CN114922358A - 一种大棚自动扫雪装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种扫雪装置，具体是一种大棚自动扫雪装置。目的是克服上述背景技术的不足，该装置可自动清扫大棚上的积雪，具有结构简单、安装使用方便、运行平稳、清扫范围广、效率高的特点。技术方案是：一种大棚自动扫雪装置，其特征在于：包括相互平行并间隔距离铺设在大棚上方的两根导轨、可沿导轨往复运动的主体小车、对称设置在主体小车两侧并可沿垂直于导轨的方向运动以清理积雪的两个子体小车、固定在主体小车两侧以分别停放两个子体小车的两个接泊平台以及安装在主体小车上以提供工作电压的电源。
Description
技术领域
本发明涉及一种扫雪装置，具体是一种大棚自动扫雪装置。
背景技术
目前随着农业的快速发展，大棚的建立越来越多，但是在北方冬季大雪会时常降临，积雪落在大棚上，使得棚面上布满积雪，大棚受到积雪的压力，常常被压垮而遭到破坏，经济损失巨大，此时人们不得不对大棚的顶部进行除雪。对于一般降雪，主要是通过人工握持清扫工具对塑料布上的积雪进行扫铲，将积雪进行清除，由于大棚为弧形面，且高度较高，清洁起来费时费力。而对于那种长时间的暴雪，大棚顶上积雪的持续清理就变得异常困难。现有的扫雪机一般都是用来清扫路面，并不适用于清扫大棚上的积雪，已有的机械式大棚除雪装置是利用空气迅速流动原理进行除雪，但存在机械结构复杂，效率低，噪音大等缺点，应用范围受限制，得不到推广。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种大棚自动扫雪装置，该装置可自动清扫大棚上的积雪，具有结构简单、安装使用方便、运行平稳、清扫范围广、效率高的特点。
本发明提供的技术方案是：
一种大棚自动扫雪装置，其特征在于：包括相互平行并间隔距离铺设在大棚上方的两根导轨、可沿导轨往复运动的主体小车、对称设置在主体小车两侧并可沿垂直于导轨的方向运动以清理积雪的两个子体小车、固定在主体小车两侧以分别停放两个子体小车的两个接泊平台以及安装在主体小车上以提供工作电压的电源。
所述主体小车包括主体小车外壳、安装在主体小车外壳的底部并与导轨滚动配合的两个主动轮和两个辅助轮、固定在主体小车外壳上的减速器、固定在主体小车外壳上并驱动减速器的输入轴旋转的主体电机、可转动地定位在主体小车外壳上并通过第一离合器与减速器的输入轴同轴固定的第一转轴以及可转动地的定位在主体小车外壳上并通过第二离合器与减速器的输出轴同轴固定的第二转轴；所述第一转轴的轴线和第二转轴的轴线均平行于主体小车的运动方向；所述第二转轴通过蜗轮蜗杆副与两个主动轮的轮轴传动连接。
所述子体小车包括子体小车外壳、与导轨平行布置并可转动地定位在子体小车外壳上的内轴、固定在子体小车外壳上并通过锥齿轮副带动内轴旋转的子体电机、固定在内轴两端的两个行走轮、通过轮轴安装在子体小车主体底部的两个辅助轮、套设在内轴外周的两个外轴、分别连接在内轴与两个外轴之间以保证内轴与外轴同步转动的两个共轴反转组件以及固定在两个外轴上的扫雪搅龙。
所述共轴反转组件包括固定在子体小车外壳上的固定架以及分别安装在固定架中的第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮；所述第一锥齿轮固定在内轴上；所述第二锥齿轮固定在外轴上；所述第三锥齿轮可转动地定位在固定架上并分别与第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合传动。
所述主体小车与两个子体小车之间分别通过皮带进行连接，以便调节两个子体小车的最大运动距离。
所述皮带一端卷绕在第一转轴上，另一端穿过接泊平台后与对应的子体小车外壳固定连接。
所述主体小车外壳上沿导轨长度方向的两侧分别安装有距离传感器，以便感应大棚边缘的信号反射器。
所述接泊平台的中部固定有用于定位子体小车外壳的第一限位块；所述接泊平台的外缘固定有用于定位子体小车行走轮位置的第二限位块。
所述电源固定在主体小车外壳上；所述主体电机、子体电机和距离传感器分别与电源电连接。
本发明的有益效果是：
1.本发明在安装时，无需对大棚进行大量的改装，只需在大棚的上方安装两根导轨，在大棚的首末端安装信号反射器即可，安装使用简单快捷。
2.因本发明在大棚上是通过导轨行走，运行过程中会非常平稳；另外，两个子体小车体积轻巧，对棚面不会造成太大的压力，因此不会对棚面产生损伤，使用安全。
3.本发明装置可以通过调节安装的导轨长度以及连接在子体小车上的皮带收卷长度，来适应不同体积形状的大棚，调节难度低，适用性很广，适合各种大棚下的扫雪作业。
4.主体小车上通过减速器、离合器的配合，使主体电机能够同时完成整个主体小车的移动和皮带的收卷，结构更加小巧紧凑。另外，子体小车中，外轴与内轴之间通过共轴反转组件同步转动，实现了子体电机在驱动子体小车行进的同时带动扫雪搅龙转动，使扫雪装置的结构更加紧凑简化。
5、本发明设置有接泊平台，当皮带收卷时，可将两个子体小车拉向接泊平台，并通过第一限位块和第二限位块对子体小车的位置进行限位，从而将子体小车准确停放在接泊平台上，使主体小车带着子体小车一起运动，以便对大棚的不同位置进行积雪清理。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的右视结构示意图。
图3为本发明的俯视结构示意图。
图4为主体小车与接泊平台连接后的主视结构示意图。
图5为子体小车的立体结构示意图之一。
图6为子体小车的立体结构示意图之二。
图7为内轴与外轴通过共轴反转组件进行连接的立体结构示意图。
图8为接泊平台的立体结构示意图。
图9为子体小车立体机构示意图之三
附图标号：
1、主体小车外壳；2、导轨；3、电源；4、主体电机；5、第二轴承座；6、蜗杆；7、减速器；8、第二离合器；9、第一离合器；10、第一轴承座；11、接泊平台；12、辅助轮；13、距离传感器；14、皮带；15、主动轮；16、扫雪搅龙；17、共轴反转组件；18、子体电机；19、信号反射器；20、蜗轮；21、轮轴；22、第一转轴；23、第二转轴；24、行走轮；25、子体小车外壳；26、内轴；27、外轴；28、固定架；29、第一锥齿轮；30、第二锥齿轮；31、第三锥齿轮；32、第一限位块；33、第二限位块；34、大棚；35、辅助轮；36、轮轴。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例进一步说明。
如图1至图4所示的大棚自动扫雪装置，可对弧形大棚棚顶上的积雪进行自动清扫；其中，以大棚的长度方向为大棚的纵向方向，以大棚的跨度方向为大棚的横向方向。该大棚自动扫雪装置包括两根导轨2、主体小车、两个接泊平台11、两个子体小车和电源3。两根导轨相互平行(均沿大棚的纵向方向布置)并间隔距离铺设在大棚34上方，主体小车可沿导轨往复运动。两个接泊平台通过螺栓固定在主体小车两侧，两个子体小车可停靠在两个接泊平台上，以便主体小车带动两个子体小车一起纵向运动。
两个子体小车对称设置在主体小车的两侧，子体小车可沿垂直于导轨长度的方向(即大棚的横向方向)运动。作为优选，主体小车与两个子体小车之间分别通过皮带14相连接，通过控制皮带的长度，可对两个子体小车的最大运动距离进行调节。本实施例中，皮带一端卷绕在主体小车的第一转轴上，另一端穿过接泊平台后与对应的子体小车外壳固定连接；当第一转轴旋转时，可对皮带进行收卷或放卷，从而调节皮带长度。明显地，为了保证两个子体小车运动的对称性，两侧的皮带反向卷绕在第一转轴上，当第一转轴旋转时，两侧的皮带同时放卷或收卷。
所述主体小车包括主体小车外壳1、两个主动轮15、两个辅助轮12、主体电机4、减速器7、第一轴承座10、第一转轴22、第一离合器9、第二轴承座5、第二转轴23和第二离合器8。两个主动轮和两个辅助轮均通过轮轴21安装在主体小车外壳的底部，以带动主体小车沿导轨滚动。所述主体电机和减速器均固定在主体小车外壳上，并且主体电机的电机轴与减速器的输入轴一端固定连接。
所述第一转轴的轴线和第二转轴的轴线均平行于主体小车的运动方向。所述第一转轴的一端通过第一离合器与减速器的输入轴另一端固定连接，其中第一离合器用于控制第一转轴与减速器输入轴之间的连接或断开；第一转轴的另一端安装在第一轴承座上(第一轴承座固定在主体小车外壳上；为图面清晰，图中省略支撑第一转轴的另一个轴承座)。所述第二转轴的一端通过第二离合器与减速器的输出轴固定连接，其中第二离合器用于控制第二转轴与减速器输出轴之间的连接或断开；第二转轴的另一端安装在第二轴承座上(第二轴承座固定在主体小车外壳上；为图面清晰，图中省略支撑第二转轴的另一个轴承座)。所述第二转轴还通过蜗轮蜗杆副与两个主动轮的轮轴传动连接；本实施例中，蜗杆6设置在第二转轴上，蜗轮20设置在两个主动轮的轮轴上。
工作时，若第一离合器断开，第二离合器接触，此时启动主体电机后，第一转轴不转动，主体电机带动第二转轴旋转，第二转轴可通过涡轮蜗杆副带动两个主动轮旋转，进而驱动主体小车沿导轨运动，该状态适用于主体小车携带子体小车一起沿轨道运动，以调整子体小车在大棚上的纵向位置。若第一离合器接触，第二离合器断开，此时启动主体电机后，第二转轴不转动，主体电机带动第一转轴旋转，以调节皮带的放卷长度，使子体小车可沿垂直于导轨的方向运动，该状态适用于调整子体小车在大棚上的横向位置。通过上述减速器和离合器的配合，主体电机能够同时完成整个主体小车的移动以及皮带的收卷或放卷，使得主体小车的结构更加小巧紧凑。
作为优选，所述主体小车外壳上沿导轨长度方向的两侧分别安装有距离传感器13。本实施例中，在大棚的纵向方向两端分别预先安装有信号反射器19，通过距离传感器与信号反射器相互感应，来定位主体小车的运动位置，防止主体小车从大棚边缘掉落。
如图5、图6所示，所述子体小车包括子体小车外壳25、内轴26、子体电机18、两个行走轮24、两个辅助行走轮35、轮轴36、两个外轴27、两个共轴反转组件17和扫雪搅龙16。所述内轴与导轨平行布置，并且内轴两端通过轴承可转动地定位在子体小车外壳上。两个辅助轮35均通过轮轴36安装在子体小车主体的底部，所述子体电机固定在子体小车外壳上，并且子体电机的电机轴通过锥齿轮副与内轴传动连接，以带动内轴旋转。两个行走轮分别固定在内轴两端，以带动子体小车整体运动。两个外轴均套设在内轴外周，外轴与内轴之间通过所述共轴反转组件进行传动连接，以保证内轴与外轴同步转动。具体地，共轴反转组件包括固定架28以及分别安装在固定架中的第一锥齿轮29、第二锥齿轮30和第三锥齿轮31；其中，固定架固定在子体小车外壳上；第一锥齿轮固定在内轴上，第二锥齿轮固定在外轴上，第三锥齿轮可转动地定位在固定架上，并且第三锥齿轮分别与第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合传动(参见图7)。每个外轴上均固定有所述扫雪搅龙。
工作时，启动子体电机，子体电机通过锥齿轮副带动内轴旋转，从而驱动行走轮运动；同时，内轴通过两个共轴反转组件带动两个外轴同步且相互反向旋转(因扫雪搅龙抛雪时的旋转方向与子体小车沿棚面向下移动时行走轮旋转方向相反)，可带动扫雪搅龙对积雪进行清理，大大简化了子体小车的结构，使扫雪装置更加紧凑。
如图8所示，所述接泊平台的中部固定有第一限位块32，用于定位子体小车外壳；所述接泊平台的外缘固定有第二限位块33，用于定位子体小车的行走轮。当主体电机带动第一转轴反向旋转时，可将皮带收卷在第一转轴上，从而将子体小车拉向接泊平台，直至子体小车外壳停靠在第一限位块上，行走轮停靠在第二限位块上，即可将子体小车停靠在接泊平台上，随主体小车一体运动。当主体电机带动第一转轴正向旋转时，皮带从第一转轴上放卷，子体小车可在子体电机的驱动下横向运动，同时带动扫雪搅龙转动，对积雪进行清扫；可根据实际情况，由主体电机控制皮带的放卷长度，以调整子体小车的最大运动距离，适应不同大小的大棚。
所述电源固定在主体小车外壳上，用于提供工作电压。所述主体电机、子体电机和距离传感器分别与电源电连接。
本发明的工作方式如下：
参照图1，预先在大棚的上方中央纵向安装有两根导轨，使扫雪机器人能够在棚顶上方移动。当进行扫雪作业时，第一离合器是接触状态，第二离合器是断开状态，此时主体电机反转，主体小车停止不动，连接子体小车的皮带开始进行放卷(皮带的放卷长度与大棚的横向长度相适应)，同时启动子体电机，一方面通过内轴带动子体小车沿着棚面横向移动，另一方面通过外轴带动扫雪搅龙进行旋转，对所经过路径上的积雪进行清理，直至子体小车横向运动到大棚边沿后停止(此时皮带正好被拉紧，子体小车移动至最大运动距离处)。由于两个子体小车呈对称分布，因此两个子体小车的清扫路径正好为大棚积雪的一行。清理完一行后，主体电机正转，将皮带收卷至第一转轴上，直至子体小车外壳触碰到第二限位块后停止移动，此时子体小车的行走轮触碰到第一限位块，使子体小车停靠在接泊平台上。
然后第一离合器断开，第二离合器接触，启动主体电机，通过减速器带动第二转轴旋转，第二转轴通过蜗轮蜗杆副带动主动轮旋转，使主体小车与两个子体小车一起沿导轨移动至有积雪的位置后停止。
然后第一离合器接触，第二离合器断开，启动主体电机，使皮带放松，同时子体电机启动，子体小车开始工作，对下一行积雪进行清扫。
重复以上步骤，即可对大棚上的所有积雪进行清扫。当主体小车上的距离传感器感应到信号反射器时，主体小车沿导轨反向运动，即可实现扫雪机器人对大棚上的积雪进行循环往复的持续清理作业。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种大棚自动扫雪装置，其特征在于：包括相互平行并间隔距离铺设在大棚(34)上方的两根导轨(2)、可沿导轨往复运动的主体小车、对称设置在主体小车两侧并可沿垂直于导轨的方向运动以清理积雪的两个子体小车、固定在主体小车两侧以分别停放两个子体小车的两个接泊平台(11)以及安装在主体小车上以提供工作电压的电源(3)。
2.根据权利要求1所述的大棚自动扫雪装置，其特征在于：所述主体小车包括主体小车外壳(1)、安装在主体小车外壳的底部并与导轨滚动配合的两个主动轮(15)和两个辅助轮(12)、固定在主体小车外壳上的减速器(7)、固定在主体小车外壳上并驱动减速器的输入轴旋转的主体电机(4)、可转动地定位在主体小车外壳上并通过第一离合器(9)与减速器的输入轴同轴固定的第一转轴(22)以及可转动地定位在主体小车外壳上并通过第二离合器(8)与减速器的输出轴同轴固定的第二转轴(23)；所述第一转轴的轴线和第二转轴的轴线均平行于主体小车的运动方向；所述第二转轴通过蜗轮蜗杆副与两个主动轮的轮轴(21)传动连接。
3.根据权利要求2所述的大棚自动扫雪装置，其特征在于：所述子体小车包括子体小车外壳(25)、与导轨平行布置并可转动地定位在子体小车外壳上的内轴(26)、固定在子体小车外壳上并通过锥齿轮副带动内轴旋转的子体电机(18)、固定在内轴两端的两个行走轮(24)、通过轮轴(36)安装在子体小车主体底部的两个辅助轮(35)、套设在内轴外周的两个外轴(27)、分别连接在内轴与两个外轴之间以保证内轴与外轴同步转动的两个共轴反转组件(17)以及固定在两个外轴上的扫雪搅龙(16)。
4.根据权利要求3所述的大棚自动扫雪装置，其特征在于：所述共轴反转组件包括固定在子体小车外壳上的固定架(28)以及分别安装在固定架中的第一锥齿轮(29)、第二锥齿轮(30)和第三锥齿轮(31)；所述第一锥齿轮固定在内轴上；所述第二锥齿轮固定在外轴上；所述第三锥齿轮可转动地定位在固定架上并分别与第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合传动。
5.根据权利要求4所述的大棚自动扫雪装置，其特征在于：所述主体小车与两个子体小车之间分别通过皮带(14)进行连接，以便调节两个子体小车的最大运动距离。
6.根据权利要求5所述的大棚自动扫雪装置，其特征在于：所述皮带一端卷绕在第一转轴上，另一端穿过接泊平台后与对应的子体小车外壳固定连接。
7.根据权利要求6所述的大棚自动扫雪装置，其特征在于：所述主体小车外壳上沿导轨长度方向的两侧分别安装有距离传感器(13)，以便感应大棚边缘的信号反射器(19)。
8.根据权利要求7所述的大棚自动扫雪装置，其特征在于：所述接泊平台的中部固定有用于定位子体小车外壳的第一限位块(32)；所述接泊平台的外缘固定有用于定位子体小车行走轮位置的第二限位块(33)。
9.根据权利要求8所述的大棚自动扫雪装置，其特征在于：所述电源固定在主体小车外壳上；所述主体电机、子体电机和距离传感器分别与电源电连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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