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申请/专利权人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所

摘要：本发明公开了一种用于清洗水下传感器的磁铁式电刷装置及清洗方法，电刷装置包括直流电机、光学元器件、限位开关、支撑组件和电刷组，所述电刷组包括上部组件和下部组件，上部组件包含转换头、触碰杆、方形磁铁，所述触碰杆套在所述转换头上，所述转换头一端连接所述直流电机的输出轴，另一端粘接两块所述方形磁铁；下部组件包含径向磁铁、径向磁铁连接头、电刷头、硅胶片，所述径向磁铁连接头一端粘结所述径向磁铁，另一端安装所述电刷头，所述硅胶片与所述电刷头连接，所述硅胶片贴紧光学元器件的表面；直流电机通过转换头带动方形磁铁转动，利用磁极间相吸相斥原理间接带动径向磁铁往复转动，从而带动电刷头往复摆动，完成光学元器件的清洁。

主权项：1.一种用于清洗水下传感器的磁铁式电刷装置，其特征在于，包括直流电机、光学元器件、限位开关、支撑组件和电刷组，所述电刷组包括上部组件和下部组件，上部组件包含转换头、触碰杆、方形磁铁，所述触碰杆套在所述转换头上，所述转换头一端连接所述直流电机的输出轴，另一端粘接两块所述方形磁铁；下部组件包含径向磁铁、径向磁铁连接头、电刷头、硅胶片，所述径向磁铁连接头一端粘结所述径向磁铁，另一端安装所述电刷头，所述硅胶片与所述电刷头连接；所述支撑组件包括固定板、铜柱、端盖、底部卡环、支撑杆，所述固定板安装在所述直流电机上，通过所述铜柱将所述直流电机、所述转换头、所述触碰杆、所述方形磁铁固定在所述端盖一侧，利用所述底部卡环将所述径向磁铁、所述径向磁铁连接头、所述电刷头固定在所述端盖另一侧，所述光学元器件安装在所述端盖上，所述硅胶片贴紧光学元器件的表面，所述支撑杆安装在所述端盖上，与所述电刷组的下部组件安装在同一侧；所述限位开关安装于端盖上，与所述电刷组的上部组件安装在同一侧，位于触碰杆旁侧。

全文数据：一种用于清洗水下传感器的磁铁式电刷装置及清洗方法技术领域本发明属于水下传感器清洗技术领域，涉及一种用于海洋水下生态监测传感器的磁铁式电刷装置，具体涉及一种用于清洗水下传感器的磁铁式电刷装置及清洗方法。背景技术随着现代化进程逐步提高，海洋生态环境尤其是近海受污染程度日益严重，海洋生态系统受到不同程度的破坏。海洋水下生态监测传感器应用声、光、电、生物学等传感元件，可以综合监测物理、化学和生物等参数，主要包括水质综合参数、营养盐、有机物等，可对海洋环境进行实时监测并快速预警，对保护和改善生态环境具有重大现实意义。海洋生态监测传感器长时间放置在水下时，海中生物会附着在传感器敏感元器件的表面，严重影响传感器的正常监测工作，故传感器多数在光学镜面处安装电刷进行擦拭。但是现有电刷零件加工精度要求高、结构复杂、稳定性差。发明内容针对现有技术存在的不足，本发明提供一种用于清洗水下传感器的磁铁式电刷装置及清洗方法，在一定频率内电刷通过往复摆动对传感器上光学敏感元器件表面进行擦拭，保证传感器的测量精度，具有结构简单、空间需求小、密封性强的特点。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于清洗水下传感器的磁铁式电刷装置，包括直流电机、光学元器件、限位开关、支撑组件和电刷组，所述电刷组包括上部组件和下部组件，上部组件包含转换头、触碰杆、方形磁铁，所述触碰杆套在所述转换头上，所述转换头一端连接所述直流电机的输出轴，另一端粘接两块所述方形磁铁；下部组件包含径向磁铁、径向磁铁连接头、电刷头、硅胶片，所述径向磁铁连接头一端粘结所述径向磁铁，另一端安装所述电刷头，所述硅胶片与所述电刷头连接；所述支撑组件包括固定板、铜柱、端盖、底部卡环、支撑杆，所述固定板安装在所述直流电机上，通过所述铜柱将所述直流电机、所述转换头、所述触碰杆、所述方形磁铁固定在所述端盖一侧，利用所述底部卡环将所述径向磁铁、所述径向磁铁连接头、所述电刷头固定在所述端盖另一侧，所述光学元器件安装在所述端盖上，所述硅胶片贴紧光学元器件的表面，所述支撑杆安装在所述端盖上，与所述电刷组的下部组件安装在同一侧；所述限位开关安装于端盖上，与所述电刷组的上部组件安装在同一侧，位于触碰杆旁侧。优选的是，所述端盖上加工有用于放置所述方形磁铁和所述径向磁铁的圆柱形凹槽，两个凹槽位于正反两侧同一位置，且两个凹槽不相通、底部间隔一段距离。优选的是，所述的两个凹槽底部距离为3mm。优选的是，所述支撑杆包括两根，位于光学元器件两端，限制所述电刷头的转动角度。优选的是，所述触碰杆转动接触所述限位开关的同时，所述电刷头触碰其中的一根支撑杆。一种水下传感器的清洗方法，采用前述的磁铁式电刷装置，按照下述步骤进行：1启动直流电机，带动触碰杆及方形磁铁转动；2触碰杆接触限位开关时，电刷头同时触碰一根支撑杆，此时直流电机继续转动，电刷组的下部组件整体由于支撑杆阻挡保持不动；3当直流电机继续转动12圈时，方形磁铁与径向磁铁处于磁极同极相斥的状态，直流电机带动方形磁铁继续转动时，方形磁铁和径向磁铁间状态变成异性相吸，径向磁铁带动电刷头迅速回转到另一侧支撑杆处，带动所述的硅胶片在光学元器件的表面擦拭清扫一次，完成一次工作流程；4直流电机继续转动，带动电刷头往复摆动，进而带动硅胶片在光学元器件的表面往复擦拭清扫，直至清洁。与现有技术相比，本发明优点在于：直流电机通过转换头带动方形磁铁转动，利用磁极间相吸相斥原理间接带动径向磁铁往复转动，从而带动电刷头往复摆动，完成光学元器件的清洁。相比于电刷转动常规采用的动密封原理，磁极间的相吸相斥取代了转轴，装置整体运转不需在端盖处加工通孔，保证了装置整体的密封性，非常适用于水下传感器的清洁；而且极大地减少了摩擦力，减少设备磨损以及降低功耗；整套装置只需要一个微动开关，缩减了装置整体体积大小，极大地节约了成本。附图说明图1为本发明的电刷装置的立体图一；图2为本发明的电刷装置的立体图二；图3为本发明的电刷装置的立体图三；图4为本发明的电刷装置的仰视图；图5为本发明的电刷装置的剖面图。图中，1、直流电机，2、固定板，3、铜柱，4、端盖，5、限位开关，6、支撑杆，7、光学元器件，8、底部卡环，9、电刷头，10、触碰杆，11、转换头，12、方形磁铁，13、径向磁铁，14、径向磁铁连接头，15、硅胶片。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明。本实施例提供了一种用于清洗水下传感器的磁铁式电刷装置，参阅附图1-5，包括直流电机1、光学元器件7、限位开关5、支撑组件和电刷组。电刷组包括上部组件和下部组件，上部组件包含转换头11、触碰杆10、方形磁铁12，触碰杆10套在转换头11上，转换头11一端连接直流电机1的输出轴，另一端粘接两块所述方形磁铁12。下部组件包含径向磁铁13、径向磁铁连接头14、电刷头9、硅胶片15，径向磁铁连接头14一端粘结径向磁铁13，另一端安装电刷头9，硅胶片15与电刷头9连接，电刷头9具有延伸杆，硅胶片15安装在延伸杆上。转换头11材料选用304不锈钢，方形磁铁12通过胶黏的方式固定在转换头11上；径向磁铁连接头14材料采用POM等塑料材质，径向磁铁13通过胶黏的方式固定在径向磁铁连接头14上。支撑组件包括固定板2、铜柱3、端盖4、底部卡环8、支撑杆6。端盖4上加工有用于固定所述光学元器件7的通孔，端盖4上加工有用于放置所述方形磁铁12和所述径向磁铁13的圆柱形凹槽，两个凹槽位于正反两侧同一位置，且两个凹槽不相通、底部间隔一段距离。根据端盖4厚度加工后保证两凹槽底部距离约为3mm。固定板2安装在直流电机1上，通过所述铜柱3将所述直流电机1、所述转换头11、所述触碰杆10、所述方形磁铁12固定在所述端盖4一侧，利用所述底部卡环8将所述径向磁铁13、所述径向磁铁连接头14、所述电刷头9固定在所述端盖4另一侧。光学元器件7安装在端盖4上，硅胶片15贴紧光学元器件7的表面，支撑杆6安装在端盖4上，与所述电刷组的下部组件安装在同一侧。支撑杆6包括两根，位于光学元器件7两端，可以用来限制所述电刷头9的转动角度。限位开关5安装于端盖4上，与所述电刷组的上部组件安装在同一侧，位于触碰杆10旁侧。触碰杆10转动接触所述限位开关5的同时，所述电刷头9触碰其中的一根支撑杆6。一种水下传感器的清洗方法，采用前述的磁铁式电刷装置，按照下述步骤进行：1启动直流电机1，带动触碰杆10及方形磁铁12转动；2触碰杆10接触限位开关5时，电刷头9同时触碰一根支撑杆，此时直流电机1继续转动，电刷组的下部组件整体由于支撑杆阻挡保持不动；3当直流电机1继续转动12圈时，方形磁铁12与径向磁铁13处于磁极同极相斥的状态，直流电机1带动方形磁铁12继续转动时，方形磁铁12和径向磁铁13间状态变成异性相吸，径向磁铁13带动电刷头9迅速回转到另一侧支撑杆处，带动所述的硅胶片15在光学元器件7的表面擦拭清扫一次，完成一次工作流程；4直流电机1继续转动，带动电刷头9往复摆动，进而带动硅胶片15在光学元器件7的表面往复擦拭清扫，直至清洁。综上所述，本发明直流电机通过转换头带动方形磁铁转动，利用磁极间相吸相斥原理间接带动径向磁铁往复转动，从而带动电刷头往复摆动。相比于电刷转动常规采用的动密封原理，磁极间的相吸相斥取代了转轴，装置整体运转不需在端盖处加工通孔，保证了装置整体的密封性；而且极大地减少了摩擦力，减少设备磨损以及降低功耗；整套装置只需要一个微动开关，缩减了装置整体体积大小，极大地节约了成本。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

权利要求：1.一种用于清洗水下传感器的磁铁式电刷装置，其特征在于，包括直流电机、光学元器件、限位开关、支撑组件和电刷组，所述电刷组包括上部组件和下部组件，上部组件包含转换头、触碰杆、方形磁铁，所述触碰杆套在所述转换头上，所述转换头一端连接所述直流电机的输出轴，另一端粘接两块所述方形磁铁；下部组件包含径向磁铁、径向磁铁连接头、电刷头、硅胶片，所述径向磁铁连接头一端粘结所述径向磁铁，另一端安装所述电刷头，所述硅胶片与所述电刷头连接；所述支撑组件包括固定板、铜柱、端盖、底部卡环、支撑杆，所述固定板安装在所述直流电机上，通过所述铜柱将所述直流电机、所述转换头、所述触碰杆、所述方形磁铁固定在所述端盖一侧，利用所述底部卡环将所述径向磁铁、所述径向磁铁连接头、所述电刷头固定在所述端盖另一侧，所述光学元器件安装在所述端盖上，所述硅胶片贴紧光学元器件的表面，所述支撑杆安装在所述端盖上，与所述电刷组的下部组件安装在同一侧；所述限位开关安装于端盖上，与所述电刷组的上部组件安装在同一侧，位于触碰杆旁侧。2.根据权利要求1所述的用于清洗水下传感器的磁铁式电刷装置，其特征在于，所述端盖上加工有用于放置所述方形磁铁和所述径向磁铁的圆柱形凹槽，两个凹槽位于正反两侧同一位置，且两个凹槽不相通、底部间隔一段距离。3.根据权利要求2所述的用于清洗水下传感器的磁铁式电刷装置，其特征在于，所述的两个凹槽底部距离为3mm。4.根据权利要求1所述的用于清洗水下传感器的磁铁式电刷装置，其特征在于，所述支撑杆包括两根，位于光学元器件两端，限制所述电刷头的转动角度。5.根据权利要求4所述的用于清洗水下传感器的磁铁式电刷装置，其特征在于，所述触碰杆转动接触所述限位开关的同时，所述电刷头触碰其中的一根支撑杆。6.一种水下传感器的清洗方法，其特征在于，采用权利要求5所述的磁铁式电刷装置，按照下述步骤进行：1启动直流电机，带动触碰杆及方形磁铁转动；2触碰杆接触限位开关时，电刷头同时触碰一根支撑杆，此时直流电机继续转动，电刷组的下部组件整体由于支撑杆阻挡保持不动；3当直流电机继续转动12圈时，方形磁铁与径向磁铁处于磁极同极相斥的状态，直流电机带动方形磁铁继续转动时，方形磁铁和径向磁铁间状态变成异性相吸，径向磁铁带动电刷头迅速回转到另一侧支撑杆处，带动所述的硅胶片在光学元器件的表面擦拭清扫一次，完成一次工作流程；4直流电机继续转动，带动电刷头往复摆动，进而带动硅胶片在光学元器件的表面往复擦拭清扫，直至清洁。

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