玻璃溫室棚頂自動清洗機的研制

摘 要：文章針對現(xiàn)在國內清洗玻璃溫室棚頂?shù)那闆r，設計了一種玻璃溫室棚頂自動清洗機。清洗機由洗刷機構、行走機構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，使清洗機構各部分均可快速連接、拆卸，大大方便裝置的搬運和運輸。同時采用單片機控制，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，透光率是評價溫室透光性能的一項最基本的指標。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%，灰塵嚴重污染時，溫室內光照度明顯下降，影響植物的光合作用，導致作物減產(chǎn)，因此，保持棚頂清潔，提高溫室大棚的透光率尤為重要。

由于大棚頂部設有用來調節(jié)溫度的遮陽簾機，且水溝中設置了支架，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，沒有搭接結構可供清潔人員著力，清洗起來費時費力又危險，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、運輸便捷、操作簡單、可適應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。

1 整體結構設計與工作原理

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整體上分為清洗機構、行走機構和控制部分三大部分。清洗機構主要由多個沖水毛刷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構的支撐臂4，同時沖水毛刷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。

左右清洗機構通過鉸鏈5相互連接后組成；整個清洗機構。行走機構由履帶小車7組成，左右兩側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構后方，檢測清洗后的玻璃透光率。

清洗機工作前，將所有零件搬運上棚頂之后，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構，再將雙履帶行走小車固定于清洗機構下方，用鉸鏈5將左右清洗機構連接后，整個清洗裝置組裝完成。清洗裝置工作時，水泵通過左右通水管向整個清洗裝置通水，沖水毛刷在水流的沖擊作用下旋轉，隨著整個清洗裝置的向前運動，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，以實現(xiàn)閉環(huán)控制，實現(xiàn)了自動化的清洗過程。如圖1所示。