CN113972889A - 一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置，立柱的下端与车斗连接，旋转台的一端与立柱的顶端通过第一驱动机构转动连接，另一端与第二驱动机构连接；第一伸缩装置的一端与第二驱动机构连接，第一伸缩装置的另一端与第二伸缩装置的一端以及第三伸缩装置的一端连接；第二伸缩装置与第三伸缩装置轴线平行且第二伸缩装置位于第三伸缩装置的正上方；回收漏斗设置于第三伸缩装置的另一端，高压水喷头和清洗剂雾化喷头设置于第二伸缩装置的另一端；高压水喷头、清洗剂雾化喷头和回收漏斗分别与供水装置、供清洗液装置和废液收集装置连接。本发明解决了在清洗太阳能板面时人工清洁质量低、清洗效率低、清洗效果差以及太阳能板损坏的问题。

Description

一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置

技术领域

本发明属于太阳能板清洁技术领域，具体涉及一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置。

背景技术

随着国际经济的高速发展，人类对于资源的需求越来越多。目前使用的新能源有风能、潮汐能和太阳能等。由于太阳能的便捷性、绿色性以及其取之不竭等特性，它已经成为使用最广泛的新型能源。但随着装机容量的增加，电站运维问题逐渐凸显，其中积灰问题最为严重，灰尘的覆盖极大地降低了太阳能组件的发电效率，成为太阳能发展的最大障碍。

太阳能是一种可再生的清洁能源，它有十分广阔的应用前景。我国近些年来光伏发电产业发展十分迅速，光伏电站太阳能板一般采用晶硅材料，光电转化效率低，灰尘和积垢会使发电效率更低。迄今为止国内外对太阳能电池片材料的研究水平并不能显著提高光电转换效率，因此若能够对光伏太阳能板进行有效的清洁，在同等装机容量下可以提高光伏电站的发电效率。光伏电站太阳能板，较湿润地区的清洗频率一般为3～5月一次，西北等较干燥地区清洗频率一般每月一次。从电池板的数量和清洗频率可看出光伏电站太阳能板的清洁市场十分广阔。

目前，国内许多光伏电站还是以人工配备高压水枪或者清洗刷的清理方式为主要清理方式。这种清洗方式的优点主要是操作简单，无需购买昂贵设备，不污染环境。缺点有:①人工高压水枪冲洗的方式对于浮沉的清洗效果比较好，但是对于污垢清洁效果一般，灰尘形成的积垢表面比较粗糙、附着力较强，这种清洗方式难以清除太阳能板上的积垢；②耗水量大，水资源利用率低，清洁维护效率低、周期长、无法克服清洁周期内灰尘的影响；③人工清洁并未有确切的规程来保证清洁的质量。同时，也有不少采用机器人直接清理，机器人装载着清洗装置、水以及清洗剂等进行作业，此清理方式最大的缺点是机器人较重，太阳能板面较容易被压坏，并且太阳能板清洁机器人和太阳能板自洁技术尚不成熟，尚未见大规模应用报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多自由度悬臂式的太阳能板清洗装置，以降低劳动强度，大幅度提高工作效率，以解决在清洗太阳能板面时人工清洁质量低、清洗效率低、清洗效果差以及太阳能板损坏的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置，包括车斗、供水装置、供清洗液装置、废液收集装置、立柱、旋转台、第一伸缩装置、第二伸缩装置、第三伸缩装置、高压水喷头、清洗剂雾化喷头和回收漏斗；

供水装置、供清洗液装置和废液收集装置均设置于车斗上；

立柱的下端与车斗连接，旋转台的一端与立柱的顶端通过第一驱动机构转动连接，第一驱动机构能够驱动旋转台沿垂直于立柱轴线的平面转动；旋转台的另一端与第二驱动机构连接；

第一伸缩装置的一端与第二驱动机构连接，第二驱动机构能够驱动第一伸缩装置沿竖直面转动，第一伸缩装置的另一端与第二伸缩装置的一端以及第三伸缩装置的一端连接；第二伸缩装置与第三伸缩装置轴线平行且第二伸缩装置位于第三伸缩装置的正上方；

回收漏斗设置于第三伸缩装置的另一端，回收漏斗的开口朝向第二伸缩装置，高压水喷头和清洗剂雾化喷头用于清洗太阳能板且均设置于第二伸缩装置的另一端；

高压水喷头、清洗剂雾化喷头和回收漏斗分别与供水装置、供清洗液装置和废液收集装置连接。

优选的，第一驱动机构包括第一电机，第一电机设置于立柱的顶端，第一电机输出轴的轴线与立柱轴线平行，第一电机的输出轴与旋转台垂直连接。

优选的，第二驱动机构包括固定轴、第二电机、转动轴套和第一连接杆，旋转台的端部设有U型缺口，所述固定轴设置于U型缺口的一边，转动轴套的一端套在所述固定轴上；

转动轴套的另一端伸入U型缺口的另一边且与U型缺口的该边之间间隙配合或转动连接，第二电机的输出轴与转动轴套的该端同轴连接；第一连接杆的一端与转动轴套垂直连接，第一连接杆的另一端与第一伸缩装置固定连接。

优选的，第一伸缩装置包括缸筒、缸杆和第三电机，缸筒与第二驱动机构连接，缸杆安装在缸筒内，缸杆的外端安装有圆盘，圆盘与第二伸缩装置以及第三伸缩装置连接；第三电机安装于圆盘上，第三电机的输出轴上同轴连接有螺杆，缸筒上设置有与该螺杆配合连接的螺母。

优选的，第二伸缩装置和第三伸缩装置均采用伸缩杆。

优选的，第二伸缩装置和第三伸缩装置的固定端均在外部套设有固定轴套。

优选的，回收漏斗的口部形状采用矩形，回收漏斗口部的长边与第三伸缩装置的轴线垂直。

优选的，供水装置包括水箱和第一定量泵，水箱安装于车斗上，第一定量泵的入口与水箱连通，第一定量泵的出口与高压水喷头连接；

供清洗液装置包括清洗剂箱和第二定量泵，清洗剂箱安装于车斗上，第二定量泵的入口与清洗剂箱连通，第二定量泵的出口与清洗剂雾化喷头连接；

废液收集装置包括污水箱，污水箱安装于车斗上，回收漏斗的出口通过管路与污水箱连接。

优选的，本发明多自由度悬臂式太阳能板清洗装置还包括控制器和能够对太阳能板的特征与位姿进行识别的识别摄像头，识别摄像头与所述控制器连接，所述控制器还与第一伸缩装置、供水装置、供清洗液装置、第一驱动机构以及第二驱动机构连接。

优选的，本发明多自由度悬臂式太阳能板清洗装置还包括行驶装置，车斗安装于行驶装置上。

本发明具有如下有益效果：

本发明多自由度悬臂式太阳能板清洗装置中，第一驱动机构能够驱动旋转台沿垂直于立柱轴线的平面转动、第二驱动机构能够驱动第一伸缩装置沿竖直面转动、设置第一伸缩装置能够调整高压水喷头、清洗剂雾化喷头和回收漏斗的整***置、利用第二伸缩装置能够进一步调节高压水喷头和清洗剂雾化喷头的位置、利用第三伸缩装置能够进一步调节回收漏斗的位置，因此本发明能够实现清洗部(即高压水喷头和清洗剂雾化喷头)的多自由度调节，能够方便地将清洗部调节到需要的清洗角度，能够多角度对太阳能板进行清洗，而不是直接在太阳能板板面上进行作业，不会因其自重而对作业对象产生不可逆转的损伤。通过设置清洗剂雾化喷头和高压水喷头能够实现清洗剂与清水分别冲洗，较传统单一清水高压冲洗，除污能力强，清洗效果极佳。通过设置回收漏斗能够将清洗后的废液进行回收，具体的，在使用时，通过控制第二伸缩装置和第三伸缩装置的伸长量，能够使本发明适应不同倾斜角度的太阳能板，并且使高压水喷头和清洗剂雾化喷头处于较高且更靠近太阳能板的位置，而回收漏斗处于较低且位于太阳能板面下沿的位置，这样当太阳能板上的废液流下时能够被回收漏斗盛接回收。本发明通过机械设备实现对太阳能板的清洗，因此能够降低劳动强度，大幅度提高工作效率，同时能够有效避免在清洗过程中与太阳能板接触而造成太阳能板损坏的问题。

附图说明

图1是本发明实施例中自由度悬臂式太阳能板清洗装置的第一结构框图；

图2是本发明实施例中自由度悬臂式太阳能板清洗装置的第二结构框图；

图3是本发明实施例中自由度悬臂式太阳能板清洗装置工作过程的示意图；

图4是本发明实施例中自由度悬臂式太阳能板清洗装置在存放状态下的侧视图；

图5是本发明实施例中自由度悬臂式太阳能板清洗装置在待机状态下的侧视图；

图6是本发明实施例中自由度悬臂式太阳能板清洗装置在工作状态下的全结构图；

图7是本发明实施例中自由度悬臂式太阳能板清洗装置在工作状态下的侧视图。

图中，1-车斗，2-底盘，3-立柱，4-第一电机，5-旋转台，第二电机8-转动轴套，9-第一连接杆，10-缸筒，11-缸杆，12-圆盘，14-第三电机，17-第二连接杆，18-进液壳，21-清水伸缩管，22-高压水喷头，25-清洗剂伸缩管，26-清洗剂雾化喷头，27-识别摄像头，28-回收装置固定轴套，29-回收装置伸缩杆，30-回收装置固定杆，31-回收漏斗，32-回收装置直管，33-回收装置软管，34-水箱，35-第一定量泵，36-清水出箱直管，37-清水溢流管，38-第一溢流阀，39-第一电磁阀，40-清水出箱软管，41-清洗剂箱，42-第二定量泵，43-清洗剂出箱直管，44-清洗剂溢流管，45-第二溢流阀，第二电磁阀47-清洗剂出箱软管，48-污水箱，49-污水进箱直管，50-污水进箱软管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本专利的保护范围。

参照图4-图7，本发明多自由度悬臂式太阳能板清洗装置，包括车斗1、供水装置、供清洗液装置、废液收集装置、立柱3、旋转台5、第一伸缩装置、第二伸缩装置、第三伸缩装置、高压水喷头22、清洗剂雾化喷头26和回收漏斗31；供水装置、供清洗液装置和废液收集装置均设置于车斗1上；立柱3的下端与车斗1连接，旋转台5的一端与立柱3的顶端通过第一驱动机构转动连接，第一驱动机构能够驱动旋转台5沿垂直于立柱3轴线的平面转动，如图4、图5和图7所示，旋转台5的旋转方向垂直于纸面；旋转台5的另一端与第二驱动机构连接；第一伸缩装置的一端与第二驱动机构连接，第二驱动机构能够驱动第一伸缩装置沿竖直面转动，如图4、图5和图7所示，第一伸缩装置的旋转方向平行于纸面，第一伸缩装置的另一端与第二伸缩装置的一端以及第三伸缩装置的一端连接；第二伸缩装置与第三伸缩装置轴线平行且第二伸缩装置位于第三伸缩装置的正上方；回收漏斗31设置于第三伸缩装置的另一端，回收漏斗31的开口朝向第二伸缩装置，高压水喷头22和清洗剂雾化喷头26用于清洗太阳能板且均设置于第二伸缩装置的另一端，如图4、图5和图7所示，回收漏斗31的开口朝向上，便于盛接高压水喷头22和清洗剂雾化喷头26清洗后沿着太阳能板表面流下来的废水；高压水喷头22、清洗剂雾化喷头26和回收漏斗31分别与供水装置、供清洗液装置和废液收集装置连接。供水装置可为高压水喷头22提供清洗水，供清洗液装置能够为清洗剂雾化喷头26提供清洗剂，废液收集装置能够收集回收漏斗31收集的清洗废水。

作为本发明优选的实施方案，第一驱动机构包括第一电机4，第一电机4设置于立柱3的顶端，第一电机4输出轴的轴线与立柱3轴线平行，第一电机4的输出轴与旋转台5垂直连接，第一电机4能够驱动旋转台5旋转，如图4、图5和图7所示，旋转台5的转动方向垂直于纸面。

作为本发明优选的实施方案，第二驱动机构包括固定轴、第二电机、转动轴套8和第一连接杆9，旋转台5的端部设有U型缺口，所述固定轴设置于U型缺口的一边，转动轴套8的一端套在所述固定轴上，转动轴套8与固定轴之间为间隙配合，转动轴套8能够在固定轴上转动；

转动轴套8的另一端伸入U型缺口的另一边且与U型缺口的该边之间间隙配合或转动连接，这样转动轴套8的两端就通过所述固定轴和旋转台5的U型缺口侧边所分别支撑，第二电机的输出轴与转动轴套8的该端同轴连接，这样第二电机能够驱动转动轴套8以转动轴套8的轴线为转轴进行转动；第一连接杆9的一端与转动轴套8的中部垂直连接，第一连接杆9的另一端与第一伸缩装置固定连接，这样在转动轴套8转动时，如图4、图5和图7所示，第一连接杆9就能够沿在平行于纸面的平面内转动，同时第一连接杆9带动第一伸缩装置也能够沿在平行于纸面的平面内转动。

作为本发明优选的实施方案，第一伸缩装置包括缸筒10、缸杆11和第三电机14，缸筒10与第二驱动机构连接，缸杆11安装在缸筒10内，缸杆11可沿缸筒10滑动，缸杆11的外端(即位于缸筒10外部的一端，如图4所示的右端)安装有圆盘12，圆盘12与第二伸缩装置以及第三伸缩装置连接；第三电机14安装于圆盘12上，第三电机14的输出轴上同轴连接有螺杆，缸筒10上设置有与该螺杆配合连接的螺母，第三电机14可驱动螺杆转动，螺杆与螺母螺纹配合连接，因此当第三电机14转动后，利用所述螺杆、螺母可驱动缸杆11沿缸筒10滑动，使得整个第一伸缩装置的长度达到预设长度。

作为本发明优选的实施方案，第二伸缩装置和第三伸缩装置均采用伸缩杆，该伸缩杆可采用手动式的。

作为本发明优选的实施方案，第二伸缩装置和第三伸缩装置的固定端均在外部套设有固定轴套，固定轴套可以对第二伸缩装置和第三伸缩装置的固定端起到稳固的作用。

作为本发明优选的实施方案，回收漏斗31的口部形状采用矩形，回收漏斗31口部的长边与第三伸缩装置的轴线垂直，该形状的回收漏斗31的接水区域大，有利于回收清洗废水，此外，当高压水喷头22、清洗剂雾化喷头26需要上调位置时，该形状的回收漏斗31还能够与太阳能板表面进行贴合，以便于盛接清洗废水。

作为本发明优选的实施方案，供水装置包括水箱34和第一定量泵35，水箱34安装于车斗1上，第一定量泵35的入口与水箱34连通，第一定量泵35的出口与高压水喷头22连接；

供清洗液装置包括清洗剂箱41和第二定量泵42，清洗剂箱41安装于车斗1上，第二定量泵42的入口与清洗剂箱41连通，第二定量泵42的出口与清洗剂雾化喷头26连接；

废液收集装置包括污水箱48，污水箱48安装于车斗1上，回收漏斗31的出口通过管路与污水箱48连接。

作为本发明优选的实施方案，本发明多自由度悬臂式太阳能板自动清洗装置还包括控制器和能够对太阳能板的特征与位姿进行识别的识别摄像头27，识别摄像头27与所述控制器连接，所述控制器还与第一伸缩装置、供水装置、供清洗液装置、第一驱动机构以及第二驱动机构连接。利用识别摄像头27和控制器可快速控制整个多自由度悬臂式太阳能板自动清洗装置移动至合适的位置，快速进行清洗作业。

作为本发明优选的实施方案，本发明多自由度悬臂式太阳能板自动清洗装置还包括行驶装置，车斗1安装于行驶装置上。

实施例

需要说明的是由于本发明设计方案所含元件数量多，给出了图1，图1为图2的简明扼要，在图2中，执行机构A代表水运输装置和清洗剂运输装置，即清水进壳直管、清水进壳软管、清伸缩管21、洗剂进壳直管、洗剂进壳软管、洗剂伸缩管25和进液壳18；执行机构B代表缸杆11、旋转台5、转动轴套8和螺杆；执行机构C表高压水喷头22和洗剂雾化喷头26；回收装置含盖了污水箱48；其余与文中表述相同。

具体的，本实施例多自由度悬臂式太阳能板自动清洗装置包括车斗1，底盘2，立柱3，第一电机4，旋转台5，固定轴，第二电机，转动轴套8，第一连接杆9，缸筒10，缸杆11，圆盘12，轴套支架，第三电机，电机支架15，螺杆，第二连接杆17，进液壳18，清水进壳直管，清水进壳软管，清水伸缩管21，高压水喷头22，清洗剂进壳直管，清洗剂进壳软管，清洗剂伸缩管25，清洗剂雾化喷头26，识别摄像头27，回收装置固定轴套28，回收装置伸缩杆29，回收装置固定杆30，回收漏斗31，回收装置直管32，回收装置软管33，水箱34，第一定量泵35，清水出箱直管36，清水溢流管37，第一溢流阀38，第一电磁阀39，清水出箱软管40，清洗剂箱41，第二定量泵42，清洗剂出箱直管43，清洗剂溢流管44，第二溢流阀45，第二电磁阀，清洗剂出箱软管47，污水箱48，污水进箱直管49，污水进箱软管50。

底盘2、立柱3、水箱34、清洗剂箱41和污水箱48设置于车斗1上，立柱3安装于底盘2上部；旋转台5设置于立柱3顶部，第一电机4嵌入在立柱3与旋转台5间；参照图6，旋转台5的端部设有U型缺口，所述固定轴设置于U型缺口的一边如图6所示转动轴套8的左上端，图上未画出固定轴，转动轴套8的一端套在所述固定轴上；转动轴套8的另一端(如图6所示转动轴套8的右下端)伸入U型缺口的另一边且与U型缺口的该边之间间隙配合或转动连接，第二电机安装在旋转台5内，旋转台5的输出轴与转动轴套8的右下端同轴连接；第一连接杆9的一端与转动轴套8垂直连接，第一连接杆9的另一端与第一伸缩装置固定连接；第二电机的输出轴驱动所述固定轴转动，所述固定轴驱动转动轴套8转动，转动轴套8驱动第一连接杆9转动；缸筒10安装于第一连接杆9上；缸杆11安装在缸筒10内，其上装有耐磨圈；圆盘12通过螺钉固定安装在缸杆11；轴套支架与电机支架15安装在圆盘12上，螺杆安装于轴套支架内，第三电机可拆卸安装于电机支架15；第三电机14的输出轴上同轴连接有螺杆，缸筒10上设置有与该螺杆配合连接的螺母，第三电机14通过驱动螺杆转动，螺杆与螺母之间的螺纹配合，使得缸杆11能够沿缸筒10的轴向进行移动，实现整个第一伸缩装置的伸长或缩短。第二连接杆17固定安装在圆盘12上，进液壳18一端与第二连接杆17连接；清水进壳直管、清洗剂进壳直管平行内置于进液壳18内；清水进壳软管上侧与清水进壳直管连接，下侧与清水出箱软管40连接；清洗剂进壳直管上侧与清洗剂进壳直管连接，下侧与清洗剂出箱软管47连接；清水伸缩管21一端与清水进壳直管连接，另一端安装有高压水喷头22；清洗剂伸缩管25一端与清洗剂进壳直管连接，另一端安装有清洗剂雾化喷头26；识别摄像头27可拆卸安装于进液壳18上；回收装置固定轴套28安装于圆盘12，其位置处于进液壳18下方；回收装置伸缩杆29安装在回收装置固定轴套28内，顶部与回收装置固定杆30固定连接，回收漏斗31底部安装于回收装置固定杆30端部，回收装置直管32一端安装于回收漏斗31底部，另一端安装有回收装置软管33，回收装置软管33一端与污水进箱软管50相连；第一定量泵35安装于水箱34上部出口处，其侧位设有第一溢流阀38，端部位置设有第一电磁阀39，第一溢流阀38安装于清水溢流管37，清水溢流管37一端与清水出箱直管36相连；清水出箱直管36一端与第一定量泵35连接，另一端与清水出箱软管40连接；第二定量泵42安装于清洗剂箱41上部出口处，其侧方设置有第二溢流阀45，端部位置设置有第二电磁阀，第二溢流阀45安装于清洗剂溢流管44，清洗剂溢流管44一端清洗剂出箱直管43相连；清洗剂出箱直管43一端与第二定量泵42连接，另一端与清洗剂出箱软管47连接；污水进箱直管49底部安装于污水箱48，另一端与污水进箱软管50相连。

所述车斗1安装在行驶装置(采用车载移动配合机械臂升降的移动方式)上，该车斗尺寸与市面上常见行驶装置尺寸匹配，行驶装置上置有卡槽，作业时，将所述装置安装在卡槽内，其主要作用为承载所述太阳能板自动清洗装置。

所述底盘2用于衔接车斗1与立柱3，与车斗1间采用螺栓与螺母的形式可拆卸连接，使立柱3及其以上的部件在太阳能板自动清洗装置作业时具有足够的稳定性。

所述立柱3与旋转台5连接，立柱3与旋转台5之间内置第一电机4，第一电机4用于驱动旋转台5，使旋转台5旋转到合适的位置，保证所述太阳能板自动清洗装置能够对当前位姿下的太阳能板进行作业。

所述转动轴套8，通过固定轴与旋转台5固定连接，内置第二电机，用于驱动转动轴套旋转。

所述缸筒10通过第一连接杆9与转动轴套固定连接。其内置的两根缸杆11能够在作业时伸长，使清洗剂雾化喷头再次正对太阳能板板面。

所述圆盘12一侧通过螺钉与缸杆11固定连接，另一侧安装主要清洗作业部件，轴套支架，第三电机，电机支架15，螺杆，第二连接杆17，进液壳18，清水进壳直管，清水进壳软管，清水伸缩管21，高压水喷头22，清洗剂进壳直管，清洗剂进壳软管，清洗剂伸缩管25，清洗剂雾化喷头26，识别摄像头27，回收装置固定轴套28，回收装置伸缩杆29，回收装置固定杆30，回收漏斗31，回收装置直管32，回收装置软管33。

所述电机支架15采用螺栓与螺母或螺栓与螺纹孔的形式可拆卸安装在圆盘12上，用于固定第三电机。

所述第三电机安装在电机支架15上，其作用是驱动螺杆转动。

所述清水进壳直管，清水进壳软管，清水伸缩管21，高压水喷头22，清洗剂进壳直管，清洗剂进壳软管，清洗剂伸缩管25以及清洗剂雾化喷头26用于将清水及清洗剂喷射于太阳能板板面上。

所述识别摄像头27底部采用螺栓与螺纹孔的形式可拆卸安装在进液壳18上，经深度学习预先训练好，然后开始对太阳能板的特征与位姿进行识别与计算并将结果传输给控制器，控制器驱动第一电机4、第二电机与第三电机使旋转台、转动轴套与转动轴旋转，驱动两根缸杆伸长，最终使清洗剂雾化喷头正对太阳能板板面。

所示回收装置固定轴套28，回收装置伸缩杆29，回收装置固定杆30，回收漏斗31，回收装置直管32以及回收装置软管33用于回收经清洗剂及清水冲洗后的太阳能板板面上的污水。

所述回收装置伸缩杆29通过所示回收装置固定轴套28与圆盘12相连。所述回收装置固定杆30一侧与回收漏斗31相连，另一侧与回收装置伸缩杆29相连。

所述回收漏斗31下侧分别接有回收装置直管32与回收装置软管33。

所述水箱34通过焊接方式固定安装在车斗1上，用于储存作业时所需的水，其上接有第一定量泵35，当太阳能板自动清洗装置处于存放状态时候，将水箱34注满清水，启动第一定量泵35，此时第一电磁阀39处于关闭状态，第一溢流阀38在压力作用下阀芯打开，清水经清水溢流管37回水箱。

所述清水出箱直管36安装在水箱34上，另一侧接清水出箱软管40，作为太阳能板自动清洗装置作业时水的运输通道。

所述清洗剂箱41通过焊接方式固定安装在车斗1上，用于储存作业时所需的清洗剂，其与第二定量泵42、清洗剂溢流管44、第二溢流阀45以及第二电磁阀连接方式与作业机理与水箱34一致。

所述清洗剂出箱直管43安装在清洗剂箱41上，另一侧接清洗剂出箱软管47，作为太阳能板自动清洗装置作业时清洗剂的运输通道。

所述污水箱48通过焊接方式固定在车斗1上，其上依次装有污水进箱直管49和污水进箱软管50，用于回收作业所产生的污水。

本实施例的工作过程如下：

清洗作业开始前，太阳能板自动清洗装置处于存放状态，将水箱34与清洗剂箱41分别注满清水与清洗剂，启动第一定量泵35与第二定量泵42，此时第一电磁阀39与第二电磁阀处于关闭状态，第一溢流阀38与第二溢流阀45在压力作用下阀芯打开，清水和清洗剂分别经清水溢流管37与清洗剂溢流管44流回水箱34和清洗剂箱41，将清水伸缩管21、清洗剂伸缩管25与回收装置伸缩杆29分别从进液壳18与回收装置固定轴套28中拉出至最长，并将行驶装置停太阳能板的可清洗范围内；按下驾驶室内的待机按钮，第二电机旋转，使太阳能板自动清洗装置处于待机状态；再按下驾驶室内的清洗启动按钮，基于深度学习预先训练好的识别摄像头27开始对太阳能板的特征与位姿进行识别与计算并将结果传输给控制器，控制器驱动第一电机4、第二电机与第三电机使旋转台5、转动轴套8与螺杆旋转，驱动两根缸杆11伸长，最终使清洗剂雾化喷头26正对太阳能板板面中心；两秒后控制器给第二电磁阀发送信号使第二电磁阀的阀芯开启，等待一秒后关闭，在阀芯开启与关闭期间清洗剂经清洗剂出箱直管43、清洗剂出箱软管47、清洗剂进壳软管与清洗剂进壳直管流入进液壳18，经进液壳18与清洗剂伸缩管25流到清洗剂雾化喷头26处，清洗剂经高压雾化后均匀的喷在太阳能板面上与污染物反应；等待十秒后控制器给第一电磁阀39发送信号使第一电磁阀39的阀芯开启，等待三秒后关闭，在阀芯开启与关闭期间清水经清水出箱直管36、清水出箱软管40、清水进壳软管与清水进壳直管流入进液壳18，经进液壳18与清水伸缩管21流到高压水喷头22处，清水经加压后喷射在太阳能板面上，在此期间，第三电机带动末端清洗装置在-20度至20度的范围内转动以增大冲洗面积，将板面上发生反应的污染物与残留清洗剂冲洗干净，冲洗后的污水会落在回收漏斗31上，经回收装置直管32、回收装置软管33、污水进箱软管50与污水进箱直管49流入污水箱中；随后清水与清洗剂保持溢流，太阳能板自动清洗装置自动恢复到待机状态，太阳能板上残留的清水会在较短时间内在环境温度下蒸干；第一块太阳能板清洗完后，行驶装置前行并停在下一个太阳能板可清洗范围内，按下驾驶室内的清洗启动按钮，识别摄像头27对太阳能板的特征与位姿进行识别与计算并将结果传输给控制器，控制器驱动第一电机4、第二电机与第三电机使旋转台5、转动轴套8与螺杆旋转，驱动两根缸杆11伸长，使清洗剂雾化喷头26再次正对太阳能板板面，随后的清洗方式与第一个太阳能板的清洗方式一样，直至所有的太阳能板都清洗完成；司机按下停止清洗按钮，太阳能板自动清洗装置恢复到存放状态，最后将清水伸缩管21、清洗剂伸缩管25与回收装置伸缩杆29缩回到存放状态时的位置。

从上述技术方案可以看出，本发明有如下特点：

(A)本发明所设计的是一种多自由度悬臂式的太阳能板自动清洗装置，该装置安装在行驶装置上能够多角度对太阳能板进行清洗，而不是直接在太阳能板板面上进行作业，不会因其自重而对作业对象产生不可逆转的损伤。

(B)本发明设计的清洗剂与清水分别冲洗，较传统单一清水高压冲洗，除污能力强，清洗效果极佳。

(C)本发明设计的回收装置，能够及时回收作业后产生的污水，无清洗剂残留，延长了太阳能板的使用寿命。

(D)本发明安装多传感器融合的双目摄像头识别并自动调整位姿，用清洗剂与水进行清洗，摄像头能够对清洗后的太阳能板进行识别，并判断清洗效果，自动化、智能化、机械化程度高。

(E)本发明所设计的装置结构简单、成本低、制造加工方便、性能可靠性高，工作状态稳定，抗干扰能力强。

Claims (10)

1.一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置，其特征在于，包括车斗(1)、供水装置、供清洗液装置、废液收集装置、立柱(3)、旋转台(5)、第一伸缩装置、第二伸缩装置、第三伸缩装置、高压水喷头(22)、清洗剂雾化喷头(26)和回收漏斗(31)；

供水装置、供清洗液装置和废液收集装置均设置于车斗(1)上；

立柱(3)的下端与车斗(1)连接，旋转台(5)的一端与立柱(3)的顶端通过第一驱动机构转动连接，第一驱动机构能够驱动旋转台(5)沿垂直于立柱(3)轴线的平面转动；旋转台(5)的另一端与第二驱动机构连接；

第一伸缩装置的一端与第二驱动机构连接，第二驱动机构能够驱动第一伸缩装置沿竖直面转动，第一伸缩装置的另一端与第二伸缩装置的一端以及第三伸缩装置的一端连接；第二伸缩装置与第三伸缩装置轴线平行且第二伸缩装置位于第三伸缩装置的正上方；

回收漏斗(31)设置于第三伸缩装置的另一端，回收漏斗(31)的开口朝向第二伸缩装置，高压水喷头(22)和清洗剂雾化喷头(26)用于清洗太阳能板且均设置于第二伸缩装置的另一端；

高压水喷头(22)、清洗剂雾化喷头(26)和回收漏斗(31)分别与供水装置、供清洗液装置和废液收集装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置，其特征在于，第一驱动机构包括第一电机(4)，第一电机(4)设置于立柱(3)的顶端，第一电机(4)输出轴的轴线与立柱(3)轴线平行，第一电机(4)的输出轴与旋转台(5)垂直连接。

3.根据权利要求1所述的一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置，其特征在于，第二驱动机构包括固定轴、第二电机、转动轴套(8)和第一连接杆(9)，旋转台(5)的端部设有U型缺口，所述固定轴设置于U型缺口的一边，转动轴套(8)的一端套在所述固定轴上；

转动轴套(8)的另一端伸入U型缺口的另一边且与U型缺口的该边之间间隙配合或转动连接，第二电机的输出轴与转动轴套(8)的该端同轴连接；第一连接杆(9)的一端与转动轴套(8)垂直连接，第一连接杆(9)的另一端与第一伸缩装置固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置，其特征在于，第一伸缩装置包括缸筒(10)、缸杆(11)和第三电机(14)，缸筒(10)与第二驱动机构连接，缸杆(11)安装在缸筒(10)内，缸杆(11)的外端安装有圆盘(12)，圆盘(12)与第二伸缩装置以及第三伸缩装置连接；第三电机(14)安装于圆盘(12)上，第三电机(14)的输出轴上同轴连接有螺杆，缸筒(10)上设置有与该螺杆配合连接的螺母。

5.根据权利要求1所述的一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置，其特征在于，第二伸缩装置和第三伸缩装置均采用伸缩杆。

6.根据权利要求5所述的一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置，其特征在于，第二伸缩装置和第三伸缩装置的固定端均在外部套设有固定轴套。

7.根据权利要求1所述的一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置，其特征在于，回收漏斗(31)的口部形状采用矩形，回收漏斗(31)口部的长边与第三伸缩装置的轴线垂直。

8.根据权利要求1所述的一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置，其特征在于，供水装置包括水箱(34)和第一定量泵(35)，水箱(34)安装于车斗(1)上，第一定量泵(35)的入口与水箱(34)连通，第一定量泵(35)的出口与高压水喷头(22)连接；

供清洗液装置包括清洗剂箱(41)和第二定量泵(42)，清洗剂箱(41)安装于车斗(1)上，第二定量泵(42)的入口与清洗剂箱(41)连通，第二定量泵(42)的出口与清洗剂雾化喷头(26)连接；

废液收集装置包括污水箱(48)，污水箱(48)安装于车斗(1)上，回收漏斗(31)的出口通过管路与污水箱(48)连接。

9.根据权利要求1所述的一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置，其特征在于，还包括控制器和能够对太阳能板的特征与位姿进行识别的识别摄像头(27)，识别摄像头(27)与所述控制器连接，所述控制器还与第一伸缩装置、供水装置、供清洗液装置、第一驱动机构以及第二驱动机构连接。

10.根据权利要求1所述的一种多自由度悬臂式太阳能板清洗装置，其特征在于，还包括行驶装置，车斗(1)安装于行驶装置上。

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