CN111420907A - 一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池板无水清扫技术领域，具体为一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人，其能够方便对光伏电池板进行随时清理，从而减缓其损坏，延长使用寿命；包括机身、圆盘刷机构、滚刷机构、条刷机构、行进机构和控制柜，所述圆盘刷机构包括第一电机、皮带轮、皮带、六组连接轴、六组圆盘和六组圆刷毛，所述滚刷机构包括两组第二电机、两组滚轴和两组滚刷毛，两组滚轴外侧均固定套设有轴套，所述条刷机构包括三组PVC方形块，三组PVC方形块底端均连接有条刷毛，所述行进机构包括四组第三电机、四组挂轮和五组行进轴，五组行进轴两端均连接有行进轮。

Description

一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人

技术领域

本发明涉及电池板无水清扫技术领域，具体为一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人。

背景技术

众所周知，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，光伏电池板一般安装在室外，长期经历风吹日晒难免吸附灰尘，但其不能方便进行随时清理，从而导致其发电效率较低且较易损坏，使用寿命较短。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人，其能够方便对光伏电池板进行随时清理，从而减缓其损坏，延长使用寿命。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人，包括机身、圆盘刷机构、滚刷机构、条刷机构、行进机构和控制柜，所述圆盘刷机构包括第一电机、皮带轮、皮带、六组连接轴、六组圆盘和六组圆刷毛，六组圆刷毛分别安装在六组圆盘底端，六组连接轴分别安装在六组圆盘顶端中心，第一电机安装在机身上，皮带轮安装在第一电机底部输出端，六组连接轴均通过皮带与皮带轮传动，所述滚刷机构包括两组第二电机、两组滚轴和两组滚刷毛，两组第二电机均安装在机身上，两组滚轴一端分别与两组第二电机输出端连接，两组滚轴外侧均固定套设有轴套，两组滚刷毛分别安装在两组轴套外侧，所述条刷机构包括三组PVC方形块，三组PVC方形块均安装在机身上，三组PVC方形块底端均连接有条刷毛，所述行进机构包括四组第三电机、四组挂轮和五组行进轴，四组第三电机均安装在机身上，四组挂轮分别安装在四组第三电机底部输出端，五组行进轴两端均连接有行进轮。

优选的，控制柜上设置有启停按钮组，控制柜内部设置有MPPT模块、树莓派控制器、驱动器和无线通讯模块，机身上设置有视觉模块、温度传感器和辐照度传感器，启停按钮组、无线通讯模块、视觉模块、温度传感器和辐照度传感器输出端均与树莓派控制器接收端电连接，驱动器和无线通讯模块均与树莓派控制器输出端电连接，第一电机、两组第二电机和四组第三电机均与驱动器输出端电连接。

优选的，所述机身上连接有六组第一轴承座，六组第一轴承座内部均设置有第一滚珠轴承组，六组连接轴顶端分别与两组第一滚珠轴承组过盈配合。

优选的，所述机身上连接有两组第二轴承座和两组第三轴承座，两组第二轴承座和两组第三轴承座内部分别设置有两组第二滚珠轴承组和两组第三滚珠轴承组，两组滚轴另一端分别穿过两组第二滚珠轴承组分别与两组第三滚珠轴承组过盈配合。

优选的，所述机身上连接有五组第四轴承座，五组第四轴承座内部均设置有第四滚珠轴承组，五组行进轴一端分别穿过五组第四滚珠轴承组。

优选的，所述第一电机、第二电机和第三电机均设置为可调速电机。

优选的，还包括导线，控制柜内置蓄电池，MPPT模块输出端通过导线与蓄电池导线电连接。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人，具备以下有益效果：圆刷毛、滚刷毛和条刷毛均与光伏电池板表面接触，挂轮附着在光伏电池板侧面，第三电机带动挂轮行进在光伏电池板侧面，行进轮置于光伏电池板表面，随着挂轮旋转，带动整个机构行进，行进轮从动，方便移动并提高支撑效果，与此同时，第一电机带动皮带轮进行旋转，通过皮带传动，带动六组连接轴进行转动，进而使得圆刷毛进行转动，对光伏电池板表面较大灰尘堆叠起到破坏作用，并且第二电机带动滚轴上的轴套转动，进而使得滚刷毛转动，在圆刷毛清洁的基础上，进一步清除光伏电池板表面灰尘，最后方形刷擦除电池板表面灰尘，实现最佳清洁效果，完成清洁行为，进而完成清洁行为，该机器人清洁效果好，清洁效率高，无需安装轨道可实现对光伏电池板阵列自动清洁，提升光伏电池板的发电效率，能够方便对光伏电池板进行随时清理，从而减缓其损坏，延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的电气控制图；

图3为机身与圆盘刷机构连接的结构示意图；

图4为机身与滚刷机构连接的结构示意图；

图5为机身与行进机构连接的结构示意图；

图中：1、机身；2、控制柜；3、第一电机；4、皮带轮；5、皮带；6、连接轴；7、圆盘；8、圆刷毛；9、PVC方形块；10、条刷毛；11、第三电机；12、挂轮；13、行进轴；14、行进轮；15、启停按钮组；16、第一轴承座；17、第二轴承座；19、第四轴承座；20、导线；21、第二电机；22、两组滚轴；23、滚刷毛；24、轴套。

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1-5，一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人，包括机身1、圆盘刷机构、滚刷机构、条刷机构、行进机构和控制柜2，所述圆盘刷机构包括第一电机3、皮带轮4、皮带5、六组连接轴6、六组圆盘7和六组圆刷毛8，六组圆刷毛8分别安装在六组圆盘7底端，六组连接轴6分别安装在六组圆盘7顶端中心，第一电机3安装在机身1上，皮带轮4安装在第一电机3底部输出端，六组连接轴6均通过皮带5与皮带轮4传动，所述滚刷机构包括两组第二电机21、两组滚轴22和两组滚刷毛23，两组第二电机21均安装在机身1上，两组滚轴22一端分别与两组第二电机21输出端连接，两组滚轴22外侧均固定套设有轴套24，两组滚刷毛23分别安装在两组轴套24外侧，所述条刷机构包括三组PVC方形块9，三组PVC方形块9均安装在机身1上，三组PVC方形块9底端均连接有条刷毛10，所述行进机构包括四组第三电机11、四组挂轮12和五组行进轴13，四组第三电机11均安装在机身1上，四组挂轮12分别安装在四组第三电机11底部输出端，五组行进轴13两端均连接有行进轮14，圆刷毛8、滚刷毛23和条刷毛10均与光伏电池板表面接触，挂轮12附着在光伏电池板侧面，第三电机11带动挂轮12行进在光伏电池板侧面，行进轮14置于光伏电池板表面，随着挂轮12旋转，带动整个机构行进，行进轮14从动，方便移动并提高支撑效果，与此同时，第一电机3带动皮带轮4进行旋转，通过皮带5传动，带动六组连接轴6进行转动，进而使得圆刷毛8进行转动，对光伏电池板表面较大灰尘堆叠起到破坏作用，并且第二电机21带动滚轴22上的轴套24转动，进而使得滚刷毛23转动，在圆刷毛8清洁的基础上，进一步清除光伏电池板表面灰尘，最后方形刷擦除电池板表面灰尘，实现最佳清洁效果，完成清洁行为，进而完成清洁行为，该机器人清洁效果好，清洁效率高，无需安装轨道可实现对光伏电池板阵列自动清洁，提升光伏电池板的发电效率，能够方便对光伏电池板进行随时清理，从而减缓其损坏，延长使用寿命，控制柜2上设置有启停按钮组15，控制柜2内部设置有MPPT模块、树莓派控制器、驱动器和无线通讯模块，机身1上设置有视觉模块、温度传感器和辐照度传感器，启停按钮组15、无线通讯模块、视觉模块、温度传感器和辐照度传感器输出端均与树莓派控制器接收端电连接，驱动器和无线通讯模块均与树莓派控制器输出端电连接，第一电机3、两组第二电机21和四组第三电机11均与驱动器输出端电连接，视觉模块采用OpenMV图像采集处理模块，采集光伏电池板表面灰尘图像，并分析是否达到必须清洁条件，并发送清洁指令给树莓派控制器，采用树莓派控制器接收无线通讯模块的无线信号实现远程控制，温度传感器测量机器人周围环境温度，可设定范围，环境温度在设定范围时，向控制器发出清洁指令，辐照度传感器测量太阳辐照度，可设定范围，辐照度在设定范围时，向控制器发出清洁指令，温度传感器和辐照度传感器分别接收环境温度和太阳辐照度，采集数据和图像后，通过编程和算法进行处理分析，发送控制指令给驱动器，驱动器控制第一电机3、两组第二电机21和四组第三电机11完成清洁行为，采用4G无线通讯模块实现控制器与远程终端通讯，所述机身1上连接有六组第一轴承座16，六组第一轴承座16内部均设置有第一滚珠轴承组，六组连接轴6顶端分别与两组第一滚珠轴承组过盈配合，通过第一轴承座16辅助连接轴6转动，并提高支撑效果，所述机身1上连接有两组第二轴承座17和两组第三轴承座，两组第二轴承座17和两组第三轴承座内部分别设置有两组第二滚珠轴承组和两组第三滚珠轴承组，两组滚轴22另一端分别穿过两组第二滚珠轴承组分别与两组第三滚珠轴承组过盈配合，通过第二轴承座17和两组第三轴承座辅助滚轴22转动，并提高支撑效果，所述机身1上连接有五组第四轴承座19，五组第四轴承座19内部均设置有第四滚珠轴承组，五组行进轴13一端分别穿过五组第四滚珠轴承组，通过第四滚珠轴承组辅助行进轴13转动，并提高支撑效果，所述第一电机3、第二电机21和第三电机11均设置为可调速电机，通过调速电机方便调速，还包括导线20，控制柜2内置蓄电池，MPPT模块输出端通过导线20与蓄电池导线电连接，通过光伏电池板可随时为蓄电池充电。

在该文中的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义，所有用电模块及用电器均为市面常见电器件，买回使用时仅需按照一同购回的使用说明书相互电连接并与市电电连接即可进行使用，故在此不再赘述。

在该文中的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素，所有用电模块及用电器均为市面常见电器件，买回使用时仅需按照一同购回的使用说明书相互电连接并与市电电连接即可进行使用，故在此不再赘述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人，其特征在于：包括机身（1）、圆盘刷机构、滚刷机构、条刷机构、行进机构和控制柜（2），圆盘刷机构包括第一电机（3）、皮带轮（4）、皮带（5）、六组连接轴（6）、六组圆盘（7）和六组圆刷毛（8），六组圆刷毛（8）分别安装在六组圆盘（7）底端，六组连接轴（6）分别安装在六组圆盘（7）顶端中心，第一电机（3）安装在机身（1）上，皮带轮（4）安装在第一电机（3）底部输出端，六组连接轴（6）均通过皮带（5）与皮带轮（4）传动，滚刷机构包括两组第二电机（21）、两组滚轴（22）和两组滚刷毛（23），两组第二电机（21）均安装在机身（1）上，两组滚轴（22）一端分别与两组第二电机（21）输出端连接，两组滚轴（22）外侧均固定套设有轴套（24），两组滚刷毛（23）分别安装在两组轴套（24）外侧，条刷机构包括三组PVC方形块（9），三组PVC方形块（9）均安装在机身（1）上，三组PVC方形块（9）底端均连接有条刷毛（10），行进机构包括四组第三电机（11）、四组挂轮（12）和五组行进轴（13），四组第三电机（11）均安装在机身（1）上，四组挂轮（12）分别安装在四组第三电机（11）底部输出端，五组行进轴（13）两端均连接有行进轮（14）。

2.根据权利要求1所述的一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人，其特征在于：控制柜（2）上设置有启停按钮组（15），控制柜（2）内部设置有MPPT模块、树莓派控制器、驱动器和无线通讯模块，机身（1）上设置有视觉模块、温度传感器和辐照度传感器，启停按钮组（15）、无线通讯模块、视觉模块、温度传感器和辐照度传感器输出端均与树莓派控制器接收端电连接，驱动器和无线通讯模块均与树莓派控制器输出端电连接，第一电机（3）、两组第二电机（21）和四组第三电机（11）均与驱动器输出端电连接。

3.根据权利要求2所述的一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人，其特征在于：机身（1）上连接有六组第一轴承座（16），六组第一轴承座（16）内部均设置有第一滚珠轴承组，六组连接轴（6）顶端分别与两组第一滚珠轴承组过盈配合。

4.根据权利要求3所述的一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人，其特征在于：机身（1）上连接有两组第二轴承座（17）和两组第三轴承座，两组第二轴承座（17）和两组第三轴承座内部分别设置有两组第二滚珠轴承组和两组第三滚珠轴承组，两组滚轴（6）另一端分别穿过两组第二滚珠轴承组分别与两组第三滚珠轴承组过盈配合。

5.根据权利要求4所述的一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人，其特征在于：机身（1）上连接有五组第四轴承座（19），五组第四轴承座（19）内部均设置有第四滚珠轴承组，五组行进轴（13）一端分别穿过五组第四滚珠轴承组。

6.根据权利要求5所述的一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人，其特征在于：第一电机（3）、第二电机（21）和第三电机（11）均设置为可调速电机。

7.根据权利要求6所述的一种组合刷式光伏电池板阵列清洁机器人，其特征在于：还包括导线（20），控制柜（2）内置蓄电池，MPPT模块输出端通过导线（20）与蓄电池导线电连接。

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