CN115283315B - 一种光伏组件阵列的跨障清扫装置及其清扫方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光伏组件阵列的跨障清扫装置及其清扫方法，所述跨障清扫装置包括：轨道单元、滑轮单元、滑轮调节单元和支架单元，其中，所述轨道单元、滑轮单元、滑轮调节单元均固定在所述支架单元上；所述滑轮单元与所述轨道单元卡合连接；所述滑轮调节单元用于调节滑轮单元的移动。本申请公开的跨障清扫装置及其清扫方法克服现有技术存在的上述缺陷，保证其行走流畅性。具有清洗效率高、结构简单、维护方便、易装易卸、低投入的特点。
Description
技术领域
本申请涉及一种光伏组件阵列的跨障清扫装置及其清扫方法，属于光伏清洁设备技术领域。
背景技术
BIPV将光伏产品集成到建筑上，既是发电装置也是建筑外部结构的一部分，可以有效降低成本，又兼顾美观，但对于光伏发电来说，太阳能电池板表面容易积累风沙、灰尘等，灰尘污染会大幅降低光伏电站发电量，效率损耗可达到3％～4％，每年造成的经济损失高达50亿美元，如何清扫组件表面的灰尘已经成为业界关注的重点和难点。特别地，建筑光伏一体化(BIPV)屋顶光伏电站建设时首先要考虑具有屋顶防渗漏或外墙围护结构的功能，采用彩钢瓦安装结构设计，横向相邻的光伏板之间采用凹面锁边+防水密封盖板连接，这样就给自动清扫机器人的大规模应用带来了挑战。现有的光伏清洁机器人，主要包括清扫主体和轮式行走机构，行走机构位于清扫主体两端，只能沿光伏板表面行走。当相邻光伏板间连接有较大搭接高度或落差时，传统清洁机器人无法正常通过。基于BIPV光伏阵列固有特点，连续排列安装的光伏板连接部位有较大的高度差，错位的光伏板之间形成了光伏清扫设备移动时的障碍。现有的光伏清扫设备不具有跨越障碍的功能，在遇到障碍时，会因障碍导致行走姿态歪斜或发生自锁失稳。
发明内容
现有的部分清扫机器人只能根据特定的应用场地，以固定的角度及安装高度与光伏组件在单一方向上对齐，只能针对特定排布方式的光伏组件进行清扫，同时，对光伏组件排布的整齐性要求较高，当光伏组件排布不整齐时，可能发生机器人卡死现象。本发明提出的是一种光伏清扫机器人越障装置，其目的旨在克服现有技术存在的上述缺陷，实现光伏清扫机器人跨越屋脊障碍，保证其行走流畅性。具有清洗效率高、结构简单、维护方便、易装易卸、低投入的特点。
本申请的一个方面，提供了一种光伏组件阵列的跨障清扫装置，所述跨障清扫装置包括：轨道单元、滑轮单元、滑轮调节单元和支架单元，其中，所述轨道单元、滑轮单元、滑轮调节单元均固定在所述支架单元上；
所述滑轮单元与所述轨道单元卡合连接；
所述滑轮调节单元用于调节滑轮单元的移动；
所述支架单元包括平面支撑板和清扫机器人支架；
所述轨道单元包括横向轨道和纵向轨道，所述横向轨道和纵向轨道均固定在所述平面支撑板的安装面上；
所述滑轮单元包括若干个行走驱动轮，所述行走驱动轮与所述轨道单元卡合。
可选地，所述行走驱动轮的数量根据实际需求选取。
可选地，所述行走驱动轮包括横向行走驱动轮和纵向行走驱动轮；
所述横向行走驱动轮与所述横向轨道卡合；
所述纵向行走驱动轮与所述纵向轨道卡合。
可选地，所述滑轮调节单元包括压力传感器和滑轮收放调节装置和走行电机；
所述滑轮收放调节装置与所述压力传感器电连接；
所述走行电机与所述滑轮收放调节装置固定连接；
所述滑轮收放调节装置和所述走行电机均与所述清扫机器人支架固定连接；
所述压力传感器设置于所述横向轨道和纵向轨道的两端处。
可选地，所述行走驱动轮与所述滑轮收放调节装置滑动连接；
所述行走驱动轮包括驱动轮和驱动轮连接杆；
所述驱动轮连接杆与所述滑轮收放调节装置连接；
所述滑轮收放调节装置设有连通的水平方向滑道和竖直方向滑道，用于滑动所述驱动轮连接杆。
可选地，所述轨道单元包括两个横向轨道和两个纵向轨道连接而成。
可选地，所述横向轨道通过支撑立柱与所述平面支撑板固定连接；
所述纵向轨道通过支撑立柱与所述平面支撑板固定连接；
所述平面支撑板的安装面设有固定连接的方形固定柱；
所述方形固定柱用于固定所述轨道单元。
可选地，所述支架单元还包括方形套柱，所述方形套柱套接在所述方形固定柱上。
可选地，所述清扫机器人支架包括走行电机传动轴；
所述走行电机传动轴与所述走行电机连接；
所述走行电机传动轴与所述行走驱动轮带轮连接；
所述走行电机传动轴包括横向走行电机传动轴和纵向走行电机传动轴。
作为一种具体的实施方式，所述跨障清扫装置包括：如图6所示，包括第一轨道主体1、第二轨道主体2、清扫机器人支架3、滑轮收放调节装置4、压力传感器、走行电机、行走驱动轮5。第一轨道主体1下部固定连接有若干支撑立柱，所述立柱下固定连接有平面承载板7，所述平面承载板7两侧分别固定连接第一方形固定柱和第二方形固定柱，所述第二固定柱固定有第一轨道主体1。所述行走驱动轮5数量为若干组，所述滑轮收放调节装置4连接于压力传感器。所述行走驱动轮5与第一轨道主体1、第二轨道主体2两侧卡合。平面承载板7顶部固定连接有方形套柱，所述方形套管接在第一方形固定柱上。所述轨道主体由纵向轨道和横向轨道连接而成，并在横向轨道末端和纵向轨道末端固定有压力传感器。具体位置系统能根据压力传感器位置判断出自身应在的位置并实施滑轮收放。所述横向行走驱动轮5与横向轨道两侧卡合，纵向行走驱动轮5与纵向轨道两侧卡合。滑轮收放调节装置4包括螺母，螺栓，所述螺栓螺母固定连接在清扫机器人支架3四角处上侧。清扫机器人支架3包括横向和纵向走行电机传动轴，所述走行电机与所述走行电机传动轴连接，所述走行电机传动轴与所述行走驱动轮5同步带轮连接。上述支架可以模块式装卸，实现可重复利用并适用于多种坡度光伏发电板。
本申请的另一个方面，提供一种光伏组件阵列的清扫方法，采用上述的跨障清扫装置；
所述清扫方法包括：所述滑轮调节单元根据所述清扫机器人支架的移动，驱动所述行走驱动轮在所述横向轨道或所述纵向轨道上的行走，实现对所述光伏组件阵列的清扫。
可选地，所述清扫方法包括：
(1)所述清扫机器人支架横向运动，当所述位于横向轨道两端的压力传感器受压时，所述滑轮收放调节装置将所述纵向行走驱动轮放入所述横向轨道中，收起所述横向行走驱动轮，由所述走行电机控制所述横向行走驱动轮横向运动；
(2)所述清扫机器人支架纵向运动时，当所述位于纵向轨道两端的压力传感器受压时，所述滑轮收放调节装置将横向行走驱动轮放入所述纵向轨道中，收起所述纵向行走驱动轮，由所述走行电机控制所述纵向行走驱动轮纵向运动。
本申请能产生的有益效果包括：
1)本申请提供的用于屋顶式BIPV光伏列阵的跨障装置，能实现光伏列阵的跨越。
2)本申请提供的用于屋顶式BIPV光伏列阵的跨障装置中的轨道系统铺设在平面支撑板上方，引导清扫主体支架不受光伏组件间的防水盖板高度差和屋脊影响。
3)本申请提供的用于屋顶式BIPV光伏列阵的光伏板跨障装置，适用于造型各异、节点复杂的瓦屋面BIPV光伏列阵。
4)本申请所提供的光伏板跨障装置，结构简单，可以实现异地拆装，较为实用，场景适用性强且制造成本较低。
5)本申请所提供的光伏板跨障装置，保证其行走流畅性。具有清洗效率高、维护方便、易装易卸、低投入的特点。
附图说明
图1为本申请实施例中第一轨道主体和第二轨道主体的结构示意图；
图2为本申请实施例中平面承载板和方形固定柱的结构示意图；
图3为本申请实施例中方形套柱的示意图；
图4为本申请实施例中行走驱动轮的示意图；
图5为本申请实施例中滑轮收放调节装置的示意图；
图6为本申请实施例1中跨障清扫装置的示意图。
1、第一轨道主体；2、第二轨道主体；3、清扫机器人支架；4、滑轮收放调节装置；5、行走驱动轮；6、方形套柱；7、平面支撑板；8、方形固定柱。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
实施例1
一种光伏组件阵列的跨障清扫装置，如图1～图6所示，包括第一轨道主体1、第二轨道主体2、清扫机器人支架3、滑轮收放调节装置4、行走驱动轮5、方形套柱6、走行电机、压力传感器。第一轨道主体1下部固定连接有若干支撑立柱，所述立柱下固定连接有平面承载板7，所述平面承载板7两侧固定连接方形固定柱8，固定第一轨道主体1。行走驱动轮5 数量为6个，滑轮收放调节装置4连接于压力传感器。行走驱动轮5与第一轨道主体1、第二轨道主体2两侧卡合。平面承载板7顶部固定连接有方形套柱6，所述方形套管接在方形固定柱8上。滑轮收放调节装置4和走行电机安装在清扫机器人支架3四角处上侧，第二轨道主体2安装在平面承载板7上，与第一轨道主体垂直设置，行走驱动轮5固定在滑轮收放调节装置4上，走行电机驱动固定在滑轮收放调节装置4上，第一轨道主体1和第二轨道主体2的轨道末端设有压力传感器，由压力传感器的数值来控制行走驱动轮5来实现从横向行进到纵向行进。
实施例2
实施例1制备获得的跨障清扫装置清扫机器人支架3一开始横向运动，在运动到第一轨道主体1两侧的压力传感器受压时，滑轮收放调节装置4 将纵向行走驱动轮5放入第一轨道主体1中，再收起滑轮收放调节装置4 上的横向行走驱动轮5，再由走行电机控制横向行走驱动轮5横向运动；
同理当清扫机器人纵向运动时，第二轨道主体2两侧的压力传感器受压时，滑轮收放调节装置4将横向的行走驱动轮5放入第二轨道主体2中，再收起滑轮收放调节装置4上的纵向行走驱动轮5，再由走行电机控制纵向行走驱动轮5纵向运动，从而实现清扫机器人主体支架的跨屋脊运动。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (8)
1.一种光伏组件阵列的跨障清扫装置，其特征在于，
所述跨障清扫装置包括：轨道单元、滑轮单元、滑轮调节单元和支架单元，其中，所述轨道单元、滑轮单元、滑轮调节单元均固定在所述支架单元上，实现光伏清扫机器人跨越屋脊障碍，保证其行走流畅性；
所述滑轮单元与所述轨道单元卡合连接；
所述滑轮调节单元用于调节滑轮单元的移动；
所述支架单元包括平面支撑板和清扫机器人支架；
所述轨道单元包括横向轨道和纵向轨道，所述横向轨道和纵向轨道均固定在所述平面支撑板的安装面上；
所述滑轮单元包括若干个行走驱动轮，所述行走驱动轮与所述轨道单元卡合；
所述行走驱动轮包括横向行走驱动轮和纵向行走驱动轮；
所述横向行走驱动轮与所述横向轨道卡合；
所述纵向行走驱动轮与所述纵向轨道卡合；
所述滑轮调节单元包括压力传感器和滑轮收放调节装置和走行电机；
所述滑轮收放调节装置与所述压力传感器电连接；
所述走行电机与所述滑轮收放调节装置固定连接；
所述滑轮收放调节装置和所述走行电机均与所述清扫机器人支架固定连接；
所述压力传感器设置于所述横向轨道和纵向轨道的两端处。
2.根据权利要求1所述的跨障清扫装置，其特征在于，
所述行走驱动轮与所述滑轮收放调节装置移动处滑动连接；
所述行走驱动轮包括驱动轮和驱动轮连接杆；
所述驱动轮连接杆与所述滑轮收放调节装置连接；
所述滑轮收放调节装置设有连通的水平方向滑道和竖直方向滑道，用于滑动所述驱动轮连接杆。
3.根据权利要求1所述的跨障清扫装置，其特征在于，
所述轨道单元包括两个横向轨道和两个纵向轨道连接而成。
4.根据权利要求1所述的跨障清扫装置，其特征在于，
所述横向轨道通过支撑立柱与所述平面支撑板固定连接；
所述纵向轨道通过支撑立柱与所述平面支撑板固定连接；
所述平面支撑板的安装面设有固定连接的方形固定柱；
所述方形固定柱用于固定所述轨道单元。
5.根据权利要求4所述的跨障清扫装置，其特征在于，
所述支架单元还包括方形套柱，所述方形套柱套接在所述方形固定柱上。
6.根据权利要求1所述的跨障清扫装置，其特征在于，
所述清扫机器人支架包括走行电机传动轴；
所述走行电机传动轴与所述走行电机连接；
所述走行电机传动轴与所述行走驱动轮带轮连接；
所述走行电机传动轴包括横向走行电机传动轴和纵向走行电机传动轴。
7.一种光伏组件阵列的清扫方法，其特征在于，采用权利要求1～6任一项所述的跨障清扫装置；
所述清扫方法包括：所述滑轮调节单元根据所述清扫机器人支架的移动，驱动所述行走驱动轮在所述横向轨道或所述纵向轨道上的行走，实现对所述光伏组件阵列的清扫。
8.根据权利要求7所述的清扫方法，其特征在于，
所述清扫方法包括：
(1)所述清扫机器人支架横向运动，当位于所述横向轨道两端的压力传感器受压时，所述滑轮收放调节装置将所述纵向行走驱动轮放入所述纵向轨道中，收起所述横向行走驱动轮，由所述走行电机控制所述纵向行走驱动轮纵向运动；
(2)所述清扫机器人支架纵向运动时，当位于所述纵向轨道两端的压力传感器受压时，所述滑轮收放调节装置将横向行走驱动轮放入所述横向轨道中，收起所述纵向行走驱动轮，由所述走行电机控制所述横向行走驱动轮横向运动。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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