CN107716501B - 一种适用于错位光伏板的清扫机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明属于新能源技术领域，尤其涉及一种适用于错位光伏板的清扫机器人，包括机体，所述机体一端连接有机头，另一端连接有机尾，所述机头包括机头转动架、机头连接架，所述机头转动架一侧设有第一机头支撑架、第二机头支撑架，所述第一机头支撑架的侧面设有第一机头行走轮，所述第一机头支撑架的下底面设有第一机头横向挂轮，所述第二机头支撑架的转动架底部设有机头弯折架，所述机头弯折架一侧设有第一机头竖向挂轮、第二机头竖向挂轮。侧面设有第二机头行走轮，所述第二机头支撑架的下底面设有第二机头横向挂轮，所述机头。
Description
技术领域
本发明属于新能源技术领域，尤其涉及一种适用于错位光伏板的清扫机器人。
背景技术
现有市场上的光伏板清扫机器人结构简单，只能够实现直线的行走，而实际光伏板发电站的光伏板多存在前后错位、高低错位的现象，只有少数光伏板发电站每排之间的光伏板排列较为整齐，故目前的光伏板清扫机器人已不能解决长距离清扫的难题，只能放置多个机器人来实现清扫的效果，但是这样大大增加了成本，这时候就需要一种可以自行变向的清扫机器人来实现长距离的清扫。
发明内容
本发明提供一种适用于错位光伏板的清扫机器人，以解决上述背景技术中提出的普通的清扫机器人不适用不规则的光伏板的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种适用于错位光伏板的清扫机器人，包括机体，所述机体一端连接有机头，另一端连接有机尾，所述机体上设有太阳能板，所述太阳能板上设有控制柜；
所述机头包括机头转动架、机头连接架，所述机头连接架固定在机体上，所述机头转动架顶部设有第一机头连接片，所述机头连接架顶部设有第二机头连接片，所述第一机头连接片、第二机头连接片均与机头螺栓铰接，所述机头螺栓外面设有机头法兰轴承，所述机头转动架一侧设有第一机头支撑架、第二机头支撑架，所述第一机头支撑架的侧面设有第一机头行走轮，所述第一机头支撑架的下底面设有第一机头横向挂轮，所述第二机头支撑架的侧面设有第二机头行走轮，所述第二机头支撑架的下底面设有第二机头横向挂轮，所述机头转动架底部设有机头弯折架，所述机头弯折架一侧设有第一机头竖向挂轮、第二机头竖向挂轮；
所述机尾包括机尾转动架、机尾连接架，所述机尾连接架固定在机体上，所述机尾转动架顶部设有第一机尾连接片，所述机尾连接架顶部设有第二机尾连接片，所述第一机尾连接片、第二机尾连接片均与机尾螺栓铰接，所述机尾螺栓外面设有机尾法兰轴承，所述机尾转动架一侧设有第一行走电机、第二行走电机、刷子电机，所述第一行走电机连接有第一联轴器，所述第二行走电机连接有第二联轴器，所述刷子电机连接有D型万向节，所述D型万向节连接有刷子轴，所述机尾转动架另一侧设有第一机尾支撑架、第二机尾支撑架，所述第一机尾支撑架的侧面设有第一机尾行走轮，所述第一联轴器与第一机尾行走轮连接，所述第一机尾支撑架的下底面设有第一机尾横向挂轮，所述第二机尾支撑架的侧面设有第二机尾行走轮，所述第二机尾支撑架的下底面设有第二机尾横向挂轮，所述第二联轴器与第二机尾行走轮连接，所述机尾转动架底部设有机尾弯折架，所述机尾弯折架一侧设有第一机尾竖向挂轮、第二机尾竖向挂轮；
所述第一机头行走轮连接有第一机头万向节，所述第一机尾行走轮连接有第一机尾万向节，所述第一机头万向节、第一机尾万向节之间设有第一行走轴，所述第二机头行走轮连接有第二机头万向节，所述第二机尾行走轮连接有第二机尾万向节，所述第二机头万向节、第二机尾万向节之间设有第二行走轴。
所述机体的一侧设有第一行走轴支撑板，所述第一行走轴穿过第一行走轴支撑板，所述第一行走轴、第一行走轴支撑板之间设有第一带法兰直线轴承，所述机体的另一侧设有第二行走轴支撑板，所述第二行走轴穿过第二行走轴支撑板，所述第二行走轴、第二行走轴支撑板之间设有第二带法兰直线轴承。
本发明的有益效果为：
1.解决了无水清扫机器人大面积长距离无法清扫的难题。在发电站依据地形建立起电站后，会多存在前后错位和高低错位的情况，这时普通的无水清扫机器人便只能清扫一块板子，多块板子就需要多个机器人清扫，一般清扫机器人造价普遍又较高，故只能放弃清扫，本次发明的清扫机器人只要在各光伏板间嫁接上轨道，便可实现大面积长距离的清扫。
2.此光伏板清扫机器人对嫁接的轨道要求极低，只要有轮子宽度的嫁接轨道便可实现光伏板之间的跨越。
3.因为竖向挂轮的原因，机器人本身具有了很强的抗风能力，能够牢牢的抓住轨道，不会出现从轨道上掉下来的情况，这样就能够抵御强风。增加了对光伏板和机器人本身的保护，增大了清扫的安全性。
4. 节约了光伏发电站清扫光伏板的成本，增大了发电量。
附图说明
图1为本发明的整体组装效果图；
图2为本发明的机头放大图；
图3为本发明的机尾放大图；
图4为本发明的侧面结构示意图；
图5为本发明的变向示意图；
图中：1-太阳能板，2-机头，3-机尾，4-控制柜，5-第二行走轴支撑板，6-第二行走轴，7-第二带法兰直线轴承，8-机头转动架，9-机头连接架，10-机头螺栓，11-第一机头支撑架，12-第二机头支撑架，13-第一机头行走轮，14-第二机头行走轮，15-第一机头横向挂轮，16-第二机头横向挂轮，17-第一机头连接片，18-第二机头连接片，19-机头弯折架，20-第一机头竖向挂轮，21-第二机头竖向挂轮，22-机尾连接架，23-机尾转动架，24-第一机尾连接片，25-第二机尾连接片，26-机尾螺栓，27-第二机尾支撑架，28-第一机尾支撑架，29-第二机尾行走轮，30-第二机尾万向节，31-第二行走电机，32-第二联轴器，33-第二机尾横向挂轮，34-机尾弯折架，35-第二机尾竖向挂轮，36-刷子电机。
图5中A、A`、B、B`为行走轮的位置点，C、C`、D、D`点为万向节的位置点，O、O`点为旋转架的旋转中心，P、P`点为万向节点C、D和C`、D`的旋转中心。
具体实施方式
一种适用于错位光伏板的清扫机器人，包括机体，机体一端连接有机头2，另一端连接有机尾3，机体上设有太阳能板1，太阳能板1上设有控制柜4；
机头2包括机头转动架8、机头连接架9，机头连接架9固定在机体上，机头转动架8顶部设有第一机头连接片17，机头连接架9顶部设有第二机头连接片18，第一机头连接片17、第二机头连接片18均与机头螺栓10铰接，机头转动架可以绕机头连接架转动，机头螺栓10外面设有机头法兰轴承，机头转动架8一侧设有第一机头支撑架11、第二机头支撑架12，第一机头支撑架11的侧面设有第一机头行走轮10，第一机头支撑架12的下底面设有第一机头横向挂轮15，第二机头支撑架12的侧面设有第二机头行走轮14，第二机头支撑架12的下底面设有第二机头横向挂轮16，机头转动架8底部设有机头弯折架19，机头弯折架19一侧设有第一机头竖向挂轮20、第二机头竖向挂轮21；
机尾3包括机尾转动架23、机尾连接架22，机尾连接架22固定在机体上，机尾转动架23顶部设有第一机尾连接片24，机尾连接架22顶部设有第二机尾连接片25，第一机尾连接片24、第二机尾连接片25均与机尾螺栓26铰接，机尾转动架可以绕机尾连接架转动，机尾螺栓26外面设有机尾法兰轴承，机尾转动架23一侧设有第一行走电机、第二行走电机31、刷子电机36，第一行走电机连接有第一联轴器，第二行走电机31连接有第二联轴器32，刷子电机36连接有D型万向节，D型万向节连接有刷子轴，机尾转动架23另一侧设有第一机尾支撑架28、第二机尾支撑架27，第一机尾支撑架28的侧面设有第一机尾行走轮，第一联轴器与第一机尾行走轮连接，第一机尾支撑架的下底面设有第一机尾横向挂轮，第二机尾支撑架27的侧面设有第二机尾行走轮29，第二机尾支撑架27的下底面设有第二机尾横向挂轮33，第二联轴器29与第二机尾行走轮29连接，机尾转动架23底部设有机尾弯折架34，机尾弯折架34一侧设有第一机尾竖向挂轮、第二机尾竖向挂轮35；
第一机头行走轮13连接有第一机头万向节，第一机尾行走轮连接有第一机尾万向节，第一机头万向节、第一机尾万向节之间设有第一行走轴，第二机头行走轮14连接有第二机头万向节，第二机尾行走轮29连接有第二机尾万向节30，第二机头万向节、第二机尾万向节30之间设有第二行走轴6。
机体的一侧设有第一行走轴支撑板，第一行走轴穿过第一行走轴支撑板，第一行走轴、第一行走轴支撑板之间设有第一带法兰直线轴承，机体的另一侧设有第二行走轴支撑板5，第二行走轴6穿过第二行走轴支撑板5，第二行走轴6、第二行走轴支撑板5之间设有第二带法兰直线轴承7。
工作原理：连接架固定在机体上，旋转架与连接架由轴承连接，能够旋转，横向挂轮和行走轮安装在旋转架上，保证同时变向，再利用万向节使动力持续传递给另一边的行走轮，同时又使变向的动力也互相传递，达到同时转向的目的。电机安装在机尾，电机带动机尾的行走轮转动，机器人开始行走，当机器人走到光伏板与变向轨道的连接处时，轨道会驱动横向挂轮带着转动架绕连接架旋转，这时连接架又会迫使行走轮跟着转动，这样行走轮和挂轮就会始终紧贴在轨道周围，不会脱离轨道。而上下两个旋转架由于行走轴的连接，当一边的旋转架转动时会使行走轴在轴向上移动从而驱动另一边的旋转架转动。
此时行走轴与行走轮会形成一个角度，经过万向节的调节，会使动力始终由电机经过机尾的行走轮，再经过万向节传给行走轴，行走轴又通过机头的万向节传递给机头的行走轮从而保持动力的持续传动。
而当万向节与行走轴形成一个角度的时候，由于机头连接行走轴的两个万向节的中心点P和机尾连接行走轴的两个万向节的中心点P`与旋转架的旋转中心O点和O`点不同心，故在L=AC+CC`+C`A`不变的情况下两个行走轮之间的直线距离AA`和BB`会随着角度的不同而产生变化，（如图5所示）这样会导致行走轴轴向方向会多产生较大的不必要的拉力，这时在机头安装有直线轴承和紧固环，使得机尾的行走轮有一定的空隙滑动，而紧固环在保证了可以使机尾行走轮有滑动的空隙的情况下，还可以使机头和机尾的旋转架最终能够转动相同的角度。
当机器人从变向轨道行驶到下一块板时，横向挂轮又起作用使旋转架绕连接架转动。这样就实现了前后错位的变向。当有高低错位时，横向挂轮会因为机头机尾存在少许的不同步导致容易脱离轨道，这时竖向挂轮又会起作用将行走轮和横向挂轮以及整个机身都拉回到安全的路径中来。
在变向的途中行走轴需要顺着机身的方向来回移动，行走轴又因其本身长度较长，故容易弯曲，这时机身中间的行走轴支架通过直线轴承会拖住行走轴，防止行走轴甩动，直线轴承又可以保证行走轴来回移动。这样机器人就可以很顺利的变向了。
作用，效果：当光伏板存在前后错位和高低错位时，此种机器人可根据轨道情况无需其他辅助装置便可完成自行变向。实现了一台机器人就可以清扫长距离、大面积的光伏板的目的，能够大大降低光伏发电厂清扫的成本，增加发电量。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围，凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (2)
1.一种适用于错位光伏板的清扫机器人，其特征在于：
包括机体，所述机体一端连接有机头，另一端连接有机尾，所述机体上设有太阳能板，所述太阳能板上设有控制柜；
所述机头包括机头转动架、机头连接架，所述机头连接架固定在机体上，所述机头转动架顶部设有第一机头连接片，所述机头连接架顶部设有第二机头连接片，所述第一机头连接片、第二机头连接片均与机头螺栓铰接，所述机头螺栓外面设有机头法兰轴承，所述机头转动架一侧设有第一机头支撑架、第二机头支撑架，所述第一机头支撑架的侧面设有第一机头行走轮，所述第一机头支撑架的下底面设有第一机头横向挂轮，所述第二机头支撑架的侧面设有第二机头行走轮，所述第二机头支撑架的下底面设有第二机头横向挂轮，所述机头转动架底部设有机头弯折架，所述机头弯折架一侧设有第一机头竖向挂轮、第二机头竖向挂轮；
所述机尾包括机尾转动架、机尾连接架，所述机尾连接架固定在机体上，所述机尾转动架顶部设有第一机尾连接片，所述机尾连接架顶部设有第二机尾连接片，所述第一机尾连接片、第二机尾连接片均与机尾螺栓铰接，所述机尾螺栓外面设有机尾法兰轴承，所述机尾转动架一侧设有第一行走电机、第二行走电机、刷子电机，所述第一行走电机连接有第一联轴器，所述第二行走电机连接有第二联轴器，所述刷子电机连接有D型万向节，所述D型万向节连接有刷子轴，所述机尾转动架另一侧设有第一机尾支撑架、第二机尾支撑架，所述第一机尾支撑架的侧面设有第一机尾行走轮，所述第一联轴器与第一机尾行走轮连接，所述第一机尾支撑架的下底面设有第一机尾横向挂轮，所述第二机尾支撑架的侧面设有第二机尾行走轮，所述第二机尾支撑架的下底面设有第二机尾横向挂轮，所述第二联轴器与第二机尾行走轮连接，所述机尾转动架底部设有机尾弯折架，所述机尾弯折架一侧设有第一机尾竖向挂轮、第二机尾竖向挂轮；
所述第一机头行走轮连接有第一机头万向节，所述第一机尾行走轮连接有第一机尾万向节，所述第一机头万向节、第一机尾万向节之间设有第一行走轴，所述第二机头行走轮连接有第二机头万向节，所述第二机尾行走轮连接有第二机尾万向节，所述第二机头万向节、第二机尾万向节之间设有第二行走轴。
2.根据权利要求1所述的一种适用于错位光伏板的清扫机器人，其特征在于：所述机体的一侧设有第一行走轴支撑板，所述第一行走轴穿过第一行走轴支撑板，所述第一行走轴、第一行走轴支撑板之间设有第一带法兰直线轴承，所述机体的另一侧设有第二行走轴支撑板，所述第二行走轴穿过第二行走轴支撑板，所述第二行走轴、第二行走轴支撑板之间设有第二带法兰直线轴承。
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