太阳能光伏板的清扫装置的制作方法

本实用新型涉及清洁能源技术领域，特别是涉及太阳能光伏板的清扫装置。

背景技术：

光伏发电是利用太阳能电池板产生电能，开辟了人类寻求再生资源、降低成本的新纪元。目前，太阳能光伏板通常采取人工、高压水枪、喷淋等清扫方法。其中，人工清扫存在效率低、人为因素影响大、清扫效果不统一等缺点；高压水枪清洗用水量大，1MW用水量就需要10吨；喷淋清扫用水量比较大，且清扫效果不理想。

针对上述清扫方法的缺陷，智能无水或有水清扫设备应运而生，解决了大型电站光伏板的清扫难题，在提高发电量的同时，保证了光伏板组件的使用寿命，深受光伏发电市场的青睐。

但是，由于光伏电站布置不同，智能清扫设备无法满足所有清扫环境，且应用于复杂的清扫环境时也存在清扫效果不理想的问题。尤其是，光伏发电已经走进千家万户，太阳能光伏板呈家庭分布式，这种小型、分布广、不集中的布置，使得大型的智能清扫设备无法发挥其价值。

因此，需要设计一种太阳能光伏板的清扫装置，以解决小型光伏板的清扫问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种太阳能光伏板的清扫装置，结构简单小巧，易于手动操作，有效解决了小型光伏板的清扫问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种太阳能光伏板的清扫装置，包括手持杆、第一滚刷和第二滚刷，所述手持杆的头端可转动地连接有水动轴，所述水动轴在与所述手持杆相交的方向延伸，并具有与高压水连通的壳体腔；所述第一滚刷和所述第二滚刷分别套接并固定于所述水动轴的两端，且两者均设有与所述壳体腔连通的喷水孔。

本实用新型的清扫装置，在手持杆的头端可转动地连接有水动轴，并在水动轴的两端分别套接固定有第一滚刷和第二滚刷，该水动轴的壳体腔能够与高压水连通。一方面，可以将高压水作为动力源，驱动水动轴转动，进而带动第一滚刷和第二滚刷滚动，通过这两个滚刷的滚动实现太阳能光伏板的清扫；另一方面，第一滚刷和第二滚刷均设有与壳体腔连通的喷水孔，在水动轴带动滚刷进行滚动清扫的同时，还通过高压水进行喷淋清扫，提高了清洁力度；并且，水动轴在与手持杆相交的方向延伸，有效地扩展推拉手持杆时滚刷的清扫面积，提高了清扫效率；此外，本实用新型将滚刷安装于手持杆的头端，用户可以通过握持手持杆进行人工清扫，符合小型太阳能光伏板的家庭式分布特点，很好地满足了该类太阳能光伏板的清扫需求，具有易操作、结构简单、体积小等优点。

可选地，所述手持杆与其头端相连的部分设为中空杆，并设有与所述中空杆的杆腔连通的高压水接头，所述壳体腔连通并固定于所述杆腔的头端；所述水动轴设有可转动地连接于所述壳体腔内的传动轴，所述传动轴的两端伸出所述壳体腔并分别与所述第一滚刷和所述第二滚刷套接固定。

可选地，所述水动轴包括设于所述壳体腔内的水波轮，所述传动轴包括与所述第一滚刷套接固定的第一轴和与所述第二滚刷套接固定的第二轴，所述第一轴和所述第二轴均具有伸入所述壳体腔内的传动端，并以所述传动端与各自对应的所述水波轮的轴端传动配合。

可选地，所述水动轴还包括设于所述壳体腔内的第一齿轮组和第二齿轮组，所述第一齿轮组和所述第二齿轮组分别与所述水波轮的两轴端传动配合，所述第一齿轮组与所述第一轴的所述传动端配合，所述第二齿轮组与所述第二轴的所述传动端配合。

可选地，所述中空杆内设有与所述高压水接头连通的高压喷头，所述杆腔包括由尾端向头端依次连通的支撑段和连接段，所述连接段的尾端套接固定所述高压喷头的喷嘴部，头端与所述壳体腔连通并固定，所述水波轮设于与所述连接段相对应的位置，所述支撑段形成所述高压喷头的本体部的支撑套。

可选地，所述连接段是在所述传动轴的轴向扁平设置的扁杆，具有在所述传动轴的周向环绕的环形腔以及头端与所述环形腔连通的线形腔，所述线形腔的尾端与所述喷嘴部套接固定，所述环形腔连通所述壳体腔、并周向环绕所述水波轮。

可选地，还包括高压水泵和与所述高压水泵连通的高压水管，所述高压水管与所述高压水接头连通。

可选地，所述第一滚刷和所述第二滚刷均包括在所述传动轴的轴向由内而外依次接合的主滚刷和辅助滚刷，所述主滚刷以其内腔套接所述传动轴，并与所述传动轴的外端固定。

可选地，所述喷水孔设于所述主滚刷，所述壳体腔设有与所述主滚刷的内腔连通的连通水孔。

可选地，所述手持杆的头端固定连接有上罩，所述上罩是弧形防护罩，将所述第一滚刷和所述第二滚刷罩设在内；

和/或，所述辅助滚刷的外端设有端部防护罩；

和/或，所述手持杆设有长度可调的手持操作部。

附图说明

图1为本实用新型所提供清扫装置在一种具体实施方式中的立体结构示意图；

图2为图1所示清扫装置的平面结构示意图；

图3为图1所示清扫装置中手持杆与水动轴和滚刷的组装分解示意图；

图4为图3所示清扫装置在组装完成后的剖面结构示意图；

图5为图3所示清扫装置在组装完成后的侧面结构示意图。

图1-图5中：

手持杆1、中空杆11、支撑段111、连接段112、环形腔1121、线形腔1122、高压水接头12、高压喷头13、喷嘴部131、本体部132、手持操作部14；

第一滚刷2；

第二滚刷3；

水动轴4、壳体腔41、水波轮42、第一轴43、第二轴44、第一齿轮组45、第二齿轮组46；

高压水泵5；

高压水管6；

上罩7；

端部防护罩8；

主滚刷10、辅助滚刷20。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行介绍，以便本领域技术人员准确理解本实用新型的技术方案。

本文所述的轴向、周向和径向均以水动轴4为参照，以水动轴4的中轴线的延伸方向为轴向，在垂直于轴向的水平面内，以水动轴4的转动方向为周向，水动轴4的直径延伸方向为径向。

本文所述的内外可以手持杆1的中轴线为参照，水动轴4在与手持杆1的中轴线相交的方向延伸，则手持杆1的中轴线的延长线与水动轴4相交，存在一个交点，在水动轴4的延伸方向上，靠近该交点的方向为内，远离该交点的方向为外。也就是说，本文所述的内外指的是在水动轴4的轴向上的位置关系。相应的，在轴向上处于内侧的一端即为内端，处于外侧的一端即为外端。

本文所述的头尾是以手持杆1为参照进行定义的，在手持杆1的轴向上看，其一端构成手持操作部14的最远端(即离水动轴4的距离最远)，该端定义为尾端，另一端连接水动轴4，构成其头端。与手持杆1相连接的各部件中，头端和尾端也采用相同的定义。

本文所述的第一、第二等词仅用于区分结构相同或类似的两个以上部件，或者相同或类似的两个以上的结构，不表示对顺序的特殊限定。

此外，为便于说明，本文还以附图中的方位为参照，采用了上下、左右等描述，但这仅是为了说明的需要，不应该理解为对太阳能光伏板及其清扫装置的使用环境以及结构等的限制。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种太阳能光伏板的清扫装置，包括手持杆1和连接在手持杆1的头端的滚刷，手持杆1具有一定的长度，处于该手持杆1两端的部分分别定义为头端和尾端，头端连接滚刷，用于清扫太阳能光伏板，尾端与头端相对设置，用户可以根据使用需要握持尾端以及与头端连接的杆身进行清扫作业，也就是说，手持杆1除去头端以外的、便于握持的部分都可以称之为其手持操作部14，头端可以安装滚刷等清扫用的部件以及用于驱动滚刷的传动部件等。

其中，手持操作部14可以设置为长度可调的结构形式。例如，手持杆1可以设置为伸缩杆，以实现长度的调节，或者手持杆1可以设置为可拼接的杆，具体可以通过卡环等将两段或者多段杆连接成一个长杆，并可以根据需要拆卸一段或者多段杆，以获取合适的操作长度。

本领域技术人员根据使用需要，还可以设置高压水泵5以及与该高压水泵5连通的高压水管6，以便为滚刷提供动力和清洁用水。并且，还可以设置与高压水泵5连通的水箱，同时将水箱以及高压水泵5一同装载于可移动的小车上，以便于运输。

如图3-图5所示，本方案的清扫装置中，滚刷具体包括第一滚刷2和第二滚刷3，手持杆1的头端可转动地连接有水动轴4，水动轴4在与手持杆1相交的方向延伸，具体可以与手持杆1垂直设置；该水动轴4具有与高压水连通的壳体腔41，以便引入高压水而驱动该水动轴4转动；第一滚刷2和第二滚刷3分别套接并固定于该水动轴4的两端，以便在水动轴4的带动下转动，通过与太阳能光伏板的表面发生滚动摩擦而实现清扫；同时，第一滚刷2和第二滚刷3均设有与水动轴4的壳体腔41相连通的喷水孔，引入到水动轴4的壳体腔41内的高压水会经由第一滚刷2和第二滚刷3的喷水孔向外喷出，对太阳能光伏板的表面进行喷淋清扫。

可见，本实用新型的清扫装置，一方面，可以将高压水作为动力源，驱动水动轴4转动，进而带动第一滚刷2和第二滚刷3滚动，通过这两个滚刷的滚动实现太阳能光伏板的清扫；另一方面，第一滚刷2和第二滚刷3均设有与壳体腔41连通的喷水孔，在水动轴4带动滚刷进行滚动清扫的同时，还通过高压水进行喷淋清扫，提高了清洁力度；并且，水动轴4在与手持杆1相交的方向延伸，有效地扩展推拉手持杆1时滚刷的清扫面积，提高了清扫效率；此外，本实用新型将滚刷安装于手持杆1的头端，用户可以通过握持手持杆1进行人工清扫，符合小型太阳能光伏板的家庭式分布特点，很好地满足了该类太阳能光伏板的清扫需求，具有易操作、结构简单、体积小等优点。

如图3和图4所示，为了将水动轴4的壳体腔41与高压水连通，手持杆1可以设置为中空杆11，或者说，至少将与其头端相连的部分设为中空杆11，此时，该中空杆11的杆腔可以与壳体腔41连通，然后在手持杆1设置与中空杆11的杆腔连通的高压水接头12。如此，通过高压水接头12将高压水引入中空杆11的杆腔，然后经由中空杆11的杆腔输送至壳体腔41。并且，水动轴4在其轴向的中部可以设有中空的壳体，该壳体所围成的腔即为壳体腔41。所谓水动轴4的中部是相对于其轴向的两端而言的，是指该水动轴4在轴向上的中点向两端扩展一较小距离形成的区域。当手持杆1处于头端的部分设置为中空杆11时，可以将水动轴4的壳体连接并固定于中空杆11的头端，并且以杆腔与壳体腔41相连通的方式进行连接和固定，还可以将中空杆11与水动轴4的壳体腔41一体成型而成。

与此同时，水动轴4还包括可转动地连接于壳体腔41内的传动轴，该传动轴的两端沿轴向向外伸出壳体腔41，形成能够与第一滚刷2和第二滚刷3连接的连接端，可以将第一滚刷2和第二滚刷3分别套接于该传动轴的两端，并与各自所套接的传动轴的端部进行固定连接。该传动轴在引入壳体腔41内的高压水的驱动下绕其自身的中轴线进行转动，从而带动套接固定于其两端的第一滚刷2和第二滚刷3滚动，以便两滚刷对太阳能光伏板进行滚动清扫。

为实现高压水对传动轴的驱动，水动轴4还可以包括设于壳体腔41内的水波轮42，该水波轮42将高压水的势能转化为转动动能，传递给传动轴，从而驱动传动轴转动，以带动第一滚刷2和第二滚刷3进行滚动清扫。

如图3所示，该传动轴具体可以包括与第一滚刷2套接固定的第一轴43和与第二滚刷3套接固定的第二轴44，第一轴43以其外端与第一滚刷2套接固定，以其内端伸入壳体腔41内形成传动端，第二轴44以其外端与第二滚刷3套接固定，以其内端伸入壳体腔41内形成传动端；第一轴43的传动端与水波轮42的一个轴端传动配合，第二轴44的传动端与水波轮42的另一个轴端传动配合，即第一轴43和第二轴44以各自的传动端与各自对应的水波轮42的轴端传动配合，使得水波轮42将转动能量传递给其轴向两端的第一轴43和第二轴44，驱动这两个轴进行转动，以带动与第一轴43连接的第一滚刷2和与第二轴44连接的第二滚刷3进行滚动清扫。

如图4所示，水动轴4还包括设于壳体腔41内的第一齿轮组45和第二齿轮组46，第一齿轮组45和第二齿轮组46分别与水波轮42的两轴端传动配合，其中，第一齿轮组45和第一轴43处于水波轮42的同一轴端，第二齿轮组46与第二轴44处于水波轮42的另一方向的同一个轴端，如此，水波轮42的一个轴端通过第一齿轮组45与第一轴43的传动端进行配合，另一个轴端通过第二齿轮组46与第二轴44的传动端进行配合，实现动力的传递。

第一齿轮组45和第二齿轮组46都可以是三级行星减速齿轮组，具体可以关于水波轮42的中心在轴向上对称设置，以使得第一轴43和第二轴44所受的驱动力相同，带动第一滚刷2和第二滚刷3进行同步滚动清扫。

或者，本领域技术人员可以根据需要，对第一齿轮组45和第二齿轮组46进行区别设置，以使得第一滚刷2和第二滚刷3具有不同的转速，进而形成不对称的清扫力，以满足特殊工况的清扫需求。例如，可以对第一齿轮组45和第二齿轮组46中齿轮的级数以及结构、传动配合关系等进行设置，以获取不对称的驱动力。

同理，第一轴43和第二轴44可以设置为关于水波轮42在轴向上对称设置的结构形式，对应图4中为左右对称设置，也可以根据需要采用不对称的结构形式。甚至是第一滚刷2和第二滚刷3也可以采用相同或者不同的结构形式，以形成对称或者不对称的清扫效果。

需要说明的是，本文中所述的套接固定是指，将第一滚刷2和第二滚刷3设置为套筒的结构形式，或者两者均至少具有一个筒腔，能够将传动轴的端部套装，从而套在传动轴的外部，刷毛处于该套筒或者筒腔的外表面，并能够有效覆盖在该外表面，以便在随传动轴滚动的过程中进行清扫。同时，第一滚刷2和第二滚刷3在与传动轴套接后，能够与该传动轴进行固定连接，以便能够随传动轴同步转动。例如，可以采用卡接或者销接、螺接等各种连接方式进行定位，以避免与传动轴发生相对位移。

如图3所示，中空杆11内还设有与高压水接头12连通的高压喷头13，该高压喷头13具体可以包括本体部132和连接于该本体部132的喷嘴部131，杆腔具体包括由尾端向头端依次连通的支撑段111和连接段112，其中，支撑段111用于支撑本体部132，可以形成本体部132的支撑套，支撑段111的尾端以及本体部132的尾端可以设置相互配合的螺纹结构，以通过螺纹连接实现高压喷头13的尾端的定位。连接段112的尾端套接固定高压喷头13的喷嘴部131，将高压喷头13的头端固定；连接段112的头端与壳体腔41连通并固定，水波轮42设于与连接段112相对应的位置，如图4所示。

在中空杆11的杆腔中内套一个高压喷头13，然后将高压水接头12直接与该高压喷头13连通，并借助该高压喷头13实现高压水的喷出，避免高压水过分冲击中空杆11而导致杆身受损。此时，高压喷头13的本体部132可以通过支撑段111进行可靠的支撑定位，喷嘴部131也可以套接固定于连接段112的尾端，具有较高的稳定性；连接段112相当于一个连通腔，将喷嘴部131所喷出的高压水输送至壳体腔41内。

水波轮42设于与连接段112相对应的位置是指，壳体腔41可以设置与连接段112连通用的接口，水波轮42可以正对该接口设置，或者处于以该接口为圆心、以较小距离为半径的圆周范围内，以承受高压水的冲击，产生足够的驱动力。并且，水波轮42的中轴线可以垂直于中空杆11设置，以使得水波轮42的轮毂处于中空杆11的延长线上，以便高压水沿直线运动对水波轮42进行冲击，降低高压水在输送过程中的能耗。

如图3所示，连接段112可以是在传动轴的轴向扁平设置的扁杆，该扁杆为中空结构，具有在传动轴的周向环绕的环形腔1121以及与环形腔1121连通的线形腔11221122，该线形腔11221122的头端与环形腔1121连通，尾端与喷嘴部131套接固定，此时，环形腔1121连通壳体腔41、并周向环绕水波轮42，将水波轮42包围在内，如图4和图5所示。

实际上，此时的环形腔1121和壳体腔41可以采用一体的结构形式，甚至可以将环形腔1121作为壳体腔41的一部分，整个壳体腔41可以看做一个圆筒腔，而环形腔1121就可以看做将该圆筒腔的中部扩径处理形成的一个环腔，该环腔在周向上与手持杆1相对的位置连通一个线形腔11221122，进而通过该线形腔11221122接合高压喷头13的喷嘴部131。或者说，可以在水动轴4的轴向上将环形腔1121向两端扩展，以形成本文的壳体腔41，用于承载水波轮42、第一齿轮组45和第二齿轮组46。换言之，本文中的支撑段111、连接段112和壳体腔41等仅仅是对结构的区分，这种区分是结构和功能上的区分，并非是为了表达分体的两个或多个部件。

采用这种结构设置，中空杆11的头端设置为连接段112，这一连接段112采用扁杆的结构形式，在水动轴4的轴向上扁平设置，即在水动轴4的轴向上具有较小的尺寸；而由于第一滚刷2和第二滚刷3分别套接固定于水动轴4的两端，两滚刷的内端在连接段112处对接，此时，连接段112的扁平设置可以尽可能地缩小第一滚刷2和第二滚刷3的轴向间隙，使得第一滚刷2和第二滚刷3更好地对接，避免在水动轴4的中部出现对接间隙而影响滚刷的清扫效果。同时，这种狭长的设计还可以使得环形腔1121和线形腔11221122的截面积较小，增大经由线形腔11221122输送至环形腔1121的高压水的压力，进而增加水波轮42的驱动力。

再者，如上所述，本方案还包括高压水泵5和与高压水泵5连通的高压水管6，当手持杆1设有高压水接头12时，可以将高压水管6与高压水接头12连通，以便将高压水引入中空杆11的杆腔内。

在上述基础上，第一滚刷2和第二滚刷3均可以包括在传动轴的轴向由内而外依次接合的主滚刷10和辅助滚刷20，主滚刷10以其内腔套接传动轴，并与传动轴的外端固定。主滚刷10具体可以采用卡接等方式实现与传动轴的固定，此时，传动轴的外端可以设置卡接位或者台阶结构，以便对主滚刷10进行限位。辅助滚刷20与主滚刷10之间可以不直接连接，而借助主滚刷10进行连接。例如，主滚刷10的外端可以设置内螺纹，辅助滚刷20的内端可以设置外螺纹，主滚刷10和辅助滚刷20可以通过该内螺纹和外螺纹进行连接，如图3和图4所示，此时，辅助滚刷20的外端还可以作为盲端，进而将传动轴内置在主滚刷10和辅助滚刷20所组成的内腔中。

本领域技术人员还可以根据需要设置喷水孔的位置和个数。在本实施例中，喷水孔可以设于主滚刷10，壳体腔41设有与主滚刷10的内腔连通的连通水孔，以便将喷水孔与壳体腔41连通，将高压水由第一滚刷2和第二滚刷3向外喷出。辅助滚刷20也可以设置喷水孔，由于辅助滚刷20的内腔与主滚刷10的内腔连通，则辅助滚刷20的内腔也可以通过连通水孔与壳体腔41连通，此时，在辅助滚刷20相对应的位置也可以喷出高压水，进行喷淋清扫。

但是，因显示比例以及清晰度的限制，附图中并没有示出喷水孔和连通水孔，本领域技术人员可以根据需要设置喷水孔和连通水孔的个数、分布形式以及形状等，只要能够实现上述功能即可，本文不再具体说明。

此外，还可以根据需要设置主滚刷10和辅助滚刷20中刷子的长度和密度，也可以采用不同的材质，以根据清扫区域的不同进行区别设置。

并且，本方案的清扫装置中，手持杆1的手持操作部14可以为碳纤维材料，中空杆11可以采用不锈钢及铝合金构成。

如图5所示，手持杆1的头端固定连接有上罩7，该上罩7是弧形防护罩，能够将第一滚刷2和第二滚刷3罩设在内。该上罩7将第一滚刷2和第二滚刷3罩设在内是指，第一滚刷2和第二滚刷3处于该弧形防护罩的内侧，该弧形防护罩至少能够罩住第一滚刷2和第二滚刷3的上弧面的一部分，以便对第一滚刷2和第二滚刷3进行防护。此处的内侧时以弧形防护罩为参照的，是指处于弧形弯曲方向的内侧；所述的上下是以第一滚刷2和第二滚刷3的某个使用状态为参照进行定义的，以第一滚刷2和第二滚刷3的中轴线所处的、且与太阳能光伏板相平行的平面为界，处于该平面以下、朝向太阳能光伏板的半圆面即为下面，另一个半圆面为上面，上罩7即对第一滚刷2和第二滚刷3的上面进行防护的防护罩。

另外，在辅助滚刷20的外端还可以设有端部防护罩8，用于实现辅助滚刷20的端部防护。该端部防护罩8可以采用橡胶材料制成。

强调指出的是，本方案的清扫装置利用水压促使滚刷旋转，无需电源，提供驱动力的高压水还可以作为清洁水使用，在滚刷进行滚动清扫的同时还可以配合水洗，将光伏板清洗干净，具有效率高、清扫效果佳、便于移动等优点，可进行多方位、多区域、多排作业，适用范围广，是一种手持式便携的清扫装置。

正是由于本方案无需电源，使其便于携带，可以连续使用，不受电源限制，适合在多种场所进行作业，解决了太阳能光伏板由于布置多样化和分布广而无法清扫的问题。例如，实践中，太阳能光伏板有可能布置在小型电站多排屋顶上、丘陵、山坡、水面上等，现有设备根本无法完成清扫。本方案恰恰解决了这一清扫难题，从而保证了太阳能电池板的有效使用率，确保了光伏板使用寿命。

以上对本实用新型所提供太阳能光伏板的清扫装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。