玻璃溫室棚頂自動清洗機(jī)的研制

摘 要：文章針對現(xiàn)在國內(nèi)清洗玻璃溫室棚頂?shù)那闆r，設(shè)計(jì)了一種玻璃溫室棚頂自動清洗機(jī)。清洗機(jī)由洗刷機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)和控制部分三大部分組成。整套裝置采用了快速接頭連接方式，使清洗機(jī)構(gòu)各部分均可快速連接、拆卸，大大方便裝置的搬運(yùn)和運(yùn)輸。同時(shí)采用單片機(jī)控制，具有較高的自動化程度，可以有效解決目前玻璃溫室頂棚清洗的自動化低，安全性差，效率低等問題。

關(guān)鍵詞：玻璃溫室；棚頂；自動化；清洗；快速接頭

引言

溫室大棚可以收集光照或者人為地控制溫度、濕度等條件來滿足作物對光合作用的需求，提高作物的生長速度和產(chǎn)量，因此被世界各國廣泛使用。如今，我國溫室大棚總建筑面積達(dá)200多萬平方米，占世界溫室面積的42.8%，位居世界前列。

溫室是采光建筑，透光率是評價(jià)溫室透光性能的一項(xiàng)最基本的指標(biāo)。透光率是指透過透明或半透明體的光通量與其入射光通量的百分率。溫室透光率受溫室透光覆蓋材料透光性能和溫室骨架陰影率的影響，而且隨著不同季節(jié)太陽輻射角度的不同，溫室的透光率也在隨時(shí)變化；除此之外，如果棚頂有灰塵覆蓋在上面，不僅影響光的入射，而且也影響氣溫和地溫，從而會使作物的生長受到嚴(yán)重影響。有研究表明：一般情況下，溫室因灰塵污染可使透光率降低20～30%，灰塵嚴(yán)重污染時(shí)，溫室內(nèi)光照度明顯下降，影響植物的光合作用，導(dǎo)致作物減產(chǎn)，因此，保持棚頂清潔，提高溫室大棚的透光率尤為重要。

由于大棚頂部設(shè)有用來調(diào)節(jié)溫度的遮陽簾機(jī)，且水溝中設(shè)置了支架，使頂棚上的可用空間較小。屋脊型玻璃溫室的頂部傾斜而光滑，沒有搭接結(jié)構(gòu)可供清潔人員著力，清洗起來費(fèi)時(shí)費(fèi)力又危險(xiǎn)，并且均是手工勞動。玻璃是一種易碎品，承載能力有限，因此，不管是人力清洗還是機(jī)械清洗，都存在較大的困難。

綜上所述，為了有效地清潔玻璃溫室大棚頂部的灰塵和污物，有必要研究一種能快速拆裝、運(yùn)輸便捷、操作簡單、可適應(yīng)不同寬度的屋脊形或平頂形玻璃溫室棚頂?shù)淖詣忧逑礄C(jī)。

1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工作原理

為滿足清洗效果和拆裝方便等要求，玻璃溫室棚頂自動清洗機(jī)整體上分為清洗機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)和控制部分三大部分。清洗機(jī)構(gòu)主要由多個(gè)沖水毛刷2、快速接頭6以及三通接頭3組成，快速接頭6與三通接頭3相互連接共同組成清洗機(jī)構(gòu)的支撐臂4，同時(shí)沖水毛刷2通過快速接口連接在三通接頭3上。左、右通水管分別和左右支撐臂4的端部通過端部快速接頭連接。

左右清洗機(jī)構(gòu)通過鉸鏈5相互連接后組成；整個(gè)清洗機(jī)構(gòu)。行走機(jī)構(gòu)由履帶小車7組成，左右兩側(cè)支撐臂下方分別固定雙履帶行走小車7?？刂撇糠种饕晒怆妭鞲衅髋c控制模塊組成，光電傳感器固定于行走機(jī)構(gòu)后方，檢測清洗后的玻璃透光率。

清洗機(jī)工作前，將所有零件搬運(yùn)上棚頂之后，通過快速接頭6將三通接頭3連接成左右支撐臂，再將沖水毛刷2連接在支撐臂上，以及將左、右通水管通過端部快速接頭1相互連接組成清洗機(jī)構(gòu)，再將雙履帶行走小車固定于清洗機(jī)構(gòu)下方，用鉸鏈5將左右清洗機(jī)構(gòu)連接后，整個(gè)清洗裝置組裝完成。清洗裝置工作時(shí)，水泵通過左右通水管向整個(gè)清洗裝置通水，沖水毛刷在水流的沖擊作用下旋轉(zhuǎn)，隨著整個(gè)清洗裝置的向前運(yùn)動，沖水毛刷可將棚頂?shù)内E物洗刷下來。清洗裝置清洗后可通過設(shè)置在清洗裝置后端的傳感器檢測玻璃透光率，從而檢測清洗效果，單片機(jī)接收傳感器信號后，可根據(jù)清洗后的清潔程度控制履帶小車的行走速度以及水泵的流量，以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)了自動化的清洗過程。如圖1所示。