CN108787537A - 光伏板清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了光伏板清扫机器人，包括清扫机壳、左侧端板以及右侧端板，所述清扫机壳两侧分别固定安装有左侧端板和右侧端板，所述左侧端板和右侧端板之间从前向后依次设置有主动转轴、清扫辊以及从动转轴，所述主动转轴、清扫辊和从动转轴的两端分别转动安装在左侧端板和右侧端板上，所述主动转轴上安装有一组用于与光伏板接触的主动轮，从动转轴上安装有一组用于与光伏板接触的从动轮，所述右侧端板上安装有清扫电机和行走电机，所述清扫电机通过清扫传动组件与清扫辊的轴端驱动连接。本发明设备的电能自给自足，不消耗外能，自动化清扫光伏面板，设备行走时无晃动，确保设备运行安全。

Description

光伏板清扫机器人

技术领域

本发明涉及光伏面板清洁设备技术领域，具体为光伏板清扫机器人。

背景技术

光伏电池板又称太阳能电池板 Solar panel，是由若干个太阳能电池组件按一定方式组装在一块板上的组装件，通常作为光伏方阵的一个单元。

随着能源危机的恶化和环保意识的增强，人们对洁净能源的关注日益增强，而太阳能电池作为目前成熟的洁净能源运用已成为能源领域的研究热点。太阳能电池是利用光伏电池板将太阳辐射的光子通过半导体物质转变为电能。随着使用时间的增加，由于光伏板安装在室外，不可避免的会沾染灰尘，影响光伏板的发电效率。如何自动化地实现光伏电池板表面的清扫，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供光伏板清扫机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

光伏板清扫机器人，包括清扫机壳、左侧端板以及右侧端板，所述清扫机壳两侧分别固定安装有左侧端板和右侧端板，所述左侧端板和右侧端板之间从前向后依次设置有主动转轴、清扫辊以及从动转轴，所述主动转轴、清扫辊和从动转轴的两端分别转动安装在左侧端板和右侧端板上，所述主动转轴上安装有一组用于与光伏板接触的主动轮，从动转轴上安装有一组用于与光伏板接触的从动轮，所述右侧端板上安装有清扫电机和行走电机，所述清扫电机通过清扫传动组件与清扫辊的轴端驱动连接，所述行走电机通过行走传动组件与主动转轴的轴端驱动连接。

作为本发明进一步的方案：所述清扫机壳上端设置有电气控制箱，电气控制箱内安装有蓄电池和微型控制器，蓄电池与微型控制器电连接，所述清扫电机和行走电机的信号控制端均与微型控制器电连接。

作为本发明进一步的方案：所述清扫机壳上端表面还安装有机壳光伏发电板，机壳光伏发电板通过充电模块与蓄电池连接。

作为本发明进一步的方案：所述清扫机壳还安装有无线信号接收发射器，微型控制器通过无线信号接收发射器与后台主机的无线通信模块信号连接。

作为本发明进一步的方案：所述清扫机壳前端边沿和后端边沿分别安装有位置检测传感器，位置检测传感器与微型控制器电连接。

作为本发明进一步的方案：所述左侧端板和右侧端板的底部前后端均转动安装有跑偏轮，跑偏轮的中心轴线为竖直设置。

作为本发明进一步的方案：所述左侧端板和右侧端板底部边沿向外延伸设置有防跑偏架板，所述跑偏轮的转轴转动安装在防跑偏架板上，跑偏轮采用耐磨四氯乙烯轮。

作为本发明进一步的方案：所述清扫传动组件包括安装在清扫电机输出端的清扫主带轮和安装在清扫辊轴端的清扫从带轮，清扫主带轮和清扫从带轮之间套装有清扫皮带。

作为本发明进一步的方案：所述行走传动组件包括安装在行走电机输出端的行走主带轮和安装在主动转轴轴端的行走从带轮，行走主带轮和行走从带轮之间套装有行走皮带，右侧端板上固定安装有用于盖封传动组件的传动盖罩。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过采用机壳光伏发电板实现太阳能发电，储存在蓄电池中，为设备运行提供了有效的保障，电能自给自足，不消耗外能；行走电机依次带动行走传动组件、主动转轴以及主动轮，实现整个设备在光伏面板上的行走；行走过程中，清扫电机依次带动清扫传动组件以及清扫辊，清扫辊对光伏面板表面的灰尘进行清扫；跑偏轮与光伏面板侧边的导轨配合，锁住设备两头，防止设备行走时产生晃动，确保设备平稳地向行走方向运行；当设备运行到光伏面板边沿时，位置检测传感器将位置信号发送至微型控制器，微型控制器控制行走电机反转或停止，确保设备运行安全。

附图说明

图1为光伏板清扫机器人立体的结构示意图；

图2为光伏板清扫机器人去除清扫机壳后的立体结构示意图；

图3为光伏板清扫机器人中清扫辊的结构示意图；

图4为光伏板清扫机器人中右侧端板的结构示意图；

图5为光伏板清扫机器人中各电子元件连接的框图示意图。

图中：1-清扫机壳，2-左侧端板，3-机壳光伏发电板，4-无线信号接收发射器，5-电气控制箱，6-传动盖罩，7-跑偏轮，8-右侧端板，81-防跑偏架板，9-主动转轴，10-主动轮，11-从动转轴，12-从动轮，13-清扫辊，14-清扫电机，15-行走电机，16-清扫皮带，17-行走皮带，18-位置检测传感器，19-蓄电池，20-微型控制器。

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。

请参阅图1～5，本发明提供一种技术方案：光伏板清扫机器人，包括清扫机壳1、左侧端板2以及右侧端板8，所述清扫机壳1两侧分别固定安装有左侧端板2和右侧端板8，所述左侧端板2和右侧端板8之间从前向后依次设置有主动转轴9、清扫辊13以及从动转轴11，所述主动转轴9、清扫辊13和从动转轴11的两端分别转动安装在左侧端板2和右侧端板8上，所述主动转轴9上安装有一组用于与光伏板接触的主动轮10，从动转轴11上安装有一组用于与光伏板接触的从动轮12，所述右侧端板8上安装有清扫电机14和行走电机15，所述清扫电机14通过清扫传动组件与清扫辊13的轴端驱动连接，所述行走电机15通过行走传动组件与主动转轴9的轴端驱动连接。

可优选地，所述清扫机壳1上端设置有电气控制箱5，电气控制箱5内安装有蓄电池19和微型控制器20，蓄电池19与微型控制器20电连接，所述清扫电机14和行走电机15的信号控制端均与微型控制器20电连接。

可优选地，所述清扫机壳1上端表面还安装有机壳光伏发电板3，机壳光伏发电板3通过充电模块与蓄电池19连接。

可优选地，所述清扫机壳1还安装有无线信号接收发射器4，微型控制器20通过无线信号接收发射器4与后台主机的无线通信模块信号连接。

可优选地，所述清扫机壳1前端边沿和后端边沿分别安装有位置检测传感器18，位置检测传感器18与微型控制器20电连接。

可优选地，所述左侧端板2和右侧端板8的底部前后端均转动安装有跑偏轮7，跑偏轮7的中心轴线为竖直设置。

可优选地，所述左侧端板2和右侧端板8底部边沿向外延伸设置有防跑偏架板81，所述跑偏轮7的转轴转动安装在防跑偏架板81上，跑偏轮7采用耐磨四氯乙烯轮。

可优选地，述清扫传动组件包括安装在清扫电机14输出端的清扫主带轮和安装在清扫辊13轴端的清扫从带轮，清扫主带轮和清扫从带轮之间套装有清扫皮带16。

可优选地，所述行走传动组件包括安装在行走电机15输出端的行走主带轮和安装在主动转轴9轴端的行走从带轮，行走主带轮和行走从带轮之间套装有行走皮带17，右侧端板8上固定安装有用于盖封传动组件的传动盖罩6。

通过采用机壳光伏发电板3实现太阳能发电，储存在蓄电池19中，为设备运行提供了有效的保障，电能自给自足，不消耗外能；行走电机15依次带动行走传动组件、主动转轴9以及主动轮10，实现整个设备在光伏面板上的行走；行走过程中，清扫电机14依次带动清扫传动组件以及清扫辊13，清扫辊13对光伏面板表面的灰尘进行清扫；跑偏轮7与光伏面板侧边的导轨配合，锁住设备两头，防止设备行走时产生晃动，确保设备平稳地向行走方向运行；当设备运行到光伏面板边沿时，位置检测传感器18将位置信号发送至微型控制器20，微型控制器20控制行走电机反转或停止，确保设备运行安全。

微型控制器20对应的控制板要求：

1,输入输出电压12，输出侧设保险管保护，并且有保险管开路故障功能；

2,输出共三路，正转，反转，报警指示；

3,输入有两路光电限位信号(两线制，三线制通用低电平信号)；

4,电路板配有时钟功能，并且显示出厂校正时间；

5,电路板具备正转点动按钮，反转点动按钮，手自动切换按钮(此按纽为机械两档按钮)；

6,每一路输入输出具有指示灯指示；

7,电机停止工作时正负极必须全部断开，防止非工作状态损耗电能；

8，电机正转反转都有运行时间进行监视，此时间在控制器内部设置；

9，芯片为一体式贴片芯片；

10，控制板具有低电压检测功能，电压过低，是禁止启动机器，待到电压充足时恢复运行；

11，机器可以预存三种自动工作模式，通过按钮选择，三种模式可自由设定；

12，工作时间设定方式，第一次启动时间，第一次启动后保持时间(例如，7:00启动，7:10停止)，第二次启动时间，第二次启动后保持时间……每个模式下最多可以设30组；

13，电脑板具有远程通信功能模块（可拆卸），能够远程通过电脑监视，电瓶电压，电机工作状态（正转还是反转），限位状态，电机电流，间隔工作时间，并且能够在电脑上远程监视和控制电机的正反转，和修改第十二项内容。

自动模式工作原理：机器通电后打开工作按钮立刻工作一次；

1，延时两秒钟启动 电机反转回到起点(如果已经在起点此步不执行)；

2，到达起点后立即停止，延迟两秒后启动正转；

3，机器走到终点时立即停止，延时两秒后启动反转；

4，反转走到起点时立即停止，整个流程结束；

5，等待预设的间隙工作时间到达时执行下一次工作，如此循环；

故障检测功能：

1，三路输出，如有故障在远程终端上显示故障代码；

2，机器在运转时在设定的检测时间内未检测到限位开关时视为故障。

光伏板清扫机器人的工作原理：

1,外型结构分长方型和六边宝盒型；

2,行走原理，采用电机传动。行走轮为防滑轮，驱动轮上下同轴传动；

3,干式清扫系统，为螺旋式毛刷滚筒。逆向旋转清扫；

4,防跑偏系统，为耐磨四氯乙烯轮，锁住机器两头，防止机器行走时晃动；

5,一体式防跑偏支架，釆用与两头端板整体冲压而成，解决了螺丝连接容易松动的问题；

6,壳体采用全不绣钢材质制作，不易腐蚀，不易变型；

7,智能控制系统，采用全智能电脑板控制，可分为手动控制系统，半自动控制系统，全自动智能监控控制系统；

7-1手动控制系统:该系统为，手动控制机器的正反转运行。

7-2半自动控制系统：

7-2-1半自动系统为远程遥控启动，停止。遥控距离500M以内；

7-2-2半自动系统为微电脑自动循环工作，工作结束后可自行停止；

7-3全自动远程监控系统：该系统为自主网，上位机远程集中监控，一个人工可控制多台上位机，一台上位机最大可控制100台清扫机；

7-3-1可时实远程开启和关闭清扫机；

7-3-2可时实远程监控电机的行走方向；

7-3-4可时实远程监控传感器的工作状态；

7-3-5可时实远程监控每台机器的工作电压；

7-3-6可时实远程修改每台机器控制参数；

7-3-7可时实远程记录每台机器的运行数据；

7-3-8可时实远程集中记录每台机器的报警信息；

7-3-9可时实生成每台机器的备忘录，以供后期维护查询。

7-4远程无线传输系统：

7-4-1本远程无线传输系统采用扩散型自主网系统，不受外网影响，可在无网络环境下运行；

7-4-2本远程无线传输系统采用一发多收模式，相互之间互不打扰；

7-4-3本远程无线传输系统发射器信号可有效复盖4km范围；

7-4-4本远程无线传输系统无需支付使用费，一次投入终身免费使用。

8清扫机自供电系统：

8-1本机采用太阳能发电，储存与长寿命锂电池中，为设备运行提供了有效的保障，电能自给自足，不消耗外能；

8-2本机蓄电池配备了高压保护功能，当蓄电池电压到达高压保护电压时自动断开充电回路，低于高压保护电压时自动恢复充电；

9,系统控制板为无线路设计的集成电路板，杜绝了因线路老化而造成的电气故障；

10，传统无线远程控制，采用互联网或4G网远程控制，本系统为自主网，无需外网，后期不产生费用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.光伏板清扫机器人，其特征在于：包括清扫机壳（1）、左侧端板（2）以及右侧端板（8），所述清扫机壳（1）两侧分别固定安装有左侧端板（2）和右侧端板（8），所述左侧端板（2）和右侧端板（8）之间从前向后依次设置有主动转轴（9）、清扫辊（13）以及从动转轴（11），所述主动转轴（9）、清扫辊（13）和从动转轴（11）的两端分别转动安装在左侧端板（2）和右侧端板（8）上，所述主动转轴（9）上安装有一组用于与光伏板接触的主动轮（10），从动转轴（11）上安装有一组用于与光伏板接触的从动轮（12），所述右侧端板（8）上安装有清扫电机（14）和行走电机（15），所述清扫电机（14）通过清扫传动组件与清扫辊（13）的轴端驱动连接，所述行走电机（15）通过行走传动组件与主动转轴（9）的轴端驱动连接。

2.根据权利要求1所述的光伏板清扫机器人，其特征在于：所述清扫机壳（1）上端设置有电气控制箱（5），电气控制箱（5）内安装有蓄电池（19）和微型控制器（20），蓄电池（19）与微型控制器（20）电连接，所述清扫电机（14）和行走电机（15）的信号控制端均与微型控制器（20）电连接。

3.根据权利要求2所述的光伏板清扫机器人，其特征在于：所述清扫机壳（1）上端表面还安装有机壳光伏发电板（3），机壳光伏发电板（3）通过充电模块与蓄电池（19）连接。

4.根据权利要求2所述的光伏板清扫机器人，其特征在于：所述清扫机壳（1）还安装有无线信号接收发射器（4），微型控制器（20）通过无线信号接收发射器（4）与后台主机的无线通信模块信号连接。

5.根据权利要求2所述的光伏板清扫机器人，其特征在于：所述清扫机壳（1）前端边沿和后端边沿分别安装有位置检测传感器（18），位置检测传感器（18）与微型控制器（20）电器连接。

6.根据权利要求1所述的光伏板清扫机器人，其特征在于：所述左侧端板（2）和右侧端板（8）的底部前后端均转动安装有跑偏轮（7），跑偏轮（7）的中心轴线为竖直设置。

7.根据权利要求6所述的光伏板清扫机器人，其特征在于：所述左侧端板（2）和右侧端板（8）底部边沿向外延伸设置有防跑偏架板（81），所述跑偏轮（7）的转轴转动安装在防跑偏架板（81）上，跑偏轮（7）采用耐磨四氯乙烯轮。

8.根据权利要求1所述的光伏板清扫机器人，其特征在于：所述清扫传动组件包括安装在清扫电机（14）输出端的清扫主带轮和安装在清扫辊（13）轴端的清扫从带轮，清扫主带轮和清扫从带轮之间套装有清扫皮带（16）。

9.根据权利要求8所述的光伏板清扫机器人，其特征在于：所述行走传动组件包括安装在行走电机（15）输出端的行走主带轮和安装在主动转轴（9）轴端的行走从带轮，行走主带轮和行走从带轮之间套装有行走皮带（17），右侧端板（8）上固定安装有用于盖封传动组件的传动盖罩（6）。