專利名稱：溫室天窗開度角度傳感機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低成本、性能可靠的溫室天窗開度角度傳感機構(gòu)。

背景技術(shù)：
設(shè)施農(nóng)業(yè)是依靠科技進步而形成的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，是農(nóng)業(yè)工程學(xué)科中最具典型的分支學(xué)科。它是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)走向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要基礎(chǔ)，是農(nóng)業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模商品化、現(xiàn)代化的集中體現(xiàn)，是農(nóng)業(yè)實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的有效措施，也是提供新鮮農(nóng)產(chǎn)品的重要技術(shù)措施。在21世紀，設(shè)施農(nóng)業(yè)將成為最具活力的農(nóng)業(yè)新產(chǎn)業(yè)。
隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化推進、設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，塑料大棚、日光型薄膜溫室和連棟薄膜溫室成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要設(shè)施，2004年我國塑料大棚、日光薄膜溫室和連棟薄膜溫室總計200萬公頃。與發(fā)達國家相比，我國的現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)水平還有較大差距，尤其是在高、中檔溫室中，能真正達到溫室環(huán)境綜合控制要求的計算機控制系統(tǒng)基本上靠引進。各類溫室環(huán)境計算機控制系統(tǒng)的傳感信息的準確性、可靠性也是溫室環(huán)境控制研究的一個重要方面。另外，考慮到我國農(nóng)業(yè)低成本要求的國情，如何降低成本也是擺在研究者面前的一大難題。
在溫室環(huán)境自動控制系統(tǒng)中，溫室的天窗是一個重要的執(zhí)行機構(gòu)。通過天窗的開啟和關(guān)閉，可以實現(xiàn)溫室內(nèi)部溫度、濕度等因子的調(diào)控。對于天窗控制子系統(tǒng)而言，天窗的開度大小是一個非常重要的反饋信息。
國內(nèi)外的溫室環(huán)境自動控制系統(tǒng)的中高檔應(yīng)用中，對于天窗的開啟角度的量測一般采用線性角度傳感器。這種傳感器精度較高，一般在工業(yè)應(yīng)用中應(yīng)用較廣泛。其成本較高，不適合我國設(shè)施農(nóng)業(yè)低成本的要求。
在溫室環(huán)境自動控制的低端應(yīng)用中，為了降低成本，有時亦采用開環(huán)控制策略。此種控制策略無需在天窗上安裝角度傳感機構(gòu)，而只是通過天窗電機的開啟時間來粗略計算出天窗的開度。這種方法所得天窗開度的信息隨機性很大，精度過低，往往不能滿足溫室環(huán)境自動控制的信息反饋要求。
在溫室環(huán)境自動控制的過程中，對于天窗開度的精度要求往往不高，一般情況下，天窗開度傳感器只要能在天窗行程中分檔(如1/4開，1/2開，3/4開等等)即可。從這個角度看，成本較高的線性角度傳感器在天窗開度量測方面是一種浪費。而采用開環(huán)控制策略的天窗開度計算又過于粗略和隨機。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提出一種低成本、性能可靠的溫室天窗開度角度傳感機構(gòu)。
本實用新型提出的溫室天窗開度角度傳感機構(gòu)，由天窗主臂1、天窗主軸2、傳感器體3、連桿4、磁鐵5、干簧管電阻串6組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。傳感器體3呈半圓環(huán)形，天窗主軸2位于傳感器體3的軸心，連桿4一端固定于天窗主軸2，另一端連接磁鐵5，磁鐵5在連桿4的帶動下，能在傳感器體3內(nèi)壁形成的空腔內(nèi)來回移動；干簧管電阻串6為n組，呈環(huán)形均勻封裝于傳感器體3內(nèi)部，傳感器體3上設(shè)有兩個傳感器連接線孔，第一組干簧管電阻串6的兩端分別通過連接線孔連接控制系統(tǒng)的傳感器連接線；天窗主臂1位于傳感器體3上部，其一端固定于天窗主軸2；其中n為1-10。
本實用新型中，干簧管電阻串6由干簧管和電阻串聯(lián)組成，后一組干簧管電阻串6接于前一組干簧管電阻串6的干簧管的兩端。
若使用本實用新型進行天窗開度角度量測，傳感器體3上的一個連接線孔連接測量電阻R的一端，電阻R另一端接地；另一個連接線孔連接供電電源端。
本實用新型中，天窗主臂1和連桿4通過天窗主軸2固定連接而實現(xiàn)聯(lián)動，即在天窗主軸2的帶動下，當(dāng)天窗主臂1向A方向運動時，連桿4帶著磁鐵5向C方向運動，當(dāng)天窗主臂1向B方向運動時，連桿4帶著磁鐵5向D方向運動。天窗運動過程中，當(dāng)磁鐵5運動到某一干簧管電阻串6的位置，就會使該位置上的干簧管電阻串6發(fā)生吸合，而后磁鐵5繼續(xù)運動，該位置上的干簧管電阻串6則斷開，隨著磁鐵5的運動，可以根據(jù)干簧管電阻串6的通斷情況確定天窗的開啟角度。
本實用新型工作過程如下 天窗運動過程中，磁鐵5會使得干簧管電阻網(wǎng)絡(luò)6依次吸合和斷開，從而可根據(jù)干簧管電阻網(wǎng)絡(luò)6的通斷情況可確定天窗的開啟角度。如圖2中，K1、K2、K3、Kn為干簧管，R1、R2、R3、Rn為干簧管，Vin和Vout為連接到控制系統(tǒng)的傳感器連接線。設(shè)Vout在控制系統(tǒng)端連接到一測量電阻R，電阻R另外一端接地。當(dāng)磁鐵5運行到K1附近時，K1吸合，則Vout可表示如下 當(dāng)磁鐵5運行到K2附近時，K2吸合，則Vout可表示如下 依次類推，當(dāng)磁鐵5運行到Kn附近時，Kn吸合，則Vout可表示如下 由此，可通過采樣并測量Vout的變化而得到天窗的開啟角度。
本實用新型的特點是 (1)使用本實用新型可以以很低的代價測量出天窗的開啟檔位，這已經(jīng)能夠滿足溫室環(huán)境控制對于天窗開啟角度測量的要求。
(2)此傳感機構(gòu)的供電以及信號傳輸總共才2根線，布線簡單，安裝方便。
(3)此傳感機構(gòu)內(nèi)部干簧管電阻串元器件及連接簡單，可靠性高。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)圖示。
圖2為本實用新型的干簧管電阻網(wǎng)絡(luò)示意圖。
圖中標號1為天窗主臂，2為天窗主軸，3為傳感器體，4為連桿，5為磁鐵，6為干簧管電阻串，K1、K2、K3、Kn為干簧管，R1、R2、R3、Rn為電阻，Vin和Vout為連接到控制系統(tǒng)的傳感器連接線。
具體實施方式
下面通過實施例進一步描述本實用新型。
實施例1，將下述部件按圖1-圖2所示方式，該領(lǐng)域的技術(shù)人員均能順利實施。天窗主臂1的直徑為40mm，天窗主軸2的直徑為20mm，傳感器體的形狀為半圓形，內(nèi)徑為100mm，外經(jīng)為140mm，厚度為20mm。連桿的直徑為5mm，長度為40mm，干簧管電阻串共有3組。其中，則K1、K2、K3為干簧管，R1、R2、R3為電阻，R1、R2、R3的取值均為10KΩ，控制系統(tǒng)端測量電阻R為10KΩ，若Vin為+12V，則當(dāng)K1吸合時 當(dāng)K2吸合時 當(dāng)K3吸合時 根據(jù)計算所得的Vout值的變化，即可量測出天窗的開啟檔位(角度)。
權(quán)利要求1、一種溫室天窗開度角度傳感機構(gòu)，由天窗主臂(1)、天窗主軸(2)、傳感器體(3)、連桿(4)、磁鐵(5)、干簧管電阻串(6)組成，其特征在于傳感器體(3)呈半圓環(huán)形，天窗主軸(2)位于傳感器體(3)的軸心，連桿(4)一端固定于天窗主軸(2)，另一端連接磁鐵(5)，磁鐵在連桿(4)的帶動下，在傳感器體(3)內(nèi)壁形成的空腔內(nèi)來回移動；干簧管電阻串(6)為n組，呈環(huán)形均勻封裝于傳感器體(3)內(nèi)部，傳感器體(3)上設(shè)有兩個傳感器連接線孔，第一組干簧管電阻串(6)的兩端分別通過連接線孔連接控制系統(tǒng)的傳感器連接線；天窗主臂(1)位于傳感器體(3)上部，其一端固定于天窗主軸(2)；其中n為1-10。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫室天窗開度角度傳感機構(gòu)，其特征在于干簧管電阻串(6)由干簧管和電阻串聯(lián)組成，后一組干簧管電阻串(6)接于前一組干簧管電阻串(6)的干簧管的兩端。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫室天窗開度角度傳感機構(gòu)，其特征在于傳感器體(3)上的一個連接線孔連接測量電阻R的一端，電阻R另一端接地；另一個連接線孔連接供電電源端。
專利摘要本實用新型屬設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種溫室天窗開度角度傳感機構(gòu)。由天窗主臂、天窗主軸、傳感器體、連桿、磁鐵、干簧管電阻串組成，傳感器體呈半圓環(huán)形，天窗主軸位于傳感器體的軸心，連桿一端固定于天窗主軸，另一端連接磁鐵，磁鐵在連桿的帶動下能在傳感器體內(nèi)壁形成的空腔內(nèi)來回移動；干簧管電阻串為1－10組，呈環(huán)形均勻封裝于傳感器體內(nèi)部，第一組干簧管電阻串的兩端分別連接控制系統(tǒng)的傳感器連接線；天窗主臂位于傳感器體上部，其一端固定于天窗主軸上；傳感器體上設(shè)有兩個傳感器連接線孔。本實用新型以很低的代價測量出天窗的開啟檔位，滿足溫室環(huán)境控制對于天窗開啟角度測量的要求。且傳感機構(gòu)的供電以及信號傳輸只需2根線，布線簡單，安裝方便。
文檔編號E06B3/00GK2901846SQ200620040559
公開日2007年5月23日 申請日期2006年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者吳軍輝, 林開顏, 徐立鴻, 吳啟迪 申請人:同濟大學(xué)