CN205042784U - 模块化太阳能电池板清洗头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于太阳能电池板清洗设备的清洗终端，尤其是一种含有滚刷和喷水组件的、具备模块化特征的太阳能电池板清洗头。其由滚刷组件和刷架组件两个独立模块通过可拆连接的方式组装而成；滚刷组件含有一个滚刷，滚刷的端部设置有滚刷驱动件，刷架组件含有滚刷架和沿滚刷架敷设的喷水件、测距传感器、输水软管和电缆，滚刷架包含顶法兰、主梁和两个轴承座法兰，顶法兰设置在主梁中部上方，顶法兰上设置有对外安装接口，输水软管和电缆在顶法兰处汇聚后分别形成对外的水路接口端和电路接口端，各接口端均设置有可拆式接头耦合件。本实用新型具有模块化特征，便于整体拆装和局部分解，紧凑轻盈、简洁美观。

Description

模块化太阳能电池板清洗头

技术领域

本实用新型涉及一种用于太阳能电池板清洗设备的清洗终端，尤其是一种含有滚刷和喷水组件的、具备模块化特征的太阳能电池板清洗头。

背景技术

光伏电站的太阳能电池板以阵列的形式露天倾斜安装，大气中的砂粒、灰尘、杂物和一些腐蚀物质很容易附着在其表面。尤其是在干旱、多风及植被稀少的荒漠化地区，1～2周便会在电池板上盖满沙尘，严重影响其光电转换效率，甚至损坏电池板，因此，定期或适时对太阳能电池板进行清洁就成为光伏电站日常运行维护中必不可少的重要环节。

国外尤其是意大利等欧洲国家较早实现了对光伏电站太阳能电池板的机械化清洗，到2011年，国外市场上就已出现多种不同型号的独立行进式清洗车。国内对于独立行进式太阳能电池板清洗设备的研究最早见于2011年，近年来，相应的专利申请和授权开始增多，市场上也开始出现有关产品的宣传和推广。

在当前各种太阳能电池板清洗设备的实物产品和专利文献中，清洗作业的执行端一般采用滚刷和喷水组件相结合的形式，如意大利B.P.Metalmeccanica公司的SolarCleanerF1750C/T、SolarCleanerF3500-2、意大利Hymach公司的SOLARCLEAN、捷克PowerFuture公司的HOLZMANN，中国实用新型专利CN202655267U、CN203076278U、CN203526115U等。这些清洗终端，或与臂组之间的机械、油路、水路连接关系复杂，维修及运输时不易拆装，或笨重庞大，不利于清洗作业时的位姿控制和清洗设备场内转移及停放时其自身的紧凑贮存。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有模块化特征，便于整体拆装和局部分解，紧凑轻盈、简洁美观的模块化太阳能电池板清洗头。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：

模块化太阳能电池板清洗头，由滚刷组件和刷架组件两个独立模块通过可拆连接的方式组装而成；滚刷组件含有一个滚刷、两个滚刷轴承座和不多于两个的滚刷驱动件，滚刷包括刷条和滚刷轴，滚刷轴两端分别与两滚刷轴承座铰接，滚刷驱动件安装在滚刷轴承座上，滚刷驱动件的动力输出端与滚刷轴端连接以驱动滚刷旋转，两滚刷轴承座具有与刷架组件实现可拆连接的机械安装接口Ⅰa；刷架组件含有滚刷架和设置在滚刷架上的喷水件、测距传感器、输水软管和电缆，滚刷架包含顶法兰、主梁和两个轴承座法兰，顶法兰设置在主梁中部上方，顶法兰上设置有对外安装接口，该接口为可拆式机械安装接口Ⅱ，两轴承座法兰分别设置在滚刷架的两端，两轴承座法兰具有与滚刷轴承座实现可拆连接的机械安装接口Ⅰb，机械安装接口Ⅰb与机械安装接口Ⅰa对应匹配，输水软管和电缆沿滚刷架敷设，并在顶法兰处汇聚后分别形成对外的水路接口端和电路接口端，各接口端均设置有可拆式接头耦合件。

作为优化：机械安装接口Ⅱ的结构在滚刷架横向和纵向上均对称。

作为优化：滚刷架两端的两个轴承座法兰沿滚刷架横向对正，两轴承座法兰下表面共面且与顶法兰上表面平行，两轴承座法兰的机械安装接口Ⅰb形成的组合接口的结构在滚刷架横向和纵向上均对称。

作为优化：测距传感器为超声测距传感器。

作为优化：刷条是不吸水的轻质柔性刷条，滚刷轴主体采用轻质金属空心型材，滚刷架为由轻质金属拼接而成的结构。

作为优化：滚刷架主梁采用矩形截面空心型材，主梁中部的顶法兰中间开孔，顶法兰内孔与主梁内腔连通，输水软管和电缆沿主梁内腔敷设，在顶法兰处汇聚后从顶法兰孔伸出。

作为优化：滚刷驱动件为滚刷液压马达，滚刷轴包含芯轴以及固联在芯轴两端的端轴一和端轴二，端轴一和端轴二分别与两滚刷轴承座通过轴承铰接并轴向定位，其中端轴一穿过滚刷轴承座后通过弹性联轴器与滚刷液压马达联接，滚刷液压马达、滚刷马达联接座及相应的滚刷轴承座依次通过法兰的形式固联，刷架组件上还有液压输油软管，液压输油软管沿滚刷架敷设，并在顶法兰处与输水软管和电缆汇聚后形成对外的油路接口端，油路接口端设置有可拆式接头耦合件，滚刷液压马达通过液压管接头与刷架组件上的液压输油软管连接。

作为进一步优化：在滚刷马达联接座上装有测量滚刷转速的传感器。

作为优化：刷架组件还包括由一组护罩板组成的护罩，滚刷架还包含端柱、横肋和纵肋，端柱位于刷架两端，两轴承座法兰分别设置在两端柱下端，两轴承座法兰下表面共面且与顶法兰上表面平行，多组横肋和纵肋联结为框架结构，护罩板依托此框架结构铺设，喷水件有两支，均为间隔安装有多个喷嘴的喷水杆，通过喷水杆支架沿滚刷架纵向布置在滚刷架两侧边框的外侧，且两侧的喷水件关于滚刷架纵向上的中分面对称，其上喷嘴的分布则关于滚刷架横向上的中分面对称布置，两支输水软管分别与两支喷水件连接，测距传感器有四个，按两端关于滚刷架横向上的中分面对称、两侧关于滚刷架纵向上的中分面对称的2×2阵列布局方式分别通过传感器支架布置在滚刷架两侧靠近其两端的位置，四路信号电缆分别与四个测距传感器连接。

作为进一步优化：滚刷架整体外轮廓呈横向对称的半多棱柱，其横肋由若干直段拼接而成，护罩板沿横肋周向分段拼接将滚刷架各棱柱面封闭，并且将滚刷架两端封闭。

作为进一步优化：所述护罩为由轻质透明或半透明护罩板组成。

本实用新型的有益效果是：a）具备外部模块化特征，整体对外接口简单，拆装便捷，便于维修维护或转场运输前后的分解和组装：对外机械安装接口只有顶法兰，其安装连接可快速完成，亦可快速解脱；油路、水路和电路对外接口与机械安装接口集成在一处，通过管路接头和电缆接插件可以快速完成与外部管缆的连接和解脱；基于刷架组件从对外接口到内部结构形式的对称性，当本实用新型与清洗设备的臂组连接时，可以正向安装，也可以反向安装，使拆装更为便捷，且不会对造成清洗性能的降低；b）具备内部模块化特征，滚刷组件自成一体，与刷架组件接口简单，拆装便捷，便于以更小的单位对滚刷进行维修保养，便于二次分解以提高其长途运输的适应性，还便于实现滚刷的在刷条材质及排布方式方面的系列化，以拓展本实用新型的使用性能；c）滚刷组件安装时通过轴承座整体吊挂在滚刷架下，与滚刷直接铰接在滚刷架固定轴承孔内的方案相比，便于通过采用腰形孔及垫片等调整手段消除因滚刷架加工变形而产生的装配内应力，使滚刷旋转更顺畅，使整个清洗头工作更可靠；c）轻质柔性不吸水刷条，确保清洗时不对电池板表面涂层造成损伤，且可进一步减少滚刷重量；d）整体轻盈紧凑，有利于维修时的拆解搬运，也有利于其在清洗作业过程中的位姿控制和洗设备场内转移及停放时的安全贮存；e）管缆沿主梁内腔敷设，外观整洁；f）护罩板采用轻质透明材料，既进一步减重，又增加美观度；g）护罩板以自然平板状态安装在纵肋和横肋拼成的框架上，避免了常见的弧面护罩因以弯曲状态安装而产生的内应力，抑制了护罩板在使用中的开裂倾向。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立体外观图。

图2为本实用新型实施例滚刷组件的剖视图。

图3为本实用新型实施例滚刷组件与刷架组件之间的拆装示意图。

图4为本实用新型实施例在一种太阳能电池板清洗车上的安装布置图。

其中，1-滚刷组件；2-刷架组件；3-清洗头支撑臂；11-滚刷；12-滚刷轴承座；13-弹性联轴器；14-滚刷马达联接座；15-滚刷液压马达；16-轴承；17-螺栓组；21-滚刷架；22-输水软管；23-喷水件支架；24-喷水件；25-信号电缆；26-测距传感器；27-传感器支架；28-护罩板；29-液压输油软管；111-端轴一；112-芯轴；113-刷条；114-端轴二；211-顶法兰；212-主梁；213-纵肋；214-横肋；215-端柱；216-轴承座法兰；241-喷嘴；242-喷水杆。

具体实施方式

如图1-图4所示，一种模块化太阳能电池板清洗头，由滚刷组件1和刷架组件2通过螺栓联接的方式组合而成。

滚刷组件1由一套滚刷11、一对内含轴承的滚刷轴承座12、一个弹性联轴器13、一个滚刷马达联接座14和一个滚刷液压马达15等组成；滚刷11由泡棉刷条113、铝合金空心芯轴112和端轴等组成；滚刷11两端的端轴一111和端轴二114分别与两滚刷轴承座12通过轴承16铰接并轴向固定，其中端轴一111穿过滚刷轴承座12后通过弹性联轴器13与滚刷液压马达15联接；滚刷液压马达15、滚刷马达联接座14及该端滚刷轴承座12依次通过法兰螺栓联结的形式固联；另外，在滚刷马达联接座14上装有滚刷转速传感器；两滚刷轴承座12顶部法兰上设置有与刷架组件2上两轴承座法兰216进行螺栓联接的两个螺栓孔，形成机械安装接口Ⅰa，且当两滚刷轴承座12对正时，所述两滚刷轴承座上的机械安装接口Ⅰa关于滚刷12的某个横截面对称。

刷架组件2由滚刷架21、护罩板28、喷水件24、超声测距传感器26、液压输油软管29、输水软管22和信号电缆25等组成。

滚刷架21由铝合金板材及型材拼焊而成，整体大致呈半八棱柱状，包含顶法兰211、主梁212、端柱215、轴承座法兰216、纵肋213和横肋214。其中：主梁212采用矩形截面空心铝方管；顶法兰211设置在主梁212中部，其形状及螺栓联接孔形成机械安装接口Ⅱ，机械安装接口Ⅱ关于滚刷架21的纵向（滚刷轴的走向，后文同）和横向（垂直于滚刷轴的方向，后文同）上的中分面对称，中间开孔，该法兰内孔与主梁212内腔连通；两轴承座法兰216分别设置在两端柱215下端，二者下法兰面相对顶法兰211上表面等高，每个轴承座法兰216的形状及螺栓联接孔形成机械安装接口Ⅰb，两端的机械安装接口Ⅰb形成的组合接口关于滚刷架21纵向和横向上的中分面对称；横肋214由五个直段铝方管拼悍而成，外形左右对称，多组横肋214和纵肋213联结为框架结构。

护罩板28采用轻质透明或半透明材料，依托纵肋213和横肋214联结成的框架。以自然平板状态拼接安装。

喷水件24有两支，均为间隔安装有多个喷嘴241的喷水杆242，通过喷水件支架23沿滚刷架21纵向布置在滚刷架21两侧边框的外侧；两侧的喷水件24关于滚刷架21纵向上的中分面对称，高度上与滚刷架21侧边框大致平齐；喷水件24上喷嘴241的分布关于滚刷架21横向上的中分面对称布置；喷水杆选用铝塑复合管制作。

超声测距传感器26有四个，按两端关于滚刷架21横向上的中分面对称、两侧关于滚刷架21纵向上的中分面对称的2×2对称布局方式分别通过传感器支架27布置在滚刷架21两侧靠近其两端的位置。

液压输油软管29、输水软管22和信号电缆25依附滚刷架21敷设，其中液压输油软管29和输水软管22分别从主梁212两端穿入，沿主梁212内腔向中间敷设，四路测距传感器信号电缆25也进入主梁212内腔，三者在顶法兰211处汇聚后成束从法兰内孔伸出，形成对外的油路、水路和电路接口，且其对外端部均带有接头耦合件，可与外部管缆对应端上的接头体快速连接，亦可快速解脱。在刷架组件2内部，两支输水软管22的一端分别与两支喷水件24连接，四路信号电缆25分别与四个测距传感器26连接。

滚刷组件1通过其两个滚刷轴承座12与刷架组件2两端的轴承座法兰216以螺栓组17对应联结，即机械安装接口Ⅰa和机械安装接口Ⅰb匹配连接；滚刷组件1上的滚刷液压马达15通过液压管接头与刷架组件2上的液压输油软管29连接。由于滚刷架21上的机械安装接口Ⅱ和机械安装接口Ⅰb的对称性、以及滚刷组件1上机械安装接口Ⅰa的对称性，滚刷组件1与刷架组件2组合时，可以正向安装，使滚刷液压马达15在近端，也可以掉转180°反向安装，使滚刷液压马达15在远端。

本实用新型所述清洗头工作时，通过顶法兰211以螺栓连接的方式安装在光伏清洗设备的清洗头支撑臂3的末端，由于顶法兰211上的机械安装接口Ⅱ具有的对称性，本实用新型与清洗头支撑臂3的末端连接时，作为一个由滚刷组件1和刷架组件2组合而成的整体，既可以正向安装（滚刷液压马达15在近端），也可以反向安装（刷液压马达15在远端）；无论其正装还是反装，液压输油软管29、输水软管22及信号电缆25均通过接头与清洗头支撑臂3上的对应管缆连接，通过后者分别与清洗设备上的液压控制组件、供水组件以及电控系统组件连接；清洗头支撑臂3将本实用新型定位于太阳能电池板上方，滚刷11与板面均匀接触并保持一定的吃板深度，滚刷液压马达15驱动滚刷11旋转，刷条113在离心力作用下展开，以一定的相对速度扫过板面，在一定区域内产生具有一定接触力的相对磨擦运动，来自供水组件的清洗介质从滚刷两侧喷水件24上的各喷嘴241以水雾射流的形式喷到电池板表面，同时，本实用新型随光伏清洗设备沿光伏阵列移动，从而完成对成排太阳能电池板的移动清洗；移动清洗过程中，测距传感器26阵列实时测量本实用新型的与太阳能电池板表面之间的距离并传送至电控系统，当检测到由于路面不平或相邻太阳能电池板表面相对起伏而造成本实用新型相对电池板的距离和平行度发生一定程度的改变时，电控系统驱动清洗头支撑臂3产生调整运动，使本实用新型相对电池板表面的位姿重新回到设定的理想状态，并始终保持动态稳定。

本实用新型并不局限于上述示意性的实施例，还能够以其他多种具体方式予以实施。本领域技术人员在不脱离本实用新型精神实质的前提下，当可依照本实用新型技术方案作出不同于前述实施例的各种具体变换，比如，滚刷架21也可以采用螺接或铆接的方式拼合而成，形状也可改为半六棱柱，喷水杆242采用钢管或铝管或塑料管，护罩板28采用硬PVC透明板或亚克力板，等等。但是，凡此各种惯常的等效变换形式，只要其实施方式实质采用了本实用新型所提出的技术方案，则其均处于本实用新型所附权力要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.模块化太阳能电池板清洗头，其特征在于：由滚刷组件和刷架组件两个独立模块通过可拆连接的方式组装而成；滚刷组件含有一个滚刷、两个滚刷轴承座和不多于两个的滚刷驱动件，滚刷包括刷条和滚刷轴，滚刷轴两端分别与两滚刷轴承座铰接，滚刷驱动件安装在滚刷轴承座上，滚刷驱动件的动力输出端与滚刷轴端连接以驱动滚刷旋转，两滚刷轴承座具有与刷架组件实现可拆连接的机械安装接口Ⅰa；刷架组件含有滚刷架和设置在滚刷架上的喷水件、测距传感器、输水软管和电缆，滚刷架包含顶法兰、主梁和两个轴承座法兰，顶法兰设置在主梁中部上方，顶法兰上设置有对外安装接口，该接口为可拆式机械安装接口Ⅱ，两轴承座法兰分别设置在滚刷架的两端，两轴承座法兰具有与滚刷轴承座实现可拆连接的机械安装接口Ⅰb，机械安装接口Ⅰb与机械安装接口Ⅰa对应匹配，输水软管和电缆沿滚刷架敷设，并在顶法兰处汇聚后分别形成对外的水路接口端和电路接口端，各接口端均设置有可拆式接头耦合件。

2.根据权利要求1所述的模块化太阳能电池板清洗头，其特征在于：机械安装接口Ⅱ的结构在滚刷架横向和纵向上均对称。

3.根据权利要求1所述的模块化太阳能电池板清洗头，其特征在于：滚刷架两端的两个轴承座法兰沿滚刷架横向对正，两轴承座法兰下表面共面且与顶法兰上表面平行，两轴承座法兰的机械安装接口Ⅰb形成的组合接口的结构在滚刷架横向和纵向上均对称。

4.根据权利要求1所述的模块化太阳能电池板清洗头，其特征在于：测距传感器为超声测距传感器。

5.根据权利要求1所述的模块化太阳能电池板清洗头，其特征在于：刷条是不吸水的轻质柔性刷条，滚刷轴主体采用轻质金属空心型材，滚刷架为由轻质金属拼接而成的结构。

6.根据权利要求1所述的模块化太阳能电池板清洗头，其特征在于：滚刷架主梁采用矩形截面空心型材，主梁中部的顶法兰中间开孔，顶法兰内孔与主梁内腔连通，输水软管和电缆沿主梁内腔敷设，在顶法兰处汇聚后从顶法兰孔伸出。

7.根据权利要求1所述的模块化太阳能电池板清洗头，其特征在于：滚刷驱动件为滚刷液压马达，滚刷轴包含芯轴以及固联在芯轴两端的端轴一和端轴二，端轴一和端轴二分别与两滚刷轴承座通过轴承铰接并轴向定位，其中端轴一穿过滚刷轴承座后通过弹性联轴器与滚刷液压马达联接，滚刷液压马达、滚刷马达联接座及相应的滚刷轴承座依次通过法兰的形式固联，刷架组件上还有液压输油软管，液压输油软管沿滚刷架敷设，并在顶法兰处与输水软管和电缆汇聚后形成对外的油路接口端，油路接口端设置有可拆式接头耦合件，滚刷液压马达通过液压管接头与刷架组件上的液压输油软管连接。

8.根据权利要求7所述的模块化太阳能电池板清洗头，其特征在于：在滚刷马达联接座上装有测量滚刷转速的传感器。

9.根据权利要求1所述的模块化太阳能电池板清洗头，其特征在于：刷架组件还包括由一组护罩板组成的护罩，滚刷架还包含端柱、横肋和纵肋，端柱位于刷架两端，两轴承座法兰分别设置在两端柱下端，两轴承座法兰下表面共面且与顶法兰上表面平行，多组横肋和纵肋联结为框架结构，护罩板依托此框架结构铺设，喷水件有两支，均为间隔安装有多个喷嘴的喷水杆，通过喷水杆支架沿滚刷架纵向布置在滚刷架两侧边框的外侧，且两侧的喷水件关于滚刷架纵向上的中分面对称，其上喷嘴的分布则关于滚刷架横向上的中分面对称布置，两支输水软管分别与两支喷水件连接，测距传感器有四个，按两端关于滚刷架横向上的中分面对称、两侧关于滚刷架纵向上的中分面对称的2×2阵列布局方式分别通过传感器支架布置在滚刷架两侧靠近其两端的位置，四路信号电缆分别与四个测距传感器连接。

10.根据权利要求9所述的模块化太阳能电池板清洗头，其特征在于：滚刷架整体外轮廓呈横向对称的半多棱柱，其横肋由若干直段拼接而成，护罩板沿横肋周向分段拼接将滚刷架各棱柱面封闭，并且将滚刷架两端封闭。

11.根据权利要求9所述的模块化太阳能电池板清洗头，其特征在于：所述护罩为由轻质透明或半透明护罩板组成。