CN108057702A - 高速自动四除机 - Google Patents

Abstract

本发明高速自动四除机，属于太阳能光伏发电和热利用的领域。它由四除部件、定位部件、驱动部件和轮轴传动部件及信控器等构成。四除部件受驱动部件的驱动和定位部件的约束而在被擦体上往复工作。工作时不用水，丝毫不遮挡阳光，对被擦体毫无损伤。适用于大、中、小太阳能光伏发电站、离网型独立太阳能电源、太阳能热发电站的反射镜，具有四除质量高，四除速度高，防止积雪压坏光伏板、防止鸟粪、灰尘、落叶等产生热斑效应而损坏光伏板，能使光伏发电板或聚光镜每天保持无尘无污的最佳工作状态而大幅度提高发电效率和利用率，并延其寿命。

Description

高速自动四除机

技术领域

本发明属于太阳能发电或太阳能热利用领域。

背景技术

当今太阳能光伏发电或太阳能热发电或其它太阳能热利用领域，由于灰尘遮盖太阳电池的盖玻璃，或反射镜，或透射聚光镜，可使发电功率减少5-25％，有资料报道严重时甚至减少发电功率40％，这是很严重的问题。其它例如鸟粪、落叶、积雪等都能使得昂贵的太阳电池板减少发电，甚至因鸟粪等形成热斑而损坏昂贵的太阳电池。

现有解决此问题的主要办法有四个：一是用高压水进行人工冲洗；二是用“玻璃自清洁技术”即给玻璃加膜层当有雨水时自动去掉灰尘等污物；三是人工擦拭；四是机器人擦拭。这四种办法都不能解决根本问题。因为高压水人工冲洗，一是受水源限制，特别是在太阳最强烈的西北干旱地区，下雨时间很少，沙漠或黄土高原一天就落一层灰，总不能每天冲洗。用玻璃自清洁技术给玻璃加膜，其弊端一是它遮挡部分阳光；二是只有天下雨时，才能起洗掉作用，而且也洗的不彻底，在先后两次下雨之间的日子里，灰尘、鸟粪等的危害损失还是无法避免。若用人工擦拭，要出人工费，而且也不能每天擦，另外，有些污染物用人工很难擦掉。用机器人擦拭，一是费用高，二是机器人行走速度慢，三是消耗功率大，四是不适合小电站或家庭屋顶发电。

本发明就是要解决这些问题，就是要发明一种能够每天自动清除灰尘，鸟粪、落叶或积雪，不需要水，而且成本低廉四除质量很高的高速自动四除机。

发明内容

1、一种高速自动四除机，包括四除部件、驱动部件、绳轮传动部件、定位部件、遊动架板和信号控制器，其特殊之处在于：

A、所述四除部件是带有转轴和传动轮的转筒刷，传动轮和转筒刷及转轴有相同轴心线，传动轮与所述驱动部件的主动轮直接的或通过变速器而间接的作可传力矩的连接，所述转轴与遊动架板活动连接，以其为载体；转筒刷是在刷筒周圈上固连刷毛而成；所谓固连即固定连接；

B、所述驱动部件是具有双端功率输出的电动机和变速器，其快速端的动力输出轮和转筒刷的传动轮直接或间接的啮合，其慢速端的动力输出轮和绳轮传动部件中的传力轮啮合，驱动部件的底座与遊动架板固连；

C、所述绳轮传动部件，包括传力轮、绳轮、滑轮及其轴和张紧器或紧绳组件，以及挠传器件，所述传力轮和绳轮作可传力矩的连接，按遊动架板的行走方向，把被擦体分为左和右两边，两边的绳轮在转动速度和方向上是相同的，每个绳轮都有两条挠传器件的端头沿相反方向在绳轮上缠绕后固结于其周圈，所述挠传器件的各自的另一端头，直接或间接的分别固结于被擦体的左右两边的端头，或者在位于被擦体的左右两边的端头上所安装的张紧器中的各滑轮上绕过后，固结于张紧器支壳，所述挠传器件是挠性传力器件，即线绳或传动带或链条；

D、所述定位部件，或是平面定位部件，或是骑棱定位部件，所述平面定位部件包括定位轮组和轮组支架，定位轮组分上下定位轮组和左右定位轮组，上下定位轮组分为左右两小组，左边的上下定位轮小组和右边的上下定位轮小组的构造相同，位于每一边的上下定位轮小组，都是至少由三个滚轮组成，在被擦体的上边两个，在其下边一个，所有这些滚轮的轴心线都和遊动架板的走动方向垂直，和被擦表面平行，所有这些滚轮的轴都与遊动架板连接而支撑遊动架板。

所述左右定位轮组所含滚轮，分布在被擦体的左侧和右侧，左右两侧的这些滚轮合计至少为三个，或在左侧分布一个，右侧两个，或在左侧分布两个，右侧一个，这至少三个滚轮的轴心线都与被擦体的被擦表面垂直，其滚动工作面和被擦体的对应的侧表面接触，这些滚轮的轴都和遊动架板连接，以其为载体；

所述骑棱定位部件，包括槽轮及其轴和骑棱轮架，所述穿在轴上的每个槽轮的槽子，都和被擦体的沿四除部件行走方向的棱角相接触，能保证每个槽轮在被擦体的棱角上滚动的骑棱轮架，分为左和右两个，由跨过被擦面上方的工作板把它们固连，构成遊动架板；

E、所述信号控制器除其本体以外，还包括直接或间接的安装在被擦体前后两端头的限位返回开关，所述信号控制器和限位返回开关都与驱动电机作电连接。

2、所述骑棱轮架，包括轮架壳和与轮架壳相固连的上载轮板与下载轮板，所述上载轮板上安装的带轴的槽轮组件，是在被四除面两侧的棱角上滚动的槽轮组件，槽轮组件的轴穿过上载轮板；所述下载轮板和位于被四除面的背面两侧的棱角的槽轮组件，或是构成固定的定位连接，或是构成位置可调整的不定位连接。

3、所述与槽轮组件作不定位连接的下载轮板，与托轴板作成可活动可固定的连接，所谓托轴板是能给槽轮提供定位的载体的板，是专用板或垫圈，槽轮的轴穿过托轴板并与它固连。

4、所述张紧器是弹簧张紧器，所述弹簧张紧器，或是拉簧张紧器或是压簧张紧器，或是扭簧张紧器，或是蜗卷簧张紧器。

5、所述拉簧或压簧张紧器，或是单体拉簧或压簧张紧器，或是组合拉簧或压簧张紧器，所述组合拉簧或压簧张紧器，包括拉簧或压簧、支壳、滑轮及其轴，所述支壳的上盖板和下底板上都带有导槽，滑轮轴的上端和下端分别装在上方和下方可滑动的导槽中，滑轮轴的上端和下端各有拉簧或压簧分别和轴的两端连接，拉簧或压簧的另一端固定在支壳上，此种滑轮叫动滑轮，在张紧器的线绳进门口和出门口各有轴心线不动的用于限位的定滑轮，通过线绳把所述装在偶数个导槽中的一个或多个动滑轮串接起来，再绕过张紧器门口的进绳定滑轮和出绳定滑轮；

所述单体拉簧或压簧张紧器，包括拉簧或压簧及其支架和有轴的滑轮，所述拉簧或压簧分别至少各两根，两根簧各自的一端固连与其支架，各自的另一端与滑轮的轴活动连接；

所述扭簧张紧器，包括扭簧及其心轴和支架，以及滑轮及其轴，所述扭簧的心轴装在其支架上，两个或多个穿在其心轴上的扭簧的工作端与滑轮轴的两端连接，滑轮及其轴与各扭簧的工作端活动连接；

所述蜗卷簧张紧器，包括蜗卷弹簧及其心轴和支架，以及滑轮及其轴和支圈，蜗卷弹簧的内圈固定在心轴上，其心轴与其支架相连，蜗卷簧的外圈与所述滑轮轴的支圈相连接，滑轮轴的支圈上有两个连耳，滑轮轴与所述连耳活动连接，以其为载体，欲张紧的线绳在此滑轮绕过。

6、所述紧绳组件，包括横梁、螺杆和螺母及连杆和槽轮，横梁两端和两个螺杆分别固连，横梁骑在槽轮周圈上，连杆横穿槽轮，两个螺杆分别从连杆两端孔中穿过，用螺母固定其位，所述横梁上在与轮槽对应处有结绳孔。

附图说明

图1是有张紧器的本发明的俯视图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是无张紧器的的本发明的俯视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是采用骑棱定位部件的本发明的俯视图；

图6是图5的剖视图；

图7是紧绳组件的主视图；

图8是图7的左侧视图。

具体实施方式

在图1中，1是后接长板，它和被擦体固连，遊动架板在白天不工作时可停于此处，不遮挡被擦体的光线。2是蜗杆蜗轮减速器，它一方面用其齿轮间接的和电机齿轮6啮合，另方面和绳轮13的轴作可传力矩的连接，4是左右定位部件中的左侧滚轮，5是转筒刷端部所带的齿轮，6是电机齿轮，7是电动机，8是导线，它是把信号控制器9的电信号传给电机7，10是前接长板，它和被擦体固连，用于转筒刷能擦到被擦体前端，11是被擦体，12是前线绳，13是绳轮，14是上下定位轮组中的滚轮，在被擦体的上表面两边的这四个滚轮是遊动架板的支撑体，15是后线绳，前线绳12和后线绳15的各自一个端头，分别在绳轮13上的轮槽中缠绕后，沿彼此相反的方向固结于绳轮；前线绳12和后线绳15各自的另外一端，在图2所示张紧器中的动滑轮和定滑轮上绕过后，其绳头或分别固结于张紧器支壳，或分别固结于前接长板和后接长板，亦即间接的固结于被擦体。16是返回开关，它和电机以及信号控制器相互之间进行电连接，当遊动架板触及它时，电动机立即反向转，此处可用直流电机，只要电流反向，电机即可反转。

在图2中，18是拉簧组合张紧器，由两个动滑轮和两个定滑轮及四个拉簧和支壳组成，17是其盖板导槽，19是蜗轮蜗杆变速器的支板，20是转筒刷的断面图，21是遊动架板，22是张紧器门口的定滑轮，用于线绳拐弯，23是动滑轮，动滑轮轴的两端位于上和下导槽中并分别与拉簧连接，24是拉簧，拉簧的固定端与张紧器支壳固连。

图3和图4是用结绳板17代替图2中的张紧器18的高速自动四除机，在不用张紧器的情况下，把图中4根线绳的绳头在四个结绳板上固结后，其余四个绳头要分别在图中两个绳轮上缠绕后，固结于绳轮。在初安装时，为了使各绳张紧不松，必须用本发明的紧绳组件。

图5是把图1中的平面定位部件换成了骑棱定位部件。在图5中，1是后接长板，与被擦体固连。2是变速器中的蜗杆，3是和它固连的齿轮，4是左骑棱轮架，5是转筒刷齿轮，它一方面和电机齿轮6啮合，另一方面和蜗杆的齿轮3啮合。7是电动机，8是连接信号控制器9和电机7之间的导线，10是前接长板，其作用是使遊动架板能擦到被擦体的前端。11是被擦体，12是前线绳，13是绳轮，14是下骑棱轮，它骑在被擦面背面的棱线上，左右两边各一个，15是后线绳，16是返回开关，前和后两线绳在绳轮和张紧器上的安装方式，以及返回开关的作用，都和对图1的说明一样。

在图6中，17是太阳能电池组件及其背板，18是盖玻璃，19是太阻能电池板的边框，20是张紧器，21是工作板，用于把左右两个骑棱轮架固连，并作为遊动架板的工作板；22是上骑棱轮，零件3和4以及14，和图5的相同。23是载轮板，24是骑棱轮的轴，25是托轴板，载轮板上开有长槽，根据被擦体的不同厚度，托轴板带上骑棱轮及其轴在载轮板上可以活动调整位置，调好之后与载轮板固连。26是右骑棱轮架。

骑棱轮定位的优点：一是用的轮子少，左右两边总计只需6个，而平面定位总计需要9个轮子，二是被擦体边框的棱角是最坚硬的，在它上面滚动不伤边框。

图7是紧绳组件的主视图，图中1是螺杆，2是螺母，3是连杆，4是槽轮，5是横梁，图中，使连杆3横穿槽轮上，然后把固连在横梁5上的两个螺杆1穿在连杆3两端的孔中，然后用螺母定其位。

在左侧视图8中，6是槽轮穿轴的中心孔，7是槽轮结绳孔，8是横梁上的结绳孔。若有一绳的一端固结于孔8中，另一端头在沿顺时针方向在槽轮4缠绕后，拉到图4的结绳板17而固结于它，然后只要沿着箭头方向转动图6的横梁5，并移动螺母2限位于螺杆，则必然能把绳拉紧。

在四除工作时，电机7使转筒刷20高速转动擦拭，并使左右两边同轴的绳轮慢转，绳轮上固结的两绳一进一退，则遊动架板就可在被擦体上往复移动。

本发明利用高速效应，在黎明太阳初升前能迅速把被擦体擦得很净。然后停在接长板上，不影响太阳出来后发电。

除了所述实施例以外，依照本发明的原理和基本结构，还可有其它实施例，都属于本发明的权利要求书所保护的范围。

本发明的优点为：

1、能使光伏发电板或反射聚光镜或透射聚光镜每天呈现清洁无尘的最佳工作状态而创造巨大的经济和社会效益。

2、能最适用于干旱少雨多尘又最宜用太阳能光发电或热发电的地区。

3、节省大量水资源。

4、节省大量人工费。

5、可解决积雪压坏光伏板或聚光镜的困难。

6、可解决因鸟粪或落叶等使光伏板产生热斑效应而毁坏昂贵的光伏发电板问题。

7、成本低廉，一劳永逸。

8、用途广泛，无论是几米长或几十米长的一组光伏发电板阵列，或超大型太阳能发电站，或离网型单家独户的太阳能独立电源，或太阳能热源，皆可适用。

9、四除速度快，四除质量高。

Claims (6)

1.一种高速自动四除机，包括擦净部件、驱动部件、绳轮传动部件、定位部件、遊动架板和信号控制器，其特征在于：

A、所述擦净部件是带有转轴和传动轮的转筒刷，传动轮和转筒刷及转轴有相同轴心线，传动轮与所述驱动部件的主动轮直接的或通过变速器而间接的作可传力矩的连接，所述转轴与遊动架板活动连接，以其为载体；转筒刷是在刷筒周圈上固连刷毛而成；所谓固连即固定连接；

B、所述驱动部件是具有双端功率输出的电动机和变速器，其快速端的动力输出轮和转筒刷的传动轮直接或间接的啮合，其慢速端的动力输出轮和绳轮传动部件中的传力轮啮合，驱动部件的底座与遊动架板固连；

C、所述绳轮传动部件，包括传力轮、绳轮、滑轮及其轴和张紧器或紧绳组件，以及挠传器件，所述传力轮和绳轮作可传力矩的连接，按遊动架板的行走方向，把被擦体分为左和右两边，两边的绳轮在转动速度和方向上是相同的，每个绳轮都有两条挠传器件的端头沿相反方向在绳轮上缠绕后固结于其周圈，所述挠传器件的各自的另一端头，直接或间接的分别固结于被擦体的左右两边的端头，或者在位于被擦体的左右两边的端头上所安装的张紧器中的各滑轮上绕过后，固结于张紧器支壳，所述挠传器件是挠性传力器件，即线绳或传动带或链条；

D、所述定位部件，或是平面定位部件，或是骑棱定位部件，所述平面定位部件包括定位轮组和轮组支架，定位轮组分上下定位轮组和左右定位轮组，上下定位轮组分为左右两小组，左边的上下定位轮小组和右边的上下定位轮小组的构造相同，位于每一边的上下定位轮小组，都是至少由三个滚轮组成，在被擦体的上边两个，在其下边一个，所有这些滚轮的轴心线都和遊动架板的走动方向垂直，和被擦表面平行，所有这些滚轮的轴都与遊动架板连接而支撑遊动架板；

所述左右定位轮组所含滚轮，分布在被擦体的左侧和右侧，左右两侧的这些滚轮合计至少为三个，或在左侧分布一个，右侧两个，或在左侧分布两个，右侧一个，这至少三个滚轮的轴心线都与被擦体的被擦表面垂直，其滚动工作面和被擦体的对应的侧表面接触，这些滚轮的轴都和遊动架板连接，以其为载体构成遊动架板；

所述骑棱定位部件，包括槽轮及其轴和骑棱轮架，所述穿在轴上的每个槽轮的槽子，都和被擦体的沿擦净部件行走方向的棱角相接触，能保证每个槽轮在被擦体的棱角上滚动的骑棱轮架，分为左和右两个，由跨过被擦面上方的工作板把它们固连，构成遊动架板；

E、所述信号控制器除其本体以外，还包括直接或间接的安装在被擦体前后两端头的限位返回开关，所述信号控制器和限位返回开关都与驱动电机作电连接。

2.据权利要求1所述高速自动四除机，其特征在于：所述骑棱轮架，包括轮架壳和与轮架壳相固连的上载轮板与下载轮板，所述上载轮板上安装的带轴的槽轮组件，是在被擦净面两侧的棱角上滚动的槽轮组件，槽轮组件的轴穿过上载轮板；所述下载轮板和位于被擦净面的背面两侧的棱角的槽轮组件，或是构成固定的定位连接，或是构成位置可调整的不定位连接。

3.据权利要求2所述高速自动四除机，其特征在于：所述与槽轮不定位连接的下载轮板，与托轴板作成可活动可固定的连接，所谓托轴板是能给槽轮提供定位的载体的板，是专用板或垫圈，槽轮的轴穿过托轴板并与它们固连。

4.据权利要求1所述高速自动四除机，其特征在于：所述张紧器是弹簧张紧器，所述弹簧张紧器，或是拉簧张紧器或是压簧张紧器，或是扭簧张紧器，或是蜗卷簧张紧器。

5.据权利要求1或2所述高速自动四除机，其特征在于：所述拉簧或压簧张紧器，或是单体拉簧或压簧张紧器，或是组合拉簧或压簧张紧器，所述组合拉簧或压簧张紧器，包括拉簧或压簧、支壳、滑轮及其轴，所述支壳的上盖板和下底板上都带有导槽，滑轮轴的上端和下端分别装在上方和下方可滑动的导槽中，滑轮轴的上端和下端各有拉簧或压簧分别和轴的两端连接，拉簧或压簧的另一端固定在支壳上，此种滑轮叫动滑轮，在张紧器的线绳进门口和出门口各有轴心线不动的用于限位的定滑轮，通过线绳把所述装在偶数个导槽中的一个或多个动滑轮串接起来，再绕过张紧器门口的进绳定滑轮和出绳定滑轮；

所述单体拉簧或压簧张紧器，包括拉簧或压簧及其支架和有轴的滑轮，所述拉簧或压簧分别至少各两根，两根簧各自的一端固连与其支架，各自的另一端与滑轮的轴活动连接；

所述扭簧张紧器，包括扭簧及其心轴和支架，以及滑轮及其轴，所述扭簧的心轴装在其支架上，两个或多个穿在其心轴上的扭簧的工作端与滑轮轴的两端连接，滑轮及其轴与各扭簧的工作端活动连接；

所述蜗卷簧张紧器，包括蜗卷弹簧及其心轴和支架，以及滑轮及其轴和支圈，蜗卷弹簧的内圈固定在心轴上，其心轴与其支架相连，蜗卷簧的外圈与所述滑轮轴的支圈相连接，滑轮轴的支圈上有两个连耳，滑轮轴与所述连耳活动连接，以其为载体，欲张紧的线绳在此滑轮绕过。

6.据权利要求1所述高速自动四除机，其特征在于：所述紧绳组件，包括横梁、螺杆和螺母及连杆和槽轮，横梁两端和两个螺杆分别固连，横梁骑在槽轮周圈上，连杆横穿槽轮，两个螺杆分别从连杆两端孔中穿过，用螺母固定其位，所述横梁上在与轮槽对应处有结绳孔。