光伏板的自动化清洗系统
技术领域
本发明属于光伏板清洗领域。
背景技术
光伏发电板的表面累积的灰尘会随着日积月累逐渐结垢,进而影响光伏发电效率,久而久之光伏发电板的表面会形成大量散在的尘垢,这种结垢而成的尘土只用水淋洗是不彻底的,需要毛刷和水结合起来才能彻底清除,人工的方式并不适合大量铺设的光伏发电系统。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种光伏板的自动化清洗系统与工作方法,能自动化的对光伏板进行更加彻底的清洗。
技术方案:为实现上述目的,本发明的光伏板的自动化清洗系统,包括基座和基座上方斜向固定的光伏板,所述光伏板的上侧沿光伏板的倾斜方向平行设置有洗刷条,所述洗刷条的下侧均布有毛刷,各所述毛刷的下端均接触到所述光伏板上表面;
所述光伏板的上方平行设置有一对横向导杆,所述横向导杆与所述洗刷条垂直,所述洗刷条的上端固定连接有活动导孔座,所述活动导孔座上横向贯通有一对导孔,一对横向导杆活动穿过活动导孔座上的一对导孔,从而使活动导孔座能沿所述横向导杆长度方向自由位移。
进一步的,还包括与所述横向导杆平行的直线齿条,所述活动导孔座上固定安装有电机,所述电机的输出端驱动连接有行走齿轮,所述行走齿轮与所述直线齿条啮合。
进一步的,所述光伏板的后侧左右对称固定设置有第一立柱和第二立柱,所述第一立柱上端固定有第一孔座,所述第二立柱上端固定有第二孔座,所述第一孔座和第二孔座上分别贯通有第一导向孔和第二导向孔;所述第一导向孔和第二导向孔内分别活动穿过有第一导向杆和第二导向杆,所述第一导向杆和第二导向杆均与所述洗刷条平行;所述第一导向杆和第二导向杆靠近光伏板的一端分别同轴心固定有第一弹簧挡盘和第二弹簧挡盘;所述横向导杆的两端分别通过第一连接块和第二连接块固定连接所述第一弹簧挡盘和第二弹簧挡盘。
进一步的,直线齿条的两端分别固定连接所述第一弹簧挡盘和第二弹簧挡盘的侧部。
进一步的,所述第一导向杆和第二导向杆上分别同轴心套有第一弹簧和第二弹簧,所述第一弹簧和第二弹簧分别斜向下弹性顶压所述第一弹簧挡盘和第二弹簧挡盘。
进一步的,所述活动导孔座的下侧通过固定件固定连接有轴承筒,所述轴承筒的轴线与所述光伏板垂直,所述轴承筒内通过轴承同轴心转动安装有转轴,所述转轴的下端垂直固定连接有洗刷条控制块,所述洗刷条控制块的中部沿洗刷条的长度方向镂空设置有滑槽,且所述滑槽靠近光伏板的一端连通外界,所述洗刷条控制块靠近光伏板的一侧包括由滑槽分隔的第一弧面和第二弧面;所述滑槽内滑动设置有滑块,所述洗刷条控制块远离光伏板的一端固定安装有螺杆驱动电机,所述螺杆驱动电机的输出端驱动连接有螺杆,所述螺杆与所述洗刷条平行,所述滑块靠近螺杆驱动电机的一端设置有内螺纹孔,所述螺杆与所述滑块上的内螺纹孔螺纹配合,所述螺杆的回转能带动所述滑块沿所述滑槽的长度方向位移;
所述滑块靠近光伏板的一侧面为拼接弧面,所述滑块沿滑槽长度方向做远离螺杆驱动电机的位移能使所述滑块的拼接弧面刚好嵌入第一弧面与第二弧面之间,使第一弧面、拼接弧面和第二弧面拼接成一个整体弧面,第一弧面、拼接弧面和第二弧面拼接成的一个整体弧面为俯视轮廓为等速螺线段的螺线摩擦弧面,所述转轴的轴线经过所述螺线摩擦弧面的螺线中心点a;
所述滑槽远离螺杆驱动电机的一端的上侧设置有滚轮,所述滚轮的滚轮支架固定安装在滑块上;
所述光伏板的斜上端面为直线摩擦面;
第一弧面、拼接弧面和第二弧面刚好拼接成的螺线摩擦弧面与直线摩擦面相切,这时在第一弹簧和第二弹簧的弹性顶压力下使拼接而成的螺线摩擦弧面与所相切的直线摩擦面之间形成顶压力;这时滚轮与直线摩擦面之间存在间隙;
当滑块沿滑槽做靠近螺杆驱动电机的运动时,拼接弧面会跟着滑块缩入到滑槽内并与第一弧面和第二弧面分离,这时滚轮与直线摩擦面滚动配合;
所述轴承筒的外壁同轴心一体化固定连接有第一刹车轮,所述滑块的上侧通过固定杆固定连接有第二刹车轮,所述滑块沿滑槽做靠近螺杆驱动电机的运动,能使所述第一刹车轮与第二刹车轮相互靠近至相切。
进一步的,所述第一刹车轮与第二刹车轮的外轮面均为防滑橡胶材质。
进一步的,所述洗刷条的斜上端靠近光伏板的一侧安装有出水喷头;还包括水供给软管,所述水供给软管的水导出端通过洗刷条内部导液通道连通所述出水喷头。
进一步的,光伏板的自动化清洗系统的工作方法:
在光伏板的板面沿横向导杆方向划分出四个洗刷区,且任意洗刷区的横向尺寸均小于等于螺线摩擦弧面的弧长;
步骤一,干刷脱垢机构的行走到任意洗刷区的过程:
初始状态下,第一刹车轮与第二刹车轮处于紧密相切的互锁状态,这时由于第一刹车轮和第二刹车轮均不能沿自身轴线回转,因此转轴处于被锁定无法旋转的状态,进而使洗刷条控制块不能沿螺线中心点a回转,这时滑块上的拼接弧面处于缩入到滑槽内并与第一弧面和第二弧面分离的状态,这时滚轮与直线摩擦面滚动配合;这时启动电机,使行走齿轮沿直线齿条长度方向位移,进而带动洗刷条和洗刷条控制块共同沿横向导杆方向位移,直至洗刷条到达任意洗刷区的中部位置;
步骤二,往复干刷干刷矩形除垢区S的除垢过程:
控制螺杆驱动电机,使螺杆带动滑块逐渐远离螺杆驱动电机,从而使第一刹车轮与第二刹车轮分离,解除了转轴的锁定状态,随着滑块继续逐渐远离螺杆驱动电机,直至滑块右侧的拼接弧面刚好嵌入第一弧面与第二弧面之间,使第一弧面、拼接弧面和第二弧面拼接成一个整体弧面,第一弧面、拼接弧面和第二弧面拼接成的一个整体弧面为俯视轮廓为等速螺线段的螺线摩擦弧面;这时第一弧面、拼接弧面和第二弧面拼接成的螺线摩擦弧面与直线摩擦面相切,且这时滚轮与直线摩擦面形成脱开间隙,这时在第一弹簧和第二弹簧的弹性顶压力下使拼接而成的螺线摩擦弧面与所相切的直线摩擦面之间形成顶压力;将螺线摩擦弧面与直线摩擦面相切的切点b与螺线中心点a的连线记为参考线c;这时电机控制行走齿轮呈周期性的正反转,进而带动洗刷条在洗刷区的范围内沿横向导杆的长度方向来回往复运动;与此同时洗刷条在洗刷区的范围内沿横向导杆的长度方向来回往复运动的过程中,螺线摩擦弧面与直线摩擦面之间形成的摩擦力带动洗刷条控制块整体以螺线中心点a为中心来回往复转动;洗刷条控制块整体以螺线中心点a来回往复转动的过程中,参考线c的长度会呈周期性的发生变化,根据传动关系可知,参考线c的长度呈周期性的变化会使洗刷条产生呈周期性的沿自身长度方向的位移;从而使洗刷条在洗刷区的范围内做沿横向导杆长度方向往复运动的基础上,洗刷条还呈周期性沿自身长度方向往复位移;从而使各个毛刷对光伏板板面实施横纵两个方向的往复刮动,避免单一方向容易发生漏刷的过程,与此同时,水喷头将水源源不断的喷向洗刷区的坡面上端,并沿洗刷区的坡面向下流动,从而带走光伏板板面的污渍;本步骤结束后让本装置恢复到“步骤一”的初始状态;
步骤三,参照“步骤一”的方法,使洗刷条到达另外一个洗刷区的中部位置,然后执行“步骤二”即可实现对另一个洗刷区进行洗刷。
有益效果:本发明的洗刷条在洗刷区的范围内做沿横向导杆长度方向往复运动的基础上,洗刷条还呈周期性沿自身长度方向往复位移;从而使各个毛刷对光伏板板面实施横纵两个方向的往复刮动,避免单一方向容易发生漏刷的过程,与此同时,水喷头将水源源不断的喷向洗刷区的坡面上端,并沿洗刷区的坡面向下流动,从而带走光伏板板面的污渍。
附图说明
附图1为本装置的整体结构示意图;
附图2为附图1的上部分局部放大示意图;
附图3为本装置的仰视视角下的立体示意图;
附图4为附图2的标记115处的放大示意图;
附图5为附图4的另一视角示意图;
附图6为本装置的传动结构示意图;
附图7为附图6的拆卸示意图;
附图8为洗刷条控制块的结构示意图;
附图9为附图8的拆卸示意图;
附图10为洗刷条斜上端结构示意图;
附图11为滑块上的拼接弧面处于缩入到滑槽内并与第一弧面和第二弧面分离的状态示意图;
附图12为洗刷条控制块第一状态下的俯视图(步骤一的初始状态);
附图13为洗刷条控制块第二状态下的俯视图(第一弧面、拼接弧面和第二弧面拼接成一个整体弧面的状态)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至13所示的光伏板的自动化清洗系统,包括基座105和基座105上方斜向固定的光伏板3,其特征在于:所述光伏板3的上侧沿光伏板3的倾斜方向平行设置有洗刷条102,所述洗刷条102的下侧均布有毛刷104,各所述毛刷104的下端均接触到所述光伏板3上表面;
所述光伏板3的上方平行设置有一对横向导杆117,所述横向导杆117与所述洗刷条102垂直,所述洗刷条102的上端固定连接有活动导孔座150,所述活动导孔座150上横向贯通有一对导孔118,一对横向导杆117活动穿过活动导孔座150上的一对导孔118,从而使活动导孔座150能沿所述横向导杆117长度方向自由位移。
还包括与所述横向导杆117平行的直线齿条116,所述活动导孔座150上固定安装有电机119,所述电机119的输出端驱动连接有行走齿轮120,所述行走齿轮120与所述直线齿条116啮合。
所述光伏板3的后侧左右对称固定设置有第一立柱107.1和第二立柱17.2,所述第一立柱107.1上端固定有第一孔座108.1,所述第二立柱17.2上端固定有第二孔座108.2,所述第一孔座108.1和第二孔座108.2上分别贯通有第一导向孔109.1和第二导向孔109.2;所述第一导向孔109.1和第二导向孔109.2内分别活动穿过有第一导向杆110.1和第二导向杆110.2,所述第一导向杆110.1和第二导向杆110.2均与所述洗刷条102平行;所述第一导向杆110.1和第二导向杆110.2靠近光伏板3的一端分别同轴心固定有第一弹簧挡盘111.1和第二弹簧挡盘111.2;所述横向导杆117的两端分别通过第一连接块112.1和第二连接块112.2固定连接所述第一弹簧挡盘111.1和第二弹簧挡盘111.2。
直线齿条116的两端分别固定连接所述第一弹簧挡盘111.1和第二弹簧挡盘111.2的侧部。
所述第一导向杆110.1和第二导向杆110.2上分别同轴心套有第一弹簧113.1和第二弹簧113.2,所述第一弹簧113.1和第二弹簧113.2分别斜向下弹性顶压所述第一弹簧挡盘111.1和第二弹簧挡盘111.2。
所述活动导孔座150的下侧通过固定件133固定连接有轴承筒22,所述轴承筒22的轴线与所述光伏板3垂直,所述轴承筒22内通过轴承同轴心转动安装有转轴34,所述转轴34的下端垂直固定连接有洗刷条控制块32,所述洗刷条控制块32的中部沿洗刷条102的长度方向镂空设置有滑槽35,且所述滑槽35靠近光伏板3的一端连通外界,所述洗刷条控制块32靠近光伏板3的一侧包括由滑槽35分隔的第一弧面42.1和第二弧面24.2;所述滑槽35内滑动设置有滑块30,所述洗刷条控制块32远离光伏板3的一端固定安装有螺杆驱动电机121,所述螺杆驱动电机121的输出端驱动连接有螺杆122,所述螺杆122与所述洗刷条102平行,所述滑块30靠近螺杆驱动电机121的一端设置有内螺纹孔123,所述螺杆122与所述滑块30上的内螺纹孔123螺纹配合,所述螺杆122的回转能带动所述滑块30沿所述滑槽35的长度方向位移;
所述滑块30靠近光伏板3的一侧面为拼接弧面43,所述滑块30沿滑槽35长度方向做远离螺杆驱动电机121的位移能使所述滑块30的拼接弧面43刚好嵌入第一弧面42.1与第二弧面24.2之间,使第一弧面42.1、拼接弧面43和第二弧面24.2拼接成一个整体弧面,第一弧面42.1、拼接弧面43和第二弧面24.2拼接成的一个整体弧面为俯视轮廓为等速螺线段的螺线摩擦弧面41,所述转轴34的轴线经过所述螺线摩擦弧面41的螺线中心点a;
所述滑槽35远离螺杆驱动电机121的一端的上侧设置有滚轮37,所述滚轮37的滚轮支架36固定安装在滑块30上;
所述光伏板3的斜上端面为直线摩擦面100;
第一弧面42.1、拼接弧面43和第二弧面24.2刚好拼接成的螺线摩擦弧面41与直线摩擦面100相切,这时在第一弹簧113.1和第二弹簧113.2的弹性顶压力下使拼接而成的螺线摩擦弧面41与所相切的直线摩擦面100之间形成顶压力;这时滚轮37与直线摩擦面100之间存在间隙;(如图13)
当滑块30沿滑槽35做靠近螺杆驱动电机121的运动时,拼接弧面43会跟着滑块30缩入到滑槽35内并与第一弧面42.1和第二弧面24.2分离,这时滚轮37与直线摩擦面100滚动配合;(如图12)
所述轴承筒22的外壁同轴心一体化固定连接有第一刹车轮132,所述滑块30的上侧通过固定杆130固定连接有第二刹车轮131,所述滑块30沿滑槽35做靠近螺杆驱动电机121的运动,能使所述第一刹车轮132与第二刹车轮131相互靠近至相切。
所述第一刹车轮132与第二刹车轮131的外轮面均为防滑橡胶材质。
所述洗刷条102的斜上端靠近光伏板3的一侧安装有出水喷头103;还包括水供给软管101,所述水供给软管101的水导出端通过洗刷条102内部导液通道连通所述出水喷头103。
光伏板的自动化清洗系统的工作方法:
在光伏板3的板面沿横向导杆117方向划分出四个洗刷区00,且任意洗刷区00的横向尺寸均小于等于螺线摩擦弧面41的弧长;如图1;
步骤一,干刷脱垢机构的行走到任意洗刷区00的过程:
初始状态下,第一刹车轮132与第二刹车轮131处于紧密相切的互锁状态,如图12,这时由于第一刹车轮132和第二刹车轮131均不能沿自身轴线回转,因此转轴34处于被锁定无法旋转的状态,进而使洗刷条控制块32不能沿螺线中心点a回转,这时滑块30上的拼接弧面43处于缩入到滑槽35内并与第一弧面42.1和第二弧面24.2分离的状态,这时滚轮37与直线摩擦面100滚动配合;这时启动电机119,使行走齿轮120沿直线齿条116长度方向位移,进而带动洗刷条102和洗刷条控制块32共同沿横向导杆117方向位移,直至洗刷条102到达任意洗刷区00的中部位置;
步骤二,往复干刷干刷矩形除垢区S的除垢过程:
控制螺杆驱动电机121,使螺杆122带动滑块30逐渐远离螺杆驱动电机121,从而使第一刹车轮132与第二刹车轮131分离,解除了转轴34的锁定状态,随着滑块30继续逐渐远离螺杆驱动电机121,直至滑块30右侧的拼接弧面43刚好嵌入第一弧面42.1与第二弧面24.2之间,使第一弧面42.1、拼接弧面43和第二弧面24.2拼接成一个整体弧面,第一弧面42.1、拼接弧面43和第二弧面24.2拼接成的一个整体弧面为俯视轮廓为等速螺线段的螺线摩擦弧面41;这时第一弧面42.1、拼接弧面43和第二弧面24.2拼接成的螺线摩擦弧面41与直线摩擦面100相切,且这时滚轮37与直线摩擦面100形成脱开间隙,这时在第一弹簧113.1和第二弹簧113.2的弹性顶压力下使拼接而成的螺线摩擦弧面41与所相切的直线摩擦面100之间形成顶压力;将螺线摩擦弧面41与直线摩擦面100相切的切点b与螺线中心点a的连线记为参考线c;这时电机119控制行走齿轮120呈周期性的正反转,进而带动洗刷条102在洗刷区00的范围内沿横向导杆117的长度方向来回往复运动;与此同时洗刷条102在洗刷区00的范围内沿横向导杆117的长度方向来回往复运动的过程中,螺线摩擦弧面41与直线摩擦面100之间形成的摩擦力带动洗刷条控制块32整体以螺线中心点a为中心来回往复转动;洗刷条控制块32整体以螺线中心点a来回往复转动的过程中,参考线c的长度会呈周期性的发生变化,根据传动关系可知,参考线c的长度呈周期性的变化会使洗刷条102产生呈周期性的沿自身长度方向的位移;从而使洗刷条102在洗刷区00的范围内做沿横向导杆117长度方向往复运动的基础上,洗刷条102还呈周期性沿自身长度方向往复位移;从而使各个毛刷104对光伏板3板面实施横纵两个方向的往复刮动,避免单一方向容易发生漏刷的过程,与此同时,水喷头103将水源源不断的喷向洗刷区00的坡面上端,并沿洗刷区00的坡面向下流动,从而带走光伏板3板面的污渍;本步骤结束后让本装置恢复到“步骤一”的初始状态;
步骤三,参照“步骤一”的方法,使洗刷条102到达另外一个洗刷区00的中部位置,然后执行“步骤二”即可实现对另一个洗刷区00进行洗刷。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,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。