一种低能耗且可精准调节舍内光照的养殖舍屋顶采光系统的制作方法

1.本发明涉及养殖技术领域，具体为一种低能耗且可精准调节舍内光照的养殖舍屋顶采光系统。


背景技术：

2.随着全球气温的升高，热应激给畜牧业带来巨大的经济损失。热应激的发生是由于奶牛受到超过本身体温调节能力的过高温度刺激，实际上这种失衡由很多因素导致，如环境温度、湿度、辐射、光照等。牛的汗腺不发达，通过呼吸系统散热的能力也很弱，面对夏季高温天气持续时间的增长，尤其我国南方地区高温高湿的气候特点，极易造成严重的热应激反应，如热性喘息。热应激会对奶牛生理健康和生产性能产生不利的影响，受到热应激的奶牛体温升高、呼吸加快，采食量、体重下降，产奶量、乳蛋白率和乳脂率同时降低。此外奶牛对光环境有一定需求，长光照光周期可提高泌乳牛产奶量，短光照光周期可促进干奶牛乳房健康、增强机体抵御疾病的能力及分娩后对长光照光周期的反应能力。在实际生产中，应基于节能减耗的原则尽量采用自然光照。
3.目前奶牛夏季的降温方法主要分为三大类：一是减少太阳辐射，如设置遮阳网；二是增加舍内通风,如纵向机械通风；三是应用蒸发降温系统，如喷雾降温、洒水降温结合风机降温系统和湿帘风机降温系统，只靠通风进行降温，难以将舍内空气温度降至奶牛适宜范围内。蒸发降温系统原理为蒸发吸热，在工作时会增加舍内空气相对湿度，同时在湿润多雨的南方地区夏季降温效果更是大打折扣，此外为保证负压通风的湿帘风机系统较好运行，牛舍往往为全封闭式来确保舍内布气均匀，无法尽可能地利用自然光进行采光；同时在冬季该系统较长时间未运行状态下，不利于舍内换气，导致舍内湿度升高，而奶牛本身产湿量就大，为避免病菌滋生就需要加大垫草厚度，但保持垫草干燥的难度也随之加大了，太阳光照对环境温度有直接的影响，北半球夏季、正午至下午、南方地区的光照较强，气温较高，遮阳降温是目前牛舍最有效的降温方法；同时可调节的遮阳网可以最大限度利用自然光，满足奶牛生产周期对光环境的需求，但软材质的遮阳网往往因为牛舍纵向尺寸过长，导致收放时其在纵轴上覆盖面积不一致，从而无法保证各栏牛群受光的统一性；同时由于遮阳网常对称设置在牛舍屋脊两边并从两侧墙朝中间拉，其中一边牛栏难以规避西晒对牛群的热应激。
4.精准畜牧业是未来奶牛业的发展趋势，越来越多的奶牛养殖户开始采用精准养殖技术对奶牛场进行精细化管理，牛舍小气候环境包括温度、光照、湿度、风速等热环境因素和有害气体、灰尘、空气中的微生物等空气质量环境因素，以及声光条件等。在标准化奶牛场生产运行中，精准养殖技术的采用节约了工作时间、提高了生产准确性、扩大了生产效益，实际上，牛舍采光、隔热措施的实行受到当地地理纬度、季节变化、昼夜交替的制约，所以应重点考虑相关环控设施调节的精细度和灵活性。


技术实现要素：

5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低能耗且可精准调节舍内光照的养殖舍屋顶采光系统，包括养殖舍本体，所述养殖舍本体内腔固定连接有饲养层，所述饲养层顶部中心处固定连接有饲喂道，所述饲养层内腔远离养殖舍本体中心处的一侧开设有躺卧区，所述饲养层内腔靠近养殖舍本体中心处的一侧开设有饲喂区，所述养殖舍本体顶部靠近左右两侧处均固定连接有透光层面，所述透光层面顶部共同固定连接有不透光层面，所述养殖舍本体内腔顶部靠近左右两侧处均有采光机构。
6.优选的，所述采光机构包括养殖舍本体左右两侧的电机，所述电机动力输出轴均固定连接有电机轴，所述电机轴顶端固定连接有电机轴齿轮，所述电机轴齿轮靠近养殖舍本体的一侧均啮合设有传动轴齿轮，所述传动轴齿轮圆心处固定连接有传动轴，所述传动轴远离传动轴齿轮的一端固定连接有传动轴带轮，所述养殖舍本体内腔顶部靠近左右两侧处均有百叶导光板顶棚，所述百叶导光板顶棚有若干个导光板，若干个所述导光板内腔均贯穿设有导光板轴，所述导光板轴远离导光板的一端均插接在相邻的养殖舍本体内腔侧壁，所述传动轴带轮一侧有若干个导光板轴带轮，所述导光板轴带轮固定连接在相邻的导光板轴外侧边缘，相邻的所述传动轴带轮与导光板轴带轮之间有传动带，所述传动轴带轮和导光板轴带轮之间通过传动带传动连接，所述导光板底部靠近左侧处有导光板转角，所述导光板顶部靠近右侧处有自然光入射角，所述导光板顶部靠近中心处有光板夹角。
7.优选的，所述电机一侧均开设有开口，所述开口内腔均设有电机开关。
8.优选的，所述透光层面采用frp采光瓦。
9.优选的，所述不透光层面采用彩钢板。
10.优选的，所述百叶导光板顶棚采用顶部白色、底部黑色的彩铝合金。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
12.本发明在养殖舍需要采光的躺卧区设置屋顶采光系统，屋面透光采用frp采光瓦，下面水平方向设置顶面白色、底面黑色的彩铝合金百叶导光板顶棚，全部导光板条通过开关统一控制转动角度；
13.本发明根据舍外自然光入射角度的不同采用多级调光模式，灵活调节养殖舍内躺卧区的透光面积和遮光面积，从而满足畜禽的光环境所需；
14.本发明能够通过不同季节、早晚和地理纬度来精确地控制养殖舍采光面积，达到隔热保温、防暑御寒的目的，实现养殖生产过程精准调控化，尤其在避免西晒等特殊需求时可以通过导光板转角控制进一步满足；同时该系统能够最大程度地利用自然光照来满足畜禽生产需求，实现养殖产业节能减耗化，为畜禽创造适宜的生长空间，有效提高生产力和生产效益；
15.本发明所有导光板为硬材质且统一受开关控制，能够使躺卧区光照均匀，满足各个区域畜禽群体的采光需求，有利于养殖场规模化发展。
附图说明
16.图1为本发明整体结构示意图；
17.图2为本发明养殖舍内饲养层的结构示意图；
18.图3为本发明百叶导光板顶棚的结构示意图；
19.图4为本发明屋面的结构示意图；
20.图5为本发明屋顶采光系统的三维结构示意图；
21.图6为本发明自然光入射角、导光板转角以及光板夹角的细节放大示意图；
22.图7为本发明完全不透光(正午至下午)调光模式；
23.图8为本发明少量透光(夏季上午或下午)调光模式；
24.图9为本发明大量透光(冬季上午或下午)调光模式；
25.图10为本发明完全透光(傍晚至早晨)调光模式。
26.图中标号：1、养殖舍本体；11、饲养层；111、躺卧区；112、饲喂区；12、饲喂道；2、透光层面；3、不透光层面；4、百叶导光板顶棚；41、导光板；42、导光板轴；421、导光板轴带轮；5、传动带；6、传动轴；61、传动轴带轮；62、传动轴齿轮；7、电机轴；71、电机轴齿轮；72、电机；721、电机开关；8、自然光入射角；9、导光板转角；10、光板夹角。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种低能耗且可精准调节舍内光照的养殖舍屋顶采光系统，包括养殖舍本体1，养殖舍本体1内腔固定连接有饲养层11，饲养层11顶部中心处固定连接有饲喂道12，饲养层11内腔远离养殖舍本体1中心处的一侧开设有躺卧区111，饲养层11内腔靠近养殖舍本体1中心处的一侧开设有饲喂区112，养殖舍本体1顶部靠近左右两侧处均固定连接有透光层面2，透光层面2顶部共同固定连接有不透光层面3，养殖舍本体1内腔顶部靠近左右两侧处均有采光机构，透光层面2采用frp采光瓦，不透光层面3采用彩钢板；
29.采光机构包括养殖舍本体1左右两侧的电机72，电机72动力输出轴均固定连接有电机轴7，电机轴7顶端固定连接有电机轴齿轮71，电机轴齿轮71靠近养殖舍本体1的一侧均啮合设有传动轴齿轮62，传动轴齿轮62圆心处固定连接有传动轴6，传动轴6远离传动轴齿轮62的一端固定连接有传动轴带轮61，养殖舍本体1内腔顶部靠近左右两侧处均有百叶导光板顶棚4，百叶导光板顶棚4有若干个导光板41，若干个导光板41内腔均贯穿设有导光板轴42，导光板轴42远离导光板41的一端均插接在相邻的养殖舍本体1内腔侧壁，传动轴带轮61一侧有若干个导光板轴带轮421，导光板轴带轮421固定连接在相邻的导光板轴42外侧边缘，相邻的传动轴带轮61与导光板轴带轮421之间有传动带5，传动轴带轮61和导光板轴带轮421之间通过传动带5传动连接，导光板41底部靠近左侧处有导光板转角9，导光板41顶部靠近右侧处有自然光入射角8，导光板41顶部靠近中心处有光板夹角10，电机72一侧均开设有开口，开口内腔均设有电机开关721，百叶导光板顶棚4采用顶部白色、底部黑色的彩铝合金。
30.工作原理：在使用过程中，可根据不同季节、早晚和地理纬度的舍外光照来分级调控养殖舍采光面积，尤其在夏季防热应激、午后防西晒等方面有突出的优势，具有如下四种调光模式：
31.1、完全不透光(正午至下午)调光模式
32.打开电机开关721，控制导光板转角9为0
°
，完全闭合百叶导光板顶棚4，正午为太阳辐射最强的时候，但由于近地面气温的升高从地面辐射和大气逆辐射放出的热量得到，所以正午并非最热的时候，正午以后近地面温度仍能继续升高，等到地面辐射和大气逆辐射所释放的热量累积一定时间后等于太阳所供应的热量时，近地面温度才能升到最高，所以牛舍最热的时候在午后两三点。在正午至下午两三点这段时间，舍外光照较强，通过控制导光板转角9为0
°
，完全闭合百叶导光板顶棚4，使辐射到达顶棚上时被吸收或反射，有效削弱其对牛舍内的增温作用；
33.2、少量透光(夏季上午或下午)调光模式
34.打开电机开关721，当自然光入射角8在0
°
至90
°
之间时控制导光板转角9在90
°
至180
°
之间，或当自然光入射角8在90
°
至180
°
之间时控制导光板转角9在0
°
至90
°
之间，调节光板夹角10越小则透光越多或调节光板夹角10越大则透光越少，不透光与透光之间阈值为自然光入射角8等于导光板转角9的一半或自然光入射角8的两倍与导光板转角9之间差值为180
°
，夏季太阳辐射较强、舍外光照较强，当自然光入射角8在0
°
至90
°
之间时控制导光板转角9在90
°
至180
°
之间，或当自然光入射角8在90
°
至180
°
之间时控制导光板转角9在0
°
至90
°
之间，以便透光面积尽量少且在一个较小的调节范围内，利于缓解奶牛热应激，同时由于夏季日照时间长，弥补了因采光面积缩减损耗的光环境条件，符合奶牛光周期管理；
35.3、大量透光(冬季上午或下午)调光模式
36.打开电机开关721，当自然光入射角8在0
°
至90
°
之间时控制导光板转角9在0
°
至90
°
之间，或当自然光入射角8在90
°
至180
°
之间时控制导光板转角9在90
°
至180
°
之间，调节光板夹角10越小则透光越多或调节光板夹角10越大则透光越少，不透光与透光之间阈值为自然光入射角8等于导光板转角9的一半或自然光入射角8的两倍与导光板转角9之间差值为180
°
，冬季太阳辐射较弱、舍外光照较弱，当自然光入射角8在0
°
至90
°
之间时控制导光板转角9在0
°
至90
°
之间，或当自然光入射角8在90
°
至180
°
之间时控制导光板转角9在90
°
至180
°
之间，以便透光面积尽量多且在一个较大的调节范围内，利于扩大奶牛受光面积，由于冬季日照时间短，为满足奶牛光环境需求，应充分利用自然光，同时降低设施运行能耗；
37.4、完全透光(傍晚至早晨)调光模式
38.打开电机开关721，控制自然光入射角8和导光板转角9相同，即光板夹角10为0
°
，泌乳牛明暗交替的最佳节点是16h光照加8h黑暗，可以使产奶量达到最大，但我国范围内的日可照时数平均仅为12h，所以牛舍除自然光照外往往还需要平均每天增加4至6h人工光照。由于傍晚至早晨的太阳辐射、舍外光照均为一天当中最弱的，基于低能耗原则，应最大程度地利用自然光照，通过控制自然光入射角8和导光板转角9相同，即光板夹角10为0
°
，尽可能完全透光，从而为奶牛提供适宜的光环境。
39.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。