一种用于光伏组件清扫机器人运输小车的向下锁止装置的制作方法

本发明涉及光伏组件清扫机器人锁止设备技术领域，具体为一种用于光伏组件清扫机器人运输小车的向下锁止装置。

背景技术：

随着太阳能光伏电站的大规模建设，光伏电站面临着组件清洁问题。过去光伏组件的清洁多为人工清洁方式，目前，越来越多的自动清洁机器人开始运用到光伏组件的清洁工作中来。为了提高机器人的利用效率，通常采用运输小车搭载清扫机器人运输至各排光伏组件旁进行自动换行清扫。在机器人系统的运行过程中，由于地形或天气等因素，运输小车在光伏组件旁停止时可能因意外而发生移动，为保持运输小车在运行过程中的位置状态，运输小车通常需要具备一定的锁止功能。目前常用的锁止方式有：通过驱动电机的自锁功能锁定驱动轮，防止运输小车发生移动；或者通过挡杆、挡板的方式，在停止位限制运输小车移动。这些锁止方法一定程度上都可以限制运输小车移动，但在实际使用过程中同时也存在一定的缺陷。

现有部分机器人锁止装置采用单向锁止方式，通常只限制了机器人沿轨道方向的移动，忽略了机器人可能因意外而发生侧翻的风险。并且有些机器人锁止装置的虚位较大，机器人的锁止定位精度不高，在外力作用下，机器人仍会发生一定的移动，可靠性不高。部分清扫机器人利用驱动电机的自锁功能，实现机器人在停止位的固定锁止。此种锁止方式需保持电机持续通电，一旦电机失电，机器人将丧失锁止功能，可能因意外而发生移动，产生危险。同时，持续的电机通电，需消耗机器人有限的电池电能，不利于机器人的长时间锁止。因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于光伏组件清扫机器人运输小车的向下锁止装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于光伏组件清扫机器人运输小车的向下锁止装置，运输轨道布置于各排光伏组件一侧，并与光伏组件边缘相平行，运输小车搭载清扫小车行走于运输轨道之上，运输轨道内侧设置有若干锁止轨道框，运输小车上装有四套车载锁止装置，所述向下锁止装置包括车载锁止装置及锁止轨道框；

所述车载锁止装置包括第一锁止装置、第二锁止装置、第三锁止装置和第四锁止装置，所述第一锁止装置和第二锁止装置并排安装于运输小车底盘中间靠后的两侧位置，所述第三锁止装置和第四锁止装置并排安装于运输小车底盘一端的两侧位置，所述第一锁止装置、第二锁止装置、第三锁止装置和第四锁止装置结构完全一致，所述第一锁止装置包括孔用弹性挡圈、丝杠螺母、轴用弹性挡圈、步进电机、l型安装板、小齿轮、丝杠锁柱、大齿轮、轴承及轴承座，步进电机固定于l型安装板的一侧，所述步进电机端部固定有小齿轮，所述轴承座固定于l型安装板的另一侧，所述轴承座两端各作有一轴承孔，所述轴承座两端的轴承孔中通过孔用弹性挡圈各安装有一轴承，所述丝杠螺母安装于上端及下端轴承的通孔中并通过轴承在轴承座中自由转动，所述丝杠螺母一端通过轴用弹性挡圈与轴承内圈相固定，所述丝杠螺母另一端则与大齿轮相固定，所述大齿轮与小齿轮之间相互啮合，用于运输小车锁止的所述丝杠锁柱安装于丝杠螺母的内孔中；

所述锁止轨道框在每排光伏组件旁边运输轨道的下方前后各布置有一个锁止轨道框，锁止轨道框的位置与此处运输小车上的车载锁止装置的位置相对应，所述锁止轨道框由两根轨道框纵支撑和两根锁止轨道框横支撑通过角码连接形成矩形框结构，一根所述锁止轨道框横支撑两侧对称位置开有通孔。

优选的，由两根所述轨道框纵支撑和两根锁止轨道框横支撑所形成的矩形框整体安装于四个蹄角之上。

优选的，所述运输小车底盘远离第三锁止装置一端设置有运输小车驱动装置，所述运输小车底盘一侧还设置有运输小车定位开关。

优选的，所述运输轨道一侧设置有传感器支架，所述传感器支架上设置有运输小车定位开关挡板，所述运输小车定位开关挡板的水平高度与运输小车底盘一侧所设的运输小车定位开关的水平高度一致。

优选的，其使用方法包括以下步骤：

步骤一：当清扫机器人系统工作时，运输小车搭载清扫小车从起始位出发，并沿运输轨道行进，将清扫小车送至各排组件旁；

步骤二：在运输小车接近各排光伏组件时，当运输小车通过安装于运输小车底盘上的运输小车定位开关感应到位于传感器支架上的运输小车定位开关挡板时，运输小车停止前进，与光伏组件相对齐；

步骤三：当运输小车完全停止后，运输小车上的车载锁止装置开始工作，第一锁止装置和第二锁止装置中的步进电机启动，步进电机通过安装于电机输出轴端部的小齿轮驱动大齿轮转动，大齿轮固定于丝杠螺母上，丝杠螺母跟随大齿轮作转动，在丝杠螺母的转动下，安装于丝杠螺母中的丝杠锁柱向下运动，插入位于第一锁止装置和第二锁止装置下端锁止轨道框横支撑两端的通孔中；

步骤四：第三锁止装置和第四锁止装置动作，装置中的步进电机启动，步进电机通过安装于电机输出轴端部的小齿轮驱动大齿轮转动，大齿轮固定于丝杠螺母上，丝杠螺母跟随大齿轮作转动，在丝杠螺母的转动下，安装于丝杠螺母中的丝杠锁柱向下运动，插入位于第三锁止装置和第四锁止装置下端锁止轨道框横支撑两端的通孔中，将运输小车与锁止轨道框相固定；

步骤五：当运输小车中的车载锁止装置完全锁止到位后，位于运输小车上的清扫小车启动，清扫小车从运输小车登上该排光伏组件进行清扫，当清扫完成后，清扫小车沿原路返回运输小车；

步骤六：当清扫小车在运输小车上完全停止后，运输小车上的向下锁止装置再次启动：第三锁止装置和第四锁止装置动作，装置中的步进电机启动，步进电机通过安装于电机输出轴端部的小齿轮驱动大齿轮和丝杠螺母转动，在丝杠螺母的转动下，安装于丝杠螺母中的丝杠锁柱从锁止轨道框横支撑两端的通孔中移出；

步骤七：第一锁止装置和第二锁止装置动作，装置中的步进电机通过安装于电机输出轴端部的小齿轮驱动大齿轮和丝杠螺母转动，安装于丝杠螺母中的丝杠锁柱从锁止轨道框横支撑两端的通孔中移出，运输小车与锁止轨道框取消固定；

步骤八：运输小车驱动装置启动，运输小车搭载清扫小车继续前往下一排光伏组件进行清扫，当运输小车到达组件旁边停止时，运输小车中车载锁止装置继续重复步骤三至步骤七，并以此循环，直至清扫机器人清扫完全部组件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过内设有纵向的丝杠锁柱的第一锁止装置、第二锁止装置、第三锁止装置和第四锁止装置，实现运输小车纵向锁止功能。

(2)本发明的锁止装置，能够在运输小车运动停止时，自动将运输小车通过四个锁止装置与行走轨道的锁止轨道框锁止固定，解决了运输小车在运行过程中因重力作用和其它意外而产生滑移的问题，提高了机器人运行过程中的安全性。

(3)本发明的锁止装置为模块化设计，可在单台运输小车上多处安装，避免了运输小车因意外发生侧翻的风险。

附图说明

图1为本发明的第一锁止装置结构示意图。

图2为锁止轨道框的结构及传感器支架安装位置示意图。

图3为清扫机器人运输小车运行示意图。

图4为车载锁止装置安装结构及运输小车底盘结构示意图。

图中：1-光伏组件；2-清扫小车；3-运输小车；4-运输轨道；5-锁止轨道框；6-运输小车驱动装置；7-第一锁止装置；8-运输小车定位开关；9-第二锁止装置；10-运输小车底盘；11-第三锁止装置；12-第四锁止装置；13-孔用弹性挡圈；14-丝杠螺母；15-轴用弹性挡圈；16-步进电机；17-l型安装板；18-小齿轮；19-丝杠锁柱；20-大齿轮；21-轴承；22-轴承座；23-传感器支架；24-运输小车定位开关挡板；25-锁止轨道框横支撑；26-蹄角；27-轨道框纵支撑；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：运输轨道4布置于各排光伏组件1一侧，并与光伏组件1边缘相平行，运输小车3搭载清扫小车2行走于运输轨道4之上，将清扫小车2运载至各排光伏组件旁边，方便清扫小车2登上光伏组件1进行清洁工作，本发明主要由两个部分组成，分别为安装于运输小车上的车载锁止装置和运输轨道下端的锁止轨道框5，运输小车3上装有四套车载锁止装置，分别为第一锁止装置7、第二锁止装置9、第三锁止装置11和第四锁止装置12。其中，第一锁止装置7和第二锁止装置9并排安装于运输小车底盘10中间靠后的两侧位置，而第三锁止装置11和第四锁止装置12则并排安装于运输小车底盘10一端的两侧位置，在每排光伏组件1旁边运输轨道4的下方前后各布置有一个锁止轨道框5，锁止轨道框5的位置与此处运输小车3上的车载锁止装置的位置相对应。

第一锁止装置7、第二锁止装置9、第三锁止装置11和第四锁止装置12结构完全一致，第一锁止装置7包括孔用弹性挡圈13、丝杠螺母14、轴用弹性挡圈15、步进电机16、l型安装板17、小齿轮18、丝杠锁柱19、大齿轮20、轴承21及轴承座22，步进电机16固定于l型安装板17的一侧，其端部固定有小齿轮18；轴承座22固定于l型安装板17的另一侧，其两端各作有一轴承孔，轴承孔中通过孔用弹性挡圈13各安装有一轴承21，丝杠螺母14安装于上下轴承21的通孔中，可通过上下轴承21在轴承座22中自由转动，其一端通过轴用弹性挡圈15与轴承21内圈相固定，防止丝杠螺母14从轴承21中脱落，另一端则与大齿轮20相固定，大齿轮20与小齿轮18之间相互配合，用于传递步进电机16的动力；用于运输小车3锁止的丝杠锁柱19则安装于丝杠螺母14的内孔中。当车载锁止装置工作时，步进电机16启动，步进电机输出轴上的小齿轮18通过驱动大齿轮20和丝杠螺母14转动，从而使丝杠锁柱19在丝杠螺母14中做上下直线运动。

锁止轨道框5主要由两根轨道框纵支撑27和两根锁止轨道框横支撑25通过角码连接形成矩形框结构，其中一根锁止轨道框横支撑25两侧对称位置开有通孔，矩形框整体安装于四个蹄角26之上，可通过蹄角26对矩形框高度进行调整。当锁止装置工作时，车载锁止装置中的丝杠锁柱19向下伸出，插入锁止轨道框横支撑25两侧的通孔中，将运输小车3与锁止轨道框5相固定。

本发明为一种锁止装置，该装置可用于光伏组件清扫机器人的运输小车中，通过纵向设置的第一锁止装置7、第二锁止装置9、第三锁止装置11和第四锁止装置12，实现运输小车的锁止功能，相较于现有的锁止装置，本锁止装置可实现在运输小车到达停止位后自动将运输小车与锁止轨道框进行固定，防止运输小车前后移动和侧翻，提高清扫机器人系统运行过程中的安全性。当清扫小车返回运输小车时，由于冲击力较大，或者当天气恶劣，室外风速较大时，运输小车可能发生侧翻的危险。本发明的锁止装置为模块化设计，可在单台运输小车上多处安装，避免了运输小车因意外发生侧翻的风险。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。