CN208466620U - 一种光伏电池板清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏电池板清洁机器人，包括丝杠，所述丝杠的上端设置有控制面板和太阳能电池板；所述丝杠的前端连接有支架，所述支架的前端连接有舵机，所述舵机的下端通过第一连接件连接有固定架，所述固定架内设置有两个清洁刷，所述清洁刷的外侧端连接在驱动用的直流电机上；所述丝杠下端位于所述清洁刷后侧通过第二连接件连接有吸尘器；还包括连接在所述丝杠两侧的移动装置；本实用新型可以实现对不同角度放置的光伏电池板的自动清洁、实时监测，具有体积小、结构紧凑、能耗低等优点。

Description

一种光伏电池板清洁机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种光伏电池板清洁机器人。

背景技术

太阳能电池板是光伏电站中用于发电的最基本也是最重要的机构，其接受到的太阳光的光照强度直接影响着太阳能电池板的输出功率。但是目前，已投入运行的光伏电站正面临太阳能电池板表面被积雪、灰尘、鸟粪等污垢覆盖的问题，而太阳能电池板表面附着污垢后会导致到达电池板的有效光线因漫反射而减少，从而使太阳能电池板的输出功率明显下降，发电量减少，如果太阳能电池板长期得不到清洗，必定会对已并网发电的光伏电站造成巨大的经济损失。因此，随着电站项目的快速发展，又出现了新的难题，对于高海拔沙漠地区，水资源缺乏，该如何解决组件清扫问题。

目前清洁光伏组件大多采用人工清洁，人工清洁方式包括人工干洗和人工水洗，人工干洗的缺点是不同操作工的力量不同，对组件造成的压力不同，会使得组件变形过大，造成电池片隐裂，另外一个缺点是，干洗组件效果不佳，常常因拖把沾有过多灰尘，在组件表面上留有部分痕迹，造成大面积阴影遮挡。人工水洗的缺点是水压对光伏组件压力过大时会造成电池片的隐裂，而我们过程中无法控制操作人员的喷头水压变化，因为水压越大清洗速度和效果越好。另一个缺点是水洗后组件自行晾干，组件表面会形成水渍，相对于组件来说就是微型阴影遮挡。因此人工清洁易受环境条件限制，工作量繁重，清洁效率低，清洁效果差，运营成本高。特别是在我国中西部地区，多风少雨，水源匮乏，人力缺少，人工清洁难以实施。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光伏电池板清洁机器人，解决现有技术人工清洁，工作量繁重，清洁效率低，清洁效果差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种光伏电池板清洁机器人，包括丝杠，所述丝杠的上端设置有控制面板和太阳能电池板；所述丝杠的前端连接有支架，所述支架的前端连接有舵机，所述舵机的转动通过所述控制面板上的主控制器控制，所述舵机的下端通过第一连接件连接有固定架，所述固定架内设置有两个清洁刷，所述清洁刷的外侧端连接在驱动用的直流电机上；所述丝杠下端位于所述清洁刷后侧通过第二连接件连接有吸尘器；还包括移动装置，所述移动装置分别连接在所述丝杠的两侧。

进一步的，所述移动装置包括用于移动的两个前足、两个中间足和两个后足，两个所述前足和后足结构相同分别连接在所述丝杠的两侧，所述丝杠的中部连接有滑块，所述滑块的下端通过所述转向轮连接有转向盘，所述中间足连接在所述转向盘的两侧；所述丝杠的下端位于所述前足后侧设置有用于检测滑行距离的超声波探测仪；所述丝杠的末端连接有驱动所述丝杠转动的步进电机。

进一步的，所述前后足包括连接舵机、连接支架、第三连接件和吸盘；所述连接舵机包括上舵机和下舵机，所述连接支架包括上支架和下支架，所述上支架的上端连接在所述丝杠上，所述上支架的下端与所述上舵机的上端铰接，所述上舵机下端与所述第三连接件上端铰接，所述第三连接件下端与下舵机上端铰接，所述下舵机的下端与下支架上端铰接，所述下支架的下端连接有吸盘，所述连接舵机的转动通过所述控制面板上的主控制器控制；所述前后足都设置有气动装置，所述气动装置包括真空泵、电磁阀和气管，所述吸盘的吸附通过所述气动装置实现。

进一步的，所述中间足包括连接舵机、连接支架、第三连接件和吸盘；所述连接舵机包括上舵机和下舵机，所述连接支架包括上支架和下支架，所述上支架的上端连接在所述转向盘上，所述上支架的下端与所述上舵机的上端铰接，所述上舵机下端与所述第三连接件上端铰接，所述第三连接件下端与下舵机上端铰接，所述下舵机的下端与下支架上端铰接，所述下支架的下端连接有吸盘，所述连接舵机的转动通过所述控制面板上的主控制器控制；所述中间足都设置有气动装置，所述气动装置包括真空泵、电磁阀和气管，所述吸盘的吸附通过所述气动装置实现。

进一步的，所述丝杠的下端分别位于所述两只前足之间、两只后足之间各设置有一个用于辅助转向和支撑作用的万向轮。

进一步的，所述丝杠的头部设置有可以判断光伏电池板表面的污染程度和对光伏电池板的清洁程度的摄像头

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：

本实用新型清洁刷和吸尘器的使用使得清洁更便利高效；

本实用新型采用丝杠步进及吸盘吸附的方式实现所述机器人前进、后退和旋转运动的实现，可以实现光伏电池板的无死角清洁，并且可以适应不同角度放置的光伏电池板的清洁，对比于其他方式驱动省时省力高效。

本实用新型的舵机可以控制清洁刷的上下高度，从而具有不同的清洁力度，所述吸尘器有一定的倾斜角度，便于吸收灰尘。

本实用新型可以实时监测户外天气状况及火灾等灾情，及时通知管理人员。

附图说明

下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型主视图；

图2为本实用新型左视图；

图3为本实用新型仰视图；

图4为本实用新型俯视图；

图5为本实用新型结构示意图。

附图标记说明：1、第一连接件；2、固定架；3、清洁刷；4、丝杠；5、吸尘器；6、控制面板；7、超声波探测仪；8、太阳能电池板；9、吸盘；10、万向轮；11、丝杠步进电机；12、转向轮；13、转向盘；14、舵机；14-1、上舵机；14-2、下舵机；15、支架；15-1、上支架；15-2、下支架；16、第三连接件；17、直流电机；18、第二连接件；19、滑块。

具体实施方式

如图1-5所示，一种光伏电池板清洁机器人，包括丝杠4，所述丝杠4的上端设置有控制面板6和太阳能电池板8；所述丝杠4的前端连接有支架15，所述支架15的前端连接有舵机14，所述舵机14的转动通过所述控制面板6上的主控制器控制，所述舵机14的下端通过第一连接件1连接有固定架2，所述固定架2内设置有两个清洁刷3，所述清洁刷3的外侧端连接在驱动用的直流电机17上；所述丝杠4下端位于所述清洁刷3后侧通过第二连接件18连接有吸尘器5；还包括移动装置，所述移动装置包括多个用于移动的足，所述足包括两个前足、两个中间足和两个后足，两个所述前足和后足结构相同分别连接在所述丝杠4的两侧，所述丝杠4的中部连接有滑块19，所述滑块19的下端通过所述转向轮12连接有转向盘13，所述中间足连接在所述转向盘13的两侧；所述丝杠4的下端位于所述前足后侧设置有用于检测滑行距离的超声波探测仪7；所述丝杠4的末端连接有驱动所述丝杠4转动的步进电机11。

所述前后足包括连接舵机、连接支架、第三连接件16和吸盘9；所述连接舵机包括上舵机14-1和下舵机14-2，所述连接支架包括上支架15-1和下支架 15-2，所述上支架15-1的上端连接在所述丝杠4上，所述上支架15-1的下端与所述上舵机14-1的上端铰接，所述上舵机14-1下端与所述第三连接件16上端铰接，所述第三连接件16下端与下舵机14-2上端铰接，所述下舵机14-2的下端与下支架15-2上端铰接，所述下支架15-2的下端连接有吸盘9，所述连接舵机的转动通过所述控制面板6上的主控制器控制；所述前后足都设置有气动装置，所述气动装置包括真空泵、电磁阀和气管，所述吸盘9的吸附通过所述气动装置实现。

所述中间足包括连接舵机、连接支架、第三连接件16和吸盘9；所述连接舵机包括上舵机14-1和下舵机14-2，所述连接支架包括上支架15-1和下支架 15-2，所述上支架15-1的上端连接在所述丝杠4上，所述上支架15-1的下端与所述上舵机14-1的上端铰接，所述上舵机14-1下端与所述第三连接件16上端铰接，所述第三连接件16下端与下舵机14-2上端铰接，所述下舵机14-2的下端与下支架15-2上端铰接，所述下支架15-2的下端连接有吸盘9，所述连接舵机的转动通过所述控制面板6上的主控制器控制；所述中间足都设置有气动装置，所述气动装置包括真空泵、电磁阀和气管，所述吸盘9的吸附通过所述气动装置实现。

所述丝杠4下端分别位于所述两只前足之间、两只后足之间各设置有一个用于辅助转向和支撑作用的万向轮10，所述万向轮10能支撑起绝大部分重量，减轻舵机14的“压力”，保护舵机14的同时，节省了功率。

所述清洁刷3可以通过所述舵机14控制上下高度，使所述清洁刷具有不同的清洁力度；所述吸尘器5具有一定的倾斜角度，便于吸收灰尘；工作时，所述清洁刷3旋转扫起灰尘，所述吸尘器5吸收灰尘，避免了二次污染，以达到最佳清洁效果。

所述光伏电池板清洁机器人可以通过所述太阳能电池板8充电，也可以通过外部电源充电，两种充电方式可以人工切换。

所述机器人头部设置有可以判断光伏电池板表面的污染程度和所述机器人对光伏电池板的清洁程度的摄像头。所述机器人设置有能感知周围环境的特殊变化并远程无线报警的装置。所述机器人设置有可以显示电池电压、实时电量、工作状态、作者等信息的显示装置。

所述控制面板6可以通过手动或远程无线控制的方式调节所述机器人的工作模式，具有“快速”“慢速”“轻度清洁”“中度清洁”“深度清洁”“工作时间设定”等工作模式。

本实用新型通过自主研发的软件控制算法控制，且该软件控制算法能根据光伏电池板表面的情况自主规划清洁路径，实现高效率清洁。

本实用新型动作过程如下：

足吸附时由主控制器控制真空泵对吸盘9进行抽气，完成足的真空吸附，当需要足抬起时，抽气的真空泵先断开，停止工作，而后另外一个真空泵对吸盘9进行吹气，使吸盘9内部的气压迅速达到连接舵机能够带动吸盘9抬起的气压强度，使其迅速完成前后足和中间足的交替，提高了效率。例如，光伏电池板清洁机器人前进时，前后足的吸盘9通过主控制器控制真空泵对其进行吸气从而吸附在光伏电池板上，中间足吸气的真空泵断开，停止工作，另一个真空泵对中间足的吸盘9吹气并由主控制器控制连接舵机的转动使其抬起，然后通过丝杠步进电机11控制丝杠4转动，进而中间足相对于丝杠4向前行进；超声波探测仪实时检测中间足滑行距离，直到到达一段距离后，通过主控制器控制中间足的连接舵机转动使中间足放下，同时通过主控制器控制真空泵对中间足的吸盘9吸气使吸盘9吸附在光伏电池板上，然后通过主控制器控制真空泵对前后足的吸盘9吹气并控制前后足的连接舵机的转动实现前后足的抬起，然后丝杠步进电机11反方向转动，使丝杠4相对处于吸附状态的中间足向前行进，从而实现光伏电池板清洁机器人整体向前行进，如此循环；如果光伏电池板清洁机器人到达电池板的一边边缘的话，由固定于清洁毛刷支架的边缘检测传感器检测到边缘，之后按照上述方式中间足吸附，前后足抬起，中间足在转向盘 13的控制下，旋转160度，实现“掉头”，完成方向的转换。

移动过程中，通过主控制器控制舵机14的转动放下清洁刷3使清洁刷与光伏电池板接触，然后通过控制面板6控制直流电机17转动进而带动清洁刷3转动并对光伏电池板进行清洁，同时通过控制面板6控制吸尘器5启动，吸收清洁脏物，避免二次污染，从而实现对光伏电池板高效的清洁。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种光伏电池板清洁机器人，其特征在于：包括丝杠(4)，所述丝杠(4)的上端设置有控制面板(6)和太阳能电池板(8)；所述丝杠(4)的前端连接有支架(15)，所述支架(15)的前端连接有舵机(14)，所述舵机(14)的转动通过所述控制面板(6)上的主控制器控制，所述舵机(14)的下端通过第一连接件(1)连接有固定架(2)，所述固定架(2)内设置有两个清洁刷(3)，所述清洁刷(3)的外侧端连接在驱动用的直流电机(17)上；所述丝杠(4)下端位于所述清洁刷(3)后侧通过第二连接件(18)连接有吸尘器(5)；还包括移动装置，所述移动装置分别连接在所述丝杠(4)的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种光伏电池板清洁机器人，其特征在于：所述移动装置包括多个用于移动的足，所述足包括两个前足、两个中间足和两个后足，两个所述前足和后足结构相同分别连接在所述丝杠(4)的两侧，所述丝杠(4)的中部连接有滑块(19)，所述滑块(19)的下端通过转向轮(12)连接有转向盘(13)，所述中间足连接在所述转向盘(13)的两侧；所述丝杠(4)的下端位于所述前足后侧设置有用于检测滑行距离的超声波探测仪(7)；所述丝杠(4)的末端连接有驱动所述丝杠(4)转动的步进电机(11)。

3.根据权利要求2所述的一种光伏电池板清洁机器人，其特征在于：所述前后足包括连接舵机、连接支架、第三连接件(16)和吸盘(9)；所述连接舵机包括上舵机(14-1)和下舵机(14-2)，所述连接支架包括上支架(15-1)和下支架(15-2)，所述上支架(15-1)的上端连接在所述丝杠(4)上，所述上支架(15-1)的下端与所述上舵机(14-1)的上端铰接，所述上舵机(14-1)下端与所述第三连接件(16)上端铰接，所述第三连接件(16)下端与下舵机(14-2)上端铰接，所述下舵机(14-2)的下端与下支架(15-2)上端铰接，所述下支架(15-2)的下端连接有吸盘(9)，所述连接舵机的转动通过所述控制面板(6)上的主控制器控制；所述前后足都设置有气动装置，所述气动装置包括真空泵、电磁阀和气管，所述吸盘(9)的吸附通过所述气动装置实现。

4.根据权利要求2所述的一种光伏电池板清洁机器人，其特征在于：所述中间足包括连接舵机、连接支架、第三连接件(16)和吸盘(9)；所述连接舵机包括上舵机(14-1)和下舵机(14-2)，所述连接支架包括上支架(15-1)和下支架(15-2)，所述上支架(15-1)的上端连接在所述转向盘(13)上，所述上支架(15-1)的下端与所述上舵机(14-1)的上端铰接，所述上舵机(14-1)下端与所述第三连接件(16)上端铰接，所述第三连接件(16)下端与下舵机(14-2)上端铰接，所述下舵机(14-2)的下端与下支架(15-2)上端铰接，所述下支架(15-2)的下端连接有吸盘(9)，所述连接舵机的转动通过控制面板(6)上的主控制器控制；所述中间足都设置有气动装置，所述气动装置包括真空泵、电磁阀和气管，所述吸盘(9)的吸附通过所述气动装置实现。

5.根据权利要求2所述的一种光伏电池板清洁机器人，其特征在于：所述丝杠(4)的下端分别位于两只所述前足之间、两只后足之间各设置有一个用于辅助转向和支撑作用的万向轮(10)。

6.根据权利要求1所述的一种光伏电池板清洁机器人，其特征在于：所述丝杠(4)的头部设置有可以判断光伏电池板表面的污染程度和对光伏电池板的清洁程度的摄像头。