CN115178518A - 跨越式清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种跨越式清扫机器人，包括清扫组件和设在清扫组件两端的行走组件；清扫组件设有辊刷；行走组件包括行走主体、上行走轮、下行走轮、同步链和第一驱动装置；行走主体固定在清扫组件端部；辊刷两端分别与两侧行走主体转动配合；上行走轮、下行走轮和同步链共设有两组，并对称设在清扫组件的端部两侧；上行走轮、下行走轮呈上下设置地转动配合在行走主体侧面，且两个上行走轮间距大于两个下行走轮间距；同步链绕设在同侧上行走轮、下行走轮的外周，且同步链上设有若干凸部或凹部；第一驱动装置固定在行走主体上，并与下行走轮传动连接。本发明可以提高其在相邻光伏板之间移动时的稳定性，更容易跨越具有高度差的光伏板。

Description

跨越式清扫机器人

技术领域

本发明涉及光伏清扫技术领域，特别是指一种跨越式清扫机器人。

背景技术

光伏发电，也即太阳能发电，得益于其“有阳光即可发电”的优势，在一众清洁能源中脱颖而出，使得光伏产业目前仍在不断地发展壮大、商业化。

现有的大多数光伏发电阵列都安装了追光***，使得光伏板可以根据光照角度进行转动而改变自身倾角，从而保证光伏板可以一直朝向太阳，以获得最大的发电效率。随着技术的发展，追光***也从早期的同步驱动多块光伏板转动相同角度的方式改进成各个光伏板之间独立转动，进而实现同一时刻不同的光伏板之间的倾角可以有所不同，以解决外界因素对于光照的干扰。

由于大型的光伏发电站一般都是分布在戈壁荒漠中，光伏板的表面极易被风扇覆盖。为避免光伏板表面的清洁程度影响到发电效率，需要定期对光伏板表面进行清洁工作，目前一般采用清扫机器人对光伏板进行自动清洁，在进行清洁工作时，清扫机器人需要跨越相邻的光伏板实现移动。目前的清扫机器人的行走模式有的采用轮式行走，有的采用履带式行走，还有的采用吸盘模式实现行走功能，但这些行走功能都难以跨越光伏板因追光***导致的相邻光伏板倾角不同而形成的高度差，清扫机器人在相邻光伏板之间移动时容易产生整机抬高或俯冲状态，造成整机晃动严重，严重时可能导致清扫机器人从光伏板上脱落而摔毁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种跨越式清扫机器人，可以提高其在相邻光伏板之间移动时的稳定性，更容易跨越具有高度差的光伏板。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种跨越式清扫机器人，包括清扫组件和设置在所述清扫组件两端的行走组件；所述清扫组件设置有用于清扫的辊刷；所述行走组件包括行走主体、上行走轮、下行走轮、同步链和第一驱动装置；所述行走主体固定在所述清扫组件的端部；所述辊刷的两端分别与两侧的行走主体转动配合；所述上行走轮、下行走轮和同步链共设置有两组，并对称设置在所述清扫组件的端部两侧；所述上行走轮、下行走轮呈上下设置地转动配合在所述行走主体的侧面，且两个上行走轮的间距大于两个下行走轮的间距；所述同步链绕设在同侧的上行走轮、下行走轮的外周，且所述同步链上设置有若干凸部或凹部；所述第一驱动装置固定在所述行走主体上，并与所述下行走轮传动连接。

所述行走主体以箱体的形式包覆在所述第一驱动装置的表面。

所述上行走轮、下行走轮的周面上均设置有活动槽，所述活动槽的宽度随着深度的增加而减少。

所述同步链由橡胶材料制成，并内置有金属内芯；所述同步链的表面均匀设置有若干环状凹槽，或所述同步链替换为皮带或履带。

所述第一驱动装置为固定在所述行走主体上的电机，其转轴垂直于所述下行走轮的转轴，两者之间通过两个第一斜齿轮传动连接。

所述第一驱动装置仅设置一个，所述第一驱动装置通过两组第一斜齿轮分别与其两侧的下行走轮传动连接；位于所述清扫组件同侧的两个下行走轮通过联杆同轴连接。

所述行走组件还包括安装在所述行走主体上的悬挂轮；所述悬挂轮的轴线方向呈竖向设置，并与所述上行走轮传动连接。

所述悬挂轮与所述上行走轮之间通过两个第二斜齿轮传动连接。

所述清扫组件包括所述辊刷，以及清扫主体、第二驱动装置、电控装置和电控外壳；所述行走主体固定在所述清扫主体的两端；所述第二驱动装置安装在其中一个行走主体上，并与所述辊刷传动连接；所述电控装置安装在所述清扫主体上，用于控制所述第一驱动装置和第二驱动装置；所述电控外壳安装在所述清扫主体上，并罩设所述电控装置。

所述清扫组件还包括竖杆和若干钢绳；所述竖杆垂直连接在所述清扫主体中部的上表面；所述钢绳的两端分别连接所述竖杆的顶端与所述行走主体；或者所述钢绳替换为钢丝或钢杆。

所述清扫组件还包括中行走轮；所述清扫主体的下表面设置有中间支架；所述中间支架的两侧均转动配合有所述中行走轮，所述中行走轮与同侧的下行走轮同高度设置且同轴连接；所述辊刷设置有两根，所述辊刷的外侧端部与同侧的行走主体转动配合，所述辊刷的内侧端部与所述中间支架转动配合。

采用上述技术方案后，本发明在进行清扫工作时，当移动至具有一定跨度且具有高度差的两块光伏板之间时，由于上行走轮、下行走轮的相对位置使得同步链形成倾斜的侧边，清扫机器人移动时同步链与光伏板的边框接触，并在同步链绕着上行走轮/下行走轮转动的过程中，通过其上的凸部/凹部增加与光伏板的边框之间的摩擦力，从而使得清扫机器人的一侧沿着光伏板的边框逐渐往上爬，清扫机器人在相邻的、具有跨度和高度差的光伏板之间进行移动时更加平稳，不容易产生剧烈的晃动，有助于保护光伏板和清扫机器人。

附图说明

图1为本发明具体实施例的立体图；

图2为本发明具体实施例的主视图；

图3为本发明具体实施例的俯视图；

图4为本发明具体实施例的部分结构示意图；

图5为图4中A处的放大图；

图6为本发明具体实施例的使用示意图；

图7为图6中B处的放大图；

附图标号说明：

1----清扫组件； 11---辊刷； 12---清扫主体；

121--中间支架； 13---电控装置； 14---电控外壳；

15---竖杆； 16---拉绳； 17---中行走轮；

2----行走组件； 21---行走主体； 22---上行走轮；

221--活动槽； 23---下行走轮； 24---同步链；

241--环状凹槽； 25---第一驱动装置； 26---第一斜齿轮；

27---联杆； 28---悬挂轮； 29---第二斜齿轮；

3----光伏板。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明实施例的详细描述并非旨在限制本发明要保护的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明所要保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的实施例而简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

此外，本发明提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

参考图1至图5所示，本发明公开了一种跨越式清扫机器人，包括清扫组件1和设置在清扫组件1两端的行走组件2；

清扫组件1设置有用于清扫的辊刷11；

行走组件2包括行走主体21、上行走轮22、下行走轮23、同步链24和第一驱动装置25；

行走主体21固定在清扫组件1的端部；辊刷11的两端分别与两侧的行走主体21转动配合；

上行走轮22、下行走轮23和同步链24共设置有两组，并对称设置在清扫组件1的端部两侧；上行走轮22、下行走轮23呈上下设置地转动配合在行走主体21的侧面，且两个上行走轮22的间距大于两个下行走轮23的间距；

同步链24绕设在同侧的上行走轮22、下行走轮23的外周，且同步链24上设置有若干凸部或凹部；

第一驱动装置25固定在行走主体21上，并与下行走轮23传动连接。

以下示出了本发明的具体施例。

本实施例中，行走主体21以箱体的形式存在，从而将第一驱动装置25保护在内，免受风沙的干扰和侵蚀。

参见图5，上述上行走轮22、下行走轮23的周面上均设置有活动槽221，活动槽221的宽度随着深度的增加而减少，也即活动槽221的截面呈V型，同步链24套设在活动槽221内以后可以与上行走轮22/下行走轮23紧配合，以使得同步链24随着下行走轮23的转动而被张紧，实现在跨高度爬升时更加有力。

上述同步链24由橡胶材料制成，并内置有金属内芯；同步链24的表面均匀设置有若干环状凹槽241（亦或是环状凸块）。使用橡胶材料成型同步链24，使得同步链24具有一定的弹性，在与光伏板的边框接触时不容易磨损边框，而内置的金属内芯又可以保证同步链24具有足够的韧性和强度。此外，上述同步链24还可以替换为皮带或履带等带状结构，只要在安装时保证其张紧力即可。

参见图5，上述第一驱动装置25为固定在行走主体21上的电机；为缩小行走主体21的厚度（也即缩小清扫机器人的长度），第一驱动装置25的转轴垂直于下行走轮23的转轴，两者之间通过两个第一斜齿轮26实现传动连接，使得第一驱动装置25的转轴处在清扫机器人的宽度方向上，不会过多地增加清扫机器人的长度。

进一步地，上述第一驱动装置25仅设置一个，第一驱动装置25通过两组第一斜齿轮26（每组两个）分别与其两侧的下行走轮23传动连接；同时，位于清扫组件1同侧的两个下行走轮23通过联杆27实现同轴连接，从而实现仅用一个电机就可以同步驱动两组行走组件2。

上述行走组件2还包括安装在行走主体21上的悬挂轮28；悬挂轮28的轴线方向呈竖向设置，并与上行走轮22传动连接。由于光伏板通常是倾斜设置，悬挂轮28用于悬挂清扫机器人以防止其从光伏板上滑落。

进一步地，上述悬挂轮28与上行走轮22之间通过两个第二斜齿轮29实现传动连接。

参见图1和图4，上述清扫组件1包括上述的辊刷11，以及清扫主体12、第二驱动装置（图中未示出）、电控装置13和电控外壳14；行走主体21固定在清扫主体12的两端；第二驱动装置安装在其中一个行走主体21上，并与辊刷11传动连接；电控装置13安装在清扫主体12上，用于控制第一驱动装置25和第二驱动装置；电控外壳14安装在清扫主体12上，并罩设电控装置13。

进一步地，上述清扫组件1还包括竖杆15和若干钢绳16；竖杆15垂直连接在清扫主体12中部的上表面；钢绳16的两端分别连接竖杆15的顶端与行走主体21。当清扫机器人较长时，为防止清扫主体12在两端行走组件2的重力下发生变形，通过竖杆15和钢绳16提供向上、向清扫主体12中部的拉力，可以使得清扫主体12保持形状。此外，钢绳16还可以替换为钢丝或钢杆。

再者，上述清扫组件1还包括中行走轮17；清扫主体12的下表面设置有中间支架121；中间支架121的两侧均转动配合有中行走轮17，中行走轮17与同侧的下行走轮23同高度设置且同轴连接；辊刷11设置有两根，辊刷11的外侧端部与同侧的行走主体21转动配合，辊刷11的内侧端部与中间支架121转动配合。通过设置中行走轮17后，当清扫机器人的长度较长时，与下行走轮23同步转动的中行走轮17可以为清扫主体12提供支撑作用，进一步解决其因长度过长而容易变形的问题。

此外，上述第二驱动装置为设置在行走主体21上的电机，与第一驱动装置25同理，根据电机转轴的设置方向，可以直接与辊刷11的转轴进行同轴连接（如采取键连接的方式），或者通过斜齿轮与辊刷11的转轴传动连接。

参考图6和图7所示，本发明在进行清扫工作时，当清扫机器人移动至具有一定跨度且具有高度差的两块光伏板3之间时，由于上行走轮22、下行走轮23的相对位置使得同步链24形成倾斜的侧边（整体行走组件2呈倒梯形），清扫机器人移动时同步链24与光伏板3的边框接触，并在同步链24绕着上行走轮22/下行走轮23转动的过程中，通过其上的凸部/凹部增加与光伏板3的边框之间的摩擦力，从而使得清扫机器人的一侧沿着光伏板3的边框逐渐往上爬，清扫机器人在相邻的、具有跨度和高度差的光伏板3之间进行移动时更加平稳，不容易产生剧烈的晃动，有助于保护光伏板3和清扫机器人。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (11)

1.一种跨越式清扫机器人，其特征在于：

包括清扫组件和设置在所述清扫组件两端的行走组件；

所述清扫组件设置有用于清扫的辊刷；

所述行走组件包括行走主体、上行走轮、下行走轮、同步链和第一驱动装置；

所述行走主体固定在所述清扫组件的端部；所述辊刷的两端分别与两侧的行走主体转动配合；

所述上行走轮、下行走轮和同步链共设置有两组，并对称设置在所述清扫组件的端部两侧；所述上行走轮、下行走轮呈上下设置地转动配合在所述行走主体的侧面，且两个上行走轮的间距大于两个下行走轮的间距；

所述同步链绕设在同侧的上行走轮、下行走轮的外周，且所述同步链上设置有若干凸部或凹部；

所述第一驱动装置固定在所述行走主体上，并与所述下行走轮传动连接。

2.根据权利要求1所述的跨越式清扫机器人，其特征在于：

所述行走主体以箱体的形式包覆在所述第一驱动装置的表面。

3.根据权利要求1所述的跨越式清扫机器人，其特征在于：

所述上行走轮、下行走轮的周面上均设置有活动槽，所述活动槽的宽度随着深度的增加而减少。

4.根据权利要求1所述的跨越式清扫机器人，其特征在于：

所述同步链由橡胶材料制成，并内置有金属内芯；所述同步链的表面均匀设置有若干环状凹槽，或所述同步链替换为皮带或履带。

5.根据权利要求1所述的跨越式清扫机器人，其特征在于：

所述第一驱动装置为固定在所述行走主体上的电机，其转轴垂直于所述下行走轮的转轴，两者之间通过两个第一斜齿轮传动连接。

6.根据权利要求5所述的跨越式清扫机器人，其特征在于：

所述第一驱动装置仅设置一个，所述第一驱动装置通过两组第一斜齿轮分别与其两侧的下行走轮传动连接；位于所述清扫组件同侧的两个下行走轮通过联杆同轴连接。

7.根据权利要求1所述的跨越式清扫机器人，其特征在于：

所述行走组件还包括安装在所述行走主体上的悬挂轮；所述悬挂轮的轴线方向呈竖向设置，并与所述上行走轮传动连接。

8.根据权利要求7所述的跨越式清扫机器人，其特征在于：

所述悬挂轮与所述上行走轮之间通过两个第二斜齿轮传动连接。

9.根据权利要求1所述的跨越式清扫机器人，其特征在于：

所述清扫组件包括所述辊刷，以及清扫主体、第二驱动装置、电控装置和电控外壳；所述行走主体固定在所述清扫主体的两端；所述第二驱动装置安装在其中一个行走主体上，并与所述辊刷传动连接；所述电控装置安装在所述清扫主体上，用于控制所述第一驱动装置和第二驱动装置；所述电控外壳安装在所述清扫主体上，并罩设所述电控装置。

10.根据权利要求9所述的跨越式清扫机器人，其特征在于：

所述清扫组件还包括竖杆和若干钢绳；所述竖杆垂直连接在所述清扫主体中部的上表面；所述钢绳的两端分别连接所述竖杆的顶端与所述行走主体；或者所述钢绳替换为钢丝或钢杆。

11.根据权利要求10所述的跨越式清扫机器人，其特征在于：

所述清扫组件还包括中行走轮；所述清扫主体的下表面设置有中间支架；所述中间支架的两侧均转动配合有所述中行走轮，所述中行走轮与同侧的下行走轮同高度设置且同轴连接；所述辊刷设置有两根，所述辊刷的外侧端部与同侧的行走主体转动配合，所述辊刷的内侧端部与所述中间支架转动配合。

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