太阳能光伏发电板清洁车的制作方法

本实用新型涉及一种太阳能光伏发电板清洁车。

背景技术：

目前清洁能源在能源供给结构中占比逐年增大，其中太阳能光伏发电是现代清洁能源的主要来源，目前广泛应用在中西部日照充足的省份。然而中西部地区所处自然环境比较恶略，风沙较大，光伏板经常被沙尘覆盖从而影响发电效率。目前行业内普遍采用雇用人力使用拖布清洁的方式。该方式存在几点弊端：1.作业地一般处于野外，环境恶劣，高温、风沙等对工人作业十分不利，为此人工成本居高不下。2.人力清扫存在作业不规范，清洁标准不一，有些死角清洁不到的情况，给清洁质量控制带来挑战。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种低成本、灵活性高的太阳能光伏发电板清洁车。

一种太阳能光伏发电板清洁车，包括光伏板支架，该光伏板支架包括相对的光伏板上支架和光伏板下支架，其特别之处在于：在所述光伏板上支架上表面和光伏板下支架上表面分别安装有一个履带行走单元，该两个履带行走单元之间通过两根清洁车横梁固定连接，还包括清洁单元，该清洁单元两端分别与两个履带行走单元传动连接。

其中履带行走单元包括履带安装架，在该履带安装架中间底部安装有履带负重轮，而在该履带安装架两端分别安装有履带驱动轮，该履带驱动轮与驱动电机传动连接，在该履带负重轮和履带驱动轮上安装有环形的履带；在该履带安装架两端外侧还分别安装有一个履带限位轮，该履带限位轮表面与所述光伏板支架的外侧表面滚动接触。

其中清洁单元包括由清洁滚轮卡箍捆扎在一起的三根清洁滚轮组件圆管，在该三根清洁滚轮组件圆管之间安装有清洁材料，并且该捆扎在一起的三根清洁滚轮组件圆管一端与清洁滚轮驱动电机传动连接而其另一端通过轴承安装在履带行走单元上，该清洁滚轮驱动电机安装在履带行走单元上的清洁滚轮驱动电机架上。

其中清洁材料采用织物或海绵；其中传动连接具体是指带传动。

其中在一个履带行走单元上安装有中央控制单元，该中央控制单元分别与清洁单元和两个履带行走单元上的电机电连接从而控制电机运转。

其中在一个履带行走单元两端分别安装有一个距离传感器，而在清洁单元两旁的该履带行走单元上也分别安装有一个距离传感器，该所有距离传感器分别与所述的中央控制单元电连接。

其中在两根清洁车横梁中间分别安装有视觉传感器支架，在该视觉传感器支架上安装有视觉传感器，该所有视觉传感器分别与中央控制单元电连接。

本实用新型的有益效果在于：1.将清洁车安置于光伏板上以后，只需按下启动按钮，该清洁车即可自动完成整排光伏板的清扫作业。2.采用履带式行走机构，通过限位装置使履带对齐光伏板安装支架的边沿，不会压迫光伏板。3.采用新型清洁滚轮设计方案，该滚轮设计方案具有成本低廉，可根据现场光伏板安装实际情况快速调整的特点。4.采用四组位置模块，可准确分辨出清洁车是否到达光伏板支架边沿，有效防止清洁车从光伏板安装支架上跌落。5.采用异物视觉检测实现对清洁面清洁效果的实时监测，发现未被清洁的异物时及时上报中央控制系统，中央控制系统将发现异物的位置信息存档同时上报数据工作站，以方便人工调阅并实施二次清洁。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图；

附图2为本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供了一种太阳能光伏发电板清洁车，包括光伏板支架1，该光伏板支架1包括相对并且平行的光伏板上支架和光伏板下支架，在所述光伏板上支架上表面和光伏板下支架上表面分别安装有一个直线型的履带行走单元，该两个履带行走单元之间通过两根相互平行的清洁车横梁8固定连接，该履带行走单元与清洁车横梁8垂直，还包括清洁单元，该清洁单元两端分别与两个履带行走单元传动连接。

其中履带行走单元包括履带安装架2，在该履带安装架2中间底部安装有履带负重轮4，而在该履带安装架2两端分别安装有履带驱动轮3，该履带驱动轮3与旁边的安装在履带安装架2上的驱动电机7传动连接，在该履带负重轮4和履带驱动轮3上安装有环形的履带6；在该履带安装架2两端外侧还分别安装有一个履带限位轮5，该履带限位轮5表面与所述光伏板支架1的外侧表面滚动接触，从而避免履带行走单元倾斜脱轨以及减少震动。

其中清洁单元包括由清洁滚轮卡箍9捆扎在一起的“品字型”的三根清洁滚轮组件圆管10，在该三根清洁滚轮组件圆管10之间安装有清洁材料，并且该捆扎在一起的三根清洁滚轮组件圆管10一端的轴与清洁滚轮驱动电机11输出轴传动连接，而该三根清洁滚轮组件圆管10另一端的轴通过轴承安装在履带行走单元上，该清洁滚轮驱动电机11安装在履带行走单元上的清洁滚轮驱动电机架12上。该清洁材料采用织物或海绵，传动连接具体是指带传动，即三根清洁滚轮组件圆管10一端的轴与清洁滚轮驱动电机11输出轴分别与带轮固定连接，在两个带轮上安装有传动(皮)带。

其中在一个履带行走单元上安装有中央控制单元23，该中央控制单元23分别与清洁单元和两个履带行走单元电连接。在履带行走单元两端分别安装有一个距离传感器，而在清洁单元旁两旁的履带行走单元上也分别安装有一个距离传感器，一共4个距离传感器，该所有距离传感器分别与所述的中央控制单元23电连接。而在两根清洁车横梁8中间分别安装有视觉传感器支架，在该视觉传感器支架上安装有视觉传感器，该所有视觉传感器分别与中央控制单元23电连接。

实施例1：

本实用新型提供了一种太阳能光伏发电板清洁车，包括车辆底盘，该底盘采用履带结构，工作时两条履带6分别行走在光伏板的上、下安装边框上，保证不会压到光伏面板。每条履带6侧面装有限位机构，可保证该底盘在相应尺寸的太阳能光伏板安装边框上自由运动，且不会从光伏面板上脱落。在该底盘上固定安装有清洁模块，负责清洁光伏面板。在该底盘上固定安装有位置检测模块，负感知清洁车是否到达光伏面板的边沿，防止清洁车超出光伏面板边沿而跌落。在该底盘上固定安装有异物检测模块，负责检测被清洁过的光伏面板上是否仍然存有鸟屎等不易清除的污垢，检测到污垢向中央控制模块发出信号。在该底盘上固定安装有中央控制模块，负责统一控制车辆底盘、清洁模块、位置检测模块、异物检测模块的协调工作。包括数据工作站，该数据工作站通过无线方式与清洁车交换数据，具有监控清洁车状态，远程遥控清洁车，记录清洁车工作数据的作用，该工作站可部署于室内或车辆上。

其中还包括位置检测模块，该位置检测模块包括固定安装在车辆底盘上的8个高精度低延迟距离传感器，每2个距离传感器为一组，分别用来检测上沿正向位置超程、下沿正向位置超程、上沿反向位置超程、下沿反向位置超程。

其中清洁模块包括清洁滚轮、清洁电机。清洁滚轮采用工业标准件快速搭接而成，避免了传统清洁滚轮开模设计的繁琐工序，达到了灵活性高改装潜力大、成本低廉的效果。由于受具体地理环境限制，目前在用的太阳能光伏发电板安装工艺没有统一标准，造成光伏板安装现场尺寸大小不一，该清洁滚轮可根据现场光伏板安装情况迅速做出调整，因此该清洁滚轮尤其适用于各种太阳能清洁装备使用。

其中异物检测模块由两个单目视觉检测相机组成，两个视觉模块分别对正清洁车的前向和后向，当清洁车正向作业时，对正后向的视觉模块负责检测清洁过后有无残留污垢，当清洁车反向作业时，对正前向的视觉模块负责检测清洁过后有无残留污垢。当检测到残留污垢时，向中央控制系统发出信号。

其中包括中央控制单元23，该控制单元包括带有微控制器的主控板，该主控板分别与人机界面和车辆底盘行走装置、清洁模块、位置检测模块、异物检测模块电连接。

其中包括数据工作站，该数据工作站通过无线方式与清洁车交换数据，具有监控清洁车状态，远程遥控清洁车，记录清洁车工作数据的作用，该工作站可部署于室内或车辆上。

实施例2：

本实用新型涉及一种太阳能光伏发电板清洁车，提供了一种低成本、灵活性高的太阳能光伏发电板清洁系统。

1、包括数据工作站和清洁车，该清洁车在光伏板支架1上匀速前进，该清洁车上固定安装有清洁模块，该清洁模块由清洁滚轮、清洁电机组成，清洁滚轮的毛刷与光伏板贴合，在清洁车前进过程中，清洁电机通过皮带传动带动清洁滚轮高速旋转，从而达到清洁太阳能光伏板的效果。当清洁车从光伏板一端开始，持续行走至至另外一端时，可完成对一整排光伏板的一次清洁操作。如需继续清洁，此时清洁车反向行走，清洁滚轮反向转动，清洁车从另一端返回起始端就完成了第二遍清洁，如此反复，可根据需要提前设定清洁程序，确定清洁次数。

2、清洁车上安装有位置检测模块，该位置检测模块包括固定安装在清洁车底盘上的8个高精度低延迟距离传感器，距离传感器朝向光伏板安装，实时监测至光伏板的距离，当距离超出设定值时，判断为传感器悬空。每2个距离传感器为一组，分别用来检测上沿正向位置超程、下沿正向位置超程、上沿反向位置超程、下沿反向位置超程。具体实施过程如下：以清洁车正向行走为例说明，此时安装在车辆前部的两组距离传感器工作，两组传感器分别位于清洁车的上部和下部，每组传感器由2个距离传感器组成，分别安装于清洁车下沿的前部和下沿中间靠前。为方便描述命名四个传感器为下前、下中、上前、上中。当传感器下前测得悬空时同时读取上前传感器状态，如果上前传感器也为悬空，此时判断清洁车前端悬空，因为清洁滚轮安装在清洁车中部，为保证清洁无死角，清洁车需继续前进，当下中和上中传感器也检测到悬空时，此时判断清洁车已经接近一半都已悬空，此时清洁滚轮已经完成了光伏板全部区域的清洁任务。此时可以控制停车或者反向进行二次清洁。反向清洁过程的位置检测逻辑与正向相同，不同之处是使用清洁车后部的四个距离传感器完成，在此不做赘述。

3、清洁车上安装有异物检测模块，该检测模块包括两个单目视觉识别传感器，具体实施过程如下：当清洁车正向前进时，安装在后部的视觉模块工作，检测清洁过的太阳能板上是否任然存在未被清除的污垢，如有污垢则视觉模块向主控发出一个标记信号，主控记录该信号发生时的位置信息，并上传给数据站做保存。当清洁车反向前进时，安装在前部的视觉模块工作，工作逻辑与清洁车前进时相似。

4、清洁车上安装有中央控制单元23，该控制单元包括带有微控制器的主控板该主控板分别与人机界面和车辆底盘行走装置、清洁模块、位置检测模块、异物检测模块电连接。控制单元接受数据站指令，启动清洁车作业，期间接受位置检测模块和异物检测模块的传感器信号，并按照程序设定执行如实施方式2和实施方式3所描述的逻辑功能。

5、该系统还包括数据工作站，操作员可通过数据工作站向清洁车下达工作指令，同时数据工作站不间断接收清洁车回传的工作参数，主要有清洁车速度信息，位置信息，电池剩余电量情况，异常告警信息，未清除异物坐标信息。

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

实施例3：

一种法兰直管的焊接系统，包括光伏板支架1，履带安装架2，履带驱动轮3，履带负重轮4，履带限位轮5，履带6，驱动电机7，清洁车横梁8，清洁滚轮卡箍9，清洁滚轮组件圆管10，清洁滚轮驱动电机11，清洁滚轮驱动电机架12，清洁滚轮传动皮带13，清洁滚轮驱动轮14，第一至第四距离传感器15、16、17、18，第一至第二视觉传感器支架16、21，第一至第二视觉传感器20、22和基于32位嵌入式系统的中央控制单元23。

所述光伏板支架1是该系统的工作对象。清洁车固定在支架上，沿着支架边沿向前或者向后移动。

所述履带安装架2是清洁车行走机构的核心部件，履带驱动轮3、履带负重轮4、履带限位轮5、履带6、驱动电机7都安装在履带安装架2上面；全部4个驱动电机7安装在履带安装架2上，全部4个履带驱动轮3分别套在4个驱动电机7的输出轴上，履带6安装在由履带驱动轮3、履带负重轮4一同组成的环形结构外侧，当驱动电机7旋转时履带6一起旋转，履带负重轮4作为从动机构也随着履带6一起旋转，此时清洁车可向前或者向后运动，为了保证清洁车运动过程中不会脱离光伏板支架1，增加了履带限位轮5，限位轮5保证了清洁车在运动过程中不会左右晃动。

所述清洁车横梁8用于连接上下两个履带6组件，是清洁车主要的结构件，该清洁车横梁8采用钣金工艺制作，为保证其结构强度进行了3次结构性折弯。

所述清洁滚轮组件圆管10是清洁滚轮的主要组成部件，该清洁滚轮由三根清洁滚轮组件圆管10组成，全部3根清洁滚轮组件圆管10的端面对齐，圆面两两相切，最后再用2个清洁滚轮卡箍9将3根清洁滚轮组件圆管10牢固的捆扎在一起，在捆扎之前将清洁用的棉布条塞进3根清洁滚轮组件圆管10相互的圆切面缝隙中，清洁滚轮卡箍9卡紧后棉布条也被牢固安装。清洁滚轮的两端分别安装在上下两个履带安装架2上，清洁滚轮一端的轴上安装有清洁滚轮驱动轮14，清洁滚轮驱动轮14通过清洁滚轮传动皮带13与安装在清洁滚轮驱动电机架12上的清洁滚轮驱动电机11的输出轴连接，当清洁滚轮驱动电机11旋转时就可以带动清洁滚轮一同旋转，达到清洁光伏板支架1的目的。

所述第一至第四距离传感器15、16、17、18用于确定清洁车与光伏板支架1的相对位置，第一至第二距离传感器15、16为一组用于清洁车正向运动时的位置测量，第三至第四距离传感器17、18为一组用于清洁车反向运动时的位置测量。当清洁车前进并且到达光伏板支架1的边沿时，第一距离传感器15首先检测到悬空，此时中央控制单元23控制驱动电机7慢速前进，当第二距离传感器16也检测到悬空时，说明位于清洁车中部的清洁滚轮已经接近光伏板支架1的边沿，此时中央控制单元23控制驱动电机7停机，并等待下一步指令。

所述第一至第二视觉传感器支架16、21和第一至第二视觉传感器20、22用于检测清洁过的光伏板支架1表面是否还有未被清除的污垢，当清洁车前进时第一视觉传感器20工作，当发现异物时向中央控制单元23发出异物检测信号，当清洁车后退时第二视觉传感器22工作，当发现异物时向中央控制单元23发出异物检测信号。

所述中央控制单元23负责监视和控制行走模块、清洁模块、位置检测模块、异物检测模块的工作状态，同时还负责接受数据站发来的控制指令并将清洁车工作状态上报数据站。

本实用新型装置的使用方法和工作原理是：

将清洁车放置于光伏板支架1上方，将限位轮卡在光伏板支架1侧面，打开设备电源，按下启动键，清洁车开始向前移动同时清洁滚轮高速旋转，开始清洁光伏板表面，随着清洁车不断前进，一整排光伏板得到清洁。当最前端的距离传感器检测到悬空时，此时清洁车前端已经到达光伏板边沿，清洁车前进速度减为原来的三分之一，继续前进，当位于中部的距离传感器也检测到悬空时，此时清洁车完成一次清扫任务，原地停车等待进-一步指令，如需进行二次清扫，清洁车开始反向运动，同时清洁滚轮反--向转动，开始二次清扫，到达光伏板边沿的检测方式和执行动作与第一次清扫相同。清扫过程中视觉模块随时监控工作面，如有未被清扫的污垢存在则视觉模块向中央处理器上报消息，中央处理器记录此时清洁车位置坐标并上报数据站，工作人员可调看数据站记录信息，针对清洁车未完成的清扫任务实施人工干预，清除清洁车无法清除的顽固污渍。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。