一种用于光伏阵列清洁装置的行走机构总成的制作方法

本实用新型涉及太阳能光伏技术领域，具体为一种用于光伏阵列清洁装置的行走机构总成。

背景技术：

太阳能是清洁型新能源利用的重要形式之一，而光伏发电则是利用太阳能获取电能的主要方式，也是解决能源需求的重要途径。其中，由半导体硅制作而成的电池片是太阳能电池的最基本单元，是实现光生伏特效应的核心部件。在实际生产制造中，将一定数量的单体电池片以串联或者并联的方式连接，再予以密封形成整体—光伏组件。光伏组件由多层结构密封组成，最上一层为高透过率的低铁钢化玻璃（可见光平均透过率≥92%），起到透光和保护电池片的作用；中间层是由聚合物eva（乙烯—乙酸乙烯酯共聚物）和硅电池片组成，通过eva聚合物对电池片的包裹，起到进一步的保护作用；最下层则由具备抗老化、耐腐蚀以及电绝缘等性能的合金复合膜tpt组成；铝合金制成的光伏组件边框，则对整个组件起到保护作用。

评价光伏组件性能的指标是光电转换效率，而影响光电转换效率的因素却是多方面的，仅从环境角度分析，光伏组件的表面积灰、组件工作温度、太阳辐照强度等环境因素都会影响转换效率。其中表面积灰降低发电效率主要是由于积灰会降低太阳光透射率，光伏组件表面积尘现象对其光电转换效率影响巨大，而且局部阴影造成的“热斑效应”会严重损毁组件本身。据调查，人工清理为目前光伏组件灰尘清理的主要方式，这种方法对于庭院式的小型光伏电站而言为良好的选择。但对于大型光伏阵列或光伏电站，人工清理所带来的人力劳动成本和水资源消耗却是一种负担。

为了实现对大型光伏阵列或光伏电站表面灰尘的清理，申请人考虑设计了一种用于光伏阵列的清扫机构，包括清洁组件和设置在所述清洁组件两侧的吸尘罩，所述清洁组件包括滚刷和与所述滚刷连接并能够带动所述滚刷转动的第二电机，所述吸尘罩面向所述清洁组件的一侧开设有多个灰尘吸入口，所述吸尘罩的另一侧开设有多个出风口，在所述灰尘吸入口和所述出风口之间竖向设置有过滤网层，在所述吸尘罩内还设有能够在所述吸尘罩内产生负压并使气流从所述灰尘吸入口流向所述出风口的负压装置。

这样，清扫机构在对光伏阵列表面进行清洁时，第二电机带动滚刷转动，滚刷则对光伏阵列的表面进行清洁处理，滚刷在清洁过程中扫起的灰尘在负压装置的作用下被吸入清洁组件两侧吸尘罩的灰尘吸入口内，被吸入到灰尘吸入口的灰尘经过过滤网层，过滤网层将灰尘阻挡在吸尘罩的内部，最后干净的空气从出风口处排出，防止了滚刷扫起的灰尘对光伏阵列表面产生的二次污染，由此本方案只需要启动第二电机，第二电机则带动滚刷转动实现对光伏阵列表面灰尘的清扫。

上述清扫机构在对光伏阵列表面进行清扫时，一次只能对有限区域的灰尘进行清扫，当需要将清扫机构的位置进行移动时，需要通过人工或是机械手臂等方式来进行，操作繁琐，同时由于光伏阵列的表面为玻璃材质，表面摩擦系数小，清扫机构在清扫过程中容易相对光伏阵列的表面产生相对滑动，因此，如何设计一种能在光伏阵列的表面移动，同时还能避免与光伏阵列之间的相对滑动的行走机构总成，从而使得该行走机构总成在与清扫机构进行连接后，能带动清扫机构在光伏阵列的表面移动，同时还能避免清扫机构在清扫过程中与光伏阵列的表面产生相对滑动的行走机构总成成为进一步需要解决的问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供需要解决的技术问题是：如何提供一种能在光伏阵列的表面移动，同时还能避免与光伏阵列的表面产生相对滑动的用于光伏阵列清洁装置的行走机构总成。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种用于光伏阵列清洁装置的行走机构总成，包括安装座，所述安装座的长度方向沿行走机构总成的前进方向，所述安装座长度方向的两端分别设有行走机构，所述安装座上位于两个所述行走机构之间的位置还设有安装机构，所述安装机构能够与光伏阵列的待清扫表面连接或分离。

这样，安装座两端的行走机构工作带动整个行走机构总成的在光伏阵列的表面移动；同时由于光伏阵列的表面为玻璃材质，摩擦系数小，通过在安装座长度方向的两端均设置行走机构，这样增大了行走机构与光伏阵列的表面的接触面积，使得行走机构总成能按既定路线行走；同时在安装座上位于两个行走机构之间的位置处设有安装机构，安装机构用于与光伏阵列的待清扫表面进行连接或是分离，通过增设安装机构，使得安装机构与光伏阵列的表面进行连接，从而可以避免行走机构总成与光伏阵列的表面产生相对滑动。

优选的，所述安装机构包括真空泵和真空吸盘，所述真空泵固定连接在所述安装座上，所述真空吸盘的上端通过连接管与所述真空泵进行连接，所述真空吸盘的下端开口朝向光伏阵列的待清扫表面，所述连接管内开设有气体通道，所述气体通道的两侧分别与所述真空吸盘和所述真空泵相通，所述真空吸盘未抽真空时的下端开口所在平面接近于所述行走机构与光伏阵列接触的行走平面。

这样，在将安装机构与光伏阵列的表面进行连接时，利用真空泵抽出真空吸盘内的空气，从而使得真空吸盘紧贴在光伏阵列的表面，实现行走机构总成与光伏阵列之间的可靠连接，在需要将安装机构与光伏阵列的表面进行分离时，真空泵向真空吸盘内充入空气，使得真空吸盘略微升起并不再紧贴在光伏阵列的表面，使得行走机构总成能在光伏阵列的表面运动。

优选的，所述行走机构包括履带，所述履带的内侧设有能够驱动所述履带运动的驱动组件，驱动组件包括第一电机和与第一电机固定连接并能够在所述第一电机的带动下转动的主动齿轮，所述履带的内表面上设有始终能够与所述主动齿轮啮合的从动齿，所述履带的内表面位于主动齿轮的下方还设有从动轮，所述从动轮与所述驱动组件通过支撑架进行连接，所述从动轮共八个，八个从动轮两两一组，同一组的两个从动轮对称分布在与所述履带前进方向垂直的垂线两端，所述主动齿轮与所述从动轮将履带支撑为三角式结构。

这样，当行走机构需要在光伏阵列的表面移动时，启动第一电机，在第一电机的带动下，主动齿轮旋转，主动齿轮旋转再带动与主动齿轮啮合的从动齿旋转，另一方面，通过在主动齿轮的下方设置从动轮，利用从动轮和主动齿轮将履带支撑形成三角式结构，三角式结构的稳定性较好，能够保证行走机构总成运行过程的平稳，并在从动齿的旋转作用下带动整个行走机构总成在光伏阵列表面的移动；同时由于光伏阵列的表面为玻璃材质，摩擦系数小，通过采用履带的结构形式，能有效的增加履带与光伏阵列表面的接触面积，防止行走机构总成在移动的过程中与光伏阵列的表面产生相对滑动，保证了行走机构总成始终按照既定的路线进行移动；八个从动轮两两一组，共分成四组，从多个位置对履带进行支撑，在主动齿轮和从动齿的共同作用下，可以实现对履带更稳定的支撑效果。

优选的，所述行走机构上设有转向机构，所述转向机构为舵机，所述舵机包括控制电路板，所述控制电路板上端分别安装有直流电机和可调电位器，还包括变速齿轮组，所述变速齿轮组与所述直流电机的驱动轴连接，所述变速齿轮组的输出轴与所述安装座连接，所述舵机下端通过连接架与所述行走机构连接。

这样，舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统，通过将舵机的输出轴与机架连接，并将舵机和行走机构通过连接架进行连接，这样在需要转向时，启动舵机，由于舵机的输出轴是与安装座连接的，安装座是保持不动的，则舵机将通过连接架带动行走机构旋转，实现转向的目的。

优选的，所述支撑架包括与所述驱动组件连接的横向第一支撑架，所述横向第一支撑架上设有第一斜向支撑架和第二斜向支撑架，所述第一斜向支撑架和所述第二斜向支撑架对称分布在所述履带竖向轴线的两侧，且所述第一斜向支撑架和所述第二斜向支撑架与所述履带竖向轴线之间的夹角大于0°且小于90°，所述第一斜向支撑架与所述横向第一支撑架连接的另一端横向设有第一安装架，所述第一安装架靠近履带端部的一侧连接有一组所述从动轮，所述第一安装架另一侧的下端竖向设有第一连接块，所述第二斜向支撑架与所述横向第一支撑架连接的另一端横向设有第二安装架，所述第二安装架靠近履带端部的一侧连接有一组所述从动轮，所述第二安装架另一侧的下端竖向设有第二连接块，所述第一连接块与所述第二连接块通过所述横向第二支撑架进行连接，所述横向第二支撑架沿所述履带前进方向的两侧各设有一组所述从动轮。

这样，在第一斜向支撑架和第二斜向支撑架的作用下，使得靠近履带两端的两组从动轮与履带底部平面之间具有大于0°且小于90°的夹角，在从动轮的支撑作用下，这样就使得履带两端也有一定的角度，考虑到每一块光伏电板之间拼接安装时的缝隙或者凸起轮廓可能会影响行走机构总成的行进，通过将履带两端设计得具有一定的角度，可以使得履带在行走过程中与一些凸起面之间可以近似平行接触，提高履带的越障功能。

优选的，所述从动齿包括沿所述履带内表面径向方向均布的第一从动齿和第二从动齿，所述主动齿轮上设有分别与所述第一从动齿和所述第二从动齿啮合的第一主动齿槽和第二主动齿槽。

这样，在将主动齿轮与履带上的从动齿进行配合时，将第一从动齿限定在第一主动齿槽处，将第二从动齿限定在第二主动齿槽处，使得主动齿轮与从动齿的配合更加的方便，同时还能对主动齿轮的位置进行限定。

优选的，所述连接管包括竖向的第一连接部和开口向下的u型状的第二连接部，所述第一连接部与所述真空泵连接，所述第二连接部开口的两端均连接有所述真空吸盘。

这样，通过在第二连接部开口的两端均连接真空吸盘，这样在与光伏阵列的表面进行连接时，每端都通过两个真空吸盘将整个清洁装置吸附在光伏阵列的表面，提高连接的稳定性。

优选的，所述履带采用防滑材料制成。

这样，防滑材料制成的履带能有效增大履带与光伏阵列表面的摩擦力，进一步避免了履带与光伏阵列表面的相对滑动。

优选的，所述履带的外表面采用软橡胶材料制成。

这样，软橡胶的弹性和柔韧性较好，将履带的外表面采用软橡胶材料制成，当履带在移动过程中，一些小的震动可以通过软橡胶被吸收，从而避免了将这些震动传递到光伏阵列的表面。

附图说明

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型具体实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式中的行走机构和转向机构的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施方式中转向机构的结构示意图；

图4为将本实用新型的行走机构总成与清扫机构配合应用在光伏阵列清洁装置上的结构示意图。

附图标记说明：清扫机构1、行走机构2、连接架21、履带22、第一斜向支撑架23、第二斜向支撑架24、主动齿轮25、从动轮26、横向第二支撑架27、转向机构3、直流电机31、变速齿轮组32、可调电位器33、控制电路板34、丝杠4、第一滑杆5、安装座6、真空泵7、连接管8、真空吸盘9、支架10。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如附图1所示，一种用于光伏阵列清洁装置的行走机构总成，包括安装座6，安装座6的长度方向沿行走机构总成的前进方向，安装座6长度方向的两端分别设有行走机构2，安装座6上位于两个行走机构2之间的位置还设有安装机构，安装机构能够与光伏阵列的待清扫表面连接或分离。

这样，安装座6两端的行走机构2工作带动整个行走机构总成的在光伏阵列的表面移动；同时由于光伏阵列的表面为玻璃材质，摩擦系数小，通过在安装座6长度方向的两端均设置行走机构2，这样增大了行走机构2与光伏阵列的表面的接触面积，使得行走机构总成能按既定路线行走；同时在安装座6上位于两个行走机构2之间的位置还设有安装机构，安装机构用于与光伏阵列的待清扫表面进行连接或是分离，通过增设安装机构，使得安装机构与光伏阵列的表面进行连接，从而可以避免行走机构总成与光伏阵列的表面产生相对滑动。

在本实施例中，安装机构包括真空泵7和真空吸盘，真空泵7固定连接在安装座6上，真空吸盘的上端通过连接管8与真空泵7进行连接，真空吸盘的下端开口朝向光伏阵列的待清扫表面，连接管8内开设有气体通道，气体通道的两侧分别与真空吸盘和真空泵7相通，真空吸盘未抽真空时的下端开口所在平面接近于行走机构2与光伏阵列接触的行走平面。

这样，在将安装机构与光伏阵列的表面进行连接时，利用真空泵7抽出真空吸盘内的空气，从而使得真空吸盘紧贴在光伏阵列的表面，实现行走机构总成与光伏阵列之间的可靠连接，在需要将安装机构与光伏阵列的表面进行分离时，真空泵7向真空吸盘内充入空气，使得真空吸盘略微升起并不再紧贴在光伏阵列的表面，使得行走机构总成能在光伏阵列的表面运动。

如附图2所示，在本实施例中，行走机构2包括履带22，履带22的内侧设有能够驱动履带22运动的驱动组件，驱动组件包括第一电机和与第一电机固定连接并能够在第一电机的带动下转动的主动齿轮25，履带22的内表面上设有始终能够与主动齿轮25啮合的从动齿，履带22的内表面位于主动齿轮25的下方还设有从动轮26，从动轮26与驱动组件通过支撑架进行连接，从动轮26共八个，八个从动轮26两两一组，同一组的两个从动轮26对称分布在与履带22前进方向垂直的垂线两端，主动齿轮25与从动轮26将履带22支撑为三角式结构。

这样，当行走机构2需要在光伏阵列的表面移动时，启动第一电机，在第一电机的带动下，主动齿轮25旋转，主动齿轮25旋转再带动与主动齿轮25啮合的从动齿旋转，另一方面，通过在主动齿轮25的下方设置从动轮26，利用从动轮26和主动齿轮25将履带22支撑形成三角式结构，三角式结构的稳定性较好，能够保证行走机构总成运行过程的平稳，并在从动齿的旋转作用下带动整个行走机构总成在光伏阵列表面的移动；同时由于光伏阵列的表面为玻璃材质，摩擦系数小，通过采用履带22的结构形式，能有效的增加履带22与光伏阵列表面的接触面积，防止行走机构总成在移动的过程中与光伏阵列的表面产生相对滑动，保证了行走机构总成始终按照既定的路线进行移动；八个从动轮26两两一组，共分成四组，从多个位置对履带22进行支撑，在主动齿轮25和从动齿的共同作用下，可以实现对履带22更稳定的支撑效果。

如附图3所示，在本实施例中，行走机构2上设有转向机构3，转向机构3为舵机，舵机包括控制电路板34，控制电路板34上端分别安装有直流电机31和可调电位器33，还包括变速齿轮组32，变速齿轮组32与直流电机31的驱动轴连接，变速齿轮组32的输出轴与安装座6连接，舵机下端通过连接架21与行走机构2连接。

这样，舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统，通过将舵机的输出轴与机架连接，并将舵机和行走机构2通过连接架21进行连接，这样在需要转向时，启动舵机，由于舵机的输出轴是与安装座6连接的，安装座6是保持不动的，则舵机将通过连接架21带动行走机构2旋转，实现转向的目的。

在本实施例中，支撑架包括与驱动组件连接的横向第一支撑架，横向第一支撑架上设有第一斜向支撑架23和第二斜向支撑架24，第一斜向支撑架23和第二斜向支撑架24对称分布在履带22竖向轴线的两侧，且第一斜向支撑架23和第二斜向支撑架24与履带22竖向轴线之间的夹角大于0°且小于90°，第一斜向支撑架23与横向第一支撑架连接的另一端横向设有第一安装架，第一安装架靠近履带22端部的一侧连接有一组从动轮26，第一安装架另一侧的下端竖向设有第一连接块，第二斜向支撑架24与横向第一支撑架连接的另一端横向设有第二安装架，第二安装架靠近履带22端部的一侧连接有一组从动轮26，第二安装架另一侧的下端竖向设有第二连接块，第一连接块与第二连接块通过横向第二支撑架27进行连接，横向第二支撑架27沿履带22前进方向的两侧各设有一组从动轮26。

这样，在第一斜向支撑架23和第二斜向支撑架24的作用下，使得靠近履带22两端的两组从动轮26与履带22底部平面之间具有大于0°且小于90°的夹角，在从动轮26的支撑作用下，这样就使得履带22两端也有一定的角度，考虑到每一块光伏电板之间拼接安装时的缝隙或者凸起轮廓可能会影响行走机构总成的行进，通过将履带22两端设计得具有一定的角度，可以使得履带22在行走过程中与一些凸起面之间可以近似平行接触，提高履带22的越障功能。

在本实施例中，从动齿包括沿履带22内表面径向方向均布的第一从动齿和第二从动齿，主动齿轮25上设有分别与第一从动齿和第二从动齿啮合的第一主动齿槽和第二主动齿槽。

这样，在将主动齿轮25与履带22上的从动齿进行配合时，将第一从动齿限定在第一主动齿槽处，将第二从动齿限定在第二主动齿槽处，使得主动齿轮25与从动齿的配合更加的方便，同时还能对主动齿轮25的位置进行限定。

在本实施例中，连接管8包括竖向的第一连接部和开口向下的u型状的第二连接部，第一连接部与真空泵7连接，第二连接部开口的两端均连接有真空吸盘。

这样，通过在第二连接部开口的两端均连接真空吸盘，这样在与光伏阵列的表面进行连接时，每端都通过两个真空吸盘将整个清洁装置吸附在光伏阵列的表面，提高连接的稳定性。

在本实施例中，履带22采用防滑材料制成。

这样，防滑材料制成的履带22能有效增大履带22与光伏阵列表面的摩擦力，进一步避免了履带22与光伏阵列表面的相对滑动。

在本实施例中，履带22的外表面采用软橡胶材料制成。

这样，软橡胶的弹性和柔韧性较好，将履带22的外表面采用软橡胶材料制成，当履带22在移动过程中，一些小的震动可以通过软橡胶被吸收，从而避免了将这些震动传递到光伏阵列的表面。

如附图4所示，将上述行走机构总成与背景技术中提到的清扫机构配合使用，组成一种光伏阵列清洁装置，该清洁装置包括机架，机架上设有能够沿机架长度方向移动的清扫机构1，机架的两端设有能够带动清扫机构1在光伏阵列上移动的行走机构总成，清扫机构1与光伏阵列接触的清扫面和行走机构总成与光伏阵列接触的行走面位于同一平面或接近于同一平面。

本清洁装置在使用时，由于清扫机构1与光伏阵列接触的清扫面和行走机构总成与光伏阵列接触的行走面位于同一平面或接近于同一平面，使得清扫机构1与待清扫的光伏阵列表面能有效的接触并对光伏阵列表面的灰尘进行有效清扫，在清扫的过程中，清扫机构1能够沿机架的长度方向移动，从而该清扫结构能对机架长度方向的光伏阵列表面进行清扫。

当清扫机构1对机架长度方向的光伏阵列表面进行清扫完成后，行走机构总成带动清扫机构1在光伏阵列上移动，使得清扫机构1移动到尚未清扫的光伏阵列表面，此时清扫机构1对该位置的光伏阵列表面进行清扫，如此往复，在行走机构总成的带动下，清扫机构1能移动到光伏阵列待清洁表面的各处，从而实现对光伏阵列表面灰尘的有效清扫；因此本方案能对大型光伏阵列或光伏电站的表面进行灰尘处理。

在本实施例中，机架包括丝杠4，清扫机构1通过支架10与丝杠4连接，支架10内设有与丝杠4形成丝杠副的连接齿轮和能够驱动连接齿轮转动的第三电机。

这样，启动第三电机，第三电机带动连接齿轮旋转，由于连接齿轮与丝杠4之间形成丝杠副，故连接齿轮将沿丝杠4的长度方向移动，进而连接齿轮通过支架10带动清扫机构1沿丝杠4长度方向移动。

在本实施例中，机架还包括沿垂直于机架长度方向分布在丝杠4两侧的第一滑杆5和第二滑杆，第一滑杆5和第二滑杆均穿过支架10并将两端固定连接在安装座6上。

这样，通过设置第一滑杆5和第二滑杆，当清扫机构1在沿丝杠4长度方向移动的时候，第一滑杆5和第二滑杆可以使得清扫机构1更加平稳的在丝杠4上移动。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照优选实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。