CN114749449A - 一种光伏板清洁机器人转移设备 - Google Patents
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Abstract
一种光伏板清洁机器人转移设备，属于光伏板清洁技术领域。本发明包括设于多排光伏板同一侧的支撑平台、滑动于支撑平台上的转移支架、用于驱动转移支架在支撑平台上移动的驱动机构、设于转移支架与光伏板之间的定位机构和对位机构，转移支架上具有与光伏板相同高度及倾斜度的载物台。本发明能够实现光伏板清洁机器人的自动转移，省时省力，同时成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及光伏板清洁技术领域，尤其涉及一种光伏板清洁机器人转移设备。
背景技术
光伏电池板发电的原理是，当阳光照射到光伏电池板玻璃表面下的发电芯片，芯片就将阳光转换成电流。抵达发电芯片的阳光越充足，发电的效率就越高。如果阳光在抵达发电芯片之前就有一部分被折射，那么发电效率就会降低。阳光被折射的原因很多，除了大气层中的各种气体分子之外，还有水气（云、雾等）、空气中的污染物颗粒。另外的原因就是覆盖在光伏电池板上的各种异物，包括尘土、沙粒、鸟粪、工业排放到空气中后降落在光伏电池板上的污染物、酸雨在光伏电池板上留下的痕迹、废纸、树叶、或其他飘落或掉落到光伏电池板上的异物等。
研究显示，一般的情况下如果一个月没有清洗，光伏电池板的发电效率损失可高达35%，这相当于每天损失1.2%的效率。我国的空气污染比较严重，而且空气中的灰尘密度比较高，所以如果不经常清洗，光伏电池板发电的效率的损失非常严重。
为保持发电效率，光伏电池板要经常清洗，确保光伏电池板表面的干净，从而确保能够有充足的阳光能透过表面玻璃层抵达发电芯片。目前，对于光伏电池板较佳的清洗方法是采用清洗机器人，例如专利号为ZL201711115830.9的中国发明专利公开了一种光伏电池板清洗用的智能机器人，其包括机器人壳体、设于机器人壳体内的摄像装置、异物扫描装置、清洁装置、读卡器、驱动控制装置、通信装置；所述摄像装置、所述异物扫描装置、所述清洁装置、所述读卡器分别与所述驱动控制装置连接，所述驱动控制装置经所述通信装置与远程监控端通信连接。该智能机器人除了干洗之外，可以结合自动喷洒洗涤剂进行水洗，能实现全自动化和智能化清洗流程，清洗操作速度快、干净，适合全球各地区的环境，也非常适合大型光伏发电站。
但是，我们知道一个光伏发电项目通常由平行的多排光伏电池板构成，类似上述的清洗机器人仅能够在同一排光伏电池板上来回移动，以对整排光伏电池板逐一清洗；而清洗机器人无法自动转移到不同排的光伏电池板上，需要人为搬运转移，费时费力；或者在每一排光伏电池板上均设置一个清洗机器人，则势必会令成本大大增加。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种光伏板清洁机器人转移设备，其能够实现光伏板清洁机器人的自动转移，省时省力，同时成本较低。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种光伏板清洁机器人转移设备，包括设于多排光伏板同一侧的支撑平台、滑动于支撑平台上的转移支架、用于驱动转移支架在支撑平台上移动的驱动机构、设于转移支架与光伏板之间的定位机构和对位机构，所述转移支架上具有与光伏板相同高度及倾斜度的载物台。
本发明的工作原理：可以先将光伏板清洁机器人置于载物台上，转移支架在支撑平台上移动，通过定位机构到达光伏板边侧并停下，接着通过对位机构使转移支架与光伏板实现精确对位和连接。然后，光伏板清洁机器人就可以顺利地从转移支架上移动至光伏板上，当光伏板清洁机器人完成这一整排光伏板的清洁工作后，回到转移支架上，转移支架携带着光伏板清洁机器人继续移动至其他排的光伏板处。从而能够通过一个光伏板清洁机器人实现对多排光伏板的自动清洁工作，省去了人为搬运工作，同时成本较低。
作为本发明优选，所述驱动机构包括设于所述转移支架上的驱动装置及驱动轴、两端分别连接所述支撑平台两端且缠绕于所述驱动轴上的牵引绳。当驱动轴转动时，牵引绳的一端会逐渐缠绕至驱动轴上，而另一端则会相应释放，即拉动转移支架向牵引绳逐渐缠绕而缩短的一端移动；从而实现转移支架的双向稳定移动。
作为本发明优选，所述转移支架底部设有多组夹持滚轮，每组所述夹持滚轮包括分别配合所述支撑平台上下侧面的滚轮。所述结构能够有效确保转移支架与支撑平台配合的稳定性，同时不影响转移支架在支撑平台上移动端的流畅性。
作为本发明优选，所述转移支架上设有抵触所述支撑平台至少一侧边的定位滚轮，以保证转移支架侧向位置的稳定性，即保证转移支架能够与光伏板稳定衔接，确保清洁机器人能够在两者之间稳定移动。
作为本发明优选，所述定位机构包括设于所述转移支架上的多个干簧管、设于每排光伏板端部的磁铁组，每组所述磁铁组中磁铁的排列方式不同。一方面，通过干簧管与磁铁构成的磁控开关来实现转移支架与光伏板之间的定位；另一方面，通过多个干簧管与排列方式不同的多组磁铁组配合所产生的不同信号，来区分不同排的光伏板。
作为本发明优选，所述对位机构包括设于所述转移支架上的电缸、设于每排光伏板端部的对位块，所述对位块上设有对位孔。所述对位机构通过电缸的推杆插入对位块的对位孔中，来实现转移支架与光伏板的精准对位及稳定连接，从而确保光伏板清洁机器人能够在两者之间流畅地移动。
作为本发明优选，所述对位孔靠近所述电缸一端设有锥形导入口。由于各方面误差的存在，单凭磁控开关的定位难以确保电缸推杆与对位孔的对中，而锥形导入口能够将稍有偏差的电缸推杆导入到对位孔中，并且在该过程中，转移支架的位置得到了微调，以使其与光伏板能够精准对位。
作为本发明优选，所述电缸的输出端设有导向杆，所述导向杆端部设有锥形导入头，其作用同上述锥形导入口，两者的配合进一步扩大了导入范围。
作为本发明优选，所述支撑平台上设有光伏充电板，所述支撑平台与转移支架之间分别设有充电接口和充电接头。以利用太阳能发电为转移支架的运行供能，光伏充电板先将电能储存在支撑平台上的蓄电池内，当转移支架上的充电接头与支撑平台上的充电接口连接时，再将电能输送给转移支架上的蓄电池；一般的，充电接口可以设置在转移支架长时间停靠的位置处，比如转移支架与光伏板对接的位置处，同时，充电接口可以设置多个，以保障充电时间，确保稳定供能。
作为本发明优选，所述转移支架底部设有光伏充电板清洁刷，以便于在转移支架移动的过程中，自动将光伏充电板的污物扫除，确保光伏充电板的发电效率。
作为本发明优选，所述支撑平台包括多根调节支撑脚、设于调节支撑脚上方的平台框架；所述平台框架与光伏板支撑水泥柱之间设有固定结构。所述调节支撑脚提高了支撑平台对于不同地面状况的适应性，确保支撑平台与光伏板高度的配合度；而固定结构则保障了支撑平台的稳定性，也确保了支撑平台与光伏板相互位置的稳定性。
作为本发明优选，所述固定结构包括水平杆、倾斜杆、抱箍；所述水平杆和倾斜杆的一端均通过抱箍连接光伏板支撑水泥柱，另一端相互连接；所述水平杆与平台框架连接。通过水平杆和倾斜杆在支撑平台与光伏板支撑水泥柱之间形成三角形稳定结构，以进一步保障支撑平台的稳定性。
作为本发明优选，所述调节支撑脚包括套管、转动连接于套管下端的调节螺母、螺纹连接于调节螺母并伸缩于套管内的调节螺杆、设于调节螺杆下端的撑脚。使用时，由于撑脚在安装时已经固定在地面上，即调节螺杆自身也无法转动，所以转动调节螺母时，调节螺母及套管会沿着调节螺杆上下移动，以调节支撑平台各处高度一致。
作为本发明优选，所述转移支架远离光伏板的一侧设有限位架，以避免光伏板清洁机器人意外滑落。
作为本发明优选，所述转移支架上设有监控摄像头，以便于监控设备运行情况。
本发明的优点是：
1、实现了光伏板清洁机器人在不同排光伏板之间的自动转移，省时省力，同时成本较低；
2、转移支架通过牵引绳来实现双向移动，高效稳定，避免了滚轮打滑对转移支架正常移动造成的影响；
3、夹持滚轮及定位滚轮有效确保了转移支架与支撑平台之间相互位置的稳定性，从而保证转移支架移动的稳定性；
4、定位机构通过简单的设计，不仅能够使转移支架定位在光伏板侧端，还能够区分不同排的光伏板，提高了可控性；
5、对位机构能够有效纠正转移支架与光伏板之间的位置误差，确保两者精准对位，从而保证光伏板清洁机器人在两者之间移动的流畅性和稳定性；
6、光伏充电板及充电结构的设置使得设备更加节能环保；
7、支撑平台的高度可调节结构大大提高了设备对于复杂安装环境的适应性。
附图说明
图1为本发明一种光伏板清洁机器人转移设备的结构示意图；
图2为本发明中转移支架与支撑平台配合的结构示意图：
图3为本发明中电缸处的结构示意图；
图4为本发明中对位块处的结构示意图；
图5为本发明中支撑平台的结构示意图；
图中：1-光伏板；11-光伏板支撑水泥柱；2-支撑平台；21-调节支撑脚；211-固定杆；212-套管；213-调节螺母；214-调节螺杆；215-撑脚；22-平台框架；231-水平杆；232-倾斜杆；233-抱箍；3-转移支架；31-限位架；41-驱动架；42-驱动电机；43-轴承；44-驱动轴；51-滚轮；52-定位滚轮；61-电缸；62-对位块；621-对位孔；63-导向杆；71-光伏充电板；72-光伏充电板清洁刷。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，一种光伏板清洁机器人转移设备，设置于多排相互平行的光伏板1的同一侧，其包括支撑平台2、滑动于支撑平台2上的转移支架3、用于驱动转移支架3在支撑平台2上移动的驱动机构、设于转移支架3与光伏板1之间的定位机构和对位机构，所述转移支架3上具有与光伏板1相同高度及倾斜度的载物台，载物台用于承载光伏板清洁机器人，当载物台与光伏板对齐时，光伏板清洁机器人便可在两者之间移动。据此，本发明的核心原理是：利用转移支架3作为中转站，通过转移支架3在支撑平台2上的移动，将同一个光伏板清洁机器人在不同排光伏板之间转移，以实现一个光伏板清洁机器人自动完成多排光伏板的清洁工作。
其中，如图2所示，所述驱动机构包括设于所述转移支架3上的驱动架41、设于驱动架41相对两端的驱动电机42和轴承43、设于驱动电机42输出端与轴承43之间的驱动轴44、两端分别连接所述支撑平台2两端且缠绕于所述驱动轴44上的牵引绳（未在图中示出）。当驱动轴44转动时，牵引绳的一端会逐渐缠绕至驱动轴44上，而另一端则会相应释放，即拉动转移支架3向牵引绳逐渐缠绕而缩短的一端移动；从而实现转移支架3的双向稳定移动，避免了采用滚轮移动时发生打滑所带来的影响。
而为了确保转移支架与3支撑平台2配合的稳定性，所述转移支架3底部设有四组夹持滚轮，每组所述夹持滚轮包括分别配合所述支撑平台2上下侧面的滚轮51，以从上下两个方向同时保证转移支架3与支撑平台2的贴合度，从而提高转移支架移动的稳定性。同时，由于转移支架3与光伏板1对接的方向是与转移支架3移动方向垂直的，所以为了保证转移支架3侧向位置的稳定性，即保证转移支架3能够与光伏板1稳定衔接，确保清洁机器人能够在两者之间稳定移动，所述转移支架3上远离光伏板1的一侧设有抵触所述支撑平台2侧边的定位滚轮52。
本发明实现转移支架3与光伏板1的精准配合主要依靠所述定位机构和对位机构，其中，定位机构用于控制转移支架3在光伏板1边侧停下，包括设于所述转移支架3上的三个干簧管、设于每排光伏板1端部的磁铁组，每排光伏板端部的磁铁组中磁铁的排列方式不同。一方面，通过干簧管与磁铁构成的磁控开关来实现转移支架与光伏板之间的定位，即当转移支架移动至光伏板边侧时，转移支架上的干簧管与光伏板边侧的磁铁恰好配合，产生控制信号以使驱动电机停止转动。另一方面，通过三个干簧管与排列方式不同的多组磁铁组配合所产生的不同信号，来区分不同排的光伏板；每个干簧管具有开（1）和闭（0）两种状态，那么在保证至少有一个干簧管导通以传递信号的前提下，三个干簧管配合不同组合的磁铁就能够产生：001，010，011，100，101，111共6种信号，即可以区分6排光伏板。当然，根据实际需要，可以采用更多的干簧管，以区分更多排的光伏板。
然而，转移支架3与支撑平台2之间没有刹车等固定装置，即驱动电机42停止转动后，转移支架3还可能在风力等外界因素的影响下，发生微小的移位。因此设计了对位机构，如图3和4所示，其包括设于所述转移支架3上的电缸61、设于每排光伏板端部的对位块62，所述对位块62上设有对位孔621。即通过电缸61的推杆插入对位块62的对位孔621中，来固定转移支架3与光伏板1之间的对位关系，从而确保光伏板清洁机器人能够在两者之间流畅地移动。并且，由于摩擦阻力、惯性、信号传递时间等因素的影响，仅仅在上述定位机构的作用下，转移支架的停车位置也可能会稍有偏差，即转移支架3与光伏板1侧端之间无法保证每次都完全对齐，同时电缸61的推杆也难以准确插入对位孔，所以，在所述对位孔621靠近所述电缸61一端设置锥形导入口，锥形导入口能够将稍有偏差的电缸推杆导入到对位孔中，并且在该过程中，转移支架3的位置得到了微调，以使其与光伏板能够精准对位。进一步的，所述电缸61的输出端设有导向杆63，所述导向杆63端部设有锥形导入头，其作用同上述锥形导入口，两者的配合进一步扩大了导入范围。
另外，如图5所示，所述支撑平台2上设有光伏充电板71，所述支撑平台2与转移支架3之间分别设有充电接口和充电接头。以利用太阳能发电为转移支架3的运行供能，光伏充电板71先将电能储存在支撑平台2上的蓄电池内，当转移支架3上的充电接头与支撑平台2上的充电接口连接时，再将电能输送给转移支架3上的蓄电池；一般的，充电接口可以设置在转移支架3长时间停靠的位置处，比如转移支架3与光伏板1对接的位置处，同时，充电接口可以设置多个，以保障充电时间，确保稳定供能。并且，由于支撑平台2上的光伏充电板71是水平朝上设置的，更容易积攒灰尘等污物，通过在转移支架3底部设置光伏充电板清洁刷72，以便于在转移支架移动的过程中，自动将光伏充电板的污物扫除，确保光伏充电板的发电效率。
要说明的是，本发明在设计时主要针对的是渔光互补项目中的光伏板，即光伏板1是处于水面上方的。因此，为了确保支撑平台2能够平稳地安装于该环境中，所述支撑平台2包括多根调节支撑脚21、设于调节支撑脚21上方的平台框架22；所述平台框架22与光伏板支撑水泥柱11之间设有固定结构。一方面，水底泥面高低不平，所述调节支撑脚21提高了支撑平台对于不同地面状况的适应性，确保支撑平台与光伏板高度的配合度；另一方面，固定结构通过将支撑平台2与水泥柱绑定，有效提高了支撑平台在水中的稳定性，也确保了支撑平台与光伏板相互位置的稳定性。
其中，所述调节支撑脚21包括固定杆211、设于固定杆下端的套管212、转动连接于套管212下端的调节螺母213、螺纹连接于调节螺母213并伸缩于套管212内的调节螺杆214、设于调节螺杆214下端的撑脚215。使用时，由于撑脚215在安装时已经固定在地面上，即调节螺杆214自身也无法转动，所以转动调节螺母213时，调节螺母213及套管212会沿着调节螺杆214上下移动，以调节支撑平台各处高度一致。
而所述固定结构包括水平杆231、倾斜杆232、抱箍233；所述水平杆231和倾斜杆232的一端均通过抱箍233连接光伏板支撑水泥柱11，另一端相互连接；所述水平杆231与平台框架22连接。通过水平杆231和倾斜杆232在支撑平台2与光伏板支撑水泥柱11之间形成三角形稳定结构，以进一步保障支撑平台的稳定性。
另外，为了避免光伏板清洁机器人从转移支架3上滑落，在所述转移支架3远离光伏板1的一侧设置有限位架31。而为了便于对设备运行情况进行远程监控，在所述转移支架3顶部设置有监控摄像头（未在图中示出）。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，该具体实施方式是基于本发明整体构思下的一种实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (15)
1.一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，包括设于多排光伏板同一侧的支撑平台、滑动于支撑平台上的转移支架、用于驱动转移支架在支撑平台上移动的驱动机构、设于转移支架与光伏板之间的定位机构和对位机构，所述转移支架上具有与光伏板相同高度及倾斜度的载物台。
2.根据权利要求1所述的一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，所述驱动机构包括设于所述转移支架上的驱动装置及驱动轴、两端分别连接所述支撑平台两端且缠绕于所述驱动轴上的牵引绳。
3.根据权利要求1所述的一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，所述转移支架底部设有多组夹持滚轮，每组所述夹持滚轮包括分别配合所述支撑平台上下侧面的滚轮。
4.根据权利要求1所述的一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，所述转移支架上设有抵触所述支撑平台至少一侧边的定位滚轮。
5.根据权利要求1所述的一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，所述定位机构包括设于所述转移支架上的多个干簧管、设于每排光伏板端部的磁铁组，每组所述磁铁组中磁铁的排列方式不同。
6.根据权利要求1所述的一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，所述对位机构包括设于所述转移支架上的电缸、设于每排光伏板端部的对位块，所述对位块上设有对位孔。
7.根据权利要求6所述的一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，所述对位孔靠近所述电缸一端设有锥形导入口。
8.根据权利要求6或7所述的一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，所述电缸的输出端设有导向杆，所述导向杆端部设有锥形导入头。
9.根据权利要求1所述的一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，所述支撑平台上设有光伏充电板，所述支撑平台与转移支架之间分别设有充电接口和充电接头。
10.根据权利要求9所述的一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，所述转移支架底部设有光伏充电板清洁刷。
11.根据权利要求1所述的一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，所述支撑平台包括多根调节支撑脚、设于调节支撑脚上方的平台框架；所述平台框架与光伏板支撑水泥柱之间设有固定结构。
12.根据权利要求11所述的一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，所述固定结构包括水平杆、倾斜杆、抱箍；所述水平杆和倾斜杆的一端均通过抱箍连接光伏板支撑水泥柱，另一端相互连接；所述水平杆与平台框架连接。
13.根据权利要求11所述的一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，所述调节支撑脚包括套管、转动连接于套管下端的调节螺母、螺纹连接于调节螺母并伸缩于套管内的调节螺杆、设于调节螺杆下端的撑脚。
14.根据权利要求1所述的一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，所述转移支架远离光伏板的一侧设有限位架。
15.根据权利要求1所述的一种光伏板清洁机器人转移设备，其特征在于，所述转移支架上设有监控摄像头。
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