CN110411038B - 一种用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器，包括底座、处理器、支柱、平板、支撑板、水箱、防护板、清洁机构、转动机构和若干真空管，清理机构包括平移组件、平移块和清理组件，清理组件包括电磁铁、弹簧、清洁板和四个定向单元，转动机构包括竖板、横板、转动箱、转动组件和拉线，转动组件包括第一电机、转轴、套管和线盘，该用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器通过转动机构可带动防护板转动，在夜间实现防尘保护，在雪天可避免真空管上积雪后无法接收太阳光而对水加热，不仅如此，通过清理机构可清除真空管上的灰尘杂物，便于真空管充分吸收太阳光，提高加热水的效率，从而提高了设备的实用性。

Description

一种用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器
技术领域
本发明涉及太阳能光伏应用领域，特别涉及一种用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器。
背景技术
太阳能热水器是利用太阳光将水温加热的装置。太阳能热水器分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，真空管式太阳能热水器占据国内95％的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。
现有的太阳能热水器在使用过程中，都是被动地接收太阳光，并将所有接收的太阳能转换为热能进行加热水的操作，因此，在太阳光充足的天气下，特别是在夏季的晴天，太阳能热水器水箱中的水温很快就能达到较高的温度，此时当用户出差、旅游时，热水器长时间不出水，使水箱内长时间处于高温、高压的状态下，会促进密封圈的老化，加速聚氨酯的老化、萎缩，有时排气不畅通，压力太大还会使水箱胀坏，还会结水垢，缩短水箱的寿命，而在冬天下雪过后，积雪覆盖在真空管的表面，阻挡太阳光的传播，因而无法对真空管内的水流进行加热，不仅如此，现有的太阳能热水器中，真空管长期暴露在外，容易堆积灰尘，空气中的粉尘吸附在真空管的表面，使得真空管无法充分吸收太阳光，直接导致了现有的太阳能热水器加热效率降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器，包括底座、处理器、支柱、平板、支撑板、水箱、防护板、清洁机构、转动机构和若干真空管，所述支柱和处理器均固定在底座的上方，所述处理器内设有PLC，所述平板固定在支柱的顶端，所述支撑板倾斜固定在底座和平板之间，所述真空管均匀设置在支撑板的上方，所述水箱固定在平板的上方，所述转动机构设置在平板的上方，所述转动机构与防护板传动连接，所述清洁机构设置在防护板的靠近真空管的一侧；
所述清洁机构包括平移组件、平移块和清理组件，所述平移块抵靠在防护板上，所述平移组件与平移块传动连接，所述清理组件包括电磁铁、弹簧、清洁板和四个定向单元，所述电磁铁固定在平移块上，所述电磁铁与PLC电连接，所述清洁板通过弹簧设置在电磁铁的靠近真空管的一侧，所述弹簧处于压缩状态，所述清洁板上设有若干刷毛，四个定向单元分别位于清洁板的四侧，所述清洁板的制作材料为铁；
所述转动机构包括竖板、横板、转动箱、转动组件和拉线，所述转动箱通过竖板固定在平板的上方，所述横板的一端固定在竖板上，所述横板的另一端与防护板铰接，所述转动组件设置在转动箱内，所述转动箱上设有开口，所述拉线的一端与转动组件连接，所述拉线的另一端穿过开口与防护板连接，所述转动组件包括第一电机、转轴、套管和线盘，所述第一电机和套管分别固定在转动箱的两侧的内壁上，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与转轴的一端传动连接，所述转轴的另一端设置在套管内，所述线盘同轴固定在转轴上，所述线盘与拉线连接。
作为优选，为了驱动平移块移动，所述平移组件包括第二电机、轴承和丝杆，所述第二电机和轴承均固定在防护板上，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在轴承内，所述平移块套设在丝杆上，所述平移块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹。
作为优选，为了实现清洁板与平移块的同步移动，所述定向单元包括凸板、定向杆和定向环，所述凸板通过定向杆与清洁板固定连接，所述定向环套设在定向杆上，所述定向环固定在平移块上。
作为优选，为了便于固定转轴，所述转动组件还包括齿轮、锯齿块和伸缩单元，所述齿轮同轴固定在转轴上，所述锯齿块与齿轮相匹配，所述伸缩单元与锯齿块传动连接。
作为优选，为了控制锯齿块的移动，所述伸缩单元包括若干气缸，所述气缸从上而下均匀分布，所述气缸的缸体固定在转动箱内，所述气缸的气杆与锯齿块固定连接，所述气缸与PLC电连接。
作为优选，为了便于引导拉线的走向，所述转动机构还包括导向轮，所述导向轮固定在转动箱上，所述导向轮位于开口的下方，所述拉线经过导向轮。
作为优选，为了防止转动箱内进水，所述开口的上方设有遮板，所述遮板固定在转动箱的外部。
作为优选，为了检测防护板是否抵靠在遮板上，所述遮板的远离转动箱的一端设有压力传感器，所述压力传感器与PLC电连接。
作为优选，为了便于设备确定是否需要将防护板转动至真空管的上方，所述水箱内设有温度传感器，所述转动箱的上方设有雨雪传感器，所述温度传感器和雨雪传感器均与PLC电连接。
作为优选，为了防止防护板受风吹动而晃动，所述防护板远离横板的一端设有重物块，所述重物块的下方设有橡胶垫，所述橡胶垫抵靠在底座的上方。
本发明的有益效果是，该用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器通过转动机构可带动防护板转动，在夜间实现防尘保护，在雪天可避免真空管上积雪后无法接收太阳光而对水加热，不仅如此，通过清洁机构可清除真空管上的灰尘杂物，便于真空管充分吸收太阳光，提高加热水的效率，从而提高了设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器的结构示意图；
图2是本发明的用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器的转动箱的剖视图；
图3是本发明的用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器的转动组件的结构示意图；
图4是图1的A部放大图；
图中：1.底座，2.处理器，3.支柱，4.平板，5.支撑板，6.水箱，7.防护板，8.真空管，9.平移块，10.电磁铁，11.弹簧，12.清洁板，13.竖板，14.横板，15.转动箱，16.拉线，17.第一电机，18.转轴，19.套管，20.线盘，21.第二电机，22.轴承，23.丝杆，24.凸板，25.定向杆，26.定向环，27.齿轮，28.锯齿块，29.气缸，30.导向轮，31.遮板，32.压力传感器，33.温度传感器，34.重物块，35.橡胶垫，36.雨雪传感器。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器，包括底座1、处理器2、支柱3、平板4、支撑板5、水箱6、防护板7、清洁机构、转动机构和若干真空管8，所述支柱3和处理器2均固定在底座1的上方，所述处理器2内设有PLC，所述平板4固定在支柱3的顶端，所述支撑板5倾斜固定在底座1和平板4之间，所述真空管8均匀设置在支撑板5的上方，所述水箱6固定在平板4的上方，所述转动机构设置在平板4的上方，所述转动机构与防护板7传动连接，所述清洁机构设置在防护板7的靠近真空管8的一侧；
PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。
该太阳能热水器中，通过平板4和底座1对支撑板5进行固定支撑，支撑板5上，通过真空管8吸收太阳光，对真空管8内的水流进行加热，真空管8内的热水向上流动，进入水箱6中，水箱6中的冷水进入真空管8内，进行加热，用户使用该太阳能热水器时，由水箱6提供人们日常生活所需的热水，为了防止真空管8上积灰或者积雪，影响真空管8吸收太阳光，在下雪天或者夜晚，处理器2内部的PLC控制转动机构启动，带动转动板向下转动至支撑板5平行的角度，使得转动板覆盖在真空管8的上方，并通过清洁机构可清理真空管8上的灰尘，实现真空管8表面的清洁，便于真空管8充分接收太阳光，提高加热水的效率，从而提高了设备的实用性。
如图1和图4所示，所述清洁机构包括平移组件、平移块9和清理组件，所述平移块9抵靠在防护板7上，所述平移组件与平移块9传动连接，所述清理组件包括电磁铁10、弹簧11、清洁板12和四个定向单元，所述电磁铁10固定在平移块9上，所述电磁铁10与PLC电连接，所述清洁板12通过弹簧11设置在电磁铁10的靠近真空管8的一侧，所述弹簧11处于压缩状态，所述清洁板12上设有若干刷毛，四个定向单元分别位于清洁板12的四侧，所述清洁板12的制作材料为铁；
在对真空管8进行清洁时，PLC首先控制电磁铁10通电，产生磁性，吸引由铁制成的清洁板12，压缩弹簧11，使得清洁板12靠近平移块9后，再由平移组件带动平移块9移动至高处，而后PLC控制电磁铁10断电，此时受压缩的弹簧11为恢复形变推动清洁板12远离平移块9，使得清洁板12的刷毛抵靠在真空管8上，之后PLC控制平移组件启动，带动平移块9沿着防护板7的表面向下滑动，通过限位单元作用在清洁板12上，使得清洁板12与平移块9保持同步移动，同时刷毛在真空管8的表面移动，将真空管8表面的灰尘杂物扫落，从而实现对真空管8的清理，便于防护板7向上转动后，真空管8能够充分吸收太阳光，进而提高加热水的效率。
如图1-3所示，所述转动机构包括竖板13、横板14、转动箱15、转动组件和拉线16，所述转动箱15通过竖板13固定在平板4的上方，所述横板14的一端固定在竖板13上，所述横板14的另一端与防护板7铰接，所述转动组件设置在转动箱15内，所述转动箱15上设有开口，所述拉线16的一端与转动组件连接，所述拉线16的另一端穿过开口与防护板7连接，所述转动组件包括第一电机17、转轴18、套管19和线盘20，所述第一电机17和套管19分别固定在转动箱15的两侧的内壁上，所述第一电机17与PLC电连接，所述第一电机17与转轴18的一端传动连接，所述转轴18的另一端设置在套管19内，所述线盘20同轴固定在转轴18上，所述线盘20与拉线16连接。
转动机构中，通过竖板13固定了横板14和转动箱15的位置，防护板7可绕着横板14的远离竖板13的一端转动，PLC控制转动箱15内的转动组件启动，收紧或者放松拉线16，从而带动防护板7转动，转动组件启动时，PLC控制第一电机17启动，带动转轴18在套管19的支撑作用下转动，使得线盘20发生转动，进而将线盘20上的拉线16收紧或者放松，从而实现了防护板7的转动，防护板7向上转动时，可方便真空管8接收太阳光，对水加热，防护板7向下转动时，可覆盖在真空管8的表面，对真空管8进行防尘和防雪保护。
如图1所示，所述平移组件包括第二电机21、轴承22和丝杆23，所述第二电机21和轴承22均固定在防护板7上，所述第二电机21与PLC电连接，所述第二电机21与丝杆23的一端传动连接，所述丝杆23的另一端设置在轴承22内，所述平移块9套设在丝杆23上，所述平移块9的与丝杆23的连接处设有与丝杆23匹配的螺纹。
PLC控制第二电机21启动，带动丝杆23在轴承22的支撑作用下旋转，丝杆23通过螺纹作用在平移块9上，使得平移块9沿着丝杆23的轴线进行移动，进而驱动了平移块9的移动。
作为优选，为了实现清洁板12与平移块9的同步移动，所述定向单元包括凸板24、定向杆25和定向环26，所述凸板24通过定向杆25与清洁板12固定连接，所述定向环26套设在定向杆25上，所述定向环26固定在平移块9上。平移块9在移动过程中，带动固定在其表面的定向环26同步移动，定向环26作用在定向杆25上，使得定向杆25带动清洁板12进行同步的移动，当弹簧11的形变量发生变化时，定向杆25沿着定向环26的轴线移动，从而固定了清洁板12的移动方向，并利用凸板24防止定向杆25脱离定向环26。
作为优选，为了便于固定转轴18，所述转动组件还包括齿轮27、锯齿块28和伸缩单元，所述齿轮27同轴固定在转轴18上，所述锯齿块28与齿轮27相匹配，所述伸缩单元与锯齿块28传动连接。在防护板7向上转动后，PLC控制伸缩单元启动，带动锯齿块28靠近移动，使得锯齿块28抵靠在齿轮27上，卡住齿轮27，进而固定转轴18防止转轴18转动，当需要防护板7转动时，PLC控制伸缩单元带动锯齿块28远离齿轮27，进而方便了齿轮27和转轴18的转动，便于收紧或者放松拉线16，实现防护板7的转动。
作为优选，为了控制锯齿块28的移动，所述伸缩单元包括若干气缸29，所述气缸29从上而下均匀分布，所述气缸29的缸体固定在转动箱15内，所述气缸29的气杆与锯齿块28固定连接，所述气缸29与PLC电连接。PLC控制气缸29启动，可改变气缸29的缸体内的空气量，进而通过气缸29的气杆的移动，实现锯齿块28的移动。
作为优选，为了便于引导拉线16的走向，所述转动机构还包括导向轮30，所述导向轮30固定在转动箱15上，所述导向轮30位于开口的下方，所述拉线16经过导向轮30。利用导向轮30可引导拉线16的走向，防止拉线16与开口的内壁接触产生磨损，造成拉线16的断裂。
作为优选，为了防止转动箱15内进水，所述开口的上方设有遮板31，所述遮板31固定在转动箱15的外部。利用遮板31对开口进行遮挡，防止降雨时，雨水通过开口进入转动箱15内，影响转动组件的运行。
作为优选，为了检测防护板7是否抵靠在遮板31上，所述遮板31的远离转动箱15的一端设有压力传感器32，所述压力传感器32与PLC电连接。当防护板7向上转动，并抵靠在遮板31上后，压力传感器32检测到压力数据，并将压力数据传递给PLC，此时PLC确定防护板7抵靠在遮板31上后，控制气缸29启动，使得锯齿块28抵靠在齿轮27上，通过卡在齿轮27固定转轴18。
作为优选，为了便于设备确定是否需要将防护板7转动至真空管8的上方，所述水箱6内设有温度传感器33，所述转动箱15的上方设有雨雪传感器36，所述温度传感器33和雨雪传感器36均与PLC电连接。利用温度传感器33检测水箱6内的水温，并将温度数据传递给PLC，PLC检测到水温过高时，表面此时真空管8正遭受暴晒，长时间暴晒容易引起设备的老化，此时PLC控制将转动板转动覆盖在真空管8的上方进行防晒，而利用雨雪传感器36可检测是否发生降雨或者降雪，并将信号传递给PLC，当检测到发生降雨或者降雪后，而控制防护板7转动覆盖在真空管8的上方，防止真空管8上积雪后无法接收太阳光，也可避免真空管8遭受酸雨的腐蚀破坏。
作为优选，为了防止防护板7受风吹动而晃动，所述防护板7远离横板14的一端设有重物块34，所述重物块34的下方设有橡胶垫35，所述橡胶垫35抵靠在底座1的上方。利用重物块34使得第一电机17断电后，防护板7产生向下转动的趋势，并增加防护板7的整体重量，防止防护板7受风吹而晃动，并利用橡胶垫35进行缓冲，防止拉线16放松后防护板7转动速度过快使得重物块34冲击底座1造成底座1损坏。
该太阳能热水器通过转动组件可控制防护板7转动，将防护板7转动，覆盖在真空管8的上方，可避免真空管8上积雪造成真空管8无法接收太阳光而对水加热，并且，还可在夜间进行防尘保护，当防护板7覆盖在真空管8上方后，通过平移组件带动平移块9移动，利用清理组件可扫除真空管8上的灰尘杂物，实现对真空管8表面的清洁，便于真空管8充分吸收太阳光，提高加热水的效率，从而提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器通过转动机构可带动防护板7转动，在夜间实现防尘保护，在雪天可避免真空管8上积雪后无法接收太阳光而对水加热，不仅如此，通过清洁机构可清除真空管8上的灰尘杂物，便于真空管8充分吸收太阳光，提高加热水的效率，从而提高了设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器，其特征在于，包括底座(1)、处理器(2)、支柱(3)、平板(4)、支撑板(5)、水箱(6)、防护板(7)、清洁机构、转动机构和若干真空管(8)，所述支柱(3)和处理器(2)均固定在底座(1)的上方，所述处理器(2)内设有PLC，所述平板(4)固定在支柱(3)的顶端，所述支撑板(5)倾斜固定在底座(1)和平板(4)之间，所述真空管(8)均匀设置在支撑板(5)的上方，所述水箱(6)固定在平板(4)的上方，所述转动机构设置在平板(4)的上方，所述转动机构与防护板(7)传动连接，所述清洁机构设置在防护板(7)的靠近真空管(8)的一侧；
所述清洁机构包括平移组件、平移块(9)和清理组件，所述平移块(9)抵靠在防护板(7)上，所述平移组件与平移块(9)传动连接，所述清理组件包括电磁铁(10)、弹簧(11)、清洁板(12)和四个定向单元，所述电磁铁(10)固定在平移块(9)上，所述电磁铁(10)与PLC电连接，所述清洁板(12)通过弹簧(11)设置在电磁铁(10)的靠近真空管(8)的一侧，所述弹簧(11)处于压缩状态，所述清洁板(12)上设有若干刷毛，四个定向单元分别位于清洁板(12)的四侧，所述清洁板(12)的制作材料为铁；
所述转动机构包括竖板(13)、横板(14)、转动箱(15)、转动组件和拉线(16)，所述转动箱(15)通过竖板(13)固定在平板(4)的上方，所述横板(14)的一端固定在竖板(13)上，所述横板(14)的另一端与防护板(7)铰接，所述转动组件设置在转动箱(15)内，所述转动箱(15)上设有开口，所述拉线(16)的一端与转动组件连接，所述拉线(16)的另一端穿过开口与防护板(7)连接，所述转动组件包括第一电机(17)、转轴(18)、套管(19)和线盘(20)，所述第一电机(17)和套管(19)分别固定在转动箱(15)的两侧的内壁上，所述第一电机(17)与PLC电连接，所述第一电机(17)与转轴(18)的一端传动连接，所述转轴(18)的另一端设置在套管(19)内，所述线盘(20)同轴固定在转轴(18)上，所述线盘(20)与拉线(16)连接。
2.如权利要求1所述的用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述平移组件包括第二电机(21)、轴承(22)和丝杆(23)，所述第二电机(21)和轴承(22)均固定在防护板(7)上，所述第二电机(21)与PLC电连接，所述第二电机(21)与丝杆(23)的一端传动连接，所述丝杆(23)的另一端设置在轴承(22)内，所述平移块(9)套设在丝杆(23)上，所述平移块(9)的与丝杆(23)的连接处设有与丝杆(23)匹配的螺纹。
3.如权利要求1所述的用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述定向单元包括凸板(24)、定向杆(25)和定向环(26)，所述凸板(24)通过定向杆(25)与清洁板(12)固定连接，所述定向环(26)套设在定向杆(25)上，所述定向环(26)固定在平移块(9)上。
4.如权利要求1所述的用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述转动组件还包括齿轮(27)、锯齿块(28)和伸缩单元，所述齿轮(27)同轴固定在转轴(18)上，所述锯齿块(28)与齿轮(27)相匹配，所述伸缩单元与锯齿块(28)传动连接。
5.如权利要求4所述的用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述伸缩单元包括若干气缸(29)，所述气缸(29)从上而下均匀分布，所述气缸(29)的缸体固定在转动箱(15)内，所述气缸(29)的气杆与锯齿块(28)固定连接，所述气缸(29)与PLC电连接。
6.如权利要求1所述的用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述转动机构还包括导向轮(30)，所述导向轮(30)固定在转动箱(15)上，所述导向轮(30)位于开口的下方，所述拉线(16)经过导向轮(30)。
7.如权利要求1所述的用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述开口的上方设有遮板(31)，所述遮板(31)固定在转动箱(15)的外部。
8.如权利要求7所述的用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述遮板(31)的远离转动箱(15)的一端设有压力传感器(32)，所述压力传感器(32)与PLC电连接。
9.如权利要求1所述的用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述水箱(6)内设有温度传感器(33)，所述转动箱(15)的上方设有雨雪传感器(36)，所述温度传感器(33)和雨雪传感器(36)均与PLC电连接。
10.如权利要求1所述的用于智能家居的具有防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述防护板(7)远离横板(14)的一端设有重物块(34)，所述重物块(34)的下方设有橡胶垫(35)，所述橡胶垫(35)抵靠在底座(1)的上方。
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