光伏清扫设备及其控制方法与流程

本发明涉及清扫装置技术领域，尤其涉及一种光伏清扫设备及其控制方法。

背景技术：

在公知的技术领域，太阳能电池板由于长期置于室外，其表面极易产生积灰。积灰不仅减少了光伏组件接收的光辐射量，影响系统效率，降低发电量，还会使光伏板产生热斑效应，造成发电量损失，影响组件的寿命，同时造成安全隐患。目前，光伏清扫机器人使用单电机机构，该结构的机器人在工作时，行走轮转速和滚刷转速为固定值，不能根据工况自行设定。这就使得在光伏板表面灰尘多和灰尘少的情况下，清扫一遍需要的时间相同，对灰尘多少的清扫状况没有针对性；且目前的光伏清扫装置，通常在其两侧安装传感器，当传感器感应到信号时，停止电机转动，但机器人从感应到信号到停机的过程中，会因为惯性走出一段距离，这就会使机器人的传感器撞到光伏组件两端的感应块上，给光伏组件造成一定冲击。

鉴于此，有必要提供一种停机时可以有效减少对光伏组件的冲击力且能够根据光伏组件的灰尘多少状况有针对性清扫的光伏清扫设备及其控制方法。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种停机时对光伏组件冲击力较小的光伏清扫设备及其控制方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种光伏清扫设备，包括光伏组件及用于对所述光伏组件进行清扫的光伏清扫装置，所述光伏清扫装置包括框架、滚刷、走行轮及自动控制系统，所述框架两端还分别设有带动所述走行轮转动的走行主动侧组件及带动所述滚刷转动的滚刷主动侧组件；所述自动控制系统包括控制单元及距离传感器，所述距离传感器包括第一距离传感器及第二距离传感器，所述光伏组件包括相对设置的光伏组件首端及光伏组件尾端，所述光伏清扫装置位于所述光伏组件首端及光伏组件尾端之间，所述光伏组件首端及所述光伏组件尾端均设置有感应块，所述第一距离传感器及所述第二距离传感器可感应到所述感应块而发出感应信号，所述控制单元包括：

计时模块：所述计时模块用于计算光伏清扫装置的清扫时间；

方向判断模块：所述方向判断模块与所述距离传感器电连接，用于方向判断模块接受到所述第一距离传感器发出的感应信号以判断所述走行轮应朝向所述光伏组件首端方向转动同时所述滚刷背离所述光伏组件首端方向转动；方向判断模块接受到所述第二距离传感器发出的感应信号以判断所述走行轮应朝向所述光伏组件尾端方向转动同时所述滚刷背离所述光伏组件尾端方向转动；

速度控制模块：所述速度控制模块与所述走行主动侧组件及所述滚刷主动侧组件电连接以便分别控制所述走行轮及所述滚刷的转动速度；

转向控制模块：所述转向控制模块与所述走行主动侧组件及所述滚刷主动侧组件电连接以便分别控制所述走行轮及所述滚刷的转动方向；

中央控制模块：所述中央控制模块分别与所述计时模块、所述方向判断模块、所述速度控制模块及所述转向控制模块电连接，用以接受所述计时模块及所述方向判断模块发出的信息同时控制所述计时模块计时，所述中央控制模块根据预设参数和接受到的信息分别对所述速度控制模块及所述转向控制模块发送控制指令以便分别控制所述走行轮及所述滚刷的转动速度及转动方向。

作为优选，所述走行主动侧组件还包括走行安装基板，所述走行安装基板内侧设置走行电机，所述走行电机与所述速度控制模块及所述转向控制模块电连接以便控制所述走行电机的转动速度及转动方向进而控制所述走行轮的转动速度及转动方向，所述走行安装基板外侧设置走行主同步带轮，所述走行电机与所述走行主同步带轮连接，所述走行主同步带轮两侧设置有走行辅同步带轮，所述走行主同步带轮与所述走行辅同步带轮外套有走行同步带，以便所述走行电机带动所述走行主同步带轮与所述走行辅同步带轮同步转动。

作为优选，所述走行主动侧组件还包括走行电机传动轴，所述走行电机与所述走行电机传动轴连接，所述走行电机传动轴穿过所述走行安装基板与所述走行主同步带轮连接。

作为优选，所述滚刷主动侧组件还包括滚刷安装基板，所述滚刷安装基板内侧设置滚刷电机，所述滚刷电机与所述所述速度控制模块及所述转向控制模块电连接以便控制所述滚刷电机的转动速度及转动方向进而控制所述滚刷的转动速度及转动方向，所述滚刷安装基板外侧设置滚刷主同步带轮，所述滚刷电机与所述滚刷主同步带轮连接，所述滚刷主同步带轮一侧设置有滚刷辅同步带轮，所述滚刷主同步带轮与所述滚刷辅同步带轮外套有滚刷同步带，以便所述滚刷电机带动所述滚刷主同步带轮与所述滚刷辅同步带轮同步转动。

作为优选，所述滚刷主动侧组件还包括滚刷电机传动轴，所述滚刷电机与所述滚刷电机传动轴连接，所述滚刷电机传动轴穿过所述滚刷安装基板与所述滚刷主同步带轮连接。

作为优选，所述第一距离传感器及所述第二距离传感器安装在所述滚刷安装基板底部且沿所述光伏组件首端指向所述光伏组件尾端的方向依次设置以便所述方向判断模块沿所述光伏清扫装置的运动方向依次接收到所述第一距离传感器及所述第二距离传感器发出的感应信号。

作为优选，所述走行主动侧组件内侧设有走行主动轴，所述走行主动轴穿过所述走行安装基板连接所述走行辅同步带轮，所述走行主动轴套设所述走行轮，所述滚刷主动侧组件内侧设有走行从动轴，所述走行从动轴套设所述走行轮，所述走行主动轴和所述走行从动轴之间设有走行传动轴，以便所述走行电机带动所述走行主动轴和所述走行从动轴上的所述走行轮同步走行。

作为优选，所述滚刷主动侧组件内侧设有滚刷主动轴，所述滚刷主动轴穿过所述滚刷安装基板连接所述滚刷辅同步带轮，所述走行主动侧组件内侧设有滚刷从动轴，所述滚刷设置于滚刷主动轴与滚刷从动轴之间且与滚刷主动轴和滚刷从动轴固定连接，以便所述滚刷电机带动所述走行主动侧组成与滚刷主动侧组成之间的所述滚刷转动。

作为优选，在所述走行安装基板外侧的所述走行主同步带轮与所述走行辅同步带轮之间安装有涨紧组件，在所述滚刷安装基板外侧的所述滚刷主同步带轮与所述滚刷辅同步带轮之间也安装有涨紧组件，以便压紧所述走行同步带及所述滚刷同步带。

作为优选，所述涨紧组件包括基座、滑块及涨紧轮，所述基座设有矩形凹槽，所述滑块可沿矩形凹槽滑动，所述滑块连接所述涨紧轮，以便调整所述滑块在所述矩形凹槽中的位置进而调整涨紧轮的位置。

作为优选，所述涨紧组件还包括安装板及顶紧件，所述安装板与所述基座固定连接，所述滑块一端置于所述基座的矩形凹槽内，所述滑块的另一端安装有涨紧轮，所述顶紧件一端连接在所述安装板上，所述顶紧件另一端顶在置于所述基座矩形凹槽内的所述滑块一端上，以便固定所述滑块位置。

作为优选，所述涨紧组件还包括压紧件，所述滑块中间设有长条通孔，所述压紧件穿过所述长条通孔与所述基座连接，以便固定所述滑块在所述矩形凹槽中的位置进而固定所述涨紧轮的位置。

作为优选，所述控制单元还包括用于计算所述光伏清扫装置的清扫次数的计次模块，所述计次模块与所述中央控制模块电连接以便中央控制模块接受计次信息。

一种光伏清扫控制方法，采用如权利要求前述的光伏清扫设备，依次包括以下步骤：

s1：向所述中央控制模块输入预设参数，所述预设参数包括设定时间t，滚刷速度v1，第一走行速度v1’，第二走行速度v2’，其中第一走行速度v1’大于第二走行速度v2’；

s2：所述距离传感器感受到感应块而发出感应信号后，所述方向判断模块根据感应信号判断所述滚刷和所述走行轮的转动方向，并将转动方向信息发送给中央控制模块；

s3：中央控制模块控制计时模块开始计时并向所述速度控制模块和转向控制模块发送控制指令；

s4：所述速度控制模块与所述转向控制模块根据控制指令控制所述滚刷及所述走行轮沿指定的转动方向分别以所述滚刷速度v1和所述第一走行速度v1’转动；

s5：所述距离传感器感受到感应块而发出感应信号后，所述方向判断模块根据感应信号判断所述滚刷和所述走行轮的转动方向，并将运动方向信息发送给中央控制模块；

s6：所述中央控制模块判断所述计时模块计时时间是否小于设定时间t，若是，则所述中央控制模块对该次所述方向控制模块发出的信息不做处理同时跳转至步骤4；若否，则执行步骤7；

s7：所述中央控制模块向所述速度控制模块和转向控制模块发送控制指令控制所述滚刷及所述走行轮沿指定的转动方向分别以所述滚刷速度v1和所述第二走行速度v2’转动；

s8：所述距离传感器感受到感应块而发出感应信号后，所述方向判断模块根据感应信号判断所述滚刷和所述走行轮的转动方向，并将转动方向信息发送给中央控制模块；

s9：所述中央控制模块向所述速度控制模块和转向控制模块发送控制指令控制所述滚刷及所述走行轮停止转动，所述光伏清扫装置完成一次清扫过程；

作为优选，所述步骤s1中的预设参数还包括应清扫次数n，所述光伏清扫控制方法还包括：

s10：所述光伏清扫装置1完成一次清扫后，所述中央控制模块1220控制所述计次模块计次次数加1；

s11：所述中央控制模块判断所述计次模块计次次数是否小于预设的应清扫次数n，若是，则所述计时模块计时清零，同时跳转到步骤2；若否，则所述光伏清扫装置停机。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明光伏清扫设备及其控制方法通过两个所述距离传感器将接受到的感应信号传送给所述控制单元，所述控制单元接收到所述两个距离传感器发出的信号并依次减慢和停止所述走行轮的速度以防止由于惯性作用导致的所述光伏清扫装置在较高速状态下停机后与所述光伏组件上的感应块发生撞击，从而减少所述光伏清扫装置给所述光伏组件带来的冲击。

2.在运行前可对所述滚刷的转速、所述行走轮的转速及清扫次数可以分别进行设置，当灰尘较多时增加清扫次数且降低所述行走轮的行走速度同时提高所述滚刷的旋转速度，当灰尘较少时，减少清扫次数且提高所述行走轮的行走速度同时降低所述滚刷的旋转速度，以实现对灰尘多少的状况有针对性的清扫。

附图说明

下面结合附图和实施例对发明进行详细的说明

图1是本发明一种光伏清扫设备的工作状态示意图

图2是本发明所述光伏清扫设备中光伏清扫装置的结构示意图

图3是本发明所述光伏清扫装置走行主动侧组件的主视图

图4是本发明所述光伏清扫装置走行主动侧组件的俯视图

图5是本发明所述光伏清扫装置滚刷主动侧组件的主视图

图6是本发明所述滚刷主动侧组件的俯视图

图7是本发明的涨紧组件的结构示意图

图8是本发明所述光伏清扫设备的方法流程图

图9是本发明所述光伏清扫设备的原理图

其中，1、光伏清扫装置；10、框架；11、滚刷；12、自动控制系统；120、充电光伏板；122、控制单元；1220、中央控制模块；1221、计时模块；1222、计次模块；1223、方向判断模块；1224、速度控制模块；1225、转向控制模块；124、蓄电池；126、距离传感器；1261、第一距离传感器；1262、第二距离传感器；13、走行轮；14、走行主动侧组件；140、走行安装基板；141、走行电机；142、走行传动轴；143、走行主同步带轮；144、走行辅同步带轮；145、走行同步带；146、走行主动轴；147、滚刷从动轴；15、传动轴16、滚刷主动侧组件；160、滚刷安装基板；161、滚刷电机；162、滚刷电机传动轴；163、滚刷主同步带轮；164、滚刷辅同步带轮；165、滚刷同步带；166、滚刷主动轴；167、走行从动轴；17、涨紧组件；171、安装板；172、顶紧件；173、基座；174、压紧件；175、滑块；176涨紧轮；18、导向轮；2、光伏组件；21、停机架；22、感应块；23、光伏阵列；24、光伏组件首端；25、光伏组件尾端。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行具体的表述，然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

如图1及图9所示，本发明提出一种光伏清扫设备，包括光伏组件2及用于对所述光伏组件2进行清扫的光伏清扫装置1，所述光伏清扫装置1包括框架10、滚刷11、走行轮13及自动控制系统12，所述框架10两端还分别设有带动所述走行轮13转动的走行主动侧组件14及带动所述滚刷11转动的滚刷主动侧组件16；所述自动控制系统12包括控制单元122及距离传感器126，所述距离传感器126包括第一距离传感器1261及第二距离传感器1262，所述光伏组件2包括相对设置的光伏组件首端24及光伏组件尾端25，所述光伏清扫装置1位于所述光伏组件首端24及光伏组件尾端25之间，所述光伏组件首端24及所述光伏组件尾端25均设置有感应块22，所述第一距离传感器1261及所述第二距离传感器1262可感应到所述感应块22而发出感应信号，所述控制单元122包括：

计时模块1221：所述计时模块1221用于计算光伏清扫装置1的清扫时间；

方向判断模块1223：所述方向判断模块1223与所述距离传感器126电连接，用于方向判断模块1223接受到所述第一距离传感器1261发出的感应信号以判断所述走行轮13应朝向所述光伏组件首端24方向转动同时所述滚刷11背离所述光伏组件首端24方向转动，方向判断模块1223接受到所述第二距离传感器1262发出的感应信号以判断所述走行轮13应朝向所述光伏组件尾端25方向转动同时所述滚刷11背离所述光伏组件尾端25方向转动；

速度控制模块1224：所述速度控制模块1224与所述走行主动侧组件14及所述滚刷主动侧组件16电连接以便分别控制所述走行轮13及所述滚刷11的转动速度；

转向控制模块1225：所述转向控制模块1225与所述走行主动侧组件14及所述滚刷主动侧组件16电连接以便分别控制所述走行轮13及所述滚刷11的转动方向；

中央控制模块1220：所述中央控制模块1220分别与所述计时模块1221、所述方向判断模块1223、所述速度控制模块1224及所述转向控制模块1225电连接，用以接受所述计时模块1221及所述方向判断模块1223发出的信息同时控制所述计时模块1221计时，所述中央控制模块1220根据预设参数和接受到的信息分别对所述速度控制模块1224及所述转向控制模块1225发送控制指令以便分别控制所述走行轮13及所述滚刷11的转动速度及转动方向。

计次模块1222：所述计次模块1222用于计算所述光伏清扫装置1的清扫次数，所述计次模块1222与所述中央控制模块1220电连接以便中央控制模块接受计次信息。

结合图3和图4所示，所述走行主动侧组件14包括走行安装基板140，所述走行安装基板140内侧设置走行电机141，所述走行电机141与所述速度控制模块1224及所述转向控制模块1225电连接以便控制所述走行电机141的转动速度及转动方向进而控制所述走行轮13的转动速度及转动方向，所述走行电机141包括走行电机输出轴(图未示出)，所述走行主动侧组件14还包括走行电机传动轴142，所述走行电机输出轴置于所述走行电机传动轴142内，所述走行电机输出轴与所述走行电机传动轴142键连，所述走行电机传动轴142穿过所述走行安装基板140连接有走行主同步带轮143，所述走行主同步带轮143两侧设置有走行辅同步带轮144，所述走行主同步带轮143与所述走行辅同步带轮144外套有走行同步带145，以便当所述控制单元122控制走行电机141转动时，通过所述走行电机传动轴142带动所述走行主同步带轮143与所述走行辅同步带轮144同步转动。所述走行安装基板140下方设置有导向轮18。

结合图5和图6，所述滚刷主动侧组件16包括滚刷安装基板160，所述滚刷安装基板160内侧设置滚刷电机161，所述滚刷电机161与所述所述速度控制模块1224及所述转向控制模块1225电连接以便控制所述滚刷电机161的转动速度及转动方向进而控制所述滚刷11的转动速度及转动方向，所述滚刷电机161包括滚刷电机输出轴(图未示出)，所述滚刷主动侧组件160还包括滚刷电机传动轴162，所述滚刷电机输出轴置于所述滚刷电机传动轴162内，所述滚刷电机输出轴与所述滚刷电机传动轴键连162，所述滚刷电机传动轴162穿过所述滚刷安装基板160连接有滚刷主同步带轮163，所述滚刷主同步带轮163一侧设置有滚刷辅同步带轮164，所述滚刷主同步带轮163与所述滚刷辅同步带轮164外套有滚刷同步带165，以便当所述控制单元122控制滚刷电机161转动时，通过所述滚刷电机传动轴162带动所述滚刷主同步带轮163与所述滚刷辅同步带轮164同步转动。所述滚刷安装基板160下方设置有导向轮18。

结合图3至图6，所述走行主动侧组件140内侧设有走行主动轴146，所述走行主动轴146穿过所述走行安装基板140连接所述走行辅同步带轮144，所述走行主动轴146套设有走行轮13，所述滚刷主动侧组件160内侧设有走行从动轴167，所述走行从动轴167套设有走行轮13，所述走行主动轴146和所述走行从动轴147之间设有传动轴15，以便所述速度控制模块1224和所述转向控制模块1225控制所述走行电机141带动所述走行主动轴146和所述走行从动轴167上的所述走行轮13同步走行。

继续参照图3至图7，所述滚刷主动侧组件160内侧设有滚刷主动轴166，所述滚刷主动轴166穿过所述滚刷安装基板160连接所述滚刷辅同步带轮164，所述走行主动侧组件140内侧设有滚刷从动轴147，所述滚刷11设置于所述滚刷主动轴166与所述滚刷从动轴147之间且与所述滚刷主动轴166和所述滚刷从动轴147固定连接，以便所述速度控制模块1224和所述转向控制模块1225控制所述滚刷电机161带动所述走行主动侧组件140与滚刷主动侧组件160之间的所述滚刷转动。

如图5和图6所示，所述第一距离传感器1261及所述第二距离传感器1262安装于所述滚刷安装基板160底部沿所述光伏组件首端24指向所述光伏组件尾端25的方向依次设置且沿所述滚刷安装基板160中心对称，以便所述方向判断模块1223沿所述光伏清扫装置1的运动方向依次接收到所述第一距离传感器1261及所述第二距离传感器1262发出的感应信号。

如图1至图7所示，所述自动控制系统12还包括充电光伏板120和蓄电池124，所述蓄电池124设置与走行主动侧组件140及滚刷主动侧组件160之间的框架10上，所述充电光伏电板120设置在所述框架10顶部；在有光照的情况下，通过充电光伏板120进行充电，并由所述蓄电池124对充电光伏板120发出的电能进行储存，再对所述智能光伏清扫设备进行供电。所述自动控制系统12与所述走行主动侧组件140及滚刷主动侧组件160电连接，以便所述自动控制系统12的所述自动控制单元122对所述走行主动侧组件140及滚刷主动侧组件160分别控制进而对所述走行轮13和所述滚刷11分别控制。

如图1至图7所示，在所述走行安装基板140外侧的所述走行主同步带轮143与所述走行辅同步带轮144之间安装有涨紧组件17；在所述滚刷安装基板160外侧的所述滚刷主同步带轮163与所述滚刷辅同步带轮164之间也安装有涨紧组件17，以便压紧所述走行同步带145及所述滚刷同步带165，防止所述走行同步带145及所述滚刷同步带165打滑。

如图7所示，所述涨紧组件17包括安装板171、顶紧件172、基座173、压紧件174、滑块175及涨紧轮176，所述基座173后设有多个螺纹通孔，以便走行安装基板140与所述滚刷安装基板160同所述涨紧组件17螺纹固定连接。

继续参照图7，所述安装板171与所述基座173螺纹连接固定，所述基座173设有矩形凹槽，所述滑块175一端置于所述矩形凹槽内，其另一端安装有涨紧轮176，所述顶紧件172一端螺纹连接在所述安装板171上，其另一端顶在置于所述基座矩形凹槽内的所述滑块175一端以便调整所述滑块175在所述矩形凹槽中的位置进而调整涨紧轮176的位置；所述滑块175中间设有长条通孔，所述压紧件174穿过所述长条通孔与所述基座173螺纹连接，以便固定所述滑块175在所述矩形凹槽中的位置进而固定所述涨紧轮176的位置。

如图8所示，为本发明所述光伏清扫设备的控制方法，依次包括以下步骤：

s1：向所述中央控制模块1220输入预设参数，所述预设参数包括设定时间t，应清扫次数n，滚刷速度v1，第一走行速度v1’，第二走行速度v2’，其中第一走行速度v1’大于第二走行速度v2’；

s2：所述距离传感器126感受到感应块22而发出感应信号后，所述方向判断模块1223根据感应信号判断所述滚刷11和所述走行轮13的转动方向，并将转动方向信息发送给中央控制模块1220；

s3：中央控制模块1220控制计时模块1221开始计时并向所述速度控制模块1224和转向控制模块1225发送控制指令；

s4：所述速度控制模块1224与所述转向控制模块1225根据控制指令控制所述滚刷11及所述走行轮13沿指定的转动方向分别以所述滚刷速度v1和所述第一走行速度v1’转动；

s5：所述距离传感器126感受到感应块22而发出感应信号后，所述方向判断模块1223根据感应信号判断所述滚刷11和所述走行轮13的转动方向，并将运动方向信息发送给中央控制模块1220；

s6：所述中央控制模块1220判断所述计时模块1221计时时间是否小于设定时间t，若是，则所述中央控制模块1220对该次所述方向控制模块1223发出的信息不做处理同时跳转至步骤4；若否，则执行步骤7；

s7：所述中央控制模块1220向所述速度控制模块1224和转向控制模块1225发送控制指令控制所述滚刷11及所述走行轮13沿指定的转动方向分别以所述滚刷速度v1和所述第二走行速度v2’转动；

s8：所述距离传感器126感受到感应块22而发出感应信号后，所述方向判断模块1223根据感应信号判断所述滚刷11和所述走行轮13的转动方向，并将转动方向信息发送给中央控制模块1220；

s9：所述中央控制模块1220向所述速度控制模块1224和转向控制模块1225发送控制指令控制所述滚刷11及所述走行轮13停止转动，所述光伏清扫装置1完成一次清扫过程；

s10：所述光伏清扫装置1完成一次清扫后，所述中央控制模块1220控制所述计次模块计次次数加1；

s11：所述中央控制模块1220判断所述计次模块1222计次次数是否小于预设的应清扫次数n，若是，则所述计时模块1221计时清零，同时跳转到步骤2；若否，则所述光伏清扫装置1停机。

从上述方案可以看出，本实施例提供了一种光伏清扫设备及其控制方法，通过两个所述距离传感器126将感应到的所述感应信号传送给所述控制单元122，所述控制单元122接收到所述两个距离传感器126发出的所述感应信号并依次减慢和停止所述走行轮13的速度以防止由于惯性作用导致的所述光伏清扫装置1在较高速状态下停机后与所述光伏组件2上的所述感应块22发生撞击，从而减少所述光伏清扫装置1给所述光伏组件2带来的冲击。同时在运行前可对所述滚刷11的转速、所述行走轮13的转速及清扫次数可以分别进行设置，当灰尘较多时增加清扫次数且降低所述走行轮13的走行速度同时提高所述滚刷11的旋转速度，当灰尘较少时，减少清扫次数且提高所述走行轮13的走行速度同时降低所述滚刷11的旋转速度，以实现对灰尘多少的状况有针对性的清扫。