一种光伏清洁机器人行走系统的制作方法

本实用新型涉及光伏清洁机器人领域，特别是一种光伏清洁机器人行走系统。

背景技术：

目前，随着光伏发电行业的高速发展，光伏发电产业以其环保、能源质量高等优点，已成为国内外发电行业的一种新的趋势，但由于光伏发电所用的光伏板通常安装在室外，而室外的扬尘、雾霾、雨水、鸟粪等都会对光伏板面造成污染和覆盖，从而极大的影响光伏组件的转换效率，因此，需要定期对光伏组件的光伏板面进行清扫。

现有的光伏清洁机器人，其主要包括清扫主体、第一行走机构、第二行走机构、第三行走机构等，该清扫主体主要包括支撑框架、清扫辊刷及用于驱动清扫辊刷的毛刷驱动电机等。其第三行走机构位于清扫主体中部，第一行走机构和第二行走机构分别设置于清扫主体两端，并分别设有行走轮和挂轮，行走轮由电机驱动沿光伏板表面行走，沿光伏板侧面行走的挂轮无驱动，导致当安装光伏板上端面错差较大时，清扫机器人无法正常通过。

当挂轮也通过电机驱动，由于行走轮和挂轮负载不同，导致电机输出转速也会存在差异，导致清洁机器人行走时会出现上下端不一致，即产生偏转。

另外，光伏板安装时，同一列光伏板存在平面落差，现有清洁机器人通过三组行走轮固定支撑行走，这样会导致出现有一组行走轮悬空情况出现，且现有清洁机器人无法保证挂轮沿着光伏板上端面行走不脱出。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种提高行走平顺性的一种光伏清洁机器人行走系统。

本实用新型采用如下技术方案：

一种光伏清洁机器人行走系统，用于驱动清扫主体行走，其包括第一行走机构、第二行走机构和第三行走机构，该第一行走机构和第二行走机构分别位于清扫主体两端，该第三行走机构位于清扫主体中部，该第一行走机构设有行走轮组，特征在于：该第一行走机构还设有主动挂轮组，主动挂轮组设有两挂轮和单向挂轮驱动组，该单向挂轮驱动组与两挂轮相连以驱动其中一挂轮转动。

优选的，所述单向挂轮驱动组包括电机、传动单元和单向离合器，该传动单元与电机输出轴相连并设有转轴，该单向离合器安装于挂轮和该转轴之间以实现单向传动。

优选的，所述传动单元为涡轮蜗杆传动单元或齿轮组传动单元或齿轮链条传动单元。

优选的，所述第三行走机构包括从动轮组和浮动支撑组，该浮动支撑组连接于从动轮组和所述清扫主体之间以实现浮动支撑。

优选的，所述浮动支撑组包括摆臂和弹性件，该摆臂一端与所述从动轮组的连接轴固定连接，另一端与所述清扫主体可转动连接，该弹性件张顶于摆臂和清扫主体之间。

优选的，所述浮动支撑组还包括限位缓冲件，该限位缓冲件固定于所述清扫主体上且位于所述摆臂正上方。

优选的，所述第一行走机构还包括防脱轮，该防脱轮转轴与所述行走轮转轴平行，且位于所述主动挂轮组外侧。

优选的，所述第二行走机构包括行走轮组和从动挂轮组，该行走轮组的转轴与从动轮组的转轴垂直。

优选的，所述行走轮组包括行走轮、传动单元和主电机，该传动单元连接于行走轮和主电机输出轴之间。

优选的，所述清扫主体设有支撑框架、清扫辊刷、边条刷及用于驱动清扫辊刷的毛刷驱动电机，该清扫辊刷位于支撑框架中部，该边条刷位于支撑框架侧部。

由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型的系统，其通过第一行走机构、第二行走机构和第三行走机构配合驱动清扫主体行走，且第一行走机构采用主动挂轮组，提高清扫主体侧部的行走越障能力，降低现场安装调整要求，行走平顺。

2、本实用新型的系统，其在挂轮和转轴之间设置单向离合器，实现单向传动，在行走时，确保挂轮和行走轮速度一致性，使得清扫主体行走更加平稳，

3、本实用新型的系统，通过第一行走机构和第二行走机构实现固定支撑，其第三行走机构设置成浮动支撑，行走过程中，从动伦的摆臂可绕芯轴做一定角度摆动从而实现浮动支撑，提高行走适应性，且能更好地贴合光伏板行走。

4、本实用新型的系统，其在第一行走机构上设置有防脱轮，能防止清扫主体从光伏板上脱开。

附图说明

图1为本实用新型光伏清扫机器人工作状态图；

图2为图1的侧视图；

图3为清扫主体底部结构图；

图4为图2的局部放大图；

图5为第一行走机构立体图；

图6为图5的侧视图；

图7为图6的A-A剖视图；

图8为第三行走机构示意图；

图9为图3的局部放大图；

其中：10、清扫主体，11、边条刷，12、清扫辊刷，20a、第一行走机构，20b、第二行走机构，21、第一壳体，22、行走轮，23、主电机，24、传动单元，24a、主动齿轮，24b、传动齿轮，24c、链条，25、挂轮，26、电机，27、单向离合器，28、防脱轮，29、第二壳体，30、第三行走机构，31、从动轮、32、连接轴，33、摆臂，34、弹性件，35、限位缓冲件，36、芯轴，40、光伏板。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

参照图1至图9，一种光伏清洁机器人行走系统，用于驱动清扫主体10行走，其包括第一行走机构20a、第二行走机构20b和第三行走机构30等。该第一行走机构20a和第二行走机构20b分别位于清扫主体10两端，该第三行走机构30位于清扫主体10中部。该清扫主体10主要包括支撑框架、清扫辊刷12及用于驱动清扫辊刷12的毛刷驱动电机等，在支撑框架两侧还设有边条刷11，可以覆盖清扫辊刷12的清扫盲区。

该第一行走机构20a设有第一壳体21、行走轮组和主动挂轮组，该第一壳体21固定安装于清扫主体10的端部。该行走轮组包括两行走轮22、传动单元24和主电机23。该两行走轮22安装于第一壳体21外的内侧，该传动单元24为齿轮链条传动单元，包括主动齿轮24a、两传动齿轮24b和链条24c等，该主动齿轮24a与主电机23的输出轴相连，该两传动齿轮24b分别与行走轮22的转轴相连，该链条24c绕设于主动齿轮24a和两传动齿轮24b之间。该传动单元24还可以采用其他类似传动结构实现，例如涡轮蜗杆传动、齿轮组传动、同步带等挠性件传动等。

该主动挂轮组设有两挂轮25和单向挂轮驱动组，该两挂轮25安装于第一壳体21底部，且与行走轮22垂直。单向挂轮驱动组包括电机26、传动单元和单向离合器27，该传动单元采用涡轮蜗杆传动，其涡轮与电机26的输出轴相连，其蜗杆一端与涡轮啮合，另一端设有转轴，该单向离合器27安装于挂轮25和该蜗杆的转轴之间，该单向离合器27位于二者连接处的外侧，内侧安装普通轴承。该传动单元传动方式不唯一，还可采用齿轮组传动单元或齿轮链条传动单元。

该单向离合器27即单向轴承，其内外圈存在键槽，蜗杆的转轴可传递扭矩至内圈，外圈再传递扭矩至挂轮25，内外圈只能按照一个方向相对运动，内圈反向运动时，内外圈分离，外圈静止即空转。本实用新型的两个挂轮25分别配设一个单向挂轮驱动组，安装时，两个挂轮25上的单向离合器27旋转方向相反。也可一个单向挂轮驱动组驱动两个挂轮25。另外，主电机23、两传动单元、电机26等均安装于第一壳体21上。

另外，在第一行走机构20a上还设置有防脱轮28，该防脱轮28安装于第一壳体21壳体底部，且位于挂轮25外侧(底部)下方。该防脱轮28的转轴与行走轮22转轴平行。当整机行走出现扭转时，第一行走机构20a的挂轮25会偏向与垂直光伏板40垂直向上方向，由于防脱轮28与光伏板40对应侧之间间隙不大，挂轮25稍有偏转，则防脱轮28立即与光伏板40接触，阻止挂轮25进一步偏转，从而防止整机行走异常。

该第二行走机构20b包括第二壳体29、行走轮组和从动挂轮组等，该第二壳体29固定于清扫主体10另一端。该行走轮组与第一行走机构20a的行走轮组相同，也包括两行走轮22、传动单元24和主电机。该两行走轮22安装于第二壳体29外的内侧，该传动单元24为齿轮链条传动单元，包括主动齿轮、两传动齿轮和链条等，该主动齿轮与主电机的输出轴相连，该两传动齿轮分别与行走轮22的转轴相连，该链条绕设于主动齿轮和两传动齿轮之间。该传动单元24还可以采用其他类似传动结构实现，例如涡轮蜗杆传动、齿轮组传动等。

该第二行走机构20b的挂轮组安装于第二壳体29底部，且与行走轮22垂直，与第一行走机构20a的主动挂轮组不同，该挂轮组并未设置驱动结构，其为从动结构。

第三行走机构30包括从动轮组和浮动支撑组，该浮动支撑组连接于从动轮组和清扫主体10之间。该从动轮组包括两从动轮31，该从动轮31通过轴承安装于连接轴32上，该连接轴32为万向联轴器，该连接轴32还与第一行走机构20a和第二行走机构20b的行走轮22同轴连接。能保证第三行走机构从动轮31在与两侧的行走轮22存在偏差时，也能正常行走。

该浮动支撑组包括摆臂33、弹性件34和限位缓冲件35，该摆臂33一端与从动轮组的连接轴32固定连接，另一端与芯轴36可转动连接，该芯轴36固定于清扫主体10底部，该弹性件34张顶于摆臂33和清扫主体10底部之间，使得摆臂33可绕芯轴36做一定角度摆动从而实现浮动支撑，更好地贴合光伏板40行走。该限位缓冲件35固定于清扫主体10上且位于摆臂33正上方，用于缓冲并限制摆臂33的转动角度。

采用本实用新型的系统，其第一行走机构20a的行走轮22、挂轮25，第二行走机构20b的行走轮22分别通过对应的电机26和传动单元驱动，带动清扫主体10沿光伏板40行走；同时行走过程中，通过清扫辊刷12和边条刷11对光伏板40进行清扫，行走平顺、且能更好地贴合光伏板40运行，并能防止走脱。

在第一行走机构20a中，由于行走轮22和挂轮25负载不同，则单向挂轮驱动组的电机26转速和主电机23转速存在差异，即挂轮25速度略大于行走轮22速度。本实用新型的光伏清洁机器人行走方法如下：当第一行走机构20a和第二行走机构20b的行走轮组、主动挂轮组启动，带动清扫主体10向右行走时，单向挂轮驱动组的两电机26逆时针旋转驱动左侧的挂轮25转动，右侧挂轮25的单向离合器27内外圈分离，右侧挂轮25空转。此时，左侧挂轮25行走速度略大于行走轮22行走速度，清扫主机10下端有往左侧偏转的驱使，一旦清扫主机10向左偏转，则左侧挂轮25脱离清扫主机10对应侧，右侧挂轮25维持空转，使得挂轮25的行走速度与行走轮22速度恢复一致，从而确保清扫主机10行走平顺。

反之，当第一行走机构20a和第二行走机构20b的行走轮组启动，带动清扫主体10向左行走时，单向挂轮驱动组的两电机26顺时针旋转驱动右侧的挂轮25转动，左侧挂轮25的单向离合器27内外圈分离，左侧挂轮25空转。此时，右侧挂轮25行走速度略大于行走轮22行走速度，清扫主机10下端有往右侧偏转的驱使，一旦清扫主机10向右偏转，则右侧挂轮25脱离清扫主机10对应侧，左侧挂轮25维持空转，使得挂轮25行走速度与行走轮22速度恢复一致，从而确保清扫主机10行走平顺。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。