CN108816851B - 用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机、系统和方法，涉及光伏组件清扫技术领域。清扫机包括：控制系统、转向系统和定位模块，转向电机、行走装置和定位模块均与控制系统数据连接，控制系统根据接收到的定位模块被触发后发送的信号，控制行走装置和转向电机，行走装置启动后带动清扫机行走，实现对各阵列组件的清扫，转向电机启动后转动设定的角度，转向电机带动行走装置转动相同的角度，实现清扫机在各阵列之间的转弯转移。所以，采用本实施例提供的清扫机，可以通过定位模块的信号，实现越排转移和清扫的相互转换，从而实现对多排光伏组件阵列连续的越排清扫(包括在任意不规整布置阵列组件之间的越排清扫)，而无需转移车。

Description

用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机、系统和方法

技术领域

本发明涉及光伏组件清扫技术领域，尤其涉及一种用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机、系统和方法。

背景技术

光伏组件表面的积尘严重制约着光伏发电站的收益，很多案例表明，安装光伏组件清扫机后，电站的发电量提升8％左右，个别地区可提升10～12％，安装清扫机的费用可在1.5～2年即可回本，可见安装光伏组件清扫机确实很有必要。

目前，大型平铺式屋顶光伏电站常见于大型工业厂房上，因屋顶形式多种多样，屋面障碍物较多，导致铺设的光伏阵列不规整，如图15所示。对于大型平铺式屋顶光伏电站，要完成大面积的清扫任务，使用现有的清扫机，需要在每一排光伏阵列上都配置一台清扫机，一台清扫机负责清扫一排光伏阵列，可参见图16；有一些厂家的清扫机可以通过在轨道上安装转移车来实现越排清扫，可参见图17，但是，由于转移车只能走直线，无法转弯，所以，对大型平铺式屋顶光伏电站，由于其复杂的屋面状况和不规整的光伏阵列，就无法实现大面积的越排清扫。

所以，现有技术的清扫设备，只能实现单排清扫，或通过转移车实现越排清扫，但是，如果只能实现单排清扫，对于大型平铺式屋顶光伏电站，所需的清扫机数量增大，势必会增大项目投入，造成项目收益下降；如通过转移车实现越排清扫，可清扫的组件面积有限，项目的收益亦不是最优的，可见带转移车的清扫机适用性依然不强，经济性也较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机、系统和方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机，包括框架、清扫装置、和导向装置，所述清扫装置和所述导向装置均安装在所述框架上，所述清扫机还包括：控制系统、转向系统和定位模块，所述控制系统、转向系统和定位模块均安装在所述框架上；

所述转向系统包括转向电机、传动系统和行走装置，所述转向电机通过所述传动系统驱动所述行走装置进行转向，所述转向电机和所述行走装置均通过所述传动系统与所述框架连接；

所述转向电机、行走装置和定位模块均与所述控制系统数据连接，所述控制系统根据接收到的所述定位模块被触发的次数，控制所述行走装置和所述转向电机，所述行走装置启动后带动清扫机行走，所述转向电机启动后转动设定的角度，所述转向电机带动所述行走装置转动相同的角度。

优选地，所述行走装置包括支座和行走轮，所述行走轮的中心轴的两端或一端固定在所述支座上；

所述传动系统包括：转向电机座、轴套、轴承和轴承调整台，

所述转向电机安装在所述转向电机座上，且所述转向电机的输出轴穿过所述轴承和轴承调整台，固定在所述支座上；

所述转向电机座与所述框架连接；

所述轴套安装在所述转向电机座的下方，所述轴承和所述轴承调整台安装在所述轴套内，其中，所述轴承的上端面压紧所述转向电机座的底面，所述轴承调整台的上下两端分别压紧轴承和所述支座。

优选地，所述行走装置包括支座和行走轮，所述行走轮的中心轴的两端或一端固定在所述支座上，所述转向电机的输出轴穿过所述支座；

所述的传动系统包括连接板、同步带、大同步带轮、小同步带轮、压紧件和轴承；

所述小同步带轮固定在所述转向电机的输出轴上，所述大同步带轮固定在所述支座上，所述小同步带轮和所述大同步带轮通过所述同步带连接，所述轴承固定在所述大同步带轮的阶梯孔中；

所述连接板与所述框架连接，所述压紧件安装在所述轴承中，两端分别固定在所述连接板和所述支座上。

优选地，所述行走装置包括支座和行走轮，所述行走轮的中心轴的两端或一端固定在所述支座上，所述转向电机的输出轴穿过所述支座；

所述传动系统包括连接板、大齿轮、小齿轮、压紧件和轴承；

所述小齿轮固定在所述转向电机的输出轴上，所述大齿轮固定在所述支座上，所述小齿轮和所述大齿轮啮合连接，所述轴承固定在所述大齿轮的阶梯孔中；

所述连接板与所述框架连接，所述压紧件安装在所述轴承中，两端分别固定在所述连接板和所述支座上。

优选地，所述行走装置包括支座和行走轮，所述行走轮的中心轴的两端或一端固定在所述支座上，

所述传动系统包括U型连接件、上盖板、轴承、大同步带轮、轴承支座、压紧件和涨紧轮，所述上盖板覆盖在所述U型连接件的上方，

所述U型连接件的侧板与所述框架连接，

所述转向电机安装在所述上盖板上，所述转向电机的输出轴穿过所述上盖板伸入所述U型连接件的腔体内；

所述大同步带轮和所述轴承支座均位于所述上盖板和所述支座之间，

一个所述行走轮对应如下结构：所述轴承的一端固定在所述大同步带轮的阶梯孔中，所述轴承的另一端压紧在上盖板上，所述轴承支座位于大同步带轮和支座之间，所述压紧件穿过所述推力轴承或滑动轴承或其他形式的轴承、大同步带轮和轴承支座，两端分别固定在所述上盖板和所述支座上；

另一个所述行走轮对应如下结构：所述轴承的一端固定在所述大同步带轮的阶梯孔中，所述轴承的另一端压紧在所述轴承支座上，所述轴承支座位于所述轴承与所述上盖板之间，所述压紧件穿过所述轴承支座、轴承和大同步带轮，两端分别固定在所述上盖板和所述支座上；

所述涨紧轮固定在所述上盖板上，且位于所述转向电机和所述大同步带轮之间，所述大同步带轮的轮面、所述涨紧轮的轮面和所述转向电机的输出轴的轮面通过同步带连接。

优选地，所述定位模块包括传感器定位模块、无线网络系统定位模块或/和视觉识别系统定位模块。

优选地，所述传感器定位模块包括传感器和触发器，所述传感器包含默认传感器和辅助传感器，所述默认传感器和辅助传感器分别安装在清扫机的不同位置和不同离地高度处，所述触发器安装在清扫机的运行轨迹上，所述传感器和所述触发器配合工作。

一种用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机系统，包括上述的清扫机和越排导轨系统，所述清扫机沿所述越排导轨系统完成前后排的转移；所述越排导轨系统包括：横向导轨、纵向导轨和过渡导轨，每个阵列组件的起始端均设置有一个所述横向导轨，每个所述横向导轨的一端与所述阵列组件连接，另一端与一个所述纵向导轨垂直连接，间隔距离较小的两个阵列组件之间设置有所述过渡导轨，所述过渡导轨与相邻的两个所述横向导轨垂直连接，间隔距离较大的两个阵列组件之间设置有所述纵向导轨，该所述纵向导轨与相邻的两个所述横向导轨垂直连接。

优选地，所述纵向导轨和横向导轨采用L型角铝、C型角铝或其他型材；所述横向导轨、纵向导轨和过渡导轨均通过彩钢瓦夹具固定在屋面上或通过有机胶/无机胶粘接在屋面上。

一种用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫方法，利用上述的清扫机进行清扫，其特征在于，包括如下步骤：

S1，将清扫机放置在当前排阵列组件的起始端；

S2，利用控制系统控制转向电机断电自锁，并控制行走装置通电运行，清扫机开始对当前排阵列组件进行清扫；

S3，清扫机到达当前排阵列组件的末端时，所述定位模块被第一次触发并发送信号至控制系统，控制系统接收到信号后，控制行走装置反向转动，清扫机返回至当前排阵列组件的起始端；

S4，清扫机继续向前移动，所述定位模块被第二次触发并发送信号至控制系统，控制系统接收到信号后，控制行走装置断电，清扫机停止前行和清扫；

S5，控制系统控制转向电机启动，所述转向电机自带的传感器或单列的联测功能模块给控制系统传输信号，当传输信号量达到阈值，转向电机转动设定的角度，驱动行走装置转动对应的角度并进入越排轨迹后，控制系统控制转向电机断电，转向电机自锁/刹车；

S6，控制系统控制行走装置通电启动，行走装置开始沿着越排轨迹前行；

S7，当清扫机到达下一排阵列组件的前端时，所述定位模块被第三次触发并发送信号至控制系统，控制系统接收到信号后，控制行走装置断电，清扫机停止前行，控制系统对定位模块的触发次数清零；

S8，控制系统控制转向电机启动，所述转向电机自带的传感器或单列的联测功能模块给控制系统传输信号，当传输信号量达到阈值，转向电机转动设定的角度，驱动行走装置转动对应的角度并进入下一排阵列组件的清扫轨迹后，控制系统控制转向电机断电，转向电机自锁/刹车；

S9，控制系统控制行走装置通电启动，行走装置开始沿着清扫轨迹前行，进入下一排阵列组件的起始端，将下一排阵列组件作为当前排进入下一步骤；

S10，重复S1～S9，完成所有阵列的清扫。

本发明的有益效果是：本发明实施例提供了一种用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机、系统和方法，清扫机包括：控制系统、转向系统和定位模块，转向电机、行走装置和定位模块均与控制系统数据连接，控制系统根据接收到的定位模块被触发后发送的信号，控制行走装置和转向电机，行走装置启动后带动清扫机行走，实现对各阵列组件的清扫，转向电机启动后转动设定的角度，转向电机带动行走装置转动相同的角度，实现清扫机在各阵列之间的转弯转移。所以，采用本实施例提供的清扫机，可以通过定位模块的信号，实现转向电机和行走装置的间隔启动，进而实现越排转移和清扫的相互转换，从而实现对多排光伏组件阵列连续的越排清扫(包括在任意不规整布置阵列组件之间的越排清扫)，而无需转移车。所以，本实施例提供的清扫机，成本低，而且结构简单，易于实现和控制，有利于推广使用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的清扫机结构主视图示意图；

图2为本发明实施例提供的清扫机结构侧视图示意图；

图3为本发明实施例提供的“集成式一拖一”系统主视图示意图；

图4为本发明实施例提供的“集成式一拖一”系统轴侧图示意图；

图5为本发明实施例提供的“分散式一拖一”系统主视图示意图；

图6为本发明实施例提供的“分散式一拖一”系统轴侧图示意图；

图7为本发明实施例提供的另外一种“分散式一拖一”系统轴侧图示意图；

图8为本发明实施例提供的另外一种“分散式一拖一”系统轴侧图示意图；

图9为本发明实施例提供的“一拖二”系统主视图示意图；

图10为本发明实施例提供的“一拖二”系统轴侧图示意图；

图11为本发明实施例提供的局部导轨布置示意图；

图12为本发明实施例提供的局部导轨和定位模块布置示意图；

图13为本发明实施例提供的越排清扫(直行)方法的控制原理示意图；

图14为本发明实施例提供的越排清扫(拐弯)方法的控制原理示意图；

图15为平铺设屋顶光伏电站项目现场典型图；

图16为某项目如采用单排清扫时的清扫机和导轨布置示意图；

图17为某项目如采用转移车越排时的清扫机和导轨布置示意图。

图中，各符号的含义如下：

1导向轮、2行走轮、3毛刷、4毛刷驱动电机、5框架、6盖板、7默认传感器、8控制箱、9导向轮固定架、10毛刷带传动/链传动系统、11行走轮支座、12角码、13辅助传感器、1001小同步带轮、1002转向电机、1003大同步带轮紧固件、1004轴承、1005连接板、1006连接板紧固件、1007压紧件、1008大同步带轮、1009同步带、1010小齿轮、1011大齿轮、1101轴套、1102转向电机座、1103轴承调整台、1201上盖板、1202U型连接件、1203涨紧轮、1204轴承支座、1301纵向导轨、1302过渡导轨、1303横向导轨。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1-12所示，本发明实施例提供了一种用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机，包括框架5、清扫装置和导向装置，所述清扫装置和所述导向装置均安装在所述框架5上，所述清扫机还包括：控制系统、转向系统和定位模块，所述控制系统、转向系统和定位模块均安装在所述框架5上；

所述转向系统包括转向电机1002、传动系统和行走装置，所述转向电机1002通过所述传动系统驱动所述行走装置进行转向，所述转向电机1002和所述行走装置均通过所述传动系统与所述框架5连接；

所述转向电机1002、行走装置和定位模块均与所述控制系统数据连接，所述控制系统根据接收到的所述定位模块被触发后发送的信号，控制所述行走装置和所述转向电机1002，所述行走装置启动后带动清扫机行走，所述转向电机1002启动后转动设定的角度，所述转向电机带动所述行走装置转动相同的角度。

上述结构的清扫机，所述框架5可以由型材联接而成，框架上还可以覆盖设置盖板6。

其中，清扫装置包括毛刷3和毛刷驱动电机4，毛刷3的两端固定在框架5的两侧，使得毛刷3布置在框架5的整个跨度上，使得清扫机可以一次性的对整个跨度的阵列组件进行清扫，毛刷3通过电机4驱动进行转动。

其中，导向装置位于在设备上下两侧的中间位置，包括导向轮1和固定架9，所述的固定架9安装在框架5上，导向轮1安装在固定架9上。在清扫机使用过程中，导向轮1可以放置在阵列组件的导向轨道上，从而对清扫机行走装置的行走进行导向。

其中，控制系统可以安装在控制箱8内，控制箱可以固定在框架5上。

其中，转向电机可以是将电机、减速和检测功能综合起来具有自锁/刹车以及测量和控制功能的一体式电机，也可以是电机、减速和检测三项功能完全分开的分体式电机，还可以是“电机与减速一体，检测功能单列”的分体式电机、还可以是“电机与检测一体减速功能单列”的分体式电机。

对于电机、减速和检测三项功能完全分开的转向电机，减速机构可以独立在电机输出轴侧或行走轮侧，检测元件可以在电机输出轴侧或行走轮侧。

对于检测功能单列的转向电机，检测元件可以在电机输出轴侧或行走轮侧。

对于减速功能单列的转向电机，减速机构独立在电机输出轴侧或行走轮侧。

上述结构的清扫机的工作原理为：

在使用过程中，可以根据清扫机需要进行定位的位置上安装定位模块，从而当清扫机到达该位置时，发送定位信号给控制系统，控制系统根据收到信号的次数或信号的数量，可以对清扫机发出不同的控制指令。比如，在阵列组件(比如图11中的阵列A)的起始端和末端均可以设置定位模块，在前后两排阵列(比如图11中的阵列A和B)的越排轨迹(从阵列A至阵列B的轨迹)的起始端(阵列A起始端前方)和末端(阵列B起始端前方)，均可以设置定位模块，使得清扫机在到达不同的位置时，发送信号给控制系统，在对一个阵列进行清扫和越排的过程中，控制系统可以根据接收到信号的次数，向转向电机和行走装置发送相应的指令，控制行走装置启动或停止，以及转向电机的启动或停止，当行走装置启动时，清扫机向前运行，如果同时打开清扫装置，则可以对组件进行清扫，当行走装置停止时，清扫机停止运行；当转向电机启动时，转向电机发生转动，并按照设定的角度转动，比如转动90°，从而通过传动系统带动行走装置发生相同角度的转动，完成清扫机的相应角度的转弯，比如完成90°的转弯，从横向转弯成纵向，从而使得清扫机发生转弯。

在不规则排布的前后两排阵列(比如图11中的阵列E和F)的起始端可以安装两个定位模块，使得两个定位模块同时被触发，控制器接收到双信号，从而帮助控制器在不规则的阵列时发出正确的指令，控制转向电机和行走装置，完成不规则阵列之间的越排清扫。

本实施例提供的清扫机，根据转向电机与行走装置的驱动关系以及转向电机集成化程度，转向系统可包括“集成式一拖一”系统、“分散式一拖一”系统、“一拖二”系统等三种形式。

如图3-4所示，本发明实施例提供了一种“集成式一拖一”的转向系统。

所述行走装置包括支座11和行走轮2，所述行走轮2的中心轴的两端或一端固定在所述支座11上；

所述传动系统包括：转向电机座1102、轴套1101、轴承1004和轴承调整台1103，

所述转向电机1002安装在所述转向电机座1102上，且所述转向电机1002的输出轴穿过所述轴承1004和轴承调整台1103，固定在所述支座11上；

所述转向电机座1102与所述框架5连接；

所述轴套1101安装在所述转向电机座1102的下方，所述轴承1004和所述轴承调整台1103安装在所述轴套1101内，其中，所述轴承1004的上端面压紧所述转向电机座1102的底面，所述轴承调整台1103的上下两端分别压紧轴承1004和所述支座11。

上述结构的转向原理为：

上述结构中，转向电机、电机座连接固定在框架上，轴承作为可产生相对转动的零件，将框架和支座隔开并可产生相对运动，当控制系统传递信号给转向电机后，转向电机启动，电机的输出轴带动支座转动，实现转向的目的。

如图5-6所示，本发明实施例提供了一种“分散式一拖一”的转向系统。

所述行走装置包括支座11和行走轮2，所述行走轮2的中心轴的两端或一端固定在所述支座11上，所述转向电机1002的输出轴穿过所述支座11；

所述传动系统包括连接板1005、同步带1009、大同步带轮1008、小同步带轮1001、压紧件1007和轴承1004；

所述小同步带轮1001固定在所述转向电机1002的输出轴上，所述大同步带轮1008固定在所述支座11上，所述小同步带轮1001和所述大同步带轮1008通过所述同步带1009连接，所述轴承1004固定在所述大同步带轮1008的阶梯孔中；

所述连接板1005与所述框架5连接，所述压紧件1007安装在所述轴承1004中，两端分别固定在所述连接板1005和所述支座11上。

上述结构的转向原理为：

上述结构中，转向电机、小同步带轮、压紧件、大同步带轮与支座连接成为一体的结构，连接板固定在框架上，轴承作为可产生相对转动的零件，将框架(连接板)和支座隔开并可产生相对运动，当控制系统传递信号给转向电机后，转向电机启动，电机的输出轴带动小同步带轮转动，小同步带通过同步带带动大同步带轮转动，大同步带轮带动支座实现转向的目的。

如图7-8所示，本发明实施例提供了另一种“分散式一拖一”的转向系统。

所述行走装置包括支座11和行走轮2，所述行走轮2的中心轴的两端或一端固定在所述支座11上，所述转向电机1002的输出轴穿过所述支座11；

传动系统包括连接板1005、大齿轮1011、小齿轮1010、压紧件1007和轴承1004；

所述小齿轮1010固定在所述转向电机1002的输出轴上，所述大齿轮1011固定在所述支座11上，所述小齿轮1010和所述大齿轮1011啮合连接，所述轴承1004固定在所述大齿轮1011的阶梯孔中；

所述连接板1005与所述框架5连接，所述压紧件1007安装在所述轴承1004中，两端分别固定在所述连接板1005和所述支座11上。

上述结构的转向原理为：

上述结构中，大齿轮、转向电机、小齿轮与支座连接为一体的结构，轴承作为可产生相对转动的零件，将框架和支座隔开并可产生相对运动，当控制系统传递信号给转向电机后，转向电机启动，电机的输出轴带动小齿轮转动，小齿轮带动大齿轮转动，大齿轮带动支座转动，大同步带轮带动支座实现转向的目的。

如图9-10所示，本发明实施例提供了一种“一拖二”的转向系统。

所述行走装置包括支座11和行走轮2，所述行走轮2的中心轴的两端或一端固定在所述支座11上，

所述传动系统包括U型连接件1202、上盖板1201、轴承1004、大同步带轮1008、轴承支座1204、压紧件1007和涨紧轮1203，所述上盖板1201覆盖在所述U型连接件1202的上方，

所述U型连接件1202的侧板与所述框架5连接，

所述转向电机1002安装在所述上盖板1201上，所述转向电机1002的输出轴穿过所述上盖板1201伸入所述U型连接件1202的腔体内；

所述大同步带轮1008和所述轴承支座1204均位于所述上盖板1201和所述支座11之间，

一个所述行走轮2对应如下结构：所述轴承1004的一端固定在所述大同步带轮1008的阶梯孔中，所述轴承1004的另一端压紧在上盖板1201上，所述轴承支座1204位于大同步带轮1008和支座11之间，所述压紧件1007穿过所述轴承1004、大同步带轮1008和轴承支座1204，两端分别固定在所述上盖板1201和所述支座11上；

另一个所述行走轮对应如下结构：所述轴承1004的一端固定在所述大同步带轮1008的阶梯孔中，所述轴承1004的另一端压紧在所述轴承支座1204上，所述轴承支座位1204于所述轴承1004与所述上盖板1201之间，所述压紧件1007穿过所述轴承支座1204、轴承1004和大同步带轮1008，两端分别固定在所述上盖板1201和所述支座11上；

所述涨紧轮1203固定在所述上盖板1201上，且位于所述转向电机1002和所述大同步带轮1008之间，所述大同步带轮1008的轮面、所述涨紧轮1203的轮面和所述转向电机1002的输出轴的轮面通过同步带1009连接。

上述结构的转向原理为：

上述结构中，大同步带轮与支座连接为一体的结构，转向电机、小同步带轮、压紧件、连接板都固定在框架上，轴承作为可产生相对转动的零件，将框架和支座隔开并可产生相对运动，当控制系统传递信号给转向电机后，转向电机启动，电机的输出轴带动小同步带轮转动，小同步带通过同步带带动大同步带轮转动，大同步带轮带动支座实现转向的目的。

本发明实施例中，所述定位模块可以包括传感器定位模块、无线网络系统定位模块或/和视觉识别系统定位模块。

其中，所述传感器定位模块可以包括传感器和触发器，所述传感器包含默认传感器7和辅助传感器13，所述默认传感器7和辅助传感器13分别安装在清扫机的不同位置和不同离地高度处，所述触发器安装在清扫机的运行轨迹上，所述传感器和所述触发器配合工作。

具体的，在使用过程中，可以根据清扫机需要进行定位的位置上安装触发器(无线网络系统定位模块或/和视觉识别系统定位模块)，从而使得传感器被触发，并发送信号给控制系统，控制系统根据收到信号的次数或信号的数量，可以对清扫机发出不同的控制指令。比如，在阵列组件(比如图11中的阵列A)的起始端和末端均可以设置触发器，在前后两排阵列(比如图11中的阵列A和B)的越排轨迹(从阵列A至阵列B的轨迹)的起始端(阵列A起始端前方)和末端(阵列B起始端前方)，均可以设置触发器，使得默认传感器在不同的位置处可以被触发，并发送信号给控制系统，在对一个阵列进行清扫和越排的过程中，控制系统可以根据接收到信号的次数，向转向电机和行走装置发送相应的指令，控制行走装置启动或停止，以及转向电机的启动或停止，当行走装置启动时，清扫机向前运行，如果同时打开清扫装置，则可以对组件进行清扫，当行走装置停止时，清扫机停止运行；当转向电机启动时，转向电机发生转动，并按照设定的角度转动，比如转动90°，从而通过传动系统带动行走装置发生相同角度的转动，完成清扫机的相应角度的转弯，比如完成90°的转弯，从横向转弯成纵向，从而使得清扫机发生转弯。

在不规则排布的前后两排阵列(比如图11中的阵列E和F)的起始端可以安装两个触发器(默认传感器和辅助传感器)，使得默认传感器和辅助传感器同时被触发，控制器接收到双信号，从而帮助控制器在不规则的阵列时发出正确的指令，控制转向电机和行走装置，完成不规则阵列之间的越排清扫。

实施例二

本发明实施例提供了一种用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机系统，包括实施例一所述的清扫机和越排导轨系统(如图12所示)，所述清扫机沿所述越排导轨系统完成前后排的转移；所述越排导轨系统包括：横向导轨1303、纵向导轨1301和过渡导轨1302，每个阵列组件的起始端均设置有一个所述横向导轨1303，每个所述横向导轨1303的一端与所述阵列组件连接，另一端与一个所述纵向导轨1301垂直连接，间隔距离较小的两个阵列组件之间设置有所述过渡导轨1302，所述过渡导轨1302与相邻的两个所述横向导轨1303垂直连接，间隔距离较大的两个阵列组件之间设置有所述纵向导轨1301，该所述纵向导轨1301与相邻的两个所述横向导轨1303垂直连接。

其中，越排导轨系统中，如果阵列布置规整(如图11中的阵列A-E、F-H)，则每个阵列起始端的横向导轨的长度相同，如果阵列布置不规整(如图11中的阵列E-F)，则可将阵列F起始端设置的横向导轨的长度拉长，使其一端与阵列连接，另一端与纵向导轨连接，所有阵列的纵向导轨位于同一直线上。

上述结构的越排导轨系统的工作原理为：

当清扫机清扫完组件后，通过横向导轨的引导，进入越排导轨系统，并通过控制策略完成在横向导轨末端的转向，转向完成后，清扫机沿着纵向导轨和/或过渡导轨实现越排。

在本发明实施例中，其中，横向导轨的中间可以设置为断开的结构，以便于清扫机的从动轮越过横向导轨，横向导轨与纵向导轨之间设置为断开的结构，以便于清扫机的从动轮从组件上到达横向导轨的末端。

在本发明的一个优选实施例中，所述纵向导轨1301和横向导轨1303可以采用L型角铝、C型角铝或其他型材；所述横向导轨1303、纵向导轨1301和过渡导轨1302均可以通过彩钢瓦夹具固定在屋面上或通过有机胶/无机胶粘接在屋面上。

实施例三

本发明实施例提供了一种用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫方法，利用实施例一所述的清扫机进行清扫，包括如下步骤：

S1，将清扫机放置在当前排阵列组件的起始端；

S2，利用控制系统控制转向电机断电自锁，并控制行走装置通电运行，清扫机开始对当前排阵列组件进行清扫；

S3，清扫机到达当前排阵列组件的末端时，所述定位模块被第一次触发并发送信号至控制系统，控制系统接收到信号后，控制行走装置反向转动，清扫机返回至当前排阵列组件的起始端；

S4，清扫机继续向前移动，所述定位模块被第二次触发并发送信号至控制系统，控制系统接收到信号后，控制行走装置断电，清扫机停止前行和清扫；

S5，控制系统控制转向电机启动，所述转向电机自带的传感器或单列的联测功能模块给控制系统传输信号，当传输信号量达到阈值，转向电机转动设定的角度，驱动行走装置转动对应的角度并进入越排轨迹后，控制系统控制转向电机断电，转向电机自锁/刹车；

S6，控制系统控制行走装置通电启动，行走装置开始沿着越排轨迹前行；

S7，当清扫机到达下一排阵列组件的前端时，所述定位模块被第三次触发并发送信号至控制系统，控制系统接收到信号后，控制行走装置断电，清扫机停止前行，控制系统对定位模块的触发次数清零；

S8，控制系统控制转向电机启动，所述转向电机自带的传感器或单列的联测功能模块给控制系统传输信号，当传输信号量达到阈值，转向电机转动设定的角度，驱动行走装置转动对应的角度并进入下一排阵列组件的清扫轨迹后，控制系统控制转向电机断电，转向电机自锁/刹车；

S9，控制系统控制行走装置通电启动，行走装置开始沿着清扫轨迹前行，进入下一排阵列组件的起始端，将下一排阵列组件作为当前排进入下一步骤；

S10，重复S1～S9，完成所有阵列的清扫。

具体实施例一

本发明提供的上述方法，当使用实施例二的清扫系统，使用传感器定位模块进行规整阵列(图11中的阵列A-E)的清扫时，如图13所示，可以按照如下步骤进行实施：

S1，清扫机在清扫阵列A的组件时，行走轮通电运行，转向电机处于断电自锁/刹车状态；

S2，清扫机到达阵列A的末端，默认传感器被触发，并将信号发送给控制系统，默认传感器第一次被触发时，控制系统给行走轮，接着给行走轮反向转动的指令，清扫机从阵列末端返回，完成该阵列的光伏组件的清扫；

S3，清扫机爬上位于阵列A起始端的横向轨道，并逐渐接近位于轨道起始端的触发器，当清扫机与触发器的间距达到阈值时，默认传感器第二次被触发，并将信号发送给控制系统，控制系统给行走轮断电，清扫机停止前行和清扫；

S4，转向电机启动，电机解除自锁/刹车，电机自带的传感器开始给控制系统传输信号，当传输信号量达到阈值后，控制系统给转向电机断电，转向电机自锁/刹车；

S5，控制系统给行走轮通电，行走轮启动，清扫机开始沿着纵向导轨前行；

S6，清扫机沿着纵向导轨前行，并逐渐接近阵列B起始端的触发器，当清扫机与触发器的间距达到阈值时，默认传感器第三次被触发，控制系统接到传感器的信号后给行走轮断电，清扫机停止前行，控制系统对默认传感器触发次数清零；

S7，重复S4过程；

S8，控制系统给行走轮和毛刷电机通电，二者启动，清扫机沿着阵列B的横向导轨进入阵列，开始清扫组件；

S9，重复S1～S8过程，完成A～E阵列的清扫。

同理，可以按照上述方法完成规整阵列(图11中阵列F-H)的清扫。

具体实施例二

本发明提供的上述方法，当使用实施例二的清扫系统，使用传感器定位模块进行不规整阵列(如图11中的阵列E-F)的清扫时，如图14所示，可以按照如下步骤进行实施：

S1，清扫机在清扫完阵列E的组件后，爬上位于阵列起始端的横向轨道，并逐渐接近位于轨道起始端的触发器，当清扫机与触发器的间距达到阈值时，辅助传感器被触发，并将信号发送给控制系统，控制系统给行走轮断电，清扫机停止前行和清扫；

S2，转向电机启动，电机的自解除锁/刹车，电机自带的传感器开始给控制系统传输信号，当传输信号量达到阈值后，控制系统给转向电机断电，转向电机自锁/刹车；

S3，控制系统给行走轮通电，行走轮启动，清扫机开始沿着纵向导轨前行；

S4，清扫机沿着纵向导轨前行，并逐渐接近阵列F起始端的两个触发器，当清扫机与触发器的间距达到阈值时，默认传感器和辅助传感器都被触发，控制系统接到传感器的双信号后，沿着阵列F的横向导轨进入阵列F清扫组件。

具体实施例三

本发明提供的上述方法，当使用实施例二的清扫系统，使用无线网络系统定位模块或/和视觉识别系统定位模块进行规整阵列(图11中的阵列A-E)的清扫时，可以按照如下步骤进行实施：

S1，清扫机在清扫阵列A的组件时，行走轮通电运行，毛刷电机通电运行，转向电机处于断电自锁/刹车状态；

S2，清扫机到达阵列A的末端，定位系统信号达到阈值，并将信号发送给控制系统，控制系统第一次被无线网络定位系统或/和视觉识别定位系统触发，给行走轮断电，接着给行走轮反向转动的指令，清扫机从阵列末端返回，完成该阵列的光伏组件的清扫；

S3，清扫机爬上位于阵列A起始端的横向轨道，当定位系统信号达到阈值时，将信号发送给控制系统，控制系统第二次被无线网络定位系统或/和视觉识别定位系统触发，控制系统给行走轮和毛刷电机断电，清扫机停止前行和清扫；

S4，转向电机启动，电机解除自锁/刹车，电机自带的传感器开始给控制系统传输信号，当传输信号量达到阈值后，控制系统给转向电机断电，转向电机自锁/刹车；

S5，控制系统给行走轮通电，行走轮启动，清扫机开始沿着纵向导轨前行；

S6，清扫机沿着纵向导轨前行，当定位系统信号达到阈值时，将信号发送给控制系统，控制系统第三次被无线网络定位系统或/和视觉识别定位系统触发，控制系统接到传感器的信号后给行走轮断电，清扫机停止前行，控制系统对默认传感器触发次数清零；

S7，重复S4过程；

S8，控制系统给行走轮和毛刷电机通电，二者启动，清扫机沿着阵列B的横向导轨进入阵列，开始清扫组件；

S9，重复S1～S8过程，完成A～E阵列的清扫。

同理，可以按照上述方法完成规整阵列(图11中阵列F-H)的清扫。

具体实施例四

本发明提供的上述方法，当使用实施例二的清扫系统，使用无线网络系统定位模块或/和视觉识别定位模块进行不规整阵列(如图11中的阵列E-F)的清扫时，可以按照如下步骤进行实施：

S1，清扫机在清扫完阵列E的组件后，爬上位于阵列起始端的横向轨道，当定位系统信号达到阈值时，将信号发送给控制系统，控制系统给行走轮和毛刷电机断电，清扫机停止前行和清扫；

S2，转向电机启动，电机解除自锁/刹车，电机自带的传感器开始给控制系统传输信号，当传输信号量达到阈值后，控制系统给转向电机断电，转向电机自锁/刹车；

S3，控制系统给行走轮通电，行走轮启动，清扫机开始沿着纵向导轨前行；

S4，清扫机沿着纵向导轨前行，并在到达阵列F时定位系统信号达到阈值，将信号发送给控制系统，控制系统接到传感器的信号后沿着阵列F的横向导轨进入阵列清扫组件。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本发明实施例提供了一种用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机、系统和方法，清扫机包括：控制系统、转向系统和定位模块，转向电机、行走装置和定位模块均与控制系统数据连接，控制系统根据接收到的定位模块被触发后发送的信号，控制行走装置和转向电机，行走装置启动后带动清扫机行走，实现对各阵列组件的清扫，

转向电机启动后转动设定的角度，转向电机带动行走装置转动相同的角度，实现清扫机在各阵列之间的转弯转移，所以，采用本实施例提供的清扫机，可以通过定位模块的信号，实现转向电机和行走装置的间隔启动，进而实现越排转移和清扫的相互转换，从而实现对多排光伏组件阵列连续的越排清扫(包括在任意不规整布置阵列组件之间的越排清扫)，而无需转移车。所以，本实施例提供的清扫机，成本低，而且结构简单，易于实现和控制，有利于推广使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机系统，所述清扫机系统包括清扫机，所述清扫机包括框架、清扫装置、和导向装置，所述清扫装置和所述导向装置均安装在所述框架上，其特征在于，所述清扫机还包括：控制系统、转向系统和定位模块，所述控制系统、转向系统和定位模块均安装在所述框架上；

所述转向系统包括转向电机、传动系统和行走装置，所述转向电机通过所述传动系统驱动所述行走装置进行转向，所述转向电机和所述行走装置均通过所述传动系统与所述框架连接；

所述转向电机、行走装置和定位模块均与所述控制系统数据连接，所述控制系统根据接收到的所述定位模块被触发的次数，控制所述行走装置和所述转向电机，所述行走装置启动后带动清扫机行走，所述转向电机启动后转动设定的角度，所述转向电机带动所述行走装置转动相同的角度；

转向电机可以是将电机、减速和检测功能综合起来具有自锁/刹车以及测量和控制功能的一体式电机，也可以是电机、减速和检测三项功能完全分开的分体式电机，还可以是电机与减速一体，检测功能单列；

所述定位模块包括传感器定位模块、无线网络系统定位模块或/和视觉识别系统定位模块；

所述传感器定位模块包括传感器和触发器，所述传感器包含默认传感器和辅助传感器，所述默认传感器和辅助传感器分别安装在清扫机的不同位置和不同离地高度处，所述触发器安装在清扫机的运行轨迹上，所述传感器和所述触发器配合工作；

所述清扫机系统还包括越排导轨系统，所述清扫机沿所述越排导轨系统完成前后排的转移；所述越排导轨系统包括：横向导轨、纵向导轨和过渡导轨，每个阵列组件的起始端均设置有一个所述横向导轨，每个所述横向导轨的一端与所述阵列组件连接，另一端与一个所述纵向导轨垂直连接，间隔距离较小的两个阵列组件之间设置有所述过渡导轨，所述过渡导轨与相邻的两个所述横向导轨垂直连接，间隔距离较大的两个阵列组件之间设置有所述纵向导轨，该所述纵向导轨与相邻的两个所述横向导轨垂直连接；所述纵向导轨和横向导轨采用L型角铝或C型角铝；所述横向导轨、纵向导轨和过渡导轨均通过彩钢瓦夹具固定在屋面上或通过有机胶/无机胶粘接在屋面上。

2.根据权利要求1所述的用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机系统，其特征在于，所述行走装置包括支座和行走轮，所述行走轮的中心轴的两端或一端固定在所述支座上；

所述传动系统包括：转向电机座、轴套、轴承和轴承调整台，

所述转向电机安装在所述转向电机座上，且所述转向电机的输出轴穿过所述轴承和轴承调整台，固定在所述支座上；

所述转向电机座与所述框架连接；

所述轴套安装在所述转向电机座的下方，所述轴承和所述轴承调整台安装在所述轴套内，其中，所述轴承的上端面压紧所述转向电机座的底面，所述轴承调整台的上下两端分别压紧轴承和所述支座。

3.根据权利要求1所述的用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机系统，其特征在于，所述行走装置包括支座和行走轮，所述行走轮的中心轴的两端或一端固定在所述支座上，所述转向电机的输出轴穿过所述支座；

所述的传动系统包括连接板、同步带、大同步带轮、小同步带轮、压紧件和轴承；

所述小同步带轮固定在所述转向电机的输出轴上，所述大同步带轮固定在所述支座上，所述小同步带轮和所述大同步带轮通过所述同步带连接，所述轴承固定在所述大同步带轮的阶梯孔中；

所述连接板与所述框架连接，所述压紧件安装在所述轴承中，两端分别固定在所述连接板和所述支座上。

4.根据权利要求1所述的用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机系统，其特征在于，所述行走装置包括支座和行走轮，所述行走轮的中心轴的两端或一端固定在所述支座上，所述转向电机的输出轴穿过所述支座；

所述传动系统包括连接板、大齿轮、小齿轮、压紧件和轴承；

所述小齿轮固定在所述转向电机的输出轴上，所述大齿轮固定在所述支座上，所述小齿轮和所述大齿轮啮合连接，所述轴承固定在所述大齿轮的阶梯孔中；

所述连接板与所述框架连接，所述压紧件安装在所述轴承中，两端分别固定在所述连接板和所述支座上。

5.根据权利要求1所述的用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫机系统，其特征在于，所述行走装置包括支座和行走轮，所述行走轮的中心轴的两端或一端固定在所述支座上，

所述传动系统包括U型连接件、上盖板、轴承、大同步带轮、轴承支座、压紧件和涨紧轮，所述上盖板覆盖在所述U型连接件的上方，

所述U型连接件的侧板与所述框架连接，

所述转向电机安装在所述上盖板上，所述转向电机的输出轴穿过所述上盖板伸入所述U型连接件的腔体内；

所述大同步带轮和所述轴承支座均位于所述上盖板和所述支座之间，

一个所述行走轮对应如下结构：所述轴承的一端固定在所述大同步带轮的阶梯孔中，所述轴承的另一端压紧在上盖板上，所述轴承支座位于大同步带轮和支座之间，所述压紧件穿过所述轴承、大同步带轮和轴承支座，两端分别固定在所述上盖板和所述支座上；

另一个所述行走轮对应如下结构：所述轴承的一端固定在所述大同步带轮的阶梯孔中，所述轴承的另一端压紧在所述轴承支座上，所述轴承支座位于所述轴承与所述上盖板之间，所述压紧件穿过所述轴承支座、轴承和大同步带轮，两端分别固定在所述上盖板和所述支座上；

所述涨紧轮固定在所述上盖板上，且位于所述转向电机和所述大同步带轮之间，所述大同步带轮的轮面、所述涨紧轮的轮面和所述转向电机的输出轴的轮面通过同步带连接。

6.一种用于平铺屋顶光伏电站前后排转移的清扫方法，利用权利要求1-5任一项所述的清扫机系统进行清扫，其特征在于，包括如下步骤：

S1，将清扫机放置在当前排阵列组件的起始端；

S2，利用控制系统控制转向电机断电自锁，并控制行走装置通电运行，清扫机开始对当前排阵列组件进行清扫；

S3，清扫机到达当前排阵列组件的末端时，所述定位模块被第一次触发并发送信号至控制系统，控制系统接收到信号后，控制行走装置反向转动，清扫机返回至当前排阵列组件的起始端；

S4，清扫机继续向前移动，所述定位模块被第二次触发并发送信号至控制系统，控制系统接收到信号后，控制行走装置断电，清扫机停止前行和清扫；

S5，控制系统控制转向电机启动，所述转向电机自带的传感器或单列的联测功能模块给控制系统传输信号，当传输信号量达到阈值，转向电机转动设定的角度，驱动行走装置转动对应的角度并进入越排轨迹后，控制系统控制转向电机断电，转向电机自锁/刹车；

S6，控制系统控制行走装置通电启动，行走装置开始沿着越排轨迹前行；

S7，当清扫机到达下一排阵列组件的前端时，所述定位模块被第三次触发并发送信号至控制系统，控制系统接收到信号后，控制行走装置断电，清扫机停止前行，控制系统对定位模块的触发次数清零；

S8，控制系统控制转向电机启动，所述转向电机自带的传感器或单列的联测功能模块给控制系统传输信号，当传输信号量达到阈值，转向电机转动设定的角度，驱动行走装置转动对应的角度并进入下一排阵列组件的清扫轨迹后，控制系统控制转向电机断电，转向电机自锁/刹车；

S9，控制系统控制行走装置通电启动，行走装置开始沿着清扫轨迹前行，进入下一排阵列组件的起始端，将下一排阵列组件作为当前排进入下一步骤；

S10，重复S1～S9，完成所有阵列的清扫。

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