專利名稱：一種高度和坡度可調節(jié)的大棚的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于溫室大棚技術領域，具體是涉及一種高度和坡度可調節(jié)的大棚。
背景技術：
目前較為實用的溫室大棚大致包括單棟大棚、連棟大棚、日光大棚、簡易塑料拱棚等，其中單棟大棚優(yōu)點有排雨方便，在棚面角15度以上覆雪荷載就能自動滑落，夏季通風散熱好，缺點有冬季散熱量大，造價昂貴，不易上規(guī)模；連棟大棚優(yōu)點有土地利用率高，保溫性能好，跨度大，空間大，便于機械化和集中化管理，缺點有自然通風能力差，無覆雪荷載滑落功能，對結構強度要求較高，造價高，不適宜雪量特別大的地方；日光大棚是我國北方較為普及的一種保護地種植方式，其優(yōu)點有造價較低，保溫性能高，缺點有土地利用率低，單個規(guī)模小，不利于機械化和集中化管理，雖有一定的雨雪荷載滑落功能，但其單個面積的增大依然受制于其結構對大雪荷載的承重能力；簡易塑料拱棚是我國南方較為普及的一種保護地種植方式，其優(yōu)點有造價低廉，有一定的環(huán)境調控能力，缺點有土地利用率低，單個規(guī)模小，不利于機械化和集中化管理，雖有一定的雨雪荷載滑落功能，但其結構強度偏低，致使每年都有大量的塑料拱棚因雨雪垮塌。以上所有結構都存在著大棚跨度的需求與結構強度、支柱數量、造價之間的矛盾，大棚跨度加大，要么增加支柱，導致作業(yè)管理不方便；要么增加結構強度，提高橫梁和支柱的強度標準，導致造價大幅上升，且其自重負荷也大幅上升，特別是將覆雪荷載作為主要荷載考慮時，這一點尤其凸現。
發(fā)明內容本實用新型主要是解決現有技術所存在的技術問題，提供了一種高度和坡度可調節(jié)的大棚。本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:一種高度和坡度可調節(jié)的大棚，包括設置在地面上的若干排主立柱和由每排主立柱支撐的縱梁，所述縱梁兩側設有棚頂面，棚頂面基部側連接在縱梁上并可繞縱梁轉動，棚頂面與主立柱之間設有棚頂面支桿，棚頂面支桿的上端鉸接在棚頂面上，棚頂面支桿的桿部插接在主立柱上，棚頂面寬度W與主立柱高度h關系為W=0.7-1.2h，相鄰排主立柱間的橫向距離H小于兩個棚頂面的寬度之和2W，使得相鄰棚頂面能夠搭接。作為優(yōu)選，所述棚頂面包括棚頂面拱桿，棚頂面拱桿一端連接在縱梁上，另一端連接在一根與縱梁平行的卡槽上，由縱梁、棚頂面拱桿、卡槽共同覆蓋透明薄膜構成棚頂面，棚頂面支桿的上端鉸接在棚頂面的拱桿上；或者所述棚頂面由若干塊透明板材拼接構成，棚頂面支桿的上端鉸接在透明板材上，透明板材可以選用各類透明、硬質、輕質、能承重的有機玻璃、塑料板、中空PC陽光板等，該透明板材能以其自身的強度接受棚頂面支桿的支撐，透明板材雖比塑料薄膜一次性投入高，但使用壽命長，無需經常更換，自身質量輕，承重能力大，雨雪的下滑能力強。
作為優(yōu)選，所述縱梁為單根或雙根:當縱梁為單根時，兩側的棚頂面基部側均鉸接在縱梁上；當縱梁為雙根時，兩側的棚頂面基部分別鉸接或固定在對應側的縱梁上?！N高度和坡度可調節(jié)的大棚，使用方法為:當用作連棟大棚時，調整棚頂面支桿的支撐角度，以縱梁為軸向上翻轉棚頂面，使棚頂面自由側的高度高于縱梁的高度，相鄰棚頂面自由側處于搭接狀態(tài)，并將最外側的棚頂面翻折下并與地面連接，此時所有的棚頂面連成一個連棟大棚；當用作獨棟大棚時，調整棚頂面支桿的支撐角度，以縱梁為軸向下翻轉棚頂面，使棚頂面自由側的高度低于縱梁的高度，相鄰棚頂面自由側處于分離狀態(tài)，棚頂面自由側與地面之間設有棚立面；當無需大棚時，調整棚頂面支桿的支撐角度或拆卸掉棚頂面支桿，以縱梁為軸向下翻轉棚頂面至其自由側處于主立柱底部，此時地面處于半開放狀態(tài)，便于機械化耕作。作為優(yōu)選，所述大棚的使用方法中，當連棟大棚需要通風時，調整一側棚頂面支桿的支撐角度，以縱梁為軸向上或向下翻轉棚頂面，使得相鄰棚頂面自由側上下錯開，此時相鄰棚頂面自由側之間連接有防蟲網。作為優(yōu)選，所述大棚的使用方法中，當連棟大棚需要加強保溫效果時，在大棚內上部空間設有至少一層透明保溫幕。作為優(yōu)選，所述大棚的使用方法中，當獨棟大棚需要加強保溫效果時，在大棚內地面上設有簡易小拱棚。本實用新型中主立柱為主要承重件，應嚴格垂直深埋于地下或固定于水泥基礎上，可選用8分以上壁厚1.5mm以上的熱鍍鋅鋼管或8X8cm以上鋼筋水泥柱，上面裝配有供給縱梁、棚頂面支桿等支撐或作物攀藤搭架用的插孔或插銷，為方便人工作業(yè)，各類插孔插銷高度如無特殊需求，不應高于2.2m。本實用新型中縱梁材料可采用熱鍍鋅鋼管，單根時，應為6分以上壁厚1.2mm以上，雙根時可為4分以上壁厚1.2mm以上，根據主立柱的間隔，還可適當增加縱梁的輔助支撐。
本實用新型中有棚頂面支桿支撐的棚頂面拱桿可選用4分以上壁厚1.2mm以上的熱鍍鋅鋼管，無棚頂面支桿支撐的棚頂面拱桿也可選用彈性良好的竹片，可大幅降低材料成本以及棚頂面本身的自重。棚頂面拱桿一端連接在縱梁上，另一端連接固定在卡槽上，該卡槽槽口朝向地面，既可固定拱桿，也可通過卡簧將透明薄膜的一邊卡置在卡槽內，在連棟大棚狀態(tài)下相鄰棚頂面自由側搭接時，還可以利用槽口卡住棚頂面自由側，加強其搭接的牢度，也可防風防雨。本實用新型中在主立柱上也需設置卡槽，該卡槽固定在主立柱和縱梁之上，并由其承重，主要作用是固定透明薄膜以及在連棟大棚組合使用時作為天溝用于排雨水。當預期雨量較大時，可將設置卡槽寬度大于6cm、深度大于3 cm的規(guī)格。為使棚頂面翻折下來時，能盡量靠近主立柱，少占地面投影面積，以利于機械作業(yè)，所以棚頂面拱桿的長度不應長過主立柱高度過多，但又為了能獲取足夠的跨度，且連棟大棚最外側的兩個棚頂面落下時，能完全遮住連棟大棚的兩側，所以棚頂面拱桿可以設置為主立柱高度的1-1.1倍。本實用新型中棚頂面支桿可選用4分以上壁厚1.2mm以上的熱鍍鋅鋼管，在棚頂面高度和坡度的調節(jié)中起到關鍵的作用，需準確計算在支撐棚頂面時的支撐角度、在棚頂面拱桿上所需支撐的位置以及在主立柱上插接位置和角度。棚頂面支桿可選用兩段螺接或插接的結構，當用作獨棟大棚時，其中一段依然支撐于棚頂面和主立柱之間，另一段則可用于將棚頂面自由側支撐在地面上，這樣可以不用補充材料而加強棚頂面的支撐強度。本實用新型用作連棟大棚時，為確保保溫效果以及防雨效果，兩棚頂面自由側連接處應盡量做到密閉，為保持一定的結構強度又擁有良好的可拆卸性，可用拆卸比較方便的搭扣式或穿插式連接結構或利用卡槽的槽邊進行互卡連接；用作獨棟大棚，當下雪預期比較大時，相鄰獨棟大棚之間應留有大于0.5米的過道便于除雪及堆雪，棚與棚之間應還可以經由連桿連接互為支撐，以提高結構強度。本實用新型中棚頂面的翻轉也可通過設置齒輪齒桿，通過其的位移來進行操作。本實用新型中調節(jié)棚頂面坡度時，坡度越大，結構強度越高，越能抵抗覆雪荷載，但高度會越小，作物的生長空間也會越小，所以坡度和高度的調節(jié)應同時結合覆雪荷載預期、作物生長高度、大棚保溫需求以及人工操作需求來進行。冬春季種植時，在12月份后，覆雪荷載預期大，并應加強保溫，此時作物應處于育苗狀態(tài)，較矮小，無需人工進入，所以大棚的最佳狀態(tài)應為獨棟大棚，大坡度，最好大于30度，小空間，結構強度高，同時最好作物能套上一層小拱棚；在2月份后，覆雪荷載預期變小，作物也長高，但保溫需求依然存在，少量需要人工進入，此時應為獨棟大棚，小坡度，可小于20度，結構強度高，中等空間，同時根據作物生長高度，可去除小拱棚；在3-4月份后，無覆雪荷載預期，氣溫轉暖，作物進入盛長和收獲期，大量需要人工進入，此時應采用最大空間的連棟大棚方式，相鄰棚頂面自由側相搭接，小坡度，可小于20度，大片連續(xù)的大空間，中等結構強度，保溫和通風兩兼顧；在秋冬季種植時，10月份以前，以通風、防雨、防曬為主，可采用最大空間的連棟大棚方式，保持大片連續(xù)的大空間，防雨、防曬和通風兼顧，后期雖氣溫下降，但由于植株已長高大，人工也大量開始進入管理和采摘，不能翻折下棚頂面，應繼續(xù)采用最大空間的連棟大棚方式，但以保溫、防雨為主。 直至12月份后，大棚性能已無法單獨維持足夠溫度，停止種植，由于12月份的覆雪荷載的預期不會太大，連棟大棚模式可以安全使用到所有收獲結束，如有大雨雪氣象預報的情況下，應無論什么時候都應提前結束收獲，結束收獲后應盡快準備進入冬春季種植模式，這樣實現了一年兩季反季節(jié)種植，極大地提高了種植效率。采用上述技術方案后，使得本實用新型有以下優(yōu)點:1、與單棟大棚相比，保持了排雨、排雪、通風、散熱的優(yōu)點，還大幅降低了造價，提高了土地使用率，提高了面積規(guī)模，便于機械作業(yè)和集中管理。2、與連棟大棚相比，保持了土地利用率高、保溫性能好、跨度大、空間大、便于機械化和集中化管理的優(yōu)點，還改善了自然通風能力差、無雪荷載滑落功能、造價高的缺點。3、與日光大棚相比，造價進一步降低，大幅提高了土地利用率，可大面積規(guī)模化生產，便于機械化和集中化管理，棚面坡度進一步升高，最大可達45度以上，有效應對各類覆雪荷載，提聞各類氣候的應對能力。4、與簡易塑料拱棚相比，維持其造價低廉的優(yōu)勢和保溫能力，有更好的承重結構強度，有更好的環(huán)境調控能力，大幅提高土地利用率，可大面積規(guī)模化生產，便于機械化和集中化管理，棚面坡度進一步升高，最大可達45度以上，提高了雨雪滑落能力，并且由于其支撐結構和角度，使得覆雪重力大部分傳遞到各支柱和支桿上，減小拱桿的壓斷風險，大幅提高了大棚對覆雪荷載的應對能力；在獨棟大棚防雪狀態(tài)時，兩者種植空間相差不大，但當氣候轉暖，作物進入盛長期時，本實用新型能夠獲得更高更大的種植空間，能夠種植各類對高度空間需求比較大的作物；相對于簡易塑料拱棚的各個部件都處于臨界力學平衡狀態(tài)，即各部件無法獨立平衡，拆裝時需多個部件同時拆裝的組裝方式，本實用新型中各個部件都可獨立拆裝，大幅降低拆裝成本，并且也有更好的結構平衡。5、在折疊收起的狀態(tài)下，蓋膜、換膜變得容易，同時由于整個種植空間處于半開放狀態(tài)，適合各種中大型機械的進入，大幅提高作業(yè)效率。6、很好得解決了在充分考慮覆雪荷載的情況下大棚跨度需求與結構強度、支柱數量、造價之間的矛盾。7、通過調整棚頂面支桿的支起角度和狀態(tài)，可以快速便捷的對大棚棚頂面開合程度進行調整，使大棚能快速便捷的調整至最適合作物生長以及人工作業(yè)的狀態(tài)。8、由于能在棚頂部將棚頂面打開，獲取較大的通風面積，可以提高快速通風降溫的能力，解決了連棟大棚固有的通風降溫難，機械通風能耗高的問題。

圖1是本實用新型的一種連棟大棚結構示意圖；圖2是本實用新型的一種獨棟大棚結構示意圖；圖3是本實用新型棚頂面的收攏狀態(tài)結構示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。實施例:參看圖f 3，一種高度和坡度可調節(jié)的大棚，包括設置在地面上的若干排主立柱I和由每排主立柱 支撐的縱梁2，縱梁2兩側設有棚頂面3，棚頂面基部側連接在縱梁2上并可繞縱梁轉動，棚頂面3與主立柱I之間設有棚頂面支桿4，棚頂面支桿4的上端鉸接在棚頂面3上，棚頂面支桿4的桿部插接在主立柱I上，棚頂面寬度W與主立柱高度h關系為W=0.7-1.2h，相鄰排主立柱間的橫向距離H小于兩個棚頂面的寬度之和2W，使得相鄰棚頂面能夠搭接。其中棚頂面包括棚頂面拱桿，棚頂面拱桿一端連接在縱梁上，另一端連接在一根與縱梁平行的卡槽上，由縱梁、棚頂面拱桿、卡槽共同覆蓋透明薄膜構成棚頂面，棚頂面支桿的上端鉸接在棚頂面的拱桿上；或者所述棚頂面由若干塊透明板材拼接構成，棚頂面支桿的上端鉸接在透明板材上，透明板材可以選用各類透明、硬質、輕質、能承重的有機玻璃、塑料板、中空PC陽光板等，該透明板材能以其自身的強度接受棚頂面支桿的支撐，透明板材雖比塑料薄膜一次性投入高，但使用壽命長，無需經常更換，自身質量輕，承重能力大，雨雪的下滑能力強?？v梁2為單根或雙根:當縱梁為單根時，兩側的棚頂面基側部均鉸接在縱梁上；當縱梁為雙根時，兩側的棚頂面基部分別鉸接或固定在對應側的縱梁上。本實用新型大棚的使用方法為:當用作連棟大棚時，調整棚頂面支桿4的支撐角度，以縱梁2為軸向上翻轉棚頂面3，使棚頂面自由側的高度高于縱梁的高度，相鄰棚頂面自由側處于搭接狀態(tài)，并將最外側的棚頂面翻折下并與地面連接，此時所有的棚頂面連成一個連棟大棚；當用作獨棟大棚時，調整棚頂面支桿4的支撐角度，以縱梁2為軸向下翻轉棚頂面3，使棚頂面自由側的高度低于縱梁的高度，相鄰棚頂面自由側處于分離狀態(tài)，棚頂面自由側與地面之間設有棚立面5 ;當無需大棚時，調整棚頂面支桿4的支撐角度或拆卸掉棚頂面支桿4，以縱梁2為軸向下翻轉棚頂面至其自由側處于主立柱I底部，此時地面處于半開放狀態(tài)，便于機械化耕作。其中當連棟大棚需要通風時，調整一側棚頂面支桿的支撐角度，以縱梁為軸向上或向下翻轉棚頂面，使得相鄰棚頂面自由側上下錯開，此時相鄰棚頂面自由側之間連接有防蟲網；當連棟大棚需要加強保溫效果時，在大棚內上部空間設有至少一層透明保溫幕7 ;當獨棟大棚需要加強保溫效果時，在主立柱I兩側還分別設有簡易小拱棚6。種植地規(guī)劃:每5.4米固定一排主立柱,南北走向，每排長120米,柱間距4米,每排30根，20排共600根，種植面積為13000平米，約合20畝。大棚構造:主立柱為8 X 8cm的鋼筋混凝土柱，地面高度2.8米，深埋于地下50cm，有混凝土基礎。每根主立柱上距地面1.8米和1.2米處各設兩個插孔或插銷，以便于棚頂面支桿的支撐和固定。每根主立柱頂部設兩個略大于6分的管孔，兩根6分熱鍍鋅鋼管的縱梁穿置于里面，縱梁可在里面轉動。在縱梁鋼管上每隔I米連接I根棚頂面拱桿，棚頂面拱桿另一端連接在一根與縱梁平行的卡槽上，卡槽朝向地面，拱桿為4分熱鍍鋅鋼管，長2.8米，由縱梁鋼管、棚頂面拱桿、卡槽共同覆蓋透明板材構成棚頂面；在主立柱頂部，固定另一卡槽，當兩棚頂面都朝向上翻起時，可作為天溝用于雨水的排放。棚頂面支桿為4分熱鍍鋅鋼管，長2米，一端鉸鏈接在棚頂面拱桿的中部，桿部設置若干小孔，插接在主立柱的插孔內可以使用插銷固定，通過變換棚頂面支桿上不同位置的小孔來調節(jié)對棚頂面的支撐高度及角度，除棚頂面支桿支撐外，還可以另外使用若干支撐于地面的支桿用于輔助支撐，本實用新型中使用兩根1.2米長的支桿用于加強對覆雪荷載的抵抗。覆蓋的透明薄膜采用8絲厚的聚乙烯膜，寬度為從整個棚頂和側壁全覆蓋，往下超出卡槽部分在不用時可折疊入卡槽內，大棚兩端也用塑料膜密閉，并設小門作入口。以大棚用于番茄的早春提前種植和秋冬延后種植為例，將大棚的使用和番茄生長周期與外界氣溫變化相結合進行說明。在將所有棚頂面翻折下后，用旋耕機進行深耕和施底肥等整地作業(yè)，由于主立柱間距有5.4米，上高不限，一般性的農用機械都能無礙的進入。在2月份，將在育苗室內育好的番茄苗通過移苗機植入本實用新型大棚中，此時將大棚置于獨棟大棚狀態(tài)，棚肩高1.2米，頂高2.8米，大棚棚頂面的 坡度角呈30°，大于一般要求的20-25°的坡度角，有足夠的覆雪滑落能力和覆雪荷載的承受能力。環(huán)境調節(jié)主要以保溫、防雪為主，此時苗大致在20cm左右，可在大棚內套一簡易小拱棚，該小拱棚高約1-1.3米，寬約2-2.5米，每個大棚內可套兩個小拱棚，此時無需人工進入棚中操作。在3月份，無下雪預期，植株高度長至40-50cm，并開出小花和開始坐果，并且天氣也轉暖，此時去除小拱棚，根據氣候情況，將棚頂面向上翻轉，兩相鄰棚頂面自由側相搭接，轉為連棟大棚狀態(tài)，此時大棚棚頂面坡度角為13°，肩高2.8米，頂高3.5米，連接后形成一片，通過機械化、規(guī)?；岣咝?，并能在棚內放養(yǎng)蜜蜂，免去人工坐果處理的繁瑣。在4月份，進入采摘收獲階段，植株高大繁盛，采摘、整枝、摘心等人工操作也變頻繁，大棚保持連棟大棚狀態(tài)，雖然要注意6月底至7月初的梅雨暴雨氣候，但至6月中下旬，早春種植即可結束。7月初，將大棚的棚頂面落下，收至主立柱，進行機械整地，準備下一輪8月開始的秋冬延后種植。在8月份將育好的苗通過移苗機植入本大棚中，此時將大棚安裝至連棟大棚狀態(tài)，氣候以高溫為主，環(huán)境調節(jié)主要以遮陽、通風、降溫為主。9月植株長高，開始開花坐果，氣候依然較高，但由于早晚溫差大，中午通風降溫和晚間保溫都要注意。10月后，氣溫逐步下降，番茄開始進入采摘收獲階段，植株高大繁盛，采摘、整枝、摘心等人工操作也變頻繁，大棚保持連棟大棚的狀態(tài)，可采取部分輔助保溫措施，如在高于人身高處設置一道平面保溫幕等。12月份后，氣溫急劇下降，并開始出現降雪預報，應盡快結束收獲，并在收獲后將大棚的棚頂面落下，收至主立柱，進行機械整地，并根據塑料膜的使用情況進行換膜，準備下一輪2月開始的早春提前種植。本實用新型中所設計構造使得大棚的各個最佳使用狀態(tài)間的快速轉變成為可能，通過將大棚結構和使用方法結合作物生長過程和氣候的季節(jié)性變化，使得大棚能在獨棟大棚、連棟大棚、大坡度抗雪荷載形態(tài)、大空間通風散熱狀態(tài)、半開放機械耕作狀態(tài)等狀態(tài)中快速便捷地進行變換，本實用新型以簡易圓拱大棚的低造價創(chuàng)造出了高價的連棟大棚才有的最佳使用效果。最后，應當指出，以上實施例僅是本實用新型較有代表性的例子。顯然，本實用新型的技術方案并不限于上述實施例， 還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本實用新型公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種高度和坡度可調節(jié)的大棚，包括設置在地面上的若干排主立柱和由每排主立柱支撐的縱梁，其特征在于所述縱梁兩側設有棚頂面，棚頂面基部側連接在縱梁上并可繞縱梁轉動，棚頂面與主立柱之間設有棚頂面支桿，棚頂面支桿的上端鉸接在棚頂面上，棚頂面支桿的桿部插接在主立柱上，棚頂面寬度W與主立柱高度h關系為W=0.7-1.2h，相鄰排主立柱間的橫向距離H小于兩個棚頂面的寬度之和2W，使得相鄰棚頂面能夠搭接。
2.根據權利要求1所述一種高度和坡度可調節(jié)的大棚，其特征在于所述棚頂面包括棚頂面拱桿，棚頂面拱桿一端連接在縱梁上，另一端連接在一根與縱梁平行的卡槽上，由縱梁、棚頂面拱桿、卡槽共同覆蓋透明薄膜構成棚頂面，棚頂面支桿的上端鉸接在棚頂面的拱桿上；或者所述棚頂面由若干塊透明板材拼接構成，棚頂面支桿的上端鉸接在透明板材上。
3.根據權利要求1所述高度和坡度可調節(jié)的大棚，其特征在于所述縱梁為單根或雙根:當縱梁為單根時，兩側的棚頂面基部側均鉸接在縱梁上；當縱梁為雙根時，兩側的棚頂面基部分別鉸接或 固定在對應側的縱梁上。
專利摘要一種高度和坡度可調節(jié)的大棚，包括設置在地面上的若干排主立柱和由每排主立柱支撐的縱梁，縱梁兩側設有棚頂面，棚頂面基部側連接在縱梁上并可繞縱梁轉動，棚頂面與主立柱之間設有棚頂面支桿，棚頂面支桿的上端鉸接在棚頂面上，棚頂面支桿的桿部插接在主立柱上，棚頂面寬度W與主立柱高度h關系為W=0.7-1.2h，相鄰排主立柱間的橫向距離H小于兩個棚頂面的寬度之和2W，使得相鄰棚頂面能夠搭接。本實用新型用作連棟大棚和獨棟大棚，可以兼顧通風、防雨、防曬和保溫等需求，以及無需大棚時可以向下翻轉棚頂面使得地面處于半開放狀態(tài)，便于機械化耕作，非常方便。
文檔編號A01G9/14GK203120585SQ2013201513
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權日2013年3月29日
發(fā)明者涂維浩, 洪鋒, 王海生, 梁紅莉, 余新明 申請人:涂維浩