專利名稱：用于曲面鏡的自動(dòng)清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于智能控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于曲面鏡的自動(dòng)清洗裝置。
背景技術(shù)：
聚光式太陽(yáng)能發(fā)電與傳統(tǒng)發(fā)電方式不同的是，它通過(guò)聚集太陽(yáng)輻射獲得熱能，將熱能轉(zhuǎn)化成高溫蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)發(fā)電。按照太陽(yáng)能采集方式太陽(yáng)能熱發(fā)電可分為I)太陽(yáng)能槽式發(fā)電；2)太陽(yáng)能塔式熱發(fā)電；3)太陽(yáng)能碟式熱發(fā)電。其中碟式熱發(fā)電系統(tǒng)采用曲面聚光反射鏡，將入射陽(yáng)光聚集在焦點(diǎn)處，由安置在焦點(diǎn)處的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電。由于太陽(yáng)能發(fā)電站安裝在野外，長(zhǎng)期沉積在曲面聚光反射鏡表面上的灰塵、雨跡等污物會(huì)使太陽(yáng)能板的反光效率降低，影響發(fā)電效率。因此，必須對(duì)其表面進(jìn)行定期清理，保證其發(fā)電效率。目前主要利用人工進(jìn)行手動(dòng)清理，工作量大，勞動(dòng)環(huán)境惡劣，工作效率低。現(xiàn)有的清洗設(shè)備主要用于對(duì)高樓等建筑物外墻面或玻璃窗面的清洗，該類設(shè)備多數(shù)采用吸盤式結(jié)構(gòu)、卷?yè)P(yáng)機(jī)或履帶-輪式行走機(jī)構(gòu)控制工作臺(tái)面的移動(dòng)；采用手臂結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)向輪調(diào)整刷盤姿態(tài)。但是，這些清洗設(shè)備都不能有效地完成對(duì)曲面鏡面的表面清洗。因此，針對(duì)碟式系統(tǒng)太陽(yáng)能發(fā)電站的曲面聚光反射鏡的清洗問(wèn)題，急需研發(fā)一種自動(dòng)清洗裝置，該裝置必須能及時(shí)跟蹤反射鏡的曲率變化，自動(dòng)完成清洗工作。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種用于曲面鏡的自動(dòng)清洗裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)平面的清洗，無(wú)法用于曲面鏡面清洗的問(wèn)題。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種用于曲面鏡的自動(dòng)清洗裝置，包括升降部分、距離跟蹤部分、角度跟蹤部分、刷洗部分和控制機(jī)構(gòu)，所述的距離跟蹤部分的結(jié)構(gòu)是，包括固定安裝在升降平臺(tái)上端的連接板，連接板上表面設(shè)置有兩組滑塊和一個(gè)支撐塊，兩組滑塊沿連接板上表面縱向兩邊設(shè)置，每組滑塊上安裝有一組導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的上端與平板下表面固定連接；平板的中央部分設(shè)置為空窗，沿空窗縱向移動(dòng)方向的兩端內(nèi)沿設(shè)置有限位開關(guān)一和限位開關(guān)二，沿空窗縱向移動(dòng)方向的兩端上表面固定設(shè)置有平移電機(jī)、從動(dòng)帶輪及角度跟蹤部分，支撐塊安裝在連接板上固定不動(dòng)，固定支撐塊向上高出空窗的位置上縱向固定連接有齒形帶，平移電機(jī)輸出軸與主動(dòng)帶輪傳動(dòng)連接，主動(dòng)帶輪通過(guò)齒形帶與從動(dòng)帶輪傳動(dòng)連接；所述的角度跟蹤部分的結(jié)構(gòu)是，包括與連接板固定連接的底座，底座上安裝有角度跟蹤電機(jī)，角度跟蹤電機(jī)的輸出軸與蝸輪蝸桿減速器傳動(dòng)連接，蝸輪蝸桿減速器設(shè)置有伸出軸；角度跟蹤電機(jī)上沿設(shè)置有一個(gè)限位開關(guān)三，底座的下沿設(shè)置有一個(gè)限位開關(guān)四。本實(shí)用新型的有益效果是，PLC控制各個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別帶動(dòng)升降平臺(tái)升降、導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)、刷盤旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)曲面鏡表面灰塵等污物的自動(dòng)清洗，提高了曲面聚光反射鏡(太陽(yáng)能曲面聚光反射鏡)的清洗效率，安全可靠，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便。
圖1是本實(shí)用新型的用于曲面鏡的自動(dòng)清洗裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型裝置中的升降部分示意圖；圖3是本實(shí)用新型裝置中的距離跟蹤部分示意圖；圖4是本實(shí)用新型裝置中的角度跟蹤部分示意圖；圖5是本實(shí)用新型裝置中的刷洗部分示意圖。圖中，1.升降部分，2.距離跟蹤部分，3.角度跟蹤部分，4.刷洗部分；11.升降電機(jī)，12.滾珠絲杠，13.升降平臺(tái)，14.支腿橫杠，15.升降桿；20.限位開關(guān)一，21.平移電機(jī)，22.導(dǎo)軌，23.滑塊，24.主動(dòng)帶輪，25.連接板，26.限位開關(guān)二，27.支撐塊，28.平板，29.從動(dòng)帶輪；31.角度跟蹤電機(jī)，32.蝸輪蝸桿減速器，33.底座，34.限位開關(guān)三，35.伸出軸，36限位開關(guān)四；40.位移傳感器一，41.齒輪齒條副，42.位移傳感器，43.刷盤，44.刷盤架，45.連接桿，46.刷洗移動(dòng)電機(jī)，47.安裝板，48.限位開關(guān)五，49.限位開關(guān)六。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型用于曲面鏡的自動(dòng)清洗裝置的整體結(jié)構(gòu)是，主要包括升降部分1、距離跟蹤部分2、角度跟蹤部分3、刷洗部分4和控制機(jī)構(gòu)。以下文本中的前后和上下均是相對(duì)于所要清洗的曲面位置進(jìn)行對(duì)應(yīng)限定。如圖2所示，升降部分I由升降電機(jī)11、滾珠絲杠12、升降平臺(tái)13構(gòu)成，升降平臺(tái)13優(yōu)選鉸接式折疊支架結(jié)構(gòu)，升降平臺(tái)13下端的支腿橫杠14兩端設(shè)置在工程車上底座的滑道上，升降電機(jī)11的輸出軸與滾珠絲杠12傳動(dòng)連接，滾珠絲杠12與升降平臺(tái)13的支腿橫杠14中間的絲母套筒套接，支腿橫杠14與升降平臺(tái)13的升降桿15鉸接，滾珠絲杠12推動(dòng)該支腿橫杠14的移動(dòng)能夠控制升降桿15變化斜支撐的角度，控制升降平臺(tái)13的升降。如圖3所示，距離跟蹤部分2的結(jié)構(gòu)是，包括固定安裝在升降平臺(tái)13上端的連接板25，連接板25上表面設(shè)置有兩組滑塊23和一個(gè)支撐塊27，兩組滑塊23沿連接板25上表面縱向兩邊設(shè)置，每組滑塊23上安裝有一組(滾動(dòng)型的)導(dǎo)軌22，導(dǎo)軌22的上端與平板28下表面固定連接，即平板28通過(guò)導(dǎo)軌22、滑塊23實(shí)現(xiàn)在連接板25上的縱向滑動(dòng)；平板28的中央部分設(shè)置為空窗，沿空窗縱向移動(dòng)方向的兩端內(nèi)沿設(shè)置有限位開關(guān)一 20和限位開關(guān)二 26，沿空窗縱向移動(dòng)方向的兩端上表面固定設(shè)置有平移電機(jī)21、從動(dòng)帶輪29及角度跟蹤部分3，支撐塊27安裝在連接板25 (即升降平臺(tái)13)上固定不動(dòng)，固定支撐塊27向上高出空窗的位置上縱向固定連接有齒形帶(圖中省略)，平移電機(jī)21輸出軸與主動(dòng)帶輪24傳動(dòng)連接，主動(dòng)帶輪24通過(guò)齒形帶與從動(dòng)帶輪29傳動(dòng)連接。平移電機(jī)21通過(guò)主動(dòng)帶輪24驅(qū)動(dòng)齒形帶時(shí)，齒形帶固定不動(dòng)，因此帶動(dòng)主動(dòng)帶輪24、從動(dòng)帶輪29轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)平板28及其上的角度跟蹤部分3實(shí)現(xiàn)縱向(前后)移動(dòng)。兩個(gè)限位開關(guān)(限位開關(guān)一 20和限位開關(guān)二 26)用于平板28空窗兩端縱向移動(dòng)到靠近固定支撐塊27時(shí)，產(chǎn)生接近感應(yīng)信號(hào)，用于控制距離跟蹤部分2(或角度跟蹤部分3)沿縱向的前后極限位置。如圖4所示，角度跟蹤部分3的結(jié)構(gòu)是，包括與連接板25固定連接的底座33，底座33上安裝有角度跟蹤電機(jī)31，角度跟蹤電機(jī)31的輸出軸與蝸輪蝸桿減速器32傳動(dòng)連接，蝸輪蝸桿減速器32設(shè)置有伸出軸35 ;角度跟蹤電機(jī)31上沿設(shè)置有一個(gè)限位開關(guān)三34，底座33的下沿設(shè)置有一個(gè)限位開關(guān)四36，該兩個(gè)限位開關(guān)分別用于控制角度跟蹤部分3的上下極限位置。如圖5所示，刷洗部分4的結(jié)構(gòu)是，包括刷盤架44，刷盤架44上固定安裝有連接桿45，連接桿45的另一端固定套裝在伸出軸35上，刷盤架44沿縱向兩側(cè)的滑軌中設(shè)置有安裝板47，安裝板47外表面(朝向清洗對(duì)象的一面)安裝有多組刷盤43，每組刷盤43均設(shè)置有自己的自轉(zhuǎn)電機(jī)，安裝板47內(nèi)表面固定有刷洗移動(dòng)電機(jī)46,刷洗移動(dòng)電機(jī)46與齒輪齒條副41中的齒輪傳動(dòng)連接，齒輪齒條副41中的齒條縱向固定安裝在刷盤架44上，沿齒條所在的縱向兩端外沿分別設(shè)置有一個(gè)位移傳感器(即位移傳感器一 40和位移傳感器二 42)，沿齒條所在的縱向兩端內(nèi)沿分別設(shè)置有一個(gè)限位開關(guān)(即限位開關(guān)五48和限位開關(guān)六49)。齒輪齒條副41用于實(shí)現(xiàn)安裝板47的上下移動(dòng)(完成位移動(dòng)作);刷盤43自身轉(zhuǎn)動(dòng)用于實(shí)現(xiàn)完成清洗灰塵的動(dòng)作。兩個(gè)位移傳感器安裝在刷盤架44的縱向兩端，實(shí)際清洗灰塵時(shí)處于上下兩端位置，用于檢測(cè)刷盤架44與太陽(yáng)能曲面聚光反射鏡之間的距離；刷盤架44內(nèi)側(cè)兩端安裝的兩個(gè)限位開關(guān)，用于對(duì)安裝板47的移動(dòng)進(jìn)行接近感應(yīng)。清洗一列曲面鏡時(shí)，刷洗部分4的前后移動(dòng)依靠距離跟蹤部分2，刷洗部分4的沿曲面移動(dòng)依靠角度跟蹤部分3及齒輪齒條副41 ;當(dāng)清洗完一列曲面鏡，裝置的左右移位依靠工程車等其他地面裝載裝置來(lái)完成。本實(shí)用新型的用于曲面鏡的自動(dòng)清洗裝置，還設(shè)置有控制機(jī)構(gòu)，由PLC作為主控制器，PLC同時(shí)與上述的六個(gè)限位開關(guān)、兩個(gè)位移傳感器分別連接，接收輸入的狀態(tài)信號(hào)；PLC另外與升降電機(jī)11、平移電機(jī)21、角度跟蹤電機(jī)31、刷洗移動(dòng)電機(jī)46以及各個(gè)自轉(zhuǎn)電機(jī)分別連接，輸出相應(yīng)動(dòng)作的指令信號(hào)，全部采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)完成曲面的自動(dòng)跟蹤，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的控制。本實(shí)用新型用于曲面鏡的自動(dòng)清洗裝置的工作原理是，I)對(duì)清洗高度的調(diào)整:參照?qǐng)D2，PLC控制升降電機(jī)11動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠12帶動(dòng)升降平臺(tái)13上升到需要刷洗的聚光反射鏡位置，完成高度調(diào)整。2)距離跟蹤:參照?qǐng)D3，距離跟蹤部分2安裝在升降平臺(tái)13上，平移電機(jī)21驅(qū)動(dòng)主動(dòng)帶輪24轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)帶輪24帶動(dòng)平板28通過(guò)圓形導(dǎo)軌22在滑塊23上移動(dòng)，當(dāng)兩個(gè)限位開關(guān)(20或26)觸碰到支撐塊27時(shí)，檢測(cè)信號(hào)反饋給PLC，控制器控制平移電機(jī)21停轉(zhuǎn)，限位開關(guān)(20或26)起到限位保護(hù)作用。如圖5所示，刷盤架44上安裝的兩個(gè)位移傳感器(40或42)檢測(cè)刷盤架44與太陽(yáng)能曲面聚光反射鏡之間的距離，當(dāng)距離到達(dá)設(shè)定值時(shí)，位移傳感器(40或42 )將檢測(cè)到的開光量反饋給PLC控制器，平移電機(jī)21停止轉(zhuǎn)動(dòng)，完成距離跟蹤。3)角度跟蹤:圖4中，角度跟蹤電機(jī) 31驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿減速器32轉(zhuǎn)動(dòng)，大幅度的降低轉(zhuǎn)動(dòng)速度，角度跟蹤電機(jī)31及底座33上均安裝有一個(gè)限位開關(guān)(34和36)，當(dāng)限位開關(guān)(34和36)檢測(cè)到蝸輪蝸桿減速器32接近時(shí)，檢測(cè)信號(hào)反饋給PLC控制器，角度跟蹤電機(jī)31停轉(zhuǎn)，限位開關(guān)(34和36)起到保護(hù)作用。刷盤架44上安裝的位移傳感器(40和42)檢測(cè)刷盤架44與太陽(yáng)能曲面聚光反射鏡之間的平行度，當(dāng)兩者平行時(shí)，位移傳感器(40和42)將檢測(cè)到的開光量反饋給PLC控制器，角度跟蹤電機(jī)31停止轉(zhuǎn)動(dòng)，完成角度的調(diào)整跟蹤。4)刷洗部分4的控制: 如圖5所示，連接桿45安裝在蝸輪蝸桿減速器42的伸出軸上，刷洗移動(dòng)電機(jī)46驅(qū)動(dòng)齒輪齒條副41運(yùn)動(dòng)，齒條固定在安裝板47上；齒條上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)安裝板47及刷盤43上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)刷盤43自行轉(zhuǎn)動(dòng)；限位開關(guān)(48和49)檢測(cè)到安裝板47時(shí)，檢測(cè)信號(hào)反饋給PLC控制器，刷洗移動(dòng)電機(jī)46停轉(zhuǎn)完成曲面反射鏡的清洗工作。當(dāng)自動(dòng)清洗裝置縱向擦洗完一組曲面聚光反射鏡后，四個(gè)部分的設(shè)備全部在PLC控制器的控制下，回復(fù)到起始狀態(tài)。本實(shí)用新型的用于曲面鏡的自動(dòng)清洗裝置，尤其適應(yīng)風(fēng)沙較為嚴(yán)重的荒漠地帶，能夠方便的清洗曲面聚光反射鏡上的灰塵，降低人工的勞動(dòng)力成本；保持太陽(yáng)能曲面反射鏡的反光率不會(huì)降低 ，保證了正常的發(fā)電效率。
權(quán)利要求1.一種用于曲面鏡的自動(dòng)清洗裝置，其特征在于:包括升降部分(I)、距離跟蹤部分(2)、角度跟蹤部分(3)、刷洗部分(4)和控制機(jī)構(gòu)，所述的距離跟蹤部分(2)的結(jié)構(gòu)是，包括固定安裝在升降平臺(tái)(13)上端的連接板(25),連接板(25 )上表面設(shè)置有兩組滑塊(23 )和一個(gè)支撐塊(27 )，兩組滑塊(23 )沿連接板(25)上表面縱向兩邊設(shè)置，每組滑塊(23)上安裝有一組導(dǎo)軌(22)，導(dǎo)軌(22)的上端與平板(28)下表面固定連接；平板(28)的中央部分設(shè)置為空窗，沿空窗縱向移動(dòng)方向的兩端內(nèi)沿設(shè)置有限位開關(guān)一(20)和限位開關(guān)二(26)，沿空窗縱向移動(dòng)方向的兩端上表面固定設(shè)置有平移電機(jī)(21)、從動(dòng)帶輪(29 )及角度跟蹤部分(3 )，支撐塊(27 )安裝在連接板(25 )上固定不動(dòng)，固定支撐塊(27)向上高出空窗的位置上縱向固定連接有齒形帶，平移電機(jī)(21)輸出軸與主動(dòng)帶輪(24)傳動(dòng)連接，主動(dòng)帶輪(24)通過(guò)齒形帶與從動(dòng)帶輪(29)傳動(dòng)連接；所述的角度跟蹤部分(3)的結(jié)構(gòu)是，包括與連接板(25)固定連接的底座(33)，底座(33)上安裝有角度跟蹤電機(jī)(31)，角度跟蹤電機(jī)(31)的輸出軸與蝸輪蝸桿減速器(32)傳動(dòng)連接，蝸輪蝸桿減速器(32)設(shè)置有伸出軸(35);角度跟蹤電機(jī)(31)上沿設(shè)置有一個(gè)限位開關(guān)三(34)，底座(33)的下沿設(shè)置有一個(gè)限位開關(guān)四(36)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于曲面鏡的自動(dòng)清洗裝置，其特征在于:所述的升降部分(I)結(jié)構(gòu)，包括升降平臺(tái)(13)，升降平臺(tái)(13)下端的支腿橫杠(14)兩端設(shè)置在底座的滑道上，升降電機(jī)(11)的輸出軸與滾珠絲杠(12)傳動(dòng)連接，滾珠絲杠(12)與升降平臺(tái)(13)的支腿橫杠(14)中間的絲母套筒套接，支腿橫杠(14)與升降平臺(tái)(13)的升降桿(15)鉸接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于曲面鏡的自動(dòng)清洗裝置，其特征在于:所述的刷洗部分(4)的結(jié)構(gòu)是，包括刷盤架(44)，刷盤架(44)上固定安裝有連接桿(45)，連接桿(45)的另一端固定套裝在伸出軸(35)上，刷盤架(44)沿縱向兩側(cè)的滑軌中設(shè)置有安裝板(47)，安裝板(47)外表面安裝有多組刷盤(43)，每組刷盤(43)均設(shè)置有自己的自轉(zhuǎn)電機(jī)，安裝板(47)內(nèi)表面固定有刷洗移動(dòng)電機(jī)(46),刷洗移動(dòng)電機(jī)(46)與齒輪齒條副(41)中的齒輪傳動(dòng)連接，齒輪齒條副(41)中的齒條縱向固定安裝在刷盤架(44)上，沿齒條所在的縱向兩端外沿分別設(shè)置有一個(gè)位移傳感器， 沿齒條所在的縱向兩端內(nèi)沿分別設(shè)置有限位開關(guān)五(48)和限位開關(guān)六(49)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于曲面鏡的自動(dòng)清洗裝置，包括升降部分、距離跟蹤部分、角度跟蹤部分、刷洗部分和控制機(jī)構(gòu)；距離跟蹤部分的結(jié)構(gòu)是，包括連接板，連接板上表面設(shè)有兩組滑塊和一支撐塊，每組滑塊通過(guò)導(dǎo)軌與平板下表面連接；平板的中央部分設(shè)為空窗，沿空窗兩端各設(shè)置有一限位開關(guān)，沿空窗兩端上表面設(shè)置有平移電機(jī)、從動(dòng)帶輪及角度跟蹤部分，固定支撐塊上固定有齒形帶，平移電機(jī)與主動(dòng)帶輪、齒形帶及從動(dòng)帶輪傳動(dòng)連接；角度跟蹤部分的結(jié)構(gòu)是，包括底座上安裝有角度跟蹤電機(jī)，角度跟蹤電機(jī)與蝸輪蝸桿減速器傳動(dòng)連接；角度跟蹤電機(jī)及底座的下沿分別設(shè)置有一限位開關(guān)。本實(shí)用新型裝置，安全可靠性較好，尤其適應(yīng)風(fēng)沙較為嚴(yán)重的荒漠地帶。
文檔編號(hào)B08B13/00GK203091316SQ20132000382
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者高峰, 王璦, 梁亮, 雷鵬濤, 魏玉昌, 張多, 李艷 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)