CN215390963U - 一种太阳能板避障清洁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能板避障清洁装置，包括在行走过程中对太阳能板进行清洁的清洁机构、驱动清洁机构行走的驱动机构，清洁机构包括能够连接为一体的第一清洁部及第二清洁部，当连接为一体的第一清洁部、第二清洁部行走至距障碍物预定距离处时，第一清洁部、第二清洁部相分离并形成间隔，在障碍物通过该间隔后，第一清洁部、第二清洁部再次连接为一体。该清洁装置在清洁太阳能板时通过分离的第一清洁部、第二清洁部避开障碍物，无须在障碍物的两侧安装独立运行的清洁装置，减少了清洁装置的安装台数、减小了对安装面承载力的影响、降低了装置的故障率，能够达到太阳能电池板清洗降本增效的效果。

Description

一种太阳能板避障清洁装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能光伏板清洁技术领域，尤其涉及一种太阳能板避障清洁装置。

背景技术

分布式光伏发电系统中太阳能电池板在清洁过程中，常会遇到如轴流风机、烟囱等障碍物。现有的太阳能电池板清洁装置在遇到障碍物时无法进行避让，只能在障碍物的两侧各设置一套甚至多套独立运行的清洁装置。因有时屋面等太阳能电池板支撑面面积及空间有限，其上无法安装过多套数的清洁装置，即使能够安装，清洁装置套数过多也会给屋面结构等安装面的承载力造成不利影响，套数增多、清洁装置的损坏故障率也随之增加，且由于清洁装置费用较高，将产生额外的的成本费用，对光伏发电系统的整体投资运维不利。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能板避障清洁装置，以解决目前现有的太阳能板清洁装置在清洁过程中无法避让障碍物的技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采取以下方案来实现：一种太阳能板避障清洁装置，包括在行走过程中对太阳能板进行清洁的清洁机构、驱动清洁机构行走的驱动机构，其特征在于：清洁机构包括能够连接为一体的第一清洁部及第二清洁部，当连接为一体的第一清洁部、第二清洁部行走至距障碍物预定距离处时，第一清洁部、第二清洁部相分离并形成间隔，在障碍物通过该间隔后，第一清洁部、第二清洁部再次连接为一体。

进一步的：清洁机构还包括位置信号探测组件及与其连接的控制器，位置信号探测组件用于检测清洁机构到障碍物的距离，控制器用于根据位置信号探测组件检测到的距离控制第一清洁部、第二清洁部分离或连为一体。

进一步的：位置信号探测组件包括设置在距离障碍物预定距离处的接近开关及设置在清洁机构上的感应机构，接近开关检测到感应机构进入其检测感应区后，控制器控制第一清洁部、第二清洁部分离，接近开关检测到感应机构离开其检测感应区后，控制器控制第一清洁部、第二清洁部连为一体。

进一步的：第一清洁部包括第一伸缩清洁臂，第二清洁部包括第二伸缩清洁臂，控制器通过控制第一伸缩清洁臂、第二伸缩清洁臂收缩以使第一清洁部、第二清洁部分离，通过控制第一伸缩清洁臂、第二伸缩清洁臂伸展以使第一清洁部、第二清洁部连为一体。

进一步的：第一伸缩清洁臂、第二伸缩清洁臂的伸缩端相接触时，第一清洁部、第二清洁部连为一体；伸缩端相分离时，第一清洁部、第二清洁部相分离。

进一步的：还包括与第一伸缩清洁臂、第二伸缩清洁臂连接的液压驱动机构，控制器控制液压驱动机构动作以驱动第一伸缩清洁臂、第二伸缩清洁臂的伸缩。

进一步的：在沿清洁机构行走方向的障碍物两侧各设置一个接近开关，感应机构设置在第一伸缩清洁臂和/或第二伸缩清洁臂的伸缩端。

进一步的：第一伸缩清洁臂、第二伸缩清洁臂的伸缩端能够通过磁力吸合连接。

进一步的：清洁机构还包括供第一清洁部、第二清洁部行走的导轨。

进一步的：驱动机构包括挠性件、用于卷绕挠性件的绞盘、用于驱动绞盘转动的电机，第一清洁部、第二清洁部固定在挠性件上，电机驱动绞盘转动进而驱动挠性件运动，挠性件的运动带动第一清洁部、第二清洁部行走。

本实用新型的太阳能板避障清洁装置，其执行清洁工作的清洁机构具有可连接、可分离的第一清洁部及第二清洁部，遇到障碍物时第一清洁部、第二清洁部相分离并形成供障碍物通过的间隔，经过障碍物之后分离的第一清洁部、第二清洁部再次连接为一体。因此本实用新型的太阳能板避障清洁装置在清洁太阳能板时可避开障碍物，只须一套清洁装置即可完成具有障碍物的太阳能板的清洗，适用于设备安装空间有限时的清洁条件。无须在障碍物的两侧安装独立运行的清洁装置，从而减少了清洁装置的安装台数，减小了清洁装置对安装面(如屋面结构)承载力的影响，且因安装套数减少也降低了装置的故障率，从而达到太阳能电池板清洗降本增效的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例太阳能板避障清洁装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例太阳能板避障清洁装置的控制框图；

主要标件与标号：

清洁机构：1；第一清洁部：11；第二清洁部：12；液压驱动机构：13；固定器：14；第一伸缩清洁臂：111；第二伸缩清洁臂：121；第一清洁毛刷：112；第二清洁毛刷：122；

驱动机构：2；挠性件：21；主绞盘：221；副绞盘：222；电机：23；滑轮：24；张紧装置：25；拉紧装置：26；配电箱：27；

控制器：31；接近开关：321；感应机构：322；限位器：33；

主导轨：41；过渡导轨：42；

太阳能板：500。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚地展示，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

图1为本实施例太阳能板避障清洁装置的结构示意图，如图1所示，由驱动机构2驱动清洁机构1行走，清洁机构1在行走过程中对太阳能板500表面进行清洁，清洁机构1在行走、清洁过程中能够避开处于其行程中的障碍物。

清洁机构1包括能够连接为一体的第一清洁部11及第二清洁部12，第一清洁部11、第二清洁部12均能够执行太阳能板表面的清洁工作，当连接为一体的第一清洁部11、第二清洁部12行走至距障碍物预定距离处时，第一清洁部11、第二清洁部12相分离并形成间隔，在障碍物通过该间隔后，第一清洁部11、第二清洁部12再次连接为一体。

为了探测第一清洁部11、第二清洁部12是否已经行走至障碍物附近，以及为了实现第一清洁部11、第二清洁部12在行走至障碍物附近时的自动分离，进一步的，清洁机构1还包括位置信号探测组件及与其电连接的控制器31，位置信号探测组件用于检测清洁机构1到障碍物的距离，控制器31用于根据位置信号探测组件检测到的距离控制第一清洁部11、第二清洁部12分离或连为一体。位置信号探测组件检测到的清洁机构距障碍物的距离小于预设阈值时(预设阈值范围例如可以是10cm～30cm)，控制器31控制第一清洁部11、第二清洁部12分离；当距离大于预设阈值时控制器31控制第一清洁部11、第二清洁部12连为一体。

本实施例中的位置信号探测组件包括设置在距离障碍物预定距离处的接近开关321及设置在清洁机构1上的感应机构322，接近开关321与控制器31的输入端相连，接近开关321检测到感应机构322进入其检测感应区后，将该检测信号发送给控制器31，控制器31接收到该检测信号后，控制第一清洁部11、第二清洁部12分离；接近开关321检测到感应机构322离开其检测感应区后，将该检测信号发送给控制器31，控制器31接收到该检测信号后控制第一清洁部11、第二清洁部12连为一体。本实施例中的接近开关321为金属感应接近开关。

当然也可以采用除接近开关外的其它形式的位置信号探测组件，例如超声波测距、光电传感器、霍尔传感器等，也可以采用在清洁机构上安装摄像头并利用图像识别技术判断距障碍物的距离。

为了实现第一清洁部11、第二清洁部12的分离，进一步的，第一清洁部11包括第一伸缩清洁臂111，第二清洁部12包括第二伸缩清洁臂121，第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121均能够执行太阳能板表面的清洁工作。控制器31通过控制第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121收缩以使第一清洁部11、第二清洁部12分离，通过控制第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121伸展以使第一清洁部11、第二清洁部12连为一体。

本实施例中第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121具体的分离、连接方式为：第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121的伸缩端相接触时，第一清洁部11、第二清洁部12连为一体；第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121的伸缩端相分离时，第一清洁部11、第二清洁部12相分离。

为了实现控制器对于第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121伸缩的自动控制，进一步的，还包括与第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121连接的液压驱动机构13，控制器31的输出端与液压驱动机构13相连，控制器31控制液压驱动机构13动作以驱动第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121的伸缩。进一步的，如图1所示，本实施例中第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121的结构形式为交叉连杆式的伸缩臂形式，位于其一端的两个连杆分别固定在液压驱动机构13的两端，控制器31控制液压驱动机构13伸长时，在各交叉连杆的相互作用下，第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121收缩；控制器31控制液压驱动机构13收缩时，在各交叉连杆的相互作用下，第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121伸展。当然第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121也可以采用其它常用的伸缩臂结构形式，例如可以采用液压杆，将毛刷等起到清洁作用的部件固定在液压杆朝向太阳能板的一侧。

本实施例中在第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121的下弦构件上分别固定有第一清洁毛刷112、第二清洁毛刷122，在第一清洁部11、第二清洁部12前进和后退的过程中，毛刷与太阳能电池板玻璃表面摩擦，清理表面的灰尘和污垢，提升太阳能电池板的透光率，从而达到增加发电量的效果。本实施例的清洁装置实现了无水清扫，无需清洁介质，清扫材料不会损坏光伏组件表面的钢化玻璃；相比传统清洗设备出现的水洗情况，能避免取水复杂、废水难排出增加屋面等安装面的防水难度等各类问题。

为了使清洁机构1能够通过往返的行程对太阳能板500表面进行反复清洁，进一步的，在沿清洁机构1行走方向的障碍物两侧各设置一个接近开关321。

图1中接近开关位于障碍物的上侧、下侧(上侧、下侧仅为了方便结合附图说明清洁机构的动作过程，实际安装时，接近开关与障碍物的位置关系并非只是上侧、下侧的关系，如果整个清洁装置水平布置，则接近开关位于障碍物的左侧和右侧)，当清洁机构1在障碍物下方以朝向障碍物的方向行走时，由位于障碍物下侧的接近开关进行检测，在进入该接近开关的检测感应区后，第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121以图1中障碍物下侧的箭头所示的方向收缩，在各自的收缩端之间形成间隙，随着清洁机构1的进一步行走，下侧的接近开关以及障碍物逐渐通过该间隙，当清洁机构1行走至障碍物刚好处在间隙内时，清洁机构1进入障碍物上侧接近开关的检测感应区域，由上侧接近开关进行检测，当上侧接近开关经过收缩端形成的间隙后，清洁机构1离开上侧接近开关的检测感应区域，第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121以图1中障碍物上侧的箭头所示的方向逐渐伸展直至收缩端相接触、间隙消除，之后第一清洁部11、第二清洁部12继续以相连接的形式执行太阳能板的清洁工作。上述过程为清洁机构1清洁过程中的“去程”，图1中示出的为清洁机构1在其“去程”中，第一清洁部11、第二清洁部12处在不同位置时所对应的不同的分离、连接状态，其示出了同一清洁机构的不同状态(并非示出了设置多套清洁机构1，当然为了提高清洁效率，也可以设置多套清洁机构)。

在行走至太阳能板最上端后，相连接的第一清洁部11、第二清洁部12折返，进入清洁机构1的“返程”，开始在障碍物上方以朝向障碍物的方向继续行走。“返程”中先由上侧的接近开关检测，再由下侧的接近开关进行检测，除此之外，第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121的伸缩原理、过程与“去程”相同。

进一步的，本实施例中感应机构322设置在第一伸缩清洁臂111或第二伸缩清洁臂121的伸缩端。

为了使第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121的伸缩端能够紧密连接在一起，以防止在行进过程中第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121相脱开，进一步的，第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121的伸缩端具有磁力，伸缩端能够通过磁力吸合连接。

为了导引清洁机构1的平稳行进，进一步的，清洁机构1还包括供第一清洁部11、第二清洁部12行走的导轨。本实施例中导轨包括供第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121非伸缩端行走的主导轨41及供其伸缩端行走的过渡导轨42，如图1所示，过渡导轨42围绕障碍物的四周设置，第一伸缩清洁臂111、第二伸缩清洁臂121的伸缩端在收缩、伸展时均沿着过渡导轨42进行。

为了保障第一清洁部11、第二清洁部12的折返运动，进一步的，在主导轨41的两端安装有限位器33，第一清洁部11、第二清洁部12运行到主导轨41两端触碰限位器33时先停止运行，之后沿反方向继续运行。

本实施例中驱动清洁机构1动作的驱动机构2包括挠性件21、用于卷绕挠性件的绞盘、用于驱动所述绞盘转动的电机23，第一清洁部11、第二清洁部12固定在所述挠性件21上，电机23驱动绞盘转动进而驱动所述挠性件21运动，挠性件21的运动带动第一清洁部11、第二清洁部12行走。进一步的，绞盘包括通过挠性件21相连接并联动的主绞盘221、副绞盘222，电机23驱动主绞盘221转动，主绞盘221的转动带动副绞盘222转动；第一清洁部11、第二清洁部12均通过固定器14固定在挠性件21上；本实施例中挠性件21为钢丝绳，也可以采用链条等其它形式的挠性件；由配电箱27为电机23供电。

进一步的，本实施例中挠性件21的走线方式如图1所示，主绞盘221、副绞盘222及电机23布置在太阳能板的下侧，在主绞盘221、副绞盘222及电机23的左右两侧各布置一个张紧装置25，在太阳能板的四角处均布置两个滑轮24，在太阳能板的上侧布置两个拉紧装置26，挠性件21从对其进行卷绕的主绞盘221、副绞盘222上释放之后绕着各张紧装置、滑轮及拉紧装置布置以形成整体环网运行系统。清洁装置在进行清洁工作时，在太阳能板的左右两侧各形成两条相平行的挠性件走线路径，且位于外侧的挠性件和位于内侧的挠性件走线方向相反，第一清洁部11、第二清洁部12的外端固定在外侧的挠性件上，和外侧的挠性件运动方向保持一致。

除上述驱动机构外，也可以采用其它结构形式的驱动机构驱动清洁机构的行走，例如可以采用丝杆传动的方式，使第一清洁部11、第二清洁部12分别与两平行设置的丝杆螺纹连接，由电机驱动丝杆转动，丝杆的转动带动第一清洁部11、第二清洁部12移动行走。

为了实现清洗装置的远程控制，进一步的，在清洁装置中配备无线模块，通过遥控器等机构对清洗装置的运作进行远程遥控。

本实施例的太阳能板避障清洁装置在工作时，清洁机构的第一清洁部、第二清洁部在初始状态下，以相互连接的状态位于太阳能板的一端、障碍物的一侧，开始清洁工作时以朝向障碍物的方向前进，当接近开关检测到清洁机构已运行到障碍物附近时，控制器控制第一清洁部的第一伸缩清洁臂、第二清洁部的第二伸缩清洁臂以与前进方向相垂直的方向收缩，第一清洁部、第二清洁部继续前进，在障碍物通过第一伸缩清洁臂、第二伸缩清洁臂之间因收缩形成的间隙之后，控制器控制第一伸缩清洁臂、第二伸缩清洁臂以与前进方向相垂直的方向伸展，直至第一清洁部、第二清洁部再次连接为一体，之后第一清洁部、第二清洁部以连接的形式继续前行，直至运行到太阳能板的另一端之后折返，继续重复太阳能板的清洁工作。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种太阳能板避障清洁装置，包括在行走过程中对太阳能板进行清洁的清洁机构(1)、驱动清洁机构(1)行走的驱动机构(2)，其特征在于：清洁机构(1)包括能够连接为一体的第一清洁部(11)及第二清洁部(12)，当连接为一体的第一清洁部(11)、第二清洁部(12)行走至距障碍物预定距离处时，第一清洁部(11)、第二清洁部(12)相分离并形成间隔，在障碍物通过该间隔后，第一清洁部(11)、第二清洁部(12)再次连接为一体。

2.根据权利要求1所述的太阳能板避障清洁装置，其特征在于：清洁机构(1)还包括位置信号探测组件及与其连接的控制器(31)，位置信号探测组件用于检测清洁机构(1)到障碍物的距离，控制器(31)用于根据位置信号探测组件检测到的距离控制第一清洁部(11)、第二清洁部(12)分离或连为一体。

3.根据权利要求2所述的太阳能板避障清洁装置，其特征在于：位置信号探测组件包括设置在距离障碍物预定距离处的接近开关(321)及设置在清洁机构(1)上的感应机构(322)，接近开关(321)检测到感应机构(322)进入其检测感应区后，控制器(31)控制第一清洁部(11)、第二清洁部(12)分离，接近开关(321)检测到感应机构(322)离开其检测感应区后，控制器(31)控制第一清洁部(11)、第二清洁部(12)连为一体。

4.根据权利要求3所述的太阳能板避障清洁装置，其特征在于：第一清洁部(11)包括第一伸缩清洁臂(111)，第二清洁部(12)包括第二伸缩清洁臂(121)，控制器(31)通过控制第一伸缩清洁臂(111)、第二伸缩清洁臂(121)收缩以使第一清洁部(11)、第二清洁部(12)分离，通过控制第一伸缩清洁臂(111)、第二伸缩清洁臂(121)伸展以使第一清洁部(11)、第二清洁部(12)连为一体。

5.根据权利要求4所述的太阳能板避障清洁装置，其特征在于：第一伸缩清洁臂(111)、第二伸缩清洁臂(121)的伸缩端相接触时，第一清洁部(11)、第二清洁部(12)连为一体；伸缩端相分离时，第一清洁部(11)、第二清洁部(12)相分离。

6.根据权利要求5所述的太阳能板避障清洁装置，其特征在于：还包括与第一伸缩清洁臂(111)、第二伸缩清洁臂(121)连接的液压驱动机构(13)，控制器(31)的输出端与液压驱动机构(13)相连，控制器(31)控制液压驱动机构(13)动作以驱动第一伸缩清洁臂(111)、第二伸缩清洁臂(121)的伸缩。

7.根据权利要求5所述的太阳能板避障清洁装置，其特征在于：在沿清洁机构(1)行走方向的障碍物两侧各设置一个接近开关(321)，感应机构(322)设置在第一伸缩清洁臂(111)和/或第二伸缩清洁臂(121)的伸缩端。

8.根据权利要求7所述的太阳能板避障清洁装置，其特征在于：第一伸缩清洁臂(111)、第二伸缩清洁臂(121)的伸缩端能够通过磁力吸合连接。

9.根据权利要求8所述的太阳能板避障清洁装置，其特征在于：清洁机构(1)还包括供第一清洁部(11)、第二清洁部(12)行走的导轨(41，42)。

10.根据权利要求1所述的太阳能板避障清洁装置，其特征在于：驱动机构(2)包括挠性件(21)、用于卷绕挠性件的绞盘(221，222)、用于驱动绞盘转动的电机(23)，第一清洁部(11)、第二清洁部(12)固定在挠性件(21)上，电机(23)驱动绞盘(221，222)转动进而驱动挠性件(21)运动，挠性件(21)的运动带动第一清洁部(11)、第二清洁部(12)行走。

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