一种便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置，该装置包括装置机架、驱动机构、清洁机构、识别机构、供电机构。其中驱动机构中，电动机与履带轮配合，通过对2台电动机转速的控制，实现本发明清洁装置的前进、后退以及转弯。清洁机构包括第一清洁机构和第二清洁机构，所述第一清洁机构包括旋转刷及其驱动电机，第二清洁机构包括海绵擦，及与所述海绵擦相连的储液盒。识别机构用以自动判断待清洁电池玻璃表面的清洁程度，从而选择第一清洁机构或者第二清洁机构，及决策是否继续清洁，可以针对不同污染物采取不同的清洁策略，同时自动识别清洁程度，本发明装置的清洁能力好，清洁效率高。
【专利说明】一种便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及船用太阳能电池玻璃表面清洁领域，尤其涉及一种便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置。
【背景技术】
[0002]随着全球范围内石化能源供应日趋紧张和国际海事组织(MO)对环境保护的要求越来越高，绿色船舶已成为未来船舶发展的必然方向，其中新型能源推进船舶最具有革新性和代表性，它将充分利用燃料电池、太阳能、风能以及波浪能等零污染或可再生能源，为船上设施提供能量，完成船舶的操作。由于太阳能具有分布广泛、取之不尽、用之不竭且无污染的特点，使得其成为了目前世界上最有发展潜力的清洁能源之一，将太阳能应用于船舶也成为了目前绿色船舶发展的一个重要方向。
[0003]太阳能在船舶上的应用方式主要是通过光伏发电，将太阳能转化成电能。光伏电池是太阳能光伏发电系统中的基本核心部件。目前，太阳能发电系统主要使用带有白色玻璃的表面衬底型的结晶系太阳能电池板。太阳能电池板主要由价格昂贵的单晶硅、多晶硅、砷化镓等半导体材料制成，在太阳能电池板外面黏贴的是玻璃盖片层，这些高透光率的玻璃盖片用硅橡胶与太阳能板(半导体材料)层压在一起，太阳能电池板玻璃盖片对太阳能电池起防护作用。太阳能光伏发电系统的核心是半导体硅片的光电转换效率。然而光电转换效率不仅取决于半导体硅片材料自身的光电转换效率，还与太阳能电池板玻璃盖片的光谱透过率息息相关。光谱透过率下降，太阳能电池板的光电转换效率必然下降。
[0004]海洋环境相比陆地环境要复杂的多，由于船舶多以重油为燃料，船舶甲板及其周围的空气中会含有大量的气体污染物(SO2和N0X)、固体颗粒(灰尘颗粒和盐粒等)以及强风、浓雾、雨雪和冰雹等，多种因素对于太阳能光伏组件的影响主要从电池板表层覆盖以及腐蚀磨损两方面进行。太阳能电池表面的附着物包括灰尘、盐粒和鸟粪，在太阳能电池表面积聚时，会形成覆盖层，其在减少太阳能电池实际被照射面积的同时，也会降低透射进入的太阳辐照强度。而且，覆盖层会形成热斑效应，严重时会造成整个电池组件的破坏。因此必须对其进行清洁。
[0005]目前对于太阳能电池板玻璃表面的清洁主要是通过人工的方式，不仅工作量大、成本高，更不能保证清洁质量。而普通的玻璃窗自动清洁装置难以适用船用太阳能电池板的实际环境，清洁效果不好，且不能做到自识别。对现有的专利技术文献检索发现，与本专利相关的有以下几个:发明专利“一种自动方便清洁玻璃器”(申请号:CN 201210420640.9)其缺少清洁程度自动识别装置，同时不能针对不同污染物采取不同的清洁策略；发明专利“太阳能电池板自动清洁系统”(申请号:CN 200810301283.8)其缺少清洁程度的自动识别，同时不能适应多组太阳能电池板连续作业。综上所述，现有清洁技术存在清洁过程成本高、清洗质量无保证等问题。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题在于针对现有技术的缺陷，提供一种便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置，提高对太阳能电池玻璃表面的清洁程度，节约人工，提高清洁效率。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置，该装置包括机架与设置在机架上的驱动机构、清洁机构、识别机构、供电机构，其中驱动机构包括设置于机架下方两侧的2条履带轮，及固定在机架上且分别与所述2条履带轮相连的2台电动机；清洁机构包括第一清洁机构和第二清洁机构，所述第一清洁机构包括旋转刷及其驱动电机，所述旋转刷通过升降机构一固定在机架的底部，驱动电机固定在机架上，第二清洁机构包括海绵擦，及与所述海绵擦相连的储液盒，所述海绵擦与储液盒通过升降机构二固定在机架的底部；识别机构包括光发射器、控制器，其中光发射器发射光到太阳能电池玻璃表面，控制器接收其反射光并计算反射率，与预设的参考值进行比较，判断玻璃表面的清洁度，选择驱动清洁机构一或者清洁机构二，设置清洁机构一和清洁机构二的工作时长；供电机构为驱动机构、清洁机构、识别机构、控制机构供电。
[0008]按上述技术方案，所述升降机构一和升降机构二均为剪叉式升降结构。
[0009]按上述技术方案，所述机架为长方体框架，沿其周向均匀设置4个超声传感器，所述超声传感器与所述控制器相连。
[0010]按上述技术方案，储液盒设置于海绵擦的上方，储液盒与海绵擦的连接面上设置带有细孔的隔板。
[0011]按上述技术方案，其特征在于，所述旋转刷的刷毛为硬性刷毛。
[0012]按上述技术方案，所述供电机构为蓄电池。
[0013]按上述技术方案，还包括报警器，所述报警器与控制器相连。
[0014]本发明产生的有益效果是:电动机与履带轮配合，通过对2台电动机转速的控制，实现本发明清洁装置的前进、后退以及转弯。识别机构用以自动判断待清洁电池玻璃表面的清洁程度，从而选择第一清洁机构或者第二清洁机构，及决策是否继续清洁，可以针对不同污染物采取不同的清洁策略，同时自动识别清洁程度，本发明装置的清洁能力好，清洁效率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
图1是本发明实施例的上端面结构示意图；
图2是本发明实施例的下端面结构示意图；
图3是图2中履带轮的侧视图；
图4是本发明实施例的侧视图。
【具体实施方式】
[0016]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0017]如图1?图4所示，本发明实施例中，机架I为驱动机构、清洁机构、识别机构、供电机构主要物理承载机构，保持装置的一体性，外形为长方体，强度保证能够承受轻微的撞击。机架主体结构正表面上方有显示屏幕4，配有功能键5，通过功能键对升降机构一、升降机构二进行控制。驱动机构包括设置于机架下方两侧的2条履带轮8，及固定在机架I上且分别与所述2条履带轮相连的2台电动机6,2台电动机同方向同速正转、反转来实现本发明清洁装置的正、反向行走；电动机6同方向异速旋转来实现清洁装置的转弯。在本实施例中，采用履带轮移动，保证履带轮与地面的横向摩擦力使得便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置在最大15度倾角的船用太阳能电池玻璃表面行走。在本实施例中，便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置的清洁机构包括第一清洁机构和第二清洁机构。第一清洁机构是针对鸟粪、盐斑等粘着污染物的清洁。便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置内装有旋转刷11的驱动电机7，旋转刷配合驱动电机7产生的强大吸力进行清洁，清理的垃圾存储在垃圾收纳盒12中，旋转刷11采用硬性刷毛，保证对于粘着物体的清洁。第二清洁机构是常规清洁装置，主要针对灰尘等易清洁物质。本发明便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置可以实现自动移动和清洁以及人工控制移动和清洁两种模式，做到两者之间的转换，从而可以应对各种可能出现的环境情况。利用两套清洁机构，即第一清洁机构和第二清洁机构以及之间的相互配合，针对不同的污染物采取不同的清洁策略，可以有效保证清洁质量。便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置前后各有一个储液盒3，可以装载清水或者清洁液。储液盒3与海绵擦10之间设置带有细孔的隔板，隔板保证储液盒中的液体缓慢连续地浸润海绵擦，提高清洁效果。识别机构包括反射率测量传感器9，反射率测量传感器包括光发射器、控制器，其中光发射器发射光到太阳能电池玻璃表面，控制器接收其反射光并计算反射率，与预设的参考值进行比较，判断玻璃表面的清洁度，选择驱动清洁机构一或者清洁机构二，设置清洁机构一和清洁机构二的工作时长。便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置4个侧面装有超声传感器2，使得装置可以进行自动定位，从而保证装置在自动移动过程中不从电池板上跌落，可以有效确定行径路线，适时转弯，同时可以有效通过间隙在50毫米以内、落差在±20毫米以内的两块电池板。
[0018]本发明实施例中，采用蓄电池作为主要电力供给源，蓄电池可更换，保证清洁装置的正常工作，固定在机架上的显示屏幕能够清晰显示蓄电池的剩余电量，如果电量不足会通过报警器进行。
[0019]本发明实施例中，基于单片机开发的控制器的控制程序能够实现自动控制与人工控制的切换，实现两种模式下对便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置移动、清洁的控制，并可以完成便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置主体与人工控制器的无线通讯(通过人工控制器进行无线控制)。当对太阳能电池板玻璃表面的灰尘进行常规清洁时，可以采用自动模式，清洁装置对整片区域利用海绵擦进行依次擦拭。当对太阳能电池板玻璃表面局部某一位置的鸟粪、盐斑进行特殊清洁时，可以采用人工移动模式，让清洁装置移动到指定位置，再采用自动清洁模式，自动识别清洁效果。当对整个区域多个位置的鸟粪等进行清洁时，可以采用自动模式，清洁装置自动识别需要清洁位置，进行清洁。
[0020]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置，其特征在于，该装置包括机架与设置在机架上的驱动机构、清洁机构、识别机构、供电机构，其中驱动机构包括设置于机架下方两侧的2条履带轮，及固定在机架上且分别与所述2条履带轮相连的2台电动机；清洁机构包括第一清洁机构和第二清洁机构，所述第一清洁机构包括旋转刷及其驱动电机，所述旋转刷通过升降机构一固定在机架的底部，驱动电机固定在机架上，第二清洁机构包括海绵擦，及与所述海绵擦相连的储液盒，所述海绵擦与储液盒通过升降机构二固定在机架的底部；识别机构包括光发射器、控制器，其中光发射器发射光到太阳能电池玻璃表面，控制器接收其反射光并计算反射率，与预设的参考值进行比较，判断玻璃表面的清洁度，选择驱动清洁机构一或者清洁机构二，设置清洁机构一和清洁机构二的工作时长；供电机构为驱动机构、清洁机构、识别机构、控制机构供电。
2.根据权利要求1所述的便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置，其特征在于，所述升降机构一和升降机构二均为剪叉式升降结构。
3.根据权利要求1所述的便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置，其特征在于，所述机架为长方体框架，沿其周向均匀设置4个超声传感器，所述超声传感器与所述控制器相连。
4.根据权利要求1或2或3所述的便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置，其特征在于，储液盒设置于海绵擦的上方，储液盒与海绵擦的连接面上设置带有细孔的隔板。
5.根据权利要求1或2或3所述的便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置，其特征在于，所述旋转刷的刷毛为硬性刷毛。
6.根据权利要求1所述的便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置，其特征在于，所述供电机构为蓄电池。
7.根据权利要求1所述的便携式船用太阳能电池玻璃表面清洁装置，其特征在于，还包括报警器，所述报警器与控制器相连。
【文档编号】B08B7/04GK104307804SQ201410480393
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】袁成清, 张彦, 孙玉伟, 汤旭晶, 张天, 宋昕 申请人:武汉理工大学