CN107809210A - 一种平铺光伏电站智能清扫装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平铺光伏电站智能清扫装置，属于光伏板清扫装置领域，要解决的技术问题为如何提供一种结构简单、成本低的光伏板清扫装置；其结构包括电源组件、控制器和清扫组件，还包括行走组件，行走组件包括机架201以及装配在机架201上的行走机构、行走驱动装置和导向机构，行走驱动装置与行走机构连接；清扫组件包括毛刷辊和毛刷辊驱动装置，毛刷辊可转动的设置在机架201上，毛刷辊驱动装置设置在机架201上并与毛刷辊连接；机架201上还设置有清扫限位传感器，清扫限位传感器、行走驱动装置和毛刷辊驱动装置均与控制器连接，电源组件用于为上述行走驱动装置、毛刷辊驱动装置、清扫限位传感器和控制器提供电源。

Description

一种平铺光伏电站智能清扫装置

技术领域

本发明涉及光伏板清扫装置领域，具体地说是一种平铺光伏电站智能清扫装置。

背景技术

光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算器提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明，并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

光伏板组件长期暴露在阳光下，长期使用后，其表面会聚集大量的灰尘，这种情况不但极大的影响了光伏板组件发电的效率，甚至会由于灰尘、污染气体等腐蚀、损坏光伏板组件，为解决光伏板积尘影响发电的问题，需要对光伏板进行清扫，传统的以人力逐块清洗的方式存在劳动强度大、成本高且不便于经常清洗的缺点。

如何提供一种结构简单、成本低的用于清扫光伏板的清扫装置，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种平铺光伏电站智能清扫装置，来解决如何提供一种结构简单、成本低的光伏板清扫装置的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：

一种平铺光伏电站智能清扫装置，包括电源组件、控制器和清扫组件，还包括行走组件，行走组件包括机架以及装配在机架上的行走机构、行走驱动装置和导向机构，行走驱动装置与行走机构连接，行走驱动装置与行走机构配合能够带动机架在光伏板行走，导向机构能够限制机架沿着直线行走；清扫组件包括毛刷辊和毛刷辊驱动装置，毛刷辊可转动的设置在机架上，毛刷辊驱动装置设置在机架上并与毛刷辊连接；机架上还设置有清扫限位传感器，清扫限位传感器、行走驱动装置和毛刷辊驱动装置均与控制器连接，电源组件用于为上述行走驱动装置、毛刷辊驱动装置、清扫限位传感器和控制器提供电源。

进一步的，毛刷辊的轴长与光伏板的宽度一致。

进一步的，导向机构包括至少一对导向轮组，每个导向轮组均包括导向支架和导向轮，导向轮能够在光伏板的长度边边框外侧形成的沟槽内行走，导向支架为具有摆动和复位功能的支架，导向轮通过对应的导向支架设置在机架上，导向支架能够带动导向轮在沟槽内越障碍行走；每对导向轮组中的两个导向轮对称的设置在机架的两侧。

进一步的，导向支架包括复位弹簧、连接杆和几字形的安装板，安装板设置在机架上，连接杆的顶端通过复位弹簧铰接在安装板上，导向轮可转动的设置在连接杆的底端。

进一步的，清扫限位传感器包括前端清扫限位传感器和后端清扫限位传感器，前端清扫限位传感器设置在机架的前端，且前端清扫限位传感器为接触式清扫限位传感器并能够被光伏板的边框触发，后端清扫限位传感器与上述前端清扫限位传感器配合能够限定行走组件在光伏板的清扫区域内行走。

进一步的，行走机构包括两对行走轮组，每对行走轮轮组均包括传动轴和对称设置在传动轴两端的两个行走轮，上述两对行走轮组沿着行走组件的行走方向相对设置在机架；行走驱动装置通过链轮链条传动机构与其中一个行走轮连接。

进一步的，还包括灰尘收集罩，灰尘收集罩开口向下的设置在机架上，毛刷辊位于灰尘收集罩内。

进一步的，电源组件包括可充电蓄电池，可充电蓄电池设置在机架上。

进一步的，电源组件还包括停放位充电装置，停放位充电装置包括停放位轨道、停放位感应器、充电控制器和由市电充电部和光伏发电部组成的充电组件，停放位轨道用于供行走装置行走和停放，停放位感应器设置在停放位轨道上，充电组件位于停放位轨道处，充电控制器与充电组件连接，充电组件能够与可充电蓄电池连接，充电控制器和停放位感应器均与控制器连接。

进一步的，停放位轨道上设置有充电接口，充电接口与充电组件连接，机架上设置有充电接头，充电接头能够插入充电接口内。

本发明的一种平铺光伏电站智能清扫装置具有以下优点：

1、在清扫限位传感器和导向机构的配合下，行走组件带动清扫装置在光伏板的有效面上平稳行走，便于清扫装置对光伏板进行清扫，同时该清扫装置可与能够在光伏板上行走的摆渡装置配合，通过摆渡装置将该清扫装置转运至下一个光伏板上；

2、毛刷辊的轴长与光伏板的宽度一致，行走组件带动清扫组件沿着光伏板的长度方向行走一程后，可通过该毛刷辊对整个光伏板进行清扫，无需在光伏板上进行多次往返，节省了清扫时间，提高了效率；

3、借助光伏板长度边边框之间的沟槽作为导向轨道，导向轮通过具有摆动和复位功能的导向支架设置在机架上，导向轮在导向轨道内行走，同时在导向轮遇到障碍时，导向支架可带动导向轮越过障碍继续行走，具有良好的导向效果，并可带动清扫装置在光伏板上沿着直线平稳行走；

4、通过清扫限位传感器可避免清扫装置行走距离超出光伏板，可确保清扫区域有效，并避免清扫装置摔落；

5、通过灰尘收集罩可及时收集清扫过程产生的灰尘，避免灰尘回落到清扫后的光伏板上；

6、通过停放位充电装置可及时为清扫装置充电，同时充电电能可来自于光伏发电，节省了能源；

7、通过在停放位轨道上设置充电接口，在机架上设置充电接头，当清扫装置驶入停放位轨道并停放在预设位置后，充电接口与充电接头连接，可实现请清扫装置的自动充电，节省了人工。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为实施例1一种平铺光伏电站智能清扫装置的结构示意图；

附图2为实施例1一种平铺光伏电站智能清扫装置的内部结构示意图；

附图3为实施例1一种平铺光伏电站智能清扫装置中导向机构的结构示意图；

附图4为实施例1光伏板方阵的结构示意图；

附图5为实施例2中停放位充电装置和光伏板的结构示意图；

附图6为实施例2中停放位充电装置和光伏板方阵的结构示意图；

图中：1、灰尘收集罩，2、行走组件，3、清扫组件，4、后端清扫限位传感器，5、前端清扫限位传感器，6、光伏板，7、光伏板方阵，8、停放位充电装置；

201、机架，202、行走轮，203、行走驱动装置，204、第二链轮链条传动机构，205、导向机构；

301、毛刷辊，302、毛刷辊驱动装置，303、第一链轮链条驱动机构；

701、光伏板的宽度边边框，702、沟槽；

801、停放位轨道，802、充电组件，803、停放位感应器，804、充电接口。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种平铺光伏电站智能清扫装置作以下详细地说明。

实施例1：

如附图1、附图2、附图3和附图4所示，本发明的一种平铺光伏电站智能清扫装置，包括电源组件、控制器、清扫组件3和行走组件2，行走组件2包括机架201以及装配在机架201上的行走机构、行走驱动装置203和导向机构205，行走驱动装置203与行走机构连接，行走驱动装置203与行走机构配合能够带动机架201在光伏板6行走，导向机构205能够限制机架201沿着直线行走；清扫组件3包括毛刷辊301和毛刷辊驱动装置302，毛刷辊301可转动的设置在机架201上，毛刷辊驱动装置302设置在机架201上并通过第一链轮链条传动机构303与毛刷辊301连接；机架201上还设置有清扫限位传感器，清扫限位传感器用于检测行走组件2在光伏板6上的位置、并避免行走组件2行驶出光伏板6的清扫区域；清扫限位传感器、行走驱动装置203和毛刷辊驱动装置302均与控制器连接，电源组件用于为上述行走驱动装置203、毛刷辊驱动装置302、清扫限位传感器和控制器提供电源。

其中，行走组件2中，机架201为长方体状机架，行走机构包括两对行走轮组，每对行走轮轮组均包括传动轴和两个行走轮202，两个行走轮202相对可转动的设置在传动轴的两端，上述两对行走轮组沿着行走组件2的行走方向相对设置在机架201；行走驱动装置203为电机，行走驱动装置203通过第二链轮链条传动机构204与其中一个行走轮202连接，从而上述行走组件2可在光伏板6上行走。

清扫限位传感器包括前端清扫限位传感器5和后端清扫限位传感器4，前端清扫限位传感器5设置在机架201的前端角上，后端清扫限位传感器4设置在机架201的后端，前端清扫限位传感器5和后端清扫限位传感器4均为接触式传感器并均可被光伏板的边框触发。行走组件2带动清扫装置在光伏板6上沿着光伏板6的长度方向行走过程中，当行走组件2行走至光伏板6的尾端时，前端清扫限位传感器5碰触位于光伏板6尾端的光伏板的宽度边边框701而被触发，从而可在控制器下调控作为行走驱动装置203的电机停止，从而行走装置停止行走，或行走驱动装置203反向运转，从而行走装置返回。行走装置返回过程中，当行走组件2带动清扫装置在光伏板6上沿着光伏板6的长度方向返回光伏板6的首端时，后端清扫限位传感器4碰触位于光伏板6首端的光伏板的宽度边边框701而被触发，从而可在控制器控制下调控作为行走驱动装置203的电机停止，从而行走装置停止行走。

如果该清扫装置只针对单个光伏板6进行清扫，后端清扫限位传感器4的设置可采用上述方案。在实际应用中，也可将后端清扫限位传感器4设置在光伏板6的首端，后端清扫限位传感器4同样采用接触式传感器，且安装该后端清扫限位传感器4时应确保其可该被机架201的尾端触发，同时，后端清扫限位传感器4安装在光伏板6上时，清扫装置清扫完光伏板6后需要返回光伏板6的首端，等待下次清扫工作。

如果该清扫装置多个光伏板6进行清扫，则可搭配能够运载该清扫装置的摆渡装置，通过摆渡装置将该清扫装置运输至待清理的光伏板6上。则可将尾端清扫限位传感器设置在摆渡装置上，当行走组件2带动清扫组件3对光伏板6进行清扫后，行走组件2带动清扫组件3返回至摆渡装置，通过尾端清扫限位传感器可确认该清扫装置以停放在摆渡装置上，进而可通过摆渡装置将清扫装置摆渡至下一个光伏板6上。

导向机构205包括三对导向轮组，每个导向轮组均包括导向支架和导向轮，导向轮能够在光伏板6的长度边边框外侧形成的沟槽702内行走，导向支架为具有摆动和复位功能的支架，导向轮通过对应的导向支架设置在机架201上，导向支架能够带动导向轮在沟槽702内越障碍行走；每对导向轮组中的两个导向轮对称的设置在机架201的左右两侧，每对导向轮中的两个导向轮相对的位于光伏板6两侧的沟槽702内行走。本实施例中，导向支架包括复位弹簧、连接杆和几字形的安装板，安装板的中段设置在机架201上，复位弹簧的顶端设置在安装板的顶端，连接杆的顶端与复位弹簧的底端连接并通过复位弹簧铰接在安装板的底端上，导向轮可转动的设置在连接杆的底端。当导向轮在沟槽702内行走过程中遇到障碍后，导向轮摆动越过障碍，摆动过程连接杆带动复位弹簧摆动，越过障碍后，复位弹簧复位释放并通过连接杆带动导向轮复位。

上述沟槽702为光伏板6安装时在光伏板6的长度边边框外侧形成的。多个光伏板6组成光伏板方阵7甚至多个光伏板方阵7组成光伏矩阵时，每个光伏板方阵7中，安装时相邻的两个光伏板6的长度边边框之间有安装间隙，该安装间隙为沟槽702。当只有单个光伏板6时，光伏板6的长度边边框的内侧面为立面，该立面高于安装光伏板6的顶面，立面与顶面之间的空间可供导向轮行走的开式沟槽702；在实际应用中，可以为便于导向轮平稳运行，在光伏板6的两个长度边边框外均另设导轨，该导轨和与其靠近的光伏板6的长度边边框间隔并列设置组成沟槽702。

清扫组件3中，毛刷辊301的轴长与光伏板6的宽度一致，当行走组件2带动该清扫组件3在光伏板6上沿着光伏板6的长度方向行走单程后，可对光伏板6的整面进行清扫，无需行走组件2载着清扫组件3在光伏板6上往返多次，提高了清扫效率。同时，对于多个光伏板6组成的光伏板方阵7或者多个光伏板方阵7组成的光伏矩阵，该清扫装置可摆渡装置配合，通过摆渡装置承载着该清扫装置在光伏板6之间移动。

为保证清扫组件3的清扫效果，还设置有灰尘收集罩1，灰尘收集罩1开口向下的设置在机架201上，毛刷辊301位于灰尘收集罩1内。同时为避免行走驱动装置203以及毛刷辊驱动装置302被灰尘污染，可将在上述驱动装置外侧设置壳体。

电源组件包括可充电蓄电池，可充电蓄电池设置在机架201上。

本发明一种平铺光伏电站智能清扫装置的使用方法为：

情况一：如果只针对单一列光伏板6进行清扫，则可将后端清扫限位传感器4设置在机架201的后端角处，且安装时确保该后端清扫限位传感器4可被光伏板6的边框触发；行走组件2带动清扫组件3在光伏板6上沿着光伏板6的长度方向行走，行走过程毛刷辊301不停转动对光伏板6进行清扫，当行走组件2行走至光伏板6列的尾端时，驱动装置反向旋转，带动清扫组件3返回至光伏板6列的首端。在返程过程中，设定清扫组件3停止清扫工作；

情况二、如果针对由多个光伏板6组成的光伏板方阵7或者多个光伏板方阵7组成的光伏矩阵进行清扫，则可将该清扫装置与摆渡装置配合，其中摆渡装置选用可承载着清扫装置在光伏板6之间行走的装置，通过摆渡装置将清扫装置转运至待清扫光伏板6上后， 行走组件2和清扫组件3配合按照情况一中的方法进行清扫，清扫完毕后，清扫装置驶入摆渡装置，通过摆渡装置将清扫装置运输至下一个光伏板6上。

摆渡装置可选用现有的可实现将清扫装置在光伏板6之间运输的摆渡装置。

在实际应用中，清扫限位传感器可选用可实现其它类型的现有传感器，如可选用霍尔传感器或光电传感器或颜色传感器等，通过安装方式或改进光伏板6宽度边边框等方式实现如下功能：当该清扫装置在光伏板6或当前一列光伏板6上行走时清扫限位传感器处于一种工作状态，当移动子装置行走至光伏板6或当前一列光伏板6的尾端时被触发为另一种工作状态。例如，清扫限位传感器为霍尔传感器，可将位于预设行程尾端的光伏板6的宽度边边框改进为能够触发霍尔传感器的形状或材质，或者在位于预设行程尾端的光伏板6的宽度边边框上设置能够触发霍尔传感器的机构。

实施例2：

本实施例为在实施例1基础上的进一步改进，本实施例与实施例1的区别为：电源组件还包括停放位充电装置8，停放位充电装置8包括停放位轨道801、停放位感应器803、充电控制器和由市电充电单元和光伏发电单元组成的充电组件802，停放位轨道801用于供行走装置行走和停放，停放位感应器803设置在停放位轨道801上，充电组件802位于停放位轨道801处，充电控制器与充电组件802连接，充电组件802能够与可充电蓄电池连接，充电控制器和停放位感应器803均与控制器连接。

其中，停放位轨道801包括包括两个相对设置的停放位导轨，两个停放位导轨并列设置在光伏板6的首端的外侧，可供行走轮组驶入并停放。停放位感应器803为霍尔传感器，清扫装置驶入停放位轨道801过程中，当清扫装置驶入停放位轨道801至预设位置处，停放位感应器803被触发，从而在控制器控制下，清扫装置停止行走而停驻在停放位轨道801上。在实际应用中，停放位感应器803可选用任意可检测清扫装置是否行走至停放位轨道801上预定位置处的其它类型的现有传感器，如可选用接触式、光电式传感器或者颜色传感器等。

为及时管理可充电蓄电池的充电情况，该可充电电池设置有电源管理模块，电源管理模块与控制器连接，用以监控可充电蓄电池的电量，以便电量不足时进行自动充电。

为便于自动充电，停放位轨道801上设置有充电接口804，充电接口804与充电组件802连接，机架201上设置有充电接头，充电接头可插入充电接口804内。在装配充电接口804和充电接头时，设定当行走组件2驶入停放位轨道801的预设位置后，停放位感应器803被触发，行走驱动装置203停止工作，该清扫装置停放在停放位轨道801上，同时，充电接头插接入充电接口804内，在控制器与充电控制器的协同调控下，为可充电蓄电池自动充电。

该停放位充电装置8的工作方法包括：

情况一：如附图5所示，当该清扫装置只针对一列光伏板6进行清扫，可将停放位充电装置8设置在光伏板6的首端的外侧，行走组件2载着清扫组件3沿着光伏板6的长度方向行走并清扫光伏板6，到达光伏板6列的尾端后，行走组件2带动清扫组件3返回光伏板6列的首端，并可继续进入停放位轨道801预设位置，使得充电接口804与充电接头连接，实现充电。或者，行走组件2带动清扫组件3沿着光伏板6的长度方向行走并清扫光伏板6，到达光伏板6列的尾端后，停止行走，如果有可充电蓄电池需要充电，则在电源管理模块和控制器配合下，驱动行走组件2带动清扫组件3返回光伏板6的首端并进入停放位轨道801，进行充电；

情况二、如附图6所示，当该清扫装置为一个光伏板方阵7进行清扫，可将停放位充电装置8设置在位于光伏板6方阵首端的光伏板6的外侧，行走组件2载着清扫组件3在光伏板6上行走对并光伏板6进行清扫，可通过能够运载行走组件2的摆渡装置将本发明的清扫装置运输至待清理的光伏板6处，当需要充电时，通过摆渡装置将该清扫装置运输至停放位充电装置8处。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (10)

1.一种平铺光伏电站智能清扫装置，包括电源组件、控制器和清扫组件，其特征在于还包括行走组件，行走组件包括机架以及装配在机架上的行走机构、行走驱动装置和导向机构，行走驱动装置与行走机构连接，行走驱动装置与行走机构配合能够带动机架在光伏板行走，导向机构能够限制机架沿着直线行走；

清扫组件包括毛刷辊和毛刷辊驱动装置，毛刷辊可转动的设置在机架上，毛刷辊驱动装置设置在机架上并与毛刷辊连接；

机架上还设置有清扫限位传感器，清扫限位传感器、行走驱动装置和毛刷辊驱动装置均与控制器连接，电源组件用于为上述行走驱动装置、毛刷辊驱动装置、清扫限位传感器和控制器提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种平铺光伏电站智能清扫装置，其特征在于毛刷辊的轴长与光伏板的宽度一致。

3.根据权利要求2所述的一种平铺光伏电站智能清扫装置，其特征在于导向机构包括至少一对导向轮组，每个导向轮组均包括导向支架和导向轮，导向轮能够在光伏板的长度边边框外侧形成的沟槽内行走，导向支架为具有摆动和复位功能的支架，导向轮通过对应的导向支架设置在机架上，导向支架能够带动导向轮在沟槽内越障碍行走；每对导向轮组中的两个导向轮对称的设置在机架的两侧。

4.根据权利要求3所述的一种平铺光伏电站智能清扫装置，其特征在于导向支架包括复位弹簧、连接杆和几字形的安装板，安装板设置在机架上，连接杆的顶端通过复位弹簧铰接在安装板上，导向轮可转动的设置在连接杆的底端。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种平铺光伏电站智能清扫装置，其特征在于清扫限位传感器包括前端清扫限位传感器和后端清扫限位传感器，前端清扫限位传感器设置在机架的前端，且前端清扫限位传感器为接触式清扫限位传感器并能够被光伏板的边框触发，后端清扫限位传感器与上述前端清扫限位传感器配合能够限定行走组件在光伏板的清扫区域内行走。

6.根据权利要求1、2或3所述的一种平铺光伏电站智能清扫装置，其特征在于行走机构包括两对行走轮组，每对行走轮轮组均包括传动轴和对称设置在传动轴两端的两个行走轮，上述两对行走轮组沿着行走组件的行走方向相对设置在机架；行走驱动装置通过链轮链条传动机构与其中一个行走轮连接。

7.根据权利要求1、2或3所述的一种平铺光伏电站智能清扫装置，其特征在于还包括灰尘收集罩，灰尘收集罩开口向下的设置在机架上，毛刷辊位于灰尘收集罩内。

8.根据权利要求1、2或3所述的一种平铺光伏电站智能清扫装置，其特征在于电源组件包括可充电蓄电池，可充电蓄电池设置在机架上。

9.根据权利要求8所述的一种平铺光伏电站智能清扫装置，其特征在于电源组件还包括停放位充电装置，停放位充电装置包括停放位轨道、停放位感应器、充电控制器和由市电充电部和光伏发电部组成的充电组件，停放位轨道用于供行走装置行走和停放，停放位感应器设置在停放位轨道上，充电组件位于停放位轨道处，充电控制器与充电组件连接，充电组件能够与可充电蓄电池连接，充电控制器和停放位感应器均与控制器连接。

10.根据权利要求9所述的一种平铺光伏电站智能清扫装置，其特征在于停放位轨道上设置有充电接口，充电接口与充电组件连接，机架上设置有充电接头，充电接头能够插入充电接口内。