一种用于石墨烯加热膜的收放装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及一种用于石墨烯加热膜的收放装置及其使用方法。


背景技术：

2.在现有的针对大棚内植物加热的石墨烯加热膜通常选择放置在容纳植物的植物框架的侧方，这种对植物加热的方法的缺点是：远离石墨烯加热膜的植物不能很好地吸收热量，生长环境欠佳。石墨烯加热膜的另一种放置方式为放置在植物框架的下方，这种加热方法的缺点是：石墨烯加热膜不能够根据实际需要任意收卷，当需要对植物进行浇灌或施肥时，为不损伤石墨烯加热膜，通常需要人力将其移出和/或收纳，使用步骤较为繁琐，降低了使用者的体验度。


技术实现要素：

3.本发明旨在于提供一种用于石墨烯加热膜的收放装置，以解决如下技术问题：
4.1.如何能让植物更有效地吸收热量，为植物提供较佳的生长环境；
5.2.如何使得加热膜能够自由收卷，方便使用者可根据实际需要随时收纳或放出加热膜。
6.为实现上述目的，本发明的第一方面提供如下技术方案：一种用于石墨烯加热膜的收放装置，其特征在于包括石墨烯加热膜、柔性连接段、第一收放单元以及第二收放单元，所述柔性连接段的一端与所述石墨烯加热膜的一端固定连接，所述第一收放单元与所述石墨烯加热膜的另一端固定连接，所述第二收放单元与所述柔性连接段的另一端固定连接。
7.根据本发明的实施例，所述石墨烯加热膜上安装有并行设置的一对导电条。
8.根据本发明的实施例，所述柔性连接段由与所述石墨烯加热膜相同柔韧度的材料制成，且与所述石墨烯加热膜具有对应的尺寸。
9.根据本发明的实施例，所述第一收放单元以及所述第二收放单元具有彼此对应的形状和尺寸。
10.根据本发明的实施例，所述第一收放单元包括：
11.第一固定座，其两侧设置有彼此对称设置的一对第一安装孔；
12.第一转轴，其通过所述第一固定座的所述一对第一安装孔，与所述第一固定座可旋转连接；
13.第一卷轴，其套接在所述第一转轴上，且具有与所述石墨烯加热膜对应的宽度；
14.第一定位块，其套接在所述第一转轴上，且设置在所述第一卷轴的两端，以防止所述第一卷轴在其轴向方向上发生轴向位移；
15.碳刷，其套接在所述第一转轴上，且设置为靠近所述第一固定座任意一侧的内侧，所述碳刷设置有包括正负电极的导线，所述导线设置为分别与所述一对导电条接触；
16.第一驱动装置，其通过第一固定板与所述第一固定座的一侧固定连接；
17.第一同步轮，其套接在所述第一转轴上，且与所述第一驱动装置相对于所述第一固定座同侧设置，且与所述第一驱动装置均设置在所述第一固定座的外侧；以及
18.第一皮带，其连接所述第一驱动装置和所述第一同步轮。
19.根据本发明的实施例，所述第二收放单元包括：
20.第二固定座，其两侧设置有彼此对称设置的一对第二安装孔，且所述第二固定座与所述第一固定座对称放置，且所述第一固定座与所述第二固定座之间的距离对应于所述石墨烯加热膜的长度；
21.第二转轴，其通过所述第二固定座的所述一对第二安装孔，与所述第二固定座可旋转连接；
22.第二卷轴，其套接在所述第二转轴上，且具有与所述柔性连接段对应的宽度；
23.一对第二定位块，其套接在所述第二卷轴上，且设置在所述第二卷轴的两端，以防止所述第二卷轴在其轴向方向上发生轴向位移；
24.第二驱动装置，其通过第二固定板与所述第二固定座固定连接；
25.第二同步轮，其套接在所述第二转轴上，且与所述第二驱动装置相对于所述第二固定座同侧设置，且设置在所述第二固定座的外侧；以及
26.第二皮带，其连接所述第二驱动装置和所述第二同步轮。
27.根据本发明的实施例，所述第一驱动装置和所述第二驱动装置为减速电机。
28.根据本发明的实施例，所述收放装置还包括检测单元，其分别设置在所述第一固定座上和所述第二固定座上。
29.根据本发明的实施例，所述收放装置还包括设置在所述第一固定座上的检测单元。
30.根据本发明的实施例，所述收放装置还包括设置在所述第二固定座上的检测单元。
31.本发明的第二方面涉及一种石墨烯加热膜的收放装置的使用方法，所述方法包括将如第一方面中所述的石墨烯加热膜的收放装置设置在植物框架的下方。
32.与现有技术相比，本发明能够达到的有益效果是：
33.1.石墨烯加热膜放置在植物框架的下方，使得植物更有效地吸收由其产生的热量，为植物提供较佳的生长环境；
34.2.在石墨烯加热膜的两端分别设置了可供加热膜收卷或放出的收放单元，使得使用者可根据实际需要随时收纳或放出加热膜。
附图说明
35.图1为本发明的石墨烯加热膜的收放装置的示意图。
36.图2为本发明的石墨烯加热膜的收放装置的第一收放单元的示意图。
37.图3为本发明的石墨烯加热膜的收放装置的第一收放单元的示意图。
38.图4为本发明的石墨烯加热膜的收放装置的第二收放单元的示意图。
39.图5为本发明的石墨烯加热膜的收放装置的第二收放单元的示意图。
40.图6为现有技术中石墨烯加热膜的应用示意图。
41.图7为本发明的石墨烯加热膜的应用示意图。
42.图8为现有技术中石墨烯加热膜的实验数据测量示意图。
43.图9为本发明的石墨烯加热膜的实验数据测量示意图。
44.图10为本发明的植物框架承载架示意图。
具体实施方式
45.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
46.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
47.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
48.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
49.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
50.以下将结合附图，对本发明实施例做进一步说明。本领域技术人员应理解的是，本发明所描述的实施例仅是示范性实施例。
51.第一方面
52.本发明的第一方面涉及一种用于石墨烯加热膜的收放装置100，其包括：石墨烯加热膜10、柔性连接段20、第一收放单元30和第二收放单元40。参照图1至图5，以下将分别介绍收放装置100的各部件的详细细节。
53.参照图1，其示出了石墨烯加热膜10与柔性连接段10相对于石墨烯加热膜的收放装置100的相对位置关系。
54.石墨烯加热膜10，其上安装有并行设置的一对导电条11a和11b。
55.柔性连接段20，其由与所述石墨烯加热膜10相同柔韧度的材料制成，且与所述石
墨烯加热膜10具有对应的尺寸，所述柔性连接段20的一端与所述石墨烯加热膜10的一端固定连接。
56.具体而言，柔性连接段20是为了在收放装置100在收起石墨烯加热膜10时，第一收放单元30和第二收放单元40之间仍然有连接收放装置100的第一收放单元30和第二收放单元40的连接部分，进而使得第一收放单元30和第二收放单元40之间能够始终保持连贯性和/或不间断性的收放状态。
57.更具体而言，柔性连接段20具有与石墨烯加热膜10对应的长度尺寸，柔性连接段20与石墨烯加热膜10可通过任何方式实现彼此无缝隙固定连接，以保证柔性连接段20与石墨烯加热膜10在彼此收卷或放卷的过程中不会分离，进而使得在收放单元100的第一收放单元30和第二单元40之间始终有石墨烯加热膜100和/或柔性连接段20将二者彼此连接。
58.更具体而言，根据用于容纳植物的植物框架的长度尺寸，石墨烯加热膜10和柔性连接段20的长度尺寸范围可在20-100m之间，宽度尺寸范围可在1-1.5m之间。
59.第一收放单元30，其与所述石墨烯加热膜10的另一端固定连接，且所述第一收放单元30包括：第一固定座31、第一转轴33、第一卷轴34、一对第一定位块35、碳刷36、第一驱动装置37、第一同步轮38和第一皮带39。以下将具体介绍第一收放单元30的各部件的详细细节。
60.第一固定座31，其两侧设置有彼此对称设置的一对第一安装孔32。
61.第一转轴33，其通过所述第一固定座31的所述一对第一安装孔32，与所述第一固定座31可旋转连接。
62.第一卷轴34，其套接在所述第一转轴33上，且具有与所述石墨烯加热膜10对应的宽度。
63.一对第一定位块35，其套接在所述第一转轴33上，且设置在所述第一卷轴34的两端，以防止所述第一卷轴34在其轴向方向上发生轴向位移。
64.具体而言，第一转轴33的长度尺寸对应于第一固定座31的长度尺寸，且第一转轴33的直径尺寸对应于一对第一安装孔32的直径尺寸，从而使得第一转轴33可以通过与一对第一安装孔32以形状配合的方式与第一固定座31固定连接。
65.更具体而言，第一卷轴34和一对第一定位块35均套接在第一转轴33上，从第一转轴33的一侧至另一侧分别为一对第一定位块35中的一个、第一卷轴34以及一对第一定位块35中的另一个；石墨烯加热膜10的另一端与第一卷轴34固定连接；因此，当第一转轴33转动时，其可带动第一卷轴34随之转动，从而使得石墨烯加热膜10可以在第一卷轴34转动的过程中，实现相对于第一卷轴34的收卷和放卷的操作。
66.碳刷36，其套接在所述第一转轴33上，且设置为靠近所述第一固定座31任意一侧的内侧，所述碳刷36设置有包括正负电极的导线36a和36b，所述导线36a和36b设置为分别与所述一对导电条11a和11b接触。
67.具体而言，当碳刷36的导线36a和36b分别与石墨烯加热膜10的一对导电条11a和11b接触时，随着石墨烯加热膜10的收卷或放卷，碳刷36通过导电的方式对石墨烯加热膜10进行加热。
68.在实际操作中，碳刷36可在3-10秒内将石墨烯加热膜10加热至所需温度。石墨烯加热膜10的温度范围为37-41摄氏度。该温度可根据实际情况，如季节变换等，任意调节碳
刷36的导线36a和36b与石墨烯加热膜10的一对导电条11a和11b的接触时长，从而为植物提供合适的生长环境。
69.第一驱动装置37，其通过第一固定板371与所述第一固定座31固定连接。
70.第一同步轮38，其套接在所述第一转轴33上，且与所述第一驱动装置37相对于所述第一固定座31同侧设置，且与所述第一驱动装置37均设置在所述第一固定座31的外侧。
71.第一皮带39，其连接所述第一驱动装置37和所述第一同步轮38。
72.具体而言，第一驱动装置37在第一皮带39的作用下，带动第一同步轮38旋转。第一同步轮38随之带动第一转轴33旋转，从而实现石墨烯加热膜10相对于第一卷轴34的收卷和放卷的操作。
73.第二收放单元40，其与所述柔性连接段20的另一端固定连接，且所述第二收放单元40包括：第二固定座41、第二转轴43、第二卷轴44、一对第二定位块45、第二驱动装置46、第二同步轮47和第二皮带48。以下将具体介绍第二收放单元40的各部件的详细细节。
74.第二固定座41，其两侧设置有彼此对称设置的一对第二安装孔42，且所述第二固定座41与所述第一固定座31对称放置，且所述第一固定座31与所述第二固定座41之间的距离对应于所述石墨烯加热膜10的长度。
75.第二转轴43，其通过所述第二固定座41的所述一对第二安装孔42，与所述第二固定座41可旋转连接。
76.第二卷轴44，其套接在所述第二转轴43上，且具有与所述柔性连接段20对应的宽度。
77.一对第二定位块45，其套接在所述第二卷轴44上，且设置在所述第二卷轴44的两端，以防止所述第二卷轴44在其轴向方向上发生轴向位移。
78.具体而言，第二转轴43的长度尺寸对应于第二固定座41的长度尺寸，且第二转轴43的直径尺寸对应于一对第二安装孔42的直径尺寸，从而使得第二转轴43可以通过与一对第二安装孔42以形状配合的方式与第二固定座41固定连接。
79.更具体而言，第二卷轴44和一对第二定位块45均套接在第二转轴43上，从第二转轴43的一侧至另一侧分别为一对第二定位块45中的一个、第二卷轴44以及一对第二定位块45中的另一个；石墨烯加热膜10的一端与柔性连接段20的一端固定连接，柔性连接段20的另一端与第二卷轴44固定连接；因此，当第二转轴43转动时，其可带动第二卷轴44随之转动，从而使得柔性连接段20可以在第二卷轴44转动的过程中，实现相对于第二卷轴44的收卷和放卷的操作。
80.第二驱动装置46，其通过第二固定板461与所述第二固定座41固定连接。
81.第二同步轮47，其套接在所述第二转轴43上，且与所述第二驱动装置46相对于所述第二固定座41同侧设置，且设置在所述第二固定座41的外侧。
82.第二皮带48，其连接所述第二驱动装置46和所述第二同步轮47。
83.具体而言，第二驱动装置46在第二皮带48的作用下，带动第二同步轮47旋转。第二同步轮47随之带动第二转轴43旋转，从而实现柔性连接段20相对于第二卷轴44的收卷和放卷的操作。
84.更具体而言，第一收放单元30和第二收放单元40设置为彼此旋转方向相同且旋转速度相同，从而可以确保石墨烯加热膜10和柔性连接段20可以分别相对于第一收放单元30
和第二收放单元40实现收卷和放卷的操作。
85.本领域技术人员应理解的是，技术术语“收卷”和“放卷”是相对的概念。例如，当石墨烯加热膜10在实现收卷操作时，柔性连接段20则在实现放卷操作；反之，当石墨烯加热膜10在实现放卷操作时，柔性连接段20则在实现收卷操作。在实际操作中，根据实际需要，使用者也可以互换石墨烯加热膜10和柔性连接段20的安装位置，例如，将石墨烯加热膜10设置在第二收放单元40处，并将柔性连接段20设置在第一收放单元30处。
86.根据本发明的实施例，所述第一驱动装置37和所述第二驱动装置46为减速电机。
87.具体而言，第一驱动装置37和第二驱动装置46为输出功率和动力彼此相同的减速电机，从而使得第一收放单元30的第一转轴33以及第二收放单元40的第二转轴43二者的旋转速度相同，且旋转方向相同。
88.根据本发明的实施例，本发明的收放装置还包括检测单元50，其分别设置在所述第一固定座31上和所述第二固定座41上，参照图2和图4。
89.根据本发明的实施例，本发明的收放装置还包括检测单元50，其分别设置在所述第一固定座31上和所述第二固定座41上，参照图2和图4。
90.具体而言，以设置在第一固定座31上的检测单元50为例，在本发明的一个实施方式中，检测单元50为光电开关，光电开关的光眼朝向石墨烯加热膜10的一侧设置，石墨烯加热膜10与第一固定座31连接的一端设置有反射膜(图中未示出)，当光电开关的光眼照射到石墨烯加热膜10的该反射膜时，光电开关则发出停止指令。
91.在本发明的另一个实施方式中，检测单元50也可以是接近开关，接近开关的光眼朝向石墨烯加热膜10的一侧设置，石墨烯加热膜10与第一固定座31连接的一端设置有金属薄片(图中未示出)，当接近开关的光眼照射到石墨烯加热膜10的该金属薄片时，接近开关则发出停止指令。
92.设置在第二固定座41上的检测单元50与设置在第一固定座31上的检测单元50的工作原理相同，故在此不作赘述。
93.第二方面
94.图6为现有技术中石墨烯加热膜10的应用示意图，如图6所示，石墨烯加热膜10设置在植物框架200的侧方。在现有技术中，由石墨烯加热膜10产生的大部分热量向上流动，这部分向上流动的热量并没有被放置在植物框架上的植物(图中未示出)吸收，因此造成了热量大量流失，植物生长环境欠佳。另外，如图所示，仅有靠近石墨烯加热膜10附近的植物能够较好地吸收由石墨烯加热膜10产生的热量，而越远离石墨烯加热膜10的植物吸收其产生的热量的效果越差。
95.本发明的第二方面涉及一种使用石墨烯加热膜10的方法，所述方法包括将所述石墨烯加热膜10设置在植物框架200的下方。
96.如图7所示，将本发明第一方面所涉及的用于石墨烯加热膜的收放装置100与承载植物框架200的植物框架承载架300固定连接，也就是将石墨烯加热膜的收放装置100设置在植物框架200的下方，从而可以确保由石墨烯加热膜10产生的热量可以大部分被放置在植物框架上的植物(图中未示出)吸收。为便于理解，图7中仅示出了石墨烯加热膜的收放装置100中可供石墨烯加热膜10与柔性连接段20收卷和放卷的部分，而省略了该装置中的其它部件。石墨烯加热膜的收放装置100与承载植物框架200的植物框架承载架300可通过任
何适当的方式彼此固定连接，例如，可通过焊接固定、工业焊胶或螺丝旋拧固定等方式固定连接。
97.图7中的箭头示出了由石墨烯加热膜10产生的热量的走势示意图。从热量走势可以看出，与现有技术相比，当石墨烯加热膜的收放装置100放置在植物框架承载架300的下方后，放置在植物框架200上的植物全都可以吸收由石墨烯加热膜10产生的热量，其效果明显优于石墨烯加热膜10放置在植物框架侧方时植物吸收热量的效果。
98.表1和表2分别示出了现有技术和本发明的石墨烯加热膜10的实验数据列表。
99.表1现有技术中的石墨烯加热膜的实验数据
100.距离l1l2l3l4l5l6温度18.5℃18.5℃18.4℃18.4℃18.3℃18.2℃
101.在表1中，l1、l2、l3、l4、l5和l6分别表示第一列植物、第二列植物、第三列植物、第四列植物、第五列植物和第六列植物分别距离石墨烯加热膜10的距离。在现有技术中，例如，l1约为50cm，l2约为70cm，l3约为90cm，l4约为120cm，l5约为140cm，l6约为160cm。通过上表中所列数据可知，随着距离的增加，植物从石墨烯加热膜10处所获取的温度数值呈逐渐降低趋势。并且，由于石墨烯加热膜10被放置在植物的侧边，由其产生的热量普遍向植物上方扩散，能够被植物吸收的热量较为有限，因此，在植物附近测得的温度，普遍偏低。
102.表2本发明的石墨烯加热膜的实验数据
103.列数r1r2r3r4r5r6温度27.2℃27.4℃27.5℃27.4℃27.3℃27.2℃
104.在表2中，r1、r2、r3、r4、r5和r6分别表示第一列植物、第二列植物、第三列植物、第四列植物、第五列植物和第六列植物相对于石墨烯加热膜10的所处位置。在本发明的实施例中，r1、r2、r3、r4、r5和r6距离石墨烯加热膜10的在垂直方向上的距离约为50cm。通过上表中所列数据可知，当将石墨烯加热膜10置于植物的下方时，所有植物周边的温度均高于石墨烯加热膜10置于植物侧边时植物周边的温度。在本发明中，借助热量向上扩散的原理，当石墨烯加热膜10置于植物下方时，植物可以更好地吸收由石墨烯加热膜10产生的热量。
105.为便于理解，图8和图9中仅示出了植物和石墨烯加热膜10的位置关系示意图，而省略了其它部件。
106.参照图10，为增进植物吸收热量的效果，植物框架200中承载植物的平台设置为钢制网状结构，且植物框架承载架300，如图10所示，为由多个钢条焊接而成的支架结构。其中，钢条301和钢条302可沿植物框架承载架300宽度方向水平滚动，以调节植物框架200放置在植物框架承载架300上的位置。
107.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。