CN102000675A - 机械清洁温室棚顶表面灰尘的方法及设备 - Google Patents

机械清洁温室棚顶表面灰尘的方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种机械清洁温室棚顶表面灰尘的方法和设备,旨在克服现有技术中存在的不足,提供一种通用性强、成本低廉、自动化程度高的机械清洁温室棚顶表面的方法及设备。本方法及设备由一个安装在工作平台上的机械清洁设备,该设备由电机驱动减速装置带动旋转轴向上旋转卷动牵引绳使机械清洁设备自下而上运动,同时旋转轴带动清洁辊旋转沿着温室棚顶表面清洁灰尘,电机反向驱动减速装置,旋转轴反向旋转松开牵引绳使整个机械清洁设备自上而下运动,同时旋转轴带动清洁辊旋转清洁温室棚顶表面灰尘,工作平台沿移动轮引导槽移动,带动机械清洁设备移动到下一个预定清洁位置进行清洁工作,达到清除棚顶表面所堆积的灰尘的目的。

Description

机械清洁温室棚顶表面灰尘的方法及设备
技术领域
[0001] 本发明属于设施农业技术领域,具体地说,它涉及一种机械清洁温室棚顶表面灰 尘的方法及设备。
背景技术
[0002] 太阳光的辐射量是温室内作物生长的一个尤为重要的因素,温室棚顶覆盖材料的 选用也就随之成为最重要的因素。市场上不同类型的温室覆盖材料主要分为两类:一类是 硬性的,如玻璃和聚碳酸酯塑料板;另一类是软性的塑料薄膜,如聚氯乙烯和聚乙烯。温室 的棚顶表面型式也不尽相同:有立坡式、二折式及拱圆形,如抛物线、摆线、圆弧等形状,这 些在中国都得到了普遍应用。温室棚顶表面暴露在自然环境中经过风吹雨淋积聚了大量灰 尘,如果不及时清洁会大大阻碍光的传输,降低光的通量,减少植物的光合作用,阻碍作物 的生长和延迟作物成熟。光透射率减少直接影响水果体积的变小、植物产量的降低和花卉 花期的缩短。
[0003] 经过研究日光的透射率大小对温室内植物生长发育的影响,结果发现,在植物的 生长过程中,经过定期对棚顶表面清洁的温室,内部植物产量增长30%,水果的大小和质量 有所增加,花卉的茎有所增长。在比较试验中,产品的质量和数量都提高到30%,这些数据 对棚膜经济的发展产生了很大的影响,这是一个重大成就。目前,国内的一些农民面临着昂 贵的人工清洁温室棚顶表面灰尘问题,这是费时费力的,并且是农民从事温室生产工作的 其他空闲时间才能做的事情。基于这个原因,温室棚顶表面上的灰尘很少去清洁,在每个生 长季节只能清洁一次或两次,这是远远不够的。要想长期保持棚顶表面干净,首选的解决办 法是利用机械和自动化的清洁手段来达到目的,但在设施农业的棚室建设上有不同规格型 号,宽度、高度、长度也不尽相同,并且有的温室棚顶表面是由不同型式组成的,这给机械和 自动化的清洁手段带来了困难,目前国内还没有棚顶表面清洁设备能解决这些问题。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术中存在的不足,提供一种通用性 强、成本低廉、自动化程度高的能够清洁温室棚顶任何形状、结构和覆盖材料的机械清洁温 室棚顶表面灰尘的方法及设备。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明是采用如下技术方案实现的:安装一个机械清洁设 备在工作平台上,机械清洁设备由驱动电机驱动减速装置带动旋转轴向上旋转卷起牵引绳 使整个机械清洁设备自下而上运动,直到机械清洁设备运动到温室棚顶最高点时被牵引绳 拉起升高离开棚顶表面,此时旋转轴带动清洁辊转动完成清洁温室棚顶表面的灰尘,驱动 电机反向旋转,旋转轴逐渐松开牵引绳使整个机械清洁设备回落到棚顶表面,然后向下运 动完成清洁温室棚顶表面的灰尘,工作平台通过平台驱动轮沿移动轮引导槽移动,带动机 械清洁设备移动到下一个预定清洁位置停止,工作过程中机械清洁设备在温室棚顶表面作 往复清洁运动,达到清除棚顶表面所堆积的灰尘的目的,进而增加日光的透射率。[0006] 技术方案中所述的机械清洁设备是通过安装在工作平台上的上摆臂通过上摆臂 铰链与平台铰接,下摆臂与机械清洁设备的减速装置固定连接在一起并与上摆臂通过摆臂 铰链铰接,牵引绳与工作平台上铰接的卸扣连接并与机械清洁设备的旋转轴卷绕在一起, 通过旋转轴转动,卷起或放开牵引绳带动机械清洁设备在温室棚顶表面上下往复运动,旋 转轴旋转带动清洁辊旋转清洁出其自身宽度的干净棚顶表面。
[0007] 机械清洁温室棚顶表面灰尘的方法是机械清洁设备通过旋转轴卷起牵引绳拉动 清洁设备自下而上工作,此时机械清洁设备完成了自身宽度的棚顶表面清洁工作,机械清 洁设备运动到最高点位置时,通过旋转轴卷动牵引绳拉起了机械清洁设备离开了棚顶表 面,此时高位位置传感器把机械清洁设备位置信息传递给了控制器,经控制器计算并发出 指令控制驱动电机停止转动,同时又指令启动平台驱动电机驱动平台减速装置带动平台驱 动轮沿移动轮引导槽移动,并由平台位置传感器判定平台驱动轮沿移动轮引导槽移动的停 止点,工作平台带动机械清洁设备移动到下一个预定清洁位置停止,机械清洁设备的驱动 电机经控制器控制反向旋转逐渐放开牵引绳后清洁设备落下至棚顶表面,依靠自身重量和 机械清洁设备的清洁辊在旋转过程中与棚顶表面的摩擦力以平行于前一清洁轨迹自上而 下进行清洁工作,机械清洁设备到达棚顶表面最下端时由低位位置传感器判定并把位置信 息传递给控制器,控制器停止了驱动电机的转动,同时发出指令使驱动电机反向旋转,机械 清洁设备从温室棚顶表面的最下端又逐渐回到了棚顶最高点,机械清洁设备被牵引绳拉 起,完成了重复清洁工作。
[0008] 技术方案中所述的机械清洁设备上的清洁辊可以是柔软的不同材料制作的可更 换的绳状织物组合成的,清洁辊能够柔软的并且充分接触到温室覆盖材料表面上。为清除 温室棚顶表面上的灰尘,本发明中的机械清洁温室棚顶表面灰尘的方法可结合水流清洗系 统。水流清洗系统的用水可以是清水或配比有一定量清洗剂的清洗液。
[0009] 技术方案中所述的工作平台由一个平台驱动电机驱动平台减速装置使平台驱动 轮沿移动轮弓I导槽移动,其它轮子用于支撑工作平台沿移动轮弓I导槽移动。
[0010] 本发明所提供的机械清洁温室棚顶表面灰尘的方法包括单栋温室棚顶表面连续 清洁的作业过程。工作平台带动机械清洁设备通过一个换栋轨道移动到另一栋温室棚顶, 并且开始重复清洁过程。机械清洁温室棚顶表面灰尘的方法是在每栋温室的山墙外面固定 换栋轨道,其上安装移动式换栋设备,工作平台由移动式换栋设备从一栋温室棚顶移到另 一栋温室棚顶。换栋设备可以用任何车辆升降,进而完成工作平台从一栋温室棚顶移动到 另一栋温室棚顶,直至对整个温室棚顶表面进行清洁。
附图说明
[0011] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0012] 附图1是一种机械清洁设备在温室棚顶表面进行工作的轴测图;
[0013] 附图2是一种机械清洁设备在温室棚顶表面进行工作的主视图;
[0014] 附图3是一种机械清洁设备在温室棚顶表面最高点被牵引绳卷起离开棚顶表面 的主视图;
[0015] 附图4是一种机械清洁设备在温室棚顶表面最低点停止清洁工作的主视图;
[0016] 附图5是一种机械清洁设备在旋转轴上安装多个清洁辊的轴测图;[0017] 附图6是一种机械清洁设备在三栋温室棚顶表面进行工作的轴测图,换栋轨道为 固定式轨道;
[0018] 附图7是平台驱动电机驱动平台减速装置带动平台驱动轮在移动轮引导槽内的 轴测图;
[0019] 附图8是一种机械清洁设备的旋转轴上带有柔软的不同材料制作的可更换的绳 状织物组合成的清洁辊的主视图;
[0020] 附图9是工作平台的运动控制系统的电器控制原理图,工作平台沿平行于温室长 度方向的移动轮引导槽移动;
[0021] 附图10是机械清洁设备的运动控制系统的电器控制原理图,机械清洁设备沿温 室棚顶表面上下运动。
[0022] 图中:1、牵引绳吊臂,2、卸扣,3、牵引绳,4、机械清洁设备,5、减速装置,6、驱动电 机,7、下摆臂,8、上摆臂铰链,9、上摆臂,10、工作平台,11、棚顶表面,12、平台驱动轮,13、移 动轮引导槽,14、摆臂铰链,15、旋转轴,16、平台驱动电机,17、平台减速装置,18、高位位置 传感器,19、低位位置传感器,20、平台位置传感器,21、控制器,22、换栋轨道,23、清洁辊。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图对本发明作详细的描述
[0024] 参见图1,是一种机械清洁设备在温室棚顶表面进行工作的轴测图。上摆臂9与工 作平台10通过上摆臂铰链8铰接在一起,机械清洁设备4与下摆臂7固定连接在一起并通 过摆臂铰链14与上摆臂9铰接在一起,机械清洁设备4的旋转轴15通过减速装置5由驱 动电机6来驱动旋转,牵引绳3与卸扣2铰接在一起,卸扣2连接在牵引绳吊臂1上,牵引 绳3卷绕在旋转轴15上。工作平台10由移动轮引导槽13支撑和引导,平台驱动轮12沿 移动轮引导槽13移动并在预定清洁位置停止。
[0025] 参见图2,是一种机械清洁设备在温室棚顶表面进行工作的主视图。机械清洁设备 4上的旋转轴15通过减速装置5由驱动电机6驱动旋转,牵引绳3受卷绕拉动机械清洁设 备4自下而上运动,完成自下而上对棚顶表面11的清洁。
[0026] 参见图3是一种机械清洁设备在温室棚顶表面最高点被牵引绳卷起离开棚顶表 面的主视图。机械清洁设备4沿棚顶表面11向上运动到最高点离开棚顶表面后,由高位位 置传感器18判定机械清洁设备4的位置,然后把位置信息传递给控制器21,控制器21经 过计算发出指令,停止了驱动电机6的旋转,同时驱动平台驱动轮12带动整个工作平台10 移动到下一个预定清洁位置停止,控制器21控制驱动电机6反向旋转,牵引绳3逐渐松开, 机械清洁设备4下落到棚顶表面11,依靠自身重量和清洁辊23旋转时与棚顶表面11的摩 擦力从棚顶最高点自上而下进行清洁工作,从而清洁出机械清洁设备4自身宽度的棚顶表
[0027] 参见图4,是一种机械清洁设备在温室棚顶表面最低点停止清洁工作的主视图。机 械清洁设备4运动到棚顶表面最低点时,由低位位置传感器19判定机械清洁设备4的位置 信息,把机械清洁设备4的位置信息传递到控制器21,控制器21经过计算发出指令,停止了 驱动电机6的转动,然后控制器21发出指令驱动机械清洁设备4的驱动电机6反向旋转, 机械清洁设备4自下而上在同一轨迹重复完成对棚顶表面的清洁工作。[0028] 参见图5是一种机械清洁设备在旋转轴上安装多个清洁辊的轴测图。旋转轴15 上可以安装多个清洁辊23,可以同时清洁出多个清洁辊23宽度的棚顶表面。
[0029] 参见图6,是一种机械清洁设备在三栋温室棚顶表面进行工作的轴测图。换栋轨 道为固定式轨道,当一栋温室棚顶表面清洁完成以后,工作平台10带动整个机械清洁设备 4移动到温室一侧的换栋轨道22上,然后沿着换栋轨道22移动到另一栋温室棚顶表面11 进行清洁工作。
[0030] 参见图3和图7,图7是平台驱动电机驱动平台减速装置带动平台驱动轮在移动轮 引导槽内的轴测图。工作平台10—侧的平台驱动轮12是由平台驱动电机16驱动平台减 速装置17来驱动的,平台位置传感器20接收机械清洁设备4所在的位置信息,机械清洁设 备4到达棚顶最高位时在工作平台10带动下移动到下一个预定清洁位置停止,控制器21 启动清洁程序,机械清洁设备4开始工作,又完成一次清洁过程。
[0031] 参见图8,是一种机械清洁设备的旋转轴上带有柔软的不同材料制作的可更换的 绳状织物组合成的清洁辊的主视图。机械清洁设备4带动清洁辊23在棚顶表面11上下运动。
[0032] 参见图3、图7和图9,图9是工作平台的运动控制系统的电器控制原理图。工作 平台10沿移动轮引导槽13移动,工作平台10接收高位位置传感器18的位置信息,把位置 信息传递给控制器21,由控制器21发出指令给平台驱动电机16,由平台驱动电机16驱动 平台减速装置17带动工作平台11移动到下一个预定清洁位置停止。
[0033] 参见图3和图10,图10是一种机械清洁设备的运动控制系统的电器控制原理图。 机械清洁设备4沿温室棚顶表面11上下运动,机械清洁设备4在棚顶表面最高点被牵引绳 3卷起抬高并离开棚顶表面11,此时高位位置传感器18把位置信息传递给控制器21,控制 器21发出指令停止驱动电机6的转动,当机械清洁设备4沿棚顶表面11往下运行到最低 点时,控制器21接收低位位置传感器19的位置信息并发出指令停止驱动电机6的转动,同 时控制驱动电机6反向旋转,机械清洁设备4沿棚顶表面11自下而上运行,清洁出机械清 洁设备4自身宽度的干净棚顶表面。

Claims (10)

1. 一种机械清洁温室棚顶表面灰尘的方法和设备,其特征是所述的机械清洁方法是一 个机械清洁设备安装在工作平台上,机械清洁设备由驱动电机驱动减速装置带动旋转轴向 上旋转卷动牵引绳使整个机械清洁设备自下而上运动,同时旋转轴带动清洁辊转动清洁温 室棚顶表面灰尘,驱动电机反向旋转,旋转轴松开牵引绳使整个机械清洁设备落到棚顶表 面后沿棚顶表面向下运动,旋转轴带动清洁辊转动清洁温室棚顶表面灰尘,工作平台沿移 动引导槽移动,带动机械清洁设备移动到下一个预定清洁位置,达到清除棚顶表面上所堆 积的灰尘的目的。
2.按照权利要求1所述的机械清洁温室棚顶表面灰尘的方法,其特征是所述的上摆臂 通过上摆臂铰链与工作平台铰接,下摆臂与减速装置固定连接在一起并与上摆臂通过摆臂 铰链铰接。
3.按照权利要求1所述的机械清洁温室棚顶表面灰尘的方法,其特征是机械清洁设备 由旋转轴卷动与工作平台卸扣铰接的牵引绳向上运动到达棚顶表面最高点时,被牵引绳卷 起离开温室棚顶表面,高位位置传感器把机械清洁设备位置信息传递给控制器,控制器判 定并使机械清洁设备停止转动,然后工作平台沿平台驱动轮引导槽移动到下一预定清洁位 置停止,电机反向旋转,旋转轴上的牵引绳松开机械清洁设备,机械清洁设备逐渐落下到棚 顶表面最高点并以平行前一清洁轨迹自上而下重复清洁工作过程,工作平台接收高位位置 传感器位置信息,由控制器判定工作平台沿移动轮引导槽运动的停止点。
4.按照权利要求1所述的机械清洁温室棚顶表面灰尘的方法,其特征是所述的机械清 洁设备向下运动到温室棚顶表面底部时,由低位位置传感器把机械清洁设备的位置信息传 递给控制器,控制器判定并使机械清洁设备停止转动,同时发出指令使驱动电机反向旋转, 旋转轴向上旋转并卷起牵弓I绳使机械清洁设备自下而上做重复清洁工作。
5. 一种如权利要求1所述的机械清洁温室棚顶表面灰尘的设备,其特征是所述的机械 清洁温室棚顶表面灰尘的设备包括一个安装在工作平台(10)上的机械清洁设备(4),机械 清洁设备⑷由驱动电机(6)驱动减速装置(5)带动旋转轴(15)向上旋转卷动牵引绳(3) 使整个机械清洁设备(4)自下而上运动,同时旋转轴(15)带动清洁辊(23)转动清洁温室 棚顶表面(11),驱动电机(6)反向旋转,旋转轴(15)松开牵引绳(3)使整个机械清洁设备 (4)落到棚顶表面后自上而下运动清洁温室棚顶表面(11),工作平台(10)沿移动轮引导槽 (13)运行,带动机械清洁设备(4)移动到下一个预定清洁位置停止,以上设备的运动都是 由控制器(21)控制完成的。
6.按照权利要求5所述的机械清洁设备,其特征是所述的机械清洁设备(4)是由旋转 轴(15)带动旋转轴上柔软的绳状织物组合成的清洁辊(23)完成温室棚顶表面清洁过程 的。
7.按照权利要求5所述的机械清洁设备,其特征是所述的机械清洁设备(4)是通过驱 动电机(6)驱动减速装置(5)带动旋转轴(15)转动卷起牵引绳(3),使机械清洁设备(4) 自下而上沿着温室棚顶表面(11)运动,清洁出自身宽度的棚顶表面。
8.按照权利要求5所述的机械清洁设备,其特征是所述的机械清洁设备(4)沿棚顶 表面(11)自下而上运动到最高位时,机械清洁设备(4)被牵引绳(3)卷起离开棚顶表面 (11),高位位置传感器(18)判定机械清洁设备(4)所处位置信息,把位置信息传递给控制 器(21),控制器(21)经过计算后发出指令停止驱动电机(6)的旋转,然后工作平台(10)沿其移动轮引导槽(13)移动到下一预定清洁位置停止,驱动电机(6)接收控制器(21)指令 并反向旋转,旋转轴逐渐放开牵引绳(3)后机械清洁设备(4)逐渐下落到棚顶表面(11)最 高处并以平行前一清洁轨迹自上而下进行清洁工作,控制器(21)接收机械清洁设备(4)的 位置信息并发出控制指令,启动平台驱动电机(16)驱动平台减速装置(17)使平台驱动轮 (12)沿移动轮引导槽(13)移动,带动工作平台(10)到预定清洁位置停止。
9.按照权利要求5所述的机械清洁设备,其特征是所述的机械清洁设备(4)沿棚顶表 面(11)自上而下清洁到温室棚顶表面底部时,由低位位置传感器(19)把机械清洁设备(4) 的位置信息传递给控制器(21),控制器(21)经过计算并发出指令使机械清洁设备(4)上 的驱动电机(6)停止转动,同时控制驱动电机(6)反向旋转驱动减速装置(5)带动旋转轴 (15)旋转,从而卷动牵引绳(3)使机械清洁设备(4)自下而上做重复清洁工作。
10.按照权利要求5所述的机械清洁设备,其特征是所述的工作平台(10)至少有一个 平台驱动轮(12)带动整个工作平台(10)沿移动轮引导槽(13)移动和接受控制停在预定 清洁位置,其它轮子用于支撑工作平台(10)。
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