CN112808665A - 太阳能电池板清洗设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了太阳能电池板清洗设备，包括底座、水箱、升降机构、角度调节单元、安装座、缓冲单元和第一电动推杆；底座：底部安装有转向机构，转向机构上安装有行走机构，所述底座的侧面安装有红外避障传感器；水箱：固定在底座的顶部，所述水箱的前侧固定有控制箱，控制箱的内部分别安装有单片机、电源、GPS***和无线收发器，所述水箱上与控制箱相邻的侧面安装有液位传感器，液位传感器的探测端伸入到水箱的内侧，所述水箱的顶部安装有声光报警器；升降机构：安装在水箱的后侧，该太阳能电池板清洗设备，清洁方便，降低了相关人员的工作量，提高了清洗的效率，且工作灵活性好。

Description

太阳能电池板清洗设备
技术领域
本发明涉及清洗设备技术领域，具体为太阳能电池板清洗设备。
背景技术
太阳能电池板是光伏电站中用于发电的最基本也是最重要的机构，其接受到的太阳光的光照强度直接影响着太阳能电池板的输出功率，但是目前，已投入运行的光伏电站正面临太阳能电池板表面被积雪、灰尘、鸟粪等污垢覆盖的问题，而太阳能电池板表面附着污垢后会导致到达电池板的有效光线因漫反射而减少，从而使太阳能电池板的输出功率明显下降，发电量减少，如果太阳能电池板长期得不到清洗，必定会对已并网发电的光伏电站造成巨大的经济损失；
目前大型光伏电站的太阳能电池板一般采用人工清洗，清洗工作量大，效率低，不能够满足使用需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供太阳能电池板清洗设备，清洁方便，降低了相关人员的工作量，提高了清洗的效率，且工作灵活性好，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：太阳能电池板清洗设备，包括底座、水箱、升降机构、角度调节单元、安装座、缓冲单元和第一电动推杆；
底座：底部安装有转向机构，转向机构上安装有行走机构，所述底座的侧面安装有红外避障传感器；
水箱：固定在底座的顶部，所述水箱的前侧固定有控制箱，控制箱的内部分别安装有单片机、电源、GPS***和无线收发器，所述水箱上与控制箱相邻的侧面安装有液位传感器，液位传感器的探测端伸入到水箱的内侧，所述水箱的顶部安装有声光报警器；
升降机构：安装在水箱的后侧，所述升降机构的活动部位上通过第一铰链铰接有承载架，所述承载架上安装有推动机构，推动机构的端部固定有车架，所述车架的侧面安装有清洁电机，清洁电机的输出轴上固定有滚刷；
角度调节单元：包括第一伺服电机和转向架，第一伺服电机安装在车架上，所述转向架固定在第一伺服电机的输出轴上；
安装座：内侧分别安装有刮板和喷管，刮板对应喷管的喷水孔进行分布，所述喷管通过水管与水箱内部连通，水管为螺纹伸缩管，所述水管与水箱的连接处安装有水泵，水泵位于水箱的内侧；
缓冲单元：包括伸缩杆和弹簧，伸缩杆固定在安装座与转向架之间，所述弹簧套接在伸缩杆上；
第一电动推杆：安装端通过铰支座与底座铰接，所述第一电动推杆的伸缩端通过第二铰链与承载架的底部铰接；
其中，所述电源、红外避障传感器和液位传感器的输出端电连接单片机的输入端，单片机的输出端电连接第一伺服电机、第一电动推杆、清洁电机、声光报警器和水泵的输入端，所述单片机与GPS***以及无线收发器双向电连接。
进一步的，所述转向机构包括第二伺服电机和电机座，第二伺服电机安装在底座的底部，所述电机座固定在第二伺服电机的输出轴上，第二伺服电机的输入端电连接单片机的输出端，第二伺服电机的输出轴带动电机座进行转动，从而对行走机构的行走方向进行调节，提高了行走的能力。
进一步的，所述行走机构包括双轴电机和行走轮，双轴电机安装在电机座上，所述行走轮固定在双轴电机的输出轴上，双轴电机的输入端电连接单片机的输出端，双轴电机的输出轴带动行走轮转动，通过行走轮对底座进行移动，保证了设计的合理性。
进一步的，所述升降机构包括导轨和直线电机，导轨竖直固定在水箱的侧面，所述直线电机装配在导轨上，直线电机通过第一铰链与承载架铰接，所述直线电机的输入端电连接单片机的输出端，直线电机在导轨上移动，从而对承载架的高度进行调节，第一电动推杆的伸缩端通过伸缩从而使承载架发生角度变化，从而使承载架与太阳能电池板平齐，通过调节便于满足不同清洗角度的太阳能电池板，从而提高了该清洗设备的适应能力。
进一步的，所述推动机构包括第二电动推杆和连接块，第二电动推杆安装在承载架上，所述连接块固定在第二电动推杆的伸缩端部，连接块焊接在车架上，所述第二电动推杆的输入端电连接单片机的输出端，第二电动推杆的伸缩端通过连接块对车架进行推动，便于车架转移到太阳能电池板上，保证了设计的合理性。
进一步的，还包括导向轮，所述导向轮有两组，两组导向轮对称安装在车架的左右两侧，车架通过导向轮行走在太阳能电池板上，保证了设计的合理性。
进一步的，还包括第一凹槽，所述第一凹槽开设在转向架的底部，弹簧的顶端伸入到第一凹槽的内侧，第一凹槽用于限制弹簧的侧向偏移，保证了弹簧的使用寿命。
进一步的，还包括第二凹槽，所述第二凹槽开设在安装座的顶部，弹簧的底端伸入到第二凹槽的内侧，第二凹槽用于限制弹簧的侧向偏移，保证了弹簧的使用寿命。
进一步的，还包括进水管，所述进水管连通固定在水箱的顶部，进水管上插接有封堵单元，通过进水管向水箱内加水，保证了设计的合理性。
进一步的，所述封堵单元包括连接绳和橡胶塞，橡胶塞与进水管插接，所述橡胶塞通过连接绳与水箱连接，加水完成后，通过橡胶塞与进水管插接对进水管进行封堵，避免污物通过进水管进入到水箱内，连接绳用于防止橡胶塞丢失，保证了使用的安全性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本太阳能电池板清洗设备，具有以下好处：
1、红外避障传感器对底座周围的障碍信息进行检测，GPS***对底座的空间位置信息进行定位，定位和检测的信息传递给单片机，单片机对信息进行分析处理，从而对底座进行移动，其能够对移动路径进行规划，提高了该清洗设备的智能化水平，第二伺服电机的输出轴带动电机座进行转动，从而对行走机构的行走方向进行调节，双轴电机的输出轴带动行走轮转动，通过行走轮对底座进行移动，通过移动，便于扩大工作范围，同时，提高了清洗工作的灵活性。
2、单片机通过无线收发器与缘处控制端进行信息交互，液位传感器对水箱内的液位进行检测，检测的信息传递给单片机，单片机对信息进行分析处理，当检测数据低于预设参数时，控制声光报警器进行报警，便于进行及时加水。
3、水泵通过水管将水箱内的水输送至喷管，喷管的水喷射在太阳能电池板的表面以及刮板上，通过刮板对太阳能电池板表面的污垢进行刮除，清洁电机的输出轴带动滚刷转动从而对清洁电机的表面进行清洁，其清洁方便，降低了相关人员的工作量，提高了清洗的效率。
4、在清洁过程中，刮板受到的力驱使伸缩杆伸缩，伸缩杆导致弹簧发生形变，形变力反作用于刮板，从而使刮板贴触在太阳能电池板的表面上，保证了设计的合理性。
5、直线电机在导轨上移动，从而对承载架的高度进行调节，第一电动推杆的伸缩端通过伸缩从而使承载架发生角度变化，从而使承载架与太阳能电池板平齐，然后，第二电动推杆的伸缩端通过连接块对车架进行推动，车架通过导向轮行走在太阳能电池板上，通过调节便于满足不同清洗角度的太阳能电池板，从而提高了该清洗设备的适应能力。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构第一剖面图；
图3为本发明结构第二剖面图；
图4为本发明A处结构放大图。
图中：1底座、2红外避障传感器、3液位传感器、4声光报警器、5封堵单元、51连接绳、52橡胶塞、6缓冲单元、61伸缩杆、62弹簧、7角度调节单元、71第一伺服电机、72转向架、8推动机构、81第二电动推杆、82连接块、9升降机构、91导轨、92直线电机、10行走机构、101双轴电机、102行走轮、11转向机构、1101第二伺服电机、1102电机座、12水箱、13承载架、14导向轮、15清洁电机、16滚刷、17车架、18单片机、19电源、20GPS***、21无线收发器、22控制箱、23水泵、24水管、25刮板、26喷管、27安装座、28铰支座、29第一电动推杆、30第二铰链、31第一铰链、32第一凹槽、33第二凹槽、34进水管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：太阳能电池板清洗设备，包括底座1、水箱12、升降机构9、角度调节单元7、安装座27、缓冲单元6和第一电动推杆29；
底座1：底部安装有转向机构11，转向机构11上安装有行走机构10，底座1的侧面安装有红外避障传感器2；
水箱12：固定在底座1的顶部，水箱12的前侧固定有控制箱22，控制箱22的内部分别安装有单片机18、电源19、GPS***20和无线收发器21，水箱12上与控制箱22相邻的侧面安装有液位传感器3，液位传感器3的探测端伸入到水箱12的内侧，水箱12的顶部安装有声光报警器4；
红外避障传感器2对底座1周围的障碍信息进行检测，GPS***20对底座1的空间位置信息进行定位，定位和检测的信息传递给单片机18，单片机18对信息进行分析处理，从而对底座1进行移动，其能够对移动路径进行规划，提高了该清洗设备的智能化水平；
单片机18通过无线收发器21与缘处控制端进行信息交互，液位传感器3对水箱12内的液位进行检测，检测的信息传递给单片机18，单片机18对信息进行分析处理，当检测数据低于预设参数时，控制声光报警器4进行报警，便于进行及时加水；
升降机构9：安装在水箱12的后侧，升降机构9的活动部位上通过第一铰链31铰接有承载架13，承载架13上安装有推动机构8，推动机构8的端部固定有车架17，车架17的侧面安装有清洁电机15，清洁电机15的输出轴上固定有滚刷16；
角度调节单元7：包括第一伺服电机71和转向架72，第一伺服电机71安装在车架17上，转向架72固定在第一伺服电机71的输出轴上；
安装座27：内侧分别安装有刮板25和喷管26，刮板25对应喷管26的喷水孔进行分布，喷管26通过水管24与水箱12内部连通，水管24为螺纹伸缩管，水管24与水箱12的连接处安装有水泵23，水泵23位于水箱12的内侧；
缓冲单元6：包括伸缩杆61和弹簧62，伸缩杆61固定在安装座27与转向架72之间，弹簧62套接在伸缩杆61上；
第一电动推杆29：安装端通过铰支座28与底座1铰接，第一电动推杆29的伸缩端通过第二铰链30与承载架13的底部铰接；
水泵23通过水管24将水箱12内的水输送至喷管26，喷管26的水喷射在太阳能电池板的表面以及刮板25上，通过刮板25对太阳能电池板表面的污垢进行刮除，清洁电机15的输出轴带动滚刷16转动从而对清洁电机15的表面进行清洁，其清洁方便，降低了相关人员的工作量，提高了清洗的效率；
在清洁过程中，刮板25受到的力驱使伸缩杆61伸缩，伸缩杆61导致弹簧62发生形变，形变力反作用于刮板25，从而使刮板25贴触在太阳能电池板的表面上，保证了设计的合理性；
其中，电源19、红外避障传感器2和液位传感器3的输出端电连接单片机18的输入端，单片机18的输出端电连接第一伺服电机71、第一电动推杆29、清洁电机15、声光报警器4和水泵23的输入端，单片机18与GPS***20以及无线收发器21双向电连接。
转向机构11包括第二伺服电机1101和电机座1102，第二伺服电机1101安装在底座1的底部，电机座1102固定在第二伺服电机1101的输出轴上，第二伺服电机1101的输入端电连接单片机18的输出端，第二伺服电机1101的输出轴带动电机座1102进行转动，从而对行走机构10的行走方向进行调节，提高了行走的能力。
行走机构10包括双轴电机101和行走轮102，双轴电机101安装在电机座1102上，行走轮102固定在双轴电机101的输出轴上，双轴电机101的输入端电连接单片机18的输出端，双轴电机101的输出轴带动行走轮102转动，通过行走轮102对底座1进行移动，保证了设计的合理性。
升降机构9包括导轨91和直线电机92，导轨91竖直固定在水箱12的侧面，直线电机92装配在导轨91上，直线电机92通过第一铰链31与承载架13铰接，直线电机92的输入端电连接单片机18的输出端，直线电机92在导轨91上移动，从而对承载架13的高度进行调节，第一电动推杆29的伸缩端通过伸缩从而使承载架13发生角度变化，从而使承载架13与太阳能电池板平齐，通过调节便于满足不同清洗角度的太阳能电池板，从而提高了该清洗设备的适应能力。
推动机构8包括第二电动推杆81和连接块82，第二电动推杆81安装在承载架13上，连接块82固定在第二电动推杆81的伸缩端部，连接块82焊接在车架17上，第二电动推杆81的输入端电连接单片机18的输出端，第二电动推杆81的伸缩端通过连接块82对车架17进行推动，便于车架转移到太阳能电池板上，保证了设计的合理性。
进一步的，还包括导向轮14，导向轮14有两组，两组导向轮14对称安装在车架17的左右两侧，车架17通过导向轮14行走在太阳能电池板上，保证了设计的合理性。
进一步的，还包括第一凹槽32，第一凹槽32开设在转向架72的底部，弹簧62的顶端伸入到第一凹槽32的内侧，第一凹槽32用于限制弹簧62的侧向偏移，保证了弹簧62的使用寿命。
进一步的，还包括第二凹槽33，第二凹槽33开设在安装座27的顶部，弹簧62的底端伸入到第二凹槽33的内侧，第二凹槽33用于限制弹簧62的侧向偏移，保证了弹簧62的使用寿命。
进一步的，还包括进水管34，进水管34连通固定在水箱12的顶部，进水管34上插接有封堵单元5，通过进水管34向水箱12内加水，保证了设计的合理性。
封堵单元5包括连接绳51和橡胶塞52，橡胶塞52与进水管34插接，橡胶塞52通过连接绳51与水箱12连接，加水完成后，通过橡胶塞52与进水管34插接对进水管34进行封堵，避免污物通过进水管34进入到水箱12内，连接绳51用于防止橡胶塞52丢失，保证了使用的安全性。
在使用时：红外避障传感器2对底座1周围的障碍信息进行检测，GPS***20对底座1的空间位置信息进行定位，定位和检测的信息传递给单片机18，单片机18对信息进行分析处理，从而对底座1进行移动。
第二伺服电机1101的输出轴带动电机座1102进行转动，从而对行走机构10的行走方向进行调节，双轴电机101的输出轴带动行走轮102转动，通过行走轮102对底座1进行移动。
单片机18通过无线收发器21与缘处控制端进行信息交互，液位传感器3对水箱12内的液位进行检测，检测的信息传递给单片机18，单片机18对信息进行分析处理，当检测数据低于预设参数时，控制声光报警器4进行报警。
通过进水管34向水箱12内加水，加水完成后，通过橡胶塞52与进水管34插接对进水管34进行封堵，连接绳51用于防止橡胶塞52丢失。
直线电机92在导轨91上移动，从而对承载架13的高度进行调节，第一电动推杆29的伸缩端通过伸缩从而使承载架13发生角度变化，从而使承载架13与太阳能电池板平齐，然后，第二电动推杆81的伸缩端通过连接块82对车架17进行推动，车架17通过导向轮14行走在太阳能电池板上。
水泵23通过水管24将水箱12内的水输送至喷管26，喷管26的水喷射在太阳能电池板的表面以及刮板25上，通过刮板25对太阳能电池板表面的污垢进行刮除，清洁电机15的输出轴带动滚刷16转动从而对清洁电机15的表面进行清洁。
在清洁过程中，刮板25受到的力驱使伸缩杆61伸缩，伸缩杆61导致弹簧62发生形变，形变力反作用于刮板25，从而使刮板25贴触在太阳能电池板的表面上。
第一凹槽32与第二凹槽33用于限制弹簧62的侧向偏移。
当需要对滚刷16进行清洁时，第一伺服电机71的输出轴通过转向架72驱使安装座27转动，从而使刮板25贴触在滚刷16的表面上，滚刷16转动并在刮板25的压迫上将污水挤出。
值得注意的是：单片机18控制红外避障传感器2、液位传感器3、第一伺服电机71、第一电动推杆29、清洁电机15、声光报警器4、水泵23、GPS***20、无线收发器21、第二伺服电机1101、双轴电机101、直线电机92和第二电动推杆81均采用现有技术中常用的方法，第一伺服电机71、第一电动推杆29、清洁电机15、声光报警器4、水泵23、第二伺服电机1101、双轴电机101、直线电机92和第二电动推杆81均采用现有技术中常用的方法，红外避障传感器2采用北醒光子科技有限公司的产品，液位传感器3采用北京星仪传感器技术有限公司的产品，GPS***20选用菏泽智仁网络科技有限公司的产品，无线收发器21选用广州市爱浦电子科技有限公司的产品，单片机18选用51系列单片机。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.太阳能电池板清洗设备，其特征在于：包括底座(1)、水箱(12)、升降机构(9)、角度调节单元(7)、安装座(27)、缓冲单元(6)和第一电动推杆(29)；
底座(1)：底部安装有转向机构(11)，转向机构(11)上安装有行走机构(10)，所述底座(1)的侧面安装有红外避障传感器(2)；
水箱(12)：固定在底座(1)的顶部，所述水箱(12)的前侧固定有控制箱(22)，控制箱(22)的内部分别安装有单片机(18)、电源(19)、GPS***(20)和无线收发器(21)，所述水箱(12)上与控制箱(22)相邻的侧面安装有液位传感器(3)，液位传感器(3)的探测端伸入到水箱(12)的内侧，所述水箱(12)的顶部安装有声光报警器(4)；
升降机构(9)：安装在水箱(12)的后侧，所述升降机构(9)的活动部位上通过第一铰链(31)铰接有承载架(13)，所述承载架(13)上安装有推动机构(8)，推动机构(8)的端部固定有车架(17)，所述车架(17)的侧面安装有清洁电机(15)，清洁电机(15)的输出轴上固定有滚刷(16)；
角度调节单元(7)：包括第一伺服电机(71)和转向架(72)，第一伺服电机(71)安装在车架(17)上，所述转向架(72)固定在第一伺服电机(71)的输出轴上；
安装座(27)：内侧分别安装有刮板(25)和喷管(26)，刮板(25)对应喷管(26)的喷水孔进行分布，所述喷管(26)通过水管(24)与水箱(12)内部连通，水管(24)为螺纹伸缩管，所述水管(24)与水箱(12)的连接处安装有水泵(23)，水泵(23)位于水箱(12)的内侧；
缓冲单元(6)：包括伸缩杆(61)和弹簧(62)，伸缩杆(61)固定在安装座(27)与转向架(72)之间，所述弹簧(62)套接在伸缩杆(61)上；
第一电动推杆(29)：安装端通过铰支座(28)与底座(1)铰接，所述第一电动推杆(29)的伸缩端通过第二铰链(30)与承载架(13)的底部铰接；
其中，所述电源(19)、红外避障传感器(2)和液位传感器(3)的输出端电连接单片机(18)的输入端，单片机(18)的输出端电连接第一伺服电机(71)、第一电动推杆(29)、清洁电机(15)、声光报警器(4)和水泵(23)的输入端，所述单片机(18)与GPS***(20)以及无线收发器(21)双向电连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洗设备，其特征在于：所述转向机构(11)包括第二伺服电机(1101)和电机座(1102)，第二伺服电机(1101)安装在底座(1)的底部，所述电机座(1102)固定在第二伺服电机(1101)的输出轴上，第二伺服电机(1101)的输入端电连接单片机(18)的输出端。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池板清洗设备，其特征在于：所述行走机构(10)包括双轴电机(101)和行走轮(102)，双轴电机(101)安装在电机座(1102)上，所述行走轮(102)固定在双轴电机(101)的输出轴上，双轴电机(101)的输入端电连接单片机(18)的输出端。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洗设备，其特征在于：所述升降机构(9)包括导轨(91)和直线电机(92)，导轨(91)竖直固定在水箱(12)的侧面，所述直线电机(92)装配在导轨(91)上，直线电机(92)通过第一铰链(31)与承载架(13)铰接，所述直线电机(92)的输入端电连接单片机(18)的输出端。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洗设备，其特征在于：所述推动机构(8)包括第二电动推杆(81)和连接块(82)，第二电动推杆(81)安装在承载架(13)上，所述连接块(82)固定在第二电动推杆(81)的伸缩端部，连接块(82)焊接在车架(17)上，所述第二电动推杆(81)的输入端电连接单片机(18)的输出端。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洗设备，其特征在于：还包括导向轮(14)，所述导向轮(14)有两组，两组导向轮(14)对称安装在车架(17)的左右两侧。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洗设备，其特征在于：还包括第一凹槽(32)，所述第一凹槽(32)开设在转向架(72)的底部，弹簧(62)的顶端伸入到第一凹槽(32)的内侧。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洗设备，其特征在于：还包括第二凹槽(33)，所述第二凹槽(33)开设在安装座(27)的顶部，弹簧(62)的底端伸入到第二凹槽(33)的内侧。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洗设备，其特征在于：还包括进水管(34)，所述进水管(34)连通固定在水箱(12)的顶部，进水管(34)上插接有封堵单元(5)。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池板清洗设备，其特征在于：所述封堵单元(5)包括连接绳(51)和橡胶塞(52)，橡胶塞(52)与进水管(34)插接，所述橡胶塞(52)通过连接绳(51)与水箱(12)连接。
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