一种太阳能板清洁装置的制作方法

1.本实用新型涉及太阳能电池板清洁技术领域，尤其涉及一种太阳能板清洁装置。


背景技术：

2.太阳能电池板的工作环境是户外，在使用过程中在其表面会附着较多灰尘或其他附着物，影响电池板的透光率，阻碍光电效应，从而降低发电效率。另外夏季温度较高，电池板表面若积累过多灰尘将不易散热，当气温高于40℃，不仅太阳能电池板的发电效能降低，其寿命也会大大缩短。因此，为提高发电效率、延长电池板使用寿命，一般需要定期进行太阳能电池板的表面清洁工作。
3.太阳能电池板清洁方法有多种，其中使用较为广泛的一种为板上机器人清洁技术，该清洁技术将执行清洗工作的清洁机构(也称清洁机器人)直接安放在太阳能板的表面，由驱动机构驱动清洁机构在太阳能板表面行走，清洁机构在行走过程中完成对太阳能板表面的清洁。因清洁机构与太阳能电池板发生直接的安装连接关系，清洁机构几乎全部重量都作用在了太阳能电池板的表面，容易对太阳能电池板造成损坏、缩短电池板使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种太阳能板清洁装置，以解决目前板上机器人清洁技术中，清洁机构全部重量作用在太阳能电池板表面，易损坏太阳能电池板的技术问题。
5.本实用新型所解决的技术问题可以采取以下方案来实现：
6.一种太阳能板清洁装置，包括在行走过程中对太阳能板进行清洁的清洁机构、驱动清洁机构行走的驱动机构，其特征在于：清洁装置还包括设置在太阳能板侧方的导轨，驱动机构包括挠性件、用于卷绕挠性件的绞盘及用于驱动绞盘转动的电机，清洁机构固定在挠性件上，电机驱动绞盘转动进而驱动挠性件运动，挠性件的运动带动清洁机构沿着导轨行走。
7.进一步的：清洁装置还包括安装在太阳能板周围的多个转向滑轮，挠性件绕多个转向滑轮布置，在太阳能板相对的两侧均形成有挠性件的走线路径，清洁机构的两端分别固定在太阳能板相对两侧走线方向一致的两段挠性件上。
8.进一步的：在太阳能板相对的两侧各形成内外两段相平行的挠性件走线路径，且位于外侧的挠性件段和位于内侧的挠性件段走线方向相反，清洁机构的两端分别固定在太阳能板相对两侧的内侧挠性件段上。
9.进一步的：驱动机构具有两条挠性件，每条挠性件各形成一个封闭的环形结构，位于外侧的两个挠性件段不属于同一条挠性件，位于内侧的两个挠性件段也不属于同一条挠性件。
10.进一步的：位于太阳能板一侧的外段挠性件段及位于太阳能板另一侧的内段挠性件段属于同一条挠性件。
11.进一步的：清洁机构包括用于执行清洁动作的清洁部及用于与挠性件固定的固定部，清洁部与固定部通过调节滑轨进行连接，调节滑轨伸入清洁部和/或固定部内的深度可调。
12.进一步的：导轨上固定有挠性件定位机构，挠性件定位机构用于对挠性件进行定位。
13.进一步的：清洁装置还包括与电机输入端相连的控制器及与控制器输入端相连的接近开关，接近开关位于清洁机构行程的两端，接近开关检测到清洁机构行走至接近开关处后，控制器控制电机正转或者反转，进而驱动清洁机构以远离接近开关的方向运动。
14.进一步的：清洁装置还包括与控制器相连的无线信号接收模块，无线信号接收模块能够将接收到的无线控制指令输入给控制器，控制器根据控制指令控制电机的启停及正反转。
15.进一步的：在太阳能板相对两侧布置有导轨，清洁机构的两端能够沿布置在太阳能板相对两侧的导轨行走。
16.本实用新型的太阳能板清洁装置，在太阳能板的侧方而非太阳能板表面上设置导轨，执行太阳能板清洁动作的清洁机构由运动的挠性件驱动，沿导轨行走，在行走过程中完成太阳能板的清洁工作。该太阳能板清洁装置的清洁机构不与太阳能电池板发生直接的安装固定关系，清洁过程中清洁机构的重量完全作用在导轨上，而不作用在太阳能板上，减少了板上机器人清洁技术中清洁机构压附在太阳能电池板上的作用力，降低了太阳能电池板被压损的风险，对太阳能板形成了良好的保护。此外，因清洗机构使用自己独立的导轨，不与太阳能板发生安装关系，当太阳能板出现故障需要更换时，可以随时拆装太阳能板，无需拆装清洗机构。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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他的附图。
18.图1是本实用新型实施例太阳能板清洁装置的结构示意图；
19.图2、图3是本实用新型实施例太阳能板清洁装置清洁机构处的细节图；
20.图4是本实用新型实施例太阳能板清洁装置驱动机构的结构示意图；
21.图5是本实用新型实施例太阳能板清洁装置张紧机构的结构示意图；
22.图6是本实用新型实施例太阳能板清洁装置的控制框图；
23.主要标件与标号：
24.清洁机构：1；清洁部：11；固定部：12；调节滑轨：13；清洁胶条：111；车轮：121；滑轨支座：131；
25.驱动机构：2；挠性件：21；主绞盘：221；副绞盘：222；电机：23；配电箱：24；辅助滑轮：25；驱动机构箱体：26；底座：27；
26.导轨：3；
27.转向滑轮：4；
28.y型挠性件定位机构：51；卷曲型挠性件定位机构：52；
29.控制器：61；接近开关：62；无线信号接收模块：63；
30.张紧机构：7；底座：71；固定弹簧座：72；弹簧：73；活动弹簧座：74；第一滑轮：751；第二滑轮：752；
31.拉紧机构：8；
32.太阳能板：200；
33.支架：300；
34.桩基础：400；
35.压块：500。
具体实施方式
36.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚地展示，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
37.实施例
38.图1为本实施例的太阳能板清洁装置，如图1所示，清洁装置包括在行走过程中对太阳能板200进行清洁的清洁机构1、驱动清洁机构1行走的驱动机构2，还包括设置在太阳能板200侧方的、供清洁机构1在其上行走的导轨3，导轨3不与太阳能板200直接连接。驱动机构2包括挠性件21、用于卷绕挠性件21的绞盘及用于驱动绞盘转动的电机23，清洁机构1固定在挠性件21上，电机23驱动绞盘转动进而驱动挠性件21运动，挠性件21的运动带动清洁机构1沿着导轨3行走。
39.为了导引清洁机构1的平稳行进，进一步的，在太阳能板200相对两侧均布置有导轨3，清洁机构1的两端能够沿布置在太阳能板200相对两侧的导轨3行走。
40.本实施例中太阳能板200被压块500等部件安装在支架300上，支架300则安装在桩基础400上。在布置导轨3时可以将导轨3固定在支架300上，使其位于太阳能板200的两侧。当太阳能板200被固定在屋顶或其它部件时，则可以将导轨3安装在屋顶或其它部件上。
41.对于挠性件21的具体布置方式，进一步的，清洁装置还包括安装在太阳能板200周围的多个转向滑轮4，挠性件21绕多个转向滑轮4布置，在太阳能板200相对的两侧均形成有挠性件21的走线路径，清洁机构1的两端分别固定在太阳能板200相对两侧走线方向一致的两段挠性件上。如图1所示，太阳能板的上侧和下侧(上侧和下侧仅相对于图中的方向所言，实际布置中也可以是太阳能板的左侧和右侧)均形成有挠性件的走线路径。
42.进一步的，在太阳能板200相对的两侧各形成内外两段相平行的挠性件走线路径，且位于外侧的挠性件段和位于内侧的挠性件段走线方向相反，清洁机构1的两端分别固定在太阳能板200相对两侧的内侧挠性件段上。
43.如图1所示，在太阳能板200的上侧形成上外段挠性件、上内段挠性件，在太阳能板200的下侧则形成下外段挠性件、下内段挠性件。如图中箭头方向所示，上内段挠性件及下内段挠性件的走线方向一致，上外段挠性件、下外段挠性件的走线方向一致，外段挠性件和内段挠性件走线方向相反。清洁机构1的一端固定在上内段挠性件上，另一端则固定在下内段挠性件上，则清洁机构1的运行方向和内段挠性件的运行方向相同。内段挠性件对清洁机构起固定作用，外段挠性件则对于清洁机构起到牵引作用。
44.为了实现外侧挠性件段和内侧挠性件段相反的走线方向，进一步的，驱动机构2具有两条挠性件21，每条挠性件各形成一个封闭的环形结构，位于外侧的两个挠性件段不属于同一条挠性件，位于内侧的两个挠性件段也不属于同一条挠性件。如图1所示，上外段挠性件和下外段挠性件不在同一条闭合的挠性件上，上内段挠性件和下内端挠性件不在同一条闭合的挠性件上。
45.进一步的，位于太阳能板200一侧的外段挠性件段及位于太阳能板另一侧的内段挠性件段属于同一条挠性件。如图1所示，上外段挠性件和下内段挠性件在同一条挠性件上，即同属于一条闭合的挠性件；上内段挠性件和下外段挠性件在另一条挠性件上，即同属于另一条闭合的挠性件。
46.除上述布置方式外，两条挠性件还可以采用其它布置方式，如位于太阳能板同一侧的内外两段相平行的挠性件段属于同一条挠性件。如图1所示，上外段挠性件和上内段挠性件同属于一条闭合的挠性件；下内段挠性件和下外段挠性件同属于另一条闭合的挠性件。
47.当清洁装置遇到具有安装偏差的太阳能板时，为了防止清洁机构脱轨，需要改变清洁机构的长度以使其适应太阳能板的清洗。为了使清洁机构的长度可调，进一步的，如图2、3所示，清洁机构1包括用于执行清洁动作的清洁部11及用于与挠性件21固定的固定部12，清洁部11与固定部12通过调节滑轨13进行连接，调节滑轨13伸入清洁部11和/或固定部12内的深度可调。通过滑动调节滑轨13调节其伸入清洁部11和固定部12内的深度，进而可以调节清洁机构的长度。调节滑轨滑动到适当位置之后，通过螺栓等紧固件使滑轨与清洁部及固定部相固定。进一步的，在清洁部11内部及固定部12内部均固定安装有滑轨支座131，调节滑轨13伸入滑轨支座131中并且可以在滑轨支座131中滑动。
48.进一步的，挠性件通过固定件固定在固定部12的下方。进一步的，固定部12包括固定部主体及安装在固定部主体下方的车轮121。进一步的，如图2、3所示，车轮121具有内凹的弧形面，导轨3具有外凸的弧形轨道面，车轮121内凹的弧形面和导轨的弧形轨道面相配合，清洁机构1行进时，车轮贴合导轨的轨道面运行。
49.进一步的，清洁部11包括清洁部主体及通过胶条支座固定在清洁部主体下方的清洁胶条111。清洁机构行进过程中，清洁胶条与太阳能板表面摩擦，清理表面的灰尘和污垢，提升太阳能板的透光率，从而达到增加发电量的效果。本实施例的清洁装置实现了无水清扫，无需清洁介质，清扫材料不会损坏太阳能板表面的钢化玻璃；相比传统清洗设备出现的水洗情况，能避免取水复杂、废水难排出、增加屋面等安装面的防水难度等各类问题。
50.对于驱动机构2的具体结构，进一步的，如图4所示，绞盘包括相连接的主绞盘221及副绞盘222，挠性件21缠绕在主绞盘221及副绞盘222上。电机23驱动主绞盘221转动，主绞盘221的转动带动副绞盘222转动。进一步的，由配电箱24为电机23供电。进一步的，还包括设置在主绞盘221及副绞盘222两旁的、用于导引挠性件21的辅助滑轮25。进一步的，还包括驱动机构箱体26，电机23安装在驱动机构箱体26中，主绞盘221、副绞盘222、辅助滑轮25通过底座27安装在驱动机构箱体26中。进一步的，本实施例中挠性件21为钢丝绳。当然也可以采用传动链条或传动带等其它形式的挠性件。如图4所示，本实施例中驱动机构2的箱体26安装在用于安装太阳能板200的支架300上。挠性件由驱动机构箱体的一端进入，通过辅助滑轮25传到主绞盘221上，在主绞盘221上缠绕几圈后传给副绞盘222，在副绞盘222上同样
缠绕几圈后由另一辅助滑轮25传出，挠性件由于与两个绞盘之间摩擦力的原因，被电机驱动，带动挠性件对清洁机构作牵引作业。清洗机构使用外接电源供电，对比传统使用锂电池或太阳能板供电的清洗机构更稳定，更适用于北方寒冷地区，且在阴雨、雪天可以随时启动，可以连续运行。
51.进一步的，如图1、2所示，转向滑轮4布置在太阳能板200的四角处，每一角设置两个，共设置八个转向滑轮4。转向滑轮4能够起到挠性件的转向作用。
52.为了对挠性件21进行定位，进一步的，导轨3上固定有挠性件定位机构。如图3所示，挠性件定位机构包括固定在导轨3上的y型挠性件定位机构51及卷曲型挠性件定位机构52，y型挠性件定位机构51用于内侧挠性件的定位、卷曲型挠性件定位机构52用于外侧挠性件的定位。即图1中上内段挠性件、下内段挠性由y型挠性件定位机构51进行定位，上外段挠性件、下外段挠性件则由卷曲型挠性件定位机构52进行定位。y型挠性件定位机构51及卷曲型挠性件定位机构52能够确保在定位机构处挠性件21不与其他机构接触。
53.为了实现清洁装置清洁过程的自动控制，进一步的，清洁装置还包括与电机23输入端相连的控制器61及与控制器61输入端相连的接近开关62，接近开关62位于清洁机构1行程的两端，接近开关62检测到清洁机构1行走至接近开关62处后，将检测信号发送给控制器61，根据接收到的检测信号，控制器61控制电机23正转或者反转，进而驱动清洁机构1以远离接近开关62的方向运动。进一步的，控制器61可以采用单片机或者plc控制器，接近开关可以采用金属感应接近开关。如图1、2所示，本实施例中接近开关62通过固定构件固定在用于安装太阳能板200的支架300上，清洁机构在左右两侧的接近开关之间运行。
54.以图1为例，图中右侧示出的清洁机构1为清洁机构处于停车位置时的状态图，接近开关62位于清洁机构1行程的左右两端，清洁机构1在初始状态时位于其行程的最右侧，开始清洁工作时电机正转，驱动清洁机构朝向左侧运行，当运行至左侧的接近开关处后，控制器控制电机反转(可以停顿一段时间后再控制电机反转，也可以直接控制电机反转)，从而驱动清洁机构折返并以远离左侧接近开关的方向朝向右侧运行，当运行至右侧的接近开关处后，控制器控制电机正转，从而驱动清洁小车以远离右侧接近开关的方向朝向左侧运行，以此达到反复清洁的目的。
55.为了实现清洁装置的远程控制，进一步的，清洁装置还包括与控制器61相连的无线信号接收模块63，无线信号接收模块63能够将接收到的无线控制指令输入给控制器61，控制器61根据控制指令控制电机23的启停及正反转，进而带动清洁机构执行清洁任务。进一步的，本实施例中的无线控制指令可以从手机发出，也可以从遥控器等其它终端设备上发出。
56.为了使挠性件能够张紧，进一步的，清洁装置还包括对挠性件进行张紧的张紧机构7。图5示出了本实施例中采用的张紧机构7的具体结构，其包括底座71，固定弹簧座72固定在底座71上，固定弹簧座72通过弹簧73连接活动弹簧座74，活动弹簧座74能够沿弹簧73的轴向移动，在活动弹簧座74不与弹簧73连接的一端转动连接有第一滑轮751，在固定弹簧座72的两侧对称设置有第二滑轮752，第二滑轮752转动连接在底座71上。挠性件进入张紧机构7时，先经过一侧的第二滑轮752后再绕过第一滑轮751，之后经过另一侧的第二滑轮752之后从张紧机构穿出，从而达到张紧效果。如图5所示，本实施例中张紧机构7经由底座71固定在用于安装太阳能板200的支架300上。进一步的，如图1所示，在驱动机构箱体26的
两侧各布置一套张紧机构7。
57.进一步的，清洁装置还包括能够拉紧挠性件的拉紧机构8。如图1所示，在太阳能板200的左侧布置有两套拉紧机构8。
58.如图1所示，本实施例具有两条挠性件，其中一条挠性件由驱动机构箱体的的上侧进入，经过主绞盘、副绞盘之后从驱动机构箱体下侧穿出，再依次经过下侧张紧机构、右下角里侧的转向滑轮、左下角里侧的转向滑轮、下侧拉紧机构、上侧拉紧机构、左上角外侧的转向滑轮、右上角外侧的转向滑轮、上侧张紧机构，最后回到驱动机构箱体的上侧，形成封闭的环形结构。该条挠性件形成的是下内段挠性件及上外段挠性件所在的走线路径。
59.另一条挠性件由驱动机构箱体的下侧进入，经过主绞盘、副绞盘之后从驱动机构箱体上侧穿出，再依次经过上侧张紧机构、右上角里侧的转向滑轮、左上角里侧的转向滑轮、上侧拉紧机构、下侧拉紧机构、左下角外侧的转向滑轮、右下角外侧的转向滑轮、下侧张紧机构，最后回到驱动机构箱体的下侧，形成封闭的环形结构。该条挠性件形成的是上内段挠性件及下外段挠性件所在的走线路径。
60.本实施例的太阳能板清洁装置在工作时，清洁机构位于其行程的初始端，电机启动、正转，带动清洁机构沿导轨运动并开始执行清洁任务。当清洁机构移动到与初始端相对的另一端接近开关处后，控制器接收到接近开关的信号控制电机反转，从而驱动挠性件运动进而带动清洁机构向初始端移动。当清洁机构移动至初始端接近开关后，控制器控制电机正转，驱动挠性件运动带动清洁机构继续向另一端移动并清洁太阳能板。
61.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。