专利名称：一种温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于设施农业技术领域，具体地说，它涉及一种温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备。
背景技术：
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透光性随之成为重要的因素。目前，国内的一些农民面临着昂贵的人工清洁棚膜问题，这是费时费力的，并且是农民从事温室工作的其他空闲时间才能做的事情。基于这个原因，温室棚膜很少去清洁，在每个生长季节只能清洁一次或两次，这是远远不够的。要想长期保持棚膜表面干净，首选的解决办法是利用机械化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、长度等等各不相同，并且有的温室棚顶是由不同截面组成的，如对称的或不对称的，棚架弧度不尽相同，这给机械和自动化的清洁手段带来了困难，目前国内还没有棚膜清洁设备能解决这些问题。
发明内容本实用新型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、自动化程度高的温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备。为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备由机械清洁系统和安全控制系统构成，机械清洁系统包括至少一个安装在工作平台的清洁设备O)，工作平台(4)安装在X轴移动桥架(3)上，工作平台沿X轴移动桥架C3)运行，X轴移动桥架C3)通过Y轴移动臂( 在两侧支撑和移动，Y 轴移动臂(5)安装在Y轴移动槽(6)内，由Y轴移动槽(6)支撑和引导，安全控制系统包括至少两个安装在工作平台(4)上的压力调节装置(12)，通过调节压力来控制清洁设备(2) 沿着任意形状的棚膜表面上移动，温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备的运动都是由控制器Gl)控制完成的。所述的X轴移动桥架( 通过Y轴移动臂(5)由温室棚顶两边的Y轴移动槽(6) 支撑运行，X轴移动桥架(3)的形状与尺寸由温室棚顶形状与尺寸来确定。所述的机械清洁系统的清洁设备( 通过万向接头(19)和两个压力调节装置 (12)安装在工作平台(4)上。所述的清洁设备( ，是一种旋转清洁刷(14)、软海绵(16)或可更换的带状软布料(17)。所述的清洁设备( ，可沿着平行于X轴移动桥架( 和Y轴移动槽(6)的轨迹往复运动清洁温室棚顶薄膜。所述的两个压力调节装置(1 可以根据温室棚顶的不规则形状进行各自调节， 进而调整清洁设备O)的高度和压力并沿着棚顶运行。所述的工作平台(4)通过轮子沿X轴移动桥架C3)运行，其中至少有一个驱动轮，其它轮子用于支撑工作平台(4)沿X轴移动桥架(3)运动。所述的工作平台(4)上至少安装有一个驱动链轮03)，X轴移动桥架(3)上安装链条(M)，驱动链轮沿链条04)运动和接受控制停在预定位置。所述的工作平台⑷由X轴驱动电机05)驱动沿X轴移动桥架(3)运动。所述的X轴移动桥架C3)上的Y轴移动臂( 至少有一个受Y轴驱动电机09) 驱动的Y轴驱动轮08)并沿Y轴移动槽(6)运动。所述的清洁设备可通过各种方式，如旋转清洁刷、软海绵、用不同质地制作的可更换的带状软布料，它们能够柔软的接触到用塑料薄膜制作的温室覆盖材料表面上。所述的压力调节装置有几种类型气压调节方式，液压调节方式，弹簧调压方式或电气调压方式，并且压力调节装置安装在工作台上。所述的X轴移动桥架由一个电机控制驱动Y轴驱动轮并沿温室棚顶两侧的Y轴移动槽运动。所述的工作平台由一个电机控制驱动轮沿X轴移动桥架运行，其它轮子用于支撑工作平台沿X轴移动桥架运动。所述的清洁设备是通过一个工作平台安装在X轴移动桥架上的，它可以沿着X轴移动桥架运动。实施温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备的第一套技术方案是清洁设备和带有压力调节装置的工作平台沿着X轴移动桥架从温室棚顶一侧移动到温室棚顶另一侧，清洁设备在此过程中清洁出其自身宽度的干净棚膜，然后在X轴移动桥架的端头升起， X轴移动桥架沿Y轴移动槽移动到下一预定点停止，清洁设备落下并以平行前一清洁轨迹的路径重复清洁工作过程，X轴移动桥架由位置传感器判定沿Y轴移动槽的停止点。所述的实施温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备的第二套技术方案是清洁设备和带有压力调节装置的工作平台停靠在X轴移动桥架上，X轴移动桥架沿着Y轴移动槽从温室棚顶一端移动到温室棚顶另一端，清洁设备在此过程中清洁出其自身宽度的干净棚膜，然后在X轴移动桥架的端头升起，工作平台沿X轴移动桥架移动到下一预定点停止，清洁设备落下并以平行前一清洁轨迹的路径重复清洁工作过程，工作平台由位置传感器判定沿X轴移动桥架的停止点。本实用新型所提供的温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备包括连栋温室棚膜表面连续作业机构。在一栋温室棚顶尽头X轴移动桥架通过一个换栋设备可移动到另一栋温室棚顶，并且开始重复清洁过程。实施连续作业机构的第一套技术方案是在连栋温室的一端外面侧壁上固定移动式换栋轨道，其上安装移动式换栋设备，X轴移动桥架由移动式换栋设备从一栋温室棚顶移到另一栋温室棚顶，实施连续作业机构的第二套技术方案是在连栋温室的一端外侧安装固定式换栋轨道，X轴移动桥架通过固定式换栋轨道从一栋温室棚顶移到另一栋温室棚顶对棚膜表面进行清洁。本实用新型有益效果在于利用安装在工作平台上的压力调节装置调节清洁设备和温室棚顶不规则表面之间的高度及压力，可防止清洁设备损害棚膜，同时具有通用性强、 成本低廉、自动化程度高的特点。
以下结合附图对本发明作进一步的说明[0023]
图1是一种具有三栋相连棚顶为对称结构温室的轴测图，清洁设备采用第一套技术方案工作，换栋设备为移动式换栋设备；图2是一种具有三栋相连棚顶为任意形状的棚顶结构温室的轴测图，清洁设备采用第一套技术方案工作，换栋设备为固定式换栋设备；图3是一种具有三栋相连棚顶为任意形状的棚顶结构温室的主视图；图4是一种具有三栋相连棚顶为对称结构温室的轴测图，X轴移动桥架上装有两个清洁设备，可同时对棚顶薄膜清洁出两行宽度，清洁设备采用第二套技术方案工作；图5是一种具有三栋相连棚顶为对称结构温室的轴测图，X轴移动桥架上装有多个清洁设备，可同时清洁整个温室棚顶薄膜表面，清洁设备采用第二套技术方案工作；图6是一个带有旋转清洁刷的清洁设备轴测图；图7是一个带有固定软海绵的清洁设备在棚膜上运行的轴测图；图8是一个带有可更换的带状软布料的清洁设备主视图；图9是一个通过带有两个压力调节装置和一个万向接头的工作平台将清洁设备安装在X轴移动桥架上，清洁设备采用第一套技术方案工作的轴测图；
图10是一个通过带有两个压力调节装置和一个万向接头的工作平台将清洁设备安装在X轴移动桥架上，清洁设备采用第二套技术方案工作的轴测图；
图11是一个气压调节系统原理图。
图12是一个液压调节系统原理图。
图13是一个电气调压系统原理图。
图14是在万向接头附近带有驱动电机的清洁设备的轴测图；
图15是驱动电机直接与清洁设备中清洁部分的旋转轴相连的轴测图；
图16是带有驱动链轮的工作平台沿安装有链条的X轴移动桥架运行的轴测图；
图17是X轴移动桥架一侧的Y轴移动臂在Y轴移动槽内的轴测图；
图18是工作平台的运动控制系统的电器控制原理图，该工作平台使清洁设备沿X 轴移动桥架运行，X轴移动桥架沿温室棚顶运行；图中1、棚顶，2、清洁设备，3、X轴移动桥架，4、工作平台，5、Y轴移动臂，6、Y轴移动槽， 7、除尘设备(本专利中未涉及)，8、移动式换栋设备，9、移动式换栋轨道，10、任意形状的棚顶，11、固定式换栋轨道，12、压力调节装置；13、驱动电机，14、旋转清洁刷，15、罩盖，16、 软海绵，17、可更换的带状软布料，18、软连接，19、万向接头，20、变速器，21、传动杆，22、旋转轴，23、驱动链轮，M、链条，25、X轴驱动电机，沈、传动装置，27、X轴位置传感器，28、Y轴驱动轮，29、Y轴驱动电机，30、Y轴导向轮，31、空气压缩机，32、储气筒，33、压力释放阀，34、 电机，35、液压泵，36、储油罐；37、溢流阀，38、电动执行机构，39、压力调节器，40、压力传感器，41、控制器，42、Y轴位置传感器，43、适配器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作详细的描述参阅
图1，是一种具有三栋相连棚顶为对称结构的温室轴测图。其上带有沿X轴移动桥架3运行的工作平台4，清洁设备2安装在工作平台4上，X轴移动桥架3靠其两侧的
5Y轴移动臂5支撑和运动。Y轴移动臂5由Y轴移动槽6支撑和引导。Y轴移动臂5控制X 轴移动桥架3在预置停留点停止。除尘设备7是灰尘收集系统(本专利中未涉及)的一部分。移动式换栋设备8设在Y轴移动槽6末端用以接收X轴移动桥架3，在温室一侧通过移动式换栋轨道移向下一栋温室棚顶1。参阅图2和图3，是一种具有三栋相连棚顶为任意形状的温室。清洁设备2通过压力调节装置12安装在工作平台4上，沿X轴移动桥架3运动。除尘设备7是灰尘收集系统 (本专利中未涉及)的一部分。在Y轴移动槽6终端上的固定式换栋轨道11是用来支撑X 轴移动桥架3从一栋温室移到下一栋温室的。X轴移动桥架3可以任意升降并能够移动到其他任意形状的棚顶10上，完成温室棚膜的清洁。参阅图4，是一种具有三栋相连棚顶为对称结构温室的轴测图。两个清洁设备2通过压力调节装置12安装在工作平台4上可沿X轴移动桥架3运行。工作时清洁设备2固定在X轴移动桥架3上，X轴移动桥架3沿棚顶1运行，可以沿棚顶1清洁出两个清洁设备 2的宽度，在当运行到棚顶1的末端时，清洁设备2沿X轴移动桥架3移向下一个位置，重复清洁过程，如此反复，直到整栋棚膜清洁完毕。参阅图5，是一种具有三栋相连棚顶为对称结构温室的轴测图。在X轴移动桥架3 上装有多个清洁设备2，Y轴移动臂5沿Y轴移动槽6移动，可同时清洁整栋温室棚膜。一个或多个驱动电机13驱动清洁设备2，清洁设备2通过固定在X轴移动桥架3上的压力调节装置12调节与不规则棚顶1薄膜表面的高度，清洁设备2相互间用软连接18连接，因为在其上下移动和在不规则棚顶薄膜表面变换角度时可以自由旋转。参阅图6，是一个带有罩盖15采用旋转清洁刷14的清洁设备2的轴测图。参阅图7，是一个带有固定软海绵16的清洁设备2在棚顶1薄膜表面上运行的轴测图。参阅图8，是一个带有可更换的带状软布料17的清洁设备2在栅顶1薄膜表面上运行的主视图。参阅图9，是一个通过带有两个压力调节装置12和一个万向接头19(参阅
图10) 的工作平台4将清洁设备2安装在X轴移动桥架3上的轴测图。两个压力调节装置12分别控制清洁设备2(14、16或17)两侧与棚顶1薄膜表面之间的压力。参阅
图10，是一个通过带有两个压力调节装置12和一个万向接头19的工作平台 4，将清洁设备2安装在X轴移动桥架3上用以沿不规则棚顶1薄膜表面上运行的轴测图。 万向接头19是一个安装点，可使清洁设备2每一侧单独向上或向下移动，以适应棚顶1薄膜的不规则表面。参阅
图11，是一个气压调节系统原理图。清洁设备2 (14、16或17)两侧与棚顶1 薄膜表面之间的压力分别由两个气压缸12控制，这两个气压缸12与储气筒32相连，当清洁设备2(14、16或17)任何一侧与棚顶1薄膜表面之间的压力高于正常值时，压力释放阀 33则释放空气以维持压力达到正常工作压力。当清洁设备2 (14、16或17)任一侧与棚顶1 薄膜表面之间的压力低于正常值时，储气筒32内压缩空气流向气压缸12提高清洁设备2 与棚顶1薄膜表面之间的压力，储气筒32内压力低于设定数值时空气压缩机31开始工作， 直到储气筒32中的压力达到正常工作压力为止。参阅
图12，是一个液压调节系统原理图。清洁设备2(14、16或17)两侧与棚顶1薄膜表面之间的压力分别由两个液压缸12控制，这两个液压缸12与储油罐36相连。当清洁设备2(14、16或17)任一侧与棚顶1薄膜表面之间的压力高于正常值时，溢流阀37则排除油液以维持所允许的压力达到正常压力。当清洁设备2 (14、16或17)任何一侧与棚顶 1薄膜表面之间的压力低于正常值时，储油罐36内压缩油液流向液压缸12提高清洁设备2 与棚顶1薄膜表面之间的压力，当储油罐36内压力低于一定数值时，电机34自动驱动液压泵35开始工作，直到储油罐36中的压力达到正常压力为止。参阅
图13，是一个电气调压系统原理图。清洁设备2(14、16或17)两侧与棚顶1 薄膜表面之间的压力分别由两个电动执行机构38控制带动两个压力调节器39，两个电动执行机构38与控制器41相连，控制器41和两个压力传感器40相连并感知清洁设备2 (14、 16或17)两侧与棚顶1薄膜表面之间的压力，当清洁设备2(14、16或17)任何一侧与棚顶 1薄膜表面之间的压力高于正常值时，压力传感器40将其信息传送到控制器41，经过运算后控制器41将传送一个信号给电动执行机构38并通过压力调节器39进行调节，以维持对棚膜表面的正常压力。参阅
图14，是具两个压力调节装置12和一个万向接头19的工作平台4上带有由驱动电机13驱动旋转轴22的轴测图。驱动电机13通过变速器20、传动杆21与清洁设备 2 (14或17)上的旋转轴22相连。参阅
图15，是驱动电机13通过传动装置20直接与清洁设备2 (14或17)上的旋转轴22相连的轴测图。参阅
图16，是工作平台4带有驱动链轮23沿安装有链条M的X轴移动桥架3运行的清洁设备2的轴测图。X轴驱动电机25通过传动装置沈带动驱动链轮23。X轴位置传感器27随时接收带有清洁设备2的工作平台4所在的位置信息，在其沿X轴移动桥架3 运动到末端时制动，此时清洁设备采用第一套技术方案工作，或在其沿棚顶1运动的适当位置时改变其方位继续运行，此时清洁设备采用第二套技术方案工作。X轴位置传感器27 可放置在X轴移动桥架3上、驱动链轮23上或在电机的驱动系统上。参阅
图17，是X轴移动桥架3—侧Y轴移动臂5在Y轴移动槽6内的轴测图。在 Y轴移动槽6中的Y轴驱动轮^fiY轴驱动电机四驱动，Y轴导向轮30控制X轴移动桥架3的角度，使其始终对Y轴移动槽6保持垂直。Y轴位置传感器42接收沿Y轴移动槽6 运行的X轴移动桥架3的位置信息，用以在垂直Y轴移动槽6的每一条路径时制动，直到整个棚顶1的薄膜表面清洁完毕。参阅
图18，是工作平台4的运动控制系统的电器控制原理图。该工作平台使清洁设备2沿X轴移动桥架3运行，X轴移动桥架3沿温室棚顶1薄膜表面运行，X轴位置传感器27和Y轴位置传感器42接收工作平台4和X轴移动桥架3的位置信息，然后将信息传送到控制器41。控制器41运用其内部程序计算出正确指令，通过适配器43传送给清洁设备2、工作平台4或X轴移动桥架3上的Y轴移动臂5。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只限于这些说明。对于本实用新型所属的设施农业机械领域， 在不脱离本实用新型构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。如果做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求1.一种温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备，其特征是所述的温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备由机械清洁系统和安全控制系统构成，机械清洁系统包括至少一个安装在工作平台(4)的清洁设备O)，工作平台(4)安装在X轴移动桥架(3)上，工作平台(4) 沿X轴移动桥架⑶运行，X轴移动桥架⑶通过Y轴移动臂(5)在两侧支撑和移动，Y轴移动臂(5)安装在Y轴移动槽(6)内，由Y轴移动槽(6)支撑和引导，安全控制系统包括至少两个安装在工作平台(4)上的压力调节装置(12)，通过调节压力来控制清洁设备(2)沿着任意形状的棚膜表面上移动，温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备的运动都是由控制器Gl)控制完成的。
2.按照权利要求1所述的温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备，其特征是所述的X 轴移动桥架C3)通过Y轴移动臂(5)由温室棚顶两边的Y轴移动槽(6)支撑运行，X轴移动桥架(3)的形状与尺寸由温室棚顶形状与尺寸来确定。
3.按照权利要求1所述的温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备，其特征是所述的机械清洁系统的清洁设备⑵通过万向接头(19)和两个压力调节装置(12)安装在工作平台 ⑷上。
4.按照权利要求1所述的温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备，其特征是所述的清洁设备O)，是一种旋转清洁刷(14)、软海绵(16)或可更换的带状软布料(17)。
5.按照权利要求1所述的温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备，其特征是所述的清洁设备O)，可沿着平行于X轴移动桥架C3)和Y轴移动槽(6)的轨迹往复运动清洁温室棚顶薄膜。
6.按照权利要求1所述的温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备，其特征是所述的两个压力调节装置(1 可以根据温室棚顶的不规则形状进行各自调节，进而调整清洁设备 (2)的高度和压力并沿着棚顶运行。
7.按照权利要求1所述的温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备，其特征是所述的工作平台(4)通过轮子沿X轴移动桥架(3)运行，其中至少有一个驱动轮，其它轮子用于支撑工作平台⑷沿X轴移动桥架⑶运动。
8.按照权利要求1所述的温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备，其特征是所述的工作平台(4)上至少安装有一个驱动链轮03)，X轴移动桥架(3)上安装链条(M)，驱动链轮沿链条04)运动和接受控制停在预定位置。
9.按照权利要求1所述的温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备，其特征是所述的工作平台⑷由X轴驱动电机05)驱动沿X轴移动桥架(3)运动。
10.按照权利要求1所述的温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备，其特征是所述的X 轴移动桥架C3)上的Y轴移动臂( 至少有一个受Y轴驱动电机09)驱动的Y轴驱动轮 (28)并沿Y轴移动槽(6)运动。
专利摘要本实用新型提供了一种温室棚顶薄膜表面灰尘的机械清洁设备，属于设施农业技术领域，具有通用性强、成本低廉、自动化程度高的特点，本设备由机械清洁系统和安全控制系统构成，机械清洁系统包括至少一个安装在工作平台的清洁设备，工作平台安装在X轴移动桥架上，X轴移动桥架通过Y轴移动臂在两侧支撑和移动，Y轴移动臂安装在Y轴移动槽内，由Y轴移动槽支撑和引导，安全控制系统包括至少两个安装在工作平台上的压力调节装置，在工作过程中清洁设备在温室棚顶薄膜上作往复清洁运动，通过调节压力来控制清洁设备沿着任意形状的棚膜表面上移动，避免损坏棚膜，达到清除棚顶薄膜上所堆积的灰尘的目的。
文档编号B08B15/04GK202207696SQ20112014356
公开日2012年5月2日 申请日期2011年5月9日 优先权日2011年5月9日
发明者李延国, 李建军, 段洪浩, 王天慧, 王淑兰, 王跃勇, 由莉莉, 赵雅君 申请人:长春市农业机械研究院