[0042]圖9為日光溫室風(fēng)力自動(dòng)除雪設(shè)備操控示意圖。
[0043]標(biāo)號(hào)說明：1_電機(jī)，2-角鋼軌道，3-角鋼輪，4-鋼管，5-導(dǎo)線，6-活動(dòng)平板，7-伸縮彈 黃，8-偏心輪，9-承載平臺(tái)，10-支桿，10-1-連桿，11-風(fēng)機(jī)，12-扁平式風(fēng)口，13-風(fēng)機(jī)安裝座， 14-限位開關(guān)，15-同步電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0044] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明 僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0045] 首先確定采集性能較好的日光溫室屋面結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后采用數(shù)據(jù)擬合的方法建立 回歸方程，選取相關(guān)系數(shù)較大的函數(shù)方程，再比較屋面保溫性，以此來確定屋面曲線方程的 一般表達(dá)式。通過建立日光溫室采光模型，對(duì)不同參數(shù)曲線的屋面模擬其溫室進(jìn)光量，從進(jìn) 光量、日光溫室屋面保溫性的角度加以比較，以期得到日光溫室前屋面的優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)。
[0046] 根據(jù)相關(guān)的研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)日光溫室屋面滿足以下條件：
[0047]二次函數(shù)、冪函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)形屋面的保溫性大小順序?yàn)椋?br>[0048] 對(duì)數(shù)函數(shù)(r = l ·01)<冪函數(shù)(r = l ·03)<二次函數(shù)(r = l .04)
[0049] 其中:r為相應(yīng)函數(shù)對(duì)溫室屋面的擬合系數(shù)。
[0050] 綜合比較，本實(shí)施方式中采用的日光溫室屋面擬合函數(shù)說明如圖2所示，屋面曲線 由直線段ab(傾角為Θ)和曲線段be組合而成，其中be段曲線的表達(dá)式選擇冪函數(shù)，屋面擬合 函數(shù)的表達(dá)式為：
[0051]
[0052]其中α、β為待定非零正參數(shù)。設(shè)c點(diǎn)坐標(biāo)為(w，h)，b點(diǎn)坐標(biāo)為(町山），則：
[0053]
[0054]本實(shí)施方式中，屋面總寬度U = 8.00m，確定日光溫室的屋面界面函數(shù)關(guān)系為： [0055]
[0056]后坡仰角為42°，后坡寬度L2 = 1.00~1.50m，屋面與后坡相接處為屋面最高點(diǎn)c， 高度為3.50m。
[0057] 基于此日光溫室的一種日光溫室風(fēng)力自動(dòng)除雪設(shè)備，該設(shè)備包括風(fēng)機(jī)11、風(fēng)機(jī)運(yùn) 動(dòng)裝置和控制系統(tǒng)；
[0058]所述風(fēng)機(jī)運(yùn)動(dòng)裝置包括角鋼軌道2、角鋼輪3、活動(dòng)平板6和承載平臺(tái)9,如圖6-7所 示，前后兩條平行的角鋼軌道2采用等邊鍍鋅角鋼，在不影響設(shè)備運(yùn)行效果的情況下盡可能 節(jié)約成本，減輕投資負(fù)擔(dān)；角鋼的尺寸為25mm X 25mm X 3mm，由鋼管4架設(shè)在溫室后坡，位于 保溫被和卷簾機(jī)后方，并沿溫室后坡通長布置，總長為60m;其中前側(cè)角鋼軌道2架設(shè)于后坡 上，后側(cè)角鋼軌道2架設(shè)于后坡與后墻相接處，前后兩條平行角鋼軌道2間的水平距離取 0.50m;支撐角鋼軌道2的鋼管4外徑為32mm，厚度為3mm，左右鋼管4間隔3m排列，使角鋼軌道 2水平布置，前后兩根鋼管4之間設(shè)有支撐以加強(qiáng)鋼管4的穩(wěn)定性。如圖3所示，活動(dòng)平板6采 用厚度為l〇mm的Q235鋼板制成，其底側(cè)四角安裝角鋼輪3,并通過角鋼輪3架設(shè)在兩條角鋼 軌道2上，使得活動(dòng)平板6能夠沿著角鋼軌道2自由活動(dòng);所述角鋼輪3為2.5寸V型結(jié)構(gòu)，輪徑 59mm，輪寬30mm，最大承載力為350Kg，適用于任何90°角鋼，且活動(dòng)方便靈活；角鋼輪3表面 噴涂橡膠材料防止雨雪天在角鋼軌道2上空轉(zhuǎn)打滑。如圖4所示，承載平臺(tái)9采用厚度為10_ 的Q235鋼板，架設(shè)在活動(dòng)平板6的上方，左右驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的一端分別固接在承載平臺(tái)9的左右 兩側(cè)，另一端分別與相應(yīng)側(cè)的連桿10-1固接后，與支桿10的上端鉸接，使得支撐平臺(tái)9能夠 繞驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)11的上下擺動(dòng)，達(dá)到除去溫室表面積雪的目的;每側(cè)還包括 與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸平行排列的兩個(gè)從動(dòng)轉(zhuǎn)軸，所述兩個(gè)從動(dòng)轉(zhuǎn)軸分布在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸兩側(cè)，其一端固 接在承載平臺(tái)9上，另一端固接在連桿10-1上，起到穩(wěn)固和帶動(dòng)承載平臺(tái)9轉(zhuǎn)動(dòng)的作用;左右 支桿10的下端分別固定在活動(dòng)平板6上，對(duì)承載平臺(tái)9進(jìn)行支撐;承載平臺(tái)9的后側(cè)通過伸縮 彈簧7與活動(dòng)平板6連接，增強(qiáng)其穩(wěn)固性的同時(shí)不影響其擺動(dòng)運(yùn)動(dòng);前側(cè)搭在偏心輪8上，偏 心輪8通過桿件連接至同步電機(jī)15。承載平臺(tái)9上設(shè)有風(fēng)機(jī)安裝座13,三個(gè)風(fēng)機(jī)安裝座13形 成三角形，后側(cè)的一個(gè)風(fēng)機(jī)安裝座13與風(fēng)機(jī)11的把手相匹配，前側(cè)的兩個(gè)風(fēng)機(jī)安裝座與風(fēng) 機(jī)11的擱架尺寸相匹配;風(fēng)機(jī)11通過與風(fēng)機(jī)安裝座13的鉚接安裝在承載平臺(tái)9上，方便風(fēng)機(jī) 11的安裝，并保證足夠的強(qiáng)度。
[0059] 所述活動(dòng)平板6下方設(shè)有防風(fēng)倒鉤，防風(fēng)倒鉤平行于角鋼軌道2,其下部的彎鉤與 角鋼軌道2相配合但不接觸，不影響活動(dòng)平板6的滑行；當(dāng)有大風(fēng)吹動(dòng)活動(dòng)平板6時(shí)，防風(fēng)倒 鉤可以勾住角鋼軌道2,避免大風(fēng)將活動(dòng)平板6掀翻。
[0060] 控制系統(tǒng)包括電機(jī)1、同步電機(jī)和兩個(gè)限位開關(guān)14,電機(jī)1鉚接安裝在活動(dòng)平板6下 方，工作時(shí)同活動(dòng)平板6-起進(jìn)行水平移動(dòng)，并通過導(dǎo)線5與風(fēng)機(jī)11相連;同步電機(jī)設(shè)于活動(dòng) 平板6上，位于承載平臺(tái)9下方;兩個(gè)限位開關(guān)14分別架設(shè)在角鋼軌道2的左右兩端?？紤]到 電機(jī)11隨裝置行走，所述角鋼軌道2下方加設(shè)滑軌，如圖8所示，導(dǎo)線5鋪設(shè)在滑軌上，以使導(dǎo) 線5能夠跟隨電機(jī)1移動(dòng)。
[0061] 因在不同的時(shí)間、地點(diǎn)及環(huán)境下風(fēng)速、雪量等客觀參數(shù)將會(huì)有不同的變化，因此風(fēng) 機(jī)11的水平運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)包括0.2m/s、0.5m/s、1. Om/s三個(gè)移動(dòng)速度。
[0062] 設(shè)風(fēng)機(jī)11的坐標(biāo)為(X1，yi)，風(fēng)力覆蓋范圍極限點(diǎn)坐標(biāo)為(x，y)，據(jù)式：
[0063] 曲線段be任意點(diǎn)斜率k = 0.60 · X-0.629 [0064] 風(fēng)機(jī)11的架設(shè)高度H=k(xi_x)+y
[0065] 后側(cè)角鋼軌道2的高度D = H-(3.50-L2 · tan42。）
[0066] 風(fēng)力覆蓋范圍第一極限點(diǎn)坐標(biāo)為人工掃雪最大范圍處的坐標(biāo)，風(fēng)機(jī)11與豎直方向 的角度 0i = arctan[(xi-x)/(yi-y)]
[0067] 風(fēng)力覆蓋范圍第二極限點(diǎn)坐標(biāo)為屋面最高點(diǎn)c，風(fēng)機(jī)11與豎直方向的角度θ2 = arctan[(xi-8.00)/(yi-3.50)]
[0068] 為增強(qiáng)除雪效果，風(fēng)機(jī)11在垂直方向上將有上下連續(xù)的擺動(dòng)，以增大風(fēng)機(jī)11除雪 的覆蓋面積，其中風(fēng)機(jī)11的擺動(dòng)角度Θ = 0^02
[0069] 風(fēng)力覆蓋范圍：J(0.36 · 士 258+1 )辦~J(9/25 · X629/5°°+l)dx
[0070] 取人位于底腳進(jìn)行人工掃雪的水平范圍最大為x = 2.00m，則風(fēng)力覆蓋范圍第一極 限點(diǎn)坐標(biāo)即為(2，1.618 · 2°·371)，風(fēng)力覆蓋范圍第二極限點(diǎn)坐標(biāo)為(8,3.50)，可得
[0071] ①后屋面寬度為1.50m時(shí)，
[0072]風(fēng)力覆蓋范圍極限點(diǎn)斜率k = 0.388
[0073] 風(fēng)機(jī)11的架設(shè)高度H=4.81m;
[0074] 后側(cè)角鋼軌道2的高度D = 2.66m;
[0075] θ1 = 68·7°，θ2 = 37·4°，θ = 31·4°
[0076] ②后屋面寬度為lm時(shí)，
[0077] 風(fēng)力覆蓋范圍極限點(diǎn)斜率k = 0.388
[0078] 風(fēng)機(jī)11的架設(shè)高度H=4.61m;
[0079] 后側(cè)角鋼軌道2的高度D = 2.01m;
[0080] 01 = 68.6°，θ2 = 24·2°，θ = 44·6°
[00811 所以，當(dāng)后坡寬度為1~1.5m時(shí)：
[0082] 風(fēng)機(jī)11的架設(shè)高度Η=4·61~4.81m;
[0083] 風(fēng)機(jī)11的擺動(dòng)角度0 = 44.6。~31.4。。
[0084]風(fēng)機(jī)11的擺動(dòng)周期選定為12s，根據(jù)44.6°~31.4°算出擺動(dòng)角速度的取值范圍為 5.2Vs~7.4Vs〇
[0085] 風(fēng)口設(shè)計(jì)：
[0086] ①出口風(fēng)速確定
[0087] 資料表明：當(dāng)氣溫從-23°C上升到_6°C時(shí)，lm高處的起動(dòng)風(fēng)速一般在3.7-4.3m/s之 間。在積雪密度等變化比較小的情況之下，起動(dòng)風(fēng)速隨氣溫的升高有所增加。若氣溫升到-1 °c，由于雪的含水量增加，雪粒之間的粘滯力顯著增加，只有起動(dòng)風(fēng)速增至7.6m/s時(shí)，雪粒 才能啟動(dòng)。根據(jù)這個(gè)研究結(jié)果，本實(shí)施方式將風(fēng)機(jī)有效作用末端的風(fēng)速設(shè)定為7.6m/s。
[0088] ②風(fēng)口形狀確定
[0089] 利用表1所示的空氣射流相關(guān)計(jì)算公式，比較了圓斷面射流與平面射流的相關(guān)參 數(shù)后發(fā)現(xiàn)，圓斷面射流的實(shí)際吹雪效果要弱于平面射流。因此在風(fēng)機(jī)11的出口設(shè)置連接一 個(gè)扁平式風(fēng)口 12，如圖5所示，所述扁平式風(fēng)口 12為漸變扁平型，出口處長500mm，高10mm，后 部套管尺寸為80_ X 100mm的矩形，與風(fēng)機(jī)11的出口配合連接?；诖耍?br>[0090] 設(shè)