JP2021175571A - フロントヘビーダスト清掃用ビークル - Google Patents

Abstract

【課題】新規な片持ち式清掃用要素を有するビークルを提供する。【解決手段】ビークル２００は、第１および第２のキャリッジと、対象物上面に沿った配置のために当該キャリッジに結合される第１および第２のホイールと、駆動アセンブリを形成するために当該ホイールに結合されたモーターと、上記キャリッジ間に延在し、それらによって支持された清掃用要素１１４と、対象物の一方の側面に接触し、それに沿って動くために当該キャリッジの一方に結合されたサイドローラー形態の第３のホイールと、対象物底面に接触し、それに沿って動くために上記キャリッジの一方に結合されたボトムローラー形態の第４のホイールとを具備する。清掃用要素１１４は第１および第２のホイールを通過し、そこから第１の距離だけ離間させられた横向き軸線の一方の側に配置され、第４のホイールは横向き軸線の反対側に配置され、そこから第２の距離だけ離間させられる。【選択図】図４

Description

本発明は、２０１５年８月２４日に出願された米国特許出願第６２／２０９，０４７号の優先権を主張し、その全体がこの引用により本明細書中に組み込まれる。

本発明は、概して、清掃用ビークル、より詳細には、片持ち式清掃用要素を有するビークルに関する。

ソーラーパネルは、電力を発生させるための環境に良い代替品である。大規模発電は、ソーラーエネルギーを電気エネルギーに変換するために屋外環境に配置されたソーラーパネルのアレイを含むことがある。しかしながら、屋外環境に配置されたソーラーパネルは、ソーラーパネルの表面上に集まり、光を吸収して、それを電気に変換するパネルの能力を低下させ得る、砂、ダスト、ほこりおよびその他のデブリにさらされる。この問題は、高いレベルの太陽放射を受け、曇りの日数が少ない砂漠のような乾燥した環境にパネルが設置された場合に深刻化する。なぜなら、こうした環境は、パネルの表面上での高い堆積速度につながる高レベルのダストおよび風を伴う傾向があるからである。

ソーラーパネルは手作業で掃除するか、あるいはその他の方法で清掃することができる。しかしながら、このプロセスは、時間がかかり、労働集約的であり、コストがかかり、またはこれらの特質を全て持ち得る。本発明は、これらおよびその他の問題に向けられている。

一実施形態では、対象物の表面を清掃するための清掃用ビークルは、（フレームを形成する）第１および第２のキャリッジを備え、この第１および第２のキャリッジ間にはアクスルが延びている。ビークルはまた、アクスルに結合されて駆動アセンブリを形成する第１および第２の駆動ホイールを含み、少なくとも一つのモーターが駆動アセンブリに動作可能に結合される。清掃用要素は、第１および第２の駆動ホイールの前方の位置において、第１および第２のキャリッジ間で延び、かつ、第１および第２のキャリッジによって支持される。ビークルはまた、第１および第２のトラベラーホイールを含む。第１のトラベラーホイールは、第１の駆動ホイールに対して調整可能に取り付けられ、第２のトラベラーホイールは、第２の駆動ホイールに対して調整可能に取り付けられる。第１および第２のトラベラーホイールは、対象物が第１および第２のトラベラーホイールと、それぞれの第１および第２のキャリッジとの間に受け入れられるように構成される。

ビークルは、清掃用要素がアクスル（ならびに第１および第２の駆動ホイール）の一方の側に配置されると共に第１の距離だけそこから離れて配置され、一方、第１および第２のトラベラーホイールがアクスルの反対側に配置されると共に第２の距離だけそこから離れて配置されるように設計される。

本発明の第１実施形態に係る、ソーラーパネル上に配置された清掃用ビークルの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る、ソーラーパネル上に配置された清掃用ビークルの斜視図である。 第１の状態でのビークルの側面図である。 第２の状態でのビークルの側面図である。 ビークルの背面図である。 第２実施形態に係る清掃用ビークルの第１の側方斜視図である。 図４の清掃用デバイスの第２の側方斜視図である。 第３実施形態に係る清掃用デバイスの側面図である。

本発明の一実施形態によれば、図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、表面清掃用ビークル１００がソーラーパネルアレイ１０の上に配置されている。表面清掃用ビークルは、アクスル１０６の両端に配置された第１および第２のキャリッジ１０２，１０４を備える。第１および第２のホイール１０８，１１０からなるホイールの第１のセットは、アクスル１０６に結合されかつそれぞれのキャリッジ１０２，１０４に近接して、その両端に配置されている。制御ハウジング１１２は、キャリッジ１０２，１０４の一方によって支持される。制御ハウジング１１２は、以下で詳しく説明するように、モーター、制御電子機器、通信モジュール、電源などを含むことができる。清掃用要素１１４は、キャリッジ１０２，１０４間に延在し、それによって支持される。第３および第４のホイール１１６，１１８からなるホイールの第２のセットは、調整可能なカップル１２０，１２２によって、それぞれのキャリッジ１０２，１０４に接続されている。以下でより詳細に説明するように、第１および第２のホイール１０８，１１０ならびに第３および第４のホイール１１６，１１８は、ビークルがアレイの表面を横切ると共に清掃用要素１１４を清掃のためにアレイの表面と接触状態で維持できるように、ソーラーパネルアレイ１０に対してビークルを結合するように協働する。

本明細書で詳細に説明するように、一実施形態では、第１および第２のホイール１０８，１１０の少なくとも一方は被駆動ホイールであり、第３および第４のホイール１１６，１１８はトラベラーホイールであってもよい。しかしながら、本明細書で説明するように、他の実施形態では、第３および第４のホイール１１６，１１８の少なくとも一方が被駆動ホイールでありかつ第１および第２のホイール１０８，１１０がトラベラーホイールであってもよい逆の構成が可能である。

キャリッジ１０２，１０４は、ビークル１００の支持構造骨組みを提供する。アクスル１０６は二つのキャリッジ１０２，１０４間で延びる。キャリッジ１０２は、アクスル１０６の一端を支持し、キャリッジ１０４は、その他端を支持する。アクスル１０６は、このアクスル１０６が自由に回転するようにキャリッジ１０２，１０４に結合される。第１および第２のホイール１０８，１１０はアクスル１０６に対して、その両端において結合される。第１および第２のホイール１０８，１１０は、それぞれのキャリッジ１０２，１０４に近接して配置される。第１および第２のホイール１０８，１１０は、ソーラーパネルアレイ１０の上面１２と接触する。したがって、アクスル１０６の回転は、ビークルがソーラーパネルアレイ１０を横切ることができるように、第１および第２のホイール１０８，１１０の回転を生じる。

アクスル１０６は省略することができ、代わりに、二つのキャリッジ１０２，１０４の間に十分な強度の結合を提供するために、二つのキャリッジ１０２，１０４間に異なるタイプの構造サポートを提供しかつ配置できることが理解される。例えば、アルミニウム押出し材が二つのキャリッジ１０２，１０４間に延在してもよい。代替的に、二つのキャリッジを互いに結合するために、シート金属体／カバーまたは何らかの構造要素を設けることができる。さらに、本明細書で説明するブラシコアはまた、二つのキャリッジ間の構造的剛性を提供することができる。

アクスル１０６が省略された場合、第１および第２のホイール１０８，１１０は、この第１および第２のホイール１０８，１１０の自由な回転を可能にするために、二つのキャリッジ１０２，１０４にそれ以外の方法で結合されることが理解される。本明細書で説明するように、一実施形態では、第１および第２のホイール１０８，１１０の一方のみが駆動され、したがって、一つの被駆動ホイール１０８，１１０と（本明細書で説明される）駆動モーターとの間に接続された単一のアクスルまたは駆動シャフトを設けることができる。したがって、両方のホイール１０８，１１０に接続される単一のアクスルは不要である。なぜなら、ホイール１０８，１１０の一方のみが能動的に駆動され、その一方で他方のホイール１０８，１１０は受動的（従動ホイール）である構成を提供できるからである。

清掃用要素１１４は、剛毛を含むブラシであってもよい。しかしながら、パッドまたは布のような他のタイプの清掃用デバイスを使用することもできる。清掃用要素１１４は、キャリッジ１０２，１０４間で延在する。清掃用要素１１４は、この清掃用要素１１４が自由に回転できるようにキャリッジ１０２，１０４に結合される。図示された実施形態における清掃用要素１１４は、この清掃用要素の回転によってデブリの効果的な除去を達成できるように概して円筒形である。清掃用要素１１４は、それがソーラーパネルアレイ１０の長さにわたって延在するような寸法とされている。清掃用要素１１４は、この清掃用要素を回転させるモーターに結合されており、これは、アクスル１０６を回転させる同じモーターであっても、あるいは図示されていない別の実施形態では清掃用要素を回転させる異なるモーターであってもよい。ビークル１００がソーラーパネルを横切るように第１および第２のホイール１０８，１１０が回転するとき、清掃用要素が回転して、ソーラーパネルアレイ１０の表面からデブリを機械的に除去する。

ここで図２Ａ、図２Ｂおよび図３を参照すると、ビークル１００の一方の側面がソーラーパネルアレイ１０上で示されている（見やすくするために制御ハウジング１１２は取り外されている）。図２Ａ、図２Ｂおよび図３はビークルの一方の側面のみを示しているが、反対側も概ね同様に配置されている。キャリッジ１０２はアクスル１０６を支持する。第１のホイール１０８はソーラーパネルアレイ１０の上面に接触し、アクスル１０６と軸方向に整列させられ、そしてアクスル１０６に結合される。清掃用要素１１４はキャリッジ１０２によって支持され、アクスル１０６の第１の側に配置される。調整可能なカップル１２０および第３のホイール１１６はアクスル１０６の反対の側に配置される。調整可能なカップル１２０およびトラベラーホイール１１６はアクスル１０６から距離Ｄ１だけ離間させられ、そして清掃用要素１１４はアクスル１０６から距離Ｄ２だけ離間させられる（すなわち第３のホイール１１６は、第１のホイール１０８よりも清掃用要素からさらに離れて配置される）。この構造的構成では、清掃用要素１１４の重量（Ｗ）は、第１の方向にアクスル１０６周りの回転力Ｒ１をもたらす。第３のホイール１１６は、ソーラーパネル１０の下面に接触している。したがって、第３のホイール１１６とソーラーパネルの下面との間の力は、清掃用要素１１４によってもたらされる回転力Ｒ１の反対方向であるアクスル１０６周りの回転力Ｒ２をもたらす。Ｆ１およびＦ２は、それぞれトラベラーホイールおよび駆動ホイールが受ける反作用力である。図から分かるように、清掃用要素１１４は、ビークルが「フロントヘビー」であるように、アクスル１０６および第１のホイール１０８に関してビークルの前側に片持ちされている。第３のホイール１１６が清掃用要素１１４の片持ち取り付けによって生じる力に対抗するので、第３のホイール１１６の調整は、以下でより詳細に説明するように、清掃用要素１１４の位置決めに影響を及ぼす可能性がある。

第３のホイール１１６は、第１のホイール１０８がアレイの上面に接触している間に第３のホイール１１６がソーラーパネルアレイ１０の下面に接触できるように、キャリッジ１０２の下まで延在している。第３のホイール１１６は、調整可能なカップル１２０を介してキャリッジ１０２に結合される。調整可能なカップルは、キャリッジ１０２に取り付けられた第１のフレーム部材１２４と、それに対して第３のホイール１１６が接続される第２のフレーム部材１２６とを含む。第１および第２のフレーム部材１２４，１２６間にサポート１２８，１３０が延在する。二つのサポート１２８，１３０は、第３のホイール１１６の整列状態を維持するために、フレーム１２６とビークルの残部との間の望ましくない回転を防止する。ハンドル１３２を回転させることによって、ネジ付きサポート１３０が回転し、二つのフレーム部材１２４および１２６間の距離Ａが変化するように、サポート１３０の一方にネジを切りかつフレーム１２４に対して接続することができる。二つのフレーム部材１２４，１２６間の距離を調整することによって、第３のホイール１１６は駆動ホイール１０に対して移動させられる（すなわち、ビークルの基準フレームにおいて、トラベラーホイールと駆動ホイールとの間の全垂直距離は、トラベラーホイールのための取り付け点がビークルに対して移動させられるので変更される）。二つのフレーム部材１２４，１２６間の距離が増大する（すなわちＡ２がＡ１よりも大きい）ようにサポート１３０が調整される場合、ビークルは、清掃用要素１１４が図２Ｂに示すようにソーラーパネルアレイの上面に対して降下させられるように、第１のホイール１０８を中心にＭ方向に回転することができる。二つのフレーム部材１２４，１２６間の距離が減少する（すなわちＡ２がＡ１より小さい）ようにサポート１３０が調整される場合、ビークルは、清掃用要素１１４がソーラーパネルアレイの上面に対して上昇するように、第１のホイール１０８を中心に反対方向に回転することができる。ソーラーパネル表面に対して清掃用要素１１４を降下させまたは上昇させる能力は、清掃用要素１１４（例えば回転ブラシのフィラメント）と、現場におけるパネル表面との間の接触量の調整を可能にする。この種の調整を可能にするこの構造は、清掃用要素１１４（例えばブラシフィラメント）が経時的に摩耗する可能性があるため、初期セットアップ中およびメンテナンス中の両方において有用である。

図３を参照すると、ソーラーパネル１０は第１のホイール１０８と第３のホイール１１６との間に配置されている。第３のホイール１１６は、ソーラーパネルの底部エッジ１４を補完する凹状面輪郭１３４を有することができる。このように、第３のホイール１１６は、ソーラーパネルの側面１８に加えて、ソーラーパネルの底面１６の両方に接触することができる。ソーラーパネルの底面および側面の両方に接触することにより、トラベラーホイールは、垂直方向および水平方向の両方に力を提供することができる。この構造的構成により、トラベラーホイールが、ソーラーパネルの各側に外向きに垂直力を提供するガイドとして機能することが可能になる。これは、ビークルが回転するのを阻止すると共に下向きの垂直力を維持するが、これは、ブラシを下方に引っ張るように作用する重力を相殺することによって、前方の清掃用要素１１４が上面１２上で完全に停止してしまうのを防止する。上述したように、調整可能なサポート１２０はトラベラーホイールの調節を可能にするが、これは、ビークルの回転動作によって清掃用要素の上昇および降下をもたらす。加えて、調節可能なサポート１２０によって実現される調節はまた、ビークルが、異なる厚みおよび形状のソーラーパネルアレイおよび／またはガイドトラックに結合することを可能にする。したがって、フレーム部材１２４，１２６間の間隔を増大させることを可能にする調節可能なサポート１２０を調節することにより、ビークルをより厚みのあるソーラーパネルに結合するように調整することができる。逆に、より薄いソーラーパネルに適応するために、この間隔を低減することができる。

ここで図１Ｂおよび図２Ｂを参照すると、ビークル１００は、ビークルに駆動力を提供するための少なくとも一つのモーターを含む制御ハウジング１１２を含む。モーターは、このターからの動力を第１のホイール１０８に伝達するために、アクスル１０６に結合することができる。さらに、清掃用要素１１４は、モーターからの動力もまた清掃用要素を回転させるために清掃用要素に伝達できるように、アクスル１０６に結合することができる。動力伝達システム１３６は、モーターからの動力を第１のホイール１０８を回転させる（ソーラーパネルの表面を横切ってビークルを平行移動させる）と共に清掃用要素を回転させる（清掃用要素にソーラーパネルの表面からデブリを除去させる）ために使用することができるようにアクスル１０６と清掃用要素１１４とを結合できる。動力伝達システム１３６は、アクスル１０６に接続されたギア１３８と、清掃用要素１１４をギア１３８に結合するベルト駆動システム１４０とを含むことができる。したがって、アクスル１０６が回転すると、ギア１３８が回転し、これがベルト駆動システム１４０を回転させ、清掃用要素１１４の回転が生じる。動力伝達システム１３６は、駆動ホイール１０８および清掃用要素１１４が反対方向に回転するように構成されかつ配置される。このように、清掃用要素は、ビークルの直線運動が生じる方向とは反対に回転する。ホイールが前進するとき、清掃用要素の回転の逆方向は、より効果的な清掃をもたらす。

さらに、清掃用要素の反対の回転は、駆動ホイールを駆動することによって発生するトルクを相殺する。清掃用要素に電力を供給することなく、モーターがビークルを前方に駆動するトルクを加えると、ビークルのボディは「ウィリー」をする傾向（すなわちブラシは表面から持ち上がる傾向がある）に反応する。しかしながら、駆動ホイールおよび清掃用要素はモーターに結合されているので、相殺効果が同様に、ただし反対方向に生じる。この効果は、ブラシを駆動するために必要なトルク、特にその駆動開始に必要なトルク、およびブラシがホイールの反対方向に動作しているという事実に起因する。その結果、どのトルク要求（すなわちビークルを加速させるために必要なトルクまたは清掃用要素を始動させるために必要なトルク）が高いかに応じて、ビークルは「ウィリー」または「ダイビング」効果のいずれかを経験する。説明した構成では、清掃用要素を駆動するのに必要なトルクは、一般に、ホイールを駆動するのに必要なトルクよりも大きく、したがって、ビークルは、それが前方に加速するにつれて前方にダイブする傾向がある（すなわち清掃用要素はトルクの結果としてソーラーパネルの表面に向かって押し付けられる）。これは上記設計の付加的な利益であり、なぜなら、それは、パネルを清掃するために前方に移動するときに付加された清掃用要素圧力が存在し、その一方で後ろに移動するときにこの付加された圧力を同時に軽減することを自然に保証するからである（すなわちパネルの清掃パスが完了した後にビークルが反対方向に駆動されると、逆トルク方向は清掃用要素をソーラーパネルから持ち上げ、これによって両者間の圧力および摩擦を減少させる傾向がある）。清掃用要素が静止摩擦を克服するので、ビークルの運動が開始されるときトルク作用が最も強くなる傾向がある。トルク作用は、清掃用要素とパネル表面との間に摺動摩擦が生じるため、始動後には、強くはなくても継続する。

上述したように、単一のモーターを用いて駆動ホイールおよび清掃用要素を回転させることができるが、その他のモーター構成も可能である。典型的には、ホイールを駆動するよりも清掃用要素を駆動するためにより多くの電力を必要とするので、清掃用要素を直接的に、そして動力伝達システムを使用して駆動ホイールを間接的に駆動するようにモーターを配置することは、動力伝達要素のコストを低減できる。なぜなら、それはより小さな動力しか伝達する必要がなく、したがって、より小さくすることができるからである。他方、モーターをビークルの前方に（すなわち清掃用要素の近くに）移動させることはまた、ビークルの重量分布を変化させ、場合によっては、これは望ましくないことがある。また、駆動ホイールと清掃用要素とを、それぞれのための別々のモーターおよびクラッチ機構のいずれかを用いて、別々に駆動することも可能である。例えば、一つの可能な利点は、ビークルがその清掃パスを完了した後、その開始位置まで戻るとき、清掃用要素が回転させられないことであり、なぜなら、これは電力消費を低減し、清掃用要素およびパネルの摩耗を低減するからである。他の構成では、一つのモーターがブラシを駆動することができ、第２のモーターが駆動ホイールのうちの一つのみを駆動することができる（すなわち他方の駆動ホイールは被駆動回転のためではなく自由回転のためにアクスルに結合される）。三つのモーターを使用することもでき、この場合、各駆動ホイールはそれ自体のモーターによって駆動され、ブラシは第３のモーターによって駆動される。駆動ホイールに加えて、または駆動ホイールに代えて、トラベラーホイールを駆動するためにモーターを使用することも可能である（この場合、ブラシは別のモーターによって駆動される）。

図示された実施形態に関して上述したように、第３および第４のホイール１１６，１１８は、ソーラーパネルの水平面および垂直面（例えば底面および側面）の両方に接触する凹状面１３４を有することができる。しかしながら、他の構成では、二つのローラーを含むビークルの各側にガイドアセンブリを設けることができる。（片側当たり）二つのローラー構成では、一方のローラーがソーラーパネルの側面に接触し、他方のローラーがソーラーパネルの下面に接触する。二つのガイドローラー構成は、ビークルが表面に沿って移動する際の摩擦を最小限に抑えながら、二つのガイドローラーが清掃用要素１１４の重量（Ｗ）を相殺するための垂直力および水平力を提供すると共にソーラーパネルに結合されかつ整列させられた状態でビークルを維持するので、凹状面を有するトラベラーホイールと同様に機能する。この後者の構成は、ロボットが最小限の摩擦しか伴わずにソーラーパネルに沿って並進することを可能にしながら、垂直および水平法線力の両方を提供するために、例えば３０度といった一定量を超える傾きを伴ってソーラーパネルが取り付けられる設備のために特に好適である。さらに、サイドローラーの第２のセット（一側面当たり一つのローラー）がビークルに含まれ、清掃用要素を有するビークルの側により近接して（例えば図２Ａの矢印Ｆ２の近傍に）配置されてもよい。この追加のサイドローラーのセットは、特にビークルが、幅が広いかまたは複数のソーラーパネルにまたがる場合に、ビークルをソーラーパネルアレイと整列させた状態で維持するのにさらに役立つ。

したがって、ビークル１００は、複数のソーラーパネルにまたがるように拡幅することができる。ビークルのキャリッジ１０２，１０４のそれぞれは、アレイ内の最も外側のソーラーパネルの最も外側の側面に結合することができる。このような構成では、ビークルは複数のソーラーパネルを１回のパスで清掃することができる。アクスルおよび清掃用要素は、ソーラーパネルの幅に適応するように伸長させることができる。フレーム部材１４２は、二つのキャリッジ間で延在し、キャリッジが一緒に移動して整列状態を維持するように付加的な構造的サポートを提供することができる。

ビークルの構造的配置の別の結果は、ビークルがパネルを横切る際にビークルがある程度の「跳ね返り」を有することである。この跳ね返りは、駆動ホイールおよびトラベラーホイールに使用される材料と、ホイールが遭遇する可能性があるあらゆるバンプまたは突起の組み合わせから生じる。例えば、より硬い材料はより剛性の高いビークル構造をもたらし、一方、軟らかいゴム状材料はスプリングサスペンションとして作用し、若干の跳ね返りをもたらす（駆動ホイールのために６０Ａの、そしてトラベラーホイールのために４０ＡのショアＡ硬さを有するポリウレタンコーティングされたホイールを使用できる）。また、表面に対する清掃用要素の高さは、ビークルのホイールが、パネルフレームの縁部、パネル間の隙間、一つのパネルと次のものとの間の位置ズレなどの障害物または突起、あるいは硬化した鳥のフンまたは堆積した砂のようなパネル上のデブリを乗り越えるとき僅かに変化する。トラベラーホイールは可撓性を有し、スプリングサスペンションのように機能することができるので、（清掃用要素と表面との相互作用によって生じる垂直力のために）清掃用要素を持ち上げておくために必要な力の減少は、清掃用要素とパネルとの間に垂直力がない場合（すなわち清掃用要素がパネルに接触していない場合）よりも高い位置で、システムを動的にバランスさせる。したがって、ビークルは、ある程度の自動調整が可能である。

清掃用要素１１４は、プラスチックフィラメントを使用する代わりに剛毛を有するブラシまたは布ブラシであってもよい。布清掃用要素が使用される場合、清掃用要素における垂直力はそれほど重要ではない（清掃用要素が回転していない場合は無視できる）。

別な構成では、駆動ホイールとトラベラーホイールとの間の距離Ｄ１をゼロまで減少させることができる（すなわち第１のホイール１０８を第３のホイール１１６と垂直方向に整列させることができる）。

本発明の設計は、清掃用要素をビークルのホイールの前に置く点で独特であり、清掃される表面の端部に到達するという問題を解決する。加えて、この構成は、清掃用ビークルの可動部品の数を低減し、したがって機械的信頼性の向上とコストの削減を可能にする。さらに、この設計により、さまざまな厚みのソーラーパネルにフィットするように清掃用ビークルを調整することができ、非常に僅かな変更によって異なるシステムでの使用を容易にする。

ビークルが標準のＰＶ（太陽光発電）ソーラーパネルモジュールの端に直接乗るように設計されており、追加のトラックが不要であることは明らかである。本設計は、フレーム付きＰＶモジュールおよびフレームレスＰＶモジュールの両方で使用するのに適している。フレーム付きモジュールの場合、ビークルのホイールは単にＰＶモジュール上のアルミフレームに直接乗る。一方、フレームレスパネルの場合、ビークルのホイールはモジュールのメインガラスパネルに直接乗る。この場合、設計者はパネルの強度を考慮し、（それがフロントヘビーであるために）ビークルのホイールが加えるモーメントがガラスを破壊しないことを保証するために設計パラメータのバランスをとる必要がある。さらに、サポートバーの一つを取り除くことによって、ロボット清掃用デバイスをパネルの端部へと移動させることができない場合の、より容易な搭載のために、ローラーを残りのサポートバー上で外向きに回転させることができる。

ビークルには、ボトムホイール（トラベラーホイール）の高さを調整するための調整ネジが含まれていてもよい。この結果は、ａ）現場において（異なるフレーム高さを備えた）異なるタイプのソーラーパネルで作業するようにビークルを調整する能力と、ｂ）ブラシフィラメントとパネル表面との間の接触量を現場で制御するためにパネル表面に対してブラシを降下または上昇させる能力（ブラシフィラメントは時間の経過と共に摩耗するので初期セットアップ中およびメンテナンス中の両方において有用である）である。本明細書で説明するように、ユーザーがＤ１，Ｄ２およびその他のビークル設計パラメータを変更することによってそれを制御可能であるので、反力Ｆ１およびＦ２によって生成されるモーメントが存在する。ユーザーはビークルの静特性および動特性を見て、両方のホイールから十分なトラクションが得られていることを確認し、そしてまた、その望ましい弾力性を得るためにホイール材料が選択される。調整ネジを使用したボトムホイールの「降下」はボトムホイールがその位置を動かすことに帰着するのではなく、その代わりに、ボトムローラーとビークルの残部との間の取り付け点がローラーから離れるように上昇し、これによってビークルが前方に傾くときブラシが降下することが可能になることもまた理解されるであろう。

さらに、図４に示すように、「トラベラーホイール」は、さまざまな構成および配置をとすることができる。例えば、図３は単一のトラベラーホイール（すなわち第３のホイール１１６）を示しているが、図４に示すように、複数のトラベラーホイールを、以下で説明するように、各キャリッジに関連付けかつそれに結合することができる。さらに、ホイールは、凹形またはＶ字形の構造を有することに限定されず、他の構造も同様に使用することができる。例えば、図４の実施形態では、ホイールは滑らかな円形の外面を有する。

図４および図５の実施形態では、カウンターバランス機能は横向き位置合わせ機能から分離されている。より具体的には、図４は、（キャリッジ１０４に類似した）第１のキャリッジ２１０と、クロスサポート部材２１９によってそれから離間されかつそれに結合された（キャリッジ１０２に類似した）第２のキャリッジ２１２とを備えたビークル２００を示している。クロスサポート部材２１９は、その端部において第１および第２のキャリッジ２１０，２１２に取り付けられた（固定された）細長いサポート構造体の形態であってもよい。クロスサポート部材２１９は、前面２２２および後面２２４を有する。同様に、第１および第２のキャリッジ２１０，２１２のそれぞれは、前方を向く端部および後方を向く端部を有する。クロスサポート部材２１９は、金属、硬質プラスチックなどを含むが、これに限定されない、さまざまな異なる材料から形成できる。

図４および図５に示すように、キャリッジ２１０，２１２のそれぞれの後方を向く端部は、下方に延びるアーム２１１を有する。この下方に延びるアーム２１１に沿って、一つ以上のホール２１３が形成される。図示の実施形態は、アーム２１１に沿って三つの離間したホール２１３を有する。

ビークル２００は、第１および第２のキャリッジ２１０，２１２のそれぞれがサイドローラー２２０およびボトム（アップ・ストップ）ローラー２３０を含むように構成される。図４および図５は、片側ローラー２２０および単一のボトムローラー２３０が使用されることを示しているが、二つ以上のサイドローラー２２０および二つ以上のボトムローラー２３０を使用できることが理解される（ホイール１１０を示すためにブラケットを取り除いた図６参照）。この実施形態では、ローラー２２０およびローラー２３０は、先の実施形態とは異なり調節可能ではない。より具体的には、サイドローラー２２０は、（キャリッジの長手方向軸線に対して直交するように配向された）アクスルに取り付けられ、そしてサイドローラーの接触面がパネル１０の側壁に接触するように配置される。ボトムローラー２３０は、（キャリッジの長手方向軸線に平行に配向された）アクスルに取り付けられ、そしてボトムローラーの接触面がパネル１０の底壁に接触するように配置される。

ホール２１３は、それぞれの第１および第２のホイール１０８，１１０の一つに対してボトムローラー２３０の異なる位置決めを可能にし、これによって異なる厚みを有するパネル１０に適応する。

図４および図５はまた、第１および第２のホイール１０８，１１０の一方のみが駆動される構成を示しており、特に図示の実施形態では、第２のローラー１１０が駆動される。第２のホイール１１０は第１のホイールサポート２４０に取り付けられる（同様に、第１のホイールは、キャリッジ２１０に取り付けられる同一または類似の第２のホイールサポート（図示せず）に取り付けられている）。第１および第２のホイールサポート２４０のそれぞれは、その端部において、対応するキャリッジ２１０，２１２の内面に取り付けられるブラケットの形態であってもよい。第１のホイール１０８は、第１のホイールサポート２４０と第１のキャリッジとの間に回転可能に配置され、そして第２のホイール１１０は、第２のホイールサポート２４２と第２のキャリッジ２１２との間に回転可能に配置される。第１のモーター２５０は第１のホイール１０８に動作可能に結合されて、第１のホイール１０８の回転を制御する。第１のモーター２５０は、第１のキャリッジ２１０の外面に沿って取り付けられる。第２のモーター２５２もまた、第１のキャリッジ２１０の外面に取り付けられ、清掃用要素１１４を制御可能に回転させるために清掃用要素１１４に対して動作可能に結合される。

パネル１０に沿ってビークル２００を駆動するために一つのモーター２５０のみが使用されるので、パネル１０の上面に沿った他のホイールは受動（従動）ホイールである。したがって、図示の実施形態では、第２のホイール１１０はモーター２５０によって直接駆動されない（すなわち第２のホイール１１０への動力の伝達はない）。さらに、清掃用要素１１４および第１のホイール１０８は、それぞれモーター２５２，２５０によって独立して駆動されるので、清掃用要素１１４と駆動ホイール（すなわちホイール１０８）との間に動力の伝達はない。

図４および図５はまた、ビークル２００が付加的な任意のトップホイール、すなわち第５のホイール２６０を含むことを示している。第２のホイール１１０と同様、第５のホイール２６０は受動ホイールであり、モーターによって能動的に駆動されない。第５のホイール２６０はクロスサポート部材２１９に取り付けることができ、より詳細には、第５のホイール２６０は、後面２２４に取り付けられたホイールブラケット２７０（例えばＵ字形ブラケット）に取り付けられる。この実施形態における第５のホイール２６０はクロスサポート部材２１９に沿って中央に配置される。第１、第２および第５のホイール１０８，１１０，２６０は全て、それを中心としてホイールが回転するアクスルを単一の軸線が通過するように配向されることが理解される。この構成は、ビークル２００がパネル１０の上面に置かれたとき、ホイール１０８，１１０，２６０のそれぞれがパネル１０の上面に当接して着座することを保証する。したがって第５のホイール２６０は、必要に応じて重量のためのサポートを提供するように配置される。

図６は、各キャリッジ当たり、二つのサイドローラー２２０と、一つの底部（アップ・ストップ）ローラー２３０とを含むように構成された別のビークル３００を示している。 二つのサイドローラー２２０は、この二つのサイドローラー２２０間に少なくとも部分的に配置された一つのトップホイールによって離間させられている。一つのボトムローラー２３０はキャリッジの後端に配置されている。

上記に基づいて、本発明は、以下の点から明らかなように、異なるレベルの特異性で、さまざまな様式で実現できることを理解されたい。

一実施形態によれば、第１および第２の上部側方エッジならびに第１および第２の底部側方エッジを有する表面を清掃するための清掃用ビークルが開示され、当該ビークルは以下の特徴、すなわち
第１および第２のキャリッジと、
第１および第２のキャリッジ間に延びるアクスルと、
上記アクスルの両端に結合された第１および第２の駆動ホイールと、
上記第１および第２のキャリッジの一つによって支持されると共に、上記第１および第２の駆動ホイールを第１の方向に回転させるようにモーターからの動力を上記アクスルに伝達するために上記アクスルに結合された少なくとも一つのモーターと、
上記第１および第２のキャリッジ間に延在し、かつ、それによって支持された清掃用要素であって、上記アクスルの一方の側に配置されると共に第１の距離だけそこから離間させられた清掃用要素と、
上記アクスルの反対側に配置されると共に第２の距離だけそこから離間させられた第１および第２のトラベラーホイールと、
第１および第２の調整可能なカップルであって、各トラベラーホイールは、この調整可能なカップルのそれぞれのものによって上記第１および第２のキャリッジの一つに接続され、上記調整可能なカップルは、この調整可能なカップルの調整によって変更可能な各キャリッジとトラベラーホイールとの間の間隔を画定し、この間隔は、駆動ホイールとトラベラーホイールとの間に清掃される表面の少なくとも一部を受け入れるようなサイズとされ、さらに、各キャリッジとトラベラーホイールとの間の間隔の変更は上記駆動ホイールの周りで上記清掃用要素を回転させる、第１および第２の調整可能なカップルと
を有する。

上記対象事項は例示のために提供されたものに過ぎず、限定として解釈されるべきではない。本発明の真の趣旨および範囲から逸脱することなく、図示されかつ説明された例示的な実施形態および用途に従わずに、本明細書において説明された対象事項に対してさまざまな修正および変更を施すことができる。

１０ ソーラーパネルアレイ
１２ 上面
１４ 底部エッジ
１６ 底面
１８ 側面
１００ 表面清掃用ビークル
１０２ 第１のキャリッジ
１０４ 第２のキャリッジ
１０６ アクスル
１０８ 第１のホイール
１１０ 第２のホイール
１１２ 制御ハウジング
１１４ 清掃用要素
１１６ 第３のホイール
１１８ 第４のホイール
１２０ 調整可能なカップル
１２２ 調整可能なカップル
１２４ 第１のフレーム部材
１２６ 第２のフレーム部材
１２８ サポート
１３０ サポート
１３２ ハンドル
１３４ 凹状面輪郭
１３６ 動力伝達システム
１３８ ギア
１４０ ベルト駆動システム
１４２ フレーム部材
２００ ビークル
２１０ 第１のキャリッジ
２１１ アーム
２１２ 第２のキャリッジ
２１３ ホール
２１９ クロスサポート部材
２２０ サイドローラー
２２２ 前面
２２４ 後面
２３０ ボトムローラー
２４０ 第１のホイールサポート
２４２ 第２のホイールサポート
２５０ 第１のモーター
２５２ 第２のモーター
２６０ 第５のホイール
２７０ ホイールブラケット
３００ ビークル

Claims (12)

1. 対象物の表面を清掃するための清掃用ビークルであって、
   第１および第２のキャリッジと、
   前記対象物の上面に沿った配置のために前記第１および第２のキャリッジそれぞれに結合される第１および第２のホイールと、
   駆動アセンブリを形成するために前記第１および第２のホイールの少なくとも一つに動作可能に結合された少なくとも一つのモーターと、
   前記第１および第２のキャリッジ間に延在しかつ前記第１および第２のキャリッジによって支持された清掃用要素と、
   前記対象物の一方の側面に接触すると共にそれに沿って動くために前記第１および第２のキャリッジの一方に結合されたサイドローラーの形態の第３のホイールと、
   前記対象物の底面に接触すると共にそれに沿って動くために前記第１および第２のキャリッジの一方に結合されたボトムローラーの形態の第４のホイールと
   を具備し、
   前記清掃用要素は、前記第１および第２のホイールを通過しかつそこから第１の距離だけ離間させられた横向き軸線の一方の側に配置され、
   前記第４のホイールは、前記横向き軸線の反対側に配置されかつそこから第２の距離だけ離間させられている、清掃用ビークル。
2. 前記横向き軸線は、前記第１および第２のホイールの回転軸線と平行である、請求項１に記載の清掃用ビークル。
3. 単一の第１のモーターが前記第１および第２のホイールの一方に動作可能に結合され、前記第１および第２のホイールの他方が非被駆動ホイールであり、前記清掃用要素がその制御された回転のために異なる第２のモーターに動作可能に結合される、請求項１に記載の清掃用ビークル。
4. 前記第１および第２のモーターは、前記第１および第２のキャリッジの一つの外面に沿って取り付けられる、請求項３に記載の清掃用ビークル。
5. 前記第１および第２のキャリッジのそれぞれは、その後端に、下方に延びるアームを含み、前記第４のホイールは、それぞれ下方に延びる一つのアームに取り付けられる、請求項１に記載の清掃用ビークル。
6. 前記下方に延びるアームのそれぞれは、前記第４のホイールを受け入れる複数の離間させられた穴を含む、請求項５に記載の清掃用ビークル。
7. 前記第１および第２のキャリッジに、その第１および第２の端部において取り付けられたクロスサポート部材をさらに含む、請求項１に記載の清掃用ビークル。
8. 前記対象物の別の側面に接触すると共にそれに沿って動くために前記第１および第２のキャリッジの他方に結合されたサイドローラーの形態の第５のホイールと、
   前記対象物の底面に接触すると共にそれに沿って動くために前記第１および第２のキャリッジの他方に結合されたボトムローラーの形態の第６のホイールと
   をさらに含む、請求項１に記載の清掃用ビークル。
9. 前記クロスサポート部材に取り付けられかつパネルの前記上面に沿って動くよう構成された第７のホイールをさらに含む、請求項８に記載の清掃用ビークル。
10. 前記対象物の一方の側面に接触すると共にそれに沿って動くために前記第１および第２のキャリッジの一方に結合されたサイドローラーの形態の第７のホイールと、
    前記対象物の他方の側面に接触すると共にそれに沿って動くために前記第１および第２のキャリッジの他方に結合されたサイドローラーの形態の第８のホイールと
    をさらに含み、
    前記第３のホイールおよび前記第７のホイールは、前記第１のホイールが少なくとも部分的に両者間に配置された状態で互いに離間させられており、
    前記第４のホイールおよび前記第８のホイールは、前記第２のホイールが少なくとも部分的に両者間に配置された状態で互いに離間させられている、請求項８に記載の清掃用ビークル。
11. 前記清掃用要素は、前記第１および第２のキャリッジの前端に回転可能に結合される、請求項１に記載の清掃用ビークル。
12. アクスルが前記第１および第２のキャリッジ間に延び、前記第１および第２のホイールは前記アクスルに結合される、請求項１に記載の清掃用ビークル。

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