CN115555320A - 光伏电站用光伏板清洗无人机 - Google Patents

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万春竹
熊学海
白加林
牛静
齐雪雯
赵凌
邬小坤
乔卫祥
石珂
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Abstract

本发明公开了光伏电站用光伏板清洗无人机,包括无人机本体,设于无人机本体上的控制系统和电源、遥控器、清洁机构、成像装置和角度传感器,所述无人机本体下方设有底盘,底盘向下设有连接杆,所述连接杆底端连接安装板,清洁机构通过安装座固定在安装板上,所述成像装置和角度传感器分别安装在无人机本体前端和底部并与电源电连接,且成像装置和角度传感器分别通过控制系统将信号传输至显示器。本发明解决了人工清洗光伏板搭建平台不易,存在安全风险的问题;同时具有成本投入小,便于维护和安装使用的优点。

Description

光伏电站用光伏板清洗无人机
技术领域
本发明属于光伏板清洗技术领域,具体涉及一种应用于光伏发电站的光伏板清洗无人机。
背景技术
太阳能发电是缓解能源危机的有效途径之一,对人类社会的可持续发展具有重要意义。众所周知,初期投资高是制约太阳能发电速度的重要因素。因此,如何延长太阳能光伏电站的使用寿命,保持光伏电站长期稳定高效运行,提高光伏系统的经济效益,备受光伏研究领域的关注。
光伏板都是在室外布置,受环境影响在光伏板表面造成积灰、粉尘、落叶、飞鸟粪便及环境低温形成的霜、雪,从而使光伏发电利用率降低,造成部分能量损失。由于光伏板布置较为偏远,大多位于郊区、坡地,且光伏板本身安装位置较高,人工清理时需搭建平台,不仅操作不便,清洁效率低下,且存在高空坠落的风险。
公告号为CN207981705U的中国专利公开了一种光伏板清洗系统,用于清洗成排布置在光伏支架上的光伏板,各排光伏板和光伏板支架间隔布置,所述光伏板清洗系统包括:轨道,经过每排光伏板;所述轨道与各排光伏板支架连接并由各排光伏板支架支撑;清洗器,能移动的设置在所述轨道上;电机,连接所述清洗器。该光伏板清洗系统虽然能够解决人工清洗光伏板的问题,但是对光伏板的安装具有一定要求,且需要配套安装在光伏支架上,采用固定式水冲洗清洁,存在设备成本高、水资源无法保证等问题。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种用于光伏发电的光伏板清洗无人机。
本发明采用的技术方案是,光伏电站用光伏板清洗无人机,包括无人机本体,设于无人机本体上的控制系统和电源、遥控器、清洁机构、成像装置和角度传感器,所述无人机本体下方设有底盘,底盘向下设有连接杆,所述连接杆底端连接安装板,清洁机构通过安装座固定在安装板上,所述成像装置和角度传感器分别安装在无人机本体前端和底部并与电源电连接,且成像装置和角度传感器分别通过控制系统将信号传输至显示器。
优选地,所述清洁机构包括磨削轮、转动轴和清洁刷,清洁刷套设于磨削轮外部,磨削轮中央通过转动轴连接驱动电机,所述驱动电机固定在安装板上与电源电连接,电源与控制系统连接,遥控器通过控制系统控制驱动电机运行。
优选地,所述安装板中部通过铰轴与连接杆铰接,且清洁机构固定在安装板一端,安装板另一端设有角度调节机构。
优选地,所述角度调节机构包括调节蜗杆和涡轮,所述调节蜗杆底端与安装板铰接,调节蜗杆顶端向上倾斜伸向连接杆,且调节蜗杆中部与涡轮通过齿轮啮合,涡轮通过固定杆安装在连接杆上并与伺服电机连接,伺服电机与电源电连接。
优选地,所述调节蜗杆上部滑动连接导向套,导向套通过导向杆与连接杆铰接。
优选地,所述安装板与连接杆的连接处设有减震套。
优选地,所述磨削轮与转动轴的连接处设有橡胶轴套。
优选地,所述电源采用太阳能蓄电池,设于无人机本体顶部,且电源可通过充电插口充电。
优选地,所述成像装置采用热成像摄像头和光学摄像头。
相较现有技术,本发明的有益效果是:
1)利用无人机安装清洁机构对光伏板进行清洁,便于偏远、陡峭山坡的光伏板清洁使用,安全可靠,解决人工清洗光伏板搭建平台不易,存在安全风险的问题;
2)相较于在光伏支架上安装清洁装置,成本投入更小,便于维护和安装使用;
3)所述清洁机构通过磨削轮转动带动清洁刷清洁,且清洁刷与磨削轮可拆卸连接,便于更换不同型号的清洁刷,在保证清洁效果的同时,解决了目前采用固定式水冲洗清洁,存在设备成本高、水资源无法保证等问题;
4)本发明通过安装角度传感器获取光伏板的倾斜角度,并设置角度调节机构,便于控制调节安装板的水平角度,保证清洁机构在对光伏电站内的光伏板进行清洗时,磨削轮始终保持与光伏板相互垂直,这样可以极大程度上提高清洁效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明清洁机构和角度调节机构布置示意图;
图中标注:1、无人机本体,2、电源,3、遥控器,4、清洁机构,401、磨削轮,402、转动轴,403、清洁刷,404、驱动电机,405、橡胶轴套,5、角度调节机构,501、调节蜗杆,502、涡轮,503、导向套,504、导向杆,6、成像装置,7、角度传感器,8、底盘,9、连接杆,901、减震套,10、安装板,11、安装座,12、显示器。
具体实施方式
以下将结合说明书附图对本发明进一步解释说明,以便于本领域专业技术人员更好地理解。
实施例1
如图1-2所示,光伏电站用光伏板清洗无人机,包括无人机本体1,设于无人机本体1上的控制系统和电源2、遥控器3、清洁机构4、角度调节机构5、成像装置6和角度传感器7。
所述电源2采用太阳能蓄电池,设于无人机本体1顶部,且电源2可通过充电插口充电,保证对清洁机构4、角度调节机构5、成像装置6和角度传感器7的持续供电。
所述无人机本体1下方设有底盘8,底盘8向下固定设有连接杆9,所述连接杆9底端连接安装板10,所述安装板10中部通过铰轴与连接杆9铰接,清洁机构4通过安装座11固定在安装板10上位于安装板10右端,角度调节机构5安装在安装板10左端,利用角度调节机构5调节安装板10和连接杆9间的夹角,从而调节清洁机构4与光伏板的角度。
进一步的,安装板10与连接杆9的连接处设有减震套901,所述减震套901采用橡胶材料制备,减小无人机本体1在清洗时产生的振动对飞行产生影响,保证无人机本体1在飞行时的稳定性,防止无人机本体1因为飞行振动对光伏板表面产生划伤。
具体地,所述清洁机构4包括磨削轮401、转动轴402、清洁刷403和驱动电机404,清洁刷403套设于磨削轮401外部,所述清洁刷403采用毛刷,具有多种型号,具体表现在清洁刷403的毛长、密度以及硬度,根据需要清洁的力度更换,不仅适用于各种污渍清洁,且便于维护和更换。磨削轮401中央通过转动轴402连接驱动电机404,磨削轮401与转动轴402的连接处设有橡胶轴套405,用于减小机械磨损;所述驱动电机404固定在安装板10上与电源2电连接,电源2与控制系统连接,遥控器3通过控制系统控制驱动电机404运行。
在本实施例中,所述角度调节机构5包括调节蜗杆501和涡轮502,所述调节蜗杆501底端与安装板10铰接,调节蜗杆501顶端向上倾斜伸向连接杆9,且调节蜗杆501中部与涡轮502通过齿轮啮合,涡轮502通过固定座安装在连接杆9上并与伺服电机连接,伺服电机与电源2电连接,可通过遥控器3控制伺服电机的运行,进而改变调节蜗杆501的倾角,调整安装板10的水平角度。
优选地,所述调节蜗杆501上部滑动连接导向套503,导向套503通过导向杆504与连接杆9铰接,保证调节蜗杆501和涡轮502之间的啮合齿轮不会脱落,确保磨削轮501可以调节到正确的角度。
所述成像装置6采用热成像摄像头和光学摄像头,安装在无人机本体1的前端与电源2电连接,并将成像信号通过控制系统通传输至显示器12,显示器12位于操作终端,工作人员从显示器12通过成像装置6判断光伏板需要清洁的位置。
所述角度传感器7安装在无人机本体1底部与电源2电连接,且角度传感器7通过控制系统将信号传输至显示器12,便于工作人员获取光伏板的偏移角度,进而调整清洁机构4的角度。
为了更好的对无人机本体1的工作过程进行记录,后期的检查工作可以更方便的进行,显示器12内设计的有储存模块,可以对成像装置6所拍摄的图像进行储存,记录光伏板在清洗之前的图片和清洗之后的图片,便于更加直观的反映出无人机的清洗效果。
操作流程:无人机本体1由相关作业人员通过遥控器3进行操纵,使无人机本体1可以沿着光伏板表面进行飞行,无人机本体1前端的成像装置6可以实时反应光伏板表面的状态,方便操作人员判断是否需要对面板进行清洗,如果需要清洗,操作人员控制无人机本体1到需要清洗的位置,通过遥控器3控制驱动电机404启动,驱动电机404的转动会带动磨削轮401和清洁刷403跟着转动,通过清洁刷403的转动来对光伏板表面的杂质进行清洗,如果需要清洗的范围比较大,操作人员需要控制无人机本体1沿着需要清洗的范围进行飞行,保证对需要清洗的范围进行充分清洗。
而光伏板的偏斜程度则由角度传感器7进行测量,控制系统获得测量信号后,控制伺服电机运转来调节安装板10的角度,转动轴402的角度也随之调节,最后对磨削轮401的工作角度进行调节,保证光伏板与磨削轮401之间保持垂直,具有较好的清洁效果。
以上内容对本发明进行了详细的介绍,不仅讲述了本发明的基本原理,还对本发明的优点进行了详尽的讲解,相关的操作人员需要了解,本发明不仅限于对上述实施例进行操作,本文所说的实施例只是讲述了本发明的工作原理,针对不同情况下的工作条件,可以对本发明的结构进行一定程度的变化和改进,但是这些改进都需要经得本人的同意后方可进行。

Claims (9)

1.光伏电站用光伏板清洗无人机,其特征在于,包括无人机本体(1),设于无人机本体(1)上的控制系统和电源(2)、遥控器(3)、清洁机构(4)、成像装置(6)和角度传感器(7),所述无人机本体(1)下方设有底盘(8),底盘(8)向下设有连接杆(9),所述连接杆(9)底端连接安装板(10),清洁机构(4)通过安装座(11)固定在安装板(10)上,所述成像装置(6)和角度传感器(7)分别安装在无人机本体(1)前端和底部并与电源(2)电连接,且成像装置(6)和角度传感器(7)分别通过控制系统将信号传输至显示器(12)。
2.根据权利要求1所述的光伏电站用光伏板清洗无人机,其特征在于,所述清洁机构(4)包括磨削轮(401)、转动轴(402)和清洁刷(403),清洁刷(403)套设于磨削轮(401)外部,磨削轮(401)中央通过转动轴(402)连接驱动电机(404),所述驱动电机(404)固定在安装板(10)上与电源(2)电连接,电源(2)与控制系统连接,遥控器(3)通过控制系统控制驱动电机(404)运行。
3.根据权利要求1所述的光伏电站用光伏板清洗无人机,其特征在于,所述安装板(10)中部通过铰轴与连接杆(9)铰接,且清洁机构(4)固定在安装板(10)一端,安装板(10)另一端设有角度调节机构(5)。
4.根据权利要求3所述的光伏电站用光伏板清洗无人机,其特征在于,所述角度调节机构(5)包括调节蜗杆(501)和涡轮(502),所述调节蜗杆(501)底端与安装板(10)铰接,调节蜗杆(501)顶端向上倾斜伸向连接杆(9),且调节蜗杆(501)中部与涡轮(502)通过齿轮啮合,涡轮(502)通过固定座安装在连接杆(9)上并与伺服电机连接,伺服电机与电源(2)电连接。
5.根据权利要求3所述的光伏电站用光伏板清洗无人机,其特征在于,所述调节蜗杆(501)上部滑动连接导向套(503),导向套(503)通过导向杆(504)与连接杆(9)铰接。
6.根据权利要求3所述的光伏电站用光伏板清洗无人机,其特征在于,所述安装板(10)与连接杆(9)的连接处设有减震套(901)。
7.根据权利要求2所述的光伏电站用光伏板清洗无人机,其特征在于,所述磨削轮(401)与转动轴(402)的连接处设有橡胶轴套(405)。
8.根据权利要求1所述的光伏电站用光伏板清洗无人机,其特征在于,所述电源(2)采用太阳能蓄电池,设于无人机本体(1)顶部,且电源可通过充电插口充电。
9.根据权利要求1所述的光伏电站用光伏板清洗无人机,其特征在于,所述成像装置(6)采用热成像摄像头和光学摄像头。
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