一种适用于大矩阵多行光伏组件清洁的智能化机器人的制作方法

本发明涉及一种清洁机器人，尤其涉及一种适用于大矩阵多行光伏组件清洁的智能化机器人。

背景技术：

结合绿色能源的推广使用，光伏产业发展趋势越来越好。光伏组件表面的清洁程度对光伏系统的发电有着很大的影响，针对对光伏组件清洁，促使急需研发出一种高效的、智能的机器人。特别是大矩阵多行光伏组件的清洁，很难用常规的清洁机器人清洁。

具体来说，光伏电池板积灰导致发电效率偏低，电池板的太阳辐射量越大，系统发电量越高，大气中的灰尘、杂物越容易附着在电池表面，长时间积聚会大大降低电池板发电效率。现有的清洁方式包人工清扫和机械清扫，其中人工清扫的缺点包括：1)清扫周期长，往往1-2个月清扫一次；2)清洁后的洁净度难以控制；3)成本高。

轮式(履带式)清扫机械的缺点包括：1)需要操作人员；2)只能在平坦地形进行清扫作业；3)清扫周期长，一般1-2周一次；4)使用成本高。

目前光伏自动清扫车多数采用蓄电池作为动力源，同时加配太阳能光伏板为蓄电池充电。光伏自动清扫车这类产品的目标是实现光伏电站光伏板自动清洁，无人职守，但是动力源如果采用了蓄电池与太阳能光伏板配合这一方案就会产生一个弊端，自身的光伏板因为长期无人清扫灰尘堆积，慢慢影响给蓄电池充电的效率，最终会出现入不敷出的现象。

现有技术CN201520736332.6，提供了一种智能光伏清扫机自清洁装置，包括固定在光伏组件一端的自清洁框架，所述自清洁框架上设置有与光伏清扫机上光伏板位置相对应的清洁体。所述清洁体为清洁毛刷，所述清洁毛刷固定在自清洁框架上，所述清洁毛刷的长度与光伏清扫机上光伏板长度相适应。所述清洁体为清洁刷辊，所述清洁刷辊可转动的连接在自清洁框架上，所述清洁刷辊采用有源电机结构驱动或无源机械结构驱动。

并且，所述有源电机结构包括刷辊驱动电机，所述清洁刷辊连接在刷辊驱动电机的输出轴上。所述无源机械结构包括相互配合的传动齿轮、传动齿条、传动轮和传动带，所述传动齿条固定在光伏板旁的光伏清扫机上，所述传动齿轮通过转轴与自清洁框架转动连接，所述转轴的另一端固定有传动轮，所述传动轮通过传动带与清洁刷辊传动连接。

再者，该现有方案只能进行干洗，不能进行水洗。同时，无论是采用干洗或水洗，均有一定的清洁死角，因此对光伏组件清洁的效果不佳，容易在组件表面上留有部分痕迹形成影斑，影响光伏组件使用。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种适用于大矩阵多行光伏组件清洁的智能化机器人，使其更具有产业上的利用价值。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种适用于大矩阵多行光伏组件清洁的智能化机器人。

本发明的一种适用于大矩阵多行光伏组件清洁的智能化机器人，包括有机器人主体，其特征在于：所述机器人主体包括有大框架，所述大框架上设置有位移辅助轮，所述大框架上还设置有横向位移驱动装置，所述大框架上安装有小框架，所述小框架上安装有纵向位移驱动装置，所述大框架内设置有清洁装置，所述大框架的一侧设置有集水槽，所述小框架上安装有喷水管，所述集水槽通过供水组件与喷水管相连，所述小框架外围安装有壳体，所述壳体上设置有供能组件，所述供能组件通过控制箱与横向位移驱动装置、纵向位移驱动装置、清洁装置的控制端相连。

进一步地，上述的一种适用于大矩阵多行光伏组件清洁的智能化机器人，其中，所述位移辅助轮包括有上挂轮与下挂轮，所述上挂轮位于大框架上方，所述下挂轮位于大框架下方。

更进一步地，上述的一种适用于大矩阵多行光伏组件清洁的智能化机器人，其中，所述横向位移驱动装置包括有主横向驱动电机与副横向驱动电机，所述主横向驱动电机位于大框架下方，所述副横向驱动电机位于大框架上方，所述主横向驱动电机上连接有横向驱动轮，所述大框架上还分布有横向从动轮。

更进一步地，上述的一种适用于大矩阵多行光伏组件清洁的智能化机器人，其中，所述纵向位移驱动装置包括有纵向驱动电机，所述纵向驱动电机上连接有纵向驱动轮，所述小框架上还安装有纵向从动轮。

更进一步地，上述的一种适用于大矩阵多行光伏组件清洁的智能化机器人，其中，所述清洁装置为毛刷清洁器，包括有毛刷电机，所述毛刷电机与小框架相连，所述毛刷电机上连接有毛刷组件。

更进一步地，上述的一种适用于大矩阵多行光伏组件清洁的智能化机器人，其中，所述毛刷组件设有多个，呈可滚动状态，垂直安装在小框架上。

更进一步地，上述的一种适用于大矩阵多行光伏组件清洁的智能化机器人，其中，所述供水组件包括有过滤器，所述过滤器设置在集水槽内，所述过滤器上连接有水泵，所述水泵上连接有供水管路。

更进一步地，上述的一种适用于大矩阵多行光伏组件清洁的智能化机器人，其中，所述供能组件为供电用光伏板。

再进一步地，上述的一种适用于大矩阵多行光伏组件清洁的智能化机器人，其中，所述控制箱上连接有远程控制端。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

1、依托于供电用光伏板，可实现自供电，并带有储能蓄电池，无需提供外部电源。

2、能实现智能远程控制，可在夜间工作，满足无人值守的运转需要，节省人工费用、降低劳动强度。

3、可切换无水清洁与水清洁两种模式。

4、运行频次自由设定，根据不同的场区环境可定期清洁。

5、机器人清扫用力均匀，不会造成电池片隐裂。

6、对于高纬度地区使用，机器人还可清除光伏组件表面积雪。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是智能化机器人的安装示意图。

图2是智能化机器人与光伏组件结合的侧面结构示意图。

图3是智能化机器人的结构示意图。

图4是智能化机器人的侧面结构示意图。

图中各附图标记的含义如下。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1至4的一种适用于大矩阵多行光伏组件清洁的智能化机器人，包括有机器人主体300，与众不同之处在于：为了便于将机器人安装到光伏组件100上，且便于机器人完成全方位的清扫，避免出现清洁死角，采用的机器人主体300包括有大框架312，大框架312上设置有位移辅助轮。同时，大框架312上还设置有横向位移驱动装置。并且，为了实现上下左右的移动，大框架312上安装有小框架313，小框架313上安装有纵向位移驱动装置。本发明在大框架312内设置有清洁装置，大框架312的一侧设置有集水槽500，小框架313上安装有喷水管360，集水槽500通过供水组件与喷水管360相连。这样，依托于集水槽500的存在，可满足使用期间辅助喷水，提高干燥时期的清洗效果。从资源利用考虑，亦可以通过集水槽500来进行雨水收集，利用雨水辅助清洗。结合日常使用来看，为了拥有一体化的设计，同时避免外界粉尘侵入机器人内部，在小框架313外围安装有壳体311。从驱动控制来看，壳体311上设置有供能组件，供能组件通过控制箱400与横向位移驱动装置、纵向位移驱动装置、清洁装置的控制端相连。再者，为了能够拥有非使用期间的较佳收纳，不影响光伏组件100的日常使用，在光伏组件100的一侧还可设置停放支架700，可对机器人主体300进行停车指导、收纳。

结合本发明一较佳的实施方式来看，为了顺延光伏组件100的布置，进行稳定的移动，且不会从光伏组件100上脱落，采用的位移辅助轮包括有上挂轮320与下挂轮321，上挂轮320位于大框架312上方，下挂轮321位于大框架312下方。以此，起到适当的夹持及导向作用。

进一步来看，为了实现自主驱动且拥有较佳的行进速率来配合清洁，采用的横向位移驱动装置包括有主横向驱动电机390与副横向驱动电机391。主横向驱动电机390位于大框架312下方，副横向驱动电机391位于大框架312上方。同时，主横向驱动电机390上连接有横向驱动轮330，大框架312上还分布有横向从动轮331。

同时，本发明采用的纵向位移驱动装置包括有纵向驱动电机334，纵向驱动电机334上连接有纵向驱动轮332，小框架313上还安装有纵向从动轮333。

再进一步来看，为了有效清除附着的粉尘，且对光伏组件100的装配缝隙等死角处亦可以进行有效清洁，采用的清洁装置为毛刷清洁器。具体来说，其包括有毛刷电机351，毛刷电机351与小框架313相连，毛刷电机351上连接有毛刷组件350。这样，能够令毛刷组件350在毛刷电机351的驱使下传动除尘。同时，为了提升多区域的清洁效果，本发明采用的毛刷组件350可设有多个，呈可滚动状态，垂直安装在小框架313上。

为了进行有效的送水辅助，拥有水洗或是喷淋效果，采用的供水组件包括有过滤器380，这样可避免颗粒物进入供水管路而在清洗时划伤光伏组件100表面，或是影响水泵370正常工作。同时，过滤器380设置在集水槽500内，过滤器380上连接有水泵370，水泵370上连接有供水管路。这样，能够满足持续不断的稳定供水。由此，能够实现可切换无水清洁与水清洁两种模式。在无水清洁模式下，根据风向机器会自动运行到上风口开始清洁作业。在水清洁模式下，采用集水槽，利用收集雨水与自来水供水相结合，节约水资源。

结合实际使用来看，为了减少机器人的使用能耗，本发明所采用的供能组件为供电用光伏板200。这样，可以有劳利用太阳能进行供电，无需额外匹配额外的供电线路。同时，考虑到光伏组件100安装的特殊性，为了实现远程控制，可以在控制箱400上连接有远程控制端600。当然，从控制的便捷性考虑，可优选无线控制装置来构成远程控制端600。

本发明的工作原理如下：通过远程控制端600远程控制机器人清洁，在此期间，可根据天气是否有雨选择干洗或是水洗，下雨天可采用干洗。依托于集水槽500的存在，可收集雨水。在无雨天，使用水洗时，水泵370通过过滤器380将水从集水槽500中抽出，输入喷水管360，将水喷到光伏组件100。

清洁期间，主横向驱动电机390与副横向驱动电机391同时运转，带动横向驱动轮330运转，横向驱动轮330带动横向从动轮331。由此，使横向从动轮331与横向驱动轮330同时运动，带动清洁机器人主体300整体运行。

同时，小框架313上的毛刷电机351运转带动毛刷组件350一起转动，将灰尘扫向清洁机器人运行方向。清扫过程中，喷水管360，将水喷到光伏组件100增强清洗效果。

当一行组件自动清洁结束后，纵向驱动电机334带动纵向驱动轮332，将小框架313部分，包含毛刷组件350部分，运行到下一行继续清洗。此时主横向驱动电机390与副横向驱动电机391带动清洁机器人主体300整体反向运行。

最终，等所有光伏组件100清洁完毕后，清洁机器人返回到停放支架700上。同时，在白天时间，供电用光伏板200利用太阳能对清洁机器人的蓄电池充电。控制箱400具备监控蓄电池电量的模块，当蓄电池电量过低时，可在远程控制端600显示其信息，清洁机器人不会作业，避免当清洁机器人运行到中途，蓄电池电量不足致使清洁机器人停机，而影响光伏组件100吸收太阳能。

通过上述的文字表述并结合附图可以看出，采用本发明后，拥有如下优点：

1、依托于供电用光伏板，可实现自供电，并带有储能蓄电池，无需提供外部电源。

2、能实现智能远程控制，可在夜间工作，满足无人值守的运转需要，节省人工费用、降低劳动强度。

3、可切换无水清洁与水清洁两种模式。

4、运行频次自由设定，根据不同的场区环境可定期清洁。

5、机器人清扫用力均匀，不会造成电池片隐裂。

6、对于高纬度地区使用，机器人还可清除光伏组件表面积雪。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。