一种自动识别清洗太阳集热器装置的制作方法

本实用新型涉及太阳能集热器技术领域，具体为一种自动识别清洗太阳集热器装置。

背景技术：

真空集热管式的太阳能热水器的应用非常广泛，而真空集热管是热水器中最为重要的太阳能采集组件，真空集热管是双层玻璃组成的真空玻璃管，水箱中的冷水在集热管中被加热，热水的密度小于冷水的密度，所以在集热管和水箱之间形成冷热循环，热水上升，冷水下降，这就要求集热管必须倾斜放置，为配合水箱的容量，集热管的数量增加了很多。这就对集热管外表面的清洗带来了极大的困难，现有技术中的太阳集热器清洗装置功能单一，只能对集热管的上表面进行清洗，清洗效果差，不能对环境条件进行识别，需要反复清洗，效率低下，浪费能源，为此，我们提出一种自动识别清洗太阳集热器装置解决上述缺陷。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种自动识别清洗太阳集热器装置，功能多样，能对集热管的外弧面进行全面的清洗，清洗效果好，能对环境条件进行识别，清洗效率高，节约能源，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种自动识别清洗太阳集热器装置，包括支架、传动单元、刮板单元、自动识别单元和安装板；

支架：所述支架为l型结构，所述支架的竖直部分顶端固定连接有外壳，所述支架的竖直部分前端固定连接有固定板，所述固定板的弧面外端均匀分布有四个倾斜的集热管，所述集热管的顶端穿过外壳对应设置的通孔，所述固定板的两端设置有对称分布的齿条，所述齿条与集热管位于同一平面，所述齿条的顶端与外壳的弧面外端固定连接，所述齿条靠近集热管的一端设置有滑槽；

安装板：所述安装板的左右两端分别与对应的滑槽内部滑动连接，所述安装板的上表面固定连接有双轴电机，所述双轴电机的输出轴末端固定连接有第二圆齿轮，所述第二圆齿轮与齿条啮合连接，所述安装板的前端对称设置有两个套筒，所述套筒的内部滑动连接有导柱，所述安装板的前端固定连接有弹簧，所述弹簧与两个套筒共线；

传动单元：所述传动单元设置于安装板的左端；

刮板单元：所述刮板单元设置于安装板的前端；

自动识别单元：所述自动识别单元设置于安装板的后端；

其中：还包括plc控制器、第二齿环、轴承和螺旋毛刷，所述轴承有四个且套接于集热管的外部，所述轴承的外环均与安装板的下表面固定连接，所述第二齿环有三个且分别固定连接于右侧三个轴承的后侧面，所述螺旋毛刷固定连接于轴承的内弧面，所述螺旋毛刷与对应的集热管外表面接触，所述plc控制器固定连接于支架的竖直部分右侧面，所述plc控制器的输入端电连接外部电源，所述plc控制器的输出端电连接双轴电机的输入端，光强传感器检测表面的光线强度并向信号传送给plc控制器，温湿度传感器检测周围的温度和湿度并将信号传送给plc控制器，非下雪天气时，光线强度强且湿度较小时，plc控制器控制双轴电机打开，双轴电机的输出轴带动第二圆齿轮转动，使第二圆齿轮在齿条的上端移动，同时由于双轴电机和安装板固定连接，双轴电机带动安装板的两端在滑槽内部滑动，安装板移动带动下端的轴承沿对应的集热管外部移动，从而带动螺旋毛刷在集热管的外表面滑动清灰，双轴电机左端的输出轴转动时带动第一锥齿轮旋转，第一锥齿轮通过与第二锥齿轮的啮合作用带动转轴旋转，转轴带动第一圆齿轮旋转，第一圆齿轮通过第一同步带带动第一齿环转动，第一齿环通过第二同步带带动第二齿环转动，第一齿环和第二齿环分别带动对应的轴承内环转动，从而使轴承内环带动对应的螺旋毛刷旋转对集热管外表面的浮灰进行清理，使螺旋毛刷在沿集热管滑动的同时进行旋转，清理更干净、彻底，当集热管存在积雪时，光强传感器检测到光线强度极弱，温湿度传感器检测到温度较低且湿度较大时，此时plc控制器给电磁铁通电，电磁铁通电后具有磁性，吸附金属块，使连接板通过导柱在套筒内部滑动弹簧被压缩，刮板贴紧集热管的外弧面上端，此时启动双轴电机，根据上述原理，刮板在安装板向下移动的同时对集热管表面的积雪进行刮除，螺旋毛刷对刮除积雪后的集热管表面进行再次清扫，避免对螺旋毛刷造成损伤，延长使用寿命，该自动识别清洗太阳集热器装置能够根据外界的环境条件对太阳集热器表面的灰尘进行判断，开启对应的清洗装置，自动化程度高，清洗效率高，节约了能源，延长了使用寿命。

进一步的，所述传动单元包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、转轴、第一支座、第一圆齿轮、第一同步带、第一齿环和第二同步带，所述第一锥齿轮固定连接于双轴电机左端的输出轴外弧面，所述第一支座固定连接于安装板的上表面，所述转轴与第一支座的上端转动连接，所述第二锥齿轮固定连接于转轴的左端，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合连接，所述第一圆齿轮固定连接于转轴的外弧面，所述第一齿环固定连接于左侧的轴承内环后侧面，所述第一齿环的外弧面设置有齿牙，所述第一齿环与第一圆齿轮通过第一同步带传动连接，所述第一齿环分别与三个第二齿环通过第二同步带传动连接，使螺旋毛刷在沿集热管滑动的同时能够进行旋转，清洗更加高效快捷，提高效率，节约能源。

进一步的，所述刮板单元包括电磁铁、刮板、金属块和连接板，所述连接板的两端分别与套筒内部的导柱固定连接，所述连接板的下表面与弹簧的顶端固定连接，所述电磁铁固定连接于安装板的上表面前端，所述金属块固定连接于连接板的下表面，所述金属块和电磁铁对应设置，所述刮板固定连接于连接板的前端，所述刮板与集热管对应设置，所述电磁铁的输入端电连接plc控制器的输出端，在积雪较多时方便进行清理，避免积雪过多对螺旋毛刷造成损坏，减短使用寿命。

进一步的，所述自动识别单元包括光强传感器和温湿度传感器，所述光强传感器和温湿度传感器均固定连接于安装板的上面后端，所述光强传感器和温湿度传感器的输出端均电连接plc控制器的输入端，便于对外部环境进行测量，实现自动识别功能。

进一步的，还包括第二支座，所述第二支座均匀设置于安装板的上表面，所述双轴电机的输出轴穿过对应的第二支座上端的圆孔，对双轴电机的输出轴进行支撑，提高稳定性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本自动识别清洗太阳集热器装置，具有以下好处：

1、光强传感器检测表面的光线强度并向信号传送给plc控制器，温湿度传感器检测周围的温度和湿度并将信号传送给plc控制器，非下雪天气时，光线强度强且湿度较小时，plc控制器控制双轴电机打开，双轴电机的输出轴带动第二圆齿轮转动，使第二圆齿轮在齿条的上端移动，同时由于双轴电机和安装板固定连接，双轴电机带动安装板的两端在滑槽内部滑动，安装板移动带动下端的轴承沿对应的集热管外部移动，从而带动螺旋毛刷在集热管的外表面滑动清灰，双轴电机左端的输出轴转动时带动第一锥齿轮旋转，第一锥齿轮通过与第二锥齿轮的啮合作用带动转轴旋转，转轴带动第一圆齿轮旋转，第一圆齿轮通过第一同步带带动第一齿环转动，第一齿环通过第二同步带带动第二齿环转动，第一齿环和第二齿环分别带动对应的轴承内环转动，从而使轴承内环带动对应的螺旋毛刷旋转对集热管外表面的浮灰进行清理，使螺旋毛刷在沿集热管滑动的同时进行旋转，清理更干净、彻底。

2、当集热管存在积雪时，光强传感器检测到光线强度极弱，温湿度传感器检测到温度较低且湿度较大时，此时plc控制器给电磁铁通电，电磁铁通电后具有磁性，吸附金属块，使连接板通过导柱在套筒内部滑动弹簧被压缩，刮板贴紧集热管的外弧面上端，此时启动双轴电机，根据上述原理，刮板在安装板向下移动的同时对集热管表面的积雪进行刮除，螺旋毛刷对刮除积雪后的集热管表面进行再次清扫，避免对螺旋毛刷造成损伤，延长使用寿命。

3、该自动识别清洗太阳集热器装置能够根据外界的环境条件对太阳集热器表面的灰尘进行判断，开启对应的清洗装置，自动化程度高，清洗效率高，节约了能源，延长了使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型a处放大结构示意图；

图3为本实用新型刮板单元结构示意图；

图4为本实用新型局部剖视平面结构示意图。

图中：1支架、2plc控制器、3外壳、4固定板、5集热管、6第二齿环、7传动单元、71第一锥齿轮、72第二锥齿轮、73转轴、74第一支座、75第一圆齿轮、76第一同步带、77第一齿环、78第二同步带、8刮板单元、81电磁铁、82刮板、83金属块、84连接板、9自动识别单元、91光强传感器、92温湿度传感器、10齿条、11轴承、12第二圆齿轮、13安装板、14双轴电机、15套筒、16弹簧、17第二支座、18螺旋毛刷、19滑槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种自动识别清洗太阳集热器装置，包括支架1、传动单元7、刮板单元8、自动识别单元9和安装板13；

支架1：支架1为l型结构，支架1的竖直部分顶端固定连接有外壳3，支架1的竖直部分前端固定连接有固定板4，固定板4的弧面外端均匀分布有四个倾斜的集热管5，集热管5的顶端穿过外壳3对应设置的通孔，固定板4的两端设置有对称分布的齿条10，齿条10与集热管5位于同一平面，齿条10的顶端与外壳3的弧面外端固定连接，齿条10靠近集热管5的一端设置有滑槽19；

安装板13：安装板13的左右两端分别与对应的滑槽19内部滑动连接，安装板13的上表面固定连接有双轴电机14，双轴电机14的输出轴末端固定连接有第二圆齿轮12，第二圆齿轮12与齿条10啮合连接，安装板13的前端对称设置有两个套筒15，套筒15的内部滑动连接有导柱，安装板13的前端固定连接有弹簧16，弹簧16与两个套筒15共线；

传动单元7：传动单元7包括第一锥齿轮71、第二锥齿轮72、转轴73、第一支座74、第一圆齿轮75、第一同步带76、第一齿环77和第二同步带78，第一锥齿轮71固定连接于双轴电机14左端的输出轴外弧面，第一支座74固定连接于安装板13的上表面，转轴73与第一支座74的上端转动连接，第二锥齿轮72固定连接于转轴73的左端，第一锥齿轮71和第二锥齿轮72啮合连接，第一圆齿轮75固定连接于转轴73的外弧面，第一齿环77固定连接于左侧的轴承11内环后侧面，第一齿环77的外弧面设置有齿牙，第一齿环77与第一圆齿轮75通过第一同步带76传动连接，第一齿环77分别与三个第二齿环6通过第二同步带78传动连接，非下雪天气时，光线强度强且湿度较小时，plc控制器2控制双轴电机14打开，双轴电机14的输出轴带动第二圆齿轮12转动，使第二圆齿轮12在齿条10的上端移动，同时由于双轴电机14和安装板13固定连接，双轴电机14带动安装板13的两端在滑槽19内部滑动，安装板13移动带动下端的轴承11沿对应的集热管5外部移动，从而带动螺旋毛刷18在集热管5的外表面滑动清灰，双轴电机14左端的输出轴转动时带动第一锥齿轮71旋转，第一锥齿轮71通过与第二锥齿轮72的啮合作用带动转轴73旋转，转轴73带动第一圆齿轮75旋转，第一圆齿轮75通过第一同步带76带动第一齿环77转动，第一齿环77通过第二同步带78带动第二齿环6转动，第一齿环77和第二齿环6分别带动对应的轴承11内环转动，从而使轴承11内环带动对应的螺旋毛刷18旋转对集热管5外表面的浮灰进行清理；

刮板单元8：刮板单元8包括电磁铁81、刮板82、金属块83和连接板84，连接板84的两端分别与套筒15内部的导柱固定连接，连接板84的下表面与弹簧16的顶端固定连接，电磁铁81固定连接于安装板13的上表面前端，金属块83固定连接于连接板84的下表面，金属块83和电磁铁81对应设置，刮板82固定连接于连接板84的前端，刮板82与集热管5对应设置，电磁铁81的输入端电连接plc控制器2的输出端，电磁铁81在未通电的情况下没有磁性，不能吸附金属块83，连接板84在弹簧16的作用力下使刮板82远离集热管5，当集热管5存在积雪时，光强传感器91检测到光线强度极弱，温湿度传感器92检测到温度较低且湿度较大时，此时plc控制器2给电磁铁81通电，电磁铁81通电后具有磁性，吸附金属块83，使连接板84通过导柱在套筒15内部滑动弹簧16被压缩，刮板82贴紧集热管5的外弧面上端，此时启动双轴电机14，根据上述原理，刮板82在安装板13向下移动的同时对集热管5表面的积雪进行刮除，螺旋毛刷18对刮除积雪后的集热管5表面进行再次清扫，确保清洗干净；

自动识别单元9：自动识别单元9包括光强传感器91和温湿度传感器92，光强传感器91和温湿度传感器92均固定连接于安装板13的上面后端，光强传感器91和温湿度传感器92的输出端均电连接plc控制器2的输入端；

其中：还包括第二支座17，第二支座17均匀设置于安装板13的上表面，双轴电机14的输出轴穿过对应的第二支座17上端的圆孔。

其中：还包括plc控制器2、第二齿环6、轴承11和螺旋毛刷18，轴承11有四个且套接于集热管5的外部，轴承11的外环均与安装板13的下表面固定连接，第二齿环6有三个且分别固定连接于右侧三个轴承11的后侧面，螺旋毛刷18固定连接于轴承11的内弧面，螺旋毛刷18与对应的集热管5外表面接触，plc控制器2固定连接于支架1的竖直部分右侧面，plc控制器2的输入端电连接外部电源，plc控制器2的输出端电连接双轴电机14的输入端。

在使用时：光强传感器91检测表面的光线强度并向信号传送给plc控制器2，温湿度传感器92检测周围的温度和湿度并将信号传送给plc控制器2，非下雪天气时，光线强度强且湿度较小时，plc控制器2控制双轴电机14打开，双轴电机14的输出轴带动第二圆齿轮12转动，使第二圆齿轮12在齿条10的上端移动，同时由于双轴电机14和安装板13固定连接，双轴电机14带动安装板13的两端在滑槽19内部滑动，安装板13移动带动下端的轴承11沿对应的集热管5外部移动，从而带动螺旋毛刷18在集热管5的外表面滑动清灰，双轴电机14左端的输出轴转动时带动第一锥齿轮71旋转，第一锥齿轮71通过与第二锥齿轮72的啮合作用带动转轴73旋转，转轴73带动第一圆齿轮75旋转，第一圆齿轮75通过第一同步带76带动第一齿环77转动，第一齿环77通过第二同步带78带动第二齿环6转动，第一齿环77和第二齿环6分别带动对应的轴承11内环转动，从而使轴承11内环带动对应的螺旋毛刷18旋转对集热管5外表面的浮灰进行清理，当集热管5存在积雪时，光强传感器91检测到光线强度极弱，温湿度传感器92检测到温度较低且湿度较大时，此时plc控制器2给电磁铁81通电，电磁铁81通电后具有磁性，吸附金属块83，使连接板84通过导柱在套筒15内部滑动弹簧16被压缩，刮板82贴紧集热管5的外弧面上端，此时启动双轴电机14，根据上述原理，刮板82在安装板13向下移动的同时对集热管5表面的积雪进行刮除，螺旋毛刷18对刮除积雪后的集热管5表面进行再次清扫，确保清洗干净。

值得注意的是，本实施例中所公开的plc控制器2具体型号为西门子s7-200，双轴电机14、光强传感器91和温湿度传感器92可根据实际应用场景自由配置，双轴电机14建议选用东莞市摩酷机电科技有限公司出品的42贯通式丝杆电机系列，光强传感器91可选用山东仁科测控技术有限公司出品的072光照度变送器，plc控制器2控制双轴电机14、光强传感器91和温湿度传感器92工作采用现有技术中常用的方法。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。