CN110479683B - 一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机 - Google Patents

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Abstract

一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机，包括移动小车、前支撑杆、后支撑杆、肩关节机构、长臂、肘关节机构、短臂和清洗机构。由肩关节机构的唯一步进电机驱动，通过齿轮齿条传动带动长臂伸缩，由同步齿形带经变速带动短臂绕肘关节轴转动，长臂伸缩与短臂旋转的复合运动保证短臂末端铰接的清洗机构精准地沿抛物面移动，完成对镜面的清洗作业；带角度清洗机构外壳的设置实现双向往复清洗作业，提高清洗效率；设置有喷水、喷热蒸汽、软硬毛刷和风刀等多种清洗工具，能够应对结冰、结霜、积雪、浮尘等不同镜面污染情况；移动小车做纵向移动，可调节高度和角度的长臂带动清洗机构沿抛物面镜做横向清洗作业和避障运动，可用于不同规格抛物面槽式反射镜。

Description

一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机
技术领域
本发明属于光热发电设备的清洗机技术领域，具体涉及一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机。
背景技术
太阳能发电是一种环保、清洁、可再生的新能源技术。太阳能发电技术可以分为光伏和光热两大类，其中光热发电是更加清洁的生产过程，其通过物理手段进行光电能量转换，对环境危害极小且发电成本更低。按照太阳能镜场的集热方式和原理，太阳能光热发电主要分为抛物槽式太阳能热发电、塔式太阳能热发电和碟式太阳能热发电。无论是哪一种太阳能镜场集热方式，都是将平行的太阳光汇聚于一集热器上吸收热量，进而进行后续发电。本发明服务于抛物面槽式太阳能光热发电，槽式发电系统的反射镜镜面为单曲抛物面，聚光形式为线聚光。
为保证聚光质量从而提高发电效率，首先要保证槽式光热发电反射镜的表面清洁无尘，才能使集热管得到最多的热量。然而，太阳能光热发电站通常建设在环境恶劣的地区，反射镜表面时常会发生结冰、结霜、积雪和沙尘沉积的情况。因此，必须对反射镜表面进行及时的清洗。
由于槽式反射镜具有特殊的单曲抛物面形状，镜面上方安装有集热管和集热管支撑结构，反射镜的安装高度和角度具有多变性，以及反射镜表面不同污垢所要求的清洗方式和强度的差异性，都决定了其清洗工作的巨大难度。依靠人工清洗存在劳动强度大和时效性差的问题；而单纯依靠简单的自动清洗机器，无法满足现场复杂的安装方式所要求的有效避障动作和适应单曲抛物面形状的运动轨迹。因此，迫切需要一种能够适应不同清洗要求、满足单曲抛物面形状动作轨迹和易于完成避障运动的高效清洗机，以实现对抛物面槽式反射镜进行清洁，从而提高清洗效率和光热发电成效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种面向抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机，能够自动完成沿单曲抛物面的清洗动作，易于实现针对复杂安装结构的避障运动，适应不同清洗要求且结构简单的高效率清洗作业。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机，包括移动小车、前支撑杆、后支撑杆、肩关节机构、长臂、肘关节机构、短臂及清洗机构；所述移动小车的上表面设置有竖直安装的前支撑杆和倾斜安装的后支撑杆，前支撑杆和后支撑杆上均开设有不同高度的若干穿孔，所述肩关节机构通过穿杆与穿孔配合安装于前支撑杆和后支撑杆上，肩关节机构上安装有长臂，长臂前端与肘关节机构相连，肘关节机构通过短臂与清洗机构相连。
所述肩关节机构包括两个内侧板、两个外侧板、两根穿杆，两个内侧板通过双头螺柱及固定螺母固定相对位置，两个内侧板两端分别开设有与前支撑杆和后支撑杆穿孔对应的定位孔，两个内侧板一端定位孔通过其中一个穿杆与内侧板外侧设置的后支撑杆固定，两个内侧板另一端通过另一个穿杆与内侧板外侧设置的前支撑杆固定，通过两个穿杆将肩关节机构固定在前支撑杆和后支撑杆上，两个内侧板外侧均设置有外侧板，外侧板位于后支撑杆和前支撑杆之间设置，内侧板与外侧板底端通过底板相连，顶端设置有上盖作为保护罩，两个外侧板顶部之间设置有两根长轮轴，每根长轮轴上转动安装有两个上压轮，两个内侧板顶部之间设置有两根短轮轴，每根短轮轴上转动安装有两个下压轮，在上压轮与下压轮之间安装有截面为H型的长臂，使长臂只能在上压轮和下压轮转动时做伸缩方向的平移运动，在其中一个外侧板的外侧通过螺栓固定安装有电机托架，电机托架上安装有步进电机，步进电机的输出端与减速器一端相连，减速器另一端与肩关节转轴相连，肩关节转轴通过肩关节机构轴承安装于两个内侧板上，且在内侧板的外侧安装有肩关节机构轴承盖，肩关节转轴上分别安装有驱动齿轮和第一同步齿形带轮，驱动齿轮位于内侧板与外侧板之间，第一同步齿形带轮位于两个内侧板之间，两个内侧板之间安装有压紧轮转轴，压紧轮转轴上安装有与第一同步齿形带轮对应的压紧轮，驱动齿轮与固定于长臂底端的齿条相啮合，第一同步齿形带轮与同步齿形带相啮合，且同步齿形带一端固定于上盖的内侧壁上，另一端经过长臂上表面向前延伸绕过第二同步齿形带轮，再经过长臂下表面延伸回肩关节机构，在压紧轮的夹持下与第一同步齿形带轮啮合，同步齿形带伸出第一同步齿形带轮部分堆放于位于肩关节机构后下部的收集盒内。
所述肘关节机构包括肘关节外壳，所述肘关节外壳与长臂末端固定连接，在肘关节外壳竖直向对称设置的侧壁之间通过轴承依次安装有第一水平轴、第二水平轴、第四水平轴及第五水平轴，且通过位于肘关节外壳竖直向的轴承端盖固定，在肘关节外壳水平向对称设置的侧壁之间通过轴承安装有第三垂直轴，且通过位于肘关节机构外壳水平向的轴承端盖固定，且第三垂直轴位于第二水平轴与第四水平轴之间设置，所述第一水平轴上分别安装有与同步齿形带啮合的第二同步齿形带轮和第一齿轮，所述第二水平轴上安装有与第一齿轮啮合的第二齿轮，第二水平轴上加工有第一蜗杆，所述第三垂直轴上安装有与第一蜗杆啮合的第一涡轮，第三水平轴上加工有第二蜗杆，所述第四水平轴上安装有异形轮，异形轮的一半加工成与第二蜗杆啮合的第二半涡轮，另一半加工成非圆半直齿轮，所述第五水平轴中部安装有与第一非圆半直齿轮啮合的第二非圆半直齿轮，第五水平轴两端伸出肘关节外壳设置，且分别与短臂一端的两个支臂固定连接，短臂另一端与清洗机构铰接。
所述移动小车包括承载底盘，承载底盘下表面同轴设置的轴承座上分别转动安装有从动轴和主动轴，主动轴和从动轴两端均安装有车轮，承载底盘下表面设置有电机安装座，且电机安装座靠近主动轴设置，电机安装座上通过螺栓固定安装有行走电机，行走电机输出轴上安装有主动齿轮，所述主动轴上安装有与主动齿轮啮合的从动齿轮，所述承载底盘的上表面设置有竖直安装的前支撑杆、倾斜安装的后支撑杆、动力电池、清洁水箱、气泵、加热器、过滤器及控制器，所述动力电池和清洁水箱位于长臂伸出的反向一侧对应的承载底座上表面设置，所述清洁水箱的出水口与水泵进水端相连，所述气泵的出气口通过连接管、三通分别与加热器和过滤器相连，加热器和过滤器与三通之间的连接管路上设置有电动阀门。
所述清洗机构包括清洗机构外壳，清洗机构外壳为具有一定夹角的外壳，外壳外夹角的角度大于抛物面底部同宽度镜面所形成的角度，所述清洗机构外壳外侧对称中心的内凹角处对称设置有铰接孔板，两个铰接孔板之间安装有转动轴，清洗机构通过转动轴与短臂的短臂杆相连，清洗壳体内侧由对称中心向两侧依次安装有喷水管、加热管、硬刷、软刷及风刀，所述喷水管与镜面对应的表面均匀设置有出水孔，喷水管通过供水管路和电动阀门与水泵出水端相连，所述加热管通过连接管路和电动阀门与加热器的出风口相连，所述硬刷内孔同轴套装有硬刷轴，硬刷轴两端通过轴承座安装于位于清洗机构外壳内腔的对称设置的轴承座安装板上，且轴承座安装板与硬刷轴垂直设置，所述软刷内孔同轴安装有软刷轴，软刷轴两端通过轴承座安装有位于清洗机构外壳内腔的轴承座安装板上，所述清洗机构外壳内腔设置有电机座安装板，且电机安装板靠近其中一个轴承座安装板设置，电机座安装板上通过螺栓分别固定安装有硬刷电机和软刷电机，硬刷电机输出端与硬刷轴相连，软刷电机输出端与软刷轴相连，所述风刀通过连接管路与过滤器的出气口相连。
所述长臂采用碳纤维复合材料或铝合金制成。
所述驱动齿轮与第一同步齿形带轮的节圆直径比为1：2。
所述两个喷水管之间清洗板的对称中心处的中心轴上套装有海绵。
一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机的使用方法，采用一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机，包括以下步骤：
步骤1，将移动小车安置在待清洗长抛物面槽式反射镜的侧方并作为初始位置，移动小车沿着长抛物面槽式反射镜的纵向作为行进方向，长臂伸缩方向指向长抛物面槽式反射镜设置；
步骤2，选择前支撑杆和后支撑杆上恰当位置的穿孔，利用穿杆将肩关节机构固定，使其具有与被清洗抛物面镜相匹配的合适高度和倾斜角度，保证长臂略高于被清洗抛物面镜上沿并平行于上弦，且不与抛物面槽式光热发电反射镜的集热管干涉；
步骤3，启动步进电机，同时启动清洗机构，经减速器带动肩关节转轴转动，当步进电机正向转动时，带动肩关节转轴上的驱动齿轮正向转动，驱动长臂伸长，同时同步齿形带也伸长，使之始终保持张紧状态，同时带动肘关节中的第二同步齿形带轮反向转动，经肘关节机构中的二级涡轮蜗杆减速和二只非圆半直齿轮的变速后，短臂随之做上扬伸展动作，使短臂末端的运动轨迹为反射镜抛物面的等距线，当长臂伸展至最长距离时，短臂也向前旋转至最大角度，使清洗机构到达抛物面反射镜的最远端边缘；当步进电机反向转动时，带动肩关节转轴上的驱动齿轮反向转动，驱动长臂缩短，同时同步齿形带也缩短，同时带动肘关节机构中的第二同步齿型带轮做正向旋转，经肘关节机构中的二级涡轮蜗杆减速和二只非圆半直齿轮的变速后，短臂随之做下摆收缩动作，当长臂收缩至最短距离时，短臂也向后旋转至最大角度，使清洗机构到达抛物面反射镜的最近端边缘；当长臂从最短位置伸展至最长位置时，完成一次从镜面最近端到镜面最远端的清洗作业；当长臂从最长位置收缩至最短位置时，完成一次从镜面最远端到镜面最近端的清洗作业；清洗机构每完成一次对镜面的横向扫描，移动小车沿着长抛物面槽式反射镜的纵向方向移动一个清洗宽度的距离。
本发明的有益效果为：
本发明的运动机构结构巧妙、简单实用，只需一个步进电机驱动，即可实现清洗机构沿抛物面的准确扫描移动，完成对抛物面镜片的清洗作业；本发明的运动机构通用性和可扩展性强，针对不同尺寸大小和曲面弧度的抛物面镜片，只需调节长臂与短臂的长度，以及更换一对非圆半直齿轮，即可用于不同规格抛物面镜片的清洗作业，满足使用要求。
本发明通过长臂伸、缩移动时均可执行清洗作业，这种往复清洗作业方式，避免了单向清洗作业所需要的复位时间，大大提高清洗效率；本发明的清洗机构设置有喷水、喷热蒸汽、软硬毛刷和风刀等多种清洗工具，能够针对镜面结冰、结霜、积雪、浮尘等各种不同的镜面污染情况，采用最合适的清洗作业组合方案，适应性全面，清洗效果好。
本发明在执行清洗作业过程中，移动小车沿抛物槽式光热发电反射镜的纵向做地面移动，长臂带动清洗机构沿抛物面镜做横向清洗作业，当长臂处于最短位置时，便于整个清洗机做避障运动，不会与镜面上方(抛物线焦点位置处)的集热管及其支撑构件发生干涉，能够很好地解决现场长抛物面槽式反射镜清洗过程所面临的各种实际难题。
附图说明
图1为本发明抛物面槽式光热发电反射镜清洗机的总示意图；
图2为本发明抛物面槽式光热发电反射镜清洗机的肩关节机构、长臂、肘关节机构装配示意图；
图3为本发明抛物面槽式光热发电反射镜清洗机的肩关节机构的俯视剖视图；
图4为本发明抛物面槽式光热发电反射镜清洗机的肩关节机构的左视图；
图5为本发明抛物面槽式光热发电反射镜清洗机的肘关节机构与短臂装配的俯视剖视图；
图6为本发明抛物面槽式光热发电反射镜清洗机的清洗机构测视图；
图7为本发明抛物面槽式光热发电反射镜清洗机的清洗机构的主视图；
图8为本发明抛物面槽式光热发电反射镜清洗机的长臂和短臂到达不同工作位置示意图；
1：肩关节机构、101：内侧板、102：外侧板、103：电机托架、104：步进电机、105：穿杆、106：固定螺母、107：第一同步齿形带轮、108：肩关节转轴、109：肩关节机构轴承盖、110：肩关节机构轴承、111：同步齿形带、112：定位孔、113：上盖、114：驱动齿轮、115：减速器、116：短轮轴、117：下压轮、118：长轮轴、119：上压轮、2：长臂、201：齿条、3：肘关节机构、301：肘关节外壳、302：第二同步齿形带轮、303：第一齿轮、304：第一水平轴、305：第二水平轴、306：第四水平轴、307：第三垂直轴、308：第二非圆半直齿轮、309：第二齿轮、310：第五水平轴、311：异形轮、312：第一涡轮、313：第一蜗杆、4：短臂、401：支臂、402：连接臂、403：短臂杆、5：清洗机构、501：风刀、502：软刷、503：硬刷、504：加热管、505：喷水管、506：海绵、507：清洗机构外壳、508：铰接孔板、509：轴承座安装板、510：电机座安装板、511：硬刷电机、512：软刷电机、513：转动轴、6：移动小车、7：抛物面槽式反射镜、701：集热管、8：前支撑杆、801：穿孔、9：后支撑杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1至图7所示，一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机，包括移动小车6、前支撑杆8、后支撑杆9、肩关节机构1、长臂2、肘关节机构3、短臂4及清洗机构5；所述移动小车6的上表面设置有竖直安装的前支撑杆8和倾斜安装的后支撑杆9，前支撑杆8和后支撑杆9上均开设有不同高度的若干穿孔801，所述肩关节机构1通过穿杆105与穿孔801配合安装于前支撑杆8和后支撑杆9上，肩关节机构1上安装有长臂2，长臂2前端与肘关节机构3相连，肘关节机构3通过短臂4与清洗机构5相连。
所述肩关节机构1包括作为支撑构件的两个内侧板101、两个外侧板102、两根穿杆105，两个内侧板101通过双头螺柱及固定螺母106固定相对位置，两个内侧板101两端分别开设有与前支撑杆8和后支撑杆9穿孔801对应的定位孔112，两个内侧板101一端定位孔112通过其中一个穿杆105与内侧板101外侧设置的后支撑杆9固定，两个内侧板101另一端通过另一个穿杆105与内侧板101外侧设置的前支撑杆8固定，通过两个穿杆105将肩关节机构1固定在前支撑杆8和后支撑杆9上，两个内侧板101外侧均设置有外侧板102，外侧板102位于后支撑杆9和前支撑杆8之间设置，内侧板101与外侧板102底端通过底板相连，顶端设置有上盖113作为保护罩，外侧板102截面为凹形，内侧板101截面为L形，两个外侧板102顶部之间设置有两根长轮轴118，每根长轮轴118上转动安装有两个上压轮119，两个内侧板101顶部之间设置有两根短轮轴116，每根短轮轴116上转动安装有两个下压轮117，在上压轮119与下压轮117之间安装有截面为H型的长臂2，使长臂2只能在上压轮119和下压轮117转动时做伸缩方向的平移运动，在其中一个外侧板102的外侧通过螺栓固定安装有电机托架103，电机托架103上安装有步进电机104，步进电机104与控制器相连，步进电机104的输出端与减速器115一端相连，减速器115另一端与肩关节转轴108相连，肩关节转轴108通过肩关节机构轴承110安装于两个内侧板101上，且在内侧板101的外侧安装有肩关节机构轴承盖109，肩关节转轴108上分别安装有驱动齿轮114和第一同步齿形带轮107，驱动齿轮114位于内侧板101与外侧板102之间，第一同步齿形带轮107位于两个内侧板101之间，两个内侧板101之间安装有压紧轮转轴，压紧轮转轴上安装有与第一同步齿形带轮107对应的压紧轮，且压紧轮位于第一同步齿形带轮107的正下方，所述驱动齿轮114与固定于长臂2底端的齿条201相啮合，驱动齿轮114旋转时驱动长臂2做伸缩运动，第一同步齿形带轮107与同步齿形带111相啮合，且同步齿形带111一端固定于上盖113的内侧壁上，另一端经过长臂2上表面向前延伸绕过第二同步齿形带轮302，再经过长臂2下表面延伸回肩关节机构1，在压紧轮的夹持下与第一同步齿形带轮107啮合，同步齿形带111伸出第一同步齿形带轮107部分堆放于位于肩关节机构1后下部的收集盒内，在压紧轮的夹持下，当长臂2做前后伸缩运动时，同步齿形带111一直处于张紧状态，随之伸长或缩短，并能够一直带动第二同步齿形带轮302做对应的旋转运动。
所述肘关节机构3包括肘关节外壳301，所述肘关节外壳301与长臂2末端固定连接，在肘关节外壳301竖直向对称设置的侧壁之间通过轴承依次安装有第一水平轴304、第二水平轴305、第四水平轴306及第五水平轴310，且通过位于肘关节外壳301竖直向的轴承端盖固定，在肘关节外壳301水平向对称设置的侧壁之间通过轴承安装有第三垂直轴307，且通过位于肘关节外壳301水平向的轴承端盖固定，且第三垂直轴307位于第二水平轴305与第四水平轴306之间设置，所述第一水平轴304上分别安装有与同步齿形带111啮合的第二同步齿形带轮302和第一齿轮303，所述第二水平轴305上安装有与第一齿轮303啮合的第二齿轮309，第二水平轴305上加工有第一蜗杆313，所述第三垂直轴307上安装有与第一蜗杆313啮合的第一涡轮312，第三水平轴上加工有第二蜗杆，所述第四水平轴306上安装有异形轮311，异形轮311的一半加工成与第二蜗杆啮合的第二半涡轮，另一半加工成非圆半直齿轮，所述第五水平轴310中部安装有与第一非圆半直齿轮啮合的第二非圆半直齿轮308，第五水平轴310两端伸出肘关节外壳301设置，且分别与短臂4的两个支臂401一端固定连接，两个支臂401通过连接臂402相连，短臂4的两个支臂401另一端通过短臂杆403与清洗机构5铰接。
所述移动小车6包括承载底盘，承载底盘下表面同轴设置的轴承座上分别转动安装有从动轴和主动轴，主动轴和从动轴两端均安装有车轮，承载底盘下表面设置有电机安装座，且电机安装座靠近主动轴设置，电机安装座上通过螺栓固定安装有行走电机，行走电机输出轴上安装有主动齿轮，所述主动轴上安装有与主动齿轮啮合的从动齿轮，所述承载底盘的上表面设置有竖直安装的前支撑杆8、倾斜安装的后支撑杆9、动力电池、清洁水箱、气泵、加热器、过滤器及控制器，所述动力电池和清洁水箱位于长臂2伸出的反向一侧对应的承载底座上表面设置，防止本发明装置发现倾倒的现象，所述清洁水箱的出水口与水泵进水端相连，所述气泵的出气口通过连接管、三通分别与加热器和过滤器相连，加热器和过滤器与三通之间的连接管路上设置有电动阀门，所述行走电机、动力电池、水泵、气泵、加热器及过滤器均与控制器相连。
所述清洗机构5包括清洗机构外壳507，清洗机构外壳507为具有一定夹角的外壳，外壳外夹角的角度大于抛物面底部同宽度镜面所形成的角度，所述清洗机构外壳507外侧对称中心的内凹角处对称设置有铰接孔板508，两个铰接孔板508之间安装有转动轴513，清洗机构5通过转动轴513与短臂4的短臂杆403相连，清洗壳体内侧由对称中心向两侧依次安装有喷水管505、加热管504、硬刷503、软刷502及风刀501，所述喷水管505与镜面对应的表面均匀设置有出水孔，喷水管505通过供水管路和电动阀门与水泵出水端相连，所述加热管504通过连接管路和电动阀门与加热器的出风口相连，所述硬刷503内孔同轴套装有硬刷轴，硬刷轴两端通过轴承座安装于位于清洗机构外壳507内腔的对称设置的轴承座安装板509上，且轴承座安装板509与硬刷轴垂直设置，所述软刷502内孔同轴安装有软刷轴，软刷轴两端通过轴承座安装有位于清洗机构外壳507内腔的轴承座安装板509上，所述清洗机构外壳507内腔设置有电机座安装板510，且电机安装板510靠近其中一个轴承座安装板509设置，电机座安装板510上通过螺栓分别固定安装有硬刷电机511和软刷电机512，硬刷电机511输出端与硬刷轴相连，软刷电机512输出端与软刷轴相连，硬刷电机511和软刷电机512均与控制器相连，所述风刀501通过连接管路与过滤器的出气口相连。
所述长臂2采用铝合金制成。
所述驱动齿轮114与第一同步齿形带轮107的节圆直径比为1：2。
所述两个喷水管505之间清洗板的对称中心处的中心轴上套装有海绵506，以保证在工作过程中，避免清洗机构5的硬件部分与反射镜接触造成碰撞导致反射镜划伤或裂痕。
一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机的使用方法，采用一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机，包括以下步骤：
步骤1，将移动小车6安置在待清洗长抛物面槽式反射镜7的侧方并作为初始位置，移动小车6沿着长抛物面槽式反射镜7的纵向作为行进方向，长臂2伸缩方向指向长抛物面槽式反射镜7设置；
步骤2，选择前支撑杆8和后支撑杆9上恰当位置的穿孔801，利用穿杆105将肩关节机构1固定，使其具有与被清洗抛物面镜相匹配的合适高度和倾斜角度，保证长臂2略高于被清洗抛物面镜上沿并平行于上弦，且不与抛物面槽式反射镜7的集热管701干涉；
步骤3，启动步进电机104，同时启动清洗机构5，经减速器115带动肩关节转轴108转动，当步进电机104正向转动时，带动肩关节转轴108上的驱动齿轮114正向转动，驱动长臂2伸长，同时同步齿形带111也伸长，使之始终保持张紧状态，同时带动肘关节中的第二同步齿形带轮302反向转动，经肘关节机构3中的二级涡轮蜗杆减速和二只非圆半直齿轮的变速后，短臂4随之做上扬伸展动作，使短臂4末端的运动轨迹为反射镜抛物面的等距线，当长臂2伸展至最长距离时，短臂4也向前旋转至最大角度，使清洗机构5到达抛物面反射镜的最远端边缘；此时步进电机104反向转动，带动肩关节转轴108上的驱动齿轮114反向转动，驱动长臂2缩短，同时同步齿形带111也缩短，同时带动肘关节机构3中的第二同步齿型带轮做正向旋转，经肘关节机构3中的二级涡轮蜗杆减速和二只非圆半直齿轮的变速后，短臂4随之做下摆收缩动作，当长臂2收缩至最短距离时，短臂4也向后旋转至最大角度，使清洗机构5到达抛物面反射镜的最近端边缘；当长臂2从最短位置伸展至最长位置时，完成一次从镜面最近端到镜面最远端的清洗作业；当长臂2从最长位置收缩至最短位置时，完成一次从镜面最远端到镜面最近端的清洗作业；清洗机构5每完成一次对镜面的横向扫描，移动小车6沿着长抛物面槽式反射镜7的纵向方向移动一个清洗宽度的距离。当对抛物面槽式反光镜7进行清洗时，根据具体的结冰、结霜、积雪和沙尘沉积等不同污染等不同污染情况，选择不同清洗方式，启动清洗机构的喷水管505、加热管504、硬刷503、软刷502或风刀501之中一种或几种，对抛物线槽式反射镜7镜面做清洗扫描，如图8所示。

Claims (7)

1.一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机，其特征在于，包括移动小车、前支撑杆、后支撑杆、肩关节机构、长臂、肘关节机构、短臂及清洗机构；所述移动小车的上表面设置有竖直安装的前支撑杆和倾斜安装的后支撑杆，前支撑杆和后支撑杆上均开设有不同高度的若干穿孔，所述肩关节机构通过穿杆与穿孔配合安装于前支撑杆和后支撑杆上，肩关节机构上安装有长臂，长臂前端与肘关节机构相连，肘关节机构通过短臂与清洗机构相连；
所述肩关节机构包括两个内侧板、两个外侧板、两根穿杆，两个内侧板通过双头螺柱及固定螺母固定相对位置，两个内侧板两端分别开设有与前支撑杆和后支撑杆穿孔对应的定位孔，两个内侧板一端定位孔通过其中一个穿杆与内侧板外侧设置的后支撑杆固定，两个内侧板另一端通过另一个穿杆与内侧板外侧设置的前支撑杆固定，通过两个穿杆将肩关节机构固定在前支撑杆和后支撑杆上，两个内侧板外侧均设置有外侧板，外侧板位于后支撑杆和前支撑杆之间设置，内侧板与外侧板底端通过底板相连，顶端设置有上盖作为保护罩，两个外侧板顶部之间设置有两根长轮轴，每根长轮轴上转动安装有两个上压轮，两个内侧板顶部之间设置有两根短轮轴，每根短轮轴上转动安装有两个下压轮，在上压轮与下压轮之间安装有截面为H型的长臂，使长臂只能在上压轮和下压轮转动时做伸缩方向的平移运动，在其中一个外侧板的外侧通过螺栓固定安装有电机托架，电机托架上安装有步进电机，步进电机的输出端与减速器一端相连，减速器另一端与肩关节转轴相连，肩关节转轴通过肩关节机构轴承安装于两个内侧板上，且在内侧板的外侧安装有肩关节机构轴承盖，肩关节转轴上分别安装有驱动齿轮和第一同步齿形带轮，驱动齿轮位于内侧板与外侧板之间，第一同步齿形带轮位于两个内侧板之间，两个内侧板之间安装有压紧轮转轴，压紧轮转轴上安装有与第一同步齿形带轮对应的压紧轮，驱动齿轮与固定于长臂底端的齿条相啮合，第一同步齿形带轮与同步齿形带相啮合，且同步齿形带一端固定于上盖的内侧壁上，另一端经过长臂上表面向前延伸绕过第二同步齿形带轮，再经过长臂下表面延伸回肩关节机构，在压紧轮的夹持下与第一同步齿形带轮啮合，同步齿形带伸出第一同步齿形带轮部分堆放于位于肩关节机构后下部的收集盒内；
所述肘关节机构包括肘关节外壳，所述肘关节外壳与长臂末端固定连接，在肘关节外壳竖直向对称设置的侧壁之间通过轴承依次安装有第一水平轴、第二水平轴、第四水平轴及第五水平轴，且通过位于肘关节外壳竖直向的轴承端盖固定，在肘关节外壳水平向对称设置的侧壁之间通过轴承安装有第三垂直轴，且通过位于肘关节机构外壳水平向的轴承端盖固定，且第三垂直轴位于第二水平轴与第四水平轴之间设置，所述第一水平轴上分别安装有与同步齿形带啮合的第二同步齿形带轮和第一齿轮，所述第二水平轴上安装有与第一齿轮啮合的第二齿轮，第二水平轴上加工有第一蜗杆，所述第三垂直轴上安装有与第一蜗杆啮合的第一涡轮，第三水平轴上加工有第二蜗杆，所述第四水平轴上安装有异形轮，异形轮的一半加工成与第二蜗杆啮合的第二半涡轮，另一半加工成非圆半直齿轮，所述第五水平轴中部安装有与第一非圆半直齿轮啮合的第二非圆半直齿轮，第五水平轴两端伸出肘关节外壳设置，且分别与短臂一端的两个支臂固定连接，短臂另一端与清洗机构铰接。
2.根据权利要求1所述的一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机，其特征在于：所述移动小车包括承载底盘，承载底盘下表面同轴设置的轴承座上分别转动安装有从动轴和主动轴，主动轴和从动轴两端均安装有车轮，承载底盘下表面设置有电机安装座，且电机安装座靠近主动轴设置，电机安装座上通过螺栓固定安装有行走电机，行走电机输出轴上安装有主动齿轮，所述主动轴上安装有与主动齿轮啮合的从动齿轮，所述承载底盘的上表面设置有竖直安装的前支撑杆、倾斜安装的后支撑杆、动力电池、清洁水箱、气泵、加热器、过滤器及控制器，所述动力电池和清洁水箱位于长臂伸出的反向一侧对应的承载底座上表面设置，所述清洁水箱的出水口与水泵进水端相连，所述气泵的出气口通过连接管、三通分别与加热器和过滤器相连，加热器和过滤器与三通之间的连接管路上设置有电动阀门。
3.根据权利要求1所述的一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机，其特征在于：所述清洗机构包括清洗机构外壳，清洗机构外壳为具有一定夹角的外壳，外壳外夹角的角度大于抛物面底部同宽度镜面所形成的角度，所述清洗机构外壳外侧对称中心的内凹角处对称设置有铰接孔板，两个铰接孔板之间安装有转动轴，清洗机构通过转动轴与短臂的短臂杆相连，清洗壳体内侧由对称中心向两侧依次安装有喷水管、加热管、硬刷、软刷及风刀，所述喷水管与镜面对应的表面均匀设置有出水孔，喷水管通过供水管路和电动阀门与水泵出水端相连，所述加热管通过连接管路和电动阀门与加热器的出风口相连，所述硬刷内孔同轴套装有硬刷轴，硬刷轴两端通过轴承座安装于位于清洗机构外壳内腔的对称设置的轴承座安装板上，且轴承座安装板与硬刷轴垂直设置，所述软刷内孔同轴安装有软刷轴，软刷轴两端通过轴承座安装有位于清洗机构外壳内腔的轴承座安装板上，所述清洗机构外壳内腔设置有电机座安装板，且电机安装板靠近其中一个轴承座安装板设置，电机座安装板上通过螺栓分别固定安装有硬刷电机和软刷电机，硬刷电机输出端与硬刷轴相连，软刷电机输出端与软刷轴相连，所述风刀通过连接管路与过滤器的出气口相连。
4.根据权利要求1所述的一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机，其特征在于：所述长臂采用碳纤维复合材料或铝合金制成。
5.根据权利要求1所述的一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机，其特征在于：所述驱动齿轮与第一同步齿形带轮的节圆直径比为1：2。
6.根据权利要求3所述的一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机，其特征在于：所述两个喷水管之间清洗板的对称中心处的中心轴上套装有海绵。
7.一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机的使用方法，采用权利要求1所述的一种抛物面槽式光热发电反射镜的清洗机，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将移动小车安置在待清洗长抛物面槽式反射镜的侧方并作为初始位置，移动小车沿着长抛物面槽式反射镜的纵向作为行进方向，长臂伸缩方向指向长抛物面槽式反射镜设置；
步骤2，选择前支撑杆和后支撑杆上恰当位置的穿孔，利用穿杆将肩关节机构固定，使其具有与被清洗抛物面镜相匹配的合适高度和倾斜角度，保证长臂略高于被清洗抛物面镜上沿并平行于上弦，且不与抛物面槽式光热发电反射镜的集热管干涉；
步骤3，启动步进电机，同时启动清洗机构，经减速器带动肩关节转轴转动，当步进电机正向转动时，带动肩关节转轴上的驱动齿轮正向转动，驱动长臂伸长，同时同步齿形带也伸长，使之始终保持张紧状态，同时带动肘关节中的第二同步齿形带轮反向转动，经肘关节机构中的二级涡轮蜗杆减速和二只非圆半直齿轮的变速后，短臂随之做上扬伸展动作，使短臂末端的运动轨迹为反射镜抛物面的等距线，当长臂伸展至最长距离时，短臂也向前旋转至最大角度，使清洗机构到达抛物面反射镜的最远端边缘；此时步进电机反向转动，带动肩关节转轴上的驱动齿轮反向转动，驱动长臂缩短，同时同步齿形带也缩短，同时带动肘关节机构中的第二同步齿型带轮做正向旋转，经肘关节机构中的二级涡轮蜗杆减速和二只非圆半直齿轮的变速后，短臂随之做下摆收缩动作，当长臂收缩至最短距离时，短臂也向后旋转至最大角度，使清洗机构到达抛物面反射镜的最近端边缘；当长臂从最短位置伸展至最长位置时，完成一次从镜面最近端到镜面最远端的清洗作业；当长臂从最长位置收缩至最短位置时，完成一次从镜面最远端到镜面最近端的清洗作业；清洗机构每完成一次对镜面的横向扫描，移动小车沿着长抛物面槽式反射镜的纵向方向移动一个清洗宽度的距离。
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