CN105772470A - 清扫装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清扫装置，包括：外壳；电源；行走单元；导向悬挂单元，将所述光伏清扫机悬挂在被清扫物体上，并导向所述清扫装置的行走方向；清扫单元，设置在所述外壳上，与被清扫物表面接触；换向单元，所述换向单元包括：支架，设置在所述外壳上；滑动件，滑动设置在所述支架上，并向所述支架外延伸预定的距离；磁性元件，固定设置在所述滑动件上，随着所述滑动件的滑动运动；传感器，所述传感器设置在所述外壳上预定的位置，检测所述磁性元件的运动；控制单元，与所述传感器相连，根据所述传感器的信号驱动所述行走单元以及所述清扫单元的运动。通过上述方案能够有效地避免清扫装置在清扫过程中的错误触发，延长维护周期。

Description

清扫装置

技术领域

本专利属于清洁设备技术领域，涉及一种对于平板状平面，尤其是光伏组件阵列组件的表面自动清扫的清扫装置。

背景技术

太阳能光伏发电已经在现有技术中广泛应用，是一种清洁能源。现有技术中通常采用太阳能光伏板进行太阳能发电。当太阳能电池板表面上沾染尘埃或其他杂物时则需要对太阳能电池板进行清扫以提高发电效率。

现有技术中已经记载了多种太阳能电池板阵列的清扫装置，例如包括一种自动清扫车，其能够在太阳能电池板上左右移动从而实现自动清扫，具有效率高成本低的优点。

然而现有技术中清扫车存在一些问题。通常其结构较为复杂总体质量较大，容易造成对于太阳能光伏板的按压，从而容易产生对于太阳电池板的损害。此外，由于在太阳能阵列表面需要往复的运动以提高清扫的效果，所述清扫车中通常需要设置换向装置，而换向装置由于其电子元件的特性容易产生错误的触发和损坏，从而造成所述清扫车的工作故障。因此，现有技术中的清扫车在实际使用中还存在着耐用性和适用性的问题。

发明内容

本专利正是基于现有技术的上述需求而提出的，本专利要解决的技术问题是提供一种清扫设备，使其在平板类物体尤其是光伏板阵列的清扫过程中能够提高清扫设备的耐用性或清扫过程的适用性。

为了解决上述技术问题，本专利提供了如下技术方案：

一种清扫装置，所述清扫装置包括：外壳，承载所述光伏清扫机的部件；

电源，为所述清扫装置提供电力；行走单元，固定设置在所述外壳上，依靠所述行走单元的运动带动所述清扫装置整体相对于被清扫物运动；导向悬挂单元，将所述光伏清扫机悬挂在被清扫物体上，并导向所述清扫装置的行走方向；清扫单元，设置在所述外壳上，与被清扫物表面接触；换向单元，所述换向单元包括：支架，设置在所述外壳上；滑动件，滑动设置在所述支架上，并向所述支架外延伸预定的距离；磁性元件，固定设置在所述滑动件上，随着所述滑动件的滑动运动；传感器，所述传感器设置在所述外壳上预定的位置，检测所述磁性元件的运动；控制单元，与所述传感器相连，根据所述传感器的信号驱动所述行走单元以及所述清扫单元的运动。

优选地，所述外壳包括平板状面板；所述面板的左右侧边的侧板，与所述面板一起形成槽；多个支撑板，分别设置在所述槽的顶部、中部、和底部的沿着所述槽的宽度方向延伸；防护罩，所述防护罩套装在所述槽的顶端。

优选地，所述导向悬挂单元包括：悬挂组件，包括悬挂导向轮，所述悬挂导向轮固定设置于所述外壳顶部的内表面上，与所述外壳的侧板底部间隔预定的间隙；限位组件，所述限位组件固定设置于所述外壳底部的内表面上。

优选地，所述行走单元包括：行走驱动电机，设置在所述第一支撑板的顶部侧面上；第一、第二、第三、第四行走轮分别在所述外壳的内表面的四个角上；第一传动轴，贯穿所述第一行走轮和所述第三行走轮设置；第二传动轴，与所述第一传动轴平行设置，贯穿所述第二行走轮和所述第四行走轮；传动机构，将所述电机与所述第一传动轴、第二传动动力连接。

优选地，根据权利要求4所述的清扫装置，其特征在于，所述传动机构包括：第一链轮，设置有所述第一传动轴上；第二链轮，设置有所述第二传动轴上；传动链条，连接所述第一链轮和所述第二链轮。

优选地，所述清扫单元包括：清扫驱动电机，设置在所述支撑板上；第三传动轴，与所述清扫驱动电机相连；螺旋刷辊，固定设置在所述第三传送轴的外侧，所述螺旋刷辊包括按照预定定倾斜角度程螺旋状环绕辊轴排列的刷毛。

优选地，所述滑动件上还连接有复位弹簧，所述复位弹簧，设置在所述磁性元件的两侧。

优选地，所述外壳上还设置有防晒板，所述防晒板设置在所述控制单元和所述停车换向单元外侧。

根据本专利的另外一个方面，还提供了一种光伏阵列组件，所述光伏阵列组件包括光伏阵列，在所述光伏阵列组件还包括，一个或多个停车换向位，设置在所述光伏阵列组件的侧边；清扫装置，所述清扫装置如上所述；停车换向限位板，设置在所述停车换向位上，与所述清扫装置的滑动件相对。

本专利通过设置特定的停车换向单元能够有效地避免清扫装置在清扫过程中的错误触发，同时在清扫装置上设置受保护的电子器件能够提高电子器件的工作寿命从而延长清扫装置的维护周期。

附图说明

图1为本专利具体实施方式中一种清扫装置的使用状态侧视结构图。

图2为本专利具体实施方式中一种清扫装置的使用状态主视结构图。

图3为本专利具体实施方式中一种清扫装置的结构图。

图4为本专利具体实施方式中一种清扫装置的结构仰视图。

图5为本专利具体实施方式中一种清扫装置的局部结构放大图。

图6为本专利具体实施方式中一种清扫装置的局部结构放大图。

具体实施方式

下面解决附图对本专利的具体实施方式进行说明。需要指出的是该具体实施方式仅仅是对本专利一种或几种技术方案优选的举例。并不能理解为对本专利保护范围的限制。

如图1所示，本具体实施方式中公开了一种清扫装置，该清扫装置优选为一种光伏清扫车5。所述光伏清扫车5，其整体优选形成为平板状，放置在光伏阵列组件1表面，与所述光伏阵列组件的向阳面相对且平行地设置。所述光伏阵列组件中的光伏阵列的数量可以设置为一个或多个，多个光伏阵列在同一个平面左右对齐设置。即，同一个光伏清扫机可以同时打扫多个位于同一平面上的光伏阵列。这样就节省了成本。例如，如图2所示，其示例性地给出了两个光伏阵列左右对其设置形成光伏阵列组的例子。在图2的例子中两个光伏阵列之间具有一定的距离，此时为了便于光伏清扫机一次性地跨过两个光伏阵列之间的间隔，可以在两个光伏阵列之间设置桥连接架4，所述桥连接架将所述两个光伏清扫阵列之间的缝隙连接起来，这样就可以实现所述光伏清扫车在间隔开的两个光伏组件之间顺利移动。所述连接桥可以为外表面平滑的连接杆或连接板，可以根据需要设置在所述两个光伏阵列的顶部边沿和/或底部边沿。

在光伏阵列组的端部设置有停车换向位2，所述停车换向位2可单独作为停车位使用也可以作为换向位使用。即，当所述光伏清扫机5运动到所述停车换向位2时，依据预先设定的规则停车或者依据预先设定的规则调转运动方向。

图3示出了本具体实施方式中的光伏清扫机的整体结构。所述光伏清扫机包括外壳6，所述外壳用于承载所述光伏清扫机的部件。所述外壳优选整体呈长条形，其长度横跨所述光伏阵列的顶部和底部两边，所述外壳6可以形成为架子的形状，也可以整体形成为一个盒体的形状。其中盒体形状更加有利于保护所述外壳6内部的结构，是本具体实施方式中优选的技术方案。

如图3所示，本具体实施方式中的所述外壳6包括面板，所述面板与所述光伏阵列平行设置，为平板状，所述面板的上优选地可设置一个或多个开口以便于检修或者安装其它部件。所述面板的左右边设置有相对于所述面板向内垂直延伸的侧板，两个侧板和两个面板构成一个槽的形状。进一步优选地，所述外壳还包括防护罩12，所述防护罩12套装在光伏清扫机外壳6的顶端，这样可以从顶端保护所述槽的内部结构。在所述槽中的顶部、中部、和底部设置有第一支撑板26、第二支撑板27、第三支撑板28、第四支撑板29、第五支撑板30。所述第一、第二、第三、第四、第五支撑板从所述面板的内表面沿着所述面板垂直向内延伸，每一个面板的左右两端分别与左右两个侧边连接。这样就形成了一种具有丰富功能区间划分且能够形成稳固框架的壳体结构，并且这种壳体结构的重量较轻，避免了对光伏阵列施加的压力过大从而损害所述光伏阵列。

所述光伏清扫机5包括电源，所述电源优选为太阳能电池板7，所述太阳能电池板7固定在光伏清扫机外壳6的外表面上；通过所述太阳能电池板提供电力直接驱动所述光伏清扫机中的电器模块，例如控制箱、电机等。现有技术中常采用太阳能电池发电，然后存储至蓄电池进行蓄能，通过蓄电池来直接驱动电器模块的技术方案。这种技术方案中由于采用蓄电池从而对于其工作的环境具有较高的要求，例如温度不能低于预定的数值等。此外由于蓄电池充电和放电的寿命有限，所以定期需要对蓄电池进行更换，这样就提高了使用的成本。而本具体实施方式中采用太阳能电池板直接驱动电器模块则能够减小使用环境的限制并且降低更换电池的成本。并且通过太阳能电池板的直接驱动减小了蓄电池所带来的额外重量，从而减轻了所述光伏清扫车对于太阳能电池板的按压从而造成对所述太阳能电池板的损害。

进一步地，所述光伏清扫机还包括导向悬挂单元，所述导向悬挂单元用于将所述光伏清扫机悬挂在所述光伏阵列组上，并导向所述光伏清扫机在所述光伏阵列组上行走的方向。如图1、图3、图4所示，所述导向悬挂单元包括悬挂组件11和限位组件8。所述悬挂组件包括悬挂导向轮，所述悬挂导向轮固定设置于所述外壳顶端内表面的下方，并能够沿着所述悬挂导向轮自身的轴旋转。如图1所示，所述悬挂导向轮与所述外壳底部间隔开预定的间隙。所述悬挂导向轮的圆形平面与所述外壳整体上大致平行。通过所述悬挂轮将所述光伏清扫车悬挂在所述光伏阵列组件的上沿，通过悬挂的方式将所述光伏清扫车设置在所述光伏阵列组件上，从而当所述光伏清扫机在所述光伏阵列组件上移动时，所述悬挂导向轮和所述外壳一起整体平移，并且所述悬挂导向轮通过与所述光伏阵列组件边沿的配合实现所述光伏清扫机运动的导向。如图3、4所示，本具体实施方式中一种优选的技术方案包括，将所述悬挂组件设置在所述第一支撑板26的内端面上，所述第一支撑板的内侧高于所述所述外壳的左右侧板的内侧端面。这样就可以充分利用外壳的结构而不至于增加所述光伏清扫机的重量。

优选地，所述悬挂单元还包括限位组件8。由于光伏清扫机是平板状整体结构，而且尺寸较大，因而在行走过程中较容易出现位置的倾斜和偏转，因而设置限位组件8实现对于光伏清扫车姿态的限位调整。所述限位组件包括限位轮，所述限位轮设置在与所述悬挂组件11相对的外壳的端部上。所述限位轮固定设置于所述外壳低端内表面的下方，并能够沿着所述限位轮自身的轴旋转。所述导向轮和所述限位轮之间的最短距离等于或略大于所述光伏阵列组件上下边沿之间的距离，这样就能够尽可能地固定所述光伏清扫机的姿态。

如图3所示，在本具体实施方式中，一种优选的技术方案包括，将所述限位组件8设置在所述第五支撑板30的内端面上，所述第五支撑板位于所述外壳的底端。这样就可以充分利用外壳的结构而不至于增加所述光伏清扫机的重量。

所述导向轮和所述限位轮优选地数量设置为多个。以便于通过不同位置的悬挂和限位使得所述光伏清扫机的姿态保持稳定。

本具体实施方式中的光伏清扫机是通过悬挂的方式设置在所述光伏阵列上的，由于光伏阵列自身对于受力有一定的限制，因而需要光伏清扫机具有较轻的重量，以免对于所述光伏阵列产生损害。除了在外壳上的设计之外，本具体实施方式中还采用了系列的其它手段来减轻光伏清扫机的重量，以有利于作业中对于光伏板的保护。

所述光伏清扫机还包括行走单元，所述行走单元与所述电源相连，驱动所述光伏清扫机5在所述光伏阵列组上行走。以使所述光伏清扫机在所述光伏阵列的表面沿着预定的方向移动，在移动过程中实现对于所述光伏面板的清扫。

如图3、4、5所示，所述行走单元包括行走驱动电机14、传动机构、第一行走轮19、第二行走轮20、第三行走轮21、和第四行走轮22。所述驱动电机14设置在所述第一支撑26的顶部侧面上，以充分利用外壳的既有结构。所述第一行走轮19和所述第二行走轮20设置在所述第一支撑板26的底部侧面上，并且分别靠近所述外壳的一个两侧板设置；所述第三行走轮21、和第四行走轮22设置在所述第五支撑板30的底部侧面上，并且分别靠近所述外壳的另一个侧板设置。这样，所述第一、第二、第三、第四行走轮分别在四个角上驱动所述光伏清扫车行走，从而保持光伏清扫车行走的稳定性，以利于实现清扫。所述第一、第二、第三、第四行走轮的圆周垂直于所述光伏阵列设置，且与所述光伏阵列的外表面接触，通过所述行走轮在所述光伏阵列组件表面的转动从而带动所述光伏清扫车的运动。

所述第一、第二、第三、第四行走轮通过传动机构与所述行走驱动电机14连接，从所述行走驱动电机获取动力。所述传动机构优选包括第一传动轴16和第二传动轴17，所述第一传动轴的一段直接与所述行走驱动电机的输出端相连，另一端可转动地设置在所述第五支撑板上。所述第一传动轴16贯穿所述第一行走轮和第三行走轮设置，即所述第一行走轮和第三行走轮直接从所述行走电机14获取动力。所述第二传动轴与所述第一传动轴平行设置，被所述第一传动轴通过传动组件带动，所述第二传动轴的一端可转动地设置在所述第一支撑板上，另一端可转动地设置在所述第五支撑板上；所述第二传动轴贯穿所述第二行走轮和第四行走轮设置，所述第二行走轮和第四行走轮间接地从所述行走电机上获取动力。

左右侧中同一侧的行走轮共用一个传动轴能够简单可靠地实现动力传动，有效保持同一侧对于清扫机行走的驱动力一致，而且能够有效减轻清扫机整体的重量。

优选地，所述第一传动轴上设置有第一链轮23，所述第二传动轴上设置有第二链轮24，所述第一链轮和第二链轮之间通过传动链25连接，这样所述第一链轮23、第二链轮24和传动链条构成传动组件，从而实现所述第一传动轴对于第二传动轴的驱动。采用链轮和传动链能够避免打滑，保证较高的同步性。

所述光伏清扫机5还包括清扫单元，如图4所示。所述清扫单元包括清扫驱动电机15、第三传动轴、和螺旋刷辊18。所述清扫驱动电机15设置在所述第一支撑板的顶面的中部上，所述清扫驱动电机15的输出端与所述第三传动轴的一端相连，向所述第三传动轴提供动力，所述第三传动轴的另一端可转动地设置在所述第五支撑板上，这样简单可靠地实现了横跨整个光伏组件的刷辊设置，有利于对于整个光伏组件表面进行全面清扫。所述螺旋刷辊固定设置在所述第三传送轴的外侧，随着所述第三传动轴的转动而转动。所述螺旋刷辊上设置有刷毛，刷毛按照预定定倾斜角度程螺旋状环绕辊轴排列，这样刷辊定向旋转时会会产生一个向下的推力，这使得光伏清扫机工作时会将光伏阵列表面上的灰尘杂物向下推赶，从光伏阵列下方掉落，避免灰尘杂物扬起后从新落在光伏阵列表面。

通过设置相对于行走电机不同的清扫电机相对于设置单个电机而言能够减轻传动机构的重量，同时对于电机的功率的需求也较小。并且所述行走驱动电机和所述清扫驱动电机能够被分别驱动从而实现不同的行走速度和不同的螺旋毛刷转动速度的配合实现不同的清扫效果。

所述光伏清扫机5还包括停车换向单元10，如图1、6所示。所述换向单元包括支架26、滑动件27、磁性元件28。所述支架26设置在所述外壳6上，可以和所述外壳一体成型也可以是所述外壳的一部分，还可以是单独设置在所述外壳上的独立部件。所述滑动件27设置在所述支架26上，能够相对于所述外壳滑动。一种优选的方式包括在所述支架上设置通孔，所述滑动件穿过所述通孔，还可以采用在支架上设置滑轨等方式来实现。所述滑动件27具有预定的长度从所述支架向外延伸。如图6所示，一种优选的滑动件为一个滑动撞杆，所述滑动撞杆沿着所述外壳的左右方向延伸，所述滑动撞杆的两端远离所述外壳左右两侧预定的距离。在所述滑动件27上还固定设置有磁性元件28，所述磁性元件优选设置在所述滑动件的中央，所述磁性元件28能够随着所述滑动件的左右滑动而跟随运动。通过感测磁性元件的不同位置从而产生不同的信号。

一种优选的感测方式包括，在所述外壳上的预定位置设置霍尔传感器，当所述磁性元件运动至所述霍尔传感器预定的范围时，所述霍尔传感器即可产生相应的信号。所述霍尔传感器可以设置为一个或多个，这可以依据具体的控制需求而设定。

结合图2所示，所述光伏阵列组件上预定的位置可设置一个或多个与所述滑动件相对的换向限位板3，当清扫机行驶至停车位时，所述滑动件27接触到限位挡板3，从而带动所述磁性元件滑动，感测所述磁性元件的位置即可产生相应的换向或停止信号。

通过这种设置能够保证所述换向单元信号的准确触发，相对于现有的接近开关而言，其错误触发的几率更小，并且由于所述滑动件向所述外壳两侧延伸足够的距离，因而可以在所述光伏清扫车到达最末端之前即可实现换向或停止信号的触发从而可以提前实现光伏清扫车的换向和制动避免脱轨或者产生不必要的撞击。

进一步优选地，所述滑动件上还连接有复位弹簧，所述复位弹簧29优选地设置在所述磁性元件的两侧，当所述滑动件不再受力产生位移时，所述复位弹簧将所述滑动件复位到初始位置。此外，所述停车换向单元外还可设置保护罩30，保护所述停车换向单元内部的结构。

所述光伏清扫机还包括控制箱9，所述控制箱与所述行走单元、所述清扫单元、所述停车换向单元相连，控制上述单元的工作。由于控制箱9和停车换向单元中具有电子元件，为了延长上述电子元件的寿命以及提高电子元件的可靠性，所述外壳6上还设置有防晒板13，所述防晒板设置在所述控制箱和所述停车换向单元外侧从而保护上述机构中的电子元件。

本具体实施方式中的光伏清扫车的一种优选的工作方式包括：

光伏清扫机放置光伏阵列组件的表面上，悬挂装置的轮面与光伏阵列的上边框垂直接触，行走轮的轮面与光伏阵列表面垂直接触，限位组件的轮面与光伏阵列组件的下边框预留少量缝隙。(参考图1)光伏阵列组件的左右两端设置停车换向位，停车换向位上装有换向限位板。所述光伏阵列组件沿光伏清扫机行走方向有多个光伏阵列，通过过桥连接架将多个光伏阵列连接起来。太阳能电池板将光能转换成电能输入至控制箱内，为光伏清扫机提供电源，控制箱控制行走驱动电机和清扫驱动电机的启停和工作状态。清扫驱动电机启动后带动螺旋刷辊旋转，开始清扫光伏阵列表面；行走驱动电机启动后带动第一传动轴开始旋转，同时固定在第一传动轴上的链轮通过链条带动固定在第二传动轴上的链轮，使得第一传动轴与第二传动轴同步旋转，同时固定在第一传动轴上的行走轮和固定在第二传动轴行走轮同步旋转，行走轮的轮面与光伏阵列表面接触产生摩擦力，使得光伏清扫机沿着光伏阵列表面开始移动。当光伏清扫机行进至停车换向位时，滑动件与停车换向限位板接触，产生位置信息的变化，控制箱检测到位置信息变化后，会控制行走驱动电机反向旋转以达到换向目的，或者停止行走驱动电机与清扫驱动电机，将光伏清扫机停放在停车位内，等待下次清扫任务。

以上所述仅是本专利的较佳实施例而已，并非对本专利作任何形式上的限制，虽然本专利已以较佳实施例揭露如上，然而，上述描述并非用以限定本专利，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本专利的技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本专利的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本专利技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种清扫装置，其特征在于，所述清扫装置包括：

外壳，承载所述光伏清扫机的部件；

电源，为所述清扫装置提供电力；

行走单元，固定设置在所述外壳上，依靠所述行走单元的运动带动所述清扫装置整体相对于被清扫物运动；

导向悬挂单元，将所述光伏清扫机悬挂在被清扫物体上，并导向所述清扫装置的行走方向；

清扫单元，设置在所述外壳上，与被清扫物表面接触；

换向单元，所述换向单元包括：支架，设置在所述外壳上；滑动件，滑动设置在所述支架上，并向所述支架外延伸预定的距离；磁性元件，固定设置在所述滑动件上，随着所述滑动件的滑动运动；传感器，所述传感器设置在所述外壳上预定的位置，检测所述磁性元件的运动；

控制单元，与所述传感器相连，根据所述传感器的信号驱动所述行走单元以及所述清扫单元的运动。

2.根据权利要求1所述的一种清扫装置，其特征在于，所述外壳包括

平板状面板；

所述面板的左右侧边的侧板，与所述面板一起形成槽；

多个支撑板，分别设置在所述槽的顶部、中部、和底部的沿着所述槽的宽度方向延伸；

防护罩，所述防护罩套装在所述槽的顶端。

3.根据权利要求1所述的一种清扫装置，其特征在于，所述导向悬挂单元包括：

悬挂组件，包括悬挂导向轮，所述悬挂导向轮固定设置于所述外壳顶部的内表面上，与所述外壳的侧板底部间隔预定的间隙；

限位组件，所述限位组件固定设置于所述外壳底部的内表面上。

4.根据权利要求1所述的一种清扫装置，其特征在于，所述行走单元包括：

行走驱动电机，设置在所述第一支撑板的顶部侧面上；

第一、第二、第三、第四行走轮分别在所述外壳的内表面的四个角上；

第一传动轴，贯穿所述第一行走轮和所述第三行走轮设置；

第二传动轴，与所述第一传动轴平行设置，贯穿所述第二行走轮和所述第四行走轮；

传动机构，将所述电机与所述第一传动轴、第二传动动力连接。

5.根据权利要求4所述的清扫装置，其特征在于，所述传动机构包括：

第一链轮，设置有所述第一传动轴上；

第二链轮，设置有所述第二传动轴上；

传动链条，连接所述第一链轮和所述第二链轮。

6.根据权利要求1所述清扫装置，其特征在于，所述清扫单元包括：

清扫驱动电机，设置在所述支撑板上；

第三传动轴，与所述清扫驱动电机相连；

螺旋刷辊，固定设置在所述第三传送轴的外侧，所述螺旋刷辊包括按照预定定倾斜角度程螺旋状环绕辊轴排列的刷毛。

7.根据权利要求1所述的清扫装置，其特征在于，

所述滑动件上还连接有复位弹簧，所述复位弹簧，设置在所述磁性元件的两侧。

8.根据权利要求1所述的清扫装置，其特征在于，所述外壳上还设置有防晒板，所述防晒板设置在所述控制单元和所述停车换向单元外侧。

9.一种光伏阵列组件，所述光伏阵列组件包括光伏阵列，

其特征在于，在所述光伏阵列组件还包括，

一个或多个停车换向位，设置在所述光伏阵列组件的侧边；

清扫装置，所述清扫装置如权利要求7-9中任一项所述；

停车换向限位板，设置在所述停车换向位上，与所述清扫装置的滑动件相对。