CN106788205A - 一种太阳能光伏板清洗机器人和太阳能光伏板清洗系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能光伏板清洗机器人，包括用于驱动太阳能光伏板清洗机器人在太阳能光伏板上预设的行走轨道上移动的机器人移动装置、与行走轨道方向垂直的手刷清扫轨道、用于清扫太阳能光伏板的机器手刷、用于驱动机器手刷沿上述机器手刷清扫轨道移动的手刷移动装置和蓄电池。可见，本发明中，太阳能光伏板清洗机器人在行走轨道上横向移动，同时机器手刷在手刷清扫轨道上纵向移动，机器手刷可以对太阳能光伏板进行全面清扫，安全可靠，使用方便，提高了清扫效率，关键的是发电量的增量效果确实能大于清洁的耗费，降低了人力成本。本发明还公开了一种太阳能光伏板清洗系统，具有与上述机器人相同的技术效果。

Description

一种太阳能光伏板清洗机器人和太阳能光伏板清洗系统

技术领域

本发明涉及太阳能光伏板清洗技术领域，特别涉及一种太阳能光伏板清洗机器人和太阳能光伏板清洗系统。

背景技术

随着经济发展和人民生活水平的提高，国家环保部门的鼓励以及国家电网公司的大力支持，近5年来依靠太阳能光伏发电的家庭或是企业数量呈几何级数增长。光伏发电无论是全部上网的还是自发自用、余量上网；无论是家庭性质的(一般3～10kW)还是企业性质的(一般0.5MW以上)都要利用到光伏板这种组件。但是太阳能电池板设置在室外，持续暴露在自然环境中，光伏板会吸附空气尘埃颗粒，另外鸟粪以及尘土、落叶、花粉、黄沙等诸多因素，影响了光伏发电组件接收阳光的效率，进而影响发电组件转换效率，导致了发电量的降低。尤其大规模光伏电站一般都建在沙漠盐碱地等土地利用价值不高的偏僻地区，这些光伏电站处于风沙环境，特别在我国西部干旱地区，沙尘污染比较严重，严重影响光伏电站的经济效益。

目前，小型家庭屋顶的光伏板(数量少)清洗方式为手工清洗，大中型光伏发电阵列(数量庞大)清洗方式为人力操控高压清洗机，人力成本非常高。

综上所述，如何降低太阳能光伏板清洗的人力成本是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种太阳能光伏板清洗机器人和太阳能光伏板清洗系统，可以实现自动清洗太阳能光伏板，降低了太阳能光伏板清洗的人力成本。其具体方案如下：

一种太阳能光伏板清洗机器人，包括用于驱动所述太阳能光伏板清洗机器人在太阳能光伏板上预设的行走轨道上移动的机器人移动装置、与所述行走轨道方向垂直的手刷清扫轨道、用于清扫太阳能光伏板的机器手刷、用于驱动所述机器手刷沿所述机器手刷清扫轨道移动的手刷移动装置和蓄电池。

优选的，所述太阳能光伏板清洗机器人还包括用于储存清洗液的储水罐、用于将所述储水器中的清洗液喷洒到太阳能光伏板上的喷水器，其中，所述储水罐两侧分布有所述机器手刷，所述喷水器位于所述储水罐靠近太阳能光伏板一侧。

优选的，所述储水罐设有水量传感器，当所述太阳能光伏板清洗机器人清洗光伏板时，若所述水量传感器检测到所述储水罐中的清洗液少于阈值，则控制所述喷水器停止喷所述清洗液。

优选的，所述机器人移动装置包括2组机器人主牵引轮、2组机器人从动轮、用于驱动所述机器人主牵引轮转动的机器人驱动电机、用于使所述2组机器人主牵引轮转速相同的机器人同步传感器和用于监测太阳能光伏板清洗机器人移动的机器人运动传感器。

优选的，所述太阳能光伏板清洗机器人还包括用于当所述太阳能光伏板清洗机器人移动至所述行走轨道边缘，则控制所述机器人驱动电机停止工作的第一控制芯片。

优选的，所述手刷移动装置包括2组机器手刷主牵引轮、2组机器手刷从动轮、用于驱动所述机器手刷主牵引轮转动的机器手刷驱动电机、用于使所述2组机器手刷主牵引轮转速相同的机器手刷同步传感器和用于监测所述机器手刷移动的机器手刷运动传感器。

优选的，所述太阳能光伏板清洗机器人还包括用于当所述机器手刷移动至所述手刷清扫轨道边缘，则控制所述机器手刷驱动电机停止工作的第二控制芯片。

可见，本发明中，太阳能光伏板清洗机器人在行走轨道上横向移动，同时机器手刷在手刷清扫轨道上纵向移动，机器手刷可以对太阳能光伏板进行全面清扫，安全可靠，使用方便，提高了清扫效率，最关键的是发电量的增量效果确实能大于清洁的耗费，降低了人力成本。

本发明还公开了一种太阳能光伏板清洗系统，包括上述任一项所述的太阳能光伏板清洗机器人和设有所述行走轨道的太阳能光伏板，其中，所述太阳能光伏板清洗机器人在所述太阳能光伏板上预设的轨道移动。

本发明公开的一种太阳能光伏板清洗系统，具有与上述太阳能光伏板清洗机器人相同的技术效果，在此不再赘述。

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，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种太阳能光伏板清洗机器人的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种具体的太阳能光伏板清洗机器人的结构示意图。

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种太阳能光伏板清洗机器人，包括用于驱动太阳能光伏板清洗机器人在太阳能光伏板上预设的行走轨道上移动的机器人移动装置11、与行走轨道方向垂直的手刷清扫轨道12、用于清扫太阳能光伏板的机器手刷13、用于驱动机器手刷沿上述机器手刷清扫轨道移动的手刷移动装置14和蓄电池15。

太阳能光伏板两端横向设置行走轨道，太阳能光伏板清洗机器人通过移动装置在该行走轨道上横向移动，机器手刷12与手刷清扫轨道12呈H型设置，机器手刷通过手刷移动装置可以在手刷清扫轨道上纵向移动，通常，纵向的清洁范围约为3～7m。相当于电池板横向排列3～7排的阵列，当然也可以根据具体的太阳能光伏板尺寸采用其他的机器手刷尺寸。

当晚上或阴天时，电池板处于不发电的状态时，可以使用机器人对光伏阵列进行无死角全面清洗；在电池板发电时，机器人可以停靠在光伏阵列的一端，不对光伏阵列造成遮挡。

可以上述实施方案进行优化，在太阳能光伏板清洗机器人上增加用于储存清洗液的储水罐、用于将储水器中的清洗液喷洒到太阳能光伏板上的喷水器。喷水器位于储水罐靠近太阳能光伏板一侧，且储水罐两侧分布有机器手刷，喷水器将清洗液喷在太阳能光伏板上，机器手刷可以立即进行清洗。

储水罐设有水量传感器，当上述太阳能光伏板清洗机器人清洗光伏板时，若上述水量传感器检测到上述储水罐中的清洗液少于阈值，则控制上述喷水器停止喷清洗液。水量传感器可以采用浮漂传感器，即若储水罐中清洗液小时，浮漂传感器无法浮起，则停止喷水；也可采用反射传感器，即通过储水罐中清洗液面对光线反射来对清洗液存量进行判断，若清洗液过少液面下降，通过液面反射的光线发生变化，反射至相应区域，则控制喷水器停止喷水。

可以理解的是，储水罐中的清洗液可以使水、消毒液和清洗剂，可根据太阳能光伏板具体的干净程度选择，例如，在多鸟地区，由于太阳能光伏板上经常存在鸟的排泄物，此时清洗液为可以轻松洗掉鸟排泄物的清洗剂。

上述机器人移动装置包括2组机器人主牵引轮、2组机器人从动轮、用于驱动上述机器人主牵引轮转动的机器人驱动电机、用于使上述2组机器人主牵引轮转速相同的机器人同步传感器和用于监测太阳能光伏板清洗机器人移动的机器人运动传感器。

2组机器人主牵引轮和2组机器人从动轮分别分布在太阳能光伏板两侧的行走轨道上，每一侧的行走轨道上均设有机器人主牵引轮和机器人从动轮，机器人驱动电机通过驱动机器人主牵引轮以使机器人在行走轨道上移动。

由于太阳能光伏板清洗机器人在太阳能光伏板两端的行走轨道上移动，两端的机器人主牵引轮转速需要相同，因此设置机器人同步传感器以进行同步，此外，为了确保太阳能光伏板清洗机器人全面清扫太阳能光伏板，机器人需要移动至行走轨道边缘，第一控制芯片根据机器人运动传感器传输的运动数据，可以防止机器人从行走轨道掉落，同时也可以控制机器人太阳能光伏板在转换光能时位于该太阳能光伏板的边缘，以减少遮挡。

上述手刷移动装置包括2组机器手刷主牵引轮、2组机器手刷从动轮、用于驱动上述机器手刷主牵引轮转动的机器手刷驱动电机、用于使上述2组机器手刷主牵引轮转速相同的机器手刷同步传感器和用于监测上述机器手刷移动的机器手刷运动传感器。

2组机器手刷主牵引轮和2组机器手刷从动轮分别分布在机器手刷两侧的手刷清扫轨道上，每一侧的手刷清扫轨道上均设有机器手刷主牵引轮和机器手刷从动轮，机器手刷驱动电机通过驱动机器手刷主牵引轮以使机器手刷在行走轨道上移动。

由于机器手刷在手刷清扫轨道上移动，两端的机器手刷主牵引轮转速需要相同，因此设置同步传感器以进行同步，此外，为了确保太阳能光伏板清洗机器人全面清扫太阳能光伏板，机器手刷需要移动至手刷清扫轨道边缘，第二控制芯片根据机器手刷运动传感器传输的运动数据，可以防止机器手刷从手刷清扫轨道掉落，同时也可以控制机器手刷太阳能光伏板在转换光能时位于该太阳能光伏板的边缘，以减少遮挡。

可以理解是，此处第一控制芯片和第二控制芯片仅仅区分两者的控制功能，可以通过一个控制芯片实现第一控制芯片和第二控制芯片的功能。

一种具体的太阳能光伏板清洗机器人，参见图2所示，包括机器人主牵引轮1、太阳能光伏板7两侧设置的行走轨道2、机器人从动轮3、手刷清扫轨道4、手刷主牵引轮5、手刷从动轮6、喷水器9、储水罐10、机器手刷11，储水罐上设有进水口8。使用该种机器人，2人安装1台机器人，1天可清洁约2000张、总输出功率约为0.5MW的太阳能电池板，约使用2000升水，2块蓄电池(1块供电4小时)。

本发明还公开了一种太阳能光伏板清洗系统，包括上述任一项所述的太阳能光伏板清洗机器人和设有所述行走轨道的太阳能光伏板，其中，所述太阳能光伏板清洗机器人在所述太阳能光伏板上预设的轨道移动。此系统具有与一种太阳能光伏板清洗机器人相同的技术效果，在此不再赘述。

最后，还需要说明的是，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。

以上对本发明所提供的一种太阳能光伏板清洗机器人和太阳能光伏板清洗系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种太阳能光伏板清洗机器人，其特征在于，包括用于驱动所述太阳能光伏板清洗机器人在太阳能光伏板上预设的行走轨道上移动的机器人移动装置、与所述行走轨道方向垂直的手刷清扫轨道、用于清扫太阳能光伏板的机器手刷、用于驱动所述机器手刷沿所述机器手刷清扫轨道移动的手刷移动装置和蓄电池。

2.根据权利要求1所述的太阳能光伏板清洗机器人，其特征在于，还包括用于储存清洗液的储水罐、用于将所述储水器中的清洗液喷洒到太阳能光伏板上的喷水器，其中，所述储水罐两侧分布有所述机器手刷，所述喷水器位于所述储水罐靠近太阳能光伏板一侧。

3.根据权利要求2所述的太阳能光伏板清洗机器人，其特征在于，所述储水罐设有水量传感器，当所述太阳能光伏板清洗机器人清洗光伏板时，若所述水量传感器检测到所述储水罐中的清洗液少于阈值，则控制所述喷水器停止喷所述清洗液。

4.根据权利要求3所述的太阳能光伏板清洗机器人，其特征在于，所述机器人移动装置包括2组机器人主牵引轮、2组机器人从动轮、用于驱动所述机器人主牵引轮转动的机器人驱动电机、用于使所述2组机器人主牵引轮转速相同的机器人同步传感器和用于监测太阳能光伏板清洗机器人移动的机器人运动传感器。

5.根据权利要求4所述的太阳能光伏板清洗机器人，其特征在于，还包括用于当所述太阳能光伏板清洗机器人移动至所述行走轨道边缘，则控制所述机器人驱动电机停止工作的第一控制芯片。

6.根据权利要求3所述的太阳能光伏板清洗机器人，其特征在于，所述手刷移动装置包括2组机器手刷主牵引轮、2组机器手刷从动轮、用于驱动所述机器手刷主牵引轮转动的机器手刷驱动电机、用于使所述2组机器手刷主牵引轮转速相同的机器手刷同步传感器和用于监测所述机器手刷移动的机器手刷运动传感器。

7.根据权利要求6所述的太阳能光伏板清洗机器人，其特征在于，还包括用于当所述机器手刷移动至所述手刷清扫轨道边缘，则控制所述机器手刷驱动电机停止工作的第二控制芯片。

8.一种太阳能光伏板清洗系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的太阳能光伏板清洗机器人和设有所述行走轨道的太阳能光伏板，其中，所述太阳能光伏板清洗机器人在所述太阳能光伏板上预设的轨道移动。