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日光温室薄膜高效清洗机的研制与试验研究

陈大军  
【摘要】:温室可有效规避不利环境因素,为温室作物提供较为舒适的生长环境。但随着温室薄膜使用时间的延长,薄膜表面会沉积较多尘土,对于棚内光照产生一定影响。对于中小温室,农户尚且可手动清洁,但对于日光温室,由于温室跨度大、高度高的原因,手动清洁存在清洗范围偏小、强度大、危险性较高的问题,因此迫切需要研制一种适用于我国日光温室,作业效率高、清洗效果好、成本低廉的温室清洗机,清除薄膜表面附着的尘土,对提高棚内光照强度、增加作物产量有重要意义。经试验验证,所设计的日光温室薄膜清洗机运行平稳流畅、薄膜清洁效果理想,可满足使用需求。本文主要研究内容如下:(1)确定日光温室薄膜高效清洗机总体设计方案,其机械结构组成包括清洗部分与行走部分:清洗部分完成温室表面清洗的功能,行走部分完成清洗机移位、换棚的功能。清洗部分采用清洗电机带动两组不同减速比的减速器作为动力传动,低转速带动爬升转轴、高转速带动毛刷转动。(2)清洗以及行走部分设计。包括清洗部分动力传动系统、清洗电机、毛刷的选型,清洗机结构框架的设计;行走电机的选型、清洗部分放置平台的设计、导向轨道的定位设计。(3)清洗部分结构仿真优化。清洗部分框架结构在不同设计方案下,得出其应力与位移分布云图,经互相比较并结合作业环境,最终得到最优设计方案为清洗机在单侧中间部分设置一组连接支架并采用两组拉绳。(4)控制系统设计。主要完成控制系统硬件部分设计与软件部分设计,并完成触摸屏在不同操作模式下页面的布局设计。(5)样机加工与试验。在山东农业大学科技创新园完成样机加工、并针对日光温室完成清洗试验。试验表明,清洗机运行平稳流畅,温室清洗效果明显,在喷水量为2L/min全程喷水、爬升速度在2.8m/min至5.6m/min作业参数下,可得到较理想的温室清洁效果。(6)数据分析与结论。不同天气条件,清洗与未清洗薄膜透光率差异显著:晴天,自然条件下使用三个月的新膜,清洗后透光率最高可达90%,薄膜透光率可提高约15%;阴霾天,薄膜清洗后透光率最高可达67%,未清洗薄膜透光率为61%左右。


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