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摘要近年来温室产业发展迅速，温室内移动喷灌机市场随之扩大。对国内外温室内自走式移动喷灌机的轨道结构形式、喷灌机供水方式、移跨装置等关键部位的研究状况进行了表述，对各种结构形式的特点进行了比较，总结了目前温室内移动喷灌机的发展趋势，为后续开展相关研究工作提供参考。
关键词温室；喷灌机；轨道；供水方式；移跨装置
中图分类号S23文献标识码A文章编号0517-6611（2014）15-04934-04
AbstractAs the greenhouse industry developed rapidly in recent years， the greenhouse moving sprinkler has broad prospects. In this paper， the key parts of the selfpropelled mobile greenhouse irrigation machines， such as the form of track structure， water supply mode， transfer across devices were reviewed， the characteristics of the various structural forms were described， the current greenhouse development trend of mobile irrigation machine was summarized， which will provide a reference for subsequent relevant research work.
Key wordsGreenhouse； Irrigation machine； Track； Water supply mode； Transfer across devices
温室内移动式喷灌机，工作覆盖面积大、喷灌均匀、智能化程度高、能充分发挥温室种植面积，是一种较理想的温室内灌溉方式，其在蔬菜、花卉的工厂化育苗等领域得到广泛的应用。近年来，我国温室种植面积逐年增长，因此，温室移动式喷灌机具有很好的市场前景。目前市场上的温室移动式喷灌机主要在轨道形式、供水方式和移跨装置等主要部件上有所不同。
1 喷灌机的轨道形式
温室内移动式喷灌机多数为悬挂式支撑结构，根据其支撑喷灌机主体运行的轨道数量，可分为双轨式喷灌机和单轨式喷灌机。双轨式喷灌机是由两根平行的轨道支撑喷灌机机体，机体在双根轨道上来回移动喷灌，轨道布置在温室内需要喷在作物上方，通过连接杆与温室的上部结构连接一体固定。单轨式喷灌机是由单根轨道支撑喷灌机体来回喷灌作业的温室内灌溉设备。
1.1双圆形轨道双圆形轨道喷灌机，其两根平行的轨道是圆柱形结构，其材料一般为镀锌钢管，目前在温室大棚结构连接中使用极为广泛，为标准制件，可直接选购。卜云龙等人[1-3]研制出了一种比较典型的双轨式移动喷灌机，其轨道固定方式如图1所示，两根平行的轨道4，轨道材料为圆形镀锌钢管。轨道4通过一系列的C形吊钩③固定支撑，吊钩③与吊杆①连接，中间有吊杆横撑②，起到稳固加强的作用，吊杆①固定在温室的顶部。图2所示为喷灌小车示意图，喷灌主体是由4个滚轮组成的小车，小车通过滚轮落在两根轨道上面，小车的底部有喷头，由控制箱内的控制器根据事先编制好的程序，控制电机带动滚轮移动喷灌。由图2可以看出，驱动电机带动驱动轴使轴两端的滚轮移动，电机动力由皮带传动实现。许楚荣等[4-5]人也研制出了一种多功能自走式移动喷灌机，喷灌机运行支撑轨道为两根平行的圆形轨道，其喷灌机喷洒高度、喷施模式、喷洒区域和喷洒水滴可根据需要进行调节。张学军等[6]人研制的自走式喷灌机，双根圆形轨道固定在H型支架上，喷灌小车采用单台电机驱动两根轴同步转动，工作稳定可靠。双圆形轨道喷灌机为保证小车在轨道上平稳运行，小车滚轮一般设计为凹圆弧结构，和圆形轨道表面结合充分，且为了防止其左右位移，有的设备还增加了限位轮。美国ITS双轨多跨自动喷灌机、意大利MOSA双轨单跨自动喷灌机等国外品牌也是采用圆形轨道支撑。特殊情况下可直接利用温室上部加温管道作为喷灌机的移动轨道。因此，圆形轨道具有方便快捷、技术成熟的优势，是目前应用最广的一种喷灌机支撑形式。
2 喷灌机的供水方式
2.1 端部供水端部供水方式是指水源从喷灌机轨道端部开始供给。端部供水方式是较为常见的一种供水方式，容易实现，但是供水管会因为压力损失[13]，管道长度不能过长，这也就限制了喷灌机的工作行程。Gary等人[9]设计的单轨式喷灌机采用端部供水方式，如图9所示，其供水管道⑥设置在温室的一侧，靠近喷灌机轨道⑧的起始端，供水主管⑥上面装有特制的阀门⑤，当移跨小车②行走到工作位置后，阀门⑤和喷灌小车的软管⑨连接上，需要进行喷灌作业时，阀门⑤被开启，喷灌水源从喷灌机轨道⑧的起始端开始供水。Gary等人设计的这种端部供水方式，在喷灌小车的下部有一个卷扬装置，供水软管一圈一圈的全部卷在这个卷扬装置的中心轴上，供水软管的一端连接到供水阀门，另一端连接到喷灌机喷头。当小车前进或后退的移动喷灌过程中，卷扬装置随驱动电机一起驱动旋转，进行释放或者收卷供水软管，电机的电源线设置在供水软管的内部。张跃峰等人[14-15]设计的端部供水式喷灌机，其供水软管通过悬挂的吊钩固定，吊钩上有滚轮可以在喷灌机轨道上来回移动，从而使供水软管随着喷灌机的移动而移动。很显然，在喷灌机底部卷扬供水软管结构非常复杂，而将供水软管用吊钩悬挂在喷灌轨道上，随喷灌机一起移动喷灌更容易实现。因此，目前市面上的端部供水式喷灌机的供水软管多是悬挂在喷灌轨道上的。
3 喷灌机跨间转移装置
喷灌机的跨间转移装置，能使喷灌机从一个工作轨道转移到另外一个轨道上工作，可使单台喷灌机具有更大的喷灌作业面积。Gary等人[9]设计的单轨可移跨式喷灌机，如图9所示，其移跨装置为移跨小车②，移跨小车②在移跨轨道①上运动，移跨轨道①与喷灌机轨道⑧互相垂直布置，且移跨轨道①在喷灌机轨道⑧的上部，当喷灌小车完成一跨的喷灌作业后，行走到轨道⑧的起始端，并继续移动到移跨小车底部与喷灌轨道对齐的一截轨道上停止，移跨小车开始沿着移跨轨道运行到下一喷灌轨道位置停止，喷灌机脱离移跨小车到喷灌轨道上作业。整个过程主要由机械原理控制自动进行。卓杰强和卜云龙等人设计[18-20]的一种双轨式可移跨式喷灌机，其工作原理与上述类似，其特点是喷灌轨道和移跨轨道都是双轨道式结构，且其设备上安装有多种电子传感设备，进行自动控制作业，具有较高的智能性。 4 总结
温室内移动喷灌机随着温室产业的发展，其市场前景越来越好。自走式移动喷灌机技术水平也逐渐成熟，但是智能移动式喷灌机的制造安装维护成本、单台喷灌机作业行程与覆盖面积依然是滞碍其大面积推广的瓶颈。因此，开发成本较低的单轨式、高效率的可进行跨间转移的喷灌机，是未来温室内移动喷灌机发展的一个方向。
参考文献
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[3] 周增产，卜云龙.智能型移动喷灌机系统的研究与实施[J].农村实用工程技术：温室园艺，2004（4）：36-39.
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[10] 张跃峰，蔡峰，张日新，等.一种自行走式单轨喷灌机：中国，CN 203057961U[P].2013-07-17.
[11] WILLIAMS D，LENTZ B A，LE VEQUE H E.Greenhouse watering apparatus：United States，US4074856[P].1978-02-21.
[12] KEITH ANDREWS F，RYSZANEK R R.Watering system for connection to a water supply and an electrical supply for use in watering plants and the like：United States，US5344084[P].1994-09-06.
[13] 朱兴业，蔡彬，涂琴.轻小型喷灌机组逐级阻力损失水力计算[J].排灌机械工程学报，2011，29（2）：180-184.
[14] 张跃峰，蔡峰，张日新，等.一种施肥喷灌系统：中国，CN 202998837U[P].2013-06-19.
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[17] 卜云龙，卓杰强，周增产，等.一种可实现移动喷灌机跨间自动转移及中部供水的系统：中国，CN 102742472A[P].2012-10-24.
[18] 卓杰强，卜云龙，周增产，等.温室具有自动转移装置的移动喷灌机研究开发[J].农机化研究，2012（10）：226-229.
[19] 卓杰强，刘文玺，卜云龙，等.一种具有自动越跨功能的温室用喷灌机系统：中国，CN 201928748U[P].2011-08-17.
[20] 王国权，张怀存.一种室内喷灌机的电动转移装置：中国，CN 2749255Y[P].2006-01-04.
关键词温室；喷灌机；轨道；供水方式；移跨装置
中图分类号S23文献标识码A文章编号0517-6611（2014）15-04934-04
AbstractAs the greenhouse industry developed rapidly in recent years， the greenhouse moving sprinkler has broad prospects. In this paper， the key parts of the selfpropelled mobile greenhouse irrigation machines， such as the form of track structure， water supply mode， transfer across devices were reviewed， the characteristics of the various structural forms were described， the current greenhouse development trend of mobile irrigation machine was summarized， which will provide a reference for subsequent relevant research work.
Key wordsGreenhouse； Irrigation machine； Track； Water supply mode； Transfer across devices
温室内移动式喷灌机，工作覆盖面积大、喷灌均匀、智能化程度高、能充分发挥温室种植面积，是一种较理想的温室内灌溉方式，其在蔬菜、花卉的工厂化育苗等领域得到广泛的应用。近年来，我国温室种植面积逐年增长，因此，温室移动式喷灌机具有很好的市场前景。目前市场上的温室移动式喷灌机主要在轨道形式、供水方式和移跨装置等主要部件上有所不同。
1 喷灌机的轨道形式
温室内移动式喷灌机多数为悬挂式支撑结构，根据其支撑喷灌机主体运行的轨道数量，可分为双轨式喷灌机和单轨式喷灌机。双轨式喷灌机是由两根平行的轨道支撑喷灌机机体，机体在双根轨道上来回移动喷灌，轨道布置在温室内需要喷在作物上方，通过连接杆与温室的上部结构连接一体固定。单轨式喷灌机是由单根轨道支撑喷灌机体来回喷灌作业的温室内灌溉设备。
1.1双圆形轨道双圆形轨道喷灌机，其两根平行的轨道是圆柱形结构，其材料一般为镀锌钢管，目前在温室大棚结构连接中使用极为广泛，为标准制件，可直接选购。卜云龙等人[1-3]研制出了一种比较典型的双轨式移动喷灌机，其轨道固定方式如图1所示，两根平行的轨道4，轨道材料为圆形镀锌钢管。轨道4通过一系列的C形吊钩③固定支撑，吊钩③与吊杆①连接，中间有吊杆横撑②，起到稳固加强的作用，吊杆①固定在温室的顶部。图2所示为喷灌小车示意图，喷灌主体是由4个滚轮组成的小车，小车通过滚轮落在两根轨道上面，小车的底部有喷头，由控制箱内的控制器根据事先编制好的程序，控制电机带动滚轮移动喷灌。由图2可以看出，驱动电机带动驱动轴使轴两端的滚轮移动，电机动力由皮带传动实现。许楚荣等[4-5]人也研制出了一种多功能自走式移动喷灌机，喷灌机运行支撑轨道为两根平行的圆形轨道，其喷灌机喷洒高度、喷施模式、喷洒区域和喷洒水滴可根据需要进行调节。张学军等[6]人研制的自走式喷灌机，双根圆形轨道固定在H型支架上，喷灌小车采用单台电机驱动两根轴同步转动，工作稳定可靠。双圆形轨道喷灌机为保证小车在轨道上平稳运行，小车滚轮一般设计为凹圆弧结构，和圆形轨道表面结合充分，且为了防止其左右位移，有的设备还增加了限位轮。美国ITS双轨多跨自动喷灌机、意大利MOSA双轨单跨自动喷灌机等国外品牌也是采用圆形轨道支撑。特殊情况下可直接利用温室上部加温管道作为喷灌机的移动轨道。因此，圆形轨道具有方便快捷、技术成熟的优势，是目前应用最广的一种喷灌机支撑形式。
2 喷灌机的供水方式
2.1 端部供水端部供水方式是指水源从喷灌机轨道端部开始供给。端部供水方式是较为常见的一种供水方式，容易实现，但是供水管会因为压力损失[13]，管道长度不能过长，这也就限制了喷灌机的工作行程。Gary等人[9]设计的单轨式喷灌机采用端部供水方式，如图9所示，其供水管道⑥设置在温室的一侧，靠近喷灌机轨道⑧的起始端，供水主管⑥上面装有特制的阀门⑤，当移跨小车②行走到工作位置后，阀门⑤和喷灌小车的软管⑨连接上，需要进行喷灌作业时，阀门⑤被开启，喷灌水源从喷灌机轨道⑧的起始端开始供水。Gary等人设计的这种端部供水方式，在喷灌小车的下部有一个卷扬装置，供水软管一圈一圈的全部卷在这个卷扬装置的中心轴上，供水软管的一端连接到供水阀门，另一端连接到喷灌机喷头。当小车前进或后退的移动喷灌过程中，卷扬装置随驱动电机一起驱动旋转，进行释放或者收卷供水软管，电机的电源线设置在供水软管的内部。张跃峰等人[14-15]设计的端部供水式喷灌机，其供水软管通过悬挂的吊钩固定，吊钩上有滚轮可以在喷灌机轨道上来回移动，从而使供水软管随着喷灌机的移动而移动。很显然，在喷灌机底部卷扬供水软管结构非常复杂，而将供水软管用吊钩悬挂在喷灌轨道上，随喷灌机一起移动喷灌更容易实现。因此，目前市面上的端部供水式喷灌机的供水软管多是悬挂在喷灌轨道上的。
3 喷灌机跨间转移装置
喷灌机的跨间转移装置，能使喷灌机从一个工作轨道转移到另外一个轨道上工作，可使单台喷灌机具有更大的喷灌作业面积。Gary等人[9]设计的单轨可移跨式喷灌机，如图9所示，其移跨装置为移跨小车②，移跨小车②在移跨轨道①上运动，移跨轨道①与喷灌机轨道⑧互相垂直布置，且移跨轨道①在喷灌机轨道⑧的上部，当喷灌小车完成一跨的喷灌作业后，行走到轨道⑧的起始端，并继续移动到移跨小车底部与喷灌轨道对齐的一截轨道上停止，移跨小车开始沿着移跨轨道运行到下一喷灌轨道位置停止，喷灌机脱离移跨小车到喷灌轨道上作业。整个过程主要由机械原理控制自动进行。卓杰强和卜云龙等人设计[18-20]的一种双轨式可移跨式喷灌机，其工作原理与上述类似，其特点是喷灌轨道和移跨轨道都是双轨道式结构，且其设备上安装有多种电子传感设备，进行自动控制作业，具有较高的智能性。 4 总结
温室内移动喷灌机随着温室产业的发展，其市场前景越来越好。自走式移动喷灌机技术水平也逐渐成熟，但是智能移动式喷灌机的制造安装维护成本、单台喷灌机作业行程与覆盖面积依然是滞碍其大面积推广的瓶颈。因此，开发成本较低的单轨式、高效率的可进行跨间转移的喷灌机，是未来温室内移动喷灌机发展的一个方向。
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[10] 张跃峰，蔡峰，张日新，等.一种自行走式单轨喷灌机：中国，CN 203057961U[P].2013-07-17.
[11] WILLIAMS D，LENTZ B A，LE VEQUE H E.Greenhouse watering apparatus：United States，US4074856[P].1978-02-21.
[12] KEITH ANDREWS F，RYSZANEK R R.Watering system for connection to a water supply and an electrical supply for use in watering plants and the like：United States，US5344084[P].1994-09-06.
[13] 朱兴业，蔡彬，涂琴.轻小型喷灌机组逐级阻力损失水力计算[J].排灌机械工程学报，2011，29（2）：180-184.
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