专利名称：用于曲面镜的自动清洗装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于智能控制设备技术领域，涉及一种用于曲面镜的自动清洗装置。
背景技术：
聚光式太阳能发电与传统发电方式不同的是，它通过聚集太阳辐射获得热能，将热能转化成高温蒸汽驱动蒸汽轮机实现发电。按照太阳能采集方式太阳能热发电可分为I)太阳能槽式发电；2)太阳能塔式热发电；3)太阳能碟式热发电。其中碟式热发电系统采用曲面聚光反射镜，将入射阳光聚集在焦点处，由安置在焦点处的斯特林发动机进行发电。由于太阳能发电站安装在野外，长期沉积在曲面聚光反射镜表面上的灰尘、雨迹等污物会使太阳能板的反光效率降低，影响发电效率。因此，必须对其表面进行定期清理，保证其发电效率。目前主要利用人工进行手动清理，工作量大，劳动环境恶劣，工作效率低。现有的清洗设备主要用于对高楼等建筑物外墙面或玻璃窗面的清洗，该类设备多数采用吸盘式结构、卷扬机或履带-轮式行走机构控制工作台面的移动；采用手臂结构或转向轮调整刷盘姿态。但是，这些清洗设备都不能有效地完成对曲面镜面的表面清洗。因此，针对碟式系统太阳能发电站的曲面聚光反射镜的清洗问题，急需研发一种自动清洗装置，该装置必须能及时跟踪反射镜的曲率变化，自动完成清洗工作。
发明内容本实用新型的目的是提供一种用于曲面镜的自动清洗装置，解决了现有技术只能实现平面的清洗，无法用于曲面镜面清洗的问题。本实用新型所采用的技术方案是，一种用于曲面镜的自动清洗装置，包括升降部分、距离跟踪部分、角度跟踪部分、刷洗部分和控制机构，所述的距离跟踪部分的结构是，包括固定安装在升降平台上端的连接板，连接板上表面设置有两组滑块和一个支撑块，两组滑块沿连接板上表面纵向两边设置，每组滑块上安装有一组导轨，导轨的上端与平板下表面固定连接；平板的中央部分设置为空窗，沿空窗纵向移动方向的两端内沿设置有限位开关一和限位开关二，沿空窗纵向移动方向的两端上表面固定设置有平移电机、从动带轮及角度跟踪部分，支撑块安装在连接板上固定不动，固定支撑块向上高出空窗的位置上纵向固定连接有齿形带，平移电机输出轴与主动带轮传动连接，主动带轮通过齿形带与从动带轮传动连接；所述的角度跟踪部分的结构是，包括与连接板固定连接的底座，底座上安装有角度跟踪电机，角度跟踪电机的输出轴与蜗轮蜗杆减速器传动连接，蜗轮蜗杆减速器设置有伸出轴；角度跟踪电机上沿设置有一个限位开关三，底座的下沿设置有一个限位开关四。本实用新型的有益效果是，PLC控制各个步进电机分别带动升降平台升降、导轨运动、刷盘旋转，实现对曲面镜表面灰尘等污物的自动清洗，提高了曲面聚光反射镜(太阳能曲面聚光反射镜)的清洗效率，安全可靠，自动化程度高，操作简便。
图1是本实用新型的用于曲面镜的自动清洗装置的总体结构示意图；图2是本实用新型装置中的升降部分示意图；图3是本实用新型装置中的距离跟踪部分示意图；图4是本实用新型装置中的角度跟踪部分示意图；图5是本实用新型装置中的刷洗部分示意图。图中，1.升降部分，2.距离跟踪部分，3.角度跟踪部分，4.刷洗部分；11.升降电机，12.滚珠丝杠，13.升降平台，14.支腿横杠，15.升降杆；20.限位开关一，21.平移电机，22.导轨，23.滑块，24.主动带轮，25.连接板，26.限位开关二，27.支撑块，28.平板，29.从动带轮；31.角度跟踪电机，32.蜗轮蜗杆减速器，33.底座，34.限位开关三，35.伸出轴，36限位开关四；40.位移传感器一，41.齿轮齿条副，42.位移传感器，43.刷盘，44.刷盘架，45.连接杆，46.刷洗移动电机，47.安装板，48.限位开关五，49.限位开关六。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。如图1所示，本实用新型用于曲面镜的自动清洗装置的整体结构是，主要包括升降部分1、距离跟踪部分2、角度跟踪部分3、刷洗部分4和控制机构。以下文本中的前后和上下均是相对于所要清洗的曲面位置进行对应限定。如图2所示，升降部分I由升降电机11、滚珠丝杠12、升降平台13构成，升降平台13优选铰接式折叠支架结构，升降平台13下端的支腿横杠14两端设置在工程车上底座的滑道上，升降电机11的输出轴与滚珠丝杠12传动连接，滚珠丝杠12与升降平台13的支腿横杠14中间的丝母套筒套接，支腿横杠14与升降平台13的升降杆15铰接，滚珠丝杠12推动该支腿横杠14的移动能够控制升降杆15变化斜支撑的角度，控制升降平台13的升降。如图3所示，距离跟踪部分2的结构是，包括固定安装在升降平台13上端的连接板25，连接板25上表面设置有两组滑块23和一个支撑块27，两组滑块23沿连接板25上表面纵向两边设置，每组滑块23上安装有一组(滚动型的)导轨22，导轨22的上端与平板28下表面固定连接，即平板28通过导轨22、滑块23实现在连接板25上的纵向滑动；平板28的中央部分设置为空窗，沿空窗纵向移动方向的两端内沿设置有限位开关一 20和限位开关二 26，沿空窗纵向移动方向的两端上表面固定设置有平移电机21、从动带轮29及角度跟踪部分3，支撑块27安装在连接板25 (即升降平台13)上固定不动，固定支撑块27向上高出空窗的位置上纵向固定连接有齿形带(图中省略)，平移电机21输出轴与主动带轮24传动连接，主动带轮24通过齿形带与从动带轮29传动连接。平移电机21通过主动带轮24驱动齿形带时，齿形带固定不动，因此带动主动带轮24、从动带轮29转动，从而带动平板28及其上的角度跟踪部分3实现纵向(前后)移动。两个限位开关(限位开关一 20和限位开关二 26)用于平板28空窗两端纵向移动到靠近固定支撑块27时，产生接近感应信号，用于控制距离跟踪部分2(或角度跟踪部分3)沿纵向的前后极限位置。如图4所示，角度跟踪部分3的结构是，包括与连接板25固定连接的底座33，底座33上安装有角度跟踪电机31，角度跟踪电机31的输出轴与蜗轮蜗杆减速器32传动连接，蜗轮蜗杆减速器32设置有伸出轴35 ;角度跟踪电机31上沿设置有一个限位开关三34，底座33的下沿设置有一个限位开关四36，该两个限位开关分别用于控制角度跟踪部分3的上下极限位置。如图5所示，刷洗部分4的结构是，包括刷盘架44，刷盘架44上固定安装有连接杆45，连接杆45的另一端固定套装在伸出轴35上，刷盘架44沿纵向两侧的滑轨中设置有安装板47，安装板47外表面(朝向清洗对象的一面)安装有多组刷盘43，每组刷盘43均设置有自己的自转电机，安装板47内表面固定有刷洗移动电机46,刷洗移动电机46与齿轮齿条副41中的齿轮传动连接，齿轮齿条副41中的齿条纵向固定安装在刷盘架44上，沿齿条所在的纵向两端外沿分别设置有一个位移传感器(即位移传感器一 40和位移传感器二 42)，沿齿条所在的纵向两端内沿分别设置有一个限位开关(即限位开关五48和限位开关六49)。齿轮齿条副41用于实现安装板47的上下移动(完成位移动作);刷盘43自身转动用于实现完成清洗灰尘的动作。两个位移传感器安装在刷盘架44的纵向两端，实际清洗灰尘时处于上下两端位置，用于检测刷盘架44与太阳能曲面聚光反射镜之间的距离；刷盘架44内侧两端安装的两个限位开关，用于对安装板47的移动进行接近感应。清洗一列曲面镜时，刷洗部分4的前后移动依靠距离跟踪部分2，刷洗部分4的沿曲面移动依靠角度跟踪部分3及齿轮齿条副41 ;当清洗完一列曲面镜，装置的左右移位依靠工程车等其他地面装载装置来完成。本实用新型的用于曲面镜的自动清洗装置，还设置有控制机构，由PLC作为主控制器，PLC同时与上述的六个限位开关、两个位移传感器分别连接，接收输入的状态信号；PLC另外与升降电机11、平移电机21、角度跟踪电机31、刷洗移动电机46以及各个自转电机分别连接，输出相应动作的指令信号，全部采用步进电机驱动完成曲面的自动跟踪，实现统一协调的控制。本实用新型用于曲面镜的自动清洗装置的工作原理是，I)对清洗高度的调整:参照图2，PLC控制升降电机11动作，驱动滚珠丝杠12带动升降平台13上升到需要刷洗的聚光反射镜位置，完成高度调整。2)距离跟踪:参照图3，距离跟踪部分2安装在升降平台13上，平移电机21驱动主动带轮24转动，主动带轮24带动平板28通过圆形导轨22在滑块23上移动，当两个限位开关(20或26)触碰到支撑块27时，检测信号反馈给PLC，控制器控制平移电机21停转，限位开关(20或26)起到限位保护作用。如图5所示，刷盘架44上安装的两个位移传感器(40或42)检测刷盘架44与太阳能曲面聚光反射镜之间的距离，当距离到达设定值时，位移传感器(40或42 )将检测到的开光量反馈给PLC控制器，平移电机21停止转动，完成距离跟踪。3)角度跟踪:图4中，角度跟踪电机 31驱动蜗轮蜗杆减速器32转动，大幅度的降低转动速度，角度跟踪电机31及底座33上均安装有一个限位开关(34和36)，当限位开关(34和36)检测到蜗轮蜗杆减速器32接近时，检测信号反馈给PLC控制器，角度跟踪电机31停转，限位开关(34和36)起到保护作用。刷盘架44上安装的位移传感器(40和42)检测刷盘架44与太阳能曲面聚光反射镜之间的平行度，当两者平行时，位移传感器(40和42)将检测到的开光量反馈给PLC控制器，角度跟踪电机31停止转动，完成角度的调整跟踪。4)刷洗部分4的控制: 如图5所示，连接杆45安装在蜗轮蜗杆减速器42的伸出轴上，刷洗移动电机46驱动齿轮齿条副41运动，齿条固定在安装板47上；齿条上下运动带动安装板47及刷盘43上下运动，同时刷盘43自行转动；限位开关(48和49)检测到安装板47时，检测信号反馈给PLC控制器，刷洗移动电机46停转完成曲面反射镜的清洗工作。当自动清洗装置纵向擦洗完一组曲面聚光反射镜后，四个部分的设备全部在PLC控制器的控制下，回复到起始状态。本实用新型的用于曲面镜的自动清洗装置，尤其适应风沙较为严重的荒漠地带，能够方便的清洗曲面聚光反射镜上的灰尘，降低人工的劳动力成本；保持太阳能曲面反射镜的反光率不会降低 ，保证了正常的发电效率。
权利要求1.一种用于曲面镜的自动清洗装置，其特征在于:包括升降部分(I)、距离跟踪部分(2)、角度跟踪部分(3)、刷洗部分(4)和控制机构，所述的距离跟踪部分(2)的结构是，包括固定安装在升降平台(13)上端的连接板(25),连接板(25 )上表面设置有两组滑块(23 )和一个支撑块(27 )，两组滑块(23 )沿连接板(25)上表面纵向两边设置，每组滑块(23)上安装有一组导轨(22)，导轨(22)的上端与平板(28)下表面固定连接；平板(28)的中央部分设置为空窗，沿空窗纵向移动方向的两端内沿设置有限位开关一(20)和限位开关二(26)，沿空窗纵向移动方向的两端上表面固定设置有平移电机(21)、从动带轮(29 )及角度跟踪部分(3 )，支撑块(27 )安装在连接板(25 )上固定不动，固定支撑块(27)向上高出空窗的位置上纵向固定连接有齿形带，平移电机(21)输出轴与主动带轮(24)传动连接，主动带轮(24)通过齿形带与从动带轮(29)传动连接；所述的角度跟踪部分(3)的结构是，包括与连接板(25)固定连接的底座(33)，底座(33)上安装有角度跟踪电机(31)，角度跟踪电机(31)的输出轴与蜗轮蜗杆减速器(32)传动连接，蜗轮蜗杆减速器(32)设置有伸出轴(35);角度跟踪电机(31)上沿设置有一个限位开关三(34)，底座(33)的下沿设置有一个限位开关四(36)。
2.根据权利要求1所述的用于曲面镜的自动清洗装置，其特征在于:所述的升降部分(I)结构，包括升降平台(13)，升降平台(13)下端的支腿横杠(14)两端设置在底座的滑道上，升降电机(11)的输出轴与滚珠丝杠(12)传动连接，滚珠丝杠(12)与升降平台(13)的支腿横杠(14)中间的丝母套筒套接，支腿横杠(14)与升降平台(13)的升降杆(15)铰接。
3.根据权利要求1所述的用于曲面镜的自动清洗装置，其特征在于:所述的刷洗部分(4)的结构是，包括刷盘架(44)，刷盘架(44)上固定安装有连接杆(45)，连接杆(45)的另一端固定套装在伸出轴(35)上，刷盘架(44)沿纵向两侧的滑轨中设置有安装板(47)，安装板(47)外表面安装有多组刷盘(43)，每组刷盘(43)均设置有自己的自转电机，安装板(47)内表面固定有刷洗移动电机(46),刷洗移动电机(46)与齿轮齿条副(41)中的齿轮传动连接，齿轮齿条副(41)中的齿条纵向固定安装在刷盘架(44)上，沿齿条所在的纵向两端外沿分别设置有一个位移传感器， 沿齿条所在的纵向两端内沿分别设置有限位开关五(48)和限位开关六(49)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于曲面镜的自动清洗装置，包括升降部分、距离跟踪部分、角度跟踪部分、刷洗部分和控制机构；距离跟踪部分的结构是，包括连接板，连接板上表面设有两组滑块和一支撑块，每组滑块通过导轨与平板下表面连接；平板的中央部分设为空窗，沿空窗两端各设置有一限位开关，沿空窗两端上表面设置有平移电机、从动带轮及角度跟踪部分，固定支撑块上固定有齿形带，平移电机与主动带轮、齿形带及从动带轮传动连接；角度跟踪部分的结构是，包括底座上安装有角度跟踪电机，角度跟踪电机与蜗轮蜗杆减速器传动连接；角度跟踪电机及底座的下沿分别设置有一限位开关。本实用新型装置，安全可靠性较好，尤其适应风沙较为严重的荒漠地带。
文档编号B08B13/00GK203091316SQ20132000382
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者高峰, 王瑷, 梁亮, 雷鹏涛, 魏玉昌, 张多, 李艳 申请人:西安理工大学