玻璃连栋温室顶部玻璃自动清洗装置的设计

玻璃连栋温室顶部玻璃自动清洗装置的设计

袁杰  安一凡  李孜鑫  陈文成  刘文帅

（河北农业大学机电工程学院河北保定 071001）

摘要：玻璃温室发展势头正猛，其表面灰尘严重阻碍玻璃温室内作物的生产，棚顶遮阳网支撑立柱的存在又使一般清洗装置无法正常执行清洗作业。因此，针对我国普遍使用的带有遮阳网的连栋式玻璃温室棚顶清洗困难的问题，发明了一种玻璃连栋温室顶部玻璃自动清洗装置。该装置由行走动力驱动模块，清洗模块，导水模块，调节机构转换模块五大模块组成，且具有较高的自动化程度，可以有效解决目前玻璃温室棚顶清洗的自动化，安全性差，效率低，遮阳网支立柱阻碍清洗等问题。

关键词：玻璃温室；棚顶；清洗；自动化

1 引言

玻璃温室大棚作为现代农业的重要组成部分，拥有优异的透光率，良好的保温效果和较长的寿命，具有良好的发展前景。近年来，随着中国政策的大力推动和农产品需求的不断增加，大棚面积迅速扩大，总面积居世界第一。其中，玻璃温室的棚顶透光率在温室发展过程中起着重要的作用。但长期不清洗棚顶会造成温室棚顶透光率下降，导致作物减产。然而，国内的温室棚顶结构比较复杂，且为轻钢骨架，载荷较小，人工清洗成本高，清洗效率低且危险系数大。查阅国内外温室棚顶清洗设备的研究现状，关于玻璃温室的很少，已有的一款较成熟的玻璃温室棚顶清洗装置只能用于清洗无遮阳网的玻璃温室，而我国大部分的玻璃温窒都安装了遮阳网。针对我国有遮阳网的屋脊型玻璃温室棚顶清洗困难，目前没有合适的清洗设备的问题，提出了玻璃温室棚顶消洗装置的整件设计方案，确定了其功能和组成结构。

2 总体方案设计

如玻璃温室棚顶清洗装置外观结构设计示意图所示，玻璃温室拥清洗装置行走在屋脊型玻璃温室棚顶上，主要包括行走动力驱动模块，清洗机构，导水机构，调节机构转换机构五大机构组成。

装置支架由主支架和横拉杆组成，形状是矩形，使得结构更稳固，材质均为培合金，重量轻且在有空气、光和水等复杂的自然环境中不易生锈；屋脊两侧的支架由较链连接，可活动的铰链使清洗装置能适应不同坡度的温室棚顶，还能更好地越过棚顶上的障碍物；行走机构是分布在梯形支架前后的立式圆盘刷，毛刷辊是柔性的，能更好地适应温室棚顶表面，毛刷辑由行走电机驱动旋转，带动整个装置前进和后退；清洗机构由圆盘刷构成，在喷水管喷清洗液时旋转的圆盘刷对棚顶的脏物进行清洗；升降机构是用每侧４个升降电机控制悬架的高度。

图1总体方案结构设计

3工作步骤及原理

本装置采用“人”字形结构进行清洗玻璃温室棚顶所突出来的三角部分玻璃，在玻璃温室棚顶第一作业区（即第一列横向玻璃）进行一个来回的清洗作业，清洗完第一作业区后进入工作转向区，此时大水箱注满水对小水箱进行灌输，灌输完成后在调节转换支架上进行横向移动，进入第二作业区，完成第一轮次的工作。

图2  工作步骤及原理

4创新点

1．不受遮阳网支立柱影响，本装置与市场现有装置相比较，可以不受遮阳网支立柱影响，完美绕过柱子进行工作。

2．可实现跨区域作业，装置配有智能转移搭载平台，可以实现自动化跨栋作业，解决清扫设备移动困难的问题。

3．立式清洗刷盘，采用交错立式刷洗方式，清扫刷盘交叉分布，清洗方位全面，除垢能力强，清洁速度快。

4．全自动化清洗，通过智能控制系统进行轨迹监测，自动控制装置清洗路线，实现全自动无人化智能清洗。

参考文献

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[4]孔维蓉,何培祥,李博,徐丹.玻璃温室棚顶清洗机设计[J].江苏农业科学,2015,43(09):429-431.   

基金项目：2023-2024年度河北农业大学大学生创新创业训练计划项目《琉璃清庭——玻璃连栋温室顶部玻璃自动清洗装置》，项目编号2024093。

作者简介：袁杰，男，2000.09.29，河北张家口人，本科在读，研究方向：机械设计制造及其自动化。