CN206343449U - 一种防脱单元及具有该防脱单元的光伏板清洗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能发电技术领域。本实用新型公开了一种防脱单元，其用于安装在清洗架上，其特征在于，所述防脱单元包括防脱轮和传动轴，所述传动轴通过轴承安装在所述清洗架上，所述防脱轮固定在所述传动轴上。与现有技术相比，本实用新型提供的一种防脱单元及具有该防脱单元的光伏板清洗设备，能够在光伏板和地面的角度过大时或者清洗设备在不同高度的光伏板之间的连接位置移动时，防止清洗设备从光伏板上掉落；所述防脱单元具有防脱功能的同时，可以实现清洗设备在光伏板侧面移动，且防脱效果好，适用性强。

Description

一种防脱单元及具有该防脱单元的光伏板清洗设备

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电技术领域，具体为一种防脱单元及具有该防脱单元的光伏板清洗设备。

背景技术

随着全球工业化的全面发展，各个国家各个行业对能源的需求急剧扩大，能源需求的多少已经成为衡量一个国家或地区经济发展状况的标准。可再生能源主要有水能、太阳能、风能、地热能、生物质能等能源形势，其最大的特点是具有自我恢复能力，人们在使用过程中，可再生能源可以从自然界中源源不断地得到补充，它是取之不尽，用之不竭的能源。经过学者的研究与论证，人们普遍认为太阳能和风能是解决能源危机和环境污染的最有效和可行的能源类型，是新世纪最重要的能源类型。尤其是太阳能以其独特的优点越来越受到人们的关注，因为太阳能取之不尽，用之不竭，可再生；太阳能应用地域广泛；太阳能清洁，无污染；太阳能发电没有运动部件，不易损坏，维护简单。

各国开始投入大量资金建设太阳能光伏发电站，太阳能光伏板是光伏发电站电能产生的根源，光伏板的发电效率直接决定着太阳能发电站的发电量。光伏板表面是否清洁对太阳能发电站的发电量影响很大。随着太阳能光伏发电站越建越多，需要清洗的光伏板也随之剧增。现有的光伏板清洗设备在光伏板上移动时，尤其是光伏板和地面之间角度过大或者清洗设备在不同高度的光伏板之间的连接位置移动时，清洗设备容易掉落；另外，现有光伏板清洗设备的侧面导向轮的防脱效果不好，适应性不强。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本实用新型。

实用新型内容

为解决上述技术缺陷，本实用新型提供了一种防脱单元及具有该防脱单元的光伏板清洗设备。

本实用新型采用的技术方案在于，一方面提供一种防脱单元，其用于安装在清洗架上，其特征在于，所述防脱单元包括防脱轮和传动轴，所述传动轴通过装有轴承的安装块固定在所述清洗架上，所述防脱轮固定在所述传动轴上。

较佳的，所述防脱轮包括固定连接的滚动部和防脱部，所述滚动部为圆柱形滚轮结构，所述防脱部为圆片结构，所述防脱部的半径大于所述滚动部的半径。

较佳的，所述防脱部的半径比所述滚动部的半径大12～27毫米。

较佳的，所述滚动部包括内部芯轴和外接触轮，所述外接触轮套接固定在所述内部芯轴外部，所述内部芯轴与所述传动轴固定连接。

较佳的，所述内部芯轴、外接触轮和防脱部同轴固定连接。

较佳的，所述内部芯轴与所述防脱部一体式成形连接。

较佳的，所述内部芯轴与所述防脱部可拆卸式连接。

较佳的，所述防脱单元还包括驱动电机，所述驱动电机安装在所述清洗架上，所述驱动电机的动力输出轴与所述传动轴连接。

较佳的，所述防脱单元还包括自锁装置，所述自锁装置包括蜗轮和蜗杆，所述蜗杆与所述驱动电机的动力输出轴连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合，所述蜗轮与所述传动轴同轴连接。

又一方面提供一种光伏板清洗设备，其包括清洗架，较佳的，所述光伏板清洗设备包括任一以上所述的防脱单元，所述防脱单元安装在所述清洗架上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种防脱单元及具有该防脱单元的光伏板清洗设备，能够在光伏板和地面的角度过大时或者清洗设备在不同高度的光伏板之间的连接位置移动时，防止清洗设备从光伏板上掉落；本实用新型提供的一种防脱单元在具有防脱功能的同时，可以实现清洗设备在光伏板侧面移动，且防脱效果好，适用性强。

附图说明

图1为本实用新型的一种光伏板清洗设备的功能框图；

图2为实施例一中的清洗架的结构示意图；

图3为实施例一中的清洗架的单根连接杆的结构示意图；

图4为实施例一中的清洗单元的结构示意图；

图5为实施例一中的排刷的结构示意图；

图6为实施例一中的喷水装置的结构示意图；

图7为实施例一中的移动单元结构示意图；

图8为实施例一中的防脱单元的安装位置示意图；

图9为图8中A部分的防脱单元的结构放大示意图；

图10为实施例一中的光伏板清洗设备在不同高度位置的光伏板上的运动过程示意图；

图11为实施例二中的防脱单元的结构示意图；

图12为实施例三中的防脱单元的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

如图1所示，为本实施例公开的一种光伏板清洗设备的功能框图，该光伏板清洗设备包括：本体和外部终端8。本体包括：清洗架1、中央控制器2、清洗单元3、移动单元4、防脱单元5和电源装置6。其中，中央控制器2、清洗单元3、移动单元4、防脱单元5和电源装置6均设置在清洗架1上。清洗单元3与中央控制器2连接，用于对光伏板进行清洗。移动单元4与中央控制器2连接，用于使本体在光伏板平面上平稳移动。防脱单元5，用于使本体在光伏板侧面上平稳移动，并防止本体从光伏板上掉落。电源装置6与本体中的各用电部件连接，用于为各用电部件供电。通讯模块7与中央控制器2连接，用于实现外部终端8和中央控制器2之间的数据交互。外部终端8，用于实现本体的远程控制。

如图2和图3所示，图2为本实施例的清洗架的结构示意图，图3为清洗架的单根连接杆的结构示意图。清洗架1包括：第一连接杆101、第二连接杆102、第三连接杆103和第四连接杆104。该第一连接杆101、第二连接杆102、第三连接杆103和第四连接杆104连接组成一框架，其连接方式可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，优选的该框架为矩形框架，这样能够减小本体的体积，提高其灵活性。优选的，该清洗架1的面积一般是一块光伏板面积的75％，这样既能够保证光伏板的清洗效果，又不至于增加本体的重量避免压坏光伏板。第一连接杆101与第三连接杆103作为矩形框架的短边，第二连接杆102和第四连接杆104作为矩形框架的长边。第一连接杆101、第二连接杆102、第三连接杆103和第四连接杆104均采用铝材，这样能够减轻本体的重量。清洗架的每一个连接杆的四个侧面都设置有滑槽105，采用滑槽的形式，可以实现方便本体增加或者减少其他功能部件。每一个连接杆的内部设有若干贯穿整个连接杆的空心通孔106，优选的，空心通孔106的数量为五个，这样能进一步减轻本体的重量，避免本体压坏光伏板。

第二连接杆102的一端通过第一T形连接板107与第一连接杆101的一端固定连接，另一端通过第二T形连接板108与第三连接杆103的一端固定连接；第四连接杆104的一端通过第三T形连接板109与第三连接杆103的另一端固定连接，另一端通过第四T形连接板1010与第一连接杆101的另一端固定连接；各个连接杆通过T形连接板连接的连接方式使得清洗架中的各个连接杆之间实现可拆卸连接，从而能够根据光伏板的型号对清洗架的尺寸进行调整，从而使本体能够适应不同型号的光伏板，组装方便。由于待清洗的光伏板一般都与其安装地面呈一定角度，也就是说本体在光伏板上移动时，也是会与地面呈一定角度，故现将光伏板远离地面的一端称为光伏板的上沿，靠近地面的一端称为光伏板的下沿，当本体设置在光伏板上时，清洗架1的第一连接杆101靠近光伏板的上沿，第三连接杆103靠近光伏板的下沿。

如图4所示，为本实施例的清洗单元的结构示意图，清洗单元3包括：清洗架、清洗件、清扫件和清洗件动力单元。清洗件用于将光伏板上的附着物剥离开，清扫件用于将剥离开的附着物清扫掉，清洗件动力单元用于给清洗件提供动力。清洗件和清扫件与清洗架的连接关系均为可拆卸式连接，这样容易更换和维修。通过清洗件和清扫件的配合，能够有效的提高光伏板的清洗效果。

清洗件包括：同轴连接的第一滚刷301和第二滚刷302。在清洗过程中，第一滚刷301和第二滚刷302同时转动。清洗架还包括第五连接杆1011，该第五连接杆1011的一端通过第五T形连接板1012与第二连接杆102固定连接，另一端通过第六T形连接板1013与第四连接杆104固定连接。第一滚刷301的一端可拆卸的安装在第一连接杆101上，另一端可拆卸的安装在第五连接杆1011上。第二滚刷302的一端可拆卸的安装在第三连接杆103上，另一端可拆卸的安装在第五连接杆1011上。当然，清洗件并不限于由第一滚刷301和第二滚刷302这两个滚刷组成，滚刷的数量可根据实际需求进行调整，例如，当待清洗的光伏板的宽度较大时，可以再增加滚刷的数量。

清扫件包括：两个第一排刷303和两个第二排刷304。两个第一排刷303均可拆卸的安装在第二连接杆102上，两个第二排刷304均可拆卸的安装在第四连接杆104上。每个排刷的结构都相同，如图5所示，为排刷的结构示意图，每个排刷均包括：排刷架305和刷毛306，排刷架305上设置有安装孔3051，通过螺钉穿过安装孔3051将排刷架305固定到连接杆上，刷毛306一端固定在排刷架305上的刷毛槽3052内，优选的，在刷毛槽3052内填充粘结剂将刷毛306固定在排刷架305上，这样，在清洗的过程中，就能够有效的防止刷毛掉落，延长清扫件的使用寿命。由于清扫件与清洗架之间是可拆卸的连接方式，方便随时更换清扫件。优选的，刷毛306采用尼龙，采用尼龙可以直接将刷毛306熔化凝固在刷毛槽3052内，这样就不需要使用粘结剂，降低成本。当然，清扫件并不限于由两个第一排刷303和两个第二排刷304组成，排刷的数量可根据实际需求进行调整，当待清洗的光伏板的宽度较大时，可以再增加排刷的数量。

清洗件动力单元包括：滚刷电机307，该滚刷电机307安装于第一连接杆101上，当然也可安装在第三连接杆103上，并且与中央控制器2连接，通过中央控制器2就能够控制该滚刷电机307工作，从而控制清洗件转动。清洗件动力单元还包括：自锁装置，该自锁装置位于滚刷电机307和清洗件之间，当滚刷电机307停机时，能够使清洗件瞬间停止转动，从而防止清洗件空转，减少清洗件与光伏板之间不必要的磨损，同时也能避免杂物缠绕。

自锁装置包括：蜗轮和蜗杆。滚刷电机307的动力输出轴与蜗杆连接，蜗杆与蜗轮连接，蜗轮与清洗件的第一滚刷301同轴连接。当通过中央控制器控制滚刷电机307工作时，滚刷电机307的动力输出轴带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动第一滚刷301转动，第二滚刷302也与第一滚刷301同时转动，第一滚刷301和第二滚刷302上的刷毛与光伏板板面快速接触，从而将附着在光伏板板面上的附着物剥离开，剥离开的附着物又被第一排刷303和第二排刷304扫掉，清扫结束时，通过中央控制器控制滚刷电机307停止工作，由于只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆，所以滚刷电机307停止工作，第一滚刷301和第二滚刷302会瞬间停止转动。

有些时候光伏板上的附着物与板面粘附的比较紧，单纯利用清洗件难以使附着物从光伏板板面剥离开。本实用新型的光伏板清洗设备的清洗单元还包括喷水装置。该喷水装置能够将水喷洒在光伏板上打湿附着物，同时起到对光伏板进行降温的作用。

如图6所示，为本实施例的喷水装置的结构示意图，该喷水装置包括：喷水管308和储水箱309。喷水管308与储水箱309连通。喷水管308可拆卸的安装在清扫件上，其上设置若干用于喷雾化水的喷嘴3081。储水箱309可拆卸的安装在清洗架1上，其内安装有水压泵3091，该水压泵3091与喷水管308连接，能够将储水箱309内的水泵入喷水管308中。水压泵3091与中央控制器2连接。通过中央控制器2可以随时控制水压泵3091启动关停，从而根据需要控制水压泵3091给光伏板进行喷水清洗。喷嘴3081喷出的雾化水能够大面积打湿光伏板，既能节省水，又能提高清洁效果。另外，由于喷嘴3081喷出的雾化水能够对光伏板进行大面积的覆盖，光伏板上的水经过阳光的照射后会蒸发，蒸发过程中会带走光伏板上的热量使光伏板降温，从而提高了光伏板的发电效率。

如图7所示，为本实施例的移动单元结构示意图。移动单元4位于清洗架下边，移动单元4包括：第一驱动轮401、第一驱动电机4001、第二驱动轮402、第二驱动电机4002、第一从动轮403和第二从动轮404。第一驱动轮401可拆卸的安装在第一连接杆101和第四连接杆104的连接处，第二驱动轮402可拆卸的安装在第三连接杆103和第二连接杆102的连接处，即第一驱动轮401和第二驱动轮402呈对角的安装在清洗架1的一个对角线上。这样，当本体在光伏板上前进或者后退时，受到的推力是均匀的，能够使本体在光伏板上稳定的移动。第一从动轮403可拆卸的安装在第一连接杆101和第二连接杆102的连接处，第二从动轮404可拆卸的安装在第四连接杆104和第三连接杆103的连接处，即这两个从动轮呈对角的安装在清洗架1的另一个对角线上。当然，也可以将第一驱动轮401和第二驱动轮402设置在单侧，也可以将第一从动轮403和第二从动轮404中的一个或者全部换成驱动轮。

移动单元4还包括：第三从动轮405和第四从动轮406，第三从动轮405可拆卸的安装在第五连接杆1011与第二连接杆102的连接处，第四从动轮406可拆卸的安装在第五连接杆1011与第四连接杆104的连接处。这样能够分散本体对光伏板的压力，从而避免本体将压力集中在光伏板的两侧对光伏板造成伤害。第一驱动轮401、第二从动轮404和第四从动轮406通过第一轮轴杆410连接，第一轮轴杆409两端均设置有第一联轴器4100。第二驱动轮402、第一从动轮403和第三从动轮405通过第二轮轴杆420连接，第二轮轴杆420两端均设置有第二联轴器4200。通过设置轮轴杆，能够提高本体运行的稳定性。第一驱动电机4001驱动第一驱动轮401转动，带动第一轮轴杆410转动，进而带动第二从动轮404和第四从动轮406转动。第二驱动电机4002驱动第二驱动轮402转动，带动第二轮轴杆420转动，进而带动第一从动轮403和第三从动轮405转动，第一驱动电机4001和第二驱动电机4002均与中央控制器2连接，通过中央控制器2就能控制上述驱动电机的工作状态，从而控制本体在光伏板上来回移动。

如图8和图9所示，图8为本实施例的防脱单元的安装位置示意图，图9为本实施例的防脱单元的结构放大示意图。防脱单元安装在清洗架上，且位于清洗架的一侧，防脱单元包括：第一防脱轮501、第二防脱轮502、第一传动轴503和第二传动轴504。第一传动轴503和第二传动轴504均通过装有轴承的安装块500固定在清洗架1的第一连接杆101上，传动轴可以在轴承内转动。第一防脱轮501包括滚动部5011和防脱部5012，第二防脱轮502包括滚动部5021和防脱部5022，滚动部5011包括内部芯轴50111和外接触轮50112，滚动部5021包括内部芯轴50211和外接触轮50212。以第一防脱轮501为例，其内部芯轴50111设在外接触轮50112内部，内部芯轴50111与第一传动轴503固定连接，内部芯轴450111、外接触轮50112和防脱部5012同轴固定，防脱部5012与滚动部5011的内部芯轴50111一体式成形连接或者可拆卸式连接。第二防脱轮502的连接方式与第一防脱轮501相同。滚动部5011和滚动部5021均为圆柱形滚轮结构，这样可以实现防脱轮501和防脱轮502在光伏板侧面移动的功能。防脱部5012和防脱部5022均为圆片结构，防脱部的半径大于滚动部的半径，优选的，防脱部的半径比滚动部的半径大12～27毫米，这样的数据设定可以确保能防止防脱轮受轴向推力时，滚轮不脱离行走轨道，从而起到防脱效果。优选的，防脱部和滚动部的内部芯轴采用金属材质，滚动部的外接触轮采用优力胶材质，采用优力胶材质的优点是耐磨，防潮、防水、防尘性能佳，不易老化，不会软化粘接，并且耐温度范围大，摩擦系数大。防脱轮501和防脱轮502的中心轴连线与光伏板侧边平行，这样可以确保清洗设备在两个不同高度光伏板的连接位置移动时，防脱轮依然能够保证清洗设备的本体不在光伏板上掉落。防脱轮501和防脱轮502的防脱部可以起到防脱作用，防脱轮501和防脱轮502的滚动部可以实现清洗设备在光伏板侧面行走的功能。

一些情况下，待清洗光伏板与地面之间会有很大角度甚至可能会接近直角，此时本体在光伏板上移动时，可能会从光伏板上掉落，防脱轮能够防止本体从光伏板上掉落。本体在光伏板上正常移动时，第一防脱轮501和第二防脱轮502的防脱部与光伏板之间留有一定空隙，此空隙作为余量可以实现本体从低位置的光伏板向高位置的光伏板移动，如图10所示。由于第一防脱轮501和第二防脱轮502上设有防脱部，并且第一防脱轮501和第二防脱轮502的中心轴连线与光伏板侧边平行，所以防脱部在本体从低位置的光伏板向高位置的光伏板移动的过程中能够保证本体不会从光伏板上掉落。

此处值得指出的是，并不限定具有此防脱单元的清洗机构只用于从低位置的光伏板向高位置的光伏板移动，也可用于从高位置的光伏板向低位置的光伏板移动。另外，防脱轮的数量也不仅仅限定为两个，也可以是一个、三个或者多个，防脱轮的个数可以根据清洗设备的本体的宽度决定，宽度越宽可以相应的设置多个防脱轮，这样可以增大对清洗设备的支撑力，使清洗设备在光伏板上运动时更加平稳，从而清洗效果更好。

此防脱单元不仅可以避免光伏板与地面角度过大时造成的清洗设备的本体易掉落的情况，而且能够很好的防止清洗设备在不同高度的光伏板之间的连接位置移动时，本体从光伏板上掉落。与传统的防脱机构相比，本实用新型将防脱结构与滚轮结构通过设置成为一体式结构，不仅可以实现清洗设备在光伏板侧面移动，而且防脱性能更好，适应性更强，与此同时，节省了安装空间，进而降低了制造成本。

实施例二

如图11所示，为本实施例的一种防脱单元的结构示意图，本实施例公开的一种防脱单元与实施例一的不同之处在于：本实施例公开的防脱单元还包括：第一驱动电机5001和第二驱动电机5002。第一驱动电机5001和第二驱动电机5002均可拆卸的安装在第一连接杆101上，第一驱动电机5001通过轴承与第一防脱轮501的金属传动轴连接，第二驱动电机5002通过轴承与第二防脱轮502的金属传动轴连接。第一驱动电机5001和第二驱动电机5002均与中央控制器2连接，通过中央控制器2就能控制上述驱动电机的工作状态，从而控制本体在光伏板上来回移动。增加驱动电机可以快速精确的控制清洗设备在光伏板上的移动，从而使清洗效果更好，效率更高。

实施例三

如图12所示，为本实施例的防脱单元的结构示意图，本实施例公开的一种防脱单元与实施例二的不同之处在于：本实施例的防脱单元还包括第一自锁装置5003和第二自锁装置5004。第一自锁装置5003和第二自锁装置5004均包括蜗轮和蜗杆。以第一自锁装置5003为例，第一自锁装置5003的蜗杆与第一驱动电机5001的动力输出轴连接，蜗轮和蜗杆啮合，蜗轮与传动轴503同轴连接，通过中央控制器2控制第一驱动电机5001工作，第一驱动电机5001的动力输出轴带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动第一驱动轮501转动；当第一驱动电机5001停止工作时，由于只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆，所以第一驱动电机5001一停止工作，第一驱动轮501也随之停止转动，从而实现第一驱动轮501的自锁。第二自锁装置5004的连接结构及工作方式与第一自锁装置5003相同。

自锁装置中的蜗轮蜗杆能使清洗设备在光伏板上以恒定速度行驶，从而保证光伏板的清洗效果。另外，自锁装置还能够使清洗设备瞬间在光伏板上停止，从而避免了由于惯性，使清洗设备在光伏板上不受控的滑动，以及当清洗设备停靠在有坡度的光伏板时，能够避免清洗设备由于重力作用滑落。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防脱单元，其用于安装在清洗架上，其特征在于，所述防脱单元包括防脱轮和传动轴，所述传动轴通过装有轴承的安装块固定在所述清洗架上，所述防脱轮固定在所述传动轴上。

2.根据权利要求1所述的防脱单元，其特征在于，所述防脱轮包括固定连接的滚动部和防脱部，所述滚动部为圆柱形滚轮结构，所述防脱部为圆片结构，所述防脱部的半径大于所述滚动部的半径。

3.根据权利要求2所述的防脱单元，其特征在于，所述防脱部的半径比所述滚动部的半径大12～27毫米。

4.根据权利要求2所述的防脱单元，其特征在于，所述滚动部包括内部芯轴和外接触轮，所述外接触轮套接固定在所述内部芯轴外部，所述内部芯轴与所述传动轴固定连接。

5.根据权利要求4所述的防脱单元，其特征在于，所述内部芯轴、外接触轮和防脱部同轴固定连接。

6.根据权利要求5所述的防脱单元，其特征在于，所述内部芯轴与所述防脱部一体式成形连接。

7.根据权利要求5所述的防脱单元，其特征在于，所述内部芯轴与所述防脱部可拆卸式连接。

8.根据权利要求1所述的防脱单元，其特征在于，所述防脱单元还包括驱动电机，所述驱动电机安装在所述清洗架上，所述驱动电机的动力输出轴与所述传动轴连接。

9.根据权利要求8所述的防脱单元，其特征在于，所述防脱单元还包括自锁装置，所述自锁装置包括蜗轮和蜗杆，所述蜗杆与所述驱动电机的动力输出轴连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合，所述蜗轮与所述传动轴同轴连接。

10.一种光伏板清洗设备，其包括清洗架，其特征在于，所述光伏板清洗设备包括如权利要求1-9中任一所述的防脱单元，所述防脱单元安装在所述清洗架上。