CN211463982U - 一种光伏面板自动清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏面板自动清扫机器人，自动清扫机器人包括：行走单元，用于带动自动清扫机器人在清扫光伏面板上移动；清扫单元，用于在自动清扫机器人移动的过程中，对光伏面板进行清扫；驱动单元，包括行走驱动单元与清扫驱动单元，用于向清扫单元和行走单元提供动力；智能控制系统，根据传感器获取的自身姿态,智能化的控制自动清扫机器人的启停及移动；以及供电单元，与电机和智能控制系统相连接，用于向自动清扫机器人提供电。

Description

一种光伏面板自动清扫机器人

技术领域

本申请涉及本发明涉及自动清扫机器人技术领域，特别涉及一种用于光伏面板清洁的自动清扫机器人。

背景技术

目前，随着光伏发电技术的不断提高和国家对环境的越加重视，光伏发电产业以其环保、能源质量高等优点，已成为国内外发电行业的一种新的趋势，但由于光伏发电所用的光伏板通常安装在室外，而室外的扬尘、雾霾、雨水、鸟类粪便等都会对光伏板面造成污染和覆盖，从而极大地影响光伏面板的转换效率，因此需要定期对光伏面板的光伏板面板进行清扫。

目前的人工方式，使用简单工具进行擦洗，或直接用水冲洗，费时、费力，并消耗大量的水，而且清洗效果很差。机械擦洗方式，使用滚刷进行清扫，需要额外的光伏组件，成本高。另外，光伏发电厂大多建在荒滩野地，地势不平，光伏面板现场安装大多很不整齐，给光伏面板的清扫带来了很大的困难。

针对现有技术中，对光伏面板进行清扫时存在的上述技术问题，目前尚未提出有效地解决方案。

实用新型内容

本申请提供一种光伏面板及其自动清扫机器人，可解决现有技术中人工对光伏面板进行清扫时费时、费力以及清洗效果差等问题。同时解决大型自动清扫设备搬运困难，灵活性差的问题。

为了解决上述问题，本申请公开了一种光伏面板自动清扫机器人，该装置包括：机体，在自动清扫机器人在光伏面板上工作时，所述机体与光伏面板平行；用于固定自动清扫机器人智能控制器、行走单元、清扫单元以及供电单元。行走单元，设置在所述机体的两侧，由两台步进电机驱动，用于带动所述自动清扫机器人沿所述待清扫光伏面板移动；清扫单元，设置在所述机体的前部，用于在所述自动清扫机器人移动的过程中，对所述待清扫光伏面板进行清扫；驱动单元，包括行走驱动部分与清扫驱动部分，用于向所述清扫单元和所述行走单元提供动力；智能控制系统，与所述电机相连接，包括主控制器、步进驱动器、电源管理模块与惯性导航模块，用于智能化的控制所述电机的启停、转速，监控运行状态，接收用户指令；以及供电单元，与所述电机和所述智能控制系统相连接，用于向所述自动清扫机器人提供电力。

进一步地，行走单元包括驱动轮、履带和从动轮，其中，履带在驱动轮的带动下，沿光伏面板表面移动。

进一步地，清扫单元包括毛刷，在行走单元行走的过程中，毛刷贴附于光伏面板上。

进一步地，驱动部分包括：行走驱动部分与毛刷驱动部分。行走驱动部分为两台步进电机，两台步进电机分别直接与两驱动轮连接，用于向驱动轮提供行走动力；毛刷驱动部分包括一台直流减速电机、同步带、主动同步带轮与从动同步带轮，主动同步带轮与直流减速电机动力输出轴相连接，从动同步带轮与毛刷轴相连接，主动同步带轮通过同步带带动从动轮反向旋转，使毛刷的旋转方向与行走单元的前进方向相反。

进一步地，该自动清扫机器人还包括：温度检测单元，用于检测环境温度和蓄电池的温度，其中，智能控制系统和环境温度检测单元相连接，用于在环境温度不能满足锂电池工作的条件时，自动停机并向用户报警以保护锂电池安全。

进一步地，该自动清扫机器人还包括：位置检测单元，位置检测单元为接近开关，设置于机体四角，其中，位置检测单元可识别自动清扫机器人位于光伏面板的何处边界。

进一步地，该自动清扫机器人还包括：位姿导航单元，位姿导航单元包括惯性导航传感器、地磁导航传感器与GPS，设置于机体内部，用于获取自动清扫机器人位姿数据。

进一步地，该自动清扫机器人还包括：智能控制单元，设置于机体内部，用于控制自动清扫机器人按照规划轨迹在光伏面板上移动与启停。

与现有技术相比，本申请具有以下优点：

提供了一种光伏面板自动清扫机器人，体积小、重量轻方便搬运。当行走单元带动自动清扫机器人整体沿待清扫光伏面板移动时，清扫单元能够对待清扫光伏面板进行清扫，实现随动随扫。其中，通过智能控制单元控制自动清扫机器人的行走轨迹，以保证自动清扫机器人整体能够沿待清扫光伏面板预定轨迹移动而不出现位置偏差；通过驱动单元向清扫单元和行走单元提供动力；并通过智能控制系统实现对电机智能化的控制，从而实现自动清扫机器人的清扫时长、启停时间等有效控制。

优选地，行走单元采用履带驱动的结构实现，履带采用橡胶履带，能够很大程度减小打滑现象并避免对光伏面板表面的损伤。具体地，驱动履带沿光伏面板表面带动自动清扫机器人移动，无需额外设置行走轨道，结构简单，节省成本。

优选地，清扫单元采用毛刷的结构实现，在行走单元行走的过程中，毛刷贴附于光伏面板上，对光伏面板进行清扫，无需消耗水，节省水资源，并完全解决现有技术中采用水冲洗光伏面板时，由于光伏面板实际使用环境中严重缺水而导致清扫成本过大的问题。

优选地，驱动部分包括：行走驱动部分与毛刷驱动部分。其中，行走驱动部分为两台安装减速器的步进电机，为驱动部分提供动力。毛刷驱动部分为一台直流减速电机和与之配套的传动机构，为毛刷旋转提供动力，具体地，行走驱动部分两台安装有减速器的步进电机直接与行走部分的驱动轮相连；毛刷驱动部分的传动机构包括主动同步带轮、同步带与从动同步带轮，直流减速电机动力输出轴直接与主动同步带轮相连，从动同步带轮与毛刷芯轴相连。

优选地，智能控制单元还设置位姿导航单元，以保证行走自动清扫机器人的行走轨迹。

优选地，自动清扫机器人还设置有温度检测单元，在温度检测单元检测到的环境温度不能满足蓄电池工作的条件时，自动停机并向用户报警，以保证锂电池在较好的工作条件下工作，保证正常的使用寿命。

优选地，自动清扫机器人还设置有位置检测单元，为接近开关，用于检测自动清扫机器人所处的位置，智能控制系统与根据位置检测单元检测到的位置信号判定是否需要改变行进方向，在需要改变时，通过机体两侧行走部履带的差速改变行进方向，从而使得自动清扫机器人能够预定轨迹往返循环，提升自动清扫机器人的自动化水平。

附图说明

图1至图3为本申请实施例1的结构示意图；

图4为智能控制单元与其它单元关系框图。

1-光伏清扫面板；2-清扫毛刷；3-清扫驱动单元同步带；4-直流减速电机；5-橡胶履带；6-装有减速器的步进电机；7-接近开关；8-行走部驱动轮；9-锂电池；10-智能控制单元；11-行走部从动轮；12-清扫驱动单元主动同步带轮；13-清扫驱动单元从动同步带轮；14-自动清扫机器人；15-清扫起始点；16-清扫终点；17-清扫前进轨迹；18-清扫后退轨迹。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

参照图1，示出了本申请实施例1提供的光伏面板自动清扫机器人的结构示意图，该自动清扫机器人包括机体、行走单元、清扫单元、驱动单元、智能控制系统和供电单元。

当自动清扫机器人在待清扫的光伏面板1上工作时，自动清扫机器人沿待清扫光伏面板1表面移动。

行走单元设置在机体两侧，具体为履带式结构，带动自动清扫机器人沿待清扫光伏面板移动。如图1所示，行走单元包括驱动轮、从动轮与橡胶履带，优选设置在机体两侧。

清扫单元设置在机体的前部，具体可采用毛刷、弹性刮板等结构，用于在自动清扫机器人移动的过程中，对待清扫光伏面板进行清扫。

驱动单元包括行走驱动部分与清扫驱动部分，驱动单元用于向清扫单元和行走单元提供动力，行走驱动部分为两台安装有减速器的步进电机6；清扫驱动部分包括一台直流减速电机4与传动机构，优选的传动机构采用同步带传动的方式，主动同步带轮12直接固定于直流减速电机动力输出轴上，通过同步带3将动力传递至毛刷，从而带动毛2刷旋转。

如图4所示，供电单元与电机和智能控制系统相连接，包括一部锂电池9，锂电池存储电能，为电机和智能控制系统供电，即实现供电单元向自动清扫机器人提供电力。

采用该实施例，将自动清扫机器人14放置在待清扫的光伏面板左下角的起始点15，当行走单元带动自动清扫机器人整体沿待清扫光伏面板表面移动时，清扫单元能够对待清扫光伏面板进行清扫，实现随动随扫。其中，通过位姿导航单元控制行走单元按前进轨迹17与后退轨迹18往复移动，各往复路线间距为清扫部毛刷的宽度，若根据位置感知部分得知剩余的未清扫部分宽度小于自动清扫机器人两侧履带宽度，则自动清扫机器人会自动调整该次路线起始点位置。当位置感知部分确定当前移动到光伏面板的右下角终点16时，则判定当前的光伏面板已清扫完毕。

需要说明的是，上述装置实施例属于优选实施例，所涉及的单元和模块并不一定是本申请所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的一种光伏面板自动清扫机器人，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种光伏面板自动清扫机器人，其特征在于，包括：机体，在自动清扫机器人在光伏面板上工作时，所述机体与光伏面板平行，用于固定自动清扫机器人智能控制器、行走单元、清扫单元以及供电单元；行走单元，设置在所述机体的两端，用于带动所述自动清扫机器人沿光伏面板移动；清扫单元，设置在所述机体的前部，用于在所述自动清扫机器人移动的过程中，对光伏面板进行清扫；驱动单元，包括行走驱动单元与清扫驱动单元，用于向所述清扫单元和所述行走单元提供动力；智能控制系统，用于智能化的控制所述自动清扫机器人移动方向与启停，监控运行状态，接收用户指令；以及供电单元，与所述行走单元、清扫单元和所述智能控制器相连接，用于向所述自动清扫机器人提供电力。

2.根据权利要求1所述的光伏面板自动清扫机器人，其特征在于，所述自动清扫机器人工作于光伏面板上时机体平行于光伏面板。

3.根据权利要求1所述的光伏面板自动清扫机器人，其特征在于，所述行走单元安装于所述机体左右两侧，包括从动轮、驱动轮与橡胶履带；所述行走驱动单元包括两台装有减速器的步进电机，所述安装有减速器的步进电机的动力输出轴与所述驱动轮相连接，用于向所述驱动轮提供行走动力；所述橡胶履带套接于所述从动轮与所述驱动轮上。

4.根据权利要求3所述的光伏面板自动清扫机器人，其特征在于，当所述自动清扫机器人工作于光伏面板上时，所述驱动轮带动橡胶履带沿光伏面板行走。

5.根据权利要求4所述的光伏面板自动清扫机器人，其特征在于，所述清扫单元包括毛刷，在所述清扫单元工作过程中，所述毛刷贴附于所述光伏面板上。

6.根据权利要求1所述的光伏面板自动清扫机器人，其特征在于，所述清扫驱动单元，包括一台直流减速电机、主动同步带轮、从动同步带轮与同步带，所述主动同步带轮直接安装于直流减速电机的动力输出轴，所述从动同步带轮安装于毛刷芯轴，所述同步带将所述直流减速电机动力传递至所述毛刷，用于带动所述毛刷旋转；所述毛刷的旋转方向与所述行走单元的前进方向相反，所述毛刷旋转的线速度大于所述行走单元前进的线速度。

7.根据权利要求1所述的光伏面板自动清扫机器人，其特征在于，还包括：温度检测单元，用于检测环境温度和所述供电单元的温度，当外界环境温度或者供电单元温度超过安全工作温度时，自动停机并向用户报警以保护供电单元。

8.根据权利要求1所述的光伏面板自动清扫机器人，其特征在于，还包括：智能控制系统，设置于所述机体内，其中，所述智能控制系统用于控制自动清扫机器人按预定轨迹移动；所述智能控制系统在其硬件基础之上软件架构分为四层分别为：驱动层，驱动层为上层软件提供与硬件通讯的接口；操作系统层，操作系统层为上层软件提供了多线程的运行环境；进程间通讯层，进程间通讯层为其上层各进程提供数据交换的通道；应用层，应用层具体实现了智能控制系统所需完成的功能。

9.根据权利要求1所述的光伏面板自动清扫机器人，其特征在于，还包括：位置检测单元，所述位置检测单元为接近开关，设置于所述机体四角，其中，所述智能控制系统与所述位置检测单元相连接，用于根据所述位置检测单元的信号控制所述行走单元的运动。

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