新型全自动光伏板清洁机的制作方法

本发明涉及一种光伏电站光伏板的维护设备，特别涉及新型全自动光伏板清洁机。

背景技术：

目前常见的光伏电站光伏板的清洁维护方法多为滚刷清灰、喷水冲洗、洒水刮洗、真空吸尘和人工清理，还有采用喷涂纳米自清洁膜层技术等。但均存在清理效率低、成本高、效果不理想等缺欠，清理的周期比较长，影响了光伏电站的发电效率和光伏生产企业的经营效益。为此，应研发高效率、低成本、效果显著的清理方法，缩短清理周期，用更加方便的清洁维护技术，促进光伏电站发挥更高的效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能为光伏电站光伏板清洁维护的新型全自动设备，解决现有光伏板清洁维护技术存在的上述问题。本发明的上述目的通过以下的技术方案得以实现。

新型全自动光伏板清洁机，由机体支架、布料擦洗装置、靠模导轨装置、清洁度检测装置、动力系统、待机机构、行走机构、回车机构等组成。

机体支架：由左支承板7、中支承板9、右支承板11、左横梁8、右横梁10和其它联接件组成。

左支承板7的下部前、后两端用螺栓与两个左侧纵向行走轮30的轮轴联接。中部与行走电机4用螺栓固定，行走电机4的动力输出轴与行走齿轮5联接。两个左侧纵向行走轮30和一个行走齿轮5，均在左行走导轨6内运行，左行走导轨6焊接在光伏支架2上。左支承板7的上部用螺栓与左横梁8的外端联接。

右支承板11的下部前、后两端用螺栓联接2个右侧倾向支承轮13的支架，该支架的前端安装倾向支承轮13。在右支承板11的下部前、后两个倾向支承轮13的内侧用螺栓联接两个右侧纵向行走轮30的轮轴。两个右侧倾向支承轮13和两个右侧行走轮30均在右行走导轨12内运行，右行走导轨12焊接在光伏支架2上。右支承板11的上部用螺栓与右横梁10的外端联接。

中支承板9的下端焊接两个轴套，套在两个收布辊16的辊轴中部轴承的外圈上，上端用螺栓与左横梁8、右横梁10的内端联接固定。

布料擦洗装置：本机采用了两组相同的擦洗系统，呈上、下平行式排列。每组擦洗系统由4块摇板14和6个布辊组成，前、后排列形成湿式清擦和干式精擦两套清洁机构，此两套清洁机构基本相同。

每套清洁机构分别由两侧的摇板14用轴承联接供布辊17、海绵工作辊15和收布辊16的各联接轴的两侧，摇板14的上部与供布辊17联接，摇板14的中部与收布辊16联接，摇板14的下部与海绵工作辊15联接。

在每套清洁机构中，收布辊17联接轴的两端还用轴承分别联接机体支架上的左支承板7、右支承板11，使清洁机构可绕收布辊16联接轴摆动，以完成海绵工作辊15的提升动作。由供布辊17引出的工作布料，绕经海绵工作辊15后，缠绕在收布辊16上，形成连接供布辊17、海绵工作辊15和收布辊16的一条布带，以收布辊16为主动辊，在收布辊16转动时，由布带带动海绵工作辊15和供布辊17一起转动。海绵工作辊15的辊轴周围有一海绵层，工作布料压在海绵工作辊15的海绵层外，海绵工作辊15上的海绵层起着缓冲作用，使海绵工作辊15与光伏板1接触时，即可增加接触面积，又不至于压损光伏板1。

在供布辊17左侧的摇板14上安装一拉簧22，拉簧22的另一端连接在机体支架上，在拉簧22的作用下，擦洗系统的海绵工作辊15能够以适当的压力作用在光伏板1上，使海绵工作辊15上的布料充分地与光伏板1接触并清除光伏板1上的污物。

湿式清擦机构的工作布料是湿式布料，冬季用汽车玻璃防冻清洗液浸湿，其它季节用纯净水浸湿，使布料含有适当的水分，能够起到清洗除污的作用。湿式清擦机构运行时，由收布辊17带动布带绕过海绵工作辊15，在拉簧22的拉力作用下，湿布带紧压在光伏板1上，湿式布带随海绵工作辊15和供布辊16一同转动。同时，整个清洁机在行走机构的带动下向前运行，使湿式清擦机构的海绵工作辊15不断地向前清擦光伏板1。

干式精擦机构的工作布料是干式布料，随同湿式清擦机构一同纵向运行时，由收布辊16带动干布带绕过海绵工作辊15，在拉簧22的拉力作用下，干布海绵工作辊15紧压在光伏板1上，干式布带随海绵工作辊15和供布辊17一同转动。同时，整个清洁机在行走机构的带动下向前运行，使干式精擦机构的海绵工作辊15不断地向前精擦光伏板1。能够起到擦干光伏板1上湿式清擦后残留的水分，还能起到精细除污的效果。

靠模支架19为一工字型铝合金型材，沿光伏板1的纵向敷设，其下端面用螺栓固定连接在光伏支架2上。纵向靠模20为一长条型橡胶板，用强力胶粘合在纵向靠模支架19的上端面上。突模28为一适当长度和高度的梯形模块，设置在光伏板1的纵向联接处，并用强力胶粘合固定在纵向靠模20上。

两个海绵工作辊15联接轴的两端和中部各安装一个靠模轮18，由靠模支架19、纵向靠模20和突模28一起构成靠模导轨。

靠模导轨装置：在光伏板1的上部、中部和下部的光伏支架2上，各安装一副纵向靠模导轨。3条靠模导轨与3个靠模轮18一起构成靠模导轨装置。

海绵工作辊15上的靠模轮18须沿纵向靠模导轨运行，在通过光伏板1纵向间隔时，靠模轮18能够运行到突模28上，使海绵工作辊15的辊轴抬起，完成海绵工作辊15的提升，以实现海绵工作辊15跨越光伏板1的纵向连接处的中压块26，不会损伤海绵工作辊15上的工作布料。

清洁度检测装置：在光伏清洁机的前端安装光反射型光伏板清洁度检测仪，对光伏板1的清洁度实施24小时实时监测。当清洁度达到确定的标准时，就自动启动光伏清洁机工作。这种基于光反射型光伏板清洁度检测仪，用蓝光LED为光源，以一定角度照射到光伏板1表面，在光伏板1表面发生散射、吸收和反射，用滤光片滤除室外环境中的杂光，随着光伏板1表面落尘增多，散射和吸收增强，采用光电二极管实时检测光源在光伏板1表面反射的光信号，对反射光信号过滤放大，通过单片机接收处理数据。根据反射光强度与清洁度呈正相关的关系，计算出光伏板1的清洁度的量值，根据定标、计算、测得光伏板1的清洁度，监视光伏板1清洁度的实时数据。

动力系统：本发明提供两组动力系统，分别为行走动力系统、擦洗动力系统，各动力系统由机体上的蓄电池供电。

所述的行走动力系统，在机体支架上左支承板7外侧的下部中间位置，安装行走电机4，通过减速后，由动力输出轴与行走齿轮5联接，行走齿轮5在行走齿条3上运行，带动清洁机运行。行走齿条3用螺钉固定在左行走导轨6内腔最里侧的底面上，左行走导轨6焊接在光伏支架上。

所述的擦洗动力系统的两个工作电机29，分别安装在机体支架的左支承板7、右支承板11的外侧，在干式精擦机构的收布辊15联接轴的外端安装两个链轮，一个链轮用链条连接擦洗工作电机29，接受工作电机29传来的动力，带动干式精擦机构运行；另一个链轮用链条连接湿式清擦机构中收布辊16联接轴上的链轮，向湿式清擦机构提供动力，带动湿式清擦机构运行。

在每套擦洗机构中，由工作电机29通过链条带动干式精擦清洁机构的收布辊16逆时针方向转动，收布辊16带动布带运动，收布辊16的布带带动海绵工作辊15逆时针方向转动，海绵工作辊15上的布带又带动供布辊17一起运动。湿式清擦清洁机构的运行与干式精擦清洁机构的运动相同，只是速度比干式精擦清洁机构的运行速度慢一些，使湿布中的水分能够充分地作用在光伏板1污物上，以增强湿式清擦的效果。

待机机构：待机机构在光伏板左侧的光伏支架2上，由机架、支承、端部挡板、行程开关、锁紧挡板等组成，与光伏支架2固定联接在一起，在清洁机工作前和工作之后，用来放置清洁机，同时用于安装、拆卸、更换布辊和为蓄电池充电。在机架的下面安装支承，以承受机架、清洁机的重量。

行走机构：由左行走导轨6、右行走导轨12、4个纵向行走轮30、行走齿条3、行走齿轮5、2个倾向支承轮13、行走电机4及其传动机构组成。

左行走导轨6为一侧具有一长条形开槽的方形管，在内腔的最里侧下部，用螺栓固定一行走齿条3与行走齿轮5相配合。右行走导轨12为一侧具有一长条形开槽的方形管。左行走导轨6和右行走导轨12分别焊接在光伏支架2的上部和下。

纵向行走轮30：其中的2个左侧纵向行走轮30，轮轴的左端用螺栓固定在机体支架的左支承板7上，轮轴的右侧安装纵向行走轮30，左侧的纵向行走轮30在左行走轨道6的内腔中的底面运行；2个右侧的纵向行走轮30，其轮轴的左端用螺栓固定在机体支架的右支承板11上，轮轴的右侧安装纵向行走轮30，百侧的纵向行走轮30在右行走轨道12的内腔中的底面运行。

行走齿轮5：轮轴的左侧用螺栓固定在机体支架的左支承板7上，轮轴的右侧安装行走齿轮5，在行走齿轮5的左侧安装一控制轮，控制轮与行走齿轮5同轴配合，行走齿轮5可沿左侧导轨6内腔底面上的行走齿条3滚动。

侧向支承轮13在机体支架上右支承板11下部的2个右侧纵向行走轮30的外侧，其轮轴的左端用螺栓固定在机体支架的右支承板11上，轴的右端安装2个侧向支承轮13。侧向支承轮13在右行走导轨12内腔的侧壁上运行。

回车机构：拨杆24调整正确位置后，用顶絲将其固定在拉杆23上。当清洁机完成一幅光伏板1的清洁工作后，运行到光伏板1的右端时，处在光伏支架2右侧运行导轨上的行程开关，受到触碰后，立即停止擦洗系统和行走机构的运行。同时，电动推拉杆26开始拉回，由拔杆24拉动挡杆25绕收布辊16的轴心顺时针方向转运，带动海绵工作辊15升高，提起两对海绵工作辊15，重新反向启动清洁机的行走电机4，清洁机开始向左侧运行，到达左侧的待机位置时触碰到行程开关就停止运行，自动锁定呈待机位置。

擦洗工作时电动推拉杆26为推出状态，不干涉摇板14的正常摆动。擦洗工作结束后回车时，电动推拉杆26拉回，拨杆24将挡杆25拉到右端位，海绵工作辊15高高抬起，能够越过各道光伏板1纵向连接部的中压块27，到待机位置后电动推拉杆26推出拉杆23，擦洗系统再回到工作将态，等待下一次的清洗作业。

附图说明

此处所说明的附图，主要用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分。

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为图1的侧视结构示意图；

图3为图1的俯视结构示意图；

图4为机体支架结构示意图；

图5为清洁机工作状态示意图；

图6为清洁机构工作原理示意图；

图7为靠模导轨结构示意图；

图8为擦洗动力系统示意简图；

图9为左支承板示意图；

图10为右支承板示意图。

图中：1、光伏板；2、光伏支架，3、行走齿条；4、行走电机；5、行走齿轮；6、左行走导轨；7、左支承板；8、左横梁；9、中支承板；10、右横梁；11、右支承板；12右行走导轨；13、侧向支承轮；14、摇板；15、海绵工作辊；16、收布辊；17、供布辊；18、靠模轮；19、靠模支架；20、纵向靠模；21、拉杆支架；22拉簧；23、拉杆；24、拔杆；25、挡杆；26电动推拉杆；27中压块；28、突模；29、工作电机；30、纵向行走轮；31、摇板连接杆；32、干式清洁机构海绵工作辊轴孔位；33、电动推拉杆安装孔位；34、挡杆通过弧形槽；35、支承板连接杆孔位；36、横梁连接孔位；37、工作电机安装孔位；38、湿式擦洗机构海绵工作辊轴孔位。

具体实施方式

本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

下面结合附图，通过光伏电站光伏板陈列的清洗实例，进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。

如图1至图3所示，分别为本发明的新型全自动光伏板清洁机的三向示意简图。图4至图10为本发明的新型全自动光伏板清洁机的主要部件结构示意简图。

本发明的新型全自动光伏板清洁机，包括机体支架、布料擦洗装置、靠模导轨装置、清洁度检测装置、动力系统、待机机构、行走机构、回车机构等装置、系统或机构及其它部件组成。

机体支架通过行走机构与焊接在光伏支架2上的左行走导轨6和右行走导轨12配合，使本发明的机体支架可在光伏板1的陈列上纵向行走。

布料擦洗装置分成两组擦洗系统，一组承担光伏板陈列中上面一列光伏板的清洗，另一组承担光伏板陈列中下面一列光伏板的清洗。由两根海绵工作辊15的辊轴两端与左支承板7和右支承板11通过轴承分别联接在清擦机构海绵工作辊轴孔位32处和精擦机构海绵工作辊孔位38处，该辊轴的中部与中支承板9通过轴套联接。每组擦洗系统由湿式清擦机构和干式精擦机构组成，每组机构通过2块摇板14联接海绵工作辊15、收布辊16、供布辊17的各辊轴两端，并将擦洗机构的摇板14用摇板连接杆31连接，以加强其坚固性。湿式擦洗机构在前、干式擦洗机构在后，形成两套不同的擦洗方式，使擦洗效果十分显著。

清洁机在清洗工作过程中，在4个拉簧22的拉力作用下，使各擦洗机构的海绵工作辊15紧紧压在光伏板1上，开动两个工作电机29后，各擦洗系统开始运转，由工作电机29通过链条带动精擦机构的收布辊16上的链轮使其转运，其上的另一链轮通过链条带动清擦机构中的收布辊16转运。2个收布辊16使其上的布带运动，布带带动海绵工作辊15和供布辊17一起转运，使缠绕在海绵工作辊15上的布带开始对光伏板1进行擦洗。同时，在行走电机4的带动下，通过行走机构使清洁机沿着光伏板陈列的纵向运动，使擦洗系统对整个光伏板陈列进行清洗。

当清洁机运行到光伏板1的纵向连接处时，利用靠模导轨装置能够顺利通过光伏板1的纵向连接处的中压块27，使清洁机平稳运行。

当清洁机清洗完整个光伏板陈列时，回车机构使擦洗装置和行走机构停止运行，电动拉杆26拉回，其上的拔杆24拉动挡杆25向右转动，带动海绵工作辊抬升，清洁机回车运行到待机位置。

待机时，依据清洁度检测装置的检测结果，当光伏板1的清洁度低于规定的指标时，清洁机开始重新工作，继续清洗光伏板陈列。

清洁机运行一段时间后，当布料全部缠绕在收布辊16上时，应及时更换布辊，将新布辊安装在供布辊17的工位上，并将布带绕过海绵工作辊后，连接在收布辊上，以备后用。

替换下来的旧布辊，可以通过对用过的布料再生处理后，重新使用，以降低光伏电站的生产成本。

冬季时，要对湿式擦洗机构的海绵工作辊15加强管理，应当采用汽车防冻清洗液浸湿工作布料。擦洗结束后，立即将湿式海绵工作辊15拆下，放置在有防冻设施的室内，防止因低温而影响清洁机正常工作。待需要清洁机工作时，再将湿式海绵工作辊15装在清洁机上。