CN220368675U - 一种漂浮式光伏板清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光伏板清洗机器人技术领域，具体涉及一种漂浮式光伏板清洗机器人，包括机器人框架、机械臂以及清洗辊，清洗辊安装于机器人框架上，机器人框架的底面上设置有用于在光伏板表面行走的行走轮组和用于在光伏板侧面行走的导向轮组，机器人框架的前端设置有用于在机器人从当前光伏板跨越到目标光伏板时对目标光伏板进行固定的机械臂。本实用新型通过在机器人框架靠近目标光伏板的一侧设置机械臂，可以在机器人从当前光伏板跨越到相邻的目标光伏板时固定目标光伏板，使两个光伏板之间的相对位置固定，从而削弱漂浮式光伏板的不稳定给机器人实现板间跨越带来的不良影响，使机器人可以适用于漂浮式光伏板所在的不稳定的工作环境。

Description

一种漂浮式光伏板清洗机器人

技术领域

本实用新型涉及光伏板清洗机器人技术领域，具体涉及一种漂浮式光伏板清洗机器人。

背景技术

随着科学技术的不断发展，工业机器人逐渐进入生产生活的各个领域，代替人工进行高强度的重复工作，从而大大解放了人力资源，并且提高了工作效率，例如清洗机器人代替人工对光伏板进行清洗。

目前的光伏板清洗机器人都是针对铺设在陆地上的光伏板阵列进行研发生产的，需要通过架设在光伏板两端的轨道在不同的光伏板之间移动，从而对光伏板进行清洗，但是随着水上光伏电站不断投入使用，漂浮式光伏板由于波浪而导致的光伏板间角度和位置不断变化等工作环境中的不稳定因素导致现有的光伏板清洗机器人难以在光伏板上正常移动工作，因此无法满足的使用要求，为此，我们提出了一种漂浮式光伏板清洗机器人。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种漂浮式光伏板清洗机器人，可以实现对漂浮式光伏板进行清洗。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种漂浮式光伏板清洗机器人，包括机器人框架、机械臂以及清洗辊，所述清洗辊安装于所述机器人框架上，所述机器人框架的底面上设置有用于在光伏板表面行走的行走轮组和用于在光伏板侧面行走的导向轮组，所述机器人框架的前端设置有用于在机器人从当前光伏板跨越到目标光伏板时对目标光伏板进行固定的机械臂。

优选的，所述机器人框架前端的底面安装有用于检测所述机器人框架边缘与当前光伏板边缘相对位置的第一距离传感器。

优选的，所述机器人框架前端的两侧均设置有所述机械臂。

优选的，所述机械臂包括吸盘组、沿着机器人行走方向设置的电动滑台以及垂直于光伏板表面的伸缩杆，所述电动滑台的一端固定于所述机器人框架上，所述吸盘组与所述伸缩杆的下端连接，所述伸缩杆的上端安装于所述电动滑台上。

优选的，所述电动滑台包括工作台本体、电动滑台驱动电机以及丝杆，所述电动滑台驱动电机固定于所述工作台本体上靠近所述机器人框架的一端，所述丝杆安装于所述工作台本体上且一端与所述电动滑台驱动电机连接；所述丝杆上螺纹连接有连接座，所述连接座与所述伸缩杆的上端连接。

优选的，所述丝杆的两侧平行设置有导杆，所述连接座上对应所述导杆的位置均设置有滑槽孔，所述导杆贯穿对应的所述滑槽孔。

优选的，所述吸盘组包括吸盘组合板、吸盘金具、硅胶吸盘和吸盘气管，所述吸盘组合板固定于所述伸缩杆的下端，所述吸盘组合板上固定有若干吸盘金具，所述吸盘金具的下端设置有硅胶吸盘，所述吸盘金具的上端通过吸盘气管与真空发生器连接。

优选的，所述吸盘组合板的底面上安装有用于检测所述吸盘组与目标光伏板之间距离的第二距离传感器。

优选的，所述机器人框架前端的两侧还设置用于从两侧固定目标光伏板的夹紧机构。

优选的，所述夹紧机构包括夹紧轮、第一夹紧机构安装板、第二夹紧机构安装板和弹簧，所述第二夹紧机构安装板固定于所述机器人框架的前端，所述第一夹紧机构安装板通过弹簧与所述第二夹紧机构安装板连接，所述第一夹紧机构安装板上安装有用于在光伏板侧面滑动的若干夹紧轮。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型通过在光伏板机器人前端设置机械臂，并在机械臂末端设置吸盘组，使用时机械臂伸出并放下吸盘组对目标光伏板进行吸附，可以在机器人从当前光伏板跨越到相邻的目标光伏板时，通过吸盘组的吸附力固定两个光伏板之间的相对位置，从而削弱漂浮式光伏板的不稳定给机器人实现板间跨越带来的不良影响，使机器人可以适用于漂浮式光伏板所在的不稳定的工作环境；

（2）本实用新型通过在光伏板机器人前端设置夹紧机构，在吸盘组对目标光伏板进行固定之后，通过弹簧的夹紧力使带有夹紧轮的夹紧机构从上下两个方向进一步固定目标光伏板，从而使机器人可以顺利地实现板间跨越。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的漂浮式光伏板清洗机器人的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的机械臂的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的机械臂末端吸盘组的结构图示意；

图4为本实用新型实施例提供的夹紧机构的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的漂浮式光伏板清洗机器人的使用状态示意图；

图中：1、机器人框架；2、机械臂；3、清洗辊；4、清洗辊驱动电机；5、行走轮组；6、导向轮组；7、第一距离传感器；8、电动滑台；9、导杆；10、丝杆；11、电动滑台驱动电机；12、伸缩杆；13、吸盘组；14、连接座；15、吸盘气管；16、吸盘金具；17、吸盘组合板；18、硅胶吸盘；19、第二距离传感器；20、第一夹紧机构安装板；21、弹簧；22、夹紧轮；23、第二夹紧机构安装板；24、当前光伏板；25、目标光伏板

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，显然，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图5所示，本实施例提供一种漂浮式光伏板清洗机器人，包括机器人框架1、机械臂2以及清洗辊3，所述清洗辊3安装于所述机器人框架1上，所述机器人框架1的底面上设置有用于在光伏板表面行走的行走轮组5和用于在光伏板侧面行走的导向轮组6，所述机器人框架1的前端设置有用于在机器人从当前光伏板24跨越到目标光伏板25时对目标光伏板25进行固定的机械臂2。本实施例通过在机器人框架1靠近目标光伏板25的一侧设置机械臂2，可以在机器人从当前光伏板24跨越到相邻的目标光伏板25时固定目标光伏板25，使两个光伏板之间的相对位置固定，从而削弱漂浮式光伏板的不稳定给机器人实现板间跨越带来的不良影响，使机器人可以适用于漂浮式光伏板所在的不稳定的工作环境。

具体地，清洗辊3可以安装在机器人框架1上底面的中间位置，用于对光伏板表面进行清洁；行走轮组5包括安装在机器人框架1底面四个角部的行走轮，行走轮连接有电机，用于驱动机器人在光伏板顶面行走；导向轮组6包括安装在机器人框架1底面四个角部的导向轮，用于在光伏板侧面行走以对机器人在光伏板顶面移动进行导向。

优选的，所述机器人框架1前端的底面安装有用于检测所述机器人框架1前端边缘与光伏板前端边缘相对位置的第一距离传感器7。具体地，第一距离传感器7可以安装在机器人框架1前端的底面正中间位置处，通过第一距离传感器7可以判断机器人框架1与光伏板的相对位置，当第一距离传感器7检测到机器人框架1前端的边缘已经接触当前光伏板24前端的边缘时，行走轮组5停止前进，起动机械臂2对前方的目标光伏板25进行固定。

如图1和图2所示，所述机器人框架1前端的两侧均设置有所述机械臂2。具体地，所述机械臂2包括吸盘组13、沿着机器人行走方向设置的电动滑台8以及垂直于光伏板表面的伸缩杆12，所述电动滑台8的一端固定于所述机器人框架1上，通过电动滑台8可以带动伸缩杆12及吸盘组13沿着机器人行走方向前后移动；所述吸盘组13与所述伸缩杆12的下端连接，通过伸缩杆12可以带动吸盘组13沿着垂直于目标光伏板25表面的方向上下运动，所述伸缩杆12的上端安装于所述电动滑台8上。其中，伸缩杆12包括外壳、安装在外壳内的丝杆以及安装在丝杠顶端的电机。

优选的，所述电动滑台8包括工作台本体、电动滑台驱动电机11以及丝杆10，所述电动滑台驱动电机11固定于所述工作台本体上靠近所述机器人框架1的一端，所述丝杆10安装于所述工作台本体上且一端与所述电动滑台驱动电机11的驱动轴连接；连接座14上设置有螺纹孔，所述丝杆10通过该螺纹孔与连接座14螺纹连接，所述连接座14与所述伸缩杆12的上端连接。本实施例通过电动滑台驱动电机11带动丝杆10转动，并通过连接座14与丝杆10之间的螺纹配合使连接座14可以带动伸缩杆12及吸盘组13沿着机器人行走方向进行来回往复的直线运动。

优选的，所述丝杆10的两侧均平行设置有导杆9，所述连接座14上对应所述导杆9的位置均设置有滑槽孔，两根所述导杆9贯穿对应的两个所述滑槽孔，通过导杆9与滑槽孔配合，可以对连接座14沿丝杆10移动进行导向。

细化上述实施例，所述吸盘组13包括吸盘组合板17、吸盘金具16、硅胶吸盘18和吸盘气管15，所述吸盘组合板17固定于所述伸缩杆12的下端，所述吸盘组合板17上固定有若干吸盘金具16，所述吸盘金具16的下端设置有硅胶吸盘18，所述吸盘金具16的上端通过吸盘气管15与真空发生器连接。作为一种实施方式，如图3所示，吸盘组合板17为三角形，吸盘组合板17上固定有呈三角形分布的三个吸盘金具16，且吸盘金具16绕伸缩杆12的周向等距间隔布置，三个吸盘金具16的下端均安装有配套的硅胶吸盘18，三个吸盘金具16分别通过吸盘气管15与真空发生器连接，可在硅胶吸盘18与目标光伏板25表面接触之后创造真空环境并提供吸力。

进一步地，所述吸盘组合板17的底面上安装有用于检测所述吸盘组13与目标光伏板25之间距离的第二距离传感器19，根据第二距离传感器19检测的吸盘组13与目标光伏板25之间的距判断硅胶吸盘18是否与目标光伏板25接触，当吸盘组13与目标光伏板25接触时，启动真空发生器，通过吸盘组13吸附固定目标光伏板25。

优化上述实施例，所述机器人框架1前端的两侧还设置用于从两侧固定目标光伏板25的夹紧机构。如图1和图5所示，夹紧机构设置于机器人框架1前端的两侧面上，当机器人移动到当前光伏板24边缘的时候，两端的机械臂2可以通过电动滑台8带动伸缩杆12及吸盘组13沿着机器人行走方向向前移动以及通过伸缩杆12动吸盘组13沿着垂直于目标光伏板25表面的方向向下运动，将吸盘组13移动到相邻目标光伏板25上进行吸附，同时保持两端的电动滑台8和伸缩杆12的位移一致，就可以通过施加在光伏板两端的压力或吸力消除两光伏板之间的角度差，从而机器人框架1前端的夹紧机构可以对目标光伏板25进行固定，使两块光伏板的相对位置固定，从而使机器人可以顺利地实现板间跨越，使得机器人可以摆脱波浪的影响在未铺设轨道的漂浮式光伏板阵列上使用。

具体地，所述夹紧机构包括夹紧轮22、第一夹紧机构安装板20、第二夹紧机构安装板23和弹簧21，所述机器人框架1前端的两侧均固定有所述第二夹紧机构安装板23，所述第一夹紧机构安装板20通过弹簧21与所述第二夹紧机构安装板23的底面连接，所述第一夹紧机构安装板20上面向光伏板侧面的一面上安装有用于在光伏板侧面滑动的若干夹紧轮22。非工作状态时，弹簧处于放松状态，此时第一夹紧机构安装板20与光伏板的侧面成一定的角度；工作状态时，受到目标光伏板25侧面的推力，第一夹紧机构安装板20转动为与目标光伏板25的侧面平行，由于弹簧21被拉紧，弹簧力会转化为从上下两端对目标光伏板25侧面的夹紧力，进一步保证当前光伏板24和目标光伏板25之间的相对稳定。作为实施方式之一，两侧的第一夹紧机构安装板20上均设置有间隔布置的三个夹紧轮22。

优选的，所述清洗辊3包括清洗辊驱动电机4和滚刷，所述滚刷包括滚轴以及包覆于所述滚轴上的毛刷，所述滚轴转动安装于所述机器人框架1底面的中间位置，所述滚轴与所述清洗辊驱动电机4连接。其中，毛刷可以采用柔软螺旋毛刷，清洗时不损伤光伏板面板。

本实施例的漂浮式光伏板清洗机器人使用时的工作情况可以分为两类，第一类是对单块的光伏板进行清洗，第二类是机器人从所在的当前光伏板24跨越到目标光伏板25。

对于第一种工作情况，通过电机驱动行走轮组5带动整个机器人往目标光伏板25所在的方向移动；同时清洗辊驱动电机4带动清洗辊3进行高速旋转，将当前光伏板24表面的垃圾灰尘刷去；同时由于当前光伏板24会有一定角度的倾斜，因此固定在机器人框架1上端的导向轮组6会压住当前光伏板24的侧面并在侧面滑动，起到一个导向的作用；

清洗机器人保持第一类工作状态，直到机器人框架1上的第一距离传感器7移动到当前光伏板24和目标光伏板25之间的空隙，第一距离传感器7的信号发生改变表明机器人框架1的边缘已经接触当前光伏板24的边缘，此时行走轮组5停止工作，进入第二类工作状态。

对于第二类工作状态，漂浮式光伏板清洗机器人移动到当前光伏板24的边缘，然后机械臂2开始工作；机器人框架1两端的电动滑台驱动电机11同时开始驱动两连接座14带动伸缩杆12以及吸盘组13往目标光伏板25的方向移动；

当连接座14移动到极限位置的时候，伸缩杆12中的电机开始驱动丝杆，使吸盘组13往下移动；同时吸盘组合板17中间的第二距离传感器19实时监测吸盘组13与目标光伏板25表面间之间的距离来保证两端吸盘组13下降的高度一致，直到吸盘组13压住目标光伏板25的表面；由于吸盘金具16内置弹簧，具有缓冲作用，因此不会对目标光伏板25的表面造成损伤，并且还可以增大硅胶吸盘18底面与目标光伏板25之间的接触面积，以达到更好的吸附效果；

当硅胶吸盘18与目标光伏板25接触以后，与吸盘气管15相接的真空发生器开启吸气模式，通过将硅胶吸盘18真空腔中的空气吸出从而形成真空环境，此时外部大气压会对吸盘组13施加一个垂直于目标光伏板25表面并向下的压力；

由于两伸缩杆12下降的高度一致，因此可以通过在目标光伏板25两端施加的来自伸缩杆12的压力和来自吸盘组13的吸力，来消除由于水波晃动而产生的目标光伏板25和机器人所在的当前光伏板24之间的角度差和高度差，从而使当前光伏板24和目标光伏板25的上下侧面来到平行状态并保持；

同时电动滑台驱动电机11反转，拉动整个清洗机器人往目标光伏板25的方向移动；非工作状态时与目标光伏板25的侧面成一定角度的第一夹紧机构安装板20在受到来自目标光伏板25侧面的推力之后，转为与目标光伏板侧面平行；同时由于弹簧21被拉紧，弹簧力会转化为从上下两端对目标光伏板25侧面的夹紧力，进一步保证当前光伏板24和目标光伏板25之间的相对稳定；

在夹紧机构对目标光伏板25进行夹紧之后，真空发生器从吸气的工作状态转化为排气的工作状态，破坏硅胶吸盘18内的真空环境，解除吸盘组13对目标光伏板25的吸附状态，伸缩杆12带动吸盘组13向上运动，机械臂2回到非工作状态。同时行走轮组5开始工作，在整个机器人来到目标光伏板25上以后，重复第一类工作状态。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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)

1.一种漂浮式光伏板清洗机器人，其特征在于：包括机器人框架、机械臂以及清洗辊，所述清洗辊安装于所述机器人框架上，所述机器人框架的底面上设置有用于在光伏板表面行走的行走轮组和用于在光伏板侧面行走的导向轮组，所述机器人框架的前端设置有用于在机器人从当前光伏板跨越到目标光伏板时对目标光伏板进行固定的机械臂。

2.如权利要求1所述的漂浮式光伏板清洗机器人，其特征在于：所述机器人框架前端的底面安装有用于检测所述机器人框架边缘与当前光伏板边缘相对位置的第一距离传感器。

3.如权利要求1所述的漂浮式光伏板清洗机器人，其特征在于：所述机器人框架前端的两侧均设置有所述机械臂。

4.如权利要求1或2所述的漂浮式光伏板清洗机器人，其特征在于：所述机械臂包括吸盘组、沿着机器人行走方向设置的电动滑台以及垂直于光伏板表面的伸缩杆，所述电动滑台的一端固定于所述机器人框架上，所述吸盘组与所述伸缩杆的下端连接，所述伸缩杆的上端安装于所述电动滑台上。

5.如权利要求4所述的漂浮式光伏板清洗机器人，其特征在于：所述电动滑台包括工作台本体、电动滑台驱动电机以及丝杆，所述电动滑台驱动电机固定于所述工作台本体上靠近所述机器人框架的一端，所述丝杆安装于所述工作台本体上且一端与所述电动滑台驱动电机连接；所述丝杆上螺纹连接有连接座，所述连接座与所述伸缩杆的上端连接。

6.如权利要求5所述的漂浮式光伏板清洗机器人，其特征在于：所述丝杆的两侧平行设置有导杆，所述连接座上对应所述导杆的位置均设置有滑槽孔，所述导杆贯穿对应的所述滑槽孔。

7.如权利要求4所述的漂浮式光伏板清洗机器人，其特征在于：所述吸盘组包括吸盘组合板、吸盘金具、硅胶吸盘和吸盘气管，所述吸盘组合板固定于所述伸缩杆的下端，所述吸盘组合板上固定有若干吸盘金具，所述吸盘金具的下端设置有硅胶吸盘，所述吸盘金具的上端通过吸盘气管与真空发生器连接。

8.如权利要求7所述的漂浮式光伏板清洗机器人，其特征在于：所述吸盘组合板的底面上安装有用于检测所述吸盘组与目标光伏板之间距离的第二距离传感器。

9.如权利要求1所述的漂浮式光伏板清洗机器人，其特征在于：所述机器人框架前端的两侧还设置用于从两侧固定目标光伏板的夹紧机构。

10.如权利要求9所述的漂浮式光伏板清洗机器人，其特征在于：所述夹紧机构包括夹紧轮、第一夹紧机构安装板、第二夹紧机构安装板和弹簧，所述第二夹紧机构安装板固定于所述机器人框架的前端，所述第一夹紧机构安装板通过弹簧与所述第二夹紧机构安装板连接，所述第一夹紧机构安装板上安装有用于在光伏板侧面滑动的若干夹紧轮。