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玻璃温室棚顶清洗装置的技术解析

更新时间:2019-04-06 07:18

  

  国内温室主要有塑料温室和玻璃温室两种。塑料温室以其成本低、结构简单等优点被广泛应用:玻璃温室因成本较高、结构相对复杂等原因主要应用于科研教学中。随着社会、经济的不断发展,人们环保意识不断提高,玻璃温室以其优异的透光率、良好的保温效果和较长的寿命,正逐渐应用到农业生产中,所占比例不断增加,具有很好的发展前景。

  玻璃温室寿命长,但长时间使用,尘土、青苔等覆于玻璃表面,不易被降雨冲洗掉,严重影响温室透光率,进而影响作物产量,使经济效益下降[]。因此,定期清洗玻璃温室大棚棚顶,提高透光率尤为重要。玻璃温室大棚清洗设备国外早有研究,荷兰等农业发达国家拥有先进的半自动玻璃温室清洗设备,设备行走于天沟,多组毛刷同时转动对天沟两侧棚顶进行清洗,清洗效果好、效率高。中国温室大多安装遮阳网,天沟无法行走,所以在中国不适用。国内关于塑料大棚清洗机械的研究,最典型的一种是利用高压水流冲击装有毛刷的水轮叶片,带动水轮高速旋转,毛刷与水一起冲刷薄膜达到清洗目的。该装置结构简单,能解决温室清洗问题,但自动化程度低,操作不便。因此,研究一种适用于中国生产情况且具有较高自动化、较好清洗效果的玻璃温室清洗装置具有现实意义。

  清洗装置的设计要考虑的问题:首先是清洗方法,多种清洗方法相对比,最终采用易实现且高效节水、清洗效果好的旋转盘刷喷水清洗方法;其次是行走方式,因天沟无法行走,故在清洗装置上安装较长的柔性毛刷辊,利用其与棚顶的摩擦在棚顶行走;再次是控制系统,采用无线遥控,方便操作。

  玻璃温室应用最多的是“人”字棚顶,清洗装置分左右两边,中间铰接,能与棚顶较好地贴合。清洗装置前后各有一长度与机身相当的毛刷辊。工作时,两毛刷辊转动,带动整机在棚顶行走,同时中间清洗毛刷转动刷洗棚顶。装置前后有喷头喷水,前面润湿棚顶便于清洗,后面冲洗刷掉的污垢。由于玻璃温室棚顶每块玻璃间有凸起框架,经过时毛刷转动会受阻,因此,设计毛刷升降机构,当检测到毛刷转动受阻较大时,将毛刷提起一定高度,越过凸起。正常清洗时也可控制毛刷升降,调整毛刷与棚顶间的压力,达到不同的清洗效果。

  

  机械结构需要控制系统协调才能顺利完成清洗工作。所以控制系统的设计也很重要,根据玻璃温室棚顶清洗装置控制系统所需实现的功能,绘制控制系统总体结构。

  相应功能的反馈信号由对应的传感器采集反馈,CPU进行处理并做出相应动作。棚顶端部检测模块由安装在清洗装置前后的带有霍尔传感器的触碰杆构成,到达棚顶端部时触碰杆下压,从而使霍尔传感器产生反馈信号。行走同步检测模块通过接近开关传感器感应棚顶金属梁产生反馈信号,CPU根据两侧反馈信号的时间差控制行走电机做出相应动作。其余模块使用相应的传感器,电流检测用电流传感器,位置检测用霍尔传感器。

  玻璃温室棚顶的清洗装置,该清洗装置结构简单,自动化程度高,清洗效果较好。对影响清洗效果的3个主要影响因素进行正交试验分析,通过方差、极差分析以及最优组合平均值的比较,得到因素主次顺序及最优组合。在试验各因素水平组合中,当行走速度为2.31m/min、盘刷转速为97r/min、喷水量为9L/min时,对玻璃温室棚顶的清洗效果最好、效率最高。

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