CN115488124A - 一种新能源智能驾驶光伏清洗机器人 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种新能源智能驾驶光伏清洗机器人，包括：支撑框架，所述支撑框架的外侧设有防护壳体，所述支撑框架内安装有电池和水箱，所述防护壳体的顶部设有与水箱连通的注水口；驱动轮，所述支撑框架上设有固定支架，所述固定支架内设有带动驱动轮转动的驱动电机；清扫刷，所述支撑框架上设有带动清扫刷转动的清扫电机；雾化喷头；清扫支架；补给架。有益效果在于：采用集成式的结构设计，充分利用了装置内部空间，整合了喷水和擦拭的功能，针对附着在光伏板上的顽固杂质有较好的清洁能力，同时能够实现水源和电力的自动补给，提升了装置的续航能力，降低了维保人员的劳动强度，适用于大规模的光伏应用，能够显著降低生产成本，实用性强。

Description

一种新能源智能驾驶光伏清洗机器人

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种新能源智能驾驶光伏清洗机器人。

背景技术

光伏，即光伏发电系统，是利用半导体材料的光伏效应，将太阳辐射能转化为电能的一种发电系统。光伏发电系统是由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、交流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备组成。在我国西部地区，气候干燥，阴雨天气少，日照时长充足，适合光伏产业发展。但也存在风沙较大的情况，随着使用时间的增加，风沙往往会覆盖在光伏板表面，影响能源的转化效率。为了解决此类问题，通常采用光伏清扫设备对光伏板表面进行清洁。

现有的光伏清扫设备存在的主要问题在于：

1、清扫效果不足，虽然设施地区的降雨量较少，但仍然存在降雨后混合泥沙粘附着在光伏板表面，单纯的采用清扫刷进行辊刷并不能够将泥沙完全去除，进而会影响光伏发电的效率，仍然需要人工检查后进行清洁，不但劳动强度大，且清洁效率也较低；

2、续航能力不足，采用电池式供能结构，在电池电量耗尽后需要人工手动进行更换，不但操作繁琐，更换效率低，且维保人员携带电池进入设备区时需要进行搬运，劳动强度较大；

3、稳定性不足，由于光伏板设施数量众多，通常采用阵列式结构布置，单个清洗设备能够对此列上的光伏板进行清洁，但随着清洗设备的移动，往往在移动过程中发生偏转，进而卡住在光伏支架上，此时设备只能够报警等待维保人员进行营救后调节，操作繁琐，实用性不足，不能够满足目前的使用需要。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种新能源智能驾驶光伏清洗机器人，以解决现有技术中的光伏清洗机器人存在清扫效果不足、续航能力不足和稳定性不足的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案采用采用集成式的结构设计，充分利用了装置内部空间，整合了喷水和擦拭的功能，针对附着在光伏板上的顽固杂质有较好的清洁能力，同时能够实现水源和电力的自动补给，提升了装置的续航能力，降低了维保人员的劳动强度，适用于大规模的光伏应用，能够显著降低生产成本，实用性强的技术效果，详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的种新能源智能驾驶光伏清洗机器人，包括：

支撑框架，所述支撑框架的外侧设有防护壳体，所述防护壳体的一端设有可拆卸的侧板，所述支撑框架内安装有电池和水箱，所述防护壳体的顶部设有与水箱连通的注水口；

驱动轮，设置在设有支撑框架的底部，所述支撑框架上设有固定支架，所述固定支架内设有带动驱动轮转动的驱动电机；

清扫刷，水平安装在支撑框架内，所述支撑框架上设有带动清扫刷转动的清扫电机；

雾化喷头，等间距设置在支撑框架内，所述支撑框架内设有加压水泵，所述加压水泵与雾化喷头和水箱通过导水管连接；

清扫支架，设置在支撑框架内，所述清扫支架的底部设有对光伏板表面进行清扫的清洁刮板，所述支撑框架内设有带动清扫支架上下移动的下压气缸；

补给架，设置在光伏板支架的端部，所述补给架的顶部设有补水座，所述补给架的底部设有充电支架。

作为优选，所述支撑框架的底边处设有对称布置的红外传感器。

作为优选，所述支撑框架的底部设有出风口，所述支撑框架内设有风机。

作为优选，所述支撑框架的四角位置处各设置有一个水平布置的限位轮。

作为优选，所述支撑框架的底部设有导向架，所述导向架上开设有滑动槽，所述滑动槽内滑动安装有导向座，所述导向座与限位轮之间通过轴承转动配合，所述滑动槽内设有推动导向座及导向轮向支撑框架侧壁方向移动的压紧弹簧。

作为优选，所述补给架的下方设有水平布置的导向支架，所述补水座固定在导向支架的下方，所述补给架的顶部设有带动导向支架上下移动的电动推杆，所述补水座的下方设有与注水口相配合的补水接头。

作为优选，所述补给架的下方设有竖向布置的导向杆，所述导向支架上设有与该导向杆滑动配合的导向筒。

作为优选，所述防护壳体的顶部设有对称布置的把手。

作为优选，所述防护壳体的顶部设有太阳能充电板。

作为优选，所述防护壳体的侧壁上设有与补给架位置对应的缓冲垫。

有益效果在于：

采用集成式的结构设计，充分利用了装置内部空间，整合了喷水和擦拭的功能，针对附着在光伏板上的顽固杂质有较好的清洁能力，同时能够实现水源和电力的自动补给，提升了装置的续航能力，降低了维保人员的劳动强度，适用于大规模的光伏应用，能够显著降低生产成本，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的立体结构视图一；

图2是本发明的立体结构视图二；

图3是本发明的防护壳体内部的结构视图一；

图4是本发明的防护壳体内部的结构视图二；

图5是本发明的防护壳体内部的结构视图三；

图6是本发明的防护壳体内部的结构视图四；

图7是本发明的图2中的A处局部放大视图；

图8是本发明的图6中的B处局部放大视图。

附图标记说明如下：

1、防护壳体；2、太阳能充电板；3、充电支架；4、补给架；5、补水座；6、注水口；7、把手；8、侧板；9、清洁刮板；10、光伏板支架；11、光伏板；12、支撑框架；13、限位轮；14、缓冲垫；15、传动齿轮；16、水箱支架；17、电池支架；18、加压水泵；19、导水管；20、雾化喷头；21、风机；22、出风口；23、清扫刷；24、清扫电机；25、顶板；26、导向架；27、导向轮；28、电池；29、水箱；30、下压气缸；31、清扫支架；32、固定支架；33、驱动电机；34、驱动轮；35、红外传感器；36、导向座；37、滑动槽；38、压紧弹簧；39、电动推杆；40、导向杆；41、导向支架；42、导向筒；43、补水接头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图8所示，本发明提供了新能源智能驾驶光伏清洗机器人，包括：

支撑框架12，支撑框架12采用铝合金型材相互拼接构成的长方体结构，其长度大于光伏板支架10的长度，作为装置的支撑组件使用，支撑框架12的外侧设有防护壳体1，防护壳体1包覆在支撑框架12的顶面和侧面，以避免装置运行过程中外部杂质影响内部零部件的工作状态，防护壳体1的一端设有可拆卸的侧板8，侧板8用于配合防护壳体1对支撑框架12进行整体保护，其中，侧板8的位置靠近清扫电机24一端，能够在便于对清扫电机24进行维修保养，降低拆装难度，支撑框架12内安装有电池28和水箱29，支撑框架12内部设有水箱29支架16和电池28支架17，分别用于固定水箱29和电池28，确保水箱29和电池28在装置运行过程中保持稳定，避免晃动，防护壳体1的顶部设有与水箱29连通的注水口6，注水口6底部通过管道与水箱29连通，以便于通过注水口6向水箱29内部添加水源，防护壳体1上还设有可拆卸的顶板25，能够拆卸便于更换电池28；

驱动轮34，设置在设有支撑框架12的底部，支撑框架12上设有固定支架32，固定支架32内设有带动驱动轮34转动的驱动电机33，驱动轮34的数量有四个，分别布置在支撑框架12底部的四角位置处，驱动电机33能够带动驱动轮34转动，从而通过驱动轮34带动装置在光伏板11上移动，以配合清扫，其中，支撑框架12的中部设有导向轮27，能够在光伏板支架10上滚动，从而为光伏板支架10的中部提供支撑，保持稳定性；

清扫刷23，水平安装在支撑框架12内，清扫刷23为圆辊状结构，表面设有均布的刷毛，能够对光伏板11表面的灰尘进行清扫，支撑框架12上设有带动清扫刷23转动的清扫电机24，清扫电机24和清扫刷23的端部设有相互配合的传动齿轮15，在装置移动的过程中，能够通过清扫电机24工作带动传动齿轮15转动，通过传动齿轮15带动清扫刷23转动，从而实现对光伏板11表面灰尘的清扫；

雾化喷头20，等间距设置在支撑框架12内，支撑框架12内设有加压水泵18，加压水泵18与雾化喷头20和水箱29通过导水管19连接，当需要对雨后粘附在光伏板11表面上的顽固污渍进行清扫时，加压水泵18工作将水箱29内部的水导入至雾化喷头20内，并通过雾化喷头20均匀的喷洒在光伏板11表面，从而将污渍溶解，以便于后续进行清洁；

清扫支架31，清扫支架31为水平布置的平板，设置在支撑框架12内，清扫支架31的底部设有对光伏板11表面进行清扫的清洁刮板9，清洁刮板9采用棉布材料制造，能够在污渍溶解后，利用清洁刮板9进行刮取，从而确保光伏板11表面清洁，提升光电转换效率，支撑框架12内设有带动清扫支架31上下移动的下压气缸30，下压气缸30的数量有两个，且采用对称结构布置，能够带动清扫支架31和清洁刮板9一同移动，以便于配合对光伏板11表面的清扫加工；

补给架4，设置在光伏板支架10的端部，补给架4由平板和支架组成，悬置在光伏板支架10的端部，用于进行支撑，无需在现有光伏板支架10的结构上进行改动，直接安装即可，降低了使用成本，补给架4的顶部设有补水座5，补水座5与注水口6位置对应，能够在水箱29内部水源用光后及时进行补充，补给架4的底部设有充电支架3，防护壳体1的外侧设有与充电支架3位置对应的充电口，能够在装置进入补给架4内部后卡入充电口内进行充电，从而实现自动充电；

当对光伏充电板进行清扫时，驱动电机33工作带动驱动轮34旋转，从而带动装置在支撑框架12上移动，在此过程中，清扫电机24工作会带动传动齿轮15和清扫刷23转动，从而使得清扫刷23对光伏板11表面的灰尘进行清扫，从而实现清洁，当雨后灰尘和杂质附着在光伏板11表面难以去除时，加压水泵18工作将水箱29内部的水流泵出至雾化喷头20处，从而将水均匀的喷洒在光伏板11表面，以便于对杂质进行溶解，此时清扫电机24停止工作，当杂质润湿后，下压气缸30带动清扫支架31和清洁刮板9下移，从而利用清洁刮板9对光伏板11表面的杂质进行清洁，提升光伏板11表面的清洁质量，并能够在清洁完毕后，移动至补给架4处利用充电支架3和补水座5进行充电和补水。

在另一个实施例中，支撑框架12的底边处设有对称布置的红外传感器35，红外传感器35的数量有两个，且呈对称布置，分别布置在支撑框架12底边的两侧，且位置靠近支撑框架12的边沿，采用此种结构设计，能够在装置在光伏板11表面移动时，利用红外检测器进行定位，由于位置靠近支撑框架12的边沿，当两个红外检测器均检测到由支撑框架12反射到的红外光线后，则证明当前装置的移动方向保持水平，而发生侧向偏移时，其中一个红外检测器所发射的红外光线直接射至地面无法反射，则证明设备当前的移动状态出现问题，此时靠近偏转处的驱动电机33工作带动驱动轮34反向旋转，从而使得装置调整状态，直至红外检测器信号恢复正常，从而完成复位操作。

在另一个实施例中，支撑框架12的底部设有出风口22，支撑框架12内设有风机21，出风口22的数量有三个，各个出风口22之间等间距排列布置，出风口22与风机21之间通过风管连接，能够在装置移动时，利用出风口22对移动方向上光伏板11表面的杂物进行预先吹扫，提升清洁的效果。

在另一个实施例中，支撑框架12的四角位置处各设置有一个水平布置的限位轮13，限位轮13紧贴支撑框架12的侧壁方向，能够从侧向夹持住支撑框架12，从而在装置移动的过程中进行导向支撑，避免装置从支撑框架12上脱落，提升装置移动时的稳定性。

在另一个实施例中，支撑框架12的底部设有导向架26，导向架26上开设有滑动槽37，滑动槽37内滑动安装有导向座36，导向座36与限位轮13之间通过轴承转动配合，滑动槽37内设有推动导向座36及导向轮27向支撑框架12侧壁方向移动的压紧弹簧38，导向架26的数量有四个，分别设置在支撑框架12的底部四角位置处，使用时导向架26内部的压紧弹簧38会推动导向座36在滑动槽37内部移动，从而使得导向座36底部的限位轮13能够紧贴支撑框架12的侧壁，实现对装置移动时的导向定位，同时能够减少装置移动时的震动，提升稳定性。

在另一个实施例中，补给架4的下方设有水平布置的导向支架41，补水座5固定在导向支架41的下方，补给架4的顶部设有带动导向支架41上下移动的电动推杆39，补水座5的下方设有与注水口6相配合的补水接头43，使用时，补给架4顶部的电动推杆39工作带动导向支架41下移，从而使得补水座5下方的补水接头43插入注水口6内，从而对水箱29进行加水，实现自动补水的操作。

在另一个实施例中，补给架4的下方设有竖向布置的导向杆40，导向支架41上设有与该导向杆40滑动配合的导向筒42，导向杆40的数量有两个，且采用对称结构布置，能够在导向支架41上下移动的过程中，通过导向筒42与导向杆40之间的滑动配合实现竖直方向的导向，提升注水时的定位精度。

在另一个实施例中，防护壳体1的顶部设有对称布置的把手7，把手7的数量有两个，对称设置在防护壳体1的两侧边沿，用于搬动装置从光伏板支架10上进行拆卸。

在另一个实施例中，防护壳体1的顶部设有太阳能充电板2，太阳能充电板2能够将光照转化为电能，进而对支撑框架12内部的电池28进行供电，此部分设备在市面上有成熟的产品，直接购买成品即可，为现有技术，能够提升装置的续航时间，减少充电的频率。

在另一个实施例中，防护壳体1的侧壁上设有与补给架4位置对应的缓冲垫14，缓冲垫14能够在装置移动的过程中对防护壳体1进行保护，避免装置与补给架4之间发生刚性碰撞。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但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以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种新能源智能驾驶光伏清洗机器人，其特征是：包括：

支撑框架（12），所述支撑框架（12）的外侧设有防护壳体（1），所述防护壳体（1）的一端设有可拆卸的侧板（8），所述支撑框架（12）内安装有电池（28）和水箱（29），所述防护壳体（1）的顶部设有与水箱（29）连通的注水口（6）；

驱动轮（34），设置在设有支撑框架（12）的底部，所述支撑框架（12）上设有固定支架（32），所述固定支架（32）内设有带动驱动轮（34）转动的驱动电机（33）；

清扫刷（23），水平安装在支撑框架（12）内，所述支撑框架（12）上设有带动清扫刷（23）转动的清扫电机（24）；

雾化喷头（20），等间距设置在支撑框架（12）内，所述支撑框架（12）内设有加压水泵（18），所述加压水泵（18）与雾化喷头（20）和水箱（29）通过导水管（19）连接；

清扫支架（31），设置在支撑框架（12）内，所述清扫支架（31）的底部设有对光伏板（11）表面进行清扫的清洁刮板（9），所述支撑框架（12）内设有带动清扫支架（31）上下移动的下压气缸（30）；

补给架（4），设置在光伏板支架（10）的端部，所述补给架（4）的顶部设有补水座（5），所述补给架（4）的底部设有充电支架（3）。

2.根据权利要求1所述的种新能源智能驾驶光伏清洗机器人，其特征是：所述支撑框架（12）的底边处设有对称布置的红外传感器（35）。

3.根据权利要求1所述的种新能源智能驾驶光伏清洗机器人，其特征是：所述支撑框架（12）的底部设有出风口（22），所述支撑框架（12）内设有风机（21）。

4.根据权利要求1所述的种新能源智能驾驶光伏清洗机器人，其特征是：所述支撑框架（12）的四角位置处各设置有一个水平布置的限位轮（13）。

5.根据权利要求1所述的种新能源智能驾驶光伏清洗机器人，其特征是：所述支撑框架（12）的底部设有导向架（26），所述导向架（26）上开设有滑动槽（37），所述滑动槽（37）内滑动安装有导向座（36），所述导向座（36）与限位轮（13）之间通过轴承转动配合，所述滑动槽（37）内设有推动导向座（36）及导向轮（27）向支撑框架（12）侧壁方向移动的压紧弹簧（38）。

6.根据权利要求1所述的种新能源智能驾驶光伏清洗机器人，其特征是：所述补给架（4）的下方设有水平布置的导向支架（41），所述补水座（5）固定在导向支架（41）的下方，所述补给架（4）的顶部设有带动导向支架（41）上下移动的电动推杆（39），所述补水座（5）的下方设有与注水口（6）相配合的补水接头（43）。

7.根据权利要求1所述的种新能源智能驾驶光伏清洗机器人，其特征是：所述补给架（4）的下方设有竖向布置的导向杆（40），所述导向支架（41）上设有与该导向杆（40）滑动配合的导向筒（42）。

8.根据权利要求1所述的种新能源智能驾驶光伏清洗机器人，其特征是：所述防护壳体（1）的顶部设有对称布置的把手（7）。

9.根据权利要求1所述的种新能源智能驾驶光伏清洗机器人，其特征是：所述防护壳体（1）的顶部设有太阳能充电板（2）。

10.根据权利要求1的种新能源智能驾驶光伏清洗机器人，其特征是：所述防护壳体（1）的侧壁上设有与补给架（4）位置对应的缓冲垫（14）。

Images