CN112953377A - 一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人，包括机身，机身上设有主控板和电池，机身下设有若干车轮，其中，每个车轮上均设有马达和用于使车轮转向的舵机，机身上还设有用于增大机器人对光伏板的正压力的摆线桨，摆线桨、舵机、电池和马达均与主控板电连接，采用上述结构，以解决现有的光伏板车载清洁式技术中存在因转弯时易打滑而使得机动性不足，影响工作效率的的技术问题。

Description

一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人

技术领域

本发明涉及光伏板清洁技术领域，具体讲是指一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人。

背景技术

无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的。太阳能是人类取之不尽，用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。对太阳能的利用中有一项就是光伏发电。光伏发电中所要用到的主要的结构光伏板在使用时裸露在环境中容易积累泥沙或者灰尘，常常需要对其进行清洁。现有的光伏板清洁技术中主要包括单排清洁技术、跨板清洁技术和吸附清洁技术。其中，跨板清洁技术包括车载清洁式和摆渡车式。由于光伏板表面较为光滑，因此车载清洁式机器人转弯时常常发生打滑而使得机动性不足，影响工作效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人，以解决现有的光伏板车载清洁式技术中存在因转弯时易打滑而使得机动性不足，影响工作效率的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人，包括机身，机身上设有主控板和电池，机身下设有若干车轮，其中，每个车轮上均设有马达和用于使车轮转向的舵机，机身上还设有用于增大机器人对光伏板的正压力的摆线桨，摆线桨、舵机、电池和马达均与主控板电连接。

采用上述结构后，本发明一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人具有以下优点：由舵机驱动转向代替常规的差速转向，使机器人转弯时不易打滑，摆线桨增大机器人对光伏板的正压力，从而提高摩擦力，使得机器人直线行驶时不易打滑，同时，摆线桨的设置使得转向时的摩擦力亦增大，使得机器人更加不易打滑，每个车轮上均设有马达和舵机，使得车轮均独立设有动力和转向的能力，亦使转向时更不易打滑，具有更高的机动性，从而提高了机器人的效率。

作为改进，摆线桨包括第一支架、第二支架、偏心轴组件，两个固定架、若干桨叶、若干限位桨和电机，摆线桨通过电机与主控板电连接，第一支架和第二支架均设于机身上，机身上设有通孔，通孔位于第一支架和第二支架之间，偏心轴组件设于第一支架和第二支架之间，偏心轴组件包括第一转轴、第二转轴和连接块，第一转轴和第二转轴呈偏心设置并分别连接在连接块两侧，第一转轴连接第一支架，第二转轴连接第二支架，两个固定架分别可转动设于第一转轴两端，电机输出端连接第一支架侧的固定架，若干桨叶均可转动设于固定架之间，若干限位桨均可转动设于第二转轴上，限位桨与桨叶数量相同，限位桨连接桨叶，采用此种结构，由电机驱动固定架转动，带动桨叶以第一转轴为轴转动，限位桨以第二转轴为轴转动，由于第一转轴和第二转轴的偏心设置，限位桨使得桨叶摆动，由于桨叶绕第一转轴的转动和桨叶自身在固定架上的摆动的组合作用使机器人产生垂直于光伏板的正压力，提供更高的机器人对光伏板的压力，从而增大摩擦力，使得机器人的移动更加稳定，效率和机动性提高。

作为改进，摆线桨还包括第三支架和电机盘，第三支架设于机身上，电机安装在第三支架上，电机盘设于电机输出端，电机盘与第一支架侧的固定架之间由至少一个螺栓连接，采用此种结构，提高电机与固定架之间动力传输的稳定性。

作为改进，电机为航模电机，采用此种结构，航模电机能够提供相对普通电机更高的转速，且使用寿命长，效率高。

作为改进，摆线桨还包括防尘罩，防尘罩设于第二支架上，采用此种结构，防止机器人清洁过程中环境中的泥沙灰尘进入到摆线桨中。

作为改进，第二转轴上设有与限位桨数量相同的凹槽，限位桨设于凹槽中，采用此种结构，防止限位桨在第二转轴上转动时其在水平方向上的移动。

作为改进，电池为航模电池，桨叶和固定架均由碳纤维材料制成，采用此种结构，航模电池重量轻且容量高，续航时间长，碳纤维材料密度低，整体重量轻，防止压坏光伏板。

作为改进，车轮由橡胶材料制成且设有防滑纹路，采用此种结构，增大车轮与光伏板之间的摩擦，防止打滑。

作为改进，机身上设有清洁组件，清洁组件为斜向下且可拆卸地设于机身上的乳胶板，采用此种结构，清洁组件用于清洁光伏板，可拆卸连接使得方便拆卸清洁组件进行清洗。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为图1中A部的局部放大图。

图3为图1中B部的局部放大图。

图4为本发明摆线桨的剖视图。

图5为本发明车轮部分的立体结构示意图。

附图标记：1、机身；2、清洁组件；3、主控板；4、电池；5、车轮；6、舵机；7、摆线桨；71、第一支架；72、第二支架；73、偏心轴组件；731、第一转轴；732、第二转轴；733、连接块；74、固定架；75、桨叶、76、限位桨；77、电机；78、第三支架；79、电机盘；710、防尘罩；8、马达；12、通孔；13、螺栓；15、凹槽；16、凸起；17、凸字形槽；18、动力中转件；19、固定臂；20、连接轴；21、轴承盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人作详细说明。

如图1至5所示，一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人，包括机身1，机身1上设有清洁组件2、主控板3和电池4，机身1下设有若干车轮5，每个车轮5上均设有马达8和用于使车轮5转向的舵机6，机身1上还设有用于增大机器人对光伏板的正压力的摆线桨7。本实施例中，机身1整体呈正方形，四边下方各设有一个凸起16，每个凸起16上均设有一个凸字形槽17，凸字形槽17斜向下设置并朝向机身1外侧，清洁组件2为四块乳胶板，乳胶板其中一端的形状与凸字形槽17相拟合，此端插入到凸字形槽17中从而使乳胶板斜向下固定，此连接可拆卸；车轮5有四个，分布在机身1四个角的下方，每个车轮5由两个单轮组成且由一个马达8驱动并由一个舵机6控制转向，共计四个马达8和四个舵机6。车轮5均由橡胶材料制成且设有防滑纹路，舵机6设于每个车轮5上并安装在机身1上。

摆线桨7包括第一支架71、第二支架72、第三支架78、偏心轴组件73、两个固定架74、若干桨叶75、若干限位桨76、电机77、电机盘79和防尘罩710。本实施例中，限位桨76和桨叶75均为四个。偏心轴组件73设于第一支架71与第二支架72之间，偏心轴组件73包括第一转轴731、第二转轴732和连接块733。第一转轴731和第二转轴732呈偏心设置并分别连接在连接块733两侧，连接块733上设有上下两个孔，上端的孔连接第一转轴731，下端的孔连接第二转轴732。第一支架71上设有圆环状的动力中转件18，动力中转件18与第一支架71之间通过轴承连接，第一转轴731通过在动力中转件18内孔所设有的轴承与动力中转件18连接从而固定在第一支架71上，第二转轴732连接第二支架72，第一转轴731两端各设有一个固定架74，固定架74与第一转轴731之间通过轴承连接实现转动连接。电机77输出端通过螺母连接有电机盘79，另一端固定在第三支架78上。电机盘79与第一支架71侧的固定架74之间由至少一个螺栓13连接，本实施例中螺栓13为四个。四个螺栓13均自第一支架71侧的固定架74起穿过动力中转件18连接在电机盘79上。固定架74向外延伸有四个固定臂19，固定臂19在固定架74上呈周向均匀分布，两个固定架74的固定臂19之间共连接有四根连接轴20，每根连接轴20两端通过轴承分别连接有一个轴承盖21，同一根连接轴20上的两个轴承盖21之间插接有一个桨叶75。第二转轴732上设有四个凹槽15，四个凹槽15上可转动设有四个限位桨76，限位桨76均呈L形，一端通过轴承连接在凹槽15上，另一端固定在桨叶75上。第二支架72上设有防尘罩710，防尘罩710包覆第二转轴732和所有的限位桨76。机身1上设有通孔12，通孔12位于第一支架71和第二支架72之间。摆线桨7共有两组，对应的通孔12亦有两个。

电机77为相较普通电机转速更高，寿命更长的航模电机，电池4为相较普通电池重量更轻，容量更高的航模电池。桨叶75和固定架74均由碳纤维材料制成，使得整体结构重量更轻。电机77、舵机6、电池4和马达8均与主控板3电连接。

使用时，将机器人放置在光伏板上，由主控板3控制，电池4供电使每个舵机6、每个电机77和每个马达8工作。电机77带动固定架74转动从而使四个桨叶75绕第一转轴731转动，同时限位桨76亦在第二转轴732上转动。由于第一转轴731和第二转轴732之间的偏心设置，在限位桨76的作用下，桨叶75在绕第一转轴731转动的同时，亦以连接轴20为轴摆动，使得其攻角随时间改变，与其他螺旋桨相比，由轨道运动和攻角变化产生的推进的共同作用使机器人产生垂直于光伏板的正压力，从而产生更大的摩擦力，使得此清洁机器人的机动性和效率有了显著的提高。四个马达8驱动各自的车轮5转动使清洁机器人前进。当此清洁机器人需要转弯时，由舵机6控制四个车轮5同时改变前进方向。相较于常规的使两侧车轮差速设计实现转弯，舵机6控制转弯使得清洁机器人更不容易打滑，且每个车轮5上均设置了动力源和舵机6，使得车轮5更不易打滑。乳胶板具有一定的弹性，在此清洁机器人前进方向上前侧的乳胶板可刮掉光伏板上的积尘，前进方向上后侧的乳胶板和光伏板表面有摩擦作用，可擦掉光伏板上的灰尘。清洁完成后，可将乳胶板从凸字形槽17中抽出进行清洗，清洗后再插回到凸字形槽17中。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述一种实施方式，本领域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。

Claims (9)

1.一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人，包括机身(1)，所述机身(1)上设有主控板(3)和电池(4)，所述机身(1)下设有若干车轮(5)，其特征在于，每个所述车轮(5)上均设有马达(8)和用于使所述车轮(5)转向的舵机(6)，所述机身(1)上还设有用于增大机器人对光伏板的正压力的摆线桨(7)，所述摆线桨(7)、所述舵机(6)、所述电池(4)和所述马达(8)均与主控板(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人，其特征在于，所述摆线桨(7)包括第一支架(71)、第二支架(72)、偏心轴组件(73)，两个固定架(74)、若干桨叶(75)、若干限位桨(76)和电机(77)，所述摆线桨(7)通过所述电机(77)与所述主控板(3)电连接，所述第一支架(71)和所述第二支架(72)均设于所述机身(1)上，所述机身(1)上设有通孔(12)，所述通孔(12)位于所述第一支架(71)和所述第二支架(72)之间，所述偏心轴组件(73)设于所述第一支架(71)和所述第二支架(72)之间，所述偏心轴组件(73)包括第一转轴(731)、第二转轴(732)和连接块(733)，所述第一转轴(731)和所述第二转轴(732)呈偏心设置并分别连接在所述连接块(733)两侧，所述第一转轴(731)连接所述第一支架(71)，所述第二转轴(732)连接所述第二支架(72)，两个所述固定架(74)分别可转动设于所述第一转轴(731)两端，所述电机(77)输出端连接所述第一支架(71)侧的所述固定架(74)，若干所述桨叶(75)均可转动设于所述固定架(74)之间，若干所述限位桨(76)可转动设于所述第二转轴(732)上，所述限位桨(76)与所述桨叶(75)数量相同，所述限位桨(76)连接所述桨叶(75)。

3.根据权利要求2所述的一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人，其特征在于，所述摆线桨(7)还包括第三支架(78)和电机盘(79)，所述第三支架(78)设于所述机身(1)上，所述电机(77)安装在所述第三支架(78)上，所述电机盘(79)设于所述电机(77)输出端，所述电机盘(79)与所述第一支架(71)侧的所述固定架(74)之间由至少一个螺栓(13)连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人，其特征在于，所述电机(77)为航模电机。

5.根据权利要求2所述的一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人，其特征在于，所述摆线桨(7)还包括防尘罩(710)，所述防尘罩(710)设于所述第二支架(72)上。

6.根据权利要求2所述的一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人，其特征在于，所述第二转轴(732)上设有与所述限位桨(76)数量相同的凹槽(15)，所述限位桨(76)设于所述凹槽(15)中。

7.根据权利要求2所述的一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人，其特征在于，所述电池(4)为航模电池，所述桨叶(75)和所述固定架(74)均由碳纤维材料制成。

8.根据权利要求1所述的一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人，其特征在于，所述车轮(5)由橡胶材料制成且设有防滑纹路。

9.根据权利要求1所述的一种基于摆线桨的光伏板清洁机器人，其特征在于，所述机身(1)上设有清洁组件(2)，所述清洁组件(2)为斜向下且可拆卸地设于所述机身(1)上的乳胶板。

Images