CN111942490A - 一种吸附式机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吸附式机器人。所述吸附式机器人包括车体、吸附装置以及负压装置；所述吸附装置设于所述车体下表面；所述负压装置设于所述车体内或所述车体上，连通至所述吸附装置；其中，所述吸附装置的数量为两个以上，沿其行进方向排布设置。当所述机器人在一平面行进时，若一吸附装置被抬起，另一吸附装置吸附该平面。本发明显著提高机器人附着力，避免吸附式机器人打滑，确保吸附式机器人可以在倾斜坡度在20°以上，甚至于35°的光伏面板上进行可靠地清洁作业。

Description

一种吸附式机器人

技术领域

本发明涉及吸附式机器人领域，特别涉及一种吸附式机器人。

背景技术

近年来，我国光伏发电行业不断发展，装机容量不断扩大。伴随着光伏发电行业的发展，因其安装大多数处于环境条件较为恶劣、沙尘较多的区域，光伏组件面板极易受到环境的影响，由此产生的积灰及热板效应，严重制约光伏发电站发电效率。因此，定期清理积灰和脏污，成了发电站必须面对的课题。因人工清洁费时费力，效率低下，费用昂贵，清洁机器人清扫技术应运而生。

但同时，因为所处纬度不同，太阳能利用效率不同，光伏面板组件安装角度差异较大。针对坡度为20°以下的光伏面板组件，重力在光伏斜面分力较大，克服摩擦力做功较多，对清洁机器人附着力影响较小，机器人可以可靠地进行相关清扫工作，但高于20°及以上光伏面板斜度时，机器人出现打滑现象，难以稳定的进行清扫作业，甚至出现机器人跌落倾覆问题，极大地影响清洁机器人应用效果，严重影响了清扫效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种吸附式机器人，以解决吸附式机器人在光伏面板倾斜较大角度情况下打滑、稳定性差、易滑落的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种吸附式机器人，包括车体、吸附装置以及负压装置；所述吸附装置设于所述车体下表面；所述负压装置设于所述车体内或所述车体上，连通至所述吸附装置；其中，所述吸附装置的数量为两个以上，沿其行进方向排布设置。

当所述机器人在一平面行进时，若一吸附装置被抬起，另一吸附装置吸附该平面。

进一步地，所述吸附装置包括安装板、风箱以及风阻框；所述风箱设于所述安装板下方，且连接至所述安装板；所述风阻框为环状，所述风阻框的顶部密封式连接至所述安装板的边缘处。

进一步地，所述风箱包括风箱板以及风箱侧壁；所述风箱板平行于所述安装板；所述风箱侧壁的底部垂直连接至所述风箱板的边缘处，其顶部连接至所述安装板；其中，所述风箱板、所述风箱侧壁与所述安装板围成一腔体。

进一步地，所述安装板中部设有一通孔；所述风箱板设有多个均匀分布的气孔。

进一步地，所述风阻框包括外框及横向或纵向的条形框；所述风阻框被条形框分隔成多个互不连通的空间。

进一步地，所述吸附式机器人还包括缓冲框；所述缓冲框为环形，其顶部密封式连接至所述安装板，其底部密封式连接至所述风阻框。

进一步地，所述吸附式机器人还包括顶框、底框以及缓冲框；所述顶框密封式连接至所述安装板；所述底框密封式连接至所述风阻框；所述缓冲框的顶部密封式连接至所述顶框，其底部密封式连接至所述底框；其中，所述顶框、所述底框及所述缓冲框皆为环形。

进一步地，所述缓冲框的高度是可调节的；和/或；所述缓冲框的材质包括硅胶、橡胶或折叠帆布。

进一步地，所述负压装置包括真空设备以及真空管道；所述真空设备固定至所述车体内或所述车体上；所述真空管道的一端连通至所述真空设备，其另一端连通至所述安装板的通孔。

进一步地，所述真空设备为涡轮风机或真空泵。

本发明的有益效果在于，提供一种吸附式机器人，通过吸附装置和负压装置形成真空负压，在大气压的作用下，吸附在光伏面板组件表面，从而使吸附式机器人附着在光伏面板上，进行稳定的清洁作业。本发明可以在倾斜平面(如光伏面板)上行进，也可以在竖直平面(如玻璃窗)上行进。吸附式机器人底面设有前后两个吸附装置，当机器人在一平面行进时，两个吸附装置的共同吸附至该平面；当机器人跨越障碍物时，机器人的一个吸附装置踩在障碍物上，可能会造成漏气，减弱其吸附效果，但其另一个吸附装置还能吸附该平面，避免机器人打滑。

附图说明

图1为本发明所述吸附式机器人在清扫光伏面板时的示意图；

图2为本发明所述吸附式机器人的一个方向的结构示意图；

图3为本发明所述吸附式机器人的另一个方向的结构示意图；

图4为本发明所述吸附装置和所述真空设备连接的整体结构示意图；

图5为本发明所述吸附装置和所述真空设备在缓冲框被压缩状态下的结构示意图；

图6为本发明所述吸附装置和所述真空设备在缓冲框被伸长状态下的结构示意图。

图中各个部件标号如下：

1、安装板，2、风箱，3、风阻框，4、通孔，

5、气孔，6、缓冲框，10、车体，11、前轮，

12、后轮，13、履带，20、清扫装置，21、风箱板，

22、风箱侧壁，30、吸附装置，31、外框，32、条形框，

40、负压装置，41、真空设备，42、真空管道，61、顶框，

62、底框，100、吸附式机器人，200、光伏面板。

具体实施方式

以下参考说明书附图完整介绍本发明的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，其保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的部件以相似数字标号表示。本发明所提到的方向用语，例如，上、下、前、后、左、右、内、外、上表面、下表面、侧面、顶面、底部、前端、后端、末端等，仅是附图中的方向，只是用来解释和说明本发明，而不是用来限定本发明的保护范围。

当某些部件被描述为“在”另一部件“上”时，所述部件可以直接置于所述另一部件上；也可以存在一中间部件，所述部件置于所述中间部件上，且所述中间部件置于另一部件上。当一个部件被描述为“安装至”或“连接至”另一部件时，二者可以理解为直接“安装”或“连接”，或者一个部件通过一中间部件间接“安装至”或“连接至”另一个部件。

如图1、图2、图3所示，本实施例提供一种吸附式机器人100，吸附式机器人100包括一车体10以及清扫装置20，车体10可以在一光伏面板200(也称太阳能面板)或者多个光伏面板组成的面板阵列上行驶进行清扫，光伏面板200的倾斜坡度在20°以上，甚至在35°左右。光伏面板200为一平面，该平面的倾斜坡度在20°-35°。清扫装置20安装于车体10的前端或后端。当吸附式机器人100在光伏面板200上前进或后退时可通过清扫装置20对光伏面板200进行清扫，当然也可不设置清扫装置20。另外，吸附式机器人100也可以在竖直平面(如玻璃窗)上行进。

如图2、图3所示，在车体10两侧分别设有前轮11和后轮12，在车体10下表面设有吸附装置30，在车体10内或车体10上设有负压装置40，负压装置40连通至吸附装置30。负压装置40为抽气机构或挤压机构。其中，吸附装置30的数量为两个以上，沿其行进方向排布设置。本实施例中优选两个吸附装置30，一前一后设于车体10底部，当吸附式机器人100在一平面行进时，两个吸附装置30共同吸附至该平面。在其他实施例中，可以为三个以上的吸附装置30。

当吸附式机器人100跨越障碍物时，机器人100的一个吸附装置30踩在障碍物上，可能会造成漏气，减弱其吸附效果，但其另一个吸附装置30还能吸附该平面，避免机器人100打滑。所述障碍物为光伏面板200表面上的块状凸起，可以为干燥的鸟粪、砂石等，也可以为相邻两个光伏面板200连接处的条状结构。为进一步增加防滑效果，吸附式机器人100还包括两个履带13，每个履带13均呈环状，分别套设于车体10两侧的前轮11及后轮12的表面。当吸附式机器人100在光伏面板200上前进或后退时，风阻框3的下表面与前轮11和后轮12的下表面齐平，进而保证吸附力度。若设置履带13，则风阻框3的下表面与履带13的下表面齐平，来保证吸附力度。

为确保吸附式机器人100可以在倾斜坡度在20°以上，甚至于35°的光伏面板200上进行可靠地清洁作业，吸附装置30包括安装板1、风箱2以及风阻框3；风箱2设于安装板1下方，且连接至安装板1；风阻框3为环状，风阻框3的顶部密封式连接至安装板1的边缘处。

如图4、图5、图6所示，本实施例中，风箱2包括风箱板21以及风箱侧壁22；风箱板21平行于安装板1；风箱侧壁22的底部垂直连接至风箱板21的边缘处，其顶部连接至安装板1；其中，风箱板21、风箱侧壁22与安装板1围成一腔体。其中风箱2可为弹性材料制作，具有复位弹性，当风箱2承受负压时，具有复位的反作用力。

本实施例中，负压装置40包括真空设备41以及真空管道42；真空设备41固定至车体10内或车体10上；真空管道42的一端连通至真空设备41，其另一端连通至安装板1的通孔4。通孔4起到连通负压装置40和吸附装置30的作用。优选地，通孔4可进行调节尺寸，实现与多种不同尺寸的真空管道42连接。

本实施例中，优选真空设备41为涡轮风机或真空泵。进一步的，可通过调整真空设备41的风机功率、密封区域形状和大小、与光伏板接触介质，来调整真空吸附效果。

如图4、图5、图6所示，本实施例中，安装板1中部设有一通孔4；风箱板21设有多个均匀分布的气孔5。风箱2作为主要的真空吸附舱，在风箱2及风阻框3内所组成的密闭区域形成负压真空，负压装置40可采用抽气机构抽气方式来形成负压真空，或者采用挤压机构机械挤压方式形成负压真空。在负压装置40作用下，风箱2及风阻框3内空气被抽出，形成负压，使得风阻框3与一平面吸附。通孔4的口径较大，负压力较强，多个均匀分布的气孔5将负压力分开，进一步起到吸附作用。

如图4、图5、图6所示，本实施例中，风阻框3包括外框31及横向或纵向的条形框32；风阻框3被条形框32分隔成多个互不连通的空间，即多个独立的密闭区域。每一密闭区域周围的外框31及条形框32皆与光伏面板200贴合，每一密闭区域对应至少一气孔5，当负压装置40启动时，每一密闭区域内皆能产生负压，产生吸附力。若风阻框3的某些部分压在较小的障碍物上，导致部分空间漏气，吸附力减弱；风阻框3的其他部分围成的空间还是可以形成密封区域，维持较好的吸附力。本实施例中，风阻框3被分隔成6个空间，在其他实施例中风阻框3的形状为口字形、回字形、日字形或目字形。此时，只要任一个密闭区域与光伏面板200所在平面吸附即可提升吸附性能。

如图4、图5、图6所示，本实施例中，吸附式机器人100还包括缓冲框6；缓冲框6为环形，其顶部密封式连接至安装板1，其底部密封式连接至风阻框3。

如图4、图5、图6所示，本实施例中，吸附式机器人100还包括顶框61、底框62以及缓冲框6；顶框61密封式连接至安装板1；底框62密封式连接至风阻框3；缓冲框6的顶部密封式连接至顶框61，其底部密封式连接至底框62；其中，顶框61、底框62及缓冲框6皆为环形。顶框61、底框62的设置更利于缓冲框6与安装板1、风阻框3的连接。

本实施例中，缓冲框6的高度是可调节的；和/或；缓冲框6的材质包括硅胶、橡胶或折叠帆布。图5为吸附装置和真空设备在缓冲框6被压缩状态示意图；图6为吸附装置和真空设备在缓冲框6被伸长状态示意图。当车体10在一平面(如光伏面板)行进时，风阻框3的底面与平面相切。缓冲框6通过延展可保证风阻框3的底面与平面相切，以提高密闭效果，提升吸附性能。优选地，缓冲框6设置为可伸缩的管状结构，这样可使得风阻框3与风箱2之间形成可延展、可伸缩的缓冲结构。吸附式机器人100在跨越障碍物时，即使车轮或履带踩在障碍物上，导致车体10被障碍物抬起一定高度，风阻框3还能尽可能地时刻保持与平面接触，车体10跨过障碍物后，车体10高度下降，缓冲框6收缩，仍然保证风阻框3时刻保持与平面接触，从而使得车体10下方的空间密封良好，实现较好的真空吸附效果。

本发明的有益效果在于，提供一种吸附式机器人，通过吸附装置和负压装置形成真空负压，在大气压的作用下，吸附在光伏面板组件表面，从而使吸附式机器人附着在光伏面板上，进行稳定的清洁作业。本发明可以在倾斜平面(如光伏面板)上行进，也可以在竖直平面(如玻璃窗)上行进。吸附式机器人底面设有前后两个吸附装置，当机器人在一平面行进时，两个吸附装置的共同吸附至该平面；当机器人跨越障碍物时，机器人的一个吸附装置踩在障碍物上，可能会造成漏气，减弱其吸附效果，但其另一个吸附装置还能吸附该平面，避免机器人打滑。

以上仅是本发明的优选实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明，这些实施方案并不是限制本发明的范围。对于本技术领域的普通技术人员，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为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种吸附式机器人，其特征在于，包括：

车体；

吸附装置，设于所述车体下表面；以及

负压装置，设于所述车体内或所述车体上，连通至所述吸附装置；

其中，所述吸附装置的数量为两个以上，沿其行进方向排布设置。

2.如权利要求1所述的吸附式机器人，其特征在于，所述吸附装置包括：

安装板；

风箱，设于所述安装板下方，且连接至所述安装板；以及

风阻框，其为环状，所述风阻框的顶部密封式连接至所述安装板的边缘处。

3.如权利要求2所述的吸附式机器人，其特征在于，所述风箱包括：

风箱板，平行于所述安装板；以及

风箱侧壁，其底部垂直连接至所述风箱板的边缘处，其顶部连接至所述安装板；

其中，所述风箱板、所述风箱侧壁与所述安装板围成一腔体。

4.如权利要求3所述的吸附式机器人，其特征在于，

所述安装板中部设有一通孔；

所述风箱板设有多个均匀分布的气孔。

5.如权利要求1所述的吸附式机器人，其特征在于，

所述风阻框包括外框及横向或纵向的条形框；

所述风阻框被条形框分隔成多个互不连通的空间。

6.如权利要求2所述的吸附式机器人，其特征在于，还包括：

缓冲框，其为环形，其顶部密封式连接至所述安装板，其底部密封式连接至所述风阻框。

7.如权利要求2所述的吸附式机器人，其特征在于，还包括：

顶框，密封式连接至所述安装板；

底框，密封式连接至所述风阻框；以及

缓冲框，其顶部密封式连接至所述顶框，其底部密封式连接至所述底框；

其中，所述顶框、所述底框及所述缓冲框皆为环形。

8.如权利要求6所述的吸附式机器人，其特征在于，

所述缓冲框的高度是可调节的。

9.如权利要求6所述的吸附式机器人，其特征在于，

所述缓冲框的材质包括硅胶、橡胶或折叠帆布。

10.如权利要求1所述的吸附式机器人，其特征在于，所述负压装置包括：

真空设备，固定至所述车体内或所述车体上；以及

真空管道，其一端连通至所述真空设备，其另一端连通至所述安装板的通孔。

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