CN210839460U - 一种可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，包括机架、行走机构、跨越机构和吸尘机构，机架为矩形框架结构，行走机构设置在机架底部，包括一对主动移动轮，跨越机构包括传动轴、跨越电机和跨越架，传动轴横设在机架上并通过跨越电机带动转动，传动轴两端均伸出机架且均安装有直齿轮，机架两侧均固定有托板，两个跨越架分别设在两个托板上，跨越架顶部设有与直齿轮啮合的齿条，跨越架底部设有真空吸盘，跨越架上设有驱动真空吸盘升降的升降装置，吸尘机构设在机架内，包括吸尘刷、集尘盒和吸尘风机，吸尘刷通过安装在机架上的吸尘电机带动转动，集尘盒设在吸尘刷后侧，吸尘风机设在集尘盒上，可实现无水清洗和短距离跨越。

Description

一种可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人

技术领域

本实用新型涉及光伏板清洁技术领域，具体涉及一种可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人。

背景技术

我国的太阳能大部分分布在荒凉戈壁地带。因荒漠化区域多处于内陆干旱区域，地广人稀，降水量少，日照时间长，太阳能辐射强等，太阳能资源十分丰富，国内许多太阳能光伏电站建设于此。但荒漠地区也有风沙大，水资源稀缺等问题，致使风沙灰尘在太阳能板表面形成堆积，使得太阳能板发电效率降低，且可能因静电的产生和热斑效应损毁太阳能发电装置的电子元件，造成巨大经济损失。

针对这一问题，目前主要的解决方法有两种，第一种是采用刷子配合特殊清洁剂对太阳能光伏板进行人工清洁，第二种是利用车载式移动装置配有高压水枪喷洒清洗太阳能板。但是，戈壁滩太阳能电站通常占地面积大、分布广、环境恶劣，且戈壁滩上的太阳能板安装位置一般较高，如果采用人工清洁，则耗时耗力；如果采用清洗车清洗，则需要巨大的耗水量，而戈壁滩作为少水地区，没有办法支持巨大的耗水量，故这两种方法均不能较好实现。

实用新型内容

根据现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，可以从一块太阳能光伏板跨越到另一快太阳能光伏板，实现无水清洁和短距离跨越。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，包括机架、行走机构、跨越机构和吸尘机构，所述机架为矩形框架结构，所述行走机构设置在机架底部，包括一对主动移动轮，每一所述主动移动轮通过一个移动电机驱动转动，所述跨越机构包括传动轴、跨越电机和跨越架，所述传动轴横设在所述机架上并通过所述跨越电机带动转动，所述传动轴两端均伸出所述机架且均安装有直齿轮，所述机架两侧均固定有托板，两个所述跨越架分别设在两个所述托板上，每一所述跨越架为门型且包括一根横杆和两根竖杆，所述横杆架设在所述托板上，所述横杆上设有与所述直齿轮啮合的齿条，每一所述跨越架上的两根所述竖杆上均设有升降装置，所述升降装置上设有真空吸盘，所述吸尘机构设在机架内，包括吸尘刷、集尘盒和吸尘风机，所述吸尘刷通过安装在机架上的吸尘电机带动转动，所述集尘盒设在所述吸尘刷后侧，所述吸尘风机设在所述集尘盒上。

进一步的，所述跨越电机安装在机架顶部且输出轴竖直向下设置，所述跨越电机的输出轴上安装有第一锥齿轮，所述传动轴上安装有与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。

进一步的，所述升降装置为气缸或电动推杆，所述气缸或电动推杆的顶头上设置真空吸盘。

进一步的，所述直齿轮设在所述主动移动轮外侧，相应的，所述跨越架设在所述主动移动轮外侧。

进一步的，所述机架底部还设有一对被动移动轮，每一所述主动移动轮前侧设有一个所述被动移动轮。

进一步的，一对所述被动移动轮和一对所述主动移动轮均为表面设有纵横沟花纹的耐高温耐磨包胶轮。

进一步的，所述集尘盒和所述吸风风机间设有过滤网。

进一步的，所述可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人包括多个吸尘刷。

进一步的，每个吸尘刷包括多个边刷。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：

1.本实用新型所述的一种可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，可实现无水清洗,可以很好的适应作为少水地区的戈壁滩。

2.本实用新型所述的一种可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，可以实现板上行走和短距离越障，方便清洁大批量的太阳能光伏板。

3.本实用新型所述的一种可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，适用于水资源匮乏的荒漠地区，清洗效率高，可对太阳能光伏板进行全生命周期内安全、可靠、高效地运行维护，提高其发电效率。

附图说明

图1为本实用新型的前视图。

图2为本实用新型的左视图。

图3为本实用新型的俯视图。

图4为本实用新型集尘盒和吸尘电机连接的结构示意图。

图5为本实用新型在太阳能光伏板上运动的路线图。

其中：100、机架；110、托板；

200、行走机构；210、主动移动轮；220、移动电机；230、被动移动轮；

300、跨越机构；310、传动轴；311、直齿轮；312、第二锥齿轮；320、跨越电机；321、第一锥齿轮；330、跨越架；331、横杆；332、竖杆；340、齿条；350、升降装置；360、真空吸盘；

400、吸尘机构；410、吸尘刷；411、边刷；420、集尘盒；430、吸尘风机；440、吸尘电机；

500、太阳能光伏板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参照图1-图5所示，一种可跨板的太阳能光伏板500无水清洁机器人，包括机架100、行走机构200、跨越机构300和吸尘机构400。行走机构200用于带动整个装置前行，跨越机构300用于带动整个装置从一块太阳能光伏板500跨越到另一块太阳能光伏板500，吸尘机构400用于清扫和吸取尘屑。

参照图1-图3所示，机架100为矩形框架结构，行走机构200设置在机架100底部，包括一对主动移动轮210，每一主动移动轮210通过一个移动电机220驱动转动。

参照图1-图3所示，跨越机构300包括传动轴310、跨越电机320和跨越架330，传动轴310横设在机架100上并通过跨越电机320带动转动，传动轴310两端均伸出机架100且均安装有直齿轮311，机架100两侧均固定有托板110，两个跨越架330分别设在两个托板110上，每一跨越架330为门型且包括一根横杆331和两根竖杆332，横杆331架设在托板110上，横杆331上设有与直齿轮311啮合的齿条340，每一跨越架330上的两根竖杆332上均设有升降装置350，升降装置350上设有真空吸盘360。

跨越前，本装置行走机构中的一对主动移动轮在一块太阳能光伏板500上并与该块太阳能光伏板500接触，两个跨越架悬空。

下面对本实用新型跨越过程的实施步骤进行详细的描述。

步骤一、跨越电机320带动传动轴310转动，使得传动轴310两端的直齿轮311转动，齿条340与直齿轮311啮合，进而带动两个跨越架330移动，使每一跨越架330上的一根竖杆332从一块太阳能光伏板500移动到另一块太阳能光伏板500，使得每一跨越架330上的两根竖杆332分别在两块太阳能光伏板500上，升降装置350启动，带动真空吸盘360下降，使每一跨越架330上的两根竖杆332上的真空吸盘360分别吸附两块太阳能光伏板500，进而抬起机架100，使得行走机构和吸尘机构400悬空；

步骤二、跨越电机320继续带动传动轴310转动，使得传动轴310两端的直齿轮311转动，由于真空吸盘360吸附在太阳能光伏板500上，使得两个跨越架330不动，直齿轮311与齿条340啮合带动机架100移动，使得机架100、行走机构200和吸尘机构400从一块太阳能光伏板500移动至另一块太阳能光伏板500，移动完成后，升降装置350启动，带动真空吸盘360上升，使行走机构200和吸尘机构400与另一块太阳能光伏板接触，行走机构200和吸尘机构400与另一块太阳能光伏板接触后，升降装置350继续带动真空吸盘360上升，使得两个跨越架330悬空；

步骤三、跨越电机320继续带动传动轴310转动，使得传动轴310两端的直齿轮311转动，由于行走机构200和吸尘机构400与另一块太阳能光伏板接触，齿条340与直齿轮311啮合带动两个跨越架330移动，使每一跨越架330上的另一根竖杆332从一块太阳能光伏板500移动到另一块太阳能光伏板500，完成整个装置的跨越。

参照图1-图4所示，吸尘机构400设在机架100内，吸尘机构400包括吸尘刷410、集尘盒420和吸尘风机430，吸尘刷410通过安装在机架100上的吸尘电机带动转动，清扫灰尘，集尘盒420设在吸尘刷410后侧，吸尘风机430通过风机支架固定在机架100上并设在集尘盒420后侧，吸尘风机430通过负压作用，将灰尘吸入集尘盒420中。

参照图2所示，为了使跨越电机320带动传动轴310转动，跨越电机320通过跨越电机320安装架安装在机架100顶部且输出轴竖直向下设置，跨越电机320的输出轴上安装有第一锥齿轮321，传动轴310上安装有与第一锥齿轮321啮合的第二锥齿轮312。

参照图1所示，升降装置350为气缸或电动推杆，气缸或电动推杆的顶头上设置真空吸盘360。

参照图2所示，为了防止跨越机构300和行走机构200运动时发生干涉，直齿轮311设在主动移动轮210外侧，相应的，跨越架330设在主动移动轮210外侧。跨越过程中，跨越架330上的一根竖杆332从一块太阳能光伏板500移动到另一块太阳能光伏板500，升降装置350启动，带动真空吸盘360下降，使每一跨越架330上的两根竖杆332上的真空吸盘360分别吸附两块太阳能光伏板500，跨越电机320运行，再带动机架100、行走机构200和吸尘机构400从一块太阳能光伏板500跨越到另一块太阳能光伏板500。

参照图1所示，为了使行走机构200运动更加灵活，机架100底部还设有一对被动移动轮230。另外，为了使本装置能够稳定的放置在太阳能光伏板500上，一对被动移动轮230和一对主动移动轮210采用橡胶轮胎，采用耐高温耐磨包胶轮，其表面设有纵横沟花纹，可与太阳能光伏板500之间形成较大摩擦力，且不会对太阳能光伏板500造成损伤。

为了防止微小灰尘损伤吸尘风机430，集尘盒420和吸尘风机430间设有过滤网。

参照图3所示，吸尘刷410包括多个边刷411。本实用新型中，吸尘刷410包括3个边刷411，边刷411采用尼龙材料制成。

考虑到太阳能光伏板500多是倾斜30度左右，因此，在太阳能光伏板500倾斜30度时对本装置进行校核。

本装置总质量为20kg左右，尺寸为400×420×300mm。放置在30°太阳能光伏板500上。

车轮直径D＝150mm(厚30mm)，转速为0.4m/s。采用橡胶轮胎，滚动摩阻系数查机械手册表1-1-10取0.15cm。由试验得橡胶车轮最大可在33°玻璃面上放置，滑动摩擦系数μ＝tan33°＝0.65。

每个吸尘刷受到的压力为16N，两个吸尘刷共32N，查机械手册表1-1-7得摩擦系数取0.34。

摩擦力校核：

每个主动移动轮或被动移动轮对太阳能光伏板500的压力：

每个主动移动轮或被动移动轮滑动摩擦力：

f＝μ×N＝0.65×34.44＝22.40N

每个吸尘刷摩擦力：

f′＝μ′×N＝0.34×16＝5.44N

摩擦力自锁校核：

2×f′+4×f＝2×5.44+4×22.40＝100.48N(＞mgsin30°＝98N)

故本装置可以实现板上自锁。

另外，为了使本装置可以更好的在太阳能光伏板500上运动和从一块太阳能光伏板500上跨越至另一块太阳能光伏板500，可以根据实际情况增大齿条340与直齿轮311的厚度，另外本装置机架100采用轻质材料制成，例如铝合金等。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，其特征在于，包括机架、行走机构、跨越机构和吸尘机构，所述机架为矩形框架结构，所述行走机构设置在机架底部，包括一对主动移动轮，每一所述主动移动轮通过一个移动电机驱动转动，所述跨越机构包括传动轴、跨越电机和跨越架，所述传动轴横设在所述机架上并通过所述跨越电机带动转动，所述传动轴两端均伸出所述机架且均安装有直齿轮，所述机架两侧均固定有托板，两个所述跨越架分别设在两个所述托板上，每一所述跨越架为门型且包括一根横杆和两根竖杆，所述横杆架设在所述托板上，所述横杆上设有与所述直齿轮啮合的齿条，每一所述跨越架上的两根所述竖杆上均设有升降装置，所述升降装置上设有真空吸盘，所述吸尘机构设在机架内，包括吸尘刷、集尘盒和吸尘风机，所述吸尘刷通过安装在机架上的吸尘电机带动转动，所述集尘盒设在所述吸尘刷后侧，所述吸尘风机设在所述集尘盒上。

2.根据权利要求1所述的可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，其特征在于：所述跨越电机安装在机架顶部且输出轴竖直向下设置，所述跨越电机的输出轴上安装有第一锥齿轮，所述传动轴上安装有与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。

3.根据权利要求1所述的可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，其特征在于：所述升降装置为气缸或电动推杆，所述气缸或电动推杆的顶头上设置真空吸盘。

4.根据权利要求1所述的可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，其特征在于：所述直齿轮设在所述主动移动轮外侧，相应的，所述跨越架设在所述主动移动轮外侧。

5.根据权利要求1所述的可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，其特征在于：所述机架底部还设有一对被动移动轮，每一所述主动移动轮前侧设有一个所述被动移动轮。

6.根据权利要求5所述的可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，其特征在于：一对所述被动移动轮和一对所述主动移动轮均为表面设有纵横沟花纹的耐高温耐磨包胶轮。

7.根据权利要求1所述的可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，其特征在于：所述集尘盒和所述吸尘风机间设有过滤网。

8.根据权利要求1所述的可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，其特征在于：所述可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人包括多个吸尘刷。

9.根据权利要求8所述的可跨板的太阳能光伏板无水清洁机器人，其特征在于：每个吸尘刷包括多个边刷。

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