷軸擺動，減速機沿大棚表面移動，減速機的輸出軸通過聯接法蘭分別與兩側的卷簾軸相連，卷簾軸與保溫簾的底端相連接，電動機轉動時，電動機通過皮帶傳動裝置將動力傳送給減速機的動力輸入軸，經減速機減速增扭后動力從減速機兩側輸出，帶動與卷簾軸相連按的保溫簾卷放，卷簾軸限位模塊用于限制卷簾機的保溫簾的卷放位置，安裝于溫室側山墻體上，由滾輪式限位開關、上、下限位開關的固定支架，及連接限位開關與交流接觸器輔助常閉觸頭的雙芯互導線組成，電動機運行控制箱模塊用于控制電動機起停運轉，布置在溫室耳房內的墻壁上，主要由配電箱、及安裝于其內部的瓷插式電熔器、交流接觸器、熱繼電器組成。
2.根據權利要求1所述的溫室大棚移動卷簾機安全控制系統，其特征在于，所述卷簾軸限位模塊采用雙位限位開關，并將兩處限位開關固定于靠近溫室耳房的側面由墻的側面，采用卷簾軸伸出端作為限位開關的觸動凸輪。
3.根據權利要求2所述的溫室大棚移動卷簾機安全控制系統，其特征在于，所述的雙位限位開關采用搖壁滾輪式行程開關，行程開關額定電壓AC380V，額定電流10A，動作行程60mmo
4.根據權利要求1所述的溫室大棚移動卷簾機安全控制系統，其特征在于，所述電動機運行控制箱采用雙向旋轉互鎖控制。
5.根據權利要求1所述的溫室大棚移動卷簾機安全控制系統，其特征在于，所述的電動機運行控制箱模塊設置了限流保護電路。
【文檔編號】A01G9/22GK203814286SQ201420245807
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】王開德, 李鵬輝 申請人:徐州生物工程職業技術學院