卷簾機(jī)是用于驅(qū)動(dòng)日光溫室外保溫材料展開和收攏的設(shè)備，是日光溫室( 大棚) 最重要的農(nóng)業(yè)機(jī)械。自發(fā)明以來，據(jù)筆者測算卷簾機(jī)推廣已超過70 萬臺(tái)，以目前日光溫室66． 67 萬hm2 多的存量看，日光溫室的裝備率已經(jīng)達(dá)到7%。在被譽(yù)為“中國蔬菜之鄉(xiāng)”的壽光，卷簾機(jī)保有量已經(jīng)突破10 萬臺(tái)，日光溫室配備率達(dá)到25%。隨著卷簾機(jī)在農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼力度上的逐年加大，保有量將連年快速增長。卷簾機(jī)降低了農(nóng)戶的勞動(dòng)強(qiáng)度，將傳統(tǒng)手工卷簾的作業(yè)時(shí)間從2h 降低至不到20min，同時(shí)延長了溫室的光照時(shí)間。由于機(jī)械卷簾速度快，可以早卷簾和晚放簾，從而增加溫室的受照時(shí)間，此外，通過及時(shí)的卷簾，早上溫升快，下午降溫慢。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的手工卷簾方式需要兩人共同完成( 一人在屋脊拉簾，另一人在下面整理草簾) ，由于雨雪等影響，人經(jīng)常從屋脊摔下，從而致傷。機(jī)械卷簾減少了安全事故，另外機(jī)械卷簾的草簾和保溫被的整體防風(fēng)性能好，由于草簾或保溫被等外保溫覆蓋和卷簾軸的連接( 傳統(tǒng)的外保溫覆蓋末端處于自由狀態(tài)) ，使卷簾軸和外保溫覆蓋固定在一端，增加抗風(fēng)能力。機(jī)械卷簾還延長了草簾子的使用壽命，人工卷放草簾子可用2 年，而卷簾機(jī)卷放至少可以延長1 年。所以，卷簾機(jī)對(duì)于日光溫室生產(chǎn)，其重要性得到農(nóng)戶、專家和政府的一致認(rèn)可，在北方日光溫室主產(chǎn)區(qū)都已經(jīng)進(jìn)入購置補(bǔ)貼目錄。但是，卷簾機(jī)由于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝和使用存在著很多問題，在很多地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了卷簾機(jī)傷人致殘致死現(xiàn)象，引起了農(nóng)業(yè)主管部門的高度重視。雖然作為日光溫室最重要的農(nóng)機(jī)裝備，但卷簾機(jī)無論是在研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造等方面卻長期沒能引起足夠的重視。近3 年來，卷簾機(jī)在購置

 補(bǔ)貼的推動(dòng)下才得到了迅速推廣，但配備率還依然很低。可見，隨著配備率的不斷提高，卷簾機(jī)的推廣力度將進(jìn)一步加大。為此，本文介紹了卷簾機(jī)的發(fā)展歷史、主要類型、技術(shù)特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀和研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，希望為卷簾機(jī)的健康發(fā)展提供參考。
1 卷簾機(jī)類型
1． 1 按卷鋪介質(zhì)
    卷簾機(jī)的卷鋪介質(zhì)主要就是草簾和保溫被，由于保溫被是后來發(fā)明的，所以卷簾機(jī)的名稱一直就延續(xù)了下來，廣為使用。在西北區(qū)域，很多地方既要求保溫被的防水性能，又要具有草簾的質(zhì)量和保溫能力，所以形成了草簾子加保溫被的組合卷鋪介質(zhì)。
1． 2 按傳動(dòng)方式
    最初卷簾機(jī)的減速機(jī)構(gòu)以皮帶輪或鏈輪傳動(dòng)為主，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，但皮帶容易打滑，傳動(dòng)比小，安全性能差，質(zhì)量不可靠。后來采用了齒輪減速機(jī)構(gòu)。雖然沒有自鎖功能，但傳動(dòng)比高，輸出扭矩大，結(jié)構(gòu)緊湊，容易制造。此外，蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)自鎖性能好，安全性得到提高，但容易損壞，承載力差。
1． 3 按卷鋪方式
    1) 卷繩式卷簾機(jī)將一定間隔的繩子一端拴系在屋脊處，沿著溫室屋面布置在外保溫覆蓋的下面; 另一端繞過外保溫覆蓋底端，延伸并固定到位于溫室后屋面的卷簾機(jī)卷軸上。隨著卷軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，繩子收緊纏繞到卷軸上，實(shí)現(xiàn)外保溫覆蓋的卷簾作業(yè)。卷軸反轉(zhuǎn)后，卷繩放松，外保溫覆蓋在重力的作用下，沿著屋面下滾，實(shí)現(xiàn)鋪放作業(yè)。2) 卷軸式卷簾機(jī)則是將動(dòng)力輸出軸固定在卷軸上，卷軸固定在外保溫覆蓋位于前屋面的端部。卷軸將外保溫覆蓋從低端卷起。卷軸隨著外保溫覆蓋一同旋轉(zhuǎn)，爬升到屋面，實(shí)現(xiàn)卷簾作業(yè)。電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，則實(shí)現(xiàn)鋪放作業(yè)。卷軸式卷簾機(jī)根據(jù)卷軸有無軌道，可分為軌道式和無軌道兩種。
1． 4 按動(dòng)力和支撐裝置安裝位置
    卷繩式卷簾機(jī)的動(dòng)力和支撐裝置放置在溫室的后屋面。卷軸式卷簾機(jī)的動(dòng)力和支撐裝置總體放在溫室的前屋面處，側(cè)置卷簾機(jī)則將其放在溫室的一端。綜上可見，卷簾機(jī)的名稱并不統(tǒng)一，給使用和選擇都帶來了一定困難。根據(jù)上述分析，筆者認(rèn)為卷簾機(jī)的分類應(yīng)綜合考慮上述因素，根據(jù)目前的現(xiàn)狀，將卷簾機(jī)分為后置卷繩上拉式、前置卷軸上推式以及側(cè)置卷軸上推式卷簾機(jī)更符合目前的現(xiàn)狀。
2 卷簾機(jī)發(fā)展的歷史
    日光溫室卷簾機(jī)是我國具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，為我國獨(dú)有，目前已經(jīng)有181 項(xiàng)專利，其中4 項(xiàng)發(fā)明專利，154 項(xiàng)實(shí)用新型專利，23 項(xiàng)外觀專利。卷簾機(jī)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，其歷史較短。根據(jù)筆者進(jìn)行的期刊、專利等文獻(xiàn)查閱，有文獻(xiàn)記錄最早的卷簾機(jī)是吉林省吉林市劉吉在1992 年發(fā)明的，該卷簾機(jī)不僅設(shè)計(jì)了卷簾的功能，還考慮了清掃功能。卷簾方式屬于繩拉式，驅(qū)動(dòng)裝置懸掛在橫跨溫室跨度方向的行走支架上，將驅(qū)動(dòng)裝置固定在溫室的最高屋脊處，通過滾動(dòng)摩擦的形式將動(dòng)力傳遞給卷軸，卷軸通過旋轉(zhuǎn)將卷簾繩拉起，從而進(jìn)行卷簾操作。該裝置每次只能對(duì)一塊草簾進(jìn)行卷鋪?zhàn)鳂I(yè)，通過支架沿著溫室長度方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室上所有草簾的卷鋪?zhàn)鳂I(yè)。該裝置機(jī)構(gòu)復(fù)雜，不能對(duì)草簾進(jìn)行整體卷鋪?zhàn)鳂I(yè)，其應(yīng)用受到很大的限制。1995 年，韓宏偉在日光溫室的后屋面處安裝了若干雙軸電機(jī)、減速器和卷繩軸，同時(shí)開啟電機(jī)就可以對(duì)草簾進(jìn)行卷鋪?zhàn)鳂I(yè)。一個(gè)長50m、寬6m、高2． 3m的溫室需要雙軸電機(jī)5 臺(tái)，兩級(jí)減速器10 個(gè)。雖然需要很多電機(jī)和減速機(jī)，但卻實(shí)現(xiàn)了草簾的整體卷鋪?zhàn)鳂I(yè)。1995 年，王選財(cái)則在日光溫室后屋面處安裝支架，在支架上安裝與溫室長度相等的卷軸，卷軸中部在由減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的鏈條驅(qū)動(dòng)下，將卷簾繩拉起，從而將草簾子從日光溫室屋面上逐漸卷起，完成機(jī)械卷簾操作，這就是典型的固定上拉式卷簾機(jī)。放簾作業(yè)則通過將鏈條和卷軸脫離，依靠草簾的重力自由滾落。卷簾作業(yè)耗時(shí)大約3min，而放簾則快達(dá)15s。由于動(dòng)力來自于鏈條傳動(dòng)，放簾無法控制，容易對(duì)人體和溫室棚體造成傷害，因此對(duì)于卷簾機(jī)的發(fā)明和研究逐漸增多且都屬于后置卷繩上拉式卷簾機(jī)，但在動(dòng)力源上都有所改變。1996 年，李文戈發(fā)明的自動(dòng)卷簾機(jī)，將動(dòng)力裝置放置在了地面，通過拉繩和滑輪，從地面?zhèn)鬟f到位于溫室屋脊處的卷繩軸上。該裝置的好處是動(dòng)力裝置可以移動(dòng)，可以用于多處日光溫室的卷簾作業(yè)，還可以收存到屋內(nèi)儲(chǔ)存。1996 年，生維普將動(dòng)力裝置放在了溫室的一側(cè)，利用了單級(jí)渦輪蝸桿減速機(jī)，電機(jī)通過皮帶輪、皮帶或鏈條、鏈輪或者齒輪與減速機(jī)配合，在動(dòng)力的安全性上有了很大提高。1997 年，樸義浩將支架和動(dòng)力裝置設(shè)置在日光溫室的一側(cè)，發(fā)明了側(cè)置卷軸式卷簾機(jī)。該卷簾機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝。1999 年，李金城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草簾拉上去和放下來困難的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了帶有導(dǎo)軌的前置卷軸式卷簾機(jī)。該卷簾機(jī)是在日光溫室的斜面上方安裝導(dǎo)軌，卷簾機(jī)的動(dòng)力裝置安裝在導(dǎo)軌上，動(dòng)力裝置可以沿著導(dǎo)軌上下自由運(yùn)動(dòng)。由于草簾直接隨著卷軸上下運(yùn)動(dòng)，不受溫室坡度的影響，草簾很方便地卷起和鋪開，操作方便。此外，將導(dǎo)軌設(shè)置在溫室的一側(cè)，就成為了帶有導(dǎo)軌的側(cè)置卷軸式卷簾機(jī)。帶有導(dǎo)軌的前置卷軸式卷簾機(jī)由于電機(jī)、減速器的重量由導(dǎo)軌承擔(dān)，減少了對(duì)棚體骨架的破壞，是目前使用比較理想的卷簾機(jī)。將導(dǎo)軌用支撐桿代替，就是目前非常流行的撐桿式( 搖臂式) 自走卷簾機(jī)。1999 年，史永良發(fā)明了一種導(dǎo)索式卷簾機(jī)。該卷簾機(jī)懸掛在一條導(dǎo)索繩上。該導(dǎo)索橫跨在溫室上方，一端固定在溫室前地面，另一端固定在溫室的后屋面上。卷簾機(jī)沿著導(dǎo)索上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)卷鋪簾操作。由于導(dǎo)索上設(shè)置限位開關(guān)，避免了卷簾越位等危險(xiǎn)事故的發(fā)生。
3 卷簾機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀
    卷簾機(jī)生產(chǎn)企業(yè)普遍規(guī)模不大。從2010 年的全國和地方購置補(bǔ)貼目錄看，全國有96 家卷簾機(jī)生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)入該目錄，分布如圖1 所示。其中，山東和甘肅的企業(yè)數(shù)量占了45%。2010 年，山東省卷簾機(jī)安全重點(diǎn)檢查報(bào)告顯示，所調(diào)查的19 家企業(yè)，職工人數(shù)大多都在30 人次以上，生產(chǎn)能力較高的已經(jīng)達(dá)到3 萬臺(tái)/ a 左右。山東省生產(chǎn)的卷簾機(jī)主要以齒輪傳動(dòng)方式為主，用于前置卷軸上推式卷簾機(jī)，除滿足本省使用外，大量銷售到陜西和新疆等地。
4 標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀
    為了適應(yīng)發(fā)展要求，甘肅省制定了DB62 /T 1333－ 2005《懸臂式卷簾機(jī)》，規(guī)定了懸臂式卷簾機(jī)的卷放簾時(shí)間、卷簾一致性、百米力矩和損簾率等技術(shù)參數(shù)，為我國最早出臺(tái)的地方標(biāo)準(zhǔn)。北京市出臺(tái)了DB11 /T 550 － 2008《日光溫室用卷簾機(jī)技術(shù)條件》，規(guī)定了卷簾機(jī)的一般性能指標(biāo)、裝配、涂漆、外觀以及安全等技術(shù)要求，給出了最大輸出扭矩和輸入功率等參數(shù)的測試方法。為了方便鑒定，鑒定大綱DG/T 056 － 2009《卷簾( 膜) 機(jī)》出臺(tái)，規(guī)定了卷簾機(jī)鑒定的技術(shù)參數(shù)、方法和判定規(guī)則，對(duì)卷簾機(jī)的自鎖功能、最大轉(zhuǎn)過角度、卷軸轉(zhuǎn)速和輸出扭矩等技術(shù)要求提出了測試方法。為進(jìn)一步提升對(duì)卷簾機(jī)的質(zhì)量控制水平，《大棚卷簾機(jī)質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》作為2010 年的農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，相關(guān)科研單位正在起草中。這些標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)有利于指導(dǎo)生產(chǎn)企業(yè)，增強(qiáng)了市場監(jiān)管的力度，方便了用戶的選用。此外，《日光溫室卷簾機(jī)安裝與驗(yàn)收規(guī)程》以及《日光溫室卷簾機(jī)安全操作規(guī)程》兩項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定呼吁也愈發(fā)強(qiáng)烈。

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