阅读说明：本技术 一种小范围积雪防护与清除装置 (Small-range snow protection and removal device ) 是由 周盈吉 阎广建 周裕洪 于 2019-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种小范围积雪防护与清除装置,该装置包括伸缩机构,所述伸缩机构包括伸缩杆以及伸缩杆驱动组件；防护罩,所述防护罩与所述伸缩杆相连；降雪感应机构,所述降雪感应机构用于获取降雪信号；控制器,所述控制器分别与所述伸缩驱动组件以及所述降雪感应机构可通信相连接。本申请提供的小范围积雪防护与清除装置,结构简单合理,安装使用方便。降雪感应机构和驱动电机可在野外温度达到-40℃的情况下正常运转,为包括辐射仪器在内的其余野外探测仪器提供防雪保障,减少了人工维护的成本,对仪器起到有效保护作用,支持长期数据采集。(The invention discloses a small-range snow protection and removal device which comprises a telescopic mechanism, wherein the telescopic mechanism comprises a telescopic rod and a telescopic rod driving assembly; the protective cover is connected with the telescopic rod; the snow falling sensing mechanism is used for acquiring a snow falling signal; and the controller is respectively in communication connection with the telescopic driving assembly and the snowing sensing mechanism. The application provides a small scale snow protection and clearing device, simple structure is reasonable, installation convenient to use. The snowfall induction mechanism and the driving motor can normally operate under the condition that the outdoor temperature reaches-40 ℃, so that snow protection is provided for other outdoor detection instruments including radiation instruments, the cost of manual maintenance is reduced, the instruments are effectively protected, and long-term data acquisition is supported.)

一种小范围积雪防护与清除装置

技术领域

本发明涉及野外积雪防护与清除技术领域，特别是涉及一种自动化、无干扰的小范围积雪防护与清除装置。

背景技术

随着自动观测技术的发展，越来越多的仪器被放置在野外以获取长时间连续的各类数据，然而许多仪器的光学或红外传感器在冬季时往往会受到降雪的影响，被积雪覆盖。在积雪覆盖期间，观测被迫中断，这样会影响连续观测，甚至长期的积雪覆盖还会对仪器的传感器造成不可逆损坏。

为了解决这一问题，有许多防护措施被提出，例如人工擦拭，加热融化，风吹，刮除等。这些方法各有优缺点，在这里我们对其进行分析：

人工擦拭法需要专业维护人在降雪停止后迅速到达仪器附近，对仪器传感器上的积雪进行清除。该方法的优点在于能够在短时间内迅速清除积雪，同时在擦除积雪时能够观察到仪器运转的情况，如果发现问题可以及时检修。而缺点也很明显，不少地区在冬季由于积雪影响难以到达，而一些可能架设在高塔上方的仪器人工维护在冬季耗时耗力，且伴有风险。

加热融化法的优点在于可以不接触仪器的情况下进行处理。但在冬季这种方法耗能较多，覆盖雪量较大时，需要长时间加热，加热产生的热量可能会对一些仪器的红外探头产生干扰，长期的加热会使得仪器测量的数据发生偏差。

风吹法大致可分为两类，一类是聚集自然风进行吹拂，将仪器表面的积雪吹除掉；第二类是利用电机驱动风扇的形式对仪器表面的积雪进行吹除。这两种方法都可以在不接触仪器的情况下尽量吹除积雪。同时自然风吹雪不需要消耗太多能源，在温度较低时也可正常运转，但其主要的缺点在于自然风的不稳定性，不能保证每次降雪时都及时吹除，而一旦积雪覆盖在仪器表面时间比较长后，吹除难度将会迅速增大。利用风扇吹雪的方法则可以保证稳定的吹雪频率，但风扇吹雪的过程中需要距离仪器较近，这可能在其他时候会干扰到仪器的正常运行。

刮除法主要使用类似雨刮器的工具对仪器表面的降雪进行刮除。这一方法可以自动刮除仪器表面的积雪；但比较适用于平面状的仪器，在所需要防护的仪器表面不是平面时，需要对其进行修改，同时也有损伤仪器的风险。

因此，如何提供一种自动化且无损的防护装置用于实现对野外仪器进行降雪防护，是迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种小范围积雪防护与清除装置。一种自动化无损伤风险且能稳定防护仪器并清除积雪的小型装置，以实现冬季无人状况下的仪器防护。

本发明提供了如下方案：

一种小范围积雪防护与清除装置，包括：

伸缩机构，所述伸缩机构包括伸缩杆以及伸缩杆驱动组件；

防护罩，所述防护罩与所述伸缩杆相连；

降雪感应机构，所述降雪感应机构用于获取降雪信号；

控制器，所述控制器分别与所述伸缩驱动组件以及所述降雪感应机构可通信相连接；所述控制器用于根据所述降雪信号向所述伸缩驱动组件输出伸出或缩回驱动指令，所述伸缩驱动组件用于根据所述伸出或缩回驱动指令驱动所述伸缩杆伸出或缩回，以便所述伸缩杆带动所述防护罩移动至待防护设备的上方或返回待命位置。

优选地：所述降雪感应机构包括感应探头以及信号输出线，所述感应探头内部设置有加热组件，所述加热组件用于融化探头表面的积雪；所述控制器包括控制芯片，所述控制芯片连接有降雪信号接收器以及温度传感器，所述降雪信号接收器与所述输出线相连，所述控制芯片与所述伸缩杆驱动组件相连；所述控制芯片执行以下操作：

接收到所述降雪信号的同时对所述温度传感器获取到的温度值进行判断；判断所述温度值是否在降雪温度区间内；

如果是，则向所述伸缩驱动组件输出所述伸出驱动指令；如果不是，则不向伸缩驱动组件发出任何指令。

优选地：所述控制芯片还用于执行以下操作：

确定所述降雪信号停止；则延时30分钟向所述伸缩驱动组件输出缩回驱动指令。

优选地：所述防护罩内侧设置有发热组件，所述发热组件与所述控制器相连；所述控制芯片还用于执行以下操作：

确定所述降雪信号停止则向所述发热组件输出发热控制指令，以便所述发热组件在接收到所述发热控制指令后进行加热，直到30分钟后停止。

优选地：所述防护罩由两块矩形塑料板拼接而成，两块所述塑料板形成的张角为120度。

优选地：所述发热组件为发热碳纤维，所述发热碳纤维位于两块所述矩形塑料板内侧。

优选地：所述伸缩机构包括电动推杆，所述伸缩杆驱动组件包括驱动电机。

优选地：还包括供电组件，所述供电组件包括可充电蓄电池以及与所述可充电蓄电池相连的太阳能发电组件。

优选地：还包括支撑架，所述伸缩机构与所述支撑架的顶部相连，所述支撑架的底部用于实现与固定物的相连接。

优选地：所述支撑架为三角支架，所述三角支架包含的三个支脚下部分别连接有底板，所述底板上开设有用于实现与固定物相连的至少两个通孔。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种小范围积雪防护与清除装置，在一种实现方式下，该装置可以包括伸缩机构，所述伸缩机构包括伸缩杆以及伸缩杆驱动组件；防护罩，所述防护罩与所述伸缩杆相连；降雪感应机构，所述降雪感应机构用于获取降雪信号；控制器，所述控制器分别与所述伸缩驱动组件以及所述降雪感应机构可通信相连接；所述控制器用于根据所述降雪信号向所述伸缩驱动组件输出伸出或缩回驱动指令，所述伸缩驱动组件用于根据所述伸出或缩回驱动指令驱动所述伸缩杆伸出或缩回，以便所述伸缩杆带动所述防护罩移动至待防护设备的上方或返回待命位置。本申请提供的小范围积雪防护与清除装置，结构简单合理，安装使用方便。降雪感应机构和驱动电机可在野外温度达到-40℃的情况下正常运转，为包括辐射仪器在内的其余野外探测仪器提供防雪保障，减少了人工维护的成本，对仪器起到有效保护作用，支持长期数据采集。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种小范围积雪防护与清除装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的防护罩的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的降雪感应机构与控制器的连接示意图；

图4是本发明实施例提供的支撑架的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的各电器元件的连接示意图。

图中：伸缩杆1、伸缩杆驱动组件2、防护罩3、降雪感应机构4、控制器5、控制芯片6、降雪信号接收器7、温度传感器8、发热组件9、可充电蓄电池10、太阳能发电组件11、支撑架12、底板13、通孔14。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1、图2、图3、图4、图5，为本发明实施例提供的一种小范围积雪防护与清除装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示，该装置包括伸缩机构，所述伸缩机构包括伸缩杆1以及伸缩杆驱动组件2；具体的，所述伸缩机构包括电动推杆，所述伸缩杆驱动组件包括驱动电机。采用电机作为伸缩机构的执行元件，可以保证在零下40℃以内都可以保证正常工作。

防护罩3，所述防护罩3与所述伸缩杆2相连；具体的，所述防护罩3由两块矩形塑料板拼接而成，两块所述塑料板形成的张角为120度。所述发热组件为发热碳纤维，所述发热碳纤维位于两块所述矩形塑料板内侧。

降雪感应机构4，所述降雪感应机构4用于获取降雪信号；降雪感应机构4主要包括感应探测头与信号输出线两个部分。其中降雪感应探测头在降雪状态时表面电阻迅速发生较大变化，导致通过其表面的电流迅速增大，可以比较灵敏地探测出降雪现象，并通过信号发射器给出降雪的起止时间。该降雪感应机构可以采用市售的降雪感应器，例如，型号为RY-YX的雨雪传感器。

控制器5，所述控制器5分别与所述伸缩驱动组件2以及所述降雪感应机构5可通信相连接；所述控制器5用于根据所述降雪信号向所述伸缩驱动组件2输出伸出或缩回驱动指令，所述伸缩驱动组件2用于根据所述伸出或缩回驱动指令驱动所述伸缩杆1伸出或缩回，以便所述伸缩杆1带动所述防护罩3移动至待防护设备的上方或返回待命位置。

进一步的，由于在野外环境中，可能出现灰尘以及降雨等情况造成降雪感应机构出现误判的情况，为了保证本申请提供的装置对于降雪判断的准确性。本申请实施例还可以提供所述降雪感应机构4包括感应探头以及信号输出线，所述感应探头内部设置有加热组件，所述加热组件用于融化探头表面的积雪，所述控制器包括控制芯片6，所述控制芯片连接有降雪信号接收器7以及温度传感器8，所述降雪信号接收器7与所述输出线相连，所述控制芯片6与所述伸缩杆驱动组件2相连；所述控制芯片6执行以下操作：

接收到所述降雪信号的同时对所述温度传感器获取到的温度值进行判断；判断所述温度值是否在降雪温度区间内；该降雪温度区间可以根据该装置设置区域当地气象局提供的往年降雪时当地气温区间所确定。通常当气温在-2℃以下时才会出现降雪，如果温度传感器获取到的温度高于-2℃说明此事出现降雪的概率很低，因此无需启动降雪感应机构，当温度低于-2℃时，将降雪感应机构的电源接通，降雪感应机构实时对降雪情况进行检测，当降雪感应机构传输给该控制芯片的电流值发生突变后，则确定出现降雪情况，待防护设备需要进行防护。这种方式即可以准确进行降雪预判，还可以有效地节约电能。避免降雪感应机构持续工作带来的能源浪费。当然，根据仪器所处位置不同，对降雪进行判断的温度阈值也应该及时调整。

如果是，则向所述伸缩驱动组件输出所述伸出驱动指令。

所述控制芯片6还用于执行以下操作：

确定所述降雪信号停止则延时30分钟向所述伸缩驱动组件输出缩回驱动指令。

当温度与降雪信号都不满足预设的条件时，伸缩杆处于收缩状态；当温度与降雪信号都检测到且满足预设的条件后，伸缩杆伸长；当降雪信号停止时，则延时30分钟伸缩杆收缩；当温度信号不满足时，伸缩杆继续保持伸长状态，直到降雪信号停止后延时30分钟收缩。

由于该防护罩不会将待防护设备完全包裹，因此可能出现有缝隙处有部分降雪落到待防护设备上，为了能够及时将这一部分积雪清除，本申请实施例还可以提供所述防护罩内侧设置有发热组件9，所述发热组件9与所述控制器5相连；所述控制芯片6还用于执行以下操作：

确定所述降雪信号停止时向所述发热组件输出发热控制指令，以便所述发热组件在接收到所述发热控制指令后进行加热。该降雪信号停止的判断可以是当感应探头表面电流减小后则确定此事降雪停止，该发热组件发热后可以使待防护设备上的积雪融化，达到清除积雪的目的。该防护罩接在伸缩杆上，由两块矩形塑料板构成，内表面附有发热碳纤维。塑料板的尺寸可以为25cm*15cm，两个板的张角为120度；其内表面的发热碳纤维在伸缩杆接收到缩回信号并延时缩回时开始发热，持续30分钟后停止。

由于该装置通常被设置在野外环境中，野外环境中缺少稳定的供电电源，为了解决这一问题，本申请实施例还可以提供供电组件，所述供电组件包括可充电蓄电池10以及与所述可充电蓄电池10相连的太阳能发电组件11。所述电源与充电部分包括12V，2A直流蓄电池，太阳能电池板与连接线，该部分主要为防护装置提供长期稳定供电。

进一步的，还包括支撑架12，所述伸缩机构与所述支撑架12的顶部相连，所述支撑架12的底部用于实现与固定物的相连接。所述支撑架12为三角支架，所述三角支架包含的三个支脚下部分别连接有底板13，所述底板13上开设有用于实现与固定物相连的至少两个通孔14。支撑架主要起到支撑伸缩机构与防护罩的作用。可以将感应器、伸缩机构、太阳能电池板等固定在支架上。三角支架的底端有两个孔，可根据需求将其固定在地面或高塔上。

总之，本申请提供的小范围积雪防护与清除装置，结构简单合理，安装使用方便。降雪感应机构和驱动电机可在野外温度达到-40℃的情况下正常运转，为包括辐射仪器在内的其余野外探测仪器提供防雪保障，减少了人工维护的成本，对仪器起到有效保护作用，支持长期数据采集。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。