CN110665873A - 太阳能光伏板清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了太阳能光伏板清扫机器人，包括壳体、对称设置在壳体两侧的前轮、对称设置在壳体两侧的后轮、固连在壳体底部的吸盘、以及清扫装置、驱动机构；驱动机构包括与壳体固连的齿轮箱、与齿轮箱的外壳固连的第一驱动电机、第二驱动电机、与齿轮箱的输出轴连接的第一传送带、第二传送带。本发明具有一定的越障能力，可满足恶劣环境下的太阳能光伏板的清洁需求，在太阳能光伏板上运作自如，实现对机器人的任务调度和运动控制，成本低、续航长，大幅提高生产力、减少开支、增加发电量、提高经济效益。

Description

太阳能光伏板清扫机器人

技术领域

本发明涉及太阳能光伏电板维护的技术领域，具体是指太阳能光伏板清扫机器人。

背景技术

近年来，随着国家对新能源的大力开发及应用，太阳能光伏发电产业迅速发展。随之而来对光伏板的清扫就成了一大难题，解决光伏板的清洁问题日益迫切，目前，国内外清洗光伏板的方式主要有高压水枪清洗加人工清洁、机器人清洁、专用清洗车等。人工清洗成本高，效率低且存在一定危险性，在人力成本不断攀升的情况下变得越来越不经济，机器人清洁、专用清洗车技术仍不成熟，导致清洗效果不佳，机器人、清洗车维护成本大，难以广泛应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供太阳能光伏板清扫机器人。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为太阳能光伏板清扫机器人：包括壳体、对称设置在壳体两侧的前轮、对称设置在壳体两侧的后轮、固连在壳体底部的吸盘、以及清扫装置、驱动机构；所述驱动机构包括与壳体固连的齿轮箱、与齿轮箱的外壳固连的第一驱动电机、第二驱动电机、与齿轮箱的输出轴连接的第一传送带、第二传送带，所述第一驱动电机、第二驱动电机的转矩通过齿轮箱传递给前轮，所述第一驱动电机、第二驱动电机的转矩通过齿轮箱、第一传送带、第二传送带传递到后轮；所述前轮为三角型履带轮，所述前轮的中心与驱动机构连接，所述后轮为矩型履带轮，所述后轮的一端与驱动机构连接。

作为改进，所述清扫装置包括固连在壳体内部的电池组、与电池组连接的集尘箱、设于集尘箱内部的吸尘泵、与集尘箱连接的吸尘风管、与吸尘风管转动连接的清洁毛刷滚筒，所述集尘箱位于壳体内部，所述吸尘风管一端位于壳体内部，所述吸尘风管另一端伸出壳体，所述清洁毛刷滚筒设于壳体的靠近前轮端。

作为改进，所述齿轮箱内设有与第一驱动电机的转轴固连的主动行走齿轮、与所述主动行走齿轮啮合的第一齿轮、与第二驱动电机的转轴固连的主动翻转齿轮、与所述主动翻转齿轮啮合的第二齿轮，所述第一齿轮与齿轮箱的输出轴固连，所述第二齿轮与齿轮箱的输出轴转动连接。

作为改进，所述前轮包括与齿轮箱的输出轴固连的前行走主动轮、设在前轮三个顶角的前行走从动轮、第三传送带，3个所述前行走从动轮两侧对称设有前连接板，3个所述前行走从动轮与前连接板转动连接，所述前连接板与第二齿轮固连，所述前连接板与齿轮箱的输出轴转动连接，其中1个所述前行走从动轮与前行走主动轮通过第三传送带连接，3个所述前行走从动轮通过履带连接。

作为改进，所述后轮包括后行走主动轮、后行走从动轮，所述后行走主动轮与第一传送带、第二传送带同步转动，所述后行走主动轮、后行走从动轮一侧设有后连接板，所述后行走主动轮、后行走从动轮与后连接板转动连接，所述后行走主动轮、后行走从动轮通过履带连接。

作为改进，所述第一传送带控制后轮的行走，所述第二传送带控制后轮的翻转。

作为改进，所述清扫机器人与外界控制系统连接。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明具有一定的越障能力，对太阳能光伏板的布置、安装要求低，可满足屋顶、水上、山地等恶劣环境下的太阳能光伏板的清洁需求，采用吸盘吸附在太阳能光伏板上，轮子和吸盘协同运作，保证在太阳能光伏板上运作自如，与控制系统连接，实现机器人与中央控制系统的交互，中央控制系统实现对机器人的任务调度和运动控制，成本造价低、续航时间长，可以大幅度提高生产力、减少企业开支、增加发电量、提高光伏电厂的经济效益，具有很好的实用性和使用价值。

附图说明

图1是本发明太阳能光伏板清扫机器人的去掉上部壳体和集尘箱的结构示意图1。

图2是本发明太阳能光伏板清扫机器人的去掉上部壳体和集尘箱的结构示意图2。

图3是图1的俯视图。

图4是图1的主视图。

图5是图4的A-A处剖视图。

图6是图5的B处放大图。

图7是本发明太阳能光伏板清扫机器人的前轮结构示意图。

图8是图7去掉一侧前连接板的结构示意图。

图9是本发明太阳能光伏板清扫机器人的后轮结构示意图。

图10是图1的去掉部分连接架的结构示意图。

图11是图1加上集尘箱的结构示意图。

图12是本发明太阳能光伏板清扫机器人的结构示意图。

如图所示：1、壳体，2、前轮，3、后轮，4、吸盘，5、齿轮箱，6、第一驱动电机，7、第二驱动电机，8、第一传送带，9、第二传送带，10、电池组，11、吸尘泵，12、吸尘风管，13、清洁毛刷滚筒，14、主动行走齿轮，15、第一齿轮，16、主动翻转齿轮，17、第二齿轮，18、前行走主动轮，19、前行走从动轮，20、前连接板，21、第三传送带，22、后行走主动轮，23、后行走从动轮，24、后连接板，25、集尘箱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明太阳能光伏板清扫机器人做进一步的详细说明。

结合附图1-12，太阳能光伏板清扫机器人，包括壳体1、对称设置在壳体1两侧的前轮2、对称设置在壳体1两侧的后轮3、固连在壳体1底部的吸盘4、以及清扫装置、驱动机构；所述驱动机构包括与壳体1固连的齿轮箱5、与齿轮箱5的外壳固连的第一驱动电机6、第二驱动电机7、与齿轮箱5的输出轴连接的第一传送带8、第二传送带9，所述第一驱动电机6、第二驱动电机7的转矩通过齿轮箱5传递给前轮2，所述第一驱动电机6、第二驱动电机7的转矩通过齿轮箱5、第一传送带8、第二传送带9传递到后轮3；所述前轮2为三角型履带轮，所述前轮2的中心与驱动机构连接，所述后轮3为矩型履带轮，所述后轮3的一端与驱动机构连接。

所述清扫装置包括固连在壳体1内部的电池组10、与电池组10连接的集尘箱25、设于集尘箱25内部的吸尘泵11、与集尘箱25连接的吸尘风管12、与吸尘风管12转动连接的清洁毛刷滚筒13，所述集尘箱25位于壳体1内部，所述吸尘风管12一端位于壳体1内部，所述吸尘风管12另一端伸出壳体1，所述清洁毛刷滚筒13设于壳体1的靠近前轮2端。

所述齿轮箱5内设有与第一驱动电机6的转轴固连的主动行走齿轮14、与所述主动行走齿轮14啮合的第一齿轮15、与第二驱动电机7的转轴固连的主动翻转齿轮16、与所述主动翻转齿轮16啮合的第二齿轮17，所述第一齿轮15与齿轮箱5的输出轴固连，所述第二齿轮17与齿轮箱5的输出轴转动连接。

所述前轮2包括与齿轮箱5的输出轴固连的前行走主动轮18、设在前轮2三个顶角的前行走从动轮19、第三传送带21，3个所述前行走从动轮19两侧对称设有前连接板20，3个所述前行走从动轮19与前连接板20转动连接，所述前连接板20与第二齿轮17固连，所述前连接板20与齿轮箱5的输出轴转动连接，其中1个所述前行走从动轮19与前行走主动轮18通过第三传送带21连接，3个所述前行走从动轮19通过履带连接。

所述后轮3包括后行走主动轮22、后行走从动轮23，所述后行走主动轮22与第一传送带8、第二传送带9同步转动，所述后行走主动轮22、后行走从动轮23一侧设有后连接板24，所述后行走主动轮22、后行走从动轮23与后连接板24转动连接，所述后行走主动轮22、后行走从动轮23通过履带连接。

所述第一传送带8控制后轮3的行走，所述第二传送带9控制后轮3的翻转。

所述清扫机器人与外界控制系统连接。

本发明在具体实施时，首先当第一驱动电机6转动时，第一驱动电机6带动齿轮箱5的输出轴转动，前行走主动轮18转动，通过第三传送带21带动前行走从动轮19转动，从而前轮2的履带转动，与此同时，第一传送带8带动后行走主动轮22沿转轴转动，带动后行走从动轮23转动，从而后轮3的履带转动，实现清扫机器人的行走；当第二驱动电机7转动时，第二驱动电机7带动第二齿轮17转动，带动前连接板20转动，实现前轮2的翻转，与此同时，第二传送带9带动后行走主动轮22整体转动，实现后轮3的翻转；

当清扫机器人到达光伏板前，提升前面的吸尘风管12、清洁毛刷滚筒13，清扫机器人接近光伏板时，前轮2进行翻转，让前轮2顶部的前行走从动轮19和履带降落在太阳能光伏板上，后轮3进行翻转，前轮2同步调整角度，让前轮2底部2个前行走从动轮19和太阳能光伏板在同一个平面上,启动清扫装置，接着就可以开始对光伏板就行清扫，其中吸盘4吸附在太阳能光伏板表面，防止清扫机器人从太阳能光伏板上脱落。

清扫清扫机器人可以实现多种越障：

第一种越障：清扫机器人前轮2爬上太阳能光伏板

1.首先当清扫机器人接近太阳能光伏板；2.清扫机器人抬起吸尘风管12、清洁毛刷滚筒13使清扫机器人的头部靠在太阳能光板上，接着后轮3顺时针向后旋转；3.清扫机器人的后轮3旋转到接近竖直，使得清扫机器人的身体与太阳能光伏板等高；4.后轮3顺时针旋转，使得清扫机器人身体前行，慢慢爬上太阳能光伏板；5.在太阳能光伏板上，清扫机器人开始清洁工作；清扫机器人通过前轮2和清洁毛刷滚筒13的配合离开太阳能光伏板。

第二种越障：从太阳能光伏板上下来

1.当清扫机器人在太阳能光伏板上清洁完后，使清扫机器人后轮3靠近太阳能光伏板边缘，然后顺时针旋转后轮3；2.当清扫机器人后轮3着地后通过后轮3和前轮2的配合使清扫机器人缓慢离开太阳能光板。

第三种越障：清扫机器人跨越两块隔着的太阳板

1.清扫机器人顺时针转动后轮3使清扫机器人慢慢跨过两个太阳能光伏板之间的空格；2.清扫机器人安全到达第二块太阳能光伏板接着进行清扫工作。

第四种越障：清扫机器人后轮3先爬上太阳能光伏板

1.清扫机器人后轮3翻转斜向下，然后顺时针转动后轮3使清扫机器人慢慢离开太阳能光伏板；2.清扫机器人在两块太阳能光板之间，后轮3翻转斜向上，逆时针转动后轮3使得清扫机器人登上第二块太阳能光伏板；清扫机器人安全登上第二块太阳能光伏板后进行清洁工作。

本发明具有一定的越障能力，对太阳能光伏板的布置、安装要求低，可满足屋顶、水上、山地等恶劣环境下的太阳能光伏板的清洁需求，采用吸盘吸附在太阳能光伏板上，轮子和吸盘协同运作，保证在太阳能光伏板上运作自如，与控制系统连接，实现机器人与中央控制系统的交互，中央控制系统实现对机器人的任务调度和运动控制，成本造价低、续航时间长，可以大幅度提高生产力、减少企业开支、增加发电量、提高光伏电厂的经济效益，具有很好的实用性和使用价值。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.太阳能光伏板清扫机器人，其特征在于：包括壳体(1)、对称设置在壳体(1)两侧的前轮(2)、对称设置在壳体(1)两侧的后轮(3)、固连在壳体(1)底部的吸盘(4)、以及清扫装置、驱动机构；

所述驱动机构包括与壳体(1)固连的齿轮箱(5)、与齿轮箱(5)的外壳固连的第一驱动电机(6)、第二驱动电机(7)、与齿轮箱(5)的输出轴连接的第一传送带(8)、第二传送带(9)，所述第一驱动电机(6)、第二驱动电机(7)的转矩通过齿轮箱(5)传递给前轮(2)，所述第一驱动电机(6)、第二驱动电机(7)的转矩通过齿轮箱(5)、第一传送带(8)、第二传送带(9)传递到后轮(3)；

所述前轮(2)为三角型履带轮，所述前轮(2)的中心与驱动机构连接，所述后轮(3)为矩型履带轮，所述后轮(3)的一端与驱动机构连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能光伏板清扫机器人，其特征在于：所述清扫装置包括固连在壳体(1)内部的电池组(10)、与电池组(10)连接的集尘箱(25)、设于集尘箱(25)内部的吸尘泵(11)、与集尘箱(25)连接的吸尘风管(12)、与吸尘风管(12)转动连接的清洁毛刷滚筒(13)，所述集尘箱(25)位于壳体(1)内部，所述吸尘风管(12)一端位于壳体(1)内部，所述吸尘风管(12)另一端伸出壳体(1)，所述清洁毛刷滚筒(13)设于壳体(1)的靠近前轮(2)端。

3.根据权利要求1所述的太阳能光伏板清扫机器人，其特征在于：所述齿轮箱(5)内设有与第一驱动电机(6)的转轴固连的主动行走齿轮(14)、与所述主动行走齿轮(14)啮合的第一齿轮(15)、与第二驱动电机(7)的转轴固连的主动翻转齿轮(16)、与所述主动翻转齿轮(16)啮合的第二齿轮(17)，所述第一齿轮(15)与齿轮箱(5)的输出轴固连，所述第二齿轮(17)与齿轮箱(5)的输出轴转动连接。

4.根据权利要求1所述的太阳能光伏板清扫机器人，其特征在于：所述前轮(2)包括与齿轮箱(5)的输出轴固连的前行走主动轮(18)、设在前轮(2)三个顶角的前行走从动轮(19)、第三传送带(21)，3个所述前行走从动轮(19)两侧对称设有前连接板(20)，3个所述前行走从动轮(19)与前连接板(20)转动连接，所述前连接板(20)与第二齿轮(17)固连，所述前连接板(20)与齿轮箱(5)的输出轴转动连接，其中1个所述前行走从动轮(19)与前行走主动轮(18)通过第三传送带(21)连接，3个所述前行走从动轮(19)通过履带连接。

5.根据权利要求1所述的太阳能光伏板清扫机器人，其特征在于：所述后轮(3)包括后行走主动轮(22)、后行走从动轮(23)，所述后行走主动轮(22)与第一传送带(8)、第二传送带(9)同步转动，所述后行走主动轮(22)、后行走从动轮(23)一侧设有后连接板(24)，所述后行走主动轮(22)、后行走从动轮(23)与后连接板(24)转动连接，所述后行走主动轮(22)、后行走从动轮(23)通过履带连接。

6.根据权利要求1所述的太阳能光伏板清扫机器人，其特征在于：所述第一传送带(8)控制后轮(3)的行走，所述第二传送带(9)控制后轮(3)的翻转。

7.根据权利要求1所述的太阳能光伏板清扫机器人，其特征在于：所述清扫机器人与外界控制系统连接。

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