一种光伏智能清洁机器人及其轨道摆渡装置的制作方法

本发明涉及光伏清洁机器人技术领域，特别涉及一种光伏智能清洁机器人及其轨道摆渡装置。

背景技术：

光伏电站是一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，晶硅板由于要采集太阳能，所以被放置于室外，这样造成晶硅板容易落灰，需要定期清理，光伏清洁机器人用于对晶硅板进行无水清洁，起到了光伏电站自动维护的清洁工的作用。然而，现有技术中缺乏有效清洁的现有光伏清洁机器人。

技术实现要素：

本发明提供一种光伏智能清洁机器人，包括：

长方形的机壳；

电机传动部件，包括设置于所述机壳长度方向一端部下方并且沿所述机壳宽度方向延伸设置的主传动轴，轴向与所述机壳的宽度方向垂直并且分布于机壳宽度方向两端的两个主动立轮，轴向垂直于所述机壳设置并且一一对应分布于主动立轮外侧的跨轮，安装于所述机壳下方并且输出轴轴向与所述机壳长度方向一致的电机，与所述电机的输出轴连接并且安装于所述主传动轴上的一级减速器，与所述主传动轴的两端一一对应连接并且输出端与两个主动立轮一一对应连接的两个第一二级减速器，安装于所述主动立轮和所述跨轮上的传动齿轮，所述主动立轮通过所述传动齿轮带动所述跨轮转动；

被动轮传动部件，包括设置于所述机壳长度方向另一端部下方并且沿所述机壳宽度方向延伸设置的被传动轴，一一对应安装于所述被传动轴两端上的两个第二二级减速器，轴向与所述机壳的宽度方向垂直并且一一对应连接于两个所述第二二级减速器的两个被动立轮；

皮带清理部件，包括安装于所述主传动轴上的主带动轮，安装于所述被传动轴上的被带动轮，套接于所述主带动轮和所述被带动轮上的皮带，以及设置于所述皮带外侧的毛刷。

优选的，还包括皮带张紧装置，所述皮带张紧装置包括被传动轴连接的拉板，一端与所述拉板连接、另一端延伸至壳体外侧的张紧螺栓，所述张紧螺栓一端设为弯钩、另一端设有螺纹，所述拉板一端设有第二条形孔，所述张紧螺栓的弯钩端穿设于所述第二条形孔将其勾住，所述张紧螺栓的螺纹端穿设于至壳体外侧，延伸至所述壳体外侧的张紧螺栓通过螺母固定于所述壳体上。

优选的，还包括套设于所述张紧螺栓的螺纹端且设于所述螺母与壳体之间的缓冲装置，所述缓冲装置包括截面设为u型的圆柱形的壳体、同轴穿设于所述壳体底面的伸缩套管、套设于所述伸缩套管外侧且与所述壳体内侧壁滑动连接的滑动块、以及设于所述滑动块与所述壳体底面之间的缓冲弹簧，所述缓冲弹簧一端固定于所述壳体底面、另一端固定于所述滑动块底面，所述伸缩套管包括穿设于所述壳体底面且与所述壳体固定连接的第一套管、以及穿设于所述第一套管且与所述第一套管滑动连接的第二套管，所述滑动块套设于所述第二套管外侧且固定于所述第二套管远离所述第一套管的一端，所述滑动块与所述壳体接触的一侧壁均匀设有多个卡块，所述壳体内侧壁对应设有与所述卡块配合的滑槽，所述滑槽包括竖直设于所述壳体上方内侧壁的推进槽、设于所述壳体靠近上方的内侧壁且一端与所述推进槽底部连通的转动槽、竖直设于所述壳体内侧壁且上端与所述推进槽另一端连通的滑动槽，所述转动槽分别与所述推进槽、滑动槽垂直。

优选的，壳体设置有固定横梁，所述固定横梁与皮带带传动方向平行设置，还包括：皮带支撑装置，所述皮带支撑装置包括上下设置的第一支撑带轮和第二支撑带轮，所述第一支撑带轮其中心轴端设有第一支撑带轮轴，所述第二支撑带轮其中心轴端设有第二支撑带轮轴，所述第一支撑带轮和第二支撑带轮分别转动连接于所述传动皮带内侧端；

还包括支撑带轮架，所述支撑带轮架设有两个并对称设于所述传动皮带带传动方向两端位置，两个所述支撑带轮架其上端与所述固定横梁连接，所述第二支撑带轮通过第二支撑带轮轴转动连接于两个所述支撑带轮架之间，所述第二支撑带轮轴其两端固定连接于所述支撑带轮架上，所述支撑带轮架上设有条形孔，第一支撑带轮轴两端滑动连接于所述条形孔内，所述第一支撑带轮通过第一支撑带轮轴转动连接于两个所述支撑带轮架之间；还包括连接于所述支撑带轮架下端的大连接板，所述大连接板上端垂直连接于所述支撑带轮架下端，且所述大连接板与所述传动皮带带传动方向垂直设置，所述大连接板下端通过轴承支撑板连接有支撑轴承组，所述支撑轴承组对称分布于所述传动皮带带传动方向两端位置，以限位住所述传动皮带带传动方向。

优选的，壳体上还设置有行程限位装置、控制手柄和充电光伏板。

本申请还提供了一种用于所述的光伏智能清洁机器人的轨道摆渡装置，多个光伏板的侧边依次连接形成光伏板行，多个光伏板行依次间隔分布设置，每个所述光伏板倾斜设置并且通过支撑架设置于光伏板安防区，其特征在于，包括：

轨道，沿各光伏板行的一侧延伸设置，包括沿各光伏板行延伸方向间隔设置的多个支架，安装于各所述支架上并且沿各光伏板行延伸方向延伸设置的第一轨道和第二轨道，第二轨道设为两个，并一一对应分布于所述第一轨道的两侧；

摆渡车，包括底板，位于底板下方并且一一对应的对照于所述第二轨道设置的两个滚轮，位于底板下方并且与所述第一轨道配合设置的限位行走部件，位于所述底板上方的若干个支撑架，安装于各所述支撑架上方并且倾斜设置的倾斜板，设置于所述倾斜板并且一侧开口的固定架，光伏智能清洁机器人安装于所述固定架中。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种光伏智能清洁机器人的整体结构示意图；

图2为主机传动部件的示意图；

图3为被动轮传动部件的示意图；

图4为壳体上的控制端的示意图；

图5为主动立轮、跨轮和第一二级减速器之间的配合示意图；

图6为皮带张紧装置的示意图；

图7为一种缓冲装置的示意图；

图8为另一种缓冲装置的示意图；

图9为缓冲装置的俯视图；

图10为缓冲装置的剖视图；

图11为皮带支撑装置轴测示意图；

图12为皮带支撑装置结构示意图；

图13为毛刷带组件结构示意图；

图14为刷毛固定座结构示意图；

图15为刷毛固定座剖视图；

图16为刷毛固定座装配示意图；

图17为轨道的示意图；

图18为摆渡车的示意图；

图19为光伏智能清洁机器人和轨道摆渡装置的配合示意图；

图20为轨道的局部示意图；

图21为摆渡车的局部示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-4所示，本发明实施例提供了一种光伏智能清洁机器人

一种光伏智能清洁机器人，其特征在于，包括：

长方形的机壳1；

电机传动部件，包括设置于所述机壳1长度方向一端部下方并且沿所述机壳1宽度方向延伸设置的主传动轴2，轴向与所述机壳1的宽度方向垂直并且分布于机壳1宽度方向两端的两个主动立轮7，轴向垂直于所述机壳1设置并且一一对应分布于主动立轮7外侧的跨轮8，安装于所述机壳1下方并且输出轴轴向与所述机壳1长度方向一致的电机5，与所述电机5的输出轴连接并且安装于所述主传动轴2上的一级减速器4，与所述主传动轴2的两端一一对应连接并且输出端与两个主动立轮7一一对应连接的两个第一二级减速器60，安装于所述主动立轮7和所述跨轮8上的传动齿轮6，所述主动立轮7通过所述传动齿轮6带动所述跨轮8转动；

被动轮传动部件，包括设置于所述机壳1长度方向另一端部下方并且沿所述机壳1宽度方向延伸设置的被传动轴9，一一对应安装于所述被传动轴9两端上的两个第二二级减速器12，轴向与所述机壳1的宽度方向垂直并且一一对应连接于两个所述第二二级减速器12的两个被动立轮13；

皮带清理部件，包括安装于所述主传动轴2上的主带动轮，安装于所述被传动轴9上的被带动轮，套接于所述主带动轮和所述被带动轮上的皮带3，以及设置于所述皮带3外侧的毛刷。

工作原理：

工作时，光伏智能清洁机器人置于倾斜的光伏板上，跨轮8在倾斜的光伏板的上方，然后控制操作终端(可为手机等)，使得电机传动部件开始工作如下：电机5开始工作，并通过一级减速器4减速，带动主传动轴2转动，进而带动主带动轮转动，再带动皮带3转动；同时，主传动轴2经第一二级减速器60减速，带动主动立轮7转动，使得光伏智能清洁机器人在光伏板上行走，而且主动立轮7通过传动齿轮6带动跨轮8转动，使得跨轮8在倾斜的光伏板的上方行走并且起到挂住光伏智能清洁机器人的作用；同时，被动轮传动部件工作如下：被带动轮在皮带3带动下转动，被带动轮再带动传动轴9转动，传动轴9经过第二二级减速器12减速，进而带动被动立轮13转动，而利用皮带3外侧的毛刷对光伏板进行清理。当光伏智能清洁机器人行走至光伏板末端时，通过人工控制电机5反转，或者在光伏智能清洁机器人上设置行程限位装置11，当行程限位装置11被触发后自动控制电机5反转，使得光伏智能清洁机器人往回走。

其中，第一二级减速器60和第二二级减速器12保持相同频率，使得主动立轮7和被动立轮13保持同步。

该光伏智能清洁机器人还包括处理器，处理器里安装有控制软件(均可采用现有的处理器及软件)，用来向各部件发送控制命令，从而控制机器人的行走运动过程，例如前进，倒退，清理等过程。处理器还可与控制终端通信连接，操作人通过控制终端对机器人进行控制。

如图6所示，还包括皮带张紧装置，所述皮带张紧装置包括被传动轴9连接的拉板10-1，一端与所述拉板10-1连接、另一端延伸至壳体1外侧的张紧螺栓10-2，所述张紧螺栓10-2一端设为弯钩、另一端设有螺纹，所述拉板10-1一端设有第二条形孔10-3，所述张紧螺栓10-2的弯钩端穿设于所述第二条形孔10-3将其勾住，所述张紧螺栓10-2的螺纹端穿设于至壳体1外侧，延伸至所述壳体1外侧的张紧螺栓10-2通过螺母15固定于所述壳体1上。

如图7-10所示，还包括套设于所述张紧螺栓10-2的螺纹端且设于所述螺母5与壳体1之间的缓冲装置17，所述缓冲装置17包括截面设为u型的圆柱形的壳体17-1、同轴穿设于所述壳体17-1底面的伸缩套管17-2、套设于所述伸缩套管17-2外侧且与所述壳体17-1内侧壁滑动连接的滑动块17-3、以及设于所述滑动块17-3与所述壳体17-1底面之间的缓冲弹簧17-4，所述缓冲弹簧17-4一端固定于所述壳体17-1底面、另一端固定于所述滑动块17-3底面，所述伸缩套管17-2包括穿设于所述壳体17-1底面且与所述壳体17-1固定连接的第一套管17-21、以及穿设于所述第一套管17-21且与所述第一套管17-21滑动连接的第二套管17-22，所述滑动块17-3套设于所述第二套管17-22外侧且固定于所述第二套管17-22远离所述第一套管17-21的一端，所述滑动块17-3与所述壳体17-1接触的一侧壁均匀设有多个卡块17-31，所述壳体17-1内侧壁对应设有与所述卡块17-31配合的滑槽17-11，所述滑槽17-11包括竖直设于所述壳体17-1上方内侧壁的推进槽17-111、设于所述壳体17-1靠近上方的内侧壁且一端与所述推进槽17-111底部连通的转动槽17-112、竖直设于所述壳体17-1内侧壁且上端与所述推进槽17-111另一端连通的滑动槽17-113，所述转动槽17-112分别与所述推进槽17-111、滑动槽17-113垂直。

本实施例中，将滑动块的卡块推入壳体内侧的推进槽内，当卡块至于推进槽内切不能再推动滑动块时，转动滑动块，使滑动块的卡块通过转动槽进入滑动槽内，使卡块可以滑动槽内进行上下滑动，从而使滑动块可在壳体内进行上下滑动，同时滑动块不会脱离壳体。使用时，张紧螺母的螺纹端穿设于所述支撑板且延伸至所述靠近支撑板外侧，进行固定时，将所述缓冲装置套设于所述张紧螺栓后再将螺母套设于所述张紧螺栓上，使缓冲装置设置于所述螺母与支撑板之间，当向靠近支撑板的方向上拧紧螺母时，螺母不断靠近缓冲装置的方向上靠近，螺母与缓冲装置逐渐接触，当皮带逐渐张紧后，拧紧螺母时，螺母对缓冲装置的第二套管、滑动块会产生一定挤压力，第二套管和滑动块受力后，第二套管向第一套管的方向上运动，同时带动滑动块向壳体底面位置挤压缓冲弹簧，从而通过缓冲弹簧对拧紧螺母对拉板产生的拉动力进行缓冲，从而避免过拧紧螺母造成拉板的损坏。

如图11-12所示，壳体1设置有固定横梁1-2，所述固定横梁1-2与皮带3带传动方向平行设置，还包括：皮带支撑装置18，所述皮带支撑装置18包括上下设置的第一支撑带轮18-11和第二支撑带轮18-21，所述第一支撑带轮18-11其中心轴端设有第一支撑带轮轴18-12，所述第二支撑带轮18-21其中心轴端设有第二支撑带轮轴18-22，所述第一支撑带轮18-11和第二支撑带轮18-21分别转动连接于所述传动皮带1内侧端；

还包括支撑带轮架18-3，所述支撑带轮架18-3设有两个并对称设于所述传动皮带1带传动方向两端位置，两个所述支撑带轮架18-3其上端与所述固定横梁1-2连接，所述第二支撑带轮18-21通过第二支撑带轮轴18-22转动连接于两个所述支撑带轮架18-3之间，所述第二支撑带轮轴18-22其两端固定连接于所述支撑带轮架18-3上，所述支撑带轮架18-3上设有条形孔18-31，第一支撑带轮轴18-12两端滑动连接于所述条形孔18-31内，所述第一支撑带轮18-11通过第一支撑带轮轴18-12转动连接于两个所述支撑带轮架18-3之间；还包括连接于所述支撑带轮架18-3下端的大连接板18-4，所述大连接板18-1上端垂直连接于所述支撑带轮架18-3下端，且所述大连接板18-1与所述传动皮带1带传动方向垂直设置，所述大连接板18-4下端通过轴承支撑板18-5连接有支撑轴承组18-6，所述支撑轴承组18-6对称分布于所述传动皮带1带传动方向两端位置，以限位住所述传动皮带1带传动方向。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过支撑带轮架将所述皮带支撑装置连接到固定横梁上，皮带内侧端分别绕设与所述第一支撑带轮和第二支撑带轮外表面，所述第一支撑带轮通过第一支撑带轮轴在设于所述支撑带轮架行的条形孔内滑动，所述第二支撑带轮通过第二支撑带轮轴固定连接于所述支撑带轮架上，通过在所述条形孔内滑动调节第一支撑带轮轴，从而改变所述第一支撑带轮和第二支撑带轮之间的相对垂直高度，以起到支撑所述皮带内侧端的作用，所述第一支撑带轮轴其两端通过螺母紧固螺母固定连接于条形孔内，通过松紧紧固螺母即可实现所述第一支撑带轮轴在条形孔内的滑动和固定，所述第一支撑带轮在第一支撑带轮轴上轴向转动，所述第二支撑带轮在第二支撑带轮轴上轴向转动。

设置于所述第二支撑带轮下端的大连接板在其下端通过轴承支撑连接有支撑轴承组，所述支撑轴承组设于所述皮带其宽度方向两侧端位置，用于限位所述皮带带传动方向。

如图13-16所示，皮带清理部件，包括：

皮带3，所述皮带3外侧面光滑，其内侧面设置有若干垂直于所述皮带3侧边且均匀间隔排布的齿条32，所述齿条32与齿形带轮相啮合；

栽毛孔33，设置于所述皮带3外侧面，设置有若干排，每排设置有若干平行于所述齿条32均匀排布的所述栽毛孔33，每排所述栽毛孔33均对应所述齿条32的齿顶位置设置，且相邻两排的所述栽毛孔33中间间隔一根所述齿条32；

刷毛34，设置于所述栽毛孔33中。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

在使用时，皮带内侧的齿条与光伏智能清洁机器人的齿形带轮相啮合，并在其旋转驱动下，线性运动，皮带外侧面的刷毛与光伏板相接触，且随皮带的运动擦拭光伏板表面，栽毛孔对应所述齿条齿顶位置设置，使得栽毛孔具有足够的孔深，利于刷毛的固定，且每排栽毛孔直接留有间距，疏密适合，在保证清理效果的同时，降低成本。

优选的，所述刷毛34设置于刷毛固定座35中，所述刷毛固定座35嵌合安装于所述栽毛孔33中，所述刷毛固定座35包括，压毛片36、底座37和刷毛底座垫片38，所述底座37设置有顶部宽、底部窄的倒“八”字形安装槽37-1；所述刷毛底座垫片38以水平方向放置并嵌合在所述安装槽37-1中底部位置，所述压毛片36以竖直方向放置并嵌合在所述安装槽37-1中，所述刷毛34的中间部位被压紧固定于竖直放置的所述压毛片36和水平放置的所述刷毛底座垫片38之间，所述刷毛34的两端经由所述安装槽37-1的空隙设置并裸露于所述底座37之外，所述底座37的开口37-2以“八”字形状锥度压紧所述压毛片36于所述安装槽37-1中，所述底座37底部外壁还设置有固定凸缘37-3，所述栽毛孔33底部侧壁设置有卡接槽口，所述固定凸缘37-3嵌合安装于所述卡接槽口中。所述栽毛孔3底部侧壁设置有卡接槽口9，所述固定凸缘7-3嵌合安装于所述卡接槽口39中，卡接槽口39与固定凸缘7-3上边缘均设置有内斜的倒角，底座外侧壁下边缘设置有均匀分布的贯通的缺口40。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

在安装时，首先将刷毛底座垫片置入底座的安装槽并固定于安装槽中。在将压毛片置入底座的安装槽之前，在组装时，刷毛起始处于头尾两端伸直的状态，压毛片在机械夹具的外力作用下移动到刷毛的中心位置并垂直于刷毛伸直的方向，再在机械夹具的外力作用下向垂直于刷毛伸直的方向移动，从而将刷毛压弯并对折，最后刷毛对折后的中间部位带动刷毛，随着压毛片一起被置入安装槽中。并且刷毛的中间部位被压紧于压毛片和刷毛底座垫片之间。底座的开口在人工或者机械外力作用下变形，变成底部宽、头部窄的内“八”字形状锥度，从而将压毛片固定在安装槽之中，不会松动和脱落。另外，具有该种锥度设置的开口可以紧实且牢固地包围住两边分别延伸出来的刷毛。压毛片和底座的安装槽的内侧壁之间通过过盈配合固定嵌合，所述毛束底座垫片和底座的安装槽的内侧壁之间通过过盈配合固定嵌合。所述底座的开口以“八”字形状锥度压紧所述压毛片于安装槽中。本实施例中刷毛通过刷毛固定座安装于所述栽毛孔中，牢固可靠，且便于拆卸更换。本实施例卡接槽口与固定凸缘上边缘均设置有内斜的倒角及缺口的设置，便于刷毛固定座的拆卸。

壳体1上还设置有行程限位装置11、控制手柄16和充电光伏板14。

如图17-19所示，本申请还提供了一种用于所述的光伏智能清洁机器人的轨道摆渡装置，多个光伏板29的侧边依次连接形成光伏板行，多个光伏板行依次间隔分布设置，每个所述光伏板29倾斜设置并且通过支撑架28设置于光伏板安防区，其特征在于，包括：

轨道，沿各光伏板行的一侧延伸设置，包括沿各光伏板行延伸方向间隔设置的多个支架18，安装于各所述支架18上并且沿各光伏板行延伸方向延伸设置的第一轨道20和第二轨道21，第二轨道21设为两个，并一一对应分布于所述第一轨道20的两侧；

摆渡车，包括底板22，位于底板22下方并且一一对应的对照于所述第二轨道21设置的两个滚轮23，位于底板22下方并且与所述第一轨道20配合设置的限位行走部件24，位于所述底板22上方的若干个支撑架25，安装于各所述支撑架25上方并且倾斜设置的倾斜板26，设置于所述倾斜板26并且一侧开口的固定架27，光伏智能清洁机器人30安装于所述固定架27中。

如图20、图21所示，第一轨道20可为平板轨道，滚轮23在第一轨道20上行走。第二轨道21可为工字型轨道，限位行走部件24包括两个间隔设置的限位立板241，一一对应安装于两个限位立板241上的两个第一行走轮242，以及安装于两个所述第一行走轮242之间并且位于所述底板22下方的第二行走轮243，第一行走轮242的轴向沿竖直方向设置，两个第一行走轮242一一对应位于工字型轨道的两侧，并且与第一轨道20配合行走，第二行走轮243沿工字型轨道的上方行走。

优选的，固定架27包括两个l形支架以及连接于两个l形支架之间的横架，l形支架包括与倾斜板26垂直连接的第一支架以及与所述第一支架的顶部垂直连接的第二支架，第二支架朝靠近光伏板29方向延伸设置。

工作原理：光伏智能清洁机器人安装于摆渡车，而摆渡车在轨道上行走，行走至光伏板行时，通过人工或自动控制(例如红外定位装置等)使得摆渡车与光伏板行对齐，然后开启光伏智能清洁机器人，光伏智能清洁机器人从摆渡车转移至光伏板行，进行清洁；当光伏智能清洁机器人行走至光伏板行末端时，光伏智能清洁机器人上的行程限位装置11被触发后自动控制电机5反转，使得光伏智能清洁机器人往回走，再返回至摆渡车，摆渡车再行进至下一个光伏板行。

该光伏智能清洁机器人还包括处理器，处理器里安装有控制软件(均可采用现有的处理器及软件)，用来向各部件发送控制命令，从而控制机器人的行走运动过程，例如上下摆渡车等过程。处理器还可与控制终端通信连接，操作人通过控制终端对机器人进行控制。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。