CN205183207U - 智能化光伏阵列清洗车 - Google Patents

Abstract

一种用于大规模地面光伏电站光伏阵列清洁的智能化光伏阵列清洗车,清洗头支撑定位单元和动力单元分别布置在履带底盘的首部和尾部，贮水单元紧邻动力单元布置，清洗头单元设有测量其到太阳能电池板距离的测距传感器，清洗头支撑定位单元包括可回转和横移的活动底座、以及含有可分别俯仰的主臂和端臂的工组臂组，供水单元的水泵由液压马达驱动，操作控制单元主控模块以计算机为控制核心，液压控制单元一对比例换向阀控制两底盘履带行走马达，其他换向阀为受主控模块控制的电磁换向阀。本实用新型可自动控制清洗头单元相对于光伏阵列面板、以及车体相对光伏阵列的位置和姿态，智能高效、作业灵活、适应性强、操作简便、结构简洁、清洗效果好。

Description

智能化光伏阵列清洗车

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池板清洗车，尤其是一种用于大规模地面光伏电站中光伏阵列组件表面清洁的智能化光伏阵列清洗车。

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。

对光伏电池板的清洁通常有人工冲淋擦洗、固定管网喷淋和机械化自动清洗等三种方式。其中，机械化自动清洗设备又可分为基于电池板边框或表面行进的附着行进式清洗设备和基于地面行进的独立行进式清洗设备，从效率和成本角度出发，后者更适用于规模较大的地面光伏电站。

当前，国内大型光伏电站对太阳能电池板的清洁维护仍主要采用人工冲水清洗的方式。对于地处干旱荒漠的大规模光伏电站而言，该方式凸显出耗水严重、效率低、成本高的缺点。

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设备。这些清洗设备针对当地气候、地形条件和光伏电站规模，结构上一般采用履带底盘、拖拉机底盘或卡车底盘，自备水箱，设置有铰接及伸缩式工作臂，清洗执行组件相对板面的位姿控制有的还采用基于测距或测压传感器的自动调整方式，其清洗工艺多采用压力水喷淋、刷辊（或刷盘）旋转刷洗或二者结合的方式，也有采用吹风、吸尘甚至蒸汽清洗的方式。各型设备自动化程度和工作效率不一，有的采用整体设计，集成度和自动化程度较高，如意大利B.P.Metalmeccanica公司的SolarCleanerF1750C、意大利Hymach公司的SOLARCLEAN、捷克PowerFuture公司的HOLZMANN等；有的则只是在拖拉机甚至工程机械本体上加装部分设备实现，因而适应性、操作性和工作效率不如前者，如B.P.Metalmeccanica公司的SolarCleanerF1750T等。

国内对于独立行进式光伏阵列清洗设备的研究最早见于2011年公开的三份中国专利申请：201120150445、201120345033和201110287189，从2012年开始，相应的专利申请和授权开始增多。这些专利所公开的方案整体上的功能设置和单元组成与前述国外产品大致相同，其特征在于各单元布局及相应单元功能实现方式上的差异。譬如：授权号为CN102773224B的发明专利提出了一种采用钢丝绳牵拉加固的可俯仰及偏转悬臂和两端滑动提拉式除尘头姿态调整机构的刷吸结合式无水清洁方案；授权号为CN203076278U和CN203764603U的实用新型专利分别提出了基于挖掘机的水箱拖曳式和水箱铲叉式总体布局方案；申请号为201310251524和201410246655的发明专利申请先后公开了基于汽车底盘，以发电机为清洗动力源，以对称布置于车头后门架两侧且可升降及俯仰展开的翼状刷架为清洗执行组件，以刷架中间刷盘组刷洗和刷架前后喷头组冲洗相结合实施清洗的方案；授权号为CN203911860U的实用新型专利提出了一种基于农用履带推土机，设置拖曳式水箱，以及前置安装的具有可偏转竖直立柱、可升降伸缩水平悬臂、可俯仰端臂、浮动定位式清洗执行组件的臂架式清洗结构，采用高压水气混合介质吹洗并结合刮片刮除的清洗方案；授权号为CN203900061U和CN203917212U的实用新型专利分别提出了根部可偏转、末端可伸缩滚转的三段铰接俯仰式工作臂方案和具有挡板封闭罩、液压马达驱动滚刷和吸尘部的无水清洗执行组件方案；授权号为CN203526115U的实用新型专利提出了一种利用两组独立的齿轮齿条提拉式伺服动作机构实施位姿调节、利用端部液压马达同轴驱动滚刷、单边设测距探头的清洗执行组件方案；授权号为CN203540966U的实用新型专利提出了一种基于履带底盘，采用提拉油缸端部导套滑动结构实现清洗执行组件浮动定位，双滚刷对旋，刷间吸尘且刷外吹尘的无水清洗方案；申请号为201310745189和201410164280的发明专利申请先后公开了分别基于移动底盘和固定支架，利用配重通过四连杆机构实现喷水杆倾角自稳定的喷水清洗方案；授权号为CN203470370U的实用新型专利提出了一种基于兼具除草功能的履带底盘，利用液压升降支架和液压伸缩杆实现刷头定位的无水清洗方案；授权号为CN202893749的实用新型专利提出了一种将水和压缩空气通过文丘里管式喷射器转换为气雾混合射流的清洗方案，结合可带动喷雾清洗头升降、伸缩和滚转的工作臂，以实现对电池板的上下往复冲洗；申请号为201310046119的发明专利申请公开了一种基于履带底盘、采用遥控操作方式，清洗机构由电力驱动，利用倾角传感器和2×4超声测距阵列感知清洗单元相对光伏组件表面的位姿并可通过控制系统和支臂单元自动纠偏，滚刷刷扫和吸尘相结合的无水清洗方案；与之类似，申请号为201410319011的发明专利申请公开的清洗方案同样基于履带底盘并采用遥控操作方式，但底盘及清洗机构均为液压动力，通过人工遥控调整支臂末端位置铰轴位置并借助光伏组件表面对滚刷的支撑作用来调整滚刷与板面的接触力和平行度，清洁方式则为滚刷刷扫和风扇排尘相结合；申请号为201310656755的发明专利申请公开了一种自导航车载清洗装置方案，可借助事先设置在光伏阵列现场的特征标志物，利用常规自动寻径技术实现无人驾驶的移动清洗，利用端部升降式铰支座和中部斜向伸缩式提拉杆实现毛刷辊支架两自由度翼展式定位，利用两侧的六个定向轮和其上的压力传感器监测毛刷辊与光伏面板之间的相对位姿变化并通过控制系统予以实时调整。

以上有关独立行进式光伏阵列清洗设备的各种技术方案乃至上市产品，各有特点，在光伏阵列清洗作业的效果、效率、成本、环境适应性、可靠性、自动化程度以及易操作性等不同方面大都有各自相应的、不同程度的改进，但这种改进是单方面的、局部的，并且技术方案本身也存在着或结构复杂、或实用性不够、或操作不便等各种不足，且整体而言，现有技术方案的智能化程度均不够理想，因此，目前市场上还没有出现一型可供实际应用的大型光伏电站太阳能电池板阵列智能化自动清洗产品。

实用新型内容

本实用新型为克服现有技术的不足，提供一种可实用的智能化光伏阵列清洗车，使其兼有智能高效、作业灵活、清洗效果好、适应性强、操作简便、结构简洁、油水消耗低、安全可靠等优点。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：

智能化光伏阵列清洗车，由履带底盘和工作装置组成，履带底盘含有一对履带行走马达，工作装置包含清洗头单元、清洗头支撑定位单元、液压控制单元、液压油箱单元、供水单元、贮水单元、动力单元和操作控制单元，清洗头单元安装在清洗头支撑定位单元的末端,含有清洗刷、喷水件和用于测量清洗头单元到太阳能电池板距离的测距传感器，液压控制单元含有液压控制阀，供水单元含有水泵，动力单元含有液压泵，贮水单元、供水单元与清洗头单元通过输水管路依次连接，使清洗介质加压后从清洗头单元的喷水件喷出；

清洗头支撑定位单元、液压控制单元、液压油箱单元、供水单元、贮水单元、动力单元和操作控制单元均安装在履带底盘上，其中，动力单元布置在履带底盘的尾部，贮水单元紧邻动力单元布置，液压油箱单元和操作控制单元紧邻贮水单元布置，操作控制单元位于履带底盘一侧，液压控制单元位于液压油箱单元的前方，清洗头支撑定位单元安装在履带底盘的首部；

清洗头支撑定位单元包含活动底座和工组臂组，活动底座含有回转装置和横移装置，工作臂组含有主臂、端臂、主臂俯仰液压缸和端臂调姿液压缸，工作臂组固定在活动底座的回转装置上；

供水单元含有水泵液压马达和水阀，水泵液压马达驱动水泵运转；

操作控制单元包含主控模块、操作件和信息反馈件，主控模块以计算机为控制核心，操作控制单元通过电缆与清洗头单元、动力单元、液压控制单元和供水单元连接，接收来自以上各单元的信息，并向动力单元、液压控制单元和供水单元发出指令，控制其运行；

液压控制单元包含两个对应控制两底盘履带行走马达的比例换向阀，液压控制单元所含其他换向阀均为电磁换向阀，所述各电磁换向阀通过电缆与操作控制单元主控模块功率输出驱动电路连接并接受主控模块的控制，液压控制单元与动力单元、液压油箱单元、履带底盘、供水单元、清洗头支撑定位单元之间，以及动力单元和液压油箱单元之间通过液压管路连通，形成液压系统，分别驱动履带底盘行进、供水单元泵水和清洗头支撑定位单元位姿变换。

作为优化：履带底盘每侧靠近首、尾的位置在不同高度上各装两个侧向测距装置，形成2×2侧向测距阵列；履带底盘前部两侧分别装有可测垂向加速度的加速度计；履带底盘的两侧分别设置有履带测速装置；所述侧向测距装置、加速度计和履带测速装置通过信号电缆与操作控制单元主控模块连接；液压控制单元中控制两履带行走马达的两比例换向阀均为电磁比例换向阀，所述磁比例换向阀通过电缆与操作控制单元主控模块功率输出驱动电路连接并接受主控模块的控制。

作为优化：所述操作控制单元还包含遥控器和无线接收模块，所述操作控制单元操作件中含有遥控选择开关；所述遥控器内置供电电池和无线发射电路，其外部设置有相应的操作手柄和按钮；所述无线接收模块含接收天线和模块主体，天线与模块主体之间通过电缆连接；遥控器与无线接收模块之间通过调制电磁波进行通信，无线接收模块与主控模块之间通过信号电缆连接。

作为优化：所述操作控制单元还包括驾驶室、设置在驾驶室内的操控台、座椅和液晶屏，主控模块安装在操控台内，液晶屏、操作件和信息反馈件安装在操控台的上部表面；主控模块的控制核心采用单片机；操作件包括手柄和按键；信息反馈件包括表头和指示灯。

作为优化：所述履带底盘前端还装有一套前铲，前铲通过其铲刀臂铰接安装在履带底盘的前端，在履带底盘上车底架与铲刀背之间铰接有一条铲刀提升液压缸。

作为优化：履带底盘两侧履带行走马达为液控双速履带行走液压马达。

作为优化：对于所述清洗头单元，还含有一个滚刷架；清洗刷为一个旋转式滚刷，采用柔性轻质刷条，滚刷通过其端轴安装在滚刷架两端的轴承座内，由安装在滚刷架一端的滚刷液压马达驱动；喷水件共有两支，均为间隔安装有多个喷嘴的喷水杆，平行滚刷轴布置在滚刷架两侧；测距传感器有四个，按2×2布局分别布置在滚刷架两侧靠近其两端的位置；滚刷架上还装有滚刷护罩；靠近滚刷端部的位置设置有滚刷转速传感器；所述测距传感器和滚刷转速传感器通过信号电缆与操作控制单元主控模块连接。

作为进一步优化：液压控制单元中控制滚刷液压马达的电磁换向阀为电磁比例换向阀，所述电磁比例换向阀通过电缆与操作控制单元主控模块功率输出驱动电路连接并接受主控模块的控制。

作为进一步优化：所述供水单元中，水泵出水分为两路，分别输送至清洗头单元中的两支喷水件，两支输水管路上均装有流量控制阀和带通讯模块的流量计；水泵出水口设置有输出水压传感器；所述流量计和输出水压传感器通过信号电缆与操作控制单元主控模块连接。

作为再进一步优化：所述供水单元中，两支输水管路上的流量控制阀为电磁流量控制阀，所述电磁流量控制阀通过电缆与操作控制单元主控模块功率输出驱动电路连接，接受主控模块的控制。

作为进一步优化：对于所述动力单元，还含有动力单元底架、发动机总成、分动箱、燃油箱和蓄电池；发动机总成包含发动机和与发动机集成安装的进排气组件、启动电机、发电机和散热水箱；发动机、散热水箱、分动箱、燃油箱和蓄电池均安装在动力单元底架上；分动箱有2～4个动力输出口；液压泵有2～4个，直联在分动箱的动力输出口上；分动箱输入端与发动机飞轮端联接，发动机输出动力经分动箱传递至液压泵，驱动液压泵运转；燃油箱通过输油管路与发动机总成连接，蓄电池与发动机总成之间通过电缆连接；还设置有与操作控制单元连接的燃油箱油位传感器、发动机机油压力传感器、发动机水温传感器和发动机转速传感器，所述各传感器通过信号电缆或与操作控制单元中的主控模块连接，或与操作控制单元中的信息显示件连接，或同时与操作控制单元中的主控模块和信息显示件连接；发动机总成中的启动电机通过电缆与操作控制单元中的操作件连接，接受操作控制单元的启停控制。

作为再进一步优化：所述动力单元中，动力单元底架与履带底盘之间通过螺栓组联接；底架周边设置有专用起吊件；各油泵与通往液压控制单元和液压油箱单元的液压管路之间采用易拆液压管接头联接；单元内相关设备与其通往操作控制单元的电缆之间设置有电连接器。

作为再进一步优化：所述动力单元中，液压泵有三个，分别用于驱动履带底盘的所有液压执行件、清洗头单元和供水单元中的液压马达、以及清洗头支撑定位单元内的所有液压执行件。

作为更进一步优化：对于所述液压控制单元，各控制阀根据控制对象及所连通动力单元中液压泵的不同集成为三个不同的阀组，阀组一用于控制履带底盘上各液压执行件，阀组二用于控制滚刷液压马达和水泵液压马达，阀组三用于控制清洗头支撑定位单元中各液压执行件，各组对应的液压泵、阀组和液压执行件通过液压管路构成三个分立的液压回路，各液压回路除仅共用油箱外，彼此完全独立；各阀组均设置有所在液压回路的系统压力传感器，所述系统压力传感器与操作控制单元主控模块之间通过信号电缆连接。

作为优化：对于所述清洗头支撑定位单元，其活动底座的回转装置为一由底座回转液压马达驱动的回转支承，动圈与工作臂组底座固联，定圈及壳体固联在横移底座上，底座回转液压马达驱动回转支承动圈回转，从而带动整个工作臂组回转；横移底座上装有四个滚轮，可沿履带底盘前端横向布置的一对导轨左右移动；横移底座与履带底盘之间沿横向铰接有底座横移液压缸，底座横移液压缸通过其伸缩驱动横移底座横移，从而带动整个工作臂组横向移动；回转装置上设置有臂组回转位置测量装置，横移底座与履带底盘之间设置有臂组横移位置测量装置，回转位置测量装置和横移位置测量装置通过信号电缆与操作控制单元主控模块连接。

作为优化：对于所述清洗头支撑定位单元，其工作臂组包含一个臂组底座、一个主臂、一个端臂、一套转接摇杆组件、一根推拉杆、一条主臂俯仰液压缸和一条端臂调姿液压缸，主臂根部铰接在臂组底座上，端部与端臂铰接，中部与转接摇杆组件铰接，转接摇杆组件与端臂之间铰接推拉杆，主臂俯仰液压缸铰接在主臂和臂组底座之间，通过其伸缩可驱动主臂俯仰，端臂调姿液压缸铰接在臂组底座和转接摇杆组件之间，通过其伸缩可驱动端臂摆动；工作臂组上分别设置有针对端臂摆动的端臂角位移测量装置和针对主臂俯仰的主臂角位移测量装置，端臂角位移测量装置和主臂角位移测量装置通过信号电缆与操作控制单元主控模块连接。

作为进一步优化：对于所述清洗头支撑定位单元的工作臂组，其主臂为一呈两段弯折形、腹板可打开的中空结构件，其内腔可用于敷设相应软硬管路和电缆；转接摇杆组件铰接在主臂角部；转接摇杆组件、推拉杆、端臂和主臂平直段构成一平行四边形机构；转接摇杆组件、端臂调姿液压缸、臂组底座和主臂斜直段构成一四连杆机构，当端臂与清洗头单元连接的法兰面相对大地的姿态倾角等于光伏阵列板面倾角时，端臂调姿液压缸活塞杆正好处于其行程中位，该四连杆机构转化为平行四边形机构。

作为优化：所述液压控制单元还包含一个水冷式冷却器，液压控制单元内液压油路回油管与冷却器油路入口连接，冷却器油路出口经回油管与液压油箱单元回油口连接，冷却器的冷却水路串联在从贮水单元到供水单元的输水管路中，即冷却器的入水口与供水单元出水口连通，冷却器的出水口与水泵的吸水口连通。

作为优化：所述贮水单元，由两个同样的水箱组成，左右并排布置；每个水箱的出水口均装有启闭水阀，再由各自输水管汇聚至一个三通件，三通件的另一个管口作为贮水单元的出水口与通向供水单元的吸水管连通。

本实用新型所述光伏阵列清洗车的工作过程及工作原理为：

a）实施清洗作业时，先完成清洗车在阵列排端部的定位，使车体与阵列排保持平行且保持一定的距离，再完成清洗头支撑定位单元的工作展开，使工作臂组携带清洗头单元偏摆至光伏阵列一侧，臂组走向与阵列走向保持大致垂直，清洗刷与光伏阵列板面均匀接触并保持一定的吃板深度；b）清洗刷工作，喷水件向光伏阵列板面喷水，履带底盘沿当前一排光伏阵列稳速前进，从而对当前阵列实施移动清洗；清洗过程中，清洗头测距传感器持续检测清洗头单元相对光伏阵列板面的距离和平行度数据，并向操作控制单元实时传送，操作控制单元对此信息进行处理，当因阵列板面起伏或路面颠簸造成清洗头单元相对光伏阵列板面的距离和平行度偏离设定值一定程度时，根据设定的工作模式，或由主控模块根据预设的清洗头位姿控制策略和算法自动发出相应的控制指令（自动工作模式时），或由操作者根据操作控制单元的提示信息及自身目测观察通过相应操作件发出指令（手动工作模式时），进而驱动工作臂组的主臂和端臂变换俯仰角和姿态角，使清洗头单元相对光伏阵列板面的距离和平行度回复到理想状态；c）当一排阵列清洗完毕后，清洗刷和喷水件停止工作，工作臂组收至贮存位，底盘驶出原阵列排，或回到停放位，或转至下一排阵列继续实施清洗。

通过对本实用新型技术方案多层次的优化，其功能进一步完善，智能化程度进一步提高，相应工作原理为：

a）清洗作业时，底盘的行进具有人工驾驶和自动驾驶两种模式。当选择人工驾驶模式时，操作人员需根据自己目测观察或操作控制单元的提示信息，通过操控台上的操作件实时调整履带底盘两侧行走马达的转速，从而调整底盘行进的方向和速度，使清洗车在行进过程中的车速和相对阵列的平行度和距离保持在理想状态。当选择自动驾驶模式时，操作控制单元主控模块对底盘面向阵列一侧的测距装置阵列测得的车体到光伏阵列下边沿的距离参数进行实时处理和解算，得到车体相对阵列在地平面内的位姿参数（距离及平行度），当该参数偏离设定值一定程度时，主控模块根据预设的底盘行进位姿控制策略和算法，自动产生相应的控制指令，调整两侧履带行走马达的转速，以消除车体实际位姿相对设定位姿的偏差；同时，主控模块对底盘两侧加速度计侧得数据进行实时处理和解算，得到车体实时垂向运动参数的时间序列，以此并结合底盘行进速度参数对当前路面的崎岖程度作出评估，然后据此评估结果和预置的路况应对策略，适时对底盘行进的平均速度作出调整，当路况变差时，适当降低底盘行进速度，以保证清洗作业的安全，当路况恢复正常时，则再将底盘行进速度恢复到设定值，以确保清洗作业的效率。底盘驾驶两种模式中，人工模式的优先级高于自动模式，在自动驾驶模式下，操作者也可以通过操作件输入操作指令，此时，主控模块暂时中断相应的自动控制过程，直接响应人工指令，对底盘的行进状态作出符合操作者意图的调整，待人工操作解除后，再重新返回自动控制过程。

b）清洗作业处于自动工作模式时，控制模块对清洗头单元位姿的自动控制不仅包括清洗头单元相对光伏阵列板面的距离和平行度，还包括对清洗头单元纵轴相对阵列走向的垂直度和清洗刷相对光伏阵列板面宽度方向偏移量的自动控制。主控模块根据基于车侧测距装置实时数据计算得到的车体相对阵列实际位姿参数（距离和平行度）与设定值的偏差，按照预设的清洗头单元位姿控制策略和算法，适时自动发出相应的控制指令，进而驱动清洗头单元支撑定位单元的活动底座产生整体横移和/或上部偏转（回转支承动圈偏转），以快速消除因车体偏斜造成的清洗头单元相对阵列垂直度和偏移量的超限偏差。另外，在清洗作业的两种工作模式中，手动模式的优先级高于自动模式，即，在自动工作模式下，操作者也可以通过操作件输入操作指令，此时，主控模块暂时中断相应的自动控制过程，直接响应人工指令，对清洗头单元的位姿作出符合操作者意图的调整，待人工操作解除后，再重新返回自动控制过程。

c）清洗头单元及其支撑定位单元在清洗作业开始前需要由贮存位展开至工作位，在清洗作业结束后则需要由工作位回收至贮存位。其展开及回收过程也具有手动和自动两种操作方式。自动展开时，操作控制单元主控模块根据车体定位后相对阵列的初始位姿，按照预设过程控制算法，同时结合清洗头支撑定位单元上针对端臂摆动、主臂俯仰、臂组回转和臂组横移的位置测量装置的反馈信息，按时序输出相应的控制指令，使清洗头单元以最优路径连续运动至光伏阵列电池板上方安全位置，再由手动操作或借由自动清洗模式，最终完成清洗头单元在光伏阵列板面上的定位。自动回收过程基本上是自动展开过程的逆过程。

d）操作控制单元的操控台是整车的控制终端。操作者通过其上手柄、按键、触控屏等完成人工手动操作指令的输入、设备工作参数（如流量控制阀的设定流量等）的设置、以及自动控制参数（如刷板距、刷板距控制偏差、刷板平行度控制偏差、车板距、车板距控制偏差、车板平行度控制偏差、路面颠簸幅度控制阈值等）的设置；直接来自各路传感器的实测设备运行状态信息输入主控模块，作为主控模块实施自动控制的依据，同时，这些信息以及经由主控模块处理后的整车及单元工作状态信息、系统运行提示信息、安全报警信息以及系统故障诊断信息等均通过操控台上的触摸显示屏、表头、指示灯及扬声器等输出，作为人工操作的参考依据。

e）遥控器是整车的辅助控制终端。当操控台遥控选择开关选择遥控时，通过遥控器上相应的操作件，遥控操作者可以以手动操作模式或自动控制模式完成包括底盘驾驶、滚刷旋转及喷水的启闭、以及清洗头单元位姿控制等在内的清洗作业基本功能；当遥控选择开关选择本地控制时，操作控制权由遥控器收回至操控台。

本实用新型的有益效果表现在：

a）由于整车采用模块化方式集成，清洗头单元、动力单元、贮水单元等均具备功能完备、形状规整、接口简单、便于拆装等模块化特征，所以本发明所述清洗车不仅便于制造、便于维修、便于分解后运输，而且为产品的系列化提供了条件，尤其是清洗头单元模块可在保持与清洗头定位支撑单元接口不变的情况下形成刷长系列乃至刷条材质系列，以提高本发明对作业对象和作业条件的适应性和工作灵活性。

b）基于整车的总体布局方式，由于清洗头支撑定位单元前置，使得车上操作人员可对清洗过程进行直观、全面和清晰的观察，便于对清洗中出现的不利状况进行及时处理；由于贮水单元中置，使得清洗过程中整车的纵向重心在贮水量大幅变化的情况下仍可保持基本稳定，从而使底盘始终维持良好的行驶性能；由于动力单元后置，不仅使得该单元具有更好的维修性，还更有利于发动机散热，且可避免发动机的振动和高温对液压油箱、液压控制单元、供水单元和操作控制单元造成不利影响。

c）由于采用履带底盘，可根据具体的使用环境选用钢质履带或橡胶履带，且底盘首部配有前铲，可在清洗过程中快速清除作业路面上零星的小型障碍，所以，本发明所述清洗车地形适应性强，可工作于沙漠、戈壁、荒原、雪地、耕地、泥沼、山坡等各种地形环境。其次，利用首部前铲和履带，本发明所述清洗车也可临时用于对光伏电场路面实施的简单平整和压实，使其具备更多样的功能。再其次，履带马达的驱动油路通过比例换向阀来调节流量的大小和方向，因此可以在较大范围内对底盘行进的速度和方向进行精细地调节，使底盘具有良好的行驶性能。另外，履带马达为液控双速马达，在阵列外转场时，可根据路况选择采用高速模式，提高作业效率。

d）清洗头单元配置滚刷和喷水组件，液压控制单元和供水单元功能及控制分立，且前者可对滚刷转速、滚刷旋向和滚刷设定吃板深度分别实施控制调整，后者可对两路喷水流量分别实施控制调整，因此，本发明所述清洗车具备柔性的清洗机制，可针对不同的对象、环境和要求，在兼顾清洗质量、效率和成本的前提下，通过参数设置，灵活形成不同的清洗工艺，从而进一步提高其对象适应性和作业灵活性。清洗刷采用柔性轻质刷条，利用旋转离心力形成刷柱，结合滚刷前方水幕预冲洗和滚刷后方水幕清除残液，既可保证清洗质量，又不会对光伏组件表面玻璃及涂层（如减反射膜、疏水膜等）造成损伤。

e）清洗头支撑定位单元具有主臂俯仰、端臂俯仰、臂组左右横移和臂组回转四个自由度，其一，使其具备左侧位工作、右侧位工作和中位贮存三种位姿模式，且三工位之间可便捷转换，使本发明所述清洗车能够以更灵活的方式工作，实际清洗作业中，可在阵列端部原地调头转排并快速完成清洗头单元的初始定位，节约准备时间，提高工作效率；其二，使其对清洗头单元的空间位置和姿态具有充分的调控能力，确保清洗过程中清洗头单元相对光伏阵列板面的位置及姿态的稳定。

f）基于工作臂组端臂的运动传递机构，当端臂法兰姿态角处于设定值或其附近时，主臂的俯仰与端臂的俯仰无耦合或只有轻微耦合，清洗头单元的调距对其姿态角无影响或只有轻微的、可近似忽略的影响，因此，清洗头支撑定位单元处于侧位工作位姿时，操作控制单元基本上可对清洗头单元的位置和姿态实施独立的控制，当仅通过工作臂俯仰调整清洗头单元到电池版面的距离时，清洗头单元相对板面的平行姿态保持不变，避免了许多同类技术方案中臂组在位姿调整时两个自由度之间的显著耦合，使得清洗头单元位姿调整时，手动模式下操作更容易，自动模式下则系统实时性、稳定性和均匀性更好。

g）基于工作臂组主臂腹部可打开的中空结构，通往清洗头单元的各种软硬管缆可在主臂内腔敷设，使本发明所述清洗车的外观更为整洁。

h）贮水单元采用双水箱左右并置的组合方式，且均可独立供水，这样，通过不等量使用两侧水源，可在一定程度上人为调节清洗机的横向重心位置，以反向抵消清洗头及其支撑定位单元处于侧向工作位时对车体倾覆力矩效应，从而在一定程度上减轻或消除底盘工作行进中由于两侧履带接地比压不同造成的车体倾斜和行进走偏，使底盘保持更好的行驶性能。

i）基于液压控制单元和动力单元的结构，本发明所述清洗车中，底盘驱动液压系统、清洗头支撑定位液压系统、以及滚刷和水泵驱动液压系统为三个完整且分立的液压系统，清洗作业中各系统负载及运行状态的变化不会对其他系统造成干扰，从而使整机工作稳定、安全、可靠。

j）液压控制单元油液冷却器采用来自供水单元的清洗水流作为冷却介质，高温液压回油与低温清洗供水通过液压冷却器进行热量交换，既改善了液压系统的工作性能，又在一定程度上提高了清洗介质的表面活性，且无需另外设置其他的散热、加热设备，勿需提供额外的动力和介质，冷热互补，节能降耗。

k）基于采用计算机控制的主控模块、广布的传感检测器件、集成化可视化的操作控制终端和专门开发的智能控制软件，本发明所述清洗车可对清洗作业中的清洗头位姿和底盘.行进实时自动控制，使清洗头单元相对光伏阵列板面的位置和姿态始终处于理想状态，以确保清洗质量稳定、清洗过程安全高效，还可自动实施清洗头单元及其支撑定位单元的展开和回收，以节约清洗准备时间，进而提高作业效率。而且，智能化程度的提高可大大降低操作者的工作强度，使操作简便，且可节约人力成本。

l）本实用新型所述清洗车具有手动和自动两种工作模式，操作方式灵活多样，既可在车上通过操作控制单元操控台直接操作，也可在车外一定距离内通过遥控器遥控操作，对于底盘行进、清洗头位姿控制、以及清洗头及其支撑定位单元的展开和回收，既可由操作者手动操作，也可在分别启动各自的自动模式选择开关后，由操作控制单元主控模块对相应过程实施自动操作，而且，不论是操控台，还是遥控器，均既可实施手动操作，也可启动自动操作。

m）基于本实用新型所述清洗车在作业方式和清洗工艺等方面的灵活性，具体清洗作业中，可以根据具体的光伏阵列设置、污物类型及覆盖程度、清洗要求、以及环境条件的因素，充分优化作业方法，在确保任务目标的前提下，避免无谓的油水消耗，既节约资源消耗，又降低使用成本。

附图说明

图1为本实用新型组成框图。

图2为本实用新型各组成模块间控制信息流、液压介质流和清洗介质流传递关系框图。

图3为本实用新型一个实施例清洗光伏阵列时的立体外观图。

图4为本实用新型实施例前端局部立体外观图。

图5为本实用新型实施例清洗头单元立体结构组成图。

图6为本实用新型实施例清洗头支撑定位单元工作臂组立体结构组成图。

图7为本实用新型实施例清洗头支撑定位单元活动底座立体结构组成图（含底盘局部）。

图8为本实用新型实施例动力单元立体结构组成图。

图9为本实用新型实施例液压控制单元的组成及油路连接框图。

图10为本实用新型实施例供水单元的立体结构组成示意图。

图11为本实用新型实施例操作控制单元的立体结构组成示意图。

图12为本实用新型实施例操作控制单元控制关系框图。

图中：1-履带底盘；2-清洗头单元；3-清洗头支撑定位单元；4-液压控制单元；5-液压油箱单元；6-供水单元；7-贮水单元；8-动力单元；9-操作控制单元；10-光伏阵列面板；101-前铲；102-上车底架；103-台车架；104-超声测距装置；107-铲刀提升液压缸；108-数字加速度计；201-清洗滚刷；2011-芯轴；2012-刷条；202-滚刷架；2021-上法兰；2022-主梁；203-护罩板；204-滚刷马达液压软胶管；205-传感器信号电缆；206-喷水件；2061-喷水杆；2062-喷嘴；207-滚刷转速传感器；208-滚刷液压马达；209-滚刷马达联接座；210-弹性联轴器Ⅰ；211-滚刷轴承座；212-超声测距传感器；213-喷水件输水软胶管；31-工作臂组；3101-臂组底座；31011-臂组底座下底板；3102-主臂；3103-端臂调姿液压缸；3104-转接摇杆组件；31041-转接角件；31042-连杆；31043-摇杆；3105-推拉杆；3106-端臂；31061-法兰面；3107-主臂俯仰液压缸；3108-液压管件；3109-旋转编码器Ⅰ；3110-中央回转接头；32-活动底座；3201-导轨；3202-横移底座；32021-驱动臂；32022-支脚；32023-圆筒壁；32024-滚轮；3203-回转装置；32031-回转支承；32032-底座回转液压马达；32033-回转减速器；32034-旋转编码器Ⅱ；3205-油缸支座；3206-金属输水管；3207-位移传感器；3208-旋转接头；41-阀组一；42-阀组二；43-阀组三；44-水冷式冷却器；601-水泵支架；602-水泵液压马达；603-弹性联轴器Ⅱ；604-水泵；605-水压计；606-水泵回水口；607-水泵出水口；608-开关阀；609-水泵吸水口；610-电磁流量控制阀；611-带通讯模块的流量计；801-动力单元底架；802-柴油发动机总成；8021-发动机本体；8022-进排气组件；8023-散热水箱；803-分动箱；804-液压泵三；805-液压泵二；806-液压泵一；807-蓄电池；808-燃油箱；809-动力单元护罩；901-驾驶室；902-操控台；903-信息反馈件；904-操作件；905-触控液晶显示屏；906-天线；907-座椅；908-主控模块；909-无线收发模块；910-遥控器。

具体实施方式

下面结合附图和一个实施例对本实用新型所提出的技术方案做进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

如图1、图2和图3所示，一种智能化光伏阵列清洗车，由履带底盘1和工作装置组成，其中，工作装置由清洗头单元2、清洗头支撑定位单元3、液压控制单元4、液压油箱单元5、供水单元6、贮水单元7、动力单元8和操作控制单元9等组成。整车按模块化方法进行集成：清洗头单元2通过其滚刷架202上法兰2021以螺栓联接方式固联在支撑定位单元3的末端，两单元之间的油路、水路和电路通过管接头及电连接器连接；清洗头支撑定位单元3、液压控制单元4、液压油箱单元5、供水单元6、贮水单元7、动力单元8和操作控制单元9均安装在履带底盘1上，其中，动力单元8固定在履带底盘1的尾部，贮水单元7紧邻动力单元8布置，操作控制单元9紧邻贮水单元7固定在履带底盘1一侧，清洗头支撑定位单元3安装在履带底盘1的前端。如图3所示，操作控制单元9通过电缆与履带底盘1、清洗头单元2、清洗头支撑定位单元3、液压控制单元4、液压油箱单元5、供水单元6、贮水单元7和动力单元8连接，接收来自以上各单元的信息，并向动力单元8、液压控制单元4和供水单元6发出指令，控制其运行；液压控制单元4与履带底盘1、清洗头单元2、清洗头支撑定位单元3、液压油箱单元5、供水单元6、动力单元8之间，以及液压油箱单元5和动力单元8之间通过液压管路连通，形成液压系统，分别驱动履带底盘1行进、供水单元6泵水、清洗头支撑定位单元3位姿变换和清洗头单元2的清洗滚刷201旋转；贮水单元7、供水单元6与清洗头单元2通过输水管路依次连接，使清洗水加压后从清洗头单元2的喷水件206的喷嘴2062喷出。

如图3和图4所示，履带底盘1包括一对履带台车、上车底架102、以及连接上车底架102和两侧履带台车的悬架，每侧台车包括台车架103、驱动轮、液控双速履带行走马达106、引导轮、张紧装置、支重轮、托链轮和履带等。履带底盘1前端还装有一套前铲101，前铲101通过其铲刀臂铰接在履带底盘1上车底架102的下部，在履带底盘1上车底架102前下部与铲刀背之间铰接一条铲刀提升液压缸107，该液压缸缩回，可将铲刀提起，伸出，则可将铲刀放下。另外，上车底架102和台车架103两外侧面靠近底盘首、尾的位置各装有两对上下布置的超声测距装置104，每侧形成2×2侧向测距阵列；两履带驱动轮附近台车架103上各装有一个履带测速装置105；上车底架102前部两侧还装有一对可测垂向加速度的数字加速度计108。履带行走马达106和铲刀提升液压缸107通过液压管路与液压控制单元4的底盘驱动阀组（阀组一41）连通，在液压控制单元4控制下输出转动和伸缩；履带测速装置105、超声测距装置104和数字加速度计108通过信号电缆与操作控制单元9的主控模块908连接，向操作控制单元9实时反馈履带底盘1的位置、速度及振动等状态信息。

如图5所示，清洗头单元2包括清洗滚刷201、滚刷架202、透明护罩板203、滚刷液压马达208、滚刷马达联接座209、弹性联轴器Ⅰ210、滚刷轴承座211、喷水件206、滚刷转速传感器207、超声测距传感器212、滚刷马达液压软胶管204、喷水件输水软胶管213、以及传感器信号电缆205等；清洗滚刷201由芯轴2011和柔性轻质刷条2012组成，通过其端轴安装在滚刷架202两端的滚刷轴承座211内，由安装在滚刷架202一端的滚刷液压马达208驱动旋转，刷条2012在离心力作用下展开，与光伏阵列板面板10接触后可产生清洗所需的接触摩擦力和相对磨擦速度；喷水件206为两支间隔安装有多个喷嘴2062的喷水杆2061，平行滚刷轴布置在滚刷架202两侧，且与滚刷轴基本等高；超声测距传感器212有四个，按2×2对称布局安装在滚刷架202两侧靠近其两端的位置；滚刷转速传感器207安装在滚刷马达联接座209上。滚刷液压马达208通过液压管路经清洗头支撑定位单元3与液压控制单元4的阀组二42连通；喷水件206通过输水管路经清洗头支撑定位单元3与供水单元6连接；超声测距传感器212和滚刷转速传感器207通过信号电缆经清洗头支撑定位单元3与操作控制单元9的主控模块908连接，向操作控制单元9实时反馈清洗头单元2位姿信息和清洗滚刷201转速信息。滚刷架202的主梁2022为空心型材，滚刷马达液压软胶管204和喷水件输水软胶管213分别从其两端中穿入后再集中从中部上法兰2021内孔穿出。

如图3所示，清洗头支撑定位单元3包括工组臂组31和活动底座32，工作臂组31固定在活动底座32的回转装置3203上。

如图6所示，工组臂组31包括臂组底座3101、主臂3102、端臂3106、转接摇杆组件3104、推拉杆3105、主臂俯仰液压缸3107、端臂调姿液压缸3103、液压管件3108、中央回转接头3110、输水管件以及铰接销轴等。其中：主臂3102为一呈两段弯折形、腹板可打开的中空结构件，其根部铰接在臂组底座3101上，端部与具有中空内腔的端臂3106铰接，中部拐角处与转接摇杆组件3104铰接；转接摇杆组件3104由一对转接角件31041、一对连杆31042、一对摇杆31043和相应的销轴组成，以主臂3102中拐部为基座构成平行四边形机构；主臂俯仰液压缸3107铰接在主臂3102和臂组底座3101之间，通过其伸缩可驱动主臂3102俯仰；端臂调姿液压缸3103铰接在臂组底座3101和转接摇杆组件3104之间，臂组底座3101、端臂调姿液压缸3103、主臂3102斜直段和转接摇杆组件3104构成一四连杆机构，当端臂调姿液压缸3103活塞杆处于其行程中位时，该四连杆机构转化为平行四边形机构；推拉杆3105铰接在转接摇杆组件3104与端臂3106之间，转接摇杆组件3104、推拉杆3105、端臂3106和主臂3102平直段构成一平行四边形机构，该平行四边形机构与前面四连杆机构通过转接摇杆组件3104串联，端臂调姿液压缸3103通过伸缩驱动端臂摆动，且当其活塞杆处于其行程中位时，端臂3106与清洗头单元2连接的法兰面31061相对大地的姿态倾角等于光伏阵列板面10相对大地的倾角（如35°）；多通道中央回转接头3110安装在臂组底座3101下方回转中心处，其轴端法兰经臂组底座下底板31011中心过孔止口定位后固联在孔沿法兰上；在主臂3102与臂组底座3101铰接轴端部和转接摇杆组件3104与主臂3102铰接轴端部分别0装有旋转编码器Ⅰ3109。主臂俯仰液压缸3107和端臂调姿液压缸3103通过液压管路经中央回转接头3110再经活动底座32与液压控制单元4的阀组三43连通；旋转编码器Ⅰ3109通过信号电缆经活动底座32与操作控制单元9的主控模块908连接，向操作控制单元9实时反馈主臂俯仰角和端臂姿态角信息。连通清洗头单元2的液压管路、输水管路和信号电缆沿主臂3102和端臂3106内腔敷设，并经中央回转接头3110再经活动底座32与液压控制单元4和供水单元6连通。

如图7所示，活动底座32由导轨3201、横移底座3202、回转装置3203、底座横移液压缸3204等组成，其中：两导轨3201沿横向对称固定在履带底盘1上车底架102的前端；横移底座3202为一四轮小车，其对称设置的四个支脚32022上装有滚轮32024，滚轮32024置于导轨3201的滚道内；底座横移液压缸3204沿横向铰接在横移底座3202的驱动臂32021和上车底架102侧边梁上的油缸支座3205之间，底座横移液压缸3204通过伸缩可驱动横移底座3202沿导轨3201左右横移；在横移底座3202其中一支脚32022和对应导轨3201的端部之间设置有拉线式位移传感器3207，用于测取横移底座3202在导轨3201内的横向位移；回转装置3203固联在横移底座3202顶法兰上，由回转支承32031、底座回转液压马达32032、回转减速器32033和旋转编码器Ⅱ32034等组成，底座回转液压马达32032安装在回转减速器32033的一端，可通过回转减速器32033驱动回转支承32031外圈回转，进而带动固定安装在回转支承32031外圈上的工组臂组31整体回转，而安装在回转减速器32033另一端的旋转编码器Ⅱ32034则可以测取回转装置3203的回转角。回转支承32031和横移底座3202的内部空间可容纳工作臂组31底部的中央回转接头3110及其壳体各油口到横移底座3202圆筒壁32023上相应过壁液压管接头之间的液压管路。底座回转液压马达32032油口接头和安装在圆筒壁32023上的过壁液压管接头再通过一组金属油管3204将各油路引至横移底座3202侧部的液水电接口板32024上的相应过壁管接头。安装在驱动臂32021前方的两水路旋转接头3208与工作臂组31上的两支水路连通，再通过两根金属输水管3206将水路引至液水电接口板32024上的相应过壁管接头。底座回转液压马达32032通过横移底座3202上的自身液压管路和外连液压管路与液压控制单元4的阀组三43连接；位移传感器3207和旋转编码器Ⅱ32034通过信号电缆与操作控制单元9的主控模块908连接，向操作控制单元9实时反馈横移底座3202的横向位移和回转支承32031外圈回转角信息。

如图8所示，动力单元8包括动力单元底架801、柴油发动机总成802、分动箱803、液压泵、燃油箱808、蓄电池807、以及动力单元护罩809。其中：柴油发动机总成802集成了进排气组件8022、散热水箱8023、发电机、各种传感器等外围附件；分动箱803有三个动力输出口；液压泵有三个，分别通过法兰直联的形式安装在分动箱803的三个动力输出口上，液压泵一806用于驱动履带底盘1中的液压执行件（包括履带行走马达106、行走马达排量切换机构和铲刀提升液压缸107），液压泵二805用于驱动清洗头单元2中的滚刷液压马达208和供水单元6中的水泵液压马达602，液压泵三804用于驱动清洗头支撑定位单元3中的所有液压执行件（包括主臂俯仰液压缸3107、端臂调姿液压缸3103、底座横移液压缸3204和底座回转液压马达32032）；发动机本体8021、散热水箱8023、分动箱803、燃油箱808和蓄电池807均安装在动力单元底架801上；分动箱803输入端与发动机总成802飞轮端联接，发动机总成802输出动力经分动箱803传递至液压泵，驱动液压泵运转；与散热水箱8023相对，燃油箱808和蓄电池807布置在动力单元底架801的另一端，其中燃油箱808通过支架抬高安装，蓄电池807置于燃油箱808下方；燃油箱808通过输油管路与发动机总成802连接，发动机总成802的启动电机和发电机与蓄电池807之间通过电缆连接；各液压泵通过近端设置有液压管接头的液压管路与液压油箱单元5和液压控制单元4的相应阀组连通；检测发电机转速、机油油压、燃油油量、水箱水温等发动机运行状态信息的传感器、以及蓄电池807和启动电机等通过近端分别设置有电连接器的一组电缆与操作控制单元9对应的信息反馈件903和主控模块908连接；动力单元底架801与履带底盘1的上车底架102之间通过螺栓组联接，其周边设置有专用起吊件；动力单元护罩809上设置有散热窗和检修盖。

如图9所示，液压控制单元4包括三个独立的阀组和一个水冷式冷却器44。其中：阀组一41用于控制履带底盘1上各液压执行件，包括电磁溢流阀、控制两履带行走马达106转速和转向的两个电磁比例换向阀、控制两履带行走马达106排量切换的电磁换向阀、控制铲刀提升油缸107伸缩的电磁换向阀和共同的安装阀板，阀组进油口通过液压管路与动力单元8中液压泵一806出油口连通；阀组二42用于控制滚刷液压马达208和水泵液压马达602，包括电磁溢流阀、控制滚刷液压马达208转向和转速的电磁比例换向阀、控制水泵液压马达602启停的电磁换向阀和双路单向节流阀、以及共同的安装阀板，阀组进油口通过液压管路与动力单元8中液压泵二805出油口连通；阀组三43用于控制清洗头支承定位单元3中各液压执行件，包括安装阀板、电磁溢流阀和分别控制三个液压缸和一个液压马达的四套电磁换向阀、双路单向节流阀和双路单项平衡阀的组合，阀组进油口通过液压管路与动力单元8中液压泵三804出油口连通；以上三套阀组的回油口通过液压管路汇聚后与水冷式冷却器44进油口连通，水冷式冷却器44出油口则通过液压管路与液压油箱单元5回油口连通；各阀组与对应的液压泵和液压执行件通过液压管路构成三个分立的液压回路，各液压回路除仅共用冷却器和油箱外，彼此完全独立；各阀组上还设置有检测所在油路工作压力的油压传感器；各电磁控制阀通过电缆与操作控制单元9主控模块908外围功率输出驱动电路连接，各油压传感器通过电缆与操作控制单元9的主控模块908连接，向操作控制单元9实时反馈各阀组油路压力信息；主控模块908可根据操作者输入指令或预置的控制策略对相应的电磁控制阀进行控制。

液压油箱单元5装有油温和油位传感器，传感器通过电缆与操作控制单元9的主控模块908连接，向操作控制单元9实时反馈液压油箱内油温和油位信息。

如图3所示，贮水单元7由左右并排布置的两个同样的方形水箱组成；水箱具有金属托盘和格栅框架，内置高密度聚乙烯内胆，底部设置有出水口，出水口上均装有启闭水阀，顶部设置有加水口，加水口上装有透气式顶盖，顶盖上还装有水位传感器；两水箱的出水口经各自输水管汇聚至一个三通件，三通件的另一个管口作为本单元的出水口与通向供水单元6的吸水管连接；水位传感器通过电缆与操作控制单元9的主控模块908连接，向操作控制单元9实时反馈水箱内的水位信息。

如图10所示，供水单元6包含水泵支架601、水泵液压马达602、弹性联轴器Ⅱ603、水泵604，开关阀608、电磁流量控制阀610、水压计605、带通讯模块的流量计611和连接管路等。其中：水泵液压马达602和柱塞式水泵604均安装在水泵支架601上，水泵液压马达602通过弹性联轴器Ⅱ603驱动水泵604运转；水泵吸水口609与贮水单元7出水口之间的吸水管路通过液压控制单元4中的水冷式冷却器44，形成该冷却器的水路，即水冷式冷却器44的入水口与贮水单元7出水口连通，出水口则与水泵的吸水口连通；水泵出水室测压口上装有水压计605；两个水泵出水口607上均装有开关阀608；开关阀608之后的输水管路分别与清洗头单元2中的两喷水件206连通，两支输水管路上均装有电磁流量控制阀610和带通讯模块的流量计611；水泵回水口606通过单独管路与贮水单元7水箱加水口连通；水泵液压马达602通过液压管路与液压控制单元4的阀组二42连通；各传感器和电磁流量控制阀610通过电缆与操作控制单元9的主控模块908连接，传感器向操作控制单元9实时反馈水压、流量等单元运行状态信息，电磁流量控制阀610则接受操作控制单元9的主控模块908根据操作者输入指令或预置的控制策略对其作出的控制，对所在输水支路的水流流量进行调节。

如图11所示，操作控制单元9包括驾驶室901、操控台902、主控模块908、触控液晶显示屏905、操作件904、信息反馈件903和座椅907等。其中：操控台902和座椅907置于驾驶室901内；主控模块908安装在操控台902内；触控液晶显示屏905、操作件904和信息反馈件903安装在操控台902的上部表面；操作件904包括手柄、按键和开关等；信息反馈件903包括指示灯、表头和扬声器等；触控液晶显示屏905既用于信息显示，也用于操作控制指令的输入；如图12所示，主控模块908内置核心处理器、功率输出驱动电路、信号输出接口电路、操作输入接口电路和信号输入接口电路等，其中核心处理器采用单片机，其控制软件包含清洗头清洗位姿控制程序和底盘行进位姿及速度控制程序等；触控液晶显示屏905与单片机之间通过总线连接；各操作件904通过电缆与主控模块908操作输入接口电路连接，或通过电缆与所控制设备直接连接；各信息反馈件903通过电缆与对应的传感器连接，或通过电缆与主控模块908信号输出接口电路连接。

操作控制单元9还包含遥控器910和无线收发模块909；遥控器910不固定在本发明所述清洗车上，自身由电池供电，内置无线收发电路，外部设置有相应的操作及信息反馈器件，具备完成清洗作业所需的操控功能；无线收发模块909含有天线906，天线906安装在驾驶室901上方，其他部分安装在操控台902内，天线906与模块主体之间通过电缆连接；遥控器910与无线收发模块909之间通过调制电磁波进行通信，无线收发模块909与主控模块908之间通过信号电缆连接，通过遥控器910，可在远离本发明所述清洗车一定距离范围内对其运行进行控制；在操控台902上的操作件904中有一个遥控选择开关，只有该开关选择遥控状态时，遥控器910才起作用。

本智能化光伏阵列清洗车实施清洗作业时，车体相对阵列排保持平行且保持一定的距离，清洗头单元2偏摆至光伏阵列上方，旋转的清洗滚刷201与光伏阵列板面10均匀接触且保持一定的吃板深度，喷水件206向光伏阵列板面10喷水，履带底盘1沿当前一排光伏阵列稳速前进，从而对当前阵列实施移动清洗。

清洗作业时，履带底盘1的行进具有人工驾驶和自动驾驶两种模式。当选择人工驾驶模式时，操作人员需根据自己目测观察或操作控制单元9的提示信息，通过操控台902上的操作件904实时调整履带底盘1两侧履带行走马达106的转速，从而调整底盘行进的方向和速度，使清洗车在行进过程中的车速和相对阵列的平行度和距离保持在理想状态。当选择自动驾驶模式时，操作控制单元9主控模块908对底盘面向阵列一侧的超声测距装置104阵列测得的车体到光伏阵列下边沿的距离参数进行实时处理和解算，得到车体相对阵列在地平面内的位姿参数（距离及平行度），当该参数偏离设定值一定程度时，主控模块908根据预设的底盘行进位姿控制策略和算法，自动产生相应的控制指令，调整两侧履带行走马达106的转速，以消除车体实际位姿相对设定位姿的偏差；同时，主控模块908对底盘两侧加速度计108侧得的数据进行实时处理和解算，得到车体实时垂向运动参数的时间序列，以此并结合底盘行进速度参数对当前路面的崎岖程度作出评估，然后据此评估结果和预置的路况应对策略，适时对底盘行进的平均速度作出调整，当路况变差时，适当降低底盘行进速度，以保证清洗作业的安全，当路况恢复正常时，则再将底盘行进速度恢复到设定值，以确保清洗作业的效率。在自动驾驶模式下，操作者也可以进行手动驾驶，此时，主控模块908暂时中断相应的自动控制过程，直接响应人工指令，对底盘的行进状态作出符合操作者意图的调整，待人工操作解除后，再重新返回自动控制过程。

本实用新型所述光伏阵列清洗车的工作过程及工作原理为：

a）实施清洗作业时，先完成清洗车在阵列排端部的定位，使车体与阵列排保持平行且保持一定的距离，再完成清洗头支撑定位单元3的工作展开，使工作臂组31携带清洗头单元2偏摆至光伏阵列一侧，臂组走向与阵列走向保持大致垂直，清洗滚刷201与光伏阵列板面10均匀接触并保持一定的吃板深度；b）清洗滚刷201工作，喷水件206向光伏阵列板面喷水，履带底盘1沿当前一排光伏阵列稳速前进，从而对当前阵列实施移动清洗；清洗过程中，清洗头测距传感器持续检测清洗头单元2相对光伏阵列板面10的距离和平行度数据，并向操作控制单元9实时传送，操作控制单元9对此信息进行处理，当因阵列板面起伏或路面颠簸造成清洗头单元2相对光伏阵列板面10的距离和平行度偏离设定值一定程度时，根据设定的工作模式，或由主控模块908根据预设的清洗头位姿控制策略和算法自动发出相应的控制指令（自动工作模式时），或由操作者根据操作控制单元9的提示信息及自身目测观察通过相应操作件904发出指令（手动工作模式时），进而驱动工作臂组31的主臂3102和端臂3106变换俯仰角和姿态角，使清洗头单元2相对光伏阵列板面10的距离和平行度回复到理想状态；c）当一排阵列清洗完毕后，清洗滚刷201和喷水件206停止工作，工作臂组31收至贮存位，底盘驶出原阵列排，或回到停放位，或转至下一排阵列继续实施清洗。

通过对本实用新型技术方案多层次的优化，其功能进一步完善，智能化程度进一步提高，相应工作原理为：

清洗作业时，清洗头支撑定位单元3也有手动和自动两种工作模式。两种模式下，清洗头超声测距传感器212阵列持续检测并向操作控制单元9实时传送清洗头单元2相对光伏阵列板面10的距离和平行度数据，底盘侧面超声测距装置104阵列持续检测并向操作控制单元9实时传送车体相对光伏阵列的距离和平行度数据，操作控制单元9对收到信息进行分析处理并通过触控液晶显示屏905显示。手动模式下，操作人员需根据自己目测观察或操作控制单元9的提示信息，通过操控台902上的操作件904实时调整工作臂组31的主臂俯仰角、端臂姿态角、乃至臂组横移量和偏摆角，使清洗头单元2相对光伏阵列的位置和姿态保持在理想状态。自动模式下，当因阵列板面起伏或路面颠簸造成清洗头单元2相对光伏阵列板面10的距离和平行度偏离设定值一定程度时，主控模块908根据预设的清洗头位姿控制策略和算法自动发出相应的控制指令，驱动工作臂组31的主臂3102和端臂3106分别变换其俯仰角和姿态角，从而使清洗头单元2相对光伏阵列板面10的距离和平行度回复到理想状态；当车体相对光伏阵列的距离和平行度偏离设定值一定程度时，主控模块908根据预设的清洗头位姿控制策略和算法自动发出相应的控制指令，驱动清洗头支撑定位单元3的活动底座32产生整体横移和/或上部偏转（回转支承32031外圈偏转），以快速消除因车体偏斜造成的清洗头单元2相对阵列垂直度和偏移量的超限偏差。在自动工作模式下，操作者也可以进行手动操作，此时，主控模块908暂时中断相应的自动控制过程，直接响应人工指令，对清洗头单元2的位姿作出符合操作者意图的调整，待人工操作解除后，再重新返回自动控制过程。

清洗头单元2及清洗头支撑定位单元3在清洗作业开始前的展开过程和结束后的回收过程也具有手动和自动两种操作方式。自动展开时，主控模块908根据车体定位后相对阵列的初始位姿，按照预设过程控制算法，同时结合清洗头支撑定位单元3上针对端臂摆动、主臂俯仰、臂组回转和臂组横移的位置测量装置的反馈信息，按时序输出相应的控制指令，使清洗头单元2以最优路径连续运动至光伏阵列板面10上方安全位置，再由手动操作或借助清洗头支撑定位单元3的自动工作模式，最终完成清洗头单元2在光伏阵列板面10上的定位。自动回收过程基本上是自动展开过程的逆过程。

操作控制单元9的操控台902是整车的控制终端。操作者通过其上手柄、按键、触控液晶显示屏905等完成人工手动操作指令的输入、设备工作参数（如输水管路流量控制阀和滚刷马达流量控制阀的设定流量等）的设置、以及自动控制参数（如刷板距、刷板距控制偏差、刷板平行度控制偏差、车板距、车板距控制偏差、车板平行度控制偏差、路面颠簸幅度控制阈值等）的设置；来自各路传感器的实测设备运行状态信息输入主控模块908，作为主控模块908实施自动控制的依据，同时，这些信息以及经由主控模块908处理后的整车及单元工作状态信息、系统运行提示信息、安全报警信息以及系统故障诊断信息等均通过操控台902上的触控液晶显示屏905、表头、指示灯及扬声器等输出，作为人工操作的参考依据。

遥控器910是整车的辅助控制终端。当操控台902上的遥控选择开关选择遥控时，通过遥控器910，驾驶室901外的操作者可以以手动操作模式或自动控制模式完成包括底盘驾驶、滚刷旋转及喷水的启闭、以及清洗头位姿控制等在内的清洗作业基本功能。

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，比如动力单元8的发电机改用汽油发动机、液压泵增加为四个、贮水单元7采用单个金属水箱或玻璃钢水箱、测距传感器采用激光或红外测距传感器等等。但是，凡此各种惯常的具体变换形式，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 (19)

1.智能化光伏阵列清洗车，由履带底盘和工作装置组成，履带底盘含有一对履带行走马达，工作装置包含清洗头单元、清洗头支撑定位单元、液压控制单元、液压油箱单元、供水单元、贮水单元、动力单元和操作控制单元，清洗头单元安装在清洗头支撑定位单元的末端,含有清洗刷、喷水件和用于测量清洗头单元到太阳能电池板距离的测距传感器，液压控制单元含有液压控制阀，供水单元含有水泵，动力单元含有液压泵，贮水单元、供水单元与清洗头单元通过输水管路依次连接，使清洗介质加压后从清洗头单元的喷水件喷出，其特征在于：

清洗头支撑定位单元、液压控制单元、液压油箱单元、供水单元、贮水单元、动力单元和操作控制单元均安装在履带底盘上，其中，动力单元布置在履带底盘的尾部，贮水单元紧邻动力单元布置，液压油箱单元和操作控制单元紧邻贮水单元布置，操作控制单元位于履带底盘一侧，液压控制单元位于液压油箱单元的前方，清洗头支撑定位单元安装在履带底盘的首部；

清洗头支撑定位单元包含活动底座和工组臂组，活动底座含有回转装置和横移装置，工作臂组含有主臂、端臂、主臂俯仰液压缸和端臂调姿液压缸，工作臂组固定在活动底座的回转装置上；

供水单元含有水泵液压马达和水阀，水泵液压马达驱动水泵运转；

操作控制单元包含主控模块、操作件和信息反馈件，主控模块以计算机为控制核心，操作控制单元通过电缆与清洗头单元、动力单元、液压控制单元和供水单元连接，接收来自以上各单元的信息，并向动力单元、液压控制单元和供水单元发出指令，控制其运行；

液压控制单元包含两个对应控制两底盘履带行走马达的比例换向阀，液压控制单元所含其他换向阀均为电磁换向阀，所述各电磁换向阀通过电缆与操作控制单元主控模块功率输出驱动电路连接并接受主控模块的控制，液压控制单元与动力单元、液压油箱单元、履带底盘、供水单元、清洗头支撑定位单元之间，以及动力单元和液压油箱单元之间通过液压管路连通，形成液压系统，分别驱动履带底盘行进、供水单元泵水和清洗头支撑定位单元位姿变换。

2.根据权利要求1所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：履带底盘每侧靠近首、尾的位置在不同高度上各装两个侧向测距装置，形成2×2侧向测距阵列；履带底盘前部两侧分别装有可测垂向加速度的加速度计；履带底盘的两侧分别设置有履带测速装置；所述侧向测距装置、加速度计和履带测速装置通过信号电缆与操作控制单元主控模块连接；液压控制单元中控制两履带行走马达的两比例换向阀均为电磁比例换向阀，所述磁比例换向阀通过电缆与操作控制单元主控模块功率输出驱动电路连接并接受主控模块的控制。

3.根据权利要求1所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：所述操作控制单元还包含遥控器和无线接收模块，所述操作控制单元操作件中含有遥控选择开关；所述遥控器内置供电电池和无线发射电路，其外部设置有相应的操作手柄和按钮；所述无线接收模块含接收天线和模块主体，天线与模块主体之间通过电缆连接；遥控器与无线接收模块之间通过调制电磁波进行通信，无线接收模块与主控模块之间通过信号电缆连接。

4.根据权利要求1所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：所述操作控制单元还包括驾驶室、设置在驾驶室内的操控台、座椅和液晶屏，主控模块安装在操控台内，液晶屏、操作件和信息反馈件安装在操控台的上部表面；主控模块的控制核心采用单片机；操作件包括手柄和按键；信息反馈件包括表头和指示灯。

5.根据权利要求1所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：所述履带底盘前端还装有一套前铲，前铲通过其铲刀臂铰接安装在履带底盘的前端，在履带底盘上车底架与铲刀背之间铰接有一条铲刀提升液压缸。

6.根据权利要求1所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：履带底盘两侧履带行走马达为液控双速履带行走液压马达。

7.根据权利要求1所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：对于所述清洗头单元，还含有一个滚刷架；清洗刷为一个旋转式滚刷，采用柔性轻质刷条，滚刷通过其端轴安装在滚刷架两端的轴承座内，由安装在滚刷架一端的滚刷液压马达驱动；喷水件共有两支，均为间隔安装有多个喷嘴的喷水杆，平行滚刷轴布置在滚刷架两侧；测距传感器有四个，按2×2布局分别布置在滚刷架两侧靠近其两端的位置；滚刷架上还装有滚刷护罩；靠近滚刷端部的位置设置有滚刷转速传感器；所述测距传感器和滚刷转速传感器通过信号电缆与操作控制单元主控模块连接。

8.根据权利要求7所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：液压控制单元中控制滚刷液压马达的电磁换向阀为电磁比例换向阀，所述电磁比例换向阀通过电缆与操作控制单元主控模块功率输出驱动电路连接并接受主控模块的控制。

9.根据权利要求7所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：所述供水单元中，水泵出水分为两路，分别输送至清洗头单元中的两支喷水件，两支输水管路上均装有流量控制阀和带通讯模块的流量计；水泵出水口设置有输出水压传感器；所述流量计和输出水压传感器通过信号电缆与操作控制单元主控模块连接。

10.根据权利要求9所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：所述供水单元中，两支输水管路上的流量控制阀为电磁流量控制阀，所述电磁流量控制阀通过电缆与操作控制单元主控模块功率输出驱动电路连接，接受主控模块的控制。

11.根据权利要求7所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：对于所述动力单元，还含有动力单元底架、发动机总成、分动箱、燃油箱和蓄电池；发动机总成包含发动机和与发动机集成安装的进排气组件、启动电机、发电机和散热水箱；发动机、散热水箱、分动箱、燃油箱和蓄电池均安装在动力单元底架上；分动箱有2～4个动力输出口；液压泵有2～4个，直联在分动箱的动力输出口上；分动箱输入端与发动机飞轮端联接，发动机输出动力经分动箱传递至液压泵，驱动液压泵运转；燃油箱通过输油管路与发动机总成连接，蓄电池与发动机总成之间通过电缆连接；还设置有与操作控制单元连接的燃油箱油位传感器、发动机机油压力传感器、发动机水温传感器和发动机转速传感器，所述各传感器通过信号电缆或与操作控制单元中的主控模块连接，或与操作控制单元中的信息显示件连接，或同时与操作控制单元中的主控模块和信息显示件连接；发动机总成中的启动电机通过电缆与操作控制单元中的操作件连接，接受操作控制单元的启停控制。

12.根据权利要求11所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：所述动力单元中，动力单元底架与履带底盘之间通过螺栓组联接；底架周边设置有专用起吊件；各油泵与通往液压控制单元和液压油箱单元的液压管路之间采用易拆液压管接头联接；单元内相关设备与其通往操作控制单元的电缆之间设置有电连接器。

13.根据权利要求11所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：所述动力单元中，液压泵有三个，分别用于驱动履带底盘的所有液压执行件、清洗头单元和供水单元中的液压马达、以及清洗头支撑定位单元内的所有液压执行件。

14.根据权利要求13所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：对于所述液压控制单元，各控制阀根据控制对象及所连通动力单元中液压泵的不同集成为三个不同的阀组，阀组一用于控制履带底盘上各液压执行件，阀组二用于控制滚刷液压马达和水泵液压马达，阀组三用于控制清洗头支撑定位单元中各液压执行件，各组对应的液压泵、阀组和液压执行件通过液压管路构成三个分立的液压回路，各液压回路除仅共用油箱外，彼此完全独立；各阀组均设置有所在液压回路的系统压力传感器，所述系统压力传感器与操作控制单元主控模块之间通过信号电缆连接。

15.根据权利要求1所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：对于所述清洗头支撑定位单元，其活动底座的回转装置为一由底座回转液压马达驱动的回转支承，动圈与工作臂组底座固联，定圈及壳体固联在横移底座上，底座回转液压马达驱动回转支承动圈回转，从而带动整个工作臂组回转；横移底座上装有四个滚轮，可沿履带底盘前端横向布置的一对导轨左右移动；横移底座与履带底盘之间沿横向铰接有底座横移液压缸，底座横移液压缸通过其伸缩驱动横移底座横移，从而带动整个工作臂组横向移动；回转装置上设置有臂组回转位置测量装置，横移底座与履带底盘之间设置有臂组横移位置测量装置，回转位置测量装置和横移位置测量装置通过信号电缆与操作控制单元主控模块连接。

16.根据权利要求1所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：对于所述清洗头支撑定位单元，其工作臂组包含一个臂组底座、一个主臂、一个端臂、一套转接摇杆组件、一根推拉杆、一条主臂俯仰液压缸和一条端臂调姿液压缸，主臂根部铰接在臂组底座上，端部与端臂铰接，中部与转接摇杆组件铰接，转接摇杆组件与端臂之间铰接推拉杆，主臂俯仰液压缸铰接在主臂和臂组底座之间，通过其伸缩可驱动主臂俯仰，端臂调姿液压缸铰接在臂组底座和转接摇杆组件之间，通过其伸缩可驱动端臂摆动；工作臂组上分别设置有针对端臂摆动的端臂角位移测量装置和针对主臂俯仰的主臂角位移测量装置，端臂角位移测量装置和主臂角位移测量装置通过信号电缆与操作控制单元主控模块连接。

17.根据权利要求16所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：对于所述清洗头支撑定位单元的工作臂组，其主臂为一呈两段弯折形、腹板可打开的中空结构件，其内腔可用于敷设相应软硬管路和电缆；转接摇杆组件铰接在主臂角部；转接摇杆组件、推拉杆、端臂和主臂平直段构成一平行四边形机构；转接摇杆组件、端臂调姿液压缸、臂组底座和主臂斜直段构成一四连杆机构，当端臂与清洗头单元连接的法兰面相对大地的姿态倾角等于光伏阵列板面倾角时，端臂调姿液压缸活塞杆正好处于其行程中位，该四连杆机构转化为平行四边形机构。

18.根据权利要求1所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：所述液压控制单元还包含一个水冷式冷却器，液压控制单元内液压油路回油管与冷却器油路入口连接，冷却器油路出口经回油管与液压油箱单元回油口连接，冷却器的冷却水路串联在从贮水单元到供水单元的输水管路中，即冷却器的入水口与供水单元出水口连通，冷却器的出水口与水泵的吸水口连通。

19.根据权利要求1所述的智能化光伏阵列清洗车，其特征在于：所述贮水单元，由两个同样的水箱组成，左右并排布置；每个水箱的出水口均装有启闭水阀，再由各自输水管汇聚至一个三通件，三通件的另一个管口作为贮水单元的出水口与通向供水单元的吸水管连通。