CN112371582B - 一种基于物联网的光伏组件自动清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光伏电站配套设备技术领域，提供了一种基于物联网的光伏组件自动清洗装置，包括控制器和污染物传感器，还包括：第一导轨，两条第一导轨分别设置在光伏组件的的两侧；清洗行车，清洗行车设置在第一导轨上并沿着第一导轨作往复直线运动；清洗刷，多个清洗刷沿清洗行车的宽度方向依次间隔设置在清洗行车的底部；第二导轨，两条第二导轨分别设置在清洗行车的顶部的两侧；喷水装置，喷水装置设置在第二导轨上；以及第一驱动装置，第一驱动装置用于驱动喷水装置沿着第二导轨作往复直线运动。本发明所提供的基于物联网的光伏组件自动清洗装置，清洗效率较高。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电站配套设备技术领域，具体涉及一种基于物联网的光伏组件自动清洗装置。
背景技术
太阳能光伏组件作为发电的基本单元，其转换效率直接影响到太阳能光伏电站的发电量。由于空气雾霾，扬尘等原因，建设好的光伏电池板上会出现灰尘或污渍，会减弱光辐照强度，降低组件的发电量，同时局部灰尘遮蔽可能会导致热斑效应，损失发电量的同时会造成安全隐患。因此，需要对光伏组件进行清洗。
在现有技术中，申请公布号为CN106513352A的发明专利，提供了一种光伏组件自动清洗装置，其结构为光伏组件设置在光伏支架上，光伏支架上设置有滑轨，滑轨上活动连接有自动清洗装置，自动清洗装置上设置有电源，电源分别与设置在自动清洗装置上的毛刷和滚筒刷的驱动电机通过电线连接，自动清洗装置的前端还设置有喷水管，自动清洗装置的上下两端与滑轨配合的位置设置有行走装置，光伏支架上还设置有污水收集槽。
但是，利用上述光伏组件自动清洗装置对光伏组件进行清洗时，存在以下问题：
喷水管设置在清洗装置的前端，致使上述清洗装置在后退时，毛刷和滚筒刷都无法与水作用来对光伏组件进行清洗，致使清洗效率较差。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于物联网的光伏组件自动清洗装置，以提高清洗效率。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于物联网的光伏组件自动清洗装置，包括控制器和污染物传感器，还包括：
第一导轨，两条所述第一导轨分别设置在所述光伏组件的两侧；
清洗行车，所述清洗行车设置在所述第一导轨上并沿着所述第一导轨作往复直线运动；
清洗刷，多个所述清洗刷沿所述清洗行车的宽度方向依次间隔设置在所述清洗行车的底部；
第二导轨，两条所述第二导轨分别设置在所述清洗行车的顶部的两侧；
喷水装置，所述喷水装置设置在所述第二导轨上；以及
第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述喷水装置沿着所述第二导轨作往复直线运动；
还包括：第一连接杆、第二连接杆、第一复位弹簧、凸轮轴以及第二电机，多个所述清洗刷滑动设置在所述清洗行车的底部，多个所述第一连接杆沿所述清洗刷的长度方向依次间隔设置，且多个所述第一连接杆与多个所述清洗刷中的排列序号为偶数的所述清洗刷固定连接而与多个所述清洗刷中的排列序号为奇数的所述清洗刷滑动连接，多个所述第二连接杆沿所述清洗刷的长度方向依次间隔设置，且多个所述第二连接杆与多个所述清洗刷中的排列序号为奇数的所述清洗刷固定连接而与多个所述清洗刷中的排列序号为偶数的所述清洗刷滑动连接，多个所述第一复位弹簧分别套设在多个所述第一连接杆和多个所述第二连接杆上、其两端分别与位于其两端的所述清洗刷抵触，且自然状态下，所述第一复位弹簧具有使位于其两端的所述清洗刷相互远离的趋势，所述凸轮轴转动设置在相邻的两个所述清洗刷之间并与两个所述清洗刷保持抵触，所述第二电机用于驱动所述凸轮轴转动。
进一步地，还包括：第一连接头、第三导轨、第二连接头、限位杆、第一传感器、第二传感器和电动伸缩杆，两个所述第一连接头分别设置在所述喷水装置的两端并与所述喷水装置滑动连接，两条所述第三导轨分别固定设置在所述光伏组件的两侧，多个所述第二连接头平均分为两组，每组所述第二连接头的数量依然为多个，两组所述第二连接头依次交替设置在两条所述第三导轨上并与所述第三导轨滑动连接，所述限位杆设置在所述第三导轨上，所述限位杆用于限制所述第二连接头的行程，所述第一传感器设置在所述限位杆的面向所述第二连接头的一侧，所述第二连接头的两侧均设置有与所述第一传感器相配合的感应片，两个第二传感器分别设置在第三导轨的两端，所述电动伸缩杆用于驱动所述第一连接头插入和退出所述第二连接头。
进一步地，所述限位杆的面向所述第二连接头的一侧设置有锁定结构，所述锁定结构包括锁定滑块和第二复位弹簧，两个所述锁定滑块相对设置并与所述第三导轨滑动连接，两个所述锁定滑块的相互远离的一侧分别设置有导向杆，两个所述第二复位弹簧分别套设在两个所述导向杆上，且自然状态下，两个所述第二复位弹簧具有使两个所述锁定滑块相互靠近的趋势。
进一步地，所述第一驱动装置包括主动链轮、从动链轮、传动链和第一电机，所述主动链轮和所述从动链轮分别设置在所述喷水装置的两侧，所述传动链设置在所述主动链轮和所述从动链轮之间、其一端与所述喷水装置的一侧连接、另一端与所述喷水装置的另一侧连接，所述第一电机的动力输出轴与所述主动链轮固定连接。
本发明的有益效果：
本发明所提供的光伏组件的自动清洗装置，通过第一驱动装置驱动喷水装置始终位于清洗行车的前侧，从而提高了清洗效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明一实施例提供的基于物联网的光伏组件自动清洗装置的立体视图；
图2为图1所示的基于物联网的光伏组件自动清洗装置的左视图；
图3为图1所示的基于物联网的光伏组件自动清洗装置的仰视视图；
图4为图1所示的A处的放大视图；
图5为图2所示的B处的放大视图；
图6为图3所示的C处的放大视图；
图7为图1所示的基于物联网的光伏组件自动清洗装置的电路原理框图。
附图标记：
010-光伏组件、020-光伏支架、030-控制器、040-污染物传感器、050-第一导轨、060-清洗行车、070-清洗刷、071-清洗刷、072-二号清洗刷、073-三号清洗刷、074-四号清洗刷、075-五号清洗刷、076-六号清洗刷、080-第二导轨、090-喷水装置、100-第一驱动装置、101-主动链轮、102-从动链轮、103-传动链、104-第一电机、110-第一连接杆、120-第二连接杆、130-第一复位弹簧、140-凸轮轴、150-第二电机、160-第一连接头、170-第三导轨、180-第二连接头、190-限位杆、200-第一传感器、210-第二传感器、220-电动伸缩杆、230-锁定结构、231-锁定滑块、232-第二复位弹簧。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1-7所示，本发明提供一种基于物联网的光伏组件自动清洗装置，光伏组件010固定安装在光伏支架020上。该光伏组件自动清洗装置包括控制器030和用于检测光伏组件010表面的污染物的污染物传感器040，其中污染物传感器040与控制器030电连接。
上述基于物联网的光伏组件自动清洗装置还包括第一导轨050、清洗行车060、清洗刷070、第二导轨080、喷水装置090和第一驱动装置100。
其中，第一导轨050的数量为两条，上述两条第一导轨050分别安装在光伏组件010的两侧，且这两条第一导轨050与光伏支架020固定连接。上述清洗行车060布置在第一导轨050上并可沿着第一导轨050的长度方向运动，且清洗行车060与控制器030电连接。清洗刷070的数量为多个，上述多个清洗刷070沿清洗行车060的宽度方向依次间隔安装在清洗行车060的底部。第二导轨080的数量为两条，上述两条第二导轨080分别固定安装在清洗行车060的顶部的两侧。喷水装置090安装在清洗行车060的顶部，其两端与上述两条第二导轨080滑动连接。第一驱动装置100与控制器030电连接，其用于驱动喷水装置090沿着第二导轨080作往复直线运动。
使用时，当污染物传感器040检测到光伏组件010表面的污染物超过预设值时，控制器030控制清洗行车060从第一导轨050的一端向另一端运动，在此过程中，第一驱动装置100将喷水装置090驱动到清洗行车060的前侧并向光伏组件010进行喷水。
当清洗行车060运动至第一导轨050的另一端时，控制器030控制清洗行车060改变运动方向。与此同时，控制器030控制第一驱动装置100驱动喷水装置090运动至清洗行车060此时的前侧并对光伏组件010进行喷水。这样就无需在清洗行车060的两侧均安装喷水装置090，却同样可以保证在清洗的过程中，喷水装置090始终位于清洗行车060的前侧，从而提高了清洗效率和清洗效果。
在一个实施例中，上述自动清洗装置还包括第一连接杆110、第二连接杆120、第一复位弹簧130、凸轮轴140以及第二电机150。
其中，上述自动清洗装置的多个清洗刷070滑动安装在清洗行车060的底部。
第一连接杆110的数量为多个，上述多个第一连接杆110沿清洗刷070的长度方向依次间隔布置。具体地这些第一连接杆110与多个清洗刷070中的排列序号为偶数的清洗刷070固定连接而与多个清洗刷070中的排列序号为奇数的清洗刷070滑动连接。
第二连接杆120的数量为多个，这些第二连接杆120沿清洗刷070的长度方向依次间隔布置。具体地这些第二连接杆120与多个清洗刷070中的排列序号为奇数的清洗刷070固定连接而与多个清洗刷070中的排列序号为偶数的清洗刷070滑动连接。
在本实施例中，清洗刷070的数量为6个，那么第一连接杆110就与一号清洗刷071、三号清洗刷073、五号清洗刷075滑动连接而与二号清洗刷072、四号清洗刷074、六号清洗刷076固定连接。
同样地，第二连接杆120就与一号清洗刷071、三号清洗刷073、五号清洗刷075固定连接而与二号清洗刷072、四号清洗刷074、六号清洗刷076滑动连接，以此类推就可以扩展到其他数量的清洗刷上。
第一复位弹簧130的数量为多个，这些第一复位弹簧130分别套设在上述多个第一连接杆110和上述多个第二连接杆120上、其两端分别与位于其两端的清洗刷070抵触，且自然状态下，第一复位弹簧130具有使位于其两端的清洗刷070相互远离的趋势。
凸轮轴140转动安装在相邻的两个清洗刷070之间并与两个清洗刷070保持抵触。这样在凸轮轴140转动的过程中，清洗刷070就会在凸轮轴140和第一复位弹簧130的作用下相互远离或靠近，即作往复直线运动。具体地，凸轮轴140设置有两组凸轮，这两组凸轮相互之间呈180度，这样在凸轮轴140旋转的过程中，凸轮轴两侧的清洗刷070就会同时相互分离或靠近。第二电机150与控制器030电连接，其用于驱动凸轮轴140转动。具体地，凸轮轴140上设置有从动带轮，第二电机150的动力输出轴上设置有主动带轮，该主动带轮与上述从动带轮通过传送带传动连接。
这样在清洗的过程中，控制器030控制第二电机150驱动凸轮轴140转动，从而在凸轮轴140和第一复位弹簧130的作用下，清洗刷070作往复直线运动，从而对光伏组件010进行刷洗，而不只是单纯地依靠清洗行车060的运动而对光伏组件010进行清洗，近而提高了清洗效果。
在一个实施例中，上述自动清洗装置还包括第一连接头160、第三导轨170、第二连接头180、限位杆190、第一传感器200、第二传感器210和电动伸缩杆220。
其中第一连接头160的数量为两个，这两个第一连接头160分别安装在喷水装置090的两端并与喷水装置090滑动连接。当然第一连接头160上设置有单向控制阀，这样在一个第一连接头160与第二连接头180连接进行喷水时，水才不会从另一个第一连接头160流出。
第三导轨170的数量为两条，这两条第三导轨170分别固定安装在光伏组件010的两侧并与光伏支架020固定连接。
第二连接头180的数量为多个，这些第二连接头180平均分为两组，每组第二连接头180的数量依然为多个。上述两组第二连接头180依次交替设置在两条第三导轨170上并与第三导轨170滑动连接。当然第二连接头180的进水口与支管连接，支管上设置有电磁阀用于控制支管的通断。
限位杆190固定安装在第三导轨170上，限位杆190用于限制第二连接头180的行程。具体地，任意一个第二连接头180的两侧均安装有限位杆190，且当清洗行车060带着一个第二连接头180运动至一个限位杆190处时，清洗行车060的另一侧的第一连接头160与另一个第二连接头180相对应。第一传感器200安装在限位杆190的面向第二连接头180的一侧并与控制器030电连接，第二连接头180的两侧均安装有与第一传感器200相配合的感应片。两个第二传感器210分别安装在第三导轨170的两端并与控制器030电连接，在清洗的过程中，当感应片与第二传感器210发生感应时，控制器030控制清洗行车060改变运动方向。
电动伸缩杆220用于驱动第一连接头160插入和退出第二连接头180。具体地，电动伸缩杆220的数量为两个，这两个电动伸缩杆220固定安装在喷水装置090上，其动力输出端分别与一个第一连接头160固定连接。
这样在清洗的过程中，首先喷水装置090的一侧的第一连接头160与位于该侧的一个第二连接头180连接，当清洗行车060带着该第二连接头180运动至限位杆190时，感应片与第一传感器200发生感应。此时，该侧的电动伸缩杆220驱动第一连接头160从第二连接头180内推出，而另一侧的电动伸缩杆220驱动第一连接头160伸进另外一个第二连接头180内。如此重复，便可实现全程喷水。此结构可以缩短与喷水装置090连接的支管的长度，从而避免了支管因为过长而不便于拖动，同时也避免了因为支管过长而在拖动的过程中造成的损坏。
在一个实施例中，限位杆190的面向第二连接头180的一侧设置有锁定结构230，锁定结构230包括锁定滑块231和第二复位弹簧232，两个锁定滑块231相对设置并与第三导轨170滑动连接。具体地，两个锁定滑块231相对的一侧设置为楔形。两个锁定滑块231的相互远离的一侧分别设置有导向杆，两个第二复位弹簧232分别套设在两个导向杆上，且自然状态下，两个第二复位弹簧232具有使两个锁定滑块231相互靠近的趋势。
这样在使用时，在第二连接头180向锁定结构运动的过程中，会使得两个锁定滑块231相互远离，待第二连接头180从两个锁定滑块231之间运动出来之后，在第二复位弹簧232的作用下，两个锁定块相互靠近恢复至原位。此结构的锁定结构结构简单，且可以利用清洗行车060的运动来实现自动解锁和锁定的功能。
在一个实施例中，上述第一驱动装置100包括主动链轮101、从动链轮102、传动链103和第一电机104，主动链轮101和从动链轮102分别转动安装在喷水装置090的两侧，传动链103设置在主动链轮101和从动链轮之间、其一端与喷水装置090的一侧连接、另一端与喷水装置090的另一侧连接，第一电机104的动力输出轴与主动链轮101固定连接并与控制器030电连接。
这样通过控制器030控制第一电机104的正反转即可实现喷水装置090的往复直线运动。此结构的第一驱动装置100，结构简单。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (4)
1.一种基于物联网的光伏组件自动清洗装置，包括控制器和污染物传感器，其特征在于：还包括：
第一导轨，两条所述第一导轨分别设置在所述光伏组件的两侧；
清洗行车，所述清洗行车设置在所述第一导轨上并沿着所述第一导轨作往复直线运动；
清洗刷，多个所述清洗刷沿所述清洗行车的宽度方向依次间隔设置在所述清洗行车的底部；
第二导轨，两条所述第二导轨分别设置在所述清洗行车的顶部的两侧；
喷水装置，所述喷水装置设置在所述第二导轨上；以及
第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述喷水装置沿着所述第二导轨作往复直线运动；
还包括：第一连接杆、第二连接杆、第一复位弹簧、凸轮轴以及第二电机，多个所述清洗刷滑动设置在所述清洗行车的底部，多个所述第一连接杆沿所述清洗刷的长度方向依次间隔设置，且多个所述第一连接杆与多个所述清洗刷中的排列序号为偶数的所述清洗刷固定连接而与多个所述清洗刷中的排列序号为奇数的所述清洗刷滑动连接，多个所述第二连接杆沿所述清洗刷的长度方向依次间隔设置，且多个所述第二连接杆与多个所述清洗刷中的排列序号为奇数的所述清洗刷固定连接而与多个所述清洗刷中的排列序号为偶数的所述清洗刷滑动连接，多个所述第一复位弹簧分别套设在多个所述第一连接杆和多个所述第二连接杆上、其两端分别与位于其两端的所述清洗刷抵触，且自然状态下，所述第一复位弹簧具有使位于其两端的所述清洗刷相互远离的趋势，所述凸轮轴转动设置在相邻的两个所述清洗刷之间并与两个所述清洗刷保持抵触，所述第二电机用于驱动所述凸轮轴转动。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的光伏组件自动清洗装置，其特征在于：还包括：第一连接头、第三导轨、第二连接头、限位杆、第一传感器、第二传感器和电动伸缩杆，两个所述第一连接头分别设置在所述喷水装置的两端并与所述喷水装置滑动连接，两条所述第三导轨分别固定设置在所述光伏组件的两侧，多个所述第二连接头平均分为两组，每组所述第二连接头的数量依然为多个，两组所述第二连接头依次交替设置在两条所述第三导轨上并与所述第三导轨滑动连接，所述限位杆设置在所述第三导轨上，所述限位杆用于限制所述第二连接头的行程，所述第一传感器设置在所述限位杆的面向所述第二连接头的一侧，所述第二连接头的两侧均设置有与所述第一传感器相配合的感应片，两个第二传感器分别设置在第三导轨的两端，所述电动伸缩杆用于驱动所述第一连接头插入和退出所述第二连接头。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的光伏组件自动清洗装置，其特征在于：所述限位杆的面向所述第二连接头的一侧设置有锁定结构，所述锁定结构包括锁定滑块和第二复位弹簧，两个所述锁定滑块相对设置并与所述第三导轨滑动连接，两个所述锁定滑块的相互远离的一侧分别设置有导向杆，两个所述第二复位弹簧分别套设在两个所述导向杆上，且自然状态下，两个所述第二复位弹簧具有使两个所述锁定滑块相互靠近的趋势。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的光伏组件自动清洗装置，其特征在于：所述第一驱动装置包括主动链轮、从动链轮、传动链和第一电机，所述主动链轮和所述从动链轮分别设置在所述喷水装置的两侧，所述传动链设置在所述主动链轮和所述从动链轮之间、其一端与所述喷水装置的一侧连接、另一端与所述喷水装置的另一侧连接，所述第一电机的动力输出轴与所述主动链轮固定连接。
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