CN109728778A - 一种清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洗机器人，包括用于在光伏板上移动清洗光伏板的清洗机体和设在清洗机体下方且用于将其抬离板面的顶升机构，顶升机构的顶端与清洗机体转动相连，还包括控制器和用于带动清洗机体绕顶升机构旋转的旋转机构；当清洗机体需要转弯时，控制器控制顶升机构启动，将清洗机体抬离光伏板板面，然后控制器控制旋转机构动作，带动清洗机体绕顶升机构旋转，旋转到位后，顶升机构再将清洗机体降至光伏板板面，完成转弯过程；在将清洗机体抬起后再利用旋转机构带动清洗机体转弯，改变了原有的利用左右车轮差速实现转弯的方式，可有效避免清洗机体在倾斜板面上转弯下滑的问题，保证清洗到位，不会出现遗漏。

Description

一种清洗机器人

技术领域

本发明涉及光伏板清洗设备技术领域，特别是涉及一种清洗机器人。

背景技术

随着环保的要求和可持续能源需求的提升，清洁能源的比重占总能源的比例逐年提升，光伏板阵列的清洗需求正在逐步升温。

光伏板需要清洗的原因主要有两个：一、污垢会导致光伏板表面产生导热差异，最终造成“热斑”，损坏光伏组件；二、污垢导致光伏板表面透射率降低，从而影响光伏板组件阵列的光热转化率，即降低发电效率。因此为了保证发电效率不下降，避免光伏组件损坏，光伏板清洗是必须的。

现有技术中，一般采用清洗机器人对光伏板进行自动化清洗，清洗作业过程中，当清洗机器人移至光伏板边缘时会进行自动转弯并继续清洗作业。当光伏组件与水平存在一定夹角时，如固定式光伏阵列，清洗机器人通过控制左、右履带或车轮的差速在倾斜板面上转弯，会出现一定的滑移，则清洗机器人转弯后会下滑一定距离，这会影响后续的清洗作业，出现清洗不到位等问题。

因此如何解决清洗机器人在倾斜板面上转弯会出现下滑的问题，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种清洗机器人，其在倾斜板面上转弯时不会出现下滑。

为解决上述技术问题，本发明提供一种清洗机器人，包括用于在光伏板上移动清洗所述光伏板的清洗机体，所述清洗机体下方设有用于将其抬离板面的顶升机构，所述顶升机构的顶端与所述清洗机体转动相连，还包括控制器以及用于带动所述清洗机体绕所述顶升机构旋转的旋转机构，所述控制器分别与所述清洗机体、所述顶升机构和所述旋转机构连接，且用于控制所述清洗机体、所述顶升机构和所述旋转机构进行对应操作。

优选地，所述控制器包括用于检测所述清洗机体位置的位置传感器，所述位置传感器设置于所述清洗机体上并与控制器本体相连，所述控制器本体用于根据所述位置传感器的检测结果来控制所述清洗机体、所述顶升机构和所述旋转机构进行对应操作。

优选地，所述旋转机构包括固定在所述顶升机构上的驱动器和由所述驱动器驱动的转向部件，所述驱动器为步进电机，所述控制器包括用于控制所述清洗机体回转角度的编码器，所述编码器分别与所述步进电机和所述控制器本体相连。

优选地，所述转向部件包括由所述步进电机驱动的主动齿轮以及固定在所述清洗机体上且与所述主动齿轮啮合传动的从动齿轮。

优选地，所述转向部件包括啮合传动的蜗轮和蜗杆，所述蜗轮和所述蜗杆中的一个由所述步进电机驱动，另一个固定在所述清洗机体上。

优选地，所述控制器还包括用于检测所述清洗机体的转向角度的角度传感器，所述角度传感器设置于所述清洗机体上并与控制器本体相连，所述控制器本体还用于根据所述角度传感器的检测结果判断所述清洗机体是否转动至目标转向角度，如果否，则通过所述旋转机构将所述清洗机体的转动角度调整至所述目标转向角度。

优选地，所述顶升机构为千斤顶或液压缸。

优选地，所述顶升机构底部设有用于增大摩擦力的防滑垫。

本发明提供的清洗机器人，包括用于在光伏板上移动清洗光伏板的清洗机体，清洗机体下方设有用于将其抬离板面的顶升机构，顶升机构的顶端与清洗机体转动相连，还包括控制器以及用于带动清洗机体绕顶升机构旋转的旋转机构，控制器分别与清洗机体、顶升机构和旋转机构连接，且用于控制清洗机体、顶升机构和旋转机构进行对应操作。

本发明提供的清洗机器人，当清洗机体需要转弯时，控制器控制顶升机构启动，将清洗机体抬离光伏板板面，然后控制器控制旋转机构动作，带动清洗机体绕顶升机构旋转，旋转到位后，顶升机构再将清洗机体降至光伏板板面，完成转弯过程；在将清洗机体抬起后再利用旋转机构带动清洗机体转弯，改变了原有的利用左右车轮差速实现转弯的方式，可有效避免清洗机体在倾斜板面上转弯下滑的问题，保证清洗到位，不会出现遗漏。

附图说明

图1为本发明所提供的清洗机器人的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的清洗机器人的一种具体实施方式的侧视图；

图3为本发明所提供的清洗机器人的一种具体实施方式的顶升机构伸出状态示意图；

图4为本发明所提供的清洗机器人的一种具体实施方式的顶升机构收回状态示意图；

图5为本发明所提供的顶升机构和旋转机构的一种具体实施方式的结构示意图。

附图中标记如下：

清洗机体1、顶升机构2、旋转机构3。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种清洗机器人，其在倾斜板面上转弯时不会出现下滑。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本发明所提供的清洗机器人的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的清洗机器人的一种具体实施方式的侧视图；图3为本发明所提供的清洗机器人的一种具体实施方式的顶升机构伸出状态示意图；图4为本发明所提供的清洗机器人的一种具体实施方式的顶升机构收回状态示意图,图5为本发明所提供的顶升机构2和旋转机构3的一种具体实施方式的结构示意图。

本发明具体实施方式提供的清洗机器人，包括清洗机体1、顶升机构2、旋转机构3和控制器。其中，清洗机体1用于在光伏板上移动清洗光伏板，顶升机构2设在清洗机体1下方，且用于将清洗机体 1抬离板面，优选地，顶升机构2位于清洗机体1重心的下方，以保证清洗机体1被抬离板面时的稳定性；顶升机构2的顶端与清洗机体 1转动相连，旋转机构3用于带动清洗机体1绕顶升机构2旋转，控制器分别与清洗机体1、顶升机构2和旋转机构3连接，且用于控制清洗机体1、顶升机构2和旋转机构3进行对应操作。

需要说明的是，本发明中的清洗机体1是能在光伏板表面移动、在移动的过程中可对光伏板板面进行清洗的装置。

上述清洗机体1、顶升机构2和旋转机构3与控制器均为控制连接，可以是信号连接、蓝牙连接或者其他有线的连接，以便实现控制器对上述装置的控制操作。

本发明提供的清洗机器人，当清洗机体1需要转弯时，控制器控制顶升机构2启动，将清洗机体1抬离光伏板板面，然后控制器控制旋转机构3动作，带动清洗机体1绕顶升机构2旋转，旋转到位后，顶升机构2再将清洗机体1降至光伏板板面，完成转弯过程；在将清洗机体1抬起后再利用旋转机构3带动清洗机体1转弯，改变了原有的利用左右车轮差速实现转弯的方式，可有效避免清洗机体1在倾斜板面上转弯下滑的问题，保证清洗到位，不会出现遗漏。

其中需要说明的是，清洗机体1在光伏板上移动并进行清洗作业时，顶升机构2的底端是脱离光伏板板面的；当清洗机体1需要转弯时，控制器控制顶升机构2向上顶起，此时由于顶升机构2的底端脱离光伏板板面，顶升机构2的顶端与清洗机体1相连，则清洗机体1保持不动，顶升机构2的底端会下移，当顶升机构2的底端顶住光伏板板面时，顶升机构2继续向上顶起，将清洗机体1抬离光伏板板面；当旋转机构3带动清洗机体1旋转到位后，控制器控制顶升机构2反向回缩复位，使清洗机体1下降，当清洗机体1下降至光伏板板面后，顶升机构2继续回缩复位，使顶升机构2的底端脱离光伏板板面，以保证清洗机体1能够在光伏板上移动。

另外，本申请对清洗机体1的抬升高度不作具体限制，只要保证旋转机构3能够带动清洗机体1顺利旋转即可，优选地，清洗机体1 的抬升高度不大于清洗机体1车轮半径，以保证顶升机构2在倾斜板面上将清洗机体1顶起时不会出现侧倾。

进一步地，为保证顶升机构2将清洗机体1顶起时，不会下滑，在顶升机构2底部可以设有用于增大摩擦力的防滑垫。

在上述各具体实施方式的基础上，控制器具体可以包括控制器本体和若干个传感器。

其中，控制器本体即为控制器中具有控制操作功能的中枢部件，用于对清洗机体1、顶升机构2和旋转机构3进行运算和控制，控制器本体控制连接清洗机体1、顶升机构2和旋转机构3。传感器可以包括若干个种类和用途的部件。

本发明提供的控制器中，主要可以包括位置传感器，位置传感器用于检测清洗机体1位置，优选设置于清洗机体1上，并与控制器本体连接，控制器本体根据位置传感器的检测结果来控制清洗机体1、顶升机构2和旋转机构3进行对应操作。具体地，当位置传感器检测到清洗机体1位于光伏板边缘时，即清洗机体1需要转弯时，控制器本体控制清洗机体1停止清洗作业，同时控制顶升机构2动作将清洗机体1抬起，再控制旋转机构3带动清洗机体1旋转，当清洗机体1 完成转弯后，控制器本体再控制清洗机体1继续清洗作业。

本发明具体实施方式提供的清洗机器人，旋转机构3具体包括固定在顶升机构2上的驱动器和由驱动器驱动的转向部件，驱动器和转向部件有多种，其中，驱动器具体可以选用步进电机，为了方便对清洗机体1回转角度的控制，本发明提供的控制器中还可以包括编码器，编码器分别与步进电机和控制器本体相连，控制器本体通过编码器发射脉冲来控制步进电机的转动角度。

在一种具体实施方式中，转向部件可以包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮由步进电机驱动，从动齿轮固定在清洗机体1 上，步进电机启动时，通过主动齿轮带动从动齿轮转动，进而带动清洗机体1绕顶升机构2转向，简单方便，易于控制。

优选地，主动齿轮为与步进电机输出轴相连的齿轮轴，从动齿轮为套在齿轮轴外的内齿轮，此时，步进电机可固定在顶升机构2顶端，清洗机体1通过旋转机构3与顶升机构2转动相连，连接更简单，传动更稳定。

在另一种具体实施方式中，转向部件也可以包括啮合传动的蜗轮和蜗杆，蜗轮和蜗杆中的一个由步进电机驱动，另一个固定在清洗机体1上，也能够实现清洗机体1的转向，也在本发明的保护范围之内。

在上述各具体实施方式的基础上，为保证清洗机体1的转向精确度，控制器还可以包括用于检测清洗机体1的转向角度的角度传感器，角度传感器优选设置于清洗机体1上，并与控制器本体连接，控制器本体根据角度传感器的检测结果判断清洗机体1是否转动至目标转向角度，如果否，则再通过旋转机构3将清洗机体1的转动角度调整至目标转向角度。

在上述各具体实施方式的基础上，本发明具体实施方式提供的清洗机器人，顶升机构2有多种，具体可以选用千斤顶、液压缸或直线电机等，均在本发明的保护范围之内。

在本发明申请文件的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

另外，说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述较为简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本发明所提供的清洗机器人进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种清洗机器人，包括用于在光伏板上移动清洗所述光伏板的顶升机构(2)清洗机体(1)，其特征在于，所述清洗机体(1)下方设有用于将其抬离板面的顶升机构(2)，所述顶升机构(2)的顶端与所述清洗机体(1)转动相连，还包括控制器以及用于带动所述清洗机体(1)绕所述顶升机构(2)旋转的旋转机构(3)，所述控制器分别与所述清洗机体(1)、所述顶升机构(2)和所述旋转机构(3)连接，且用于控制所述清洗机体(1)、所述顶升机构(2)和所述旋转机构(3)进行对应操作。

2.根据权利要求1所述的清洗机器人，其特征在于，所述控制器包括用于检测所述清洗机体(1)位置的位置传感器，所述位置传感器设置于所述清洗机体(1)上并与控制器本体相连，所述控制器本体用于根据所述位置传感器的检测结果来控制所述清洗机体(1)、所述顶升机构(2)和所述旋转机构(3)进行对应操作。

3.根据权利要求2所述的清洗机器人，其特征在于，所述旋转机构(3)包括固定在所述顶升机构(2)上的驱动器和由所述驱动器驱动的转向部件，所述驱动器为步进电机，所述控制器包括用于控制所述清洗机体(1)回转角度的编码器，所述编码器分别与所述步进电机和所述控制器本体相连。

4.根据权利要求3所述的清洗机器人，其特征在于，所述转向部件包括由所述步进电机驱动的主动齿轮以及固定在所述清洗机体(1)上且与所述主动齿轮啮合传动的从动齿轮。

5.根据权利要求3所述的清洗机器人，其特征在于，所述转向部件包括啮合传动的蜗轮和蜗杆，所述蜗轮和所述蜗杆中的一个由所述步进电机驱动，另一个固定在所述清洗机体(1)上。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的清洗机器人，其特征在于，所述控制器还包括用于检测所述清洗机体(1)的转向角度的角度传感器，所述角度传感器设置于所述清洗机体(1)上并与控制器本体相连，所述控制器本体还用于根据所述角度传感器的检测结果判断所述清洗机体(1)是否转动至目标转向角度，如果否，则通过所述旋转机构(3)将所述清洗机体(1)的转动角度调整至所述目标转向角度。

7.根据权利要求1所述的清洗机器人，其特征在于，所述顶升机构(2)为千斤顶或液压缸。

8.根据权利要求1所述的清洗机器人，其特征在于，所述顶升机构(2)底部设有用于增大摩擦力的防滑垫。