光伏板清扫设备的制作方法

文档序号:32647272发布日期:2022-12-21 05:00阅读:57来源:国知局
光伏板清扫设备的制作方法

1.本技术属于清扫设备技术领域,具体涉及光伏板清扫设备。


背景技术:

2.目前,通常将由间隔设置的多个光伏板组成的光伏设备设于外界,接收太阳光转化为电能,以实现发电。所以灰尘容易沉积于光伏板上,遮挡光伏板,从而降低光伏板的发电量,甚至损坏光伏板,缩短光伏板的使用寿命。对此,常通过采用人工清扫、或机械臂清扫、或平板机清扫的方式以去除光伏板上的灰尘。但是,由于需要清扫间隔设置的多个光伏板,清扫难度较高,从而导致光伏板的清扫效率较低。


技术实现要素:

3.鉴于此,本技术提供了一种光伏板清扫设备,应用于光伏设备,所述光伏设备包括间隔设置的多个光伏板,所述光伏板清扫设备包括:
4.移动组件,所述移动组件用于带动所述光伏板清扫设备移动,所述移动组件包括底盘;
5.转移组件,所述转移组件的一端固设于所述底盘,所述转移组件能够相对所述底盘转动;
6.抓取组件,所述抓取组件包括第一支架、第二支架、以及抓取件,所述第一支架的一端固设于所述转移组件的另一端,所述第一支架的另一端固设所述第二支架,所述第二支架上固设所述抓取件;所述抓取组件能够在所述转移组件的运动下相对所述底盘运动;以及
7.清扫组件,所述清扫组件可拆卸连接所述抓取件,所述清扫组件包括壳体;
8.其中,所述清扫组件磁吸连接或对夹连接所述抓取件,当所述清扫组件磁吸连接所述抓取件时,所述抓取件能够具有磁性,所述壳体上凸设有磁吸部。
9.本技术提供的光伏板清扫设备通过移动组件、转移组件、抓取组件、及清扫组件相互配合,能够实现对间隔设置的多个光伏板的高效清扫。其中,移动组件的底盘能够带动转移组件、抓取组件、及清扫组件相对于光伏板移动。转移组件能够带动抓取组件相对于光伏板上下移动或者左右转动。抓取组件能够抓取清扫组件,从而带动清扫组件运动。清扫组件能够清扫光伏板。
10.首先,移动组件带动光伏板清扫设备移动至光伏板的一侧。随后,转移组件带动抓取组件运动,且抓取组件抓取设于底盘上的清扫组件。然后,在转移组件的带动下,抓取组件带动清扫组件相对所述底盘运动,以使清扫组件设于一个光伏板上,以清洁光伏板。
11.并且,当一个光伏板清洁完成后,抓取组件重新抓取设于一个光伏板上的清扫组件。移动组件带动光伏板清扫设备移动至另一个光伏板的一侧。然后,在转移组件的带动下,抓取组件带动清扫组件相对所述底盘运动,以使清扫组件设于另一个光伏板上,以清洁另一个光伏板,进而实现对间隔设置的光伏板进行连续的清洁,或者移动组件带动光伏板
清扫设备移动至另一排的光伏板,实现对多排光伏板进行连续的清洁。
12.其中,本技术提供的抓取组件能够采用磁吸或者抓夹的方式,以实现对清扫组件的可拆卸连接。换句话说,通过采用磁吸或者抓夹的方式,使抓取组件抓取清扫组件、或放置清扫组件于光伏板上,从而实现清扫组件的跨板转移。同时,当清扫组件磁吸连接抓取件时,壳体上凸设有磁吸部,从而使抓取组件能够抓取清扫组件。
13.综上所述,本技术通过使清扫组件在移动组件、转移组件、及抓取组件相互配合的作用下,实现跨板清扫,进而实现对多个光伏板的高效清扫,以提高光伏板的清扫效率。
14.另外,当清扫组件在清洁光伏板时,清扫组件相对于光伏板移动,移动组件能够与清扫组件相对于光伏板实现同步移动,从而为重新抓取清扫组件,实现跨板清洁做准备,以进一步提高光伏板的清扫效率。
15.其中,所述磁吸部在所述壳体上的正投影覆盖所述抓取件在所述壳体上的正投影。
16.其中,所述抓取件包括永磁部、增磁部、及缓冲部,所述永磁部设于所述第二支架,所述增磁部设于所述永磁部背离所述第二支架的一侧,所述缓冲部设于所述增磁部背离所述第二支架的一侧。
17.其中,所述抓取组件满足如下情况中的至少一种:
18.所述抓取组件还包括测压传感器,所述测压传感器用于检测所述抓取件对所述清扫组件的压力与拉力;所述测压传感器的一端连接所述第二支架,所述测压传感器的另一端螺栓间隔连接所述抓取件;
19.所述抓取组件还包括测距传感器,所述测距传感器用于检测所述抓取件至所述清扫组件的距离、及所述抓取件至所述光伏板的距离;所述测距传感器设于所述抓取件的外周侧。
20.其中,所述抓取组件还包括设于所述第二支架背离所述第一支架一侧的第一导向部,所述清扫组件还包括设于所述壳体靠近所述第二支架一侧的第二导向部;
21.其中,当所述第一导向部包括导向槽与导向柱中的一者时,所述第二导向部包括所述导向槽与所述导向柱中的另一者;当所述抓取组件朝向靠近所述清扫组件的方向移动时,至少部分所述导向柱设于所述导向槽内。
22.其中,所述抓取组件包括两个所述第一支架与至少一个所述第二支架,每个所述第二支架上设有至少一个所述抓取件;所述转移组件包括机械臂与连接件,所述机械臂的一端固设于所述底盘,所述机械臂的另一端固设所述连接件,所述连接件背离所述机械臂的一侧固设所述第一支架;
23.其中,所述机械臂的部分能够相对所述底盘回转,且能够朝向靠近或者远离所述底盘的方向移动;所述连接件背离所述机械臂的一侧设有限位部,所述限位部抵接所述第一支架。
24.其中,所述移动组件还包括固定件,所述固定件装设于所述底盘,所述清扫组件可拆卸连接所述固定件;当所述固定件具有磁性时,所述固定件磁性连接所述清扫组件。
25.其中,所述底盘包括前端区、中间区、及后端区,所述前端区与所述后端区分别设于所述中间区的相对两侧,所述底盘的重心位于所述中间区;
26.其中,所述移动组件还包括电池、控制结构、转向驱动器、及配电盒,所述电池、所
system)的简称,是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。
49.同时,太阳能光伏发电系统分类,一种是集中式,如大型西北地面光伏发电系统;一种是分布式(以》6mw为分界),如工商企业厂房屋顶光伏发电系统,民居屋顶光伏发电系统。
50.由于通常将由间隔设置的多个光伏板组成的光伏设备设于外界,接收太阳光转化为电能,以实现发电。所以灰尘容易沉积于光伏板上。光伏设备上的灰尘,是影响电站发电的最主要原因之一,同时也影响组件寿命和电站安全,遮挡降低光伏设备发电量至少5%,最大可超过50%,增加平均化能源(发电)成本(levelized cost of energy,loce),降低内部收益率(internal rate of return(irr)),局部遮挡引起局部发热,易损坏组件,甚至造成火灾,增加安全风险,灰尘还具备一定腐蚀性,易吸附水汽,造成组件电势诱导衰减(potentianinduced degradation,pid)效应,缩减组件寿命,因此,需对光伏板上的灰尘进行清洁去除。
51.随着光伏产业的不断壮大以及光伏产业的商业化,光伏电站在运营管理中的各种问题也开始突显,尤其是直接关系到发电效率的光伏组件的清洁问题。对于大型光伏并网电站的运营,发电量是至关重要的指标之一,而影响发电量的因素除了逆变器、变压器、电缆等设备的损耗外,当属空气中灰尘对发电量的影响,严重的局部遮盖还会导致“热斑效应”。灰尘对光伏组件性能会产生负面影响,甚至光伏组件上的局部阴影也会引起输出功率的明显减少。根据美国国家航空航天局研究显示:每m2仅有4.05g的灰尘层就能减少太阳能转换40%,尤其是环境条件较差的北方地区,影响更加明显。目前光伏电站清洗市场主要采用人工或者第三方团队进行清洗的模式,其清洗效率低,价格昂贵,耗水量高,极大的增加了光伏电站的运维成本。
52.目前,常用的清扫方式包括人工清扫、机械臂清扫、平板机清扫等。但是,人工清扫的清扫效率低、清扫频次低、清扫质量低,导致清扫灰尘后的增发电量不高;容易损伤光伏板,造成人身安全隐患的几率高;并且,人工清扫需要耗费水量多,资源消耗大。
53.机械臂清扫则由于地形要求高,机械臂难以与光伏板保持平行,导致清扫质量差,有压板风险。并且,还需要专业人员操作,有安全风险,所以机械臂清扫的清扫效率低、清扫频次低、清扫质量低,导致清扫灰尘后的增发电量也不高。这里的地形要求指的是机械臂需在沙漠、凹凸不平的地面等进行工作。
54.平板机清洁中的平板机指的是能够附着在光伏板自动清扫,智能化运维的机器,其对单个光伏板具有清洁效率高、清扫频次高、清扫质量高、适应性高、无水清洁的优点。然而,虽然平板机能够高效的附着在光伏板上清扫,但平板机无法实现跨板。所以需要辅助工装设计桥架,以使平板机由一个光伏板转移至另一个光伏板,但桥架难以模块化,现场安装施工难度大,安装质量难以保证,所以可靠性较差,导致平板机对多个光伏板的清扫效率低。
55.鉴于此,为了解决上述问题,本技术提供了一种光伏板清扫设备。请一并参考图1-图6,图1为本技术一实施方式提供的光伏板清扫设备的结构示意图。图2为本技术一实施方式提供的移动组件的结构示意图。图3为本技术一实施方式提供的支撑件的结构示意图。图4为本技术一实施方式提供的抓取组件的结构示意图。图5为本技术一实施方式提供的清扫
组件的俯视图。图6为本技术一实施方式提供的清扫组件的结构示意图。
56.本实施方式提供一种光伏板清扫设备1,应用于光伏设备,所述光伏设备包括间隔设置的多个光伏板,所述光伏板清扫设备1包括移动组件11、转移组件12、抓取组件13、及清扫组件14。所述移动组件11用于带动所述光伏板清扫设备1移动,所述移动组件11包括底盘111。所述转移组件12的一端固设于所述底盘111,所述转移组件12能够相对所述底盘111转动。
57.并且,所述抓取组件13包括第一支架131、第二支架132、以及抓取件133。所述第一支架131的一端固设于所述转移组件12的另一端,所述第一支架131的另一端固设所述第二支架132。所述第二支架132上固设所述抓取件133。所述抓取组件13能够在所述转移组件的运动下相对所述底盘111运动。以及,所述清扫组件14可拆卸连接所述抓取件133,所述清扫组件14包括壳体141。其中,所述清扫组件14磁吸连接或对夹连接所述抓取件133,当所述清扫组件14磁吸连接所述抓取件133时,所述抓取件133能够具有磁性,所述壳体141上凸设有磁吸部142。
58.本实施方式提供的光伏板清扫设备1,应用于光伏设备,通过移动组件11、转移组件12、抓取组件13、及清扫组件14相互配合,能够实现对间隔设置的多个光伏板的高效清扫。本实施方式对光伏板清扫设备1的形状、尺寸均不进行限定。并且,本实施方式提供的光伏板清扫设备1也能够用于清洁单个的光伏板。
59.本实施方式提供的光伏板清扫设备1包括移动组件11,用于带动光伏板清扫设备1移动,换句话说,移动组件11能够带动转移组件12、抓取组件13、及清扫组件14相对于光伏板移动。其中,移动组件11包括底盘111,底盘111能够带动转移组件12、抓取组件13、及清扫组件14相对于光伏板移动。换句话说,底盘111具有行走功能。本实施方式对底盘111的材料、形状、尺寸均不进行限定。
60.可选地,如图2所示,所述底盘111可以是轮式的,也可以是履带式的,底盘111上方设有具备转移组件12的安装接口。可选地,安装接口包括安装孔118,部分所述转移组件12设于所述安装孔118内。
61.可选地,所述移动组件11还包括支撑件112,所述支撑件112与所述转移组件12设于所述底盘111的同一侧,所述支撑件112用于支撑所述清扫组件14或/和所述抓取组件13。本实施方式通过设置支撑件112,使清扫组件14或/和抓取组件13能够设于底盘111的固定位置。进一步可选地,支撑件112背离底盘111的一侧还设置了缓冲层1121,缓冲层1121能够降低损伤清扫组件14或/和抓取组件13的几率,提高光伏板清扫设备1的可靠性。
62.可选地,所述移动组件11包括动力结构116,动力结构116可以为六轮驱动;其中,所述移动组件11具有两个前轮与四个后轮,前轮两轮由一个电机驱动,每个后轮由一个电机单独驱动。
63.可选地,所述移动组件11包括转向结构113、悬挂结构114、及制动结构115。所述转向结构113用于控制所述移动组件11运动,以使所述移动组件11转向。进一步可选地,前轮采用阿克曼转向。所述悬挂结构114用于对所述光伏板清扫设备1起缓冲、减振的作用。进一步可选地,所述悬挂结构114包括前桥麦弗逊独立悬挂,后桥、中桥板簧非独立悬挂。所述制动结构115用于控制所述移动组件11运动,以使所述移动组件11减速或者停止运动。进一步可选地,所述制动结构115采用前轮制动。
64.本实施方式通过采用转向结构113、悬挂结构114、制动结构115、及底盘111相互配合,以使移动组件11能够带动光伏板清扫设备1在沙漠、凹凸不平的地面进行移动。并且,当光伏板清扫设备1移动时,移动组件11能够使光伏板清扫设备1保持平稳,提高光伏板清扫设备1的可靠性,降低压板的几率,即降低损伤光伏板的几率。
65.本实施方式提供的光伏板清扫设备1还包括转移组件12,用于带动抓取组件13相对于光伏板上下移动或者左右转动。本实施方式对转移组件12的材料、形状、尺寸均不进行限定。关于转移组件12将在下文进行详细介绍。
66.可选地,转移组件12具有回转和伸缩功能,从而带动抓取组件13移动,进而使抓取组件13移动至需要被抓取的清扫组件14的位置。可选地,当清扫组件14设于底盘111的侧面时,转移组件12能够带动抓取组件13转动,从而抓取设于底盘111左右两侧的清扫组件14。
67.本实施方式提供的光伏板清扫设备1还包括抓取组件13,用于抓取清扫组件14,从而带动清扫组件14运动。其中,本实施方式提供的抓取组件13能够采用磁吸或者抓夹的方式,以实现对清扫组件14的可拆卸连接。换句话说,通过采用磁吸或者抓夹的方式,使抓取组件13抓取清扫组件14、或放置清扫组件14于光伏板上,从而实现清扫组件14的跨板转移。本实施方式对抓取组件13的材料、形状、尺寸均不进行限定。可选地,当所述抓取件133接收预设电压时,所述抓取件133与所述清扫组件14相分离。换句话说,抓取件133为电磁吸附,当抓取件133接收预设电压时,抓取件133磁性减弱,甚至失去磁性,以使抓取件133与清扫组件14相分离,从而使清扫组件14设于光伏板或者底盘111上。
68.具体地,抓取组件13包括第一支架131、第二支架132、以及抓取件133。第一支架131的一端固设于所述转移组件12的另一端,第一支架131的另一端固设所述第二支架132,第二支架132上固设所述抓取件133。换句话说,第一支架131连接转移组件12,第二支架132设于第一支架131背离转移组件12的一侧,抓取件133设于第二支架132背离第一支架131的一侧。第一支架131与第二支架132用于安装。抓取件133用于抓取清扫组件14。可选地,第一支架131与转移组件12螺栓连接。第一支架131与第二支架132螺栓连接。第二支架132与抓取件133螺栓连接。可选地,第一支架131与第二支架132交错设置。
69.在一种实施方式中,所述抓取组件13包括两个所述第一支架131与至少一个所述第二支架132,每个所述第二支架132上设有至少一个所述抓取件133。本实施方式通过简单的设置两个第一支架131,至少一个第二支架132、及至少一个抓取件133以实现抓取组件13对清扫组件14的抓取。
70.可选地,所述第一支架131具有减重空间131a,以减轻抓取组件13的整体质量,从而提高光伏板清扫设备1的运行效率。进一步可选地,所述第一支架131具有减重孔或减重槽,所述减重孔或所述减重槽形减成减重空间131a。换句话说,将第一支架131部分挖空,以实现抓取组件13的减重。另外,减重空间131a还能够用于收容导线,提高空间利用率。
71.本实施方式提供的光伏板清扫设备1还包括清扫组件14,用于清扫光伏板。其中,移动组件11包括壳体141,壳体141能够保护、固定清扫组件14的其他部件。本实施方式对移动组件11的材料、形状、尺寸均不进行限定。
72.其中,当清扫组件14磁吸连接抓取件133时,壳体141上凸设有磁吸部142,从而使抓取组件13能够抓取清扫组件14。采用磁吸部142配合抓取件133的方式,能够减少抓取组件13与清扫组件14之间的摩擦,降低损伤清扫组件14的几率。本实施方式对磁吸部142的材
料、形状、尺寸不进行限定。可选地,磁吸部142的材料包括但不限于导磁材料、金属、合金等。
73.可选地,清扫组件14可以为平板机。目前,国内光伏发电站光伏板多数是阵列式排布,一般采用多排拼接的方法将光伏板并排安装在一起。平板机能够行走在并排的光伏板上,通过一边行走一边滚动清扫光伏板上的灰尘实现光伏板上灰尘的清扫。
74.可选地,清扫组件14还包括清扫结构143、行走结构144、限位结构145、导向结构146。清扫结构143用于清扫光伏板。例如,滚刷。行走结构144用于使清扫组件14能够在光伏板上移动。限位结构145用于使清扫组件14设于光伏板上,不掉落。导向结构146用于使清扫组件14沿预设方向运动。
75.本实施方式通过采用清扫结构143、行走结构144、限位结构145、导向结构146、及壳体141相互配合,以使清扫组件14能够在光伏板上边移动边清扫,实现高效清扫。并且,确保清扫组件14在光伏板上移动的可靠性,降低损伤光伏板的几率。清扫组件14还包括电控结构,用于控制清扫结构143、行走结构144、限位结构145、导向结构146。
76.可选地,清扫组件14的外周侧安装有位移传感器,当清扫组件14运动至单排光伏板边缘时,位移传感器检测到光伏板边缘信号,清扫组件14会自动停止。
77.可选地,清扫组件14具有位移纠偏功能,清扫组件14的两侧均安装有位移传感器,能够防止清扫装置从光伏板上掉下来。
78.具体地,首先,移动组件11带动光伏板清扫设备1移动至光伏板的一侧。随后,转移组件12带动抓取组件13运动,且抓取组件13抓取设于底盘111上的清扫组件14。然后,在转移组件12的带动下,抓取组件13带动清扫组件14相对所述底盘111运动,以使清扫组件14设于一个光伏板上,以清洁光伏板。
79.并且,当一个光伏板清洁完成后,抓取组件13重新抓取设于一个光伏板上的清扫组件14。移动组件11带动光伏板清扫设备1移动至另一个光伏板的一侧。然后,在转移组件12的带动下,抓取组件13带动清扫组件14相对所述底盘111运动,以使清扫组件14设于另一个光伏板上,以清洁另一个光伏板,进而实现对间隔设置的光伏板进行连续的清洁,或者移动组件11带动光伏板清扫设备1移动至另一排的光伏板,实现对多排光伏板进行连续的清洁。
80.综上所述,本实施方式通过使清扫组件14在移动组件11、转移组件12、及抓取组件13相互配合的作用下,实现跨板清扫,进而实现对多个光伏板的高效清扫,以提高光伏板的清扫效率。
81.另外,当清扫组件14在清洁光伏板时,清扫组件14相对于光伏板移动,移动组件11能够与清扫组件14相对于光伏板实现同步移动,从而为重新抓取清扫组件14,实现跨板清洁做准备,以进一步提高光伏板的清扫效率。
82.请再次参考图5,在一种实施方式中,所述磁吸部142在所述壳体141上的正投影覆盖所述抓取件133在所述壳体141上的正投影。
83.本实施方式中磁吸部142在壳体141上的正投影覆盖抓取件133在壳体141上的正投影,也可以理解为,磁吸部142靠近抓取件133一侧表面的表面积大于抓取件133靠近磁吸部142一侧表面的表面积,即抓取件133的吸附面大于磁吸部142的接触面,从而确保抓取件133能够吸附磁吸部142,使抓取组件13运动时带动清扫组件14同步运动。
84.可选地,所述磁吸部142的厚度大于10mm。本实施方式中的磁吸部142的厚度大于10mm,指的是磁吸部142靠近抓取件133一侧表面至磁吸部142靠近壳体141一侧表面的距离大于10mm。为了确保磁吸部142的材料足以使抓取件133能够吸附磁吸部142,即需要确保抓取件133对磁吸部142的吸力,能够使抓取组件13带动清扫组件14运动,清扫组件14不会在中途掉落。磁吸部142的厚度与磁吸部142对抓取件133的吸引力成正比。因此,通过控制磁吸部142的厚度,使磁吸部142的厚度大于10mm,以提高磁吸部142对抓取件133的吸引力,从而进一步降低清扫组件14掉落的几率,提高光伏板清扫设备1的可靠性。
85.可选地,磁吸部142靠近抓取件133的一侧表面为平面,以提高抓取件133与磁吸部142的接触面积,进而提高磁吸部142对抓取件133的吸引力,从而进一步降低清扫组件14掉落的几率,提高光伏板清扫设备1的可靠性。
86.请再次参考图4、及参考图7,图7为本技术一实施方式提供的抓取件的结构示意图。在一种实施方式中,所述抓取件133包括永磁部1331、增磁部1332、及缓冲部1333,所述永磁部1331设于所述第二支架132,所述增磁部1332设于所述永磁部1331背离所述第二支架132的一侧,所述缓冲部1333设于所述增磁部1332背离所述第二支架132的一侧。
87.本实施方式提供的抓取件133包括永磁部1331、增磁部1332、及缓冲部1333。永磁部1331能够产生磁场,以吸引磁吸部142。增磁部1332用于增强永磁部1331产生的磁力,从而提高对磁吸部142的吸引力。缓冲部1333能够起缓冲作用,降低抓取组件13抓取清扫组件14时,损坏清扫组件14的几率。本实施方式对永磁部1331、增磁部1332、及缓冲部1333的材料、形状、尺寸不进行限定。可选地,永磁部1331的材料包括但不限于合金、铁氧体等。增磁部1332的材料包括但不限于铁、镍、钴等。缓冲部1333的材料包括但不限于树脂、泡沫、海绵等。
88.可选地,所述增磁部1332还设于所述永磁部1331的外周侧。通过将增磁部1332设于永磁部1331的外周侧,能够进一步增强永磁部1331产生的磁力,从而进一步提高对磁吸部142的吸引力。
89.请再次参考图4,在一种实施方式中,所述抓取组件13满足如下情况中的至少一种:
90.所述抓取组件13还包括测压传感器134,所述测压传感器用于检测所述抓取件133对所述清扫组件14的压力与拉力;所述测压传感器134的一端连接所述第二支架132,所述测压传感器134的另一端螺栓间隔连接所述抓取件133。
91.所述抓取组件13还包括测距传感器,所述测距传感器用于检测所述抓取件133至所述清扫组件14的距离、及所述抓取件133至所述光伏板的距离;所述测距传感器设于所述抓取件133的外周侧。
92.本实施方式提供的抓取组件13还包括测压传感器134,用于检测抓取件133对清扫组件14的压力与拉力。其中,检测抓取件133对清扫组件14的拉力也可以理解为抓取件133对清扫组件14的吸力。测压传感器134设于第二支架132与抓取件133之间,测压传感器134与抓取件133间隔设置。可选地,测压传感器134可以为压力检测传感器。具体地,当抓取件133吸附磁吸部142,即抓取组件13抓取清扫组件14时,测压传感器134能够用于检测抓取件133对清扫组件14的压力,以降低造成压板的几率,即降低抓取组件13损坏清扫组件14的几率。当抓取件133吸附磁吸部142,即抓取组件13抓取清扫组件14后,测压传感器134能够用
于检测抓取件133对清扫组件14的拉力,即检测抓取组件13对清扫组件14的拉力,降低发生吸空的几率,即降低抓取组件13吸附清扫组件14失败的几率。
93.本实施方式提供的抓取组件13还包括测距传感器,用于检测抓取件133至清扫组件14的距离、及抓取件133至光伏板的距离。可选地,测距传感器可以为激光位移传感器、或超声波测距传感器。具体地,当抓取件133吸附磁吸部142,即抓取组件13抓取清扫组件14时,测距传感器能够检测抓取件133至清扫组件14的距离,以降低造成压板的几率,降低抓取组件13与清扫组件14碰撞的几率,即降低抓取组件13损坏清扫组件14的几率。当抓取组件13带动清扫组件14移动,以将清扫组件14设于光伏板上时,测距传感器能够检测抓取件133至光伏板的距离,以降低清扫组件14与光伏板碰撞的几率,即降低清扫组件14损坏光伏板的几率。
94.请再次参考图4与图5,在一种实施方式中,所述抓取组件13还包括设于所述第二支架132背离所述第一支架131一侧的第一导向部136,所述清扫组件14还包括设于所述壳体141靠近所述第二支架132一侧的第二导向部147。
95.其中,当所述第一导向部136包括导向槽与导向柱中的一者时,所述第二导向部147包括所述导向槽与所述导向柱中的另一者;当所述抓取组件13朝向靠近所述清扫组件14的方向移动时,至少部分所述导向柱设于所述导向槽内。
96.本实施方式提供的抓取组件13与清扫组件14还包括相互配合的导向部,用于对抓取组件13抓取清扫组件14时,起导向作用。具体地,当抓取组件13朝向靠近清扫组件14的方向移动时,至少部分导向柱设于导向槽内。当抓取组件13朝向远离清扫组件14的方向移动时,导向柱与导向槽相分离。本实施方式通过设置第一导向部136与第二导向部147,以引导抓取组件13精准抓取清扫组件14,提高抓取组件13抓取的准确性,进而提高光伏板清扫设备1的工作效率。
97.请一并参考图8-图12,图8为本技术一实施方式提供的转移组件的结构示意图。图9为本技术一实施方式提供的转移组件的爆炸图。图10为本技术一实施方式提供的转移组件的俯视图。图11为本技术一实施方式提供的连接件与抓取组件的结构示意图。图12为本技术一实施方式提供的连接件与抓取组件的左视图。
98.在一种实施方式中,所述转移组件12包括机械臂121与连接件122,所述机械臂121的一端固设于所述底盘111,所述机械臂121的另一端固设所述连接件122,所述连接件122背离所述机械臂121的一侧固设所述第一支架131。
99.其中,所述机械臂121的部分能够相对所述底盘111回转,且能够朝向靠近或者远离所述底盘111的方向移动;所述连接件122背离所述机械臂121的一侧设有限位部1221,所述限位部1221抵接所述第一支架131。
100.本实施方式提供的转移组件12包括机械臂121,机械臂121能够相对于底盘111移动与转动,从而带动抓取组件13运动。可选地,机械臂121为电缸1212驱动或者电机驱动。可选地,机械臂121具有多自由度运动回转和铰接机构,能够实现抓取机构的姿态调整,以便抓取组件13和清扫组件14精准对接。机械臂121可实现360
°
回转,及上下左右前后移动。
101.例如,机械臂121能够带动抓取组件13运动至清扫组件14目标位置上方(垂直光伏板平面)200mm处,以使抓取组件13抓取清扫组件14。又例如,机械臂121能够带动抓取组件13,使清扫组件14移动至光伏板目标位置上方(垂直光伏板平面)200mm处,以放置清扫组件
14于光伏板上。又例如,机械臂121能够带动抓取组件13,使清扫组件14移动沿光伏板平面法线升高50mm,以确定抓取组件13是否成功抓取清扫组件14。又例如,机械臂121能够带动抓取组件13,使清扫组件14移动沿光伏板平面法线升高500mm,以使清扫组件14移出光伏板。
102.可选地,机械臂121包括依次连接的第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节、及第六关节。第一关节的一端设于底盘111上;第六关节的一端固设连接件122。第一关节包括伺服电机1211、减速器1213、及回转支撑结构,以实现机械臂121的360
°
回转。第一关节也可以理解为根部回转结构。第二关节、第三关节、及第四关节均包括伺服电机1211与电缸1212。第二关节也可以理解为大臂结构。第三关节也可以理解为中臂结构。第四关节也可以理解为小臂结构。第五关节与第六关节均包括伺服电机1211与减速器1213。第五关节也可以理解为第一手腕结构。第六关节也可以理解为第二手腕结构。减速器1213可以是rv减速器、或涡轮蜗杆减速器。
103.本实施方式提供的转移组件12包括连接件122,用于使机械臂121与抓取组件13连接。机械臂121与第一支架131分别设于连接件122的相对两侧。可选地,机械臂121与连接件122螺栓连接。第一支架131与连接件122螺栓连接。并且,连接件122还设有限位部1221,用于限制第一支架131在连接件122上的位置,降低装设难度。
104.本实施方式通过设置机械臂121、及具有限位部1221的连接件122,使机械臂121与第一支架131通过连接件122连接,既提高了机械臂121与抓取组件13连接的可靠性,又将机械臂121与抓取组件13分别隔开,降低了机械臂121碰撞抓取组件13的几率,提高了光伏板清扫设备1的可靠性。
105.请参考图13,图13为本技术另一实施方式提供的移动组件的结构示意图。在一种实施方式中,所述移动组件11还包括固定件117,所述固定件117装设于所述底盘111,所述清扫组件14可拆卸连接所述固定件117;当所述固定件117具有磁性时,所述固定件117磁性连接所述清扫组件14。
106.本实施方式提供的移动组件11还包括固定件117,用于磁性连接清扫组件14。本实施方式对固定件117的材料、形状、尺寸不进行限定。可选地,固定件117的材料包括但不限于合金、铁氧体等。可选地,当所述固定件117接收预设电压时,固定件117的磁性减弱,甚至消失,以使固定件117与清扫组件14相分离。
107.本实施方式通过设置固定件117,使清扫组件14置于底盘111上时,固定件117与清扫组件14磁性连接,从而将清扫组件14固定于底盘111上,降低移动组件11移动时导致清扫组件14掉落的几率,提高了光伏板清扫设备1的可靠性。
108.请再次参考图13,在一种实施方式中,所述底盘111包括前端区11a、中间区11b、及后端区11c,所述前端区11a与所述后端区11c分别设于所述中间区11b的相对两侧,所述底盘111的重心位于所述中间区11b;
109.其中,所述移动组件11还包括电池、控制结构、转向驱动器、及配电盒,所述电池、所述控制结构、所述转向驱动器、及所述配电盒均设于所述中间区11b。
110.本实施方式提供的底盘111重心位于中间区11b。换句话说,位于底盘111的中间区11b的部件较重。具体地,将电池、控制结构、转向驱动器、及配电盒设于中间区11b,从而使底盘111重心位于中间区11b。相较于相关技术中重心位于前端区11a的底盘111,本实施方
式通过使底盘111重心位于中间区11b,提高了移动组件11在沙漠、凹凸不平的地面运动时的稳定性,降低了底盘111向前倾翻或者向后倾翻的几率,提高了光伏板清扫设备1的可靠性。
111.可选地,请参考图14为本技术一实施方式提供的移动组件的俯视图。在一种实施方式中,底盘111背离转移组件12的一侧表面具有多个通孔1111,底盘111背离转移组件12的一侧表面还具有台阶面1112。在底盘111背离转移组件12的一侧表面设置多个通孔1111不仅能够减轻底盘111的重量,还能够有助于底盘111内部的部件散热。并且,底盘111的台阶面1112使底盘111的外壳与底盘111内部的部件更加贴合,有利于固定底盘111内部的部件,还能够进一步减轻底盘111的重量。
112.在一种实施方式中,所述底盘111包括电源与导线,所述导线的一端连接所述电源,所述导线的另一端连接所述清扫组件14,所述导线用于将电能供给所述清扫组件14和传输信号。
113.本实施方式提供的底盘111包括电源及导线,电源用于给清扫组件14供电,导线能够将电能供给所述清扫组件14,及传输信号。可选地,增磁部1332的外周侧具有收容槽1334,用于收容导线。也可以将收容槽1334理解为导线的卷线盘。可选地,清扫组件14的电量大于预设电量时,清扫组件14通过导线将信号传递至移动组件11,以控制移动组件11移动至光伏板的一侧。清扫组件14的电量小于预设电量时,清扫组件14通过导线将信号传递至移动组件11,以控制移动组件11移动至充电点。例如,当清扫组件14的电池电量大于80%,移动组件11开始运动。又例如,当清扫组件14的电池电量小于20%,移动组件11开始返航。
114.本实施方式通过设置电源与导线,使移动组件11能够给清扫组件14充电,从而使清扫组件14的使用时间更长,进而提高光伏板清扫设备1的清扫效率。并且,当清扫组件14电量不足时,还能够传递信号给移动组件11,以使移动组件11移动至充电点,从而进一步提高了光伏板清扫设备1的工作效率。
115.请再次参考图1,在一种实施方式中,所述光伏板清扫设备1还包括导航组件15与定位组件16,所述导航组件15用于控制所述底盘111的运动,所述定位组件16用于检测所述光伏板与所述清扫组件14的位置。
116.本实施方式提供的光伏板清扫设备1还包括导航组件15,用于控制底盘111的运动。导航组件15能够自主构建地图,规划路径,防止光伏板清扫设备1碰撞障碍物,控制底盘111自主行驶。可选地,导航组件15包括多线激光雷达、组合惯导、rtk基站、单线激光雷达、毫米波雷达、天线。其中,雷达能够实时扫描周围环境,获取点云,用于地图构建。组合惯导能够通过gps信号结合imu信息进行定位定向。天线能够接收gps信号。
117.本实施方式提供的光伏板清扫设备1还包括定位组件16,用于检测光伏板与清扫组件14的位置。换句话说,定位组件16能够获取清扫组件14和光伏板的三维点云,计算其位置和姿态。可选地,定位组件16包括结构光扫描仪、可调安装支架、uwb模块(同步定位模块)、工控机。其中,结构光扫描仪能够获取光伏板和平板机的三维点云。可调安装支架能够支持角度、高度的调节,保证最佳的扫描视野。工控机能够用于处理点云,得到识别的位置和姿态结果。uwb模块用于实时判断平板机与底盘111的相对位置。
118.本实施方式通过设置导航组件15与定位组件16,以实现控制底盘111的运动,并使
移动组件11能够配合光伏板与清扫组件14运动。导航组件15能够实现无人驾驶底盘111,降低清扫作业对人的安全隐患。导航组件15与定位组件16相互配合,使光伏板清扫设备1能够根据光伏板与清扫组件14的位置,智能调节移动组件11的运动路线,以实现对光伏板的高效清扫。
119.本实施方式提供的光伏板清扫设备1,在清扫组件14需要转场或者跨板的时,可以确定清扫组件14的位置,定位组件16基于该位置确定机械臂121的工作参数,再控制机械臂121运动,以使机械臂121带动上抓取组件13移动到该位置,再确定适配抓取件133的工作参数,使得抓取组件13抓取清扫组件14。并且,可以确定下一个光伏板的位置或者底盘111的容置清扫组件14的固定位置,形成一个导航路线,引导机械臂121按照导航路线进行起降,以移动清扫组件14到指定位置,进而保证清扫组件14的安稳转移,有助于提升光伏板的清洁效率以及保证清扫组件14的寿命。
120.本实施方式提供的光伏板清扫设备1,用于解决目前光伏发电站光伏组件清洗问题。针对目前清扫组件14清扫时面临的不能跨板、通过性差、辅助工程安装费时费力等问题,本实用新型提出移动组件11、转移组件12、抓取组件13、清扫组件14相互配合的组合式智能清扫方案,也可以理解为,清扫组件14+保障车的组合式智能清扫方案。其中清扫组件14负责附着在组件上运行,完成清扫,移动组件11与清扫组件14同步运行,在需要跨板或换行时,定位组件16自动识别清扫组件14和光伏板的位置,由机械臂121带动抓取组件13抓取清扫组件14并放置在待清扫的光伏板上,从而实现清扫组件14的跨板和转场。移动组件11与清扫组件14之间通过导线进行软连接,导线可通过卷盘自适应长度,连接导线的作用是供电和通信。
121.在一种实施方式中,首先,光伏板清扫设备1具有转场运输状态:光伏板清扫设备1由充电点向工作点自主行驶,或从一片区域转场到另一片区域时,光伏板清扫设备1进入转场运输状态,清扫组件14被放置在底盘111的支撑件112上,机械臂121运动到支撑件112上,自主导航组件控制底盘111自主行驶进行转场。
122.然后,光伏板清扫设备1具有扫描工作状态:光伏板清扫设备1到达扫描工作点,启动识别定位组件16,获取清扫组件14或光伏板的三维点云,采用点云处理算法,得到清扫组件14或光伏板的位置和姿态。
123.然后,光伏板清扫设备1具有抓放工作状态:机械臂121和抓取组件13配合,抓取或放置清扫组件14。
124.然后,光伏板清扫设备1具有清扫移动工作状态:清扫组件14附着在光伏板上,自主行驶,完成清扫作业;移动组件11与清扫组件14保持同步运行。
125.然后,光伏板清扫设备1具有跨板移动工作状态:机械臂121带动抓取组件13抓取清扫组件14,向下一块光伏板移动。
126.并且,光伏板清扫设备1具有跨板停车充电状态:在充电状态下,移动组件11可以直接连接电源,从而实现充电功能。具体实现中,基于移动组件11的电量以及状态,也可以采用不同的充电模式对其进行充电,还可以基于任务安排,设置充电时间段,从而,实现智能化充电,有助于保证移动组件11的工作效率。
127.另外,光伏板清扫设备1具有检测故障状态:光伏板清扫设备1能够检测到各个组件的故障情况,停机等待人员检修。
128.本技术还提供了一种利用上述光伏板清扫设备1进行清扫光伏板的具体方法:
129.启动光伏板清扫设备1:由停车充电状态到转场运输状态。具体地,给光伏板清扫系统上电,软件初始化。系统控制光伏板清扫设备1检查电池工作电量。当电池的电量大于80%,即soc》80%,表示光伏板清扫设备1充电完成。然后,控制光伏板清扫设备1开始周期自检,包括检查传感器状态、机械臂关节角度、磁吸状态、惯导工作状态等。
130.光伏板清扫设备1转场运输:先检查清扫组件14是否处于底盘111的停车位上,底盘111的固定件117是否与清扫组件14磁性连接,即底盘111停泊磁吸紧清扫组件14。然后,检查机械臂121是否处于支撑件112上,同时电机刹车抱紧。然后,导航组件开始工作,使移动组件11沿预定路径行驶,依靠雷达自主避障或遇障停车。随后,光伏板清扫设备1到达作业起点,开始扫描定位。
131.光伏板清扫设备1扫描:移动组件11的底盘停止移动,刹车抱紧。然后,使定位组件16的扫描仪开始工作,获取光伏板点云。并且,启动定位组件16的识别定位系统,得到光伏板的位姿。
132.光伏板清扫设备1抓取清扫组件14至初始工作位置:首先,移动机械臂121至清扫组件14在底盘111上的停泊位。然后,使底盘111的固定件与清扫组件14分离,抓取组件13与清扫组件14磁性连接。随后,机械臂121带动抓取组件13与清扫组件14移动,以使清扫组件14移动至光伏板目标位置上方(垂直光伏板平面)200mm处。同时,启动测压传感器134实时检测压力防止压板。然后,使抓取组件13与清扫组件14分离,以使清扫组件14设于光伏板上。随后,机械臂121带动抓取组件13沿光伏板平面法线升高500mm。
133.光伏板清扫设备1开始清扫:首先,使清扫组件14一边清扫一边沿光伏板运动,其速度为2.5km/h或者0.9m/s。在清扫组件14清扫的过程中,清扫组件14能够自主纠偏、及智能越障。然后,采用定位组件16的uwb模块实时判断清扫组件14与底盘111的相对位置。并且,启动导航组件15,使移动组件11按预设路径行驶,防止撞板,且根据底盘111与清扫组件14的位置实时调速,保持同步。
134.光伏板清扫设备1清扫完成,到达光伏板边缘:光伏板清扫设备1由清扫移动工作状态到扫描工作状态。具体地,首先,清扫组件14感知到达光伏板边缘,并且清扫组件14停止运动。然后,底盘111停止运动,刹车抱紧。然后,使定位组件16的扫描仪开始工作,获取光伏板点云。并且,启动定位组件16的识别定位系统,得到光伏板的位置。
135.光伏板清扫设备1抓取清扫组件14:首先,机械臂121带动抓取组件13移动,以使抓取组件13移动至光伏板目标位置上方(垂直光伏板平面)200mm处。然后,根据测距传感器135的数值,校正抓取组件13的姿态。随后,机械臂121带动抓取组件13移动至清扫组件14目标位置,同时,启动测压传感器134实时检测压力防止压板。然后,使抓取组件13与清扫组件14磁性连接,从而使抓取组件13抓取清扫组件14。随后,机械臂121带动抓取组件13与清扫组件14移动,以使清扫组件14沿光伏板平面法线升高50mm。并且,通过测压传感器134的压力反馈值,判断抓取组件13是否成功抓取清扫组件14。然后,机械臂121带动抓取组件13与清扫组件14移动,以使清扫组件14沿光伏板平面法线升高500mm。
136.光伏板清扫设备1跨板移动:首先,使底盘111的刹车松开,控制系统启动。然后,导航组件开始工作,使移动组件11沿预定路径行驶至放置目标点。随后,光伏板清扫设备1到达作业起点,开始扫描定位。重复上述的光伏板清扫设备1扫描,以识别光伏板位姿。
137.光伏板清扫设备1抓取清扫组件14至另一个光伏板:机械臂121带动抓取组件13与清扫组件14移动,以使清扫组件14移动至光伏板目标位置上方(垂直光伏板平面)200mm处。同时,启动测压传感器134实时检测压力防止压板。然后,使抓取组件13与清扫组件14分离,以使清扫组件14设于光伏板上。随后,机械臂121带动抓取组件13沿光伏板平面法线升高500mm。
138.另外,如果相邻的两个光伏板的间距小于预设距离,即两个光伏板的距离较近,可一次扫描同时获取平板机和光伏板的位置,所以可以取消重复的光伏板清扫设备1扫描。
139.光伏板清扫设备1循环作业,以清扫多个光伏板上的灰尘,直至电池电量不足,即电池的电量小于20%,soc《20%,移动组件11开始返航。
140.光伏板清扫设备1返航充电:当电池的电量小于20%时,移动组件11开始返航。具体地,首先,使清扫组件14与移动组件11停止运动。然后,通过定位组件16扫描获取清扫组件14位置。并使用机械臂121带动抓取组件13运动,以使抓取组件13抓取清扫组件14。然后,使用机械臂121带动抓取组件13与清扫组件14运动,以使清扫组件14设于底盘111的停泊位置,并使机械臂121与抓取组件13设于支撑件112上。对机械臂121停止供电,底盘111刹车抱紧。然后,导航组件开始工作,使移动组件11沿预定路径行驶,自动返航。随后,光伏板清扫设备1到达充电点,由人工进行充电,光伏板清扫设备1进入停车充电状态。
141.光伏板清扫设备1故障停车上报:光伏板清扫设备1自检发现传感器或系统故障,使清扫组件14与移动组件11停止运动。然后,光伏板清扫设备1进行自诊断,同时上报故障。并且,人工检修光伏板清扫设备1。
142.以上对本技术实施方式所提供的内容进行了详细介绍,本文对本技术的原理及实施方式进行了阐述与说明,以上说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本技术的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
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