CN106391622A - 一种清洁机构及应用该清洁机构的太阳能电站清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洁机构，包括行走主体和安装在所述行走主体上的支撑臂，所述支撑臂整体可以相对于所述行走主体上升或者下降，同时所述支撑臂可以绕其自身的下端旋转，所述支撑臂上设置有清洁模块，所述清洁模块包括沿所述支撑臂从上往下依次排布的多个旋转刷盘，所述旋转刷盘由旋转动力装置驱动其旋转。这种清洁机构能够对有着不同排布位置的太阳能电池板进行清洁。本发明同时公开了一种应用前述清洁机构的太阳能电站清洁机器人，包括设置在所述行走主体下方为所述行走主体提供位移的移动装置，当所述行走主体移动时，所述清洁机构位于所述行走主体的行走轨迹的一侧。这种结构的太阳能电站清洁机器人能够对太阳能电池板进行高效的清洁，从而大幅提升光伏电站的发电效率。

Description

一种清洁机构及应用该清洁机构的太阳能电站清洁机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，特别是涉及一种能够高效清洁太阳能电池板的清洁机器人。

背景技术

太阳能发电站电池板的洁净程度对发电效率的影响极大，是业内一直渴望解决的问题。业内专家估算理论上太阳能电池板在洁净状态下的发电效率可达23-25%，如果太阳能电池板受到粉尘等污染，则发电效率会降至17-18%左右，由此可见，如果能够及时的对电池板进行清洁，将大大提升太阳能电站的发电效率。如何高效的对电池板进行清洁是一个亟待解决的问题。这一问题已经引起国家相关部门以及本领域各方的重视。大家一直在寻求好的解决方案，但一直没有令人满意的结果。目前，很多地方都是依靠雇用人力用拖把或者其他专用的清洁工具来对清洁电池板，这种方法不仅效率不高，而且清洁的质量没办法保证。同时这种耗时耗力的清洁方法并不适合我国西部沙漠戈壁建设的太阳能电站。还有一种方法是在车辆上安装工作臂，并在工作臂上安装清洁装置，通过车辆的行走和调整工作臂来完成电池板的清洁，这种方法清洁效率不高且会对太阳能电池板造成冲击导致太阳能电池板损坏。目前急需一种能够对太阳能电池板进行高效清洁的清洁机器人。

发明内容

本发明所要解决技术问题是，提供一种清洁机构及应用该清洁机构的太阳能电站清洁机器人。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种清洁机构，其关键是：包括行走主体和安装在所述行走主体上的支撑臂，所述支撑臂整体可以相对于所述行走主体上升或者下降，同时所述支撑臂可以绕其自身的下端旋转，所述支撑臂上设置有清洁模块，所述清洁模块包括沿所述支撑臂从上往下依次排布的多个旋转刷盘，所述旋转刷盘由旋转动力装置驱动其旋转。

作为本发明的改进，所述清洁模块还包括吸尘孔，在所述旋转刷盘与待清洁的太阳能电池板接触时，所述吸尘孔的孔口朝向待清洁的太阳能能电池板。

作为本发明的进一步的改进，所述清洁模块还包括设置在所述支撑臂一侧的风刀，所述风刀与所述支撑臂平行且与所述支撑臂连接在一起，所述风刀的长度接近于所述最上端旋转刷盘的上边缘到所述最下端旋转刷盘的下边缘的距离，所述风刀的出风口朝向待清洁的太阳能电池板。

作为本发明的更进一步的改进，所述清洁机构还包括竖直设置且与所述行走主体连接的滑动轨道以及与所述滑动轨道配合的滑动块，所述滑动结块与直线运动驱动单元连接，所述支撑臂的下端与所述滑动块连接。

为解决另一技术问题，本发明提供一种太阳能电站清洁用机器人，其技术方案是：一种太阳能电站清洁用机器人，其关键是：还包括设置在所述行走主体下方为所述行走主体提供位移的移动装置，当所述行走主体移动时，所述清洁机构位于所述行走主体的行走轨迹的一侧。

作为本发明的改进，还包括设置在所述行走主体另一侧的清洁机构，当所述行走主体移动时，设置在所述行走主体另一侧的清洁机构位于所述行走主体的行走轨迹的另一侧。

作为本发明进一步的改进，所述支撑臂的下端与旋转运动驱动单元连接，所述支撑臂的下端设置有第一齿轮，所述旋转运动驱动单元的输出轴上设置有第二齿轮，所述第二齿轮驱动所述第一齿轮以使所述支撑臂绕其自身的下端旋转。所述旋转驱动单元为第一马达，所述滑动轨道为两条，所述滑动块包括分别与所述两条滑动轨道配合的升降导向轮，所述直线运动驱动单元包括设置在所述行走主体上方的第一带轮、设置在所述行走主体下方的第二带轮以及同时与所述第一带轮和第二带轮配合的皮带，所述第一带轮或者所述第二带轮与第二马达输出轴连接，所述皮带与所述滑动结块连接在一起。

作为本发明更进一步的改进，所述移动装置包括与所述行走主体连接的行走机构以及与所述行走机构配合的轨道，所述行走机构包括由行走动力装置驱动的动力轮，所述动力轮与所述轨道接触配合。

作为本发明再进一步的改进，还包括设置在所述行走主体上方的监控系统以及设置在所述行走主体内的控制处理系统，所述监控系统与所述控制处理系统电性连接，所述监控系统包括图像传感器，所述直线运动驱动单元、旋转运动驱动单元、旋转动力装置以及行走动力装置均与所述控制系统电性连接，所述行走机构还包括纵向导向轮以及横向导向轮，所述纵向导向轮的轴线与所述动力轮接触的轨道面平行，所述横向导向轮的轴线与所述动力轮接触的轨道面垂直，所述纵向导向轮以及所述横向导向轮均与所述轨道接触配合。

通过实施本发明可取得以下有益效果：

一种清洁机构，包括行走主体和安装在所述行走主体上的支撑臂，所述支撑臂整体可以相对于所述行走主体上升或者下降，同时所述支撑臂可以绕其自身的下端旋转，所述支撑臂上设置有清洁模块，所述清洁模块包括沿所述支撑臂从上往下依次排布的多个旋转刷盘，所述旋转刷盘由旋转动力装置驱动其旋转。所述行走主体带动所述清洁结构移动到太阳能电池板前，根据太阳能电池板的高度和倾斜角度，支撑臂通过升起到合适的高度并旋转到合适的角度，此时支撑臂上的旋转刷盘与所述太阳能电池板贴合，旋转刷盘旋转即可完成对太阳能电池板的清洁。这种清洁机构能够针对不同排布方式的太阳能电池板进行调整，从而能够清洁各种排布方式的太阳能电池板。所述清洁模块还包括吸尘孔，在所述旋转刷盘与待清洁的太阳能电池板接触时，所述吸尘孔的孔口朝向待清洁的太阳能能电池板。设置吸尘孔能够保证被旋转刷盘刷下来的粉尘和污染物被及时吸走，从而保证有较好的清洁效果。所述清洁模块还包括设置在所述支撑臂一侧的风刀，所述风刀与所述支撑臂平行且与所述支撑臂连接在一起，所述风刀的长度接近于所述最上端旋转刷盘的上边缘到所述最下端旋转刷盘的下边缘的距离，所述风刀的出风口朝向待清洁的太阳能电池板。风刀能够对太阳能电池板进行进一步的清洁，从而能够进一步提升清洁的效果。所述清洁机构还包括竖直设置且与所述行走主体连接的滑动轨道以及与所述滑动轨道配合的滑动块，所述滑动结块与直线运动驱动单元连接，所述支撑臂的下端与所述滑动块连接。这种结构能够实现对支撑臂位置的精确控制，从而保证支撑臂与待清洁的太阳能电池板之间的距离适当，适当的距离能够保证有较好的清洁效果。一种太阳能电站清洁用机器人，还包括设置在所述行走主体下方为所述行走主体提供位移的移动装置，当所述行走主体移动时，所述清洁机构位于所述行走主体的行走轨迹的一侧。还包括设置在所述行走主体另一侧的清洁机构，当所述行走主体移动时，设置在所述行走主体另一侧的清洁机构位于所述行走主体的行走轨迹的另一侧。所述行走主体带动所述清洁结构移动到太阳能电池板前，根据太阳能电池板的高度和倾斜角度，支撑臂通过升起到合适的高度并旋转到合适的角度，清洁模块即能够高效的完成对太阳能电池板的清洁。所述支撑臂的下端与旋转运动驱动单元连接，所述支撑臂的下端设置有第一齿轮，所述旋转运动驱动单元的输出轴上设置有第二齿轮，所述第二齿轮驱动所述第一齿轮以使所述支撑臂绕其自身的下端旋转。所述旋转驱动单元为第一马达，所述滑动轨道为两条，所述滑动块包括分别与所述两条滑动轨道配合的升降导向轮，所述直线运动驱动单元包括设置在所述行走主体上方的第一带轮、设置在所述行走主体下方的第二带轮以及同时与所述第一带轮和第二带轮配合的皮带，所述第一带轮或者所述第二带轮与第二马达输出轴连接，所述皮带与所述滑动结块连接在一起。这种结构能够进一步保证支撑臂的移动能够收到精确的控制，从而进一步提升清洁的效果。所述移动装置包括与所述行走主体连接的行走机构以及与所述行走机构配合的轨道，所述行走机构包括由行走动力装置驱动的动力轮，所述动力轮与所述轨道接触配合，轨道式的行走机构能够适应各种极端环境，即使是在隔壁沙漠中建设的太阳能电站也能够适时的得到维护，被及时的清洁，从而提升其发电效率。在所述行走主体上方设置有监控系统，所述行走主体内设置有控制处理系统，所述监控系统与所述控制处理系统电性连接，所述监控系统包括图像传感器，所述直线运动驱动单元、旋转运动驱动单元、旋转动力装置以及行走动力装置均与所述控制系统电性连接，所述行走机构还包括纵向导向轮以及横向导向轮，所述纵向导向轮的轴线与所述动力轮接触的轨道面平行，所述横向导向轮的轴线与所述动力轮接触的轨道面垂直，所述纵向导向轮以及所述横向导向轮均与所述轨道接触配合。这样控制处理系统能够接收监控系统回传的图像信息，对太阳能电池板上的污染情况进行判断，从而通过控制刷盘的转速、行走主体的移动速度以及支撑臂的位置来有效的清洁太阳能电池板。

附图说明

下面结合说明书附图对本发明做进一步详细的描述，其中：

图1是本发明除轨道外的结构示意图一；

图2是本发明除轨道外的结构示意图二；

图3是图1中的A处局部放大图

图4是本发明应用在太阳能电站上示意图；

图5是轨道的结构示意图。

具体实施方式

如图1至3所示，一种清洁机构，包括行走主体10和安装在所述行走主体10上的行走主体支撑臂21，所述支撑臂21整体可以相对于所述行走主体10上升或者下降，同时所述支撑臂21可以绕其自身的下端旋转，所述支撑臂上设置有清洁模块22，所述清洁模块22包括沿所述支撑臂21从上往下依次排布的多个旋转刷盘221，所述旋转刷盘221由旋转动力装置驱动其旋转。所述清洁模块22还包括吸尘孔，在所述旋转刷盘221与待清洁的太阳能电池板接触时，所述吸尘孔的孔口朝向待清洁的太阳能能电池板。所述清洁模块22还包括设置在所述支撑臂21一侧的风刀222，所述风刀222与所述支撑臂21平行且与所述支撑臂21连接在一起，所述风刀222的长度接近于所述最上端旋转刷盘221的上边缘到所述最下端旋转刷盘221的下边缘的距离，所述风刀222的出风口朝向待清洁的太阳能电池板。所述清洁机构20还包括竖直设置且与所述行走主体10连接的滑动轨道231以及与所述滑动轨道231配合的滑动块232，所述滑动结块232与直线运动驱动单元连接，所述支撑臂21的下端与所述滑动块232连接。

如图1至5所示，一种应用前述清洁机构的太阳能电站清洁机器人，包括设置在所述行走主体10下方为所述行走主体10提供位移的移动装置30，当所述行走主体10移动时，所述清洁机构20位于所述行走主体10的行走轨迹的一侧。在所述行走主体10另一侧也设置有清洁机构20，当所述行走主体10移动时，设置在所述行走主体10另一侧的清洁机构20位于所述行走主体10的行走轨迹的另一侧。所述支撑臂21的下端与旋转运动驱动单元连接，所述支撑臂21的下端设置有第一齿轮241，所述旋转运动驱动单元的输出轴上设置有第二齿轮242，所述第二齿轮242驱动所述第一齿轮241以使所述支撑臂21绕其自身的下端旋转。所述旋转驱动单元为第一马达，所述滑动轨道231为两条，所述滑动块232包括分别与所述两条滑动轨道231配合的升降导向轮2321，所述直线运动驱动单元包括设置在所述行走主体10上方的第一带轮251、设置在所述行走主体10下方的第二带轮252以及同时与所述第一带轮251和第二带轮252配合的皮带，所述第二带轮252与第二马达输出轴连接，所述皮带与所述滑动结块232连接在一起。所述移动装置30包括与所述行走主体10连接的行走机构31以及与所述行走机构31配合的轨道32，所述行走机构31包括由行走动力装置驱动的动力轮311，所述动力轮311与所述轨道32接触配合。在所述行走主体10上方设置有监控系统40，在所述行走主体10内设置有控制处理系统，所述监控系统40与所述控制处理系统电性连接，所述监控系统40包括图像传感器，所述旋转动力装置、第一马达、第二马达、第三马达、均与所述控制处理系统电性连接。所述行走机构31还包括纵向导向轮331以及横向导向轮332，所述纵向导向轮331的轴线与所述动力轮331接触的轨道面平行，所述横向导向轮332的轴线与所述动力轮331接触的轨道面垂直，所述纵向导向轮331以及所述横向导向轮332均与所述轨道32接触配合。所述轨道32包括左侧承载部321、中间承载部322以及右侧承载部323，所述左侧承载部321与所述中间承载部322之间设置有第一凹槽324，所述右侧承载部323与所述中间承载部322之间设置有第二凹槽325，所述中间承载部322的左侧面与第一凹槽324的槽底面垂直，所述中间承载部322的右侧面与第二凹槽325的槽底面垂直，所述移动装置30包括纵向导向轮331、横向导向轮332以及由行走动力装置驱动的动力轮311，所述动力轮311与所述中间承载部322的上表面接触，所述纵向导向轮331成对设置且分布在所述左侧承载部321和所述右侧承载部323的上下两侧，位于所述左侧承载部321的上侧的纵向导向轮331为左上侧纵向导向轮3311，所述左上侧纵向导向轮3311与所述左侧承载部321的上侧面接触，位于所述左侧承载部321的下侧的纵向导向轮331为左下侧纵向导向轮3312，所述左下侧纵向导向轮3312与所述左侧承载部321的下侧面接触，位于所述右侧承载部323的上侧的纵向导向轮331为右上侧纵向导向轮3313，所述右上侧纵向导向轮3313与所述右侧承载部321的上侧面接触，位于所述右侧承载部321的下侧的纵向导向轮331为右下侧纵向导向轮3314，所述右下侧纵向导向轮3314与所述右侧承载部321的下侧面接触，所述横向导向轮332成对设置且分布在所述中间承载部322的左右两侧，位于所述中间承载部322左侧的横向导向轮332为左侧横向导向轮3321，所述左侧横向导向轮3321与所述中间承载部322的左侧面接触， 位于所述中间承载部322右侧的横向导向轮332为右侧横向导向轮3322，所述右侧横向导向轮3322与所述中间承载部322的右侧面接触。所述纵向导向轮331的轴线均与所述中间承载部322的上表面垂直，所述横向导向轮331的轴线均与所述中间承载部322的右侧面或者所述中间承载部322的左侧面垂直。所述左上侧纵向导向轮3311、所述左下侧纵向导向轮3312、所述右上侧纵向导向轮3313、所述右下侧纵向导向轮3314、所述左侧横向导向轮3321以及所述右侧横向导向轮3322的数量均为两个。所述行走动力装置为第三马达34，所述马达的输出轴与蜗杆312连接，还包括与所述蜗杆312配合的蜗轮313，与所述蜗轮313同轴设置有第一链轮314，与所述动力轮311同轴设置有第二链轮315，链条同时与所述第一链轮314以及所第二链轮315配合。所述移动装置30包括固定机座35，所述第三马达34安装在所述固定机座35上，所述纵向导向轮331通过纵向导向轮安装座330与所述固定机座35连接，在纵向导向轮安装座330与所述固定机座35之间设置有缓冲弹簧36，所述横向导向轮332与所述纵向导向轮安装座330连接。

必须指出，上述实施例只是对本发明做出的一些非限定性举例说明。但本领域的技术人员会理解，在没有偏离本发明的宗旨和范围下，可以对本发明做出修改、替换和变更，这些修改、替换和变更仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种清洁机构，其特征是：包括行走主体（10）安装在所述行走主体（10）上的支撑臂（21），所述支撑臂（21）整体可以相对于所述行走主体（10）上升或者下降，同时所述支撑臂（21）可以绕其自身的下端旋转，所述支撑臂上设置有清洁模块（22），所述清洁模块（22）包括沿所述支撑臂（21）从上往下依次排布的多个旋转刷盘（221），所述旋转刷盘（221）由旋转动力装置驱动其旋转。

2.根据权利要求1所述的一种清洁机构，其特征是：所述清洁模块（22）还包括吸尘孔，在所述旋转刷盘（221）与待清洁的太阳能电池板接触时，所述吸尘孔的孔口朝向待清洁的太阳能能电池板。

3.根据权利要求2所述的一种清洁机构，其特征是：所述清洁模块（22）还包括设置在所述支撑臂（21）一侧的风刀（222），所述风刀（222）与所述支撑臂（21）平行且与所述支撑臂（21）连接在一起，所述风刀（222）的长度接近于所述最上端旋转刷盘（221）的上边缘到所述最下端旋转刷盘（221）的下边缘的距离，所述风刀（222）的出风口朝向待清洁的太阳能电池板。

4.根据权利要求3所述的一种清洁机构，其特征是：所述清洁机构（20）还包括竖直设置且与所述行走主体（10）连接的滑动轨道（231）以及与所述滑动轨道（231）配合的滑动块（232），所述滑动结块（232）与直线运动驱动单元连接，所述支撑臂（21）的下端与所述滑动块（232）连接。

5.一种应用权利要求1至4中任何一项所述的清洁机构的太阳能电站清洁机器人，其特征是，还包括设置在所述行走主体（10）下方为所述行走主体（10）提供位移的移动装置（30），当所述行走主体（10）移动时，所述清洁机构（20）位于所述行走主体（10）的行走轨迹的一侧。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能电站清洁机器人，其特征是：还包括设置在所述行走主体（10）另一侧的清洁机构（20），当所述行走主体（10）移动时，设置在所述行走主体（10）另一侧的清洁机构（20）位于所述行走主体（10）的行走轨迹的另一侧。

7.根据权利要求6所述的一种太阳能电站清洁机器人，其特征是：所述支撑臂（21）的下端与旋转运动驱动单元连接，所述支撑臂（21）的下端设置有第一齿轮（241），所述旋转运动驱动单元的输出轴上设置有第二齿轮（242），所述第二齿轮（242）驱动所述第一齿轮（241）以使所述支撑臂（21）绕其自身的下端旋转。

8.根据权利要求7所述的一种太阳能电站清洁机器人，其特征是：所述旋转驱动单元为第一马达，所述滑动轨道（231）为两条，所述滑动块（232）包括分别与所述两条滑动轨道（231）配合的升降导向轮（2321），所述直线运动驱动单元包括设置在所述行走主体（10）上方的第一带轮（251）、设置在所述行走主体（10）下方的第二带轮（252）以及同时与所述第一带轮（251）和第二带轮（252）配合的皮带，所述第一带轮（251）或者所述第二带轮（252）与第二马达输出轴连接，所述皮带与所述滑动结块（232）连接在一起。

9.根据权利要求8所述的一种太阳能电站清洁机器人，其特征是：所述移动装置（30）包括与所述行走主体（10）连接的行走机构（31）以及与所述行走机构（31）配合的轨道（32），所述行走机构（31）包括由行走动力装置驱动的动力轮（311），所述动力轮（311）与所述轨道（32）接触配合。

10.根据权利要求9所述的一种太阳能电站清洁机器人，其特征是：还包括设置在所述行走主体（10）上方的监控系统（40）以及设置在所述行走主体（10）内的控制处理系统，所述监控系统（40）与所述控制处理系统电性连接，所述监控系统（40）包括图像传感器，所述直线运动驱动单元、旋转运动驱动单元、旋转动力装置以及行走动力装置均与所述控制系统电性连接，所述行走机构（31）还包括纵向导向轮（331）以及横向导向轮（332），所述纵向导向轮（331）的轴线与所述动力轮（311）接触的轨道面平行，所述横向导向轮（332）的轴线与所述动力轮（331）接触的轨道面垂直，所述纵向导向轮（331）以及所述横向导向轮（332）均与所述轨道（32）接触配合。