CN109433692A - 一种用于光伏板清理的遥控飞行装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于光伏板清理的遥控飞行装置，包括主体、水箱、盖板、水泵、水管、清洗机构、两个清扫机构和若干飞行机构，清洗机构包括调节组件、调节板和喷头，调节组件包括若干调节单元，调节单元包括凹口、滚珠、连接杆、第一电机、丝杆和套管，清扫机构包括升降组件、升降板和清扫组件，该用于光伏板清理的遥控飞行装置在清洗机构中，通过调整喷头的角度，使得喷头喷出水流冲刷光伏板上的鸟粪，从而去除光伏板上的鸟粪，使光伏板恢复清洁，不仅如此，通过清扫机构使清扫板带动毛刷在光伏板表面摆动，扫落光伏板上的落叶，使光伏板正常接收太阳光以恢复发电效率，从而实现对光伏板的清理工作，提高了设备的实用性。

Description

一种用于光伏板清理的遥控飞行装置
技术领域
本发明涉及太阳能板清理设备领域，特别涉及一种用于光伏板清理的遥控飞行装置。
背景技术
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
为了便于接收太阳光进行发电，现有的光伏发电装置大都设置在高处如楼顶、路灯灯杆的顶端，但是在光伏板长期运行后，光伏板上容易沾附树叶等，阻挡太阳光吸收，不仅如此，鸟类在飞行过程中容易将粪便排在光伏板上，进一步妨碍了太阳能板发电，而由于太阳能板安装于高处，不易于清理维护，导致光伏发电装置长期运行后，容易降低发电效率，因此，急需一种可与高处作业的光伏板清理装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于光伏板清理的遥控飞行装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于光伏板清理的遥控飞行装置，包括主体、水箱、盖板、水泵、水管、清洗机构、两个清扫机构和若干飞行机构，所述飞行机构周向均匀分布在主体的外周，所述水箱固定在主体的上方，所述盖板位于水箱的上方，所述水泵固定在水箱上，所述水泵通过水管与清洗机构连接，所述清洗机构位于主体的下方，两个清扫机构分别位于清洗机构的两侧，所述主体内设有天线和PLC，所述天线和水泵均与PLC电连接；
所述清洗机构从上而下依次包括调节组件、调节板和喷头，所述调节组件与调节板传动连接，所述喷头固定在调节板的下方，所述喷头与水管连通，所述调节组件包括若干调节单元，所述调节单元周向均匀分布在调节板的上方，所述调节单元包括凹口、滚珠、连接杆、第一电机、丝杆和套管，所述凹口设置在调节板的上方，所述滚珠与凹口相匹配，所述滚珠的球心位于凹口内，所述滚珠固定在连接杆的底端，所述连接杆的顶端与套管固定连接，所述第一电机固定在主体的下方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与丝杆的顶端传动连接，所述丝杆的底端设置在套管内，所述套管的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹；
所述清扫机构从上而下依次包括升降组件、升降板和清扫组件，所述升降组件与升降板传动连接，所述清扫组件包括摆动单元、摆动框、连杆、压力传感器、弹簧、清扫板、若干毛刷和两个限位单元，所述摆动单元与摆动框传动连接，所述连杆的一端与升降板铰接，所述连杆的另一端与摆动框的一端固定连接，所述压力传感器固定在摆动框的另一端，所述清扫板通过弹簧与压力传感器连接，所述压力传感器与PLC电连接，所述毛刷均匀分布在清扫板的远离弹簧的一侧，两个限位单元分别位于摆动框的两侧。
作为优选，为了实现套管的稳定移动，所述调节单元还包括固定环和两个支架，两个支架分别位于固定环的两侧，所述固定环通过支架与主体固定连接，所述固定环套设在套管上。
作为优选，为了便于精确调整喷头的位置，所述调节板的下方设有若干激光器，所述激光器周向均匀分布在喷头的外周，所述喷头上设有摄像头，所述摄像头和激光器与PLC电连接。
作为优选，为了减小设备的成本，所述调节单元的数量为三个。
作为优选，为了实现设备的飞行功能，所述飞行机构包括侧杆、第二电机、第二驱动轴、支脚和若干旋翼，所述第二电机通过侧杆与主体固定连接，所述第二电机与PLC电连接，所述旋翼周向均匀分布在第二驱动轴的外周，所述第二电机通过第二驱动轴与旋翼传动连接，所述支脚固定在侧杆的下方。
作为优选，为了驱动升降板进行升降，所述升降组件包括移动板、开口、两个升降单元和顶板，所述开口设置在主体上，所述移动板穿过开口，两个升降单元分别位于移动板的两侧，所述顶板和升降板分别固定在移动板的顶端和底端，所述升降单元包括第三电机、齿轮和齿条，所述第三电机固定在开口的内壁上，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与齿轮传动连接，所述齿条固定在移动板上，所述齿轮与齿条啮合。
作为优选，为了实现升降板的平稳移动，所述移动板的两侧设有滑槽，所述开口的两侧的内壁上均设有滑块，所述滑块与滑槽滑动连接。
作为优选，为了驱动摆动框左右摆动，所述摆动单元包括第四电机、驱动轮和驱动杆，所述第四电机固定在升降板的下方，所述第四电机与PLC电连接，所述第四电机与驱动轮传动连接，所述驱动杆位于驱动轮的远离圆心处，所述驱动杆位于摆动框的内侧。
作为优选，为了使清扫板与摆动框同步转动，所述限位单元包括侧板、限位杆和限位块，所述侧板与摆动框固定连接，所述限位块通过限位杆与清扫板固定连接，所述侧板套设在限位杆上。
作为优选，为了检测主体与光伏板的距离，所述调节板的下方设有超声波测距仪，所述超声波测距仪与PLC电连接。
本发明的有益效果是，该用于光伏板清理的遥控飞行装置在清洗机构中，通过调整喷头的角度，使得喷头喷出水流冲刷光伏板上的鸟粪，从而去除光伏板上的鸟粪，使光伏板恢复清洁，与现有的清洗机构相比，该清洗机构结构灵活，便于调整，不仅如此，通过清扫机构使清扫板带动毛刷在光伏板表面摆动，扫落光伏板上的落叶，使光伏板正常接收太阳光以恢复发电效率，从而实现对光伏板的清理工作，提高了设备的实用性，与现有的清扫机构相比，该清扫机构通过升降组件扩大了升降板的移动范围，从而扩大了清扫范围，便于清扫落叶。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于光伏板清理的遥控飞行装置的结构示意图；
图2是本发明的用于光伏板清理的遥控飞行装置的清洗机构的结构示意图；
图3是图1的A部放大图；
图4是本发明的用于光伏板清理的遥控飞行装置的清扫组件的结构示意图；
图中：1.主体，2.水箱，3.盖板，4.水泵，5.水管，6.调节板，7.喷头，8.滚珠，9.连接杆，10.第一电机，11.丝杆，12.套管，13.升降板，14.摆动框，15.连杆，16.压力传感器，17.弹簧，18.清扫板，19.固定环，20.支架，21.激光器，22.侧杆，23.第二电机，24.第二驱动轴，25.支脚，26.旋翼，27.移动板，28.顶板，29.第三电机，30.齿轮，31.齿条，32.滑槽，33.滑块，34.第四电机，35.驱动轮，36.驱动杆，37.侧板，38.限位杆，39.限位块，40.超声波测距仪，41.摄像头。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种用于光伏板清理的遥控飞行装置，包括主体1、水箱2、盖板3、水泵4、水管5、清洗机构、两个清扫机构和若干飞行机构，所述飞行机构周向均匀分布在主体1的外周，所述水箱2固定在主体1的上方，所述盖板3位于水箱2的上方，所述水泵4固定在水箱2上，所述水泵4通过水管5与清洗机构连接，所述清洗机构位于主体1的下方，两个清扫机构分别位于清洗机构的两侧，所述主体1内设有天线和PLC，所述天线和水泵4均与PLC电连接；
用户在使用该遥控飞行装置时，可通过手机、电脑等设备向装置发送无线信号，主体1内的天线在接收信号后，将信号传递给PLC，PLC根据信号控制飞行机构运行，从而带动主体1在空中飞行，使得主体1移动至光伏板的上方，通过观察光伏板上的情况，利用清扫机构清扫光伏板上的落叶，通过清洗机构对光伏板上的鸟粪进行冲刷清洗，通过清理光伏板上的杂物，使得光伏板能够正常接收太阳光，保证光伏发电装置的发电效率。
如图2所示，所述清洗机构从上而下依次包括调节组件、调节板6和喷头7，所述调节组件与调节板6传动连接，所述喷头7固定在调节板6的下方，所述喷头7与水管5连通，所述调节组件包括若干调节单元，所述调节单元周向均匀分布在调节板6的上方，所述调节单元包括凹口、滚珠8、连接杆9、第一电机10、丝杆11和套管12，所述凹口设置在调节板6的上方，所述滚珠8与凹口相匹配，所述滚珠8的球心位于凹口内，所述滚珠8固定在连接杆9的底端，所述连接杆9的顶端与套管12固定连接，所述第一电机10固定在主体1的下方，所述第一电机10与PLC电连接，所述第一电机10与丝杆11的顶端传动连接，所述丝杆11的底端设置在套管12内，所述套管12的与丝杆11的连接处设有与丝杆11匹配的螺纹；
在主体1移动至光伏板的上方时，通过摄像头41观察光伏板上的杂物状况，当光伏板上有鸟粪时，PLC控制调节组件运行，带动调节板6转动，调整喷头7的方向，使得喷头7对准鸟粪，而后PLC控制水泵4启动，从水箱2中抽取水资源，将水流通过水管5输送至喷头7，由喷头7对鸟粪进行冲刷，使鸟粪从光伏板上脱落。调节组件运行时，由PLC控制第一电机10启动，带动丝杆11旋转，丝杆11通过螺纹作用在套管12上，从而驱动套管12移动，套管12通过连接杆9带动滚珠8移动，从而使得滚珠8在凹口中发生滚动，进而改变了调节板6的角度，从而调整了喷头7的角度，使得喷头7对准光伏板上的鸟粪，便于对鸟粪进行冲刷清洗。
如图3-4所示，所述清扫机构从上而下依次包括升降组件、升降板13和清扫组件，所述升降组件与升降板13传动连接，所述清扫组件包括摆动单元、摆动框14、连杆15、压力传感器16、弹簧17、清扫板18、若干毛刷和两个限位单元，所述摆动单元与摆动框14传动连接，所述连杆15的一端与升降板13铰接，所述连杆15的另一端与摆动框14的一端固定连接，所述压力传感器16固定在摆动框14的另一端，所述清扫板18通过弹簧17与压力传感器16连接，所述压力传感器16与PLC电连接，所述毛刷均匀分布在清扫板18的远离弹簧17的一侧，两个限位单元分别位于摆动框14的两侧。
当光伏板上沾有树叶后，为了及时清理树叶，由主体1飞行至光伏板的上方，而后PLC控制升降组件运行，带动移动板27向下移动，从而使得升降板13向下移动，升降板13的下方，清扫板18上的毛刷抵靠在光伏上，随着升降板13继续向下移动，而清扫板18的高度位置固定，从而压缩弹簧17，使得压力传感器16接收到压力数据，并将压力数据传递给PLC，当压力数据到达一定值后，PLC控制升降组件停止运行，同时控制摆动单元运行，带动摆动框14在连杆15的作用下来回拉动，从而带动清扫板18在光伏板的上方进行摆动，以便于清扫光伏板上的树叶，使光伏板正常接收太阳光，从而保障光伏板的发电效率。
作为优选，为了实现套管12的稳定移动，所述调节单元还包括固定环19和两个支架20，两个支架20分别位于固定环19的两侧，所述固定环19通过支架20与主体1固定连接，所述固定环19套设在套管12上。当丝杆11作用在套管12上后，带动套管12移动时，由于固定环19通过支架20的位置保持固定，使得套管12沿着固定环19的轴线移动，从而保证了套管12的平稳移动。
作为优选，为了便于精确调整喷头7的位置，所述调节板6的下方设有若干激光器21，所述激光器21周向均匀分布在喷头7的外周，所述喷头7上设有摄像头41，所述摄像头41和激光器21与PLC电连接。在喷头7喷水前，PLC控制激光器21运行，在光伏板上照射激光，形成激光点，而后摄像头41采集下方的图像，并将图像传递给PLC，PLC通过天线将图像数据传递给手机，当手机上显示的画面中激光点围绕鸟粪时，表明此时喷头7对准鸟粪，而后PLC可控制水泵4启动，使喷头7喷水，对光伏板进行冲刷清洗，去除光伏板上的污物。
作为优选，为了减小设备的成本，所述调节单元的数量为三个。由于不共线的三点确定一个平面，因此通过三个调节单元即可调整调节板6和喷头7的角度，从而降低设备的成本。
如图1所示，所述飞行机构包括侧杆22、第二电机23、第二驱动轴24、支脚25和若干旋翼26，所述第二电机23通过侧杆22与主体1固定连接，所述第二电机23与PLC电连接，所述旋翼26周向均匀分布在第二驱动轴24的外周，所述第二电机23通过第二驱动轴24与旋翼26传动连接，所述支脚25固定在侧杆22的下方。
侧杆22用以固定第二电机23和支脚25的位置，在设备降落时，支脚25可避免清扫机构和清洗机构碰地，从而对清洗机构和清扫机构进行一定的保护，当设备需要飞行时，PLC控制第二电机23启动，通过第二驱动轴24可带动旋翼26转动，产生向下的气流，从而支撑主体1向上飞行。
如图3所示，所述升降组件包括移动板27、开口、两个升降单元和顶板28，所述开口设置在主体1上，所述移动板27穿过开口，两个升降单元分别位于移动板27的两侧，所述顶板28和升降板13分别固定在移动板27的顶端和底端，所述升降单元包括第三电机29、齿轮30和齿条31，所述第三电机29固定在开口的内壁上，所述第三电机29与PLC电连接，所述第三电机29与齿轮30传动连接，所述齿条31固定在移动板27上，所述齿轮30与齿条31啮合。
PLC控制开口内固定位置的第三电机29启动，可带动齿轮30旋转，齿轮30作用在与之啮合的齿条31上，由于齿轮30的高度位置固定，从而驱动齿条31移动，进而带动移动板27进行升降移动，从而驱动升降板13在竖直方向上移动。
作为优选，为了实现升降板13的平稳移动，所述移动板27的两侧设有滑槽32，所述开口的两侧的内壁上均设有滑块33，所述滑块33与滑槽32滑动连接。移动板27移动时，滑块33与滑槽32发生相对滑动，通过固定位置的滑块33，固定了滑槽32的滑动方向，从而进一步固定了移动板27的移动方向。
如图4所示，所述摆动单元包括第四电机34、驱动轮35和驱动杆36，所述第四电机34固定在升降板13的下方，所述第四电机34与PLC电连接，所述第四电机34与驱动轮35传动连接，所述驱动杆36位于驱动轮35的远离圆心处，所述驱动杆36位于摆动框14的内侧。
PLC控制第四电机34启动，带动驱动轮35旋转，驱动轮35带动驱动杆36沿着驱动轮35的轴线做圆周运动，驱动杆36作用在驱动框的内壁上，从而带动驱动框在连杆15的连接作用下以连杆15的远离驱动框的一端为圆心进行来回摆动。
作为优选，为了使清扫板18与摆动框14同步转动，所述限位单元包括侧板37、限位杆38和限位块39，所述侧板37与摆动框14固定连接，所述限位块39通过限位杆38与清扫板18固定连接，所述侧板37套设在限位杆38上。当摆动框14带动侧板37进行左右摆动时，侧板37作用在限位杆38上，使得限位杆38带动清扫板18与摆动框14做同步摆动，利用限位块39防止限位杆38脱离侧板37。
作为优选，为了检测主体1与光伏板的距离，所述调节板6的下方设有超声波测距仪40，所述超声波测距仪40与PLC电连接。通过超声波测距仪40向下方发射超声波信号，并接收遇到光伏板后返回的超声波信号，利用信号传递时间可获取主体1与光伏板的距离，并将距离数据反馈给PLC，便于在清扫时确定主体1与光伏板的距离，从而控制飞行机构运行，使得主体1靠近光伏板，便于清扫机构清扫光伏板上的落叶。
该遥控飞行装置在清理光伏板表面杂物时，由飞行机构带动主体1飞行至光伏板的上方，利用调节组件调整调节板6的角度，从而使得喷头7对准光伏板上的鸟粪，而后PLC控制水泵4运行，将水箱2中的水流通过水管5输送至喷头7，由喷头7喷出水流冲刷光伏板上的鸟粪，当光伏板上有落叶时，通过控制升降组件带动升降板13向下移动，使得毛刷接触光伏板后，摆动单元运行，通过摆动框14带动清扫板18在光伏板的表面来回摆动，将落叶从光伏板上扫落，保证光伏板正常接收太阳光，从而恢复光伏发电装置的发电效率。
与现有技术相比，该用于光伏板清理的遥控飞行装置在清洗机构中，通过调整喷头7的角度，使得喷头7喷出水流冲刷光伏板上的鸟粪，从而去除光伏板上的鸟粪，使光伏板恢复清洁，与现有的清洗机构相比，该清洗机构结构灵活，便于调整，不仅如此，通过清扫机构使清扫板18带动毛刷在光伏板表面摆动，扫落光伏板上的落叶，使光伏板正常接收太阳光以恢复发电效率，从而实现对光伏板的清理工作，提高了设备的实用性，与现有的清扫机构相比，该清扫机构通过升降组件扩大了升降板13的移动范围，从而扩大了清扫范围，便于清扫落叶。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于光伏板清理的遥控飞行装置，其特征在于，包括主体(1)、水箱(2)、盖板(3)、水泵(4)、水管(5)、清洗机构、两个清扫机构和若干飞行机构，所述飞行机构周向均匀分布在主体(1)的外周，所述水箱(2)固定在主体(1)的上方，所述盖板(3)位于水箱(2)的上方，所述水泵(4)固定在水箱(2)上，所述水泵(4)通过水管(5)与清洗机构连接，所述清洗机构位于主体(1)的下方，两个清扫机构分别位于清洗机构的两侧，所述主体(1)内设有天线和PLC，所述天线和水泵(4)均与PLC电连接；
所述清洗机构从上而下依次包括调节组件、调节板(6)和喷头(7)，所述调节组件与调节板(6)传动连接，所述喷头(7)固定在调节板(6)的下方，所述喷头(7)与水管(5)连通，所述调节组件包括若干调节单元，所述调节单元周向均匀分布在调节板(6)的上方，所述调节单元包括凹口、滚珠(8)、连接杆(9)、第一电机(10)、丝杆(11)和套管(12)，所述凹口设置在调节板(6)的上方，所述滚珠(8)与凹口相匹配，所述滚珠(8)的球心位于凹口内，所述滚珠(8)固定在连接杆(9)的底端，所述连接杆(9)的顶端与套管(12)固定连接，所述第一电机(10)固定在主体(1)的下方，所述第一电机(10)与PLC电连接，所述第一电机(10)与丝杆(11)的顶端传动连接，所述丝杆(11)的底端设置在套管(12)内，所述套管(12)的与丝杆(11)的连接处设有与丝杆(11)匹配的螺纹；
所述清扫机构从上而下依次包括升降组件、升降板(13)和清扫组件，所述升降组件与升降板(13)传动连接，所述清扫组件包括摆动单元、摆动框(14)、连杆(15)、压力传感器(16)、弹簧(17)、清扫板(18)、若干毛刷和两个限位单元，所述摆动单元与摆动框(14)传动连接，所述连杆(15)的一端与升降板(13)铰接，所述连杆(15)的另一端与摆动框(14)的一端固定连接，所述压力传感器(16)固定在摆动框(14)的另一端，所述清扫板(18)通过弹簧(17)与压力传感器(16)连接，所述压力传感器(16)与PLC电连接，所述毛刷均匀分布在清扫板(18)的远离弹簧(17)的一侧，两个限位单元分别位于摆动框(14)的两侧。
2.如权利要求1所述的用于光伏板清理的遥控飞行装置，其特征在于，所述调节单元还包括固定环(19)和两个支架(20)，两个支架(20)分别位于固定环(19)的两侧，所述固定环(19)通过支架(20)与主体(1)固定连接，所述固定环(19)套设在套管(12)上。
3.如权利要求1所述的用于光伏板清理的遥控飞行装置，其特征在于，所述调节板(6)的下方设有若干激光器(21)，所述激光器(21)周向均匀分布在喷头(7)的外周，所述喷头(7)上设有摄像头(41)，所述摄像头(41)和激光器(21)与PLC电连接。
4.如权利要求1所述的用于光伏板清理的遥控飞行装置，其特征在于，所述调节单元的数量为三个。
5.如权利要求1所述的用于光伏板清理的遥控飞行装置，其特征在于，所述飞行机构包括侧杆(22)、第二电机(23)、第二驱动轴(24)、支脚(25)和若干旋翼(26)，所述第二电机(23)通过侧杆(22)与主体(1)固定连接，所述第二电机(23)与PLC电连接，所述旋翼(26)周向均匀分布在第二驱动轴(24)的外周，所述第二电机(23)通过第二驱动轴(24)与旋翼(26)传动连接，所述支脚(25)固定在侧杆(22)的下方。
6.如权利要求1所述的用于光伏板清理的遥控飞行装置，其特征在于，所述升降组件包括移动板(27)、开口、两个升降单元和顶板(28)，所述开口设置在主体(1)上，所述移动板(27)穿过开口，两个升降单元分别位于移动板(27)的两侧，所述顶板(28)和升降板(13)分别固定在移动板(27)的顶端和底端，所述升降单元包括第三电机(29)、齿轮(30)和齿条(31)，所述第三电机(29)固定在开口的内壁上，所述第三电机(29)与PLC电连接，所述第三电机(29)与齿轮(30)传动连接，所述齿条(31)固定在移动板(27)上，所述齿轮(30)与齿条(31)啮合。
7.如权利要求6所述的用于光伏板清理的遥控飞行装置，其特征在于，所述移动板(27)的两侧设有滑槽(32)，所述开口的两侧的内壁上均设有滑块(33)，所述滑块(33)与滑槽(32)滑动连接。
8.如权利要求1所述的用于光伏板清理的遥控飞行装置，其特征在于，所述摆动单元包括第四电机(34)、驱动轮(35)和驱动杆(36)，所述第四电机(34)固定在升降板(13)的下方，所述第四电机(34)与PLC电连接，所述第四电机(34)与驱动轮(35)传动连接，所述驱动杆(36)位于驱动轮(35)的远离圆心处，所述驱动杆(36)位于摆动框(14)的内侧。
9.如权利要求1所述的用于光伏板清理的遥控飞行装置，其特征在于，所述限位单元包括侧板(37)、限位杆(38)和限位块(39)，所述侧板(37)与摆动框(14)固定连接，所述限位块(39)通过限位杆(38)与清扫板(18)固定连接，所述侧板(37)套设在限位杆(38)上。
10.如权利要求1所述的用于光伏板清理的遥控飞行装置，其特征在于，所述调节板(6)的下方设有超声波测距仪(40)，所述超声波测距仪(40)与PLC电连接。
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