CN107694978A - 一种光伏电板清洁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏电板清洁装置，包括中空机架、动力机构、止位换向机构、主导杆、清洁机构及发条；所述中空机架包括顶框和底框；所述主导杆的一端设置于底框上，主导杆的另一端凸出于顶框；所述动力机构和止位换向机构分别设置于顶框上，所述止位换向机构设置于动力机构和主导杆之间，所述动力机构能够通过止位换向机构带动主导杆转动；所述动力机构包括风机、动力输出轴及第一锥齿轮，所述风机与动力输出轴连接，所述第一锥齿轮设置在动力输出轴的轴端，动力输出轴的轴身设置有外齿。本发明具有能耗低、人工管理成本低及结构简洁的优点。

Description

一种光伏电板清洁装置

技术领域

本发明涉及可再生能源领域，尤其涉及一种光伏电板清洁装置。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，清洁能源得到了广泛应用，太阳能就是其中重要一项。在实际应用过程中，通常采用光伏电站来实现对太阳能的利用，光伏电板一般设置有多块光伏电板。光伏电板是一种利用光生伏特效应将太阳光能直接转化为电能的器件。为了能更好地利用太阳能，光伏电板一般设置在室外，由于受到露天环境因素的影响，光伏电板上很容易粘上粉尘、鸟粪、雪等杂质，这些杂质不仅影响了光伏电板表面的清洁程度，当其累加到一定程度时，还会影响到光伏电板的发电效率。

目前，清理光伏电板表面的杂质一般采用人工的方式进行清理，效率低下，成本高；或者通过电机驱动水管喷水进行清洗，由于电机本身需要消耗一定的功率，也造成了成本增加。

发明内容

针对现有技术存在的问题，需要提供一种光伏电板清洁装置，用于解决目前光伏电板清洁装置高能耗、高人工管理成本及结构复杂的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种光伏电板清洁装置，包括中空机架、动力机构、止位换向机构、主导杆、清洁机构及发条；所述中空机架包括顶框和底框；所述主导杆的一端设置于底框上，主导杆的另一端凸出于顶框；所述动力机构和止位换向机构分别设置于顶框上，所述止位换向机构设置于动力机构和主导杆之间，所述动力机构能够通过止位换向机构带动主导杆转动；

所述动力机构包括风机、动力输出轴及第一锥齿轮，所述风机与动力输出轴连接，所述第一锥齿轮设置在动力输出轴的轴端，动力输出轴的轴身设置有外齿；

所述止位换向机构包括第二锥齿轮、曲柄连杆机构、联动杆及轴承齿轮；所述第二锥齿轮的背面设置有偏心锥柄，所述曲柄连杆机构的一端设置在偏心锥柄的轴端，所述曲柄连杆机构的另一端与联动杆连接；所述轴承齿轮套设于联动杆的杆身；所述第二锥齿轮与第一锥齿轮相互啮合；所述联动杆能够在曲柄连杆机构的联动作用下上下往复运动，以使得轴承齿轮与外齿啮合或分离；

所述主导杆在凸出于顶框的部分还设置有传动齿，当轴承齿轮与外齿啮合时，轴承齿轮与传动齿相互啮合；当轴承齿轮与外齿分离时，轴承齿轮与传动齿分离；

所述主导杆在顶框至底框部分还设置有外螺纹；所述清洁机构包括第一套管和刮刀，所述第一套管与刮刀连接，所述主导杆套接于第一套管；所述第一套管上设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹；

所述发条与主导杆位于底框的一端连接，并能够在所述动力机构带动主导杆转动时收缩。

进一步地，所述装置包括副导杆和同步机构，所述同步机构设置于主导杆和副导杆之间；

所述同步机构包括同步带和同步齿轮，所述同步齿轮包括第一同步齿轮和第二同步齿轮，所述第一同步齿轮和第二同步齿轮通过所述同步带传动连接；

所述主导杆在与所述同步机构接触部位还设置有主同步齿轮，所述主同步齿轮与第一同步齿轮相互啮合设置；所述副导杆在于所述同步机构接触部位还设置有副同步齿轮，所述副同步齿轮与第二同步齿轮相互啮合设置。

进一步地，所述清洁机构包括第二套管，所述刮刀设置于第一套管和第二套管之间，所述第二套管套接于副导杆；所述副导杆的杆身还设置有外螺纹，所述第二套管还设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹。

进一步地，所述主导杆和副导杆平行设置，所述刮刀垂直于所述主导杆和副导杆。

进一步地，所述第二锥齿轮的背面的为圆形，所述偏心锥柄设置于第二锥齿轮背面的圆周上，主导杆的传送段距离等于第二锥齿轮背面的直径，所述主导杆的传送段为主导杆上设置有传动齿的部分。

进一步地，所述曲柄连杆机构包括第一铰接件、第二铰接件和连接杆，所述连接杆的一端与偏心锥柄的轴端通过第一铰接件铰接，连接杆的另一端与联动杆通过第二铰接件铰接。

进一步地，第一铰接件为销轴铰接件、铰接螺栓铰接件或铰接插销铰接件；第二铰接件为销轴铰接件、铰接螺栓铰接件或铰接插销铰接件。

进一步地，所述刮刀的刀锋上还设置有柔性面料。

区别于现有技术，上述技术方案的光伏电板清洁装置，所述装置包括中空机架、动力机构、止位换向机构、主导杆、清洁机构及发条。在应用过程中，将中空机架设置于光伏电板表面。动力机构为清洁装置提供了动力，同时动力结构还带动止位换向机构做往返运动，使得止位换向机构上的轴承齿轮和主导杆上的传动齿不断地啮合或分离，进而带动刮刀在光伏电板表面做往返运动，实现对光伏电板的清理作业。当轴承齿轮和传动齿啮合时，自身旋转的轴承齿轮可以带动主导杆旋转，使得刮刀靠近发条运动，同时带动发条收紧；当轴承齿轮和传动齿分离时，发条可以为主导杆提供反向旋转力，使得刮刀远离发条运动。本发明利用风能对光伏电板表面进行清理作业，可以有效去除光伏电板表面积压的杂质，具有清洁、高效、成本低等特点。

附图说明

图1为本发明一具体实施例中光伏电板清洁装置的结构示意图；

图2为本发明一具体实施例中发条的结构示意图。

附图标记说明：

1、中空机架；10、顶框；11、底框；

2、动力机构；20、风机；21、动力输出轴；210、外齿；22、第一锥齿轮；

3、止位换向机构；30、第二锥齿轮；301、偏心锥柄；31、曲柄连杆机构；32、联动杆；33、轴承齿轮；

4、主导杆；40、传动齿；41、外螺纹；

5、清洁机构；50、第一套管；51、第二套管；52、刮刀；

6、发条；

7、副导杆；

8、同步机构；80、第一同步齿轮；81、第二同步齿轮；82、同步带。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实施例提供一种光伏电板清洁装置，用于清洁光伏电板，包括中空机架1、动力机构2、止位换向机构3、主导杆4、清洁机构5及发条6。中空机架架设于光伏电板上，中空机架包括顶框10和底框11。

在具体的实施例中，动力机构设置于顶框上，动力机构包括风机20、动力输出轴210及第一锥齿轮22，其中，风机用于将风能直接转化为机械能，与风机连接的动力输出轴被风机带动旋转，从而实现机械能的输出。

动力输出轴的轴身上设置的外齿，用于与止位换向机构传动连接，具体地，外齿和轴承齿轮啮合，使得轴承齿轮在外齿随着动力输出轴的轴身转动的情况下，也相应发生旋转。

为了使得动力输出轴与止位换向机构能够传动连接且改变传动方向，进而带动主导杆转动，在本实施方式中，动力输出轴的轴端设置第一锥齿轮，具体地，第一锥齿轮为45度锥齿轮，与之相匹配的是第二锥齿轮，同样地，第二锥齿轮也为45度锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合。这样的设置可以实现动力输出轴与止位换向机构的传动连接，而且传动方向为动力输出轴的轴向方向。

在具体的实施例中，止位换向机构与动力输出轴并排地设置在中空机架的顶框上，止位换向机构包括第二锥齿轮30、曲柄连杆机构31、联动杆32及轴承齿轮33。

其中，第二锥齿轮的背面设置有偏心锥柄301，具体地，第二锥齿轮的背面的为圆形，偏心锥柄设置于第二锥齿轮背面的圆周上。曲柄连杆机构的一端与偏心锥柄的轴端活动连接。在实际应用中，风力带动风机转动，由于第一锥齿轮设置在动力输出轴的轴端，因而其会随着动力输出轴的转动而发生转动。同时，又由于第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，因而第二锥齿轮将被第一锥齿轮带动旋转，而第二锥齿轮又可以带动偏心锥柄移动，进而带动曲柄连杆机构做往返运动。曲柄连杆机构的另一端与联动杆活动连接，联动杆通过曲柄连杆机构带动做往返运动。在联动杆的杆身上套设轴承齿轮，轴承齿轮可活动地套设在联动杆上，轴承齿轮被联动杆带动做往返运动，同时轴承齿轮和动力输出轴轴身上的外齿啮合。这样设置使得轴承齿轮在做往返运动的同时，又可以被外齿传动而进行自转。

在进一步的实施例中，曲柄连杆机构包括第一铰接件、第二铰接件和连接杆，其中，第一铰接件为销轴铰接件、铰接螺栓铰接件或铰接插销铰接件，同样的，第二铰接件也可以为销轴铰接件、铰接螺栓铰接件或铰接插销铰接件。所述连接杆的一端与偏心锥柄的轴端通过第一铰接件铰接，连接杆的另一端与联动杆通过第二铰接件铰接。

由于偏心锥柄的活动轨迹为第二锥齿轮的圆周，所以偏心锥柄与连接杆需要活动连接，具体地，两者通过第一铰接件铰接，使得连接杆不会随着偏心锥柄做圆周运动，而是做往返运动，往返的距离为第二锥齿轮的直径。由于轴承齿轮需要和外齿啮合，轴承齿轮的位置需要和外齿对齐，因此为了防止联动杆被曲柄连杆机构带动偏离对齐的位置，连接杆和联动杆活动连接，具体地，联动杆和活动杆通过第二铰接件铰接。

在进一步的实施例中，主导杆的一端与底框上的发条连接，主导杆的另一端凸出于顶框，凸出于顶框的部分设置有传动齿40。主导杆与止位换向机构及动力输出轴并排地设置，止位换向机构位于动力机构和主导杆之间，传动齿可以与轴承齿轮啮合或分离。

具体地，当偏心锥柄从离主导杆另一端的最远处向离主导杆的另一端的最近处运动时，曲柄连杆机构带动轴承齿轮与外齿啮合，轴承齿轮与传动齿相互啮合，直至运动到离主导杆另一端的最近处，轴承齿轮与传动齿分离；接着偏心锥柄从离主导杆的另一端的最近处向离主导杆的另一端的最远处运动，曲柄连杆机构带动轴承齿轮与传动齿啮合。

在具体的实施例中，主导杆在顶框至底框部分还设置有外螺纹41，该外螺纹配合第一套管的内螺纹，可以实现主导杆旋转带动第一套管做往返运动。

在进一步的实施例中，清洁装置包括第一套管50和刮刀52，第一套管与刮刀连接，第一套管套接在主导杆带有外螺纹的杆身上。被主导杆带动做往返运动的刮刀用于清洁光伏电板上的杂质，杂质分别被刮到空心机架的顶框和底框，被刮到顶框和底框的杂质会被雨水冲走或者风吹走。为了防止光伏电板被刮刀刮损坏，可以在刮刀的刀锋上套设柔性面料，如硅胶垫，不仅可以防止光伏电板被损坏，还可以加大摩檫力，有利于杂质被清除。

由于偏心锥柄做圆周运动，上述运动过程一直循环，即轴承齿轮不断地与传动齿啮合或分离。当轴承齿轮和传动齿啮合时，由于轴承齿轮与动力输出轴的外齿也啮合，所以当动力输出轴旋转后，将带动轴承齿轮按预设的方向旋转(如顺时针)，进而带动主导杆按预设的方向旋转，此时与主导杆连接的发条卷动收紧，储存弹性势能，直至轴承齿轮与传动齿分离，同时刮刀往靠近发条的方向运动；当轴承齿轮与传动齿分离时，发条会沿着恢复弹性形变的方向展开，储存的弹性势能释放，释放的弹性势能带动主导杆按按预设方向的反(如逆时针)方向旋转，同时刮刀沿着远离发条的方向运动。这样，通过上述方案可以使得刮刀主导杆上做往返运动，从而对光伏电板表面的杂质进行清理。

在优选的实施例中，为了清洁装置的稳定性，可以设置有两个导杆，即主导杆4和副导杆7，相匹配的还有第二套管51。副导杆的两端分别固定在顶框和底框上的发条上，并且与主导杆平行，副导杆的杆身也设置有外螺纹，第二套管的管内设置与外螺纹相匹配的内螺纹，第二套管套设在副导杆上，刮刀固定两端分别固定在第一套管和第二套管上，使得刮刀和主导杆及副导杆正交。

主导杆和副导杆通过同步机构8连接，能够实现主导杆与副导杆的同步旋转。具体地，同步机构包括同步带82和同步齿轮，同步齿轮包括第一同步齿轮80和第二同步齿轮81，第一同步齿轮和第二同步齿轮通过同步带传动连接，同步机构设置于主导杆和副导杆之间。

为了防止第一同步齿轮与第二同步齿轮打滑，主导杆在与同步机构接触部位还设置有主同步齿轮，主同步齿轮与第一同步齿轮相互啮合设置；副导杆在于同步机构接触部位还设置有副同步齿轮，副同步齿轮与第二同步齿轮相互啮合设置。

在具体的实施例中，发条的数量为两个，两个发条设置在底框上，其中一个发条与主导杆连接，另一个发条与副导杆连接，并能够在动力机构带动主导杆和副导杆转动时收缩。具体地，轴承齿轮与传动齿啮合时，由于轴承齿轮分别与外齿和传动齿啮合，所以动力输出轴旋转会带动轴承齿轮往预设的方向旋转，轴承齿轮旋转会带动主导杆往预设的方向旋转，副导杆通过同步机构和主导杆同步往预设的方向旋转，此时发条收紧，当轴承齿轮与传动齿分离后，收紧的发条张开，给主导杆和副导杆提供反向的旋转力，使得主导杆和副导杆往与预设的方向的反方向旋转，直至轴承齿轮再次和传动齿啮合。这样的设置使得副导杆也即够往预设的方向旋转，也能够往与预设方向的反方向旋转，从而实现位于副导杆上的一部分刮刀和位于主导杆上的另一部分刮刀能够同步做往返运动。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的实施例，本领域内的技术人员一旦知悉本发明的基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光伏电板清洁装置，其特征在于，包括中空机架、动力机构、止位换向机构、主导杆、清洁机构及发条；所述中空机架包括顶框和底框；所述主导杆的一端设置于底框上，主导杆的另一端凸出于顶框；所述动力机构和止位换向机构分别设置于顶框上，所述止位换向机构设置于动力机构和主导杆之间，所述动力机构能够通过止位换向机构带动主导杆转动；

所述动力机构包括风机、动力输出轴及第一锥齿轮，所述风机与动力输出轴连接，所述第一锥齿轮设置在动力输出轴的轴端，动力输出轴的轴身设置有外齿；

所述止位换向机构包括第二锥齿轮、曲柄连杆机构、联动杆及轴承齿轮；所述第二锥齿轮的背面设置有偏心锥柄，所述曲柄连杆机构的一端设置在偏心锥柄的轴端，所述曲柄连杆机构的另一端与联动杆连接；所述轴承齿轮套设于联动杆的杆身；所述第二锥齿轮与第一锥齿轮相互啮合；所述联动杆能够在曲柄连杆机构的联动作用下上下往复运动，以使得轴承齿轮与外齿啮合或分离；

所述主导杆在凸出于顶框的部分还设置有传动齿，当轴承齿轮与外齿啮合时，轴承齿轮与传动齿相互啮合；当轴承齿轮与外齿分离时，轴承齿轮与传动齿分离；

所述主导杆在顶框至底框部分还设置有外螺纹；所述清洁机构包括第一套管和刮刀，所述第一套管与刮刀连接，所述主导杆套接于第一套管；所述第一套管上设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹；

所述发条与主导杆位于底框的一端连接，并能够在所述动力机构带动主导杆转动时收缩。

2.如权利要求1的光伏电板清洁装置，其特征在于，所述装置包括副导杆和同步机构，所述同步机构设置于主导杆和副导杆之间；

所述同步机构包括同步带和同步齿轮，所述同步齿轮包括第一同步齿轮和第二同步齿轮，所述第一同步齿轮和第二同步齿轮通过所述同步带传动连接；

所述主导杆在与所述同步机构接触部位还设置有主同步齿轮，所述主同步齿轮与第一同步齿轮相互啮合设置；所述副导杆在与所述同步机构接触部位还设置有副同步齿轮，所述副同步齿轮与第二同步齿轮相互啮合设置。

3.如权利要求2的光伏电板清洁装置，其特征在于，所述清洁机构包括第二套管，所述刮刀设置于第一套管和第二套管之间，所述第二套管套接于副导杆；所述副导杆的杆身还设置有外螺纹，所述第二套管还设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹。

4.如权利要求2或3的光伏电板清洁装置，其特征在于，所述主导杆和副导杆平行设置，所述刮刀垂直于所述主导杆和副导杆。

5.如权利要求1的光伏电板清洁装置，其特征在于，所述第二锥齿轮的背面的为圆形，所述偏心锥柄设置于第二锥齿轮背面的圆周上，主导杆的传送段距离等于第二锥齿轮背面的直径，所述主导杆的传送段为主导杆上设置有传动齿的部分。

6.如权利要求1的光伏电板清洁装置，其特征在于，所述曲柄连杆机构包括第一铰接件、第二铰接件和连接杆，所述连接杆的一端与偏心锥柄的轴端通过第一铰接件铰接，连接杆的另一端与联动杆通过第二铰接件铰接。

7.根据权利要求5所述的光伏电板清洁装置，其特征在于，第一铰接件为销轴铰接件、铰接螺栓铰接件或铰接插销铰接件；第二铰接件为销轴铰接件、铰接螺栓铰接件或铰接插销铰接件。